(57)【要約】【課題】本発明は、測定値が安定するバイオセンサ、及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】絶縁体から成る基板と、互いに一定間隔を空けて基板上に設けられた一対の電極と、電極上に設けられ酸化還元酵素及びメディエータから成る反応部と、検体を反応部まで導入する供給口と、を備えたバイオセンサにおいて、電極が、基板上に形成した銀パターンに対して無電解メッキして構成した。よって、電極以外は、従来のバイオセンサと同様の構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体から成る基板と、互いに一定間隔を空けて該基板上に設けられた一対の電極と、該電極上に設けられ酸化還元酵素及びメディエータから成る反応部と、検体を該反応部まで導入する供給口と、を備えたバイオセンサにおいて、
前記電極が、前記基板上にハロゲン化銀乳剤を用いて露光現像により形成した銀を含むパターンに対して無電解めっきして構成されたバイオセンサ。
【請求項２】
前記検体が血液であり、前記メディエータがフェリシアン化カリウムであり、前記無電解めっきが無電解ニッケルめっきである請求項１に記載するバイオセンサ。
【請求項３】
絶縁体から成る基板と、互いに一定間隔を空けて該基板上に設けられた一対の電極と、該電極上に設けられ酸化還元酵素及びメディエータから成る反応部と、検体を該反応部まで導入する供給口と、を備えたバイオセンサの製造方法において、
前記基板上にハロゲン化銀乳剤を用いて露光現像により形成した銀を含むパターンに対して無電解めっきするステップを含む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、試料液中の特定成分を検出するバイオセンサ、及びその製造方法に関する。
【０００２】
従来から、検体の血糖値等を測定するバイオセンサ及びその製造方法が案出されている。このバイオセンサの一例として、バイオセンサ１を図４に示す。このバイオセンサ１は、絶縁体から成る基板２と、互いに一定間隔を空けて基板２上に設けられた一対の電極３と、電極３上に設けられた反応部４と、検体を反応部４まで導入する供給口５と、備え、反応部４が供給口５から導入された検体中の特定成分と反応し、特定成分を定量分析できるように構成されている。
【０００３】
このバイオセンサ１において、電極３の面積に応じた電流が得られるため、精度よく測定するためには、電極パターンの精度を高める必要があった。また、電極そのものが反応すると溶解電流が生じるために測定誤差の原因となる。このため、測定値が安定するバイオセンサ、及びその製造方法が求められており、スクリーン印刷などによる電極形成からレーザーなどによるスリット形成やインクジェットにより形成されたパターンへのめっき、エッチングにより形成した銅箔パターンへのめっきなど、高精度に電極パターンを形成する種々の案出がなされている。しかし、これらの方法は電極を個々に形成する手法でありパターン形成に時間がかかることや、工程が複雑になるなどの問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３３６５１８４号
【特許文献２】特開２００８−０４５８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明者は、このような課題の原因を究明してこのような課題を解決するべく、鋭意研究を重ねた結果、本発明に至ったのである。
【０００６】
すなわち、本発明は、工程が少なく高精度な電極を一括して形成でき、測定精度の高いバイオセンサ、及びその製造方法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】
【０００７】
本発明のバイオセンサは、絶縁体から成る基板と、互いに一定間隔を空けて該基板上に設けられた一対の電極と、該電極上に設けられ酸化還元酵素及びメディエータから成る反応部と、検体を該反応部まで導入する供給口と、を備えたバイオセンサにおいて、前記電極が、前記基板上にハロゲン化銀乳剤を用いて露光現像により形成した銀を含むパターンに対して無電解めっきして構成されたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のバイオセンサは、前記バイオセンサにおいて、前記検体が血液であり、前記メディエータがフェリシアン化カリウムであり、前記無電解めっきが無電解ニッケルめっきであることを特徴とする。
【０００９】
本発明のバイオセンサの製造方法は、絶縁体から成る基板と、互いに一定間隔を空けて該基板上に設けられた一対の電極と、該電極上に設けられ酸化還元酵素及びメディエータから成る反応部と、検体を該反応部まで導入する供給口と、を備えたバイオセンサの製造方法において、前記基板上に形成した銀パターンに対して無電解めっきするステップを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のバイオセンサ及びその製造方法によれば、電極に無電解めっきを施しているため、血液の検査に使用しても、血液中の塩化ナトリウムによる作用によって腐食することなく、グルコース濃度に応じた電流積分値が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のバイオセンサ及びその製造方法を説明するための図であり、同図（ａ）は第１層を形成した時の平面図であり、同図（ｂ）は第１層を形成した時の断面図であり、同図（ｃ）は第２層を形成した時の平面図であり、同図（ｄ）は第２層を形成した時の断面図である。
