JP2014178143A - Concentration measurement sensor, concentration measurement sensor sheet, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a concentration measuring sensor for measuring the concentration of a substance, a sheet for a concentration measuring sensor used for producing such a concentration measuring sensor, and a method for manufacturing the same.
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。 As a method for quickly and easily measuring a concentration or the like of a specific component in a biological sample such as blood, a sensor (concentration measurement sensor) using an electrochemical detection means has been put into practical use. An example of such a sensor is a glucose sensor that quantifies the glucose concentration in blood electrochemically.
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。 A glucose sensor includes a base material, an electrode system including a working electrode and a counter electrode provided on the base material, an enzyme, and an electron acceptor as basic components. The enzyme selectively oxidizes glucose in the blood to produce gluconic acid, and at the same time reduces the electron acceptor to produce a reduced form. By applying a certain voltage to the reductant from the external device to the electrode system, the reductant is oxidized again, and current is generated at that time. Since this current value depends on the glucose concentration in the blood, glucose in the blood can be quantified and measured.
ところで、一般にエンドトキシンという細菌壁毒素が知られている。このエンドトキシンは、大腸菌やサルモネラ菌をはじめとするグラム陰性菌の外膜を構成している毒性物質である。このエンドトキシンが極微量(たとえば、ng/mLオーダー)でも血液中等に混入した場合、ショック症状等を引き起こし、最悪死に至る可能性もある。ただし、空気中にはエンドトキシンが広く存在している。このため、透析液等の医薬品にエンドトキシンが存在していないか等の検査が実施されている。 By the way, a bacterial wall toxin called endotoxin is generally known. This endotoxin is a toxic substance that constitutes the outer membrane of Gram-negative bacteria such as Escherichia coli and Salmonella. If this endotoxin is mixed in blood or the like even in a very small amount (for example, ng / mL order), it may cause a shock symptom or the like, resulting in the worst death. However, endotoxins are widely present in the air. For this reason, inspections such as the presence of endotoxins in pharmaceuticals such as dialysate are being carried out.
従来、エンドトキシンの濃度を測定する場合、リムルス試験を利用した比濁法と比色法と呼ばれる方法が存在する。また、近年では、電気化学法を用いてエンドトキシンの濃度を測定する方法も研究されている。例えば、被検体及び試薬の混合物に電極を入れ、ディファレンシャルパルスボルタンメトリー(DPV)に基づく測定を行う技術が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, when measuring the concentration of endotoxin, there are methods called a turbidimetric method and a colorimetric method using a Limulus test. In recent years, methods for measuring the concentration of endotoxin using an electrochemical method have also been studied. For example, a technique is known in which an electrode is placed in a mixture of an analyte and a reagent, and measurement based on differential pulse voltammetry (DPV) is performed (see Patent Document 1).
また、電気化学法を用いてグルコース濃度やエンドトキシン濃度を測定する濃度測定センサは、基材と電極とを有している。この場合、一般にスクリーン印刷法、グラビア印刷法、蒸着法などを用いて基材上に電極を形成する。しかしながら、電極や基材の材料および濃度測定センサの製造場所には、エンドトキシンが広く存在している。このため、エンドトキシン濃度を測定する濃度測定センサにおいては、基材上に電極を形成した後、電極上にエンドトキシンが存在する可能性がある。したがって、電極上のエンドトキシンが除去されないと、エンドトキシン測定時に電極に付着したエンドトキシンを誤って測定してしまうという問題が生じる。また、グルコース濃度を測定する濃度測定センサにおいては、濃度測定センサを瞬間的に血液に付着させて血液を採取する。この際、誤って電極に付着したエンドトキシンが体内に入ってしまい、問題を引き起こす可能性もある。 Moreover, the concentration measurement sensor which measures glucose concentration and endotoxin concentration using an electrochemical method has a base material and an electrode. In this case, the electrode is generally formed on the substrate by using a screen printing method, a gravure printing method, a vapor deposition method, or the like. However, endotoxins are widely present in the production sites of electrode and substrate materials and concentration measurement sensors. For this reason, in a concentration measurement sensor that measures an endotoxin concentration, endotoxin may exist on the electrode after the electrode is formed on the substrate. Therefore, if the endotoxin on the electrode is not removed, there arises a problem that the endotoxin adhering to the electrode is erroneously measured when measuring the endotoxin. Further, in a concentration measurement sensor that measures glucose concentration, blood is collected by instantaneously attaching the concentration measurement sensor to blood. At this time, endotoxin accidentally attached to the electrode may enter the body and cause problems.
