JP7362890B2 - センサーおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施の形態に係るセンサー1の適用例を示した図である。図1には、センサー1の他に、生体2が示してある。生体2は、例えば、人体である。
基板21は、例えば、シート状の合成樹脂である。電極22は、基板21上に一様に形成される。
基板21上に形成された電極22に、溝A1,A2を形成し、電極22を3つの領域に分離する。電極22は、溝A1,A2によって、作用極22aと、参照極22bと、対極22cと、に分離される。溝A1,A2は、例えば、レーザートリミングによって形成されてもよい。作用極22aは、作用極膜または作用極層と称されてもよい。参照極22bは、参照極膜または参照極層と称されてもよい。対極22cは、対極膜または対極層と称されてもよい。
プローブ12の先端部分における参照極22b上に、参照層24を形成する。参照層24の材料は、例えば、銀/塩化銀(Ag/AgCl)である。参照層24は、例えば、Ag/AgClペースト(インク)を用い、スクリーン印刷法または塗布工法により形成されてもよい。参照層24は、参照膜または参照極と称されてもよい。
基板21上に形成された作用極22a、参照極22b、対極22c、および参照層24の上に、開口を有するフィルム25を配置する。フィルム25は、シート状であり、絶縁性を有する。フィルム25は、開口部分が、プローブ12の先端部分(試薬層23を形成する部分)に位置するよう配置される。フィルム25の開口には、後述する試薬が滴下される。フィルム25は、フィルム層、絶縁層、または絶縁膜と称されてもよい。配置は、積層または載置と言い換えられてもよい。
プローブ12の先端部分における作用極22a上に、試薬層23を形成する。例えば、上述したフィルム25の開口に、試薬を滴下し、乾燥させ、試薬層23を形成する。図3の(B)の矢印X5に示すプローブ12の先端には、試薬層23は形成されないことが好ましい。別言すれば、試薬層23は、プローブ12の先端から離れて形成されることが好ましい。すなわち、試薬層23は、プローブ12の先端から所定距離にわたって形成されないことが好ましい。試薬層23を、プローブ12の先端から離れて形成することにより、プローブ12が生体2内に挿入されるとき、試薬層23がプローブ12から剥がれる(めくれる)のを抑制できるからである。
後述する(7)のカッティング工程により外形が形成されるプローブ12の幅方向における端部において、プローブ12の挿入方向に沿って、試薬層23および電極22をトリミングする。このトリミングにより、基板21は、図3の(B)の領域X6に示すように、上面が一部露出する。試薬層23および電極22のトリミングには、例えば、レーザートリミングが用いられてもよい。
上記(1)~(6)の工程を経た基板21をカッティングし、図3の(A)に示す形状のプローブ12を切り出す。
カッティングしたプローブ12の先端部分を、例えば、保護膜を形成する液体に付け、保護膜を形成する。保護膜は、試薬層23に含まれる物質(主に酸化還元酵素や電子メディエータ)の保護膜外への漏出を防止または抑制する。保護膜は、保護膜外に存在するアナライトが、試薬層23の存在する保護膜内に透過する孔を有する。保護膜は、少なくともプローブ12の試薬層23の部分を保護(被覆)できればよい。
基板21は、シート上の合成樹脂である。例えば、基板21には、ポリエチレンテレフタレート(PET)が用いられてもよい。ただし、柔軟性、易加工性、および耐熱性の少なくとも1以上の特徴を有するプラスチック材料のような樹脂材料であれば特に限定されない。他の例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリエチレンナフタレートなどの汎用プラスチックが挙げられる。また、高い耐熱性が必要な場合は、ポリイミドが好ましい。
電極22の材料には、上記したように、金を用いてもよい。ただし、導電性、安定性(例えば、酸化し難いまたは耐塩性)を有する金属、または、炭素材料であれば特に限定されない。例えば、電極22の材料として、白金、パラジウム、カーボン等が挙げられる。
試薬層23には、上記したように、少なくともアナライトに対して酸化還元反応が可能な酸化還元酵素が含まれる。酸化還元酵素が、脱水素酵素(デヒドロゲナーゼ)であれば、さらに電子メディエータが含まれる。また、酸化還元酵素が酸化酵素(オキシダーゼ)であっても電子メディエータを用いる系であってもよい。すなわち、酸化酵素によるグルコースの酸化還元反応で生じた過酸化水素を電気化学的に検出する系であれば電子メディエータは不要であるが、電子メディエータを用いて電気化学的に検出することもできる。この場合、試薬層23には、酸化酵素に加え電子メディエータが含まれる。
参照層24の材料には、上記したように、銀/塩化銀(Ag/AgCl)を用いてもよい。参照層24は、Ag/AgClペースト(インク)を、電極22上にスクリーン印刷または塗布した後、乾燥して形成してもよい。
フィルム25には、基板21と同じ材料のシートに、粘着シート(例えば、アクリル系、ゴム系、またはホットメルト系)を張り付けたものを用いてもよい。また、基板21と異なる材料のシートを用いてもよい。また、粘着シート単体をフィルム25としてもよい。熱・光可塑性レジストフィルムを、フィルム25として用いてもよい。
試薬層23を有するプローブ12は、生体2内に挿入して使用される。そのため、試薬層23の表面を被覆する保護膜は、タンパク質や細胞が吸着しない、または、タンパク質や細胞が吸着し難い生体適合性を有することが好ましい。一般的には、保護膜は、前述のような性質を有するポリマーによって形成されることが好ましい。
プローブ12は、幅方向の一方の端においてトリミング部を有してもよい。すなわち、トリミング部は、1つであってもよい。
試薬層23は、プローブ12の挿入方向において、フィルム25で規定された領域外にはみ出てもよい。
フィルム25の開口形状の例について説明する。
センサー1の大きさの一例について説明する。
例えば、CGMセンサーといった電気化学式のセンサーは、数日から数週間、生体内中のアナライトを連続的または半連続的に測定する。その際、日または時間といった測定タイミングによって、同一アナライト濃度であっても、プローブから得られるシグナル強度が異なる場合があり、センサーの測定精度が低下する。
図18Aの(工程11)に示すように、シート状の基板21に電極22を形成する。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)といったシート状の基板21上へ、金といった電極材料をスパッタリングし、電極22を形成する。
図18Aの(工程12)に示すように、電極22をトリミングし、作用極22a、参照極22b、および対極22c(図18Aの(工程12)では、符号を省略)を形成する。電極22のトリミングには、例えば、レーザートリミングが用いられてもよい。
図18Aの(工程13)に示すように、基板21のカットされる部分(カットライン)を跨ぎ、Ag/AgClペースト51を参照極22b上に塗布し、乾燥させる。別言すれば、参照極22bと、最終的にカットした際にプローブ12外となる部分とを跨ぐように、Ag/AgClペースト51を塗布し、乾燥させる。これにより、電極22(参照極22b)に参照層24が形成される。
図18Bの(工程14)に示すように、作用極22aの試薬層23が形成される部分と、対極22cの領域X3(図14を参照)に対応する部分と、が開口したフィルム25を基板21に貼り付ける。このとき、第1面側の参照極22b(参照層24)は、フィルム25により覆われる(図14を参照)。
図18Bの(工程15)に示すように、試薬層23を形成するためのフィルム25の開口部分(図18Bの(工程14)に示した矢印A22の部分)に、試薬液をアプライし、乾燥させて試薬層23を形成する。
図18Cの(工程16)に示すように、試薬層23の一部およびAg/AgClペースト51の一部を含むように、基板21をプローブ12の形状にカットする。参照層24は、プローブ12の第1面側では、フィルム25に覆われているが、第3面側では、露出する。
図18Cの(工程17)に示すように、例えば、ディップにより、プローブ12の少なくとも試薬層23部分を保護膜で被覆する。
2 生体
11 本体
12 プローブ
21 基板
22 電極
22a 作用極
22b 参照極
22c 対極
23 試薬層
24 参照層
25 フィルム
31 上面
32 裏面
33,34 側面
35,36 トリミング部
51 Ag/AgClペースト
61 塗布装置
62 ノズル
Claims (6)
- 生体内に挿入されるプローブを有し、アナライトを測定するセンサーであって、
前記プローブは、
基板と、
前記基板上に形成された電極と、
前記電極上に形成された参照層と、
を有し、
前記参照層は、上面がフィルムによって覆われ、側面が露出し、
前記参照層は、前記上面から見て、前記側面から前記参照層の内部に向かう方向において窄まった形状を有する、
センサー。 - 生体内に挿入されるプローブを有し、アナライトを測定するセンサーであって、
前記プローブは、
基板と、
前記基板上に形成された電極と、
前記電極上に形成された参照層と、
を有し、
前記参照層は、上面がフィルムによって覆われ、側面が露出し、
前記参照層の前記側面から前記参照層の内部に向かう方向の形状は、円弧形状、楕円弧形状、または三角形状である、
センサー。 - 前記参照層は、複数の前記円弧形状、複数の前記楕円弧形状、または複数の三角形状を有する、
請求項2に記載のセンサー。 - 前記参照層の前記側面は、前記アナライトに対して露出する、
請求項1又は2に記載のセンサー。 - 前記参照層の前記側面は、前記アナライトが透過する保護膜によって覆われる、
請求項4に記載のセンサー。 - 生体内に挿入されるプローブを有し、アナライトを測定するセンサーの製造方法であって、
前記プローブは、
シート状の基板上に電極を形成する工程と、
前記電極上に参照層を形成する工程と、
前記参照層上にフィルムを配置する工程と、
前記プローブの形状となるように前記シート状の基板をカットする工程と、
によって製造され、
前記参照層は、ノズルから吐出されるペースト状の材料が前記電極上に塗布されて形成され、
前記シート状の基板をカットする際、前記参照層の一部がカットされる、
センサーの製造方法。
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