WO2011136344A1 - 化学センサ - Google Patents

化学センサ Download PDF

Info

Publication number
WO2011136344A1
WO2011136344A1 PCT/JP2011/060404 JP2011060404W WO2011136344A1 WO 2011136344 A1 WO2011136344 A1 WO 2011136344A1 JP 2011060404 W JP2011060404 W JP 2011060404W WO 2011136344 A1 WO2011136344 A1 WO 2011136344A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
sample
substance
measured
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2011/060404
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宏明 橘
幸司 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Electric Works Co Ltd filed Critical Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority to SG2012079612A priority Critical patent/SG185064A1/en
Priority to US13/642,688 priority patent/US20130040374A1/en
Priority to CN201180021331.8A priority patent/CN102869974B/zh
Priority to KR1020127029139A priority patent/KR20130028929A/ko
Priority to JP2012512913A priority patent/JP5650728B2/ja
Priority to EP11775125.5A priority patent/EP2565616B1/en
Publication of WO2011136344A1 publication Critical patent/WO2011136344A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
    • G01N1/2214—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0059—Avoiding interference of a gas with the gas to be measured
    • G01N33/006—Avoiding interference of water vapour with the gas to be measured
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0645—Electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0825—Test strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
    • B01L2300/1822—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using Peltier elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
    • G01N1/2214—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption
    • G01N2001/2217—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption using a liquid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N2001/2282—Devices for withdrawing samples in the gaseous state with cooling means

