(57)【要約】【課題】  水晶振動子に残留応力や不要な振動モードが発生せず、高感度が維持できる反応器およびマイクロリアクタチップ、マイクロリアクタシステムを提供する。【解決手段】  ＡＴカット水晶ウェハ１００両面に金を蒸着もしくはスパッタして、検出電極６０１、対向電極６０２および各電極への配線を作成し、洗浄したシリコンウェハ上にレジストを形成し、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）をその上に流して硬化させ、ＰＤＭＳとシリコンウェハとを剥離させ、ＰＤＭＳに溝（反応槽）５００を形成する。水晶ウェハとＰＤＭＳとを重ね合わせた後、水晶基板側から紫外線を照射すると、水晶とＰＤＭＳのケイ素と炭素のボンドが切れ、水晶とＰＤＭＳとがシロキサン結合により接合し、液導入口および液排出口を切断して形成し、反応器を製造する。この反応器の構造を応用してマイクロリアクタチップ及びマイクロリアクタシステムを構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定試料を流す流路と、該流路に接続され、前記被測定試料に含有する特定物質を捕獲する捕獲手段を有する反応槽と、前記捕獲手段により捕獲した前記被測定試料に含有する特定物質の物理量を測定する液相センサとからなる反応器において、
前記反応槽は、凹部を有し珪素含有物と化学結合する材質からなる基板と、該凹部を覆い前記基板と前記化学結合により接合する水晶基板とからなり、
前記液相センサは、前記水晶基板面上に設けられ、前記捕獲手段が形成された電極とからなる水晶振動子と、該電極に接続され前記水晶振動子の周波数変化を測定する周波数測定手段とからなることを特徴とする反応器。
【請求項２】
前記化学結合は、珪素と酸素が交互に結合するシロキサン結合であることを特徴とする請求項１に記載の反応器。
【請求項３】
前記物理量は、質量であることを特徴とする請求項１または２に記載の反応器。
【請求項４】
前記捕獲手段が形成された電極を、前記水晶基板上に互いに独立して複数個有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反応器。
【請求項５】
前記水晶基板は、前記電極の領域が溝部の底面となるメサ構造を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の反応器。
【請求項６】
前記周波数測定手段は、前記水晶振動子の前記電極に直列に接続された周波数可変型交流電源と電流計とからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の反応器。
【請求項７】
前記周波数測定手段は、前記水晶振動子を回路内に組み込んだ発信回路の発振周波数を測定する周波数計であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の反応器。
【請求項８】
前記基板は、該基板と前記水晶基板とが接合する領域に土手形状の凸部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の反応器。
【請求項９】
前記流路は、前記基板を貫通し、前記反応槽に対して前記被測定試料を導入、排出する１または複数の貫通穴であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の反応器。
【請求項１０】
被測定試料を流す流路と、該流路に接続された凹部を有する反応槽と、前記流路を介して前記被測定試料を前記反応槽に導入する液導入口と、前記流路を介して前記反応槽から前記被測定試料を排出する液排出口と、を有する基板と、
水晶基板と該水晶基板上に形成された電極とからなり、前記基板と化学結合して前記凹部を覆うことにより前記反応槽を形成する水晶振動子と、
前記反応槽内に位置する前記電極上に形成され、前記被測定試料に含有する特定物質を捕獲する捕獲手段と、
からなることを特徴とするマイクロリアクタチップ。
【請求項１１】
前記化学結合は、珪素と酸素が交互に結合するシロキサン結合であることを特徴とする請求項１０に記載のマイクロリアクタチップ。
【請求項１２】
前記基板は、前記流路の遮断または開通を行うバルブ機構を前記流路中に有することを特徴とする請求項１０または１１に記載のマイクロリアクタチップ。
【請求項１３】
前記基板は、前記凹部、溝及び貫通穴のうち、少なくともいずれかが形成された複数の基板部材を積層することにより形成されていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載のマイクロリアクタチップ。
【請求項１４】
前記水晶振動子は、前記電極を含む所定の領域の厚さが薄くなったメサ構造の前記水晶基板からなることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載のマイクロリアクタチップ。
【請求項１５】
前記基板は、前記化学結合により前記水晶基板と接合する所定の領域に前記水晶基板を保持する段部を有する請求項１０〜１４のいずれかに記載のマイクロリアクタチップ。
【請求項１６】
請求項１０〜１５のいずれかに記載のマイクロリアクタチップと、前記捕獲手段が形成された前記電極に接続されて前記水晶振動子の周波数変化を測定する周波数測定手段と、前記液導入口または前記液排出口と接続されて前記被測定試料を送液するポンプ手段と、前記バルブ機構の開閉を制御する送液制御手段と、前記ポンプ手段と前記周波数測定手段と前記送液制御手段とを制御する制御手段と、からなることを特徴とするマイクロリアクタシステム。
【請求項１７】
基板に凹部を形成する第１の工程と、水晶基板に電極を形成する第２の工程と、前記凹部を覆うように前記基板と前記水晶基板とを重ね合わせ、前記基板と前記水晶基板との化学結合により前記基板と前記水晶基板とを接合させて反応槽を形成する第３の工程と、からなることを特徴とする反応器の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の工程は、樹脂基板上に前記凹部と同じ大きさの凸部を有する型基板を作製する型基板作製工程と、前記型基板を用いて前記基板に前記凹部を形成する凹部形成工程とからなることを特徴とする請求項１７に記載の反応器の製造方法。
【請求項１９】
前記第３の工程における化学結合により接合させる工程は、前記基板と前記水晶基板との接合面に紫外線を照射してシロキサン結合により前記基板と前記水晶基板とを接合させる工程であることを特徴とする請求項１７または１８に記載の反応器の製造方法。
【請求項２０】
前記第３の工程において、更に、前記基板および前記水晶基板の接合予定面にプラズマを照射する工程、または前記水晶基板の表面を平坦化処理する工程を有することを特徴とする請求項１７〜１９のいずれかに記載の反応器の製造方法。
