JP2018112469A - 感知センサ、情報処理装置、感知方法及びソフトウェア - Google Patents
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Abstract
【課題】試料液中の感知対象物である成分の量を周波数変化を利用して測定する感知センサにより測定するにあたり、簡易に信頼性の高い測定を行う技術を提供すること。【解決手段】試料液中の感知対象物の濃度を水晶振動子３の周波数変化量に基づいて測定するにあたって、水晶振動子３を備えた感知センサ２にセンサ情報を格納したセンサ情報部２７を設けている。そして試料液を測定する前に操作盤４においてセンサ情報を読み取って、センサ情報に基づいて検量線式を作成している。さらに感知センサ２に試料液を注入して水晶振動子３の周波数変化量を測定し、周波数変化量と検量線式とに基づいて感知対象物１００の濃度を測定している。従って感知センサ２に対応した検量線式を簡単に取得することができ信頼性の高い測定を行うことができる。【選択図】図１１
Description
本発明は、感知対象物がその表面に設けられた吸着層に吸着することで、固有振動数が変わる圧電振動子を用いて、試料液中の感知対象物を感知する技術分野に関する。
臨床分野において、例えば血糖値の自己モニタリングに代表されるＰＯＣＴ(Point of care Testing)と呼ばれる簡便な方法が普及しており、試料液中の感知対象物、例えば微量なタンパク質を感知する方法として、例えば特許文献１に示すようなＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）を利用した感知センサを用いた感知装置が示されている。ＱＣＭは励振電極の表面に感知対象物を抗原抗体反応により吸着する吸着層が設けられた水晶振動子を用い、試料液中の感知対象物の吸着による質量負荷を、水晶振動子の周波数の変化として捉えて、感知対象物の定量を行うものである。この基本原理を利用し医療現場での診断や食品検査にも用いられている簡易計測への応用も可能である。
このような感知装置においては、感知対象物の濃度を測定するにあたって、予め作成された感知対象物を感知センサに供給したときの周波数変化量と、感知対象物の濃度と、を対応付けた検量線を作成している。そして感知センサに試料液を供給したときの周波数変化量と、検量線と、により試料液中に含まれる感知対象物の濃度を測定する。
ところで感知センサは、生産ロットごとに抗体膜の精度にバラ付きがあるため、生産ロットごとに検量線の作成を行う必要がある。そのためユーザーは、感知対象物の測定を行う前に、当該生産ロットの感知センサに対応した検量線の作成を行い作成した検量線を用いて、感知対象物の濃度を測定する必要がある。しかしながら正確な検量線を作成するには、高度な専門性や、実験室における詳細な測定が必要になる問題がある。また例えば複数種の感知対象物を測定するにあたっては、各々の感知対象物に対応した検量線を作成する必要があり、多くの時間や労力を要する問題があった。
ところで感知センサは、生産ロットごとに抗体膜の精度にバラ付きがあるため、生産ロットごとに検量線の作成を行う必要がある。そのためユーザーは、感知対象物の測定を行う前に、当該生産ロットの感知センサに対応した検量線の作成を行い作成した検量線を用いて、感知対象物の濃度を測定する必要がある。しかしながら正確な検量線を作成するには、高度な専門性や、実験室における詳細な測定が必要になる問題がある。また例えば複数種の感知対象物を測定するにあたっては、各々の感知対象物に対応した検量線を作成する必要があり、多くの時間や労力を要する問題があった。
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、試料液中の感知対象物である成分の量を周波数変化を利用して測定する感知センサにより測定するにあたり、簡易に信頼性の高い測定を行う技術を提供することにある。
本発明の感知センサは、試料液中の感知対象成分の濃度を圧電振動子の周波数変化として検出するための感知センサにおいて、
前記試料液が供給される供給領域を備えた本体部と、
前記供給領域に臨むように設けられ、感知対象物を捕捉する捕捉層が形成された圧電振動子と、
前記圧電振動子の電極に接続された導電路を周波数測定部に着脱自在に接続するための接続端子部と、
前記感知対象物の濃度と試料液の供給前後の圧電振動子の周波数変化量との関係を示す検量線を規定するための検量線情報が記憶された情報格納部と、を備えたことを特徴とする。
前記試料液が供給される供給領域を備えた本体部と、
前記供給領域に臨むように設けられ、感知対象物を捕捉する捕捉層が形成された圧電振動子と、
前記圧電振動子の電極に接続された導電路を周波数測定部に着脱自在に接続するための接続端子部と、
前記感知対象物の濃度と試料液の供給前後の圧電振動子の周波数変化量との関係を示す検量線を規定するための検量線情報が記憶された情報格納部と、を備えたことを特徴とする。
本発明の情報処理装置は、上述の感知センサの情報格納部に記憶されている前記検量線情報を読み取る読み取り部と、
前記周波数測定部の測定結果から求められた試料液の供給前後における圧電振動子の周波数変化量と前記検量線の情報とに基づいて試料液中の感知対象成分の濃度を求めるデータ処理部と、を備えたことを特徴とする。
前記周波数測定部の測定結果から求められた試料液の供給前後における圧電振動子の周波数変化量と前記検量線の情報とに基づいて試料液中の感知対象成分の濃度を求めるデータ処理部と、を備えたことを特徴とする。
本発明の感知方法は上述の感知センサと、前記周波数測定部と、上述の情報処理装置とを用い、
前記情報格納部の検量線情報を取得し、検量線を規定する工程と、
前記感知センサを周波数測定部に接続し、試料液の供給前後における圧電振動子の周波数変化量を求める工程と、
前記周波数変化量と検量線情報に規定される検量線とから試料液中の感知対象物の濃度を求める工程と、を含むことを特徴とする。
前記情報格納部の検量線情報を取得し、検量線を規定する工程と、
前記感知センサを周波数測定部に接続し、試料液の供給前後における圧電振動子の周波数変化量を求める工程と、
前記周波数変化量と検量線情報に規定される検量線とから試料液中の感知対象物の濃度を求める工程と、を含むことを特徴とする。
本発明のソフトウェアは、上述の情報処理装置に用いられるプログラムを含むソフトウェアであって、
前記プログラムは、
前記情報格納部の検量線情報を読み取り検量線を規定するステップと、
周波数測定部の測定結果から求められた試料液の供給前後における圧電振動子の周波数変化量と前記検量線とに基づいて試料液中の感知対象成分の濃度を求めるステップと、を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
前記プログラムは、
前記情報格納部の検量線情報を読み取り検量線を規定するステップと、
周波数測定部の測定結果から求められた試料液の供給前後における圧電振動子の周波数変化量と前記検量線とに基づいて試料液中の感知対象成分の濃度を求めるステップと、を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
本発明は、試料液中の感知対象物の濃度を圧電振動子の周波数変化量に基づいて測定するにあたって、圧電振動子を備えた感知センサにセンサ情報を格納した情報格納部を設けている。そして試料液を測定する前にセンサ情報を取得し、センサ情報に基づいて検量線式を作成し、圧電振動子の周波数変化量と、検量線式とに基づいて感知対象物の濃度を測定している。従って感知センサに対応した検量線式を簡単に取得することができ信頼性の高い測定を行うことができる。
