(57)【要約】一部の実施例では、電気化学センシングシステムは、作用電極と、参照電極とを備える。作用電極の少なくとも一部は、ロジウムを含む。電気回路は、作用電極および参照電極に電子的に接続されている。電気回路は、目標検体を電気化学的に分解し、目標検体の濃度に応じた電流を測定するのに充分な０．４Ｖ未満の電圧で作用電極をバイアスするように構成されている。一部の実施例では、バイオセンシング分子が作用電極上に配置され、非電気活性目標検体を触媒的に分解し、電気活性副産物を発生させることができる。一部の実施例では、参照電極は、ロジウムとその酸化物を含んでいてもよい。
2017513017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学センシングシステムであって、
作用電極であって、前記作用電極の少なくとも一部は、ロジウムを含む、前記作用電極と、
参照電極と、
前記作用電極および前記参照電極に電子的に接続されている電気回路であって、前記電気回路は、（ａ）目標検体を分解させるために前記作用電極に約０．４Ｖ未満の電圧でバイアスをかけ、さらに、（ｂ）前記目標検体の濃度に対応する電流を測定するように作動する、前記電気回路と、を備えることを特徴とする電気化学センシングシステム。
【請求項２】
前記作用電極は、基板を備え、
前記ロジウムは、前記基板の外表面上に配置されている請求項１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項３】
前記基板は、ニチノール、金、ニッケル、白金、パラジウム、チタニウム、クロミウム、タングステン、およびステンレス鋼の少なくとも１つから形成されている請求項２に記載の電気化学センシングシステム
【請求項４】
前記作用電極は、ロジウムの酸化物を含む請求項１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項５】
前記作用電極上に配置され、さらに、非電気活性目標検体を触媒的に分解し、電気活性副産物を発生させるよう作用するバイオセンシング分子をさらに備える請求項１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項６】
前記バイオセンシング分子は、グルコースオキシダーゼである請求項５に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項７】
前記作用電極上に配置された選択性層をさらに備え、
前記選択性層は、干渉体が前記作用電極の表面に拡散することを防止するよう構成されている請求項１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項８】
前記干渉体は、アスコルビン酸、尿酸、およびアセトアミノフェンの少なくとも１つを含む請求項７に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項９】
前記作用電極上に配置された多孔質膜をさらに含み、
前記多孔質膜は、前記作用電極の表面への前記目標検体の拡散の制御および前記作用電極の生体付着の防止の少なくとも１つのために構成されている請求項１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項１０】
前記電気回路は、前記作用電極を約０．３Ｖ未満のバイアス電圧でバイアスするよう構成されている請求項１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項１１】
前記電気回路は、前記作用電極を約０．２Ｖ未満のバイアス電圧でバイアスするよう構成されている請求項１０に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項１２】
前記電気回路は、前記作用電極を約０．１Ｖ未満のバイアス電圧でバイアスするよう構成されている請求項１１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項１３】
前記参照電極は、ロジウムとその酸化物を含む請求項１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項１４】
前記参照電極は、イリジウムとその酸化物を含む請求項１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項１５】
電気化学センシングシステムであって、
作用電極と、
参照電極であって、前記参照電極の少なくとも一部は、ロジウムとその酸化物を含む、前記参照電極と、
ハウジング内に配置され、さらに、前記作用電極および前記参照電極に電子的に接続されるよう構成された電気回路であって、前記電気回路は、（ａ）目標検体を分解させるために前記作用電極に約０．４Ｖ未満の電圧でバイアスをかけ、さらに、（ｂ）前記目標検体の濃度に対応する電流を測定するように作動する、前記電気回路と、を備えることを特徴とする電気化学センシングシステム。
【請求項１６】
電気化学センシングシステムであって、
作用電極と、
参照電極であって、前記参照電極の少なくとも一部は、パラジウムとその酸化物を含む、前記作用電極と、
前記作用電極および前記参照電極に電子的に接続された電気回路であって、前記電気回路は、（ａ）目標検体を分解させるために前記作用電極に約０．４Ｖ未満の電圧でバイアスをかけ、さらに、（ｂ）前記目標検体の濃度に対応する電流を測定するよう作動する、前記電気回路と、を備えることを特徴とする電気化学センシングシステム。
【請求項１７】
電気化学センシングシステムであって、
作用電極と、
参照電極であって、前記参照電極の少なくとも一部は、イリジウムとその酸化物を含む、前記参照電極と、
前記作用電極および前記参照電極と電子的に接続された電子回路であって、前記電気回路は、（ａ）目標検体を分解させるために前記作用電極に約０．４Ｖ未満の電圧でバイアスをかけ、さらに、（ｂ）前記目標検体の濃度に対応する電流を測定するよう作動する、前記電気回路と、を備えることを特徴とする電気化学センシングシステム。
【請求項１８】
前記作用電極の少なくとも一部は、ロジウムを含む請求項１５ないし１７のいずれかに記載の電気化学センシングシステム
【請求項１９】
前記作用電極の少なくとも一部は、白金を含む請求項１５ないし１７のいずれかに記載の電気化学センシングシステム。
【請求項２０】
前記電気化学センシングシステムの感度は、Ａｇ／ＡｇＣｌ参照電極を備える電気化学センシングシステムの感度よりも大幅に高い請求項１５ないし１７のいずれかに記載の電気化学センシングシステム。
【請求項２１】
電気化学センシングシステムであって、
作用電極であって、前記作用電極の少なくとも一部は、ロジウム、金、パラジウム、および白金の少なくとも１つを含む、前記作用電極と、
前記作用電極上に配置され、さらに、異なる電子状態間を遷移するよう構成された合成酸化還元活性レセプターであって、前記合成酸化還元活性レセプターは、さらに、目標検体が分解されないように、前記目標検体と結合した際に、自身の還元電位を変化させるよう構成された、前記合成酸化還元活性レセプターと、
参照電極と、
前記作用電極および前記参照電極に電子的に接続された電気回路であって、前記電気回路は、（ａ）前記作用電極が前記合成酸化還元活性レセプターに電子を提供し、さらに、前記合成酸化還元活性レセプターを、より還元度の強い状態に移行させるように、前記作用電極に約−０．６Ｖ〜約０．４Ｖの範囲の電圧でバイアスをかけ、さらに、（ｂ）前記目標検体の濃度に対応する電流を測定するよう作動する、前記電気回路と、を備えることを特徴とする電気化学センシングシステム。
【請求項２２】
前記合成酸化還元活性レセプターは、ビオロゲンを含む請求項２１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項２３】
前記合成酸化還元活性レセプターは、共役ピリジニウムを含む請求項２１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項２４】
前記合成酸化還元活性レセプターは、ボロン酸を含む請求項２１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項２５】
前記目標検体は、グルコースである請求項２１に記載の電気化学センシングシステム。
【請求項２６】
前記目標検体は、乳酸塩である請求項２１に記載の電気化学センシングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年３月１２日に出願された米国仮出願第６１／９５１，６６５号（発明の名称：「電気化学センシングシステム」）に基づく優先性を主張する。該米国各出願の開示内容の全ては、参照により、ここに組み込まれる。
【０００２】
本出願の実施例は、一般に、作用電極と、参照電極とを備える電気化学センシングシステムに関し、より具体的には、目標検体を低バイアス電圧で検出可能なロジウム作用電極を備える電気化学センシングシステムに関する。
【０００３】
