JP2000081407A - バイオセンサ，その製造方法及びバイオセンサを用いた測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成又は製造工程の簡略化により高精度で廉
価なバイオセンサを提供する。 【解決手段】 バイオセンサ１は、基板２の片面上に作
用極３と参照極４、及び試薬層５が積層して形成され、
保持材６で補強されている。作用極３と参照極４からな
る電極部７はいずれも同じカーボンを主とする材料から
なる一体の導電性部材の端部に設けられている。測定装
置に接続される端子部９，１０と作用極３，参照極４と
を接続するリード部１１，１２をポリエチレンテレフタ
レートからなる保持材６により覆い、端子部９，１０が
露出している。作用極３及び参照極４上には、少なくと
も酵素と保持剤としての低分子化合物を含む溶液を１回
塗布，乾燥し、試薬層５を形成する。血糖の定量時に
は、血液試料を試薬層５に滴下する。試薬層中に赤血球
とほぼ同じ大きさの微小片を分散させてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、さまざまな物質が
混在する液体試料中の特定成分を定量するバイオセン
サ、特に、微量な試料で簡便に測定ができ、量産容易で
廉価な小型のプレーナ型のバイオセンサ、その製造方法
及びバイオセンサを用いた測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、血液や尿等の生体の液体試料から
特定の成分を定量するためにバイオセンサが提唱され、
例えば、特定成分として血液中のグルコース（以下、
「血糖」という。）を定量するために用いられている。
近年では、個人が自分で血糖をチェックするために、操
作が簡単でランニングコストが安く高精度の血糖用バイ
オセンサが求められており、その結果、微量な血液を希
釈等の前処理操作が不要で短時間に定量でき、測定ごと
の使い捨てタイプの血糖用プレーナ型バイオセンサが提
案されている。

【０００３】（第１の従来技術）このようなバイオセン
サとして図１２に分解斜視図で示すものがある。図１３
（ａ）〜（ｅ）はこのバイオセンサ１０１の製造方法を
示す。

【０００４】まず、絶縁性基板１０２を用意し（図１３
（ａ））、端子部１０９ａ，１１０ａと電極接触部１０
９ｂ，１１０ｂとを有するリード部１０９，１１０を銀
や金等の金属含有導電性ペーストで形成し（１３図
（ｂ））、次にリード部１０９，１１０の電極接触部１
０９ｂ，１１０ｂ上にカーボンが好適である電極１０
３、１０４をスクリーン印刷法等で形成する（１３図
（ｃ））。

【０００５】次に、リード部１０９，１１０及び電極１
０３，１０４の一部を絶縁膜１０６で被覆し、電極部１
０７と端子部１０９ａ，１１０ａを露出させる（図１３
（ｄ））。当該絶縁膜１０６としては、熱硬化型あるい
は紫外線硬化型のものがよく用いられる。

【０００６】次に、露出した電極部１０７を少なくとも
酵素あるいは酵素と電子伝達物質を含む試薬層１０５で
被覆し（図１３（ｅ））、プレーナ型バイオセンサ１０
１を得ていた。

【０００７】試薬層１０５の一般的な構成としては、電
極部１０７側の第１層として、セルロースで代表される
親水性高分子層を形成し、次に当該親水性高分子層の第
１層上に第２層として、酵素、または、酵素と第１層と
同じ親水性高分子の混合、あるいは、必要により酵素と
電子伝達物質の混合、酵素と第１層と同じ親水性高分子
と電子伝達物質とを混合させた層を形成させたものとな
っている。

【０００８】さらに、上述の第２層上に第３層として両
媒性脂質や高分子物質を塗布したもの、上述の第２層を
第１層とし第２層に両媒性脂質や高分子物質を塗布した
もの、酵素と電子伝達物質とを異なる層に含有させたも
の、酵素と電子伝達物質との間にさらに高分子層を設け
たもの、その他これらを組み合わせたものが工夫され、
４層から５層の試薬層も提案されている。これらの試薬
層の形成は、積層すべき物質を溶解させた溶液を調整
し、当該溶液を塗布し乾燥させている。

【０００９】このような親水性高分子層を形成する主な
目的は、試料中の異物、例えば血液中の血球や蛋白質な
どが電極上に吸着することを防ぐ、あるいは吸着するま
での時間を遅延させることにある。

【００１０】（第２の従来技術）また、このようなバイ
オセンサとして特開平９−１５９６４４号公報に記載さ
れているようなものがある。

【００１１】図１４（ａ）は分解斜視図、図１４（ｂ）
は外観図、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）のＦ−Ｆ線断面
図である。

【００１２】同図のプレーナ型バイオセンサ１１１は、
２枚の絶縁性基板１１２及び１１３がスペーサ１１４を
介して酵素を含む試薬層１１５が面する空間部１１６を
構成しており、試薬層１１５の下層には互いに入り込ん
だ櫛歯状の２対の電極１１７が設けられ、リード１１８
と露出する接続端子１１９を有している。導入孔１２１
から血液等の液体試料を空間部１１６に導入し、空間部
１１６内の気体を排出孔１２２から排出する。

【００１３】図１５はバイオセンサ１１１の製造方法を
示す。

【００１４】まず、図１５（ａ）のように絶縁性基板１
１２を用意し、接続端子１１９も兼用する一対のリード
１１８を形成する（図１５（ｂ））。次に、一対のリー
ド１１８の上に電極１１７を形成する（図１５
（ｃ））。さらに、絶縁層１２０（図１５（ｄ））、電
極１１７上に試薬層１１５（図１５（ｄ））、スペーサ
１１４（図１５（ｆ））、カバーシートである絶縁性基
板１１３（図１５（ｇ））を順次形成、装着し、プレー
ナ型バイオセンサ１１を得る。試薬層１１５は上述のバ
イオセンサと同様に形成する。

【００１５】（第３の従来技術）また、このようなバイ
オセンサとしては、特公平６−１０６６２号に記載され
ているようなものがある。

【００１６】図１６はバイオセンサ１３１の分解斜視図
である。

【００１７】バイオセンサ１３１では、絶縁膜１３６か
ら露出する対極１３３ａ，測定極１３４ａ，参照極１３
５ａ上に酵素を含浸させた多孔体１３８を保持枠１３７
によって保持しており、血液等の液体試料を多孔体１３
８に滴下して定量する。図１７はバイオセンサ１３１の
製造方法を示す。

【００１８】まず、絶縁性基板１３２を用意し（図１７
（ａ））、基板１３２上にカーボンを主体とする導電性
樹脂をスクリーン印刷によって印刷し、対極１３３ａ，
測定極１３４ａ，参照極１３５ａとそのリード部１３３
ｂ，１３４ｂ，１３５ｂ、さらに端子部１３３ｃ，１３
４ｃ，１３５ｃを形成する（図１７（ｂ））。さらに電
極上に絶縁膜１３６をスクリーン印刷により形成し、該
絶縁膜１３６の窓より対極１３３ａ，測定極１３４ａ，
参照極１３５ａからなる電極部の一部が露出している
（図１７（ｃ））。

【００１９】次に、電極部上に孔を有する保持枠１３７
を絶縁層１３６に接着し（図１７（ｄ））、保持枠の孔
に酵素を含浸させた多孔体１３８を保持させて電極部を
覆う（図１７（ｅ））。

【００２０】（第４の従来技術）また、特公平６−１０
６６２号公報には、バイオセンサ１４１も記載されてい
る。

【００２１】図１８はバイオセンサ１４１の分解斜視図
であり、バイオセンサ１３１とほぼ同様の構成である
が、電極部の構成が異なる。バイオセンサ１３１と同様
の構成については同様の符号を用いて説明を省略する。

【００２２】図１９はバイオセンサ１４１の製造方法を
示す。

【００２３】まず、絶縁性基板１３２を用意し（図１９
（ａ））、基板１３２上にスクリーン印刷により導電性
の銀ペーストにて、対極のリード部１３３ｂ，測定極の
リード部１３４ｂ，参照極のリード部１３５ｂを形成
し、同時に入出力端子の対極端子１３３ｃ，測定極端子
１３４ｃ，参照極端子１３５ｃ及び対極の電極接続部１
３３ｄ，測定極の電極接続部１３４ｄ，参照極の電極接
続部１３５ｄを形成する（図１９（ｂ））。電極部とし
て、スクリーン印刷によりカーボンペーストを印刷し、
対極１４３，測定極１４４，参照極１４５を形成する
（図１９（ｃ））。

【００２４】絶縁膜１３６をスクリーン印刷により形成
し、該絶縁膜１３６の窓より対極１４３，測定極１４
４，参照極１４５の一部を露出させ（図１９（ｄ））、
以降はバイオセンサと同様に形成する（図１９（ｅ），
（ｆ））。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
バイオセンサ１０１のような試薬層の構成及び製造方法
には、次のような問題点がある。

【００２６】まず、カルボキシセルロースがよく用いら
れる親水性高分子層の形成は高分子であるがゆえに一様
に溶解するのに時間を要し、その溶液は粘性があり扱い
にくいだけでなく、塗布時に気泡を混入しやすく、一旦
混入した気泡は除去困難である。また、乾燥後も緻密で
平坦な「膜」状ではなく、触れると粉末が離脱してしま
う再結晶状態のような感があり、製膜後も容易に剥離し
やすく、その後の取り扱いも煩雑である。このような理
由から膜厚のコントロールは非常に困難であり、このこ
とは試料中の異物が電極上に吸着することを防ぐ効果に
もセンサ間で差異を生じることにもなり、結果としてバ
イオセンサの精度の悪化につながる。従って、このよう
な試薬層の形成には、膜厚を一定に製造するためのノウ
ハウの蓄積と熟練を要し、乾燥時等は厳重な管理が必要
とされる。当該試薬層膜の工程チェックの検査経費も決
して無視できないものになっていた。

【００２７】また、絶縁性基板上にカーボンを主体とす
る導電性樹脂のスクリーン印刷によって電極部とそれぞ
れのリード部，端子部を一体に形成した測定極と対極と
の２電極方式とすると、カーボン電極の抵抗が高く、電
極部に実際に印加される電位が不安定となり易いため、
バイオセンサ１３１のように対極１３３ａ，測定極１３
４ａ，参照極１３５ａからなる３電極方式を採用して電
極間の電位を補正したり、バイオセンサ１４１のように
リード部及び端子部を電極部とは異なる低抵抗材料にて
形成している。

【００２８】しかしながら、３電極方式とすれば、セン
サ自体のサイズが大型化するとともに電圧補正用アンプ
の追加等により回路構成も複雑化してコストが高くなっ
てしまう。一方、リード部及び端子を電極部とは異なる
材料にて形成しても、別材料の使用や工程の追加によっ
てコストが高くなってしまう。

【００２９】また、バイオセンサ１０１，１１１，１３
１，１４１はいずれも、絶縁膜を不可欠な構成としてお
り、製造工程中にも絶縁膜の製膜工程を有している。当
該絶縁膜の形成は、コストアップになるだけでなく、セ
ンサの製造工程を極めて煩雑にし、細心の注意を要する
ものにしている。すなわち、当該絶縁膜によって反応に
関与する電極の面積を規定しているので、電極間の出力
のばらつきが少ない高精度のバイオセンサを得るために
も、電極間の反応面積に差異があってはならず、形成時
の絶縁膜の欠け，「ずれ」やピンホールを皆無にしなけ
ればならないだけでなく、リード部を電極反応に関与さ
せないために僅かでもリード部を露出させることなく被
覆しなければならない。さらに、当該絶縁膜は熱硬化型
あるいは紫外線硬化型であるが、形成時に発生するガス
などの揮発物が電極露出部に付着しないよう厳重な管理
が必要とされる。当該絶縁膜の形成工程のチェック検査
費用も決して無視できないものとなっていた。

【００３０】本発明は、かかる従来技術の課題を解決す
るためになされたものであって、その目的は、製造工程
及び構成の簡略化により高精度で廉価なバイオセンサを
提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、少なくとも作用極と参照極とを備えた
電極系と、少なくとも酵素を含む反応層とを備え、前記
電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供給
し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現象
を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の濃
度を測定するバイオセンサにおいて、前記反応層を形成
するために低分子化合物を添加したことを特徴とする。

【００３２】このように少なくとも酵素を含む反応層を
形成するために低分子化合物を添加すれば、反応層を容
易に層状あるいは膜状に形成することができる。従っ
て、製造工程の簡易化による量産の容易化，効率化のみ
ならず、個体間の差異の少ない高精度のバイオセンサを
生産でき、これを廉価で提供することができる。また、
低分子化合物は反応層を固化して形成する以前の液体の
状態で溶解し易く、反応層を形成したのちでも血液等の
液体試料の溶解が高分子化合物を添加した場合に比べて
早いので測定に要する時間を短縮することができる。

【００３３】低分子化合物としては、分子量がほぼ１０
００以下の化合物から、酵素との反応性等を考慮して適
宜選択することができる。

【００３４】第２の発明は、第１の発明において、前記
反応層は、少なくとも前記低分子化合物を含む層を有す
ることを特徴とする。

【００３５】反応層を低分子化合物を含む１層に形成し
てもよいし、反応層を複数の層から形成し、そのうちに
低分子化合物を含む層を含むようにしてもよい。

【００３６】第３の発明は、第１又は第２の発明におい
て、前記低分子化合物は、単糖類，二糖類，三糖類及び
アミノ酸のいずれかから選択された１種の化合物又は２
種類以上の低分子化合物の混合物であることを特徴とす
る。

【００３７】低分子化合物としては、酵素や液体試料等
に応じて適宜選択すればよいが、このようなものとし
て、単糖類，二糖類，三糖類及びアミノ酸のいずれかか
ら選択された１種の化合物又は２種類以上の低分子化合
物の混合物がある。但し、反応層に添加できる低分子化
合物はこれに限られない。

【００３８】第４の発明は、少なくとも作用極と参照極
とを備えた電極系と、少なくとも酵素を含む反応層とを
備え、前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試
料を供給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気
化学現象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定
成分の濃度を測定するバイオセンサの製造方法におい
て、低分子化合物を含む前記反応層を１回の工程で形成
することを特徴とする。

【００３９】このように低分子化合物を含む反応層を１
回の塗布や印刷等の工程により形成するようにすれば、
製造工程を簡略化することができる。低分子化合物を添
加すれば、反応層を容易に層状あるいは膜状に形成する
ことができるので、１回の工程で反応層を形成すること
ができ、製造工程の簡易化による量産の容易化，効率化
のみならず、個体間の差異の少ない高精度のバイオセン
サを生産でき、これを廉価で提供することができる。ま
た、低分子化合物は反応層を固化して形成する以前の液
体の状態で溶解し易く、反応層を形成したのちでも血液
等の液体試料の溶解が高分子化合物を添加した場合に比
べて早いので測定に要する時間を短縮することができ
る。

【００４０】第５の発明は、少なくとも作用極と参照極
とを備えた電極系と、少なくとも酵素を含む反応層とを
備え、前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試
料を供給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気
化学現象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定
成分の濃度を測定するバイオセンサであって、前記電極
系は少なくとも外部に開放された開口部を有する空間部
に配置されており、前記開口部から毛管現象によって前
記液体試料を空間部内に吸引するバイオセンサの製造方
法において、前記電極系を備えた空間部を形成した後
に、前記反応層の成分を含む液体を前記開口部から毛管
現象によって吸引し固化させて反応層を形成することを
特徴とする。

【００４１】このように、開口部を反応層の成分を含む
液体に接触させて、毛管現象によって吸引させて固化さ
せれば、反応層を容易に形成することができるので、製
造工程を簡略化して、廉価なバイオセンサを提供するこ
とができる。また、電極系や空間部等の部分を形成した
後に反応層を形成することができるので、反応層が熱や
薬品等の影響を受けることがなく、高精度のバイオセン
サを提供することができる。

【００４２】このような製造方法によって製造できるプ
レーナ型バイオセンサとしては、絶縁性のフィルム等の
膜状部材を空間形成部材を介して微小間隙を隔てて対向
して配置し、この膜状部材の対向面の少なくともいずれ
か一方に電極系を設けたものがある。このとき、空間部
は電極系が形成された対向面間に形成され、この空間部
を構成する膜状部材の端部が開口部を形成する。開口部
は微小間隙を隔てて対向する膜状部材から構成されるの
で、開口部を液体に接触させれば、この液体を毛管現象
により空間部内に吸引することができる。従って、膜状
部材及び空間形成部材を接合等することにより、電極系
を含む空間部を予め形成しておき、開口部を反応層の成
分を含む液体に接触させれば、毛管現象により空間部内
に吸引することができるので、これを固化させることに
より、空間部内に電極系と反応層からなる感応部を簡易
に形成することができる。

【００４３】第６の発明は、少なくとも作用極と参照極
とを備えた電極系と、少なくとも酵素を含む反応層とを
備え、前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試
料を供給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気
化学現象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定
成分の濃度を測定するバイオセンサであって、前記電極
系は少なくとも外部に開放された開口部を有する空間部
に配置されており、前記開口部から毛管現象によって前
記液体試料を空間部内に吸引するバイオセンサにおい
て、前記電極系を備えた空間部を形成した後に、前記反
応層の成分を含む液体を前記開口部から毛管現象によっ
て吸引し固化させて反応層を形成したことを特徴とす
る。

【００４４】このように、開口部を反応層の成分を含む
液体に接触させて、毛管現象によって吸引させて固化さ
せれば、反応層を容易に形成することができるので、製
造工程を簡略化して、廉価なバイオセンサを提供するこ
とができる。また、電極系や空間部等の部分を形成した
後に反応層を形成することができるので、反応層が熱や
薬品等の影響を受けることがなく、高精度のバイオセン
サを提供することができる。

【００４５】このような構成のプレーナ型バイオセンサ
としては、絶縁性のフィルム等の膜状部材を空間形成部
材を介して微小間隙を隔てて対向して配置し、この膜状
部材の対向面の少なくともいずれか一方に電極系を設け
たものがある。このとき、空間部は電極系が形成された
対向面間に形成され、この空間部を構成する膜状部材の
端部が開口部を形成する。開口部は微小間隙を隔てて対
向する膜状部材から構成されるので、開口部を液体に接
触させれば、この液体を毛管現象により空間部内に吸引
することができる。従って、膜状部材及び空間形成部材
を接合等することにより、電極系を含む空間部を予め形
成しておき、開口部を反応層の成分を含む液体に接触さ
せれば、毛管現象により空間部内に吸引することができ
るので、これを固化させることにより、空間部内に電極
系と反応層からなる感応部を簡易に形成することができ
る。

【００４６】第７の発明は、作用極と参照極とを備えた
電極系と、少なくとも酵素を含む反応層とを備え、前記
電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供給
し、前記参照極に対して前記作用極に所定の電圧を印加
した場合の両極間の電流を検出することにより、前記該
液体試料と前記酵素との反応による電気化学現象を検知
して前記液体試料中の特定成分の濃度を測定するバイオ
センサであって、前記作用極及び参照極と、前記作用極
及び参照極に電圧を印加するとともに電流を取り出すた
めの端子部と、前記作用極，参照極とそれぞれの端子部
とを接続するリード部とを同一材料からなる薄膜状の部
材によって形成したバイオセンサを用いた測定方法にお
いて、前記参照極に対する作用極の所定の電圧に、前記
端子部及びリード部の抵抗によって生じる電圧降下分を
加えて、前記端子部に印加することを特徴とするバイオ
センサを用いた測定方法。

【００４７】作用極，参照極，それぞれのリード部及び
端子部をカーボンペーストのスクリーン印刷等のように
同一材料からなる薄膜状の部材によって形成すれば、リ
ード部及び端子部の抵抗が高く、作用極及び参照極にか
かる電位が不安定となり、測定精度に影響が生じるが、
液体試料と酵素との反応による電気化学現象を検知する
ために必要な所定の電圧を端子部に加えるのではなく、
この所定の電圧に端子部及びリード部の抵抗によって生
じる電圧降下分を加えて、端子部に加えることにより、
作用極・参照極間には所定の電圧が安定して印加される
ようになり、装置を複雑化，大型化させることなく、高
精度の測定が可能となる。また、作用極，参照極，それ
ぞれのリード部及び端子部を同一材料からなる薄膜状の
部材によって形成すれば、製造コストを低減することが
できるので、廉価で高精度のバイオセンサを提供するこ
とができる。

【００４８】第８の発明は、絶縁性の支持部材上に、少
なくとも作用極と参照極とを備えた電極系を一端に有す
る導電性部材と、少なくとも酵素を含む反応層とを備
え、前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料
を供給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化
学現象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成
分の濃度を測定するバイオセンサにおいて、前記支持部
材を補強するための保持部材を有し、前記導電性部材の
うち前記電極系に隣接する部位を前記保持部材によって
液密に覆ったことを特徴とする。

【００４９】このように、少なくとも作用極と参照極と
を備えた電極系を一端に有する導電性部材のうち電極系
に隣接する部位を保持部材によって液密に覆うようにす
れば、液体試料を感応部に供給しても、導電性部材の電
極系以外の部位に接触して電気化学現象の検知に影響す
ることはないので、従来必要であった絶縁層，絶縁膜が
不要となり、製造コストを低減することができる。ま
た、製造工程の簡易化による量産の容易化，効率化のみ
ならず、個体間の差異が少ない高精度のバイオセンサを
生産でき、これを廉価で提供することができる。

【００５０】センサの小型化等のために絶縁性の支持部
材を薄肉化する場合に、支持部材の補強が必要となるの
で、補強のための保持部材に絶縁機能を持たせることに
より、絶縁層，絶縁膜の形成を不要としているが、バイ
オセンサの構成に応じて、他の機能を有する部材に絶縁
機能を持たせることにより、同様の効果を得ることがで
きる。

【００５１】第９の発明は、絶縁性の支持部材上に、少
なくとも作用極と参照極とを備えた電極系を一端に有す
る導電性部材と、少なくとも酵素を含む反応層とを備
え、前記支持部材を補強するための保持部材を有し、前
記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供給
し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現象
を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の濃
度を測定するバイオセンサの製造方法において、前記支
持部材上に形成された前記導電性部材のうち前記電極系
に隣接する部位を前記保持部材によって液密に覆うこと
を特徴とする。

【００５２】このように、少なくとも作用極と参照極と
を備えた電極系を一端に有する導電性部材のうち電極系
に隣接する部位を保持部材によって液密に覆うようにす
れば、液体試料を感応部に供給しても、導電性部材の電
極系以外の部位に接触して電気化学現象の検知に影響す
ることはないので、従来必要であった絶縁層，絶縁膜の
形成工程が不要となり、製造工程を簡易化し、製造コス
トも低減することができる。これに伴う量産の容易化，
効率化のみならず、個体間の差異が少ない高精度のバイ
オセンサを生産できる。

【００５３】保持部材によって電極系に隣接する部位を
覆う場合に、接着剤による接合したり、保持部材を支持
部材に、あるいは支持部材を保持部材に圧入したりする
ことにより、液密に覆うことが可能となるが、このよう
な方法に限られない。

【００５４】第１０の発明は、少なくとも作用極と参照
極とを備えた電極系と、少なくとも酵素を含む反応層と
を備え、前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体
試料を供給し、該液体試料と前記酵素との反応による電
気化学現象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特
定成分の濃度を測定するバイオセンサにおいて、前記反
応層に微小片を含むことを特徴とする。

【００５５】このようにすれば、反応層に微小片を添加
することによって、電極系に試料中の異物が付着して反
応電流が小さくなることを一様に防ぎ、基質の濃度に比
例した反応電流を精度よく検知することができ、個体間
の差異を極めて小さいものとすることができる。

【００５６】第１１の発明は、少なくとも作用極と参照
極とを備えた電極系と、少なくとも酵素を含む反応層と
を備え、前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体
試料を供給し、該液体試料と前記酵素との反応による電
気化学現象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特
定成分の濃度を測定するバイオセンサにおいて、前記反
応層に微小片及び低分子化合物を含むことを特徴とす
る。

【００５７】このように少なくとも酵素を含む反応層を
形成するために低分子化合物を添加すれば、反応層を容
易かつ一様に形成することができる。また、低分子化合
物を添加した反応層は、血液などの液体試料による溶解
が高分子化合物を添加した場合に比べて早いので、測定
に要する時間を短縮することができる。さらに、反応層
に微小片を添加しているので、電極系に試料中の異物が
付着して反応電流が小さくなることを一様に防ぐことが
でき、基質の濃度に比例した反応電流を精度よく検知す
ることができ、個体間の差異を極めて小さいものとする
ことができる。従って、製造工程の簡易化による量産の
容易化，効率化のみならず、個体間の差異の少ない高精
度のバイオセンサを生産でき、これを廉価で提供するこ
とができる。低分子化合物としては、分子量がほぼ１０
００以下の化合物から、酵素との反応性等を考慮して適
宜選択することができる。

【００５８】第１２の発明は、第１０又は１１の発明に
おいて、前記微小片が、血球とほぼ同程度の大きさを有
することを特徴とする。

【００５９】例えば、血液中の赤血球とほぼ同程度の大
きさの微小片を用いることによって、血液試料中の赤血
球が電極系上に吸着されるのを有効に防止することがで
きる。但し、液体試料中の電極系上に吸着されやすい物
質の大きさに応じて、微小片の大きさを適宜選択できる
ことは当然である。

【００６０】第１３の発明は、第１０又は１１の発明に
おいて、前記微小片は、球形またはこれに類する形状を
有することを特徴とする。

【００６１】このようにすれば、個々の微小片の大きさ
や形状を容易にそろえることができ、電極系上への異物
の吸着防止効果をさらに高めることができる。球形に類
する形状としては偏平球形、楕円球形等があるが、これ
に限られない。

【００６２】第１４の発明は、第１０又は１１の発明に
おいて、前記微小片は、比重が１．０以上であることを
特徴とする。

【００６３】このようにすれば、微小片を反応層内にあ
るいは電極系上に均一にかつ安定的に分散させて形成す
ることができる。

【００６４】第１５の発明は、第１０又は１１の発明に
おいて、前記反応層に含まれる微小片は、少なくとも２
種類以上であることを特徴とする。

【００６５】例えば、異なる大きさを有する２種類以上
の微小片を用いて微小片間の隙間を密にすることによ
り、あるいは複数の微小片層を形成することにより、電
極系上への異物の付着防止効果をさらに高めることがで
きる。

【００６６】第１６の発明は、第１１の発明において、
前記低分子化合物が、単糖類，二糖類，三糖類及びアミ
ノ酸のいずれかから選択された１種の化合物又は２種類
以上の低分子化合物の混合物であることを特徴とする。

【００６７】このように、低分子化合物としては、前記
低分子化合物が、単糖類，二糖類，三糖類及びアミノ酸
のいずれかから選択された１種の化合物又は２種類以上
の低分子化合物の混合物を用いることができるが、これ
らに限られるものではない。

【００６８】第１７の発明は、少なくとも作用極と参照
極とを備えた電極系と、少なくとも酵素を含む反応層と
を備え、前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体
試料を供給し、該液体試料と前記酵素との反応による電
気化学現象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特
定成分の濃度を測定するバイオセンサの製造方法におい
て、微小片を含む前記反応層を１回の工程で形成するこ
とを特徴とする。

【００６９】このようにすれば、反応層を形成する以前
の段階で、予め微小片を均一に分散させてから反応層を
形成することができる。従って、一回の工程で微小片を
含む反応層を形成することができ、しかも反応層中に含
まれる微小片の数や分布状態を一定にすることができる
ので、試料中の異物の電極系上への吸着を防止する効果
も一定となり、極めて高精度のバイオセンサを効率的に
大量に、かつ廉価で提供することができる。

【００７０】第１８の発明は、少なくとも作用極と参照
極とを備えた電極系と、少なくとも酵素を含む反応層と
を備え、前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体
試料を供給し、該液体試料と前記酵素との反応による電
気化学現象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特
定成分の濃度を測定するバイオセンサの製造方法におい
て、前記電極系上に予め微小片を含む層を形成させた後
に、前記反応層を形成することを特徴とする。

【００７１】このように微小片を電極系上に予め形成し
ておくことにより、試料中の異物の電極系上への吸着を
防止する効果を向上させることができ、より高精度のバ
イオセンサを供給することができる。

【００７２】第１９の発明は、第１７又は１８の発明に
おいて、前記反応層に含まれる微小片は、少なくとも２
種類以上であることを特徴とする。

【００７３】例えば、異なる大きさを有する２種類以上
の微小片を用いて微小片間の隙間を密にすることによ
り、電極系上への異物の付着防止効果をさらに高めるこ
とができる。

【００７４】第２０の発明は、少なくとも作用極と参照
極とを備えた電極系と、少なくとも酵素を含む反応層と
を備え、前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体
試料を供給し、該液体試料と前記酵素との反応による電
気化学現象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特
定成分の濃度を測定するバイオセンサの製造方法におい
て、前記電極系上に少なくとも１種類の微小片を含む層
を形成した後に、、前記微小片とは異なる、少なくとも
１種類の微小片を含む前記反応層を形成することを特徴
とする。

【００７５】このようにすれば、複数の微小片層を形成
することにより、試料中の異物の電極系上への吸着を防
止する効果をさらに向上させることができる。

【００７６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。

【００７７】（第１の実施形態）図１に本発明の第１の
実施形態に係るプレーナ型バイオセンサを示す。図１
（ａ）は分解斜視図、図１（ｂ）は外観図、図１（ｃ）
は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

【００７８】バイオセンサ１は、ポリエチレンテレフタ
レート製の絶縁性フィルムからなる基板２の片面上に作
用極３と参照極４、及び試薬層５が積層して形成され、
保持材６で補強されている。作用極３と参照極４からな
る電極部（電極系）７はいずれも同じカーボンを主とす
る材料からなる一体の導電性部材の端部に設けられてい
る。測定装置に接続される端子部９，１０と作用極３，
参照極４とを接続するリード部１１，１２をポリエチレ
ンテレフタレートからなる保持材（保持部材）６により
液密に覆い、端子部９，１０が露出している。作用極３
及び参照極４上には、少なくとも酵素と保持剤としての
低分子化合物を含む溶液を１回塗布あるいは滴下して，
乾燥し、試薬層（反応層）５を形成する。血糖の定量時
には、液体試料としての血液試料を試薬層５に滴下すれ
ばよい。本実施形態では、保持材６によって基板２の電
極部７側に露出した領域に電極部７及び試薬層５からな
る感応部が形成されている。

