(57)【要約】【課題】被検出物溶液の特性を表面弾性波を用いて簡易構成により測定することを可能にする。【解決手段】圧電材と、前記圧電材に表面弾性波を励起させる励起部と、前記圧電材を伝搬する前記表面弾性波を受信する受信部と、被検出物溶液を収容する溝部が設けられた被検出物収容材とを有し、前記被検出物収容材は、前記圧電材上であって励起部と受信部との間の伝搬面上で、前記溝部の開口が前記圧電材に向けて位置するように配置されており、表面弾性波を用いて溝部に収容された被検出物溶液の特性を正確に測定することが可能となり、シンプルなセンサ装置の設計が可能となる。【選択図】図４
2015081861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材と、前記圧電材に表面弾性波を励起させる励起部と、前記圧電材を伝搬する前記表面弾性波を受信する受信部と、被検出物溶液を収容する溝部が設けられた被検出物収容材とを有し、
前記被検出物収容材は、前記圧電材上であって励起部と受信部との間の伝搬面上で、前記溝部の開口が前記圧電材に向けて位置するように配置されることを特徴とする表面弾性波センサ。
【請求項２】
前記被検出物収容材は、溝部内面が親水性材料で構成され、前記溝部の開口側周囲の外面が疎水性材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表面弾性波センサ。
【請求項３】
前記圧電材は、少なくとも、前記被検出物収容材が配置される前記伝搬面が疎水性材料で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の表面弾性波センサ。
【請求項４】
前記被検出物収容材は、前記圧電材に対し離接可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面弾性波センサ。
【請求項５】
前記溝部は、一定の深さと、前記伝搬面上における前記表面弾性波の伝搬方向で一定の幅を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表面弾性波センサ。
【請求項６】
前記溝部は、前記伝搬面上における前記表面弾性波の伝搬方向で、０．２〜０．６ｍｍの溝幅を有し、かつ溝深さが０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表面弾性波センサ。
【請求項７】
前記溝部は、前記伝搬面を伝搬する表面弾性波によって前記溝部内に収容した前記被検出物のストリーミングを生じさせるもの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表面弾性波センサ。
【請求項８】
前記溝部は、長さ方向端部の一方または両方が前記被検出物収容材の側面に開口していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の表面弾性波センサ。
【請求項９】
前記表面弾性波がレーリー波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表面弾性波センサ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の表面弾性波センサと、前記表面弾性波センサの受信部で受信した表面弾性波の測定データに基づいて、前記表面弾性波センサに収容された被検出物溶液の特性を示す判定部と、を備えることを特徴とする表面弾性波センサ装置。
【請求項１１】
