JPS63111454A - 固定化酵素膜の製造方法 - Google Patents
固定化酵素膜の製造方法Info
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- JPS63111454A JPS63111454A JP61258921A JP25892186A JPS63111454A JP S63111454 A JPS63111454 A JP S63111454A JP 61258921 A JP61258921 A JP 61258921A JP 25892186 A JP25892186 A JP 25892186A JP S63111454 A JPS63111454 A JP S63111454A
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Landscapes
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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)
本発明の固定化酵素膜の製造方法に関し、特に半導体バ
イオセンサにおける固定化酵素膜の製造方法に関する。
イオセンサにおける固定化酵素膜の製造方法に関する。
(従来の技術)
酵素を分析分野に応用する試みは古くから行われている
。この中でも固定化酵素膜と各種電気化学デバイスを用
いた酵素電極は迅速、簡便かつ高感度な分析手段である
。近年、これらの酵素電極の微小化の要望が高まり、中
でもイオン感受性電界効果型トランジスタ(Ion 5
ensitive Field EffectTran
sistor、以下l5FETと略す。)を用いた酵素
電極はシリコンICの製造技術をそのまま利用してつく
ることができる点で注目されている。また絶縁基板上に
微小な2本貴金属電極を同様のシリコンIC製造技術電
極を同様のシリコンIC製造技術を用いて形成し、この
表面に酵素膜を形成したバイオセンサも提案されている
(特願昭59−134995)。
。この中でも固定化酵素膜と各種電気化学デバイスを用
いた酵素電極は迅速、簡便かつ高感度な分析手段である
。近年、これらの酵素電極の微小化の要望が高まり、中
でもイオン感受性電界効果型トランジスタ(Ion 5
ensitive Field EffectTran
sistor、以下l5FETと略す。)を用いた酵素
電極はシリコンICの製造技術をそのまま利用してつく
ることができる点で注目されている。また絶縁基板上に
微小な2本貴金属電極を同様のシリコンIC製造技術電
極を同様のシリコンIC製造技術を用いて形成し、この
表面に酵素膜を形成したバイオセンサも提案されている
(特願昭59−134995)。
このような微小なセンサの感応部に酵素膜を形成する方
法として本発明者らは、感応部以外の部分をあらかじめ
疎水性樹脂で被膜した後、感応部に酵素含有液を保持さ
せることによって固定化酵素膜を形成する方法を提案し
た(特願昭59−208626)。この方法は、酵素を
含有する第1の液を感応部に滴下、乾燥させた後、架橋
剤を含有する第2の液を同一部位に滴下、反応させて固
定化酵素膜を得ていた。
法として本発明者らは、感応部以外の部分をあらかじめ
疎水性樹脂で被膜した後、感応部に酵素含有液を保持さ
せることによって固定化酵素膜を形成する方法を提案し
た(特願昭59−208626)。この方法は、酵素を
含有する第1の液を感応部に滴下、乾燥させた後、架橋
剤を含有する第2の液を同一部位に滴下、反応させて固
定化酵素膜を得ていた。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、この方法では1ケ所の酵素膜を形成する
ために2度の滴下操作が必要である。また、微細なパタ
ーンの場合には架橋剤を滴下する際に酵素含有液のパタ
ーンが崩れ酵素が流出することもあった。本発明の目的
はより簡単にに微小な酵素膜を形成する方法を提供する
ことである。
ために2度の滴下操作が必要である。また、微細なパタ
ーンの場合には架橋剤を滴下する際に酵素含有液のパタ
ーンが崩れ酵素が流出することもあった。本発明の目的
はより簡単にに微小な酵素膜を形成する方法を提供する
ことである。
(問題を解決するための手段)
本発明によれば、固体上の酵素含有溶液を架橋試薬を含
む蒸気と接触させることにより固定化酵素膜が得られる
。
む蒸気と接触させることにより固定化酵素膜が得られる
。
(作用)
このような手段をとることによって、酵素含有溶液のパ
ターンが正確に形成できれば、そのままの形で架橋処理
を行うことが可能である。
ターンが正確に形成できれば、そのままの形で架橋処理
を行うことが可能である。
(実施例)
以下、この発明の実施例を図に基いて詳細に説明する。
第2図はこの発明に係る製造方法の一実施例を説明する
ための酵素電極の構造を示す図であり、l5FETを用
いたマルチバイオセンサに適用した場合を示す。第2図
(a)は上面図(b)は(a)のA−A’における断面
図である。サファイア基板2の上に島状に形成されたシ
リコンにより、3個のl5FETが形成されている。1
は、l5FETのゲート部で窒化シリコンで被覆されH
+イオン感応部である。15は各l5FETのソース領
域、4はドレイン領域でドレイン領域は共通になってい
る。また16.17.18はOUT端子、19は共通ド
レイン端子である。それぞれのゲート部にはウレアーゼ
固定化膜12、グルコースオキシダーゼ固定化膜13、
アルブミン膜14が形成されている。サファイア基板の
裏面には金3が蒸着されており、この金を疑似参照電極
としてウレアーゼ固定化膜を持つl5FETとアルブミ
ン膜を持っl5FETの差動で尿素が検出され、グルコ
ースオキシダーゼ固定化膜とアルブミン膜を持つl5F
ETと差動でグルコースが検出される。
ための酵素電極の構造を示す図であり、l5FETを用
いたマルチバイオセンサに適用した場合を示す。第2図