【００７９】なお、バイオセンサ１の形状は図示のもの
に限定されず、基板２，作用極３，参照極４，保持材６
の材料及び形成方法は、公知の材料，形成方法より適し
たものを適宜選択することができる。

【００８０】例えば、基板２及び保持材６の材料として
は、上述のポリエチレンテレフタレート以外に、ポリエ
チレンナフタレート，ポリエチレンサルファイド，ポリ
カーボネイト，ポリアリルレート，ポリエーテルサルフ
ァイド，ポリイミド等からなる樹脂シート、さらには、
プラスチック，セラミックス，ガラス薄板，紙等から選
択することができる。

【００８１】また、作用極３，参照極４は量産に適した
スクリーン印刷法で形成したが、白金，金，銀，塩化
銀，鉄，亜鉛，ニッケル，パラジウム等の電極材料を蒸
着法，スパッタリング法，メッキ法，イオンプレーティ
ング等の薄膜形成法でも製造できる。本実施形態のよう
に作用極３，参照極４，それぞれのリード部１１，１２
及び端子部９，１０を同一部材にて形成すれば、形成工
程を簡略化して製造コストを低減することができる。

【００８２】また、試薬層５の酵素は、被定量物質によ
って適宜選択する必要があり、グルコースオキシダー
ゼ，コレステロールオキシダーゼ，ウリカーゼ，ピルビ
ン酸オキシダーゼ等が挙げられる。試薬層５を容易に層
状に形成するための保持剤は低分子化合物で、好ましく
は、単糖類，二糖類及び三糖類から選ばれる１種の化合
物または２種以上の混合物、あるいは、アミノ酸から選
ばれる１種の化合物、または２種以上の混合物である。
なお、言及するまでもないが、酵素反応に関与する物
質、例えば、グルコースオキシダーゼを酵素に用いた際
のブドウ糖（グルコース）は保持剤には採用できない。
また、試薬層５へは、電極反応によっては酵素だけでな
く、フェリシアン化カリウムやフェロセン化合物，ｐ−
ベンゾキノン等の電子伝達物質の添加が必要である。当
該試薬層５の形成は、通例、滴下した試薬液の乾燥によ
って行うが、スクリーン印刷法等も適宜選択可能であ
り、さらに強固な膜化のために適切な低分子化合物を添
加することも可能である。

【００８３】保持材６は、本実施形態では接着剤にて装
着した。保持材６によってリード部１１，１２を液密に
覆うことにより、リード部１１，１２が酵素と試料との
反応による電気化学現象に関与して測定に影響を及ぼす
ことはない。

【００８４】上述のように、本発明においては、基板
２，保持材１３，電極の材料，形状，厚さ等は限定され
るものではなく、プレーナ型酵素電極の用途，使用態様
に応じて適宜選定，設定すればよい。電極部７，リード
部１１，１２，端子部９，１０の少なくともいずれかを
別材料にて形成するようにしてもよい。

【００８５】（実施例）第１の実施形態の実施例とし
て、血糖用バイオセンサについて説明する。

【００８６】まず、基板２として長さ２０ｍｍ， 幅６
ｍｍで、一端が台形状となる略矩形状に裁断したポリエ
チレンテレフタレート厚さ１８０μｍを準備し、片面上
に作用極３，参照極４を形成する。

【００８７】次に、ポリエチレンテレフタレート厚さ２
５０μｍからなる保持材６を接着剤で基板２上に装着
し、電極部７及び端子部９，１０を露出させる。保持材
６は、電極部７側が切り欠かれ、切り欠かれた端辺は、
基板２の電極部７側の台形状の各端辺とほぼ平行であ
り、略六角形の空間を形成する。

【００８８】次に、電極部７上に少なくとも試薬液５μ
ｌを滴下し、５０°Ｃ１時間乾燥させて試薬層５とす
る。試薬液の組成は、酵素グルコースオキシダーゼ０．
２％，電子伝達物質フェリシアン化カリウム１．０％，
支持材トレハロース２．０％である。

【００８９】図２は、バイオセンサ１を用いて測定を行
う測定装置の主要部の概略構成を示すブロック図であ
る。

【００９０】作用極３に接続する端子部９は、出力を抵
抗２１を介して反転入力端子に帰還させ、非反転入力端
子を接地したオペアンプ２２からなるＩ−Ｖ変換部２３
の反転入力端子に接続されている。作用極によって検出
された電流はＩ−Ｖ変換部２３によって電圧に変換され
る。この電圧はＡ−Ｄ変換回路２４によってディジタル
信号に変換されて、ＣＰＵ，メモリ等からなる制御回路
２５に入力される。

【００９１】参照極４に接続する端子部１０は、出力を
反転入力端子に帰還させたオペアンプ２６からなるバッ
ファ回路２７の出力に接続されており、非反転入力端子
に入力される電圧はスイッチ２８により２８ａ，２８ｂ
に切り替えられるようになっている。このスイッチ２８
は制御回路２５からの信号により電圧の切替を行う。

【００９２】制御回路２５には、バイオセンサ１の測定
装置への装着の有無を検出するセンサ検出部２９及び測
定結果等の情報を表示する表示部３０が接続されてい
る。

【００９３】上述のように製造した血糖用プレーナ型バ
イオセンサ１を測定装置に装着し、スイッチ２８を２８
ａに切り替え、予め参照極４に接続する端子部１０に対
して作用極３に接続する端子部９に０．１Ｖの電圧を印
加しておき、試薬層５に血液を滴下する。酵素反応が開
始し電極反応電流が検出されるとスイッチ２８を切り替
えて非反転入力端子に電圧を印加しない状態とする。酵
素反応開始から１０秒後に端子部１０に対して端子部９
に電圧０．６Ｖを印加し、印加してから５秒後又は１０
秒後の電極出力により血糖を定量する。

【００９４】測定条件は、酵素や液体試料に応じて適宜
設定することができ、上述の条件に限られるものではな
い。

【００９５】このように試薬液に低分子化合物を添加す
ることにより、試薬層を容易に層状あるいは膜状に形成
することができるので、１回の工程でも緻密で平坦な試
薬層を容易に形成することができ、従来必要であった膜
厚のコントロール等も不要となり、製造工程が簡略化さ
れる。また、均一な面積の試薬層を容易に形成すること
ができるので、個体間のばらつきの少ない高精度のバイ
オセンサを提供することができる。また、試薬層を１層
とすることによっても、複数層の試薬層を形成する場合
に比べて煩雑で時間を要する工程を省略できるので、製
造工程が簡略化され、製造コストを低減できるととも
に、量産を容易かつ効率的に行うことができる。さら
に、試薬液に低分子化合物を添加することにより、血液
の溶解も早くなるので、測定時間も短縮することができ
る。

【００９６】（第２の実施形態）図３（ａ）は本発明の
第２の実施形態に係るプレーナ型バイオセンサ３１の上
面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図で
ある。図４はバイオセンサ３１の製造方法を説明する図
である。

【００９７】第１の実施形態と同様の構成については同
様の符号を用いて説明を省略する。

【００９８】まず、バイオセンサ３１の構成及び製造方
法について説明する。

【００９９】このバイオセンサ３１では、ポリエチレン
テレフタレートからなる絶縁性のフィルムの基板２上に
スクリーン印刷法によりカーボンペーストを印刷して熱
乾燥又はＵＶ照射により硬化させて電極部７，端子部
９，１０，リード部１１，１２を一体に形成している
（図４（ａ））。端子部９，１０は測定装置に接続され
て検知信号の出力等を行う部分であり、作用極３及び参
照極４からなる電極部７は試薬と液体試料との反応によ
る電気化学現象を検知する部分であり、リード部１１，
１２は端子部９，１０と電極部７とを接続する部分であ
る。

【０１００】基板２は一端が半円形状に形成された略矩
形をなす。電極部７は半円形状の端部近傍に形成され
る。

【０１０１】次に、電極部７及び端子部９，１０を除く
リード部１１，１２を絶縁膜３２で覆い、各領域を明確
化した（図４（ｂ））。この絶縁膜３２は、絶縁性ペー
ストを印刷し、熱乾燥又はＵＶ照射により硬化させて形
成する。絶縁膜３２によって電極部側は半円板状に基板
面が露出している。

【０１０２】次に、絶縁膜３２上に空間形成膜（空間形
成部材）３３とカバー膜（膜状部材）３４を接着する
（図４（ｃ））。図４（ｄ）に絶縁膜３２上に空間形成
膜３３とカバー膜３４とを接着した状態を示す。空間形
成膜３３は略矩形状であり、カバー膜３４は基板２とほ
ぼ同形・同大であり、基板２と同様の材料で形成する。
空間形成膜３３は、基板２の半円板状に電極部７が露出
するように接着する。カバー膜３４は基板２に対向する
ように接着する。カバー膜３４の端子部側端部は空間形
成膜３３の端部に合わせて切断する等して端子部９，１
０を露出させる。空間形成膜３３及びカバー膜３４の端
子部側端部は測定装置本体の構成に適合するよう適宜形
成すればよい。

【０１０３】基板２及びカバー膜３４の先端部はともに
ほぼ同大の半円形状に形成されており、基板２，空間形
成膜３３及びカバー膜３４によって形成される空間部３
５は高さ約０．１５ｍｍ，半径３ｍｍの扁平な略半円柱
形状の空間であり、基板２及びカバー膜３４の半円形端
部２ａ，３４ａとの間に形成された開口部３６の開口長
は約１０ｍｍであり、測定に必要な試料量は約２μｌで
ある。

【０１０４】次に、開口部３６の一部を試薬液３７に接
触させる（図４（ｅ））。試薬液は毛管現象によって開
口部３６から空間部３５へと吸引され、空間部３５内に
充填される。このようにして空間部３５に充填された試
薬液を乾燥させることにより、試薬層５を形成する。試
薬液３７はグルコース酸化酵素（グルコースオキシダー
ゼ，ＧＯＤ）０．１％と電子伝達物質のフェリシアン化
カリウム２％と親水性低分子のフルクトース１．０％の
混合溶液であり、温度２３°Ｃ，湿度５０％の環境下で
乾燥させた。本実施形態では、電極部７と空間部３５に
形成された試薬層５によって感応部が構成される。

【０１０５】このようにすれば、試薬層の形成工程を簡
略化することができ、廉価なバイオセンサを提供するこ
とができる。また、バイオセンサの他の部分を組み立て
た後に試薬層を形成するので、試薬層が熱や薬品等の影
響を受けることもなく、高精度のバイオセンサを提供す
ることができる。

【０１０６】以下に、バイオセンサ３１を用いて測定を
行う場合の測定手順について説明する。測定装置は図２
に示す第１実施形態と同様の装置を用いる。

【０１０７】まず、センサ検出部２９がセンサ３１の装
着を検出すると制御回路２５からの信号によってスイッ
チ２８を２８ａ側に接続し、端子部９・端子部１０間に
電圧０．１Ｖを印加する。この電圧が印加された状態
で、開口部１３のいずれかの場所に微量の血液や体液等
の試料を接触させると、毛管現象により試料が吸引され
て空間部１２内に直ちに広がる。液体試料に接触した試
薬層９は直ちに溶解して、酵素反応を開始する。この酵
素反応の開始によって、電極反応電流が検出されるとと
もにフェリシアン化カリウムが還元されてフェロシアン
化カリウムへの変化を開始する。

【０１０８】制御回路２５は電極反応電流を検出すると
スイッチ２８を切り替えて非反転入力端子に電圧を印加
しない状態とする。

【０１０９】酵素反応の開始から１０秒後に、スイッチ
２８を２８ｂ側に切り替えて端子部９・端子部１０間に
フェロシアン化カリウム酸化電位である電圧０．６Ｖを
印加する。電圧を０．６Ｖに変更してから５秒後から１
０秒後の酸化電流量を測定する。酸化電流量はフェロシ
アン化カリウム量に、フェロシアン化カリウム量は酵素
反応量に、酵素反応量は基質量（試料中のグルコース
量）にそれぞれ比例するので、酸化電流量の測定によっ
て試料中のグルコース濃度を測定することができる。酵
素反応開始から０．６Ｖ印加までの時間は、フェロシア
ン化カリウムの蓄積を待つためのものなので、試料，酵
素の種類等に応じて適宜設定すればよい。また、電圧変
更後の電流測定期間も反応に応じて適宜設定すればよ
い。

【０１１０】本実施形態は、作用極３と参照極４の２電
極で構成しているが、さらに対極を設けて３電極で構成
してもよい。このようにすれば、血液等の高抵抗の液体
試料を定量する場合でも高精度の測定が可能となる。対
極を設ける場合には、図２でオペアンプ２６の非反転入
力端子側に接続すればよい。作用極と参照極とを基板と
カバー膜とに微小間隙を隔てて対向するように配置して
もよい。

【０１１１】また、本実施形態では、基板及びカバー膜
の開口部側の端部を半円形状としているが、このような
形状に限られず、開口部から電極系が形成された空間部
に試薬液を毛管現象により吸引できるような構成であれ
ば、上述の方法により試薬層を形成することができる。
開口部を構成する基板やカバー膜がいずれかに平行な方
向にずれて配置されていてもよい。

【０１１２】基板，作用極，参照極は第１実施形態と同
様の材料，形成方法を用いることができる。また、酵素
及び電子伝達物質についても第１実施形態と同様の材料
を選択することができる。 絶縁膜３２は独立の部材と
して形成する場合に限られず、空間形成膜３３の接着剤
や空間形成膜の溶着で兼ねることもできる。また、絶縁
膜３２の形成方法もスクリーン印刷に限られるものでは
ない。

【０１１３】（第３の実施形態）図５に本発明の第３の
実施形態に係るバイオセンサ４１を示す。

【０１１４】図５（ａ）は分解斜視図、図５（ｂ）は外
観図、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。

【０１１５】第１の実施形態と同様の構成については同
様の符号を用いて説明を省略する。

【０１１６】バイオセンサ４１は、ポリエチレンテレフ
タレート製の絶縁性フィルムからなる基板２の片面上に
電極系として作用極３と参照極４、及び試薬層５が積層
して形成されている。作用極３と参照極４はいずれも同
じカーボンを主とする材料からなり、それぞれ電極部５
及び端子部９，１０を絶縁性ペーストからなる絶縁層４
２により露出させている。電極部５上には、酵素を含む
試薬液を塗布，乾燥し，試薬層５を形成する。血糖の定
量時には、血液試料を試薬層５に滴下すればよい。

【０１１７】なお、バイオセンサ４１の形状は図示のも
のに限定されず、基板２，作用極３，参照極４，絶縁層
４２，試薬層５の材料及び形成方法は、公知の材料，形
成方法より適したものを適宜選択することができる。

【０１１８】基板２，作用極３，参照極４は、第１実施
形態と同様の材料，形成方法を用いることができる。

【０１１９】絶縁層４２は紫外線硬化性あるいは熱硬化
性の絶縁性ペーストから選ばれる。

【０１２０】試薬層５の酵素は、被定量物質によって適
宜選択する必要があり、グルコースオキシダーゼ等第１
実施形態と同様の物質を用いることができる。また、電
子伝達物質としても、第１実施形態と同様に、フェリシ
アン化カリウム等を用いることができる。

【０１２１】上述のように、本発明においては、基板，
電極の材料，形状，厚さ等は限定されるものではなく、
絶縁層と試薬層５もその材料や組成，形状，厚さ，形成
方法も適宜選定でき、プレーナ型酵素電極の用途，使用
態様に応じて適宜設定すればよい。

【０１２２】（実施例）第３の実施形態の実施例とし
て、血糖用バイオセンサ４１について説明する。図６は
バイオセンサ４１の製造方法を説明する図である。

【０１２３】まず、基板２として長さ２０ｍｍ， 幅６
ｍｍで、一端が略半円形状となる略矩形状に裁断したポ
リエチレンテレフタレート厚さ１８０μｍを準備する
（図６（ａ））。基板２の片面上にスクリーン印刷によ
りカーボンペーストを塗布して焼成し作用極３，参照極
４，リード部１１，１２及び端子部９，１０を形成する
（図６（ｂ））。

【０１２４】次に、紫外線硬化タイプの絶縁性ペースト
により絶縁層４２を形成し、電極部７及び端子部９，１
０を露出させる（図６（ｃ））。絶縁層４２は略半円形
端部近傍に略円形状の孔４２ａを有する。

【０１２５】次に、孔４２ａから露出する電極部７上に
少なくとも試薬液５μｌを滴下し、５０°Ｃ１時間乾燥
させて試薬層５とする（図６（ｄ））。試薬液の組成
は、酵素グルコースオキシダーゼ０．２％，電子伝達物
質フェリシアン化カリウム１．０％，支持材トレハロー
ス２．０％である。本実施例では、孔４２ａから露出す
る電極部７及びこの上に形成される試薬層５により感応
部が構成されている。

【０１２６】このように製造した血糖用プレーナ型バイ
オセンサ４１を測定装置に装着し、スイッチ２８を２８
ａに切り替え、予め参照極４に接続する端子部１０に対
して作用極３に接続する端子部９に０．１Ｖの電圧を印
加しておき、試薬層５に血液を滴下する。酵素反応が開
始し電極反応電流が検出されるとスイッチ２８を切り替
えて非反転入力端子に電圧を印加しない状態とする。酵
素反応開始から１０秒後に端子部１０に対して端子部９
に電圧０．６Ｖを印加し、印加してから５秒後又は１０
秒後の電極出力により血糖を定量する。

【０１２７】リード部や端子部に低抵抗の材料を用いた
場合やカーボンを含む材料でスクリーン印刷等ではなく
低抵抗となるような形状に電極部，リード部，端子部を
形成した従来技術と同様に、参照極に接続する端子部対
して作用極に接続する端子部に０．５Ｖを印加した場合
に比べて、このように端子部１０に対して端子部９に
０．６Ｖの電圧を印加しておけば、高抵抗の端子部９，
１０及びリード部１１，１２における電圧降下分が見込
まれているので、作用極３・参照極４間には所定の電圧
を印加することができ、正確な測定が可能となる。

【０１２８】作用極３及び参照極４を同一の材料で一回
の製造工程で形成すれば、製造コストの低減や製造工程
の簡易化による量産の容易化、効率化だけでなく、電極
間の差異が少ない高精度のプレーナ型バイオセンサを生
産でき、廉価なプレーナ型バイオセンサを提供すること
ができる。上述のように、リード部１１，１２及び端子
部９，１０によって生じる電圧降下分を加えて端子部
９，１０に電圧を印加することにより、廉価なプレーナ
型バイオセンサを用いても高精度の測定が可能となる。

【０１２９】バイオセンサ４１を用いて測定を行う測定
装置についても図２に示す第１実施形態と同様のものを
用いることができる。

【０１３０】（第４の実施形態）図７に本発明の第４の
実施形態に係るプレーナ型バイオセンサ５１を示す。

【０１３１】図７（ａ）は分解斜視図、図７（ｂ）は外
観図、図７（ｃ）は角型キャピラリ５４の外観図、図７
（ｄ）は角型キャピラリ５４に血液試料を充填した状態
を示す図、図７（ｅ）は測定時のバイオセンサ５１の外
観図、図７（ｆ）は図７（ｅ）のＤ−Ｄ断面図である。

【０１３２】第１の実施形態と同様の構成については同
様の符号を用いて説明を省略する。

【０１３３】本実施形態では、図７（ａ）に示すよう
に、略矩形状の基板（支持部材）５２上にカーボンを主
とする材料によって電極部７，リード部１１，１２，端
子部９，１０からなる導電性部材が一体に形成されてお
り、リード部１１，１２を保持材（保持部材）５３によ
って液密に覆い、電極部７及び端子部９，１０を露出さ
せる。保持材５３はリード部１１，１２とともに基板５
３の側面をも覆う断面略コの字形である。

【０１３４】図７（ｂ）に示すように露出した電極部７
上に試薬層５を形成する。本実施形態では保持材によっ
て露出した電極部７及び試薬層５によって感応部が構成
される。

【０１３５】角型キャピラリ５４は、図７（ｄ）に示す
ように断面略ロの字形で、２つの開口部５４ａ，５４ｂ
によって外部と連通する中空内部５４ｃを有する筒状体
である。

【０１３６】本実施形態では、血糖定量時に、血液試料
を試薬層５に滴下するのではなく、図７（ｄ）のように
別途角型キャピラリ５４の中空内部５４ｃに血液を充填
しておき、図（ｅ）のようにプレーナ型バイオセンサ５
１の試薬層５部分を角型キャピラリの開口部５４ｂから
中空内部５４ｃに挿入することにより、血液試料５５と
試薬層５とを遭遇せしめる（図（ｅ））。角型キャピラ
リ５４の中空内部５４ｃは試薬層５部分の基板５２の大
きさに合致するように製作されており、また、保持材５
３に当接することによって試薬層５の挿入部分の挿入方
向の長さを規定している。なお、角型キャピラリ５４の
中空内部５４ｃへの血液試料の充填は、いずれかの開口
部５４ａ，５４ｂを血液試料に接触させれば、いわゆる
毛管現象により角型キャピラリ５４の中空内部５４ｃへ
血液試料が容易に充填される。

【０１３７】（実施例）第４の実施形態の実施例とし
て、血糖用バイオセンサについて説明する。

【０１３８】図８（ａ）〜（ｄ）はバイオセンサ５１の
製造方法を説明する図である。

【０１３９】まず、基板５２として長さ２０ｍｍ， 幅
６ｍｍに裁断したポリエチレンテレフタレート厚さ１８
０μｍを準備し（図８（ａ））、片面上に作用極３，参
照極４，リード部１１，１２，端子部９，１０をカーボ
ンを主たる材料とする導電性部材のスクリーン印刷によ
り一体形成する（図８（ｂ））。

【０１４０】次に、ポリエチレンテレフタレート厚さ２
５０μｍからなる保持材５３を接着剤で基板５２上に装
着し、作用極３，参照極４及び端子部９，１０を露出さ
せる（図８（ｃ））。

【０１４１】次に、電極部７上に少なくとも試薬液５μ
ｌを滴下し、５０°Ｃ１時間乾燥させて試薬層５とする
（図８（ｄ））。試薬液の組成は、酵素グルコースオキ
シダーゼ０．２％，電子伝達物質フェリシアン化カリウ
ム１．０％，支持材トレハロース２．０％である。

【０１４２】このように製造した血糖用プレーナ型バイ
オセンサ５１を測定装置に装着し、スイッチ２８を２８
ａに切り替え、予め参照極４に接続する端子部１０に対
して作用極３に接続する端子部９に０．１Ｖの電圧を印
加しておき、試薬層５を血液試料５５が充填された角型
キャピラリ５４に挿入する。酵素反応が開始し電極反応
電流が検出されるとスイッチ２８を切り替えて非反転入
力端子に電圧を印加しない状態とする。酵素反応開始か
ら１０秒後に端子部１０に対して端子部９に電圧０．６
Ｖを印加し、印加してから５秒後又は１０秒後の電極出
力により血糖を定量する。測定には、図２に示す第１実
施形態に係る測定装置を用いることができる。

【０１４３】このように、保持材５３によってリード部
１１，１２を液密に覆うことにより、絶縁層を設けなく
ても、リード部１１，１２が酵素と試料との反応による
電気化学現象に関与して測定に影響を及ぼすことはな
い。従って、絶縁膜の印刷やそれに伴う加熱，ＵＶ照射
の絶縁層あるいは絶縁膜の形成工程を省略することがで
き、製造コストの低減や製造工程の簡易化による量産の
容易化、効率化だけでなく、個体間間の差異が少ない高
精度のプレーナ型バイオセンサを生産でき、廉価なプレ
ーナ型バイオセンサの提供が可能である。

【０１４４】（第５の実施形態）図８に本発明の第５の
実施形態に係るプレーナ型バイオセンサを示す。図８
（ａ）は分解斜視図、図８（ｂ）は外観図、図８（ｃ）
は図８（ｂ）のＥ―Ｅ線断面図である。

【０１４５】バイオセンサ６１はポリエチレンテレフタ
レート製の絶縁性フィルムからなる基板６２の片面上に
作用極６３と参照極６４が形成され、電極部６７を規定
するために絶縁層６８をさらに形成し、電極部６７上に
試薬層６５が積層して形成されている。

【０１４６】作用極６３と参照極６４からなる電極部６
７は、いずれも同じカーボンを主とする材料からなる一
体の導電性部材の端部に設けられている。測定装置に接
続される端子部６９，７０と作用極６３，参照極６４と
を接続するリード部７１，７２を絶縁層６５により被覆
し、端子部６９，７０が露出している。作用極６４及び
参照極６４上には、少なくとも酵素と保持材としての低
分子化合物及び試料中の異物が電極部６７に吸着して出
力が低くなるのを防ぐための微小片７３を含む溶液を塗
布あるいは滴下乾燥し、試薬層６５を形成する。

【０１４７】血糖の定量時には、図９（ａ）に示すよう
に、液体試料としての血液試料７４を試薬層６５に滴下
すればよい。本実施形態では、絶縁層６８によって基板
６２の電極部６７側に露出した領域に電極部６７及び試
薬層６５からなる感応部が形成されている。

【０１４８】血液試料７４が試薬層６５に滴下される
と、図９（ｂ）に示すように微小片８３以外の試薬成分
は血液試料によって溶解されるが、微小片７３だけは電
極部６７近傍に残留する。血糖測定の場合、一般的には
血液試料中の血球７５が電極部６７に付着するため、血
球の多少（すなわちヘマトクリットの高低）によって電
流値が変動する問題があるが、電極部６７近傍に残留す
る微小片７３の作用によって血液試料中の血球７５が電
極部６７に付着することを防ぐことができるので、ヘマ
トクリットの高低による電流値の変動を抑制することが
できる。

【０１４９】なお、バイオセンサ６１の形状は図示のも
のに限定されず、基板６２，作用極６２，参照極６３，
絶縁層６８の材料及び形成方法は、公知の材料、形成方
法より適したものを適宜選択することができる。

【０１５０】例えば、基板６２の材料としては、上述の
ポリエチレンテレフタレート以外に、ポリエチレンナフ
タレート，ポリエチレンサルファイド，ポリカーボネー
ト，ポリアリルレート，ポリエーテルサルファイド，ポ
リイミド等からなる樹脂シート、さらには、プラスチッ
ク，セラミックス，ガラス薄板，紙等から選択すること
ができる。

【０１５１】また、作用極６３，参照極６４は量産に適
したスクリーン印刷法で形成したが、白金，金，銀，塩
化銀，鉄，亜鉛，ニッケル，パラジウム等の電極材料を
蒸着法，スパッタリング法，メッキ法，イオンプレーテ
ィング法などの薄膜形成法でも製造できる。本実施形態
のように作用極６３，参照極６４，それぞれのリード部
７１，７２及び端子部６９，７０を同一材料にて形成す
れば、形成工程を簡略化して製造コストを低減すること
ができる。

【０１５２】また、試薬層６５の酵素は、被定量基質に
よって適宜選択する必要があり、グルコースオキシダー
ゼ，コレステロールオキシダーゼ，ウリカーゼ，ピルビ
ン酸オキシダーゼ等が挙げられる。試薬層６５を容易に
層状に形成するための保持材は低分子化合物で、好まし
くは、単糖類，二糖類及び三糖類から選ばれる１種の化
合物または２種以上の混合物である。あるいは、アミノ
酸から選ばれる１種の化合物または２種以上の混合物で
ある。なお、言及するまでもないが、酵素反応に関与す
る物質や酵素反応を阻害する物質、例えば、グルコース
オキシダーゼを用いた際のブドウ糖などは保持材には採
用できない。また、試薬層６５へは、電極反応によって
は酵素だけでなく、フェリシアン化カリウムやフェロセ
ン化合物，ｐ−ベンゾキノン等の電子伝達物質の添加が
必要である。当該試薬層６５の形成は、通例、滴下した
試薬液の乾燥によって行うが、スクリーン印刷法なども
適宜選択可能であり、さらに強固な膜化のために適切な
低分子化合物を添加することも可能である。

【０１５３】さらに、試薬層６５中に添加する微小片７
３は、血液試料中の血球７５が電極部６７に付着するこ
とを防ぐことによって、ヘマトクリットの高低による電
流値の変動を抑制する作用があり、その材質は、ジビニ
ルベンゼン樹脂，ナイロン樹脂，ウレタン樹脂，メラミ
ン樹脂等が挙げられる。しかし、これらに限定せずとも
試薬層の形成方法や溶媒、試薬成分等との関連から最適
な材質を選択すればよい。また、微小片７３の形状につ
いても、好ましくは球状または偏平球等適宜選択すれば
よい。微小片７３の比重については、その材質に依存す
る面もあるが、試薬層の形成方法やプロセスに見合った
比重のものを選択すればよい。さらに、２種類以上の異
なる微小片を添加するようにしてもよい。

【０１５４】絶縁層６８は、レジストペーストをスクリ
ーン印刷することにより形成した。絶縁層６８によって
リード部７１，７２を覆うことにより、リード部７１，
７２が酵素と試薬との反応による電気化学現象に関与し
て測定に影響を及ぼすことはない。

【０１５５】上述のように、本発明においては、基板６
２，電極の材料，形状，厚さ等は限定されるものではな
く、プレーナ型酵素電極の用途，使用態様に応じて適宜
選定、設定すればよい。電極部６７，リード部７１，７
２，端子部６９，７０の少なくともいずれかを別材料に
て形成するようにしてもよい。

【０１５６】（実施例）第５の実施形態の実施例とし
て、血糖用バイオセンサ６１について説明する。図１１
は、バイオセンサ６１の製造方法を説明する図である。

【０１５７】まず、基板６２として長さ２０ｍｍ、幅６
ｍｍに裁断した厚さ２５０μｍのポリエチレンテレフタ
レートを準備し（図１１（ａ））、片面上に作用極６
３、参照極６４を形成する（図１１（ｂ））。次に、作
用極６３及び参照極６４の面積を規定して電極部６７を
形成するために絶縁層６８を形成する（図１１
（ｃ））。

【０１５８】次に、少なくとも電極部６７上に少なくと
も試薬液１０μｌを滴下し、摂氏４０度下で乾燥させて
試薬層（反応層）６５とする（図１１（ｄ））。試薬液
の組成は、酵素グルコースオキシダーゼ２００Ｕ／ｍ
ｌ、電子伝達物質フェリシアン化カリウム０．０２ｇ／
ｍｌ、支持材トレハロース０．５５ｇ／ｍｌであり、こ
の液に微小片としてジビニルベンゼン樹脂を主成分とす
るマイクロビーズを０．０５ｇ／ｍｌ相当添加・分散さ
せる。

【０１５９】上述のように製造した血糖用プレーナ型バ
イオセンサを、例えば図２の概略構成を有する測定装置
に装着し、スイッチ２８を２８ａに切り替え、予め参照
極６４に接続する端子部７０に対して作用極６３に接続
する端子部６９に０．１Ｖの弾圧を印加しておき、試薬
層６５に血液を滴下する。酵素反応が開始し電極反応電
流が検出されるとスイッチ２８を切り替えて非反転入力
端子に電圧を印加しない状態とする。酵素反応開始から
１１０秒後に端子部７０に対して端子部６９に電圧０．
８Ｖを印加し、印加してから１０秒後または３０秒後の
電極出力により血糖を定量する。

【０１６０】なお、測定条件は、酵素や液体試料に応じ
て適宜設定することができ、上述の条件に限られるもの
ではない。

【０１６１】本実施例では、微小片を含む試薬層６５を
１回の工程で形成しているが、電極系６７及び絶縁層６
８を形成した基板６２上に（図１１（ｃ））、微小片３
５を添加・分散させた溶液を塗布あるいは滴下して乾燥
させて微小片層７６を形成し（図１１（ｅ））、微小片
層７６上に酵素を含む試薬液を塗布あるいは滴下して乾
燥させ試薬層７７を形成するようにしてもよい（図１１
（ｆ））。このとき、微小片層７６に２種類以上の微小
片を添加・分散させてもよいし、試薬液に微小片７６中
の微小片と異なる種類の微小片を添加・分散させたもの
を用いることもできる。

【０１６２】

【発明の効果】第１の発明によれば、少なくとも酵素を
含む反応層を形成するために低分子化合物を添加すれ
ば、反応層を容易に層状あるいは膜状に形成することが
できる。従って、製造工程の簡易化による量産の容易
化，効率化のみならず、個体間の差異の少ない高精度の
バイオセンサを生産でき、これを廉価で提供することが
できる。また、低分子化合物は反応層を固化して形成す
る以前の液体の状態で溶解し易く、反応層を形成したの
ちでも血液等の液体試料の溶解が高分子化合物を添加し
た場合に比べて早いので測定に要する時間を短縮するこ
とができる。

【０１６３】第２の発明によれば、反応層を低分子化合
物を含む１層に形成し、あるいは反応層を複数の層から
形成し、そのうちに低分子化合物を含む層を含むように
しても第１の発明と同様の効果が得られる。

【０１６４】第３の発明によれば、低分子化合物とし
て、単糖類，二糖類，三糖類及びアミノ酸のいずれかか
ら選択された１種の化合物又は２種類以上の低分子化合
物の混合物を選択することにより、第１又は第２の発明
と同様の効果が得られる。

【０１６５】第４の発明のように低分子化合物を含む反
応層を１回の塗布や印刷等の工程により形成するように
すれば、製造工程を簡略化することができる。低分子化
合物を添加すれば、反応層を容易に層状あるいは膜状に
形成することができるので、１回の工程で反応層を形成
することができ、製造工程の簡易化による量産の容易
化，効率化のみならず、個体間の差異の少ない高精度の
バイオセンサを生産でき、これを廉価で提供することが
できる。また、低分子化合物は反応層を固化して形成す
る以前の液体の状態で溶解し易く、反応層を形成したの
ちでも血液等の液体試料の溶解が高分子化合物を添加し
た場合に比べて早いので測定に要する時間を短縮するこ
とができる。

【０１６６】第５の発明によれば、開口部を反応層の成
分を含む液体に接触させて、毛管現象によって吸引させ
て固化させることにより、反応層を容易に形成すること
ができるので、製造工程を簡略化して、廉価なバイオセ
ンサを提供することができる。また、電極系や空間部等
の部分を形成した後に反応層を形成することができるの
で、反応層が熱や薬品等の影響を受けることがなく、高
精度のバイオセンサを提供することができる。

【０１６７】第６の発明によれば、開口部を反応層の成
分を含む液体に接触させて、毛管現象によって吸引させ
て固化させることにより、反応層を容易に形成すること
ができるので、製造工程を簡略化して、廉価なバイオセ
ンサを提供することができる。また、電極系や空間部等
の部分を形成した後に反応層を形成することができるの
で、反応層が熱や薬品等の影響を受けることがなく、高
精度のバイオセンサを提供することができる。

【０１６８】第７の発明によれば、作用極，参照極，そ
れぞれのリード部及び端子部をカーボンペーストのスク
リーン印刷等のように同一材料からなる薄膜状の部材に
よって形成した場合に、所定の電圧に端子部及びリード
部の抵抗によって生じる電圧降下分を加えて、端子部に
加えることにより、作用極・参照極間には所定の電圧が
安定して印加されるようになり、装置を複雑化，大型化
させることなく、高精度の測定が可能となる。また、作
用極，参照極，それぞれのリード部及び端子部を同一材
料からなる薄膜状の部材によって形成すれば、製造コス
トを低減することができるので、廉価で高精度のバイオ
センサを提供することができる。

【０１６９】第８の発明のように、少なくとも作用極と
参照極とを備えた電極系を一端に有する導電性部材のう
ち電極系に隣接する部位を保持部材によって液密に覆う
ようにすれば、液体試料を感応部に供給しても、導電性
部材の電極系以外の部位に接触して電気化学現象の検知
に影響することはないので、従来必要であった絶縁層，
絶縁膜が不要となり、製造コストを低減することができ
る。また、製造工程の簡易化による量産の容易化，効率
化のみならず、個体間の差異が少ない高精度のバイオセ
ンサを生産でき、これを廉価で提供することができる。

【０１７０】第９の発明のように、少なくとも作用極と
参照極とを備えた電極系を一端に有する導電性部材のう
ち電極系に隣接する部位を保持部材によって液密に覆う
ようにすれば、液体試料を感応部に供給しても、導電性
部材の電極系以外の部位に接触して電気化学現象の検知
に影響することはないので、従来必要であった絶縁層，
絶縁膜の形成工程が不要となり、製造工程を簡易化し、
製造コストも低減することができる。これに伴う量産の
容易化，効率化のみならず、個体間の差異が少ない高精
度のバイオセンサを生産できる。

【０１７１】第１０の発明によれば、反応層に微小片を
添加することによって、電極系に試料中の異物が付着し
て反応電流が小さくなることを一様に防ぎ、基質の濃度
に比例した反応電流を精度よく検知することができ、個
体間の差異を極めて小さいものとすることができる。

【０１７２】第１１の発明のように少なくとも酵素を含
む反応層を形成するために低分子化合物を添加すれば、
反応層を容易かつ一様に形成することができる。また、
低分子化合物を添加した反応層は、血液などの液体試料
による溶解が高分子化合物を添加した場合に比べて早い
ので、測定に要する時間を短縮することができる。さら
に、反応層に微小片を添加しているので、電極系に試料
中の異物が付着して反応電流が小さくなることを一様に
防ぐことができ、基質の濃度に比例した反応電流を精度
よく検知することができ、個体間の差異を極めて小さい
ものとすることができる。従って、製造工程の簡易化に
よる量産の容易化，効率化のみならず、個体間の差異の
少ない高精度のバイオセンサを生産でき、これを廉価で
提供することができる。

【０１７３】第１２の発明によれば、例えば、血液中の
赤血球とほぼ同程度の大きさの微小片を用いることによ
って、血液試料中の赤血球が電極系上に吸着されるのを
有効に防止することができる。

【０１７４】第１３の発明によれば、個々の微小片の大
きさや形状を容易にそろえることができ、電極系上への
異物の吸着防止効果をさらに高めることができる。

【０１７５】第１４の発明によれば、微小片を反応層内
にあるいは電極系上に均一にかつ安定的に分散させて形
成することができる。

【０１７６】第１５の発明によれば、例えば、異なる大
きさを有する２種類以上の微小片を用いて微小片間の隙
間を密にすることにより、あるいは複数の微小片層を形
成することにより、電極系上への異物の付着防止効果を
さらに高めることができる。

【０１７７】第１６の発明のように、低分子化合物とし
ては、前記低分子化合物が、単糖類，二糖類，三糖類及
びアミノ酸のいずれかから選択された１種の化合物又は
２種類以上の低分子化合物の混合物を用いることができ
る。

【０１７８】第１７の発明によれば、反応層を形成する
以前の段階で、予め微小片を均一に分散させてから反応
層を形成することができる。従って、一回の工程で微小
片を含む反応層を形成することができ、しかも反応層中
に含まれる微小片の数や分布状態を一定にすることがで
きるので、試料中の異物の電極系上への吸着を防止する
効果も一定となり、極めて高精度のバイオセンサを効率
的に大量に、かつ廉価で提供することができる。

【０１７９】第１８の発明のように微小片を電極系上に
予め形成しておくことにより、試料中の異物の電極系上
への吸着を防止する効果を向上させることができ、より
高精度のバイオセンサを供給することができる。

【０１８０】第１９の発明によれば、例えば、異なる大
きさを有する２種類以上の微小片を用いて微小片間の隙
間を密にすることにより、電極系上への異物の付着防止
効果をさらに高めることができる。

【０１８１】第２０の発明によれば、複数の微小片層を
形成することにより、試料中の異物の電極系上への吸着
を防止する効果をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るバ
イオセンサの分解斜視図、図１（ｂ）は同外観図、図１
（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係るバイオセ
ンサを用いて測定を行う測定装置の主要部の概略構成を
示すブロック図である。

【図３】図３（ａ）は本発明の第２の実施形態に係るバ
イオセンサの上面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の
Ｂ−Ｂ断面図である。

【図４】図４（ａ）〜（ｅ）は本発明の第２の実施形態
に係るバイオセンサの製造方法を説明する図である。

【図５】図５（ａ）は本発明の第３の実施形態に係るバ
イオセンサの分解斜視図、図５（ｂ）は同外観図、図５
（ｃ）は図５（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は本発明の第３の実施形態
に係るバイオセンサの製造方法を説明する図である。

【図７】図７（ａ）は本発明の第４の実施形態に係るバ
イオセンサの分解斜視図、図７（ｂ）は同外観図、図７
（ｃ）は本発明の第４の実施形態に係る角型キャピラリ
の外観図、図７（ｄ）は同角型キャピラリに血液試料を
充填した状態を示す図、図７（ｅ）は測定時のバイオセ
ンサの外観図、図７（ｆ）は図７（ｅ）のＤ−Ｄ断面図
である。

【図８】図８（ａ）〜（ｄ）は本発明の第４の実施形態
に係るバイオセンサの製造方法を説明する図である。

【図９】図９（ａ）は本発明の第５の実施形態に係るバ
イオセンサの分解斜視図、図９（ｂ）は同全体斜視図、
図９（ｃ）は図９（ｂ）のＥ−Ｅ断面図を示す。

【図１０】図１０（ａ）は本発明の第５の実施形態に係
るバイオセンサに血液試料を滴下する状態を示す図、図
１０（ｂ）は同バイオセンサの試薬層に血液試料が供給
されたときの試薬層中の微小片及び血液試料中の血球の
状態を模式的に示した図である。

【図１１】図１１は第５の実施形態に係るバイオセンサ
の製造方法を説明する図である。

【図１２】図１２は第１の従来技術に係るバイオセンサ
の分解斜視図である。

【図１３】図１３（ａ）〜（ｅ）は第１の従来技術に係
るバイオセンサの製造方法を示す図である。

【図１４】図１４（ａ）は第２の従来技術に係るバイオ
センサの分解斜視図、図１４（ｂ）は同外観図、図１４
（ｃ）は図１４（ｂ）のＦ−Ｆ断面図である。

【図１５】図１５は第２の従来技術に係るバイオセンサ
の製造方法を示す図である。

【図１６】図１６は第３の従来技術に係るバイオセンサ
の分解斜視図である。

【図１７】図１７は第３の従来技術に係るバイオセンサ
の製造方法を示す図である。

【図１８】図１８は第４の従来技術に係るバイオセンサ
の分解斜視図である。

【図１９】図１９は第４の従来技術に係るバイオセンサ
の製造方法を示す図である。

【符号の説明】

１，３１，４１，５１，６１ バイオセンサ ２，５２，６２ 基板 ３，６３ 作用極 ４，６４ 参照極 ５，６５，７７ 試薬層 ６，５３ 保持材 ７，６７ 電極部 ９，１０，６９，７０ 端子部 １１，１２，７１，７２ リード部 ３２ 絶縁膜 ３３ 空間形成膜 ３４ カバー膜 ３５ 空間部 ３６ 開口部 ３７ 試薬液 ４２，６８ 絶縁層 ５４ 角型キャピラリ ５５，７４ 血液試料 ７３ 微小片 ７５ 血球 ７６ 微小片層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 迫田 勇策 京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式会社オムロンライフサイエンス研究 所内 (72)発明者 荒井 真人 京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式会社オムロンライフサイエンス研究 所内 (72)発明者 小椋 俊彦 京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式会社オムロンライフサイエンス研究 所内 (72)発明者 時田 宗雄 京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式会社オムロンライフサイエンス研究 所内 (72)発明者 滝沢 耕一 京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式会社オムロンライフサイエンス研究 所内 (72)発明者 深尾 明広 京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式会社オムロンライフサイエンス研究 所内 (72)発明者 田中 伸哉 京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地 株式会社オムロンライフサイエンス研究 所内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも作用極と参照極とを備えた電
   極系と、 少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
   給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現
   象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の
   濃度を測定するバイオセンサにおいて、 前記反応層を形成するために低分子化合物を添加したこ
   とを特徴とするバイオセンサ。
2. 【請求項２】 前記反応層は、少なくとも前記低分子化
   合物を含む層を有することを特徴とする請求項１記載の
   バイオセンサ。
3. 【請求項３】 前記低分子化合物は、単糖類，二糖類，
   三糖類及びアミノ酸のいずれかから選択された１種の化
   合物又は２種類以上の低分子化合物の混合物であること
   を特徴とする請求項１又は２記載のバイオセンサ。
4. 【請求項４】 少なくとも作用極と参照極とを備えた電
   極系と、 少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
   給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現
   象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の
   濃度を測定するバイオセンサの製造方法において、 低分子化合物を含む前記反応層を１回の工程で形成する
   ことを特徴とするバイオセンサの製造方法。
5. 【請求項５】 少なくとも作用極と参照極とを備えた電
   極系と、少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
   給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現
   象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の
   濃度を測定するバイオセンサであって、 前記電極系は少なくとも外部に開放された開口部を有す
   る空間部に配置されており、前記開口部から毛管現象に
   よって前記液体試料を空間部内に吸引するバイオセンサ
   の製造方法において、 前記電極系を備えた空間部を形成した後に、 前記反応層の成分を含む液体を前記開口部から毛管現象
   によって吸引し固化させて反応層を形成することを特徴
   とするバイオセンサの製造方法。
6. 【請求項６】 少なくとも作用極と参照極とを備えた電
   極系と、少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
   給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現
   象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の
   濃度を測定するバイオセンサであって、 前記電極系は少なくとも外部に開放された開口部を有す
   る空間部に配置されており、前記開口部から毛管現象に
   よって前記液体試料を空間部内に吸引するバイオセンサ
   において、 前記電極系を備えた空間部を形成した後に、 前記反応層の成分を含む液体を前記開口部から毛管現象
   によって吸引し固化させて反応層を形成したことを特徴
   とするバイオセンサ。
7. 【請求項７】 作用極と参照極とを備えた電極系と、 少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
   給し、 前記参照極に対して前記作用極に所定の電圧を印加した
   場合の両極間の電流を検出することにより、前記該液体
   試料と前記酵素との反応による電気化学現象を検知して
   前記液体試料中の特定成分の濃度を測定するバイオセン
   サであって、 前記作用極及び参照極と、前記作用極及び参照極に電圧
   を印加するとともに電流を取り出すための端子部と、前
   記作用極，参照極とそれぞれの端子部とを接続するリー
   ド部とを同一材料からなる薄膜状の部材によって形成し
   たバイオセンサを用いた測定方法において、 前記参照極に対する作用極の所定の電圧に、前記端子部
   及びリード部の抵抗によって生じる電圧降下分を加え
   て、前記端子部に印加することを特徴とするバイオセン
   サを用いた測定方法。
8. 【請求項８】 絶縁性の支持部材上に、 少なくとも作用極と参照極とを備えた電極系を一端に有
   する導電性部材と、 少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
   給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現
   象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の
   濃度を測定するバイオセンサにおいて、 前記支持部材を補強するための保持部材を有し、 前記導電性部材のうち前記電極系に隣接する部位を前記
   保持部材によって液密に覆ったことを特徴とするバイオ
   センサ。
9. 【請求項９】 絶縁性の支持部材上に、 少なくとも作用極と参照極とを備えた電極系を一端に有
   する導電性部材と、 少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記支持部材を補強するための保持部材を有し、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
   給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現
   象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の
   濃度を測定するバイオセンサの製造方法において、 前記支持部材上に形成された前記導電性部材のうち前記
   電極系に隣接する部位を前記保持部材によって液密に覆
   うことを特徴とするバイオセンサの製造方法。
10. 【請求項１０】 少なくとも作用極と参照極とを備えた
    電極系と、 少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
    給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現
    象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の
    濃度を測定するバイオセンサにおいて、 前記反応層に微小片を含むことを特徴とするバイオセン
    サ。
11. 【請求項１１】 少なくとも作用極と参照極とを備えた
    電極系と、 少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
    給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現
    象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の
    濃度を測定するバイオセンサにおいて、 前記反応層に微小片及び低分子化合物を含むことを特徴
    とするバイオセンサ。
12. 【請求項１２】 前記微小片は、血球とほぼ同程度の大
    きさを有することを特徴とする請求項１０又は１１記載
    のバイオセンサ。
13. 【請求項１３】 前記微小片は、球形またはこれに類す
    る形状を有することを特徴とする請求項１０又は１１記
    載のバイオセンサ。
14. 【請求項１４】 前記微小片は、比重が１．０以上であ
    ることを特徴とする請求項１０又は１１記載のバイオセ
    ンサ。
15. 【請求項１５】 前記反応層に含まれる微小片は、少な
    くとも２種類以上であることを特徴とする請求項１０又
    は１１記載のバイオセンサ。
16. 【請求項１６】 前記低分子化合物は、単糖類，二糖
    類，三糖類及びアミノ酸のいずれかから選択された１種
    の化合物又は２種類以上の低分子化合物の混合物である
    ことを特徴とする請求項１１記載のバイオセンサ。
17. 【請求項１７】 少なくとも作用極と参照極とを備えた
    電極系と、 少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
    給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現
    象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の
    濃度を測定するバイオセンサの製造方法において、 微小片を含む前記反応層を１回の工程で形成することを
    特徴とするバイオセンサの製造方法。
18. 【請求項１８】 少なくとも作用極と参照極とを備えた
    電極系と、 少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
    給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現
    象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の
    濃度を測定するバイオセンサの製造方法において、 前記電極系上に予め微小片を含む層を形成させた後に、
    前記反応層を形成することを特徴とするバイオセンサの
    製造方法。
19. 【請求項１９】 前記反応層に含まれる微小片は、少な
    くとも２種類以上であることを特徴とする請求項１７又
    は１８記載のバイオセンサの製造方法。
20. 【請求項２０】 少なくとも作用極と参照極とを備えた
    電極系と、 少なくとも酵素を含む反応層とを備え、 前記電極系と前記反応層とを含む感応部に液体試料を供
    給し、該液体試料と前記酵素との反応による電気化学現
    象を前記電極系で検知して前記液体試料中の特定成分の
    濃度を測定するバイオセンサの製造方法において、 前記電極系上に少なくとも１種類の微小片を含む層を形
    成した後に、前記微小片とは異なる、少なくとも１種類
    の微小片を含む前記反応層を形成することを特徴とする
    バイオセンサの製造方法。