JP6854016B2 - 維管束液計測センサ、および維管束液計測センサの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)維管束液が流入する流路が植物の組織により塞がれにくい維管束液計測センサを提供する。
(2)道管の位置検出精度が高い維管束液計測センサを提供する。
(3)維管束液の流量を正確に測定できる維管束液計測センサを提供する。
(4)簡単なプロセスでプローブの内部に流路を形成できる維管束液計測センサの製造方法を提供する。
第1発明の維管束液計測センサは、維管束液を捕集する捕集プローブと、前記捕集プローブを支持する支持部と、を備え、前記捕集プローブの内部には前記維管束液が流入する捕集流路が形成されており、前記捕集流路の入口開口部は前記捕集プローブの側面に配置されていることを特徴とする。
第2発明の維管束液計測センサは、第1発明において、前記捕集流路は2つの前記入口開口部を有し、一方の前記入口開口部は前記捕集プローブの一方の側面に配置され、他方の前記入口開口部は前記捕集プローブの他方の側面に配置されていることを特徴とする。
第3発明の維管束液計測センサは、第2発明において、前記捕集流路は、2つの前記入口開口部を接続し、前記捕集プローブの幅方向に沿って形成された第1流路と、一端が前記第1流路に接続され、前記捕集プローブの軸方向に沿って形成された第2流路と、を備え、前記第1流路の内部に、前記入口開口部から流入した前記維管束液を前記第2流路へ導く誘導壁が設けられていることを特徴とする。
第4発明の維管束液計測センサは、第1発明において、前記捕集流路は1つの前記入口開口部を有し、前記入口開口部は前記捕集プローブの一方の側面に配置されていることを特徴とする。
第5発明の維管束液計測センサは、第1、第2、第3または第4発明において、前記捕集流路の内部にpH測定用素子が設けられていることを特徴とする。
第6発明の維管束液計測センサは、第1、第2、第3、第4または第5発明において、電気抵抗測定用電極が設けられた電気抵抗プローブを備え、前記電気抵抗プローブは前記支持部に支持されており、前記電気抵抗プローブの内部には前記維管束液が流入する電極用流路が形成されており、前記電極用流路は前記電気抵抗プローブの幅方向に沿って形成されており、前記電極用流路の開口部は前記電気抵抗プローブの側面に配置されており、前記電極用流路の内部に前記電気抵抗測定用電極が設けられていることを特徴とする。
第7発明の維管束液計測センサは、第6発明において、前記電気抵抗プローブは複数の前記電極用流路を有し、複数の前記電極用流路は、前記電気抵抗プローブの軸方向に並んで配置されており、複数の前記電極用流路のそれぞれに前記電気抵抗測定用電極が設けられていることを特徴とする。
第8発明の維管束液計測センサは、第1、第2、第3、第4、第5、第6または第7発明において、温度センサとヒータとが設けられたヒータ付温度プローブと、温度センサが設けられた温度プローブと、を備え、前記ヒータ付温度プローブおよび前記温度プローブは前記支持部に支持されていることを特徴とする。
第9発明の維管束液計測センサは、第8発明において、前記ヒータ付温度プローブの内部には前記維管束液が流入する温度センサ用流路が形成されており、前記温度センサ用流路は前記ヒータ付温度プローブの幅方向に沿って形成されており、前記温度センサ用流路の開口部は前記ヒータ付温度プローブの側面に配置されており、前記温度センサ用流路の内部に前記温度センサが設けられていることを特徴とする。
第10発明の維管束液計測センサは、第8または第9発明において、前記温度プローブの内部には前記維管束液が流入する温度センサ用流路が形成されており、前記温度センサ用流路は前記温度プローブの幅方向に沿って形成されており、前記温度センサ用流路の開口部は前記温度プローブの側面に配置されており、前記温度センサ用流路の内部に前記温度センサが設けられていることを特徴とする。
第11発明の維管束液計測センサは、第8、第9または第10発明において、前記支持部は、絶縁性基板と半導体基板との積層体で形成されており、前記ヒータ付温度プローブおよび前記温度プローブは前記半導体基板側に形成されており、前記支持部のうち前記ヒータ付温度プローブを支持する部分と、前記温度プローブを支持する部分との間に、前記半導体基板が除去された溝が形成されていることを特徴とする。
第12発明の維管束液計測センサは、温度センサとヒータとが設けられたヒータ付温度プローブと、温度センサが設けられた温度プローブと、前記ヒータ付温度プローブおよび前記温度プローブを支持する支持部と、を備え、前記ヒータ付温度プローブの内部には維管束液が流入する温度センサ用流路が形成されており、前記温度センサ用流路は前記ヒータ付温度プローブの幅方向に沿って形成されており、前記温度センサ用流路の開口部は前記ヒータ付温度プローブの側面に配置されており、前記温度センサ用流路の内部に前記温度センサが設けられていることを特徴とする。
第13発明の維管束液計測センサは、第12発明において、前記温度プローブの内部には前記維管束液が流入する温度センサ用流路が形成されており、前記温度センサ用流路は前記温度プローブの幅方向に沿って形成されており、前記温度センサ用流路の開口部は前記温度プローブの側面に配置されており、前記温度センサ用流路の内部に前記温度センサが設けられていることを特徴とする。
第14発明の維管束液計測センサは、温度センサとヒータとが設けられたヒータ付温度プローブと、温度センサが設けられた温度プローブと、前記ヒータ付温度プローブおよび前記温度プローブを支持する支持部と、を備え、前記温度プローブの内部には維管束液が流入する温度センサ用流路が形成されており、前記温度センサ用流路は前記温度プローブの幅方向に沿って形成されており、前記温度センサ用流路の開口部は前記温度プローブの側面に配置されており、前記温度センサ用流路の内部に前記温度センサが設けられていることを特徴とする。
第15発明の維管束液計測センサは、第12、第13または第14発明において、前記支持部は、絶縁性基板と半導体基板との積層体で形成されており、前記ヒータ付温度プローブおよび前記温度プローブは前記半導体基板側に形成されており、前記支持部のうち前記ヒータ付温度プローブを支持する部分と、前記温度プローブを支持する部分との間に、前記半導体基板が除去された溝が形成されていることを特徴とする。
第16発明の維管束液計測センサは、第12、第13、第14または第15発明において、電気抵抗測定用電極が設けられた電気抵抗プローブを備え、前記電気抵抗プローブは前記支持部に支持されており、前記電気抵抗プローブの内部には前記維管束液が流入する電極用流路が形成されており、前記電極用流路は前記電気抵抗プローブの幅方向に沿って形成されており、前記電極用流路の開口部は前記電気抵抗プローブの側面に配置されており、前記電極用流路の内部に前記電気抵抗測定用電極が設けられていることを特徴とする。
第17発明の維管束液計測センサは、第16発明において、前記電気抵抗プローブは複数の前記電極用流路を有し、複数の前記電極用流路は、前記電気抵抗プローブの軸方向に並んで配置されており、複数の前記電極用流路のそれぞれに前記電気抵抗測定用電極が設けられていることを特徴とする。
(維管束液計測センサの製造方法)
第18発明の維管束液計測センサの製造方法は、維管束液が流入する捕集流路を有する捕集プローブを備える維管束液計測センサの製造方法であって、半導体基板に、入口開口部が前記捕集プローブの側面に配置された前記捕集流路の側壁を形成する側壁形成工程と、シート状のフォトレジストを前記側壁の上端に架け渡して熱融着し、該フォトレジストの不要部分を除去して前記捕集流路の天井部を形成する天井形成工程と、を備えることを特徴とする。
第19発明の維管束液計測センサの製造方法は、第18発明において、前記側壁形成工程において、シート状のフォトレジストを熱融着し、該フォトレジストの前記捕集流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成することを特徴とする。
第20発明の維管束液計測センサの製造方法は、第18発明において、前記側壁形成工程において、前記半導体基板の前記捕集流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成することを特徴とする。
第21発明の維管束液計測センサの製造方法は、第18発明において、前記側壁形成工程後に前記側壁を親水化する親水化工程を備えることを特徴とする。
第22発明の維管束液計測センサの製造方法は、第18発明において、前記天井形成工程後に前記捕集流路の内部を親水化する親水化工程を備えることを特徴とする。
第23発明の維管束液計測センサの製造方法は、維管束液が流入する温度センサ用流路を有するヒータ付温度プローブを備える維管束液計測センサの製造方法であって、半導体基板に、入口開口部が前記ヒータ付温度プローブの側面に配置された前記温度センサ用流路の側壁を形成する側壁形成工程と、シート状のフォトレジストを前記側壁の上端に架け渡して熱融着し、該フォトレジストの不要部分を除去して前記温度センサ用流路の天井部を形成する天井形成工程と、を備えることを特徴とする。
第24発明の維管束液計測センサの製造方法は、第23発明において、前記側壁形成工程において、シート状のフォトレジストを熱融着し、該フォトレジストの前記温度センサ用流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成することを特徴とする。
第25発明の維管束液計測センサの製造方法は、第23発明において、前記側壁形成工程において、前記半導体基板の前記温度センサ用流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成することを特徴とする。
第26発明の維管束液計測センサの製造方法は、第23発明において、前記側壁形成工程後に前記側壁を親水化する親水化工程を備えることを特徴とする。
第27発明の維管束液計測センサの製造方法は、第23発明において、前記天井形成工程後に前記温度センサ用流路の内部を親水化する親水化工程を備えることを特徴とする。
第28発明の維管束液計測センサの製造方法は、維管束液が流入する温度センサ用流路を有する温度プローブを備える維管束液計測センサの製造方法であって、半導体基板に、入口開口部が前記温度プローブの側面に配置された前記温度センサ用流路の側壁を形成する側壁形成工程と、シート状のフォトレジストを前記側壁の上端に架け渡して熱融着し、該フォトレジストの不要部分を除去して前記温度センサ用流路の天井部を形成する天井形成工程と、を備えることを特徴とする。
第29発明の維管束液計測センサの製造方法は、第28発明において、前記側壁形成工程において、シート状のフォトレジストを熱融着し、該フォトレジストの前記温度センサ用流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成することを特徴とする。
第30発明の維管束液計測センサの製造方法は、第28発明において、前記側壁形成工程において、前記半導体基板の前記温度センサ用流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成することを特徴とする。
第31発明の維管束液計測センサの製造方法は、第28発明において、前記側壁形成工程後に前記側壁を親水化する親水化工程を備えることを特徴とする。
第32発明の維管束液計測センサの製造方法は、第28発明において、前記天井形成工程後に前記温度センサ用流路の内部を親水化する親水化工程を備えることを特徴とする。
第1発明によれば、捕集プローブにより維管束液を捕集できるので、維管束液に含まれる栄養物質の分析に用いることができる。また、捕集流路の入口開口部が捕集プローブの側面に配置されているので、捕集プローブを植物に突き刺す際に、植物の組織により捕集流路が塞がれにくい。
第2発明によれば、捕集プローブの両側面に捕集流路の入口開口部が配置されているので、捕集プローブのどちら側からでも維管束液を捕集できる。
第3発明によれば、第1流路の内部に誘導壁が設けられているので、一方の入口開口部から流入した維管束液が他方の入口開口部から流出することを抑制でき、維管束液を効率よく捕集できる。
第4発明によれば、捕集プローブの一方の側面のみに捕集流路の入口開口部が配置されているので、入口開口部から流入した維管束液が流出することを抑制でき、維管束液を効率よく捕集できる。
第5発明によれば、pH測定用素子で測定されたpH値に基づいて、捕集流路に流入した維管束液が師管液か道管液かを判断できる。
第6発明によれば、電気抵抗プローブで測定された電気抵抗から道管の位置を検出できるので、各種プローブの突き刺し深さを調整できる。また、電気抵抗測定用電極が電極用流路の内部に設けられているので、道管液と師管液との混合を抑制でき、道管の位置検出精度が高い。
第7発明によれば、電気抵抗測定用電極が電気抵抗プローブの軸方向に並んで配置されているので、植物内部の電気抵抗分布が分かり、道管の位置を正確に判別できる。
第8発明によれば、ヒータ付温度プローブおよび温度プローブに設けられた温度センサ間の温度差から維管束液の流速を求め、流速から流量を求めることができる。
第9発明によれば、ヒータ付温度プローブの温度センサが温度センサ用流路の内部に設けられているので、道管液と師管液との混合を抑制でき、維管束液流量を正確に測定できる。
第10発明によれば、温度プローブの温度センサが温度センサ用流路の内部に設けられているので、道管液と師管液との混合を抑制でき、維管束液流量を正確に測定できる。
第11発明によれば、ヒータ付温度プローブと温度プローブとの間に溝が形成されているので、ヒータ付温度プローブのヒータの熱が支持部を介して温度プローブに伝わりにくい。そのため、維管束液流量を精度良く求めることができる。
第12発明によれば、ヒータ付温度プローブの温度センサが温度センサ用流路の内部に設けられているので、道管液と師管液との混合を抑制でき、維管束液流量を正確に測定できる。
第13発明によれば、温度プローブの温度センサが温度センサ用流路の内部に設けられているので、道管液と師管液との混合を抑制でき、維管束液流量を正確に測定できる。
第14発明によれば、温度プローブの温度センサが温度センサ用流路の内部に設けられているので、道管液と師管液との混合を抑制でき、維管束液流量を正確に測定できる。
第15発明によれば、ヒータ付温度プローブと温度プローブとの間に溝が形成されているので、ヒータ付温度プローブのヒータの熱が支持部を介して温度プローブに伝わりにくい。そのため、維管束液流量を精度良く求めることができる。
第16発明によれば、電気抵抗プローブで測定された電気抵抗から道管の位置を検出できるので、各種プローブの突き刺し深さを調整できる。また、電気抵抗測定用電極が電極用流路の内部に設けられているので、道管液と師管液との混合を抑制でき、道管の位置検出精度が高い。
第17発明によれば、電気抵抗測定用電極が電気抵抗プローブの軸方向に並んで配置されているので、植物内部の電気抵抗分布が分かり、道管の位置を正確に判別できる。
(維管束液計測センサの製造方法)
第18発明によれば、シート状のフォトレジストを用いて捕集流路の天井部を形成するので、捕集プローブの内部に捕集流路を容易に形成できる。
第19発明によれば、捕集流路の側壁をフォトレジストで形成するので、半導体基板に対して垂直な側壁を形成でき、捕集流路の断面積を広くできる。その結果、維管束液が捕集流路に流入しやすくなる。
第20発明によれば、半導体基板により捕集流路の底部と側壁とが一体形成されるので、捕集プローブの強度を高くできる。
第21発明によれば、側壁が親水化されるので、維管束液が捕集流路に流入しやすくなる。
第22発明によれば、捕集流路の内部が親水化されるので、維管束液が捕集流路に流入しやすくなる。
第23発明によれば、シート状のフォトレジストを用いて温度センサ用流路の天井部を形成するので、ヒータ付温度プローブの内部に温度センサ用流路を容易に形成できる。
第24発明によれば、温度センサ用流路の側壁をフォトレジストで形成するので、半導体基板に対して垂直な側壁を形成でき、温度センサ用流路の断面積を広くできる。その結果、維管束液が温度センサ用流路に流入しやすくなる。
第25発明によれば、半導体基板により温度センサ用流路の底部と側壁とが一体形成されるので、ヒータ付温度プローブの強度を高くできる。
第26発明によれば、側壁が親水化されるので、維管束液が温度センサ用流路に流入しやすくなる。
第27発明によれば、温度センサ用流路の内部が親水化されるので、維管束液が温度センサ用流路に流入しやすくなる。
第28発明によれば、シート状のフォトレジストを用いて温度センサ用流路の天井部を形成するので、温度プローブの内部に温度センサ用流路を容易に形成できる。
第29発明によれば、温度センサ用流路の側壁をフォトレジストで形成するので、半導体基板に対して垂直な側壁を形成でき、温度センサ用流路の断面積を広くできる。その結果、維管束液が温度センサ用流路に流入しやすくなる。
第30発明によれば、半導体基板により温度センサ用流路の底部と側壁とが一体形成されるので、温度プローブの強度を高くできる。
第31発明によれば、側壁が親水化されるので、維管束液が温度センサ用流路に流入しやすくなる。
第32発明によれば、温度センサ用流路の内部が親水化されるので、維管束液が温度センサ用流路に流入しやすくなる。
〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態に係る維管束液計測センサ1は、植物の新梢の末端(以下、単に新梢末端という)や果柄等の植物の細部に容易に取り付けることができる。維管束液計測センサ1は植物の細部における維管束液を捕集する機能と、維管束液の動態を測定する機能とを有する。
維管束液計測センサ1は、グラニエ法を利用して植物の維管束液の動態を測定する。そこで、グラニエ法により樹木中を流れる樹液の流速を求め、流速から流量を求める原理について簡単に説明する。
つぎに、維管束液計測センサ1の構成を説明する。
図1に示すように、維管束液計測センサ1は、支持部10と、捕集プローブ20と、電気抵抗プローブ30と、ヒータ付温度プローブ40と、一対の温度プローブ50A、50Bとを備えている。
支持部10は、プローブ20、30、40、50A、50Bを支持する部材である。支持部10は、平面視長方形の板材であり、片方の長辺部に全てのプローブ20、30、40、50A、50Bが支持されている。支持部10は、その長手方向の長さが全てのプローブ20、30、40、50A、50Bを所定の間隔で配置できる長さを有していればよく、短手方向の長さは特に限定されない。
