JP2005227145A - 微小絶縁被覆金属導電体、微小絶縁被覆金属導電体の製造方法、及び細胞電気信号検出装置 - Google Patents
微小絶縁被覆金属導電体、微小絶縁被覆金属導電体の製造方法、及び細胞電気信号検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005227145A JP2005227145A JP2004036536A JP2004036536A JP2005227145A JP 2005227145 A JP2005227145 A JP 2005227145A JP 2004036536 A JP2004036536 A JP 2004036536A JP 2004036536 A JP2004036536 A JP 2004036536A JP 2005227145 A JP2005227145 A JP 2005227145A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow insulator
- metal
- wire
- coated metal
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
【解決手段】 中空状絶縁体に金属材料が封入された線材の一部を、該絶縁体が軟化するまで加熱する第1ステップと、線材における加熱部位を引き伸ばし、線材を切断する第2ステップと、を経て、微小絶縁被覆金属導電体を製造方法する。そして、得られた微小絶縁被覆金属導電体は、中空状絶縁体と、中空状絶縁体に封入された金属材料とを含んで構成され、少なくとも一端が中空状絶縁体から金属材料が露出していると共に、切断部分の長径が100nm〜3μmである構成となる。
【選択図】 図3
Description
また、他の目的は、上記微小絶縁被覆金属導電体を電極として利用した細胞電気信号検出装置を提供することである。
本発明の微小絶縁被覆金属導電体の製造方法は、
中空状絶縁体に金属材料が封入された線材の一部を、該絶縁体が軟化するまで加熱する第1ステップと、
前記線材における加熱部位を引き伸ばし、前記線材を切断する第2ステップと、
を有することを特徴としている。
少なくとも一端は前記中空状絶縁体から前記金属材料が露出していると共に、切断部分の長径が100nm〜3μmであることを特徴としている。
前記細胞電気信号検出用電極として、上記本発明の微小絶縁被覆金属導電体の製造方法により得られた微小絶縁被覆金属導電体、又は、上記本発明の微小絶縁被覆金属導電体を用いたことを特徴としている。
また、上記微小絶縁被覆金属導電体を電極として利用した細胞電気信号検出装置を提供することができる。
本発明の微小導電体の製造方法は、線材の一部を加熱する第1ステップと、線材における加熱部位を引き伸ばし、前記線材を切断する第2ステップと、を有する。そして、必要に応じて、切断された線材における切断部位に、カーボンナノチューブと特定の化学反応を起こす触媒とこれらの分散媒となる絶縁体とが含まれる溶液を塗布する第3ステップを有することもできる。以下、各ステップについて説明する。
第1ステップでは、中空状絶縁体と中空状絶縁体に封入された金属材料とで構成された線材を用いる。そして、この線材の任意の一部を加熱する。この加熱は、線材における中空状絶縁体が軟化するまで行われる。
第2ステップでは、例えば、線材の両端を引っ張る(或いは一端を固定して、他端を引っ張る)ことで、第1ステップによって加熱された加熱部位を引き伸ばす。第1ステップによる加熱は線材における中空状絶縁体が軟化するまで行われるので、金属材料として中空状絶縁体より融点が低い金属材料を用いた場合、金属材料が中空状絶縁体中で溶融した状態で存在することとなる。また、金属材料を中空状絶縁体より融点が低い樹脂材料に分散させてある場合、樹脂材料が中空状絶縁体中で溶融した状態で存在することとなる。このため、例えば、線材の両端を引っ張ることで、線材の加熱部位は中空状絶縁体が軟化状態、且つ金属材料(或いは金属材料含有樹脂材料)が溶融状態で引き伸ばされ、その後切断される。切断は、既知のいかなる方法で行ってもよいが、溶融状態で引き伸ばす際にそのまま引き千切る方法が簡便でよい。
第3ステップでは、得られた微小導電体の一端において露出した金属材料に、カーボンナノチューブと特定の化学反応を起こす触媒(以下、検出用触媒ということがある)とこれらを封止する絶縁性封止材料又はその前駆体とが含まれる溶液を塗布する。これにより、当該溶液の混合物が露出した金属材料に付着して微小導電体の通電部を構成する。
本発明の細胞電気信号検出装置について図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の細胞電気信号検出装置の一例を示す概略図である。図2は、本発明の細胞電気信号検出装置の内部構成の一例を示すブロック図である。
微小絶縁体被覆金属導電体を、以下のように作製した。まず、長さ10cm、外径1.2mm、容量5μlのガラスキャピラリーに、70℃に熱して溶かした低融点ハンダを吸引しながら充填させた。ガラスキャピラリーのハンダを吸引した口の反対側の口には太さ約0.5mmのリード線を差し込んだ。次に、島津製作所製マイクロピペットテンションMPT−1を用いて、充填したガラスキャピラリーの中央部分を約550℃で加熱した。そして、ガラスキャピラリーの一端を固定しつつ他端を引っ張り(条件:張力3〜5N)、加熱部位を引き伸ばして、切断した。これにより先端が先鋭化された、先端長径300nm、長さ約5cmの微小絶縁体被覆金属導電体を作製した。得られた導電体の金属材料で構成された電気伝導部の電気抵抗は10Wcm〜100 Wcmであった。この導電体の先端の電子顕微鏡写真を図3に示す。図3から、先端が非常に先鋭化された導電体であることがわかる。なお、図3(a)は導電体の先端の斜視図であり、図3(b)は側面図である。
実施例1で作製した微小導電体を2本測定用電極プローブとして用い、単一細胞生物であるゾウリムシの電気応答を測定した。用いた細胞電気信号検出装置の構成としては、図1及び2に示す細胞電気信号検出装置10と同様な構成のものを用いた(但し、パターン電極はなし)。具体的には、光学顕微鏡(オリンパス製IX−70)の試料台16に高性能マニュピレーター(株式会社ユニソク製)を2台固定し、そのマニュピレーター(操作部14)に電極プローブ12をそれぞれ45度の角度で固定した。電極プローブ12から出ているリード線を電流増幅器24に、もう一本の電極のリード線を電源部18に接続して、細胞に電圧を印加しながら細胞が応答する電流を測定できるようにした。
パターン電極を利用した以外、実施例2と同様にして、単一細胞生物であるゾウリムシの電気応答を測定した。パターン電極の作製方法は、以下に示す。なお、電極プローブの設置、操作は実施例3に記載の通りである。
カルボン酸修飾カーボンナノチューブを、以下のように合成した。多層カーボンナノチューブ粉末(純度90%、平均直径30nm、平均長さ3μm;サイエンスラボラトリー製)30mgを濃硝酸(60質量%水溶液、関東化学製)20mlに加え、120℃の条件で還流を20時間行い、カーボンナノチューブカルボン酸を合成した。溶液の温度を室温に戻したのち、5000rpmの条件で15分間の遠心分離を行い、上澄み液と沈殿物とを分離した。回収した沈殿物を純水10mlに分散させて、再び5000rpmの条件で15分間の遠心分離を行い、上澄み液と沈殿物とを分離した(以上で、洗浄操作1回)。この洗浄操作をさらに5回繰り返し、最後に沈殿物を回収することでカルボン酸修飾カーボンナノチューブを得た。
12 電極プローブ
14 操作部
16 光学顕微鏡の試料台
16 試料台
20 電気信号検出部
22 パターン電極
24 電流増幅器
Claims (18)
- 中空状絶縁体に金属材料が封入された線材の一部を、該絶縁体が軟化するまで加熱する第1ステップと、
前記線材における加熱部位を引き伸ばし、前記線材を切断する第2ステップと、
を有することを特徴とする微小絶縁被覆金属導電体の製造方法。 - 前記線材は、前記中空状絶縁体より融点が低い前記金属材料を融かして、前記中空状絶縁体に封入させたことを特徴とする請求項1に記載の微小絶縁被覆金属導電体の製造方法。
- 前記線材は、前記中空状絶縁体より融点が低い樹脂材料に前記金属材料を分散させて、前記中空状絶縁体に封入させたことを特徴とする請求項1に記載の微小絶縁被覆金属導電体の製造方法。
- さらに、切断された前記線材における切断部位に、カーボンナノチューブと特定の化学反応を起こす触媒とこれらを封止する絶縁性封止材料又はその前駆体とが含まれる溶液を塗布する第3ステップを有することを特徴とする請求項1に記載の微小絶縁被覆金属導電体の製造方法。
- 前記第2ステップにおいて、前記線材における切断部分の長径が100nm〜3μmになるように引き伸ばし、前記線材を切断することを特徴とする請求項1に記載の微小絶縁被覆金属導電体の製造方法。
- 前記金属材料は、低融点はんだ、ガリウム、アルミニウム、錫、金、銀、銅、白金、及び鉄から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の微小絶縁被覆金属導電体の製造方法。
- 前記中空状絶縁体の体積抵抗値が、105Ωcm以上であることを特徴とする請求項1に記載の微小絶縁被覆金属導電体の製造方法。
- 中空状絶縁体の材料が、ガラス、石英、セラミックス、テフロン(R)、ポリイミド類、及びポリカーボネート類から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の微小絶縁被覆金属導電体の製造方法。
- 中空状絶縁体と、前記中空状絶縁体に封入された金属材料と、を含んで構成され、
少なくとも一端は前記中空状絶縁体から前記金属材料が露出していると共に、切断部分の長径が100nm〜3μmであることを特徴とする微小絶縁被覆金属導電体。 - 前記線材は、前記中空状絶縁体より融点が低い前記金属材料を融かして、前記中空状絶縁体に封入させたことを特徴とする請求項9に記載の微小絶縁被覆金属導電体。
- 前記線材は、前記中空状絶縁体より融点が低い樹脂材料に前記金属材料を分散させて、前記中空状絶縁体に封入させたことを特徴とする請求項9に記載の微小絶縁被覆金属導電体。
- 前記金属材料が露出している前記一端は、テーパー状になっていることを特徴とする請求項9に記載の微小絶縁被覆金属導電体。
- 前記金属材料は、低融点はんだ、ガリウム、アルミニウム、錫、金、銀、銅、白金、及び鉄から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項9に記載の微小絶縁被覆金属導電体。
- 前記中空状絶縁体の体積抵抗値が、105Ωcm以上であることを特徴とする請求項9に記載の微小絶縁被覆金属導電体。
- 前記中空状絶縁体の材料が、ガラス、石英、セラミックス、テフロン(R)、ポリイミド類、及びポリカーボネート類から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項9に記載の微小絶縁被覆金属導電体。
- 前記一端において露出した前記金属材料には、カーボンナノチューブと特定の化学反応を起こす触媒とこれらを封止する絶縁性封止材料とを含んで構成される混合物が付着していることを特徴とする請求項9に記載の微小絶縁被覆金属導電体。
- 細胞に接触させる細胞電気信号検出用電極と、前記細胞電気信号検出用電極からの電気信号を検出する電気信号検出部と、を備えた細胞電気信号検出装置であって、
前記細胞電気信号検出用電極として、請求項1〜8のいずれか1項に記載された微小絶縁被覆金属導電体の製造方法により得られた微小絶縁被覆金属導電体、又は、請求項9〜16のいずれか1項に記載の微小絶縁被覆金属導電体を用いたことを特徴とする細胞電気信号検出装置。 - 前記細胞電気信号検出用電極として、複数の前記微小絶縁被覆金属導電体を備え、当該複数の微小絶縁被覆金属導電体における前記金属材料は同一材料であることを特徴とする請求項17に記載の細胞電気信号検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004036536A JP4466109B2 (ja) | 2004-02-13 | 2004-02-13 | 微小絶縁被覆金属導電体、微小絶縁被覆金属導電体の製造方法、及び細胞電気信号検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004036536A JP4466109B2 (ja) | 2004-02-13 | 2004-02-13 | 微小絶縁被覆金属導電体、微小絶縁被覆金属導電体の製造方法、及び細胞電気信号検出装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005227145A true JP2005227145A (ja) | 2005-08-25 |
JP2005227145A5 JP2005227145A5 (ja) | 2007-03-29 |
JP4466109B2 JP4466109B2 (ja) | 2010-05-26 |
Family
ID=35001974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004036536A Expired - Fee Related JP4466109B2 (ja) | 2004-02-13 | 2004-02-13 | 微小絶縁被覆金属導電体、微小絶縁被覆金属導電体の製造方法、及び細胞電気信号検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4466109B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008064724A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Osaka Univ | カーボンナノチューブ電極及び当該電極を用いたセンサー |
JP2012501433A (ja) * | 2008-09-02 | 2012-01-19 | ザ ガバニング カウンシル オブ ザ ユニバーシティ オブ トロント | ナノ構造化微小電極およびそれを組み込んだバイオセンシング装置 |
JP2014002015A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Asahi Glass Co Ltd | 微小金属電極およびその製造方法 |
JP2014126480A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | マイクロ電極及びマイクロ電極の製造方法 |
US9580742B2 (en) | 2011-03-10 | 2017-02-28 | Shana O. Kelley | Diagnostic and sample preparation devices and methods |
JP2018155728A (ja) * | 2017-03-15 | 2018-10-04 | 学校法人東京理科大学 | 導電性ダイヤモンドライクカーボンマイクロ電極 |
US11366110B2 (en) | 2011-01-11 | 2022-06-21 | The Governing Council Of The University Of Toronto | Protein detection method |
-
2004
- 2004-02-13 JP JP2004036536A patent/JP4466109B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008064724A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Osaka Univ | カーボンナノチューブ電極及び当該電極を用いたセンサー |
JP2012501433A (ja) * | 2008-09-02 | 2012-01-19 | ザ ガバニング カウンシル オブ ザ ユニバーシティ オブ トロント | ナノ構造化微小電極およびそれを組み込んだバイオセンシング装置 |
US8888969B2 (en) | 2008-09-02 | 2014-11-18 | The Governing Council Of The University Of Toronto | Nanostructured microelectrodes and biosensing devices incorporating the same |
US9791402B2 (en) | 2008-09-02 | 2017-10-17 | The Governing Council Of The University Of Toronto | Nanostructured microelectrodes and biosensing devices incorporating the same |
US10274453B2 (en) | 2008-09-02 | 2019-04-30 | The Governing Council Of The University Of Toronto | Nanostructured microelectrodes and biosensing devices incorporating the same |
US11366110B2 (en) | 2011-01-11 | 2022-06-21 | The Governing Council Of The University Of Toronto | Protein detection method |
US9580742B2 (en) | 2011-03-10 | 2017-02-28 | Shana O. Kelley | Diagnostic and sample preparation devices and methods |
US10301666B2 (en) | 2011-03-10 | 2019-05-28 | General Atomics | Diagnostic and sample preparation devices and methods |
JP2014002015A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Asahi Glass Co Ltd | 微小金属電極およびその製造方法 |
JP2014126480A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | マイクロ電極及びマイクロ電極の製造方法 |
JP2018155728A (ja) * | 2017-03-15 | 2018-10-04 | 学校法人東京理科大学 | 導電性ダイヤモンドライクカーボンマイクロ電極 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4466109B2 (ja) | 2010-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4238715B2 (ja) | 電気化学測定用電極 | |
JP4547852B2 (ja) | 電気部品の製造方法 | |
Cepak et al. | Chemical strategies for template syntheses of composite micro-and nanostructures | |
Li et al. | Inlaid multi‐walled carbon nanotube nanoelectrode arrays for electroanalysis | |
Liang et al. | High performance flexible organic electrochemical transistors for monitoring cardiac action potential | |
CN103901089B (zh) | 检测神经细胞电生理信号的传感器及制作方法和检测方法 | |
US10768139B2 (en) | Electrochemical probe | |
JP6095105B2 (ja) | マイクロ電極及びマイクロ電極の製造方法 | |
JP4238716B2 (ja) | 電気化学測定用電極及びその製造方法 | |
CN107287596A (zh) | 一种Au@Pt核壳结构纳米电极、制备方法及其应用 | |
Helú et al. | Fused deposition modeling (FDM) based 3D printing of microelectrodes and multi-electrode probes | |
CN103199020A (zh) | 基于pi的液栅型石墨烯场效应管的制备方法和检测方法 | |
JP6413222B2 (ja) | バイオセンサ用導電材およびバイオセンサ | |
JP4466109B2 (ja) | 微小絶縁被覆金属導電体、微小絶縁被覆金属導電体の製造方法、及び細胞電気信号検出装置 | |
JP6016932B2 (ja) | ナノ電極及びその製造方法 | |
Yang et al. | Nanodevices for cellular interfaces and electrophysiological recording | |
Tabatabaei et al. | High‐performance immunosensor for urine albumin using hybrid architectures of ZnO nanowire/carbon nanotube | |
JP2005351720A (ja) | 走査型顕微鏡用プローブ | |
Flavel et al. | Patterned ferrocenemethanol modified carbon nanotube electrodes on silane modified silicon | |
Chen et al. | In-wire conversion of a metal nanorod segment into an organic semiconductor | |
JP6544461B2 (ja) | バイオセンサ用導電材およびバイオセンサ | |
JP2019152680A (ja) | バイオセンサ用導電材およびバイオセンサ | |
CN101464424B (zh) | 一种研究dna分子导电性的测试方法及其测试系统 | |
Visakh et al. | Nanotechnology in Electronics, Materials Properties, and Devices: State of the Art and Future Challenges | |
WO2021014116A1 (en) | Electrochemical probe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070213 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070213 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090911 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091006 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091207 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100202 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100215 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4466109 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |