(57)【要約】【課題】  第１の圧電振動子３Ａ及び第２の圧電振動子３Ｂが形成された共通の圧電片３１を、配線基板２上の凹部２３を塞ぐように配置した感知センサー２０において、凹部２３内に位置する圧電片３１の裏面側に試料液などの液体の回りこみを防止し、信頼性の高い測定を行うことのできる感知センサーを提供する。【解決手段】  感知センサー２０に設けられ、圧電片３１の配置された凹部２３内に撥水剤３０を付着させているので、凹部２３内に浸入しようとする液体が弾かれ、このため圧電片３１の裏面側への液体の回り込みを抑えることができる。従って圧電片３１の裏面側の電極に液体が付着することの不具合を防止できる。  また圧電片３１と凹部２３の周壁面との間をシール材８により塞ぐことにより同様の効果がある。【選択図】図５
2014016272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振周波数を測定するための測定器に接続される接続端子部を備えると共に一面側に凹部が形成された配線基板と、
前記凹部を塞ぐように配線基板に配置された共通の圧電片に各振動領域が凹部と対向するように励振電極を設けて構成され、各励振電極が前記接続端子部に電気的に接続される第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子と、
前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子を含む前記配線基板の一面側の領域を覆うように設けられ、当該領域との間に試料液を供給する流路を形成する流路形成部材と
前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子のうち一方のみに前記流路に面して設けられ、試料液中の感知対象物を吸着する吸着膜と、
前記凹部内への液体の回り込みを抑えるために、当該凹部内に付着され、当該凹部を形成する材質よりも撥水性の大きい撥水剤と、を備え、
前記撥水領域によって、前記検出用電極と、前記参照用電極とが試料液により互いに導通することを防ぐことと、を特徴とする感知センサー。
【請求項２】
前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子の各励振電極は、前記流路に面した側の励振電極が接地電極であって、前記凹部と対向する側の励振電極が検出用電極及び参照用電極であることを特徴とする請求項１記載の感知センサー。
【請求項３】
前記撥水領域は、凹部の底面部に設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の感知センサー。
【請求項４】
発振周波数を測定するための測定器に接続される接続端子部を備えると共に一面側に凹部が形成された配線基板と、
前記凹部を塞ぐように配線基板に配置された共通の圧電片に各振動領域が凹部と対向するように励振電極を設けて構成され、各励振電極が前記接続端子部に電気的に接続される第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子と、
前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子を含む前記配線基板の一面側の領域を覆うように設けられ、当該領域との間に試料液を供給する流路を形成する流路形成部材と、
前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子のうち一方のみに前記流路に面して設けられ、試料液中の感知対象物を吸着する吸着膜と、
前記凹部の周壁面と、第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子と、の間を塞ぐように設けられた非導電性のシール剤と、を備えることを特徴とする感知センサー。
【請求項５】
前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子の各励振電極は、前記流路に面した側の励振電極が接地電極であって、前記凹部と対向する側の励振電極が検出用電極及び参照用電極であることを特徴とする請求項４記載の感知センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感知対象物がその表面に設けられた吸着層に吸着することで固有振動数が変わる圧電振動子を用いて感知対象物を感知するための感知センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
試料流体中の感知対象物、例えば血液中あるいは血清中の微量なタンパク質を感知する方法として、例えば特許文献１に示すようなＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）を利用した感知センサーが示されている。ＱＣＭは感知センサーに設けられた、水晶振動子の励振電極の表面に、感知対象物を抗原抗体反応により吸着する吸着膜が設けられ、当該水晶振動子に試料液を供給して、吸着による質量負荷による水晶振動子の周波数の変化に基づいて感知対象物の定量を行う。
【０００３】
具体的には、感知対象物を含まない参照液を供給したときの前記周波数と、感知対象物の有無や濃度が未知である試料液を供給したときの前記周波数と、を検出し、これらの周波数の差分が前記吸着膜に吸着された感知対象物の質量に対応するものとして感知対象物の検出や濃度の測定を行う。水晶振動子の試料液の供給流路側は接地されており、裏面の試料液と接しない電極は検出用及び参照用の周波数を取得するための電極となっている。
【０００４】
このような感知センサーを例えば臨床分野や食品検査の分野において使用する場合には、簡易な機器を用いて行われることが多く、小型で簡便な装置であって正確な検出をする装置が求められている。しかしながら感知センサーの小型化及び簡便化のために、供給流路を細く構成した場合には、僅かな凹凸により流速や流量に変化が生じてしまうため、供給流路への水晶片の設置によって、流量や流速が安定しなくなる場合や、励振電極上に試料液が供給されない場合があった。
【０００５】
また感知センサーを小型化をすると、電極間が狭くなるため、水晶片の裏面に回りこむ僅かな試料液や参照液によって、電極が濡れてしまい、付着した液分に基いて、あるいは第１の励振電極と第２の励振電極とが導通してしまうことに基いて、発振が弱まる場合や、正確な発振ができなくなることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０６７９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子が形成された共通の圧電片を、配線基板上の凹部を塞ぐように配置した感知センサーにおいて、凹部内に位置する圧電片の裏面側に試料液などの液体の回りこみを防止し、信頼性の高い測定を行うことのできる感知センサーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の感知センサーは、発振周波数を測定するための測定器に接続される接続端子部を備えると共に一面側に凹部が形成された配線基板と、
前記凹部を塞ぐように配線基板に配置された共通の圧電片に各振動領域が凹部と対向するように励振電極を設けて構成され、各励振電極が前記接続端子部に電気的に接続される第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子と、
前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子を含む前記配線基板の一面側の領域を覆うように設けられ、当該領域との間に試料液を供給する流路を形成する流路形成部材と
前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子のうち一方のみに前記流路に面して設けられ、試料液中の感知対象物を吸着する吸着膜と、
前記凹部内への液体の回り込みを抑えるために、当該凹部内に付着され、当該凹部を形成する材質よりも撥水性の大きい撥水剤と、を備え、
前記撥水領域によって、前記検出用電極と、前記参照用電極とが試料液により互いに導通することを防ぐことと、を特徴とする。
【０００９】
また本発明の感知センサーは、前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子の各励振電極は、前記流路に面した側の励振電極が接地電極であって、前記凹部と対向する側の励振電極が検出用電極及び参照用電極であることを特徴としてもよく、さらに前記撥水領域は、凹部の底面部に設けられたことを特徴としてもよい。
【００１０】
あるいは本発明の感知センサーは、発振周波数を測定するための測定器に接続される接続端子部を備えると共に一面側に凹部が形成された配線基板と、
前記凹部を塞ぐように配線基板に配置された共通の圧電片に各振動領域が凹部と対向するように励振電極を設けて構成され、各励振電極が前記接続端子部に電気的に接続される第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子と、
前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子を含む前記配線基板の一面側の領域を覆うように設けられ、当該領域との間に試料液を供給する流路を形成する流路形成部材と、
前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子のうち一方のみに前記流路に面して設けられ、試料液中の感知対象物を吸着する吸着膜と、
前記凹部の周壁面と、第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子と、の間を塞ぐように設けられた非導電性のシール剤と、を備えることを特徴としてもよく、前記第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子の各励振電極は、前記流路に面した側の励振電極が接地電極であって、前記凹部と対向する側の励振電極が検出用電極及び参照用電極であることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、共通の圧電片に形成された第１の圧電振動子及び第２の圧電振動子の一方に試料液中の感知対象物を吸着する吸着膜を形成し、配線基板に形成された凹部を塞ぐように前記圧電片を配置した感知センサーにおいて、凹部内に撥水剤を付着させているので、凹部内に浸入しようとする液体が弾かれ、このため圧電片の裏面側への液体の回り込みを抑えることができる。従って圧電片の裏面側の電極に液体が付着することの不具合を防止できる。  
また他の発明は、圧電片と凹部の周壁面との間をシール材により塞いでいるため、同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る感知装置の斜視図である。
【図２】前記感知装置を構成する感知センサーの斜視図である。
【図３】感知センサーの各部の上面側を示した分解斜視図である。
【図４】感知センサーの各部の下面側を示した分解斜視図である。
【図５】前記水晶振動子と凹部の構成を示す縦断側面図である。
【図６】前記水晶振動子と凹部の構成を示す斜視図である。
【図７】前記感知センサーを構成する水晶振動子の上面側を示す平面図である。
【図８】前記感知センサーを構成する水晶振動子の下面側を示す平面図である。
【図９】前記水晶振動子を供給流路に設置した状態を示す平面図である。
【図１０】前記感知装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の感知センサーの作用を説明する説明図である。
【図１２】他の実施の形態に係る感知センサーの縦断側面図である。
【図１３】第２の実施の形態に係る感知センサーの構成を示す縦断側面図である。
【図１４】第２の実施の形態に係る感知センサーの構成を示す平面図である。
【図１５】他の実施の形態に係る感知センサーの構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る感知センサー２０を用いた感知装置について説明する。この感知装置は、例えば人間の鼻腔の拭い液から得られた試料液中のインフルエンザウイルスなどの抗原の有無を検出し、人間のインフルエンザウイルスの感染の有無を判定することができるように構成されている。図１の外観斜視図に示すように、感知装置は発振回路ユニット１２と本体部１３とで構成される測定器１１と、測定器１１の発振回路ユニット１２に着脱自在に接続される感知センサー２０と、を備えており、発振回路ユニット１２は例えば同軸ケーブル１４を介して本体部１３に接続されている。本体部１３の前面に設けられた表示部１５は、例えば周波数あるいは周波数の変化分の測定結果を表示する役割を果たし、例えば液晶表示画面により構成されている。
【００１４】
図２は感知センサー２０の斜視図であり、以後の図中の配線及び電極には基板等と区別をするためにハッチングを施している。感知センサー２０は、配線基板２と、圧電振動子の１つである水晶振動子３と、流路形成部材４と、により構成されており、長さ約２．０ｃｍ、幅約１．２ｃｍの寸法で構成される。図３は、感知センサー２０の各部の上面側を示した分解斜視図であり、図４は感知センサー２０の各部の下面側を示した分解斜視図である。図５は、水晶振動子３と配線基板２の構成を示した縦断側面図であり、図６は水晶振動子３と配線基板２に設けられた凹部２３の構成を示した分解斜視図である。これら図２〜図６を用いて感知センサー２０について説明する。
【００１５】
配線基板２は長さ方向の一端側に上記の発振回路ユニット１２に差し込まれる接続端子部２２を形成している。配線基板２の他端側（以後先端部２１とする）には、矩形状の凹部２３が深さ０．１ｍｍで形成される。凹部２３は、内壁に沿って、水晶振動子３の周縁部を支持するための段差２４が設けられている。配線基板２に設けられた凹部２３の底面部には、撥水剤３０、具体的には、凹部２３の撥水性よりも大きい撥水性を持つ、（例えばアデッソのような）撥水剤３０を底面全体に塗布して、撥水領域を形成する。
【００１６】
配線基板２の上面には配線２５、２６、２７が設けられている。これら配線２５〜２７は配線基板２の一端側（接続端子部２２側）から凹部２３の段差２４まで引き回されており、配線基板２の長さ方向に沿って、夫々並行に伸びるように形成されている。配線２５、２６、２７の接続端子部２２側は夫々端子部２５ａ、２６ａ、２７ａを形成している。配線２５、２６、２７は凹部２３外縁から凹部２３の底部へと引き回されており、配線の端部は夫々端子部２５ｂ、２６ｂ、２７ｂを形成している。
【００１７】
続いて水晶振動子３についてその上面、下面を夫々示した図７、図８も参照しながら説明する。水晶振動子３は、例えばＡＴカットされた、幅２．５ｍｍ、長さ５．０ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの矩形状の水晶片３１上に形成されている。水晶片３１上には、水晶片３１の長さ方向を前後方向とすると、左半分及び右半分が夫々第１の水晶振動子３Ａ及び第２の水晶振動子３Ｂに割り当てられている。水晶片３１の左半分及び右半分の領域を以下では、夫々第１の振動領域３２ａ及び第２の振動領域３２ｂと呼ぶこととする。
【００１８】
図７、図８中には第１の振動領域３２ａ、第２の振動領域３２ｂを各々点線で囲って示している。第１の振動領域３２ａの上面側には励振電極３３ａが形成されており、第２の振動領域３２ｂの上面側には励振電極３３ｂが形成されている。一方で第１の振動領域３２ａの下面側には励振電極３４ａが形成されており、第２の振動領域３２ｂの下面側には励振電極３４ｂが形成されている。これら励振電極３３ａ、３３ｂ、３４ａ，３４ｂは水晶片３１の厚さ、あるいは各振動領域３２ａ、３２ｂに設けられる励振電極３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの質量をわずかに変えて形成され、第１の水晶振動子３Ａ、第２の水晶振動子３Ｂからの主モードの発振周波数を異ならせている。  
また第１の振動領域３２ａに設けられた励振電極３３ａの表面には感知対象物である抗原と選択的に結合する抗体により構成された、図示しない吸着膜が設けられている。一方第２の振動領域３２ｂの励振電極３３ｂの表面には抗原と励振電極３３ｂとの結合を阻害する図示しない阻害膜が設けられている。
【００１９】
上面側の励振電極３３ａ、３３ｂは一端が互いに接続されており、当該接続部から水晶片３１の周縁の方向に向かって、引き出し電極３５が伸ばされている。引き出し電極３５は、水晶片３１の側面を介して水晶片３１の下面の周縁部へと引き回されている。水晶片３１の下面側の励振電極３４ａ，３４ｂからは、水晶片３１の長さ方向に、外側方向に向かって引き出し電極３６ａ、３６ｂが引き出されている。
【００２０】
水晶振動子３は、凹部２３に設けられた、段差２４に載置されると、水晶振動子３の下面に設けられた励振電極３４ａ、３４ｂが、凹部２３の底面部及び撥水剤３０とおよそ２０μｍの隙間を介して対向するように配置される。凹部２３の段差２４へと引き回された端子部２６ｂ、２７ｂと、水晶片３１の下面側の励振電極３４ａ，３４ｂからの引き出し電極３６ａ、３６ｂと、が夫々接続され、また凹部２３の段差２４に引き回された端子部２５ｂと、水晶片３１の上面側の励振電極３３ａ，３３ｂから引き回された引き出し電極３５とが接続される。
【００２１】
水晶振動子３は、段差２４に載置されると、上面の高さ位置が、配線基板２の上面の高さ位置から、上下に０．０５ｍｍの範囲に位置する。後述するように感知センサー２０が本体部１３と接続されると、配線基板２上を伸ばされた端子部２５ａ，２６ａ，２７ａが本体部１３と接続され、端子部２６ａ、２７ａは夫々第１の発振回路と第２の発振回路と接続され、端子部２５ａは接地される。第１の発振回路は、抗原の質量検出用の周波数を出力し、第２の発振回路は、参照用の周波数を出力するのに用いられる。すなわち凹部２３に対向する励振電極３４ａ及び３４ｂは夫々検出用電極３４ａ、参照用電極３４ｂとなり、水晶振動子３の上面側の励振電極３３ａと３３ｂとは、夫々接地側電極３３ａ，３３ｂとなる。
【００２２】
続いて流路形成部材４について、横断平面図である図９も参照しながら説明する。この流路形成部材４は角板状に形成され、前記配線基板２の先端部２１の表面に積層される。配線基板２の接続端子部２２が設けられる方向を後方側、前記先端部２１を前方側とすると、流路形成部材４の前方側には、試料溶液の注入口４１が円形に開口しており、流路形成部材４を厚さ方向に貫通している。注入口４１の後方には、検出後の試料溶液の貯留及び排出のための廃液口４２が開口しており、注入口４１と同様に流路形成部材４を厚さ方向に貫通するように構成されている。注入口４１及び廃液口４２は、共に水晶振動子３の投影領域から外れる位置に構成されており、さらに廃液口４２は、注入口４１と比較して大きな容積を持つように構成されている。
【００２３】
流路形成部材４の裏面の構成について説明すると、この裏面には、廃液口４２よりもさらに後方側に拡大流路部４３が、流路形成部材４と配線基板２を積層した際に、配線基板２に設けた凹部２３と水晶振動子３とを臨む位置に形成される。前記注入口４１と拡大流路部４３との間には互いに接続する第１の線状流路４４が形成されており、同様に拡大流路部４３と廃液口４２とを互いに接続する第２の線状流路４５が形成される。
【００２４】
流路形成部材４は、例えば自己吸着性が高いＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）により構成されている。流路形成部材４はプラズマ洗浄されて、その表面が活性化されると共に表面の有機物が除去されている。そのため第１、第２の線状流路４４，４５及び供給流路４３の供給液との親和性が高められており、供給液の流通が容易になると共に、流路形成部材４と配線基板２との密着性を高められており、これらの隙間からの供給液の漏れ出しを防ぐ。なお、流路形成部材４としてはＰＤＭＳの他に例えばアクリル樹脂や水晶などにより構成することができる。
【００２５】
流路形成部材４に設けられた注入口４１には、円柱状のフィルタ４６が着脱自在に設けられる。このフィルタ４６は多孔質体であり、例えばセルロースからなるストロー状の化学繊維を束ねて構成されており、ストローの側壁にも多数の小孔が形成されている。このフィルタ４６は、供給液中に含まれる異物を孔内に捕捉することで流路が詰まることを防ぐ役割を有する。一方供給液に含まれる抗原の通過を妨げないように、供給液を保持しながら、微細粒子を十分に通過させる大きさとなっている。なお、フィルタ４６の材質としてはセルロースに限られないが、速やかに供給液を通過させるために、当該供給液と親和性の高い材質を選択することが好ましい。
【００２６】
流路形成部材４は、注入口４１にフィルタ４６を挿入されて水晶振動子３を装填された配線基板２の先端部２１に積層される。流路形成部材４が配線基板２及び水晶振動子３を密着することで、第１の線状流路４４、第２の線状流路４５及び拡大流路部４３の下方側が閉じられ、注入口４１から、第１の線状流路４４、供給流路４０、第２の線状流路４５を介して廃液口４２へと繋がる流路が形成される。
【００２７】
