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JP3365184B2 - バイオセンサ - Google Patents

バイオセンサ

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Publication number
JP3365184B2
JP3365184B2 JP00199496A JP199496A JP3365184B2 JP 3365184 B2 JP3365184 B2 JP 3365184B2 JP 00199496 A JP00199496 A JP 00199496A JP 199496 A JP199496 A JP 199496A JP 3365184 B2 JP3365184 B2 JP 3365184B2
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JP
Japan
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electrode
biosensor
cover
metal film
divided
Prior art date
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JP00199496A
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JPH09189675A (ja
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▲吉▼宣 徳野
正次 宮崎
雅樹 藤原
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3272—Test elements therefor, i.e. disposable laminated substrates with electrodes, reagent and channels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
    • G01N33/525—Multi-layer analytical elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1082—Partial cutting bonded sandwich [e.g., grooving or incising]

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微量の液体試料を
用いて、その試料中の特定成分を迅速かつ簡易に定量す
ることのできるバイオセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のバイオセンサとして、例えば血液
中のグルコース濃度を測定するものとして、例えば特開
平５−２５６８１１号公報に記載されたようなものがあ
る。これは図３の分解斜視図に示すように、絶縁性の基
板１上にスクリーン印刷により導電性ペーストを印刷し
て、これを加熱乾燥し、リード部２，３を有する測定電
極４と対電極５を形成している。測定電極４、対電極５
上には、酵素としてグルコースオキシターゼや電子受容
体としてフェリシアン化カリウム等からなる試薬層６を
形成している。そして切欠７を有するスペーサ８を介し
て、空気穴９を有するカバー１０で覆った構成となって
いる。
【０００３】測定時には、スペーサ８の切欠７により形
成されるキャピラリの一端に血液を点着すると、他端を
空気穴９とするキャピラリ内に血液が吸引され、試薬が
溶解して酸化還元反応が起こる。このとき測定電極４と
対電極５に、リード部２，３を介して電圧を印加する
と、グルコース濃度に比例した電流が得られ、血糖値が
測定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のバイオセンサにおいては、電極をスクリーン印刷にて
形成しているため、印刷時の導電性ペーストのにじみに
よって、測定電極の面積にばらつきが発生し、応答特性
に影響を与える問題がある。このためスクリーン印刷に
代わり、作製が簡単で精度の良いバイオセンサの開発が
望まれている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のバイオセンサは、絶縁性の基板の一表面全面
に形成した金属膜にスリットを形成して分割し、これら
分割された金属膜にて、液体試料が適用される測定電極
及び対電極、並びにこれら両電極に電圧を印加するため
のリード部を形成するようカバーを設け、前記測定電極
及び対電極上を試薬層で覆ってなるものである。これに
より電極の面積がばらつくことのないバイオセンサを実
現することを目的とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、絶縁性の基板の一表面全面に形成した金属膜にスリ
ットを形成して分割し、これら分割された金属膜にて、
液体試料が適用される測定電極及び対電極、並びにこれ
ら両電極に電圧を印加するためのリード部を形成するよ
うカバーを設け、前記測定電極及び対電極上に試薬層を
設けてなるバイオセンサにおいて、前記測定電極と対電
極の面積を、前記スリットと、前記カバーの縁と、前記
絶縁性の基板の端部とにより規定することを特徴とする
ものであり、これにより、従来のように測定電極や対電
極の面積が、スクリーン印刷のにじみやだれ等によって
ばらつくことはないので、応答特性にばらつきは生じな
い。
【０００７】また本発明の請求項２に記載の発明は、前
記金属膜を横断して前記絶縁性の基板の側端まで延びる
カバーを分割して設け、この分割したカバーの間に試薬
層を形成すべき電極領域を設けることにより、前記電極
領域が、絶縁性基板の両側端まで全てにわたって露出す
るように形成したことを特徴とする請求項１に記載のバ
イオセンサである。また本発明の請求項３に記載の発明
は、少なくとも２本のスリットにて、金属膜を１つの測
定電極と２つの対電極とに分割し、前記電極領域は、前
記絶縁性の基板の一側端から順に、対電極、測定電極、
対電極の順に配置したことを特徴とする請求項２に記載
のバイオセンサである。 また本発明の請求項４に記載の
発明は、分割された金属膜上に、測定電極及び対電極、
並びにこれら両電極に電圧を印加するためのリード部を
形成するカバーを設ける際に、リード部を露出させて形
成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
のバイオセンサである。 また本発明の請求項５に記載の
発明は、分割して配置されたカバーのさらに上面を上カ
バーで覆って、バイオセンサ本体の両側方に開口を有す
るキャピラリを構成したことを特徴とする請求項１〜４
のいずれかに記載のバイオセンサであり、一定量の液体
試料がキャピラリ内に吸引されるため、上記請求項１に
記載のセンサにくらべ精度がよく、またキャピラリの開
口がセンサ側方に形成されるためどちらからでも液体試
料液を注入することができ、使いやすいものである。
【０００８】以下に、本発明の請求項１に記載された発
明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお
従来の構成と実質的に同じものについては、同一符号を
付して説明する。
【０００９】図１は本実施形態のバイオセンサの斜視図
を、その作製工程順に示している。図１（ａ）におい
て、１はポリエチレンテレフタレートからなる絶縁性の
基板であり、１１はその表面全面に形成した金属膜であ
る。金属膜１１は、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形成することができる。
【００１０】図１（ｂ）は、基板１上の金属膜１１に、
平行に延びる２本のスリット１２をレーザ等により形成
することにより、金属膜１１を３つの領域に分割してい
る。
【００１１】図１（ｃ）は、この分割された金属膜１１
上を横断するように２枚のカバー８を設け、液体試料が
適用される測定電極４及び対電極５、並びにこれら両電
極に電圧を印加するためのリード部２，３を形成してい
る。なおこのとき対電極５の幅は、センサの性能の点
で、測定電極４の幅と同等または広くするのが望まし
い。
【００１２】図１（ｄ）は、測定電極４及び対電極５上
に試薬層６を形成したものであり、試薬層６は例えば血
糖値センサの場合には、酵素であるグルコースオキシタ
ーゼ、電子受容体としてフェリシアン化カリウム等から
なる。
【００１３】このように構成したバイオセンサにおいて
は、その測定時には、試薬層６上に血液試料を点着する
ことにより、試薬と酸化還元反応が起こる。このとき測
定電極４と対電極５の一端のリード部２，３より電圧を
印加すると、グルコース濃度に比例した電流が発生し、
血糖値を測定することができる。
【００１４】また図２は、本発明の請求項２に記載され
た本発明の他の実施形態を示すものである。上述の図１
のバイオセンサのカバー８上に、さらに上カバー１０を
設けて、キャピラリ１３を構成したことを特徴としてい
る。この構成によれば、一方の開口から血液を点着する
と、残る一方の開口が空気穴となって、毛細管現象によ
って一定量の血液を吸引することができ、上述の図１の
センサに比べより性能がよくなる。またこの構成であれ
ば、左右どちらの開口からでも液体試料を注入させるこ
とができ、従来のものに比べより使いやすくなるもので
ある。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、絶縁性の
基板上に、蒸着やスパッタリング、あるいは金属箔を接
着して形成した金属膜に、レーザなどによりスリットを
形成して、測定電極と対電極を作成しているので、スク
リーン印刷のように印刷のにじみなどがなく、精緻に電
極の面積を規定することができる。このため各センサご
とに応答特性がばらつくことはなく、精度のよいセンサ
を実現できる。また一定量の液体試料を吸引するキャピ
ラリを、その開口のどちらからでも液体試料を点着可能
に構成しているのでより使いやすいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるバイオセンサをそ
の作製工程順に示す斜視図
【図２】本発明の他の実施の形態によるバイオセンサの
斜視図
【図３】従来のバイオセンサを示す分解斜視図
【符号の説明】
１ 基板 ２，３ リード部 ４ 測定電極 ５ 対電極 ６ 試薬層 ７ 切欠 ８ カバー ９ 空気穴 １０ 上カバー １１ 金属膜 １２ スリット １３ キャピラリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−75552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−54345（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−134246（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/327

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】絶縁性の基板の一表面全面に形成した金属
    膜にスリットを形成して分割し、これら分割された金属
    膜にて、液体試料が適用される測定電極及び対電極、並
    びにこれら両電極に電圧を印加するためのリード部を形
    成するようカバーを設け、前記測定電極及び対電極上に
    試薬層を設けてなるバイオセンサにおいて、 前記測定電極と対電極の面積を、前記スリットと、前記
    カバーの縁と、前記絶縁性の基板の端部とにより規定す
    ることを特徴とする バイオセンサ。
  2. 【請求項２】前記金属膜を横断して前記絶縁性の基板の
    側端まで延びるカバーを分割して設け、この分割したカ
    バーの間に試薬層を形成すべき電極領域を設けることに
    より、前記電極領域が、絶縁性基板の両側端まで全てに
    わたって露出するように形成したことを特徴とする請求
    項１に記載のバイオセンサ。
  3. 【請求項３】少なくとも２本のスリットにて、金属膜を
    １つの測定電極と２つの対電極とに分割し、前記電極領
    域は、前記絶縁性の基板の一側端から順に、対電極、測
    定電極、対電極の順に配置したことを特徴とする請求項
    ２に記載のバイオセンサ。
  4. 【請求項４】分割された金属膜上に、測定電極及び対電
    極、並びにこれら両電極に電圧を印加するためのリード
    部を形成するカバーを設ける際に、リード部を露出させ
    て形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
    記載のバイオセンサ。
  5. 【請求項５】分割して配置されたカバーのさらに上面を
    上カバーで覆って、バイオセンサ本体の両側方に開口を
    有するキャピラリを構成したことを特徴とする請求項１
    〜４のいずれかに記載のバイオセンサ。
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