WO2020179894A1 - 測定装置、測定方法および計算装置 - Google Patents

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WO2020179894A1
WO2020179894A1 PCT/JP2020/009552 JP2020009552W WO2020179894A1 WO 2020179894 A1 WO2020179894 A1 WO 2020179894A1 JP 2020009552 W JP2020009552 W JP 2020009552W WO 2020179894 A1 WO2020179894 A1 WO 2020179894A1
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sensor
temperature
phase
detection target
phase difference
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PCT/JP2020/009552
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩康 田中
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids

Definitions

  • the present disclosure relates to a measuring device and a measuring method.
  • Patent Document 1 An elastic wave sensor device is known.
  • the measuring device is a measuring device that generates an elastic wave and calculates a measured value of a detection target in a sample, and acquires a first phase difference of the elastic wave caused by the detection target.
  • a sensor having a first detection unit and a second detection unit that acquires a second phase of an elastic wave due to temperature, the first phase difference, the second phase, the measured value of the detection target, and the measurement value of the detection target. It is provided with a calculation unit that calculates a measured value of a detection target in the sample based on the calibration data regarding the temperature of the sensor.
  • the measuring method includes a step of preparing a measuring device for generating an elastic wave and measuring the concentration of a detection target in a sample, and acquiring a first phase difference of the elastic wave caused by the detection target.
  • the step of calculating the measured value of the detection target in the sample based on the calibration data.
  • the first phase difference of the elastic wave caused by the detection target and the first phase difference of the elastic wave caused by the detection target are obtained from a sensor that detects the detection target in the sample by detecting the phase difference of the elastic wave.
  • the process of acquiring the second phase of the elastic wave caused by the temperature of the sensor, and the first calibration data showing the relationship between the measured value of the detection target, the temperature of the sensor, and the first phase difference are acquired.
  • the process of calculating, the process of calculating the measured value of the detection target in the sample based on the calculated temperature of the sensor, the first phase difference, and the first calibration data is performed.
  • the measurement accuracy can be improved.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the section line AA of a part of the measuring device of FIG. 1. It is a flow chart which shows an example of the process executed by the measuring apparatus of FIG.
  • measuring device (measuring device) (One Embodiment)
  • the measuring device 1 Refers to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows an outline of a measuring device 1 according to one embodiment. Further, FIG. 2 shows each functional unit included in the measuring device 1 shown in FIG.
  • the measuring device 1 can calculate the measurement value of the detection target by measuring the measurement target (sample) containing the specific substance (detection target) to be detected.
  • the measuring device 1 includes a sensor 2 and a control device 3 that controls the measuring device 1.
  • the sensor 2 can transmit an electrical signal such as a current or a voltage to the control device 3.
  • the control device 3 can calculate the measurement value of the detection target by comparing the electric signal (detection signal) obtained by the sensor 2 measuring the sample with the calibration data prepared in advance. ..
  • the measured value is a value that quantitatively indicates the detection target contained in the sample.
  • the measured value may be, for example, the concentration, mass, density, or the like of the detection target contained in the sample.
  • the measured value is calculated as 0 or an arbitrary numerical value indicating that the detection target is not included.
  • the calibration data is data showing the relationship between the known measured value and the detection signal.
  • the calibration data is data in which a detection signal obtained when a sample (standard sample) including a detection target showing a known measured value is measured and the known measured value are associated with each other.
  • the calibration data is data showing the relationship between the measured value and the detection signal, which can be represented by a calibration curve, a standard curve, or the like.
  • the calibration data may be data showing the relationship between known measured values, measurement conditions, and detection signals.
  • the measurement conditions are, for example, the temperature and humidity of the measurement environment.
  • the calibration data used by the measuring device 1 is, for example, a known measured value of a standard sample, a temperature condition of the sensor 2 that acquired the measured value, and a detection signal obtained by measuring the standard sample. It is the data corresponding to.
  • the calibration data may be stored in the control device 3 in advance.
  • FIG. 3 shows a plan view of the sensor 2.
  • the sensor 2 according to the embodiment is an elastic wave sensor capable of outputting the phase or frequency of the elastic wave as an electrical signal to the control device 3.
  • the sensor 2 is located on the substrate 21, an external terminal 22 that is located on the substrate 21 and can electrically connect the sensor 2 and the control device 3, and is located on the substrate 21 to mutually convert elastic waves and electrical signals.
  • a possible first detection unit 23 and a second detection unit 24 are provided.
  • the external terminal 22 is electrically connected to the first detection unit 23 and the second detection unit 24, respectively. That is, the control device 3 can transmit an electric signal to the first detection unit 23 and the second detection unit 24 of the sensor 2 via the external terminal 22. Then, the first detection unit 23 and the second detection unit 24 can convert the received electric signal into an elastic wave, and further convert the elastic wave into an electric signal.
  • the sensor 2 can transmit an electric signal based on the elastic wave converted by the first detection unit 23 and the second detection unit 24 to the control device 3 via the external terminal 22.
  • the external terminal 22 is arranged on the lower surface of the substrate 21 and is electrically connected to the first detection unit 23 and the second detection unit 24 on the substrate.
  • the sensor 2 can be manufactured by a conventionally known method.
  • the substrate 21 is not particularly limited as long as it is a substrate having elasticity capable of propagating elastic waves.
  • the substrate 21 according to one embodiment is, for example, a substrate (piezoelectric substrate) including a crystal having a piezoelectric property such as lithium tantalate or quartz.
  • the substrate 21 may be composed of a plurality of crystals having piezoelectricity.
  • the external terminal 22 may be composed of an arbitrary electric conductor. Specifically, the external terminal 22 may be made of a single metal such as Au, Pt, or Cu, or a metal layer such as Au—Ti or Au—Cr.
  • the first detection unit 23 and the second detection unit 24 include a pair of IDT (Inter Digital Transducer) electrodes 25 (25a, 25b) capable of mutually converting an electric signal and an elastic wave, and a propagation unit 26 (propagating unit 26) through which the elastic wave propagates. It has 26a and 26b), respectively.
  • the pair of IDT electrodes 25 are electrically connected to the external terminal 22.
  • the pair of IDT electrodes 25 are arranged so as to face each other on the substrate 21, and the propagation portion 26 is located between the pair of IDT electrodes 25. That is, one of the pair of IDT electrodes 25 converts an electric signal received from the external terminal 22 into an elastic wave and transmits the elastic wave to the propagation section 26.
  • the transmitted elastic wave propagates in the propagation section 26 and is received by the other electrode. Then, the received elastic wave is converted into an electric signal by the other electrode and transmitted to the external terminal 22.
  • the pair of IDT electrodes 25 may be made of a metal material such as gold, chromium, or titanium. Further, the pair of IDT electrodes 25 may be a single-layer electrode made of a single material or a multi-layer electrode made of a plurality of materials.
  • the propagation unit 26a of the first detection unit 23 can fix a substance (reactant) that reacts with the detection target.
  • the propagation portion 26a may be, for example, a part of the substrate 21.