(a)は上面図(b)は(a)のA−A’における断面
図である。サファイア基板2の上に島状に形成されたシ
リコンにより、3個のl5FETが形成されている。1
は、l5FETのゲート部で窒化シリコンで被覆されH
+イオン感応部である。15は各l5FETのソース領
域、4はドレイン領域でドレイン領域は共通になってい
る。また16.17.18はOUT端子、19は共通ド
レイン端子である。それぞれのゲート部にはウレアーゼ
固定化膜12、グルコースオキシダーゼ固定化膜13、
アルブミン膜14が形成されている。サファイア基板の
裏面には金3が蒸着されており、この金を疑似参照電極
としてウレアーゼ固定化膜を持つl5FETとアルブミ
ン膜を持っl5FETの差動で尿素が検出され、グルコ
ースオキシダーゼ固定化膜とアルブミン膜を持つl5F
ETと差動でグルコースが検出される。
第2図に示した酵素電極は幅2mm長さ6mmでの微小
なチップであり、この上に三種類の膜を形成する方法と
して微小なノズルによる溶液の滴下法、すなわちインク
ジェット法を用いた。インクジェット法はノズルの圧電
体に電気パルスを与えることで微小な液滴を噴射させる
方法で電気パルスの数により半導体ウェハ表面に付着す
る酵素の量を精度良くコントロールすることができる(
特願昭6O−086924)。第1図に固定化酵素の製
造プロセスを示した。まず、それぞれのゲート部1に酵
素含有溶液、アルブミン溶液を滴下した(第1図(a)
)。ウレアーゼ固定化膜5には、2%ウレアーゼ、3%
牛血清アルブミンを含有する0、02M )リス緩衝液
(pH8,5)を用いた。グルコースオキシダーゼ固定
化膜6には2%グルコースオキシダーゼ、3%牛血清ア
ルブミンを含有する0、02M )リス緩衝液を、アル
ブミン膜には3%牛血清アルブミンを含有する0、02
M )リス緩衝液を用いた。なお、第1図(a)で2は
サファイア基板、3は金、4はドレイン領域である。こ
のウェハ8を一度乾燥させたもの(第1図(b))を2
5%グルタルアルデヒド水溶液11を入れた密閉容器9
中の支持網10上にのせ、5分間放置した(第1図(C
))。酵素膜はこの処理で不溶化する。酵素膜が厚い場
合には、放置時間を長くするか、1%グルタルアルデヒ
ド水溶液中に浸積し、架橋反応をさらに行うこともてき
る。膜を水洗して、未反応のグルタルアルデヒドを除去
し、酵素電極を得た。第1図(d)で12.13.14
゜はそれぞれウレアーゼ固定化膜、アルブミン膜、グル
コースオキシダーゼ固定化膜である。この方法で得られ
た酵素電極の応答を第3図(a)、 (b)に示した。
なチップであり、この上に三種類の膜を形成する方法と
して微小なノズルによる溶液の滴下法、すなわちインク
ジェット法を用いた。インクジェット法はノズルの圧電
体に電気パルスを与えることで微小な液滴を噴射させる
方法で電気パルスの数により半導体ウェハ表面に付着す
る酵素の量を精度良くコントロールすることができる(
特願昭6O−086924)。第1図に固定化酵素の製
造プロセスを示した。まず、それぞれのゲート部1に酵
素含有溶液、アルブミン溶液を滴下した(第1図(a)
)。ウレアーゼ固定化膜5には、2%ウレアーゼ、3%
牛血清アルブミンを含有する0、02M )リス緩衝液
(pH8,5)を用いた。グルコースオキシダーゼ固定
化膜6には2%グルコースオキシダーゼ、3%牛血清ア
ルブミンを含有する0、02M )リス緩衝液を、アル
ブミン膜には3%牛血清アルブミンを含有する0、02
M )リス緩衝液を用いた。なお、第1図(a)で2は
サファイア基板、3は金、4はドレイン領域である。こ
のウェハ8を一度乾燥させたもの(第1図(b))を2
5%グルタルアルデヒド水溶液11を入れた密閉容器9
中の支持網10上にのせ、5分間放置した(第1図(C
))。酵素膜はこの処理で不溶化する。酵素膜が厚い場
合には、放置時間を長くするか、1%グルタルアルデヒ
ド水溶液中に浸積し、架橋反応をさらに行うこともてき
る。膜を水洗して、未反応のグルタルアルデヒドを除去
し、酵素電極を得た。第1図(d)で12.13.14
゜はそれぞれウレアーゼ固定化膜、アルブミン膜、グル
コースオキシダーゼ固定化膜である。この方法で得られ
た酵素電極の応答を第3図(a)、 (b)に示した。
グルコースセンサはグルコースに応答するが、尿素の影
響は見られない。逆に尿素センサは尿素にのみ応答して
いる。このことから、この固定化方法ではそれぞれの酵
素膜がきれいに分離されて製膜されていることがわかる
。
響は見られない。逆に尿素センサは尿素にのみ応答して
いる。このことから、この固定化方法ではそれぞれの酵
素膜がきれいに分離されて製膜されていることがわかる
。
(発明の効果)
本発明を適用するならば、酵素含有溶液のパターンを形
成後簡単に架橋処理して固定化酵素膜を得ることができ
る。複数の種類の酵素膜を得る場合には複数の酵数の酵
素含有溶液パターンを形成した後、−度に架橋処理する
ことも可能である。また、酵素含有溶液パターンを形成
、架橋処理という一連の操作をくり返すことで膜厚を変
化させることも可能である。この方法では一度に滴下あ
るいは塗布する溶液は少量で良いため、パターンの形成
が容易になり、疎水性高分子膜を用いることなく酵素膜
を精度良く形成することが可能である。
成後簡単に架橋処理して固定化酵素膜を得ることができ
る。複数の種類の酵素膜を得る場合には複数の酵数の酵
素含有溶液パターンを形成した後、−度に架橋処理する
ことも可能である。また、酵素含有溶液パターンを形成
、架橋処理という一連の操作をくり返すことで膜厚を変
化させることも可能である。この方法では一度に滴下あ
るいは塗布する溶液は少量で良いため、パターンの形成
が容易になり、疎水性高分子膜を用いることなく酵素膜
を精度良く形成することが可能である。
第1図(a)〜(d)は本発明による固定化酵素膜の製
造方法の一実施例を示す図。第2図は実施例に示した酵
素電極の上面図とセンサ部における断面図。第3図(a
