JP2770783B2 - バイオセンサ素子の製造方法 - Google Patents
バイオセンサ素子の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバイオセンサ素子の製造
方法に関し、特に、固体化酵素膜を部分的に不活性にす
る方法に関する。
方法に関し、特に、固体化酵素膜を部分的に不活性にす
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の固定化酵素膜を形成して構成され
るバイオセンサは、例えば半導体あるいは絶縁性基板上
に電界効果トランジスタや貴金属電極を設置し、この上
の感応部に酵素を固定化した構造をとるものが知られて
いる。
るバイオセンサは、例えば半導体あるいは絶縁性基板上
に電界効果トランジスタや貴金属電極を設置し、この上
の感応部に酵素を固定化した構造をとるものが知られて
いる。
【０００３】このバイオセンサは、全面あるいは生体表
面から浸出させた浸出液のような溶液中の特定の有機物
が、固定化酵素中で、酵素の触媒作用により化学反応を
した時に生じる水素イオン濃度あるいは電子濃度の変化
を検出することにより特定の有機物の濃度を測定するも
のである。この選択性をもつ酵素の固定化膜の例とし
て、グルコース検出用としてグルコースオキシダーゼ
（ＧＯＤ）、乳酸検出用として乳酸オキシダーゼ膜など
が知られている。
面から浸出させた浸出液のような溶液中の特定の有機物
が、固定化酵素中で、酵素の触媒作用により化学反応を
した時に生じる水素イオン濃度あるいは電子濃度の変化
を検出することにより特定の有機物の濃度を測定するも
のである。この選択性をもつ酵素の固定化膜の例とし
て、グルコース検出用としてグルコースオキシダーゼ
（ＧＯＤ）、乳酸検出用として乳酸オキシダーゼ膜など
が知られている。
【０００４】一方、生体内グルコースを生体内表面から
無侵襲で測定する方法については、「ＮＥＣ技報」Ｖｏ
ｌ．１６，Ｎｏ．９（１９９３）第８３〜９１頁に於い
て論じられているが、イオン感応性電界効果トランジス
タ（以下ＩＳＦＥＴと記述）を同一基板に２個設置し、
１個は固定化酵素膜をつけ、他の１個にはｐＨセンサと
して機能するセンサとし、お互いの差動出力をとる方式
が述べられている。この場合、２本のＩＳＦＥＴの差動
をとるため、グルコース以外の成分に対する雑音出力信
号はほとんどキャンセルされて出力されず、したがっ
て、純粋にグルコースだけの濃度に対する出力信号が外
部に出力されることになり、高精度のグルコースセンサ
を実現している。
無侵襲で測定する方法については、「ＮＥＣ技報」Ｖｏ
ｌ．１６，Ｎｏ．９（１９９３）第８３〜９１頁に於い
て論じられているが、イオン感応性電界効果トランジス
タ（以下ＩＳＦＥＴと記述）を同一基板に２個設置し、
１個は固定化酵素膜をつけ、他の１個にはｐＨセンサと
して機能するセンサとし、お互いの差動出力をとる方式
が述べられている。この場合、２本のＩＳＦＥＴの差動
をとるため、グルコース以外の成分に対する雑音出力信
号はほとんどキャンセルされて出力されず、したがっ
て、純粋にグルコースだけの濃度に対する出力信号が外
部に出力されることになり、高精度のグルコースセンサ
を実現している。
【０００５】このようなＩＳＦＥＴを適用したグルコー
スセンサは、例えば図３に示すように、まずガラス基板
１上に形成されたＩＳＦＥＴ２上のイオン感光膜３の上
に形成されたフォトレジスト７を塗布パターン化し第１
および第２のＩＳＦＥＴ２上に開口部８を設ける。次に
牛血清アルブミン（ＢＳＡ），架橋剤（ＧＡ）だけの蛋
白質溶液を塗布硬化し（図３（ａ））リフトオフにより
開口部８だけに塗布された部分の蛋白質溶液硬化膜２０
