JP6785887B2 - 電気的機能化センサ - Google Patents
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Description
a)少なくとも1つの導電性パッドを有する基板を提供することと、
b)導電性パッドの少なくとも一部の上にメディエータ層を電析させるステップであって、メディエータ層が、電解触媒剤を備え、一実施形態では、電解触媒剤により構成される、メディエータ層を電析させるステップと、
c)メディエータ層の少なくとも一部に酵素層を堆積させるステップと
を含む。
a)バイオセンサの酵素層に試料を接触させるステップであって、
バイオセンサが、
基板と、
電解触媒剤を備え、一実施形態では電解触媒剤により構成される電析メディエータ層と導電接触する導電性パッドを備える作用電極と、
メディエータ層に拡散可能接触する酵素層と、
少なくとも1つの対向電極とを備える、
試料を接触させるステップと、
b)作用電極、メディエータ層および対向電極を備える電気回路を閉じるステップと、
c)ステップb)の電気回路に電圧を印加し、生じた電流を測定するステップと、それによって、
d)試料中の検体を検出するステップとを含む。
少なくとも1つの導電性パッドを有する基板を提供するステップと、
a)導電性パッドの少なくとも一部の上にメディエータ層を電析させるステップであって、メディエータ層が、電解触媒剤を備え、一実施形態では電解触媒剤により構成される、メディエータ層を電析させるステップと、
b)メディエータ層の少なくとも一部の上に酵素層を堆積させるステップと
を含む方法。
a)バイオセンサの酵素層に試料を接触させるステップであって、
バイオセンサが、
基板と、
電解触媒剤を備え、一実施形態では電解触媒剤により構成される電析メディエータ層と導電接触する導電性パッドを備える作用電極と、
メディエータ層に拡散可能接触する酵素層と、
少なくとも1つの対向電極とを備える、
試料を接触させるステップと、
b)作用電極、メディエータ層および対向電極を備える電気回路を閉じるステップと、
c)ステップb)の電気回路に電圧を印加し、生じた電流を測定するステップと、それによって、
d)試料中の検体を検出するステップとを含む方法。
オートラボPGSTAT128Nポテンシオスタット/ガルバノスタットで、3−電極構成(作用電極、参照電極、対向電極;すべてAuパッドを有する)を用いた。定電流クロノポテンショメトリーを−250μAで使用すると(図1)、硝酸銀溶液からの金電極パッド上への銀の堆積が、(AgNO3溶液中のAu擬似参照に対して)約−120mVで開始し、特に高い堆積速度が得られた。堆積した光沢のある銀が顕微鏡内で見ることができた。堆積量は、電荷Q=180s×250μA=45mC、物質量n=Q/F=(45E−3C)/96484C/モル=460nmolとして判定された。銀は、参照電極パッド上に、選択的に定電流堆積させることができる。
参照電極としての有用性を試験するために、実施例1のAg被覆参照電極を電位安定性について試験した。電極は、最初に、酸化されないで期待される参照電位(二酸化マンガンに対して約275〜325mV)を示したが、その電位は安定していなかった。塩化物イオン含有溶液中での1μAでの短い(10秒間)定電流酸化の後、MnO2に対する電位は略一定であった。Ag/AgClの比は、印加される電荷の量に対して調節された。図2では、45mCのAg堆積(実施例1)(破線)、および、電位ドリフトを劇的に減少させた、AgClへのわずか10μCの酸化(実線)を使用した。
(Mn2+中での参照電極/対向電極に対して)0〜15μAの定電流CVを用いて、2電極構成(作用電極、参照電極/対向電極、使用されないセンサ参照電極)のセンサ電極の複数のパッド上にMnO2を堆積させ、センサ対向電極におけるディスク電位参照電極=対向電極を2Vとしたときの堆積電位は3.4Vであった(図3)。これらの条件下で、すべての作用電極パッド上にMnO2を堆積させた。MnO2を定電流堆積させることが可能である。
H2O2内での電析されたMnO2の機能性およびAg/AgCl参照電極の機能性を、H2O2を添加してセンサ参照に対して350mVにおいてクロノアンペロメトリーで試験した。図4に示されるように、センサは、350mVにおいてH2O2依存信号を示す。特に、ゼロ電流は非常に低い(約50pA)。さらに、定電流堆積された電極は、ペースト溶剤DEGMBEからの過酸化エーテルを含有しないので、ゼロ電流における慣らし運転(running-in)は観察されない。
Claims (15)
- 検体を判定するためのバイオセンサであって、前記バイオセンサが、
基板と、
メディエータ層と導電接触する導電性パッドを備える作用電極と、
前記メディエータ層に拡散可能接触する酵素層とを備え、
前記メディエータ層が、電析メディエータ層であり、
前記メディエータ層が、電解触媒剤を備え、
前記電解触媒剤が、MnO2を備え、
前記検体が、グルコースである、
バイオセンサ。 - 前記電解触媒剤が、電気化学反応を生じさせるのに必要な過電位を減少させることにより、および/または、電気化学反応が生じる速度を増加させることにより、少なくとも1つの電気化学反応に触媒作用を及ぼす剤である、請求項1記載のバイオセンサ。
- 前記メディエータ層が、MnO2により構成される、請求項1記載のバイオセンサ。
- 前記作用電極が、複数の導電性パッドを備え、前記複数の導電性パッドの少なくとも1つが、酵素層に拡散可能接触するメディエータ層に導電接触する、請求項1記載のバイオセンサ。
- 前記バイオセンサが、対向電極をさらに備える、請求項1記載のバイオセンサ。
- 前記バイオセンサが、参照電極をさらに備え、前記参照電極が、参照材料の層を備える、請求項5記載のバイオセンサ。
- 前記参照材料が、銀を備える、請求項6記載のバイオセンサ。
- 前記酵素層が、検体の存在下で過酸化物を生成する酵素を備える、請求項1記載のバイオセンサ。
- 前記バイオセンサが、埋め込み可能なバイオセンサである、請求項1記載のバイオセンサ。
- グルコースを判定するためのバイオセンサを製造するための方法であって、
a)少なくとも1つの導電性パッドを有する基板を提供するステップと、
b)前記導電性パッドの少なくとも一部の上にメディエータ層を電析させるステップであって、前記メディエータ層が、電解触媒剤を備え、前記電解触媒剤が、MnO2を備える、メディエータ層を電析させるステップと、
c)前記メディエータ層の少なくとも一部の上に酵素層を堆積させるステップと
を含む方法。 - 前記基板が、参照電極および対向電極のうち少なくとも1つをさらに備える、請求項10記載の方法。
- 前記基板が、参照電極および対向電極をさらに備え、
前記方法が、前記参照電極の上に参照材料の層を電析させるステップをさらに含む、請求項10記載の方法。 - 前記酵素層を堆積させるステップが、検体の存在下で過酸化物を生成する酵素を堆積させるステップを含む、請求項10記載の方法。
- 試料中のグルコースである検体を検出するための方法であって、
a)バイオセンサの酵素層に前記試料を接触させるステップであって、
前記バイオセンサが、
基板と、
電解触媒剤を備える電析メディエータ層と導電接触する導電性パッドを備える作用電極であって、前記電解触媒剤が、MnO2を備える、作用電極と、
前記メディエータ層に拡散可能接触する酵素層と、
少なくとも1つの対向電極とを備える、
前記試料を接触させるステップと、
b)前記作用電極、前記メディエータ層および前記対向電極を備える電気回路を閉じるステップと、
c)ステップb)の前記電気回路に電圧を印加し、生じた電流を測定するステップと、それによって、
d)前記試料中の前記検体を検出するステップとを含む方法。 - 請求項10〜13のいずれか1項に記載の方法により製造される、または製造可能なバイオセンサ。
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