JP7278826B2 - Detection sensor, measurement device, and sample preparation device - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、検出センサ、測定装置、及び試料調製装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to detection sensors, measurement devices, and sample preparation devices.

金属微粒子に標的物質を捕捉し、標的物質を光学的に検出する手法が知られている。このような検出における検出用試料の作製では、例えば、金属微粒子と標的物質を含む試料とが混合された後、フィルタを用いたフィルタリングにより、標的物質が結合した金属微粒子を含む被検出物が抽出される。抽出された被検出物がフィルタから分離されて検出センサの表面に添加されることにより、検出用試料が作製される。 A technique is known in which a target substance is captured by metal microparticles and the target substance is optically detected. In the preparation of a sample for detection in such detection, for example, after the metal microparticles and the sample containing the target substance are mixed, the substance to be detected containing the metal microparticles bound to the target substance is extracted by filtering using a filter. be done. A sample for detection is prepared by separating the extracted substance to be detected from the filter and adding it to the surface of the detection sensor.

特開2008-157923号公報JP 2008-157923 A

被検出物を確実に検出できる検出センサ、測定装置、及び試料調製装置を提供する。 A detection sensor, a measurement device, and a sample preparation device capable of reliably detecting an object to be detected are provided.

実施形態は、電磁波の反射率又は透過率の変化によって被検出物を検出する検出装置に用いられる、前記被検出物が堆積され前記電磁波が照射される表面を備えた平板状の検出センサである。検出センサは、溶液中に配置された、前記被検出物が捕捉されたフィルタから、前記被検出物を前記溶液中に分離させ、分離された前記被検出物を前記表面に堆積させるために、前記表面上に配置され当該検出センサと一体化され、前記表面から上方に超音波を発生する超音波発生素子を有する。前記検出センサの前記表面上には、凹凸部を含むパターンが形成されている。前記超音波発生素子は、前記表面上に、前記パターン全体の外周を囲むように配置され、または、前記パターンの前記凹凸部と並べて配置されている。 An embodiment is a flat detection sensor provided with a surface on which the object to be detected is deposited and the electromagnetic wave is irradiated, which is used in a detection device that detects an object to be detected based on changes in reflectance or transmittance of electromagnetic waves. . The detection sensor separates the detectable substance into the solution from a filter placed in the solution in which the detectable substance is captured, and deposits the separated detectable substance on the surface, An ultrasonic wave generating element disposed on the surface and integrated with the detection sensor for generating ultrasonic waves upward from the surface. A pattern including an uneven portion is formed on the surface of the detection sensor. The ultrasonic wave generating element is arranged on the surface so as to surround the outer circumference of the entire pattern, or arranged side by side with the uneven portion of the pattern.

図1は、実施形態に係る検出センサを含む測定装置の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a measuring device including a detection sensor according to an embodiment. 図2は、検出装置による検出原理を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of detection by the detection device. 図3は、検出装置で検出される電磁波の周波数と反射率との関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the frequency of electromagnetic waves detected by the detection device and the reflectance. 図4は、被検出物の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of an object to be detected. 図5Aは、検出センサの一例を示す上面図である。FIG. 5A is a top view showing an example of a detection sensor. 図5Bは、検出センサの一例を示す断面図である。FIG. 5B is a cross-sectional view showing an example of a detection sensor; 図6Aは、試料作製の一例を示すフローチャートである。FIG. 6A is a flow chart showing an example of sample preparation. 図6Bは、試料作製の様子を例示する図である。FIG. 6B is a diagram illustrating how the sample is prepared. 図7は、検出センサの他の例を示す上面図である。FIG. 7 is a top view showing another example of the detection sensor. 図8Aは、検出センサの他の例を示す断面図である。FIG. 8A is a cross-sectional view showing another example of the detection sensor. 図8Bは、検出センサの他の例を示す上面図である。FIG. 8B is a top view showing another example of the detection sensor. 図9は、従来技術における試料作製の様子を例示する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating how a sample is prepared in the prior art.

本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。なお、複数の表現が可能な各要素に、一つ以上の他の表現の例を付すことがある。しかし、これは、他の表現が付されていない要素について異なる表現がされることを否定するものではないし、例示されていない他の表現がされることを制限するものでもない。また、各図面は実施形態を概略的に示すものであり、図面に示される各要素の寸法は、実施形態の説明と異なることがある。 Each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that one or more examples of other expressions may be attached to each element that can be expressed in multiple ways. However, this does not negate the fact that elements not otherwise labeled may be expressed differently, nor does it limit the use of other expressions not illustrated. Also, each drawing schematically illustrates an embodiment, and the dimensions of each element shown in the drawing may differ from the description of the embodiment.

本実施形態に係る検出センサを含む測定装置は、例えば試料中の細菌などの測定対象物を含む被検出物を検出して測定対象物の量を測定する。測定装置は、所定の周波数の電磁波を検出センサに照射し、検出センサで反射した電磁波を検出する。測定装置は、被検出物を添加する前の検出センサの反射率と被検出物を添加した後の検出センサの反射率とを測定する。測定装置は、添加前後の反射率の変化から、測定対象物の有無又は量を測定する。 A measuring device including a detection sensor according to the present embodiment detects an object to be detected including an object to be measured such as bacteria in a sample, and measures the amount of the object to be measured. The measuring device irradiates the detection sensor with an electromagnetic wave of a predetermined frequency, and detects the electromagnetic wave reflected by the detection sensor. The measuring device measures the reflectance of the detection sensor before adding the substance to be detected and the reflectance of the detection sensor after adding the substance to be detected. The measuring device measures the presence or amount of the object to be measured from the change in reflectance before and after the addition.

図1は、測定装置1の一例を示す図である。測定装置1は、検出装置10と、制御装置20とを有している。検出装置10と制御装置20とは、電気的に接続されている。制御装置20は、CPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGA(Field programmable Gate Array)などのプロセッサを含む。制御装置20は、検出装置10の以下に説明される各部における各種動作の制御及び各種演算を行う。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a measuring device 1. As shown in FIG. The measurement device 1 has a detection device 10 and a control device 20 . The detection device 10 and the control device 20 are electrically connected. The control device 20 includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or FPGA (Field programmable Gate Array). The control device 20 controls various operations and performs various calculations in each section of the detection device 10 described below.

検出装置10は、電磁波発生源11と、反射部12と、検出センサ13と、ステージ14と、検出器15と、試料導入部16とを有している。これらは、検出装置10として1つの筐体内に配置されてよい。 The detection device 10 has an electromagnetic wave generation source 11 , a reflection section 12 , a detection sensor 13 , a stage 14 , a detector 15 and a sample introduction section 16 . These may be arranged in one housing as the detection device 10 .

