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JP4722551B2 - Solution discharge amount evaluation apparatus and method - Google Patents

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JP4722551B2
JP4722551B2 JP2005142427A JP2005142427A JP4722551B2 JP 4722551 B2 JP4722551 B2 JP 4722551B2 JP 2005142427 A JP2005142427 A JP 2005142427A JP 2005142427 A JP2005142427 A JP 2005142427A JP 4722551 B2 JP4722551 B2 JP 4722551B2
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Description

本発明は、極微少量の吐出溶液を測定する技術に関し、特に、電気化学的又は電気的に活性な物質を含有する極微少量の吐出溶液の吐出量を高精度に求めるための溶液吐出量評価装置及び方法に関する。   The present invention relates to a technique for measuring a very small amount of discharge solution, and in particular, a solution discharge amount evaluation apparatus for obtaining a discharge amount of a very small amount of discharge solution containing an electrochemically or electrically active substance with high accuracy. And a method.

近年、フォトリソグラフィ技術の発展とともに、金属、半導体、ガラス、樹脂などの固体表面上に数〜数百マイクロメートルレベルというサイズの加工を施したり、これらを材料として微細な構造をもつデバイスを作製するマイクロファブリケーションの技術が実施されるようになってきている。
また、ナノテクノロジ時代の到来により、電子線などを利用することによってマイクロメートル以下、例えば、ナノメートルレベルのサイズの加工を行う技術も研究レベルから実用レベルへと移行しつつあり、単一原子や単一分子を制御することによってナノメートルレベルの大きさの構造物を作製するナノファブリケーションの技術も知られるようになってきている。
In recent years, along with the development of photolithography technology, processing of a size of several to several hundreds of micrometers is performed on a solid surface of metal, semiconductor, glass, resin, etc., or a device having a fine structure is made using these as materials. Microfabrication technology is being implemented.
In addition, with the advent of the nanotechnology era, technology for processing micrometer or smaller, for example, nanometer-level sizes by using electron beams etc. is also moving from the research level to the practical level, A nanofabrication technique for producing a structure having a nanometer-scale size by controlling a single molecule is also known.

一方、これらのマイクロファブリケーションやナノファブリケーションの技術を生体計測などのバイオテクノロジへ応用したナノバイオという技術の試みもなされている。このナノバイオという技術における生体計測では、生物が有する利点を利用するのが最も効率的である。その利点としては、例えば、生体反応の高特異性や高反応性であり、具体的には、抗原抗体反応、酵素反応、相補するDNA(デオキシリボ核酸)の選択的結合などである。これにより、マイクロファブリケーションやナノファブリケーションの技術を用いて加工したチップに加工を施すことによって生体特異性と生体高反応性を持たせ、生体計測用のバイオチップを作製することが、ナノバイオの技術にとって重要な技術の一つとなっている。   On the other hand, a technique called nanobio, which applies these microfabrication and nanofabrication techniques to biotechnology such as biological measurement, has been made. It is most efficient to use the advantages of living organisms in in vivo measurement using this nanobio technology. The advantages include, for example, high specificity and high reactivity of biological reactions, specifically, antigen-antibody reaction, enzyme reaction, and selective binding of complementary DNA (deoxyribonucleic acid). As a result, it is possible to provide biospecificity and high bioreactivity by processing a chip processed using microfabrication and nanofabrication technologies, and to produce biochips for biological measurement. It is one of the important technologies for technology.

しかし、生体における反応はほとんどが溶液中での反応であるため、生体反応を利用するためには溶液の制御を行う技術が不可欠である。また、微細加工したデバイスを生体計測ができるように加工するためには、極微少量の溶液を精度よく扱う技術が必要となる。更に、酵素や抗体などの試薬は非常に高価であるため、微量な溶液を無駄にすることなく効率よく利用する技術も必要となる。   However, since most reactions in the living body are reactions in a solution, a technique for controlling the solution is indispensable in order to use the biological reaction. Further, in order to process a microfabricated device so that it can be measured by a living body, a technique for accurately handling a very small amount of solution is required. Furthermore, since reagents such as enzymes and antibodies are very expensive, a technique for efficiently using a trace amount of solution without wasting it is also necessary.

具体的な液量を考えると、1ミリメートル立方の溶液は1マイクロリットルにあたり、100マイクロメートル立方は1ナノリットル、10マイクロメートル立方は1ピコリットル、1マイクロメートル立方は1フェムトリットルにあたる。つまり、このことは、マイクロファブリケーションの技術で作製したデバイスをバイオ分野に応用する場合には、ナノリットル、ピコリットル、フェムトリットルの溶液の操作することが必要になるということを示している。   Considering a specific liquid volume, a 1 millimeter cubic solution corresponds to 1 microliter, a 100 micrometer cube corresponds to 1 nanoliter, a 10 micrometer cube corresponds to 1 picoliter, and a 1 micrometer cube corresponds to 1 femtoliter. That is, this indicates that it is necessary to manipulate nanoliter, picoliter, and femtoliter solutions when a device manufactured by the microfabrication technology is applied to the bio field.

これまで、マイクロファブリケーションの技術を生体計測に応用した例としては、DNAチップがある。DNAチップは生体から抽出したDNAを分析するために用いる微小な素子であり、DNAを含む微量な溶液を制御することにより作製する。この作製には、インクジェットプリンタのインク吐出技術などが用いられており、異なる種類のDNAを含む溶液をマイクロメートルサイズのスペースの上に吐出することにより行われている。   Until now, there is a DNA chip as an example in which the microfabrication technology is applied to biological measurement. A DNA chip is a microelement used for analyzing DNA extracted from a living body, and is manufactured by controlling a small amount of solution containing DNA. For this production, an ink ejection technique of an ink jet printer or the like is used, and it is performed by ejecting a solution containing different types of DNAs on a micrometer-sized space.

実験室レベルでは、最も汎用性の高い手法であるピペッタを用いると、1マイクロリットル程度の溶液を、比較的繰り返し精度よく扱うことができる。更に、それよりも少量の液体の場合は、シリンジポンプ、液輸送ポンプ、ピエゾアクチュエータなどを利用した様々なディスペンサを用いて微量溶液を吐出する試みがなされている(特許文献1参照)。一方、吐出量を測定する方法としては、溶液タンクの重量の変化、液面レベルの変化、ヘッドの圧力変化、タイマによる電磁弁の開閉時間測定などがあり、間接的に吐出量を算出する方法が知られている。また、電気化学的方法を用いた極微少量の溶液の濃度を測定する技術も知られている(非特許文献1)。
特許第3621041号明細書 S.Neugebauer, et al. , "Analysis in ultrasmall volumes : Microdispensing of picoliter droplets and analysis without protection from evaporation, " Analytical Chemistry, vol. 76, no. 2, pp. 458-462, January 15, 2004.
At the laboratory level, when a pipetter, which is the most versatile method, is used, a solution of about 1 microliter can be handled with relatively high repeatability. Furthermore, when the amount of liquid is smaller than that, attempts have been made to discharge a trace amount of solution using various dispensers using a syringe pump, a liquid transport pump, a piezoelectric actuator, and the like (see Patent Document 1). On the other hand, methods for measuring the discharge amount include a change in the weight of the solution tank, a change in the liquid level, a change in the pressure of the head, and a solenoid valve open / close time measurement by a timer. It has been known. A technique for measuring the concentration of a very small amount of solution using an electrochemical method is also known (Non-Patent Document 1).
Patent No. 3621041 S. Neugebauer, et al., "Analysis in ultrasmall volumes: Microdispensing of picoliter droplets and analysis without protection from evaporation," Analytical Chemistry, vol. 76, no. 2, pp. 458-462, January 15, 2004.

しかしながら、従来から使用されている方法では、溶液タンクやチップへの付着や液ダレで損失した液量については考慮していないため、基板上に吐出された液量を正確に測定することができないという問題があった。また、大量の溶液を使用して少量の溶液を吐出することを前提にしていたため、少量の溶液を吸入して極微少量の溶液を吐出するという場合には使用できないという問題があった。更に、吐出量を測定するためには、あるいは、吐出量の精度を計測するためには、非常に大がかりで高価な装置を必要とするとともに、装置の状態を最適に保つために多量の試薬を捨てなければならないという問題があった。よって、実験室レベルにおいて、これらの技術を使用するのは非常に困難であった。   However, conventional methods do not take into account the amount of liquid lost due to adhesion to the liquid tank or chip or liquid dripping, so the amount of liquid discharged on the substrate cannot be measured accurately. There was a problem. Further, since it was assumed that a small amount of solution was discharged using a large amount of solution, there was a problem that it could not be used when a very small amount of solution was discharged by inhaling a small amount of solution. Furthermore, in order to measure the discharge amount or to measure the accuracy of the discharge amount, a very large and expensive device is required, and a large amount of reagent is required to keep the state of the device optimal. There was a problem that had to be thrown away. Therefore, it has been very difficult to use these techniques at the laboratory level.

また、特許文献1に記載されている技術では、市販の電子天秤を使用しているため、1マイクログラム、すなわち1ナノリットル程度までしか溶液量を測定することができないという問題があった。しかも、測定を行う際に、自動で開閉する風防など特定の設備が必要となるため、極微少量の溶液の測定に応用するのは困難であった。
微量な溶液の吐出量を測定するために、溶液を吐出後乾燥させ、溶液が存在していた領域の大きさを示すドットの径を測定することにより、その溶液の吐出量を算出する試みもなされているが、吐出溶液を乾燥させることによりできるドットの径が完全な円になる場合は少なく、正確な溶液の吐出量を求めることは困難であった。
また、非特許文献1に記載されている技術では、溶液の濃度を測定することはできたものの、溶液の吐出量を測定することはできないという問題があった。
Moreover, since the technique described in Patent Document 1 uses a commercially available electronic balance, there is a problem that the amount of solution can be measured only up to about 1 microgram, that is, about 1 nanoliter. In addition, since specific equipment such as a windshield that automatically opens and closes is required when performing the measurement, it has been difficult to apply the measurement to a very small amount of solution.
In order to measure the discharge amount of a small amount of solution, there is an attempt to calculate the discharge amount of the solution by drying after discharging the solution and measuring the diameter of the dot indicating the size of the region where the solution was present. However, there are few cases where the diameter of the dots formed by drying the discharge solution becomes a perfect circle, and it is difficult to obtain an accurate discharge amount of the solution.
Further, the technique described in Non-Patent Document 1 has a problem that although the concentration of the solution can be measured, the discharge amount of the solution cannot be measured.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、極微少量の溶液量の評価を正確に行うことができる溶液吐出量評価装置及び方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a solution discharge amount evaluation apparatus and method that can accurately evaluate a very small amount of solution.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本願発明の一態様は、吐出溶液の吐出量を求めるための溶液吐出量評価装置であって、基板上に形成された電極上に、吐出溶液を吐出する吐出手段と、前記吐出手段が吐出した吐出溶液を乾燥させる乾燥手段と、前記電極に流れる電流の電流値を測定する電流値測定手段と、前記吐出溶液の吐出量と、その吐出量の吐出溶液を用いた場合に前記電極に流れる電流値と、を記憶する記憶手段と、前記電流値測定手段で測定した電流値と、前記記憶手段により記憶している電流値とを比較することにより、前記吐出手段で吐出した吐出溶液の吐出量を求める吐出量算出手段と、を有することを特徴とする溶液吐出量評価装置である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one aspect of the present invention is a solution discharge amount evaluation apparatus for obtaining a discharge amount of a discharge solution, which is provided on an electrode formed on a substrate. A discharge means for discharging the discharge solution; a drying means for drying the discharge solution discharged by the discharge means; a current value measuring means for measuring a current value of a current flowing through the electrode; and a discharge amount of the discharge solution; A storage means for storing the current value flowing through the electrode when the discharge solution of the discharge amount is used, a current value measured by the current value measurement means, and a current value stored by the storage means A solution discharge amount evaluation device comprising discharge amount calculation means for obtaining a discharge amount of the discharge solution discharged by the discharge means by comparison .

また、本願発明の一態様は、上記の溶液吐出量評価装置であって、前記電流値測定手段は、前記電極を測定溶液中に浸して、前記電極に流れる電流の電流値を測定することを特徴とする。 Moreover, one aspect of the present invention is the above-described solution discharge amount evaluation device, wherein the current value measuring means measures the current value of the current flowing through the electrode by immersing the electrode in a measurement solution. It shall be the feature.

また、本願発明の一態様は、上記の溶液吐出量評価装置であって、前記電流値測定手段は、走査型電気化学顕微鏡を使用することにより、前記電流値を測定することを特徴とする。 Moreover, one aspect of the present invention is the above-described solution discharge amount evaluation device, wherein the current value measuring means measures the current value by using a scanning electrochemical microscope.

また、本願発明の一態様は、吐出溶液の吐出量を求めるための溶液吐出量評価方法であって、基板上に形成された電極上に、電気化学的又は電気的に活性な物質を含む吐出溶液を吐出する第1のステップと、前記第1のステップで吐出した吐出溶液を乾燥させる第2のステップと、前記電極に流れる電流の電流値を測定する第3のステップと、前記吐出溶液の吐出量と、その吐出量の吐出溶液を用いた場合に前記電極に流れる電流値とを対応付けたデータベースの電流値と、前記第3のステップで測定した電流値とを比較することにより、前記第1のステップで吐出した吐出溶液の吐出量を求める第4のステップと、を有することを特徴とする溶液吐出量評価方法である。 One embodiment of the present invention is a solution discharge amount evaluation method for obtaining a discharge amount of a discharge solution, which includes a discharge containing an electrochemically or electrically active substance on an electrode formed on a substrate. A first step of discharging the solution; a second step of drying the discharge solution discharged in the first step; a third step of measuring a current value of a current flowing through the electrode ; By comparing the current value measured in the third step with the current value of the database that correlates the discharge amount and the current value that flows through the electrode when using the discharge solution of the discharge amount, And a fourth step of determining a discharge amount of the discharge solution discharged in the first step .

また、本願発明の一態様は、上記の溶液吐出量評価方法であって、前記第3のステップは、前記電極を測定溶液中に浸して、前記電極に流れる電流の電流値を測定することを特徴とする。 Further, one aspect of the present invention is the solution discharge amount evaluation method described above, wherein the third step includes immersing the electrode in a measurement solution and measuring a current value of a current flowing through the electrode. It shall be the feature.

また、本願発明の一態様は、上記の溶液吐出量評価方法であって、前記電気化学的又は電気的に活性な物質を含む吐出溶液として、酵素又はオスミウムを含む吐出溶液を使用することを特徴とする。 Another aspect of the present invention is the above-described solution discharge amount evaluation method, wherein a discharge solution containing an enzyme or osmium is used as the discharge solution containing the electrochemically or electrically active substance. It shall be the.

また、本願発明の一態様は、上記の溶液吐出量評価方法であって、前記第3のステップは、走査型電気化学顕微鏡を使用することにより、前記電流値を測定することを特徴とする。 Another embodiment of the present invention is the above-described solution discharge amount evaluation method, the third step, by using the scanning electrochemical microscope, characterized by measuring the current value .

本発明では、基板上に形成された電極上に、吐出溶液を吐出し乾燥させた後、測定溶液中でその電極を流れる電流の電流値を測定することにより、吐出溶液の吐出量を評価するようにした。
これにより、吐出した吐出溶液の液量が蒸発等による変化することを考慮することなく、マイクロリットルよりも少ない極微少量の吐出溶液の吐出量を高精度に算出することができる。
In the present invention, after discharging the discharge solution onto the electrode formed on the substrate and drying it, the discharge amount of the discharge solution is evaluated by measuring the current value of the current flowing through the electrode in the measurement solution. I did it.
Thereby, the discharge amount of a very small amount of discharge solution smaller than microliters can be calculated with high accuracy without considering that the amount of discharged discharge solution changes due to evaporation or the like.

図1は、本発明の実施形態の溶液吐出量評価方法による処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態では、基板上に極微少量の溶液を吐出し、その吐出量について評価を行う。図2(a)は本実施形態による基板の構成を示す平面図である。基板10a上には、8行×8列、合計64個の作用極1が格子状に形成されている。それぞれの作用極1には、外部と電気的に接続するためのリード線2が、他の作用極に接続されるリード線と接触しないように形成されている。図2(b)に示すように、各作用極1上に極微少量の溶液の液滴3を吐出することにより、吐出量の評価を行う。液滴3は、電気化学的又は電気的に活性な物質を含んでいる。基板10aとしては、ガラス、アクリル樹脂などの透明な基板等を用いることができる。このように透明な基板を使用すれば、基板の下から倒立型顕微鏡で吐出した溶液の状態を観察しながら、吐出量の評価を行うことができる。
なお、作用極1の材料としては、金や白金、タングステンなどの金属、金属酸化物、カーボン、有機物、導電性高分子などの導電性材料、半導体材料などを用いることができる。また、必要であればこれらの材料を組み合わせて作用極1を作製してもよい。
FIG. 1 is a flowchart showing a processing flow according to the solution discharge amount evaluation method of the embodiment of the present invention. In this embodiment, a very small amount of solution is discharged onto the substrate, and the discharge amount is evaluated. FIG. 2A is a plan view showing the configuration of the substrate according to the present embodiment. On the substrate 10a, a total of 64 working electrodes 1 of 8 rows × 8 columns are formed in a lattice pattern. Each working electrode 1 is formed with a lead wire 2 for electrical connection to the outside so as not to come into contact with a lead wire connected to another working electrode. As shown in FIG. 2B, the discharge amount is evaluated by discharging a very small amount of the liquid droplet 3 on each working electrode 1. The droplet 3 contains an electrochemically or electrically active substance. As the substrate 10a, a transparent substrate such as glass or acrylic resin can be used. If a transparent substrate is used in this way, the discharge amount can be evaluated while observing the state of the solution discharged from the bottom of the substrate with an inverted microscope.
As the material of the working electrode 1, a metal such as gold, platinum, tungsten, a metal oxide, carbon, an organic material, a conductive material such as a conductive polymer, a semiconductor material, or the like can be used. If necessary, the working electrode 1 may be produced by combining these materials.

図1に戻り、基板に形成されている各作用極上に、電気化学的又は電気的に活性な物質を含む溶液を吐出する(ステップS01)。ここで、電気化学的又は電気的に活性な物質としては、例えば、オスミウムビピリジル、ルビジウムビピリジル、ベンゾフェノン、アントラセン、フェロセン錯体、フィリシアン錯体などの電子移動メディエータや、ポリピロールなどの導電性高分子、金属微粒子、金属酸化物粒子、カーボン微粒子、金属ペースト、カーボンペーストなどを用いることができる。   Returning to FIG. 1, a solution containing an electrochemically or electrically active substance is discharged onto each working electrode formed on the substrate (step S01). Here, examples of the electrochemically or electrically active substance include electron transfer mediators such as osmium bipyridyl, rubidium bipyridyl, benzophenone, anthracene, ferrocene complex, and pyricyan complex, conductive polymers such as polypyrrole, and metal fine particles. Metal oxide particles, carbon fine particles, metal paste, carbon paste, and the like can be used.

次に、基板の作用極上に吐出した溶液を乾燥させる(ステップS02)。そして、基板の作用極上に円筒形等の囲いを設置し、その囲いの中に測定溶液を注入する(ステップS03)。次に、測定溶液中に参照電極と対極を設置することにより、参照電極の電位を基準として、作用極と対極の間を流れる電流の電流値を測定する(ステップS04)。これにより、対極と各作用極の間を流れる電流の電流値のデータを取得することができる。
上記ステップS01〜S04の処理を予め吐出量が測定済みの極微少量の溶液について行うことにより、溶液量と電流値のデータとを対応付けてデータベースに記憶しておく。そして、吐出量が未知の溶液に対して、上述したステップS01〜S04の処理を行うことにより電流値のデータを取得し、その電流値のデータとデータベースに記憶されている電流値のデータとを比較し(ステップS05)、対応する溶液量を決定する(ステップS06)。
Next, the solution discharged on the working electrode of the substrate is dried (step S02). Then, a cylindrical enclosure or the like is installed on the working electrode of the substrate, and the measurement solution is injected into the enclosure (step S03). Next, by setting the reference electrode and the counter electrode in the measurement solution, the current value of the current flowing between the working electrode and the counter electrode is measured based on the potential of the reference electrode (step S04). Thereby, the data of the current value of the current flowing between the counter electrode and each working electrode can be acquired.
By performing the processes in steps S01 to S04 on a very small amount of solution whose discharge amount has been measured in advance, the solution amount and current value data are stored in the database in association with each other. Then, the current value data is obtained by performing the above-described steps S01 to S04 on the solution whose discharge amount is unknown, and the current value data and the current value data stored in the database are obtained. Comparison is made (step S05), and the corresponding solution amount is determined (step S06).

上述した溶液吐出量評価方法によれば、複数の電極が格子状に配置された作用極の各電極上に電気化学的又は電気的に活性な物質を含む溶液を吐出し、乾燥後、水溶液中で作用極と対極との間を流れる電流値を測定することにより、各作用極上に吐出した溶液の吐出量の評価を行うことができる。   According to the solution discharge amount evaluation method described above, a solution containing an electrochemically or electrically active substance is discharged onto each electrode of a working electrode in which a plurality of electrodes are arranged in a grid pattern, and after drying, in an aqueous solution By measuring the value of the current flowing between the working electrode and the counter electrode, the discharge amount of the solution discharged onto each working electrode can be evaluated.

なお、上述した実施形態では、電気化学的又は電気的に活性な物質を含む溶液を使用する場合について説明したが、これ以外にも、反応生成物が電気化学的又は電気的に活性であるような酵素を含む溶液を使用することもできる。この場合は、その酵素を含む溶液を吐出、乾燥し、溶液中に酵素が反応する基質を添加していきながら、電流値を測定することにより、吐出量を算出することができる。   In the above-described embodiment, the case where a solution containing an electrochemically or electrically active substance is used has been described. However, other than this, the reaction product seems to be electrochemically or electrically active. A solution containing various enzymes can also be used. In this case, the discharge amount can be calculated by discharging and drying the solution containing the enzyme and measuring the current value while adding the substrate with which the enzyme reacts to the solution.

なお、本実施形態では、図2(a)に示すような基板を使用する場合について説明したが、図3(a)に示すような基板10bを使用してもよい。この基板は、4行×6例、合計24個の作用極により構成されている。作用極1aと作用極1bは一対になるように形成されている。また、それぞれの作用極1a、1bには、外部と電気的に接続するためのリード線2が、他の電極部に接続されるリード線と接触しないように形成されている。
この場合、基板10bに形成されている一対の作用極1a及び1b上に、電気化学的又は電気的に活性な物質を含む溶液の液滴3を図2(b)に示すように吐出する(図1のステップS01)。次に、基板10bの作用極1a及び1b上に吐出した溶液を乾燥させる(図1のステップS02)。
In the present embodiment, the case where the substrate as shown in FIG. 2A is used has been described, but the substrate 10b as shown in FIG. 3A may be used. This substrate is composed of 24 working electrodes in total, 4 rows × 6 examples. The working electrode 1a and the working electrode 1b are formed to be a pair. Moreover, the lead wire 2 for electrically connecting with the exterior is formed in each working electrode 1a, 1b so that it may not contact the lead wire connected with another electrode part.
In this case, a droplet 3 of a solution containing an electrochemically or electrically active substance is ejected onto a pair of working electrodes 1a and 1b formed on the substrate 10b as shown in FIG. Step S01 in FIG. Next, the solution discharged onto the working electrodes 1a and 1b of the substrate 10b is dried (step S02 in FIG. 1).

次に、基板10b上に円筒形等の囲いを設置し、その囲いの中に測定溶液を注入する(図1のステップS03)。そして、測定溶液中に参照電極を設置することにより、参照電極の電位を基準として、作用極1aと作用極1bとの間を流れる電流の電流値を測定する(図1のステップS04)。これにより、作用極1aと作用極1bの間を流れる電流の電流値のデータを取得する。
上記ステップS01〜S04の処理を予め吐出量が分かっている溶液について行うことにより、溶液量と電流値のデータとを対応付けてデータベースに記憶しておく。そして、吐出量が未知の溶液に対して、上述したステップS01〜S04の処理を行うことにより電流値のデータを取得し、その電流値のデータとデータベースに記憶されている電流値のデータとを比較することにより(図1のステップS05)、対応する吐出量を決定する(図1のステップS06)。
Next, a cylindrical enclosure or the like is installed on the substrate 10b, and the measurement solution is injected into the enclosure (step S03 in FIG. 1). Then, by setting the reference electrode in the measurement solution, the current value of the current flowing between the working electrode 1a and the working electrode 1b is measured based on the potential of the reference electrode (step S04 in FIG. 1). Thereby, the data of the current value of the current flowing between the working electrode 1a and the working electrode 1b is acquired.
By performing the processes in steps S01 to S04 on a solution whose discharge amount is known in advance, the solution amount and current value data are stored in the database in association with each other. Then, the current value data is obtained by performing the above-described steps S01 to S04 on the solution whose discharge amount is unknown, and the current value data and the current value data stored in the database are obtained. By comparing (step S05 in FIG. 1), the corresponding discharge amount is determined (step S06 in FIG. 1).

一方、吐出する溶液に含まれる物質の種類によっては、より簡便な溶液吐出量評価方法を使用することもできる。例えば、図3のように作用極1a及び1bの上に溶液を吐出して乾燥させた後、空気中でそれらの電極間を流れる電流の電流値を電流計などによって測定することにより、吐出した溶液の吐出量を評価することができる。
また、4電極を用いて測定を行えば、作用極1a及び1bの2電極を使用して測定を行う場合に比べて、より高精度な定量が可能となる。
On the other hand, depending on the type of substance contained in the solution to be discharged, a simpler solution discharge amount evaluation method can be used. For example, after discharging the solution onto the working electrodes 1a and 1b as shown in FIG. 3 and drying the solution, it was discharged by measuring the current value of the current flowing between the electrodes in the air with an ammeter or the like. The discharge amount of the solution can be evaluated.
Further, if measurement is performed using four electrodes, more accurate quantification is possible as compared with the case where measurement is performed using two electrodes of the working electrodes 1a and 1b.

なお、上述した説明では、電気化学的又は電気的に活性な物質を含む溶液を使用して、吐出する溶液の吐出量を求める場合について説明したが、光学的に活性な物質を含む溶液を使用してもよい。この場合、各作用極上での吸光度、蛍光強度又は発光強度を測定することにより、各作用極上に吐出した溶液の吐出量を評価することができる。   In the above description, the case where the discharge amount of the solution to be discharged is obtained using a solution containing an electrochemically or electrically active substance is described. However, a solution containing an optically active substance is used. May be. In this case, the discharge amount of the solution discharged on each working electrode can be evaluated by measuring the absorbance, fluorescence intensity, or emission intensity on each working electrode.

次に、本発明の第1の実施例による溶液吐出量評価方法について説明する。本実施例では、図2で説明した基板10aを使用して溶液の吐出量の評価を行った。作用極の材質としては、酸化インジウムスズを用いた。作用極としては、正方形の一辺が20マイクロメートルのものを使用し、作用極間の距離を60マイクロメートルとした。各作用極上に、電気化学的又は電気的に活性のある物質を含む溶液として、オスミウムビピリジルを含むポリマ溶液を使用した。各作用極上に溶液を吐出した後、1晩4℃で乾燥させた。そして、図4に示すように、基板1上に囲い8と参照電極7を設置し、その囲い8中に測定溶液としてリン酸緩衝液を注入した。そして、各作用極1と対極4との間に電流を流すマルチポテンシオスタット5を用いて、各作用極1と対極4の間を流れる電流の電流値を測定した。そして、その測定した電流値のデータをPC(Personal Computer)・6に記録した。なお、図4において、A1で示した部分は、囲い8の底部を拡大した斜視図を示しており、格子状に形成された作用極1上に溶液の液滴3が吐出されている様子を示している。   Next, a solution discharge amount evaluation method according to the first embodiment of the present invention will be described. In this example, the amount of solution discharged was evaluated using the substrate 10a described in FIG. As the material of the working electrode, indium tin oxide was used. As the working electrode, one having a square side of 20 micrometers was used, and the distance between the working electrodes was set to 60 micrometers. On each working electrode, a polymer solution containing osmium bipyridyl was used as a solution containing an electrochemically or electrically active substance. After discharging the solution onto each working electrode, it was dried at 4 ° C. overnight. Then, as shown in FIG. 4, an enclosure 8 and a reference electrode 7 were installed on the substrate 1, and a phosphate buffer solution was injected into the enclosure 8 as a measurement solution. Then, the current value of the current flowing between each working electrode 1 and the counter electrode 4 was measured using a multipotentiostat 5 that flows current between each working electrode 1 and the counter electrode 4. The measured current value data was recorded on a PC (Personal Computer) 6. In FIG. 4, the portion indicated by A <b> 1 is an enlarged perspective view of the bottom of the enclosure 8, and the state in which the liquid droplet 3 of the solution is discharged onto the working electrode 1 formed in a lattice shape. Show.

図5にマルチポテンシオスタット5により測定した電流値のデータであるサイクリックボルタモグラムのデータを示す。図に示すように、電流0(pA)を基準として縦軸方向の上下に高さの異なる凸状の複数本の曲線のデータが得られた。この各曲線は、各作用極を流れた電流の電流値を表しており、それぞれの曲線のピーク面積の大小は、各作用極上の吐出量の大小と対応している。この面積のばらつき(標準偏差)を調べることで吐出量の精度を評価することができる。   FIG. 5 shows cyclic voltammogram data, which is current value data measured by the multipotentiostat 5. As shown in the figure, data of a plurality of convex curves having different heights in the vertical direction in the vertical axis direction with current 0 (pA) as a reference was obtained. Each curve represents a current value of a current flowing through each working electrode, and the magnitude of the peak area of each curve corresponds to the magnitude of the discharge amount on each working electrode. By examining the variation (standard deviation) of the area, the accuracy of the discharge amount can be evaluated.

ここで、予め既知量(1〜3マイクロリットル)のオスミウムビピリジルを含むポリマ溶液を用いて、サイクリックボルタモグラムを測定し、検量線を作成しPC・6にデータベースとして記憶しておけば、吐出量が未知の溶液の電流値を測定し、データベースに記憶されているデータに基づいて吐出量を決定することにより、各作用極上に吐出された溶液の吐出量(100〜500ピコリットル)を定量することができた。   Here, if a cyclic voltammogram is measured using a polymer solution containing a known amount (1 to 3 microliters) of osmium bipyridyl in advance, a calibration curve is created and stored as a database on PC-6, the discharge amount Measures the current value of the unknown solution and determines the discharge amount based on the data stored in the database, thereby quantifying the discharge amount (100 to 500 picoliters) of the solution discharged onto each working electrode. I was able to.

オスミウムビピリジルの電気化学反応は非常に早く、また、酸化インジウムスズはリン酸緩衝液中では電気化学的に不活性であるため、図2で示した作用極を用いれば、吐出溶液の吐出面積が作用極1の面積よりも小さくても吐出量の評価が可能である。また、隣接する作用極1にかからない限りは、図6に示すように、溶液の液滴3の吐出面積が作用極1の電極面積よりも大きくても評価が可能であった。例えば、作用極1上のナノリットル、ピコリットルレベル以上の溶液量の精度を評価することも可能である。また、作用極1の間の距離を更に大きくすれば、より多量の吐出量の溶液の評価を行うことも可能である。   The electrochemical reaction of osmium bipyridyl is very fast, and indium tin oxide is electrochemically inactive in phosphate buffer solution. Therefore, if the working electrode shown in FIG. Even if it is smaller than the area of the working electrode 1, the discharge amount can be evaluated. Further, as long as it does not reach the adjacent working electrode 1, evaluation was possible even when the discharge area of the solution droplet 3 was larger than the electrode area of the working electrode 1, as shown in FIG. 6. For example, it is possible to evaluate the accuracy of the amount of solution on the working electrode 1 at the nanoliter or picoliter level or higher. Further, if the distance between the working electrodes 1 is further increased, it is possible to evaluate a solution having a larger discharge amount.

本実施例では、作用極1の材料として酸化インジウムスズを用いたが、その他の金属や金属酸化物、半導体材料、カーボンなどを使用することも可能である。また、本実施例では、作用極1の形状を正方形にしたが、各作用極の電極面積が同一である限り、形状やサイズは問わない。
また、本実施例では、電気化学的又は電気的に活性な物質を含む溶液として、オスミウムビピリジルを含むポリマ溶液を使用したが、作用極1と対極間の電位を変えることにより化学反応が進行するような物質を使用してもよい。
また、上述した説明では、基板上に複数の作用極1を形成して、各作用極1を流れる電流の電流値を一度に測定するマルチポテンシオスタット5を使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、作用極1を流れる電流の電流値を1つずつ測定するシングルポテンシオスタットを使用して、溶液の吐出量の評価を行うようにしてもよい。
In the present embodiment, indium tin oxide is used as the material of the working electrode 1, but other metals, metal oxides, semiconductor materials, carbon, and the like can also be used. In this embodiment, the working electrode 1 has a square shape, but the shape and size are not limited as long as the electrode area of each working electrode is the same.
In this example, a polymer solution containing osmium bipyridyl was used as a solution containing an electrochemically or electrically active substance, but a chemical reaction proceeds by changing the potential between the working electrode 1 and the counter electrode. Such materials may be used.
In the above description, a case has been described in which a plurality of working electrodes 1 are formed on a substrate and a multipotentiostat 5 that measures the current value of the current flowing through each working electrode 1 at a time is used. The solution discharge amount may be evaluated using a single potentiostat that measures the current value of the current flowing through the working electrode 1 one by one.

また、図3に示す基板10bを使用する場合には、電気化学的又は電気的に活性な物質を含む溶液として、カーボンペーストを含む溶液を使用し、隣接する2つの作用極上に溶液を吐出し、乾燥させた後に空気中でその2つの作用極間の導電性をエレクトロメータなどによって測定するようにしてもよい。このようにすれば、基板上に囲いを設置したり、その囲いに測定溶液を注入したりする必要がないため、より簡便な方法により、溶液の吐出量の評価を行うことができる。   When using the substrate 10b shown in FIG. 3, a solution containing a carbon paste is used as a solution containing an electrochemically or electrically active substance, and the solution is discharged onto two adjacent working electrodes. After drying, the conductivity between the two working electrodes may be measured in the air by an electrometer or the like. In this way, it is not necessary to install an enclosure on the substrate or to inject the measurement solution into the enclosure, so that the amount of solution discharged can be evaluated by a simpler method.

次に、本発明の第2の実施例による溶液吐出量評価方法について説明する。本実施例では、第1の実施例と同様、作用極の材質として酸化インジウムスズを用いた。ここでは、作用極として、一辺が50マイクロメートルの正方形であり、作用極間の距離が250マイクロメートルのものを使用した。そして、電気化学的又は電気的に活性な物質を含む溶液として、グルコースオキシダーゼ、BSA(牛血清アルブミン)、グルタルアルデヒドを含む溶液を各電極上に吐出した。そして、その溶液を乾燥させた後、基板上に囲いと参照電極を設置し、その囲いの中に測定溶液としてpH7.4のリン酸緩衝液を注入した。そして、作用極と対極の間を流れる電流の電流値を、マルチポテンシオスタットを用いて、クロノアンペロメトリにより測定したところ、図7に示すような結果が得られた。この図中の4本の曲線は、それぞれ異なる作用極における電流値の測定結果を表している。   Next, a solution discharge amount evaluation method according to the second embodiment of the present invention will be described. In this example, indium tin oxide was used as the material of the working electrode as in the first example. Here, a working electrode having a square with a side of 50 micrometers and a distance between the working electrodes of 250 micrometers was used. Then, a solution containing glucose oxidase, BSA (bovine serum albumin), and glutaraldehyde was discharged onto each electrode as a solution containing an electrochemically or electrically active substance. After the solution was dried, an enclosure and a reference electrode were placed on the substrate, and a phosphate buffer solution having a pH of 7.4 was injected into the enclosure as a measurement solution. And when the value of the current flowing between the working electrode and the counter electrode was measured by chronoamperometry using a multipotentiostat, the result shown in FIG. 7 was obtained. The four curves in this figure represent the measurement results of current values at different working electrodes.

電極電位は、参照電極として使用したAg/AgClに対して、0.7Vに保ち、図7中の下向き三角(▽)の点において、それぞれ、グルコースを2ミリモル/リットル、4ミリモル/リットル、6ミリモル/リットル、8ミリモル/リットルになるように添加していった。これによって、グルコースとグルコースオキシダーゼとの反応によって得られた過酸化水素の酸化電流値の増加を観察することができた。各作用極における電流値の変化は作用極上に吐出された溶液の吐出量を反映しており、吐出量の精度を評価することが可能であった。反応生成物である過酸化水素を検出する場合は過酸化水素の拡散速度に依存するため、第1の実施例と比較すると、吐出溶液の吐出面積は作用極の大きさよりも小さくし、作用極の中に収まるようにすることが望ましい。しかし、作用極の大きさを大きくすることにより、多量の吐出量の溶液についての評価が可能となる。例えば、作用極上にナノリットル、ピコリットルレベル以上の吐出溶液を吐出した場合であっても、その吐出溶液の吐出量の精度を評価することが可能となる。   The electrode potential was kept at 0.7 V with respect to Ag / AgCl used as the reference electrode, and glucose was 2 mmol / liter, 4 mmol / liter, 6 ml at the point of the downward triangle (▽) in FIG. It added so that it might become a millimol / liter and 8 millimol / liter. As a result, an increase in the oxidation current value of hydrogen peroxide obtained by the reaction between glucose and glucose oxidase could be observed. The change in the current value at each working electrode reflects the discharge amount of the solution discharged onto the working electrode, and it was possible to evaluate the accuracy of the discharge amount. When detecting hydrogen peroxide as a reaction product, it depends on the diffusion rate of hydrogen peroxide. Therefore, compared with the first embodiment, the discharge area of the discharge solution is made smaller than the size of the working electrode. It is desirable to fit within. However, by increasing the size of the working electrode, it is possible to evaluate a solution with a large discharge amount. For example, even when a discharge solution of nanoliter or picoliter level or higher is discharged on the working electrode, it is possible to evaluate the accuracy of the discharge amount of the discharge solution.

本実施例では、作用極の材料として酸化インジウムスズを用いたが、その他の金属や金属酸化物、半導体材料、カーボンなどを使用してもよい。また、ここでは、各作用極の形状が四角形で所定の大きさである場合について説明したが、各作用極の形状や大きさはこれに限定されるものではない。また、各作用極を流れる電流の電流値の測定は、マルチポテンシオスタットを使用して一度に行う必要はなく、シングルポテンシオスタットにより一つずつ評価するようにしてもよい。   In this embodiment, indium tin oxide is used as the working electrode material, but other metals, metal oxides, semiconductor materials, carbon, and the like may be used. In addition, here, the case where the shape of each working electrode is a quadrangle and has a predetermined size has been described, but the shape and size of each working electrode is not limited thereto. Further, the current value of the current flowing through each working electrode need not be measured at once using a multipotentiostat, but may be evaluated one by one using a single potentiostat.

次に、本発明の第3の実施例による溶液吐出量評価方法について説明する。本実施例では、図8に示すような溶液吐出量評価装置を使用した。この溶液吐出量評価装置では、第1及び第2の実施例と同様に、ポテンシオスタット5を使用している。また、走査型電気化学顕微鏡を使用しており、一定電位に保った微小電極9を基板10の表面近傍を走査しながら、微小電極9に流れる電流の電流値を測定した。図8において、A2で示した部分は、囲い8の底部を拡大した斜視図を示しており、基板10上に溶液の液滴3を吐出した後、乾燥させた状態を示している。本実施例では、オスミウムビピリジルを含む溶液を、ガラス製の基板10上に複数の点状に吐出し、乾燥後、測定溶液としてpH7.4のリン酸緩衝液中で、参照電極7であるAg/AgClに対して電位を0.5Vに保った直径0.1ミリメートルの微小電極9で走査した際に、その微小電極9と対極4との間を流れた電流の電流値を測定した。その測定結果を2次元に可視化したところ図9に示すような結果が得られた。図9では、6つの作用極に流れた電流の電流値が円形状に示されており、いずれの電流値も円形状の中心に近づくほど、電流値が増大している。各作用極における電流値の積分値が各点における吐出量と見積もることができ、吐出量を評価することが可能となった。   Next, a solution discharge amount evaluation method according to a third embodiment of the present invention will be described. In this example, a solution discharge amount evaluation apparatus as shown in FIG. 8 was used. In this solution discharge amount evaluation apparatus, the potentiostat 5 is used as in the first and second embodiments. In addition, a scanning electrochemical microscope was used, and the current value of the current flowing through the microelectrode 9 was measured while scanning the microelectrode 9 maintained at a constant potential in the vicinity of the surface of the substrate 10. In FIG. 8, a portion indicated by A <b> 2 is an enlarged perspective view of the bottom portion of the enclosure 8, and shows a state where the droplet 3 of the solution is discharged onto the substrate 10 and then dried. In this example, a solution containing osmium bipyridyl is discharged onto a glass substrate 10 in a plurality of dots, and after drying, Ag is a reference electrode 7 in a phosphate buffer solution having a pH of 7.4 as a measurement solution. The current value of the current flowing between the microelectrode 9 and the counter electrode 4 was measured when scanning was performed with a 0.1 mm diameter microelectrode 9 maintained at a potential of 0.5 V with respect to / AgCl. When the measurement result was visualized two-dimensionally, a result as shown in FIG. 9 was obtained. In FIG. 9, the current values of the currents flowing through the six working electrodes are shown in a circular shape, and the current values increase as the current values approach the center of the circular shape. The integrated value of the current value at each working electrode can be estimated as the discharge amount at each point, and the discharge amount can be evaluated.

本実施形態では、吐出溶液の吐出量に上限はなく、それぞれの吐出溶液に重なりが生じない限り、吐出量の精度を評価することが可能である。更に、本実施例の方法では、2次元に配列された電極を作製する必要がないため、より簡便な定量が可能である。
また、本実施例では電気化学メディエータであるオスミウムビピリジルを含む吐出溶液を基板上に吐出する場合について説明したが、例えば、酵素を含む溶液を基板上に吐出し、乾燥させた後、酵素と反応する基質を含んだ水溶液中で微小電極9を走引することも可能である。この場合、電極上に電気化学メディエータを塗布しておけば、より精度の高い測定が可能となる。また、本実施形態では、3電極(対極4、参照電極7、微小電極9)を用いて電流値を測定する場合について説明したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、微小電極9の面積が小さい場合には、対極4を省略して2電極(参照電極7、微小電極9)を用いて電流値を測定することができる。
In the present embodiment, there is no upper limit to the discharge amount of the discharge solution, and the accuracy of the discharge amount can be evaluated as long as there is no overlap between the discharge solutions. Furthermore, in the method of this embodiment, since it is not necessary to produce electrodes arranged in two dimensions, simpler quantification is possible.
Further, in this embodiment, the case where a discharge solution containing osmium bipyridyl which is an electrochemical mediator is discharged onto a substrate has been described. For example, a solution containing an enzyme is discharged onto a substrate and dried, and then reacted with the enzyme. It is also possible to run the microelectrode 9 in an aqueous solution containing the substrate to be processed. In this case, if an electrochemical mediator is applied on the electrode, more accurate measurement is possible. Moreover, although this embodiment demonstrated the case where an electric current value was measured using three electrodes (counter electrode 4, reference electrode 7, and microelectrode 9), it is not limited to such a structure. For example, when the area of the microelectrode 9 is small, the counter electrode 4 can be omitted and the current value can be measured using two electrodes (reference electrode 7 and microelectrode 9).

次に、本発明の第4の実施例による溶液吐出量評価方法について説明する。第1及び第2の実施例と同様、酸化インジウムスズ製の作用極が形成された基板を使用した。作用極は一辺が50マイクロメートルの正方形のものを使用し、各作用極間の距離は250マイクロメートルとした。ここで、隣接する2つの作用極の上部に、電気化学的又は電気的に活性な物質を含む溶液として、カーボンペーストを含むエタノール溶液を吐出した。この溶液を乾燥させた後、空気中で、その2つの作用極1a、1b間に流れる電流I1の電流値を図10で示すような回路構成を有する電流計11を用いて測定したところ、図11のような結果が得られた。図11では、傾きの異なる5本の直線のデータが得られている。ここで、各作用極では、異なる導電性を示すことが分かった。この導電性の違いは吐出溶液の吐出量の違いを反映したものであり、この結果に基づいて吐出溶液の吐出量を評価することができた。   Next, a solution discharge amount evaluation method according to a fourth embodiment of the present invention will be described. As in the first and second examples, a substrate on which a working electrode made of indium tin oxide was formed was used. The working electrode used was a square having a side of 50 micrometers, and the distance between the working electrodes was 250 micrometers. Here, an ethanol solution containing a carbon paste was discharged as a solution containing an electrochemically or electrically active substance on top of two adjacent working electrodes. After the solution was dried, the current value of the current I1 flowing between the two working electrodes 1a and 1b was measured in air using an ammeter 11 having a circuit configuration as shown in FIG. A result like 11 was obtained. In FIG. 11, data of five straight lines having different inclinations are obtained. Here, it was found that each working electrode exhibits different conductivity. This difference in conductivity reflects the difference in the discharge amount of the discharge solution, and the discharge amount of the discharge solution could be evaluated based on this result.

なお、本実施形態では、2つの作用極上に吐出溶液を吐出する2端子法により電流値を測定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、4つの作用極上に吐出溶液を吐出する4端子法により電流値を測定するようにすれば、より高精度な測定が可能となる。
上述した第1〜第4の実施例では、予め溶液の吐出量と作用極を流れる電流の電流値とを、それぞれ対応付けてPC等のデータベースに記憶しておき、未知の吐出量の溶液の電流値を測定して、そのデータベースを参照することにより、その未知の吐出溶液の吐出量を算出することができる。
In the present embodiment, the case where the current value is measured by the two-terminal method in which the discharge solution is discharged onto the two working electrodes has been described. However, the present invention is not limited to this, and the discharge solution is discharged onto the four working electrodes. If the current value is measured by the four-terminal method, more accurate measurement is possible.
In the first to fourth embodiments described above, the discharge amount of the solution and the current value of the current flowing through the working electrode are stored in a database such as a PC in association with each other, and the solution of the unknown discharge amount is stored. By measuring the current value and referring to the database, the discharge amount of the unknown discharge solution can be calculated.

上述した第1〜第4の実施例による溶液吐出量評価方法は、極めてシンプルな原理に基づくものであり、作用極上に吐出する微量な吐出溶液の吐出量を、非常に簡便に測定し、吐出精度を評価することができる。ナノテクノロジを生体計測に応用する場合、高価な生体関連試薬をなるべく微量な量使用して、効率よく吐出、固定する技術が不可欠であり、そのためには、極微少量の吐出溶液を精度よく操作しなければならないという問題があるが、本実施例による溶液吐出量評価方法を使用すればその問題を解決することができる。
また、本実施例による溶液吐出量評価方法は、現在開発中あるいは市販されている微量の吐出溶液を吐出するための装置の品質評価や吐出方法を検討する際にも極めて有効である。また、ナノリットルレベル以下という極微少量の試薬の分注を行う際の分注装置の分注量の評価にも有効である。
The solution discharge amount evaluation methods according to the first to fourth embodiments described above are based on a very simple principle, and the discharge amount of a small amount of discharge solution discharged onto the working electrode is measured very simply and discharged. Accuracy can be evaluated. When applying nanotechnology to biological measurement, it is indispensable to use a very small amount of an expensive biological reagent and efficiently discharge and fix it. To that end, it is necessary to operate a very small amount of discharged solution with high accuracy. However, if the solution discharge amount evaluation method according to this embodiment is used, the problem can be solved.
Further, the solution discharge amount evaluation method according to the present embodiment is extremely effective when evaluating the quality evaluation and discharge method of an apparatus for discharging a small amount of discharge solution currently being developed or marketed. It is also effective for evaluating the dispensing amount of a dispensing device when dispensing a very small amount of reagent below the nanoliter level.

以上、この発明の実施例について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

極微少量の吐出溶液を所定の場所に吐出する際の吐出量を評価することは、正確かつ精密な生体計測を行う上で、今後ますます必要度が高まってくる技術である。本発明の溶液吐出量評価装置及び方法は、今後、発展が著しいと期待されるナノテクノロジとバイオテクノロジの融合分野において、極めて有効であり、利用される可能性が極めて高い。   Evaluation of the discharge amount when a very small amount of discharge solution is discharged to a predetermined place is a technology that will become more and more necessary in the future for accurate and precise biological measurement. The apparatus and method for evaluating the amount of discharged solution of the present invention are extremely effective and highly likely to be used in the field of fusion of nanotechnology and biotechnology, which are expected to develop significantly in the future.

本発明の実施形態の溶液吐出量評価方法による処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process by the solution discharge amount evaluation method of embodiment of this invention. 本実施形態による基板の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the board | substrate by this embodiment. 本実施形態による基板の他の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the other structure of the board | substrate by this embodiment. 本実施形態による溶液吐出量評価装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the solution discharge amount evaluation apparatus by this embodiment. 本発明の第1の実施例による電流値の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the electric current value by 1st Example of this invention. 本実施例で使用した基板の様子を示す平面写真である。It is a plane photograph which shows the mode of the board | substrate used in the present Example. 本発明の第2の実施例による電流値の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the electric current value by 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例による溶液吐出量評価装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the solution discharge amount evaluation apparatus by the 3rd Example of this invention. 本実施例による電流値の測定結果を示す2次元像である。It is a two-dimensional image which shows the measurement result of the electric current value by a present Example. 本発明の第4の実施例で使用した回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure used in the 4th Example of this invention. 本実施例による電流値の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the electric current value by a present Example.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・作用極、2・・・リード線、3・・・液滴、4・・・対極、5・・・マルチポテンシオスタット、6・・・PC、7・・・参照電極、8・・・囲い、9・・・微小電極、10a、10b・・・基板、11・・・電流計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Working electrode, 2 ... Lead wire, 3 ... Droplet, 4 ... Counter electrode, 5 ... Multipotentiostat, 6 ... PC, 7 ... Reference electrode, 8 ... Enclosure, 9 ... Microelectrode, 10a, 10b ... Substrate, 11 ... Ammeter

Claims (7)

吐出溶液の吐出量を求めるための溶液吐出量評価装置であって、
基板上に形成された電極上に、吐出溶液を吐出する吐出手段と、
前記吐出手段が吐出した吐出溶液を乾燥させる乾燥手段と、
前記電極に流れる電流の電流値を測定する電流値測定手段と、
前記吐出溶液の吐出量と、その吐出量の吐出溶液を用いた場合に前記電極に流れる電流値と、を記憶する記憶手段と、
前記電流値測定手段で測定した電流値と、前記記憶手段により記憶している電流値とを比較することにより、前記吐出手段で吐出した吐出溶液の吐出量を求める吐出量算出手段と、を有することを特徴とする溶液吐出量評価装置。
A solution discharge amount evaluation device for obtaining a discharge amount of a discharge solution,
A discharge means for discharging a discharge solution onto an electrode formed on the substrate;
Drying means for drying the discharge solution discharged by the discharge means;
Current value measuring means for measuring a current value of a current flowing through the electrode;
Storage means for storing a discharge amount of the discharge solution and a current value flowing through the electrode when using the discharge solution of the discharge amount;
A discharge amount calculation means for obtaining a discharge amount of the discharge solution discharged by the discharge means by comparing the current value measured by the current value measurement means and the current value stored by the storage means; An apparatus for evaluating a solution discharge amount.
前記電流値測定手段は、前記電極を測定溶液中に浸して、前記電極に流れる電流の電流値を測定することを特徴とする請求項1に記載の溶液吐出量評価装置。   The solution discharge amount evaluation apparatus according to claim 1, wherein the current value measuring unit measures a current value of a current flowing through the electrode by immersing the electrode in a measurement solution. 前記電流値測定手段は、走査型電気化学顕微鏡を使用することにより、前記電流値を測定することを特徴とする請求項1又は2に記載の溶液吐出量評価装置。 Said current value measuring means, scanning by using an electrochemical microscope, the solution discharge amount evaluation device according to claim 1 or 2, characterized by measuring the current value. 吐出溶液の吐出量を求めるための溶液吐出量評価方法であって、
基板上に形成された電極上に、電気化学的又は電気的に活性な物質を含む吐出溶液を吐出する第1のステップと、
前記第1のステップで吐出した吐出溶液を乾燥させる第2のステップと、
前記電極に流れる電流の電流値を測定する第3のステップと、
前記吐出溶液の吐出量と、その吐出量の吐出溶液を用いた場合に前記電極に流れる電流値とを対応付けたデータベースの電流値と、前記第3のステップで測定した電流値とを比較することにより、前記第1のステップで吐出した吐出溶液の吐出量を求める第4のステップと、を有することを特徴とする溶液吐出量評価方法。
A solution discharge amount evaluation method for determining a discharge amount of a discharge solution,
A first step of discharging a discharge solution containing an electrochemically or electrically active substance onto an electrode formed on the substrate;
A second step of drying the discharged solution discharged in the first step;
A third step of measuring a current value of a current flowing through the electrode;
The current value of the database in which the discharge amount of the discharge solution and the current value flowing through the electrode when the discharge solution of the discharge amount is used is compared with the current value measured in the third step. And a fourth step of obtaining a discharge amount of the discharge solution discharged in the first step .
前記第3のステップは、前記電極を測定溶液中に浸して、前記電極に流れる電流の電流値を測定することを特徴とする請求項に記載の溶液吐出量評価方法。 The solution ejection amount evaluation method according to claim 4 , wherein the third step includes immersing the electrode in a measurement solution and measuring a current value of a current flowing through the electrode. 前記電気化学的又は電気的に活性な物質を含む吐出溶液として、酵素又はオスミウムを含む吐出溶液を使用することを特徴とする請求項4又は5に記載の溶液吐出量評価方法。 6. The solution discharge amount evaluation method according to claim 4 , wherein a discharge solution containing an enzyme or osmium is used as the discharge solution containing the electrochemically or electrically active substance. 前記第3のステップは、走査型電気化学顕微鏡を使用することにより、前記電流値を測定することを特徴とする請求項のいずれかの項に記載の溶液吐出量評価方法。 The third step, by using the scanning electrochemical microscope, the solution discharge amount evaluation method according to any one of claims 4-6, characterized by measuring the current value.
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