CN103649742A - 电化学检测器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

电化学检测器(100)是通过使氧化还原作用循环发生来检测液体中的物质的电化学检测器，具备：具有第1电极面(20a)的第1工作电极(20)；具有第2电极面(40a)的第2工作电极(40)；和多个绝缘性的间隔物粒子(50)，使所述第1以及第2电极面(20a、40a)面对面配置，以使得在所述第1以及第2电极面(20a、40a)间形成电场(F)，多个间隔物粒子(50)沿所述第1以及第2电极面(20a、40a)配置，以使所述第1以及第2电极面(20a、40a)分离。

Description

电化学检测器及其制造方法
技术领域
本发明涉及在用于液体中的离子、有害物质、生理活性物质的定性、定量分析的电化学传感器、色谱法等的检测器中使用的电化学检测器以及其制造方法，特别涉及能高灵敏度且以少量的溶液检测目的物质的电化学检测器以及其制造方法。
背景技术
电化学测定用于包含在溶液中的离子、分子的定性分析等，通过将工作电极浸渍在包含检体物质的试样溶液中，测定检体物质在工作电极上电化学地反应时流过工作电极的电流值，来检测试样溶液中的检体物质。
作为用于电化学测定的电化学检测器，广泛使用组合2个梳型的工作电极的构成(例如专利文献1)。
图11示出其一例。图11(a)是组合2个梳型的工作电极的电化学检测器的俯视图，图11(b)是图11(a)的A-A’的截面图。图11所示的电化学检测器形成为梳型的工作电极802以及803在绝缘性基板801上咬合。电化学测定如下那样进行。首先，使包含检体物质试样溶液200的液滴滴注到该电化学检测器上。接下来，对工作电极802以及803赋予分别不同的电位，则检体物质在一方的工作电极(例如802)被氧化，之后，在相邻的另一方的工作电极(例如803)被还原而返回原本的物质。其结果，在2个电极802、803间反复氧化和还原，发生所谓的氧化还原作用循环。
图12示意地示出在组合2个梳型的工作电极的电化学检测器中发生的氧化还原作用循环的样子。试样溶液中的检体物质即还原体Red，例如在工作电极802被氧化而成为氧化体Ox后，在相邻的另一方的工作电极803被还原从而返回原本的还原体Red。通过让1个还原体Red反复氧化和还原，伴随氧化还原反应而流过工作电极的电流的表见的量增加。
因此，若用这样的电极进行电化学测定，则能灵敏度良好地检测试样溶液中的检体物质。特别是，发生检体物质的氧化还原反应的相邻的2个工作电极的密度越大、即图11中的工作电极802以及803的电极宽度以及间隔越小，则每单位时间的氧化还原作用循环的发生数就越多，就能进行越高灵敏度的电化学测定。
近年来，使用电化学检测器的电化学测定也应用在测定生物体中的抗原等蛋白质的生物传感器中。这种情况下，为了检测蛋白质，例如形成蛋白质和被酶标记的抗体的复合体，进而使该复合体的酶标记与基质反应来生成进行氧化还原作用循环的物质(氧化还原作用种)。由于生成的氧化还原作用种的量与蛋白质的量成正比，因此通过以电化学测定检测生成的氧化还原作用种，能间接地测定蛋白质的浓度。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开平1-272958号公报
发明的概要
发明要解决的课题
但是，所述现有的组合2个梳型的工作电极的电化学检测器有以下的课题。
首先，由于工作电极802、803处于同一平面，因此试样溶液滴下到该平面上，通过表面张力以从该平面向上方鼓出的状态被保持。若施加电压，则在工作电极802、803间产生电场，该电场的强弱随着朝向试样溶液的上部而变小。为此，例如在一方的工作电极802被氧化的检体物质会未到达相邻的另一方的工作电极803而向试样溶液的上部，未被还原，氧化还原作用循环会被切断。其结果，有如下课题：流过工作电极802、803的电流的增加受到抑制，检测灵敏度降低。
另一方面，图11所示那样的2个梳型的工作电极802以及803通过使用公知的光刻技术等对薄膜状的导电体微细加工而形成。为了提升使用其的电化学测定的检测灵敏度，需要如上述那样使工作电极的电极宽度以及间隔较小。但是，为了进行这样的微细加工，需要极其高度的加工技术和高价的加工装置，这成为成本上升的要因。
发明内容
本发明鉴于相关点而提出，目的在于提供能进行高灵敏度的电化学测定且能以低成本制作的电化学检测器以及其制造方法。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的电化学检测器是通过使氧化还原作用循环发生来检测液体中的物质的电化学检测器，具备：第1绝缘性基板；形成于所述第1绝缘性基板的一个主面的第1工作电极；第2绝缘性基板；形成于所述第2绝缘性基板的一个主面的第2工作电极；和多个绝缘性的隔离物，所述第1以及第2工作电极在俯视观察下重复且面对面地配置，所述多个隔离物沿所述第1以及第2工作电极配置，以使所述第1以及第2工作电极分离。
本发明所涉及的电化学检测器的制造方法包含：在第1绝缘性基板的一个主面形成第1工作电极的工序；在第2绝缘性基板的一个主面形成第2工作电极的工序；在所述第1工作电极上配置多个隔离物的工序；和配置所述第2工作电极使得所述第1以及第2工作电极在俯视观察下重复且面对面的工序。
发明的效果
本发明所涉及的电化学检测器以及其制造方法，能提供能进行高灵敏度的电化学测定且能以低成本制作的电化学检测器以及其制造方法。
附图说明
图1(a)是示意地表示第1实施方式所涉及的电化学检测器100的构成的立体图，(b)是示意地表示图1的截面构成的图。
图2(a)是第1实施方式所涉及的电化学检测器100的分解立体图，(b)是从形成第1工作电极20的一个主面观察构成电化学检测器100的第1绝缘性基板10的立体图，(c)是从形成第2工作电极40的一个主面观察第2绝缘性基板30的立体图。
图3是示意地表示使用了第1实施方式所涉及的电化学检测器100的电化学测定装置的立体图。
图4(a)是示意地表示使试样溶液200与第1实施方式所涉及的电化学检测器100接触的情况下的截面构成的图，(b)是用于示意地说明在电化学检测器100发生的氧化还原作用循环的截面图。
图5(a)以及(b)是用于说明第1实施方式的电化学检测器100的制造方法的工序立体图。
图6(a)以及(b)是用于说明第1实施方式的电化学检测器100的制造方法的工序立体图。
图7(a)以及(b)是用于说明第1实施方式的电化学检测器100的制造方法的工序立体图。
图8是示意地表示在第2实施方式中使用的电化学检测器的截面构成的图。
图9是示意地表示在第3实施方式中使用的电化学检测器的截面构成的图。
图10是示意地表示在第4实施方式中使用的电化学检测器的截面构成的图。
图11(a)是现有的电化学检测器的俯视图，(b)是(a)的A-A’的截面图。
图12是用于示意地说明在现有的电化学检测器发生的氧化还原作用循环的截面图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。在下面的附图中，为了说明的简化，以同一参考符号表示具有实质同样功能的构成要素。另外，本发明并不限定于以下的实施方式。
(第1实施方式)
参照图1以及图2来说明第1实施方式所涉及的电化学检测器。
图1(a)示意地表示在第1实施方式中使用的电化学检测器的立体图。图1(b)示意地表示以被图1(a)的A-A’、B-B’、C-C’、D-D’、包围的平面而切取的截面构成。
图2(a)是分解第1实施方式的电化学检测器的立体图。图2(b)示意地表示从形成第1工作电极20的一个主面观察第1绝缘性基板10的立体图。图2(c)示意地表示从形成第2工作电极40的一个主面观察第2绝缘性基板30的立体图。
电化学检测器100具备：第1绝缘性基板10、形成于第1绝缘性基板10的一个主面的第1工作电极20、第2绝缘性基板30、形成于第2绝缘性基板30的一个主面的第2工作电极40、和多个绝缘性的间隔物粒子50。第1工作电极20具有第1电极面20a，第2工作电极40具有第2电极面40a。将第1电极面20a以及第2电极面40a配置为相互面对，以使得在第1电极面20a以及第2电极面40a间形成电场F。在第1实施方式中，第1电极面20a以及第2电极面40a是平面，在俯视观察下重复。多个间隔物粒子50使第1电极面20a以及第2电极面40a分离地沿第1电极面20a以及第2电极面40a配置。
另外，作为优选的构成，第1绝缘性基板10具备第3电极41，第3电极41介由连接部件80与第2工作电极40电连接。
进而，第1绝缘性基板10，优选在与第1工作电极20的同一面上具备参考电极60和对置电极70。另外，第1绝缘性基板具备用于使测定容易的取出电极21、42、61、71。第1工作电极20介由布线与取出电极21电连接，第3电极41介由布线与取出电极42电连接，参考电极60介由布线与取出电极61电连接，对置电极70介由布线与取出电极71电连接。
绝缘性基板10以及30只要至少形成工作电极的面的表面是绝缘性的基板就不问材质，例如由玻璃基板、树脂基板、陶瓷基板、石英基板、或带氧化膜硅基板构成。绝缘性基板10以及30的厚度例如为100μm～2mm。
工作电极20以及40能由导电性材料构成，例如由金、铂、银、铬、钛、不锈钢等金属、包含金属粉末或导电性碳粉末的膏组成物构成。特别地，从用于使检体物质氧化或还原的电子授受的容易程度的观点出发，优选金、铂、包含导电性碳粉末的膏组成物。工作电极20以及40的厚度例如为10nm～35μm，表面粗度例如是中心线平均粗度Ra为0.01μm～1μm。工作电极20以及40并不需要由1种导电性材料构成，例如也可以是由不同的材料构成的2层以上的层叠构造的电极。这种情况下，工作电极20以及40的表层由导电性材料构成。由于这些表层是与检体物质相接的区域、即在与检体物质间授受电子而引起氧化或还原反应的实质的区域，因此需要导电性。这种情况下，表层的导电性材料的厚度若过薄则会产生小孔等，因此例如优选为5nm～5μm。
绝缘性的间隔物粒子50只要是至少表面为绝缘性的粒子即可，可以是任何材质，例如由二氧化硅、玻璃、树脂、或陶瓷构成。间隔物粒子50的作用在于将第1工作电极20和第2工作电极40的分离距离保持为恒定的间隙控制。即，与第1工作电极20以及第2工作电极40垂直的方向的间隔物粒子50的高度，决定第1电极面20a以及第2电极面40a的分离距离。该高度例如为20nm以上且3μm以下。另外，间隔物粒子50的个数，是为了将第1工作电极20和第2工作电极40的分离距离保持为恒定所需要的个数，至少为3个以上。若该个数过多，则会覆盖第1工作电极20以及第2工作电极40的表面而不能确保电化学反应所需要的工作电极的面积。为此，该个数实际成为例如3个以上且20个以下。另外，间隔物粒子50配置在第1电极面20a或第2电极面40a。在第1实施方式中，第2电极面40a大于第1电极面20a，俯视观察下第1电极面20a整体位于第2电极面40a的内侧，与其重复。该重复区域中的间隔物粒子50的面密度优选为0.01个/mm2以上1个/mm2以下。间隔物粒子50的形状在图1(b)以及图2(a)中为球状，但只要多个间隔物粒子的高度一致，则并不限定于此，例如也可以是椭圆球状或圆柱状。另外，间隔物粒子50优选通过粘着等固定在第1工作电极20或第2工作电极40的至少其中一方。
第3电极41、参考电极60以及对置电极70能由导电性材料构成，例如由金、铂、银、铬、钛、不锈钢等金属、包含金属粉末或导电性碳粉末的膏组成物构成。从制造的简化的观点出发，第3电极41优选与第1工作电极20为相同的材质、厚度以及表面粗度。
连接部件80能由导电性材料构成，例如由金、铝、铜、焊锡等金属、包含金属粉末或导电性碳粉末的膏组成物构成。连接部件80的高度优选与间隔物粒子50相同，例如为20nm以上3μm以下。连接部件80的个数在图2(a)中为1个，但并不限于此，也可以为多个。
参照图3以及图4来说明使用了第1实施方式所涉及的电化学检测器100的电化学测定的方法。
图3示意地表示使用了电化学检测器100的电化学测定装置的立体图。与第1工作电极20(图2(a))连接的取出电极21，与对偶用恒电位仪(potentiostat)91连接。介由连接部件80(图2(a))以及第3电极41(图2(b))与第2工作电极40(图2(c))连接的取出电极42，与恒电位仪92连接。另外，与参考电极60(图2(a))连接的取出电极61，与对偶用恒电位仪91和恒电位仪92连接。与对置电极70(图2(a))连接的取出电极71，与恒电位仪92连接。进而，恒电位仪92与信号发生器(function generator)93连接。
在图3所示的电化学测定装置中，通过对偶用恒电位仪91使第1工作电极20的电位恒定，通过信号发生器93使第2工作电极40的电位变化，由此对第1工作电极20和第2工作电极40赋予分别不同的电位。参考电极60成为电位的基准。在电化学测定中，使包含检体物质的试样溶液存在于第1工作电极20与第2工作电极40间，对第1工作电极20和第2工作电极40赋予分别不同的电位。基于该电位差而在第1工作电极20与第2工作电极40间发生检体物质的氧化还原作用循环，在工作电极20、40流过电流。能通过检测该电流值来检测检体物质。
图4(a)示意地表示在电化学检测器100中使包含检体物质的试样溶液200存在于第1工作电极20与第2工作电极40间的情况下的截面构成。图4(b)示意地表示由于存在于第1工作电极20与第2工作电极40间的试样溶液中的检体物质被氧化还原而发生的氧化还原作用循环。
试样溶液200例如使用注射器或点滴器等，利用毛细管现象从被第1工作电极20和第2工作电极40所夹的空间的未封闭的侧面的任意处注入。注入的试样溶液200通过其表面张力而与第1工作电极20、第2工作电极40、参考电极60以及对置电极70接触地被保持。
如图4(b)所示，包含于试样溶液200的检体物质即还原体Red例如在第1工作电极20被氧化而成为氧化体Ox后，在与第1工作电极20面对面的第2工作电极40被还原从而变回原本的还原体Red。还原的还原体Red反复第1工作电极20中的氧化反应和第2工作电极40中的还原反应，发生氧化还原作用循环。在氧化反应以及还原反应时，在第1工作电极20以及第2工作电极40各自流过电流，能通过以对偶用恒电位仪91以及恒电位仪92来测定该电流值，来检测试样溶液中的检体物质。
