JP6598361B2 - Detection apparatus and detection method - Google Patents
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Description
本発明は、検出装置、及び、検出方法に関する。 The present invention relates to a detection device and a detection method.
流体（例えば、血液又は尿等）に含まれる検出対象物（例えば、グルコース又はコレステロール等）を検出する検出装置が知られている。この種の検出装置の一つとして、非特許文献１に記載の検出装置は、積み重ねられた複数の層が、流体が流れる流路を形成する。流路は、検出対象物と反応する反応物が供給されるチャンバを有する。検出装置は、チャンバの温度を検出するセンサを備え、検出されたチャンバの温度に基づいて検出対象物を検出する。
A detection device that detects a detection target (for example, glucose or cholesterol) contained in a fluid (for example, blood or urine) is known. As one of this type of detection device, in the detection device described in Non-Patent
チャンバへの流体の流入に伴って、チャンバ内の流体は、チャンバから排出される。また、チャンバにおいて、検出対象物と反応物とが反応することによって生じた熱は、チャンバから流体が流出することによってチャンバから流出する。 As the fluid flows into the chamber, the fluid in the chamber is drained from the chamber. In addition, the heat generated by the reaction between the detection target and the reactant in the chamber flows out of the chamber when the fluid flows out of the chamber.
ところで、上記検出装置において、流路に供給された流体のすべては、チャンバへ流入する。従って、上記検出装置においては、チャンバから排出される流体の量が多くなりやすい。このため、チャンバにおいて生じた熱がチャンバから流出しやすい。その結果、検出対象物を高い精度にて検出できない虞がある。 By the way, in the detection device, all of the fluid supplied to the flow path flows into the chamber. Therefore, in the detection device, the amount of fluid discharged from the chamber tends to increase. For this reason, the heat generated in the chamber tends to flow out of the chamber. As a result, there is a possibility that the detection target cannot be detected with high accuracy.
本発明の目的の一つは、流体に含まれる検出対象物を高い精度にて検出することにある。 One of the objects of the present invention is to detect a detection target contained in a fluid with high accuracy.
一つの側面では、検出装置は、流体に含まれる検出対象物を検出する。更に、上記検出装置は、積み重ねられた複数の層を備える。
上記複数の層は、上記流体が流れるとともに前記検出対象物と反応する反応物が存在しない第１の流路と、上記第１の流路から第１の位置にて分岐されるとともに上記第１の位置よりも下流側の第２の位置にて上記第１の流路に結合され且つ上記検出対象物と反応する前記反応物を収容する第１のチャンバを有する第２の流路と、を同一の層にて形成する。
上記検出装置は、上記第１のチャンバの温度を検出する第１のセンサを備えるとともに、上記検出された上記第１のチャンバの温度に基づいて上記検出対象物を検出する。
In one aspect, the detection device detects a detection target contained in the fluid. Furthermore, the detection device includes a plurality of stacked layers.
The plurality of layers are branched at a first position from the first flow path, the first flow path in which the reactant flows and the reactant that reacts with the detection target does not exist, and the first flow path. a second flow path having a first chamber containing the reactant which reacts with the first coupled to the flow path and the detection object at a second position downstream of the position of the The same layer is formed.
The detection device includes a first sensor that detects the temperature of the first chamber, and detects the detection object based on the detected temperature of the first chamber.
他の一つの側面では、検出方法は、流体に含まれる検出対象物を検出する。
更に、上記検出方法は、
積み重ねられた複数の層によって形成されるとともに前記検出対象物と反応する反応物が存在しない第１の流路を流れる流体の一部を第１の位置にて、上記第１の流路と同じ層にて上記複数の層によって形成された第２の流路へ導き、
上記第２の流路に導かれた流体を、上記第２の流路が有するとともに上記検出対象物と反応する前記反応物を収容する第１のチャンバへ導き、
上記第１のチャンバへ導かれた流体に含まれる検出対象物と、上記反応物と、を反応させ、
上記第１のチャンバの温度を検出し、
上記検出された上記第１のチャンバの温度に基づいて上記検出対象物を検出し、
上記第１のチャンバへ導かれた流体を、上記第１の位置よりも下流側の第２の位置にて、上記第１の流路を流れる流体に合流させる、ことを含む。
In another aspect, the detection method detects a detection target contained in the fluid.
Furthermore, the detection method is
The portion of the fluid reactant that reacts with formed by a plurality of stacked layers Rutotomoni the detection object flows through the first flow path that does not exist in the first position, the same as the first flow path Leading to a second flow path formed by the plurality of layers in a layer,
The fluid guided to the second flow path leads to the first chamber containing the reactant which reacts with the detection object with the second flow path has,
Reacting the detection target contained in the fluid guided to the first chamber with the reactant,
Detecting the temperature of the first chamber;
Detecting the detection object based on the detected temperature of the first chamber;
Joining the fluid guided to the first chamber with the fluid flowing through the first flow path at a second position downstream of the first position.
流体に含まれる検出対象物を高い精度にて検出することができる。 The detection target contained in the fluid can be detected with high accuracy.
以下、本発明の、検出装置、及び、検出方法、に関する各実施形態について図１乃至図２５を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the detection apparatus and the detection method of the present invention will be described with reference to FIGS.
＜第１実施形態＞
（構成）
図１に表されるように、第１実施形態の検出装置１は、信号処理部１０と、反応発生部２０と、を備える。
反応発生部２０には、検出対象物を含む流体が供給される。流体は、液体（本例では、尿又は血液等の生体試料）である。なお、流体は、気体（例えば、呼気）であってもよい。なお、生体試料は、尿及び血液と異なる生体試料（例えば、血清、血漿、唾液、涙、鼻汁、汗、粘液、体液、浸出液、又は、分泌液等）であってもよい。また、流体は、生体試料を緩衝液（例えば、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ；Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｓａｌｉｎｅ）等）により希釈した液体であってもよい。流体は、検体と表されてもよい。
<First Embodiment>
(Constitution)
As illustrated in FIG. 1, the
The
反応発生部２０は、供給された流体に含まれる検出対象物と、当該検出対象物に対応する反応物と、を反応させる。
本例では、検出対象物は、グルコース又はコレステロールである。なお、検出対象物は、グルコース及びコレステロールと異なる物質であってもよい。反応物は、検出対象物と反応することにより熱を生じる物質である。本例では、反応物は、検出対象物がグルコースである場合、グルコースオキシダーゼであり、検出対象物がコレステロールである場合、コレステロールオキシダーゼである。
The
In this example, the detection target is glucose or cholesterol. The detection object may be a substance different from glucose and cholesterol. The reactant is a substance that generates heat by reacting with the detection target. In this example, the reactant is glucose oxidase when the detection target is glucose, and is cholesterol oxidase when the detection target is cholesterol.
また、検出対象物は、抗原（例えば、インスリン、カゼイン、免疫グロブリンＥ（ＩｇＥ；Ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ Ｅ）、免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ；Ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ Ｇ）、若しくは、細菌又はウイルス等の感染性物質等）であってもよい。この場合、反応物は、抗原との間で抗原抗体反応を行なう抗体であってよい。 The detection target is an antigen (for example, insulin, casein, immunoglobulin E (IgE), immunoglobulin G (IgG; immunoglobulin G), or an infectious substance such as a bacterium or a virus). Also good. In this case, the reaction product may be an antibody that performs an antigen-antibody reaction with an antigen.
信号処理部１０は、反応発生部２０において検出対象物と反応物とが反応することにより生じた熱に応じて変化する温度を表す信号を処理する。これにより、信号処理部１０は、反応発生部２０に供給された流体に含まれる検出対象物を検出する。信号処理部１０は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてよい。
The
反応発生部２０について説明を加える。反応発生部２０は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）として実現されてよい。
The
反応発生部２０は、図２に表されるように、本体１００と、蓋体３００と、を備える。本体１００は、長辺及び短辺を有する長方形状を有する板状である。なお、本体１００は、長方形状と異なる形状（例えば、正方形状、多角形状、楕円形状、又は、円形状等）を有していてもよい。例えば、本体１００の一辺の長さは、１ｍｍ乃至１００ｍｍの長さである。
As shown in FIG. 2, the
蓋体３００は、ゴム状の樹脂（本例では、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ））からなる。蓋体３００は、長辺及び短辺を有する長方形状を有する板状である。蓋体３００の面積は、本体１００よりも小さい。なお、蓋体３００は、長方形状と異なる形状（例えば、正方形状、多角形状、楕円形状、又は、円形状等）を有していてもよい。蓋体３００は、本体１００に直交する方向（換言すると、本体１００の厚み方向）における本体１００の２つの端面１０１，１０２のうちの一方の端面１０１の一部に積み重ねられる。換言すると、蓋体３００は、端面１０１の一部を被覆する。蓋体３００は、着脱可能に本体１００に固定される。
The
図２乃至図８に表されるように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有する右手系の直交座標系を用いて反応発生部２０について説明を加える。Ｚ軸は、本体１００に直交する方向（換言すると、本体１００の厚み方向）に沿って延びる。Ｚ軸の正方向は、端面１０２から端面１０１へ向かう方向（換言すると、本体１００から蓋体３００へ向かう方向）である。
As shown in FIGS. 2 to 8, the
Ｙ軸は、本体１００の長辺に沿って延びる。Ｙ軸の正方向は、後述する第１の流路１１０の流入口１１１から、後述する第１の流路１１０の流出口１１２へ向かう方向である。Ｘ軸は、本体１００の短辺に沿って延びる。Ｘ軸の正方向は、後述する第１の流路１１０から、後述する接続端子１８１１，１８２１，１８３１へ向かう方向である。
なお、後述する図１９乃至図２３においても、図２乃至図８と同一の直交座標系が用いられる。
The Y axis extends along the long side of the
In FIGS. 19 to 23 described later, the same orthogonal coordinate system as that in FIGS. 2 to 8 is used.
