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JP2004004017A - Biosensor and manufacturing method of the biosensor - Google Patents

Biosensor and manufacturing method of the biosensor Download PDF

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JP2004004017A
JP2004004017A JP2003090008A JP2003090008A JP2004004017A JP 2004004017 A JP2004004017 A JP 2004004017A JP 2003090008 A JP2003090008 A JP 2003090008A JP 2003090008 A JP2003090008 A JP 2003090008A JP 2004004017 A JP2004004017 A JP 2004004017A
Authority
JP
Japan
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electrode system
insulating substrate
electrode
layer
resin layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003090008A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuzo Okumura
奥村 秀三
Masayasu Sakane
坂根 正恭
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.)
Nissha Printing Co Ltd
Original Assignee
Nissha Printing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissha Printing Co Ltd filed Critical Nissha Printing Co Ltd
Priority to JP2003090008A priority Critical patent/JP2004004017A/en
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  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biosensor in which can precisely and exactly measure, and to provide a manufacturing method of a biosensor in which liquid sample can surely be sucked inside a capillary. <P>SOLUTION: The biosensor includes an electrode system, consisting of at least measuring extreme and counter electrode prepared on an insulating substrate, spacers overlapped so that the part of the electrode system is made to face, and space is formed, a reactive reagent section in which the electrode system of area within space is formed on including insulating substrate, a cover plate overlapped by the spacers, and a capillary whose space surrounded by the insulating substrate, spacers and cover plate as a liquid sample passage. In the biosensor, a hydrophilic resin layer is formed over the entire face, in which the electrode system of the insulating substrate is formed, electroless plating plies or layers consisting of the electrode system is formed on this hydrophilic resin layer, and the hydrophilic resin layer is exposed to surroundings of pattern of the electrode system. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品分析、医療分析、環境分析等の分野において、微量の液体試料を用いて、その試料中の特定成分を精密且つ正確な測定が可能であるバイオセンサー及びバイオセンサーの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、バイオセンサーとしては、図8の分解斜視図に示すようなものがある。これは、ポリエチレンテレフタレートシート等の絶縁性基板1の上にスクリーン印刷により導電性ペーストを印刷して、端子部2,3を有する平面視略凸形状の測定極4および平面視略凹形状の対極5を膜状に形成している。さらに測定極4および対極5の接合部が縦方向に並ぶ帯状領域と測定極4および対極5の各端子部2,3の領域とを残して絶縁層6を印刷し、続いて上記絶縁層6に重ねるようにしてスペーサー7を配置し、該スペーサー7により形成された帯状の空間部8の測定極4および対極5上には、反応試薬組成物を塗布する等して反応試薬部9を形成している。そして、貫通穴11を有するカバー板10で覆うことにより絶縁性基板1とスペーサー7とカバー板10とで囲まれる空間部8が液体試料通路であるキャピラリーを形成している。
【0003】
測定時には、貫通穴11を介してキャピラリー内に毛細管吸引現象によって液体試料12が導入され(図9,図10参照)、反応試薬部9が溶解して酸化還元反応が起こる。このとき測定極4と対極5に、端子部2,3を介して電圧を印加すると、電流が得られ、液体試料12の成分等が測定される。
【0004】
また、前記のような電極系の作製において、導電性ペーストのスクリーン印刷によるパターン化に代え、絶縁性基板1上に導電膜を全面に形成し、この表面に刃物によって切れ込みを入れて、導電膜に溝13を形成し、測定極4と対極5、および端子部2,3を分割したものもある(図11参照)。この全面に形成した導電膜を溝13で分割するタイプのバイオセンサーにおいては、他に、導電膜を蒸着やスパッタリングあるいは金属箔を接着することにより全面形成するものもあり、その場合にはレーザー光線を照射して分割することも行なわれている。なお、図11に示すバイオセンサーの貫通穴11は空気穴として機能し、液体試料12は毛細管吸引現象によって帯状の空間部8側方よりキャピラリー内に導入される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成のみでは前記液体試料12をキャピラリーの入り口に点着させても吸引されない場合がある。特に血液を用いた場合には、血球や蛋白質、脂質などの成分によって液体試料12の粘性が高くなり、液抵抗が増大して毛細管吸引が進まない現象をもたらす。この様な液体試料12の吸引不良が生じた時には、測定値の精密度と正確度は信頼できず、測定者はこのバイオセンサーを廃棄して別の新しいバイオセンサーに交換する以外に対処の方法がなく、ユーザーに大きな負担をかける等の問題を有している。
【0006】
そこで、液体試料12をスムーズにキャピラリー内に導くために、スペーサー7により形成された帯状の空間部8に界面活性剤を分注することも行なわれているが、分注した時に空間部8全体に拡散せず十分に広く行き渡らない状態で乾燥してしまうこともあり、その場合にはやはり液体試料12の前記吸引不良が生じることになる。
【0007】
したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決することにあって、キャピラリー内に確実に液体試料を吸引することができ、精密且つ正確な測定が可能であるバイオセンサー及びバイオセンサーの製造方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、絶縁性基板上に設けた少なくとも測定極と対極とからなる電極系と、電極系の一部を臨ませて空間部を形成するように重ね合わされたスペーサーと、空間部域内の電極系を含む絶縁性基板上に形成した反応試薬部と、スペーサーに重ね合わされたカバー板とを有し、絶縁性基板とスペーサーとカバー板とで囲まれる空間部が液体試料通路であるキャピラリーを形成しているバイオセンサーにおいて、絶縁性基板の電極系が形成される面に親水性樹脂層が全面的に形成され、該親水性樹脂層上に無電解めっき層からなる電極系が形成され、電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層が露出しているように構成した。
【0009】
また、本発明は、絶縁性基板上に設けた少なくとも測定極と対極とからなる電極系と、電極系の一部を臨ませて空間部を形成するように重ね合わされたスペーサーと、空間部域内の電極系を含む絶縁性基板上に形成した反応試薬部と、スペーサーに重ね合わされたカバー板とを有し、絶縁性基板とスペーサーとカバー板とで囲まれる空間部が液体試料通路であるキャピラリーを形成しているバイオセンサーにおいて、
絶縁性基板の電極系が形成される面に親水性樹脂層が全面的に形成され、該親水性樹脂層上に無電解めっき層および電気めっき層が順次積層されてなる電極系が形成され、電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層が露出しているように構成した。
【0010】
また、本発明は、絶縁性基板上に少なくとも測定極と対極とからなる電極系を形成する工程、電極系の一部を臨ませて空間部を形成するようにスペーサーを重ね合わせる工程、空間部域内の電極系を含む絶縁性基板上に反応試薬部を形成する工程、スペーサーにカバー板を重ね合わせる工程とを有し、絶縁性基板とスペーサーとカバー板とで囲まれる空間部が液体試料通路であるキャピラリーになるように形成するバイオセンサーの製造方法において、電極系を形成する工程が、絶縁性基板上に親水性樹脂層を全面的に形成し、親水性樹脂層上に無電解めっき層を全面的に形成した後、無電解めっき層上にフォトリソグラフィにより所望のパターンのエッチングレジスト層を形成し、不要な部分の無電解めっき層をエッチングにより除去して電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層を露出させ、その後エッチングレジスト層を除去するものであるように構成した。
【0011】
また、本発明は、絶縁性基板上に少なくとも測定極と対極とからなる電極系を形成する工程、電極系の一部を臨ませて空間部を形成するようにスペーサーを重ね合わせる工程、空間部域内の電極系を含む絶縁性基板上に反応試薬部を形成する工程、スペーサーにカバー板を重ね合わせる工程とを有し、絶縁性基板とスペーサーとカバー板とで囲まれる空間部が液体試料通路であるキャピラリーになるように形成するバイオセンサーの製造方法において、電極系を形成する工程が、絶縁性基板上に親水性樹脂層を全面的に形成し、親水性樹脂層上に無電解めっき層および電気めっき層を全面的に順次積層した後、電気めっき層上にフォトリソグラフィにより所望のパターンのエッチングレジスト層を形成し、不要な部分の無電解めっき層および電気めっき層をエッチングにより除去して電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層を露出させ、その後エッチングレジスト層を除去するものであるように構成した。
【0012】
また、上記各構成において、親水性樹脂層が、ビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂のうちから選択された一つであるように構成した。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明に係るバイオセンサーの一実施例を示す分解斜視図、図2〜6は本発明に係るバイオセンサーにおける電極の形成工程の一実施例を示す断面図、図7は図1のバイオセンサーの部分断面図である。図中、1は絶縁性基板、2および3は端子部、4は測定極、5は対極、7はスペーサー、8は空間部、9は反応試薬部、10はカバー板、12は液体試料、14は無電解めっき層、15は親水性樹脂層、16はエッチングレジスト層、17は感光性レジスト膜をそれぞれ示す。
【0014】
本発明のバイオセンサーは、絶縁性基板1上に設けた少なくとも測定極4と対極5とからなる電極系と、電極系の一部を臨ませて空間部8を形成するように重ね合わされたスペーサー7と、空間部8域内の電極系を含む絶縁性基板1上に形成した反応試薬部9と、スペーサー7に重ね合わされたカバー板10とを有し、絶縁性基板1とスペーサー7とカバー板10とで囲まれる空間部が液体試料通路であるキャピラリーを形成するものであり、その特徴は、図1に示すように絶縁性基板1の電極系が形成される面に親水性樹脂層15が全面的に形成され、該親水性樹脂層15上に無電解めっき層14からなる電極系が形成され、電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層15が露出していることにある。この親水性樹脂層15の露出面により、本発明のバイオセンサーは液体試料12をスムーズにキャピラリー内に導くことができる。
【0015】
そして、このようなバイオセンサーを得るためには、次のようにする。
【0016】
まず、絶縁性基板1上に少なくとも測定極4と対極5とからなる電極系を形成する。具体的には、絶縁性基板1上に親水性樹脂層15を全面的に形成し、親水性樹脂層15上に無電解めっき層14を全面的に形成した後(図2参照)、無電解めっき層14上にフォトリソグラフィ(図3参照)により所望のパターンのエッチングレジスト層16を形成し、不要な部分の無電解めっき層14をエッチング(図4参照)により除去して電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層15を露出させ(図5参照)、その後エッチングレジスト層16を除去するのである(図6参照)。
【0017】
上記絶縁性基板1は、材質、厚さ等は特に限定されるものではないが、親水性樹脂層のコーティングが安価に行なえる点で、例えばポリエチレンテレフタレート等のプラスチックフィルムが使用できる。
【0018】
絶縁性基板1上に形成する樹脂層は、無電解めっきを密着よく形成するために親水性であることが必要である。加えて、エッチングにより不要な無電解めっき層14が除去されることにより最終的に親水性樹脂層15表面が露出してキャピラリーの一表面を形成するので(図7参照)、親水性であれば液体試料12との濡れがよい。したがって、後に界面活性剤を分注形成する必要がなく、しかも親水性樹脂層15が絶縁性基板1上に全面的に形成されているため、キャピラリー内に確実に液体試料12を吸引することができる。
【0019】
親水性樹脂層15に用いる親水性樹脂としては、ビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂などが適当である。たとえば、ビニルアルコール系樹脂としては、エチレン−ビニルアルコール共重合体、酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体などが好ましい。また、アクリル系樹脂としては、ポリヒドロキシエチルアクリレート、ポリヒドロキシプロピルアクリレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリメチロールアクリルアミドあるいはこれらの共重合体などが好ましい。また、セルロース系樹脂としては、ニトロセルロース、アセチルプロピルセルロース、アセチルブチルセルロースなどが好ましい。親水性樹脂層15の形成手段しては、親水性樹脂層15を絶縁性基板1上に全面的に形成可能な方法であれば特に限定されず、たとえばスピンコーティング、ロールコーティング、ディッピング、バーコーティング、ダイコーティングなどがある。
【0020】
上記無電解めっき層14の形成に際しては、まず親水性樹脂層15上に化学めっき用の無電解めっき核を形成する。具体的には、パラジウム触媒液などの化学めっき用触媒溶液に、親水性樹脂層15が形成された絶縁性基板1を浸漬させる。このようにして、化学めっき用触媒は親水性樹脂層15表面に吸着したり、親水性樹脂層15中に含浸したりして無電解めっき核となる。この無電解めっき核が形成された親水性樹脂層15を、無電解めっき液で処理することによって無電解めっき層14が形成される。無電解めっき層14として形成される金属の種類は特に限定されるものではなく、金、銀、銅、 ニッケル、白金、パラジウム、ロジウム等、無電解めっきが可能で電極として使用可能なものであればよい。また、電極としての特性を出すために必要な場合は、2種以上の金属を積層してめっきしてもよい。なお、化学めっき用触媒は、親水性樹脂層15を形成する際に上記親水性樹脂とともに溶剤に溶解又は分散させるようにしてもよい。
【0021】
また、無電解めっき層14の膜厚は0.1〜5μmの範囲が好ましい。膜厚が0.1μmより薄い場合は、導電性が悪かったり、膜が弱く容易に破損したりする恐れがある。膜厚が5μmより厚い場合は、金属材料が無駄であり、またエッチング精度を出すのが困難になる。短時間で所定膜厚を形成するために、無電解めっき膜の上にさらに電気めっきしてもよい。
【0022】
電極系を無電解めっき層14単独ではなく、その上に電気めっき層18が積層した構成とする場合、電極系の形成は次のようにする。具体的には、絶縁性基板1上に親水性樹脂層15を全面的に形成し、親水性樹脂層15上に無電解めっき層14および電気めっき層18を全面的に順次積層した後(図12参照)、電気めっき層18上にフォトリソグラフィ(図13参照)により所望のパターンのエッチングレジスト層16を形成し、不要な部分の無電解めっき層14および電気めっき層18をエッチング(図14参照)により除去して電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層15を露出させ(図15参照)、その後エッチングレジスト層16を除去するのである(図16参照)。
【0023】
電気めっき層18は、電気めっき液中で無電解めっき層14を正極として通電することによって形成される。電気めっき層18として形成される金属の種類は特に限定されるものではなく、金、銀、銅、 ニッケル、白金、パラジウム、ロジウム等、電気めっきが可能で電極として使用可能なものであればよい。また、電極としての特性を出すために必要な場合は、2種以上の金属を積層してめっきしてもよい。
【0024】
また、電気めっき層18の膜厚は、無電解めっき層14との総厚が0.5〜5μmの範囲が好ましい。0.5μmより薄い場合は、電気めっき層18を積層せずに無電解めっき層14のみでも充分短時間で所定膜厚を形成することができる。5μmより厚い場合は、金属材料が無駄であり、またエッチング精度を出すのが困難になる。
【0025】
フォトリソグラフィによるエッチングレジスト層16の形成は、光硬化型または光分解型の感光性レジスト膜17を無電解めっき層14上に塗装した後、マスクフィルムを重ねて露光した後、現像してマスクフィルムのパターンに対応したエッチングレジスト層16を形成する。なお、上記塗装は、一般の塗装法によるもの以外に、親水性樹脂層15及び無電解めっき層14を形成した絶縁性基板1を感光性電着液に浸漬して電着塗装してもよい。感光性レジスト膜17の材料としては、たとえばアクリル系、ポリビニルシンナメート系、合成ゴム系、ノボラック系などの光硬化型または光分解型の感光性レジスト材料を用いる。露光のために使用する光は、太陽光、水銀灯、キセノンランプ、アーク灯あるいはアルゴンレーザー等を光源とする光などを用いる。現像は、感光性レジスト膜17が光硬化型の場合、炭酸ソーダなどを現像液として使用することにより未硬化部分を選択的に除去することにより行なわれる。また、感光性レジスト膜17が光分解型の場合、メタケイ酸ソーダなどを現像液として使用することにより分解されている部分を選択的に除去することにより行なわれる。
【0026】
また、エッチングレジスト層16のパターンは、電極系のパターンに応じて形成される。なお、図1では測定極4と対極5のみの二電極系について示したが、参照電極を加えた三電極方式にすれば、より正確な測定が可能である。また、図1では電極系のパターンは、測定極4や対極5以外に端子部2,3を有するリード部も含んでいるが、これらリード部は銀ペースト等で別途設けるようにしてもよい。
【0027】
本発明における電極系をパターン化では、フォトリソグラフィにより形成したエッチングレジスト層16を用いてエッチングを行なうので、従来技術として示したスクリーン印刷にて電極系をパターン形成する場合や刃物による導電膜の分割にて電極系を形成する場合と比較してパターンの寸法精度やパターンエッジ部の直線性が良く、測定極の面積がばらついて測定精度が悪くなるということがない。スクリーン印刷にて電極系をパターン形成する場合、印刷層に液ダレや滲みが生じてパターンの寸法精度やパターンエッジ部の直線性が悪くなる。また、刃物による導電膜の分割にて電極系を形成する場合は、電極系のパターンが小さく複雑になると切れ込みを精度よく入れるのが困難となる上、刃物のストレスで切れ込み部のエッジが細かくひび割れる等してパターンエッジ部の直線性が悪くなる。なお、従来技術として示したレーザー加工法による導電膜の分割にて電極系を形成する場合は、測定極の面積のばらつきをかなり抑制することはできるが、耐熱性の点から基板の材質によっては使用できないため、やはり本発明のパターン化手段に劣る。
【0028】
上記エッチングに用いるエッチング液は、過硫酸アンモニウム、アンモニウム、塩化アンモニウムなどのアルカリエッチング液または塩化第二銅、塩化第二鉄、クロム酸/硫酸混液、過酸化水素水/硫酸混液などの酸性エッチング液などから無電解めっき層14および電気めっき層18の金属の種類により適宜選択する。たとえば、無電解めっき層14および電気めっき層18の金属がニッケルや銅などであれば、エッチング液として塩化第二鉄などを使用するとよい。また、エッチングレジスト層16の除去には、適宜の剥離剤、たとえばアセトン、メチレンクロライド、グリコールエーテル、これらの混合溶剤、またはこれらと水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ水溶液との混合液などの有機溶剤を用いる。
【0029】
以上のようにして絶縁性基板1上に少なくとも測定極4と対極5とからなる電極系を形成した後、電極系の一部を臨ませて空間部8を形成するようにスペーサー7を重ね合わせる。スペーサー7の材料としては、たとえば両面に粘着材層を形成したプラスチックフィルムやインキ層等を用いることができる。また、スペーサー7の厚みは空間部8の形状、濡れ性等に応じて適宜設定する。
【0030】
次いで、スペーサー7により形成された空間部8域内の電極系を含む絶縁性基板1上に反応試薬部9を形成する。反応試薬部は、反応試薬をディスペンサーで塗布したり、スクリーン印刷等の印刷で形成する。なお、反応試薬部の面積精度を保つために、まず、レジストや両面テープで一定面積の反応試薬形成部を規定してから、反応試薬を塗布又は印刷してもよい。また、スペーサー7を重ね合わせる前に反応試薬部9を形成してもよい。
【0031】
最後に、微量の液体試料12を確実に反応試薬部に導き分析するために、スペーサー7にカバー板10を重ね合わせ、絶縁性基板1とスペーサー7とカバー板10とで囲まれる空間部が液体試料通路であるキャピラリーになるように形成する。カバー板10としては、ポリエチレンテレフタレート、アセチルセルロース、アクリル、ポリカーボネート等のフィルムを用いるとよい。なお、図1に示すバイオセンサーでは、スペーサー7が2つの部品からなって液体試料12の吸引口とは反対側にも開口部を有する空間部8を形成するような形態をとっているが、スペーサー7が図11に示すような切り欠き形状の空間部を形成してもよく、その場合にはカバー板10に空気穴が設けられる。
【0032】
【実施例】
(実施例1) 厚さ250μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上全面に、エチレン−ビニルアルコール共重合体の1%水−n−プロピルアルコール混合溶液をディッピングにより塗布し、厚み0.5μmの親水性樹脂層を形成し、20分間風乾した。次に、18%ホルムアルデヒド水溶液に5分間浸漬して親水性樹脂層中の塩化パラジウムを還元してめっき核を形成し、水洗後、無電解銅めっきを行ない親水性樹脂層の表面に厚み1μmの銅の無電解めっき層を形成した。次に、無電解めっき層上にアクリル系の光硬化型感光性レジスト材料を塗布して感光性レジスト膜を形成した後、マスクフィルムを重ねて露光した後、現像して測定極と対極とからなる電極パターンのエッチングレジスト層を形成した。次いで、10%の塩化第二銅溶液で非レジスト部の不要な銅をエッチング除去して電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層を露出させた。また、エッチングレジスト層はエッチング後、アセトンに浸漬することにより全て除去した。さらに、各電極の一部を臨ませて空間部を形成するように厚さ0.2mmの粘着材付ポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り合せることによりスペーサーを重ね合わせた。空間部域内の電極系を含む絶縁性基板上には反応試薬液をディスペンサーを用いて分注し、反応試薬部を形成した。最後に、厚さ0.1mmのアクリルフィルムをカバー板としてスペーサーに重ね合わせて接着し、バイオセンサーを得た。
【0033】
(実施例2) 銅の無電解めっき層の厚みを0.2μmとし、感光性レジスト膜を形成する前に、4μmの銅の電気めっき層を形成したこと以外は実施例1と同様とした。
【0034】
上記実施例1や実施例2の方法により複数のバイオセンサーを製造し、液体試料として血液を用い、各バイオセンサーでグルコース濃度の測定を行なったところ、ロット間で測定結果のばらつきがなかった。
【0035】
【発明の効果】
本発明のバイオセンサー及びバイオセンサーの製造方法は、以上のとおりの構成を有するので、次のような優れた効果を奏する。
【0036】
すなわち、絶縁性基板の電極系が形成される面に親水性樹脂層が全面的に形成され、該親水性樹脂層上に無電解めっき層からなる電極系、あるいは無電解めっき層および電気めっき層が順次積層されてなる電極系が形成され、電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層が露出しているため、キャピラリー内に確実に液体試料を吸引することができる。したがって、精密且つ正確な測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るバイオセンサーの一実施例を示す分解斜視図である。
【図2】本発明に係るバイオセンサーにおける電極の形成工程の一実施例を示す断面図である。
【図3】本発明に係るバイオセンサーにおける電極の形成工程の一実施例を示す断面図である。
【図4】本発明に係るバイオセンサーにおける電極の形成工程の一実施例を示す断面図である。
【図5】本発明に係るバイオセンサーにおける電極の形成工程の一実施例を示す断面図である。
【図6】本発明に係るバイオセンサーにおける電極の形成工程の一実施例を示す断面図である。
【図7】図1のバイオセンサーの部分断面図である。
【図8】バイオセンサーの一般的形態を示す分解斜視図である。
【図9】図8のバイオセンサーにおける液体試料の導入を説明する斜視図である。
【図10】図8のバイオセンサーにおける液体試料の導入を説明する断面図である。
【図11】導電膜を溝により分割して電極を形成したバイオセンサーの例を示す分解斜視図である。
【図12】本発明に係るバイオセンサーにおける電極の形成工程の一実施例を示す断面図である。
【図13】本発明に係るバイオセンサーにおける電極の形成工程の一実施例を示す断面図である。
【図14】本発明に係るバイオセンサーにおける電極の形成工程の一実施例を示す断面図である。
【図15】本発明に係るバイオセンサーにおける電極の形成工程の一実施例を示す断面図である。
【図16】本発明に係るバイオセンサーにおける電極の形成工程の一実施例を示す断面図である
【符号の説明】
1 絶縁性基板
2 端子部
3 端子部
4 測定極
5 対極
6 絶縁層
7 スペーサー
8 空間部
9 反応試薬部
10 カバー板
11 貫通穴
12 液体試料
13 溝
14 無電解めっき層
15 親水性樹脂層
16 エッチングレジスト層
17 感光性レジスト膜
18 電気めっき層
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a biosensor and a biosensor manufacturing method capable of accurately and accurately measuring a specific component in a small amount of a liquid sample in fields such as food analysis, medical analysis, and environmental analysis. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a biosensor as shown in an exploded perspective view of FIG. This is because a conductive paste is printed by screen printing on an insulating substrate 1 such as a polyethylene terephthalate sheet or the like, and a measurement electrode 4 having terminals 2 and 3 having a substantially convex shape in plan view and a counter electrode having a substantially concave shape in plan view. 5 is formed in a film shape. Further, an insulating layer 6 is printed leaving a strip-shaped region where the junctions of the measuring electrode 4 and the counter electrode 5 are arranged in the vertical direction and regions of the terminal portions 2 and 3 of the measuring electrode 4 and the counter electrode 5. A spacer 7 is disposed so as to overlap with the above, and a reaction reagent composition 9 is formed on the measurement electrode 4 and the counter electrode 5 of the strip-shaped space 8 formed by the spacer 7 by applying a reaction reagent composition or the like. are doing. Then, by covering with a cover plate 10 having a through hole 11, a space 8 surrounded by the insulating substrate 1, the spacer 7 and the cover plate 10 forms a capillary as a liquid sample passage.
[0003]
At the time of measurement, the liquid sample 12 is introduced into the capillary via the through hole 11 by a capillary suction phenomenon (see FIGS. 9 and 10), and the reaction reagent section 9 dissolves to cause an oxidation-reduction reaction. At this time, when a voltage is applied to the measurement electrode 4 and the counter electrode 5 via the terminals 2 and 3, a current is obtained, and the components and the like of the liquid sample 12 are measured.
[0004]
Further, in the production of the electrode system as described above, instead of patterning the conductive paste by screen printing, a conductive film is formed on the entire surface of the insulating substrate 1, and a cut is made on the surface with a blade to form the conductive film. There is also a structure in which the measurement electrode 4 and the counter electrode 5 and the terminal portions 2 and 3 are divided (FIG. 11). In the biosensor of the type in which the conductive film formed on the entire surface is divided by the groove 13, there is also a biosensor in which the conductive film is formed on the entire surface by vapor deposition, sputtering, or bonding a metal foil. Irradiation and division are also performed. The through-hole 11 of the biosensor shown in FIG. 11 functions as an air hole, and the liquid sample 12 is introduced into the capillary from the side of the band-shaped space 8 by a capillary suction phenomenon.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the above configuration alone, there is a case where the liquid sample 12 is not sucked even if it is spotted on the entrance of the capillary. In particular, when blood is used, the viscosity of the liquid sample 12 is increased by components such as blood cells, proteins, and lipids, causing a phenomenon in which the liquid resistance increases and capillary suction does not proceed. When such a suction failure of the liquid sample 12 occurs, the precision and accuracy of the measured value are not reliable, and the measurer must take measures other than discarding this biosensor and replacing it with another new biosensor. Therefore, there is a problem that a heavy burden is imposed on the user.
[0006]
In order to smoothly guide the liquid sample 12 into the capillary, a surfactant is dispensed into the band-shaped space 8 formed by the spacer 7. There is also a case where the liquid sample 12 is not sufficiently diffused and is not sufficiently widened and dried, and in such a case, the suction failure of the liquid sample 12 also occurs.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and a method of manufacturing a biosensor and a biosensor capable of accurately sucking a liquid sample into a capillary and performing precise and accurate measurement. Is provided.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has an electrode system including at least a measurement electrode and a counter electrode provided on an insulating substrate, and is overlapped so as to form a space by partially facing the electrode system. It has a spacer, a reaction reagent portion formed on an insulating substrate including an electrode system in a space area, and a cover plate superimposed on the spacer, and a space surrounded by the insulating substrate, the spacer, and the cover plate. In a biosensor forming a capillary as a liquid sample passage, a hydrophilic resin layer is entirely formed on a surface of an insulating substrate on which an electrode system is formed, and an electroless plating layer is formed on the hydrophilic resin layer. The electrode system was formed such that the hydrophilic resin layer was exposed around the pattern of the electrode system.
[0009]
Further, the present invention provides an electrode system comprising at least a measurement electrode and a counter electrode provided on an insulating substrate, a spacer overlapped so as to form a space by partially facing the electrode system, and a space inside the space. A reaction reagent portion formed on an insulating substrate including the electrode system of (1) and a cover plate overlaid on a spacer, and a space surrounded by the insulating substrate, the spacer, and the cover plate is a liquid sample passage. In the biosensor forming
A hydrophilic resin layer is entirely formed on the surface of the insulating substrate on which the electrode system is formed, and an electrode system is formed by sequentially laminating an electroless plating layer and an electroplating layer on the hydrophilic resin layer, The structure was such that the hydrophilic resin layer was exposed around the electrode system pattern.
[0010]
Further, the present invention provides a step of forming an electrode system comprising at least a measurement electrode and a counter electrode on an insulating substrate, a step of overlapping spacers so as to form a space partly facing the electrode system, Forming a reaction reagent portion on an insulating substrate including an electrode system in the region, and laminating a cover plate on a spacer, wherein a space surrounded by the insulating substrate, the spacer, and the cover plate is a liquid sample passage. In the method of manufacturing a biosensor formed to be a capillary, the step of forming an electrode system includes forming an entire surface of a hydrophilic resin layer on an insulating substrate, and forming an electroless plating layer on the hydrophilic resin layer. After forming the entire surface, an etching resist layer of a desired pattern is formed on the electroless plating layer by photolithography, and unnecessary portions of the electroless plating layer are removed by etching. Around the pattern of the electrode system to expose the hydrophilic resin layer, followed by configured it is to remove the etching resist layer.
[0011]
Further, the present invention provides a step of forming an electrode system comprising at least a measurement electrode and a counter electrode on an insulating substrate, a step of overlapping spacers so as to form a space partly facing the electrode system, Forming a reaction reagent portion on an insulating substrate including an electrode system in the region, and laminating a cover plate on a spacer, wherein a space surrounded by the insulating substrate, the spacer, and the cover plate is a liquid sample passage. In the method of manufacturing a biosensor formed to be a capillary, the step of forming an electrode system includes forming an entire surface of a hydrophilic resin layer on an insulating substrate, and forming an electroless plating layer on the hydrophilic resin layer. And after sequentially laminating the entire surface of the electroplating layer, an etching resist layer of a desired pattern is formed on the electroplating layer by photolithography, and an unnecessary portion of the electroless plating layer and Care plating layer around the pattern of the electrode system is removed by etching to expose the hydrophilic resin layer, followed by configured it is to remove the etching resist layer.
[0012]
In each of the above configurations, the hydrophilic resin layer is configured to be one selected from a vinyl alcohol resin, an acrylic resin, and a cellulose resin.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing one embodiment of the biosensor according to the present invention, FIGS. 2 to 6 are cross-sectional views showing one embodiment of an electrode forming process in the biosensor according to the present invention, and FIG. It is a partial sectional view of a biosensor. In the figure, 1 is an insulating substrate, 2 and 3 are terminal portions, 4 is a measurement electrode, 5 is a counter electrode, 7 is a spacer, 8 is a space portion, 9 is a reaction reagent portion, 10 is a cover plate, 12 is a liquid sample, Reference numeral 14 denotes an electroless plating layer, 15 denotes a hydrophilic resin layer, 16 denotes an etching resist layer, and 17 denotes a photosensitive resist film.
[0014]
The biosensor of the present invention includes an electrode system provided on the insulating substrate 1 and including at least the measurement electrode 4 and the counter electrode 5, and a spacer overlapped so as to form a space 8 with a part of the electrode system facing the electrode system. 7, a reaction reagent portion 9 formed on the insulating substrate 1 including the electrode system in the space 8, and a cover plate 10 superposed on the spacer 7, and the insulating substrate 1, the spacer 7, and the cover plate The space surrounded by 10 forms a capillary which is a liquid sample passage. The feature of the capillary is that a hydrophilic resin layer 15 is formed on the surface of the insulating substrate 1 on which the electrode system is formed as shown in FIG. An electrode system composed of the electroless plating layer 14 is formed on the entire surface of the hydrophilic resin layer 15, and the hydrophilic resin layer 15 is exposed around the electrode system pattern. By the exposed surface of the hydrophilic resin layer 15, the biosensor of the present invention can guide the liquid sample 12 smoothly into the capillary.
[0015]
In order to obtain such a biosensor, the following is performed.
[0016]
First, an electrode system including at least the measurement electrode 4 and the counter electrode 5 is formed on the insulating substrate 1. Specifically, after the hydrophilic resin layer 15 is entirely formed on the insulating substrate 1 and the electroless plating layer 14 is entirely formed on the hydrophilic resin layer 15 (see FIG. 2), An etching resist layer 16 having a desired pattern is formed on the plating layer 14 by photolithography (see FIG. 3), and unnecessary portions of the electroless plating layer 14 are removed by etching (see FIG. 4) to form an electrode pattern. The hydrophilic resin layer 15 is exposed to the periphery (see FIG. 5), and then the etching resist layer 16 is removed (see FIG. 6).
[0017]
The material, thickness and the like of the insulating substrate 1 are not particularly limited, but a plastic film such as polyethylene terephthalate can be used because the hydrophilic resin layer can be coated at low cost.
[0018]
The resin layer formed on the insulating substrate 1 needs to be hydrophilic in order to form electroless plating with good adhesion. In addition, since the unnecessary electroless plating layer 14 is removed by etching, the surface of the hydrophilic resin layer 15 is finally exposed to form one surface of the capillary (see FIG. 7). Good wetting with the liquid sample 12. Therefore, it is not necessary to dispense and form a surfactant later, and since the hydrophilic resin layer 15 is formed entirely on the insulating substrate 1, the liquid sample 12 can be reliably sucked into the capillary. it can.
[0019]
As the hydrophilic resin used for the hydrophilic resin layer 15, a vinyl alcohol resin, an acrylic resin, a cellulose resin, or the like is appropriate. For example, as the vinyl alcohol-based resin, an ethylene-vinyl alcohol copolymer, a vinyl acetate-vinyl alcohol copolymer, or the like is preferable. In addition, as the acrylic resin, polyhydroxyethyl acrylate, polyhydroxypropyl acrylate, polyhydroxyethyl methacrylate, polyhydroxypropyl methacrylate, polyacrylamide, polymethylolacrylamide, or a copolymer thereof is preferable. Further, as the cellulosic resin, nitrocellulose, acetylpropylcellulose, acetylbutylcellulose and the like are preferable. Means for forming the hydrophilic resin layer 15 is not particularly limited as long as the hydrophilic resin layer 15 can be entirely formed on the insulating substrate 1. For example, spin coating, roll coating, dipping, bar coating , Die coating and the like.
[0020]
In forming the electroless plating layer 14, first, an electroless plating nucleus for chemical plating is formed on the hydrophilic resin layer 15. Specifically, the insulating substrate 1 on which the hydrophilic resin layer 15 is formed is immersed in a chemical plating catalyst solution such as a palladium catalyst solution. In this way, the chemical plating catalyst is adsorbed on the surface of the hydrophilic resin layer 15 or impregnated in the hydrophilic resin layer 15 to form an electroless plating nucleus. The electroless plating layer 14 is formed by treating the hydrophilic resin layer 15 with the electroless plating nucleus formed thereon with an electroless plating solution. The type of metal formed as the electroless plating layer 14 is not particularly limited, and may be gold, silver, copper, nickel, platinum, palladium, rhodium, or the like, which can be electrolessly plated and used as an electrode. Just fine. Further, if necessary to obtain characteristics as an electrode, two or more kinds of metals may be laminated and plated. The chemical plating catalyst may be dissolved or dispersed in a solvent together with the hydrophilic resin when forming the hydrophilic resin layer 15.
[0021]
The thickness of the electroless plating layer 14 is preferably in the range of 0.1 to 5 μm. If the thickness is less than 0.1 μm, the conductivity may be poor, or the film may be weak and easily damaged. If the thickness is more than 5 μm, the metal material is wasted, and it is difficult to achieve high etching accuracy. In order to form a predetermined thickness in a short time, electroplating may be further performed on the electroless plating film.
[0022]
When the electrode system is not the electroless plating layer 14 alone but has an electroplating layer 18 laminated thereon, the electrode system is formed as follows. Specifically, after the hydrophilic resin layer 15 is entirely formed on the insulating substrate 1 and the electroless plating layer 14 and the electroplating layer 18 are sequentially laminated on the entire surface of the hydrophilic resin layer 15 (see FIG. 12), an etching resist layer 16 having a desired pattern is formed on the electroplating layer 18 by photolithography (see FIG. 13), and unnecessary portions of the electroless plating layer 14 and the electroplating layer 18 are etched (see FIG. 14). ) To expose the hydrophilic resin layer 15 around the electrode pattern (see FIG. 15), and then remove the etching resist layer 16 (see FIG. 16).
[0023]
The electroplating layer 18 is formed by energizing the electroless plating layer 14 in an electroplating solution using the electroless plating layer 14 as a positive electrode. The type of metal formed as the electroplating layer 18 is not particularly limited, and may be gold, silver, copper, nickel, platinum, palladium, rhodium, or the like as long as it can be electroplated and can be used as an electrode. . Further, if necessary to obtain characteristics as an electrode, two or more kinds of metals may be laminated and plated.
[0024]
Further, the total thickness of the electroplating layer 18 and the electroless plating layer 14 is preferably in the range of 0.5 to 5 μm. When the thickness is smaller than 0.5 μm, the predetermined film thickness can be formed in a sufficiently short time only by the electroless plating layer 14 without laminating the electroplating layer 18. If the thickness is more than 5 μm, the metal material is wasted, and it is difficult to improve the etching accuracy.
[0025]
The formation of the etching resist layer 16 by photolithography is performed by coating a photocurable or photodecomposable photosensitive resist film 17 on the electroless plating layer 14, superposing and exposing a mask film, and developing the mask film. The etching resist layer 16 corresponding to the above pattern is formed. The above-mentioned coating may be performed by a general coating method. Alternatively, the insulating substrate 1 on which the hydrophilic resin layer 15 and the electroless plating layer 14 are formed may be immersed in a photosensitive electrodeposition solution for electrodeposition coating. . As the material of the photosensitive resist film 17, for example, a photo-curable or photo-decomposable photosensitive resist material such as acrylic, polyvinyl cinnamate, synthetic rubber, and novolak is used. As light used for exposure, light from a sunlight, a mercury lamp, a xenon lamp, an arc lamp, an argon laser, or the like is used. When the photosensitive resist film 17 is a photo-curing type, development is performed by selectively removing uncured portions by using sodium carbonate or the like as a developing solution. When the photosensitive resist film 17 is of a photo-decomposable type, the photo-resist is performed by selectively removing the decomposed portion by using sodium metasilicate as a developing solution.
[0026]
The pattern of the etching resist layer 16 is formed according to the pattern of the electrode system. Although FIG. 1 shows a two-electrode system including only the measurement electrode 4 and the counter electrode 5, more accurate measurement is possible by using a three-electrode system including a reference electrode. Further, in FIG. 1, the electrode system pattern includes a lead having terminals 2 and 3 in addition to the measurement electrode 4 and the counter electrode 5, but these leads may be separately provided with silver paste or the like.
[0027]
In the patterning of the electrode system according to the present invention, the etching is performed using the etching resist layer 16 formed by photolithography. As compared with the case where an electrode system is formed, the dimensional accuracy of the pattern and the linearity of the pattern edge are better, and the measurement accuracy does not deteriorate due to the variation of the area of the measurement electrode. When the electrode system is patterned by screen printing, liquid dripping or bleeding occurs in the printed layer, and the dimensional accuracy of the pattern and the linearity of the pattern edge part deteriorate. In addition, when the electrode system is formed by dividing the conductive film with a blade, if the pattern of the electrode system is small and complicated, it is difficult to make a cut accurately, and the edge of the cut portion is finely cracked by the stress of the blade. As a result, the linearity of the pattern edge portion deteriorates. In the case where the electrode system is formed by dividing the conductive film by the laser processing method shown as a conventional technique, variation in the area of the measurement electrode can be considerably suppressed, but depending on the material of the substrate from the viewpoint of heat resistance. Since it cannot be used, it is still inferior to the patterning means of the present invention.
[0028]
The etching solution used for the above etching is an alkali etching solution such as ammonium persulfate, ammonium and ammonium chloride, or an acidic etching solution such as cupric chloride, ferric chloride, a mixed solution of chromic acid / sulfuric acid, and a mixed solution of hydrogen peroxide / sulfuric acid. Is appropriately selected depending on the type of metal of the electroless plating layer 14 and the electroplating layer 18. For example, if the metal of the electroless plating layer 14 and the electroplating layer 18 is nickel or copper, ferric chloride or the like may be used as an etchant. To remove the etching resist layer 16, an appropriate release agent such as acetone, methylene chloride, glycol ether, a mixed solvent thereof, or a mixed solution thereof with an aqueous alkali solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or the like is used. Use an organic solvent.
[0029]
After the electrode system including at least the measurement electrode 4 and the counter electrode 5 is formed on the insulating substrate 1 as described above, the spacer 7 is overlapped so as to form a space 8 with a part of the electrode system facing. . As a material of the spacer 7, for example, a plastic film or an ink layer having an adhesive layer formed on both surfaces can be used. The thickness of the spacer 7 is appropriately set according to the shape of the space 8, wettability, and the like.
[0030]
Next, the reaction reagent section 9 is formed on the insulating substrate 1 including the electrode system in the space 8 formed by the spacer 7. The reaction reagent section is formed by applying a reaction reagent with a dispenser or by printing such as screen printing. In order to maintain the area accuracy of the reaction reagent section, first, a reaction reagent formation section having a certain area may be defined with a resist or a double-sided tape, and then the reaction reagent may be applied or printed. Further, the reaction reagent section 9 may be formed before the spacers 7 are overlapped.
[0031]
Finally, a cover plate 10 is superimposed on the spacer 7 in order to surely guide the small amount of the liquid sample 12 to the reaction reagent portion for analysis, and the space surrounded by the insulating substrate 1, the spacer 7 and the cover plate 10 is a liquid. It is formed to be a capillary which is a sample passage. As the cover plate 10, a film of polyethylene terephthalate, acetyl cellulose, acrylic, polycarbonate, or the like may be used. In the biosensor shown in FIG. 1, the spacer 7 is formed of two parts and forms a space 8 having an opening also on the side opposite to the suction port of the liquid sample 12. The spacer 7 may form a notched space as shown in FIG. 11, in which case the cover plate 10 is provided with an air hole.
[0032]
【Example】
(Example 1) A 1% water-n-propyl alcohol mixed solution of an ethylene-vinyl alcohol copolymer was applied by dipping on the entire surface of a 250 μm-thick polyethylene terephthalate film to form a 0.5 μm-thick hydrophilic resin layer. Formed and air dried for 20 minutes. Next, it is immersed in an aqueous 18% formaldehyde solution for 5 minutes to reduce palladium chloride in the hydrophilic resin layer to form a plating nucleus. After washing with water, electroless copper plating is performed to form a 1 μm thick layer on the surface of the hydrophilic resin layer. A copper electroless plating layer was formed. Next, after applying an acrylic photocurable photosensitive resist material on the electroless plating layer to form a photosensitive resist film, exposing and exposing a mask film, developing and developing the measurement electrode and the counter electrode. An etching resist layer having an electrode pattern was formed. Next, unnecessary copper in the non-resist part was removed by etching with a 10% cupric chloride solution to expose the hydrophilic resin layer around the electrode pattern. After the etching, the etching resist layer was completely removed by dipping in acetone. Further, a spacer was overlapped by bonding a polyethylene terephthalate film with an adhesive having a thickness of 0.2 mm so as to form a space portion so as to face a part of each electrode. The reaction reagent solution was dispensed using a dispenser on the insulating substrate including the electrode system in the space area to form a reaction reagent section. Finally, an acrylic film having a thickness of 0.1 mm as a cover plate was overlaid and adhered to the spacer to obtain a biosensor.
[0033]
(Example 2) The same procedure as in Example 1 was performed except that the thickness of the copper electroless plating layer was 0.2 µm, and a 4 µm copper electroplating layer was formed before forming the photosensitive resist film.
[0034]
When a plurality of biosensors were manufactured by the methods of Example 1 and Example 2, and blood was used as a liquid sample, and the glucose concentration was measured by each biosensor, the measurement results did not vary between lots.
[0035]
【The invention's effect】
The biosensor and the method for manufacturing a biosensor of the present invention have the following configurations, and therefore have the following excellent effects.
[0036]
That is, a hydrophilic resin layer is entirely formed on the surface of the insulating substrate on which the electrode system is formed, and an electrode system comprising an electroless plating layer, or an electroless plating layer and an electroplating layer are formed on the hydrophilic resin layer. Are sequentially laminated, and the hydrophilic resin layer is exposed around the pattern of the electrode system, so that the liquid sample can be reliably sucked into the capillary. Therefore, accurate and accurate measurement is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing one embodiment of a biosensor according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of a process for forming an electrode in the biosensor according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one embodiment of a process of forming an electrode in the biosensor according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing one embodiment of a process of forming an electrode in the biosensor according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing one embodiment of a process for forming an electrode in the biosensor according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing one embodiment of a process of forming an electrode in the biosensor according to the present invention.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the biosensor of FIG.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a general form of a biosensor.
FIG. 9 is a perspective view illustrating the introduction of a liquid sample into the biosensor of FIG. 8;
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating introduction of a liquid sample into the biosensor of FIG.
FIG. 11 is an exploded perspective view showing an example of a biosensor in which a conductive film is divided by grooves to form electrodes.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing one embodiment of a process of forming an electrode in the biosensor according to the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing one embodiment of a process of forming an electrode in the biosensor according to the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing one embodiment of a process of forming an electrode in the biosensor according to the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing one embodiment of a process of forming an electrode in the biosensor according to the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing one embodiment of a process of forming an electrode in the biosensor according to the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating substrate 2 Terminal part 3 Terminal part 4 Measurement electrode 5 Counter electrode 6 Insulating layer 7 Spacer 8 Space part 9 Reagent part 10 Cover plate 11 Through hole 12 Liquid sample 13 Groove 14 Electroless plating layer 15 Hydrophilic resin layer 16 Etching Resist layer 17 Photosensitive resist film 18 Electroplating layer

Claims (6)

絶縁性基板上に設けた少なくとも測定極と対極とからなる電極系と、電極系の一部を臨ませて空間部を形成するように重ね合わされたスペーサーと、空間部域内の電極系を含む絶縁性基板上に形成した反応試薬部と、スペーサーに重ね合わされたカバー板とを有し、絶縁性基板とスペーサーとカバー板とで囲まれる空間部が液体試料通路であるキャピラリーを形成しているバイオセンサーにおいて、
絶縁性基板の電極系が形成される面に親水性樹脂層が全面的に形成され、該親水性樹脂層上に無電解めっき層からなる電極系が形成され、電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層が露出していることを特徴とするバイオセンサー。
An electrode system including at least a measurement electrode and a counter electrode provided on an insulating substrate, a spacer overlapped so as to form a space by partially facing the electrode system, and an insulation including the electrode system in the space area A bioreactor having a reaction reagent portion formed on an insulating substrate and a cover plate superimposed on a spacer, wherein a space surrounded by the insulating substrate, the spacer and the cover plate forms a capillary which is a liquid sample passage. In the sensor,
A hydrophilic resin layer is entirely formed on the surface of the insulating substrate on which the electrode system is formed, and an electrode system including an electroless plating layer is formed on the hydrophilic resin layer. A biosensor characterized in that a conductive resin layer is exposed.
絶縁性基板上に設けた少なくとも測定極と対極とからなる電極系と、電極系の一部を臨ませて空間部を形成するように重ね合わされたスペーサーと、空間部域内の電極系を含む絶縁性基板上に形成した反応試薬部と、スペーサーに重ね合わされたカバー板とを有し、絶縁性基板とスペーサーとカバー板とで囲まれる空間部が液体試料通路であるキャピラリーを形成しているバイオセンサーにおいて、
絶縁性基板の電極系が形成される面に親水性樹脂層が全面的に形成され、該親水性樹脂層上に無電解めっき層および電気めっき層が順次積層されてなる電極系が形成され、電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層が露出していることを特徴とするバイオセンサー。
An electrode system including at least a measurement electrode and a counter electrode provided on an insulating substrate, a spacer overlapped so as to form a space by partially facing the electrode system, and an insulation including the electrode system in the space area A bioreactor having a reaction reagent portion formed on an insulating substrate and a cover plate superimposed on a spacer, wherein a space surrounded by the insulating substrate, the spacer and the cover plate forms a capillary which is a liquid sample passage. In the sensor,
A hydrophilic resin layer is entirely formed on the surface of the insulating substrate on which the electrode system is formed, and an electrode system is formed by sequentially laminating an electroless plating layer and an electroplating layer on the hydrophilic resin layer, A biosensor characterized in that a hydrophilic resin layer is exposed around an electrode pattern.
親水性樹脂層が、ビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂のうちから選択された一つである請求項1又は請求項2のいずれかに記載のバイオセンサー。The biosensor according to claim 1, wherein the hydrophilic resin layer is one selected from a vinyl alcohol resin, an acrylic resin, and a cellulose resin. 絶縁性基板上に少なくとも測定極と対極とからなる電極系を形成する工程、電極系の一部を臨ませて空間部を形成するようにスペーサーを重ね合わせる工程、空間部域内の電極系を含む絶縁性基板上に反応試薬部を形成する工程、スペーサーにカバー板を重ね合わせる工程とを有し、絶縁性基板とスペーサーとカバー板とで囲まれる空間部が液体試料通路であるキャピラリーになるように形成するバイオセンサーの製造方法において、
電極系を形成する工程が、絶縁性基板上に親水性樹脂層を全面的に形成し、親水性樹脂層上に無電解めっき層を全面的に形成した後、無電解めっき層上にフォトリソグラフィにより所望のパターンのエッチングレジスト層を形成し、不要な部分の無電解めっき層をエッチングにより除去して電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層を露出させ、その後エッチングレジスト層を除去するものであることを特徴とするバイオセンサーの製造方法。
A step of forming an electrode system comprising at least a measurement electrode and a counter electrode on an insulating substrate; a step of facing a part of the electrode system to overlap a spacer so as to form a space; and an electrode system in a space area. A step of forming a reaction reagent section on the insulating substrate, and a step of laminating a cover plate on the spacer so that a space surrounded by the insulating substrate, the spacer, and the cover plate becomes a capillary serving as a liquid sample passage. In the method for producing a biosensor formed in,
The step of forming the electrode system includes forming a hydrophilic resin layer entirely on the insulating substrate, forming an electroless plating layer entirely on the hydrophilic resin layer, and then performing photolithography on the electroless plating layer. Forming an etching resist layer of a desired pattern by etching, removing an unnecessary portion of the electroless plating layer by etching to expose the hydrophilic resin layer around the electrode system pattern, and thereafter removing the etching resist layer. A method for producing a biosensor, the method comprising:
絶縁性基板上に少なくとも測定極と対極とからなる電極系を形成する工程、電極系の一部を臨ませて空間部を形成するようにスペーサーを重ね合わせる工程、空間部域内の電極系を含む絶縁性基板上に反応試薬部を形成する工程、スペーサーにカバー板を重ね合わせる工程とを有し、絶縁性基板とスペーサーとカバー板とで囲まれる空間部が液体試料通路であるキャピラリーになるように形成するバイオセンサーの製造方法において、
電極系を形成する工程が、絶縁性基板上に親水性樹脂層を全面的に形成し、親水性樹脂層上に無電解めっき層および電気めっき層を全面的に順次積層した後、電気めっき層上にフォトリソグラフィにより所望のパターンのエッチングレジスト層を形成し、不要な部分の無電解めっき層および電気めっき層をエッチングにより除去して電極系のパターンの周囲に親水性樹脂層を露出させ、その後エッチングレジスト層を除去するものであることを特徴とするバイオセンサーの製造方法。
A step of forming an electrode system comprising at least a measurement electrode and a counter electrode on an insulating substrate; a step of facing a part of the electrode system to overlap a spacer so as to form a space; and an electrode system in a space area. A step of forming a reaction reagent section on the insulating substrate, and a step of laminating a cover plate on the spacer so that a space surrounded by the insulating substrate, the spacer, and the cover plate becomes a capillary serving as a liquid sample passage. In the method for producing a biosensor formed in,
The step of forming the electrode system is such that a hydrophilic resin layer is entirely formed on the insulating substrate, and an electroless plating layer and an electroplating layer are sequentially laminated on the hydrophilic resin layer over the entire surface. Form an etching resist layer of a desired pattern by photolithography on it, remove the unnecessary portions of the electroless plating layer and the electroplating layer by etching to expose the hydrophilic resin layer around the electrode system pattern, and then A method for producing a biosensor, which comprises removing an etching resist layer.
親水性樹脂層が、ビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂のうちから選択された一つである請求項4又は請求項5のいずれかに記載のバイオセンサーの製造方法。The method for producing a biosensor according to claim 4, wherein the hydrophilic resin layer is one selected from a vinyl alcohol resin, an acrylic resin, and a cellulose resin.
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