Definitions

  • the present invention relates to a chemical sensor for detecting a gas component in a gas or a substance to be measured such as a virus or an allergen.
  • an electrochemical biosensor test piece uses a body fluid such as blood, a fermented product, or a natural product as a sample, and detects charges generated by enzymatic reaction of this sample with a reagent (see Patent Document 1). .
  • This electrochemical biosensor test piece has a capillary space for introducing a sample by utilizing capillary action, so that even a small amount of sample accurately measures an enzyme reaction with a reagent and a charge. Yes.
  • the sample needs to be liquid due to reaction restrictions. Therefore, it is impossible to detect a substance to be measured such as a gas component in a gas, a virus, or an allergen.
  • a pretreatment for dissolving the substance to be measured in a liquid is required.
  • This pre-processing is a complicated process such as using a large apparatus or manually.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a chemical sensor capable of dissolving a substance to be measured in a gas in a liquid by a simple method.
  • the chemical sensor includes a sensor holding unit, a gas injection hole into which a gas containing a substance to be measured is injected, and a sample collecting part for collecting the substance to be measured contained in the gas injected from the gas injection hole
  • a sample transporting part for transporting the substance to be measured collected by the sample collecting part to the sample reaction part, a sample reaction part having a reactive substance that causes a predetermined reaction with the substance to be measured transported by the sample transporting part, and a sample A detector that detects a substance to be measured that has reacted with the reactant in the reaction unit.
  • the sample collection unit has a Peltier element that liquefies water vapor contained in the gas injected from the gas injection hole.
  • a solution containing a substance to be measured can be created by liquefying water vapor contained in the gas injected from the gas injection hole by the Peltier cooling effect of the Peltier element. Therefore, the sample collection unit can collect a solution containing the substance to be measured from the gas injected from the gas injection hole.
  • the gas injection hole, the sample collection unit, the sample transport unit, the sample reaction unit, and the detection unit are integrally formed with the sensor holding unit.
  • the sample transporting section has a capillary structure, and one end of the capillary structure may be close to the Peltier element.
  • the solution liquefied by the Peltier device by the capillary phenomenon of the capillary structure can be transported to the sample reaction part without using a special structure.
  • the sample reaction unit may have at least one of an antibody, an enzyme, a receptor, and a protein that specifically react with the substance to be measured conveyed by the sample conveyance unit.
  • the substance to be measured can be specifically detected by the antigen-antibody reaction with the substance to be measured.
  • the sample reaction unit may include a heating unit that heats the substance to be measured conveyed by the sample conveyance unit, and a temperature measurement unit that measures the temperature of the substance to be measured.
  • a heating unit that heats the substance to be measured conveyed by the sample conveyance unit
  • a temperature measurement unit that measures the temperature of the substance to be measured.
  • the detection unit may include an antibody that binds to the substance to be measured that has reacted with the reactant and an electrode that carries the antibody, and the electrode may have a porous structure. Thereby, since the immobilization area of the antibody can be increased, the detection sensitivity can be increased.
  • the chemical sensor is composed of a plurality of unit sensors integrally formed on one sensor holding unit, and each unit sensor is composed of a gas injection hole, a sample collection unit, a sample transport unit, a sample reaction unit, and a detection unit. It may be. By disposing a plurality of unit sensors integrally in one sensor holding part, it is possible to suppress the disposable use of the sensor.
  • the substance to be measured in the gas can be dissolved in the liquid by a simple method due to the Peltier cooling effect of the Peltier element.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view showing the overall configuration of the chemical sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a Peltier provided in the sample collection unit 13 of FIG. It is a schematic diagram which shows an element.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are schematic diagrams illustrating specific configuration examples of the sample reaction unit 15 and the detection unit 16 in FIG.
  • FIGS. 3A and 3B are schematic views showing a specific configuration example of the detection unit 16 in FIG.
  • FIGS. 4A and 4B are schematic views showing a specific configuration example of the sample reaction unit 15 according to the second embodiment of the present invention.
  • It is a conceptual diagram which shows the whole structure of the chemical sensor concerning the 3rd Embodiment of this invention.
  • the chemical sensor according to the first embodiment includes a sensor holder 11 having a function as a substrate that supports the entire chemical sensor, a gas injection hole 12 into which a gas such as air containing a substance to be measured is injected, and a gas A sample collection unit 13 that collects a substance to be measured contained in the gas injected from the injection hole 12, a sample conveyance unit 14 that conveys the measurement substance collected by the sample collection unit 13 to the sample reaction unit 15, and a sample conveyance A sample reaction unit 15 having a reaction substance that causes a predetermined reaction with the measurement target substance conveyed by the unit 14 and a detection unit 16 that detects the measurement target substance that has reacted with the reaction substance in the sample reaction unit 15 are provided.
  • the sensor holding unit 11 is a substantially flat substrate, and is made of, for example, a semiconductor (Si, SiC, etc.) substrate or a glass substrate that can be easily processed finely.
  • the sensor holding part 11 and a protective member to be described later can be manufactured by micromachining.
  • On one main surface of the sensor holding unit 11, a sample collection unit 13, a sample transport unit 14, a sample reaction unit 15, and a detection unit 16 are arranged in order.
  • a protective member is arranged above the main surface of the sensor holding unit 11 so as to cover the sample collection unit 13, the sample transport unit 14, the sample reaction unit 15 and the detection unit 16, and holes are formed in at least two places of the protection member. Is open. The at least two holes are for introducing and discharging the gas containing the substance to be measured.
  • the protective member and the sensor holding unit 11 are arranged so that the gas can be effectively introduced and discharged through the two holes. It is preferable to join by a joining method capable of maintaining airtightness.
  • One of the at least two locations is provided, for example, in front of the sample collection unit 13, and gas is introduced into the protective member from at least one of the holes and led out from the other hole.
  • One hole on the side where the gas is introduced is referred to as a gas injection hole 12.
  • the sample collection unit 13 collects the substance to be measured contained in the gas in the detection space formed by covering the sensor holding unit 11 with the protective member provided with the gas injection hole 12.
  • the sample transport unit 14, the sample reaction unit 15, and the detection unit 16 are integrally formed.
  • the sample collection unit 13 is disposed in the vicinity of the gas injection hole 12 and makes it easy to collect a substance to be measured contained in the gas injected from the gas injection hole 12.
  • examples of the “substance to be measured contained in the gas” include gas components in the gas, viruses, and allergens.
  • FIG. 1A shows an example in which the gas injection hole 12 is provided in front of the sample collection unit 13, but as described above, in the present invention, the sample collection unit 13 is formed in the gas injection hole 12.
  • the gas injection hole 12 may be provided on the sample collection unit 13 as long as they are arranged close to each other.
  • the sample collection part 13 has the Peltier device 131 which liquefies the water vapor
  • One current of the Peltier element 131 absorbs heat from the surrounding gas by causing a current to flow through the joint between the two kinds of metals constituting the Peltier element 131.
  • FIG. 1B is a plan view of the sample collection unit 13 shown in FIG. 1A as viewed from above, and the lower side of FIG. 1B is the gas injection hole 12 side in FIG. 1A. Yes, the upper side of FIG. 1 (b) is the sample carrying part 14 side in FIG. 1 (a).
  • FIG. 1B is a plan view of the sample collection unit 13 shown in FIG. 1A as viewed from above, and the lower side of FIG. 1B is the gas injection hole 12 side in FIG. 1A. Yes, the upper side of FIG. 1 (b) is the sample carrying part 14 side in FIG. 1 (a).
  • FIG. 1B is lique
  • the Peltier element 131 constituting the sample collection unit 13 is supported by the sensor holding unit 11 at both ends so as not to disturb the cooling function, for example, and, for example, two kinds of metal via wiring formed in the support structure Current is injected into the junction.
  • the Peltier material for example, copper oxide or a polysilicon thin film is preferable from the viewpoint of miniaturization.
  • poured from the gas injection hole can be liquefied by the Peltier cooling effect by a Peltier device. Since the substance to be measured is dissolved in the liquefied water vapor, the solution Lqd containing the substance to be measured can be prepared. Therefore, the sample collection unit 13 can automatically collect the solution Lqd containing the substance to be measured from the gas injected from the gas injection hole 12.