電磁波発生源11は、検出センサ13の表面上に電磁波を照射する照射部として、制御装置20からの制御信号に基づいて所定の周波数の電磁波を出力するように構成されている。電磁波発生源11が出力する電磁波の周波数は、検出センサ13の構造に応じて定まる、検出センサ13の周波数特性に応じて決定される。出力される電磁波は、X線、紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ波、電波等であってよい。例えば、電磁波発生源11は、紫外線、可視光線、赤外線の波長域の範囲の電磁波を発生する光源であってよい。電磁波発生源11は、例えば、数テラヘルツ程度の周波数の電磁波を照射するテラヘルツ光源であってよい。 The electromagnetic wave generation source 11 is configured to output an electromagnetic wave of a predetermined frequency based on a control signal from the control device 20 as an irradiating section that irradiates the surface of the detection sensor 13 with electromagnetic waves. The frequency of the electromagnetic wave output by the electromagnetic wave generation source 11 is determined according to the frequency characteristics of the detection sensor 13 , which is determined according to the structure of the detection sensor 13 . The electromagnetic waves to be output may be X-rays, ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, microwaves, radio waves, and the like. For example, the electromagnetic wave generation source 11 may be a light source that generates electromagnetic waves in the wavelength ranges of ultraviolet, visible, and infrared. The electromagnetic wave generation source 11 may be, for example, a terahertz light source that emits electromagnetic waves having a frequency of about several terahertz.

反射部12は、例えばミラーである。反射部12は、例えば、第1の反射面12Aと、第2の反射面12Bとを有している。反射部12は、検出装置10の内部に、電磁波発生源11、検出位置(例えば、図1に実線で示される検出センサ13の位置)にある検出センサ13及び検出器15に対して所定の角度で配置されている。例えば、第1の反射面12Aが、電磁波発生源11から出力された電磁波を検出位置にある検出センサ13に向けて反射するように配置され、第2の反射面12Bが、検出センサ13で反射した電磁波を検出器15に向けて反射するように配置されている。すなわち、反射部12は、電磁波発生源11から出力された電磁波の光路(進行方向)を調整する。また、反射部12は、検出センサ13の表面で反射した電磁波の光路(進行方向)を調整する。 The reflector 12 is, for example, a mirror. The reflecting section 12 has, for example, a first reflecting surface 12A and a second reflecting surface 12B. The reflector 12 is provided inside the detection device 10 at a predetermined angle with respect to the electromagnetic wave generation source 11, the detection sensor 13 at the detection position (for example, the position of the detection sensor 13 indicated by the solid line in FIG. 1), and the detector 15. are placed in For example, the first reflecting surface 12A is arranged to reflect the electromagnetic wave output from the electromagnetic wave generating source 11 toward the detection sensor 13 at the detection position, and the second reflecting surface 12B reflects the electromagnetic wave from the detection sensor 13. It is arranged so as to reflect the emitted electromagnetic wave toward the detector 15 . That is, the reflector 12 adjusts the optical path (advancing direction) of the electromagnetic wave output from the electromagnetic wave generation source 11 . In addition, the reflector 12 adjusts the optical path (advancing direction) of the electromagnetic waves reflected by the surface of the detection sensor 13 .

検出センサ13は、被検出物が配置される表面を備えている。検出センサ13は、ステージ14上に配置される。ステージ14は、その上に検出センサ13を保持する。ステージ14は、図1に示されるX、Y及びZ方向に可動域を有している。ステージ14は、モータ等を含む不図示の駆動部により動作される。ステージ14は、制御装置20からの制御信号を受けて駆動部が駆動されることにより移動する。ステージ14は、反射部12で反射された電磁波を検出センサ13の表面の任意の位置に照射するために、駆動部によりX方向及びY方向に移動可能である。また、ステージ14は、検出センサ13に照射される電磁波の焦点位置を調整するために、駆動部によりZ方向に移動可能である。 The detection sensor 13 has a surface on which an object to be detected is placed. The detection sensor 13 is arranged on the stage 14 . Stage 14 holds detection sensor 13 thereon. The stage 14 has a range of motion in the X, Y and Z directions shown in FIG. The stage 14 is operated by a drive unit (not shown) including a motor and the like. The stage 14 is moved by receiving a control signal from the control device 20 and driving the driving section. The stage 14 is movable in the X direction and the Y direction by the drive unit in order to irradiate the electromagnetic wave reflected by the reflection unit 12 to an arbitrary position on the surface of the detection sensor 13 . In addition, the stage 14 can be moved in the Z direction by a driving section in order to adjust the focal position of the electromagnetic waves irradiated to the detection sensor 13 .

ステージ14は、X方向の移動により、試料導入部16に導かれる。図1には、試料導入部16と、試料導入部16に位置している検出センサ13及びステージ14が破線で示されている。ステージ14(及びその上に配置された検出センサ13)は、例えば、図1に実線で示される検出位置と、図1に破線で示される試料導入位置とに移動可能である。検出位置は、検出センサ13に電磁波を照射することにより被検出物の検出が行われる位置である。試料導入位置は、被検出物を含む検出用試料を検出センサ13に導入する動作が行われる位置である。 The stage 14 is guided to the sample introduction section 16 by movement in the X direction. In FIG. 1, the sample introduction section 16, and the detection sensor 13 and the stage 14 located in the sample introduction section 16 are indicated by broken lines. The stage 14 (and the detection sensor 13 arranged thereon) can move, for example, to the detection position indicated by the solid line in FIG. 1 and the sample introduction position indicated by the broken line in FIG. The detection position is a position where an object to be detected is detected by irradiating the detection sensor 13 with electromagnetic waves. The sample introduction position is a position where an operation of introducing a detection sample including an object to be detected into the detection sensor 13 is performed.

試料導入部16は、例えば、検出センサ13の表面への試料の導入、ステージ14上への検出センサ13の配置、検出センサ13の取り外し及び交換をするために、検出装置10の外部にアクセス可能になっている。試料の導入や検出センサ13の配置、取り外し、交換等は、制御装置20により制御されてよく、手動で行われてもよい。 The sample introduction unit 16 can access the outside of the detection device 10, for example, to introduce a sample onto the surface of the detection sensor 13, place the detection sensor 13 on the stage 14, and remove and replace the detection sensor 13. It has become. The introduction of the sample and the placement, removal, replacement, etc. of the detection sensor 13 may be controlled by the control device 20 or may be performed manually.

検出器15は、検出センサ13で反射した電磁波である反射波を検出する。検出器15は、電磁波をエネルギーなどとしてその強度を検出する。検出器15は、検出した電磁波の強度を示す検出信号を制御装置20に出力するように構成されている。つまり、検出器15は、電磁波発生源11から放射された電磁波が検出センサ13で反射したことによる特性変化(例えば、電磁波の反射率の変化)を検出する。 The detector 15 detects reflected waves, which are electromagnetic waves reflected by the detection sensor 13 . The detector 15 detects the intensity of electromagnetic waves as energy. The detector 15 is configured to output a detection signal indicating the intensity of the detected electromagnetic wave to the control device 20 . That is, the detector 15 detects a characteristic change (for example, a change in the reflectance of the electromagnetic wave) due to the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave source 11 being reflected by the detection sensor 13 .

