(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）反応領域を形成するための凹部を備えた複数のベース基板が切断予定領域を介して連続してマトリクス状に形成される第１集合基板を準備する工程と、
（Ｂ）前記第１集合基板の各ベース基板に、作用極、該作用極と接続された引出電極、および対極接続用引出電極を形成する工程と、
（Ｃ）前記作用極に修飾を行う工程と、
（Ｄ）複数の蓋部が切断予定領域を介して連続してマトリクス状に形成され、前記第１集合基板上に重ねられたとき、前記凹部を被覆して反応領域を形成すると共に、前記ベース基板上の前記作用極と接続された引出電極および前記対極接続用引出電極のそれぞれ少なくとも一部を露出させる第２集合基板を準備する工程と、
（Ｅ）前記第２集合基板の前記蓋部が前記ベース基板上に重ねられたときに前記作用極と対向する位置に、対極および該対極と接続された引出電極を形成する工程と、
（Ｆ）前記第１集合基板と前記第２集合基板とを、前記作用極と前記対極とが対向し、かつ、前記ベース基板の対極接続用引出電極と前記蓋部の対極と接続された引出電極とが接続されるように、前記第１集合基板の前記切断予定領域と前記第２集合基板の前記切断予定領域とを対応させて貼り合せ、バイオセンサチップ集合基板を得る工程と、
（Ｇ）前記バイオセンサチップ集合基板を前記切断予定領域で切断し、個片化する工程
とを含むバイオセンサチップの製造方法。
【請求項２】
試料供給口または通気口の少なくともいずれかが前記第１集合基板に設けられ、前記試料供給口または前記通気口が隣接する前記ベース基板の前記凹部に連通していることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサチップの製造方法。
【請求項３】
前記作用極に修飾を行う工程が、前記作用極に選択的に修飾を行う工程であることを特徴とする請求項１または２記載のバイオセンサチップの製造方法。
【請求項４】
前記反応領域を形成するための凹部と、前記蓋部の該反応領域を形成するための凹部に対応する領域に親水性処理を行う工程をさらに含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイオセンサチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオセンサチップの製造方法に関する。より詳細には、作用極が選択的に修飾されたバイオセンサチップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体由来の試料に含まれる物質を、免疫反応や酵素反応により検出もしくは定量するバイオセンサが開発されているが、通常、これらのセンサでは測定対象物質と相互作用する生体材料、例えば、ＤＮＡ、オリゴヌクレオチド、抗体、受容体、酵素などをセンサに固定して用いている。これらの生体材料の固定化の方法として、電極またはその一部に金または白金などを用い、その表面にチオール溶液などにより自己組織化単分子膜（Self-Assembled Monolayer：ＳＡＭ）を作製し、架橋剤等を介して生体材料を固定化させる方法が提案されている。また、ＳＡＭの材料としては、様々なものが提案されており、それぞれのＳＡＭに適合した処理方法が採用されている。
【０００３】
一方、この種のバイオセンサチップは、測定後に再使用されることはなく、使い捨てされる。そのため、バイオセンサチップの低価格化が望まれており、小型化がすすんでいる。例えば、同一基板上に平板型や薄膜状の作用極、対極および参照極をパターニングしたバイオセンサチップなどがあり、これらのバイオセンサチップでは、作用極と対極や参照極との距離が近くなり、また、同一平面上に形成されているため、溶液による処理により作用極の表面のみに上述のような修飾を施すことが難しくなっている。特許文献１ではコルチゾールを測定するための電気化学イムノアッセイに用いる小型のセンサチップであって、一対のくし型電極を作用極とし、少なくとも一方にコルチゾール抗体を固定し、作用極と同一面に対極および参照極が形成されたセンサチップが開示されているが、少なくとも一方の作用極のみを抗体で選択的に修飾する方法は開示されていない。
【０００４】
一方特許文献２には、作用極に溶液を滴下して修飾を行い、その溶液が作用極部分に選択的に留まるよう、作用極の周囲を溶液に対する親和性の相対的に低い領域とする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−００２４３０号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の方法では、基板の製造工程が複雑となり、また特許文献２の方法では液滴での処理を要するため、一度に大量のセンサチップを製造する際には、余分な設備が必要となるといった問題がある。また、プレナー型のバイオセンサチップでは、一定容量の試料を測定することは困難である。
【０００７】
さらに、作用極と他の電極とを別部材に形成し、それぞれ組み合わせる方法では、複数の部材を必要とし、組み立て工程も増加し、小型化および低コスト化が難しいという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、対極や参照極に影響を及ぼすことなく作用極のみを修飾したバイオセンサチップを、低コストで容易に大量製造可能な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】
【０００９】
本発明者らは、鋭意検討した結果、作用極以外の電極を別部材である蓋部に形成し、ベース基板には作用極のみを形成するバイオセンサチップを、複数のベース基板をマトリクス状に配置した第１集合基板と、複数の蓋部をマトリクス状に配置した第２集合基板とをそれぞれ用意し、これらを貼り合せて個片化して製造することにより、小型のバイオセンサチップを、効率的に低コストで大量製造できることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明は、
［１］（Ａ）反応領域を形成するための凹部を備えた複数のベース基板が切断予定領域を介して連続してマトリクス状に形成される第１集合基板を準備する工程と、
（Ｂ）前記第１集合基板の各ベース基板に、作用極、該作用極と接続された引出電極、および対極接続用引出電極を形成する工程と、
（Ｃ）前記作用極に修飾を行う工程と、
（Ｄ）複数の蓋部が切断予定領域を介して連続してマトリクス状に形成され、前記第１集合基板上に重ねられたとき、前記凹部を被覆して反応領域を形成すると共に、前記ベース基板上の前記作用極と接続された引出電極および前記対極接続用引出電極のそれぞれ少なくとも一部を露出させる第２集合基板を準備する工程と、
（Ｅ）前記第２集合基板の前記蓋部が前記ベース基板上に重ねられたときに前記作用極と対向する位置に、対極および該対極と接続された引出電極を形成する工程と、
（Ｆ）前記第１集合基板と前記第２集合基板とを、前記作用極と前記対極とが対向し、かつ、前記ベース基板の対極接続用引出電極と前記蓋部の対極と接続された引出電極とが接続されるように、前記第１集合基板の前記切断予定領域と前記第２集合基板の前記切断予定領域とを対応させて貼り合せ、バイオセンサチップ集合基板を得る工程と、
（Ｇ）前記バイオセンサチップ集合基板を前記切断予定領域で切断し、個片化する工程
とを含むバイオセンサチップの製造方法、
［２］試料供給口または通気口の少なくともいずれかが前記第１集合基板に設けられ、前記試料供給口または前記通気口が隣接する前記ベース基板の前記凹部に連通していることを特徴とする上記［１］記載のバイオセンサチップの製造方法、
［３］前記作用極に修飾を行う工程が、前記作用極に選択的に修飾を行う工程であることを特徴とする上記［１］または［２］記載のバイオセンサチップの製造方法、および
［４］前記反応領域を形成するための凹部と、前記蓋部の該反応領域を形成するための凹部に対応する領域に親水性処理を行う工程をさらに含む上記［１］〜［３］のいずれかに記載のバイオセンサチップの製造方法
に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のバイオセンサチップの製造方法によれば、作用極のみを選択的に修飾した小型のバイオセンサチップを低コストで大量生産できるため、測定毎に使い捨て使用が可能（ディスポーザブル）なバイオセンサチップを提供することができる。このため、少量の唾液等の試料で簡便に測定することができ、個人差の大きいストレスセンサーとして用いる場合には、容易に個々人の傾向を蓄積し、その後の測定結果の評価にフィードバックできるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のバイオセンサチップの製造方法を説明するフローチャートである。
【図２Ａ】図１の製造方法のＳ１ａ工程の平面説明図である。
【図２Ｂ】図１の製造方法のＳ２ａ工程の平面説明図である。
【図２Ｃ】図１の製造方法のＳ１ｂ工程の平面説明図である。
【図２Ｄ】図１の製造方法のＳ２ｂ工程の平面説明図である。
【図２Ｅ】図１の製造方法のＳ４工程の平面説明図である。
【図３】図１の製造方法で製造されたバイオセンサチップの一例の平面説明図である。
【図４】図３のバイオセンサチップのＡ−Ａ断面の説明図である。
【図５】図３のバイオセンサチップの蓋部とベース基板との分解斜視図である。
【図６】図１の製造方法で製造されたバイオセンサチップの他の例の平面説明図である。