  • the sample transport unit 14 has a capillary structure with a width and a depth of about 100 ⁇ m, and one end of the capillary structure is close to the Peltier element of the sample collection unit 13.
  • the solution Lqd containing the substance to be measured collected by the Peltier device can be introduced into the capillary structure.
  • the solution Lqd introduced into the capillary structure is transported to the sample reaction unit 15 by capillary action.
  • the sample transport unit 14 can transport the solution liquefied by the Peltier element by the capillary phenomenon of the capillary structure to the sample reaction unit 15 without using a special structure.
  • a capillary structure with a width t of about 100 ⁇ m can be manufactured by micromachining.
  • the capillary surface is preferably subjected to a hydrophilic treatment so that the solution Lqd can easily move.
  • a method of forming a silicon oxide film on the surface or a method of covering the surface with a water-soluble polymer such as polyethylene glycol is easy to produce.
  • the sample reaction unit 15 has at least one of an antibody, an enzyme, a receptor, and a protein as a reaction substance that specifically reacts with the substance to be measured conveyed by the sample conveyance unit 14.
  • an enzyme-immobilized antibody as an example of an antibody that specifically reacts with a substance to be measured such as a virus or an allergen will be described.
  • the enzyme-immobilized antibody and the virus or allergen specifically bind to form a complex. This complex is transported to the detection unit 16.
  • the enzyme-immobilized antibody include anti-HA antibody and ALP enzyme.
  • the detection unit 16 has an electrode made of a metal thin film such as gold or platinum, and the capture site carries a substrate-immobilized antibody as an example of an antibody that binds to the above complex.
  • the substrate-immobilized antibody include an anti-HA antibody, and examples of the substrate include paraaminophenyl phosphate (pAPP), which is a substrate that specifically reacts with an ALP enzyme.
  • pAPP paraaminophenyl phosphate
  • the substrate-immobilized antibody can capture viruses and allergens bound to the enzyme-immobilized antibody. Thereby, the substrate of the substrate-immobilized antibody and the enzyme of the enzyme-immobilized antibody are brought close to each other at the capture site, and an enzyme-substrate reaction occurs here.
  • the reaction produces paraaminophenol (pAP).
  • the generated pAP can be oxidized to paraquinoneimine (pQI) on the electrode.
  • the detection unit 16 can detect the substance to be measured. Since this redox reaction between pAP and pQI is reversible, the electrode is formed in a comb-like shape facing each other, and on the other hand, pAP is oxidized, and on the other hand, pQI is reduced to form a redox cycle. And the current value obtained can be amplified. Thereby, highly sensitive detection becomes possible.
  • the detection unit 16 includes an antibody (substrate-immobilized antibody) 163 that binds to a substance to be measured (virus or allergen) that has reacted with a reactive substance (enzyme-immobilized antibody), an electrode 162 that supports the antibody 163, and anodized silicon 161.
  • an antibody substrate-immobilized antibody
  • a reactive substance enzyme-immobilized antibody
  • an electrode 162 that supports the antibody 163, and anodized silicon 161.
  • a plurality of concave portions are formed on the main surface of the anodized silicon 161.
  • the electrode 162 is made of a thin film of gold (Au) that is contacted with a uniform thickness along the concavo-convex shape of the main surface of the anodized silicon 161.
  • Au gold
  • the electrode 162 has a porous structure.
  • the antibody 163 is supported on the surface of the electrode 162. Since the antibody 163 is also carried in the recess, the detection unit 16 can carry a large number of antibodies 163. Since the electrode 162 has a porous structure, the immobilization area of the antibody 163 can be increased, so that the detection sensitivity can be increased.
  • a method for immobilizing the antibody 163 for example, a method such as a self-assembled monolayer (SAM) that binds to the gold surface via a thiol group may be used.
  • SAM self-assembled monolayer
  • a solution containing a substance to be measured (virus or allergen) is created by liquefying water vapor contained in the gas injected from the gas injection hole 12 by the Peltier cooling effect of the Peltier element. Can do. Therefore, the sample collection unit 13 can collect the substance to be measured from the gas injected from the gas injection hole 12.
  • the chemical sensor according to the present invention includes the sample collection unit 13, the sample transport unit 14, the sample reaction unit 15, and the detection in a narrow detection space formed by covering the sensor holding unit 11 with a protective member. Since the unit 16 is integrated and integrally formed, it can be reduced in size and weight, and a small amount of sample can be detected with a small amount of a reactive substance such as an antibody or an enzyme, thereby reducing the amount of expensive reactive substance used. Can be detected at low cost.
  • a reactive substance such as an antibody or an enzyme
  • the sample transport unit 14 has a capillary structure, and one end of the capillary structure is close to the Peltier element. Thereby, the solution liquefied by the Peltier device by the capillary phenomenon of the capillary structure can be transported to the sample reaction unit 15 without using a special structure.
  • the sample reaction unit 15 has an antibody (an enzyme-immobilized antibody) that specifically reacts with the substance to be measured conveyed by the sample conveyance unit 14.
  • the substance to be measured can be specifically detected by the antigen-antibody reaction between the enzyme-immobilized antibody and the substance to be measured.
  • the detection unit 16 includes an antibody 163 (substrate-immobilized antibody) that binds to a substance to be measured that has reacted with a reactive substance (enzyme-immobilized antibody), and an electrode 162 that carries the antibody 163.
  • the electrode 162 has a porous structure. Since the electrode 162 has a porous structure, the immobilization area of the antibody 163 can be increased, so that the detection sensitivity can be increased.
  • FIG. 4B is an exploded perspective view of the sample reaction unit 15 and the detection unit 16.
  • the sample reaction unit 15 includes a heating unit (for example, a heater 151) for heating the solution containing the virus carried by the sample carrying unit 14, and a temperature measurement unit (for example, a temperature sensor) for measuring the temperature of the solution containing the virus. 152).
  • the heater 151 and the temperature sensor 152 are formed on the lower surface of the upper substrate constituting the protective member and provided in the detection space (sample reaction unit 15) between the sensor holding unit. Show.
  • the sample reaction unit 15 includes a control unit that controls the value of a current flowing through the heater 151 based on the temperature of the solution measured by the temperature sensor 152.
  • a plurality of heaters 151 and temperature sensors 152 are prepared, respectively, and are arranged in the sample reaction unit 15 in a distributed manner.
  • An electrode 16a forming a part of the detection unit is formed on the lower surface of the upper substrate.
  • the sample reaction unit 15 is provided with a primer, a DNA polymerase, deoxynucleotide triphosphate (dNTP), which is a DNA synthesis material (substrate), and a buffer solution which are dried.
  • dNTP deoxynucleotide triphosphate
  • the control unit controls the heater 151 to perform a PCR (polymerase chain reaction) method.
  • a PCR polymerase chain reaction
  • a high temperature of about 90 to 98 ° C. and a low temperature of about 50 to 65 ° C. are repeated about 20 to 50 times for the extracted DNA.
  • DNA of a to-be-measured substance can be amplified.
  • the solution containing the amplified DNA is carried to the detection unit, and the presence or absence of virus in the initial solution can be measured by an oxidation-reduction reaction at the electrode.
  • the sample reaction unit 15 includes a heating unit (heater 151) for heating the substance to be measured conveyed by the sample conveyance unit 14, and a temperature for measuring the temperature of the substance to be measured.
  • a measurement unit temperature sensor 1502. Since a specific temperature cycle is generated using the heater 151, a PCR method for amplifying the DNA of the substance to be measured can be performed, so that the substance to be measured can be detected with high sensitivity.
  • the chemical sensor according to the second embodiment includes a plurality of unit sensors CS1 to CS4,... Arranged in an array.
  • Each of the unit sensors CS includes the gas injection hole 12, the sample collection unit 13, the sample transport unit 14, the sample reaction unit 15, and the detection unit 16 shown in FIG.
  • the plurality of unit sensors CS are formed integrally with one sensor holding unit 11.
  • unit sensor CS By arranging a plurality of unit sensors CS in an array on one sensor holding unit 11, only the necessary chip (unit sensor CS) can be used when necessary, reducing the number of sensor replacements, Disposal of the chip can be suppressed.
  • home appliances such as an air cleaner and an air conditioner to which the function of the chemical sensor described above is added, and the chemical sensor described above are formed in a size that can be carried by the user.
  • home appliances such as an air cleaner and an air conditioner to which the function of the chemical sensor described above is added, and the chemical sensor described above are formed in a size that can be carried by the user.
  • portable virus sensors and portable devices such as cellular phones to which the above-described chemical sensor functions are added.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

