本發(fā)明涉及用于測(cè)定作為檢測(cè)體液中所含的檢測(cè)對(duì)象的特定成分的檢測(cè)體液的測(cè)定方法以及其中所使用的檢測(cè)體液傳感器。
背景技術(shù):
一般,已知一種檢測(cè)體液傳感器組件(檢測(cè)體液傳感器裝置),其具有:檢測(cè)體液傳感器,其保持檢測(cè)體液,并且能按照檢測(cè)體液的性質(zhì)或成分來(lái)變換被輸入的電信號(hào);和讀取器,其與該檢測(cè)體液傳感器之間收發(fā)電信號(hào)。
作為檢測(cè)體液傳感器,從能實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)所帶來(lái)的低價(jià)格化且能以簡(jiǎn)單的電氣電路來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)電路的方面來(lái)看,能小型化的saw傳感器受到關(guān)注(非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。saw傳感器在基板的上表面具備根據(jù)電信號(hào)產(chǎn)生聲表面波(saw:surfaceacousticwave)的輸入電極、和接收saw的輸出電極,并且在這些電極間配置在表面上固定有抗體的金屬膜,saw傳感器對(duì)抗原與抗體結(jié)合而產(chǎn)生的輸出信號(hào)進(jìn)行解析,基于saw的相位特性的變化來(lái)調(diào)查檢測(cè)體液的成分。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
非專(zhuān)利文獻(xiàn)
非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:谷津田博美等、「poct用sh-sawバイオセンサ」、電気學(xué)會(huì)電子回路技衍委員會(huì)、emシンポジウ厶、2011.5
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)體液的測(cè)定方法具備如下步驟:準(zhǔn)備傳感器芯片,該傳感器芯片在壓電基板的上表面具有位于沿檢測(cè)體液的流動(dòng)方向的位置的多個(gè)saw元件,所述多個(gè)saw元件當(dāng)中的參照用saw元件以及檢測(cè)用saw元件具有表達(dá)式t·v<l(其中,t是來(lái)自?xún)蓅aw元件的數(shù)據(jù)讀取間隔時(shí)間,v是檢測(cè)體液的流速,l是兩saw元件的距離)的關(guān)系;使所述檢測(cè)體液從所述參照用saw元件以及所述檢測(cè)用saw元件的任意一方側(cè)按順序流動(dòng);算出所述參照用saw元件中的聲表面波的相位θref與所述檢測(cè)用saw元件中的聲表面波的相位θtest之差、即相位差δθ的時(shí)間上的變化;以及使用所述相位差δθ當(dāng)中的極值或該極值以后的時(shí)間上的變化來(lái)進(jìn)行檢測(cè)對(duì)象的測(cè)定。
本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)體液傳感器具備基體和位于所述基體的上表面的傳感器芯片。所述傳感器芯片具有:位于所述基體的上表面的壓電基板;和在所述壓電基板的上表面位于沿所述檢測(cè)體液的流動(dòng)方向的位置的多個(gè)saw元件,所述多個(gè)saw元件當(dāng)中的2個(gè)saw元件具有表達(dá)式t·v<l(其中,t是來(lái)自所述2個(gè)saw元件的數(shù)據(jù)讀取間隔時(shí)間,v是檢測(cè)體液的流速,l是所述2個(gè)saw元件的距離)的關(guān)系。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)體液的測(cè)定方法,由于參照用saw元件以及檢測(cè)用saw元件具有所述表達(dá)式的關(guān)系,因此在參照用saw元件中的聲表面波的相位θref與檢測(cè)用saw元件中的聲表面波的相位θtest之差、即相位差δθ的時(shí)間上的變化中會(huì)出現(xiàn)極值(極大值或極小值)。該極值表征流過(guò)一個(gè)saw元件的檢測(cè)體液到達(dá)另一個(gè)saw元件的時(shí)間點(diǎn)。因此,將該極值或其以后設(shè)為來(lái)自檢測(cè)體液傳感器的信號(hào)起點(diǎn),使用極值或其以后的時(shí)間上的變化來(lái)進(jìn)行檢測(cè)對(duì)象的測(cè)定,由此檢測(cè)體液中所含的檢測(cè)對(duì)象的測(cè)定(濃度測(cè)定等)容易且準(zhǔn)確。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的1個(gè)實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)體液傳感器的立體圖。
圖2是表示圖1的檢測(cè)體液傳感器的一部分的俯視圖。
圖3(a)以及(b)是表示將檢測(cè)體液傳感器安裝到讀取器的檢測(cè)體液傳感器裝置的立體圖。
圖4是表示圖3的檢測(cè)體液傳感器裝置的閉合狀態(tài)的立體圖。
圖5是包含圖1的a-a線(xiàn)截面所示的檢測(cè)體液傳感器的圖4的檢測(cè)體液傳感器裝置的概略截面圖。
圖6是表示檢測(cè)體液傳感器的信號(hào)處理系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。
圖7(a)是表示檢測(cè)體液傳感器中的參照用saw元件以及檢測(cè)用saw元件的配置例的框圖,(b)是表示在(a)的配置例中參照用saw元件中的saw的相位θref和檢測(cè)用saw元件中的saw的相位θtest的一例的圖表,(c)是表示(b)所示的θref與θtest的相位差δθ(θref-θtest)的圖表。
圖8是表示圖7(b)所示的(1)~(5)的階段的說(shuō)明圖。
圖9(a)是表示以比圖7(b)的測(cè)定高的濃度含有檢測(cè)體液中的檢測(cè)對(duì)象的情況以及特異性結(jié)合物質(zhì)的密度高的情況等的參照用saw元件中的saw的相位θref和檢測(cè)用saw元件中的saw的相位θtest的圖表,(b)是表示(a)所示的θref與θtest的相位差δθ(θref-θtest)的圖表。
圖10(a)是表示檢測(cè)體液傳感器中的參照用saw元件以及檢測(cè)用saw元件的配置例的框圖,(b)是表示在(a)的配置例中參照用saw元件中的saw的相位θref和檢測(cè)用saw元件中的saw的相位θtest的另一示例的圖表,(c)是表示(b)所示的θref與θtest的相位差δθ(θref-θtest)的圖表。
圖11(a)、(b)是分別表示配置了3個(gè)以上的saw元件的示例的框圖。
圖12是表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)體液傳感器的主要部分的概略俯視圖。
圖13是表示本發(fā)明的再另一實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)體液傳感器的概略截面圖。
圖14是表示本發(fā)明的再另一實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)體液傳感器裝置的立體圖。
具體實(shí)施方式
<檢測(cè)體液傳感器>
首先,參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的1個(gè)實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)體液傳感器。
圖1示出本實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)體液傳感器3。該檢測(cè)體液傳感器3具有基體43和重疊在其上的蓋體45,在基體43與蓋體45之間形成流路35。另外,在基體43的上表面,在流路35的前端部形成傳感器芯片32,在基體43的下表面形成用于發(fā)送來(lái)自傳感器芯片32的數(shù)據(jù)的外部端子31。
檢測(cè)體液傳感器3的形狀作為整體而大致構(gòu)成為板狀,例如其平面形狀是長(zhǎng)方形。
流路35例如形成為在檢測(cè)體液傳感器3的長(zhǎng)邊方向(x方向、從由讀取器5露出的部分往被讀取器5所夾的部分去的方向)上以直線(xiàn)狀延伸。流路35的兩端通到檢測(cè)體液傳感器3的外部。其一端是用于取入檢測(cè)體液的流入口39,另一端是用于當(dāng)檢測(cè)體液流入流路35時(shí)進(jìn)行流路35的排氣的排氣口41。另外,流入口39以及排氣口41可以在檢測(cè)體液傳感器3的上表面開(kāi)口。
流路35構(gòu)成為通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象將滴下到流入口39的(與流入口39接觸的)檢測(cè)體液引導(dǎo)到排氣口41側(cè)。流路35例如將其高度(厚度、z方向)設(shè)定得比較低,并且將底面以及頂面的至少一方的潤(rùn)濕性設(shè)定得比較高。
流路35的z方向的高度并沒(méi)有特別限制,但從減少檢測(cè)體液的量的觀點(diǎn)出發(fā)為50μm~0.5mm,優(yōu)選為50μm程度。另外,在使用將血液等原液稀釋后的產(chǎn)物作為檢測(cè)體液的情況下,不一定需要減少檢測(cè)體液的量。另外,流路35的底面以及頂面中的檢測(cè)體液(可以由水代表)的接觸角(潤(rùn)濕性)不足90°,優(yōu)選不足60°。
在本實(shí)施方式中,基體43具有絕緣性。作為基體43的材料,例如能使用樹(shù)脂或陶瓷。另外,基體43可以是在內(nèi)部具有作為屏蔽的接地層那樣的多層板。另外,基體43的平面形狀例如與檢測(cè)體液傳感器3整體的平面形狀相同。
蓋體45的外形的平面形狀例如與檢測(cè)體液傳感器3整體的平面形狀大致相同。在蓋體45的下表面形成用于在蓋體45與基體43之間構(gòu)成流路35的槽。另外,在蓋體45,已說(shuō)明的流入口39以及排氣口41上下貫通蓋體45而形成。蓋體45例如通過(guò)粘接劑與基體43貼合。
蓋體45例如由樹(shù)脂或陶瓷等絕緣性材料構(gòu)成。另外,蓋體45的整體可以由同一材料一體形成。另外,蓋體45可以通過(guò)將由同一材料或相互不同的材料形成的多個(gè)層狀構(gòu)件重疊而構(gòu)成。例如,蓋體45可以由形成有成為流路35的狹縫的層狀構(gòu)件和重疊在其上的構(gòu)成流路35的頂面的層狀構(gòu)件構(gòu)成。
優(yōu)選基體43以及蓋體45的至少一方至少在構(gòu)成流路35的區(qū)域由親水性高的材料構(gòu)成,或者實(shí)施親水性處理,或者貼附親水性薄膜,以使流路35的內(nèi)面的潤(rùn)濕性變高。例如,基體43可以在與流路35重疊的區(qū)域粘貼親水性薄膜。另外,在該情況下,親水性薄膜可以作為基體43的一部分。另外,例如在蓋體45如上述那樣通過(guò)將層狀構(gòu)件重疊而構(gòu)成的情況下,將狹縫堵塞的上層的層狀構(gòu)件可以由親水性薄膜構(gòu)成。
作為檢測(cè)體液傳感器3整體,優(yōu)選沒(méi)有撓性,例如基體43以及蓋體45的至少一方可以沒(méi)有撓性。
圖2是表示從檢測(cè)體液傳感器3拆下蓋體45的檢測(cè)體液傳感器3的傳感器芯片32的截面形狀的示意圖。
檢測(cè)體液傳感器3將傳感器芯片32安裝在基體43的上表面,該傳感器芯片32檢測(cè)通過(guò)流路35的檢測(cè)體液中所含的檢測(cè)對(duì)象。傳感器芯片32是實(shí)質(zhì)上進(jìn)行與檢測(cè)體液相應(yīng)的信號(hào)的變換的傳感器部,基體43以及蓋體45作為對(duì)傳感器芯片32的處理性的提升等有幫助的封裝起作用。雖未特別圖示,但在蓋體45的下表面以及基體43的上表面的至少一方構(gòu)成用于收容傳感器芯片32的凹部。
傳感器芯片32具有:壓電基板53;和在壓電基板53的上表面位于沿檢測(cè)體液的流動(dòng)方向的位置的至少2個(gè)saw元件50a、50b。saw元件50a、50b具有:使壓電基板53的主面產(chǎn)生聲表面波(saw)的第1idt55a;位于該saw的傳播路徑并用于接收saw的第2idt55b;用于電信號(hào)向第1idt55a輸入或電信號(hào)從第2idt55b輸出的多個(gè)芯片焊盤(pán)57;和用于按照檢測(cè)體液的性質(zhì)或成分使saw變化的感應(yīng)部59。作為感應(yīng)部59,除了能使用例如后述的金屬膜以外,還能使用絕緣膜(氧化膜、氮化膜等)。
壓電基板53例如由鉭酸鋰(litao3)單晶、鈮酸鋰(linbo3)單晶、水晶等具有壓電性的單晶的基板構(gòu)成??梢赃m當(dāng)設(shè)定壓電基板53的平面形狀以及各種尺寸。作為一例,壓電基板53的厚度為0.3mm~1.0mm。壓電基板53配置成使主面與基體43平行。
第1idt55a以及第2idt55b(以下僅稱(chēng)作“idt”,有時(shí)并不區(qū)分兩者)由位于壓電基板53的上表面的導(dǎo)體層構(gòu)成。第1idt55a以及第2idt55b夾著流路35對(duì)置。各idt55具有一對(duì)梳齒電極。各梳齒電極具有匯流條以及從匯流條延伸的多個(gè)電極指。并且,一對(duì)梳齒電極配置成多個(gè)電極指相互嚙合。第1idt55a以及第2idt55b在saw的傳播方向上相互隔離配置,構(gòu)成橫向型的idt。
能將idt55的電極指的條數(shù)、相鄰的電極指彼此的距離、電極指的交疊長(zhǎng)度等作為參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)頻率特性。作為由idt55激勵(lì)的saw,存在瑞利波、勒夫波、漏波等,可以利用任一者。傳感器芯片32例如利用勒夫波。
也可以在saw的傳播方向(y方向)上在第1idt55a以及第2idt55b的外側(cè)設(shè)置用于saw的反射抑制的彈性構(gòu)件。saw的頻率例如能在數(shù)兆赫(mhz)到數(shù)千兆赫(ghz)的范圍內(nèi)設(shè)定。這當(dāng)中尤其是,若設(shè)為數(shù)百mhz到2ghz則是實(shí)用的,并且能實(shí)現(xiàn)壓電基板53的小型化,進(jìn)而能實(shí)現(xiàn)傳感器芯片32的小型化,。
芯片焊盤(pán)57經(jīng)由芯片布線(xiàn)56與idt55連接。芯片焊盤(pán)57以及芯片布線(xiàn)56例如與idt55同樣由位于壓電基板53的上表面的導(dǎo)體層構(gòu)成。與第1idt55a連接的芯片焊盤(pán)57位于第1idt55a的與第2idt55b相反的一側(cè),與第2idt55b連接的芯片焊盤(pán)57位于第2idt55b的與第1idt55a相反的一側(cè)。另外,從將各芯片焊盤(pán)57的面積確保得大且減小多個(gè)芯片焊盤(pán)57的x方向的排列范圍的觀點(diǎn)出發(fā),芯片焊盤(pán)57在向第1idt55a以及第2idt55的對(duì)置方向(y方向)上觀察時(shí)與idt55重疊。
idt55、芯片布線(xiàn)56以及芯片焊盤(pán)57例如由金、鋁、鋁與銅的合金等構(gòu)成。另外,這些電極可以設(shè)為多層結(jié)構(gòu)。在設(shè)為多層結(jié)構(gòu)的情況下,例如第1層由鈦或鉻構(gòu)成,第2層由鋁或鋁合金構(gòu)成。它們的厚度例如為100nm~300nm。
壓電基板53的上表面從idt55以及芯片布線(xiàn)56之上由未圖示的保護(hù)膜覆蓋。保護(hù)膜有助于idt55以及芯片布線(xiàn)56的氧化抑制等。保護(hù)膜由氧化硅、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、氮化硅或硅等構(gòu)成。在檢測(cè)體液傳感器3中,使用二氧化硅(sio2)作為保護(hù)膜。保護(hù)膜例如使芯片焊盤(pán)57露出并遍布?jí)弘娀?3的上表面整體而形成。保護(hù)膜的厚度(從壓電基板53的上表面起的高度)例如比idt55的厚度厚,為200nm~10um。
感應(yīng)部59在壓電基板53上或保護(hù)膜上位于第1idt55a與第2idt55b之間。另外,感應(yīng)部59位于流路35內(nèi)。作為感應(yīng)部59,例如能舉出鈦以及成膜在鈦上的金、或鉻以及成膜在鉻上的金的成為2層結(jié)構(gòu)的金屬膜。
2個(gè)saw元件50a、50b當(dāng)中的一個(gè)saw元件50a在感應(yīng)部59的表面不具有與檢測(cè)體液中所含的檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行結(jié)合的特異性結(jié)合物質(zhì),而另一個(gè)saw元件50b具有特異性結(jié)合物質(zhì)。以下,有時(shí)將不具有特異性結(jié)合物質(zhì)的saw元件50a稱(chēng)作參照用saw元件50a,將具有特異性結(jié)合物質(zhì)的saw元件50b稱(chēng)作檢測(cè)用saw元件50b。
通過(guò)比較兩者,能夠如后述那樣測(cè)定因檢測(cè)體液與特異性結(jié)合物質(zhì)的結(jié)合引起的saw的變化。另外,可以按每個(gè)saw元件在感應(yīng)部59的金屬膜將不同種類(lèi)的特異性結(jié)合物質(zhì)固定化,針對(duì)檢測(cè)體液來(lái)測(cè)定不同的性質(zhì)或成分。
參照用saw元件50a和檢測(cè)用saw元件50b也可以都具有特異性結(jié)合物質(zhì)。在該情況下,使兩saw元件50a、50b中的特異性結(jié)合物質(zhì)的密度不同。具體地,使參照用saw元件50a中的特異性結(jié)合物質(zhì)的密度低于檢測(cè)用saw元件50b中的特異性結(jié)合物質(zhì)的密度即可。
2個(gè)saw元件50a、50b具有表達(dá)式t·v<l(其中,t是來(lái)自2個(gè)saw元件50a、50b的數(shù)據(jù)讀取間隔時(shí)間,v是檢測(cè)體液的流速,l是2個(gè)saw元件50a、50b的距離)的關(guān)系。即,上述表達(dá)式的意思是,例如在從第1次數(shù)據(jù)讀取到第2次數(shù)據(jù)讀取之間檢測(cè)體液所流過(guò)的距離小于saw元件50a、50b間的距離。由此,能測(cè)定后述的檢測(cè)體液中所含的檢測(cè)對(duì)象。
檢測(cè)用saw元件50b和參照用saw元件50a的特異性結(jié)合物質(zhì)的密度可以不同。具體地,參照用saw元件50a中的特異性結(jié)合物質(zhì)的密度可以低于檢測(cè)用saw元件50b的特異性結(jié)合物質(zhì)的密度。
特異性結(jié)合物質(zhì)包含由核酸、縮氨酸構(gòu)成的適體。適體在感應(yīng)部59的表面被固定化。
若檢測(cè)體液與將適體固定化的感應(yīng)部59接觸,則檢測(cè)體液中的特定的靶物質(zhì)與對(duì)應(yīng)于該靶物質(zhì)的適體結(jié)合,感應(yīng)部59的重量發(fā)生變化。其結(jié)果,從第1idt55a向第2idt55b傳播的saw的相位特性等發(fā)生變化。因此,能基于該相位特性等的變化來(lái)調(diào)查檢測(cè)體液的性質(zhì)或成分。
由第1idt55a、第2idt55b以及感應(yīng)部59的組合構(gòu)成的saw元件可以在流路35的流路方向(檢測(cè)體液的流動(dòng)方向)上設(shè)置適當(dāng)?shù)臄?shù)目。
將傳感器芯片32安裝到基體43的方式可以設(shè)為適當(dāng)?shù)姆绞?。在本?shí)施方式中,傳感器芯片32的安裝方式設(shè)為使用鍵合線(xiàn)65的表面安裝。另外,在檢測(cè)體液傳感器具有傳感器芯片的情況下,傳感器芯片的安裝方式并不限定于使用引線(xiàn)鍵合的表面安裝。例如,可以是使用凸起的倒裝芯片安裝,還可以是將引線(xiàn)插入到基板的引線(xiàn)插入安裝。
關(guān)于傳感器芯片32,idt55(第1idt55a以及第2idt55b)經(jīng)由芯片布線(xiàn)56與芯片焊盤(pán)57連接,該芯片焊盤(pán)57通過(guò)鍵合線(xiàn)65與外部端子31連接。
<檢測(cè)體液傳感器裝置>
接下來(lái),基于圖3(a)、(b)、圖4、圖5來(lái)說(shuō)明安裝了檢測(cè)體液傳感器3的檢測(cè)體液傳感器裝置1。圖3(a)是在閉合狀態(tài)下表示檢測(cè)體液傳感器裝置1(以下,有時(shí)僅稱(chēng)作“裝置1”)的立體圖。圖3(b)是以打開(kāi)狀態(tài)且檢測(cè)體液傳感器的安裝前的狀態(tài)表示裝置1的一部分的立體圖。圖4是在閉合狀態(tài)下表示裝置1的立體圖。
裝置1具備裝卸檢測(cè)體液傳感器3的讀取器5。讀取器5具有:以能在圖3所示的打開(kāi)狀態(tài)與圖4所示的閉合狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換(能進(jìn)行相對(duì)移動(dòng))的方式連結(jié)的第1部位7(例如固定部)和第2部位9(例如可動(dòng)部);和由位于第1部位7的上表面的連接端子21、定位銷(xiāo)23以及端子保持構(gòu)件29(接觸組件)構(gòu)成的連接部件2。第1部位7和第2部位9都構(gòu)成讀取器5的外形。
關(guān)于讀取器5,位于第1部位7的上表面的連接端子21在閉合狀態(tài)下與能裝卸地被夾在第1部位7的上表面與第2部位9的下表面之間的檢測(cè)體液傳感器3的外部端子31連接。并且,讀取器5從連接端子21向外部端子31輸入電信號(hào),并接受從檢測(cè)體液傳感器3輸出的電信號(hào)。這時(shí),吸引并收容檢測(cè)體液的檢測(cè)體液傳感器3使輸入的電信號(hào)按照該檢測(cè)體液的性質(zhì)或成分發(fā)生變化并輸出。
外部端子31如圖1以及圖2所示那樣設(shè)置于檢測(cè)體液傳感器3的下表面?zhèn)?第1部位7側(cè)),以便在檢測(cè)體液傳感器3被讀取器5所夾時(shí)與第1部位7上的連接端子21接觸。
關(guān)于外部端子31的數(shù)目以及排列,例如在本實(shí)施方式中是外部端子31在流路35的寬度方向的兩端部沿著流路35排列,但并不限制于此,能按照檢測(cè)體液傳感器3內(nèi)部的電路構(gòu)成等適當(dāng)設(shè)定。
第2部位9在打開(kāi)狀態(tài)下比閉合狀態(tài)遠(yuǎn)離第1部位7(圖3(a)),在閉合狀態(tài)下,重疊在第1部位7的上表面上而與第1部位7對(duì)置(圖4)。因此,若讀取器5成為打開(kāi)狀態(tài),則第1部位7以及第2部位9的相互對(duì)置的面露出在外部。在露出的第1部位7的上表面載置檢測(cè)體液傳感器3,并使第2部位9發(fā)生位移(移動(dòng))而成為閉合狀態(tài),由此檢測(cè)體液傳感器3被夾在第1部位7與第2部位9之間而安裝到讀取器5。另外,在將檢測(cè)體液傳感器3從讀取器5取下的情況下,相反地進(jìn)行上述的過(guò)程即可。
如圖3以及圖4所示,第1部位7和第2部位9的閉合狀態(tài)與打開(kāi)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換的方式(開(kāi)閉機(jī)構(gòu))可以是以能繞著轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)的所謂折疊式。例如,如圖4所示,在第1部位7的一端形成在閉合狀態(tài)下向與第2部位9對(duì)置的方向(z方向)突出的第1凸部9a。另一方面,在第2部位9的一端形成收容第1凸部9a的缺口9b。換言之,在第2部位9的一端形成構(gòu)成缺口9b的一對(duì)第2凸部9c。并且,通過(guò)將未圖示的鉸鏈構(gòu)件在y方向上插通到第1凸部9a以及第2凸部9c,從而第1部位7和第2部位9就以能繞著與y方向平行的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相互轉(zhuǎn)動(dòng)的方式而連結(jié)。在這樣的開(kāi)閉機(jī)構(gòu)中,能利用公知的便攜電話(huà)或筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)的開(kāi)閉機(jī)構(gòu)。
另外,第1部位7以及第2部位9的開(kāi)閉機(jī)構(gòu)并不限于上述那樣一端彼此使用鉸鏈構(gòu)件等來(lái)連結(jié)或固定的情況,也可以是使各自獨(dú)立存在的兩者嵌合的方式。如此,例如在將檢測(cè)體液傳感器3載置到第1部位7的上表面后,使第2部位8從上方對(duì)第1部位7嵌合,由此能設(shè)為閉合狀態(tài)。另外,在以第1部位7的上表面和第2部位8的下表面對(duì)置這樣的狀態(tài)進(jìn)行嵌合的狀態(tài)下,還能通過(guò)將檢測(cè)體液傳感器3插入到兩者之間來(lái)設(shè)為閉合狀態(tài)。
第1部位7以及第2部位9的形狀和材質(zhì)并沒(méi)有特別限制,優(yōu)選小型且輕量,以使得使用者能移動(dòng),例如可以由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)等樹(shù)脂構(gòu)成。
如圖3(b)所示,第1部位7具有連接部件2,其用于將檢測(cè)體液傳感器3定位且固定,并用于將檢測(cè)體液傳感器3和讀取器5電連接。
定位銷(xiāo)23從第1部位7的上表面突出。該定位銷(xiāo)23作為連接部件2而設(shè)置于第1部位,但例如也可以與第1部位7一體形成。在本實(shí)施方式中例示了設(shè)置有2個(gè)截面圓形的定位銷(xiāo)23的情況,但并不特別限定于此,定位銷(xiāo)23的數(shù)目、配置位置、截面形狀、直徑以及高度可以適當(dāng)設(shè)定。
另一方面,在檢測(cè)體液傳感器3形成定位銷(xiāo)23所嵌合的定位孔3h。并且,通過(guò)定位銷(xiāo)23嵌合在定位孔3h,從而檢測(cè)體液傳感器3在沿xy平面的方向(沿閉合狀態(tài)下的第1部位7以及第2部位9的對(duì)置面的平面方向)上相對(duì)于第1部位7的定位完成。
另外,作為其他示例,可以在檢測(cè)體液傳感器3設(shè)置朝下的定位銷(xiāo),在第1部位7的對(duì)置面設(shè)置定位孔。
端子保持構(gòu)件29如圖5所示那樣,在上部具有多個(gè)連接端子21,在下部具有與電路基板28連接的電路端子22。另外,端子保持構(gòu)件29如圖3(b)所示那樣,在第1部位7的上表面被螺釘33固定。
端子保持構(gòu)件29例如整體上大致形成為板狀。端子保持構(gòu)件29的布線(xiàn)例如經(jīng)由形成于第1部位7的開(kāi)口通過(guò)連接器與配置于第1部位7的內(nèi)部的由fpc等構(gòu)成的信號(hào)線(xiàn)連接。
第1部位7在端子保持構(gòu)件29的下方如圖5所示那樣還具有電路基板28。該電路基板28和端子保持構(gòu)件29由電路端子22連接。如后述那樣,電路基板28關(guān)于檢測(cè)體液的數(shù)據(jù)的檢測(cè)是檢測(cè)檢測(cè)體液的數(shù)據(jù)并對(duì)外部裝置等收發(fā)該數(shù)據(jù)的部件。
端子保持構(gòu)件29通過(guò)螺釘33相對(duì)于第1部位7的上表面被固定,在讀取器5的打開(kāi)狀態(tài)下露出到外部。
讀取器5如圖3(a)所示那樣,在第2部位9的下表面具有能進(jìn)行針對(duì)檢測(cè)體液傳感器3的加熱以及冷卻的至少一者的溫度調(diào)整部25。該溫度調(diào)整部25例如是包含帕耳帖元件等熱電變換元件的構(gòu)件。帕耳帖元件例如具有半導(dǎo)體、配置于半導(dǎo)體兩側(cè)的電極、和進(jìn)一步配置于電極兩側(cè)的散熱板。
溫度調(diào)整部25可以在第2部位9在上表面(與第1部位7對(duì)置的對(duì)置面的相反面)具有顯示部26(圖4)。優(yōu)選該顯示部26與溫度調(diào)整部25相鄰以便能進(jìn)行熱交換,并且在第2部位9的表面安裝成能讓使用者視覺(jué)辨識(shí)。作為該顯示部26,例如能舉出液晶顯示部等。在顯示部26顯示由檢測(cè)體液傳感器3從檢測(cè)體液檢測(cè)到的數(shù)據(jù)。顯示部26與溫度調(diào)整部25的冷卻面?zhèn)认噜?,能冷卻因顯示部26的工作引起的發(fā)熱。
圖6是表示裝置1的信號(hào)處理系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。裝置1(讀取器5)例如與個(gè)人計(jì)算機(jī)(pc)101連接使用。另外,雖未特別圖示,但為了與pc101連接而在讀取器5適當(dāng)設(shè)置遵循給定的標(biāo)準(zhǔn)的連接器。pc101例如與顯示部103以及操作部105等接口連接。另外,顯示部103以及操作部105可以構(gòu)成觸控面板。
pc101例如使顯示部103顯示促進(jìn)用戶(hù)的操作的信息,基于用戶(hù)對(duì)操作部105的操作對(duì)讀取器5輸出控制信號(hào)。讀取器5按照來(lái)自pc101的控制信號(hào)對(duì)檢測(cè)體液傳感器3輸入電信號(hào)。另外,讀取器5對(duì)從檢測(cè)體液傳感器3輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波或ad變換等適當(dāng)?shù)奶幚恚瑢⒃撎幚砗蟮碾娦盘?hào)輸出到pc101。pc101基于來(lái)自讀取器5的電信號(hào)使顯示部103顯示檢測(cè)體液的性質(zhì)或成分的信息。
讀取器5具有:至少生成輸入到第1idt55a的電信號(hào)的發(fā)送電路73;接收從第2idt55b輸出的電信號(hào)的接收電路75;已說(shuō)明的溫度調(diào)整部25;溫度傳感器77;進(jìn)行它們的控制等的控制部79;和對(duì)它們提供電力的電源部81。
發(fā)送電路73例如由ic等構(gòu)成,包含高頻電路。并且,發(fā)送電路73生成與來(lái)自控制部79的信號(hào)相應(yīng)的頻率以及電壓的交流信號(hào)并輸入到第1idt55a。
接收電路75例如由ic等構(gòu)成,包含放大電路、濾波器或ad變換電路。并且,接收電路75對(duì)從第2idt55b輸出的電信號(hào)實(shí)施適當(dāng)?shù)奶幚聿⑤敵龅娇刂撇?9。
控制部79包含cpu、rom以及ram等而構(gòu)成。并且,基于來(lái)自pc101的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)送電路73以及接收電路75。另外,控制部79例如進(jìn)行溫度調(diào)整部25的反饋控制,以使由熱敏電阻等電阻式等的接觸式溫度傳感器構(gòu)成的溫度傳感器77所檢測(cè)的溫度收斂到給定的目標(biāo)值。另外,目標(biāo)值例如從pc101輸入。
電源部81包含逆變器或轉(zhuǎn)換器而構(gòu)成,將來(lái)自商用電源或pc101的電力變換成適當(dāng)?shù)碾妷?,并提供給發(fā)送電路73、接收電路75、溫度調(diào)整部25、溫度傳感器77以及控制部79。
另外,也可以設(shè)置溫度傳感器77。該溫度傳感器77例如由熱敏電阻等電阻式等的接觸式溫度傳感器構(gòu)成,設(shè)置于載置檢測(cè)體液傳感器3的位置的附近,將與周?chē)臏囟认鄳?yīng)的電信號(hào)輸出到控制部79。
另外,在本實(shí)施方式中,外部端子31設(shè)置于檢測(cè)體液傳感器3的下表面?zhèn)?第1部位7側(cè)),但本發(fā)明并不限定于這樣的應(yīng)對(duì),例如也可以將外部端子形成在檢測(cè)體液傳感器3的上表面?zhèn)?第2部位9側(cè))來(lái)與設(shè)置于第2部位9下表面的連接端子接觸。另外,也可以將外部端子形成于檢測(cè)體液傳感器3的側(cè)面來(lái)與設(shè)置于第1部位7或第2部位9的連接端子接觸。
<檢測(cè)體液的測(cè)定方法>
接下來(lái),說(shuō)明使用安裝了上述的檢測(cè)體液傳感器3的裝置1來(lái)測(cè)定檢測(cè)體液中所含的特定的檢測(cè)對(duì)象的方法。
圖7(a)表示在圖2所示的實(shí)施方式中使檢測(cè)體液按照參照用saw元件50a以及檢測(cè)用saw元件50b的順序在箭頭所示的方向上流動(dòng)。在該情況下,參照用saw元件50a以及檢測(cè)用saw元件50b具有表達(dá)式t·v<l(其中,t是來(lái)自?xún)蓅aw元件的數(shù)據(jù)讀取間隔時(shí)間,v是檢測(cè)體液的流速,l是兩saw元件的距離)的關(guān)系,這點(diǎn)如前述那樣。
在此,來(lái)自?xún)蓅aw元件50a、50b的數(shù)據(jù)讀取間隔時(shí)間t能通過(guò)操作部105的操作由讀取器5內(nèi)的控制部79設(shè)定。
另外,由于檢測(cè)體液通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象在基體43與蓋體45之間流動(dòng),因此檢測(cè)體液的流速v能通過(guò)對(duì)流路35內(nèi)的高度(厚度、z方向)進(jìn)行調(diào)整等來(lái)調(diào)整。
測(cè)定檢測(cè)體液的流速v的位置例如設(shè)為圖7(a)中以標(biāo)號(hào)d表示的區(qū)域內(nèi)。即,是從檢測(cè)體液先到達(dá)的參照用saw元件50a的上游端到下一檢測(cè)用saw元件50b的下游端的區(qū)域內(nèi)。另外,在流速v的測(cè)定中,例如能舉出通過(guò)高速攝像機(jī)的攝影來(lái)測(cè)定檢測(cè)體液在給定時(shí)間內(nèi)流過(guò)的距離的方法、通過(guò)測(cè)定檢測(cè)體液流動(dòng)給定距離的時(shí)間來(lái)求取的方法、用從檢測(cè)用saw元件50b的下游側(cè)流出的流量除以流路的截面積來(lái)求取的方法等,測(cè)定方法并沒(méi)有特別限制。
兩saw元件50a、50b的距離l如圖7(a)所示那樣,是從作為一個(gè)saw元件50a的端部的位于檢測(cè)體液的流動(dòng)的上游側(cè)的一端到作為另一個(gè)saw元件50b的端部的位于相同的上游側(cè)的一端的距離。
在此,所謂saw元件50a、50b的一端,例如在圖2所示的saw元件50a、50b中,設(shè)為檢測(cè)體液所接觸的感應(yīng)部59的一端(上游端)以及idt55(第1idt55a以及第2idt55b)的一端(上游端)當(dāng)中更靠上游的上游側(cè)的部位即可。
如圖7(a)所示那樣,若在流路35內(nèi)流動(dòng)的檢測(cè)體液到達(dá)saw元件50a、50b的感應(yīng)部59的表面,則對(duì)感應(yīng)部59附加質(zhì)量。其結(jié)果,從第1idt55a向第2idt55b傳播的saw的相位θ滯后,向負(fù)向變化。
圖7(b)表示這樣的參照用saw元件50a的相位θref以及檢測(cè)用saw元件50b的相位θtest的時(shí)間上的變化的一例,圖7(c)表示θref與θtest的相位差δθ(θref-θtest)的時(shí)間上的變化。以下,說(shuō)明同圖所示的(1)~(5)的每個(gè)階段。另外,階段(1)~(5)中表征的區(qū)域在圖8中以箭頭示意性地表示。
階段(1):參照用saw元件50a以及檢測(cè)用saw元件50b的無(wú)論哪一者檢測(cè)體液都未到達(dá)的初始狀態(tài)。在該階段,由于沒(méi)有對(duì)saw元件的質(zhì)量附加,因此在θref以及θtest的任一者中都沒(méi)有變化(θref=θtest=0)。因此,相位差δθ也沒(méi)有變化。
階段(2):檢測(cè)體液到達(dá)參照用saw元件50a的上游端并從那里起直到到達(dá)參照用saw元件50a的下游端的狀態(tài)。在該階段,由于在參照用saw元件50a附加了檢測(cè)體液的質(zhì)量,因此θref向負(fù)向變化,但由于未在檢測(cè)用saw元件50b附加檢測(cè)體液的質(zhì)量,因此θtest沒(méi)有變化。因此,相位差δθ向負(fù)向變化。
階段(3):檢測(cè)體液通過(guò)參照用saw元件50a后通過(guò)參照用saw元件50a與檢測(cè)用saw元件50b的間隙c的狀態(tài)。在該階段,是檢測(cè)體液未到達(dá)檢測(cè)用saw元件50b且附加在參照用saw元件50a的檢測(cè)體液的質(zhì)量達(dá)到最大(參照用saw元件50a的上表面整體被檢測(cè)體液覆蓋)從而在θref中沒(méi)有變化的狀態(tài)。因此,在檢測(cè)體液對(duì)參照用saw元件50a的質(zhì)量附加達(dá)到最大的時(shí)間點(diǎn)(a)與對(duì)檢測(cè)用saw元件50b附加檢測(cè)體液的質(zhì)量的時(shí)間點(diǎn)(b)之間的時(shí)間區(qū)域,相位差δθ成為極小值p(極值)。
階段(4):是檢測(cè)體液到達(dá)檢測(cè)用saw元件50b的上游端并從那里起直到到達(dá)檢測(cè)用saw元件50b的下游端的狀態(tài)。在該階段,由于檢測(cè)體液的持續(xù)流入從而檢測(cè)體液對(duì)參照用saw元件50a的質(zhì)量附加達(dá)到最大,因此θref實(shí)質(zhì)沒(méi)有變化。另一方面,由于在檢測(cè)用saw元件50b附加了檢測(cè)體液的質(zhì)量,因此θtest向負(fù)向變化。因此,相位差δθ向正側(cè)變化。然后,若由于檢測(cè)體液的流入進(jìn)一步推進(jìn)從而檢測(cè)體液的質(zhì)量對(duì)檢測(cè)用saw元件50b的附加達(dá)到最大,則相位差δθ成為0。
階段(5):與上述階段(4)同樣,是由檢測(cè)體液向檢測(cè)用saw元件50b的流入引起的質(zhì)量的附加達(dá)到最大的狀態(tài),進(jìn)而在檢測(cè)體液中的檢測(cè)對(duì)象(受體)與特異性結(jié)合物質(zhì)之間進(jìn)行結(jié)合反應(yīng)。在該階段,由于除了附加檢測(cè)體液的質(zhì)量以外還附加了受體的質(zhì)量,因此檢測(cè)用saw元件50b中的相位θtest比參照用saw元件50a中的相位θref更大地向負(fù)向變化。因此,相位差δθ向正向變化。
另外,也可以在由檢測(cè)體液向檢測(cè)用saw元件50b的流入引起的質(zhì)量的附加達(dá)到最大后,還持續(xù)或斷續(xù)地流過(guò)檢測(cè)體液并使其從檢測(cè)用saw元件50b的下游端流出?;蛘?,也可以在由檢測(cè)體液向檢測(cè)用saw元件50b的流入引起的質(zhì)量的附加達(dá)到最大的時(shí)間點(diǎn)停止檢測(cè)體液的流入。不管在哪種情況下,在檢測(cè)用saw元件50b中,在檢測(cè)體液中的檢測(cè)對(duì)象(受體)與特異性結(jié)合物質(zhì)之間結(jié)合反應(yīng)所持續(xù)的期間,階段(5)中的相位差δθ都繼續(xù)變化。之后,在檢測(cè)用saw元件50b中的上述的結(jié)合反應(yīng)達(dá)到飽和的時(shí)間點(diǎn),相位差δθ成為恒定值。
在此,上述的受體即檢測(cè)體液中的檢測(cè)對(duì)象的濃度隨著檢測(cè)對(duì)象與檢測(cè)用saw元件50b所具有的特異性結(jié)合物質(zhì)的結(jié)合量而與θtest的負(fù)變化量成正比。
例如,在比圖7(b)、(c)所示的檢測(cè)體液中的檢測(cè)對(duì)象的濃度更高的濃度的情況下,或者在特異性結(jié)合物質(zhì)的密度高的情況下等,如圖9(a)、(b)所示那樣,階段(5)中的θtest的負(fù)變化大于圖7(b)所示的θtest的負(fù)變化。
如圖7(c)、圖9(b)所示,相位差δθ在某時(shí)間處具有極小值p(極值)。該極小值p如從圖7(b)、圖9(a)明確的那樣,表示檢測(cè)體液到達(dá)檢測(cè)用saw元件50b而在檢測(cè)用saw元件50b附加了檢測(cè)體液的質(zhì)量的時(shí)間點(diǎn)。
檢測(cè)體液中的檢測(cè)對(duì)象的濃度等能用檢測(cè)對(duì)象相對(duì)于檢測(cè)用saw元件50b的特異性結(jié)合物質(zhì)的結(jié)合量來(lái)判定。該結(jié)合量能根據(jù)某一定時(shí)間內(nèi)的相位差δθ的變化量、在某時(shí)間處的相位差δθ的傾斜度等來(lái)判斷。因此,能將在檢測(cè)用saw元件50b附加檢測(cè)體液的質(zhì)量的時(shí)間點(diǎn)、即相位差δθ的極小值p或這以后設(shè)為進(jìn)行檢測(cè)對(duì)象的測(cè)定的起點(diǎn)。在此,所謂極小值p以后,能按照輸出信號(hào)的變化適當(dāng)選擇,設(shè)為極小值p以后的直到返回到接近于檢測(cè)體液導(dǎo)入前的初始值的值的時(shí)間點(diǎn)(例如,相位差δθ返回到零的時(shí)間點(diǎn))為止的期間即可,但也可以將返回到接近于初始值的值的時(shí)間點(diǎn)以后設(shè)為起點(diǎn)。檢測(cè)對(duì)象的測(cè)定可以將檢測(cè)體液流入下游側(cè)的saw元件(本實(shí)施方式中為檢測(cè)用saw元件50b)的時(shí)間點(diǎn)設(shè)為起點(diǎn),如此,能不實(shí)質(zhì)受到上游側(cè)的saw元件(本實(shí)施方式中為參照用saw元件50a)的信號(hào)的影響地準(zhǔn)確地測(cè)定下游側(cè)的saw元件(本實(shí)施方式中為檢測(cè)用saw元件50b)中的信號(hào)變化本身。即,在下游側(cè)的檢測(cè)用saw元件50b中,能準(zhǔn)確地測(cè)定基于在檢測(cè)體液中的檢測(cè)對(duì)象與特異性結(jié)合物質(zhì)之間發(fā)生的結(jié)合反應(yīng)的信號(hào)變化。
如此,在相位差δθ的時(shí)間上的變化中,關(guān)于使極值(極大值或極小值)出現(xiàn),只要使兩saw元件50a、50b具有表達(dá)式t·v<l的關(guān)系即可。與此相對(duì),在兩saw元件50a、50b不具有表達(dá)式t·v<l的關(guān)系的情況下,有時(shí)不能出現(xiàn)或很難出現(xiàn)極值(極大值或極小值)。
為了測(cè)定檢測(cè)對(duì)象的濃度等,例如使用包含已知濃度的檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)體液來(lái)測(cè)定上述的某一定時(shí)間內(nèi)的相位差δθ的變化量、在某時(shí)間處的相位差δθ的傾斜度等,將該變化量或傾斜度作為橫軸,將縱軸設(shè)為檢測(cè)對(duì)象的濃度,來(lái)作成校準(zhǔn)曲線(xiàn)。
接下來(lái),對(duì)實(shí)際的檢測(cè)體液測(cè)定相位差δθ的變化量、在時(shí)間處的相位差δθ的傾斜度等,能根據(jù)校準(zhǔn)曲線(xiàn)來(lái)測(cè)定檢測(cè)對(duì)象的濃度等。
另外,在圖7(b)中,檢測(cè)體液對(duì)參照用saw元件50a的質(zhì)量附加達(dá)到最大的時(shí)間點(diǎn)(a)和在檢測(cè)用saw元件50b附加了檢測(cè)體液的質(zhì)量的時(shí)間點(diǎn)(b)比較接近。另一方面,在上述表達(dá)式中兩saw元件的距離l大的情況下(例如,如圖10(a)所示那樣兩saw元件50a、50b的間隔c大的情況),有時(shí)會(huì)如圖10(b)所示那樣時(shí)間點(diǎn)(b)晚于時(shí)間點(diǎn)(a)出現(xiàn)。這在檢測(cè)體液的流速v小的情況下也會(huì)發(fā)生。在這樣的情況下,如圖10(c)所示那樣,極小值p具有一定的時(shí)間區(qū)域。在本實(shí)施方式中,可以將具有這樣的一定的時(shí)間區(qū)域的極小值p的任意的時(shí)間點(diǎn)作為起點(diǎn)。這是因?yàn)樵趯⒁欢〞r(shí)間區(qū)域的右端作為起點(diǎn)的情況和將左端作為起點(diǎn)的情況下只是有時(shí)間上的偏差。另外,在圖10(b)、(c)中,(1)~(5)表示圖8所示的階段。
另外,也可以取代上述那樣使檢測(cè)體液按照參照用saw元件50a以及檢測(cè)用saw元件50b的順序流動(dòng),而是使參照用saw元件50a以及檢測(cè)用saw元件50b的配置相反,使得檢測(cè)體液按照檢測(cè)用saw元件50b以及參照用saw元件50a的順序流過(guò)。
在這樣的配置的情況下,若根據(jù)θref以及θtest的測(cè)定值算出相位差δθ(=θref-θtest)的時(shí)間上的變化,就會(huì)出現(xiàn)極大值(極值),而不是極小值。因此,將該極大值或這以后作為進(jìn)行檢測(cè)對(duì)象的測(cè)定的起點(diǎn)即可。
另外,saw元件并不限定于參照用saw元件50a以及檢測(cè)用saw元件50b這2個(gè),也可以將3個(gè)以上的參照用saw元件以及檢測(cè)用saw元件配置在檢測(cè)體液的流動(dòng)方向上。
具體地,例如3個(gè)以上的saw元件包括:具有與檢測(cè)體液中所含的檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行結(jié)合的特異性結(jié)合物質(zhì)的至少1個(gè)saw元件;和不具有特異性結(jié)合物質(zhì)或特異性結(jié)合物質(zhì)少于上述的至少1個(gè)saw元件的其他至少1個(gè)saw元件。另外,與上述同樣,3個(gè)以上的saw元件可以具有相互不同種類(lèi)的特異性結(jié)合物質(zhì)。
另外,3個(gè)以上的saw元件當(dāng)中的具有特異性結(jié)合物質(zhì)的saw元件相互間既可以是特異性結(jié)合物質(zhì)的密度不同,也可以是具有不同的特異性結(jié)合物質(zhì)。在此,在多個(gè)saw元件中特異性結(jié)合物質(zhì)的密度不同的情況下,只要對(duì)同一檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行測(cè)定即可。另外,在多個(gè)saw元件具有不同的特異性結(jié)合物質(zhì)的情況下,相互間既可以對(duì)同一檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行測(cè)定,也可以測(cè)定不同的檢測(cè)對(duì)象。例如,作為不同的檢測(cè)對(duì)象,能舉出rs、人類(lèi)偏肺病毒、腺病毒、流感病毒等,能同時(shí)測(cè)定包含它們的多個(gè)檢測(cè)對(duì)象(病毒)。
圖11(a)、(b)示出這樣的3個(gè)以上的saw元件的配置的一例。圖11(a)在箭頭所示的檢測(cè)體液的流動(dòng)方向上按照不具有特異性結(jié)合物質(zhì)的參照用saw元件501a和檢測(cè)用saw元件501b、502b的順序來(lái)配置它們。2個(gè)檢測(cè)用saw元件501b、502b的特異性結(jié)合物質(zhì)的密度既可以不同,也可以相同。另外,檢測(cè)用saw元件501b、502b也可以具有相互不同的特異性結(jié)合物質(zhì)。
圖11(b)在箭頭所示的檢測(cè)體液的流動(dòng)方向上按照參照用saw元件501a、檢測(cè)用saw元件501b、參照用saw元件502a以及檢測(cè)用saw元件502b的順序來(lái)配置它們。這些參照用saw元件以及檢測(cè)用saw元件既可以使檢測(cè)對(duì)象不同,也可以相同。
在圖11(a)、(b)所示的saw元件的配置中,用于測(cè)定檢測(cè)對(duì)象的參照用saw元件和檢測(cè)用saw元件需要具有上述表達(dá)式t·v<l的關(guān)系,只要具有該關(guān)系,則相鄰的saw元件的間隔l既可以彼此相同,也可以不同。
具體地,例如在圖11(a)中,具有以下關(guān)系,即,參照用saw元件501a和檢測(cè)用saw元件501b位于彼此相鄰的位置,另一方面,參照用saw元件501a和檢測(cè)用saw元件502b不位于彼此相鄰的位置。不管在哪種情況下,只要設(shè)定成具有上述表達(dá)式t·v<l的關(guān)系,通過(guò)如上述那樣,將極值或這以后作為來(lái)自檢測(cè)體液傳感器的信號(hào)起點(diǎn),利用以后的時(shí)間上的變化進(jìn)行檢測(cè)對(duì)象的測(cè)定,由此檢測(cè)體液中所含的檢測(cè)對(duì)象的測(cè)定(濃度測(cè)定等)就會(huì)容易且準(zhǔn)確。
另外,在多個(gè)saw元件具有位于不同的間隔的位置的3個(gè)以上的saw元件的情況下,也同樣設(shè)定成具有上述表達(dá)式t·v<l的關(guān)系即可。
如以上那樣,根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)體液的測(cè)定方法,參照用saw元件以及檢測(cè)用saw元件具有所述表達(dá)式的關(guān)系。為此,在參照用saw元件中的聲表面波的相位θref與檢測(cè)用saw元件中的聲表面波的相位θtest之差、即相位差δθ的時(shí)間上的變化中出現(xiàn)極值(極大值或極小值)。該極值表征流過(guò)一個(gè)saw元件的檢測(cè)體液到達(dá)另一個(gè)saw元件的時(shí)間點(diǎn)。因此,將該極值或這以后設(shè)為來(lái)自檢測(cè)體液傳感器的信號(hào)起點(diǎn),使用極值或這以后的時(shí)間上的變化來(lái)進(jìn)行檢測(cè)對(duì)象的測(cè)定,由此檢測(cè)體液中所含的檢測(cè)對(duì)象的測(cè)定(濃度測(cè)定等)就會(huì)容易且準(zhǔn)確。
(其他實(shí)施方式)
圖12示出本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的檢測(cè)體液傳感器。關(guān)于該檢測(cè)體液傳感器30,傳感器芯片32′具有包圍參照用saw元件50′a以及檢測(cè)用saw元件50′b的框體70。
檢測(cè)體液傳感器30不具有前述的實(shí)施方式中的形成于基體43與蓋體45之間且利用毛細(xì)管現(xiàn)象使檢測(cè)體液流過(guò)基體43與蓋體45之間的流路35,取而代之,在傳感器芯片32′設(shè)置用于阻止檢測(cè)體液的流出的框體70。
作為框體70,只要是能阻止檢測(cè)體液的流動(dòng)的構(gòu)件就沒(méi)有特別限制,例如能舉出樹(shù)脂件等。
檢測(cè)體液例如滴下到圖12所示的滴下位置40。然后從滴下位置40向參照用saw元件50′a以及檢測(cè)用saw元件50′b流動(dòng),按照該順序流入到兩saw元件50′a、50′b即可。
為了使檢測(cè)體液從滴下位置40起如上述那樣流動(dòng),例如能采用對(duì)傳感器芯片32′設(shè)置傾斜的、利用傳感器芯片32′的表面的表面張力等的方法。
另外,檢測(cè)體液的流入可以與上述相反是檢測(cè)用saw元件50′b以及參照用saw元件50′a的順序,這點(diǎn)與上述的實(shí)施方式相同。另外,也可以使檢測(cè)體液按順序流入到3個(gè)以上的saw元件,這點(diǎn)與上述的實(shí)施方式相同。
由于其他與上述的實(shí)施方式相同,因此省略詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式,能進(jìn)行各種變更和改善。例如在上述實(shí)施方式中,溫度調(diào)整部25設(shè)置在讀取器5的第2部位9,但也可以設(shè)置在第1部位7。也可以如圖13所示那樣,在處于第1部位7的上表面的一對(duì)連接端子21、21列之間的區(qū)域設(shè)置溫度調(diào)整部25′。如此,通過(guò)將主要的構(gòu)成要素設(shè)置于讀取器5的第1部位7,能夠在讀取器5的第2部位9將電氣電路設(shè)為簡(jiǎn)單的構(gòu)成。
另外,也可以如圖14所示那樣,將檢測(cè)體液傳感器3′搭載于讀取器5的內(nèi)部,使得在讀取器5的閉合狀態(tài)下不露出到外部。如此,能減輕測(cè)定時(shí)的電磁波等的外部環(huán)境的影響。
另外,在上述的實(shí)施方式中,說(shuō)明了在流路35的內(nèi)部不存在特別的構(gòu)件的構(gòu)成,但也可以取而代之,在流路35的內(nèi)部的一部分或全部配置多孔質(zhì)構(gòu)件。由此,能控制流過(guò)流路35的內(nèi)部的檢測(cè)體液的流速。另外,在流路35的內(nèi)部的一部分設(shè)置多孔質(zhì)構(gòu)件的情況下,例如能使多孔質(zhì)構(gòu)件和saw元件50相接而形成。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
1檢測(cè)體液傳感器裝置
2連接部件
3、30檢測(cè)體液傳感器
5讀取器
7第1部位
9第2部位
21連接端子
23定位銷(xiāo)
25溫度調(diào)整部
26顯示部
29端子保持構(gòu)件
31外部端子
32傳感器芯片
35流路
42通孔
43基體
49導(dǎo)體
50a、50′a參照用saw元件
50b、50′b檢測(cè)用saw元件
70框體
c間隙
l距離