【請求項２１】
前記第２の工程の後に、前記電極上に被測定試料に含有する特定物質を捕獲する捕獲手段を形成する第４の工程を有することを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかに記載の反応器の製造方法。
【請求項２２】
前記第３の工程の後に、前記反応槽内に試薬を流し、前記電極上に被測定試料に含有する特定物質を捕獲する捕獲手段を形成する第５の工程を有することを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかに記載の反応器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子を利用した反応器およびその製造方法に関し、特に、試料の粘度や密度等の測定や、試料に含有する特定物質の質量の検出を行う反応器、マイクロリアクタチップ、マイクロリアクタシステムおよびその製造方法に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐと呼ばれる小型分析システムの開発が盛んに行われている。これは、流路や反応槽、バルブ、センサ等の要素構造を小さな基板に集積した構成であり、この内部に流れる気体や液体に対して分析処理を行うものである。その一例として、樹脂製チップ内に設けられた微細な流路に血液を流し、臨床検査を行うバイオチップが挙げられる（例えば、非特許文献１参照。）。このような小型分析システムを用いると、少量の試料で高速に分析を行うことができ、試料を提供する側の負担を少なくすることができることから、特に生体への応用が注目を集めている。
【０００３】
この小型分析システムの構成要素の一つであるセンサ部には、様々な原理を利用したセンサが提案されている。中でも小型で板状の構成が可能であり、システムへの搭載が容易と想定されるＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）やＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）センサの利用が期待されている。
【０００４】
ＱＣＭやＳＡＷセンサは圧電振動子（特に水晶振動子）の振動を利用し、圧電振動子表面に接する試料の粘性や振動子に付着した微少な質量を測定する技術である。詳細に説明すると、ＱＣＭの場合、圧電振動子の両面に形成した電極に交流電圧を印加すると、圧電振動子の材料特性および形状から決定される特定の周波数で共振する。そこで、圧電振動子の電極に物質が付着すると、付着した質量に応じて振動子全体の共振周波数が変化する。また、ＳＡＷセンサの場合、圧電振動子表面に形成した二対のすだれ状電極のうち一対に対し交流電圧を印加すると、交流電圧の周波数や電極の形状、圧電素子の材料特性等から決定される特定周波数の弾性波が発生する。発生した弾性波は、素子の圧電効果により他方の電極対で周期的な電流として検出される。この時、二対の電極間に物質が付着すると、付着した質量に応じて弾性波の速度が変化し、印加電圧と検出する周期的な電流との間で位相や周波数、入出力でのインピーダンス比等が変化する。これらの変化を検出することで、電極に付着した物質の質量を測定するという技術である。
【０００５】
しかし、このような質量計測手段では、特定の物質の検出はできないため、特定の物質のみを吸着もしくは捕獲する手段を所定位置に固定し、特定の物質のみを検出する構成が用いられている。一例を挙げると、蛋白質の検出に抗原抗体反応を用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような構成をＱＣＭもしくはＳＡＷセンサに利用すると、ある特定の測定対象物質の微小な質量を測定することが可能となる。そのため、小型分析システムのセンサ部にＱＣＭやＳＡＷセンサを利用すると、測定したい物質の質量を高精度に測定することが出来るとともに、小型構成の分析システムを実現できる。
【０００６】
そこで、水晶振動子を分析システムに搭載するにあたり、試料の漏れなく水晶振動子を実装する必要がある。小型分析システムに水晶振動子を搭載する方法の開示例は少なく、具体的に示したものは皆無に近いため、水晶振動子を反応器として用いる場合の一般的な実装方法から類推する。従来の実装方法では、分析システム基材と水晶振動子との境界面にＯリングを設け、振動子とシステム基材とを加圧接触させる方式（例えば、特許文献２参照。）、接着する方式（例えば、特許文献３参照）、接合する方式などが採用されている。
【特許文献１】特開２０００−３３８０２２号公報
【特許文献２】特開平１１−１４５２５号公報
【特許文献３】特表２００４−５２３１５０号公報
【非特許文献１】Ｐｒｏｃ．  μＴＡＳ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ２００２、ｖｏｌ．１、１８７−１８９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、分析システム基材と水晶振動子との境界面にＯリングを使用する方式では、水晶振動子を分析システム基材に加圧する機構が必要であるため、分析システム自体を小型化できないという問題があった。さらに、水晶振動子への加圧力が小さいとシステム基材と水晶振動子との間で試料の液もれが発生し、加圧力が強いと水晶振動子が破損し、厳密な加圧力の調整を要するという問題もあった。
分析システム基材と水晶振動子を接着する場合、水晶振動子もしくはシステム基材に対して塗布した接着剤が、接着時にシステムの流路や反応槽の内壁、センサのセンシング面に流れ込み、接着剤で汚染してしまうため、厳密な塗布量の管理を要するという問題があった。
接合の場合、高温での熱処理を必要とし、水晶振動子とシステム基材の熱膨張率が異なることから、接合処理後、水晶振動子内に残留応力が発生する。このため、水晶振動子が所望の振動状態で振動せず、感度が低下するという問題があった。
【０００８】
また、接着および接合いずれの場合でも、システム基材に対する水晶振動子の固定領域を大きくし、システム基材に固定された領域が固定端となってしまい、固定領域から反射する振動により、意図しない振動モードで振動（スプリアス）し、所望の振動とスプリアスとを分離できず、センサの感度が低下するという問題もあった。これに反して、固定領域を小さくすると、試料の送液時にかかる内圧に対して十分な固定強度が得られず、システム基材と水晶振動子の境界から液漏れが発生するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を達成するために反応器を次のような構成にしたことを特徴とする。すなわち、被測定試料を流す流路と、該流路に接続され、前記被測定試料に含有する特定物質を捕獲する捕獲手段を有する反応槽と、前記捕獲手段により捕獲した前記被測定試料に含有する特定物質の物理量を測定する液相センサとを有する反応器において、前記反応槽は、凹部が形成され、珪素含有物と化学結合する材質からなる基板と、該凹部を覆うように配置され、前記基板と前記化学結合により接合する水晶基板とから構成され、前記液相センサは、前記水晶基板と、該水晶基板面上に設けられ、前記捕獲手段が形成された電極とからなる水晶振動子と、該電極に接続され前記水晶振動子の周波数変化を測定する周波数測定手段とからなる。
また、本発明のマイクロリアクタチップは、前記反応器を備え、前記基板に形成され、且つ前記流路を介して前記被測定試料を前記反応槽に導入する液導入口と、前記基板に形成され、且つ前記流路を介して前記反応槽からの前記被測定試料を排出する液排出口とからなる。
【００１０】
また、本発明のマイクロリアクタシステムは、前記マイクロリアクタチップと、前記液導入口または前記液排出口と接続され、前記被測定試料を送液するポンプ手段と、前記バルブ機構の開閉を制御する送液制御手段と、該ポンプ手段と前記周波数測定手段と前記送液制御手段とを制御する制御手段とからなる。
また、本発明のマイクロリアクタチップの製造方法は、基板に凹部を形成する第１の工程と、水晶基板に電極を形成する第２の工程と、前記凹部を覆うように前記基板と前記水晶基板とを重ね合わせ、前記基板と前記水晶基板との化学結合により前記基板と前記水晶基板とを接合させ、反応槽を形成する第３の工程と、からなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の反応器、マイクロリアクタチップ、マイクロリアクタシステムおよびその製造方法によると、簡略な構成および製造方法でありながら、センサやチップの基材と水晶振動子とが確実に一体化できると同時に、水晶振動子の残留応力や不要な振動モードが発生しないため、高感度の検出を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の反応器１０００の構成を説明する図であり、図１（ａ）は反応器１０００の部品構成を示す分解図、図１（ｂ）は反応器１０００の断面図（図１（ａ）中Ａ面での断面）、図１（ｃ）は反応器１０００内に試料を送液する構成を示す説明図である。反応器１０００は、蛋白質等の生体分子の相互作用を分析すること、具体的にはリガンドにアナライトを結合させてその結合反応状態（例えば結合強度や結合速度や解離定数等）を検知するためのものである。
【００１３】
反応器１０００は、水晶基板１００と流路基板２００を接合して構成している。まず、水晶基板１００について述べる。水晶基板１００の両面には、検出電極６０１と対向電極６０２が設けられている。さらに、検出電極６０１の表面には、特定物質のみを吸着する吸着膜６０９が設けられている。次に、流路基板２００には、溝２０１、溝２０１内に設けられた貫通穴である液導入口２０２と液排出口２０３が設けられている。また、溝２０１の一部は幅を広げた構造となっている。
【００１４】
これら水晶基板１００と流路基板２００とが一体化し、反応器１０００となる。詳しくは、検出電極６０１が設けられた水晶基板１００の一面と溝が設けられた流路基板２００一面を接合して一体化すると、溝２０１と水晶基板１００の表面との間に流路４００が形成され、さらに、溝２０１の幅を広げた領域が反応槽５００となり、反応槽５００内に検出電極６０１が設けられることになる。
【００１５】
ここで、液導入口２０２に接続したポンプ９０２により、液導入口２０２にサンプル液を流入すると、流路４００、反応槽５００を経て、液排出口２０３を経由して廃液タンク８００にサンプル液を流すことができる。そのため、サンプル液中に含有する特定物質を測定する検出電極６０１および吸着膜６０９表面がサンプル液に浸されることになる。
【００１６】
つぎに、水晶基板１００に設けられた検出電極６０１および対向電極６０２に接続された電気系および電気信号から検出電極６０１に付着する物質の質量の測定する手法について説明する。ここで述べる反応器１０００では、水晶基板１００にＡＴカット水晶板を用いている。ＡＴカット水晶板は、周期的に厚さ方面に電位差を設けると、厚みすべり振動が発生する性質を持っている。
【００１７】
まず、図２（ａ）に水晶基板１００の検出電極６０１および対向電極６０２に接続された電気構成を示す。周波数可変の交流電源７０１と電流計７０２を直列に接続し、その一端を検出電極６０１に、他端を対向電極６０２に接続する。ここで、交流電源７０１から検出電極６０１および対向電極６０２に交流電圧を印加すると、印加電圧の周波数に応じて電流計７０２に流れる電流が変化する。電流値が極大となる印加電圧の周波数が共振周波数である。ここで、検出電極６０１に測定対象物質が付着すると、付着した質量に応じて、共振周波数が低下する。従って、共振周波数の変化を検出することで、検出電極６０１に付着した物質の質量を測定することができる。また、図２（ｂ）に示すように、コルビッツ型発振回路を利用して水晶振動子を発振させ、発振周波数の変化を周波数カウンタ７０３で測定しても、同様に検出電極６０１に付着した物質の質量を測定することができる。
【００１８】
次に、本発明の反応器１０００の製造方法について述べる。まず、ＡＴカット水晶基板１００両面の電極形成領域にクロムもしくはチタンの薄膜を形成した後、金を蒸着もしくはスパッタして、検出電極６０１、対向電極６０２および各電極への配線を作成する。次に、図３に示すように、洗浄したシリコンウェハ３１上にレジスト３２を形成し（図３（ｂ））、その上からテフロン３３をコーティングし（図３（ｃ））、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）３４をその上に流して硬化させ（図３（ｄ））、ＰＤＭＳ３４とシリコンウェハ３１とを剥離させる（図３（ｅ））。これによりＰＤＭＳ３４に溝が形成される。水晶基板１００とＰＤＭＳ３４とを重ね合わせた後、水晶基板１００側から紫外線（光源：ＵＶエキシマランプ、波長１７２ｎｍ）を照射すると、水晶とＰＤＭＳのケイ素と炭素のボンドが切れ、水晶とＰＤＭＳとがシロキサン結合（ケイ素と酸素が交互に結合）により、接合する（図３（ｆ））。その後、液導入口および液排出口を切断し、形成する（図３（ｇ））。
この水晶とＰＤＭＳとの接合は共有結合であるため、水晶とＰＤＭＳ板とは高い強度で結合できる。このとき、紫外線を照射するだけであるため、いずれの部材も加熱されることがなく、接合後、水晶に残留応力が発生しない。さらに、ＰＤＭＳ板３４は剛性が低いため、接合しても水晶の振動を減衰させることがない。また、本発明の構成では、流路基板に細長い土手構造を設け、この土手構造上面と水晶基板１００とを接合し、水晶振動子を保持する構造としている。このように水晶振動子を低剛性の構造で保持するため、接合しても水晶の振動を減衰することがない。そのため、水晶振動子の共振周波数を正確に捉えることができ、水晶振動子に付着した質量を高感度で測定することができる。
