WO2007046334A1 - バイオセンサチップ及びバイオセンサチップの製造方法 - Google Patents

バイオセンサチップ及びバイオセンサチップの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2007046334A1
WO2007046334A1 PCT/JP2006/320569 JP2006320569W WO2007046334A1 WO 2007046334 A1 WO2007046334 A1 WO 2007046334A1 JP 2006320569 W JP2006320569 W JP 2006320569W WO 2007046334 A1 WO2007046334 A1 WO 2007046334A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reaction chamber
potassium
biosensor chip
enzyme
potassium ferricyanide
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/320569
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takahiko Kitamura
Toshifumi Hosoya
Shingo Kaimori
Moriyasu Ichino
Hideaki Nakamura
Isao Karube
Masao Gotoh
Tomoko Ishikawa
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries, Ltd.
National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
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 Sumitomo Electric Industries, Ltd., National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology filed Critical Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority to AU2006305299A priority Critical patent/AU2006305299A1/en
Priority to US11/921,166 priority patent/US20090020420A1/en
Priority to CA002610092A priority patent/CA2610092A1/en
Priority to EP06811833A priority patent/EP1939612A1/en
Publication of WO2007046334A1 publication Critical patent/WO2007046334A1/ja
Priority to NO20074900A priority patent/NO20074900L/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/001Enzyme electrodes
    • C12Q1/002Electrode membranes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis

Definitions

  • the present invention relates to a biosensor chip that performs a biochemical reaction with a very small amount of measurement sample and a method for manufacturing the biosensor chip.
  • a nanosensor chip introduces a small amount of measurement sample to be measured into a reaction chamber in the biosensor chip, and performs a biochemical reaction such as an enzyme reaction or antigen-antibody reaction on the small amount of measurement sample in the reaction chamber. It is a sensor chip that wakes up and outputs the information obtained through this biochemical reaction via an electrode.
  • This biosensor chip utilizes the excellent molecular discrimination function of living organisms, and enables rapid and simple measurement of trace amounts of chemical substances. For example, it can be used as a blood glucose level sensor or urine glucose level sensor for measuring glucose level (blood glucose level) and urine sugar level in blood for home health check (self-care) for self-management and prevention of diabetes.
  • this biosensor chip is provided with an electrode system 102 consisting of two striped electrode caps on an electrically insulating substrate 101 in an enzyme sensor 100.
  • a reaction layer 103 is tightly fixed to one end side of the electrode system 102, and this reaction layer 103 contains ferricyanium potassium as an example of an electron mediator.
  • a mask layer 105 having a window 104 is disposed on the upper surface side of the electrode system 102.
  • a spacer 107 having a test solution suction port 106 is disposed on the upper surface side of the mask layer 105.
  • a protective layer 108 is disposed on the surface. Therefore, the enzyme sensor 100 is configured by laminating the electrically insulating substrate 101, the electrode system 102, the mask layer 105, the spacer 107, and the protective layer 108.
  • Patent Document 2 As another example of a conventional biosensor chip, one described in Patent Document 2 is known.
  • a support electrode 201 and a reference electrode 202 are arranged on a first electric insulator 200, and a second electric insulator 203 is arranged on the upper surface side of the electrode.
  • This biosensor strip has a cutout 204.
  • the reagent 205 is accommodated on the support electrode 201 exposed in the cutout portion 204.
  • the reagent 205 contains an enzyme and potassium ferricyanide, and a liquid production reagent is added to the surface of the indicator electrode 201 of the cutout portion 204 and dried.
  • an additional cutout portion 206 is included to facilitate electrical connection of the potentiometer to the support electrode 201 and the reference electrode 202.
  • Patent Document 1 Japanese Published Patent: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-311712
  • Patent Document 2 Japanese Published Patent: Japanese Patent Publication No. 9-500727
  • biosensor chips have been desired to have a small capacity in a reaction chamber in which an enzyme or electron mediator and a measurement sample are mixed and reacted.
  • the blood glucose level is measured using the blood of the test subject as a measurement sample
  • the blood glucose level can be measured by collecting a small amount of blood, and the blood sampling burden on the test subject can be reduced as much as possible.
  • ferricyanium potassium is used as the electron mediator when the reaction chamber of the biosensor chip is made small, the crystal grain size of ferricyanium potassium becomes a problem.
  • potassium ferricyanide When a mixed aqueous solution containing potassium ferricyanide is applied to the reaction chamber of the biosensor chip and dried, potassium ferricyanide is likely to be crystallized, resulting in a large crystal grain size. If blood is flowed into the reaction chamber using a biosensor chip containing ferricyanium potassium with a large crystal grain size, there is a possibility that the dissolution of ferricyanium potassium will not proceed rapidly and it will not be possible to measure accurately. is there. In addition, the particle size of potassium ferricyanide contained in the reaction chamber of the biosensor chip is large, small and mixed! /, There may be a difference in the dissolved state of ferricyanium potassium, and the measured value may vary. Furthermore, if ferricyanium potassium having a large crystal grain size is gathered near the inlet of the reaction chamber, blood of the measurement reagent may flow into the reaction chamber.
  • An object of the present invention is to have a reaction chamber with a small volume that can be measured with a very small amount of measurement sample, and to arrange ferricyanium potassium with a fine crystal grain size in the reaction chamber so that it can be measured quickly and accurately.
  • the object is to provide a nano sensor chip and a method of manufacturing the same.
  • a biosensor chip comprises an upper and lower substrate, at least two electrodes disposed on at least one of the upper and lower substrates, and a reaction chamber for performing a chemical reaction.
  • the chemical contained in the reaction chamber contains at least an enzyme and potassium ferricyanide, and the volume of potassium ferricyanide accommodated in the reaction chamber is VX when the volume of the reaction chamber is V (L). O. l (mg) or more, and the maximum diameter of the crystal grains of the ferricyanium potassium is 100 ( ⁇ m).
  • the maximum diameter of the ferricyan potassium crystal particles is 50 ( ⁇ m) or less.
  • the enzyme and the ferricyanium potassium are accommodated in the reaction chamber with a space therebetween.
  • the upper and lower substrates are formed of a single sheet, and the upper and lower substrates are formed by bending the single sheet.
  • the biosensor chip manufacturing method includes upper and lower substrates, and at least two electrodes are disposed on at least one of the upper and lower substrates, and a chemical reaction occurs between the upper and lower substrates.
  • a method for producing a biosensor chip for forming a reaction chamber comprising a step of applying at least an enzyme and potassium ferricyanide as a drug in the reaction chamber, and the volume of the reaction chamber is V (L)
  • the ferricyanium potassium contained in the reaction chamber is VX O.l (mg) or more, and the ferricyanide potassium is added so that the maximum diameter of the potassium ferricyanide crystal particles is 100 ( ⁇ m) or less.
  • the step of freezing is to take one of a heating step and a mixing step with a poor solvent.
  • the biosensor chip manufacturing method according to the present invention uses a single sheet and bends the single sheet to form upper and lower substrates.
  • the fine crystal particles of ferricyanium potassium are arranged in the reaction chamber. It can be dissolved evenly and measured accurately with little variation in measurement results.
  • Fig. 1 is a biosensor chip according to the present invention, in which (A) is an explanatory view of a lateral force, (B) is an explanatory view showing a lower substrate and an electrode, and (C) is a reaction It is the figure which expanded the chamber.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a method of manufacturing a biosensor chip
  • (A) is an explanatory view of the lower part
  • (B) is an explanatory view of the upper part
  • (C) is an explanatory view of the upper part.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram in which an upper part and a lower part are aligned.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing another method of manufacturing a biosensor chip
  • (A) is an explanatory view of the lower part
  • (B) is an explanatory view of the upper part
  • (C ) Is an explanatory diagram combining the upper part and the lower part.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing still another manufacturing method of the biosensor chip, (A) is an explanatory view of the lower part, (B) is an explanatory view of the upper part, C) is an explanatory diagram combining the upper part and the lower part.
  • FIG. 5 shows a method of manufacturing a biosensor chip using one insulating substrate sheet, (A) is an explanatory diagram before folding the sheet, and (B) is folding the sheet. It is explanatory drawing after.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an example of a conventional nano sensor chip.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing another example of a conventional biosensor chip.
  • FIG. 1 shows an example of an embodiment of a biosensor chip according to the present invention.
  • the biosensor chip 1 has an insulating lower substrate 2, and two electrodes 3 and 4 are arranged in parallel on the upper surface of the lower substrate 2 with a gap therebetween. (See Fig. 1 (B)).
  • a lower spacer 5 is fixed on the electrodes 3 and 4 with an adhesive 6.
  • the lower spacer 5 has substantially the same width W as the lower substrate 2 and is arranged with a long !, lower spacer 7 and a short, lower spacer spaced apart from each other!
  • a groove 9 is formed.
  • an upper spacer 11 is fixed on the lower spacer 5 via an adhesive 10.
  • the upper spacer 11 has the same size and thickness as the lower spacer 5, and a long upper spacer 12 and a short upper spacer 13 are arranged with an interval between them.
  • An upper groove portion 14 is formed in the upper portion.
  • an upper substrate 15 is fixed via an adhesive 16. Therefore, the biosensor chip 1 has a configuration in which the lower substrate 2, the electrodes 3, 4, the lower spacer 5, the upper spacer 11, and the upper substrate 15 are stacked.
  • the lower substrate 2 and the upper substrate 15 are configured separately, but may be configured integrally. In other words, it is possible to form a lower substrate and an upper substrate by using a single sheet and bending the sheet into a U-shape.
  • the reaction chamber 17 is surrounded by the upper and lower substrates 2 and 15, the upper and lower long spacers 7 and 12, and the upper and lower short spacers 8 and 13, as shown in FIG. .
  • the reaction chamber 17 is formed with the upper groove portion 9 and the lower groove portion 14 facing each other, and the volume of the reaction chamber 17 is 0.3 microliter. Torr L) is set below.
  • the volume of the reaction chamber 17 is 0.3 L
  • the volume of the lower groove 9 can be 0.15
  • the volume of the upper groove 14 can be 0.15 L.
  • Half of the volume is the volume of each groove.
  • the volume of the reaction chamber is not more than 0, preferably not less than 0.2 / z L to 0.3.
  • the reaction chamber is 3 L or less, the amount of the measuring reagent is very small, so the measuring reagent can be collected easily.
  • the volume of the reaction chamber is 0.3 L or more, the collection load of the measurement reagent, for example, the blood collection load in blood glucose level measurement increases.
  • An enzyme 18 is applied to the upper substrate 15 of the reaction chamber 17, and when the measurement reagent flows into the reaction chamber 17, an enzyme reaction or a biochemical reaction such as an antigen-antibody occurs.
  • the lower substrate 2 and the electrodes 3 and 4 of the reaction chamber 17 are coated with ferricyanium potassium 19, which is an electron mediator, and this ferricyanium potassium 19 is opposed to the enzyme 18 above at an interval.
  • ferricyanium potassium 19 is an electron mediator, and this ferricyanium potassium 19 is opposed to the enzyme 18 above at an interval.
  • enzyme 18 and ferricyanium potassium 19 are not mixed, the activity of enzyme 18 can be maintained over a long period of time. Since the volume of the reaction chamber 17 is as small as 0.3 L, it is important to keep the enzyme activity high in order to obtain accurate measurement results with a small amount of measurement reagent.