電気化学センシングシステムは、例えば、電流、電圧、キャパシタンス、インピーダンス、その他の電子的パラメータを用いて、目標検体（例えば、例えば、化学または生化学検体）の濃度を測定するセンサーとして定義される。これらの電気化学センサーの中でも、アンペロメトリック電気化学センサー（電流測定センサー）が最も一般的である。アンペロメトリック電気化学センサーは、作用電極と、参照電極と、オプションとして、例えば定電位電界装置（ポテンショスタット）のような電気回路を介して電子的に接続されているグラウンド電極とを備え得る。作用電極は、それぞれ目標検体を酸化または還元できる所定の正（すなわち酸化）電圧または所定の負（すなわち還元）電圧でバイアスされる。この酸化還元反応は、電流を発生させるので、それを測定し、キャリブレーションプロットと比較することで、目標検体の濃度を判別することができる。
【０００４】
また、既知のアンペロメトリック電気化学センシングセンサーは、例えば、グルコースのような生体分子などの非電気活性型の目標検体の検出のためのバイオセンサーとして用いられる。そうした既知のアンペロメトリック電気化学センサーは、例えば、作用電極の表面上に固定された酵素または合成生体触媒のようなバイオセンシング分子を含み得る。バイオセンシング分子は、非電気活性型の生体分子を触媒的に分解して、電気活性分子と、副産物とを生成することができる。例えば、グルコースオキシダーゼは、グルコースを分解して、グルコン酸（非電気活性物質）と、過酸化水素（電気活性物質）とを生成する。電子活性物質である過酸化水素は、作用電極の表面で酸化または還元されるときに、電流を発生させ、その測定された電流値は目標検体の濃度と相関づけられる。
【０００５】
既知のアンペロメトリック電気化学センサーは、目標検体または電気活性副産物を酸化または還元可能なように、比較的高い電圧、例えば、約０．５Ｖよりも高い電圧でバイアスされることが多い。そのような高い電圧では、目標検体を含む試料（例えば生物学的試料）内に存在し、干渉を起こし得る電気活性化学種もまた、作業電極の表面上で酸化または還元され得る。これは、電気化学センシングシステムにおける雑音を大幅に増加させ、信号対雑音比を大幅に減少させる原因となり得る。例えば、血液中のグルコースを測定するための既知の酵素型電気化学センサーは、酵素反応の電気活性副産物である過酸化水素を酸化させるために最も有効な電圧である０．７Ｖの電圧でバイアスされた作用電極を備え得る。しかしながら、血液は、アスコルビン酸、尿酸、および／またはアセトアミノフェンを含むこともあり、それらはいずれも０．７Ｖで酸化可能であり、前述の雑音に寄与し得る。干渉をブロックおよび／または抑制するための膜を作用電極の表面上において使用することも可能であるが、これらの膜は、目標検体の拡散を減少させ、電気化学信号を低下させてしまう恐れがある。また、既知の電気化学システムは、目標検体からの電子の移動、または目標検体への電子の移動を容易にするために、複数の段階の酸化還元経路（すなわち、複数の酵素、酸化還元メディエーターなど）を使用する作用電極を含む。これによって作用電極のバイアスが可能になるが、システムの複雑化を生じ、製造コストを増大させ、さらに、信号の振幅を低減させ得る。
【０００６】
従って、ベースラインがない高い信号対雑音比と、長寿命とを有する新しい電気化学センサーを開発することは、電気化学センシングシステムの長年の目標である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書の実施例は、一般に、作用電極と参照電極とを備える電気化学センシングシステムに関し、より具体的には、目標検体を低バイアス電圧で検出可能なロジウム作用電極を備える電気化学センシングシステムに関する。一部の実施例では、電気化学センシングシステムは、作用電極と、参照電極とを備える。作用電極の少なくとも一部は、ロジウムを含む。電気回路は、作用電極および参照電極と電子的に接続されている。電気回路は、目標検体を電気化学的に分解し、目標検体の濃度に対応した電流を測定するのに充分な約０．４Ｖ未満の電圧で作用電極をバイアスするように構成されている。一部の実施例では、バイオセンシング分子は、作用電極上に配置され、非電気活性型の目標検体に触媒的に作用し、電気活性副産物を生成する。一部の実施例では、参照電極は、ロジウムとその酸化物を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施例に係る、電気化学センシングシステムの略図である。
【０００９】
【図２】図２は、実施例に係る、電気化学センシングシステムの略図である。
【００１０】
【図３】図３は、実施例に係る、電気化学センシングシステムの略図である。
【００１１】
【図４】図４は、実施例に係る、ロジウムを基板上に配置するための方法を示す概略フローチャートである。
【００１２】
【図５】図５は、実施例に係る、ロジウムを基板上に配置するための方法を示す概略フローチャートである。
【００１３】
【図６】図６は、実施例に係る、ロジウムを基板上に配置するための方法を示す概略フローチャートである。
【００１４】
【図７】図７は、実施例に係る、ロジウムを基板上に配置するための方法を示す概略フローチャートである。
【００１５】
【図８】図８は、実施例に係る、電気化学センシングシステムを形成し、さらに、電気化学センシングシステムを使って試料内に存在する目標検体を検出するための方法を示す概略フローチャートである。
【００１６】
【図９】図９は、ロジウム作用電極および白金作用電極の過酸化水素のセンシングについての感度を示すグラフである。
【００１７】
【図１０】図１０は、グルコースオキシダーゼ被覆ロジウム作用電極を備えるグルコースセンサーのグルコースセンシングについての感度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
従来の電気化学システムは、目標検体を酸化または還元し、測定可能な電流を発生させるために、比較的高いバイアス電圧で分極されている複数の作用電極を備えていることが多い。また、そうした高いバイアス電圧は、干渉を起こす化学種、例えば、目標検体を含む試料中に存在する干渉を起こす電気活性種を酸化または還元させ得る。これは検査試料内の「雑音」（「干渉」と呼ばれることもある）の原因となり、信号対雑音比を大幅に低減させてしまう。
【００１９】
本明細書に記載された実施例は、一般に、作用電極と、参照電極とを備える電気化学センシングシステムに関し、より具体的には、目標検体を低バイアス電圧で検出可能なロジウム作用電極を備える電気化学センシングシステムに関する。本明細書に記載された電気化学センシングシステムの実施例は、従来の電気化学センシングシステムに対して、以下のような複数の利点を有している。（１）干渉体を酸化または還元させることなく、目標検体またはその副産物を酸化または還元させるための低バイアス電圧を提供し、それにより、信号対雑音比を大幅に増加させ、ベースラインを除去できる。（２）生化学種をセンシングするための化学センサーまたはバイオセンサーとしての構成が可能となる。（３）インビトロまたはインビボ（例：動物または人間の身体上に配置されたインビボグルコースセンサー）で、目標検体を検出するような構成が可能となる。（４）作用電極の汚染（ファウリング）を低減することにより、電気化学センシングシステムの感度、再現性、寿命を大幅に増加させることができる。（５）電気化学センシングシステムの寿命の続く限り、１回の較正で、酸化還元電流と目標検体の濃度との相関付けを保証する測定の再現性を提供できる。
【００２０】
本明細書に記載された実施例は、一般に、作用電極と、参照電極とを備える電気化学センシングシステムに関し、より具体的には、目標検体を低バイアス電圧で検出可能なロジウム作用電極を備える電気化学センシングシステムに関する。一部の実施例では、電気化学センシングシステムは、作用電極と、参照電極とを備える。作用電極の少なくとも一部は、ロジウムを含む。電気回路は、作用電極および参照電極に電子的に接続されている。電気回路は、（ａ）目標検体を分解させるために作用電極に約０．４Ｖ未満の電圧でバイアスをかけ、さらに、（ｂ）目標検体の濃度に対応する電流を測定するように作動する。一部の実施例では、バイオセンシング分子を、作用電極上に配置することができ、非電気活性目標検体を触媒的に分解し、電気活性副産物を生成させるよう機能する。一部の実施例では、参照電極は、ロジウムとその酸化物を含み得る。
【００２１】
一部の実施例では、電気化学センシングシステムは、作用電極と、参照電極とを備える。作用電極の少なくとも一部は、ロジウムとその酸化物を含む。電気回路は、作用電極および参照電極に電子的に接続されている。電気回路は、（ａ）目標検体を分解させるために作用電極に０．４Ｖ未満の電圧でバイアスをかけ、さらに、（ｂ）目標検体の濃度に対応する電流を測定するように作動する。
【００２２】
一部の実施例では、電気化学センシングシステムは、作用電極と、参照電極とを備える。作用電極の少なくとも一部は、パラジウムとその酸化物を含む。電気回路は、作用電極および参照電極に電子的に接続されている。電気回路は、（ａ）目標検体を分解させるために作用電極に０．４Ｖ未満の電圧でバイアスをかけ、さらに、（ｂ）目標検体の濃度に対応する電流を測定するように作動する。
【００２３】
一部の実施例では、電気化学センシングシステムは、作用電極と、参照電極とを備える。参照電極の少なくとも一部は、イリジウムとその酸化物を含む。電気回路は、作用電極および参照電極に電子的に接続されている。電気回路は、（ａ）目標検体を分解させるために作用電極に０．４Ｖ未満の低い電圧でバイアスをかけ、さらに、（ｂ）目標検体の濃度に対応する電流を測定するように作動する。
【００２４】
一部の実施例では、電気化学センシングシステムは、作用電極と、参照電極とを含む。作用電極の少なくとも一部は、ロジウムを含む。合成酸化還元活性レセプターは、作用電極上に配置され、異なる電子状態間を移行するように構成されている。目標検体との反応の結果、合成酸化還元活性レセプターは、自身の還元電位を変化させる。電気回路は、作用電極および参照電極に電子的に接続されている。電気回路は、作用電極が、合成酸化還元活性レセプターから電子を受け入れ、および／または、合成酸化還元活性レセプターに電子を提供し、合成酸化還元活性レセプターをより酸化または還元の強い状態に移行させるように、約０．４Ｖ未満の電圧で作用電極をバイアスするよう作動する。
【００２５】
本明細書で使用されている「約」“ａｂｏｕｔ”および「おおよそ」“ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ”という用語は、一般的には、記載した値のプラス、マイナス１０％を意味する。例えば、約２５０ＰＰｍは、２２５ＰＰｍ〜２７５ＰＰｍである。約１０００Ｐｍは、９００〜１，１００Ｐｍである。
【００２６】
本明細書で使用されている「目標検体」“ｔａｒｇｅｔ  ａｎａｌｙｔｅ”という用語は、記載された電気化学センシングシステムの実施例によって検出し得る化学物質または生化学物質を意味する。
【００２７】
本明細書で使用されている「電気活性（物質）」“ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ”という用語は、適当なバイアス電圧によってバイアスがかけられた電極によって、電気化学的に酸化または還元され得る化学物質または生化学物質を意味する。
【００２８】
本明細書で使用されている「干渉体」“ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｔｓ”という用語は、本明細書に記載された電気化学センシングシステムの任意の実施例に含まれる作用電極において酸化還元反応を生じ、雑音を発生し得る電気活性の化学物質または生化学物質（目標検体を除く）を意味する。
【００２９】
本明細書で使用されている「ベースライン」“ｂａｓｅｌｉｎｅ”という語は、センサーごとに異なる予測不可能な雑音であって、電流ｖｓ濃度グラフ（ｙ＝ｍｘ＋ｂ）の切片「ｂ」項を意味する。
【００３０】
本明細書で使用されている「感度」“ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ”という用語は、電流ｖｓ濃度グラフ（ｙ＝ｍｘ＋ｂ）の傾き「ｍ」項を意味する。
【００３１】
図１は、実施例に係る、電気化学センシングシステム１００の略図である。電気化学センシングシステム１００は、作用電極１１０と、参照電極１３０と、電気回路１４０とを備える。オプションとして、バイオセンシング分子１２０を、作用電極１１０上に配置することができる。電気化学センシングシステム１００は、目標検体ＴＡと相互作用し、目標検体ＴＡを電気化学的に分解（酸化または還元）し、目標検体ＴＡの濃度に対応する酸化還元電流を測定するように構成される。
【００３２】
作用電極１１０は、ロジウム電極、または表面にロジウムを配置した電極を含み得る。作用電極１１０は、作用電極１１０上の１つまたはそれ以上の干渉体の酸化および還元を大幅に減少させるよう、０．４Ｖ未満のバイアス電圧で目標検体ＴＡを酸化するように構成されている。特定の理論に限定されることなく、ロジウムは、目標検体を触媒的に酸化または還元させることができるので、ロジウムが目標検体ＴＡまたは目標検体ＴＡの電気活性副産物を酸化または還元するためには、比較的低いバイアス電圧、例えば、約０．４Ｖ未満の電圧で充分である。一部の実施例では、バイアス電圧は、約．３５Ｖ未満、約０．３Ｖ未満、約０．２５Ｖ未満、約０．２０Ｖ未満、約０．１５Ｖ未満、約０．１Ｖ未満、約０．０５Ｖ未満、または約０Ｖ、さらにそれらのすべての範囲を含むいずれでもよい。バイアス電圧は、電極１１０上において、干渉体（例：目標検体ＴＡを含む試料内に存在する干渉する電気活性種）が酸化または還元されない程度に充分低い。一部の実施例では、作用電極１１０は、例えば、ＲｈＯ２、Ｒｈ（ＯＨ）３またはＲｈ２Ｏ３などのようなロジウム酸化物で形成できる。一部の実施例では、ロジウムと、別の一種の金属、例えば、ルテニウム、白金、パラジウム、金、ニッケルその他適切な金属または合金との組み合わせを使用して、作用電極１１０を形成することができる。
【００３３】
一部の実施例では、作用電極１１０は、純粋ロジウム電極であってもよい。一部の実施例では、作用電極１１０は、基板上に配置されたロジウムを備えていてもよい。基板は、例えば、クロミウム、チタニウム、ニチノール、金、白金、ニッケル、パラジウム、ステンレス鋼、その他適切な材料またはそれらの組み合わせなどのような、ロジウムに対する接着性が良い任意の適当な導電性材料で形成できる。ロジウムは、任意の適切なプロセスを使って、基板上に配置可能である。例えば、一部の実施例では、ロジウムは、基板上に電気メッキされてもよい。例えば、硫酸ロジウム溶液、塩化ロジウム溶液、その他ロジウムメッキ液などの適切なロジウム塩溶液を使って、基板上にロジウムを電気メッキすることができる。析出電圧または時間を制御することにより、所定の厚さのロジウムを基板上に得ることができる。
【００３４】
一部の実施例では、例えば、円筒状の作用電極１１０を形成する場合には、共押出成形プロセスによって、基板上にロジウムを配置できる。一部の実施例では、物理的蒸着プロセスを使って、基板上にロジウムを配置できる。そうしたプロセスは、例えばキャスティング、または、例えば電子ビーム蒸着、熱蒸着、スパッタリング、原子層蒸着（ＡＬＤ）、パルスレーザー蒸着（ＰＬＤ）、その他物理的蒸着プロセス、またはそれらの組み合わせなどのような物理的蒸着（ＰＶＤ）プロセスを含む。一部の実施例では、化学的蒸着プロセス（ＣＶＤ）を使って、基板上にロジウムを配置できる。適切なプロセスには、例えば低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）、プラズマエンハンスド化学蒸着（ＰＥＣＹＤ）、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）、その他任意の適切な化学蒸着プロセスまたはそれらの組み合わせなどが含まれる。一部の実施例では、自己集合法を使って基板上にロジウムを配置できる。例えば、ロジウムナノ粒子を基板上に自己集合させることにより、作用電極１１０を形成することもできる。ロジウムやロジウム酸化物に対する高い接着性を有するする材料から形成された基板を使用すると、例えば、プラスチック基板（例：高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）基板）、シリコン基板またはＴＥＦＬＯＮ（登録商標）基板などの任意の適切な基板に、ロジウム（またはロジウム電極）を蒸着できるようになる。
【００３５】
作用電極１１０は、任意の適切な形状またはサイズを取ることができる。例えば、一部の実施例では、作用電極１１０は、円形断面、楕円形断面または多角形断面を有するロッドであってもよい。そうした実施例では、作用電極１１０は、中実の円筒形電極または中空の円筒形電極（例：管腔を形成する円筒形電極）であってもよい。一部の実施例では、作用電極１１０は、例えば、目標検体ＴＡの濃度を測定するために、動物または人体に挿入可能となるよう構成されたニードルタイプ電極であってもよい。一部の実施例では、作用電極１１０は、例えば平面、円盤、中実の微細加工電極（例：ＭＥＭＳデバイスで使用するタイプ）のような平坦な電極またはスクリーン印刷電極などであってもよい。一部の実施例では、作用電極１１０の少なくとも一部を、例えばゴム、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、プラスチック、パリレン、二酸化シリコン、窒化シリコン、その他任意の適切な絶縁材料またはその組み合わせなどの絶縁材料で絶縁することができる。例えば、絶縁材料を使って作用電極１１０の作動エリアを規定することができる。
【００３６】
一部の実施例では、ロジウムの表面積を変更するため、例えば、作用電極１１０における酸化還元反応に寄与するより大きい表面積を提供する目的で、作用電極１１０に表面改質プロセスを実施することができる。そうした表面改質プロセスは、例えば、エッチング（例：酸性または塩基性溶液におけるエッチング）、電圧サイクリング（例：サイクリックボルタンメトリー）、コロイド状ロジウムの電気蒸着、その他任意の適切な表面改質プロセスまたはその組み合わせを含みうる。一部の実施例では、ロジウム金属を酸化させ、基板上にロジウム酸化物（例：二酸化ロジウム）層を形成する。例えば、作用電極１１０は、酸性槽への浸漬、酸素プラズマへの曝露、その他任意の適切なプロセスまたはそれらの組み合わせを使って、作用電極１１０に配置されたロジウムを酸化することができる。
【００３７】