以下本発明に係る感知方法を実行する感知装置について説明する。この感知装置は、図１に示すように感知対象物を含む試料液が供給される感知センサ２と、この感知センサ２が着脱自在に接続される発振回路を備えた周波数測定部である周波数測定ユニット１０と、この周波数測定ユニット１０から出力される周波数差の情報を受信し、試料液の濃度の演算を行うソフトウェアを備えた情報処理装置である操作盤４と、操作盤４にて演算された演算結果を出力するための出力部であるプリンタ５と、を備えている。
感知センサ２はマイクロ流体チップを利用し、例えば試料となる試料液中に含まれる感知対象物、例えば抗原であるアレルゲンなどの感知対象の成分の量を検出することができるように構成されている。感知センサ２は、図２、図３に示すように配線基板２１と、試料液を注入する注入口２２を備えた本体部２０と、圧電振動子である水晶振動子３と、を備えている。水晶振動子３は、水晶片３０の表面側に例えばＡｕ（金）により形成される励振電極３２、３３が設けられており、裏面側に、励振電極３２、３３に対向するように励振電極３４、３５が設けられている。この励振電極３２と励振電極３４とに挟まれた領域は、第１の振動領域６１となり、励振電極３３と励振電極３５とに挟まれた領域は、第２の振動領域６２となる。
水晶振動子３は、図２に示す本体部２０内において配線基板２１の上面側に固定されており、水晶振動子３に設けられた励振電極３２、３３は配線基板２１の表面を伸びる導電路２６と、励振電極３４、３５は夫々導電路２４、２５と、電気的に接続されている。導電路２４、２５及び２６は、は夫々所配線基板２１における本体部２０の外部に形成された接続端子部２３に引き回されている。
表面側の励振電極３２、３３の内の一方の励振電極３２の表面には、図４に示すような感知対象物１００、例えばアレルゲンと選択的に結合する捕捉層である吸着層３６が設けられている。感知センサ２の内部には、注入口２２に接続され水晶振動子３の表面側に試料液を供給するための、例えば試料液の流路で構成される供給領域が形成されており、供給領域には、水晶振動子３の表面側の励振電極３２、３３が流路に流れ方向に対して左右に並ぶように配置されている。
表面側の励振電極３２、３３の内の一方の励振電極３２の表面には、図４に示すような感知対象物１００、例えばアレルゲンと選択的に結合する捕捉層である吸着層３６が設けられている。感知センサ２の内部には、注入口２２に接続され水晶振動子３の表面側に試料液を供給するための、例えば試料液の流路で構成される供給領域が形成されており、供給領域には、水晶振動子３の表面側の励振電極３２、３３が流路に流れ方向に対して左右に並ぶように配置されている。
また本体部２０の上面には、感知センサ２のセンサ情報が２次元バーコードなどで書き込まれた情報格納部であるセンサ情報部２７が設けられている。センサ情報としては、例えば識別コード、製造番号、ロット番号、製作日、品質保証期間、顧客コード、計測コード、の感知センサ２の生産情報と共に、後述する感知対象となる感知対象物における検量線を規定するための近似曲線の種類及び当該近似曲線における定数Ａ〜Ｃの値の検量線情報が書き込まれている。
この近似曲線の種類、近似曲線における定数Ａ〜Ｃの値については、例えばメーカーにより感知センサ２の生産ロット毎に予め検量線の作成が行われ、当該検量線における近似曲線の種類（検量線式の種類）、及び定数値が取得されて書き込まれている。
この近似曲線の種類、近似曲線における定数Ａ〜Ｃの値については、例えばメーカーにより感知センサ２の生産ロット毎に予め検量線の作成が行われ、当該検量線における近似曲線の種類（検量線式の種類）、及び定数値が取得されて書き込まれている。
