JP2000314714A - Electrode, manufacture thereof, and electrochemical sensor using the electrode - Google Patents

Electrode, manufacture thereof, and electrochemical sensor using the electrode

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JP2000314714A
JP2000314714A JP11123595A JP12359599A JP2000314714A JP 2000314714 A JP2000314714 A JP 2000314714A JP 11123595 A JP11123595 A JP 11123595A JP 12359599 A JP12359599 A JP 12359599A JP 2000314714 A JP2000314714 A JP 2000314714A
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carbon film
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon coated electrode used as an electrochemuical sensor with a wide potential aperture and low residual current and background current by coating the pore parts of a porous body on a conductive film disposed on a base, with a carbon film. SOLUTION: A porous body 4 is provided on a conductive film 2 disposed on a base 1, and the pore parts of the porous body 4 are coated with a carbon film 6. The carbon film 6 and conductive film 2 are electrically connected by conductive buses 5. A current can therefore flow to the carbon film 6 from both upper and lower sides of the base 1. The base 1 is formed of a conductive base made of a metallic single substance comprising at least one kind of metal such as Si, Pt, Au, Ni, Cu, Ag, Nb, or an alloy. The conductive film 2 is formed of material mainly composed of an element such as Nb, Ti, Ta, Zr, Hf, W or Mo. As an electrochemical sensor, at least one substance selected out of enzyme, an antibody, an antigen and a catalyst is fixed to the carbon film 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はフローセル、クロマ
トグラフィー、バイオセンサーなどの検出器に応用され
るカーボン被覆電極及びこれを用いた電気化学センサー
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon-coated electrode applied to a detector such as a flow cell, chromatography, biosensor and the like, and an electrochemical sensor using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】もっとも容易で環境にやさしい測定方法
の一つに電気化学的測定が一般的に知られており、水素
イオン濃度、微量金属イオン検出、生体中の微量成分な
どの検出に利用されている。つまり、溶液中に溶解して
いる原子、分子、イオン等の検出として電気化学反応を
用いた電極電子移動に伴う電流値の測定をすることによ
る方法が利用されていて、現在様々な分野で応用されて
いる。
2. Description of the Related Art Electrochemical measurement is generally known as one of the easiest and most environmentally friendly measurement methods, and is used for detecting hydrogen ion concentration, detection of trace metal ions, and detection of trace components in a living body. ing. In other words, a method of measuring the current value accompanying the electron transfer using an electrochemical reaction is used to detect atoms, molecules, ions, etc. dissolved in a solution, and is currently used in various fields. Have been.

【0003】このような測定を行う上でより明確な目的
物質の検出をするためには、電位窓が大きく、電極自身
の反応性が小さく、一定面積でのより速い電子移動反応
が求められている。
In order to detect the target substance more clearly in performing such a measurement, a potential window is large, the reactivity of the electrode itself is small, and a faster electron transfer reaction in a fixed area is required. I have.

【0004】上記のような性質を持った、よりよい電極
材料としては炭素が従来より注目されている。従来、電
極材料としては金、白金、パラジウムなどの貴金属、水
銀、SnI2 、In23 などの半導体、クラッシーカ
ーボン、結晶性カーボンなど半金属が使用されていた。
As a better electrode material having the above properties, carbon has been attracting attention. Conventionally, noble metals such as gold, platinum and palladium, semiconductors such as mercury, SnI 2 and In 2 O 3 , and semimetals such as classy carbon and crystalline carbon have been used as electrode materials.

【0005】これらの材料中、貴金属類は、酸素過電圧
が高く酸化溶解し難いため、酸化側では広い電位範囲内
において測定用電極として使用可能である。しかしなが
ら、金電極では、ハロゲンイオンやシアンなどを含有す
る溶液中では錯形成して溶解が生じ易く、測定可能の電
位範囲は小さくなる。また、貴金属は水素過電圧が小さ
いために還元側の測定に使用し難い欠点もあり使用が限
定される。
[0005] Among these materials, noble metals have a high oxygen overvoltage and are hardly oxidized and dissolved, so that they can be used as measurement electrodes in a wide potential range on the oxidizing side. However, in the case of a gold electrode, in a solution containing a halogen ion, cyanide, or the like, a complex is easily formed due to complex formation, and the measurable potential range is reduced. In addition, noble metals have a drawback that they are difficult to use for measurement on the reduction side due to a small hydrogen overvoltage, and thus their use is limited.

【0006】一方、水銀電極では、水素過電圧が大きく
還元側の測定には適するが、酸化側では溶解が生じるた
め酸化反応の測定には使用できない。SnI2 、In2
3は透明電極として使用され、測定可能の電位範囲も
相当に広いが、還元側では、錫やインジウムに電極が還
元される欠点がある。
On the other hand, a mercury electrode has a large hydrogen overvoltage and is suitable for measurement on the reduction side, but cannot be used for measurement of an oxidation reaction because dissolution occurs on the oxidation side. SnI 2 , In 2
O 3 is used as a transparent electrode and has a considerably wide potential range that can be measured. However, on the reduction side, there is a disadvantage that the electrode is reduced to tin or indium.

【0007】一般的なカーボン電極は、耐蝕性が強く、
酸化還元側とも電位窓が広いために広い電位における物
質検出が可能であり、センサーとして、またクロマトグ
ラフ用の検出器として、最も広く利用されている。一言
で炭素電極と総しても、実際はいくつかに分類する事が
できる。グラファイト電極、カーボンペースト電極、グ
ラッシーカーボン電極等が代表例として一般的によく知
られている。その中でも注目すべき炭素電極として、熱
分解グラファイト電極が挙げられるが、この電極は結晶
構造が層状に揃ってできるため、液体及び気体はしみ込
まず金属などの不純物の混入も多孔性グラファイトに比
べて少ないため残余電流は小さくなる。その他に、すべ
ての炭素電極でいえる事だが、電位窓が広く、白金電極
と比べて値段が安く、表面研磨ができ容易に再生され、
その上水素過電圧が小さいため、生態関連物質の測定に
適している等様々な特徴が知られている。
A general carbon electrode has high corrosion resistance,
Since the potential window is wide on both the oxidation-reduction side, substance detection at a wide potential is possible, and it is most widely used as a sensor and a detector for chromatography. In a word, it can be actually classified into several even if it is a carbon electrode. Graphite electrodes, carbon paste electrodes, glassy carbon electrodes and the like are generally well known as typical examples. Among them, a pyrolytic graphite electrode is one of the notable carbon electrodes.However, since this electrode can have a crystalline structure in a layered manner, liquid and gas do not permeate and impurities such as metals are mixed as compared with porous graphite. Since it is small, the residual current is small. In addition, as can be said for all carbon electrodes, the potential window is wide, the price is lower than platinum electrodes, the surface can be polished and it is easily regenerated,
In addition, since the hydrogen overvoltage is small, various features are known, such as being suitable for measuring ecologically related substances.

【0008】また、被覆されるカーボンの高配向性を求
めるにあたり、炭化水素と不活性ガスの混合気体を高温
で熱処理する方法が知られている。実際の温度として、
2100〜3600℃という超高温で処理すると高配向
性が得られるが、ほとんどの下地がこの温度に耐えるこ
とができず、溶解してしまう。そこで、触媒金属に浸す
ことによる、高配向性処理温度の低下が期待できる。例
としては、Chem.Mater.,1998,10,
260に報告されている。
Further, in order to obtain high orientation of carbon to be coated, there is known a method of heat-treating a mixed gas of a hydrocarbon and an inert gas at a high temperature. As the actual temperature,
When processed at an extremely high temperature of 2100 to 3600 ° C., high orientation can be obtained, but most of the base cannot withstand this temperature and is dissolved. Therefore, a decrease in the high orientation treatment temperature due to immersion in the catalyst metal can be expected. For example, Chem. Mater. , 1998, 10,
260.

【0009】また、近年注目されているカーボンファイ
バー電極(直径が数μm)が、微小センサー用電極とし
て、さらには高速掃引時の電極反応についても用いられ
ている。
Further, a carbon fiber electrode (having a diameter of several μm), which has attracted attention in recent years, is used as an electrode for a microsensor, and also for an electrode reaction during high-speed sweeping.

【0010】その中でも、マイクロアレイ電極は溶液中
の水素イオン濃度、微量金属イオン検出、生体中の微量
成分などの測定に利用されている。測定に用いられる電
極材料としては、広い電位範囲における測定が可能であ
ることが重要である。測定可能の電位範囲、即ち電位窓
は電極、溶媒、支持電解質により相異し、この電位窓の
範囲内では電極は理想分極する。最も一般的な水溶液系
の場合は、水素過電圧が大きく、酸素過電圧も大きく、
さらに電極の溶解電位が高いものの電位窓が広いという
条件である。
Among them, the microarray electrode is used for detecting the concentration of hydrogen ions in a solution, detecting trace metal ions, and measuring trace components in a living body. It is important that the electrode material used for measurement can be measured in a wide potential range. The measurable potential range, that is, the potential window differs depending on the electrode, the solvent, and the supporting electrolyte, and the electrode is ideally polarized within the range of the potential window. In the case of the most common aqueous solution system, the hydrogen overvoltage is large and the oxygen overvoltage is also large,
The condition is that the dissolution potential of the electrode is high but the potential window is wide.

【0011】また、現在マイクロ電極は高感度であっ
て、応答が速いことが知られている。又、フローインジ
ェクションやクロマトグラフィーの検出電極の応答挙動
は、電極形状に依存し、電極サイズが減少するに従っ
て、応答が速くなるため、種々の電極形状や電極の微細
化が検討されている。さらに、カーボン電極ではガラス
細管の内壁表面上に微小リング電極として利用された例
が、Anal.Chem.,58(1989),178
2に報告されている。これらの電極は生体内など微小領
域の測定には有効であるが、検出できる電流値はnAオ
ーダー以下に低下し、測定時にノイズ増加や感度の低下
が生じるため、低濃度の試料の測定が困難となり測定時
に電気的シールドを必要とするなどの問題があった。
Further, it is known that microelectrodes have high sensitivity and quick response at present. In addition, the response behavior of a detection electrode in flow injection or chromatography depends on the electrode shape, and the response becomes faster as the electrode size decreases. Therefore, various electrode shapes and miniaturization of the electrode have been studied. Further, an example of a carbon electrode used as a minute ring electrode on the inner wall surface of a glass capillary is disclosed in Anal. Chem. , 58 (1989), 178.
2 reported. These electrodes are effective for measuring minute areas such as in a living body, but the current value that can be detected drops to the order of nA or less, increasing noise and decreasing sensitivity during measurement, making it difficult to measure low-concentration samples. There is a problem that an electric shield is required at the time of measurement.

【0012】電極の感度向上のため、作用電極数を増加
すること、即ち、アレイ化の試みとして、多数の炭素繊
維をエポキシ樹脂などのプラスチック中に封入し、使用
した例がAnal.Chem.,61(1989),1
59に報告され、又、グラッシーカーボン、または結晶
性カーボンの電極上に絶縁膜がコートされた後、レーザ
ーが使用されて微細な孔が多数穿設されてアレイ電極が
多数作製された例がAnal.Chem.,62(19
90),1339に報告されているが、これらは電極の
作製に長時間が必要という欠点を有する。特に、前者で
は電極間の距離が正確に制御できないことが原因して応
答の再現性に問題がある。
An example of increasing the number of working electrodes in order to improve the sensitivity of the electrodes, that is, an attempt to form an array, in which a large number of carbon fibers are sealed in a plastic such as an epoxy resin and used, is disclosed in Anal. Chem. , 61 (1989), 1
59, an example in which an insulating film is coated on a glassy carbon or crystalline carbon electrode, and then a large number of fine holes are formed by using a laser to form a large number of array electrodes. . Chem. , 62 (19
90), 1339, which have the drawback that a long time is required for producing an electrode. In particular, in the former, there is a problem in the reproducibility of response due to the fact that the distance between the electrodes cannot be accurately controlled.

【0013】しかし、アレイ電極は、一般的にバックグ
ラウンド電流が大きくなりナノレベルでの希薄溶液の測
定に適するようにするためには、更なる改良が必要とさ
れている。
However, the array electrode generally needs further improvement in order to have a large background current and to be suitable for measuring a dilute solution at a nano level.

【0014】一方、アルミニウムの陽極酸化によって形
成されたナノレベルでの規則的な細孔構造を利用するこ
とにより高密度、高感度、高効率などの機能を有するデ
バイスヘの応用が近年注目されている。ナノオーダース
ケールでの規則性を有する細孔構造形成の従来法として
は、ポリマー加工したメンブレンフィルターや、ポーラ
スガラス等が知られているが、これらは直行する細孔が
ほぼ等間隔に平行して形成されるハニカム構造をとった
り、細孔径、細孔間隔、細孔深さを自由に変化させる事
は極めて困難な事である。しかし、上記の陽極酸化アル
ミナ膜は、電解するだけである程度配列されたハニカム
構造を作製する事が知られている。また、この細孔は陽
極酸化時の電圧によって間隔が規制でき、陽極酸化時間
によって孔の深さが規制できる。また、孔径は浴組成、
浴温、電圧などに依存する事が知られている。このよう
な特性を持った陽極酸化アルミナ膜は、ナノ構造デバイ
スとして様々な新規応用分野に関心が寄せられている。
On the other hand, application to devices having functions such as high density, high sensitivity and high efficiency by utilizing a regular pore structure at the nano level formed by anodic oxidation of aluminum has attracted attention in recent years. . As a conventional method of forming a pore structure having a regularity on a nano-order scale, a polymer-processed membrane filter, a porous glass, and the like are known. It is extremely difficult to take the formed honeycomb structure and freely change the pore diameter, the pore interval, and the pore depth. However, it is known that the above-described anodized alumina film produces a honeycomb structure arranged to some extent only by electrolysis. The distance between the pores can be regulated by the voltage at the time of anodic oxidation, and the depth of the pores can be regulated by the anodic oxidation time. The pore size is the bath composition,
It is known that it depends on bath temperature, voltage and the like. Anodized alumina films having such properties are attracting interest in various new application fields as nanostructured devices.

