WO2007145011A1

WO2007145011A1 - 液中物質検出センサ

Info

Publication number: WO2007145011A1
Application number: PCT/JP2007/057164
Authority: WO
Inventors: Kenjiro Okaguchi; Takuo Hada; Michio Kadota
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2007-12-21
Also published as: TW200801507A; JPWO2007145011A1; CN101467034B; JP4702452B2; US7762124B2; TWI331216B; US20090113997A1; EP2028484A1; CN101467034A

Abstract

　液中の検出物質を、より高感度にかつ確実に測定することを可能とする液中物質検出センサを提供する。　少なくとも１つのＩＤＴを覆うように、液体中の物質と反応する反応膜が設けられているセンシング用ＳＡＷ素子１２と、第１の増幅回路１５とを含むセンシング用発振回路１１と、少なくとも１つのＩＤＴを有し、反応膜を有していないリファレンス用ＳＡＷ素子２２と、第２の増幅回路２５とを含むリファレンス用発振回路２１とが備えられており、センシング用発振回路１１の発振周波数と、リファレンス用発振回路２１の発振周波数とが、センシング用ＳＡＷ素子及びリファレンス用ＳＡＷ素子に用いられている圧電基板の電気機械結合係数ｋ２（％）としたときに、２００×ｋ２（ｐｐｍ）以上隔てられている、液中物質検出センサ１。

Description

明細書

液中物質検出センサ

技術分野

[0001] 本発明は、表面波素子（SAW素子）を用いた液中物質検出センサに関し、より詳細には、センシング用 SAW素子とリファレンス用 SAW素子とを備えた液中物質検出センサに関する。

背景技術

[0002] 従来、液体中の例えば蛋白質などの検出対象物質を検出するための液中物質検出センサが種々提案されている。例えば、下記の特許文献 1には、弾性表面波素子を用いた液中物質検出センサが開示されている。図 10 (a)及び (b)は、特許文献 1 に記載の液中物質検出センサを説明するための平面図及びその要部を示す正面断面図である。

[0003] 液中物質検出センサ 101は、ベース基板 102を有する。ベース基板 102の上面 10 2aには、一方端縁 102bから隔てられた位置に凹部 102c, 102dが形成されている。凹部 102c， 102dに、センシング用 SAW素子 104及びリファレンス用 SAW素子 105 がそれぞれ設けられている。そして、ベース基板 102上において、上記凹部 102c, 1 02dに臨む貫通孔 103b, 103cを有する樹脂層 103が積層されている。

[0004] センシング用 SAW素子 104は、圧電基板と、圧電基板上に形成された IDT電極と、 IDT電極を覆うように形成された反応膜とを有する。反応膜は、試料としての液体中の検出対象物質と反応し、検出対象物質を結合し得る材料で形成されている。他方、リファレンス用 SAW素子 105は、圧電基板上に IDT電極を形成した構造を有し、リファレンス用 SAW素子 105では、反応膜は設けられていない。

[0005] 使用に際しては、上記貫通孔 103b, 103cが設けられている部分が少なくとも液中に浸漬され、センシング用 SAW素子 104では、反応膜が検出対象物質と反応して検出対象物質を結合する。従って、センシング用 SAW素子 104では、 IDT電極が設けられている部分に加わる質量は、上記検出対象物質の結合により大きくなる。これに対して、リファレンス用 SAW素子 105では、検出対象物質と反応する反応膜が設けられていないので、検出対象物質の結合による付加質量の増加は生じない。

[0006] そして、特許文献 1に記載の液中物質検出センサ 101では、センシング用 SAW素子 104における質量付加における表面波の音速の変化が、電気信号の変化として検出される。この場合、センシング用 SAW素子からの出力と、リファレンス用 SAW素子 105からの出力の差を求めることにより、検出対象物質が高精度に検出され得るとされている。

