CN102590304A - 光电流检测用电极及其制造方法和工作电极基板 - Google Patents

光电流检测用电极及其制造方法和工作电极基板 Download PDF

Info

Publication number
CN102590304A
CN102590304A CN2011104461249A CN201110446124A CN102590304A CN 102590304 A CN102590304 A CN 102590304A CN 2011104461249 A CN2011104461249 A CN 2011104461249A CN 201110446124 A CN201110446124 A CN 201110446124A CN 102590304 A CN102590304 A CN 102590304A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thing
metal level
electrode
working electrode
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011104461249A
Other languages
English (en)
Inventor
岩永茂树
铃木誓吾
清家圣嘉
堀信康
桐村浩哉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sysmex Corp
Original Assignee
Sysmex Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sysmex Corp filed Critical Sysmex Corp
Publication of CN102590304A publication Critical patent/CN102590304A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • G01N33/5438—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/305—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells optically transparent or photoresponsive electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3275—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction
    • G01N27/3277—Sensing specific biomolecules, e.g. nucleic acid strands, based on an electrode surface reaction being a redox reaction, e.g. detection by cyclic voltammetry

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够高再现性地检测受测物的电极和工作电极基板、同时提供一种通过简便的操作获取所述电极的制造方法，为达到上述目的，在光电流检测用电极中，设置含有连接分子的粘接层，该粘接层设置在半导体构成的电极主体与金属构成的金属层之间，其中该半导体用于接受所述检测物在光激励的照射下所产生的电子。

Description

光电流检测用电极及其制造方法和工作电极基板
技术领域：
本发明涉及一种光电流检测用电极及其制造方法和工作电极基板。更具体而言，本发明涉及的光电流检测用电极及其制造方法以及工作电极基板用于检测和定量核酸、蛋白质等受测物，并用于通过核酸、蛋白质等受测物对疾病进行临床检查和诊断。
背景技术：
在疾病的临床检查及诊断中，一般用基因检测法及免疫学检测法等检测方法检测生物试样中所含与疾病相关的基因及蛋白质等。进行上述临床检查及诊断的方法如有光化学检测方法，即用光激励具有光化学活性的标记物，并用所产生的光电流进行核酸和蛋白质等受测物的检测。在此，由于在临床检查和诊断中需要检测样本中所含微量受测物，因此要求提高受测物质的检测灵敏度。
比如美国专利公报第2010/108539号(U.S.Patent PublicationNo.2010/108539)和美国专利公报第2010/112578号(U.S.PatentPublication No.2010/112578)中有如下记述：在具备由半导体层和用于捕捉受测物的捕捉物构成的光电流检测用电极的光电流检测芯片中，在半导体层和捕捉物之间设置金属层，以此提高光电流检测芯片检测受测物的灵敏度。
然而，使用美国专利公报第2010/108539号和美国专利公报第2010/112578号中的光电流检测芯片时，偶尔会出现检测灵敏度和测定再现性下降的情况。本发明者对此检测灵敏度和测定再现性下降的原因进行了调查，结果发现，在美国专利公报第2010/108539号和美国专利公报第2010/112578号中的光电流检测芯片中，有时金属层会从半导体层剥离，就是这一点导致了检测灵敏度和再现性下降。比如，当为了控制受测物以外的物质非特异性吸附金属层，并提高检测灵敏度时，对金属层进行封闭处理时，金属层有时会产生剥离。另外，在受测物为DNA，且将核酸探针作为捕捉物的情况下，在捕捉物捕捉受测物时和去除受测物以外的其他物质时，要在加热条件下进行杂交和清洗。但是，半导体和金属之间的粘接力易因加热而变弱，因此杂交中有时会产生金属层剥离。如此，在美国专利公报第2010/108539号和美国专利公报第2010/112578号中的光电流检测芯片中，当产生上述金属层的剥离时，此金属层上的捕捉物脱落，有可能导致检测灵敏度和测定的再现性下降。
发明内容：
本发明的范围只由后附权利要求书所规定，在任何程度上都不受这一节发明内容的陈述所限。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种检测灵敏度和再现性高的光电流检测用电极和工作电极基板及其制造方法。
本发明者发现用连接分子粘接半导体层和金属层可以解决上述问题，从而完成了本项发明。
即，本发明提供：(1)一种光电流检测用电极，该光电流检测用电极用光电化学方法检测因光激励而产生电子的检测物，其包括：由半导体构成的电极主体，该半导体接受所述检测物在激励光的照射下产生的电子；粘接层，含有位于所述电极主体上的连接分子；及金属层，由所述粘接层上的金属构成。
(2)如(1)所述电极，其中：在所述金属层上还固定有用于捕捉检测物的捕捉物。
(3)如(2)所述电极，其中：所述金属层上未固定所述捕捉物的部分由封闭剂封闭。
(4)如(1)所述电极，其中：所述连接分子包括：硅烷偶联剂；钛酸酯偶联剂；及选自式(1)所示化合物群中的至少其中之一：
R1-X-R2    (1)
式中，R1表示硅烷醇基、磷酸基、硫醇基或羧基，R2表示氨基、硫醇基、碳数1～4的烷基、羟基、羧基、磺酸基、环氧基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基或乙烯基，X表示式(2)：
(CH2)m    (2)
(式中，m表示1～20的整数)或式(3)：
【化1】
Figure BSA00000645419400031
(式中，n表示1～100的整数)，在式(1)所示分子中也可以有酰胺键、酯键、醚键或二硫键。
(5)如(1)所述电极，其中：所述连接分子为含氨基酸或氨基酸残基的化合物。
(6)如(1)所述电极，其中：用光电化学方法检测因光激励而产生电子的检测物时所使用的电解液能溶解构成所述金属层的金属。
(7)如(6)所述电极，其中所述金属是金和钯中的至少一种金属。
(8)一种用光电化学方法检测因光激励而产生电子的检测物的工作电极基板，包括：基板主体；及光电流检测用电极；其中所述光电流检测用电极包括：位于所述基板主体上，由半导体构成的电极主体，该半导体接受所述检测物在激励光的照射下产生的电子；位于此电极主体上，含连接分子的粘接层；及位于此粘接层上，由金属构成的金属层。
(9)根据(8)所述工作电极基板，其中：在所述金属层上还固定有用于捕捉检测物的捕捉物。
(10)根据(9)所述工作电极基板，其中：所述金属层上未固定所述捕捉物的部分由封闭剂封闭。
(11)一种用光电化学方法检测因光激励而产生电子的检测物的光电流检测用电极的制造方法，包括：在由半导体构成的电极主体上形成含有连接分子的粘接层，其中所述半导体用于接受因光激励而产生的电子；在所述粘接层上形成金属层。
(12)根据(11)所述方法，还包括：在所述金属层上固定用于捕捉检测物的捕捉物。
(13)根据(12)所述方法，还包括：用封闭剂对所述金属层上未固定所述捕捉物的部分进行封闭处理。
采用本发明的光电流检测用电极和工作电极基板，可以以高检测灵敏度和高再现性检测受测物。本发明的制造方法可以制造出上述光电流检测用电极。
附图说明：
图1为用本发明一实施方式涉及的工作电极基板检测受测物的检测装置的斜视图；
图2为图1所示检测装置的结构框图；
图3为本发明一实施方式涉及的、含有工作电极基板的光电流检测芯片的斜视图；
图4A为图3所示光电流检测芯片的沿AA线的截面图；
图4B为从下面看图3所示光电流检测芯片的上基板(与本发明一实施方式涉及的工作电极基板相对应)时的斜视图；
图4C为从上面看图3所示光电流检测芯片的下基板时的斜视图；
图5为本发明一实施方式涉及的、含工作电极基板的光电流检测芯片中，含电极的部分的一例的截面示意说明图；
图6为本发明一实施方式涉及的、含工作电极基板的光电流检测芯片中，含电极的部分的变形例的截面示意说明图；
图7A为上基板的变形例的平面说明图；
图7B为下基板(与本发明一实施方式涉及的工作电极基板相应)的变形例的平面说明图；
图8A为上基板变形例的平面说明图；
图8B为下基板(与本发明一实施方式涉及的工作电极基板相应)的变形例的平面说明图；
图8C为间隔固定件的变形例的斜视图；
图9为本发明一实施方式涉及的电极的制造方法的处理步骤的说明图；
图10为本发明另一实施方式涉及的电极的制造方法的处理步骤的说明图；
图11为运用了本发明一实施方式涉及的电极的受测物检测方法的处理步骤说明图；
图12为在试验例3中包含光电流测定时的工作电极部分的状态的简要说明图；
图13为在试验例3中受测物浓度与光电流关系的调查结果图；
图14为在试验例5中，用实施例8、9中所获得的工作电极基板测得的光电流结果的显示图；
图15为在实验例1中的光电流的测定结果图。
具体实施方式：
下面参照附图就本发明的具体实施方式进行说明。
[检测装置的结构]
根据附图，说明用本发明一实施方式涉及的工作电极基板检测受测物的检测装置的一例。
图1为用本发明一实施方式涉及的工作电极基板检测受测物的检测装置的斜视图。此检测装置1将具有光化学活性的物质作为标记物，是用光电化学方法检测受测物的方法中所用的一种检测装置。
检测装置1具有用于插入光电流检测芯片20的芯片接受部件11、以及用于显示检测结果的显示器12。
图2为图1所示检测装置1的结构框图。检测装置1有光源13、电流表14、电源15、A/D转换器16、控制部件17和显示器12。
光源13向检查芯片20的工作电极上的标记物照射光，以激励该标记物。光源13只要是能产生激励光的光源即可。这种光源比如有荧光灯、不可见光、杀菌灯、白炽灯、低压水银灯、高压水银灯、氙气灯、水银氙气灯、卤钨灯、金属卤化物灯、LED(白色LED、蓝色LED、绿色LED和红色LED等)、激光(二氧化碳激光、色素激光、半导体激光)、阳光等。在这些光源当中，以荧光灯、白炽灯、氙气灯、卤钨灯、金属卤化物灯、LED、激光或阳光为宜。在这些光源中，又以激光更为理想。也可以根据需要由分光器和带通滤波器等进行调整，使光源只照射一定波长带的光。
电流表14用于测量因被激励的检测物释放的电子而在光电流检测芯片20内流动的电流。
电源15用于给光电流检测芯片20上的电极施加一定电位。
A/D转换器16用于对电流表14测得的光电流值进行数字化。
控制部件17由CPU(中央处理器)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等构成。控制部件17控制显示器12、光源13、电流表14和电源15的运行。控制部件17根据预先制定的、用于反映光电流值与标记物的量之间的关系的检量线，从A/D转换器16数字化后的光电流值算出标记物的量，进而算出受测物的量。
显示器12用于显示控制部件17算出的检测物的量等信息。
[光电流检测芯片及工作电极基板的结构]
下面就本发明一实施方式涉及的、含工作电极基板的光电流检测芯片20的结构进行说明。在本说明书中，所谓“工作电极基板”指具有工作电极的基板。
图3为本发明一实施方式涉及的、含有工作电极基板的光电流检测芯片的斜视图。图4A为图3所示光电流检测芯片的AA线的截面图。图4B为从下面看图3所示光电流检测芯片的上基板(与本发明一实施方式涉及的工作电极基板相对应)时的斜视图。图4C为从上面看图3所示光电流检测芯片的下基板时的斜视图。
光电流检测芯片20具有上基板30、设在上基板30下方的下基板40、以及夹在上基板30与下基板40之间的间隔固定件50。在光电流检测芯片20中，上基板30和下基板40在一侧重叠配置。上基板30和下基板40重叠的部分中间夹有间隔固定件50。
上基板30如图4B所示，具有基板主体30a和工作电极61。此基板主体30a上设有用于向内部注入含检测物的试样等的试样注入口30b。基板主体30a表面有工作电极61、以及连接着工作电极61的电极导线71。在上基板30中，工作电极61配置在基板主体30a的一侧[图4B的左侧]。电极导线71从工作电极61向基板主体30a的另一侧[图4B的右侧]延伸。在基板主体30a中，试样注入口30b位于间隔固定件50的配置位置的内侧。
基板主体30a呈矩形。此基板主体30a的形状无特别限定，也可以是多角形、圆盘形等。从便于基板的制作和使用的观点出发，基板主体30a的形状最好是矩形。
构成基板主体30a的材料无特别限定，比如可以是玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺(PI)树脂等塑料类材料、金属等无机材料。在这些材料当中，从确保透光性、足够的耐热性、耐用性、以及平滑性等性能，并降低材料所需成本的观点出发，以玻璃为宜。从确保足够的耐用性的观点来看，基板主体30a的厚度以0.01～1mm为宜，0.1～0.7mm更好，最好是约0.5mm。基板主体30a的大小无特别限定，但在检测多种检测物或受测物(多项目)时，根据项目数量而定，通常为20mm×20mm。
下基板40如图4C所示，具有基板主体40a、对电极66、以及参比电极69。基板主体40a与上基板30的基板主体30a的大小基本相同，呈矩形。基板主体40a和基板主体30a不一定非要大小相同。
构成基板主体40a的材料只要是具有透光性的材料即可，无特别限定，比如可以是玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺树脂等塑料类材料、金属等无机材料。在这些材料当中，从确保足够的透光性、耐热性、耐用性和平滑性等性能，并降低材料所需成本的观点出发，以玻璃为宜。基板主体40a的厚度和大小与构成上基板30基板主体30a的材料、基板主体30a的厚度和大小相同。
基板主体40a的表面有对电极66、连接着对电极66的电极导线72、参比电极69、连接着此参比电极69的电极导线73。在下基板40中，对电极66配置于基板主体40a的一侧[图4C的右侧]。在基板主体40a上，参比电极69配置于与对电极66相对的位置。对电极66的电极导线72和参比电极69的电极导线73分别从基板主体40a的一侧[图4C的右侧]向另一侧[图4C的左侧]延伸。对电极66和参比电极69的各自的电极导线72和73在基板主体40a的另一侧[图4C的左侧]相互并列配置。电极导线72和73从上基板30和下基板40重叠的部分突出，露在外面[参照图3和图4A]。
下面，详细说明工作电极61、对电极66和参比电极69。
图5为本发明一实施方式涉及的含有工作电极基板的光电流检测芯片中，含电极的部分的一例的截面示意说明图。工作电极61基本上呈四角形。工作电极61如图5所示，由以下构成：位于基板主体30a上并充当工作电极主体的半导体层62、在半导体层62上的粘接层63、在粘接层63上的金属层64、在金属层64上固定的捕捉物90。工作电极61的电极导线71连接在半导体层62上。
在本说明书中，“工作电极”的概念中有时包含由充当工作电极主体的半导体层62、粘接层63和金属层64构成的电极。
半导体层62由半导体构成，该半导体用于接受检测物在激励光照射下产生的电子。半导体层62发挥导电层和电子收纳层的作用。构成半导体的物质只要能获得以下能级即可：能注入检测物在光激励下产生的电子的能级(energy level)。在此，所谓“能注入检测物在光激励下产生的电子的能级”意为导带(conduction band)。即，只要半导体的能级比后述标记物的最低未占分子轨道(LUMO)的能级还低即可。这种半导体无特别限定，比如有硅、锗等单质半导体；包括钛、锡、锌、铁、钨、锆、铪、锶、铟、铈、钇、镧、钒、铌、钽等的氧化物的氧化物半导体；钛酸锶、钛酸钙、钛酸钠、钛酸钒、铌酸钾等钙钛矿型半导体；含镉、锌、铅、银、锑、铋等的硫化物的硫化物半导体；含镓、钛等的氮化物的半导体；由镉、铅的硒化物构成的半导体(如硒化镉等)；含镉的碲化物的半导体；由锌、镓、铟、镉等的磷化物构成的半导体；含砷化鎵、铜-铟-硒化物、铜-铟-硫化物等的化合物的半导体；碳等的化合物半导体或有机物半导体等。另外，半导体可以是纯半导体或含杂质半导体中的任何一种。其中以氧化物半导体为宜。在氧化物半导体的纯半导体中，以氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铌、氧化铟、氧化钨、氧化钽及钛酸锶为宜。在氧化物半导体的含杂质半导体中，以掺杂锡的氧化铟和掺杂氟的氧化锡为宜。半导体层62的厚度一般为0.1～1μm，以0.1～200nm为宜，最好是0.1～10nm。
粘接层63含连接分子。连接分子只要满足以下条件即可：是一种化合物，不阻碍半导体层62和检测物之间的电子传输，在检测光电流时不会让所使用的激励光产生背景电流，且与半导体层62和金属层64二者结合。即，连接分子只要是缩小半导体层62和金属层64之间的极性(亲水性和疏水性)之差的化合物即可。比如，当半导体层62比金属层64亲水性高时，可以使用比金属层64亲水性高、比半导体层62疏水性高的连接分子。此外，连接分子可以使用化合物，该化合物具有：与构成半导体层62的半导体结合的官能基、以及和构成金属层64的金属结合的官能基。这种连接分子如有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、氨基酸、聚氨基酸、肽、蛋白质、及由以下式(I)表示的化合物；氨基酸；含氨基酸残基的化合物等。
式(1)：
R1-X-R2    (1)
[式中，R1表示硅烷醇基、磷酸基、硫醇基或羧基，R2表示氨基、硫醇基、碳数1～4的烷基、羟基、羧基、磺酸基、环氧基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基或乙烯基，X表示式(2)：
(CH2)m    (2)
(式中，m表示1～20的整数)或式(3)：
【化1】
Figure BSA00000645419400101
(式中，n表示1～100的整数)
在式(1)中所示分子中也可以有酰胺键、酯键、醚键或二硫键]
硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂具有与构成半导体层62的半导体结合的官能基、以及与构成金属层64的金属结合的官能基，通过与半导体层62和金属层64双方进行结合，或者是缩小半导体层62和金属层64的极性(亲水性、疏水性)之差，可以使半导体层62和金属层64紧密地粘接在一起。
在式(1)所表示的化合物中，R1和R2的性质具有如下功能：与构成半导体层62的半导体和构成金属层64的金属结合，或是缩小半导体层62和金属层64的极性(亲水性、疏水性)之差。在不妨碍本发明目的的范围内，上述R1和R2也可以有置换基。在此，碳数1～4的烷基比如有甲基、乙基、n-丙基、异丙基、n-丁基、叔丁基等。其中从更紧实地粘接半导体层62和金属层64的观点出发，以甲基为宜。
氨基酸和氨基酸残基的末端具有羧基和氨基(或亚氨基)，对半导体层62和金属层64双方都具有良好的反应性。因此，用含有这种氨基酸或氨基酸残基的化合物作为连接分子时，可以通过含有这种连接分子的粘接层63将半导体层62和金属层64紧密地粘接起来。
氨基酸可以是酸性氨基酸、中性氨基酸和碱性氨基酸中的的任何一种。只要不妨碍本发明的目的，氨基酸可以是L型氨基酸，也可以是R型氨基酸。氨基酸无特别限定，比如有半胱氨酸、赖氨酸、丙胺酸、精氨酸、天门冬素、天冬氨酸、谷氨酸盐、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苯基丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸以及其衍生物等。在不影响本发明目的的范围内，这些氨基酸也可以有如下置换基，如羟基、甲酸基、吡咯啉基、磷酸基、硒基等。在上述氨基酸中，为了更紧密地粘接半导体层62和金属层64，并更有效地防止杂波的发生，以半胱氨酸和赖氨酸为佳，尤以赖氨酸为宜。
