催化反应生成物的电化学检测方法、电化学检测装置和传感器制造方法及图纸

在液槽(10)中收纳有第1液块(20)和与第1液块(20)形成液液界面而相接的第2液块(30)，在将第1液块(20)内进行催化反应而生成的催化反应生成物封闭在第1液块(20)内的同时，使用配置在第1液块(20)内的工作电极(40)和配置在第2液块(30)内的对电极(50)，以电化学方式检测催化反应生成物的催化反应生成物的电化学检测方法中，在液槽(10)的内部设置第1液块(20)可透过且能够保持第1液块(20)的保持材料(90)，在第1液块(20)被保持材料(90)保持的状态下，进行催化反应并进行催化反应生成物的检测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化反应生成物的电化学检测方法、电化学检测装置和传感器


[0001]该专利技术涉及以电化学方式检测由溶液内进行的催化反应生成且溶解于该溶液的生成物。

技术介绍

[0002]由酶反应等的催化反应生成且溶解于溶液的催化反应生成物的检测灵敏度由溶液中的生成物的浓度决定。为了提高溶液中的生成物的浓度，例如，优选催化反应时间更长，或，优选溶液的体积更小。
[0003]但是，如果溶液的体积极小，则会因溶液的蒸发而导致溶液的体积减少，致使无法检测。这样的问题在催化反应时间长的情况下会显著发生。
[0004]在专利文献1和非专利文献1中，公开了能够避免溶液的蒸发的构成。专利文献1公开了，在ELISA(Enzyme
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Linked ImmunoSorbent Assay：酶联免疫吸附法)相关的技术中，将作为酶反应场的亲水性溶剂的液滴置于收纳部(凹槽)内，并且该收纳部被疏水性溶剂密封的构成。
[0005]非专利文献1公开了，在ELISA相关的技术中，通过在亲水性表面上形成疏水性区域而形成亲水性区域的图案，并且以油包覆位于亲水性区域的图案中的液滴(即酶反应场)的构成。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008][专利文献1]WO2012/121310号公报
[0009]非专利文献
[0010][非专利文献1]S.Sakakihara et al.,“A Single
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molecule enzymatic assay in a directly accessible femtoliter droplet array”,Lab Chip,2010,10,3355
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3362

