JPH02226044A - 検体セル - Google Patents
検体セルInfo
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- JPH02226044A JPH02226044A JP1046138A JP4613889A JPH02226044A JP H02226044 A JPH02226044 A JP H02226044A JP 1046138 A JP1046138 A JP 1046138A JP 4613889 A JP4613889 A JP 4613889A JP H02226044 A JPH02226044 A JP H02226044A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野１
この発明は、化学、高分子化学、および医療、薬学分野
における、圧電素子を利用した化学反応、免疫反応など
の反応の分析、計測、さらに、粘度、密度計測を必要と
する分野での利用が可能である。
における、圧電素子を利用した化学反応、免疫反応など
の反応の分析、計測、さらに、粘度、密度計測を必要と
する分野での利用が可能である。
〔発明の概要１
この発明の検体セルは、圧電素子と被検試料容器を一体
化し、その外観を円筒状や多角柱状とすることにより、
圧電素子を利用した分析、計測法を簡便に行うための手
段を提供するものである。
化し、その外観を円筒状や多角柱状とすることにより、
圧電素子を利用した分析、計測法を簡便に行うための手
段を提供するものである。
さらに、圧電素子の被検試料と接しない側の電極を、他
方の電極と等電位にある導電性物質で電気的にシールド
することにより、圧電素子の発振時の共振抵抗値に依存
する電流変化またはこれにともなう圧電素子端子の振幅
電圧を指標とする測定方法において、被検試料の誘電率
の違いが測定値への影響を及ぼすことを排除するように
したものである。
方の電極と等電位にある導電性物質で電気的にシールド
することにより、圧電素子の発振時の共振抵抗値に依存
する電流変化またはこれにともなう圧電素子端子の振幅
電圧を指標とする測定方法において、被検試料の誘電率
の違いが測定値への影響を及ぼすことを排除するように
したものである。
ｒ従来の技術〕
従来、粘度測定の手法としては、主として細管法、回転
法、落球法などが用いられてきた。細管法は、試料液体
が、細管を落下する速度から粘度を求めるもので、落球
法は、試料溶液中に金属球を入れ、その落下速度から粘
度を求めるものである。また、回転法は、試料液中で円
筒状の金属棒を回転させ、剪断応力を求めることによっ
て、粘度を求めるものである。その他に１発明者らによ
って圧電素子を用いる粘度測定法が開示されているが、
その場合も、ビーカー等の容器に被検試料を入れ、それ
に圧電素子を直接浸漬させる方法が一般的であり、圧電
素子用のセルでこれまで扱いやすい形状のものはなかっ
た。
法、落球法などが用いられてきた。細管法は、試料液体
が、細管を落下する速度から粘度を求めるもので、落球
法は、試料溶液中に金属球を入れ、その落下速度から粘
度を求めるものである。また、回転法は、試料液中で円
筒状の金属棒を回転させ、剪断応力を求めることによっ
て、粘度を求めるものである。その他に１発明者らによ
って圧電素子を用いる粘度測定法が開示されているが、
その場合も、ビーカー等の容器に被検試料を入れ、それ
に圧電素子を直接浸漬させる方法が一般的であり、圧電
素子用のセルでこれまで扱いやすい形状のものはなかっ
た。
［発明が解決しようとする課題］
従来の、回転粘度計を用いた測定では、容器内に入れた
被検試料に回転体を直接浸漬させるため１回転体を支持
する機構が必要であり、さらに被検試料を交換する場合
、−旦、回転体を被検試料中から引き上げ、被検試料を
容器ごと、もしくは容器内部の試料のみを交換し、回転
体を洗浄もしくは交換して、被検試料中へ戻すという煩
雑な作業が必要であった。また、被検試料容器と回転体
、支持装置の構造が複雑なために、被検試料の加熱冷却
等を行う場合、大がかりな装置が必要となる問題点があ
った。また、細管式、落球式においても被検試料を交換
した場合の洗浄操作に長い時間を要し、加熱冷却装置も
回転粘度系の場合と同様、大がかりなものが必要であっ
た。
被検試料に回転体を直接浸漬させるため１回転体を支持
する機構が必要であり、さらに被検試料を交換する場合
、−旦、回転体を被検試料中から引き上げ、被検試料を
容器ごと、もしくは容器内部の試料のみを交換し、回転
体を洗浄もしくは交換して、被検試料中へ戻すという煩
雑な作業が必要であった。また、被検試料容器と回転体
、支持装置の構造が複雑なために、被検試料の加熱冷却
等を行う場合、大がかりな装置が必要となる問題点があ
った。また、細管式、落球式においても被検試料を交換
した場合の洗浄操作に長い時間を要し、加熱冷却装置も
回転粘度系の場合と同様、大がかりなものが必要であっ
た。
これに対して、圧電素子を用いる測定法では、少量の試
料で測定が可能で、温度制御を行う場合も、上記の方法
に比較して小型の装置で済む。また、被検試料を交換し
た場合の洗浄操作も短時間で済むが、これまで圧電素子
用の検体セルについて十分な検討はなされておらず、形
状や経済性を考慮したものはなかった。また、圧電素子
の発振時の発振抵抗値に依存する電流変化またはこれに
ともなう圧電素子端子の振幅電圧を指標とする測定方法
の場合、被検試料の誘電率の違いが測定値に影響を及ぼ
すという問題があった。
料で測定が可能で、温度制御を行う場合も、上記の方法
に比較して小型の装置で済む。また、被検試料を交換し
た場合の洗浄操作も短時間で済むが、これまで圧電素子
用の検体セルについて十分な検討はなされておらず、形
状や経済性を考慮したものはなかった。また、圧電素子
の発振時の発振抵抗値に依存する電流変化またはこれに
ともなう圧電素子端子の振幅電圧を指標とする測定方法
の場合、被検試料の誘電率の違いが測定値に影響を及ぼ
すという問題があった。
【課題を解決するための手段１
本発明の検体セルは、ＡＴカットもしくはＢＴカット水
晶振動子やセラミックス圧電体などの圧電素子を被検試
料を保持するための容器の底面もしくはその近傍に容器
底面に対して水平に、かつ圧電素子の一面のみを被検試
料と接触するように固定して、容器と一体化しているこ
とを特徴としている。そのため、被検試料の交換を行う
場合、検体セルごと交換をするので短時間で行うことが
可能である。また、圧電素子の支持装置が不要であるこ
とから、外観を円筒状や多角柱状もしくはそれに類似し
た単純な形状とすることにより、加熱冷却等を行う場合
に、市販のブロックヒーターなどの加熱装置が使用可能
である。さらに、圧電素子の被検試料と接しない側の電
極を、他方の電極と等電位にある導電性物質で電気的に
シールドすることにより、圧電素子の発振時の共振抵抗
値に依存する電流変化またはこれにともなう圧電素子端
子の振幅電圧を指標とする測定方法において、被検試ネ
４の誘電率の違いが測定値へ影響を及ぼすことを排除す
るようにしたものである。
晶振動子やセラミックス圧電体などの圧電素子を被検試
料を保持するための容器の底面もしくはその近傍に容器
底面に対して水平に、かつ圧電素子の一面のみを被検試
料と接触するように固定して、容器と一体化しているこ
とを特徴としている。そのため、被検試料の交換を行う
場合、検体セルごと交換をするので短時間で行うことが
可能である。また、圧電素子の支持装置が不要であるこ
とから、外観を円筒状や多角柱状もしくはそれに類似し
た単純な形状とすることにより、加熱冷却等を行う場合
に、市販のブロックヒーターなどの加熱装置が使用可能
である。さらに、圧電素子の被検試料と接しない側の電
極を、他方の電極と等電位にある導電性物質で電気的に
シールドすることにより、圧電素子の発振時の共振抵抗
値に依存する電流変化またはこれにともなう圧電素子端
子の振幅電圧を指標とする測定方法において、被検試ネ
４の誘電率の違いが測定値へ影響を及ぼすことを排除す
るようにしたものである。
〔作用１
本発明の検体セルは、被検試料容器の底面もしくは底面
近傍に圧電素子を、底面に対して水平に配した構造を持
つ、被検試料を容器に入れると２圧電素子の一面のみが
被検試料と接することになる。圧電素子はその表面が接
している物質の粘弾性、密度、また表面上への物質の吸
着等の重量変化などの影響を受け、共振周波数や損失抵
抗が変化することが知られている。この共振周波数や共
振抵抗を測定することによって、被検試料の粘性などを
測定することができるが、測定を行うためには圧電素子
上の電極と接続するための端子を、被検試料を保持する
容器のセルの容器の外部に設けなければならない。ここ
では、圧！素子の一対の電極と計測装置を接読するため
の接続端子が、容器外壁に設けてあり、圧電素子からの
応答は、この接続端子を通じて、外部の計測装置に入力
する。
近傍に圧電素子を、底面に対して水平に配した構造を持
つ、被検試料を容器に入れると２圧電素子の一面のみが
被検試料と接することになる。圧電素子はその表面が接
している物質の粘弾性、密度、また表面上への物質の吸
着等の重量変化などの影響を受け、共振周波数や損失抵
抗が変化することが知られている。この共振周波数や共
振抵抗を測定することによって、被検試料の粘性などを
測定することができるが、測定を行うためには圧電素子
上の電極と接続するための端子を、被検試料を保持する
容器のセルの容器の外部に設けなければならない。ここ
では、圧！素子の一対の電極と計測装置を接読するため
の接続端子が、容器外壁に設けてあり、圧電素子からの
応答は、この接続端子を通じて、外部の計測装置に入力
する。
ここで、圧電素子を被検試料容器の底面もしくは、底面
近傍に配した場合、圧電素子の電極の一方は被検試料に
、他方は空気と接することになるが、この２つの電極間
に被検試料と空気の静電容量が浮遊容量として生じるた
め、圧電素子の発振時の共振抵抗値に依存する電流変化
またはこれにともなう圧電素子端子の振幅電圧を指標と
する測定方法の場合、被検試料の誘電率の違いが測定値
に影響を及ぼす場合がある。そこで、空気と接している
方の電極を他方の電極と同じ電位をもつ導電性物質で電
気的にシールドすることにより、浮遊容量を空気の静電
容量のみにおさえて一定とすることにより、被検試料の
誘電率の違いの測定値への影響を排除している。
近傍に配した場合、圧電素子の電極の一方は被検試料に
、他方は空気と接することになるが、この２つの電極間
に被検試料と空気の静電容量が浮遊容量として生じるた
め、圧電素子の発振時の共振抵抗値に依存する電流変化
またはこれにともなう圧電素子端子の振幅電圧を指標と
する測定方法の場合、被検試料の誘電率の違いが測定値
に影響を及ぼす場合がある。そこで、空気と接している
方の電極を他方の電極と同じ電位をもつ導電性物質で電
気的にシールドすることにより、浮遊容量を空気の静電
容量のみにおさえて一定とすることにより、被検試料の
誘電率の違いの測定値への影響を排除している。
［実施例］
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図ａは、圧電素子としてＡＴカット水晶振動子を用い
、それを試験管状のプラスチック容器内の底部付近に固
定した場合の本発明の検体セルの模式図である。第１図
ａにおいて、試験管状のプラスチック製容器１は上部と
下部の２つに分割可能な構造をしており、その間にＡＴ
カット水晶振動子２がはさみこまれ樹脂で固定されてい
る。ＡＴカット水晶振動子２上には溶液と接する面に電
極Ａ３と溶液と接しない面に電極Ｂ４が設けられている
。また、プラスチック製容器ｌの外壁には電極Ａ３と接
続するための測定器接続端子Ａ５と、電極Ｂ４と接続す
るための測定器接続端子Ｂ６が設けられている。さらに
プラスチック製容器ｌの底面は金蒸＠ｌｌｌ７で覆われ
ており、この金蒸着膜７は電極Ａ３と電気的に接続され
ているため、電極Ｂ４を電極Ａ３と等電位で電気的にシ
ールドしていることになる。第１図すは、圧電素子とし
てＢＴカット水晶振動子を用い、それを円筒状のプラス
チック製容器に固定した場合の本発明の検体セルの模式
図である。第１図すにおいて、円筒状のプラスチック製
容器８は上部と下部の２つに分割可能な構造をしており
、その間にＢＴカット水晶振動子１０をはさみこまれ樹
脂で固定されている。ＢＴカット水晶振動子１０上には
溶液と接する面に電極Ａ３と溶液と接しない面に電極Ｂ
４が設けられている。また、プラスチック製容器８の外
壁には電極Ａ３と接続するための測定器接続端子Ａ５と
、電極Ｂ４と接続するための測定器接続端子Ｂ６が設け
られている。さらにプラスチック製容器８の底面には導
電性テープ９が貼られており、この導電性テープ９は電
極Ａ３と電気的に接続されているため、電極Ｂ４を電極
Ａ３と等電位で電気的にシールドしていることになる。
１図ａは、圧電素子としてＡＴカット水晶振動子を用い
、それを試験管状のプラスチック容器内の底部付近に固
定した場合の本発明の検体セルの模式図である。第１図
ａにおいて、試験管状のプラスチック製容器１は上部と
下部の２つに分割可能な構造をしており、その間にＡＴ
カット水晶振動子２がはさみこまれ樹脂で固定されてい
る。ＡＴカット水晶振動子２上には溶液と接する面に電
極Ａ３と溶液と接しない面に電極Ｂ４が設けられている
。また、プラスチック製容器ｌの外壁には電極Ａ３と接
続するための測定器接続端子Ａ５と、電極Ｂ４と接続す
るための測定器接続端子Ｂ６が設けられている。さらに
プラスチック製容器ｌの底面は金蒸＠ｌｌｌ７で覆われ
ており、この金蒸着膜７は電極Ａ３と電気的に接続され
ているため、電極Ｂ４を電極Ａ３と等電位で電気的にシ
ールドしていることになる。第１図すは、圧電素子とし
てＢＴカット水晶振動子を用い、それを円筒状のプラス
チック製容器に固定した場合の本発明の検体セルの模式
図である。第１図すにおいて、円筒状のプラスチック製
容器８は上部と下部の２つに分割可能な構造をしており
、その間にＢＴカット水晶振動子１０をはさみこまれ樹
脂で固定されている。ＢＴカット水晶振動子１０上には
溶液と接する面に電極Ａ３と溶液と接しない面に電極Ｂ
４が設けられている。また、プラスチック製容器８の外
壁には電極Ａ３と接続するための測定器接続端子Ａ５と
、電極Ｂ４と接続するための測定器接続端子Ｂ６が設け
られている。さらにプラスチック製容器８の底面には導
電性テープ９が貼られており、この導電性テープ９は電
極Ａ３と電気的に接続されているため、電極Ｂ４を電極
Ａ３と等電位で電気的にシールドしていることになる。
第１図Ｃは、圧電素子としてセラミックス圧電体を用い
、それを四角柱状のプラスチック製容器に固定したもの
を導電性の溶液中で使用する場合の本発明の検体セルの
模式図である。第１図Ｃにおいて、四角柱状のプラスチ
ック製容器１１は上部と下部の２つに分割可能な構造を
しており、その間にセラミックス圧電体１２がはさみこ
まれ樹脂で固定されている。セラミックス圧電体１２上
には溶液と接する面に電極Ａ３と溶液と接しない面に電
極Ｂ４が設けられている。また、四角柱状のプラスチッ
ク製容器１１の上端には電極Ａ３と接続するための測定
器接続端子Ａ５と、電極Ｂ４と接続するための測定器接
続端子Ｂ６が設けられている。さらに四角柱状のプラス
チック製容器１１の底面は金蒸着膜７で覆われており、
この金蒸着膜７は電極Ａ３と電気的に接続されているた
め、電極Ｂ４を電極Ａ３と等電位で電気的にシールドし
ていることになる。さらに四角柱状のプラスチック製容
器１１は、被覆用樹脂１３で被覆されており、電極Ｂ４
やセラミックス圧電体１２上の電極と測定装置接続用端
子をつなぐ部分が外部に露出しない構造をしている。こ
のため、第１図Ｃの構造をもつセルは、セルをつオータ
ーバス等の導電性の液体中に浸漬させて加熱する方法に
より温度制御を行うことも可能である。
、それを四角柱状のプラスチック製容器に固定したもの
を導電性の溶液中で使用する場合の本発明の検体セルの
模式図である。第１図Ｃにおいて、四角柱状のプラスチ
ック製容器１１は上部と下部の２つに分割可能な構造を
しており、その間にセラミックス圧電体１２がはさみこ
まれ樹脂で固定されている。セラミックス圧電体１２上
には溶液と接する面に電極Ａ３と溶液と接しない面に電
極Ｂ４が設けられている。また、四角柱状のプラスチッ
ク製容器１１の上端には電極Ａ３と接続するための測定
器接続端子Ａ５と、電極Ｂ４と接続するための測定器接
続端子Ｂ６が設けられている。さらに四角柱状のプラス
チック製容器１１の底面は金蒸着膜７で覆われており、
この金蒸着膜７は電極Ａ３と電気的に接続されているた
め、電極Ｂ４を電極Ａ３と等電位で電気的にシールドし
ていることになる。さらに四角柱状のプラスチック製容
器１１は、被覆用樹脂１３で被覆されており、電極Ｂ４
やセラミックス圧電体１２上の電極と測定装置接続用端
子をつなぐ部分が外部に露出しない構造をしている。こ
のため、第１図Ｃの構造をもつセルは、セルをつオータ
ーバス等の導電性の液体中に浸漬させて加熱する方法に
より温度制御を行うことも可能である。
第１図ａの構造を持つ検体セルを用いて、圧電素子の発
振時の共振抵抗値に依存する電流変化またはこれに伴う
圧電素子端子の振幅電圧を指標とする測定方法により、
グリセリンの粘度の温度依存性の測定を行った結果、加
熱装置に市販の試験管用加熱装置を用いることができ、
非常に簡便に測定することができた。同じ測定を、被検
試料の誘電率の影響を受けない、インピーダンスアナラ
イザを使用して共振抵抗を求める方法で行ったところ１
両者の結果はよく一致した。すなわち、第１図ａの構造
を持つ検体セルを用いることにより、圧電素子の発振時
の共振抵抗値に依存する電流変化またはこれにともなう
圧電素子端子の振幅電圧を指標とする測定方法における
被検試料の誘電率の影響を取り除くことができた。また
、第１図すの構造をもつ検体セルを、血液凝固分析に使
用した結果、検体セルごと試料を交換することにより短
時間で計測することができた。
振時の共振抵抗値に依存する電流変化またはこれに伴う
圧電素子端子の振幅電圧を指標とする測定方法により、
グリセリンの粘度の温度依存性の測定を行った結果、加
熱装置に市販の試験管用加熱装置を用いることができ、
非常に簡便に測定することができた。同じ測定を、被検
試料の誘電率の影響を受けない、インピーダンスアナラ
イザを使用して共振抵抗を求める方法で行ったところ１
両者の結果はよく一致した。すなわち、第１図ａの構造
を持つ検体セルを用いることにより、圧電素子の発振時
の共振抵抗値に依存する電流変化またはこれにともなう
圧電素子端子の振幅電圧を指標とする測定方法における
被検試料の誘電率の影響を取り除くことができた。また
、第１図すの構造をもつ検体セルを、血液凝固分析に使
用した結果、検体セルごと試料を交換することにより短
時間で計測することができた。
また、以上の測定においては１〜４０ＭＨｚの共振周波
数を持つ水晶振動子が使用可能であった。
数を持つ水晶振動子が使用可能であった。
本発明の検体セルを圧電素子を用いた分析、計測法に使
用することによって、従来の方法に比較して作業性を著
しく向上させることができた。また、大がかりな支持装
置が不要であることや、市販の加熱装置がそのまま使用
可能であるなどシステムの簡略化、単純化をはかること
が可能になった。
用することによって、従来の方法に比較して作業性を著
しく向上させることができた。また、大がかりな支持装
置が不要であることや、市販の加熱装置がそのまま使用
可能であるなどシステムの簡略化、単純化をはかること
が可能になった。
第１図ａ、ｂ、ｃは、それぞれ本発明の検体セルの実施
例を示す断面図である。 ■ 試験管状プラスチック製容器 ＡＴカット水晶振動子 金蒸着膜 円筒状プラスチック製容器 導電性テープ 四角柱状プラスチック製容器 以 出願人 セイコー電子工業株式会社
例を示す断面図である。 ■ 試験管状プラスチック製容器 ＡＴカット水晶振動子 金蒸着膜 円筒状プラスチック製容器 導電性テープ 四角柱状プラスチック製容器 以 出願人 セイコー電子工業株式会社
Claims (3)
- （１）両面に電極を配した圧電素子を被検試料を保持す
るための容器の底面もしくはその近傍に容器底面に対し
て水平に、かつ、圧電素子の両面に配した電極の一面の
みを被検試料と接触するよう固定し、圧電素子の両面に
配した電極と接続する接続端子を容器外部に設けた構造
をとり、圧電素子の両面に配した電極のうち、被検試料
と接触しない面の電極を、他方の電極と等電位にある導
電性物質で電気的にシールドした構造を持つことを特徴
とする検体セル。 - （２）前記圧電素子がＡＴカット水晶振動子もしくはＢ
Ｔカット水晶振動子である請求項１記載の検体セル。 - （３）前記圧電素子がセラミックス圧電体である請求項
１記載の検体セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046138A JP2764108B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 検体セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046138A JP2764108B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 検体セル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02226044A true JPH02226044A (ja) | 1990-09-07 |
| JP2764108B2 JP2764108B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=12738616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1046138A Expired - Lifetime JP2764108B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 検体セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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1989
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