図３に戻って、周波数測定ユニット１０は、例えばコルピッツ回路で構成される第１の発振回路６３及び第２の発振回路６４を備えている。周波数測定ユニット１０には、図１に示すように側面に感知センサ２の接続端子部２３が着脱自在に接続される接続部１１が形成されている。接続部１１の内部には、感知センサ２に形成された導電路２４、２５、２６と対応するように形成された図示しない端子部が形成されており、上記の感知センサ２の接続端子部２３が周波数測定ユニット１０の全面に形成された接続部１１に挿入されると、導電路２６が接地され、導電路２４、２５が夫々第１の発振回路６３、第２の発振回路６４と電気的に接続される。そして第１の発振回路６３は第１の振動領域６１を、第２の発振回路６４は第２の振動領域６２を夫々発振させる。
また周波数測定ユニット１０は、スイッチ部６５と、周波数検出部６６と、周波数差演算部６７と、を備えている。また周波数測定ユニット１０の上面には、表示部１２及びエラーランプや、正常ランプを点灯させるランプ部１３が設けられている。第１及び第２の発振回路６３、６４の出力側は、スイッチ部６５と接続され、スイッチ部６５の後段に設けられた周波数検出部６６は、第１及び第２の発振回路６１、６２から入力される周波数信号のディジタル処理を行う。具体的に説明すると、第１の発振回路６１により出力される発振周波数「Ｆ１」の時系列データと、第２の発振回路６２により出力される発振周波数「Ｆ２」の時系列データと、を取得する。本発明の感知装置では、スイッチ部６５により、周波数検出部６６と第１の発振回路６１と接続するチャンネル１と、周波数検出部６６と第２の発振回路６４と接続するチャンネル２とを交互に切り替えた間欠発振を行うことにより、感知センサ２の２つの振動領域６１、６２間の干渉を避け、安定した周波数信号を取得できるようにしている。
周波数差演算部６７はコンピュータからなる。図中の７０はバスであり、バス７０には各種演算を行うＣＰＵ７１と、測定プログラム７２と、メモリ７３と、が接続されている。メモリ７３は、各チャンネルから出力された周波数計測値に相当する周波数信号の時系列データを記憶する。測定プログラム７２は、スイッチ部６５を切り替える信号を発信し、周波数検出部６６で測定されたチャンネル１及びチャンネル２から出力される周波数信号のディジタル値の時分割データに基づいて、演算処理を行い、例えば２つの振動領域６１、６２の周波数差に基づく周波数差測定値を計測するステップ群が組み込まれている。
周波数差測定値について説明すると、試料液中に例えばアレルゲンなどの感知対象物１００が含まれる場合には、供給領域に試料液を通流すると、試料液中に含まれる感知対象物１００の濃度に比例する量の当該感知対象物１００が励振電極３２の表面に設けられている吸着層３６に、例えば疎水結合により吸着される。これにより当該励振電極３２の質量に、吸着層３６に吸着された感知対象物１００の質量が負荷される。この時第１の発振回路６３から取り出される周波数は、図５に示すように感知対象物１００が吸着された後、極小値を示すように変化する。そしてベースライン例えば、試料液供給前における出力周波数から極小値となる周波数までの周波数差は、吸着層３６に吸着された感知対象物１００の量に従う質量負荷効果により決定される。
上述の感知センサ２は、共通の水晶片３０に第１及び第２の振動領域６１、６２を形成している。試料液に感知対象物１００が含まれる場合には、第１の振動領域６１から取り出される周波数は、試料液の温度や粘性により周波数が変化することに加えて、当該感知対象物１００が抗原抗体反応により吸着層に吸着され、質量負荷効果によりさらに低下した周波数となるため、感知センサ２に試料液を供給すると、図６（ａ）に示すようにチャンネル１から出力される発振周波数Ｆ１におけるベースラインからの周波数の変化値はｆ１となる。その一方で第２の振動領域６２には、吸着層３６を設けていないため、感知対象物１００が吸着されず、質量負荷効果による周波数の変化が生じない。そのため第２の振動領域６２と接続されたチャンネル２から出力される発振周波数Ｆ２においては、試料液の温度や粘性に応じてベースラインからの周波数の変化値はΔｆとなる。