上述の感知センサー２０の接続端子部２２が、発振回路ユニット１２に差し込まれると、接続端子部２２の端子部２５ａ、２６ａ、２７ａが、発振回路ユニット１２においてこれら端子部２５ａ、２６ａ、２７ａに対応して形成された接続端子部に電気的に接続されて、図１に示した感知装置１を構成する。図１０は感知装置１の概略構成図であり、発振回路ユニット１２には第１の発振回路６４及び第２の発振回路６５が設けられており、第１の発振回路６４は第１の水晶振動子３Ａを、第２の発振回路６５が第２の水晶振動子３Ｂを夫々発振させる。
【００２８】
続いて感知装置を構成する本体部１３に設けられる各部について説明する。前記発振回路６４、６５の後段にはスイッチ部６６が設けられており、このスイッチ部６６によって２つの発振回路６４、６５からの周波数信号がデータ処理部６７に取り込まれる。データ処理部６７は入力信号である周波数信号をディジタル処理して、第１の発振回路６４により発振される、発振周波数「Ｆ１」の時系列データ及び第２の発振回路６４からの発振周波数「Ｆ２」の時系列データを取得する。更に各時系列データの差分「Ｆ１−Ｆ２」を夫々演算し、当該差分データの時系列データを取得すると共に、この「Ｆ１−Ｆ２」のグラフを表示部１５に表示する。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る感知センサー２０を用いた感知装置１の作用について説明する。なお供給液において、感知対象物を含まずに水晶振動子３の周囲を液体雰囲気にするための液を参照液と記載し、感知対象物を含むか否か判定を行うために感知センサー２０に供給する液を試料液と記載する。この例では参照液は生理食塩水とし、試料液は人間の鼻腔拭い液を生理食塩水で希釈したものを用いる。
【００３０】
まず測定器１１を起動し、感知センサー２０を発振回路ユニット１２に差し込むと、各水晶振動子３Ａ、３Ｂが発振し、夫々の周波数に対応する周波数信号Ｆ１、Ｆ２が取り出される。そして、これら周波数信号は時分割されて、データ処理部５７に取り込まれ、Ａ／Ｄ変換された後、各ディジタル値が信号処理される。そして２つのチャンネルの周波数信号から、前記周波数「Ｆ１、Ｆ２」が取り出されて図示しないメモリに記憶され、さらに記憶された「Ｆ１、Ｆ２」に基づいて「Ｆ１−Ｆ２」が演算されてメモリに記憶される動作が継続される。また、表示部１５に既述のグラフが表示され、周波数差「Ｆ１−Ｆ２」の変化がリアルタイムで表示される。
【００３１】
次いで、ユーザが感知センサー２０の注入口４１にスポイトにより参照液、例えば生理食塩水を滴下する。注入口４１に供給された参照液は、フィルタ４６に吸収され、フィルタ４３内を重力により下方へと降り、第１の線状流路４４へと供給される。供給液は毛細管現象により、第１の線状流路４４を流れて供給流路４０へと供給される。供給流路４０を参照液が流れると、供給流路４０に設けられた水晶振動子３の第１及び第２の振動領域３２ａ、３２ｂの環境雰囲気が気相から液相に変わり、液体の粘性に基づく抵抗の増加により各チャンネルの出力周波数Ｆ１、Ｆ２が低下する。
【００３２】
ここで供給流路４０を供給液が流れるときに、供給流路４０の起伏によって供給液が均一に拡がらない場合がある。本発明の実施の形態に係る感知センサー２０においては、配線基板２に凹部２３を設けて水晶振動子３を嵌挿しており、水晶振動子３の上面側の高さ位置は、配線基板２の上面の高さ位置から上下に０．０５ｍｍの範囲になるように構成している。そのため、供給流路４０の凹凸が少なく接地電極３２ａ、３２ｂ上に供給液を安定して供給することができる。また供給流路４０が供給液で満たされると、水晶片３１の周囲から供給液が回り込み、供給液によって、水晶振動子３の下面側に設けられた検出電極３４ａと参照用電極３４ｂとが互いに導通してしまう。本発明の実施の形態に係る感知センサー２０では、凹部２３の底面部に撥水剤３０が塗布され、撥水領域が形成されている。そのため図１１に示すように供給液が水晶振動子３と凹部２３の隙間から浸入した場合にも、撥水剤３０の作用により、供給液は、水晶片３１の縁で留まる。検出電極３４ａと参照用電極３４ｂとが供給液によって導通することがないため、出力される周波数は安定している。  
参照液は、供給流路４０を拡がると、第２の線状流路４５を流れこみ、第１の線状流路４４と同様に毛細管現象によって第２の線状流路４５を流れていく。参照液は第２の線状流路４５を通過すると、廃液口４２へと流出して、当該廃液口４２に貯留される。
【００３３】
続いて、試料液を注入口４１に滴下する。試料液は、参照液と同様にフィルタ４６に吸収され、重力によってフィルタ４６を下方に向かい、それによってフィルタ４６に残留していた参照液が下流方向へと押し流され、当該参照液がすべて供給流路４０を流れ、廃液口４２へと向かう。  
そして、試料液は参照液と同様にフィルタ４６の毛細管現象により供給流路４０へと進入し、供給流路４０の外縁に沿って広がるように流れ、供給流路４０内の液相は参照液から試料液に置換される。試料液中に感知対象物が含まれる場合には、第１の水晶振動子３Ａは抗原抗体反応により抗原を吸着させるため、質量の負荷がかかり、発振周波数が変化する。一方で第２の水晶振動子３Ｂでは、抗原の吸着による質量の負荷が起こらない。試料液に抗原が含まれる場合、第１の水晶振動子３Ａでは試料液の温度や粘性により周波数が変化することに加えて、当該抗原が抗原抗体反応により吸着膜に吸着され、質量負荷効果により周波数「Ｆ１」の値がさらに低下する。その一方で、第２の水晶振動子３Ｂ側のチャンネル２からは、試料液の温度や粘性に応じて変化する周波数「Ｆ２」が出力される。このような周波数変化の結果、周波数「Ｆ１−Ｆ２」が低下する。試料液は、供給流路４０から廃液口４２へと流れて貯留される。廃液口４２内の液量が上昇し、水圧が高くなると、注入口４１から試料液の移動が停止する。
【００３４】
試料液が抗原を含まない場合も、抗原を含む場合と同様に流通するが、第１の水晶振動子３Ａでは上記の抗原抗体反応が起こらず、チャンネル１およびチャンネル２からは試料液の温度や粘性に応じて変化する周波数「Ｆ１」、「Ｆ２」が取り出されるので、周波数差はほとんど変化しない。そしてある時刻ｔ１からｔ２までの「Ｆ１−Ｆ２」の値ａと時刻ｔ２以降の「Ｆ１−Ｆ２」の値ｂとの差分値ａ−ｂを計算し、この差分値ａ−ｂが所定の許容値に収まっていれば、試料液中に抗原はないものと判定し、差分値ａ−ｂが許容値を超えていれば試料液中に抗原が存在するものと判定する。
【００３５】
上述の感知センサー２０によれば、配線基板２上に、凹部２３を形成し水晶振動子３をはめ込むように構成することで、供給流路４０の起伏を小さくして、水晶振動子３の上面側に供給液が安定して供給されるようにする。さらに凹部２３に撥水作用を付することで、凹部２３の底面部と対向する水晶振動子３の下面側に供給液が回り込まないようにする。水晶振動子３の下面側に設けられた検出用電極３４ａと参照用電極３４ｂとが供給液により、互いに導通することを防ぐため安定した測定ができる。
【００３６】
共通の圧電片に形成された第１の圧電振動子３Ａ及び第２の圧電振動子３Ｂの一方に試料液中の感知対象物を吸着する吸着膜を形成し、配線基板２に形成された凹部２３を塞ぐように前記圧電片３１を配置した感知センサー２０において、凹部２３内に撥水剤３０を付着させているので、凹部２３内に浸入しようとする液体が弾かれ、このため圧電片３１の裏面側への液体の回り込みを抑えることができる。従って圧電片３１の裏面側の電極に液体が付着することの不具合を防止できる。
【００３７】
また本発明の実施の形態に係る感知センサー１は、供給液が水晶振動子３上に供給され、水晶振動子３上から排出される構成あっても良い。図１２に示すように、上側流路形成部材６１と、下側流路形成部材６２と、を配線基板２上に積層するように構成する。下側流路形成部材６２と配線基板２を積層した際に、配線基板２に設けた凹部２３と水晶振動子３を臨む位置に拡大流路部６３を設けて、水晶振動子３を嵌挿した配線基板２上に積層することで供給流路６４が構成される。配線基板２に設けた凹部２３の底面部には、撥水剤３０を塗布して、凹部２３と対向する励振電極３４ａ、３４ｂに供給液が這い回らないように構成する。水晶片３１の前端の上方の位置に下側流路形成部材６２を厚さ方向に貫通する注入口６５が設けられ、水晶片３１の前端の上方の位置に下側流路形成部材６２を厚さ方向に貫通する廃液口６６が設けられる。注入口６５と廃液口６６には、多孔質体で構成された円柱状のフィルタ６７、６８が設けられる。
【００３８】
上側流路形成部材６１の上面側には、すり鉢状のインジェクト口６９が設けられる。インジェクト口６９の底部は、注入口６５と接続されており、フィルタ６７の上部が露出している。上側流路形成部材６１の下面側には、前述のインジェクト口６９より低い位置に、廃液だまり７０が設けられており、廃液口６６と接続される。インジェクト口６９に供給された供給液は、注入口６５のフィルタ６７に吸収され、フィルタ６７の毛細管現象と重力により供給流路６４へ供給される。供給流路６４に供給された供給液は、供給流路６４を拡がるように流れて供給流路６４を満たす。供給液は供給流路６４を満たすと、廃液口６６に設けられたフィルタ６８により吸収される。廃液だまり７０は、インジェクト口６９より低い位置にある。そのため、供給液は、フィルタ６７、６８による毛細管現象と、サイホン効果により供給流路６４から廃液だまり７０へと流通される。このような構成の感知センサー２０の場合にも、供給液の回り込みによる検出電極３４ａと参照用電極３４ｂとの導通を防ぐことができるため安定した検出ができる。  
また撥水剤３０を凹部２３の壁面部と水晶片３１との隙間に塗布して、供給液の浸入を防ぐようにしてもよい。
【００３９】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態として、撥水剤３０を塗布することで、供給液により裏面側の検出電極３４ａと参照用電極３４ｂとが互いに導通しないようにするのではなく、シーリング剤８により水晶片の周囲の隙間を塞ぎ、下面側に供給液が回らないように構成してもよい。シーリング剤８は、例えばシリコン樹脂などの非導電性の材料を用いる。
【００４０】
例えば図１３、図１４に示すように配線基板２に形成する凹部２３に段差２４を設けず、配線基板２上を引き回される配線２５、２６、２７は凹部２３の側壁まで引き回し、端子部２５ｂ、２６ｂ、２７ｂとする。一方で接地電極３３ａ、３３ｂ、検出電極３４ａ及び参照用電極３４ｂから引き回される引き出し電極３５、３６ａ、３６ｂは水晶片３１の側面まで引き回す。配線基板２の凹部２３の側壁に設けられた端子部２５ｂ、２６ｂ、２７ｂと、水晶片３１の側面に引き回された引き出し電極３５、３６ａ、３６ｂに導電性接着剤８１を塗布し、水晶片３１を凹部２３に嵌挿する。端子部２５ｂ、２６ｂ、２７ｂと引き出し電極３５、３６ａ、３６ｂの接合部に導電性接着剤８１を再度塗布した後、硬化させて、水晶片３１の高さ位置が、配線基板２表面の高さ位置から、上下に０．０５ｍｍの間に位置するように固定する。
【００４１】
導電性接着剤８１の硬化後、夫々の端子部２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ及び引き出し電極３５、３６ａ、３６ｂと導電性接着剤８１との厚さによって生じている水晶片３１の周囲の隙間から、シーリング剤８をディスペンサーにより充填する。なお図１４は、平面図であるが、図中のシーリング剤８には、ハッチングを施した。この際には、水晶振動子３のＣＩ値の上昇を防ぐために、シーリング剤８は水晶片３１に設けられた検出電極３４ａと参照用電極３４ｂとには、接触させないように充填する。水晶片３１の周縁部のシーリング剤８を均した後、電極端と導電性接着剤８１で接続した部位をシーリング剤８により塞ぐ。このような構成にした場合にも、供給液によって、検出電極３４ａ及び参照用電極３４ｂが導通することを防ぐことができるため、同様の効果が得られる。また水晶振動子３は、矩形状の水晶片でなくともよく図１５に平面図で示すような円板状の水晶片９を用いた構成でもあってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１              感知装置
２              配線基板
３              水晶振動子
４              流路形成部材
１１            測定器
１２            発振回路ユニット
２０            感知センサー
２２            接続端子部
３１            水晶片
３３ａ，３３ｂ  接地電極
３４ａ          検出用電極
３４ｂ          参照用電極
４０            供給流路
４１            注入口
４２            廃液口
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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