一部の実施例では、オプションとして、バイオセンシング分子１２０を作用電極１１０上に配置してもよい。そうした実施例では、目標検体ＴＡは、非電気活性生体分子でありうる。そうした目標検体ＴＡは、例えば、グルコース、サッカロース、グルタミン酸塩、乳酸塩、コレステロール、アルコール、アスパラギン酸トランスアミナーゼ、アルカリトランスアミナーゼ、アルカリホスファターゼ、尿素、アスコルビン酸塩、ピルビン酸塩、Ｌ−アルギニン、クレアチン、コリン、またはその他の任意の生体分子でありうる。バイオセンシング分子１２０は、非電気活性目標検体ＴＡを触媒的に分解し、電気活性副産物を生成するように構成できる。それにより、電気活性副産物は、作用電極１１０で酸化または還元され、目標検体ＴＡの濃度に対応する電流を発生させる。一部の実施例では、バイオセンシング分子１２０は、例えば、グルコースオキシダーゼ、グルタミン酸オキシダーゼ、乳酸オキシダーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、コレステレロールオキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、ミヨキナーゼ、アルギナーゼ、コリンオキシダーゼ、クレアチンホスホキナーゼ、ホスハターゼ、その他任意の適切な酵素またはそれらの組み合わせでありうる。例えば、グルコースオキシダーゼを、非電気活性物質であるグルコース（目標検体）の濃度を測定するために、作用電極１１０上に配置してもよい。グルコースオキシダーゼは、グルコースを酵素的に分解し、グルコン酸と過酸化水素を発生させる。過酸化水素は、作用電極１１０において、約０．４Ｖ未満（例：約０．３Ｖ）の低バイアス電圧で酸化し、グルコース濃度に相関する電流を発生させることができる。
【００３８】
非電気活性目標検体ＴＡを分解し、電気活性副産物を生成するために、単一のバイオセンシング分子１２０を用いることができる。一部の実施例では、一連のバイオセンシング分子１２０を、作用電極１１０上に配置することができる。例えば、第一のバイオセンシング分子１２０は、非電気活性目標検体ＴＡを分解し、中間非電気活性副産物を生成することができる。次に、第二のバイオセンシング分子は、少なくとも一つの中間非電気活性副産物を分解し、最終電気活性副産物を生成することができる。一部の実施例では、メディエーターまたはトランスデューサーが、バイオセンシング分子１２０に含まれていてもよい。メディエーターまたはトランスデューサーは、作用電極１１０への電子の運搬、または作用電極１１０からの電子の運搬を促進する中間電子キャリアとして機能し、酸化還元反応を実施するのに必要なバイアス電圧を低減することができる。
【００３９】
一部の実施例では、バイオセンシング分子１２０は、例えば、ビオロゲンや共役ピリジニウムなどの合成酸化還元活性レセプターである。合成酸化還元活性レセプターは、異なる電子状態間を遷移するように構成されることができる。例えば、合成酸化還元活性レセプターは、目標検体ＴＡに結合または相互作用して、合成レセプターの還元電位を変化させることができる。目標検体ＴＡとの合成酸化還元活性レセプターの結合または相互作用は、目標検体ＴＡが分解しない平衡反応である。次に、合成酸化還元活性レセプターは、受け入れた電子を作用電極１１０に送り、異なる電子状態に遷移する。これは、上述のように、電気回路１４０によって測定される電流を生成する。このようにして、合成酸化還元活性レセプターは、目標検体ＴＡを消費することなく、電気化学的に目標検体ＴＡをセンシングするために使用される。こうした合成酸化還元活性レセプターは、生体分子よりも高い安定性を有することができる。従って、合成酸化還元活性レセプターは、作用電極１１０のより良好な安定性、少ないドリフト、長寿命を実現しうる。
【００４０】
バイオセンシング分子１２０は、任意の適切な手段を使って、作用電極１１０の表面上に配置される。一部の実施例では、バイオセンシング分子１２０を、物理的に表面に吸着させることができる。一部の実施例では、例えば、チオールの化学的性質を使って、バイオセンシング分子１２０を作用電極１１０の表面に共有結合的に結合させることができる。一部の実施例では、バイオセンシング分子１２０を、例えば、ポリウレタン膜、シリコン膜、グルタルアルデヒド膜、ゾル−ゲル膜、ＮＡＦＩＯＮ（登録商標）膜、その他作用電極１１０の外表面上に配置された任意の適切な多孔質膜や、それらを組み合わせた膜内において、保持（サスペンド）させることができる。
【００４１】
一部の実施例では、選択性膜（図示せず）を作用電極１１０上、例えば、ロジウム表面とバイオセンシング分子１２０などの間に配置することができる。選択性膜は、電気活性干渉体が、作用電極１１０に接触して、酸化還元反応が進むことを防止するように構成されることができる。例えば、一部の実施例では、選択性層は、逆向きに帯電したイオン干渉体と反発するように構成される。例えば、ＮＡＦＩＯＮ（登録商標）選択性層は、作用電極１１０の外表面とバイオセンシング分子１２０との間に配置されることができる。ＮＡＦＩＯＮ（登録商標）は、その性質上、マイナスに帯電し、例えば、アスコルビン酸などのマイナスに荷電されている干渉体と反発するが、過酸化水素のような中性の目標検体ＴＡは、ＮＡＦＩＯＮ（登録商標）を通過して、作用電極１１０まで拡散する。一部の実施例では、選択性膜は、例えば、セルロースアセテートのようなサイズ除外層であり得る。そうした選択性層は多孔質で、孔径を規定しており、小さい目標検体ＴＡ、例えば過酸化水素のみが選択性層の多孔を通過して拡散でき、一方、大きい干渉体、例えばアスコルビン酸などは、ブロックされる。
【００４２】
一部の実施例では、バイオセンシング分子１２０上に、多孔質膜（図示せず）を配置することができる。多孔質膜は、作用電極１１０の稼働寿命の続く限り、バイオセンシング分子１２０に対する目標検体ＴＡへの非常に安定的な拡散を保証することができる。安定した拡散によって、電気化学センシングシステム１００によって測定される電流値の如何なる変化も、目標検体ＴＡの濃度の変化に実質的に起因し、目標検体ＴＡのバイオセンシング分子１２０への変動束（フラックス）に起因するものではないことが保証される。一部の実施例では、多孔質膜は、生体適合性を有し得る。一部の実施例では、多孔質膜は、作用電極１１０の汚染、例えば、生体試料に存在するタンパク質による生体付着（バイオファウリング）を防止することができる。多孔質膜を形成するために用いられる材料の例としては、例えば、ポリウレタン、シリコン、グルタルアルデヒド、ゾル−ゲル、その他任意の適切な拡散層またはそれらの組み合わせを挙げることができる。
【００４３】
参照電極１３０は、電気回路１４０を介して、作用電極１１０と電子的に接続されている。参照電極１３０は、作用電極１１０に安定的に参照電圧を供給し、かつ、酸化または還元反応で消費されない任意の適切な参照電極を含むことができ、その結果、長い品質期限を提供し、参照消耗による使用可能限度がなく、大幅に信号ドリフトを減少させることができる。参照電極１３０に適切な材料としては、例えば、金属酸化物（例：酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化パラジウム、酸化白金、酸化ロジウム）、金属ハロゲン化物、導電性ポリマー（例：ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルフォネート（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、その他任意の適切な参照電極またはそれらの組み合わせが挙げられる。一部の実施例では、参照電極１３０は、ロジウムとその酸化物（例：ＲｈＯ２、Ｒｈ（ＯＨ）３、Ｒｈ２Ｏ３など）を含みうる。一部の実施例では、参照電極１３０は、イリジウムとその酸化物を含み得る。一部の実施例では、参照電極１３０は、パラジウムとその酸化物を含み得る。
【００４４】
参照電極１３０は、任意の適切な形状またはサイズを取ることができる。例えば、一部の実施例では、参照電極１３０は、円形断面、楕円形断面または多角形断面を有するロッドであってもよい。一部の実施例では、参照電極１３０は、例えば、目標検体ＴＡの濃度を測定するために、動物または人間の体内に挿入されるよう構成されたニードルタイプ電極であってもよい。一部の実施例では、参照電極１３０は、例えば平面、円盤、中実の微細加工電極（例：ＭＥＭＳデバイスで使用するタイプ）のような平坦な電極またはスクリーン印刷電極などであってもよい。一部の実施例では、参照電極１３０の少なくとも一部を、例えばゴム、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、プラスチック、パリレン、二酸化シリコン、窒化シリコン、その他任意の適切な絶縁材料またはその組み合わせなどの絶縁材料で絶縁することができる。例えば、絶縁材料を使って、参照電極１３０の作動エリアを規定することができる。一部の実施例では、参照電極１３０は、作用電極１１０と同じ形状を有していてもよい。
【００４５】
一部の実施例では、例えば、参照電極の汚染（ファウリング）を防止するために、多孔質膜（図示せず）を参照電極１３０の表面上に配置してもよい。例えば、目標検体ＴＡが検出される生物学的溶液（例：血液）中の蛋白質が参照電極の表面に付着し、それによって、参照電極１３０を汚染し、参照電極１３０のフォーマル電圧がドリフトすることがある。多孔質膜、例えば、生体適合性多孔質膜は、タンパク質が参照電極に付着するのを防止し、汚染を抑制することができる。多孔質膜を形成するために用いられる材料の例としては、例えば、ポリウレタン、グルタルアルデヒド、ゾル−ゲル、その他任意の適切な拡散層またはそれらの組み合わせを挙げることができる。
