JP3193721B2 - センサー電極の製造方法 - Google Patents

センサー電極の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、電気化学センサー及び電気化学センサーに
使用する電極の製造方法に関するものである。
発明の背景 医療分野における血液中の検体の種々の検査や、環境
分野における水質汚染または土壌汚染の監視のためにセ
ンサーが使用されていることは良く知られている。これ
ら種々のセンサーによって、試薬や試料に接触させた２
以上の電極間に電位差を与えて電気化学的な測定がなさ
れている。２つの電極を有するセンサーは公知であっ
て、作用電極と、対極または照合電極／対極（「照合電
極」）で構成される。３つの電極を有するセンサーにつ
いては、作用電極と、対極と、照合電極とで構成され
る。上記すべてのセンサーの設計において、作用電極の
面積は、直接測定電流の量に影響を与えるため、作用電
極の面積の製造誤差の極力小さいセンサーを製造するこ
とが熱望されている。
センサーに使用する電極の製造は、切削、被覆、「厚
膜付着法」または「スクリーン印刷」、及び「薄膜付着
法」（集積回路の製造における方法と同様のもの）によ
って行われる。最近、電極を基板の表面にパターニング
するため、フォトリソグラフィーもまた使用されてい
る。これらの技術によって、電極の寸法を精密に決定
し、支持基板に置くことが可能となっているが、このよ
うな電極を有し、精密な測定に使用されるセンサーの能
力は、作用電極の面積の精度によって制限を受ける。
プリント回路基板（以下「PCB」と略称する。）及び
可撓性回路は、電気部品を接続する手段として電子工業
界において広く使用されている。そして、PCB及び可撓
性回路を製造するために２つの基本システムが使用され
ている。一つは加算法であり、もう一つは減算法であ
る。加算法では、絶縁性プラスチック、セラミックまた
は他の基板等の最上部に所望の回路パターンが構築され
る。また、減算法においては、絶縁基板（PCBの場合に
は、エポキシ結合ガラス繊維等、可撓性回路の場合には
ポリイミド等）が銅箔とともに層状に重ねられる。銅箔
は、その後、標準的なフォトリソグラフィー及び湿式化
学エッチング技術を使用してパターニングされる。銅回
路は、その後、ニッケル、金その他の金属でメッキされ
る。
しかし、PCB工業において周知の上記金属パターン技
術は、生物学の分野（検体検知等）には適していない。
上述のように、銅被覆基板上への金属メッキによって、
表面が不規則かつ粗くなるため、生物流体が下層の銅に
浸透し、測定に障害を与えるバックグラウンドの電気化
学的信号が増加することになる。さらに、センサーに広
く使用される銅及びニッケルはそれら自身、電位的に、
電気的に活性であるため、作用電極として使用すること
はできない。
発明の要約 本発明は、PCB工業において広く使用されているいく
つかの技術に新規な技術を適用することにより、電気化
学センサーに使用される高分解能電極を提供することを
目的とする。本発明にかかる方法によって製造された電
極は、精密で複製可能な大きさ及び形状を有し、また、
精密な作用電極の面積を有していることが重要である。
これらの電極が電気化学センサーに使用された場合、試
料が非常に小さくても、高精度の電気化学的測定が可能
となる。（血液試料の検体の測定にセンサーを使用した
場合の）本発明の顕著な利点としては、電気化学的測定
に使用する血液量が少なくて済み、これによって、少量
の試料を採取するための非常に痛みの少ないランセット
装置を用いることができる点がある。一態様として上記
電極を基板材とは別部品として製造することも可能であ
るため、２つの電極の製造工程を分けることができる点
も本発明の利点である。これによって、作用電極及び対
極に関連する薬品を分けることができる。
本発明にかかる電極製造方法では、最初に、（銅箔層
ではなく）裸の硬質のまたは可撓性の基板に高品質の金
属薄膜を形成する。そして、電極領域と接触パッドを精
密に形成するため、フォトリソグラフィーを使用して、
フォトレジストの一つの層に薄い金属層を形成してパタ
ーニングする。重要なのは、パターニング後、フォトレ
ジスト層を除去しないことであり、このフォトレジスト
層が完成した電気化学センサーの絶縁体として機能する
ことである。もう一つの方法として、電気絶縁材料を金
属層に直接、パターンとしてスクリーン印刷し、これに
よって電極領域と、接触パッドを構成する方法がある。
照合電極または対極の場合には、金属が標準PCB基板に
直接適用される。
そして、上記電極は、新規な電気化学センサーの製造
に使用することができ、このセンサーにおいて、電極は
相対向するように、または、隣接するように配置され
る。１または２の露出した電極面に試薬が触れると、試
料中の検体の電気化学的検知または測定がなされる。
図面の簡単な説明 図１は、本発明にかかる作用電極、対極または照合電
極のエレメントの製造方法の一実施例を示す図である。
図２は、本発明にかかる作用電極、対極または照合電
極のエレメントの製造方法の他の実施例を示す図であ
る。
図３は、本発明にかかる照合電極または対極のエレメ
ントの製造方法の一実施例を示す図である。
図４は、本発明にかかる照合電極または対極のエレメ
ントの製造方法の他の実施例を示す図である。
図５は、本発明にかかる対向電極電気化学センサーの
分解図である。
図６は、図５の対向電極電気化学センサーの組立図で
ある。
図7a乃至図7hは、本発明にかかる隣接電極電気化学セ
ンサーに使用する隣接する電極エレメントの製造方法を
示す図である。
図8aは、図7gの電極エレメントの上面図であって、図
8bは図7hの電極エレメントの上面図である。
図９は、本発明にかかる電気化学センサーの一実施例
の用量作用を示す図である。
発明の詳細な説明 生物液体において、電極を機能的にするために、ある
PCBの製造技術を適用するには、測定に関連する電位範
囲における電気化学的不活性によるところが大きく、こ
の電位の範囲は、銀／塩化銀（Ag/AgCl）において約−
１〜＋１ボルトの範囲である。本発明では、電極とし
て、銅箔層ではなく、高品質の貴金属薄膜が使用され
る。これらの薄い金属箔は、適当な箔状物質（例えば、
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド等）にス
パッタリングまたは蒸着により形成することができ、そ
の後、支持基板（例えば、カリフォルニア州、カナガパ
ークのCourtaulds Performance Films社製造のもの）に
積層される。あるいは、その金属薄膜を支持基板に直接
付着することができる。その結果得られた金属基板は、
非常に小さく、均一な粒径のものが得られ（直径10nm
（ナノメータ）乃至50nm）、さらに重要な点として、銅
等の電気化学的に活性な物質を含んでいない。上記のよ
うにして得られた表面は、生物溶液あるいは浸食性溶液
の中で電気化学的測定をするにあたってほとんど理想に
近いものである。第２絶縁基板が金属層に積層されると
ともに、精密にパターニングされ、開放電極領域及びメ
ータ接触パッドが形成される。第１絶縁基板、金属及び
第２絶縁基板の組み合わせを、本明細書において、「電
極エレメント」と呼ぶことにする。
以下に２種類の電極エレメントを示す。対向電極エレ
メントは、第２の対向電極エレメントと組み合わせて使
用するように設計される。両電極エレメントは、「サン
ドイッチ」状にスペーサによって分離される。本実施例
のものは、「対向電極電気化学センサー」と呼ばれる。
この対向電極電気化学センサーには、以下に示すよう
に、作用電極エレメント並びに対極エレメント若しくは
照合電極エレメントのいずれかが含まれる。「隣接」電
極エレメントは、同じ基板上に平行状に並んで製造され
る。この実施例におけるセンサーは、「隣接電極電気化
学センサー」と呼ばれる。この隣接電極電気化学センサ
ーには、作用電極エレメント並びに対極若しくは照合電
極のエレメントのいずれか、あるいは、作用電極、対極
及び照合電極エレメントが含まれる。
対向電極電気化学センサーの対向電極エレメントの製造 図１に示す本発明にかかるセンサー電極の製造方法に
よって、作用電極、対極または照合電極エレメントを製
造する。導電性材料１（例えば、貴金属、炭素等）を、
薄い支持材料２（例えば、ポリイミド、またはポリエス
テル、ポリエチレンテレフタレート（PET）等の他のポ
リマー、またはポリカーボネート等）上に真空スパッタ
リングまたは蒸着し、金属被覆薄型支持基板３（例え
ば、カリフォルニア州、カナガパークのCourtaulds Per
formance Films社製造のもの）を形成する。この工程
は、同じ手法による、クロム、チタンその他の適当な材
料（図１には示さず）の薄い基層の付着の前又は後に行
うことができる。薄い基層を形成する目的は、導電性材
料１と薄い支持材料２との接着性を増加させるためだけ
ではなく、導電性材料１の微細構造を安定させるためで
ある。
上記工程を行う代わりに、無電解メッキ法、または活
性化と電気メッキの組み合わせによって、導電性材料１
を薄い支持材料２の表面に付着させることも可能であ
る。これらの工程は周知であるが、以下に簡単に説明す
る。電気メッキでは、薄い支持材料２を洗浄し、必要で
あれば、その表面を粗くする工程を付加する。次に、薄
い支持材料２の表面を化学処理、すなわち、コロイド触
媒（例えば、PdCl2−SnCl2ヒロドゾル）によって活性化
する。このコロイド触媒は薄い支持材料２の表面に強力
に吸収される。基板と吸収された触媒を、次に「加速
槽」において処理する。これは、PdCl2を含有する酸浴
槽を使用した無電解メッキ法として周知の技術である。
最終的に、薄い支持材料２には、無電解メッキ浴槽にお
いてメッキし、薄い支持材料２の表面に導電性材料１の
薄い層を付着する。
電気メッキにより、商業化されている表面処理方法
（例えば、Solution Technology Systems社よる方法が
ある）によって、薄い支持材料２を最初に活性化する。
そして、電気メッキ工業において周知の方法により、薄
い支持材料２に、導電性材料１を電気メッキし、金属被
覆薄型支持基板３を形成する。
金属被覆薄型支持基板３は、適当な積層接着システム
（例えば、カリフォルニア州、カナガパークのCourtaul
ds Performance Films社のＺ−FLEX（登録商標）接着シ
ステム等）を使用して、（例えば、ミネソタ州、リッチ
フィールドのリッチフィールドプレシジョンコンポーネ
ンツ社の方法によって）第１絶縁基板４（例えば、ウィ
スコンシン州、ラクロッセのNorplex/Oak社製の10ミル
（0.254mm）厚さのFR4であって、ED130として入手可能
な裸のガラス繊維回路基板等）に積層する。
第１絶縁基板４としては、適当な非導通性ガラスや、
所望の支持剛性を有するプラスチック材料であればいか
なるものでも使用できる。この工程において、金属被覆
薄型支持基板３及び第１絶縁基板４はホットプレスを使
用して積層することも可能である。
一旦金属被覆薄型支持基板３が第１絶縁基板４に支持
されると、金属被覆薄型支持基板３は適当なはんだレジ
ストを使用して処理され、メータ及び電源に挿入される
電極領域及び接触パッド領域が形成される。金属被覆薄
型支持基板３の表面は、適当な溶媒システム（例えば、
クロロフルオロカーボン溶媒等）によって洗浄した後、
市販のソルダーレジストである第２絶縁基板５によっ
て、スクリーン印刷または流し塗りによって被覆し、製
造業者の明細書に示す要領で乾燥する。使用することが
できる市販のソルダーレジストの例としては、Enthone
−OMI社製の登録商標ENPLATE、DSR−3242のソルダーレ
ジスト（ネガ型レジスト）がある。第２絶縁基板５に
は、フォトマスク６を介して紫外線７を照射する。その
結果、第２絶縁基板５に潜像が発生し、紫外線７が照射
された領域は現像液に不溶解となる。現像の前に、フォ
トマスク６を除去する。使用すべき現像液の種類は工程
に応じて決定されるが、一般的には、そのレジストの製
造業者によって特定される。現像液による処理工程にお
いて第２絶縁基板５の一部が除去され、第１切欠部８及
び第２切欠部９が形成される。この手順に従えば、残っ
た第２絶縁基板５は熱と紫外線の適当な組み合わせよっ
て永久的に硬化され、生物流体に浸された場合の良好な
障壁を形成することができる。上記ネガ型ソルダーレジ
ストに加えて、本発明ではポジ型レジストを使用するこ
とも可能である。ポジ型ソルダーレジストの場合には、
レジストが、製造業者によって特定される電磁放射に曝
されなければ、使用されたレジストは現像液に不溶解で
ある。
上記フォトリソグラフィー工程の結果、第１切欠部８
及び第２切欠部９が第２絶縁基板５に形成され、下層の
金属被覆薄型支持基板３を露出させる。完成した電極エ
レメント11において、第１切欠部８の領域が電極領域を
形成し、第２切欠部９が、電極エレメント11とメータ及
び電源との間の接触パッドとして機能する。電極エレメ
ント11が照合電極エレメントの場合には、照合電極材料
（例えば、ミシガン州ポートフロンのAcheson Colloids
社製の＃DB2268、銀／塩化銀インク）が第１切欠部８に
よって形成される電極領域に追加した添加される。
重要なのは、フォトリソグラフィーを使用してレジス
ト層を除去することは周知であるが、本発明において
は、第２絶縁基板５が除去されず、完成した電気化学セ
ンサーにおいて絶縁基板として機能することである。さ
らに、ベントポート10、これは第２絶縁基板５、金属被
覆薄型支持基板３及び第１絶縁基板４を貫通している
が、完成した電気化学センサーにおいて毛管空間（以下
に示す）のベントポートとして及び／又は試料を毛管空
間に導入する手段として含まれ、使用される。この段階
では、後述する適当な電極領域に、必要ないかなる試薬
をも塗布することができる。
上述のように、第２絶縁基板を使用し、作用電極領域
及び接触パッドを形成するフォトリソグラフィーを行う
代わりに、薄膜絶縁材料を金属被覆薄型支持基板３にス
クリーン印刷することもできる。この薄膜絶縁材料は、
（例えば、Acheson Colloids社製の＃ML−25198またはD
uPont Electronics社製＃5018）によって紫外線硬化さ
せることができるとともに、（例えば、Metech社製＃71
92）によって熱硬化させることができる。薄膜絶縁材料
は、特定のパターンのスクリーンを介して適用すること
ができ、薄膜絶縁材料に第１切欠部８及び第２切欠部９
を形成することができる。これによって、下層の金属被
覆薄型支持基板３が露出する。完成した電極エレメント
では、第１切欠部８の領域は電極領域を形成し、第２切
欠部９は電極エレメントとメータ及び電源間の接触パッ
ドとして機能する。薄膜絶縁材料は、金属被覆薄型支持
基板を適用した後、光化学的に架橋結合するものを選択
することができる。これによって金属被覆薄型支持材料
の表面への安定性及び付着性が増加するだけでなく、不
透過障壁層が形成され、生物媒体に使用することが可能
となる。薄型支持材料もまた、完成した電気化学センサ
ーにおいて絶縁基板として機能する。ベントポールもま
た、上記のように、完成した電気化学センサーに試料を
導入する手段に含まれ、そのように使用される。
作用電極、対極、照合電極エレメントを製造するのに
使用する、本発明にかかるもう一つの方法を図２に示
す。本実施例では、導電性材料を、より可撓性の大きい
第１絶縁基板に直接付着する。これによって、電極エレ
メントをより安価に製造することができるとともに、ほ
ぼ連続生産に近い製造方法が得られる。導電性材料12を
真空スパッタリングまたは蒸着によって直接第１絶縁基
板13（例えば、カリフォルニア州、カナガパークのCour
taulds Performance Films社製造のもの）上に付着す
る。適当な基板の例としては、MYLAR（登録商標）基板
（デュポン社製）があり、約10ミル（0.254mm）の厚さ
を有する。その他の適当なプラスティック、ガラス、ガ
ラス繊維製の基板も使用可能である。第１絶縁基板13上
に導電性材料12を付着するためには、上記の方法に代わ
りに、上述の無電解メッキ法または電気メッキ技術を使
用することもできる。
そして、導電性材料12を、静止したロール形状のまま
流し塗りまたは漬け塗り液体ネガ性ソルダーレジスト
（例えば、チバガイギ製のソルダーレジストPROBOMER
（登録商標））等の第２絶縁基板14で被覆し、適当な赤
外線と加熱との組み合わせによって乾燥する。第２絶縁
基板14には、フォトマスク15を介して紫外線16が照射さ
れる。上記のように、第２絶縁基板14には潜像が現れた
ら、引き続いてフォトマスク15を除去し、現像液で処理
し、第２絶縁基板14の一部分を取り除き、第１切欠部17
及び第２切欠部18を形成する。（第２絶縁基板14を使用
する代わりに、上述の露光工程を介して得られるものに
相当する特定のパターンの非導通性インク層をスクリー
ン印刷することも可能である。）上述のとおり、第２絶
縁基板14もまた、永久的に硬化させることが可能であ
る。さらに、本発明においては、前述のもの以外のソル
ダーレジスト（例えばポジ型レジスト）を使用すること
も可能である。
完成した電極エレメント20において、第１切欠部17の
領域は電極領域を形成し、第２切欠部18は電極20とメー
タ及び電極との間の接触パッドとして機能する。上述の
ように、電極20が照合電極エレメントの場合には、照合
電極材料（例えば、ミシガン州ポートフロンのAcheson
Colloids社製の＃DB2268、銀／塩化銀インク）が、第１
切欠部17によって形成される電極領域に追加して使用さ
れる。
可撓性第１絶縁基板を利用する上記電極エレメントの
製造方法では、連続生産が可能となり、金属がロール状
の第１絶縁基板に付着される。金属層を形成したプラス
チックロールは、その後、第２絶縁基板によって被覆
し、ロールに沿って第２絶縁基板に、連続露光装置を介
して、一連の所望のパターン（電極領域及び接触パッ
ド）を露光処理する。その後、製造業者の明細書に従っ
て、当業者にとって周知の要領で現像処理し、硬化工程
へと移行する。多層電極の並びはプラスティックの連続
ロール上に支持されるが、上記方法によって、電極領域
及び接触パッド領域となる類似の金属露出領域が得られ
る。そして、試薬を、第２絶縁基板によって形成される
電極領域に適用する。接着性スペーサー層（後述する）
を、連続ロールラミネーションにより、第２絶縁基板
（または絶縁性インク）に形成する。そして、上記の要
領で、第２の電極ロールを製造し、活性電極領域及び試
薬をさらす毛管空間を形成するため、第１のロールに重
ねる。このように、材料の連続ロールに形成された多層
センサは、その後、梱包の前にウェブから打ち抜くか、
または型によって切断する。
上述のように、標準PCB基板（ガラス繊維基板に銅層
を積層したもの）は、電気化学測定において障害がある
ため、電気化学センサーの作用電極として使用するのは
不適切である。特に、メディエーターが作用電極の表面
上で酸化される場合（電着法）には、銅もまた酸化され
うるからであって、そのため電気化学的測定において障
害がある。しかし、照合電極または対極の表面において
還元が行われている場合（陰極法）には、銅は還元され
ず障害がないため、標準PCB基板を照合電極または対極
に使用することができる。第１絶縁基板として標準PCB
基板を使用した照合電極または対極の一実施例を説明す
る。
図３を参照しながら説明する。標準PCB基板には、ガ
ラス繊維製基板31に積層された銅層30を含み、第１絶縁
基板として使用される。導電性材料32（例えば、ミシガ
ン州ポートフロンのAcheson Colloids社製の＃DB2268、
銀／塩化銀インク）を、直接銅層30上にスクリーン印刷
することができ、露出した切欠部33が除去される。最終
的に、第１切欠部35及び第２切欠部33が形成されたスペ
ーサ34（例えば、両面に接着剤を塗布したMYLAR（登録
商標））が、導電性材料32の最上部に載置される。スペ
ーサ34もまた、他の適当なプラスティックやガラス繊維
によって形成することもできる。第１切欠部35及び第２
切欠部33は、レーザ法（例えば、ウィスコンシン州、サ
マーセットのLaser Machining社による方法がある）を
使用して切り欠くことも可能である。完成した照合電極
または対極エレメント37において、第１切欠部35の領域
は、下層の導電性材料32に露出し、照合電極または対極
領域を形成する。第２切欠部33は下層の銅層30に露出
し、照合電極または対極エレメント37とメータ及び電源
との間の接触パッドとして機能する。さらに、ベントポ
ート36が、スペーサ34、導電性材料32、銅層30及びガラ
ス繊維基板31を貫通し、上記のように、毛管空間のため
のベントポート及び／又は試料をこの毛管空間に導く手
段として機能する。
本発明にかかる照合電極または対極エレメントの製造
方法の他の実施例を図４に示す。第１導電性材料38（パ
ラジウム等）の薄い基層または安定層を、薄い支持物質
40上にスパッタリングまたは蒸着する。そして、第２導
電性材料39（銀等）の薄い層がそれに続き、金属層で被
覆された薄い支持物質41（例えば、カリフォルニア州、
カナガパークのCourtaulds Performance Films社製造の
もの）を形成する。上述のように、薄い支持材料40はポ
リイミド、またはポリエステル、PET、ポリカボネート
等の他のポリマーによって形成することができる。金属
層で被覆された支持物質41は、第１絶縁基板42に積層さ
れる。上述のように、この第１絶縁基板42はガラス繊
維、ガラス、プラスティックによって形成することがで
きる。別の方法として、第１導電性材料38を、薄い支持
材料40上ではなく、第１絶縁基板42上に直接スパッタリ
ング、または蒸着することも可能である。スペーサ43に
は、第１切欠部44及び第２切欠部45が含まれ、このスペ
ーサ43は金属被覆薄型支持基板41の最上部に載置され
る。スペーサ43には、上述のように、両面に接着剤が塗
布されたMYLAR（登録商標）基板、または他の適当なプ
ラスチックまたはガラス繊維を使用することができる。
最後に、第２導電性材料39が銀の場合には、酸化工程に
よって塩化銀46の層が形成されているスペーサ43の第１
切欠部44に塩化鉄（FeCl3）溶液（図示せず）を塗布す
る。照合電極領域を形成する工程もまた任意に、塩化鉄
（FeCl3）による処理の前に金属被覆薄型支持基板41の
表面にフォトレジスト層を適用し、パターニングするこ
とにより支援される。また、別の方法として、金属被覆
薄型支持基板41の選択された領域を塩化鉄（FeCl3）溶
液に浸すことによって上記と同様の結果が得られる。完
成した照合電極または対極エレメント48において、第１
切欠部44の領域が層46に露出し、照合電極または対極エ
レメント領域を形成する。第２切欠部45は金属被覆薄型
支持基板41に露出し、照合電極または対極エレメント48
とメータ及び電源との間の接触パッドとして機能する。
さらに、ベントポート47が形成され、このベントポート
47は、スペーサ43、金属被覆薄型支持基板41及び第１絶
縁基板42を貫通し、上記のように、完成した電気化学セ
ンサーに試料を導入するための手段として使用される。
対向電極電気化学センサー 本発明にかかる対向電極電気化学センサーの一実施例
を図５及び図６に示す。照合電極または対極エレメント
48が、作用電極エレメント11からスペーサ43によって空
間的に離間している。（スペーサ43は、通常、製造工程
において照合電極または対極エレメント48に貼着される
が、図５に示す目的のために、エレメント48から分離し
て示す。）スペーサ43の第１切欠部44は、照合電極また
は対極エレメント48と電極エレメント11との間に位置す
る場合には、毛管空間49を形成する。作用電極エレメン
ト11の第１切欠部８は、毛管空間49にさらされている金
属被覆薄型支持基板３の作用電極領域を露出している。
スペーサ43の第１切欠部44は、照合電極または対極エレ
メント48に貼着された場合には、層46を形成し（図５の
仮想線によって示される）、層46はさらに毛管空間49に
露出する。第２切欠部９及び45は、それぞれ金属被覆薄
型支持基板３及び金属被覆薄型支持基板41を露出し、電
気化学センサー52とメータ及び電源との間の接触パッド
として機能する。
図６に示す電気化学センサー52において、毛管空間49
（仮想線によって示される）は、電気化学センサーの一
つの縁に、第１の開口50を有する。さらに、作用電極エ
レメントのベントポート10及び／又は照合電極若しくは
対極エレメント48のベントポート47は、毛管空間49に第
２の開口51を提供するのに使用することができる。ベン
トポートは、毛管空間に試料を導入する手段として任意
に使用される。使用に際しては、検出または測定される
べき検体を含有する試料を、開口50またはベントポート
51のいずれかを通して、電気化学センサー52の毛管空間
49に導入する。いずれの場合でも、試料は、毛管現象に
より電気化学センサーの中に即座に入り込む。（試料を
毛管空間に入り込みやすくするため、毛管空間に界面活
性剤を含ませることが好適である。）その結果、電気化
学センサーが、測定者の介在なしに、自動的に測定され
る試料の体積を制御する。さらに、試料は全部毛管空間
49内に存在するため、電気化学センサー52が挿入される
メータ及び患者の汚染を軽減あるいは除去することがで
き、試料が血液または生物流体である場合には顕著な効
果がある。
隣接電極電気化学センサーに使用する隣接電極エレメン
トの製造 本発明によって、隣接電極エレメントを製造すること
も可能であり、図７及び図８に示すように、隣接電極電
気化学センサーが形成される。この工程は上述の対向電
極エレメントの製造工程と類似のものである。しかし、
電極は同じ支持基板上で互いに隣接するため、さらに金
属エッチング工程が必要となる。導電性材料61（貴金属
等）を薄い支持材料62（例えば、ポリイミド、またはポ
リエステル、PET、ポリカーボネート等の他のポリマ
ー）上に真空スパッタリングまたは蒸着し、上述のよう
に、金属被覆薄型支持材料63を形成する。（図7a乃至図
7b。）この工程は、薄い基層の付着の前又は後に行うこ
とができる。上記工程を行う代わりに、上述のように、
無電解メッキ法、または活性化と電気メッキの組み合わ
せによって、導電性材料61を薄い支持材料62の表面に付
着させることも可能である。金属被覆薄型支持材料63
を、適当な積層接着システム（例えば、カリフォルニア
州、カナガパークのCourtaulds Performance Films社の
Ｚ−FLEX（登録商標）貼着システム等）によって、第１
絶縁基板64（例えば、10ミル（0.254mm）厚さのFR4裸ガ
ラス繊維回路基板等）に積層する。（図7b。）第１絶縁
基板64には、上述のとおり、適当な非導電性ガラスやプ
ラスチック材料を使用できる。この工程において、金属
被覆薄型支持材料63及び第１絶縁基板64はホットプレス
を使用して貼着することも可能である。
金属被覆薄型支持材料63の表面は、適当な溶媒系によ
って洗浄した後、光活性エッチレジズト65で被覆する。
（図7c。）ポジ型またはネガ型のいずれのエッチレジス
トをも使用することができる。被覆方法は、半水溶性の
レジストが使用されるかは液体レジストが使用されるか
によって決定される。半水溶性のレジストは、一般的
に、積層工程において適用される。一方、液体レジスト
は、漬け塗り、吹付塗り、流し塗り、スクリーン印刷さ
れる。特に、ネガ型のエッチレジストの場合には、デュ
ポン社によって、「RESISTON」の商標名で販売されてい
る半水溶性レジストがホットロール積層工程において適
用される。光活性エッチレジスト65、金属被覆薄型支持
材料63及び第１絶縁基板64には、フォトマスク66を介し
て紫外線67が照射され、15分間180゜Fで焼成される。
（図7d。）その結果、光活性エッチレジスト65に潜像が
形成され、紫外線67に曝された領域が現像液に不溶とな
る。現像液中での処理によって光活性エッチレジスト65
の露光されなかった領域の下層の金属被覆薄型支持材料
63にさらされていた部分が除去される。（図7e。） そして、基板全体を、化学エッチング用腐食液（例え
ば、導電性材料61が金の場合には王水またはKI及びI2溶
液が使用できる）を含む浴槽の中に浸し、攪拌しながら
制御した温度でインキュベートする。この化学エッチン
グ用腐食液は、露出した金属被覆薄型支持材料63を溶解
するが、光活性エッチレジスト65によって被覆された金
属被覆薄型支持材料63の部分を溶解することはできな
い。（図7f。）そして、光活性エッチレジスト65を、金
属被覆薄型支持材料63を所望の電極パターンに形成させ
た溶液とともに除去する。（図7g及び図8a。）この電極
パターンには、例えば、接触パッド69、リード70、及び
電極領域71が含まれる。（図8a。）最終的に、リード70
は第２絶縁基板68によって絶縁され、第２絶縁基板68
は、上述のように、対向する電極を形成するため、ソル
ダーレジストまたはスクリーン印刷可能な絶縁基板で構
成することができる。（図7h及び図8b。） 本発明では、銀を直接対極に電気メッキした後、FeCl
3で処理して表面の銀を塩化銀に変換することにより、
対極を任意に照合電極に変換することが可能である。こ
の工程を促進するため、電気防食用連結バスを組み入れ
るように設計することができ、これによって、多数の電
極を一つの工程で電気メッキすることができる。メッキ
工程がバッチ工程として行われるため、メッキ工程の
間、金属の他の領域を保護する必要がある。この金属の
他の領域の保護は、上述と同様の方法によって、隣接す
る作用電極／対極にエッチレジストを行うことによって
解決される。別の方法としては、照合電極材料の一つの
層（塩化銀インク等）を、金属層の最上部にスクリーン
印刷して照合電極を製造する方法がある。
試薬 検体（グルコース等）の濃度に対して選択的でかつ感
度の高い信号を生じさせることが充分可能なセンサーを
提供するための作用電極、照合電極、及び対極には、多
くの異なる種類の試薬を適用することができる。これら
の試薬は、上記のような電気化４学センサーの作用電極
の領域に、自動機械式ディペンサー、スクリーン印刷、
スロット塗布、ロール塗布、スピン塗布、ナイフ塗布、
またはインクジェット印刷等を使用して塗布することが
できる。（場合によっては、作用電極及び対極の両方を
試薬で被覆することもできる。）このように塗布された
試薬は電極に薄膜を形成し、試料（血液等）を適用した
ときには、急速に膨潤し、そのときに、電極に対して適
当な電位が印加され、電流が測定される。電流を測定す
ることにより、目的の試料中の検体濃度が測定できる。
高分子材料及びこの試薬を含有した毛管空間を使用する
ことにより、患者の指に巻かれている部分におけるセン
サー中の化学薬品による汚染の危険性をかなり低減する
ことができる。
血液試料全体の中のグルコースの測定に際し、作用電
極エレメント及び照合電極エレメントを有する対向電極
電気化学センサーを使用するように設計された場合に、
本発明において使用することのできる試薬の例を以下に
示す。試薬の成分を表１に示す。
表１ 試薬成分 成分 量 ２−（Ｎ−モルフォリオ） 100ミリモル（mM） スルホン酸エタン（MES緩衝剤） トリトン Ｘ−100 0.08重量％ ポリビニルアルコール（PVA） モル．重量 10K、88％加水分解 1.00重量％ イミダゾールオスミウムメディエーター （復元型、合成については方法下記参照） 6.2ミリモル（mM） グルコースオキシダーゼ 6000ユニット/ml 以下に、イミダゾールオスミウムメディエーターの復
元型の合成方法について述べる。まず、オスミウムの中
間体（Os（bpy）2CL2）が最初に合成される。そして、
イミダゾールオスミウムメディエーターの復元型［Os
（II）（bpy）２（im）Cl］＋［Cl］−が合成される。
（「bpy」は、２−２′ビピリジンの短縮形であって、
「im」はイミダゾールの短縮形である。） オスミウムの中間体の合成 （１）19.335gのK2OsCl6（0.04019モル、Aldrich製）、
及び13.295gのbpy（0.08512モル、Aldrich製）を計量
し、1000mlの１首フラスコに移す。
（２）400mlのN,N′−ジメチルホルムアミド（DMF、Mal
linckrodt製）を前記フラスコに加え、すべての反応物
を溶解する。
（３）前記フラスコの内容物を攪拌しながら、還流加熱
（152乃至54℃）する。還流は、１時間低温に維持し
（設定値を可変変圧器によって100％から65％に下げ
る）、過沸騰を避ける。
（４）加熱に停止し、前記フラスコを連続攪拌しながら
１時間乃至２時間かけて、30℃乃至40℃に冷却する。
（５）上記混合物を、中間グレードのガラス溶融解フィ
ルタ（150ml）を使用して真空濾過する。
（６）前記フラスコを20mlのDMFで洗い流し、前記フィ
ルターに注ぐ。
（７）濾過されたDMF溶液を３リットルビーカーに移
す。
（８）22.799gのNa2S2O4（マリンクロット製）を計量
し、別の２リットルビーカーに移す。
（９）２リットルの脱イオン水を前記ビーカーに加えて
Na2S2O4を溶解する。
（10）前記Na2S2O4水溶液を滴下漏斗に移し、前記攪拌
したDMF溶液に、45分間にわたって滴下する（約５滴／
秒）。
（11）上記混合物を、氷浴槽において３時間以上冷却す
る。
（12）冷却した混合物を、セラミックフィルタにワット
マン質のフィルタ紙を使用して真空濾過する。
（13）濾過物を50mlの水で２回、50mlのメタノールで２
回、50mlのジエチルエーテルで２回、それぞれ洗浄す
る。
（14）生成物、Os（bpy）2Cl2を、50℃で、高真空度
（約30インチ水銀柱）の下で15時間以上（一晩）乾燥す
る。
（15）生成物を計量し、ネジキャップ付き褐色容器に移
し、室温にてデシケータの中で保管する。生成量は理論
値が23.35gであったが、実際には15.56g生成され、収率
は66.6％であった。
イミダゾールオスミウムメディエーターの還元型の合成
方法 （１）14.01gのOs（bpy）2CL2（0.0244モル）、及び2.3
0gのイミダゾール（0.0338モル、Aldrich製）を計量
し、2000mlの１首フラスコに移す。
（２）600mlのエタノールと600mlの脱イオン水を加え、
上記混合物をすべて溶解する。
（３）前記フラスコの内容物を、攪拌しながら還流加熱
する。還流は、６時間低温に維持し（可変変圧器によっ
て、設定値を90％から60％に下げる）、過沸騰を避け
る。
（４）加熱を停止し、前記フラスコを１時間かけて30℃
乃至40℃に連続攪拌しながら冷却する。
（５）前記溶液の半分を、1000mlの１首フラスコに移
し、その溶液をロータリーエバポレーターで蒸発させ
る。溶液の残りを前記フラスコに加えロータリーエバポ
レーターで蒸発させる。
（６）乾燥生成物を、50mlのエーテルでフラスコの壁面
上で洗い流し、洗浄に使用したエーテルを廃棄する。
（７）生成物を、50℃で、高真空度（約30インチ水銀
柱）の下で15時間以上（一晩）乾燥する。
（８）フラスコから付着物を掻き取り、生成物（［Os
（II）（bpy）２（im）Cl］＋［Cl］−）を採取する。
生成物を計量し、ネジキャップ付き褐色容器に移し、室
温にてデシケータの中で保管する。生成量は理論値が1
6.3であったが、実際には16.1g生成され、収率は98.8％
であった。
以下に、表１に示す試薬の準備方向、及び対向電極エ
レメントと組み合わせて使用して、電気化学センサーを
形成する方法について説明する。
（１）ポリマーマトリックス （ａ）1.952gのMES緩衝剤を85mlのナノグレードの水に
添加する。
混合物が溶解するまで攪拌する。溶液のpHを、NaOHを使
用して5.5に調節するとともに、溶液全体を100mlとす
る。
（ｂ）0.08gのトリスＸ−100及び1gのPVAを、150mlビー
カに添加する。緩衝剤溶液を添加して、溶液の全体重量
を100gとする。混合物を加熱、沸騰させ、PVAを溶解す
る。
（２）被覆混合物 （ａ）4.0mgの還元オースミウムメディエーター、［Os
（II）（bpy）２（im）Cl］＋［Cl］−を1mlのポリマー
マトリックスに添加する。混合物をかき混ぜ、メディエ
ーターを溶解する。混合物に6000ユニットのグルコース
オキシダーゼを添加し、酵素が溶解するまで溶液を混合
する。
本発明においては、上記試薬を使用することが好適で
あるが、他の種類の試薬、特に、流体試料中の検体と反
応して、流体試料中の検体濃度と相関関係のある、電気
化学的測定が可能な信号を発生させることのできる試薬
を使用することもできる。試薬は少なくともメディエー
ター及び酵素を含有していなければならない。試料は、
さらに、上記のように、緩衝剤、膜形成剤及び界面活性
剤を含んでいることが好適である。
他のレドックスメディエーター系（例えば、レドック
スメディエーターとして、上記イミダゾールオスミウム
メディエーターではなく、フェリシアン化カリウムを使
用した系）を利用することも可能であり、また、レドッ
クスポリマー系（この系では、メディエーター及び酵素
が電極表面上で固定される）を使用することも可能であ
る。
電気化学センサーの使用 上記電気化学センサーは、患者の指やその他の部位か
ら芽刺装置によって採取された少量の血滴（３μｌ乃至
20μｌ）を使用して、血液中のグルコースレベルを決定
するのに使用されるが、この用途に限定されるものでは
ない。測定に要する試料が少量で良いことが発明の顕著
な利点である。これによって、少量の試料を採取するた
めの非常に痛みの少ない芽刺装置を提供することができ
る。
対向電極電気化学センサーの製造及び使用例として、
全血試料中のグルコース濃度の測定がある。以下、これ
について説明する。照合電極エレメントが上記のように
して製造され、導電性材料として金を有するとともに、
金の一部（毛管空間）を露出させるためスペーサが設け
られる。銀／塩化銀ポリマー厚膜インク（Acheson Coll
oids製DB2286）を２対１の重量割合でブトキシエタノー
ルによって希釈する。これによって得られた2.5μｌの
混合物を毛管空間に移し、毛細領域の全体に広げる。そ
して、電極を90℃で15分間乾燥する。
作用電極エレメントは上記の方法によって製造され、
導電性材料として金を有する。１μｌの被覆混合物（上
記例示した試薬から得られる）を作用電極エレメントの
電極表面に塗布する。被覆された電極は45℃で15分間乾
燥される。
作用電極エレメントは、上記のように、また、図５及
び図６に記載のように、照合電極エレメントとともにサ
ンドイッチ状に形成され、電気化学センサーが完成す
る。以下に説明するように、完成した電気化学センサー
は、グルコース分析に使用される。作用電極の電位は、
銀／塩化銀照合電極に対して、ポテンショスタットによ
って、＋200ミリボルト（mV）に調節される。10μｌの
添加糖を加えた静脈血を、第１の開口50を通して毛管空
間49に添加する。そして、試料を電気化学センサーに添
加してから10秒後に電流を測定する。図９は、グルコー
スが異なるレベルにある糖を加えた静脈血の検査により
得られた用量作用曲線を示す。
本発明にかかる方法によって製造された電気化学セン
サーは、接触タブが電気的な接続をなし、測定回路を組
み込んだ小型のメータに挿入して使用することが好適で
ある。このメータには、通常、電流値の測定についての
アルゴリズムが組み込まれ、これによって、検体レベル
が測定され、目視にて確認できるように表示される。電
源及びメータの改良例としては、本願と同一出願人によ
る米国特許4,963,814、「二股電源の調整」（パークス
ら、特許日1990年10月16日）、米国特許4,999,632、
「ノイズ低減アナログデジタル変換」（パークスら、特
許日1991年３月21日）、米国特許4,999,582、「電気化
学センサー電極励起回路」（パークスら、特許日1991年
３月12日）、米国特許5,243,516、「バイオセンシング
装置及び方法」（ホワイト、特許日1993年９月７日）が
あり、これらの開示内容は本明細書において包含され
る。
本発明は、当業者が本発明にかかる装置を製造及び使
用できる程度に、また、本発明を実施する際の最良の実
施例を知ることができるように、さらに、他の発明及び
従来技術と区別できるように、上記明細書及び図面に充
分に明瞭かつ簡潔に記載されている。本発明の多くの変
更例及び本発明の他の分野への自明な適用が即座に考え
られるが、これらは下記の特許請求の範囲に記載の発明
の技術的範囲に含まれるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コーダル，リチャード ジェイ. アメリカ合衆国 46077 インディアナ 州 ジオンスヴィル，クラークストン ロード 11073番地 (72)発明者 サリッジ，ニゲル エー. アメリカ合衆国 46240 インディアナ 州 インディアナポリス，90ティーエイ チ ストリート 1248 イー．番地 (72)発明者 ウィルセイ，クリストファー ディー. アメリカ合衆国 46032 インディアナ 州 カーメル，オーク ドライブ 516 番地 (56)参考文献 特開 平５−343396（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−291153（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−139246（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−215711（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/28 331 C12M 1/40 G01N 27/327 G01N 27/416

Claims (62)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】流体試料中の検体濃度を測定するのに有用
    な電気化学センサーであって、 （ａ）相対向する作用電極エレメント及び対極エレメン
    トを設け、前記作用電極及び対極のエレメント間に毛管
    空間を形成する第１切欠部と、前記対極エレメントとメ
    ータ及び電源との間の電気接続を可能にする第２切欠部
    を有するスペーサによって、前記電極が空間的に離間
    し、前記作用電極エレメント又は対極エレメントにおけ
    る一つのポートから前記毛管空間がベント（ガス抜き）
    され、 前記作用電極エレメントが、 （１）第１絶縁基板と、 （２）該第１絶縁基板に付着された導電性材料と、 （３）該導電性材料と前記スペーサに付着された第２絶
    縁基板を含み、該第２絶縁基板は、前記導電性材料の一
    部を前記毛管空間に露出させるための第１切欠部と、前
    記導電性材料と前記メータ及び電源との間の接触を可能
    にする第２切欠部を有し、 前記対極エレメントが、 （１）絶縁基板と、 （２）前記絶縁基板及び前記スペーサに付着された導電
    性材料を含み、 （ｂ）前記毛管空間に試薬が配置され、該試薬が前記流
    体試料中の前記検体と特異的に反応し、前記流体試料中
    の検体濃度と相関関係のある、電気化学的測定が可能な
    信号を発生させることができる、 ことを特徴とする電気化学センサー。
  2. 【請求項２】ベントポートが前記作用電極エレメント及
    び前記対極エレメントを貫通することを特徴とする請求
    項１記載の電気化学センサー。
  3. 【請求項３】前記対極エレメントがさらに、 （３）前記導電性材料と前記スペーサに付着された第２
    絶縁基板を有し、 該第２絶縁基板が、前記導電性材料の一部を前記毛管空
    間に露出させるための第１切欠部と、前記スペーサの前
    記第２切欠部に重なる第２切欠部を有する、 ことを特徴とする請求項２記載の電気化学センサー。
  4. 【請求項４】前記作用電極エレメントの前記導電性材料
    が貴金属または炭素であることを特徴とする請求項３記
    載の電気化学センサー。
  5. 【請求項５】前記対極エレメントの前記導電性材料が貴
    金属または炭素であることを特徴とする請求項４記載の
    電気化学センサー。
  6. 【請求項６】前記第２絶縁基板がソルダーレジストであ
    ることを特徴とする請求項５記載の電気化学センサー。
  7. 【請求項７】さらに、 （ｄ）前記電源が前記作用電極及び対極のエレメントと
    電気的に接続し、 （ｅ）前記メータが、前記作用電極及び対極のエレメン
    トと電気的に接続するとともに、電流を測定することが
    できる、 ことを特徴とする請求項６記載の電気化学センサー。
  8. 【請求項８】前記試薬がメディエーターと酵素を含むこ
    とを特徴とする請求項７記載の電気化学センサー。
  9. 【請求項９】前記試薬がさらに、緩衝剤、膜形成剤及び
    界面活性剤を含むことを特徴とする請求項８記載の電気
    化学センサー。
  10. 【請求項１０】前記メディエーターが［Os（II）（bp
    y）２（im）Cl］＋［Cl］−であって、前記酵素がグル
    コースオキシダーゼであることを特徴とする請求項８記
    載の電気化学センサー。
  11. 【請求項１１】前記検体がグルコースであり、前記メデ
    ィエーターが［Os（II）（bpy）２（im）Cl］＋［Cl］
    −であり、前記酵素がグルコースオキシダーゼであり、
    前記緩衝剤がMES緩衝剤であり、前記膜形成剤がポリビ
    ニルアルコールであり、前記界面活性剤が非イオン界面
    活性剤であることを特徴とする請求項９記載の電気化学
    センサー。
  12. 【請求項１２】流体試料中の検体濃度を測定するのに有
    用な電気化学センサーであって、 （ａ）相対向する作用電極エレメント及び照合電極エレ
    メントを設け、電気作用電極及び照合電極のエレメント
    間に毛管空間を形成する第１切欠部と、前記照合電極エ
    レメントとメータ及び電源との間の電気的接続を可能に
    する第２切欠部を有するスペーサによって、前記電極が
    空間的に離間し、前記作用電極エレメント又は照合電極
    エレメントにおける一つのポートから前記毛管空間がベ
    ントされ、 前記作用電極エレメントが、 （１）第１絶縁基板と、 （２）該第１絶縁基板に付着された導電性材料と、 （３）該導電性材料と前記スペーサに付着された第２絶
    縁基板を含み、該第２絶縁基板は、前記導電性材料の一
    部を前記毛管空間に露出させるための第１切欠部と、前
    記導電性材料と前記メータ及び電源との間の接触を可能
    にする前記第２切欠部を有し、 前記照合電極エレメントが、 （１）絶縁基板と、 （２）前記絶縁基板及び前記スペーサに付着された導電
    性照合物質を含み、 （ｂ）前記毛管空間に試薬が配置され、該試薬が前記流
    体試料中の前記検体と特異的に反応し、前記流体試料中
    の検体濃度と相関関係のある、電気化学的測定が可能な
    信号を発生させることができる、 ことを特徴とする電気化学センサー。
  13. 【請求項１３】ベントポートが前記作用電極エレメント
    及び前記照合電極エレメントを貫通することを特徴とす
    る請求項12記載の電気化学センサー。
  14. 【請求項１４】前記照合電極エレメントがさらに、 （４）前記照合電極材料と前記スペーサに付着された第
    ２絶縁基板を含み、該第２絶縁基板が、前記導電性材料
    の一部を前記毛管空間に露出させるための第１切欠部
    と、前記スペーサの前記第２切欠部に重なる第２切欠部
    を有する、ことを特徴とする請求項13記載の電気化学セ
    ンサー。
  15. 【請求項１５】前記作用電極エレメントの前記導電性材
    料が貴金属または炭素であることを特徴とする請求項14
    記載の電気化学センサー。
  16. 【請求項１６】前記照合電極エレメントの前記導電性照
    合材料が銀／塩化銀であることを特徴とする請求項15記
    載の電気化学センサー。
  17. 【請求項１７】前記第２絶縁基板がソルダーレジストで
    あることを特徴とする請求項16記載の電気化学センサ
    ー。
  18. 【請求項１８】さらに、 （ｄ）前記電源が前記作用電極及び照合電極のエレメン
    トと電気的に接続し、 （ｅ）前記メータが前記作用電極及び照合電極のエレメ
    ントと電気的に接続するとともに、電流を測定すること
    ができる、 ことを特徴とする請求項17記載の電気化学センサー。
  19. 【請求項１９】前記試薬が酸化還元メディエーターと酵
    素を含むことを特徴とする請求項18記載の電気化学セン
    サー。
  20. 【請求項２０】前記試薬がさらに、緩衝剤、膜形成剤及
    び界面活性剤を含むことを特徴とする請求項19記載の電
    気化学センサー。
  21. 【請求項２１】前記酸化還元メディエーターが［Os（I
    I）（bpy）２（im）Cl］＋［Cl］−であって、前記酵素
    がグルコースオキシダーゼであることを特徴とする請求
    項19記載の電気化学センサー。
  22. 【請求項２２】前記検体がグルコースであり、前記酸化
    還元メディエーターが［Os（II）（bpy）２（im）Cl］
    ＋［Cl］−であり、前記酵素がグルコースオキシダーゼ
    であり、前記緩衝剤がMES緩衝剤であり、前記膜形成剤
    がポリビニルアルコールであり、前記界面活性剤が非イ
    オン界面活性剤であることを特徴とする請求項20記載の
    電気化学センサー。
  23. 【請求項２３】流体試料中の検体濃度を測定するのに有
    用な電気化学センサーであって、 （ａ）第１絶縁基板と、 （ｂ）作用電極及び対極（該電極は第１と第２の端部及
    び中間部を有し、所定のパターンで前記第１絶縁基板に
    付着され、該パターンはフォトリソグラフィー及び化学
    エッチングの組み合わせによって規定される）と、 （ｃ）前記作用電極及び対極の前記中間部に重なる第２
    絶縁基板と、 （ｄ）少なくとも前記作用電極の前記第１端部に配置さ
    れた試薬（該試薬は前記流体試料中の前記検体と特異的
    に反応し、前記流体試料中の検体濃度と相関関係のあ
    る、電気化学的測定が可能な信号を発生させることがで
    きる）と、 を含むことを特徴とする電気化学センサー。
  24. 【請求項２４】前記作用電極エレメントの前記導電性材
    料が貴金属であることを特徴とする請求項23記載の電気
    化学センサー。
  25. 【請求項２５】前記対極エレメントの前記導電性材料が
    貴金属であることを特徴とする請求項24記載の電気化学
    センサー。
  26. 【請求項２６】さらに、 （ｄ）前記作用電極及び対極の前記第２端部と電気的に
    接続する電源と、 （ｅ）前記作用電極及び対極の前記第２端部と電気的に
    接続するとともに、電流を測定することができるメータ
    と、 を含むことを特徴とする請求項25記載の電気化学センサ
    ー。
  27. 【請求項２７】前記試薬がメディエーターと酵素を含む
    ことを特徴とする請求項26記載の電気化学センサー。
  28. 【請求項２８】前記試薬がさらに、緩衝剤、膜形成剤及
    び界面活性剤を含むことを特徴とする請求項27記載の電
    気化学センサー。
  29. 【請求項２９】前記メディエーターが［Os（II）（bp
    y）２（im）Cl］＋［Cl］−であって、前記酵素がグル
    コースオキシダーゼであることを特徴とする請求項27記
    載の電気化学センサー。
  30. 【請求項３０】前記検体がグルコースであり、前記メデ
    ィエーターが［Os（II）（bpy）２（im）Cl］＋［Cl］
    −であり、前記酵素がグルコースオキシダーゼであり、
    前記緩衝剤がMES緩衝剤であり、前記膜形成剤がポリビ
    ニルアルコールであり、前記界面活性剤が非イオン界面
    活性剤であることを特徴とする請求項28記載の電気化学
    センサー。
  31. 【請求項３１】電気化学センサーに使用する電極エレメ
    ントの製造方法であって、 （ａ）第１絶縁基板に導電性材料を付着し、 （ｂ）前記導電性材料を第２絶縁基板で被覆し、該第２
    絶縁基板は、紫外線を照射した後は現像液に不溶性とな
    り、 （ｃ）前記第２絶縁基板にフォトマスクを介して紫外線
    を照射して、該第２絶縁基板の一部を前記現像液に不溶
    性となし、 （ｄ）前記第２絶縁基板を前記現像液にさらすことによ
    り、前記第２絶縁基板の可溶性部分を除去するととも
    に、第１及び第２切欠部を露出させ、前記第１切欠部を
    電極領域として作用させ、前記第２切欠部を前記導電性
    材料とメータ及び電源との間の接触パッドとして作用さ
    せる、 ことを特徴とする電極エレメントの製造方法。
  32. 【請求項３２】前記導電性材料が貴金属または炭素であ
    ることを特徴とする請求項31記載の方法。
  33. 【請求項３３】前記第２絶縁基板がソルダーレジストで
    あることを特徴とする請求項32記載の方法。
  34. 【請求項３４】前記導電性剤材料が真空スパッタリング
    または蒸着によって前記第１絶縁基板に溶着されること
    を特徴とする請求項33記載の方法。
  35. 【請求項３５】前記導電性材料が無電解メッキまたは電
    気メッキによって前記第１絶縁基板に溶着されることを
    特徴とする請求項33記載の方法。
  36. 【請求項３６】前記導電性材料が貴金属または炭素であ
    って、前記第１絶縁基板に溶着される前に、薄い支持材
    料に付着されることを特徴とする請求項31記載の方法。
  37. 【請求項３７】前記薄い支持材料がポリイミド、ポリエ
    ステル、ポリエチレンテレフタレート（PET）、または
    ポリカーボネートであることを特徴とする請求項36記載
    の方法。
  38. 【請求項３８】前記導電性材料が銀であって、前記電極
    領域が塩化銀で被覆されていることを特徴とする請求項
    31記載の方法。
  39. 【請求項３９】前記第２絶縁基板がソルダーレジストで
    あることを特徴とする請求項38記載の方法。
  40. 【請求項４０】前記導電性材料が真空スパッタリングま
    たは蒸着によって前記第１絶縁基板に溶着されることを
    特徴とする請求項39記載の方法。
  41. 【請求項４１】前記導電性材料が無電解メッキまたは電
    気メッキによって前記第１絶縁基板に溶着されることを
    特徴とする請求項39記載の方法。
  42. 【請求項４２】前記導電性材料が銀であって、前記第１
    絶縁基板に溶着される前に、薄い支持材料に付着される
    ことを特徴とする請求項31記載の方法。
  43. 【請求項４３】前記薄い支持材料がポリイミド、ポリエ
    ステル、ポリエチレンテレフタレート（PET）、または
    ポリカーボネートであることを特徴とする請求項42記載
    の方法。
  44. 【請求項４４】請求項１〜30のいずれか１項に記載の電
    気化学センサーに使用する対極エレメントの製造方法で
    あって、 （ａ）第１基板に導電性材料を付着し、該第１基板は銅
    層とガラス繊維層を含み、 該銅層は前記導電性材料と前記ガラス繊維層との間に位
    置し、 （ｂ）前記導電性材料にスペーサを装着し、該スペーサ
    は、電極領域を規定する第１切欠部と、前記導電性材料
    とメーカ及び電源との接触を可能にする第２切欠部を有
    する、 ことを特徴とする対極エレメントと製造方法。
  45. 【請求項４５】前記導電性材料がスクリーン印刷によっ
    て前記第１基板の銅層に付着されることを特徴とする請
    求項44記載の方法。
  46. 【請求項４６】前記導電性材料が貴金属または炭素であ
    ることを特徴とする請求項45記載の方法。
  47. 【請求項４７】前記導電性材料が銀であって、塩化銀で
    被覆され、これによって照合電極を形成することを特徴
    とする請求項45記載の方法。
  48. 【請求項４８】前記導電性材料が前記第１基板の前記銅
    層に積層により付着されることを特徴とする請求項44に
    記載の方法。
  49. 【請求項４９】請求項１〜30のいずれか１項に記載の電
    気化学センサーに使用する電極エレメントの製造方法で
    あって、 （ａ）第１絶縁基板に第１導電性材料を付着し、 （ｂ）該第１導電性材料に第２導電性材料を付着し、 （ｃ）該第２導電性材料にスペーサを装着し、該スペー
    サは、電極領域を規定する第１切欠部と、前記導電性材
    料とメータ及び電源とを接触させる第２切欠部を有す
    る、 ことを特徴とする電極エレメントの製造方法。
  50. 【請求項５０】前記第１導電性材料がパラジウムである
    ことを特徴とする請求項49記載の方法。
  51. 【請求項５１】前記第１導電性材料が薄い支持材料に付
    着され、該薄い支持材料が前記第１絶縁基板に付着され
    ることを特徴とする請求項50記載の方法。
  52. 【請求項５２】前記第２導電性材料が銀であることを特
    徴とする請求項51記載の方法。
  53. 【請求項５３】前記第１導電性材料が真空スパッタリン
    グまたは蒸着によって前記薄い支持材料に溶着されるこ
    とを特徴とする請求項52記載の方法。
  54. 【請求項５４】前記第１導電性材料が無電解メッキまた
    は電気メッキによって前記薄い支持材料に溶着されるこ
    とを特徴とする請求項53記載の方法。
  55. 【請求項５５】さらに、 （ｅ）前記スペーサの前記第１切欠部によって露出され
    た前記銀にFeCl3を分配し、これによって塩化銀層を形
    成する、 ことを特徴とする請求項54記載の方法。
  56. 【請求項５６】請求項１〜30のいずれか１項に記載の電
    気化学センサーに使用する電極エレメントの製造方法で
    あって、 （ａ）薄い支持材料に導電性材料を付着し、 （ｂ）該薄い支持材料を第１絶縁基板に付着し、 （ｃ）前記導電性材料を光活性エッチレジストで被覆
    し、 （ｄ）該光活性エッチレジストに、フォトマスクを介し
    て紫外線を照射し、紫外線を照射した前記光活性エッチ
    レジストの一部を現像液に不溶性となし、 （ｅ）紫外線を照射した後、前記光活性エッチレジスト
    を現像液にさらし、こっれによって、前記光活性エッチ
    レジストの部分を除去して前記導電性材料を露出させ、 （ｆ）現像液にさらした後、前記光活性エッチレジスト
    及び前記導電性材料を化学エッチング剤にさらし、これ
    によって、前記導電性材料の、前記光活性エッチレジス
    トによって被覆されていない部分を除去し、 （ｇ）前記光活性エッチレジストの残りを除去し、これ
    によって、前記第１絶縁基板上に導電性材料の電極パタ
    ーンを露出させる、 ことを特徴とする電極エレメントの製造方法。
  57. 【請求項５７】前記導電性材料の電極パターンが作用電
    極及び対極を含むことを特徴とする請求項56記載の方
    法。
  58. 【請求項５８】前記導電性材料が貴金属であることを特
    徴とする請求項57記載の方法。
  59. 【請求項５９】前記薄い支持材料がポリイミド、ポリエ
    ステル、ポリエチレンテレフタレート（PET）、または
    ポリカーボネートであることを特徴とする請求項58記載
    の方法。
  60. 【請求項６０】前記導電性材料が真空スパッタリングま
    たは蒸着によって前記薄い支持材料に溶着されることを
    特徴とする請求項59記載の方法。
  61. 【請求項６１】前記導電性材料が無電解メッキまたは電
    気メッキによって前記薄い支持材料に溶着されることを
    特徴とする請求項59記載の方法。
  62. 【請求項６２】さらに、 （ｇ）前記対極の表面に銀を溶着し、該銀をFeCl3で処
    理することにより、 前記対極を銀／塩化銀照合電極に変換する、 ことを特徴とする請求項57記載の方法。
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