[发明专利]悬臂型探测器以及使用该探测器的物质探测系统和物质探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及悬臂型探测器以及使用该探测器的物质探测系统和物质探测方法。

背景技术

最近，主要在生命科学领域，对于探测微小物质如蛋白、细胞、病毒和细菌出现了日益增加的需要，并且已经开发出用于探测这些微小物质的多种装置和方法。

已经商业化、高度敏感性的检测方法包括光学技术如利用表面等离激元(plasmon)共振的SPR(表面等离激元共振)测量法。已经提出了使用悬臂型探测器的检测装置，以从悬臂中的偏移量或其振动的数量检测微小物质(参见JP 2004-506872A和JP 2005-156526A)。

JP 2004-506872A描述了具有测量悬臂和对比悬臂的探测器系统，所述测量悬臂具有对于涂覆到其一个表面上的对象物质敏感的涂层，而所述对比悬臂具有对于涂覆到其一个表面上的对象物质不敏感的涂层。

在此探测器系统中，将两个悬臂在对比步骤中暴露于对比液体，而在检测步骤中暴露于具有对象物质的对比液体；在对比步骤和检测步骤中，探测器系统检测测量悬臂和对比悬臂的偏移之差。JP 2004-506872A还描述了使用光学探测器以检测此偏移的方法。

JP 2005-156526A描述了具有悬臂的悬臂探测器型分析器系统，在悬臂中，驱动膜和电热垫重叠在上表面上，而由对将要测量的物质具有反应性的物质形成的分子识别层重叠在下表面上。

在此系统中，反应性物质粘附到悬臂中的分子识别层上，于是其由驱动膜振动，并且由此得到频率用电热垫探测，以检测共振频率。将探测的共振频率与在没有将反应性物质粘附到分子识别层上的情况下已经测量的共振频率值比较，由此检测粘附到分子识别层上的反应性物质的质量。

Nature，vol.446，1066-1069页(2007)描述了悬臂型探测器，其具有安置在悬臂中的通道，并且由此将要测量的液体或含有将要测量的对象的液体流动通过通道，以测量正在测量的对象的质量。

发明内容

如在JP 2004-506872A和JP 2005-156526A中所述的系统中，在悬臂的一个表面上吸附物质的方法所具有的问题在于，由于悬臂被放置于流体中，其机械品质因数Q劣化，从而降低测量的敏感性。

作为再一个问题，将要测量的对象通过抗原-抗体反应选择性地吸附，但是非特异性吸附的发生阻止了测量中的更高精度。

另一方面，如在Nature，vol.446，1066-1069页(2007)中所述，在悬臂内形成通道能够使悬臂在空气中振动，并且可以实现的机械品质因数Q高于当其在溶液中被振动时的机械品质因数Q。作为进一步的益处，可以在没有感兴趣的物质吸附在悬臂上的情况下，因而在没有发生非特异性吸附的情况下进行测量。

但是，在Nature，vol.446，1066-1069页(2007)中所述的悬臂涉及笨大的问题，原因在于装置使用通过静电系统振动悬臂的驱动机械装置和用光学探测器检测偏移的检测器部。

本发明是旨在解决现有技术的上述问题而完成的，并且本发明的第一个目的在于提供一种悬臂型探测器，其具有测量精度高的特征并且是紧凑和更低成本的。

本发明的另一个目的在于提供一种使用该探测器的物质探测系统。

本发明的再一个目的在于提供一种使用该探测器的物质探测方法。

本发明的第一个目的可以由其第一方面实现，所述的第一方面提供一种悬臂型探测器，所述的悬臂型探测器用于在液体中含有将要测量的物质时检测该物质，包括：悬臂，所述悬臂至少在一端被固定到支撑部上并且其内形成有通道；压电设备，所述压电设备由压电元件和在所述压电元件的相反侧上形成的电极部构成并且安置在所述悬臂的至少一侧上；驱动部，所述驱动部将电压施加给所述压电设备的所述电极部，以使所述悬臂振动；检测部，所述检测部由所述压电设备的膨胀或收缩检测所述悬臂的振动；和液体供应装置，所述液体供应装置用于使所述液体流动通过在所述悬臂中的所述通道。

考虑到提高压电特性，压电元件由含Pb的钙钛矿型晶体的组合物制成。考虑到环境保护，压电元件由无Pb的钙钛矿型晶体的组合物制成。上面所指的无Pb组合物是Pb含量不超过0.1重量％的组合物。

优选所述悬臂仅一端被固定到所述支撑部上。还优选所述悬臂的两端都被固定到所述支撑部上。