JP2008505337A - 電気化学センサのための電極 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気化学セルを含む、通常は電気化学的な検出のための微小電極を含むデバイスと、そのようなデバイスを製造するためのプロセスと、本デバイスを使用した電気化学的検知方法とに関する。
微小電極を含む電気化学セルは、物質の各種パラメータの電気化学的な検出のために用いられる。たとえば、そのようなセルを用いて、被験物質中の特定の化合物を検出したり、またはその濃度を測定したりすることができる。微小電極を含む電気化学セルをサンプリングデバイスとして用いることにより、動作速度、精度および最低限の試料の所要量を含む、多くの潜在的利益がもたらされる。微小電極と、酵素またはその他の電気活性物質とを併用することにより、対応する電気活性物質との反応を通した、対象となるパラメータの定量的測定を提供するセンサを作成することができる。
本発明はゆえに、電気化学セルを含むデバイスを提供し、前記デバイスは、その内部に形成された少なくとも1個のレセプタクルまたは部分的なレセプタクルを有する試験片を含み、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルが、試験片の第1の面に第1の開口部を有して、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルに試料を進入させることを可能にし、
電気化学セルの作用電極が、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルの壁内にあり、
電気化学セルの擬似作用電極が、試験片の第1の面の少なくとも一部分に形成された擬似参照電極層を含む。
(a)絶縁材料の2つの層の間に作用電極層を含む積層を形成するステップと、
(b)積層の第1の面の少なくとも一部分に、擬似参照電極層を付けるステップと、
(c)積層に孔を作成するステップと、
(d)任意的には、前記積層の第2の面に底面を付着させてレセプタクルを形成するステップと、
を含み、
ステップ(b)が、ステップ(c)および/または(d)の前または後に実行される。
− 本発明のデバイスのレセプタクルまたは部分的なレセプタクル内部に試料を挿入することと、
− 電気化学セルの両端に電位を与えることと、
− その結果の電気化学的応答を測定することと、
を含む電気化学的検知方法をさらに提供する。
本明細書での使用において、擬似参照電極は、参照電位を供給する能力がある電極である。また、擬似参照電極は対向電極の働きをすることができる。この場合、擬似参照電極は通常、参照電位を実質的に乱すことなく電流を通すことが可能である。代替的に、分離した対向電極を備えることができ、この場合、擬似参照電極は、一般的に真の参照電極の働きをし、たとえば標準水素電極またはカロメル電極である。
Claims (21)
- 電気化学セルを含むデバイスであって、その内部に形成された少なくとも1個のレセプタクルまたは部分的なレセプタクルを有する試験片を含み、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルが、試験片の第1の面に第1の開口部を有して、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルに試料を進入させることを可能にし、
電気化学セルの作用電極が、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルの壁内にあり、
電気化学セルの擬似作用電極が、試験片の第1の面の少なくとも一部分に形成された擬似参照電極層を含むデバイス。 - 擬似参照電極層が、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルの第1の開口部を実質的に取り囲む、請求項1記載のデバイス。
- 擬似参照電極層が、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルの第1の開口部の外周部と接触しない、請求項1または2記載のデバイス。
- 擬似参照電極層が、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルの第1の開口部の外周部から、少なくとも0.2mmの距離にあり、および/または擬似参照電極層の少なくとも一部分が、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルの第1の開口部の外周部から1mm以下にある、請求項3記載のデバイス。
- 試験片が少なくとも1個のレセプタクルを含む、請求項1〜4のいずれか一項記載のデバイス。
- 作用電極が50μm未満の1つの寸法を少なくとも有する、請求項1〜5のいずれか一項記載のデバイス。
- 作用電極の表面積に対する擬似参照電極の表面積の比率が、少なくとも3:1である、請求項1〜6のいずれか一項記載のデバイス。
- レセプタクルまたは部分的なレセプタクルが、任意的には乾燥した形態で電気活性物質を収容する、請求項1〜7のいずれか一項記載のデバイス。
- 電気活性物質が酵素を含む、請求項8記載のデバイス。
- レセプタクルまたは部分的なレセプタクルの第1の開口部が、透過性または半透過性の膜で少なくとも一部分覆われている、請求項1〜9のいずれか一項記載のデバイス。
- 膜が、取り付け手段を介して試験片の第1の面または擬似参照電極層に取り付けられ、取り付け手段が、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルの第1の開口部を実質的に取り囲み、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルの第1の開口部の外周部から、少なくとも0.2mmの距離にある、請求項10記載のデバイス。
- 擬似参照電極が、電気化学セルの対向電極の働きをする、請求項1〜11のいずれか一項記載のデバイス。
- デバイスが、複数のレセプタクルおよび/または部分的なレセプタクルを含み、1個以上のレセプタクルおよび/または部分的なレセプタクルが請求項1〜12のいずれか一項に定められているとおりのものである、請求項1〜12のいずれか一項記載のデバイス。
- 実質的に、添付の図面を参照して先に記載したとおりの、請求項1〜13のいずれか一項記載のデバイス。
- 請求項1〜14のいずれか一項記載のデバイスを作るためのプロセスであって、
(a)絶縁材料の2つの層の間に作用電極層を含む積層を形成するステップと、
(b)積層の第1の面の少なくとも一部分に、擬似参照電極層を付けるステップと、
(c)積層に孔を作成するステップと、
(d)任意的には、前記積層の第2の面に底面を付着させてレセプタクルを形成するステップと、
を含み、
ステップ(b)が、ステップ(c)および/または(d)の前または後に実行されるプロセス。 - 積層中の孔が擬似参照電極層を通過しない、請求項15記載のプロセス。
- 擬似参照電極層が、あるパターンで積層に付けられ、結果として層になったパターンが、擬似参照電極により取り囲まれた空白領域を含み、ステップ(c)で形成された孔が前記空白領域を通過する、請求項15または16記載のプロセス。
- 請求項8または9で定められたとおりの電気活性物質を、レセプタクルまたは部分的なレセプタクル内部に配置し、任意的には電気活性物質を乾燥させることをさらに含む、請求項15〜17のいずれか一項記載のプロセス。
- 膜を、レセプタクルまたは部分的なレセプタクルの第1の開口部の少なくとも一部分の上に配置することをさらに含む、請求項15〜18のいずれか一項記載のプロセス。
- 請求項13に定められたとおりのデバイスを作るためのプロセスであって、前記積層に2個以上の孔を作成することを含む、請求項15〜19のいずれか一項記載のプロセス。
- 電気化学的検知方法であって、
− 請求項1〜14のいずれか一項記載のデバイスのレセプタクルまたは部分的なレセプタクル内部に、試料を挿入することと、
− 電気化学セルの両端に電位を与えることと、
− その結果の電気化学的応答を測定することと、
を含む方法。
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