JP2003202314A - Manufacturing method of biosensor - Google Patents

Manufacturing method of biosensor

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JP2003202314A
JP2003202314A JP2002001070A JP2002001070A JP2003202314A JP 2003202314 A JP2003202314 A JP 2003202314A JP 2002001070 A JP2002001070 A JP 2002001070A JP 2002001070 A JP2002001070 A JP 2002001070A JP 2003202314 A JP2003202314 A JP 2003202314A
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JP
Japan
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biosensor
working electrode
manufacturing
light
contact area
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Pending
Application number
JP2002001070A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Takayama
佳久 高山
Fumiaki Yoshida
文昭 吉田
Yukinobu Sawada
幸延 沢田
Takashi Nishioka
孝 西岡
Teruaki Fukuyama
照章 福山
Katsuaki Kawamoto
克明 川本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that entire products cannot be warranted since the quality of a population is warranted by sampling using a statistic method to warrant the performance of a group of biosensors to be mass-produced, and further intermediate materials during a manufacturing process may include the risk of mass abandonment. <P>SOLUTION: During a biosensor-manufacturing process, incident light having a specific wavelength is applied to a biosensor, and the area value of a contact section 14 coming into contact with a liquid sample on an operation electrode 1 formed on the biosensor is measured according to the luminance information of a reflected light that is reflected from a operation electrode section, thus judging the performance of the biosensor. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【発明の属する技術分野】本発明は、液体試料中の測定
成分について、迅速かつ高精度な定量を実施するための
バイオセンサの製造方法に関するものであり、特にバイ
オセンサの性能を間接手法により評価するという特徴を
有するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a biosensor for carrying out rapid and highly accurate quantification of a measurement component in a liquid sample, and in particular, evaluating the performance of the biosensor by an indirect method. It has the characteristic of

