JP2014163900A - 濃度測定センサ、濃度測定センサ用シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貴金属の使用量を減らすことにより、濃度測定センサの製造コストを低減することが可能な濃度測定センサ、濃度測定センサ用シート及びその製造方法を提供する。
【解決手段】濃度測定センサ１０は、少なくとも一方の面が絶縁性をもつ絶縁面１２ａとなる絶縁性基材１２と、絶縁性基材１２の絶縁面１２ａ上に設けられた導電性パターン３０とを備えている。絶縁性基材１２の他方の面に、絶縁性基材１２を支持する支持基材１１が配設されている。導電性パターン３０は、１００ｎｍ〜４０μｍの厚みをもつニッケル層３５と、ニッケル層３５上であって少なくとも試薬層１８が配置される領域１８ａに設けられ、１０ｎｍ〜１μｍの厚みをもつ貴金属めっき層３６とを含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、物質の濃度を測定するための濃度測定センサ、このような濃度測定センサを作製する際に用いられる濃度測定センサ用シート及びその製造方法に関する。

血液等の生体試料中の特定成分について迅速かつ簡便に濃度等を測定する方法として、電気化学的検出手段によるセンサ（濃度測定センサ）が実用化されている。このようなセンサの一例として、電気化学的に血液中のグルコース濃度を定量化するグルコースセンサがある。

グルコースセンサでは、基材と、基材上に設けられた作用電極と対電極を含む電極系と、酵素及び電子受容体とを基本構成として備えている。酵素は血液中のグルコースを選択的に酸化してグルコン酸を生成し、また同時に電子受容体を還元して還元体を生じる。この還元体に外部デバイスから電極系へ一定の電圧を印加することで還元体が再び酸化され、その際に電流が発生する。この電流値が血液中のグルコース濃度に依存することから、血液中のグルコースを定量化して測定することができる。

特許第３６５５５８７号

従来のグルコースセンサにおいては、不活性基材の表面上に金電極を設けたものが存在する（特許文献１参照）。しかしながら、このようなグルコースセンサにおいては、高価な貴金属（金）を一定程度の厚みで形成した貴金属電極を設ける必要があるため、製造コストが上昇するという課題が生じている。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、貴金属の使用量を減らすことにより、濃度測定センサの製造コストを低減することが可能な濃度測定センサ、濃度測定センサ用シート及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、溶液中の物質の濃度を測定するための濃度測定センサにおいて、少なくとも一方の面が絶縁性をもつ絶縁面となる絶縁性基材と、前記絶縁性基材の前記絶縁面上に設けられた導電性パターンと、前記絶縁性基材の他方の面に配設され、前記絶縁性基材を支持する支持基材と、前記導電性パターン上に配置された試薬層とを備え、前記導電性パターンは、１００ｎｍ〜４０μｍの厚みをもつニッケル層と、前記ニッケル層上であって少なくとも前記試薬層が配置される領域に設けられ、１０ｎｍ〜１μｍの厚みをもつ貴金属めっき層とを含むことを特徴とする濃度測定センサである。

本発明は、前記貴金属めっき層は、金めっき層又はパラジウムめっき層であることを特徴とする濃度測定センサである。

本発明は、前記絶縁性基材は、透明であることを特徴とする濃度測定センサである。

本発明は、前記絶縁性基材と前記支持基材との間に不透明な絶縁層が介在されていることを特徴とする濃度測定センサである。

本発明は、前記導電性パターンと前記試薬層との間に配置されたキャビティと、前記試薬層上に配置されたカバーとを更に備えたことを特徴とする濃度測定センサである。

本発明は、濃度測定センサを作製するための濃度測定センサ用シートにおいて、少なくとも一方の面が絶縁性をもつ絶縁面となる絶縁性基材と、前記絶縁性基材の前記絶縁面上に設けられた複数の導電性パターンとを備え、各導電性パターンは、１００ｎｍ〜４０μｍの厚みをもつニッケル層と、前記ニッケル層上であって少なくとも試薬層が配置される領域に設けられ、１０ｎｍ〜１μｍの厚みをもつ貴金属めっき層とを含むことを特徴とする濃度測定センサ用シートである。

本発明は、前記複数の導電性パターンのうちの少なくとも２つの導電性パターンを互いに接続する電極部を更に備えたことを特徴とする濃度測定センサ用シートである。

本発明は、前記貴金属めっき層は、金めっき層又はパラジウムめっき層であることを特徴とする濃度測定センサ用シートである。

本発明は、前記絶縁性基材は、透明であることを特徴とする濃度測定センサ用シートである。

本発明は、前記絶縁性基材の他方の面に配設され、前記絶縁性基材を支持する支持基材を更に備えたことを特徴とする濃度測定センサ用シートである。

本発明は、前記絶縁性基材は、透明であり、前記絶縁性基材と前記支持基材との間に不透明な絶縁層が介在されていることを特徴とする濃度測定センサ用シートである。

本発明は、各導電性パターン上に配置された試薬層と、前記試薬層上に配置されたカバーとを更に備えたことを特徴とする濃度測定センサ用シートである。

本発明は、濃度測定センサ用シートの製造方法であって、少なくとも一方の面が絶縁性をもつ絶縁面となる帯状の絶縁性基材を供給する絶縁性基材供給工程と、前記絶縁性基材の絶縁面に複数の導電性パターンを形成する導電性パターン形成工程とを備え、前記導電性パターン形成工程は、前記絶縁性基材の前記絶縁面に、１００ｎｍ〜４０μｍの厚みをもつニッケル層を形成するニッケル層形成工程と、前記ニッケル層上であって、少なくとも試薬層が配置される領域に、１０ｎｍ〜１μｍの厚みをもつ貴金属めっき層を形成する貴金属めっき層形成工程とを含むことを特徴とする濃度測定センサ用シートの製造方法である。

本発明によれば、濃度測定センサの製造コストを低減することができる。

図１は本発明の一実施の形態による濃度測定センサを示す分解斜視図。 図２は本発明の一実施の形態による濃度測定センサを示す平面図。 図３は本発明の一実施の形態による濃度測定センサを示す断面図（図２のIII−III線断面図）。 図４は本発明の一実施の形態による濃度測定センサを示す断面図（図２のIV−IV線断面図）。 図５は濃度測定センサと外部デバイスとを示す斜視図。 図６は濃度測定センサの変形例を示す分解斜視図。 図７は本発明の一実施の形態による濃度測定センサ用シートを示す平面図。 図８は本発明の一実施の形態による濃度測定センサ用シートを示す断面図（図７のVIII−VIII線断面図）。 図９は濃度測定センサ用シートの変形例を示す平面図。 図１０（ａ）（ｂ）は濃度測定センサの製造装置を示す概略図。 図１１（ａ）は絶縁性基材供給工程における絶縁性基材を示す平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のXI−XI線断面図。 図１２（ａ）は水溶性樹脂層形成工程における絶縁性基材を示す平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のXII−XII線断面図。 図１３（ａ）は導電層形成工程における絶縁性基材を示す平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のXIII−XIII線断面図。 図１４（ａ）は水溶性樹脂層除去工程における絶縁性基材を示す平面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のXIV−XIV線断面図。 図１５（ａ）は貴金属めっき層形成工程における絶縁性基材を示す平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のXV−XV線断面図。 図１６（ａ）は支持基材配設工程における支持基材および絶縁性基材を示す平面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のXVI−XVI線断面図。 図１７（ａ）は切断工程における濃度測定センサ用シートを示す平面図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のXVII−XVII線断面図。 図１８は本発明の他の実施の形態による濃度測定センサを示す平面図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図面は例示であり、説明のために特徴部を誇張することがあり、実物とは異なる場合がある。また、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。

（濃度測定センサ）
まず図１乃至図４により濃度測定センサの一実施の形態について説明する。図１乃至図４は本発明による濃度測定センサの一実施の形態を示す図である。図１乃至図４に示す濃度測定センサ１０は、溶液中の物質の濃度を測定するものであり、例えば血液中のグルコースの濃度を測定することにより、血糖値を検出するものである。

このような濃度測定センサ１０は、支持基材１１と、支持基材１１上に設けられた絶縁性基材１２と、絶縁性基材１２の表面（一方の面）１２ａ上に設けられた一対の配線部１３ａ、１３ｂとを備えている。

このうち、絶縁性基材１２により、表面１２ａが絶縁面となる基材が構成される。また絶縁性基材１２は、その裏面（他方の面）１２ｂ側において、剛性をもつ支持基材１１により保持されている。

また、一方の配線部１３ａの一端に作用電極１４ａが設けられ、他方の配線部１３ｂの一端に対電極１４ｂが設けられている。これら作用電極１４ａと対電極１４ｂとにより、被測定溶液が接触する電極系１４が構成されている。

さらに一対の配線部１３ａ、１３ｂの他端には、各々接続端子１５ａ、１５ｂが設けられている。

この接続端子１５ａ、１５ｂは、濃度測定センサ１０を後述のように、外部デバイス２５の挿入口２６内に挿入した際、外部デバイス２５側の接続部（図示せず）に接続される（図５）。

なお、一対の配線部１３ａ、１３ｂと、作用電極１４ａおよび対電極１４ｂと、一対の接続端子１５ａ、１５ｂとにより、導電性パターン３０が構成されている。

本実施の形態において、導電性パターン３０のうち、試薬層１８が配置される領域１８ａ（あるいは電極系１４が設けられる領域）は、絶縁性基材１２側に位置するニッケル層３５と、ニッケル層３５上に設けられた貴金属めっき層３６とを含んでいる。

また導電性パターン３０を覆ってキャビティ１７が設けられている。このキャビティ１７は絶縁性材料からなり、外部からの被測定対象となる血液を作用電極１４ａおよび対電極１４ｂへ導く吸引口１７ａを有している。また、キャビティ１７は、それぞれ作用電極１４ａ、対電極１４ｂの一部および一対の接続端子１５ａ、１５ｂの一部を外方へ露出するよう導電性パターン３０を覆っている。

さらにキャビティ１７上には絶縁性材料からなるカバー１９が設けられ、導電性パターン３０上であってキャビティ１７上には、試薬層１８が設けられている。すなわちキャビティ１７とカバー１９とによって、グルコース酸化酵素を含む試薬層１８が保持されている。

次に各部の構成部材について説明する。

支持基材１１
支持基材１１は、ロール・ツー・ロール（Roll to Roll）方式に適用できるよう絶縁性樹脂を用いることが好ましい。支持基材１１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂等の絶縁性樹脂からなり、なかでもより好適にはＰＥＴ製となっている。

支持基材１１は、絶縁性基材１２を補強することができ、取扱い時に自重で折れたりしない程度の剛性があればよい。また支持基材１１は、絶縁性基材１２を補強するために、絶縁性基材１２よりも厚いことが好ましい。具体的には、１００μｍ〜１ｍｍの範囲であるとよい。なお、支持基材１１は、複数の基材を貼合わせた構成からなっていても良い。このように支持基材１１を設けることにより、濃度測定センサ１０の使いやすさを増すことができる。

絶縁性基材１２
絶縁性基材１２は、導電性パターン３０を支持する基材であり、少なくとも導電性パターン３０が配置される表面１２ａは、電気的な絶縁性をもつ絶縁面となっている。絶縁性基材１２は、ロール・ツー・ロール方式に適用できるよう絶縁性樹脂を用いることが好ましい。具体的には、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂等のフィルムを好適に用いることができる。

絶縁性基材１２の厚さは、例えば１０μｍ〜５０μｍの範囲とすることが好ましい。なお、絶縁性基材１２と支持基材１１との熱膨張係数を合わせることが好ましく、とりわけ絶縁性基材１２と支持基材１１とを同一の材料から構成するとよい。

なお、後述する膜厚測定工程において、ニッケル層３５の厚さを測定しやすくするため、絶縁性基材１２が透明な樹脂からなっていることが好ましい。また、絶縁性基材１２の材料として比較的高価な着色樹脂を用いる必要がないので、濃度測定センサ１０の製造コストを低減することもできる。

絶縁性基材１２が透明な樹脂からなっている場合、図６（変形例）に示すように、絶縁性基材１２と支持基材１１との間に不透明な絶縁層２４が介在されていてもよい。この場合、絶縁層２４は、白色、黒色、青色、赤色、緑色などに着色された着色層からなっていても良い。このように絶縁層２４を設けることにより、導電性パターン３０を外部から視認しやすくすることができる。なお、絶縁層２４の材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂等を用いることができる。また、絶縁層２４の厚さは、例えば２５μｍ〜２００μｍの範囲とすることが好ましい。

導電性パターン３０
導電性パターン３０のうち、試薬層１８が配置される領域１８ａは、絶縁性基材１２側に位置するニッケル層３５と、ニッケル層３５上に設けられた貴金属めっき層３６とを含んでいる。

このうちニッケル層３５は、平面上で導電性パターン３０の全域（すなわち、一対の配線部１３ａ、１３ｂ、作用電極１４ａおよび対電極１４ｂ、ならびに一対の接続端子１５ａ、１５ｂの全体）にわたって設けられている。

このニッケル層３５は、ニッケル（Ｎｉ）からなっており、１００ｎｍ〜４０μｍ（１００ｎｍ以上かつ４０μｍ以下のことをいう。以下同様）の厚みをもっている。ニッケル層３５の厚みを１００ｎｍ以上としたことにより、電極抵抗値を低くすることができ、電解めっきにより貴金属めっき層３６を形成することが容易となる。また、ニッケル層３５の厚みを４０μｍ以下としたことにより、スクリーン印刷法によって電極を形成した時でも電極抵抗値を低く抑えることができる。

ニッケル層３５を形成する方法は問わないが、例えば、蒸着法又はスパッタリング法等の真空成膜法、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法等の印刷法、電解めっき法又は無電解めっき法等のめっき法等を挙げることができる。

図１乃至図４において、貴金属めっき層３６は、導電性パターン３０のうち試薬層１８が配置される領域１８ａのみに設けられている。この貴金属めっき層３６は、試薬層１８における酵素反応を増殖させやすくするために設けられている。このように、貴金属めっき層３６の形成範囲を領域１８ａのみに限定することにより、貴金属めっき層３６を構成する貴金属の使用量を減らし、濃度測定センサ１０の製造コストを低減することができる。

貴金属めっき層３６は、例えば金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属からなるめっき層であり、１０ｎｍ〜１μｍの厚みをもっている。貴金属めっき層３６の厚みを１０ｎｍ以上としたことにより、試薬層１８における酵素反応を増殖させやすくすることができる。また、貴金属めっき層３６の厚みを１μｍ以下としたことにより、貴金属めっき層３６を構成する貴金属の使用量を減らし、濃度測定センサ１０の製造コストを低減するという効果が得られやすい。

貴金属めっき層３６を形成する方法は、電解めっき法、又は無電解めっき法を挙げることができる。

なお、貴金属めっき層３６は、少なくとも試薬層１８が配置される領域１８ａに形成されていれば良い。これにより、貴金属めっき層３６を構成する貴金属の使用量を減らし、濃度測定センサ１０の製造コストを低減することができる。しかしながら、これに限られるものではなく、貴金属めっき層３６を、例えば導電性パターン３０の全域にわたって形成しても良い。

試薬層１８
試薬層１８は酵素と電子受容体を含み、本実施の形態では酵素としてグルコース酸化還元酵素を含んでおり、血液中のグルコースの濃度を測定することができる。しかしながら試薬層１８はグルコース酸化酵素以外の酵素を含んでいてもよい。

試薬層１８はグルコース酸化酵素以外の酵素、例えばコレステロールセンサ、アルコールセンサ、スクロールセンサ、乳酸センサ、フルクトースセンサとして機能する酵素を含んでいてもよい。この場合、各センサに用いる酵素としては、コレステロールエステラーゼ、コレステロールオキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、乳酸オキシダーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ、キサンチンオキシダーゼ、アミノ酸オキシダーゼ等の反応系に合ったものを適宜用いることができる。

キャビティ１７およびカバー１９
キャビティ１７およびカバー１９は、絶縁性基材１２と同様の材料から形成することができ、キャビティ１７およびカバー１９の厚みは各々１００μｍ〜３００μｍおよび５０μｍとなっている。

（濃度測定センサ用シート）
次に、図７および図８により濃度測定センサ用シートの一実施の形態について説明する。図７および図８は本発明による濃度測定センサ用シートの一実施の形態を示す図である。図７および図８に示す濃度測定センサ用シート５０は、上述した図１乃至図４に示す濃度測定センサ１０を作製する際に用いられるものであり、枚葉状であるかロール状であるかは問わない。

このような濃度測定センサ用シート５０は、支持基材１１と、支持基材１１上に設けられた絶縁性基材１２と、絶縁性基材１２の表面（一方の面）１２ａ上に設けられた複数の導電性パターン３０とを備えている。

また、導電性パターン３０のうち、試薬層１８が配置される領域１８ａは、ニッケル層３５と、ニッケル層３５上に設けられた貴金属めっき層３６とを含んでいる。

さらに各導電性パターン３０をそれぞれ覆ってキャビティ１７が設けられている。また、各キャビティ１７上にはそれぞれカバー１９が設けられ、各キャビティ１７と各カバー１９との間には、それぞれ試薬層１８が介在されている。

なお、図７および図８には示していないが、図６に示す濃度測定センサ１０を作製する濃度測定センサ用シート５０においては、絶縁性基材１２と支持基材１１との間に不透明な絶縁層２４が介在されている。

また、図９（変形例）に示すように、絶縁性基材１２上に、複数の導電性パターン３０を互いに接続する電極部５６が設けられていても良い。この電極部５６は、導電性パターン３０のニッケル層３５と同時に形成されることが好ましく、この場合、電極部５６はニッケルからなる。電極部５６は、絶縁性基材１２上に設けられた複数の導電性パターン３０の全てを互いに接続するものであってもよく、複数の導電性パターン３０のうちの一部の導電性パターン３０を互いに接続するものであっても良い。このような電極部５６は、各導電性パターン３０のニッケル層３５上に電解めっきにより貴金属めっき層３６を形成する際、電気を供給する導電部材として用いられる。なお、電極部５６は、濃度測定センサ用シート５０を個々の濃度測定センサ１０に分離する際に、切断されて除去される。また、導電性パターン３０のうち、試薬層１８が配置される領域１８ａ以外の領域は、レジスト層１６によって覆われており、これにより、試薬層１８が配置される領域１８ａに選択的に貴金属めっき層３６が形成されるようになっている。なお、図９において、キャビティ１７、試薬層１８およびカバー１９の表示を省略している。

なお、濃度測定センサ用シート５０を構成する各要素の構成については既に説明したので、図７乃至図９において、図１乃至図６に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

（濃度測定センサ用シートおよび濃度測定センサの製造方法）
次に濃度測定センサ用シートおよび濃度測定センサの製造方法について、図１０乃至図１７を用いて説明する。具体的には、図７乃至図９に示す濃度測定センサ用シート５０および図１乃至図４に示す濃度測定センサ１０を作製する方法について説明する。図１０（ａ）（ｂ）は、濃度測定センサの製造装置を示す概略図であり、図１１乃至図１７は、それぞれ濃度測定センサ用シートおよび濃度測定センサの製造方法の各工程における、絶縁性基材１２または濃度測定センサ用シート５０を示す平面図及び断面図である。

まず絶縁性基材供給ロール４１（図１０（ａ））から帯状の絶縁性基材１２が連続して供給される（絶縁性基材供給工程）（図１１（ａ）（ｂ））。

次に絶縁性基材１２は、水溶性樹脂層形成部４２（図１０（ａ））に搬送される。この水溶性樹脂層形成部４２において、絶縁性基材１２の絶縁性をもつ表面（絶縁面）１２ａ上にパターン状に水溶性樹脂が塗布されて、パターン状の水溶性樹脂層３２が形成される（水溶性樹脂層形成工程）（図１２（ａ）（ｂ））。

この場合、水溶性樹脂層３２は、各導電性パターン３０（ニッケル層３５）以外の部分に対応する形状を有している。換言すれば、導電性パターン３０に対応する部分には水溶性樹脂層３２が設けられず、絶縁性基材１２が露出している。

なお、水溶性樹脂層３２は、例えば水溶性ビニル樹脂からなるリフトオフ材料からなり、その厚みは例えば１μｍ〜１０μｍとすることができる。水溶性樹脂層３２を塗布する方法は、例えばスクリーン印刷法又はグラビア印刷法等の印刷法を挙げることができる。

次に絶縁性基材１２は、ニッケル層形成部４３（図１０（ａ））に搬送される。このニッケル層形成部４３において、水溶性樹脂層３２上および水溶性樹脂層３２から露出する絶縁性基材１２上に、ニッケルからなるニッケル被覆層３３が形成される（ニッケル被覆層形成工程）（図１３（ａ）（ｂ））。

このニッケル被覆層３３は、水溶性樹脂層３２上および水溶性樹脂層３２から露出する絶縁性基材１２上の略全面に渡って設けられることが好ましい。

ニッケル被覆層３３は、上述したニッケル層３５に対応するものであり、その厚みは１００ｎｍ〜４０μｍとなっている。

なお、ニッケル被覆層３３を設ける方法としては、例えば蒸着法又はスパッタリング法等の真空成膜法、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法等の印刷法、電解めっき法又は無電解めっき法等のめっき法等を挙げることができる。このうち真空成膜法を用いた場合、ニッケル被覆層３３を薄膜で形成することができ、材料コストを低減することができる。また、絶縁性基材供給ロール４１から繰り出される長尺の絶縁性基材１２に対してニッケル被覆層３３を高速で形成することができる。

次いで、絶縁性基材１２は、水溶性樹脂層除去部４４（図１０（ａ））に搬送される。この水溶性樹脂層除去部４４において、水溶性樹脂層３２が水によって除去され、水溶性樹脂層３２上のニッケル被覆層３３が選択的に除去される。これにより、絶縁性基材１２上に、ニッケル被覆層３３の一部からなるニッケル層３５が形成される（水溶性樹脂層除去工程）（図１４（ａ）（ｂ））。なお図１４（ａ）において、６組のニッケル層３５が示されている。

この場合、図１０（ａ）に示すように水溶性樹脂層除去部４４のノズル４４ａからニッケル被覆層３３上にシャワー状の水を噴出することにより、ニッケル被覆層３３中に水を浸透させ、水溶性樹脂層３２を除去しても良い。あるいは、絶縁性基材１２ごと水溶性樹脂層３２を水中に浸漬させることにより、水溶性樹脂層３２を除去しても良い。

続いて、絶縁性基材１２は、膜厚測定部４５（図１０（ａ））に搬送される。膜厚測定部４５は、例えば透過型の光計測装置からなっている。この膜厚測定部４５において、絶縁性基材１２上に形成された少なくとも１つのニッケル層３５に対して光が照射され、その透過光を用いてニッケル層３５の厚さが測定される（膜厚測定工程）。これによりニッケル層３５の厚さが規定の範囲内にあるか否かを確認することができる。

上述したように、絶縁性基材１２の厚さは例えば１００ｎｍ〜４０μｍの範囲とされている。このように絶縁性基材１２の厚さが薄くなっていることにより、光の透過性を高めることができ、膜厚測定部４５において膜厚測定を正確に行うことができる。

上述した水溶性樹脂層形成工程、ニッケル被覆層形成工程および水溶性樹脂層除去工程を順次経ることにより、絶縁性基材１２の表面１２ａに、複数のニッケル層３５が形成される（ニッケル層形成工程）。

続いて、絶縁性基材１２は、巻取りロール４８（図１０（ａ））に巻き取られる。

次に、絶縁性基材１２は、巻取りロール４８から巻き出され、貴金属めっき層形成部５９（図１０（ｂ））に搬送される。この貴金属めっき層形成部５９において、ニッケル層３５上であって、少なくとも試薬層１８が配置される領域１８ａに貴金属めっき層３６が形成される（貴金属めっき層形成工程）（図１５（ａ）（ｂ））。

上述したように、貴金属めっき層３６は、例えば金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属からなるめっき層であり、１０ｎｍ〜１μｍの厚みをもっている。このように、貴金属めっき層３６の厚みを薄く形成することにより、貴金属めっき層３６を構成する貴金属の使用量を減らし、濃度測定センサ１０の製造コストを低減することができる。

なお、貴金属めっき層３６を形成する方法は、電解めっき法、又は無電解めっき法を挙げることができる。この場合、絶縁性基材１２上に形成されたニッケル層３５が電解めっき用の電極として用いられる。また、絶縁性基材１２上に、複数のニッケル層３５を互いに接続する電極部５６を設けておき、この電極部５６を介して各ニッケル層３５に電気を供給しても良い（図９参照）。

さらに、貴金属めっき層３６を、ニッケル層３５の一部、例えば試薬層１８が配置される領域１８ａのみに形成する場合、ニッケル層３５のうち貴金属めっき層３６を形成しない領域を、予めレジスト層１６によって覆っておくことが好ましい（図９参照）。

このように、ニッケル層３５と、ニッケル層３５上に設けられた貴金属めっき層３６とにより、導電性パターン３０が構成される。

その後、絶縁性基材１２は、巻取りロール５８（図１０（ｂ））に巻き取られる。

続いて、絶縁性基材１２は、巻取りロール５８から巻き出され、その裏面１２ｂに絶縁性基材１２を支持する支持基材１１が配設される（支持基材配設工程）（図１６（ａ）（ｂ））。この際、例えば接着剤によって支持基材１１が絶縁性基材１２の裏面１２ｂに貼着される。なお接着剤としては、公知のものを使用することができる。

その後、支持基材１１および絶縁性基材１２を所定の大きさ毎に切断することにより、濃度測定センサ用シート５０が枚葉状に切断される（切断工程）（図１７（ａ）（ｂ））。各濃度測定センサ用シート５０は、それぞれ１つまたは複数（この場合６組）の導電性パターン３０を含んでいる。

続いて、図７および図８に示すように、濃度測定センサ用シート５０の導電性パターン３０上にキャビティ１７を設け、キャビティ１７上に試薬層１８を設ける。次いで、試薬層１８上にカバー１９を設けて試薬層１８をキャビティ１７とカバー１９との間で挟持する。このようにして、図７および図８に示す濃度測定センサ用シート５０が得られる。

その後、濃度測定センサ用シート５０を切断し、各導電性パターン３０毎に個片化することにより、図１乃至図４に示す濃度測定センサ１０が得られる。

次に濃度測定センサ１０を用いた濃度測定について説明する。

まず濃度測定センサ１０が外部デバイス２５（図５）の挿入口２６内に挿入される。このとき外部デバイス２５側の接続部が濃度測定センサ１０の接続端子１５ａ、１５ｂにそれぞれ接触する。そして、外部デバイス２５内のスイッチ（図示せず）が濃度測定センサ１０により作動し、外部デバイス２５は液体試料吸引待機状態となる。

その後、使用者が、濃度測定センサ１０のキャビティ１７の吸引口１７ａに液体試料を付着させる。このときキャビティ１７の吸引口１７ａの毛細管現象によって、キャビティ１７の吸引口１７ａから液体試料が引き込まれる。液体試料としては、例えば、血液、汗、尿等の生体由来の液体試料や、環境由来の液体試料、食品由来の液体試料等が用いられる。例えば、濃度測定センサ１０を血糖値センサとして用いる場合、使用者は、自身の指、掌、又は腕等を穿刺して、少量の血液を搾り出し、この血液を液体試料として、キャビティ１７の吸引口１７ａに付着させる。

キャビティ１７の吸引口１７ａに付着された血液は、その後試薬層１８に達し、血液が試薬層１８に達した後、血液中のグルコース濃度が外部デバイス２５により測定され、測定結果は外部デバイス２５の表示部２７に表示される。

次に外部デバイス２５によるグルコース濃度の測定の原理について述べる。

まず試薬層１８はグルコース酸化還元酵素と、電子受容体としてフェリシアン化カリウムを含み、血液中のブドウ糖と特異的に反応し、グルコン酸と電子を発する。この電子はフェリシアン化カリウムをフェロシアン化カリウムとし、これに外部デバイス２５側から接続端子１５ａ、１５ｂ、配線部１３ａ、１３ｂ、および作用電極１４ａおよび対電極１４ｂを介して一定の電圧を加えることで再びフェリシアン化カリウムとなり、そのとき電流が発生する。この場合の電流値は血液中のグルコース濃度に比例するため、この電流値を外部デバイス２５により測定することによりグルコース濃度を測定することができる。

試薬層１８内での反応を更に述べる。酸化還元酵素としてグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）、電子伝達体としてフェリシアン化カリウム（Ｋ_３Ｆｅ（ＣＮ）_６）を用いた場合、試薬層１８内において、以下の反応がおこる。

グルコース ＋ ２［Ｆｅ（ＣＮ）_６］^３− ＋ Ｈ_２Ｏ → グルコン酸 ＋２Ｈ^＋ ＋ ２［Ｆｅ（ＣＮ）_６］^４−

このとき、フェロシアン化イオンは、作用電極１４ａで酸化されて酸化電流を生じ、以下のようにしてフェリシアン化イオンに還元される。

２［Ｆｅ（ＣＮ）_６］^４− → ２［Ｆｅ（ＣＮ）_６］^３− ＋ ２ｅ⁻

測定終了後、使用者は濃度測定センサ１０を外部デバイス２５の挿入口２６から引き抜く。

以上のように本実施の形態によれば、導電性パターン３０は、１００ｎｍ〜４０μｍの厚みをもつニッケル層３５と、ニッケル層３５上にであって少なくとも試薬層１８が配置される領域１８ａに設けられ、１０ｎｍ〜１μｍの厚みをもつ貴金属めっき層３６とを含んでいる。これにより、貴金属（貴金属めっき層３６）の使用量を減らし、濃度測定センサ１０の製造コストを低減することができる。

次に本発明の他の実施の形態について図１８を用いて説明する。図１８に示す濃度測定センサ１０は、例えばエンドトキシンの濃度を測定する際に用いられるものであり、一方の配線部１３ａと他方の配線部１３ｂとの間に、参照電極用の配線部１３ｃが設けられている。この配線部１３ｃは、ニッケル層３５から構成されている。また、配線部１３ｃの一端に、例えば銀塩化銀電極からなる参照電極１４ｃが設けられ、配線部１３ｃの他端に、接続端子１５ｃが設けられている。なお、図１８において、図１乃至図１７に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。図１８に示す濃度測定センサ１０においても、貴金属（貴金属めっき層３６）の使用量を減らし、濃度測定センサ１０の製造コストを低減することができる。

１０ 濃度測定センサ
１１ 支持基材
１２ 絶縁性基材
１３ａ、１３ｂ 配線部
１４ 電極系
１４ａ 作用電極
１４ｂ 対電極
１５ａ、１５ｂ 接続端子
１７ キャビティ
１８ 試薬層
１９ カバー
３０ 導電性パターン
３５ ニッケル層
３６ 貴金属めっき層
５０ 濃度測定センサ用シート

Claims (13)

1. 溶液中の物質の濃度を測定するための濃度測定センサにおいて、
   少なくとも一方の面が絶縁性をもつ絶縁面となる絶縁性基材と、
   前記絶縁性基材の前記絶縁面上に設けられた導電性パターンと、
   前記絶縁性基材の他方の面に配設され、前記絶縁性基材を支持する支持基材と、
   前記導電性パターン上に配置された試薬層とを備え、
   前記導電性パターンは、１００ｎｍ〜４０μｍの厚みをもつニッケル層と、前記ニッケル層上であって少なくとも前記試薬層が配置される領域に設けられ、１０ｎｍ〜１μｍの厚みをもつ貴金属めっき層とを含むことを特徴とする濃度測定センサ。
2. 前記貴金属めっき層は、金めっき層又はパラジウムめっき層であることを特徴とする請求項１記載の濃度測定センサ。
3. 前記絶縁性基材は、透明であることを特徴とする請求項１又は２記載の濃度測定センサ。
4. 前記絶縁性基材と前記支持基材との間に不透明な絶縁層が介在されていることを特徴とする請求項３記載の濃度測定センサ。
5. 前記導電性パターンと前記試薬層との間に配置されたキャビティと、前記試薬層上に配置されたカバーとを更に備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の濃度測定センサ。
6. 濃度測定センサを作製するための濃度測定センサ用シートにおいて、
   少なくとも一方の面が絶縁性をもつ絶縁面となる絶縁性基材と、
   前記絶縁性基材の前記絶縁面上に設けられた複数の導電性パターンとを備え、
   各導電性パターンは、１００ｎｍ〜４０μｍの厚みをもつニッケル層と、前記ニッケル層上であって少なくとも試薬層が配置される領域に設けられ、１０ｎｍ〜１μｍの厚みをもつ貴金属めっき層とを含むことを特徴とする濃度測定センサ用シート。
7. 前記複数の導電性パターンのうちの少なくとも２つの導電性パターンを互いに接続する電極部を更に備えたことを特徴とする請求項６記載の濃度測定センサ用シート。
8. 前記貴金属めっき層は、金めっき層又はパラジウムめっき層であることを特徴とする請求項６又は７記載の濃度測定センサ用シート。
9. 前記絶縁性基材は、透明であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項記載の濃度測定センサ用シート。
10. 前記絶縁性基材の他方の面に配設され、前記絶縁性基材を支持する支持基材を更に備えたことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項記載の濃度測定センサ用シート。
11. 前記絶縁性基材は、透明であり、前記絶縁性基材と前記支持基材との間に不透明な絶縁層が介在されていることを特徴とする請求項１０記載の濃度測定センサ用シート。
12. 各導電性パターン上に配置された試薬層と、前記試薬層上に配置されたカバーとを更に備えたことを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか一項記載の濃度測定センサ用シート。
13. 濃度測定センサ用シートの製造方法であって、
    少なくとも一方の面が絶縁性をもつ絶縁面となる帯状の絶縁性基材を供給する絶縁性基材供給工程と、
    前記絶縁性基材の絶縁面に複数の導電性パターンを形成する導電性パターン形成工程とを備え、
    前記導電性パターン形成工程は、
    前記絶縁性基材の前記絶縁面に、１００ｎｍ〜４０μｍの厚みをもつニッケル層を形成するニッケル層形成工程と、
    前記ニッケル層上であって、少なくとも試薬層が配置される領域に、１０ｎｍ〜１μｍの厚みをもつ貴金属めっき層を形成する貴金属めっき層形成工程とを含むことを特徴とする濃度測定センサ用シートの製造方法。

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