【0015】また一方、最近話題となっている60個の
炭素原子から構成される安定なクラスターのフラーレン
に続いて発見されたカーボンナノチューブは、ナノメー
タースケールでのユニークな特性が数多く確認されてい
る。まず、カイラリティーによる物性変化がある。カイ
ラリティーを持たないカーボンナノチューブは金属的
で、カイラリティーを持っていると半導体となることが
確認されている。このカイラリティーのピッチの大きさ
によってギャップが変化し、直径の増加によりグラファ
イトに近づく。また、分子素子の部品となり得る1次元
ナノ構造結晶であり、チューブの先端の先鋭性によりS
PM探針や、電子源として用いることも行われている。
またチューブ内に金属等をインターカレーションするこ
とも検討されていて、それを利用した電池など様々な分
野で応用例が研究されている。
On the other hand, carbon nanotubes, which have been discovered after the topical stable cluster of fullerenes composed of 60 carbon atoms, have been confirmed to have many unique properties on the nanometer scale. . First, there is a change in physical properties due to chirality. It has been confirmed that carbon nanotubes without chirality are metallic and semiconductors with chirality. The gap changes depending on the size of the chirality pitch, and approaches the graphite as the diameter increases. It is a one-dimensional nano-structured crystal that can be a part of a molecular element.
It is also used as a PM probe or an electron source.
Also, intercalation of metal or the like in the tube is being studied, and application examples are being studied in various fields such as batteries using the same.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】従来のナノ構造を用い
た電極は、バックグラウンド電流や、従来期待していた
値より感度が低い結果となる欠点を持っている。
Conventional nanostructured electrodes have the disadvantage that they result in lower background currents and lower sensitivity than previously expected.

【0017】本発明の目的は、従来の電極よりも溶液系
での電気化学反応をより高感度に検出するための電極製
造である。すなわち、本発明は、上述した従来技術によ
って作製された電極よりも広い電位窓、小さい残余電
流、小さいバックグラウンド電流、規制された構造と言
う点を改善したカーボン被覆電極及びこれを用いた電気
化学センサーを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to manufacture an electrode for detecting an electrochemical reaction in a solution system with higher sensitivity than a conventional electrode. That is, the present invention provides a carbon-coated electrode having an improved potential window, a smaller residual current, a smaller background current, a regulated structure, and an electrochemical device using the same, as compared with the electrode manufactured by the above-described conventional technology. The purpose is to provide a sensor.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべく
成された本発明の構成は以下の通りである。
The configuration of the present invention which has been made to achieve the above object is as follows.

【0019】すなわち本発明の第1は、基板上に配され
た導電性膜上に多孔体(多孔質体)を有し、少なくと
も、該多孔体(多孔質体)の孔部にカーボン膜が配さ
れ、該カーボン膜と前記導電性膜とが電気的に接続され
てなることを特徴とする電極に関する。
That is, a first aspect of the present invention is that a porous film (porous material) is provided on a conductive film disposed on a substrate, and a carbon film is formed at least in the pores of the porous material (porous material). And an electrode, wherein the carbon film and the conductive film are electrically connected.

【0020】上記本発明の電極は、前記カーボン膜と前
記導電性膜とが電気的接続されるため、基板の上下双方
からカーボン膜に電流を流すことができる。この場合、
多孔体(多孔質体)の凹部内の内壁のみがカーボン膜で
被覆されている形態をとることも好ましく、これにより
高感度な測定が可能になる。
In the electrode of the present invention, the carbon film and the conductive film are electrically connected to each other, so that a current can flow from both the upper and lower sides of the substrate to the carbon film. in this case,
It is also preferable to adopt a form in which only the inner wall in the concave portion of the porous body (porous body) is covered with a carbon film, thereby enabling highly sensitive measurement.

【0021】特に、前記カーボン膜を構成するカーボン
の面間隔が、0.3355nm〜0.3400nmであ
るものは、電位窓、残余電流バックグラウンド電流など
に極めて良好な特性を示す。
In particular, those having a carbon spacing of 0.3355 nm to 0.3400 nm in the carbon film exhibit extremely good characteristics with respect to a potential window, a residual current and a background current.

【0022】導電性膜にはNb、Ti、Ta、Zr、H
f、W、Moの元素を主成分とする材料を用いることが
可能であり、この場合にはカーボン膜と導電性膜が導電
パスにより接続していることが好ましい。
Nb, Ti, Ta, Zr, H
It is possible to use a material containing the elements f, W, and Mo as main components. In this case, it is preferable that the carbon film and the conductive film are connected by a conductive path.

【0023】また、導電性膜としてSi、Pt、Au、
Ni、Cu、Ag、Cの元素を主成分とする材料を用い
ることも可能であり、この場合には多孔体の孔(凹部)
が導電性膜まで貫通し、カーボン膜が孔(ナノホール)
の底部で導電性膜と接続していることが好ましい。
Further, Si, Pt, Au,
It is also possible to use a material mainly containing the elements of Ni, Cu, Ag and C. In this case, the pores (recesses) of the porous body are used.
Penetrates to the conductive film, and the carbon film is a hole (nano hole)
Is preferably connected to the conductive film at the bottom.

【0024】本発明の第2は、多孔体上にカーボン膜が
配された電極の製造方法であって、前記カーボン膜に対
する触媒作用を有する材料を前記多孔体上に配する工程
と、続いて、前記カーボン膜を前記多孔体上に配する工
程とを有することを特徴とする電極の製造方法に関す
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electrode in which a carbon film is disposed on a porous body, wherein a material having a catalytic action on the carbon film is disposed on the porous body. Disposing the carbon film on the porous body.

【0025】前記カーボン膜を前記多孔体上に配する工
程には、CVD法を好ましく用いることができる。
In the step of disposing the carbon film on the porous body, a CVD method can be preferably used.

【0026】また、前記カーボン膜に対する触媒作用を
有する材料としてはFe、Ni、Coを好ましく用いる
ことができ、これによりカーボン膜の配向性を向上させ
ることができる。
Further, as a material having a catalytic action on the carbon film, Fe, Ni, and Co can be preferably used, whereby the orientation of the carbon film can be improved.

【0027】本発明の第3は、上記本発明の第1の電極
を用いた電気化学センサーであって、酵素、抗体、抗
原、触媒から選ばれた少なくとも1つを前記カーボン膜
に固定化したことを特徴とする電気化学センサーに関す
る。
A third aspect of the present invention is an electrochemical sensor using the first electrode of the present invention, wherein at least one selected from an enzyme, an antibody, an antigen, and a catalyst is immobilized on the carbon film. And an electrochemical sensor.

【0028】さらに本発明の第4は、上記本発明の第1
の電極を用いた電気化学センサーであって、前記孔部
(凹部)の孔径によって、電気化学的に目的分子を分離
できることを特徴とする電気化学センサーに関する。
A fourth aspect of the present invention is the first aspect of the present invention.
And a target molecule can be electrochemically separated by the pore diameter of the hole (recess).

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】図1は、本発明のカーボン被覆電
極の一実施形態を示す断面図である。図中、1は基板、
2は導電性膜、4は多孔体(多孔質体)であり、好まし
くは陽極酸化法により形成されたアルミナからなる。6
はカーボン膜、7は凹部(孔)である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a carbon-coated electrode according to the present invention. In the figure, 1 is a substrate,
Reference numeral 2 denotes a conductive film, and 4 denotes a porous body (porous body), preferably made of alumina formed by an anodic oxidation method. 6
Is a carbon film, and 7 is a concave portion (hole).

【0030】多孔体4を陽極酸化法で作成した陽極酸化
アルミナから構成すると、直径(孔径)がナノサイズの
凹部7が高密度に配列されるので好ましい。
It is preferable that the porous body 4 is made of anodized alumina prepared by anodizing because the concaves 7 having a nano-size (pore diameter) are arranged at a high density.

【0031】基板1としては、例えばSiやPt、A
u、Ni、Cu、Ag、Nb等の金属類を少なくとも1
種を含む金属単体または合金からなる導電性基板を用い
ることができる。なお、本発明ではカーボン膜6は、好
ましくはCVD法を用いて形成される。そのため、高温
での熱膨張率および溶解を考慮して基板材料を適時選択
することが好ましい。
As the substrate 1, for example, Si, Pt, A
at least one metal such as u, Ni, Cu, Ag, Nb, etc.
A conductive substrate made of a simple metal or an alloy containing a seed can be used. In the present invention, the carbon film 6 is preferably formed using a CVD method. Therefore, it is preferable to appropriately select a substrate material in consideration of the coefficient of thermal expansion and melting at a high temperature.

【0032】前記多孔質体として陽極酸化法を用いて形
成されるアルミナナノホールを用いる場合には、その下
地となる導電性膜2としては、陽極酸化によって多孔質
体を形成する金属あるいは合金の使用が望ましい。より
好ましい材料として、加工性が優れていて安価なものを
用いることである。具体的には、Alの下地としての導
電性膜材料にNb、Ti、Ta、Zr、Hf、Ge、
W、Moの単体もしくは合金など、Al陽極酸化時に下
地物質のパス5が確認されるものを使用し、この細孔体
を被覆するカーボン膜6との接続がこのパス5で行われ
ることが好ましい。尚、本発明における多孔質体は上記
した陽極酸化法に限られるものではない。
When alumina nanoholes formed by anodization are used as the porous body, a metal or an alloy which forms the porous body by anodization is used as the conductive film 2 as a base. Is desirable. As a more preferable material, a material having excellent workability and being inexpensive is used. Specifically, Nb, Ti, Ta, Zr, Hf, Ge,
It is preferable to use a single substance or an alloy of W or Mo, for which the base material path 5 is confirmed at the time of Al anodic oxidation, and to connect with the carbon film 6 covering this porous body through this path 5. . The porous body in the present invention is not limited to the above-described anodic oxidation method.

【0033】また、導電性膜材料にSi、Pt、Au、
Ni、Cu、Ag、Cなど、Al陽極酸化時に下地物質
まで貫通することが確認されるものを使用し、この細孔
体(多孔質体)を被覆するカーボン膜6との接続がこの
細孔(凹部)底で行われることも好ましい。
In addition, Si, Pt, Au,
Ni, Cu, Ag, C, etc., which are confirmed to penetrate to the underlying material during Al anodic oxidation, are used, and the connection with the carbon film 6 covering this porous body (porous body) is made by using these pores. (Concave portion) It is also preferable to be performed at the bottom.

【0034】カーボン被覆に関しては、例えば炭化水素
を気相炭化させる方法を用いることができる。炭化水素
としては、メタン、エタン、プロパン、エチレン、アセ
チレン、ベンゼン等の常温で気体であるものがより適し
ている。
As for the carbon coating, for example, a method of vapor-phase carbonizing a hydrocarbon can be used. As the hydrocarbon, those which are gaseous at room temperature, such as methane, ethane, propane, ethylene, acetylene, and benzene, are more suitable.

【0035】この電極は見掛け上の電極面積よりも多孔
質体の細孔の凹凸によって表面積が拡大していることを
特徴としている。また、規則化及び配列が行われている
ため、実質表面積も計算できる。更に、凹凸構造を形成
することにより、より検出物質を明確に検出できる特徴
を有する。また、カーボン被覆の電極であることより残
余電流が小さい、電位窓が広い、白金電極などと比べて
コストがかからない、水素過電圧が小さい等の特徴を持
っている。これらのことより、希薄溶液の測定に有効な
手段であるといえる。
This electrode is characterized in that the surface area is larger than the apparent electrode area due to the unevenness of the pores of the porous body. Further, since the ordering and the arrangement are performed, the actual surface area can be calculated. Furthermore, by forming the concavo-convex structure, there is a feature that the detection substance can be more clearly detected. In addition, since the electrode is a carbon-coated electrode, the residual current is small, the potential window is wide, the cost is lower than that of a platinum electrode or the like, and the hydrogen overvoltage is small. From these, it can be said that this is an effective means for measuring a dilute solution.

【0036】また、図1に示したような本発明の電極
に、酵素、抗体、抗原、触媒などを固定化することによ
り、電気化学センサーとして好適に用いることができ
る。
Further, by immobilizing an enzyme, an antibody, an antigen, a catalyst and the like on the electrode of the present invention as shown in FIG. 1, it can be suitably used as an electrochemical sensor.

【0037】上記の酵素としては、グルコースオキシタ
ーゼ、アルカラインホスフェターゼ、アルコールオキシ
デース、コレステロールオキシデース、ジアホラーゼ、
ガラクトースオキシターゼ、コリンオキシデース、L−
アスコペートオキシターゼ等を挙げることができる。
The above enzymes include glucose oxidase, alkaline phosphatase, alcohol oxidase, cholesterol oxidase, diaphorase,
Galactose oxidase, choline oxidase, L-
Ascopate oxidase and the like can be mentioned.

【0038】酵素を固定化する方法としては、電極の作
製に使用した基板の表面処理により活性な置換基を導入
して酵素を共有結合により固定化するか、または作用電
極の近傍または作用電極間に置換基を持つ高分子のパタ
ーンを作製し、この高分子と上記に例示した酵素とを反
応させる方法、水溶性高分子の架橋物などの多孔性材料
のパターンを形成し、酵素を吸着または吸収により固定
化する方法などを挙げることができる。
The enzyme can be immobilized by immobilizing the enzyme by covalent bond by introducing an active substituent by surface treatment of the substrate used for producing the electrode, or by immobilizing the enzyme in the vicinity of the working electrode or between the working electrodes. A method of preparing a pattern of a polymer having a substituent on the polymer, reacting the polymer with the enzyme exemplified above, forming a pattern of a porous material such as a crosslinked product of a water-soluble polymer, and adsorbing or enzymatically enzymatically A method of immobilizing by absorption and the like can be mentioned.

【0039】[0039]

【実施例】以下、本発明の電極の構成について、実施例
によって具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実
施例の内容に限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the structure of the electrode of the present invention will be specifically described with reference to examples. The present invention is not limited to the contents of these embodiments.

【0040】(実施例1)本実施例は、Si基板上にN
b、Alを順にスパッタし、そのサンプルを陽極酸化
し、カーボンを被覆して、図1に示したような電極を作
製した例である。
(Embodiment 1) In this embodiment, N
This is an example in which b and Al were sputtered in order, the sample was anodized, and carbon was coated to produce an electrode as shown in FIG.

【0041】以下、本実施例の電極の製造方法を図2を
用いて説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing the electrode of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0042】本実施例の基板1としては、10-2Ωcm
の抵抗値を有する鏡面研磨されたn型の単結晶Si基板
を用いた。n型はリンドープである。このSi基板1上
に、RFスパッタ法によりに厚さ100nmのNb膜2
を製膜した(図2(a))。その後、Al膜3を500
nm成膜した(図2(b))。
The substrate 1 of the present embodiment is 10 −2 Ωcm
A mirror-polished n-type single-crystal Si substrate having the following resistance value was used. The n-type is phosphorus-doped. An Nb film 2 having a thickness of 100 nm is formed on the Si substrate 1 by RF sputtering.
Was formed into a film (FIG. 2A). After that, the Al film 3 is
2 nm (FIG. 2B).

【0043】次に、陽極酸化を行った。本実施例におい
ては、溶液は0.3Mのシュウ酸水溶液とし、恒温水槽
により溶液を17℃に保持した。ここで陽極酸化電圧は
DC40Vであり、電極は均一に陽極酸化が進行するよ
うにSi基板1の裏側全面からとった。陽極酸化工程途
中、陽極酸化がAl膜3表面から進行しNb膜2まで到
達したことを示す電流を検知するため、陽極酸化電流を
モニターした。反応が進行するに連れてAlが酸化さ
れ、絶縁層のアルミナになっていくのと同時に、ホール
が成長していく(図2(c))。最終的には下地Nb膜
2が導電パス5で上部と導通した(図2(d))。陽極
酸化処理後、純水、およびイソプロピルアルコールによ
る洗浄を行った。その後、サンプルを5wt%リン酸溶
液中に20〜45分間浸してポアワイドニング処理を行
い、適宜、ナノホールの孔径を広げた。
Next, anodic oxidation was performed. In this example, the solution was a 0.3 M oxalic acid aqueous solution, and the solution was kept at 17 ° C. in a thermostatic water bath. Here, the anodic oxidation voltage was DC 40 V, and the electrodes were taken from the entire back side of the Si substrate 1 so that the anodic oxidation proceeded uniformly. During the anodic oxidation step, the anodic oxidation current was monitored to detect a current indicating that the anodic oxidation proceeded from the surface of the Al film 3 and reached the Nb film 2. As the reaction progresses, Al is oxidized and becomes alumina in the insulating layer, and at the same time, holes grow (FIG. 2C). Finally, the underlying Nb film 2 was electrically connected to the upper portion by the conductive path 5 (FIG. 2D). After the anodizing treatment, cleaning with pure water and isopropyl alcohol was performed. Thereafter, the sample was immersed in a 5 wt% phosphoric acid solution for 20 to 45 minutes to perform a pore widening treatment, and the pore size of the nanohole was appropriately increased.

【0044】ポアワイドニング処理後のサンプルを管状
炉内に入れ、設定温度まで毎分5℃ずつ上昇させた。熱
処理中は、常に2%H2 /98%Heを33sccmで
流し、炭化水素ガスとして1%C22 /99%He、
1%C24 /99%Heを66sccmで流して使用
した。炭化水素熱分解時は、合計100sccmのガス
が流れ、混合比はC24 :H2 :He=1:1:1×
102 である。2%H2 /98%He雰囲気で1000
℃まで3時間20分かけて加熱し、10分間1000℃
で保持し、その後1%C22 /99%Heを10分間
流した。その後、1000℃で1時間保持した後、3時
間20分かけて冷却させた。その結果、図1に示すよう
に、アルミナ4上にカーボン膜6が被覆された。
The sample after the pore widening treatment was placed in a tubular furnace, and was heated at a rate of 5 ° C./min to a set temperature. During the heat treatment, 2% H 2 /98% He was always flowed at 33 sccm, and 1% C 2 H 2 /99% He was used as a hydrocarbon gas.
1% C 2 H 4 /99% He was used at a flow rate of 66 sccm. During hydrocarbon pyrolysis, a gas of 100 sccm in total flows, and the mixture ratio is C 2 H 4 : H 2 : He = 1: 1: 1 ×
10 2 . 1000% in 2% H 2 /98% He atmosphere
Temperature for 3 hours and 20 minutes and 1000 minutes for 10 minutes
, And then flowed with 1% C 2 H 2 /99% He for 10 minutes. Thereafter, the temperature was kept at 1000 ° C. for 1 hour, and then cooled over 3 hours and 20 minutes. As a result, as shown in FIG. 1, the carbon film 6 was coated on the alumina 4.

【0045】取り出した試料の表面、断面をFE―SE
M(Field Emission−Scanning
Electron Microscope:電界放出
走査型電子顕微鏡)にて観察した。その結果、図1に示
したようにNb膜2より導電パス5がホール底に成長
し、ナノホール表面を被覆しているカーボン膜6に接続
されていることが確認できた。
The surface and cross section of the sample taken out were taken as FE-SE
M (Field Emission-Scanning)
Electron Microscope: Field emission scanning electron microscope). As a result, as shown in FIG. 1, it was confirmed that the conductive path 5 grew from the Nb film 2 to the bottom of the hole and was connected to the carbon film 6 covering the nanohole surface.

【0046】次に、作製されたカーボン被覆電極を作用
極として電解溶液中で使用するために行った加工を図3
を用いて説明する。
Next, a process performed for using the produced carbon-coated electrode as a working electrode in an electrolytic solution is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0047】作製されたカーボン被覆電極10を作用極
として用いるために、まずこの膜電極10の両面からス
リーエム社製の導電性テープ9で挟み込んだ。そして、
その上から、膜電極10の表面が溶液内に接するように
加工したカプトンテープ8を貼り絶縁部を作った。この
時、カプトンテープ8を固定するためにスリーエム社製
のフィラメントテープ7を使用した。完成状態を図4に
示した。
In order to use the produced carbon-coated electrode 10 as a working electrode, first, the membrane electrode 10 was sandwiched from both sides with a conductive tape 9 manufactured by 3M. And
From above, a Kapton tape 8 processed so that the surface of the membrane electrode 10 was in contact with the solution was applied to form an insulating portion. At this time, a filament tape 7 manufactured by 3M was used to fix the Kapton tape 8. The completed state is shown in FIG.

【0048】このようにして加工したカーボン被覆電極
を作用極として使用し、電気化学測定を行った。ここで
用いた試薬は、一般的な酸化還元応答を観るときに使用
するヘキサシアノ鉄(II)酸カリウムである。具体的
には、電解溶液として10mMのヘキサシアノ鉄(I
I)酸カリウム水溶液を使用し、支持電解質として1.
0Mの塩化カリウムを用いた。
Using the carbon-coated electrode processed as described above as a working electrode, an electrochemical measurement was performed. The reagent used here is potassium hexacyanoferrate (II) used to observe a general redox response. Specifically, 10 mM hexacyanoiron (I
I) An aqueous solution of potassium acid was used, and 1.
0 M potassium chloride was used.

【0049】カーボン被覆アルミナ膜電極を作用極とし
て使用し、CV応答を測定した結果、このサイクリック
ボルタモグラムより酸化電位が0.28V、還元電位が
0.18Vであり、酸化ピーク電流値が47mA、還元
ピーク電流値が−44mAに観られた。
Using the carbon-coated alumina membrane electrode as a working electrode and measuring the CV response, the cyclic voltammogram showed that the oxidation potential was 0.28 V, the reduction potential was 0.18 V, the oxidation peak current value was 47 mA, The reduction peak current value was observed at -44 mA.

【0050】(実施例2)実施例1と同様にして作製し
たカーボン被覆アルミナ膜電極の一方のみにリード線を
接続し、グルコースオキシターゼとピロールの水溶液に
浸漬し、電解重合することにより、グリコースオキシタ
ーゼを包括したピロール重合膜をカーボン被覆アルミナ
膜電極上に析出させることで、グルコースセンサー用の
電極を作製した。
(Example 2) A lead wire was connected to only one of the carbon-coated alumina membrane electrodes produced in the same manner as in Example 1, immersed in an aqueous solution of glucose oxidase and pyrrole, and subjected to electrolytic polymerization to give glucose oxidase. An electrode for a glucose sensor was prepared by depositing a pyrrole polymer film including the above on a carbon-coated alumina film electrode.

【0051】本実施例で作製した電気化学測定用セル及
び検出装置の模式図を図5に示す。本実施例で用いたフ
ローインジェクションーアンペロメトリー検出システム
では、キャリアー溶液を送液ポンプ11で送液した条件
下で、流路系にインジェクター12で導入した試料をフ
ロー電解セルに流入させ、定電位電解を行い電解電流を
測定した。電解電流の検出には、BAS社製フローセル
電極を用いた。その際、基質を効率よく電解するため
に、電極に接する流路はガスケット(絶縁膜)17によ
り規制した。なお、図6中、14はカーボン被覆アルミ
ナ膜電極のリード部分、15は参照電極、16は対極、
18は廃液、19はポテンシオスタット、20はモニタ
ーである。
FIG. 5 is a schematic view of the electrochemical measurement cell and the detection device manufactured in this example. In the flow injection-amperometry detection system used in the present embodiment, the sample introduced by the injector 12 into the flow path system is allowed to flow into the flow electrolytic cell under the condition that the carrier solution is fed by the feed pump 11, and the flow rate is fixed. Potential electrolysis was performed and the electrolysis current was measured. For detection of the electrolytic current, a flow cell electrode manufactured by BAS was used. At that time, in order to efficiently electrolyze the substrate, the flow path in contact with the electrode was regulated by a gasket (insulating film) 17. In FIG. 6, 14 is a lead portion of a carbon-coated alumina membrane electrode, 15 is a reference electrode, 16 is a counter electrode,
18 is a waste liquid, 19 is a potentiostat, and 20 is a monitor.

【0052】本実施例ではリン酸緩衝液(0.1mol
/l、pH6.8)を送液ポンプ11で流し、グルコー
スを種々の濃度で溶解したリン酸緩衝液(0.1mol
/l、pH6.8)をインジェクター12でインジェク
ションした。この次に、カーボン被覆アルミナ膜電極1
4に0.6Vの電位を印加したところ、グルコースオキ
シダーゼの作用により生成した過酸化水素の酸化電位が
観測された。電流量は、グルコース1mmol/lあた
り1mAであった。
In this embodiment, a phosphate buffer (0.1 mol
/ L, pH 6.8) by the liquid sending pump 11 to dissolve a phosphate buffer solution (0.1 mol
/ L, pH 6.8). Next, the carbon-coated alumina membrane electrode 1
When a potential of 0.6 V was applied to Sample No. 4, the oxidation potential of hydrogen peroxide generated by the action of glucose oxidase was observed. The amount of current was 1 mA per 1 mmol / l of glucose.

【0053】また、サンプル溶液0.1ml以下で充分
に検出することができ、フラクトースなどの不純物を多
量に含むグルコース溶液においても、不純物に影響され
ることなく、グルコースを選択的に検出できた。
Further, the detection was sufficiently performed with the sample solution of 0.1 ml or less, and even in a glucose solution containing a large amount of impurities such as fructose, glucose was selectively detected without being affected by the impurities.

【0054】(実施例3)ゴーシュ状の物質にグルコー
スオキシターゼを固定化し、この固定化酵素膜を実施例
1と同様にして作製したカーボン被覆アルミナ膜電極上
に張り付け、実施例2と同様の測定を行った。なお、固
定化酵素膜に関しては、図6に示すような網目状のとこ
ろに酵素を固定化した。
Example 3 Glucose oxidase was immobilized on a gauze-like substance, and the immobilized enzyme membrane was attached on a carbon-coated alumina membrane electrode produced in the same manner as in Example 1, and the same measurement as in Example 2 was carried out. Was done. As for the immobilized enzyme membrane, the enzyme was immobilized in a mesh-like place as shown in FIG.

【0055】図8に本実施例で作製したカーボン被覆ア
ルミナ膜電極の略図を示した。21は固定化酵素膜、6
はカーボン、4は陽極酸化アルミナ、2はNb膜、1は
Si基板である。
FIG. 8 is a schematic view of a carbon-coated alumina membrane electrode manufactured in this embodiment. 21 is an immobilized enzyme membrane, 6
Is carbon, 4 is anodized alumina, 2 is an Nb film, and 1 is a Si substrate.

【0056】測定装置については、図5に示した電極1
4として図8の電極を取り付けている。
As for the measuring device, the electrode 1 shown in FIG.
The electrode of FIG.

【0057】本実施例ではKCl水溶液(0.1mol
/l)を送液ポンプ11で流し、グルコースを種々の濃
度で溶解したKCl水溶液(0.1mol/l)をイン
ジェクター12でインジェクションした。この次に、酵
素修飾カーボン被覆アルミナ膜電極14に0.6Vの電
位を印加したところ、グルコースオキシダーゼの作用に
より生成した過酸化水素の酸化電位が観測された。電流
量は、グルコース1mmol/lあたり10mAであっ
た。
In this embodiment, a KCl aqueous solution (0.1 mol
/ L) was flowed by the liquid sending pump 11, and a KCl aqueous solution (0.1 mol / l) in which glucose was dissolved at various concentrations was injected by the injector 12. Next, when a potential of 0.6 V was applied to the enzyme-modified carbon-coated alumina membrane electrode 14, the oxidation potential of hydrogen peroxide generated by the action of glucose oxidase was observed. The amount of current was 10 mA per 1 mmol / l of glucose.

【0058】また、サンプル溶液0.1ml以下で充分
に検出することができ、フラクトースなどの不純物を多
量に含むグルコース溶液においても、不純物に影響され
ることなく、グルコースを選択的に検出できた。
Further, the detection was sufficiently performed with 0.1 ml or less of the sample solution, and even in a glucose solution containing a large amount of impurities such as fructose, glucose was selectively detected without being affected by the impurities.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば以
下の効果を奏する。 (1)本発明の電極は、電位窓が広く、残余電流及びバ
ックグラウンド電流が小さい特性を示し、希薄溶液等の
測定が可能になった。 (2)多孔体(多孔質体)の細孔内の内壁のみカーボン
膜が被覆されていて、導電性膜の少なくとも1部分がカ
ーボン膜と電気的接続された構造をもつことにより、高
感度な測定が可能になった。 (3)触媒となりうる物質に多孔体(多孔質体)を浸し
た後、カーボンを被覆することによって配向性を向上さ
せることができた。 (4)本発明の電極の近接もしくは少なくとも表面カー
ボンの1部分に直接に酵素や抗体、抗原、触媒を固定化
した修飾電気化学電極は、高感度な電気化学センサーと
することができた。 (5)本発明の電極において、多孔体(多孔質体)の孔
の孔径によって、電気化学的に目的分子を分離もしくは
単離等の特性を持った電極を作製できた。 (6)以上の優れた特性を有する本発明の電極は、様々
な分野で更なる応用が期待され、例えばフローセル、液
体クロマトグラフィー、バイオセンサー、などの超高感
度分子検出器に使用可能な電気化学電極として極めて有
用である。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) The electrode of the present invention has characteristics that the potential window is wide, the residual current and the background current are small, and it is possible to measure a dilute solution or the like. (2) The carbon film is coated only on the inner wall in the pores of the porous body (porous body), and at least a part of the conductive film has a structure electrically connected to the carbon film, so that high sensitivity is achieved. Measurement has become possible. (3) After immersing the porous body (porous body) in a substance that can serve as a catalyst, carbon was coated to improve the orientation. (4) The modified electrochemical electrode in which an enzyme, an antibody, an antigen, or a catalyst is immobilized directly on the electrode of the present invention or directly on at least a part of the surface carbon was able to be a highly sensitive electrochemical sensor. (5) In the electrode of the present invention, an electrode having characteristics such as electrochemical separation or isolation of the target molecule could be produced depending on the pore diameter of the porous body (porous body). (6) The electrode of the present invention having the above excellent properties is expected to be further applied in various fields, for example, an electric electrode usable for an ultra-sensitive molecular detector such as a flow cell, a liquid chromatography, a biosensor, and the like. Very useful as a chemical electrode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電極の一構成例を模式的に示す断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one configuration example of an electrode of the present invention.

【図2】本発明の電極の製造工程を説明するための図で
ある。
FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing process of the electrode of the present invention.

【図3】本発明の電極を作用極として利用するための作
成方法を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a preparation method for using the electrode of the present invention as a working electrode.

【図4】本発明の電極を作用極として作成した完成状態
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a completed state in which the electrode of the present invention is used as a working electrode.

【図5】本発明の電極を利用したフローインジェクショ
ン法による試料検出器の概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a sample detector by a flow injection method using an electrode of the present invention.

【図6】酵素を固定化した網目状物質の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a network material on which an enzyme is immobilized.

【図7】図6の固定化酵素膜をカーボン上に密着させた
本発明の電極の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the electrode of the present invention in which the immobilized enzyme membrane of FIG. 6 is adhered on carbon.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Si基板 2 Nb膜 3 Al膜 4 多孔質体(陽極酸化アルミナ) 5 Nb(導電パス) 6 カーボン 7 フィラメントテープ 8 カプトンテープ 9 導電性テープ 10 カーボン被覆アルミナ膜電極 11 送液ポンプ 12 インジェクター 13 Siチューブ 14 作用電極(カーボン被覆アルミナ膜電極) 15 参照電極 16 対極 17 ガスケット 18 廃液 19 ポテンシオスタット 20 モニター 21 固定化酵素膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Si substrate 2 Nb film 3 Al film 4 Porous body (anodized alumina) 5 Nb (conductive path) 6 Carbon 7 Filament tape 8 Kapton tape 9 Conductive tape 10 Carbon-coated alumina film electrode 11 Liquid feed pump 12 Injector 13 Si Tube 14 working electrode (carbon-coated alumina membrane electrode) 15 reference electrode 16 counter electrode 17 gasket 18 waste liquid 19 potentiostat 20 monitor 21 immobilized enzyme membrane

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に配された導電性膜上に多孔体を
有し、少なくとも、該多孔体の孔部にカーボン膜が配さ
れ、該カーボン膜と前記導電性膜とが電気的に接続され
てなることを特徴とする電極。
An electroconductive film disposed on a substrate has a porous body, and at least a carbon film is disposed in a hole of the porous body, and the carbon film and the conductive film are electrically connected to each other. An electrode which is connected.
【請求項2】 前記多孔体がアルミナからなることを特
徴とする請求項1に記載の電極。
2. The electrode according to claim 1, wherein said porous body is made of alumina.
【請求項3】 前記多孔体が陽極酸化法により形成され
てなることを特徴とする請求項1または2に記載の電
極。
3. The electrode according to claim 1, wherein the porous body is formed by an anodic oxidation method.
【請求項4】 前記多孔体の孔部の直径がナノサイズで
あることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載
の電極。
4. The electrode according to claim 1, wherein the diameter of the hole of the porous body is nano-sized.
【請求項5】 前記カーボン膜を構成するカーボンの面
間隔が0.3355nm以上0.3400nm以下であ
ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の
電極。
5. The electrode according to claim 1, wherein a plane interval of carbon constituting the carbon film is 0.3355 nm or more and 0.3400 nm or less.
【請求項6】 前記導電性膜がNb、Ti、Ta、Z
r、Hf、W、Mo、Si、Pt、Au、Ni、Cu、
Ag、Cから選ばれた少なくとも1つの元素を主成分と
することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載
の電極。
6. The conductive film is made of Nb, Ti, Ta, Z.
r, Hf, W, Mo, Si, Pt, Au, Ni, Cu,
The electrode according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one element selected from Ag and C is a main component.
【請求項7】 前記孔部により、前記導電性膜が露出し
てなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記
載の電極。
7. The electrode according to claim 1, wherein the hole exposes the conductive film.
【請求項8】 多孔体上にカーボン膜が配された電極の
製造方法であって、前記カーボン膜に対する触媒作用を
有する材料を前記多孔体上に配する工程と、続いて、前
記カーボン膜を前記多孔体上に配する工程とを有するこ
とを特徴とする電極の製造方法。
8. A method for producing an electrode in which a carbon film is disposed on a porous body, the method comprising: disposing a material having a catalytic action on the carbon film on the porous body; Arranging on the porous body.
【請求項9】 前記カーボン膜を前記多孔体上に配する
工程がCVD法により行われることを特徴とする請求項
8に記載の電極の製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein the step of disposing the carbon film on the porous body is performed by a CVD method.
【請求項10】 前記カーボン膜に対する触媒作用を有
する材料が、Fe、Ni、Coから選ばれた少なくとも
1つからなることを特徴とする請求項8または9に記載
の電極の製造方法。
10. The method according to claim 8, wherein the material having a catalytic action on the carbon film is made of at least one selected from the group consisting of Fe, Ni, and Co.
【請求項11】 請求項1乃至7のいずれかに記載の電
極を用いた電気化学センサーであって、酵素、抗体、抗
原、触媒から選ばれた少なくとも1つを前記カーボン膜
に固定化したことを特徴とする電気化学センサー。
11. An electrochemical sensor using the electrode according to any one of claims 1 to 7, wherein at least one selected from an enzyme, an antibody, an antigen, and a catalyst is immobilized on the carbon film. An electrochemical sensor characterized by the following.
【請求項12】 請求項1乃至7のいずれかに記載の電
極を用いた電気化学センサーであって、前記孔部の孔径
によって、電気化学的に目的分子を分離できることを特
徴とする電気化学センサー。
12. An electrochemical sensor using the electrode according to any one of claims 1 to 7, wherein a target molecule can be electrochemically separated by a pore diameter of the hole. .
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002095408A1 (en) * 2001-05-24 2002-11-28 Toyo Kohan Co., Ltd. Process for producing support carrying physiologically active substance immobilized thereon and process for producing the same, immobilized physiologically active substance, method of analyzing component in sample and kit for analyzing component in sample
KR100451132B1 (en) * 2001-11-08 2004-10-02 홍석인 Process for producing an electrode coated with immobilized enzyme using a porous silicone
WO2005010519A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-03 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Biosensor and production method therefor
JP2005083873A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Mitsubishi Pencil Co Ltd Biosensor
US7112377B2 (en) * 2003-02-06 2006-09-26 Fujitsu Limited Magnetic recording medium, method of manufacturing the same, magnetic medium substrate employed in the magnetic recording medium, and magnetic storage unit
WO2007094429A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrode material and energy conversion device using same
KR100918472B1 (en) 2007-07-23 2009-09-24 삼성전기주식회사 Electrode for supercapacitor and manufacturing method thereof
JP2011007803A (en) * 2004-07-23 2011-01-13 Canon Inc Enzyme electrode, device, sensor, fuel cell, and electrochemical reactor each having enzyme electrode
JPWO2009041554A1 (en) * 2007-09-28 2011-01-27 日立化成工業株式会社 Sensor, sensor system, portable sensor system, metal ion analysis method, mounting substrate, plating-inhibiting chemical species analysis method, generated compound analysis method, and monovalent copper chemical species analysis method
US9190656B2 (en) 2011-10-20 2015-11-17 Hyundai Motor Company Cathode current collector for electrical energy storage device and method for manufacturing the same
CN110528043A (en) * 2019-09-17 2019-12-03 蓝思精密(东莞)有限公司 The anti-sweat treatment process and sheet metal, metal shell and electronic equipment of sheet metal

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002095408A1 (en) * 2001-05-24 2002-11-28 Toyo Kohan Co., Ltd. Process for producing support carrying physiologically active substance immobilized thereon and process for producing the same, immobilized physiologically active substance, method of analyzing component in sample and kit for analyzing component in sample
CN1333253C (en) * 2001-05-24 2007-08-22 东洋钢钣株式会社 Process for producing support carrying physiologically active substance, immobilized thereon and process for producing the same,immobilized physiologically active substance,method of analyzing
KR100451132B1 (en) * 2001-11-08 2004-10-02 홍석인 Process for producing an electrode coated with immobilized enzyme using a porous silicone
US7112377B2 (en) * 2003-02-06 2006-09-26 Fujitsu Limited Magnetic recording medium, method of manufacturing the same, magnetic medium substrate employed in the magnetic recording medium, and magnetic storage unit
WO2005010519A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-03 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Biosensor and production method therefor
JP2005083873A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Mitsubishi Pencil Co Ltd Biosensor
JP2011007803A (en) * 2004-07-23 2011-01-13 Canon Inc Enzyme electrode, device, sensor, fuel cell, and electrochemical reactor each having enzyme electrode
JP2007218795A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Electrode material, biosensor using it, and fuel cell
WO2007094429A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrode material and energy conversion device using same
KR100918472B1 (en) 2007-07-23 2009-09-24 삼성전기주식회사 Electrode for supercapacitor and manufacturing method thereof
JPWO2009041554A1 (en) * 2007-09-28 2011-01-27 日立化成工業株式会社 Sensor, sensor system, portable sensor system, metal ion analysis method, mounting substrate, plating-inhibiting chemical species analysis method, generated compound analysis method, and monovalent copper chemical species analysis method
JP5487484B2 (en) * 2007-09-28 2014-05-07 日立化成株式会社 Metal ion sensor, sensor system, portable sensor system
US9190656B2 (en) 2011-10-20 2015-11-17 Hyundai Motor Company Cathode current collector for electrical energy storage device and method for manufacturing the same
US9837666B2 (en) 2011-10-20 2017-12-05 Hyundai Motor Company Cathode current collector for electrical energy storage device and method for manufacturing the same
CN110528043A (en) * 2019-09-17 2019-12-03 蓝思精密(东莞)有限公司 The anti-sweat treatment process and sheet metal, metal shell and electronic equipment of sheet metal

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