検出装置10による検出動作について説明する。
例えば、検出装置10において、制御装置20からの制御信号に基づく不図示の駆動部の動作により、ステージ14が試料導入部16に移動される。試料導入部16では、検出センサ13の表面への試料の導入、及びステージ14上への検出センサ13の配置が行われる。
A detection operation by the detection device 10 will be described.
For example, in the detection device 10 , the stage 14 is moved to the sample introduction section 16 by the operation of a drive section (not shown) based on the control signal from the control device 20 . The sample introduction unit 16 introduces the sample onto the surface of the detection sensor 13 and arranges the detection sensor 13 on the stage 14 .

制御装置20からの制御信号に基づく駆動部の動作により、ステージ14及びその上の検出センサ13が、反射部12で反射した電磁波が検出センサ13の表面の所望の位置に照射される検出位置に移動される。 By the operation of the drive section based on the control signal from the control device 20, the stage 14 and the detection sensor 13 thereon are moved to the detection position where the electromagnetic wave reflected by the reflection section 12 is irradiated onto the desired position on the surface of the detection sensor 13. be moved.

電磁波発生源11は、制御装置20からの制御信号に基づいて電磁波L1を出力する。出力された電磁波L1は、反射部12で反射して、検出センサ13の表面上の被検出物に反射した電磁波L2が照射される。照射された電磁波L2は、検出センサ13で反射して電磁波L3として反射部12に戻り、反射部12で再び反射した電磁波である反射波L4が検出器15に到達する。検出器15は、反射波L4の強度を検出して、検出した強度に応じた検出信号を制御装置20に出力する。 Electromagnetic wave source 11 outputs electromagnetic wave L<b>1 based on a control signal from control device 20 . The output electromagnetic wave L1 is reflected by the reflecting unit 12, and the reflected electromagnetic wave L2 is irradiated to the object to be detected on the surface of the detection sensor 13. FIG. The irradiated electromagnetic wave L2 is reflected by the detection sensor 13 and returns to the reflecting section 12 as the electromagnetic wave L3, and the reflected wave L4, which is the electromagnetic wave reflected again by the reflecting section 12, reaches the detector 15. Detector 15 detects the intensity of reflected wave L4 and outputs a detection signal corresponding to the detected intensity to control device 20 .

図2は、検出装置10による検出原理を説明する図である。検出装置10は、図2の左に示されるように、検出センサ13に検出用試料を導入していない場合に、検出センサ13に電磁波を照射して反射波の強度を検出し、検出した強度に応じた検出信号を制御装置20に出力する。測定装置1は、例えば、この場合に検出された反射波の強度の、照射した電磁波の強度に対する比を基準反射率とする。また、検出装置10は、図2の中央又は右に示されるように、検出センサ13に検出用試料が導入されている場合に、検出センサ13に電磁波を照射して反射波の強度を検出し、検出した強度に応じた検出信号を制御装置20に出力する。 FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of detection by the detection device 10. As shown in FIG. As shown on the left side of FIG. 2, the detection device 10 irradiates the detection sensor 13 with an electromagnetic wave to detect the intensity of the reflected wave when the detection sample is not introduced into the detection sensor 13, and detects the intensity of the reflected wave. to the control device 20. For example, the measuring device 1 uses the ratio of the intensity of the reflected wave detected in this case to the intensity of the irradiated electromagnetic wave as the reference reflectance. Further, as shown in the center or right of FIG. 2, the detection device 10 irradiates the detection sensor 13 with an electromagnetic wave and detects the intensity of the reflected wave when the detection sample is introduced into the detection sensor 13. , outputs a detection signal corresponding to the detected intensity to the control device 20 .

図3に示される例において、電磁波発生源11が出力する電磁波の周波数を周波数F1とする。このとき、被検出物が存在しない場合の検出センサ13の反射率(破線31で示される)が、第1の反射率R1として検出器15での検出信号から取得される。第1の反射率R1は、上述の基準反射率である。また、被検出物が存在する場合の検出センサ13の反射率(一点鎖線32及び実線33で示される)が、それぞれ、第2の反射率R2及び第3の反射率R3として検出器15での検出信号から取得される。制御装置20は、検出器15で検出したこのような反射率の変化の有無に基づいて、被検出物の有無を特定する。また、制御装置20は、基準反射率に対する反射率の変化量に基づいて、被検出物に含まれる測定対象物の量又は特性を特定する。すなわち、制御装置20は、検出器15で検出した電磁波の特性変化(反射率又は透過率の変化)に基づいて、被検出物中の測定対象物の有無を特定する又は量を測定する。 In the example shown in FIG. 3, the frequency of the electromagnetic wave output by the electromagnetic wave generating source 11 is assumed to be frequency F1. At this time, the reflectance of the detection sensor 13 when there is no object to be detected (indicated by the dashed line 31) is acquired from the detection signal of the detector 15 as the first reflectance R1. The first reflectance R1 is the reference reflectance described above. In addition, the reflectance of the detection sensor 13 when there is an object to be detected (indicated by the dashed-dotted line 32 and the solid line 33) is the second reflectance R2 and the third reflectance R3, respectively, of the detector 15. It is obtained from the detected signal. The control device 20 identifies the presence or absence of the object to be detected based on the presence or absence of such change in reflectance detected by the detector 15 . In addition, the control device 20 specifies the amount or characteristics of the measurement object included in the object to be detected based on the amount of change in reflectance from the reference reflectance. That is, the control device 20 identifies the presence or absence of the object to be measured in the object or measures the amount based on the characteristic change (change in reflectance or transmittance) of the electromagnetic wave detected by the detector 15 .

例えば、被検出物の量が多くなることで、基準反射率に対する反射率の変化量は大きくなる。制御装置20は、当該変化量に基づいて、測定対象物の量を測定する。例えば、図2及び図3の場合には、基準反射率である第1の反射率R1に対する変化量が第2の反射率R2よりも第3の反射率R3について大きいので、測定対象物の量は、図2の右に示される場合において図2の中央に示される場合よりも多いことがわかる。 For example, as the amount of the object to be detected increases, the amount of change in reflectance from the reference reflectance increases. The control device 20 measures the amount of the measurement object based on the amount of change. For example, in the case of FIGS. 2 and 3, since the amount of change with respect to the first reflectance R1, which is the reference reflectance, is greater for the third reflectance R3 than for the second reflectance R2, the amount of the object to be measured is greater in the case shown on the right side of FIG. 2 than in the case shown in the middle of FIG.