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、試薬層が配置される領域にエンドトキシンが存在することによって生じる不具合を防止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。 The present invention has been made in consideration of such points, and a concentration measurement sensor, a concentration measurement sensor sheet, and a concentration measurement sensor capable of preventing problems caused by the presence of endotoxin in the region where the reagent layer is disposed, and It aims at providing the manufacturing method.
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、前記導電性パターン上に配置された試薬層とを備え、前記絶縁性基材および前記導電性パターンのうち、少なくとも前記試薬層が配置される領域のエンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となっていることを特徴とする濃度測定センサである。 The present invention provides a concentration measurement sensor for measuring the concentration of a substance in a solution, wherein at least one surface is an insulating surface having an insulating property, and the insulating substrate has an insulating surface on the insulating surface. A conductive layer provided and a reagent layer disposed on the conductive pattern, and at least an endotoxin concentration in a region where the reagent layer is disposed is 0 among the insulating base material and the conductive pattern. .01EU / mL or less is a concentration measurement sensor.
本発明は、前記絶縁性基材の厚みは、5μm〜300μmであることを特徴とする濃度測定センサである。 The present invention is the concentration measurement sensor, wherein the insulating substrate has a thickness of 5 μm to 300 μm.
本発明は、前記導電性パターンの厚みは、0.3μm〜50μmであることを特徴とする濃度測定センサである。 The present invention is the concentration measurement sensor, wherein the conductive pattern has a thickness of 0.3 μm to 50 μm.
本発明は、前記導電性パターンのうち、少なくとも前記試薬層が配置される領域は、下地導電層と、前記下地導電層上に設けられた導電性パターン保護層とを含むことを特徴とする濃度測定センサである。 The present invention is characterized in that at least a region of the conductive pattern in which the reagent layer is arranged includes a base conductive layer and a conductive pattern protective layer provided on the base conductive layer. It is a measurement sensor.
本発明は、前記絶縁性基材の他方の面に、前記絶縁性基材を支持する支持基材が配設されていることを特徴とする濃度測定センサである。 The present invention is the concentration measurement sensor, wherein a supporting base material that supports the insulating base material is disposed on the other surface of the insulating base material.
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、前記絶縁性基材および前記導電性パターンのうち、少なくとも試薬層が配置される領域のエンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となっ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。 The present invention provides a sheet for a concentration measurement sensor for producing a concentration measurement sensor, wherein at least one surface is an insulating substrate having an insulating property, and is provided on the insulating surface of the insulating substrate. The endotoxin concentration of at least the region where the reagent layer is arranged among the insulating base material and the conductive pattern is 0.01 EU / mL or less. It is the sheet | seat for density | concentration measurement sensors.
本発明は、前記絶縁性基材の厚みは、5μm〜300μm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。 The present invention is the concentration measurement sensor sheet, wherein the insulating base has a thickness of 5 μm to 300 μm.
本発明は、前記導電性パターンの厚みは、0.3μm〜50μm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。 The present invention is the concentration measurement sensor sheet, wherein the conductive pattern has a thickness of 0.3 μm to 50 μm.
本発明は、前記導電性パターンのうち、少なくとも前記試薬層が配置される領域は、下地導電層と、前記下地導電層上に設けられた導電性パターン保護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。 The present invention is characterized in that at least a region of the conductive pattern in which the reagent layer is arranged includes a base conductive layer and a conductive pattern protective layer provided on the base conductive layer. It is a sheet for a measurement sensor.
