JP6782968B2 - 電極およびバイオセンサ - Google Patents
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Description
図3は、第1の実施形態に係る電極の第1の例を示す図である。図3に示す電極2は、絶縁性部材による基板21と、導電性部材による電極部22と、絶縁性部材によるスペーサ23を備える。図3では、基板21は白色で示され、電極部22は灰色で示され、スペーサ23は水玉模様で示されている。
第1の実施形態では、基板21の上面の突出部により、空間24を生じさせた。第2の実施形態では、突出部ではなく、窪み部により、空間24を生じさせる。第1の実施形態と同様な点は説明を省略する。
第3の実施形態では、第1の実施形態が、さらに導電性部材による基準電極部26を備える。これまでの実施形態と同様な点は説明を省略する。図11は、第3の実施形態に係る電極の一例を示す図である。基準電極部26は、格子模様で示されている。
第4の実施形態では、第2の実施形態が、さらに第3の実施形態で示した基準電極部26を備える。これまでの実施形態と同様な点は説明を省略する。図12は、第4の実施形態に係る電極の一例を示す図である。
第5の実施形態では、これまでの実施形態にて説明した電極2を用いたバイオセンサについて説明する。
次に、測定方法について説明する。本実施形態では、電気化学インピーダンス法(Electrochemical Impedance spectroscopy:EIS)を用いることを想定する。EISは、分子識別素子の化学反応により生じた測定対象等に対し、電圧または電流の制御器を用いて交流信号を印可し、インピーダンスを測定する。そして、測定されたインピーダンスに基づき、対象物質の測定を行う。EISでは、測定される試料に対し標識が不要であるため、高速かつ低コストでの測定が可能であること、電極の小型化が容易であること等の利点がある。
まず初めに、バイオセンサ用電極2の生成および本実験に用いられた試液について説明する。試液は、SAM溶液、EDC/NHS溶液、ProteinG溶液、ブロッキング溶液、水酸化カリウム水溶液、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、測定溶液、2−モルホリノエタンスルホン酸一水和物(MES)溶液を用いた。
バイオセンサを実際の血清サンプルに用いる際は、様々なタンパク質を含む血清中から特定の免疫物質のみを選択的に検出する能力が要求される。そのため、センサの選択性は、センサの性能を評価する上で重要な要素となる。そこで、本実験では、実験1で用いたIgG溶液に代わって、IgA溶液を用いて、測定を行った。その他の点は、実験1と同様であるため、省略する。
本実験では、SAM膜に結合されたProteinGの有効性を確認するために、本実施形態のバイオセンサではなく、比較用のバイオセンサを用いて、実験を行った。比較用バイオセンサは、アミンカップリング後に、BSA溶液に1時間浸漬させたものである。すなわち、比較用バイオセンサのSAM膜にはProteinGの代わりにBSAが結合されている。
比較用バイオセンサを用いた点以外は、実験1と同様である。図22に示すように、抵抗比率ΔRctは増加せず一定となる。これにより、IgGが接触領域222に物理吸着することなどにより電荷移動抵抗が増加するとった事態は生じておらず、本実施形態に係るProteinGの有効性が証明された。
11 根部分
12 歯
2 電極
21 基板
211 窪み部
22 電極部
221 接続領域
222 接触領域
223 連結領域
23 スペーサ
24 空間
25、251、252 排出スペース
26 基準電極部
4 固定器
41 台座
42 押さえ部
5 測定器
Claims (11)
- 電解質溶液に酸化還元反応を起こさせる酸化電極および還元電極の少なくとも一方として用いられる電極であって、
少なくとも突出部または窪み部を表面に有する絶縁性の基板と、
電解質溶液と接触するための接触領域を有し、前記基板の前記表面の少なくとも一部を覆うように形成された導電性の電極部と、
を備え、
前記基板の前記表面を上にした状態において、前記電極部の最上面は、前記突出部または前記窪み部により、前記基板の最上面よりも低い位置にあり、
前記接触領域の上方には、上方が開放された空間が存在し、
酸化電極および還元電極の一方として用いられる際に、前記接触領域が、他方として用いられる他の電極と、前記空間を介して対向すること
を特徴とする電極。 - 前記接触領域が円状であることを特徴とする
請求項1に記載の電極。 - 前記空間の高さが、0.06mm以下であることを特徴とする
請求項1または2に記載の電極。 - 前記突出部は、前記基板の前記表面に接着された絶縁性部材によるものであり、前記電極部の一部を覆うように形成されることを特徴とする
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電極。 - 前記電極部に覆われた箇所が前記窪み部であることを特徴とする
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電極。 - 側面に排出口を有し、
前記空間と前記排出口とを連結する窪みまたは貫通穴を有することを特徴とする
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の電極。 - 分子識別機能を有する分子識別素子が前記接触領域に結合されたことを特徴とする
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の電極。 - 前記分子識別素子としてプロテインGが前記接触領域に結合されたことを特徴とする
請求項7に記載の電極。 - 前記分子識別素子としてプロテインAが前記接触領域に結合されたことを特徴とする
請求項7に記載の電極。 - 請求項7ないし9のいずれか一項に記載の電極
を備える
バイオセンサ。 - 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の電極を一部とする
マイクロチップ。
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