【００１９】
なお、上記の製造方法では、水晶基板１００とＰＤＭＳ３４の接合時に紫外線を照射したが、接合面が十分に清浄であれば、両者を加圧接触させるだけで接合が可能である。ただし、両者を位置決めする際に、所定の位置関係ではない位置に接合されてしまうことがある。そのため、一方の接合面にエタノールを塗布した後、両者の位置合わせを行う。このとき、接合面はエタノールの層があるため、水晶基板１００とＰＤＭＳ３４が接合されることはない。所定の位置に位置決めできた時点で、両者を加圧接触させると、エタノールが押し流され、接合予定面が加圧接触して接合することが可能となる。
【００２０】
なお、水晶基板１００とＰＤＭＳ板３４とは共有結合するが、水晶基板１００上の電極（金）とＰＤＭＳ板３４とは結合できず、自己吸着しているだけである。しかし、接合領域の電極部は幅数百ｎｍ程度であるため、結合していなくとも液もれ等のおそれはない。
【００２１】
さらに、水晶基板１００とＰＤＭＳ板３４の接合予定面に対し、酸素による反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、接合予定面を活性化させる。その後、水晶基板１００とＰＤＭＳ板３４を重ね合わせ、紫外線を照射し、水晶基板とＰＤＭＳ板を接合することも可能である。また、水晶基板１００にシリコーンオイルを塗布した後、水晶基板１００とＰＤＭＳ板３４を重ね合わせ、紫外線を照射することで、水晶基板１００とＰＤＭＳ板３４を接合することも可能である。これらの方法を用いると、水晶基板１００やＰＤＭＳ板３４の接合予定面に汚染や微細な凹凸が存在する場合でも、接合強度を高く維持することができる。
【００２２】
さらに、流路基板の形成にあたり、流動性シリコーン樹脂を型表面に流し、型の凹凸を転写する方法を用いるので、流路基板を簡易に製造することができる。また、シリコンウェハ上にレジストを形成した型は何度も使用できるため、流路基板の量産が容易である。
【００２３】
また、ここでは製造過程の一例を挙げたが、システム基材として他のシリコーン樹脂や、ケイ素を含有しない樹脂表面に酸化ケイ素を塗布もしくはスパッタしたものを用いても実施可能である。
【００２４】
次に、検出電極６０１上に設置する吸着膜６０９の形成方法について述べる。ここでは、一例として、自己組織化膜（Ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  ｍｏｎｏｌａｙｅｒ、以下ＳＡＭ）に抗体を固定した吸着膜６０９の作成方法を示す。まず流路４００内を洗浄するために純水を流した後、ＳＡＭ試薬（カルボキシル基末端ジスルフィド型）を流し、検出電極６０１上にＳＡＭを形成し、リン酸バッファで洗浄する。次に、ヒドロキシこはく酸イミドを流し、ＳＡＭを活性化し、再びリン酸バッファで洗浄する。その後、リン酸バッファに固定化する抗体を混合して流し、ＳＡＭに抗体を固定化する。ここでは、２枚の基板を接着もしくは接合した後、吸着膜６０９を形成する方法を述べたが、水晶ウェハの段階で吸着膜６０９を形成した後、接着もしくは接合工程を行っても製造可能である。
【００２５】
反応器１０００内を流れるサンプル液に対して、特定の物質のみを検出する過程について述べる。ここでは、一例として生体高分子、特に蛋白質の検出について述べる。
【００２６】
反応器１０００の液導入口２０２にサンプル液を流入する。サンプル液は液導入口２０２から流路４００を経て、反応槽５００に到達する。反応槽５００がサンプル液で満たされると、検出電極６０１表面に設けられた吸着膜６０９がサンプル液で浸される。このとき、吸着膜６０９の抗体が、サンプル液に含有する特定の抗原を捕獲固定し、検出電極６０１に付着する質量が増加するため、検出電極側の共振周波数が変化する。この変化を電流計７０２が測定し、吸着膜６０９に固定された物質の質量を測定することができる。この時の周波数変化の測定については、まず、検出電極６０１に質量が付着していない状態で、電源７０１の印加信号の周波数を徐々に変化させ、この状態での共振周波数を測定しておく。
【００２７】
次に、印加信号の周波数を共振周波数近傍に限定して、印加信号の周波数を徐々に変化させることを繰り返し、繰り返す毎に電流計７０２での電流値が極大になる周波数を求める。また、電源７０１の印加信号をホワイトノイズとし、電流計７０２が測定する電流値をＦＦＴで周波数成分に分解し、共振周波数の変化を求めることも可能である。また、印加信号の周波数と電流計での電流値との関係が明確になっていれば、数点での印加電圧の周波数と電流値を測定して、カーブフィット等により、共振周波数の推定も可能である。
【００２８】
以上により、簡略な構成および製造方法でありながら、水晶振動子に残留応力や不要な振動モードが発生せず、高い感度が維持できると同時に、システム基材と水晶振動子とを確実に一体化し製造することが可能となる。
（実施の形態２）
図４に本発明のマイクロリアクタチップ２０００の分解斜視図が、図５（ａ）にその模式的平面図、図５（ｂ）にその断面図（図５（ａ）中Ｂ面での断面）がそれぞれ示されている。なお、前述した実施の形態１と同様の記述は省略する。
【００２９】
マイクロリアクタチップ２０００は、水晶基板１００と流路基板２２０ａ、２２０ｂ、基板３００、保持基板３１０が積層された構成となっている。各々の部材について説明すると、水晶基板１００は前述の実施の形態１と同様の構成、流路基板２２０ａ、２２０ｂには微細な凹部と貫通穴が、保持基板３１０と基板３００には貫通穴が形成されている。これらの部材を積層して一体化することによって、反応が行われる反応槽部２２３と、分析用のサンプル液を供給するサンプル液供給路２２５と、流路の洗浄機能や緩衝機能(解離機能)を持つ緩衝液を供給する緩衝液供給路２２６と、液排出口２０３ａに至る廃液路２２７とが設けられている。具体的には、緩衝液供給路２２６と反応槽部２２３が接続されて第１の流路が形成され、サンプル液供給路２２５と廃液路２２７が接続されて第２の流路が形成されている。さらに、第２の流路から、第１の流路の反応槽部２２３よりも上流側に接続される分岐路部２２９が設けられている。なお、水晶基板１００と流路基板２２０ｂを一体化して反応槽部２２３を形成する構成は、前述の実施の形態１とほぼ同様の構成である。さらに、これに、流路基板２２０ａを一体化することで、流路が形成され、流路と反応槽部２２３が接続されることになる。
【００３０】
サンプル液供給路２２５の端部（廃液路２２７と反対側の端部）には、サンプル液が滴下されて供給されるカップ形状をしたサンプル液導入用ポート２０２ａが設けられている。同様に、緩衝液供給路２２６の端部（反応槽部２２３と反対側の端部）には、緩衝液が滴下されて供給されるカップ形状をした緩衝液導入用ポート２０２ｂが設けられている。一方、廃液路２２７は液排出口２０３ａに、反応槽部２２３は液排出口２０３ｂに接続されている。
【００３１】
サンプル液供給路２２５と廃液路２２７を含む第２の流路には、分岐路部２２９の上流側にバルブ２１２ａが、分岐流路部９の下流側にバルブ２１２ｃがそれぞれ設けられている。また、緩衝液供給路２２６と反応槽部２２３を含む第１の流路には、分岐路部２２９が接続される部分の上流側にバルブ２１２ｂが、分岐路部２２９が接続される部分の下流側にバルブ２１２ｄがそれぞれ設けられている。
【００３２】
次にマイクロリアクタチップ２０００を用いたマイクロリアクタシステム２５００の構成について、図８の構成図を利用して説明する。まず、マイクロリアクタチップ２０００をステージ２５１０上に設置する。ステージ２５１０にはコンタクトピン２５１１が固定されており、マイクロリアクタチップ２０００を設置すると、コンタクトピン２５１１は水晶基板１００の検出電極６０１および対向電極６０２からの配線と一定圧力下で接触し、電気的導通を得る。
【００３３】
また、ステージ２５１０に設置されたマイクロリアクタチップ２０００のサンプル液導入用ポート２０２ａおよび緩衝液導入用ポート２０２ｂのそれぞれ直上には、サンプル液および緩衝液を滴下供給する滴下ポート２５２０が、バルブ２１２直上にはバルブの開閉を行うリニアアクチュエータ２５３０が配置されている。液排出口２０３ａ、２０３ｂのそれぞれには、吸引ポート２５４０が接続されている。液排出口２０３ａ側の吸引ポート２５４０は廃液タンク８００に、液排出口２０３ｂ側の吸引ポート２５４０は微量送液ポンプ９０１を経て廃液タンク８００に接続されている。さらに廃液タンク８００にはポンプ９０２に接続されている。この微量送液ポンプ９０１およびポンプ９０２は廃液路２２７と反応槽部２２３から流体を吸引可能なものである。
さらに、コンタクトピン２５１１、滴下ポート２５２０、リニアアクチュエータ２５３０、微量制御ポンプ９０１、ポンプ９０２各々に、制御回路２５５０が接続された構成となっている。
【００３４】
マイクロリアクタシステム２５００の送液について説明する。まず、滴下ポート２５２０は、サンプル液導入用ポート２０２ａおよび緩衝液導入用ポート２０２ｂの直上に配置されており、これがサンプル液もしくは緩衝液を一定量滴下し、非接触でチップに液供給する。チップ内を流れる液はバルブ２１２により送液制御される。バルブ２１２の開閉動作を行うのは、バルブ２１２直上に配置されたリニアアクチュエータ２５３０である。バルブ２１２は弾性変形する変形部を有し、これをリニアアクチュエータ２５３０で押圧すると、変形部が流路を遮断する。変形部は弾性変形するため、押圧が解除されれば変形しなくなり、流路が開通することになる（図９参照）。
【００３５】
このため、チップ外部からの圧力（変位）を与えるだけで、バルブの開閉を行うことができる。チップ内の液は液排出口２０３から排出される。液排出口２０３にはそれぞれ吸引ポート２５４０が接続されている。これは、外側面の段差にＯリングがはめ込まれた構成であるため、吸引ポート２５４０を液排出口２０３に加圧接触させるとＯリングが変形し、微量送液ポンプ９０１およびポンプ９０２の負圧を損失なくチップと伝達でき、正確な送液を行うことができる。チップを流れてきた液は吸引ポート２５４０を経て、最後に廃液タンク８００に蓄積される。このような送液制御と、所定のタイミングでのセンサによる検出動作を制御回路が全て行う。
【００３６】
以上に示したようなマイクロリアクタシステム２５００の構成とすることで、マイクロリアクタチップ２０００との接続には、ネジなどを利用せず、加圧接触のみで行えることから、チップの接続／取り外しを容易に行うことが可能となる。なお、上記の構成は一例であり、チップとシステムとの接続構成は上記に限られるものではない。
【００３７】
次にマイクロリアクタチップ２０００の製造方法について述べる。水晶基板１００は、実施の形態１と同様、ポリッシング加工したＡＴカット水晶基板１００に電極を形成している。流路基板２２０ａ、２２０ｂは、実施の形態１と同様、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を用い、フォトリソグラフィを用いて微細な凹部を形成している。保持基板３１０はアクリル板表面にシリカ溶液を塗布した後、加熱し、表面に薄いガラスを形成している。基板３００はガラス板である。
【００３８】
接合工程としては、まず、流路基板２２０ｂと水晶基板１００の接合予定面にシリコーンオイルを塗布した後、双方を接触させ、水晶基板１００側から紫外線を照射し、接合する。次に流路基板２２０ａ、２２０ｂとを加圧接触させ、接合する。流路基板２２０ｂと基板３００の接合予定面に酸素プラズマを照射した後、双方を接触させ、接合する。最後に保持基板３１０と流路基板２２０ａの接合予定面に酸素プラズマを照射した後、双方を接触させ、接合する。
【００３９】
この４枚の部材を積層した板状のチップに、ポリカーボネート樹脂で作製したサンプル液導入用ポート２０２ａおよび緩衝液導入用ポート２０２ｂを接続することで、マイクロリアクタチップ２０００が完成する。なお、部材の材質としてあげたアクリルやポリカーボネート等は、他の樹脂材に変更可能であり、耐熱性に優れた材質であれば、なお望ましい。
【００４０】
このマイクロリアクタシステム２５００を用いた本発明の分析方法について、図６のフローチャートを参照して具体的に説明する。まず、反応槽部２２３内にリガンドを予め修飾させる（ステップ２１）。具体的には、反応槽部２２３において、水晶基板１００に設けられた検出電極６０１を介して吸着膜６０９を形成する。
【００４１】
それから、各流路中に存在する空気を排出する空気抜きを行う。緩衝液導入用ポート２０２ｂに緩衝液を滴下し、サンプル液導入用ポート２０２ａにサンプル液を滴下する。そして、まずバルブ２１２ａ，２１２ｄを閉じてバルブ２１２ｂ，２１２ｃを開き、ポンプ９０２を作動させる。それによって、緩衝液導入用ポート２０２ｂに滴下された緩衝液を、緩衝液供給路２２６、分岐路部２２９、および廃液路２２７を介して、廃液タンク８００まで吸引して、緩衝液供給路２２６、分岐路部２２９、および廃液路２２７の空気抜きを行い（ステップ２２）、図７（ａ）に示すようにこれらを緩衝液で満たす。続いて、バルブ２１２ｃを閉じてバルブ２１２ｄを開き、緩衝液供給路２２６内の緩衝液を反応槽部２２３に導き、さらに廃液タンク８００まで吸引する。
【００４２】
こうして反応槽部２２３およびそれにつながる流路の空気抜きを行い（ステップ２３）、図７（ｂ）に示すように反応槽部２２３も緩衝液で満たす。それから、バルブ２１２ｂ，２１２ｄを閉じてバルブ２１２ａ，２１２ｃを開く。それによって、サンプル液導入用ポート２０２ａに滴下されたサンプル液を、サンプル液供給路２２５および廃液路２２７を介して、廃液タンク８００まで吸引して、サンプル液供給路２２５および廃液路２２７の空気抜きを行い（ステップ２４）、図７（ｃ）に示すようにこれらをサンプル液で満たす。こうして各流路の空気抜きが完了する。この時点で、大まかに言うと、サンプル液供給路２２５と廃液路２２７はサンプル液で満たされ、緩衝液供給路２２６と分岐路部２２９と反応槽部２２３は緩衝液で満たされている。
【００４３】
次に、再度バルブ２１２ａ，２１２ｃを閉じてバルブ２１２ｂ，２１２ｄを開き、緩衝液供給路２２６内の緩衝液を、反応槽部２２３を介して廃液タンク８００まで吸引する。この時に、緩衝液が所定の流速で流れるように微量送液ポンプ９０１の吸引力も調整する（ステップ２５）。微量送液ポンプ９０１の調節が完了したら、バルブ２１２ｂを閉じて緩衝液の供給を停止するとともに、バルブ２１２ａを開いて、図７（ｄ）に示すように、サンプル液をサンプル液供給路２２５および分岐路部２２９を介して、反応槽部２２３へ供給する。
【００４４】
詳しくは、サンプル液供給路２２５から供給されるサンプル液は、分岐路部２２９および反応槽部２２３を満たしていた緩衝液を押し流して、反応槽部２２３へ流入する。この時に、反応槽部２２３内に修飾されているリガンドと、サンプル液中のアナライトが結合反応を生じ、その際の水晶振動子の共振周波数変化を測定して、反応状態を検知する（ステップ２６）。なお、ステップ２５において微量送液ポンプ９０１が適切に調節されているので、サンプル液は所定の流速で反応槽部２２３内に供給されて、所定の条件下で結合反応が行われる。
【００４５】
この流速を考慮して適宜のタイミングでバルブ２１２ａを閉じ、また微量送液ポンプ９０１の吸引動作を停止することによって、所定量のサンプル液が正確に反応槽部に供給されて結合反応が完了する。なお、分析条件の一例としては、反応に用いられるサンプル液の量が５０μｌ、反応時間は例えば５〜５０分、微量送液ポンプ９０１の作動によるサンプル液の流速は０．１〜１０μｌ／分である。
【００４６】
そして、濃度平衡に到達してアナライトとリガンドの結合があまり生じなくなり、共振周波数の変化が停止する。そして、所定量のサンプル液の供給が完了し、再び緩衝液が反応槽部２２３内に供給されると、一旦結合したアナライトとリガンドの一部が解離を生じ、共振周波数の変化量が小さくなる。この解離状態を検知することは、例えばアナライトとリガンドとの結合の強さを知るために有効である。
【００４７】
なお、以上説明したように本実施の形態のマイクロリアクタチップ２０００を用いると、サンプル液中に含有する物質を検出することができるが、マイクロリアクタチップの構成、特に水晶基板１００の保持構成および反応槽部２２３の構成は上記に限らない。水晶基板１００の保持構造について、一例を図１１に示す。
まず、図１１（ａ）は、流路基板２２０ａ’に反応槽部となる溝を、流路基板２２０ｂ’に貫通穴を形成し、流路基板２２０ａ’、２２０ｂ’に水晶基板１００を挟んで一体化した構成である。この構成の断面図を図１１（ｂ）に示す。水晶基板１００上面は幅方向（Ｙ方向）端面と流路基板２２０ａ’が、水晶基板１００長手方向（Ｘ方向）側面と流路基板２２０ｂ’が接合され、水晶基板１００が保持されている。なお、接合面に間隙があると、サンプル液の液漏れもしくはサンプル液中への気泡混入が発生するため、流路基板２２０ｂ’の貫通穴はＸ方向の寸法が高精度で要求される。所定の寸法精度が得られない場合は、流路基板２２０ｂ’と水晶基板１００の境界部（Ｄ）にモールド剤を塗布して間隙をシーリングすることも可能である。その他にも、図１１（ｃ）に示すように、流路基板２２０ｂ’’にの段付きの貫通穴を形成し、段部に水晶基板１００をはめ込む構成とすることで、流路基板２２０ｂ’’と水晶基板１００の接合面積を増やし、反応槽部と外界との気密性を上げることができる。
【００４８】
さらに、検出感度をあげるためには、水晶振動子の共振周波数を上げることが必須である。共振周波数を高くするには、水晶振動子を薄くする必要があるが、薄くすると強度が低下し、実装作業が難しくなるという問題がある。この問題を解決する一般的な手段としては、水晶振動子の電極を含む領域を薄くしたお盆型の構造（メサ構造）が知られている。このようなメサ構造の水晶振動子は、高い強度を維持したまま、高い共振周波数を実現することができる。メサ構造の水晶基板１１０を同様に保持した例を図１１（ｄ）、（ｅ）に示す。このようなメサ構造の水晶基板１１０を導入することで、検出感度をより高くすることができる。
また、図１１に示した構成例では、水晶基板１００表面に対して平行にサンプル液が供給されるため、サンプル液の流れによどみが発生しない。そのため、吸着膜６０９に対して、安定した流速および濃度でサンプル液を供給でき、高精度な検出動作が可能となる。
【００４９】
上記の本実施形態のマイクロリアクタチップ２０００およびマイクロリアクタシステム２５００を用いると、流路構成をごく簡単かつコンパクトにでき、簡易な製造方法で製造可能であり、サンプル液と緩衝液が混合することがないため、高精度での検出を実現できる。
（実施の形態３）
図１２に本発明のマイクロリアクタチップ４０００の分解斜視図が、図１３（ａ）にその模式的平面図、図１３（ｂ）にその断面図（図１３（ａ）中Ｂ−Ｂ面での断面）がそれぞれ示されている。なお、前述した実施の形態１及び実施の形態２と同様の記述は省略する。
【００５０】
マイクロリアクタチップ４０００は、水晶基板１００と水晶保持基板１０１、流路基板２２０ａ、２２０ｂが積層された構成となっている。各々の部材について説明すると、水晶基板１００は実施の形態１と同様の構成であり、貫通穴を有する水晶保持基板１０１にリング膜１０２を介して接合されている。流路基板２２０ａには微細な凹凸部と貫通穴、貫通したネジ穴が設けられ、流路基板２２０ｂは平板である。
【００５１】
流路基板２２０ａと流路基板２２０ｂを積層し、さらに、水晶保持基板１０１の貫通穴と流路基板２２０ａの凸部とを嵌合して一体化することによって、反応が行われる反応槽部２２３と、分析用のサンプル液を供給するサンプル液供給路２２５と、流路の洗浄機能や緩衝機能（解離機能）を持つ緩衝液を供給する緩衝液供給路２２６と、液排出口２０３に至る廃液路２２７とが設けられている。
【００５２】
サンプル液供給路の端部（廃液路と反対側の端部）である液流入口２０２ａ及び緩衝液供給路の端部（反応槽部と反対側の端部）である液流入口２０２ｂ、液排出口２０３には、ネジによって固定できるコネクタ３５２０が設けられている。
次に、マイクロリアクタチップ４０００を用いたマイクロリアクタシステム４５００の構成について、図１４の構成図を用いて説明する。まず、マイクロリアクタチップ４０００を、実施の形態２と同様に、ステージ２５１０上に設置する。水晶基板１００の検出電極６０１および対向電極６０２各々から接続されたリード線により、システムとの電気的導通を得る。
【００５３】
また、マイクロリアクタチップ４０００の３つのコネクタ３５２０には、各々、チューブが接続されている。コネクタ３５２０とチューブとの接続は、チューブ自体の弾性変形を利用するため、接続／取り外しが容易に行える。
液流入口２０２ａ、２０２ｂに接続された２本のチューブは、チューブを押しつぶして開閉動作を行うバルブ２１２を介して、サンプル液タンク３８１０、緩衝液タンク３８２０がそれぞれ接続されている。また、液流出口２０３に接続されたチューブ３５２０には廃液タンク８００が接続されている。さらに、サンプル液タンク３８１０及び緩衝液タンク３８２０それぞれに、ポンプ９０２が接続されている。このポンプ９０２が作動すると、サンプル液タンク３８１０もしくは緩衝液タンク３８２０に溜められた流体をマイクロリアクタチップに対して送液することができる。
【００５４】
さらに、ポンプ９０２、バルブ２１２、水晶基板１００各々に、制御回路２５５０が接続された構成となっている。
マイクロリアクタシステム４５００の送液について説明する。まず、ポンプ９０２を作動させ、サンプル液タンク３８１０および緩衝液タンク３８２０内を加圧する。タンク内に溜められたサンプル液および緩衝液はチューブを経て、マイクロリアクタチップ内の流路へと流れ込もうとするが、バルブ２１２が開状態でのみ、マイクロリアクタチップ内に流れが発生する。ここで、緩衝液供給路２２６に設けられたバルブ２１２を開状態にすると、緩衝液タンク３８２０からチューブ、コネクタ３５２０、緩衝液供給路２２６を経て、反応槽部２２３に流れ込む。反応槽部２２３が緩衝液に満たされた時点で、緩衝液供給路２２６に接続されたバルブ２１２を閉、サンプル液供給路２２５のバルブ２１２を開にすると、サンプル液がサンプル液タンク３８１０からサンプル液供給路２２５を経て反応槽部２２３に流れ込む。これらの反応槽部２２３に供給された流体は廃液路２２７をへて廃液タンク８００に蓄積される。このような送液制御と、所定のタイミングでのセンサによる検出動作を制御回路がすべて行う。なお、検出動作については、実施の形態２の記述と同様に行う。
【００５５】
以上に示したようなマイクロリアクタシステム４５００の構成とすることで、マイクロリアクタチップ４０００の接続／取り外しを容易に行うことが可能となる。なお、上記の構成は一例であり、チップとシステムとの接続構成は上記に限られるものではない。
次にマイクロリアクタチップ４０００の製造方法について述べる。水晶基板１００は、実施の形態１および２と同様、ポリッシング加工したＡＴカット水晶基板１００に電極を形成している。水晶保持基板１０１はガラス板を用い、切削により貫通穴が形成されている。流路基板はポリカーボネート樹脂板を用い、射出成形で微細な凹凸部、貫通穴、ネジ穴を形成している。
【００５６】
まず、水晶基板１００と水晶保持基板１０１の接合工程を図１５に示す。シリコンウェハ３１上に、所定の形状にレジスト３２を形成する。その上から、液状のＰＤＭＳ３４を流したのち、紫外線を照射し、一旦、仮硬化させる。仮硬化したＰＤＭＳ３４上に水晶保持基板１０１を載せ、水晶保持基板１０１側から再び紫外線を照射することで、水晶保持基板１０１とＰＤＭＳ３４を接合するとともに、水晶保持基板１０１の貫通穴内に形成されていたＰＤＭＳ３４を除去する。ＰＤＭＳ３４とシリコンウェハ３１とを剥離した後、水晶基板１００とＰＤＭＳ３４を紫外線照射で接合することで、水晶保持基板１０１と水晶基板１００とが一体化する。そして、水晶保持基板１０１の貫通穴と流路基板２２０ａの凸部とを嵌め合わせることで、マイクロリアクタチップ４０００を作製することができる。
【００５７】
なお、ここでは水晶保持基板１０１にガラス板を用いたが、樹脂板の表面にガラスコーティングしたものを用いても製造可能である。水晶保持基板１０１と流路基板２２０ａとの固定には、嵌め合いだけではなく、シーリングテープを用いた接着や、Ｏリングを介しての圧接によっても構成可能であり、また、流路基板２２０ａ表面にガラスコーティングを行ってリング状のＰＤＭＳを形成し、水晶保持基板１０１と接合する等の方法でも構成可能である。
【００５８】
また、検出時のノイズ源となる流路内の気泡混入を防止ために、流路壁面を親水化処理する構成も可能である。一例として、流路基板２２０ａ、２２０ｂを一体化する前に、流路基板２２０ａの凹部と貫通穴および流路基板２２０ｂの接合面に、パリレン等の親水膜をスパッタリングする。または、流路基板２２０ａ、２２０ｂを一体化した後に、液状のガラスコーティング剤等を流路に流して、硬化させる等の工程で、流路壁面に親水膜を形成することが可能となる。
【００５９】
また、ＰＤＭＳはガス透過性があるため、負圧で試薬を送液すると、マイクロリアクタチップ外からＰＤＭＳを介して流路内に外気が混入し、流路内に気泡が発生する。このため、マイクロリアクタチップを形成後に、ＰＤＭＳ部分の外側からガスバリア性の高いコーティング剤を塗布して、ガスバリア膜を形成する工程を追加することで、流路内の気泡混入を防止できる構成を実現できる。
【００６０】
以上のように、マイクロリアクタチップ４０００を構成すると、流路基板との接合時に発生する外力や、製造時の水晶基板の保持による水晶基板の破損がないため、高周波特性を有する薄い水晶基板でも容易にマイクロリアクタチップを製造できる。また、水晶基板１００と水晶保持基板１０１とが一体化したものに対してリガンドの修飾をした後、流路基板と接合することが容易に可能となる。これを利用すると、水晶基板１００上にあらかじめ定量したリガンドを固定でき、また、流路璧に不要なリガンドが吸着することがないため、高精度に相互作用を分析することができる。
（実施の形態４）
図１０に本発明の反応器３０００を示す。詳しくは図１０（ａ）に反応器３０００の分解斜視図を、図１０（ｂ）にその断面図（図１０（ａ）中Ｃ面での断面）を示す。なお、前述した実施の形態１と同様の記述は省略する。
【００６１】
反応器３０００は、水晶基板１０３とセル基板３２３、保持基板３１３を接合して構成している。まず、水晶基板１０３について述べる。水晶基板１０３の一面にはメサ構造とよばれる凹部を９ヶ所形成されており、各々のメサ構造内部に検出電極６０１がそれぞれ設けられている。各々の検出電極６０１と対向する面に対向電極６０２がそれぞれ設けられている。さらに、検出電極６０１の表面には、特定物質のみを吸着する吸着膜６０９が設けられている。次に、セル基板３２３には、９つの貫通穴３２４が設けられている。保持基板３１３にも同様に、９つの貫通穴３１４が設けられている。
【００６２】
これら水晶基板１０３とセル基板３２３、保持基板３１３が一体化し、反応器３０００となる。詳しくは、検出電極６０１が設けられた水晶基板１０３のメサ構造が底面、貫通穴３１４が開口部となる略円形の凹部であるセル３００１が９ヶ所形成されることになる。
このセル３００１のひとつに分析対象となるサンプル液を滴下すると、サンプル液はセル３００１内に溜まり、検出電極６０１上に設けられた吸着膜６０９がサンプル液に浸されることになる。この時、水晶基板上の対向する検出電極６０１と対向電極６０２との間に交流電圧を印加し、共振周波数変化を測定することで、吸着膜６０９により固定された物質の質量を測定することが出来る。
【００６３】
上記はひとつのセルについて述べたが、反応器３０００上に設けられた複数のセル３００１それぞれに異種のサンプル液を注入し、同時に検出動作を行うことも可能である。また、異種の吸着膜６０９をセル３００１各々に設け、一種類のサンプルを複数のセル３００１に同時に注入し、一括して検出動作を行うことも可能である。
なお、貫通穴３１４は貫通穴３２４に対して小さくし、セル３００１は開口部の狭隘な凹構造とした。これは測定中のサンプル液の蒸発によるサンプル液の濃度変化を防ぐためである。濃度変化が起こると、正確な検出が行えなくなるおそれがある。
また、吸着膜６０９表面でのみ物質固定の化学反応が起こるため、セル３００１内のサンプル液を撹拌する機構（例えば、センサ全体を垂直もしくは水平振動などによる撹拌動作）があるほうが望ましい。
【００６４】
反応器３０００の製造方法について、次に述べる。まず、ＡＴカット水晶ウェハ１０３の一面にフォトリソグラフィを利用してメサ構造を形成し、両面に金を蒸着もしくはスパッタして、検出電極６０１、対向電極６０２および各電極への配線を作成する。次に、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）板に貫通穴３２４を形成し、セル基板３２３を作製する。シリコンウェハに貫通穴３１４を形成し、保持基板３１３を作製する。これらを積層させ加圧すると、境界面でシロキサン結合し、３つの基板を接合することができる。
以上により、一つのセンサ上に複数のセルを設けることで、複数種の物質に対して一括の検出を行うことが可能となる。また、簡略な構成および製造方法であると同時に、水晶振動子に残留応力や不要な振動モードが発生せず、高い検出感度を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係る反応器の構造を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るセンサ部の回路図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る反応器の製造工程を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタチップを示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタチップの平面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタチップの検出動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタチップの送液状態を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタシステムを示す断面図である。
【図９】本発明に係るマイクロリアクタチップのバルブ動作を示す断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る反応器の構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るマイクロリアクタチップに対する水晶基板の保持構造を示す工程図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係るマイクロリアクタチップを示す斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係るマイクロリアクタチップの平面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係るマイクロリアクタシステムを示す断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に係るマイクロリアクタチップの製造工程を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０００、３０００  反応器
２０００、４０００  マイクロリアクタチップ
２５００、４５００  マイクロリアクタシステム
１００  水晶基板
１０１  水晶保持基板
１０２  リング膜
２００  流路基板
２０１  溝
２０２  液導入口
２０３  液排出口
２１２  バルブ
２２３、５００  反応槽
３００  基板
３１０、３１３  保持基板
３２３  セル基板
４００  流路
６０１  検出電極
６０２  対向電極
６０９  吸着膜
７０１  交流電源
７０２  電流計
７０３  周波数カウンタ
８００  廃液タンク
９０１  微量送液ポンプ
９０２  ポンプ
２５１０  ステージ
２５１１  コンタクトピン
２５２０  滴下ポート
２５３０  リニアアクチュエータ
２５４０  吸引ポート
２５５０  制御回路
３００１  セル
３５２０  コネクタ
３８１０  サンプル液タンク
３８２０  緩衝液タンク
【図１】
2006234791.tif 000003
【図２】
2006234791.tif 000004
【図３】
2006234791.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006234791.tif 000007
【図６】
2006234791.tif 000008
【図７】
2006234791.tif 000009
【図８】
2006234791.tif 000010
【図９】
2006234791.tif 000011
【図１０】
2006234791.tif 000012
【図１１】
2006234791.tif 000013
【図１２】
2006234791.tif 000014
【図１３】
2006234791.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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