(57)【要約】【課題】組立作業を容易に行うことができ、その作業時における水晶振動子の破損が抑えられ、測定が容易な高感度ランジュバン型水晶センサを提供すること。【解決手段】例えばゴムからなる水晶保持部材に凹部を形成し、この凹部を塞ぐようにして水晶振動子を水晶保持部材に保持させて気密空間を形成する。一方配線基板に孔部を設けてこの中に水晶保持部材の凹部の裏側に突出している凸部を嵌合させる。そして導電性接着剤を用いて水晶振動子の振動子電極と配線基板の電極との電気的接続を行い、水晶保持部材における水晶振動子を囲む部位を蓋部により配線基板側に押し付けて試料溶液の注入空間を形成し、こうして水晶センサを構成する。このような水晶センサは製造の際に直接水晶振動子が押圧されて当該水晶振動子に過度の力が加わるおそれが無く、水晶振動子が直接配線基板に触れないので、水晶振動子の破損が抑えられる。【選択図】図１
2006194866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料液中の測定対象物を検知するために用いられる水晶センサにおいて、
測定器本体に接続される接続端子部とこの接続端子部に電気的に接続された電極とを備えた配線基板と、
気密空間を形成するための凹部を備えた弾性素材からなり、前記配線基板の上に積層された水晶保持部材と、  
水晶片の一面側及び他面側に各々設けられ、前記配線基板の電極に電気的に接続される励振電極を備えると共に、他面側の励振電極が前記凹部に臨むように当該凹部を塞いだ状態で前記水晶保持部材に保持された水晶振動子と、
前記一面側の励振電極に設けられ、試料溶液中の測定対象物を吸着する吸着層と、  
前記水晶保持部材における前記凹部の周囲に密着すると共に水晶振動子の一面側の上部空間を囲んで試料溶液の注入空間を形成する蓋部と、
前記水晶振動子の励振電極と前記配線基板の電極とを接着する導電性接着剤と、を備え、
測定対象物が吸着層に吸着されることにより水晶振動子の固有振動数が変化することを特徴とする水晶センサ。
【請求項２】
前記水晶保持部材は、前記励振電極に対応する位置に導電性接着剤用の孔部が形成され、この孔部を介して励振電極と配線基板の電極とが導電性接着剤により接着されていることを特徴とする請求項１記載の水晶センサ。
【請求項３】
配線基板には、水晶保持部材用の孔部が形成され、水晶保持部材の凹部の底面側が配線基板の一面側から当該孔部に嵌入されていることを特徴とする請求項１記載の水晶センサ。
【請求項４】
前記蓋部の縁部に内側に屈曲した爪部を設け、前記基板に切欠き部を設け、前記切欠き部において前記爪部が内方側への復元力により基板の周縁部に係止されることで蓋部が基板に装着されることを特徴とする請求項１記載の水晶センサ。
【請求項５】
試料液中の測定対象物を検知するために用いられる水晶センサにおいて、
測定器本体に接続される接続端子部と、この接続端子部に電気的に接続された電極と、孔部と、を備えた配線基板と、
前記孔部に嵌入され、弾性素材からなるリング状の水晶保持部材と、
水晶片の一面側及び他面側に各々設けられ、前記配線基板の電極に電気的に接続される励振電極を備えると共に、前記配線基板の一面側において前記リング状の水晶保持部材を塞ぐように当該水晶保持部材に保持された水晶振動子と、
前記一面側の励振電極に設けられ、試料溶液中の測定対象物を吸着する吸着層と、  
前記水晶振動子の他面側に気密空間を形成し、配線基板の一面側を覆うように構成された基台部と、
前記配線基板の他面側において前記水晶保持部材のリング孔の周囲に密着すると共に水晶振動子の他面側の上部空間を囲んで試料溶液の注入空間を形成し、配線基板の他面側を覆うように構成された蓋部と、
前記水晶振動子の励振電極と前記配線基板の電極とを接着する導電性接着剤と、を備え、
測定対象物が吸着層に吸着されることにより水晶振動子の固有振動数が変化することを特徴とする水晶センサ。  
【請求項６】
水晶保持部材がゴムにより形成されることを特徴とする請求項１または２記載の水晶センサ。
【請求項７】
前記蓋部の上面に、試料溶液の注入口と、試料溶液が注入空間に注入されていることを確認するための確認口とを設け、蓋部の内面側において前記注入口と確認口とが連通していることを特徴とする請求項１または２記載の水晶センサ。
【請求項８】
配線基板は、測定器本体に挿入、抜脱することができ、挿入されたときに接続端子部が測定器本体に接続されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の水晶センサ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一つに記載の水晶センサと、水晶振動子の固有振動数の変化分を検出し、その検出結果に基づいて試料液中の測定対象物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、水晶片の一方の面が測定雰囲気に接触し、他方の面が気密空間に臨むように構成され、周波数の変化を検出して測定対象物を感知するランジュバン型の水晶振動子を利用した水晶センサ及びこの水晶センサを用いた感知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微量物質、例えばダイオキシン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（CRP）などの疾病マーカーを感知するために水晶振動子を利用した水晶センサを備えた感知装置を用いた測定法が広く知られている。
【０００３】
具体的に述べると前記測定法は、水晶振動子の一面側の励振電極に予め吸着層を形成しておき、測定対象物が吸着するとその吸着した物質の質量に応じて水晶片の共振周波数が変動する性質を利用して、試料溶液中に測定対象物が有るか無いか、あるいはその成分の濃度を計測する測定法である。特許文献１には、この測定法で用いられる水晶センサに含まれる水晶振動子が、免疫ラテックス溶液中で安定して発振されるためには、水晶振動子の片面のみが測定雰囲気に接触している構造が好ましいことが記載されている。
【０００４】
このような水晶センサは、一般にランジュバン型の水晶振動子と呼ばれている。特許文献1には記載されていないが、一般的にランジュバン型の水晶振動子の基本構造としては、図１０に示したような構成とされる。図中１０は、円形板状の水晶片であり、その両面の中央部には夫々箔状の電極１１、１２が形成されている。これら電極１１、１２には、外部に電気信号を取り出すための支持線部材１３、１４例えば線径０．５ｍｍ程度のリード線が接続されている。前記水晶片１０の他面側には凹部１５が形成されたベース体１６が設けられており、接着剤１７によって前記水晶片１０とベース体１６とが固着され、これにより水晶片１０と前記凹部１５とで囲まれる気密空間を形成している。
【０００５】
近年、環境保護の観点から前記ダイオキシンなどの環境に与える影響が大きい毒性物質のさらなる取締りが要求されており、ｐｐｔレベルでの測定を可能とするための工夫が各方面で進められている。ところで水晶振動子においては水晶振動子の共振周波数は水晶片の厚さが小さくなるほど増大する。そしてSauerbreyの式より、この水晶振動子の発する周波数が大きくなるほど、測定物質の質量変化量に対する周波数の変化量が大きくなる。つまり水晶片の薄層化が進むほど水晶センサの測定感度が上昇して、極微量の物質を測定することが可能となる。このため水晶片の薄層化が要求されている。
【０００６】
現在は水晶片を薄層化する技術が進み、厚さ数〜数十μｍ程度の水晶片も作り出すことが可能となっている。そして図１０に示すような水晶センサの製造方法としては、例えば一定の形状を持った２つのプラスチックのケースで水晶振動子を、水晶振動子の片面とそのプラスチックとの間に気密空間が作られるように挟み込み、そのプラスチックのケース同士を超音波により溶着させることで水晶振動子をプラスチックケース内に固定する、という手法が検討されている。しかしこのような手法を用いた場合、前記超音波による振動で薄層化された水晶片が破損するおそれがある。またモールド成形を用いることも考えられるが、製造工程が複雑化するという欠点がある。
【０００７】
ところで特許文献２中には、角形のフレキシブル基板の一辺の中央部に水晶振動子よりも少し小さい矩形の切り欠きを形成し、水晶振動子がこの切り欠きに挟まれるようにしてフレキシブル基板に取り付けられ、フレキシブル基板、高分子弾性シート及び保持基板をネジ止めして一体化した構造が記載されている。このような構成とした場合、上述の製造手法のように超音波を加えなくても水晶センサを製造することが可能である。
【０００８】
しかし特許文献２における水晶センサの分解斜視図からすると、水晶振動子の周縁部が高分子弾性シートとフレキシブル基板との間に挟まれており、気密性を確保するためにネジを締め付けると水晶振動子の周縁部に強い力が加わる構造となっている。このため、水晶振動子が薄層化してくると製造工程中に破損するおそれが大きい。
【０００９】
また水晶センサは、信号処理を行う測定器本体に接続されることで感知装置における検出部として機能するが、特許文献１及び特許文献２の手法では測定器本体に水晶センサを接続する場合には特殊なアタッチメントが必要になる。そして測定の際には同一の測定試料から希釈倍率の異なる、例えば８つの検体を調製して各検体について測定を行い、測定精度を高めることが行われている。その際に各水晶センサに対応する配線が測定の際に使用される作業台の上に広がったりするので測定作業が煩わしくなるという問題があった。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−８３１５４（段落０００９、段落００１９及び図１）
【００１１】
【特許文献２】特開平１１−１８３４７９（段落００２４、図２及び図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は上述した従来技術の欠点を解消することであり、本発明の目的は組立作業を容易に行うことができ、その作業時における水晶振動子の破損が抑えられるランジュバン型の水晶センサ及び感知装置を提供することにある。また本発明の他の目的は測定が容易なランジュバン型の水晶センサ及び感知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明にかかる水晶センサは試料液中の測定対象物を検知するために用いられる水晶センサにおいて、
測定器本体に接続される接続端子部とこの接続端子部に電気的に接続された電極とを備えた配線基板と、
気密空間を形成するための凹部を備えた弾性素材からなり、前記配線基板の上に積層された水晶保持部材と、  
水晶片の一面側及び他面側に各々設けられ、前記配線基板の電極に電気的に接続される励振電極を備えると共に、他面側の励振電極が前記凹部に臨むように当該凹部を塞いだ状態で前記水晶保持部材に保持された水晶振動子と、
前記一面側の励振電極に設けられ、試料溶液中の測定対象物を吸着する吸着層と、  
前記水晶保持部材における前記凹部の周囲に密着すると共に水晶振動子の一面側の上部空間を囲んで試料溶液の注入空間を形成する蓋部と、
前記水晶振動子の励振電極と前記配線基板の電極とを接着する導電性接着剤と、を備え、
測定対象物が吸着層に吸着されることにより水晶振動子の固有振動数が変化することを特徴とする。
【００１４】
前記水晶保持部材は、前記振動子電極に対応する位置に導電性接着剤用の孔部が形成され、この孔部を介して振動子電極と配線基板の電極とが導電性接着剤により接着されている構成とすることができる。また配線基板には、水晶保持部材用の孔部が形成され、水晶保持部材用の凹部の底面側が配線基板の一面側から当該孔部に嵌入されている構成とすることができる。前記水晶センサにおいては、前記蓋部の縁部に内側に屈曲した爪部を設け、前記基板に切欠き部を設け、切欠き部において爪部が内方側への復元力により基板の周縁部を係止されることで蓋部が基板に装着されてもよい。
【００１５】
また本発明に係る他の水晶センサは、試料液中の測定対象物を検知するために用いられる水晶センサにおいて、
測定器本体に接続される接続端子部と、この接続端子部に電気的に接続された電極と、孔部と、を備えた配線基板と、
前記孔部に嵌入され、弾性素材からなるリング状の水晶保持部材と、
水晶片の一面側及び他面側に各々設けられ、前記配線基板の電極に電気的に接続される励振電極を備えると共に、前記配線基板の一面側において前記リング状の水晶保持部材を塞ぐように当該水晶保持部材に保持された水晶振動子と、
前記一面側の励振電極に設けられ、試料溶液中の測定対象物を吸着する吸着層と、  
前記水晶振動子の他面側に気密空間を形成し、配線基板の一面側を覆うように構成された基台部と、
前記配線基板の他面側において前記水晶保持部材のリング孔の周囲に密着すると共に水晶振動子の他面側の上部空間を囲んで試料溶液の注入空間を形成し、配線基板の他面側を覆うように構成された蓋部と、
前記水晶振動子の励振電極と前記配線基板の電極とを接着する導電性接着剤と、を備え、
測定対象物が吸着層に吸着されることにより水晶振動子の固有振動数が変化することを特徴とする。
【００１６】
既述の水晶センサについて水晶保持部材の材質は、好ましくはゴムが用いられる。また水晶センサは、前記蓋部の上面に試料溶液が注入空間に注入されていることを確認するための注入口と、試料溶液の確認口とを設け、蓋部の内面側において前記注入口と確認口とが連通していてもよい。さらに、配線基板は、測定器本体に挿入、抜脱することができ、挿入されたときに接続端子部が測定器本体に接続されるように構成されていてもよい。
また本発明の感知装置は、上記の本発明の水晶センサと、水晶振動子の固有振動数の変化分を検出し、その検出結果に基づいて試料液中の測定対象物を検知する測定器本体と、を備えたことを特徴とする
【発明の効果】
【００１７】
本発明における水晶センサは、例えばゴムからなる水晶保持部材の凹部を塞ぐようにして水晶振動子を水晶保持部材に保持させて気密空間を形成し、導電性接着剤を用いて水晶振動子の振動子電極と配線基板の電極との電気的接続を行い、水晶保持部材における水晶振動子を囲む部位を蓋部により配線基板側に押し付けて試料溶液の注入空間を形成している。従って本発明によれば組み立て作業が容易であり、製造の際に直接水晶振動子が押圧されて当該水晶振動子に過度の力が加わるおそれが無いので例えば製造時における水晶振動子の破損が抑えられる。そして水晶振動子が直接配線基板に触れないので、水晶振動子を薄くしても外的応力を受ける程度が小さいので、高い周波数においても高精度に測定することができる。また水晶保持部材の凹部に対応する部位を配線基板の孔部に嵌め込む構成とすれば、水晶保持部材を薄くすることで、凹部に対応して下方側に突出した部分が形成されても、この部位は配線基板の凹部に収まるので、結果として水晶保持部材の厚さを小さくできる。
【００１８】
また他の発明の水晶センサは、リング状の水晶保持部材を配線基板の孔部に嵌合させ、水晶振動子をリング孔を塞ぐように水晶保持部材に取り付け、配線基板の両面から蓋部及び基台部を押し付けて試料溶液の注入空間及び気密空間を確保している。従ってこの発明においても組み立て作業が容易であり、製造の際に直接水晶振動子が押圧されて当該水晶振動子に過度の力が加わるおそれが無いので上記の発明と同様の効果が得られる。更に本発明では、当該水晶センサの基板には直接測定器本体側の端子に接続される接続端子部が設けられていることから、水晶センサを測定器本体に接続する際に用いるアタッチメント等が不要となる。従って、前述のような配線が測定台上に引き回されないので測定作業がやりやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施の形態）
本発明に係る水晶センサの第１の実施形態について、図１から図４を用いて説明する。図１は本発明に係る水晶センサの一例を示した斜視図であり、当該水晶センサは配線基板４、水晶保持部材３、水晶振動子２、蓋部５の各部品がこの順に下から重ね合わされることにより構成される。図２は当該水晶センサの各部品の上面側を示した分解斜視図である。
【００２０】
水晶振動子２は、水晶片２１、励振電極２２、２３及び導出電極２４、２５より構成されている。水晶片２１は例えば等価厚みが１μｍ〜３００μｍ、好ましくは１８５μｍであり、周線の一部が直線状に切欠された板状に形成されている。この水晶片２１の一面側及び他面側には箔状の一方の励振電極２２及び他方の励振電極２３が夫々貼着して当該水晶片２１よりも小径の円形状に形成されている。また前記水晶片２１の一面側には、箔状の一方の導出電極２４の一端側が前記一方の励振電極２２に接続されて形成され、この導出電極２４は、水晶片２１の端面に沿って屈曲され、水晶片２１の他面側に回し込まれている。これら励振電極２２、２３及び導出電極２４、２５は振動子電極をなすものである。
【００２１】
さらに水晶片２１の他面側には、箔状の他方の導出電極２５の一端側が前記他方の励振電極２２に先の一方の導出電極２４と同様のレイアウトで接続されて形成され、水晶片２１の両面において、励振電極２２（２３）及び導出電極２４（２５）のレイアウトが同じになっている。
【００２２】
前記励振電極２１、２２及び導出電極２３、２４の等価厚みは例えば０．２μｍであり、電極材料としては、金あるいは銀などが好適であるが、流体中での周波数安定性の高さと使用前の空気中保存下での電極表面の酸化に強いことから金が好ましい。また、当該水晶センサを用いて感知しようとする対象物質例えばダイオキシンを選択的に吸着する吸着層である抗体等を予め当該水晶振動子２の一面側に付着させておく。
【００２３】
前記水晶振動子２を保持する水晶保持部材３は、例えば厚さ１ｍｍのゴムシートからなり、後述の配線基板４に対応した形状に作られている。即ちこの水晶保持部材３は長方形状体の前方側の一縁の中央に矩形状の切り欠き３ａが形成され、後方側の両隅部に夫々矩形状の切り欠き３ｂ、３ｃが形成された形状となっている。なお、当該水晶保持部材３の材料としてはゴムが好ましいが他の弾性素材を用いてもよい。水晶保持部材３の一面側には凹部３１が形成されており、その形状は、凹部３１に水晶振動子２を容易に載置できるように、水晶振動子２の形状の相似形となるように形成され、前記水晶振動子２のサイズと略同一のサイズ、例えば同一かあるいはそれよりもわずかに大きく形成される。また前記凹部３１の外側部位には、後述の導電性接着剤の塗布スペースを形成する透孔３４、３５が当該凹部３１を挟んで対向するように穿設されている。なお凹部３１の深さは水晶振動子２の厚みよりも少し大きく設定される。凹部３１の底部中央には、励振電極２３のサイズに対応し、当該励振電極２３に接する気密雰囲気を形成するための円形状の凹部３２が形成されている。
【００２４】
次に配線基板４について説明する。この配線基板４は例えばプリント基板からなり、前端側から後端側に向けて電極４４、孔部４３及び、電極４５がこの順に形成されている。前記孔部４３は、前記水晶保持部材３の裏面側から突出する円形の凸部３３に対応する円形状に形成されている。また電極４５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４１、４２として形成されている。一方の接続端子部４１はパターン４８を介して電極４４と電気的に接続されており、他方の接続端子部４２はパターン４９を介して電極４５と電気的に接続されている。なお孔４６、４７は、水晶保持部材３の係合突起３６、３７（図３参照）と夫々係合する係合孔である。そして前記水晶保持部材３の裏面側に突出している凸部３３を配線基板４の孔部４３に嵌入させると共に、水晶保持部材３の係合突起３６、３７と配線基板４の係合孔４６、４７とを夫々嵌合（係合）させることにより、基板４の表面と前記水晶保持部材３の裏面とが密着した状態で、水晶保持部材３が基板４上に固定される。またこのときに、水晶保持部材３の孔３４及び孔３５を介して電極４４及び電極４５の一部分又は全体が上面へと露出される。
【００２５】
次に蓋部５の構成について述べる。蓋部５は、図３に示されるように下面側に凹部５０が形成されている。この凹部５０は図３及び図４に示すように水晶保持部材３における凹部３２全体を包含する広さの第１領域５１と、この第１領域５１の前後に夫々形成された第２領域５４及び第３領域５５とを含んでいる。第１領域５１は、試料溶液が水晶振動子２の励振電極２２に接触する測定領域をなすものであり、この第１領域５１の上面には、水晶振動子２の励振電極２２と同じかそれよりも大きいサイズの対向面部５７が設けられ、この対向面部５７内の投影領域内に励振電極２２が収まることになる。第２領域５４及び第３領域５５は、水晶保持部材３における導電性接着剤塗布用の孔３４、３５に夫々かかっており、その上面側には夫々試料溶液の注入口５２及び確認口（検出口）５３が形成されている。これら第１領域５１、第２領域５４及び、第３領域５５を含む凹部５０は注入空間に相当するものであり、この凹部５０を囲む周囲部分の下面、つまり蓋部５の内面は、水晶保持部材３における水晶振動子２を囲む面に密接してこれを押圧する押圧面（密接面）としての役割を持つ。また蓋部５の内面にはこの押圧面を囲むようにリブ５６が設けられている。
【００２６】
また注入口５２は測定試料の注入を容易にする目的で、蓋部５の内部から蓋部５上面へ向かうに従って、次第にその口径が大きくなるように、即ち当該注入口５２の内周はスロープ状になるように形成されている。確認口５３は、その確認口５３に現れる水位を観察し易いように蓋部５の内部から蓋部５の上面の後端側へ向けて前記確認口５３のスロープよりも緩やかな傾斜を持つスロープ部分を持つように形成されている。なお蓋部５を上面から見た場合に、このスロープ部分が、露出されるように確認口５３は形成されている。
【００２７】
このような構造の水晶センサは次のようにして組み立てられる。先ず前述のように水晶保持部材３と基板４とを嵌合させ、さらに水晶保持部材３の凹部３１上に水晶振動子２をその凹部３１に嵌合させるように載置する。それから孔３４（３５）を介して水晶振動子２の導出電極２４（２５）と基板４の電極４４（４５）とが電気的に接続されるように導電性接着剤１００を水晶保持部材３の上からディスペンサーなどにより供給する。この導電性接着剤１００により水晶振動子２は水晶保持部材３上に固着される。こうして水晶振動子２の下面側には気密空間（凹部３１内の空間）が形成され、ランジュバン型水晶センサが構成される。
【００２８】
次いで前記基板４と水晶保持部材３との組立体の上面から蓋部５を、その各爪部５ａ、５ｂ、５ｃと各切欠き部４ａ、４ｂ、４ｃとを嵌合させるように被せて基板に向かって押圧する。これにより蓋部５に形成された各爪部５ａ、５ｂ，５ｃが基板４の外側へと撓み、さらに各爪部５ａ、５ｂ、５ｃが各切欠き部４ａ、４ｂ、４ｃを介して基板４の周縁部の下面に回りこむと同時に各爪部５ａ、５ｂ、５ｃが内方側への復元力により元通りの形状になり、基板４が各爪部５ａ、５ｂ、５ｃに挟み込まれて互いに係止される。また蓋部５の内側の前記押圧面が水晶保持部材３の上面に密接し、試料溶液の注入空間が形成される。また測定前に水晶振動子２に注入口５２及び確認口５３から侵入した不純物が付着するのを防ぐために、注入口５２及び確認口５３はフィルムシート状の保護シート（図示せず）で被覆される。
【００２９】
本実施形態における水晶センサが使用される際には、作業者が蓋部５の注入口５２を介して試料溶液を注入器により第２領域５４内に所定量流入させると、試料溶液はさらに第１領域５１に流れ込むことで水晶振動子２の一面が測定雰囲気に接する。なおこの際に蓋部５の水晶保持部材３にめり込んだリブ５６に阻まれることで、試料溶液が蓋部５と水晶保持部材３との間から当該水晶センサ外へ漏洩することがより確実に防止される。
【００３０】
上述のように本実施形態における水晶センサは、組立が容易であり、また水晶振動子２に大きな応力が加わらないので当該水晶センサの製造時や使用時における水晶片２１の破損を防ぐことができる。そして既述のように測定感度を高めるために測定周波数を高くしようとすると水晶片２１が薄くなり、わずかな応力でも測定に大きく影響してくるが、水晶振動子２はゴム製の水晶保持部材３に取り付けられていて、配線基板４に直接接触していないので、水晶片２１に加わる応力は小さく、従って高感度で、高精度の測定ができる。なお上述の実施形態では配線基板４に孔部４３を設けてこの中に水晶保持部材３の凹部３の裏側に突出している凸部３３を嵌合させているため、水晶振動子２の励振電極に接する気密空間（凹部３２が形成する空間）の高さを基板４の厚さで吸収でき、このため水晶保持部材３の厚さを小さくすることができるが、配線基板４に孔部４３を設けずに水晶保持部材３の裏面と基板４の表面とを重ね合わせた構造とし、水晶保持部材３の厚みを利用して前記気密空間を形成しても良い。この場合は、気密空間の底部が基板４の表面に相当することになる。
【００３１】
また、注入口５５から注入された試料溶液は、第２の注入領域５４及び第１の注入領域５１を介して第３の注入領域５５内にも流入して、第３の注入領域５５における試料溶液の水位が上昇する。そして試料溶液の液面は確認口５３に達して、そのまま確認口５３に形成されたスロープ部分を登っていく。これにより当該水晶センサに試料溶液を注入したことが、当該水晶センサの外部から容易に判別される。試料溶液が少ないと液の表面張力の影響を、水晶振動子２が受けるので、このような構成は有効である。さらに試料溶液の注入量が過剰となることも抑制できるため、測定の便宜を図ることができる。またこの液面の増加する様子を観察すれば試料溶液の供給量が過剰となることを防ぐことができる。また測定終了後、当該水晶センサはそのまま廃棄されても良いが、蓋部５の各爪部を水晶センサの外側方向に向けて撓ませることで蓋部５を基板４からを分離し、各部品を洗浄することで再利用してもよい。
【００３２】
ここで水晶センサは、例えばブロック図である図５で示されるような構成をもつ測定器本体６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。図中６２は、水晶センサの水晶片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。
【００３３】
水晶センサの周波数としては例えば９ＭＨｚが選ばれ、また基準クロック発生部５３の周波数としては例えば１０ＭＨｚが選ばれる。感知対象物質である例えばダイオキシンが当該水晶センサに含まれる水晶振動子２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、試料溶液中に含まれる測定対象物質（例えばダイオキシン）が水晶振動子２に吸着すると、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する。そして例えば周波数の変化分（カウント値の変化分）と試料溶液中の測定対象物例えばダイオキシンの濃度との検量線を予め作成しておくことにより、測定対象物質の濃度あるいは有無を検知できる。
【００３４】
図６は上述の測定器本体６の一例を示す図である。図６（a）で示されるように当該測定器本体６は、本体部７１と本体部７１の前面に形成されている開閉自在の蓋部７２とからなる。蓋部７２を開くと図５（ｂ）で示すように本体部７１の前面が現れる。この本体部７１の前面には当該水晶センサの差込口７３が複数形成されており、当該差込口７３は、例えば８つ、直線状に一定の間隔を持って形成されている。
【００３５】
測定器本体６の各差込口７３に対して、各水晶センサの基板４０の後端側を水平に一定の深さまで差し込むことで、基板４の接続端子部４１、４２と差込口７３の内部に形成された電極とが電気的に接続されると同時に、差込口７３の内部が基板４を挟持することで水晶センサが水平を保ったまま測定器本体６に固定される。このような構造とすれば特殊なアタッチメントなどを必要とせずに直接測定器６本体に接続することができるので、配線が測定台上に引き回されず、従って測定作業がやりやすい。
【００３６】
次に本発明の他の実施形態について説明する。図７は本実施形態に係る水晶センサに用いられるリング状の水晶保持部材８を示している。この水晶保持部材８は弾性のある材質例えばゴムからなり、一面側が水晶振動子を載置する載置部８１、他面側が基板９へ嵌入する嵌入部８２として構成されている。載置部８１は、水晶振動子２の励振電極２２と同一サイズか、またはわずかに大きいサイズの透孔８４が中心部に形成されると共に、外形が水晶振動子２と略同一サイズのリング状の載置面部８４ａと、この８４ａの周囲を囲む周壁部８０と、を備えている。周壁部８０の上面部には、互いに対向する部位に切り欠き８４ｂ、８５が形成されると共に、当該上面部における８４ｂ、８５の間には、載置面部８４ａとの間に水晶片２１の厚さに相当する隙間を介して内方側に突出する突片８８が形成されている。また周壁部８０における突片８８と対向する内面は、水晶片２１の外周の一部の直線部位に合わせて直線状に形成されている。嵌入部８２は載置部８１における載置面部８４とは反対側中央に設けられ、その外形が後述の配線基板（例えばプリント基板）９の孔部である透孔９３（図８参照）に嵌入される大きさに形成されている。また嵌入部８２は配線基板９の厚さに相当する長さのリング部８６と、このリング部８６の先端周縁に形成されたフランジ８７とを備えており、リング部８６の内部空間は前記透孔８４に連通している。
【００３７】
図８はこの実施の形態に用いられる配線基板９及び組立工程を示す。配線基板９は一端側にプリント配線からなる接続端子部９１、９２が形成され、これら接続端子部９１、９２は先の実施形態と同様に測定器本体６に着脱できるようになっている。配線基板９の中央には前記水晶保持部材８のリング部８６の外形に対応する大きさの円形の透孔９３が穿設されており、リング部８６を配線基板９の一面側から透孔９３に嵌入することにより、配線基板９の他面側にてフランジ８７が係止され、これにより水晶保持部材８が配線基板９に固定されることになる。そして載置部８１の突片８２を少し持ち上げて当該載置部８１に水晶振動子２を嵌め込む。図７（ｃ）及び図８（ｃ）は水晶振動子２が載置部８１に嵌め込まれた状態を示す平面図である。
【００３８】
更に水晶振動子２の電極（この例では導出電極２４、２５）と配線基板９側の電極９４、９５とを夫々切り欠き８４、８５を介して導電性接着剤９０により接続する。なお電極９４、９５は接続端子部９１、９２に夫々電気的に接続されている。次いで図９（ａ）に示すように弾性シート例えばゴムシート９Ａを、その中央部に形成された透孔９３と水晶振動子２とが重なるように配線基板９の他面側に重ね合わせ、更にこのシート９Ａに蓋部である上ケース９Ｃを重ね合わせ、上ケース９Ｃの周縁と配線基板９の周縁部とを係合させる（図９（ｃ））。上ケース９Ｃは先の実施形態のように注入空間Ｃ１及びこの注入空間に連通する注入口Ｃ２及び確認口Ｃ３が形成されている。また配線基板９の一面側においても基台部をなす下ケース９Ｂを装着する（図９（ｂ））。なお図９（ｄ）に示すように下ケース９Ｂにおける載置部８１に対応する位置には凹部Ｂ１が形成され、この凹部Ｂ１内の空間が水晶振動子２の一面側に接する気密空間をなしている。従ってこの例においてもランジュバン型の水晶センサが構成されることになる。
【００３９】
このようにして組み立てられた水晶センサは水晶保持部材８のリング穴８４を介して水晶振動子２の一面側が試料溶液の注入空間に接しており、先の実施形態と同様にして測定を行うことができる。そしてこの例においても弾性のある水晶保持部材を介してプリント基板に水晶振動子を装着しているので、組立作業が簡単であり、かつ水晶振動子２の破損のおそれが低減する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る水晶センサの一実施の形態を示した斜視図である。
【図２】前記水晶センサの各部品の上面を示した分解斜視図である。
【図３】前記水晶センサの各部品の下面を示した分解斜視図である。
【図４】前記水晶センサの縦断側面図である。
【図５】本発明に係る水晶センサが接続される測定器本体の構成の一例を示したブロック図である。
【図６】前記測定器本体の一例であるバイオセンサーを示した斜視図である。
【図７】他の実施の形態に係る水晶センサに用いられるリング状の水晶保持部材の一例を示した説明図である。
【図８】前記水晶保持部材を用いた水晶センサの組み立て工程図である。
【図９】前記水晶保持部材を用いた水晶センサの組み立て工程図である。。
【図１０】従来用いられている水晶センサの構成の一例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
２    水晶振動子
２２、２３  励振電極
３、８  水晶保持部材
４、９  配線基板
４１、４２、９１、９２  接続端子部
５    蓋部
６    測定器本体
【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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