  • the reactive substance may be fixed to the surface of the portion of the substrate 21 that functions as the propagation portion 26a.
  • the propagation portion 26a may be composed of, for example, a part of the substrate 21 and a metal or polymer capable of fixing the reactants arranged on the surface of the portion.
  • the reactant may be immobilized on the surface of the metal or polymer.
  • the metal capable of fixing the reactant may be, for example, Au, Pt, Cu, or the like.
  • the polymer capable of immobilizing the reaction substance may be, for example, polyethyleneimine, polyacrylamide, polyallylamine, or the like.
  • the propagating portion 26a has Au formed on the film, and the reactant is fixed on the Au film.
  • the ease of propagation of the elastic wave propagating in the propagation section 26a changes. Specifically, when the viscosity or density is high, elastic waves are less likely to be transmitted, and when the viscosity or density is low, they are easily transmitted. Therefore, a phase difference (first phase difference) occurs between the phase of the transmitted elastic wave and the phase of the received elastic wave, depending on the viscosity or density of the surface of the propagation section 26a.
  • the phase of the transmitted elastic wave can be arbitrarily set by the control device 3. Therefore, the measurement device 1 can acquire the first phase difference based on the electric signal of the first detection unit 23.
  • the measurement device 1 can detect that the sample includes the detection target based on the first phase difference. Further, the larger the reaction amount of the detection target and the reactant, the larger the change in the viscosity or density of the surface of the first detection unit 23, and thus the larger the first phase difference. Therefore, the measuring device 1 can calculate a physical quantity related to the detection target such as the amount or ratio of the detection target contained in the sample as a measured value based on the magnitude of the first phase difference.
  • the reaction between the detection target and the reactant may be any reaction that causes a change in the propagation of elastic waves.
  • a reaction is carried out, for example, by a reaction in which a detection target and a reactant are bound by an oxidation-reduction reaction, an enzymatic reaction, an antigen-antibody reaction, a chemisorption, an intermolecular interaction, an ion-to-ion interaction, or the like, or an enzymatic reaction. It may be a reaction that produces a new substance.
  • the reactant to be fixed to the first detection unit 23 may be appropriately selected according to the detection target.
  • the reactant may be an antibody, peptide, aptamer, or the like.
  • an antigen may be used as the reactant.
  • an enzyme may be used as the reactant.
  • the propagation part 26b of the second detection unit 24 may be a part of the substrate 21. Therefore, the measuring apparatus 1 can acquire the phase (second phase) of the elastic wave propagated through the propagation unit 26b based on the electric signal of the second detection unit 24.
  • the piezoelectric characteristics of the substrate 21 change depending on the temperature due to the components having temperature characteristics such as the electrode, the material of the substrate 21, and the crystal orientation of the substrate 21.
  • the phase of the elastic wave propagating on the substrate 21 is different for each temperature. That is, the electric signal converted from the second phase corresponds to the temperature of the sensor 2. Therefore, the measuring device 1 can measure the temperature of the sensor 2 based on the second phase.
  • the propagation portion 26b may be capable of fixing the reactant as in the propagation portion 26a.
  • the measurement environment of the first detection unit 23 and the second detection unit 24 can be made uniform, so that the influence of noise common to the first detection unit 23 and the second detection unit 24 can be reduced. it can.
  • the second detection unit 24 can easily measure the phase characteristic of the elastic wave caused by the temperature itself.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of the sensor 2 at the cutting plane line AA of FIG.
  • the sensor 2 further has a flow path member 27.
  • the flow path member 27 can function as a passage for the sample.
  • the flow path member 27 has an opening on the upper surface of the flow path member 27, and has a supply port 28 for supplying a sample and a discharge port 29 for discharging the sample.
  • the sensor 2 detects the detection target by the first detection unit 23, and then discharges the sample from the discharge port 29.
  • the measuring apparatus 1 can flow the sample in the flow path member 27 by, for example, pressing by a pump or capillary action. Further, the measuring apparatus 1 may supply a medium (fluid medium) for flowing the sample together with the sample to the flow path member 27. As a result, the measuring device 1 facilitates the flow of the sample, so that the convenience of measurement can be improved.
  • the flow medium is, for example, water, PBS (Phosphate Buffered Saline), TBS (Tris Buffered Saline), or MES (2-Morpholinoethanesulfonic acid, monohydrate) buffer and HEPES (2- [4- (2-hydroxyethyl) -1-). piperazinyl] ethanesulfonic acid) Good buffer such as buffer may be used.
  • the control device 3 can control the measuring device 1.
  • the control device 3 has a wiring board and a plurality of electronic components mounted on the wiring board. Thereby, the control device 3 can form each functional unit of the control device 3. That is, the control device 3 can integrate a plurality of electronic components to form at least one IC (Integrated Circuit) or LSI (Large Scale Integration), and can form each functional unit of the control device 3.
  • IC Integrated Circuit
  • LSI Large Scale Integration
  • the plurality of electronic components may be, for example, active elements such as transistors or diodes, or passive elements such as capacitors.
  • a plurality of electronic components and an integrated circuit formed by integrating them can be formed by a conventionally known method.
  • the control device 3 has a recess 31 and a connection terminal 32.
  • the sensor 31 can be arrange
  • the connection terminal 32 can electrically connect the control device 3 and the sensor 2.
  • the connection terminal 32 may be arbitrarily configured at a position where it can be connected to the external terminal 22 of the sensor 2.
  • the connection terminal 32 may be configured to connect to the external terminal 22 by arranging the sensor 2 in the recess 31 of the control device 3.
  • the position of the sensor 2 with respect to the control device 3 is determined by the recess 31, so that the measuring device 1 can accurately obtain conduction between the sensor 2 and the control device 3.
  • the control device 3 may have an arbitrary structure for determining the position of the sensor 2 together with the recess 31 or in place of the recess 31.
  • the control device 3 may have a convex portion that holds the sensor 2.
  • the control device 3 has a calculation unit 33 (calculation device) and a storage unit 34 as functional units.
  • the calculation unit 33 can calculate the measured value to be detected and the temperature of the sensor 2 by calculation.
  • the storage unit 34 can store a program for the control device 3 to execute the control of the measurement device 1, including a program for the calculation of the calculation unit 33.
  • the calculation unit 33 has a processor that executes a program stored in the storage unit 34.
  • a processor may include, for example, one or more processors, controllers, microprocessors, or a combination of these devices or any configuration, or other known device or combination of configurations.
  • the storage unit 34 has, for example, a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read-Only Memory).
  • the storage unit 34 can store a program or the like for the calculation of the calculation unit 33 in these memories.
  • the program stored in the storage unit 34 may be stored as firmware.
  • the processor of the calculation unit 33 can execute one or more data calculation procedures or processes according to the firmware of the storage unit 34.
  • the storage unit 34 of the present disclosure can store calibration data.
  • the storage unit 34 according to one embodiment shows a calibration curve (first calibration curve) showing the relationship between the measured value, the temperature of the sensor 2, and the first phase difference, and the relationship between the temperature of the sensor 2 and the second phase.
  • Data including a calibration curve (second calibration curve) can be stored as calibration data.
  • the sensor 2 for acquiring the calibration data and the sensor 2 for measuring (actually measuring) the sample may be separate parts. Further, the storage unit 34 does not have to be built in the control device 3, and may be connected to the control device 3 in a communicable manner.
  • the phase of elastic waves is affected by the temperature characteristics of the propagating substrate. Therefore, conventionally, even if the detection target having the same concentration is measured, different measurement results may be obtained due to the difference in temperature at the time of measurement. Specifically, even if the detection target having the same concentration is measured, a phase larger than the correct phase may be obtained or a phase smaller than the correct phase may be obtained depending on the temperature. Further, in a reaction system using a biochemical reaction such as an antigen-antibody reaction and an enzyme reaction, the reaction rate and the reaction amount differ depending on the temperature, so that different measurement results can be obtained due to the difference in the temperature at the time of measurement. was there.
  • a biochemical reaction such as an antigen-antibody reaction and an enzyme reaction
  • the reaction amount changes due to the difference in temperature, so that a phase larger than the correct phase may be obtained or a phase smaller than the correct phase may be obtained. It was. Therefore, the measurement accuracy of the measuring device using the elastic wave has been reduced.
  • the measuring device 1 can calculate the measured value by reducing the influence of the temperature characteristic of the substrate 21 included in the sensor 2.
  • the measured value of the detection target in the sample can be calculated based on the first phase difference acquired by the first detection unit 23 and the second phase acquired by the second detection unit 24.
  • the measuring device 1 can measure the temperature of the sensor 2 based on the second phase.
  • the measuring device 1 can calculate the measured value of the detection target based on the measured temperature of the sensor 2 and the first phase difference.
  • the measuring apparatus 1 can reduce the measurement error of the sensor 2 due to the temperature characteristic of the sensor 2.
  • the measuring device 1 can measure by reducing the influence of the temperature dependence of the reaction even in the measuring system using the biochemical reaction. Therefore, the measuring device 1 can reduce the influence of the measurement error due to the temperature of the sensor 2, and thus can improve the measurement accuracy.
  • FIG. 5 shows a flow chart showing an example of the processing executed by the measuring device 1.
  • the measuring device 1 measures a standard substance having a plurality of known measured values (for example, concentration) under a plurality of temperature conditions, and creates calibration data (step S101). Then, the measuring device 1 stores the calibration data in the storage unit 34 (step S102).
  • the calibration curve includes (i) a calibration curve (first calibration curve) showing the relationship between the measured value of the detection target, the temperature of the sensor 2, and the first phase difference acquired by the first detection unit 23, and (ii). )
  • a calibration curve (second calibration curve) showing the relationship between the temperature of the sensor 2 and the second phase acquired by the second detection unit 24 is included. That is, the measuring device 1 creates a calibration curve capable of calculating a measured value for each temperature of the sensor 2.
  • the calculation unit 33 obtains data of a calibration curve (first calibration curve) showing the relationship between the measured value to be detected and the first phase difference acquired by the first detection unit 23 for each temperature of the sensor 2.
  • the data of the calibration curve may be data showing a tertiary calibration curve showing the relationship between the measured value, the temperature of the sensor 2, and the first phase difference, or the data of the sensor 2 separated by a predetermined interval. It may be a set of calibration curves showing the relationship between the measured value and the first phase difference created for each temperature.
  • the calculation unit 33 has a function as a calibration data generation unit.
  • the measuring device 1 can calculate the temperature of the sensor 2 and the measured value of the detection target by one sensor. That is, it is possible to perform measurement with reduced influence of the temperature characteristic of the sensor 2 without using a plurality of sensors. Therefore, the measuring device 1 can improve the convenience.
  • the temperature of the sensor 2 may be measured by an arbitrary thermometer.
  • a known concentration (plurality) of a standard substance is input to the control device 3 by the user as a substitute value for the measured value to be detected.
  • the calibration data for each sensor 2 it is possible to perform the measurement with the influence of the temperature characteristic reduced regardless of the difference in the temperature characteristic for each sensor 2.
  • a commercially available substance may be used.
  • the measuring device 1 makes an actual measurement, and the first detection unit 23 acquires the first phase difference, and the second detection unit 24 acquires the second phase (step S103).
  • the calculation unit 33 of the measuring device 1 compares the second phase acquired in step S103 with the second calibration curve included in the calibration data stored in the storage unit 34 (step S104). Then, the measuring apparatus 1 calculates the temperature of the sensor 2 based on the second calibration curve (step S105).
  • the calculation unit 33 compares the first phase difference acquired in step S103, the temperature of the sensor 2 calculated in step S105, and the first calibration curve included in the calibration data (step S106). Then, the calculation unit 33 calculates the measured value of the detection target based on the first calibration curve (step S107). As a result, the measuring device 1 can calculate the measured value according to the temperature of the sensor 2, so that the measurement error due to the temperature can be reduced. That is, the measuring device 1 can improve the measurement accuracy.
  • the calculation unit 33 receives the first phase difference of the elastic wave caused by the detection target from the sensor 2 that detects the detection target in the sample by detecting the phase difference of the elastic wave, and the sensor 2.
  • the process of acquiring the second phase of the elastic wave caused by the temperature is performed.
  • the calculation unit 33 performs a process of acquiring the first calibration data indicating the relationship between the measured value of the detection target, the temperature of the sensor 2, and the first phase difference.
  • the calculation unit 33 performs a process of acquiring the second calibration data relating to the measured value of the detection target and the temperature of the sensor 2.
  • the calculation unit 33 performs a process of calculating the temperature of the sensor 2 based on the acquired second phase and the second calibration data, and then calculates the temperature of the sensor 2 and the first phase difference. And a process of calculating the measurement value of the detection target in the sample based on the first calibration data.
  • the first detection unit 23 and the second detection unit 24 of the sensor 2 may be configured on the surfaces of a plurality of substrates 21.
  • the second detection unit 24 may be configured on the surface of the second substrate 21b having higher temperature characteristics than the first substrate 21a on which the first detection unit 23 is configured. That is, the second substrate 21b may have a larger phase change of elastic waves due to temperature than the first substrate 21a.
  • the first substrate 21a may be, for example, a substrate containing quartz
  • the second substrate 21b may be, for example, a substrate containing lithium tantalate.
  • the measuring device 1 may calculate the measured value by a method other than the method using these calibration curves.
  • the storage unit 34 stores a table or calibration curve showing the relationship between the measured value, the first phase difference, and the second phase as calibration data, and the measuring device 1 measures based on the table or the calibration curve. The value may be calculated.
  • the measuring apparatus 1 can calculate the corresponding measurement value by applying the acquired first phase difference and second phase to the table or the calibration curve. That is, the measuring device 1 does not need to calculate the specific temperature of the sensor 2. As a result, the arithmetic processing time of the control device 3 can be shortened.
  • the table may be a table in which a standard sample is measured for each arbitrary temperature condition and the obtained first phase difference and the second phase at that time are represented for each measured value.
  • the measuring device 1 may calculate the measured value by applying the measured first phase difference and the second phase to the nearest first phase difference and the second phase if the measured first phase difference and the second phase are not included in the table.
  • the measuring device 1 may calculate the measured value to be detected by interpolating the first phase difference, the second phase, and the measured value included in the table. For example, the measuring device 1 first selects the second phase closest to the acquired second phase from the table. Next, among the first phase differences corresponding to the second phase, the first phase difference closest to the acquired first phase difference is selected. Next, the ratios of the first phase difference and the second phase selected from the table to the acquired first phase difference and the second phase are calculated. Next, the average value of these ratios is calculated. Then, the measured values corresponding to the selected first phase difference and second phase may be multiplied by the average value of the ratio, and the obtained value may be calculated as the measured value of the detection target.
  • the present disclosure is not limited to this case.
  • the sensor may have two or more first detection units. According to this, it is possible to measure a plurality of types of detection targets.
  • the senor 2 may be a disposable cartridge. According to this, the step of cleaning the sensor 2 after the measurement becomes unnecessary, and it is possible to eliminate the influence on the measurement result due to insufficient cleaning.
  • the calibration data is not limited to this case as long as the concentration of the detection target can be calculated. ..
  • the calibration data may be theoretical or statistical data as long as the relationship between the detection signal and the concentration to be detected is theoretically or statistically clear. That is, the calibration data does not necessarily have to be the actually measured data. As a result, the measuring device 1 does not need to perform the measurement for creating the calibration data, so that the measuring time can be shortened.
  • the preparation of the calibration data and the measurement of the sample can be performed in the same flow, but the present disclosure is not limited to this case.
  • the calibration data may be stored in the storage unit 34 before starting the measurement of the sample. That is, the preparation and storage of the calibration data do not necessarily have to be performed in the same flow as the measurement of the sample.
  • the calculation unit 33 can calculate the concentration of the detection target by using the calibration data stored in advance in the storage unit 34. As a result, since the measuring device 1 can be started from the step S103 in the processing flow shown in FIG. 5, the measuring time at the time of actual measurement can be shortened. Further, since the measuring device 1 does not need to insert a step of cleaning the sensor 2 or the like between the step of measuring the standard substance and the step of measuring the sample, the measurement of the sample can be performed more easily.
  • the sensor 2 has been described as an elastic wave sensor that uses the phase of an elastic wave.
  • the sensor 2 is not limited to this, and may be a sensor that uses an arbitrary measurement principle as long as it can output a signal corresponding to the detection of the detection target.
  • the sensor 2 may be, for example, a QCM (Quartz Crystal Microbalance) sensor that uses the piezoelectric effect of quartz, an SPR (Surface Plasmon Resonance) sensor that uses surface plasmon resonance, or an FET (Field Effect Transistor) that uses the electric field effect. Just do it.
  • the output signal has temperature dependence. Therefore, according to the disclosure of the present application, the measured value can be calculated in consideration of the influence of the temperature on the output signal, so that the measurement accuracy can be improved.
  • the measuring method is a step of generating an elastic wave and preparing a measuring device for calculating a measured value of a detection target in a sample, and a step of acquiring a first phase difference of the elastic wave caused by the detection target. Based on the step of acquiring the second phase of the elastic wave caused by the temperature, the step of storing the calibration data regarding the measured value to be detected and the temperature of the sensor, and the first phase difference, the second phase, and the calibration data. It includes a step of calculating the measured value of the detection target in the sample.
  • the calibration data shows the relationship between the measured value of the detection target, the temperature of the sensor, the first calibration curve showing the relationship between the first phase difference, and the temperature of the sensor and the second phase.
  • a second calibration curve may be included.
  • the above measurement method is performed in a sample based on a step of measuring the temperature of the sensor based on the acquired second phase and the second calibration curve, and the measured temperature of the sensor, the first phase difference, and the first calibration curve. And a step of calculating the measurement value of the detection target.
  • each step executed in the above-mentioned measuring device 1 may be interpreted as disclosure of a program for causing a computer to execute each step in an electronic device.

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Abstract

一実施形態に係る測定装置（１）は、弾性波を発生させて、検体中の検出対象の測定値を算出する測定装置であって、検出対象に起因する弾性波の第１位相差を取得する第１検出部（２３）、および温度に起因する弾性波の第２位相を取得する第２検出部（２４）、を有するセンサ（２）と、第１位相差、第２位相、および検量データに基づいて検体中の検出対象の測定値を算出する計算部（３３）と、を備える。

Description

測定装置、測定方法および計算装置
　本開示は、測定装置および測定方法に関する。
　従来、弾性波センサ装置が知られている（特許文献１）。
日本国公開特許公報「特開２００８－２８６６０６号公報」
　このようなセンサでは、測定精度の向上が求められている。
　本開示の一実施形態に係る測定装置は、弾性波を発生させて、検体中の検出対象の測定値を算出する測定装置であって、検出対象に起因する弾性波の第１位相差を取得する第１検出部、および温度に起因する弾性波の第２位相を取得する第２検出部、を有するセンサと、前記第１位相差と、前記第２位相と、前記検出対象の測定値および前記センサの温度に関する検量データとに基づいて前記検体中の検出対象の測定値を算出する計算部と、を備える。
　本開示の一実施形態に係る測定方法は、弾性波を発生させ、検体中の検出対象の濃度を測定する測定装置を準備する工程と、検出対象に起因する弾性波の第１位相差を取得する工程と、温度に起因する弾性波の第２位相を取得する工程と、検出対象の測定値および測定装置が備えるセンサの温度に関する検量データを記憶する工程と、第１位相差、第２位相、および検量データに基づいて検体中の検出対象の測定値を算出する工程と、を含む。
　本開示の一実施形態に係る計算装置は、弾性波の位相差を検出することにより検体中の検出対象を検出するセンサから、前記検出対象に起因する前記弾性波の第１位相差と、前記センサの温度に起因する前記弾性波の第２位相とを取得する処理と、前記検出対象の測定値と、前記センサの温度と、前記第１位相差との関係を示す第１検量データを取得する処理と、前記検出対象の測定値と、前記センサの温度とに関する第２検量データを取得する処理と、取得した前記第２位相と、前記第２検量データとに基づいて前記センサの温度を算出する処理と、算出した前記センサの温度と、前記第１位相差と、前記第１検量データとに基づいて前記検体中の検出対象の測定値を算出する処理とを行う。
　本開示に係る測定装置、測定方法および計算装置によれば、測定精度を向上させることができる。
一実施形態に係る測定装置を模式的に示す概略図である。 図１の測定装置の概略を示すブロック図である。 図１の測定装置の一部の平面図である。 図１の測定装置の一部の切断面線Ａ－Ａの断面図である。 図１の測定装置が実行する処理の一例を示すフロー図である。
　（測定装置）
　（一実施形態）
　以下、図面を参照しつつ、本開示の一実施形態に係る測定装置１について説明する。
　図１に、一実施形態に係る測定装置１の概略を示す。また、図２に、図１で示した測定装置１が有する各機能部を示す。
　測定装置１は、検出したい特定の物質（検出対象）を含む測定対象（検体）を測定することで、検出対象の測定値を算出することができる。測定装置１は、センサ２と、測定装置１を制御する制御装置３とを備える。センサ２は、電流または電圧などの電気的な信号を制御装置３に送信することができる。そして、制御装置３は、センサ２が検体を測定して得られた電気信号（検出信号）と、予め準備した検量データとを、比較することによって、検出対象の測定値を算出することができる。
　測定値とは、検体に含まれている検出対象を定量的に示す値である。測定値は、例えば、検体に含まれている検出対象の濃度、質量、および密度などであればよい。なお、検体に検出対象が含まれていない場合、測定値は、０または検出対象が含まれていないことを示す任意の数値として算出される。
　検量データは、既知の測定値と検出信号との関係を示すデータである。具体的には、検量データは、既知の測定値を示す検出対象を含む検体（標準検体）を測定したときに得られる検出信号と、前記既知の測定値とを対応させたデータである。例えば、検量データは、検量線および標準曲線などで表すことが可能な、測定値と検出信号との関係を示すデータである。また、検量データは、既知の測定値、測定条件、および検出信号の関係を示すデータであってもよい。測定条件とは、例えば、測定環境の温度および湿度などである。一実施形態において、測定装置１が使用する検量データは、例えば、標準検体の既知の測定値と、測定値を取得したセンサ２の温度条件と、標準検体を測定して得られた検出信号とを対応させたデータである。なお、検量データは、制御装置３に予め記憶されていればよい。
　図３に、センサ２の平面図を示す。一実施形態に係るセンサ２は、弾性波の位相または周波数を電気的な信号として制御装置３に出力可能な弾性波センサである。
　センサ２は、基板２１と、基板２１に位置し、センサ２と制御装置３とを電気的に接続可能な外部端子２２と、基板２１上に位置し、弾性波と電気信号とを相互に変換可能な第１検出部２３および第２検出部２４を備える。外部端子２２は、第１検出部２３および第２検出部２４とそれぞれ電気的に接続されている。すなわち、制御装置３は、外部端子２２を介して、センサ２の第１検出部２３および第２検出部２４に電気信号を送信することができる。そして、第１検出部２３および第２検出部２４は、受信した電気信号を弾性波に変換し、さらに弾性波を電気信号に変換することができる。そして、センサ２は、外部端子２２を介して、第１検出部２３および第２検出部２４で変換した弾性波に基づく電気信号を、制御装置３に送信することができる。一実施形態において、外部端子２２は、基板２１の下面に配され、基板上の第１検出部２３および第２検出部２４と電気的に接続されている。なお、センサ２は、従来周知の方法によって作製することができる。
　基板２１は、弾性波を伝搬可能な弾性を有する基板であれば特に限定されない。一実施形態に係る基板２１は、例えば、基板２１は、タンタル酸リチウム、または水晶などの圧電性を有する結晶を含む基板（圧電基板）である。なお、基板２１は、圧電性を有する複数の結晶によって構成されてもよい。
　外部端子２２は、任意の電気伝導体によって構成されればよい。具体的には、外部端子２２は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕなどの単体の金属、またはＡｕ－Ｔｉ、Ａｕ－Ｃｒなどの金属層で構成されればよい。
　第１検出部２３および第２検出部２４は、電気信号と弾性波を相互に変換可能な一対のＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極２５（２５ａ、２５ｂ）、および弾性波が伝搬する伝搬部２６（２６ａ、２６ｂ）をそれぞれ有する。一対のＩＤＴ電極２５は、外部端子２２と電気的に接続されている。一対のＩＤＴ電極２５は、基板２１上において対向するように配され、伝搬部２６は、一対のＩＤＴ電極２５間に位置している。すなわち、一対のＩＤＴ電極２５のうち、一方の電極は、外部端子２２から受信した電気信号を弾性波に変換し、伝搬部２６へ発信する。発信された弾性波は、伝搬部２６を伝搬し、他方の電極に受信される。そして、受信された弾性波は、他方の電極によって電気信号に変換され、外部端子２２に送信される。
　一対のＩＤＴ電極２５は、例えば、金、クロム、またはチタンなどの金属材料で形成されていればよい。また、一対のＩＤＴ電極２５は、単一の材料で構成された単層の電極、または複数の材料で構成された多層の電極であってもよい。
　第１検出部２３の伝搬部２６ａは、検出対象と反応する物質（反応物質）を固定可能である。伝搬部２６ａは、例えば、基板２１の一部分であってもよい。この場合、反応物質は、基板２１のうち、伝搬部２６ａとして機能する部分の表面に固定されればよい。また、伝搬部２６ａは、例えば、基板２１の一部分と当該部分の表面に配された反応物質を固定可能な金属または高分子によって構成されてもよい。この場合、反応物質は、金属または高分子の表面に固定されればよい。反応物質を固定可能な金属は、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、およびＣｕなどであればよい。また、反応物質を固定可能な高分子は、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド、およびポリアリルアミンなどであればよい。図示しないが、一実施形態において、伝搬部２６ａは、膜上に形成されたＡｕを有しており、反応物質はＡｕ膜上に固定されている。
　伝搬部２６ａにおいて、検出対象と反応物質の反応により、伝搬部２６ａの表面の粘度または密度が変化すると、伝搬部２６ａを伝搬する弾性波の伝わりやすさが変化する。具体的には、粘度または密度が大きくなると、弾性波が伝わりにくくなり、粘度または密度が小さくなると伝わりやすくなる。そのため、伝搬部２６ａの表面の粘度または密度に応じて、発信した弾性波の位相と受信した弾性波の位相とでは位相差（第１位相差）が生じる。発信する弾性波の位相は、制御装置３の任意で設定することが可能である。したがって、測定装置１は、第１検出部２３の電気信号に基づいて、第１位相差を取得することができる。そのため、測定装置１は、第１位相差に基づいて検体に検出対象が含まれることを検知することができる。また、検出対象と反応物質の反応量が大きい程、第１検出部２３の表面の粘度または密度の変化も大きくなるため、第１位相差も大きくなる。したがって、測定装置１は、第１位相差の大きさに基づいて、検体に含まれる検出対象の量または割合などの検出対象に関する物理量を測定値として算出することができる。
　検出対象と反応物質との反応は、弾性波の伝搬に変化をもたらす反応であればよい。このような反応は、例えば、酸化還元反応、酵素反応、抗原抗体反応、化学吸着、分子間相互作用、またはイオン間相互作用などによって検出対象と反応物質とが結合する反応、あるいは酵素反応等によって新たな物質を生成する反応などであればよい。
　第１検出部２３に固定される反応物質は、検出対象に応じて適宜選択すればよい。例えば、検出対象が検体中の特定のたんぱく質、ＤＮＡ、または細胞などである場合は、反応物質は、抗体、ペプチド、またはアプタマーなどを用いてもよい。また、例えば、検出対象が抗体である場合は、反応物質は抗原を用いてもよい。また、例えば、検出対象が、基質である場合は、反応物質は酵素を用いてもよい。
　第２検出部２４の伝搬部分２６ｂは、基板２１の一部分であればよい。したがって、測定装置１は、第２検出部２４の電気信号に基づいて、伝搬部２６ｂを伝搬した弾性波の位相（第２位相）を取得することができる。ここで、基板２１は、電極、基板２１の材料、基板２１の結晶方位などの温度特性を有する構成要素に起因して、温度によって圧電特性が変化する。この場合、基板２１を伝搬する弾性波の位相は、温度ごとに異なる位相となる。すなわち、第２位相から変換された電気信号は、センサ２の温度に応じたものとなる。したがって、測定装置１は、第２位相に基づいてセンサ２の温度を測定することができる。なお、伝搬部分２６ｂは、伝搬部２６ａと同様に反応物質を固定可能であってもよい。反応物質を固定する場合、第１検出部２３と第２検出部２４の測定環境を揃えることができるため、第１検出部２３と第２検出部２４に共通するノイズの影響を低減することができる。一方、反応物質を固定しない場合、第２検出部２４は、温度そのものに起因する弾性波の位相特性を測定しやすくなる。
　図４に、図１の切断面線Ａ－Ａにおけるセンサ２の断面図を示す。
　センサ２は、流路部材２７をさらに有している。流路部材２７は、検体の通り道として機能することができる。流路部材２７は、流路部材２７の上面に開口し、検体を供給する供給口２８および検体を排出する排出口２９を有している。センサ２は、供給口２８から供給された検体が第１検出部２３に到達したとき、第１検出部２３で検出対象を検出し、その後、排出口２９から検体を排出する。
　測定装置１は、例えばポンプによる押圧または毛管現象によって、流路部材２７中で検体を流すことができる。また、測定装置１は、検体とともに検体を流動させるための媒体（流動媒体）を流路部材２７に供給してもよい。その結果、測定装置１は、検体を流動させやすくなるため、測定の利便性を向上させることができる。流動媒体は、例えば、水、ＰＢＳ（Phosphate Buffered Saline）、ＴＢＳ（Tris Buffered Saline）、またはＭＥＳ（2-Morpholinoethanesulfonic acid, monohydrate）緩衝液およびＨＥＰＥＳ（2-[4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazinyl]ethanesulfonic acid）緩衝液などのグッド緩衝液などであればよい。
　制御装置３は、測定装置１の制御を行なうことができる。制御装置３は、配線基板と、配線基板上に実装された複数の電子部品を有している。それによって、制御装置３は、制御装置３の各機能部を構成することができる。すなわち、制御装置３は、複数の電子部品を集積して、少なくとも１つのＩＣ（Integrated Circuit）またはＬＳＩ（Large ScaleIntegration）などを形成し、制御装置３が有する各機能部を構成することができる。
　複数の電子部品は、例えば、トランジスタまたはダイオードなどの能動素子、あるいはコンデンサなどの受動素子であればよい。なお、複数の電子部品、およびそれらを集積して形成した集積回路などは、従来周知の方法によって形成することができる。
　制御装置３は、凹部３１と、接続端子３２を有している。凹部３１は、センサ２を内部に配置することができる。接続端子３２は、制御装置３とセンサ２を電気的に接続することができる。接続端子３２は、センサ２の外部端子２２と互いに接続可能な位置に任意に構成されればよい。例えば、接続端子３２は、センサ２が制御装置３の凹部３１内に配されることによって、外部端子２２と互いに接続するように構成されてもよい。その結果、凹部３１によって制御装置３に対するセンサ２の位置が決められるため、測定装置１は、センサ２と制御装置３との導通を正確に得ることができる。なお、制御装置３は、凹部３１と共に、または凹部３１に代えてセンサ２の位置を決める任意の構造を有していてもよい。例えば、制御装置３は、センサ２を把持する凸部を有していてもよい。
　制御装置３は、機能部として計算部３３（計算装置）と記憶部３４を有している。計算部３３は、演算により、検出対象の測定値、およびセンサ２の温度を算出することができる。記憶部３４は、計算部３３の演算のためのプログラムをはじめ、制御装置３が測定装置１の制御を実行するためのプログラムを記憶することができる。
　計算部３３は、記憶部３４に記憶したプログラムを実行するプロセッサを有している。プロセッサは、例えば、１以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、またはこれらのデバイスもしくは任意の構成の組み合わせ、または他の既知のデバイスもしくは構成の組み合わせを含んでよい。
　記憶部３４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read-Only Memory）を有している。記憶部３４は、計算部３３の演算のためのプログラムなどをこれらのメモリに記憶することができる。なお、記憶部３４に記憶されるプログラムは、ファームウェアとして記憶されてもよい。計算部３３のプロセッサは、記憶部３４のファームウェアに従って、１以上のデータ計算手続きまたは処理を実行することができる。
　本開示の記憶部３４は、検量データを記憶することができる。一実施形態に係る記憶部３４は、測定値、センサ２の温度、および第１位相差の関係を示す検量線（第１検量線）と、センサ２の温度と第２位相との関係を示す検量線（第２検量線）を含むデータを検量データとして記憶することができる。なお、検量データを取得するためのセンサ２と、検体の測定（実測）を行なうセンサ２は、別部品であってもよい。また、記憶部３４は、制御装置３に内蔵されている必要はなく、制御装置３と通信可能に接続されているものであってもよい。
　ここで、上記で説明した通り弾性波の位相は、伝搬する基板の温度特性の影響を受ける。したがって、従来、同じ濃度の検出対象を測定したとしても、測定時の温度の違いによって、異なる測定結果が得られる場合があった。具体的には、同じ濃度の検出対象を測定しても、温度によって正しい位相よりも大きな位相が得られたり、小さな位相が得られたりする場合があった。また、抗原抗体反応、および酵素反応などの生化学的反応を利用する反応系においては、温度によって反応速度、および反応量が異なるため、測定時の温度の違いによって、異なる測定結果が得られる場合があった。具体的には、同じ濃度の検出対象を測定しても、温度の違いに起因して反応量が変わるため、正しい位相よりも大きな位相が得られたり、小さな位相が得られたりする場合があった。したがって、弾性波を利用する測定装置の測定精度は、低減していた。
　これに対して、本開示に係る測定装置１は、センサ２が備える基板２１の温度特性の影響を低減して測定値を算出することができる。具体的には、第１検出部２３が取得した第１位相差と、第２検出部２４が取得した第２位相とに基づいて、検体中の検出対象の測定値を算出することができる。具体的には、測定装置１は、第２位相に基づいてセンサ２の温度を測定することができる。そして、測定装置１は、測定したセンサ２の温度と第１位相差とに基づいて、検出対象の測定値を算出することができる。その結果、測定装置１は、センサ２の温度特性に起因するセンサ２の測定誤差を低減することができる。また、測定装置１は、生化学的反応を利用する測定系であっても、反応の温度依存性の影響を低減して測定することができる。したがって、測定装置１は、センサ２の温度に起因する測定誤差の影響を低減することができるため、測定精度を向上させることができる。
　図５に、測定装置１が実行する処理の一例を表すフロー図を示す。
　まず、測定装置１は、複数の温度条件において、複数の既知の測定値（例えば濃度）を有する標準物質の測定を行ない、検量データを作成する（ステップＳ１０１）。そして、測定装置１は、検量データを記憶部３４に記憶させる（ステップＳ１０２）。検量データには、（ｉ）検出対象の測定値と、センサ２の温度と、第１検出部２３で取得した第１位相差との関係を示す検量線（第１検量線）、および（ｉｉ）センサ２の温度と、第２検出部２４で取得した第２位相との関係を示す検量線（第２検量線）が含まれる。すなわち、測定装置１は、センサ２の温度ごとに測定値を算出可能な検量線を作成する。より詳細には、計算部３３は、検出対象の測定値と第１検出部２３で取得した第１位相差との関係を示す検量線（第１検量線）のデータを、センサ２の温度ごとに作成する。この検量線のデータは、測定値とセンサ２の温度と第１位相差との関係を示す３次的な検量線を示すデータであってもよいし、所定の間隔で区切られたセンサ２の温度ごとに作成された、測定値と第１位相差との関係を示す検量線の集合であってもよい。このように、計算部３３は、検量データ生成部としての機能を有している。
　その結果、測定装置１は、一つのセンサによって、センサ２の温度と検出対象の測定値とを算出することができる。すなわち、複数のセンサを用いることなく、センサ２の温度特性の影響を低減した測定が可能となる。よって、測定装置１は、利便性を向上させることができる。なお、第１および第２検量線の作成にあたり、センサ２の温度は、任意の温度計によって測定すればよい。また、第１検量線の作成にあたり、前記検出対象の測定値の代替値として、標準物質の既知の濃度（複数）が、ユーザによって制御装置３に入力される。また、センサ２ごとに検量データを作成することで、センサ２ごとの温度特性の違いによらず、温度特性の影響を低減した測定が可能となる。標準物質は、市販のものを用いればよい。
　次に、測定装置１は、実測を行ない、第１検出部２３において第１位相差を取得するとともに、第２検出部２４において第２位相を取得する（ステップＳ１０３）。
　次に、測定装置１の計算部３３は、ステップＳ１０３で取得した第２位相と、記憶部３４に記憶した検量データに含まれる第２検量線とを比較する（ステップＳ１０４）。そして、測定装置１は、第２検量線に基づいて、センサ２の温度を算出する（ステップＳ１０５）。
　次に、計算部３３は、ステップＳ１０３で取得した第１位相差と、ステップＳ１０５で算出したセンサ２の温度と、検量データに含まれる第１検量線とを比較する（ステップＳ１０６）。そして、計算部３３は、第１検量線に基づいて、検出対象の測定値を算出する（ステップＳ１０７）。その結果、測定装置１は、センサ２の温度に応じた測定値を算出することができるため、温度に起因する測定誤差を低減することができる。すなわち、測定装置１は、測定精度を向上させることができる。
　以上のように、計算部３３は、弾性波の位相差を検出することにより検体中の検出対象を検出するセンサ２から、前記検出対象に起因する前記弾性波の第１位相差と、センサ２の温度に起因する前記弾性波の第２位相とを取得する処理を行う。また、計算部３３は、前記検出対象の測定値と、センサ２の温度と、前記第１位相差との関係を示す第１検量データを取得する処理を行う。また、計算部３３は、前記検出対象の測定値と、前記センサ２の温度とに関する第２検量データを取得する処理を行う。
　そして、計算部３３は、取得した前記第２位相と、前記第２検量データとに基づいてセンサ２の温度を算出する処理を行った後、算出したセンサ２の温度と、前記第１位相差と、前記第１検量データとに基づいて前記検体中の検出対象の測定値を算出する処理を行う。
　ここで、センサ２の第１検出部２３と第２検出部２４とは、複数の基板２１の表面に構成されてもよい。具体的には、第２検出部２４は、第１検出部２３が構成される第１基板２１ａよりも、温度特性が高い第２基板２１ｂの表面に構成されてもよい。すなわち、第２基板２１ｂは、第１基板２１ａよりも、温度に起因する弾性波の位相変化が大きくてもよい。その結果、温度の変化に起因する第２位相の応答性が向上するため、測定装置１は、わずかな温度変化であっても第２位相を取得することができる。したがって、測定精度を向上させることができる。なお、第１基板２１ａは、例えば、水晶を含む基板などであり、第２基板２１ｂは、例えば、タンタル酸リチウムを含む基板などであればよい。
　以上の記載では、本開示を明瞭に開示するためにいくつかの実施形態に関し説明してきた。しかし、添付の請求項は、上記実施形態に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例および代替可能な構成を具現化するように構成されるべきである。また、いくつかの実施形態に示した各要件は、自由に組み合わせが可能である。例えば、上述の実施形態の各構成要素・工程を適宜組み合わせて、測定装置、測定方法またはプログラムを構成してもよい。
　例えば、上記の実施形態では、検量データに含まれる第１検量線および第２検量線を用いた検出対象の測定値の算出について説明した。しかし、測定装置１は、これらの検量線を用いる方法以外の方法で、測定値を算出してもよい。具体的には、記憶部３４は、測定値と第１位相差と第２位相の関係を示すテーブルまたは検量線を検量データとして記憶し、測定装置１は、当該テーブルまたは検量線に基づいて測定値を算出してもよい。この場合、測定装置１は、取得した第１位相差と第２位相を当該テーブルまたは検量線に当てはめることで、対応する測定値を算出することができる。すなわち、測定装置１は、センサ２の具体的な温度を算出する必要がない。その結果、制御装置３の演算処理時間を短縮することができる。
　テーブルは、任意の温度条件ごとに標準検体を測定し、得られた第１位相差と、そのときの第２位相とを測定値ごとに表したものであればよい。テーブルを用いる場合、測定装置１は、測定した第１位相差および第２位相がテーブルに含まれていなければ、最も近い第１位相差および第２位相に当てはめて測定値を算出すればよい。
　測定装置１は、テーブルに含まれる第１位相差、第２位相、および測定値を補間して検出対象の測定値を算出してもよい。例えば、測定装置１は、まず、取得した第２位相に対して最も近い第２位相をテーブルから選択する。次に、この第２位相に対応する第１位相差のうち、取得した第１位相差に最も近い第１位相差を選択する。次に、取得した第１位相差および第２位相に対する、テーブルから選択した第１位相差および第２位相のそれぞれの割合を算出する。次に、これらの割合の平均値を算出する。そして、選択した第１位相差および第２位相に対応する測定値に、割合の平均値を乗じ、得られた値を検出対象の測定値として算出してもよい。
　上記の実施形態では、第１検出部２３が１つの場合を例に説明したが、本開示はこの場合に限られない。例えば、センサは、第１検出部を２つ以上有していてもよい。これによれば、複数の種類の検出対象の測定を行なうことができる。
　また、センサ２は、使い捨てのカートリッジであってもよい。これによれば、測定後にセンサ２を洗浄する工程が不要となり、不十分な洗浄による測定結果への影響を排除することが可能となる。
　また、上記の実施形態では、標準物質の測定結果に基づいて検量データを取得する例を示したが、検量データは、検出対象の濃度を算出可能なデータであれば、この場合に限られない。例えば、理論的または統計的に検出信号と検出対象の濃度との関係が明らかであれば、検量データは、理論値または統計値に基づくデータであってもよい。すなわち、検量データは、必ずしも実測したデータでなくてもよい。その結果、測定装置１は、検量データを作成するための測定が不要となるため、測定時間を短縮することができる。
　また、上記の実施形態では、検量データの作成と検体の測定とを同一のフローで行なうことができるが、本開示はこの場合に限られない。例えば、検量データは、検体の測定を開始する前に記憶部３４に記憶されていればよい。すなわち、検量データの作成と記憶は、必ずしも検体の測定と同一のフローで行わなくてもよい。この場合、計算部３３は、記憶部３４に予め記憶した検量データを用いて検出対象の濃度の算出を行なうことができる。その結果、測定装置１は、図５で示した処理フローのうち、工程Ｓ１０３から開始することができるため、実測時の測定時間を短縮することができる。また、測定装置１は、標準物質の測定工程と検体の測定工程との間に、センサ２を洗浄する工程等をはさむ必要がなくなるため、検体の測定をより簡便に行なうことができる。
　また、上述の実施形態において、センサ２は、弾性波の位相を利用する弾性波センサとして説明した。しかし、センサ２は、これに限られず、検出対象の検出に応じた信号を出力することができれば任意の測定原理を利用するセンサであってもよい。センサ２は、例えば、水晶の圧電効果を利用するＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）センサ、表面プラズモン共鳴を利用するＳＰＲ（Surface Plasmon Resonance）センサ、および電界効果を利用するＦＥＴ（Field Effect Transistor）などであればよい。いずれのセンサにおいても、化学的反応を用いた場合、出力する信号は、温度依存性を有する。したがって、本願開示によれば、出力する信号に対する温度の影響を考慮して測定値を算出することができるため、測定精度を向上させることができる。
　（測定方法）
　上記の測定装置１において実行される各工程は、測定方法の開示として解釈されてもよい。一実施形態に係る測定方法は、弾性波を発生させ、検体中の検出対象の測定値を算出する測定装置を準備する工程と、検出対象に起因する弾性波の第１位相差を取得する工程と、温度に起因する弾性波の第２位相を取得する工程と、検出対象の測定値およびセンサの温度に関する検量データを記憶する工程と、第１位相差、第２位相、および検量データに基づいて検体中の検出対象の測定値を算出する工程と、を備える。
　上記の測定方法において、検量データは、検出対象の測定値と、センサの温度と、第１位相差との関係を示す第１検量線、およびセンサの温度と、第２位相との関係を示す第２検量線、を含んでいてもよい。
　上記の測定方法は、取得した第２位相と第２検量線に基づいて、センサの温度を測定する工程と、測定したセンサの温度と第１位相差と第１検量線に基づいて、検体中の検出対象の測定値を算出する工程と、をさらに備えていてもよい。
　なお、上記の測定装置１において実行される各工程は、電子機器においてコンピュータに各工程を実行させるプログラムの開示として解釈されてもよい。
　１　　測定装置
　２　　センサ
　２１　　基板
　２２　　外部端子
　２３　　第１検出部
　２４　　第２検出部
　２５　　ＩＤＴ電極
　２６、２６ａ、２６ｂ　伝播部
　２７　　流路部材
　２８　　供給口
　２９　　排出口
　３　　制御装置
　３１　　凹部
　３２　　接続端子
　３３　　計算部（計算装置）
　３４　　記憶部

Claims (8)

  1. 　弾性波を発生させて、検体中の検出対象の測定値を算出する測定装置であって、
    　前記検出対象に起因する前記弾性波の第１位相差を取得可能な第１検出部、および温度に起因する前記弾性波の第２位相を取得可能な第２検出部、を有するセンサと、
    　前記第１位相差と、前記第２位相と、前記検出対象の測定値および前記センサの温度に関する検量データとに基づいて前記検体中の検出対象の測定値を算出する計算部と、を備える、測定装置。
  2. 　請求項１に記載の測定装置であって、
    　前記検量データは、前記検出対象の測定値と、前記センサの温度と、前記第１位相差との関係を示す第１検量線、および前記センサの温度と、前記第２位相との関係を示す第２検量線、を含む、測定装置。
  3. 　請求項２に記載の測定装置であって、
    　前記計算部は、取得した前記第２位相と前記第２検量線とに基づいて、前記センサの温度を測定し、測定した前記センサの温度と前記第１位相差と前記第１検量線とに基づいて、前記検体中の検出対象の測定値を算出する、測定装置。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の測定装置であって、
    　前記第２検出部は、前記第１検出部が構成される基板よりも、温度に起因する弾性波の位相変化が大きい基板に構成される、測定装置。
  5. 　弾性波を発生させ、検体中の検出対象の測定値を算出する測定装置を準備する工程と、
    　前記検出対象に起因する前記弾性波の第１位相差を取得する工程と、
    　温度に起因する前記弾性波の第２位相を取得する工程と、
    　前記検出対象の測定値および前記測定装置が備えるセンサの温度に関する検量データを記憶する工程と、
    　前記第１位相差、前記第２位相、および前記検量データに基づいて検体中の検出対象の測定値を算出する工程と、を含む、測定方法。
  6. 　請求項５に記載の測定方法であって、
    　前記検量データは、前記検出対象の測定値と、前記センサの温度と、前記第１位相差との関係を示す第１検量線、および前記センサの温度と、前記第２位相との関係を示す第２検量線、を含む、測定方法。
  7. 　請求項６に記載の測定方法であって、
    　取得した前記第２位相と前記第２検量線とに基づいて、前記センサの温度を測定する工程と、
    　測定した前記センサの温度と前記第１位相差と前記第１検量線とに基づいて、前記検体中の検出対象の測定値を算出する工程と、をさらに含む、測定方法。
  8. 　弾性波の位相差を検出することにより検体中の検出対象を検出するセンサから、前記検出対象に起因する前記弾性波の第１位相差と、前記センサの温度に起因する前記弾性波の第２位相とを取得する処理と、
    　前記検出対象の測定値と、前記センサの温度と、前記第１位相差との関係を示す第１検量データを取得する処理と、
    　前記検出対象の測定値と、前記センサの温度とに関する第２検量データを取得する処理と、
    　取得した前記第２位相と、前記第２検量データとに基づいて前記センサの温度を算出する処理と、
    　算出した前記センサの温度と、前記第１位相差と、前記第１検量データとに基づいて前記検体中の検出対象の測定値を算出する処理とを行う計算装置。
     
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