(57)【要約】【課題】圧電センサの検出能力の向上を図る。【解決手段】圧電片の一面側及び他面側に各々密着層を介してスパッタリングにより金層からなる電極が形成され、前記一面側の電極の表面には抗体からなる吸着層が設けられ、他面側の電極は気密空間に臨むように設けられ、前記抗体に吸着された抗原を圧電片の振動数の変化に応じて検出する圧電センサにおいて、前記電極と発振回路とを接続する導電路と、前記電極を導電路に固定するために当該電極から導電路に跨って設けられ、前記金層に導電性フィラーが接合した状態でバインダーが硬化する導電性接着剤と、を備え、前記金層の厚さは３０００Å以上とする。【選択図】図４
2010185890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電片の一面側及び他面側に各々密着層を介してスパッタリングにより金層からなる電極が形成され、前記一面側の電極の表面には抗体からなる吸着層が設けられると共に、他面側の電極は気密空間に臨むように設けられ、抗原抗体反応により前記抗体に吸着された抗原を圧電片の振動数の変化に応じて検出するための圧電センサにおいて、
前記電極と発振回路とを接続するための導電路と、
前記電極を導電路に固定するために当該電極から導電路に跨って設けられ、前記金層に導電性フィラーが接合した状態でバインダーが硬化する導電性接着剤と、を備え、
前記金層の厚さは３０００Å以上であることを特徴とする圧電センサ。
【請求項２】
前記導電フィラーは銀及び金から選ばれる少なくとも一種であり、前記バインダーはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の圧電センサ。
【請求項３】
前記密着層が、クロム、チタン、ニッケル、アルミニウム及び銅から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電センサ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一つに記載の圧電センサと、圧電振動子の固有振動数を検出し、その検出結果に基づいて抗原を検知する測定器本体と、を備えたことを特徴とする感知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電片の一面側に形成された電極の表面に抗体からなる吸着層が設けられ、抗原抗体反応により前記抗体に吸着された抗原を圧電片の振動数の変化に応じて検出するための圧電センサ及びこの圧電センサを用いた感知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料液中における微量物質、例えばマウスＩＧｇなどの環境汚染物質あるいはＣ型肝炎ウイルスやＣ−反応性タンパク（ＣＰＲ）などの疾病マーカーの有無を感知したり、これら物質の測定を行うために、水晶振動子を含んだ水晶センサと、この水晶センサに電気的に接続され、当該水晶振動子を発振させるための発振回路などを含んだ測定器とを利用した測定法が広く知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
具体的に説明すると、前記測定方法は、例えば板状の水晶片とその水晶片の一面側および他面側に各々前記水晶片を挟むように設けられた一対の箔状の励振用の電極とを備えた、ランジュバン型と呼ばれる水晶振動子を含む水晶センサについて、一面側の電極が測定雰囲気（試料液）に接触すると共に、他面側の電極が気密空間に臨むように構成し、一面側の電極の表面に抗原を抗原抗体反応により捕捉する抗体を吸着層として形成し、この吸着層に抗原が捕捉され、その吸着量に応じて水晶振動子の固有振動数が変動する性質を利用するものである。そして抗原が吸着層に吸着する前の水晶振動子の固有振動数と抗原が吸着層に吸着した後の水晶振動子の固有振動数との差、即ち変化量を求め、この変化量に応じて測定対象物の有無あるいは濃度を検出している。
【０００４】
図１０は、前記水晶センサに設けられた水晶振動子の周辺の構成の一例を示したものである。図１０中の１１は配線基板であり、この配線基板１１上に水晶振動子１０が載置されている。この水晶振動子１０は、板状の水晶片１２の一面側及び他面側に、励振用の電極１３が設けられており、前記電極１３が導電性フィラー及びバインダーからなる導電性接着剤１４を介して配線基板１１側に設けられた電極１１ａに電気的に接続されている。
【０００５】
図１０中の１５は配線基板１１を厚さ方向に穿孔された貫通孔であり、図１０中の１５ａは基板１１の裏面側から貫通孔１５を塞ぐ封止部材である。これら封止部材１５ａ、貫通孔１５及び水晶振動子１０に囲まれる領域は気密空間を構成しており、その水晶振動子１０の裏面側の電極１３は、この気密空間に面している。図１０中の１６は例えばゴム等からなる板状の水晶押さえ部材であり、水晶振動子１０を基板１１に押圧して、その位置を固定している。
【０００６】
図１０中の１７は、水晶押さえ部材１６を厚さ方向に貫くように設けられた開口部であり、水晶振動子１０の表面側の電極１３に面している。図１０中の１８は水晶押さえ部材１６の環状の突起である。そして前記開口部１６及び環状突起１８に囲まれる液収容空間１９に所定量の試料液が収容され、前記電極１３が測定雰囲気に接するようになっている。
【０００７】
また前記水晶振動子１０の水晶片１２の一面側及び他面側に設けられた電極１３は、図１１に示すように一般的に金（Ａｕ）層１００と例えばクロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属からなる下地層１０１との２層で構成されている。この２層は例えばスパッタリングによって形成される。上層に金を用いる理由は水晶を効率よく振動させるためであり、下層にクロムやニッケルなどの金属を用いる理由は金層１００と水晶片１２との固着力を高めるためである。そして前記金層１００の膜厚は水晶片１２を安定して振動させるために２０００Åに設定されており、前記下地層１０１の膜厚は水晶片１２と金層１００との間の密着を十分に得るために１００Åに設定されている。
【０００８】
また従来は、配線基板１１の電極１１ａと水晶振動子１０の励振用の電極１３との接合にバインダーであるシリコーン樹脂に例えば銀（Ａｇ）からなる導電性フィラーを分散させた導電性接着剤１４を用いている。しかしこの導電性接着剤１４では、先にＡｇの周りの樹脂が硬化した後、金層１００の表面部周囲の樹脂が硬化するため、金層１００の表面に接合していたＡｇが硬化収縮により金層１００の表面から遠ざかる方向に移動し、結果的に金層１００の表面に樹脂膜が形成された格好となり通電性を阻害する。そこで金層１００の表面に下地層１０１の金属例えばクロムを熱拡散によって析出させて、Ａｇの周りの樹脂とＣｒ表面部周囲の樹脂とが同じ速度で硬化することを利用して、硬化収縮によるＡｇの移動を抑えていた（特許文献２）。
【０００９】
しかし水晶センサでは図１１に示すように電極１３の表面に抗原２００を抗原抗体反応により捕捉する抗体２０１を付着させて吸着層２０２を形成するため、クロムを金層１００の表面に析出させると次のような問題が生じる。つまり抗体２０１例えばタンパク質などは金には付着し易いが、クロムには付着し難いため、クロムを金層１００の表面に析出させると電極１３表面における抗体２０１の付着量が減少し、当該水晶センサの検出能力が低下する。そこでこのような熱拡散処理は行わず、導電性接着剤１４として金層１００の表面に導電性フィラーが接合した状態でバインダーが硬化するものを用いていることを検討している。具体的には導電フィラーが例えば銀で、バインダーがエポキシ樹脂からなる導電性接着剤１４を用いている。ところで、近年水晶センサにおいて微量な物質例えばダイオキシン等を高精度に検出する要求があり、この要求に応えていく必要がある。
【００１０】
一方、特許文献３には、水晶片の表面に形成された電極膜に接続電極（リード）を半田で接合した後に行われるアニール処理やモールド工程等において、接合工程で電極膜の表面に拡散した半田成分が電極膜の中に拡散することから、これを防ぐために電極膜の上面にクロムを形成し、このクロム成分を電極膜の膜厚方向に熱拡散させることが記載されている。またこの発明では前記電極膜の膜厚を１０００Å以上５０００Å以下に設定することが記載されているが、上述した課題については何ら記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１９４８６６
【特許文献２】特開２０００−１５１３４５（段落０００６〜段落０００８、段落００１４及段落００１５）
【特許文献３】特開２００２−５０９３７（段落００１２及び段落００６７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、圧電片の一面側に形成された電極の表面に抗体からなる吸着層が設けられ、抗原抗体反応により前記抗体に吸着された抗原を圧電片の振動数の変化に応じて検出するための圧電センサにおいて、当該圧電センサの検出能力の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、圧電片の一面側及び他面側に各々密着層を介してスパッタリングにより金層からなる電極が形成され、前記一面側の電極の表面には抗体からなる吸着層が設けられると共に、他面側の電極は気密空間に臨むように設けられ、抗原抗体反応により前記抗体に吸着された抗原を圧電片の振動数の変化に応じて検出するための圧電センサにおいて、
前記電極と発振回路とを接続するための導電路と、
前記電極を導電路に固定するために当該電極から導電路に跨って設けられ、前記金層に導電性フィラーが接合した状態でバインダーが硬化する導電性接着剤と、を備え、
前記金層の厚さは３０００Å以上であることを特徴とする。
【００１４】
上述した圧電センサにおいて、前記導電フィラーは例えば銀及び金から選ばれる少なくとも一種であり、前記バインダーは例えばエポキシ樹脂であることが好ましい。前記密着層としては、例えばクロム、チタン、ニッケル、アルミニウム及び銅から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧電片の表面に形成された電極において金層の厚さを３０００Å以上とすることで、後述する実施例に示すように前記金層の表面に形成されている吸着層に対する抗原の吸着量が大きくなる。これはスパッタリングにより金原子を堆積させて金層の厚みを増やすことによって金層の表面が粗くなって、金層表面における抗体との接触面積が大きくなり、金層の表面に吸着層を形成するにあたって金層の表面に付着する抗体の量が増えたからだと推測する。つまり前記金層の厚みを増やすことで、金層表面における抗体の付着量が増え、これにより多くの抗原を抗体によって捕捉することができるようになると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶センサの縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る水晶片の構造を示した断面図である。
【図３】前記水晶片の電極表面に形成される吸着層を説明した観念図である。
【図４】金層表面における吸着層の形成について説明した観念図である。
【図５】前記水晶センサの斜視図である。
【図６】前記水晶センサの分解斜視図である。
【図７】前記水晶センサを構成する水晶押さえ部材の裏面側の斜視図である。
【図８】前記水晶センサを含む感知装置のブロック図である。
【図９】本発明の効果を確認するために行った実験結果を示す説明図である。
【図１０】従来の水晶センサの要部を示す概略縦側面図である。
【図１１】図１０に示す水晶片の電極表面に形成される吸着層を説明した観念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る圧電センサの一例である水晶センサの実施形態について、図１〜図７を用いて説明する。図１は本発明に係る圧電センサの一例である水晶センサ２０を示した縦断面図であり、図２は圧電センサに設けられた圧電振動子である水晶振動子２の構造を示した平面図である。また図５は水晶センサ２０の斜視図であり、図６は水晶センサ２０の各部品の上面側を示した分解斜視図である。図１、図５及び図６に示すように水晶センサ２０は封止部材３Ａ、配線基板３、水晶振動子２、水晶押さえ部材４、液注入用カバー５の各部品がこの順に下から重ね合わせることにより構成される。
【００１８】
図１に示すように水晶振動子２は、圧電片である水晶片２１の一面側及び他面側に励振用の電極２２,２３が形成されている。水晶片２１の一面側に形成された電極２２は他面側の周縁部に連続形成されていると共に、水晶片２１の他面側に形成された電極２３は一面側の周縁部に連続形成されている。図２に示すように前記電極２２,２３は、水晶を効率よく振動させるための金（Ａｕ）層７０、当該金層７０と水晶片２１との固着力を高めるための例えばクロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）及び銅（Ｃｕ）から選ばれる金属からなる密着層である下地層７１を、下地層７１から順に積層して構成される。
【００１９】
また前記金層７０の厚さは３０００Å以上、この例では３０００Åに設定されており、当該金層７０の厚さをこのような大きさにすることで、後述する実施例に示すように金層７０の表面に形成されている吸着層７に対する抗原７４の吸着量が大きくなる。前記吸着層７に対する抗原７４の吸着量が大きくなる理由としては、後述するようにスパッタリングにより下地層７１の表面に金原子を堆積させて金層７０の厚みを増やしているので、つまり不規則に堆積している金原子の上に新たに金原子を堆積させ、この堆積を繰り返して３０００Åの金層７０が形成されるため、結果的に金層７０の表面は粗くなって金層７０表面における抗体７２との接触面積が大きくなり、後述するように金層７０の表面に吸着層７を形成するにあたって金層７０の表面に付着する抗体７２の量が増えたからだと推測する。
【００２０】
前記金層７０の厚さの上限値は１００００Åとしており、これよりも大きくした場合には水晶振動子２において発振周波数のジャンプが起きやすくなる。また前記下地層７１の厚さは水晶片２１と金層７０との間の密着を十分に得るために１０〜５００Å、この例では１００Åに設定されている。前記電極２２,２３は例えば水晶片２１の両面全体にスパッタリングにより下地層７１、金層７０をこの順に積層し、次いで水晶片２１の両面に所定のパターンでマスクを形成し、エッチングを行って２層構造の電極パターンが得られる。
【００２１】
また、後述するように電極２２は、試料液が供給される液収容空間４５に面するように設けられるため、図３に示すように当該電極２２上には抗原７４を抗原抗体反応により捕捉する抗体７２が吸着層７として形成されており、さらに抗体７２の隙間には測定対象物である抗原７４が電極２２の表面に吸着しないようにブロッキング用の物質（ブロック体）７３が吸着している。
【００２２】
ここで金層１００表面における吸着層７の形成について詳述する。本実施の形態では既述のようにスパッタリングにより下地層７１の表面に金を蒸着させて厚さが３０００Åの金層７０を形成することで、当該金層７０の表面を粗くして金層７０表面における抗体７２との接触面積を大きくしているので、図４（ａ）に示すように金層７０の表面には抗体７４が多数付着するようになる。一方、従来の水晶センサに用いられる水晶振動子１２の電極１３を構成する金層１００は、本実施形態の金層７０よりも厚さが小さいため、金層１００の表面は殆ど粗くなっておらず、図４（ｂ）に示すように当該金層１００の表面における抗体２０１の付着量は本実施形態の金層７０の表面における抗体７４の付着量に比べて少なくなる。つまり金層７０の厚みを増やすことによって金層７０の表面における抗体７４の付着量が増加することになる。
【００２３】
次に配線基板３について説明する。この配線基板３は例えばプリント基板により構成され、その表面の前端側から後端側に向けて電極３１、電極３２が間隔をおいて設けられている。また前記配線基板３の電極３１,３２が設けられている部位には、図１に示すように導電性フィラー及びバインダーからなる導電性接着剤８が貼着されており、後述するように水晶片２１の他面側の周縁部に形成された電極２２,２３が前記導電性接着剤８を介して配線基板３側の電極３１,３２に重なるようになっている。前記導電性接着剤８としては、金層１００の表面に導電性フィラーが接合した状態でバインダーが硬化するものが用いられ、具体的には導電フィラーが例えば銀及び金、この例では銀（Ａｇ）で、バインダーがエポキシ樹脂からなる導電性接着剤８が用いられる。
【００２４】
ここで本実施の形態に用いられる導電性接着剤８について詳述する。この導電性接着剤８はバインダーとして硬化速度の速いエポキシ樹脂を用いているため、Ａｇの周りの樹脂と金層７０の表面部周囲の樹脂とが硬化するタイミングは殆ど変わらず、その結果、Ａｇが金層７０の表面に接合した状態で樹脂が素早く硬化することになる。従って、本実施形態に用いられる導電性接着剤８では、従来技術の項目にも述べたようにＡｇの周りの樹脂の硬化速度よりも金層１００の表面部周囲の樹脂の硬化速度の方が遅いことで、金層７０の表面に接合していたＡｇが硬化収縮により金１００の表面から遠ざかる方向に移動するといった現象は起こらない。
【００２５】
配線基板３の説明に戻ると、前記配線基板３の電極３１,３２の間には、これら電極３１,３２と間隔をおいて、配線基板３の厚さ方向に穿孔された貫通孔３３が形成されている。この貫通孔３３は、後述するように水晶振動子２の裏面側の電極２３が臨む気密空間をなす凹部を構成するものである。また前記電極３２が形成されている箇所よりも後端側寄りには、２本の並行するライン状の導電路パターンが、夫々接続端子部３４,３５として形成されている。一方の接続端子部３４はパターン３４ａを介して電極３１と電気的に接続されており、他方の接続端子部３５はパターン３５ａを介して電極３２と電気的に接続されている。
【００２６】
図６中の３６は堰であり、当該堰３６は水晶振動子２の位置合わせをする役割を有し、この堰３６に囲まれる領域に水晶振動子２が載置される。図６中の３７ａ,３７ｂ,３７ｃは係合孔であり、配線基板３の厚さ方向に穿孔されている。これら係合孔３７ａ,３７ｂ,３７ｃは、カバー５の下面に設けられた係合突起５１ａ,５１ｂ,５１ｃに夫々係合する。また図６中の３８ａ,３８ｂ,３８ｃは配線基板３の周縁に形成された切欠き部であり、カバー５の下面の周縁部に設けられた内側に屈曲した爪部５２ａ,５２ｂ,５２ｃに夫々係合する。前記封止部材３Ａは、フィルム状の部材であり前記貫通孔３３と共に気密空間をなす凹部を構成する。
【００２７】
図６及び図７中の４は水晶押さえ部材であり、当該水晶押さえ部材４は切欠き部３８ａ,３８ｂ,３８ｃに夫々対応する矩形状の切欠き部４１ａ,４１ｂ,４１ｃを夫々備えた板状に形成されている。また図１及び図７に示すように水晶押さえ部材４の下面には水晶振動子２を収容する凹部４２が形成されている。この凹部４２の天井面部（図７の向きで説明すれば底面部）の中央には、配線基板３の上面における前記貫通孔３３よりも一回り大きい環状突起４３が設けられている。前記水晶押さえ部材４の表面側には、開口部４４が形成されており、この開口部４４は、環状突起４３に囲まれる空間に連通している。
【００２８】
前記開口部４４の周面４４ａ及び環状突起４３の内周面４３ａは、内側下方に向かって傾斜しており、前記環状突起４３の先端部４７は水晶片２０の周縁部を押圧している。周面４３ａ、４４ａ及び水晶振動子２により囲まれる領域は、試料液を収納する液収容空間４５を構成している。
【００２９】
また図６中の４６ａ,４６ｂは押さえ部材４を厚さ方向に貫通するように穿孔された係合孔であり、前記配線基板３の係合孔３７ａ,３７ｂ及び液注入用カバー５の係合突起５１ａ,５１ｂに対応するように形成されている。図６中の４６ｃは後方側の一縁の中央に形成された弧状の切欠き部であり、配線基板３の係合孔３７ｃ及び液注入用カバー５の係合突起５１ｃに対応している。
【００３０】
前記カバー５の上面の前側、後側には試料液の注入口５３、確認口５４が夫々形成されている。前記カバー５の下面にはカバー５の長さ方向に沿って溝である注入路５５が形成されており、この注入路５５の一端、他端は、注入口５３、確認口５４に夫々接続されている。また注入路５５は開口部４４に面するように設けられており、注入口５３に注入した試料液は注入路５５を介して液収容空間４５に供給されるようになっている。また前記カバー５の下面に注入路５５を囲む環状の堰５６を設け、試料液の漏れを防いでいる。
【００３１】
上記の水晶センサ２０は次のようにして組み立てられる。先ず封止部材３Ａにより配線基板３の貫通孔３３を塞ぎ、基板３に凹部を形成する。続いて配線基板３の電極３１,３２の表面に所定量の導電性接着剤８を塗布する。しかる後、水晶片２１の他面側の周縁部に形成されている電極２２,２３が配線基板３側の電極３１,３２に重なり且つ水晶片の他面側の中央部に形成されている電極２３が前記凹部に重なるように、水晶振動子２を配線基板３に載置する。
【００３２】
次に液注入用カバー５の係合突起５１ａ〜５１ｃを水晶押さえ部材４の係合孔４６ａ,４６ｂ及び切欠き部４６ｃに係合させ、液注入用カバー５と押さえ部材４とを重ね合わせた後、液注入用カバー５の爪部５２ａ,５２ｂ,５２ｃと配線基板３の切欠き部３８ａ,３８ｂ,３８ｃとを嵌合させるように被わせて配線基板３に向かって押圧する。これにより液注入用カバー５の各爪部５２ａ〜５２ｃが配線基板３の外側へと撓み、さらに各爪部５２ａ〜５２ｃが各切欠き部３８ａ〜３８ｃを介して配線基板３の周縁部の下面に回り込むと同時に各爪部５２ａ〜５２ｃが、内方側への復元力により元通りの形状になり、配線基板３が各爪部５２ａ〜５２ｃに挟み込まれて互いに係止されると同時に、配線基板３とカバー５とに挟まれた押さえ部材４がこれらに押圧される。
【００３３】
押圧された押さえ部材４の弾性により、環状突起４３が、水晶振動子２の表面における前記凹部の外側部位を配線基板３側に押し付けることにより、水晶振動子２の位置が固定されると共に、その周縁部が配線基板３と密着して、貫通孔３３と封止部材３Ａとにより構成される凹部が気密空間となり、水晶片２１の他面側の中央部に形成されている電極２３がこの気密空間に臨むと共に、前記配線基板３の電極３１,３２表面に形成された導電性接着剤８と水晶片２１の他面側の周縁部に形成された電極２２,２３とが接着し、前記電極２２,２３と配線基板３側の電極３１,３２とが電気的に夫々接続される。
【００３４】
次に上述した水晶センサ２０の作用について説明する。先ず、作業者が例えば注入器により液注入用カバー５の注入口５３に試料液を注入する。注入口５３に注入された試料液は、開口部４４及び環状突起４３により構成される試料液の液収容空間４５に供給され、水晶振動子２の表面側の電極２２が当該試料液に接し、電極２２の表面に形成されている抗体７２からなる吸着層７に試料液中の抗原７４が抗原抗体反応によって吸着する。そして前記吸着層７に抗原７４が吸着すると、この抗原７４の吸着量に応じて水晶振動子２の固有振動数が低下する。これによって抗原７４が吸着層７に吸着する前の水晶振動子２の固有振動数と抗原７４が吸着層７に吸着した後の水晶振動子２の固有振動数との差、即ち変化量が求まる。
【００３５】
上述の実施形態によれば、水晶片２１の表面に形成された電極２２,２３において金層７０の厚さを３０００Å、この例では３０００Åとすることで、後述する実施例に示すように前記金層７０の表面に形成されている吸着層７に対する抗原７４の吸着量が大きくなる。これは上述したようにスパッタリングにより下地層７１の表面に金原子を堆積させて金層７０の厚みを増やしているので、つまり不規則に堆積している金原子の上に新たに金原子を堆積させ、この堆積を繰り返して３０００Åの金層７０が形成されるため、結果的に金層７０の表面は粗くなって金層７０表面における抗体７２との接触面積が大きくなり、後述するように金層７０の表面に吸着層７を形成するにあたって金層７０の表面に付着する抗体７２の量が増えたからだと推測する。つまり前記金層７０の厚みを増やすことで、金層７０表面における抗体７２の付着量が増え、これにより多くの抗原７４を抗体７２によって捕捉することができるようになると考えられる。
【００３６】
また上述の実施形態において、金層７０の厚さを３０００Å以上、この例では３０００Åにすることで次のような効果が得られる。金層７０と水晶片２１との固着力を高めるために用いられる下地層７１の金属例えばクロムは、時間の経過とともに徐々に金層７０の中に拡散する。図１１及び図１２に示す従来の水晶センサのように金層１００の厚さが２０００Åであると、半年から１年で金層１００の表面にクロムが析出し、この析出したクロムによって金層１００の表面に付着している抗体２０１が脱離し、水晶センサの使用寿命を短くさせていたが、金層７０の厚さを３０００Åに設定することで、金層１００の表面にクロムが析出するのに１年以上かかるため、これにより水晶センサの使用寿命が長くなるといった効果もある。
【００３７】
また上述した水晶センサ２０は、例えばブロック図である図８で示されるような構成を持つ測定器本体７に接続されることで感知装置の検知部として使用される。図８中の６２は、水晶センサ２０の水晶片２１を発振させる発振回路、６３は基準周波数信号を発生する基準クロック発生部、６４は例えばヘテロダイン検波器からなる周波数差検出手段であり、発振回路６２からの周波数信号及び基準クロック発生部６３からのクロック信号に基づいて両者の周波数差に対応する周波数信号を取り出す。６５は増幅部、６６は増幅部６５からの出力信号の周波数をカウントするカウンタ、６７はデータ処理部である。
【００３８】
水晶センサ２０の周波数は９．２ＭＨｚであるため、基準クロック発生部６３の周波数としては例えば１０ＭＨｚが選ばれる。測定対象物である抗原７４、例えばダイオキシンが水晶センサ２０の水晶振動子２に設けられた上述の吸着層７に吸着していないときには、周波数差検出手段６４では、水晶センサ側からの周波数と基準クロックの周波数との差である１ＭＨｚの周波数信号（周波数差信号）が出力されるが、試料溶液に含まれる抗原７４が水晶振動子２の吸着層７に吸着すると、水晶振動子２の固有振動数が変化し、このため周波数差信号も変化するので、カウンタ６６におけるカウント値が変化し、こうして測定対象物の濃度あるいはその物質の有無を検知できる。
【実施例】
【００３９】
本発明の効果を確認するために行った実験について説明する。
（実施例１）
図１に示す水晶センサ２０において、金層７０の厚さが３０００Å、下地層７１の厚さが１００Åからなる電極２２表面に抗体７２により吸着層７を形成した。この吸着層７の形成は次のようにして行った。先ず、液収容空間４５内に緩衝溶液を０．２ｍｌ供給し、次いで抗体７２であるＢＳＡ（牛血清アルブミン）というタンパク質が１００μｇ／ｍｌ含まれている試料液を前記液収容空間４５内に０．２ｍｌ供給した。これにより抗体７２が電極２２表面に付着し、吸着層７が形成される。
吸着層７を形成した後、当該水晶センサの注入口５３に抗原７４例えばマウスＩＧｇが１０μｇ／ｍｌ含まれている試料液を１ｍｌ注入した。そして電極２２の表面の吸着層７に吸着した抗原７４の量を、抗原７４が吸着層７に吸着する前の水晶振動子２の固有振動数と抗原７４が吸着層７に吸着した後の水晶振動子２の固有振動数との差を取ることで求めた。
（実施例２）
金層７０の厚さを４０００Åにした他は実施例１と同様にして、吸着層７を形成し、その後、マウスＩＧｇが含有されている試料液を注入して電極２２の表面の吸着層７に吸着した抗原７４の量を求めた。
（実施例３）
金層の厚さを５０００Åにした他は実施例２と同様の試験を行った。
（実施例４）
金層の厚さを６０００Åにした他は実施例２と同様の試験を行った。
（実施例５）
金層の厚さを７０００Åにした他は実施例２と同様の試験を行った。
（比較例１）
金層７０の厚さを１０００Åにした他は実施例１と同様にして、吸着層７を形成し、その後、マウスＩＧｇが含有されている試料液を注入して電極２２の表面の吸着層７に吸着した抗原７４の量を求めた。
【００４０】
（比較例２）
金層７０の厚さを２０００Åにした他は実施例１と同様にして、吸着層７を形成し、その後、マウスＩＧｇが含有されている試料液を注入して電極２２の表面の吸着層７に吸着した抗原７４の量を求めた。
（結果及び考察）
図９に示すよう実施例１〜５の抗原７４の吸着量は夫々９．８ｎｇ／ｃｍ２、１１．０ｎｇ／ｃｍ２  、１１．７ｎｇ／ｃｍ２  、１２．０ｎｇ／ｃｍ２  及び１２．２ｎｇ／ｃｍ２  であった。また比較例１及び比較例２の抗原７４の吸着量は６．５ｎｇ／ｃｍ２  及び８．０ｎｇ／ｃｍ２  であった。つまり金層１００の厚みを増やすことによって金層１００の表面に形成されている吸着層７に対する抗原７４の吸着量が大きくなることが分かる。これは上述したようにスパッタリングにより下地層７１の表面に金原子を堆積させて金層７０の厚みを増やして行くと、それに伴って金層７０の表面は粗くなって金層７０表面における抗体２０１との接触面積が大きくなり、金層１００の表面における抗体７２の付着量が多くなるからだと推測する。従って金層１００の厚みを３０００Å以上とすれば抗体７２の付着量が多くなり圧電センサーについて高い感度が得られることが分かる。尚、測定周波数に基づいて反応量を求める式はサーベリーの式を用いた。
【符号の説明】
【００４１】
２０  水晶センサ
２    水晶振動子
２１  水晶片
２２,２３  電極
３    配線基板
４    水晶押さえ部材
４５  液収容空間
５    液注入用カバー
６    測定器本体
７    吸着層
７０  金層
７１  下地層
７２  抗体
７３  ブロック本体
７４  抗原
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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