【００４６】
図１に示すように、電気化学センシングシステム１００は、作用電極１１０と、参照電極１３０とを備え、電気化学センシングシステム１００は、二極センサーシステム内で動作するように構成されている。従って、参照電極１３０は、作用電極１１０をバイアスするための参照電圧を供給し、同時に、目標検体ＴＡを含む試料（例：液体またはガス状試料）への電子、または試料からの電子を伝達させる疑似参照電極として機能する。例えば、銀／塩化銀電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ）のような従来の疑似参照電極は、一般的に、一定の参照電圧を維持しない。むしろ、参照電圧は、例えば、外部状況に応じて予期可能に変動し、例えば、電解質のｐＨや温度は、参照電位に影響を与え得る。条件が既知であれば、電位は計算可能であり、電極を参照として使用できるが、多くの場合、信頼できる測定のためには、較正測定を実施しなければならない。例えば、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極のような多くの従来の疑似参照電極は、動作可能なｐＨまたは温度範囲が限られている。さらに、疑似参照電極は、作用電極に参照電圧を供給するだけでなく、試料への電子、または試料からの電子を伝達させるゆえに、従来の多くの疑似参照電極（例：Ａｇ／ＡｇＣｌ参照電極）は、電気化学反応中に消耗してしまう。こうした状況では、参照電極材料の酸化または還元が生じ、最終的に参照電極材料が消耗されてしまう。したがって、従来の参照電極の寿命は、一般的に、短い。
【００４７】
これと対照的に、金属酸化物や金属／金属酸化物（例：ロジウム酸化物）から形成できる本発明の疑似参照電極１３０は、例えば、ｐＨや温度のような環境条件に対して比較的鈍感である（感度が低い）ため、安定した参照電圧を供給することができる。参照電極１３０も相対的に不活性であるため、参照電極１３０は消耗されず、寿命が比較的長い。さらに、参照電極１３０は、より効率の高い電子移動を減少および／または提供するので、従来の疑似参照電極（例：Ａｇ／ＡｇＣｌ参照電極）と比較して、電気化学測定の感度を大幅に高めることができる。
【００４８】
一部の実施例では、電気化学センシングシステム１００は、さらに、第三のカウンター電極（図示せず）を備えていてもよい。そうした実施例では、電気化学センシングシステム１００は、カウンター電極を介して電子が試料から出入りする３電極構成で作動しうる。そうした実施例では、参照電極１３０は、作用電極１１０の電子的参照を提供する機能のみを有する。
【００４９】
電気回路１４０は、所定の作動電圧、例えば、約＋０．４Ｖ未満の電圧で作用電極１１０をバイアスし、目標検体ＴＡまたは目標検体ＴＡの電気活性副産物の酸化または還元による酸化還元電流を測定するように構成される。一部の実施例では、電気回路１４０は、電流を増幅電圧に変換するように構成されたトランスインピーダンス増幅器回路を含みうる。一部の実施例では、電気回路１４０は、入力電流測定値をデジタル化するように構成されたアナログデジタル変換器を含みうる。例えば、電気回路１４０は、電圧測定における雑音除去を効率化するための差動アナログデジタル変換器を含みうる。バイアス電圧は、疑似陰性レンジを提供するよう構成されたアナログデジタル変換器のローエンド差動入力に供給され得る。例えば、このことによって雑音が低測定レンジに留まる場合、（例えば、検出限界を強化するために）デジタルフィルタリングの精度を保つことを可能にできる。一部の実施例では、電気回路１４０は、測定された信号を増幅するよう構成されたオペアンプを含み得る。一部の実施例では、電気回路１４０は、例えばローパスフィルター、ハイパスフィルター、バンドパスフィルター、その他信号雑音を大幅に抑制する任意の適切なフィルタリング回路またはそれらの組み合わせを含みうる。一部の実施例では、電気回路１４０は、例えば、作用電極１１０を所定の電圧にバイアスするプログラマブルポテンショスタット回路などのポテンショスタットを含み得る。例えば、ポテンショスタット回路は、作用電極１１０を、約−０．５Ｖ〜約＋０．５Ｖの範囲、例えば、−０．４Ｖ、−０．３Ｖ、−０．２Ｖ、−０．１Ｖ、０Ｖ、＋０．１Ｖ、＋０．２Ｖ、＋０．３Ｖ、または約＋０．４Ｖ、それらすべての間のレンジを含むバイアス電圧でバイアスするように構成されていてもよい。
【００５０】
一部の実施例では、電気回路１４０は、マイクロコントローラーやマイクロプロセッサーなどのプロセッサー、ＡＳＩＣチップ、ＡＲＭチップ、またはプログラマブルロジックコントローラー（ＰＬＣ）を含みうる。このプロセッサーは、例えば、バンドパスフィルター、ローパスフィルター、その他任意の信号処理アルゴリズムまたはそれらの組み合わせを含みうる。一部の実施例では、プロセッサーは、バイアス電圧をリアルタイムでコントロールできるように、例えば、１つまたは複数の酸化還元反応のパラメータをリアルタイムでコントロールするように構成され得る。そうしたパラメータは、例えば、電気化学汚染（ファウリング）の効果を消去または最小にするため、および／またはリアルタイム較正を容易にするために使用可能な電気化学反応レートおよび電気化学ダイナミックレンジを含むことがある。一部の実施例では、電気回路１４０は、酸化還元電流データ、バイアス電圧データ、ユーザーログ、その他電気化学反応に関する任意の情報の少なくとも一つを保存するように構成されたメモリを含み得る。一部の実施例では、メモリは、例えば、較正方程式などの参照シグネチャーを保存するように構成され得る。そうした実施例では、プロセッサーは、測定された信号（例：酸化還元電流）を参照シグネチャーと相関させ、目標検体ＴＡの濃度を判別可能なように構成され得る。
【００５１】
一部の実施例では、電気化学センシングシステム１００は、さらに、通信モジュール（図示せず）を備えていてもよい。通信モジュールは、例えば、スマートフォンアプリ、ローカルコンピューター、リモートサーバーなどのリモートデバイスと双方向通信可能に構成され得る。一部の実施例では、通信モジュールは、例えば、ＵＳＢやＦｉｒｅＷｉｒｅインターフェースなどのような外部デバイスとの有線通信を行う通信インターフェースを含み得る。一部の実施例では、通信モジュールは、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡＮＴ＋、低出力Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅのような外部デバイスとの無線通信手段を含みうる。一部の実施例では、通信モジュールは、例えば、参照シグネチャーまたはセンシング履歴などのような情報を保存し、近距離無線通信（ＮＦＣ）デバイスに保存された情報を読み取らせ、保存された情報を更新するよう構成されたＲＦＩＤチップを含み得る。一部の実施例では、電気化学センシングシステム１００は、例えば、電気回路１４０に電力を供給するよう構成された充電池などの電源、通信モジュールまたは電気化学センシングシステム１００に含まれる他の任意の電子コンポーネントを含みうる。
【００５２】
一部の実施例では、通信モジュールは、使用履歴、バッテリー残量、無線接続状態、および／またはビジュアルリマインダーなどの情報をユーザーに伝達するディスプレイを含み得る。一部の実施例では、通信モジュールは、音声および触覚による警報を伝えるためのマイクロフォンおよび／または振動機構を含み得る。一部の実施例では、通信モジュールは、電気化学センシングシステム１００の電源のオンオフ、電気化学センシングシステム１００のリセット、電気化学センシングシステム１００とスマートフォンなどの外部デバイスとの間のトリガー通信用の入力インターフェースの少なくとも１つを提供するためのボタン、スイッチ、および／またはタッチスクリーンなどのユーザー入力手段を含み得る。
【００５３】
一部の実施例では、電気化学センシングシステム１００は、電気化学センシングシステムの部品を格納するように構成されたハウジング（図示せず）内に配置可能である。一部の実施例では、電気化学センシングシステム１００は、ハウジング内に固定的に配置される。一部の実施例では、例えば、作用電極１１０および／または参照電極１３０などの電気化学センシングシステム１００の１つまたは複数のコンポーネントを、ハウジングに着脱可能に配置できる。そうした実施例では、作用電極１１０および参照電極１３０を交換可能に構成できる。一部の実施例では、電気化学センシングシステム１００を、接着剤で、ユーザー、例えばユーザーの皮膚上に取り付けられるように、ハウジングは、十分に小さい。例えば、ハウジングは、作用電極１１０（および生物学的センサー１２０）と参照電極１３０とが、ユーザーの皮膚を穿刺して、血液や間質液などの体液に接触できるように構成されている。従って、電気化学センシングシステム１００を使って、ユーザーの体液内の目標検体ＴＡの濃度をリアルタイムで測定することにより、リアルタイム健康モニタリング（グルコースモニタリングなど）を提供できる。
【００５４】
以上、様々な一般原理について説明したが、以下、これらコンセプトの複数の実施例を、さらに詳述する。これらの実施例は、例示に過ぎず、これら以外の数多くの構成の電気化学センシングシステムも考えられる。
【００５５】
一部の実施例では、電気化学センシングシステムは、電気活性の目標検体をセンシングするように構成されている。図２を参照すると、電気化学センシングシステム２００は、作用電極２１０と、参照電極２３０と、電気回路２４０とを備える。電気化学センシングシステム２００は、試料Ｓ１と相互作用し、試料Ｓ１内に含まれる電気活性目標検体Ａの濃度を判別するよう構成されている。
【００５６】
作用電極２１０は、ロジウム電極、または表面に配置されたロジウムを有する電極を含む。作用電極２１０は、作用電極上の１つまたは複数の干渉体の酸化および還元の少なくとも１つを大幅に減少させるよう、０．４Ｖ未満の作動電圧で目標検体Ａを酸化させるように構成されている。一部の実施例では、バイアス電圧は、約．３５Ｖ未満、約０．３Ｖ未満、約０．２５Ｖ未満、約０．２０Ｖ未満、約０．１５Ｖ未満、約０．１Ｖ未満、約０．０５Ｖ未満または約０Ｖ、それらすべての間のレンジを含む電圧であってもよい。バイアス電圧は、試料Ｓ１内に含まれ得る干渉する電気活性種が、電極２１０上で酸化または還元されない程度に充分低い。一部の実施例では、作用電極２１０は、例えば、二酸化ロジウムのようなロジウム酸化物で形成できる。一部の実施例では、ロジウムと、別の一種の金属、例えば、ルテニウム、白金、パラジウム、金、ニッケルその他任意の適切な金属または合金との組み合わせを使用して、作用電極２１０を形成しうる。一部の実施例では、作用電極は、例えば、クロミウム、チタニウム、ニチノール、金、白金、ニッケル、パラジウム、ステンレス鋼、その他任意の適切な材料またはそれらの組み合わせなどの基板と、該基板上に配置されたロジウムとを含み得る。ここでは、円筒状ロッドを図示しているが、作用電極２１０の形状とサイズは、任意のものであってもよい。作用電極２１０は、電気化学センシングシステム１００に関連して説明された作用電極１１０と、実質的に同一であるので、ここでは詳述しない。
【００５７】
参照電極２３０は、電気回路２４０を介して、作用電極２１０に電子的に接続されている。電気化学センシングシステム２００は、２極センサー構成として動作するよう構成されており、参照電極２３０は、疑似参照電極として機能可能である。参照電極２３０は、２極センサー構成において、作用電極２１０に安定的に参照電圧を供給することができ、さらに、酸化または還元反応で消耗されない任意の適切な参照電極を含み、それにより、長い品質期限を提供し、参照消耗による使用可能限度がなく、大幅に信号ドリフトを減少させることができる。参照電極２３０用に適切な材料としては、例えば、金属酸化物（例：酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化パラジウム、酸化白金、酸化ロジウム）、導電性ポリマー（例：ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルフォネート（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、その他任意の適切な参照電極またはそれらの組み合わせを挙げることができる。一部の実施例では、参照電極２３０は、ロジウムとその酸化物（例：ＲｈＯ２、Ｒｈ（ＯＨ）３、Ｒｈ２Ｏ３など）を含みうる。一部の実施例では、参照電極２３０は、イリジウムとその酸化物を含み得る。一部の実施例では、参照電極２３０は、パラジウムとその酸化物を含み得る。参照電極２３０は、電気化学センシングシステム１００に関連して説明された参照電極１３０と実質的に同一であるので、ここでは詳述しない。
【００５８】
電気回路２４０は、所定の動作電圧、例えば、約＋０．４Ｖ未満の電圧で作用電極２１０をバイアスし、目標検体ＴＡの酸化または還元による酸化還元電流を測定するように構成される。電気回路２４０は、電気化学センシングシステム１００に含まれる電気回路１４０と実質的に同一であるため、ここでは詳述しない。一部の実施例では、電気化学センシングシステム２００のコンポーネントは、ハウジング内に配置されている。ハウジングは、電気化学センシングシステム１００に関連して説明されたハウジングと実質的に同一であるので、ここでは詳述しない。
【００５９】
試料Ｓ１は、目標検体ＴＡを含む任意の試料である。例えば、試料Ｓ１は、飲料、環境試料、食品試料、農業試料、または、体液（例えば、血液、尿、糞便溶液、唾液、間質液、滑液、脳脊髄液、汗、涙）のような液体試料であってもよい。試料Ｓ１は、例えば、試験容器に入れたインビトロ試料であってもよい。一部の実施例では、試料Ｓ１は、例えば、ユーザーの身体内の体液（例：血液、間質液）などのインビボ試料であってもよい。図２に示すように、試料Ｓ１は、電気活性目標検体Ａを含む。作用電極２１０は、所定のバイアス電圧、例えば、約０．３Ｖ未満のバイアス電圧でバイアスされている。目標検体Ａは、作用電極２１０の表面に拡散し、電極の表面を酸化する。酸化によって、非電気活性副産物Ｂ（または、０．３Ｖで電気的に不活性な副産物）と、プラスに帯電している作用電極を介して、電気回路２４０に伝達される電子ｅ−とが発生し、酸化電流が測定される。例えば、目標検体Ａは、以下の電気化学反応を通じて、作用電極２１０を酸化するＨ２Ｏ２であってもよい。
＋０．３Ｖ
Ｈ２Ｏ２  ――――――――――→  Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−
ロジウム
【００６０】
一部の実施例では、作用電極２１０は、負電圧、例えば、約−０．５Ｖより大きい電圧でバイアスされてもよい。目標検体Ａは、例えば、このバイアス電圧で、作用電極２１０において還元し、マイナスに帯電した作用電極２１０から、電子を受け取る。
【００６１】
一部の実施例では、電気化学センシングシステムは、非電気活性生体分子である目標検体をセンシングするように構成されている。図３を参照すると、電気化学センシングシステム３００は、作用電極３１０と、参照電極３３０と、電気回路３４０とを備える。電気化学センシングシステム３００は、試料Ｓ２と相互作用し、試料Ｓ２内に含まれる非電気活性目標検体Ｃの濃度を判別するよう構成されている。
【００６２】
作用電極３１０は、ロジウム電極、または表面に配置されたロジウムを有する電極を含む。作用電極３１０は、作用電極上の１つまたは複数の干渉体の酸化および還元の少なくとも１つを大幅に減少させるよう、０．４Ｖ未満のバイアス電圧で目標検体Ｃの電気化学副産物Ｅを酸化させるように構成されている。一部の実施例では、バイアス電圧は、約．３５Ｖ未満、約０．３Ｖ未満、約０．２５Ｖ未満、約０．２０Ｖ未満、約０．１５Ｖ未満、約０．１Ｖ未満、約０．０５Ｖ未満または約０Ｖ、その他それらすべての間のレンジを含む電圧であってもよい。バイアス電圧は、試料Ｓ２に含まれ得る干渉する電気活性種が、電極３１０上で酸化または還元されない程度に充分低い。一部の実施例では、作用電極３１０は、例えば、二酸化ロジウムのようなロジウム酸化物で形成することができる。一部の実施例では、ロジウムと、別の一種の金属、例えば、ルテニウム、白金、パラジウム、金、ニッケル、その他任意の適切な金属または合金との組み合わせを使用して、作用電極３１０を形成することができる。作用電極３１０は、電気化学センシングシステム１００に関連して説明された作用電極１１０と実質的に同一であるので、ここでは詳述しない。
【００６３】
図３に示すように、バイオセンシング分子３２０は、作用電極３１０の表面上に配置されている。目標検体Ｃは、非電気活性の生体分子である。そうした目標検体ＴＡは、例えば、グルコース、サクロース、グルタミン酸塩、乳酸塩、コレステロール、アルコール、アスパルテートトランスアミナーゼ、アルカリトランスアミナーゼ、アルカリホスファターゼ、尿素、ケトン、またはその他の任意の生体分子でありうる。バイオセンシング分子３２０は、非電気活性目標検体Ｃを触媒的に分解し、電気活性副産物Ｅを発生させるように構成されている。従って、電気活性副産物Ｅは、作用電極３１０で酸化または還元され、目標検体Ｃの濃度に対応する電流を発生させる。一部の実施例では、バイオセンシング分子３２０は、酵素、例えば、グルコースオキシダーゼ、グルタミン酸オキシダーゼ、乳酸オキシダーゼ、乳酸デハイドロゲナーゼ、コレステレロールオキシダーゼ、インベルターゼ、ウレアーゼ、その他適切な酵素、またはそれらの組み合わせでありうる。一部の実施例では、複数のバイオセンシング分子３２０が、作用電極３１０上に配置されている。例えば、第一のバイオセンシング分子１２０は、非電気活性目標検体Ｃを、中間非電気活性副産物に分解することができる。次に、第二のバイオセンシング分子は、少なくとも一つの中間非電気活性副産物を分解し、最終電気活性副産物を生成できる。この方法で、目標検体Ｃおよびその酸化還元副産物を順々に分解し、最終電気活性副産物を生成可能な一つ、二つ、三つ、またはそれ以上のバイオセンシング分子を作用電極に配置することができる。一部の実施例では、バイオセンシング分子３２０は、例えば、ビオロゲンや共役ピリジニウムなどの合成酸化還元活性レセプターであってもよい。一部の実施例では、メディエーターまたはトランスデューサーを、バイオセンシング分子３２０に含めることができる。
【００６４】