第1工作电极20和第2工作电极40的分离距离，例如为20nm以上且3μm以下。但是，分离距离能配合使用的条件来进行适宜适当的设定。若进一步说明，则分离距离越小则检体物质的移动距离就越短。其结果，每单位时间的氧化还原作用循环的发生数多，能进行高灵敏度的电化学测定。因此，为了提高电化学检测器的灵敏度，分离距离越小越好。但是，第1工作电极20和第2工作电极40的分离距离需要至少超过检体物质的大小。特别是在将电化学检测器100用在测定生物体中的蛋白质等的生物传感器中的情况下，由于蛋白质的大小为约20nm程度，因此将第1工作电极20和第2工作电极40的分离距离设定为20nm以上。另外，在生物体为血液的情况下，包含于血液中的要作为检体的蛋白质以外的红血球、白血球、血小板这样的血液成分，阻碍氧化还原作用循环中的蛋白质的移动路径，这成为使电化学测定的灵敏度降低的要因。因此，从防止血液成分进入被第1工作电极20和第2工作电极40所夹的空间的观点出发，优选其分离距离小于血液成分的大小。红血球、白血球、血小板中最小的血液成分为血小板，其大小为约3μm程度，将第1工作电极20和第2工作电极40的分离距离设定为3μm以下。另外，还考虑到加工极限/加工精度，而使分离距离成为例如20nm以上且3μm以下。
接下来，参照图5(a)到图7(b)，来说明第1实施方式的电化学检测器100的制造方法的一例。
首先，如图5(a)所示地准备第1绝缘性基板10。在第1实施方式中，例如使用厚度1.5mm的玻璃基板，但也可以使用其它绝缘性基板(例如树脂基板、陶瓷基板、石英基板、带氧化膜硅基板)。
接下来，如图5(b)所示，通过对绝缘性基板10的一个主面施予金属镀来形成图案形状，形成电极图案。该电极图案包含：第1工作电极20和介由布线与其连接的取出电极21、第3电极41和介由布线与其连接的取出电极42、参考电极60和介由布线与其连接的取出电极61、对置电极70和介由布线与其连接的取出电极71。
在第1实施方式中，金属镀例如为厚度3μm的金镀，也可以使用其它的金属(例如铂、银、铬、钛、不锈钢)。
在第1实施方式中，通过按图案形状实施金属镀来执行向绝缘性基板10的电极图案的形成，但也可以使用其它方法。例如，对绝缘性基板10的一个主面的整面施予金属镀，接下来对图案形状进行蚀刻来执行即可。还例如，也可以通过将包含金属粉末或导电性碳粉末的膏组成物印刷为图案形状来执行。另外，也可以在绝缘性基板10形成2层的导电层。例如，首先，在绝缘性基板10的一个主面的整面施予第1层的金属镀，接下来通过对图案形状进行蚀刻来形成第1层。进而，可以在其上施予金属镀、或者印刷包含金属粉末或导电性碳粉末的膏组成物来形成第2层。
接下来，如图6(a)所示，准备第2绝缘性基板30。在第1实施方式中，例如使用厚度1mm的玻璃基板，但也可以使用其它的绝缘性基板(例如树脂基板、陶瓷基板、石英基板、带氧化膜硅基板)。
接下来，如图6(b)所示，对绝缘性基板30的一个主面按图案形状施予金属镀，形成第2工作电极40。
在第1实施方式中，金属镀例如为厚度3μm的金镀，但也可以使用其它的金属(例如铂、银、铬、钛、不锈钢)。
第2工作电极40向绝缘性基板30的形成，也能使用与上述的电极图案向绝缘性基板10的形成同样的方法执行。
接下来，如图7(a)所示，在第1工作电极20上载置多个间隔物粒子50，在第3电极41上形成连接部件80。进而，使第1工作电极20和第2工作电极40在俯视观察下重复且面对面地，使第2绝缘性基板30相对于第1绝缘性基板10对位来进行配置。如图1(b)以及图2(c)所示，第1工作电极20小于第2工作电极40。然后，在对位中，俯视观察下第1工作电极20的整体与第2工作电极40重复地，使第2绝缘性基板30相对于第1绝缘性基板10配置。
在第1实施方式中，绝缘性的间隔物粒子50例如是粒径1μm的球状的树脂粒子，但也可以使用其它的粒子(例如二氧化硅、玻璃、陶瓷)。
多个间隔物粒子50向第1工作电极20的载置，例如能通过散布间隔物粒子50使其附着于第1工作电极20来进行。散布间隔物粒子50的方法能利用湿式散布法、干式散布法等。湿式散布法，喷雾分散了间隔物粒子50的液体，并使液体蒸发来使间隔物粒子50附着于第1工作电极20。湿式散布法具有能通过在液体中包含有粘着性的材料来使间隔物粒子50粘着固定于第1工作电极20的好处。另外，湿式散布法也可以取代喷雾分散了间隔物粒子50的液体，例如将该液体涂布在第1工作电极20上。干式散布法散布使之带电的间隔物粒子50，来使间隔物粒子50附着于第1工作电极20。另外，第2绝缘性基板30相对于第1绝缘性基板10固定，多个间隔物粒子50通过夹入工作电极20、40而被固定。由此，在干式散布法中，多个间隔物粒子50的位置也固定。在此，第2绝缘性基板30相对于第1绝缘性基板10的固定，通过对后述的连接部件80的两绝缘性基板10、30的固定来进行。
在第1实施方式中，连接部件80例如是包含银粉末的膏组成物，但也可以使用其它的材料(例如金、铝、铜、焊锡等金属、包含金属粉末或导电性碳粉末的膏组成物)。
连接部件80的形成例如能通过膏组成物的印刷来进行。这种情况下，由于在下一工序中接合第2工作电极40和连接部件80，因此连接部件80保持着未硬化的状态。作为连接部件80，在使用金、铝、铜等金属的情况下，也能以用超声波熔断金属丝的前端来形成金属突起的方法，来形成连接部件80。
接下来，如图7(b)所示，使第1工作电极和第2工作电极40面对面地进行对位的绝缘性基板30、与绝缘性基板10夹着多个绝缘性隔离物50地重合。进而，连接第2工作电极40和连接部件80。
在连接部件80为膏组成物的情况下，在前工序保持着未硬化的状态。在这种情况下，第2工作电极40和连接部件80的连接，能通过加热处理使膏组成物硬化来进行。作为连接部件80，在使用金、铝、铜等金属突起的情况下，能通过对绝缘性基板10或30施加超音波来将第2工作电极40和金属突起的前端超音波焊接，由此执行第2工作电极40和连接部件80的连接。
(第2实施方式)
参照图8来说明第2实施方式所涉及的电化学检测器200。图8是示意地表示在第2实施方式中使用的电化学检测器的截面构成的图。图8与图1(b)对应。
第2实施方式所涉及的电化学检测器200取代形成于第2绝缘性基板30的第2工作电极40，具备第2工作电极140。第2工作电极140是具有第2电极面140a的金属板，作为刚体发挥功能。为此，在第2实施方式中，不使用第2绝缘性基板30。
(第3实施方式)
参照图9来说明第3实施方式所涉及的电化学检测器300。图9是示意地表示在第3实施方式中使用的电化学检测器的截面构成的图。图9与图1(b)对应。
第3实施方式所涉及的电化学检测器300具备2个检测单元1。2个检测单元1沿与电场F平行的方向配置。检测单元1具备第1工作电极20、第2工作电极40、多个隔离物50、第3电极41以及连接部件80。第1工作电极20、第2工作电极40以及多个隔离物50，是检测单元1的必须要素。第3电极41以及连接部件80，是检测单元1的选择性要素。另外，电化学检测器300具备2个第1绝缘性基板10以及2个第2绝缘性基板30，作为支承2个检测单元1的构造。第1工作电极20以及第2工作电极40与第1实施方式相同，都分别形成于第1绝缘性基板10以及第2绝缘性基板30上。在下侧的检测单元1的第2绝缘性基板30的上表面，固定有上侧的检测单元1的第1绝缘性基板10的下表面。在此，2个检测单元1以相同的姿态重叠。
(第4实施方式)
参照图10来说明第4实施方式所涉及的电化学检测器400。图10是示意表示在第4实施方式中使用的电化学检测器的截面构成的图。图10与图1(b)对应。
第4实施方式所涉及的电化学检测器400也具备2个检测单元1。第4实施方式所涉及的电化学检测器400，在支承检测单元1的构造上与第3实施方式所涉及的电化学检测器300不同。电化学检测器400具备第1绝缘性基板10、第2绝缘性基板30以及绝缘性的中间基板90，来作为支承2个检测单元1的构造。下侧的检测单元1的第1工作电极20以及第3电极41，形成于第1绝缘性基板10上。上侧的检测单元1的第2工作电极40形成于第2绝缘性基板30上。下侧的检测单元1的第2工作电极40形成于中间基板90的下表面上，上侧的检测单元1的第1工作电极20以及第3电极41，形成于中间基板90的上表面上。即，第4实施方式所涉及的中间基板90是兼用作第3实施方式所涉及的中间的第1绝缘性基板10以及第2绝缘性基板30的基板。
(本实施方式的效果)
第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400以及其制造方法通过具有下面的构成而具有下面的作用、效果。
(1)第1-4实施方式所涉及的电化学检测器，是通过使氧化还原作用循环产生来检测液体中的物质的电化学检测器100-400，具备：具有第1电极面20a的第1工作电极20；具有第2电极面40a的第2工作电极40；和多个绝缘性的隔离物50，将所述第1以及第2电极面20a、40a面对面配置以使得在所述第1以及第2电极面20a、40a间形成电场F，将所述多个隔离物50沿所述第1以及第2电极面20a、40a配置来使所述第1以及第2电极面20a、40a分离。
过去，由于2个工作电极形成在同一平面上，因此在从该平面鼓起地被保持的试样溶液200的内部，产生电场強度的不均匀。这种情况下，若还原体Red及/或氧化体Ox移动到电场的強度低的区域，就会切断氧化还原作用循环。另一方面，在第1-4实施方式中，由于2个工作电极20、40面对面地配置，因此在2个工作电极20、40间形成平行的电场F。为此，在充满2个工作电极20、40的试样溶液200的内部难以发生电场F的強度的不均匀。其结果，不易切断氧化还原作用循环。即，检测灵敏度不易降低。因此，第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400能进行高灵敏度的电化学测定。
另外，为了进行高灵敏度的电化学测定，优选缩窄2个工作电极20、40间的距离。在此，在第1-4实施方式中，用隔离物50决定2个工作电极20、40间的分离距离。由此，第1-4实施方式不进行电极的微细加工就能缩窄2个工作电极20、40。因此，第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400能在进行高灵敏度的电化学测定的同时能以低成本制作。
(2)在第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400中，隔离物为粒子状。
为此，第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400能抑制充满2个工作电极20、40的试样溶液200的容量的减少，并能确保2个工作电极20、40间的分离距离。
(3)在第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400中，隔离物以从球状或圆柱状中选出的至少1种的形状构成。
为此，第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400能比较容易地形成隔离物。
(4)在第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400中，第1电极面20a和第2电极面40a的分离距离为20nm以上且3μm以下。
为此，第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400针对检体物质的尺寸具有高的通用性。
(5)在第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400中，第1电极面20a或第2电极面40a中的隔离物的面密度为0.01个/mm2以上且1个/mm2以下。
为此，第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400能抑制充满2个工作电极20、40的试样溶液200的容量的减少，并能确保2个工作电极20、40间的分离距离。
(6)第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400具备参考电极60以及对置电极70中的至少一者。
为此，第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400能提高电化学测定中的检测精度。
(7)在第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400中，第1以及第2工作电极20、40包含从金、铂中选出的至少1种金属。
为此，第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400能抑制工作电极20、40的劣化。
(8)在第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400中，第1以及第2工作电极20、40由包含导电性碳粉末的膏组成物构成。
为此，第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400能抑制工作电极20、40的劣化。
(9)第3、4实施方式所涉及的电化学检测器300、400具备沿与电场F平行的方向配置的2个检测单元1。检测单元1具备第1工作电极20、第2工作电极40以及多个隔离物50。
为此，第3、4实施方式所涉及的电化学检测器300、400能收纳多量的试样溶液，能提升电化学检测中的精度。
(10)第1、3、4实施方式所涉及的电化学检测器100、300、400具备第1绝缘性基板10。第1工作电极20形成于第1绝缘性基板10的一个主面。
为此，第1、3、4实施方式所涉及的电化学检测器100、300、400能减少制造电极所需要的材料的量。
(11)第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400具备：形成于第1绝缘性基板10的一个主面的第3电极41；以及电连接第2工作电极40和第3电极41的连接部件80。
由于用于对第2工作电极40施加电位的布线形成于第1绝缘性墓板10，因此能抑制第2绝缘性基板40的大型化。在此，第2绝缘性基板的大型化会导致难以使试样溶液200充满工作电极20、40间。为此，第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400，能抑制由第2绝缘性基板40阻碍试样溶液200的配置的情况。
(12)在第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400中，参考电极60及/或对置电极70形成于第1绝缘性基板10的一个主面。
由于用于对参考电极60及/或对置电极70施加电位的布线形成于第1绝缘性基板10，因此能抑制第2绝缘性基板40的大型化。为此，本实施方式所涉及的电化学检测器100能抑制由第2绝缘性基板40阻碍试样溶液200的配置的情况。
(13)第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400，具备第2绝缘性基板30。第2工作电极40形成于第2绝缘性基板30的一个主面。
为此，第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400能减少制造电极所需要的材料的量。
(14)第4实施方式所涉及的电化学检测器400具备：配置于相邻的2个检测单元1间的绝缘性的中间基板90；配置于检测单元1的开放侧的绝缘性的端基板(绝缘性基板10、30)。在中间基板90的两个主面形成第1以及第2工作电极20、40。在端基板10、30的一个主面形成第1或第2工作电极20、40。
为此，第4实施方式所涉及的电化学检测器400，能减少用于形成电极的基板所需要的材料的量。
(15)第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400的制造方法包含：在具有第1电极面20a的第1工作电极20上配置多个隔离物50的工序；将具有第2电极面40a的第2工作电极40a与第1电极面20a面对面配置以使得在第1以及第2电极面20a、40a间形成电场的工序。
为此，第1-4实施方式所涉及的制造方法，能提供能进行高灵敏度的电化学测定且能以低成本制作的电化学检测器100。
(16)在第3、4实施方式所涉及的电化学检测器300、400的制造方法中，执行多次配置多个隔离物50的工序以及配置第2工作电极40的工序，使得多个检测单元1沿与电场F平行的方向配置地。检测单元1具备第1工作电极20、第2工作电极40以及多个隔离物50。
为此，第3、4实施方式所涉及的制造方法能提供能收纳多量的试样溶，且能提升电化学检测中的精度的电化学检测器300、400。
(17)第3、4实施方式所涉及的电化学检测器300、400的制造方法，还包含：在第1绝缘性基板10的一个主面形成第1工作电极20的工序；和在第2绝缘性基板30的一个主面形成第2工作电极40的工序。
为此，第3、4实施方式所涉及的制造方法能减少制造电极所需要的材料的量。
(18)第1-4实施方式所涉及的电化学检测器100-400的制造方法包含：在第1绝缘性基板10的一个主面形成第3电极41的工序；和介由连接部件80电连接第2工作电极40和第3电极41的工序。
为此，第1-4实施方式所涉及的制造方法，能提供能抑制由第2绝缘性基板40阻碍试样溶液200的配置的情况的电化学检测器100-400。
(19)第1-4本实施方式所涉及的电化学检测器100-400的制造方包含：将参考电极60以及对置电极70中的至少1个形成于第1绝缘性基板10的一个主面的工序。
为此，第1-4实施方式所涉及的制造方法能提供能抑制由第2绝缘性基板40阻碍试样溶液200的配置的情况的电化学检测器100-400。
(20)第4实施方式所涉及的电化学检测器400的制造方法还具备：在绝缘性的中间基板90的两个主面形成第1或第2工作电极20、40，在相邻的2个检测单元1间配置中间基板90的工序；和在绝缘性的端基板10、30的一个主面形成第1或第2工作电极20、40，在检测单元1的开放侧配置端基板10、30的工序。
为此，第4实施方式所涉及的电化学检测器400，能减少用于形成电极的基板所需要的材料的量。
以上、用适当的实施方式说明了本发明，但这样的记述并非限定事项，当然能进行各种改变。例如，在上述实施方式中，第1工作电极20和第2工作电极40的形状示出大致矩形的形状，但只要第1工作电极20和第2工作电极40面对面配置，就不限定于此，例如也可以为圆形或多边形。另外，第2工作电极在图2(c)中从第2绝缘性基板的端部跨全周离开一定距离而形成，但只要与第1工作电极20面对面配置，就不限定于此，例如，也可以形成于第2绝缘性基板的一个主面的整面或至少一部分。另外，在图3的电化学测定装置中，电化学检测器100与对偶用恒电位仪91、恒电位仪92以及信号发生器93的连接方法，只要能达成所希望的测定即可，并不限定于此，例如，也可以使电化学检测器100的取出电极21、取出电极42、取出电极61以及取出电极71全部与对偶用恒电位仪91连接，仅通过对偶用恒电位仪91以参考电极60为电位的基准来对第1工作电极20和第2工作电极40赋予分别不同的电位。
产业上的利用可能性
本发明例如能应用在用于液体中的离子、有害物质、生理活性物质的定性、定量分析的电化学传感器、色谱法等的检测器中使用的电化学检测器。
符号的说明
10  第1绝缘性基板
20  第1工作电极
21  取出电极
30  第2绝缘性基板
40  第2工作电极
41  第3电极
42  取出电极
50  绝缘性的间隔物粒子
60  工作电极
61  取出电极
70  对置电极
71  取出电极
80  连接部件
91  对偶用恒电位仪
92  恒电位仪
93  信号发生器
100 电化学检测器
200 试样溶液
801 绝缘性基板
802 工作电极
803 工作电极

Claims (20)

1.一种电化学检测器，通过使氧化还原作用循环发生来检测液体中的物质，具备：
具有第1电极面的第1工作电极；
具有第2电极面的第2工作电极；和
多个绝缘性的隔离物，
将所述第1以及第2电极面面对面配置，以使得在所述第1以及第2电极面间形成电场，
所述多个隔离物沿所述第1以及第2电极面配置，以使所述第1以及第2电极面分离。
2.根据权利要求1所述的电化学检测器，其中，
所述隔离物为粒子状。
3.根据权利要求2所述的电化学检测器，其中，
所述隔离物以从球状以及圆柱状中选出的至少1种的形状构成。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电化学检测器，其中，
所述第1以及第2电极面的分离距离为20nm以上且3μm以下。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电化学检测器，其中，
所述第1或第2电极面中的所述隔离物的面密度为0.01个/mm2以上且1个/mm2以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电化学检测器，其中，
所述电化学检测器具备参考电极以及对置电极中的至少一者。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电化学检测器，其中，
所述第1以及第2工作电极包含从金以及铂中选出的至少1种金属。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电化学检测器，其中，
所述第1以及第2工作电极由包含导电性碳粉末的膏组成物构成。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的电化学检测器，其中，
所述电化学检测器具备沿与所述电场平行的方向配置的多个检测单元，
所述检测单元具备：所述第1工作电极、所述第2工作电极以及所述多个隔离物。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的电化学检测器，其中，
所述电化学检测器具备第1绝缘性基板，
所述第1工作电极形成于所述第1绝缘性基板的一个主面。
11.根据权利要求10所述的电化学检测器，其中，
所述电化学检测器具备：
形成于所述第1绝缘性基板的所述一个主面的第3电极；和
电连接所述第2工作电极和所述第3电极的连接部件。
12.根据权利要求10或11所述的电化学检测器，其中，
所述参考电极及/或所述对置电极形成于所述第1绝缘性基板的所述一个主面。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的电化学检测器，其中，
所述电化学检测器具备第2绝缘性基板，
所述第2工作电极形成于所述第2绝缘性基板的一个主面。
14.根据权利要求9所述的电化学检测器，其中，
所述电化学检测器具备：
配置于相邻的2个所述检测单元间的绝缘性的中间基板；和
配置于所述检测单元的开放侧的绝缘性的端基板，
在所述中间基板的两个主面形成所述第1或第2工作电极，
在所述端基板的一个主面形成所述第1或第2工作电极。
15.一种电化学检测器的制造方法，包含：
在具有第1电极面的第1工作电极上配置多个隔离物的工序；和
将具有第2电极面的第2工作电极与所述第1电极面对面配置，以使得在所述第1以及第2电极面间形成电场的工序。
16.根据权利要求15所述的电化学检测器的制造方法，其中，
多次执行配置所述多个隔离物的所述工序以及配置所述第2工作电极的所述工序，使多个检测单元沿与所述电场平行的方向配置，
所述检测单元具备所述第1工作电极、所述第2工作电极以及所述多个隔离物。
17.根据权利要求15或16所述的电化学检测器的制造方法，其中，
所述电化学检测器的制造方法还包含：
在所述第1绝缘性基板的一个主面形成所述第1工作电极的工序；和
在所述第2绝缘性基板的一个主面形成所述第2工作电极的工序。
18.根据权利要求17所述的电化学检测器的制造方法，其中，
所述电化学检测器的制造方法包含：
在所述第1绝缘性基板的所述一个主面形成第3电极的工序；和
介由连接部件电连接所述第2工作电极和所述第3电极的工序。
19.根据权利要求17或18所述的电化学检测器的制造方法，其中，
所述电化学检测器的制造方法包含：
在所述第1绝缘性基板的所述一个主面形成参考电极以及对置电极中的至少一者的工序。
20.根据权利要求16所述的电化学检测器的制造方法，其中，
所述电化学检测器的制造方法还具备：
在绝缘性的中间基板的两个主面形成所述第1或第2工作电极，在相邻的2个所述检测单元间配置所述中间基板的工序；和
在绝缘性的端基板的一个主面形成所述第1或第2工作电极，在所述检测单元的开放侧配置所述端基板的工序。
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