(57)【要約】  本発明は、電気化学センサ並びにコーティング方法、生産方法、及び対応する使用に関する。電気化学センサのコーティング方法は、炭素含有量が基材の総重量を基準に０重量％以上である炭素に富む基材を有機ポリマーでコーティングする工程と、冷プラズマ処理を上記コーティングに適用する工程とを含む。この方法は、炭素含有量が基材の総重量を基準に５０重量％以上である炭素に富む基材と、修飾済み有機ポリマーコーティングとを有する電気化学センサの生産を可能にする。これらの新しいセンサは、とりわけ、ドーパミン、グルコース、尿酸、及びアスコルビン酸の検出に適する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素含有量が基材の総重量に対して５０重量％以上である炭素に富む基材を有機ポリマーでコーティングする工程と、
冷プラズマ処理を前記コーティングに適用する工程と、
を含むことを特徴とする、電気化学センサコーティング方法。
【請求項２】
前記プラズマは大気圧プラズマであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プラズマは真空プラズマであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記プラズマは、酸素、又は窒素、又は別の不活性ガスを含む大気内で、０．１ｍＪ／ｃｍ２と１００Ｊ／ｃｍ２との間にあるコロナエネルギープラズマであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記有機ポリマーは非電気化学的活性ポリマーであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記有機ポリマーはポリエチレンであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記有機ポリマーはポリ（テトラメチレン−サクシネート）であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記有機ポリマーはポリプロピレンであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記有機ポリマーはポリビニルピロリドンであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機ポリマーはポリエチレンオキシドであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記有機ポリマーはポリ（４−ビニルフェノール）であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記有機ポリマーはポリカプロラクトンであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記有機ポリマーはポリアミドＰＡ６６であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記有機ポリマーはポリスチレンであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記有機ポリマーはポリアクリル酸であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記有機ポリマーはセルロースであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記有機ポリマーは電気化学的活性ポリマーであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記有機ポリマーはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記有機ポリマーはポリ（Ｎ−シアノエチルピロール）であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記プラズマの適用時間は、１ｓより長い、好ましくは、１５ｓより長いことを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記プラズマの適用時間は、１２０ｓより短いことを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記炭素に富む基材は、グラファイト、ガラス状炭素、ナノ構造化炭素、及びフラーレンからなる群からの材料であり、前記ナノ構造化炭素は、好ましくは、グラフェン又はカーボンナノチューブであることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
炭素含有量が基材の総重量に対して５０％重量以上である炭素に富む基材を備える電気化学センサを生産する生産方法であって、プラズマによって前記基材に対して表面処理を実施する工程を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２４】
前記プラズマは大気圧プラズマであることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記プラズマは真空プラズマであることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記プラズマは、酸素、又は窒素、又は別の不活性ガスを含む大気内で、０．１ｍＪ／ｃｍ２と１００Ｊ／ｃｍ２との間にあるコロナエネルギープラズマであることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記プラズマの適用時間は、１ｓより長い、好ましくは、１５ｓより長いことを特徴とする、請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記プラズマの適用時間は、１２０ｓより短いことを特徴とする、請求項２３〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記炭素に富む基材は、グラファイト、ガラス状炭素、ナノ構造化炭素、及びフラーレンからなる群からの材料であり、前記ナノ構造化炭素は、好ましくは、グラフェン又はカーボンナノチューブであることを特徴とする、請求項２３から２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
炭素含有量が基材の総重量に対して５０重量％以上である炭素に富む基材を備える電気化学センサを生産する生産方法であって、請求項１〜２２のいずれか１項に記載のコーティングする工程を含むことを特徴とする、方法。
【請求項３１】
電気化学センサであって、炭素含有量が基材の総重量に対して５０重量％以上である炭素に富む基材と、有機修飾済みポリマーコーティングとを備え、前記修飾済みポリマーコーティングは、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の方法によって得ることができることを特徴とする、電気化学センサ。
【請求項３２】
電気化学センサを生産するための、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の方法の使用。
【請求項３３】
前記センサはドーパミンの検出用であることを特徴とする、請求項３２に記載の使用。
【請求項３４】
前記センサはグルコースの検出用であることを特徴とする、請求項３２に記載の使用。
【請求項３５】
前記センサは尿酸の検出用であることを特徴とする、請求項３２に記載の使用。
【請求項３６】
前記センサはアスコルビン酸の検出用であることを特徴とする、請求項３２に記載の使用。
【請求項３７】
ドーパミンの検出のための、請求項３１に記載のセンサの使用。
【請求項３８】
グルコースの検出のための、請求項３１に記載のセンサの使用。
【請求項３９】
尿酸の検出のための、請求項３１に記載のセンサの使用。
【請求項４０】
アスコルビン酸の検出のための、請求項３１に記載のセンサの使用。
【請求項４１】
ドーパミンの検出のための、請求項２３〜２９のいずれか１項に従って得られるセンサの使用。
【請求項４２】
グルコースの検出のための、請求項２３〜２９のいずれか１項に従って得られるセンサの使用。
【請求項４３】
尿酸の検出のための、請求項２３〜２９のいずれか１項に従って得られるセンサの使用。
【請求項４４】
アスコルビン酸の検出のための、請求項２３〜２９のいずれか１項に従って得られるセンサの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、血液及び／又は尿等の種々の体液内の、例えば、ドーパミン、グルコース、尿酸、及び／又はアスコルビン酸等の種々の有機物質の検出のための電気化学センサに関する。
【０００２】
また、本発明は、本発明による電気化学センサコーティング方法、本発明による電気化学センサを生産する生産方法、及びその種々の使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
ドーパミン（ＤＡ）は、カテコールアミンファミリーの一員であり、哺乳類の中枢神経系において、随意運動等の生命機能を調節する重要な神経伝達物質として働く。ドーパミンは、認知及び運動機能に関連する。パーキンソン病患者において、中枢神経系内のＤＡ放出（ドーパミン作動性）ニューロンが、不全であり又は死滅しており、ターゲット領域におけるドーパミンの欠如を引き起こすことで、運動機能障害に至る。
【０００４】
電気化学的技法は、迅速応答、低コスト、及び高感度等のそれらの有意な利点の結果として、ＤＡの検出のために過去数十年で開発された見込みのある方法の中で優勢になってきた。しかし、従来の電気化学的方法によって生理的状態におけるＤＡを測定するには幾つか制限がある。主な制限は、ほぼ同じ電位で酸化する、アスコルビン酸（ＡＡ）及び尿酸（ＵＡ）等の、生体内に共存する他の種についての選択性に関連するものである。感度についても、非常に低いＤＡレベル（１０ｎＭ〜１０μＭ）の検出が課題である。最新の出版物には、上記課題を解決するための、とりわけ、ナノコンポジット、グラフェン、導電性ポリマー（ＣＰ）、触媒ナノ粒子、又は、カーボンナノチューブを使用する種々の方策の存在が報告されている。それでも、上述した化合物を適用するのに、官能基化、ナノオブジェクト組込み、ナノコンポジット処理（nanocomposition processing）、多段階合成プロセス等が通常必要であることを考慮すると、これらの電気化学センサの開発には多数の生産工程を有することが必要となる。
【０００５】
したがって、例えば、血液及び／又は尿等の種々の体液内の、種々の有機物質、特に、ドーパミン、グルコース、尿酸、及び／又はアスコルビン酸の検出のための新しい電気化学センサを開発する必要性が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的はこれらの欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、
炭素含有量が基材の総重量に対して５０重量％以上である炭素に富む基材を有機ポリマーでコーティングする工程と、
冷プラズマ処理を上記コーティングに適用する工程と、
を含むことを特徴とする、電気化学センサコーティング方法によって達成される。
【０００８】
プラズマは、大気圧プラズマ、真空プラズマ、又は、酸素若しくは窒素若しくは別の不活性ガスを含む大気内で、０．１ｍＪ／ｃｍ２と１００Ｊ／ｃｍ２との間にあるコロナエネルギープラズマである。
【０００９】
有利には、有機ポリマーは、非電気化学的活性ポリマー、好ましくは、ポリエチレン、ポリ（テトラメチレン−サクシネート）、ポリプロピレン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリ（４−ビニルフェノール）、ポリカプロラクトン、ポリアミドＰＡ６６、ポリスチレン、ポリアクリル酸、及びセルロースからなる群のポリマーである。
【００１０】
代替的に、有機ポリマーは、有利には、電気化学的活性ポリマー（すなわち、共役結合を有するポリマー又は導電性ポリマー）、好ましくは、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）及びポリ（Ｎ−シアノエチルピロール）からなる群のポリマーとすることができる。
【００１１】
好ましくは、プラズマの適用時間は、１ｓより長い（有利には、１５ｓより長い）、及び／又は、１２０ｓより短い。
【００１２】
有利には、炭素に富む基材は、グラファイト、ガラス状炭素、ナノ構造化炭素（好ましくは、グラフェン又はカーボンナノチューブ）、及びフラーレンからなる群からの材料である。
【００１３】
本発明の別の目的は、炭素含有量が基材の総重量に対して５０重量％以上である炭素に富む基材を備える電気化学センサを生産する生産方法であって、プラズマによって上記基材に対して表面処理を実施する工程を含むことを特徴とする、方法である。
【００１４】
本発明の別の目的は、炭素含有量が基材の総重量に対して５０重量％以上である炭素に富む基材を備える電気化学センサを生産する生産方法であって、本発明によるコーティングする工程を含むことを特徴とする、方法である。
【００１５】
本発明の別の目的は、電気化学センサであって、炭素含有量が基材の総重量に対して５０重量％以上である炭素に富む基材と、有機修飾済みポリマーコーティングとを備え、この修飾済みポリマーコーティングは、本発明による方法によって得ることができることを特徴とする、電気化学センサである。
【００１６】
本発明の別の目的は、以下の、本発明の種々の使用である。
電気化学センサを生産するための、本発明による方法の使用。センサは、好ましくは、ドーパミン、グルコース、尿酸、及び／又はアスコルビン酸の検出用である。
ドーパミン、グルコース、尿酸、及び／又はアスコルビン酸の検出のための、本発明によるセンサの使用。
【００１７】
本発明の他の利点及び特徴は、本発明の好ましい実施形態が添付図面を参照して非限定的に述べられる以下の説明から認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】未処理基材（電極）：裸（bare）ＧＣＥ、すなわちガラス状炭素（ＧＣＥ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）コーティング済みＧＣＥ（ＰＥＤＯＴ）、及びポリ（Ｎ−シアノエチルピロール）コーティング済みＧＣＥ（ＰＮＣＰｙ）を使用して記録された０．１Ｍリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）溶液内の１００μＭ  ＤＡ、１００μＭ  ＵＡ、及び１００μＭ  ＡＡの対照ボルタモグラムである。
【図２】プラズマ−空気処理済み基材（電極）：裸ＧＣＥ、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）コーティング済みＧＣＥ（ＰＥＤＯＴ）、及びポリ（Ｎ−シアノエチルピロール）コーティング済みＧＣＥ（ＰＮＣＰｙ）を使用して記録された０．１Ｍリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）溶液内の１００μＭ  ＤＡ、１００μＭ  ＵＡ、及び１００μＭ  ＡＡの対照ボルタモグラムである。
【図３】異なるプラズマ−空気適用時間（ｔｃｐ）を使用して調製された冷プラズマによって処理されたＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥにおいて収集された０．１Ｍ  ＰＢＳ内の１００μＭ  ＤＡの対照ボルタモグラムである。
【図４】プラズマ−空気処理による、ＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥ及びＰＮＣＰｙコーティング済みＧＣＥのＤＡ検出限界の決定を示す図である。
【図５】プラズマ適用時間（ｔｃｐ）に対する冷プラズマ処理によるＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥにおける陽極ピーク強度（ｉｐ）の変動を示す図である。
【図６】プラズマ−空気処理がある状態及びない状態の、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）コーティング済みＧＣＥにおける０．１Ｍ  ＰＢＳ内の１ｍＭ  ＤＡの対照ボルタモグラムであり、プラズマ−空気によって処理される電極の第１のサイクル及び第３のサイクルが示される。
【図７】プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥにおける、１００μＭ  ＤＡ、１０μＭ  ＤＡ、及び１μＭ  ＤＡの対照ボルタモグラムであり、右図は完全なボルタモグラムであり、左図はＤＡ酸化に関連するエリアの拡大図であり、全ての場合に、スキャンレート：１００ｍＶ／ｓ；最終及び初期電位：−０．４０Ｖ；逆転電位：＋０．８０Ｖである。
【図８】プラズマによって処理されなかったＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥの走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）によって取得された顕微鏡写真である。
【図９】プラズマによって処理されたＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥのＳＥＭ顕微鏡写真である。
【図１０】プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した、尿に似た化学物質内の１０μＭドーパミンのサイクリックボルタンメトリの図である。
【図１１】プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した、尿に似た化学物質内の１０μＭドーパミンの酸化エリア内のサイクリックボルタンメトリの拡大図である。
【図１２】プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した、尿に似た化学物質内の酸化及び還元サイクルに対する尿の酸化ピーク強度の図である。
【図１３】プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した、尿に似た化学物質内の酸化及び還元サイクルに対するドーパミンの酸化ピーク強度の図である。
【図１４】プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭ  ＤＡの酸化エリア内のサイクリックボルタンメトリの拡大図である。
【図１５】プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の酸化及び還元サイクルに対するＤＡの酸化ピーク強度の図である。
【図１６】従来のポリマーでコーティングされ、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥを使用した、ＤＡの絶対強度及びピーク強度の図である。
【図１７】従来のポリマーでコーティングされ、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥを使用した、ＤＡの酸化ピーク強度の図である。
【図１８】従来のポリマーでコーティングされ、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥを使用した、ＤＡの酸化電位の図である。
【図１９】プラズマ−空気によって処理された及びプラズマ−空気によって処理されないイソタクチックなポリプロピレンコーティング済みＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭ  ＤＡの酸化のサイクリックボルタンメトリの図であり、結果を、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥ及びプラズマ−空気によって処理されないＧＣＥと比較している。
【図２０】プラズマ−空気によって処理された及びプラズマ−空気によって処理されないポリビニルピロリドン処理済み（おおよその平均分子重量：４００００）ＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭ  ＤＡの酸化のサイクリックボルタンメトリの図であり、結果を、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥ及びプラズマ−空気によって処理されないＧＣＥと比較している。
【図２１】プラズマ−空気によって処理された及びプラズマ−空気によって処理されないポリ（エチレンオキシド）コーティング済み（おおよその平均分子重量：６０００００）ＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭ  ＤＡの酸化のサイクリックボルタンメトリの図であり、結果を、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥ及びプラズマ−空気によって処理されないＧＣＥと比較している。
【図２２】プラズマ−空気によって処理された及びプラズマ−空気によって処理されないポリ（４−ビニルフェノール）コーティング済み（おおよその平均分子重量：２５０００）ＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭ  ＤＡの酸化のサイクリックボルタンメトリの図であり、結果を、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥ及びプラズマ−空気によって処理されないＧＣＥと比較している。
【図２３】プラズマ−空気によって処理された及びプラズマ−空気によって処理されないポリカプロラクトンコーティング済み（おおよその平均分子重量：７０００）ＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭ  ＤＡの酸化のサイクリックボルタンメトリの図であり、結果を、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥ及びプラズマ−空気によって処理されないＧＣＥと比較している。
【図２４】プラズマ−空気によって処理された及びプラズマ−空気によって処理されないナイロン６６（ポリアミドＰＡ６６）コーティング済みＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭ  ＤＡの酸化のサイクリックボルタンメトリの図であり、結果を、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥ及びプラズマ−空気によって処理されないＧＣＥと比較している。
【図２５】プラズマ−空気によって処理された及びプラズマ−空気によって処理されないポリスチレンコーティング済み（製造業者であるPolymer Additives社からのものである）ＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭ  ＤＡの酸化のサイクリックボルタンメトリの図であり、結果を、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥ及びプラズマ−空気によって処理されないＧＣＥと比較している。
【図２６】プラズマ−空気によって処理された及びプラズマ−空気によって処理されないポリアクリル酸コーティング済み（水中にて２５重量％、おおよその平均分子重量：２４００００）ＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭ  ＤＡの酸化のサイクリックボルタンメトリの図であり、結果を、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥ及びプラズマ−空気によって処理されないＧＣＥと比較している。
【図２７】プラズマ−空気によって処理された及びプラズマ−空気によって処理されないポリ（ブチレンサクシネート）コーティング済み（商品名Ｂｉｏｎｏｌｌｅ（商標）の下で販売されている）ＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭ  ＤＡの酸化のサイクリックボルタンメトリの図であり、結果を、プラズマ−空気によって処理されたＧＣＥ及びプラズマ−空気によって処理されないＧＣＥと比較している。
【図２８】酸化及び還元雰囲気内で冷プラズマによって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した、０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭ  ＤＡの酸化のサイクリックボルタンメトリの図である。
【図２９】グルコースオキシダーゼ酵素を上に固定した、プラズマ−空気によって処理されたＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥを使用した、１ｍＭグルコースのクロノアンペロメトリック検出についての時間に対する電流密度グラフであり、検出セル内へのグルコースの注入は３００ｓで開始し、１００ｓごとに実施される。
【図３０】グルコースオキシダーゼ酵素を上に固定した、プラズマ−空気によって処理されたＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥを使用した、１ｍＭグルコース、１ｍＭ  ＵＡ、１ｍＭ  ＡＡ、及び１ｍＭ  ＤＡのクロノアンペロメトリック検出についての時間に対する電流密度グラフであり、検出セル内へのグルコース及び各種干渉物質の注入は５００ｓで開始し、１００ｓごとに実施される。
【図３１】ＰＥＤＯＴでコーティングされ、プラズマ−空気処理を受けたＧＣＥのグルコース検出限界の決定を示す図であり、グルコースオキシダーゼ酵素は電極の表面上に固定した。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
パート１
本発明の驚くべき結果の１つは、電気化学的ＤＡ（ドーパミン）センサを作製するための、非常に単純かつ有効な技法としての冷プラズマ（イオン及び電子が熱平衡にないプラズマ）の適用である。実験は、クロノアペロメトリによって、裸ＧＣＥ電極上に堆積された、２つの導電性ポリマー、特に、ＰＥＤＯＴ及びＰＮＣＰｙを使用して最初に実施した。ＤＡに対する２つのＣＰの応答は、完全に異なっていた。ＰＮＣＰｙを使用するＤＡ、ＵＡ（尿酸）、及びＡＡ（アスコルビン酸）の選択的かつ同時の検出は、これらの有機物質のそれぞれの酸化ピークが、弱く、互いに部分的にオーバラップするため難しく、一方、対照的に、ＰＥＤＯＴコーティング済み電極が使用されると、酸化ピークが十分に分解される。ＰＮＭＰｙの挙動は、膜が金ナノ粒子（ＡｕＮＰ）で覆われると改善し、それは、ＡｕＮＰが促進する電極触媒活性を立証する。対照的に、ＤＡの選択的検出についてのＰＥＤＯＴ電極の特性は、ＡｕＮＰの組込み後に、実質上不変のままである。
【００２０】
ＣＧＥ電極上での陽極重合によって生成されるＰＥＤＯＴ膜及びＰＮＣＰｙ膜はともに、冷プラズマ表面処理（２分にわたる約０．５Ｊ／ｃｍ２の周囲大気でのコロナプラズマ）を適用することによって修飾した。
【００２１】
ＤＡ、ＵＡ、及びＡＡ検出アッセイ（それぞれ１００μＭ）は、室温で１０ｍｌの０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水溶液）を含むガラスセルを使用してサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ：cyclic voltammetry）によって実施した。図１〜図５は、プラズマによって処理されていない及び処理されたＰＮＣＰｙコーティング済みＧＣＥ及びＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥのボルタンメトリック応答を示す。裸ＧＣＥを使用して記録されたボルタモグラムが、比較のために含まれた。プラズマ処理は、全てのシステムについて、０．７０Ｖの陽極ピーク強度の有意の減少を引き起こすが、この効果が、３つの分析物の酸化に関連する陽極強度について比較的小さいことが示されなければならない。さらに、見てわかるように、プラズマによって処理されたＰＥＤＯＴを有する電極及びＰＮＣＰｙを有する電極はともに、ＤＡ、ＵＡ、及びＡＡ酸化を選択的に検出することが可能である一方、処理されていないＰＮＣＰｙは、互いを選択的に識別することが可能でない。裸ＧＣＥに関して、裸ＧＣＥは、プラズマ処理にかかわらず、混合物内のＡＡの存在を選択的に検出することが可能でない。プラズマによって処理された電極の場合、小さい又は更にわずかなピークが、幾つかのボルタモグラム（図１において矢印でマークする）において識別された。識別される酸化ピークに対してシフトされるこれらのピークは、冷プラズマ処理中に生成される非支配的な反応性種によるＡＡ（ＰＮＣＰｙ、ＰＥＤＯＴ、及び裸ＧＣＥ）又はＵＡ（ＰＮＣＰｙだけ）の酸化プロセスに関連していた。
【００２２】
図１及び図２は、裸ＧＣＥ、ＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥ、及びＰＮＭＰｙコーティング済みＧＣＥについての０．１Ｍ  ＰＢＳ内の１００μＭ  ＤＡ、１００μＭ  ＵＡ、及び１００μＭ  ＡＡの対照ボルタモグラムを示す。矢印は、酸化プロセスを示す。スキャンレート：１００ｍＶ／ｓ；初期及び最終電位：−０．４０Ｖ；逆転電位：＋０．８０Ｖである。
【００２３】
重要な問題は、プラズマパワーが適用される時間（ｔｃｐ）がＤＡの有効な検出に及ぼす影響である。このために、ＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥを、異なるｔｃｐ値（すなわち、１５ｓ〜１２０ｓ）を考慮して処理した。図３は、０．１Ｍ  ＰＢＳ内の１００μＭ  ＤＡのボルタモグラムを、これらの処理済み電極と比較する。見てわかるように、ｔｃｐは、酸化ピーク電位（全ての場合にＥ＝０．１７６Ｖ）に全く影響を及ぼさない。同様に、ｔｃｐは、陽極ピーク強度（ｉｐ）に非常にわずかな影響しか及ぼさない。これは、図５に反映され、図５は、ｔｃｐに関して４つの異なる試料を考慮してｉｐの平均を示す。したがって、ｉｐは、ｔｃｐが１５ｓから１２０ｓまで増加すると、１．５０μＡから１．６３μＡまで増加する。これらの結果に従って、ｔｃｐは、１５ｓを超えると、検出プロセスについて決定因子ではない。
【００２４】
図４は、５０ｍＶ・ｓ−１のスキャンレートを使用して、ＣＶによる冷プラズマ処理による、ＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥ及びＰＮＣＰｙコーティング済みＧＣＥのＤＡ検出限界（ＵＡ及びＡＡはない）の決定を示す。結果は、１０ｍｌの０．１Ｍ  ＰＢＳ内への１０μＬのＤＡの標準的な添加（すなわち、０．５μＭ  ＤＡから１００μＭ  ＤＡまでの直線間隔）から得られた。陽極ピーク強度（ｉｐ）は、２つの電極について、ＤＡの濃度とともに増加する。０．５μＭと５μＭとの間にあるＤＡの濃度についての較正曲線（ボックス）を使用して決定された検出限界は、それぞれ、ＰＥＤＯＴ及びＰＮＣＰｙについて１４０ｎＭと７５０ｎＭとの間にあった。これらの値は、未処理試料について取得される値より著しく低く、（特にＰＮＣＰｙについて）分解能だけでない改善を証明する。
【００２５】
実験方法：
材料。３，４−エチレンジキシチオフェン（ＥＤＯＴ）、Ｎ−（２−シアノエチル）ピロール（ＮＣＰｙ）、アセトニトリル、過塩素酸リチウム無水塩（ＬｉＣｌＯ４）、ＤＡ塩酸塩（３−ヒドロキシチラミン塩酸塩）、ＡＡ（Ｌ−配置、結晶）、分析試薬等級のＵＡ（結晶）。Sigma Aldrich社（スペイン国所在）から得られた全ての化学物質が、更なる精製なしで使用された。ｐＨ＝７．４を有する０．１Ｍリン酸緩衝液（ＰＢＳ）は、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＨＰＯ４、及びＫＨ２ＰＯ４の４つの貯蔵液を混合することによって電解質溶液として調製した。高純度窒素は、調製済み水溶液の脱気のために使用した。
【００２６】
導電性ポリマー合成。ＰＥＤＯＴ及びＰＮＣＰｙ膜を、２５℃の窒素雰囲気（９９．９９５％の純度）下で２コパートメント３電極セルを使用して１．４０Ｖの一定電位下でクロノアンペロメトリ（ＣＡ）によって調製した。２ｍｍの直径を有する裸ガラス状炭素電極（ＧＣＥ）を作用電極として使用し、一方、１ｃｍ２の面積を有するＡＩＳＩ３１６鋼板を対電極として使用した。ガラス状炭素電極の表面をアルミナ粉末で研磨し、ポリマーを堆積する前に超音波処理によって清浄化した。参照電極は、飽和ＫＣｌ水溶液を含むＡｇ｜ＡｇＣｌ電極（Ｅ０＝０．２２２Ｖ  ｖｓ．２５℃の標準水素電極）であり、電解質溶液を含む塩橋を通して作用コンパートメントに接続された。全ての電気化学的実験は、ＮＯＶＡ１．６ソフトウェアによって制御されたコンピュータに接続された、非常に低い電流密度（１００μＡ〜１００ｐＡ）を測定するためのＥＣＤモジュールを備えたＡＵＴＯＬＡＢ  ＰＧＳＴＡＴ３０２Ｎポテンショスタット−ガルバノスタット（Ecochimie社、オランダ国所在）において実施した。
【００２７】
ＰＥＤＯＴ及びＰＮＣＰｙ膜は、０．１ＭのＬｉＣｌＯ４を含むアセトニトリル内の１０ｍＭのモノマー溶液、及び、６ｓと１０ｓとの間にある重合期間を使用して、それぞれ得られた。
【００２８】
冷プラズマ処理。ＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥ及びＰＮＣＰｙコーティング済みＧＣＥを、Electro-Technic Products社からのＢＤ−２０ＡＣを使用して周囲大気内でのコロナ放電によって調製した。ＢＤ−２０ＡＣは、ＭＨｚ範囲内の非常に高い周波数で働き、ポリマー表面処理のために使用される電極の周りに生成される電界を発生する。ユニットは、パワー制御ユニットと別個の高電圧ハンドルとからなる。そのユニットの他のモデルとの違いは、そのユニットが、４．５ＭＨｚの高周波数で１００００ボルトと４５０００ボルトとの間にある調整可能な高電圧出力を発生することである。ポリマーは、全ての場合に、スプリングティップワイヤ電極及び４．５ＭＨｚの高周波数で４５０００ボルトの電圧を使用して処理した。プラズマ処理後、コーティング済みＧＣＥ電極を、２４時間の期間以内にＤＡ検出実験のために使用した。
【００２９】
ＤＡの検出のための電気化学的測定。電気化学的検出を、上述したＡｕｔｏｌａｂ  ＰＧＳＴＡＴ３０２Ｎ機器を使用してサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）によって実施した。全ての電気化学的実験は、室温で１０ｍｌの０．１Ｍ  ＰＢＳ（ｐＨ＝７．４）を含むガラスセルにおいて実施し、参照電極として飽和Ａｇ｜ＡｇＣｌを、及び、対電極としてプラチナ（Ｐｔ）ワイヤを備えた。ボルタモグラムは、別のスキャンレートが明示的に指定されない限り、５０ｍＶ・ｓ−１のスキャンレートにおいて−０．４０Ｖと０．８０Ｖとの間にある電位間隔で記録した。全ての電極は、ＣＶ測定に先立つ５分間、電解質溶液に接触させた。
【００３０】
パート２
概念の証明として、非常に費用効果的でかつ電気化学的に不活性なポリマー、すなわち、低密度ポリエチレンでコーティングされたＧＣＥで作られたセンサを生産し、検証した。低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）は、溶液によってＧＣＥ上に堆積した（３４．４ｍｇのＬＤＰＥを、４時間にわたる撹拌によって９５℃にて１０ｍｌのジクロロベンゼン内に溶解した）。冷プラズマ処理なしのＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥの場合、１ｍＭのＤＡを含む０．１Ｍ  ＰＢＳ溶液において記録されたサイクリックボルタモグラムは、酸化ピークを全く提供せず（図６）、予想されるように、ＬＤＰＥが上記神経伝達物質を検出できないことを示す。対照的に、同じように生産されるが、１分間の冷プラズマ処理を適用した電極を使用して記録されたボルタモグラムは、ＤＡ酸化に対応する０．２０Ｖにおいて、かなりの電位を示す（図６）。シナプス内で推定されるＤＡの濃度が１．６ｍＭであると考えると、この結果は、効率的な検出器が、有機マトリックスを単純なプラズマ−空気処理と組合せることによって生産することができることを裏付ける。さらに、この検出器は、３回の連続する酸化−還元サイクル（すなわち、検出サイクル）後に約２μＡ減少するだけである（図６）ため、非常に安定である。
【００３１】
図６は、ＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥにおける０．１Ｍ  ＰＢＳ内の１ｍＭ  ＤＡの対照ボルタモグラムを示す。ボルタモグラムは、未処理電極（実線）及び冷プラズマによって処理された電極（一点鎖線：第１の検出サイクル；二点鎖線：第３の検出サイクル）を使用して記録された（スキャンレート：１００ｍＶ／ｓ；初期及び最終電位：−０．４０Ｖ；逆転電位：＋０．８０Ｖ）。見てわかるように、１分にわたって単純なプラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済み電極は、数サイクルにわたってシナプスについて推定されるＤＡの濃度と同様のＤＡの濃度を検出することが可能である。
【００３２】
更なるアッセイは、１００μＭ、１０μＭ、及び１μＭの濃度のＤＡを使用して冷プラズマによって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥについて実施した。図７に示す結果は、ＤＡ分子の酸化が、１００μＭ溶液についての明瞭な酸化ピークとして検出されたことを示す（ｉｐ＝０．０３３μＡ、及びＥ＝０．００７μＡ、及びＥ＝０．１６４Ｖ）。残念ながら、神経伝達物質の検出は、１μＭ溶液においてほとんど認識できなかったが、図７に示す結果は、電極の単純さを考慮すると、非常に有望である。したがって、ＰＥＤＯＴ（外側及び内側層）及びポリ（Ｎ−メチルピロール）（誘電効果を生じる中間層）から作られ、外側層上にＡｕＮＰがコーティングされた精緻な３層膜におけるＤＡの電気機械的検出についての限界は２μＭであり、一方、ＤＡを検出するように特に設計されたＣＰ、すなわち、ポリ（ヒドロキシメチル−３，４−エチレンジオキシチオフェン）でコーティングされたＧＣＥの限界はわずかに高かったことが強調されるべきである。
【００３３】
プラズマによって処理された及び処理されていないＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥの表面は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及びエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）を使用して調査した。図８及び図９は、プラズマによって処理されていない及び処理されたＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥのＳＥＭ顕微鏡写真をそれぞれ示す。Ｃ、Ｓ、Ｏ、及びＣｌ（塩素は過塩素酸塩ドーパントによる）を含む未処理試料の比較的コンパクトな形態（図８）は、Ｃ及びＯだけで構成される活性種の高多孔質ネットワークに変わる（図１０）。したがって、プラズマによって処理されたポリマーコーティング済みＧＣＥの電気化学的活性は、酸化及び還元分析物の検出の一因となる可能性がある活性種の表面組込みにおそらくは本質的に帰せられるであろう。同様な特徴は、ＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥにおいて観測された。
【００３４】
パート３
１．プラズマを伴うＧＣＥ−ＬＤＰＥ：尿に似た化学物質内での安定性及び１０μＭ  ＤＡの検出
尿に似た化学物質のｐＨは６．２であり、化学的組成は以下に示す。
【００３５】
【表１】
2019501397.tif 000003
【００３６】
図１１は、プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した、尿に似た化学物質内の１０μＭドーパミンの酸化エリア内のサイクリックボルタンメトリの拡大図を示す。図１０は、完全なスキャンにおけるサイクリックボルタンメトリを示す。ドーパミンの酸化電位は、０．２３０Ｖと０．２３７Ｖとの間にあり、一方、尿及び他の成分の酸化ピークは０．４１８Ｖ〜０．４２５Ｖにある。
【００３７】
図１２は、プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した、尿に似た化学物質内の酸化及び還元サイクルに対する尿及び他の化合物の酸化ピーク強度を示す。尿及び他の化合物の酸化電位は０．４１８Ｖと０．４２５Ｖとの間にある。システムに適用される総サイクルは１０である。１０回の酸化／還元サイクル後の強度喪失は約１８％である。
【００３８】
図１３は、プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した、尿に似た化学物質内の酸化及び還元サイクルに対するドーパミンの酸化ピーク強度を示す。ドーパミンの酸化電位は０．２３０Ｖと０．２３７Ｖとの間にある。システムに適用される総サイクルは１０である。この場合、強度喪失は存在しないが、１０回の酸化／還元サイクルを適用した後に２５％の増加が実際には存在する。
【００３９】
２．プラズマを伴うＧＣＥ−ＬＤＰＥ：ＰＢＳ内での安定性及び１０μＭ  ＤＡの検出
図１４は、プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の１０μＭドーパミンの酸化エリア内のサイクリックボルタンメトリの拡大図を示す。挿入されるボックスは、完全なスキャンにおけるサイクリックボルタンメトリを示す。ドーパミンの酸化電位は０．１７１Ｖと０．１７４Ｖとの間にある。
【００４０】
図１５は、プラズマ−空気によって処理されたＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥを使用した０．１Ｍ  ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水、ｐＨ７．２）内の酸化及び還元サイクルに対するドーパミンの酸化ピーク強度を示す。ドーパミンの酸化電位は０．１７１Ｖと０．１７４Ｖとの間にある。システムに適用される総サイクルは１０である。１０回の酸化／還元サイクル後の強度喪失は約１７％である。
【００４１】
３．ポリエチレンを有する代替の基材
無機ベース基材、すなわち、炭素に富まない（基材の総重量に対して炭素の重量比で５０％未満を有する）基材を試験した。特に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）基材及びＡＩＳＩ３１６ステンレス鋼基材を試験し、両方とも、低密度ポリエチレンでコーティングした。両方とも、基材は、プラズマ適用によってネガティブな影響を受け、好ましい結果は取得されない。
【００４２】
４．代替のポリマー
他の従来のポリマーは、ＰＢＳ内の１０μＭ  ＤＡの検出のためにＬＤＰＥが化学分析されたのと同じ条件下で、プラズマによって処理されていない及び処理されたＧＣＥに適用した。以下の表は、化学分析されたポリマーを示し、膜の調製において使用される溶媒及びポリマーの量が示される。
【００４３】
【表２】
2019501397.tif 000004
2019501397.tif 000005
【００４４】
以下の表は、従来のポリマーによってコーティングされ、冷プラズマ（酸化雰囲気）によって処理されたＧＣＥについて０．１Ｍ  ＰＢＳ内の１０μＭドーパミンの検出において取得された、強度、Ｉａｂｓ（絶対、ベースラインなし）、及びＩｐｅａｋ（ベースラインあり）を示す。
【００４５】
【表３】
2019501397.tif 000006
【００４６】
図１６〜図２７は、取得される結果を示す。見てわかるように、他の従来のポリマーに対するプラズマ−空気の適用は、ＬＤＰＥによって取得される効果と同様の効果を生じる。
【００４７】
５．非酸化雰囲気
アッセイは、非酸化雰囲気によって、特に、Ｎ２雰囲気によって実施し、ＬＤＰＥコーティング済みＧＣＥが、前述の条件によって取得される。
【００４８】
取得される結果は、図２９及び以下の表に示される。
【００４９】
【表４】
2019501397.tif 000007
【００５０】
見てわかるように、冷プラズマの適用における非酸化雰囲気の使用は、酸化雰囲気によって述べた効果と同様の効果を生じる。
【００５１】
パート４
ヒト身体内のグルコースレベルをモニターすることは、世界中で公衆衛生問題になっている糖尿病の診断及び処置にとって基本である。さらに、この分析物の濃度の変化の検出を通してグルコース代謝をモニターすることは、例えば、腫瘍及び脳損傷等の脳疾患の処置を改善し得る。また、グルコースの検出は、食品加工、発酵、及びバイオ燃料電池産業においても非常に重要である。
【００５２】
本発明の別の驚くべき結果は、ＣＧＥ上に堆積されたポリマー膜に冷プラズマ表面処理（２分にわたる約０．５Ｊ／ｃｍ２の周囲大気におけるコロナプラズマ）を適用することによる、電気化学的グルコースセンサの作製によるものである。
【００５３】
ＰＮＣＰｙを使用するＤＡ、ＵＡ（尿酸）、及びＡＡ（アスコルビン酸）の選択的かつ同時の検出は、これらの有機物質のそれぞれの酸化ピークが、弱く、互いに部分的にオーバラップするため難しく、一方、対照的に、ＰＥＤＯＴコーティング済み電極が使用されると、酸化ピークが十分に分解される。ＰＮＭＰｙの挙動は、膜が金ナノ粒子（ＡｕＮＰ）で覆われると改善し、それは、ＡｕＮＰが促進する電極触媒活性を立証する。対照的に、ＤＡの選択的検出についてのＰＥＤＯＴ電極の特性は、ＡｕＮＰの組込み後に、実質上不変のままである。
【００５４】
ＣＧＥ電極上での陽極重合によって生成されるＰＥＤＯＴ膜及びＰＮＣＰｙ膜はともに、冷プラズマ表面処理（２分にわたる約０．５Ｊ／ｃｍ２の周囲大気でのコロナプラズマ）を適用することによって修飾された。干渉物質（１ｍＭ  ＤＡ、ＵＡ、及びＡＡ）がない状態及びある状態でのグルコース検出アッセイは、室温でのクロノアンペロメトリによって実施した。図２９及び図３０は、プラズマによって処理されたＰＥＤＯＴコーティング済みＧＣＥのクロノアンペロメトリック応答を示す。見てわかるように、プラズマによって処理された電極は、グルコース酸化を選択的に検出することが可能である。図３１は、クロノアンペロメトリによる、ＰＥＤＯＴによってコーティングされ、冷プラズマ処理を受けたＧＣＥのグルコース検出限界の決定を示す。結果は、グルコースの連続する標準的な注入から得られた。１４ｍＭというグルコースの最大濃度について得られた検量線を使用して決定された検出限界は１ｍＭであった。