　気体中の被測定物質を簡便な方法で液体中に溶解させる。　その化学センサは、センサ保持部１１と、被測定物質を含む気体が注入される気体注入孔１２と、気体注入孔１２から注入された気体に含まれる被測定物質を採取する試料採取部１３と、試料採取部１３により採取された被測定物質を試料反応部１５へ運搬する試料運搬部１４と、試料運搬部１４により運搬された被測定物質と所定の反応を生ずる反応物質を有する試料反応部１５と、試料反応部１５において反応物質と反応した被測定物質を検出する検出部１６とを備える。試料採取部１３は、気体注入孔１２から注入された気体に含まれる水蒸気を液化するペルチェ素子を有する。

Description

化学センサ
　本発明は、気体中のガス成分や、ウイルス、アレルゲンなどの被測定物質を検出する化学センサに関する。
　従来から、血液などの体液や発酵物或いは天然物を試料とし、この試料と試薬を酵素反応させて発生する電荷を検出する電気化学的バイオセンサー試験片が知られている（特許文献１参照）。
　この電気化学的バイオセンサー試験片は、毛細管作用を利用して試料を導入させるキャピラリスペースを備えることにより、少量の試料であっても試薬との酵素反応及び電荷の測定を正確に行うとされている。
特表２００２－５４１４５３号公報
　上記した電気化学的バイオセンサー試験片においては、反応上の制約から、試料は液体である必要がある。よって、気体中のガス成分やウイルス、アレルゲンなどの被測定物質を検出することはできない。
　気体中のガス成分やウイルス、アレルゲンなどの被測定物質を検出するためには、被測定物質を液体中に溶解させる前処理が必要となる。この前処理は、大型装置を用いて行う、或いは手作業で行うなど、煩雑な処理である。
　本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、気体中の被測定物質を簡便な方法で液体中に溶解させることができる化学センサを提供することである。
　本発明の特徴に係わる化学センサは、センサ保持部と、被測定物質を含む気体が注入される気体注入孔と、気体注入孔から注入された気体に含まれる被測定物質を採取する試料採取部と、試料採取部により採取された被測定物質を試料反応部へ運搬する試料運搬部と、試料運搬部により運搬された被測定物質と所定の反応を生ずる反応物質を有する試料反応部と、試料反応部において反応物質と反応した被測定物質を検出する検出部とを備える。試料採取部は、気体注入孔から注入された気体に含まれる水蒸気を液化するペルチェ素子を有する。
　本発明の特徴によれば、ペルチェ素子のペルチェ冷却効果によって、気体注入孔から注入された気体に含まれる水蒸気を液化することにより、被測定物質を含む溶液を作成することができる。よって、試料採取部は、気体注入孔から注入された気体から、被測定物質を含む溶液を採取することができる。
　本発明の特徴において、前記気体注入孔、前記試料採取部、前記試料運搬部、前記試料反応部及び前記検出部は、前記センサ保持部に一体に形成されていることが好ましい。これにより、小型軽量化が可能であることに加え、低コストで検出することが可能になる。
　本発明の特徴において、試料運搬部はキャピラリ構造を有し、このキャピラリ構造の一端はペルチェ素子に近接していてもよい。これにより、特別な構造を用いることなく、キャピラリ構造の毛管現象によりペルチェ素子により液化された溶液を試料反応部へ運搬することができる。
　また、試料反応部は、試料運搬部により運搬された被測定物質と特異的に反応する抗体、酵素、レセプタ及びタンパク質のうち少なくともいずれか一つを有していてもよい。これにより、被測定物質との抗原抗体反応により、被測定物質を特異的に検出することができる。
　また、試料反応部は、試料運搬部により運搬された被測定物質を加温する加温部と、被測定物質の温度を測定する温度測定部とを備えていてもよい。被測定物質に対して特定の温度サイクルを生じさせることにより、被測定物質のＤＮＡを増幅させるＰＣＲ法を実施することができるので、高感度に被測定物質を検出することができる。
　また、検出部は、反応物質と反応した被測定物質と結合する抗体と、この抗体を担持する電極とを備え、この電極がポーラス構造を有していてもよい。これにより、抗体の固定化面積を増大させることができるので、検出感度を高めることができる。
　また、化学センサは、１つのセンサ保持部に一体に形成された複数の単位センサからなり、各単位センサは、気体注入孔、試料採取部、試料運搬部、試料反応部及び検出部から構成されていてもよい。複数の単位センサを１つのセンサ保持部に一体に形成することにより、センサの使い捨てを抑制することができる。
　以上説明したように、本発明の化学センサによれば、ペルチェ素子のペルチェ冷却効果によって、気体中の被測定物質を簡便な方法で液体中に溶解させることができる。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係わる化学センサの全体構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の試料採取部１３が備えるペルチェ素子を示す模式図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１（ａ）の試料反応部１５及び検出部１６の具体的な構成例を示す模式図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図１（ａ）の検出部１６の具体的な構成例を示す模式図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係わる試料反応部１５の具体的な構成例を示す模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係わる化学センサの全体構成を示す概念図である。
　以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。
（第１の実施の形態）
　図１（ａ）を参照して、本発明の第１の実施の形態に係わる化学センサの全体構成を説明する。第１の実施の形態に係わる化学センサは、化学センサ全体を支持する基板としての機能を有するセンサ保持部１１と、被測定物質を含む空気などの気体が注入される気体注入孔１２と、気体注入孔１２から注入された気体に含まれる被測定物質を採取する試料採取部１３と、試料採取部１３により採取された被測定物質を試料反応部１５へ運搬する試料運搬部１４と、試料運搬部１４により運搬された被測定物質と所定の反応を生ずる反応物質を有する試料反応部１５と、試料反応部１５において反応物質と反応した被測定物質を検出する検出部１６とを備える。