制御装置20は、例えば、検出センサ13に検出用試料を導入していない場合の反射波の検出信号と導入した場合の反射波の検出信号とを比較することにより、検出センサ13上に被検出物が存在するか否かを判定する。制御装置20は、比較した2つの検出信号が一致する又は2つの検出信号の差が所定の閾値以下であれば、被検出物がないと判定してよい。制御装置20は、比較した2つの検出信号の差が所定の閾値よりも大きければ、被検出物を検出したと判定し、さらに、その差に基づいて測定対象物の量を算出してよい。制御装置20は、例えば、不図示のメモリに予め記憶されている、検出センサ13についての電磁波の特性変化(周波数特性の変化)と測定対象物の量との関係式から、測定対象物の量を算出する。検出結果及び算出結果は、制御装置20から表示装置などの外部装置に出力されてよい。 For example, the control device 20 compares the detection signal of the reflected wave when the detection sample is not introduced into the detection sensor 13 and the detection signal of the reflected wave when the detection sample is introduced, so that the detection sample is detected on the detection sensor 13. Determine if an object exists. The control device 20 may determine that there is no detected object if the two compared detection signals match or if the difference between the two detection signals is equal to or less than a predetermined threshold. If the difference between the two compared detection signals is greater than a predetermined threshold, the control device 20 may determine that the object is detected, and may calculate the amount of the object to be measured based on the difference. The control device 20 calculates the amount of the object to be measured from, for example, a relational expression between the characteristic change (change in frequency characteristic) of the electromagnetic wave and the amount of the object to be measured for the detection sensor 13, which is stored in advance in a memory (not shown). Calculate The detection results and calculation results may be output from the control device 20 to an external device such as a display device.

図4は、検出用試料に含まれる被検出物41の一例を示す図である。被検出物41は、水等の溶媒中に混合された磁性粒子42と測定対象物43とが化学反応等によって結合したものである。すなわち、被検出物41は、磁性粒子42と測定対象物43とからなる。磁性粒子42は、磁性ビーズ等の磁性体であってよい。測定対象物43は、例えば細菌である。例えば、磁性粒子42の表面には、測定対象物43が特異的に反応する表面修飾が予め施されている。図4では、測定対象物43に特異的に結合する抗体が磁性粒子42に固定されている。当該抗体により、磁性粒子42と測定対象物43とが結合される。 FIG. 4 is a diagram showing an example of an object 41 to be detected contained in a detection sample. The object 41 to be detected is a magnetic particle 42 mixed in a solvent such as water and an object 43 to be measured, which are combined by a chemical reaction or the like. That is, the object 41 to be detected is composed of the magnetic particles 42 and the object 43 to be measured. The magnetic particles 42 may be magnetic bodies such as magnetic beads. The measurement object 43 is, for example, bacteria. For example, the surfaces of the magnetic particles 42 are previously subjected to surface modification with which the object 43 to be measured specifically reacts. In FIG. 4 , an antibody that specifically binds to the object 43 to be measured is immobilized on the magnetic particles 42 . The antibody binds the magnetic particles 42 and the object 43 to be measured.

検出センサ13の構成について、図5A及び図5Bを参照して詳述する。図5Aは、検出センサ13の一例を示す上面図である。図5Bは、検出センサ13の一例を示す断面図である。図5Bは、図5Aに示されるVB-VB線における断面を示している。 The configuration of the detection sensor 13 will be described in detail with reference to FIGS. 5A and 5B. FIG. 5A is a top view showing an example of the detection sensor 13. FIG. FIG. 5B is a cross-sectional view showing an example of the detection sensor 13. As shown in FIG. FIG. 5B shows a cross section along line VB-VB shown in FIG. 5A.

検出センサ13は、第1の膜17と、第2の膜18と、第3の膜21とを有している。第1の膜17及び第3の膜21は、例えば金で形成されている。金以外の導体、例えば、銀、銅、ニッケル、クロム、ゲルマニウムなどの金属、あるいは半導体を用いてもよい。第1の膜17及び第3の膜21は、複数の層を備える構造であってもよい。第2の膜18は、例えばシリコンなどの無機材料、ポリエチレンなどの有機材料で形成されている。例えば、第2の膜18は、第1の膜17との接着層としてクロム又はチタンなどの層を備えてもよい。 The detection sensor 13 has a first membrane 17 , a second membrane 18 and a third membrane 21 . The first film 17 and the third film 21 are made of gold, for example. Conductors other than gold, such as metals such as silver, copper, nickel, chromium, and germanium, or semiconductors may also be used. The first film 17 and the third film 21 may have a structure comprising multiple layers. The second film 18 is made of, for example, an inorganic material such as silicon or an organic material such as polyethylene. For example, second membrane 18 may comprise a layer such as chromium or titanium as an adhesion layer with first membrane 17 .

検出センサ13では、空隙のない第2の膜18の上に空隙のある第1の膜17が設けられている。図5Aに示されるように、第1の膜17には、例えばC型の空隙19が多数並べて形成されている。このように、検出センサ13の表面には、凹凸部を含むパターンが形成されている。図5A及び図5Bに示される検出センサ13は、メタマテリアル共振器の代表例であり、相補型分割リング共振器と呼ばれている。 In the detection sensor 13, a first membrane 17 with air gaps is provided on a second membrane 18 without air gaps. As shown in FIG. 5A, a large number of, for example, C-shaped voids 19 are formed side by side in the first film 17 . Thus, the surface of the detection sensor 13 is formed with a pattern including uneven portions. The detection sensor 13 shown in FIGS. 5A and 5B is representative of a metamaterial resonator and is called a complementary split ring resonator.

相補型分割リング共振器は、所定の周波数帯の電磁波が照射されたときに、特徴的な反射特性を示す。すなわち、電磁波が照射されたとき、第1の膜17のC型の空隙19がある部分は、電気的にLC回路のように振る舞う。このため、このLC回路の共振周波数の近傍の周波数において、照射された電磁波は、相補型分割リング共振器と強く相互作用し、吸収される。その結果、相補型分割リング共振器は、LC回路の共振周波数の近傍で反射率が低下する反射特性を示す。 A complementary split-ring resonator exhibits characteristic reflection characteristics when irradiated with an electromagnetic wave in a predetermined frequency band. That is, when an electromagnetic wave is irradiated, the portion of the first film 17 having the C-shaped void 19 electrically behaves like an LC circuit. Therefore, at frequencies near the resonant frequency of this LC circuit, the radiated electromagnetic wave interacts strongly with the complementary split ring resonator and is absorbed. As a result, the complementary split-ring resonator exhibits a reflective characteristic with reduced reflectivity near the resonant frequency of the LC circuit.

相補型分割リング共振器に被検出物である物質が付着したとき、当該物質がLC回路の主に容量成分を変化させる。その結果、当該LC回路の共振周波数が変化する。図3を参照して説明したように、相補型分割リング共振器に被検出物があるか否かに応じて、反射率の周波数特性が変化する。 When a substance to be detected adheres to the complementary split ring resonator, the substance changes mainly the capacitive component of the LC circuit. As a result, the resonant frequency of the LC circuit changes. As described with reference to FIG. 3, the frequency characteristic of reflectance changes depending on whether or not there is an object to be detected in the complementary split ring resonator.

この周波数特性の変化を利用することで、相補型分割リング共振器は、検出センサ13として機能する。例えば、検出装置10の電磁波発生源11が出力する電磁波の周波数は、LC回路の共振周波数の近傍の周波数に設定される。電磁波発生源11から出力された電磁波は、検出センサ13に照射される。検出器15は、検出センサ13で反射した電磁波を検出する。制御装置20は、検出された電磁波の強度に基づいて、検出センサ13上の物質の有無又は量などを特定する。 By utilizing this frequency characteristic change, the complementary split ring resonator functions as the detection sensor 13 . For example, the frequency of the electromagnetic wave output by the electromagnetic wave generation source 11 of the detection device 10 is set to a frequency near the resonance frequency of the LC circuit. The electromagnetic waves output from the electromagnetic wave generation source 11 are applied to the detection sensor 13 . The detector 15 detects electromagnetic waves reflected by the detection sensor 13 . The control device 20 identifies the presence or absence or amount of a substance on the detection sensor 13 based on the intensity of the detected electromagnetic waves.

なお、上述の検出センサ13の構成は一例である。検出センサ13の空隙の形状はC型に限定されないし、空隙の配置も図示されるものに限定されない。空隙の形状は他の形状であってよいし、空隙の配置は規則的又は周期的な配置であればよい。 Note that the configuration of the detection sensor 13 described above is an example. The shape of the gap of the detection sensor 13 is not limited to the C type, and the arrangement of the gap is not limited to that shown in the drawing. The shape of the voids may be any other shape, and the voids may be arranged regularly or periodically.

電磁波の反射率の変化を検出することで被検出物を検出する検出装置10の構成及び検出原理を説明してきたが、検出装置はこれに限定されない。電磁波の周波数特性の変化を利用して被検出物を検出する装置が利用されてよい。例えば、検出装置として、検出センサの裏面の反射特性に基づいて被検出物を検出する検出装置、検出センサの透過特性に基づいて被検出物を検出する検出装置などの他の検出装置が用いられてよい。 Although the configuration and detection principle of the detection device 10 that detects an object to be detected by detecting changes in the reflectance of electromagnetic waves have been described, the detection device is not limited to this. A device that detects an object using changes in the frequency characteristics of electromagnetic waves may be used. For example, as the detection device, a detection device that detects an object to be detected based on the reflection characteristics of the back surface of the detection sensor, a detection device that detects the object to be detected based on the transmission characteristics of the detection sensor, and other detection devices are used. you can

検出センサ13は、超音波発生素子51を有している。すなわち、検出センサ13と超音波発生素子51とが一体化されている。例えば、矩形の超音波発生素子51が、検出センサ13の第1の膜17上に、C型の空隙19の周囲を囲むように配置され、さらに超音波発生素子51上に第3の膜21が形成されている。つまり、超音波発生素子51が、検出センサ13の表面上に、凹凸部を含むパターン全体の外周を囲むように配置され、第1の膜17及び第3の膜21に挟まれている。 The detection sensor 13 has an ultrasonic wave generating element 51 . That is, the detection sensor 13 and the ultrasonic wave generating element 51 are integrated. For example, a rectangular ultrasonic wave generating element 51 is arranged on the first film 17 of the detection sensor 13 so as to surround the C-shaped air gap 19, and a third film 21 is arranged on the ultrasonic wave generating element 51. is formed. That is, the ultrasonic wave generating element 51 is arranged on the surface of the detection sensor 13 so as to surround the outer periphery of the entire pattern including the uneven portions, and is sandwiched between the first film 17 and the third film 21 .

超音波発生素子51は、制御装置20からの制御信号に基づいて、不図示の駆動回路により電極として作用する第1の膜17及び第3の膜21より電圧が印加されることで駆動される。超音波発生素子51は、圧電歪定数d31又はd33の圧電セラミックスなどの圧電材料からなる圧電アクチュエータであってよい。超音波発生素子51は、例えば、d31の振動モード(超音波発生素子51の厚み方向、すなわちZ方向に伸縮する振動モード)又はd33の振動モード(超音波発生素子51の長さ方向、すなわちX方向又はY方向に伸縮する振動モード)を用いて、Z方向に超音波を発生する。 The ultrasonic wave generating element 51 is driven by applying a voltage from the first film 17 and the third film 21 acting as electrodes by a driving circuit (not shown) based on a control signal from the control device 20. . The ultrasonic wave generating element 51 may be a piezoelectric actuator made of a piezoelectric material such as piezoelectric ceramics with a piezoelectric strain constant d31 or d33. The ultrasonic wave generating element 51 has, for example, a vibration mode of d31 (a vibration mode in which the ultrasonic wave generating element 51 expands and contracts in the thickness direction, that is, the Z direction) or a vibration mode of d33 (the length direction of the ultrasonic wave generating element 51, that is, the X direction). A vibration mode that stretches or stretches in the Y direction) is used to generate ultrasound in the Z direction.

さて、通常の試料作製では、磁性粒子42を含む溶液に測定対象物43を含む試料が混合されることにより被検出物41が形成された後、フィルタリング、洗浄、分離、抽出及び滴下工程が行われる。各工程について、図9を参照して説明する。各工程は、制御装置20の制御により測定装置1で行われてよいし、手動で行われてもよい。なお、測定装置1により試料作製が行われる場合には、測定装置1は試料調製装置と称されてよい。 Now, in normal sample preparation, after the sample containing the object 43 to be measured is mixed with the solution containing the magnetic particles 42 to form the object 41 to be detected, the steps of filtering, washing, separating, extracting and dropping are carried out. will be Each step will be described with reference to FIG. Each step may be performed by the measuring device 1 under the control of the control device 20, or may be performed manually. Note that when the measurement device 1 prepares a sample, the measurement device 1 may be called a sample preparation device.

まず、フィルタ100によるフィルタリングが行われる。フィルタ100は、多数の孔102が設けられた平板状の基材101により構成された、一般的な濾材である。孔102は、基材101を貫く貫通孔である。孔102の大きさ、すなわち孔径は、磁性粒子42と測定対象物43とからなる被検出物41は通さないが、測定対象物43と結合していない磁性粒子42、すなわち夾雑物は通す大きさに設定されている。例えば、制御装置20が、測定対象物43が結合した磁性粒子42と測定対象物43が結合していない単体の磁性粒子42とを含む溶液をフィルタ100に移動させて、フィルタ100に当該溶液を添加する。これにより、濾別処理が行われる。フィルタリングにより、フィルタ100の基材101上には主に被検出物41が残る。 First, filtering by the filter 100 is performed. The filter 100 is a general filter medium composed of a flat substrate 101 provided with a large number of holes 102 . The hole 102 is a through hole penetrating the base material 101 . The size of the hole 102, that is, the hole diameter, does not allow passage of the object to be detected 41 consisting of the magnetic particles 42 and the object 43 to be measured, but allows passage of the magnetic particles 42 not bound to the object 43 to be measured, ie, contaminants. is set to For example, the control device 20 moves the solution containing the magnetic particles 42 to which the measurement object 43 is bound and the single magnetic particles 42 to which the measurement object 43 is not bound to the filter 100, and the solution is transferred to the filter 100. Added. As a result, a filtering process is performed. Due to filtering, the object 41 to be detected mainly remains on the base material 101 of the filter 100 .

続いて、フィルタリング後のフィルタ100が洗浄される。例えば、制御装置20が、フィルタリング後のフィルタ100に緩衝液などの溶液を添加する。当該添加により、フィルタリング後もフィルタ100に残っている単体の磁性粒子42が孔102を通過し、フィルタ100が洗浄される。緩衝液に代わって純水等が用いられてもよい。洗浄により、フィルタ100の基材101上には残渣として被検出物41が残る。 Subsequently, the filtered filter 100 is washed. For example, the controller 20 adds a solution such as a buffer solution to the filtered filter 100 . By this addition, the single magnetic particles 42 remaining in the filter 100 after filtering pass through the holes 102, and the filter 100 is washed. Pure water or the like may be used instead of the buffer solution. After cleaning, the object 41 to be detected remains as a residue on the substrate 101 of the filter 100 .

洗浄後、フィルタ100から被検出物41が分離される。被検出物41が残ったフィルタ100が溶液110に晒されることにより、被検出物41がフィルタ100から分離される。例えば、制御装置20が、被検出物41が残ったフィルタ100を溶液110中に移動させることにより、被検出物41がフィルタ100から分離される。 After cleaning, the object to be detected 41 is separated from the filter 100 . By exposing the filter 100 with the object to be detected 41 remaining to the solution 110 , the object to be detected 41 is separated from the filter 100 . For example, the control device 20 moves the filter 100 with the object 41 remaining thereon into the solution 110 , thereby separating the object 41 from the filter 100 .

被検出物41の分離後、溶液110中から被検出物41を含む液滴又は所定量の溶液が抽出されて、当該液滴又は所定量の溶液が検出センサ13上に滴下される。これにより、検出用試料の作製が完了する。 After the object to be detected 41 is separated, a droplet or a predetermined amount of solution containing the object to be detected 41 is extracted from the solution 110 , and the droplet or a predetermined amount of solution is dropped onto the detection sensor 13 . This completes the preparation of the detection sample.

フィルタ100から被検出物41を分離する際に、フィルタ100に付着したままであったり、一旦分離されたもののフィルタ100に再付着したりしてフィルタ100から分離されない被検出物41が存在しうる。このような被検出物41が存在すると、検出センサ13上に滴下される液滴又は所定量の溶液に含まれる被検出物41の量が少なくなりうる。それ故、検出結果に誤差が生じうる。 When the object 41 to be detected is separated from the filter 100, the object 41 to be detected may remain attached to the filter 100, or may adhere to the filter 100 once separated, and may not be separated from the filter 100. . If such an object 41 to be detected exists, the amount of the object 41 to be detected contained in a droplet or a predetermined amount of solution dropped onto the detection sensor 13 may decrease. Therefore, an error may occur in the detection result.

本実施形態では、フィルタ100から被検出物41を分離する際に、検出センサ13上に形成した超音波発生素子51が、溶液110中で超音波を発生する。発生した超音波により、フィルタ100に捕捉されていた被検出物41が溶液110中に全て解離する。 In this embodiment, the ultrasonic wave generating element 51 formed on the detection sensor 13 generates ultrasonic waves in the solution 110 when the object 41 to be detected is separated from the filter 100 . The generated ultrasonic waves dissociate all of the object 41 captured by the filter 100 into the solution 110 .

図6A及び図6Bは、本実施形態における試料作製について説明する図である。図6Aは、試料作製の一例を示すフローチャートである。図6Bは、試料作製の様子を例示する図である。 6A and 6B are diagrams for explaining sample preparation in this embodiment. FIG. 6A is a flow chart showing an example of sample preparation. FIG. 6B is a diagram illustrating how the sample is prepared.

ACT1において、制御装置20は、上述したような、フィルタ100によるフィルタリングを実行する。制御装置20は、測定対象物43が結合した磁性粒子42と測定対象物43が結合していない単体の磁性粒子42とを含む溶液をフィルタ100に移動させて、フィルタ100に当該溶液を添加する。これにより、濾別処理が行われる。ACT1のフィルタリングにより、フィルタ100の基材101上には主に被検出物41が残る。 In ACT1, controller 20 performs filtering by filter 100 as described above. The control device 20 moves the solution containing the magnetic particles 42 to which the measurement object 43 is bound and the single magnetic particles 42 to which the measurement object 43 is not bound to the filter 100, and adds the solution to the filter 100. . As a result, a filtering process is performed. Due to the filtering of ACT1, the object 41 to be detected mainly remains on the base material 101 of the filter 100 .

ACT2において、制御装置20は、上述したような、フィルタリング後のフィルタ100の洗浄を実行する。ACT2の洗浄により、フィルタ100の基材101上には残渣として被検出物41が残る。 In ACT2, controller 20 performs cleaning of filter 100 after filtering as described above. Due to the cleaning of ACT2, the object to be detected 41 remains as a residue on the base material 101 of the filter 100 .

ACT3において、制御装置20は、被検出物41が残っているフィルタ100を溶液110中に移動させる。ここで、溶液110が入っている容器の底面には、超音波発生素子51を備える検出センサ13が配置されている。溶液110中では、例えば、被検出物41が付着しているフィルタ面が超音波発生素子51と向い合わせにされる。制御装置20は、不図示の駆動回路に駆動信号を送信することで、超音波発生素子51に超音波Uを発生させる。発生した超音波Uは、溶液110中の粒子に振動を引き起こす。フィルタ100に付着している被検出物41に振動が伝達することにより、被検出物41がフィルタ100から分離される。分離された被検出物41は、例えば、溶液110中を沈降して検出センサ13上に堆積する。表面に被検出物41が堆積した検出センサ13を溶液110中から取り出すことにより、検出用試料の作製が完了する。 In ACT 3 , the control device 20 moves the filter 100 with the object 41 to be detected into the solution 110 . Here, a detection sensor 13 having an ultrasonic wave generating element 51 is arranged on the bottom surface of the container containing the solution 110 . In the solution 110 , for example, the filter surface to which the object 41 to be detected is attached faces the ultrasonic wave generating element 51 . The control device 20 causes the ultrasonic wave generating element 51 to generate an ultrasonic wave U by transmitting a drive signal to a drive circuit (not shown). The generated ultrasonic waves U cause the particles in the solution 110 to vibrate. Vibration is transmitted to the object to be detected 41 attached to the filter 100 , thereby separating the object to be detected 41 from the filter 100 . The separated object 41 to be detected settles in the solution 110 and deposits on the detection sensor 13, for example. By taking out the detection sensor 13 with the substance 41 to be detected deposited on the surface from the solution 110, preparation of the detection sample is completed.

このように、制御装置20は、試料調製装置の制御部として、超音波発生素子51から超音波を発生させることと、発生した超音波により、被検出物41が捕捉されたフィルタ100から被検出物41を分離させて、表面上に被検出物41が配置された検出センサ13を取得することと、を制御する。 In this way, the control device 20, as a control unit of the sample preparation device, causes the ultrasonic wave generating element 51 to generate ultrasonic waves, and the generated ultrasonic waves cause the object 41 to be detected from the filter 100 that has been captured. Separating the object 41 to acquire the detection sensor 13 on the surface of which the object 41 is arranged is controlled.

以上説明したように、本実施形態では、検出センサ13上に超音波発生素子51が形成されている。フィルタ100から被検出物41を分離する際に、溶液110中で超音波発生素子51が超音波を発生することで、フィルタ100に超音波の影響を与える。超音波により、フィルタ100に捕捉されていた被検出物41が全て解離される。フィルタ100から被検出物41が確実に分離されることができる。したがって、溶液110にフィルタ100で捕捉した被検出物41を全て抽出して被検出物41を確実に検出できる検出センサ13、及び測定装置1を提供することができる。 As described above, in this embodiment, the ultrasonic wave generating element 51 is formed on the detection sensor 13 . When the object 41 to be detected is separated from the filter 100 , the ultrasonic wave generation element 51 generates ultrasonic waves in the solution 110 , thereby affecting the filter 100 with the ultrasonic waves. The ultrasonic waves dissociate all the detected objects 41 captured by the filter 100 . The object 41 to be detected can be reliably separated from the filter 100 . Therefore, it is possible to provide the detection sensor 13 and the measuring device 1 that can reliably detect the detection object 41 by extracting all the detection object 41 captured by the filter 100 into the solution 110 .

また、溶液110が入っている容器の底面に配置した検出センサ13の超音波発生素子51が超音波を発生することで、フィルタ100に付着している被検出物41が検出センサ13上に堆積する。通常の試料作製の工程における抽出及び滴下の工程を削減できる。試料調製装置における試料作製に要する時間の短縮が見込まれる。 In addition, the ultrasonic wave generating element 51 of the detection sensor 13 arranged on the bottom surface of the container containing the solution 110 generates ultrasonic waves, and the object 41 to be detected adhering to the filter 100 is deposited on the detection sensor 13. do. It is possible to eliminate the steps of extraction and dropping in the normal sample preparation process. Shortening of the time required for sample preparation in the sample preparation device is expected.

本実施形態では、検出センサ13と超音波発生素子51とが一体化されている。一体化することで、導電体からなる第1の膜17を、検出センサ13を構成する膜及び超音波発生素子51に電圧を印加するための電極として使用することができる。 In this embodiment, the detection sensor 13 and the ultrasonic wave generating element 51 are integrated. By integrating, the first film 17 made of a conductor can be used as an electrode for applying a voltage to the film constituting the detection sensor 13 and the ultrasonic wave generating element 51 .

なお、検出センサ13に設けられる超音波発生素子の形状及び配置は、図5A及び図5Bに示されるものに限定されない。図7は、検出センサ13の他の例を示す上面図である。例えば、円形の超音波発生素子51Aが、C型の空隙19の周囲を囲むように配置されてよい。つまり、超音波発生素子51Aは、検出センサ13の表面上に、凹凸部を含むパターン全体の外周を囲むように配置されてよい。検出センサ13に設けられたパターン(例えばC型の空隙19)の外周に、空隙19を囲むようにして環状の超音波発生素子51を設けてよい。 The shape and arrangement of the ultrasonic wave generating elements provided in the detection sensor 13 are not limited to those shown in FIGS. 5A and 5B. FIG. 7 is a top view showing another example of the detection sensor 13. FIG. For example, a circular ultrasonic wave generating element 51A may be arranged to surround the C-shaped gap 19 . That is, the ultrasonic wave generating element 51A may be arranged on the surface of the detection sensor 13 so as to surround the outer periphery of the entire pattern including the uneven portion. An annular ultrasonic wave generating element 51 may be provided on the outer circumference of the pattern (for example, the C-shaped gap 19 ) provided in the detection sensor 13 so as to surround the gap 19 .

図8Aは、検出センサ13の他の例を示す断面図である。図8Bは、検出センサ13の他の例を示す上面図である。複数の超音波発生素子51Bが、検出センサ13に設けられたC型の空隙19などのパターンと並ぶようにして配置されてよい。例えば、図8A及び図8Bでは、C型の空隙19と超音波発生素子51Bとが交互に(1つおきに)並べて配置されている。C型の空隙19の間に超音波発生素子51Bを配置することで、超音波を発生した際にそこに被検出物が集まりやすくなる。交互の配置以外にも、種々の配置が可能である。 FIG. 8A is a cross-sectional view showing another example of the detection sensor 13. FIG. FIG. 8B is a top view showing another example of the detection sensor 13. FIG. A plurality of ultrasonic wave generating elements 51B may be arranged so as to line up with a pattern such as the C-shaped void 19 provided in the detection sensor 13 . For example, in FIGS. 8A and 8B, C-shaped voids 19 and ultrasonic wave generating elements 51B are arranged alternately (every other). By arranging the ultrasonic wave generating element 51B between the C-shaped gaps 19, objects to be detected are likely to gather there when ultrasonic waves are generated. Various arrangements other than the alternating arrangement are possible.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
電磁波の反射率又は透過率の変化によって被検出物を検出する検出装置に用いられる、前記電磁波が照射される表面を備えた検出センサであって、超音波発生素子を有する、検出センサ。
[2]
前記検出センサの前記表面上には、凹凸部を含むパターンが形成されており、
前記超音波発生素子は、前記表面上に、前記パターン全体の外周を囲むように配置されている、[1]に記載の検出センサ。
[3]
前記検出センサの前記表面上には、凹凸部を含むパターンが形成されており、
前記超音波発生素子は、前記表面上に、前記パターンの前記凹凸部と並べて配置されている、[1]に記載の検出センサ。
[4]
前記超音波発生素子は、圧電材料からなる、[1]乃至[3]のいずれか1項に記載の検出センサ。
[5]
[1]乃至[4]のいずれか1項に記載の検出センサと、
前記表面上の前記被検出物に電磁波を照射する照射部と、
前記電磁波の反射率又は透過率の変化を検出する検出器と、
前記検出器で検出した前記電磁波の特性変化に基づいて、前記被検出物中の測定対象物の有無を特定する又は量を測定する制御部と、を具備する、測定装置。
[6]
電磁波の反射率又は透過率の変化によって被検出物を検出する検出装置に用いられる、前記電磁波が照射される表面を備えた検出センサであって、超音波発生素子を備える、検出センサと、
前記超音波発生素子から超音波を発生させることと、
発生した前記超音波により、被検出物が捕捉されたフィルタから前記被検出物を分離させて、前記表面上に前記被検出物が配置された前記検出センサを取得することと、
を制御する制御部を含む、試料調製装置。
While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
The invention described in the original claims of the present application is appended below.
[1]
What is claimed is: 1. A detection sensor that is used in a detection device that detects an object to be detected based on changes in reflectance or transmittance of an electromagnetic wave, and that has a surface irradiated with the electromagnetic wave, the detection sensor having an ultrasonic wave generating element.
[2]
A pattern including an uneven portion is formed on the surface of the detection sensor,
The detection sensor according to [1], wherein the ultrasonic wave generating element is arranged on the surface so as to surround the outer circumference of the entire pattern.
[3]
A pattern including an uneven portion is formed on the surface of the detection sensor,
The detection sensor according to [1], wherein the ultrasonic wave generating element is arranged on the surface side by side with the uneven portion of the pattern.
[4]
The detection sensor according to any one of [1] to [3], wherein the ultrasonic wave generating element is made of a piezoelectric material.
[5]
The detection sensor according to any one of [1] to [4];
an irradiation unit that irradiates the object on the surface with an electromagnetic wave;
a detector that detects changes in reflectance or transmittance of the electromagnetic wave;
and a control unit that identifies the presence or absence of a measurement object in the object or measures the amount thereof based on the characteristic change of the electromagnetic wave detected by the detector.
[6]
A detection sensor that is used in a detection device that detects an object to be detected based on changes in the reflectance or transmittance of the electromagnetic wave and that has a surface irradiated with the electromagnetic wave, the detection sensor including an ultrasonic wave generating element;
generating ultrasonic waves from the ultrasonic wave generating element;
separating the detected object from a filter in which the detected object is captured by the generated ultrasonic wave to obtain the detection sensor having the detected object disposed on the surface;
A sample preparation device, comprising a controller that controls the

1…測定装置、10…検出装置、11…電磁波発生源、12…反射部、13…検出センサ、14…ステージ、15…検出器、16…試料導入部、20…制御装置、41…被検出物、42…磁性粒子、43…測定対象物、51…超音波発生素子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Measuring apparatus, 10... Detecting apparatus, 11... Electromagnetic wave source, 12... Reflecting part, 13... Detection sensor, 14... Stage, 15... Detector, 16... Sample introduction part, 20... Control device, 41... To be detected Object, 42...Magnetic particles, 43...Object to be measured, 51...Ultrasonic wave generating element.

Claims (4)

電磁波の反射率又は透過率の変化によって被検出物を検出する検出装置に用いられる、前記被検出物が堆積され前記電磁波が照射される表面を備えた平板状の検出センサであって、溶液中に配置された、前記被検出物が捕捉されたフィルタから、前記被検出物を前記溶液中に分離させ、分離された前記被検出物を前記表面に堆積させるために、前記表面上に配置され当該検出センサと一体化され、前記表面から上方に超音波を発生する超音波発生素子を有し、前記検出センサの前記表面上には、凹凸部を含むパターンが形成されており、前記超音波発生素子は、前記表面上に、前記パターン全体の外周を囲むように配置され、または、前記パターンの前記凹凸部と並べて配置されている、検出センサ。 A flat detection sensor having a surface on which the object to be detected is deposited and the electromagnetic wave is irradiated, the sensor being used in a detection device that detects an object to be detected by a change in the reflectance or transmittance of an electromagnetic wave, the detection sensor comprising: positioned on the surface to cause the analyte to separate into the solution from a filter in which the analyte is trapped, and to deposit the separated analyte on the surface. An ultrasonic wave generating element integrated with the detection sensor and generating an ultrasonic wave upward from the surface of the detection sensor, a pattern including an uneven portion is formed on the surface of the detection sensor, and the ultrasonic wave The detection sensor, wherein the generating element is arranged on the surface so as to surround the outer periphery of the entire pattern, or arranged side by side with the uneven portion of the pattern. 前記超音波発生素子は、圧電材料からなる、請求項に記載の検出センサ。 2. The detection sensor of claim 1 , wherein the ultrasonic wave generating element is made of piezoelectric material. 請求項1または2に記載の検出センサと、
前記表面上の前記被検出物に前記電磁波を照射する照射部と、
前記電磁波の反射率又は透過率の変化を検出する検出器と、
前記検出器で検出した前記電磁波の特性変化に基づいて、前記被検出物中の測定対象物の有無を特定する又は量を測定する制御部と、を具備する、測定装置。
A detection sensor according to claim 1 or 2 ;
an irradiation unit that irradiates the electromagnetic wave to the object on the surface;
a detector that detects changes in reflectance or transmittance of the electromagnetic wave;
and a control unit that identifies the presence or absence of a measurement object in the object or measures the amount thereof based on the characteristic change of the electromagnetic wave detected by the detector.
電磁波の反射率又は透過率の変化によって被検出物を検出する検出装置に用いられる、前記被検出物が堆積され前記電磁波が照射される表面に超音波発生素子を備える平板状の検出センサであって、前記表面上には、凹凸部を含むパターンが形成されており、前記超音波発生素子は、前記表面上に、前記パターン全体の外周を囲むように配置され、または、前記パターンの前記凹凸部と並べて配置されており、前記被検出物が捕捉されたフィルタの前記被検出物が付着しているフィルタ面に、前記超音波発生素子が向い合うように、溶液が入っている容器の底面に、前記超音波発生素子を上にして配置された検出センサと、
前記超音波発生素子から超音波を発生させることと、
発生した前記超音波により、前記フィルタから前記被検出物を分離させて、前記表面上に前記被検出物が配置された前記検出センサを取得することと、
を制御する制御部を含む、試料調製装置。
A flat plate-shaped detection sensor having an ultrasonic wave generating element on a surface on which the object to be detected is deposited and the electromagnetic wave is irradiated, for use in a detection device that detects an object to be detected based on changes in reflectance or transmittance of electromagnetic waves. A pattern including an uneven portion is formed on the surface, and the ultrasonic wave generating element is arranged on the surface so as to surround the outer periphery of the entire pattern, or the unevenness of the pattern is arranged on the surface. The bottom surface of a container containing a solution so that the ultrasonic wave generating element faces the filter surface of the filter on which the object to be detected is attached, which is arranged side by side with the part and traps the object to be detected. a detection sensor arranged with the ultrasonic wave generating element facing upward;
generating ultrasonic waves from the ultrasonic wave generating element;
separating the object to be detected from the filter by the generated ultrasonic wave to obtain the detection sensor having the object to be detected on the surface;
A sample preparation device, comprising a controller that controls the
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