【図７】図６のバイオセンサチップのベース基板の平面説明図である。
【図８】図６のバイオセンサチップの蓋部の作用極と対向する面の平面説明図である。
【図９】図６のバイオセンサチップのＢ−Ｂ断面の説明図である。
【図１０】図６のバイオセンサチップの蓋部とベース基板との分解斜視図である。
【図１１】図１の製造方法で製造されたバイオセンサチップのまた別の例の平面説明図である。
【図１２】図１１のバイオセンサチップのベース基板の平面説明図である。
【図１３】図１１のバイオセンサチップの蓋部の作用極と対向する面の平面説明図である。
【図１４】図１１のバイオセンサチップのＣ−Ｃ断面の説明図である。
【図１５】図１１のバイオセンサチップの蓋部とベース基板との分解斜視図である。
【図１６】図１の製造方法で製造されたバイオセンサチップのさらに別の例の平面説明図である。
【図１７】図１６のバイオセンサチップのベース基板の平面説明図である。
【図１８】図１６のバイオセンサチップの蓋部の作用極と対向する面の平面説明図である。
【図１９】図１の製造方法で製造されたバイオセンサチップのさらにまた別の例の平面説明図である。
【図２０】図１９のバイオセンサチップのベース基板の平面説明図である。
【図２１】図１９のバイオセンサチップの蓋部の作用極と対向する面の平面説明図である。
【図２２】図１９のバイオセンサチップのベース基板の第１集合基板の一実施態様を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のバイオセンサチップ１００の製造方法について、添付の図１〜図５を参照して説明するが、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。図１に本発明のバイオセンサチップの製造方法を示すフローチャートを、図２Ａ〜図２Ｅにその各工程の平面説明図をそれぞれ示している。
【００１４】
本発明のバイオセンサチップの製造方法は、まず、図１のフローチャートのＳ１ａ工程に示すように、複数のベース基板１０１を有する第１集合基板２００を準備する。第１集合基板２００には、反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａを備える複数のベース基板１０１が、切断予定領域４００を介して連続してマトリクス状に形成されている（図２Ａ参照）。
【００１５】
ベース基板１０１となる第１集合基板の材質は、対象とする物質の測定に影響を及ぼさない絶縁性の材料であれば、特に限定されるものではなく、例えば、セラミックス、ガラス、シリコン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化樹脂、ＵＶ硬化樹脂などの合成樹脂材料などが挙げられる。
【００１６】
ベース基板１０１の形状は、少なくとも反応領域を形成するための凹部１０６ａより厚い、矩形、円形、楕円形などとすることができるが、格子状に個片化する製造上の観点からは矩形が好ましい。また、第１集合基板におけるベース基板１０１のマトリクスのピッチは、バイオセンサチップに適した大きさとなるように、適宜設定することができる。
【００１７】
反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａは、ベース基板１０１と蓋部１０２との接合により、一定容量の空間である反応領域１０６を形成するために設けられる。反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａの形成は、第１集合基板２００を金型成形により作製する場合には、基板の作製と同時に形成することが好ましい。また、板状の第１集合基板２００を用意した後、プレスまたは切削などにより機械的に凹部を形成することもできる。さらに、図２Ａに示すように、通気口１０８をベース基板１０１上に凹部として形成する場合や、図１０などに示すように、試料供給口１０７をベース基板１０１上に凹部として形成する場合には、本工程において反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａの形成と同時に行うことができる。
【００１８】
反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａの深さは、形成される反応領域１０６の高さが試料を毛細管現象により導入しやすくするように設定されることが好ましい。また、図２Ａに示すように、通気口１０８は、隣接するベース基板１０１の反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａに連通した構造とすることが好ましい。これは、後述する作用極１０３の選択的な修飾の際に好適となる。
【００１９】
次に、図１のＳ２ａ工程に示すように、第１集合基板２００の各ベース基板１０１に作用極１０３を形成する。作用極１０３は、反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａの底面に形成される。各ベース基板１０１には、作用極１０３の他に作用極１０３と接続された引出電極１０９、および対極接続用引出電極１１０も形成する。また、参照極１０５を設ける場合には、参照極接続用引出電極１１１も本工程において各ベース基板１０１に形成することが好ましい（図２Ｂ参照）。各電極の形状は、特に限定されるものではないが、センサチップの小型化の観点から平板状、または薄膜状であることが好ましく、スパッタリング法、真空蒸着法、めっき法、種々の印刷法などにより成膜・パターン形成することができる。これらの方法は、一般的な半導体装置の製造工程で用いられる方法と同じ方法となる。
【００２０】
作用極１０３としては、公知の電極材料を用いることができ、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、塩化銀、白金、クロム、ニッケル、鉄、炭素からなる材料が挙げられ、作用極１０３に対する修飾の種類によって、適切な材料を選択することができる。例えば、後述するように作用極１０３にチオール基を介して修飾を行う場合には、作用極１０３は、金、白金、銀および銅からなる群から選択することができる。
【００２１】
ベース基板１０１に形成される作用極１０３と接続された引出電極１０９は、例えば図３などに示すように、作用極１０３からベース基板端部まで伸びており、作用極１０３と同様の材料で形成することができる。同様に、例えば図３などに示すように、対極接続用引出電極１１０は、蓋部１０２の対極１０４と接続された引出電極１１０ａと接続できるように形成され、作用極１０３と接続された引出電極１０９と同じ材料で同様にベース基板端部まで伸びており、参照極接続用引出電極１１１も対極接続用引出電極同様に、蓋部１０２の参照極１０５と接続された引出電極１１１ａと接続できるように形成され、作用極１０３と接続された引出電極１０９と同じ材料で同様にベース基板端部まで伸びている。
【００２２】
図１のＳ３工程では、作用極１０３に修飾がなされる。作用極１０３の修飾とは、例えば、ＤＮＡ、オリゴヌクレオチド、抗体、受容体、酵素などの測定対象と相互作用する材料の固定化を意味する。これらの測定対象と相互作用する材料を固定化する方法としては、バイオセンサの分野において公知の種々の方法を用いることができるが、例えば、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を用いる方法が挙げられる。ＳＡＭとは、基板を有機分子を含む溶液に浸漬または有機分子を含む蒸気中に置くことにより、有機分子の官能基、例えばチオール基が基板表面に化学吸着され、自発的に該基板表面に形成される高密度かつ高配向な単分子膜である。具体的には、アルキルチオールやジスルフィド化合物からなるＳＡＭや、固定基としてチオールを有し、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を配向させたＳＡＭ、ベンゼン環を有するＳＡＭ、炭素鎖長の異なるアルキルチオール類を混合したＳＡＭなどが挙げられる。これらＳＡＭ構成分子は、基板に化学吸着される官能基とは別に、ＳＡＭ表面に特性を持たせるための官能基を有することが好ましく、この官能基を利用して、測定対象と相互作用する材料を固定化することができる。作用極１０３に選択的な修飾を行うためには、反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａ内のみに溶液を注入したり、引出電極１０９、１１０、１１１が形成された領域をマスクして溶液に浸漬すればよい。反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａ内のみに溶液を注入する際には、通気口１０８を隣接する別のベース基板１０１の反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａに連通する構造とすると、第１集合基板１００の複数の反応領域１０６を形成する凹部１０６ａに一度に溶液が注入でき、全体を通して反応領域１０６を形成する凹部１０６ａ内への溶液の注入が容易となる。もちろん、図示していないが切断予定領域４００に凹部を設け、第１集合基板１００のすべてのベース基板１０１の反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａを通気口１０８および／または試料供給口１０７により連通させることもできる（例えば、図２２参照）。
【００２３】
一方、図１のＳ１ｂ工程に示されるように、複数の蓋部１０２を有する第２集合基板３００を準備する。第２集合基板３００には、ベース基板１０１のマトリクスと縦横それぞれ同じピッチで複数の蓋部１０２を切断予定領域４００を介して連続してマトリクス状に形成し、第１集合基板２００上に重ねられたとき、凹部１０６ａを被覆して反応領域１０６を形成すると共に、ベース基板１０１上の作用極１０３と接続された引出電極１０９および対極接続用引出電極１１０のそれぞれ少なくとも一部（および参照極１０５が設けられる場合には、参照極接続用引出電極１１１の少なくとも一部）を露出させる開口部３０１を備える（図２Ｃ参照）。第２集合基板３００における蓋部１０２のマトリクス形状を第１集合基板２００におけるベース基板１０１のマトリクス形状と縦横それぞれ同じピッチとすることにより、第１および第２の集合基板（２００、３００）同士を重ねあわせて接合し、複数のバイオセンサチップ１００が切断予定領域４００を介して連続してマトリクス状に形成されたバイオセンサチップ集合基板５００（図２Ｅ）を得ることができる。このように本実施形態によれば、蓋部１０２を１つ１つベース基板１０１の第１集合基板２００に接合する必要がなくなる。
【００２４】
蓋部１０２となる第２集合基板の材質は、上述のベース基板１０１となる第１集合基板と同様の材料から選択することができる。製造上の観点からはベース基板１０１となる第１集合基板と同じ材質を用いることが好ましい。
【００２５】
ここで、ベース基板１０１上の各引出電極１０９、１１０および１１１は、測定機器等への接続用に少なくともそれぞれ一部が露出している必要があるため、蓋部１０２にはベース基板１０１上の各引出電極１０９、１１０および１１１の少なくとも一部を露出させる開口部３０１を設けている（図２Ｃ）。このような引出電極を露出させる開口部３０１を備えた蓋部１０２の第２集合基板３００は、第１集合基板２００について説明したように、金型形成により作製してもよく、また第２集合基板を用意した後、引出電極を露出させる開口部３０１を機械加工などにより形成してもよい。各引出電極１０９、１１０および１１１のそれぞれ少なくとも一部を露出させる開口部３０１は、測定器を接続することができる程度露出するのに十分な領域が引出電極を露出させる開口部３０１として設けられていればよいが、その少なくとも一端を第２集合基板３００の切断予定領域４００上に設計することが好ましい。この場合、切断予定領域４００上に引出電極を露出させる開口部３０１の端部がかかっていることにより、切断によるバイオセンサチップ１００の個片化の際、引出電極を露出させる開口部３０１の縁も切断され、例えば、図２Ｃ〜図２Ｅに示すように、この引出電極を露出させる開口部３０１が、三方向で切断予定領域４００に達している場合、蓋部１０２の端が、ベース基板１０１上の各引出電極１０９、１１０および１１１の端部側が露出するように短く形成され、引出電極へのアクセスが容易となる。さらに、図２Ｃに示すように、試料供給口１０７を蓋部１０２に形成する場合や、図１１などに示すように、通気口１０８を蓋部１０２に形成する場合、また反応領域１０６を形成するための凹部１０６ｂ（図１１〜１５）を蓋部１０２に形成する場合には、本工程においてベース基板１０１上の各引出電極１０９、１１０および１１０のそれぞれ少なくとも一部を露出させる開口部３０１の形成と同時に行うことができる。なお、引出電極を露出させる開口部３０１は、ベース基板１０１上の各引出電極１０９、１１０および１１１を露出するような大きな形状とする代わりに、導電体が形成されたビアホール形状として蓋部１０２表面に各引出電極１０９、１１０および１１１を引き出す形状としてもよい。
【００２６】
次に、図１のＳ２ｂ工程に示すように、蓋部１０２に対極１０４を形成する。対極１０４および対極と接続された引出電極１１０ａは、蓋部１０２がベース基板１０１上に重ねたときに作用極１０３と対向する位置に形成する（図２Ｄ）。ここで、参照極１０５および参照極１０５と接続された引出電極１１１ａも、先に形成した引出電極１１１に接続する位置に形成する。これにより、ベース基板１０１と蓋部１０２とが接合されることにより作用極１０３と対極１０４および参照極１０５との間に反応領域１０６が形成され、精度の高い測定を行うことができる。参照極１０５の形成は必ずしも必要ではないが、測定精度の観点からは形成することが好ましい。各電極の形状は、特に限定されるものではないが、センサチップの小型化の観点から平板状、または薄膜状であることが好ましく、スパッタリング法、真空蒸着法、めっき法、種々の印刷法などにより成膜・パターン形成することができる。
【００２７】
対極１０４および参照極１０５には、公知の電極材料を用いることができ、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、塩化銀、白金、クロム、ニッケル、鉄、炭素からなる材料が挙げられる。
【００２８】
対極１０４と接続された引出電極１１０ａは、ベース基板１０１の対極接続用引出電極１１０と接続できる程度に対極１０４から連続して蓋部端部方向へと伸長していればよく（図２Ｄ、図８等参照）、対極１０４と一体として形成することができる。同様に参照極１０５と接続された引出電極１１１ａも、ベース基板１０１の参照極接続用引出電極１１１と接続できる程度に参照極１０５から連続して蓋部端部方向へと伸長していればよく（図２Ｄ、図８等参照）、参照極１０５と一体として形成することができる。
【００２９】
次に、図１のＳ４工程に示されるように、第１集合基板２００と第２集合基板３００とを貼り合せる。第１集合基板２００と第２集合基板３００との貼り合せは、作用極１０３と対極１０４とが対向し、かつ、ベース基板１０１の対極接続用引出電極１１０と蓋部１０２の対極１０４と接続された引出電極１１０ａとが接続部１１０ｂで接続されるように（および参照極１０５が設けられる場合には、ベース基板１０１の参照極接続用引出電極１１１と蓋部１０２の参照極１０５と接続された引出電極１１１ａとが接続部１１１ｂで接続されるように）、第１集合基板２００の切断予定領域４００と第２集合基板３００の切断予定領域４００とを対応させて行われる（図２Ｅ）。これにより、バイオセンサチップ集合基板５００が得られる（図２Ｅ）。第１集合基板２００と第２集合基板３００との貼り合せは、ベース基板１０１や蓋部１０２の材質によって適した接合方法や接着剤を採用すればよい。接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、熱硬化性接着剤、ＵＶ硬化性接着剤などを使用することができる。例えば、ベース基板１０１および蓋部１０２のいずれかまたは両方に接着剤などの公知の接着手段を施し、さらに対極１０４と接続された引出電極１１０ａの端部および参照極１０５を用いる場合には参照極１０５と接続された引出電極１１１ａの端部、またはベース基板１０１上の対極接続用引出電極１１０または参照極接続用引出電極１１１の接続側端部に導電性ペーストなどの公知の電極接続手段を施し貼り合せ、必要に応じて加圧することより行うことができる。
【００３０】
ここで、第１集合基板２００と第２集合基板３００との貼り合せにより、各ベース基板１０１および各蓋部１０２との間に一定容量の空間である反応領域１０６が形成される。反応領域１０６の容量は、測定対象の検出が行えるものであり、毛細管現象により試料を反応領域１０６内に満たすことができる程度であれば特に限定されるものではない。反応領域を一定容量とすることで、電解液用の薬剤を事前に反応領域に固定して、電解液濃度を一定に保つことが可能となり、試料の安定した定量分析を行うことができる。
【００３１】
本発明のバイオセンサチップの製造方法の一実施態様としては、反応領域１０６に試料をよりスムーズに導入するため、さらに反応領域１０６の内表面を親水性処理することが好ましい。反応領域１０６の内表面を親水性処理する方法としては、プラズマ処理やＵＶ処理などにより親水性官能基を導入する方法、シラノール基を配したシロキサンのコーティングなどが挙げられる。この親水性処理は、図１に示すＳ１ａ工程の後、電極形成前に、第１集合基板２００におけるベース基板１０１の反応領域を形成するための凹部１０６ａに行うことができ、また、図１に示すＳ１ｂ工程の後、蓋部１０２の該反応領域を形成するための凹部に対応する領域（蓋部１０２においても反応領域１０６を形成するための凹部１０６ｂがある場合にはその凹部１０６ｂ（図１１〜図１５参照））に行うことができる。
【００３２】
得られたバイオセンサチップ集合基板５００は、図１のＳ５工程に示すように、切断予定領域４００で切断し、個片化する（図２Ｅ参照）。この工程は、公知のダイシングソーなどを用いて、例えば図２Ｅで矢印で示した切断予定領域４００をダイシングソーを走行させることにより、切断予定領域４００を除去することにより行うことができる。図３は、個片化されたバイオセンサチップの平面図を、図４は、図３のＡ−Ａ断面の説明図を、図５は、図３のバイオセンサチップの蓋部とベース基板との分解斜視図をそれぞれ示している。図３のバイオセンサチップでは、この個片化により通気口１０８が側面に開口することがわかる。ここで、試料供給口１０７および通気口１０８の少なくともいずれかが第２集合基板３００に設けられている場合（例えば図４、図１４参照）、本工程の前に、バイオセンサチップ集合基板５００における第２集合基板３００の第１集合基板２００に接する面と反対の面をシート材で被覆し、本工程においてバイオセンサチップ集合基板５００を第１集合基板１０１側からシート材を切断しないように切断することが好ましい。このように試料供給口１０７および／または通気口１０８の開口部をシート材で被覆することにより、個片化が容易となるのみならず反応領域１０６への異物の混入を防ぐことができる。
