JP2014215150A - Electrode for biosensor, biosensor, conductive resin composition for biosensor - Google Patents

Electrode for biosensor, biosensor, conductive resin composition for biosensor Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode for a biosensor with excellent conductivity in an electrode system and a wiring part, at an inexpensive price.SOLUTION: An electrode for a biosensor includes: a support base material; and an electrode system and a wiring part formed on the support base material. The electrode system and the wiring part have: a conductive resin layer formed on the support base material and including metal microparticles made of a base metal with a corrosion resistance; carbon nano-tubes; and a binder resin. The content of the carbon nano-tubes in the conductive resin layer is within a range of 1-20 mass%.

Description

本発明は、血液等の液体試料中の特定成分を測定するバイオセンサに関する。   The present invention relates to a biosensor for measuring a specific component in a liquid sample such as blood.

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バイオセンサが実用化されている。バイオセンサは、一般に、作用極および対極を含む電極系、酵素および電子受容体を基本構成として備えている。このようなバイオセンサの一例として、電気化学的に血液中のグルコースを定量化するグルコースセンサがある。   Biosensors using electrochemical detection means have been put into practical use as a method for quickly and easily measuring the concentration and the like of a specific component in a biological sample such as blood. A biosensor generally includes an electrode system including a working electrode and a counter electrode, an enzyme, and an electron acceptor as basic components. An example of such a biosensor is a glucose sensor that electrochemically quantifies glucose in blood.

グルコースセンサにおいては、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。この還元体に電極系で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することができる。   In the glucose sensor, the enzyme selectively oxidizes glucose in blood to produce gluconic acid, and simultaneously reduces the electron acceptor to produce a reduced form. By applying a constant voltage to the reductant with an electrode system, the reductant is oxidized again, and current is generated at that time. Since this current depends on the glucose concentration in the blood, glucose in the blood can be quantified.

また、一般にエンドトキシンという細菌壁毒素が知られており、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が研究されている。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(例えば、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。
例えば、被検体およ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)。
In addition, a bacterial wall toxin called endotoxin is generally known. In recent years, methods for measuring the concentration of endotoxin using an electrochemical method have been studied. 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, in the order of ng / mL), 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.
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).

バイオセンサにおいては、電極材料として、従来から白金、金等の貴金属材料やカーボン材料等の導電性材料が一般に用いられている。これらの電極材料は、試料中の水分や電子受容体(メディエータ)と接触した場合も酸化還元されにくいといった性質を有するものである。しかしながら、白金、金等の貴金属材料は高価でありコスト増を招くという問題がある。また、カーボン材料は安価に電極を形成することができるものの、所望の導電性を示すカーボン電極を安定して形成することが難しく、個々のバイオセンサの性能にばらつきが生じやすいという問題がある。
そこで、上述したバイオセンサの電極材料の代わりに、例えば、ニッケル等の比較的安価で、酸化還元されにくい金属材料を用いることが検討されている(例えば、特許文献2)。
In biosensors, conductive materials such as noble metal materials such as platinum and gold and carbon materials have been generally used as electrode materials. These electrode materials have a property that they are hardly oxidized or reduced even when they come into contact with moisture in the sample or an electron acceptor (mediator). However, noble metal materials such as platinum and gold are expensive and have a problem of increasing costs. In addition, although carbon materials can form electrodes at low cost, there is a problem that it is difficult to stably form carbon electrodes exhibiting desired conductivity, and the performance of individual biosensors tends to vary.
Therefore, in place of the electrode material of the biosensor described above, it has been studied to use a metal material that is relatively inexpensive and difficult to be oxidized and reduced, such as nickel (for example, Patent Document 2).

ところで、従来から、金属材料を用いた場合のバイオセンサにおける電極系の形成方法としては、例えば、基材上の全面に真空蒸着やスパッタリング、めっき、金属箔接着等により金属膜を形成し、その後パターニングする方法が提案されている(例えば、特許文献3)。しかしながら、このような方法では使用する金属量が多く、金属膜の不要部分は除去されてしまうことから、コスト増を招くという問題や、製造工程が煩雑であるという問題があった。   By the way, conventionally, as a method for forming an electrode system in a biosensor using a metal material, for example, a metal film is formed on the entire surface of a substrate by vacuum deposition, sputtering, plating, metal foil adhesion, etc. A patterning method has been proposed (for example, Patent Document 3). However, in such a method, a large amount of metal is used and unnecessary portions of the metal film are removed, so that there is a problem that costs increase and a manufacturing process is complicated.

特開2012−127695号公報JP 2012-127695 A 特開2008−45877号公報JP 2008-45877 A 特開2012−58168号公報JP2012-58168A

グルコースセンサ等に代表される医療用のバイオセンサは使い捨てで、患者は次の検査時には新しいバイオセンサを使用する。このような使い捨て型のバイオセンサにおいては、安価に製造できることが主として望まれる。   A medical biosensor represented by a glucose sensor or the like is disposable, and a patient uses a new biosensor for the next examination. Such a disposable biosensor is mainly desired to be able to be manufactured at low cost.

そこで、本発明者は安価なバイオセンサの製造方法について種々検討を重ね、ニッケル等の耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層(後述する図7参照)を用いて電極系および配線部を印刷法によって形成することを試みたところ、上記組成の導電性樹脂層は、バイオセンサの電極系および配線部として機能する程度の導電性を示すことが困難であることを知見した。上記知見を得た本発明者はさらに検討を重ね、上述した金属微粒子およびバインダー樹脂に加え、少量のカーボンナノチューブを導電性樹脂層に含有させることにより、所望の導電性を示す電極系および配線部を安定的に形成することができることを見いだし、本発明を完成させるに至った。   Therefore, the present inventor has made various studies on a method for manufacturing an inexpensive biosensor, and a conductive resin layer containing metal fine particles composed of a base metal having corrosion resistance such as nickel and a binder resin (see FIG. 7 described later). ) To form the electrode system and the wiring part by a printing method, it is difficult for the conductive resin layer having the above composition to exhibit conductivity sufficient to function as the electrode system and the wiring part of the biosensor. I found out. The present inventor who has obtained the above knowledge further studies, and in addition to the metal fine particles and the binder resin described above, a small amount of carbon nanotubes are contained in the conductive resin layer, whereby an electrode system and a wiring part exhibiting desired conductivity are obtained. Has been found to be stably formed, and the present invention has been completed.

本発明は、安価で、電極系および配線部の導電性が良好なバイオセンサ用電極、バイオセンサ、およびバイオセンサ用導電性樹脂組成物を提供することを主目的とする。   The main object of the present invention is to provide a biosensor electrode, a biosensor, and a biosensor conductive resin composition that are inexpensive and have good electrode system and wiring portion conductivity.

上記課題を解決するために、本発明は、支持基材と、上記支持基材上に形成された電極系および配線部とを有するバイオセンサ用電極であって、上記電極系および上記配線部が、上記支持基材上に形成され、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層を有し、上記導電性樹脂層中の上記カーボンナノチューブの含有量が、1質量%以上、20質量%以下の範囲内であることを特徴とするバイオセンサ用電極を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a biosensor electrode having a support base, and an electrode system and a wiring part formed on the support base, wherein the electrode system and the wiring part are The carbon nanotubes in the conductive resin layer have a conductive resin layer containing metal fine particles composed of a base metal having corrosion resistance, carbon nanotubes, and a binder resin formed on the support substrate The biosensor electrode is characterized in that the content of is in the range of 1 mass% or more and 20 mass% or less.

本発明によれば、上記電極系および上記配線部が上述した組成の導電性樹脂層を有することにより、安価で、上記電極系および上記配線部の導電性が良好なバイオセンサ用電極とすることができる。   According to the present invention, since the electrode system and the wiring part have the conductive resin layer having the above-described composition, the electrode system and the wiring part have a good conductivity for the biosensor, which is inexpensive. Can do.

上記発明においては、上記導電性樹脂層中に含有される導電性材料が、上記金属微粒子および上記カーボンナノチューブのみであることが好ましい。   In the said invention, it is preferable that the conductive material contained in the said conductive resin layer is only the said metal microparticles and the said carbon nanotube.

上記発明においては、上記耐腐食性を有する卑金属がニッケルであることが好ましい。バイオセンサにおいて、試料中の成分や反応部の電子受容体(メディエータ)との接触による酸化還元反応等を好適に防止することができる電極系および配線部とすることができる。   In the said invention, it is preferable that the base metal which has the said corrosion resistance is nickel. In the biosensor, an electrode system and a wiring part that can suitably prevent an oxidation-reduction reaction caused by contact with a component in a sample or an electron acceptor (mediator) of the reaction part can be provided.

本発明は、支持基材と、上記支持基材上に形成された電極系および配線部と、上記電極系上に配置された反応部と、上記支持基材上に配置され、上記電極系および上記反応部に試料を供給する試料供給路を形成するスペーサと、上記スペーサ上に配置されたカバーと、を有するバイオセンサであって、上記電極系および上記配線部が、上記支持基材上に形成され、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層を有し、上記導電性樹脂層中の上記カーボンナノチューブの含有量が、1質量%以上、20質量%以下の範囲内であることを特徴とするバイオセンサを提供する。   The present invention includes a support substrate, an electrode system and a wiring portion formed on the support substrate, a reaction portion disposed on the electrode system, a support substrate, the electrode system and A biosensor having a spacer that forms a sample supply path for supplying a sample to the reaction unit, and a cover disposed on the spacer, wherein the electrode system and the wiring unit are disposed on the support substrate. It has a conductive resin layer that is formed and contains metal fine particles composed of a base metal having corrosion resistance, carbon nanotubes, and a binder resin, and the content of the carbon nanotubes in the conductive resin layer is 1 mass. The biosensor is characterized by being in the range of not less than 20% and not more than 20% by mass.

本発明によれば、上記電極系および上記配線部が上述した組成の導電性樹脂層を有することにより、安価で、上記電極系および上記配線部の導電性が良好なバイオセンサとすることができる。   According to the present invention, since the electrode system and the wiring portion have the conductive resin layer having the above-described composition, the biosensor can be inexpensive and have good conductivity of the electrode system and the wiring portion. .

上記発明においては、上記導電性樹脂層中に含有される導電性材料が、上記金属微粒子および上記カーボンナノチューブのみであることが好ましい。   In the said invention, it is preferable that the conductive material contained in the said conductive resin layer is only the said metal microparticles and the said carbon nanotube.

本発明は、バイオセンサの電極系および配線部の形成に用いられるバイオセンサ用導電性樹脂組成物であって、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、バインダー樹脂、および溶剤を含有し、上記バイオセンサ用導電性樹脂組成物の固形分中の上記カーボンナノチューブの含有量が、1質量%以上、20質量%以下の範囲内であることを特徴とするバイオセンサ用導電性樹脂組成物を提供する。   The present invention relates to a biosensor conductive resin composition used for forming a biosensor electrode system and a wiring portion, and includes metal fine particles composed of a base metal having corrosion resistance, a carbon nanotube, a binder resin, and a solvent And the content of the carbon nanotube in the solid content of the biosensor conductive resin composition is in the range of 1% by mass to 20% by mass. A resin composition is provided.

本発明によれば、上記バイオセンサ用導電性樹脂組成物の固形分が上述した組成であることにより、安価で、上記電極系および上記配線部の導電性が良好なバイオセンサを製造することができる。また、所望の導電性を有する電極系および配線部を安定的に形成することができるため、得られる個々のバイオセンサにおける導電性にばらつきが少ないものとすることができる。   According to the present invention, since the solid content of the conductive resin composition for a biosensor is the above-described composition, it is possible to manufacture a biosensor that is inexpensive and has good conductivity in the electrode system and the wiring portion. it can. Moreover, since the electrode system and wiring part which have desired electroconductivity can be formed stably, the dispersion | variation in the electroconductivity in each obtained biosensor can be made small.

上記発明においては、上記バイオセンサ用導電性樹脂組成物中に含有される導電性材料が、上記金属微粒子および上記カーボンナノチューブのみであることが好ましい。   In the said invention, it is preferable that the conductive material contained in the said conductive resin composition for biosensors is only the said metal microparticles and the said carbon nanotube.

本発明によれば、上述した導電性樹脂層を用いることにより、安価で、電極系および配線部の導電性が良好なバイオセンサ用電極等を得ることができるという効果を奏する。   According to the present invention, by using the conductive resin layer described above, there is an effect that it is possible to obtain an electrode for a biosensor and the like that are inexpensive and have good conductivity in the electrode system and the wiring portion.

本発明のバイオセンサ用電極の一例を示す概略平面図および断面図である。It is the schematic plan view and sectional drawing which show an example of the electrode for biosensors of this invention. 本発明のバイオセンサの一例を示す分解斜視図および断面図である。It is a disassembled perspective view and sectional drawing which show an example of the biosensor of this invention. 本発明のバイオセンサにおける電極系の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the electrode system in the biosensor of this invention. 本発明のバイオセンサ用電極の他の例を示す概略平面図および断面図である。It is the schematic plan view and sectional drawing which show the other example of the electrode for biosensors of this invention. 本発明のバイオセンサの他の例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the other example of the biosensor of this invention. 本発明のバイオセンサの使用方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the usage method of the biosensor of this invention. 金属微粒子およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the conductive resin layer containing metal microparticles and binder resin.

以下、本発明のバイオセンサ用電極、バイオセンサ、およびバイオセンサ用導電性樹脂組成物について説明する。   The biosensor electrode, biosensor, and biosensor conductive resin composition of the present invention will be described below.

A.バイオセンサ用電極
本発明のバイオセンサ用電極は、支持基材と、上記支持基材上に形成された電極系および配線部とを有するものであって、上記電極系および上記配線部が、上記支持基材上に形成され、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層を有し、上記導電性樹脂層中の上記カーボンナノチューブの含有量が、1質量%以上、20質量%以下の範囲内であることを特徴とするものである。
なお、「耐腐食性を有する卑金属」については、後述する。
A. Biosensor electrode The biosensor electrode of the present invention comprises a support base, and an electrode system and a wiring part formed on the support base, wherein the electrode system and the wiring part are It has a conductive resin layer formed on a support substrate and containing metal fine particles composed of a base metal having corrosion resistance, carbon nanotubes, and a binder resin, and contains the carbon nanotubes in the conductive resin layer The amount is in the range of 1% by mass or more and 20% by mass or less.
The “base metal having corrosion resistance” will be described later.

本発明のバイオセンサ用電極について図を用いて説明する。
図1(a)は本発明のバイオセンサ用電極の一例を示す概略平面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A線断面図であり、図1(c)は図1(b)の破線部分の拡大図である。
図1(a)〜(c)に示すように、本発明のバイオセンサ用電極1は、支持基材2と、支持基材2上に形成された電極系14および配線部15とを有するものである。電極系14は、通常、作用極11と対極12とを有している。また、配線部15は、電極系14と一体に形成されている。また、配線部15は、通常、端子部16と電気的に接続するように形成されている。
本発明においては、電極系14および配線部15が、支持基材2上に形成され、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子3、カーボンナノチューブ4、およびバインダー樹脂5を含有する導電性樹脂層6を有し、導電性樹脂層6中のカーボンナノチューブ4の含有量が、1質量%以上、20質量%以下の範囲内であることを特徴とする。
The biosensor electrode of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 (a) is a schematic plan view showing an example of the biosensor electrode of the present invention, FIG. 1 (b) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 (a), and FIG. It is an enlarged view of the broken line part of FIG.1 (b).
As shown in FIGS. 1A to 1C, the biosensor electrode 1 of the present invention has a support base 2, an electrode system 14 formed on the support base 2, and a wiring portion 15. It is. The electrode system 14 usually has a working electrode 11 and a counter electrode 12. The wiring portion 15 is formed integrally with the electrode system 14. Moreover, the wiring part 15 is normally formed so as to be electrically connected to the terminal part 16.
In the present invention, the electrode system 14 and the wiring portion 15 are formed on the support base material 2 and are electrically conductive containing metal fine particles 3 made of a base metal having corrosion resistance, carbon nanotubes 4, and a binder resin 5. It has the resin layer 6, and content of the carbon nanotube 4 in the conductive resin layer 6 exists in the range of 1 to 20 mass%.

図2(a)は本発明のバイオセンサ用電極を備えるバイオセンサの一例を示す分解斜視図であり、図2(b)は図2(a)のB−B線断面図である。
図2(a)、(b)に示すように、バイオセンサ100は、支持基材2と、支持基材2上に形成された電極系14および配線部15と、電極系14の作用極11上に配置された反応部20と、支持基材2上に配置され、電極系14および反応部20に試料を供給する試料供給路31および空気抜き流路32を形成するスペーサ30と、スペーサ30上に試料供給路31を覆うように配置されたカバー40と、を有するものである。
スペーサ30は、作用極11上の反応部20および対極12が露出するように、例えば、試料供給路31と試料供給路31に通じる空気抜き流路32とを形成するように配置されている。
このバイオセンサ100においては、試料供給路31と空気抜き流路32とが形成されていることで試料供給路31から毛細管現象を利用し、測定する試料を作用極11上の反応部20および対極12の上部を通過させ、試料の目的成分を測定することができる。
FIG. 2 (a) is an exploded perspective view showing an example of a biosensor provided with the biosensor electrode of the present invention, and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 2 (a).
As shown in FIGS. 2A and 2B, the biosensor 100 includes a support base 2, an electrode system 14 and a wiring portion 15 formed on the support base 2, and a working electrode 11 of the electrode system 14. The reaction unit 20 disposed above, the spacer 30 disposed on the support substrate 2 and forming the sample supply path 31 and the air vent channel 32 for supplying a sample to the electrode system 14 and the reaction unit 20, And a cover 40 disposed so as to cover the sample supply path 31.
The spacer 30 is disposed so as to form, for example, a sample supply path 31 and an air vent channel 32 communicating with the sample supply path 31 so that the reaction unit 20 and the counter electrode 12 on the working electrode 11 are exposed.
In this biosensor 100, the sample supply path 31 and the air vent flow path 32 are formed, so that the sample to be measured can be measured using the capillary phenomenon from the sample supply path 31 and the reaction unit 20 and the counter electrode 12 on the working electrode 11. The target component of the sample can be measured.

本発明によれば、上記電極系および上記配線部が上述した組成の導電性樹脂層を有することにより、安価で、上記電極系および上記配線部の導電性が良好なバイオセンサ用電極とすることができる。   According to the present invention, since the electrode system and the wiring part have the conductive resin layer having the above-described composition, the electrode system and the wiring part have a good conductivity for the biosensor, which is inexpensive. Can do.

より具体的には、本発明によれば、上記電極系および上記配線部が、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層を有することにより、バイオセンサ用電極において上記電極系および上記配線部を印刷法を用いて形成することができる。よって、従来の蒸着法、メッキ法等を用いた金属電極を有する場合に比べて、簡便な方法で、また、製造にかかるコストを抑えてバイオセンサ用電極を製造することができる。また、貴金属を用いないことからも、本発明のバイオセンサ用電極を安価なものとすることができる。   More specifically, according to the present invention, the electrode system and the wiring part have a conductive resin layer containing metal fine particles composed of a base metal having corrosion resistance, carbon nanotubes, and a binder resin. Thus, the electrode system and the wiring portion can be formed in the biosensor electrode using a printing method. Therefore, compared with the case where it has the metal electrode using the conventional vapor deposition method, the plating method, etc., the electrode for biosensors can be manufactured by a simple method and suppressing the manufacturing cost. Moreover, since no precious metal is used, the biosensor electrode of the present invention can be made inexpensive.

また、本発明によれば、導電性樹脂層が、上述した組成を有することにより、電極系および配線部の導電性を良好なものとすることができる。この理由については、以下のように推量される。
図7は、金属微粒子およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層の一例を示す概略断面図である。図7に示すように、支持基材2上に形成された金属微粒子3およびバインダー樹脂5を含有する導電性樹脂層6’においては、バインダー樹脂5中に分散された金属微粒子3同士が接点を有さず、導通を図ることができない部分が生じていることから、導電性を十分なものとすることができないことが推量される。
これに対して、図1(c)に示すように、本発明における導電性樹脂層6においては、バインダー樹脂5中に金属微粒子3に加えてカーボンナノチューブ4が分散されていることから、上述した接点を有さない金属微粒子3同士の間にカーボンナノチューブ4を介在させることでき、両者を導通させることができるため、良好な導電性を示すことができることが推量される。
Further, according to the present invention, the conductive resin layer has the above-described composition, so that the conductivity of the electrode system and the wiring portion can be improved. About this reason, it estimates as follows.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conductive resin layer containing metal fine particles and a binder resin. As shown in FIG. 7, in the conductive resin layer 6 ′ containing the metal fine particles 3 and the binder resin 5 formed on the support substrate 2, the metal fine particles 3 dispersed in the binder resin 5 are in contact with each other. Since there is a portion that does not have electrical conductivity and cannot be conducted, it is assumed that the electrical conductivity cannot be sufficient.
On the other hand, as shown in FIG. 1 (c), in the conductive resin layer 6 in the present invention, the carbon nanotubes 4 are dispersed in the binder resin 5 in addition to the metal fine particles 3, and thus the above-mentioned. Since the carbon nanotubes 4 can be interposed between the metal fine particles 3 that do not have contacts, and both can be conducted, it is assumed that good conductivity can be exhibited.

なお、上述した金属微粒子およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層において、金属微粒子同士の接点を増加させるため、金属微粒子の含有量を増加させた場合は、導電性樹脂層を形成するために用いられる導電性樹脂組成物(インキ)中における金属微粒子の分散性が低下する等の導電性樹脂組成物の安定性が保てない、支持基材への導電性樹脂組成物の塗布性が低下する等の問題が生じるおそれがある。
また、金属微粒子の代わりにカーボンナノチューブおよびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層においては、導電性樹脂組成物中で微細な繊維状のカーボンナノチューブが凝集しやすく導電性樹脂組成物の安定性が保てないという問題や、導電性樹脂層全体においてカーボンナノチューブ同士が接触して分散するように制御して形成するために煩雑な工程が必要であるという問題や、上述のように導電性樹脂層を形成すること自体が困難であるという問題が生じるおそれがある。また、カーボン材料を用いることから、安定した導電性を有するバイオセンサ用電極が得られない問題が生じるおそれがある。
これに対して、本発明においては、導電性樹脂層が、金属微粒子、カーボンナノチューブおよびバインダー樹脂を含有することから、導電性樹脂組成物(バイオセンサ用導電性樹脂組成物)における金属微粒子およびカーボンナノチューブの分散性についても良好なものとすることができるため、安定的に所望の導電性を示す電極系および配線部を有するバイオセンサ用電極を製造することができる。よって、生産性が良好なバイオセンサ用電極とすることができる。
In addition, in the conductive resin layer containing the metal fine particles and the binder resin described above, in order to increase the contact between the metal fine particles, when the content of the metal fine particles is increased, it is used to form the conductive resin layer. The stability of the conductive resin composition, such as the dispersibility of the fine metal particles in the conductive resin composition (ink), cannot be maintained, and the applicability of the conductive resin composition to the support substrate is reduced. Such a problem may occur.
In addition, in a conductive resin layer containing carbon nanotubes and a binder resin instead of metal fine particles, fine fibrous carbon nanotubes tend to aggregate in the conductive resin composition, and the stability of the conductive resin composition is maintained. A problem that the carbon nanotubes are in contact with and dispersed in the entire conductive resin layer, and that a complicated process is required to form the conductive resin layer as described above. There is a possibility that a problem that it is difficult to form itself may occur. Moreover, since a carbon material is used, there is a possibility that a problem that an electrode for biosensor having stable conductivity cannot be obtained may occur.
In contrast, in the present invention, since the conductive resin layer contains metal fine particles, carbon nanotubes, and a binder resin, the metal fine particles and carbon in the conductive resin composition (conductive resin composition for biosensors). Since the dispersibility of the nanotubes can also be made favorable, it is possible to manufacture an electrode for a biosensor having an electrode system and a wiring portion that stably exhibit desired conductivity. Therefore, it can be set as the electrode for biosensors with favorable productivity.

また、本発明によれば、金属微粒子が、耐腐食性を有する卑金属であることから、バイオセンサにおいて、電極系および配線部がバイオセンサの試料の成分、反応部に含まれる電子受容体(メディエータ)と接触することによる酸化還元反応についても抑制することができる。   Further, according to the present invention, since the metal fine particles are a base metal having corrosion resistance, in the biosensor, the electrode system and the wiring part are components of the biosensor sample, and the electron acceptor (mediator) included in the reaction part. It is also possible to suppress the redox reaction caused by contact with (A).

以下、本発明のバイオセンサ用電極の詳細について説明する。   Hereinafter, the details of the biosensor electrode of the present invention will be described.

1.電極系および配線部
本発明に用いられる電極系および配線部は、支持基材上に形成されるものであり、上記支持基材上に形成され、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、およびバインダー樹脂を含有し、カーボンナノチューブの含有量が所定の範囲内である導電性樹脂層を有するものである。
本発明においては、電極系および配線部は、通常、連続的に形成されているものである。また、配線部は、通常、後述する端子部と電気的に接続するように形成されているものである。
1. Electrode system and wiring part The electrode system and wiring part used in the present invention are formed on a supporting base material, and are formed on the supporting base material, and are formed of fine metal particles composed of a base metal having corrosion resistance. , Carbon nanotubes, and a binder resin, and a conductive resin layer having a carbon nanotube content within a predetermined range.
In the present invention, the electrode system and the wiring portion are usually formed continuously. Further, the wiring part is usually formed so as to be electrically connected to a terminal part described later.

(1)電極系
電極系は、少なくとも作用極および対極を有するものであり、さらに参照極を有していてもよい。作用極は、還元体の電子受容体に電圧を印加するための一方の電極である。対極は、電子受容体から作用極に放出された電子によって流れた電流を計測するための一方の電極である。また、参照極は、作用極の電位を決定する際の基準となる電極である。作用極、対極および参照極には配線部が電気的に接続され、配線部には、通常、後述する端子部が電気的に接続されており、端子部により電極系への電圧印加、電気信号の取り出しを行うことができる。
(1) Electrode system The electrode system has at least a working electrode and a counter electrode, and may further have a reference electrode. The working electrode is one electrode for applying a voltage to the reductant electron acceptor. The counter electrode is one electrode for measuring a current flowing by electrons emitted from the electron acceptor to the working electrode. The reference electrode is an electrode serving as a reference when determining the potential of the working electrode. A wiring part is electrically connected to the working electrode, the counter electrode, and the reference electrode, and a terminal part (to be described later) is usually electrically connected to the wiring part. Can be taken out.

電極系の形態としては、バイオセンサにおける一般的な電極系の形態であれば特に限定されるものではない。例えば、図1(a)等に示すように、支持基材2上に2本の配線部15および端子部16が形成され、一方の配線部15に作用極11が接続され、他方の配線部15に対極12が接続されていてもよく、図3(a)に示すように、支持基材2上に2本の配線部15および端子部16が形成され、一方の配線部15に作用極11が接続され、他方の配線部15に対極12および参照極13が別々に接続されていてもよく、図3(b)、(c)に例示するように、支持基材2上に3本の配線部15および端子部16が形成され、3本の配線部15にそれぞれ作用極11、対極12および参照極13が接続されていてもよい。   The form of the electrode system is not particularly limited as long as it is a form of a general electrode system in a biosensor. For example, as shown in FIG. 1A and the like, two wiring portions 15 and a terminal portion 16 are formed on the support base 2, the working electrode 11 is connected to one wiring portion 15, and the other wiring portion. 15, a counter electrode 12 may be connected. As shown in FIG. 3A, two wiring portions 15 and a terminal portion 16 are formed on the support base 2, and a working electrode is provided on one wiring portion 15. 11 may be connected, and the counter electrode 12 and the reference electrode 13 may be separately connected to the other wiring portion 15, and as illustrated in FIGS. 3B and 3C, three electrodes are provided on the support base 2. The wiring part 15 and the terminal part 16 may be formed, and the working electrode 11, the counter electrode 12, and the reference electrode 13 may be connected to the three wiring parts 15, respectively.

(2)配線部
本発明における配線部は、支持基材上に形成されるものである。配線部には作用極、対極および参照極と後述する端子部とが電気的に接続されている。
配線部は、通常、電極系と一体に形成されるものである。
(2) Wiring part The wiring part in this invention is formed on a support base material. A working electrode, a counter electrode, a reference electrode, and a later-described terminal unit are electrically connected to the wiring unit.
The wiring part is usually formed integrally with the electrode system.

配線部の形態としては、バイオセンサにおける一般的な配線部の形態であれば特に限定されるものではなく、例えば上述の図1(a)、図3(a)〜(c)に示すような形態が挙げられる。   The form of the wiring part is not particularly limited as long as it is a form of a general wiring part in a biosensor. For example, as shown in FIGS. 1A and 3A to 3C described above. A form is mentioned.

(3)導電性樹脂層
本発明における導電性樹脂層は、支持基材上に形成され、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子と、カーボンナノチューブと、バインダー樹脂とを含有するものである。導電性樹脂層は、電極系および配線部における電極として機能するものである。
(3) Conductive resin layer The conductive resin layer in the present invention is formed on a supporting substrate and contains metal fine particles composed of a base metal having corrosion resistance, carbon nanotubes, and a binder resin. is there. The conductive resin layer functions as an electrode in the electrode system and the wiring part.

導電性樹脂層の抵抗値としては、導電性樹脂層が電極として機能する程度であれば特に限定されないが、例えば、測定条件として厚み100μm、幅10mm、長さ50mmの導電性樹脂層の長さ方向の端から端までをテスターで測定した際の抵抗値が15MΩ以下、なかでも10MΩ以下、特に2MΩ以下であることが好ましい。導電性樹脂層の表面抵抗率が上記値を超える場合は、電極として機能しない可能性があるからである。   The resistance value of the conductive resin layer is not particularly limited as long as the conductive resin layer functions as an electrode. For example, the measurement conditions include a length of a conductive resin layer having a thickness of 100 μm, a width of 10 mm, and a length of 50 mm. The resistance value when measured from one end of the direction with a tester is preferably 15 MΩ or less, more preferably 10 MΩ or less, and particularly preferably 2 MΩ or less. This is because if the surface resistivity of the conductive resin layer exceeds the above value, it may not function as an electrode.

導電性樹脂層の表面抵抗率としては、導電性樹脂層が電極として機能する程度であれば特に限定されないが、例えば、106Ω/□以下の範囲内であることが好ましい。導電性樹脂層の表面抵抗率が上記値を超える場合は、電極として機能しない可能性があるからである。 The surface resistivity of the conductive resin layer is not particularly limited as long as the conductive resin layer functions as an electrode. For example, the surface resistivity is preferably in the range of 10 6 Ω / □ or less. This is because if the surface resistivity of the conductive resin layer exceeds the above value, it may not function as an electrode.

導電性樹脂層の体積抵抗率としては、導電性樹脂層が電極として機能する程度であればよく、導電性樹脂層の厚さに応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、例えば、導電性樹脂層の厚さが0.1μm以上200μm以下の範囲内である場合には300Ωcm以下であることが好ましい。体積抵抗率が上記範囲よりも高いと、電極としての導電性が得られないおそれがある。   The volume resistivity of the conductive resin layer is not particularly limited as long as the conductive resin layer functions as an electrode and can be appropriately selected according to the thickness of the conductive resin layer. When the thickness of the conductive resin layer is in the range of 0.1 μm to 200 μm, it is preferably 300 Ωcm or less. When volume resistivity is higher than the said range, there exists a possibility that the electroconductivity as an electrode may not be obtained.

ここで、抵抗値、表面抵抗率および体積抵抗率は、三菱化学株式会社製の抵抗率計ロレスタを用いて測定した値である。   Here, the resistance value, the surface resistivity, and the volume resistivity are values measured using a resistivity meter Loresta manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.

導電性樹脂層は、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子と、カーボンナノチューブと、バインダー樹脂とを含有するものである。
また、導電性樹脂層は、通常、導電性材料として、金属微粒子およびカーボンナノチューブのみを含有するものである。
The conductive resin layer contains fine metal particles made of a base metal having corrosion resistance, carbon nanotubes, and a binder resin.
The conductive resin layer usually contains only metal fine particles and carbon nanotubes as the conductive material.

ここで、導電性材料とは、導電性樹脂層および後述する導電層に導電性を付与する材料をいう。
また、導電性材料の導電性とは、例えば体積抵抗率が10−1Ω・m以下であることをいい、なかでも10−3Ω・m以下であることが好ましく、特に10−5Ω・m以下であることが好ましい。測定方法としては、例えば金属膜であればJIS K7194(四探針法)で測定できる。その他の材料系では別の測定方法等で測定したものでも構わない。
Here, the conductive material refers to a material that imparts conductivity to the conductive resin layer and a conductive layer described later.
The conductivity of the conductive material means that the volume resistivity is, for example, 10 −1 Ω · m or less, preferably 10 −3 Ω · m or less, particularly 10 −5 Ω · m. m or less is preferable. As a measuring method, for example, a metal film can be measured by JIS K7194 (four probe method). Other materials may be measured by another measuring method or the like.

導電性樹脂層に用いられる金属微粒子は、耐腐食性を有する卑金属で構成されるものである。
「耐腐食性を有する卑金属」とは、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムおよびオスミウム以外の金属であって、一般的には空気中で容易に酸化されにくいものであり、標準電極電位が−1.0V以上の金属をいう。また、「耐腐食性を有する卑金属」は、バイオセンサの反応部に含まれる電子受容体(メディエータ)や、外部から供給される試料中の成分と接触した場合に腐食を生じにくい金属をいう。また、本発明においては、「耐腐食性を有する卑金属」のなかでも、例えば塩素イオンに対しても容易に腐食されないような金属が好ましい。
The metal fine particles used for the conductive resin layer are composed of a base metal having corrosion resistance.
“Corrosion-resistant base metal” is a metal other than gold, silver, platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium and osmium, and is generally not easily oxidized in the air. A metal having an electrode potential of −1.0 V or more. The “base metal having corrosion resistance” refers to a metal that hardly corrodes when it comes into contact with an electron acceptor (mediator) contained in a reaction part of a biosensor or a component in a sample supplied from the outside. In the present invention, among the “base metals having corrosion resistance”, a metal that is not easily corroded by, for example, chlorine ions is preferable.

耐腐食性を有する卑金属としては、具体的には、ニッケル、亜鉛、銅、コバルト、カドミウム等が挙げられる。
本発明においては、上記耐腐食性を有する卑金属がニッケルであることが好ましい。バイオセンサにおいて、試料中の成分や反応部の電子受容体(メディエータ)との接触による酸化還元反応等を好適に防止することができる電極系および配線部とすることができる。
Specific examples of the base metal having corrosion resistance include nickel, zinc, copper, cobalt, cadmium and the like.
In the present invention, the base metal having corrosion resistance is preferably nickel. In the biosensor, an electrode system and a wiring part that can suitably prevent an oxidation-reduction reaction caused by contact with a component in a sample or an electron acceptor (mediator) of the reaction part can be provided.

金属微粒子の平均粒径としては、導電性樹脂層中に含有させることができ、所望の導電性を示すことができれば特に限定されない。金属微粒子の平均粒径としては、例えば、10nm〜20μmの範囲内、なかでも50nm〜10μmの範囲内、特に100nm〜5μmの範囲内であることが好ましい。金属微粒子の平均粒径が上述した範囲内であることにより、導電性樹脂層に所望の導電性を付与することができるからである。また、本発明に用いられる金属微粒子としては、上述した数値範囲のうち、特に平均粒径の値が小さいものを用いることが好ましい。導電性樹脂層は、通常、上述の金属微粒子、カーボンナノチューブ、およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂組成物を用いて印刷法により形成される。この際、金属微粒子の平均粒径が大きいと導電性樹脂組成物中で均一に拡散させることができず、上記導電性樹脂組成物の組成を安定させることが困難となり、金属微粒子が均一に分散された導電性樹脂層を形成することが困難となる可能性があるからである。
また、金属微粒子が大きすぎると、印刷用版からの転写が困難になり、良好な導電性樹脂層を形成しにくくなる可能性があるからである。
なお、上記平均粒径は、金属微粒子を電子顕微鏡で観察し、算術平均により求めた値である。
The average particle diameter of the metal fine particles is not particularly limited as long as it can be contained in the conductive resin layer and can exhibit desired conductivity. The average particle size of the metal fine particles is, for example, preferably in the range of 10 nm to 20 μm, more preferably in the range of 50 nm to 10 μm, and particularly preferably in the range of 100 nm to 5 μm. This is because when the average particle size of the metal fine particles is within the above-described range, desired conductivity can be imparted to the conductive resin layer. In addition, as the metal fine particles used in the present invention, it is preferable to use particles having a small average particle size among the numerical ranges described above. The conductive resin layer is usually formed by a printing method using the conductive resin composition containing the above-described metal fine particles, carbon nanotubes, and a binder resin. At this time, if the average particle size of the metal fine particles is large, it cannot be uniformly diffused in the conductive resin composition, making it difficult to stabilize the composition of the conductive resin composition, and the metal fine particles are uniformly dispersed. This is because it may be difficult to form the conductive resin layer.
Further, if the metal fine particles are too large, transfer from the printing plate becomes difficult, and it may be difficult to form a good conductive resin layer.
In addition, the said average particle diameter is the value calculated | required by observing a metal microparticle with an electron microscope, and arithmetic mean.

導電性樹脂層中の金属微粒子の含有量としては、導電性樹脂層が所望の導電性を示すことができる程度であれば特に限定されないが、40質量%〜94質量%の範囲内、なかでも60質量%〜90質量%の範囲内、特に70質量%〜85質量%の範囲内であることが好ましい。金属微粒子の含有量が少なすぎる場合は、導電性樹脂層の導電性を十分なものとすることが困難となる可能性があるからであり、金属微粒子の含有量が多すぎる場合は、導電性樹脂層を形成することが困難となる場合や、導電性樹脂層が脆くなる可能性があるからである。
なお、本明細書において、導電性樹脂層中の各成分の含有量とは、導電性樹脂層全体を100質量%とした場合における各成分の含有比率をいうものである。
The content of the metal fine particles in the conductive resin layer is not particularly limited as long as the conductive resin layer can exhibit the desired conductivity, but within the range of 40% by mass to 94% by mass, It is preferably in the range of 60% by mass to 90% by mass, particularly in the range of 70% by mass to 85% by mass. If the content of the metal fine particles is too small, it may be difficult to make the conductive resin layer sufficiently conductive. If the content of the metal fine particles is too large, This is because it may be difficult to form the resin layer or the conductive resin layer may become brittle.
In addition, in this specification, content of each component in a conductive resin layer means the content rate of each component when the whole conductive resin layer is 100 mass%.

導電性樹脂層に用いられるカーボンナノチューブは、金属微粒子とともに導電性樹脂層に導電性を付与するために用いられるものである。   The carbon nanotube used for the conductive resin layer is used for imparting conductivity to the conductive resin layer together with the metal fine particles.

カーボンナノチューブの平均径(直径)としては、導電性樹脂層に所望の導電性を付与することができれば特に限定されないが、例えば、10nm〜2000nmの範囲内、なかでも50nm〜1000nmの範囲内、特に50nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。
また、カーボンナノチューブの平均長さとしては、導電性樹脂層に所望の導電性を付与することができれば特に限定されないが、例えば、0.5μm〜20μmの範囲内、なかでも1μm〜15μmの範囲内、特に5μm〜15μmの範囲内であることが好ましい。
カーボンナノチューブの平均径および平均長さが上述した数値範囲内であることにより、導電性樹脂層に所望の導電性を付与することができ、また、導電性樹脂層を印刷法により好適に形成することができるからである。
なお、上記平均径および平均長さは、カーボンナノチューブを電子顕微鏡で観察し、算術平均により求めた値である。
The average diameter (diameter) of the carbon nanotube is not particularly limited as long as desired conductivity can be imparted to the conductive resin layer. For example, the average diameter (diameter) is, for example, in the range of 10 nm to 2000 nm, in particular in the range of 50 nm to 1000 nm. It is preferably within the range of 50 nm to 500 nm.
The average length of the carbon nanotube is not particularly limited as long as desired conductivity can be imparted to the conductive resin layer. For example, the average length of the carbon nanotube is within the range of 0.5 μm to 20 μm, and particularly within the range of 1 μm to 15 μm. In particular, it is preferably in the range of 5 μm to 15 μm.
When the average diameter and the average length of the carbon nanotubes are within the above-described numerical ranges, desired conductivity can be imparted to the conductive resin layer, and the conductive resin layer is preferably formed by a printing method. Because it can.
The average diameter and the average length are values obtained by observing the carbon nanotubes with an electron microscope and calculating the arithmetic average.

導電性樹脂層中のカーボンナノチューブの含有量としては、バイオセンサの用途等に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、1質量%以上、20質量%以下の範囲内、なかでも1質量%以上、15質量%以下の範囲内、特に2質量%以上、10質量%以下の範囲内であることが好ましい。カーボンナノチューブの含有量が上記値に満たない場合は、導電性樹脂層に所望の導電性を付与することが困難となるおそれがあるからである。一方、カーボンナノチューブの含有量が上記値を超える場合は、導電性樹脂層に安定して所望の導電性を付与することが困難となり、得られるバイオセンサ用電極の導電性にばらつきが生じやすくなるおそれや、カーボンナノチューブが凝集して導電性樹脂層中に均一に分散させることが困難となるおそれがあるからである。   The content of the carbon nanotubes in the conductive resin layer can be appropriately selected according to the application of the biosensor and the like, and is not particularly limited, but is within the range of 1% by mass or more and 20% by mass or less. It is preferably in the range of not less than 15% by mass and not more than 15% by mass, particularly in the range of not less than 2% by mass and not more than 10% by mass. This is because if the carbon nanotube content is less than the above value, it may be difficult to impart desired conductivity to the conductive resin layer. On the other hand, when the content of the carbon nanotubes exceeds the above value, it becomes difficult to stably give desired conductivity to the conductive resin layer, and the conductivity of the obtained biosensor electrode is likely to vary. This is because there is a possibility that the carbon nanotubes may aggregate and be difficult to uniformly disperse in the conductive resin layer.

導電性樹脂層に用いられるバインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エステル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。   Examples of the binder resin used for the conductive resin layer include an acrylic resin, an ester resin, a vinyl chloride resin, a vinyl acetate resin, and an epoxy resin.

導電性樹脂層中のバインダー樹脂の含有量としては、支持基材上に導電性樹脂層を形成することができれば特に限定されないが、5質量%以上、50質量%以下の範囲内、10質量%以上、40質量%以下の範囲内、特に15質量%以上、30質量%以下の範囲内であることが好ましい。バインダー樹脂の含有量を上記範囲内とすることにより、所望の導電性を示す導電性樹脂層を好適に形成することができるからである。   The content of the binder resin in the conductive resin layer is not particularly limited as long as the conductive resin layer can be formed on the support substrate, but is within the range of 5% by mass or more and 50% by mass or less, and 10% by mass. As mentioned above, it is preferable to be in the range of 40% by mass or less, particularly in the range of 15% by mass or more and 30% by mass or less. It is because the conductive resin layer which shows desired electroconductivity can be formed suitably by making content of binder resin into the said range.

上記導電性樹脂層においては、金属微粒子、カーボンナノチューブおよびバインダー樹脂に、必要に応じて他の導電性顔料、硬化剤や架橋剤のような反応試薬、加工適性改善のための助剤や添加剤等を混合してもよい。   In the conductive resin layer, metal fine particles, carbon nanotubes and binder resin, if necessary, other conductive pigments, reaction reagents such as curing agents and crosslinking agents, and auxiliary agents and additives for improving processability. Etc. may be mixed.

上記導電性樹脂層の厚さとしては、所望の導電性を示すことができれば特に限定されないが、0.1μm〜200μmの範囲内、なかでも0.5μm〜100μmの範囲内、特に1μm〜50μmの範囲内であることが好ましい。導電性樹脂層の厚さが上記範囲未満であると、本発明の導電性樹脂層の強度を十分なものとすることが困難となる場合や、導電性樹脂層を形成すること自体が困難となる可能性があるからである。また、導電性樹脂層の厚さが上記範囲よりも厚いと、抵抗が高くなるおそれがある。   The thickness of the conductive resin layer is not particularly limited as long as the desired conductivity can be exhibited, but it is in the range of 0.1 μm to 200 μm, in particular in the range of 0.5 μm to 100 μm, in particular 1 μm to 50 μm. It is preferable to be within the range. When the thickness of the conductive resin layer is less than the above range, it is difficult to make the strength of the conductive resin layer of the present invention sufficient, or it is difficult to form the conductive resin layer itself. Because there is a possibility of becoming. Moreover, when the thickness of the conductive resin layer is thicker than the above range, the resistance may increase.

導電性樹脂層の形成方法としては、支持基材上に電極系および配線部のパターンを有する導電性樹脂層を形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、上述の金属微粒子、カーボンナノチューブ、およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂組成物を用いて印刷する方法が挙げられる。ピンホールの発生を抑制するためには、導電性樹脂組成物を複数回印刷することが好ましい。印刷法としては、例えば、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等が挙げられる。中でも、グラビア印刷法、フレキソ印刷法が好ましく用いられる。上述したように導電性樹脂層は厚くなると抵抗が高くなるが、これらの方法では導電性樹脂層の薄膜化が可能である。
導電性樹脂組成物の詳細については、後述する「C.バイオセンサ用導電性樹脂組成物」の項で説明する。
The method for forming the conductive resin layer is not particularly limited as long as it is a method capable of forming a conductive resin layer having an electrode system and a wiring portion pattern on a support substrate. And a method of printing using a conductive resin composition containing metal fine particles, carbon nanotubes, and a binder resin. In order to suppress the occurrence of pinholes, it is preferable to print the conductive resin composition a plurality of times. Examples of the printing method include a gravure printing method, a flexographic printing method, and a screen printing method. Of these, gravure printing and flexographic printing are preferably used. As described above, as the conductive resin layer becomes thicker, the resistance increases. However, these methods can reduce the thickness of the conductive resin layer.
Details of the conductive resin composition will be described in the section “C. Conductive resin composition for biosensor” described later.

また、導電性樹脂層の表面に機械的研磨やコロナ・プラズマのような放電手法による物理的エッチング等を施して、表面の活性化を向上させてもよい。   Further, the surface of the conductive resin layer may be mechanically polished or physically etched by a discharge technique such as corona plasma to improve the surface activation.

(4)端子部
本発明における端子部は、支持基材上に形成されるものである。端子部は、配線部と電気的に接続されて設けられるものであり、端子部により電極系への電圧印加、電気信号の取り出しを行うことができる。
(4) Terminal part The terminal part in this invention is formed on a support base material. The terminal portion is provided so as to be electrically connected to the wiring portion, and voltage application to the electrode system and extraction of an electric signal can be performed by the terminal portion.

上記端子部は、配線部と電気的に接続されて設けることができれば特に限定されない。例えば図1(a)に示すように、端子部16は、配線部15と一体に導電性樹脂層6のみで形成されていてもよい。また例えば図4(a)、(b)に示すように、端子部16は、導電性樹脂層6と導電層7との積層体で形成されていてもよい。この場合、図4(a)、(b)に示すように、端子部16の積層体としては支持基材2、導電性樹脂層6および導電層7の順に積層されてもよく、図示はしないが、支持基材、導電層、および導電性樹脂層の順に積層されてもよい。また、例えば図示しないが、端子部は、導電層のみで形成されていてもよい。この場合、通常、支持基材上において配線部の導電性樹脂層の一部と導電層とが積層する。
なお、図4(a)は本発明のバイオセンサ用電極の他の例を示す概略平面図であり、図4(b)は図4(a)のC−C線断面図である。
The terminal portion is not particularly limited as long as it can be electrically connected to the wiring portion. For example, as shown in FIG. 1A, the terminal portion 16 may be formed of only the conductive resin layer 6 integrally with the wiring portion 15. For example, as shown in FIGS. 4A and 4B, the terminal portion 16 may be formed of a laminate of the conductive resin layer 6 and the conductive layer 7. In this case, as shown in FIGS. 4A and 4B, the laminated body of the terminal portions 16 may be laminated in the order of the support base 2, the conductive resin layer 6, and the conductive layer 7, which is not illustrated. However, you may laminate | stack in order of a support base material, a conductive layer, and a conductive resin layer. For example, although not shown, the terminal portion may be formed only of a conductive layer. In this case, usually, a part of the conductive resin layer of the wiring portion and the conductive layer are laminated on the supporting base material.
4A is a schematic plan view showing another example of the biosensor electrode of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 4A.

端子部が導電層を有する場合、導電層に用いられる導電性材料としては、例えば、金、白金、銀、パラジウム、銅、鉄、アルミニウム、クロム、スズ、コバルト、ニッケル、チタン、セリウム、タンタル等の金属、またはこれらの金属を含む合金等を用いることができる。また、導電層は、カーボンおよびバインダー樹脂を含有するものであってもよい。
また、端子部に用いられる導電層は単層であってもよく、2層以上を積層させてもよい。
When the terminal portion has a conductive layer, examples of the conductive material used for the conductive layer include gold, platinum, silver, palladium, copper, iron, aluminum, chromium, tin, cobalt, nickel, titanium, cerium, and tantalum. These metals or alloys containing these metals can be used. The conductive layer may contain carbon and a binder resin.
In addition, the conductive layer used for the terminal portion may be a single layer, or two or more layers may be stacked.

導電層の厚さは、導電性材料の種類に応じて異なるが、例えば0.005μm以上40μm以下の範囲内であることが好ましく、0.01μm以上0.1μm以下の範囲内であることがより好ましい。厚さが上記範囲未満であると、抵抗が高くなり目的とする電極が得られなくなるおそれがある。また、厚さが上記範囲より大きくなると、導電層の割れ、剥離等が生じやすくなるおそれがあるからである。   The thickness of the conductive layer varies depending on the type of conductive material, but is preferably in the range of, for example, 0.005 μm to 40 μm, and more preferably in the range of 0.01 μm to 0.1 μm. preferable. If the thickness is less than the above range, the resistance becomes high and the intended electrode may not be obtained. Moreover, it is because there exists a possibility that the crack of a conductive layer, peeling, etc. may arise easily when thickness becomes larger than the said range.

導電層の形成方法としては、所定のパターン状に導電層を形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、金属ペーストをグラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法等により印刷する方法、真空蒸着法やスパッタリング法等の物理蒸着法、金属箔をエッチングする方法、カーボンおよびバインダー樹脂を含有するインキをグラビア印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法等により印刷する方法、レーザーアブレーション法等が挙げられる。また、支持基材上に水溶性レジスト層をパターン状に形成し、水溶性レジスト層が形成された支持基材上の全面に物理蒸着法等により導電層を形成し、水洗により水溶性レジスト層を溶解して水溶性レジスト層上の導電層を除去し、導電層をパターニングする方法を用いることもできる。   The method for forming the conductive layer is not particularly limited as long as it is a method capable of forming the conductive layer in a predetermined pattern. For example, a gravure printing method, a flexographic printing method, a screen printing method using a metal paste. , Printing method by inkjet method, physical vapor deposition method such as vacuum deposition method and sputtering method, method of etching metal foil, gravure printing method, flexographic printing method, screen printing method, ink jet containing carbon and binder resin Examples thereof include a method of printing by a method, a laser ablation method and the like. In addition, a water-soluble resist layer is formed in a pattern on a supporting substrate, a conductive layer is formed on the entire surface of the supporting substrate on which the water-soluble resist layer is formed by physical vapor deposition, and the water-soluble resist layer is washed with water. It is also possible to use a method in which the conductive layer on the water-soluble resist layer is removed by dissolving and the conductive layer is patterned.

端子部の形態としては、バイオセンサにおける一般的な端子部の形態であれば特に限定されるものではなく、例えば上述の図1(a)、図3(a)〜(c)、図4(a)、(b)に示すような形態が挙げられる。   The form of the terminal part is not particularly limited as long as it is a form of a general terminal part in a biosensor. For example, FIG. 1 (a), FIG. 3 (a) to (c), and FIG. A form as shown to a) and (b) is mentioned.