前記判定部は、基準溶液における測定データと被検出物溶液における測定データとの対比によって得られる測定データと被検出物量との相関関係を予め求めておき、前記被検出物溶液の測定データによって溶質質量を判定することを特徴とする請求項１０に記載の表面弾性波センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面弾性波センサおよび表面弾性波センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体分子間の相互作用を測定するために、表面弾性波素子が利用されている。例えば、特許文献１、２、非特許文献１では、弾性波素子として、波の進行方向に垂直で基板に平行な横波成分を有するＳＨ波タイプの波を利用したラブ波デバイス、ＳＨ−ＳＡＷデバイス、ＳＴＷデバイス等が提案されている。一方、表面弾性波素子の中でも、レイリー波デバイスは、深さ方向の変位をもつ横波のほかに波動伝播方向に変位をもつ縦波が励振され、表面を除いた基板内を等方的に広がりながら伝搬していく。図１０に示すように、レイリー波デバイス１０ａでは、レイリー波３伝搬面上に液体７ａが負荷された場合、レイリー波３は液体中に縦波３ａを放射してしまう。このため、レイリー波デバイスは、液体センサーの測定系としては使用できないとされている。
【０００３】
上記のように、レイリー波は、伝搬面上に液体が負荷されると液体中に縦波を放射しながら伝搬する。放射しながら伝搬する表面波を一般的に漏洩表面弾性波と呼ぶ。伝搬面上に負荷された液体が少量の場合、漏洩表面弾性波により、その液体が流れたり、攪拌、飛翔したりする現象が報告されている。このような現象はＳＡＷストリーミングと呼ばれている。
【０００４】
ＳＡＷストリーミング現象を利用したものとして特許文献３、４が挙げられる。特許文献３には、レイリー波を利用し、ＳＡＷストリーミング現象を発生させ液滴を励振させた後、レーザーによる液滴の自由振動の振動数と減衰率測定をおこなう測定方法が提案されている。また、特許文献４には、レイリー波を利用し、ＳＡＷストリーミング現象を発生させ溶液と被検出物を攪拌しながら、ラブ波又はＳＨ波で被検出物の特性を測定する測定方法が提案されている。しかし、レイリー波自体で溶液の特性を測定した事例は報告されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２６７号公報
【特許文献２】特開２００６−３８５８４号公報
【特許文献３】特開平１１−１５３５８２号公報
【特許文献４】特開２００５−３５１７９９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】弾性波デバイス技術，株式会社オーム社，Ｐ４０５−４０７，平成１６年８月２０日  第１版第１刷発行，編者  日本学術振興会弾性波素子技術第１５０委員会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３のレーザー用いて測定を行う装置では、半導体レーザーを用いた光学系の設計が必要となる。また、特許文献４で提案されているＳＨ−ＳＡＷを測定系とした装置では、励起する発振器と電気特性を測定するネットワークアナライザーやインピーダンスアナライザー等の測定装置の２構成にしなければならず、装置が複雑で高価となる。
【０００８】
この発明は、従来の複雑な設計が必要だったＳＡＷデバイス装置の測定系に表面弾性波を用いることで、液の特性を測定ができる装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の表面弾性波センサのうち、第１の本発明は、圧電材と、前記圧電材に表面弾性波を励起させる励起部と、前記圧電材を伝搬する前記表面弾性波を受信する受信部と、被検出物溶液を収容する溝部が設けられた被検出物収容材とを有し、
前記被検出物収容材は、前記圧電材上であって励起部と受信部との間の伝搬面上で、前記溝部の開口が前記圧電材に向けて位置するように配置されることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明によれば、前記溝部に被検出物溶液が収容されて測定がされるので、周囲の湿度や、風の影響等の外的影響を受けにくく、安定した測定を行うことができる。
【００１１】
第２の本発明の表面弾性波センサは、前記第１の本発明において、前記被検出物収容材は、溝部内面が親水性材料で構成され、前記溝部の開口側周囲の外面が疎水性材料で構成されていることを特徴とする。
【００１２】
上記本発明によれば、前記収容材の溝部に親水性材料が使用され、溝部の開口側周囲の外面が疎水性材料で構成されているので、被検出物溶液が収容される溝部が疎水性の部分で囲まれるので、被検出物溶液が溝部外部に漏れにくく、溝部内部で被検出物溶液が固定され、密度が安定し、伝搬面上における被検出物溶液の接触面積が安定するので、精度のよい測定を行うことができる。
【００１３】
なお、溝部内面を親水性材料とする場合、表面に親水性材料を被覆してもよく、また、溝部自体を親水性材料で構成してもよい。
さらに、溝部の開口側周囲の外面を疎水性材料とする場合、表面に疎水性材料を被覆してもよく、また、その内側を含めて疎水性材料で構成してもよい。
なお、親水性、疎水性は、相対的なものであり、これを満たせばよい。さらには、両者の関係が溝部から液漏れしない条件を満たすのが一層望ましい。
【００１４】
第３の本発明の表面弾性波センサは、前記第２の本発明において、前記圧電材は、少なくとも、前記被検出物収容材が配置される前記伝搬面が疎水性材料で構成されていることを特徴とする。
【００１５】
上記本発明によれば、前記第２の本発明における作用をより確実なものとすることができる。
【００１６】
第４の本発明の表面弾性波センサは、前記第１〜第３の本発明のいずれかにおいて、前記被検出物収容材は、前記圧電材に対し離接可能であることを特徴とする。
【００１７】
被検出物収容材を圧電材に対し離接可能とすることで、被検出物溶液を溝部に収容する作業が容易になり、収容作業も確実に行うことができる。  
【００１８】
第５の本発明の表面弾性波センサは、前記第１〜第４の本発明のいずれかにおいて、  前記溝部は、一定の深さと、前記伝搬面上における前記表面弾性波の伝搬方向で一定の幅を有していることを特徴とする。
【００１９】
上記本発明によれば、伝播経路に拘わらず、安定した測定結果が得られる。
【００２０】
第６の本発明の表面弾性波センサは、前記第１〜第５の本発明のいずれかにおいて、前記溝部は、前記伝搬面上における前記表面弾性波の伝搬方向で、０．２〜０．６ｍｍの溝幅を有し、かつ溝深さが０．１〜０．３ｍｍであることを特徴とする
【００２１】
上記本発明によれば、前記溝部における溝幅、溝深さを所定の値に設定することで、測定感度を向上し、測定ばらつきを低減することができる。溝深さ、溝幅は、適正な値にすることで溝に入る波の数を適当にして感度を上げることができ、この点で溝幅で０．２ｍｍ以上が望ましく、溝深さで０．１ｍｍ以上が望ましい。また、溝深さ、溝幅を大きくすると、感度は上がるものの、測定ばらつきが悪くなる。このため、溝幅で０．６ｍｍ以下、溝深さで０．３ｍｍ以下が望ましい。例えば、周波数１５７．６ＭＨｚを使用した場合、波長（λ）＝弾性波速度３，１５８（ｖ）÷周波数（ｆ）の関係から、λは約２０μｍとなる。その場合、溝幅が０．２ｍｍであると溝に入る波の数は約１０本となり、溝幅が０．６ｍｍであると波数は３０本となる。
【００２２】
第７の本発明の表面弾性波センサは、前記第１〜第６の本発明のいずれかにおいて、前記溝部は、前記伝搬面を伝搬する表面弾性波によって前記溝部内に収容した前記被検出物のストリーミングを生じさせるものであることを特徴とする。
【００２３】
上記本発明によれば、表面弾性波を利用し、ストリーミング現象を発生させ溶液の攪拌等を行うので、極少量の検出物の正確な測定が可能となる。
【００２４】
第８の本発明の表面弾性波センサは、前記第１〜第７の本発明のいずれかにおいて、前記溝部は、長さ方向端部の一方または両方が前記被検出物収容材の側面に開口していることを特徴とする。
【００２５】
上記本発明によれば、溝部に被検出物溶液を収容する際に、長さ方向端部の開口を通して余分な被検出物溶液を排出するように溝部に被検出物溶液を供給することで溝部内に被検出物溶液を隙間なく安定し収納することができる。
【００２６】
第９の本発明の表面弾性波センサは、前記第１〜第８の本発明のいずれかにおいて、前記表面弾性波がレーリー波であることを特徴とする。
【００２７】
上記本発明によれば、レーリー波の性質を利用して測定データを得ることができる。
【００２８】