図３は、Ｚ軸の負方向へ向かって本体１００を見た図（換言すると、本体１００の正面から見た図）である。図４は、Ｚ軸の正方向へ向かって本体１００を見た図（換言すると、本体１００を背面から見た図）である。図５は、図３において、後述する第１のチャンバ１２１を拡大した図である。図６は、図３及び図４におけるＡ−Ａ線による反応発生部２０の断面を表す。図７は、図３及び図４におけるＢ−Ｂ線による反応発生部２０の断面を表す。図８は、図３乃至図５におけるＣ−Ｃ線による反応発生部２０の断面を表す。
FIG. 3 is a view of the
図６乃至図８に表されるように、本体１００は、Ｚ軸の正方向に順に積み重ねられた、第１の支持層２０１、第２の支持層２０２、第３の支持層２０３、センサ層２０４、及び、流路層２０５を備える。各層２０１〜２０５は、板状である。本体１００は、積層体であると捉えられてよい。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
第１の支持層２０１は、シリコン（Ｓｉ）からなる。第２の支持層２０２は、シリコン酸化物（本例では、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２））からなる。第３の支持層２０３は、シリコン窒化物（本例では、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４））からなる。センサ層２０４は、シリコン酸化物（本例では、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２））からなる。流路層２０５は、光硬化性樹脂、又は、感光性樹脂（本例では、ＳＵ−８）からなる。なお、第３の支持層２０３は、シリコン酸化物（例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２））からなっていてもよい。
The
例えば、第１の支持層２０１の厚さは、３０μｍ乃至３ｍｍの厚さである。例えば、第２の支持層２０２の厚さは、３０ｎｍ乃至３μｍの厚さである。例えば、第３の支持層２０３の厚さは、２５ｎｍ乃至２．５μｍの厚さである。例えば、センサ層２０４の厚さは、５０ｎｍ乃至５μｍの厚さである。例えば、流路層２０５の厚さは、３．５μｍ乃至３５μｍの厚さである。
For example, the thickness of the
図３、図４、図６及び図７に表されるように、本体１００は、第１の流路１１０を有する。センサ層２０４と流路層２０５と蓋体３００とは、図６及び図７に表されるように、第１の流路１１０を形成する壁面１１０１を有する。
As shown in FIGS. 3, 4, 6, and 7, the
第１の流路１１０を形成する壁面１１０１は、蓋体３００のＺ軸の負方向側の端面と、センサ層２０４のＺ軸の正方向側の端面と、流路層２０５をＺ軸に沿った方向にて貫通する穴を形成する壁面と、を含む。本例では、蓋体３００は、流路層２０５に積み重ねられた層である、と捉えられてよい。
The
第１の流路１１０は、図２乃至図４に表されるように、Ｙ軸に沿って延びる。第１の流路１１０は、流入口１１１と流出口１１２と基部１１３とを含む。流入口１１１は、第１の流路１１０のうちのＹ軸の負方向側の端部である。流出口１１２は、第１の流路１１０のうちのＹ軸の正方向側の端部である。基部１１３は、第１の流路１１０のうちの、流入口１１１及び流出口１１２以外の部分である。
The
流入口１１１及び流出口１１２のそれぞれは、中心軸がＺ軸に沿って延びる円柱状である。流入口１１１及び流出口１１２のそれぞれの直径は、基部１１３のＸ軸に沿った方向における長さ（換言すると、幅）よりも長い。
Each of the
なお、流入口１１１及び流出口１１２のそれぞれは、円柱形状と異なる形状（例えば、角柱形状等）を有してもよい。基部１１３は、Ｙ軸に直交する平面による断面が長方形状を有する。基部１１３は、Ｙ軸に直交する平面による断面が長方形状と異なる形状（例えば、正方形状、多角形状、楕円形状、又は、円形状等）を有してもよい。
In addition, each of the
基部１１３は、蓋体３００が本体１００に固定された状態において、蓋体３００に被覆される。流入口１１１及び流出口１１２は、蓋体３００が本体１００に固定された状態において、蓋体３００に被覆されない。換言すると、流入口１１１及び流出口１１２は、蓋体３００が本体１００に固定された状態において、Ｚ軸の正方向側にて開口する。
The
第１の流路１１０には、流入口１１１を介して流体が供給される。流体は、ピペットにより第１の流路１１０に供給されてよい。また、流入口１１１には、流体が流れる管が接続されてよい。この場合、管に接続されたポンプによって、流体が第１の流路１１０に供給されてよい。
A fluid is supplied to the
第１の流路１１０に供給された流体は、流出口１１２を介して第１の流路１１０から排出される。流体は、ピペットにより第１の流路１１０から排出されてよい。また、流出口１１２には、流体が流れる管が接続されてよい。この場合、管に接続されたポンプによって、流体が第１の流路１１０から排出されてよい。
The fluid supplied to the
図３乃至図５及び図８に表されるように、本体１００は、第２の流路１２０を有する。センサ層２０４と流路層２０５と蓋体３００とは、第２の流路１２０を形成する壁面１２０１を有する。
As shown in FIGS. 3 to 5 and 8, the
第２の流路１２０を形成する壁面１２０１は、第１の流路１１０を形成する壁面１１０１と同様に、蓋体３００のＺ軸の負方向側の端面と、センサ層２０４のＺ軸の正方向側の端面と、流路層２０５をＺ軸に沿った方向にて貫通する穴を形成する壁面と、を含む。
換言すると、第２の流路１２０は、第１の流路１１０と同一の層にて形成される。
The
In other words, the
図３乃至図５に表されるように、第２の流路１２０は、流入口１１１よりもＹ軸の正方向側（換言すると、下流側）の第１の位置Ｐ１にて、第１の流路１１０から分岐される。第２の流路１２０は、第１の位置Ｐ１よりも下流側の第２の位置Ｐ２にて、第１の流路１１０に結合される。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
換言すると、第２の流路１２０は、第１の位置Ｐ１にて第１の流路１１０と連接するとともに、第１の位置Ｐ１から、Ｘ軸の正方向とＹ軸の正方向との間の方向に沿って延び、且つ、第２の位置Ｐ２にて第１の流路１１０と連接するとともに、第２の位置Ｐ２から、Ｘ軸の正方向とＹ軸の負方向との間の方向に沿って延びる。
In other words, the
第２の流路１２０の、第２の流路１２０が延びる方向及びＺ軸に直交する方向における長さ（換言すると、第２の流路１２０の幅）は、第１の流路１１０の基部１１３の幅よりも小さい。換言すると、第２の流路１２０の断面積は、第１の流路１１０の基部１１３の断面積よりも小さい。
The length of the
第１の流路１１０の基部１１３の幅は、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間の領域において、それ以外の領域よりも小さい。なお、第１の流路１１０の基部１１３の幅は、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間の領域において、それ以外の領域と同じであってもよい。
The width of the
なお、第２の流路１２０の幅は、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２のそれぞれから第１のチャンバ１２１へ近づくにつれて小さくなってもよい。また、第２の流路１２０の幅は、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間の領域における第１の流路１１０の基部１１３の幅よりも大きてもよい。この場合、第２の流路１２０の幅は、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間の領域以外の領域における第１の流路１１０の基部１１３の幅よりも小さいことが好適である。
Note that the width of the
第２の流路１２０は、第２の流路１２０の中間にて第１のチャンバ１２１を有する。第１のチャンバ１２１は、中心軸がＺ軸に沿って延びる円柱状である。第１のチャンバ１２１の直径は、第２の流路１２０のうちの第１のチャンバ１２１以外の部分の幅よりも大きい。なお、第１のチャンバ１２１は、円柱形状と異なる形状（例えば、角柱形状等）を有してもよい。第１のチャンバ１２１の中心軸の位置は、第１の流路１１０よりもＸ軸の正方向側である。
The
第１のチャンバ１２１は、検出対象物と反応する反応物を収容する。本例では、第１のチャンバ１２１は、反応物を担持する担体を収容する。本例では、担体は、多孔質構造を有する。本例では、担体は、反応物が添加されたシリカゲルである。本例では、蓋体３００が着脱可能に本体１００に固定されているので、蓋体３００を本体１００から取り外すことにより、第１のチャンバ１２１に収容されている担体を交換できる。換言すると、第１のチャンバ１２１は、担体を交換可能に収容する。
The
図３乃至図５及び図７に表されるように、本体１００は、第３の流路１３０を有する。センサ層２０４と流路層２０５と蓋体３００とは、第３の流路１３０を形成する壁面１３０１を有する。
As shown in FIGS. 3 to 5 and 7, the
第３の流路１３０を形成する壁面１３０１は、第１の流路１１０を形成する壁面１１０１と同様に、蓋体３００のＺ軸の負方向側の端面と、センサ層２０４のＺ軸の正方向側の端面と、流路層２０５をＺ軸に沿った方向にて貫通する穴を形成する壁面と、を含む。
換言すると、第３の流路１３０は、第１の流路１１０と同一の層にて形成される。
The
In other words, the
図３及び図４に表されるように、第３の流路１３０は、第２の位置Ｐ２よりも下流側の第３の位置Ｐ３にて、第１の流路１１０から分岐される。第３の流路１３０は、第３の位置Ｐ３よりも下流側の第４の位置Ｐ４にて、第１の流路１１０に結合される。
As illustrated in FIGS. 3 and 4, the
換言すると、第３の流路１３０は、第３の位置Ｐ３にて第１の流路１１０と連接するとともに、第３の位置Ｐ３から、Ｘ軸の正方向とＹ軸の正方向との間の方向に沿って延び、且つ、第４の位置Ｐ４にて第１の流路１１０と連接するとともに、第４の位置Ｐ４から、Ｘ軸の正方向とＹ軸の負方向との間の方向に沿って延びる。
In other words, the
第３の流路１３０の、第３の流路１３０が延びる方向及びＺ軸に直交する方向における長さ（換言すると、第３の流路１３０の幅）は、第１の流路１１０の基部１１３の幅よりも小さい。第１の流路１１０の基部１１３の幅は、第３の位置Ｐ３と第４の位置Ｐ４との間の領域において、それ以外の領域よりも小さい。なお、第１の流路１１０の基部１１３の幅は、第３の位置Ｐ３と第４の位置Ｐ４との間の領域において、それ以外の領域と同じであってもよい。
The length of the
第３の流路１３０は、第３の流路１３０の中間にて第２のチャンバ１３１を有する。第２のチャンバ１３１は、中心軸がＺ軸に沿って延びる円柱状である。第２のチャンバ１３１の直径は、第３の流路１３０のうちの第２のチャンバ１３１以外の部分の幅よりも大きい。なお、第２のチャンバ１３１は、円柱形状と異なる形状（例えば、角柱形状等）を有してもよい。第２のチャンバ１３１の中心軸の位置は、第１の流路１１０よりもＸ軸の正方向側である。
第２のチャンバ１３１は、検出対象物と反応する反応物を収容しない。
The
The
本例では、第３の流路１３０は、第２の流路１２０と同じ形状を有する。なお、第３の流路１３０は、第２の流路１２０と異なる形状を有してもよい。
In this example, the
図３乃至図８に表されるように、本体１００は、第１の抵抗体１７１と、第２の抵抗体１７２と、を備える。本例では、第１の抵抗体１７１、及び、第２の抵抗体１７２は、第１のセンサ、及び、第２のセンサをそれぞれ構成する。
As shown in FIGS. 3 to 8, the
第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２のそれぞれは、温度に応じて電気抵抗が変化する材料からなる。本例では、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２のそれぞれは、バナジウム酸化物からなる。本例では、バナジウム酸化物は、主成分として、二酸化バナジウム（ＶＯ２）と五酸化二バナジウム（Ｖ２Ｏ５）とを含む。例えば、バナジウム酸化物は、二酸化バナジウム（ＶＯ２）のモル分率αが０．３０乃至０．４０であり、且つ、五酸化二バナジウム（Ｖ２Ｏ５）のモル分率βが１−αである。
Each of the
第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２のそれぞれは、Ｘ軸に沿った方向に延びる長辺、及び、Ｙ軸に沿った方向に延びる短辺を有する長方形状を有する板状である。なお、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２のそれぞれは、長方形状と異なる形状（例えば、正方形状、多角形状、楕円形状、又は、円形状等）を有していてもよい。
Each of the
例えば、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２のそれぞれの一辺の長さは、１μｍ乃至１ｍｍの長さである。本例では、第１の抵抗体１７１の長辺、及び、第２の抵抗体１７２の長辺は、第１のチャンバ１２１の直径、及び、第２のチャンバ１３１の直径よりもそれぞれ短い。
本例では、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２は、同一の形状を有する。
For example, the length of one side of each of the
In this example, the
図７及び図８に表されるように、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２のそれぞれは、センサ層２０４に埋設される。第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２のそれぞれは、センサ層２０４のうちのＺ軸の負方向側の端に位置する。換言すると、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２のそれぞれは、第３の支持層２０３のＺ軸の正方向側の端面と接する。
As shown in FIGS. 7 and 8, each of the
上述したように、センサ層２０４は、シリコン酸化物からなる。シリコン酸化物は、検出対象物と反応物とが反応することにより生成される生成物（例えば、過酸化水素）と、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２よりも反応しにくい材料の一例である。従って、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２は、検出対象物と反応物とが反応することにより生成される生成物と、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２よりも反応しにくい材料によって被覆される、と捉えられてよい。なお、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２は、検出対象物と反応物とが反応することにより生成される生成物と、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２よりも反応しにくい材料によって被覆されなくてもよい。
As described above, the
図３乃至図５及び図８に表されるように、Ｚ軸に直交する平面における第１の抵抗体１７１の外縁の位置は、Ｚ軸に直交する平面における第１のチャンバ１２１の外縁よりも第１のチャンバ１２１の内側である。換言すると、Ｚ軸に直交する平面において、第１の抵抗体１７１の外縁の位置は、第１のチャンバ１２１を形成する流路層２０５の壁面よりも第１のチャンバ１２１の内側である。本例では、Ｚ軸に直交する平面において、第１の抵抗体１７１の重心の位置は、第１のチャンバ１２１の中心軸と一致する。
As shown in FIGS. 3 to 5 and FIG. 8, the position of the outer edge of the
同様に、図３乃至図５及び図７に表されるように、Ｚ軸に直交する平面における第２の抵抗体１７２の外縁の位置は、Ｚ軸に直交する平面における第２のチャンバ１３１の外縁よりも第２のチャンバ１３１の内側である。換言すると、Ｚ軸に直交する平面において、第２の抵抗体１７２の外縁の位置は、第２のチャンバ１３１を形成する流路層２０５の壁面よりも第２のチャンバ１３１の内側である。本例では、Ｚ軸に直交する平面において、第２の抵抗体１７２の重心の位置は、第２のチャンバ１３１の中心軸と一致する。
Similarly, as shown in FIGS. 3 to 5 and 7, the position of the outer edge of the
図２乃至図４及び図６に表されるように、本体１００は、第１の接続用穴１４０と、第２の接続用穴１５０と、第３の接続用穴１６０と、を有する。図６に表されるように、第３の支持層２０３とセンサ層２０４と流路層２０５とは、第１の接続用穴１４０を形成する壁面１４０１を有する。
As shown in FIGS. 2 to 4 and 6, the
第１の接続用穴１４０を形成する壁面１４０１は、第３の支持層２０３のＺ軸の正方向側の端面と、センサ層２０４をＺ軸に沿った方向にて貫通する穴を形成する壁面と、流路層２０５をＺ軸に沿った方向にて貫通する穴を形成する壁面と、を含む。同様に、第３の支持層２０３とセンサ層２０４と流路層２０５とは、第２の接続用穴１５０及び第３の接続用穴１６０を形成する壁面を有する。
The
第１の接続用穴１４０、第２の接続用穴１５０、及び、第３の接続用穴１６０のそれぞれは、Ｚ軸に沿って延びる角柱（本例では、正四角柱）状である。なお、第１の接続用穴１４０、第２の接続用穴１５０、及び、第３の接続用穴１６０のそれぞれは、角柱形状と異なる形状（例えば、円柱形状等）を有してもよい。
Each of the
第１の接続用穴１４０、第２の接続用穴１５０、及び、第３の接続用穴１６０のそれぞれの位置は、第１の流路１１０及び第２の流路１２０よりもＸ軸の正方向側である。本例では、第１の接続用穴１４０、第２の接続用穴１５０、及び、第３の接続用穴１６０のそれぞれは、第１の流路１１０からＸ軸に沿った方向において所定の距離だけ離れて位置する。従って、第２の接続用穴１５０と、第１の流路１１０と、の間のＸ軸に沿った方向における距離は、第３の接続用穴１６０と、第１の流路１１０と、の間のＸ軸に沿った方向における距離と等しい。
The positions of the
本例では、第１の接続用穴１４０、第２の接続用穴１５０、及び、第３の接続用穴１６０は、Ｙ軸に沿った方向において等間隔に位置する。更に、第１の接続用穴１４０の底面の重心は、Ｙ軸に沿った方向における、第１のチャンバ１２１と第２のチャンバ１３１との中間の位置を通り且つＸ軸に沿った方向に延びる直線上に位置する。
換言すると、本例では、第２の接続用穴１５０、及び、第３の接続用穴１６０は、Ｙ軸に沿った方向における、第１のチャンバ１２１と第２のチャンバ１３１との中間の位置を通り且つＹ軸に直交する平面に対して互いに対称に位置する。
In this example, the first connection holes 140, the second connection holes 150, and the third connection holes 160 are located at equal intervals in the direction along the Y axis. Further, the center of gravity of the bottom surface of the
In other words, in this example, the
第１の接続用穴１４０、第２の接続用穴１５０、及び、第３の接続用穴１６０は、蓋体３００が本体１００に固定された状態において、蓋体３００に被覆されない。換言すると、第１の接続用穴１４０、第２の接続用穴１５０、及び、第３の接続用穴１６０は、蓋体３００が本体１００に固定された状態において、Ｚ軸の正方向側にて開口する。
The
図３乃至図７に表されるように、本体１００は、第１の導体１８１と、第２の導体１８２と、第３の導体１８３と、を備える。
第１の導体１８１、第２の導体１８２、及び、第３の導体１８３のそれぞれは、板状である。第１の導体１８１、第２の導体１８２、及び、第３の導体１８３のそれぞれは、チタン（Ｔｉ）からなる。
As illustrated in FIGS. 3 to 7, the
Each of the
図６及び図７に表されるように、第１の導体１８１、第２の導体１８２、及び、第３の導体１８３のそれぞれは、センサ層２０４に埋設される。第１の導体１８１、第２の導体１８２、及び、第３の導体１８３のそれぞれは、センサ層２０４のうちのＺ軸の負方向側の端に位置する。換言すると、第１の導体１８１、第２の導体１８２、及び、第３の導体１８３のそれぞれは、第３の支持層２０３のＺ軸の正方向側の端面と接する。
As illustrated in FIGS. 6 and 7, each of the
第１の導体１８１は、第１の接続端子１８１１と、第１の配線部１８１２と、２つの第１の接続部１８１３ａ，１８１３ｂと、を含む。
第１の接続端子１８１１は、第１の接続用穴１４０にて露出する。第１の接続端子１８１１は、正方形状を有する。なお、第１の接続端子１８１１は、正方形状と異なる形状（例えば、長方形状、多角形状、楕円形状、又は、円形状等）を有していてもよい。
The
The
図３、図４及び図６に表されるように、Ｚ軸に直交する平面における第１の接続端子１８１１の外縁の位置は、Ｚ軸に直交する平面における第１の接続用穴１４０の外縁よりも第１の接続用穴１４０の内側である。
As shown in FIGS. 3, 4, and 6, the position of the outer edge of the
換言すると、Ｚ軸に直交する平面において、第１の接続端子１８１１の外縁は、第１の接続用穴１４０を形成するセンサ層２０４及び流路層２０５の壁面よりも第１の接続用穴１４０の内側である。本例では、Ｚ軸に直交する平面において、第１の接続端子１８１１の底面の重心の位置は、第１の接続用穴１４０の底面の重心の位置と一致する。
In other words, in the plane orthogonal to the Z-axis, the outer edge of the
第１の接続部１８１３ａは、第１の抵抗体１７１のＹ軸の正方向側の端部に接続される。第１の接続部１８１３ａのＹ軸の負方向側の端部は、第１の抵抗体１７１のＹ軸の正方向側の端部に積み重ねられる。換言すると、第１の接続部１８１３ａのＹ軸の負方向側の端部は、第１の抵抗体１７１のＹ軸の正方向側の端部の、Ｚ軸の正方向側の端面を被覆する。
The first connecting
同様に、第１の接続部１８１３ｂは、第２の抵抗体１７２のＹ軸の負方向側の端部に接続される。第１の接続部１８１３ｂのＹ軸の正方向側の端部は、第２の抵抗体１７２のＹ軸の負方向側の端部に積み重ねられる。換言すると、第１の接続部１８１３ｂのＹ軸の正方向側の端部は、第２の抵抗体１７２のＹ軸の負方向側の端部の、Ｚ軸の正方向側の端面を被覆する。
本例では、第１の接続部１８１３ｂは、第１の接続部１８１３ａと同じ形状を有する。
Similarly, the
In this example, the
第１の配線部１８１２は、第１の接続端子１８１１と連接されるとともに、２つの第１の接続部１８１３ａ，１８１３ｂのそれぞれと連接される。本例では、第１の配線部１８１２は、Ｘ軸に沿って延びる部分と、Ｙ軸に沿って延びる部分と、を有するＴ字状である。第１の配線部１８１２のうちのＸ軸に沿って延びる部分の、Ｙ軸に沿った方向における長さ（換言すると、幅）は、第１の配線部１８１２のうちのＹ軸に沿って延びる部分の、Ｘ軸に沿った方向における長さ（換言すると、幅）と等しい。第１の配線部１８１２のうちのＹ軸に沿って延びる部分の幅は、第１の接続部１８１３ａ，１８１３ｂのＸ軸に沿った方向における長さ（換言すると、幅）よりも大きい。
The
本例では、第１の接続部１８１３ａの幅は、第１の抵抗体１７１の近傍の第１の領域における第１の導体１８１の第１の幅に対応し、且つ、第１の配線部１８１２の幅は、第１の領域と異なる第２の領域における第１の導体１８１の第２の幅に対応する。
In this example, the width of the
第２の導体１８２は、第２の接続端子１８２１と、第２の配線部１８２２と、第２の接続部１８２３と、を含む。
第２の接続端子１８２１は、第２の接続用穴１５０にて露出する。第２の接続端子１８２１は、正方形状を有する。なお、第２の接続端子１８２１は、正方形状と異なる形状（例えば、長方形状、多角形状、楕円形状、又は、円形状等）を有していてもよい。
The
The
図３及び図４に表されるように、Ｚ軸に直交する平面における第２の接続端子１８２１の外縁の位置は、Ｚ軸に直交する平面における第２の接続用穴１５０の外縁よりも第２の接続用穴１５０の内側である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the position of the outer edge of the
換言すると、Ｚ軸に直交する平面において、第２の接続端子１８２１の外縁は、第２の接続用穴１５０を形成するセンサ層２０４及び流路層２０５の壁面よりも第２の接続用穴１５０の内側である。本例では、Ｚ軸に直交する平面において、第２の接続端子１８２１の底面の重心の位置は、第２の接続用穴１５０の底面の重心の位置と一致する。
In other words, in the plane orthogonal to the Z-axis, the outer edge of the
第２の接続部１８２３は、第１の抵抗体１７１のＹ軸の負方向側の端部に接続される。第２の接続部１８２３のＹ軸の正方向側の端部は、第１の抵抗体１７１のＹ軸の負方向側の端部に積み重ねられる。換言すると、第２の接続部１８２３のＹ軸の正方向側の端部は、第１の抵抗体１７１のＹ軸の負方向側の端部の、Ｚ軸の正方向側の端面を被覆する。
本例では、第２の接続部１８２３は、第１の接続部１８１３ａと同じ形状を有する。
The
In this example, the
第２の配線部１８２２は、第２の接続端子１８２１と連接されるとともに、第２の接続部１８２３と連接される。本例では、第２の配線部１８２２は、Ｘ軸に沿って延びる部分と、Ｙ軸に沿って延びる部分と、を有するＬ字状である。第２の配線部１８２２のうちのＸ軸に沿って延びる部分の、Ｙ軸に沿った方向における長さ（換言すると、幅）は、第２の配線部１８２２のうちのＹ軸に沿って延びる部分の、Ｘ軸に沿った方向における長さ（換言すると、幅）と等しい。第２の配線部１８２２のうちのＹ軸に沿って延びる部分の幅は、第２の接続部１８２３のＸ軸に沿った方向における長さ（換言すると、幅）よりも大きい。
The
第３の導体１８３は、第３の接続端子１８３１と、第３の配線部１８３２と、第３の接続部１８３３と、を含む。
第３の接続端子１８３１は、第３の接続用穴１６０にて露出する。第３の接続端子１８３１は、正方形状を有する。なお、第３の接続端子１８３１は、正方形状と異なる形状（例えば、長方形状、多角形状、楕円形状、又は、円形状等）を有していてもよい。
The
The
図３及び図４に表されるように、Ｚ軸に直交する平面における第３の接続端子１８３１の外縁の位置は、Ｚ軸に直交する平面における第３の接続用穴１６０の外縁よりも第３の接続用穴１６０の内側である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the position of the outer edge of the
換言すると、Ｚ軸に直交する平面において、第３の接続端子１８３１の外縁は、第３の接続用穴１６０を形成するセンサ層２０４及び流路層２０５の壁面よりも第３の接続用穴１６０の内側である。本例では、Ｚ軸に直交する平面において、第３の接続端子１８３１の底面の重心の位置は、第３の接続用穴１６０の底面の重心の位置と一致する。
本例では、第３の接続端子１８３１は、第２の接続端子１８２１と同じ形状を有する。
In other words, in the plane orthogonal to the Z axis, the outer edge of the
In this example, the
第３の接続部１８３３は、第２の抵抗体１７２のＹ軸の正方向側の端部に接続される。第３の接続部１８３３のＹ軸の負方向側の端部は、第２の抵抗体１７２のＹ軸の正方向側の端部に積み重ねられる。換言すると、第３の接続部１８３３のＹ軸の負方向側の端部は、第２の抵抗体１７２のＹ軸の正方向側の端部の、Ｚ軸の正方向側の端面を被覆する。
本例では、第３の接続部１８３３は、第１の接続部１８１３ｂと同じ形状を有する。
The
In the present example, the
第３の配線部１８３２は、第３の接続端子１８３１と連接されるとともに、第３の接続部１８３３と連接される。本例では、第３の配線部１８３２は、Ｘ軸に沿って延びる部分と、Ｙ軸に沿って延びる部分と、を有するＬ字状である。第３の配線部１８３２のうちのＸ軸に沿って延びる部分の、Ｙ軸に沿った方向における長さ（換言すると、幅）は、第３の配線部１８３２のうちのＹ軸に沿って延びる部分の、Ｘ軸に沿った方向における長さ（換言すると、幅）と等しい。第３の配線部１８３２のうちのＹ軸に沿って延びる部分の幅は、第３の接続部１８３３のＸ軸に沿った方向における長さ（換言すると、幅）よりも大きい。
The
換言すると、本例では、第１の導体１８１、第２の導体１８２、及び、第３の導体１８３は、Ｙ軸に沿った方向における、第１のチャンバ１２１と第２のチャンバ１３１との中間の位置を通り且つＹ軸に直交する平面に対して対称な形状を有する。
In other words, in this example, the
図３、図４、及び、図６乃至図８に表されるように、本体１００は、Ｚ軸の負方向側の端面１０２にて開口する凹部１９０を有する。図６乃至図８に表されるように、第１の支持層２０１と第２の支持層２０２と第３の支持層２０３とは、凹部１９０を形成する壁面１９０１を有する。
As shown in FIGS. 3, 4, and 6 to 8, the
凹部１９０を形成する壁面１９０１は、第３の支持層２０３のＺ軸の負方向側の端面と、第２の支持層２０２をＺ軸に沿った方向にて貫通する穴を形成する壁面と、第１の支持層２０１をＺ軸に沿った方向にて貫通する穴を形成する壁面と、を含む。
The
凹部１９０は、Ｚ軸に沿って延びる角柱状である。本例では、凹部１９０の底面は、Ｙ軸に沿って延びる長辺、及び、Ｘ軸に沿って延びる短辺を有する長方形状を有する。なお、凹部１９０は、角柱形状と異なる形状（例えば、円柱形状等）を有してもよい。
