JP5826557B2 - 感知装置及び感知方法 - Google Patents
感知装置及び感知方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5826557B2 JP5826557B2 JP2011179529A JP2011179529A JP5826557B2 JP 5826557 B2 JP5826557 B2 JP 5826557B2 JP 2011179529 A JP2011179529 A JP 2011179529A JP 2011179529 A JP2011179529 A JP 2011179529A JP 5826557 B2 JP5826557 B2 JP 5826557B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- oscillation circuit
- voltage
- sensing
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 85
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 78
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 4
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 4
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/036—Analysing fluids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/025—Change of phase or condition
- G01N2291/0256—Adsorption, desorption, surface mass change, e.g. on biosensors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
この感知装置に用いられる水晶振動子の電極の上には、抗原抗体反応を利用して抗原を捕捉するための吸着層が形成されている。そしてこの吸着層に抗原を捕捉し、水晶振動子の発振周波数の変化分を抗原の捕捉量、即ち試料液中の感知対象物の濃度として評価するようにしている。このような感知装置には、水晶センサの周波数の安定性を確保するためにアナログコルピッツ発振回路が好適なものとして用いられる。
発振回路を液相中において安定に発振させるためには、水晶振動子のCI値に対し、例えば3倍の発振余裕度が求められる。発振回路の等価直列抵抗に対し、水晶振動子のCI値が相対的に低すぎる場合には、発振の初期安定度や周波数ドリフト、温度特性等に弊害をもたらし、CI値が相対的に高すぎる場合には、発振余裕度が低くなり、溶液中、特に粘性の大きい溶液中では発振が不安定になる。
また、特許文献2においては、発振回路のインバータのサイズを可変な構造とし、外部からの設定によりインバータのサイズを制御し、発振余裕度を確保する技術が記載されている。しかし両文献1、2とも本発明の課題であるCI値の異なる水晶センサを、共通な発振回路で利用可能にする構成については開示されていない。
互いにCI値の異なる複数種別の圧電振動子に対して共通化された発振回路と、
前記発振回路に駆動用の直流電圧を供給する電圧供給部と、
前記発振回路に接続される圧電振動子の種別情報を取り込むための情報取り込み部と、
前記情報取り込み部で取り込まれた種別情報に基づいて前記駆動用の直流電圧を、前記発振回路の負性抵抗が使用される圧電振動子のCI値に見合う負性抵抗になるように調整する電圧調整部と、
を備えたことを特徴とする。
前記電圧調整部は水晶振動子の種別情報とレギュレータを調整するための情報とを対応付けたデータを記憶しているメモリと、
このメモリ内の前記データから、取り込まれた水晶振動子の種別情報に対応する情報を読み出すプログラムと、
を備えたことを特徴としてもよい。
前記圧電振動子を発振させる発振回路に駆動用の直流電圧を供給する工程と、
前記発振回路に接続される圧電振動子の種別情報を取り込む工程と、
前記情報取り込み部で取り込まれた種別情報に基づいて前記駆動用の直流電圧を、前記発振回路の負性抵抗が使用される圧電振動子のCI値に見合う負性抵抗になるように調整する工程と、
を備えたことを特徴とする。
圧電センサを用いた感知装置としては、試料液を溜める方式、通流させる方式など種々のものがあるが、この実施の形態では試料液を溜めて計測を行う感知装置について説明する。図1に示すように、感知装置は感知対象物を含む試料溶液が供給される圧電センサの一つである水晶センサ1とこの水晶センサ1が着脱自在に接続される発振回路ユニット2と、この発振回路ユニット2に接続される本体機3と、この本体機3に接続され、周波数測定部30におけるパラメータの設定及び、周波数情報を表示する役割を果たすパーソナルコンピュータからなるユーザーインターフェイス4と、を備えている。
前述のように液相中で発振を行う場合、発振回路20の負性抵抗は、水晶振動子のCI値の3倍の負性抵抗を持つ回路が推奨されるため、例えば純水中のCI値が150Ω、及び450Ωの水晶センサを用いて発振させる場合、夫々450Ω、1350Ωの負性抵抗を持つ発振回路を準備することが好ましい。
[第2の実施の形態]
また本発明は電圧供給部としてスイッチングレギュレータを用いてもよい。この場合にはスイッチングレギュレータに用いられるスイッチング素子のオン、オフのデューティー比とスイッチングレギュレータの出力電圧(発振装置20への供給電圧)とが対応するので、メモリ44内の電圧データは、水晶センサ1の種別情報と前記デューティー比を設定するためのデータとが対応したものとなる。スイッチングレギュレータは出力電圧を連続的に変えることができることから、新たな種別の水晶センサを追加して使用する場合にもメモリ44内にその種別と当該水晶センサに対応する駆動電圧に相当するデューティー比のデータとを書き込むことにより対応できる。
[第3の実施の形態]
また第3の実施の形態は、使用する水晶センサ1の種別情報を、ユーザーインターフェイス4からオペレータが入力することに代えて、図5に示すように水晶センサ10を発振回路ユニット2に接続したときに、水晶センサ10から発振回路ユニット2を介して制御部40に入力するように構成している。水晶センサ10のプリント基板60には種別情報が書き込まれたメモリを有するICチップ1aが設けられると共に、プリント基板60にはこのICチップ1aから信号路が伸びている。そして当該信号路の端部には、水晶センサ10を発振回路ユニット2に差し込んだときに発振回路ユニット2側の専用の端子部28に接続される端子部27を設けている。また発振回路ユニット2と本体機3とを接続するケーブル23内には水晶センサ10の前記ICチップ1a内のデータを制御部40に送るための信号路が設けられている。従って水晶センサ10を発振回路ユニット2に接続したときにICチップ1aから当該水晶センサ10の種別情報が制御部40に送られ、制御部40はこの種別情報に対応する発振回路20の駆動電圧に対応するデータを読み出してレギュレータ5などの電圧供給部に制御信号を送ることになる。
2 発振回路ユニット
20 発振回路
3 本体機
30 周波数測定部
4 ユーザーインターフェイス
40 制御部
5 レギュレータ
Claims (3)
- 圧電片に設けられた電極上に試料流体中の感知対象物を吸着する吸着層が形成され、感知対象物の吸着により固有振動数が変わる圧電振動子を有する圧電センサを用い、この圧電振動子の発振周波数に基づいて感知対象物を感知する感知装置において、
互いにCI値の異なる複数種別の圧電振動子に対して共通化された発振回路と、
前記発振回路に駆動用の直流電圧を供給する電圧供給部と、
前記発振回路に接続される圧電振動子の種別情報を取り込むための情報取り込み部と、
前記情報取り込み部で取り込まれた種別情報に基づいて前記駆動用の直流電圧を、前記発振回路の負性抵抗が使用される圧電振動子のCI値に見合う負性抵抗になるように調整する電圧調整部と、
を備えたことを特徴とする感知装置。 - 前記電圧供給部は、レギュレータであり、
前記電圧調整部は水晶振動子の種別情報とレギュレータを調整するための情報とを対応付けたデータを記憶しているメモリと、
このメモリ内の前記データから、取り込まれた水晶振動子の種別情報に対応する情報を読み出すプログラムと、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の感知装置。 - 圧電片に設けられた電極上に試料流体中の感知対象物を吸着する吸着層が形成され、感知対象物の吸着により固有振動数が変わる圧電振動子を有する圧電センサを用い、この圧電振動子の発振周波数に基づいて感知対象物を感知する感知方法において、
前記圧電振動子を発振させる発振回路に駆動用の直流電圧を供給する工程と、
前記発振回路に接続される圧電振動子の種別情報を取り込む工程と、
前記情報取り込み部で取り込まれた種別情報に基づいて前記駆動用の直流電圧を、前記発振回路の負性抵抗が使用される圧電振動子のCI値に見合う負性抵抗になるように調整する工程と、
を備えたことを特徴とする感知方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011179529A JP5826557B2 (ja) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | 感知装置及び感知方法 |
US13/586,879 US9164063B2 (en) | 2011-08-19 | 2012-08-16 | Sensing device, sensing system, and sensing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011179529A JP5826557B2 (ja) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | 感知装置及び感知方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013040892A JP2013040892A (ja) | 2013-02-28 |
JP5826557B2 true JP5826557B2 (ja) | 2015-12-02 |
Family
ID=47711657
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011179529A Active JP5826557B2 (ja) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | 感知装置及び感知方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9164063B2 (ja) |
JP (1) | JP5826557B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5995239B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2016-09-21 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 水晶振動子微量天秤用バイオセンサー及びその製造方法 |
JP6096064B2 (ja) | 2013-06-12 | 2017-03-15 | 日本電波工業株式会社 | 感知装置 |
US9581574B2 (en) * | 2013-12-06 | 2017-02-28 | Battelle Memorial Institute | Method and device for detecting odorants in hydrocarbon gases |
JP6894397B2 (ja) * | 2018-03-28 | 2021-06-30 | 日本電波工業株式会社 | 感知装置 |
US11567024B2 (en) * | 2018-12-14 | 2023-01-31 | Tata Consultancy Services Limited | System and method for detection of concentration of micro and nano particles in a fluid environment |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1051234A (ja) * | 1996-08-05 | 1998-02-20 | Tdk Corp | 電圧制御発振器およびその調整方法 |
JP4355488B2 (ja) * | 2002-05-13 | 2009-11-04 | 富士通株式会社 | 分子汚染監視システム |
JP4213061B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2009-01-21 | シチズンホールディングス株式会社 | Qcmセンサーおよびqcmセンサー装置 |
JP4177361B2 (ja) | 2004-08-11 | 2008-11-05 | 日本電波工業株式会社 | 感知装置 |
JP2006287765A (ja) | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Ricoh Co Ltd | 水晶発振回路 |
JP4542978B2 (ja) | 2005-10-27 | 2010-09-15 | パナソニック株式会社 | 電源電圧制御装置 |
JP4611954B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2011-01-12 | 日本電波工業株式会社 | 感知装置 |
JP4936921B2 (ja) | 2007-01-30 | 2012-05-23 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 水晶振動子センサー装置 |
JP2011022141A (ja) * | 2009-06-19 | 2011-02-03 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 感知装置 |
JP5470536B2 (ja) * | 2010-03-24 | 2014-04-16 | オリンパス株式会社 | 検出センサ、物質検出システム |
-
2011
- 2011-08-19 JP JP2011179529A patent/JP5826557B2/ja active Active
-
2012
- 2012-08-16 US US13/586,879 patent/US9164063B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20130042672A1 (en) | 2013-02-21 |
US9164063B2 (en) | 2015-10-20 |
JP2013040892A (ja) | 2013-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5826557B2 (ja) | 感知装置及び感知方法 | |
JP5066551B2 (ja) | 圧電センサ及び感知装置 | |
US8434351B2 (en) | Sensing instrument | |
JP4542172B2 (ja) | 感知装置及び感知方法 | |
JP2010004388A (ja) | 圧電振動子及び感知センサ | |
JP5100454B2 (ja) | 感知装置 | |
CN101351694A (zh) | 感知装置 | |
JP4792098B2 (ja) | 感知装置 | |
TWI436063B (zh) | Concentration sensor and concentration detection device | |
US10613008B2 (en) | Sensing sensor, information processing device, sensing method, and non-transitory computer-readable recording medium storing a program using the same | |
JP2007199048A5 (ja) | ||
US8051714B2 (en) | Sensing instrument | |
JP4369452B2 (ja) | 濃度センサー及び濃度検出装置。 | |
JP5708027B2 (ja) | 感知装置 | |
JP6180198B2 (ja) | 感知センサ | |
JP2011227033A (ja) | 感知装置 | |
JP4759473B2 (ja) | 小型pH計 | |
JPH03148040A (ja) | 粘度測定装置 | |
JP2013221896A (ja) | 感知センサ及び感知装置 | |
JP2011022141A (ja) | 感知装置 | |
JP2016057282A (ja) | 感知データの取得方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140610 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150218 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150224 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150424 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150929 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151014 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5826557 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |