JP6976391B2 - 検体液センサおよび検体液の測定方法 - Google Patents

検体液センサおよび検体液の測定方法 Download PDF

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Description

本発明は、液体の性質あるいは液体に含まれる成分を測定することができるセンサに関するものである。なお、液体は、流動性を有するものであればよく、粘性が高くても構わない。
１対のＩＤＴ（Interdigital transducer）電極の間に検体液を配置し、その検体液が１対のＩＤＴ電極間で送受される信号に及ぼす影響に基づいて検体液の性質または成分を測定する検体液センサが知られている（例えば特許文献１および２）。
特許文献１では、１対のＩＤＴ電極それぞれをカバーで覆うことなどによって、１対のＩＤＴ電極間に検体液が流れる流路を形成している。これによって、検体液が１対のＩＤＴ電極間に導かれるとともに、検体液が、ＩＤＴ電極、および、ＩＤＴ電極と外部端子とを接続する接続導体に触れることが抑制されている。
また、特許文献２では、１対のＩＤＴ電極を収容する空間の上面に、１対のＩＤＴ電極の間の上に位置する親水性の領域と、１対のＩＤＴ電極の直上に位置する疎水性の領域とを形成している。これによって、検体液が１対のＩＤＴ電極間に導かれるとともに、検体液が、ＩＤＴ電極、および、ＩＤＴ電極と外部端子とを接続する接続導体に触れることが抑制されている。すなわち、流路壁ではなく、親水性の領域によって流路となる範囲を規定している。
特許文献１の技術ではカバーを設けなければならず、特許文献２の技術では親水性の領域と疎水性の領域とを形成しなければならず、いずれも構成が複雑である。その結果、例えば、コスト上昇を招くおそれがある。一方で、特許文献１または２のように検体液がＩＤＴ電極および接続導体に触れることを抑制しないとすれば、例えば、検体液と接続導体との接触長さの変動によって接続導体の周囲の誘電率がばらつく。その結果、検出精度が低下するおそれがある。
特開２０１４−９９５５号公報 国際公開第２０１４／０６９０６３号
本発明の一態様に係る検体液センサは、流路内に位置する１対の第１ＩＤＴ電極および１対の第２ＩＤＴ電極と、前記１対の第１ＩＤＴ電極の一方に接続され、前記流路外へ延びる１対の第１入力導体と、前記１対の第１ＩＤＴ電極の他方に接続され、前記流路外へ延びる１対の第１出力導体と、前記１対の第２ＩＤＴ電極の一方に接続され、前記流路外へ延びる１対の第２入力導体と、前記１対の第２ＩＤＴ電極の他方に接続され、前記流路外へ延びる１対の第２出力導体と、を備える。前記１対の第１入力導体の前記流路内における配線長の合計は、前記１対の第２入力導体の前記流路内における配線長の合計と異なる。
本発明の一態様に係る検体液の測定方法は、上記の検体液センサによって検体液の性質または成分を測定する測定方法であって、前記流路のうち、前記１対の第１入力導体、前記１対の第１出力導体、前記１対の第２入力導体および前記１対の第２出力導体が配置された部分に検体液を満たした状態で、前記１対の第１入力導体に信号を入力して前記１対の第１出力導体から出力される信号を検出するとともに、前記１対の第２入力導体に信号を入力して前記１対の第２出力導体から出力される信号を検出する。
本発明の第１実施形態に係るセンサを示す斜視図である。 図１のセンサの分解斜視図である。 図１のセンサから最上層の部材を取り外して示すセンサの上面図である。 図４（ａ）は図３のIVａ−IVａ線の断面図であり、図４（ｂ）は図３のIVｂ−IVｂ線の断面図である。 図５（ａ）は図３のＶａ−Ｖａ線の断面図であり、図５（ｂ）は図３のＶｂ−Ｖｂ線の断面図である。 図１のセンサに含まれるチップおよびその周辺を示す平面図である。 図６のVII−VII線における断面図である。 図８（ａ）〜図８（ｃ）はセンサの配線の形状等による作用を説明するための模式図である。 図９（ａ）は本発明の第２実施形態に係るセンサを示す断面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のセンサの平面図である。 本発明の第３実施形態に係るセンサの一部を示す断面図である。
以下、本発明に係るセンサの実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一又は類似する構成については、「第１センサ部２５Ａ」、「第２センサ部２５Ｂ」のように、同一名称に対して互いに異なる番号等及びアルファベットを付して呼称することがあり、また、この場合において、単に「センサ部２５」といい、これらを区別しないことがある。
また、センサは、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともにｚ方向の正側を上方として、上面、下面などの用語を用いるものとする。図面において各部は模式的に示されており、各部の大きさ等は現実のものとは異なる場合がある。
＜第１実施形態＞
（構成の概要）
図１は、本発明の実施形態に係るセンサ１（検体液センサ）を示す斜視図である。
センサ１は、例えば、全体として概ね長方形の板状に形成されている。その厚みは、例えば、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、ｘ方向の長さは、例えば、１ｃｍ以上５ｃｍ以下であり、ｙ方向の長さは、例えば、１ｃｍ以上３ｃｍ以下である。
センサ１は、例えば、検体液（例えば血液または希釈された血液）が流れる流路３と、電気信号の入出力に供される複数（本実施形態では１８個）の外部端子５（５ＡＩ、５ＡＯ、５ＢＩ、５ＢＯおよび５Ｇ）とを有している。
センサ１は、例えば、発振回路等を含む不図示のリーダに装着される。装着は、例えば、センサ１の複数の外部端子５側（ｘ方向負側）の端部をリーダのスロットに差し込むことによって行われる。そして、センサ１は、リーダから複数の外部端子５のいずれかに入力された電気信号を、流路３内の検体液の性質および／または成分（以下、基本的に成分にのみ言及する。）に応じて変化させ、複数の外部端子５のいずれかからリーダへ出力する。センサ１は、例えば、使い捨てのセンサとされている。
流路３は、例えば、センサ１の内部を延びており、その両端はセンサ１の外部に開口している。流路３の一端は、検体液を流路３に取り込むための流入口７となっており、流路３の他端は、検体液の流路３への流入に伴って流路３内の排気を行うための排気口９となっている。検体液は、例えば、流入口７に供給されると、毛管現象（毛細管現象）によって流路３を排気口９へ向かって流れる。
流路３、流入口７および排気口９の形状および位置は適宜に設定されてよい。例えば、流路３は、センサ１の長手方向（ｘ方向）に直線状に延びており、全体に亘って概ね一定の幅（ｙ方向）である。流路３の厚さ（高さ、ｚ方向）は、毛管現象が生じやすくなるように、比較的薄くされている。例えば、当該厚さは、５０μｍ以上０．５ｍｍ以下である。流入口７は、例えば、センサ１の上面のうち、当該上面の長方形の中央よりも少し端部側（ｘ方向正側）にずれた位置において、概略半円状に開口している。排気口９は、例えば、センサ１の長手方向の端面（ｘ方向負側に面する面）において、センサ１の幅方向に延びるスリット状に開口している。
外部端子５は、例えば、センサ１の上面に露出している。その平面形状は適宜に設定されてよく、例えば、矩形である。複数の外部端子５の数および配置は、センサ１の内部の回路構成、および、センサ１が装着される不図示のリーダの構成等に応じて適宜に設定されてよい。本実施形態では、複数の外部端子５は、流路３の両側において流路３に沿って配列されている。その合計２列の外部端子５は、流路３に関して線対称に配置されている。
図２は、センサ１の分解斜視図である。
センサ１は、例えば、層状の部材等が積層（一部は並列配置）されて固定されることによって構成されている。具体的には、例えば、センサ１は、下方から順に、外部端子５を有するセンサ基板１１と、センサ基板１１に実装されるセンサチップ１３と、流路３を構成するための第１層部材１５、第２層部材１７および第３層部材１９とを有している。なお、センサチップ１３と、第１層部材１５および第２層部材１７とは、センサ基板１１上において並列配置とされる。
センサ基板１１は、例えば、プリント配線板と同様の構成とされている。センサ基板１１は、可撓性を有さないリジッド式基板であってもよいし、可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。センサ基板１１の絶縁基板は、例えば、樹脂またはセラミックを主体として構成されている。センサ基板１１の平面形状は、図１および図２の比較から理解されるように、例えば、センサ１の平面形状と同様である。
センサチップ１３は、不図示のリーダからセンサ基板１１を介して信号が入力され、入力された信号を検体液の成分に応じて変化させ、その変化後の信号をセンサ基板１１を介してリーダへ出力する部分であり、実質的に検体液の成分を検出する部分である。センサチップ１３は、例えば、概略薄型直方体状に構成されており、センサ基板１１の上面に固定されるとともにセンサ基板１１に電気的に接続される。センサチップ１３は、センサ基板１１に比較して小さく、２列の外部端子５の間に位置している。
第１層部材１５、第２層部材１７および第３層部材１９は、センサ基板１１上にて互いに積層される層状部材であり、第１層部材１５および第２層部材１７には空所（本実施形態では第１切り欠き１５ｃおよび第２切り欠き１７ｃ）が形成されている。これにより、センサ基板１１と第３層部材１９との間に、センサチップ１３の配置スペースが確保されるとともに、流路３が構成される。なお、既述の流入口７は第３層部材１９に形成されている。また、排気口９は、第１切り欠き１５ｃおよび第２切り欠き１７ｃがｘ方向負側へ開かれていることによって、センサ基板１１と第３層部材１９との間に構成される。
第１層部材１５、第２層部材１７および第３層部材１９は、例えば、樹脂またはセラミック等の絶縁性材料によって構成され、接着剤によって互いに貼り合わされるとともにセンサ基板１１と貼り合わされている。なお、これらの層部材（１５、１７および１９）は、可撓性を有していてもよいし、有していなくてもよい。各層部材は、一体的に形成された１層の部材からなるものであってもよいし、一体的に形成された層が積層されて構成されたものであってもよい。いずれかの層部材（例えば第２層部材１７）は、両面テープによって構成されていてもよい。
第１層部材１５、第２層部材１７および第３層部材１９の平面形状の外形（切り欠きを除く）は、例えば、互いに同一の大きさおよび形状とされており、その縁部は互いに一致する。例えば、これらの平面形状の外形は矩形である。これらの層部材（１５、１７および１９）の幅（ｙ方向）は、例えば、センサ基板１１の幅よりも小さくされている。これにより、例えば、外部端子５は、流路３の両側にてセンサ１の上面側に露出する。また、層部材の長さ（ｘ方向）は、例えば、センサ基板１１の長さよりも短くされている。これにより、例えば、センサ基板１１のｘ方向正側の端部は、指等で挟持することが可能となり、センサ１の取り扱い性が向上する。
（流路の形状）
図３は、センサ１から第３層部材１９を取り外して示す、センサ１の上面図である。なお、この図は、断面図ではないが、各部材の範囲を見やすくするために、部材毎に異なる種類のハッチングを付している。また、図４（ａ）は、図３のIVａ−IVａ線の断面図であり、図４（ｂ）は、図３のIVｂ−IVｂ線の断面図であり、図５（ａ）は、図３のＶａ−Ｖａ線の断面図であり、図５（ｂ）は、図３のＶｂ−Ｖｂ線の断面図である。
図２に示すように、第１切り欠き部１５ｃは、ｘ方向において第２切り欠き部１７ｃよりも小さく形成されている。従って、図４（ａ）に特に表れているように、流路３は、第１層部材１５と第３層部材１９との間に第２層部材１７の厚さで構成された部分（図４（ａ）では紙面右側部分）と、センサ基板１１と第３層部材１９との間に第１層部材１５および第２層部材１７の合計の厚さで構成された部分（図４（ａ）では紙面左側部分）とを有している。
具体的には、例えば、図２に示すように、第２切り欠き１７ｃは、流入口７と重なる位置からｘ方向負側の縁部まで延びている一方で、第１切り欠き１５ｃは、第２切り欠き１７ｃの中途からｘ方向負側の縁部まで延びている。従って、図３および図４（ａ）に表れているように、基本的に、流路３において、流入口７から延びる上流側部分は、第１層部材１５と第３層部材１９との間に構成され、排気口９へ続く下流側部分は、センサ基板１１と第３層部材１９との間に構成されている。
また、例えば、図３に示すように、流路３の下流側部分において、第１切り欠き１５ｃの幅（ｙ方向）は、第２切り欠き１７ｃの幅よりも若干小さくされている。従って、図３、図４（ｂ）および図５（ａ）に表れているように、流路３の下流側部分においても、流れ方向の側方（ｙ方向）の両側に、第１層部材１５と第３層部材１９との間に構成される部分が位置している。
図３に示すように、センサチップ１３は、第１切り欠き１５ｃに収まる。従って、図４（ａ）に示すように、流路３のうちセンサチップ１３よりも上流側部分の底面（第１層部材１５の上面）は、当該底面がセンサ基板１１の上面によって構成される場合に比較して、センサチップ１３の上面に近づく（面一に近くなる）、または、面一になる。これにより、例えば、流路３からセンサチップ１３の上面へ検体液が流れやすくなる。なお、センサチップ１３の上面と、その上流側に位置する第１層部材１５の上面との間には、隙間がない（センサチップ１３がｘ方向において第１切り欠き１５ｃに突き当てられている）か、隙間が比較的小さくされていることが好ましい。
図３、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、センサチップ１３の幅（ｙ方向）は、第１切り欠き１５ｃの幅よりも小さくされている。従って、センサチップ１３の側方両側（ｙ方向両側）においては、センサチップ１３と第１層部材１５との間に流路３の一部となるスペースが形成されており、また、当該スペースにてセンサ基板１１の上面が流路３内へ露出する。このスペースは、例えば、図５（ａ）に示すように、センサチップ１３とセンサ基板１１とを電気的に接続するボンディングワイヤ２１の配置スペースとなる。
図３に示すように、第２切り欠き１７ｃは、センサチップ１３のｙ方向両側において狭くされている。すなわち、第２層部材１７は、センサチップ１３のｙ方向両側においてセンサチップ１３側に突出する突部１７ｄを有している。この突部１７ｄは、流路３の高さ方向（ｚ方向）の観点では、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、また、図５（ａ）および図５（ｂ）の比較から分かるように、第１層部材１５の上面およびセンサチップ１３の上面よりも上方へ突出し、第３層部材１９の下面に到達する部分となる。前述のように、流路３のうちセンサチップ１３よりも上流側部分の底面は、第１層部材１５の上面によって構成されているから、突部１７ｄは、センサチップ１３のｙ方向両側において、流路３の上流側から下流側への検体液の流れを抑制する障壁となる。この障壁による作用効果については後述する。
突部１７ｄの位置、形状および大きさは適宜に設定されてよい。ただし、突部１７ｄの流れ方向（ｘ方向）の位置は、突部１７ｄの少なくとも一部がセンサチップ１３の配置範囲と重なる（ｙ方向に見てｘ方向の配置範囲が重なる）ことが好ましい。また、突部１７ｄは、流れ方向において、センサチップ１３の中央よりも上流側に位置することが好ましく、さらに、図示のようにセンサチップ１３の上流側端部に隣接することが好ましい。また、突部１７ｄの形状は、図３では、流れ方向（ｘ方向）の長さが流れに直交する方向（ｙ方向）の幅よりも大きい矩形とされているが、三角等の矩形以外の形状とされてもよいし、幅が長さよりも大きくてもよい。
流路３は、厚さ（高さ、ｚ方向）が長さ（ｘ方向）および幅（ｙ方向）に比較して小さい。従って、毛管現象を好適に生じさせるために、流路３の上面および底面は、検体液に対する濡れ性（親水性）が高いことが好ましい。なお、濡れ性は、一般に知られているように、検体液（水に代表させてもよい。以下同様。）との接触角によってその程度を測定することができる。すなわち、濡れ性が高いほど接触角は小さくなる。流路３のうち、少なくとも流入口７からセンサチップ１３まで（センサチップ１３上を含む）の部分において、上面および底面の検体液との接触角は、９０°未満であり、好ましくは、６０°未満、より好ましくは１０°未満である。
例えば、第１層部材１５の上面および／または第３層部材１９の下面は、親水化処理が施されている。第１層部材１５および／または第３層部材１９として、少なくとも一方の面（流路３を構成する面）に親水化処理が施された市販の樹脂性フィルムが用いられてもよい。親水化処理としては、例えば、コーティング剤を配置（定着）させる方法が挙げられる。より具体的には、例えば、基材（樹脂性フィルム）に対して、酸素プラズマによるアッシングを行い、シランカップリング剤を塗布し、コーティング剤としてのポリエチレングリコールを塗布してよい。また、例えば、基材に対して、ホスホリルコリンを有する処理剤を用いて表面処理を行い、コーティング剤としてのホスホリルコリンを定着させてもよい。樹脂性フィルムは、例えば、ポリエステル系またはポリエチレン系の樹脂からなる。
流路３の上面および底面（第１層部材１５の上面および第３層部材１９の下面）は、例えば、その全面に親水化処理が施されている。従って、流入口７に供給された検体液は、流路３の横断面（ｙｚ断面）全体に広がった状態で、流路３に沿って流れる。その結果、検体液は、例えば、センサチップ１３付近において、センサチップ１３の上面と流路３の上面との間、および、センサチップ１３の側面と流路３の内壁面３ｗ（図３、図５（ａ）および図５（ｂ））との間に満たされる。すなわち、センサチップ１３付近において、センサチップ１３の上面、ボンディングワイヤ２１およびセンサ基板１１の上面は検体液に触れる。
なお、内壁面３ｗは、センサチップ１３よりも上流側においては第２層部材１７の切り欠き１７ｃの内側面により構成される（図３参照）。また、内壁面３ｗは、センサチップ１３の側方から下流側においては、第１層部材１５の第１切り欠き１５ｃの内側面および第２層部材１７の第２切り欠き１７ｃの内側面により構成される。
（電極および配線の構成）
図６は、センサチップ１３およびその周辺を示す平面図である。具体的には、この図は、センサ１からセンサ基板１１上の層部材（１５、１７および１９）を取り外して示す上面図である。ただし、センサ基板１１は、一部（境界線は省略）を示し、また、第１層部材１５の第１切り欠き１５ｃを２点鎖線で示している。なお、第１切り欠き１５ｃの内側面は、流路３のうちのセンサチップ１３の側方から下流側の部分の内壁面３ｗ（より厳密には、内壁面３ｗのうちセンサ基板１１側の部分）を構成している。
センサチップ１３は、例えば、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）を利用するＳＡＷデバイスにより構成されている。センサチップ１３は、例えば、圧電基板２３と、圧電基板２３の上面に設けられた各種の導体とを有している。各種の導体は、例えば、圧電基板２３上に１または複数（本実施形態では２つ）のセンサ部２５（第１センサ部２５Ａおよび第２センサ部２５Ｂ）が構成されるように設けられている。
圧電基板２３は、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）単結晶，ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）単結晶、水晶などの圧電性を有する単結晶の基板からなる。圧電基板２３の平面形状および各種寸法は適宜に設定されてよい。一例として、圧電基板２３の厚みは、０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。
第１センサ部２５Ａおよび第２センサ部２５Ｂは、例えば、圧電基板２３を共用しているとともに細部を除いて同様の構成とされている。第１センサ部２５Ａは、第１金属膜２７Ａと、第１金属膜２７Ａを挟んで配置された第１入力ＩＤＴ電極２９ＡＩおよび第１出力ＩＤＴ電極２９ＡＯとを有している。同様に、第２センサ部２５Ｂは、第２金属膜２７Ｂと、第２金属膜２７Ｂを挟んで配置された第２入力ＩＤＴ電極２９ＢＩおよび第２出力ＩＤＴ電極２９ＢＯとを有している。
なお、以下では、第１入力ＩＤＴ電極２９ＡＩ、第１出力ＩＤＴ電極２９ＡＯ、第２入力ＩＤＴ電極２９ＢＩ、第２出力ＩＤＴ電極２９ＢＯについて、単に、「ＩＤＴ電極２９」といい、これらを区別しないことがある。また、「入力ＩＤＴ電極２９Ｉ」および「出力ＩＤＴ電極２９Ｏ」のように、「第１」および「Ａ」、ならびに、「第２」および「Ｂ」を省略することがあり、「第１ＩＤＴ電極２９Ａ」および「第２ＩＤＴ電極２９Ｂ」のように、「入力」および「Ｉ」ならびに「出力」および「Ｏ」を省略することがある。第１入力ＩＤＴ電極２９ＡＩ、第１出力ＩＤＴ電極２９ＡＯ、第２入力ＩＤＴ電極２９ＢＩ、第２出力ＩＤＴ電極２９ＢＯに係る構成についても同様である。
金属膜２７は、例えば、平面形状が概ね矩形とされ、圧電基板２３の上面において、ｙ方向の概ね中央に位置している。金属膜２７は、例えば、クロムおよびクロム上に成膜された金の２層構造となっている。第１金属膜２７Ａおよび第２金属膜２７Ｂのうち一方は、上面にアプタマーが配置（固定化）され、他方は、アプタマーが配置されていない。アプタマーは、例えば、核酸やペプチドからなる。なお、金属膜２７は省略することも可能である。
入力ＩＤＴ電極２９Ｉは、電気信号が入力され、入力された電気信号をＳＡＷに変換するためのものであり、出力ＩＤＴ電極２９Ｏは、そのＳＡＷを受信し、受信したＳＡＷを電気信号に変換して出力するためのものである。すなわち、入力ＩＤＴ電極２９Ｉおよび出力ＩＤＴ電極２９Ｏは、トランスバーサル型ＳＡＷフィルタに類似した構成とされている。圧電基板２３の上面のうち入力ＩＤＴ電極２９Ｉと出力ＩＤＴ電極２９Ｏとの間の領域はＳＡＷの伝搬路となっており、金属膜２７が位置している。入力ＩＤＴ電極２９Ｉおよび出力ＩＤＴ電極２９Ｏの金属膜２７を挟んだ並び方向（対向方向）は、例えば、流路３に交差（製造誤差を除けば直交）する方向である。
なお、第１センサ部２５Ａと第２センサ部２５Ｂとの間で、入力ＩＤＴ電極２９Ｉから出力ＩＤＴ電極２９Ｏへの向きは同一であってもよいし、逆であってもよい。好ましくは、同一である。また、便宜上、ＩＤＴ電極２９に関して入力側（送信側）と出力側（受信側）とを固定して説明しているが、これら１対のＩＤＴ電極２９に対する信号の送受信の方向は、可逆であってもよい。例えば、センサ１が装着されるリーダの種類によって、入力側とされるＩＤＴ電極２９と出力側とされるＩＤＴ電極２９とが入れ替わってもよい。
各ＩＤＴ電極２９は、１対の櫛歯電極３１を有している。各櫛歯電極３１は、例えば、ＳＡＷの伝搬方向（ｙ方向）に延びるバスバー３３と、バスバー３３からＳＡＷの伝搬方向に直交する方向（ｘ方向）に延びる複数の電極指３５とを有している。そして、一対の櫛歯電極３１は、複数の電極指３５が互いに噛み合うように配置されている。
ＩＤＴ電極２９の電極指３５の本数、隣接する電極指３５同士の距離、電極指３５の交差幅などをパラメータとして周波数特性を設計することができる。ＩＤＴ電極２９によって励振されるＳＡＷとしては、レイリー波、ラブ波、リーキー波などが存在し、いずれが利用されてもよい。
１対のＩＤＴ電極２９のＳＡＷの伝搬方向における外側の領域にＳＡＷの反射抑制のための弾性部材が設けられてもよい。ＳＡＷの周波数は、例えば、数メガヘルツ（ＭＨｚ）から数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の範囲内において設定可能である。なかでも、数百ＭＨｚから２ＧＨｚとすれば、実用的であり、かつ圧電基板２３の小型化ひいてはセンサチップ１３の小型化を実現することができる。
ＩＤＴ電極２９は、例えば、適宜な金属によって構成されてよい。金属としては、例えば、金、アルミニウム、アルミニウムと銅との合金が挙げられる。これらの導体は、多層構造とされてもよい。多層構造とする場合は、例えば、１層目がチタンまたはクロムからなり、２層目がアルミニウム、アルミニウム合金または金からなり、さらに最上層にチタンまたはクロムを積層してもよい。
アプタマーが配置された金属膜２７に検体液が接触すると、検体液中の特定の標的物質がその標的物質に対応するアプタマーと結合し、金属膜２７の重さが変化する。その結果、入力ＩＤＴ電極２９Ｉから出力ＩＤＴ電極２９Ｏへ伝搬するＳＡＷの位相特性などが変化する。従って、その位相特性などの変化に基づいて、検体液の性質または成分を調べることができる。また、第１センサ部２５Ａと第２センサ部２５Ｂの一方においては、アプタマーが配置されていないことから、第１センサ部２５ＡにおけるＳＡＷの位相特性と、第２センサ部２５ＢにおけるＳＡＷの位相特性とを比較することによって、例えば、これら２つのセンサ部２５に共通する誤差を除去することができる。
櫛歯電極３１（本実施形態では合計８個）は、例えば、接続導体３７（３７ＡＩ、３７ＡＯ、３７ＢＩ、３７ＢＯ）によって外部端子５と１対１で電気的に接続されている。接続導体３７は、例えば、圧電基板２３の上面において櫛歯電極３１のバスバー３３から延びるチップ配線３９と、チップ配線３９の先端に位置するチップ端子４１と、一端がチップ端子４１に接合された既述のボンディングワイヤ２１と、センサ基板１１の上面に位置し、ボンディングワイヤ２１の他端と接合された基板パッド４３と、センサ基板１１の上面にて基板パッド４３から外部端子５へ延びる基板配線４５と、からなる。
１対の第１ＩＤＴ電極２９Ａに接続された合計４本の第１接続導体３７Ａの配線長の合計と、１対の第２ＩＤＴ電極２９Ｂに接続された合計４本の第２接続導体３７Ｂの配線長の合計とは互いに等しくされている。また、合計４本の第１接続導体３７Ａと、合計４本の第２接続導体３７Ｂとは、流路３における配線長の合計も互いに等しくされている。その結果、合計４本の第１接続導体３７Ａと、合計４本の第２接続導体３７Ｂとは、電気長の合計も互いに等しくされている。
なお、配線長は、例えば、配線（導体）の中心線の物理長（実際の長さ）である。一方、電気長は、配線（導体）を伝搬する信号の波長を基準にした長さである。例えば、電気長が互いに等しい２本の配線に同一の位相の信号が入力されれば、この２本の配線から出力される信号の位相は互いに等しい。また、電気長は、信号の伝搬経路に係る誘電率が高くなると長くなる。例えば、配線の周囲に水（比誘電率：約５０）が存在する場合、配線の周囲に空気（比誘電率：約１）が存在する場合に比較して、電気長は長くなる。従って、接続導体３７においても、流路３に検体液が満たされると、電気長は変化する（長くなる）。樹脂の比誘電率は、その組成および分子構造にもよるが、一般に、空気よりも高く、水よりも低い。
４本の第１接続導体３７Ａと、４本の第２接続導体３７Ｂとは、例えば、ＩＤＴ電極２９から外部端子５までの全体に亘って、１対の第１ＩＤＴ電極２９Ａと１対の第２ＩＤＴ電極２９Ｂとの中間を通りｙ方向に延びる不図示の対称軸に関して、対称の形状とされている。これにより、配線長の合計は互いに等しくされている。接続導体３７の各部の具体的な構成は、例えば、以下のとおりである。
チップ配線３９は、層状の導体であり、例えば、櫛歯電極３１と同一の材料からなる。各ＩＤＴ電極２９に接続された２本のチップ配線３９は、例えば、ＩＤＴ電極２９の中心を通りｙ方向に延びる不図示の対称軸に関して線対称の形状とされている。例えば、各ＩＤＴ電極２９に接続された２本のチップ配線３９は、ＩＤＴ電極２９の１対のバスバー３３からｘ方向の互いに逆側へ少し延びた後、屈曲してｙ方向の同一側へ延びる形状とされている。また、各センサ部２５に接続された合計４本のチップ配線３９は、各センサ部２５の中心を通りｘ方向に延びる不図示の対称軸に関して線対称の形状とされている。さらに、２つのセンサ部２５に接続された合計８本のチップ配線３９は、２つのセンサ部２５の中間位置を通るｙ方向に平行な不図示の対称軸に関して線対称の形状とされている。従って、８本のチップ配線３９は、パターニング等における誤差を無視すれば配線長が互いに等しい。また、８本のチップ配線３９は、いずれもその全体が流路３内に露出しており、その周囲の誘電率は互いに等しく、ひいては、検体液が流路３に満たされる前後のいずれにおいても電気長が互いに等しい。
チップ端子４１は、層状の導体であり、例えば、チップ配線３９と同一の材料からなり、または、当該材料の上面に他の材料が重ねられて構成されている。なお、チップ端子４１は、チップ配線３９と同一の幅に形成されて、単にチップ配線３９の一端であってもよい。合計８個のチップ端子４１は、例えば、互いに同一の形状とされている。従って、合計８個のチップ端子４１は、パターニングやボンディングワイヤ２１の接続位置等の誤差を無視すれば、配線長が互いに等しい。また、８個のチップ端子４１は、いずれもその全体が流路３内に露出しており、その周囲の誘電率は互いに等しく、ひいては、検体液が流路３に満たされる前後のいずれにおいても電気長が互いに等しい。
ボンディングワイヤ２１は、線材状の導体であり、例えば、金等の適宜な金属からなる。合計８本のボンディングワイヤ２１は、例えば、３次元的に互いに同一の形状とされている。従って、８本のボンディングワイヤ２１は、形成時の誤差を無視すれば、配線長が互いに等しい。また、８本のボンディングワイヤ２１は、いずれもその全体が流路３内に露出しており、その周囲の誘電率は互いに等しく、ひいては、検体液が流路３に満たされる前後のいずれにおいても電気長が互いに等しい。
基板パッド４３は、層状の導体であり、例えば、基板配線４５と同一の材料からなり、または、当該材料の上に他の材料が重ねられて構成されている。なお、基板パッド４３は、基板配線４５と同一の幅に形成されて、単に基板配線４５の一端であってもよい。合計８個の基板パッド４３は、例えば、互いに同一の形状とされている。従って、合計８個の基板パッド４３は、パターニングやボンディングワイヤ２１の接続位置等の誤差を無視すれば、配線長が互いに等しい。また、基板パッド４３は、いずれもその全体が流路３内に露出しており、その周囲の誘電率は互いに等しく、ひいては、検体液が流路３に満たされる前後のいずれにおいても電気長が互いに等しい。
なお、チップ端子４１と基板パッド４３とは、例えば、互いに同一のピッチで互いに平行に配列されている。これにより、チップ端子４１と基板パッド４３との距離は、複数のチップ端子４１および基板パッド４３間で互いに等しくなっている。その結果、各列において、ボンディングワイヤ２１は互いに等しい形状（長さ）となっている。
また、接続導体３７のうちチップ配線３９から基板パッド４３までは、８本の接続導体３７間でその配線長は互いに同一である。また、接続導体３７のうちチップ配線３９から基板パッド４３までは、配線長が互いに同一で、その全体が流路３に露出していることから、８本の接続導体３７間で電気長も互いに等しい。
基板配線４５は、層状の導体であり、例えば、銅等の金属からなる。各センサ部２５に接続された合計４本の基板配線４５は、各センサ部２５の中心を通るｘ方向に延びる不図示の対称軸に関して線対称の形状とされている。また、２つのセンサ部２５に接続された合計８本の基板配線４５は、２つのセンサ部２５の中間位置を通りｙ方向に延びる不図示の対称軸に関して対称の形状とされている。
従って、例えば、第１接続導体３７Ａの４本の基板配線４５の配線長の合計と、第２接続導体３７Ｂの４本の基板配線４５の配線長の合計とは互いに等しい。また、例えば、第１入力接続導体３７ＡＩの２本の基板配線４５の配線長の合計と、第２入力接続導体３７ＢＩの２本の基板配線４５の配線長の合計とは互いに等しい。また、例えば、第１出力接続導体３７ＡＯの２本の基板配線４５の配線長の合計と、第２出力接続導体３７ＢＯの２本の基板配線４５の配線長の合計とは互いに等しい。また、例えば、各センサ部２５において、入力接続導体３７Ｉの２本の基板配線４５の配線長の合計と、出力接続導体３７Ｏの２本の基板配線４５の配線長の合計とは互いに等しい。
基板配線４５は、例えば、基板パッド４３からｙ方向（より詳細には内壁面３ｗ側）に平行に延びた後、屈曲してｘ方向（より詳細には複数の外部端子５の配列方向の外側）に平行に延びる形状とされている。基板配線４５が屈曲してｘ方向に延びていることにより、複数の基板パッド４３と、複数の基板パッド４３のピッチよりも大きいピッチで配置された複数の外部端子５（５ＡＩ、５ＡＯ、５ＢＩおよび５ＢＯ）とが接続される。基板配線４５のうち基板パッド４３からｙ方向に延びている部分は、比較的長く形成されており、ひいては、基板配線４５の屈曲部は、流路３の外側に位置している。これにより、後に詳述するように、例えば、２つのセンサ部２５間において、基板配線４５の配線長の合計だけでなく、電気長の合計も互いに等しくなりやすくなっている。
図１および図６に示されるように、各列の外部端子５は、例えば、櫛歯電極３１に接続される外部端子５（５ＡＩ、５ＡＯ、５ＢＩおよび５ＢＯ）と、基準電位部に接続される基準電位用外部端子５Ｇとが交互に配列されている。これにより、信号が入力または出力される外部端子５同士の干渉が抑制される。
図７は、図６のVII−VII線における断面図である。
センサ基板１１は、例えば、絶縁基板４７と、絶縁基板４７の上面に配置された導電層（基板配線４５等）と、その導電層を一部を除いて覆うソルダレジスト５１とを有している。
基板配線４５を含む導電層は、ソルダレジスト５１に覆われた部分が概ね基板配線４５となっており、ソルダレジスト５１から露出された端部が基板パッド４３または外部端子５（５ＡＯ、５ＡＩ、５ＢＯおよび５ＢＩ）となっている。この信号用の導電層を除く大部分には、不図示のリーダによって基準電位が付与される基準電位パターン４９Ｇが設けられている。基準電位パターン４９Ｇのうちソルダレジスト５１から露出された部分により、基準電位用外部端子５Ｇが構成されている。
この図に示すように、基板配線４５は、ソルダレジスト５１に覆われており、流路３内に位置する部分においても、直接は検体液に触れない。ただし、ソルダレジスト５１は比較的薄く、流路３に検体液が満たされれば、満たされる前に比較して基板配線４５の電気長は変化する（一般には長くなる。）。同様に、ＩＤＴ電極２９およびチップ配線３９も、不図示の保護層（絶縁膜）に覆われる場合があるが、保護層の厚みは比較的薄く、流路３に検体液が満たされれば、満たされる前に比較して電気長は変化する（一般には長くなる。）。なお、ソルダレジスト５１は、省略されてもよい。
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、基板配線４５の形状等による作用を説明するための模式図である。
既述のように、基板配線４５は、基板パッド４３から流路３の外側へ直線状に（ｙ方向に平行に）延びる部分が比較的長く形成されており、基板配線４５の屈曲部は、流路３から比較的離れている。従って、流路３の位置が基板配線４５に対して多少ずれたとしても、基板配線４５の流路３に位置する部分は、ｙ方向に延びる直線部分のままである。その結果、以下のように、流路３における配線長の合計の変化が低減され、ひいては、電気長の合計の変化が低減される。
図８（ａ）は、理想的にセンサ基板１１に対して第１層部材１５が貼り合わされた場合を示している。すなわち、合計８本の基板配線４５のｘ方向に延びる不図示の対称軸と、流路３の不図示の中心線とは一致している。
この状態では、合計８本の基板配線４５は、流路３に位置する配線長が互いに等しく（配線長ａ１〜ａ４およびｂ１〜ｂ４は互いに等しい）、ひいては、流路３において電気長が互いに等しい。従って、例えば、流路３の内外の全体に亘って配線長が互いに等しい基板配線４５同士は、流路３の内外の双方を考慮しても、電気長が互いに等しい。
同様の理由により、第１接続導体３７Ａの４本の基板配線４５の電気長の合計と、第２接続導体３７Ｂの４本の基板配線４５の電気長の合計とは等しい。第１入力接続導体３７ＡＩの２本の基板配線４５の電気長の合計と、第２入力接続導体３７ＢＩの２本の基板配線４５の電気長の合計とは等しい。第１出力接続導体３７ＡＯの２本の基板配線４５の電気長の合計と、第２出力接続導体３７ＢＯの２本の基板配線４５の電気長の合計とは等しい。各センサ部２５において、入力接続導体３７Ｉの２本の基板配線４５の電気長の合計と、出力接続導体３７Ｏの２本の基板配線４５の電気長の合計とは等しい。
一方、本実施形態とは異なり、例えば、２つのセンサ部２５の一方のみ、基板配線４５の屈曲部が流路３に位置していることなどにより、基板配線４５の流路３内の配線長が２つのセンサ部２５間で互いに異なると、検体液によって誘電率が高くなる配線長が２つのセンサ部２５間で互いに異なることになる。その結果、２つのセンサ部２５間の位相差に、基板配線４５の屈曲部における誘電率の変化に起因する位相差が含まれることになり、検出精度が低下する。
図８（ｂ）は、センサ基板１１に対して第１層部材１５がｙ方向にずれて貼り合わされた場合を示している。すなわち、合計８本の基板配線４５のｘ方向に延びる不図示の対称軸と、流路３の不図示の中心線とは平行にずれている。
この状態においても、２つのセンサ部２５間で、基板配線４５の流路３に位置する部分の配線長の合計は等しい。すなわち、ａ１′＋ａ２′＋ａ３′＋ａ４′と、ｂ１′＋ｂ２′＋ｂ３′＋ｂ４′とは等しい。ひいては、２つのセンサ部２５間で、基板配線４５の流路３に位置する部分の電気長の合計は等しい。従って、流路３の内外の双方を考慮しても、依然として、第１接続導体３７Ａの４本の基板配線４５の電気長の合計と、第２接続導体３７Ｂの４本の基板配線４５の電気長の合計とは等しい。
また、同様に、ａ１′＋ａ３′＝ｂ１′＋ｂ３であることから、第１入力接続導体３７ＡＩの２本の基板配線４５の電気長の合計と、第２入力接続導体３７ＢＩの２本の基板配線４５の電気長の合計とは等しい。ａ２′＋ａ４′＝ｂ２′＋ｂ４であることから、第１出力接続導体３７ＡＯの２本の基板配線４５の電気長の合計と、第２出力接続導体３７ＢＯの２本の基板配線４５の電気長の合計とは等しい。
一方、本実施形態とは異なり、例えば、第１層部材１５がｙ方向にずれて貼り合わされたことによって、２つのセンサ部２５の一方のみ、基板配線４５の屈曲部が流路３に位置してしまうと、当該一方のセンサ部２５の基板配線４５は、他方のセンサ部２５の基板配線４５に比較して、検体液によって誘電率が高くなる配線長が長くなる。その結果、２つのセンサ部２５間の位相差に、基板配線４５の屈曲部における誘電率の変化に起因する位相差が含まれることになり、検出精度が低下する。
図８（ｃ）は、センサ基板１１に対して第１層部材１５がｚ軸回りにずれて貼り合わされた場合を示している。すなわち、合計８本の基板配線４５のｘ方向に延びる不図示の対称軸と、流路３の不図示の中心線とは傾斜している。
この状態においても、２つのセンサ部２５間で、基板配線４５の流路３に位置する部分の配線長の合計は等しい。すなわち、ａ１″＋ａ２″＋ａ３″＋ａ４″と、ｂ１″＋ｂ２″＋ｂ３″＋ｂ４″とは等しい。従って、流路３の内外の双方を考慮しても、依然として、第１接続導体３７Ａの４本の基板配線４５の電気長の合計と、第２接続導体３７Ｂの４本の基板配線４５の電気長の合計とは等しい。
一方、本実施形態とは異なり、例えば、第１層部材１５がｚ軸回りにずれて貼り合わされたことによって、２つのセンサ部２５の一方のみ、基板配線４５の屈曲部が流路３に位置してしまうと、当該一方のセンサ部２５の基板配線４５は、他方のセンサ部２５の基板配線４５に比較して、検体液によって誘電率が高くなる配線長が長くなる。その結果、２つのセンサ部２５間の位相差に、基板配線４５の屈曲部における誘電率の変化に起因する位相差が含まれることになり、検出精度が低下する。
また、図８（ａ）〜図８（ｃ）間で、基板配線４５の電気長の合計は一定である。例えば、流路３内において、ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４、ａ１′＋ａ２′＋ａ３′＋ａ４′およびａ１″＋ａ２″＋ａ３″＋ａ４″は互いに同一であり、ひいては、流路３の内外の双方を考慮しても、基板配線４５の電気長の合計は等しい。これによっても、例えば、複数のセンサ１間で位相差を比較する場合に誤差が低減され、検出精度が向上する。
（検体液センサを用いた測定方法）
センサ１を用いた検体液の測定方法では、まず、流入口７に検体液を供給する。この際、流路３の少なくともセンサチップ１３までは検体液が満たされる量で、検体液を供給する。流入口７に供給された検体液は、毛管現象によって、センサチップ１３の上面に導かれる。流路３の上面は、その幅全体に亘って親水化処理が施されていることから、検体液は、金属膜２７だけでなく、ＩＤＴ電極２９および接続導体３７のうちの流路３に位置する部分の全体に触れる。
次に、センサ１を不図示のリーダに装着する。なお、リーダにセンサ１が装着された状態で、検体液が流入口７に供給されてもよい。
その後、リーダによって、例えば、第１入力外部端子５ＡＩおよび第２入力外部端子５ＢＩに、互いに並列に信号を入力する（同一の位相の信号を入力する。）。そして、リーダによって、第１出力外部端子５ＡＯから出力される信号と第２出力外部端子５ＢＯから出力される信号とを受信し、両信号の位相差を特定する。その位相差の大きさに基づいて、検体液の成分を特定する。
なお、例えば、入力外部端子５Ｉに入力した信号と、出力外部端子５Ｏから受信した信号との位相差を特定し、その位相差の大きさに基づいて検体液の成分を特定してもよい。また、例えば、入力外部端子５Ｉに入力した信号と、出力外部端子５Ｏから受信した信号との位相差を特定し、その位相差を第１センサ部２５Ａと第２センサ部２５Ｂとの間で比較し、その位相差の差の大きさに基づいて、検体液の成分を特定してもよい。
以上のとおり、本実施形態では、検体液センサ１は、少なくとも一部が流路に位置する１対の第１ＩＤＴ電極２９Ａおよび１対の第２ＩＤＴ電極２９Ｂと、１対の第１ＩＤＴ電極２９Ａの一方に接続され、流路３外へ延びる１対の第１入力接続導体３７ＡＩと、１対の第１ＩＤＴ電極２９Ａの他方に接続され、流路３外へ延びる１対の第１出力接続導体３７ＡＯと、１対の第２ＩＤＴ電極２９Ｂの一方に接続され、流路３外へ延びる１対の第２入力接続導体３７ＢＩと、１対の第２ＩＤＴ電極２９Ｂの他方に接続され、流路３外へ延びる１対の第２出力接続導体３７ＢＯと、を備えている。１対の第１入力接続導体３７ＡＩおよび１対の第１出力接続導体３７ＡＯの流路３における配線長の合計（ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４）と、１対の第２入力接続導体３７ＢＩおよび１対の第２出力接続導体３７ＢＯの流路３における配線長の合計（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４）とが等しい（例えば図８（ａ）〜図８（ｃ））。
従って、従来のように、カバーを設けて流路をＩＤＴ電極および接続導体から隔離したり、親水性領域によってＩＤＴ電極および接続導体を実質的に流路外に配置したりするのではなく、検体液をＩＤＴ電極および接続導体の周囲に流れさせ、その上で、２つのセンサ部２５間において接続導体３７の電気長が互いに等しくされる（等しくされやすい）。このような逆転の発想の結果、簡素な構成で検体液が検出精度に及ぼす影響が低減される。
また、本実施形態では、さらに、１対の第１入力接続導体３７ＡＩの流路３における配線長の合計（ａ１＋ａ３）と、１対の第２入力接続導体３７ＢＩの流路３における配線長の合計（ｂ１＋ｂ３）とが等しく、１対の第１出力接続導体３７ＡＯの流路３における配線長の合計（ａ２＋ａ４）と、１対の第２出力接続導体３７ＢＯの流路３における配線長（ｂ２＋ｂ４）の合計とが等しい（例えば図８（ａ）又は図８（ｂ））。
従って、２つのセンサ部２５間で、入力ＩＤＴ電極２９Ｉに係る電気長の合計が等しくされやすく、また、２つのセンサ部２５間で、出力ＩＤＴ電極２９Ｏに係る電気長の合計が等しくされやすい。その結果、例えば、２つのセンサ部２５間でＳＡＷが同一の位相で伝搬することになり、２つのセンサ部２５間におけるＳＡＷの干渉によって検出精度が低下するおそれが低減される。
また、本実施形態では、さらに、１対の第１入力接続導体３７ＡＩの流路３における配線長の合計（ａ１＋ａ３）と、１対の第１出力接続導体３７ＡＯの流路３における配線長の合計（ａ２＋ａ４）とが等しく、１対の第２入力接続導体３７ＢＩの流路３における配線長の合計（ｂ１＋ｂ３）と、１対の第２出力接続導体３７ＢＯの前記流路における配線長の合計（ｂ２＋ｂ４）とが等しい（例えば図８（ａ））。１対の第１入力接続導体３７ＡＩは、流路３における配線長が互いに等しく（ａ１＝ａ３）、１対の第１出力接続導体３７ＡＯは、流路３における配線長が互いに等しく（ａ２＝ａ４）、１対の第２入力接続導体３７ＢＩは、流路３における配線長が互いに等しく（ｂ１＝ｂ３）、１対の第２出力接続導体３７ＢＯは、流路３における配線長が互いに等しい（ｂ２＝ｂ４）。
このように、できるだけ多くの接続導体３７について流路３における配線長を等しくし、ひいては、電気長を等しくしやすくすることによって、検体液によって意図しない位相遅れ乃至はノイズが生じることを抑制し、検出精度を向上させることができる。
また、本実施形態では、検体液センサ１は、流路３が上面に位置するセンサ基板１１と、センサチップ１３とを有している。センサチップ１３は、センサ基板１１上に位置する圧電基板３と、該圧電基板３の上面に位置する１対の第１ＩＤＴ電極２９Ａおよび１対の第２ＩＤＴ電極２９Ｂを有している。１対の第１入力接続導体３７ＡＩ、１対の第１出力接続導体３７ＡＯ、１対の第２入力接続導体３７ＢＩおよび１対の第２出力接続導体３７ＢＯの８つそれぞれは、センサチップ１３の上面からセンサ基板１１の上面へ延び、その全体が流路３に位置するボンディングワイヤ２１を含む。１対の第１入力接続導体３７ＡＩおよび１対の第１出力接続導体３７ＡＯのボンディングワイヤ２１の配線長の合計と、１対の第２入力接続導体３７ＢＩおよび１対の第２出力接続導体３７ＢＯのボンディングワイヤ２１の配線長の合計とが等しい。
従って、例えば、流路３内に、ボンディングワイヤ２１が配置される空間が確保される。その結果、カバー等を設ける必要がなく、また、ボンディングワイヤ２１とＩＤＴ電極２９とを近付けることができる。すなわち、検体液センサ１の簡素化および小型化が図られる。また、１対の第１入力接続導体３７ＡＩおよび１対の第１出力接続導体３７ＡＯのボンディングワイヤ２１の電気長の合計と、１対の第２入力接続導体３７ＢＩおよび１対の第２出力接続導体３７ＢＯのボンディングワイヤ２１の電気長の合計とが等しいことから、ＩＤＴ電極２９から外部端子５までの接続導体３７全体として、１対の第１入力接続導体３７ＡＩおよび１対の第１出力接続導体３７ＡＯの電気長の合計と、１対の第２入力接続導体３７ＢＩおよび１対の第２出力接続導体３７ＢＯの電気長の合計とを等しくすることも容易化される。
また、本実施形態では、８つのボンディングワイヤ２１は、配線長が互いに等しい。従って、例えば、ボンディングワイヤ２１の両端に接続されるチップ端子４１と基板パッド４３とを同一のピッチで配置し、ボンディングワイヤ２１の全体が流路３に位置するようにするだけで、１対の第１入力接続導体３７ＡＩおよび１対の第１出力接続導体３７ＡＯのボンディングワイヤ２１の電気長の合計と、１対の第２入力接続導体３７ＢＩおよび１対の第２出力接続導体３７ＢＯのボンディングワイヤ２１の電気長の合計とを等しくすることができ、設計が容易である。
また、本実施形態では、１対の第１入力接続導体３７ＡＩ、１対の第１出力接続導体３７ＡＯ、１対の第２入力接続導体３７ＢＩおよび１対の第２出力接続導体３７ＢＯの８つそれぞれは、センサ基板１１の上面にて延び、一端が流路３に位置し、他端が流路３外に位置する層状導体である基板配線４５を含む。１対の第１入力接続導体３７ＡＩおよび１対の第１出力接続導体３７ＡＯの基板配線４５の流路３における配線長の合計と、１対の第２入力接続導体３７ＢＩおよび１対の第２出力接続導体３７ＢＯの基板配線４５の流路３における配線長の合計とが等しい。
従って、センサ基板１１の主面に形成された基板配線４５を利用して、センサチップ１３と外部端子５とを接続することができる。その結果、センサ基板１１の内部に配線を設ける態様（この態様も本願発明に含まれる。図１０参照）に比較して、センサ基板１１の構成が簡素である。例えば、センサ基板１１として導体が一主面にのみ形成された単層基板を用いることができる。
また、本実施形態では、８つの基板配線４５は、流路３における配線長が互いに等しい。従って、例えば、１対の第１入力接続導体３７ＡＩおよび１対の第１出力接続導体３７ＡＯの基板配線４５の電気長の合計と、１対の第２入力接続導体３７ＢＩおよび１対の第２出力接続導体３７ＢＯの基板配線４５の電気長の合計とを容易に等しくすることができる。
また、本実施形態では、検体液センサ１は、センサ基板１１上に配置しており、互いに対向して流路３の側面を構成する１対の内壁面３ｗを有している。１対の第１ＩＤＴ電極２９Ａと１対の第２ＩＤＴ電極２９Ｂとは、１対の内壁面３ｗの対向方向に交差する第１方向（ｘ方向）に並べられている。１対の第１ＩＤＴ電極２９Ａは、ｘ方向に直交する第２方向（ｙ方向）において対向している。１対の第２ＩＤＴ電極２９Ｂは、ｙ方向において対向している。１対の第１入力接続導体３７ＡＩの基板配線４５は、流路３に位置する一端に接続され、１対の内壁面３ｗの一方（ｙ方向正側の内壁面３ｗ）までｙ方向に平行に延びている。１対の第１出力接続導体３７ＡＯの基板配線４５は、流路３に位置する一端に接続され、１対の内壁面３ｗの他方（ｙ方向負側の内壁面３ｗ）までｙ方向に平行に延びている。１対の第２入力接続導体３７ＢＩの基板配線４５は、流路３に位置する一端に接続され、１対の内壁面３ｗの一方（ｙ方向正側の内壁面３ｗ）までｙ方向に平行に延びている。１対の第２出力接続導体３７ＢＯの基板配線４５は、流路３に位置する一端に接続され、１対の内壁面３ｗの他方（ｙ方向負側の内壁面３ｗ）までｙ方向に平行に延びている。
従って、図８（ａ）〜図８（ｃ）を参照して説明したように、内壁面３ｗを構成する部材（本実施形態では第１層部材１５）がセンサ基板１１に対してずれても、流路３において、１対の第１入力接続導体３７ＡＩおよび１対の第１出力接続導体３７ＡＯの基板配線４５の配線長の合計と、１対の第２入力接続導体３７ＢＩおよび１対の第２出力接続導体３７ＢＯの基板配線４５の配線長の合計とを等しくすることができる。その結果、第１層部材１５がずれても、電気長の合計についても、第１センサ部２５Ａと第２センサ部２５Ｂとで等しくしやすい。ひいては、検出精度が安定する。
また、本実施形態では、検体液センサ１は、流路３の底面上に位置し、上面に１対の第１ＩＤＴ電極２９Ａおよび１対の第２ＩＤＴ電極２９Ｂを有するセンサチップ１３と、流路３の流れ方向に直交する方向（ｙ方向）であってセンサチップ１３を挟む２つの部位に位置しており、センサチップの上流側における流路３の底面（第１層部材１５の上面）に対して上方へ突出する１対の障壁（突部１７ｄ）と、をさらに備えている。
従って、例えば、検体液がセンサチップ１３の上面を流れる前に、検体液が内壁面３ｗを伝ってセンサチップ１３の下流側へ流れてしまうおそれが低減される。その結果、センサチップ１３の上面に気泡が生じるおそれが低減され、検体液が確実にセンサチップ１３の上面に触れる。ひいては、検出精度が向上する（安定する）。このような１対の障壁（突部１７ｄ）は、センサチップ１３の上面に対して上方へ突出しているときに、また、１対の障壁の上端部が流路３の上面（第３層部材１９の下面）に到達しているときに、内壁面３ｗ側の流れを抑制する効果が高くなり、検出精度が安定する。
なお、以上の実施形態において、第１入力接続導体３７ＡＩは第１入力導体の一例であり、第１出力接続導体３７ＡＯは第１出力導体の一例であり、第２入力接続導体３７ＢＩは第２入力導体の一例であり、第２出力接続導体３７ＢＯは第２出力導体の一例である。
＜第２実施形態＞
図９（ａ）は、第２実施形態に係る検体液センサ２０１を示す断面図であり、図９（ｂ）は、センサ２０１の平面図である。なお、図９（ａ）は、図９（ｂ）のIXａ−IXａ線における断面図である。
第２実施形態のセンサ２０１は、第１実施形態のセンサ１と比較して、主として流路の構成が異なる。具体的には、センサ２０１の流路２０３は、センサ基板１１上に枠状に形成された壁部２１５によって構成されており、上方が開放されている。検体液を流路２０３に供給する際には、例えば、上方からスポイト等によって検体液が滴下される。この際、例えば、検体液は、流路２０３全体に広がるのに十分な量で供給される。
なお、ＩＤＴ電極２９（図９では図示省略）および接続導体３７が流路２０３に配置され、検体液に浸されること、この際、８本の接続導体３７において電気長が等しくされることは、実施形態と同様である。
＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態に係る検体液センサ３０１の一部を示す断面図である。
検体液センサ３０１では、基板配線３４５は、センサ基板３１１の主面ではなく、内部に設けられ、基板パッド４３と外部端子５とを接続している。このような構成では、例えば、実質的にボンディングワイヤ２１の配線長を一定とすれば、ＩＤＴ電極２９（図１０では不図示）から外部端子５までの接続導体３３７の電気長を一定とすることができる。その結果、複数の接続導体３３７間で電気長を等しくすることが容易である。
本発明は、以上の実施形態または変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
センサは、どのような用途に用いられるものであってもよい。換言すれば、検体（検体液）の種類は、どのようなものであってもよい。例えば、検体の種類は、体液（例えば血液）であってもよいし、飲料であってもよいし、薬液であってもよいし、純水でない水（例えば海水、湖水、地下水）であってもよい。また、例えば、検体の種類は、水を含むものであってもよいし、油を含むものであってもよい。また、例えば、検体の種類は、溶液であってもよいし、ゾルであってもよい。
流路の形状は、種々変形されてよい。例えば、第１実施形態において、第１層部材１５の第１切り欠き１５ｃの両側部分は、突部１７ｄよりも下流で流路の底面を構成していなくてもよい。また、第１層部材１５は、第１切り欠き１５ｃに代えて、センサチップ１３の配置位置に孔が形成され、流路のセンサチップ１３よりも下流側部分の底面全体を構成してもよい。また、流路は、適宜に分岐したり、屈曲したりしていてもよい。
また、１対のＩＤＴ電極に接続された４本の層状導体（基板配線４５）が流路内においてｙ方向に平行に直線状に延びることを特徴とする場合においては、センサは、２以上のセンサ部（２対のＩＤＴ電極）を有するものに限定されず、１つのセンサ部のみを有するものであってもよい。この場合においても、流路の位置ずれに起因する電気長の変化が低減される。その結果、例えば、入力外部端子に入力した信号と出力外部端子から出力された信号との意図しない位相差が低減され、検出精度が向上する。また、例えば、複数のセンサ間で意図しない位相差が生じることが低減され、検出精度が向上する。
複数の接続導体の全てまたはいずれかは、その中途にインダクタ等の位相に及ぼす影響が比較的大きい素子が配置されていてもよい。この場合においても、例えば、複数の接続導体の流路における配線長が互いに等しいことによって、接続導体の全体としての電気長を複数の接続導体間で調整することが容易という効果が奏される。また、複数の接続導体は、位相を互いに等しくするのではなく、位相が所定の大きさでずらされるように設定されていてもよい。
配線長が互いに等しいというとき、完全に同一である必要はなく、ある程度の誤差は含まれていてもよい。当該誤差としては、例えば、製造工程において生じるものが挙げられる。また、例えば、各々の検体液センサに要求される検出精度に基づいて許容される誤差が挙げられる。一例として、５％程度の長さの誤差が許容されることもある。
本発明に係るセンサの実施形態として、以下の構成を抽出可能である。
検体液センサは、流路と、前記流路の底面上に位置し、前記流路の上面と隙間を空けて対向する上面に励振電極を有するセンサチップと、前記流路の流れ方向に対する前記センサチップの側方両側にて、前記センサチップの上流側の前記流路の底面よりも上方へ突出する１対の障壁とを備える。
この構成においては、接続導体は、流路に位置していなくてもよいし、複数の電気長が一定とされていなくてもよい。また、励振電極は、位相に基づいて検体液を測定するもの（１対のＩＤＴ電極）に限定されず、種々のものとされてよい。
１…センサ、２９Ａ…第１ＩＤＴ電極、２９Ｂ…第２ＩＤＴ電極、３７ＡＩ…第１入力接続導体（第１入力導体）、３７ＡＯ…第１出力接続導体（第１出力導体）、３７ＢＩ…第２入力接続導体（第２入力導体）、３７ＢＯ…第２出力接続導体（第２出力導体）。

Claims (13)

  1. 流路内に位置する１対の第１ＩＤＴ電極および１対の第２ＩＤＴ電極と、
    前記１対の第１ＩＤＴ電極の一方に接続され、前記流路外へ延びる１対の第１入力導体と、
    前記１対の第１ＩＤＴ電極の他方に接続され、前記流路外へ延びる１対の第１出力導体と、
    前記１対の第２ＩＤＴ電極の一方に接続され、前記流路外へ延びる１対の第２入力導体と、
    前記１対の第２ＩＤＴ電極の他方に接続され、前記流路外へ延びる１対の第２出力導体と、を備え、
    前記１対の第１入力導体および前記１対の第１出力導体の前記流路内における配線長の合計は、前記１対の第２入力導体および前記１対の第２出力導体の前記流路内における配線長の合計と等しく、
    前記１対の第１入力導体の前記流路内における配線長の合計は、
    前記１対の第２入力導体の前記流路内における配線長の合計と異なる、検体液センサ。
  2. 前記１対の第１入力導体の前記流路内における配線長の合計は、
    前記１対の第１出力導体の前記流路内における配線長の合計と異なる、請求項１に記載の検体液センサ。
  3. 前記１対の第２入力導体の前記流路内における配線長の合計は、
    前記１対の第２出力導体の前記流路内における配線長の合計と異なる、請求項１または２に記載の検体液センサ。
  4. 前記１対の第１出力導体の前記流路内における配線長の合計は、
    前記１対の第２出力導体の前記流路内における配線長の合計と異なる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検体液センサ。
  5. 前記１対の第１入力導体は、前記流路内における配線長が互いに異なり、
    前記１対の第１出力導体は、前記流路内における配線長が互いに異なり、
    前記１対の第２入力導体は、前記流路内における配線長が互いに異なり、
    前記１対の第２出力導体は、前記流路内における配線長が互いに異なる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の検体液センサ。
  6. 前記流路が上面に位置するセンサ基板と、
    前記センサ基板上に位置する圧電基板と、該圧電基板の上面に位置する前記１対の第１ＩＤＴ電極および前記１対の第２ＩＤＴ電極を有するセンサチップと、をさらに備え、
    前記１対の第１入力導体、前記１対の第１出力導体、前記１対の第２入力導体および前記１対の第２出力導体の８つそれぞれは、前記センサチップの上面から前記センサ基板の上面へ延び、その全体が前記流路内に位置するボンディングワイヤを含み、
    前記１対の第１入力導体および前記１対の第１出力導体の前記ボンディングワイヤの配線長の合計は、前記１対の第２入力導体および前記１対の第２出力導体の前記ボンディングワイヤの配線長の合計と等しい、請求項１〜５のいずれか１項に記載の検体液センサ。
  7. ８つの前記ボンディングワイヤは、配線長が互いに等しい、請求項６に記載の検体液センサ。
  8. 前記流路が上面に位置するセンサ基板と、
    前記センサ基板上に位置する圧電基板と、該圧電基板の上面に位置する前記１対の第１ＩＤＴ電極および前記１対の第２ＩＤＴ電極とを有するセンサチップと、を備え
    前記１対の第１入力導体、前記１対の第１出力導体、前記１対の第２入力導体および前記１対の第２出力導体の８つそれぞれは、前記センサ基板の上面にて延び、一端が前記流路内に位置し、他端が前記流路外に位置する層状導体を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の検体液センサ。
  9. 前記センサ基板上に位置しており、互いに対向して前記流路の側面を構成する１対の内壁面を有し、
    前記１対の第１ＩＤＴ電極と前記１対の第２ＩＤＴ電極とは、前記１対の内壁面の対向方向に交差する第１方向に並べられており、
    前記１対の第１ＩＤＴ電極は、前記第１方向に直交する第２方向において対向し、
    前記１対の第２ＩＤＴ電極は、前記第２方向において対向し、
    前記１対の第１入力導体の前記層状導体は、前記流路内に位置する一端に接続され、前記１対の内壁面の一方まで前記第２方向に平行に延び、
    前記１対の第１出力導体の前記層状導体は、前記流路内に位置する一端に接続され、前記１対の内壁面の他方まで前記第２方向に平行に延び、
    前記１対の第２入力導体の前記層状導体は、前記流路内に位置する一端に接続され、前記１対の内壁面の一方まで前記第２方向に平行に延び、
    前記１対の第２出力導体の前記層状導体は、前記流路内に位置する一端に接続され、前記１対の内壁面の他方まで前記第２方向に平行に延びている、請求項８に記載の検体液センサ。
  10. 前記流路の底面上に位置し、上面に前記１対の第１ＩＤＴ電極および前記１対の第２ＩＤＴ電極を有するセンサチップと、
    前記流路の流れ方向に直交する方向であって前記センサチップを挟む２つの部位に位置しており、前記センサチップの上流側における前記流路の底面に対して上方へ突出する１対の障壁と、をさらに備える請求項１〜９のいずれか１項に記載の検体液センサ。
  11. 前記１対の障壁の上端部は、前記センサチップの上面よりも上方に位置している、請求項１０に記載の検体液センサ。
  12. 前記１対の障壁の上端部は、前記流路の上面に到達している、請求項１１に記載の検体液センサ。
  13. 請求項１に記載の検体液センサによって検体液の性質または成分を測定する測定方法であって、
    前記流路のうち、前記１対の第１入力導体、前記１対の第１出力導体、前記１対の第２入力導体および前記１対の第２出力導体が配置された部分に検体液を満たした状態で、前記１対の第１入力導体に信号を入力して前記１対の第１出力導体から出力される信号を検出するとともに、前記１対の第２入力導体に信号を入力して前記１対の第２出力導体から出力される信号を検出する、検体液の測定方法。
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