本発明は、濃度測定センサ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、前記絶縁性基材および前記導電性パターンのうち、少なくとも試薬層が配置される領域のエンドトキシン濃度を、0.01EU/mL以下とする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。 The present invention is a method for manufacturing a concentration measurement sensor, comprising: an insulating base material supplying step of supplying a strip-shaped insulating base material having at least one surface having an insulating surface; and the insulating base material A conductive pattern forming step of forming a plurality of conductive patterns on the insulating surface, and the endotoxin concentration in the region where at least the reagent layer is arranged among the insulating base material and the conductive pattern is 0.01 EU / It is a manufacturing method of the sheet | seat for density | concentration measurement sensors characterized by setting it as mL or less.
本発明は、前記絶縁性基材および前記導電性パターンに対して、フラッシュアニール処理、プラズマアッシング処理、又は加熱殺菌処理を実施する工程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の製造方法である。 The present invention further comprises a step of performing a flash annealing process, a plasma ashing process, or a heat sterilization process on the insulating substrate and the conductive pattern. Is the method.
本発明は、前記絶縁性基材供給工程と前記導電性パターン形成工程とが、クリーンルームで実施される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。 This invention is a manufacturing method of the sheet | seat for density | concentration measurement sensors characterized by the said insulating base material supply process and the said electroconductive pattern formation process being implemented in a clean room.
本発明によれば、試薬層が配置される領域にエンドトキシンが存在することによって生じる不具合を防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the malfunction which arises when endotoxin exists in the area | region where a reagent layer is arrange | positioned can be prevented.
(第1の実施の形態)
以下、図面を参照して本発明の第1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。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Drawing is an illustration and may exaggerate a characteristic part for explanation, and may differ from an actual thing. In addition, the present invention can be implemented with appropriate modifications without departing from the technical idea. Note that, in the following drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and some detailed description may be omitted.
(濃度測定センサ)
まず図1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。
(Concentration measurement sensor)
First, an embodiment of a concentration measuring sensor will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a concentration measuring sensor according to the present invention. The
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。
Such a
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。
Among these, the insulating
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。
A working
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。
Furthermore,
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2)。
The
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。
The pair of
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。
A
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。
Further, a
ところで、本実施の形態においては、絶縁性基材12および導電性パターン30のうち、少なくとも試薬層18が配置される領域18aのエンドトキシン濃度が、0.01EU/mL以下となっている。例えば、作用電極14aおよび対電極14bを含む電極系14や、電極系14の周囲に位置する絶縁性基材12のエンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となっている。なお、EUはエンドトキシンの活性単位を意味し、米国食品医薬品局(FDA)が定めたEndotoxin Unit(エンドトキシン単位)の略である。
By the way, in this Embodiment, the endotoxin density | concentration of the area | region 18a where the
なお、エンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となる部分は、絶縁性基材12および導電性パターン30のうち、試薬層18が配置される領域18aのみに限られない。例えば、キャビティ17およびカバー19のうち、試薬層18が配置される領域18aの周囲のエンドトキシン濃度も0.01EU/mL以下とすることが好ましい。また例えば、絶縁性基材12および導電性パターン30の全域、あるいは濃度測定センサ10の全域にわたってエンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となっていても良い。
The portion where the endotoxin concentration is 0.01 EU / mL or less is not limited to only the region 18 a where the
エンドトキシン濃度を0.01EU/mL以下とする場合、絶縁性基材12および導電性パターン30に対して、例えば、(i)フラッシュアニール処理、(ii)プラズマアッシング処理、又は(iii)加熱殺菌処理を実施しても良い。あるいは、(iv)濃度測定センサ10の製造工程の少なくとも一部をクラス1万以下のクリーンルームで実施しても良い。なお、これらの方法については後述する。
When the endotoxin concentration is 0.01 EU / mL or less, for example, (i) flash annealing treatment, (ii) plasma ashing treatment, or (iii) heat sterilization treatment for the insulating
エンドトキシン濃度の測定方法としては、各種方法を用いることができる。例えば、濃度測定センサ10を、エンドトキシンフリーの水に一定時間(例えば1日)沈めて放置し、その後、その水中のエンドトキシン濃度を公知のエンドトキシン測定機器(例えば和光純薬工業株式会社製ET6000)を用いて測定することにより、エンドトキシン濃度を得ても良い。
Various methods can be used for measuring the endotoxin concentration. For example, the
次に各部の構成部材について説明する。 Next, components of each part will be described.
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。
The
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(100μm以上かつ1mm以下のことをいう。以下同様)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。
The
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。
Insulating
The insulating
絶縁性基材12の厚さは、例えば5μm〜300μmの範囲とすることが好ましい。絶縁性基材12の厚さを5μm〜300μmにすることにより、特にプラズマアッシング処理(後述)によってエンドトキシンを除去する際に、絶縁性基材12まで除去されてしまうことがなく、絶縁性基材12の機能を保持することができる。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。
The thickness of the insulating
なお、後述する膜厚測定工程において、導電性パターン30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。
In addition, in the film thickness measurement process mentioned later, in order to make it easy to measure the thickness of the
導電性パターン30
導電性パターン30は、導電性をもつものであればその形状、本数、材料、構成について特に限定はなく、例えばAg、Al、Fe、Ni、Cr、Ti、Ta、PdまたはCuから選択される金属材料を含んでいても良い。導電性パターン30は、形成方法に応じて、例えば0.3μm〜50μmの範囲の厚みとするとよい。導電性パターン30の厚さを0.3μm〜50μmとすることにより、後述するプラズマアッシング処理により導電性パターン30の膜厚が減少した場合であっても、導電性パターン30として機能する厚みを残すことが可能となる。
The
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。
The
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。
The
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〜100μmとなっている。
The
なお、図3(変形例)に示すように、導電性パターン30を複数の層から構成するようにしても良い。この場合、導電性パターン30は、絶縁性基材12側に位置する下地導電層35と、下地導電層35上であって少なくとも試薬層18が配置される領域18aに設けられた導電性パターン保護層39(導電性アッシング犠牲層)とを含んでいる。このうち下地導電層35は、例えばニッケル(Ni)からなっており、100nm〜20μmの厚みをもっている。下地導電層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。
As shown in FIG. 3 (modification), the
また、導電性パターン保護層39は、後述するように濃度測定センサ10に対してプラズマアッシング処理を行った際、薄膜状の下地導電層35が一緒に除去されてしまう不具合を防止するために設けられている。この導電性パターン保護層39は、導電性を有しており、下地導電層35を保護するとともに導電機能も確保することができる。導電性パターン保護層39としては、カーボン、ニッケル、パラジウム又は金を挙げることができる。導電性パターン保護層39を設ける方法としては、例えばめっき法、蒸着法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法を挙げることができる。
The conductive pattern
なお、導電性パターン保護層39は、少なくとも下地導電層35のうちプラズマアッシング処理を行う際に外方に露出する領域に設けられることが好ましい。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば下地導電層35の全域を覆うように設けられても良い。
The conductive
(濃度測定センサ用シート)
次に、図4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4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4に示す濃度測定センサ用シート50は、上述した図1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。
(Concentration measurement sensor sheet)
Next, an embodiment of the density measuring sensor sheet will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a view showing an embodiment of a density measuring sensor sheet according to the present invention. The density
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。
Such a concentration
この場合、絶縁性基材12および導電性パターン30のうち、少なくとも試薬層18が配置される領域18aのエンドトキシン濃度は、0.01EU/mL以下となっている。例えば、作用電極14aおよび対電極14bを含む電極系14や、電極系14の周囲に位置する絶縁性基材12のエンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となっている。また、キャビティ17およびカバー19のうち、試薬層18が配置される領域18aの周囲のエンドトキシン濃度も0.01EU/mL以下とすることが好ましい。あるいは、絶縁性基材12および導電性パターン30の全域、あるいは濃度測定センサ10の全域にわたってエンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となっていても良い。
In this case, the endotoxin concentration of at least the region 18a in which the
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。
Further, a
図4には示していないが、図3に示す濃度測定センサ10を作製するための濃度測定センサ用シート50においては、導電性パターン30のうち、少なくとも試薬層18が配置される領域18aは、下地導電層35と、下地導電層35上に設けられた導電性パターン保護層39とを含んでいる。
Although not shown in FIG. 4, in the concentration
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4において、図1および図3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。
In addition, since the structure of each element which comprises the sheet |
(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5乃至図11を用いて説明する。具体的には、図4に示す濃度測定センサ用シート50および図1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5(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6乃至図11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。
(Sheet for concentration measuring sensor and method for manufacturing concentration measuring sensor)
Next, the density measuring sensor sheet and the method for manufacturing the density measuring sensor will be described with reference to FIGS. Specifically, a method for manufacturing the density
まず絶縁性基材供給ロール41(図5(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6(a)(b))。
First, the strip-shaped insulating
次に絶縁性基材12は、水溶性樹脂層形成部42(図5(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7(a)(b))。
Next, the insulating
この場合、水溶性樹脂層32は、各導電性パターン30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。
In this case, the water-
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0.1μm〜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。
The water-
次に絶縁性基材12は、導電層形成部43(図5(a))に搬送される。この導電層形成部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、ニッケルからなる導電層33が形成される(導電層形成工程)(図8(a)(b))。
Next, the insulating
この導電層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。
The
導電層33は、導電性パターン30を構成する導電性材料からなり、例えばAg、Al、Fe、Ni、Cr、Ti、Ta、PdまたはCuから選択される金属材料を含んでいても良い。また導電層33の厚みは例えば0.3μm〜50μmとすることができる。後述する透過率を利用した膜厚測定工程を行う場合には、導電層33と絶縁性基材12を透過する光の透過率が5%以上となるように、導電層33の厚みを設定することが好ましい。
The
なお、導電層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、導電層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に対して導電層33を高速で形成することができる。
In addition, as a method of providing the
次いで、絶縁性基材12は、水溶性樹脂層除去部44(図5(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上の導電層33が選択的に除去される。これにより、絶縁性基材12上に、導電層33の一部からなる複数の導電性パターン30が形成される(水溶性樹脂層除去工程)(図9(a)(b))。なお図9(a)において、6組の導電性パターン30が示されている。
Next, the insulating
この場合、図5(a)に示すように水溶性樹脂層除去部44のノズル44aから導電層33上にシャワー状の水を噴出することにより、導電層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。
In this case, as shown in FIG. 5A, water is infiltrated into the
このように水溶性樹脂層形成工程、導電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、複数の導電性パターン30が形成される(導電性パターン形成工程)。
In this way, a plurality of
なお、導電性パターン形成工程としてはこれに限られるものではなく、例えば絶縁性基材供給工程の後、グラビア印刷などの印刷法により、絶縁性基材12の表面12aに複数の導電性パターン30を形成しても良い。
The conductive pattern forming step is not limited to this. For example, after the insulating base material supplying step, a plurality of
続いて、絶縁性基材12は、膜厚測定部45(図5(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つの導電性パターン30に対して光が照射され、その透過光を用いて導電性パターン30の厚さが測定される(膜厚測定工程)。これにより導電性パターン30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。
Subsequently, the insulating
上述したように、絶縁性基材12の厚さは例えば5μm〜300μm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。
As described above, the thickness of the insulating
続いて、絶縁性基材12は、支持基材配設部46(図5(a))に搬送される。この支持基材配設部46において、絶縁性基材12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10(a)(b))。
Subsequently, the insulating
この際、支持基材11が支持基材供給ロール47から支持基材配設部46に供給され、支持基材配設部46において、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。
At this time, the
続いて、支持基材11および絶縁性基材12は、巻取りロール48(図5(a))に巻き取られる。
Then, the
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11(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。
Thereafter, the
なお、支持基材11および絶縁性基材12を巻取りロール48(図4)に巻き取ることなく、支持基材配設部46から供給された支持基材11および絶縁性基材12をそのまま切断しても良い。
In addition, the
続いて、図4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を設ける(キャビティ配設工程)。
Subsequently, as shown in FIG. 4, the
次に、濃度測定センサ用シート50は、エンドトキシン除去部61(図5(b))に搬送される。このエンドトキシン除去部61において、絶縁性基材12および導電性パターン30のうち、少なくとも試薬層18が配置される領域18aのエンドトキシンを除去する。具体的には、この箇所のエンドトキシン濃度を0.01EU/mL以下とする(エンドトキシン除去工程)。なお、本実施の形態において、絶縁性基材12および導電性パターン30の全域がエンドトキシン除去処理され、エンドトキシン濃度を0.01EU/mL以下とされるようになっている。
Next, the concentration measuring
エンドトキシン除去部61は、例えばプラズマアッシング処理装置からなっていても良い。この場合、エンドトキシン除去部61(プラズマアッシング処理装置)において、絶縁性基材12および導電性パターン30がプラズマアッシング処理され、絶縁性基材12および導電性パターン30の表面のエンドトキシンが除去される。例えば、絶縁性基材12および導電性パターン30の表面をプラズマ等で反応させ、絶縁性基材12および導電性パターン30の表面を気相中で分解ないし除去することにより、当該表面とともにエンドトキシンを取り除いても良い。なお、図3に示すように、下地導電層35上に導電性パターン保護層39を設けておき、プラズマアッシングされた際に下地導電層35が残存するようにすることが好ましい。このように、プラズマアッシング処理を用いることにより、エンドトキシンの除去を短時間で行うことができる。
The
あるいは、エンドトキシン除去部61は、フラッシュアニール処理装置からなっていても良い。この場合、エンドトキシン除去部61(フラッシュアニール処理装置)において、絶縁性基材12および導電性パターン30がフラッシュアニール処理され、絶縁性基材12および導電性パターン30の表面のエンドトキシンが除去される。例えば、絶縁性基材12および導電性パターン30の表面のみを瞬間的(例えば1μs〜1ms)に600℃〜1200℃程度まで加熱し、絶縁性基材12および導電性パターン30の表面のエンドトキシンを殺菌除去しても良い。このように、フラッシュアニール処理を用いることにより、エンドトキシンの除去を短時間で行うことができるという効果が得られる。このように絶縁性基材12および導電性パターン30がフラッシュアニール処理することにより、絶縁性基材12および導電性パターン30の表面のエンドトキシン濃度を、例えば0.5 EU/mL〜10EU/mLから0.01EU/mL以下まで大幅に低下させることができる。
Or the
あるいは、エンドトキシン除去部61は、加熱殺菌処理装置からなっていても良い。この場合、エンドトキシン除去部61(加熱殺菌処理装置)において、絶縁性基材12および導電性パターン30が加熱され、絶縁性基材12および導電性パターン30の表面のエンドトキシンが殺菌除去される。例えば、絶縁性基材12および導電性パターン30の表面を一定時間(例えば30分)、600℃〜1200℃程度まで加熱し、絶縁性基材12および導電性パターン30の表面のエンドトキシンを取り除いても良い。なお、加熱方法としては、乾式法を挙げることができる。このように、加熱殺菌処理を用いることにより、高価な設備なしに殺菌することが可能である。
Or the
あるいは、エンドトキシン除去部61を用いる代わりに、上述した各工程(絶縁性基材供給工程、導電性パターン形成工程、膜厚測定工程、および支持基材配設工程)をクラス1万以下のクリーンルームで実施しても良い。また、上述したエンドトキシン除去部61(プラズマアッシング処理装置、フラッシュアニール処理装置、又は加熱殺菌処理装置)を用いてエンドトキシン除去処理を行う場合においても、上述した各工程およびエンドトキシン除去工程をクラス1万以下のクリーンルームで実施しても良い。
Alternatively, instead of using the
その後、図4に示すように、キャビティ17上に試薬層18を設け(試薬層配設工程)、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(カバー配設工程)。このようにして、図4に示す濃度測定センサ用シート50が得られる。
Thereafter, as shown in FIG. 4, a
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に示す濃度測定センサ10が得られる。
Thereafter, the concentration measuring
なお、上記において、エンドトキシン除去工程は、キャビティ配設工程の後に設けられているが、これに限られるものではない。例えば絶縁性基材供給工程の後、導電性パターン形成工程の後、膜厚測定工程の後、支持基材配設工程の後、又は切断工程の後に設けられていても良い。また、エンドトキシン除去工程が複数回実施されても良い。 In the above, the endotoxin removing step is provided after the cavity disposing step, but is not limited thereto. For example, it may be provided after the insulating base material supplying step, after the conductive pattern forming step, after the film thickness measuring step, after the supporting base material disposing step, or after the cutting step. Further, the endotoxin removal step may be performed a plurality of times.
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。
Next, concentration measurement using the
まず濃度測定センサ10が外部デバイス25(図2)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。
First, the
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。
Thereafter, the user attaches a liquid sample to the suction port 17 a of the
本実施の形態においては、上述したように、絶縁性基材12および導電性パターン30のうち、少なくとも試薬層18が配置される領域18aのエンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となっている。これにより、使用者が、自身の指、掌、又は腕等の血液をキャビティ17の吸引口17aに瞬間的に付着させた際、濃度測定センサ10に付着したエンドトキシンが体内に入ってしまうおそれがない。
In the present embodiment, as described above, the endotoxin concentration in at least the region 18a in which the
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。
The blood adhering to the suction port 17a of the
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。
Next, the principle of measuring the glucose concentration by the
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。
First, the
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(K3Fe(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。
The reaction in the
グルコース + 2[Fe(CN)6]3− + H2O → グルコン酸 +2H+ + 2[Fe(CN)6]4− Glucose +2 [Fe (CN) 6 ] 3− + H 2 O → Gluconic acid + 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。
At this time, the ferrocyanide ions are oxidized at the working
2[Fe(CN)6]4− → 2[Fe(CN)6]3− + 2e− 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。
After the measurement is completed, the user pulls out the
以上のように本実施の形態によれば、絶縁性基材12および導電性パターン30のうち、少なくとも試薬層18が配置される領域18aのエンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となっている。これにより、使用者が、自身の指、掌、又は腕等の血液をキャビティ17の吸引口17aに瞬間的に付着させた際、濃度測定センサ10に付着したエンドトキシンが体内に入ってしまい、問題を引き起こすおそれがない。
As described above, according to the present embodiment, the endotoxin concentration in at least the region 18a in which the
(第2の実施の形態)
次に、図12および図13を参照して本発明の第2の実施の形態について説明する。図12および図13は本発明の第2の実施の形態を示す図である。図12および図13において、上述した第1の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。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13 are views showing a second embodiment of the present invention. 12 and 13, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
図12に示す濃度測定センサ10は、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、図13に示す濃度測定センサ用シート50は、図12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る。
The
図12に示す濃度測定センサ10および図13に示す濃度測定センサ用シート50において、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。配線部13cの一端には、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の他端には、接続端子15cが設けられている。
In the
この場合、試薬層18は、測定する溶液中に含まれるエンドトキシンに対して反応を生じる物質を含んでいる。例えば、試薬層18には、C因子、B因子、及び凝固酵素前駆体を含む物質、具体的にはカブトガニ・アメボサイト・ライセート(カブトガニ血球抽出液)が含まれていても良い。
In this case, the
本実施の形態においても、絶縁性基材12および導電性パターン30のうち、少なくとも試薬層18が配置される領域18aのエンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となっている。これにより、試薬層18が配置される領域18aに予めエンドトキシンが存在することによって、エンドトキシン濃度が誤って測定されることを防止することができる。
Also in the present embodiment, the endotoxin concentration of at least the region 18a in which the
図12および図13において、エンドトキシン濃度を0.01EU/mL以下とする方法は、上述した第1の実施の形態と同様である。すなわち、絶縁性基材12および導電性パターン30に対して、例えば、(i)フラッシュアニール処理、(ii)プラズマアッシング処理、又は(iii)加熱殺菌処理を実施しても良い。あるいは、(iv)濃度測定センサ10の製造工程の少なくとも一部をクラス1万以下のクリーンルームで実施しても良い。
12 and 13, the method for setting the endotoxin concentration to 0.01 EU / mL or less is the same as that in the first embodiment described above. That is, for example, (i) flash annealing treatment, (ii) plasma ashing treatment, or (iii) heat sterilization treatment may be performed on the insulating
なお、図12に示す濃度測定センサ10および図13に示す濃度測定センサ用シート50は、上述した第1の実施の形態の場合と略同様にして作製することができる。図12および図13において、図1乃至図11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。
The
上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組み合わせることも可能である。あるいは、上記実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。例えば、図12に示す形態と図3に示す形態とを組合せ、図12に示す濃度測定センサ10においても、導電性パターン30のうち少なくとも試薬層18が配置される領域18aを、下地導電層35と、下地導電層35上の導電性パターン保護層39とから構成しても良い。
A plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiment can be appropriately combined as necessary. Or you may delete a some component from all the components shown by the said embodiment. For example, the form shown in FIG. 12 and the form shown in FIG. 3 are combined, and also in the
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
50 濃度測定センサ用シート
DESCRIPTION OF
Claims (12)
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、
前記導電性パターン上に配置された試薬層とを備え、
前記絶縁性基材および前記導電性パターンのうち、少なくとも前記試薬層が配置される領域のエンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となっていることを特徴とする濃度測定センサ。 In a concentration measurement sensor for measuring the concentration of a substance in a solution,
An insulating base material on which at least one surface is an insulating surface having an insulating property;
A conductive pattern provided on the insulating surface of the insulating substrate;
A reagent layer disposed on the conductive pattern,
An endotoxin concentration in at least a region where the reagent layer is arranged in the insulating base material and the conductive pattern is 0.01 EU / mL or less.
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、
前記絶縁性基材および前記導電性パターンのうち、少なくとも試薬層が配置される領域のエンドトキシン濃度が0.01EU/mL以下となっていることを特徴とする濃度測定センサ用シート。 In the sheet for concentration measurement sensor for producing the concentration measurement sensor,
An insulating base material on which at least one surface is an insulating surface having an insulating property;
A plurality of conductive patterns provided on the insulating surface of the insulating substrate;
An endotoxin concentration in a region where a reagent layer is disposed at least among the insulating substrate and the conductive pattern is 0.01 EU / mL or less, and the concentration measuring sensor sheet.
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、
前記絶縁性基材および前記導電性パターンのうち、少なくとも試薬層が配置される領域のエンドトキシン濃度を、0.01EU/mL以下とすることを特徴とする濃度測定センサ用シートの製造方法。 A method for manufacturing a concentration measuring sensor, comprising:
An insulative base material supplying step of supplying a strip-shaped insulative base material in which at least one surface is an insulating surface having an insulating property;
A conductive pattern forming step of forming a plurality of conductive patterns on the insulating surface of the insulating substrate;
A method for producing a sheet for a concentration measurement sensor, wherein an endotoxin concentration in at least a region where a reagent layer is arranged in the insulating substrate and the conductive pattern is 0.01 EU / mL or less.
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