The
図３及び図４に表されるように、Ｚ軸に直交する平面における凹部１９０の外縁の位置は、Ｚ軸に直交する平面における第１のチャンバ１２１の外縁よりも第１のチャンバ１２１の外側であり、且つ、Ｚ軸に直交する平面における第２のチャンバ１３１の外縁よりも第２のチャンバ１３１の外側である。換言すると、Ｚ軸に直交する平面において、凹部１９０の外縁の位置は、第１のチャンバ１２１を形成する流路層２０５の壁面よりも第１のチャンバ１２１の外側であり、且つ、第２のチャンバ１３１を形成する流路層２０５の壁面よりも第２のチャンバ１３１の外側である。換言すると、凹部１９０は、Ｚ軸に直交する平面において、第１のチャンバ１２１及び第２のチャンバ１３１を含む領域から、Ｚ軸の負方向側へ延びる直線上の領域を含む。
As shown in FIGS. 3 and 4, the position of the outer edge of the
信号処理部１０は、第１の接続端子１８１１、第２の接続端子１８２１、及び、第３の接続端子１８３１のそれぞれと接続されることにより、第１の抵抗体１７１、第２の抵抗体１７２、第１の導体１８１、第２の導体１８２、及び、第３の導体１８３とともに、図９に表される電気回路ＥＣを構成する。
The
電気回路ＥＣは、第１の抵抗Ｒ１と、第２の抵抗Ｒ２と、を含む。電気回路ＥＣにおける第１の抵抗Ｒ１は、第１の抵抗体１７１に対応する。電気回路ＥＣにおける第２の抵抗Ｒ２は、第２の抵抗体１７２に対応する。第１の抵抗Ｒ１の電気抵抗は、Ｒｘにより表される。第２の抵抗Ｒ２の電気抵抗は、Ｒｆにより表される。
The electric circuit EC includes a first resistor R1 and a second resistor R2. The first resistor R1 in the electric circuit EC corresponds to the
上述したように、本例では、第１のチャンバ１２１は、検出対象物と反応する反応物を収容する。従って、検出対象物を含む流体が第１のチャンバ１２１に供給された場合、第１のチャンバ１２１において検出対象物と反応物とが反応し、その反応に伴って熱が生じる。その結果、第１の抵抗体１７１の温度が変化することにより、第１の抵抗体１７１の電気抵抗が変化する。従って、第１の抵抗体１７１に対応する第１の抵抗Ｒ１は、可変抵抗である、と捉えられてよい。
As described above, in the present example, the
電気回路ＥＣにおける第１の位置ＥＰ１における第１の電位Ｖｉｎは、第１の接続端子１８１１の電位に対応する。電気回路ＥＣにおける第２の位置ＥＰ２における第２の電位Ｖ−は、第２の接続端子１８２１の電位に対応する。電気回路ＥＣにおける第３の位置ＥＰ３における第３の電位Ｖ＋は、第３の接続端子１８３１の電位に対応する。
The first potential V in the first position EP1 in an electric circuit EC corresponds to the potential of the
電気回路ＥＣにおける第４の位置ＥＰ４における第４の電位Ｖｏｕｔは、第１の電位Ｖｉｎがオペアンプによって増幅された電位である。
信号処理部１０は、所定の取得周期が経過する毎に、第４の電位Ｖｏｕｔを、第１のチャンバ１２１の温度と、第２のチャンバ１３１の温度と、の差を表す信号として取得する。第４の電位Ｖｏｕｔは、出力電圧と表されてもよい。信号処理部１０は、取得された信号に基づいて検出対象物を検出する。
Fourth potential V out in a fourth position EP4 in an electric circuit EC is the potential of the first potential V in is amplified by the operational amplifier.
The
本例では、第１の抵抗体１７１の電気抵抗（換言すると、抵抗）は、図１０に表されるように、第１の抵抗体１７１の温度が高くなるほど小さくなる。第２の抵抗体１７２の電気抵抗も、第１の抵抗体１７１の電気抵抗と同様に変化する。従って、第１の抵抗体１７１の電気抵抗は、第１の抵抗体１７１の温度（換言すると、第１のチャンバ１２１の温度）を表す、と捉えられてよい。同様に、第２の抵抗体１７２の電気抵抗は、第２の抵抗体１７２の温度（換言すると、第２のチャンバ１３１の温度）を表す、と捉えられてよい。
In this example, the electrical resistance (in other words, resistance) of the
本例では、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２の２０℃における抵抗温度係数（ＴＣＲ；Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）ＣＴＣＲは、数式１により表される。抵抗温度係数は、単位温度あたりの電気抵抗の変化を表す。
Ｒ１、Ｒ２、Ｔ１、及び、Ｔ２は、２０℃における第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２の電気抵抗、２５℃における第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２の電気抵抗、２０℃、及び、２５℃、をそれぞれ表す。
本例では、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２の２０℃における抵抗温度係数ＣＴＣＲは、約−１５０００ｐｐｍ／℃である。ｐｐｍは、Ｐａｒｔｓ Ｐｅｒ Ｍｉｌｌｉｏｎの略記である。１ｐｐｍは、１０−４％である。第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２のＴＣＲの絶対値は、銀又は銅からなる抵抗体のＴＣＲの絶対値よりも相当に大きい。
R 1 , R 2 , T 1 , and T 2 are the electrical resistances of the
In this example, the temperature coefficient of resistance C TCR at 20 ° C. of the
信号処理部１０は、取得された第４の電位Ｖｏｕｔに基づいて、第４の電位Ｖｏｕｔが単位時間あたりに変化する割合である増加率を取得する。例えば、信号処理部１０は、最小二乗法と呼ばれる技術を用いることにより増加率を取得する。信号処理部１０は、取得された増加率に基づいて検出対象物の濃度を取得する。これにより、検出対象物が検出される。
Based on the acquired fourth potential V out , the
本例では、信号処理部１０は、増加率と検出対象物の濃度との関係を予め記憶している。信号処理部１０は、取得された増加率と、記憶されている関係と、に基づいて検出対象物の濃度を取得する。
In this example, the
また、本例では、反応発生部２０は、図１１乃至図１４に表される工程に従って製造される。なお、反応発生部２０の少なくとも一部は、後述する工程と異なる工程に従って製造されてもよい。図１１乃至図１４の（Ａ）乃至（Ｑ）は、図８に表される断面を表す。図１３の（Ｋ’）乃至（Ｍ’）は、図６に表される断面を表す。
In this example, the
先ず、図１１の（Ａ）に表されるように、シリコン層ＬＡからなるシリコン基板（換言すると、シリコンウェハ）を用意する。
次に、図１１の（Ｂ）に表されるように、熱酸化と呼ばれる処理を行なうことにより、シリコン層ＬＡの両方の表面に、酸化膜層ＬＢ１，ＬＢ２を形成する。本例では、酸化膜層ＬＢ１，ＬＢ２は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる。
First, as shown in FIG. 11A, a silicon substrate (in other words, a silicon wafer) made of the silicon layer LA is prepared.
Next, as shown in FIG. 11B, oxide film layers LB1 and LB2 are formed on both surfaces of the silicon layer LA by performing a process called thermal oxidation. In this example, the oxide film layers LB1 and LB2 are made of silicon dioxide (SiO 2 ).
次に、図１１の（Ｃ）に表されるように、ＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）と呼ばれる技術を用いることにより、酸化膜層ＬＢ１，ＬＢ２の、シリコン層ＬＡと反対側の表面に、窒化物層ＬＣ１，ＬＣ２を形成する。本例では、窒化物層ＬＣ１，ＬＣ２は、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）からなる。窒化物層ＬＣ１は、第３の支持層２０３を構成する。
Next, as shown in FIG. 11C, by using a technique called LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition), the oxide film layers LB1 and LB2 are formed on the surface opposite to the silicon layer LA. Nitride layers LC1 and LC2 are formed. In this example, the nitride layers LC1 and LC2 are made of silicon nitride (Si 3 N 4 ). The nitride layer LC1 constitutes the
次に、図１１の（Ｄ）に表されるように、酸素雰囲気下における反応性スパッタ法と呼ばれる技術を用いることにより、窒化物層ＬＣ１の、酸化膜層ＬＢ１と反対側の表面に、抵抗体層ＬＤを形成する。本例では、抵抗体層ＬＤは、バナジウム酸化物からなる。本例では、バナジウム酸化物は、主成分として、二酸化バナジウム（ＶＯ２）と五酸化二バナジウム（Ｖ２Ｏ５）とを含む。 Next, as shown in FIG. 11D, by using a technique called reactive sputtering in an oxygen atmosphere, resistance is applied to the surface of the nitride layer LC1 opposite to the oxide film layer LB1. The body layer LD is formed. In this example, the resistor layer LD is made of vanadium oxide. In this example, the vanadium oxide contains vanadium dioxide (VO 2 ) and divanadium pentoxide (V 2 O 5 ) as main components.
次に、図１１の（Ｅ）に表されるように、フォトリソグラフィと呼ばれる技術を用いることにより、所定のパターンを有するフォトレジスト膜ＰＲ１を、抵抗体層ＬＤの、窒化物層ＬＣ１と反対側の表面に形成する。
そして、図１１の（Ｆ）に表されるように、ウェットエッチングと呼ばれる技術を用いることにより、抵抗体層ＬＤのうちの、フォトレジスト膜ＰＲ１が形成されていない部分を除去することにより、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２（図示されない）を形成する。
Next, as shown in FIG. 11E, by using a technique called photolithography, the photoresist film PR1 having a predetermined pattern is formed on the resistor layer LD on the side opposite to the nitride layer LC1. Form on the surface.
Then, as shown in FIG. 11F, by using a technique called wet etching, by removing a portion of the resistor layer LD where the photoresist film PR1 is not formed, A
次に、図１２の（Ｇ）に表されるように、フォトリソグラフィと呼ばれる技術を用いることにより、所定のパターンを有するフォトレジスト膜ＰＲ２を、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２（図示されない）の、窒化物層ＬＣ１と反対側の表面に形成する。
Next, as shown in FIG. 12G, by using a technique called photolithography, a photoresist film PR2 having a predetermined pattern is formed into a
そして、図１２の（Ｈ）に表されるように、スパッタ法と呼ばれる技術を用いることにより、窒化物層ＬＣ１の、酸化膜層ＬＢ１と反対側の表面のうちの露出している部分と、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２の、窒化物層ＬＣ１と反対側の表面のうちの露出している部分と、フォトレジスト膜ＰＲ２の、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２と反対側の表面のうちの露出している部分と、に導体層ＬＥを形成する。本例では、導体層ＬＥは、チタン（Ｔｉ）からなる。
Then, as shown in FIG. 12H, by using a technique called a sputtering method, an exposed portion of the surface of the nitride layer LC1 opposite to the oxide film layer LB1, The exposed portion of the surface of the
次いで、図１２の（Ｉ）に表されるように、ウェットエッチングと呼ばれる技術を用いることにより、導体層ＬＥのうちの、フォトレジスト膜ＰＲ２に形成された部分を除去することにより、第１の導体１８１、第２の導体１８２、及び、第３の導体１８３（図示されない）を形成する。
図１２の（Ｇ）乃至（Ｉ）により表される工程において用いられた技術は、リフトオフと呼ばれてもよい。
Next, as shown in FIG. 12I, by using a technique called wet etching, a portion of the conductor layer LE formed in the photoresist film PR2 is removed, whereby the
The technique used in the steps represented by (G) to (I) in FIG. 12 may be called lift-off.
次に、図１２の（Ｊ）に表されるように、ドライエッチングと呼ばれる技術を用いることにより、窒化物層ＬＣ２を除去するとともに、ウェットエッチングと呼ばれる技術を用いることにより、酸化膜層ＬＢ２を除去する。 Next, as illustrated in FIG. 12J, the nitride layer LC2 is removed by using a technique called dry etching, and the oxide film layer LB2 is formed by using a technique called wet etching. Remove.
次に、図１３の（Ｋ）及び（Ｋ’）に表されるように、フォトリソグラフィと呼ばれる技術を用いることにより、所定のパターンを有するフォトレジスト膜ＰＲ３を、第１の導体１８１、第２の導体１８２、及び、第３の導体１８３（図示されない）の、窒化物層ＬＣ１と反対側の表面と、窒化物層ＬＣ１の、酸化膜層ＬＢ１と反対側の表面のうちの露出している部分と、に形成する。
Next, as shown in FIGS. 13K and 13K, by using a technique called photolithography, a photoresist film PR3 having a predetermined pattern is formed on the
そして、図１３の（Ｌ）及び（Ｌ’）に表されるように、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法と呼ばれる技術を用いることにより、窒化物層ＬＣ１の、酸化膜層ＬＢ１と反対側の表面のうちの露出している部分と、第１の抵抗体１７１、第２の抵抗体１７２（図示されない）、第１の導体１８１、第２の導体１８２、及び、第２の導体１８２（図示されない）の、窒化物層ＬＣ１と反対側の表面のうちの露出している部分と、フォトレジスト膜ＰＲ３の、窒化物層ＬＣ１、第１の導体１８１、第２の導体１８２、及び、第２の導体１８２（図示されない）と反対側の表面のうちの露出している部分と、に保護層ＬＦを形成する。本例では、保護層ＬＦは、シリコン酸化物（本例では、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２））からなる。
Then, as shown in (L) and (L ′) of FIG. 13, by using a technique called a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, the surface of the nitride layer LC1 opposite to the oxide film layer LB1 is used. And the
次いで、図１３の（Ｍ）及び（Ｍ’）に表されるように、ウェットエッチングと呼ばれる技術を用いることにより、保護層ＬＦのうちの、フォトレジスト膜ＰＲ３に形成された部分を除去することにより、センサ層２０４を形成する。
図１３の（Ｋ）乃至（Ｍ）及び（Ｋ’）乃至（Ｍ’）により表される工程において用いられた技術は、リフトオフと呼ばれてもよい。
Next, as shown in (M) and (M ′) of FIG. 13, by using a technique called wet etching, a portion of the protective layer LF formed on the photoresist film PR3 is removed. Thus, the
The technique used in the steps represented by (K) to (M) and (K ′) to (M ′) in FIG. 13 may be referred to as lift-off.
次に、図１４の（Ｎ）に表されるように、フォトリソグラフィと呼ばれる技術を用いることにより、所定のパターンを有するフォトレジスト膜を流路層２０５として、センサ層２０４の、第３の支持層２０３としての窒化物層ＬＣ１と反対側の表面に形成する。
Next, as shown in FIG. 14N, by using a technique called photolithography, a third support for the
次に、図１４の（Ｏ）に表されるように、フォトリソグラフィと呼ばれる技術を用いることにより、所定のパターンを有するフォトレジスト膜ＰＲ４を、シリコン層ＬＡの、酸化膜層ＬＢ１と反対側の表面に形成する。 Next, as shown in FIG. 14O, by using a technique called photolithography, a photoresist film PR4 having a predetermined pattern is formed on the opposite side of the silicon layer LA from the oxide film layer LB1. Form on the surface.
次いで、図１４の（Ｐ）に表されるように、深掘りＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれる技術を用いることにより、シリコン層ＬＡ及び酸化膜層ＬＢ１のうちの、シリコン層ＬＡにフォトレジスト膜ＰＲ４が形成されていない部分を除去することにより、第１の支持層２０１及び第２の支持層２０２を形成する。
Next, as shown in FIG. 14P, a photoresist film is formed on the silicon layer LA of the silicon layer LA and the oxide film layer LB1 by using a technique called deep RIE (Reactive Ion Etching). The
次いで、図１４の（Ｑ）に表されるように、蓋体３００を、流路層２０５の、センサ層２０４と反対側の表面に固定する。本例では、蓋体３００は、流路層２０５に着脱可能に接着される。
このようにして、反応発生部２０は、製造される。
Next, as shown in (Q) of FIG. 14, the
In this way, the
（動作）
次に、検出装置１の動作について説明する。
先ず、第１の流路１１０に、流入口１１１を介して洗浄用流体が供給される。洗浄用流体は、例えば、空気又は水等である。第１の流路１１０に供給された洗浄用流体は、第１の流路１１０、第２の流路１２０、及び、第３の流路１３０を流れることにより、第１の流路１１０、第２の流路１２０、及び、第３の流路１３０を形成する壁面を洗浄する。そして、洗浄用流体は、流出口１１２を介して第１の流路１１０から排出される。
(Operation)
Next, the operation of the
First, the cleaning fluid is supplied to the
次に、蓋体３００が本体１００から取り外される。そして、第１のチャンバ１２１に反応物を担持する担体が配置される。これにより、第１のチャンバ１２１は、反応物を担持する担体を収容する。
Next, the
その後、第１の流路１１０に、流入口１１１を介して、検出用流体が供給される。本例では、検出用流体は、検出対象物を含む。検出用流体は、例えば、尿又は血液等である。
Thereafter, the detection fluid is supplied to the
第１の流路１１０に供給された検出用流体は、第１の位置Ｐ１にて、第１の流路１１０、及び、第２の流路１２０のそれぞれに導かれる。第２の流路１２０に導かれた検出用流体は、第１のチャンバ１２１に導かれる。第１のチャンバ１２１に導かれた検出用流体に含まれる検出対象物は、担体に担持される反応物と反応する。これにより、熱が生じる。
The detection fluid supplied to the
生じた熱は、センサ層２０４を介して第１の抵抗体１７１に伝熱される。これにより、第１の抵抗体１７１の温度が時間の経過に伴って変化する。この結果、信号処理部１０により取得される第４の電位Ｖｏｕｔは、時間の経過に伴って変化する。そして、第２の流路１２０に導かれた検出用流体は、第２の位置Ｐ２にて、第１の流路１１０を流れる検出用流体に合流する。
The generated heat is transferred to the
更に、第１の流路１１０に供給された検出用流体は、第３の位置Ｐ３にて、第１の流路１１０、及び、第３の流路１３０のそれぞれに導かれる。第３の流路１３０に導かれた検出用流体は、第２のチャンバ１３１に導かれる。第２のチャンバ１３１に導かれた検出用流体に含まれる検出対象物は、反応物が存在しないため、反応しない。従って、第２のチャンバ１３１において、熱は生じない。そして、第３の流路１３０に導かれた検出用流体は、第４の位置Ｐ４にて、第１の流路１１０を流れる検出用流体に合流する。
Further, the detection fluid supplied to the
信号処理部１０は、上記取得周期が経過する毎に第４の電位Ｖｏｕｔを取得し、取得された第４の電位Ｖｏｕｔに基づいて、第４の電位Ｖｏｕｔが単位時間あたりに変化する割合である増加率を取得する。次いで、信号処理部１０は、取得された増加率に基づいて検出対象物の濃度を取得する。これにより、検出対象物が検出される。
The
以上、説明したように、第１実施形態の検出装置１は、積み重ねられた複数の層２０１〜２０５，３００を備える。複数の層２０１〜２０５，３００は、流体が流れる第１の流路１１０と、第１の流路１１０から第１の位置Ｐ１にて分岐されるとともに第１の位置Ｐ１よりも下流側の第２の位置Ｐ２にて第１の流路１１０に結合され且つ検出対象物と反応する反応物を収容する第１のチャンバ１２１を有する第２の流路１２０と、を同一の層にて形成する。検出装置１は、第１のチャンバ１２１の温度を検出する第１のセンサ１７１を備えるとともに、検出された第１のチャンバの温度に基づいて検出対象物を検出する。
As described above, the
これによれば、第１の流路１１０に供給された流体の一部のみが第１のチャンバ１２１へ流入する。従って、第１のチャンバ１２１に流入する流体の量を抑制できるので、第１のチャンバ１２１から排出される流体の量を抑制できる。これにより、第１のチャンバ１２１において生じた熱が第１のチャンバ１２１から流出することを抑制できる。この結果、検出対象物を高い精度にて検出できる。
According to this, only a part of the fluid supplied to the
また、第１のセンサ１７１によって検出された信号を伝達するため、又は、第１のセンサ１７１に電力を供給するために、第１のチャンバ１２１の近傍に導体が配置されることがある。この場合、第１のチャンバ１２１において生じた熱が当該導体を介して第１のチャンバ１２１から流出する。例えば、仮に、第１の流路１１０が第１のチャンバ１２１を有する場合、当該導体と第１の流路１１０との間の距離が短くなりやすい。このため、第１のチャンバ１２１において生じた熱が当該導体を介して、第１の流路１１０のうちの第１のチャンバ１２１以外の部分における流体へ伝熱されやすくなるので、第１のチャンバ１２１から流出する熱の量が大きくなりやすい。
In addition, a conductor may be disposed in the vicinity of the
これに対し、検出装置１によれば、第１の導体１８１及び第２の導体１８２と第１の流路１１０との間の距離を長くすることができる。この結果、第１の導体１８１及び第２の導体１８２を介して第１のチャンバ１２１から流出する熱の量を抑制できる。従って、検出対象物を高い精度にて検出できる。
On the other hand, according to the
更に、第１実施形態の検出装置１において、第２の流路１２０の断面積は、第１の流路１１０の断面積よりも小さい。
Furthermore, in the
これによれば、第１のチャンバ１２１に流入する流体の量をより一層抑制できる。従って、第１のチャンバ１２１において生じた熱が第１のチャンバ１２１から流出することを抑制できる。この結果、検出対象物を高い精度にて検出できる。
According to this, the amount of fluid flowing into the
更に、第１実施形態の検出装置１において、第１のチャンバ１２１は、多孔質構造を有するとともに反応物を担持する担体を交換可能に収容する。
Furthermore, in the
これによれば、担体を容易に交換することができる。これにより、再び、検出対象物を検出できる。 According to this, the carrier can be easily exchanged. Thereby, a detection target object can be detected again.
更に、第１実施形態の検出装置１において、複数の層２０１〜２０５，３００は、第１の流路１１０から第３の位置Ｐ３にて分岐されるとともに第３の位置Ｐ３よりも下流側の第４の位置Ｐ４にて第１の流路１１０に結合され且つ第２のチャンバ１３１を有する第３の流路１３０を第１の流路１１０と同じ層にて形成する。加えて、検出装置１は、第２のチャンバ１３１の温度を検出する第２のセンサ１７２を備えるとともに、検出された第１のチャンバ１２１の温度と、検出された第２のチャンバ１３１の温度と、に基づいて検出対象物を検出する。
Furthermore, in the
これによれば、検出対象物と反応物とが反応した場合における温度が第１のチャンバ１２１にて検出されるとともに、検出対象物と反応物とが反応しなかった場合における温度が第２のチャンバ１３１にて検出される。これにより、検出対象物と反応物とが反応した場合における温度と、検出対象物と反応物とが反応しなかった場合における温度と、の差を検出できる。従って、検出対象物を高い精度にて検出できる。
According to this, the temperature when the detection target object and the reactant react is detected by the
更に、第１実施形態の検出装置１において、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２は、検出対象物と反応物とが反応することにより生成される生成物と、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２よりも反応しにくい材料からなるセンサ層２０４によって被覆される。
Furthermore, in the
これによれば、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２が生成物と反応することを抑制できる。これにより、第１の抵抗体１７１及び第２の抵抗体１７２が劣化することを抑制できる。
According to this, it can suppress that the
更に、第１実施形態の検出装置１は、第１の抵抗体１７１に接続された第１の導体１８１及び第２の導体１８２を備える。第１の導体１８１及び第２の導体１８２は、第１の抵抗体１７１の近傍の第１の領域において第１の幅を有し、且つ、第１の領域と異なる第２の領域において第１の幅よりも大きい第２の幅を有する。
Furthermore, the
第１の抵抗体１７１は、第１のチャンバ１２１において生じた熱が伝熱されやすい領域に位置する。従って、第１の抵抗体１７１の近傍においては、第１のチャンバ１２１において生じた熱が、第１の抵抗体１７１に接続された導体へ伝熱されやすい。これに対し、検出装置１によれば、第１の導体１８１及び第２の導体１８２を介して第１のチャンバ１２１から流出する熱の量を、第１の領域において導体が第２の幅を有する場合よりも抑制できる。従って、検出対象物を高い精度にて検出できる。
The
図１５は、検出対象物がグルコースであり、且つ、反応物がグルコースオキシダーゼである場合において、検出装置１により取得された第４の電位（換言すると、出力電圧）Ｖｏｕｔの時間に対する変化の一例を表す。曲線ＭＲ１１、曲線ＭＲ１２、曲線ＭＲ１３、曲線ＭＲ１４、及び、曲線ＭＲ１５は、グルコース濃度が、０ｍｇ／ｄＬ、５０ｍｇ／ｄＬ、２００ｍｇ／ｄＬ、５００ｍｇ／ｄＬ、及び、１０００ｍｇ／ｄＬである場合をそれぞれ表す。１ｄＬは、１０−４ｍ３である。本例では、出力電圧Ｖｏｕｔは、時間に関する一次関数により十分に高い精度にて表される。
FIG. 15 shows an example of a change with respect to time of the fourth potential (in other words, output voltage) V out acquired by the
図１６は、検出装置１により取得された増加率の、グルコース濃度に対する変化の一例を表す。増加率は、グルコース濃度が高くなるほど大きくなる。本例では、増加率は、グルコース濃度に正比例して増加する。
従って、検出装置１によれば、高い精度にてグルコース濃度を検出できる。
FIG. 16 shows an example of a change in the increase rate acquired by the
Therefore, according to the
図１７は、検出対象物がコレステロールであり、且つ、反応物がコレステロールオキシダーゼである場合において、検出装置１により取得された第４の電位（換言すると、出力電圧）Ｖｏｕｔの時間に対する変化の一例を表す。曲線ＭＲ２１、曲線ＭＲ２２、曲線ＭＲ２３、及び、曲線ＭＲ２４は、コレステロール濃度が、０ｍｇ／ｄＬ、７７．２ｍｇ／ｄＬ（２ｍｏｌ／ｍ３）、１９３ｍｇ／ｄＬ（５ｍｏｌ／ｍ３）、及び、３０８．８ｍｇ／ｄＬ（８ｍｏｌ／ｍ３）である場合をそれぞれ表す。１ｍｏｌ／ｍ３は、１ｍＭである。本例では、出力電圧Ｖｏｕｔは、時間に関する一次関数により十分に高い精度にて表される。
FIG. 17 shows an example of a change with respect to time of the fourth potential (in other words, output voltage) V out acquired by the
図１８は、検出装置１により取得された増加率の、コレステロール濃度に対する変化の一例を表す。増加率は、コレステロール濃度が高くなるほど大きくなる。本例では、増加率は、コレステロール濃度に正比例して増加する。
従って、検出装置１によれば、高い精度にてコレステロール濃度を検出できる。
FIG. 18 illustrates an example of a change in the increase rate acquired by the
Therefore, according to the
本例では、検出装置１により取得される第４の電位（換言すると、出力電圧）Ｖｏｕｔのノイズ電圧密度ΔＵの測定値の一例は、約１．７ｍＶ／Ｈｚ１／２である。電気回路ＥＣにおける第１の電位Ｖｉｎのノイズ電圧密度は、数式２により表される。
Ｇは、電気回路ＥＣにおける、第４の電位Ｖｏｕｔの第１の電位Ｖｉｎに対するオペアンプによるゲインを表す。Ｕｓｕｐは、電気回路ＥＣにおける、第２の電位Ｖ−と第３の電位Ｖ＋との間の電圧を表す。ΔＲは、第１の抵抗体１７１の電気抵抗の変化量を表す。第１の抵抗体１７１の電気抵抗の変化量ΔＲと、第１の抵抗体１７１の温度の変化量ΔＴと、の関係は、数式３により表される。
数式３を数式２に代入するとともに、ノイズ電圧密度ΔＵが電圧Ｕｓｕｐに対して十分に小さいことを仮定することにより、第１の抵抗体１７１の温度分解能としての変化量ΔＴは、数式４により表される。
一例として、Ｇ、ΔＵ、Ｒｘ／Ｒｆ、ＣＴＣＲ、及び、Ｕｓｕｐが、それぞれ、１１５０、１．７ｍＶ／Ｈｚ１／２、１．１２８、１５０００ｐｐｍ／℃、及び、１．３２１Ｖである場合、温度分解能ΔＴは、０．３ｍＫ／Ｈｚ１／２である。従って、検出装置１によれば、第１のチャンバ１２１の温度を高い精度にて検出できるので、検出対象物を高い精度にて検出できる。
As an example, G, ΔU, R x / R f , C TCR , and U sup are 1150, 1.7 mV / Hz 1/2 , 1.128, 15000 ppm / ° C., and 1.321 V, respectively. In this case, the temperature resolution ΔT is 0.3 mK / Hz 1/2 . Therefore, according to the
＜第１実施形態の第１変形例＞
なお、第１実施形態の第１変形例の検出装置１において、第２の流路１２０が第１の流路１１０に結合される第２の位置Ｐ２は、第３の流路１３０が第１の流路１１０から分岐される第３の位置Ｐ３よりも下流側であってもよい。換言すると、第１実施形態の第１変形例の検出装置１において、第３の位置Ｐ３は、第２の位置Ｐ２よりも上流側である。例えば、図１９に表されるように、第２の流路１２０は、流出口１１２と結合されてよい。
<First Modification of First Embodiment>
In the
これによれば、第１のチャンバ１２１において生じた熱が第２のチャンバ１３１に流入することを防止できる。従って、検出対象物と反応物とが反応した場合における温度と、検出対象物と反応物とが反応しなかった場合における温度と、の差を高い精度にて検出できる。
According to this, the heat generated in the
＜第１実施形態の第２変形例＞
また、第１実施形態の第２変形例の検出装置１において、第２のチャンバ１３１が、検出対象物と反応する反応物を収容するとともに、第１のチャンバ１２１が、検出対象物と反応する反応物を収容しなくてもよい。この場合、第２のチャンバ１３１において生じた熱が第１のチャンバ１２１に流入することを防止できる。従って、検出対象物と反応物とが反応した場合における温度と、検出対象物と反応物とが反応しなかった場合における温度と、の差を高い精度にて検出できる。
<Second Modification of First Embodiment>
Further, in the
＜第１実施形態の第３変形例＞
また、第１実施形態の第３変形例の検出装置１は、図２０及び図２１に表されるように、第３のチャンバ５１０を有してもよい。図２０は、本体１００の第１のチャンバ１２１を拡大した図である。図２１は、図２０におけるＤ−Ｄ線による反応発生部２０の断面を表す。
<Third Modification of First Embodiment>
Moreover, the
図２１に表されるように、第３の支持層２０３とセンサ層２０４と流路層２０５とは、第３のチャンバ５１０を形成する壁面５１０１を有する。第３のチャンバ５１０を形成する壁面５１０１は、流路層２０５のＺ軸の負方向側の端面と、第３の支持層２０３のＺ軸の正方向側の端面と、センサ層２０４をＺ軸に沿った方向にて貫通する穴を形成する壁面と、を含む。
換言すると、第３のチャンバ５１０は、第１の流路１１０と異なる層にて形成される。
As shown in FIG. 21, the
In other words, the
第３のチャンバ５１０は、Ｚ軸に沿って延びる角柱（本例では、四角柱）状である。なお、第３のチャンバ５１０は、角柱形状と異なる形状（例えば、円柱形状等）を有してもよい。第３のチャンバ５１０の位置は、第１のチャンバ１２１よりもＸ軸の正方向側である。
The
第３のチャンバ５１０は、第１のチャンバ１２１の圧力（本例では、大気圧）よりも低い圧力を有するように封止される。本例では、第３のチャンバ５１０は、真空封止される。
The
図２０及び図２１に表されるように、Ｚ軸に直交する平面における第１の抵抗体１７１の外縁の位置は、Ｚ軸に直交する平面における第３のチャンバ５１０の外縁よりも第３のチャンバ５１０の内側である。換言すると、Ｚ軸に直交する平面において、第１の抵抗体１７１の外縁の位置は、第３のチャンバ５１０を形成するセンサ層２０４の壁面よりも第３のチャンバ５１０の内側である。本例では、Ｚ軸に直交する平面において、第１の抵抗体１７１の底面の重心の位置は、第３のチャンバ５１０の底面の重心の位置と一致する。
As shown in FIGS. 20 and 21, the position of the outer edge of the
本体１００は、板状の第１の伝熱体５２０を備える。本例では、第１の伝熱体５２０は、第１のセンサを構成する。第１の伝熱体５２０は、第３の支持層２０３の熱伝導率、及び、センサ層２０４の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料からなる。例えば、第１の伝熱体５２０は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、又は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属からなる。なお、第１の伝熱体５２０は、第１の抵抗体１７１と同じ材料からなっていてもよい。この場合、第１の伝熱体５２０は、第１の抵抗体１７１と一体に形成されていてもよい。
The
図２１に表されるように、第１の伝熱体５２０は、センサ層２０４に埋設される。第１の伝熱体５２０は、センサ層２０４のうちのＺ軸の負方向側の端に位置する。換言すると、第１の伝熱体５２０は、第３の支持層２０３のＺ軸の正方向側の端面と接する。
As shown in FIG. 21, the first heat transfer body 520 is embedded in the
第１の伝熱体５２０は、受熱部５２１と、接続部５２２と、を含む。受熱部５２１は、円形状を有する。なお、受熱部５２１は、円形状と異なる形状（例えば、長方形状、正方形状、多角形状、又は、楕円形状等）を有していてもよい。
First heat transfer body 520 includes a heat receiving portion 521 and a
図２０に表されるように、Ｚ軸に直交する平面における受熱部５２１の外縁の位置は、Ｚ軸に直交する平面における第１のチャンバ１２１の外縁よりも第１のチャンバ１２１の内側である。換言すると、Ｚ軸に直交する平面において、受熱部５２１の外縁は、第１のチャンバ１２１を形成する流路層２０５の壁面よりも第１のチャンバ１２１の内側である。本例では、Ｚ軸に直交する平面において、受熱部５２１の底面の重心の位置は、第１のチャンバ１２１の底面の重心の位置と一致する。
As shown in FIG. 20, the position of the outer edge of the heat receiving portion 521 in the plane orthogonal to the Z axis is inside the
接続部５２２は、受熱部５２１と連接されるとともに、受熱部５２１からＸ軸に沿って延びる。接続部５２２のＸ軸の正方向側の端部は、第１の抵抗体１７１に接続される。接続部５２２のＸ軸の正方向側の端部は、第１の抵抗体１７１に積み重ねられる。換言すると、接続部５２２のＸ軸の正方向側の端部は、第１の抵抗体１７１の、Ｚ軸の正方向側の端面を被覆する。
The connecting
これにより、第１の伝熱体５２０は、第１のチャンバ１２１の熱を、受熱部５２１から接続部５２２を介して第１の抵抗体１７１へ伝熱する。そして、第１の伝熱体５２０によって伝熱された熱によって、第１の抵抗体１７１の温度が変化する。
Thereby, the first heat transfer body 520 transfers the heat of the
本例では、接続部５２２は、第１の導体１８１及び第２の導体１８２と接しない形状を有する。
In this example, the
図２０に表されるように、第１実施形態の第３変形例の検出装置１においては、第１実施形態の検出装置１と異なり、第１の導体１８１及び第２の導体１８２は、第１の抵抗体１７１の近傍の第１の領域と、第１の領域と異なる第２の領域と、の両方において同一の幅を有する。
As shown in FIG. 20, in the
更に、第１実施形態の第３変形例の検出装置１は、第１の抵抗体１７１に対応する第３のチャンバ５１０と同様に、第２の抵抗体１７２に対応する第４のチャンバを有するとともに、第１の抵抗体１７１に対応する第１の伝熱体５２０と同様に、第２の抵抗体１７２に対応する第２の伝熱体を備える。
Further, the
このように、第１実施形態の第３変形例の検出装置１において、複数の層２０１〜２０５，３００は、第３のチャンバ５１０を形成する。更に、第１のセンサ１７１は、第１のチャンバ１２１の熱を第３のチャンバ５１０へ伝熱する第１の伝熱体５２０を備える。加えて、第１のセンサ１７１は、第１の伝熱体５２０によって伝熱された熱に基づいて第１のチャンバ１２１の温度を検出する。
As described above, in the
これによれば、第１の抵抗体１７１を流体と接触させることなく第１のチャンバ１２１の温度を検出できる。従って、第１の抵抗体１７１が劣化することを抑制できる。
According to this, the temperature of the
更に、第１実施形態の第３変形例の検出装置１において、第３のチャンバ５１０の圧力は、第１のチャンバ１２１の圧力よりも低い。
Further, in the
チャンバの圧力が低くなるほど、チャンバ内の物体からチャンバを形成する壁面へ伝熱される熱の量は小さくなる。従って、第１実施形態の第３変形例の検出装置１によれば、第１の伝熱体５２０から第３のチャンバ５１０を形成する壁面５１０１へ伝熱される熱の量を、第３のチャンバ５１０の圧力が第１のチャンバ１２１の圧力と等しい場合よりも抑制できる。従って、検出対象物を高い精度にて検出できる。
The lower the pressure in the chamber, the smaller the amount of heat that is transferred from the objects in the chamber to the walls that form the chamber. Therefore, according to the
＜第１実施形態の第４変形例＞
また、上述したように、第１実施形態の検出装置１は、第２の流路１２０及び第１のセンサ１７１の組を１組備える。ところで、第１実施形態の第４変形例の検出装置１は、第２の流路１２０及び第１のセンサ１７１の組を複数組備えてもよい。この場合、複数の第２の流路１２０がそれぞれ有する複数の第１のチャンバ１２１は、互いに異なる複数の検出対象物とそれぞれ反応する複数の反応物をそれぞれ収容することが好適である。
<Fourth Modification of First Embodiment>
Further, as described above, the
これによれば、複数の検出対象物を並列に検出できる。従って、例えば、第１の流路１１０に流体を供給する操作を１回だけ行なうことにより、複数の検出対象物のそれぞれを検出できる。
According to this, a plurality of detection objects can be detected in parallel. Therefore, for example, each of the plurality of detection objects can be detected by performing the operation of supplying the fluid to the
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の検出装置について説明する。第２実施形態の検出装置は、第１実施形態の第３変形例の検出装置に対して、振動体の共振周波数の変化に基づいて温度を検出する点において相違している。以下、第２実施形態の検出装置の、第１実施形態の第３変形例に対する相違点を中心として説明する。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態の第３変形例と共通する又は対応する符号が用いられる。
Second Embodiment
Next, the detection apparatus of 2nd Embodiment is demonstrated. The detection device of the second embodiment is different from the detection device of the third modification of the first embodiment in that the temperature is detected based on a change in the resonance frequency of the vibrating body. Hereinafter, the difference between the detection device of the second embodiment and the third modification of the first embodiment will be mainly described. In the description of the second embodiment, the same reference numerals as those in the third modification of the first embodiment are used.
図２２及び図２３に表されるように、第２実施形態の検出装置１は、第１実施形態の第３変形例の検出装置１が備える、第１の抵抗体１７１、第２の抵抗体１７２、第１の導体１８１、第２の導体１８２、第３の導体１８３、第１の伝熱体５２０、及び、第２の伝熱体に代えて、第１の振動体５３０を備える。本例では、第１の振動体５３０は、第１のセンサを構成する。
As shown in FIGS. 22 and 23, the
図２２は、本体１００の第１のチャンバ１２１を拡大した図である。図２３は、図２２におけるＤ−Ｄ線による反応発生部２０の断面を表す。
FIG. 22 is an enlarged view of the
図２３に表されるように、第３のチャンバ５１０を形成する壁面５１０１は、流路層２０５のＺ軸の負方向側の端面と、センサ層２０４をＺ軸に沿った方向にて貫通する穴を形成する壁面と、第３の支持層２０３のＺ軸の正方向側の端面にて開口する凹部と、を含む。第４のチャンバ（図示されない）も、第３のチャンバ５１０と同様に形成される。
As shown in FIG. 23, the
第１の振動体５３０は、板状である。第１の振動体５３０は、温度に応じて共振周波数が変化する材料からなる。本例では、第１の振動体５３０は、バナジウム酸化物からなる。本例では、バナジウム酸化物は、主成分として、二酸化バナジウム（ＶＯ２）と五酸化二バナジウム（Ｖ２Ｏ５）とを含む。例えば、バナジウム酸化物は、二酸化バナジウム（ＶＯ２）のモル分率αが０．３０乃至０．４０であり、且つ、五酸化二バナジウム（Ｖ２Ｏ５）のモル分率βが１−αである。 The first vibrating body 530 has a plate shape. The first vibrating body 530 is made of a material whose resonance frequency changes according to temperature. In this example, the first vibrating body 530 is made of vanadium oxide. In this example, the vanadium oxide contains vanadium dioxide (VO 2 ) and divanadium pentoxide (V 2 O 5 ) as main components. For example, the vanadium oxide has a molar fraction α of vanadium dioxide (VO 2 ) of 0.30 to 0.40 and a molar fraction β of divanadium pentoxide (V 2 O 5 ) of 1-α. It is.
図２３に表されるように、第１の振動体５３０は、センサ層２０４に埋設される。第１の振動体５３０は、センサ層２０４のうちのＺ軸の負方向側の端に位置する。換言すると、第１の振動体５３０は、第３の支持層２０３のＺ軸の正方向側の端面と接する。本例では、第３の支持層２０３は、第１の振動体５３０を支持する支持体を構成する。
As shown in FIG. 23, the first vibrating body 530 is embedded in the
第１の振動体５３０は、受熱部５３１と、振動部５３２と、を含む。受熱部５３１は、円形状を有する。なお、受熱部５３１は、円形状と異なる形状（例えば、長方形状、正方形状、多角形状、又は、楕円形状等）を有していてもよい。
The first vibrating body 530 includes a heat receiving portion 531 and a vibrating
図２２に表されるように、Ｚ軸に直交する平面における受熱部５３１の外縁の位置は、Ｚ軸に直交する平面における第１のチャンバ１２１の外縁よりも第１のチャンバ１２１の内側である。換言すると、Ｚ軸に直交する平面において、受熱部５３１の外縁は、第１のチャンバ１２１を形成する流路層２０５の壁面よりも第１のチャンバ１２１の内側である。本例では、Ｚ軸に直交する平面において、受熱部５３１の底面の重心の位置は、第１のチャンバ１２１の底面の重心の位置と一致する。
As shown in FIG. 22, the position of the outer edge of the heat receiving portion 531 in the plane orthogonal to the Z axis is inside the
振動部５３２は、受熱部５３１と連接されるとともに、受熱部５３１からＸ軸に沿って延びる。振動部５３２は、固定端及び自由端を有するカンチレバー構造を有する。振動部５３２のＸ軸の負方向側の端（換言すると、固定端）は、センサ層２０４及び第３の支持層２０３に固定され、且つ、振動部５３２のＸ軸の正方向側の端（換言すると、自由端）は、センサ層２０４及び第３の支持層２０３に固定されない（換言すると、他の部材と接しない）。これにより、振動部５３２は、第３のチャンバ５１０において振動する。
The
また、第１の振動体５３０は、第１のチャンバ１２１の熱を、受熱部５３１から振動部５３２へ伝熱する。そして、第１の振動体５３０によって伝熱された熱によって、振動部５３２の温度が変化する。
Further, the first vibrating body 530 transfers the heat of the
更に、第２実施形態の検出装置１は、第１のチャンバ１２１に対応する第１の振動体５３０と同様に、第２のチャンバ１３１に対応する第２の振動体（図示されない）を備える。本例では、第２の振動体は、第２のセンサを構成する。
Further, the
本例では、第１の振動体５３０の共振周波数は、図２４に表されるように、第１の振動体５３０の温度が高くなるほど小さくなる。直線ＭＲ３１は、温度が上昇する場合における、第１の振動体５３０の共振周波数の温度に対する変化を表す。直線ＭＲ３２は、温度が低下する場合における、第１の振動体５３０の共振周波数の温度に対する変化を表す。第２の振動体の共振周波数も、第１の振動体５３０の共振周波数と同様に変化する。 In this example, as shown in FIG. 24, the resonance frequency of the first vibrating body 530 decreases as the temperature of the first vibrating body 530 increases. A straight line MR31 represents a change in the resonance frequency of the first vibrating body 530 with respect to temperature when the temperature rises. The straight line MR32 represents a change with respect to the temperature of the resonance frequency of the first vibrating body 530 when the temperature decreases. The resonance frequency of the second vibrating body also changes in the same manner as the resonance frequency of the first vibrating body 530.
また、本例では、第１の振動体５３０のＱ値は、図２５に表されるように、２０℃乃至１００℃の相当に広い温度の範囲において、十分に高い。曲線ＭＲ４１は、温度が上昇する場合における、第１の振動体５３０のＱ値の温度に対する変化を表す。直線ＭＲ４２は、温度が低下する場合における、第１の振動体５３０のＱ値の温度に対する変化を表す。第２の振動体の共振周波数も、第１の振動体５３０のＱ値と同様に変化する。 In this example, the Q value of the first vibrating body 530 is sufficiently high in a considerably wide temperature range of 20 ° C. to 100 ° C. as shown in FIG. A curve MR41 represents a change of the Q value of the first vibrating body 530 with respect to the temperature when the temperature rises. The straight line MR42 represents the change of the Q value of the first vibrating body 530 with respect to the temperature when the temperature decreases. The resonance frequency of the second vibrating body also changes in the same manner as the Q value of the first vibrating body 530.
従って、第１の振動体５３０の共振周波数は、第１の振動体５３０の温度（換言すると、第１のチャンバ１２１の温度）を表す、と捉えられてよい。同様に、第２の振動体の共振周波数は、第２の振動体の温度（換言すると、第２のチャンバ１３１の温度）を表す、と捉えられてよい。 Therefore, the resonance frequency of the first vibrating body 530 may be regarded as representing the temperature of the first vibrating body 530 (in other words, the temperature of the first chamber 121). Similarly, the resonance frequency of the second vibrating body may be regarded as representing the temperature of the second vibrating body (in other words, the temperature of the second chamber 131).
第２実施形態の信号処理部１０は、第１実施形態の第３変形例の信号処理部１０が構成する電気回路に代えて、第１の振動体５３０及び第２の振動体のそれぞれの共振周波数を検出する周波数検出部を備える。
The
例えば、周波数検出部は、特開２０１３−１９５１７１号公報に記載のように、レーザードップラー振動計、レーザー干渉計、又は、光てこ法と呼ばれる技術を用いて共振周波数の検出を行なう。また、周波数検出部は、特開２０１３−１９５１７１号公報に記載のように、第１の振動体５３０及び第２の振動体のそれぞれに対向する電極を設けるとともに、当該電極と振動体との間の静電容量の変化に基づいて共振周波数の検出を行なってもよい。また、検出装置１は、特開２０１３−１９５１７１号公報に記載のように、第１の振動体５３０及び第２の振動体のそれぞれを強制振動又は自励発振させる機構を備えていてもよい。
For example, as described in JP 2013-195171 A, the frequency detection unit detects a resonance frequency using a technique called a laser Doppler vibrometer, a laser interferometer, or an optical lever method. In addition, as described in JP 2013-195171 A, the frequency detection unit is provided with electrodes facing the first vibrating body 530 and the second vibrating body, and between the electrode and the vibrating body. The resonance frequency may be detected based on the change in the electrostatic capacity. Moreover, the
第２実施形態の検出装置１によっても、第１実施形態の第３変形例の検出装置１と同様の作用及び効果を奏することができる。
更に、第２実施形態の検出装置１によれば、第１の振動体５３０及び第２の振動体のそれぞれが振動する空間（本例では、第３のチャンバ５１０及び第４のチャンバ）に流体が存在しないので、第１の振動体５３０及び第２の振動体のそれぞれの振動が流体によって減衰することを抑制できる。従って、検出対象物を高い精度にて検出できる。
Also with the
Furthermore, according to the
＜第２実施形態の第１変形例＞
なお、第２実施形態の第１変形例の検出装置１において、第１の振動体５３０を支持する支持体は、金（Ａｕ）又は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなっていてもよい。この場合、例えば、第３の支持層２０３は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなっていてよい。また、例えば、第３の支持層２０３のうちの、Ｚ軸の正方向側の端部が、金（Ａｕ）からなる層により構成されていてもよい。
<First Modification of Second Embodiment>
In the
これによれば、金（Ａｕ）又は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる犠牲層を形成し、バナジウム酸化物からなるとともに当該犠牲層に積み重ねられた平板を形成し、且つ、当該犠牲層の一部が支持体となるように当該犠牲層の他の部分を除去することにより、第１の振動体５３０及び第２の振動体を容易に形成できる。 According to this, a sacrificial layer made of gold (Au) or silicon dioxide (SiO 2 ) is formed, a flat plate made of vanadium oxide and stacked on the sacrificial layer is formed, and a part of the sacrificial layer is formed By removing other portions of the sacrificial layer so that becomes a support, the first vibrating body 530 and the second vibrating body can be easily formed.
例えば、犠牲層が金（Ａｕ）からなる場合、ウェットエッチングと呼ばれる技術を用いることにより、犠牲層のうちの、支持体を形成する部分以外の部分が除去されてよい。この場合、エッチング液として、ヨウ素（Ｉ２）と、ヨウ化カリウム（ＫＩ）又はヨウ化アンモニウム（ＮＨ４Ｉ）と、を主成分として含む溶液が用いられることが好適である。 For example, when the sacrificial layer is made of gold (Au), a part of the sacrificial layer other than the part where the support is formed may be removed by using a technique called wet etching. In this case, it is preferable to use a solution containing iodine (I 2 ) and potassium iodide (KI) or ammonium iodide (NH 4 I) as main components as an etching solution.
また、例えば、犠牲層が二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる場合、ドライエッチングと呼ばれる技術を用いることにより、犠牲層のうちの、支持体を形成する部分以外の部分が除去されてよい。この場合、エッチングガスとしてフッ酸の蒸気が用いられることが好適である。 For example, when the sacrificial layer is made of silicon dioxide (SiO 2 ), a part of the sacrificial layer other than the part for forming the support may be removed by using a technique called dry etching. In this case, it is preferable to use hydrofluoric acid vapor as the etching gas.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において当業者が理解し得る様々な変更が加えられてよい。例えば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, various modifications that can be understood by those skilled in the art may be added to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. For example, any combination of the above-described embodiment and modification may be adopted as another modification of the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
１ 検出装置
１０ 信号処理部
２０ 反応発生部
１００ 本体
１０１，１０２ 端面
１１０ 第１の流路
１１１ 流入口
１１２ 流出口
１１３ 基部
１１０１ 壁面
１２０ 第２の流路
１２１ 第１のチャンバ
１２０１ 壁面
１３０ 第３の流路
１３１ 第２のチャンバ
１３０１ 壁面
１４０ 第１の接続用穴
１４０１ 壁面
１５０ 第２の接続用穴
１６０ 第３の接続用穴
１７１ 第１の抵抗体
１７２ 第２の抵抗体
１８１ 第１の導体
１８１１ 第１の接続端子
１８１２ 第１の配線部
１８１３ａ，１８１３ｂ 第１の接続部
１８２ 第２の導体
１８２１ 第２の接続端子
１８２２ 第２の配線部
１８２３ 第２の接続部
１８３ 第３の導体
１８３１ 第３の接続端子
１８３２ 第３の配線部
１８３３ 第３の接続部
１９０ 凹部
１９０１ 壁面
２０１ 第１の支持層
２０２ 第２の支持層
２０３ 第３の支持層
２０４ センサ層
２０５ 流路層
３００ 蓋体
５１０ 第３のチャンバ
５１０１ 壁面
５２０ 第１の伝熱体
５２１ 受熱部
５２２ 接続部
５３０ 第１の振動体
５３１ 受熱部
５３２ 振動部
Ｐ１ 第１の位置
Ｐ２ 第２の位置
Ｐ３ 第３の位置
Ｐ４ 第４の位置
ＬＡ シリコン層
ＬＢ１，ＬＢ２ 酸化膜層
ＬＣ１，ＬＣ２ 窒化物層
ＬＤ 抵抗体層
ＬＥ 導体層
ＬＦ 保護層
ＰＲ１〜ＰＲ４ フォトレジスト膜
ＥＣ 電気回路
Ｒ１ 第１の抵抗
Ｒ２ 第２の抵抗
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記検出装置は、積み重ねられた複数の層を備え、
前記複数の層は、前記流体が流れるとともに前記検出対象物と反応する反応物が存在しない第１の流路と、前記第１の流路から第１の位置にて分岐されるとともに前記第１の位置よりも下流側の第２の位置にて前記第１の流路に結合され且つ前記検出対象物と反応する前記反応物を収容する第１のチャンバを有する第２の流路と、を同一の層にて形成し、
前記検出装置は、前記第１のチャンバの温度を検出する第１のセンサを備えるとともに、前記検出された前記第１のチャンバの温度に基づいて前記検出対象物を検出する、検出装置。 A detection device for detecting a detection target contained in a fluid,
The detection device comprises a plurality of stacked layers,
The plurality of layers are branched at a first position from a first flow path in which the fluid flows and no reactant that reacts with the detection target exists, and the first flow path. a second flow path having a first chamber containing the reactant which reacts with the first coupled to the flow path and the detection object at a second position downstream of the position of the Formed in the same layer,
The detection apparatus includes a first sensor that detects a temperature of the first chamber, and detects the detection object based on the detected temperature of the first chamber.
前記第２の流路の断面積は、前記第１の流路の断面積よりも小さい、検出装置。 The detection device according to claim 1,
The detection device, wherein a cross-sectional area of the second flow path is smaller than a cross-sectional area of the first flow path.
前記第１のチャンバは、多孔質構造を有するとともに前記反応物を担持する担体を交換可能に収容する、検出装置。 The detection device according to claim 1 or 2,
The first chamber has a porous structure and accommodates a carrier carrying the reactant in a replaceable manner.
前記複数の層は、前記第１の流路から第３の位置にて分岐されるとともに前記第３の位置よりも下流側の第４の位置にて前記第１の流路に結合され且つ第２のチャンバを有する第３の流路を前記第１の流路と同じ層にて形成し、
前記検出装置は、前記第２のチャンバの温度を検出する第２のセンサを備えるとともに、前記検出された前記第１のチャンバの温度と、前記検出された前記第２のチャンバの温度と、に基づいて前記検出対象物を検出する、検出装置。 The detection device according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of layers are branched from the first flow path at a third position, coupled to the first flow path at a fourth position downstream of the third position, and Forming a third flow path having two chambers in the same layer as the first flow path;
The detection device includes a second sensor that detects the temperature of the second chamber, and includes the detected temperature of the first chamber and the detected temperature of the second chamber. A detection device that detects the detection object based on the detection object.
前記第３の位置は、前記第２の位置よりも上流側である、検出装置。 The detection device according to claim 4,
The detection device, wherein the third position is upstream of the second position.
前記複数の層は、第３のチャンバを形成し、
前記第１のセンサは、前記第１のチャンバの熱を前記第３のチャンバへ伝熱する伝熱体を備えるとともに、前記伝熱体によって伝熱された熱に基づいて前記第１のチャンバの温度を検出する、検出装置。 The detection device according to any one of claims 1 to 5,
The plurality of layers form a third chamber;
The first sensor includes a heat transfer body that transfers heat of the first chamber to the third chamber, and based on the heat transferred by the heat transfer body, the first sensor A detection device that detects temperature.
前記第３のチャンバの圧力は、前記第１のチャンバの圧力よりも低い、検出装置。 The detection device according to claim 6,
The detection device, wherein the pressure in the third chamber is lower than the pressure in the first chamber.
前記第１のセンサは、温度に応じて電気抵抗が変化する抵抗体を備える、検出装置。 The detection device according to any one of claims 1 to 7,
The first sensor is a detection device including a resistor whose electrical resistance changes according to temperature.
前記抵抗体は、前記検出対象物と前記反応物とが反応することにより生成される生成物と、前記抵抗体よりも反応しにくい材料によって被覆される、検出装置。 The detection device according to claim 8,
The detection device, wherein the resistor is covered with a product generated by a reaction between the detection target and the reactant, and a material that is less reactive than the resistor.
前記第１のセンサは、前記抵抗体に接続された導体を備え、
前記導体は、前記抵抗体の近傍の第１の領域において第１の幅を有し、且つ、前記第１の領域と異なる第２の領域において前記第１の幅よりも大きい第２の幅を有する、検出装置。 The detection device according to claim 8 or 9, wherein
The first sensor includes a conductor connected to the resistor,
The conductor has a first width in a first region in the vicinity of the resistor, and a second width larger than the first width in a second region different from the first region. Having a detection device.
前記第１のセンサは、温度に応じて共振周波数が変化する振動体を備える、検出装置。 The detection device according to any one of claims 1 to 7,
The first sensor includes a vibrating body whose resonance frequency changes according to temperature.
前記振動体は、前記検出対象物と前記反応物とが反応することにより生成される生成物と、前記振動体よりも反応しにくい材料によって被覆される、検出装置。 The detection device according to claim 11,
The detection device, wherein the vibrating body is covered with a product generated by a reaction between the detection object and the reactant and a material that is less reactive than the vibrating body.
前記振動体は、バナジウム酸化物からなるとともに、金又は二酸化ケイ素からなる支持体により支持される、検出装置。 The detection device according to claim 11 or 12,
The vibrator is made of vanadium oxide and supported by a support made of gold or silicon dioxide.
前記第２の流路及び前記第１のセンサの組を複数備える、検出装置。 The detection device according to any one of claims 1 to 13,
A detection device comprising a plurality of sets of the second flow path and the first sensor.
積み重ねられた複数の層によって形成されるとともに前記検出対象物と反応する反応物が存在しない第１の流路を流れる流体の一部を第１の位置にて、前記第１の流路と同じ層にて前記複数の層によって形成された第２の流路へ導き、
前記第２の流路に導かれた流体を、前記第２の流路が有するとともに前記検出対象物と反応する前記反応物を収容する第１のチャンバへ導き、
前記第１のチャンバへ導かれた流体に含まれる検出対象物と、前記反応物と、を反応させ、
前記第１のチャンバの温度を検出し、
前記検出された前記第１のチャンバの温度に基づいて前記検出対象物を検出し、
前記第１のチャンバへ導かれた流体を、前記第１の位置よりも下流側の第２の位置にて、前記第１の流路を流れる流体に合流させる、検出方法。 A detection method for detecting a detection target contained in a fluid,
The portion of the fluid reactant that reacts with formed by a plurality of stacked layers Rutotomoni the detection object flows through the first flow path that does not exist in the first position, the same as the first flow path Leading to a second flow path formed by the plurality of layers at a layer;
The fluid guided to the second flow path leads to the first chamber containing the reactant which reacts with the detection object with the second flow path has,
Reacting the detection target contained in the fluid guided to the first chamber with the reactant;
Detecting the temperature of the first chamber;
Detecting the detection object based on the detected temperature of the first chamber;
A detection method, wherein the fluid guided to the first chamber is joined to the fluid flowing through the first flow path at a second position downstream of the first position.
前記第１の流路を流れる流体の一部を第３の位置にて、前記第１の流路と同じ層にて前記複数の層によって形成された第３の流路へ導き、
前記第３の流路に導かれた流体を、前記第３の流路が有する第２のチャンバへ導き、
前記第２のチャンバの温度を検出し、
前記検出された前記第１のチャンバの温度と、前記検出された前記第２のチャンバの温度と、に基づいて前記検出対象物を検出し、
前記第２のチャンバへ導かれた流体を、前記第３の位置よりも下流側の第４の位置にて、前記第１の流路を流れる流体に合流させる、検出方法。 The detection method according to claim 15, comprising:
A portion of the fluid flowing through the first flow path is guided to a third flow path formed by the plurality of layers in the same layer as the first flow path at a third position;
The fluid guided to the third flow path is guided to a second chamber of the third flow path,
Detecting the temperature of the second chamber;
Detecting the detection object based on the detected temperature of the first chamber and the detected temperature of the second chamber;
A detection method in which the fluid guided to the second chamber is joined to the fluid flowing through the first flow path at a fourth position downstream of the third position.
前記第１のチャンバの熱を、前記複数の層によって形成された第３のチャンバへ伝熱し、
前記伝熱された熱に基づいて前記第１のチャンバの温度を検出する、検出方法。 The detection method according to claim 15 or 16, comprising:
Transferring heat of the first chamber to a third chamber formed by the plurality of layers;
A detection method for detecting a temperature of the first chamber based on the heat transferred.
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