第１０の本発明の表面弾性波センサ装置は、前記第１〜第９のいずれかに記載の表面弾性波センサと、前記表面弾性波センサの受信部で受信した表面弾性波の測定データに基づいて、前記表面弾性波センサに収容された被検出物溶液の特性を示す判定部と、を備えることを特徴とする。
【００２９】
第１１の本発明の表面弾性波センサ装置は、前記第１０の本発明において、前記判定部は、基準溶液における測定データと被検出物溶液における測定データとの対比によって得られる測定データと被検出物量との相関関係を予め求めておき、前記被検出物溶液の測定データによって溶質質量を判定することを特徴とする。
【００３０】
上記本発明によれば、被検出物溶液の溶媒と同じ基準溶液の測定データを利用して被検出物溶液の溶質質量を判定することができる。被検出物溶液では、予め、基準溶液の測定データと溶質質量に応じた測定データを求めておき、その差分によって溶質質量を判定することができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明によれば、表面弾性波を用いて溝部に収容された被検出物溶液の特性を正確に測定することが可能となり、シンプルなセンサ装置の設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態の表面弾性波センサおよび表面弾性波センサ装置の構成図である。
【図２】同じく、表面弾性波センサにおける圧電材を示す図である。
【図３】同じく、表面弾性波センサにおける被検出物収容材の構成図及び溝部周辺の断面図である。
【図４】同じく、表面弾性波センサの測定原理図である。
【図５】同じく、周波数３９．５ＭＨｚと１５７．６ＭＨｚで測定したナノ金分散液濃度による位相信号変化の測定結果を示す図である。
【図６】同じく、周波数１５７．６ＭＨｚとし、溝幅０．４ｍｍで溝深さ０．１、０．２、０．３ｍｍで測定したナノ金分散液濃度による位相信号変化の測定結果を示す図である。
【図７】同じく、周波数１５７．６ＭＨｚとし、溝深さ０．２ｍｍで溝幅０．２、０．４、０．６ｍｍで測定したナノ金分散液濃度による位相信号変化の測定結果を示す図である。
【図８】同じく、周波数１５７．６ＭＨｚとし、溝幅０．４ｍｍで溝深さ０．１、０．２、０．３ｍｍで測定したグリコーゲン溶液濃度による位相信号変化の測定結果を示す図である。
【図９】同じく、周波数１５７．６ＭＨｚとし、溝深さ０．２ｍｍで溝幅０．２、０．４、０．６ｍｍで測定したグリコーゲン溶液濃度による位相信号変化の測定結果を示す図である。
【図１０】レイリー波伝搬面上に液体負荷した際の縦波の放射状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
表面弾性波センサ装置１は、表面弾性波センサ１０と分析装置３０を備えている。なお、この実施形態では、表面弾性波センサ１０はレイリー波デバイスを用いるものとする。分析装置３０には、ネットワークアナライザやインピーダンスアナライザなどを用いることができる。分析装置３０では、測定データに基づいて特性評価として表示したり、印刷などしたりすることができる。すなわち、分析装置３０は、本発明の判定部に相当する。また、分析装置３０では、ＣＰＵなどを設けることで、測定データに基づいてさらに詳細な分析を行えるようにしてもよい。
【００３４】
表面弾性波センサ１０は、板状とした圧電材１３を有している。圧電材１３は、圧電材の表面付近にエネルギーを集中させて伝搬する圧電材料として水晶、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３等その他の圧電材料を用いることができる。ただし、本発明としては、圧電材に用いる材料は、表面弾性波を励起できるものであればよく、特定の材質に限定されるものではない。
【００３５】
圧電材１３上には、レイリー波を励起する入力電極１１と、圧電材１３上を伝播したレイリー波を電気信号に変化する出力電極１２を有している。入力電極１１は本発明の励起部の一部を構成し、出力電極１２は、本発明の受信部の一部を構成する。励起部は、図示しない電源に接続され、受信部は、図示しない受信素子などに接続される。
入力電極１１及び出力電極１２は、櫛形電極などによって構成される。櫛形電極は、Ａｌ蒸着後、フォトリソグラフィーによって不要な金属部分をウエットエッチング除去し形成することができるが、本発明としてはその構成や形成方法が特に限定されるものではない。
入力電極は、櫛型電極幅に影響する周波数、溝基板の溝幅、溝深さについて、測定したい溶液の濃度によって感度が変わることから最適な形状を決めることが必要である。
【００３６】
表面弾性波センサ１０では、入力電極１１の一端にケーブル３１が接続され、ケーブル３１の他端側は分析装置３０の出力ポートに接続され、出力電極１２の一端にケーブル３２が接続され、ケーブル３２の他端側は分析装置３０の入力ポートに接続されている。
さらに、入力電極１１の他端には配線１５が接続されて接地され、出力電極１２の他端には配線１６が接続されて接地されている。
【００３７】
圧電材１３上では、入力電極１１と出力電極１２との間の伝搬面上で被検出物収容材２０が設置されている。被検出物収容材２０は、圧電材１３に対し離設可能にして測定時に圧電材１３上に設置することができる。
なお、圧電材１３は、図２に示すように少なくともレイリー波の伝搬面上で疎水性材料１００を有している。疎水性材料１００は、圧電材１３の表面に疎水性材料を被覆することで形成することができ、また、圧電材１３の材料自体が疎水性材料で構成されるものであってよい。要は、圧電材１３の伝搬面が疎水性材料になっていればよい。
【００３８】
被検出物収容材２０は、図１、３に示すように、圧電材１３上に設置した状態で下面となる側に、直線方向に沿って溝部２１が形成されている。溝部２１は、一定の深さと一定の溝幅を有し、入力電極１１と出力電極１２との間で伝搬方向に対し、溝の長さ方向が直角に位置するように配置するのが望ましい。ただし、溝の長さ方向が伝搬方向に対し交差する角度で配置されるものであってもよい。
溝の深さと溝の幅は特定の範囲に限定されるものではないが、表面弾性波の伝搬方向で、０．２〜０．６ｍｍの溝幅を有し、溝深さが０．１〜０．３ｍｍの範囲内にあるのが望ましい。
被検出物収容材２０は、ガラス、石英、水晶、シリコン、プラスチック等を用いることができる。溝部２１はダイサー装置などの機械加工やドライエッチングなどにより形成することができるが、その形成方法が特に限定されるものではなく、溝部を有する形状で被検出物収容材２０を作製するものであってもよい。
【００３９】
また、溝部２１は、図３（ｂ）に示すように内面が親水性材料２１０で構成されている。親水性材料２１０は、溝部２１の内面に親水性材料を被覆することで形成することができ、また、溝部２１の材料自体が親水性材料で構成されるものであってよい。要は、溝部内面２１が親水性材料になっていればよい。
さらに、被検出物収容材２０は、圧電材１３上に設置した際に、少なくとも溝部２１の開口側の周囲の外面が圧電材１３に接触している。そして少なくとも開口側の周囲の外面は、疎水性材料２２０で構成されている。疎水性材料２２０は、上記外面に疎水性材料を被覆することで形成することができ、また、被検出物収容材２０の材料自体が疎水性材料で構成されるものであってよい。要は、上記外面が疎水性材料になっていればよい。
【００４０】
上記親水性材料２１０、疎水性材料２２０、疎水性材料１００は、相対的に親水性と疎水性の関係を有していればよく、また疎水性材料２２０と疎水性材料１００とが同じ材料、異なる材料のいずれであってもよい。
上記材料を被覆により構成する場合、例えば親水性材料としてシリカ系、チタニア系親水化材などを用いることができ、疎水性材料としてシリカ系、フッ素系撥水材などを用いることができる。
比較により上記材料を構成する場合、不織布等に親水性材料や疎水性材料を染み込ませて塗布する方法や蒸着による方法等を用いることができる。
【００４１】
次に、表面弾性波センサ装置１の動作を図４に基づいて説明する。
被検出物収容材２０の溝部２１に被検出物溶液７を滴下し、前記溝部２１に前記被検出物溶液７を収容する。被検出物としては、水に不溶性の金属ナノ粒子、水に可溶性のたんぱく質等を挙げることができるが、本発明としては被検出物の種別が特定のものに限定されるものではない。
【００４２】
なお、被検出物収容材２０が圧電材１３に対し離設可能な場合、溝部２１を上にして被検出物溶液７を滴下することで溝部２１内に被検出物溶液を確実に収納することができる。この際に十分な量を溝部２１に供給しても余分な被検出物溶液７は長さ方向端部の開口や溝部２１の溝の開口側から排出される。被検出物収容材２０を圧電材１３の適所に設置する場合、溝部２１以外に付着した被検出物溶液７は、被検出物収容材２０の親水性材料２１０と圧電材１３の疎水性材料１００とで挟まれることで、検出領域から速やかに外部に排出され、検出精度を低下させない。被検出物収容材２０の設置後も溝部２１から液漏れせずに常に同じ体積で測定することが可能になる。
【００４３】
次に、分析装置３０からケーブル３１を通して入力電極１１に周波数信号を出力し、入力電極１１によりレイリー波３を励起する。励起されたレイリー波３は、伝搬面上を伝搬する。伝搬面上を伝搬するレイリー波３の一部は、溝部２１に収容された被検出物溶液７に伝搬し、被検出物溶液７に対し、ＳＷストリーミングを生じさせる。溝部２１では、圧電材１３上にレイリー波縦振動を誘起させ、液界面に沈積していた反応生成物をより効率に分解し、液相中に拡散させる効果を促進させ、これによって、金属ナノ粒子など不溶性溶液や生体内に含まれるタンパク質など可溶性溶液を安定して測定することができる。
【００４４】
伝搬面上を伝搬するレイリー波３の一部は、伝搬面上に負荷された被検出物溶液７の影響を受けて伝搬面上を伝搬し、周波数信号に変換されて出力電極１２に伝わる。出力電極１２では、振幅と位相変化が受信される。出力電極１２に伝搬したレイリー波３は、分析装置３０に入力され、測定データが取得される。測定データによって被検出物溶液の特性の表示などがされる。
なお、測定に用いる周波数は、被検出物を含む溶液の濃度によって感度が異なるものの、溝幅と溝深さ形状に影響する測定ばらつきの理由で、３０〜５００ＭＨｚを用いることが望ましい。さらに、上記周波数は、同様の理由で下限を１００ＭＨｚ、上限を２００ＭＨｚとするのが一層望ましい。好適な周波数にすることで、前記溝幅において良好な感度が得られ、また、ばらつきが小さくなる。
【実施例１】
【００４５】
以下に、本発明の実施例を説明する。
この実施例では、表面弾性波センサ装置として実施形態で示した装置を用いた。
また、表面弾性波センサの圧電基板には厚み０．５ｍｍ、ＳＴ−カット水晶ウエハーを用いた。
被検出物収容材は、ガラス基板を用いており、該ガラス基板に疎水性材料をクリーンワイパーなどに染み込ませ全面に塗布し、その後、ダイサー装置によって、溝幅０．２、０．４、０．６ｍｍ、溝深さ０．１、０．２、０．３ｍｍの各サイズの溝部を加工した。
圧電材の伝搬面上に、前記溝部が下向きになるようにして被検出物収容材を設置した。
【００４６】
液滴方法は、マイクロピペットで被検出物溶液を３μＬ採り、溝部に滴下した。溝部は親水性であり、溝部の周囲の外面が疎水性であるので、被検出物溶液を滴下すると自然に溝部に溶液が入った。また、レイリー波デバイスの伝搬面上も疎水性であるので、液漏れせずに常に同じ体積を維持し、溶液が収容された。
溝部は親水性であり、溝部の周囲の外面が疎水性であるので、毛細管現象により被検出物溶液を滴下すると自然に溝部に溶液が入った。
【００４７】
被検出物として、ナノ金分散液（ルネッサンス・エナジー・リサーチ製）とグリコーゲン溶液（和光純薬工業製）を用いて、各種条件で測定を行った。
まず、原液濃度１０ｍＭのナノ金分散液（ルネッサンス・エナジー・リサーチ製）を純水で希釈し、濃度０．２、０．４、０．６、０．８、１．０ｍｇ／ｍｌ溶液を作製した。
櫛形電極の幅は２０μｍと５μｍを作製し、それぞれの電極の幅で励起される弾性波の周波数３９．５ＭＨｚと１５７．６ＭＨｚとした。
溝幅は０．４ｍｍ、溝深さ０．２ｍｍの溝部にナノ金分散液を滴下し、周波数３９．５ＭＨｚと１５７．６ＭＨｚとして、測定は、液滴後、励起して１０秒後のレイリー波電気信号を計測した。測定では各位相シフトを測定した。位相シフトは純水を溝部に滴下したときの位相データをゼロとし、それぞれのナノ金分散液濃度を溝部に滴下したときの位相データの差とした。
