(57)【要約】【課題】開口部から電解液が露出しない現象の発生を防止して、被検物の検査を行う検査方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明は開口部とその上方に位置する電極とを有する容器を用い、前記開口部の下方に配置された被検物と前記電極とを前記容器内に貯留された電解液を介して電気的に接続して前記被検物の検査を行う検査方法であって、前記開口部に向けて縮径するテーパ形状を有する前記容器の前記開口部の上方に位置する注液口から予め設定した第１量の前記電解液を注液して前記開口部から前記電解液の液面を前記容器からはみ出させ、前記第１量よりも少ない液量である予め設定した第２量となるまで前記電解液を前記注液口から吸引し、前記第２量の前記電解液を介して前記被検物と前記電極とを電気的に接続して前記被検物の検査を行う検査方法を提供する。【選択図】図１
2013011585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部とその上方に位置する電極とを有する容器を用い、前記開口部の下方に配置された被検物と前記電極とを前記容器内に貯留された電解液を介して電気的に接続して前記被検物の検査を行う検査方法であって、
前記開口部に向けて縮径するテーパ形状を有する前記容器の前記開口部の上方に位置する注液口から予め設定した第１量の前記電解液を注液して前記開口部から前記電解液の液面を前記容器からはみ出させ、
前記第１量よりも少ない液量である予め設定した第２量となるまで前記電解液を前記注液口から吸引し、
前記第２量の前記電解液を介して前記被検物と前記電極とを電気的に接続して前記被検物の検査を行う検査方法。
【請求項２】
前記容器は、前記第１量の前記電解液が前記容器内に貯留されている場合は該電解液と接触する位置であると共に、前記第２量の前記電解液が前記容器内に貯留されている場合には該電解液と離間する位置に配置される放熱部を備えることを特徴とする請求項１記載の検査方法。
【請求項３】
前記第１量は、前記注液口から前記電解液を注液すると前記開口部から下方への距離が０．０３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の位置に前記電解液の液面が前記容器からはみ出すこととなる液量である
請求項１又は２記載の検査方法。
【請求項４】
前記被検物の表面に液を塗布した後、第１チャンバ内で、真空に排気して、前記被検物を乾燥させ膜を形成し、大気圧に戻した後、前記電解液を介して前記被検物の前記膜と前記電極とを電気的に接続して前記被検物の検査を行う請求項１から３のいずれか１項に記載の検査方法。
【請求項５】
前記第１チャンバと異なる第２チャンバにおいて、前記検査を行うことを特徴とする請求項４記載の検査方法。
【請求項６】
前記大気圧に戻した場合に、不活性ガスを導入する請求項４または５記載の検査方法。
【請求項７】
前記被検物の検査を行う場合に、前記第２チャンバーに、ドライエアーまたはＮ２をフローする請求項５または６記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気導電性を有する電解液で被検物を検査する検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水溶性のイオンである電解質は、血液の中に含まれており、神経の伝達、筋肉の収縮、体内や細胞内の水分量調節など、生命の維持に欠かせない役割を担う物質である。この電解質の濃度や割合は健康状態によって変動するため、血液中の電解質を検査することで健康状態をはかる指針を得ることができる。
【０００３】
血液中の電解質を検査する手段として、特許文献１にバイオセンサが記載されている。
【０００４】
図１２は、特許文献１に記載されたバイオセンサ１００を示す模式図である。絶縁性基板１０１に電極系である対極１０２と測定極１０３とが形成され、これらの電極系に酵素反応層１０４が形成されることでバイオセンサ１００は構成される。また、対極１０２は第１伝送ライン１０５に、測定極１０３は第２伝送ライン１０６によって、ポテンショスタット１０７に接続されている。ポテンショスタット１０７により対極１０２と測定極１０３に一定の電位を印加した状態で、血液中の電解質が酵素反応層１０４と接触すると、酸化還元反応が起き、電解質の状態に応じた電流が生じる。ポテンショスタット１０７は、生じた電流を測定し、測定した電流の情報をコンピュータ１０８へ出力する。コンピュータ１０８は入力された電流の情報に基づいて血液中の電解質の検査を行う。
【０００５】
このようなバイオセンサ１００は、酵素反応層１０４の状態に起因して取得する電解質の情報にばらつきが生じる場合がある。例えば、均質な状態で酵素反応層１０４が形成されていない場合、酵素反応層１０４の場所によって異なる情報が取得される現象が生じうる。そこで、酵素反応層１０４が均質に形成されているか否かを検査するための手段として、従来の検査手段が特許文献２に記載されている。
【０００６】
図１３は、特許文献２に記載された従来の検査手段に用いるプローブ２００を示した模式図である。プローブ２００は容器２０１に収納された電極２０２を備え、電極２０２は容器２０１内で電解質の成分が既知の電解液２０３に浸されている。さらに、プローブ２００は容器２０１の先端部２０４にアクチュエータ方式のシャッタ２０５を備えている。このシャッタ２０５が開くことで先端部２０４に開口部が形成され、容器２０１内に貯留された電解液２０３が、形成された開口部から露出する。シャッタ２０５の開いた先端部２０４を図１２の酵素反応層１０４に接触させると、露出した図１３の電解液２０３も酵素反応層１０４に接触し、酸化還元反応による電流が生じる。このとき、図１２の第１伝送ライン１０５は、対極１０２のかわりに、図１３の電極２０２と接続される。これにより、図１２の酵素反応層１０４に図１１の電解液２０３が接触することで生じる電流を、図１２のポテンショスタット１０７で検出できる。
【０００７】
酵素反応層１０４の状態を高い分解能で検査するために、図１３の先端部２０４の開口部が微小な領域となるように、シャッタ２０５は設計されている。微小な領域の開口部を有する先端部２０４を、図１２の酵素反応層１０４と接触させることで、酵素反応層１０４の微小な領域における状態を検査できる。酵素反応層１０４の微小な領域における検査をその全面に対して行うことで、酵素反応層１０４が正常な状態で均質に形成されているか否かを図１３のプローブ２００によって検査する。このようにして従来の検査手段により酵素反応層１０４の検査が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２４５６５０号公報
【特許文献２】特開２０００−１８０３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の検査手段では、図１３のシャッタ２０５を開いて開口部を形成した際に、電解液２０３が先端部２０４まで充満されず、開口部から電解液２０３が露出しない現象が生じる場合がある。
【００１０】
この現象が発生した場合、図１３の容器２０１と図１２の酵素反応層１０４とを接触させても、図１３の電解液２０３による導通が確保されず、電流の測定が不可能となる。このため、図１２のバイオセンサ１００の検査を正確に行うことができない。つまり、従来の電解液を用いる検査手段では、電解液が露出せず、検査ができないという課題を有している。
【００１１】
そこで本発明は、上記課題を解決するもので、開口部から電解液が露出しない現象の発生を防止した、検査方法の提供の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る検査方法は、開口部とその上方に位置する電極とを有する容器を用い、前記開口部の下方に配置された被検物と前記電極とを前記容器内に貯留された電解液を介して電気的に接続して前記被検物の検査を行う検査方法であって、前記開口部に向けて縮径するテーパ形状を有する前記容器の前記開口部の上方に位置する注液口から予め設定した第１量の前記電解液を注液して前記開口部から前記電解液の液面を前記容器からはみ出させ、前記第１量よりも少ない液量である予め設定した第２量となるまで前記電解液を前記注液口から吸引し、前記規定量の前記電解液を介して前記被検物と前記電極とを電気的に接続して前記被検物の検査を行うことを第一の特徴とする。また、前記被検物を含むチャンバの圧力が予め設定した圧力以下になるまで排気し、その状態で予め設定した時間保持し、その後前記チャンバにガスを導入して大気圧に戻した上で、規定量の前記電解液を介して前記被検物と前記電極とを電気的に接続して前記被検物の検査を行うことを第二の特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、開口部から電解液が露出しない現象の発生を防止して、被検物の検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１の検査装置の模式図
【図２】実施の形態１のプローブユニットの立体図
【図３】実施の形態１のプローブユニットの先端部に混入した空気を示した模式図
【図４】参考例のテーパを有さないプローブユニットの模式図
【図５】実施の形態１の容器の先端部におけるメニスカス形状を示した模式図
【図６】実施の形態１の容器の先端部から露出する電解液を示した模式図
【図７】実施の形態１の検査装置の動作を示したフローチャート
【図８】図７のステップＳ１〜Ｓ３の際のプローブユニットを示す図で、（ａ）ステップＳ１のプローブユニットを示す図、（ｂ）ステップＳ２のプローブユニットを示す図、（ｃ）ステップＳ３のプローブユニットを示す図
【図９】実施の形態２のプローブユニットの立体図
【図１０】実施の形態３の検査装置の模式図
【図１１】実施の形態３の検査装置の動作を示したフローチャート
【図１２】バイオセンサの模式図
【図１３】従来の検査手段のプローブを示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る検査方法を実施するための検査装置１の模式図である。以下において、図１２、図１３と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明を行う。
【００１６】
まず、実施の形態１に係る検査装置１の構成について、図１２に示したバイオセンサ１００を被検物に用いて説明する。
【００１７】
図１に示すように、成分が既知の人工血液（以下、電解液３と記載する）が、タンク２に蓄えられている。このタンク２に備えられた電解液３は、ポンプ４により送り出され、流路５を通って、ノズル６の注液口６ａから容器７内に注液される。このポンプ４にはチュービングポンプを適用し、１組の流路５とノズル６とで注液・吸引を行うことを可能とする。
【００１８】
容器７は、電解液３や空気が自由に入出可能な開口部７ａを容器７の先端部に有し、開口部７ａと反対側の端部をジョイント８により保持されている。この容器７は、開口部７ａに向けて縮径するテーパを有する円錐形状のケースである。容器７がテーパ形状を有する理由については後述する。ジョイント８は、注液口６ａが容器７内に位置するようにノズル６を保持している。詳細は後述するが、開口部７ａは、その大きさが微小となるように形成されているため、注液口６ａから注液される電解液３は、一定量を超えるまで容器７内に貯留される。この場合、一定量を超える電解液３が容器７内に貯留されると、開口部７ａから容器７の外部に電解液３が露出する。このとき、ジョイント８は、容器７内で電解液３と接触する位置に、電極９を保持している。すなわち、開口部７ａが容器７の鉛直下側（図１のｚ軸方向）に位置するように容器７をジョイント８に保持させる。これらにより、容器７は、電極９及び注液口６ａを内部に有し、また、容器７の開口部７ａは、電極９、及び注液口６ａ両者の下方に位置することとなる。
【００１９】
移動ステージ１０は、電解液３が外部に露出した状態の開口部７ａを、酵素反応層１０４と接触させることにより、酵素反応層１０４と電極９とを電解液３を介して電気的に接続する接続手段である。このとき、被検物であるバイオセンサ１００は、開口部７ａの下方に配置される。また、容器７を保持するジョイント８を移動ステージ１０に固定することで、移動ステージ１０により容器７を鉛直方向（ｚ軸方向）に移動させる。さらに、移動ステージ１０は、容器７を水平方向（ｘ−ｙ軸方向）にも移動させる。これらにより、移動ステージ１０は、開口部７ａとバイオセンサ１００との相対距離を変化させる。なお、バイオセンサ１００を移動させることで開口部７ａとのｘ、ｙ、ｚ軸方向における相対位置関係を変化させてもよい。
【００２０】
伝送ライン１１は、電極９より得られた電気的特性を、検出部であるポテンショスタット１２に伝送するものである。ポテンショスタット１２は、被検ライン１３により測定極１０３とも接続されているため、酵素反応層１０４と電極９との間における電気的特性を検出できる。ポテンショスタット１２は、検出した電気的特性をコンピュータ１４に出力する。実施の形態１では、電気的特性として電流を検出する。なお、被検ライン１３を測定極１０３ではなく、図１２の対極１０２と接続した場合でも酵素反応層１０４の状態の検査は可能である。
【００２１】
コンピュータ１４は、ポテンショスタット１２から入力された電気的特性に基づいて、酵素反応層１０４の状態を検査する検査部１４ａを備える。さらに、コンピュータ１４は記憶部１４ｂを備えている。この記憶部１４ｂには、電解液３の情報（電解液の成分・分量等）と、酵素反応層１０４が正常な場合に検出する電気的特性（例えば所定の幅を持たせた電流値）が正常時の値として記憶されている。検査部１４ａは、ポテンショスタット１２から入力された電気的特性と、記憶部１４ｂに記憶されている正常時の値とが一致する（所定の幅内に含まれる）か否かを比較することにより、酵素反応層１０４が正常であるか否かの検査を行う。検査部１４ａによる検査の結果は、表示機であるディスプレイ１５に表示される。また、コンピュータ１４は、制御部１４ｃも備えている。制御部１４ｃの制御により、移動ステージ１０は、開口部７ａと被検物であるバイオセンサ１００との相対距離を変化させる。これにより、電解液３を介して電極９と電気的に接触させる酵素反応層１０４の位置を変化させ、酵素反応層１０４の各位置における状態を検査し、酵素反応層１０４の状態の分布を検出することができる。さらに、制御部１４ｃは、ポンプ４による電解液３の注液、吸引を制御する機能も備えている。
【００２２】
ここで、開口部７ａの大きさについて説明する。酵素反応層１０４の状態の分布をより高精度に検出するためには、分解能を向上させる必要がある。分解能を向上させるためには、開口部７ａの大きさを微小な形状にすることが必要である。開口部７ａを微小な形状にすることで、酵素反応層１０４の微小な領域の検査が可能となる。すなわち、高い分解能で酵素反応層１０４の検査を行える。
【００２３】
次に、検査に用いる電解液３の液量について説明する。微小な領域の検査を行うには、微量な電解液３を用いて検査する必要がある。酵素反応層１０４の微小な領域に、大量の電解液３を接触させると、実際の使用状況から逸脱した状態での検査を行うことになるからである。例えば、使用者への負担を軽減するため、バイオセンサ１００は微量の血液から電解質を検査できるように工夫がされている。このような微量の血液が酵素反応層１０４全体と反応するため、この酵素反応層１０４の微小な領域に注目した場合、各微小領域で反応する血液量は極微量となる。このため、開口部７ａの大きさを微小にすると、検査に用いる電解液３の量も微量にしなければ実際の使用状況に合わせた酵素反応層１０４の検査ができない。そこで、実施の形態１では、微量の電解液３を用いて検査を行う。この微量な電解液３の量を規定量（第２量）と称し、以下の説明を行う。この場合、被検物の種類や開口部７ａの大きさにあわせた規定量を、図１の記憶部１４ｂに予め記憶させておく。
【００２４】
ここで、微小な開口部７ａと微量な規定量の電解液３で検査を行う場合に生じうる問題について説明する。説明のために、図２に示すように、流路５、ノズル６、容器７、ジョイント８、電極９とで構成されるユニットをプローブユニット１６とする。
【００２５】
プローブユニット１６のノズル６から容器７内に規定量（微量）の電解液３を注入すると、微小な開口部７ａまで電解液３が充満されない現象が発生し得る。この現象の生じた状態を模式的に表したものを図３に示す。
【００２６】
図３は、プローブユニット１６の容器７にノズル６の注液口６ａから規定量の電解液３を注入した場合における、開口部７ａまで電解液３が充満されない現象を示した模式図である。容器７内における電解液３の下部液面と開口部７ａとの間（容器７の先端部）には、空気が貯留されている。このような空気が貯留された状態を空気がみと称する。空気がみが発生した場合、開口部７ａから電解液３が露出しないため、被検物と電極９とを電気的に接続することができない。すなわち、空気がみが発生すると検査ができなくなる。
【００２７】
ここで、空気がみの発生するメカニズムについて説明する。注液口６ａから注液された電解液３には、電解液３の質量に重力加速度を乗算した力（以下、第１力とする）が作用し、容器７の内側面を伝って開口部７ａに向かって進行する。第１力が作用すると同時に、容器７の内側面を伝う電解液３には、電解液３の進行を妨げるダルシー・ワイスバッハの力が作用する。ダルシー・ワイスバッハの力（以下、第２力とする）とは、容器７の内半径に反比例する力である。これら第１力と第２力との釣り合う位置で電解液３は進行を停止する。つまり、図３に示した空気がみの状態とは、これらの力が、開口部７ａの上方で釣り合ってしまった状態である。電解液３の液量が微量化するほど第１力は小さくなり、開口部７ａが微小化するほど第２力は大きくなる。このため、微量な電解液３と微小な開口部７ａを有するプローブユニット１６では、空気がみが生じやすい。
【００２８】
発明者らは、このメカニズムに鑑みて、次の手法をとることで、空気がみの発生を防止できることを見出した。この手法について説明する。まず、規定量（第２量）よりも多い液量（以下、超過量又は第１量とする）の電解液３を容器７に注入する（以下、注液工程とする）。これにより、規定量の場合よりも強い第１力を電解液３に作用させる。強い第１力を利用して、電解液３を開口部７ａまで充満させることにより、容器７の先端部に貯留された空気を抜き出す。この場合、開口部７ａまで充満されるような電解液３の液量（超過量）を予め測定しておく。次に、液量が規定量となるまで容器７内の電解液３を注液口６ａから吸引して容器７の外へ排出する（以下、吸引工程とする）。これにより、容器７内で開口部７ａまで充満された規定量の電解液３を保持することが可能となる。
【００２９】
ここで、容器７が開口部７ａに向かって縮径するテーパを有している理由について説明する。プローブユニット１６において、容器７の形状を、テーパを有さない円柱容器１７に変更したものを参考例として図４に示す。円柱容器１７内のノズル６の注液口６ａから電解液３が注液される。注液された電解液３は、円柱容器１７の内側面に密着し、注液口６ａの周囲に静止する。電解液３が静止するとき、第１力と第２力とは釣り合っている。電解液３は、注液口６ａにより一定量ずつ注液されるため、円柱容器１７内における電解液３の質量が増加する。電解液３の質量が増加すると、それに伴い、第１力も増加する。第１力が第２力を上回る程に増加すると、円柱容器１７内の電解液３は、第１力の作用する方向（ｚ軸方向）に進行を始める。このとき、円柱容器１７は、ｚ軸方向で常に内半径が等しいため、円柱容器１７内で電解液３に作用する第２力はほとんど変わらない。このため、一度でも第１力が第２力を上回ると、電解液３は、円柱容器１７内を進行し続け、（円柱容器１７の）開口部１７ａで留まることなく、円柱容器１７から漏液してしまう。これに対して、図３のプローブユニット１６では、容器７がテーパ形状を有するため、開口部７ａに近づくにつれ第２力が増加する。このため、注液口６ａから注液される電解液３の液量を調節することで、容器７の先端部に貯留された空気を抜き出すと同時に、開口部７ａに電解液３を留めることが可能である。
【００３０】
このようなテーパ形状を有する容器７に対して、注液工程を行い、容器７の先端部に貯留された空気を押し出す。その後、吸引工程を行うことで、規定量の電解液３を容器７の先端部にまで充満させる。
【００３１】
しかしながら、注液工程で容器７の先端部から空気を抜き出したにもかかわらず、吸引工程後の容器７内で空気がみの生じる場合がある。この場合における容器７の先端部の電解液３の模式図を図５に示す。図５に示すように、電解液３の下部液面にはメニスカス形状１８が形成されている。このメニスカス形状１８の形成が原因となって、電解液３の下部液面と開口部７ａとの間に再び空気がみが発生する。メニスカス形状１８は、吸引工程時に生じる圧力変動が原因となって、生じたと考察される。
【００３２】
そこで、発明者らは更なる実験の結果、注液工程の際に、開口部７ａから電解液３を容器７から下方（ｚ軸方向）にはみ出させる必要があることを見出した。
【００３３】
続いて、電解液３を容器７からはみ出させる具体的な条件について検討した。まず、図６に示すように、開口部７ａから電解液３の下部液面の位置までの距離をｄとすると、距離ｄが０．０３ｍｍ未満の場合、図５のメニスカス形状１８による空気がみが発生することを、発明者らは鋭意検討の結果見出した。さらに、距離ｄが０．５ｍｍを越えると、開口部７ａから電解液３の液漏れが発生することを発明者らは見出した。これらから、注液工程で、距離ｄが次の（数１）の条件を満たす必要があることを発明者らは導出した。
【００３４】
【数１】
2013011585.tif 000003
【００３５】
つまり、図１の注液口６ａから電解液を注液すると、開口部７ａから下方への距離ｄが０．０３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の位置に電解液３の下部液面が容器７からはみ出すような電解液３の液量を超過量とすべきである。このような超過量は、容器７の形状から予め求められ、図１の記憶部１４ｂに記憶されている。一方、規定量の電解液３を注液口６ａから注液した場合は、空気がみが生じることから、開口部７ａからの下方への距離ｄが０．０３ｍｍ未満の位置に電解液３の下部液面がはみ出すような電解液３の液量が規定量となる。ちなみに、図１の注液口６ａから注液した際に、電解液３の下部液面が開口部７ａから全くはみ出さないような液量であっても、メニスカス形状１８が生じない場合は、規定量となる場合がある。規定量は、開口部７ａの大きさと被検物によって最適な量が選択されるからである。なお、距離ｄをより厳密に表現すると、電解液３の下部液面における図６の鉛直（ｚ軸）方向の最下点と開口部７ａとの鉛直（ｚ軸）方向における最短距離となる。また、（数１）の条件を満たす超過量の電解液３を注液する工程を特に、後述する空気抜き工程と称する。
【００３６】
次に、図１に示した検査装置１の動作について図７のフローチャート、および図８を用いて説明する。この図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図７のステップＳ１〜Ｓ３間におけるプローブユニット１６の状態を示す図である。図８（ａ）〜（ｃ）に、規定量の電解液３が容器７の先端部にまで充満された場合に、この場合における電解液３の上部液面の位置を点線で示す。
【００３７】
図７のステップＳ１では、図１の制御部１４ｃが、ポンプ４に、注液口６ａから容器７内へ超過量（第１量）の電解液３の注液を行わせる。このようなステップＳ１を空気抜き工程とする。規定量よりも超過量の方が多いため、超過量の電解液３を容器７内に注入した際の上部液面の位置は、図８（ａ）の点線より上側に位置する。また、電解液３の下部液面の位置は、（数１）の条件を満たすように調整される。この場合、図１の制御部１４ｃは、記憶部１４ｂに予め記憶されている超過量に基づいて、ポンプ４に動作の指示を行う。
【００３８】
ステップＳ２では、図１の制御部１４ｃが、ポンプ４に、容器７内の電解液３の液量が規定量（第２量）となるまで、注液口６ａから電解液３を吸引させる。このステップＳ２を吸引工程とする。ステップＳ２により、図８（ｂ）に示すように、電解液３の上部液面が図中の点線の位置と重なり、空気がみの発生を防止しつつ内部の電解液３を規定量となるように調節できる。この場合、制御部１４ｃは、記憶部１４ｂに予め記憶されている規定量に基づいて、ポンプ４に動作の指示を行う。なお、規定量（第２量）は超過量（第１量）よりも少ない液量である。
【００３９】
ステップＳ３では、図１の制御部１４ｃが、移動ステージ１０を用いて、開口部７ａを被検物であるバイオセンサ１００の酵素反応層１０４と接触させる。これにより、容器７の先端部に充満した電解液３を介して電極９と酵素反応層１０４とを電気的に接続する。このステップＳ３を接続工程とする。このステップＳ３では、図８（ｃ）のように、先端部まで電解液３の充満された容器７を酵素反応層１０４と接触させる。
【００４０】
ステップＳ４では、図１の電極９と酵素反応層１０４とを電気的に接続したことにより得られる電気的特性を、検出部であるポテンショスタット１２で検出する。このステップＳ４を検出工程とする。
【００４１】
ステップＳ５では、ステップＳ４の検出工程により検出した電気的特性に基づいて、図１の検査部１４ａが、酵素反応層１０４の良否の検査を行う。このステップＳ５を検査工程とする。
【００４２】
ステップＳ６では、ステップＳ５の検査工程による検査結果を、図１のディスプレイ１５に表示する。このステップＳ６を表示工程とする。
【００４３】
ステップＳ７では、図１の制御部１４ｃが、移動ステージ１０に、開口部７ａを酵素反応層１０４から離間させることで、電極９と酵素反応層１０４との電気的な接続を解除させる。このとき、酵素反応層１０４と電解液３との間に表面張力と重力とが働き、酵素反応層１０４に電解液３が引っ張られるようにして容器７から電解液３が排出される。これより、電解液３が全て排出され、容器７は空となる。このステップＳ７を接続解除工程とする。
【００４４】
以上のステップＳ１〜ステップＳ７により、図１の検査装置１は、検査の動作を行う。なお、酵素反応層１０４の状態の分布を検出する際には、移動ステージ１０により、酵素反応層１０４上で開口部７ａを接触させる位置を変化させながらステップＳ１〜ステップＳ７をループさせる。
【００４５】
ここで、容器７内におけるノズル６と電極９との位置関係について図３を用いて説明する。
【００４６】
図７のステップＳ２（吸引工程）後の規定量の電解液３の上部液面よりも下側に位置するように、ノズル６の注液口６ａを配置している。吸引工程時に、ノズル６内に空気が入るのを防止するためである。
【００４７】
また、吸引工程後の規定量の電解液３の上部液面よりも下側に、電極９の下側の端面（ｚ軸方向の最下面）が位置するように、電極９を配置している。ステップＳ３（接続工程）で電極９を電気的に接続させるためである。
【００４８】
なお、電解液３と確実に接触させる必要のある電極９の下側の端面を、開口部７ａ側に配置することが好適である。開口部７ａの上部に電極９のみが配置される領域を形成することで、開口部７ａをより微小化することができる。
【００４９】
ノズル６と容器７の材質は、被検物との短絡を防ぐために、絶縁体を用いる必要がある。さらに、血液などの電解液３に対して耐腐食性をもっていることが必要である。実施の形態１では容器７にポリエチレンを採用した。他の絶縁体として、ポリプロピレンやガラスを用いることが可能である。
【００５０】
なお、図１の電極９、測定極１０３、対極１０２は同じ材質である。実施の形態１ではこれらを銅で形成した。
【００５１】
以上、説明したように、実施の形態１に係る図１の検査装置１は、開口部７ａから電解液３が露出しない現象の発生を防止して、被検物の検査を行うことが可能である。
【００５２】
なお、図７のステップＳ１（空気抜き工程）の後に、電解液３の下部液面が適切に開口部７ａから露出しているか否かを判断するため、変位計を設けて電解液３の下部液面の位置を測定してもよい。測定するタイミングは、空気がみの発生しうる工程であるステップＳ３（接続工程）の直前が好ましい。この場合、非接触で測定するためにレーザ変位計や、光干渉計を適用することが好ましい。カメラを用いて、画像認識により電解液３の下部液面の位置を測定してもよい。このとき、変位計による測定結果が、（数１）を満たさない場合は、制御部１４ｃは、その後の動作を中止し、ディスプレイ１５にエラー表示を行う。
【００５３】
なお、ここでは、酵素反応層１０４の検査について説明したが、電解液３に反応する部分の検査であれば、他の被検物でも同様である。
【００５４】
また、検出する電気的特性として、電圧を検出しても良いし、電位を計測してもよい。すなわち、検出部としてガルバノスタットを用いてもよいし、エレクトロメータを用いてもよい。
【００５５】
＜実施例１＞
ここで、実施の形態１に係る実施例１について説明する。図３に示したように、容器７のテーパ角をθ、開口部７ａの内半径ｒとする。本実施例１では、容器７のテーパ角θを４度、開口部７ａの内半径ｒを０．８４５ｍｍとし、超過量を２ｍｇ、規定量を１ｍｇとした。また電解液３の粘度を５ｃＰ（センチポアズ）、比重を１．０５とした。また、ノズル６の内半径を０．２６ｍｍ、容器７の開口部７ａからノズル６の注液口６ａまでの高さを０．８５ｍｍとした。電極９を直方体形状とし、その厚みと幅を共に０．３ｍｍとした。また、開口部７ａから電極９の下側の端面までの高さを０．７ｍｍとした。
【００５６】
超過量の電解液３を容器７に注液した際の電解液３の上部液面の位置は、開口部７ａから１．３ｍｍの高さであった。また、図７のステップＳ１（空気抜き工程）後の規定量の電解液３の上部液面の位置は、開口部７ａから１ｍｍの高さであった。
【００５７】
この実施例１に係るプローブユニット１６で、図７に示した動作を行うことにより、開口部７ａから電解液３が露出しない現象の発生を防止して、被検物の検査を行うことが可能である。
【００５８】
なお、分解能を向上させるために、開口部７ａの内半径を０．８４ｍｍよりもさらに微小化させる場合、超過量は増加し、規定量は減少する。
【００５９】
（実施の形態２）
実施の形態２では、図９に示したプローブユニット２０を用いる。このプローブユニット２０は、図２に示した実施の形態１のプローブユニット１６に、放熱板１９を配置したものである。検査の動作は、図７の検査の動作と同じである。ここでは、プローブユニット２０についてのみ説明する。
【００６０】
まず、図９のプローブユニット２０が、放熱部１９を備える理由について説明する。検査を行う際に、電極９に電圧を印加すると、電気的な負荷が加わることで熱が発生する。発生した熱により温度が上昇すると電極系の抵抗値が変動し、電流値などの電気的特性が変動する。このため、発生した熱により、検出される電気的特性には検出誤差が生じる場合がある。そこで、実施の形態２では、検出誤差の発生を低減させるために、効率的に放熱を行うための放熱部１９を設けている。
【００６１】
次に、放熱部１９の材料について説明する。放熱部１９は、アルミ、銅、ステンレス、真鍮など、容器７に用いた材料よりも熱伝導率の高い加工材料であることが好ましい。また、放熱特性の効率のよいグラファイト（炭素材料）を用いることで放熱部１９の軽量化が可能である。実施の形態２では、人工血液である電解液３に対して耐腐食性を有する、ステンレスを放熱部１９として採用した。
【００６２】
続いて、放熱部１９の配置について説明する。放熱部１９には、熱伝導率の高い材料を用いるが、このような材料は、導体である場合が多い。このため、検査時において、導体の放熱部１９に電解液３が触れると、リークにより検出される電気的特性が変化する場合がある。リークを防止するため、図７のステップＳ２（吸引工程）後における規定量の電解液３の上部液面よりも上方に放熱部１９が位置することが必要である。つまり、超過量の電解液３が規定量となるまで吸引された後には電解液３と離間する位置に放熱部１９を配置しなければならない。一方、放熱部１９は、図７のステップＳ１（空気抜き工程）後における超過量の電解液３の上部液面よりも下部に位置することで、この超過量の電解液３と接触することが必要である。すなわち、超過量の電解液３が注液された場合はこの電解液３と接触する位置に放熱部１９を配置する必要がある。これらを同時に満たすような位置に放熱部１９を配置することで、電解液３を介して電極９の熱を放熱部１９で放熱することが可能である。
【００６３】
以上説明したように、実施の形態２では、プローブユニット２０に放熱部１９を備えることで、発熱による検出誤差の発生を低減することが可能である。
【００６４】
＜実施例２＞
ここで実施の形態２に係る実施例２について説明する。この実施例２では、図９の開口部７ａからの高さが１．１５ｍｍ以上の位置に放熱部１９を形成した。放熱部１９以外の構成の条件は、実施例１の場合と同じである。
【００６５】
このように、図７のステップＳ１（空気抜き工程）後には電解液３と接触し、ステップＳ２（吸引工程）後には電解液３と接触しない位置に放熱部１９を形成することで、検査時にリークの発生を防止しつつ、発生した熱を放熱することが可能である。このため、検出誤差の発生を抑えることが可能となる。
【００６６】
（実施の形態３）
図１０は実施の形態３に係る検査方法を実施するための検査装置２００の模式図である。この検査装置２００が図１に示した実施の形態１の検査装置１と異なるのは、容器７、ポンプ４、移動ステージ１０など内に配置する検査チャンバ２７が、ゲート２４を介して、ロードロックチャンバ２３と接続されていることである。ここで、ロードロックチャンバ２３には、排気配管２８、ガス導入配管２１が取り付けられており、排気配管２８は排気バルブ２９を介して排気ポンプ２０に、ガス導入配管２１はガス導入バルブ２２を通してガスボンベ２６に接続されている。これ以外は、図１と同じであり説明を省略する。
【００６７】
このような構成により、ロードロックチャンバ２３を真空に排気すること、ガス導入によって大気圧に戻すこと、が可能になっている。なお、コンピュータ１４、ポンプ４は検査チャンバ２７の外にあってもよいが、流路５、伝送ライン１１用の開口部以外は密閉されていなければならない。
【００６８】
（動作の説明）