【従来の技術】スクロース、グルコースなど糖類の定量
分析法として、旋光度計法、比色法、還元滴定法、各種
クロマトグラフィーを用いた方法等が開発されている。
しかし、これらの方法は、いずれも糖類に対する特異性
があまり高くないので精度が悪かった。旋光度計法によ
れば、操作は簡便であるが操作時の温度の影響を大きく
受けるため、一般の人が家庭などで簡易に糖類を定量す
る方法としては適切ではなかった。ところで近年、酵素
の有する特異的触媒作用を利用した種々のタイプのバイ
オセンサが開発されている。以下に、試料液中の基質定
量法の一例として、グルコースの定量法について説明す
る。電気化学的なグルコースの定量法としては、グルコ
ースオキシダーゼ(EC1.1.3.4:以下GODと
略す)と酵素電極あるいは過酸化水素電極とを使用して
行う方法が一般的に知られている。(例えば、鈴木周一
編「バイオセンサ」講談社)。GODは酸素を電子受容
体として、基質であるβ−D−グルコースをD−グルコ
ノ−δ−ラクトンに選択的に酸化する。酸素の存在下で
GODによる酸化還元過程において、酸素が過酸化水素
に還元される。この酸素の減少量を計測するかあるいは
過酸化水素電極によって過酸化水素の増加量を計る。酸
素の減少量及び過酸化水素の増加量は、試料中のグルコ
ース含有量に比例するので、酸素の減少量または過酸化
水素の増加量からグルコースを定量することができる。
上記の方法はその反応過程からも推測できるように、測
定結果は試料液に含まれる酸素濃度の影響を大きく受け
る欠点があり、さらに試料液に酸素が存在しない場合に
は測定が不可能となる。そこで酸素を電子受容体として
用いず、フェリシアン化カリウム、フェロセン誘導体、
キノン誘導体等の有機化合物や金属錯体を電子受容体と
して用いる新しいタイプのグルコースセンサーが開発さ
れてきた。このタイプのセンサーでは、酵素反応の結果
生じた電子受容体の還元体を電極上で酸化することによ
り、その酸化電流から試料液中に含まれるグルコース濃
度が求められる。このような有機化合物や金属錯体を酸
素の代わりに電子受容体として用いることで、既知量の
GODとそれらの電子受容体を安定な状態で正確に電極
上に担持させて反応層を形成することが可能となる。こ
の場合、反応層を乾燥状態に近い状態で電極系と一体化
させることもできるので、この技術に基づいた使い捨て
型のグルコースセンサーが近年多くの注目を集めてい
る。図7は上述のような従来の血糖値測定用のバイオセ
ンサを示す分解斜視図であり、図8はその断面図であ
る。ポリエチレンテレフタレートのような絶縁基板5上
には、電極となる作用電極1、対電極2、ならびに両極
を絶縁保護するためのレジスト層6が印刷形成され、こ
れら電極上にはグルコースオキシダーゼと電子受容体を
含む試薬層11とさらに試薬層11上に卵黄レシチンな
どからなる界面活性剤層12とが形成されている。そし
てある量の血液を採取し、採取した血液と試薬層11と
の反応により生じる電流値を上記電極で検出するための
キャビティ13を形成するため、電極及び試薬上の部分
を細長く切り欠いたスペーサ8と、空気逃げ穴10を形
成したカバー7とを絶縁基板5上に貼り合わせている。
このような構成のバイオセンサにおいて、血液は吸引口
9からキャビティ13内に導入され、電極と試薬のある
位置まで導かれる。そして電極上での血液と試薬との反
応により生じる電流値は、リード3,4を通じて図示し
ない外部の測定装置に接続して読み取られる。従来から
このような構成のバイオセンサは同一性能のバイオセン
サを大量に生産するために、一定寸法のシート状に加工
した絶縁基板5上に印刷等の手段を用いて、1回の動作
で複数個のバイオセンサが生産できるような工夫がなさ
れている。
2. Description of the Related Art As a quantitative analysis method of saccharides such as sucrose and glucose, a polarimetric method, a colorimetric method, a reduction titration method, a method using various chromatographies and the like have been developed.
However, none of these methods had high specificity for saccharides, and thus the accuracy was poor. According to the polarimetric method, the operation is simple, but it is greatly affected by the temperature at the time of operation, so it is not suitable as a method for easily quantifying sugars by ordinary people at home. By the way, in recent years, various types of biosensors that utilize the specific catalytic action of enzymes have been developed. The glucose quantification method will be described below as an example of the substrate quantification method in the sample solution. As an electrochemical quantification method of glucose, a method of using glucose oxidase (EC 1.1.3.4: hereinafter abbreviated as GOD) and an enzyme electrode or a hydrogen peroxide electrode is generally known. . (For example, Shuichi Suzuki's "Biosensor" Kodansha). GOD uses oxygen as an electron acceptor to selectively oxidize the substrate β-D-glucose into D-glucono-δ-lactone. Oxygen is reduced to hydrogen peroxide in the redox process by GOD in the presence of oxygen. The amount of decrease in oxygen is measured, or the amount of increase in hydrogen peroxide is measured by a hydrogen peroxide electrode. Since the decrease amount of oxygen and the increase amount of hydrogen peroxide are proportional to the glucose content in the sample, glucose can be quantified from the decrease amount of oxygen or the increase amount of hydrogen peroxide.
As can be inferred from the reaction process, the above method has a drawback that the measurement result is greatly affected by the oxygen concentration contained in the sample solution, and further, if oxygen is not present in the sample solution, measurement becomes impossible. . Therefore, without using oxygen as an electron acceptor, potassium ferricyanide, a ferrocene derivative,
A new type of glucose sensor using an organic compound such as a quinone derivative or a metal complex as an electron acceptor has been developed. In this type of sensor, the reduced form of the electron acceptor generated as a result of the enzymatic reaction is oxidized on the electrode, and the concentration of glucose contained in the sample solution is obtained from the oxidation current. By using such an organic compound or a metal complex as an electron acceptor instead of oxygen, a known amount of GOD and those electron acceptors can be accurately and stably supported on an electrode to form a reaction layer. Is possible. In this case, since the reaction layer can be integrated with the electrode system in a state close to a dry state, a disposable glucose sensor based on this technique has recently received much attention. FIG. 7 is an exploded perspective view showing a conventional biosensor for measuring blood glucose level as described above, and FIG. 8 is a sectional view thereof. On an insulating substrate 5 such as polyethylene terephthalate, a working electrode 1 serving as an electrode, a counter electrode 2, and a resist layer 6 for insulating and protecting both electrodes are formed by printing. Glucose oxidase and an electron acceptor are formed on these electrodes. And a surfactant layer 12 made of egg yolk lecithin or the like is formed on the reagent layer 11. Then, in order to form a cavity 13 for detecting a current value generated by a reaction between the collected blood and the reagent layer 11 with a certain amount of blood, a spacer in which a portion above the electrode and the reagent is cut out is elongated. 8 and the cover 7 in which the air escape hole 10 is formed are attached to the insulating substrate 5.
In the biosensor having such a configuration, blood is introduced from the suction port 9 into the cavity 13 and guided to a position where the electrode and the reagent are present. The current value generated by the reaction between the blood and the reagent on the electrode is read by connecting to an external measuring device (not shown) through the leads 3 and 4. Conventionally, in order to mass-produce biosensors having the same performance, biosensors having such a configuration use a means such as printing on an insulating substrate 5 that is processed into a sheet having a certain size, and a plurality of biosensors can be manufactured by one operation. The device is designed so that individual biosensors can be produced.

【発明が解決しようとする課題】このように作製された
バイオセンサは、その構成から一度使用されたバイオセ
ンサは繰り返し使用することが出来ないため、性能ある
いは品質を保証するために、大量に生産されたバイオセ
ンサ群を母集団として、AQL等の統計手法を用いた抜
き取り法により性能を保証している。具体的に、血液中
の血糖値を測定するグルコースセンサの品質検査方法の
一例を下記に示す。血糖値が既知の血液あるいはグルコ
ース濃度標準液を、大量に生産されたグルコース群の母
集団から規定数量の血糖値センサに吸引させ、測定機か
らの測定値を読み取る。次に、得られた規定数量の測定
値の絶対値および変動係数から、母集団すべてのバイオ
センサ群の性能を保証している。従って、上記の方法で
はバイオセンサ群の全数を管理あるいは保証することは
不可能であり、バイオセンサ群の一部には真の値とは異
なった測定値を示すバイオセンサを含んでいる可能性が
あるといった課題を有している。さらにバイオセンサ群
の性能は、完成した製品の中から抜き取り法でしか保証
されていないこともあり、測定結果が品質保証範囲から
逸脱していた場合、製造工程中の仕掛かり製品を全て廃
棄処理せざるを得なくなり、製造部門では非常に大きい
リスクを背負っている。
The biosensor thus manufactured cannot be repeatedly used once because of its constitution. Therefore, it is mass-produced in order to guarantee performance or quality. The performance is guaranteed by a sampling method using a statistical method such as AQL with the biosensor group as a population. Specifically, an example of a quality inspection method of a glucose sensor for measuring a blood glucose level in blood will be shown below. Blood or glucose concentration standard solution having a known blood glucose level is sucked into a prescribed amount of blood glucose sensor from a large amount of produced glucose group population, and the measured value from the measuring device is read. Next, the performance of all biosensor groups in the population is guaranteed from the absolute value and coefficient of variation of the measured values of the specified amount obtained. Therefore, it is not possible to manage or guarantee the total number of biosensor groups by the above method, and some biosensor groups may include biosensors that show a measurement value different from the true value. There is a problem such as. Furthermore, the performance of the biosensor group may be guaranteed only by the sampling method from the completed products, and if the measurement results deviate from the quality assurance range, all the products in process during the manufacturing process are discarded. There is no choice but to take a huge risk in the manufacturing sector.

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のバイオセンサの製造方法は、絶縁性の基板
上に形成された作用電極と対電極とを用いて、液体試料
と試薬との反応を検出することにより、前記液体試料中
の成分を分析するバイオセンサにおいて、前記作用電極
と液体試料との接触面積をその製造工程中において測定
することにより、前記バイオセンサ群の性能を判定する
ことを特徴としたものである。
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a biosensor according to the present invention uses a working electrode and a counter electrode formed on an insulative substrate to form a liquid sample and a reagent. In the biosensor for analyzing the components in the liquid sample by detecting the reaction with, by measuring the contact area between the working electrode and the liquid sample during the manufacturing process, the performance of the biosensor group is It is characterized by making a judgment.