[0007] また、同様の液中物質検出センサが下記の特許文献 2にも開示されている。

特許文献 1： WO2006Z027893A1

特許文献 2： WO2006Z027945A1

発明の開示

[0008] 上記のように、液中物質検出センサ 101では、センシング用 SAW素子 104の出力信号と、リファレンス用 SAW素子 105からの出力信号との差により、液体中の蛋白質の有無や濃度などが検出されていた。この場合、具体的には、センシング用 SAW素子を含む発振回路と、リファレンス用 SAW素子を含む発振回路の各発振周波数の差を求めることにより、検出対象物質の有無や濃度が検出されていた。

[0009] 上記液中物質検出センサ 101では、検出対象物質が存在しない場合、センシング用 SAW素子 104の特性と、リファレンス用 SAW素子 105の特性が同等であることが望まれる。

[0010] ところ力 SAW素子 104, 105では、検出対象物質を含む液体と接触させた場合に、センシング用 SAW素子を含む発振回路の発振周波数と、リファレンス用 SAW素子を含む発振回路の周波数との差が接近することがあった。このような場合、双方の発振が電磁界的に結合し、発振周波数が完全に一致することがあった。そのため、液中の検出対象物質を確実にかつ高精度に検出することができなかった。また、双方の発振が結合しない場合であっても、検出対象物質によっては、測定感度が小さくなり、検出できないことがあった。

[0011] 本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、センシング用 SAW素子を含む発振回路の発振周波数と、リファレンス用 SAW素子を含む発振回路の発振周波数との結合による問題点が生じ難ぐ液体中の検出対象物質をより高い感度で検出することを可能とする液中物質検出センサを提供することにある。

[0012] 本発明に係る液中物質検出センサは、圧電基板と、圧電基板上に設けられた少なくとも 1つの IDTと、該 IDTを覆うように形成されており、液体中の物質と反応する反応膜とを有するセンシング用 SAW素子と、該センシング用 SAW素子に接続された第 1の増幅回路とを含むセンシング用発振回路と、圧電基板と、圧電基板上に設けられた少なくとも 1つの IDTとを有し、反応膜を有していなレ、リファレンス用 SAW素子と、該リファレンス用 SAW素子に接続された第 2の増幅回路とを含むリファレンス用発振回路とを備え、前記センシング用 SAW素子及びリファレンス用 SAW素子を構成する圧電基板が同一の圧電材料からなり、該圧電基板の電気機械結合係数を k² (% )としたときに、前記センシング用発振回路の発振周波数と、前記リファレンス用発振回路の発振周波数とが、 200 X k² (ppm)以上隔てられてレ、ることを特徴とする。

[0013] 本発明に係る液中物質検出センサでは、好ましくは、前記センシング用 SAW素子と、前記リファレンス用 SAW素子力ほぼ同一の周波数特性を有する。この場合には、センシング用 SAW素子とリファレンス用 SAW素子との特性差が小さいため、より高精度に液体中の検出対象物質を検出することができる。

[0014] 本発明に係る液中物質検出センサでは、好ましくは、前記センシング用発振回路及びリファレンス用発振回路は、 LCを用いた整合回路を有する発振回路であり、センシング用発振回路の回路定数と、リファレンス用発振回路の回路定数とが異なっている。すなわち、センシング用発振回路の回路定数と、リファレンス用発振回路の回路定数を異ならせることにより、センシング用発振回路の周波数と、リファレンス用発振回路の発振周波数とを、 200 X k² (ppm)以上異ならせることができる。

[0015] また、本発明に係る液中物質検出センサでは、センシング用発振回路が、第 1のマイクロストリップラインを有しており、リファレンス用発振回路が第 2のマイクロストリップラインを有しており、第 1のマイクロストリップラインの形状と、第 2のマイクロストリップラインの形状とを異ならせることによって、センシング用発振回路の発振周波数と、リフアレンス用発振回路の発振周波数とを、上記特定の周波数差だけ隔ててもよい。この場合には、マイクロストリップラインの形状を選択するだけで、容易にセンシング用発振回路の発振周波数と、リファレンス用発振回路の発振周波数を、 200 X k² (ppm) 以上隔てることができる。

