检体传感器以及检体传感方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够测定检体的性质或检体中所含的革E1物(target)的检体传感器以及检体传感方法。
【背景技术】
[0002]已知利用声表面波元件来测定作为检体的液体的性质或液体的成分的声表面波传感器。
[0003]声表面波传感器在压电基板上设置与检体试样中所含的成分反应的检测部，通过测定基于在该检测部中进行了传播的声表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)的变化的电信号，由此来检测作为检体的液体的性质或成分(例如专利文献1)。
[0004]专利文献1所公开的SAW传感器通过检测SAW的相位差来测定检体浓度。为了测定相位差，一般根据可测定的相位范围的宽度而采用正交调制方式(例如非专利文献1)。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2008-122105号公报
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1:「SAW発信器一体型SAW七 > 寸 > 只亍Λ ?開発」、信学技報、電子情報通信学会、2003年2月
【发明内容】
[0010]发明要解决的课题
[0011]然而，关于正交调制方式，由于用于实现该正交调制方式的部件个数较多，因此存在难以小型化的问题。而且，由于数字处理变多，因此存在消耗电流变大的问题。
[0012]为此，谋求可以实现小型化的低消耗电流的检体传感器以及检体传感方法。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本发明的实施方式所涉及的检体传感器，具备:检测元件，其具有质量根据检体中所含的靶物的吸附或者与所述靶物的反应而发生变化的检测部，并输出与所述检测部的质量变化相应的交流信号即检测信号；参考元件，其具有不吸附所述靶物或者不与所述靶物反应的参考部，并输出针对所述检测信号的交流信号即参考信号；分支部，其将所述检测信号以及所述参考信号之中的一个信号分支为第1信号和第2信号，将另一个信号分支为第3信号和第4信号；第1计算部，其根据所述第1信号和所述第3信号并利用外差方式来获得第1计测信号；第2计算部，其根据所述第2信号和所述第4信号并利用外差方式来获得相位差与所述第1计测信号不同(除土 180°之外)的第2计测信号；计测部，其根据所述第1计测信号来算出两个第1相位变化候选值，根据所述第2计测信号来算出两个第2相位变化候选值，将所述两个第1相位变化候选值和所述两个第2相位变化候选值之中的形成值最接近的组合的候选值设为第1相位变化值以及第2相位变化值；和选择部，其将所述第1相位变化值和所述第2相位变化值之中的信号的输出值接近基准值的一方选择为相位变化值。
[0015]本发明的实施方式所涉及的检体传感方法，包括:检体溶液供应步骤，将包含具备靶物的检体的检体溶液供应给质量根据所述靶物的吸附或者与所述靶物的反应而发生变化的检测元件的检测部、以及不吸附所述靶物或者不与所述靶物反应的参考元件的参考部；分支步骤，将从所述检体的检测元件输出的与所述检测部的质量变化相应的交流信号即检测信号、以及从所述参考元件输出的与所述参考部的质量相应的交流信号即参考信号之中的一个信号分支为第1信号和第2信号，将另一个信号分支为第3信号和第4信号；第1计算步骤，根据所述第1信号和所述第3信号并利用外差方式来获得第1计测信号；第2计算步骤，根据所述第2信号和所述第4信号并利用外差方式来获得相位差与所述第1计测信号不同(除±180°之外)的第2计测信号；计测步骤，根据所述第1计测信号来算出两个第1相位变化候选值，根据所述第2计测信号来算出两个第2相位变化候选值，将所述两个第1相位变化候选值和所述两个第2相位变化候选值之中的形成值最接近的组合的候选值设为第1相位变化值以及第2相位变化值；和选择步骤，将所述第1计测信号和所述第2计测信号之中的信号的输出值接近基准值的一方选择为相位变化值。
[0016]发明效果
[0017]根据本发明的实施方式所涉及的检体传感器以及检体传感方法，能够兼具宽相位范围内的测定和小型且低消耗电流这些优点。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的第1实施方式所涉及的检体传感器的原理构成图。
[0019]图2是对外差方式的信号处理进行说明的示意图。
[0020]图3(a)是表示第1计测信号和第2计测信号的示意性轨迹的线图，图3 (b)是表示被选择的计测信号的轨迹的线图。
[0021]图4是本发明的第1实施方式所涉及的检体传感器的立体图。
[0022]图5是截断图4所示的检体传感器的一部分后的状态的立体图。
[0023]图6(a)是图4的VIa_VIa线处的剖面图，图6 (b)是图4的VIb_VIb线处的剖面图。
[0024]图7是除去图4所示的检体传感器的一部分之后的顶视图。
[0025]图8是本发明的第2实施方式所涉及的检体传感器的原理构成图。
[0026]图9是本发明的其他实施方式所涉及的检体传感器的原理构成图。
[0027]图10是表示本发明的其他实施方式所涉及的检体传感器的图，图9(a)是表示第1计测信号、第2计测信号以及第3计测信号的轨迹的线图，图9(b)是表示被选择的计测信号的轨迹的线图。
[0028]图11是本发明的其他实施方式所涉及的检体传感器的原理构成图。
【具体实施方式】
[0029]以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式所涉及的检体传感器的实施方式。其中，在以下说明的各附图中，对于相同的构成部件赋予相同的符号。此外，各部件的大小、部件彼此之间的距离等均示意性地图示，存在与实际的尺寸不同的情况。
[0030]此外，检体传感器可以将任何方向设为上方或者下方，但以下为了方便起见，定义正交坐标系xyz，并且将z方向的正侧设为上方，利用上表面、下表面等的用语。
[0031]〈检体传感器〉
[0032](第1实施方式)
[0033](检体传感器100)
[0034]图1是用于说明检体传感器100的原理的简要图。
[0035]如图1所示，检体传感器100具有:检测元件110、参考元件120、分支部130、计算部140、计测部150、选择部160、和检测量算出部170。
[0036](检测元件110)
[0037]检测元件110具有质量根据存在于检体中的靶物的吸附、或者与该靶物的反应而发生变化的检测部111。该检测部111例如通过在不受检体的电导率等电气性质影响的金(Au)的膜上，使具有特异性地吸附靶物这种反应性的反应基固定化，从而能够实现。另外，也可以不吸附靶物自身。例如，也可以在Au的膜上，使具有与靶物反应但不与存在于检体中的靶物以外的物质反应这种特性的反应基固定化。另外，期望该Au膜被电接地。根据这种构成，从而检测部111的质量根据靶物的量而发生变化。
[0038](参考元件120)
[0039]参考元件120具有不吸附革E物或者不与革E物反应的参考部121。该参考部121例如不具有针对存在于检体中的靶物而特异性地吸附、或者发生构造变化而与检体中的物质引发置换反应这种反应性。具体而言，能够利用不使上述反应基固定化的Au的膜、在Au膜上使具有与上述反应基相同程度的物质量且具有随机碱基序列的DNA、RNA等固定化所得的膜。根据这种构成，能够抑制参考部121依赖于靶物的量而发生质量变化。
[0040]从外部分别向检测元件110、参考元件120提供输入信号。然后，提供给检测元件110的输入信号通过检测部111，经过与检测部111的质量变化相应的变化之后，被作为检测信号输出。同样地，提供给参考元件120的输入信号通过参考部121，经过与参考部121的质量相应的变化之后，被作为参考信号输出。
[0041]在此，检测信号和参考信号为交流信号，参考信号相对于检测信号而起到基准信号的作用。
[0042](分支部130)
[0043]分支部130包含第1分支部131和第2分支部132。第1分支部131与检测元件110连接，将检测元件110的与检测部111的质量变化相应的检测信号分支为第1信号和第2信号。在此，第1信号和第2信号为相位相同的信号。S卩，将检测信号分支为两个相同的信号A。
[0044]第2分支部132将来自参考元件120的参考信号分支为第3信号和第4信号。第3信号的相位与第1信号相同。第4信号的相位与第1信号偏差除180°之外的值。在该不例中，相位偏差90°。在图1中，用B来表不第3信号，用B’来表不第4信号。
[0045]这种第1分支部131、第2分支部132例如由分离器构成。关于第2分支部132，也可以在以通常的方法使信号分支为两个之后，使一方的线路长与另一方的线路长不同，由