TW201350843A - 生物感測器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種能以更優異之精度防止試樣自上述氣孔向外部流出之生物感測器。本發明之生物感測器之特徵在於：包括具有氣孔之第1基板及第2基板，且上述第1基板及上述第2基板被積層，於上述第1基板與上述第2基板之間具有試樣之流路，且於上述流路中之試樣之流動方向上，上述流路之上游側之端部與試樣之導入口連通，上述流路之下游側之端部與上述氣孔連通，且上述流路之上表面係由上述第1基板中之與上述第2基板之對向面形成，於上述流路之上表面，上述導入口側之區域係親水性區域，上述氣孔側之區域係撥水性區域。

Description

生物感測器

本發明係關於一種生物感測器。

於試樣中之目標之分析中，通用生物感測器作為分析工具。生物感測器一般而言係介隔具有狹縫之隔片而積層有具有貫通孔之上基板及下基板，藉由上述隔片之狹縫而形成試樣之導入口及流路。藉由使上述流路與上述上基板之貫通孔連通，上述貫通孔作為氣孔而發揮功能，其結果，上述生物感測器可藉由毛細管現象而自上述導入口抽吸試樣，並使之於上述流路內自上述導入口朝向上述氣孔之方向移動。而且，若上述試樣到達至配置於上述流路中之試劑部，則上述試樣中之目標與上述試劑部之試劑產生反應。藉由檢測該反應可對目標進行分析。

然而，如此，於設置與上述流路連通之上述氣孔，並藉由毛細管現象而使試樣移動之情形時，存在上述試樣通過上述流路，且自上述氣孔流出至上述生物感測器之外部之情況。尤其是，於黏性或表面張力較低之試樣之情形時，容易產生此種現象。如此，於上述試樣自上述氣孔流出之情形時，例如，上述流路內之試劑之濃度降低，因此，存在分析精度降低之問題。

為了消除此種問題，揭示有對於上述生物感測器之上述上基板對其外表面之上述氣孔之周圍或上述氣孔之內周面進行撥水處理之方 法(專利文獻1)。然而，根據生物感測器之形狀，即便藉由該方法亦存在試樣自上述氣孔流出之情況。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第4236538號

因此，本發明之目的在於提供一種例如能以更優異之精度防止試樣自上述氣孔向外部流出之生物感測器。

為了達成上述目的，本發明之生物感測器之特徵在於：包括具有氣孔之第1基板、及第2基板，且上述第1基板及上述第2基板被積層，且於上述第1基板與上述第2基板之間具有試樣之流路，且於上述流路中之試樣之流動方向，上述流路之上游側之端部與試樣之導入口連通，上述流路之下游側之端部與上述氣孔連通，且上述流路之上表面係由上述第1基板中之與上述第2基板之對向面形成，且於上述流路之上表面上述導入口側之區域係親水性區域，上述氣孔側之區域係撥水性區域。

根據本發明之生物感測器，例如，能以優異之精度防止試樣自氣孔向外部流出。因此，根據本發明之生物感測器，能以更優異之精度進行目標之分析。因此，本發明例如於臨床領域及生物化學之領域等中非常有用。

1‧‧‧生物感測器

2‧‧‧生物感測器

11‧‧‧第1基板

11a‧‧‧第1基板11之上側之表面

11b‧‧‧第1基板11之下表面

12‧‧‧第2基板

12a‧‧‧第2基板12之上表面

12b‧‧‧第2基板12之下側之表面

13‧‧‧試樣導入口

14‧‧‧氣孔

15‧‧‧流路(槽部)

15‧‧‧流路15之上表面

16‧‧‧撥水性區域

17‧‧‧親水性區域

21‧‧‧隔片

21a

21b

22‧‧‧第2基板

22a‧‧‧第2基板22之上表面

22b‧‧‧第2基板22之下側之表面

23‧‧‧試樣之導入口

25‧‧‧狹縫

32‧‧‧第2基板

32a‧‧‧第2基板32之上側表面

32b

34‧‧‧試劑部

161‧‧‧撥水性區域

162‧‧‧撥水性區域

331‧‧‧作用y

332‧‧‧對極

m1‧‧‧自第1基板11之上游側端部至氣孔14之下游側端部之長度

m2‧‧‧第2基板12中之流路15之長度

w1‧‧‧流路之寬度

w2‧‧‧氣孔之寬度

圖1係表示本發明之生物感測器之一例之立體圖。

圖2係表示本發明之生物感測器之一例之立體圖。

圖3(A)~(C)係表示本發明之生物感測器中之第1基板之一例之俯視圖。

圖4係表示本發明之生物感測器之另一例之立體圖。

圖5係表示本發明之生物感測器之另一例之立體圖。

圖6(A)、(B)係表示本發明之生物感測器中之第2基板之另一例之立體圖。

圖7(A)、(B)係表示本發明之實施例及比較例中之第1基板之氣孔之周邊之照片。

如上述般，本發明之生物感測器之特徵在於：包括具有氣孔之第1基板、及第2基板，且上述第1基板及上述第2基板被積層，且於上述第1基板與上述第2基板之間具有試樣之流路，且於上述流路中之試樣之流動方向，上述流路之上游側之端部與試樣之導入口連通，上述流路之下游側之端部與上述氣孔連通，且上述流路之上表面係由上述第1基板中之與上述第2基板之對向面形成，且於上述流路之上表面，上述導入口側之區域係親水性區域，上述氣孔側之區域係撥水性區域。

本發明之生物感測器於上述第1基板之上述對向面中，只要形成上述流路之上表面之區域中之上述導入口側之區域係親水性區域，上述氣孔側之區域係撥水性區域即可。如此，本發明之生物感測器之上 述第1基板具有上述氣孔，且上述導入口側之區域係親水性區域，藉此，自上述導入口導入試樣，且試樣於上述流路內朝向上述氣孔側移動。而且，進而，上述第1基板之上述氣孔側之區域係撥水性區域，藉此，可防止移動之試樣自上述流路漏出至上述氣孔。本發明如上述般，只要上述第1基板在如上述之條件下具有上述氣孔、上述親水性區域及上述撥水性區域即可，其他之構成及條件並不受任何限制。於本發明中，撥水性例如亦包含非親水性或疏水性之意思。

於本發明中，上述撥水性區域例如於比較撥水性之程度時，可以說表示較上述親水性區域「相對較高之撥水性」。又，於比較親水性之程度時，可以說表示較上述親水性區域「相對較低之親水性」。於本發明中，上述撥水性區域之「撥水性」之用語、及上述親水性區域之「親水性」之用語例如於對兩者進行比較時，亦可以說表示前者較後者相對為撥水性，後者較前者相對為親水性。

於本發明中，於上述第1基板中，將與上述第2基板對向之面稱為下表面(下面)，將其相反側之面稱為上表面(上面)，將相對於上述各表面垂直方向之面稱為側面。於上述第2基板中，將與上述第1基板對向之面稱為上表面(上面)，將其相反側之面稱為下表面(下面)，將相對於上述各表面垂直方向之面稱為側面。又，於本發明之生物感測器中，將與上述各構成構件之上述表面平行之最外面稱為表面，將相對於上述表面垂直方向之面稱為側面。具體而言，例如，將上述第1基板側之上述表面稱為上表面，將上述第2基板側之上述表面稱為下表面。

於本發明中，上述流路中之自上述導入口朝向上述氣孔之方向係試樣之流動方向。於本發明中，將上述試樣之流路之形成方向、即試樣之流動方向稱為長度方向。又，於上述生物感測器之上述表面中將與上述長度方向垂直之方向稱為寬度方向，將與上述長度方向及上 述寬度方向垂直之方向稱為厚度方向。試樣之流動方向沿長度方向，上述導入口側成為上游側，其相反側成為下游側。本發明之生物感測器及其構成要素之大小例如係將上述長度方向稱為長度，將上述寬度方向稱為寬度，將上述厚度方向稱為厚度。

本發明之生物感測器之用途並不受特別限制，可用於試樣中之目標之分析。本發明之生物感測器例如可應用於利用將試樣自導入口導入，並使之朝向氣孔之方向於流路內移動之現象之方法。

本發明之生物感測器例如藉由上述第1基板與上述第2基板之積層，形成上述試樣之流路。上述流路例如可藉由使用具有成為流路之槽之基板，或使用具有成為流路之狹縫之隔片而形成。

於前者之情形時，例如，較佳為使用具有上述槽之第2基板。具體而言，上述槽例如於上述第2基板之表面沿著長度方向自上述基板之端部朝向中央方向形成。於此情形時，例如，若將具有上述槽之上述第2基板與上述第1基板積層，則藉由上述第2基板之槽、及位於其上部之上述第1基板之下表面(與上述第2基板之對抗面)形成上述流路，於上游側之側面露出之開口部成為上述試樣之導入口。

於後者之情形時，本發明之生物感測器進而包括包含上述狹縫之上述隔片。於上述隔片中，上述狹縫例如於長度方向自端部朝向中央方向形成。於此情形時，例如，上述第1基板與上述第2基板介隔上述隔片而積層。藉此，由上述第1基板、上述第2基板及上述隔片之上述狹縫形成之空間成為上述試樣之流路。又，由上述隔片之上述狹縫形成之開口部成為上述試樣之導入口。於上述隔片中，將與上述第1基板對向之面稱為上表面(上面)，將與上述第2基板對向之面稱為下表面(下面)，將相對於上述各表面垂直方向之面稱為側面。

於本發明中，上述流路之上表面如上述般，係由上述第1基板之下表面形成，上述導入口側之區域係親水性區域，上述氣孔側之區域 係撥水性區域。本發明只要於上述流路之上表面且上述試樣之導入口至上述氣孔之上游側端部之區域在如上述之條件下具有親水性區域及撥水性區域即可，其他區域中之親水性及撥水性並不受特別限制。

於本發明中，上述第1基板之下表面例如可為僅上述流路之上表面中之上述氣孔側之區域為上述撥水性區域，亦可為上述氣孔之整個周圍為上述撥水性區域。上述第1基板例如亦可為除上述流路之上表面中之上述導入口側之區域為上述親水性區域以外，為撥水性。上述第1基板例如可列舉以下形態：於與上述第2基板對向之上述下表面具有如上述之撥水性區域，且於上述對向面之相反面及/或貫通孔之內部表面(內周面)不具有上述撥水性區域。

於本發明之生物感測器中，上述第2基板及上述隔片例如可為親水性，亦可為撥水性。作為具體例，較佳為相當於上述流路內部之露出面之上述第2基板及上述隔片之區域為撥水性。於此情形時，本發明之生物感測器之上述流路內部之露出面例如亦可除上述流路之上部中之上述導入口側之區域為上述親水性區域以外係撥水性。作為具體例，較佳為上述流路之下表面、即由上述第2基板中之與上述第1基板之對向面形成之下表面除上述試劑部以外之區域係撥水性區域。

於本發明中，上述第1基板之上述撥水性區域例如只要以表示撥水性之方式進行處理即可，其處理方法不受任何限制。上述處理例如可列舉化學性處理或物理性處理等。藉由上述處理，例如可對上述基板之表面賦予撥水性，亦可使用親水性基板作為基板，並藉由上述處理使親水性缺乏，藉此實現撥水性。

上述化學性處理例如可列舉使用撥水性物質之方法，藉此，較佳為上述區域具有上述撥水性物質。上述化學性處理例如可列舉將上述撥水性物質塗佈於特定之區域之方法，上述塗佈方法並不受特別限制，例如可列舉絲網印刷法、塗佈法等。上述塗佈法例如可列舉反向 塗佈法、凹版塗佈法、桿式塗佈法、刮刀式塗佈法、模塗法等眾所周知之方法。

上述撥水性物質例如係表示撥水性及/或疏水性之物質，可列舉樹脂、墨水、油、蠟等。上述樹脂例如可列舉矽酮系、烴系、氟碳系、聚伸乙基亞胺-異氰酸十八烷醇酯系、聚(甲基)丙烯酸酯系、聚苯乙烯系、聚乙烯系、聚丙烯系等。上述矽酮系樹脂例如較佳為二甲基聚矽氧烷等二烷基聚矽氧烷、苯基甲基聚矽氧烷、含氟二烷基聚矽氧烷等聚有機矽氧烷、其等之混合物、或其等之共聚物之交聯體、支鏈具有上述聚有機矽氧烷之丙烯酸系樹脂、環氧樹脂或胺基甲酸乙酯樹脂等有機樹脂、及矽酮系樹脂，尤其，較佳為以加成反應型經交聯之上述聚有機矽氧烷之交聯體。上述墨水例如可列舉抗蝕劑墨水等。上述油例如可列舉矽酮油等。上述蠟例如可列舉樹脂系蠟，且可列舉上述之樹脂。

上述物理性處理例如係對上述第1基板之特定區域進行物理性處理之方法，可列舉雷射加工等。

於本發明之生物感測器中，上述第1基板、上述第2基板及上述隔片之構件並不受特別限制。上述構件例如可列舉樹脂、玻璃、紙、陶瓷、橡膠等之薄膜。上述樹脂例如可列舉聚酯、聚烯烴、聚醯胺、聚酯醯胺、聚醚、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚對苯硫醚、聚醚酯、聚氯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯等。又，亦可使用該等聚合物之共聚物、摻合物聚合物、交聯聚合物等。

於本發明之生物感測器包含上述隔片之情形時，上述隔片例如亦可預先製作，且與上述第1基板及上述第2基板積層。又，亦可相對於上述第1基板及上述第2基板之一者直接形成，之後積層另一基板。

本發明之生物感測器之用途並不受特別限制，可如上述般用於試樣中之目標之分析。對於本發明之生物感測器例如試樣及目標之種 類、及上述目標之分析方法並不受任何限制。本發明之生物感測器可如上述般，例如應用於利用將試樣自導入口導入，並使之於上述流路內移動之現象之方法。

本發明之生物感測器例如可用於對試樣中之目標係利用由來於上述目標之訊號之檢測而進行分析之方法。上述訊號並不受特別限制，例如可為電化學性訊號，亦可為光學性訊號。即，本發明例如可為用以電化學性地檢測上述目標之生物感測器，亦可為用以光學性地檢測上述目標之生物感測器。又，後者例如亦可為用以利用目測進行檢測之生物感測器。

於本發明之生物感測器為上述電化學性檢測用生物感測器之情形時，例如，較佳為進而包括電極系統。上述電極系統例如較佳為包含作用極及對極。於檢測電化學性訊號時，例如，藉由對上述作用極與上述對極之間施加電壓，可自上述作用極測定電流等之電化學性訊號。

上述電化學性訊號例如可將上述作用極與檢測器連結，並藉由檢測器而進行檢測。上述檢測器例如可配置於上述生物感測器內，亦可配置於上述生物感測器之外部。於後者之情形時，例如，可自上述訊號之檢測前預先將上述生物感測器與上述檢測器連結，亦可於檢測時將上述生物感測器與上述檢測器連結。上述作用極例如亦可經由端子而與上述檢測器連結。上述檢測器並不受特別限制，例如可列舉電流檢測器，亦可包含電流/電壓轉換器、A/D(Analog to Digital，類比/數位)轉換器及運算器等。

上述電極系統例如可為包含作用極及對極之1組電極群，亦可包含2組以上之電極群。於後者之情形時，例如，各電極群可分別包含作用極及對極，某一電極群之對極亦可兼作另一電極群之對極。

上述電極系統之配置位置並不受特別限制，例如其一部分較佳 為與上述流路接觸之部位，上述電極系統之一部分較佳為於上述試樣之流路中露出。上述電極系統例如可形成於上述第2基板，亦可形成於上述第1基板，亦可形成於上述第1基板與上述第2基板之兩者，又，亦可於一個基板上形成作用極，於另一基板上形成對極。更佳為上述第2基板具有上述電極系統，具體而言，於上述第2基板之與上述第1基板之對向面上配置上述電極系統。

其中，本發明之生物感測器於上述第2基板中，例如上述電極系統之一部分較佳為配置於與上述流路接觸之部位，上述電極系統之一部分較佳為於上述試樣之流路中露出。於本發明之生物感測器包含上述電極系統之情形時，上述流路之上表面中之上述親水性區域及上述撥水性區域之位置並不受特別限制。作為具體例，例如，較佳為於上述流路之上表面，自上述導入口至包含上述露出之電極系統之區域係上述親水性區域，上述親水性區域之下游側端部至上述氣孔之上游側端部之區域係上述撥水性區域。再者，較上述氣孔之上游側端部更靠下游側之區域並不受特別限制，可為親水性亦可為撥水性，較佳為撥水性。

上述第1基板及上述第2基板例如較佳為各自之對向面為絕緣性之基板。上述第1基板及上述第2基板例如可為整體係由絕緣性材料形成之基板，亦可為上述對向面係由絕緣性材料形成之基板。於後者之情形時，例如亦可藉由於非絕緣性或絕緣性之基板表面積層上述絕緣性層而形成上述絕緣性之對向面。

上述絕緣性材料並不受特別限制，例如可列舉樹脂、玻璃、紙、陶瓷、橡膠等。上述樹脂例如可列舉聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醯胺、飽和聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂等熱塑性樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、環氧玻璃等環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固性樹脂。

上述第1基板及上述第2基板例如亦可為透明構件。於本發明之生物感測器中，例如，內部之狀態可利用目測進行確認，因此，上述第1基板及/或上述第2基板較佳為透明構件，尤其，上述第1基板較佳為透明構件。

上述作用極之材料並不受特別限制，例如較佳為於電子傳遞中其本身不會被氧化之導電性材料。上述對極之材料例如可列舉鈀、金、鉑、碳等導電性材料。上述電極系統例如可利用絲網印刷法、塗佈法、蒸鍍法等眾所周知之方法形成。

於本發明之生物感測器為光學性檢測用生物感測器之情形時，例如上述第1基板及上述第2基板之材質並不受特別限制，例如可列舉上述電化學性檢測用生物感測器中之例示。

上述光學性訊號例如可利用檢測器進行檢測。上述檢測器例如可配置於上述生物感測器內，亦可配置於上述生物感測器之外部。上述檢測器並不受特別限制，例如，可列舉分光光度計等，亦可包含運算器等。上述光學性訊號例如可列舉顯色訊號、螢光訊號等，可作為吸光度、反射率、螢光強度等而進行檢測。

本發明之生物感測器例如亦可包括配置使由來於上述試樣中之目標之訊號產生之試劑的試劑部。上述試劑之種類並不受特別限制，可根據上述目標之種類及上述訊號之種類而適當決定。

於本發明之生物感測器中，上述試劑之配置位置並不受特別限制，例如較佳為與上述流路接觸之部位。作為具體例，例如較佳為上述流路進而包括配置試劑之試劑部。上述試劑部例如可配置於上述流路之上述第1基板側，亦可配置於上述流路之第2基板側，亦可配置於上述流路之第1基板及第2基板之兩者。於本發明之生物感測器具有上述試劑部之情形時，例如，較佳為上述流路之下表面係由上述第2基板中之與上述第1基板之對向面形成，且於上述下表面中，除上述試 劑部以外之區域係撥水性區域。

於本發明之生物感測器包含上述電極系統之情形時，上述試劑之配置位置例如較佳為與上述流路及上述電極系統接觸之部位，具體而言，較佳為於上述試樣之流路中露出之上述電極系統之上部。即，例如，上述電極系統之一部分亦可於上述試樣之流路中露出。又，本發明之生物感測器例如上述第2基板包括配置試樣之試劑部，且於上述第2基板中，於上述露出之電極系統之上亦可具有上述試劑部。於此情形時，例如，較佳為上述流路之下表面係由上述第2基板中之與上述第1基板之對向面形成，且於上述下表面中，除上述試劑部以外之區域係撥水性區域。

對本發明之生物感測器之例，表示概略圖而具體地進行說明。再者，本發明並不受此限制。

(實施形態1)

將本發明之生物感測器之一例表示於圖1~圖3之概略圖中。圖1係生物感測器1之立體圖，圖2係將生物感測器1之構成構件分離之立體圖，圖3係生物感測器1中之第1基板11之俯視圖。對圖1~3，於相同位置標註有相同符號。於圖1~3中，箭頭X表示試樣之流動方向(長度方向)，箭頭前端成為下游側。生物感測器1及其構成要素之大小係將上述長度方向稱為長度，將於上述生物感測器之表面與上述長度方向垂直之寬度方向稱為寬度，將與上述長度方向及上述寬度方向垂直之方向稱為厚度。

如圖1及圖2所示，生物感測器1係包含第1基板11及第2基板12。如圖2所示，第1基板11具有貫通孔14，第2基板12於流動方向(X)上自上游側端部朝向中央側具有成為流路之凹狀之槽部15。而且，如圖1所示，以第1基板11之下表面11b與第2基板12之上表面12a對向之方式將第1基板11與第2基板12積層，藉此而形成生物感測器1。於生物感 測器1中，由第2基板12之槽部15及第1基板11之下表面11b形成流路15。又，於流動方向(X)上，流路15之上游側端部成為試樣導入口13，第1基板11之貫通孔14成為相對於流路15之氣孔。流路15之上游側之端部與試樣導入口13連通，下游側之端部與氣孔14連通。第1基板11之上側之表面11a成為生物感測器1之上側之露出表面，第2基板12之下側之表面12b成為生物感測器1之下側之露出表面。

如上述般，第1基板11藉由與第2基板12之積層，其下表面11b之一部分形成流路15之上表面15'。第1基板11中之流路15之上表面15'如圖3(A)所示，試樣導入口13側之區域係親水性區域17，氣孔14側之區域係撥水性區域16。

生物感測器1及各構成構件之大小及形狀並不受特別限制，例如，可如以下般進行例示。

第1基板11之長度例如可設為5~50mm、20~40mm、或29~31mm。寬度例如可設為1~20mm、3~10mm、或6~8mm。厚度例如可設為5~1000μm、200~500μm、或250~350μm。

氣孔14之長度例如可設為0.1~5mm、0.2~1mm、或0.4~0.6mm。寬度(圖2中之w2)例如可設為0.5~6mm、1.5~4mm、或2~3mm。氣孔14之位置可作為於流動方向(X)上自第1基板11之上游側端部至氣孔14之下游側端部之長度(圖2中之m1)而表示。上述長度例如可設為1~5mm、2~4mm、或2.5~3.5mm。氣孔14之形狀並不受特別限制，可列舉長方形等方形、橢圓形等圓形等。如此，藉由將上述氣孔之大小、即長度及寬度設定於如上述之範圍內，例如，可進一步防止上述試樣自上述氣孔流出。

流路15之上表面15'中之撥水性區域16之長度例如可設為0.1~3mm、0.5~2mm、或0.8~1.2mm。其寬度並不受特別限制，例如可為與流路相同之寬度或較其更長之寬度，又，亦可為與氣孔14相同之 寬度或較其更長之寬度。上述寬度例如可設為1~7mm、2~5mm、或2.5~3.5mm。流路15之上表面15'中之親水性區域17之大小並不受特別限制，例如可根據撥水性區域16決定。如此，藉由設置上述撥水性區域，上述生物感測器例如即便於流入較可收納於感測器內之容量更過量之試樣之情形時，或於使上述試樣之導入效率提昇之情形時，亦可充分防止上述試樣自上述氣孔流出。

第2基板12之長度例如可設為5~50mm、20~40mm、或29~31mm。寬度例如可設為1~20mm、3~10mm、6~8mm。厚度例如可設為5~1000μm、200~500μm、250~350μm。

第2基板12中之流路15之長度(圖2中之m2)例如可設為1.1~10mm、1.5~4.5mm、或2~4mm。寬度(圖2中之w1)例如可設為1~10mm、2~3.5mm、或1.5~2.5mm。深度例如可設為5~1000μm、50~100μm、60~90μm、65~85μm或70~80μm。於眾所周知之生物感測器中，一般而言，將流路之深度設定為100μm以上。於本發明中，例如，如上述般將上述流路之深度設定為未達100μm，藉此，被導入至上述流路中之試樣變得更進一步容易被上述流路之上表面之上述親水性區域牽引。因此，向上述生物感測器內之上述試樣之供給變得更容易。

於本實施形態中，流路15之下表面、即第2基板12中之槽15之底面較佳為撥水性區域，又，於流路15具有試劑部之情形時，較佳為流路15之下表面之除上述試劑部以外之區域為撥水性區域。如此，藉由使上述流路之下表面為撥水性區域，被導入至上述流路之試樣變得更進一步容易被上述流路之上表面之上述親水性區域牽引。因此，向上述生物感測器內之上述試樣之供給變得更容易。又，亦可將流路15之側面、即第2基板12中之槽15之側面設為撥水性區域。

上述流路之寬度(w1)與上述氣孔之寬度(w2)之關係並不受特別限 制，例如可設為w1<w2、w1=w2、或w1>w2。根據本實施形態，即便於設定為上述氣孔之寬度大於上述流路之寬度之條件「w1<w2」之情形時，亦可更進一步防止上述流路中之試樣自上述氣孔流出。

生物感測器1之整體之長度例如可設為5~50mm、20~40mm、或29~31mm。寬度例如可設為1~20mm、3~10mm、6~8mm。厚度例如可設為10~2000μm、400~1000μm、或500~700μm。

於生物感測器1中，供試樣通過之內部之容積例如可稱為自試樣導入口13至氣孔14為止之流路15內部之容積。生物感測器1之上述容積例如可設為0.1~10μL、0.15~0.5μL、0.2~0.45μL、0.2~0.4μL、或0.25~0.35μL。又，被供給至生物感測器1之內部之試樣之量、即可收納於生物感測器1之內部之試樣之量例如可設為0.1~10μL、0.15~0.5μL、或0.2~0.4μL。於眾所周知之生物感測器中，一般而言，將內部之容積(流路之容積)設定為0.5μL以上。於本發明中，例如如上述般，可將內部之容積設定為未達0.5μL之少量。因此，例如，於利用上述生物感測器之分析試樣為血液等活體試樣之情形時，可充分減少採取上述試樣時之被試驗者之痛苦。又，即便減小上述生物感測器之內部之容積，將可收納之試樣之量設定為少量，亦如上述般於上述氣孔之側之區域具有撥水性區域，因此，可充分防止試樣自上述氣孔流出。

第1基板11中之撥水性區域16除圖3(A)以外，例如可例示圖3(B)及(C)之形狀。於圖3(B)中，撥水性區域161係與氣孔14相同之寬度。撥水性區域161例如亦可為長於氣孔14之寬度。又，於圖3(C)中，撥水性區域162形成於氣孔14之周圍。

(實施形態2)

作為本發明之生物感測器，將包含隔片之形態之一例表示於圖4 及圖5之概略圖中。圖4係生物感測器2之立體圖，圖5係將生物感測器1之構成構件分離之立體圖。對於圖4及圖5，於與圖1~圖3相同位置標註有相同符號。只要未特別表示，實施形態2例如係與實施形態1同樣，可援用其記載。

如圖4及圖5所示，生物感測器2包含第1基板11、隔片21及第2基板22。如圖5所示，第1基板11係與上述實施形態1同樣，隔片21於流動方向(X)上自上游側端部朝向中央側具有成為流路之狹縫25，第2基板22係上表面22a平坦之形狀。而且，如圖4所示，以第1基板11之下表面11b與第2基板22之上表面22a對向之方式介隔隔片21而積層第1基板11與第2基板22，藉此而形成生物感測器2。於生物感測器2中，由第1基板11之下表面11b、隔片21之狹縫25、及第2基板22之上表面22a形成流路25。又，於流動方向(X)上，流路25之上游側端部成為試樣導入口23，第1基板11之貫通孔(氣孔)14成為相對於流路25之氣孔。流路25之上游側之端部與試樣導入口23連通，且下游側之端部與氣孔14連通。第1基板11之上側之表面11a成為生物感測器2之上側之露出表面，第2基板22之下側之表面22b成為生物感測器2之下側之露出表面。

生物感測器2及各構成構件之大小及形狀並不受特別限制，例如可如以下般進行例示。又，只要未特別表示，例如可應用上述實施形態1之例示。

隔片21之長度例如可設為5~50mm、20~40mm、或29~31mm。寬度例如可設為1~20mm、3~10mm、或6~8mm。厚度例如可設為5~1000μm、50~100μm、或65~85μm。狹縫25之長度(圖5中之m2)例如可設為1.1~10mm、1.5~4.5mm、或2~4mm。寬度例如可設為1~10mm、2~3.5mm、或1.5~2.5。

(實施形態3)

作為本發明之生物感測器，將包含電極系統之形態之一例表示於圖6之概略圖中。圖6係生物感測器中之第2基板之立體圖，圖6(A)係具有電極系統之形態，圖6(B)係進而具有試劑部之形態。對於圖6，於與圖1~圖5相同位置標註有相同符號。只要未特別表示，實施形態3例如係與實施形態1及2同樣，可援用其記載。

如圖6(A)所示，第2基板32於上側之表面32a、即與第1基板11對向之對向面32a中具有包含作用極331及對極332之電極系統。電極系統其一部分較佳為配置於與流路接觸之部位，例如，較佳為於圖1之生物感測器1中之流路15及圖4之生物感測器2中之流路25中露出。於本實施形態中，如圖6(A)所示，於相對於流動方向(X)之垂直方向，平行地配置有作用極331及對極332之一部分，而成為於流路中露出之狀態。

又，生物感測器亦可進而包括試劑部。於本實施形態中，較佳為如圖6(B)所示，於電極系統之一部分之上部、即作用極331及對極332之上部配置試劑部34。於本實施形態之生物感測器中，試劑部34例如成為於流路中露出之狀態。

於配置試劑部34之情形時，例如，亦可將第2基板32之上側表面32a中之試劑部34設為親水性區域，除試劑部34以外，將相當於隔片21之狹縫25之區域設為撥水性區域。於此情形時，以流路25之下表面除試劑部34以外成為撥水性區域之方式，將上述流路之下表面設為撥水技術方案區域，藉此，被導入至上述流路之試樣變得更進一步容易被上述流路之上表面之上述水性區域牽引。因此，向上述生物感測器內之上述試樣之供給變得更容易。又，亦可將隔片21中之狹縫25之內面設為撥水性區域。

本發明之生物感測器例如能以如下方式使用。再者，以下之方法為一例，本發明並不受此限制。首先，準備供給至生物感測器之試 樣。於上述試樣例如為血液之情形時，使用刺血針等器具自被試驗者採取血液等試樣。此時，所採取之試樣之量例如可設定為上述生物感測器之內部之容積、即上述生物感測器可收納之試樣之量。而且，使液體之試樣接觸上述生物感測器之上述試樣之導入口。一端部與上述導入口連通之上述流路之另一端部與上述氣孔連通，因此，自上述導入口朝向上述氣孔之方向產生毛細管現象。藉此，上述試樣自上述導入口朝向上述氣孔之方向於流路內移動。因此，藉由於上述流路內設置例如上述電極系統及/或上述試劑部等，可對試樣中之目的成分進行分析。而且，本發明之生物感測器之於流動方向上自上游側移動至下游側之上述流路內之試樣由於在上述流路之氣孔側之上表面具有撥水性區域，因此，由上述撥水性區域抑制移動，因此，可防止自上述氣孔漏出至外部。

其次，對本發明之實施例進行說明。再者，本發明並不由下述實施例限制。

[實施例1]

製作圖4所示之生物感測器2，並確認因試樣自氣孔漏出而引起之影響。再者，於生物感測器2中，將第1基板設為圖3(B)所示之第1基板11，將第2基板設為圖6(B)所示之具備電極系統及試劑部之第2基板32。

(1)生物感測器2之製作

製作具有電極系統之第2基板32。首先，準備長度30mm×寬度7mm×厚度0.3mm之聚對苯二甲酸乙二酯製親水性薄膜。藉由於上述薄膜之表面印刷碳墨水而形成作用極331及對極332作為電極系統。而且，於上述薄膜之上游側，於作用極331與對極332沿著寬度方向平行之區域塗佈試劑液，進而藉由進行乾燥而形成試劑部34。上述試劑液係將三氯化六胺合釕及葡萄糖氧化酶溶解於緩衝液製備而成。如此， 製作第2基板32。

其次，於第2基板32之形成上述電極系統之表面上配置具有狹縫25之親水性片材作為隔片21。於隔片21中，狹縫25之大小係設為長度(圖5中之m2)2.48mm×寬度1.7mm×高度75μm、容積約0.3μL。

繼而，製作第1基板11。首先，準備長度30mm×寬度7mm×厚度0.3mm之聚對苯二甲酸乙二酯製之親水性薄膜，於上述薄膜上設置貫通孔14。而且，於上述薄膜之一側之表面且貫通孔14之上游側區域印刷抗蝕劑墨水(Asahi化學公司)，形成撥水性區域161。將其作為第1基板11。貫通孔14之形狀設為長方形，其大小設為長度0.5mm×寬度3mm。又，撥水性區域161之大小設為長度1mm×寬度4mm。對於第1基板11，將貫通孔(氣孔)14周邊之照片表示於圖7(A)中。於圖7(A)中，箭頭部分表示撥水性區域161。

而且，以第1基板11之形成撥水性區域161之面11b與隔片21對向之方式於第2基板32上之隔片21上貼附第1基板11。第1基板11除試樣之導入口23、流路25及氣孔14之區域以外係藉由雙面膠帶貼附於隔片21上。將其用作生物感測器2。

(2)葡萄糖之測定

以最終濃度成為350mg/100ml之方式將葡萄糖溶解於ACES緩衝液從而製備葡萄糖試樣。而且，對360個上述生物感測器(n=360)，自試樣之導入口23導入上述葡萄糖試樣，使用電流測定值進行電流之測定。進而，根據360個生物感測器之測定值算出定量值變動係數(C.V.(%))。

[比較例1]

除不在第1基板11上形成撥水性區域161以外，係與上述實施例1同樣地製作生物感測器。對於比較例1之生物感測器，將第1基板11之貫通孔(氣孔)14周邊之照片表示於圖7(B)中。

使用360個上述生物感測器，與上述實施例1同樣地進行電流之測定，並算出定量值變動係數(C.V.(%))。

將該等之結果表示於以下之表1中。如表1所示，根據實施例1之生物感測器，可將C.V.值減少至比較例1之1/4。可以說其原因在於實施例1之生物感測器充分地防止了被導入至流路中之葡萄糖試樣自氣孔流出至外部。因此，可知根據本發明之生物感測器，可防止試樣自氣孔漏出，且能以優異之精度進行分析。

以上，參照實施形態對本案發明進行了說明，但本案發明並不限定於上述實施形態。對本案發明之構成或詳細情況，可於本案發明之範圍內進行業者可理解之各種各樣之變更。

本申請係主張以於2012年5月18日提出申請之日本專利申請特願2012-114787為基礎之優先權，並將其揭示之全部內容引用於本文中。

[產業上之可利用性]

根據本發明之生物感測器，例如能以優異之精度防止試樣自氣孔向外部流出。因此，根據本發明之生物感測器，能以更優異之精度進行目標之分析。因此，本發明於臨床領域及生物化學之領域等非常有用。

1‧‧‧生物感測器

11‧‧‧第1基板

11a‧‧‧第1基板11之上側之表面

12‧‧‧第2基板

12a‧‧‧第2基板12之上表面

12b‧‧‧第2基板12之下側之表面

13‧‧‧試樣導入口

14‧‧‧氣孔

Claims (11)

1. 一種生物感測器，其特徵在於：包括具有氣孔之第1基板、及第2基板，且上述第1基板及上述第2基板被積層，且於上述第1基板與上述第2基板之間具有試樣之流路，且於上述流路中之試樣之流動方向，上述流路之上游側之端部與試樣之導入口連通，上述流路之下游側之端部與上述氣孔連通，且上述流路之上表面係由上述第1基板中之與上述第2基板之對向面形成，且於上述流路之上表面，上述導入口側之區域係親水性區域，上述氣孔側之區域係撥水性區域。
2. 如請求項1之生物感測器，其進而包括具有狹縫之隔片，且上述第1基板與上述第2基板介隔上述隔片而被積層，由上述隔片之上述狹縫形成之空間係上述試樣之流路，由上述第1基板、上述第2基板及上述隔片之上述狹縫形成之開口部係上述試樣之導入口。
3. 如請求項1或2之生物感測器，其中上述第1基板於與上述第2基板之對向面且上述氣孔之周圍具有上述撥水性區域。
4. 如請求項1或2之生物感測器，其中上述流路具有配置試劑之試劑部。
5. 如請求項1或2之生物感測器，其中上述第2基板具有電極系統，且上述電極系統之一部分於上述 試樣之流路中露出。
6. 如請求項5之生物感測器，其中上述第2基板具有配置試樣之試劑部，且於上述第2基板中，於上述露出之電極系統之上具有上述試劑部。
7. 如請求項4之生物感測器，其中上述流路之下表面係由上述第2基板中之與上述第1基板之對向面形成，且於上述下表面，除上述試劑部以外之區域係撥水性區域。
8. 如請求項5之生物感測器，其中於上述流路之上表面，自上述導入口至包含上述電極系統之區域係上述親水性區域，自上述親水性區域之下游側端部至上述氣孔之區域係上述撥水性區域。
9. 如請求項6之生物感測器，其中於上述流路之上表面，自上述導入口至包含上述電極系統之區域係上述親水性區域，自上述親水性區域之下游側端部至上述氣孔之區域係上述撥水性區域。
10. 如請求項1或2之生物感測器，其中於上述流路中，自上述導入口至上述氣孔之容積為0.1~10μL之範圍。
11. 如請求項1或2之生物感測器，其中上述流路之寬度(w1)與上述氣孔之寬度(w2)之關係為w1<w2。