【００５５】
結論として、幾つかの非常に単純な方法が、例えば、ＤＡ又はグルコースの電気化学的検出について述べられた。上記方法は、例えば、ＣＰコーティングに対するＡｕＮＰの組込み、多層ＣＰ化合物の調製、又はモノマーの官能基化等の精緻な化学修飾によって達成されるものと同様の分解能及び感度を有するセンサをもたらした。さらに、これらの新しい方法が、ＣＰだけでなく、例えば、ＬＤＰＥ等の他の非電気化学的活性ポリマーの層にも効果的に適用されることが立証された。これは、非常に費用効果的な診断試験として実装することができる、高感度検出器、例えば、ＤＡ検出器、グルコース検出器等を生産する迅速で容易で単純な方法に対する道を開く。
【図１】
2019501397.tif 000008
【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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【図８】
2019501397.tif 000015
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月6日(2018.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素含有量が基材の総重量に対して５０重量％以上である炭素に富む基材を有機ポリマーでコーティングする工程と、
冷プラズマ処理を前記コーティングに適用する工程と、
を含むことを特徴とする、電気化学センサコーティング方法。
【請求項２】
前記プラズマは
大気圧プラズマ、
真空プラズマ、又は
酸素、若しくは窒素、又は別の不活性ガスを含む大気内で、０．１ｍＪ／ｃｍ２と１００Ｊ／ｃｍ２との間にあるコロナエネルギープラズマ
であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有機ポリマーは非電気化学的活性ポリマー、ポリエチレン、ポリ（テトラメチレン−サクシネート）、ポリプロピレン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリ（４−ビニルフェノール）、ポリカプロラクトン、ポリアミドＰＡ６６、ポリスチレン、ポリアクリル酸、セルロース、電気化学的活性ポリマー、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）又はポリ（Ｎ−シアノエチルピロール）であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記プラズマの適用時間は、１ｓより長い、好ましくは、１５ｓより長いことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記プラズマの適用時間は、１２０ｓより短いことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記炭素に富む基材は、グラファイト、ガラス状炭素、ナノ構造化炭素、及びフラーレンからなる群からの材料であり、前記ナノ構造化炭素は、好ましくは、グラフェン又はカーボンナノチューブであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
炭素含有量が基材の総重量に対して５０％重量以上である炭素に富む基材を備える電気化学センサを生産する生産方法であって、プラズマによって前記基材に対して表面処理を実施する工程を含むことを特徴とする、方法。
【請求項８】
前記プラズマは
大気圧プラズマ、
真空プラズマ、又は
酸素、又は窒素、又は別の不活性ガスを含む大気内で、０．１ｍＪ／ｃｍ２と１００Ｊ／ｃｍ２との間にあるコロナエネルギープラズマ
であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記プラズマの適用時間は、１ｓより長い、好ましくは、１５ｓより長いことを特徴とする、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記プラズマの適用時間は、１２０ｓより短いことを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記炭素に富む基材は、グラファイト、ガラス状炭素、ナノ構造化炭素、及びフラーレンからなる群からの材料であり、前記ナノ構造化炭素は、好ましくは、グラフェン又はカーボンナノチューブであることを特徴とする、請求項７から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
炭素含有量が基材の総重量に対して５０重量％以上である炭素に富む基材を備える電気化学センサを生産する生産方法であって、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコーティングする工程を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１３】
電気化学センサであって、炭素含有量が基材の総重量に対して５０重量％以上である炭素に富む基材と、有機修飾済みポリマーコーティングとを備え、前記修飾済みポリマーコーティングは、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法によって得ることができることを特徴とする、電気化学センサ。
【請求項１４】
電気化学センサを生産するための、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法の使用。
【請求項１５】
前記センサはドーパミン、グルコース、尿酸又はアスコルビン酸の検出用であることを特徴とする、請求項１４に記載の使用。
【請求項１６】
ドーパミン、グルコース、尿酸又はアスコルビン酸の検出のための、請求項１３に記載のセンサの使用。
【請求項１７】
ドーパミン、グルコース、尿酸又はアスコルビン酸の検出のための、請求項７〜１１のいずれか１項に従って得られるセンサの使用。
【国際調査報告】
2019501397.tif 000039
2019501397.tif 000040
2019501397.tif 000041
2019501397.tif 000042
2019501397.tif 000043
2019501397.tif 000044