JPH10246717A - Small biosensor and its manufacture - Google Patents

Small biosensor and its manufacture

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JPH10246717A
JPH10246717A JP9049165A JP4916597A JPH10246717A JP H10246717 A JPH10246717 A JP H10246717A JP 9049165 A JP9049165 A JP 9049165A JP 4916597 A JP4916597 A JP 4916597A JP H10246717 A JPH10246717 A JP H10246717A
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Japan
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cathode
porous sheet
anode
insulating film
pad
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Masao Karube
征夫 軽部
Hiroaki Suzuki
博章 鈴木
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Akebono Research and Development Centre Ltd
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Akebono Research and Development Centre Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a sensor of superior response characteristic which can be mass-produced, by forming a cathode pattern and an anode pattern on a sheet from a water-repellent insulating film at both faces of the hydrophilic porous sheet, coating other parts than a pad part with an oxygen-passing membrane or the like, immobilizing a living body-related substance to a sensing part and letting an electrolyte permeate in the sheet. SOLUTION: A water-repellent insulating film 2 is formed at both faces of a hydrophilic porous sheet 1. A cathode pattern having a cathode 3 and a cathode pad 5 for the purpose of electric connection is formed at one face of the porous sheet 1, and an anode pattern having an anode 6 and an anode pad 7 for electric connection is formed at the other face. The one face except for the cathode pad 5 is coated with an oxygen-passing film 8. The other face except for the anode pad 7 is coated with the oxygen-passing film 8 or a plastic sheet. A chip is sliced from the obtained porous sheet 1. A side face of the chip is coated with the oxygen-passing membrane 8. A living body-related substance immobilization layer 12 having a living body-related substance immobilized at a sensing part is formed. An electrolyte is let to permeate in the porous sheet 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、常温で安定に動作
が可能であるクラーク型酸素電極をトランスデューサと
したバイオセンサおよびその製造方法に関する。詳しく
は、安価な材料を用いて一括大量生産できるバイオセン
サに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biosensor using a Clark-type oxygen electrode, which can operate stably at normal temperature, as a transducer, and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a biosensor that can be mass-produced using inexpensive materials.

【0002】[0002]

【従来の技術】酸素電極は、その感応部に酵素や微生物
などの生体関連物質を固定することにより、さまざまな
バイオセンサを作製するのに用いることが可能である。
例えば、感応部にグルコースオキシダーゼを固定すれ
ば、グルコースを測定するセンサができ、糖尿病診断用
測定器などに使用することができる。また、感応部に酵
母の一種のTrichosporon cutaneumを固定すれば、河川
等の汚染の重要な指標の一つであるBOD値を測定する
センサを作ることができる。クラーク型酸素電極は感応
部が撥水性のガス透過性膜で覆われているため、バイオ
センサを構成した場合、他種のセンサに比べて、妨害物
質の影響が少ないという利点がある。
2. Description of the Related Art An oxygen electrode can be used for manufacturing various biosensors by fixing a bio-related substance such as an enzyme or a microorganism on a sensitive portion thereof.
For example, if glucose oxidase is immobilized on the sensitive part, a sensor for measuring glucose can be formed, and can be used for a diabetes diagnostic measuring instrument or the like. In addition, if Trichosporon cutaneum, a kind of yeast, is fixed to the sensitive part, a sensor that measures the BOD value, which is one of the important indicators of river and other pollution, can be made. Since the Clark-type oxygen electrode has a sensitive part covered with a water-repellent gas-permeable membrane, a biosensor has an advantage that the influence of interfering substances is smaller than that of other types of sensors.

【0003】バイオセンサのトランスデューサとして用
いられる酸素電極は、このように多くの用途に使用が可
能である。しかし、現在市販されているものは、基本的
には個別に作られるものであるため、典型的にはボール
ペン程度の大きさであり、価格も数万円もするものであ
る。従って、これを用いてバイオセンサを作製した場
合、1回ないし数回の使用の後に使い捨てにすることは
費用的に難しい。また、バイオセンサでは、感応部に固
定される生体関連物質の寿命がしばしば問題となる。現
在の酸素電極、従来型のトランスデューサを使用する場
合には、この問題は生体関連物質固定膜を交換すること
により解決されている。しかし、ユーザーにとってはこ
のような操作は面倒であり、センサごと使い捨てにでき
る方が望ましい。また、センサの大きさは小さい方が望
ましい。
[0003] Oxygen electrodes used as transducers in biosensors can be used in many applications. However, since those currently on the market are basically made individually, they are typically about the size of a ballpoint pen and cost tens of thousands of yen. Therefore, when a biosensor is produced using the biosensor, it is difficult to dispose it after one or several uses. Further, in the biosensor, the life of the biological substance fixed to the sensitive part often becomes a problem. In the case of using the current oxygen electrode and a conventional transducer, this problem is solved by replacing the biomaterial-fixed membrane. However, such an operation is troublesome for the user, and it is desirable that the sensor can be disposable. It is desirable that the size of the sensor is small.

【0004】このような問題を解決するために、フォト
リソグラフィーなどの半導体微細加工技術を利用して、
トランスデューサとなる酸素電極を一括してシリコンや
ガラスの基板上に形成し、微小化する試みがなされてい
る。しかし、この技術により酸素電極のある程度の低価
格化、一括大量生産は実現されるが、通常の半導体微細
加工技術を利用している限り、例えば1チップ100円
以下のものを作製するのは難しい。
In order to solve such a problem, a semiconductor fine processing technology such as photolithography is used.
Attempts have been made to collectively form an oxygen electrode serving as a transducer on a silicon or glass substrate and miniaturize it. However, although this technology can reduce the price and mass production of oxygen electrodes to some extent, as long as ordinary semiconductor microfabrication technology is used, it is difficult to fabricate an electrode with a size of 100 yen or less per chip, for example. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、安価な
材料を用いて一括大量生産でき、しかも応答性に優れた
小型のバイオセンサおよびその製造方法を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional technology, and can be mass-produced in bulk using inexpensive materials, and is small in size and excellent in response. It is an object to provide a sensor and a method for manufacturing the sensor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の構
造を採用することにより、前記課題が解決されることを
見い出し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have found that the above problems can be solved by adopting a specific structure, and have completed the present invention.

【0007】すなわち、本発明の第1の態様のバイオセ
ンサは、親水性の多孔性シートの片面の一部に撥水性の
絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シート上に
延在するようにカソードおよびカソードが外部との電気
コンタクトをとるためのパッドを有するカソードパター
ンが形成され、また該多孔性シートの反対側の面の一部
に撥水性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性
シート上に延在するようにアノードおよびアノードが外
部との電気コンタクトをとるためのパッドを有するアノ
ードパターンが形成され、バイオセンサのチップ側面お
よびカソードの形成された面がパッド部分を残して酸素
透過性材料で被覆され、アノードの形成された面がパッ
ド部分を残して酸素透過性材料またはプラスチックシー
トで被覆され、感応部に生体関連物質が固定され、該親
水性の多孔性シート中に電解液がしみこまされているこ
とを特徴とする小型バイオセンサである。
That is, in the biosensor according to the first aspect of the present invention, a water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of a hydrophilic porous sheet, and extends from the insulating film onto the porous sheet. A cathode pattern having a cathode and pads for the cathode to make electrical contact with the outside is formed, and a water-repellent insulating film is formed on a part of the opposite surface of the porous sheet. An anode pattern having an anode and a pad for the anode to make electrical contact with the outside is formed so as to extend from the membrane onto the porous sheet, and the chip side surface of the biosensor and the surface on which the cathode is formed are pad portions. , And the surface on which the anode is formed is covered with an oxygen permeable material or a plastic sheet leaving a pad portion. Part biological substance is fixed to a small biosensor, characterized in that the electrolyte in the porous sheet of hydrophilic are impregnated.

【0008】また、本発明の第2の態様のバイオセンサ
は、親水性の多孔性シートの片面の一部に撥水性の絶縁
膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シート上に延在
するようにカソードおよびカソードが外部との電気コン
タクトをとるためのパッドを有するカソードパターンな
らびにアノードおよびアノードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するアノードパターンが形成
され、また該多孔性シートの反対側の面は全面に撥水性
の絶縁膜が形成されるかプラスチックシートで被覆され
ており、バイオセンサのチップ側面ならびにカソードお
よびアノードの形成された面がそれぞれのパッド部分を
残して酸素透過性材料で被覆され、感応部に生体関連物
質が固定され、該親水性の多孔性シート中に電解液がし
みこまされていることを特徴とする小型バイオセンサで
ある。
In the biosensor according to the second aspect of the present invention, a water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of a hydrophilic porous sheet, and extends from the insulating film onto the porous sheet. A cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside, and an anode pattern having an anode and a pad for the anode to make an electrical contact with the outside, and On the other side, a water-repellent insulating film is formed on the entire surface or covered with a plastic sheet, and the side surface of the chip of the biosensor and the surface on which the cathode and anode are formed are oxygen permeable except for the respective pad portions. The body is covered with a material, the bio-related substance is fixed to the sensitive part, and the electrolyte is impregnated in the hydrophilic porous sheet. A small biosensor characterized and.

【0009】本発明のバイオセンサはその作製に必要な
材料を最小限にしたものである。本発明のバイオセンサ
では、紙のような安価な材料を基板として使用でき、ま
た、絶縁膜等のパターン形成においても、スクリーン印
刷やスプレーなどを適用でき、安価に作製できる。第1
の態様のバイオセンサは、カソードとアノードをそれぞ
れ別の面に形成したものであり、第2の態様のバイオセ
ンサは、カソードとアノードが同じ面に形成したもので
ある。
[0009] The biosensor of the present invention minimizes the materials required for its manufacture. In the biosensor of the present invention, an inexpensive material such as paper can be used as a substrate, and screen printing or spraying can be applied to pattern formation of an insulating film or the like, and can be manufactured at low cost. First
In the biosensor according to the aspect, the cathode and the anode are formed on different surfaces, respectively, and in the biosensor according to the second aspect, the cathode and the anode are formed on the same surface.

【0010】また、本発明は上記のバイオセンサの基本
構造を二つ有する差動型バイオセンサを提供する。すな
わち、本発明の第3の態様のバイオセンサは、親水性の
多孔性シートの片面の一部に撥水性の絶縁膜が形成さ
れ、この絶縁膜上から多孔性シート上に延在するように
カソードおよびカソードが外部との電気コンタクトをと
るためのパッドを有するカソードパターンが形成され、
また該多孔性シートの反対側の面の一部に撥水性の絶縁
膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シート上に延在
するようにアノードおよびアノードが外部との電気コン
タクトをとるためのパッドを有するアノードパターンが
形成され、バイオセンサのチップ側面およびカソードの
形成された面がパッド部分を残して酸素透過性材料で被
覆され、アノードの形成された面がパッド部分を残して
酸素透過性材料またはプラスチックシートで被覆され、
該親水性の多孔性シート中に電解液がしみこまされた構
造体が2個並列的に配置されており、片方の感応部には
生体関連物質固定層を形成し、他方の感応部はそのまま
露出させておくかまたは前記生体関連物質固定層を形成
したのと同じ担体材料のみを固定したことを特徴とする
差動型小型バイオセンサである。
Further, the present invention provides a differential biosensor having two basic structures of the above biosensor. That is, in the biosensor according to the third aspect of the present invention, a water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of a hydrophilic porous sheet, and extends from the insulating film onto the porous sheet. A cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make electrical contact with the outside is formed,
Further, a water-repellent insulating film is formed on a part of the surface on the opposite side of the porous sheet, and the anode and the anode make electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. An anode pattern having a pad is formed, the chip side surface of the biosensor and the surface on which the cathode is formed are covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and the surface on which the anode is formed is oxygen-permeable while leaving the pad portion. Coated with conductive material or plastic sheet,
In the hydrophilic porous sheet, two structures impregnated with an electrolytic solution are arranged in parallel, one of the sensitive portions is provided with a bio-related substance fixing layer, and the other sensitive portion is exposed as it is. A differential small-sized biosensor characterized in that it is left alone or only the same carrier material on which the bio-related substance fixing layer is formed is fixed.

【0011】また、本発明の第4の態様のバイオセンサ
は、親水性の多孔性シートの片面の一部に撥水性の絶縁
膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シート上に延在
するようにカソードおよびカソードが外部との電気コン
タクトをとるためのパッドを有するカソードパターンが
2つ形成され、また該多孔性シートの反対側の面の一部
に撥水性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性
シート上に延在するようにアノードおよびアノードが外
部との電気コンタクトをとるためのパッドを有するアノ
ードパターンが形成され、バイオセンサのチップ側面お
よびカソードの形成された面がパッド部分を残して酸素
透過性材料で被覆され、アノードの形成された面がパッ
ド部分を残して酸素透過性材料またはプラスチックシー
トで被覆され、該親水性の多孔性シート中に電解液がし
みこまされ、片方の感応部には生体関連物質固定層を形
成し、他方の感応部はそのまま露出させておくかまたは
前記生体関連物質固定層を形成したのと同じ担体材料の
みを固定したことを特徴とする差動型小型バイオセンサ
である。
In the biosensor according to a fourth aspect of the present invention, a water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of a hydrophilic porous sheet, and extends from the insulating film onto the porous sheet. Two cathode patterns each having a cathode and a pad for the cathode to make electrical contact with the outside are formed, and a water-repellent insulating film is formed on a part of the opposite surface of the porous sheet, An anode pattern having an anode and a pad for the anode to make electrical contact with the outside is formed so as to extend from the insulating film onto the porous sheet, and the chip side surface of the biosensor and the surface on which the cathode is formed are formed. Leaving the pad portion covered with an oxygen permeable material, and the anode formed surface covered with an oxygen permeable material or plastic sheet leaving the pad portion, The electrolytic solution was impregnated in the aqueous porous sheet, and one of the sensitive parts was formed with a bio-related substance fixed layer, and the other sensitive part was left as it was or the bio-related substance fixed layer was formed. A differential small-sized biosensor characterized in that only the same carrier material as described above is fixed.

【0012】さらに、本発明の第5の態様のバイオセン
サは、親水性の多孔性シートの片面の一部に撥水性の絶
縁膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シート上に延
在するようにカソードおよびカソードが外部との電気コ
ンタクトをとるためのパッドを有するカソードパターン
ならびにアノードおよびアノードが外部との電気コンタ
クトをとるためのパッドを有するアノードパターンが形
成され、また該多孔性シートの反対側の面は全面に撥水
性の絶縁膜が形成されるかプラスチックシートで被覆さ
れており、バイオセンサのチップ側面ならびにカソード
およびアノードの形成された面がそれぞれのパッド部分
を残して酸素透過性材料で被覆され、該親水性の多孔性
シート中に電解液がしみこまされた構造体が2個並列的
に配置されており、片方のカソード付近には生体関連物
質固定層を形成し、他方のカソード付近はそのまま露出
させておくか、前記生体関連物質固定層を形成したのと
同じ担体材料のみを固定したことを特徴とする差動型小
型バイオセンサである。
Further, in a biosensor according to a fifth aspect of the present invention, a water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of a hydrophilic porous sheet, and extends from the insulating film onto the porous sheet. A cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside, and an anode pattern having an anode and a pad for the anode to make an electrical contact with the outside, and On the other side, a water-repellent insulating film is formed on the entire surface or covered with a plastic sheet, and the side surface of the chip of the biosensor and the surface on which the cathode and anode are formed are oxygen permeable except for the respective pad portions. Two structures each coated with a material and impregnated with an electrolytic solution in the hydrophilic porous sheet are arranged in parallel; A bio-related substance fixing layer is formed near one of the cathodes, and the vicinity of the other cathode is left as it is, or only the same carrier material as that on which the bio-related substance fixing layer is formed is fixed. This is a small differential biosensor.

【0013】さらに、また、本発明の第6の態様のバイ
オセンサは、親水性の多孔性シートの片面の一部に撥水
性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シート
上に延在するようにカソードおよびカソードが外部との
電気コンタクトをとるためのパッドを有するカソードパ
ターンが独立して2つとアノードおよびアノードが外部
との電気コンタクトをとるためのパッドを有するアノー
ドパターンとが形成され、また該多孔性シートの反対側
の面は全面に撥水性の絶縁膜が形成されるかプラスチッ
クシートで被覆されており、バイオセンサのチップ側面
ならびにカソードおよびアノードの形成された面がそれ
ぞれのパッド部分を残して酸素透過性材料で被覆され、
該親水性の多孔性シート中に電解液がしみこまされ、片
方のカソード付近には生体関連物質固定層を形成し、他
方のカソード付近はそのまま露出させておくか、前記生
体関連物質固定層を形成したのと同じ担体材料のみを固
定したことを特徴とする差動型小型バイオセンサであ
る。
Further, in the biosensor according to the sixth aspect of the present invention, a water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of the hydrophilic porous sheet, and the insulating film is formed on the porous sheet. Two independent cathode patterns each having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside are formed, and an anode pattern having a pad for the anode and the anode to make an electrical contact with the outside are formed. The surface opposite to the porous sheet is entirely coated with a water-repellent insulating film or covered with a plastic sheet, and the side surface of the chip of the biosensor and the surface on which the cathode and anode are formed are the respective surfaces. Covered with oxygen permeable material leaving the pad part,
The electrolyte is impregnated into the hydrophilic porous sheet, and a biomaterial-fixed layer is formed near one of the cathodes, and the other cathode is exposed as it is or the biomaterial-fixed layer is formed. A small differential biosensor characterized in that only the same carrier material is fixed.

【0014】第3および第5の態様のバイオセンサは、
それぞれ、第1および第2の態様のバイオセンサの基本
構造を2つ有し、一方に生体関連物質が固定されていな
い差動型バイオセンサである。これにより、測定溶液の
溶存酸素濃度の変動の影響を減らすことができる。第4
および第6の態様のバイオセンサは、それぞれ、第3お
よび第5の態様のバイオセンサにおいてアノードを共通
にしたものである。
[0014] The biosensors of the third and fifth aspects include:
Each of the differential biosensors has two basic structures of the biosensors of the first and second embodiments, and one of the biosensors does not have a biological substance fixed thereto. Thereby, the influence of the fluctuation of the dissolved oxygen concentration of the measurement solution can be reduced. 4th
The biosensors of the sixth and sixth aspects have the same anode as the biosensors of the third and fifth aspects, respectively.

【0015】本発明において、多孔性シートは好ましく
は紙である。また、好ましくは、カソードおよびアノー
ドのいずれもが銀である。カソードパターンはカソード
とパッドの間にカソード用リード線を有してもよく、該
カソード用リード線が2層の絶縁膜に挟まれており、さ
らにその上を酸素透過性材料が覆っていることが好まし
い。
In the present invention, the porous sheet is preferably paper. Preferably, both the cathode and the anode are silver. The cathode pattern may have a cathode lead wire between the cathode and the pad, and the cathode lead wire is sandwiched between two insulating films, and an oxygen permeable material covers the cathode lead wire. Is preferred.

【0016】酸素透過性材料は、好ましくは、シリコー
ンゴムである。また、アノードの一部分が電解液と接触
し、その他の部分が絶縁膜で被覆されていることが好ま
しい。
[0016] The oxygen permeable material is preferably a silicone rubber. Further, it is preferable that a part of the anode is in contact with the electrolyte and the other part is covered with an insulating film.

【0017】さらに、生体関連物質固定層が、酵母Tric
hosporon cutaneumを固定した層であることが好まし
い。この場合にはBODセンサとして使用することがで
きる。また、本発明は、上記バイオセンサの好適な製造
方法を提供する。
Further, the bio-related substance-fixing layer is formed of yeast Tric.
It is preferably a layer to which hosporon cutaneum is fixed. In this case, it can be used as a BOD sensor. Further, the present invention provides a preferable method for manufacturing the biosensor.

【0018】すなわち、本発明の第1の態様の製造方法
は、以下の工程を含む小型バイオセンサの製造方法であ
る。 (1)親水性の多孔性シートの両面に、該多孔性シート
の一部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成す
る。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンを片面
に、アノードとアノードが外部との電気コンタクトをと
るためのパッドを有するアノードパターンをその反対側
の面に形成する。 (3)カソードパターンの形成された面を前記パッド部
分を除いて酸素透過性材料で被覆するとともに、アノー
ドパターンが形成された面を前記パッド部分を除いて酸
素透過性材料またはプラスチックシートで被覆する。 (4)得られた多孔性シートからチップを切り出し、前
記チップの側面を酸素透過性材料で被覆する。 (5)感応部に生体関連物質を固定して生体関連物質固
定層を形成する。 (6)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
That is, the manufacturing method according to the first aspect of the present invention is a method for manufacturing a small biosensor including the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on both sides of a hydrophilic porous sheet so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad having a pad for making electrical contact with the outside on one side, and an anode and an anode being in electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet; An anode pattern having a pad for taking the same is formed on the opposite surface. (3) The surface on which the cathode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and the surface on which the anode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material or a plastic sheet except for the pad portion. . (4) Chips are cut out from the obtained porous sheet, and the side surfaces of the chips are covered with an oxygen-permeable material. (5) A bio-related substance is fixed to the sensitive part to form a bio-related substance fixing layer. (6) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.

【0019】また、本発明の第2態様の製造方法は、以
下の工程を含む小型バイオセンサの製造方法である。 (1)チップの境界となる部分の一部を切り出し除去し
た親水性の多孔性シートの両面に、該多孔性シートの一
部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成する。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンを片面
に、アノードとアノードが外部との電気コンタクトをと
るためのパッドを有するアノードパターンをその反対側
の面に形成する。 (3)カソードパターンの形成された面を前記パッド部
分を除いて酸素透過性材料で被覆するとともに、アノー
ドパターンが形成された面を前記パッド部分を除いてプ
ラスチックシートで被覆する。 (4)得られた多孔性シートからチップを切り出す。 (5)感応部に生体関連物質を固定して生体関連物質固
定層を形成する。 (6)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
The manufacturing method according to the second aspect of the present invention is a method for manufacturing a small-sized biosensor including the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on both surfaces of a hydrophilic porous sheet from which a part of a boundary portion of a chip is cut out and removed so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad having a pad for making electrical contact with the outside on one side, and an anode and an anode being in electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet; An anode pattern having a pad for taking the same is formed on the opposite surface. (3) The surface on which the cathode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and the surface on which the anode pattern is formed is covered with a plastic sheet except for the pad portion. (4) Chips are cut out from the obtained porous sheet. (5) A bio-related substance is fixed to the sensitive part to form a bio-related substance fixing layer. (6) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.

【0020】さらに、本発明の第3の態様の製造方法
は、以下の工程を含む小型バイオセンサの製造方法であ
る。 (1)親水性の多孔性シートの一部が露出するようにし
て撥水性の絶縁膜を形成する。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンと、ア
ノードとアノードが外部との電気コンタクトをとるため
のパッドを有するアノードパターンとを絶縁膜を形成し
た面に形成する。 (3)カソードパターンおよびアノードパターンが形成
された面を前記パッド部分を除いて酸素透過性材料で被
覆するとともに、その反対側の面の全面に撥水性の絶縁
膜を形成するかまたはプラスチックシートで被覆する。 (4)得られた多孔性シートからチップを切り出し、前
記チップの側面を酸素透過性材料で被覆する。 (5)感応部に生体関連物質を固定して生体関連物質固
定層を形成する。 (6)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
Furthermore, a manufacturing method according to a third aspect of the present invention is a method for manufacturing a small-sized biosensor including the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed so that a part of the hydrophilic porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside, and an anode and an anode making an electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. Pattern is formed on the surface on which the insulating film is formed. (3) The surface on which the cathode pattern and the anode pattern are formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and a water-repellent insulating film is formed on the entire surface on the opposite side, or a plastic sheet is used. Cover. (4) Chips are cut out from the obtained porous sheet, and the side surfaces of the chips are covered with an oxygen-permeable material. (5) A bio-related substance is fixed to the sensitive part to form a bio-related substance fixing layer. (6) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.

【0021】さらに、また、本発明の第4の態様の製造
方法は、以下の工程を含む小型バイオセンサの製造方法
である。 (1)チップの境界となる部分の一部を切り出し除去し
た親水性の多孔性シートの片面に、該多孔性シートの一
部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成する。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンと、ア
ノードとアノードが外部との電気コンタクトをとるため
のパッドを有するアノードパターンとを絶縁膜を形成し
た面に形成する。 (3)カソードパターンおよびアノードパターンが形成
された面を前記パッド部分を除いて酸素透過性材料で被
覆するとともに、その反対側の面の全面に撥水性の絶縁
膜を形成するかまたはプラスチックシートで被覆する。 (4)得られた多孔性シートからチップを切り出す。 (5)感応部に生体関連物質を固定して生体関連物質固
定層を形成する。 (6)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
Furthermore, a manufacturing method according to a fourth aspect of the present invention is a method for manufacturing a small-sized biosensor including the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on one surface of a hydrophilic porous sheet from which a part of a boundary portion of a chip is cut out and removed so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside, and an anode and an anode making an electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. Pattern is formed on the surface on which the insulating film is formed. (3) The surface on which the cathode pattern and the anode pattern are formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and a water-repellent insulating film is formed on the entire surface on the opposite side, or a plastic sheet is used. Cover. (4) Chips are cut out from the obtained porous sheet. (5) A bio-related substance is fixed to the sensitive part to form a bio-related substance fixing layer. (6) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.

【0022】本発明の製造方法によれば、バイオセンサ
のチップを一括して大量に製造することができる。特に
第2および第4の態様の製造方法によれば、予め多孔性
シートのチップの境界部分を切り出し除去しているの
で、多孔性シートからチップを切り出したときに、断面
に多孔性シートがパッド部分を除いて露出せず、チップ
側面が被覆された状態になっているので、チップ側面の
被覆工程を省略できる。
According to the manufacturing method of the present invention, a large number of biosensor chips can be manufactured at once. In particular, according to the manufacturing methods of the second and fourth aspects, since the boundary portion between the chips of the porous sheet is cut out and removed in advance, when the chip is cut out from the porous sheet, the porous sheet has a pad in the cross section. Since the chip side is not exposed except for the part and the chip side surface is covered, the step of covering the chip side surface can be omitted.

【0023】生体関連物質が微生物である場合には、該
微生物を光硬化性樹脂と混合し、前記感応部に塗布した
後、紫外線を照射して光硬化性樹脂を硬化させることに
よって生体関連物質固定層を形成することができる。
When the biological substance is a microorganism, the microorganism is mixed with a photo-curable resin, applied to the sensitive part, and then irradiated with ultraviolet rays to cure the photo-curable resin. A fixed layer can be formed.

【0024】好ましくは、酸素透過性材料はシリコーン
ゴムである。酸素透過性材料としてシリコーンゴム等の
塗布可能な酸素透過性材料を用いた場合には、以下の
(a)〜(d)の製造方法のように、酸素透過性材料の
塗布と生体関連物質固定層の形成を同時に行うことがで
き、独立した生体関連物質固定層作製の工程を省略でき
る。
[0024] Preferably, the oxygen permeable material is a silicone rubber. When an applicable oxygen-permeable material such as silicone rubber is used as the oxygen-permeable material, the application of the oxygen-permeable material and the immobilization of a biological substance are performed as in the following production methods (a) to (d). The layers can be formed at the same time, and the step of preparing an independent bio-related substance fixed layer can be omitted.

【0025】(a)以下の工程を含む小型バイオセンサ
の製造方法。 (1)親水性の多孔性シートの両面に、該多孔性シート
の一部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成す
る。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンを片面
に、アノードとアノードが外部との電気コンタクトをと
るためのパッドを有するアノードパターンをその反対側
の面に形成し、その際、微生物の懸濁液をメンブランフ
ィルターにより濾過し、該微生物を該メンブランフィル
ター上に吸着固定した後、これを自然乾燥して得たメン
ブランフィルターの該微生物の吸着固定されている面
を、酸素透過性材料の塗布直後かつ硬化前に酸素透過性
材料上に接着することにより感応部に生体関連物質固定
層を形成する。 (3)カソードパターンの形成された面を前記パッド部
分を除いて酸素透過性材料で被覆するとともに、アノー
ドパターンが形成された面を前記パッド部分を除いて酸
素透過性材料またはプラスチックシートで被覆する。 (4)多孔性シートからチップを切り出し、必要により
チップの側面を酸素透過性材料で被覆する。 (5)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
(A) A method of manufacturing a small biosensor including the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on both sides of a hydrophilic porous sheet so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad having a pad for making electrical contact with the outside on one side, and an anode and an anode being in electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet; An anode pattern having a pad for removing the microorganism is formed on the opposite surface. At this time, the suspension of microorganisms is filtered through a membrane filter, and the microorganisms are adsorbed and fixed on the membrane filter. The surface on which the microorganisms are adsorbed and immobilized of the dried membrane filter is adhered to the oxygen-permeable material immediately after the application of the oxygen-permeable material and before the curing to form a bio-related substance fixing layer on the sensitive part. I do. (3) The surface on which the cathode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and the surface on which the anode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material or a plastic sheet except for the pad portion. . (4) Chips are cut out from the porous sheet, and the side surfaces of the chips are covered with an oxygen-permeable material as necessary. (5) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.

【0026】(b)以下の工程を含む小型バイオセンサ
の製造方法。 (1)チップの境界となる部分の一部を切り出し除去し
た親水性の多孔性シートの両面に、該多孔性シートの一
部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成する。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンを片面
に、アノードとアノードが外部との電気コンタクトをと
るためのパッドを有するアノードパターンをその反対側
の面に形成する。 (3)カソードパターンの形成された面を前記パッド部
分を除いて酸素透過性材料で被覆するとともに、アノー
ドパターンが形成された面を前記パッド部分を除いてプ
ラスチックシートで被覆し、その際、微生物の懸濁液を
メンブランフィルターにより濾過し、該微生物を該メン
ブランフィルター上に吸着固定した後、これを自然乾燥
して得たメンブランフィルターの該微生物の吸着固定さ
れている面を、酸素透過性材料の塗布直後かつ硬化前に
酸素透過性材料上に接着することにより感応部に生体関
連物質固定層を形成する。 (4)多孔性シートからチップを切り出す。 (5)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
(B) A method for manufacturing a small biosensor including the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on both surfaces of a hydrophilic porous sheet from which a part of a boundary portion of a chip is cut out and removed so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad having a pad for making electrical contact with the outside on one side, and an anode and an anode being in electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet; An anode pattern having a pad for taking the same is formed on the opposite surface. (3) The surface on which the cathode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and the surface on which the anode pattern is formed is covered with a plastic sheet except for the pad portion. The suspension is filtered through a membrane filter, the microorganisms are adsorbed and fixed on the membrane filter, and the surface of the membrane filter obtained by naturally drying the adsorbed and fixed microorganisms is subjected to an oxygen-permeable material. Immediately after the application and before curing, a bio-related substance fixing layer is formed on the sensitive part by bonding to the oxygen-permeable material. (4) Cutting out chips from the porous sheet. (5) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.

【0027】(c)以下の工程を含む小型バイオセンサ
の製造方法。 (1)親水性の多孔性シートの片面に、該多孔性シート
の一部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成す
る。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンと、ア
ノードとアノードが外部との電気コンタクトをとるため
のパッドを有するアノードパターンとを絶縁膜を形成し
た面に形成する。 (3)カソードパターンおよびアノードパターンが形成
された面を前記パッド部分を除いて酸素透過性材料で被
覆するとともに、その反対側の面の全面に撥水性の絶縁
膜を形成するかまたはプラスチックシートで被覆し、そ
の際、微生物の懸濁液をメンブランフィルターにより濾
過し、該微生物を該メンブランフィルター上に吸着固定
した後、これを自然乾燥して得たメンブランフィルター
の該微生物の吸着固定されている面を、酸素透過性材料
の塗布直後かつ硬化前に酸素透過性材料上に接着するこ
とにより感応部に生体関連物質固定層を形成する。 (4)多孔性シートからチップを切り出し、前記チップ
の側面を酸素透過性材料で被覆する。 (5)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
(C) A method for manufacturing a small biosensor including the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on one surface of a hydrophilic porous sheet so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside, and an anode and an anode making an electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. Pattern is formed on the surface on which the insulating film is formed. (3) The surface on which the cathode pattern and the anode pattern are formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and a water-repellent insulating film is formed on the entire surface on the opposite side, or a plastic sheet is used. At that time, the suspension of microorganisms is filtered through a membrane filter, the microorganisms are adsorbed and fixed on the membrane filter, and then the microorganism filter is obtained by naturally drying the membrane filter to adsorb and fix the microorganisms. The surface is adhered to the oxygen-permeable material immediately after the application of the oxygen-permeable material and before the curing, so that a bio-related substance fixing layer is formed on the sensitive part. (4) Chips are cut out from the porous sheet, and the side surfaces of the chips are covered with an oxygen-permeable material. (5) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.

【0028】(d)以下の工程を含む小型バイオセンサ
の製造方法。 (1)チップの境界となる部分の一部を切り出し除去し
た親水性の多孔性シートの片面に、該多孔性シートの一
部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成する。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンと、ア
ノードとアノードが外部との電気コンタクトをとるため
のパッドを有するアノードパターンとを絶縁膜を形成し
た面に形成する。 (3)カソードパターンおよびアノードパターンが形成
された面を前記パッド部分を除いて酸素透過性材料で被
覆するとともに、その反対側の面の全面に撥水性の絶縁
膜を形成するかまたはプラスチックシートで被覆し、そ
の際、微生物の懸濁液をメンブランフィルターにより濾
過し、該微生物を該メンブランフィルター上に吸着固定
した後、これを自然乾燥して得たメンブランフィルター
の該微生物の吸着固定されている面を、酸素透過性材料
の塗布直後かつ硬化前に酸素透過性材料上に接着するこ
とにより感応部に生体関連物質固定層を形成する。 (4)多孔性シートからチップを切り出す。 (5)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
(D) A method for manufacturing a small biosensor including the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on one surface of a hydrophilic porous sheet from which a part of a boundary portion of a chip is cut out and removed so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside, and an anode and an anode making an electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. Pattern is formed on the surface on which the insulating film is formed. (3) The surface on which the cathode pattern and the anode pattern are formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and a water-repellent insulating film is formed on the entire surface on the opposite side, or a plastic sheet is used. At that time, the suspension of microorganisms is filtered through a membrane filter, the microorganisms are adsorbed and fixed on the membrane filter, and then the microorganism filter is obtained by naturally drying the membrane filter to adsorb and fix the microorganisms. The surface is adhered to the oxygen-permeable material immediately after the application of the oxygen-permeable material and before the curing, so that a bio-related substance fixing layer is formed on the sensitive part. (4) Cutting out chips from the porous sheet. (5) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳し
く説明する。 <1>本発明のバイオセンサ 本発明で使用される親水性の多孔性シート1は、電解液
をしみこませて保持するために用いられるものであり、
その上に密着性よく絶縁膜を形成することができ、カソ
ードおよびアノードとなるべき金属パターンの密着性が
良好なものであれば特に制限はない。このような多孔性
シート1としては、濾紙、ニトロセルロース製のメンブ
ランフィルターが挙げられる。好ましくは濾紙であり、
市販のものを使用できる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. <1> Biosensor of the present invention The hydrophilic porous sheet 1 used in the present invention is used for impregnating and holding an electrolyte.
There is no particular limitation as long as an insulating film can be formed thereon with good adhesion, and the adhesion of the metal pattern to be the cathode and anode is good. Examples of such a porous sheet 1 include a filter paper and a nitrocellulose membrane filter. Preferably filter paper,
A commercially available product can be used.

【0030】多孔性シートの厚さは、通常、100〜3
00μmであり、大きさは用途によって変わるが、通
常、0.2〜0.5cm×1〜2cmである。多孔性シ
ート1上に形成される撥水性の絶縁膜2は、通常、撥水
性のポリマーで構成され、使用されるポリマーは以下の
条件を満たす必要がある。 紙などの多孔性シート1にしみこんで、多孔性シート
1を撥水性にしない。 絶縁膜2上に形成される金属の電極パターンとの密着
性が実用上十分である。
The thickness of the porous sheet is usually from 100 to 3
The size is typically 0.2 to 0.5 cm × 1 to 2 cm, although the size varies depending on the application. The water-repellent insulating film 2 formed on the porous sheet 1 is usually composed of a water-repellent polymer, and the polymer used must satisfy the following conditions. The porous sheet 1 is not made water-repellent by penetrating into the porous sheet 1 such as paper. The adhesion of the metal formed on the insulating film 2 to the electrode pattern is practically sufficient.

【0031】このようなポリマーの例としては、ポリイ
ミド、シリコーンゴム(酸素透過性材料)等が挙げられ
る。絶縁膜2は、上記ポリマーを塗布して形成されたも
のでもよいし、上記ポリマーから成るシートを接着剤等
で接着して形成されたものでもよい。シートに接着剤を
塗布したものとしては、テープがある。なお、テープを
用いた場合には、上記およびの条件に加えて次の条
件を満たす必要がある。 多孔性シートに電解液がしみこみ、テープが水に濡れ
てもはがれない。この条件は完璧に満たされる必要はな
いが、少なくともユーザー電解液を多孔性シートにしみ
こませ、バイオセンサを使用する間には剥がれないよう
なものでなければならない。
Examples of such a polymer include polyimide and silicone rubber (oxygen permeable material). The insulating film 2 may be formed by applying the above polymer, or may be formed by bonding a sheet made of the above polymer with an adhesive or the like. An example of an adhesive applied to a sheet is a tape. When a tape is used, the following conditions must be satisfied in addition to the above conditions. The electrolyte permeates into the porous sheet and does not come off when the tape gets wet with water. This condition does not need to be fulfilled perfectly, but it must at least allow the user electrolyte to soak into the porous sheet and not peel off during use of the biosensor.

【0032】絶縁膜2の厚さは、それを構成する材料に
よるが、通常には、50〜100μmである。カソード
3およびカソード3が外部との電気コンタクトをとるた
めのパッド5を有するカソードパターンは絶縁膜2上か
ら多孔性シート1上に延在する。すなわち両方の上にま
たがって存在する。なお、アノード6についても同様で
ある。
The thickness of the insulating film 2 depends on the material constituting it, but is usually 50 to 100 μm. A cathode pattern having a cathode 3 and a pad 5 for the cathode 3 to make electrical contact with the outside extends from the insulating film 2 to the porous sheet 1. That is, it exists over both. The same applies to the anode 6.

【0033】カソード3およびアノード6を構成する材
料は導電性のものであって、測定溶液等と反応しないも
のであれば特に制限はないが、銀が好ましく用いられ
る。カソードパターンおよびアノードパターンの形状に
特に制限はなく、カソード3とアノード6を別の面に形
成する場合、特にパターニングをせずに全面に形成する
だけですますことができる。本明細書で使用する「パタ
ーン」という用語はこのような全面に形成された形状も
包含するものである。いずれにおいても、多孔性シート
1(多孔性シート中の電解液)に接触する部分がカソー
ド3およびアノード6として機能する。好ましくは、カ
ソード3とパッド5の間にリード線4の部分を設け、カ
ソード3およびリード線4の部分の幅を細く形成する
(図1(b))。この幅は、通常には、0.05〜0.
2mmである。
The material constituting the cathode 3 and the anode 6 is conductive, and is not particularly limited as long as it does not react with the measurement solution or the like, but silver is preferably used. There is no particular limitation on the shapes of the cathode pattern and the anode pattern. When the cathode 3 and the anode 6 are formed on different surfaces, they can be simply formed over the entire surface without patterning. The term "pattern" as used herein includes such a shape formed on the entire surface. In any case, the portion that comes into contact with the porous sheet 1 (the electrolytic solution in the porous sheet) functions as the cathode 3 and the anode 6. Preferably, a portion of the lead wire 4 is provided between the cathode 3 and the pad 5, and the width of the portion of the cathode 3 and the portion of the lead wire 4 is formed thin (FIG. 1B). This width is usually 0.05 to 0.
2 mm.

【0034】カソード3およびアノード6をそれぞれ別
の面に形成すると(第1の態様のバイオセンサ)、デッ
ドスペースを減らすことができ、レイアウトの点で有利
な上、絶縁膜とカソードおよびアノードのパターンがよ
り単純になり、作りやすくなる。一方、カソード3およ
びアノード6を同一の面に形成してもよい(第2の態様
のバイオセンサ)(図2)。この場合には、裏面の絶縁
層が、多孔性シートが露出しないように全面に形成され
るか、または、プラスチックシートで全面が被覆され
る。プラスチックシートによる被覆は該シートを接着剤
等で接着することによって行うことができる。必要に応
じ、さらに酸素透過性材料を絶縁膜として形成してもよ
い。
When the cathode 3 and the anode 6 are formed on different surfaces (the biosensor according to the first embodiment), the dead space can be reduced, which is advantageous in terms of layout. Becomes simpler and easier to make. On the other hand, the cathode 3 and the anode 6 may be formed on the same surface (the biosensor of the second embodiment) (FIG. 2). In this case, the insulating layer on the back surface is formed on the entire surface so that the porous sheet is not exposed, or the entire surface is covered with a plastic sheet. Coating with a plastic sheet can be performed by bonding the sheet with an adhesive or the like. If necessary, an oxygen-permeable material may be further formed as an insulating film.

【0035】なお、ここで、カソードリード線4は絶縁
層2と酸素透過性材料8に挟まれる形で絶縁されている
が、酸素透過性材料8だけでは絶縁が不十分な場合に
は、リード線4の上にもう1層絶縁膜を形成することが
好ましい(図3)。
Here, the cathode lead wire 4 is insulated so as to be sandwiched between the insulating layer 2 and the oxygen permeable material 8. It is preferable to form another insulating film on the line 4 (FIG. 3).

【0036】酸素透過性材料8としては、特に制限はな
いが、シリコーンゴムが好ましく使用される。酸素透過
性材料8の層の厚さは、その種類によるが、通常、カソ
ード3上の厚さが50〜200μmである。
The oxygen permeable material 8 is not particularly limited, but silicone rubber is preferably used. The thickness of the layer of the oxygen-permeable material 8 depends on its type, but usually the thickness on the cathode 3 is 50 to 200 μm.

【0037】生体関連物質とは、試料中の測定物質に作
用できる微生物、酵素等である。これらは、バイオセン
サの用途によって適宜選択される。生体関連物質の感応
部への固定は公知の方法によって行うことができ、例え
ば、微生物を光硬化性樹脂と混合し、感応部に塗布し、
硬化させることによって固定できる。あるいは、メンブ
ランフィルターで微生物の培養液を濾過し、乾燥させ
て、メンブランフィルター上に微生物を吸着固定したも
のを感応部に接着してもよい。なお、感応部とは、カソ
ード3付近の酸素透過性材料8の膜上を意味し、そこで
生じた生体関連物質の作用の影響が十分に、トランスデ
ューサである酸素電極、一層具体的にはカソード3に及
ぶ部位のことである。この感応部で試料中の測定物質の
反応が生じ、測定物質の定量がなされる。
The biological substance is a microorganism, an enzyme, or the like that can act on a measurement substance in a sample. These are appropriately selected depending on the use of the biosensor. The fixation of the bio-related substance to the sensitive part can be performed by a known method, for example, a microorganism is mixed with a photocurable resin, applied to the sensitive part,
It can be fixed by curing. Alternatively, the culture solution of the microorganism may be filtered through a membrane filter, dried, and the microorganism filter adsorbed and fixed on the membrane filter may be adhered to the sensitive part. The sensitive part means a portion of the oxygen permeable material 8 on the film near the cathode 3, and the effect of the action of the bio-related substance generated there is sufficient, so that the oxygen electrode as a transducer, more specifically, the cathode 3 Area. A reaction of the measurement substance in the sample occurs in the sensitive part, and the measurement substance is quantified.

【0038】電解液には特に制限はなく適宜のものが使
用される。例えば、塩化カリウム水溶液が使用できる。
本発明のバイオセンサの使用にあたっては、アノード6
に対し、カソード3に、例えば、−1.0Vの一定電圧
を印加すればよい。これにより、カソード3表面で酸素
の還元反応が起こるようになり、酸素濃度に比例した電
流値が信号として得られるようになる。アノード側では
主に塩化銀の形成される反応が進行し、安定な基準電位
が得られる。このバイオセンサを緩衝液中に浸漬し、安
定させた状態で、試料液を一定量加えると、生体関連物
質が酵母等の微生物の場合には試料液中の栄養分等の測
定物質を資化し、その際呼吸活性が高まり、酸素の消費
量が増える。この変化は電流値の減少となって現れるの
で、例えば、これを指標としてBOD値を求めることが
できる。
The electrolyte is not particularly limited, and an appropriate one is used. For example, an aqueous solution of potassium chloride can be used.
In using the biosensor of the present invention, the anode 6
In contrast, a constant voltage of, for example, -1.0 V may be applied to the cathode 3. As a result, a reduction reaction of oxygen occurs on the surface of the cathode 3, and a current value proportional to the oxygen concentration can be obtained as a signal. On the anode side, the reaction mainly forming silver chloride proceeds, and a stable reference potential is obtained. When this biosensor is immersed in a buffer solution and stabilized, a certain amount of a sample solution is added.If the bio-related substance is a microorganism such as yeast, the measurement substance such as nutrients in the sample solution is utilized. At that time, respiratory activity is increased and oxygen consumption is increased. Since this change appears as a decrease in the current value, for example, the BOD value can be obtained using this as an index.

【0039】本発明のバイオセンサにおいて、カソード
を形成した部分は、酸素透過膜−カソード−電解質層
(電解液を含む多孔性シート)の配置になっており、酸
素は、まず酸素透過膜を通過した後、電解質層に入り、
電解質層側から回り込んでカソードに達し、カソードで
還元される。このような構造を採用することで、小型で
応答性に優れたバイオセンサを安価な材料を用いて大量
一括生産することが可能になる。
In the biosensor of the present invention, the portion where the cathode is formed has an arrangement of an oxygen-permeable membrane-cathode-electrolyte layer (a porous sheet containing an electrolytic solution), and oxygen first passes through the oxygen-permeable membrane. After entering the electrolyte layer,
It wraps around from the electrolyte layer side, reaches the cathode, and is reduced at the cathode. By adopting such a structure, it is possible to mass-produce a small-sized biosensor having excellent responsiveness using inexpensive materials.

【0040】なお、典型的にはアノード6はカソード3
の形成される面と反対側の面の全面にパターニングせず
に形成される。しかし、カソード3に対してアノード6
の面積比が大きいと、塩化銀層がなかなか形成されず、
アノード電位が安定しない場合がある。この場合には、
図4のようにアノード6の一部のみを露出させて、大部
分を絶縁膜で覆うようにすればよい。露出する部分の面
積はカソード3と同程度でよいが、アノード側の反応が
律速にならないように図1(b)のAの幅を十分に取る
ことが好ましい。塩化銀の形成は銀の露出している部分
にとどまらず絶縁膜で覆われた部分にも進行する。この
ため、安定化時間の短縮と長寿命化の利点を両立でき
る。
Typically, the anode 6 is the cathode 3
Is formed without patterning on the entire surface on the side opposite to the surface on which is formed. However, the anode 3 is
If the area ratio is large, a silver chloride layer is not easily formed,
The anode potential may not be stable. In this case,
As shown in FIG. 4, only a part of the anode 6 may be exposed, and most of the anode 6 may be covered with the insulating film. The area of the exposed portion may be about the same as that of the cathode 3, but it is preferable that the width of A in FIG. 1B is sufficiently large so that the reaction on the anode side is not limited. The formation of silver chloride proceeds not only in the exposed portion of silver but also in the portion covered with the insulating film. Therefore, the advantages of shortening the stabilization time and extending the life can be achieved.

【0041】上記バイオセンサの変形例として、作動型
センサを作製することができる。すなわち、トランスデ
ューサとなるべき酸素電極を2個並列的にならべ、一方
の感応部に生体関連物質を固定し、他方には生体関連物
質を固定しない(第3の態様のバイオセンサ)(図
7)。これにより、測定溶液の溶存酸素濃度の変動の影
響を減らすことができる。なお、固定に光硬化性樹脂な
どの担体を使用する場合には、生体関連物質のない方に
も担体の層を形成しておくと、2個の感応部の特性がそ
ろいやすくなり、センサの精度が向上する。また、トラ
ンスデューサとして2個の独立した酸素電極を使用する
のではなく、1個のチップ内にカソード3を2個有し、
1個のアノード6を共有する構造とすることもできる
(第5の態様のバイオセンサ)(図8)。また、これら
のカソードとアノードを同じ面に形成することもできる
(第4および第6のバイオセンサ)。
As a modified example of the biosensor, an actuated sensor can be manufactured. That is, two oxygen electrodes to be used as transducers are arranged in parallel, and a bio-related substance is fixed to one of the sensitive parts and a bio-related substance is not fixed to the other (the biosensor of the third embodiment) (FIG. 7). . Thereby, the influence of the fluctuation of the dissolved oxygen concentration of the measurement solution can be reduced. When a carrier such as a photo-curable resin is used for fixing, if the carrier layer is formed even on the side without a bio-related substance, the characteristics of the two sensitive parts are likely to be uniform, and the sensor The accuracy is improved. Also, instead of using two independent oxygen electrodes as transducers, one chip has two cathodes 3,
It is also possible to adopt a structure in which one anode 6 is shared (the biosensor of the fifth embodiment) (FIG. 8). Further, these cathode and anode can be formed on the same surface (fourth and sixth biosensors).

【0042】次に、上記に説明した本発明のバイオセン
サの製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the above-described biosensor of the present invention will be described.

【0043】<2>本発明の製造方法 先ず、本発明の第1の態様の製造方法を工程毎に説明す
る。なお、説明の便宜のために図には1個のチップを示
すが、実際には複数のチップが一括製造される。また、
図1、図2、図6(a)、図7及び図8においては、図示
の便宜のため、酸素透過膜8を省略している。
<2> Manufacturing Method of the Present Invention First, the manufacturing method of the first embodiment of the present invention will be described step by step. Although one chip is shown in the figure for convenience of explanation, a plurality of chips are actually manufactured at once. Also,
1, 2, 6 (a), 7, and 8, the oxygen permeable membrane 8 is omitted for convenience of illustration.

【0044】(1)絶縁膜の形成 親水性の多孔性シートの両面に、該多孔性シートの一部
が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成する。
(1) Formation of Insulating Film A water-repellent insulating film is formed on both surfaces of the hydrophilic porous sheet so that a part of the porous sheet is exposed.

【0045】該多孔性シートの一部が露出するようにし
て絶縁膜を形成する方法としては、(a)多孔性シート上
にマスクをした上で、絶縁膜の材料をスプレーで塗布
し、乾燥する方法や、(b)絶縁膜としてテープを貼り付
ける方法がある。(a)の方法の場合に使用されるマスク
としては、必ずしもスクリーン印刷に用いられるような
高精度なものである必要はなく、プラスチックシートの
一部を切り向いたようなもので十分である。(b)の方法
の場合、テープの端部が次の工程のパターン形成におい
て垂直に切り立った段差となり、パターンが十分に形成
されないことがある。このような場合には、段差の付近
のみに撥水性ポリマー(例えばシリコーンゴム)のパタ
ーンを形成しておけばよい。
As a method of forming an insulating film so that a part of the porous sheet is exposed, (a) a mask is formed on the porous sheet, a material for the insulating film is applied by spraying, and drying is performed. And (b) attaching a tape as an insulating film. The mask used in the case of the method (a) does not necessarily need to be a high-precision mask used for screen printing, and a mask obtained by cutting a part of a plastic sheet is sufficient. In the case of the method (b), the end of the tape becomes a step which is vertically steep in the pattern formation in the next step, and the pattern may not be formed sufficiently. In such a case, a pattern of a water-repellent polymer (for example, silicone rubber) may be formed only near the step.

【0046】(2)カソードおよびアノードのパターン
の形成 前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するように、
カソードおよびカソードが外部との電気コンタクトをと
るためのパッドを有するカソードパターンを片面に、ア
ノードとアノードが外部との電気コンタクトをとるため
のパッドを有するアノードパターンをその反対側の面に
形成する。
(2) Formation of a pattern of cathode and anode: A pattern extending from the insulating film onto the porous sheet is formed as follows.
A cathode and a cathode pattern having a pad for making electrical contact with the outside are formed on one surface, and an anode pattern having an anode and a pad for making the anode make electrical contact with the outside is formed on the opposite surface.

【0047】パターンの形成は、スクリーン印刷、真空
蒸着、スパッタなどの種々の方法で行うことができる
が、費用の面からはスクリーン印刷のような簡便な方法
を用いるのが好ましい。
The pattern can be formed by various methods such as screen printing, vacuum deposition, and sputtering. However, from the viewpoint of cost, it is preferable to use a simple method such as screen printing.

【0048】(3)酸素透過膜の形成 カソードパターンの形成された面を前記パッド部分を除
いて酸素透過性材料で被覆するとともに、アノードパタ
ーンが形成された面を前記パッド部分を除いて酸素透過
性材料またはプラスチックシートで被覆する。
(3) Formation of oxygen permeable film The surface on which the cathode pattern is formed is covered with an oxygen permeable material except for the pad portion, and the surface on which the anode pattern is formed is covered with the oxygen permeable material except for the pad portion. Cover with conductive material or plastic sheet.

【0049】酸素透過性材料がシリコーンゴムの場合に
は、シリコーンゴムを塗布し、80℃の水蒸気を飽和さ
せた雰囲気下で1時間ベーキングするという方法が例示
できる。膜形成にあたり、パッドの部分には、剥離の容
易なテープを貼って保護し、シリコーンゴムが硬化後、
パッド部分のテープを剥がす。あるいは(1)と同様に
マスクを使用してパッド部分を除いた膜形成を行う。
When the oxygen permeable material is a silicone rubber, a method of applying the silicone rubber and baking it in an atmosphere saturated with steam at 80 ° C. for one hour can be exemplified. When forming the film, protect the pad part by applying an easily peelable tape, and after the silicone rubber is cured,
Peel off the tape on the pad. Alternatively, as in (1), a film is formed using a mask except for the pad portion.

【0050】この被覆によりカソード上に形成された部
分が酸素透過膜として機能する。アノードを形成した面
では、酸素透過膜の機能は要求されないので、酸素透過
性材料で被覆する代わりに、プラスチックシートを接着
剤等で接着して被覆してもよい。
The portion formed on the cathode by this coating functions as an oxygen permeable film. Since the function of the oxygen permeable membrane is not required on the surface on which the anode is formed, a plastic sheet may be bonded with an adhesive or the like instead of being coated with an oxygen permeable material.

【0051】カソード側の面とアノード側の面の被覆は
どちらを先に行っても、また、同時にしてもよい。
The coating on the cathode side and the anode side may be performed first or simultaneously.

【0052】(4)チップの切り出し 得られた多孔性シートからチップを切り出し、前記チッ
プの側面を酸素透過性材料で被覆する。
(4) Chip Cutting Chips are cut from the obtained porous sheet, and the side surfaces of the chips are covered with an oxygen-permeable material.

【0053】多孔性シート上に一括して形成された酸素
電極をはさみまたはカッターナイフなどで切り離す。こ
の際、切断面に多孔性シートが露出するので、電解液注
入口として一部を残して(3)と同様の酸素透過性材料
で側面も被覆する。
The oxygen electrodes formed collectively on the porous sheet are cut off with scissors or a cutter knife. At this time, since the porous sheet is exposed on the cut surface, the side surface is also covered with the same oxygen-permeable material as in (3) except for a part as the electrolyte inlet.

【0054】(5)生体関連物質の固定 感応部に生体関連物質を固定して生体関連物質固定層を
形成する。例えば、測定物質に適した微生物を培養し、
菌体を遠心分離により分離し、分離した菌体を光硬化性
樹脂等の担体と混合し、感応部(カソード付近の酸素透
過性膜上)に塗布した後、紫外線を照射して硬化させる
方法が好ましく使用される。BODセンサの場合には、
例えば、微生物として酵母Trichosporon cutaneumが使
用できる。
(5) Immobilization of bio-related substance A bio-related substance is immobilized on the sensitive part to form a bio-related substance fixing layer. For example, culturing microorganisms suitable for the analyte,
A method in which cells are separated by centrifugation, the separated cells are mixed with a carrier such as a photocurable resin, applied to a sensitive part (on an oxygen-permeable membrane near the cathode), and then cured by irradiating ultraviolet rays. Is preferably used. In the case of a BOD sensor,
For example, the yeast Trichosporon cutaneum can be used as a microorganism.

【0055】なお、この工程は(4)の工程の前に一括
して行ってもよい。
Note that this step may be performed collectively before the step (4).

【0056】(6)電解質の注入 電解液をチップの一部から前記多孔性シートにしみこま
せる。電解質注入口が設けてあるのでチップ全体を電解
液に浸漬することにより電解液を注入できる。
(6) Injection of electrolyte An electrolyte is impregnated from a part of the chip into the porous sheet. Since the electrolyte injection port is provided, the electrolyte can be injected by immersing the entire chip in the electrolyte.

【0057】以上の工程により、本発明のバイオセンサ
を得ることができる。また、親水性の多孔性シートを撥
水性の絶縁膜をその上に形成する前に、チップの境界と
なる部分の一部を切り出し除去してもよい(第2の態様
の製造方法)(図6)。通常、除去せずに残る部分はパ
ッド部分になるようにし、ここが電解質液の注入工程で
電解質液注入口となる。その他の工程は、基本的に、第
1の態様の製造方法と同様であるが、この場合、チップ
の切り出し工程において、チップを切り出した際に、断
面に多孔性シートが不必要に露出しないので、チップ側
面の被覆工程を省略できるという利点がある。また、プ
ラスチックシートを用いると強度的に優れたセンサが得
られる。
Through the above steps, the biosensor of the present invention can be obtained. Further, before forming the hydrophilic porous sheet on the water-repellent insulating film, a part of the boundary portion of the chip may be cut out and removed (the manufacturing method of the second embodiment) (FIG. 6). Normally, a portion that remains without being removed is made to be a pad portion, and this portion becomes an electrolyte solution injection port in an electrolyte solution injection step. Other steps are basically the same as the manufacturing method of the first embodiment, but in this case, in the step of cutting out the chips, when the chips are cut out, the porous sheet is not unnecessarily exposed to the cross section. This has the advantage that the step of coating the side surface of the chip can be omitted. When a plastic sheet is used, a sensor excellent in strength can be obtained.

【0058】また、カソードおよびアノードを同じ面に
形成する場合には、上記の製造方法において、(1)〜
(3)の工程を以下のように行えばよい。 (1)親水性の多孔性シートをそのまままたはチップの
境となる部分の一部を切り出し除去して用い、該多孔性
シートの片面に、該多孔性シートの一部が露出するよう
にして撥水性の絶縁膜を形成する。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンと、ア
ノードとアノードが外部との電気コンタクトをとるため
のパッドを有するアノードパターンとを絶縁膜を形成し
た面に形成する。 (3)カソードパターンおよびアノードパターンが形成
された面を前記パッド部分を除いて酸素透過性材料で被
覆するとともに、その反対側の面の全面に撥水性の絶縁
膜を形成するかまたはプラスチックシートで被覆する。
In the case where the cathode and the anode are formed on the same surface, the method (1) to the method (1)
The step (3) may be performed as follows. (1) A hydrophilic porous sheet is used as it is or by cutting out and removing a part of a boundary part of a chip, and is repelled by exposing a part of the porous sheet to one surface of the porous sheet. An aqueous insulating film is formed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside, and an anode and an anode making an electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. Pattern is formed on the surface on which the insulating film is formed. (3) The surface on which the cathode pattern and the anode pattern are formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and a water-repellent insulating film is formed on the entire surface on the opposite side, or a plastic sheet is used. Cover.

【0059】また、酸素透過性材料がシリコーンゴム等
の塗布可能な酸素透過性材料であって、生体関連物質が
微生物である場合には、微生物の懸濁液をメンブランフ
ィルターにより濾過し、該微生物を該メンブランフィル
ター上に吸着固定した後、これを自然乾燥して得たメン
ブランフィルターの該微生物の吸着固定されている面
を、酸素透過性材料の塗布直後かつ硬化前に酸素透過性
材料上に接着することにより感応部に生体関連物質固定
層を形成することができる。この場合は、シリコーンゴ
ム等の塗布可能な酸素透過性材料の硬化条件として常温
放置などの穏和な条件が採用される。メンブランフィル
ターは使用する微生物の細胞の大きさにあわせて適宜選
択される。このようにした場合、切り出し後の生体関連
物質の固定工程を行う必要がない。
When the oxygen-permeable material is a coatable oxygen-permeable material such as silicone rubber, and the biological substance is a microorganism, the suspension of the microorganism is filtered through a membrane filter, and the microorganism-containing suspension is filtered. Is adsorbed and fixed on the membrane filter, and the surface of the membrane filter obtained by air drying is fixed on the oxygen permeable material immediately after the application of the oxygen permeable material and before curing. By bonding, a bio-related substance fixing layer can be formed on the sensitive part. In this case, mild conditions such as standing at room temperature are employed as the curing conditions for the coatable oxygen-permeable material such as silicone rubber. The membrane filter is appropriately selected according to the cell size of the microorganism to be used. In this case, there is no need to perform the step of fixing the biologically-related substance after the cutting.

【0060】なお、複数の工程において酸素透過性材料
の被覆または塗布が行われる場合、各工程で使用される
酸素透過性材料は同一でも異なっていてもよい。差動型
バイオセンサも上記の製造方法を応用して製造すること
ができる。
When the coating or application of the oxygen-permeable material is performed in a plurality of steps, the oxygen-permeable material used in each step may be the same or different. The differential type biosensor can also be manufactured by applying the above manufacturing method.

【0061】[0061]

【実施例】以下、実施例を参照して本発明を説明する。
なお、一枚のシート上に多数の小型バイオセンサが一括
して作製されるが、便宜上、図面には1個(1チップ
分)のバイオセンサを示す。
The present invention will be described below with reference to examples.
Note that a large number of small biosensors are collectively manufactured on one sheet, but for convenience, one (one chip) biosensor is shown in the drawing.

【0062】[0062]

【実施例1】 (1)絶縁膜の形成 親水性の多孔性シート1として濾紙(ワットマン社製、
厚さ180μm)を用い、その両面にマスクをして、濾
紙の一部を露出させた状態で、撥水性ポリマー(ユニバ
ーサル製、プラスティディップ)をスプレーで塗布し乾
燥することにより、厚さ約50μmの絶縁膜2を濾紙の
両面に形成した(図1(a))。
Example 1 (1) Formation of Insulating Film Filter paper (manufactured by Whatman, Inc.) was used as the hydrophilic porous sheet 1.
Using a 180 μm thick mask with a mask on both sides to expose a portion of the filter paper, apply a water-repellent polymer (Universal, Plasticidip) by spraying and dry to obtain a thickness of approximately An insulating film 2 of 50 μm was formed on both sides of the filter paper (FIG. 1A).

【0063】(2)カソードおよびアノードの形成 (1)で形成した絶縁膜を有する濾紙に、絶縁膜および
濾紙の上に延在するように、カソード3、カソードリー
ド線4およびカソード用パット5の部分を有するカソー
ドパターンならびにアノード6およびアノード用パット
7の部分を有するアノードパターンを形成した。カソー
ドパターンおよびアノードパターンは銀から成り、それ
ぞれスパッタで1μm厚になるように形成した(図1
(b))。
(2) Formation of Cathode and Anode On the filter paper having the insulating film formed in (1), the cathode 3, the cathode lead wire 4 and the cathode pad 5 are extended so as to extend on the insulating film and the filter paper. A cathode pattern having portions and an anode pattern having portions of the anode 6 and the anode pad 7 were formed. The cathode pattern and the anode pattern were made of silver, and each was formed to a thickness of 1 μm by sputtering (FIG. 1).
(B)).

【0064】(3)酸素透過膜の形成 カソード3を形成した面にシリコーンゴム(信越化学
製、KE4895)を塗布し、80℃の水蒸気を飽和させた雰
囲気下で1時間ベーキングした。次いで、同様にして、
アノード6を形成した面にも同じシリコーンゴムを塗布
しベーキングを施した。なお、それぞれの膜形成にあた
っては、測定器に接続する際のコンタクトとなるパッド
5、7の部分は剥離の容易なテープを貼って、シリコー
ンゴムがつかないように保護した。両面のシリコーンゴ
ムが硬化した後、上記のパッド部分のテープをはがした
(図1(c))。
(3) Formation of Oxygen Permeation Film Silicone rubber (KE4895, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied to the surface on which the cathode 3 was formed, and baked at 80 ° C. in an atmosphere saturated with water vapor for 1 hour. Then, similarly,
The same silicone rubber was applied to the surface on which the anode 6 was formed and baked. In the formation of each film, the pads 5 and 7, which are the contacts when connecting to the measuring instrument, were protected from sticking with silicone rubber by applying an easily peelable tape. After the silicone rubber on both sides was cured, the tape on the pad portion was peeled off (FIG. 1 (c)).

【0065】(4)チップの切り離し 濾紙上に一括して形成された酸素電極をはさみまたはカ
ッターナイフにより切り離した。この際、切断面に濾紙
が露出するので、電解液注入口9を残して(3)で用い
たのと同じシリコーンゴムを側面にも塗布し、硬化させ
た。
(4) Separation of Chip The oxygen electrode formed on the filter paper was cut off with scissors or a cutter knife. At this time, since the filter paper was exposed on the cut surface, the same silicone rubber as that used in (3) was applied to the side surface and cured, leaving the electrolytic solution inlet 9.

【0066】(5)酵母の培養 酵母Trichosporon cutaneumをpH 7.0のBacto YM broth
(DIFCO Laboratories製)培地中で30℃で18時間培
養した。
(5) Yeast culture The yeast Trichosporon cutaneum was cultured in Bacto YM broth at pH 7.0.
The cells were cultured in a medium (manufactured by DIFCO Laboratories) at 30 ° C. for 18 hours.

【0067】(6)菌体の分離 培養下した酵母を1500 rpmで15分間遠心分離した後、
リン酸緩衝液(100 mM、pH 7.0)で2回洗浄し、再度遠
心分離を行った。
(6) Separation of cells The cultured yeast was centrifuged at 1500 rpm for 15 minutes.
The plate was washed twice with a phosphate buffer (100 mM, pH 7.0) and centrifuged again.

【0068】(7)酵母の固定 (6)で得られた酵母と光硬化性樹脂(関西ペイント
製、ENT-3400)とリン酸緩衝液を1:1:1の重量比で
混ぜ、カソード3を覆うように塗布し、窒素雰囲気下で
紫外線を3分間照射して樹脂を硬化させ、酵母を固定し
た(図1(d))。得られた酵母固定層を常温のリン酸
緩衝液中に一晩浸漬した。
(7) Fixation of yeast The yeast obtained in (6), a photo-curable resin (manufactured by Kansai Paint, ENT-3400) and a phosphate buffer were mixed at a weight ratio of 1: 1: 1. Was applied so as to cover it, and the resin was cured by irradiating ultraviolet rays for 3 minutes under a nitrogen atmosphere to fix yeast (FIG. 1 (d)). The obtained yeast fixed layer was immersed in a phosphate buffer at room temperature overnight.

【0069】(8)電解液の注入 (7)までの工程で得られたチップ全体を電解液(塩化
カリウム水溶液)中に浸漬し、濾紙が露出している部分
すなわち電解液注入口9から電解液をしみこませた。
(8) Injection of Electrolyte Solution The entire chip obtained in the steps up to (7) is immersed in an electrolyte solution (aqueous potassium chloride solution), and the electrolytic solution is injected from the portion where the filter paper is exposed, that is, from the electrolyte solution inlet 9. The liquid was soaked.

【0070】以上の工程により、BODセンサが得られ
た。
By the above steps, a BOD sensor was obtained.

【0071】[0071]

【実施例2】 (1)絶縁膜の形成 親水性の多孔性シート1として濾紙(ワットマン社製、
厚さ180μm)を用い、その両面に、絶縁膜2として
ポリイミドテープ(住友スリーエム製、カプトンフィル
ムテープNo.5413(商標)、厚さ70μm)を位
置合わせをした上で張り付けた。
Example 2 (1) Formation of insulating film Filter paper (manufactured by Whatman, Inc.) was used as hydrophilic porous sheet 1.
A polyimide tape (Kapton film tape No. 5413 (trade name, manufactured by Sumitomo 3M), a thickness of 70 μm) as an insulating film 2 was attached to both surfaces thereof, and the two layers were attached.

【0072】(2)カソードおよびアノードの形成 実施例1と同様にして、(1)で形成した絶縁膜2上に
銀のカソードパターンおよびアノードパターンを形成し
た。
(2) Formation of Cathode and Anode In the same manner as in Example 1, a silver cathode pattern and an anode pattern were formed on the insulating film 2 formed in (1).

【0073】(3)酵母の培養および吸着固定 実施例1と同様にして酵母を培養し、培養液1mlをメ
ンブランフィルター(ミリポア製、VMWP09025、孔径
0.5μm)で濾過し、さらに、0.1Mリン酸緩衝液
(pH7.0)で3回洗浄した。次いで、十分に乾燥し
て吸着固定した。
(3) Culture of yeast and fixation by adsorption The yeast was cultured in the same manner as in Example 1, and 1 ml of the culture was filtered through a membrane filter (manufactured by Millipore, VMWP09025, pore size 0.5 μm). The plate was washed three times with a phosphate buffer (pH 7.0). Next, it was sufficiently dried and fixed by adsorption.

【0074】(4)酸素透過膜の形成および酵母の固定 カソード3を形成した面にシリコーンゴム(信越化学
製、KE4895)を塗布し、その直後に、(3)で得られた
メンブランフィルターを適当な形に切断し、酵母の吸着
固定された面をシリコーンゴム上に貼り付け、酵母を固
定した。シリコーンゴムの硬化は、水蒸気を飽和させた
雰囲気下で常温で行った。メンブランフィルターを貼り
付けないこと以外は同様にして、アノード6が形成され
た面にもシリコーンゴムを塗布し、硬化させた。なお、
それぞれの膜形成にあたっては、即的に接続する際のコ
ンタクトを取るパッドの部分は、実施例1と同様にして
シリコーンゴムがつかないように保護した。
(4) Formation of oxygen-permeable membrane and immobilization of yeast Silicone rubber (KE4895, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied to the surface on which the cathode 3 was formed, and immediately thereafter, the membrane filter obtained in (3) was applied appropriately. The yeast was fixed in a fixed shape, and the surface on which the yeast was adsorbed and fixed was stuck on silicone rubber to fix the yeast. The curing of the silicone rubber was performed at room temperature in an atmosphere saturated with water vapor. Silicone rubber was also applied to the surface on which the anode 6 was formed and cured, except that the membrane filter was not attached. In addition,
In forming each of the films, the portion of the pad for making a contact for immediate connection was protected in the same manner as in Example 1 so that silicone rubber did not adhere.

【0075】(5)チップの切り離し 濾紙上に一括して形成された酸素電極をはさみまたはカ
ッターナイフにより切り離した。実施例1と同様、電解
液注入口9を残して(4)と同じシリコーンゴムを側面
にも塗布した。
(5) Separation of Chip The oxygen electrode formed on the filter paper was cut off with scissors or a cutter knife. As in Example 1, the same silicone rubber as in (4) was also applied to the side surface except for the electrolyte injection port 9.

【0076】(6)電解液の注入 実施例1と同様にして行った。この方法で作成した小型
BODセンサの感応部を0.1Mリン酸緩衝液中に浸漬
し、標準試料を添加したときの応答を図5に示す。
(6) Injection of Electrolyte The procedure was the same as in Example 1. FIG. 5 shows the response when the sensitive part of the small BOD sensor prepared by this method was immersed in a 0.1 M phosphate buffer and a standard sample was added.

【0077】[0077]

【実施例3】 (1)絶縁膜、カソードおよびアノードの形成 実施例1と同様にして、濾紙上に絶縁層2を形成し、そ
の上にカソードパターンおよびアノードパターンを形成
した。但し、パッド付近以外のチップ境界付近の部分を
切り抜いた濾紙を使用した(図6(a))。
Example 3 (1) Formation of Insulating Film, Cathode and Anode In the same manner as in Example 1, an insulating layer 2 was formed on filter paper, and a cathode pattern and an anode pattern were formed thereon. However, a filter paper cut out from the vicinity of the chip boundary other than the vicinity of the pad was used (FIG. 6A).

【0078】(2)プラスチックシートの接着 アノード用パッド7の部分を露出させる形状のポリエス
テルシート(厚さ100μm)10の全面に接着剤(エ
ポキシ接着剤)11をスピンコーティングし、直ちに
(1)で得られた濾紙のカソード3の形成されていない
方の面に接着した。
(2) Adhesion of Plastic Sheet An adhesive (epoxy adhesive) 11 is spin-coated on the entire surface of a polyester sheet (thickness: 100 μm) 10 having a shape exposing a portion of the anode pad 7, and immediately (1) The obtained filter paper was bonded to the surface on which the cathode 3 was not formed.

【0079】(3)酸素透過膜形成および酵母固定 実施例2と同様にして、カソード3の形成された面に酸
素透過膜となるシリコーンゴムをパッド5の部分を除い
て塗布した。酵母の固定は実施例2と同様にして行っ
た。
(3) Formation of Oxygen-permeable Membrane and Fixation of Yeast In the same manner as in Example 2, silicone rubber to be an oxygen-permeable membrane was applied to the surface on which the cathode 3 was formed, except for the pad 5. The yeast was fixed in the same manner as in Example 2.

【0080】(4)チップの切り離し 濾紙上に一括して形成された酸素電極をはさみまたはカ
ッターナイフにより切り離した。チップのパッドの部分
以外の境界の部分は、ポリエステルシート−接着剤−シ
リコーンゴムの積層構造となっており、外部の水溶液が
しみ込まないようになっているため、シリコーンゴムを
側面に塗布する必要はなかった(図6(b))。
(4) Separation of Chip The oxygen electrode formed on the filter paper was cut off with scissors or a cutter knife. The boundary portion other than the chip pad portion has a laminated structure of polyester sheet-adhesive-silicone rubber, so that an external aqueous solution is not soaked, so it is not necessary to apply silicone rubber to the side surface. No (FIG. 6 (b)).

【0081】(5)電解液の注入 実施例2と同様に行った。パッドの部分の濾紙が露出し
ている部分から電解液は注入された。
(5) Injection of Electrolyte The procedure was the same as in Example 2. The electrolyte was injected from the portion of the pad where the filter paper was exposed.

【0082】[0082]

【実施例4】トランスデューサとなる酸素電極を2個並
列に並べ、一方に酵母を固定し、他方には光硬化性樹脂
とリン酸緩衝液だけで固定層を作製する他は実施例1と
同様にして差動型センサを作製する。
Example 4 The same as Example 1 except that two oxygen electrodes serving as transducers were arranged in parallel, one was fixed with yeast, and the other was formed with a fixed layer using only a photocurable resin and a phosphate buffer. To produce a differential sensor.

【0083】[0083]

【実施例5】トランスデューサとなる酸素電極を2個並
列に並べ、一方に酵母を固定し、他方には酵母を吸着固
定しないメンブランフィルターを用いる他は実施例2と
同様にして差動型センサを作製する。
Embodiment 5 A differential sensor was prepared in the same manner as in Embodiment 2 except that two oxygen electrodes serving as transducers were arranged in parallel, one of which was fixed with yeast and the other was a membrane filter which did not adsorb and fix yeast. Make it.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安価な材料を用いて一括大量生産でき、しかも応答性に
優れた小型のバイオセンサおよびその製造方法が提供さ
れる。
As described above, according to the present invention,
A small-sized biosensor which can be mass-produced using inexpensive materials and has excellent responsiveness, and a method for manufacturing the same are provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1および2による小型バイオセンサの構
造および作製方法を示す。
FIG. 1 shows the structure and manufacturing method of a small biosensor according to Examples 1 and 2.

【図2】カソードとアノードを同一面に形成した場合の
レイアウトの例を示す。
FIG. 2 shows an example of a layout when a cathode and an anode are formed on the same surface.

【図3】カソードリード線用絶縁層を追加した態様の断
面図を示す。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an embodiment in which an insulating layer for a cathode lead wire is added.

【図4】アノードの一部を露出させ、大部分を絶縁膜で
被覆した態様の断面図を示す。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an embodiment in which a part of the anode is exposed and most of the anode is covered with an insulating film.

【図5】実施例2による小型バイオセンサの応答の様子
を示す。
FIG. 5 shows how a small biosensor according to the second embodiment responds.

【図6】実施例3による小型バイオセンサの構造および
作成方法を示す。(a)は平面図であり、(b)は
(a)のa−a’線に沿った断面図である。
FIG. 6 shows a structure and a manufacturing method of a small-sized biosensor according to a third embodiment. (A) is a plan view, and (b) is a cross-sectional view along the line aa 'in (a).

【図7】差動型バイオセンサの構造の一例を示す。FIG. 7 shows an example of a structure of a differential biosensor.

【図8】差動型バイオセンサにおいてアノードを共通に
した構造の一例を示す。
FIG. 8 shows an example of a structure in which a common anode is used in a differential biosensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 多孔性シート 2 絶縁膜 3 カソード 4 カソードリード線 5 カソード用パッド 6 アノード 7 アノード用パッド 8 酸素透過膜 9 電解液注入口 10 プラスチックシート 11 接着剤 12 生体関連物質固定層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Porous sheet 2 Insulating film 3 Cathode 4 Cathode lead wire 5 Cathode pad 6 Anode 7 Anode pad 8 Oxygen permeable membrane 9 Electrolyte injection port 10 Plastic sheet 11 Adhesive 12 Bio-related substance fixed layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 軽部 征夫 神奈川県川崎市宮前区東有馬1−3−16 (72)発明者 鈴木 博章 茨城県つくば市竹園3丁目6番地305棟103 号 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masao Karube 1-3-16 Higashi-Arima, Miyamae-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa (72) Inventor Hiroaki Suzuki 3-6-6 Takezono, Tsukuba-shi, Ibaraki 305-103

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 親水性の多孔性シートの片面の一部に撥
水性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シー
ト上に延在するようにカソードおよびカソードが外部と
の電気コンタクトをとるためのパッドを有するカソード
パターンが形成され、また該多孔性シートの反対側の面
の一部に撥水性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から
多孔性シート上に延在するようにアノードおよびアノー
ドが外部との電気コンタクトをとるためのパッドを有す
るアノードパターンが形成され、バイオセンサのチップ
側面およびカソードの形成された面がパッド部分を残し
て酸素透過性材料で被覆され、アノードの形成された面
がパッド部分を残して酸素透過性材料またはプラスチッ
クシートで被覆され、感応部に生体関連物質が固定さ
れ、該親水性の多孔性シート中に電解液がしみこまされ
ていることを特徴とする小型バイオセンサ。
1. A water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of a hydrophilic porous sheet, and the cathode and the cathode are electrically connected to the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. A cathode pattern having a pad for removing the same, a water-repellent insulating film is formed on a part of the surface on the opposite side of the porous sheet, and extends from the insulating film onto the porous sheet. An anode pattern having an anode and a pad for the anode to make electrical contact with the outside is formed, and the chip side surface of the biosensor and the surface on which the cathode is formed are covered with an oxygen-permeable material except for a pad portion. The surface on which is formed is covered with an oxygen-permeable material or a plastic sheet leaving a pad portion, and a bio-related substance is fixed on the sensitive portion, and the hydrophilic porous material A small biosensor characterized in that an electrolyte is impregnated in a sheet.
【請求項2】 親水性の多孔性シートの片面の一部に撥
水性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シー
ト上に延在するようにカソードおよびカソードが外部と
の電気コンタクトをとるためのパッドを有するカソード
パターンならびにアノードおよびアノードが外部との電
気コンタクトをとるためのパッドを有するアノードパタ
ーンが形成され、また該多孔性シートの反対側の面は全
面に撥水性の絶縁膜が形成されるかプラスチックシート
で被覆されており、バイオセンサのチップ側面ならびに
カソードおよびアノードの形成された面がそれぞれのパ
ッド部分を残して酸素透過性材料で被覆され、感応部に
生体関連物質が固定され、該親水性の多孔性シート中に
電解液がしみこまされていることを特徴とする小型バイ
オセンサ。
2. A water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of a hydrophilic porous sheet, and the cathode and the cathode are in electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. A cathode pattern having a pad for taking an electrical contact with the outside and an anode pattern having a pad for taking an electrical contact with the anode and the outside are formed, and the opposite surface of the porous sheet is entirely provided with a water-repellent insulating film. Is formed or covered with a plastic sheet, the chip side surface of the biosensor and the surface on which the cathode and anode are formed are covered with an oxygen-permeable material except for the respective pad portions, and a bio-related substance is applied to the sensitive portion. A small-sized biosensor fixed, wherein an electrolyte is impregnated in the hydrophilic porous sheet.
【請求項3】 親水性の多孔性シートの片面の一部に撥
水性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シー
ト上に延在するようにカソードおよびカソードが外部と
の電気コンタクトをとるためのパッドを有するカソード
パターンが形成され、また該多孔性シートの反対側の面
の一部に撥水性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から
多孔性シート上に延在するようにアノードおよびアノー
ドが外部との電気コンタクトをとるためのパッドを有す
るアノードパターンが形成され、バイオセンサのチップ
側面およびカソードの形成された面がパッド部分を残し
て酸素透過性材料で被覆され、アノードの形成された面
がパッド部分を残して酸素透過性材料またはプラスチッ
クシートで被覆され、該親水性の多孔性シート中に電解
液がしみこまされた構造体が2個並列的に配置されてお
り、片方の感応部には生体関連物質固定層を形成し、他
方の感応部はそのまま露出させておくかまたは前記生体
関連物質固定層を形成したのと同じ担体材料のみを固定
したことを特徴とする差動型小型バイオセンサ。
3. A water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of a hydrophilic porous sheet, and the cathode and the cathode are electrically connected to the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. A cathode pattern having a pad for removing the same, a water-repellent insulating film is formed on a part of the surface on the opposite side of the porous sheet, and extends from the insulating film onto the porous sheet. An anode pattern having an anode and a pad for the anode to make electrical contact with the outside is formed, and the chip side surface of the biosensor and the surface on which the cathode is formed are covered with an oxygen-permeable material except for a pad portion. The surface on which was formed was covered with an oxygen-permeable material or a plastic sheet except for a pad portion, and the electrolyte was impregnated in the hydrophilic porous sheet. Two structures are arranged in parallel. One of the sensitive parts is provided with a bio-related substance fixing layer, and the other sensitive part is left as it is or the bio-related substance fixing layer is formed. A small differential biosensor characterized in that only the same carrier material as above is fixed.
【請求項4】 親水性の多孔性シートの片面の一部に撥
水性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シー
ト上に延在するようにカソードおよびカソードが外部と
の電気コンタクトをとるためのパッドを有するカソード
パターンが2つ形成され、また該多孔性シートの反対側
の面の一部に撥水性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上
から多孔性シート上に延在するようにアノードおよびア
ノードが外部との電気コンタクトをとるためのパッドを
有するアノードパターンが形成され、バイオセンサのチ
ップ側面およびカソードの形成された面がパッド部分を
残して酸素透過性材料で被覆され、アノードの形成され
た面がパッド部分を残して酸素透過性材料またはプラス
チックシートで被覆され、該親水性の多孔性シート中に
電解液がしみこまされ、片方の感応部には生体関連物質
固定層を形成し、他方の感応部はそのまま露出させてお
くかまたは前記生体関連物質固定層を形成したのと同じ
担体材料のみを固定したことを特徴とする差動型小型バ
イオセンサ。
4. A water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of a hydrophilic porous sheet, and the cathode and the cathode are electrically connected to the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. Two cathode patterns each having a pad for removing the water, a water-repellent insulating film is formed on a part of the opposite surface of the porous sheet, and extends from the insulating film onto the porous sheet. An anode pattern having an anode and a pad for the anode to make electrical contact with the outside is formed, and the chip side surface of the biosensor and the surface on which the cathode is formed are coated with an oxygen-permeable material except for a pad portion. The surface on which the anode is formed is covered with an oxygen-permeable material or a plastic sheet except for a pad portion, and the electrolyte is impregnated in the hydrophilic porous sheet. In this case, a bio-related substance fixing layer is formed on one of the sensitive parts, and the other sensitive part is exposed as it is or only the same carrier material as that on which the bio-related substance fixing layer is formed is fixed. Differential small biosensor.
【請求項5】 親水性の多孔性シートの片面の一部に撥
水性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シー
ト上に延在するようにカソードおよびカソードが外部と
の電気コンタクトをとるためのパッドを有するカソード
パターンならびにアノードおよびアノードが外部との電
気コンタクトをとるためのパッドを有するアノードパタ
ーンが形成され、また該多孔性シートの反対側の面は全
面に撥水性の絶縁膜が形成されるかプラスチックシート
で被覆されており、バイオセンサのチップ側面ならびに
カソードおよびアノードの形成された面がそれぞれのパ
ッド部分を残して酸素透過性材料で被覆され、該親水性
の多孔性シート中に電解液がしみこまされた構造体が2
個並列的に配置されており、片方のカソード付近には生
体関連物質固定層を形成し、他方のカソード付近はその
まま露出させておくか、前記生体関連物質固定層を形成
したのと同じ担体材料のみを固定したことを特徴とする
差動型小型バイオセンサ。
5. A water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of a hydrophilic porous sheet, and the cathode and the cathode are electrically connected to the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. A cathode pattern having a pad for taking an electrical contact with the outside and an anode pattern having a pad for taking an electrical contact with the anode and the outside are formed, and the opposite surface of the porous sheet is entirely provided with a water-repellent insulating film. Is formed or coated with a plastic sheet, and the chip side surface of the biosensor and the formed surface of the cathode and anode are coated with an oxygen-permeable material except for respective pad portions, and the hydrophilic porous sheet is formed. There are two structures in which the electrolyte is impregnated.
It is arranged in parallel with each other, forming a bio-related substance fixed layer near one cathode, and leaving the other cathode vicinity as it is, or as the same carrier material as forming the bio-related substance fixed layer A small differential biosensor characterized in that only one is fixed.
【請求項6】 親水性の多孔性シートの片面の一部に撥
水性の絶縁膜が形成され、この絶縁膜上から多孔性シー
ト上に延在するようにカソードおよびカソードが外部と
の電気コンタクトをとるためのパッドを有するカソード
パターンが独立して2つとアノードおよびアノードが外
部との電気コンタクトをとるためのパッドを有するアノ
ードパターンとが形成され、また該多孔性シートの反対
側の面は全面に撥水性の絶縁膜が形成されるかプラスチ
ックシートで被覆されており、バイオセンサのチップ側
面ならびにカソードおよびアノードの形成された面がそ
れぞれのパッド部分を残して酸素透過性材料で被覆さ
れ、該親水性の多孔性シート中に電解液がしみこまさ
れ、片方のカソード付近には生体関連物質固定層を形成
し、他方のカソード付近はそのまま露出させておくか、
前記生体関連物質固定層を形成したのと同じ担体材料の
みを固定したことを特徴とする差動型小型バイオセン
サ。
6. A water-repellent insulating film is formed on a part of one surface of a hydrophilic porous sheet, and the cathode and the cathode are electrically connected to the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. Independently, two cathode patterns each having a pad for taking an electrode, an anode and an anode pattern having a pad for the anode to make an electrical contact with the outside are formed, and the opposite surface of the porous sheet is entirely covered. A water-repellent insulating film is formed or covered with a plastic sheet, and the chip side surface of the biosensor and the surface on which the cathode and anode are formed are covered with an oxygen-permeable material except for respective pad portions. The electrolyte is impregnated into the hydrophilic porous sheet, and a biomaterial-fixed layer is formed near one cathode, and near the other cathode. Should be exposed as it is,
A small differential biosensor characterized in that only the same carrier material on which the biomaterial-fixed layer is formed is fixed.
【請求項7】 前記多孔性シートが紙である請求項1〜
6のいずれか1項に記載の小型バイオセンサ。
7. The sheet according to claim 1, wherein said porous sheet is paper.
7. The small-sized biosensor according to any one of 6.
【請求項8】 前記のカソードおよびアノードのいずれ
もが銀である請求項1〜7のいずれか1項に記載の小型
バイオセンサ。
8. The small biosensor according to claim 1, wherein both the cathode and the anode are silver.
【請求項9】 前記カソードパターンは前記カソードと
前記パッドの間にカソード用リード線を有し、該カソー
ド用リード線が2層の絶縁膜に挟まれており、さらにそ
の上を酸素透過性材料が覆っている請求項1〜8のいず
れか1項に記載の小型バイオセンサ。
9. The cathode pattern has a cathode lead between the cathode and the pad, the cathode lead being sandwiched between two layers of insulating films, and further having an oxygen permeable material thereon. The small biosensor according to any one of claims 1 to 8, wherein
【請求項10】 前記酸素透過性材料がシリコーンゴム
である請求項1〜9のいずれか1項に記載の小型バイオ
センサ。
10. The small biosensor according to claim 1, wherein the oxygen-permeable material is a silicone rubber.
【請求項11】 前記アノードの一部分が電解液と接触
し、その他の部分が絶縁膜で被覆されている請求項1〜
10のいずれか1項に記載の小型バイオセンサ。
11. The anode according to claim 1, wherein a part of the anode is in contact with the electrolyte and the other part is covered with an insulating film.
11. The small biosensor according to any one of items 10 to 10.
【請求項12】 前記生体関連物質固定層が、酵母Tric
hosporon cutaneumを固定した層である請求項1〜11
のいずれか1項に記載の小型バイオセンサ。
12. The bio-related substance-fixed layer is formed of yeast Tric.
A layer to which hosporon cutaneum is fixed.
The small biosensor according to any one of the above.
【請求項13】 以下の工程を含む小型バイオセンサの
製造方法。 (1)親水性の多孔性シートの両面に、該多孔性シート
の一部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成す
る。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンを片面
に、アノードとアノードが外部との電気コンタクトをと
るためのパッドを有するアノードパターンをその反対側
の面に形成する。 (3)カソードパターンの形成された面を前記パッド部
分を除いて酸素透過性材料で被覆するとともに、アノー
ドパターンが形成された面を前記パッド部分を除いて酸
素透過性材料またはプラスチックシートで被覆する。 (4)得られた多孔性シートからチップを切り出し、前
記チップの側面を酸素透過性材料で被覆する。 (5)感応部に生体関連物質を固定して生体関連物質固
定層を形成する。 (6)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
13. A method for manufacturing a small biosensor comprising the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on both sides of a hydrophilic porous sheet so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad having a pad for making electrical contact with the outside on one side, and an anode and an anode being in electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet; An anode pattern having a pad for taking the same is formed on the opposite surface. (3) The surface on which the cathode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and the surface on which the anode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material or a plastic sheet except for the pad portion. . (4) Chips are cut out from the obtained porous sheet, and the side surfaces of the chips are covered with an oxygen-permeable material. (5) A bio-related substance is fixed to the sensitive part to form a bio-related substance fixing layer. (6) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.
【請求項14】 以下の工程を含む小型バイオセンサの
製造方法。 (1)チップの境界となる部分の一部を切り出し除去し
た親水性の多孔性シートの両面に、該多孔性シートの一
部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成する。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンを片面
に、アノードとアノードが外部との電気コンタクトをと
るためのパッドを有するアノードパターンをその反対側
の面に形成する。 (3)カソードパターンの形成された面を前記パッド部
分を除いて酸素透過性材料で被覆するとともに、アノー
ドパターンが形成された面を前記パッド部分を除いてプ
ラスチックシートで被覆する。 (4)得られた多孔性シートからチップを切り出す。 (5)感応部に生体関連物質を固定して生体関連物質固
定層を形成する。 (6)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
14. A method for manufacturing a small biosensor comprising the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on both surfaces of a hydrophilic porous sheet from which a part of a boundary portion of a chip is cut out and removed so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad having a pad for making electrical contact with the outside on one side, and an anode and an anode being in electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet; An anode pattern having a pad for taking the same is formed on the opposite surface. (3) The surface on which the cathode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and the surface on which the anode pattern is formed is covered with a plastic sheet except for the pad portion. (4) Chips are cut out from the obtained porous sheet. (5) A bio-related substance is fixed to the sensitive part to form a bio-related substance fixing layer. (6) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.
【請求項15】 以下の工程を含む小型バイオセンサの
製造方法。 (1)親水性の多孔性シートの片面に、該多孔性シート
の一部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成す
る。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンと、ア
ノードとアノードが外部との電気コンタクトをとるため
のパッドを有するアノードパターンとを絶縁膜を形成し
た面に形成する。 (3)カソードパターンおよびアノードパターンが形成
された面を前記パッド部分を除いて酸素透過性材料で被
覆するとともに、その反対側の面の全面に撥水性の絶縁
膜を形成するかまたはプラスチックシートで被覆する。 (4)得られた多孔性シートからチップを切り出し、前
記チップの側面を酸素透過性材料で被覆する。 (5)感応部に生体関連物質を固定して生体関連物質固
定層を形成する。 (6)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
15. A method for manufacturing a small biosensor comprising the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on one surface of a hydrophilic porous sheet so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside, and an anode and an anode making an electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. Pattern is formed on the surface on which the insulating film is formed. (3) The surface on which the cathode pattern and the anode pattern are formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and a water-repellent insulating film is formed on the entire surface on the opposite side, or a plastic sheet is used. Cover. (4) Chips are cut out from the obtained porous sheet, and the side surfaces of the chips are covered with an oxygen-permeable material. (5) A bio-related substance is fixed to the sensitive part to form a bio-related substance fixing layer. (6) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.
【請求項16】 以下の工程を含む小型バイオセンサの
製造方法。 (1)チップの境界となる部分の一部を切り出し除去し
た親水性の多孔性シートの片面に、該多孔性シートの一
部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成する。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンと、ア
ノードとアノードが外部との電気コンタクトをとるため
のパッドを有するアノードパターンとを絶縁膜を形成し
た面に形成する。 (3)カソードパターンおよびアノードパターンが形成
された面を前記パッド部分を除いて酸素透過性材料で被
覆するとともに、その反対側の面の全面に撥水性の絶縁
膜を形成するかまたはプラスチックシートで被覆する。 (4)得られた多孔性シートからチップを切り出す。 (5)感応部に生体関連物質を固定して生体関連物質固
定層を形成する。 (6)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
16. A method for manufacturing a small biosensor comprising the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on one surface of a hydrophilic porous sheet from which a part of a boundary portion of a chip is cut out and removed so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside, and an anode and an anode making an electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. Pattern is formed on the surface on which the insulating film is formed. (3) The surface on which the cathode pattern and the anode pattern are formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and a water-repellent insulating film is formed on the entire surface on the opposite side, or a plastic sheet is used. Cover. (4) Chips are cut out from the obtained porous sheet. (5) A bio-related substance is fixed to the sensitive part to form a bio-related substance fixing layer. (6) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.
【請求項17】 前記生体関連物質が微生物であり、該
微生物を光硬化性樹脂と混合し、前記感応部に塗布した
後、紫外線を照射して光硬化性樹脂を硬化させることに
よって前記生体関連物質固定層を形成する請求項13〜
16のいずれか1項に記載の製造方法。
17. The living body-related substance is a microorganism, and the microorganism is mixed with a photocurable resin, applied to the sensitive portion, and then irradiated with ultraviolet light to cure the photocurable resin. 14. A substance fixing layer is formed.
The production method according to any one of items 16 to 16, wherein
【請求項18】 以下の工程を含む小型バイオセンサの
製造方法。 (1)親水性の多孔性シートの両面に、該多孔性シート
の一部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成す
る。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンを片面
に、アノードとアノードが外部との電気コンタクトをと
るためのパッドを有するアノードパターンをその反対側
の面に形成し、その際、微生物の懸濁液をメンブランフ
ィルターにより濾過し、該微生物を該メンブランフィル
ター上に吸着固定した後、これを自然乾燥して得たメン
ブランフィルターの該微生物の吸着固定されている面
を、酸素透過性材料の塗布直後かつ硬化前に酸素透過性
材料上に接着することにより感応部に生体関連物質固定
層を形成する。 (3)カソードパターンの形成された面を前記パッド部
分を除いて酸素透過性材料で被覆するとともに、アノー
ドパターンが形成された面を前記パッド部分を除いて酸
素透過性材料またはプラスチックシートで被覆する。 (4)多孔性シートからチップを切り出し、必要により
チップの側面を酸素透過性材料で被覆する。 (5)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
18. A method for manufacturing a small biosensor including the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on both sides of a hydrophilic porous sheet so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad having a pad for making electrical contact with the outside on one side, and an anode and an anode being in electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet; An anode pattern having a pad for removing the microorganism is formed on the opposite surface. At this time, the suspension of microorganisms is filtered through a membrane filter, and the microorganisms are adsorbed and fixed on the membrane filter. The surface on which the microorganisms are adsorbed and immobilized of the dried membrane filter is adhered to the oxygen-permeable material immediately after the application of the oxygen-permeable material and before the curing to form a bio-related substance fixing layer on the sensitive part. I do. (3) The surface on which the cathode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and the surface on which the anode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material or a plastic sheet except for the pad portion. . (4) Chips are cut out from the porous sheet, and the side surfaces of the chips are covered with an oxygen-permeable material as necessary. (5) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.
【請求項19】 以下の工程を含む小型バイオセンサの
製造方法。 (1)チップの境界となる部分の一部を切り出し除去し
た親水性の多孔性シートの両面に、該多孔性シートの一
部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成する。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンを片面
に、アノードとアノードが外部との電気コンタクトをと
るためのパッドを有するアノードパターンをその反対側
の面に形成する。 (3)カソードパターンの形成された面を前記パッド部
分を除いて酸素透過性材料で被覆するとともに、アノー
ドパターンが形成された面を前記パッド部分を除いてプ
ラスチックシートで被覆し、その際、微生物の懸濁液を
メンブランフィルターにより濾過し、該微生物を該メン
ブランフィルター上に吸着固定した後、これを自然乾燥
して得たメンブランフィルターの該微生物の吸着固定さ
れている面を、酸素透過性材料の塗布直後かつ硬化前に
酸素透過性材料上に接着することにより感応部に生体関
連物質固定層を形成する。 (4)多孔性シートからチップを切り出す。 (5)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
19. A method for manufacturing a small biosensor comprising the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on both surfaces of a hydrophilic porous sheet from which a part of a boundary portion of a chip is cut out and removed so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad having a pad for making electrical contact with the outside on one side, and an anode and an anode being in electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet; An anode pattern having a pad for taking the same is formed on the opposite surface. (3) The surface on which the cathode pattern is formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and the surface on which the anode pattern is formed is covered with a plastic sheet except for the pad portion. The suspension is filtered through a membrane filter, the microorganisms are adsorbed and fixed on the membrane filter, and the surface of the membrane filter obtained by naturally drying the adsorbed and fixed microorganisms is subjected to an oxygen-permeable material. Immediately after the application and before curing, a bio-related substance fixing layer is formed on the sensitive part by bonding to the oxygen-permeable material. (4) Cutting out chips from the porous sheet. (5) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.
【請求項20】 以下の工程を含む小型バイオセンサの
製造方法。 (1)親水性の多孔性シートの片面に、該多孔性シート
の一部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成す
る。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンと、ア
ノードとアノードが外部との電気コンタクトをとるため
のパッドを有するアノードパターンとを絶縁膜を形成し
た面に形成する。 (3)カソードパターンおよびアノードパターンが形成
された面を前記パッド部分を除いて酸素透過性材料で被
覆するとともに、その反対側の面の全面に撥水性の絶縁
膜を形成するかまたはプラスチックシートで被覆し、そ
の際、微生物の懸濁液をメンブランフィルターにより濾
過し、該微生物を該メンブランフィルター上に吸着固定
した後、これを自然乾燥して得たメンブランフィルター
の該微生物の吸着固定されている面を、酸素透過性材料
の塗布直後かつ硬化前に酸素透過性材料上に接着するこ
とにより感応部に生体関連物質固定層を形成する。 (4)多孔性シートからチップを切り出し、前記チップ
の側面を酸素透過性材料で被覆する。 (5)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
20. A method for manufacturing a small biosensor comprising the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on one side of a hydrophilic porous sheet so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet; and an anode and the anode making an electrical contact with the outside. Pattern is formed on the surface on which the insulating film is formed. (3) The surface on which the cathode pattern and the anode pattern are formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and a water-repellent insulating film is formed on the entire surface on the opposite side, or a plastic sheet is used. At that time, the suspension of microorganisms is filtered through a membrane filter, the microorganisms are adsorbed and fixed on the membrane filter, and the microorganism filter is obtained by naturally drying the membrane filter. The surface is adhered to the oxygen-permeable material immediately after the application of the oxygen-permeable material and before the curing, so that a bio-related substance fixing layer is formed on the sensitive part. (4) Chips are cut out from the porous sheet, and the side surfaces of the chips are covered with an oxygen-permeable material. (5) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.
【請求項21】 以下の工程を含む小型バイオセンサの
製造方法。 (1)チップの境界となる部分の一部を切り出し除去し
た親水性の多孔性シートの片面に、該多孔性シートの一
部が露出するようにして撥水性の絶縁膜を形成する。 (2)前記絶縁膜から前記多孔性シート上に延在するよ
うに、カソードおよびカソードが外部との電気コンタク
トをとるためのパッドを有するカソードパターンと、ア
ノードとアノードが外部との電気コンタクトをとるため
のパッドを有するアノードパターンとを絶縁膜を形成し
た面に形成する。 (3)カソードパターンおよびアノードパターンが形成
された面を前記パッド部分を除いて酸素透過性材料で被
覆するとともに、その反対側の面の全面に撥水性の絶縁
膜を形成するかまたはプラスチックシートで被覆し、そ
の際、微生物の懸濁液をメンブランフィルターにより濾
過し、該微生物を該メンブランフィルター上に吸着固定
した後、これを自然乾燥して得たメンブランフィルター
の該微生物の吸着固定されている面を、酸素透過性材料
の塗布直後かつ硬化前に酸素透過性材料上に接着するこ
とにより感応部に生体関連物質固定層を形成する。 (4)多孔性シートからチップを切り出す。 (5)電解液をチップの一部から前記多孔性シートにし
みこませる。
21. A method for manufacturing a small biosensor comprising the following steps. (1) A water-repellent insulating film is formed on one surface of a hydrophilic porous sheet from which a part of a boundary portion of a chip is cut out and removed so that a part of the porous sheet is exposed. (2) a cathode pattern having a cathode and a pad for the cathode to make an electrical contact with the outside, and an anode and an anode making an electrical contact with the outside so as to extend from the insulating film onto the porous sheet. Pattern is formed on the surface on which the insulating film is formed. (3) The surface on which the cathode pattern and the anode pattern are formed is covered with an oxygen-permeable material except for the pad portion, and a water-repellent insulating film is formed on the entire surface on the opposite side, or a plastic sheet is used. At that time, the suspension of microorganisms is filtered through a membrane filter, the microorganisms are adsorbed and fixed on the membrane filter, and then the microorganism filter is obtained by naturally drying the membrane filter to adsorb and fix the microorganisms. The surface is adhered to the oxygen-permeable material immediately after the application of the oxygen-permeable material and before the curing, so that a bio-related substance fixing layer is formed on the sensitive part. (4) Cutting out chips from the porous sheet. (5) The electrolyte is impregnated into the porous sheet from a part of the chip.
【請求項22】前記酸素透過性材料がシリコーンゴムで
ある請求項13〜21のいずれか1項に記載の製造方
法。
22. The method according to claim 13, wherein said oxygen-permeable material is silicone rubber.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100427599B1 (en) * 2001-05-30 2004-04-27 주식회사 아이센스 A self-sampling-and-flow biosensor comprising parallel microporous electrodes.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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