JPH03273154A

JPH03273154A - 修飾電極用平板金属電極

Info

Publication number: JPH03273154A
Application number: JP2072210A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Miyamoto; 重幸宮本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1991-12-04
Anticipated expiration: 2012-06-04
Also published as: JP2616117B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［Ｇ葉上の利用分野］木光明は、絶縁単板上に形成した修飾電極用の平板金１
１４電極に関づる。

［従来の技術］金属電極表面に機能性物質を含んだ膜を被覆した修飾重
積【よ、電気化学的センリーヤリアクターとして用いる
ことかでさる。金属電極は電流の検出に用いられる。用
いられる釦旧ノ１物貿としては、イオノフオア、電気化
学的触媒、酵素、微生物、抗Ｄ；１・抗体などがあり、
各種イオンセンサや酵素セン９、免疫セン１ノなどが作
製されている。例えば、白金電極にグルコースオキシダ
ーゼを含有した＝」ラーグン膜を被ｉすることによって
、グルコスミ極か作製されている（絵本内−編「イオン
電（々と酵素電極」　ρ、７９．講談社サイエンティフ
ィック、　１９８１）。また、アルコールデヒドロゲナ
じと補酵素ＮＡＤを含有した生血清アルブミン（以下、
ＢＳＡと表す。）を、グルタルアルデヒド（以下、Ｇ八
と表１°）で架橋させた膜を用い、ＩＣ製造プロセスに
よって作製した平板金電極上にこれを被覆することによ
って、アルコールセンサを作製している（特願平１−２
５９９８８＠　）。

［発明が解決しようとする課題］電流検出型の金属電極の場合、金属電極の面積が電流に
比例する。これに基づいた修飾電極の感度や性能は、修
飾電極の基板となる金属電極の面積に依存する。

一方、機能性膜を持つ修飾電極の寿命は、ベースとなる
平板金属電極と機能性膜との接着性に大きく依存する。

すなわち、機能性膜が平板金属電極から剥がれ易い場合
、良好な修飾電極とは言えない。しかし、平板金属電極
の金属部分は、絶縁基板部分に比べて機能性膜との接着
性が悪く、金属部分と膜との間に隙間が生じるため、従
来の形状の平板金属電極では優れた修Ｓ電極を作製づる
ことができなかった。

本発明の目的は、十分な電極面積が確保され、かつ機能
性膜との密着性に優れた長寿命の修飾電極を作製できる
修飾電極用平板金属電極を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は、絶縁単板上に修飾電極用の金属層が形成され
、該金属層上に機能性膜が被覆された平板金属電極にお
いて、機能性膜の面積を金属層の面稙の２倍以上にした
ことを特徴とするか、あるいは金属層の縦及び／または
横方向の幅を機能性膜の幅の１０分の１以下にしたこと
を特徴と１−るか、あるいは金属ｍｔ面の一部分に金属
層と機能ｔ’ｌ膜の双方と接着性が良い接着性膜を設け
たことを１２Ｉ徴とづる修飾電極用平板金属電極である
。

［作用］平板金属電極上に塗布する機能性膜の面積を金属層の面
積の２倍以上にすることによって、機能性膜の端部にお
番ノる基板との接着部分を十分とることができ、機能性
膜の電極からの剥離を訪ぐことができる。

また、金属層の縦及び／または横方向の幅を、機能性膜
の幅の１０分の１以下にすることによっても、機能性膜
と金属層との間に隙間が生じなくなり、機能性膜の電極
への密着性が一層向上する。

さらに、金属層と機能性膜との間に、これらの双方と接
着性のよい接着性膜を設けることによっても、膜と金属
層との間に生じる隙間かなくなり、膜と基板との密着性
が向上する。これらの効果により、作製した修ｖｈ電極
のＲ命が向上りる。

Ｌ実施例］次に、本発明の実施例について回向を参照して詳細に説
明する。

比較例１第７図は従来の修飾電極用平板金属電極の平面図、第８
図は第７図のＡ−Ａ　”線による断面図である。図中１
は金属電極、２１，１機能性膜、３は基板である。基板
としてはり゛ファイアを、金属としては金を用いた。金
はＩＣ製造プロセス（レジストによるパターン形成、真
空蒸着、スパッタなど）によって作製した。機能性膜と
しては、グルタルアルデヒド（以下、ＧＡと表す。）で
架橋した牛血清アルブミン（以下、ＢＳＡと表１°）を
用い、スピン塗ｔＦ’ｉによって被覆した。機能性膜の
幅は１００ｍ、厚は２珈、金属電極の輻は８０脚、厚は
１μｉｌであった。作製した電極を水に浸漬すると、百
）８図に示すように、金属電極１と機能性膜２の間に隙
間が生じた後、機能性膜２の剥がれが観察された。

実論例１〜３イ）１図は、本発明の一実施例による平板金属電極を示
したもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）　Ｇま（ａ）
にお（プるＢ−Ｂ′線による断面図である。図１１１１
は金属電極、２は機能性膜、３ｔ、１基板である。

祠料、作製条イ′１等は比較例１と同様である。機能ｆ
’Ｌ欣の稲は１００ｔｌＩＩｌ、摩は２μであり、金属
電極は幅５０廓、厚１ＪＪＪｎであった。

この電極の場合、比較例１の場合と異なり、水に浸漬し
ても金属電極と機能性膜の間の隙間は第１図（ｂ）に示
すように僅かであり、膜の剥がれはなかった。このよう
に、機能性膜の面積を金属層の面積の２倍以上にするこ
とによって、基板と膜か接着する部分を十分にとること
ができ、膜の剥がれが防止できる。

第２図（ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施例を示
したものである（実施例２及び３〉。機能性膜の面積が
金属電極面積に比べて大きいほど、膜と基板との接着部
分は広くなり、膜と電極との接着性は向上する。しかし
、接着部分が大きくなるほど、作製される電極は大きな
ものとなる。用いる金属、基板、機能性膜の材料によっ
て差はあるが、機能性膜の面積が金属電極の面積の２倍
以上であれば、本発明の効果は十分現われる。

実施例４〜１４第３図は、本発明の別の一実施例による平板金属電極を
示したもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）に
おけるｃ−ｃ′線による断面図である。

図中１は金属電極、２は機能性膜、３は基板である。材
料、作製条件等は比較例１と同様である。

機能性膜の幅は１１００Ｊ、厚は２即であり、金属電極
は幅７μｓ、厚１ｍのものを間隔７ＩＩＩｎで７つ設け
た。

この電極では、水に浸漬したときの金属電極とＩＮ能性
膜の間の隙間は観察されず、実施例１〜３より侵れてい
た。このように、くし形の電極にし、その幅を機能性膜
の幅の１０分の１以下にすることにより、電極間の基板
部分に機能性膜が密着し、結果として膜の剥がれか生じ
なくなる。

第４図（ａ）〜（ｊ）は、本発明の他の実施例を示した
ものである（実施例５〜１４）。金属電極の形１人をこ
のようなパターンにすることによって、上記と同様の効
果が得られた。

金属電極のパターンを細カベするほど、電極と機能性膜
の密着性は向上する。しかし、作製した修飾電極に十分
な性能を確保するためには、金属電極の面積は、広くな
ｔノればならないので、パターンを細かくするのには限
度がある。金属電極のパターンの細かさは、金属、基板
、機能性膜の月別によっても異なる。すなわち、機能性
膜と金属との密着性か悪ければ、パターンをより微小に
しなければならない。−膜内な材料を用いた場合、本発
明の効果は、金属膜の幅が機能性膜の幅の１０分の１以
下で現われる。

実施例１５〜２１第５図は、本発明のさらに別の一実施例による平板金属
電極を示したもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（
ａ）におけるＤ−Ｄ−線による断面図である。図中１は
金属電極、２は機能性膜、３は基板、４は金属層と機能
性膜の双方と接着性がよい接着性膜である。接着性膜と
しては、ＣＶＤによって形成し、プラズマエツチングに
よってパターニングした酸化タンタル膜を用いた。その
他の＋Ａ判、作製条件等は比較例１と同様である。機能
性膜の幅は１００ｇ、厚２仰であり、金属電極の輻は８
０脚、厚１即であった。接着性膜は幅７Ｍ、厚Ｏ１１即
のものを間隔７＃で６つ設けた。

この電極のように、金属層と機能性膜との間に、これら
の双方と接着性がＪ：い接着性膜を設けた場合、実施例
４〜１４と同様に、水に浸漬したときの金属電極と機能
性膜の間の隙間はなく、良好な修飾電極が作製できた。

第６図（ａ）〜（ｆ）は、本発明の他の実施例を示した
ものである（実施例１６〜２１）。接着性膜は金属電極
上の一部を被覆するように設ければよいが、第５図や第
６図（ａ）〜（ｂ）よりも、第６図（Ｃ）〜（ｆ）のよ
うに、金属電極の外周に接着性膜を被覆した電極の方が
機６Ｅ性股の剥かれがＪ：り少なかった。接着性膜とし
ては、酸化タンタルの他に、酸化シリコン、窒化シリコ
ン、酸化アルミニウムも使用できる。

［弁明の効果１以上説明したように、本発明の修飾電極用平板金属電極
によれば、十分な電極面積が確保され、かつ機能性膜と
基板との密着性が向上した長寿命の修飾電極が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図はそれぞれ本発明による修飾電極用平板金属
電極の一実施例の平面図または断面図、第７図及び第８
図は従来技術による＠節電極用平板金属電極の平面図及
び断面図である。１・・・金属電極２・・・機能性膜３・・・基板４・・・接着性膜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁基板上に修飾電極用の金属層が形成され、該
金属層上に機能性膜が被覆された平板金属電極において
、機能性膜の面積を金属層の面積の２倍以上にしたこと
を特徴とする修飾電極用平板金属電極。
（２）絶縁基板上に修飾電極用の金属層が形成され、該
金属層上に機能性膜が被覆された平板金属電極において
、金属層の縦及び／または横方向の幅を機能性膜の幅の
１０分の１以下にしたことを特徴とする修飾電極用平板
金属電極。
（３）絶縁基板上に修飾電極用の金属層が形成され、該
金属層上に機能性膜が被覆された平板金属電極において
、金属層上面の一部分に金属層と機能性膜の双方と接着
性が良い接着性膜を設けたことを特徴とする修飾電極用
平板金属電極。