(57)【要約】  作用極および対極が電極層を形成する絶縁性基板から剥がれるのを防止することができる技術を提供する。  導電層１１２のキャビティ１０４に露出する部分において、キャビティ１０４に露出する作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３の一端側と試料導入口１０４ａとの間にキャビティ１０４を横断するように導電層１１２に切込１０３ａが形成されている。したがって、スペーサ層１２０が積層されていないスリット１０５の部分の導電層１１２が、キャビティ１０４内において電極層１１０（絶縁性基板１１１）の試料導入口１０４ａ側の端縁から剥がれても、導電層１１２は、キャビティ１０４を横断するように形成された切込１１３ａを越えて剥がれるおそれがないため、キャビティ１０４に露出する作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３の一端側が電極層１１０から剥がれるのを防止することができる。
2013073073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板の一方面に作用極および対極を含む電極系が設けられた電極層と、
スリットが形成されて、前記スリットが前記作用極および前記対極の一端側に配置されて前記電極層の前記一方面に積層されるスペーサ層と、
前記電極層および前記スリットにより形成されて試料が供給されるキャビティと、
前記キャビティに連通する空気穴が形成されて前記キャビティを被覆して前記スペーサ層に積層されるカバー層と、
前記スリットの開口部分により形成されて前記キャビティに連通する試料導入口と、
前記キャビティに露出する前記作用極および前記対極の一端側に設けられた反応層とを備えるバイオセンサにおいて、
前記電極系は、前記電極層の一方面の全面に渡って設けられた導電層にライン状の切込が形成されることにより形成され、
前記導電層の前記キャビティに露出する部分において、前記作用極および前記対極の一端側と前記試料導入口との間に前記キャビティを横断するように前記切込が形成されている
ことを特徴とするバイオセンサ。
【請求項２】
前記スペーサ層は、前記電極層の前記一方面を部分的に被覆して積層されており、
前記作用極および前記対極それぞれの他端側は、前記試料導入口と反対側の前記電極層の端縁であって、前記スペーサ層が積層されていない前記電極層の端縁まで延伸されて形成され、前記作用極および前記対極の他端側が形成されている前記電極層の端縁部分の前記導電層には、前記作用極および前記対極それぞれの他端側を横断するように前記切込がさらに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバイオセンサ。
【請求項３】
絶縁性基板の一方面に作用極および対極を含む電極系が設けられた電極層と、
スリットが形成されて、前記スリットが前記作用極および前記対極の一端側に配置されて前記電極層の前記一方面に積層されるスペーサ層と、
前記電極層および前記スリットにより形成されて試料が供給されるキャビティと、
前記キャビティに連通する空気穴が形成されて前記キャビティを被覆して前記スペーサ層に積層されるカバー層と、
前記スリットの開口部分により形成されて前記キャビティに連通する試料導入口と、
前記キャビティに露出する前記作用極および前記対極の一端側に設けられた反応層とを備えるバイオセンサの製造方法において、
前記電極層は、
前記絶縁性基板の一方面の全面に渡って導電層を形成し、前記導電層にライン状の切込を形成して前記電極系を形成する際に、前記導電層の前記キャビティに露出する部分に、前作用極および前記対極の一端側と前記試料導入口との間に前記キャビティを横断するように前記切込を形成して用意される
ことを特徴とするバイオセンサの製造方法。
【請求項４】
前記スペーサ層が、前記電極層の一方面を部分的に被覆して積層される請求項３に記載のバイオセンサの製造方法において、
前記電極層は、
前記作用極および前記対極それぞれの他端側を、前記試料導入口と反対側の前記電極層の端縁であって、前記スペーサ層が積層されていない前記電極層の端縁まで延伸して形成し、前記作用極および前記対極の他端側が形成されている前記電極層の端縁部分の前記導電層に、前記作用極および前記対極それぞれの他端側を横断するように前記切込をさらに形成して用意される
ことを特徴とするバイオセンサの製造方法。
【請求項５】
前記切込は、レーザ加工により前記導電層に形成されることを特徴とする請求項４に記載のバイオセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁性基板に作用極および対極を含む電極系が設けられた電極層と、作用極および対極上に設けられた反応層と、試料が供給されるキャビティを形成するためのスリットが形成されたスペーサ層と、キャビティに連通する空気穴が形成されたカバー層とを備えるバイオセンサおよびバイオセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７の従来のバイオセンサの一例に示すように、作用極５０１および対極５０２と検知電極５０３を含む電極系と、測定対象物質と特異的に反応する酵素を含む反応層５０４とを有するバイオセンサ５００を用いて、試料に含まれる測定対象物質と反応層５０４とが反応することで生成される還元物質を作用極５０１と対極５０２との間に電圧を印加して酸化することにより得られる酸化電流を計測することで測定対象物質の定量を行う物質の測定方法が知られている（例えば特許文献１参照）。【０００３】