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题
[0012]如上所述，通过将作为催化反应场的溶液，以与该溶液不同的液体进行包覆，能够防止溶液的蒸发。由此，能够避免蒸发导致溶液体积的减少，致使无法检测这样的问题的发生。
[0013]溶液被液体包覆的状态，必须在催化反应的进行过程、催化反应生成物的检测过程中，被稳定且适宜地保持。例如，如果发生受到振动或冲击，溶液和液体的液液界面被打乱的状况，或，溶液的形状大幅变化的状况，则催化反应的进行或检测处理就会受到其影响，其结果，可能导致检测精度降低，或，发生检测错误。
[0014]在使用凹槽时，也有可能发生因振动或冲击，而使溶液的一部分流出凹槽外，或，液体流入凹槽内这样的事态。
[0015]该专利技术的目的在于提供一种能够稳定地实施催化反应生成物的高灵敏度检测的技术。
[0016]解决技术问题的技术手段
[0017]此处记述的技术事项，并不明示或暗示地限制权利要求书记载的专利技术，进一步而言，并不表明可容忍因本专利技术而受益的受益者(例如申请人和权利者)以外的人所作出的如此的限定，只是单纯地，为了使本专利技术的要点更容易理解而记载。从其他的观点出发，本
技术实现思路
例如，可以通过该专利技术的日本专利申请时的权利要求书进行理解。
[0018]此处公开的技术是将以第2液块包覆进行催化反应的第1液块的技术适用于电化学检测技术的技术。
[0019]该技术使用收纳有工作电极、对电极、第1液块、第2液块的液槽。
[0020]第1液块具有导电性。工作电极位于第1液块内。第1液块由液块保持材料保持，所述液块保持材料是第1液块可透过且能够保持第1液块的液块保持材料。液块保持材料位于工作电极的附近。
[0021]第2液块具有导电性。第1液块和第2液块形成液液界面，且，催化反应生成物不溶于第2液块。对电极位于第2液块内。对由于催化反应生成物和工作电极之间的氧化还原反应而流过工作电极的电流进行检测。
[0022]专利技术的效果
[0023]根据该专利技术，第1液块被第2液块包覆的状态通过液块保持材料而稳定并且适宜地保持，因此能够稳定地实施催化反应生成物的高灵敏度检测。
附图说明
[0024][图1]用于说明实施方式的电化学检测装置的概要的图。
[0025][图2A]用于说明保持材料的第1例的图。
[0026][图2B]用于说明保持材料的第2例的图。
[0027][图2C]用于说明保持材料的第3例的图。
[0028][图2D]用于说明保持材料的第4例的图。
[0029][图3A]用于说明保持材料的第5例的图。
[0030][图3B]用于说明保持材料的第6例的图。
[0031][图4]用于说明设置在凹槽中的保持材料的图。
[0032][图5A]实施方式的传感器的俯视图。
[0033][图5B]图5A所示的传感器的截面图。
[0034][图6]图5A所示的传感器的立体图。
[0035][图7]用于说明图5A所示的传感器中的电极的排列的图。
[0036]本专利技术的具体实施方式
[0037]以下参照附图对该专利技术的实施方式进行说明。
[0038]实施方式中，以电化学方式，检测由第1液块(即作为催化反应场的溶液的块)内进行的催化反应生成且溶解于第1液块内的生成物。图1示意性地表示实施方式的检测装置1的构成例。
[0039]检测装置1包含液槽10、工作电极40、对电极50、参比电极60、恒电位仪80。液槽10
收纳有第1液块20和第2液块30。第1液块20和第2液块30形成液液界面(即液相和液相之间的界面)。第1液块20如图1所示，位于液槽10的底面11上，被第2液块30包覆。
[0040]工作电极40设置在液槽10的底面11上，被第1液块20包覆。也就是说，工作电极40与第1液块20接触，但不与第2液块30接触。对电极50和参比电极60设置于第2液块30内，经由第1液块20和第2液块30的液液界面而与工作电极40电连接。图1中，符号70表示盐桥。
[0041]工作电极40、对电极50和参比电极60在该例中与恒电位仪80连接。恒电位仪80作为恒压电源装置而发挥功能，包含可变电源81、电压计82、电流计83。
[0042]催化反应生成物，被封入第1液块20内，并且不溶解于第2液块30(即生成物不从第1液块20向第2液块30移动)。催化反应生成物和工作电极40之间的氧化还原反应导致电流流过工作电极40。通过检测该电流，能够进行催化反应生成物的检测或定量分析。
[0043]在图1中只图示了1个工作电极40，作为通例，例如以阵列状配置的2个以上的工作电极40设置在基板上，而该基板位于液槽10的底面11。检测装置1包含2个以上的工作电极40时，检测装置1包含2个以上的第1液块20。2个以上的工作电极40的分别被2个以上的第1液块20中的对应的一个所包覆。各第1液块20是相互独立的液块，彼此不同的第1液块20被第2液块30隔开。第2液块30是1个液块。2个以上的第1液块20分别与第2液块30形成液液界面。2个以上的第1液块20分别被第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种催化反应生成物的电化学检测方法，该方法包括：在液槽中收纳有第1液块和与所述第1液块形成液液界面而相接的第2液块，在将所述第1液块内进行催化反应而生成的催化反应生成物封闭在所述第1液块内的同时，使用配置在所述第1液块内的工作电极和配置在所述第2液块内的对电极，以电化学方式检测所述催化反应生成物，其中，在所述液槽的内部设置所述第1液块可透过且能够保持所述第1液块的保持材料，在所述第1液块被所述保持材料保持的状态下，进行所述催化反应并进行所述催化反应生成物的检测。2.根据权利要求1所述的催化反应生成物的电化学检测方法，其具有：在向所述保持材料滴加所述第1液块后，使所述第2液块流入所述液槽的准备工序。3.根据权利要求1或2所述的催化反应生成物的电化学检测方法，其中，所述保持材料的表面由亲水性的多孔质体构成。4.根据权利要求1或2所述的催化反应生成物的电化学检测方法，其中，所述保持材料由通过含水而形成水凝胶的高分子构成。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的催化反应生成物的电化学检测方法，其中，所述保持材料担载催化剂。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的催化反应生成物的电化学检测方法，其中，将所述保持材料设置在构成于所述液槽的底面上的凹槽的内部。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的催化反应生成物的电化学检测方法，其中，在1个所述液槽的内部设置有多个所述工作电极和与各个所述工作电极对应的多个所述保持材料，以进行多个相互独立的所述催化反应并进行所述催化反应生成物的检测。8.根据权利要求6所述的催化反应生成物的电化学检测方法，其中，在1个所述液槽的内部设置有多个所述工作电极和与各个所述工作电极对应的多个所述凹槽以及所述保持材料，以进行多个相互独立的所述催化反应并进行所述催化反应生成物的检测。9.一种电化学检测装置，其是能够以电化学方式检测通过在第1液块内进行催化反应而生成的催化反...

【专利技术属性】
技术研发人员：国方亮太，须田笃史，林泰之，伊野浩介，末永智一，
申请(专利权)人：国立大学法人东北大学，
类型：发明
国别省市：