JPH07120809B2 - オプティカルバイオセンサ - Google Patents
オプティカルバイオセンサInfo
- Publication number
- JPH07120809B2 JPH07120809B2 JP1085435A JP8543589A JPH07120809B2 JP H07120809 B2 JPH07120809 B2 JP H07120809B2 JP 1085435 A JP1085435 A JP 1085435A JP 8543589 A JP8543589 A JP 8543589A JP H07120809 B2 JPH07120809 B2 JP H07120809B2
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- JP
- Japan
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- light receiving
- transparent substrate
- receiving element
- sensor chip
- optical biosensor
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、種々の化学物質を含む試料中から特定成分を
簡単に、迅速かつ高精度で、識別，定量することができ
るオプティカルバイオセンサに関するものである。
簡単に、迅速かつ高精度で、識別，定量することができ
るオプティカルバイオセンサに関するものである。
従来の技術 従来、オプティカルバイオセンサは第２図に示す様に使
用されていた。すなわち検出したいある特定物質に対し
て発光を伴なう反応を進める触媒をゲル状にしたものＡ
を、容器Ｂ内のサンプル試料Ｃに注入する。そしてこれ
を緩衝液Ｄと共に、フォトカウンターＥに設けたオプテ
ィカルバイオセンサの受光部に挿入されたらせん状ガラ
ス管より成るフローセルへポンプＦにより導き、その後
廃液させる様に連続的に流される。この時、フローセル
中で発光した光をフォトカウンターで測定し、積算器Ｇ
で積算し、それを記録計Ｈで記録し、この記録から物質
を識別していた。
用されていた。すなわち検出したいある特定物質に対し
て発光を伴なう反応を進める触媒をゲル状にしたものＡ
を、容器Ｂ内のサンプル試料Ｃに注入する。そしてこれ
を緩衝液Ｄと共に、フォトカウンターＥに設けたオプテ
ィカルバイオセンサの受光部に挿入されたらせん状ガラ
ス管より成るフローセルへポンプＦにより導き、その後
廃液させる様に連続的に流される。この時、フローセル
中で発光した光をフォトカウンターで測定し、積算器Ｇ
で積算し、それを記録計Ｈで記録し、この記録から物質
を識別していた。
発明が解決しようとする課題 この様に上記従来の方式では、フォトカウンターに設け
るオプティカルバイオセンサは受光部にらせん状のフロ
ーセルを挿入する構造をとる必要があり、必然的に形状
が大きくなってしまうと云う問題があった。そこで本発
明は形状を小型化することが可能で、使いやすいオプテ
ィカルバイオセンサを提供することを目的とするもので
ある。
るオプティカルバイオセンサは受光部にらせん状のフロ
ーセルを挿入する構造をとる必要があり、必然的に形状
が大きくなってしまうと云う問題があった。そこで本発
明は形状を小型化することが可能で、使いやすいオプテ
ィカルバイオセンサを提供することを目的とするもので
ある。
課題を解決するための手段 そしてこの目的を達成するために、本発明のオプティカ
ルバイオセンサは、透明基板の片側に、ある特定物質に
ついて発光を伴う反応を進める触媒となる物質を固定す
るとともに、この透明基板の反対側に回路導体層を形成
し、この回路導体層の部分に少なくとも受光素子を含む
半導体光センサチップを、この受光素子側に前記透明基
板側となる様に実装して構成したものである。
ルバイオセンサは、透明基板の片側に、ある特定物質に
ついて発光を伴う反応を進める触媒となる物質を固定す
るとともに、この透明基板の反対側に回路導体層を形成
し、この回路導体層の部分に少なくとも受光素子を含む
半導体光センサチップを、この受光素子側に前記透明基
板側となる様に実装して構成したものである。
作用 上記構造をもつオプティカルバイオセンサをサンプル試
料に浸すと、触媒に接触した試料中の検出物質が発光
し、その光が透明基板を透過して、半導体光センサチッ
プの受光素子に入射し、この発光量を測定することによ
り識別が行われる。つまり本発明では透明基板に半導体
光センサチップ実装しただけのものであるので形状を大
幅に小型化することが可能であり、よってこれをサンプ
ル試料に浸せばそれだけで使えるものとなり、使いやす
いものなるのである。
料に浸すと、触媒に接触した試料中の検出物質が発光
し、その光が透明基板を透過して、半導体光センサチッ
プの受光素子に入射し、この発光量を測定することによ
り識別が行われる。つまり本発明では透明基板に半導体
光センサチップ実装しただけのものであるので形状を大
幅に小型化することが可能であり、よってこれをサンプ
ル試料に浸せばそれだけで使えるものとなり、使いやす
いものなるのである。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１
図（ａ），（ｂ）において、１は透明基板６の一面にフ
ェイスダウンで実装した半導体光センサチップで、2,3,
4は各々半導体光センサチップ１に含まれている第１の
受光素子，第２の受光素子，差動回路である。５は透明
基板６に他面に固定化された複合酵素発光膜である。７
は透明基板６の半導体光センサチップ１と対向する部分
に直接形成された平板マイクロレンズである。８は透明
基板６の半導体光センサチップ１側面に形成された回路
導体層、９は半導体光センサチップ１を透明基板６を実
装するのに用いられる透明光硬化型絶縁樹脂、10は半導
体光センサチップ１及び回路導体層８を絶縁保護するコ
ーティング絶縁樹脂である。
図（ａ），（ｂ）において、１は透明基板６の一面にフ
ェイスダウンで実装した半導体光センサチップで、2,3,
4は各々半導体光センサチップ１に含まれている第１の
受光素子，第２の受光素子，差動回路である。５は透明
基板６に他面に固定化された複合酵素発光膜である。７
は透明基板６の半導体光センサチップ１と対向する部分
に直接形成された平板マイクロレンズである。８は透明
基板６の半導体光センサチップ１側面に形成された回路
導体層、９は半導体光センサチップ１を透明基板６を実
装するのに用いられる透明光硬化型絶縁樹脂、10は半導
体光センサチップ１及び回路導体層８を絶縁保護するコ
ーティング絶縁樹脂である。
次に以上の第１図（ａ），（ｂ）のように構成されたオ
プティカルバイオセンサの各部をさらに詳細に説明す
る。
プティカルバイオセンサの各部をさらに詳細に説明す
る。
透明基板６としては厚さ1.1mmの多成分ガラスを採用
し、この片側表面にイオン交換法等により平板マイクロ
レンズ７を形成し、その後さらにその表面に金や銀白金
等の貴金属をスクリーン印刷法または薄膜形成法とフォ
トリソ法を用いて回路導体層８を形成した。さらに、先
の平板マイクロレンズ７及び回路導体層８を形成した面
とは反対側の透明基板６の面には、スピンコーティング
法またはLB法によりペルオキシターゼ（POD）とグルコ
ースオキシターゼ（GOD）の複合酵素発光膜５を固定化
した。
し、この片側表面にイオン交換法等により平板マイクロ
レンズ７を形成し、その後さらにその表面に金や銀白金
等の貴金属をスクリーン印刷法または薄膜形成法とフォ
トリソ法を用いて回路導体層８を形成した。さらに、先
の平板マイクロレンズ７及び回路導体層８を形成した面
とは反対側の透明基板６の面には、スピンコーティング
法またはLB法によりペルオキシターゼ（POD）とグルコ
ースオキシターゼ（GOD）の複合酵素発光膜５を固定化
した。
次に半導体プロセスを用いて単結晶シリコン基板（ウェ
ハ）上に、フォトトランジスタやフォトダイオード等の
受光素子２と、その横に、先の第１の受光素子２と構造
は同じで受光窓が開いていない第２の受光素子３及びこ
れら２つの差動をとる差動回路４等で構成した半導体光
センサチップ１を多数形成し、この単結晶シリコン基板
（ウェハ）をダイシング技術により個々の半導体光セン
サチップ１が切り出される。
ハ）上に、フォトトランジスタやフォトダイオード等の
受光素子２と、その横に、先の第１の受光素子２と構造
は同じで受光窓が開いていない第２の受光素子３及びこ
れら２つの差動をとる差動回路４等で構成した半導体光
センサチップ１を多数形成し、この単結晶シリコン基板
（ウェハ）をダイシング技術により個々の半導体光セン
サチップ１が切り出される。
次に、先に作成した透明基板６の所定の位置に、アクリ
ル系の透明光硬化型絶縁樹脂９をスクリーン印刷または
ディスペンサ等で塗布し、その上に半導体光センサチッ
プ１をフェイスダウンで所定の位置にダイボンドした後
圧力を加え、半導体光センサ、チッパ１の電極パッドと
回路導体層８を圧着させ、その後紫外線を照射させ実装
を行う。最後にその上からシリコン等のコーティング絶
縁樹脂10をディスペンサ等で塗布し、半導体光センサチ
ップ１及び回路導体層８を外界から絶縁，保護し、オプ
ティカルバイオセンサ11が完成する。
ル系の透明光硬化型絶縁樹脂９をスクリーン印刷または
ディスペンサ等で塗布し、その上に半導体光センサチッ
プ１をフェイスダウンで所定の位置にダイボンドした後
圧力を加え、半導体光センサ、チッパ１の電極パッドと
回路導体層８を圧着させ、その後紫外線を照射させ実装
を行う。最後にその上からシリコン等のコーティング絶
縁樹脂10をディスペンサ等で塗布し、半導体光センサチ
ップ１及び回路導体層８を外界から絶縁，保護し、オプ
ティカルバイオセンサ11が完成する。
このオプティカルバイオセンサ11を第１図（ｃ）のごと
く容器12内の、サンプル試料にルミノールを加めたもの
に浸すと、複合酵素発光膜５によって下記の発光反応が
進められる。
く容器12内の、サンプル試料にルミノールを加めたもの
に浸すと、複合酵素発光膜５によって下記の発光反応が
進められる。
この反応により発光された光は、平板マイクロレンズ７
により効率良く第１の受光素子５に導かれ、電気的信号
に変換され、第２の受光素子３との間で差動回路４によ
り差動をとられ高S/N比で精度良く測定され、これが積
算器13で積算され、記録計14で記録される。
により効率良く第１の受光素子５に導かれ、電気的信号
に変換され、第２の受光素子３との間で差動回路４によ
り差動をとられ高S/N比で精度良く測定され、これが積
算器13で積算され、記録計14で記録される。
この時、もちろんこの発光反応による光のみを測定でき
る様に、外界からの光はすべて遮断している。
る様に、外界からの光はすべて遮断している。
この様に、発光量を精度よく測定することにより、サン
プル試料中のグルコースを精度良く定量化することがで
きる。
プル試料中のグルコースを精度良く定量化することがで
きる。
発明の効果 以上の様に本発明によれば、半導体光センサチップと透
明基板によって構成されるものであるので、小形で低価
格化が可能なオプティカルバイオセンサが提供でき、そ
の取扱いも簡単なものとなる。
明基板によって構成されるものであるので、小形で低価
格化が可能なオプティカルバイオセンサが提供でき、そ
の取扱いも簡単なものとなる。
第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）は各々本発明の一実施例
におけるオプティカルバイオセンサの平面図と断面図及
び、その使用状態を示す構成図、第２図は従来のオプテ
ィカルバイオセンサの使用状態を示す構成図である。 １……半導体光センサチップ、２……第１の受光素子、
３……第２の受光素子、４……差動回路、５……複合酵
素発光膜、６……透明基板、７……平板マイクロレン
ズ、９……透明光硬化型絶縁樹脂、10……コーティング
絶縁樹脂。
におけるオプティカルバイオセンサの平面図と断面図及
び、その使用状態を示す構成図、第２図は従来のオプテ
ィカルバイオセンサの使用状態を示す構成図である。 １……半導体光センサチップ、２……第１の受光素子、
３……第２の受光素子、４……差動回路、５……複合酵
素発光膜、６……透明基板、７……平板マイクロレン
ズ、９……透明光硬化型絶縁樹脂、10……コーティング
絶縁樹脂。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/10
Claims (3)
- 【請求項１】透明基板の片側に、ある特定物質について
発光を伴う反応を進める触媒となる物質を固定するとと
もに、前記透明基板の反対側に回路導体層を形成し、少
なくとも受光素子及び取り出し電極を含む半導体光セン
サチップを、透明光硬化型絶縁樹脂を介して、前記透明
基板の回路導体層を形成した側に、前記半導体光センサ
チップの取り出し電極が前記透明基板の回路導体層の所
定の部分に圧接するように実装したオプティカルバイオ
センサ。 - 【請求項２】透明基板の受光素子が対向する部分にイオ
ン交換法等により屈折率を変化させることにより平板マ
イクロレンズを形成した請求項１記載のオプティカルバ
イオセンサ。 - 【請求項３】半導体光センサチップは少なくとも、第一
の受光素子とその近くに設けた不受光用の第二の受光素
子と、前記第一、第二の受光素子の電気的な差動をとる
差動回路で構成された請求項１記載のオプティカルバイ
オセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085435A JPH07120809B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | オプティカルバイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085435A JPH07120809B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | オプティカルバイオセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02263480A JPH02263480A (ja) | 1990-10-26 |
| JPH07120809B2 true JPH07120809B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=13858777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1085435A Expired - Fee Related JPH07120809B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | オプティカルバイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120809B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3824233B2 (ja) * | 2003-09-01 | 2006-09-20 | セイコーエプソン株式会社 | バイオセンサ及びバイオセンサの製造方法 |
| KR100801448B1 (ko) * | 2007-05-16 | 2008-02-11 | (주)실리콘화일 | 바이오칩 |
| KR100808114B1 (ko) * | 2007-07-18 | 2008-02-29 | (주)실리콘화일 | 진단장치 및 그 제조방법 |
-
1989
- 1989-04-04 JP JP1085435A patent/JPH07120809B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02263480A (ja) | 1990-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |