JP6678870B2 - 酵素利用のマイクロカロリメータおよびそのマイクロカロリメータの製造方法 - Google Patents
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
3 被検出液体試料
4、4a、4b、4c 特定試料対応物質
5 特定試料成分
6、6a、6b、6c 反応部
10、10a、10b、10c 薄膜
11 SOI層
12 架橋構造
13 カンチレバ構造
15 下地基板
16 試料注入孔
17 マイクロチャンネル
17aマイクロチャンネル往路
17bマイクロチャンネル復路
18 試料排出孔
20A、20Aa、20Ab、20Ac 第1の温度センサ
20B、20Ba、20Bb、20Bc 第2の温度センサ
22 第1の温度センサの温接点電極
23 絶対温度センサ
25 ヒータ
26 測定点(温接点)
27 基準点(冷接点)
40 空洞
50 絶縁膜
51 BOX層
60 オーム性コンタクト
70A、70B 熱電対電極パッド
70Aa、70Ab、70Ac 熱電対電極パッド
70Ba、70Bb、70Bc 熱電対電極パッド
75 SOI層用共通電極パッド
100 センサチップ
120a, 120b 熱電導体
250A、250B ヒータチップ
300 端子
350 チューブ
500 断熱材
Claims (20)
- 基板から空洞を介して熱分離した薄膜に、第1の温度センサが形成されてあり、該第1の温度センサは、前記薄膜の反応部、もしくはその近傍に配置していること、該反応部に特定試料成分対応物質が固定されていること、前記基板と前記第1の温度センサおよび反応部に連通する被検出液体試料が通るマイクロチャンネルが前記薄膜に形成されていること、特定試料成分を含む被検出液体試料が、前記特定試料成分対応物質と、互いに接触したとき、基質と酵素との接触反応に基づく反応熱作用のために温度上昇し、該温度上昇分を第1の温度センサの出力として取り出すようにしたこと、被検出液体試料がマイクロチャンネル内から蒸発しないように、少なくとも基板から熱分離した前記薄膜領域は密閉構造にしたこと、更に、前記の基板から熱分離した薄膜に、前記第1の温度センサの他に、第2の温度センサも形成して、第1の温度センサの出力を第2の温度センサの出力を基準として、これらの位置における温度差出力として取り出せるようにしたこと、を特徴とするマイクロカロリメータ。
- 前記第1の温度センサと前記第2の温度センサのうちの少なくとも一つは、温度差センサとした請求項1記載のマイクロカロリメータ。
- 前記第1の温度センサの出力の時間変化の状態から前記被検出液体試料中の特定試料成分の量に関する情報を得るように構成した請求項1もしくは2のいずれかに記載のマイクロカロリメータ。
- 前記マイクロチャンネルを有する前記薄膜は、架橋構造とした請求項1から3のいずれかに記載のマイクロカロリメータ。
- 前記マイクロチャンネルは、前記基板に設けられた試料注入孔と反対側の前記基板の端部まで延在させて、被検出液体試料が排出できるようにした請求項4に記載のマイクロカロリメータ。
- 前記マイクロチャンネル内の上下左右の内壁の少なくとも表面の一部は、親水性物質とした請求項1から5のいずれかに記載のマイクロカロリメータ。
- 前記マイクロチャンネルの内壁の親水性物質の表面積の大きさにより、前記マイクロチャンネル内を通る前記被検出液体試料の移動速度が制御できるようにした請求項6に記載のマイクロカロリメータ。
- 前記被検出液体試料が基質の場合は、前記特定試料成分対応物質がその基質に対応する酵素を含む物質であり、前記被検出液体試料が酵素の場合は、特定試料成分対応物質は、その酵素に対応する基質を含む物質である請求項1から7のいずれかに記載のマイクロカロリメトリックセンサ。
- 同一の前記基板に、複数の前記薄膜が配列され、それぞれの薄膜には、それぞれに対応して前記第1の温度センサや前記第2の温度センサが形成されている構造である請求項1から8のいずれかに記載のマイクロカロリメータ。
- 前記複数の薄膜に、前記特定試料成分対応物質として、それぞれ異なる酵素又は基質が含有して固定されている請求項9記載のマイクロカロリメータ。
- 前記特定試料成分対応物質としての基質または酵素に対する防腐剤を含有させて固定した請求項1から10のいずれかに記載のマイクロカロリメータ。
- 前記マイクロチャンネルを持つ前記薄膜は、基質と酵素との接触熱反応前では、略均一な温度分布であるように、断熱材で囲む構造とした請求項1から11のいずれかに記載のマイクロカロリメータ。
- 前記マイクロチャンネルを持つ前記薄膜が、基質と酵素との接触熱反応前に、所定の略均一な温度になるようにヒータにより加熱できるようにした請求項12記載のマイクロカロリメータ。
- 前記マイクロチャンネルを持つ前記薄膜が、基質と酵素との接触熱反応前には、室温で略均一な温度になるようにしてあり、基質と酵素との接触熱反応による反応部の温度上昇分の第1の温度センサの出力を、計測した室温を利用して補正するようにした請求項13記載のマイクロカロリメータ。
- 基板に絶対温度センサを形成してある請求項1から14のいずれかに記載のマイクロカロリメータ。
- 少なくとも電源回路、増幅回路、演算回路および温度制御回路を備え、被検出液体試料として、血液、尿、汗、唾液のいずれかの少なくとも1つの体液(排泄物も含む)中の前記特定試料成分の量に関する情報を得ることができるようにした請求項1から15のいずれかに記載のマイクロカロリメータ。
- 前記体液中の前記特定試料成分の量に関する情報を得るに当たり、少なくとも特定の2つ以上の成分を同時に計測できるようにした請求項16記載のマイクロカロリメータ。
- 前記特定試料成分の量に関する情報を無線もしくは有線にて、外部にあるコンピュータに送信できるようにした請求項16もしくは17のいずれかに記載のマイクロカロリメータ。
- 請求項1から18に記載のマイクロカロリメータにおける密閉構造のマイクロチャンネルを形成後に、前記反応部に特定試料成分対応物質を固定するようにしたことを特徴とするマイクロカロリメータの製造方法。
- 請求項1から19のいずれかに記載のマイクロカロリメータにおける特定試料対応物質を、第1の温度センサの電極もしくは該電極に導通させてある電極上に、電着を利用して固定させたことを特徴とするマイクロカロリメータの製造方法。
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