JPS6280548A - 半導体イオンセンサ - Google Patents
半導体イオンセンサInfo
- Publication number
- JPS6280548A JPS6280548A JP60220633A JP22063385A JPS6280548A JP S6280548 A JPS6280548 A JP S6280548A JP 60220633 A JP60220633 A JP 60220633A JP 22063385 A JP22063385 A JP 22063385A JP S6280548 A JPS6280548 A JP S6280548A
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- Japan
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- cytochrome
- sensor
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- film
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電解液中のイオン活量を測定する半導体イ
オンセンサ、特に該センサーの応答性にかかわるイオン
感応膜の改良に関するものである。
オンセンサ、特に該センサーの応答性にかかわるイオン
感応膜の改良に関するものである。
築４図は例えば特開昭５５−１０５４６号公報に示され
た従来のＩｓ（イオンセン号）ＦＥＴの一種である免疫
センサーである。
た従来のＩｓ（イオンセン号）ＦＥＴの一種である免疫
センサーである。
図において、１，２．２’、３’、４．５はｌ５ＦＥＴ
を構成する部分で、１は半導体基板、２゜２′は窒化膜
、シリコン酸化膜等の電気絶縁桐料、３′は抗原（又は
抗体）を含有分散させた膜で、これはゲート電楕に相当
する。４はソース電極、５はドレイン電極、６ば被験液
、７は基準電極、８は電流計である。
を構成する部分で、１は半導体基板、２゜２′は窒化膜
、シリコン酸化膜等の電気絶縁桐料、３′は抗原（又は
抗体）を含有分散させた膜で、これはゲート電楕に相当
する。４はソース電極、５はドレイン電極、６ば被験液
、７は基準電極、８は電流計である。
従来の免疫センサーは上記の様に溝底され、嘆３′が被
験液６に露出されるとき、この液６中に熔けている抗体
く又は抗原）が膜３′との間に抗原−抗体反応を起こす
。このとき、基準電極７と膜３′との間に電位の変化が
現われ、ソース４−ドレイン５間の電流値を変える。従
って、被験液６中の抗体く又は抗原）の濃度を電流計８
によって測定することができる。
験液６に露出されるとき、この液６中に熔けている抗体
く又は抗原）が膜３′との間に抗原−抗体反応を起こす
。このとき、基準電極７と膜３′との間に電位の変化が
現われ、ソース４−ドレイン５間の電流値を変える。従
って、被験液６中の抗体く又は抗原）の濃度を電流計８
によって測定することができる。
上記のような従来のセンサでは、膜３′中の全ての抗原
（又は抗体）が抗原−抗体反応に必要な方向を向いてい
るとは言えず、例えば、抗原号イト（又は抗体サイト〉
が基板側（デー１〜側）、即ち電気絶縁材料２側を向い
ている場合がある。また、ゲート表面をすべて抗原（又
は抗体）が埋めつくしているとは言えない。
（又は抗体）が抗原−抗体反応に必要な方向を向いてい
るとは言えず、例えば、抗原号イト（又は抗体サイト〉
が基板側（デー１〜側）、即ち電気絶縁材料２側を向い
ている場合がある。また、ゲート表面をすべて抗原（又
は抗体）が埋めつくしているとは言えない。
一般に、このようなセンサーでは、抗原、酵素などのイ
オン感応物質を多孔質プラス千ツク膜３に含有分散させ
ているが、この場合でも上記のことが言え、そのためセ
ンサとしての感度が低く、応答性に劣るという問題点が
あった。
オン感応物質を多孔質プラス千ツク膜３に含有分散させ
ているが、この場合でも上記のことが言え、そのためセ
ンサとしての感度が低く、応答性に劣るという問題点が
あった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、センサーの応答性を向上せしめることのできる半
導体イオンセンサを提供することを目的とする。
ので、センサーの応答性を向上せしめることのできる半
導体イオンセンサを提供することを目的とする。
この発明に係る半導体イオンセンサは、イオン感応膜に
、特定のイオンに対し反応する基をもつもの、即ちイオ
ン選択性を有するものからなる単分子ＭＷ（ＬＢ膜）で
、分子上ゲート表面上にすき間なく配向配列させたもの
を用いたものである。
、特定のイオンに対し反応する基をもつもの、即ちイオ
ン選択性を有するものからなる単分子ＭＷ（ＬＢ膜）で
、分子上ゲート表面上にすき間なく配向配列させたもの
を用いたものである。
この発明におけるＬＢ膜はその膜厚を数１０人に制御で
