(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、電極上に設けられた反応部と、検体を反応部まで導入する供給口と、備え、反応部が供給口から導入された血液（検体中）のグルコース（特定成分）と反応し、グルコースを定量分析するバイオセンサにおいて、この電極が、ニッケルとチタンとの合金がスパッタリングされて構成されている。【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た反応部と、検体を該反応部まで導入する供給口と、を備え、前記反応部が前記供給口から導入された検体中の特定成分と反応し、該特定成分を定量分析するバイオセンサにおいて、
前記電極は、ニッケルとチタンとの合金がスパッタリングされて形成されたバイオセンサ。
【請求項２】
前記電極が、フォトリソグラフィーによってパターニングされた請求項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た反応部と、検体を該反応部まで導入する供給口と、を備え、前記反応部が前記供給口から導入された検体中の特定成分と反応し、該特定成分を定量分析するバイオセンサの製造方法において、
ニッケルとチタンとの合金をスパッタリングして前記電極を形成する電極形成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。このバイオセンサ１において、電極３は、例えば、金属材料がめっきされて形成される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、めっきされて形成された電極３を使用したバイオセンサの場合、測定値が安定しないことがあった。例えば、血糖値を測定するバイオセンサの場合に、グルコース濃度に応じて電流値が出力されないことがあった。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いる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４５８７７号公報
【発明の開示】
【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、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。
【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た反応部と、検体を該反応部まで導入する供給口と、を備え、前記電極は、ニッケルとチタンとの合金がスパッタリングされて形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、前記電極がフォトリソグラフィーによってパターニングされたことを特徴とする。
【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た反応部と、検体を該反応部まで導入する供給口と、備え、前記反応部が前記供給口から導入された検体中の特定成分と反応し、該特定成分を定量分析するバイオセンサの製造方法において、ニッケルとチタンとの合金をスパッタリングして前記電極を形成する電極形成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、スパッタリングにより形成されるため電極の耐食性が高くなり、めっきにより形成された電極で見られるような電極の溶解は見られない。また、ニッケルとチタンとの合金をスパッタリングターゲットに用いることで、磁性が消失するキュリー温度が低下するため、純ニッケルターゲットを用いるよりも安定したマグネトロンスパッタリングが可能となる。その結果、均一でより高速に電極膜を形成することができる。この電極を備えたバイオセンサの場合、出力した電流値がグルコース濃度に対応することが試験により確認された。このため、血糖値の測定値を安定させることができる。すなわち、本願発明によれば、スパッタリングによって電極を形成すること、及び電極にチタンを含ませることの相乗作用により、優れた効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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、電極上に設けられた反応部と、検体を反応部まで導入する供給口と、備え、反応部が供給口から導入された血液（検体中）のグルコース（特定成分）と反応し、グルコースを定量分析するバイオセンサにおいて、この電極は、ニッケルとチタンとの合金がスパッタリングされて形成されている。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。
【００１３】
この電極を製造する場合、まず、基板１０上にニッケル（Ｎｉ）及びチタン（Ｔｉ）の合金を全面スパッタリングして合金層１１を形成する。次に、フォトリソグラフィーによって合金層１１をパターニングする。このようにして、一対の電極１２及び１４を形成する。なお、図１（ｂ）及び（ｄ）に示すように、合金層１１の下に銅など別の導電属１３を形成しておいてもよい。
【００１４】
次に、ＧＯＤ（グルコース酸化酵素）３．０％及びＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）０．８％を含む水溶液０．１５μ?を電極１２及び１４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１６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ＨＰＣ（ヒドロキシプロピルセルロース）１．１３％のエチルセロソルブ溶液中に１２．５％になるように分散した０．２０μ?の溶液を、第１層１６上に滴下して、図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように、第２層１８を形成した。このようにして第１層１６及び第２層１８から成る反応部２０を形成した。
【００１５】
このような電極１２及び１４を、ニッケルめっきにより形成した場合、グルコース測定時に電極が溶解するために、グルコース濃度に応じた電流値を出力できない場合がある。電極が溶解するのは、血液中に含まれる塩素イオンとメディエータとして用いているフェリシアン化カリウムに対して電極の耐食性が低いためである。
しかし、ニッケルのスパッタリングにより電極１２及び１４を形成した場合、電極が溶解することが無いため、グルコース濃度に応じた電流値を出力できる。
【００１６】
また、電極１２及び１４はニッケルとチタンからなる合金で形成されている。ここで、ニッケルに含ませるチタンの量に応じて、磁性がなくなるキュリー点が下がることが一般的に知られている。よって、チタンの量に応じて磁性が低くなるために、マグネトロンスパッタリングを行なう際に安定した製膜を行なうことができる。また、チタンを含むニッケル合金においても電極が溶解することが無いため、グルコース濃度に応じた電流値を出力できる。
【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】
以下のように、電極１２及び１４を形成し、反応部２０を形成して、グルコース濃度と電流積分値との関係を求めた。なお、いずれの場合もスパッタリングで形成した電極の総厚さは１２０ｎｍである。
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200mV/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、0.025sec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。
【００１９】
（実施例１）
電極として、基板１０上に、ニッケル９２．５wt％でチタン７．５wt％の合金から形成した場合について、全血を用いて電流値を出力し、グルコース濃度と電流積分値との関係を求めた。なお、電極は、図１に示す上述の電極１２及び１４の製造方法により製造した。すなわち、ニッケルチタンからなる合金ターゲットをスパッタリングして電極を形成した。スパッタ時の電圧は７０８Ｖ、電流は８．４６Ａで投入電力６．０ｋＷであった。このときの動作圧は４．２×１０−４ｔｏｒｒであった。基板搬送速度を１ｍ／ｍｉｎで行った場合の堆積速度は６１ｎｍ／１パスであった。
また、反応部としては、図１に示す上述の反応部２０を形成して試験した。その結果、いずれの場合においても、図２に示すように、電流の積分値がグルコース濃度に比例することが判明した。
【００２０】
（比較例１）
電極として、基板１０上に、スパッタリングにより純ニッケルの場合について、全血を用いて電流値を出力し、グルコース濃度と電流積分値との関係を求めた。
スパッタ時の電圧は８４０Ｖ、電流は１．１９Ａで投入電力１．０ｋＷであった。このときの動作圧は３．６×１０−３ｔｏｒｒであった。基板搬送速度を１ｍ／ｍｉｎで行った場合の堆積速度は１５ｎｍ／１パスであった。
純ニッケルをターゲットに用いた場合、実施例１の場合よりも、放電がおこりにくく、動作圧を高くする必要があった。また、実施例１よりも高い印加電圧でも電流が少なく、投入電力が少なくなるために、堆積速度を上げることができなかった。
なお、反応部としては、図１に示す上述の反応部２０を形成して試験した。
【００２１】
実施例１はニッケルとチタンの合金をスパッタリングにより形成した場合であり、比較例１はニッケルをスパッタリングにより形成したものである。どちらも電流の積分値がグルコース濃度に比例しており、バイオセンサ用の電極に使用可能であることがわかった。実施例１はニッケルとチタンの合金をスパッタしたものであり、比較例１に対して４倍の速さでスパッタできるため効率がよい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明のバイオセンサ及びその製造方法によれば、血糖値の測定用の電極を効率よく製造することができる。このため、血糖値の測定等のために広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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１層を形成した時の断面図である。
【図２】本発明（実施例１）のバイオセンサと比較例１のバイオセンサ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。
【符号の説明】
【００２４】
１０：基板
１１：合金層
１３：導電層
１２、１４：電極
１６：第１層
１８：第２層
【図１】
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【図２】
2011095032.tif 000004