　センサ保持部１１は、実質的に平坦な基板であって、例えば、微細加工が容易な半導体（Ｓｉ、ＳｉＣなど）基板やガラス基板などからなる。センサ保持部１１及び後述する保護部材は、マイクロマシーンニングにより製造することができる。センサ保持部１１の一方の主表面上に、試料採取部１３、試料運搬部１４、試料反応部１５及び検出部１６が順に並んで配置されている。そして、試料採取部１３、試料運搬部１４、試料反応部１５及び検出部１６を覆い隠すように、保護部材がセンサ保持部１１の主表面の上方に配置され、保護部材の少なくとも２箇所に孔が開口されている。この少なくとも２箇所の孔は、被測定物質が含まれる気体を導入排出するものであり、２箇所の孔を介して効果的に気体の導入排出ができるよう、保護部材とセンサ保持部１１とは気密性の保持が可能な接合方法により接合することが好ましい。この少なくとも２箇所のうちの一方は、例えば、試料採取部１３より前方に設けられ、その少なくとも１つの孔から気体が保護部材の内部に導入され、他の孔から導出される。気体が内部に導入される側の一方の孔を気体注入孔１２という。このように、センサ保持部１１の上を気体注入孔１２が設けられた保護部材で覆うことにより形成された検出空間に、気体中に含まれる被測定物質を溶液中に採取する試料採取部１３、試料運搬部１４、試料反応部１５及び検出部１６が一体に形成されている。
　試料採取部１３は、気体注入孔１２に近接して配置されており、気体注入孔１２から注入された気体に含まれる被測定物質を採取し易くしている。ここで、「気体に含まれる被測定物質」の例としては、気体中のガス成分や、ウイルス、アレルゲンなどが挙げられる。
　尚、図１（ａ）では、気体注入孔１２を試料採取部１３より上流の前方に設けた例を示したが、上述したように、本発明では、試料採取部１３は気体注入孔１２に近接して配置されていればよく、例えば、気体注入孔１２を試料採取部１３の上に設けてもよい。
　また、試料採取部１３は、図１（ｂ）に示すように、気体注入孔１２から注入された気体に含まれる水蒸気を液化するペルチェ素子１３１を有する。ペルチェ素子１３１を構成する２種類の金属の接合部に電流を流すことにより、ペルチェ素子１３１の一方の金属は、周囲の気体から熱を吸収する。この図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した試料採取部１３を上から見た平面図であり、図１（ｂ）の下側が図１（ａ）における気体注入孔１２側であり、図１（ｂ）の上側が図１（ａ）における試料運搬部１４側である。この図１（ｂ）には、低温側（吸熱側）の金属を示しており、対向して設けられた尖った部分に気体から液化された溶液Ｌｑｄが形成されて、直下のセンサ保持部１１に設けられた凹部に滴下される。この試料採取部１３を構成するペルチェ素子１３１は、例えば、冷却機能を阻害しないように両端でセンサ保持部１１に支持され、例えば、その支持構造体に形成された配線を介して２種類の金属の接合部に電流が注入される。
　ペルチェ材料としては、例えば、酸化銅やポリシリコン薄膜などであれば、小型化の観点から好ましい。このように本発明では、ペルチェ素子によるペルチェ冷却効果によって、気体注入孔から注入された気体に含まれる水蒸気を液化することができる。液化された水蒸気には被測定物質が溶解されているので、被測定物質を含む溶液Ｌｑｄを作成することができる。よって、試料採取部１３は、気体注入孔１２から注入された気体から、被測定物質を含む溶液Ｌｑｄを自動採取することができる。
　試料運搬部１４は、幅および深さが１００μｍ程度のキャピラリ構造を有し、キャピラリ構造の一端が試料採取部１３のペルチェ素子に近接している。ペルチェ素子により採取された被測定物質を含む溶液Ｌｑｄをキャピラリ構造へ導入させることができる。キャピラリ構造へ導入した溶液Ｌｑｄは、毛細管現象により試料反応部１５まで運搬される。このように、試料運搬部１４は、特別な構造を用いることなく、キャピラリ構造の毛管現象によりペルチェ素子により液化された溶液を試料反応部１５へ運搬することができる。なお、幅ｔが１００μｍ程度のキャピラリ構造は、マイクロマシーンニングにより製造することができる。
　キャピラリ表面は、溶液Ｌｑｄが移動しやすいように、親水化処理がされていることが好ましい。例えば、表面にシリコン酸化膜を形成する方法や、ポリエチレングリコールなどの水溶性高分子により表面を被覆する方法であれば、作製が容易である。
　図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、図１（ａ）の試料反応部１５及び検出部１６の具体的な構成例を説明する。
　試料反応部１５は、試料運搬部１４により運搬された被測定物質と特異的に反応する反応物質として、抗体、酵素、レセプタ及びタンパク質のうち少なくともいずれか一つを有する。第１の実施の形態においては、ウイルスやアレルゲンなどの被測定物質と特異的に反応する抗体の一例として、酵素固定化抗体を有する場合について説明する。酵素固定化抗体とウイルスやアレルゲンとは特異的に結合して複合体を形成する。この複合体は検出部１６まで運搬される。酵素固定化抗体には、例えば、抗ＨＡ抗体、ＡＬＰ酵素が含まれる。
　検出部１６は、金、白金などの金属薄膜からなる電極を有し、捕捉部位には、上記した複合体と結合する抗体の一例として、基質固定化抗体が担持されている。基質固定化抗体には、例えば、抗ＨＡ抗体、基質には、例えば、ＡＬＰ酵素と特異的に反応する基質であるパラアミノフェニルフォスフェート（ｐＡＰＰ）がある。基質固定化抗体は、酵素固定化抗体と結合したウイルスやアレルゲンを捕捉することができる。これにより、捕捉部位では、基質固定化抗体の基質と酵素固定化抗体の酵素が近接することになり、ここで酵素基質反応が生じる。酵素がＡＬＰ酵素で基質がｐＡＰＰの場合、反応によりパラアミノフェノール（ｐＡＰ）が生成される。生成されたｐＡＰは、電極上でパラキノンイミン（ｐＱＩ）へと酸化することができる。この酸化反応により移動する電子を電極により測定することにより、検出部１６は、被測定物質を検出することができる。このｐＡＰとｐＱＩの酸化還元反応は、可逆的なものであるため、電極を対向する櫛歯型に形成し、一方でｐＡＰを酸化、他方でｐＱＩを還元することにより、酸化還元サイクルを形成することができ、得られる電流値を増幅させることができる。これにより、高感度な検出が可能になる。
　図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、図１（ａ）の検出部１６の具体的な構成例を説明する。検出部１６は、反応物質（酵素固定化抗体）と反応した被測定物質（ウイルスやアレルゲン）と結合する抗体（基質固定化抗体）１６３と、抗体１６３を担持する電極１６２と、陽極酸化シリコン１６１とを備える。
　陽極酸化シリコン１６１の主表面には複数の凹部が形成されている。電極１６２は、この陽極酸化シリコン１６１の主表面の凹凸形状に沿って、一様な厚みで接膜された金（Ａｕ）の薄膜からなる。このように、電極１６２はポーラス構造を有する。電極１６２の表面には、抗体１６３が担持されている。抗体１６３は凹部の中にも担持されているため、検出部１６は、多数の抗体１６３を担持することができる。電極１６２がポーラス構造を有することにより、抗体１６３の固定化面積を増大させることができるので、検出感度を高めることができる。抗体１６３の固定化方法としては、例えば、チオール基を介して金表面と結合する自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）などの方法を用いればよい。
　以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
　図１に示したように、ペルチェ素子のペルチェ冷却効果によって、気体注入孔１２から注入された気体に含まれる水蒸気を液化することにより、被測定物質（ウイルスやアレルゲン）を含む溶液を作成することができる。よって、試料採取部１３は、気体注入孔１２から注入された気体から、被測定物質を採取することができる。
　また、本発明に係る化学センサは、センサ保持部１１の上を保護部材で覆うことにより形成された狭い検出空間に、試料採取部１３を含めて、試料運搬部１４、試料反応部１５及び検出部１６を集積して一体に形成しているので、小型軽量化が可能であることに加え、少ないサンプルを少ない抗体や酵素等の反応物質で検出できるので、高価な反応物質の使用量をすくなくすることができ、低コストで検出することが可能になる。
　試料運搬部１４はキャピラリ構造を有し、キャピラリ構造の一端はペルチェ素子に近接している。これにより、特別な構造を用いることなく、キャピラリ構造の毛管現象によりペルチェ素子により液化された溶液を試料反応部１５へ運搬することができる。
　図２（ｂ）に示したように、試料反応部１５は、試料運搬部１４により運搬された被測定物質と特異的に反応する抗体（酵素固定化抗体）を有する。酵素固定化抗体と被測定物質との抗原抗体反応により、被測定物質を特異的に検出することができる。
　図３（ｂ）に示したように、検出部１６は、反応物質（酵素固定化抗体）と反応した被測定物質と結合する抗体１６３（基質固定化抗体）と、抗体１６３を担持する電極１６２とを備え、電極１６２は、ポーラス構造を有する。電極１６２がポーラス構造を有することにより、抗体１６３の固定化面積を増大させることができるので、検出感度を高めることができる。
（第２の実施の形態）
　図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、第２の実施の形態に係わる試料反応部１５の具体的な構成例を説明する。第２の実施の形態に係わる化学センサの試料反応部１５を除く他の構成は、第１の実施の形態と同じであるため、図示及び説明を省略する。
　図４（ｂ）は、試料反応部１５及び検出部１６の分解斜視図である。試料反応部１５は、試料運搬部１４により運搬されたウイルスを含む溶液を加温する加温部（例えば、ヒーター１５１）と、ウイルスを含む溶液の温度を測定する温度測定部（例えば、温度センサー１５２）とを備える。本実施例では、ヒーター１５１と温度センサー１５２が、保護部材を構成する上部基板の下面に形成されて、センサ保持部との間の検出空間内（試料反応部１５）に設けられている例を示す。更に、図示は省略するが、試料反応部１５は、温度センサー１５２が測定した溶液の温度に基づいて、ヒーター１５１に流す電流値などを制御する制御部を備える。ヒーター１５１及び温度センサー１５２は、それぞれ複数個用意し、それぞれ試料反応部１５内において分散して配置されている。そして、上部基板の下面には、検出部の一部をなす電極１６ａが形成されている。
　また、試料反応部１５には、プライマー、ＤＮＡポリメラーゼ、ＤＮＡ合成の素材（基質）であるデオキシヌクレオチド三リン酸（ｄＮＴＰ）、及びバッファー溶液を乾燥させて配置されている。
制御部は、ヒーター１５１を制御して、ＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）法を実施する。ここでは、その一例を示す。試料反応部１５に運搬された、ウイルスを含む溶液を、試料反応部において、例えば９０℃～９８℃程度の高温に保持することにより、ウイルス中のＤＮＡが抽出される。次に、抽出したＤＮＡに対して、９０～９８℃程度の高温と、５０～６５℃程度の低温を２０～５０回程度繰返す。これにより、試料反応部１５において、被測定物質のＤＮＡを増幅させることができる。増幅されたＤＮＡを含む溶液は、検出部へと運ばれ、電極での酸化還元反応により、初期溶液でのウイルスの有無を測定することができる。このＰＣＲ法により、微量の被測定物質を増幅して、高感度に被測定物質を検出することができる。
今回、検出方法として、電極を用いる方法を示したが、増幅されたＤＮＡが発する蛍光による測定方法であっても、同様の検出が可能である。
　図４（ｂ）に示したように、試料反応部１５は、試料運搬部１４により運搬された被測定物質を加温する加温部（ヒーター１５１）と、被測定物質の温度を測定する温度測定部（温度センサー１５２）とを備える。ヒーター１５１を用いて特定の温度サイクルを生じさせることにより、被測定物質のＤＮＡを増幅させるＰＣＲ法を実施することができるので、高感度に被測定物質を検出することができる。
（第３の実施の形態）
　図５を参照して、本発明の第３の実施の形態に係わる化学センサの全体構成を説明する。第２の実施の形態に係わる化学センサは、アレイ状に配列された複数の単位センサＣＳ１～ＣＳ４、・・・からなる。この単位センサＣＳの各々は、図１（ａ）に示した気体注入孔１２、試料採取部１３、試料運搬部１４、試料反応部１５及び検出部１６により構成されている。複数の単位センサＣＳは、１つのセンサ保持部１１に一体に形成されている。
　複数の単位センサＣＳをアレイ状に一つのセンサ保持部１１上に配列することにより、必要な時に必要なチップ（単位センサＣＳ）のみを使用することができ、センサの交換回数を減らし、また、チップの使い捨てを抑制することができる。
　上記のように、本発明は、３つの実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
　本発明の実施の形態に係わる化学センサの用途例として、上記した化学センサの機能を付加した空気清浄機やエアコンなどの家電製品や、上記した化学センサをユーザが携帯可能な大きさに形成した携帯型ウィルスセンサ、上記した化学センサの機能を付加した携帯電話などの携帯機器などが、挙げられる。
　１１　　センサ保持部
　１２　　気体注入孔
　１３　　試料採取部
　１４　　試料運搬部
　１５　　試料反応部
　１６　　検出部
　１３１　　ペルチェ素子
　１５１　　ヒーター（加温部）
　１５２　　温度センサー（温度測定部）
　１６２　　電極
　１６３　　抗体
　ＣＳ　　単位センサ

Claims (7)

  1. 　センサ保持部と、
    　被測定物質を含む気体が注入される気体注入孔と、
    　前記気体注入孔から注入された気体に含まれる被測定物質を採取する試料採取部と、
    　前記試料採取部により採取された被測定物質を試料反応部へ運搬する試料運搬部と、
    　前記試料運搬部により運搬された被測定物質と所定の反応を生ずる反応物質を有する試料反応部と、
    　前記試料反応部において前記反応物質と反応した被測定物質を検出する検出部とを備え、
    　前記試料採取部は、前記気体注入孔から注入された気体に含まれる水蒸気を液化するペルチェ素子を有する
    　ことを特徴とする化学センサ。
  2. 　前記気体注入孔、前記試料採取部、前記試料運搬部、前記試料反応部及び前記検出部は、前記センサ保持部に一体に形成された請求項１に記載の化学センサ。
  3. 　前記試料運搬部はキャピラリ構造を有し、当該キャピラリ構造の一端は前記ペルチェ素子に近接していることを特徴とする請求項１又は２に記載の化学センサ。
  4. 　前記試料反応部は、前記試料運搬部により運搬された被測定物質と特異的に反応する抗体、酵素、レセプタ及びタンパク質のうち少なくともいずれか一つを有することを特徴とする請求項１～３のうちのいずれか１つに記載の化学センサ。
  5. 　前記試料反応部は、
    　前記試料運搬部により運搬された前記被測定物質を加温する加温部と、
    　前記被測定物質の温度を測定する温度測定部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１～４のうちのいずれか１つに記載の化学センサ。
  6. 　前記検出部は、
    　前記反応物質と反応した被測定物質と結合する抗体と、
    　当該抗体を担持する電極と、を備え、
    　当該電極は、ポーラス構造を有する
    　ことを特徴とする請求項１～５のうちのいずれか１つに記載の化学センサ。
  7. 　前記気体注入孔、前記試料採取部、前記試料運搬部、前記試料反応部及び前記検出部が１つの単位センサを構成し、複数の前記単位センサが、１つの前記センサ保持部に一体に形成されていることを特徴とする請求項１～６のうちのいずれか１つに記載の化学センサ。
PCT/JP2011/060404 2010-04-28 2011-04-28 化学センサ Ceased WO2011136344A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SG2012079612A SG185064A1 (en) 2010-04-28 2011-04-28 Chemical sensor
US13/642,688 US20130040374A1 (en) 2010-04-28 2011-04-28 Chemical sensor
CN201180021331.8A CN102869974B (zh) 2010-04-28 2011-04-28 化学传感器
KR1020127029139A KR20130028929A (ko) 2010-04-28 2011-04-28 화학 센서
JP2012512913A JP5650728B2 (ja) 2010-04-28 2011-04-28 化学センサ
EP11775125.5A EP2565616B1 (en) 2010-04-28 2011-04-28 Chemical sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010104252 2010-04-28
JP2010-104252 2010-04-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011136344A1 true WO2011136344A1 (ja) 2011-11-03

Family

ID=44861638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/060404 Ceased WO2011136344A1 (ja) 2010-04-28 2011-04-28 化学センサ