図1に示すように、各プローブ20、30、40、50A、50Bは、棒状の部材であり、支持部10の縁(長辺部)に片持ち梁状に形成されている。各プローブ20、30、40、50A、50Bの先端部は三角形等、尖った形に形成されているのが好ましい。プローブ20、30、40、50A、50Bの先端部が尖った形に形成されていれば、プローブ20、30、40、50A、50Bを植物の細部に挿入するときの挿入抵抗を小さくすることができる。これにより、プローブ20、30、40、50A、50Bを植物の細部である茎等にスムーズに突き刺して設置できる。また、プローブ20、30、40、50A、50Bを植物の細部に突き刺す際にプローブ20、30、40、50A、50Bの先端部が破損することを防止できる。
捕集プローブ20は、師管液や道管液等の維管束液を捕集するためのプローブであり、維管束液が流入する捕集流路21を有する。
pH測定用素子26は、植物の師管液や道管液等の維管束液のpHを測定するための素子である。pH測定用素子26は、捕集プローブ20の先端部に配設することができる大きさのものであれば、特に限定されない。例えば、pH測定用素子26として、イオン感応性電界効果トランジスタ(ISFET)を採用することができる。イオン感応性電界効果トランジスタは、通常の電界効果トランジスタ(FET)のゲート酸化膜上の金属電極部がなく、その代わりに誘電体等のイオン感応膜が形成されているものである。
電気抵抗プローブ30は、師管液や道管液の電気抵抗を測定するための電気抵抗測定用電極31を有するプローブである。
ヒータ付温度プローブ40は、グラニエ法に用いられる温度センサ41とヒータ42とを有するプローブである。
温度プローブ50A、50Bは、それぞれグラニエ法に用いられる温度センサ51を有するプローブである。
つぎに、維管束液計測センサ1の使用方法を説明する。
まず、測定対象となる植物の新梢末端に、維管束液計測センサ1を取り付ける。
具体的には、図6に示すように、維管束液計測センサ1の全てのプローブ20、30、40、50A、50Bを植物の茎等の細部に突き刺して取り付ける。このとき、道管XYおよび師管PHに沿って、プローブ20、30、40、50A、50Bを配置する。
維管束液計測センサ1による維管束液の捕集は以下のように行われる。
捕集プローブ20の先端部を植物の師管PHに配置すると、師管液が捕集流路21に流入する。捕集流路21に流入した師管液は、出口開口部25に接続されたシリンジ等により回収することができる。なお、捕集プローブ20の先端部を道管XYに配置すれば、道管液を回収することができる。
維管束液計測センサ1による維管束液の動態の測定は以下のように行われる。
まず、ヒータ付温度プローブ40および温度プローブ50A、50Bの先端部を植物の師管PHに配置する。つぎに、ヒータ付温度プローブ40に設けられたヒータ42を作動させる。ヒータ42を作動すれば、ヒータ42から供給された熱エネルギは、ヒータ付温度プローブ40に供給される。ヒータ付温度プローブ40に供給された熱エネルギは、ヒータ付温度プローブ40の表面から師管PH内を流れる師管液に放出される。
つぎに、図7から図15に基づき、維管束液計測センサ1の製造方法を説明する。
図7(A)、(B)に示すように、半導体基板SSを準備する。以下では、半導体基板SSとしてSOI基板を用いる例を説明するが、シリコン基板を用いる場合もほぼ同様である。
つぎに、図8(A)、(B)に示すように、SOI基板SSの表面に形成された熱酸化膜上に、pH測定用素子26、電気抵抗測定用電極31、温度センサ41、51、ヒータ42、電極パッド26e、31e、41e、42e、51e、および配線からなるセンサ部を形成する。
つぎに、図9(A)、(B)に示すように、SOI基板SSの表面にフォトレジストを塗布し、フォトレジストに対して露光、現像して不要部分を除去することで、センサ部の配線を覆う保護膜15を形成する。なお、保護膜15は、薄膜技術によりSiO2やSi3N4などの絶縁材料の層を形成した後に、露光、エッチングプロセスで必要とする形状に加工して形成してもよい。
つぎに、図10(A)、(B)に示すように、SOI基板SSにプローブ形状のフォトリソグラフィを行い、ICP−RIE等のドライエッチングにより不要部分を除去してプローブ形状の原形を形成する。ここで、SOI基板SSの活性層AL、酸化膜層OL、および支持基板SBの上部を除去する。
つぎに、図12(A)、(B)に示すように、SOI基板SS上の必要領域に、シート状のフォトレジストR1を熱融着する。シート状のフォトレジストR1としては、熱融着でき、かつ、ある程度の強度を有するものであれば特に限定されない。フォトレジストR1としてSU8が好適に用いられる。
以上のように、側壁12は硬化したフォトレジストR1で形成されている。一般に、フォトレジストR1は疎水性であるため、そのままでは維管束液が流路21、32、43、52に流入しにくい。そこで、側壁12を親水化する処理を行う。側壁12を親水化することで、維管束液が流路21、32、43、52に流入しやすくなる。
