JP2616117B2 - 修飾電極用平板金属電極 - Google Patents
修飾電極用平板金属電極Info
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- JP2616117B2 JP2616117B2 JP2072210A JP7221090A JP2616117B2 JP 2616117 B2 JP2616117 B2 JP 2616117B2 JP 2072210 A JP2072210 A JP 2072210A JP 7221090 A JP7221090 A JP 7221090A JP 2616117 B2 JP2616117 B2 JP 2616117B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、絶縁基板上に形成した修飾電極用の平板金
属電極に関する。
属電極に関する。
［従来の技術］ 金属電極表面に機能性物質を含んだ膜を被覆した修飾
電極は、電気化学的センサやリアクターとして用いるこ
とができる。金属電極は電流の検出に用いられる。用い
られる機能性物質としては、イオノフォア、電気化学的
接触、酵素、微生物、抗原・抗体などがあり、各種イオ
ンセンサや酵素センサ、免疫センサなどが作製されてい
る。例えば、白金電極にグルコースオキシダーゼを含有
したコラーゲン膜を被覆することによって、グルコース
電極が作製されている（鈴木周一編「イオン電極と酵素
電極」p.79,講談社サイエンティフィック,1981）。ま
た、アルコールデヒドロゲナーゼと補酵素NADを含有し
た牛血清アルブミン（以下、BSAと表す。）を、グルタ
ルアルデヒド（以下、GAと表す。）で架橋された膜を用
い、IC製造プロセスによって作製した平板金電極上にこ
れを被覆することによって、アルコールセンサを作製し
ている（特願平１−259988号、特開平３−122560公
報）。
電極は、電気化学的センサやリアクターとして用いるこ
とができる。金属電極は電流の検出に用いられる。用い
られる機能性物質としては、イオノフォア、電気化学的
接触、酵素、微生物、抗原・抗体などがあり、各種イオ
ンセンサや酵素センサ、免疫センサなどが作製されてい
る。例えば、白金電極にグルコースオキシダーゼを含有
したコラーゲン膜を被覆することによって、グルコース
電極が作製されている（鈴木周一編「イオン電極と酵素
電極」p.79,講談社サイエンティフィック,1981）。ま
た、アルコールデヒドロゲナーゼと補酵素NADを含有し
た牛血清アルブミン（以下、BSAと表す。）を、グルタ
ルアルデヒド（以下、GAと表す。）で架橋された膜を用
い、IC製造プロセスによって作製した平板金電極上にこ
れを被覆することによって、アルコールセンサを作製し
ている（特願平１−259988号、特開平３−122560公
報）。
［発明が解決しようとする課題］ 電流検出型の金属電極の場合、金属電極の面積が電流
に比例する。これに基づいた修飾電極の感度や性能は、
修飾電極の基板となる金属電極の面積に依存する。
に比例する。これに基づいた修飾電極の感度や性能は、
修飾電極の基板となる金属電極の面積に依存する。
一方、機能性膜を持つ修飾電極の寿命は、ベースとな
る平板金属電極と機能性膜との接着性に大きく依存す
る。すなわち、機能性膜が平板金属電極から剥がれ易い
場合、良好な修飾電極とは言えない。しかし、平板金属
電極の金属部分は、絶縁基板部分に比べて機能性膜との
接着性が悪く、金属部分と膜との間に隙間が生じるた
め、従来の形状の平板金属電極では優れた修飾電極を作
製することができなかった。
る平板金属電極と機能性膜との接着性に大きく依存す
る。すなわち、機能性膜が平板金属電極から剥がれ易い
場合、良好な修飾電極とは言えない。しかし、平板金属
電極の金属部分は、絶縁基板部分に比べて機能性膜との
接着性が悪く、金属部分と膜との間に隙間が生じるた
め、従来の形状の平板金属電極では優れた修飾電極を作
製することができなかった。
本発明の目的は、十分な電極面積が確保され、かつ機
能性膜との密着性に優れた長寿命の修飾電極を作製でき
る修飾電極用平板金属電極を提供することにある。
能性膜との密着性に優れた長寿命の修飾電極を作製でき
る修飾電極用平板金属電極を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、絶縁基板上に修飾電極用の金属層が形成さ
れ、該金属層上に機能性膜が被覆された平板金属電極に