2.支持基材
本発明に用いられる支持基材は、電極系、配線部および端子部を支持するものであり、電極系、配線部および端子部が形成される面は絶縁性を有する。
支持基材としては、例えば、樹脂基材、セラミック基材、ガラス基材、少なくとも表面が絶縁された半導体基材や金属基材等を用いることができる。樹脂基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)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。
支持基材は、可撓性を有していてもよく有さなくてもよい。また、支持基材は、剛性を有していてもよく、弾性を有していてもよい。
2. Support base material The support base material used for this invention supports an electrode system, a wiring part, and a terminal part, and the surface in which an electrode system, a wiring part, and a terminal part are formed has insulation.
Examples of the support base material that can be used include a resin base material, a ceramic base material, a glass base material, a semiconductor base material, a metal base material, and the like whose surfaces are insulated. As the resin substrate, for example, a film of polyethylene terephthalate (PET) resin, vinyl chloride resin, polystyrene (PS) resin, polypropylene (PP) resin, or the like can be suitably used.
The support base material may or may not have flexibility. Moreover, the support base material may have rigidity and may have elasticity.

3.バイオセンサ用電極
本発明のバイオセンサ用電極は、バイオセンサに用いられるものである。本発明のバイオセンサ用電極を備えたバイオセンサの詳細については、後述する「B.バイオセンサ」の項で説明するため、ここでの説明は省略する。
3. Biosensor Electrode The biosensor electrode of the present invention is used for a biosensor. The details of the biosensor provided with the biosensor electrode of the present invention will be described in the section “B. Biosensor” described later, and thus the description thereof is omitted here.

B.バイオセンサ
本発明のバイオセンサは、支持基材と、上記支持基材上に形成された電極系および配線部と、上記電極系上に配置された反応部と、上記支持基材上に配置され、上記電極系および上記反応部に試料を供給する試料供給路を形成するスペーサと、上記スペーサ上に配置されたカバーと、を有するものであって、上記電極系および上記配線部が、上記支持基材上に形成され、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層を有し、上記導電性樹脂層中の上記カーボンナノチューブの含有量が、1質量%以上、20質量%以下の範囲内であることを特徴とするものである。すなわち、本発明のバイオセンサは上述のバイオセンサ用電極を備えるものである。
B. Biosensor The biosensor of the present invention is disposed on a support substrate, an electrode system and a wiring unit formed on the support substrate, a reaction unit disposed on the electrode system, and the support substrate. A spacer that forms a sample supply path for supplying a sample to the electrode system and the reaction unit, and a cover disposed on the spacer, wherein the electrode system and the wiring unit are supported by the support unit. A conductive resin layer formed on a base material and containing a metal fine particle composed of a base metal having corrosion resistance, a carbon nanotube, and a binder resin, and the content of the carbon nanotube in the conductive resin layer Is in the range of 1 mass% or more and 20 mass% or less. That is, the biosensor of the present invention comprises the above-described biosensor electrode.

本発明のバイオセンサについて図を用いて説明する。
図2(a)は本発明のバイオセンサの一例を示す分解斜視図であり、図2(b)は図2(a)のB−B線断面図である。
図2(a)、(b)の詳細については、上述した「A.バイオセンサ用電極」の項で説明したため、ここでの説明は省略する。
The biosensor of the present invention will be described with reference to the drawings.
2A is an exploded perspective view showing an example of the biosensor of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2A.
The details of FIGS. 2A and 2B have been described in the section “A. Electrode for Biosensor” described above, and thus description thereof is omitted here.

図5は本発明のバイオセンサの他の例を示す分解斜視図である。
図5に示すように、本発明のバイオセンサ100は、支持基材2と、支持基材2上に形成された電極系14および配線部15と、電極系14の作用極11上に配置された反応部20と、支持基材2上に配置され、電極系14および反応部20に試料を供給する試料供給路31を形成するスペーサ30と、スペーサ30上に試料供給路31を覆うように配置され、空気孔41を有するカバー40と、を有するものである。
スペーサ30は、作用極11上の反応部20および対極12が露出するように、例えばカバー40の空気孔41に通じる試料供給路31を形成するように配置されている。
このバイオセンサ100においては、試料供給路31と空気孔41とが形成されていることで、試料供給路31から毛細管現象を利用し、測定する試料を作用極11上の反応部20および対極12の上部を通過させ、試料の目的成分を測定することができる。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing another example of the biosensor of the present invention.
As shown in FIG. 5, the biosensor 100 of the present invention is disposed on the support base 2, the electrode system 14 and the wiring portion 15 formed on the support base 2, and the working electrode 11 of the electrode system 14. The reaction unit 20, the spacer 30 which is disposed on the support base 2 and forms a sample supply path 31 for supplying a sample to the electrode system 14 and the reaction unit 20, and the sample supply path 31 is covered on the spacer 30. And a cover 40 having an air hole 41.
The spacer 30 is disposed so as to form, for example, a sample supply path 31 that communicates with the air hole 41 of the cover 40 so that the reaction unit 20 and the counter electrode 12 on the working electrode 11 are exposed.
In this biosensor 100, the sample supply path 31 and the air hole 41 are formed, so that the sample to be measured using the capillary phenomenon from the sample supply path 31 is measured on the reaction part 20 and the counter electrode 12 on the working electrode 11. The target component of the sample can be measured.

本発明によれば、上記電極系および上記配線部が上述した組成の導電性樹脂層を有することにより、安価で、上記電極系および上記配線部の導電性が良好なバイオセンサとすることができる。   According to the present invention, since the electrode system and the wiring portion have the conductive resin layer having the above-described composition, the biosensor can be inexpensive and have good conductivity of the electrode system and the wiring portion. .

以下、本発明のバイオセンサの詳細について説明する。
なお、電極系、配線部、端子部、および支持基材については、上述した「A.バイオセンサ用電極」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
Hereinafter, details of the biosensor of the present invention will be described.
The electrode system, wiring section, terminal section, and support base material can be the same as the contents described in the above-mentioned section “A. Electrode for biosensor”, and thus the description thereof is omitted here. .

1.反応部
本発明における反応部は、電極系の上部に配置されるものである。
本発明において、反応部は生体由来物質を含み、基質特異的な物質の変化移動に伴う、化学ポテンシャル、熱あるいは光学的な変化を電気信号へ変換する。
1. Reaction part The reaction part in this invention is arrange | positioned at the upper part of an electrode system.
In the present invention, the reaction part contains a biological substance, and converts a chemical potential, heat, or optical change accompanying the change movement of the substrate-specific substance into an electrical signal.

反応部は、生体由来物質として、例えば、酵素と電子受容体とを含む。
グルコース濃度を測定する場合には、酵素として、グルコースオキシダーゼ(GOD)、グルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)を用いることができる。グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼは、純度の高いものが好ましく、後述の範囲の活性を有するものであれば特に由来となる生物種は限定されず、例えば、グルコースオキシダーゼとしては、東洋紡社製GLO−201を用いることができる。
電子受容体としては、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、オスミューム誘導体等を用いることができる。
The reaction part includes, for example, an enzyme and an electron acceptor as a biological substance.
When measuring the glucose concentration, glucose oxidase (GOD) or glucose dehydrogenase (GDH) can be used as the enzyme. Glucose oxidase and glucose dehydrogenase preferably have high purity, and the species of origin is not particularly limited as long as it has an activity in the range described below. For example, glucose oxidase includes GLO-201 manufactured by Toyobo Co., Ltd. Can be used.
As the electron acceptor, potassium ferricyanide, a ferrocene derivative, a quinone derivative, an osmuum derivative, or the like can be used.

また、エンドトキシン濃度を測定する場合、反応部には、カブトガニの血球成分(Limulus Amebosyte Lysate;LAL)を用いることができる。例えば、反応部には、C因子、B因子、凝固酵素前駆体および色素が結合したペプチドを含むものを挙げることができる。具体的には、C因子、B因子および凝固酵素前駆体を含む物質としては、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)が挙げられる。また、色素が結合したペプチドとしては、一端に色素が結合し、他端にペプチド保護基が結合したオリゴペプチドを用いることができる。オリゴペプチドは、例えば、X−A−Y(式中、Xは保護基、Yは色素、Aはオリゴペプチドである)で示されるものを挙げることができる。保護基Xは、ペプチドの保護基、例えば、t−ブトキシカルボニル基(BoC)、ベンゾイル基等を挙げることができ、色素Yとしては、例えば、pNA(p−ニトロアニリン)、MCA(7−メトキシクマリン−4−酢酸)、DNA(2、4−ジニトロアニリン)、Dansyl色素等が挙げられる。オリゴペプチドとしては、アミノ酸数が2〜10、好ましくは2〜5、さらには3〜4のものがよく、トリペプチドとしては、Leu−Gly−ArgおよびThr−Gly−Arg等を例示することができる。
この場合、エンドトキシンを含む試料を、C因子、B因子、凝固酵素前駆体、および色素が結合したペプチドを含む反応部に接触させて、C因子から活性型C因子を、B因子から活性型B因子を、凝固酵素前駆体から活性型凝固酵素を次々に発生させるカスケード反応と、活性型凝固酵素によるペプチドからの色素の遊離反応とを生じさせて、遊離反応後の試料および反応部に対して、ディファレンシャルパルスボルタンメトリを適用し、測定される電流値に基づいてエンドトキシンを定量することができる。
カスケード反応により生じた活性型凝固酵素によって、試料および反応部中には、色素が結合したペプチドから色素が遊離する。例えば、色素が結合したペプチドがBoc−Leu−Gly−Arg−pNAである場合、色素はpNAである。
なお、このようなエンドトキシン濃度の測定方法については、例えば特開2012−127695号公報を参照することができる。
Moreover, when measuring an endotoxin density | concentration, the blood cell component (Limulus Ambozyte Lysate; LAL) of a horseshoe crab can be used for a reaction part. For example, the reaction part may include a factor C, a factor B, a coagulase precursor, and a peptide containing a dye bound thereto. Specifically, examples of the substance containing factor C, factor B and a coagulase precursor include horseshoe crab, amebocyte lysate (a horseshoe crab blood cell extract). Moreover, as the peptide to which the dye is bonded, an oligopeptide having a dye bonded to one end and a peptide protecting group bonded to the other end can be used. Examples of the oligopeptide include X-A-Y (wherein X is a protecting group, Y is a dye, and A is an oligopeptide). Examples of the protecting group X include peptide protecting groups such as t-butoxycarbonyl group (BoC) and benzoyl group. Examples of the dye Y include pNA (p-nitroaniline) and MCA (7-methoxy). Coumarin-4-acetic acid), DNA (2,4-dinitroaniline), Dansyl dye and the like. Oligopeptides should have 2 to 10 amino acids, preferably 2 to 5, more preferably 3 to 4, and examples of tripeptides include Leu-Gly-Arg and Thr-Gly-Arg. it can.
In this case, a sample containing endotoxin is brought into contact with a reaction part containing a peptide to which a factor C, a factor B, a coagulase precursor, and a dye are bound. The factor causes a cascade reaction in which active clotting enzymes are generated one after another from the clotting enzyme precursor and a release reaction of the dye from the peptide by the active clotting enzyme, and is applied to the sample and reaction part after the release reaction. Applying differential pulse voltammetry, endotoxins can be quantified based on the measured current value.
The active clotting enzyme generated by the cascade reaction releases the dye from the peptide to which the dye is bound in the sample and the reaction part. For example, when the peptide to which the dye is bound is Boc-Leu-Gly-Arg-pNA, the dye is pNA.
In addition, about the measuring method of such an endotoxin density | concentration, Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-127695 can be referred, for example.

また、バイオセンサは、反応部の酵素を変更することで、グルコースセンサ、エンドトキシンセンサのみならず、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等の酵素に関与する反応系に広く用いることができる。各バイオ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。   Biosensors are widely used in reaction systems involving enzymes such as cholesterol sensors, alcohol sensors, scroll sensors, lactate sensors, and fructose sensors as well as glucose sensors and endotoxin sensors by changing the enzyme in the reaction part. be able to. As enzymes used for each biosensor, those suitable for the reaction system such as cholesterol esterase, cholesterol oxidase, alcohol oxidase, lactate oxidase, fructose dehydrogenase, xanthine oxidase, amino acid oxidase and the like can be appropriately used.

酵素と電子受容体は、適宜溶媒で希釈して用いる。溶媒としては、例えば、水、アルコール、水−アルコール混合溶媒が挙げられる。また、酵素と電子受容体は、直鎖、環状の炭化水素貧溶媒に均一分散させてもよい。
酵素および電子受容体はそれぞれ1試験体当り0.3ユニット以上10ユニット以下の範囲内および0.5μg以上200μg以下の範囲内とすることが好ましい。反応部の酵素および電子受容体は、酵素量(力価/ユニット)に準じた反応量が得られるが、反応部の性能を担保する最適質量部の小過剰でよい。
The enzyme and electron acceptor are used after appropriately diluted with a solvent. Examples of the solvent include water, alcohol, and a water-alcohol mixed solvent. In addition, the enzyme and the electron acceptor may be uniformly dispersed in a linear or cyclic hydrocarbon poor solvent.
The enzyme and the electron acceptor are preferably in the range of 0.3 unit to 10 unit and the range of 0.5 μg to 200 μg, respectively, per test specimen. The reaction part enzyme and electron acceptor can obtain a reaction amount in accordance with the amount of enzyme (titer / unit), but it may be a small excess of the optimum mass part that ensures the performance of the reaction part.

また、反応部は、その面積に比例した検出電流が得られるため、可能な範囲で広く設定することが好ましい。   Moreover, since the detection part proportional to the area can be obtained, it is preferable to set the reaction part as wide as possible.

反応部には、親水性高分子や界面活性剤を含有させてもよい。親水性高分子を含有させると、血液はゲル状となり応答電流値は若干低下するが、赤血球や他のタンパク質等のセンサ応答への影響を低減することができる。界面活性剤を含有させると、粘度の高い試料であっても反応部へ試料を容易に導くことができる。
親水性高分子としては、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニル酢酸、ポリビニルブチラール等、またはこれらの混合物を用いることができる。
反応部に用いる界面活性剤としては、例えば、非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、若しくはポリエチレングリコール類等が挙げられる。
The reaction part may contain a hydrophilic polymer or a surfactant. When a hydrophilic polymer is contained, the blood becomes a gel and the response current value is slightly reduced, but the influence on the sensor response of red blood cells and other proteins can be reduced. When a surfactant is contained, the sample can be easily guided to the reaction part even if the sample has a high viscosity.
As the hydrophilic polymer, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, ethyl cellulose, methyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetic acid, polyvinyl butyral, or a mixture thereof can be used.
Examples of the surfactant used in the reaction part include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and polyethylene glycols.

反応部は、電極系の作用極上に、酵素および電子受容体を含む溶液を塗布した後、乾燥させ溶媒成分を除去して形成することができる。
酵素および電子受容体を含む溶液の塗布方法としては、例えばディスペンサー法を用いることができる。
反応部を形成する場合、酵素は40℃以上で長時間放置すると活性を失うため、溶媒の乾燥は40℃以下で行い、乾燥後は速やかに室温に戻すことが好ましい。
The reaction part can be formed by applying a solution containing an enzyme and an electron acceptor on the working electrode of the electrode system and then drying to remove the solvent component.
As a method for applying a solution containing an enzyme and an electron acceptor, for example, a dispenser method can be used.
When forming the reaction part, the enzyme loses its activity when left at a temperature of 40 ° C. or higher for a long time. Therefore, it is preferable to dry the solvent at 40 ° C. or lower and quickly return to room temperature after drying.

反応部の形成位置は、作用極の上部であればよく、例えば、反応部を作用極上に形成してもよく、反応部をスペーサおよびカバーの間に形成し、空間を介して作用極に対向するように配置してもよい。   The reaction part may be formed at the upper part of the working electrode. For example, the reaction part may be formed on the working electrode, the reaction part is formed between the spacer and the cover, and is opposed to the working electrode through a space. You may arrange so that.

2.スペーサ
本発明におけるスペーサは、上記支持基材上に配置され、上記電極系および上記反応部に試料を供給する試料供給路を形成するものである。また、スペーサは、バイオセンサにおいて支持基材とカバーとの間に間隙を設け、上記試料供給路を形成するために設けられるものである。
スペーサは、通常、支持基材の電極系および配線部側の表面上に配置され、試料供給路、および必要により形成される空気抜き流路が配置される領域以外の領域に配置される。
2. Spacer The spacer in the present invention is disposed on the support substrate and forms a sample supply path for supplying a sample to the electrode system and the reaction part. The spacer is provided in order to form the sample supply path by providing a gap between the support base and the cover in the biosensor.
The spacer is usually disposed on the surface of the support base on the electrode system and on the wiring portion side, and is disposed in a region other than the region in which the sample supply path and the air vent channel formed if necessary are disposed.

スペーサの材料としては、所定の厚さを有するスペーサを形成可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、接着剤等を用いることができる。光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂を用いる場合には、安価にスペーサを形成することができる。接着剤を用いる場合には、精度良くスペーサを形成することができる。また、スペーサとして樹脂基材を用いることもできる。
接着剤としては、例えば、合成接着剤としてはアクリル系接着剤、エステル系接着剤、ビニル系接着剤、シリコーン系接着剤等、天然接着剤としてはニカワ、天然ゴム、樹液等の澱粉のり・天然高分子等を用いることができる。また、ホットメルト型接着剤を用いることもできる。また、接着剤として両面テープを用いてもよい。
The material of the spacer is not particularly limited as long as it can form a spacer having a predetermined thickness. For example, a photocurable resin, a thermosetting resin, an adhesive, or the like can be used. In the case of using a photocurable resin or a thermosetting resin, the spacer can be formed at low cost. When an adhesive is used, the spacer can be formed with high accuracy. A resin base material can also be used as the spacer.
Examples of adhesives include, for example, acrylic adhesives, ester adhesives, vinyl adhesives, silicone adhesives, etc. as synthetic adhesives, starch glues such as glue, natural rubber, and sap as natural adhesives. A polymer or the like can be used. A hot melt adhesive can also be used. Moreover, you may use a double-sided tape as an adhesive agent.

スペーサの厚さは、試料供給路の高さとなるため、15μm以上500μm以下の範囲内であることが好ましい。スペーサの厚さが薄すぎると、毛細管現象による試料供給が安定しなくなるおそれがある。また、スペーサの厚さが厚すぎると、反応部に均一に試料が流れず、反応部の一部に試料が流れない可能性がある。   The thickness of the spacer is preferably in the range of 15 μm or more and 500 μm or less because it is the height of the sample supply path. If the spacer is too thin, sample supply due to capillary action may not be stable. If the spacer is too thick, the sample may not flow uniformly to the reaction part, and the sample may not flow to a part of the reaction part.

スペーサは試料供給路を形成するものである。試料供給路は、スペーサを水平方向に貫通して設けられた流路であり、外部から供給される試料を電極系および反応部に導く。
試料供給路の幅は0.5mm以上5mm以下の範囲内であることが好ましい。試料供給路の幅が狭すぎると、毛細管現象による安定した試料供給が困難になる場合や、また反応部の面積が小さくなり感度が低くなる場合がある。また、試料供給路の幅が広すぎると、バイオセンサを多面付けで製造した場合に個々のバイオセンサに切断する際、スペーサがアーチ状につぶれ、試料供給路内の容積が変化し易くなるおそれがある。試料供給路の幅は、全体にわたって均一の幅であってもよく、試料供給路の奥から入口に向かって幅が広くなっていてもよい。
The spacer forms a sample supply path. The sample supply channel is a channel provided through the spacer in the horizontal direction, and guides a sample supplied from the outside to the electrode system and the reaction unit.
The width of the sample supply path is preferably in the range of 0.5 mm to 5 mm. If the width of the sample supply path is too narrow, stable sample supply due to capillary action may be difficult, or the area of the reaction part may be reduced and sensitivity may be reduced. Moreover, if the width of the sample supply path is too wide, when the biosensor is manufactured with multiple impositions, when the individual biosensors are cut, the spacer may collapse into an arch shape and the volume in the sample supply path may easily change. There is. The width of the sample supply path may be uniform throughout, or may be wider from the back of the sample supply path toward the inlet.

また、スぺーサは、試料供給路とは別の空気抜き流路をさらに形成するために配置されていてもよい。毛細管現象による試料供給を促進することができる。
空気抜き流路は、試料供給路に通じるように配置される。通常、試料供給路が配置される領域において、電極系および反応部よりも奥の領域に空気抜き流路が配置される。
空気抜き流路の形状としては、毛細管現象による試料供給を促進することができれば特に限定されるものではなく、例えば、試料供給路と空気抜き流路とを合わせてT字状の流路を構成することができる。このような構成とすることで、外部から試料が供給された場合に、試料供給路内の空気が逃げる空気抜き流路が機能する。
空気抜き流路の幅は、例えば0.3mm以上10mm以下の範囲内とすることができる。
The spacer may be arranged to further form an air vent channel different from the sample supply channel. The sample supply by capillary action can be promoted.
The air vent channel is arranged to communicate with the sample supply channel. Usually, in the region where the sample supply channel is arranged, the air vent channel is arranged in a region deeper than the electrode system and the reaction part.
The shape of the air vent channel is not particularly limited as long as sample supply by capillary action can be promoted. For example, the sample feed channel and the air vent channel are combined to form a T-shaped channel. Can do. With such a configuration, when a sample is supplied from the outside, an air vent channel through which air in the sample supply channel escapes functions.
The width of the air vent channel can be set within a range of 0.3 mm to 10 mm, for example.

スペーサの形成方法としては、所定のパターン状にスペーサを形成することができる方法であればよく、スペーサの材料等に応じて適宜選択される。例えば、光硬化性樹脂組成物を用いる場合には、グラビア印刷法、スクリーン印刷法等の印刷法を挙げることができる。また、接着剤として両面テープを用いる場合には、両面テープに打ち抜き加工等により試料供給路等を形成した後、基材上に両面テープを貼付する方法が挙げられる。また、スペーサとして樹脂基材を用いる場合には、樹脂基材に打ち抜き加工等により試料供給路等を形成した後、接着層を介して基材上にスペーサを貼付する方法が挙げられる。
接着層に用いられる接着剤としては、スペーサに用いられる接着剤と同様とすることができる。
As a method for forming the spacer, any method can be used as long as the spacer can be formed in a predetermined pattern, and the method is appropriately selected according to the material of the spacer. For example, when using a photocurable resin composition, printing methods, such as a gravure printing method and a screen printing method, can be mentioned. Moreover, when using a double-sided tape as an adhesive agent, after forming a sample supply path etc. by punching etc. in a double-sided tape, the method of sticking a double-sided tape on a base material is mentioned. Moreover, when using a resin base material as a spacer, after forming a sample supply path etc. in the resin base material by punching etc., the method of sticking a spacer on a base material through an contact bonding layer is mentioned.
The adhesive used for the adhesive layer can be the same as the adhesive used for the spacer.

3.カバー
本発明に用いられるカバーは、上記スペーサ上に配置されるものである。また、カバーは、通常、スペーサ上に電極系および反応部を覆うように、かつ試料供給路を覆うように配置されるものである。
3. Cover The cover used in the present invention is disposed on the spacer. Further, the cover is usually disposed on the spacer so as to cover the electrode system and the reaction part and to cover the sample supply path.

カバーとしては、通常、基材が用いられる。カバーに用いられる基材としては、例えば、樹脂基材、セラミック基材、ガラス基材、半導体基材、金属基材等を用いることができる。樹脂基材としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)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、ポリエステル樹脂等のフィルムを好適に用いることができる。
また、基材は、可撓性を有していてもよく有さなくてもよい。
また、バイオセンサを多面付けで製造する場合、基材は長尺であってもよく枚葉であってもよい。
As the cover, a base material is usually used. As a base material used for a cover, a resin base material, a ceramic base material, a glass base material, a semiconductor base material, a metal base material etc. can be used, for example. As a resin base material, films, such as a polyethylene terephthalate (PET) resin, a vinyl chloride resin, a polystyrene (PS) resin, a polypropylene (PP) resin, a polyester resin, can be used suitably, for example.
Moreover, the base material may or may not have flexibility.
Moreover, when manufacturing a biosensor by multi-sided attachment, a base material may be long and may be a single wafer.

基材は透明であってもよく不透明であってもよいが、中でも透明であることが好ましい。透明基材の場合には、バイオセンサの使用時に試料の導入を目視することができる。
透明基材の場合、可視光領域における透過率は80%以上であることが好ましい。ここで、透過率は、JIS K7361−1(プラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法)により測定することができる。
The substrate may be transparent or opaque, but is preferably transparent. In the case of a transparent substrate, the introduction of the sample can be visually observed when the biosensor is used.
In the case of a transparent substrate, the transmittance in the visible light region is preferably 80% or more. Here, the transmittance can be measured by JIS K7361-1 (a test method for the total light transmittance of a plastic-transparent material).

カバーの形状は、バイオセンサにおける電極系、配線部および端子部の配置等に応じて適宜選択されるものであり、例えば、カバーは端子部が露出するように切欠部を有していてもよい。   The shape of the cover is appropriately selected according to the arrangement of the electrode system, the wiring portion, and the terminal portion in the biosensor. For example, the cover may have a cutout portion so that the terminal portion is exposed. .

カバーは、図5に例示するようにカバー40を貫通する空気孔41を有していてもよい。バイオセンサにおいて毛細管現象による試料供給を促進することができる。
空気孔は、本発明のバイオセンサにおいて、試料供給路に通じるように配置される。通常、試料供給路が配置される領域において、電極系および反応部よりも奥の領域に空気孔が配置される。
空気孔の直径は、例えば0.3mm以上2mm以下の範囲内とすることができる。
空気孔の形状は、例えば、円形、楕円形、多角形等が挙げられる。
空気孔の形成方法としては、例えばレーザー加工、打ち抜き加工等が挙げられる。
The cover may have an air hole 41 that penetrates the cover 40 as illustrated in FIG. Sample supply by capillary action can be promoted in the biosensor.
In the biosensor of the present invention, the air hole is disposed so as to communicate with the sample supply path. Usually, in the region where the sample supply path is arranged, air holes are arranged in a region deeper than the electrode system and the reaction part.
The diameter of the air hole can be set within a range of 0.3 mm to 2 mm, for example.
Examples of the shape of the air hole include a circle, an ellipse, and a polygon.
Examples of the air hole forming method include laser processing, punching processing, and the like.