  • the capacity of ferricyanium potassium is also important.
  • the capacity of ferricyanium potassium 19 is VX O. 1 milligram. (mg) or more is required.
  • the amount of potassium ferricyanide is required to be 0.03 mg or more. If the amount of ferricyanium potassium above V X O. lmg is sufficient, it can sufficiently react with a small amount of measurement reagent, and an accurate measurement result can be obtained.
  • the dissolved state of ferricyanium potassium affects the measurement results when a small amount of measurement reagent is introduced.
  • the maximum diameter of the crystal grains of ferricyanite potassium must be 100 m or less in order for Felicyanite potassium to dissolve quickly and uniformly.
  • Potassium ferricyanide with fine crystal grains with a maximum diameter of 100 m or less can be dissolved quickly and uniformly even in a reaction chamber of 0.3 L or less, and accurate measurement results can be obtained.
  • the maximum diameter of the ferricyanium potassium crystal particles is 100 ⁇ m or more, the measurement results may be uneven, and the measurement time may be long. There is.
  • the maximum diameter of the crystal grains of ferricyanium potassium is 50 ⁇ m or less, the dissolution is uniformly performed with a very rapid force. Therefore, if it is 50 ⁇ m or less, it is more preferable.
  • potassium ferricyanide with a maximum diameter of 100 m or less or 50 m or less is applied by applying an aqueous solution containing ferricyanium potassium to the reaction chamber 17 and then subjecting it to freezing, heating, mixing with a poor solvent, etc. Can be produced.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a method for manufacturing a nanosensor chip according to the present invention.
  • FIG. 2A shows a lower portion 20 including the lower substrate 2 of the nano sensor chip 1. Attach electrodes 3 and 4 to lower substrate 2 by screen printing, etc., and attach lower spacer 5 via adhesive 6. An aqueous solution containing potassium ferricyanide 19 is applied to the lower groove portion 9 formed by the long spacer 7 and the short spacer 8. Thereafter, the lower portion 20 of the bisensor chip 1 is placed in a freezing device 21 to freeze the aqueous solution containing ferricyanium potassium 19.
  • the freezing temperature is preferably -20 ° C or lower.
  • the lower part 20 may be taken out of the freezer 12 and may be naturally dried or vacuum dried. In this manner, fine crystal particles of potassium ferricyanide can be precipitated by freeze-drying an aqueous solution containing potassium ferricyanide 19. After drying, when crystal grains of potassium ferricyanide 19 were measured, the maximum diameter was 100 m or less. In addition, what was rapidly frozen by the freezing apparatus 21 was measured to measure the ferricyan potassium crystal particles, and the maximum diameter was 50 / zm or less.
  • the upper portion 22 including the upper substrate 15 of the biosensor chip 1 is produced.
  • Adhesive 16 is applied to the upper substrate 15, and the upper spacer 11 is attached.
  • An aqueous solution containing enzyme 18 is applied to the upper groove 14 formed by the long spacer 12 and the short spacer 13. Clothed.
  • An example of the enzyme used is glucose oxidase (GOD).
  • the upper portion 20 and the lower portion 22 of the biosensor chip 1 are bonded together as shown in FIG.
  • the upper groove 9 and the lower groove 14 face each other to form a reaction chamber 17.
  • the reaction chamber 17 since the ferricyanide 19 and the enzyme 18 are arranged to face each other with a space between them, the enzyme 18 is not mixed with the potassium ferricyanide 19, so that the activity of the enzyme 18 can be maintained.
  • the reaction chamber 17 is formed with a volume of 0.3 L or less, and when the volume of the reaction chamber is V, VX O. lmg or more of Felicyan ⁇ 19 is accommodated, and the maximum diameter of crystal particles is 100 m or less
  • FIG. 3 shows another embodiment of the method for manufacturing a biosensor chip according to the present invention.
  • the same components as those in the biosensor chip shown in FIG. Then, the detailed explanation is omitted.
  • FIG. 3A shows a lower portion 20 including the lower substrate 2 of the biosensor chip 1.
  • the electrodes 3 and 4 are attached to the lower substrate 2 by screen printing or the like, and the lower spacer 5 is attached via the adhesive 6.
  • An aqueous solution containing ferricyanium potassium 19A is applied to the lower groove portion 9 formed by the long lower spacer 7 and the short lower spacer 8. Thereafter, the lower portion 20 of the nanosensor chip 1 including the lower substrate 2 is placed on the upper surface of the heating device 23 using the heating device 23.
  • the heating device 23 is activated and heats the aqueous solution containing the fricyanizing power lithium 19A to evaporate water.
  • the upper portion 20 of the biosensor 1 is removed from the heating device 23 and cooled.
  • fine crystal particles of potassium ferricyanide can be precipitated.
  • crystal grains of ferricyanium potassium 19A were measured, and the maximum diameter was 100 m or less.
  • the upper portion 22 including the upper substrate 15 of the biosensor chip 1 is produced.
  • Adhesive 16 is applied to the upper substrate 15, and the upper spacer 11 is attached.
  • An aqueous solution containing the enzyme 18 was applied to the upper groove portion 14 formed by the long upper spacer 12 and the short upper spacer 13.
  • An example of the enzyme used is glucose oxidase (GOD).
  • GOD glucose oxidase
  • reaction chamber 17 potassium ferricyanide 19A and enzyme 18 are placed facing each other with a force interval, so enzyme 18 does not mix with potassium ferricyanide 19A, so the activity of enzyme 18 can be maintained. .
  • the reaction chamber 17 is formed with a volume of 0.3 L or less. When the volume of the reaction chamber is V, ferricyanium potassium 19A of VX O. lmg or more is accommodated, and the maximum diameter of crystal particles is 100 m. O
  • FIG. 4 shows still another embodiment of the method for manufacturing a biosensor chip according to the present invention, and the same components as those in the biosensor chip shown in FIG. Detailed description thereof is omitted here.
  • FIG. 4A shows a lower portion 20 including the lower substrate 2 of the biosensor chip 1. Attach electrodes 3 and 4 to lower substrate 2 by screen printing, etc., and attach lower spacer 5 via adhesive 6. An aqueous solution containing ferricyanium potassium 19B is applied to the lower groove portion 9 formed by the long spacer 7 and the short spacer 8. Thereafter, ethanol, which is a poor solvent for potassium ferricyanide, is applied so as to be mixed with the aqueous solution. Then, due to the presence of ethanol, ferricyanium potassium is precipitated in a microcrystalline state.
  • ethanol which is a poor solvent for potassium ferricyanide
  • Such a method is known as a solvent reprecipitation method for precipitating microcrystals.
  • a heating device as shown in the embodiment of FIG. 3 is not necessary, and moisture can be evaporated at room temperature.
  • any solvent can be used as long as it dissolves well with water and is a poor solvent for potassium ferricyanide.
  • One example is acetone.
  • With the mixing of ethanol fine crystal grains of ferricyanium potassium 19B precipitate. After evaporation of the solvent, crystal grains of Felicyan ⁇ ⁇ ⁇ potassium 19B were measured, and the maximum diameter was 100 m or less.
  • the mixing ratio of water and ethanol was 1: 1 or more, when crystal grains of ferricyanide lithium 19B were measured, fine crystal grains with a maximum diameter of 50 m or less could be precipitated. .
  • the upper portion 22 including the upper substrate 15 of the biosensor chip 1 is produced.
  • Adhesive 16 is applied to the upper substrate 15, and the upper spacer 11 is attached.
  • An aqueous solution containing the enzyme 18 was applied to the upper groove portion 14 formed by the long upper spacer 12 and the short upper spacer 13.
  • An example of the enzyme used is glucose oxidase (GOD). wear.
  • the aqueous solution containing the enzyme 18 is dried, the upper portion 20 and the lower portion 22 of the biosensor chip 1 are bonded together with the adhesive 10 as shown in FIG.
  • the upper groove 9 and the lower groove 14 face each other to form a reaction chamber 17.
  • reaction chamber 17 potassium ferricyanide 19B and enzyme 18 are placed facing each other at an interval, so enzyme 18 does not mix with potassium ferricyanide 19B, so that the activity of enzyme 18 can be maintained.
  • the reaction chamber 17 is formed with a volume of 0.3 L or less, and when the volume of the reaction chamber is V, the capacity of VX O. lmg or more ferritic potassium 19B is accommodated, and the crystal grain size is 100 m or less. Met.
  • fine crystalline particles of potassium ferricyanide are obtained by subjecting potassium ferricyanide to a freezing treatment, a heat treatment, or a treatment mixed with a poor solvent. Can be deposited.
  • the maximum diameter of the crystal particle of this ferricyanium potassium, which is the electron mediator, can be reduced to 100 m or less, more preferably 50 m or less, so that a very small amount can be measured within the volume of the 0.3 L reaction chamber. It can be dissolved quickly and uniformly by a constant reagent, and an accurate measurement result can be obtained.
  • FIGS. 2 to 4 an example in which a biosensor chip is manufactured by bonding an upper portion including an upper substrate of a biosensor chip and a lower portion including a lower substrate to the present invention is shown.
  • the upper substrate and the lower substrate can be manufactured using separate upper and lower substrates without separate bodies.
  • FIG. 5 shows an example of manufacturing a biosensor chip using a single sheet substrate.
  • this biosensor chip 1A has one insulating sheet substrate 25, and the left side of this sheet substrate 25 is the lower substrate 2A. Long and short lower spacers 7 and 8 are arranged on the lower substrate 2A via two electrodes 3 and 4 and an adhesive.
  • a lower groove portion 9 is formed between the long and short lower spacers 7 and 8, and ferricyan potassium 19 (19A, 19B) is accommodated in the lower groove portion 9.
  • This potassium ferricyanide 19 (19A, 19B) is crystallized by freezing, heating or mixing with a poor solvent by subjecting an aqueous solution containing potassium ferricyanide 19 (19A, 19B) to the method shown in FIGS. Fine crystal particles with a maximum diameter of 100 m or less are deposited.
  • the right side of the insulating sheet substrate 25 is an upper substrate 15A, and long and short upper spacers 12 and 13 are disposed on the upper substrate 15A via an adhesive. Long and short upper spacer 12, 1 An upper groove portion 14 is formed between the three, and an enzyme is accommodated in the upper groove portion 14.
  • the method shown in FIG. 2 can be applied as an example of housing the enzyme.
  • this single insulating sheet substrate 25 is bent into a U-shape as shown in FIG. 5 (B), and the short spacers 8, 13 and the long spacers 7, 12 are bonded to each other. Laminate through 10.
  • the reaction chamber 17 is formed by the upper and lower grooves 9 and 14 facing each other.
  • ferritic potassium 19 (19A, 19B) and the enzyme are arranged to face each other at an interval, and the activity of the enzyme is maintained.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

 微量な測定試料で測定可能な小さな容積の反応室を有し、微細な結晶粒径のフェリシアン化カリウムを反応室内に配置し、迅速かつ正確に測定可能なバイオセンサチップ及びその製造方法を提供する。  バイオセンサチップ1は、下基板2上に電極3、4が配置され、更に下スペーサ5(7、8)が接着されている。上基板15は上スペーサ11(12、13)が接着されており、上下のスペーサ5、11が接着剤10により貼り合わされている。長短の下スペーサ7、8の間には下溝部9が形成され、長短の上スペーサ12、13の間には上溝部14が形成され、上下の溝部9、14により反応室17が形成される。反応室17の容積は0.3μLで、酵素18とフェリシアン化カリウムが間隔をあけて対向配置される。フェリシアン化カリウムの結晶粒径は100μm以下であり、その量は、反応室17の容積をVとすると、V×0.1mg以上である。

Description

明 細 書
バイオセンサチップ及びバイオセンサチップの製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、微量な測定試料により生化学反応を行うバイオセンサチップ及びバイオ センサチップの製造方法に関する。
背景技術
[0002] ノィォセンサチップは、測定対象となる微量の測定試料をバイオセンサチップ内の 反応室に導入し、この反応室内で微量の測定試料について酵素反応や抗原 抗体 反応等の生化学反応を起こし、この生化学反応により得られる情報にっ ヽて電極を 介して出力するセンサチップである。このバイオセンサチップは、生体のもつ優れた 分子識別機能を利用するものであり、微量の化学物質の迅速かつ簡便な測定を可 能にしたものである。例えば、血液中のグルコース量 (血糖値)や尿糖値を測定する 血糖値センサや尿糖値センサとして、糖尿病を自己管理し予防する家庭内健康診断 (セルフケア)等に使用可能である。
[0003] 従来のバイオセンサチップの一例として、特許文献 1に記載されたものが知られて いる。このバイオセンサチップは、図 6に示すように、酵素センサ 100において、電気 絶縁性基板 101上にストライプ状の 2本の電極カゝらなる電極系 102が備えられている 。電極系 102の一方端部側には、反応層 103が密着固定されており、この反応層 10 3には、電子メディエータの一例としてフェリシアンィ匕カリウムが含まれている。電極系 102の上面側には、窓 104を形成したマスク層 105が配置され、マスク層 105の上面 側に、検液吸入口 106を有したスぺーサ 107が配置され、更に、この上面側に保護 層 108が配置されている。従って、電気絶縁性基板 101、電極系 102、マスク層 105 、スぺーサ 107、保護層 108が積層して、酵素センサ 100が構成されている。
[0004] また、従来のバイオセンサチップの別な一例として、特許文献 2に記載されたものが 知られている。このバイオセンサストリップは、図 7に示すように、第 1電気絶縁体 200 上に支持電極 201及び対照電極 202が配置され、電極の上面側に第 2電気絶縁体 203が配置されている。このバイオセンサストリップには、切り抜き部分 204が設けら れており、この切り抜き部分 204の露出した支持電極 201上に試薬 205が収容され ている。試薬 205は、酵素及びフェリシアン化カリウムを含み、液体の生成試薬を切り 抜き部分 204の指示電極 201の表面に加えて乾燥させてある。尚、追加切抜き部分 206は、支持電極 201及び対照電極 202への電位差計の電気的接続を容易にする ために含められている。
[0005] 特許文献 1 :日本公開特許:特開 2001— 311712号公報
特許文献 2:日本公開特許:特表平 9 - 500727号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 近年のバイオセンサチップは、酵素や電子メディエータと測定試料とを混合'反応 する反応室の小容量ィ匕が望まれてきている。例えば、検査対象者の血液を測定試料 として血糖値を測定する場合、微量の血液を採取することで血糖値の測定が可能と なり、検査対象者の採血負担を極力軽減させることができる。バイオセンサチップの 反応室を小さくした際に、電子メディエータとしてフェリシアンィ匕カリウムを用いた場合 、フェリシアンィ匕カリウムの結晶粒径が問題となってくる。フェリシアン化カリウムを含 む混合水溶液をバイオセンサチップの反応室内に塗布して乾燥させると、フェリシア ン化カリウムが結晶化し易いため、大きな結晶粒径となる場合がある。結晶粒径の大 きなフェリシアンィ匕カリウム収容したバイオセンサチップを用いて、反応室に血液を流 入させていくと、フェリシアンィ匕カリウムの溶解が迅速に進行しなぐ正確に測定でき なくなる可能性がある。また、バイオセンサチップの反応室内に収容されたフェリシア ン化カリウムの粒径が大き 、ものと小さ 、ものとが混在して!/、る場合、フェリシアンィ匕 カリウムの溶解状態に差が生じ、測定値がばらつくことがある。更に、結晶粒径の大き なフェリシアンィ匕カリウムが反応室の流入口付近にまとまっていると、反応室に測定 試薬の血液が流入しに《なることが考えられる。
[0007] 本発明の目的は、微量な測定試料で測定可能な小さな容積の反応室を有し、微細 な結晶粒径のフェリシアンィ匕カリウムを反応室内に配置し、迅速かつ正確に測定可 能なノィォセンサチップ及びその製造方法を提供することにある。
課題を解決するための手段 [0008] 本発明に係るバイオセンサチップは、上下の基板と、前記上下の基板の少なくとも 一方の基板上に配置された少なくとも 2つの電極と、化学反応を行う反応室とを備え るバイオセンサチップであって、前記反応室内に収容される薬剤として少なくとも酵 素及びフェリシアンィ匕カリウムを含み、前記反応室の容積を V ( L)としたとき前記反 応室内に収容されるフェリシアン化カリウムの容量が VX O. l (mg)以上であって、前 記フェリシアンィ匕カリウムの結晶粒子の最大直径が 100 ( μ m)である。
[0009] また、本発明に係るバイオセンサチップは、前記フェリシアンィ匕カリウムの結晶粒子 の最大直径が 50 ( μ m)以下であることが望ま U、。
[0010] また、本発明に係るバイオセンサチップは、前記酵素と前記フェリシアンィ匕カリウム とが、前記反応室内で間隔をあけて収容されることが望ましい。
[0011] また、本発明に係るバイオセンサチップは、前記上下の基板が 1枚のシートからなり 、この 1枚のシートを折り曲げて上下の基板が形成されて 、ることが望ま 、。
[0012] また、本発明に係るバイオセンサチップの製造方法は、上下の基板を有し、上下の 基板の少なくとも一方の基板上に少なくとも 2つの電極を配置し、上下の基板間に化 学反応を行う反応室を形成するバイオセンサチップの製造方法であって、前記反応 室内に薬剤として少なくとも酵素及びフェリシアンィ匕カリウムを塗布する工程を含み、 前記反応室の容積を V ( L)としたとき前記反応室内に収容されるフェリシアンィ匕カ リウムの容量が V X O. l (mg)以上であって、前記フェリシアン化カリウムの結晶粒子 の最大直径が 100 ( μ m)以下となるように前記フェリシアンィ匕カリウムを凍結させるェ 程、加熱させる工程、貧溶媒と混合させる工程のいずれかの工程を採ることである。
[0013] また、本発明に係るバイオセンサチップの製造方法は、 1枚のシートを用い、この 1 枚のシートを折り曲げて上下の基板を形成することが望ま 、。
発明の効果
[0014] 本発明に係るバイオセンサチップ及びその製造方法によれば、微細な結晶粒子の フェリシアンィ匕カリウムを反応室内に配置しているので、微量な測定試料でもって、フ エリシアンィ匕カリウムを迅速かつ均一に溶解させ測定結果バラツキを抑えて正確に測 定することができる。
図面の簡単な説明 [0015] [図 1]図 1は本発明に係るバイオセンサチップであって、(A)は側面方向力もの説明 図、(B)は下基板と電極を示す説明図、(C)は反応室を拡大した図である。
[図 2]図 2はバイオセンサチップの製造方法を示す説明図であって、 (A)は下側部分 の説明図であり、(B)は上側部分の説明図であり、(C)は上側部分と下側部分とをあ わせた説明図である。
[図 3]図 3はバイオセンサチップの別な製造方法を示す説明図であって、 (A)は下側 部分の説明図であり、(B)は上側部分の説明図であり、(C)は上側部分と下側部分 とをあわせた説明図である。
[図 4]図 4はバイオセンサチップの更に別な製造方法を示す説明図であって、 (A)は 下側部分の説明図であり、(B)は上側部分の説明図であり、(C)は上側部分と下側 部分とをあわせた説明図である。
[図 5]図 5は 1枚の絶縁性基板シートを用いてバイオセンサチップを製造する方法を 示しており、(A)はシートを折り曲げる前の説明図であり、(B)はシートを折り曲げた 後の説明図である。
[図 6]図 6は従来のノィォセンサチップの一例を示す斜視図である。
[図 7]図 7は従来のバイオセンサチップの別な例を示す説明図である。
符号の説明
[0016] 1 バイオセンサ
2 下基板
3、 4 電極
5 下スぺーサ
6 接着剤
7 長い下スぺーサ
8 短い下スぺーサ
9 下溝部
10 接着剤
11 上スぺーサ
12 長い上スぺーサ 13 短い上スぺーサ
14 上溝部
15 上基板
16 接着剤
17 反応室
18 酵素
19、 19A, 19B フェリシアンィ匕カリウム
発明を実施するための最良の形態
[0017] 本発明に係るバイオセンサチップ及びバイオセンサチップの製造方法にっ 、て図 面を参照しながら以下に詳細に説明する。
[0018] 図 1は本発明に係るバイオセンサチップの実施形態の一例を示している。図 1 (A) に示すように、バイオセンサチップ 1は、絶縁性の下基板 2を有し、この下基板 2の上 面に 2本の電極 3、 4が間隔をおいて平行に配置されている(図 1 (B)参照)。電極 3、 4の上には下スぺーサ 5が接着剤 6を介して固定されている。この下スぺーサ 5は下 基板 2と略同じ幅 Wを有し、長!、下スぺーサ 7と短 、下スぺーサが間隔をお!/、て配置 され、これらの間に下溝部 9が形成されている。
[0019] 下スぺーサ 5の上には、接着剤 10を介して上スぺーサ 11が固定されている。この 上スぺーサ 11は、下スぺーサ 5と同じ大きさ、厚みを有しており、長い上スぺーサ 12 と短い上スぺーサ 13とが間隔をあけて配置され、これらの間に上溝部 14が形成され ている。上スぺーサ 11の上側には、上基板 15が接着剤 16を介して固定されている。 従って、このバイオセンサチップ 1は、下基板 2、電極 3、 4、下スぺーサ 5、上スぺー サ 11、上基板 15が積層して形成した構成となっている。この実施形態では、下基板 2と上基板 15とが別体となって構成されているが、一体に構成されていてもよい。す なわち、 1枚のシートを用い、シートをコ字状に折り曲げることで、下基板と上基板に 形成することができる。
[0020] 上下基板 2、 15と上下の長いスぺーサ 7、 12と上下の短いスぺーサ 8、 13で囲まれ たところが図 1 (C)に示すように、反応室 17となっている。この反応室 17は上溝部 9と 下溝部 14とが向かい合わさって形成されており、反応室 17の容積は 0. 3マイクロリツ トル L)以下に設定してある。一例として、反応室 17の容積を 0. 3 Lとした場合、 下溝部 9の容積が 0. 15 しで、上溝部 14の容積が 0. 15 Lとすることができ、反 応室 17の容積の半分をそれぞれの溝部の容積となっている。反応室の容積は、 0. 以下、好ましく ίま、 0. 2 /z L〜0. 3 カ望まし ヽ。容積力^). 3 L以下の反応 室であれば、測定試薬も微量なため、測定試薬の採取が容易に行う事ができる。反 応室の容積が 0. 3 L以上となると、測定試薬の採取負荷、例えば血糖値測定にお ける採血負荷が大きくなる。
[0021] 反応室 17の上基板 15のところには、酵素 18が塗布されており、反応室 17に測定 試薬が流入した際に酵素反応や抗原 抗体等の生化学反応がおこる。反応室 17の 下基板 2及び電極 3、 4のところには、電子メディエータであるフェリシアンィ匕カリウム 1 9が塗布されており、このフェリシアンィ匕カリウム 19は、上の酵素 18と間隔をあけて対 向して配置されている。酵素 18とフェリシアンィ匕カリウム 19とが混合していないため、 酵素 18の活性が長期間にわたり維持できる。反応室 17の容積が 0. 3 Lと非常に 小さいため、微量の測定試薬でもって正確な測定結果を得るためには、酵素の活性 は高く維持されることが重要となる。
[0022] また、正確な測定結果を得るためには、フェリシアンィ匕カリウムの容量も重要であり、 反応室 17の容積を Vとしたときに、フェリシアンィ匕カリウム 19の容量は V X O. 1ミリグ ラム (mg)以上であることが必要となる。一例として、反応室の容積が 0. 3 Lの場合 フェリシアン化カリウムの量は、 0. 03mg以上必要となる。上述の V X O. lmg以上の フェリシアンィ匕カリウムの量があれば、微量な測定試薬と充分に反応することができ 正確な測定結果を得ることができる。
[0023] 更に、 0. 3 L以下という非常に小さな容積をもつ反応室においては、微量の測定 試薬が導入された際にフェリシアンィ匕カリウムの溶解状態が測定結果に影響を及ぼ す。本発明に係るバイオセンサチップにおいて、フェリシアンィ匕カリウムが迅速かつ均 一に溶解するためには、フェリシアンィ匕カリウムの結晶粒子の最大直径が 100 m以 下であることが必要である。最大直径が 100 m以下と微細な結晶粒子のフェリシア ン化カリウムであれば、 0. 3 L以下の反応室内でも、迅速かつ均一に溶解すること ができ、正確な測定結果をえることができる。 [0024] フェリシアンィ匕カリウムの結晶粒子の最大直径が 100 μ m以上の大きさとなると、フ エリシアンィ匕カリウムが迅速に溶解しにくぐ測定結果にムラが生じることがあったり、 測定時間が長くかかることがある。また、フ リシアンィ匕カリウムの結晶粒子が大きいも のと小さいものとが混在している場合は、溶解状態にバラツキが生じ、正確な測定結 果が得にくいことがある。その為、フェリシアンィ匕カリウムの結晶粒子の最大直径が 50 μ m以下であれば、溶解が極めて迅速力る均一に行われるため、 50 μ m以下であ れば、更に好ましい。最大直径が 100 m以下或いは 50 m以下のフェリシアン化 カリウムは、一例として、フェリシアンィ匕カリウムを含む水溶液を反応室内 17に塗布後 、凍結処理、加熱処理や貧溶媒との混合処理等を施して作製することができる。
[0025] 次に本発明に係るバイオセンサチップの製造方法について説明する。図 2には、本 発明に係るノィォセンサチップの製造方法の一実施形態が示されており、図 1に示し たバイオセンサチップと同じ構成部材については、同じ符号を付与し、同じ構成部材 の詳細な説明はここでは省略する。図 2 (A)には、ノィォセンサチップ 1の下基板 2を 含む下側部分 20が示されている。下基板 2に電極 3、 4をスクリーン印刷等により貼り 付け、接着剤 6を介して下スぺーサ 5を貼り付ける。長いスぺーサ 7と短いスぺーサ 8 により形成された下溝部 9にフェリシアン化カリウム 19を含む水溶液を塗布する。その 後、このバイセンサチップ 1の下側部分 20を凍結装置 21内に配置し、フェリシアンィ匕 カリウム 19を含む水溶液を凍結する。凍結温度は— 20°C以下が好ましい。フエリシ アンィ匕カリウム 19が十分に凍結したら、凍結装置 12から下側部分 20を取り出し、自 然乾燥させる力、或いは、真空乾燥させてもよい。このように、フェリシアン化カリウム 1 9を含む水溶液を凍結 '乾燥させることでフェリシアンィ匕カリウムの微細な結晶粒子を 析出させることができる。乾燥後、フェリシアン化カリウム 19の結晶粒子を測定したと ころ、最大直径が 100 m以下であった。また、凍結装置 21により、急速冷凍したも のは、フェリシアンィ匕カリウムの結晶粒子を測定してみると、最大直径が 50 /z m以下 であった。
[0026] また、図 2 (B)に示すように、バイオセンサチップ 1の上基板 15を含む上側部分 22 を作製する。上基板 15に接着剤 16を塗布し、上スぺーサ 11を貼り付ける。長いスぺ ーサ 12と短 ヽスぺーサ 13により形成された上溝部 14に酵素 18を含む水溶液を塗 布した。使用した酵素の一例としては、グルコースォキシダーゼ (GOD)をあげること ができる。酵素 18を含む水溶液を乾燥させた後、バイオセンサチップ 1の上側部分 2 0と下側部分 22とを接着剤 10を介して図 2 (C)に示すように張り合わせる。上溝部 9と 下溝部 14とが向かい合い反応室 17が形成される。反応室 17では、フェリシアン化力 リウム 19と酵素 18とが間隔を空けて対向して配置されるため、酵素 18がフェリシアン 化カリウム 19と混ざり合わないので、酵素 18の活性が維持できる。反応室 17は、容 積が 0. 3 L以下に形成し、反応室の容積を Vとすると、 V X O. lmg以上のフエリシ アンィ匕カリウム 19が収容され、かつ、結晶粒子の最大直径が 100 m以下であった
