JPH0820396B2 - バイオセンサチツプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 平板状体の１面に、おゝむね同一の流路条件を有する
複数の液状被検体の流路をなす溝が形成され、この溝に
連通して形成された凹部中にバイオセンサ本体が収容さ
れ、このバイオセンサ本体と前記の溝とは第２の平板状
体によってカバーされており、バイオセンサ本体にそれ
ぞれには、液体被検体が、おゝむね同一の条件で接触す
るようにされているバイオセンサチップである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、バイオセンサチップに関する。特に、生体
触媒等のバイオセンサを使用して、単一の液状被検体の
各種の化学的性質を検出するバイオセンサチップに関す
る。

〔従来の技術〕

近来、生体触媒等のバイオセンサを使用して、血液・
尿等の生体液の液状被検体に含まれる各種イオンの濃度
を一括して同時に測定する集合型バイオセンサが開発さ
れている。たゞ、この集合型バイオセンサは、未だ開発
途上にあるため、その構造は実験室的構造である。例え
ば、球体状の容器の外面に、棒状のバイオセンサが放射
状に取り付けられた構造等が一般である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術に係る集合型バイオセンサは、上記のとお
り、その構造が工業的に未成熟であり、使用上取り扱い
上不便であり、単一の集合型バイオセンサに取り付けら
れた複数のバイオセンサのすべてに同一の条件で液状被
検体が接触するようにすることが困難であり、また、近
接するバイオセンサが相互に干渉するおそれがあり、検
出精度が劣るという欠点がある。

本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあ
り、取り扱いが便利でありすべてのバイオセンサに同一
の条件（液圧・流速・流れの方向・撹拌の状態・温度等
の条件）で液状被検体を接触させることができ、各バイ
オセンサが相互に干渉することがなく、検出精度がすぐ
れている集合型バイオセンサたるバイオセンサチップを
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、
平板状体（１）の１面に、複数に分岐しておりおゝむね
同一の流路条件を有する液状被検体流路をなす複数の溝
（４）を形成し、この分岐した複数の流路のそれぞれに
連通して凹部（３）を形成し、この凹部（３）のそれぞ
れの中に相互に異なるバイオセンサ本体（７）を収容
し、この複数種類のバイオセンサ本体（７）と前記の溝
（４）とを第２の平板状体（９）をもってカバーして、
前記の複数種類の相互に異なるバイオセンサ本体（７）
のそれぞれに、液状被検体が、おゝむね同一の条件（液
圧・流速・流れの方向・撹拌の状態・温度等の条件）で
接触することゝなるようにバイオセンサチップを構成す
ることにある。

なお、上記平板状体（１）の材料は、工業用プラスチ
ック等の高分子化合物でも、ガラス等でも、また、シリ
コン等の半導体でもよい。エッチングをなしうる材料で
あればよい。

〔作用〕

本発明に係るバイオセンサチップにあっては、複数の
バイオセンサチップが相互に平行に配置されて単一の平
板状部材に埋め込まれ、各バイオセンサは、上記の平板
状部材に設けられた液圧・流速・流れの方向・撹拌の状
体・温度等の流路条件が相互に同一にされた溝を介して
液状被検体が供給されることにされている。そのため、
従来技術の場合と異なり、球状容器の外周に複数のバイ
オセンサを取り付ける必要はなく、取り扱いが便利であ
り、各バイオセンサには、おゝむね同一条件の液状被検
体が供給されることになり、精度は向上し、しかも、各
バイオセンサは相互に遮断されているから、相互に干渉
することもなく、この点からも精度が向上する。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつゝ、本発明の一実施例に係るバ
イオセンサチップについてさらに説明する。

第２図参照 シリコン基板１を熱酸化し、その面上に約１μｍ厚の
二酸化シリコン膜２を形成する。

第３図参照 リングラフィー法を使用して、バイオセンサ収容領域
３及び液状被検体用流路をなす溝４を形成する。この工
程はレジストをスピンコートしてレジスト膜（図示せ
ず）を形成した後、所望のパターンを有するフォトマス
クを使用して露光・現像して所望のパターンを有するエ
ッチング用レジストマスクを形成し、このエッチング用
レジストマスクを使用し、フッ酸とフッ化アンモニウム
との混合液をエッチャントとして使用して二酸化シリコ
ン膜２をパターニングし、このパターニングされた二酸
化シリコン膜２をマスクとし、35％水酸化カリウムをエ
ッチャントとしてシリコン基板１をエッチングすればよ
い。

その後、再び熱酸化して、上記のバイオセンサ収容領
域３及び液状被検体用流路をなす溝４の内面を5,000Å
厚の二酸化シリコン膜（符号３、４と重畳して、いずれ
を指すか不明瞭になるので、図に記入せず）５をもって
カバーする。完成したチップの典型的な大きさは5mm×5
mm程度であり、これを１枚のウェーハ上に多数形成す
る。

第４図参照 再びリングラフィー法を使用して、バイオセンサ用電
極・配線６を形成する。この工程は、エッチング法を使
用してもリフトオフ法を使用してもなしうるが、リフト
オフ法を使用することを前提として述べると、まず、上
記と同様にしてバイオセンサ用電極・配線６のパターン
を有するレジストマスク（図示せず）を形成し、クロム
を500Å厚に蒸着した後、金を１μｍ厚に蒸着し、その
後、レジストマスク（図示せず）を除去して、バイオセ
ンサ用電極・配線６を完成する。

第５図参照 生体触媒等のバイオセンサ本体７をバイオセンサ収容
領域３に固定する。例えばグリコースオキシダーゼを、
例えば牛血清アルブミンを使用して、１のバイオセンサ
収容領域３に固定し、次に、例えばウレアーゼを、例え
ばグルタルアルデヒドを使用して、他のバイオセンサ収
容領域３に固定する。

第１図参照 電極パッド領域に電極リード線用開口８を有するガラ
ス板９をカバーし、エポキシ系接着材をもって固定す
る。10は電極リード線用開口８を貫通した電極リード線
である。

〔発明の効果〕 以上説明せるとおり、本発明に係るバイオセンサチッ
プは、複数のバイオセンサが相互に平行に配置されて単
一の平板状部材に埋め込まれ、各バイオセンサは、上記
の平板状部材に設けられ液圧・流速・流れの方向・撹拌
の状体・温度等の流路条件が相互に同一になるように分
岐している溝を介して液状被検体が供給されることにさ
れているので、従来技術の場合と異なり、球状容器の外
周に複数のバイオセンサを取り付ける等のことをする必
要はなく、取り扱いが便利であり、各バイオセンサに
は、おゝむね同一条件の液状被検体が供給されることに
なり、精度は向上し、しかも、各バイオセンサは相互に
遮断されているから、相互に干渉することもなく、この
点からも精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るバイオセンサチップ
の平面図である。 第２〜５図は、本発明の一実施例に係るバイオセンサチ
ップの製造工程図である。 １……平板状体（シリコン基板）、２……二酸化シリコ
ン膜、３……バイオセンサ収容領域、４……液状被検体
の流路をなす溝、６……バイオセンサ用電極・配線、７
……バイオセンサ本体、８……バイオセンサ電極リード
線用開口、９……カバー（ガラス板）、10……バイオセ
ンサ電極リード線用リード線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平板状体（１）の１面に、複数に分岐して
   なり、おゝむね同一の流路条件を有する液状被検体流路
   をなす複数の溝（４）が形成され、 該分岐した複数の流路のそれぞれに連通して凹部（３）
   が形成され、該凹部（３）のそれぞれの中に相互に異な
   るバイオセンサ本体（７）が収容され、 該複数種類のバイオセンサ本体（７）と前記溝（４）と
   は第２の平板状体（９）によってカバーされてなり、 前記複数種類の相互に異なるバイオセンサ本体（７）の
   それぞれには、液状被検体が、おゝむね同一の条件で接
   触することゝされてなる ことを特徴とするバイオセンサチップ。