【図２】本発明のバイオセンサ実施例及び比較例におけるグルコース濃度と電流の積分値との関係を示すグラフである。
【図３】図３（ａ）は、ニッケル無電解めっきした電極を０．５６ｍＭのフェリシアン化カリウムの生理食塩水溶液に１分間浸漬した場合の浸漬部の表面写真であり、図３（ｂ）は、ニッケル電解めっきした電極を０．５６ｍＭのフェリシアン化カリウムの生理食塩水溶液に１分間浸漬した場合の浸漬部の表面写真である。
【図４】従来のバイオセンサの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係るバイオセンサ及びその製造方法について、図面に基づいて詳しく説明する。
【００１３】
本発明に係るバイオセンサは、絶縁体から成る基板と、互いに一定間隔を空けて基板上に設けられた一対の電極と、電極上に設けられ酸化還元酵素及びメディエータから成る反応部と、検体を反応部まで導入する供給口と、を備えたバイオセンサにおいて、電極が、基板上に形成した銀パターンに対して無電解めっきして構成されている。よって、電極以外は、図４に示す従来のバイオセンサと同様の構成である。このため、電極以外についての詳細な説明は省略する。
【００１４】
この電極を製造する場合、まず、図１に示す基板１０上に少なくとも１層のハロゲン化銀乳剤層を含有する銀塩感光材料を銀パターン材料前駆体として作製し、パターン露光を行う。パターン露光を行った後の現像処理方法としては、（１）銀塩拡散転写法に従う現像処理、（２）直接現像後に定着する現像処理、（３）硬化現像法に従う現像処理、の３つに代表される現像処理方法がある。（１）の方法は例えば特公昭４２−２３７４５号公報に記載される方法であり、（２）の方法は例えば  ＵＳＰ６７０６１６５Ｂ２に記載の方法であり、（３）の方法は例えばＪ．Ｐｈｏｔｏ．Ｓｃｉ．誌１１号  ｐ  １、Ａ．Ｇ．Ｔｕｌｌ著（１９６３）或いは「Ｔｈｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓ（４ｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ，ｐ３２６−３２７）」、Ｔ．Ｈ．Ｊａｍｅｓ著等に記載されている。これらのいずれかの現像処理方法により導電性パターン１２を形成する。さらに、導電性パターン１２に対してニッケル無電解めっき１４を施し、電極１６を形成した。
【００１５】
次に、ＧＯＤ（グルコース酸化酵素）２．５５％（安定化剤約５０％含む）及びＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）１．０％を含む水溶液０．７６μｌを電極１６上に滴下し、４０℃で６分間乾燥させることにより、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１層１８を形成した。更に、微粒子化したフェリシアン化カリウム（メディアン径３．９μｍ）をＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）１．３％のエチルセロソルブ溶液中に２７．６％になるように分散した０．７６μｌの溶液を、第１層１８上に滴下して、図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように、第２層２０を形成した。このようにして第１層１８及び第２層２０から成る反応部２２を形成した。
【００１６】
このような電極１６は、ニッケル無電解めっきを施しているため、リンやホウ素が数％含まれている。
【００１７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はその他の態様でも実施できる。例えば、電極の形状及び数量は特に限定されない。また、反応部の形成方法は酸化還元酵素及び電子受容体を含んで形成されれば特に限定されない。その他、本発明の技術的範囲には、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様も含まれる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、いずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。
【実施例】
【００１８】
（実施例１）
図１に従って上述した方法で、電極１６及び反応部２２を形成した。なお、電極１６の寸法は、φ２．７ｍｍで中心部の隙間０．１ｍｍであった。めっき厚さは1μｍとした。
【００１９】
（比較例１）
電極は、基板１０上に、電極１６と同様に銀パターンを形成し、この銀パターンに対してニッケル電解めっきして形成した。電極１６の寸法は、φ２．７ｍｍで中心部の隙間０．１ｍｍであった。反応部としては、図１に示す上述の反応部２２を形成した。めっき厚さ１μｍと５μｍとについて試験した。
【００２０】
（比較例２）
電極は、基板１０上に、電極１６と同様に銀パターンを形成し、この銀パターンに対してめっき処理せずに形成した。電極１６の寸法は、φ２．７ｍｍで中心部の隙間０．１ｍｍであった。反応部としては、図１に示す上述の反応部２２を形成した。
【００２１】
（評価方法）
実施例１、比較例１及び比較例２の場合について、グルコース水溶液、全血、及び、生理食塩水にグルコースを溶解した液を用いて、グルコース濃度と電流積分値との関係を求めた。グルコース水溶液を用いた場合の試験結果を図２（ａ）に、全血を用いた場合の試験結果を図２（ｂ）に、グルコースを溶解した生理食塩水を用いた場合の試験結果を図２（ｃ）に示す。
ここで、電流積分値とは、測定検体を吸入した後に電極間の電位を０Ｖ→―０．２Ｖ→０Ｖ→＋０．２Ｖを５０ｍＶ／ｓｅｃの速度で変化させ、−０．１Ｖ→＋０．２Ｖ電圧走査時に電極間に流れる電流を電圧に変化して、０．１秒ごとに６０回Ａ／Ｄ変換した結果を積算したものである。評価方法はこれに限らず、電極間に一定電圧を印加して、所定時間経過後の電流値、あるいは電流の積算値を用いても良い。
【００２２】
実施例１の場合には、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、グルコース水溶液、全血、及び、生理食塩水を用いた全ての場合において、グルコース濃度に略応じた電流積分値が得られた。すなわち、電流積分値がグルコース濃度に略比例する結果が得られた。これに対して、比較例１の場合には、グルコース水溶液を用いた場合のみ、グルコース濃度に略応じた電流積分値が得られ、全血を用いた場合、及び生理食塩水を用いた場合には、グルコース濃度に略応じた電流積分値が得られなかった。比較例２の場合には、グルコース水溶液を用いた場合、及び、全血を用いた場合において、グルコース濃度に略応じた電流積分値が得られなかった。
【００２３】
ニッケル電解めっきして形成した比較例１の電極について、全血を用いた場合、及び生理食塩水を用いた場合に、グルコース濃度に略応じた電流積分値が得られなかった原因は、塩化ナトリウムの作用によると考えられる。
【００２４】
この比較例１の電極について、より詳細な検討をするため、電極だけを生理食塩水、フェリシアン化カリウム水溶液、それらの混合液に浸漬したところ、生理食塩水とフェリシアン化カリウムの混合液に浸漬した場合だけ電極に腐食が見られた。つまり、生理食塩水や全血でグルコース濃度に応じた出力が得られなかったのは、メディエータに用いているフェリシアン化カリウム及び検体に含まれる塩化ナトリウムによって、電極が溶解しためであるといえる。塩素イオンとナトリウムイオンのどちらの影響であるかは、酵素安定化剤としてグルタミン酸ナトリウムを含んでいてもグルコース水溶液を検体とした場合に正常な出力が得られていることから、ナトリウムイオンではなく、塩素イオンの影響であるといえる。
【００２５】
なお、図３（ａ）は、ニッケル無電解めっきした電極を０．５６ｍＭのフェリシアン化カリウムの生理食塩水溶液に１分間浸漬した場合の浸漬部の表面写真であり、図３（ｂ）は、ニッケル電解めっきした電極を０．５６ｍＭのフェリシアン化カリウムの生理食塩水溶液に１分間浸漬した場合の浸漬部の表面写真である。ニッケル電解めっきした電極の方が、ニッケル無電解めっきした電極よりも、明らかに侵食部が多く且つ大きい。
【００２６】
以上のように、ニッケル電解めっきした電極を用いた場合は、フェリシアン化カリウムと塩素イオンによる電極溶解が起こるため、センサー用電極として用いることができず、さらに貴金属などのめっきが必要となる。これに対してニッケル無電解めっきした電極の場合は、リンやホウ素が数％含まれており、フェリシアン化カリウムと生理食塩水溶液に浸漬しても、電解ニッケル電極よりも腐食しにくいことが確認できた。よって、フェリシアン化カリウムをメディエータに用いる血液中の成分を測定する電極としては、ニッケル無電解めっきした電極が適しているといえる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のバイオセンサ及びその製造方法によれば、工程が少なく高精度な電極を一括して形成でき、血液の検査に使用しても、グルコース濃度に応じた電流積分値が得られ、精度の高い血糖値の測定が行なえる。このため、血糖値の測定等のために広く利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１０：基板
１２：導電性パターン
１４：ニッケル無電解めっき
１６：電極
１８：第１層
２０：第２層
２２：反応部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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