[0027] 図 3には、本発明に係るバイオセンサチップの製造方法の別な実施形態を示して おり、図 1に示したバイオセンサチップと同じ構成部材については、同じ符号を付与 し、ここではその詳細な説明は省略する。図 3 (A)には、バイオセンサチップ 1の下基 板 2を含む下側部分 20が示されている。下基板 2に電極 3、 4をスクリーン印刷等によ り貼り付け、接着剤 6を介して下スぺーサ 5を貼り付ける。長い下スぺーサ 7と短い下 スぺーサ 8により形成された下溝部 9にフェリシアンィ匕カリウム 19Aを含む水溶液を塗 布する。その後、加熱装置 23を用い、下基板 2を含むノィォセンサチップ 1の下側部 分 20を加熱装置 23の上面に載置する。加熱装置 23が起動し、フ リシアン化力リウ ム 19Aを含む水溶液を加熱し、水分を蒸発させていく。水分が充分に蒸発したところ で、バイオセンサ 1の上側部分 20を加熱装置 23から取り出し、冷却する。このように、 フェリシアン化カリウム 19Aを含む水溶液を加熱することで、フェリシアン化カリウムの 微細な結晶粒子を析出させることができる。冷却後、フェリシアンィ匕カリウム 19Aの結 晶粒子を測定したところ、最大直径が 100 m以下であった。
[0028] 図 3 (B)に示すように、バイオセンサチップ 1の上基板 15を含む上側部分 22を作製 する。上基板 15に接着剤 16を塗布し、上スぺーサ 11を貼り付ける。長い上スぺーサ 12と短 ヽ上スぺーサ 13により形成された上溝部 14に酵素 18を含む水溶液を塗布し た。使用した酵素の一例としては、グルコースォキシダーゼ (GOD)をあげることがで きる。酵素 18を含む水溶液を乾燥させた後、バイオセンサチップ 1の上側部分 20と 下側部分 22とを接着剤 10を介して図 3 (C)に示すように張り合わせる。上溝部 9と下 溝部 14とが向かい合い反応室 17が形成される。反応室 17では、フェリシアン化カリ ゥム 19Aと酵素 18と力間隔を空けて対向して配置されるため、酵素 18がフェリシアン 化カリウム 19Aと混ざり合わないので、酵素 18の活性が維持できる。反応室 17は、 容積が 0. 3 L以下に形成し、反応室の容積を Vとすると、 V X O. lmg以上のフェリ シアンィ匕カリウム 19Aが収容され、かつ、結晶粒子の最大直径が 100 m以下であ つた o
[0029] 図 4には、本発明に係るバイオセンサチップの製造方法の更に別な実施形態を示 しており、図 1に示したバイオセンサチップと同じ構成部材については、同じ符号を付 与し、ここではその詳細な説明は省略する。図 4 (A)には、バイオセンサチップ 1の下 基板 2を含む下側部分 20が示されている。下基板 2に電極 3、 4をスクリーン印刷等 により貼り付け、接着剤 6を介して下スぺーサ 5を貼り付ける。長いスぺーサ 7と短いス ぺーサ 8により形成された下溝部 9にフェリシアンィ匕カリウム 19Bを含む水溶液を塗布 する。その後フェリシアン化カリウムにとって貧溶媒であるエタノールを該水溶液に混 合するように塗布する。そうすると、エタノールの存在により、フェリシアンィ匕カリウムが 微結晶の状態で析出する。このような手法は溶媒再沈法として微結晶を析出するた めに知られている手法である。エタノールを用いた場合は、図 3の実施形態に示すよ うな加熱装置が必要なくなり、常温にて水分を蒸発させることができる。また、エタノー ル以外でも、水と良く溶け合い、フェリシアンィ匕カリウムに対して貧溶媒であるもので あれば適用可能であり、一例としてアセトンをあげることができる。エタノールの混合 に伴い、フェリシアンィ匕カリウム 19Bの微細な結晶粒子が析出する。溶媒蒸発後、フ エリシアンィ匕カリウム 19Bの結晶粒子を測定したところ、最大直径が 100 m以下で あった。また、水とエタノールの混合比を 1 : 1以上としたものは、フェリシアン化力リウ ム 19Bの結晶粒子を測定してみると、最大直径が 50 m以下と微細な結晶粒子が 析出できた。
[0030] 図 4 (B)に示すように、バイオセンサチップ 1の上基板 15を含む上側部分 22を作製 する。上基板 15に接着剤 16を塗布し、上スぺーサ 11を貼り付ける。長い上スぺーサ 12と短 ヽ上スぺーサ 13により形成された上溝部 14に酵素 18を含む水溶液を塗布し た。使用した酵素の一例としては、グルコースォキシダーゼ (GOD)をあげることがで きる。酵素 18を含む水溶液を乾燥させた後、バイオセンサチップ 1の上側部分 20と 下側部分 22とを接着剤 10を介して図 4 (C)に示すように張り合わせる。上溝部 9と下 溝部 14とが向かい合い反応室 17が形成される。反応室 17では、フェリシアン化カリ ゥム 19Bと酵素 18とが間隔を空けて対向して配置されるため、酵素 18がフェリシアン 化カリウム 19Bと混ざり合わないので、酵素 18の活性が維持できる。反応室 17は、容 積が 0. 3 L以下に形成し、反応室の容積を Vとすると、 V X O. lmg以上のフエリシ アンィ匕カリウム 19Bが収容され、かつ、結晶粒径が 100 m以下であった。
[0031] 上述したように、本発明に係るバイオセンサチップの製造方法においては、フエリシ アン化カリウムを凍結処理や加熱処理或いは貧溶媒を混合した処理させることでフエ リシアンィ匕カリウムの微細な結晶粒子を析出させることができる。この電子メディエー タであるフェリシアンィ匕カリウムの結晶粒子の最大直径を 100 m以下に、更に好ま しくは、 50 m以下とすることができるので、 0. 3 Lの反応室の容積内で微量な測 定試薬により迅速かつ均一に溶解することができ、正確な測定結果が得られる。
[0032] 図 2から図 4に示す実施形態では、バイオセンサチップの上基板を含む上側部分と 下基板を含む下側部分とを張り合わせてバイオセンサチップを製造した例を示した 力 本発明に係るバイオセンサチップの製造方法では、上基板と下基板とを別体とす ることなく一体の上下の基板を用いて製造することができる。図 5には、 1枚のシート 基板を用いてバイオセンサチップを製造する一例が示されている。図 5 (A)に示すよ うに、このバイオセンサチップ 1Aは、 1枚の絶縁性シート基板 25を有し、このシート基 板 25の左側が下基板 2Aとなっている。この下基板 2A上に 2本の電極 3、 4及び接着 剤を介して長短の下スぺーサ 7、 8が配置されている。長短の下スぺーサ 7、 8の間に は下溝部 9が形成されており、この下溝部 9にフェリシアンィ匕カリウム 19 (19A, 19B) が収容されている。このフェリシアン化カリウム 19 (19A, 19B)は、上述の図 2〜図 4 に示す方法により、フェリシアン化カリウム 19 (19A, 19B)を含む水溶液を凍結処理 や加熱処理或いは貧溶媒との混合処理により、結晶粒子の最大直径が 100 m以 下の微細な結晶粒子を析出させて 、る。
[0033] 絶縁性シート基板 25の右側は、上基板 15Aとなっており、この上基板 15A上に接 着剤を介して長短の上スぺーサ 12、 13が配置されている。長短の上スぺーサ 12、 1 3の間には上溝部 14が形成されており、この上溝部 14内に酵素が収容されている。 酵素の収容の一例は図 2に示す方法が適用できる。その後、この 1枚の絶縁性シート 基板 25を図 5 (B)に示すように、コ字状に折り曲げていき、短いスぺーサどうし 8、 13 及び長いスぺーサどうし 7、 12を接着剤 10を介して張り合わせる。すると、上下の溝 部どうし 9、 14が向い合わさって反応室 17が形成される。反応室 17内では、フエリシ アンィ匕カリウム 19 (19A, 19B)と酵素とが間隔あけて対向して配置されており、酵素 の活性が維持される。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲 を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら かである。本出願は 2005年 10月 17日出願の日本特許出願 (特願 2005— 302330 )に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

請求の範囲
[1] 上下の基板と、前記上下の基板の少なくとも一方の基板上に配置された少なくとも 2つの電極と、化学反応を行う反応室とを備えるバイオセンサチップであって、 前記反応室内に収容される薬剤として少なくとも酵素及びフェリシアンィ匕カリウムを 含み、前記反応室の容積を V ( L)としたとき前記反応室内に収容されるフェリシア ン化カリウムの容量が V X O. l (mg)以上であって、前記フェリシアン化カリウムの結 晶粒子の最大直径が 100 ( μ m)であることを特徴とするノィォセンサチップ。
[2] 前記フェリシアンィ匕カリウムの結晶粒子の最大直径が 50 ( μ m)以下であることを特 徴とする請求項 1に記載のバイオセンサチップ。
[3] 前記酵素と前記フ リシアンィ匕カリウムとが、前記反応室内で間隔をあけて収容さ れることを特徴とする請求項 1又は 2に記載のバイオセンサチップ。
[4] 前記上下の基板が 1枚のシートからなり、この 1枚のシートを折り曲げて上下の基板 が形成されていることを特徴とする請求項 1〜3の何れか 1項に記載のバイオセンサ チップ。
[5] 上下の基板を有し、上下の基板の少なくとも一方の基板上に少なくとも 2つの電極 を配置し、上下の基板間に化学反応を行う反応室を形成するバイオセンサチップの 製造方法であって、
前記反応室内に薬剤として少なくとも酵素及びフェリシアン化カリウムを塗布するェ 程を含み、前記反応室の容積を V ( L)としたとき前記反応室内に収容されるフェリ シアン化カリウムの容量が VX O. l (mg)以上であって、前記フェリシアン化カリウム の結晶粒子の最大直径が 100 m)以下となるように前記フェリシアンィ匕カリウムを 凍結させる工程、加熱させる工程、貧溶媒と混合させる工程のいずれかの工程を採 ることを特徴とするノィォセンサチップの製造方法。
[6] 1枚のシートを用い、この 1枚のシートを折り曲げて上下の基板を形成することを特 徴とする請求項 5に記載のバイオセンサチップの製造方法。
PCT/JP2006/320569 2005-10-17 2006-10-16 バイオセンサチップ及びバイオセンサチップの製造方法 WO2007046334A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2006305299A AU2006305299A1 (en) 2005-10-17 2006-10-16 Biosensor chip and process for producing the same
US11/921,166 US20090020420A1 (en) 2005-10-17 2006-10-16 Biosensor Chip and Biosensor Chip Production Method
CA002610092A CA2610092A1 (en) 2005-10-17 2006-10-16 Biosensor chip and biosensor chip production method
EP06811833A EP1939612A1 (en) 2005-10-17 2006-10-16 Biosensor chip and process for producing the same
NO20074900A NO20074900L (no) 2005-10-17 2007-09-26 Biosensorbrikke og fremgangsmate ved fremstilling av denne

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-302330 2005-10-17
JP2005302330A JP2007113915A (ja) 2005-10-17 2005-10-17 バイオセンサチップ及びバイオセンサチップの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007046334A1 true WO2007046334A1 (ja) 2007-04-26

Family

ID=37962427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/320569 WO2007046334A1 (ja) 2005-10-17 2006-10-16 バイオセンサチップ及びバイオセンサチップの製造方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20090020420A1 (ja)
EP (1) EP1939612A1 (ja)
JP (1) JP2007113915A (ja)
KR (1) KR20080067571A (ja)
CN (1) CN101163964A (ja)
AU (1) AU2006305299A1 (ja)
CA (1) CA2610092A1 (ja)
NO (1) NO20074900L (ja)
RU (1) RU2007135620A (ja)
WO (1) WO2007046334A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4635258B2 (ja) * 2006-03-02 2011-02-23 独立行政法人産業技術総合研究所 バイオセンサー
CN101650331B (zh) * 2009-08-27 2012-09-05 无锡爱康生物科技有限公司 一种酶生物电化学传感芯片及其制备方法
CN101870452B (zh) * 2010-07-09 2012-09-19 上海交通大学 Mems金属丝生物微电极的制备方法
CN107543847A (zh) * 2017-08-29 2018-01-05 浙江大学 一种抗干扰电化学传感器及其测试方法
CN114441616B (zh) * 2021-12-30 2023-02-03 广州市赛特检测有限公司 一种新冠病毒生物探针在电化学生物传感器上的修饰方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0262952A (ja) * 1988-01-29 1990-03-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイオセンサ及びその製造方法
JP2003065997A (ja) * 2001-06-14 2003-03-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイオセンサ
JP2005233917A (ja) * 2003-07-25 2005-09-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology バイオセンサおよびその製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68924026T3 (de) * 1988-03-31 2008-01-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Biosensor und dessen herstellung.
CN100339702C (zh) * 2002-03-01 2007-09-26 松下电器产业株式会社 生物传感器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0262952A (ja) * 1988-01-29 1990-03-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイオセンサ及びその製造方法
JP2003065997A (ja) * 2001-06-14 2003-03-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイオセンサ
JP2005233917A (ja) * 2003-07-25 2005-09-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology バイオセンサおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2006305299A1 (en) 2007-04-26
EP1939612A1 (en) 2008-07-02
CA2610092A1 (en) 2007-04-26
CN101163964A (zh) 2008-04-16
KR20080067571A (ko) 2008-07-21
RU2007135620A (ru) 2009-03-27
JP2007113915A (ja) 2007-05-10
NO20074900L (no) 2008-07-17
US20090020420A1 (en) 2009-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4038575B2 (ja) バイオセンサ、バイオセンサ装置またはバイオセンサの保存方法
CN1222774C (zh) 包括集成的干燥剂的电化学测试片卡
US7022218B2 (en) Biosensor with interdigitated electrodes
EP2820143B1 (en) Test strip with stacked unidirectional contact pads
EP1301780A2 (en) Antioxidant sensor
AU2001276888A1 (en) Antioxidant sensor
WO2006132250A1 (ja) バイオセンサ及びバイオセンサセル
TW200831895A (en) Gel formation to reduce hematocrit sensitivity in electrochemical test
Jiang et al. Electrochemical cloth-based DNA sensors (ECDSs): A new class of electrochemical gene sensors
CA2716259A1 (en) Multi-analyte test strip with inline working electrodes and shared opposing counter/reference electrode
WO2007046334A1 (ja) バイオセンサチップ及びバイオセンサチップの製造方法
JP3881731B2 (ja) 酵素反応センサー及びその製造方法
WO2019176339A1 (ja) バイオセンサプローブ用保護膜材料
ITTO20120177A1 (it) Gruppo sensori flessibile e procedimento per la fabbricazione di un gruppo sensori flessibile
CN214622434U (zh) 一种电化学生物传感器
TW201407159A (zh) 具nad聚合輔酶的基於酶電化學之感測器
KR20160044504A (ko) 외팔보형 접점을 갖는 분석 검사 스트립
KR20160068824A (ko) 바이패스 전극을 갖는 바이오센서
JP4036384B2 (ja) バイオセンサの製造方法
KR20020091473A (ko) 대면형 다공성 전극을 포함하는 자가 시료채취 흐름계형바이오 센서
IL153584A (en) Antioxidant sensor

Legal Events

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

Ref document number: 200680013084.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2007135620

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 4255/CHENP/2007

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006811833

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006305299

Country of ref document: AU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020077023688

Country of ref document: KR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006305299

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20061016

Kind code of ref document: A

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006305299

Country of ref document: AU

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2610092

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11921166

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE