(57)【要約】      （修正有）【課題】検体の性質あるいは成分を測定することができるセンサを提供する。【解決手段】検体が流れる流路と、流路に位置しており、検体中の第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドを有する第１検出部と、流路であって第１検出部よりも下流に位置しており、検体中の第２物質と特異的に結合可能な第２リガンドを有する第２検出部と、を備え、検体において、第１物質の濃度は第２物質の濃度よりも小さい、センサ。第２物質は、Ｈｂであり、第１物質は、ＨｂＡ１ｃである、センサ。【選択図】図２
2018081112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体が流れる流路と、
前記流路に位置しており、前記検体中の第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドを有する第１検出部と、
前記流路であって前記第１検出部よりも下流に位置しており、前記第１物質および前記検体中の第２物質と特異的に結合可能な第２リガンドを有する第２検出部と、を備える、センサ。
【請求項２】
前記検体において、前記第１物質の濃度は前記第２物質の濃度よりも小さい、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
検体が流れる流路と、
前記流路に位置しており、前記検体中の第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドを有する第１検出部と、
前記流路であって前記第１検出部よりも下流に位置しており、前記検体中の第２物質と特異的に結合可能な第２リガンドを有する第２検出部と、を備え、
前記検体において、前記第１物質の濃度は前記第２物質の濃度よりも小さい、センサ。
【請求項４】
前記第２検出部は、前記第１物質と特異的に結合可能である、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記第２物質は、前記第１物質を含む、請求項１〜４のいずれかに記載のセンサ。
【請求項６】
前記第２物質は、Ｈｂである、請求項１〜５のいずれかに記載のセンサ。
【請求項７】
前記第１物質は、ＨｂＡ１ｃである、請求項１〜６のいずれかに記載のセンサ。
【請求項８】
前記流路に位置しており、前記第１物質および前記第２物質と特異的に結合する前記第１リガンドおよび前記第２リガンドを有さない第１参照部、をさらに備える、請求項１〜７のいずれかに記載のセンサ。
【請求項９】
前記流路であって前記第１参照部よりも下流に位置しており、前記第１物質および前記第２物質と特異的に結合する前記第１リガンドおよび前記第２リガンドを有さない第２参照部、をさらに備える、請求項８に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記第１参照部は、前記流路であって前記第１検出部よりも上流に位置している、請求項８または９に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記第２参照部は、前記流路であって前記第１検出部よりも上流に位置している、請求項１０に記載のセンサ。
【請求項１２】
前記第２参照部は、前記流路であって前記第１検出部よりも下流に位置している、請求項１０に記載のセンサ。
【請求項１３】
前記第２参照部は、前記流路であって前記第２検出部よりも上流に位置している、請求項１２に記載のセンサ。
【請求項１４】
前記第２参照部は、前記流路であって前記第２検出部よりも下流に位置している、請求項１２に記載のセンサ。
【請求項１５】
前記第１参照部は、前記流路であって前記第１検出部よりも下流に位置している、請求項８または９に記載のセンサ。
【請求項１６】
前記第１参照部は、前記流路であって前記第１検出部と前記第２検出部との間に位置している、請求項１５に記載のセンサ。
【請求項１７】
前記第１参照部は、前記流路であって前記第２検出部よりも下流に位置している、請求項１５に記載のセンサ。
【請求項１８】
前記流路に位置しており、前記検体中の前記第１物質および前記第２物質以外の他の物質と特異的に結合可能な他のリガンドを有する少なくとも１つの他の検出部、をさらに備える、請求項１〜１７のいずれかに記載のセンサ。
【請求項１９】
前記第１検出部を複数備え、前記複数の第１検出部が上流側から順に位置している、請求項１〜１８のいずれかに記載のセンサ。
【請求項２０】
前記第２検出部を複数備え、前記複数の第２検出部が上流側から順に位置している、請求項１〜１９のいずれかに記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体の性質あるいは成分を測定することができるセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
検体の性質あるいは成分を測定する分析用具が知られている（例えば、特開平１１−１３３０２７号公報参照。）。
【発明の概要】
【０００３】
しかしながら、特開平１１−１３３０２７号公報に記載の技術は、光を用いた分析用具である。また、上流側にＨｂ（ヘモグロビン）を測定するＨｂ測定部があり、且つ、ＨｂＡ１ｃは、Ｈｂ測定部よりも下流側に配置された試薬配置部の試薬と結合した状態で、さらに下流側に位置する分析部において検出される。
【０００４】
それ故、センサの構成が複雑であるとともに、検体が流路を流れる過程において各種反応を順次正確に行なう必要があるため、充分な検出精度を得ることが難しかった。
【０００５】
そこで、簡素な構成で検体に含まれる検出対象を精度良く測定できるセンサが求められていた。
【０００６】
本発明の第１実施形態に係るセンサは、検体が流れる流路と、前記流路に位置しており、前記検体中の第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドを有する第１検出部と、前記流路であって前記第１検出部よりも下流に位置しており、前記第１物質および前記検体中の第２物質と特異的に結合可能な第２リガンドを有する第２検出部とを備える。
【０００７】
また本発明の第２実施形態に係るセンサは、検体が流れる流路と、前記流路に位置しており、前記検体中の第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドを有する第１検出部と、前記流路であって前記第１検出部よりも下流に位置しており、前記検体中の第２物質と特異的に結合可能な第２リガンドを有する第２検出部とを備え、前記検体において、前記第１物質の濃度は前記第２物質の濃度よりも小さい。
【０００８】
本実施形態のセンサによれば、第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドを有する第１検出部、および第２物質と特異的に結合可能な第２リガンドを有する第２検出部を備えるという比較的簡素な構成によって、第１物質および第２物質を精度良く検出することが可能である。また、第１検出部が第２検出部よりも上流側に配置されていることから、検体は、第１物質および第２物質の濃度を維持した状態で、第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドを有する第１検出部を第２検出部よりも先に通過することから、第１物質の検出精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセンサの斜視図である。
【図２】図１に示すセンサの第１カバー部材および第２カバー部材の分解斜視図である。
【図３】図１に示すセンサの第４基体を外した状態における斜視図である。
【図４】図１に示すセンサを示す図であって、図１の各線に沿ってセンサを切断した状態を拡大して示す断面図であり、（ａ）はＩＶａ−ＩＶａ’線に沿って切断した断面図、（ｂ）はＩＶｂ−ＩＶｂ’線に沿って切断した断面図である。
【図５】図１に示すセンサに使用される検出素子の斜視図である。
【図６】図５に示す検出素子の第１接合部材および第２接合部材を外した状態における平面図である。
【図７】図６の検出素子の変形例を示す平面図である。
【図８】図６の検出素子の変形例を示す平面図である。
【図９】図６の検出素子の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係るセンサについて、検体が液体状（検体液）である場合を例にとって、適宜図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１１】
＜第１実施形態に係るセンサ＞
本発明の第１実施形態に係るセンサは、検体液が流れる流路と、流路に位置しており、検体液中の第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドを有する第１検出部と、流路であって第１検出部よりも下流に位置しており、第１物質および検体液中の第２物質と特異的に結合可能な第２リガンドを有する第２検出部とを備える。
【００１２】
本実施形態のセンサは、基体表面の状態変化を検出する検出手法に用いられる。以下、本実施形態のセンサの構造について、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave、弾性表面波）を用いたＳＡＷセンサを例にして詳細に説明する。ＳＡＷセンサは小型化を図る観点から好ましい。
【００１３】
センサ１００は、主に第１カバー部材１、第２カバー部材２および検出素子３からなる。また、センサ１００は、基体が上面に配置される第１カバー部材、第１カバー部材と接合された第２カバー部材を有する。また、センサ１００は、第１カバー部材および第２カバー部材の少なくとも一方に設けられた検体液が流入する流入口と、流入口から少なくとも基体上面（表面）上まで延びた溝部（流路）とを有する。例えば、ＳＡＷセンサとしてのセンサ１００は、実施形態の一例において、第１カバー部材が上面に凹部を有し、凹部に基体が収容され、第２カバー部材が溝部を有する。また、センサ１００は、基体の上面に位置しており、後述する検出部１３ａに向かって伝搬する弾性波を発生させる第１ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）電極を有する。また、センサ１００は、基体の上面に位置しており、検出部１３ａを通過した弾性波を受信する第２ＩＤＴ電極を有する。さらに、センサ１００は、第１ＩＤＴ電極上に第１振動空間を設けて基体の上面に接合されており、第１ＩＤＴ電極を第１振動空間内に密閉する第１接合部材を有する。また、センサ１００は、第２ＩＤＴ電極上に第２振動空間を設けて基体の上面に接合されており、第２ＩＤＴ電極を第２振動空間内に密閉する第２接合部材を有する。すなわち、センサ１００は、基体の上面に接合され、且つ基体の上面との間に密閉された第１振動空間を有している第１接合部材を有する。また、センサ１００は、基体の上面に接合され、且つ基体の上面との間に密閉された第２振動空間を有している第２接合部材を有する。ここで、センサ１００では、第１振動空間は第１ＩＤＴ電極上に位置しており、且つ、第２振動空間は第２ＩＤＴ電極上に位置している。
【００１４】
センサ１００の構成の一例について、適宜図面を参照しつつ、詳細に説明する。なお、以下に説明する各図面において同じ構成部材には同じ符号を付すものとする。また、各部材の大きさや部材同士の間の距離などは模式的に図示しており、現物とは異なる場合がある。また、センサ１００は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともにｚ方向の正側を上方として、上面、下面などの用語を用いるものとする。
【００１５】
以下、センサ１００の各構成要素について詳細に説明を行なう。
【００１６】
（カバー部材について）
図１および図２に示すように、第１カバー部材１は、第１基体１ａおよび第１基体１ａ上に積層される第２基体１ｂを有し、第２カバー部材２は、第２基体１ｂ上に積層される第３基体２ａおよび第３基体２ａ上に積層される第４基体２ｂを有する。
【００１７】
第１カバー部材１と第２カバー部材２は互いに貼り合わされており、貼り合わされた第１カバー部材１と第２カバー部材２の内部に検出素子３が収容されている。図４の断面図に示すように、第１カバー部材１は上面に凹部５を有し、凹部５の中に検出素子３が配置されている。
【００１８】
第２カバー部材２は、図１に示すように、長手方向（ｘ方向）の端部に検体液の入口である流入口１４を有するとともに、流入口１４から検出素子３の直上部分に向かって延びた溝部１５を有している。なお、図１では溝部１５の位置を示すために溝部１５を破線で示している。なお、本実施形態では、溝部１５は流路として機能することから、後述する流路は、溝部と同じ符号を用いて説明する。
【００１９】
（第１カバー部材）
図２に示すように、第１カバー部材１を構成する第１基体１ａは平板状であり、その厚みは、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。第１基体１ａの平面形状は概ね長方形状であるが、長手方向の一方端１ａ１は外方に向かって突出した円弧状となっている。なお、一方端１ａ１を平面視したときの外形は、外方に向かって突出する曲線状であってもよい。この点、第２基体１ｂ、第３基体２ａおよび第４基体２ｂについても同様である。
【００２０】
第１基体のｘ方向の長さは、例えば、１ｃｍ〜５ｃｍであり、ｙ方向の長さは、例えば１ｃｍ〜３ｃｍである。なお、以下では、数値範囲を「〜」を使用して示す場合、特に断りがない限り、下限と上限の数値をそれぞれ含むものとする。例えば、数値範囲「０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ」は、特段の断りがない限り、下限が「０．１ｍｍ以上」を示し、上限が「０．５ｍｍ以下」を示す。
【００２１】
第１基体１ａの上面には第２基体１ｂが貼り合わされる。第２基体１ｂは、平板状の板に凹部形成用貫通孔４を設けた平板枠状とされており、その厚みは、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。第２基体１ｂを平面視したときの外形は、第１基体１ａとほぼ同じであり、ｘ方向の長さおよびｙ方向の長さも第１基体１ａとほぼ同じである。
【００２２】
凹部形成用貫通孔４は、第２基体１ｂの一方端１ｂ１側に位置しており、第２基体１ｂを厚み方向に貫通している。凹部形成用貫通孔４が設けられた第２基体１ｂを平板状の第１基体１ａと接合することによって、第１カバー部材１に凹部５が形成されることとなる（図４参照）。すなわち、凹部形成用貫通孔４の内側に位置する第１基体１ａの上面が凹部５の底面となり、凹部形成用貫通孔４の内壁が凹部５の内壁となる。換言すれば、凹部形成用貫通孔４から露出する第１基体１ａの上面が凹部５の底面となり、凹部形成用貫通孔４の内壁が凹部５の内壁となる。
【００２３】
また、第２基体１ｂの上面には、端子６および端子６から凹部形成用貫通孔４まで引き回された配線７が形成されている。端子６は、第２基体１ｂの上面のｘ方向における他方端１ｂ２に形成されている。端子６が形成されている部分は、センサ１００を外部の測定器（図示せず）に挿入したときに実際に挿入される部分であり、端子６を介してセンサ１００が外部の測定器と電気的に接続されることとなる。また、端子６と検出素子３とは、配線７などを介して電気的に接続されている。そして、外部の測定器からの信号が端子６を介してセンサ１００に入力されるとともに、センサ１００からの信号が端子６を介して外部の測定器に出力されることとなる。
【００２４】
（第２カバー部材）
第２カバー部材２は、第１基体１ａおよび第２基体１ｂからなる第１カバー部材１の上面に接合されている。第２カバー部材２は、第３基体２ａと第４基体２ｂを有する。
【００２５】
第３基体２ａは、第２基体１ｂの上面に貼り合わされている。第３基体２ａは平板状であり、その厚みは、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。第３基体２ａの平面形状は概ね長方形状であるが、第１基体１ａおよび第２基体１ｂと同様に長手方向の一方端２ａ１は外方に向かって突出した円弧状となっている。第３基体２ａのｘ方向の長さは、第３基体２ａを第２基体１ｂの上面に貼り合わせたときに第２基体１ｂに形成された端子６が露出するように第２基体１ｂのｘ方向の長さよりも若干短く構成されている（図１参照）。第３基体２ａのｘ方向の長さは、例えば、０．８ｍｍ〜４．８ｃｍである。ｙ方向の長さは、例えば、第１基体１ａおよび第２基体１ｂと同様に１ｃｍ〜３ｃｍである。
【００２６】
第３基体２ａには切欠き８が形成されている。切欠き８は、第３基体２ａの円弧状になっている一方端２ａ１の頂部からｘ方向の他方端２ａ２に向かって第３基体２ａを切り欠いた部分である。かかる切欠き８は溝部１５を形成するためのものである。第３基体２ａの切欠き８の両隣には、第３基体２ａを厚み方向に貫通する第１貫通孔１６および第２貫通孔１７が形成されている。第３基体２ａを第２基体１ｂに積層したときに、第１貫通孔１６および第２貫通孔１７の内側には検出素子３と配線７との接続部分が位置するようになっている。第３基体２ａの第１貫通孔１６と切欠き８との間の部分は、後述するように溝部１５と第１貫通孔１６によって形成される空間とを仕切る第１仕切り部２５となる。また、第３基体２ａの第２貫通孔１７と切欠き８との間の部分は、溝部１５と第２貫通孔１７によって形成される空間とを仕切る第２仕切り部２６となる。
【００２７】
第３基体２ａの上面には第４基体２ｂが貼り合わされる。第４基体２ｂは、平板状であり、その厚みは、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。第４基体２ｂを平面視したときの外形は、第３基体２ａとほぼ同じであり、ｘ方向の長さおよびｙ方向の長さも第３基体２ａとほぼ同じである。この第４基体２ｂが切欠き８が形成された第３基体２ａと接合されることによって、第２カバー部材２の下面に溝部１５が形成されることとなる。すなわち、切欠き８の内側に位置する第４基体２ｂの下面が溝部１５の底面となり、切欠き８の内壁が溝部１５の内壁となる。換言すれば、切欠き８から露出する第４基体２ｂの下面が溝部１５の底面となり、切欠き８の内壁が溝部１５の内壁となる。溝部１５は、流入口１４から少なくとも検出部１３ａの直上領域まで延びており、断面形状は、例えば矩形状である。
【００２８】
第４基体２ｂには、第４基体２ｂを厚み方向に貫通する第３貫通孔１８が形成されている。第３貫通孔１８は、第４基体２ｂを第３基体２ａに積層したときに切欠き８の端部８ａ上に位置している。よって溝部１５の端部は第３貫通孔１８と繋がっている。この第３貫通孔１８は、溝部１５内の空気などを外部に放出するためのものである。
【００２９】
第１基体１ａ、第２基体１ｂ、第３基体２ａおよび第４基体２ｂは、例えば、紙、プラスティック、セルロイド、セラミックスなどからなる。これらの基体は、すべて同じ材料によって形成することができる。これらの基体をすべて同じ材料で形成することによって各基体の熱膨張係数をほぼ揃えることができるため、基体ごとの熱膨張係数の差に起因する変形が抑制される。また、検出部１３ａには生体材料が塗布されることがあるが、その中には紫外線などの外部の光によって変質しやすいものもある。その場合は、第１カバー部材１および第２カバー部材２の材料として、遮光性を有する不透明なものを用いるとよい。一方、検出部１３ａの外部の光による変質がほとんど起こらない場合は、溝部１５が形成されている第２カバー部材２を透明に近い材料によって形成してもよい。この場合は、流路１５内を流れる検体液の様子を視認することができる。
【００３０】
（検出素子について）
次に、検出素子３について説明する。
【００３１】
図５および図６に示すように、検出素子３は、上述の通り弾性表面波素子であり、主に基体１０、基体１０の上面に位置している第１ＩＤＴ電極１１、第２ＩＤＴ電極１２および検出部１３ａを有する。また、検出素子３は、第１引出し電極１９および第２引出し電極２０をさらに有する。
【００３２】
（基体）
基体１０は、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）単結晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）単結晶、水晶などの圧電性を有する単結晶からなる。基体１０の平面形状および各種寸法は適宜設定することができる。一例として、基体１０の厚みは、０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。
【００３３】
（ＩＤＴ電極および引出し電極）
第１ＩＤＴ電極１１は、図６に示すように１対の櫛歯電極を有する。各櫛歯電極は、互いに対向する２本のバスバーおよび各バスバーから他のバスバー側へ延びる複数の電極指を有している。そして、１対の櫛歯電極は、複数の電極指が互いに噛み合うように配置されている。第２ＩＤＴ電極１２も第１ＩＤＴ電極１１と同様に構成されている。第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２は、トランスバーサル型のＩＤＴ電極を構成している。
【００３４】
ここで、第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との電極指の本数、隣接する電極指同士の距離、電極指の交差幅などをパラメータとして、周波数特性を設計することが可能である。ＩＤＴ電極によって励振されるＳＡＷとしては、例えば、レイリー波、ラブ波、リーキー波などがある。なお、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２のＳＡＷの伝搬方向（ｙ方向）における外側の領域にＳＡＷの反射抑制のための弾性部材を設けてもよい。ＳＡＷの周波数は、例えば、数メガヘルツ（ＭＨｚ）から数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の範囲内において設定可能である。中でも、数百ＭＨｚから２ＧＨｚとすれば、実用的であり、かつ基体１０の小型化ひいてはＳＡＷセンサの小型化を実現することが可能となる。
【００３５】
第１ＩＤＴ電極１１は、所定の弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）を発生させるためのものであり、第２ＩＤＴ電極１２は、第１ＩＤＴ電極１１で発生したＳＡＷを受信するためのものである。第１ＩＤＴ電極１１で発生したＳＡＷを第２ＩＤＴ電極１２が受信できるように第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２とは同一直線状に配置されている。そして、上述の通り、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２の電極指の本数、隣接する電極指同士の距離、電極指の交差幅などをパラメータとして周波数特性を設計することができる。ＩＤＴ電極によって励振されるＳＡＷとしては、種々の振動モードのものが存在するが、検出素子３においては、例えば、ＳＨ波とよばれる横波の振動モードを利用している。
【００３６】
第１ＩＤＴ電極１１は、第１引出し電極１９と接続されている。第１引出し電極１９は、第１ＩＤＴ電極１１から検出部１３ａとは反対側に引き出され、第１引出し電極１９の端部１９ｅは第１カバー部材１に設けた配線７と電気的に接続されている。また、第２ＩＤＴ電極１２は、第２引出し電極２０と接続されている。第２引出し電極２０は、第２ＩＤＴ電極１２から検出部１３ａとは反対側に引き出され、第２引出し電極２０の端部２０ｅは、配線７と電気的に接続されている。
【００３７】
第１ＩＤＴ電極１１、第２ＩＤＴ電極１２、第１引出し電極１９および第２引出し電極２０は、例えば、アルミニウム、アルミニウムと銅との合金（アルミニウム合金）などからなる。またこれらの電極は、多層構造としてもよい。多層構造とする場合は、例えば、１層目がチタンまたはクロムからなり、２層目がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。
【００３８】
第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２は、保護膜（図示せず）によって覆われている。保護膜は、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２の酸化抑制などに寄与するものである。保護膜は、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、窒化珪素、またはシリコンなどによって形成されている。保護膜の厚さは、例えば、第１ＩＤＴ電極１１および第２ＩＤＴ電極１２の厚さの１／１０程度（１０〜３０ｎｍ）である。保護膜は、第１引出し電極１９の端部１９ｅおよび第２引出し電極２０の端部２０ｅを露出するようにして、基体１０の上面全体にわたって形成されてもよい。
【００３９】
（接合部材および振動空間）
第１ＩＤＴ電極１１は、図５に示すように、第１接合部材２１によって覆われていてもよい。第１接合部材２１は、基体１０の上面に位置し、内部は中空となっている。第１接合部材２１が基体１０の上面に載置された状態における第１接合部材２１の中空部が第１振動空間２３である（図４（ａ）参照）。第１ＩＤＴ電極１１は第１振動空間２３内に密閉されている。これにより第１ＩＤＴ電極１１が外気および検体液と隔離され、第１ＩＤＴ電極１１を保護することができる。また、第１振動空間２３が確保されることによって第１ＩＤＴ電極１１において励振されるＳＡＷの特性の劣化を抑制することができる。同様に、第２ＩＤＴ電極１２は、第２接合部材２２によって覆われていてもよい。第２接合部材２２も第１接合部材２１と同じく基体１０の上面に位置し、図４（ａ）に示すように内部は中空となっている。第２接合部材２２が基体１０の上面に載置された状態における第２接合部材２２の中空部が第２振動空間２４である。第２ＩＤＴ電極１２は第２振動空間２４内に密閉されている。
【００４０】
なお、振動空間の形状は、直方体状であってもよく、断面視したときにドーム状となってもよく、平面視したときに楕円状となってもよく、ＩＤＴ電極の形状や配置などに合わせて任意の形状にすることができる。
【００４１】
第１接合部材２１は、ｘ方向に沿って配置された２つの第１ＩＤＴ電極１１を取り囲むようにして基体１０の上面に固定された環状の枠体と、枠体の開口を塞ぐように枠体に固定された蓋体とからなる。このような構造は、例えば、感光性の樹脂材料を使用して樹脂膜を形成し、この樹脂膜をフォトリソグラフィー法などによりパターニングすることによって形成することができる。第２接合部材２２も同様にして形成することができる。
【００４２】
なお、センサ１００においては、２つの第１ＩＤＴ電極１１を１つの第１接合部材２１で覆っているが、２つの第１ＩＤＴ電極１１を別個の第１接合部材２１により覆うようにしてもよい。また、２つの第１ＩＤＴ電極１１を１つの第１接合部材２１で覆い、２つの第１ＩＤＴ電極１１の間に仕切りを設けるようにしてもよい。第２ＩＤＴ電極１２についても同様に２つの第２ＩＤＴ電極１２を別個の第２接合部材２２で覆ってもよいし、１つの第２接合部材２２を使用して２つの第２ＩＤＴ電極１２の間に仕切りを設けるようにしてもよい。
【００４３】
（検出部および参照部）
第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間には、図３〜図９に示すように、検出部１３ａ（および参照部１３ｂ）が設けられている。なお、図３〜図９においては、検出部１３ａおよび参照部１３ｂを次のように示している。すなわち、図３〜図５においては、第１検出部Ｄ１を符号１３（Ａ）、第２検出部Ｄ２を符号１３（Ｂ）として示している。また、図６〜図９においては、検出部１３ａおよび参照部１３ｂを区別することなく、便宜上、上流側から順にＡ〜Ｆという符号で示している。図６においては、第１検出部Ｄ１を符号Ａ、第２検出部Ｄ２を符号Ｂとして示している。
【００４４】
本実施形態のセンサ１００において、検出部１３ａは、図３〜図６に示すように、第１検出部Ｄ１（１３（Ａ））および第２検出部Ｄ２（１３（Ｂ））を有している（構成例１）。第１検出部Ｄ１は、少なくとも１つであればよい。この点、第２検出部Ｄ２についても同様である。すなわち、第２検出部Ｄ２は、少なくとも１つであればよい。本実施形態では、第１検出部Ｄ１および第２検出部Ｄ２はいずれも、１つである。
【００４５】
ここで、第１検出部Ｄ１は、流路１５に位置しており、検体液中の第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドＬＧ１（図示せず）を有する。第２検出部Ｄ２は、流路１５であって第１検出部Ｄ１よりも下流に位置しており、第１物質および検体液中の第２物質と特異的に結合可能な第２リガンドＬＧ２（図示せず）を有する。ここで、上流および下流という概念は流路１５における相対的な位置関係であって、下流とは、流路１５における検体が流れる方向において検体が後で通過する部位を意味するものである。例えば、図４（ｂ）において、第２検出部Ｄ２である１３（Ｂ）は第１検出部Ｄ１である１３（Ａ）よりも下流に位置している。ここで、第１物質がＨｂＡ１ｃの場合は、第１リガンドＬＧ１として抗ＨｂＡ１ｃ抗体を用い、第２物質がＨｂの少なくとも一種の場合は、第２リガンドＬＧ２として抗Ｈｂ抗体を用いればよい。なお、第２物質は、第１物質を含んでいてもよい。
【００４６】
検出部１３ａは、例えば、金属膜と、金属膜の表面に固定化されたＰＥＧ（polyethylene glycol）およびリガンドを有する。リガンドは、例えば、抗体、あるいは核酸およびペプチドからなるアプタマーなど、特定の標的物質と特異的に結合可能なものである。なお、金属膜は、例えば、クロムおよびクロム上に成膜された金の２層構造となっている。
【００４７】
すなわち、検出部１３ａは、検体液に含まれる検出対象物質としての標的物質と反応を生じさせるためのものであり、具体的には、検体液が検出部１３ａに接触すると、検体液中の特定の標的物質がその標的物質に対応するリガンドである抗体あるいはアプタマーと結合する。例えば、上述のように、第１検出部Ｄ１の第１リガンドＬＧ１は第１物質としてのＨｂＡ１ｃと特異的に結合し、第２検出部Ｄ２の第２リガンドＬＧ２は第２物質としてのＨｂと特異的に結合する。ここで、図５および図６に示すように、ｙ方向に沿って配置された第１ＩＤＴ電極１１、第２ＩＤＴ電極１２および検出部１３ａを１セットとすると、センサ１００にはそのセットが２つ設けられている。これにより、第１検出部Ｄ１で反応する標的物質（第１物質）を、第２検出部Ｄ２で反応する標的物質（第２物質）と異ならせることによって、１つのセンサによって２種類の物質を検出することが可能となる。
【００４８】
このように、本実施形態のセンサ１００によれば、第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドを有する第１検出部Ｄ１、および第２物質と特異的に結合可能な第２リガンドを有する第２検出部Ｄ２を備えるという比較的簡素な構成によって、第１物質および第２物質を精度良く検出することが可能である。また、第１検出部Ｄ１が第２検出部Ｄ２よりも上流側に配置されていることから、検体液は、第１物質および第２物質の濃度を維持した状態で、第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドを有する第１検出部Ｄ１を第２検出部Ｄ２よりも先に通過するため、第１物質の検出精度を向上させることが可能となる。さらに、検出部１３ａを第１検出部Ｄ１と第２検出部Ｄ２とで構成することができるため、検出素子の小型化を図ることが可能となる。
【００４９】
（測定器による測定について）
ＳＡＷを利用した検出素子３において検体の検出を行うには、まず、第１ＩＤＴ電極１１に、配線７や第１引出し電極１９などを介して、外部の測定器から所定の電圧を印加する。すなわち、上述の実施形態に係るセンサ１００に測定器を追加して、センサ装置とすることができる。
【００５０】
このように電圧を印加すると、第１ＩＤＴ電極１１の形成領域において基体１０の上面が励振され、所定の周波数を有するＳＡＷが発生する。発生したＳＡＷはその一部が検出部１３ａに向かって伝搬し、検出部１３ａを通過した後、第２ＩＤＴ電極１２に到達する。ここで、検出部１３ａでは、検出部１３ａのアプタマーが検体液中の特定の標的物質と結合し、結合した分だけ検出部１３ａの重さが変化する。この結果、検出部１３ａの下を通過するＳＡＷの位相などの特性が変化する。このように特性が変化したＳＡＷが第２ＩＤＴ電極１２に到達すると、それに応じた電圧が第２ＩＤＴ電極１２に生じる。
この電圧が第２引出し電極２０、配線７などを介して外部に出力され、それを外部の測定器で読み取ることによって検体の性質や成分を調べることができる。
【００５１】
（流路について）
本実施形態のセンサ１００は、検体液を検出部１３ａに誘導させるために毛細管現象を利用する。
【００５２】
具体的には、第２カバー部材２が第１カバー部材１と接合されることによって、第２カバー部材２の下面に形成された溝部１５の部分が細長い管となるため、検体液の種類、第１カバー部材１および第２カバー部材２の材質などを考慮して溝部１５の幅あるいは径などを所定の値に設定することによって溝部１５により形成される細長い管に毛細管現象を生じさせることができる。溝部１５の幅（ｙ方向の寸法）は、例えば、０．５ｍｍ〜３ｍｍであり、深さ（ｚ方向の寸法）は、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。なお、図４（ｂ）に示すように、溝部１５は検出部１３ａを超えて延びた部分である延長部１５ｅを有し、第２カバー部材２には延長部１５ｅに繋がった第３貫通孔１８が形成されている。検体液が流路１５内に入ってくると流路１５内に存在していた空気は第３貫通孔１８から外部へ放出される。
【００５３】
このような毛細管現象を生じる管を第１カバー部材１および第２カバー部材２からなるカバー部材に形成しておくことによって、流入口１４に検体液を接触させれば検体液が溝部１５を流路１５としてカバー部材の内部に吸い込まれていく。よってセンサ１００によれば、それ自体が検体液の吸引機構を備えているため、ピペットなどの器具を使用することなく検体液の吸引を行うことができる。また、流入口１４がある部分は丸みを帯びており、その頂部に流入口１４を形成しているため、流入口１４を判別しやすくなっている。
【００５４】
ところで本実施形態では溝部１５によって形成される検体液の流路１５は、深さが０．３ｍｍ程度であるのに対し、検出素子３は厚みが０．３ｍｍ程度であり、流路１５の深さと検出素子３の厚さがほぼ等しい。そのため、流路１５の表面に検出素子３をそのまま置くと流路１５が塞がれてしまう。そこでセンサ１００においては、図４に示すように、検出素子３が実装される第１カバー部材１に凹部５を設け、この凹部５の中に検出素子３を収容することによって検体液の流路１５が塞がれないようにしている。すなわち、凹部５の深さを検出素子３の厚みと同程度にし、その凹部５の中に検出素子３を実装することによって、溝部１５によって形成される流路１５を確保することができる。
【００５５】
図３は、第２カバー部材２の第４基体２ｂを外した状態における斜視図であるが、検体液の流路１５（切欠き８）が確保されているため、毛細管現象によって流路１５内に流入した検体液を検出部１３ａまでスムーズに誘導することができる。
【００５６】
検体液の流路１５を十分に確保する観点から、図４に示すように、基体１０の上面の凹部５の底面からの高さは、凹部５の深さと同じかまたはそれよりも小さくしておくとよい。例えば、基体１０の上面の凹部５の底面からの高さを凹部５の深さと同じにしておけば、流入口１４から溝部１５の内部を見たときに流路１５の底面と検出部１３ａとをほぼ同一高さとすることができる。センサ１００においては、基体１０の厚みを凹部５の深さよりも小さくし、第１接合部材２１および第２接合部材２２の凹部５の底面からの高さが凹部５の深さとほぼ同じになるようにしている。第１接合部材２１および第２接合部材２２の凹部５の底面からの高さを凹部５の深さよりも大きくすると、第３基体２ａの第１仕切り部２５および第２仕切り部２６を他の部分よりも薄く加工する必要があるが、第１接合部材２１および第２接合部材２２の凹部５の底面からの高さを凹部５の深さとほぼ同じにしておくことによって、そのような加工の必要がなくなり、生産効率が良くなる。
【００５７】
凹部５の平面形状は、例えば、基体１０の平面形状と相似の形状とされており、凹部５は基体１０よりも若干大きい。より具体的には、凹部５は基体１０を凹部５に実装したときに、基体１０の側面と凹部５の内壁との間に１００μｍ程度の隙間が形成されるような大きさである。
【００５８】
（各構成の関係について）
検出素子３は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂などを主成分とするダイボンド材によって凹部５の底面に固定されている。第１引出し電極１９の端部１９ｅと配線７とは、例えば、Ａｕなどからなる金属細線２７によって電気的に接続されている。第２引出し電極２０の端部２０ｅと配線７との接続も同様である。なお、第１引出し電極１９および第２引出し電極２０と配線７との接続は金属細線２７によるものに限らず、例えば、Ａｇペーストなどの導電性接着材によるものでもよい。
【００５９】
第１引出し電極１９および第２引出し電極２０と配線７との接続部分には空隙が設けられているため、第２カバー部材２を第１カバー部材１に貼り合わせた際に金属細線２７の破損が抑制される。この空隙は、第３基体２ａに第１貫通孔１６および第２貫通孔１７を設けておくことによって簡単に形成することができる。また、第１貫通孔１６と溝部１５との間に第１仕切り部２５が存在することによって、溝部１５を流れる検体液が第１貫通孔１６により形成された空隙に流れ込むのを抑制することができる。これにより、複数の第１引出し電極１９の間で検体液による短絡が発生するのを抑制することができる。同様に、第２貫通孔１７と溝部１５との間に第２仕切り部２６が存在することによって、溝部１５を流れる検体液が第２貫通孔１７により形成された空隙に流れ込むのを抑制することができる。これにより、複数の第２引出し電極２０の間で検体液による短絡が発生するのを抑制することができる。
【００６０】
第１仕切り部２５は第１接合部材２１上に位置し、第２仕切り部２６は第２接合部材２２上に位置している。よって、検体液の流路１５は、より厳密にいえば、溝部１５だけでなく第１接合部材２１の溝部１５側の側壁と第２接合部材２２の溝部１５側の側壁とによっても構成される。第１貫通孔１６および第２貫通孔１７によって形成される空隙への検体液の漏れを抑制する観点からは、第１仕切り部２５は第１接合部材２１の上面に、第２仕切り部２６は第２接合部材２２の上面にそれぞれ接触させておいた方がよいが、センサ１００では、第１仕切り部２５の下面と第１接合部材２１の上面との間および第２仕切り部２６の下面と第２接合部材２２の上面との間に隙間を有するようにしている。この隙間は、例えば、１０μｍ〜６０μｍである。このような隙間を設けておくことによって、例えば、センサ１００を指でつまんだ際などにこの部分に圧力が加わっても、隙間によって圧力を吸収し、第１接合部材２１および第２接合部材２２に直接圧力が加わるのを抑制することができる。その結果、第１振動空間２３および第２振動空間２４が大きく歪むのを抑制することができる。また、検体液は通常ある程度の粘弾性を有するため、隙間を１０μｍ〜６０μｍにしておくことによって検体液がこの隙間に入り込みにくくなり、検体液が第１貫通孔１６および第２貫通孔１７によって形成される空隙に漏れるのを抑制することもできる。
【００６１】
第１仕切り部２５の幅は、第１振動空間２３の幅よりも広くされている。換言すれば、第１接合部材２１の枠体上に第１仕切り部２５の側壁が位置するようにされている。これにより、外部からの圧力によって第１仕切り部２５が第１接合部材２１に接触した場合でも、第１仕切り部２５が枠体によって支えられるため、第１接合部材２１の変形を抑制することができる。同様の理由により、第２仕切り部２６の幅も第２振動空間２４の幅よりも広くしておくとよい。
【００６２】
（絶縁性部材）
第１貫通孔１６および第２貫通孔１７によって形成される空隙内に位置する、第１引出し電極１９、第２引出し電極２０、金属細線２７および配線７は、絶縁性部材２８によって覆われている。
【００６３】
これによれば、これらの電極などが腐食するのを抑制することができる。また、絶縁性部材２８を設けておくことによって、検体液が第１仕切り部２５と第１接合部材２１との隙間、あるいは第２仕切り部２６と第２接合部材２２との隙間に入り込んだ場合でも、絶縁性部材２８によって検体液が堰き止められる。よって、検体液の漏れによる引出し電極間の短絡などを抑制することができる。
【００６４】
かくしてセンサ１００によれば、検出素子３を第１カバー部材１の凹部５に収容したことによって、流入口１４から検出部１３ａに至る検体液の流路１５を確保することができ、毛細管現象などによって流入口１４から吸引された検体液を検出部１３ａまで流すことができる。すなわち、本実施形態によれば、厚みのある検出素子３を用いつつ、それ自体に吸引機構を備えたセンサ１００を提供することができる。
【実施例】
【００６５】
次に、上述の実施形態に係るセンサ１００の実施例、ならびに比較例を用意し、ＨｂおよびＨｂＡ１ｃを測定し、それに基づいてＨｂＡ１ｃの検出バラツキを算出した。
【００６６】
まず、検体液は、一般社団法人検査医学標準物質機構のＨｂＡ１ｃ認証実用標準物質を用いて作製した。当該物質を用いて、総Ｈｂ濃度１３３ｍｇ／ｍＬ、ＨｂＡ１ｃ１０．４８（ＮＧＳＰ値）の試薬を作製した。
【００６７】
次に、この試薬を１００ｍＭのコハク酸緩衝液（ｐＨ＝５）、０．１％ トリトン（Triton）Ｘ−１００（登録商標）を含む溶液で、Ｈｂ濃度が０．９ｍｇ／ｍＬとなるように希釈し、転倒混和後、室温で１０分間放置した。
【００６８】
その後に、毛細管現象を用いて、センサ１００の検出素子３における検出部１３ａ／参照部１３ｂへと検体液を導入した。
【００６９】
そして、検体液を導入した直後（１秒以内）の位相と、導入後３〜５分の位相の平均値との差を計算し、検出値(＝ＨｂＡ１ｃの結合による位相変化／Ｈｂの結合による位相変化）を算出した。ここで、同一のウエハを用いて形成された検出素子３が３つ用意され、それぞれに対して上述の検出値を算出した。
【００７０】
上述のようにして算出された３つの検出値の平均値（ＡＶＥ）、および標準偏差（σ）に基づいて、変動係数（ＣＶ＝σ／ＡＶＥ）を算出した。
【００７１】
以下に示す実施例と比較例とは、センサ１００の流路１５において、第１検出部Ｄ１および第２検出部Ｄ２の配置を上流と下流とで入れ替えたものであり、それぞれの構成において上述のような測定を行なった。その測定結果を表１および表２に示す。
【００７２】
【表１】
2018081112.tif 000003
【００７３】
表１は、実施例に関する実験結果を示すものである。
実施例に係るセンサでは、流路において、第１検出部（ＨｂＡ１ｃ）が上流に位置し、第２検出部（Ｈｂ）が第１検出部（ＨｂＡ１ｃ）よりも下流に位置している。また、各実施例においては、後述する参照部１３ｂを有しており、第１検出部Ｄ１の上流に第１参照部Ｌ１を配置し、且つ、第２検出部Ｄ２の下流に第２参照部Ｌ２を配置している。それ以外の構成については、上述の実施形態に記載の通りの構成を備える実施例に係るセンサを３つ用意した。そして、それぞれの実施例に対して、上述の手順に従って実験を行なった。
【００７４】
この結果、表１に示すように、実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３のセンサにおいて、ＣＶは、平均４．５％と小さい値であった。
【００７５】
【表２】
2018081112.tif 000004
【００７６】
表２は、比較例に関する実験結果を示すものである。
比較例に係るセンサでは、流路において、第２検出部（Ｈｂ）が上流に位置し、第１検出部（ＨｂＡ１ｃ）が第２検出部（Ｈｂ）よりも下流に位置している。また、各比較例においては、後述する参照部１３ｂを有しており、第２検出部Ｄ２の上流に第１参照部Ｌ１を配置し、且つ、第１検出部Ｄ１の下流に第２参照部Ｌ２を配置している。それ以外の構成については、上述の実施形態に記載の通りの構成を備える比較例に係るセンサを３つ用意した。そして、それぞれの比較例に対して、上述の手順に従って実験を行なった。
【００７７】
この結果、表２に示すように、比較例Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６のセンサにおいて、ＣＶは、平均８．８％と比較的大きい値であった。
【００７８】
以上のように、表１および表２の結果から、ＨｂＡ１ｃと特異的に結合可能な第１リガンドＬＧ１を有する第１検出部Ｄ１を、Ｈｂと特異的に結合可能な第２リガンドＬＧ２を有する第２検出部Ｄ２よりも、流路の上流に配置することによって、ＨｂＡ１ｃおよびＨｂの検出値の測定バラツキが低減することが分かった。
【００７９】
このような結果が生じる理由としては、第１検出部Ｄ１が第２検出部Ｄ２よりも上流に位置する場合には、第２検出部Ｄ２の第２リガンドＬＧ２によってＨｂＡ１ｃと特異的に結合する前に、第１検出部Ｄ１の第１リガンドＬＧ１がＨｂＡ１ｃと特異的な結合を行なうことができるため、下流に位置している第２検出部Ｄ２の第２リガンドＬＧ２によるＨｂＡ１ｃとの特異的な結合の影響が小さいことに起因するものと考えられる。
【００８０】
（検出部および参照部の変形例について）
上述のような本実施形態のセンサ１００は、１つ以上の参照部１３ｂをさらに有してもよい。
【００８１】
例えば、図７および図８において、符号Ａ〜Ｄのうちの２つが、上述の第１検出部Ｄ１および第２検出部Ｄ２の場合に、他の１つあるいは２つを参照部１３ｂとすることができる。
【００８２】
ここで、参照部１３ｂとは、検体液中の第１物質および第２物質と特異的に結合する第１リガンドＬＧ１および第２リガンドＬＧ２を有さないものである。すなわち、参照部１３ｂの構成は、検出部１３ａの構成と比較すると、抗体、あるいは核酸およびペプチドからなるアプタマーを有さず、金属膜および金属膜の表面に固定化されたＰＥＧ（polyethylene glycol）を有する。
【００８３】
すなわち、参照部１３ｂは、検体液中の標的物質（第１物質および第２物質）と反応を生じさせるものではなく、検体液が参照部１３ｂに接触しても、基本的に標的物質との結合を生じない。なお、検体液中の特定の標的物質以外の物質についても、検出部１３ａの表面と同様に、参照部１３ｂの表面に付着しにくいように設計すればよい。
【００８４】
以上、抗体あるいはアプタマーを有さない参照部１３ｂにおける信号と対比することによって、検出部１３ａにおける抗体あるいはアプタマーによる第１物質および第２物質との特異的な結合に基づく信号を精度良く検出することができ、信頼性の高い測定を行なうことが可能となる。
【００８５】
以下、上述の実施形態における検出素子３（構成例１）とは異なる構成を有する例について、順に説明を行なう。
【００８６】
（構成例２）
まず、図７に示す検出素子３は、検出部１３ａおよび参照部１３ｂを合わせて３つ備えている。
【００８７】
そして、本構成例では、流路１５の上流側から順に、第１検出部Ｄ１（Ａ）／第２検出部Ｄ２（Ｂ）／第１参照部Ｌ１（Ｃ）を配置している。すなわち、第１参照部Ｌ１は、２つの検出部１３ａよりも下流に配置されている。
【００８８】
これによれば、１つの参照部１３ｂとして第１参照部Ｌ１が追加されているため、上述の構成例１と比較して、非特異吸着、および溶媒の密度や粘度などの影響を低減することができ、標的物質に対してより精度の高い測定が可能となる。すなわち、検体液によってタンパク質の量は異なるため、検体液間で検出部１３ａに非特異的に吸着する量が異なる。そのため、非特異吸着量を、第１参照部Ｌ１で測定した位相変化量と、検出部１３ａで測定した位相変化量との差分を取ることによって、ＨｂおよびＨｂＡ１ｃに対して非特異吸着の影響を低減した正確な位相変化量を算出することが可能となる。
【００８９】
（構成例３）
構成例３は、上述の構成例２と同様、検出素子３は、図７に示すように、検出部１３ａおよび参照部１３ｂを合わせて３つ備えている。
【００９０】
そして、本構成例では、流路１５の上流側から順に、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第１検出部Ｄ１（Ｂ）／第２検出部Ｄ２（Ｃ）を配置している。
【００９１】
これによれば、第１参照部Ｌ１が２つの検出部１３ａよりも上流側に配置されているため、検出部１３ａで反応する前に（ＨｂおよびＨｂＡ１ｃの量が減少する前に）、第１参照部Ｌ１において検体液に対する非特異吸着による位相変化量をより正確に測定することができる。それ故、非特異吸着の影響をより低減した測定が可能となる。
【００９２】
（構成例４）
構成例４は、上述の構成例２と同様、検出素子３は、図７に示すように、検出部１３ａおよび参照部１３ｂを合わせて３つ備えている。
【００９３】
そして、本構成例では、流路１５の上流側から順に、第１検出部Ｄ１（Ａ）／第１参照部Ｌ１（Ｂ）／第２検出部Ｄ２（Ｃ）を配置している。
【００９４】
これによれば、第１参照部Ｌ１は、第１検出部Ｄ１と第２検出部Ｄ２との間に位置しており、第１参照部Ｌ１がいずれの検出部Ｄ１、Ｄ２とも近くに位置していることから、１つの参照部１３ｂによって２つの検出部１３ａに対する測定精度の向上に寄与することが可能となる。
【００９５】
（構成例５）
次に、図８に示す検出素子３は、検出部１３ａおよび参照部１３ｂを合わせて４つ備えている。
【００９６】
そして、本構成例では、流路１５の上流側から順に、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第１検出部Ｄ１（Ｂ）／第２検出部Ｄ２（Ｃ）／第２参照部Ｌ２（Ｄ）を配置している。
【００９７】
これによれば、２つの検出部Ｄ１、Ｄ２のそれぞれに対して近い位置に２つの参照部Ｌ１、Ｌ２が配置されていることから、非特異吸着量による位相変化量を正確に測定できる。そして、参照部１３ｂが２つ設けられていることから、それぞれによって得られた位相変化量を平均化して評価することによって、測定精度をより向上させることが可能となる。
【００９８】
（構成例６）
構成例６は、上述の構成例５と同様、検出素子３は、図８に示すように、検出部１３ａおよび参照部１３ｂを合わせて４つ備えている。
【００９９】
そして、本構成例では、流路１５の上流側から順に、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第１検出部Ｄ１（Ｂ）／第２参照部Ｌ２（Ｃ）／第２検出部Ｄ２（Ｄ）を配置している。
【０１００】
これによれば、第２検出部Ｄ２に対しても上流側でかつ隣接して第２参照部Ｌ２が配置されることから、検体液中の第２物質が第２検出部Ｄ２の第２リガンドＬＧ２と反応する直前の溶液状態を位相変化量として精度良く検出することができる。
【０１０１】
（構成例７）
構成例７は、上述の構成例５と同様、検出素子３は、図８に示すように、検出部１３ａおよび参照部１３ｂを合わせて４つ備えている。
【０１０２】
そして、本構成例では、流路１５の上流側から順に、第１検出部Ｄ１（Ａ）／第１参照部Ｌ１（Ｂ）／第２検出部Ｄ２（Ｃ）／第２参照部Ｌ２（Ｄ）を配置している。
【０１０３】
これによれば、検出部Ｄ１、Ｄ２のそれぞれに対して近い位置に参照部Ｌ１、Ｌ２が配置されていることから、非特異吸着による位相変化量を正確に測定できる。
【０１０４】
（構成例８）
構成例８は、上述の構成例５と同様、検出素子３は、図８に示すように、検出部１３ａおよび参照部１３ｂを合わせて４つ備えている。また、２つの参照部１３ｂが互いに隣接して位置している。
【０１０５】
そして、本構成例では、流路１５の上流側から順に、第１検出部Ｄ１（Ａ）／第２検出部Ｄ２（Ｂ）／第１参照部Ｌ１（Ｃ）／第２参照部Ｌ２（Ｄ）を配置している。
【０１０６】
これによれば、２つの参照部１３ｂが隣に位置していることから、それぞれによって得られた位相変化量を平均化して評価する場合に、非特異吸着による位相変化量を正確に測定できる。そして、測定精度をより向上させることが可能となる。
【０１０７】
（構成例９）
構成例９は、上述の構成例５と同様、検出素子３は、図８に示すように、検出部１３ａおよび参照部１３ｂを合わせて４つ備えている。また、２つの参照部１３ｂが互いに隣接して位置している。
【０１０８】
そして、本構成例では、流路１５の上流側から順に、第１検出部Ｄ１（Ａ）／第１参照部Ｌ１（Ｂ）／第２参照部Ｌ２（Ｃ）／第２検出部Ｄ２（Ｄ）を配置している。
【０１０９】
これによれば、第１参照部Ｌ１と第２参照部Ｌ２は、第１検出部Ｄ１と第２検出部Ｄ２との間に位置していることから、２つの参照部１３ｂによって２つの検出部１３ａに対する測定精度の向上に寄与することが可能となる。
【０１１０】
（構成例１０）
構成例１０は、上述の構成例５と同様、検出素子３は、図８に示すように、検出部１３ａおよび参照部１３ｂを合わせて４つ備えている。また、２つの参照部１３ｂが互いに隣接して位置している。
【０１１１】
そして、本構成例では、流路１５の上流側から順に、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第２参照部Ｌ２（Ｂ）／第１検出部Ｄ１（Ｃ）／第２検出部Ｄ２（Ｄ）を配置している。
【０１１２】
これによれば、参照部１３ｂが上流側に配置されているため、検出部１３ａで反応する前に、参照部１３ｂにおいて検体液に対する非特異吸着による位相変化量をより正確に測定することができる。それ故、非特異吸着の影響をより低減した測定が可能となる。
【０１１３】
＜第２実施形態に係るセンサ＞
次に、本発明の第２実施形態に係るセンサについて、説明を行なう。なお、本実施形態では、下記で説明するように、上述した第１実施形態と同一の表現である第２リガンドおよび第２検出部という表現を使用して説明を行う。本実施形態において、第２リガンドおよび第２検出部における標的物質は第１実施形態とは異なるが、本実施形態でも、便宜上、第２リガンドおよび第２検出部という表現を使用してその説明を行う。
【０１１４】
本発明の第２実施形態に係るセンサは、検体液が流れる流路と、流路に位置しており、検体液中の第１物質と特異的に結合可能な第１リガンドを有する第１検出部と、流路であって第１検出部よりも下流に位置しており、検体液中の第２物質と特異的に結合可能な第２リガンドを有する第２検出部とを備え、検体液において、第１物質の濃度は第２物質の濃度よりも小さい。
【０１１５】
本実施形態のセンサは、上述の第１実施形態のセンサとは異なり、第２検出部が第１物質と特異的に結合可能であることは要求されていない。また、検体液における第１物質および第２物質の濃度において大小関係を有する。
【０１１６】
これによれば、例えば、第１リガンドとして、第１物質としてのＨｂＡ１ｃと特異的に結合可能な抗ＨｂＡ１ｃ抗体を用い、第２リガンドとして、第２物質としてのＨｂＡ０と特異的に結合可能な抗ＨｂＡ０抗体を用いることができる。すなわち、本実施形態に係るセンサによれば、第１物質と第２物質とが異なる種類の物質であっても、互いに影響を与えることなく精度良く測定を行なうことができる。また、第１物質としてのＨｂＡ１ｃの濃度が第２物質としてのＨｂＡ０の濃度よりも小さい場合においても、第１物質としてのＨｂＡ１ｃを、下流側の第２検出部による影響を受けることなく、上流側の第１検出部において精度良く検出することが可能となる。
【０１１７】
また、例えば、第１リガンドとして、第１物質としてのＣＲＰ（C-reactive protein）と特異的に結合可能な抗ＣＲＰ抗体を用い、第２リガンドとして、第２物質としてのＨｂと特異的に結合可能な抗Ｈｂ抗体を用いることができる。この場合においても上述のような効果を奏することができる。
【０１１８】
なお、第２検出部は、第１物質と特異的に結合可能であってもよい。
【０１１９】
なお、本実施形態において説明した構成以外の構成については、上述したような第１実施形態に係るセンサの構成を適宜適用することができる。以下に説明する種々の態様についても、同様に適宜適用可能である。
【０１２０】
本発明は、以上の実施形態または変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
例えば、上述した実施形態においては、検出素子３が、検出部１３ａおよび参照部１３ｂをそれぞれ２つ以下有する場合を例にして説明を行なったが、これに限定されるものではなく、いずれかあるいは両方を３つ以上有する構成にしてもよい。これによれば、より多くの物質を測定すること、ならびに、ある物質をより精度良く測定することが可能となる。この際、上述したような構成例に従って、検出部１３ａおよび参照部１３ｂの配置を、より精度良く標的物質を検出するために適切に設定することが好ましい。
【０１２１】
検出部１３ａを３つ以上有する構成を例にして説明すると、第１検出部Ｄ１および第２検出部Ｄ２以外の他の検出部をさらに備えていてもよい。他の検出部は、流路１５に位置しており、検体中の第１物質および第２物質以外の他の物質と特異的に結合可能な他のリガンドＬＧ（図示せず）を有する。これによれば、より多くの物質を測定することが可能となる。なお、他の検出部は、少なくとも１つであればよい。他の検出部を複数備えるとき、第３検出部Ｄ３、第４検出部Ｄ４、第５検出部Ｄ５・・・のように順に他の検出部を複数備えるようにしてもよいし、例えば、第３検出部Ｄ３、第３検出部Ｄ３、第３検出部Ｄ３・・・のように同じ他の検出部を複数備えるようにしてもよいし、これらを組み合わせて他の検出部を複数備えるようにしてもよい。また、他の検出部の位置は、流路１５に位置している限り、特に限定されない。すなわち、他の検出部は、第１検出部Ｄ１、第２検出部Ｄ２および参照部１３ｂに対して所望の位置に配置することができる。他の検出部として第３検出部Ｄ３を採用する場合の具体例を挙げると、図９において、流路１５の上流側から順に、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第１検出部Ｄ１（Ｂ）／第２検出部Ｄ２（Ｃ）／第２参照部Ｌ２（Ｄ）／第３検出部Ｄ３（Ｅ）／第３検出部Ｄ３（Ｆ）を配置している構成などが挙げられる。
【０１２２】
上述した他の検出部を備える構成は、参照部１３ｂについても適用することができる。すなわち、第１参照部Ｌ１および第２参照部Ｌ２以外の他の参照部をさらに備えていてもよい。つまり、流路１５に位置しており、第１物質および第２物質ならびに第１物質および第２物質以外の他の物質と特異的に結合するリガンドを有さない少なくとも１つの他の参照部をさらに備えていてもよい。他の参照部を複数備えるとき、第３参照部Ｌ３、第４参照部Ｌ４、第５参照部Ｌ５・・・のように順に他の参照部を複数備えるようにしてもよいし、例えば、第３参照部Ｌ３、第３参照部Ｌ３、第３参照部Ｌ３・・・のように同じ他の参照部を複数備えるようにしてもよいし、これらを組み合わせて他の参照部を複数備えるようにしてもよい。また、他の参照部の位置は、流路１５に位置している限り、特に限定されない。すなわち、他の参照部は、第１検出部Ｄ１、第２検出部Ｄ２、第１参照部Ｌ１、第２参照部Ｌ２に対して所望の位置に配置することができる。他の参照部として第３参照部Ｌ３を採用する場合の具体例を挙げると、図９において、流路１５の上流側から順に、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第１検出部Ｄ１（Ｂ）／第２検出部Ｄ２（Ｃ）／第２参照部Ｌ２（Ｄ）／第３検出部Ｄ３（Ｅ）／第３参照部Ｌ３（Ｆ）を配置している構成などが挙げられる。
【０１２３】
検出部１３ａを３つ以上有する他の構成として、第１検出部Ｄ１および第２検出部Ｄ２を合わせて３つ以上備える構成にしてもよい。そして、第１検出部Ｄ１を複数備えるとき、複数の第１検出部Ｄ１は上流側から順に位置しているのがよい。具体例を挙げると、図９において、流路１５の上流側から順に、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第１検出部Ｄ１（Ｂ）／第１検出部Ｄ１（Ｃ）／第１検出部Ｄ１（Ｄ）／第２検出部Ｄ２（Ｅ）／第２参照部Ｌ２（Ｆ）を配置している構成などが挙げられる。複数の第１検出部Ｄ１が上流側から順に位置していると、それぞれの第１検出部Ｄ１で得られた位相変化量を平均化して評価できることから、測定精度をより向上させることが可能となる。
【０１２４】
第２検出部Ｄ２についても同様に、第２検出部Ｄ２を複数備えるとき、複数の第２検出部Ｄ２は上流側から順に位置しているのがよい。具体例を挙げると、図９において、流路１５の上流側から順に、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第１検出部Ｄ１（Ｂ）／第２検出部Ｄ２（Ｃ）／第２検出部Ｄ２（Ｄ）／第２検出部Ｄ２（Ｅ）／第２参照部Ｌ２（Ｆ）を配置している構成、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第１検出部Ｄ１（Ｂ）／第１検出部Ｄ１（Ｃ）／第２検出部Ｄ２（Ｄ）／第２検出部Ｄ２（Ｅ）／第２参照部Ｌ２（Ｆ）を配置している構成などが挙げられる。複数の第２検出部Ｄ２が上流側から順に位置していると、それぞれの第２検出部Ｄ２で得られた位相変化量を平均化して評価できることから、測定精度をより向上させることが可能となる。
【０１２５】
上述した第１検出部Ｄ１および第２検出部Ｄ２を合わせて３つ以上備える構成は、参照部１３ｂについても適用することができる。すなわち、第１参照部Ｌ１および第２参照部Ｌ２を合わせて３つ以上備えていてもよい。そして、第１参照部Ｌ１を複数備えるとき、複数の第１参照部Ｌ１は上流側から順に位置しているのがよい。具体例を挙げると、図９において、流路１５の上流側から順に、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第１参照部Ｌ１（Ｂ）／第１参照部Ｌ１（Ｃ）／第１検出部Ｄ１（Ｄ）／第２検出部Ｄ２（Ｅ）／第２参照部Ｌ２（Ｆ）を配置している構成などが挙げられる。これによれば、それぞれの第１参照部Ｌ１で得られた位相変化量を平均化して評価できることから、測定精度をより向上させることが可能となる。同様に、第２参照部Ｌ２を複数備えるとき、複数の第２参照部Ｌ２は上流側から順に位置しているのがよい。具体例を挙げると、図９において、流路１５の上流側から順に、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第１検出部Ｄ１（Ｂ）／第２検出部Ｄ２（Ｃ）／第２参照部Ｌ２（Ｄ）／第２参照部Ｌ２（Ｅ）／第２参照部Ｌ２（Ｆ）を配置している構成、第１参照部Ｌ１（Ａ）／第１参照部Ｌ１（Ｂ）／第１検出部Ｄ１（Ｃ）／第２検出部Ｄ２（Ｄ）／第２参照部Ｌ２（Ｅ）／第２参照部Ｌ２（Ｆ）を配置している構成などが挙げられる。これによれば、それぞれの第２参照部Ｌ２で得られた位相変化量を平均化して評価できることから、測定精度をより向上させることが可能となる。
【０１２６】
また、上述した実施形態においては、検出部１３ａが金属膜と金属膜の表面に固定化されたアプタマーからなるものについて説明したが、例えば、検体中の標的物質が金属膜と反応する場合には、アプタマーを使用せず金属膜だけで検出部１３ａを構成してもよい。さらには、金属膜を用いずに、圧電基板である基体１０の表面における第１ＩＤＴ電極１１と第２ＩＤＴ電極１２との間の領域を検出部１３ａとしてもよい。
【０１２７】
また、例えば、本実施形態のセンサは、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave、弾性表面波）センサを例に説明したが、ＳＰＲ（Surface Plasmon Resonance、表面プラズモン共鳴）装置による測定に用いられる測定セル、ＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance、水晶発振子マイクロバランス法）水晶センサなどを用いてもよい。例えば、表面プラズモン共鳴が起こるように光導波路などを形成した検出素子３を用いる場合は、例えば検出部における光の屈折率の変化などを読み取ることとなる。その他、水晶などの圧電基板に振動子を形成した検出素子３を用いる場合は、例えば振動子の発振周波数の変化を読み取ることとなる。
【０１２８】
また、例えば、検出素子３として、１つの基体１０上に複数種類のデバイスを混在させても構わない。例えば、ＳＡＷ素子の隣に酵素電極法の酵素電極を設けてもよい。この場合は、抗体やアプタマーを用いた免疫法に加えて酵素法での測定も可能となり、１度に検査できる項目を増やすことができる。
【０１２９】
また、例えば、上述した実施形態においては、第１カバー部材１が第１基体１ａおよび第２基体１ｂにより形成され、第２カバー部材２が第３基体２ａおよび第４基体２ｂにより形成されている例を示したが、これに限らず、いずれかの基体１ａ、１ｂ、２ａおよび２ｂ同士が一体化されたもの、例えば、第１基体１ａと第２基体１ｂが一体化された第１カバー部材１を用いてもよい。
【０１３０】
また、例えば、上述した実施形態においては、検出素子３が１個設けられている例について説明したが、検出素子３を複数個設けてもよい。この場合、検出素子３ごとに凹部５を設けてもよいし、すべての検出素子３を収容できるような長い凹部５を形成するようにしてもよい。
【０１３１】
また、溝部１５は、第１カバー部材１と第２カバー部材２とのいずれに設けられてもよく、両方に設けられてもよい。例えば、第１カバー部材１と第２カバー部材２との両方に溝部を設けることで流路１５を形成してもよく、第１カバー部材１と第２カバー部材２との片方に溝部を設けることで流路１５を形成してもよい。
【０１３２】
また、例えば、上述した実施形態においては、基体１０が第１カバー部材１上に設けられ、第１カバー部材１と第２カバー部材２とが接合される場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、基体１０に直接カバー部を接合することで流路１５を形成してもよい。
【０１３３】
また、例えば、上述した実施形態においては、検体が液体状（検体液）である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、検体は、本実施形態のセンサで測定可能な限り、液体状に限定されるものではなく、例えば、ゲル状、気体状などであってもよい。また、検体は、例えば、流路１５（検出部１３ａ上）において液体状から固体状に近づいていくなど、その状態が変化するものであってもよい。
【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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