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載のバイオ
センサの製造方法は、絶縁性の基板上に形成された作用
電極と対電極とを用いて、液体試料と試薬との反応を検
出することにより、前記液体試料中の成分を分析するバ
イオセンサにおいて、前記作用電極と液体試料との接触
面積を測定することにより、前記バイオセンサの性能を
評価することを特徴とするものである。これによれば、
直接バイオセンサの性能を見極めるために液体試料を吸
引させ測定値を得るような方法を取る必要がないため、
これまでできていなかったセンサ群母集団の全数検査あ
るいは全数保証が可能となり、さらにバイオセンサ製造
工程途中で作用電極の接触面積値を測定するだけで性能
を確認することが可能となることから、製造工程内仕掛
かり製品の廃棄リスクが大幅に減少するバイオセンサの
製造方法を提供できる。次に、本発明の請求項2に記載
されたバイオセンサの製造方法は、特定波長の光を前記
作用電極に照射する工程と、作用電極部から反射される
反射光を検出する工程と、検出された反射光から作用電
極の接触面積値を演算する工程とを備えたことを特徴と
する請求項1記載のバイオセンサの製造方法であり、請
求項1と同様の効果を期待できる。次に、本発明の請求
項3に記載のバイオセンサの製造方法は、反射光の輝度
情報から接触面積値を演算する事を特徴とする請求項2
記載のバイオセンサの製造方法であり、電極開口部の滲
みや異物、あるいは電極内のピンホールまで判定できる
ため、実際に性能に影響を及ぼす有効面積の判定も容易
に実現できるものである。次に、本発明の請求項4に記
載のバイオセンサの製造方法は、作用電極から反射され
る反射光光量を制御するよう遮光しながら接触面積の測
定をおこなうことを特徴とする請求項2記載のバイオセ
ンサの製造方法であり、特にカメラ等の焦点付近に遮光
機能を設置することでコントラスト比レベルが大きく取
れ且つ少ない光量でも作用電極界面をより詳細に規制で
き、有効面積の判定も容易に実現できるものである。次
に、本発明の請求項5に記載のバイオセンサの製造方法
は、450nm〜510nmの波長範囲にピークを持つ
光を作用電極に照射することを特徴とする請求項2記載
のバイオセンサの製造方法であり、前記作用電極の接触
部周辺領域の色調や立体段差が変動した場合に於いても
正確に反射光の輝度情報を得ることができるためより正
確に性能に影響を及ぼす有効面積の判定も容易に実現で
きるものである。 (実施の形態1)以下、本発明の請求項1及び請求項2
に記載された発明の実施の形態について、図1、図2を
用いて説明する。尚図1、2において図中の構成番号は
図7、8と同一である。図1において、5は例えば、ポ
リエチレンテレフタレートからなる絶縁基板で、一定寸
法のシート状で供給される。前記絶縁基板5上には、電
極となる作用電極1と対電極2、ならびに両極を絶縁保
護するためのレジスト層6がそれぞれスクリーン印刷法
等の手段で形成される。これらの電極上にはグルコース
オキシダーゼと電子受容体を含む試薬層11とさらに卵
黄レシチンなどからなる界面活性財層12とが形成され
る。また図2において、14はバイオセンサ上に形成さ
れた作用電極1上の開口された液体試料との接触部であ
り、レジスト層6により接触面積は規制されている。1
5はカメラであり16は遮光板であり17は特定波長の
光を照射する照明である。ここで本発明のバイオセンサ
の製造方法は、前記絶縁基板5上に電極1,2を形成し
次いで前記レジスト層6を形成した後、そのバイオセン
サ製造工程中において図2に記載する光学系を用いて作
用電極1上に開口した液体試料との接触部14の面積を
その輝度を用いて測定することにより前記バイオセンサ
の性能を判定することを特徴としたものである。実際の
バイオセンサの製造工程では、大量生産に適したよう
に、図示しないが1つのシートの中に、n×m個のバイ
オセンサが2次元的に並んだ状態で形成されていて、最
終的にこのシートからプレス等により打ち抜かれて各バ
イオセンサが形成される。シートから打ち抜かれるまで
の製造工程では、前記シートは各作業工程においては予
め設定された作業速度(タクト)で処理され次工程に進
む。また測定〜演算処理はパーソナルコンピュータやワ
ークステーションなどの電算機器の処理能力でそのタク
トが決まるため、現在では絶縁基板の工程における進行
方向(仮にn個方向)にカメラをn個同列に配置し、タ
クトのバランスを取っている。また照明17による照射
範囲は、バイオセンサ上の対電極を含むように設定され
ているがここで重要なことは、バイオセンサから反射さ
れた反射光量を出来る限り少なくし、よりコントラスト
におけるダイナミックレンジ幅を広げることである。つ
まり、カメラ光学系において、その焦点が合った位置近
傍に遮光板16を設置することにより、面積判定に必要
且つ最低の光量或いは最適な情報が得られるものであ
る。図3は作用電極上に接触部面積を規制するレジスト
層の面積を意図的に変更させた上で、グルコース標準液
を用いて測定したグルコース値との相関を示す図であ
る。図中において、意図的に3種類の接触部面積を設定
したところ、グルコース測定値も同様な分布を示し、そ
れらの相関係数は0.9683と非常に高いものであっ
た。標準液に対する測定値の変動量により、グルコース
センサの感度は数学的に補正されるため、接触部面積を
測定することにより間接的に且つ非破壊でグルコースセ
ンサの感度が決定できるものである。 (実施の形態2)さらに本発明の請求項3及び請求項4
に記載された発明の実施の形態について、図2、図4、
図5、図6を用いて説明する。図4は図2における照明
17の輝度分布を示すものであり、約500nm付近に
輝度ピークを持つものである。これによりカメラに得ら
れる画像は、その境界領域においてコントラストが強調
され、必要部分の境界領域が目視においても判定可能と
なった。図5は蛍光灯による入力画像写真を図6には本
発明によるLEDを使った単波長照明による入力画像写
真を示す。入力画像自体が高コントラスト比を持つた
め、実際に画像データから接触面積を演算させる処理時
間も非常に早く且つ正確となり、1画像に必要な処理時
間が80m秒必要だったものが26m秒まで高速化でき
約3倍の処理が可能となった。このように本発明によれ
ば、バイオセンサの製造工程中において、バイオセンサ
自身を非破壊で且つ高速に画像処理〜測定〜判定が行え
るようになり、全てのセンサをインラインで判定でき
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for producing a biosensor according to claim 1 of the present invention uses a working electrode and a counter electrode formed on an insulating substrate to react a liquid sample with a reagent. In a biosensor for analyzing components in the liquid sample by detecting, the performance of the biosensor is evaluated by measuring a contact area between the working electrode and the liquid sample. . According to this
Since it is not necessary to take a method of sucking a liquid sample to obtain a measurement value in order to directly evaluate the performance of the biosensor,
Since it is possible to perform 100% inspection or 100% guarantee of the sensor group population, which has not been done so far, further it is possible to confirm the performance by simply measuring the contact area value of the working electrode during the biosensor manufacturing process. It is possible to provide a biosensor manufacturing method in which the risk of discarding products in process in the manufacturing process is greatly reduced. Next, the method for manufacturing a biosensor according to claim 2 of the present invention comprises the steps of irradiating the working electrode with light having a specific wavelength, detecting reflected light reflected from the working electrode portion, and detecting the light. The method for manufacturing a biosensor according to claim 1, further comprising the step of calculating a contact area value of the working electrode from the reflected light thus obtained, and an effect similar to that of claim 1 can be expected. Next, the method for manufacturing a biosensor according to claim 3 of the present invention is characterized in that a contact area value is calculated from luminance information of reflected light.
The method for manufacturing a biosensor described above can determine the bleeding or foreign matter in the electrode opening, or even the pinhole in the electrode, so that the effective area that actually affects the performance can be easily determined. Next, in the biosensor manufacturing method according to claim 4 of the present invention, the contact area is measured while shielding the light so as to control the amount of reflected light reflected from the working electrode. This is a method of manufacturing a biosensor, and in particular, by installing a light-shielding function near the focal point of a camera or the like, a large contrast ratio level can be obtained and the working electrode interface can be regulated in more detail even with a small amount of light, and the effective area can be easily determined It can be realized. Next, in the method for producing the biosensor according to claim 5 of the present invention, the working electrode is irradiated with light having a peak in a wavelength range of 450 nm to 510 nm. This is a method for determining the effective area that affects the performance more accurately because the brightness information of the reflected light can be accurately obtained even when the color tone or the solid step around the contact portion of the working electrode changes. Can be easily realized. (Embodiment 1) Hereinafter, claim 1 and claim 2 of the present invention
An embodiment of the invention described in 1. will be described with reference to FIGS. It should be noted that the configuration numbers in FIGS. 1 and 2 are the same as those in FIGS. In FIG. 1, reference numeral 5 is an insulating substrate made of, for example, polyethylene terephthalate, which is supplied in the form of a sheet having a constant size. On the insulating substrate 5, a working electrode 1 serving as an electrode, a counter electrode 2, and a resist layer 6 for insulating and protecting both electrodes are formed by means of screen printing or the like. On these electrodes, a reagent layer 11 containing glucose oxidase and an electron acceptor, and a surface active material layer 12 made of egg yolk lecithin or the like are formed. Further, in FIG. 2, reference numeral 14 is a contact portion with the opened liquid sample on the working electrode 1 formed on the biosensor, and the contact area is regulated by the resist layer 6. 1
Reference numeral 5 is a camera, 16 is a light shielding plate, and 17 is an illumination for irradiating light of a specific wavelength. Here, in the biosensor manufacturing method of the present invention, after the electrodes 1 and 2 are formed on the insulating substrate 5 and then the resist layer 6 is formed, the optical system shown in FIG. The performance of the biosensor is determined by measuring the area of the contact portion 14 with the liquid sample opened on the working electrode 1 by using its brightness. In an actual biosensor manufacturing process, n × m biosensors are two-dimensionally arranged in one sheet (not shown) so as to be suitable for mass production. Then, each biosensor is formed by punching from this sheet with a press or the like. In the manufacturing process until the sheet is punched out, the sheet is processed at a preset work speed (tact) in each work process and the process proceeds to the next process. In addition, since the takt time is determined by the processing capacity of computer devices such as personal computers and workstations in measurement to arithmetic processing, at present, n cameras are arranged in the same row in the advancing direction (provisionally n direction) in the process of insulating substrate, The tact is balanced. The irradiation range of the illumination 17 is set so as to include the counter electrode on the biosensor, but what is important here is to reduce the amount of reflected light reflected from the biosensor as much as possible to further increase the dynamic range width in contrast. Is to spread. That is, in the camera optical system, by installing the light shielding plate 16 near the in-focus position, the minimum amount of light necessary for area determination or optimum information can be obtained. FIG. 3 is a diagram showing a correlation with the glucose value measured using a glucose standard solution after intentionally changing the area of the resist layer that regulates the area of the contact portion on the working electrode. In the figure, when three types of contact portion areas were intentionally set, glucose measurement values also showed a similar distribution, and their correlation coefficient was 0.9683, which was very high. Since the sensitivity of the glucose sensor is mathematically corrected by the variation of the measured value with respect to the standard solution, the sensitivity of the glucose sensor can be indirectly and nondestructively determined by measuring the contact area. (Embodiment 2) Claims 3 and 4 of the present invention
2, FIG. 4, regarding the embodiment of the invention described in FIG.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows the luminance distribution of the illumination 17 in FIG. 2, and has a luminance peak near about 500 nm. As a result, in the image obtained by the camera, the contrast is enhanced in the boundary area, and the boundary area of the necessary portion can be visually determined. FIG. 5 shows an input image photograph by a fluorescent lamp, and FIG. 6 shows an input image photograph by a single wavelength illumination using an LED according to the present invention. Since the input image itself has a high contrast ratio, the processing time to actually calculate the contact area from the image data is very fast and accurate, and the processing time required for one image was 80 ms, but it was as high as 26 ms. It was possible to process it approximately 3 times as much. As described above, according to the present invention, it becomes possible to perform non-destructive and high-speed image processing, measurement, and determination of the biosensor itself during the manufacturing process of the biosensor, and all sensors can be determined inline.

【発明の効果】以上のように、本発明のバイオセンサの
製造方法によれば、これまでの手法では不可能だったセ
ンサ群母集団の全数検査あるいは全数保証が可能とな
り、さらにバイオセンサ製造工程途中で作用電極の接触
面積値を測定するだけで性能を確認することが可能とな
ることから、製造工程内仕掛かり製品の廃棄リスクが大
幅に減少するバイオセンサの製造方法を提供できる。さ
らに反射光の輝度情報から作用電極の接触面積値を演算
することで、電極開口部の滲みによる接触面積値の解析
や異物の存在、あるいは電極内のピンホールまで判定で
きるため、実際に性能に影響を及ぼす有効面積の判定も
容易に実現できる。またカメラに入力する光量を制御す
る遮光装置を有することで、バイオセンサから反射され
た反射光量を出来る限り少なくし、よりコントラストに
おけるダイナミックレンジ幅を広げることが可能であ
る。つまり、カメラ光学系において、その焦点が合った
位置近傍に遮光板16を設置することにより、面積判定
に必要且つ最低の光量或いは最適な情報が得られるもの
である。また、450nm〜510nmの波長範囲にピ
ークを持つ光を照射することで、作用電極の接触部周辺
領域の色調や立体段差が変動した場合に於いても正確に
反射光の輝度情報を得ることができるためより正確に性
能に影響を及ぼす有効面積の判定も容易に実現できる。
As described above, according to the method for manufacturing a biosensor of the present invention, it is possible to perform 100% inspection or 100% guarantee of a sensor group population, which has not been possible by the conventional methods. Since it becomes possible to confirm the performance only by measuring the contact area value of the working electrode on the way, it is possible to provide a method for manufacturing a biosensor in which the risk of discarding a product in process in the manufacturing process is significantly reduced. Furthermore, by calculating the contact area value of the working electrode from the brightness information of the reflected light, it is possible to analyze the contact area value due to the bleeding of the electrode opening, determine the presence of foreign matter, or even pinholes in the electrode, so that the actual performance It is possible to easily realize the determination of the effective area having an influence. Further, by having a light-shielding device that controls the amount of light input to the camera, the amount of reflected light reflected from the biosensor can be reduced as much as possible, and the dynamic range width in contrast can be further widened. That is, in the camera optical system, by installing the light shielding plate 16 near the in-focus position, the minimum amount of light necessary for area determination or optimum information can be obtained. Further, by irradiating light having a peak in the wavelength range of 450 nm to 510 nm, it is possible to accurately obtain the luminance information of the reflected light even when the color tone or the three-dimensional step in the peripheral region of the contact portion of the working electrode changes. Therefore, it is possible to easily and more accurately determine the effective area that affects the performance.

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

【図1】本発明の実施の形態1におけるバイオセンサの
断面図
FIG. 1 is a sectional view of a biosensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1におけるバイオセンサの
接触面積測定概略図
FIG. 2 is a schematic diagram of contact area measurement of the biosensor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態1における接触部面積と感
度の相関図
FIG. 3 is a correlation diagram of contact area and sensitivity according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態2における光源の波長特性
FIG. 4 is a wavelength characteristic diagram of a light source according to the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態2における取得画像比較図FIG. 5 is an acquired image comparison diagram according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態2における取得画像比較図FIG. 6 is an acquired image comparison diagram according to the second embodiment of the present invention.

【図7】従来の血糖値測定用のバイオセンサを示す分解
斜視図
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a conventional biosensor for measuring blood glucose level.

【図8】従来の血糖値測定用のバイオセンサを示す断面
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional biosensor for measuring blood glucose level.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 作用電極 2 対電極 3、4 リード 5 絶縁基板 6 レジスト層 7 カバー 8 スペーサ 9 吸引口 10 空気逃げ穴 11 試薬層 12 界面活性剤層 13 キャビティ 14 作用電極開口部 15 カメラ 16 遮光板 17 照明 1 Working electrode 2 counter electrodes 3, 4 leads 5 insulating substrate 6 Resist layer 7 cover 8 spacers 9 Suction port 10 Air escape holes 11 Reagent layer 12 Surfactant layer 13 cavities 14 Working electrode opening 15 camera 16 light shield 17 Lighting

フロントページの続き (72)発明者 沢田 幸延 香川県高松市古新町8番地の1 松下寿電 子工業株式会社内 (72)発明者 西岡 孝 香川県高松市古新町8番地の1 松下寿電 子工業株式会社内 (72)発明者 福山 照章 香川県高松市古新町8番地の1 松下寿電 子工業株式会社内 (72)発明者 川本 克明 香川県高松市古新町8番地の1 松下寿電 子工業株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA58 BB00 CC00 FF04 FF44 GG03 GG07 GG17 GG22 HH13 JJ03 JJ05 JJ09 QQ31 2G051 AA61 AB07 BA04 CA04 CC07 EA11 EA12 EA16 Continued front page    (72) Inventor Konobu Sawada             1 Juden Matsushita, 1-8 Koshinmachi, Takamatsu City, Kagawa Prefecture             Child Industry Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Nishioka             1 Juden Matsushita, 1-8 Koshinmachi, Takamatsu City, Kagawa Prefecture             Child Industry Co., Ltd. (72) Inventor Fukuyama Teruaki             1 Juden Matsushita, 1-8 Koshinmachi, Takamatsu City, Kagawa Prefecture             Child Industry Co., Ltd. (72) Inventor Katsuaki Kawamoto             1 Juden Matsushita, 1-8 Koshinmachi, Takamatsu City, Kagawa Prefecture             Child Industry Co., Ltd. F term (reference) 2F065 AA58 BB00 CC00 FF04 FF44                       GG03 GG07 GG17 GG22 HH13                       JJ03 JJ05 JJ09 QQ31                 2G051 AA61 AB07 BA04 CA04 CC07                       EA11 EA12 EA16

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性の基板上に形成された作用電極と
対電極とを用いて、液体試料と試薬との反応を検出する
ことにより、前記液体試料中の成分を分析するバイオセ
ンサにおいて、前記作用電極と液体試料との接触面積を
測定することにより、前記バイオセンサの性能を評価す
ることを特徴とするバイオセンサの製造方法。
1. A biosensor for analyzing a component in a liquid sample by detecting a reaction between a liquid sample and a reagent using a working electrode and a counter electrode formed on an insulating substrate. A method for manufacturing a biosensor, characterized in that the performance of the biosensor is evaluated by measuring a contact area between the working electrode and a liquid sample.
【請求項2】 特定波長の光を前記作用電極に照射する
工程と、作用電極部から反射される反射光を検出する工
程と、検出された反射光から作用電極の接触面積値を演
算する工程とを備えたことを特徴とする請求項1記載の
バイオセンサの製造方法。
2. A step of irradiating the working electrode with light of a specific wavelength, a step of detecting reflected light reflected from the working electrode portion, and a step of calculating a contact area value of the working electrode from the detected reflected light. The method of manufacturing a biosensor according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 反射光の輝度情報から接触面積値を演算
する事を特徴とする請求項2記載のバイオセンサの製造
方法。
3. The method for manufacturing a biosensor according to claim 2, wherein the contact area value is calculated from the brightness information of the reflected light.
【請求項4】 作用電極から反射される反射光光量を制
御するよう遮光しながら接触面積の測定をおこなうこと
を特徴とする請求項2記載のバイオセンサの製造方法。
4. The method for manufacturing a biosensor according to claim 2, wherein the contact area is measured while shielding the light so as to control the amount of reflected light reflected from the working electrode.
【請求項5】 450nm〜510nmの波長範囲にピ
ークを持つ光を作用電極に照射することを特徴とする請
求項2記載のバイオセンサの製造方法。
5. The method for producing a biosensor according to claim 2, wherein the working electrode is irradiated with light having a peak in a wavelength range of 450 nm to 510 nm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009175031A (en) * 2008-01-25 2009-08-06 A & T Corp Substrate type reagent, apparatus, method, and program for manufacturing inspection, apparatus, method, and program for analysis, server, method, and program for management, and recording medium

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JP2009175031A (en) * 2008-01-25 2009-08-06 A & T Corp Substrate type reagent, apparatus, method, and program for manufacturing inspection, apparatus, method, and program for analysis, server, method, and program for management, and recording medium

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