バイオセンシング分子３２０は、任意の適切な手段を使って、作用電極３１０の表面上に配置されることができる。一部の実施例では、バイオセンシング分子３１０は、表面上に物理的に吸着されている。一部の実施例では、バイオセンシング分子３２０は、例えば、チオールの化学的性質を使って、作用電極３１０上のロジウムの表面と共有結合することができる。一部の実施例では、バイオセンシング分子３２０を、例えば、ポリウレタン膜、シリコン膜、グルタルアルデヒド膜、ゾル−ゲル膜、ＮＡＦＩＯＮ（登録商標）膜、その他任意の適切な多孔質膜やその組み合わせ内においてに保持（サスペンド）させることができる。
【００６５】
一部の実施例では、バイオセンシング分子３２０は、例えば、ビオロゲンや共役ピリジニウムなどの合成酸化還元活性レセプターを含みうる。合成酸化還元活性レセプターは、異なる電子状態間を遷移するように構成することができる。例えば、合成酸化還元活性レセプターは、目標検体Ｃと結合またはその他相互作用して、還元電位を変化させることができる。目標検体Ｃと合成酸化還元活性レセプターとの結合またはその他相互作用は、目標検体Ｃが分解しない平衡反応でありうる。次に、合成酸化還元活性レセプターは、電子状態の変化を、作用電極３１０に伝達しうる。これは、本明細書に記載の電気回路２４０で測定可能な電流を発生させる。このようにして、合成酸化還元活性レセプターを使って、目標検体Ｃを消耗させることなく、電気化学的に目標検体Ｃをセンシングすることができる。こうした合成酸化還元活性レセプターは、生体分子よりも高い安定性を有することができる。従って、合成酸化還元活性レセプターは、作用電極３１０のより良好な安定性、少ないドリフト、長寿命を実現しうる。
【００６６】
参照電極３３０は、電気回路３４０を介して、作用電極３１０と電子的に接続されている。電気化学センシングシステム３００は、２極センサー構成で構成され、その結果、参照電極３３０が疑似参照電極として機能する。参照電極３３０は、２極センサー構成において作用電極３１０に安定した参照電圧を供給することができ、さらに、酸化または還元反応で消耗されない任意の適切な参照電極を含み、それにより、長い品質期限を提供し、参照消耗による使用可能限度がなく、大幅に信号ドリフトを減少させることができる。一部の実施例では、参照電極３３０は、ロジウムとその酸化物（例：ＲｈＯ２、Ｒｈ（ＯＨ）３、Ｒｈ２Ｏ３など）を含みうる。一部の実施例では、参照電極３３０は、ロジウムとその酸化物を含み得る。一部の実施例では、参照電極は、パラジウムとその酸化物を含み得る。参照電極３３０は、電気化学センシングシステム１００に関連して説明された参照電極１３０と実質的に同一であるので、ここでは詳述しない。
【００６７】
電気回路３４０は、所定の作動電圧、例えば、約０．４Ｖ未満の電圧で作用電極３１０をバイアスし、電気活性目標検体Ｃの酸化または還元による酸化還元電流を測定するように構成される。電気回路３４０は、電気化学センシングシステム１００に含まれる電気回路１４０と実質的に同一であるので、ここでは詳述しない。
【００６８】
一部の実施例では、電気化学センシングシステム３００のコンポーネントは、ハウジング内に配置されている。ハウジングは、電気化学センシングシステム１００に関連して説明されたハウジングと実質的に同一であるので、ここでは詳述しない。
【００６９】
試料Ｓ２は、目標検体Ｃを含む任意の試料である。例えば、試料Ｓ２は、例えば、飲料、環境試料、食品試料、農業試料、または、体液（例えば、血液、尿、糞便溶液、唾液、間質液、滑液、脳脊髄液、汗、涙滴）のような液体試料であってもよい。試料Ｓ２は、例えば、試験容器に入れたインビトロ試料であってもよい。一部の実施例では、試料Ｓ２は、例えば、ユーザーの身体内の体液（例：血液、間質液）などのインビボ試料であってもよい。図３に示されているように、試料Ｓ２は、非電気活性目標検体Ｃを含む。作用電極３１０は、所定の正電圧、例えば、約０．３Ｖ未満のバイアス電圧でバイアスされている。非電気活性目標検体Ｃは、バイオセンシング分子３２０によって触媒的に分解され、非電気活性副産物Ｄと、電気活性副産物Ｅとを発生させることができる。電気活性副産物Ｅは、作用電極３１０の表面に拡散し、そこで酸化して副産物Ｆと電子ｅ−とを発生される。電子ｅ−は、プラスに帯電している作用電極３１０を通って、電気回路３４０に伝達され、電流として測定される。
【００７０】
例えば、目標検体Ｃは、非電気活性であるグルコースであってもよい。バイオセンシング分子３２０は、グルコースオキシダーゼ（または、例えば、ビオロゲンや共役ピリジニウムなどの合成バイオセンシング分子）であってもよい。下記のように、グルコースオキシダーゼは、グルコースを酵素的に分解し、グルコン酸（非電気活性副産物Ｄ）と、過酸化水素（電気活性副産物Ｅ）とを発生させる。
グルコースオキシダーゼ
グルコース＋Ｏ２  ―――――――――――――→  グルコン酸＋Ｈ２Ｏ２
【００７１】
過酸化水素は、作用電極３１０の表面に拡散することができ、低バイアス電圧、例えば、約＋０．３Ｖ未満の低バイアス電圧により作用電極３１０上において酸化し、グルコースの濃度に対応する電流を発生させることができる。
【００７２】
図４は、電気メッキを使用して、作用電極１００、２００、３００、または本明細書に記載のその他任意の作用電極などの作用電極を形成するための例示的な方法４００のフローチャートである。最初に、４０２において、基板が洗浄される。基板は、例えば、クロミウム、チタニウム、ニチノール、金、白金、ニッケル、パラジウム、ステンレス鋼、またはその他任意の適切な材料またはそれらの組み合わせのような、ロジウムに対する良好な密着（接着）性を有する任意の適当な導電体で形成することができる。一部の実施例では、基板は、例えば、アセトン、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、またはその他任意の適切な材料などの一つまたは複数の溶剤、またはそれらの組み合わせなどで洗浄することができる。一部の実施例では、基板を、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）溶液、またはその他任意のアルカリ溶液のようなアルカリ溶液、またはこれらの組み合わせ内に浸漬させて、洗浄することができる。一部の実施例では、基板を、例えば、硫酸溶液、塩酸溶液、フッ化水素酸溶液、硝酸溶液、王水、またはその他任意の酸性溶液のような酸性溶液、またはこれらの組み合わせ内に浸漬させて、洗浄することができる。一部の実施例では、基板がアルカリまたは酸性溶液に浸漬されている間に、基板を正または負電圧でバイアスしたり、所定の正電圧と負電圧との間で、電圧を周期的に切り替えたりすることによって、アルカリ性または酸性溶液の洗浄効果を高めることができる。基板を洗浄した後、ロジウムを基板上に電気メッキし、作用電極４０４を形成する。例えば、硫酸ロジウム（Ｒｈ２（ＳＯ）３）溶液、塩化ロジウム溶液、またはその他任意のロジウム塩溶液、またはそれらを組み合わせた溶液に基板が浸漬されている間、正バイアス電圧を基板に印加することによって、ロジウムを電気メッキできる。基板上に電気メッキされたロジウム金属の厚さおよび／または形態は、バイアス電圧や電気メッキ時間を制御することによって、変更可能である。次に、作用電極を、例えば、参照電極１３０、２３０、３３０、４０６、または本明細書に記載のその他任意の参照電極と電子的に接続する。電子的な接続は、所定のバイアス電圧で作用電極をバイアスし、酸化還元電流を測定するように構成された電気回路を介して実現される。電気回路は、例えば、電気回路１４０、２４０、３４０、または本明細書に記載のその他任意の電気回路を含み得る。
【００７３】
図５は、共押出成形プロセスを用いて、作用電極１００、２００、３００、または本明細書に記載のその他任意の作用電極のような作用電極を形成するための例示的な方法５００のフローチャートである。最初に、５０２において、基板が洗浄される。基板は、例えば、クロミウム、チタニウム、ニチノール、金、白金、ニッケル、パラジウム、ステンレス鋼、その他任意の適切な材料またはそれらの組み合わせのようなロジウムに対する良好な密着（接着）性を有する任意の適当な導電体で形成することができる。次に、５０４において、ロジウムが基板材料と共押し出しされ、所定の厚さのロジウム層が基板全体に渡って配置され、作用電極が形成される。次に、作用電極を、例えば、参照電極１３０、２３０、３３０、５０６、またはその他本明細書の記載の任意の参照電極と電子的に接続する。電子的な接続は、作用電極を所定のバイアス電圧でバイアスし、酸化還元電流を測定するように構成された電気回路を介して実現される。電気回路は、例えば、電気回路１４０、２４０、３４０、または本明細書に記載のその他任意の電気回路を含み得る。
【００７４】
図６は、ロジウムの物理的蒸着を用いて、作用電極１００、２００、３００、またはその他本明細書に記載の任意の作用電極のような作用電極を形成するための例示的な方法６００のフローチャートである。最初に、６０２において、基板が洗浄される。基板は、例えば、クロミウム、チタニウム、ニチノール、金、白金、ニッケル、パラジウム、ステンレス鋼、その他任意の適切な材料またはそれらの組み合わせのようなロジウムに対する良好な密着（接着）性を有する任意の適当な導電体で形成することができる。洗浄は、方法４００に関連して記述された溶剤、アルカリ溶液または酸性溶液などを使用して実施できるため、ここでは詳細は省く。基板を洗浄した後、６０４において、ロジウムを基板上に物理蒸着し、作用電極を形成する。そうしたプロセスには、例えば、キャスティングまたは物理蒸着（ＰＶＤ）プロセス（例えば、電子ビーム蒸着、熱蒸着、スパッタリング、原子層蒸着（ＡＬＤ）、パルスレーザー蒸着（ＰＬＤ）、その他物理的蒸着プロセスまたはそれらの組み合わせ）が含まれる。次に、作用電極を、例えば、参照電極１３０、２３０、３３０、６０６、または本明細書に記載のその他任意の参照電極と電子的に接続する。電子的な接続は、作用電極を所定のバイアス電圧でバイアスし、酸化還元電流を測定するように構成された電気回路を介して実現される。電気回路は、例えば、電気回路１４０、２４０、３４０、その他本明細書に記載の任意の電気回路を含み得る。
【００７５】
図７は、ロジウムの化学的蒸着を用いて、作用電極１００、２００、３００、または本明細書に記載のその他任意の作用電極のような作用電極を形成するための方法７００のフローチャートである。最初に、７０２において、基板が洗浄される。基板は、例えば、クロミウム、チタニウム、ニチノール、金、白金、ニッケル、パラジウム、ステンレス鋼、その他任意の適切な材料またはそれらの組み合わせのようにロジウムに対する良好な密着（接着）性を有する任意の適当な導電体で形成することができる。洗浄は、方法４００に関連して記述された溶剤、アルカリ溶液または酸性溶液などを使用して実施できるため、ここでは詳細は省く。基板を洗浄した後、７０４において、ロジウムを基板上に化学蒸着し、作用電極を形成する。そうしたプロセスには、例えば、低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）、プラズマエンハンスド化学蒸着（ＰＥＣＹＤ）、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）、その他任意の適切な化学蒸着プロセスまたはそれらの組み合わせなどが含まれる。次に、作用電極を、例えば、参照電極１３０、２３０、３３０、７０６、または本明細書に記載のその他任意の参照電極と電子的に接続する。電子的な接続は、作用電極を所定のバイアス電圧でバイアスし、酸化還元電流を測定するように構成された電気回路を介して実現される。電気回路は、例えば、電気回路１４０、２４０、３４０、または本明細書に記載のその他任意の電気回路を含み得る。
【００７６】
図８は、電気化学センシングシステムを形成し、さらに、電気化学的なセンシングのために該システムを使用するための例示的な方法のフローチャートである。最初に、８０２において、基板を溶剤液で洗浄する。基板は、例えば、クロミウム、チタニウム、ニチノール、金、白金、ニッケル、パラジウム、ステンレス鋼、その他任意の適切な材料またはそれらの組み合わせのようにロジウムに対する良好な密着（接着）性を有する任意の適当な導電体で形成することができる。基板を、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）溶液などのアルカリ溶液に浸漬させ、洗浄することができる。次に、基板を、例えば、硫酸溶液、塩酸溶液、フッ化水素酸溶液、硝酸溶液、王水、その他酸性溶液またはそれらを組み合わせた溶液に浸漬させ、洗浄することができる。一部の実施例では、基板がアルカリまたは酸性溶液に浸漬されている間に、基板を正または負電圧でバイアスしたり、所定の正電圧と負電圧との間で、電圧を周期的に切り替えたりすることによって、アルカリ性または酸性溶液の洗浄効果を高めることができる。８０８において、ロジウムを基板上に電気メッキし、作用電極を形成する。例えば、硫酸ロジウム（Ｒｈ２（ＳＯ）３）溶液、塩化ロジウム溶液、その他任意のロジウム塩溶液、またはそれらを組み合わせた溶液に基板が浸漬されている間、正バイアス電圧を基板に印加することによって、ロジウムを電気メッキできる。基板上に電気メッキされたロジウム金属の厚さおよび／または形態は、バイアス電圧や電気メッキ時間を制御する事によって変更可能である。
【００７７】
８１０において、オプションとして、バイオセンシング分子を、作用電極上に配置することができる。バイオセンシング分子は、任意のバイオセンシング分子を含み、本明細書に記載の電気化学センシングシステム１００に含まれるバイオセンシング分子１３０に関連して記述された任意の適切な方法で配置しうる。次に、８１２において、作用電極を、例えば、参照電極１３０、２３０、３３０、または本明細書に記載のその他任意の参照電極のような参照電極に電子的に接続する。電子的な接続は、作用電極を所定のバイアス電圧でバイアスし、酸化還元電流を測定するように構成された電気回路を介して実現される。電気回路は、例えば、電気回路１４０、２４０、３４０、または本明細書に記載のその他任意の電気回路を含み得る。８１４において、濃度が測定される目標検体を含む試料内に、作用電極および参照電極を浸漬させる。作用電極は、所定の電圧でバイアスされており、８１６において、目標検体または目標検体の電気活性副産物（バイオセンシング分子による目標検体の触媒的分解で生じたもの）を酸化または還元し、酸化還元電流を測定する。測定した電流を較正グラフや較正方程式などの参照シグナチャーと比較し、サンプルの目標検体の濃度を判別する。
【００７８】
以下の例は、表面上に配置されたグルコースオキシダーゼ分子を含むロジウム作用電極を形成するための方法である。作用電極は、電気化学センシングシステムに含まれ、干渉体の存在下にあるグルコースの濃度を電気化学的に測定するために使用される。この例は、説明を目的とするためだけのものであり、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。
ロジウム作用電極ベースのグルコースセンサー
直径０．００４インチのニチノールワイヤを、ロジウムで電気メッキした。アセトンと７０％イソプロパノールで、ニチノールワイヤを洗浄し、空気または窒素で乾燥させた。さらに、ＮａＯＨ溶液中において、ニチノールワイヤに、約３Ｖ〜約６Ｖの電圧で約１分間、バイアスをかけることによって、ニチノールワイヤをＮａＯＨ溶液中で洗浄し、その後、脱イオン（ＤＩ）水ですすいだ。ニチノールワイヤを短時間、酸浸漬液（ＲｉｏＧｒａｎｄｅ、ＮＭ）に浸し、その後、ＤＩ水ですすいだ。次に、ニチノールワイヤを、Ｒｈ２（ＳＯ）３電気メッキ液（ＲｉｏＧｒａｎｄｅ、ＮＭ）に浸漬し、約３Ｖ〜約６Ｖの電圧で約１０秒間、バイアスをかけ、ロジウムを作用電極上に電気メッキした。被覆された部分のワイヤの長さは、ニチノールワイヤの先端から約１〜１０ｍｍである。この長さ（深さ）で、約０．０４Ａ〜約０．０７Ａの電気メッキ電流が発生させた。電気メッキプロセス後、ロジウムメッキされたニチノールワイヤを、ＤＩ水内ですすいだ。ロジウムメッキされたニチノールワイヤ（「ロジウム作用電極」ともいう）の電気化学性能を、０．３Ｖバイアス電圧でテストし、０．６Ｖでバイアスした白金ワイヤの電気化学性能と比較した。図９は、ロジウム作用電極および白金電極の感度を示している。ロジウム作用電極の過酸化水素に対する感度は、約１２７．９４ｎＡ／ｍＭであった。これは、白金電極の過酸化水素に対する感度である４．６５ｎＡ／ｍＭよりも、大幅に高かった。
【００７９】
ロジウム作用電極を、Ａｌｂｅｒｄｉｎｇｋ（登録商標）  Ｂｏｌｅｙ  ４８４を１３７２ｍｇ、Ａｌｂｅｒｄｉｎｇｋ（登録商標）  Ｂｏｌｅｙ  Ｕ２１０１を１３７２ｍｇ、Ｄｏｕｂｌｅｃｕｒｅ  ７３Ｗを２７ｍｇ、ＢＢＩ酵素  ５００ｋＵグルコースオキシダーゼ溶液を３７１ｕＬ、２５％グルタルアルデヒド溶液を５０ｕＬ含むグルコースオキシダーゼおよび紫外線（ＵＶ）活性化ポリウレタンで被覆した。溶液は、二酸化炭素雰囲気において、１０秒間でＵＶ硬化した。グルコースオキシダーゼで被覆されたロジウム作用電極を、約＋０．３Ｖのバイアス電圧で、約０〜４００ｍｇ／ｄＬｇのグルコース溶液に浸けてテストしたところ、感度は、約６７ｐＡ／ｍｇ／ｄＬであった。ロジウムメッキされたニチノールワイヤ（「ロジウム作用電極」ともいう）の電気化学性能を、ロジウム酸化物参照に対して０．３Ｖバイアス電圧でテストし、Ａｇ／ＡｇＣｌ参照を使って、電気化学性能を比較した。図１０は、ロジウム酸化物参照電極とＡｇ／ＡｇＣｌ参照電極に対してテストを行った場合の、グルコースに対するロジウム作用電極の感度である。ロジウム参照電極は、同じバイアス電圧のＡｇ／ＡｇＣｌ参照（４９ｐＡ／ｍｇ／ｄＬ）と比較すると、低バイアス電圧で感度が高かった（６７ｐＡ／ｍｇ／ｄＬ）。さらに、作用電極の性能は、アスコルビン酸、尿酸、アセトアミノフェンを含む干渉体から、ほぼ影響を受けていなかった。
【００８０】
システム、方法、装置の様々な実施例を説明してきたが、これらは例示のみを目的とするものであり、限定を意味するする意図はないことが理解されなければならない。上記の方法やステップが、所定の順番で発生する特定のイベントを示す場合、本分野における当業者であれば、所定のステップの順序を変更し得るであろうし、そうした変更が発明の変形であることを理解できるであろう。さらに、上述のように、一部のステップは、それが可能である場合には、平行して同時に実行すること、または、上述のように順次実行することも可能である。特定の実施例が具体的に図と文章で説明されたが、様態および詳細において、様々な変更が可能であることを留意されたい。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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