CxHy +O* → CO2↑ + H2O (1)
つぎに、図14(A)、(B)に示すように、硬化したフォトレジストR1の上に別のシート状のフォトレジストR2を熱融着する。ここで、フォトレジストR2を、流路21、32、43、52を構成する側壁12の上端に架け渡して熱融着する。シート状のフォトレジストR2としては、熱融着でき、かつ、ある程度の強度を有するものであれば特に限定されない。フォトレジストR2としてSU8が好適に用いられる。
最後に、図1および図2に示すように、支持部10のうちヒータ付温度プローブ40を支持する部分と、温度プローブ50A、50Bを支持する部分との間のSOI基板SSを、支持基板SBに達する深さまで切削して溝14を形成する。なお、溝14の形成方法は特に限定されないが、ダイシングソー、レーザダイシング、エッチング加工などによる方法が挙げられる。また、溝14の深さは活性層ALの厚み以上とすればよい。
つぎに、本発明の第2実施形態に係る維管束液計測センサ2を説明する。なお、第1実施形態に係る維管束液計測センサ1と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
図16に示すように、維管束液計測センサ2は、支持部10と、一対の側部プローブ60A、60Bと、1つの中央プローブ70とを備えている。
各側部プローブ60A、60Bは、第1実施形態おける捕集プローブ20、電気抵抗プローブ30、および温度プローブ50A、50Bが一体のプローブとして形成されたものである。すなわち、各側部プローブ60A、60Bは、捕集流路21と、電気抵抗測定用電極31と、温度センサ51とを有している。
中央プローブ70は、第1実施形態おける電気抵抗プローブ30、およびヒータ付温度プローブ40が一体のプローブとして形成されたものである。すなわち、中央プローブ70は、電気抵抗測定用電極31と、温度センサ41と、ヒータ42とを有している。
つぎに、維管束液計測センサ2の使用方法を説明する。
図20に示すように、維管束液計測センサ2の全てのプローブ60A、60B、70を植物の細部に突き刺して取り付ける。このとき、道管XYおよび師管PHに沿って、プローブ60A、60B、70を配置する。
前記実施形態の捕集流路21の入口開口部24の数は2つであるが、これを1つとしてもよい。例えば、図21に示すように、各側部プローブ60A、60Bに形成される捕集流路21を全体として略L字形とし、入口開口部24を1つのみ有する構成とする。入口開口部24は側部プローブ60A、60Bの一方の側面に配置される。
10 支持部
20 捕集プローブ
21 捕集流路
24 入口開口部
26 pH測定用素子
30 電気抵抗プローブ
31 電気抵抗測定用電極
32 電極用流路
40 ヒータ付温度プローブ
41 温度センサ
42 ヒータ
43 温度センサ用流路
50A、50B 温度プローブ
51 温度センサ
52 温度センサ用流路
60A、60B 側部プローブ
70 中央プローブ
Claims (32)
- 維管束液を捕集する捕集プローブと、
前記捕集プローブを支持する支持部と、を備え、
前記捕集プローブの内部には前記維管束液が流入する捕集流路が形成されており、
前記捕集流路の入口開口部は前記捕集プローブの側面に配置されている
ことを特徴とする維管束液計測センサ。 - 前記捕集流路は2つの前記入口開口部を有し、一方の前記入口開口部は前記捕集プローブの一方の側面に配置され、他方の前記入口開口部は前記捕集プローブの他方の側面に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の維管束液計測センサ。 - 前記捕集流路は、
2つの前記入口開口部を接続し、前記捕集プローブの幅方向に沿って形成された第1流路と、
一端が前記第1流路に接続され、前記捕集プローブの軸方向に沿って形成された第2流路と、を備え、
前記第1流路の内部に、前記入口開口部から流入した前記維管束液を前記第2流路へ導く誘導壁が設けられている
ことを特徴とする請求項2記載の維管束液計測センサ。 - 前記捕集流路は1つの前記入口開口部を有し、前記入口開口部は前記捕集プローブの一方の側面に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の維管束液計測センサ。 - 前記捕集流路の内部にpH測定用素子が設けられている
ことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の維管束液計測センサ。 - 電気抵抗測定用電極が設けられた電気抵抗プローブを備え、
前記電気抵抗プローブは前記支持部に支持されており、
前記電気抵抗プローブの内部には前記維管束液が流入する電極用流路が形成されており、
前記電極用流路は前記電気抵抗プローブの幅方向に沿って形成されており、
前記電極用流路の開口部は前記電気抵抗プローブの側面に配置されており、
前記電極用流路の内部に前記電気抵抗測定用電極が設けられている
ことを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載の維管束液計測センサ。 - 前記電気抵抗プローブは複数の前記電極用流路を有し、
複数の前記電極用流路は、前記電気抵抗プローブの軸方向に並んで配置されており、
複数の前記電極用流路のそれぞれに前記電気抵抗測定用電極が設けられている
ことを特徴とする請求項6記載の維管束液計測センサ。 - 温度センサとヒータとが設けられたヒータ付温度プローブと、
温度センサが設けられた温度プローブと、を備え、
前記ヒータ付温度プローブおよび前記温度プローブは前記支持部に支持されている
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6または7記載の維管束液計測センサ。 - 前記ヒータ付温度プローブの内部には前記維管束液が流入する温度センサ用流路が形成されており、
前記温度センサ用流路は前記ヒータ付温度プローブの幅方向に沿って形成されており、
前記温度センサ用流路の開口部は前記ヒータ付温度プローブの側面に配置されており、
前記温度センサ用流路の内部に前記温度センサが設けられている
ことを特徴とする請求項8記載の維管束液計測センサ。 - 前記温度プローブの内部には前記維管束液が流入する温度センサ用流路が形成されており、
前記温度センサ用流路は前記温度プローブの幅方向に沿って形成されており、
前記温度センサ用流路の開口部は前記温度プローブの側面に配置されており、
前記温度センサ用流路の内部に前記温度センサが設けられている
ことを特徴とする請求項8または9記載の維管束液計測センサ。 - 前記支持部は、絶縁性基板と半導体基板との積層体で形成されており、
前記ヒータ付温度プローブおよび前記温度プローブは前記半導体基板側に形成されており、
前記支持部のうち前記ヒータ付温度プローブを支持する部分と、前記温度プローブを支持する部分との間に、前記半導体基板が除去された溝が形成されている
ことを特徴とする請求項8、9または10記載の維管束液計測センサ。 - 温度センサとヒータとが設けられたヒータ付温度プローブと、
温度センサが設けられた温度プローブと、
前記ヒータ付温度プローブおよび前記温度プローブを支持する支持部と、を備え、
前記ヒータ付温度プローブの内部には維管束液が流入する温度センサ用流路が形成されており、
前記温度センサ用流路は前記ヒータ付温度プローブの幅方向に沿って形成されており、
前記温度センサ用流路の開口部は前記ヒータ付温度プローブの側面に配置されており、
前記温度センサ用流路の内部に前記温度センサが設けられている
ことを特徴とする維管束液計測センサ。 - 前記温度プローブの内部には前記維管束液が流入する温度センサ用流路が形成されており、
前記温度センサ用流路は前記温度プローブの幅方向に沿って形成されており、
前記温度センサ用流路の開口部は前記温度プローブの側面に配置されており、
前記温度センサ用流路の内部に前記温度センサが設けられている
ことを特徴とする請求項12記載の維管束液計測センサ。 - 温度センサとヒータとが設けられたヒータ付温度プローブと、
温度センサが設けられた温度プローブと、
前記ヒータ付温度プローブおよび前記温度プローブを支持する支持部と、を備え、
前記温度プローブの内部には維管束液が流入する温度センサ用流路が形成されており、
前記温度センサ用流路は前記温度プローブの幅方向に沿って形成されており、
前記温度センサ用流路の開口部は前記温度プローブの側面に配置されており、
前記温度センサ用流路の内部に前記温度センサが設けられている
ことを特徴とする維管束液計測センサ。 - 前記支持部は、絶縁性基板と半導体基板との積層体で形成されており、
前記ヒータ付温度プローブおよび前記温度プローブは前記半導体基板側に形成されており、
前記支持部のうち前記ヒータ付温度プローブを支持する部分と、前記温度プローブを支持する部分との間に、前記半導体基板が除去された溝が形成されている
ことを特徴とする請求項12、13または14記載の維管束液計測センサ。 - 電気抵抗測定用電極が設けられた電気抵抗プローブを備え、
前記電気抵抗プローブは前記支持部に支持されており、
前記電気抵抗プローブの内部には前記維管束液が流入する電極用流路が形成されており、
前記電極用流路は前記電気抵抗プローブの幅方向に沿って形成されており、
前記電極用流路の開口部は前記電気抵抗プローブの側面に配置されており、
前記電極用流路の内部に前記電気抵抗測定用電極が設けられている
ことを特徴とする請求項12、13、14または15記載の維管束液計測センサ。 - 前記電気抵抗プローブは複数の前記電極用流路を有し、
複数の前記電極用流路は、前記電気抵抗プローブの軸方向に並んで配置されており、
複数の前記電極用流路のそれぞれに前記電気抵抗測定用電極が設けられている
ことを特徴とする請求項16記載の維管束液計測センサ。 - 維管束液が流入する捕集流路を有する捕集プローブを備える維管束液計測センサの製造方法であって、
半導体基板に、入口開口部が前記捕集プローブの側面に配置された前記捕集流路の側壁を形成する側壁形成工程と、
シート状のフォトレジストを前記側壁の上端に架け渡して熱融着し、該フォトレジストの不要部分を除去して前記捕集流路の天井部を形成する天井形成工程と、を備える
ことを特徴とする維管束液計測センサの製造方法。 - 前記側壁形成工程において、シート状のフォトレジストを熱融着し、該フォトレジストの前記捕集流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成する
ことを特徴とする請求項18記載の維管束液計測センサの製造方法。 - 前記側壁形成工程において、前記半導体基板の前記捕集流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成する
ことを特徴とする請求項18記載の維管束液計測センサの製造方法。 - 前記側壁形成工程後に前記側壁を親水化する親水化工程を備える
ことを特徴とする請求項18記載の維管束液計測センサの製造方法。 - 前記天井形成工程後に前記捕集流路の内部を親水化する親水化工程を備える
ことを特徴とする請求項18記載の維管束液計測センサの製造方法。 - 維管束液が流入する温度センサ用流路を有するヒータ付温度プローブを備える維管束液計測センサの製造方法であって、
半導体基板に、入口開口部が前記ヒータ付温度プローブの側面に配置された前記温度センサ用流路の側壁を形成する側壁形成工程と、
シート状のフォトレジストを前記側壁の上端に架け渡して熱融着し、該フォトレジストの不要部分を除去して前記温度センサ用流路の天井部を形成する天井形成工程と、を備える
ことを特徴とする維管束液計測センサの製造方法。 - 前記側壁形成工程において、シート状のフォトレジストを熱融着し、該フォトレジストの前記温度センサ用流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成する
ことを特徴とする請求項23記載の維管束液計測センサの製造方法。 - 前記側壁形成工程において、前記半導体基板の前記温度センサ用流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成する
ことを特徴とする請求項23記載の維管束液計測センサの製造方法。 - 前記側壁形成工程後に前記側壁を親水化する親水化工程を備える
ことを特徴とする請求項23記載の維管束液計測センサの製造方法。 - 前記天井形成工程後に前記温度センサ用流路の内部を親水化する親水化工程を備える
ことを特徴とする請求項23記載の維管束液計測センサの製造方法。 - 維管束液が流入する温度センサ用流路を有する温度プローブを備える維管束液計測センサの製造方法であって、
半導体基板に、入口開口部が前記温度プローブの側面に配置された前記温度センサ用流路の側壁を形成する側壁形成工程と、
シート状のフォトレジストを前記側壁の上端に架け渡して熱融着し、該フォトレジストの不要部分を除去して前記温度センサ用流路の天井部を形成する天井形成工程と、を備える
ことを特徴とする維管束液計測センサの製造方法。 - 前記側壁形成工程において、シート状のフォトレジストを熱融着し、該フォトレジストの前記温度センサ用流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成する
ことを特徴とする請求項28記載の維管束液計測センサの製造方法。 - 前記側壁形成工程において、前記半導体基板の前記温度センサ用流路に相当する部分を除去して前記側壁を形成する
ことを特徴とする請求項28記載の維管束液計測センサの製造方法。 - 前記側壁形成工程後に前記側壁を親水化する親水化工程を備える
ことを特徴とする請求項28記載の維管束液計測センサの製造方法。 - 前記天井形成工程後に前記温度センサ用流路の内部を親水化する親水化工程を備える
ことを特徴とする請求項28記載の維管束液計測センサの製造方法。
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