含氨基酸残基的化合物无特别限定，可以列举出聚氨基酸；将单体氨基酸和该氨基酸以外的单体聚合而获得的化合物等。只要不妨碍本发明的目的，氨基酸残基可以是来源于L型氨基酸的氨基酸残基，也可以是来源于R型氨基酸的氨基酸残基。含有氨基酸残基的化合物可以有来源于L型氨基酸的氨基酸残基和来源于R型氨基酸的氨基酸残基，也可以只有来源于L型氨基酸的氨基酸残基和来源于R型氨基酸的氨基酸残基中的其中之一。氨基酸残基无特别限定，如可以是来源于前述氨基酸的氨基酸残基等。在这些氨基酸残基中，从更紧密地粘接半导体层62和金属层64，且更有效地防止杂波的角度看，以半胱氨酸残基和赖氨酸残基为好，尤以赖氨酸残基为宜。
聚氨基酸是单体氨基酸通过缩氨酸键聚合而成的化合物。聚氨基酸可以是将一种单体(氨基酸)聚合而获得的高分子化合物(均聚物)，也可以是将二种以上单体(氨基酸)聚合而获得的高分子化合物(共聚物)。这种均聚物无特别限定，比如有聚赖氨酸等。共聚物无特别限定，比如有缩氨酸、蛋白质等。当构成聚氨基酸的单体氨基酸在α位以外还有氨基或羧基时，在不影响本发明目的的范围内，聚氨基酸也可以具有α位氨基(或亚氨基)和α位以外的位置的羧基的缩氨酸键；或者是α位的羧基和α位以外的位置的氨基(或亚氨基)的缩氨酸键。
这些连接分子可以单独使用，也可以二种以上混合使用。本实施方式的工作电极61具有这种粘接层63，因此，通过粘接层63可以更紧密地粘接充当工作电极主体的半导体层62和后述金属层64。因此，在对检测物进行检测时，在捕捉物捕捉检测物时，以及在对工作电极61实施封闭处理以提高检测灵敏度时，金属层64也不容易剥离。因此，本实施方式中含有工作电极基板的光电流检测芯片能以高再现性检测受测物。另外，以往粘接半导体和金属的方法中使用的是钛和铬等。本发明者发现，在光电流检测用电极中使用钛和铬来粘接半导体和金属时，会发生明显杂波。如本实施方式所述，使用含连接分子的粘接层可以抑制杂波的发生。因此，本实施方式的工作电极基板在确保足够的检测灵敏度方面也具有优越性。
金属层64由能够固定捕捉物90的金属构成。此金属最好是能与捕捉物90共价结合的金属。金属最好满足以下条件：用光电化学方法检测因光激励而产生电子的检测物时所使用的电解液能够溶解该金属。作为金属如有金、白金、银、钯、镍、水银、铑、钌、铜或这些金属的合金等。其中以金和钯为宜。从确保足够的厚度以固定捕捉物的角度出发，金属层64的厚度以1nm以上为宜，最好是2nm以上，从抑制金属产生的背景电流的角度出发，金属层64的厚度为20nm以下。当金属层64的厚度低于2nm时，金属层64有时会在粘接层63上形成岛状。然而，即使如此，只要能确保金属层64有足够的表面积来固定捕捉物即可。另一方面，封闭剂与金属层64的金属反应并形成后述封闭层。因此，为提高检测灵敏度而在金属层64上设置封闭层时，为充分获得高检测灵敏度的效果，最好用金属层64覆盖粘接层63的整个表面。但是，当使用的是能够固定封闭剂的粘接层63时不限于此。
金属层64表面固定有捕捉物90(参照图5)。捕捉物90是用于捕捉检测物的物质。可以通过捕捉物90使检测物存在于工作电极61附近。捕捉物90可以根据检测物的种类适当选择。捕捉物90如有核酸、蛋白质、缩氨酸、糖链、抗体、具有特异性识别能力的纳米结构体等。
在本发明中，为了进一步提高检测灵敏度，如图6所示，也可以在金属层64上未固定捕捉物90的部分(非固定部分64a)上设置由封闭剂构成的封闭层65。
对电极66如图5所示，位于基板主体40a上。对电极66由导电材料制成的薄膜构成。导电材料如有金、银、铜、碳、白金、钯、铬、铝、镍等金属、或至少含这些金属中的其中之一的合金、ITO、氧化铟等导电性陶瓷、ATO、FTO等金属氧化物、钛、氧化钛、氮化钛等钛化合物等。薄膜厚度以1～1000nm为宜，最好是10～200nm。
如图5所示，参比电极69位于基板主体40a上。参比电极69由导电材料制成的薄膜构成。导电材料如有金、银、铜、碳、白金、钯、铬、铝、镍等金属、或至少含这些金属中的其中之一的合金、ITO、氧化铟等导电性陶瓷、ATO、FTO等金属氧化物、钛、氧化钛、氮化钛等钛化合物等。薄膜的厚度以1～1000nm为宜，最好是10～200nm。在本实施方式中设置有参比电极69，但本发明也可以不设置参比电极69。这需要根据对电极66所用电极的种类和膜厚而定，但当测定电压下降的影响微小的弱小电流(如1μA以下)时，对电极66也可以兼作参比电极69。而当测定较大的电流时，为控制电压下降的影响，稳定施加在工作电极61上的电压，最好设置参比电极69。
下面就间隔固定件50进行说明。间隔固定件50的形状呈矩形，是环状体，由绝缘体硅胶构成。此间隔固定件50包围着工作电极61、对电极66和参比电极69(参照图4A、图5和图6)。在上基板30和下基板40之间有与间隔固定件50的厚度相等的间隔。以此，各电极61、66、69之间形成了用于容纳试样和电解液的空间20a(参照图4A、图5和图6)。间隔固定件50的厚度通常为0.2～300μm。在本发明中，也可以用如聚酯膜等塑料制两面胶带等取代硅胶，并将其作为构成间隔固定件50的材料。
在本发明中，工作电极主体也可以由半导体层和导电层构成。此时，工作电极61的电极导线71连接着导电层。可以使用的半导体无特别限定，比如有硅、锗等单质半导体；包括钛、锡、锌、铁、钨、锆、铪、锶、铟、铈、钇、镧、钒、铌、钽等的氧化物的氧化物半导体；钛酸锶、钛酸钙、钛酸钠、钛酸钯、铌酸钾等的钙钛矿型半导体；含镉、锌、铅、银、锑、铋等的硫化物的硫化物半导体；含镓、钛等的氮化物的半导体；由镉、铅的硒化物构成的半导体(如硒化镉等)；含镉的碲化物的半导体；由锌、镓、铟、镉等的磷化物构成的半导体；含砷化鎵、铜-铟-硒化物、铜-铟-硫化物等的化合物的半导体；碳等的化合物半导体或有机物半导体等。另外，半导体可以是纯半导体或含杂质半导体中的任何一种。其中以氧化物半导体为宜。在氧化物半导体的纯半导体中，以氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铌、氧化铟、氧化钨、氧化钽及钛酸锶为宜。在氧化物半导体的含杂质半导体中，以掺杂锡的氧化铟和掺杂氟的氧化锡为宜。此时半导体层的厚度一般为0.1～100nm，最好是0.1～10nm。
导电层由导电材料构成。导电性材料如有金、银、铜、碳、白金、钯、铬、铝、镍等金属、或至少含这些金属中的其中之一的合金；掺杂锡的氧化铟、氧化铟等氧化铟类材料；氧化锡、掺杂锑的氧化锡(ATO)和掺杂氟的氧化锡(FTO)等氧化锡类材料；钛、氧化钛、氮化钛等钛类材料；石墨、玻璃碳、热解石墨、碳糊、碳纤维等构成的碳类材料等。导电层厚度以1～1000nm为宜，1～200nm更好，最好是1～100nm。导电层的厚度以既能确保导电性又能使电极产生的光电流(背景电流)最小为宜。也可以在玻璃、塑料等非导电性物质构成的非导电性材料表面设置由导电性材料构成的导电材料层，将如此形成的复合材料作为导电性材料。这种导电材料层的形状可以是薄膜状也可以是点状。构成导电材料层的材料如有掺杂锡的氧化铟(ITO)、掺杂氟的氧化锡(FTO)、掺杂锑的氧化锡(ATO)等。可以根据该导电层所用材料的种类选择膜成形方法来制作该导电层。膜成形方法可以采取与制作半导体层62时所用膜成形方法同样的方法。
在本发明中，工作电极61、对电极66和参比电极69配置在间隔固定件50的框架内，各电极不与其他电极接触。因此，工作电极61、对电极66和参比电极69也可以位于同一基板主体上。即，光电流检测芯片可以有以下部分：基板主体31a上有试样注入口31b的上基板31(参照图7A)、以及基板主体41a上有工作电极61、对电极66和参比电极69的下基板41(在此方式中与工作电极基板相对应)(参照图7B)。在本发明中，对电极66和参比电极69也可以不是位于基板主体上的薄膜状电极。即光电流检测芯片也可以有以下部分：基板主体32a上有试样注入口32b的上基板32(参照图8A)、基板主体42a上有工作电极61的下基板42(在此方式下与工作电极基板对应)(参照图8B)、以及部件主体51a上有对电极66和参比电极69的间隔固定件51(参照图8C)。此时，对电极66和参比电极69中的至少一个设置在间隔固定件51的部件主体51a上即可。而且，部件主体51a上的电极以外的电极设置在上基板32和下基板42中的某一个上即可。
在本发明中，构成无工作电极的基板的材料只要是具透光性的材料即可。
[电极的制造方法]
本发明的电极制造方法是在用光电化学方法检测因光激励而产生电子的检测物时，所用到的光电流检测用电极的制造方法，其包括以下步骤：
(A)在由半导体构成的电极主体上形成含有连接分子的粘接层，其中该半导体用于接受因光激励而产生的电子；及
(B)在粘接层上涂覆金属层。
图9为本发明一实施方式涉及的电极的制造方法的处理步骤的工序说明图。在本实施方式涉及的电极制造方法中，首先在基板主体30a上形成充当工作电极主体的半导体层62(步骤S1-1)。在步骤S1-1，可以根据构成半导体层62的半导体的种类，用相应的膜成型方法制作半导体层62。膜成型方法如有蒸镀法、喷镀法、压印法、丝网印刷法、镀膜处理法、溶胶-凝胶法、旋压覆盖法(Spin Coat)、浸渍法、气相蒸镀法等。
接着，在充当工作电极主体的半导体层62上形成粘接层63(步骤S1-2)。在步骤S1-2，粘接层63可以采用以下方法制作：将已制成了充当工作电极主体的半导体层的基板主体浸在含有连接分子的溶液中的方法、压印法、丝网印刷法、旋压覆盖法、气相蒸镀法、喷涂法、浸涂处理法等。在本实施方式涉及的电极制造方法中，在半导体层62上形成粘接层，因此可以使得在下一步中制成的金属层64和充当工作电极主体的半导体层更加紧密地粘接在一起。因此，用本实施方式涉及的电极制造方法获得的具有电极的光电流检测芯片，如上所述，可以以高再现性检测出受测物。
然后，在本实施方式涉及的电极制造方法中，在粘接层63上形成金属层64(步骤S1-3)。在步骤S1-3，可以通过与金属种类相应的膜成型方法制作金属层64。膜成型方法可以采用蒸镀法、喷镀法、压印法、丝网印刷法、镀膜处理法、溶胶-凝胶法等。
图10为本发明另一实施方式涉及的电极制造方法的处理步骤的说明图。在本实施方式涉及的电极制造方法中，可以获得如下工作电极(参照图6)：在金属层64的表面固定捕捉物90，并在金属层64中未固定捕捉物90的部分(非固定部分64a)上形成封闭层65。在本实施方式涉及的电极制造方法中，步骤S2-1～步骤S2-3的操作可以与步骤S1-1～步骤1-3相同。
在本实施方式涉及的电极制造方法中，步骤S2-3之后，在金属层64上固定捕捉检测物的捕捉物90(步骤S2-4)。可以通过与金属层64结合的结合基在金属层64上固定捕捉物90。这种结合基如有巯基、羟基、磷酸基、羧基、羰基、醛基、磺酸基、氨基等。也可以通过使用光固化树脂和物理吸附等方法在金属层64的表面固定捕捉物90。在金属层64上固定的捕捉物90的量无特别限定，可根据用途和目的设定。
然后，用封闭剂封闭金属层64上未固定捕捉物90的部分(非固定部分64a)(步骤S2-5)。在步骤S2-5，非固定部分64a的封闭可采用如下方法：让封闭剂接触非固定部分64a的方法、压印法、丝网印刷法、旋压覆盖法、气相蒸镀法、喷涂法、浸涂处理法等。封闭剂只要能够抑制检测物以外的物质非特异性地吸附到非固定部分64a即可。封闭剂比如有：三(乙烯醇)单-11-十一烷基硫醇(Triethylene glycolmono-11-mercaptoundecyl ether)、1-巯基己醇(1-Mercaptohexanol)、2-巯基乙醇(2-mercaptoethanol)、巯基乙醇、磷化氢[双(对-磺酸钠苯基)苯基膦]、牛血清白蛋白(BSA)(如使用浓度为1～10质量％)、人血清白蛋白(HAS)(如使用浓度为1～10质量％)、脱脂奶粉(如使用浓度为1～10质量％)、酪蛋白(如使用浓度为1～10质量％)、明胶(如使用浓度为1～10质量％)、不与受测物或检测物结合的蛋白质、不与受测物或检测物结合的核酸、表面活性剂(如吐温20、曲拉通X100和SDS等)等的化合物或物质。也可以将上述化合物和物质溶解在水和缓冲液等溶剂中，将所得溶液作为上述封闭剂。此时，溶液中的化合物浓度可以根据化合物的种类等适当设定。另外，在本发明中，封闭剂还可以使用市场销售的封闭剂，比如NanoBioTech(纳米生物技术(株))公司生产的，商品名为纳米生物封闭剂(NanoBioblocker)的产品等。
接下来，清洗步骤S2-5之后的基板主体(步骤S2-6)。以此可以获得有工作电极的基板(工作电极基板)。在步骤S2-6，可以根据捕捉物的种类等使用适当的清洗剂清洗基板主体。比如当捕捉物为核酸时，清洗剂可以使用缓冲剂、核酸杂交中所使用的杂交用溶液等。当捕捉物为蛋白质时，清洗剂可以使用缓冲剂等。基板主体的清洗可以采用以下方法：将基板主体浸入清洗剂中的方法、用清洗剂冲洗基板主体表面的方法等。根据需要，也可以在步骤S2-4之后进行清洗步骤。
如上所述，根据本发明，通过简单的操作即可获得前述的电极(工作电极)。
[受测物的检测方法]
下面说明本发明一实施方式涉及的、用电极(工作电极61)检测受测物的检测方法。图11为本发明一实施方式涉及的、用电极检测受测物的检测方法的处理步骤说明图。
在图11中，用户在步骤S3-1中，从光电流检测芯片20的试样注入口30b注入含有受测物的液体试样。由此，液体试样中的受测物被构成光电流检测芯片20的上基板30的工作电极主体61中的捕捉物90捕捉。
捕捉物90根据受测物的种类适当选择。比如当受测物为核酸时，捕捉物90可以是与此核酸杂交的核酸探针或核酸的抗体。当受测物为配体时，捕捉物90只要是此配体相应的受体即可。当受测物为受体时，捕捉物90可只要是此受体的配体即可。
捕捉物90捕捉受测物时，可以在比如捕捉物90和受测物结合的条件下进行。捕捉物90和受测物结合的条件可根据受测物的种类等适当选择。比如当受测物为核酸，捕捉物90为与核酸杂交的核酸探针时，受测物的捕捉可以在有杂交用缓冲液存在的情况下进行。当受测物为核酸、蛋白质或缩氨酸，捕捉物90为核酸的抗体、蛋白质的抗体或缩氨酸的抗体时，受测物的捕捉可以在适于进行抗原抗体反应的溶液中进行，该溶液如有磷酸缓冲生理盐水(PBS)、羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲液、哌嗪-1，4-双(2-乙烯磺酸)(PIPES)缓冲液和三羟甲基胺基甲烷(tris)缓冲液等。当受测物为配体，捕捉物90为配体的受体时，或当受测物为受体，捕捉物90为此受体的配体时，受测物的捕捉可以在适于配体和受体结合的溶液中进行。
在此受测物的检测方法中，使用了具有粘接层63的工作电极，因此在进行本步骤S3-1时，可以防止固定有用于捕捉受测物的捕捉物90的金属层64剥离。因此，可以高再现性地检测受测物。
在步骤S3-2，用户从光电流检测芯片20的试样注入口30b排出含杂质的剩余液体，清洗光电流检测芯片20内部。以此可以防止因杂质而产生杂波。在此步骤S3-2，当清洗光电流检测芯片20内部时，可以使用如缓冲液(特别是含表面活性剂的缓冲液)、纯净水(特别是含表面活性剂的纯净水)、乙醇等有机溶剂。
在步骤S3-3，用户从光电流检测芯片20的试样注入口30b注入含标记结合物(检测物)的液体，其中该标记结合物中包括与受测物结合的结合物和标记物。以此可以使标记结合物与捕捉到工作电极61上的受测物结合，标记该受测物。
标记结合物由与受测物结合的结合物和标记物构成。标记物是在光照下变为激励状态，从而释放出电子的物质。标记物可以是选自以下物质组成的群中的至少其中之一：金属配合物、有机荧光体、量子点、及无机荧光体。标记物的具体例子可以举出：金属酞菁、钉配合物、锇配合物、铁配合物、锌配合物、9-苯基氧杂蒽(9-phenylxanthene)类色素、花青色素、金属花青(Metallo Cyanine)色素、氧杂蒽类色素、三苯甲烷(triphenylmethane)类色素、氮蒽(acridine)类色素、恶嗪(Oxazine)类色素、香豆素类色素、部花青(Merocyanine)类色素、若丹菁(rhodacyanine)类色素、聚甲炔(polymethine)类色素、卟啉(porphyrin)类色素、酞菁(phtharocyanine)类色素、若丹明类色素、氧杂蒽(xanthene)类色素、叶绿素类色素、曙红(eosin)类色素、红汞(mercurochrome)类色素、靛青(indigo)类色素、BODIPY(氟硼荧)类色素、CALFluor(卡尔科弗卢尔)类色素、俄勒冈绿(Oregongreen)类色素、对甲氨基酚(Rhodol)绿、德克萨斯红、级联蓝(CascadeBlue)、核酸(DNA、RNA等)、硒化镉(cadmium selenide)、碲化镉(Cadmium telluride)、Ln2O3:Re、Ln2O2S:Re、ZnO、CaWO4、MO·xAl2O3:Eu、Zn2SiO4:Mn、LaPO4:Ce、Tb、Cy3、Cy3.5、Cy5、Cy5.5、Cy7、Cy7.5及Cy9(全部为安玛西亚生物科学公司(AmershamBiosciences)生产)；Alexa Fluor 355、Alexa Fluor 405、Alexa Fluor 430、Alexa Fluor 488、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 546、Alexa Fluor 555、Alexa Fluor 568、Alexa Fluor 594、Alexa Fluor 633、Alexa Fluor 647、Alexa Fluor 660、Alexa Fluor680、Alexa Fluor 700、Alexa Fluor 750和Alexa Fluor 790(全部为分子探针(Molecular Probes)公司生产)；DY-610、DY-615、DY-630、DY-631、DY-633、DY-635、DY-636、EVOblue10、EVOblue30、DY-647、DY-650、DY-651、DY-800、DYQ-660和DYQ-661(全部由Dyomics公司生产)；Atto425、Atto465、Atto488、Atto495、Atto520、Atto532、Atto550、Atto565、Atto590、Atto594、Atto610、Atto611X、Atto620、Atto633、Atto635、Atto637、Atto647、Atto655、Atto680、Atto700、Atto725以及Atto740(全部由Atto-TEC GmbH公司生产)；VivoTagS680、VivoTag680和VivoTagS750(全部由VisEnMedical公司生产)。Ln表示La、Gd、Lu或Y，Re表示镧类元素，M表示碱土类金属元素，x表示0.5～1.5的数字。关于标记物的其他例子，可以参考美国专利公报第2009/294305号、特开(日本专利公开)平第7-83927号公报、特愿(日本专利申请)第2008-154179号公报等。
结合物只要是在受测物中与捕捉物90结合的物质即可，可以根据受测物的种类适当选择。比如当受测物为核酸时，结合物可以是与该核酸杂交的核探针或核酸的抗体。当受测物为蛋白质或缩氨酸时，结合物只要是该蛋白质或缩氨酸的抗体即可。当受测物为配体时，结合物可以是此配体的受体。当受测物为受体时，结合物可以是此受体的配体。
在步骤S3-3，未与受测物结合的剩余部分的标记结合物在光电流检测芯片20内的液体中以游离状态存在。因此，在步骤S3-4，用户从光电流检测芯片20试样注入口30b排出液体，清洗光电流检测芯片20内部。以此可以具有提高检测结果的特点。此清洗步骤也可以不进行。在步骤S3-4，使用缓冲液(特别是含表面活性剂的缓冲液)、纯净水(特别是含表面活性剂的纯净水)和乙醇等有机溶剂。
在步骤S3-5，用户从光电流检测芯片20试样注入口30b注入电解液。电解液可以使用含有以下成分的溶液：由能向标记物提供电子的盐构成的电解质、以及非质子极性溶剂、质子极性溶剂或非质子极性溶剂与质子极性溶剂混合物。根据需要，此电解液还可以含有其他成分。电解液可以为胶状也可以为固体。
电解质比如有碘化物、溴化物、金属配合物、硫代硫酸盐、业硫酸盐及其混合物等。具体而言，电解质如有碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铯、碘化钙等金属碘化物；四烷基碘化铵(Tetraalkyl AmmoniumIodide)、吡啶盐碘化物(pyridinium iodide)、咪唑碘化物(imidazolium iodide)等四级氨化合物的碘盐；溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铯、溴化钙等金属溴化物；四烷基溴化铵、吡啶盐溴化物等四级氨化合物的溴盐；氰亚铁酸盐(Ferrocyanides)、二戊铁离子(ferricinium ion)等金属配合物；硫代硫酸钠、硫代硫酸铵、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙等硫代硫酸盐；亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铵、亚硫酸铁、亚硫酸氢钠、亚硫酸钙等亚硫酸盐；及其混合物等。其中最好是四丙基碘化铵和碘化钙。电解液中电解质的浓度最好是0.001～15M。
质子极性溶剂可以用水、以及以水为主且混合了缓冲液成分的极性溶剂等。非质子极性溶剂如有乙腈(CH3CN)等腈类；碳酸丙烯酯(propylene carbonate)、碳酸乙烯酯等碳酸盐类；1，3-二甲基咪唑烷酮(1，3-dimethylimidazolidinone)、3-甲基恶唑烷酮(3-methyloxazolinone)、二烷基咪唑盐(dialkyllimidazolium)等杂环化合物(heterocyclic compound)；二甲基甲酰胺(Dimethylformamide)、二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide)、环丁砜(sulfolane)等。非质子极性溶剂中以乙腈较为理想。质子极性溶剂和非质子极性溶剂可以单独使用或是将两种混合使用。质子极性溶剂和非质子极性溶剂的混合物最好是水和乙腈的混合物。
