TWI311198B - - Google Patents

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1311198 ^ 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用S A W元件（表面波元件）之液中物質 檢測器、及使用該檢測器之液中物質檢測裝置；詳而言之， 係關於在底基板上透過突塊電極來組裝至少一個Saw元 件而構成之液中物質檢測器’以及使用該檢測器之液中物 質檢測裝置。 【先前技術】 _ 以往，為了檢測出存在於液中之物質，已提出各式各 樣的檢測器。 例如，專利文獻1中揭示一利用彈性表面波之液中物 質檢測器。圖23係專利文獻i之液中物質檢測器的示意 • 前視截面圖。 在此’係在含檢測對象物質之溶液1 〇丨中浸入液中物 貝檢測器1 02。該液中物質檢測器丨〇2係由表面波元件構 _成液中物處檢測器1 係具備：矩形板狀之壓電基板1 〇3， 隔既疋距離配置於壓電基板i 〇3 一面之輸入側ι〇τ電極1 及輸出側IDT電極1〇5。在輸入側IDT電極1〇4與輸出側 IDT電極1 〇5之間，配置用來吸附測定物質之膜^ %。當 對輸入側IDT電極1 〇4施加交流電壓時，壓電基板i 〇3上 會激振出彈性表面波。該彈性表面波會朝輸出相4 idt電極 1〇5側傳送。然後，在輸出側IDT電極1〇5，會根據傳送 過來的表面波而產生電氣訊號。由於膜106會吸附住檢測 對象物質，若有檢測對象物質之存在，膜106對壓電基板 5 1311198 103表面造成的負荷會發生變化。因此，由於傳送過來的 彈性表面波發生改變，依檢測對象物質存在與否會使輸出 側IDT電極105的輸出發生變化，藉此可檢測是否有檢測 對象物質或其濃度。 兔“ 然而，使用液中物質檢測器102之測定方法時，必須 將液中物質檢測器102浸潰於液體101中。因此，當測定 對象之液體101量較少時，就無法檢測出液體中的物質。 又，就异能準備出較多量的液體，若液體的價格高時， 會有測定成本昇高之問題。 此外，在液中物質檢測器丨〇2中，除了彈性表面波之 傳送區域以外，在與IDT電極刚、1〇5連接之電極塾、 接合引線等之配置區域也會有液體1〇1附著，如此會使電 氣特性發生改變，而有檢測精度變差之問題。 另方面在專利文獻2中則揭示一液體中的檢測對 象物質之測定方法，其不須將彈性表面波渡波器等構成之 液中物質檢測器浸潰於含檢測對象物質之液體中。 專利文獻2中，係在壓電基板之第丄主面形成ι〇τ電 極’在與帛1主面相反側之第2主面上，形成用來注入含 檢測對象物質液體之測定用、池。在此，係將液體注入第2 主面側之測定用池來進行測定。因此不須將整個液中物質 檢測¥浸潰於液體中。又’由於IDT電極不會接觸液體， 故不易發生電氣特性的改變。 專利文獻1 :特開昭63_25〇56〇號公報 專利文獻2 :特開平5-45339號公報 1311198 的、夜Γί?2所記载之液中物質檢測器，並不需要大量 的液體，且液體也不會附著於IDT電極。 測對暂專利文獻2記載之液中物質檢測器，其含有檢 <液體係存在於壓電基板之第2主面側。另一 面，彈性表面波之傳送’則是在壓電基板之第i主面、 二I”極形成面之最表面附近進行。因此，當第2主面 1 ’合液存在時’因溶液存在所產生之變化對傳送於第1

主面側之彈性表面波並不會有太大的影響。因此，專利文 獻2記載之液中物f檢測器，並無法獲得相當良好的精度。 ，再者，專利文獻2記載之液中物質檢測器，不僅在壓 電基板之表面附近，甚至到-定深度為止的位置都會因SH 波(邊分散能量邊傳送)之茂露成分而產生雜訊，如此同樣 會發生測定精度降低之問題。 【發明内容】 有鑑於此，本發明之目的係提供一液中物質檢測器及 液中物質k測裝置’其不須浸潰於含檢測對象物質之液體 中，且在少量液體中即可高精度的檢測出檢測對象物質。 本發明之液中物質檢測器，其特徵在於，係具備底基 板及至少一個SAW元件；該底基板具有至少一個開口部 且在其—面之開口部周圍設有電極墊，該SAW元件具有 麼電基板及至少一自IDT電極(形成於壓電基板上，用來 構成感/貝J 4 )’以SAW元件之感測部面對底基板的開口部 之方式將SAW元件組裝於底基板，為了將saw元件组 裝於底基板，係具備將SAW元件接合於底基板的電極塾 1311198 之突塊電極、及被覆SAW元件及突塊電極的周圍之樹脂 且以此和檢測對象物質結合之反應膜來被覆至少一個 感測部的表面。 在本發明之液中物質檢測器之特定形態，該Saw元 件係由共振型SAW濾波器構成。 在本發明之液中物質檢測之另一特定形態，該反應膜 係和特定蛋白質結合之反應膜。 φ 在本發明之液中物質檢測器之另一特定形態，係在底 基板之SAW元件組裝側之相反側面設置第丨密合層。 在本發明之液中物質檢測器之另一特定形態，係設有 可被覆第1密合層之第1保護構件。 • 在本發明之液中物質檢測器之另一特定形態，係進一 v 〃、備第2保護構件，其固定於底基板之saw元件組裝 側面’且具有可收納SAW元件之凹部。 在本發明之液中物質檢測器之另一特定形態，係在底 φ基板與第2保護構件之間設置第2密合層。 在本發明之液中物質檢測器之另一特定形態，係在第 保濩構件设置液體供給用開口部，且該液體供給用開口 部連通於底基板之開口部。 ^在&本發明之液中物質檢測器之另一特定形態，係設有 第1机路，俾連接液體供給用開口部與SAw元件之感測 部。 在本發明之液中物質檢測器之另一特定形態，係在第 1保濃構件設置液體排出用開口部，且設有第2流路，俾 8 .1311198 連接液體排出用開口部與⑽元件之感測部。 明之液中物質檢測裝置，其特徵在於具備：本發 明之液中物質檢測^ .' 、。、連接於液中物質檢測器之放大器（用 =質檢測器之輸出^頻率計數器及控制裝置。 口部之方：之液Γ"檢測器’係以檢測部面對底基板開 板 ;肖犬塊電極將複數個SAW元件組裝於底基 ==門且以被覆_元件及突塊電極周圍、但使 ♦面係被反：口一的方式’設有樹脂層。至少-個檢測部 表面係被反應膜被覆住。

因此’於測定時，D 之相反面，將含檢測對象;Μ基板之⑽元件組裝面 不須將液中物質檢測器整體貝Λ二入開口部即可。亦即， 偌小蕃为" 益整體次漬於多量液體内。因此，準 備：體即可檢測出該液體中之檢測對象物質。 在檢測時，由閉如 SAW元件之面對門人之液體，係附著於至少一個 之檢測部表面J 口部的檢測部。在至少-個SAW元件 應膜結合時，反應膜之==當檢測對象物質與反 應膜負荷之改變，即可“化。因此，利用該反 度。 檢測出疋否有檢測對象物質及其濃 在本發明’由於含檢測併 測部(位於SAW元件之傳送彈R :貝液體係直接附著於檢 膜，因而能提昇檢測對表面波的表面側)上之反應 利對象物質之測定感度。 :此般’依本發明’使用少量的液體即可高精戶且感 地測定該液體中之檢測對象物f。 又 1311198 *當上述SAW元件為共振型SAW元件遽波器時，比起 橫耦合型濾波器的情形其小型化效果佳。此外，由於插入 損耗非常小，可減低放大器側之放大量，藉此能謀求消耗 電力之減少。 本發明中’當反應膜能與特定蛋白質結合時，依本發 明可高精度地檢測出是否有該特定蛋白質及其濃度。 本發明巾，若在底基板（SAW A件組裝面之相反側 魯面進-步具備第！密合層時，利用該第1密合層，可被覆 開口部（用來使SAW元件之檢測面露出）的周圍，因而能防 止底基板上面之污染。特別是，當使用橡膠片等彈性材來 為第1雄〇層時，測定時僅須從底基板側緊壓即可使底 •基板與密合層相密合，故能確實防止液體之鴻漏。又，藉 由調整S 1密合層之厚度，即可調整液體貯留體積。 當進一步具備用來被覆第1密合層之第1保護構件時， 藉由調整第1保護構件之厚度，即可加大第i保護構件的 _開口部（與底基板之開口部相連）之容積，藉此能將更多液 體供給至感測部。 當在底基板之SAW元件組裝面，進一步具備設有凹2 部（用來收納SAW元件）之第2保護構件時，利用該第2保 °蔓構件此保羞底基板一面上之saw元件。 當在底基板與第2保護構件間設置第2密合層時，藉 此能有效提昇第2保護構件與底基板間之接合強度。 虽在第1保護構件設置液體供給用開口部，且使其與 底基板開口部連通時，能將更多的液體供給至SAW元件 -1311198 之感測部。 當設有第1流路（用來連接液體供給用開口部、與SAW 元件之感測部）時’可將液體供給用開口部配置在面方向上 與感測部不同的位置，因而能提昇設計自由度。且能將液 體供給用開口部所注入之液體迅速導至感測部。 當在第1保護構件設置液體排出用開口部，且設有第 2流路（用來連接該液體排出用開口部、與感測部）時，在 測定檢測對象物質後’能使液體從感測部經由液體排出用 開口部而迅速排至外部。 本發明之液中物質檢測裝置，係具備：依本發明而構 • 成之液中物質檢測器，用來放大該液中物質檢測器的輸出 之放大器’頻率計數器及控制裝置；液中物質檢測器所輸 出之對應於是否有液中物質及其濃度之頻率訊號，經放大 器放大並用計數器計算。因此，由於使用本發明之液中物 貝檢測器’故可高精度地檢測是否有檢測對象物質之存在 ^ 及/或其濃度。 【實施方式】 以下參照圖式來說明本發明之具體實施形態，以更清 楚地揭示本發明。 圖1係本發明之第1實施形態之液中物質檢測器之立 體圖，圖2係其分解立體圖。 如圖2所示，本實施形態之液中物質檢測器1具有矩 形板狀的底基板。底基板2係由合成樹脂或陶瓷等適♦的 硬質材料所構成。底基板2設有複數個開口部2a、2b。門 11 1311198 θ 、之千面形狀，在本實施形態呈正面形，但也能 疋正方形以外的形狀’例如呈橢圓形等的形狀。 如圖2所7^ ’在底基板2的上面，透過第1密合層3 ，層有f 1保護構件4m密合層3及第i保護構件 刀別形成有長孔形的貫通孔3a、4a。貫通孔3a、4a 係配置成沿厚度方向相重疊。藉由重疊貫通孔3a、4a所構 成之開口部分’其作用除當作液體供給用開π部外，並當 作用來貯留所供給的液體之液體貯留部。 貝I孔3a 4a係配置成面對底基板2之開口部2a、2b。 上述第1密合層3,係用來使第i保護構件4密合於底基 板2可由橡膠系黏著劑或其他黏著劑來構成。 弟 保°蔓構件4，係由合成樹脂或陶兗等的硬質構件 所構成，係為了構成液體供給用開口部之貫通孔牦而設。 由於貫通孔4a具有某程度的容積，所供給的液體不致從貫 通孔4a漏至外部，而能確實地注入開口部2a、2b。 另一方面，在底基板2的下面，係透過黏著劑貼合第 2保護構件5。第2保護構件5,係由合成樹脂或陶瓷等的 硬質材料構成，並呈板狀。該黏著劑，可採用環氧系黏著 劑、橡膠系黏著劑等適當的黏著劑。 從圖1及圖2可明顯看出，上述第1密合層3、第i 保護構件4及第2保護構件5之平面形狀，係和底基板2 之平面形狀相同。如此，本實施形態之液中物質檢測器1， 其整體構造呈矩形板狀。在第2保護構件5，在位於開口 4 2a、2b下方的區域設置凹部5a、5b。凹部5a、5b的作 12 -1311198 * 用，係當作包圍SAW元件之收納部。凹部5a、％可具備 底，也能具備貫通孔。當然，為了保護SAW元件，凹部5a、 5b之深度，較佳為比SAw元件厚度為深。 另一方面，第2保護構件5之一短緣附近，形成有一 對貫通孔5c、5d，另一短緣附近，則形成一對貫通孔&、 5f。貫通孔5c〜5f係在測定特性時可供測定銷插入。 圖2所示之底基板2、密合層3、保護構件4及第2保 4構件5，其面積不一定要相同。例如，較高價材料構成 籲之底基板2可縮小，較低價之其他構件則採用適於操作之 適度大小。藉此，可低成本地提供操作性優異之液中物質 檢測器。 圖3(a)〜(c)分別為液中物質檢測器1之俯視圖、前視 截面圖、側視截面圖。在底基板2的下面，如圖3(匕）及（〇) 所示，係組裝有複數個SAW元件、即第i、第2SAW元件 ό、7。圖3(a)中，對SAW元件6、7標上記號x。 φ 圖3(b)及（c)係簡略化顯示SAW元件6、7在底基板2 下面之組裝構造。圖4(a)係顯示SAW元件6的詳細組裝 構造之局部透視放大前視圖。 SAW元件6具有壓電基板8。壓電基板8係由壓電單 晶或壓電陶瓷所構成。在壓電基板8上面形成有IDT電極 9、10。在IDT電極9、1〇設置區域之表面波傳送方向兩 側’設有反射器。圖4(a)係概略顯示IDT電極9、10之設 置部位，如圖4(b)之電極構造俯視圖所示，IDT電極9、！ 〇 係沿表面波傳送方向排列。在IDT電極9、1 〇之設置區域 13 1311198 兩側，設有反射器η、12,藉此來構成共振型遽波器。 回到圖4⑷’ IDT電極9、1〇之設置部分相當於本發 明之感測部，並設有被覆住IDT電極9、1〇之反應膜。反 應膜13係含有能與液中檢測對象物質結合之材料。只要 至少在反應膜13的表面能與上述檢測對象物質結合即可， 該反應膜13能由各種㈣構成n反應膜13係包含 能與液體中特定蛋白質結合之物質，料，使用液中物質 檢測器！可測定該特定蛋白質是否存在及其濃度。 這種蛋白質的例子可列舉牛幻青蛋白等，這時的反應 膜U可採用Ν·2(胺基乙基）_3.胺基丙基三甲氧基石夕烧 〔（CH30)3SiC3H6NHC2H4NH2〕等。 又及反應膜1 3，可包含與蛋白質以外的檢測對象物 質結合之材料’也可僅由能與檢測對象物f結合之材料所 構成，也可由能與檢測對象物f結合的物質與其他基質母 材之組成物所構成。 如圖4⑷所示，SAW元件6係在壓電基板8上面具 IDT電極9、10。藉此在壓電基板8上面形成感測部。 本實施形態，係以感測部面對開口 2a的方式將⑽元 6組裝於底基板2下面。 又，如圖4⑷所示，SAW元件6係經由突塊電極心 ⑽接合於底基板2下面之電極塾i4、i5。突塊電極⑹ ⑽，除使SAW元件6之_電極91〇與電極墊14、 形成電氣連接外，並將SAW元件6@定於底基板2下面 換言之，SAW元件6,係藉由使用突塊電極W、i 14 1311198 之覆晶接合方法，來組裝於底基板2下面。因此，比起採 用引線接合之組裝方法，本實施形態能使SAW元件6、7 在底基板2上的組裝構造更為小型化。 上述突塊電極16a、16b，可使用Au等適當的金屬構 成之突塊。 SAW元件7，係和SAW元件6同樣地組裝於底基板2 下面。樹脂層17，係用來密封突塊電極i 6a、丨6b之接合 部。樹脂層17，能使用熱固性樹脂或光硬化性樹脂，例如 環氧樹脂及聚醯亞胺樹脂等等。 如圖2及圖3⑷所示，與SAW元件6、7形成電氣連 接之電極墊’係與底基板2下面之配線電極丨8、丨9、2〇、 21相連。配線電極18、19，係和連接於SAW元件6之電 極墊14、15相連。電極墊18a、19a，如圖2所示，係與 第2保護構件5之貫通孔5。5(1重疊。當測定銷插入貫通 孔5c、5d後，可抵接於電極墊18a、19a而進行測定。 同樣地，在配線電極20、21的外側端設有電極墊2〇a、 21a。電極墊20a、21a，係位於第2保護構件5之貫通孔&、 5f内。 以下說明本實施形態的液中物質檢測器丨之檢測操 作。 、 在檢測液中物質時，含檢測對象物質之液體供給至第 1保護構件4之貫通孔4a(液體供給用開口部）。該供給， 可使用注射器或吸液管來將液體注入或滴入貫通孔乜。°如 此即可將液體經由貫通孔4a、3a注入開口部2a、2b内。 15 1311198

液體會附著於面對開口部2a、2b之SAW元件6、7的感 測4。虽SAW元件6之感測部固設有反應膜丨3，且液體 3有檢測對象物質時，檢測對象物質會結合於反應膜Η j，基於此變化而使SAW元件6之感測部上所施加的負 荷產生改變。因此，在未設置反應膜1 3之基準SAW元件、 與固設有反應膜丨3之SAW元件間會發生不同負荷之變 動故SAW元件6、7之輸出會產生變動，即可測定出是 否有檢測對象物質及/或其濃度。 使用本實施形態之液中物質檢測_ i時之液中物質檢 测裝置並,又有特別的限定，例如^ 6所示，在液中物質檢 測器1之輸人端連接放大器22，將放大器22之輸出端連 ?於液中物質檢測H i之輸入側，並將放大器η之輸入 k連接於頻率計數H 23’將頻率計數器23之輸出端連接 :控制凌置24。控制裝置24係根據來自頻率計數器之 訊號來判斷是否有測定結果。 人圖5⑷顯示的測定結果之輸出訊號，其液體是在生理 :鹽水中含有牛▲清蛋白者，而反應冑Η係由能與牛血 蛋白結合之材料所構成。 振湯：：5⑷所不’由於有牛血清蛋白之存在，規格化的 ^項。（頻率/SAW振盡頻率）之振I強度非常大，如此可 此高精度地檢測牛A清蛋白之存在。

檢，二I:)顯示的測定結果之輸出訊號，其液中物質 係^與_元件6相同的SAW元件構成，並和上 L 5樣地'又'貝於含牛血清蛋白之生理食鹽水中，但SAW 1311198 元件之感測部以外（IDT以外的部分，亦即配線圖案、電極 墊等）呈露出。從圖5(b)可明顯看出，由於測定感度不足， 並無法檢測出牛血清蛋白。 圖7顯示的測定結果，係使用上述實施形態之液中物 質檢測器1來測定含牛血清蛋白之生理食鹽水的情形。圖 7之實線顯示反應前、亦即供給不含牛血清蛋白之生理食 鹽水的測定結果；虛線顯示供給含5 " g/ml牛血清蛋白之 生理食鹽水的測定結果。圖7顯示插入損耗_頻率特性及相 位-頻率特性。當供給含牛血清蛋白之生理食鹽水的情形， SAW元件6、7的特性會產生大幅改變，此處顯示的是SAw 元件6、7特性之平均值。 為方便比較起見，圖8〜圖丨丨中將可7所示的結果分 成反應前及反應後來顯示。圖8顯示最小插入損耗，圖9 顯不最小插入損耗大幅改變時之規格化頻率，圖1〇顯示 相位0度時之插入損耗，圖丨丨顯示相位〇度時之規格化 頻率。 k圖8〜圖11可明顯看出，在反應前及反應後，最小 插入損耗、最小插入損耗大幅改變時之規格化頻率、相位 〇度日ΤΓ之插入損耗、相位〇度時之規格化頻率均會大幅改 變。因此，藉由檢測這些改變，即可高精度地檢測出否有 牛血清蛋白之存在。 圖12係顯示本發明的第2實施形態之液中物質檢測器 外觀之立體圖，圖13係其分解立體圖。 第2實施形態之液中物質檢測器31，係在底基板32 17 1311198 下面積層第1密合層33及第1保護構件34。並在底基板 32上面透過第2密合層35積層第2保護構件36。在此， SAW元件37、38係利用覆晶接合方法組裝於底基板32上 面。亦即，在圖13中未顯示之下面側形成IDT電極、反 射器及反應膜。在底基板32上’和第i實施形態同樣地， 形成面對感測部之開口部，且以面對該開口部的方式設置 SAW元件37、38之感測部。

換言之，SAW元件37、38及底基板32係相當於將第 1實施形態之底基板2及SAW元件6、7上下顛倒的構造。 又’底基板32之對向邊32a、32b的長度，係比第2 保護構件34及第2保護構件36之同方向的尺寸長。又， 在底基板32下面，形成外部連接電極之配線電極4丨〜46。 配線電極41〜46係延伸至底基板32之端緣32c。從圖12 可明顯看出，底基板32之端緣32c比第丨保護構件34及 第2保護構件36 £向外突出。因此，本實施形態之液中 物質檢測器31，係將突出部32d例如插入測定機之卡插孔， 藉此使配線㈣41〜46肖測定機的電極形成電氣連接，即 可進行測定。 、，、回到圖13’透過第i密合層33來積層第“呆護構件科。 並透過第2密合層35來配置s 1保護構件36。在第2保 護構件36上形成貫通孔36a、遍。貫通孔36&、说分別 具備液體供給孔及液體排出孔的作用。在與貫通孔…、遍 重疊的位置，於密合層35上形成貫通孔…、別。又在 密合層35上’以包圍SAW元件37、38的方式形成貫通 18 1311198 孔35c、35d。雖未圖示出，但第2保護構件36也是同樣 地可在下面形成用來收納SAW元件3 7、3 8之凹部。 在密合層35上，以與SAW元件37、38連結方向平 行的方式形成貫通孔35e。 另一方面，在底基板32上，形成面對貫通孔35e之第 1流路33a、33b。第1流路33a、33b係由貫通底基板之槽 所構成。第1流路33a、33b之一端與貫通孔35e相連。第 1流路33a、3 3b之另一端則分別與位於上方之貫通孔35a、 籲35b及貫通孔36a、36b相連。因此，從流體供給用開口部 之貝通孔3 6 a供給的流體，係經由貫通孔3 5 a流到第1流 路33a。在流過第1流路33a時，於途中係從SAW元件37 下面之開口部進到SAW元件37下面，而與SAW元件37 • 之感測部接觸。然後，液體從第1流路33a經由第2流路 之貫通孔35e而到達第2流路33b。接著，在第2流路33b， 與露出底基板32開口部之SAW元件38的感測部接觸， 籲再從k路3 3 b之端部流向液體排出孔之貫通孔3 6 b側。 為了實現上述液體的流動，例如，將液體供給用管或 吸液管前端壓入貫通孔36a，邊加壓邊供給液體，並從貫 通孔36b排出液體；或從液體排出孔之貫通孔36b吸出液 體亦可。 本實施形態之液中物質檢測器31，係和第丨實施形態 的情形同樣地，供給少量的液體即可測定液中的檢測對象 物質。在本實施形態，底基板32之端緣32c係比其他構件 更向外突出，可當作卡片型測定裝置而插入測定機之卡插

Cs 19 J311198 孔中’能使測定更容易。 圖14顯示使用第2實施形態的液中物質檢測器之測定 結果—例。圖14中’實線代表牛血清蛋白濃度1 34 # g/ml 時之牛血清蛋白生理食鹽水溶液的結果，虛線代表血清蛋 白濃度3 // g/ml的測定結果。從圖14可明顯看出，根據規 格化頻率變化量能高精度地檢測出血清蛋白濃度的變化。 在上述實施形態，雖是使用2個SAW元件37、38， 但如圖24之變形例所示，僅使用1個SAW元件也可以。 這時’係在SAW元件37A設置2個IDT當作2個感測部。 又，圖24所示之變形例，難是形成2個感測部之IDT， 但也能像圖25之變形例所示僅使用1個SAW元件37，且 其僅具備1個感測部之IDT。 如圖24及圖25所示之變形例，由於只使用1個感測 用元件，能謀求低成本及小型化。 參照圖15〜10圖19說明本發明的第3實施形態之液 中物質檢測器。在本實施形態，係將液中物質檢測器51 與位於其上方之壓板52 —起裝設於測定裝置53。 圖18係說明該液中物質檢測器5 1之分解立體圖。液 中物質檢測器5 1，係在底基板5 1 a上固設密合層3。在底 基板51 a的背面組裝SAW元件，而與第1實施形態之液 中物質檢測器1形成同樣構造。 本實施形態之液中物質檢測器5 1，除未設置第1保護 構件4外，係和第1實施形態之液中物質檢測器1形成同 樣構造。因此，在液中物質檢測器51的上面露出第1密 20 ㈤ 1311198 〇層3。除此外’液中物質檢測器51的構造係和液中物質 檢測斋1相同，故援用第1實施形態之說明。 口到圖15 ’本實施形態之測定裝置53係具備：用來 中物質檢測器51之本體54 ’以能繞連結部旋轉的 式安表於本體54 —端側之蓋55。本體54設有咸測器裝 载…俾裝載液中物質檢測器5卜在感測器裝載部5“ =置測定探針56a、56b。由該载探針—、地配置部

分之上：’將液中物質檢測器51裝載於感測器裝載部54a。 接著在液中物質檢測器5 i的上方裝載麼& $ 2。該壓 板52的構造，係和第！實施形態的液中物質檢測器丄之 苐1保護構件4相同。 如圖丨6所示，當裝載液中物質檢測器51及壓板52後， 透過連結部使蓋55旋轉，而使蓋55前端之凹口…卡合 於本體54 一端側之突起54b。如此般，如圖17所示，蓋 55之凹口 55a卡合於突起5仆後蓋乃呈閉合狀態。如圖Η 所示，於蓋55閉合狀態下，壓板52會壓接在密合層3上。 壓板52的厚度係設成，於此閉合狀態，能藉由蓋55的下 $將壓板52向下方壓接。因此，測定探針56&、5讣可確 實地抵接於液中物質檢測H 51下面的電極，而能進行測 定。 由本實施形態可看出，本發明之液中物質檢測器工， 不定要设置第1保護構件。亦即，也能使用壓板52來 當作其他構件。視情形，也能省略壓板52，而增大密合層 3的厚度。

(S 21 J311198

δ層3較佳為以橡膠片等的彈性材料構成 的情形，密 上方緊壓，就能使密合層3確 確實防止液體的洩漏。 彈性材料構成。這時，只要從 確實地密合於上下構件，而能 错由將密合層3的厚度調整成既定的厚度，可容易地 設定液體貯留體積。 又’密合層3不限於橡膠等的彈性材料，也能採用在 聚對苯二甲酸二乙醇醋等合成樹脂膜基材一面設置黏著劑 層而成之黏著片。 藉由省略第1保護構件，可減少液中物質檢測器本身 的構件數，如此可減低液中物質檢測器的成本。又，由於 上述壓板52不直接曝露於液體中，因此可重複使用。 又，在圖15中，係將壓板52與蓋55分開設置，但也

能事先將壓板52固定於蓋55下面。視情形，也能在蓋W 下面體设置具有壓板52功能的部分，這時能更加減少 構件數。 當然’較佳為將壓板52獨立設置。如此能簡化蓋55 的構造’且容易改變壓板52的厚度，使用1個測定裝置53 就此對應於各種的液中物質檢測器。 圖20〜22係本發明第4實施形態之液中物質檢測器之 說明圖。在本實施形態，如圖2〇及圖21所示，液中物質 檢測器61係具備：底基板61a、設於底基板61a上之密合 22 J311198 層3、以及設於密合層3上之壓板62。密合層3能採用與 第1實施形態的密合層3同樣構造。在底基板6 1 a下面配 置SAW元件6、7。具有底基板61a及SAW元件6、7部 分的構造’係和第1實施形態1的液中物質檢測器1相同。 因此援用第1實施形態的說明β 在密合層3上配置壓板62。壓板62能用金屬、合成 树月曰或陶究專適當的材料構成。在本實施形態，係設有供 測定對象（液體）流過的流路63a、63b。流路63a、63b之内 側端延伸至檢測部’外側端則延伸至壓板61之相對向端 面62a、62b。與流路63a、63b相連之管64、65係固定於 端面62a、62b。在本實施形態，係利用管64、65來進行 檢測對象液體之供給及排出。因此，在壓板62的上面側 不會產生液體之洩漏。 在使用本實施形態之液中物質檢測器61時，如圖22 所示在測定裝置55之感測器裝載部54a裝載液中物質檢測 器61後，將蓋55閉合。這時，藉由使密合層3具備柔軟 性，或使壓板62的一部分具備柔軟性，俾使液中物f檢 測器61下面之電極確實地壓接於測定用探針56a、56b(參 照圖15)。

在上述實施形態’係使用2個SAW元件，而在一 SAW 元件上形成反應膜，但本發明也能使用3個以上的SAW 元件。 例如，使用3個SAW元件、即第1〜第3SAW元件的 情形，能採用以下構成。在第1〜第3SAW元件中，於第i、 23 1311198 第2SAW元件上設置反應膜，在第3SAW元件未設置反應 膜。這時，第3SAW元件係作為參照基準之SAW元件。 對露出之第1〜第3SAW元件供給液體，測定其頻率。求出 弟1頻率變化量（第1 SAW元件之測定頻率與第3SAW元 件之測定頻率的差值）、及第2頻率變化量（第2saw元件 之測定頻率與第3SAW元件之測定頻率的差值）。接著，取 第1、第2頻率變化量的平均即可，如此根據頻率變化量 即可提昇檢測對象物質之測定精度。 又，前述圖13所示之第2實施形態之液中物質檢測器， 係使底基板32的開口部比SAW元件37、38為大，但圖18 所示之液中物質檢測器51，係將底基板5U開口部設成比 W元件37、38小。如此般，SAW元件與開口部的尺寸， 任一者較大均可。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明第1實施形態之液中物質檢測器的 外觀之立體圖。 11 圖2係第1實施形態的液中物質檢測器之分解立體圖。 圖3(a)係第1液中物質檢測器之俯視圖，圖3(b)係側 視截面圖，《 3⑷係前視截面目。 ’、

圖4(a)係第1實施形態的液中物質檢測器之SAW 件之詳細纟且梦M 、表構k之局部透視放大前視截面圖；圖 8讀元件感測部之電極構造之俯視圖。 ()係 I圖5(a)係顯示第1實施形態之液中物質檢測結果之一 例，圖5(b)係顯示習知浸潰於液體中之彈性表面波元件構 24 ,1311198 * 成的液中物質檢測裝置之測定結果一例。 圖6係使用第1實施形態之液中物質檢測器之液中物 質檢測裝置之說明用方塊圖。 圖7係說明，使用第1實施形態的液中物質檢測器來 測定含牛血清蛋白的生理食鹽水溶液之結果。 圖8係顯示圖7之測定結果中反應前與反應後之最小 插入彳貝耗的變化量。 圖9顯示圖7之測定結果中反應前與反應後之最小插 Φ 入損耗改變時之規格化頻率。 圖1 〇顯示圖7之測定結果中反應前與反應後在相位〇 度時之插入損耗變化量。 " 圖11顯示圖7之測定結果中反應前與反應後在相位〇 - 度時之規格化頻率變化量。 圖12係顯示第2實施形態的液中物質檢測器外觀之立 體圖。 圖13係第2實施形態的液中物質檢測器之分解立體 籲圖。 圖14係顯示使用第2實施形態的液中物質檢測器之測 定結果例。 圖15係使用第3實施形態之液中物質檢測器之測定裝 置的分解立體圖。 圖16係在測定裝置配置液中物質檢測器及壓件之立體 圖。 圖17係將圖16所示測定裝置的蓋閉合狀態之立體圖。

25 1311198 圖1 8係第3實施形態之液中物質檢測器之分解立體 圖。 圖1 9係將第3實施形態之液中物質檢測器安裝於測定 裝置之前視截面圖。 圖20係顯示第4實施形態之液中物質檢測器之立體 圖。 圖21係將第4實施形態之液中物質檢測器安裝於測定 裝置之立體圖。 • 圖22係第 4實施形態之液中物質檢測器之前視截面 圖。 圖23係說明習知液中物質檢測器之一例之示意圖。 圖24係第2實施形態之變形例之液中物質檢測器之分 解立體圖。 圖25係第2實施形態之另一變形例之液中物質檢測器 之分解立體圖。 【主要元件符號說明】 w 1 液中物質檢測器 2 底基板 3 第1密合層 3a ' 4a 貫通孔 4 第1保護構件 5 第2保護構件 5a、5b 凹部 5c 〜5f 貫通孔 26 1311198 6 ' 7 8 9 ' 10 11、12 13 14、15 16a 、 16b 18、19

18a、19a 20 ' 21 20a ' 21a 22 23 24 31 32

32a > 32b 32c SAW元件 壓電基板 IDT電極 反射器 反應膜 電極墊 突塊電極 配線電極 電極墊 配線電極 電極墊 放大器 頻率計數器 控制裝置 液中物質檢測器 底基板 邊 端緣 32d 33 33a ' 33b 34 35 35a〜35e 突出部 密合層 第1流路 第1保護構件 第2密合層 貫通孔 27

Claims (1)

1311198 第 09412 、申請專利範圍^ 讀專对範首替·雄百 V1日修(更)正替_ 公 -—b 1、一種液中物質檢測器，其特徵在於，係具備底基板 及二^自表面波(SAW)元件；該底基板具有至少一個開 I1 2 3 4且在其面之開口部周圍設有電極墊，該SAW元件 有壓f基板及至少_個數位間轉換器⑼T)電極（形成於 壓電基板上，用來構成感測部）； ' ^元件之感測部面對底基板的開口部之方式， 將至少一個SAW元件組裝於底基板； 為了將SAW το件組裝於底基板，係具備將sAw元件 接《於底基板的電極墊之突塊電極、及被覆Saw元件及 突塊電極的周圍之樹脂層； 且以能和檢測對象物質結合之反應膜來被覆至少一個 感測部的表面。 29 1 、 如申請專利範圍第1項之液中物質檢測器，其中， 該SAW元件係共振型SAW濾波器。 3、 如申請專利範圍第1或第2項之液中物質檢測器， 其中’該反應膜係和特定蛋白質結合之反應膜。 2 4、 如申請專利範圍第1或第2項之液中物質檢測器， 其中，係在底基板之SAW元件組裝侧之相反側面設置第1 密合層。 3 5、 如申請專利範圍第4項之液中物質檢測器，其中， 設有可被覆第1密合層之第丨保護構件。 4 6、 如申請專利範圍第1或第2項之液中物質檢測器， 其中，係進一步具備第2保護構件，其固定於底基板之SAW 1311198 元件組裝侧面，且具有可收納SAW元件之凹部。 申明專利範圍第6項之液中物質檢測器，其中， 在底基板與第2保護構件之間設置第2密合層。 ，如申請專利範園第5項之液中物質檢測器，其卜 ★'吊蔓構件6又置液體供給用開口部，且該液體供給用 開口部連通於底基板之開口部。 9、 如申請專利範圍第8項之液中物質檢測器，其中， 設有第1流路，俾連接液體供給用開口部與saw元件之 感測部。 10、 如申請專利範圍第9項之液中物質檢测器其中， 在第1保護構件設置液體排出用開口部，且設有第2流路， 俾連接液體排出用開口部與SAW元件之感測部。 Π、一種液中物質檢測裝置，其特徵在於具備：申請 專利範圍第1至9項中任一項之液中物質檢測器、連接於 液中物質檢測器之放大器（用來放大液中物質檢測器之輸 出）、頻率計數器及控制裝置。 Η一、圖式： 如次頁。 (S 30