)、(b)はセンサの応答を示す図。 図において、 1・・・l5FETのゲート部、2・・・サファイア基
板、3・・・金電極、4・・・ドレイン領域、5・・・
ウレアーゼ含有溶液、6・・・グルコースオキシダーゼ
含有溶液、7・・・アルブミン溶液、8・・・ウェハ、
9・・・密閉容器、10・・・支持網、11・・・グル
タルアルデヒド水溶液、12・・・ウレアーゼ固定化膜
、13・・・グルコースオキシダーゼ固定化膜、14・
・・アルブミン膜、15・・・ソース領域、16・・・
0UTI端子、17・・・0UT2端子、18・・・0
UT3端子、19・・・共通ドレ第1図 第2図 A −A’断面 第3図
造方法の一実施例を示す図。第2図は実施例に示した酵
素電極の上面図とセンサ部における断面図。第3図(a
)、(b)はセンサの応答を示す図。 図において、 1・・・l5FETのゲート部、2・・・サファイア基
板、3・・・金電極、4・・・ドレイン領域、5・・・
ウレアーゼ含有溶液、6・・・グルコースオキシダーゼ
含有溶液、7・・・アルブミン溶液、8・・・ウェハ、
9・・・密閉容器、10・・・支持網、11・・・グル
タルアルデヒド水溶液、12・・・ウレアーゼ固定化膜
、13・・・グルコースオキシダーゼ固定化膜、14・
・・アルブミン膜、15・・・ソース領域、16・・・
0UTI端子、17・・・0UT2端子、18・・・0
UT3端子、19・・・共通ドレ第1図 第2図 A −A’断面 第3図
Claims (2)
- (1)固体表面上の特定の位置に酵素含有溶液を形成し
た後、該溶液を架橋試薬を含む蒸気と接触させることを
特徴とする固定化酵素膜の製造方法。 - (2)架橋試薬がグルタルアルデヒドである特許請求の
範囲第1項記載の固定化酵素膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61258921A JPS63111454A (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 固定化酵素膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61258921A JPS63111454A (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 固定化酵素膜の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63111454A true JPS63111454A (ja) | 1988-05-16 |
Family
ID=17326887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61258921A Pending JPS63111454A (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | 固定化酵素膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63111454A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5602029A (en) * | 1994-06-27 | 1997-02-11 | Nec Corporation | Method for fabricating substrate for cell culture and method for cell arrangements |
KR100420441B1 (ko) * | 1999-03-30 | 2004-03-04 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 실리콘막 형성 방법 및 잉크 젯용 잉크 조성물 |
WO2024062406A1 (en) * | 2022-09-22 | 2024-03-28 | Alma Mater Studiorum - Università di Bologna | Digital printing and coating of functional materials |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53149397A (en) * | 1977-06-01 | 1978-12-26 | Kuraray Co | Enzymic electrode |
JPS5688794A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Immobilization of enzyme |
JPS56142448A (en) * | 1980-04-09 | 1981-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Engyme electrode |
JPS572683A (en) * | 1980-06-09 | 1982-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Immobilizing method of enzyme |
JPS58184540A (ja) * | 1982-04-21 | 1983-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | 生化学センサ及び生化学センサを用いた化合物濃度の測定方法 |
JPS6189553A (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-07 | Toyobo Co Ltd | 集積化酵素fet |
-
1986
- 1986-10-29 JP JP61258921A patent/JPS63111454A/ja active Pending
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