[0016] また、本発明に係る液中物質検出センサでは、上記センシング用発振回路の発振周波数と、リファレンス用発振回路の発振周波数とを 200 X k² (ppm)以上隔てるための構成は、第 1，第 2の増幅回路を構成している第 1，第 2の増幅素子のインピーダンスを異ならせることによって達成してもよい。

[0017] 本発明においては、上記圧電基板として、好ましくは、 30° 〜50° 回転 Y板 X伝搬の LiTaO基板が用いられる。この場合には、液体中の検出対象物質の有無や濃

3

度をより高感度に測定することができる。

[0018] センシング用 SAW素子及びリファレンス用 SAW素子は、様々な弾性表面波を用レ、た SAW素子により構成することができる。好ましくは、 SH波を主成分とする弾性表面波を用いた SAW素子が用いられ、その場合には、端面反射型の表面波素子として、センシング用 SAW素子やリファレンス用 SAW素子を構成することができる。従つて、センシング用 SAW素子及びリファレンス用 SAW素子の小型化を図ることができる。

(発明の効果）

[0019] 本発明に係る液中物質検出センサでは、センシング用発振回路の発振周波数と、リファレンス用発振回路の発振周波数とが、 200 X k² (ppm)以上隔てられているので、センシング用 SAW素子及びリファレンス用 SAW素子に液体が付着した場合の周波数変化量のばらつきが比較的大きい場合であっても、センシング用発振回路の発振と、リファレンス用発振回路の発振とが電磁的に結合し難い。従って、液体中の検出対象物質の反応膜との反応による付加質量の変化に基づいて、液体中の検出対象物質の有無や濃度をより高感度でかつ確実に測定することができる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]図 1は、本発明の一実施形態に係る液中物質検出センサを説明するためのブロック図である。

[図 2]図 2は、センシング用 SAW素子の構造を模式的に示す断面図である。

[図 3]図 3は、リファレンス用 SAW素子の構造を模式的に示す断面図である。

[図 4]図 4は、本発明の一実施形態におけるセンシング用発振回路の発振条件を説明するためのオープンループの回路モデルを示す回路図である。

[図 5]図 5は、本発明の一実施形態の液中物質検出センサ及び比較のために用意した周波数差 dfが— 100ppm 50ppm及び、 + 800ppm及び lOOOppmである液中物質検出センサの発振回路の周波数差の時間的変化を示す図である。

[図 6]図 6は、周波数差 dfが 570ppmである比較のために用意した液中物質検出センサにおける双方の発振回路の周波数差の時間的変化を示す図である。

[図 7]図 7は、本発明の一実施形態において、センシング用発振回路とリファレンス用発振回路の周波数差 dfが 1320ppmとされている場合の周波数差の時間的変化を示す図である。

[図 8]図 8は、本発明の一実施形態の液中物質検出センサ及び従来例の液中物質検出センサの感度の時間的変化を示す図である。

[図 9]図 9は、センシング用発振回路及びリファレンス用発振回路がマイクロストリップラインを有する変形例に係る液中物質検出センサのブロック図である。

[図 10]図 10 (a)及び (b)は、従来の液中物質検出センサの一例を示す平面図及びその要部を示す正面断面図である。

符号の説明

1…液中物質検出センサ

2…差動増幅回路

11 - · -センシング用発振回路

12- - -センシング用 SAW素子

13, 14…整合回路

15- - -第 1の増幅回路

21 - - -リファレンス用発振回路

22- リファレンス用 SAW素子

23, 24…整合回路

25· · ·第 2の増幅回路

41 · · ·液中物質検出センサ

42, 43…第 1,第 2のマイクロ; a, b…ポー卜

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

[0023] 図 1は、本発明の一実施形態に係る液中物質検出センサの回路構成を示すブロック図である。液中物質検出センサ 1は、センシング用発振回路 11と、リファレンス用発振回路 21とを有する。

[0024] センシング用発振回路 11は、センシング用 SAW素子 12と、センシング用 SAW素子 12に接続された LC整合回路 13， 14と、第 1の増幅回路 15とを有する。すなわち、センシング用発振回路では、センシング用 SAW素子 12に、 LC回路からなる整合回路 13, 14及び第 1の増幅回路 15が接続されて、閉ループの発振回路が構成されている。

[0025] 他方、リファレンス用発振回路 21も同様に、リファレンス用 SAW素子 22の一方端に、 LC回路力もなる整合回路 23が、他方端に、同じく LC回路からなる整合回路 24 が接続されており、整合回路 23， 24間に、第 2の増幅回路 25が接続されている。

[0026] 液中物質検出センサ 1では、上記センシング用発振回路 11及びリファレンス用発振回路 21に、差動増幅回路 2が接続されている。すなわち、差動増幅回路 2の一方入力端に、センシング用発振回路 11が接続されて、該一方入力端に、センシング用発振回路の出力が与えられる。他方、差動増幅回路 2の他方入力端には、リファレンス用発振回路 21の出力が与えられるように、該他方入力端にリファレンス用発振回路 21が接続されている。そして、差動増幅回路 2により、センシング用発振回路の発振周波数と、リファレンス用発振回路による発振周波数との差に基づく周波数差が得られる。

[0027] 上記センシング用 SAW素子 12及びリファレンス用 SAW素子 22は、例えば、圧電基板上に IDTが形成されている SAW素子を用いて構成されている。図 2に略図的に示すように、センシング用 SAW素子 12では、圧電基板 12aの上面に IDT12bが形成されており、該 IDT12bを覆うように反応膜 12cが形成されている。他方、リファレンス用 SAW素子 22では、図 3に略図的に示すように、圧電基板 22a上に IDT電極 22 bが形成されている。リファレンス用 SAW素子では、反応膜 12cは設けられていない

[0028] なお、図 2及び図 3では、センシング用 SAW素子 12において 1つの IDT12bが図示されており、リファレンス用 SAW素子 22において 1つの IDT22bが図示されているが、実際には、センシング用 SAW素子 12及びリファレンス用 SAW素子 22は、表面波伝搬方向に並設された 2つの IDTをそれぞれ有する。もっとも、本発明において、センシング用 SAW素子及びリファレンス用 SAW素子は、 1つの IDTを有する表面波素子であってもよぐ上記のように 2以上の IDTを有するものであってもよレ、。

[0029] 上記センシング用 SAW素子 12では、検出対象物質を含む液体に接触されると、反応膜 12cが、検出対象物質と反応し、例えばタンパク質などの検出対象物質が反応膜 12cに結合される。その結果、 IDT12bに加わる質量が増加する。この付加質量の変化により、センシング用発振回路 11の出力周波数が変化し、この周波数変化に基づいて、検出対象物質の有無や濃度が測定される。

[0030] 上記反応膜 12cは、液中の検出対象物質と反応し得る適宜の材料からなる。例えば、液中の抗原または抗体を測定する場合、抗体または抗原を固定化した膜を反応膜として用いることができる。この場合には、反応膜に固定化された抗体または抗原に液中の抗原または抗体が結合され、免疫複合体が形成され、それによつて、 IDT が設けられている部分に加える質量が変動することとなる。このように、反応膜 12cとしては、液中の検出対象物質と反応し、 IDTが設けられている部分への付加質量を変化させる適宜の材料からなる反応膜を、検出対象物質の種類に応じて選択すればよレ、。なお、検出対象物質としては、抗原や抗体に限らず、蛋白質などの様々な生化学物質を挙げることができるが、生化学物質に限らず、様々な元素、無機化合物を検出する対象物質してもよい。すなわち、本発明に係る液中物質検出センサは、抗原、抗体、または蛋白質などの生体成分を検出するバイオセンサとして好適に用いられるが、バイオセンサに限らず、様々な物質を検出する用途に用いることができる。

[0031] また、温度変化によるノイズなどを除去するために、リファレンス用 SAW素子 22を用いたリファレンス用発振回路 21も構成されている。すなわち、センシング用発振回路 11で得られた結果から、リファレンス用発振回路 21で得られた結果を差し引くことにより、バックグラウンドノイズや温度変化によるノイズを除去して、正確に検出対象物質の有無や濃度を測定することができる。

[0032] カロえて、本実施形態の液中物質検出センサ 1では、上記センシング用発振回路 11 の発振周波数と、リファレンス用発振回路 21の発振周波数とが、 200Xk²(_Ppm)以上隔てられている。ここで、 k²は、センシング用 SAW素子 12及びリファレンス用 SA W素子 22を構成している圧電基板の電気機械結合係数である。なお、センシング用 SAW素子 12とリファレンス用 SAW素子 22とは、別のチップ部品として構成されている。もっとも、センシング用 SAW素子を構成している圧電基板及び IDT電極と、リファレンス用 SAW素子を構成している圧電基板及び IDT電極は同一とされている。

[0033] 本実施形態では、上記のように、センシング用発振回路の発振周波数と、リファレンス用発振回路 21の発振周波数とが、 200Xk²(ppm)以上隔てられているため、液中の物質の品質を、より高感度で、かつより確実に測定することができる。これをより具体的に説明する。

[0034] 上記センシング用発振回路 11の発振について、図 4に示すオープンループの回路をモデルとして検討する。

[0035] 図 4に示すオープンループの回路は、ポート a, bを有する。ポート aからポート bに向つて、第 1の増幅回路 15、整合回路 14、センシング用 SAW素子 12及び整合回路 1

3が接続されている。このオープンループの回路が発振する条件は、下記の式（1)及び（2)を満足することである。

[0036] [数 1]

•振幅条件

I S a b I≥0 (dB) ··· 式（l)

[0037] [数 2]

•移送条件

S a b = 360 Xn (d e g) ■·■ 式（2)

[0038] 但し、 nは整数。

[0039] すなわち、発振するには、ループゲインが OdB以上であり、移相が 0となるように、センシング用発振回路 11における回路定数を設定する必要がある。この回路定数としては、例えば、増幅回路 15の増幅率や整合回路 13, 14におけるインダクタンスしゃキャパシタンス Cの値を調整することが挙げられる。そして、この回路定数を選択することにより、すなわち式（1)及び（2)を満足するように回路定数を設定することにより、センシング用発振回路 11を発振させ、かつその発振周波数を設定することができる

[0040] 例えば、 36° Yカット X伝搬の LiTaO基板を圧電基板として用いた場合、式（1)及

3

び（2)を満足し、かつリファレンス用発振回路 21よりもセンシング用発振回路 11の発振周波数を低くするように、インダクタンス Lやキャパシタンス Cの値を調整すればよレ、。すなわち、整合回路 13, 14のインダクタンス分 Lやキャパシタ分 Cの値を調整することにより、上記のように、すなわち検出対象物質が反応膜に結合されていない初期状態におけるセンシング用発振回路 11の発振周波数を、リファレンス用発振回路 21の発振周波数よりも低くすることができる。そして、このセンシング用発振回路 11 における発振周波数と、リファレンス用発振回路 21における発振周波数の差を、 10 OOppm以上とすることにより、両者の結合を防止し、高精度に測定を行うことができる

[0041] なお、 36° Yカット X伝搬 LiTaO の電気機械結合係数 k² (%)は、 5· 0 (%)である

3

。従って、 lOOOppm以上とは、 200 X k² (ppm)を満足する。

[0042] すなわち、図 5に示すように、両者の発振周波数差を、初期状態において、 100 ppm 50ppm、または + 800ppmまたは + lOOOppmとするように、センシンク、、用発振回路 11及びリファレンス用発振回路 21の回路定数を調整し、複数種の液中物質検出センサを作製した。そして、これらの液中物質検出センサを、試料としての PB S (PHOSPHATE BUFFERED SALINE：リン酸緩衝生理食塩水）に浸漬した。この試料は検出対象物質を含んでいない液体である。その結果、図 5から明らかなように、周波数差が _ 100ppm、一 50ppm、及び + 800ppmの場合には、時間の経過と共に周波数差がなくなり、すなわち 10秒以内には、周波数差がなくなってしまうことがわかる。これに対して、センシング用発振回路 11の発振周波数と、リファレンス用発振回路の発振周波数が初期状態で lOOOppmの場合には、周波数差は一定のままであり、時間の経過と共に小さくならないことがわかる。これは、センシング用発振回路 11の発振周波数と、リファレンス用発振回路 21の発振周波数とが十分に隔てられており、両者が結合しないためであると考えられる。すなわち、両者の周波数差が lOOOppm未満の場合には図 4から明らかなように、時間の経過と共に、センシング用発振回路 11の発振と、リファレンス用発振回路 21の発振が結合し、両者の周波数差がなくなってしまったものと考えられる。

[0043] ところで、電気機械結合係数と、帯域幅とは比例関係にある。従って、上記結合が生じない周波数差を dfとした場合、圧電基板の電気機械結合係数 k² (%)とすると、 d f (ppm)を、電気機械結合係数 k² X A (ppm)以上 (Aは比較例定数）とすればよぐ図 5の結果から、 df≥k² X 200 (ppm)とすればよいことがわかる。すなわち 36° Y力ット X伝搬 LiTaO基板では、電気機械結合係数 k²は 5. 0%であり、図 5の結果から、

3

センシング用発振回路 11の発振周波数と、リファレンス用発振回路 21の発振周波数との差 dfを lOOOppm以上とすればよいため、これらの結果から df≥k² X 200 (ppm) とすることにより、リファレンス用発振回路とセンシング用発振回路の発振の結合を防止し、それによつてより確実に液中物質を検出し得ることがわかる。これを、図 6〜8を参照してより具体的に説明する。

[0044] 上記液中物質検出センサ 1として、 dfが 1320ppmとした場合、及び比較のために d fが 570ppmとされている従来例の液中物質検出センサとを用意し、試料として PBS を用意し、測定を行った。図 8は、上記実施形態及び従来例の液中物質検出センサを用いた場合の感度の時間的変化を示す図である。なお、図 8の縦軸は、感度に応じた規格化周波数であり、横軸は時間である。

[0045] 図 8から明ら力、なように、本実施形態では、従来例に比べて、センシング用発振回路 11の発振周波数と、リファレンス用発振回路 21の発振周波数が一致していないため、より高い感度で測定物質の検出を行うことができる。

[0046] なお、図 6は、上記従来例の場合のセンシング用発振回路 11と、リファレンス用発振回路 21との間の周波数差 dfの時間的変化を示し、図 7は、上記実施形態の液中物質検出センサの周波数差 dfの時間的変化を示す。図 6から明らかなように、従来例では、 30秒後経過後に周波数差が 0となっているのに対し、図 7に示す本実施形態では、周波数差は 1320ppm/°Cのまま一定であることがわかる。

[0047] 従って、本実施形態の液中物質検出センサでは、センシング用発振回路 11と、リフアレンス用発振回路 21との間で発振が電磁界的に結合し難いため、より高感度でかつより確実に液中物質の有無や濃度を検出することができる。

[0048] センシング用発振回路 11及びリファレンス用発振回路 21の発振周波数の調整については、上記のように、整合回路の Lや Cを調整する方法の他、抵抗 Rを揷入したり、回路構成部品間の接続部の配線長、線幅、グラウンド電位との間のギャップ等を変化させる方法、 ICの帰還容量を電力で制御する方法などの様々な方法を用いることができる。

[0049] また、図 9に略図的に示す変形例の液中物質検出センサ 41のように、センシング用発振回路 11Aが、第 1のマイクロストリップライン 42を、リファレンス用発振回路 21A が、第 2のマイクロストリップライン 43を有するように構成されていてもよい。この場合、幅や長さ等において異ならせることにより、センシング用発振回路 11の発振周波数と、リファレンス用発振回路の発振周波数とを 200 X k² (ppm)以上隔てればょレ、。