おいて、金属層の縦及び／または横方向の幅を機能性膜
の幅の10分の１以下にしたことを特徴とするか、あるい
は金属層上面の一部分に金属層と機能性膜の双方と接着
性が良い接着性膜を設けたことを特徴とする修飾電極用
平板金属電極である。
れ、該金属層上に機能性膜が被覆された平板金属電極に
おいて、金属層の縦及び／または横方向の幅を機能性膜
の幅の10分の１以下にしたことを特徴とするか、あるい
は金属層上面の一部分に金属層と機能性膜の双方と接着
性が良い接着性膜を設けたことを特徴とする修飾電極用
平板金属電極である。
［作用］ 金属層の縦及び／または横方向の幅を、機能性膜の幅
の10分の１以下にすることにより、機能性膜と金属層と
の間に隙間が生じなくなり、機能性膜の電極への密着性
が一層向上する。
の10分の１以下にすることにより、機能性膜と金属層と
の間に隙間が生じなくなり、機能性膜の電極への密着性
が一層向上する。
さらに、金属層と機能性膜との間に、これらの双方と
接着性のよい接着性膜を設けることによっても、膜と金
属層との間に生じる隙間がなくなり、膜と基板との密着
性が向上する。これらの効果により、作製した修飾電極
の寿命が向上する。
接着性のよい接着性膜を設けることによっても、膜と金
属層との間に生じる隙間がなくなり、膜と基板との密着
性が向上する。これらの効果により、作製した修飾電極
の寿命が向上する。
［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
比較例１ 第５図は従来の修飾電極用平板金属電極の平面図、第
６図、第５図のＡ−Ａ′線による断面図である。図中１
は金属電極、２は機能性膜、３は基板である。基板とし
てはサファイアを、金属としては金を用いた。金はIC製
造プロセス（レジストによるパターン形成、真空蒸着、
スパッタなど）によって作製した。機能性膜としては、
グルタルアルデヒド（以下、GAと表す。）で架橋した牛
血清アルブミン（以下、BSAと表す。）を用い、スピン
塗布によって被覆した。機能性膜の幅は100μｍ、厚は
２μｍ、金属電極の幅は80μｍ、厚は１μｍであった。
作製した電極を水に浸漬すると、第６図に示すように、
金属電極１と機能性膜２の間に隙間が生じた後、機能性
膜２の剥がれが観察された。
６図、第５図のＡ−Ａ′線による断面図である。図中１
は金属電極、２は機能性膜、３は基板である。基板とし
てはサファイアを、金属としては金を用いた。金はIC製
造プロセス（レジストによるパターン形成、真空蒸着、
スパッタなど）によって作製した。機能性膜としては、
グルタルアルデヒド（以下、GAと表す。）で架橋した牛
血清アルブミン（以下、BSAと表す。）を用い、スピン
塗布によって被覆した。機能性膜の幅は100μｍ、厚は
２μｍ、金属電極の幅は80μｍ、厚は１μｍであった。
作製した電極を水に浸漬すると、第６図に示すように、
金属電極１と機能性膜２の間に隙間が生じた後、機能性
膜２の剥がれが観察された。
実施例１〜11 第１図は、本発明の一実施例による平板金属電極を示
したもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）にお
けるＣ−Ｃ′線による断面図である。図中１は金属電
極、２は機能性膜、３は基板である。材料、作製条件等
は比較例１と同様である。機能性膜の幅は100μｍ、厚
は２μｍであり、金属電極は幅７μｍ、厚１μｍのもの
を間隔７μｍで７つ設けた。
したもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）にお
けるＣ−Ｃ′線による断面図である。図中１は金属電
極、２は機能性膜、３は基板である。材料、作製条件等
は比較例１と同様である。機能性膜の幅は100μｍ、厚
は２μｍであり、金属電極は幅７μｍ、厚１μｍのもの
を間隔７μｍで７つ設けた。
この電極では、水に浸漬したときの金属電極と機能性
膜の間の隙間は観察されなかった。このようにして、く
し形の電極にし、その幅を機能性膜の幅の10分の１以下
にすることにより、電極間の基板部分に機能性膜が密着
し、結果として膜の剥がれが生じなくなる。
膜の間の隙間は観察されなかった。このようにして、く
し形の電極にし、その幅を機能性膜の幅の10分の１以下
にすることにより、電極間の基板部分に機能性膜が密着
し、結果として膜の剥がれが生じなくなる。
第２図（ａ）〜（ｊ）は、本発明の他の実施例を示し
たものである（実施例２〜11）。金属電極の形状をこの
ようなパターンにすることによって、上記と同様の効果
が得られた。
たものである（実施例２〜11）。金属電極の形状をこの
ようなパターンにすることによって、上記と同様の効果
が得られた。
金属電極のパターンを細かくするほど、電極と機能性
膜の密着性は向上する。しかし、作製した修飾電極に十
分な性能を確保するためには、金属電極の面積は、広く
なければならないので、パターンを細かくするのには限
度がある。金属電極のパターンの細かさは、金属、基
板、機能性膜の材料によっても異なる。すなわち、機能
性膜と金属との密着性が悪ければ、パターンをより微小
にしなければならない。一般的な材料を用いた場合、本
発明の効果は、金属膜の幅が機能性膜の幅の10分の１以
下で現われる。
膜の密着性は向上する。しかし、作製した修飾電極に十
分な性能を確保するためには、金属電極の面積は、広く
なければならないので、パターンを細かくするのには限
度がある。金属電極のパターンの細かさは、金属、基
板、機能性膜の材料によっても異なる。すなわち、機能
性膜と金属との密着性が悪ければ、パターンをより微小
にしなければならない。一般的な材料を用いた場合、本
発明の効果は、金属膜の幅が機能性膜の幅の10分の１以
下で現われる。
実施例12〜18 第３図は、本発明のさらに別の一実施例による平板金
属電極を示したもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
（ａ）におけるＤ−Ｄ′線による断面図である。図中１
は金属電極、２は機能性膜、３は基板、４は金属層と機
能性膜の双方と接着性がよい接着性膜である。接着性膜
としては、CVDによって形成し、プラグマエッチングに
よってパターニングした酸化タンタル膜を用いた。その
他の材料、作製条件等は比較例１と同様である。機能性
膜の幅は100μｍ、厚２μｍであり、金属電極の幅は80
μｍ、厚１μｍであった。接着性膜は幅７μｍ、厚0.1
μｍのものを間隔７μｍで６つ設けた。
属電極を示したもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
（ａ）におけるＤ−Ｄ′線による断面図である。図中１
は金属電極、２は機能性膜、３は基板、４は金属層と機
能性膜の双方と接着性がよい接着性膜である。接着性膜
としては、CVDによって形成し、プラグマエッチングに
よってパターニングした酸化タンタル膜を用いた。その
他の材料、作製条件等は比較例１と同様である。機能性
膜の幅は100μｍ、厚２μｍであり、金属電極の幅は80
μｍ、厚１μｍであった。接着性膜は幅７μｍ、厚0.1
μｍのものを間隔７μｍで６つ設けた。
この電極のように、金属層と機能性膜との間に、これ
らの双方の接着性がよい接着性膜を設けた場合、実施例
１〜11と同様に、水に浸漬したときの金属電極と機能性
膜の間は隙間はなく、良好な修飾電極が作製できた。
らの双方の接着性がよい接着性膜を設けた場合、実施例
１〜11と同様に、水に浸漬したときの金属電極と機能性
膜の間は隙間はなく、良好な修飾電極が作製できた。
第４図（ａ）〜（ｆ）は、本発明の他の実施例を示し
たものである（実施例13〜18）。接着性膜は金属電極上
の一部を被覆するように設ければよいが、第３図や第４
図（ａ）〜（ｂ）よりも、第６図（ｃ）〜（ｆ）のよう
に、金属電極の外周に接着性膜を被覆した電極の方が機
能性膜の剥がれがより少なかった。接着性膜としては、
酸化タンタルの他に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸
化アルミニウムも使用できる。
たものである（実施例13〜18）。接着性膜は金属電極上
の一部を被覆するように設ければよいが、第３図や第４
図（ａ）〜（ｂ）よりも、第６図（ｃ）〜（ｆ）のよう
に、金属電極の外周に接着性膜を被覆した電極の方が機
能性膜の剥がれがより少なかった。接着性膜としては、
酸化タンタルの他に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸
化アルミニウムも使用できる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の修飾電極用平板金属電
極によれば、十分な電極面積が確保され、かつ機能性膜
と基板との密着性が向上した長寿命の修飾電極が得られ
る。
極によれば、十分な電極面積が確保され、かつ機能性膜
と基板との密着性が向上した長寿命の修飾電極が得られ
る。
第１〜４図はそれぞれ本発明による修飾電極用平板金属
電極の一実施例の平面図または断面図、 第５図及び第６図は従来技術による修飾電極用平板金属
電極の平面図及び断面図である。 １……金属電極 ２……機能性膜 ３……基板 ４……接着性膜
電極の一実施例の平面図または断面図、 第５図及び第６図は従来技術による修飾電極用平板金属
電極の平面図及び断面図である。 １……金属電極 ２……機能性膜 ３……基板 ４……接着性膜
Claims (2)
- 【請求項１】絶縁基板上に修飾電極用の金属層が形成さ
れ、該金属層上に機能性膜が被覆された平板金属電極に
おいて、金属層の縦及び／または横方向の幅を機能性膜
の幅の10分の１以下にしたことを特徴とする修飾電極用
平板金属電極。 - 【請求項２】絶縁基板上に修飾電極用の金属層が形成さ
れ、該金属層上に機能性膜が被覆された平板金属電極に
おいて、金属層上面の一部分に金属層と機能性膜の双方
と接着性が良い接着性膜を設けたことを特徴とする修飾
電極用平板金属電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2072210A JP2616117B2 (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | 修飾電極用平板金属電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2072210A JP2616117B2 (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | 修飾電極用平板金属電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03273154A JPH03273154A (ja) | 1991-12-04 |
| JP2616117B2 true JP2616117B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=13482653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2072210A Expired - Lifetime JP2616117B2 (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | 修飾電極用平板金属電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616117B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8940141B2 (en) * | 2010-05-19 | 2015-01-27 | Lifescan Scotland Limited | Analytical test strip with an electrode having electrochemically active and inert areas of a predetermined size and distribution |
| CN110293021B (zh) * | 2019-07-22 | 2023-11-03 | 苏州百孝医疗科技有限公司 | 一种生物传感器电极自动覆膜机 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61167854A (ja) * | 1985-01-21 | 1986-07-29 | Murata Mfg Co Ltd | 液体センサ |
| JPH0648256B2 (ja) * | 1985-06-21 | 1994-06-22 | 松下電器産業株式会社 | バイオセンサ |
| US4762594A (en) * | 1987-01-29 | 1988-08-09 | Medtest Systems, Inc. | Apparatus and methods for sensing fluid components |
-
1990
- 1990-03-23 JP JP2072210A patent/JP2616117B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03273154A (ja) | 1991-12-04 |
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