在此，当电解质为碘化物时，通过注入电解液来溶解构成金属层64的金属、最好是溶解金。此时，捕捉物90、受测物和标记结合物(检测物)均存在于工作电极61上，在标记结合物中的标记物和工作电极61的半导体层62之间进行电子的传递。
在所使用的电解液中，以含有碘或碘化物的电解液较为理想。
用户在进行完步骤S3-1～S3-5之后，将光电流检测芯片20插入图1所示检测装置1的芯片接受部件11。然后向检测装置1下达测定开始指示。插入检测装置1的光电流检测芯片20的电极导线71、72和73连接着电流表14和电源15。通过检测装置1的电源15，以参比电极69为基准，向工作电极61施加任意电位(步骤S3-6)。施加到电极上的电位最好是满足以下条件：当未向检测物照射激励光时的电流值(恒定电流、暗电流)很小，使得检测物产生的光电流最大。电位可以加在对电极上，也可以加在工作电极上。
接下来，在步骤S3-7，通过检测装置1的光源13向工作电极61上的标记物照射激励光。以此激励标记物，使其产生电子。产生的电子向半导体层62移动。因此，工作电极61和对电极66之间有电流流动。在本步骤中，也可以根据需要用分光器或带通滤波器进行调整，只向标记物照射一定波长带的光。
在步骤S3-8，用检测装置1的电流表14测定工作电极61和对电极66之间的电流。用电流表14测定的电流值与检测物的个数相关。因此，根据测定的电流值可以定量受测物。
在步骤S3-9，首先由A/D转换器16将数字化后的电流值输入控制部件17。控制部件17根据预先制定的、用于反映电流值和受测物的量之间的关系的检量线，根据数字化后的光电流值计算出液体试样中的受测物含量。控制部件17再生成检测结果界面，以便在显示器12上显示算出的检测物的量的相关信息。
在步骤S3-10，控制部件17生成检测结果界面传送到显示器12，并显示在显示器12上。
如上所述，在本发明一实施方式涉及的、用电极(工作电极61)检测受测物的检测方法中，在步骤S3-1中，捕捉物90捕捉受测物时可以防止金属层64剥离。从而防止工作电极61上的捕捉物90的数量因金属层64的剥离而发生变动，因此可以高再现性地检测出受测物。
[实施例]
下面通过实施例等详细说明本发明，但本发明不受此限制。
(制造例1)
将硅烷偶联剂，即3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)添加至甲苯中，直至其浓度达到1体积％，得溶液A。
(制造例2)
将将硅烷偶联剂，即3-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)添加至甲笨中，直至其浓度达到1体积％，得溶液B。
(制造例3)
在24个核苷酸长的DNA中导入硫醇基，得硫醇化DNA。将获得的硫醇化DNA添加至杀菌纯净水中，直至其浓度为1μM，得DNA水溶液。
(制造例4～6)
在TBS缓冲液[组成：25mM tris碱(三羟甲基氨基甲烷)，0.15M氯化钠，pH7.4]中添加三(乙烯醇)单-11-十一烷基硫醇(SH-TEG)，直至其浓度达到1mM，得SH-TEG水溶液(制造例4)。在TBS缓冲液中添加巯基乙醇(MCH)，直其浓度达到1mM，得MCH水溶液(制造例5)。用市场出售的封闭剂[NanoBioTech(纳米生物技术)(株)公司制，商品名：纳米生物封闭剂(NanoBio blocker)]作为制造例6的封闭剂。
(参考例1)
(1)制作工作电极主体
运用喷镀法，在二氧化硅(SiO2)制成的基板主体上制成半导体层(工作电极主体)，该半导体层由掺杂锡的氧化铟薄膜(厚约200nm)构成。然后，在将与导电流表连接的工作电极导线连接到半导体层，得基板a1。半导体层兼作导电层和电子收纳层。
(2)制作金属层
用真空蒸镀法，在(1)制成的半导体层上制成由金薄膜(厚度约2nm)构成的金属层，获基板a2。
(3)固定捕捉物
将制造例3中获得的7μL的DNA水溶液滴在(2)中获得的基板a2的金属层上。在基板a2的金属层周围配置硅胶(厚度为0.1mm)，以此充当间隔壁。然后，从基板a2上方盖上玻璃盖，将基板a2和硅胶围起的空间密封起来。基板a2在4℃静置一夜，使构成金薄膜的金、充当捕捉物的硫醇化DNA共价结合。然后，用TBS缓冲液清洗基板a2的金属层。以此获得基板a3。
(4)封闭处理
在基板a3的金属层周围配置硅胶(厚0.1mm)，以此充当间隔壁。然后，在此基板a3和硅胶围成的空间中滴入7μL制造例4中获得的封闭剂。再从基板a3的上方盖上玻璃盖，密封基板a3和硅胶围成的空间。基板a3在4℃静置一夜，封闭金属层中未固定捕捉物的部分。用TBS缓冲液清洗基板a3的金属层。以此获得基板a4。
(5)清洗
为了除去未固定在金属层上的硫醇化DNA，通过以下操作进行清洗。在基板a4的金属层周围配置硅胶(厚0.1mm)，以此充当间隔壁，设置由氟树脂[Teflon(注册商标)]制成的杂交仓(体积20μL)。向杂交仓围成的空间内注入20μL杂交用水溶液[东洋纺织(株)制，商品名：PerfectHyb(注册商标)杂交溶液]。基板a4在恒温槽(65℃)中静置2小时。然后从上述空间排出液体。再在上述空间注入20μL的杂交用水溶液，之后从空间中排出液体。以此，获得了带有杂交仓的工作电极基板。
(试验例1)
(1)杂交处理
将20μL杂交用水溶液注入参考例1中获得的工作电极基板上的杂交仓内。其后，将工作电极基板在恒温槽(65℃)静置2.5小时。再从电极上取下杂交仓。用0.5mL清洗液[含有0.01质量％SDS的2×SSC溶液]清洗工作电极基板三遍后，再用0.5mL杀菌纯净水进行清洗，并干燥。
(2)评价金属层的稳定性
通过目测来评价(1)之后的工作电极主体(半导体层)上的金属层的稳定性。从其结果得知，金属层完全剥离。如果在杂交中捕捉受测物时金属层发生了剥离，金属层上的捕捉物会随着金属层一起从工作电极主体上消失。因此，用半导体层上具有金属层的工作电极基板(参考例1)来检测受测物时，检测灵敏度和测定再现性都很低。
(实施例1)
(1)制作工作电极主体
运用喷镀法，在由二氧化硅(SiO2)制成的基板主体上制成半导体层(工作电极主体)和工作电极导线，其中该半导体层由掺杂锡的氧化铟薄膜(厚约200nm)构成，该工作电极导线连接工作电极主体与电流表，以此获得基板A1。上述薄膜兼作导电层和电子收纳层。
(2)制作粘接层
在制造例1获得的溶液中，将(1)获得的基板A1浸泡一小时。然后用甲苯清洗基板A1后进行干燥。以此在半导体层上制成了由APTES薄膜构成的粘接层。
(3)制作金属层
用真空蒸镀法在(2)中制成的粘接层上制成由金薄膜(厚度约2nm)构成的金属层，获基板A2。
(4)固定捕捉物
在(3)中获得的基板A2的金属层上滴下7μL制造例3获得的DNA水溶液。在基板A2的金属层周围配置硅胶(厚度0.1mm)，以此充当间隔壁。然后，从基板A2的上方盖上玻璃盖，密封由基板A2和硅胶围成的空间。基板A2在4℃静置一夜，使构成金薄膜的金、充当捕捉物的硫醇化DNA共价结合。然后，用TBS缓冲液清洗基板A2的金属层。以此获得基板A3。
(5)封闭处理
在基板A3的金属层周围配置硅胶(厚0.1mm)，以此充当间隔壁。然后，在此基板A3和硅胶围成的空间中，滴入7μL制造例5中获得的封闭剂。再从基板A3的上方盖上玻璃盖，密封由基板A3和硅胶围成的空间。基板A3在4℃静置一夜，封闭金属层中未固定捕捉物的部分。然后，用TBS缓冲液清洗基板A3的金属层。以此获得基板A4。
(6)清洗
为了除去未固定在金属层上的硫醇化DNA，通过以下操作进行清洗。在基板A4的金属层周围配置硅胶(厚0.1mm)，以此充当间隔壁。然后，在硅胶上设置杂交仓(体积20μL)。向杂交仓围成的空间内注入20μL杂交用水溶液。基板A4在恒温槽(65℃)静置2小时。然后从上述空间排出液体。再在上述空间中注入20μL杂交用水溶液后，从空间中排出液体。以此获得带有杂交仓的工作电极基板。
(实施例2)
用制造例6中的封闭剂取代实施例1中使用的制造例5的封闭剂，除此之外，进行与实施例1同样的操作，获得工作电极基板。
(实施例3)
不进行实施例1的封闭处理外，除此之外，进行与实施例1同样的操作，获得工作电极基板。
(实施例4)
用制造例2的溶液B取代实施例1中使用的制造例1的溶液A外，除此之外，进行与实施例1同样的操作，获得工作电极基板。
(实施例5)
用制造例6的封闭剂取代实施例4中使用的制造例5的封闭剂，除此之外，进行与实施例4同样的操作，获得工作电极基板。
(实施例6)
不进行实施例4的封闭处理，除此之外，进行与实施例4同样的操作，获得工作电极基板。
(比较例1)
用制造例5的封闭剂取代参考例1中使用的制造例4的封闭剂，除此之外，进行与参考例1同样的操作，获得工作电极基板。
(比较例2)
用制造例6的封闭剂取代参考例1中使用的制造例4的封闭，除此之外，进行与参考例1同样的操作，获得工作电极基板。
(比较例3)
不进行参考例1的封闭处理，除此之外，进行与参考例1同样的操作，获得工作电极基板。
(试验例2)
进行与试验例1同样的操作，对实施例1～6及比较例1～3中获得的工作电极基板的工作电极上的金属层的稳定性分别进行评价。评价基准如下，评价结果见表1。
[评价基准]
○金属层完全存留。
×有金属层剥离。
[表1]
  连接分子   封闭剂   评价
  实施例1   APTES   A   ○
  实施例2   APTES   B   ○
  实施例3   APTES   -   ○
  实施例4   MPTES   A   ○
  实施例5   MPTES   B   ○
  实施例6   MPTES   -   ○
  比较例1   -   A   ×
  比较例2   -   B   ×
  比较例3   -   -   ×
从表1所示结果得知，在半导体层与金属层之间制成粘接层时(实施例1～6)，在核酸间杂交用的液相中也没有金属层剥离，金属层维持在良好的状态。此结果说明，当使用实施例1～6中获得的各工作电极基板检测受测物时，可以高灵敏度、高再现性地检测受测物。在实施例1～6，粘接层所使用的硅烷偶联剂是与半导体层和金属层二者结合的化合物。由此可知，当使用的光电流检测用电极在半导体层与金属层之间有与半导体层及金属层结合的粘接层时，因为金属层的剥离得以抑制，故可以高灵敏度、高再现性地检测受测物。
另一方面，从表1所示结果可以看出，半导体层与金属层之间没有粘接层时(比较例1～3)，有金属层剥离。由此结果可以看出，如果使用比较例1～3中获得的各工作电极基板来检测受测物的话，检测灵敏度和再现性将会变低。
(制造例7)
将20μL的FITC(异硫氰酸荧光素)标记羊抗鼠免疫球蛋白抗体溶液[DAKO公司制，商品名：小鼠免疫球蛋白(Mouse Immunoglobulines)，目录号：F0479]与20μL的还原剂，即三氯乙基磷酸酯(TCEP)[Pierce公司制，目录号：77712]混合。以1800rpm(转/分)将所得混在合物室温振动90分钟，将抗鼠免疫球蛋白抗体Fab化，获得Fab抗体(Fab化抗鼠免疫球蛋白抗体)。然后，将6μL上述混合物的上清与594μL的TBS缓冲液混合，获得Fab化抗体水溶液。
(实施例7)
(1)制作工作电极主体
运用喷镀法，在由二氧化硅(SiO2)制成的基板主体30a上制成由掺杂锡的氧化铟薄膜(厚约200nm)构成的半导体层62(参照图12)(工作电极主体)，制成连接工作电极主体与电流表的工作电极导线，获得基板A1。半导体层62兼作导电层和电子收纳层。
(2)制作粘接层
将(1)获得的基板A1在制造例1获得的溶液中浸泡一小时。用甲苯清洗基板A1后进行干燥。以此在半导体层62上制成了由硅烷偶联剂，即由APTES薄膜构成的粘接层63(参照图12)。
(3)制作金属层
用真空蒸镀法，在(2)制成的粘接层63上制成由金薄膜(厚度约2nm)构成的金属层64(参照图12)，获基板A2。
(4)固定捕捉物
在基板A2的金属层64周围配置硅胶(厚度0.1mm)，以此作为间隔壁。然后，在硅胶上设置一个仓(体积20μL)。向该仓围成的空间内注入20μL制造例7中获得的Fab化抗体水溶液。然后，基板A2在4℃静置一夜。以此，使捕捉物90(Fab化抗体)和构成金属层64的金共价结合。然后，在安装有仓的状态下，用20μL的TBS缓冲液清洗基板A2的金属层64。以此获得基板A3。
(5)封闭处理
在基板A3的金属层64周围配置硅胶(厚0.1mm)，以此作为间隔壁。然后，在此基板A3和硅胶围成的空间中滴入7μL制造例5中获得的封闭剂。再从基板A3的上方盖上玻璃盖，密封由基板A3和硅胶围成的空间。然后，基板A3在4℃静置一夜，在金属层64中，在未固定捕捉物90(Fab化抗体)的部分的表面形成封闭层65(参照图12)。然后，用TBS缓冲液清洗基板A3的金属层64。以此获得工作电极基板。
(制造例8～11)
向含有1质量％牛血清白蛋白的Tris(三羟甲基氨基甲烷)缓冲液[Tris缓冲液(TBS-T)：含有0.1体积％的聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯(吐温20)的Tris缓冲生理盐水(pH7.4)]中，添加充当受测物S的鼠免疫蛋白，直至其浓度为0.1ng/mL(制造例8)、1ng/mL(制造例9)、10ng/mL(制造例10)、100ng/mL(制造例11)，以此获得含有受测物的液体试样。
(制造例12)
向长度为24个核苷酸的DNA95中导入生物素94和具有光化学活性的标记物96(Alexa Fluor 750)，获得标记生物素化DNA97。将所得标记生物素化DNA97添加到TBS-T中，直至其浓度达到100nM，以此获得标记溶液。
(制造例13)
混合乙腈和碳酸乙烯酯，直至其体积比为2∶3，得非质子极性溶剂。在上述非质子极性溶剂中溶解充当电解质的四丙基碘化铵(Tetrapropyl Ammonium Iodide)，直至其浓度达到0.6M。在所得溶液中再溶解充当电解质的碘，直至其浓度达到0.06M，以此得到溶解诱导电解液。碘和四丙基碘化铵均能溶解金。
(制造例14)
运用喷镀法，在由二氧化硅(SiO2)制成的基板主体上，制成由厚200nm的白金薄膜构成的对电极、由厚200nm白金薄膜构成的参比电极、以及用于连接对电极、参比电极与电流表的电极导线。以此获得对电极基板。
(试验例3)
(1)捕捉受测物
将20μL制造例8～11中获得的各液体试样注入实施例7获得的工作电极基板上的仓内。工作电极基板在室温下静置1.5个小时，用捕捉物90(Fab化抗体)捕捉受测物S(参照图12)。然后在安装有仓的状态下，用20μL的TBS-T清洗工作电极。
(2)标记
用含有1质量％牛血清白蛋白的TBS-T稀释生物素标记抗鼠免疫蛋白抗体(生物素标记二次抗体)溶液[西格玛奥德里奇公司制，产品号：B7151]，直到其体积达到2000倍，以此得稀释抗体溶液。向(1)之后的工作电极基板的仓内注入20μL所得的稀释抗体溶液。工作电极基板在室温下静置30分钟，使生物素标记二次抗体92与工作电极上捕捉的受测物S进行反应(参照图12)。然后，在安装有杂交仓的状态下，用20μL的TBS-T清洗工作电极。
用TBS-T对含链酶亲和素的液体[Vector公司制，产品号：SA-5000]进行稀释，直到其体积达到500倍，以此获得含链酶亲和素的稀释液。在工作电极基板的仓内注入20μL所得的含链酶亲和素的稀释液。工作电极基板在室温静置30分钟，使链酶亲和素93和工作电极上的生物素标记二次抗体92进行反应(参照图12)。然后，在安装有仓的状态下，用20μL的TBS-T清洗工作电极。
向工作电极基板的仓内注入20μL制造例12中获得的标记溶液。工作电极基板在室温下静置1.5小时，使标记生物素化DNA97与工作电极上固定的链酶亲和素93进行结合(参照图12)。然后，在安装有杂交仓的状态下，用20μL的TBS-T和20μL的杀菌纯净水清洗工作电极，以便除去未结合的标记物。之后，取下仓，用0.5mL杀菌纯净水清洗工作电极三次后，进行干燥。
(3)测定光电流
在工作电极基板的周围配置硅胶，形成厚0.2mm的侧壁。在工作电极基板和硅胶围成的空间中，填入制造例13中获得的电解液12μL。从工作电极基板的上方盖上制造例14中获得的对电极基板，密封填充有电解液的空间。以此，让工作电极、对电极及参比电极接触电解液。然后，将电极导线连接到电流表。
以参比电极为基准，向工作电极施加0V的电压。与此同时，通过光源[相干(Coherent)公司制，商品名Cube785]，从工作电极基板一侧向对电极基板照射激光[波长约785nm，输出约13mW]。此时，让激光按一定周期(1Hz)开·关(on/off)。在激光开·关20下时，测定激光开时(on时)工作电极与对电极之间流过的光电流。在试验例3，调查了受测物浓度与光电流的关系，图13是反映其结果的图表。
从图13所示结果得知，用抗体(Fab化抗鼠免疫蛋白抗体)作为捕捉物，并通过抗原抗体反应检测受测物的抗原时，如果所使用的工作电极基板中满足以下条件的话，则杂波降低至不妨碍光电流检测的程度，且光电流依据受测物浓度而增强，其中上述条件为：在半导体层62和金属层64之间设有粘接层63，该粘接层63由与半导体层62和金属层64二者结合的化合物-硅烷偶联剂构成。
(制造列15)
在TBS缓冲液中添加L-半胱氨酸，直至其浓度达1mM，以此得溶液C。
(制造列16)
在PBS中添加多聚-L-赖氨酸盐酸盐[西格玛奥德里奇公司制，目录号：P2658-25MG，α-多聚-L-赖氨酸盐酸盐、粘度平均分子量：15000-30000Da]，直至其浓度达到100μM，以此得溶液D。
用氨基酸和多聚氨基酸作为连接分子，对DNA进行了检测，其实施例如以下实施例8和实施例9所示。
(实施例8)
(1)制作工作电极主体
运用喷镀法，在由二氧化硅(SiO2)制成的基板主体上制成由掺杂锡的氧化铟薄膜(厚约200nm)构成的半导体层(工作电极主体)、以及用于连接工作电极主体与电流表的工作电极导线，以此获得基板A1。上述薄膜兼作导电层和电子收纳层。
(2)制成粘接层
在(1)获得的基板A1的半导体层周围配置硅胶(厚0.2mm)，以此充当间隔壁。在此基板A1和硅胶围成的空间中，滴入30μL制造例15中获得的溶液C，然后将基板A1在4℃静置一夜。用TBS缓冲液清洗基板A1，并进行风干。以此，在半导体层上形成了由L-赖氨酸薄膜构成的粘接层。
(3)制成金属层
用真空蒸镀法，在(2)制成的粘接层上制成由金薄膜(厚度2nm)构成的金属层，以此得基板A2。
(4)固定捕捉物
将12μL制造例3中获得的DNA水溶液滴在(3)中的基板A2的金属层上。在基板A2的金属层周围配置硅胶(厚0.1mm)，以此充当间隔壁。从基板A2的上方盖玻璃盖，密封由基板A2和硅胶围成的空间。基板A2在4℃静置一夜，使构成金薄膜的金、以及充当捕捉物的硫醇化DNA共价结合。然后，用TBS缓冲液清洗基板A2的金属层。
为了除去非特异性吸附在金属膜和半导体层上的探针DNA，进行以下操作，以清洗固定有DNA探针的基板表面。先在硅胶上设置杂交仓(体积20μL)。向杂交仓围成的空间注入20μL杂交用水溶液[东洋纺绩(株)制，商品名：PerfectHyb(注册商标)杂交溶液]。基板A2在恒温槽(45℃)静置2小时。然后，从上述空间排出清洗液。再向上述空间注入100μL的杂交用水溶液，再进行与前述同样的操作。以此获得工作电极基板。
(实施例9)
用制造例16中获得的溶液D取代实施例8中使用的制造例15中的溶液C，除此之外，进行与实施例8同样的操作，获得工作电极基板。
(比较例4)
用TBS缓冲液取代实施例8中使用的制造例15中的溶液C，除此之外，进行与实施例8同样的操作，获得工作电极基板。
(比较例5)
与实施例8中使用制造例15中的溶液C不同，在此什么也不使用，除此之外，进行与实施例8同样的操作，获得工作电极基板。
(试验例4)
(1)杂交处理
将100μL杂交用水溶液、或是含有10nM用Alexa Fluor 750标记过的DNA的杂交用水溶液注入实施例8、9及比较例4、5中获得的工作电极基板上的杂交仓内。
其后，将工作电极基板在恒温槽(45℃)中静置4小时。再从电极上取下杂交仓。用清洗液[含有0.01质量％SDS的2×SSC溶液]和杀菌纯净水清洗工作电极基板，并进行干燥。
(2)评价金属层的稳定性
与试验例1同样，通过目测，评价实施例8、9和比较例4、5中获得的各工作电极基板的工作电极上的金属层的稳定性。结果见表2。
[评价基准]
○金属层完全存留。×有金属层剥离。
[表2]
  连接分子   评价
  实施例8   L-半胱氨酸   ○
  实施例9   多聚-L-赖氨酸   ○
  比较例4   TBS   ×
  比较例5   -   ×
从表2所示结果可以看出，当半导体层和金属层之间有连接分子，即L-半胱氨酸或是多聚-L-赖氨酸构成的粘接层时(实施例8和9)，没有金属层剥离，金属层维持在良好的状态。由此说明，当使用的工作电极基板满足以下条件时，可以高灵敏度、高再现性地检测受测物，其中所述条件为：连接分子是与半导体层和金属层二者结合的化合物，即L-半胱氨酸等氨基酸、或是多聚-L-赖氨酸等多聚氨基酸。
(试验例5)
(1)杂交处理
向实施例8、9及比较例4、5中获得的工作电极基板上的杂交仓内注入100μL杂交用水溶液、或是含有10nM用Alexa Fluor 750标记过的DNA的杂交用水溶液。
其后，将工作电极基板在恒温槽(45℃)静置4小时。再从电极上取下杂交仓。用清洗液[含有0.01质量％SDS的2×SSC溶液]和杀菌纯净水清洗工作电极基板，并进行干燥。
(2)诱导受测物
用硅胶围在(1)之后的工作电极基板的周围，以此形成厚0.2mm的侧壁。在工作电极基板与硅胶围成的空间中注入12.5μL制造例13中获得的溶解诱导电解液。从工作电极基板上方盖上制造例14中获得的对电极基板，密封上述填充了溶解诱导电解液的空间。以此，使工作电极上的金薄膜、对电极、及参比电极与溶解诱导电解液接触。保持此状态并在室温放置5分钟后，将电极导线与电流表连接，测定光电流。
(2)测定光电流
以参比电极为基准，向工作电极施加0V的电压。与此同时，光源从工作电极基板一侧向对电极基板照射激光(波长约785nm，输出13mW)。此时让激光按一定周期(1Hz)开·关(on/off)。在激光开·关20下时，测定激光开时(on时)工作电极和对电极之间流过的光电流。在试验例5，用实施例8和9获得的工作电极基板测定了光电流，其结果见图14。图中，黑条表示使用杂交水溶液(Alexa Fluor 750标记DNA的浓度：0nM)时的光电流值，白条表示使用含有10nM的AlexaFluor 750标记DNA的杂交水溶液时的光电流值。图中，误差条表示在同一工作电极上的三点所获得的光电流值的标准偏差。图中“DNA”表示Alexa Fluor 750标记DNA。
从图14所示结果得知，在将多聚-L--赖氨酸作为连接分子的工作电极基板(实施例9)中、以及将L-半胱氨酸作为连接分子的工作电极基板(实施例8)中，都可以良好地检测出因Alexa Fluor 750标记DNA的Alexa Fluor 750而产生的光电流。由此结果说明，在以L-半胱氨酸等氨基酸为连接分子的工作电极基板中，或是以多聚-L-赖氨酸等多聚氨基酸为连接分子的工作电极基板中，均可以良好地检测出受测物。
另外，从图14所示结果可以看出，使用以多聚-L-赖氨酸为连接分子的工作电极基板(实施例9)时，因Alexa Fluor 750而产生的光电流大于以下光电流：使用以L-半胱氨酸为连接分子的工作电极基板(实施例8)时，因Alexa Fluor 750而产生的光电流。而且，使用以多聚-L-赖氨酸为连接分子的工作电极基板(实施例9)时的信号杂波比(S/N)大于以下比值：使用以L--半胱氨酸为连接分子的工作电极基板(实施例8)时的S/N。由此结果得知，从高灵敏度地检测受测物的角度出发，连接分子最好使用多聚-L-赖氨酸，而不是L-半胱氨酸。
(实验例1)
(1)制作工作电极基板
1.运用喷涂法，在玻璃(SiO2)制成的基板主体的表面上制成氧化铟锡(ITO)薄膜(厚约200nm)，在其上面再制成掺锑二氧化锡(ATO)薄膜(厚约100nm)，以此获得工作电极1。在工作电极1上制成氧化钛(TiO2)薄膜(厚约10nm)，以此获得工作电极2。氧化钛历来就被用来粘接半导体与金属。
(2)测定光电流
在工作电极基板周围配置硅胶，形成厚0.2mm的侧壁。在该工作电极基板与硅胶围成的空间中，注入12μL制造例13中获得的电解液。从工作电极基板的上方盖上制造例14中获得的对电极基板，密封填充了上述电解液的空间。以此，使工作电极、对电极及参比电极与电解液接触。之后将电极导线与电流表连接。
以参比电极为基准，向工作电极施加0V电压。与此同时，光源从工作电极基板一侧向对电极基板照射波长473nm的激光[输出13mW，所用光源：高意激光技术有限公司(Photop Suwtech)制，商品名：DPBL-9050]、波长640nm的激光[输出13mW，所用光源：相干(Coherent)公司制，商品名：Cube-640]、或波长785nm的激光[输出13mW，所用光源：相干(Coherent)公司制，商品名：Cube-785]。此时，让激光按一定周期(1Hz)开·关(on/off)。当激光开·关20下时，测定激光开时(on时)工作电极和对电极之间流过的光电流。图15是表示实验例1中测定光电流所得到的结果的图表。实验号1表示向工作电极2照射波长473nm的激光时，来源于工作电极的光电流，实验号2表示向工作电极2照射波长640nm的激光时，来源于工作电极的光电流，实验号3表示向工作电极2照射波长785nm的激光时，来源于工作电极的光电流，实验号4表示向工作电极1照射波长473nm的激光时，来源于工作电极的光电流，实验号5表示向工作电极1照射波长640nm的激光时，来源于工作电极的光电流，实验号6表示向工作电极1照射波长785nm的激光时，来源于工作电极的光电流。
从图15所示结果可以看出，与没有氧化钛薄膜的工作电极1(实验号4～6)相比，在具有氧化钛薄膜的工作电极2(实验号1～3)中，来源于工作电极的光电流值增大到10倍以上。由此结果可以说明，在用于光电流检测的工作电极基板中，当以氧化钛薄膜为粘接层粘接半导体层和金属层时，来源于工作电极的光电流值大大增加，，结果导致S/N显著下降。因此可以认为，以前往往将钛用于粘接半导体和金属，但在用于检测光电流的工作电极基板中，难以将其作为保持金属层稳定的粘接层使用。
从以上结果得知，在本发明的电极中，半导体层和金属层之间具有由连接分子构成的粘接层，通过这种粘接层，可以更牢固地粘接半导体层和金属层。因此，在检测检测物的过程中，无论是捕捉物捕捉检测物时，还是对工作电极进行封闭处理以提高检测灵敏度时，金属层都难以剥离。从而得出结论，在光化学检测方法中，使用本发明的电极，可以高再现性地检测受测物。

Claims (13)

1.一种光电流检测用电极，该光电流检测用电极用光电化学方法检测因光激励而产生电子的检测物，其包括：
由半导体构成的电极主体，该半导体接受所述检测物在激励光的照射下产生的电子；
粘接层，含有位于所述电极主体上的连接分子；及
金属层，由所述粘接层上的金属构成。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：
在所述金属层上还固定有用于捕捉检测物的捕捉物。
3.根据权利要求2所述的电极，其特征在于：
所述金属层上未固定所述捕捉物的部分由封闭剂封闭。
4.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：
所述连接分子包括：硅烷偶联剂；钛酸酯偶联剂；及选自式(1)所示化合物群中的至少其中之一：
R1-X-R2    (1)
式中，R1表示硅烷醇基、磷酸基、硫醇基或羧基，R2表示氨基、硫醇基、碳数1～4的烷基、羟基、羧基、磺酸基、环氧基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基或乙烯基，X表示式(2)：
(CH2)m    (2)
(式中，m表示1～20的整数)或式(3)：
【化1】
Figure FSA00000645419300011
(式中，n表示1～100的整数)，在式(1)所示分子中也可以有酰胺键、酯键、醚键或二硫键。
5.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：
所述连接分子为含氨基酸或氨基酸残基的化合物。
6.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：
用光电化学方法检测因光激励而产生电子的检测物时所使用的电解液能溶解构成所述金属层的金属。
7.根据权利要求6所述的电极，其特征在于：
所述金属是金和钯中的至少一种金属。
8.一种用光电化学方法检测因光激励而产生电子的检测物的工作电极基板，包括：
基板主体；及
光电流检测用电极；其中
所述光电流检测用电极包括：
位于所述基板主体上，由半导体构成的电极主体，该半导体接受所述检测物在激励光的照射下产生的电子；
位于此电极主体上，含连接分子的粘接层；及
位于此粘接层上，由金属构成的金属层。
9.根据权利要求8所述的工作电极基板，其特征在于：
在所述金属层上还固定有用于捕捉检测物的捕捉物。
10.根据权利要求9所述的工作电极基板，其特征在于：
所述金属层上未固定所述捕捉物的部分由封闭剂封闭。
11.一种用光电化学方法检测因光激励而产生电子的检测物的光电流检测用电极的制造方法，包括：
在由半导体构成的电极主体上形成含有连接分子的粘接层，其中所述半导体用于接受因光激励而产生的电子；
在所述粘接层上形成金属层。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
在所述金属层上固定用于捕捉检测物的捕捉物。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：用封闭剂对所述金属层上未固定所述捕捉物的部分进行封闭处理。
CN2011104461249A 2010-12-28 2011-12-28 光电流检测用电极及其制造方法和工作电极基板 Pending CN102590304A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010293707 2010-12-28
JP2010-293707 2010-12-28
JP2011257332A JP2012150097A (ja) 2010-12-28 2011-11-25 光電流検出用電極及びその製造方法並びに作用電極基板
JP2011-257332 2011-11-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102590304A true CN102590304A (zh) 2012-07-18

Family

ID=45540749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011104461249A Pending CN102590304A (zh) 2010-12-28 2011-12-28 光电流检测用电极及其制造方法和工作电极基板

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120161268A1 (zh)
EP (1) EP2472260A1 (zh)
JP (1) JP2012150097A (zh)
CN (1) CN102590304A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105021575A (zh) * 2015-07-21 2015-11-04 青岛大学 基于局域表面等离子体共振检测激酶活性的光电传感器
CN111812171A (zh) * 2020-07-15 2020-10-23 哈尔滨工业大学（深圳） 一种集成式光电化学传感电极及其应用
CN112946253A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 广东菲鹏生物有限公司 用于免疫诊断试剂中固相载体的封闭阶段处理剂及应用和产品
CN115268150A (zh) * 2022-07-19 2022-11-01 广州华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及其制作方法、显示装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015096846A (ja) 2013-10-10 2015-05-21 シスメックス株式会社 被検物質検出方法、蛍光検出方法、並びにそれらの検出方法に用いる被検物質検出装置、蛍光検出装置
TWI583947B (zh) * 2013-12-16 2017-05-21 聖高拜塑膠製品公司 電極及製造電極的方法
WO2018102175A1 (en) 2016-11-30 2018-06-07 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Electrode and method for making an electrode

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009070665A1 (en) * 2007-11-27 2009-06-04 Massachusetts Institute Of Technology Near field detector for integrated surface plasmon resonance biosensor applications
JP2010092813A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Shimane Prefecture 光電変換用酸化物半導体電極、その作製方法及びこれを備えた色素増感太陽電池
CN101726528A (zh) * 2008-10-31 2010-06-09 希森美康株式会社 检查芯片、检测装置以及被检物质的检测方法
WO2010107088A1 (ja) * 2009-03-18 2010-09-23 Toto株式会社 光電流を用いた被検物質の特異的検出に用いられる測定装置、それに用いられるセンサユニット、および光電流を用いた被検物質の特異的検出方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3410777B2 (ja) 1993-09-13 2003-05-26 株式会社東芝 超微粒子無機蛍光体標識特異的結合物質およびこれを用いた検出方法
WO2007037341A1 (ja) 2005-09-29 2007-04-05 Toto Ltd. 光電流を用いた被検物質の特異的検出方法、それに用いられる電極、測定用セルおよび測定装置
JP2008154179A (ja) 2006-12-20 2008-07-03 Sanyo Electric Co Ltd 折畳式携帯電話装置
JP5172606B2 (ja) 2008-10-30 2013-03-27 シスメックス株式会社 被検物質の特異的検出方法および装置、ならびに検査チップ
EP2182359B1 (en) * 2008-10-30 2015-03-04 Sysmex Corporation Method for detecting analyte
JP5502413B2 (ja) 2008-10-31 2014-05-28 シスメックス株式会社 検査チップ、被検物質検出装置および被検物質の特異的検出方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009070665A1 (en) * 2007-11-27 2009-06-04 Massachusetts Institute Of Technology Near field detector for integrated surface plasmon resonance biosensor applications
JP2010092813A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Shimane Prefecture 光電変換用酸化物半導体電極、その作製方法及びこれを備えた色素増感太陽電池
CN101726528A (zh) * 2008-10-31 2010-06-09 希森美康株式会社 检查芯片、检测装置以及被检物质的检测方法
WO2010107088A1 (ja) * 2009-03-18 2010-09-23 Toto株式会社 光電流を用いた被検物質の特異的検出に用いられる測定装置、それに用いられるセンサユニット、および光電流を用いた被検物質の特異的検出方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAI LI,ET AL.: "Aminosilane Micropatterns on Hydroxyl-Terminated Substrates:Fabrication and Applications", 《LANGMUIR》 *
W.K.HAN,ET AL.: "Superconformal filling of 41nm trenches with Cu electroless deposition on Au-activated self-assembled monolayer", 《MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105021575A (zh) * 2015-07-21 2015-11-04 青岛大学 基于局域表面等离子体共振检测激酶活性的光电传感器
CN112946253A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 广东菲鹏生物有限公司 用于免疫诊断试剂中固相载体的封闭阶段处理剂及应用和产品
CN111812171A (zh) * 2020-07-15 2020-10-23 哈尔滨工业大学（深圳） 一种集成式光电化学传感电极及其应用
CN111812171B (zh) * 2020-07-15 2022-04-15 哈尔滨工业大学（深圳） 一种集成式光电化学传感电极及其应用
CN115268150A (zh) * 2022-07-19 2022-11-01 广州华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及其制作方法、显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012150097A (ja) 2012-08-09
EP2472260A1 (en) 2012-07-04
US20120161268A1 (en) 2012-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102590304A (zh) 光电流检测用电极及其制造方法和工作电极基板
CN102539506B (zh) 待测物的电化学检测方法
US8092670B2 (en) Method for specifically detecting analyte using photocurrent, and electrode, measuring cell and measuring device for use therein
Arkan et al. Multiwall carbon nanotube-ionic liquid electrode modified with gold nanoparticles as a base for preparation of a novel impedimetric immunosensor for low level detection of human serum albumin in biological fluids
EP2515112B1 (en) Method for electrochemically detecting analyte
JP5795184B2 (ja) 被検物質の電気化学的検出方法
CN101458215B (zh) 一种多联吡啶钌络合物的电化学发光适配子传感器及制法
CN101726527B (zh) 对被检物质进行检测的方法
US20100112578A1 (en) Test chip, detection apparatus, and method for detecting analyte
CN103913571B (zh) 一种阵列断裂电极的免疫检测装置和应用
CN102539741B (zh) 检测物的检测装置、电极、基板、检查芯片及检测方法
JP5931788B2 (ja) 被検物質の電気化学的検出方法
Zeng et al. AIEgens-enhanced rapid sensitive immunofluorescent assay for SARS-CoV-2 with digital microfluidics
CN101726528A (zh) 检查芯片、检测装置以及被检物质的检测方法
JP4873219B2 (ja) 増感色素の光励起により生じる光電流を用いた被検物質の特異的検出に用いられる電極ユニット、ならびにそれを用いたセンサセルおよび測定装置
US20060222565A1 (en) Method for producing an arrangement comprising a plurality of layers on the base of semiconductor substrate, multi-layer arrangement, and biosensor
JP2008020205A (ja) 光電流を用いた被検物質の特異的検出に用いられるゲルシート、それを用いた検出方法、センサユニット、および測定装置
JP2012233878A (ja) 被検物質の電気化学的検出方法
JP4831524B2 (ja) 増感色素の光励起により生じる光電流を用いた被検物質の特異的検出に用いられるセンサセルおよび測定装置
JP2006284413A (ja) 色素増感型バイオセンサ用ブロッキング剤
JP2009186453A (ja) 光電流を用いた被検物質の特異的検出に用いられるセンサユニットおよびそれを用いた測定装置
EP2182359B1 (en) Method for detecting analyte
JP2009186454A (ja) 光電流を用いた被検物質の特異的検出に用いられるセンサユニットおよびそれを用いた測定装置
EP2784493B1 (en) Measuring method for biological substance and measuring device therefor
JP5480105B2 (ja) 電極基板、作用電極および検査チップ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120718