JP6186808B2 - バイオセンサ用カバーおよびバイオセンサ - Google Patents
バイオセンサ用カバーおよびバイオセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6186808B2 JP6186808B2 JP2013073234A JP2013073234A JP6186808B2 JP 6186808 B2 JP6186808 B2 JP 6186808B2 JP 2013073234 A JP2013073234 A JP 2013073234A JP 2013073234 A JP2013073234 A JP 2013073234A JP 6186808 B2 JP6186808 B2 JP 6186808B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- biosensor
- layer
- moth
- substrate
- base material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
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)。
しかしながら、いずれの方法においても純水の接触角を十分に小さくすることは難しく、所望の親水性が得られないという問題がある。さらに、バイオセンサの保管条件によっては大気中の水分と界面活性剤、親水性を有する樹脂、または化学的な表面処理が施された基材表面とが反応して親水性が劣化し、経時的に親水化効果が低下するという問題がある。
本発明のバイオセンサ用カバーは、基材と、上記基材上に形成され、モスアイ構造を有する親水層とを有することを特徴とするものである。
図1は本発明のバイオセンサ用カバーの一例を示す概略断面図である。図1に例示するように、バイオセンサ用カバー1は、基材2と、基材2上に形成され、モスアイ構造を有する親水層3とを有している。図1においては、基材2の全面に親水層3が形成されている。
図3(a)、(b)に例示するように、バイオセンサ10においては、支持基材11上に電極系15、配線部18および端子部19が形成され、電極系15および端子部19が露出し、配線部18が覆われるように絶縁層6がさらに形成されており、絶縁層6上に試料供給路21を形成するためのスペーサ5が配置され、スペーサ5上に試料供給路21を覆うようにバイオセンサ用カバー1が配置されている。バイオセンサ用カバー1は、親水層3が支持基材2と対向するように配置されている。電極系15は作用極12および対極13を有しており、作用極12上に反応部16が形成されている。また、電極系15と配線部18と端子部19とは一体に形成されている。
スペーサ5は、作用極12上の反応部16および対極13が露出するように、例えばバイオセンサ用カバー1の空気孔4に通じる試料供給路21を形成するように配置されている。
このバイオセンサ10においては、試料供給路21と空気孔4とが形成されていることで、試料供給路21から毛細管現象を利用し、測定する試料を作用極12上の反応部16および対極13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。
従来のようなサンドブラスト処理等により基材表面を粗面化する方法では、表面積率γが小さいため、純水の接触角がそれほど変化せず、十分な親水性が得られない。これに対し、モスアイ構造では表面積率γが大きいため、純水の接触角を十分に小さくすることができ、親水化の効果が顕著に発揮される。
なお、図12(a)、(b)はモスアイ構造以外の凹凸構造の一例を示す平面図および断面図であり、図12(b)は図12(a)のC−C線断面図である。
また本発明においては、モスアイ構造がその構造上、親水性を示すため、親水性が経時的に劣化するのを抑制することが可能である。
本発明における親水層は、基材上に形成され、モスアイ構造を有するものである。
(1)まず、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:AFM)または走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を用いて微細突起の面内配列(微細突起配列の平面視形状)を検出する。
(2)続いて、この求められた面内配列から各微細突起の高さの極大点(以下、単に極大点と称する。)を検出する。なお、極大点を求める方法としては、平面視形状と対応する断面形状の拡大写真とを逐次対比して極大点を求める方法、平面視拡大写真の画像処理によって極大点を求める方法等、種々の手法を適用することができる。
(3)次に、検出した極大点を母点とするドロネー図(Delaunary Diagram)を作成する。ここで、ドロネー図とは、各極大点を母点としてボロノイ分割を行った場合に、ボロノイ領域が隣接する母点同士を隣接母点と定義し、各隣接母点同士を線分で結んで得られる3角形の集合体からなる網状図形である。各3角形は、ドロネー3角形と呼ばれ、各3角形の辺(隣接母点同士を結ぶ線分)は、ドロネー線と呼ばれる。
(4)次に、各ドロネー線の線分長の度数分布、すなわち隣接する極大点間の距離(隣接突起間距離)の度数分布を求める。
(5)このようにして求めた隣接突起間距離dの度数分布から平均値dAVGおよび標準偏差σを求める。
また、静的接触角は、親水層を形成する樹脂組成物の成分、モスアイ構造の形状等を変更することにより、調整することができる。
樹脂としては、モスアイ構造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、アクリレート系、エポキシ系、ポリエステル系等の電離放射線硬化性樹脂、アクリレート系、ウレタン系、エポキシ系、ポリシロキサン系等の熱硬化性樹脂、アクリレート系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系等の熱可塑性樹脂等の各種材料および各種硬化形態の賦形用樹脂を使用することができる。また、非反応性重合体を含有してもよい。なお、電離放射線とは、分子を重合させて硬化させ得るエネルギーを有する電磁波または荷電粒子を意味し、例えば、すべての紫外線(UV−A、UV−B、UV−C)、可視光線、ガンマー線、X線、電子線等が挙げられる。
樹脂としては、中でも成形性および機械的強度に優れる点から電離放射線硬化性樹脂が好ましい。電離放射線硬化性樹脂とは、分子中にラジカル重合性および/またはカチオン重合性結合を有する単量体または重合体を適宜混合したものであり、適宜重合開始剤を用いて電離放射線により硬化されるものである。また、成形性に優れるとは、所望の形状に精度良く成形できることをいう。
中でも、樹脂組成物は、アクリレート系、エポキシ系、ポリエステル系の電離放射線硬化性樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましく、さらに、アクリロイル基および/またはメタクリロイル基を有するアクリレート系の電離放射線硬化性樹脂から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。
特に、樹脂は紫外線硬化性樹脂であることが好ましい。
ここで、親水層が樹脂組成物を硬化させてなるものである場合、上記の樹脂層の表面における純水の静的接触角は、樹脂組成物を硬化させて平坦な樹脂層を形成したときの樹脂層の表面における純水の静的接触角である。また、親水層が熱可塑性樹脂組成物で構成される場合であって、基材も熱可塑性樹脂組成物で構成される場合には、基材の表面に直にモスアイ構造を形成することができ、この場合、上記の樹脂層の表面における純水の静的接触角は、基材の表面における純水の静的接触角である。
親水層が基材上に全面に形成されている場合には、図5(a)、(b)に例示するように親水層3上にスペーサ5を形成する場合に、モスアイ構造によるアンカー効果によって親水層とスペーサとの密着性を向上させることができる。なお、図5(a)は本発明のバイオセンサ用カバーの他の例を示す概略平面図であり、図5(b)は図5(a)のA−A線断面図である。
一方、親水層が基材上に部分的に形成されている場合には、親水層の面積を小さくすることができ、製造コストを削減することができる。また、この場合、基材上の親水層が形成されていない領域に、本発明のバイオセンサ用カバーを用いてバイオセンサを製造する際の位置合わせのためのアライメントマークを形成することもできる。さらに、この場合には、図2(a)、(b)に例示するように基材2に基材2を貫通する空気孔4が形成されている場合に、空気孔の周辺に親水層が形成されないように親水層を部分的に形成することができ、空気孔から試料が流れ出るのを防ぐことができる。
中でも、親水層は基材上に部分的に形成されていることが好ましい。
ここで、親水層が少なくとも試料供給路が配置される領域に形成されているとは、試料供給路が配置される領域のうち、試料供給路の入口から電極系および反応部の上部までの領域に形成されていることをいう。すなわち、試料供給路が配置される領域のうち、電極系および反応部よりも奥の領域には親水層は形成されていなくてもよい。
モスアイ構造形成用原版の凹凸形状は、多数の微細孔が密に形成されたものであり、モスアイ構造を構成する微細突起の形状に対応する形状である。
また、樹脂組成物を硬化させる方法は、樹脂組成物の種類等に応じて適宜選択することができる。
モスアイ構造形成用原版の凹凸形状を有する面は、特に限定されないが、酸化されやすく、陽極酸化による加工が容易である点から、アルミニウムからなることが好ましい。
モスアイ構造形成用原版は、例えば、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属製の母材の表面に、直接にまたは各種の中間層を介して、スパッタリング等により純度の高いアルミニウム層が設けられ、アルミニウム層に凹凸形状を形成したものが挙げられる。母材は、アルミニウム層を設ける前に、電解溶出作用と、砥粒による擦過作用の複合による電解複合研磨法によって母材の表面を超鏡面化してもよい。
モスアイ構造形成用原版に凹凸形状を形成する方法としては、例えば、陽極酸化法によってアルミニウム層の表面に複数の微小孔を形成する陽極酸化工程と、アルミニウム層をエッチングすることにより微小孔の開口部にテーパー形状を形成する第1エッチング工程と、アルミニウム層を第1エッチング工程のエッチングレートよりも高いエッチングレートでエッチングすることにより微小孔の孔径を拡大する第2エッチング工程とを順次繰り返し実施することによって形成することができる。
モスアイ構造形成用原版に凹凸形状を形成する際には、アルミニウム層の純度(不純物量)や結晶粒径、陽極酸化処理および/またはエッチング処理の諸条件を適宜調整することによって、所望の形状とすることができる。陽極酸化処理において、より具体的には、液温、印加する電圧、陽極酸化に供する時間等の管理により、微小孔をそれぞれ目的とする深さおよび形状に作製することができる。
ロール金型としては、例えば、母材として円筒形状の金属材料を用い、母材の周側面に、直接にまたは各種の中間層を介して設けられたアルミニウム層に、上述したように、陽極酸化処理、エッチング処理の繰り返しにより、凹凸形状が作製されたものが挙げられる。
本発明に用いられる基材は、バイオセンサのカバーとして機能するものである。
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。
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、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。
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。基材が長尺である場合には、親水層の形成をロールツーロール方式により連続して行うことができる。
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。
空気孔は、本発明のバイオセンサ用カバーをバイオセンサに用いた場合に、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1mm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。
本発明のバイオセンサ用カバーを用いた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ための空気口が形成されている場合には、空気口の周辺には親水層よりも親水性が低い低親水性領域が形成されていることが好ましい。空気口から試料が流れ出るのを防ぐことができるからである。
低親水性領域が親水層が形成されていない領域である場合において、図6(a)に例示するように樹脂層3bが基材2上に部分的に形成され、樹脂層3b全体が親水層3になる場合には、基材2の表面が低親水性領域となり、図6(b)に例示するように樹脂層3bが基材2上に全面に形成され、樹脂層3bが部分的に親水層3になる場合には、樹脂層3bの親水層3ではない部分の表面が低親水性領域となる。
一方、低親水性領域が撥水処理された領域である場合において、図6(a)に例示するように樹脂層3bが基材2上に部分的に形成され、樹脂層3b全体が親水層3になる場合には、基材2の表面に撥水処理が施され、図6(b)に例示するように樹脂層3bが基材2上に全面に形成され、樹脂層3bが部分的に親水層3になる場合には、樹脂層3bの親水層3ではない部分の表面に撥水処理が施される。
また、撥水処理としては、例えば、シリコーンオイル、シリコーン系、ハイドロカーボン系、フルオロカーボン系、ワックス系、ポリエチレンイミン−オクタデシルイソシアネート系やポリ(メタ)アクリル酸エステル系、ポリスチレン系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系樹脂等を有機溶剤や水に適宜溶解もしくは分散して塗布する方法が挙げられる。また、研磨により平滑性を付与することで撥水性を発現させることもできる。
例えば図2(a)および図3(a)に示すように基材2に空気孔4が形成されている場合には、空気孔4の周辺に低親水性領域が形成されていることが好ましい。この例において、低親水性領域は親水層3が形成されていない領域である。
また、図8に例示するようにバイオセンサ10においてスペーサ4によって試料供給路21に加えて空気抜き流路22が形成されている場合には、空気抜き流路22の出口の周辺に低親水性領域が形成されていることが好ましい。この例において、低親水性領域は親水層3が形成されていない領域である。また、この場合、空気抜き流路が配置される領域の全体にわたって低親水性領域が形成されていてもよい。
本発明においては、図5(a)、(b)および図7(a)〜(c)に例示するように基材2上にスペーサ5が形成されていてもよい。スペーサは、本発明のバイオセンサ用カバーをバイオセンサに用いた場合に、バイオセンサの支持基材とバイオセンサ用カバーの基材との間に間隙を設け、電極系および反応部に試料を供給するための試料供給路を形成するために設けられるものである。
なお、図7(a)、(b)は本発明のバイオセンサ用カバーの他の例を示す概略平面図であり、図7(a)は上面図、図7(b)は底面図であり、図7(c)は図7(a)のA−A線断面図である。
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。
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。
本発明においては、図7(a)〜(c)に例示するようにスペーサ5上に絶縁層6が形成されていてもよい。絶縁層は、本発明のバイオセンサ用カバーをバイオセンサに用いた場合に、電極系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、配線部の酸化を防ぐとともに、ショートを防ぐことができる。
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。
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。
本発明においては、図7(a)〜(c)に例示するように基材2の親水層3の形成面とは反対側の面に印刷層7が形成されていてもよい。印刷層は、例えば、バイオセンサに意匠性を付与する、またはバイオセンサ用カバーの表裏を判別可能にするために設けられるものである。
本発明のバイオセンサ用カバーは、親水層の表面に、剥離可能な保護フィルムを仮接着した状態で保管、搬送、売買、後加工または施工を行い、適時、保護フィルムを剥離除去する形態とすることもできる。これにより、保管、搬送等の間におけるモスアイ構造の損傷、汚染を防止することができる。
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、配線部および端子部と、上記電極系上に配置された反応部と、上記支持基材上に、上記電極系および上記端子部が露出し、上記配線部が覆われるように形成された絶縁層と、上記絶縁層上に形成され、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、上記カバーは、基材と、上記基材上に形成され、モスアイ構造を有する親水層とを有し、上記親水層は少なくとも上記試料供給路が配置される領域に形成されてい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カバーを備えるものである。
図3(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3(b)は図3(a)のB−B線断面図である。なお、図3(a)、(b)については、上記「A.バイオセンサ用カバー」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
スペーサ5は、作用極12上の反応部16および対極13が露出するように、例えば試料供給路21と試料供給路21に通じる空気抜き流路22とを形成するように配置されている。試料供給路21および空気抜き流路22は合わせてT字状の流路を構成している。また、バイオセンサ用カバー1の親水層3は、試料供給路21が配置される領域に形成されている。
このバイオセンサ10においては、試料供給路21と空気抜き流路22とが形成されていることで、試料供給路21から毛細管現象を利用し、測定する試料を作用極12上の反応部16および対極13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。
また本発明においては、モスアイ構造がその構造上、親水性を示すため、親水性が経時的に劣化するのを抑制することが可能である。
本発明に用いられるカバーは、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り、基材と、基材上に形成され、モスアイ構造を有する親水層とを有するものである。親水層は少なくとも試料供給路が配置される領域に形成される。カバーは、親水層が支持基材と対向するように配置される。
なお、カバーについては、上記「A.バイオセンサ用カバー」に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
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。
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。
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。
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重量部の小過剰でよい。
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。
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。
本発明における電極系は、支持基材上に形成されるものである。
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。
また、本発明のバイオセンサがエンドトキシンセンサである場合には、図9(c)に例示するような電極系15の形態とすることができ、参照極14には銀塩化銀電極を用いることができる。
電極系は、単層であってもよく、複数の導電層を積層したものであってもよい。
本発明における配線部および端子部は、支持基材上に形成されるものである。配線部には電極系と端子部と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。
電極系、配線部および端子部は、同一の材料で構成されていてもよく、異なる材料で構成されていてもよい。また、配線部および端子部は、電極系と一体に形成されていてもよく、別に形成されていてもよい。
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。
また、バイオセンサを多面付けで製造する場合、支持基材は長尺であってもよく枚葉であってもよい。支持基材が長尺である場合には、電極系、配線部および端子部の形成をロールツーロール方式により連続して行うことができる。
本発明に用いられる絶縁層は、支持基材上に、電極系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。
なお、絶縁層については、上記「A.バイオセンサ用カバー」に記載したので、ここでの説明は省略する。
本発明に用いられるスペーサは、支持基材とカバーとの間に間隙を設け、電極系および反応部に試料を供給するための試料供給路を形成するために設けられるものである。
なお、スペーサについては、上記「A.バイオセンサ用カバー」に記載したので、ここでの説明は省略する。
本発明における試料供給路は、支持基材とカバーとの間の間隙から構成され、スペーサにより形成される。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。
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。
図10(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10(a)は全体図であり、図10(b)は図10(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10(a)、(b)に例示するように、測定装置60は、公知の測定装置であって、バイオセンサ10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60は、例えば、バイオセンサ10で生じた電気信号を受信するための接続電極63、演算部(図示せず)、電源(図示せず)、表示部61および操作部62を備える。バイオセンサ10は、測定装置60の装着部に装着されると、バイオセンサ10の2本の端子部19が測定装置60の接続電極63にそれぞれ接続される。この接続により、バイオセンサ10で生じた電気信号は、測定装置60に伝達される。
(1)モスアイ構造形成用原版の作製
純度99.50%の圧延されたアルミニウム板を、研磨後、0.02Mシュウ酸水溶液の電解液中で、化成電圧40V、20℃の条件にて120秒間、陽極酸化を実施した。次に、第一エッチング処理として、陽極酸化後の電解液で60秒間エッチング処理を行った。続いて、第二エッチング処理として、1.0Mリン酸水溶液で150秒間孔径処理を行った。さらに、上記処理を繰り返し、これらを合計5回追加実施した。これにより、アルミニウム基板上に、複数の微細孔を備えた凹凸形状を有する陽極酸化アルミニウム層が形成された。最後に、フッ素系離型剤を塗布し、余分な離型剤を洗浄することで、モスアイ構造形成用金型Aを得た。なお、アルミニウム層に形成された微細な凹凸形状は、平均隣接微細孔間距離200nm、平均深さ200nm、孔径100nmで、深さ方向に徐々に断面積が小さくなり、先端部が曲面を有する多数の微細孔が密に形成された微細凹凸形状であった。
厚さ2mmのシート状のポリメタクリル酸メチル(PMMA)基材(三菱レイヨン社製)を準備し、基材を150℃で加熱して軟化させた後、基材に上記モスアイ構造形成用金型Aを接触させて10MPaで加圧した。加圧したまま基材を冷却し、次いでモスアイ構造形成用金型Aを剥離することにより、隣接する突起間の距離の平均値が200nm、平均突起高さ200nmで、突起付け根位置より頂部に向かうに従って、水平断面の断面積が徐々に小さくなるモスアイ構造を得た。
公知のサンドブラスト法によって、厚さ2mmのシート状のポリメタクリル酸メチル(PMMA)基材へ粗面加工し、Ra=0.05μmの粗面を得た。
(1)モスアイ構造形成用原版の作製
実施例1と同様の方法で原版を作製した。
(2)モスアイ構造の形成
実施例1と同様の方法で、ポリアクリロニトリル(PAN)基材(三井化学社製)にモスアイ構造を作製した。
比較例1と同様の方法で、ポリアクリロニトリル(PAN)基材(三井化学社製)に粗面加工し、Ra=0.05μmの粗面を得た。
(1)モスアイ構造形成用原版の作製
実施例1と同様の方法で原版を作製した。
(2)モスアイ構造の形成
実施例1と同様の方法で、ポリエチレン・ポリビニルアルコール共重合体(エバール)基材(クラレ製)にモスアイ構造を作製した。
(1)モスアイ構造形成用原版の作製
実施例1と同様の方法で原版を作製した。
(2)モスアイ構造の形成
実施例1と同様の方法で、ポリカーボネート(PC)基材(帝人化成製)にモスアイ構造を作製した。
比較例1と同様の方法で、実施例1と同様の方法で、ポリカーボネート(PC)基材(帝人化成製)に粗面加工し、Ra=0.05μmの粗面を得た。
厚さ2mmのシート状のポリメタクリル酸メチル(PMMA)基材(三菱レイヨン社製)を準備し、コロナ放電処理(電力量:400W、放電処理速度:30m/min)によって親水化した。
(1)凹凸構造形成用原版の作製
8インチのSiウェハ上に、ポジ型レジスト(日本ゼオン社製、ZEP520)を塗布し、電子線描画装置(日本電子製、JBX9300)にて電子線を露光後、現像して、所定の形状のレジストパターンを形成した。次に、レジストパターンをマスクとして、SiウェハをCF4ガスでドライエッチングした後、O2プラズマアッシングでレジストを除去し、Siウェハ表面に多数の円柱状の微細孔を有する凹凸形状を形成した。凹凸形状は、微細孔間の距離100nm、孔径40nm、平均深さ200nmで、多数の円柱状の微細孔が正方格子状に配列されたものであった。
実施例1と同様の方法で、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)基材(三菱レイヨン社製)に凹凸構造を作製した。凹凸構造は多数の円柱状の突起を有し、突起間の距離100nm、直径40nm、平均高さ200nmで、多数の円柱状の突起は正方格子状に配列されていた。
協和界面科学社製 接触角計(DM 500)を使って、θ/2法によって静的接触角を測定した。この際、着滴1秒後および10秒後に接触角を測定した。また、接触角の測定は、モスアイ構造の形成の直後、2週間後および6ヵ月後に実施した。
一方、比較例4では、コロナ放電処理直後は親水性が良好であったが、2週間後には親水性が劣化した。
また、比較例5では、水の濡れ広がりが遅いため、着滴10秒後に接触角は低くなるが、バイオセンサ用カバーには不向きであった。
2 … 基材
3 … 親水層
4 … 空気孔
5 … スペーサ
6 … 絶縁層
10 … バイオセンサ
11 … 支持基材
12 … 作用極
13 … 対極
14 … 参照極
15 … 電極系
16 … 反応部
18 … 配線部
19 … 端子部
21 … 試料供給路
22 … 空気抜き流路
Claims (5)
- 基材と、
前記基材上に形成され、モスアイ構造を有する親水層と
を有し、
前記親水層が樹脂組成物を用いて形成されたものであり、前記樹脂組成物を用いて平坦な樹脂層を形成したときの前記樹脂層の表面における純水の静的接触角が、θ/2法で50°以上75°以下の範囲内であることを特徴とするバイオセンサ用カバー。 - 前記親水層が前記基材上に部分的に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のバイオセンサ用カバー。
- 前記基材は前記基材を貫通する空気孔を有し、前記空気孔の周辺に前記親水層よりも親水性が低い低親水性領域が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のバイオセンサ用カバー。
- 前記基材上にスペーサが形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のバイオセンサ用カバー。
- 支持基材と、
前記支持基材上に形成された電極系、配線部および端子部と、
前記電極系上に配置された反応部と、
前記支持基材上に、前記電極系および前記端子部が露出し、前記配線部が覆われるように形成された絶縁層と、
前記絶縁層上に形成され、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、
前記カバーは、基材と、前記基材上に形成され、モスアイ構造を有する親水層とを有し、
前記親水層が樹脂組成物を用いて形成されたものであり、前記樹脂組成物を用いて平坦な樹脂層を形成したときの前記樹脂層の表面における純水の静的接触角が、θ/2法で50°以上75°以下の範囲内であり、
前記親水層は少なくとも前記試料供給路が配置される領域に形成されていることを特徴とするバイオセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013073234A JP6186808B2 (ja) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | バイオセンサ用カバーおよびバイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013073234A JP6186808B2 (ja) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | バイオセンサ用カバーおよびバイオセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014196972A JP2014196972A (ja) | 2014-10-16 |
JP6186808B2 true JP6186808B2 (ja) | 2017-08-30 |
Family
ID=52357858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013073234A Expired - Fee Related JP6186808B2 (ja) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | バイオセンサ用カバーおよびバイオセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6186808B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001159618A (ja) * | 1999-12-03 | 2001-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | バイオセンサ |
WO2009148138A1 (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-10 | 旭硝子株式会社 | ナノインプリント用モールド、その製造方法および表面に微細凹凸構造を有する樹脂成形体ならびにワイヤグリッド型偏光子の製造方法 |
JP2011245767A (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-08 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 積層体、およびこれを有する物品 |
JP5899636B2 (ja) * | 2011-03-23 | 2016-04-06 | 大日本印刷株式会社 | バイオセンサ、バイオセンサカートリッジ、測定装置及び測定方法 |
JP2012213614A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-11-08 | Ozu Sangyo Kk | 創傷・火傷用保護部材およびその製造方法 |
-
2013
- 2013-03-29 JP JP2013073234A patent/JP6186808B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014196972A (ja) | 2014-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9222909B2 (en) | Biosensor and method for producing the same | |
JP6149470B2 (ja) | バイオセンサ | |
JP2015052562A (ja) | 表面増強ラマン散乱測定用基板、及びその製造方法 | |
CN105424676B (zh) | 一种柔性表面增强拉曼光谱基底的制备方法及其应用 | |
JP2013190212A (ja) | バイオセンサ及びその製造方法 | |
JP2016104545A (ja) | 抗菌性物品 | |
KR101284274B1 (ko) | 나노채널 구조체를 구비하는 센서 및 그 제조방법 | |
CN101778965B (zh) | 具有疏水性内表面的3d形状结构物的制造方法 | |
JP2014215247A (ja) | 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電極の製造方法 | |
Zamani et al. | Recent advances in gold electrode fabrication for low-resource setting biosensing | |
TWI826477B (zh) | 在可撓性基材上製造金屬圖案的方法 | |
Gabardo et al. | Deposition, patterning, and utility of conductive materials for the rapid prototyping of chemical and bioanalytical devices | |
JP5626395B2 (ja) | 水滴保持シート | |
JP6186808B2 (ja) | バイオセンサ用カバーおよびバイオセンサ | |
JP6191203B2 (ja) | バイオセンサ用電極およびバイオセンサ | |
JP2015045608A (ja) | バイオセンサ用カバーの製造方法、バイオセンサの製造方法、およびバイオセンサ用カバー | |
JP5626441B1 (ja) | 撥水撥油性部材の製造方法及び撥水撥油性部材 | |
JP2015052507A (ja) | バイオセンサ用電極およびバイオセンサ | |
JP6197503B2 (ja) | バイオセンサ用電極原反、バイオセンサ用電極およびバイオセンサ | |
JP2015021779A (ja) | バイオセンサ用電極およびバイオセンサ | |
JP2008002974A (ja) | 被覆体および被覆体の使用方法 | |
JP2014141085A (ja) | 室内内装用結露抑制部材 | |
JP6442959B2 (ja) | 蛋白質吸着抑制用表面構造体、マイクロ流路、及びマイクロチップ | |
JP2014240728A (ja) | 冷蔵冷凍庫用結露抑制部材及び冷蔵冷凍庫 | |
JP2017173014A (ja) | 電極構造の製造方法、電気化学センサの製造方法、電極構造および電気化学センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160128 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161111 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161220 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170220 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170704 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170717 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6186808 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |