JPH01176934A - Ph sensor and glucose sensor - Google Patents

Ph sensor and glucose sensor

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JPH01176934A
JPH01176934A JP63000319A JP31988A JPH01176934A JP H01176934 A JPH01176934 A JP H01176934A JP 63000319 A JP63000319 A JP 63000319A JP 31988 A JP31988 A JP 31988A JP H01176934 A JPH01176934 A JP H01176934A
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JP
Japan
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amorphous silicon
layer
sensor
glucose
substrate
Prior art date
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Application number
JP63000319A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Goto
正男 後藤
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Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
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Publication date
Application filed by Nok Corp filed Critical Nok Corp
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  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify a manufacture process and to reduce cost on the whole by forming an n<+> layer and an electrode 4 in order on a glass substrate or plastic substrate coated with an amorphous silicon layer. CONSTITUTION:Then n<+> layer 3 and electrode 4 are formed in order on the glass substrate 1 or plastic substrate 1 coated with the amorphous silicon layer 2, and they are further coated with an amorphous silicon layer 2 to form an ISFET. The silicon layer 2 is used as a pH sensing layer and a hydroxy group is present in the surface of this amorphous silicon nitride, so surface charges vary with the hydrogen ion concentration in a solution and the interface potential also varies at the same time, so that the variation is measured by using a measuring instrument. Further, the substrate is constituted by using an inexpensive and nonbrittle glass plate or plastic sheet and an amorphous film is formed thereupon by using a plasma CVD device. Thus, the manufacture is facilitated and the cost is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、pHセンサおよびグルコースセンサに関する
。更に詳しくは、容易にかつ廉価に作製し得るpHセン
サならびにグルコースセンサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a pH sensor and a glucose sensor. More specifically, the present invention relates to a pH sensor and a glucose sensor that can be easily and inexpensively produced.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電界効果型トランジスタ(FET)を用いたpHセンサ
としては、従来から単結晶シリコンを材料としたイオン
感応性電界効果型トランジスタ(ISFET)が知られ
ている。
As a pH sensor using a field effect transistor (FET), an ion sensitive field effect transistor (ISFET) made of single crystal silicon has been known.

しかしながら、かかるl5FETは、単結晶シリコン基
板やサファイヤまたはスピネル上にシリコン単結晶をエ
ピタキシィ化した構造のSO8基板を素子材料として用
いているため高価であり、かつ製造工程が煩雑で長時間
を要するという欠点がみられる。
However, such 15FETs are expensive because they use single-crystal silicon substrates or SO8 substrates with a structure in which silicon single crystals are epitaxially formed on sapphire or spinel as element materials, and the manufacturing process is complicated and takes a long time. There are drawbacks.

更に、l5FETは、上記基板を用いて作製後、ダイシ
ングにより切断しなければならないため、素子自体を微
小化することができても、ダイシングの点から完成品の
大きさに自ら限界がみられる。
Furthermore, since the 15FET must be cut by dicing after being manufactured using the above-mentioned substrate, even if the element itself can be miniaturized, there is a limit to the size of the finished product due to dicing.

更に、基板自体が脆いため、この点からも微小化に問題
がある。
Furthermore, since the substrate itself is fragile, there is also a problem in miniaturization from this point of view.

また、l5FETを用いたpHセンサの用途の一つとし
て、グルコースセンサがある。
Further, one of the uses of a pH sensor using 15FET is a glucose sensor.

グルコースセンサの作製においては、従来酸素電極、過
酸化水素電極、 pH電極などが用いられており、それ
はグルコースの検出が次のような酵素反応を利用してい
ることに基いている。
Conventionally, oxygen electrodes, hydrogen peroxide electrodes, pH electrodes, etc. have been used in the production of glucose sensors, and this is based on the fact that glucose detection utilizes the following enzymatic reaction.

GOD グルコース+02−一一→グルコン酸+H2O2即ち、
グルコースは、グルコースオキシダーゼ(COD)の作
用により上記のような反応を受けるが、グルコースの定
量は、これらの中02、グルコン酸、H2O2を測定す
るという間接的な方法によって行われている。
GOD glucose + 02-11 → gluconic acid + H2O2, i.e.
Glucose undergoes the reaction described above due to the action of glucose oxidase (COD), but glucose is quantified by an indirect method of measuring O2, gluconic acid, and H2O2 among these.

従来型のグルコースセンサは、上記電極にグルコースオ
キシダーゼを固定化した膜を装着して作製されるが、こ
こで用いられる電極はいずれも旧型のものであり、サイ
ズも大きく、製造に手間がかかり、値段も高いという欠
点を有している。
Conventional glucose sensors are manufactured by attaching a membrane immobilized with glucose oxidase to the above electrode, but the electrodes used here are all old models, large in size, and time-consuming to manufacture. It also has the disadvantage of being expensive.

こうした欠点を改善するために、近年リソグラフィー技
術を使用することにより、酸素電極、過酸化水素電極と
なる微小金電極やpH電極となる電界効果型トランジス
タが製作され、利用されるようになってきている。しか
しながら、これらは、いずれも基板としてシリコンウェ
ハを使用するため高価となり、また後者では製造工程も
煩雑である。
In order to improve these shortcomings, in recent years, lithography technology has been used to produce and use microgold electrodes that serve as oxygen electrodes and hydrogen peroxide electrodes, as well as field-effect transistors that serve as pH electrodes. There is. However, since both of these use silicon wafers as substrates, they are expensive, and the latter also requires a complicated manufacturing process.

更に、これらの微小センサは、使い捨て型を目的として
いるが、使い捨てるには未だ材料面からコスト高である
という欠点を残している。
Furthermore, although these microsensors are intended to be disposable, they still have the disadvantage of being too expensive due to the materials used to make them disposable.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明者は、l5FETを用いたpHセンサにみられる
前記課題を解決するため、ガラス基板上にアルミニウム
電極およびn+層を順次形成させた後、その全面にアモ
ルファスシリコン層およびアモルファス窒化シリコン層
をプラズマCVD法により。
In order to solve the above-mentioned problems encountered in pH sensors using 15FETs, the present inventor sequentially formed an aluminum electrode and an n+ layer on a glass substrate, and then deposited an amorphous silicon layer and an amorphous silicon nitride layer on the entire surface using plasma. By CVD method.

更に一酸化けい素層を真空蒸着法によりそれぞれ順次形
成させて被覆したpHセンサを先に提案している(19
87年日本化学会第54春季年会講演要旨集■第479
頁)。
Furthermore, we previously proposed a pH sensor coated with silicon monoxide layers that were sequentially formed using a vacuum evaporation method (19
Collection of abstracts of the 54th Spring Annual Meeting of the Chemical Society of Japan in 1987 ■ No. 479
page).

このpHセンサにおいては、−酸化けい素真空蒸着膜を
形成させないデバイスを用いてpi特性を測定すると、
電極の溶解現象がみられ、所望のpH特性が得られなか
った。即ち、この場合には、電流が流れるアモルファス
シリコン層がアモルファスシリコン層の下に位置するた
め、これがピンホール(リーフ電流)の原因となってい
るものと考えられる。
In this pH sensor, when the pi characteristics are measured using a device that does not form a vacuum-deposited silicon oxide film,
A phenomenon of electrode dissolution was observed, and the desired pH characteristics could not be obtained. That is, in this case, the amorphous silicon layer through which the current flows is located below the amorphous silicon layer, which is considered to be the cause of the pinhole (leaf current).

そこで1本発明者は、ガラス基板またはプラスチック基
板上にプラズマCVD法によりアモルファスシリコン層
およびアモルファス窒化シリコン層を形成させてl5F
ETを作製し、これをpHセンサとして用いるに際し、
−酸化けい素真空蒸着膜を必要とはしないデバイスを求
めて検討を重ねた結果、アモルファスシリコン層を絶縁
性基板上に位置せしめ、このためリーク電流が発生せず
、電極が溶解しない構造をとることによりかかる課題が
効果的に解決されることを見出した。
Therefore, the inventor of the present invention formed an amorphous silicon layer and an amorphous silicon nitride layer on a glass substrate or a plastic substrate by plasma CVD method.
When creating ET and using it as a pH sensor,
- As a result of repeated studies in search of a device that does not require a vacuum-deposited silicon oxide film, we have created a structure in which an amorphous silicon layer is placed on an insulating substrate, so that no leakage current occurs and the electrodes do not melt. It has been found that this problem can be effectively solved by this method.

また、このように構成されるイオン感応性電界効果型ト
ランジスタは、その最上層にグルコースオキシダーゼを
特定の手段で固定化せしめることで、グルコースセンサ
としての利用が図られる。
Further, the ion-sensitive field effect transistor configured in this manner can be used as a glucose sensor by immobilizing glucose oxidase on the uppermost layer thereof by a specific means.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

従って、本発明はpHセンサに係り、このpHセンサは
、アモルファスシリコン層によって被覆されたガラス基
板またはプラスチック基板上にnす層および電極を順次
形成させ、更にアモルファス窒化シリコン層で被覆した
イオン感応性電界効果型トランジスタよりなる。
Accordingly, the present invention relates to a pH sensor, which consists of sequentially forming layers and electrodes on a glass or plastic substrate coated with an amorphous silicon layer, and further coated with an amorphous silicon nitride layer. Consists of a field effect transistor.

本発明はまた、かかるイオン感応性電界効果型トランジ
スタを用いたグルコースセンサに係り、このグルコース
センサは、上記イオン感応性電界効果型トランジスタに
おいて、アモルファス窒化シリコン層上にグルコースオ
キシダーゼ含有感光性樹脂の光硬化膜を形成せしめてな
る。
The present invention also relates to a glucose sensor using such an ion-sensitive field effect transistor, and the glucose sensor includes a photosensitive resin containing glucose oxidase on an amorphous silicon nitride layer. A cured film is formed.

本発明に係るpHセンサの一態様が、第1図に平面図(
a)およびそのI−1線断面図(b)として示されてい
る。
One embodiment of the pH sensor according to the present invention is shown in a plan view (
a) and its sectional view taken along line I-1 (b).

以下、この図面を参照しながら、本発明の詳細な説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to this drawing.

ガラス基板としては一般にガラスプレートが、またプラ
スチック基板としてはポリエステルシート、テフロンシ
ートなどが用いられ、これら絶縁性基板1の一部、例え
ば半分をガラス板などでマスキングしながら、SiH4
uzfi合ガスを用いてプラズマCVD法を適用するこ
とにより、基板を部分的に被覆するアモルファスシリコ
ン層2を一般に膜厚約1ooo〜4000人で形成させ
る。このときの処理条件は、圧力約10〜1000m1
00O,好ましくは約80〜120mTorr、時間約
5〜60分間、好ましくは約10〜30分間、電力約0
.1〜100w、好ましくは約1〜20wである。
Generally, a glass plate is used as the glass substrate, and a polyester sheet, a Teflon sheet, etc. are used as the plastic substrate.While masking a part, for example, half of these insulating substrates 1 with a glass plate, SiH4
By applying a plasma CVD method using uzfi gas, an amorphous silicon layer 2 that partially covers the substrate is generally formed with a film thickness of about 100 to 4000 nm. The processing conditions at this time are a pressure of approximately 10 to 1000 m1.
00O, preferably about 80-120 mTorr, time about 5-60 minutes, preferably about 10-30 minutes, power about 0
.. 1-100w, preferably about 1-20w.

次いで、PH4(ホスフィン)、SiH4およびH2の
混合ガスを用いてのプラズマCVD法を、部分的にアモ
ルファスシリコン層で被覆された基板の全面に適用し、
n)層3を一般に膜厚約1000〜4000人で形成さ
せる。このときの処理条件は、圧力約1〜1000m1
00O、好ましくは約10〜150mTorr、時間約
1〜60分間、好ましくは約5〜20分間、電力約0.
1〜100す、好ましくは約4〜10す、温度約250
〜350℃、好ましくは約280〜320℃である。
Next, a plasma CVD method using a mixed gas of PH4 (phosphine), SiH4 and H2 is applied to the entire surface of the substrate partially covered with an amorphous silicon layer,
n) Layer 3 is generally formed to a thickness of about 1000 to 4000 layers. The processing conditions at this time are a pressure of approximately 1 to 1000 m1.
00O, preferably about 10-150mTorr, time about 1-60 minutes, preferably about 5-20 minutes, power about 0.
1 to 100 seconds, preferably about 4 to 10 seconds, temperature about 250 degrees
-350°C, preferably about 280-320°C.

その後、n+層上にアルミニウムの真空蒸着法5スパツ
タリング法などを適用し、そこに膜厚約1000〜40
00人の電極を形成させた後、n”M共々エツチング−
パターニングを適用することにより。
After that, aluminum vacuum evaporation method 5 sputtering method etc. is applied on the n+ layer to form a film with a thickness of about 1000 to 400 nm.
After forming 00 electrodes, etching together n''M.
By applying patterning.

ソース4およびドレイン5となる電極をこれらの電極取
出部分4’、5’と共に、一般にn1層と同一形状で形
成させる。
The electrodes to become the source 4 and drain 5 are generally formed in the same shape as the n1 layer, together with these electrode lead-out portions 4' and 5'.

ソース電極およびドレイン電極側の基板部分は、電極取
出部分側の基板上をガラス板などでマスキングしながら
、 SiH4、NH,およびH2の混合ガスを用いてそ
こにプラズマCVD法を適用することにより、一般に膜
厚約1000〜4000人のアモルファス窒化シリコン
層6で被覆され、イオン感応性電界効果型トランジスタ
を形成させる。このときの処理条件は、圧力約10〜1
000m100O、好ましくは約100〜200ffI
Torr、時間約10〜120分間、好ましくは約30
〜90分間、電力約0.1〜100w、好ましくは約1
〜201i1である。
The substrate parts on the source and drain electrode sides are formed by applying plasma CVD to the electrode extraction part by applying a plasma CVD method there using a mixed gas of SiH4, NH, and H2 while masking the substrate on the electrode extraction part side with a glass plate or the like. An amorphous silicon nitride layer 6, typically about 1000 to 4000 thick, is deposited to form an ion-sensitive field effect transistor. The processing conditions at this time are a pressure of approximately 10 to 1
000m100O, preferably about 100-200ffI
Torr, time about 10-120 minutes, preferably about 30
~90 minutes, power approximately 0.1~100W, preferably approximately 1
~201i1.

このようにして構成されるイオン感応性電界効果型トラ
ンジスタは、そのままpHセンサとして使用し得るが、
第4図に示す如く、それのアモルファス窒化シリコンウ
ェハにグルコースオキシダーゼ含有感光性樹脂の光硬化
膜7を形成せしめることにより、グルコースセンサを形
成せしめることができる。
The ion-sensitive field effect transistor constructed in this way can be used as a pH sensor as is, but
As shown in FIG. 4, a glucose sensor can be formed by forming a photocured film 7 of a photosensitive resin containing glucose oxidase on the amorphous silicon nitride wafer.

感光性樹脂としては、ポリビニルアルコール系、環化ポ
リイソプレン系、ポリけい皮酸ビニル系。
Photosensitive resins include polyvinyl alcohol, cyclized polyisoprene, and polyvinyl cinnamate.

ポリメチルメタクリレート系、ポリメチルイソプロピル
ケトン系のものなどが用いられるが、水溶性のポリビニ
ルアルコール系のものが好んで用い−られる。
Polymethyl methacrylate-based and polymethyl isopropyl ketone-based materials are used, but water-soluble polyvinyl alcohol-based materials are preferably used.

グルコースオキシダーゼ含有感光性樹脂は、ポリビニル
アルコール系感光性樹脂を用いた場合には水溶液として
調製され、例えば濃度約3〜7%の感光性樹脂水溶液1
mQ当りグルコースオキシダーゼを約0.5〜100m
g添加して調製される。
When a polyvinyl alcohol-based photosensitive resin is used, the glucose oxidase-containing photosensitive resin is prepared as an aqueous solution, for example, a photosensitive resin aqueous solution with a concentration of about 3 to 7% 1
Approximately 0.5 to 100 m of glucose oxidase per mQ
Prepared by adding g.

調製された水溶液のアモルファス窒化シリコン層上への
展開は、例えば電界効果型トランジスタをスピナー上に
装着し、そのアモルファス窒化シリコン層上に滴下して
回転塗布することにより行われる。次いで、マスクアラ
イナ−を用いて、グルコースオキシダーゼを失活させな
い波長、例えば300nrnの光線で約10−120秒
間秒間光照射し、水溶性感光性樹脂を光硬化させ、その
光硬化膜にグルコースオキシダーゼを固定化させる。
The prepared aqueous solution is spread onto the amorphous silicon nitride layer by, for example, mounting a field effect transistor on a spinner, dropping the solution onto the amorphous silicon nitride layer, and spinning the solution. Next, using a mask aligner, the water-soluble photosensitive resin is photocured by irradiating it with light at a wavelength that does not deactivate glucose oxidase, for example, 300nrn, for about 10 to 120 seconds, and the photocured film is coated with glucose oxidase. Make it fixed.

〔作用〕および〔発明の効果〕 このようにして構成される本発明のFET型pi(セン
サは、アモルファス窒化シリコン層をpH感応層として
おり、このアモルファス窒化シリコンの表面には水酸基
が存在するため、溶液中の水素イオン濃度により表面電
荷が変化し、同時に界面電位も変化するので、それを第
3図に示すような測定装置を用いて測定することができ
る。
[Function] and [Effects of the Invention] The FET-type pi (sensor) of the present invention constructed in this manner uses an amorphous silicon nitride layer as a pH-sensitive layer, and since hydroxyl groups exist on the surface of this amorphous silicon nitride, Since the surface charge changes depending on the hydrogen ion concentration in the solution and the interfacial potential changes at the same time, this can be measured using a measuring device as shown in FIG.

しかも、本発明に係るpHセンサは、基板に高価なシリ
コンウェハを使用せず、廉価で脆くないガラスプレート
またはプラスチックシートなどを基板として用い、そこ
にプラズマCVD装置を用いてアモルファス(窒化)シ
リコン膜を形成させるだけであるので製造工程の点でも
従来法より容易であり、従って全体としてコストの低減
化が有効に行われるという効果が得られる。
Moreover, the pH sensor according to the present invention does not use an expensive silicon wafer as a substrate, but uses an inexpensive and non-brittle glass plate or plastic sheet as a substrate, and uses a plasma CVD device to form an amorphous (nitride) silicon film thereon. The manufacturing process is also easier than that of the conventional method because it only involves forming a , and therefore the overall cost can be effectively reduced.

また、グルコースセンサに関しても、従来型が酵素反応
を利用してグルコースを検出しているのに対し、グルコ
ース濃度を他の物質との選択性をもって出力電圧として
直接定量することができるという精度上の利点も得られ
る。
In addition, regarding glucose sensors, whereas conventional types detect glucose using an enzymatic reaction, glucose concentration can be directly quantified as an output voltage with selectivity to other substances, which improves accuracy. You also get benefits.

〔実施例〕〔Example〕

次に、実施例について本発明を説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to examples.

実施例1 トリクロロエチレン、アセトンおよびエタノールで順次
洗浄したガラスプレート(ダウ・コーニング社製品コー
ニング7059)を用い、その半分の面積をマスキング
した後プラズマCvD装置内に設置し、そこにSin、
−H2(体積比1:9)混合ガスを100mTorrの
圧力で注入し、プラズマ出力6w、時間20分間の条件
下で、周波数13.56MHzの高周波を照射し、ガラ
スプレート上にアモルファスシリコン層(膜厚3000
人)を形成させた。
Example 1 A glass plate (Corning 7059, manufactured by Dow Corning) that had been sequentially washed with trichlorethylene, acetone, and ethanol was used, and after masking half of its area, it was placed in a plasma CVD apparatus, and Sin,
-H2 (volume ratio 1:9) mixed gas was injected at a pressure of 100 mTorr, and a high frequency of 13.56 MHz was irradiated under conditions of a plasma output of 6 W and a time of 20 minutes to form an amorphous silicon layer (film) on a glass plate. Thickness 3000
people).

次いで、PI(、−5in4−H2(体積比10−’ 
: 1 : 9)を130mTorrの圧力で注入し、
プラズマ出力6w、温度300℃、時間10分間の条件
下で高周波を照射し n4層(膜厚1000人)を形成
させた。その後、蒸着装置によりn4層上にアルミニウ
ムの真空蒸着を膜厚1000人になる速行ない、n+層
共々エツチングを含むパターニングを行ない、電極部分
を形成させた。
Then, PI(,-5in4-H2(volume ratio 10-'
: 1 : 9) was injected at a pressure of 130 mTorr,
High frequency was irradiated under the conditions of a plasma output of 6W, a temperature of 300°C, and a time of 10 minutes to form an N4 layer (thickness of 1000 layers). Thereafter, vacuum evaporation of aluminum was carried out rapidly on the N4 layer to a thickness of 1,000 layers using a vapor deposition apparatus, and patterning including etching was performed on the N+ layer to form electrode portions.

次に、ソース電極およびドレイン電極側の基板部分は、
電極取出部分側の基板上をガラス板でマスキングしなが
ら、 5iH4−NH,−H,(体積比0.33:0.
67:9)混合ガスを15On+Torrの圧力で注入
し、プラズマ出力6Ii、時間50分間の条件下で高周
波を照射し、電極上を膜厚3000人のアモルファス窒
化シリコンで被覆し、電極取出部分のワイヤーボンディ
ングを行って、イオン感応性電界効果型トランジスタ(
ISFET;チャンネル幅500 p m、チャンネル
長10 μm)を形成させた。
Next, the substrate portion on the source and drain electrode sides is
While masking the substrate on the electrode extraction part side with a glass plate, 5iH4-NH,-H, (volume ratio 0.33:0.
67:9) Mixed gas was injected at a pressure of 15 On + Torr, and high frequency was irradiated under the conditions of a plasma output of 6Ii and a time of 50 minutes, and the electrode was coated with amorphous silicon nitride with a thickness of 3000 nm, and the wire at the electrode extraction part was Perform bonding to create an ion-sensitive field effect transistor (
An ISFET (channel width: 500 pm, channel length: 10 μm) was formed.

このようにして構成されるセンサを、第3図に示される
測定装置を用い、即ちエレクトロメータ11およびレコ
ーダ12を含む測定回路に接着されているl5FET 
13および銀/塩化銀参照電極14をそれぞれ浸漬させ
た被測定液(各pH値に調整された20mM Tris
−H(、Q緩衝液)15を恒温セル16で一定温度(2
0℃)に保持した装置を用い、ソース−ドレイン間の電
流(500μA)および電圧(4v)をそれぞれ一定に
保ちながら、電位応答を測定した。この結果は、第2図
のグラフに示されるように、pH1〜12の範囲内で直
線性があり、その感度は1pH当り約50mVであって
、このことからpHセンサとしての有効性が確認された
The sensor constructed in this way can be measured using the measuring device shown in FIG.
13 and the silver/silver chloride reference electrode 14 were immersed in the measurement liquid (20mM Tris adjusted to each pH value).
-H (, Q buffer) 15 in a constant temperature cell 16 at a constant temperature (2
The potential response was measured while keeping the source-drain current (500 μA) and voltage (4 V) constant using an apparatus maintained at 0° C.). As shown in the graph in Figure 2, this result shows linearity within the pH range of 1 to 12, and its sensitivity is approximately 50 mV per pH, which confirms its effectiveness as a pH sensor. Ta.

実施例2 実施例1のPHセンサについて、それの応答特性を調べ
るため、20℃の蒸留水Loom Q中にPHセンサを
浸漬させた後、INH(lまたはIN NaOHを0.
1m12宛加えたところ、電位は約30秒間で定常値に
達し、応答特性の点においてもすぐれていることが分っ
た。
Example 2 In order to examine the response characteristics of the PH sensor of Example 1, the PH sensor was immersed in distilled water Loom Q at 20°C, and then immersed in INH (l or IN NaOH) at 0.
When applied to 1m12, the potential reached a steady value in about 30 seconds, and it was found that the response characteristics were also excellent.

実施例3 実施例1において、基質としてガラスプレートの代りに
テフロンシート(厚さ1 mm)を用い、 l5FET
を形成させた。
Example 3 In Example 1, a Teflon sheet (thickness 1 mm) was used instead of the glass plate as the substrate, and 15FET
was formed.

このl5FETをスピナー上に置き、濃度5%のポリビ
ニルアルコール系感光性樹脂(感光性スチルバゾリウム
基含有量1.4モル〆、けん化度88%、重合度140
0)水溶液にグルコースオキシダーゼをloIIIg/
m(l水溶液の割合で添加したものを滴下し、回転塗布
した。
This 15FET was placed on a spinner, and a polyvinyl alcohol photosensitive resin with a concentration of 5% (photosensitive stilbazolium group content: 1.4 mol, saponification degree of 88%, polymerization degree of 140%) was placed on a spinner.
0) Add glucose oxidase to an aqueous solution
ml of aqueous solution was added dropwise and spin-coated.

次いで、マスクアライナ−を用いて波長300nmの紫
外線を照射することにより、感光性樹脂を光硬化させ、
グルコースオキシダーゼを固定し、グルコースセンサを
作成した。
Next, the photosensitive resin is photocured by irradiating ultraviolet rays with a wavelength of 300 nm using a mask aligner,
A glucose sensor was created by immobilizing glucose oxidase.

このグルコースセンサを、第3図に示される測定装置を
用い、即ちエレクトロメータ11およびレコーダ12を
含む測定回路に接着されているグルコースオキシダーゼ
固定化l5FET 13および銀/塩化銀参照電極14
をそれぞれ浸漬させた被測定液(濃度20〜900mg
/ρのグルコース水溶液、pH7,0)15を恒温セル
16で一定温度(37℃)に保持した装置を用い、ソー
ス−ドレイン間の電流(500μA)および電圧(4v
)をそれぞれ一定に保ちながら、電位応答を測定した。
This glucose sensor was measured using the measuring device shown in FIG.
(concentration 20 to 900 mg)
/ρ glucose aqueous solution, pH 7.0) 15 was kept at a constant temperature (37°C) in a constant temperature cell 16, and the source-drain current (500 μA) and voltage (4 V
) were kept constant, and the potential responses were measured.

得られた結果は第5図のグラフに示され、この結果から
グルコース濃度の対数値と出力電圧の定常値との間に相
関関係がみられ、グルコース濃度50〜BOOrng/
 Qの範囲内で定量が可能であることが分った。
The obtained results are shown in the graph of FIG. 5, and the results show that there is a correlation between the logarithmic value of the glucose concentration and the steady value of the output voltage, and that when the glucose concentration is 50~BOOrng/
It was found that quantification was possible within the range of Q.

実施例4 実施例3の測定において、グルコース水溶液の代りに、
それぞれ濃度が200mg/ Qのグリシン、アルブミ
ンまたはしよ糖の水溶液を使用し、その出゛  力電位
を測定し、同濃度のグルコース水溶液の出力電位と比較
すると、応答はグルコース水溶液を基準としてSN比2
以下であり、グルコースのみを選択的に定量し得ること
が確認された。
Example 4 In the measurement of Example 3, instead of the glucose aqueous solution,
Using an aqueous solution of glycine, albumin, or sucrose with a concentration of 200 mg/Q, respectively, and measuring their output potentials and comparing them with the output potential of an aqueous glucose solution with the same concentration, the response is the same as the signal-to-noise ratio with respect to the aqueous glucose solution. 2
It was confirmed that only glucose could be selectively quantified.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係るpHセンサの一態様の平面図(
a)およびI−1線断面図(b)である。第2図は実施
例1の測定結果を示すグラフであり、第3図はその測定
に用いられた測定装置の概要図である。第4図は、本発
明に係るグルコースセンサの一態様の平面図(a)およ
び■−■線断面図(b)である。また、第5図は、実施
例3の測定結果を示すグラフである。 (符号の説明) 1・・・・・絶縁性基板 2・・・・・アモルファスシリコン層 3・・・・・n争層 4・・・・・ソース電極 5・・・・・ドレイン電極
FIG. 1 is a plan view of one embodiment of the pH sensor according to the present invention (
They are a) and a sectional view taken along the line I-1 (b). FIG. 2 is a graph showing the measurement results of Example 1, and FIG. 3 is a schematic diagram of the measuring device used for the measurement. FIG. 4 is a plan view (a) and a sectional view (b) taken along the line ■-■ of one embodiment of the glucose sensor according to the present invention. Moreover, FIG. 5 is a graph showing the measurement results of Example 3. (Explanation of symbols) 1...Insulating substrate 2...Amorphous silicon layer 3...N layer 4...Source electrode 5...Drain electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、アモルファスシリコン層によって被覆されたガラス
基板またはプラスチック基板上にn^+層および電極を
順次形成させ、更にアモルファス窒化シリコン層で被覆
したイオン感応性電界効果型トランジスタよりなるpH
センサ。 2、第1項記載のイオン感応性トランジスタにおいて、
アモルファス窒化シリコン層上にグルコースオキシダー
ゼ含有感光性樹脂の光硬化膜を形成せしめてなるグルコ
ースセンサ。
[Claims] 1. Consisting of an ion-sensitive field effect transistor in which an n^+ layer and an electrode are sequentially formed on a glass substrate or plastic substrate covered with an amorphous silicon layer, and further covered with an amorphous silicon nitride layer. pH
sensor. 2. In the ion-sensitive transistor according to item 1,
A glucose sensor comprising a photocured film of a photosensitive resin containing glucose oxidase formed on an amorphous silicon nitride layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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