【００３３】
シート材としては、ポリ塩化ビニル基材あるいはポリオレフィン基材上にＵＶ硬化または加熱により接着力を無くすことのできる接着層を備えたダイシングテープなどが好ましく用いられる。
【００３４】
以上説明した本発明の製造方法により、上記実施態様の他、種々のバイオセンサチップを製造することができる。この種のバイオセンサチップ１００の説明図を図６〜１８に示す。
【００３５】
図６〜１０に示す例では、試料供給口１０７がベース基板１０１に設けられている。この構造にすることにより、バイオセンサチップの試料供給口１０７に試料を接触させるだけで、試料が内部に入り込み、反応領域１０６への試料供給がしやすくなる。このとき、反応領域１０６内の空気は、通気口１０８から排気されることになる。また、対極接続用引出電極１１０および参照極接続用引出電極１１１の形状と、蓋部１０２の対極と接続する引出電極１１０ａおよび参照極と接続する引出電極１１１ａが蓋部端部まで形成されていないが、単に形状のバリエーションを示すものである。その他の構成は、上述の図３〜５と同じなので、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。なお、試料供給口１０７は、第１集合基板において、例えば、切断予定領域４００に設けた凹部を介して隣接する別のベース基板１０１の反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａに連通する構成とすると、隣接する各ベース基板１０１の反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａは、試料供給口１０７と通気口１０８の両方で連通することになり、作用電極１０３の選択的な修飾に好適となる。この場合も、切断予定領域の切断により、側面に試料供給口１０７と通気口１０８が開口することになる。なお、図６は、バイオセンサチップ１００の平面図を、図７は図６のバイオセンサチップ１００のベース基板１０１の平面図を、図８は図６のバイオセンサチップ１００の蓋部１０２の作用極と対向する面の平面図を、図９は、図６のＢ−Ｂ断面の説明図を、図１０は、図６のバイオセンサチップ１００の蓋部１０２とベース基板１０１との分解斜視図をそれぞれ示している。
【００３６】
また別の実施態様である図１１〜図１５に示す例では、蓋部１０２に反応領域１０６を形成する凹部１０６ｂと、反応領域１０６から外部に連通する通気口１０８が設けられており、さらに反応領域１０６が円筒形である。また、対極１０４および参照極１０５の配置が左右反対になっているが、単にバリエーションの１つを示すものである。その他の構成は、上述の図６〜１０と同じなので、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。この場合は、通気口１０８は蓋部１０２に設けられているため、第１集合基板において試料供給口１０７が、切断予定領域に設けた凹部を介して隣接する別のベース基板１０１の反応領域１０６を形成するための凹部１０６と連通する構成とすることができる。なお、図１１は、バイオセンサチップ１００の平面図を、図１２は、図１１のバイオセンサチップ１００のベース基板１０１の平面図を、図１３は、図１１のバイオセンサチップ１００の蓋部１０２の作用極と対向する面の平面図を、図１４は図１１のＣ−Ｃ断面の説明図を、図１５は図１１のバイオセンサチップ１００の蓋部１０２とベース基板１０１との分解斜視図をそれぞれ示している。
【００３７】
さらに別の実施態様である図１６〜図１８に示す例では、作用極１０３および対極１０４がくし型電極であり、参照極１０５を用いていない。その他の構成は、上述の図６〜１０と同じなので、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。この場合は、試料供給口１０７と通気口１０８により、第１集合基板において、切断領域４００に設けられる凹部を介して隣接する別のベース基板１０１の反応領域１０６を形成するための凹部１０６と連通する構成とすることができる。なお、図１６はバイオセンサチップ１００の断面図を、図１７は、図１６のバイオセンサチップ１００のベース基板１０１の平面図を、図１８は、図１６のバイオセンサチップ１００の蓋部１０２の作用極と対向する面の平面図をそれぞれ示している。
【００３８】
さらに別の実施態様である図１９〜図２１に示す例では、ベース基板１０１に試料供給口１０７および反応領域１０６から外部に連通する通気口１０８が設けられている。その他の構成は、上述の図１１〜１５と同じなので、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。この場合は、試料供給口１０７および通気口１０８が反応領域１０６を形成する凹部１０６ａの対面する位置に設けられ、試料供給口１０７および通気口１０８を一続きの切削により作製することができる。また図２２の第１集合基板２００に示すように、この場合、試料供給口１０７および通気口１０８は、切断予定領域４００に設けた凹部４０１を介して隣接する別のベース基板１０１の反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａと連通する構成とすることができる。これにより、作用電極１０３の修飾のため、反応領域１０６を形成するための凹部１０６ａ内のみに溶液を注入する際には、溶液を効率的に複数の反応領域１０６を形成する凹部１０６ａに満たすことができ、溶液量の調整が容易となる。図２２では、切断予定領域の一部に凹部４０１が設けられているが、ベース基板１０１の周囲を囲むすべての切断予定領域４００に凹部４０１が設けられていてもよい。なお、図１９は、バイオセンサチップ１００の平面図を、図２０は、図１９のバイオセンサチップ１００のベース基板１０１の平面図を、図２１は、図１９のバイオセンサチップ１００の蓋部１０２の作用極と対向する面の平面図を、図２２は、図１９のバイオセンサチップ１００のベース基板１０１の第１集合基板２００の一実施態様を示す説明図をそれぞれ示している。
【００３９】
試料吸入口１０７は、必要な液滴を吸収するある程度の大きさの開口部を有するか、あるいは脱脂綿から絞り出した液滴を毛細管現象で吸収できる構造であればよい。
【００４０】
一方、通気口１０８は疎水性処理が施されていることがさらに好ましい。このような処理により、試料供給口１０７に試料が適用された場合に、毛細管現象によりスムーズに試料が反応領域１０６内に導かれ、通気口１０８から外部への試料の漏れを防止することができ、反応領域１０６内が試料で満たされやすくなる。
【００４１】
通気口１０８を疎水性処理する方法としては、通気口１０８の開口部表面をアルキル基を配したシロキサンなどの疎水性材料でコーティングする方法などが挙げられる。
【００４２】
試料としては、体液、血液、唾液などが挙げられ、唾液が好ましい。
【００４３】
バイオセンサチップ１００による測定対象は、特に限定されるものではないが、グルコース、コルチゾールなどが挙げられる。例えば、ストレス指標としてコルチゾールを手軽に測定することができれば、近年のストレスチェックの義務化に伴うストレスチェックの簡便な測定方法を提供でき好適である。
【００４４】
試料は、試料供給口１０７から、液滴が毛細管現象により反応領域１０６に供給するか、または加圧により、例えば試料を含ませた脱脂綿などを試料供給口１０７に当て扱き出すことにより、反応領域１０６に押し込むことができる。反応領域１０６の端には通気口１０８が設けられており、反応領域１０６を満たしていた空気は、試料の注入に合わせて通気口１０８から排出され、反応領域１０６は試料で満たされる。
【符号の説明】
【００４５】
１００    バイオセンサチップ
１０１    ベース基板
１０２    蓋部
１０３    修飾された作用極
１０４    対極
１０５    参照極
１０６    反応領域
１０６ａ  反応領域１０６を形成するための凹部
１０６ｂ  反応領域１０６を形成するための凹部
１０７    試料供給口
１０８    通気口
１０９    作用極と接続された引出電極
１１０    対極接続用引出電極
１１０ａ  対極と接続された引出電極
１１０ｂ  対極と接続された引出電極１１０ａと対極接続用引出電極１１０との接続部
１１１    参照極接続用引出電極
１１１ａ  参照極と接続された引出電極
１１１ｂ  参照極と接続された引出電極１１１ａと参照極接続用引出電極１１１との接続部
２００  第１集合基板
３００  第２集合基板
３０１  引出電極を露出させるための開口部
４００  切断予定領域
４０１  切断予定領域４００に設けられた凹部
５００  バイオセンサチップ集合基板
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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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】
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【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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