JP4997583B2 - センサ - Google Patents
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Description
Nature, 354, 56 (1991)
Bioelectrochem. Bioenerg. 41, 121 (1996) Electroanalysis 14, 1609 (2002) J. Am. Chem. Soc. 125, 2408 (2003) Anal. Chem. 75, 2075 (2003) Electrochem. Commun. 5, 689 (2003)
電子通信学会論文誌, J64-C, No. 4, 237-241頁 (1981) Rev. Sci. Instrum., Vol. 52, No.11, 1770-1773頁 (1981)
電極による酸化の場合:H2O2 → O2 + 2H+ + 2e-
電極による還元の場合:H2O2 + 2H+ + 2e- → 2H2O
グルコース + 酸素 → グルコノラクトン + H2O2
2[Fe(CN)6]4- → 2[Fe(CN)6]3- + 2e-
エポキシ系光造形樹脂(シーメット社製品TSR-820)0.2gおよび多層カーボンナノチューブ5、10または14mgをそれぞれ乳鉢を用いて混合して、ペーストを得た。得られたペーストを、厚さ188μmのPETシートに幅10mm、長さ50mmの寸法にスパチラで塗布し、露光装置(Electro Lite Corporation社製ELC-500)を用いて紫外線(波長365nm近辺)を照射して、電極形成センサを作製した。それぞれの硬化時間(紫外線照射時間)は45分、126分、180分であり、これらの電極の目視による電極性状は正常で、膜厚は平均150μmであった。抵抗測定装置(三菱化学製ロレスターGP、MCP-T600)を用いて体積抵抗率を測定したところ、それぞれ13.0Ω・cm、3.0Ω・cm、1.0 Ω・cmであった。
実施例1において、多層カーボンナノチューブ量を0.005gに変更し、さらにグラファイト(フィシャー社製品#38)0.10または0.15gが用いられたところ、それぞれの硬化時間は99分、207分と長くなる一方で、体積抵抗率はそれぞれ2.8Ω・cm、1.1Ω・cmと小さくなった。なお、グラファイトを0.20g配合したものについては紫外線の入射困難のため硬化不可であった。
実施例1において、多層カーボンナノチューブ量を5.0または10.0mgとし、さらにグラファイト0.1gが用いられたところ、それぞれの硬化時間は99分、234分と非常に長くなる一方で、体積抵抗率はそれぞれ2.9Ω・cm、0.7Ω・cmと非常に小さくなった。なお、多層カーボンナノチューブを15.0mg配合したものは、紫外線の入射困難のため硬化不可であった。
実施例1において、多層カーボンナノチューブ量を10mgとし、さらに針状ITO 50mgを用いたところ、硬化時間は99分であり、体積抵抗率は4.4Ω・cmであった。この結果より、針状ITOを用いた場合には、体積抵抗率は若干上がるものの、硬化時間が短縮されることが示された。
実施例1において、多層カーボンナノチューブの代わりに、グラファイト(フィシャー社製品#38)0.05、0.10または0.20gを用いたところ、それぞれの硬化時間は27分、27分、54分であったが、体積抵抗率はグラファイトを0.05、0.10g配合したものについては、抵抗が高すぎるため測定不可であり、0.20g配合したものについては62Ω・cmであった。
実施例1において、多層カーボンナノチューブの代わりに、針状ITO(住友金属鉱山製品)の0.3、0.4または0.5gを用いたところ、それぞれの硬化時間は27分、27分、27分と同一であったが、体積抵抗率は針状ITOを0.3、0.4g配合したものについては測定不可であり、0.5g配合したものについては789000Ω・cmであった。
実施例1において、多層カーボンナノチューブの代わりに、粒状ITO(住友金属鉱山製品、粒径 20〜40nm)0.2、0.3または0.4gを用いたところ、それぞれの硬化時間は36分、45分、63分であったが、体積抵抗率はいずれも高すぎるため測定不可であった。
実施例1において、多層カーボンナノチューブの代わりに、粒状ITO 0.1gおよび針状ITO 0.3、0.4または0.5gを用いたところ、それぞれの硬化時間は63分、81分、108分であり、体積抵抗率は針状ITO 0.3gを配合したものについては測定不可、針状ITO 0.4gを配合したものについては590300Ω・cm、針状ITO 0.5gを配合したものについては172900Ω・cmであった。
Claims (16)
- 基板上に、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、フラーレンおよびこれらの誘導体の少なくとも一種が光造形用樹脂に混合、分散されたペーストを光照射により硬化させて、電極を形成せしめたセンサ。
- グラファイトまたは金属粉がさらに添加されたペーストが用いられた請求項1記載のセンサ。
- 金属粉がインジウムスズ酸化物(ITO)、ニッケル、銅、銀、コバルト、酸化チタンおよび酸化亜鉛の少なくとも一種である請求項2記載のセンサ。
- 基板上に予め形成された電極端子の上に電極が形成された請求項1または2記載のセンサ。
- 電極端子の材料が白金、パラジウム、銀、銅またはこれらがバインダー樹脂に分散されたものであり、蒸着、スパッタリング、スクリーン印刷または箔貼り付け方法で電極端子が形成されている請求項4記載のセンサ。
- 電極上および/または電極周辺の基板上に有機物質が配置された請求項1乃至5のいずれかに記載のセンサ。
- カーボンナノチューブとして、アーク放電法、化学的気相成長法またはレーザー蒸発法のいずれかの方法で製造されたものが用いられた請求項1乃至6のいずれかに記載のセンサ。
- 多層または単層のカーボンナノチューブが用いられた請求項1乃至6のいずれかに記載のセンサ。
- 基板材料としてプラスチック、生分解性材料、紙、セラミックまたはガラスが用いられた請求項1乃至6のいずれかに記載のセンサ。
- 有機物質が酵素、酵素のミュータント、抗体、核酸、プライマー、ペプチド核酸、核酸プローブ、アプタマー、微生物、オルガネラ、シャペロン、レセプター、細胞組織、クラウンエーテル、メデイエーター、挿入剤、補酵素、抗体標識物質、基質、界面活性剤、脂質、アルブミン、ナフィオン、チオール基導入試薬および共有結合試薬の少なくとも一種である請求項6記載のセンサ。
- 有機物質と電極または電極周辺の基板との結合が吸着法、共有結合法で行われた請求項6記載のセンサ。
- 電極間電圧を特定電圧に設定することにより、測定妨害物質の影響を避け、目的物質を選択的に測定できるようにした請求項6記載のセンサ。
- 有機物質が、グルコースオキシダーゼとフェリシアン化カリウムとの混合物、グルコースデヒドロゲナーゼとフェリシアン化カリウムとの混合物、アルコールオキシダーゼとフェリシアン化カリウムとの混合物、アルコールデヒドロゲナーゼとフェリシアン化カリウムとの混合物、ピルビン酸オキシダーゼとフェリシアン化カリウムとの混合物、ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼとフェリシアン化カリウムとの混合物、フルクトシルアミンオキシダーゼとフェリシアン化カリウムとの混合物、コレステロールエステラーゼ、コレステロールオキシダーゼおよびフェリシアン化カリウムの混合物、ザルコシンオキシダーゼ、クレアチニナーゼ、クレアチナーゼおよびフェリシアン化カリウムの混合物、酵素、ミュータントおよびフェリシアン化カリウムの混合物である請求項6記載のセンサ。
- 電極の面積の規定が熱硬化性または光硬化性のレジストをスクリーン印刷で形成することにより行われる1乃至6のいずれかに記載のセンサ。
- 2つまたは3つの異なるセンサを同一基板上に形成させた請求項6記載のセンサ。
- 2つの場合はグルコースセンサとクレアチンセンサまたはグルコースセンサとケトン体センサ、3つの場合はグルコースセンサ、クレアチンセンサおよびケトン体センサである請求項15記載のセンサ。
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