(57)【要約】【課題】ＳＡＷ素子の上方にメンブレンを配設する場合でも、ＳＡＷセンサの伝搬路の表面を検体で適正に濡らすことが可能な検体診断装置を提供する。【解決手段】  検体Ｋが接触する伝搬路３３を有するＳＡＷ素子３と、伝搬路３３の周囲を囲むように配置された封止部材４と、封止部材４の上に配置され、多孔質素材で構成されたメンブレン５と、を備える。伝搬路３３とメンブレン５との間に所定高さの空間Ｓが形成されるように封止部材４の高さが設定され、メンブレン５に検体Ｋが滴下されると、空間Ｓ内の気体Ｇがメンブレン５から外部に排出されて検体Ｋが空間Ｓ内に浸透し伝搬路３３に接するように、メンブレン５の透過率が設定されている。【選択図】  図２
2019074434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体が接触する伝搬路を有するＳＡＷ素子と、
前記伝搬路の周囲を囲むように配置された封止部材と、
前記封止部材の上に配置され、多孔質素材で構成されたシート状のメンブレンと、
を備え、
前記伝搬路と前記メンブレンとの間に所定高さの空間が形成されるように前記封止部材の高さが設定され、
前記メンブレンに検体が滴下されると、前記空間内の気体が前記メンブレンから外部に排出されて前記検体が前記空間内に浸透し前記伝搬路に接するように、前記メンブレンの透過率が設定されている、
ことを特徴とする検体診断装置。
【請求項２】
検体が接触する伝搬路を有するＳＡＷ素子と、
前記伝搬路の周囲を囲むように配置された封止部材と、
前記封止部材の上に配置され、多孔質素材で構成されたシート状のメンブレンと、
を備え、
前記伝搬路と前記メンブレンとの間に所定高さの空間が形成されるように前記封止部材の高さが設定され、
前記メンブレンの一部に、前記空間内の気体を外部に排出する排気部が形成されている、
ことを特徴とする検体診断装置。
【請求項３】
検体が接触する伝搬路を有するＳＡＷ素子と、
前記伝搬路の周囲を囲むように配置された封止部材と、
前記封止部材の上に配置され、多孔質素材で構成されたシート状のメンブレンと、
を備え、
前記伝搬路と前記メンブレンとの間に所定高さの空間が形成されるように前記封止部材の高さが設定され、
前記封止部材の一部に、前記空間内の気体を外部に排出する排気部が形成されている、
ことを特徴とする検体診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を利用した検体診断装置に関し、特に、伝搬路（反応場）に検体が滴下される検体診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＳＡＷ素子上に液体状（血液など）の検体を滴下してアレルギーなどを診断する診断装置（ＳＡＷバイオセンサ）が知られており（例えば、特許文献１等参照。）、このようなＳＡＷバイオセンサで血液などの液体中の抗原（或いは抗体）濃度を測定する場合、ＳＡＷ素子の伝搬路を反応場として検体が滴下される。この際、検体が伝搬路から流出して櫛形電極などと接触するのを防止するために、伝搬路の周りを樹脂製の封止部材で覆う技術が知られている（例えば、特許文献２等参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７１０５７号公報
【特許文献２】特開２０１５−６５６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、伝搬路に検体を滴下する際には、伝搬路が検体によって瞬時に満遍なく濡らされる必要がある。なぜならば、ゆっくりと検体が伝搬路の表面を濡らしていく場合、反応開始の検出や反応量の算出が複雑になり、また、検体で濡れていない領域が存在すると、その領域面積に応じてセンサ性能が低下するからである。
【０００５】
一方、検体の伝搬路への濡れ性を改善したり、二次抗体を配置したりするために、伝搬路の直上にわずかな隙間を設けてメンブレンを配置することが考えられる。このメンブレンは、多孔質素材（例えば、繊維素材）で構成されたシート状で、機械的安定性などを確保するために、伝搬路を取り囲むように配設された封止部材の上に密着して配設されることが考えられる。また、伝搬路にメンブレンが接触するのを防止するために、伝搬路とメンブレンとの間に所定の隙間を確保する必要があり、そのような隙間が確保されるように、封止部材の高さが設定される。
【０００６】
従って、伝搬路とメンブレンとの間に空間が存在し、メンブレンに滴下された検体は、この空間を経由して（満たして）伝搬路に達することになる。つまり、滴下前に空間に満たされた空気が、検体の滴下後に検体と置換されて、検体が空間を満たすことになる。このような空気と検体の置換がスムーズに行われることが望ましいが、メンブレンによって空間が比較的気密状態にあり、かつ、メンブレンに検体が満たされることで密閉性が高まり、置換が阻害されるおそれがある。この結果、伝搬路の表面を検体で適正に濡らすことが困難となる。
【０００７】
そこで本発明は、ＳＡＷ素子の上方にメンブレンを配設する場合でも、ＳＡＷセンサの伝搬路の表面を検体で適正に濡らすことが可能な検体診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、検体が接触する伝搬路を有するＳＡＷ素子と、前記伝搬路の周囲を囲むように配置された封止部材と、前記封止部材の上に配置され、多孔質素材で構成されたシート状のメンブレンと、を備え、前記伝搬路と前記メンブレンとの間に所定高さの空間が形成されるように前記封止部材の高さが設定され、前記メンブレンに検体が滴下されると、前記空間内の気体が前記メンブレンから外部に排出されて前記検体が前記空間内に浸透し前記伝搬路に接するように、前記メンブレンの透過率が設定されている、ことを特徴とする検体診断装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、検体が接触する伝搬路を有するＳＡＷ素子と、前記伝搬路の周囲を囲むように配置された封止部材と、前記封止部材の上に配置され、多孔質素材で構成されたシート状のメンブレンと、を備え、前記伝搬路と前記メンブレンとの間に所定高さの空間が形成されるように前記封止部材の高さが設定され、前記メンブレンの一部に、前記空間内の気体を外部に排出する排気部が形成されている、ことを特徴とする検体診断装置である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、検体が接触する伝搬路を有するＳＡＷ素子と、前記伝搬路の周囲を囲むように配置された封止部材と、前記封止部材の上に配置され、多孔質素材で構成されたシート状のメンブレンと、を備え、前記伝搬路と前記メンブレンとの間に所定高さの空間が形成されるように前記封止部材の高さが設定され、前記封止部材の一部に、前記空間内の気体を外部に排出する排気部が形成されている、ことを特徴とする検体診断装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、メンブレンに検体が滴下されると、ＳＡＷセンサの伝搬路とメンブレンの間の空間内の気体がメンブレンから外部に排出されるため、空間内が気密状態にならない。このため、検体が空間内に浸透しやすくなり、伝搬路の表面を検体で適正に（瞬時に満遍なく）濡らすことが可能となる。しかも、空間内の気体がメンブレンから外部に排出されて検体が空間内に浸透する透過率のメンブレンを配置するだけでよいため、構成が簡易である。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、メンブレンの一部に、ＳＡＷセンサの伝搬路とメンブレンの間の空間内の気体を外部に排出する排気部が形成されているため、空間内が気密状態にならない。このため、検体が空間内に浸透しやすくなり、伝搬路の表面を検体で適正に（瞬時に満遍なく）濡らすことが可能となる。しかも、メンブレンの一部に排気部を形成するだけでよいため、構成が簡易である。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、封止部材の一部に、ＳＡＷセンサの伝搬路とメンブレンの間の空間内の気体を外部に排出する排気部が形成されているため、空間内が気密状態にならない。このため、検体が空間内に浸透しやすくなり、伝搬路の表面を検体で適正に（瞬時に満遍なく）濡らすことが可能となる。しかも、封止部材の一部に排気部を形成するだけでよいため、構成が簡易である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る検体診断装置の積層構造を示す断面図である。
【図２】図１の検体診断装置に検体が滴下された後の状態を示す断面図である。
【図３】図１の検体診断装置の全体を示す平面図である。
【図４】目が密なメンブレンを備えた検体診断装置の積層構造を示す断面図である。
【図５】図４の検体診断装置に検体が滴下された後の状態を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る検体診断装置の積層構造を示す断面図である。
【図７】図６の検体診断装置に検体が滴下された後の状態を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係る検体診断装置の積層構造を示す断面図である。
【図９】図８の検体診断装置に検体が滴下された後の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、この実施の形態に係る検体診断装置１の積層構造を示す断面図（図３のＡ−Ａ断面図）であり、図２は、検体診断装置１に検体Ｋが滴下された後の状態を示す断面図である。この検体診断装置１は、弾性表面波を利用して液体状（血液など）の検体Ｋの抗原（或いは抗体）濃度などを診断する装置であり、図３に示すように、演算及び診断などを行う装置本体２１と、装置本体２１に着脱自在に装着され検体Ｋが滴下されるプラスチック製のカセット２２と、を備える。この発明は、検体Ｋが滴下されるカセット２２の滴下部２３に関するものであり、この滴下部２３について以下に説明する。
【００１７】
検体診断装置１つまり滴下部２３は、主として、ＳＡＷ素子３と、封止部材４と、メンブレン５と、を備える。
【００１８】
ＳＡＷ素子３は、検体Ｋが接触する伝搬路（反応場）３３を有する弾性表面波素子であり、圧電性基板３２と金属電極パターンを備える。すなわち、ＰＣ板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ板、プリント基板）３１の表面上に圧電性基板３２が載置され、この圧電性基板３２の表面上に、伝搬路３３や櫛形電極（ＩＤＴ）を含む金属電極パターンが配設されている。
【００１９】
封止部材４は、伝搬路３３の周囲を囲むように配置された部材であり、黒色樹脂で構成されている。すなわち、圧電性基板３２の外周縁を覆うように環状に、ＰＣ板３１と圧電性基板３２の境に封止部材４が配置され、これにより後述する空間Ｓ内の検体Ｋを保持するものである。
【００２０】
メンブレン５は、封止部材４の上に配置され、多孔質素材で構成されたシート状の部材である。すなわち、多くの空孔を有する素材で構成され、ＳＡＷ素子３の表面である伝搬路３３を検体Ｋで湿潤するためのシート状部材であり、環状の封止部材４を跨ぐように配置されている。
【００２１】
このようなメンブレン５と伝搬路３３との間に所定高さの空間Ｓが形成されるように、封止部材４の高さが設定されている。すなわち、メンブレン５と伝搬路３３との間に形成される空間Ｓの高さである、メンブレン５の下面と伝搬路３３の表面との距離が、所定高さになるように封止部材４の高さが設定されている。ここで、所定高さとは、メンブレン５に滴下された検体Ｋがメンブレン５に浸透して、表面張力によって適正に伝搬路３３に接触する（伝搬路３３が検体Ｋで濡れる）高さである。また、伝搬路３３とメンブレン５との間に隙間を設けるのは、伝搬路３３にメンブレン５が接触してＳＡＷ素子３の機能に支障が生じるのを防止するためである。
【００２２】
また、メンブレン５の透過率は、メンブレン５に検体Ｋが滴下されると、空間Ｓ内の気体（空気）Ｇがメンブレン５を通って外部に排出され、検体Ｋが空間Ｓ内に浸透し伝搬路３３に接するように、設定されている。すなわち、メンブレン５の目が粗いポーラス状で、メンブレン５に滴下された検体Ｋが、一部の空孔を通過して空間Ｓ側に染み出て伝搬路３３を濡らし、空間Ｓ側に染み出た検体Ｋによって押圧された空間Ｓ内の気体Ｇが、一部の空孔から外部に排出されるように、メンブレン５の透過率が高く設定されている。換言すると、メンブレン５に検体Ｋが滴下された際に、メンブレン５の空間Ｓに対向する全空孔が同時に検体Ｋで満たされずに、一部の空孔から気体Ｇが外部に排出されるように、透過率が設定されている。具体的に、この実施の形態では、綿製の不織布でメンブレン５を構成することで、このような透過率を得ている。ここで、透過率とは、流体をどの程度通しやすいかを表す指標であり、気孔率とも言える。
【００２３】
これに対して、図４、図５に示すように、ガラス繊維でメンブレン１０５を構成した検体診断装置１００の場合、メンブレン１０５の目が密になり、メンブレン１０５の透過率が低くなる。このため、メンブレン１０５によって空間Ｓが比較的気密状態となり、かつ、メンブレン１０５に検体Ｋが満たされることで密閉性が高まり、空間Ｓ内の気体Ｇがメンブレン１０５から排出しにくくなる。この結果、検体Ｋが伝搬路１３３の表面側に浸透しにくくなり、適正に（瞬時に満遍なく）接触しない。ここで、図４、図５中、符号１０３はＳＡＷ素子、符号１３１はＰＣ板、符号１３２は圧電性基板、符号１０４は封止部材である。
【００２４】
このような構成の検体診断装置１によれば、メンブレン５に検体Ｋが滴下されると、ＳＡＷセンサ３の伝搬路３３とメンブレン５の間の空間Ｓ内の気体Ｇが、メンブレン５を介して外部に排出されるため、空間Ｓ内が気密状態にならない。このため、検体Ｋが空間Ｓ内に浸透しやすくなり、伝搬路３３の表面を検体Ｋで適正に（瞬時に満遍なく）濡らすことが可能となる。しかも、空間Ｓ内の気体Ｇがメンブレン５から外部に排出されて検体Ｋが空間Ｓ内に浸透する透過率を有するメンブレン５を配置するだけでよいため、構成が簡易である。
【００２５】
（実施の形態２）
図６は、この実施の形態に係る検体診断装置１の積層構造を示す断面図であり、図７は、検体診断装置１に検体Ｋが滴下された後の状態を示す断面図である。この実施の形態では、メンブレン５の一部に、空間Ｓ内の気体Ｇを外部に排出する排気部５１が形成されている点で、実施の形態１と構成が異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略する。
【００２６】
すなわち、メンブレン５の外縁の一部が切り欠かれ、その切り欠きが空間Ｓに達するようにして排気部５１が形成されている。つまり、封止部材４に接触しない排気部５１が形成されている。これにより、空間Ｓ内の気体Ｇが排気部５１を通って外部に排出できるようになっている。この排気部５１の大きさは、空間Ｓ内の気体Ｇを外部に排出できる程度の大きさで足り、また、排気部５１の位置は、検体診断装置１の機能や操作性に影響を与えない位置であればどこでもよい。ここで、メンブレン５は、目が密で透過率（気孔率）が低い材料で構成してもよいし、排気部５１による排気を補助するような気孔率としてもよい。また、気孔率と滴下検体の表面張力との関係で伝搬路３３の表面が湿潤しやすい条件がある場合には、この条件を満たすような気孔率としてもよい。
【００２７】
このような実施の形態によれば、メンブレン５の一部に、ＳＡＷセンサ３の伝搬路３３とメンブレン５の間の空間Ｓ内の気体Ｇを外部に排出する排気部５１が形成されているため、空間Ｓ内が気密状態にならない。このため、検体Ｋが空間Ｓ内に浸透しやすくなり、伝搬路３３の表面を検体Ｋで適正に（瞬時に満遍なく）濡らすことが可能となる。しかも、メンブレン５の一部に排気部５１を形成するだけでよいため、構成が簡易である。
【００２８】
（実施の形態３）
図８は、この実施の形態に係る検体診断装置１の積層構造を示す断面図であり、図９は、検体診断装置１に検体Ｋが滴下された後の状態を示す断面図である。この実施の形態では、封止部材４の一部に、空間Ｓ内の気体Ｇを外部に排出する排気部４１が形成されている点で、実施の形態１と構成が異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略する。
【００２９】
すなわち、封止部材４の一部が切り欠かれ、その切り欠きが外周面側から空間Ｓに達するように（外周面から空間Ｓまでを貫通するように）、排気部４１が形成されている。つまり、メンブレン５に接触しない排気部４１が形成されている。これにより、空間Ｓ内の気体Ｇが排気部４１を通って外部に排出できるようになっている。この排気部４１の大きさは、空間Ｓ内の気体Ｇを外部に排出できる程度の大きさで足り、また、排気部４１の位置は、検体診断装置１の機能や操作性に影響を与えない位置であればどこでもよい。ここで、メンブレン５は、目が密で透過率が低い材質で構成してもよい。
【００３０】
このような実施の形態によれば、封止部材４の一部に、ＳＡＷセンサ３の伝搬路３３とメンブレン５の間の空間Ｓ内の気体Ｇを外部に排出する排気部４１が形成されているため、空間Ｓ内が気密状態にならない。このため、検体Ｋが空間Ｓ内に浸透しやすくなり、伝搬路３３の表面を検体Ｋで適正に（瞬時に満遍なく）濡らすことが可能となる。しかも、封止部材４の一部に排気部４１を形成するだけでよいため、構成が簡易である。
【００３１】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態１では、メンブレン５全体の目を粗くすることで気体Ｇを外部に排出しているが、目が細かいメンブレン５に気体Ｇを排出するための空気抜き孔を形成してもよい。また、メンブレン５に二次抗体を含浸させたものに適用してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１        検体診断装置
３        ＳＡＷ素子
３２      圧電性基板
３３      伝搬路（反応場）
４        封止部材
４１      排気部
５        メンブレン
５１      排気部
Ｋ        検体
Ｓ        空間
Ｇ        気体
【図１】
2019074434.tif 000003
【図２】
2019074434.tif 000004
【図３】
2019074434.tif 000005
【図４】
2019074434.tif 000006
【図５】
2019074434.tif 000007
【図６】
2019074434.tif 000008
【図７】
2019074434.tif 000009
【図８】
2019074434.tif 000010
【図９】
2019074434.tif 000011