【００４８】
図５は、各周波数での上記ナノ金分散液濃度による位相シフトの変化を示したグラフである。上記測定結果から、不溶性のナノ金分散液濃度によって、位相シフト量が比例関係となっていることがわかった。よって、金属ナノ粒子等の不溶性溶液の質量をレイリー波で測定できることを確認した。また、周波数１５７．６ＭＨｚの方がナノ金分散液濃度に対する位相シフト量が大きいことがわかり、高周波がより位相シフト感度が高いことがわかった。
【００４９】
周波数１５７．６ＭＨｚを用い、溝幅０．４ｍｍと固定し、溝深さを０．１、０．２、０．３ｍｍと変えて前記と同様に評価を行った。図６は、各溝深さでの上記金ナノ粒子濃度による位相シフトの変化を示したグラフである。上記測定結果から、溝深さによって、位相シフト量に違いが見られることがわかった。また、溝深さが深いほど位相シフト感度が高いが、測定バラツキが大きい傾向にあることがわかった。
【００５０】
周波数１５７．６ＭＨｚを用い、溝深さ０．２ｍｍとし、溝幅を０．２、０．４、０．６ｍｍで変えて前記と同様に評価を行った。図７は、各溝幅での上記金ナノ粒子濃度による位相シフトの変化を示したグラフである。上記測定結果から、溝幅によって、位相シフト量に違いが見られた。
【００５１】
次に、原液濃度２０ｍｇ／ｍｌのグリコーゲン溶液（和光純薬工業製；イガイ由来）を純水で希釈し、２、４、６、８、１０ｍｇ／ｍｌ溶液を作製した。
櫛型電極の幅は５μｍとし、励起される弾性波の周波数１５７．６ＭＨｚ、溝幅０．４ｍｍ、溝深さ０．１、０．２、０．３ｍｍで比較した。位相シフトは純水を溝部に流したときの位相データをゼロとし、それぞれのグリコーゲン溶液を溝部に流したときの位相データの差とした。
【００５２】
図８は、各溝深さでの上記グリコーゲン溶液濃度による位相シフトの変化を示したグラフである。上記測定結果から、可溶性のグリコーゲン溶液濃度によって位相シフト量が比例関係となっており、レイリー波でタンパク質等の可溶性溶液の質量の測定ができることを確認した。また、溝深さによって、位相シフト量に違いが見られることがわかった。
ナノ金分散液同様、設定範囲内で溝深さが深いほど位相シフト感度が高いが、測定バラツキが大きい傾向にあることがわかった。
【００５３】
周波数１５７．６ＭＨｚを用い、溝深さ０．２ｍｍとし、溝幅を０．２、０．４、０．６ｍｍで変えて前記と同様に評価を行った。図９は、各溝幅での上記グリコーゲン溶液濃度による位相シフトの変化を示したグラフである。上記測定結果から、溝幅によって、位相シフト量に違いが見られた。設定範囲内で溝幅が広いほど位相シフト感度が高い傾向にあることがわかった。
本実施例では、溝深さ、溝幅を変えた評価結果から、レイリー波を使用して測定を行う場合、設定範囲内で溝深さが深いほど位相シフト感度が高いことがわかった。
【００５４】
また、上記のように図５〜図９に示すような相関関係を得ておくことで、未知量の溶質の質量を容易に測定データに基づいて容易に分析することができる。
【００５５】
以上、本発明について上記実施形態および上記実施例に基づいて説明したが、本発明は上記説明の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りは適宜の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１      表面弾性波センサ装置
３      レイリー波
３ａ    縦波
７      被検出物溶液
７ａ    溶液
１０    表面弾性波センサ
１１    入力電極
１２    出力電極
１３    圧電材
２０    収容材
２１    溝部
３０    分析装置
１００    疎水性材料
２１０    親水性材料
２２０    疎水性材料
【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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