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20130040374A1 (ja)
EP (1) EP2565616B1 (ja)
JP (1) JP5650728B2 (ja)
KR (1) KR20130028929A (ja)
CN (1) CN102869974B (ja)
SG (1) SG185064A1 (ja)
TW (1) TWI497072B (ja)
WO (1) WO2011136344A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013132761A1 (ja) * 2012-03-05 2013-09-12 パナソニック株式会社 センサデバイス
JP2015141198A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 國立屏東科技大學 蒸気蒸留用マイクロ流体チップ
US10173182B2 (en) 2013-08-08 2019-01-08 Panasonic Corporation Nucleic acid amplification device, nucleic acid amplification apparatus, and nucleic acid amplification method for transporting reaction solution including target nucleic acid via capillary force to amplify target nucleic acid
JP2020008594A (ja) * 2015-09-14 2020-01-16 エッセンリックス コーポレーション 蒸気凝縮液、特に呼気凝縮液を採取し分析する装置及びシステム、並びにそれらの使用方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9075225B2 (en) 2009-10-28 2015-07-07 Alentic Microscience Inc. Microscopy imaging
US9448198B2 (en) * 2011-07-05 2016-09-20 Stmicroelectronics Pte Ltd. Microsensor with integrated temperature control
JP6750033B2 (ja) 2016-04-08 2020-09-02 アレンティック マイクロサイエンス インコーポレイテッド 顕微鏡検査のための試料処理
CN110125369B (zh) * 2019-05-16 2020-12-11 西北工业大学 在微流控芯片中制备低熔点合金电极的方法
CN112594921B (zh) * 2020-12-28 2024-12-31 陈晓东 一种自供热供水的酶反应装置
CN116203093B (zh) * 2021-11-30 2025-07-11 苏州科技大学 自动化酶标催化底物放大杂化dna信号的电化学微流控生物芯片及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09243590A (ja) * 1996-03-08 1997-09-19 Tdk Corp 微小櫛形電極およびその製造方法ならびに溶液系電気化学的測定用電極ユニット
JP2001527220A (ja) * 1997-12-24 2001-12-25 シーフィード 一体型流体操作カートリッジ
JP2002541453A (ja) 1999-04-06 2002-12-03 オールメディカス コーポレイション 電気化学的バイオセンサー試験片、その製造方法および電気化学的バイオセンサー
JP2003106961A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Nohmi Bosai Ltd 環境状態測定装置
JP2008051803A (ja) * 2006-07-28 2008-03-06 Sharp Corp 分析用マイクロ流路デバイス
WO2009057256A1 (ja) * 2007-10-29 2009-05-07 Panasonic Corporation 呼気分析方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050009101A1 (en) * 2001-05-17 2005-01-13 Motorola, Inc. Microfluidic devices comprising biochannels
US20070045756A1 (en) * 2002-09-04 2007-03-01 Ying-Lan Chang Nanoelectronic sensor with integral suspended micro-heater
ITTO20020808A1 (it) * 2002-09-17 2004-03-18 St Microelectronics Srl Dispositivo integrato di analisi del dna.
US8722417B2 (en) * 2003-04-28 2014-05-13 Invoy Technologies, L.L.C. Thermoelectric sensor for analytes in a fluid and related method
US8288544B2 (en) * 2003-07-01 2012-10-16 Roche Diagnostics Operations, Inc. Electrochemical affinity biosensor system and methods
US8128871B2 (en) * 2005-04-22 2012-03-06 Alverix, Inc. Lateral flow assay systems and methods
EP1626278A3 (en) * 2004-08-03 2006-06-21 OnChip Cellomics Consortium Cellomics system
DE102005020102B3 (de) * 2005-04-25 2006-11-30 Universität Potsdam Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung und Analyse von Atemkondensaten
US20070028668A1 (en) * 2005-07-20 2007-02-08 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Molecule detection sensor, detection sensor, and gas transferring pump
US7410763B2 (en) * 2005-09-01 2008-08-12 Intel Corporation Multiplex data collection and analysis in bioanalyte detection
US8002712B2 (en) * 2006-01-26 2011-08-23 Meka Vikas V Breath and breath condensate analysis system and associated methods
US7559204B2 (en) * 2006-05-02 2009-07-14 Mehdi Hatamian Peltier system with water purification means
WO2008022183A1 (en) * 2006-08-15 2008-02-21 University Of Florida Research Foundation, Inc. Condensate glucose analyzer
US7914460B2 (en) * 2006-08-15 2011-03-29 University Of Florida Research Foundation, Inc. Condensate glucose analyzer
US8017408B2 (en) * 2007-04-27 2011-09-13 The Regents Of The University Of California Device and methods of detection of airborne agents
US8310016B2 (en) * 2007-07-17 2012-11-13 Kwj Engineering, Inc. Apparatus and method for microfabricated multi-dimensional sensors and sensing systems
WO2009046011A2 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 3M Innovative Properties Company Organic chemical sensor comprising plasma-deposited microporous layer, and method of making and using
KR101472839B1 (ko) * 2008-05-13 2014-12-17 삼성전자주식회사 기체 내 미세입자 검출 장치 및 이의 제작 방법
US9357946B2 (en) * 2009-04-15 2016-06-07 Nanomix, Inc. Breath condensate sampler and detector and breath/breath condensate sampler and detector
US20100267049A1 (en) * 2009-04-15 2010-10-21 Rutter William J Diagnostic devices and related methods
TWM373489U (en) * 2009-07-21 2010-02-01 Nat Univ Chung Cheng A temperature-controlled bio-molecular reaction microchip coated with a conductive substrate and equipped with a reaction chamber.
EP2553473A4 (en) * 2010-03-30 2016-08-10 Advanced Liquid Logic Inc DROPLET OPERATION PLATFORM
US20110312537A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Geneasys Pty Ltd Loc device for amplifying and detecting target nucleic acid sequences using electrochemiluminescent resonant energy transfer, linear probes with covalently attached primers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09243590A (ja) * 1996-03-08 1997-09-19 Tdk Corp 微小櫛形電極およびその製造方法ならびに溶液系電気化学的測定用電極ユニット
JP2001527220A (ja) * 1997-12-24 2001-12-25 シーフィード 一体型流体操作カートリッジ
JP2002541453A (ja) 1999-04-06 2002-12-03 オールメディカス コーポレイション 電気化学的バイオセンサー試験片、その製造方法および電気化学的バイオセンサー
JP2003106961A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Nohmi Bosai Ltd 環境状態測定装置
JP2008051803A (ja) * 2006-07-28 2008-03-06 Sharp Corp 分析用マイクロ流路デバイス
WO2009057256A1 (ja) * 2007-10-29 2009-05-07 Panasonic Corporation 呼気分析方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013132761A1 (ja) * 2012-03-05 2013-09-12 パナソニック株式会社 センサデバイス
US9829486B2 (en) 2012-03-05 2017-11-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Sensor device
US10173182B2 (en) 2013-08-08 2019-01-08 Panasonic Corporation Nucleic acid amplification device, nucleic acid amplification apparatus, and nucleic acid amplification method for transporting reaction solution including target nucleic acid via capillary force to amplify target nucleic acid
JP2015141198A (ja) * 2014-01-29 2015-08-03 國立屏東科技大學 蒸気蒸留用マイクロ流体チップ
JP2020008594A (ja) * 2015-09-14 2020-01-16 エッセンリックス コーポレーション 蒸気凝縮液、特に呼気凝縮液を採取し分析する装置及びシステム、並びにそれらの使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI497072B (zh) 2015-08-21
EP2565616B1 (en) 2020-08-05
EP2565616A1 (en) 2013-03-06
TW201207394A (en) 2012-02-16
CN102869974A (zh) 2013-01-09
CN102869974B (zh) 2014-10-15
KR20130028929A (ko) 2013-03-20
US20130040374A1 (en) 2013-02-14
JP5650728B2 (ja) 2015-01-07
EP2565616A4 (en) 2013-12-04
JPWO2011136344A1 (ja) 2013-07-22
SG185064A1 (en) 2012-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5650728B2 (ja) 化学センサ
Ali et al. Sensing of COVID‐19 antibodies in seconds via aerosol jet nanoprinted reduced‐graphene‐oxide‐coated 3D electrodes
US11045806B2 (en) Integrated type microfluidic electrochemical biosensor system and method for rapid biochemical analysis
Jolly et al. A PNA-based Lab-on-PCB diagnostic platform for rapid and high sensitivity DNA quantification
Li et al. A microfluidic paper‐based origami nanobiosensor for label‐free, ultrasensitive immunoassays
JP4850072B2 (ja) マイクロチップ
US20070264634A1 (en) Nano-chem-fet based biosensors
JP2010534831A (ja) 微細流路型センサー複合構造物
US20150047978A1 (en) Biosensor having nanostructured electrodes
AU2002360499A1 (en) Microfluidic device and surface decoration process for solid phase affinity binding assays
CN102066936A (zh) 测定方法和设备
CN104937415A (zh) 使用毛细管基分析设备的基于距离的定量分析
KR20200030321A (ko) 수직 유체 흐름을 갖는 바이오 센서 및 이를 이용한 분석 방법
Sathish et al. Toward the development of rapid, specific, and sensitive microfluidic sensors: A comprehensive device blueprint
US20120298528A1 (en) Biosensor and analysis method using same
Abad et al. Design and fabrication of a COP‐based microfluidic chip: Chronoamperometric detection of T roponin T
JP5685601B2 (ja) ナノ流体バイオセンサ及び溶液中における生体分子の相互作用の迅速測定のためのその活用及び方法
Ghorbanpoor et al. Effect of microchannel dimensions in electrochemical impedance spectroscopy using gold microelectrode
Lee et al. Pump-free glass-based capillary microfluidic immuno-assay chip for electrochemical detection of prostate-specific antigen
WO2013023671A1 (en) Microfluidic device and method for detecting analytes in a flow using electrochemical probes
Narakathu et al. Pico-mole level detection of toxic bio/chemical species using impedance based electrochemical biosensors
Thomas et al. Three-Dimensional–Printed Laboratory-on-a-Chip With Microelectronics and Silicon Integration
Schöning et al. A semiconductor-based field-effect platform for (bio-) chemical and physical sensors: From capacitive EIS sensors and LAPS over ISFETs to nano-scale devices
Kaur et al. 67 A comprehensive analysis of biosensor and performance parameters
Lee et al. Silicon nanowire based immunoassay for the detection of prostate cancer biomarkers

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180021331.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11775125

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13642688

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012512913

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011775125

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127029139

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A