だけを残す（図２（ｂ））。さらに２回目のフォトレジ
スト１７を塗布パターン化し第１のＩＳＦＥＴ上にだけ
開口部１８を設ける。次にＢＳＡ，ＧＡ，グルコースオ
キシダーゼ（ＧＯＤ）の混合溶液を塗布硬化し（図３
（ｃ））、リフトオフにより第１のＩＳＦＥＴの上部だ
けに前述のＢＳＡとＧＡの蛋白質溶液硬化膜と２回目の
ＢＳＡとＧＡ，ＧＯＤとの蛋白質溶液酵素膜１０との２
重積層膜１９を形成する（図３（ｄ））。したがって、
第１のＩＳＦＥＴは、グルコース以外の成分に対し感受
性を示し、第２のＩＳＦＥＴは、グルコースを含みほと
んどの成分に対して感受性を示すセンサ素子が完成す
る。このようなグルコースセンサは、第１のＩＳＦＥＴ
と第２のＩＳＦＥＴの出力信号を差動することにより高
精度で高性能なバイオセンサを作ることがでる。
スセンサは、例えば図３に示すように、まずガラス基板
１上に形成されたＩＳＦＥＴ２上のイオン感光膜３の上
に形成されたフォトレジスト７を塗布パターン化し第１
および第２のＩＳＦＥＴ２上に開口部８を設ける。次に
牛血清アルブミン（ＢＳＡ），架橋剤（ＧＡ）だけの蛋
白質溶液を塗布硬化し（図３（ａ））リフトオフにより
開口部８だけに塗布された部分の蛋白質溶液硬化膜２０
だけを残す（図２（ｂ））。さらに２回目のフォトレジ
スト１７を塗布パターン化し第１のＩＳＦＥＴ上にだけ
開口部１８を設ける。次にＢＳＡ，ＧＡ，グルコースオ
キシダーゼ（ＧＯＤ）の混合溶液を塗布硬化し（図３
（ｃ））、リフトオフにより第１のＩＳＦＥＴの上部だ
けに前述のＢＳＡとＧＡの蛋白質溶液硬化膜と２回目の
ＢＳＡとＧＡ，ＧＯＤとの蛋白質溶液酵素膜１０との２
重積層膜１９を形成する（図３（ｄ））。したがって、
第１のＩＳＦＥＴは、グルコース以外の成分に対し感受
性を示し、第２のＩＳＦＥＴは、グルコースを含みほと
んどの成分に対して感受性を示すセンサ素子が完成す
る。このようなグルコースセンサは、第１のＩＳＦＥＴ
と第２のＩＳＦＥＴの出力信号を差動することにより高
精度で高性能なバイオセンサを作ることがでる。
【０００６】また、特開昭６１−３５７８６号公報に記
載されているように、第１のＩＳＦＥＴ上に設置された
酵素膜にだけ電磁波を照射し、この部分の酵素膜を不活
性化して同様の効果を得る方法もある。
載されているように、第１のＩＳＦＥＴ上に設置された
酵素膜にだけ電磁波を照射し、この部分の酵素膜を不活
性化して同様の効果を得る方法もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のバイ
オセンサ素子の製造方法は、第１のＩＳＦＥＴと第２の
ＩＳＦＥＴとの蛋白質溶液効果膜は、まったくその組成
を変えなけらばならないため、少なくとも２回のフォト
レジストの塗布とパターン化の工程を経過せねばならな
い。この工程に伴なって、蛋白質溶液の配合は、第１回
目はＢＳＡとＧＡの混合溶液，第２回目はＢＳＡとＧＡ
とＧＯＤの混合溶液と２種類の蛋白質溶液を準備し塗布
する必要がある。とくにこの蛋白質溶液の塗布は、常温
にて作業すると粘度がただちに硬化し、膜厚がばらつ
き、所要膜質が１μｍとすれば、０．５〜３μｍ程度に
もなってしまう。このことを抑圧するために蛋白質溶液
そのものを０℃の氷水に浸漬して冷やして保管すると
か、塗布する工程時の雰囲気も４℃以下にして、可能な
かぎり温度上昇を抑え、架橋反応が進むのを抑圧して塗
布する場合があるが、作業性が悪く、湿気を含み、精度
の高い膜厚制御が出来ない。
オセンサ素子の製造方法は、第１のＩＳＦＥＴと第２の
ＩＳＦＥＴとの蛋白質溶液効果膜は、まったくその組成
を変えなけらばならないため、少なくとも２回のフォト
レジストの塗布とパターン化の工程を経過せねばならな
い。この工程に伴なって、蛋白質溶液の配合は、第１回