きるから、このＬＢ膜の位置、即ちイオン感応性物質の
位置は半導体表面接近くにすることができ、電界発生に
より効果的である。また、ＬＢ膜の特性によってイオン
感応性物質をすき間なく配列でき、しかもこれを配向さ
せることができるから、ゲート表面の反応効率を上げる
ことができ、結果としてより高い電位を作ることができ
、感度の高いセンサーが得られる。また、すき間が無い
から妨害となるものがそこへ付着することはなく、ノイ
ズの発生が抑えられる。
きるから、このＬＢ膜の位置、即ちイオン感応性物質の
位置は半導体表面接近くにすることができ、電界発生に
より効果的である。また、ＬＢ膜の特性によってイオン
感応性物質をすき間なく配列でき、しかもこれを配向さ
せることができるから、ゲート表面の反応効率を上げる
ことができ、結果としてより高い電位を作ることができ
、感度の高いセンサーが得られる。また、すき間が無い
から妨害となるものがそこへ付着することはなく、ノイ
ズの発生が抑えられる。
〔実施例）
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例による半導体イオンセンサを示し
、本実施例においてはイオン感応膜として、従来の膜３
′の代わりにラングミュア−プロジェット法によって形
成したＬ Ｂ ｆＪ ３を用いる点のみが従来装置と異
なる。
図は本発明の一実施例による半導体イオンセンサを示し
、本実施例においてはイオン感応膜として、従来の膜３
′の代わりにラングミュア−プロジェット法によって形
成したＬ Ｂ ｆＪ ３を用いる点のみが従来装置と異
なる。
第２図はこのＬＢＢａＯ拡大図を示し、これは絶縁ＩＩ
＊２上にチトクロームＣの単層もしくは複数層の単分子
層を構成したもので、このチトクロームＣはすき間なく
配列し、かつ高度の配向を施している。ここでチトクロ
ームＣはγ−グロブリン１０に対して選択的に抗原−抗
体反応を起こす、即ちイオン選択性を有するものである
。そしてこのＬＢＢａＯ数１０人の膜厚に制御すること
ができる。
＊２上にチトクロームＣの単層もしくは複数層の単分子
層を構成したもので、このチトクロームＣはすき間なく
配列し、かつ高度の配向を施している。ここでチトクロ
ームＣはγ−グロブリン１０に対して選択的に抗原−抗
体反応を起こす、即ちイオン選択性を有するものである
。そしてこのＬＢＢａＯ数１０人の膜厚に制御すること
ができる。
上記のように構成されたイオンセンサーは、ＦＥＴ構造
をしているが、このセンサーでは基準電極７とゲート電
極に相当するＬＢＢａＯの電位差によってドレイン電流
が制御される。また上述した様に、Ｌ Ｂ ｌ！ ３を
構成するチトクロームＣは第２図に示されている様に並
んでいるが、被験液６に浸された時、γ−グロブリン１
０はチトクロームＣの抗原サイトへ付き、これにより基
準電極７とＬＢＢａＯの間の電位差に変化が生じる。こ
のとき、チトクロームＣの抗原サイトはチトクロームＣ
の表側の中央部に°あり、仮にチトクロームＣ（３）が
絶縁膜２に対して配向せずにランダムに付いているなら
ば、抗原サイト全てにγ−グロブリンをつけることばで
きないが、本実施例ではＬＢＢａＯ使ってチトクローム
Ｃを高度に配向することにより効率よ（γ−グロブリン
をつけることができるから、結果としてゲートに加わる
電界が大きくなり感度の高いセンサーが得られる。また
、すき間が無いから妨害となるものがそこへ付着するこ
とはなく、ノイズの発生が抑えられ、ＳＮ比の良いもの
が得られる。
をしているが、このセンサーでは基準電極７とゲート電
極に相当するＬＢＢａＯの電位差によってドレイン電流
が制御される。また上述した様に、Ｌ Ｂ ｌ！ ３を
構成するチトクロームＣは第２図に示されている様に並
んでいるが、被験液６に浸された時、γ−グロブリン１
０はチトクロームＣの抗原サイトへ付き、これにより基
準電極７とＬＢＢａＯの間の電位差に変化が生じる。こ
のとき、チトクロームＣの抗原サイトはチトクロームＣ
の表側の中央部に°あり、仮にチトクロームＣ（３）が
絶縁膜２に対して配向せずにランダムに付いているなら
ば、抗原サイト全てにγ−グロブリンをつけることばで
きないが、本実施例ではＬＢＢａＯ使ってチトクローム
Ｃを高度に配向することにより効率よ（γ−グロブリン
をつけることができるから、結果としてゲートに加わる
電界が大きくなり感度の高いセンサーが得られる。また
、すき間が無いから妨害となるものがそこへ付着するこ
とはなく、ノイズの発生が抑えられ、ＳＮ比の良いもの
が得られる。
蛙お、上記実施例ではＬＢ膜にチトクロームＣを用いた
が、これは抗原−抗体反応を使うｆｓＦＥＴにおいては
、ＬＢ膜にすることができる抗原（又は抗体）であれば
何んでも良い。又、ＬＢ膜は抗原−抗体反応を有するも
のに限らず、イオン選択性のあるＬＢｌＭが作れれば、
それを使うことができる。
が、これは抗原−抗体反応を使うｆｓＦＥＴにおいては
、ＬＢ膜にすることができる抗原（又は抗体）であれば
何んでも良い。又、ＬＢ膜は抗原−抗体反応を有するも
のに限らず、イオン選択性のあるＬＢｌＭが作れれば、
それを使うことができる。
また上記実施例では、ｌ５ＦＥＴをセンサーとしている
が、本発明は上記しＢ膜をガラス電極。
が、本発明は上記しＢ膜をガラス電極。
金属電極につけることによって、基準電極との間の電位
差を測定し、イオン濃度を測定する方法にも応用するこ
とができる。
差を測定し、イオン濃度を測定する方法にも応用するこ
とができる。
以上のように、この発明によれば、イオン感応膜にＬＢ
膜を使うようにしたので、電極表面上をすき間無く、イ
オン感応性物質で埋めることができ、そのため目的以外
の物質が吸着することがなく、ＳＮ比を向上できる。ま
た、単分子膜はこれをイオン感応に有効な方向、即ちイ
オン選択性のあるサイトが所要の方向に向くように配向
させることができ、さらにはイオン感応膜を薄くでき、
電極に加わる電界を高くでき、感度の高いセンサーが得
られる。
膜を使うようにしたので、電極表面上をすき間無く、イ
オン感応性物質で埋めることができ、そのため目的以外
の物質が吸着することがなく、ＳＮ比を向上できる。ま
た、単分子膜はこれをイオン感応に有効な方向、即ちイ
オン選択性のあるサイトが所要の方向に向くように配向
させることができ、さらにはイオン感応膜を薄くでき、
電極に加わる電界を高くでき、感度の高いセンサーが得
られる。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図、第
３図は上記実施例のＬＢ膜を示す断面図、第４図は従来
の免疫センサーを示す断面図である。 図において、１は半導体、２，２′は電気絶縁材料、３
はＬＢ膜、４はソース電極、５はドレイン電極、６は被
験液、７は基￥＝組電極８は電流針、１０はＴ−グロブ
リン。
３図は上記実施例のＬＢ膜を示す断面図、第４図は従来
の免疫センサーを示す断面図である。 図において、１は半導体、２，２′は電気絶縁材料、３
はＬＢ膜、４はソース電極、５はドレイン電極、６は被
験液、７は基￥＝組電極８は電流針、１０はＴ−グロブ
リン。
Claims (1)
- （１）イオン感応膜に、ラングミュアーブロジェット法
によって形成され、分子がすき間なく配列配向された単
層もしくは複数層の単分子膜を用いたことを特徴とする
半導体イオンセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60220633A JPS6280548A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | 半導体イオンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60220633A JPS6280548A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | 半導体イオンセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6280548A true JPS6280548A (ja) | 1987-04-14 |
Family
ID=16754027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60220633A Pending JPS6280548A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | 半導体イオンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6280548A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003106987A1 (ja) * | 2002-06-12 | 2003-12-24 | 学校法人日本大学 | ガスセンサ素子及びその製造方法 |
| JP2010002343A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Toppan Printing Co Ltd | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-10-03 JP JP60220633A patent/JPS6280548A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003106987A1 (ja) * | 2002-06-12 | 2003-12-24 | 学校法人日本大学 | ガスセンサ素子及びその製造方法 |
| JP2010002343A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Toppan Printing Co Ltd | 半導体装置 |
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