第１の振動領域６１と第２の振動領域６２とは共通の水晶片３０上に形成され、感知センサ２における試料液の共通の供給領域に配置しているため、試料液の温度や粘性は、同じ条件であると見做すことができる。従って第１の振動領域６１の発振周波数Ｆ１の周波数変化ｆ１から、第２の振動領域６２の発振周波数Ｆ２の周波数変化Δｆを引くことにより、試料液の温度や粘性による周波数の変化をキャンセルすることができる。従って、周波数差演算部６７においては、感知対象物１００の吸着による質量負荷効果に対応した周波数変化量である周波数差測定値ｆ´（ｆ１−Δｆ＝ｆ´）が出力される。
図３に戻って、操作盤４は、例えばタブレット端末などで構成され、コンピュータで構成されたデータ処理部である検量線演算部４２を備えている。検量線演算部４２は、ＣＰＵ４４と、演算プログラム４５と、ワークメモリ４６と、センサデータメモリ４７と、を備えている。また検量線演算部４２は、二次元バーコードを読み取るための例えば光学的読み取り手段などの読み取り部４０からセンサ情報が入力されるように構成されると共に、図１に示す表示部４１が接続されている。また検量線演算部４から、例えばプリンタ５などの演算出力部に演算結果が出力されるように構成されている。
演算プログラム４５は、読み取り部４０にて読み取った感知センサ２のセンサ情報に含まれる検量線情報に基づいて、当該感知センサ２の生産ロットに対応した検量線を作成すると共に、周波数差演算部６７から出力される周波数差測定値ｆ´を受信して、周波数差測定値ｆ´と、作成した検量線の検量線式とに基づいて試料液の濃度を求める。
演算プログラム４５は、読み取り部４０にて読み取った感知センサ２のセンサ情報に含まれる検量線情報に基づいて、当該感知センサ２の生産ロットに対応した検量線を作成すると共に、周波数差演算部６７から出力される周波数差測定値ｆ´を受信して、周波数差測定値ｆ´と、作成した検量線の検量線式とに基づいて試料液の濃度を求める。
検量線について説明する。既述のように吸着層３６に吸着した感知対象物１００の重量により周波数差測定値が決まる。そして抗原抗体反応を用いて感知対象物１００を吸着しているため、当該抗原抗体反応の反応速度と、試料液中の感知対象物の濃度（抗原濃度）とにより、感知対象物１００の吸着量が決定される。従って周波数差測定値と、感知対象物の濃度と、を対応させた検量線を求めておき、周波数差測定値を検量線に当てはめることにより、例えば検量線を数式で表した検量線式に周波数差を代入することにより、感知対象物の濃度を算出することができる。
図７〜１０は、夫々Ａ〜Ｄの４種類のアレルゲンの検量線を示している。検量線は、感知対象物となるアレルゲンの種別により異なり、各アレルゲンごとに最適な検量線を数式で表した検量線式を作成するための近似式が異なる。そのため図７〜図１０に示すように例えばＡアレルゲンの場合には、二次関数の近似式、Ｂアレルゲンの場合には、一次関数の近似式、Ｃアレルゲンの場合には、対数関数の近似式、Ｄアレルゲンの場合には、指数関数で示される近似式を適用した検量線式が最適となる。
図７〜１０は、夫々Ａ〜Ｄの４種類のアレルゲンの検量線を示している。検量線は、感知対象物となるアレルゲンの種別により異なり、各アレルゲンごとに最適な検量線を数式で表した検量線式を作成するための近似式が異なる。そのため図７〜図１０に示すように例えばＡアレルゲンの場合には、二次関数の近似式、Ｂアレルゲンの場合には、一次関数の近似式、Ｃアレルゲンの場合には、対数関数の近似式、Ｄアレルゲンの場合には、指数関数で示される近似式を適用した検量線式が最適となる。
そのためセンサデータメモリ４７内には、検量線式として用いる関数式のひな形が記憶されている。例えばＹを周波数差測定値ｆ´、Ｘを感知対象物の濃度（抗原濃度）とすると、例えば以下の式１〜式４が記憶されている。
式１：Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ
式２：Ｙ＝ＡＸ２＋ＢＸ＋Ｃ
式３：Ｙ＝Ａｌｎ（Ｘ）＋Ｂ
式４：Ｙ＝ＡＸＢ
そして後述のように感知対象物の種別ごとに最適な近似式が選択される。また同じ感知対象物を対象とする感知センサ２においてもその生産ロットにより、吸着層３６の吸着性能にばらつきがあり、検量線式の傾き等が異なってくる。そのため感知センサ２の生産ロット毎に各々の式における定数部分（Ａ〜Ｃ）を設定することにより、近似式を作成できるように構成されている。
式１：Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ
式２：Ｙ＝ＡＸ２＋ＢＸ＋Ｃ
式３：Ｙ＝Ａｌｎ（Ｘ）＋Ｂ
式４：Ｙ＝ＡＸＢ
そして後述のように感知対象物の種別ごとに最適な近似式が選択される。また同じ感知対象物を対象とする感知センサ２においてもその生産ロットにより、吸着層３６の吸着性能にばらつきがあり、検量線式の傾き等が異なってくる。そのため感知センサ２の生産ロット毎に各々の式における定数部分（Ａ〜Ｃ）を設定することにより、近似式を作成できるように構成されている。
続いて本発明の実施の形態に係る感知装置の作用について図１１に示すフローチャートを参照して説明する。まずステップＳ１にて、感知センサ２に設けられたセンサ情報部２７を読み取り部４０により読みとり、検量線演算部４２に入力する。図１２は、読み取り部４０にて読み取られたセンサ情報を示しており、センサ情報が操作盤４のセンサデータメモリ４７に書き込まれ、表示部４１に表示された状態の一例を示す。この画面には、感知センサ２の識別コード、製造番号、ロット番号、製作日、品質保証期間、顧客コード、計測コード、の感知センサ２の生産情報に加えて、感知対象となる感知対象物における検量線に適用する近似曲線の種類（図１２中、検量線近似）、当該近似曲線における定数Ａ〜Ｃの値（図１２中、検量線式Ａ〜Ｃ）などの検量線情報が読み出される。
操作盤４における演算プログラム４５は、近似曲線の種類、定数Ａ〜Ｃの値を用いて検量線を作成する。この例では、例えば感知センサ２は、Ｂアレルゲンを感知対象としており、図８に示す検量線が用いられるとすると、センサ情報部２７には、近似曲線として式１：Ｙ＝ＡＸ＋Ｂを選択する情報が記載され、定数Ａ〜Ｃには、夫々Ａ＝５４．９２、Ｂ＝１０９．５７、Ｃ＝０という情報が記載されている。そして演算プログラム４５は、式１：Ｙ＝ＡＸ＋Ｂに夫々定数Ａ〜Ｃを入力する。既述のように検量線のＹは、周波数差測定値ｆ´、Ｘは抗原濃度であるため、感知センサ２における検量線式：（周波数差測定値ｆ´）＝５４．９２×（抗原濃度）＋１０９．５７が取得され、センサデータメモリ４７に書き込まれる。
続いてステップＳ２において、当該感知センサ２を周波数測定ユニット１０に接続し、第１及び第２の発振回路６３、６４を夫々発振させる。操作盤４においては、ステップＳ３に示すように、水晶振動子３が発振され、第１の発振回路６３と第２の発振回路６４との周波数差測定値ｆ´が正常な値で出力されているか否かを確認する。続いてステップＳ４にて、ユーザーが感知センサ２の注入口２２にリン酸緩衝液を注入する。これにより流路をリン酸緩衝液（ＰＢＳ）が流れて供給流路がリン酸緩衝液で満たされる。この結果水晶振動子３の表面側が気相から液相に変わり、水晶振動子３の発振周波数が低下する。この時操作盤４においては、ステップＳ５に示すように周波数測定ユニット１０で測定されている周波数差測定値ｆ´が、水晶振動子の表面が液相で満たされたときの値であるか否かを確認する。さらにステップＳ６において、一定時間ごとに周波数差測定値ｆ´の確認を行い、周波数差測定値として安定した値が出力されていると否かを確認し、ステップＳ６にてＹｅｓである場合周波数測定ユニット１０のランプ部１３に試料液の測定の準備が完了した旨を示すランプを点灯させる。なおこの例では、ステップＳ３、ステップＳ５及びステップＳ６にてＮｏである場合には、ステップＳ１３に示すようにランプ部１３にエラーランプを点灯させて終了する。