目はＢＳＡとＧＡの混合溶液，第２回目はＢＳＡとＧＡ
とＧＯＤの混合溶液と２種類の蛋白質溶液を準備し塗布
する必要がある。とくにこの蛋白質溶液の塗布は、常温
にて作業すると粘度がただちに硬化し、膜厚がばらつ
き、所要膜質が１μｍとすれば、０．５〜３μｍ程度に
もなってしまう。このことを抑圧するために蛋白質溶液
そのものを０℃の氷水に浸漬して冷やして保管すると
か、塗布する工程時の雰囲気も４℃以下にして、可能な
かぎり温度上昇を抑え、架橋反応が進むのを抑圧して塗
布する場合があるが、作業性が悪く、湿気を含み、精度
の高い膜厚制御が出来ない。
【０００８】また、第２回目のフォトレジストを塗布硬
化させる時、８０℃〜１２０℃程度の加熱処理を必要と
するが、この時、直前に塗布したＢＳＡとＧＡの混合液
硬化膜が、分解炭化しまったくｐＨ感受性を示さなくな
る問題を呈していた。
化させる時、８０℃〜１２０℃程度の加熱処理を必要と
するが、この時、直前に塗布したＢＳＡとＧＡの混合液
硬化膜が、分解炭化しまったくｐＨ感受性を示さなくな
る問題を呈していた。
【０００９】一方、所定の部分にのみ電磁波を照射し失
活させる製造方法に関しては、図４に示すように、第１
のＩＳＦＥＴ２と第２のＩＳＦＥＴ２とは近接して設置
してあるために、失活してはいけない第２のＩＳＦＥＴ
上には、電磁波４３を反射，遮蔽するための金属膜４１
を設置してパターン化しなければならない。またフォト
マスク２を使用して紫外線、赤外線、Ｘ線などの照射を
部分的に実施する方法にもあるが、使用する電磁波に対
応したフォトマスク４２を用意せねばならず、光源、酵
素膜の厚さなど、制御しなければならないパラメータが
多い、条件設定が複雑で作業性が悪いなどの欠点を有し
ている。とくに電磁波Ｘ線、紫外線はエネルギー吸収が
酵素膜で非常に少なく失活しにくい。本発明の目的は、
微小な部分に効率的に固定化酵素膜及び失活した固定化
酵素膜を形成する方法を提供することにある。
活させる製造方法に関しては、図４に示すように、第１
のＩＳＦＥＴ２と第２のＩＳＦＥＴ２とは近接して設置
してあるために、失活してはいけない第２のＩＳＦＥＴ
上には、電磁波４３を反射，遮蔽するための金属膜４１
を設置してパターン化しなければならない。またフォト
マスク２を使用して紫外線、赤外線、Ｘ線などの照射を
部分的に実施する方法にもあるが、使用する電磁波に対
応したフォトマスク４２を用意せねばならず、光源、酵
素膜の厚さなど、制御しなければならないパラメータが
多い、条件設定が複雑で作業性が悪いなどの欠点を有し
ている。とくに電磁波Ｘ線、紫外線はエネルギー吸収が
酵素膜で非常に少なく失活しにくい。本発明の目的は、
微小な部分に効率的に固定化酵素膜及び失活した固定化
酵素膜を形成する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のバイオセンサ素
子の製造方法は、微小電極あるいはイオン感応性電界効
果トランジスタが２個以上形成された基板上に酵素を固
定化して構成されるバイオセンサ素子の製造方法におい
て、前記微小電極あるいはイオン感応性電界効果トラン
ジスタを前記基板上に形成する工程と、前記微小電極あ
るいはイオン感応性電界効果トランジスタの所定部分に
前記酵素を所定パターンに互いに分離させて固定化する
工程と、固定化された該酵素膜の１個にのみ赤外レーザ
光をマスクを用いないで選択的に照射し不活性酵素膜に
する工程とを有することを特徴としている。
子の製造方法は、微小電極あるいはイオン感応性電界効
果トランジスタが２個以上形成された基板上に酵素を固
定化して構成されるバイオセンサ素子の製造方法におい
て、前記微小電極あるいはイオン感応性電界効果トラン
ジスタを前記基板上に形成する工程と、前記微小電極あ
