KR101460837B1 - 분석 용구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시약부(7) 및 전극(3, 5)를 구비한 분석 용구(1)에 관한 것이다. 전극(3,5)는 시약부(7)가 형성된 다공질 반도체를 포함하고 있다. 다공질 반도체는 예컨대 다공질체의 표면 및 내표면 중 적어도 일부에 도체막을 코팅한 것이다. 다공질체는, 예컨대 절연성 섬유 메쉬 크로스이다. 바람직하게는, 전극(3, 5)은 시트 상태로 형성된다.
Description
본 발명은 시약부와 전극을 구비한 분석 용구에 관한 것이다.
혈액 중의 글루코오스 농도 등을 측정하는 경우, 간편한 방법으로서, 일회용으로 구성된 분석 용구를 이용하는 방법이 채용되고 있다. 분석 용구로는, 예컨대 도 9 및 도 10에 도시한 전극식의 바이오 센서(9)가 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 이 바이오 센서(9)는, 기판(90)에 설치한 전극(91, 92)과, 혈액 등의 시료를 이동시키기 위한 유로(93)를 갖춘 것이다.
전극(91)은 혈액 중의 특정 성분과의 사이에서 전자 수수를 실시하는 작용극(94)을 포함하고 있다. 전극(92)은 작용극(94)과의 사이에서 전위차를 발생시키기 위한 대극(95)을 포함하고 있다. 작용극(94) 및 대극(95)은, 유로(93)에서 노출하고 있는 것과 동시에 시약부(96)와 접촉하고 있다.
이러한 바이오 센서(9)에서는, 유로(93)에 시료를 공급한 상태에서 작용극(94)과 대극(95)과의 사이에 전압을 인가했을 때에, 시료 중의 특정 성분의 농도에 따른 응답 전류를 출력할 수 있다. 그 때문에, 바이오 센서(9)에서는, 작용극(94)(전극(91)) 및 대극(95)(전극(92))을 이용하여 응답 전류를 측정 함으로써, 글루코오스 농도 등을 측정할 수 있다.
여기서, 바이오 센서(9)의 전극(91, 92)은, 예컨대 카본이나 은 등의 도체 성분을 포함한 잉크를 이용한 스크린 인쇄, 금속 스팩터, 또는 기판(90)에 대한 금속 조각의 매립에 의해 형성되고 있다. 그 때문에, 전극(91, 92)은, 두께가 적고, 또는 실질적으로 두께가 없고, 작용극(94)의 면적이 바이오 센서(9)의 감도에 실질적으로 큰 영향을 준다. 그 한편으로, 바이오 센서(9)는, 시료의 필요량을 줄이기 위해서 유로(93)의 사이즈를 작게 하는 경향이 있고, 전극(91, 92) 나아가서는 작용극(94) 및 대극(95)의 면적도 작아지는 경향이 있다. 그 때문에, 유로(93)의 사이즈를 작게하는 경우에는, 유로(93)에 시료를 공급 했을 때의 시료와 작용극(94)과의 접촉 면적이 작게 되는 경향이 있기 위해, 바이오 센서(9)의 출력이 작아질 뿐만 아니라, 센서의 감도에 불균형이 발생하기 쉬워진다.
또한, 시약부(96)는, 예컨대 작용극(94)이나 대극(95)을 덮도록 시약 함유액을 점착한 후에, 시약 함유액을 건조 시킴으로써 형성된다. 시약 함유액을 건조시키는 경우, 시약 함유액의 점착 스폿의 중심부에 비해, 점착 스폿의 주위 쪽이 건조가 빠르게 된다. 그 때문에, 점착 스폿의 주위가 먼저 결정화하고, 시약부(96)의 주위가 중앙부에 비해 시약 농도가 높아진다. 그 결과, 시료에 의해 시약부(96)를 용해시켰을 때의 시약부(96)의 용해성이 낮아지게 되고, 또는 시약 농도에 불균일이 발생하기 때문에, 측정 정밀도가 저하하게 된다. 이러한 부정합을 해소하기 위해서는, 습도나 온도 등의 환경 조건을 적절히 컨트롤 할 수 있는 건조 장치가 필요하기 때문에 고가의 설비가 필요하고, 또한 장치의 가동이나 메인터넌스를 위한 노력이 필요하다.
더욱이, 기판(90)에 금속 조각을 매립하여 전극(91, 92)을 형성하는 경우에는, 기판 전체의 두께를 크게 확보할 필요가 있다. 그 때문에, 바이오 센서(9)를 제조 하는 경우에, 기판(90) 등의 재료를 roll로부터 인출하면서 제조를 수행할 수 없다. 즉, roll-to-roll의 제조가 곤란해지기 때문에, 제조 방법에 제약이 발생할 뿐만 아니라 제조 효율을 향상시키는 것이 곤란해진다.
본 발명은, 바이오 센서 등의 분석 용구를, 시료와 접촉시키는 전극 면적을 크게 확보하면서도, 효율 좋으며 또한 저비용으로 제조할 수 있도록 하고, 분석 용구의 소형화에도 적절히 대응할 수 있도록 하는 것을 과제로 하고 있다.
본 발명에서는, 시약부와 1 이상의 전극을 갖춘 분석 용구이고, 상기 1 이상의 전극은, 상기 시약부가 형성된 다공질 도체부를 포함하는, 분석 용구가 제공된다.
상기 다공질 도체부는, 예컨대 다공질체의 표면 및 내부 표면의 적어도 일부에 도체막을 코팅한 것이다. 상기 다공질체는, 예컨대 절연성 섬유 메쉬 크로스이다.
상기 1 이상 전극은, 예컨대 시트 상태로 형성되어 있고, 바람직하게는 제1 및 제2 전극 시트를 포함하고 있다.
본 발명의 분석 용구는, 상기 제1 및 제2 전극 시트 사이에 개재하는 절연 시트를 더 구비하고 있어도 무방하다. 상기 절연 시트는, 예컨대 절연성 섬유 메쉬 크로스이다.
본 발명의 분석 용구는, 예컨대 상기 제1 및 제2 전극 사이에 라미네이트 한 제1 및 제2 커버 시트를 더 구비하고 있고, 상기 제1 커버 시트, 상기 제1 전극, 상기 절연 시트, 상기 제2 전극 및 상기 제2 커버 시트를, 이 순서로 적층한 형태를 가지고 있다. 이러한 분석 용구에서는, 상기 제1 및 제2 커버 시트 중 적어도 하나는, 상기 제1 및 제2 전극을 노출시키기 위한 구멍부를 구비하는 것으로 한다.
예컨대, 상기 제1 커버 시트에는 상기 제1 전극을 노출시키기 위한 구멍부가 형성되고, 상기 제2 커버 시트에는 상기 제2 전극을 노출시키기 위한 구멍부가 형성된다.
본 발명의 분석 용구는, 상기 제1 커버 시트, 상기 제1 전극 및 상기 절연 시트에 상기 제2 전극을 노출시키기 위한 구멍부가 형성되고, 상기 제2 커버 시트, 상기 제2 전극 및 상기 절연 시트에 상기 제1 전극을 노출시키기 위한 구멍부가 형성되는 것이라도 무방하다. 이 경우의 제1 전극은, 상기 다공질체에서 상기 제2 커버 시트 측에 대해 선택적으로 상기 도체막이 형성된 것이라도 무방하다. 한편, 상기 제2 전극은, 상기 다공질체에서 상기 제1 커버 시트 측에 대해 선택적으로 상기 도체막이 형성된 것이라도 무방하다.
본 발명은 또한, 상기 제1 커버 시트, 상기 제1 전극 및 절연 시트에 상기 제2 전극을 노출시키기 위한 구멍부가 형성되고, 상기 제1 커버 시트에 상기 제1 전극을 노출시키기 위한 구멍부가 더 형성된 것이라도 무방하다.
바람직하게는, 본 발명의 분석 용구는, 상기 시약부의 주위를 둘러싸도록 소수 처리가 시행되고, 상기 시약부가 형성되는 부분에 친수 처리가 시행되고 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 바이오 센서를 도시한 전체 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 바이오 센서의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 바이오 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 바이오 센서를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 바이오 센서의 도 3에 상당하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태와 관련되는 바이오 센서를 도시하는 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 바이오 센서의 도 3에 상당하는 단면도이다.
도 9는 종래의 분석 용구의 일례에 상당하는 바이오 센서를 도시한 전체 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시한 바이오 센서의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 바이오 센서의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 바이오 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 바이오 센서를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 바이오 센서의 도 3에 상당하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태와 관련되는 바이오 센서를 도시하는 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 바이오 센서의 도 3에 상당하는 단면도이다.
도 9는 종래의 분석 용구의 일례에 상당하는 바이오 센서를 도시한 전체 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시한 바이오 센서의 분해 사시도이다.
이하에서는, 본 발명에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해서, 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바이오 센서(1)는, 일회용으로 구성된 것이고, 농도 측정 장치 등의 분석 장치에 장착하고, 시료(예컨대, 혈액이나 소변 등의 생화학적 시료)에서의 특정 성분(예컨대, 글루코오스, 콜레스테롤 또는 유산)을 분석하기 위해 사용되는 것이다. 이 바이오 센서(1)는, 커버 시트(2), 전극 시트(3), 세퍼레이터(4), 전극 시트(5) 및 커버 시트(6)을 적층한 형태를 가지고 있고, 전체적으로 시트 상태로 형성되고 있다. 바이오 센서(1)는 또한 시약부(7)를 가지고 있고, 시약부(7)에 시료를 점착 함으로써, 시료의 분석을 수행할 수 있다.
커버 시트(2, 6)은, 전극 시트(3, 5)를 보호하는 것과 동시에 시료의 점착 영역이나, 이동 영역을 규정하기 위한 것이고, 관통공(20, 21, 60, 61)을 가지고 있다. 관통공(20, 60)은, 분석 장치의 커넥터(80, 81)가 전극 시트(3, 5)에 접촉하는 것을 가능하기 위한 것이고, 전극 시트(3, 5)의 일부를 노출시키고 있다. 관통공(21, 61)은, 바이오 센서(1)에 공급되는 시료의 점착구 및 공기 빼기 구멍으로서 기능하는 것이다. 이러한 커버 시트(2, 6)는, 예컨대 PET 등의 절연 수지 재료에 의해 두께가 150 ~ 300㎛에 형성되고 있다.
전극 시트(3, 5)는, 분석 장치의 커넥터(80, 81)에 의해 전압이 인가되는 것이고, 예컨대 두께가 10 ~ 50㎛의 시트 상태로 형성되고 있다. 전극 시트(3, 5)는, 전체가 다공질로 형성되는 것과 동시에, 적어도 표면에 도전성을 가지고 있다. 전극 시트(3, 5)에서 다공질의 정도는, 시료의 공급 시에 막힘을 발생시키는 일 없이, 시료를 이동 시키는데 충분한 모세관력을 작용시킬 수 있을 정도이면 무방하고, 메쉬 지름 또는 포라스 지름을 기준으로서, 예컨대 10 ~ 300㎛으로 설정된다. 이러한 전극 시트(3, 5)는, 도전성이 낮은 다공질체의 표면에 도체막을 설치 함으로써 형성할 수 있다.
다공질체로는, 예컨대 절연성 섬유 크로스를 사용할 수 있다. 절연성 섬유 크로스로는, 예컨대 절연성 섬유를 평직하는 것을 사용할 수 있다. 절연성 섬유로는, 예컨대 폴리에틸렌이나 나일론에 의해 섬유 지름이 5 ~ 100㎛로 형성된 것을 사용할 수 있다. 물론, 절연성 섬유 크로스로는, 능직이나 주자직 등의 다른 조직의 것 이외, 부직포를 채용할 수도 있다.
다공질체로서는, 섬유 크로스 이외에, 발포체, 다수의 입자를 일체화시켜 다공질화 한 것을 사용할 수도 있다.
한편, 다공질체로의 도체막의 형성은, 예컨대 금속 등의 도체 재료를 이용한 공지의 성막 방법에 의해 수행할 수 있다.
금속 재료로는, 예컨대 플라티나(Pt), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 니켈(Ni)을 사용할 수 있다.
성막 방법으로는, 예컨대 스패터링, 증착 또는 도금을 채용할 수 있다.
전극 시트(3, 5)는, 반드시 전체를 다공질체가 모재가 되도록 형성할 필요는 없고, 적어도 시약부(8)이 형성되는 부분(시료를 이동시키는 부분)이 다공질이면 무방하고, 또 도체에 의해 전체가 다공질로 형성된 것이라도 무방하다.
세퍼레이터(4)는, 전극 시트(3, 5) 사이의 절연 상태를 유지하기 위한 것이고, 예컨대 두께가 10~50㎛의 시트 상태로 형성되는 것과 동시에, 절연성 재료에 의해 전체가 다공질로 형성되고 있다. 세퍼레이터(4)는, 시료의 공급 시에 막힘을 발생시키지 않고, 시료를 이동 시키는데 충분한 모세관력을 작용 시킬 수 있는 것이면 무방하고, 예컨대 메쉬 지름 또는 포라스 지름이 10~300㎛인 다공질체를 채용할 수 있다. 다공질체로서는, 전극 시트(3, 5)에 대해 채용 가능한 다공질체와 동일한 것을 사용할 수 있다.
전극 시트(3, 5) 및 세퍼레이터(4)는 또한 시약부(7)가 형성된 영역에 친수 처리 되어 있는 것과 동시에, 적어도 시약부(7)의 주위를 감싸도록 소수 처리 되어 있다. 친수 처리는, 레시틴 등의 계면 활성제의 도포, 또는 자외광이나 진공 자외광의 조사에 의해 수행할 수 있다. 소수 처리는, 불소 코트 처리 등에 의해 수행할 수 있다.
시약부(7)가 형성된 영역에 친수 처리를 시행 함으로써, 시약부(7)를 형성하는 경우에, 친수 처리를 시행한 부분에 대해서 선택적으로 시약부(7)를 형성하기 위한 시약액을 함침시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 시약부(7)를 적절히 규정할 수 있다. 또한, 시약부(7)에 시료를 공급하는 경우에는, 친수 처리를 시행한 부분에서 시료를 적극적으로 이동시켜, 시약부(7) 이외로의 시료의 침투를 억제할 수 있다. 이 때문에, 시약부(7)에 대해서 선택적이고 효율 좋게 시료를 공급하는 것이 가능해진다.
한편, 전극 시트(3, 5) 및 세퍼레이터(4)에서, 시약부(7)를 감싸도록 소수 처리를 시행 함으로써, 시약부(7)에 시료를 공급 했을 때에 시약부(7)의 주위에 시료가 침투해 나가는 것을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 시약부(7)에 대해서 선택적이고 효율 좋게 시료를 공급하는 것이 가능해진다.
시약부(7)는, 시료와 반응 시키기 위한 것이며, 커버 시트(2, 6)의 관통공(21, 61) 사이에서, 전극 시트(3), 세퍼레이터(4), 및 전극 시트(5)에 연속하여 형성되고 있다. 이 시약부(7)은, 예컨대 산화 환원 효소 및 전자 전달 물질 등의 시약을 포함하고 있고, 이러한 시약을 전극 시트(3), 세퍼레이터(4), 및 전극 시트(5)에서의 소정 영역에 담지 시킴으로써 형성되고 있다.
산화 환원 효소는, 시료에서의 특정 성분의 종류에 따라 선택되고, 예컨대 글루코오스를 분석하는 경우에는, 글루코오스옥시다아제(GOD)나 글루코오스데히드로게나(GDH)를 이용할 수 있고, 전형적으로는 PQQGDH가 사용 된다. 전자 전달 물질로서는, 예컨대 르테니움 착체나 철착체를 사용 할 수 있고, 전형적으로는 [Ru(NH3)6]Cl3이나 K3[Fe(CN)6]을 사용할 수 있다.
이상으로 설명한 바이오 센서(1)에서는, 다공질로 형성된 전극 시트(3, 5) 및 세퍼레이터(4)에 시약부(7)가 형성되고 있기 때문에, 시약부(7)나 시료와 전극 시트(3, 5)나 세퍼레이터(4) 사이의 접촉 면적을 크게 확보하는 것이 가능해진다. 그 결과, 바이오 센서(1)의 출력, 나아가서는 센서 감도를 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또, 시약부(7)를 다공질체에 시약을 담지시켜 형성 하도록 하였기 때문에, 종래와 같이 평판 상태로 시약부를 형성하는 경우에 비해, 시약부(7)의 용해성을 높이는 것이 가능해지고, 시료를 공급 했을 때의 시약 농도를 균일화하는 것이 가능해진다. 따라서, 바이오 센서(1)에서는, 측정 정밀도를 적절히 확보하면서, 바이오 센서(1)의 소형화에 적절히 대응할 수 있다.
다음으로, 바이오 센서(1)의 제조 방법의 일례에 대해서, 도 4를 참조하면서 설명한다.
바이오 센서(1)의 제조에 있어, 우선 복수의 재료 롤(2A, 3A, 4A, 5A, 6A)을 준비한다.
재료 롤(2A, 6A)은, 바이오 센서(1)에 있어 커버 시트(2, 6)이 구성되는 것이고, 커버 시트(2, 6)의 관통공(20, 21, 60, 61)에 대응시킨 복수의 관통공이 형성된 것이다. 이러한 재료 롤(2A, 6A)은, 예컨대 미리 복수의 관통공을 형성한 장척 시트(2B, 6B)를 심재(2C, 6C)에 감음으로써 형성된다. 장척 시트(2B, 6B)는, 예컨대 PET 등의 절연성 수지 재료에 의해 두께가 150~300㎛로 형성되고, 관통공은, 예컨대 펀칭 가공에 의해 형성 할 수 있다.
복수의 관통공을 형성하기 위한 펀칭 가공은, 후술하는 재료 시트(2A~6A)의 적층 공정이나 시약 함유액의 점착 공정과 동일한 제조 라인 상에 있고, 재료 시트(2A~6A)의 적층 공정을 실시하기 직전에 수행하여도 무방하다.
재료 롤(3A, 5A)은, 바이오 센서(1)에 대해 전극 시트(3, 5)로 구성되는 것이고, 표면 및 내표면 중 적어도 일부에 도전성을 가지는 다공질 상태로 형성되고 있다. 이러한 재료 시트(3A, 5A)는, 예컨대 도체막을 형성한 두께가 10~50㎛의 절연성 섬유 크로스의 장척 시트(3B, 5B)를 심재(3C, 5C)에 감음으로써 형성된다. 도전막의 형성은, 금속 등의 도체 재료를 이용한 공지의 성막 방법에 의해 수행할 수 있다.
재료 롤(4A)은, 바이오 센서(1)에 대해 세퍼레이터(4)로 구성된 것이고, 다공질 상태로 형성되고 있다. 이 재료 롤(4A)은, 예컨대 두께가 10~50㎛의 절연성 섬유 크로스의 장척 시트(4B)를 심재(4C)에 감음으로써 형성된다.
장척 시트(3B~5B)에는, 필요에 따라, 미리 시약부(7)를 형성하는 영역(장척 시트(2B, 6B)에서의 소정 관통공에 대응하는 영역)에 친수 처리가 시행되고, 친수 처리를 시행한 부분을 감싸도록, 전체적 또는 부분적으로 소수 처리가 시행되고 있다. 친수 처리는, 예컨대 계면 활성제 처리나 자외선 조사에 의해 수행되고, 소수 처리는 예컨대 불소 코트 처리에 의해 수행된다.
다음으로, 재료 롤(2A~6A)를 세팅하고, 재료 롤(2A~6A)로부터 장척 시트(2B~6B)를 꺼내면서, 이들 장척 시트(2B~6B)를 서로 적층한다. 이 때, 인접하는 장척 시트 사이에 접착층을 형성하여 적층 시트(8)로 한다. 접착층은, 예컨대 양면 테이프나 핫 멜트 접착 시트를 장척 시트(2A~6A) 사이에 개재 시킴으로써 형성된다. 장척 시트(2B~6B)의 적층 후는 압착 또는 열압착에 의해 장척 시트(2B~6B)를 서로 접착 한다.
다음으로, 장척 시트(2B)의 소정의 관통공에 대해서 시약 함유액을 점착한다. 시약 함유액은, 예컨대 산화 환원 효소나 전자 전달 물질을 포함하는 것이고, 공지의 디스펜서(82)에 의해 점착 된다. 여기서, 장척 시트(3B~5B)가 다공질로 형성되고 있기 때문에, 관통공을 통해 점착되는 시약 함유액은, 장척 시트(3B~5B)로 침투한다. 이 때문에 평탄면에 시약 함유액을 점착하는 경우에 비해, 균질로 시약 함유액을 건조하기 위해, 시약부(7)에 시료를 공급하여 시약부(7)를 용해 시켰을 때에 시약 농도를 균질화 하는 것이 가능해진다.
또한, 장척 시트(3B~5B)에 대해서 장척 시트(2B)의 관통공에 대응하는 위치에 친수 처리를 시행하면, 장척 시트(2B)의 관통공을 통해 시약 함유액을 점착했을 때에, 친수 처리를 시행한 부분에 대해서 선택적으로 시약 함유액을 침투 시키는 것이 가능해진다. 또한, 친수 처리를 시행한 영역의 주위에 소수 처리를 시행하면, 친수 처리한 영역의 주위에 시약 함유액이 침투 하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 친수 처리를 시행한 부분에 대해서 보다 선택적으로 시약 함유액을 침투 시키는 것이 가능해진다.
다음으로, 필요에 따라 시약 함유액을 히터나 송풍기 등의 건조 수단(83)을 이용하여 시약 함유액을 건조 시킨 후에 심재(84)에 적층 시트(8)을 감아낸다. 최종적으로는, 적층 시트(8)에 펀칭 가공이나 절단 가공을 시행 함으로써, 도 1 내지 도 3에 도시한 바이오 센서(1)를 얻을 수 있다. 또한, 적층 시트(8)의 펀칭이나 절단은, 심재(83)에 적층 시트(8)을 감아내기 전에, 시약 함유액의 도포 공정과 동일한 제조 라인 상에서 수행하여도 무방하다.
이와 같이, 바이오 센서(1)는, 복수의 재료 롤(2A~6A)을 이용하여 형성하는 것이 가능하기 때문에, 이른바 roll-to-roll의 제조가 가능하다. 그 때문에, 바이오 센서(1)는, 제조 방법에 제약이 적고, 또 효율 좋고 비용적으로 유리하게 제조하는 것이 가능하다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 바이오 센서에 대해서, 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 5 및 도 6에 대해서는, 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시 형태와 동등, 또는 실질적으로 동등한 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 이하에서의 중복 설명은 생략 한다.
도 5 및 도 6에 도시한 바이오 센서(1')는, 커버 시트(2'), 전극 시트(3'), 세퍼레이터(4'), 전극 시트(5') 및 커버 시트(6')를 적층한 형태를 가지는 시트 상태로 형성되고 있다.
커버 시트(2'), 전극 시트(3') 및 세퍼레이터(4')는, 서로 연결되어 통하는 관통공(22', 30', 40')을 가지고 있다. 이러한 관통공(22', 30', 40')은, 전극 시트(5')를 노출시켜, 커넥터(80)가 전극 시트(5')에 접촉하는 것을 허용하기 위한 것이다.
세퍼레이터(4'), 전극 시트(5') 및 커버 시트(6')는, 서로 연결되어 통하는 관통공(41', 50', 62')를 가지고 있다. 이러한 관통공(41', 50', 62')은, 전극 시트(3')를 노출시켜, 커넥터(81)가 전극 시트(3')에 접촉하는 것을 허용하기 위한 것이다.
이러한 전극 시트(3', 5')는, 세퍼레이터(4')에 접착되는 면(31', 51')이 선택적으로 도전성을 가지는 것으로 되어 있다. 즉, 전극 시트(3', 5')는, 면(31', 51')에서 커넥터(80, 81)와 접촉하기 때문에, 면(32', 52')에 대해서는 적극적으로 도전성을 부여할 필요는 없다. 이러한 전극 시트(3', 5')는, 절연성 섬유 크로스 등의 다공질체에 대해서, 편면측에만 도체막을 형성 함으로써 형성 할 수 있다.
물론, 전극 시트(3', 5')는, 면(31', 51') 및 면(32', 52')을 포함한 전체에 도체막을 형성하여도 무방하고, 시약부(7)가 형성되는 영역 및 커넥터(80, 81)가 접촉하는 영역을 포함한 소정의 부분에 도체막이 형성되는 것이라도 무방하다.
이러한 바이오 센서(1')에서도, 시약부(7)가 형성되는 영역이 다공질이기 때문에, 시약부(7) 또는 시료와 전극 시트(2', 4')나, 세퍼레이터(3') 사이의 접촉 면적을 크게 확보하는 것이 가능해진다. 그 결과, 바이오 센서(1')의 출력, 나아가서는 센서 감도를 향상시키는 것이 가능하고, 측정 정밀도를 적절히 확보하면서, 바이오 센서(1')의 소형화에 적절히 대응할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태와 관련되는 바이오 센서에 대해서, 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다. 도 7 및 도 8에서는, 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시 형태와 동등, 또는 실질적으로 동등한 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 이하에서의 중복 설명은 생략 한다.
도 7 및 도 8에 도시한 바이오 센서(1")는, 커버 시트(2"), 전극 시트(3"), 세퍼레이터(4"), 전극 시트(5") 및 커버 시트(6")를 적층한 형태를 가지는 시트 상태로 형성되고 있다.
커버 시트(2"), 전극 시트(3") 및 세퍼레이터(4")는, 서로 연결되어 통하는 관통공(22", 30", 40")을 가지고 있다. 이러한 관통공(22", 30", 40")은, 전극 시트(5")를 노출시켜, 커넥터(81)가 전극 시트(5")에 접촉하는 것을 허용하기 위한 것이다.
한편, 전극 시트(3")는, 커버 시트(2")의 관통공(20)에 의해서 노출하고 있다. 이것에 의해, 전극 시트(3")에 커넥터(80)가 접촉하는 것이 허용 되고 있다. 즉, 전극 시트(3", 5")는, 커버 시트(2")를 통해 노출 하고 있다. 그 때문에, 분석 장치에서는, 커넥터(80, 81)는, 커버 시트(2")측에 나란히 배치 된다.
전극 시트(3")는, 세퍼레이터(4")에 접착되는 면(31")과는 반대측의 면(32")이 선택적으로 도전성을 가지는 것으로 되어 있다. 전극 시트(5")는, 세퍼레이터(4")에 접착되는 면(51")이 선택적으로 도전성을 가지는 것으로 되어 있다. 즉, 전극 시트(3", 5")는, 면(32", 51")에 대해 커넥터(80, 81)와 접촉하기 때문에, 면(31", 52")에 대해서는 적극적으로 도전성을 부여할 필요는 없다. 이러한 전극 시트(3", 5")는, 절연성 섬유 크로스 등의 다공질체의 편면측에만 도체막을 형성 함으로써 다공질로 형성되고 있다. 또한, 면(32", 51")에 대해 선택적으로 도전성을 부여하는 경우, 면(31", 52")에 충분한 절연성을 얻을 수 있는 경우에는 세퍼레이터(4")를 생략하여도 무방하다.
물론, 전극 시트(3", 5")는, 면(31", 51") 및 면(32", 52")을 포함한 전체에 도전막이 형성된 것이라도 무방하고, 시약부(7)가 형성되는 영역 및 커넥터(80, 81)가 접촉하는 영역을 포함한 소정의 부분에 도전막이 형성된 것이라도 무방하다.
이러한 바이오 센서(1")에 대해도, 시약부(7)가 형성되는 영역이 다공질이기 때문에, 시약부(7) 또는 시료와 전극 시트(2", 4")나, 세퍼레이터(3") 사이의 접촉 면적을 크게 확보하는 것이 가능해진다. 그 결과, 바이오 센서(1")의 출력, 나아가서는 센서 감도를 향상시키는 것이 가능하고, 측정 정밀도를 적절히 확보하면서, 바이오 센서(1")의 소형화에 적절히 대응할 수 있다.
본 발명은, 상술한 실시 형태에는 한정되지 않고 다양하게 변경 가능하다. 예컨대, 커버 시트에 형성되는 관통공은, 커버 시트의 틀까지 연속하여 연장되는 구멍부로서 형성하여도 무방하다.
또한, 바이오 센서에서의 전극 시트의 수는, 반드시 2매일 필요는 없고, 예컨대 시료로서 전혈(whole blood)을 사용하는 바이오 센서에서는, 적혈구 용적율(Hematocrit)의 영향량을 측정하기 위한 보정용의 전극 시트를 구비하여도 무방하다. 더욱이, 전극은, 반드시 시트 상태로 형성할 필요는 없고, 적당히 설계하여도 무방하다.
1, 1', 1" : 바이오 센서
2, 2', 2" : 커버 시트
20, 21, 22', 22" : 관통공
3, 3', 3" : 전극 시트
30', 30" : 관통공
4, 4', 4" : 세퍼레이터
40', 40" : 관통공
5, 5', 5" : 전극 시트
50' : 관통공
6, 6', 6" : 커버 시트
60, 61, 62' : 관통공
7 : 시약부
2, 2', 2" : 커버 시트
20, 21, 22', 22" : 관통공
3, 3', 3" : 전극 시트
30', 30" : 관통공
4, 4', 4" : 세퍼레이터
40', 40" : 관통공
5, 5', 5" : 전극 시트
50' : 관통공
6, 6', 6" : 커버 시트
60, 61, 62' : 관통공
7 : 시약부
Claims (13)
- 시약부와,
상기 시약부가 형성된 다공질 도체부를 포함하고 있는 제1 및 제2 전극 시트와,
상기 제1 및 제2 전극 시트 사이에 개재하는 절연 시트
를 갖춘 분석 용구이고,
상기 제1 전극 시트 및 상기 절연 시트에는, 상기 제2 전극 시트를 노출시키기 위한 구멍부가 형성되어 있는,
분석 용구. - 제1항에 있어서,
상기 다공질 도체부는, 다공질체의 표면 및 내표면 적어도 일부에 도체막을 코팅한 것인, 분석 용구. - 제2항에 있어서,
상기 다공질체는, 절연성 섬유 메쉬 크로스인, 분석 용구. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 절연 시트는, 절연성 섬유 메쉬 크로스인, 분석 용구. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 전극 시트를 사이에 개재시키는 제1 및 제2 커버 시트를 더 구비하고 있고, 또한 상기 제1 커버 시트, 상기 제1 전극 시트, 상기 절연 시트, 상기 제2 전극 시트 및 상기 제2 커버 시트를, 이 순서로 적층한 형태를 가지고 있으며,
상기 제1 및 제2 커버 시트 중 적어도 하나는, 상기 제1 및 제2 전극 시트를 노출시키기 위한 구멍부를 가지고 있는, 분석 용구. - 제7항에 있어서,
상기 제1 커버 시트에는, 상기 제1 전극 시트를 노출시키기 위한 구멍부가 형성되고 있고,
상기 제2 커버 시트에는, 상기 제2 전극 시트를 노출시키기 위한 구멍부가 형성되는, 분석 용구. - 제7항에 있어서,
상기 제1 커버 시트에는, 상기 제2 전극 시트를 노출시키기 위한 구멍부가 형성되고 있고,
상기 제2 커버 시트, 상기 제2 전극 시트, 및 상기 절연 시트에는, 상기 제1 전극 시트를 노출시키기 위한 구멍부가 형성되는, 분석 용구. - 제9항에 있어서,
상기 다공질 도체부는, 다공질체의 표면에 도체막을 코팅한 것이고,
상기 제1 전극 시트는, 상기 다공질체에서의 상기 제2 커버 시트 측에 대해 선택적으로 상기 도체막이 형성된 것이고,
상기 제2 전극 시트는, 상기 다공질체에서의 상기 제1 커버 시트 측에 대해 선택적으로 상기 도체막이 형성된 것인, 분석 용구. - 제7항에 있어서,
상기 제1 커버 시트에는, 상기 제2 전극 시트를 노출시키기 위한 구멍부가 형성되고 있고,
상기 제1 커버 시트에는, 상기 제1 전극 시트를 노출시키기 위한 구멍부가 더 형성되는, 분석 용구. - 제1항에 있어서,
상기 시약부의 주위를 감싸도록 소수 처리가 시행되고 있는, 분석 용구. - 제1항에 있어서,
상기 시약부가 형성되는 부분에 친수 처리가 시행되고 있는, 분석 용구.
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