[0050] また、第 1 ,第 2の増幅回路 15， 25が、それぞれ、第 1 ,第 2の増幅素子を有するように構成されており、第 1の増幅素子のインピーダンスと、第 2の増幅素子のインピーダンスとを異ならせることにより、センシング用発振回路 11の発振周波数と、リファレンス用発振回路 21の発振周波数とを、 200 X k² (ppm)以上隔ててもよい。

[0051] 上記実施形態では、 36° Yカット X伝搬の LiTaOを圧電基板として用いた力圧

3

電基板はこれに特に限定されず、他の結晶方位の LiTaO基板や LiNbO基板など

3 3 の適宜の圧電単結晶、あるいは圧電セラミックスにより構成することができる。もっとも

、好ましくは、 30° 〜40° Yカット X伝搬の LiTaO基板が用いられ、それによつて、

3

液中の検出対象物質を高感度でかつ確実に測定することができる。

[0052] なお、上記実施形態で用いられる SAW素子については特に限定されず、レイリー波や SH波などの様々な弾性表面波を利用した SAW素子を用いることができるが、 SH波を主成分とする弾性表面波を用いた場合、端面反射型の表面波装置を構成すること力 Sできる。従って、液中物質検出センサの小型化を図ることができる。 [0053] また、上記 SAW素子は、 SAW共振子であってもよぐ SAWフィルタであってもよい

Claims

請求の範囲

[1] 圧電基板と、圧電基板上に設けられた少なくとも 1つの IDTと、該 IDTを覆うように形成されており、液体中の物質と反応する反応膜とを有するセンシング用 SAW素子と、該センシング用 SAW素子に接続された第 1の増幅回路とを含むセンシング用発振回路と、

圧電基板と、圧電基板上に設けられた少なくとも 1つの IDTとを有し、反応膜を有していないリファレンス用 SAW素子と、該リファレンス用 SAW素子に接続された第 2の増幅回路とを含むリファレンス用発振回路とを備え、

前記センシング用 SAW素子及びリファレンス用 SAW素子を構成する圧電基板が同一の圧電材料からなり、該圧電基板の電気機械結合係数を k² (%)としたときに、前記センシング用発振回路の発振周波数と、前記リファレンス用発振回路の発振周波数とが、 200 X k² (ppm)以上隔てられていることを特徴とする、液中物質検出センサ。

[2] 前記センシング用 SAW素子と、前記リファレンス用 SAW素子と力ほぼ同一の周波数特性を有する、請求項 1に記載の液中物質検出センサ。

[3] 前記センシング用発振回路及びリファレンス用発振回路は、 LCを用いた整合回路を有する発振回路であり、センシング用発振回路の回路定数と、リファレンス用発振回路の回路定数とが異なっている、請求項 1または 2に記載の液中物質検出センサ。

[4] 前記センシング用発振回路が、第 1のマイクロストリップラインを有しており、前記リフアレンス用発振回路が第 2のマイクロストリップラインを有しており、第 1のマイクロストリップラインの形状と、第 2のマイクロストリップラインの形状が異なっている、請求項 1または 2に記載の液中物質検出センサ。

[5] 前記第 1 ,第 2の増幅回路が、それぞれ、第 1 ,第 2の増幅素子を有しており、第 1の増幅素子のインピーダンスと、第 2の増幅素子のインピーダンスとが異なっている、請求項 1または 2に記載の液中物質検出センサ。

[6] 前記圧電基板が、 30° 〜50° 回転 Y板 X伝搬の LiTaO基板である、請求項 1〜

3

5のいずれ力 1項に記載の液中物質検出センサ。

[7] 前記センシング用 SAW素子及び前記リファレンス用 SAW素子が、 SH波を主成分とする弾性表面波を用いた SAW素子である、請求項 1〜6のいずれ力 1項に記載の液中物質検出センサ。