るいはイオン感応性電界効果トランジスタの所定部分に
前記酵素を所定パターンに互いに分離させて固定化する
工程と、固定化された該酵素膜の１個にのみ赤外レーザ
光をマスクを用いないで選択的に照射し不活性酵素膜に
する工程とを有することを特徴としている。
【００１１】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す断面概略図である。
図１（ａ）はガラス基板上にまず２個ＩＳＦＥＴ２を形
成する工程を示す。１個のＩＳＦＥＴ２は参照用，他の
１個はセンサ用とする。Ｓｉ3 Ｎ4 膜からなるイオン感
応膜３で覆われているセンサ部はドレイン領域４，ソー
ス領域５，チャネル領域６から構成される多結晶シリコ
ン半導体層（ｐ−Ｓｉ）である。イオン感応膜３は約１
０００オングストローム，ｐ−Ｓｉ層も約１０００オン
グストローム，チャネル領域６の長さ対幅方向の寸法比
は約１００程度に設計してある。
る。図１は本発明の一実施例を示す断面概略図である。
図１（ａ）はガラス基板上にまず２個ＩＳＦＥＴ２を形
成する工程を示す。１個のＩＳＦＥＴ２は参照用，他の
１個はセンサ用とする。Ｓｉ3 Ｎ4 膜からなるイオン感
応膜３で覆われているセンサ部はドレイン領域４，ソー
ス領域５，チャネル領域６から構成される多結晶シリコ
ン半導体層（ｐ−Ｓｉ）である。イオン感応膜３は約１
０００オングストローム，ｐ−Ｓｉ層も約１０００オン
グストローム，チャネル領域６の長さ対幅方向の寸法比
は約１００程度に設計してある。
【００１２】図１（ｂ）は次にフォトレジスト７を塗
布、露光、現像を行ない前記２個のＩＳＦＥＴ２の所定
部分、すなわちチャネル領域６部分に段差約３μｍの開
口部８を設定する工程である。そのパターン化の方法
は、通常のＬＳＩの製造技術と同等である。
布、露光、現像を行ない前記２個のＩＳＦＥＴ２の所定
部分、すなわちチャネル領域６部分に段差約３μｍの開
口部８を設定する工程である。そのパターン化の方法
は、通常のＬＳＩの製造技術と同等である。
【００１３】図１（ｃ）は、次に酵素を固定化する工程
である。グルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）、グルター
ルアルデヒド架橋剤（ＧＡ）、牛血清アルブミン（ＢＳ
Ａ）の酵素混合溶液９を塗布する。その酵素混合溶液９
は約１５％程の組成で、大半は水であるため粘性は初期
状態で２〜３ｃｐｓ程度である。したがって、通常スピ
ン塗布を行うが、例えばその回転数３０００ｒｐｍ、時
間３０ｓｅｃ、温度４℃の条件で塗布し、レジストの開
口部８内に充填する。その後、常温にて約３Ｈｒ、硬化
させる。図１（ｄ）に示すように、堆積収縮が起り、そ
の厚さは約１μｍ程になりＩＦＦＥＴ上に酵素膜１０と
して固定化される。１μｍ程度は応答性、感度を考えた
時、最適な厚さとなる。
である。グルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）、グルター
ルアルデヒド架橋剤（ＧＡ）、牛血清アルブミン（ＢＳ
Ａ）の酵素混合溶液９を塗布する。その酵素混合溶液９
は約１５％程の組成で、大半は水であるため粘性は初期
状態で２〜３ｃｐｓ程度である。したがって、通常スピ
ン塗布を行うが、例えばその回転数３０００ｒｐｍ、時
間３０ｓｅｃ、温度４℃の条件で塗布し、レジストの開
口部８内に充填する。その後、常温にて約３Ｈｒ、硬化
させる。図１（ｄ）に示すように、堆積収縮が起り、そ
の厚さは約１μｍ程になりＩＦＦＥＴ上に酵素膜１０と
して固定化される。１μｍ程度は応答性、感度を考えた
時、最適な厚さとなる。
【００１４】次に図１（ｅ）に示すように、赤外レーザ
１１を参照用ＩＳＦＥＴ２上の固定化酵素膜１０にのみ
照射する。レーザ１１は、例えば、波長１．０６μｍの
Ｎｄ：ＹＡＧ赤外レーザ光を利用する。活性固定化酵素
膜を基本的に８０〜１５０℃程に加熱することが必要な
だけなので、レーザ光１１のパワーは例えば０．５Ｗ／
ｍｍ2 ，パルス幅数１０μＳの条件で充分である。レー
ザ照射装置は小規模で低価格のもので充分である。ＩＳ
ＦＥＴ２のチャネル領域６は、幅０．５ｍｍ，長さ５μ
ｍであれば、レーザ光１１のビームは光学的に集光でき
るのでとくに掃引する必要がなく固定位置で照射、加熱
し不活性酵素膜１３とする。次に図１（ｆ）に示すよう
にフォトレジスト７を除去する。開口部８に相当する部
分の酵素膜だけが残り、固定化工程を終了する。
１１を参照用ＩＳＦＥＴ２上の固定化酵素膜１０にのみ
照射する。レーザ１１は、例えば、波長１．０６μｍの
Ｎｄ：ＹＡＧ赤外レーザ光を利用する。活性固定化酵素
膜を基本的に８０〜１５０℃程に加熱することが必要な
だけなので、レーザ光１１のパワーは例えば０．５Ｗ／
ｍｍ2 ，パルス幅数１０μＳの条件で充分である。レー
ザ照射装置は小規模で低価格のもので充分である。ＩＳ
ＦＥＴ２のチャネル領域６は、幅０．５ｍｍ，長さ５μ
ｍであれば、レーザ光１１のビームは光学的に集光でき
るのでとくに掃引する必要がなく固定位置で照射、加熱
し不活性酵素膜１３とする。次に図１（ｆ）に示すよう
にフォトレジスト７を除去する。開口部８に相当する部
分の酵素膜だけが残り、固定化工程を終了する。
【００１５】このような製法によるバイオセンサ素子の
製造方法によれば、まずフォトリソグラフィー技術によ
り開口部８を精度良く形成できる。幅０．５ｍｍ長さ５
μｍ程度のチャネル領域６を覆うように酵素膜９を載置
すれば良いので、０．６μｍ±０．００５ｍｍ，幅０．
１ｍｍ±０．００５ｍｍなどのような精度で酵素膜９を
載置固定化できる。とくに、参照用ＩＳＦＥＴ上に必要
なグルコース以外の成分、少なくともｐＨ，電界質だけ
に感応性を有する不活性酵素膜１３を形成するには、従
来ではさらにもう１回のＰＲ工程と、ＧＯＤの含まない
蛋白質溶液の塗布、硬化工程を必要としないので、格段
の工程省略を実現される。
製造方法によれば、まずフォトリソグラフィー技術によ
り開口部８を精度良く形成できる。幅０．５ｍｍ長さ５
μｍ程度のチャネル領域６を覆うように酵素膜９を載置
すれば良いので、０．６μｍ±０．００５ｍｍ，幅０．
１ｍｍ±０．００５ｍｍなどのような精度で酵素膜９を
載置固定化できる。とくに、参照用ＩＳＦＥＴ上に必要
なグルコース以外の成分、少なくともｐＨ，電界質だけ
に感応性を有する不活性酵素膜１３を形成するには、従
来ではさらにもう１回のＰＲ工程と、ＧＯＤの含まない
蛋白質溶液の塗布、硬化工程を必要としないので、格段
の工程省略を実現される。
【００１６】また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザビームを所定部
分に選択的にステップアンドリピートで照射できるた
め、とくに照射部分を選択するためのメタルマスクやフ
ォトマスクを必要とせず、精度良く再現性のある失活処
理が可能となる。
分に選択的にステップアンドリピートで照射できるた
め、とくに照射部分を選択するためのメタルマスクやフ
ォトマスクを必要とせず、精度良く再現性のある失活処
理が可能となる。
【００１７】赤外レーザ光１１は、酵素膜１０に照射さ
れると、波長が１μｍ程度であるためほとんど吸収され
る。酵素膜１０の厚みが、１μｍであるためである。赤
外線では表面の約０．１μｍの深さにのみ吸収される
他、Ｘ線、マイクロ波のような電磁波では通過してしま
い、充分厚さ方向につき不活性酵素膜にすることが出来
ないのに対し、本実施例では確実に失活することが出来
る。赤外レーザ光を照射しないグルコースセンサ素子
と、照射した参照用素子の出力を差動処理することによ
り、グルコース濃度のみの精度の高い出力信号を検出で
きるようになる。
れると、波長が１μｍ程度であるためほとんど吸収され
る。酵素膜１０の厚みが、１μｍであるためである。赤
外線では表面の約０．１μｍの深さにのみ吸収される
他、Ｘ線、マイクロ波のような電磁波では通過してしま
い、充分厚さ方向につき不活性酵素膜にすることが出来
ないのに対し、本実施例では確実に失活することが出来
る。赤外レーザ光を照射しないグルコースセンサ素子
と、照射した参照用素子の出力を差動処理することによ
り、グルコース濃度のみの精度の高い出力信号を検出で
きるようになる。
【００１８】図２（ａ）〜（ｃ）には、本発明の第２の
実施例を示す断面概略図である。ガラス基板１上にフォ
トレジスト７の開口部８を形成し、酵素膜１０を塗布，
硬化する工程までは第１の実施例と同等である。まず、
図２（ａ）に示すように、フォトレジスト７をはく離す
る。図２（ｂ）に示すように、リフトオフでフォトレジ
スト７を溶解すれば、硬化した酵素膜１０は、フォトレ
ジスト７の開口部８に対応した部分にのみ残る。図２
（ｃ）に示すように、参照用ＩＳＦＥＴにのみ赤外レー
ザを照射して完了する。
実施例を示す断面概略図である。ガラス基板１上にフォ
トレジスト７の開口部８を形成し、酵素膜１０を塗布，
硬化する工程までは第１の実施例と同等である。まず、
図２（ａ）に示すように、フォトレジスト７をはく離す
る。図２（ｂ）に示すように、リフトオフでフォトレジ
スト７を溶解すれば、硬化した酵素膜１０は、フォトレ
ジスト７の開口部８に対応した部分にのみ残る。図２
（ｃ）に示すように、参照用ＩＳＦＥＴにのみ赤外レー
ザを照射して完了する。
【００１９】このような製造によるバイオセンサの製造
方法では、第１の実施例に示したと同等の効果が得られ
る他、フォトレジスト７を除去した後赤外レーザ光１１
照射を行うことにより、さらに高精度の酵素固定化パタ
ーンを得ることが出来る。すなわち参照用のＩＳＦＥＴ
上に不活性酵素膜１３を得るには、前述したように赤外
レーザ１１を照射するが、周辺にフォトレジストが存在
するとフォトレジスト自身も加熱効果され、架橋が促進
され残渣として残る場合があるが、これが無くなる。ま
た、多少赤外レーザ光ビーム径の精度もある程度穏和さ
れ、生産性がかなりの割合で改善されるようになる。
方法では、第１の実施例に示したと同等の効果が得られ
る他、フォトレジスト７を除去した後赤外レーザ光１１
照射を行うことにより、さらに高精度の酵素固定化パタ
ーンを得ることが出来る。すなわち参照用のＩＳＦＥＴ
上に不活性酵素膜１３を得るには、前述したように赤外
レーザ１１を照射するが、周辺にフォトレジストが存在
するとフォトレジスト自身も加熱効果され、架橋が促進
され残渣として残る場合があるが、これが無くなる。ま
た、多少赤外レーザ光ビーム径の精度もある程度穏和さ
れ、生産性がかなりの割合で改善されるようになる。
【００２０】なお、本実施例に於いては、ＩＳＦＥＴを
適用した場合で説明を進めたが、これに限定されること
が無く電流検出型素子のように、単なる対向して形成し
て構成されたパターンにも適用できる。
適用した場合で説明を進めたが、これに限定されること
が無く電流検出型素子のように、単なる対向して形成し
て構成されたパターンにも適用できる。
【００２１】また、赤外レーザ光は、Ｎｄ＝ＹＡＧレー
ザを利用したがドーパントはＮｄだけでなく、他にもＨ
ｏ，Ｅｒなどでも有効であるし、主結晶体もＹＡＧ，Ｇ
ＧＧ，ガラスを使った赤外レーザであっても有効であ
る。とくに本願の制限する技術分野ではなく、赤外であ
ればどんなものでも良く、新しい製造方法を実現するこ
とが出来る。また、本発明の実施例に於いてはグルコー
スのみを対象にしたバイオセンサ素子について説明した
が、これに限らず、尿素，乳酸，アルコール，電解質な
ど固有の酵素の選定を必要とするが、これらにも適用す
ることができる。
ザを利用したがドーパントはＮｄだけでなく、他にもＨ
ｏ，Ｅｒなどでも有効であるし、主結晶体もＹＡＧ，Ｇ
ＧＧ，ガラスを使った赤外レーザであっても有効であ
る。とくに本願の制限する技術分野ではなく、赤外であ
ればどんなものでも良く、新しい製造方法を実現するこ
とが出来る。また、本発明の実施例に於いてはグルコー
スのみを対象にしたバイオセンサ素子について説明した
が、これに限らず、尿素，乳酸，アルコール，電解質な
ど固有の酵素の選定を必要とするが、これらにも適用す
ることができる。
【００２２】酵素膜のパターン化は本願実施例ではフォ
トレジストのリフトオフによったが、代りに、スクリー
ン印刷，転写などによっても可能である。パターン化工
程が容易になり、量産化に適しているため、コスト的に
有利になる。但し、膜厚に対応してレーザ照射条件を設
定する必要がある。
トレジストのリフトオフによったが、代りに、スクリー
ン印刷，転写などによっても可能である。パターン化工
程が容易になり、量産化に適しているため、コスト的に
有利になる。但し、膜厚に対応してレーザ照射条件を設
定する必要がある。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、２個以上
のセンサ素子を用い差動型検出信号出力を得ようとする
場合、失活させ不活性にしたい部分は赤外レーザ光照射
を選択的に行い、容易に作成することが出来る。遮蔽用
の光学的マスクを必要とせず、照射部周辺の素子への影
響も小さくなるように制御できるようになる。
のセンサ素子を用い差動型検出信号出力を得ようとする
場合、失活させ不活性にしたい部分は赤外レーザ光照射
を選択的に行い、容易に作成することが出来る。遮蔽用
の光学的マスクを必要とせず、照射部周辺の素子への影
響も小さくなるように制御できるようになる。
【図１】（ａ）〜（ｆ）は本発明の第１の実施例を示す
工程断面図。 （ａ）：ＩＳＦＥＴ設置工程、（ｂ）：フォトレジスト
パターン化工程、（ｃ）：酵素膜塗布工程、（ｄ）：酵
素膜硬化行程、（ｅ）：不活性化行程、（ｆ）：フォト
レジストリフトオフ工程
工程断面図。 （ａ）：ＩＳＦＥＴ設置工程、（ｂ）：フォトレジスト
パターン化工程、（ｃ）：酵素膜塗布工程、（ｄ）：酵
素膜硬化行程、（ｅ）：不活性化行程、（ｆ）：フォト
レジストリフトオフ工程
【図２】（ａ）〜（ｃ）本発明の第２の実施例を示す工
程断面図。 （ａ），（ｂ）：フォトレジストリフトオフ工程、
（ｃ）：不活性工程
程断面図。 （ａ），（ｂ）：フォトレジストリフトオフ工程、
（ｃ）：不活性工程
【図３】従来の製造方法を示す酵素固定化方法。 （ａ），（ｂ）：第１のリフトオフ工程、（ｃ），
（ｄ）：第２のリフトオフ工程
（ｄ）：第２のリフトオフ工程
【図４】従来の失活処理を示す断面概略図。
１ ガラス基板 ２ ＩＳＦＥＴ ３ イオン感応膜 ４ ドレイン領域 ５ ソース領域 ６ チャネル領域 ７，１７ フォトレジスト ８，１８ 開口部 ９ 酵素混合溶液 １０ 酵素膜 １１ レーザ光 １３ 不活性酵素膜 １９ ２重積層膜 ２０ 蛋白質溶液硬化膜 ４１ 金属膜 ４２ フォトマスク ４３ 電磁波
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/327 G01N 27/414
Claims (3)
- 【請求項１】 微小電極あるいはイオン感応性電界効果
トランジスタが２個以上形成された基板上に酵素を固定
化して構成されるバイオセンサ素子の製造方法におい
て、前記微小電極あるいはイオン感応性電界効果トラン
ジスタを前記基板上に形成する工程と、前記微小電極あ
るいはイオン感応性電界効果トランジスタの所定部分に
前記酵素を所定パターンに互いに分離させて固定化する
工程と、固定化された該酵素膜の１個にのみ赤外レーザ
光をマスクを用いないで選択的に照射し不活性酵素膜に
する工程とを有することを特徴とするバイオセンサ素子
の製造方法。 - 【請求項２】 前記微小電極あるいはイオン感応性電界
効果トランジスタの所定部分に前記酵素を固定化する工
程は、前記所定部分にフォトレジストの開口部を設置す
る工程と、前記基板上に酵素、架橋剤、アルブミンなど
を含む蛋白質溶液を塗布する工程と、該蛋白質溶液を硬
化させる工程と、次に、前記フォトレジストをはく離
し、前記開口部にのみ前記酵素膜を残してパターン化す
る工程とを含むことを特徴とする請求項１記載のバイオ
センサ素子の製造方法。 - 【請求項３】 微小電極あるいはイオン感応性電界効果
トランジスタが２個以上形成された基板上に酵素を固定
化して構成されるバイオセンサ素子の製造方法におい
て、前記微小電極あるいはイオン感応性電界効果トラン
ジスタを前記基板上に形成する工程と、前記微小電極あ
るいはイオン感応性電界効果トランジスタの所定部分に
開口部を有するフォトレジストを形成する工程と、前記
開口部およびフォトレジスト上に酵素膜を形成して前記
開口部にて前記酵素膜を互いに分離させて固定化する工
程と、固定化された該酵素膜の１個にのみ赤外レーザ光
を選択的に照射し不活性酵素膜にする工程と、次に前記
フォトレジストをはく離し、前記開口部にのみ前記酵素
膜を残してパターン化する工程とを有することを特徴と
するバイオセンサ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7133691A JP2770783B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | バイオセンサ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7133691A JP2770783B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | バイオセンサ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327587A JPH08327587A (ja) | 1996-12-13 |
| JP2770783B2 true JP2770783B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=15110627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7133691A Expired - Lifetime JP2770783B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | バイオセンサ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2770783B2 (ja) |
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-
1995
- 1995-05-31 JP JP7133691A patent/JP2770783B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH08327587A (ja) | 1996-12-13 |
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