続いてステップＳ８に進み、ユーザーは、注入口２２に試料液を注入する。これにより、水晶振動子３の一面側に試料液が満たされ、既述のように試料液に含まれる感知対象物１００が第１の励振電極３２の表面に吸着する。そのため周波数差演算部６７においては、試料液中の感知対象物の濃度（抗原濃度）に対応した周波数差測定値ｆ´が算出される。周波数差測定値ｆ´は、さらに検量線演算部４２に送信されワークメモリ４６に記憶される。なお、ステップＳ８の周波数差測定値の算出後に、流路及び水晶振動子の表面の洗浄が必要な場合には、例えばリン酸緩衝液などの洗浄液を流路に流して、流路及び水晶振動子の表面の洗浄を行う洗浄工程を設けてもよい。
そしてステップＳ９にて周波数差測定値ｆ´を、センサ情報の読み取りにより取得した検量線式：（周波数差測定値ｆ´）＝５４．９２×（抗原濃度）＋１０９．５７に代入し、抗原濃度を算出する。そしてステップＳ１０に進み試料液の測定を継続する場合には、ステップＳ８に戻り、測定を継続する。またステップＳ１０において試料液の測定を終了する場合には、Ｎｏとなり、ステップＳ１１に進み、周波数測定ユニット１０のランプ部１３に測定終了を示すランプを点灯させる。さらにステップＳ１２に進み、測定された試料液の濃度を表示部４１に表示すると共に、測定結果をプリンタ５により印刷して終了する。ステップＳ８〜ステップＳ１０を複数回繰り返す場合には、例えば濃度の測定結果を、例えば検量線演算部４２のワークメモリ４６に記憶させておき、まとめて出力させてもよいし、各試料液の測定毎に表示部４１における結果表示と、プリンタ５による測定結果の印刷を行うようにしてもよい。
上述の実施の形態によれば、試料液中の感知対象物の濃度を水晶振動子３の周波数変化量に基づいて測定するにあたって、水晶振動子３を備えた感知センサ２にセンサ情報を格納したセンサ情報部２７を設けている。そして試料液を測定する前に操作盤４においてセンサ情報を読み取って、センサ情報に基づいて検量線式を作成している。さらに感知センサ２に試料液を注入して水晶振動子３の周波数変化量を測定し、周波数変化量と検量線式とに基づいて感知対象物１００の濃度を測定している。従って感知センサ２に対応した検量線式を簡単に取得することができ信頼性の高い測定を行うことができる。
また一つの感知センサ２において、測定を終了した後、同じ生産ロットの他の感知センサ２を用いて測定を行う場合には、同じ検量線式を使用してもよい。その場合には、センサ情報を読み取り取得した後、ロット番号が同じであるか否かを判定するステップを行い、同じである場合には、検量線式を変更せずにステップ２に進む。またロット番号が異なる場合には、センサ情報から検量線式を作成するようにしてもよい。
なお既述の抗原濃度は、吸着層３６の吸着した抗原による質量増加分より推定した濃度である。抗原の抗体に対する吸着効率は、例えば温度条件などの免疫反応における活性値により異なる。そのため抗原抗体反応の活性により、抗原の濃度を補正して定量化するようにしてもよい。
なお既述の抗原濃度は、吸着層３６の吸着した抗原による質量増加分より推定した濃度である。抗原の抗体に対する吸着効率は、例えば温度条件などの免疫反応における活性値により異なる。そのため抗原抗体反応の活性により、抗原の濃度を補正して定量化するようにしてもよい。
感知センサ２のセンサ情報については、読み取り部４０により読み取って、操作盤４に送信してもよいが、例えば情報格納部として感知センサ２に設けたＩＣにセンサ情報を記憶してもよい。そして感知センサ２を周波数測定ユニット１０に接続したときに周波数測定ユニット１０にて、感知センサ２に設けられているＩＣからセンサ情報を読み出し、操作盤４に送信するようにしてもよい。また読み取り部は操作盤４に設けられていてもよい。さらに情報格納部に当該感知センサ２に適用する検量線式を記憶させてもよい。
さらに周波数測定ユニット１０と操作盤４とは、例えばケーブルなどの有線で接続されていてもよく、あるいは、周波数測定ユニット１０と操作盤４とが一体となるように構成されていてもよい。さらには、例えば共通の制御部により、周波数測定ユニット１０が行う周波数を測定し、周波数変化量を算出するステップ群と、操作盤４が行う検量線情報を取得して検量線を作成し、周波数変化量と検量線とにより試料液の濃度を求めるステップ群とを実行してもよい。
さらに周波数測定ユニット１０と操作盤４とは、例えばケーブルなどの有線で接続されていてもよく、あるいは、周波数測定ユニット１０と操作盤４とが一体となるように構成されていてもよい。さらには、例えば共通の制御部により、周波数測定ユニット１０が行う周波数を測定し、周波数変化量を算出するステップ群と、操作盤４が行う検量線情報を取得して検量線を作成し、周波数変化量と検量線とにより試料液の濃度を求めるステップ群とを実行してもよい。
２ 感知センサ
３ 水晶振動子
４ 操作盤
１０ 周波数測定ユニット
２０ 本体部
２７ センサ情報部
３０ 水晶片
３２〜３５ 励振電極
３６ 吸着層
３７ 感知対象物
４０ 読み取り部
６３ 第１の発振回路
６４ 第２の発振回路
６６ 周波数検出部
３ 水晶振動子
４ 操作盤
１０ 周波数測定ユニット
２０ 本体部
２７ センサ情報部
３０ 水晶片
３２〜３５ 励振電極
３６ 吸着層
３７ 感知対象物
４０ 読み取り部
６３ 第１の発振回路
６４ 第２の発振回路
６６ 周波数検出部
Claims (6)
- 試料液中の感知対象成分の濃度を圧電振動子の周波数変化として検出するための感知センサにおいて、
前記試料液が供給される供給領域を備えた本体部と、
前記供給領域に臨むように設けられ、感知対象物を捕捉する捕捉層が形成された圧電振動子と、
前記圧電振動子の電極に接続された導電路を周波数測定部に着脱自在に接続するための接続端子部と、
前記感知対象物の濃度と試料液の供給前後の圧電振動子の周波数変化量との関係を示す検量線を規定するための検量線情報が記憶された情報格納部と、を備えたことを特徴とする感知センサ。 - 前記情報格納部は、バーコードであることを特徴とする請求項１に記載の感知センサ。
- 前記検量線情報は、複数の関数の中から検量線に対応する関数を選択するための情報であることを特徴とする請求項１または２に記載の感知センサ。
- 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の感知センサの情報格納部に記憶されている前記検量線情報を読み取る読み取り部と、
前記周波数測定部の測定結果から求められた試料液の供給前後における圧電振動子の周波数変化量と前記検量線の情報とに基づいて試料液中の感知対象成分の濃度を求めるデータ処理部と、を備えたことを特徴とする情報処理装置。 - 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の感知センサと、前記周波数測定部と、請求項４に記載の情報処理装置とを用い、
前記情報格納部の検量線情報を取得し、検量線を規定する工程と、
前記感知センサを周波数測定部に接続し、試料液の供給前後における圧電振動子の周波数変化量を求める工程と、
前記周波数変化量と検量線情報に規定される検量線とから試料液中の感知対象物の濃度を求める工程と、を含むことを特徴とする感知方法。 - 請求項４に記載の情報処理装置に用いられるプログラムを含むソフトウェアであって、
前記プログラムは、
前記情報格納部の検量線情報を読み取り検量線を規定するステップと、
周波数測定部の測定結果から求められた試料液の供給前後における圧電振動子の周波数変化量と前記検量線とに基づいて試料液中の感知対象成分の濃度を求めるステップと、を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とするソフトウェア。
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