生物传感器制造技术

本发明专利技术是提供一种即使是在测定极微量的试样量时，也能得到良好应答的高灵敏度生物传感器。本发明专利技术的生物传感器具有分支成多个的作用极和分支成多个的第１对极、将各分支片交替排列的第１绝缘性基板，具有第２对极、配置于和第１绝缘性基板相对位置上的第２绝缘性基板，含有氧化还原酶的试剂系以及形成在第１和第２绝缘性基板之间的试样供给通路，在供给通路内交替排列的作用极和第１对极的分支片、第２对极和试剂系外露。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及迅速且高精度地定量试样中所含基质的生物传感器。
技术介绍
作为蔗糖、葡萄糖等糖类定量分析法，已开发出用旋光度计法、比色法、还原滴定法和各种色谱法等方法。但是，无论对哪样糖类，这些方法特异性不太高，因此精度较差。如果用这些方法中的施光度计法，操作是简单，但是，操作时，受温度影响大，所以，施光度计法不合适通常作为人们在家庭等地方简单定量糖类的方法。近年来，利用酶具有的特异性催化作用的各种类型的生物传感器被开发。以下，就作为试样中基质定量法一例的葡萄糖定量法加以说明。一般大家熟知的是作为电化学的葡萄糖定量法是使用酶的葡萄糖氧化酶(EC 1.1.3.4以下省略为GOD)和氧电极或是过氧化氢电极的方法(例如，铃木周一编的《バイオセンサ一(生物传感器)》講談社出版)。GOD把氧作为电子传递介质将基质β-D-葡萄糖选择性地氧化成D-葡糖酸-δ-内酯。在氧存在的情况下，氧化反应过程中，氧通过GOD被还原成过氧化氢。通过氧电极来计测此氧的减少量，或者是通过过氧化氢电极来计测过氧化氢的增加量。因为氧的减少量和过氧化氢的增加量与试样中的葡萄糖含有量成比例，所以可以从氧的减少量或过氧化氢的增加量来定量葡萄糖。在上述方法中，利用酶反应特异性，可以高精度地定量试样中的葡萄糖。但是上述方法有测定结果会受到试样所含氧的浓度的影响的缺点，在试样里没有氧存在的情况下，就不能进行测定，这也可以从其反应过程推测出来。为此，开发了不用氧作为电子传递介质，而用铁氰化钾、二茂铁衍生物、苯醌衍生物等有机化合物和金属络合物作为电子传递介质的新型葡萄糖传感器。这种类型的传感器将作为酶反应的结果而生成的电子传递介质的还原体在作用极上氧化，并可由此氧化电流量求出试样中所含葡萄糖浓度。这时，在对极上进行电子传递介质氧化体的还原，进行生成电子传递介质还原体的反应。通过用上述的有机化合物和金属络和物来代替氧作为电子传递介质，就可以在稳定状态下将已知量GOD和这些电子传递介质正确地加载在电极上，形成试剂层，并可以不受试样中氧浓度影响，高精度地定量葡萄糖。这种情况下，由于还能够使含有氧和电子传递介质的试剂层以接近干燥的状态下与电极系一体化，所以，基于该技术的一次性葡萄糖传感器近年来受到众多关注。其代表例是日本特许公报第2517153号中公开的生物传感器。使用一次性葡萄糖传感器，只需往与测定器连接并可拆卸的传感器中注入试样，就能够很容易地用测定器测出葡萄糖浓度。通过使用了上述葡萄糖传感器的测定方法，就可以容易地求出微升数量级试样里的基质浓度。但是，近年来，各方面期望着开发出一种能够测定出比1微升更少的极微量试样的生物传感器。现有的电化学生物传感器，在测定极微量试样时，因为试样里的葡萄糖量变得极微量，所以出现测定结果的灵敏度下降的情况。因此，就开发出在基板上配置有2个由分支片交替排列而构成的多个分支的近似梳子形电极的生物传感器。图7显示此生物传感器的电极系附近的剖面图。该类型的生物传感器，在配置于基板5的第1电极1上，经氧化而生成的电子传递介质的氧化体就可能在邻接的第2电极3上被还原而恢复成还原体，此还原体还可能再次在邻接的第1电极1上被氧化。因此，通过流动在第1电极1上的电流值上升来看，此传感器可以以比现有生物传感器好的灵敏度来定量葡萄糖。这样的技术，不仅仅局限于定量葡萄糖，还可能应用在试样里含有其它基质的定量上。但是近年来，为了在测定时能求出更微量化的必要试样量，各方面期望着有一种更高灵敏度的生物传感器。因此，本专利技术目的是提供一种即使是在测定极微量的试样量时，也能得到良好应答的高灵敏度生物传感器。
技术实现思路
本专利技术的生物传感器具有分支成多个的作用极和分支成多个的第1对极、将各分支片交替排列的第1绝缘性基板，具有第2对极、配置于和第1绝缘性基板相对位置上的第2绝缘性基板，含有氧化还原酶的试剂系以及形成在第1和第2绝缘性基板之间的试样供给通路，在供给通路内交替排列的作用极和第1对极的分支片、第2对极和试剂系外露。在前述试样供给通路内，第2对极最好配置在与作用极相对的位置上。本专利技术提供一种具有分支成多个的第1作用极和分支成多个的第1对极、将各分支片交替排列的第1绝缘性基板，具有分支成多个的第2作用极和分支成多个的第2对极、将各分支片交替排列的第2绝缘性基板，含有氧化还原酶的试剂系以及形成在第1和第2绝缘基板之间的试样供给通路的生物传感器。在所述试样供给通路内交替排列的第1作用极和第1对极的分支片、交替排列的第2作用极和第2对极的分支片以及试剂系外露。最好是第2对极配置在和第1作用极相对的位置上，且第2作用极配置在和第1对极相对的位置上。附图说明图1是本专利技术葡萄糖传感器一实施方式的除去试剂层的分解立体图。图2是显示同一传感器试样供给通路内的电极排列的剖面图。图3是显示传感器试样供给通路内的电极排列的另一例的剖面图。图4是本专利技术生物传感器另一实施方式的除去试剂层的分解立体图。图5是显示同一传感器试样供给通路内的电极排列的剖面图。图6是本专利技术生物传感器又一实施方式的除去试剂层的分解立体图。图7是显示现有生物传感器电极排列的剖面图。图8是显示本专利技术一实施方式的安装有传感器的测定装置的电路结构方块图。图9是显示本专利技术另一实施方式的安装有传感器的测定装置的电路结构方块图。实施本专利技术的最佳方式以下参照附图就本专利技术生物传感器的实施方式加以说明。第1基板和第2基板等的形状结构，电极的形状和材质，分支片的数目不受以下所示实施方式的限制。实施方式1图1是本实施方式葡萄糖传感器的除去试剂层和界面活性剂层的纵向剖面图。10表示由电绝缘性材料构成的第1基板。在此基板10上，通过光刻工艺，形成了由分支成多个的近似梳子形的作用极11及其导线12，和分支成多个的近似梳子形的第1对极13及其导线14构成的电极系。具体方法是例如将钯溅镀到基板上，用保护膜覆盖此钯膜，接着，加上和电极系相同形状的掩膜，经曝光，显像后，将钯膜蚀刻，最后，除去保护膜，就形成设定形状的电极系。在图中，作用极11和第1对极各以6片分支片表示，但不限于此。如后述实施例所示，作用极11和第1对极也可由数10片分支片构成。在由电绝缘性材料构成的第2基板30上，将钯溅射到此基板上而形成第2对极33及其导线34。第2基板30有空气孔35。在第1基板10上，为了将该装置的端部与第2对极的导线34接触，开有导通孔17，而为了使装置的端部与作用极的导线12和第1对极13的导线14相连接，在第2基板30上，开有导通孔36和37。由绝缘材料构成的隔板20上具有形成后述的试样供给通路的切口21。将此隔板20粘贴固定在第1基板10上后，从切口21滴下试剂层形成液在电极系上，经干燥形成试剂层，此试剂层包含有氧化还原酶GOD和电子传递介质铁氰化钾。在试剂层上，最好形成含有界面活性剂卵磷脂的界面活性剂层。接着，按照图1中点划线所示的位置关系将结合有隔板20的第1基板10与第2基板30相连接而组装成葡萄糖传感器。然后，在第1基板和第2基板之间，在隔板20的切口21部分，形成试样供给通路。此试样供给通路以切口21的开放端部23为试样供给口，以第2基板30的空气孔35为终端部。在此试样供给通路中，电极系和第2对极配置在相对的位置上，而且，用隔板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物传感器，它包括具有分支成多个的作用极和分支成多个的第１对极、将各分支片交替排列的第１绝缘性基板，具有第２对极、配置于和第１绝缘性基板相对位置上的第２绝缘性基板，含有氧化还原酶的试剂系以及形成在第１和第２绝缘性基板之间的试样供给通路，在供给通路内交替排列的作用极和第１对极的分支片、第２对极和试剂系外露。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷池优子，池田信，吉冈俊彦，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]