カバーの配置方法としては、バイオセンサの構成等に応じて適宜選択される。例えば、スペーサに両面テープを用いる場合には、スペーサを介して電極系、配線部および端子部が形成された支持基材とカバーとを貼合することができる。また、支持基材上にスペーサを熱硬化性樹脂、または光硬化性樹脂を用いて形成する場合には、接着層を介してスペーサが形成された支持基材とカバーとを貼合することができる。   The cover arrangement method is appropriately selected according to the configuration of the biosensor. For example, when a double-sided tape is used for the spacer, the support base material on which the electrode system, the wiring portion, and the terminal portion are formed and the cover can be bonded via the spacer. Moreover, when forming a spacer on a support base material using a thermosetting resin or a photocurable resin, the support base material in which the spacer was formed and the cover may be bonded via an adhesive layer. it can.

4.その他の構成
本発明のバイオセンサは、必要に応じて、上記以外の構成についても適宜選択して用いることができる。
このような構成としては、例えば、絶縁層を挙げることができる。
4). Other Configurations The biosensor of the present invention can be used by appropriately selecting configurations other than those described above as necessary.
An example of such a configuration is an insulating layer.

絶縁層は、支持基材上に形成され、電極系、反応部および端子部が露出し、配線部が覆われるように形成されるものである。配線部を覆うように絶縁層が形成されていることにより、配線部の酸化をより好適に防止するとともに、ショートを防ぐことができる。
また、絶縁層上には、通常、スペーサが配置される。
The insulating layer is formed on the supporting substrate, and is formed so that the electrode system, the reaction part, and the terminal part are exposed and the wiring part is covered. By forming the insulating layer so as to cover the wiring part, it is possible to more suitably prevent the wiring part from being oxidized and to prevent a short circuit.
In addition, a spacer is usually disposed on the insulating layer.

絶縁層の材料としては、例えば光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、接着剤等を用いることができる。光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂を用いる場合には、安価に絶縁層を形成することができる。接着剤を用いる場合には、精度良く絶縁層を形成することができる。
なお、接着剤については、スペーサに用いられる接着剤と同様であるので、ここでの説明は省略する。
As a material for the insulating layer, for example, a photocurable resin, a thermosetting resin, an adhesive, or the like can be used. In the case of using a photocurable resin or a thermosetting resin, the insulating layer can be formed at a low cost. When an adhesive is used, the insulating layer can be formed with high accuracy.
Note that the adhesive is the same as the adhesive used for the spacer, and thus the description thereof is omitted here.

絶縁層の厚さは、例えば3μm以上50μm以下の範囲内とすることができる。中でも、絶縁層の厚さは、電極系および反応部を合わせた厚さ、ならびに配線部の厚さよりも厚いことが好ましい。   The thickness of the insulating layer can be in the range of 3 μm to 50 μm, for example. Especially, it is preferable that the thickness of an insulating layer is thicker than the thickness which combined the electrode system and the reaction part, and the thickness of a wiring part.

絶縁層の形成位置としては、配線部を覆い、かつ電極系、反応部および端子部を覆わないように絶縁層を形成すればよい。
絶縁層の形成方法としては、所定のパターン状に絶縁層を形成することができる方法であればよく、絶縁層の材料等に応じて適宜選択される。例えば、光硬化性樹脂組成物を用いる場合には、例えば、グラビア印刷法、スクリーン印刷法等の印刷法が挙げられる。また、接着剤として両面テープを用いる場合には、両面テープを打ち抜き加工等によりパターニングした後、基材に両面テープを貼付する方法が挙げられる。
As the formation position of the insulating layer, the insulating layer may be formed so as to cover the wiring portion and not to cover the electrode system, the reaction portion, and the terminal portion.
As a method for forming the insulating layer, any method can be used as long as it can form the insulating layer in a predetermined pattern, and the method is appropriately selected according to the material of the insulating layer. For example, when using a photocurable resin composition, printing methods, such as a gravure printing method and a screen printing method, are mentioned, for example. Moreover, when using a double-sided tape as an adhesive agent, after patterning a double-sided tape by stamping etc., the method of sticking a double-sided tape on a base material is mentioned.

5.バイオセンサの製造方法
バイオセンサの製造方法としては、一般的なバイオセンサの製造方法と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
本発明において、バイオセンサの製造は多面付けで行ってもよい。この場合、電極系および配線部が形成された支持基材とスペーサとカバーとを貼合した後、断裁して個々のバイオセンサを得ることができる。
5. Biosensor Manufacturing Method Since the biosensor manufacturing method can be the same as a general biosensor manufacturing method, description thereof is omitted here.
In the present invention, the biosensor may be manufactured in multiple faces. In this case, after bonding the support base material on which the electrode system and the wiring portion are formed, the spacer, and the cover, the individual biosensors can be obtained by cutting.

6.測定装置
図6(a)、(b)は、本発明のバイオセンサを測定装置に接続した様子を示す模式図であり、図6(a)は全体図であり、図6(b)は図6(a)の破線部における測定装置の内部を説明する図である。
図6(a)、(b)に例示するように、測定装置200は、公知の測定装置であって、バイオセンサ100を接続して、試料中に含まれる被検出物を検出する装置である。測定装置200は、例えば、バイオセンサ100で生じた電気信号を受信するための接続電極203、演算部(図示せず)、電源(図示せず)、表示部201および操作部202を備える。バイオセンサ100は、測定装置200の装着部に装着されると、バイオセンサ100の2本の端子部16が測定装置200の接続電極203にそれぞれ接続される。この接続により、バイオセンサ100で生じた電気信号は、測定装置200に伝達される。
6). Measurement Device FIGS. 6A and 6B are schematic views showing a state where the biosensor of the present invention is connected to the measurement device, FIG. 6A is an overall view, and FIG. 6B is a diagram. It is a figure explaining the inside of the measuring apparatus in the broken-line part of 6 (a).
As illustrated in FIGS. 6A and 6B, the measurement device 200 is a known measurement device, and is a device that connects the biosensor 100 and detects an object to be detected contained in the sample. . The measuring apparatus 200 includes, for example, a connection electrode 203 for receiving an electrical signal generated by the biosensor 100, a calculation unit (not shown), a power source (not shown), a display unit 201, and an operation unit 202. When the biosensor 100 is attached to the attachment portion of the measurement apparatus 200, the two terminal portions 16 of the biosensor 100 are connected to the connection electrodes 203 of the measurement apparatus 200, respectively. With this connection, an electrical signal generated by the biosensor 100 is transmitted to the measuring device 200.

測定方法としては、例えば、測定者がバイオセンサ100を測定装置200に装着し、バイオセンサ100の先端からスペーサに設けられた試料供給路に試料を導入し、操作部202を操作して、測定を開始する。試料供給路に導入された試料に被検出物が含まれる場合は、被検出物と、反応部に配設された生体由来物質とが反応し、電気信号がバイオセンサ100の電極系で検出され、電極系および配線部を介して端子部16から、測定装置200の接続電極203を介して、測定装置200に伝達される。測定装置200は、バイオセンサ100から受信した電気信号を演算部で測定値に変換する。得られた測定値は、表示部201に表示され、測定者は測定結果を視覚的に認識することができる。   As a measurement method, for example, a measurer attaches the biosensor 100 to the measurement apparatus 200, introduces a sample from the tip of the biosensor 100 to a sample supply path provided in the spacer, operates the operation unit 202, and performs measurement. To start. When the sample introduced into the sample supply path includes an object to be detected, the object to be detected reacts with a biological substance disposed in the reaction unit, and an electric signal is detected by the electrode system of the biosensor 100. Then, the signal is transmitted from the terminal unit 16 through the electrode system and the wiring unit to the measuring device 200 through the connection electrode 203 of the measuring device 200. The measuring device 200 converts an electrical signal received from the biosensor 100 into a measurement value by a calculation unit. The obtained measurement value is displayed on the display unit 201, and the measurer can visually recognize the measurement result.

C.バイオセンサ用導電性樹脂組成物
本発明のバイオセンサ用導電性樹脂組成物は、バイオセンサの電極系および配線部の形成に用いられるものであって、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、バインダー樹脂、および溶剤を含有し、上記バイオセンサ用導電性樹脂組成物の固形分中の上記カーボンナノチューブの含有量が、1質量%以上、20質量%以下の範囲内であることを特徴とするものである。
C. Conductive resin composition for biosensor The conductive resin composition for biosensor of the present invention is used for forming a biosensor electrode system and wiring portion, and is a metal composed of a base metal having corrosion resistance. It contains fine particles, carbon nanotubes, a binder resin, and a solvent, and the content of the carbon nanotubes in the solid content of the conductive resin composition for biosensors is in the range of 1% by mass to 20% by mass. It is characterized by this.

本発明によれば、上記バイオセンサ用導電性樹脂組成物の固形分が上述した組成であることにより、安価で、上記電極系および上記配線部の導電性が良好なバイオセンサを製造することができる。また、所望の導電性を有する電極系および配線部を安定的に形成することができるため、得られる個々のバイオセンサにおける導電性にばらつきが少ないものとすることができる。   According to the present invention, since the solid content of the conductive resin composition for a biosensor is the above-described composition, it is possible to manufacture a biosensor that is inexpensive and has good conductivity in the electrode system and the wiring portion. it can. Moreover, since the electrode system and wiring part which have desired electroconductivity can be formed stably, the dispersion | variation in the electroconductivity in each obtained biosensor can be made small.

以下、バイオセンサ用導電性組成物の詳細について説明する。   Hereinafter, the detail of the electroconductive composition for biosensors is demonstrated.

1.バイオセンサ用導電性樹脂組成物の成分
本発明のバイオセンサ用導電性樹脂組成物は、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、バインダー樹脂、および溶剤を含有するものである。
1. Components of conductive resin composition for biosensor The conductive resin composition for biosensor of the present invention contains fine metal particles composed of a base metal having corrosion resistance, carbon nanotubes, a binder resin, and a solvent. .

本発明に用いられる金属微粒子、カーボンナノチューブ、バインダー樹脂、および他の添加剤等についての詳細は、上述した「A.バイオセンサ用電極」の項で説明した内容と同様であるため、ここでの説明は省略する。   The details of the metal fine particles, carbon nanotubes, binder resin, and other additives used in the present invention are the same as the contents described in the above-mentioned section “A. Electrode for biosensor”. Description is omitted.

また、バイオセンサ用導電性樹脂組成物の固形分中の金属微粒子、カーボンナノチューブ、バインダー樹脂の含有量については、上述した「A.バイオセンサ用電極」の項で説明した導電性樹脂層中の金属微粒子、カーボンナノチューブ、バインダー樹脂の含有量と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
なお、バイオセンサ用導電性樹脂組成物の固形分中の各成分の含有量とは、バイオセンサ用導電性樹脂組成物の固形分全体を100質量%とした場合における各成分の含有比率をいうものである。
The content of metal fine particles, carbon nanotubes, and binder resin in the solid content of the biosensor conductive resin composition is the same as that in the conductive resin layer described in the section “A. Electrode for biosensor” described above. Since the content of the metal fine particles, the carbon nanotube, and the binder resin can be the same, the description thereof is omitted here.
The content of each component in the solid content of the biosensor conductive resin composition refers to the content ratio of each component when the total solid content of the biosensor conductive resin composition is 100% by mass. Is.

本発明に用いられる溶剤としては、上述した固形分を変質させずに分散させることができるものであれば特に限定されない。このような溶剤としては、例えば、イソホロン、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、ニトロプロパン、ミネラルスピリット、ベンゼン、キシレン、トルエン、ソルベントナフサ、ナフテン系溶剤、メタノール、エタノール、ブタノール、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸オクチル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、テレビン油、ジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジオキサン、ジメチレンクロライド、トリクロロエチレンまたは水などの少なくとも一種が用いられる。   The solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it can be dispersed without altering the above-described solid content. Examples of such solvents include isophorone, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, nitropropane, mineral spirit, benzene, xylene, toluene, solvent naphtha, and naphthenic series. Solvent, methanol, ethanol, butanol, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, octyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, turpentine oil, dimethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, Ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, die Glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, dioxane, di-methylene chloride, at least one of trichlorethylene or water used.

バイオセンサ用導電性樹脂組成物中の溶剤の含有量は、バイオセンサの製造時における印刷法に応じて適宜選択することができる。上記溶剤の含有量としては、例えば、10質量%〜85質量%程度、好ましくは10質量%〜60質量%の範囲内とすることができる。
なお、バイオセンサ用導電性樹脂組成物中の溶剤の含有量とは、固形分および溶剤の総質量を100質量%とした場合の溶剤の含有比率をいう。
The content of the solvent in the biosensor conductive resin composition can be appropriately selected according to the printing method at the time of manufacturing the biosensor. As content of the said solvent, it can be in the range of about 10 mass%-about 85 mass%, for example, Preferably it is 10 mass%-60 mass%.
In addition, content of the solvent in the conductive resin composition for biosensors refers to the content ratio of the solvent when the total mass of the solid content and the solvent is 100% by mass.

2.バイオセンサ用導電性樹脂組成物
バイオセンサ用導電性樹脂組成物の粘度としては、バイオセンサの製造時における印刷法に応じて適宜選択され特に限定されない。バイオセンサ用導電性樹脂組成物が、例えばスクリーン印刷法において用いられる場合、25℃における粘度が1000cP〜80000cPの範囲内、なかでも5000cP〜50000cPの範囲内、特に10000cP〜40000cPの範囲内であることが好ましい。バイオセンサ用導電性樹脂組成物の粘度が上述した範囲内であることにより、支持基材上に良好な厚さを有する導電性樹脂層で構成される電極系および配線部を形成することができるからである。
上記粘度は、小型振動式粘度計(VIBRO VISCOMETER CJV5000、A&D社製)によって測定した25℃における値を意味するものとする。
2. Conductive resin composition for biosensor The viscosity of the conductive resin composition for biosensor is appropriately selected according to the printing method at the time of producing the biosensor and is not particularly limited. When the conductive resin composition for a biosensor is used, for example, in a screen printing method, the viscosity at 25 ° C. is in the range of 1000 cP to 80000 cP, in particular in the range of 5000 cP to 50000 cP, particularly in the range of 10,000 cP to 40000 cP. Is preferred. When the viscosity of the conductive resin composition for a biosensor is within the above-described range, an electrode system and a wiring portion formed of a conductive resin layer having a good thickness can be formed on a support base material. Because.
The said viscosity shall mean the value in 25 degreeC measured with the small vibration type viscometer (VIBRO VISCOMETER CJV5000, A & D company make).

本発明のバイオセンサ用導電性樹脂組成物の製造方法については、一般的なインキの製造方法と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。   About the manufacturing method of the conductive resin composition for biosensors of this invention, since it can be made to be the same as that of the manufacturing method of a general ink, description here is abbreviate | omitted.

本発明のバイオセンサ用導電性樹脂組成物は、上述のバイオセンサ用電極における電極系および配線部を形成するために用いられる。   The conductive resin composition for a biosensor of the present invention is used to form an electrode system and a wiring part in the above-described biosensor electrode.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits the same function and effect. Are included in the technical scope.

以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples and comparative examples.

(導電性樹脂層の導電性評価)
[実施例]
下記の組成で導電性樹脂組成物を調製した。なお、下記において質量%は導電性樹脂組成物中の固形分全体を100質量%とした場合の各成分の含有比率を示している。
<導電性樹脂組成物の組成>
・ポリビニルブチラール…3.0g(50質量%)
・ニッケル粒子(平均粒径0.2μm)…2.5g(42質量%)
・カーボンナノチューブ(VGCF(登録商標))…0.5g(8質量%)
・酢酸エチル…27g
(Evaluation of conductivity of conductive resin layer)
[Example]
A conductive resin composition was prepared with the following composition. In addition, in the following, the mass% has shown the content rate of each component when the whole solid content in a conductive resin composition is 100 mass%.
<Composition of conductive resin composition>
・ Polyvinyl butyral: 3.0 g (50% by mass)
Nickel particles (average particle size 0.2 μm) ... 2.5 g (42% by mass)
Carbon nanotube (VGCF (registered trademark)) 0.5 g (8% by mass)
・ Ethyl acetate… 27g

支持基材として、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレート(PET)基材(東洋紡製 エステルフィルム E5100)を準備し、導電性樹脂組成物を塗布する側の表面にコロナ処理を行った。上述した導電性樹脂組成物を#6のミヤバーを用いて塗布した後、100℃で5分間乾燥させることで、厚さ約100μm、10mm×50mm四方の導電性樹脂層(測定サンプル)を3つ作製した。   As a support substrate, a polyethylene terephthalate (PET) substrate (Toyobo Ester Film E5100) having a thickness of 25 μm was prepared, and the surface on which the conductive resin composition was applied was subjected to corona treatment. After applying the conductive resin composition described above using a # 6 Miya bar, and drying at 100 ° C. for 5 minutes, three conductive resin layers (measurement samples) each having a thickness of about 100 μm and a size of 10 mm × 50 mm are measured. Produced.

[比較例1]
下記の組成で導電性樹脂組成物を調製したこと以外は、実施例と同様の手順で測定サンプルを3つ作製した。
<導電性樹脂組成物の組成>
・ポリビニルブチラール…3.0g(50質量%)
・ニッケル粒子(平均粒径0.2μm)…3.0g(50質量%)
・酢酸エチル…27g
[Comparative Example 1]
Three measurement samples were prepared in the same procedure as in the Examples except that the conductive resin composition was prepared with the following composition.
<Composition of conductive resin composition>
・ Polyvinyl butyral: 3.0 g (50% by mass)
Nickel particles (average particle size 0.2 μm) ... 3.0 g (50% by mass)
・ Ethyl acetate… 27g

[評価]
実施例および比較例で得られた各測定サンプルの抵抗値を下記の方法により測定した。厚み約100μm、幅10mm、長さ50mmの測定サンプルの両端にテスター(デジタルマルチテスタ CDM-2000D カスタム社製)を当て、抵抗値を確認した。
[Evaluation]
The resistance value of each measurement sample obtained in Examples and Comparative Examples was measured by the following method. A tester (Digital Multi Tester CDM-2000D Custom) was applied to both ends of a measurement sample having a thickness of about 100 μm, a width of 10 mm, and a length of 50 mm, and the resistance value was confirmed.

Figure 2014215150
Figure 2014215150

導電性を示す材料としてニッケル粒子およびカーボンナノチューブを含有する実施例の測定サンプルはいずれも導電性を示すことが確認できた。一方、導電性を示す材料としてニッケル粒子のみを含有する比較例の測定サンプルはいずれも導電性を示さないことが確認された。   It was confirmed that all of the measurement samples of Examples containing nickel particles and carbon nanotubes as the material exhibiting conductivity exhibited conductivity. On the other hand, it was confirmed that none of the measurement samples of Comparative Examples containing only nickel particles as a material exhibiting conductivity exhibited conductivity.

(導電性樹脂組成物の安定性)
[実施例および比較例2]
上述の実施例の導電性樹脂組成物と、下記の組成を有する比較例2の導電性樹脂組成物とを、調製直後および調製から1時間静置後における分散性を確認した。
(Stability of conductive resin composition)
[Example and Comparative Example 2]
Dispersibility of the conductive resin composition of the above-described Examples and the conductive resin composition of Comparative Example 2 having the following composition was confirmed immediately after preparation and after standing for 1 hour after preparation.

<比較例2の導電性樹脂組成物の組成>
・ポリビニルブチラール…3.0g(50質量%)
・ニッケル粒子(平均粒径0.2μm)…1.7g(28.3質量%)
・カーボンナノチューブ(VGCF(登録商標))…1.3g(21.7質量%)
・酢酸エチル…27g
なお、上記において質量%は導電性樹脂組成物中の固形分全体を100質量%とした場合の各成分の含有比率を示している。
<Composition of conductive resin composition of Comparative Example 2>
・ Polyvinyl butyral: 3.0 g (50% by mass)
Nickel particles (average particle size 0.2 μm) 1.7 g (28.3 mass%)
-Carbon nanotube (VGCF (registered trademark)) ... 1.3 g (21.7% by mass)
・ Ethyl acetate… 27g
In addition, in the above, the mass% has shown the content rate of each component when the whole solid content in a conductive resin composition is 100 mass%.

実施例1の導電性樹脂組成物を用いた場合は、調製直後および1時間静置後のいずれの場合も、支持基材上に印刷をして導電性樹脂層を形成することが可能であった。
一方、比較例2の導電性樹脂組成物を用いた場合は、調製直後は支持基材上に印刷をして導電性樹脂層を形成することが可能であったが、1時間静置後は導電性樹脂組成物の低部にニッケル粒子やカーボンナノチューブが多く沈降しており、再度攪拌を十分にしなければ製膜が困難であった。
When the conductive resin composition of Example 1 was used, it was possible to form a conductive resin layer by printing on a support substrate in both cases immediately after preparation and after standing for 1 hour. It was.
On the other hand, when the conductive resin composition of Comparative Example 2 was used, it was possible to form a conductive resin layer by printing on a support substrate immediately after preparation, but after standing for 1 hour, Many nickel particles and carbon nanotubes settled in the lower part of the conductive resin composition, and it was difficult to form a film without sufficient stirring.

1 … バイオセンサ用電極
2 … 支持基材
3 … 金属微粒子
4 … カーボンナノチューブ
5 … バインダー樹脂
6 … 導電性樹脂層
11 … 作用極
12 … 対極
13 … 参照極
14 … 電極系
15 … 配線部
16 … 端子部
20 … 反応部
30 … スペーサ
31 … 試料供給路
32 … 空気抜き流路
40 … カバー
41 … 空気孔
100 … バイオセンサ
200 … 測定装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrode for biosensors 2 ... Support base material 3 ... Metal microparticle 4 ... Carbon nanotube 5 ... Binder resin 6 ... Conductive resin layer 11 ... Working electrode 12 ... Counter electrode 13 ... Reference electrode 14 ... Electrode system 15 ... Wiring part 16 ... Terminal part 20 ... Reaction part 30 ... Spacer 31 ... Sample supply path 32 ... Air vent channel 40 ... Cover 41 ... Air hole 100 ... Biosensor 200 ... Measuring device

Claims (7)

支持基材と、前記支持基材上に形成された電極系および配線部とを有するバイオセンサ用電極であって、
前記電極系および前記配線部が、前記支持基材上に形成され、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層を有し、
前記導電性樹脂層中の前記カーボンナノチューブの含有量が、1質量%以上、20質量%以下の範囲内であることを特徴とするバイオセンサ用電極。
A biosensor electrode comprising a support substrate, and an electrode system and a wiring portion formed on the support substrate,
The electrode system and the wiring portion are formed on the support substrate and have a conductive resin layer containing metal fine particles composed of a base metal having corrosion resistance, carbon nanotubes, and a binder resin,
Content of the said carbon nanotube in the said conductive resin layer exists in the range of 1 mass% or more and 20 mass% or less, The electrode for biosensors characterized by the above-mentioned.
前記導電性樹脂層中に含有される導電性材料が、前記金属微粒子および前記カーボンナノチューブのみであることを特徴とする請求項1に記載のバイオセンサ用電極。   2. The biosensor electrode according to claim 1, wherein the conductive material contained in the conductive resin layer is only the metal fine particles and the carbon nanotubes. 前記耐腐食性を有する卑金属がニッケルであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバイオセンサ用電極。   The biosensor electrode according to claim 1, wherein the base metal having corrosion resistance is nickel. 支持基材と、
前記支持基材上に形成された電極系および配線部と、
前記電極系上に配置された反応部と、
前記支持基材上に配置され、前記電極系および前記反応部に試料を供給する試料供給路を形成するスペーサと、
前記スペーサ上に配置されたカバーと、
を有するバイオセンサであって、
前記電極系および前記配線部が、前記支持基材上に形成され、耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、およびバインダー樹脂を含有する導電性樹脂層を有し、
前記導電性樹脂層中の前記カーボンナノチューブの含有量が、1質量%以上、20質量%以下の範囲内であることを特徴とするバイオセンサ。
A support substrate;
An electrode system and a wiring section formed on the support substrate;
A reaction section disposed on the electrode system;
A spacer disposed on the support substrate and forming a sample supply path for supplying a sample to the electrode system and the reaction part;
A cover disposed on the spacer;
A biosensor having
The electrode system and the wiring portion are formed on the support substrate and have a conductive resin layer containing metal fine particles composed of a base metal having corrosion resistance, carbon nanotubes, and a binder resin,
Content of the said carbon nanotube in the said conductive resin layer exists in the range of 1 mass% or more and 20 mass% or less, The biosensor characterized by the above-mentioned.
前記導電性樹脂層中に含有される導電性材料が、前記金属微粒子および前記カーボンナノチューブのみであることを特徴とする請求項4に記載のバイオセンサ。   The biosensor according to claim 4, wherein the conductive material contained in the conductive resin layer is only the metal fine particles and the carbon nanotubes. バイオセンサの電極系および配線部の形成に用いられるバイオセンサ用導電性樹脂組成物であって、
耐腐食性を有する卑金属で構成される金属微粒子、カーボンナノチューブ、バインダー樹脂、および溶剤を含有し、
前記バイオセンサ用導電性樹脂組成物の固形分中の前記カーボンナノチューブの含有量が、1質量%以上、20質量%以下の範囲内であることを特徴とするバイオセンサ用導電性樹脂組成物。
A conductive resin composition for biosensors used for forming biosensor electrode systems and wiring parts,
Contains fine metal particles composed of base metal with corrosion resistance, carbon nanotubes, binder resin, and solvent,
Content of the said carbon nanotube in solid content of the said conductive resin composition for biosensors exists in the range of 1 mass% or more and 20 mass% or less, The conductive resin composition for biosensors characterized by the above-mentioned.
前記バイオセンサ用導電性樹脂組成物中に含有される導電性材料が、前記金属微粒子および前記カーボンナノチューブのみであることを特徴とする請求項6に記載のバイオセンサ用導電性樹脂組成物。   The conductive resin composition for a biosensor according to claim 6, wherein the conductive material contained in the conductive resin composition for a biosensor is only the metal fine particles and the carbon nanotubes.
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