次に、図１０に示した検査装置２００を用いて検査を行う場合の動作について、図１１のフローチャートを用いて説明する。検査開始時の状態としては、ロードロックチャンバ２３の中に被検物であるバイオセンサ１００（上記の実施の形態１、２と同じバイオセンサである）が試薬塗布直後の状態で配置されており、ロードロックチャンバ２３は大気圧の状態である。塗布は通常ポンプにて液をノズルから吐出させることで行い、配置されるのは乾燥しておらず、濡れている状態である。
【００６９】
なお、バイオセンサ１００は図１２の模式図で示されたものであるが、絶縁性基板である約１２ｍｍ×約５０ｍｍのＰＥＴシート上に、スパッタによって成膜されたパラジウム薄膜電極が形成され、電極の先端に酵素反応層１０４が形成されたものである。酵素反応層は、カルボキシメチルセルロース（以下ＣＭＣ）水溶液に、電子伝達体であるフェリシアン化カリウムを混合した試薬を塗布することで形成されるが、と塗布量は約１．２ｍｇ、塗布直後の厚みは約５００μｍであり、乾燥後の厚みは約１μｍである。
【００７０】
図１１のステップＳ１では、図１０の排気バルブ２９を開けて、ロードロックチャンバ２３の内部を真空排気する。このようなステップＳ１を真空乾燥工程とする。１００Ｐａ以下の状態まで排気したのち、１０分程度保管することで、溶媒を乾燥させることができ、安定な状態にもっていくことができる。なお、長い時間乾燥させてもよい。前述どおり、溶媒は水である。温度は常温で実施した。
【００７１】
ステップＳ２では、排気バルブ２９を閉じ、ガス導入バルブ２２を開くことで、ロードロックチャンバ２３にガスを導入し、圧力を上げていく。大気圧程度まで到達したことを確認し、ガス導入バルブ２２を閉じる。ここで用いるガスは、ロードロックチャンバ２３を大気圧に回復するために導入されるもので、酵素反応層１０４と化学反応を起こしにくいＮ２やＡｒなどの不活性ガスが望ましい。このようなステップＳ２を復圧工程とする。検査チャンバ２７は常に大気圧であるので、ロードロックチャンバ２３を大気圧に戻すことで、ゲート２４を開くことができるようにすることがステップＳ２の目的である。
【００７２】
ステップＳ３では、ゲート２４を開いて被検物であるバイオセンサ１００をロードロックチャンバ２３から検査チャンバ２７内の所定の位置に移載する。このようなステップＳ３を移載工程とする。
【００７３】
検査チャンバ２７内の雰囲気は、この場合、電解液が、空気中の水分と反応して変質してしまうので、ドライエアーまたはＮ２雰囲気に保つように、必要に応じて、フローしている。
【００７４】
ステップＳ４〜ステップ１０は図７のステップＳ１〜ステップＳ７と同じなので、ここでの説明は省略する。また、上記実施の形態１，２の方法をステップＳ１〜ステップＳ７として実施できる。
【００７５】
以上のステップＳ１〜ステップＳ１０により、図１０の検査装置２００は、検査の動作を行う。なお、酵素反応層１０４の状態の分布を検出する際には、移動ステージ１０により、酵素反応層１０４上で開口部７ａを接触させる位置を変化させながらステップＳ４〜ステップＳ１０をループさせる。
【００７６】
従来は試薬塗布後１時間以上かけて乾燥させた後でなければ安定して被検物の検査ができなかったが、ロードロックチャンバ２３の内部での真空乾燥、ガス導入での復圧工程、および、検査チャンバ２７内での検査により、試薬塗布後約１０分で、安定して被検物の検査を行うことができる。
【００７７】
真空乾燥を用いるので、被検物上に形成される膜が均質となり、測定しやすい。
【００７８】
なお、被検物であるバイオセンサ１００を例に説明したが、電解液と電極とが反応する他の被検物にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、血液中の電解質の検査に加えて、ＯＰＲ計測、Ｐｈ計測、イオン濃度計測、分極電位計測等の電気化学デバイスの検査に利用できる。また、電気化学デバイスだけでなく電気・電子部品などのデバイスやメッキなどの検査にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１      検査装置
２      タンク
３      電解液
４      ポンプ
６      ノズル
６ａ    注液口
７      容器
７ａ    開口部
９      電極
１０    移動ステージ
１２    ポテンショスタット
１４ａ  検査部
１４ｂ  記憶部
１４ｃ  制御部
１９    放熱部
２０    排気ポンプ
２１    ガス導入配管
２２    ガス導入バルブ
２３    ロードロックチャンバ
２４    ゲート
２６    ガスボンベ
２７    検査チャンバ
２８    排気配管
２９    排気バルブ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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