図７に示すバイオセンサ５００は、試料に含まれるグルコースを定量するためのセンサであって、ポリエチレンテレフタレーやポリイミドなどの絶縁性基板に電極が設けられて形成された電極層５０５と、カバー層５０７と、電極層５０５とカバー層５０７とに挟まれて配置されるスペーサ層５０６とが積層されて形成される。また、スペーサ層５０６には、試料が供給されるキャビティ５０８を形成するためのスリット５０６ａが設けられており、電極層５０５にスペーサ層５０６を介してカバー層５０７が積層されて接着されることで、電極層５０５と、スペーサ層５０６のスリット５０６ａの部分と、カバー層５０７とにより試料が供給されるキャビティ５０８が形成される。そして、スリット５０６ａの開口部分によりバイオセンサ５００の側面に形成される試料導入口からキャビティ５０８に試料が供給される。また、カバー層５０７には、毛細管現象による試料のキャビティ５０８への供給を円滑に行うために、キャビティ５０８の終端部と連通する空気穴５０７ａが形成されている。【０００４】
また、電極層５０５には、作用極５０１および対極５０２と検知用電極５０３とが設けられ、これらの電極５０１〜５０３にそれぞれ電気接続される電極パターンが設けられることにより電極層５０５に電極系が形成されている。また、作用極５０１および対極５０２上には反応層５０４が設けられており、作用極５０１および対極５０２と検知用電極５０３とは、それぞれバイオセンサ５００に形成されたキャビティ５０８に露出するように電極層５０５に設けられている。【０００５】
したがって、液体から成る試料がキャビティ５０８に試料導入口から供給されると、キャビティ５０８に露出する各電極５０１〜５０３と反応層５０４とが試料に接触すると共に、反応層５０４は試料に溶解する。また、検知用電極５０３に試料が接触することにより、キャビティ５０８に試料が供給されたことが検知される。【０００６】
また、作用極５０１および対極５０２上に設けられた反応層５０４には、試料に含まれるグルコースに特異的に反応するグルコースオキシダーゼと、メディエータ（電子受容体）としてのフェリシアン化カリウムとが含まれている。そして、フェリシアン化カリウムが試料に溶解することによるフェリシアン化イオンは、グルコースオキシダーゼと反応してグルコースがグルコノラクトンに酸化される際に放出される電子により還元体であるフェロシアン化イオンに還元される。したがって、バイオセンサ５００に形成されたキャビティ５０８にグルコースを含む試料が試料導入口から供給されると、フェリシアン化イオンはグルコースが酸化されることにより放出される電子により還元されるため、試料に含まれて酵素反応により酸化されるグルコースの濃度に応じた量だけフェリシアン化イオンの還元体であるフェロシアン化イオンが生成される。【０００７】
このよう構成されたバイオセンサ５００では、酵素反応の結果生じたメディエータの還元体を作用極５０１上で酸化することにより得られる酸化電流が試料中のグルコース濃度に依存した大きさとなるため、この酸化電流を計測することにより試料に含まれるグルコースの定量を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３０５０９３号公報（段落００１６〜００２５、図１など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、電極層５０５は、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、ポリイミドなどの絶縁性基板に、作用極５０１および対極５０２と検知用電極５０３とを含む電極系が設けられることにより形成される。すなわち、電極層５０５は、絶縁性基板の全面に渡って、金、白金、パラジウムなどの貴金属やカーボンなどの導電性材料により形成された導電層５０５ａに、レーザ加工によりライン状の切込５０５ｂが形成されて電極系が設けられることにより形成される。【００１０】
したがって、導電層５０５ａは、電極層５０５（バイオセンサ５００）の端縁まで設けられている。そのため、電極層５０５に設けられた導電層５０５ａのうち、スペーサ層５０６が積層されていない、スリット５０６ａの部分や、測定器に挿入されるバイオセンサ５００の後端部分の導電層５０５ａが、バイオセンサ５００を把持したときや、バイオセンサ５００を包装紙から取出すときなどに、バイオセンサ５００と接触物との間に生じる接触摩擦力により電極層５００の端縁から剥がれるおそれがある。【００１１】
また、バイオセンサ５００は、一般的に、導電層５０５ａにライン状の切込５０５ｂが形成されることにより複数の電極系が設けられた大面積の絶縁性基板に、スペーサ層５０６およびカバー層５０７を積層することでバイオセンサ５００の集合体を形成し、バイオセンサ５００の集合体をカッターで個片化することで形成される。したがって、バイオセンサ５００の集合体が個片化されるときに、絶縁性基板がカッターで切断されるときに生じる応力により、スペーサ層５０６が積層されていないスリット５０６ａの部分や、測定器に挿入されるバイオセンサ５００の後端部分において、導電層５００ａが、電極層５００のカッターにより切断された端縁から剥がれるおそれがある。【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、作用極および対極が電極層を形成する絶縁性基板から剥がれるのを防止することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記した目的を達成するために、本発明のバイオセンサは、絶縁性基板の一方面に作用極および対極を含む電極系が設けられた電極層と、スリットが形成されて、前記スリットが前記作用極および前記対極の一端側に配置されて前記電極層の前記一方面に積層されるスペーサ層と、前記電極層および前記スリットにより形成されて試料が供給されるキャビティと、前記キャビティに連通する空気穴が形成されて前記キャビティを被覆して前記スペーサ層に積層されるカバー層と、前記スリットの開口部分により形成されて前記キャビティに連通する試料導入口と、前記キャビティに露出する前記作用極および前記対極の一端側に設けられた反応層とを備えるバイオセンサにおいて、前記電極系は、前記電極層の一方面の全面に渡って設けられた導電層にライン状の切込が形成されることにより形成され、前記導電層の前記キャビティに露出する部分において、前記作用極および前記対極の一端側と前記試料導入口との間に前記キャビティを横断するように前記切込が形成されていることを特徴としている（請求項１）。【００１４】
また、前記スペーサ層は、前記電極層の前記一方面を部分的に被覆して積層されており、前記作用極および前記対極それぞれの他端側は、前記試料導入口と反対側の前記電極層の端縁であって、前記スペーサ層が積層されていない前記電極層の端縁まで延伸されて形成され、前記作用極および前記対極の他端側が形成されている前記電極層の端縁部分の前記導電層には、前記作用極および前記対極それぞれの他端側を横断するように前記切込がさらに形成されていることを特徴としている（請求項２）。【００１５】
また、本発明のバイオセンサの製造方法は、絶縁性基板の一方面に作用極および対極を含む電極系が設けられた電極層と、スリットが形成されて、前記スリットが前記作用極および前記対極の一端側に配置されて前記電極層の前記一方面に積層されるスペーサ層と、前記電極層および前記スリットにより形成されて試料が供給されるキャビティと、前記キャビティに連通する空気穴が形成されて前記キャビティを被覆して前記スペーサ層に積層されるカバー層と、前記スリットの開口部分により形成されて前記キャビティに連通する試料導入口と、前記キャビティに露出する前記作用極および前記対極の一端側に設けられた反応層とを備えるバイオセンサの製造方法において、前記電極層は、前記絶縁性基板の一方面の全面に渡って導電層を形成し、前記導電層にライン状の切込を形成して前記電極系を形成する際に、前記導電層の前記キャビティに露出する部分に、前作用極および前記対極の一端側と前記試料導入口との間に前記キャビティを横断するように前記切込を形成して用意されることを特徴としている（請求項３）。【００１６】
また、前記スペーサ層が、前記電極層の一方面を部分的に被覆して積層される請求項４に記載のバイオセンサの製造方法において、前記電極層は、前記作用極および前記対極それぞれの他端側を、前記試料導入口と反対側の前記電極層の端縁であって、前記スペーサ層が積層されていない前記電極層の端縁まで延伸して形成し、前記作用極および前記対極の他端側が形成されている前記電極層の端縁部分の前記導電層に、前記作用極および前記対極それぞれの他端側を横断するように前記切込をさらに形成して用意されることを特徴としている（請求項４）。【００１７】
また、前記切込は、レーザ加工により前記導電層に形成されることを特徴としている（請求項５）。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１，３の発明によれば、電極層を形成する絶縁性基板の一方面に設けられた作用極および対極を含む電極系は、絶縁性基板の一方面の全面に渡って設けられた導電層にライン状の切込が形成されることにより形成されている。そして、導電層のキャビティに露出する部分において、キャビティに露出する作用極および対極の一端側と試料導入口との間にキャビティを横断するように導電層に切込が形成されている。【００１９】
したがって、スペーサ層が積層されていないスリットの部分の導電層が、キャビティ内において絶縁性基板の試料導入口側の端縁から剥がれても、導電層は、キャビティを横断するように形成された切込を越えて剥がれるおそれがないため、キャビティに露出する作用極および対極の一端側が絶縁性基板から剥がれるのを防止することができる。【００２０】
請求項２，４の発明によれば、スペーサ層は、電極層の一方面を部分的に被覆して積層されており、作用極および対極それぞれの他端側は、試料導入口と反対側の電極層の端縁であって、スペーサ層が積層されていない電極層の端縁まで延伸されて形成されている。そして、作用極および対極の他端側が形成されている電極層の端縁部分の導電層には、作用極および対極それぞれの他端側を横断するように切込が形成されている。【００２１】
したがって、スペーサ層が積層されていない作用極および対極それぞれの他端側を形成する導電層が、絶縁性基板の端縁から剥がれても、導電層は、作用極および対極それぞれの他端側を横断するように形成された切込を越えて剥がれるおそれがないため、スペーサ層が積層されていない作用極および対極の他端側が絶縁性基板から剥がれるのを防止することができる。【００２２】
請求項５の発明によれば、レーザ加工により導電層に切込を容易に精度よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態にかかるバイオセンサのある製造工程における絶縁性基板の平面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるバイオセンサの異なる製造工程における絶縁性基板の一方面の全面に渡って導電層が設けられた状態を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるバイオセンサのさらに異なる製造工程を示す図であって、導電層に切込が形成された状態を示す要部拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるバイオセンサのさらに異なる製造工程を示す図であって、電極層にスペーサ層が積層された状態を示す要部拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるバイオセンサのさらに異なる製造工程を示す図であって、キャビティに反応層が設けられた状態を示す要部拡大図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかるバイオセンサを示す平面図である。
【図７】従来のバイオセンサを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の一実施形態にかかるバイオセンサの構成およびその製法について、図１〜図６を参照して説明する。
【００２５】
図１〜図５はそれぞれ本発明の一実施形態にかかるバイオセンサの製造方法を示す図であって、図１は絶縁性基板の平面図、図２は絶縁性基板の一方面の全面に渡って導電層が設けられた状態を示す平面図、図３は導電層に切込が形成された状態を示す要部拡大図、図４は電極層にスペーサ層が積層された状態を示す要部拡大図、図５はキャビティに反応層が設けられた状態を示す要部拡大図である。図６はバイオセンサの平面図である。なお、図１および図２中の破線は、バイオセンサ１００を個片化する際の切断線ＣＬを示す。また、図３〜図５は、図１および図２中の破線に囲まれた領域を示す要部拡大図である。
【００２６】
この発明のバイオセンサ１００は、図７を参照して説明した従来のバイオセンサ５００とほぼ同様の構成を有しており、作用極１０１および対極１０２と検知用電極１０３を含む電極系と、測定対象物質と反応する酵素を含む反応層１０７とを有し、測定器（図示省略）に装着されて使用されるものである。すなわち、測定器に装着されたバイオセンサ１００の先端側に設けられたキャビティ１０４に供給された血液などの試料に含まれるグルコースなどの測定対象物質と、バイオセンサ１００に設けられた反応層１０７とが反応することで生成される還元物質を、作用極１０１と対極１０２との間に電圧を印加して酸化することにより得られる酸化電流を計測することで、試料に含まれる測定対象物質の定量が行われる。
【００２７】
すなわち、バイオセンサ１００は、図３〜図６に示すように、それぞれ、セラミック、ガラス、プラスチック、紙、生分解性材料、ポリエチレンテレフタレートなどの絶縁性材料により形成された、作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３を含む電極系が設けられた電極層１１０と、キャビティ１０４に連通する空気穴１０６が形成されたカバー層１３０と、キャビティ１０４を形成するためのスリット１０５が形成され、電極層１１０およびカバー層１３０に挟まれて配置されるスペーサ層１２０とが、試料導入口１０４ａが設けられる先端側が揃った状態で積層されて接着されることにより形成される。また、図５に示すように、作用極１０１および対極１０２上には、試料に含まれるグルコースなどの測定対象物質と反応する酵素を含む反応層１０７が設けられている。そして、後端側から測定器２の所定の挿入口に挿入されて装着されることで、バイオセンサ１００は測定器２に装着される。
【００２８】
この実施形態では、電極層１１０は、次のようにして用意される。
【００２９】
すなわち、最初に、図１および図２に示すように、ポリエチレンテレフタレートなどの絶縁性材料から成る絶縁性基板１１１の一方面に、スクリーン印刷やスパッタリング蒸着法により、白金、金、パラジウムなどの貴金属やカーボン、銅、アルミニウム、チタン、ＩＴＯ、ＺｎＯなどの導電性物質から成る導電層１１２が形成される。次に、図３に示すように、導電層１１２に、レーザ加工やフォトリソグラフィによるパターン形成が施されて切込１１３が形成されることにより、作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３を含む電極系が形成される。
【００３０】
また、図４および図５に示すように、作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３は、それぞれの一端側が、キャビティ１０４に露出するように配置される。また、作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３のそれぞれの他端側は、試料導入口１０４ａと反対側の電極層１１０の端縁であって、スペーサ層１２０が積層されない電極層１１０の端縁まで延伸されて形成される。
【００３１】
このとき、図３〜図５に示すように、導電層１１２には、スペーサ層１２０が電極層１１０に積層された際にキャビティ１０４に露出する部分に、作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３の一端側と試料導入口１０４ａとの間に、キャビティ１０４を横断するように切込１１３ａが形成される。また、作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３の他端側が形成されている電極層１１０の端縁部分の導電層１１２には、作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３それぞれの他端側を横断するように切込１１３ｂが形成される。
【００３２】
なお、図１および図２に示すように、絶縁性基板１１１の一方面には、バイオセンサ１００を形成する複数の電極系が形成され、後述するように、カバー層１３０が積層された後に切断線ＣＬで切断されることにより、個々のバイオセンサ１１０に個片化される。したがって、電極層１１０の先端から切込１１３ａまでの間隔と、電極層１１０の後端から切込１１３ｂまでの間隔とは、バイオセンサ１００の集合体を切断線ＣＬで切断するときの切断位置精度よりも大きくするとよい。
【００３３】
次に、上記したようにして用意された電極層１１０にスペーサ層１２０が積層される。スペーサ層１２０は、図４および図５に示すように、ポリエチレンテレフタレートなどの絶縁性材料から成る基板により形成され、基板の先端縁部のほぼ中央にキャビティ１０４を形成するためのスリット１０５が形成されている。そして、スリット１０５が作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３の一端側に配置されて、スペーサ層１２０が電極層１１０の一方面を部分的に被覆して積層されることにより、電極層１１０およびスリット１０５により試料が供給されるキャビティ１０４が形成される。
【００３４】
続いて、電極層１１０にスペーサ層１２０が積層されて形成されるキャビティ１０４部分が、プラズマにより洗浄処理された後に、反応層１０７が形成される。なお、プラズマ洗浄工程において使用されるプラズマは、酸素プラズマ、窒素プラズマ、アルゴンプラズマなど、プラズマによる金属活性化処理において使用される種々のプラズマを使用することができ、減圧プラズマであっても大気圧プラズマであってもよい。
【００３５】
図５に示すように、反応層１０７は、カバー層１３０がスペーサ層１２０に積層される前に、キャビティ１０４に露出する作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３の一端側に、カルボキシメチルセルロースやゼラチンなどの増粘剤、酵素、メディエータ、アミノ酸や有機酸などの添加物を含有する試薬を滴下することにより形成される。また、キャビティ１０４への血液などの試料の供給を円滑にするために、界面活性剤やリン脂質などの親水化剤がキャビティ１０４内壁に塗布される。
【００３６】
酵素としては、グルコースオキシダーゼ、乳酸オキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、ザルコシンオキシダーゼ、フルクトシルアミンオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ、コレステロールエステラーゼ、クレアチニナーゼ、クレアチナーゼ、DNAポリメラーゼなどを用いることができ、これらの酵素を検出したい測定対象物質に応じて選択することで種々のセンサを形成することができる。
【００３７】
例えば、グルコースオキシダーゼまたはグルコースデヒドロゲナーゼを用いれば血液試料中のグルコースを検出するグルコースセンサを形成でき、アルコールオキシダーゼまたはアルコールデヒドロゲナーゼを用いれば血液試料中のエタノールを検出するアルコールセンサを形成でき、乳酸オキシダーゼを用いれば血液試料中の乳酸を検出する乳酸センサを形成でき、コレステロールエステラーゼとコレステロールオキシダーゼとの混合物を用いれば総コレステロールセンサを形成できる。
【００３８】
メディエータとしては、フェリシアン化カリウム、フェロセン、フェロセン誘導体、ベンゾキノン、キノン誘導体、オスミウム錯体、ルテニウム錯体などを用いることができる。
【００３９】
増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、ポリエチレンイミン DEAEセルロース ジメチルアミノエチルデキストラン カラギーナン アルギン酸ナトリウム
デキストランなどを用いることができる。親水化剤としては、ＴｒｉｔｏｎＸ１００（シグマアルドリッチ社製）、Ｔｗｅｅｎ２０（東京化成工業社製）、ビス（２−エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウムなどの界面活性剤、レシチンなどのリン脂質を用いることができる。
【００４０】
また、試料に含まれるイオン濃度のばらつきを低減するために、リン酸などの緩衝剤を設けてもよい。
【００４１】
次に、反応層１０７がキャビティ１０４に形成された後に、ポリエチレンテレフタレートなどの絶縁性材料から成る基板により形成されたカバー層１３０が、スペーサ層１２０に積層される。図６に示すように、カバー層１３０には、スペーサ層１２０に積層されたときにキャビティ１０４と連通する空気穴１０６が形成されており、カバー層１３０は、キャビティ１０４を被覆してスペーサ層１２０に積層される。
【００４２】
そして、カバー層１３０が積層されることにより形成されたバイオセンサ１１０の集合体が切断線ＣＬに沿って切断されて、バイオセンサ１００が個片化されることにより、スリット１０５の開口部分により形成されてキャビティ１０４に連通する試料導入口１０４ａが先端に設けられたバイオセンサ１００が形成される。
【００４３】
なお、この実施形態では、バイオセンサ１００は、血液中のグルコースの定量を行うことを目的に形成されており、測定対象物質としてのグルコースと特異的に反応する酵素としてＦＡＤ（フラビンアデニンジヌクレオチド）を補酵素として含むＧＤＨ（グルコースデヒドロゲナーゼ）（以下、ＦＡＤ−ＧＤＨと表記する）を含み、測定対象物であるグルコースとＦＡＤ−ＧＤＨとの反応により生成される電子により還元されて還元物質と成るメディエータとしてフェリシアン化カリウムを含む反応層１０７がキャビティ１０４に露出する作用極１０１および対極１０２の一端側に設けられている。
【００４４】
このように構成されたバイオセンサ１００では、先端の試料導入口１０４ａに血液から成る試料を接触させることにより、毛細管現象により試料が空気穴１０６に向かって吸引されてキャビティ１０４に試料が供給される。そして、キャビティ１０４に供給された試料に反応層１０７が溶解することにより、試料中の測定対象物質であるグルコースとＦＡＤ−ＧＤＨとの酵素反応により電子が放出され、放出された電子によりフェリシアン化イオンが還元されて還元物質であるフェロシアン化イオンが生成される。そして、反応層１０７が試料に溶解することによる酸化還元反応により生成された還元物質を、バイオセンサ１００の作用極１０１と対極１０２との間に電圧を印加して電気化学的に酸化することにより、作用極１０１と対極１０２との間に流れる酸化電流を計測することで試料中のグルコースの定量が測定器において行われる。
【００４５】
以上のように、この実施形態によれば、電極層１１０を形成する絶縁性基板１１１の一方面に設けられた作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３を含む電極系は、絶縁性基板１１１の一方面の全面に渡って設けられた導電層１１２にライン状の切込１１３が形成されることにより形成されている。そして、導電層１１２のキャビティ１０４に露出する部分において、キャビティ１０４に露出する作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３の一端側と試料導入口１０４ａとの間にキャビティ１０４を横断するように導電層１１２に切込１０３ａが形成されている。
【００４６】
また、スペーサ層１２０は、電極層１１０の一方面を部分的に被覆して積層されており、作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３それぞれの他端側は、試料導入口１０４ａと反対側の電極層１１０の端縁であって、スペーサ層１２０が積層されていない電極層１１０の端縁まで延伸されて形成されている。そして、作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３の他端側が形成されている電極層１１０の端縁部分の導電層１１２には、作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３それぞれの他端側を横断するように切込１０３ｂが形成されている。
【００４７】
したがって、バイオセンサ１００の集合体が個片化される際に、絶縁性基板１１１が切断線ＣＬに沿ってカッターで切断されるときや、バイオセンサ５００が把持されたとき、バイオセンサ５００が包装紙から取出されたときなどに、スペーサ層１２０が積層されていないスリット１０５の部分の導電層１１２が、キャビティ１０４内において電極層１１０（絶縁性基板１１１）の試料導入口１０４ａ側の端縁から剥がれても、導電層１１２は、キャビティ１０４を横断するように形成された切込１１３ａを越えて剥がれるおそれがないため、キャビティ１０４に露出する作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３の一端側が電極層１１０から剥がれるのを防止することができる。
【００４８】
また、同様にして、スペーサ層１２０が積層されていない作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３それぞれの他端側を形成する導電層１１２が、電極層１１０（絶縁性基板１１１）の端縁から剥がれても、導電層１１２は、作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３それぞれの他端側を横断するように形成された切込１０３ｂを越えて剥がれるおそれがないため、スペーサ層１２０が積層されていない作用極１０１および対極１０２並びに検知用電極１０３の他端側が電極層１１０から剥がれるのを防止することができる。
【００４９】
また、切込１１３，１１３ａ，１１３ｂは、上記したようにレーザ加工やフォトリソグラフィにより導電層１１２に形成することができるが、特に、レーザ加工により切込１１３，１１３ａ，１１３ｂを導電層１１２に形成すれば、切込１１３，１１３ａ，１１３ｂを導電層１１２に、安価で容易に精度よく形成することができる。
【００５０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、上記したバイオセンサ１００の反応層１０７に含まれる酵素およびメディエータの組合せを変更することによりエタノールセンサや乳酸センサなどを形成してもよい。また、反応層１０７にはメディエータを必ずしも含まなくともよく、この場合、グルコースなどの測定対象物質の酵素反応により生じる過酸化水素や酵素の還元体などの還元物質が酸化されることによる酸化電流を計測すればよい。
【００５１】
また、上記した実施形態では、バイオセンサ１００は、作用極１０１および対極１０２を有する二極電極構造に形成されているが、参照極をさらに設けることによりバイオセンサ１００を三極電極構造に形成してもよい。この場合、対極１０２を接地して電圧出力部により参照極に参照電位を印加した状態で、作用極１０１に対極１０２を基準とする所定電位を印加すればよい。
【００５２】
また、上記した実施形態では、対極１０２と検知用電極１０３との間に所定電圧を印加することにより、対極１０２と検知用電極１０３との間に流れる電流を監視することで、キャビティ１０４に血液試料が供給されたことを検出するように構成されているが、検知用電極１０３は必ずしも設けなくてもよい。この場合、作用極１０１と対極１０２との間に所定電圧を印加することにより、作用極１０１と対極１０２との間に流れる電流を監視することで、キャビティ１０４に血液試料が供給されたことを検出すればよい。
【００５３】
また、バイオセンサ１００を形成する電極層１１０、スペーサ層１２０およびカバー層１３０のうち、少なくともカバー層１３０は、キャビティ１０４に血液試料が供給されたことを視認できるように透明な部材で形成するのが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、種々のバイオセンサおよびこのバイオセンサの製造方法に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１００    バイオセンサ
１０１    作用極
１０２    対極
１０４    キャビティ
１０４ａ    試料導入口
１０５    スリット
１０６    空気穴
１０７    反応層
１１０    電極層
１１１    絶縁性基板
１１２    導電層
１１３ａ，１１３ｂ    切込
１２０    スペーサ層
１３０    カバー層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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