[發明專利]石英傳感器和探測裝置

無效

• 申請號: 201010187340.1
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN101900658A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 小山光明
• 申請（專利權）人: 日本電波工業株式會社
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02;G01N33/53
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及能夠在液相中高可靠性地測定探測對象物的石英傳感器和探測裝置。

背景技術

作為探測、測定微量物質的探測傳感器，例如使用石英振子的石英傳感器常被利用。石英傳感器是如下傳感器，即，在石英板的表面形成有吸附層，當探測對象物附著到該吸附層的表面時，則由于該附著的探測對象物的重量的質量附加效果，石英的固有振動頻率發生變化，利用該變化的性質，對探測對象物的濃度進行測定。作為上述吸附層，例如使用蛋白質等抗體，利用抗原抗體反應，在樣品液中進行血液中的抗原的吸附(利用反應進行捕捉)。

作為上述石英傳感器所使用的石英振子，如專利文獻1所公開的，已知在AT切片的石英板表面和背面形成有電極的被稱為垂直電場激勵型的石英振子，這種情況下，在表面側的電極形成有吸附層。對于這種石英振子，例如9MHz石英振子，其氣相中的等效電路的串聯電阻例如為10Ω左右，但在液相中例如純水中上述串聯電阻為200～300Ω左右。對于具有上述石英振子的石英傳感器，溶液的粘性導致上述串聯電阻發生變化，但是，由于液相中串聯電阻很小，所以粘性導致的變化量變大，因此，會對振蕩時的共振頻率的變化產生影響，測定結果的可靠性將降低。為了使上述串聯電阻的變化量不影響共振頻率，或者使其為能夠忽略的程度，石英傳感器按照石英振子的串聯電阻取較大的值例如3kΩ的值的方式構成。

另一方面，垂直電場激勵型的石英振子的液相中的Q值(f₀/Δf，f₀為共振頻率，Δf是共振曲線中相當于共振電流的最大值的的頻率帶域(共振曲線的寬度))比氣相中低，例如在大氣中Q值約為60000，而在水中Q值則降低到2000左右。通常來講，若Q值低則石英振子的穩定性差，電子噪聲大，所以即使使用石英振子進行液相中的測定，也會存在這樣的問題，所以，期待開發出一種能夠確保更高可靠性的技術。

專利文獻1：日本特開2006-78181

發明內容

本發明鑒于上述問題而完成，目的在于提供一種在測定樣品液中的探測對象物時能夠獲得高可靠性的石英傳感器和探測裝置。

本發明的石英傳感器，在AT切片的石英板的板面形成有用于捕捉樣品液中的探測對象物的捕捉層，石英板的固有振動頻率因探測對象物被該捕捉層捕捉而發生變化，基于該變化對探測對象物進行探測，該石英傳感器的特征在于，在上述石英板的相互相對的端面，設置有用于使該石英板振動的電極。

另外，石英傳感器也可以采用以下結構。

1.在上述石英板的板面，形成有與上述電極絕緣的金屬層，上述捕捉層形成在該金屬層。

2.令設置在上述石英板的端面的電極為第一電極，則在該石英板的兩板面的各自的一部分設置有相互相對的第二電極，上述第一電極與第二電極相互電連接。

3.上述第一電極和第二電極在石英板上相互電連接。

本發明的探測裝置的特征在于，包括：上述石英傳感器、與該石英傳感器連接的振蕩電路、和用于測定來自該振蕩電路的頻率信號的測定部。

根據本發明，在使用AT切片的石英板的石英傳感器中，在石英板的板面設置捕捉層，并將電極設置于在板面的Z’方向上相互相對的端面，構成平衡電場激勵型石英振子，所以，即使在液相中也能夠獲得高Q值，因此頻率穩定性較高，能夠對樣品液中的探測對象物進行高可靠性的測定。

附圖說明

圖1是表示本發明的實施方式的石英傳感器的立體圖。

圖2是表示組裝入本發明的實施方式的石英傳感器中的石英振子的立體圖和截面圖。

圖3是構成上述石英傳感器的一部分的印刷基板的俯視圖。

圖4是表示上述石英傳感器的縱截面圖和放大圖。

圖5是表示上述石英傳感器的俯視圖。

圖6是表示本發明的探測裝置的立體圖。

圖7是使用上述石英傳感器進行測定的測定結果的一個例子。

圖8是表示上述探測裝置的結構圖。

圖9是表示其它實施方式的石英傳感器的縱截面圖。

圖10是表示其它實施方式的石英板的立體圖。

圖11是表示其它實施方式的石英傳感器的立體圖。

圖12是表示其它實施方式的石英板的立體圖。

圖13是表示其它實施方式的探測裝置的一部分的結構圖。

圖14是說明上述探測裝置的測定結果的一個例子的說明圖。

圖15是表示其它實施方式的石英板和石英傳感器的立體圖。

圖16是表示其它實施方式的石英傳感器的縱截面圖。

圖17是表示其它實施方式的石英板的立體圖和側視圖。