[发明专利]石英传感器和感知装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用朗之万型石英振子的石英传感器(quartz sensor)和使用该石英传感器的感知装置(sensing device)，该石英振子以石英片的一个表面与测定气氛接触、另一个表面面向气密空间的方式构成，利用频率的变化进行检测，感知测定对象物。

背景技术

为了感知微量物质、例如二噁英等环境污染物质或C型肝炎病毒及C-反应性蛋白(CRP)等疾病标识，已知广泛使用具备石英传感器的感知装置的测定方法，该石英传感器利用石英振子。

具体而言，上述测定方法为，预先在石英振子的一面侧的激励电极上形成吸附层，利用吸附有测定对象物时石英片的共振频率根据吸附的物质的质量而变动的性质，测定在试样溶液中有或没有测定对象物或其成分的浓度。在专利文献1中记载了下述内容，为了使在该测定法中使用的石英传感器中包含的石英振子在免疫胶乳液中稳定地振荡，优选只有石英振子的一个表面与测定气氛接触的结构。

这种石英传感器一般称为朗之万型石英振子。专利文献1中没有说明，通常作为朗之万型石英振子的基本结构，为图11所示的结构。图中10为圆形板状的石英片，在其两面的中心部分别形成有箔状的电极11、12。用于在外部取出电气信号的支承线部件13、14(例如，线径为0.5mm左右的引线)与这些电极11、12连接。在上述石英片10的另一面侧设有形成有凹部15的基体16。上述石英片10和基体16利用粘接剂17固定，由此，形成由石英片10和上述凹部15包围的气密空间。

但是近年来，从环境保护的观点出发，要求完全取缔上述二噁英等对环境影响大的毒性物质，为了可在ppt水平上进行测定，在各方面进行努力。另一方面，石英片的厚度越小，石英振子的共振频率越大。

并且，从Sauerbrey式可知，该石英振子发出的频率越大，频率的变化量相对于测定物质的质量变化量越大。即，石英片越薄，石英传感器的测定灵敏度提高，可以测定极微量的物质，因此，要求石英片薄层化。

现在使石英片薄层化的技术有所进展，可以作出厚度为数～数十μm左右的石英片。但是，在使用这种薄层化的石英片构成石英振子的情况下，该石英振子容易受测定试样溶液表面张力的影响，由于该表面张力，有可能导致不引起振荡或不能稳定振荡。如图12(a)所示，当液体10B在平面上滴下时，由于表面张力使其呈凸状弯曲隆起，而在凹部内，如图12(b)所示，液面呈凹状弯曲，所以由于表面张力应力作用在平面上。因此，如果将石英振子10A设在图12(a)的平面部分或图12(b)的底面部分，应力作用在该石英振子10A上。所以，在图11所示结构中，如箭头所示，由于试样溶液的表面张力，使应力作用在石英振子10A上。如果使试样溶液的收容区域加宽，也许表面张力的影响会减小，但是这样会导致石英传感器的大型化。因此，实际上，石英振子10A不能避免试样溶液的表面张力的影响，当石英片薄层化时，施加在石英片上的应力对固有振动频率的变化的影响增大，有时不能振荡。

另外，作为朗之万型石英传感器，有专利文献2所述的技术。该技术在石英振子的一面侧形成试样溶液的通流空间，从流入口供给试样溶液，并使其从流出口流出，同时进行测定。然而，由于这种使试样溶液流动的方法对薄层化的石英片施加大的应力，绝对不是能够采用的结构，另外，也没有说明解决表面张力问题的结构。

[专利文献1]：日本特开2001-83154(段落0009、段落0019和图1)

[专利文献2]：日本特开平11-183479(段落0024、图3和图10)。

发明内容

本发明的课题是消除上述现有技术的缺点，其目的在于提供一种朗之万型石英传感器和感知装置，该石英传感器的测定灵敏度高，并且能够抑制测定时试样溶液的表面张力的影响，石英振子能够稳定振荡。

本发明的石英传感器用于测定试样溶液中的测定对象物，其特征在于：

包括：具有用于形成气密空间的凹部的部件；

石英振子，在石英片的一面侧和另一面侧分别设置有激励电极，在另一面侧的激励电极以面向上述气密空间的方式塞住该凹部的状态下，保持在上述部件中；

吸附层，设在上述一面侧的激励电极上，吸附试样溶液中的测定对象物；

收容区域形成部，包围上述石英振子一面侧的上方空间，用于形成试样溶液的收容区域；

相对面部，隔着上述收容区域与上述石英振子的一面侧相对，大于该石英振子的激励电极；和

注入口，形成在该相对面部的外侧区域，用于将试样溶液注入上述收容区域，