WO2005124329A1

WO2005124329A1 - センサチップ及びその製造方法

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Publication number: WO2005124329A1
Application number: PCT/JP2005/011323
Authority: WO
Inventors: Toshifumi Hosoya; Shingo Kaimori; Moriyasu Ichino; Isao Karube; Masao Gotoh; Hideaki Nakamura; Fumiyo Kurusu; Tomoko Ishikawa
Original assignee: Sumitomo Electric Industries, Ltd.; National Institute Of Advanced Industrial Scienceand Technology
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2005-12-29
Also published as: CA2571648A1; NO20065955L; KR20070027603A; US20080248457A1; AU2005255305A1; EP1760460A1

Abstract

　基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスペーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部を有するセンサチップであって、環境の温度や湿度の変化に伴う反りを生じないセンサチップ、及びこのセンサチップの製造方法を提供する。　基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスペーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップであって、前記基板及びカバー層が、互いに同じ材質及び厚みを有し、並びに、前記基板と平行でかつ基板及びカバー層から等距離にある平面に対し、前記スペーサ層の材質及び形状が対称であることを特徴とするセンサチップ、及びその製造方法。

Description

明細書

センサチップ及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、試料に含まれる化学物質を、簡易に定量、検出することができるセンサチップ、特にバイオセンサチップに関する。本発明は、さらにこのセンサチップの製造方法に関するものである。また、本発明の製造方法により製造されるセンサチップ、特にバイオセンサチップに関するものである。

背景技術

[0002] ノィォセンサチップは、微量試料をチップ内の反応部に導入し、該チップ内で、該微量試料について酵素反応や抗原抗体反応等の生化学反応を起こし、該生化学反応により得られる情報をチップ外へ出力するセンサチップである。このバイオセンサチップは、生体の持つ優れた分子識別機能を利用するものであり、微量の化学物質の迅速かつ簡便な測定を可能にするものとして注目されており、例えば、血液中のグルコース量 (血糖値)や尿糖値を測定する血糖値センサ、尿糖値センサとして、糖尿病を自己管理し予防する家庭内健康診断 (セルフケア)等に使用されている。

[0003] 日本公開特許：平 10— 2874号公報には、このようなバイオセンサチップの一例が記載されている。このバイオセンサチップは、チップ上の孔から、試料を吸引させて反応部に導入する構造を有するものであり、基板の上に溝（中空反応部）を有するスぺ一サ層を配置し、その上にさらに空気孔を設けたカバー層を配置した積層型バイオセンサチップである（段落 0003)。日本公開特許:平 11— 94790号公報にも、積層型バイオセンサチップの例が記載されており、この例は、基板、カバー層を、接着剤層を介して積層させたものであり、接着剤層をスぺーサ層として用いることにより、その製作工程の容易化を図ったものである。

[0004] このような積層型バイオセンサチップは、基板の上に、中空反応部を形成するスぺーサ層が積層され、さらにその上にカバー層が積層されてなるものであり、スぺーサ層は、 1枚又は複数枚のスぺーサ材カもなる。ここで、スぺーサ材とは、スぺーサ層を構成する 1層のフィルムを言う。スぺーサ材、基板及びカバー層間の貼り合せには粘着材ゃ接着剤が用いられており、粘着材ゃ接着剤も、スぺーサ層を構成する 1層のフィルムとなり、すなわちスぺーサ材である。

[0005] しかし、前記のような積層型バイオセンサチップでは、各層間に、その物理特性や残留歪の相違があり、そのために、環境の温度や湿度の変化に伴い、経時的にチップが反りやすいと言う問題があった。チップが反ると、外観上も見苦しくなり商品価値が低下する。さらに、反りによって反応部の体積が変化して測定値に悪影響を与える、粘着材層等の界面に剥離が生じる、等の問題もあった。そこで、基板、スぺーサ層及びカバー層が積層されたバイオセンサチップであって、このような反りを生じないバィォセンサチップの開発が望まれて、た。

[0006] また、日本公開特許:平 10— 2874号公報や日本公開特許:平 11— 94790号公報に記載のバイオセンサチップは、基板の上に、スぺーサ層が積層され、さらにその上にカバー層が積層されてなるものであり、このスぺーサ層により、基板とカバー層間に中空の反応部が形成され、この反応部に試料が導入されて生化学反応等が行われる。

[0007] これらの積層型バイオセンサチップにおいては、基板やカバー層とスぺーサ層との貼り合せ、スぺーサ層を構成するスぺーサ材 (スぺ一サ層を構成する 1層のフィルム）同士の貼り合せには、主に、粘着材が塗布された両面テープで貼り合せる方法や、スぺーサ材の表面に粘着材をスクリーン印刷等で塗布して貼り合せる方法が用いられて、る (日本公開特許：平 11— 94790号公報)。粘着材は、圧着するだけで固着することができ、加熱や UV照射等の処理が不要であるので、生産性の点ですぐれている。又バイオセンサチップに使用される酵素等は熱や UVに弱い場合があるので、そのような場合には、固着手段としてできる力ぎり粘着材の使用が望まれる。しかし、この粘着材は、粘着性を高めるためにある程度柔らかぐ変形しやすい素材を使用せざるを得ないので、積層時に印加された残留応力による経時変化や、環境温度、湿度等の変化に伴い、寸法の変化を生じやすぐ粘着材層の厚み等も変化しやすい

[0008] 粘着材による貼り合せ後、粘着材層の厚みが変化すると、基板とカバー層間の距離も変化し、その結果中空の反応部の体積も変化する。中空の反応部の体積が変化すると、反応部に導入される試料の量が変動し、その結果測定値が変動するとの問題が生じる。

[0009] 一方、日本公開特許:平 11— 94791号公報には、スぺーサ層を介さず、基板と力バー層を直接接着させてなるノィォセンサチップが記載されて、る。このバイオセンサチップは、基板に立ち上げ部を有し、この立ち上げ部がカバー層と接着している。しかしこのノィォセンサチップは、スぺーサ層を使用せず、前記立ち上げ部とカバー層間の狭い接着部のみで基板とカバー層を固定しているため、強度的に弱ぐ信頼性の点で問題がある。又、カバー層の前記接着部以外の表面全体が中空反応部の一面となるので、スぺーサ層を使用した場合と比べて、反応部の体積が大きくなり、必要とする試料の量が増大するとの問題もある。

[0010] そこで、スぺーサ層を使用したバイオセンサチップ、すなわち基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有するバイオセンサチップであって、基板、カバー層及びスぺーサ層等の間の貼り合せに粘着材を用いた場合であっても、経時変化や、環境温度、湿度等の変化に伴う反応部の体積変化を生じないバイオセンサチップの開発が望まれて!/ヽた。

[0011] また、日本公開特許:平 11— 94791号公報には、基板に立上がり部を有し、この立上がり部により、スぺーサ層を介さず、基板とカバー層を直接接着させ、中空反応部を形成しているノィォセンサチップが開示されている。そして、この中空反応部内の、基板上とカバー層上の両面に酵素が配置されている例が記載されている（段落 0 021)。

[0012] この例のように、センサチップにおいて、酵素等の薬剤を、基板上とカバー層上の両面に配置することにより、例えば、次の（1)〜（3)のような優れた効果が考えられる。（1)反応部に導入された試料と薬剤との接触面積を大きくすることができるので、反応時間を短縮することができる。（2) 1箇所に酵素等を配置し、他の箇所に界面活性剤を配置すると、反応部へ試料を導入する導入口が小さい場合でも、この界面活性剤により、反応部への試料の導入が極めてスムーズになり、かつ反応部内の試料の分布を均一として、検査時間の短縮や、検査のバラツキの低減を達成する。（3)異なる化学物質に対して反応する異種の酵素を 2箇所以上に配置することにより、複数の化学物質に対する検知機能を有するバイオセンサチップを作成することができる。

[0013] 一方、日本公開特許:平 10— 2874号公報や日本公開特許:平 11— 94791号公報には、基板の上に中空反応部を有するスぺーサ層を配置し、さらにカバー層を配置した積層型ノィォセンサチップが開示されている（段落 0003)。このような積層型バイオセンサチップは、その生産性が高ぐ反応部の大きさを小さくでき、必要な試料の量を少なくできるので、広く用いられている。

[0014] しかし、従来の積層型バイオセンサチップでは、センサチップ上面のカバー層とセンサチップ下面の基板は別々に作成されている。そこで、中空反応部のカバー層側と基板側の両面に薬剤を配置するためには、それぞれを別々に塗布する必要がある。すると、工程数は 2倍となり、生産性が著しく低下する。従って、従来の積層型バイォセンサチップでは、高い生産性を維持しつつ、両面に酵素等の薬剤を配置することが困難であり、この問題の解決が望まれていた。

(特許文献 1)日本公開特許:平 10— 2874号公報

(特許文献 2)日本公開特許:平 11— 94790号公報

(特許文献 3)日本公開特許:平 11— 94791号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0015] 本発明は、基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部を有するセンサチップであって、環境の温度や湿度の変化に伴う反りや、経時による反りを生じないセンサチップを提供することを課題とする。本発明は、さらにこのセンサチップの製造方法を提供することも課題とする。

[0016] また、本発明は、基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有するセンサチップであって、各層の貼り合せ等に粘着材を用いた場合であっても、経時変化や、環境温度、湿度等の変化に伴う反応部の体積変化を生じないセンサチップを提供することを課題とする。

[0017] また、本発明は、基板、中空反応部を有するスぺーサ層及びカバー層を積層して得られ、この中空反応部のカバー層側と基板側の両面に薬剤が配置された積層型センサチップを、高い生産性で製造することができるセンサチップの製造方法、及びこの方法により製造されるセンサチップを提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

[0018] 本発明者は、鋭意検討の結果、センサチップの、電極 (検知手段)、薬剤塗布部を除く構造を、積層の断面方向における中心面を軸として対称構造とすることにより、環境の温度や湿度の変化に伴う反りや、経時による反りを生じないセンサチップが得られることを見出し、本発明を完成した。

[0019] すなわち、本発明は、基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップであって、前記基板及びカバー層が、互いに同じ材質及び厚みを有し、並びに、前記基板と平行でかつ基板及びカバー層から等距離にある平面に対し、前記スぺーサ層の材質及び形状が対称であることを特徴とするセンサチップを提供するものである。

[0020] 互いに同じ材質である基板及びカバー層の材質としては、絶縁性材料のフィルムが選ばれ、絶縁性材料としては、セラミックス、ガラス、紙、生分解性材料 (例えば、ポリ乳酸微生物生産ポリエステル等）、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アタリノレ榭 S旨、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート (PET)等の熱可塑性榭脂、エポキシ榭脂等の熱硬化榭脂、 UV硬化榭脂等のブラスチック材料を例示することができる。機械的強度、柔軟性、及びチップの作製やカロェの容易さ、特に下記の二つ折り加工の容易さ等から、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料が好まし、。

[0021] 互いに同じ厚みである基板及びカバー層の厚みの好ましい範囲は、センサチップの用途等により変動し、特に限定されないが、血糖値センサ等バイオセンサチップの場合は、 100〜300 m程度が好ましい。

[0022] 本発明のセンサチップは、又、基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有する。挟装されるとは、スぺーサ層の一方の側が基板と貼り合わされており、他方の側がカバー層と貼り合わされて、ることを意味する。スぺーサ層と基板又はカバー層間に、電極層があってもよい。 [0023] 本発明のセンサチップは、さらに基板とカバー層間に中空反応部を有する。中空反応部は、センサチップの使用時に試料を導入し、導入された試料が化学反応する部分である。この中空反応部は、スぺーサ層が有する溝により形成することができ、下記のようにその中に電極が含まれ、又ノィォセンサチップ等の場合は、触媒、酵素等の生化学反応をさせるための薬剤がその中に固定されており、これらにより、試料の化学反応が促進される。

[0024] 例えば、血液中のグルコース量を測定するグルコースバイオセンサチップの場合は、この部分に、グルコースォキシダーゼ層や、グルコースォキシダーゼ電子受容体 (メディエータ）混合物層、グルコースォキシダーゼ—アルブミン混合物層、又はダルコースォキシダーゼ電子受容体アルブミン混合物層等が形成される。ダルコ一スォキシダーゼ以外の酵素、例えばグルコースデヒドロゲナーゼ等を用い、これらの層が形成される場合もある。又、添加剤として緩衝剤や親水性高分子等を薬剤中に含めてもよい。

[0025] 薬剤の固定、すなわちこれらの層の形成は、後述するレジスト材の貼り合せ等により溝が形成される前に行ってもよぐ又溝の形成後、基板、スぺーサ層及びカバー層の積層により中空反応部が形成される前でもよぐさらに中空反応部の形成された後に行ってもよいが、薬剤塗布作業の容易さ、薬剤塗布の位置決めの容易さから、溝の形成後、中空反応部の形成前に行うことが通常好ましい。

[0026] 測定対象である試料、例えば血液、尿や、生産ライン上で抜き取られた水溶液試料等は、試料導入口より前記中空反応部に導入される。試料導入口は、基板やカバ一層に設けられ、試料導入路を通して前記中空反応部と連結されていてもよいし、前記中空反応部が、スぺーサ層の少なくとも 1方の辺で開口し、試料導入口を形成してもよ、。試料導入口は複数設けられて、てもよ、。

[0027] 本発明のセンサチップは、さらに中空反応部内に、検知手段を有する。ここで、検知手段とは、少なくとも 2以上の電極カゝらなる。これらの電極は通常、作用極、対極といわれているが、検知手段は、さらに参照極等の他の電極やその他の手段を有してもよい。電極は、中空反応部に所定の電圧を印加する、中空反応部からの電流値を測定する等の作用を奏するものであり、この電極力の信号に基づき試料中の化学物質の検出や定量を行われる。

[0028] 前記電極は、中空反応部内で露出しているが、さらに基板、スぺーサ層若しくは力バー層内、又はこれらの間に前記電極のリード線部分が形成され、センサチップ外部と電気的に導通可能になっており、このリード線部分を通して所定の電圧の印加や、電流値の測定等が行われる。

[0029] このように本発明のセンサチップは、電極、薬剤塗布部を除く構造が、積層の断面方向における中心面を軸として対称であることを特徴とする力この特徴は、基板及びカバー層が、互いに同じ材質及び厚みを有すること、及びスぺーサ層の材質及び形状が、断面方向における中心面を軸として対称であるとの構成により達成される。ここで、断面方向における中心面とは、基板 (及びカバー層）と平行でかつ基板及びカバー層から等距離にある平面 (以後単に中心面と言う。）を言う。

[0030] ここで、材質及び形状が対称であるとは、前記中心面の両側の厚みが等しくて、前記中心面より等しい距離にある材質が同じであることを意味する。又、溝等の中空部をスぺーサ層内に有する場合は、中空部の前記中心面の両側の形状が、互いに鏡像の関係にあることを言う。このように、本発明のセンサチップは、前記中心面を軸に、基板、カバー層及びスぺーサ層については対称の関係にあるので、環境の温度や湿度の変化に伴う各層の伸びも前記中心面の両側で同一であり、従って、経時等による反りを生じない。なお、電極 (検知手段)や薬剤を、基板上のみに設ける場合は、この電極層や薬剤層は非対称の構成成分となるが、この場合でも、反りを引き起こすことはないことが判明した。

[0031] 前記スぺーサ層は、通常、 1層又は複数層のスぺーサ材を積層したものである。スぺーサ材の材質としては、前記の基板 (やカバー層）の形成に用いられる材料等を挙げることができる。スぺーサ層（及び下記のシート層）は、このようなスぺーサ材を、貼り合せる、又はスクリーン印刷等の手法で塗布し必要により硬化することにより形成することができる。硬化の方法としては、熱による硬化や UVによる硬化が挙げられ、使用される榭脂の種類等により好ましい方法が選択される。スぺーサ材同士の貼り合せは、粘着材、接着剤を用いて行われる。又、スぺーサ層と前記基板及びカバー層との貼り合せも、粘着材ゃ接着剤を用いて行われる。貼り合せに用いられた粘着材や接着剤の層もスぺーサ材となり、スぺーサ層を構成する。

[0032] 粘着材ゃ接着剤の塗布も、スクリーン印刷等の手法で行うことができる。粘着材としては、ゴム系粘着材、アクリル系粘着材、シリコーン系粘着材が例示される。又接着剤としては、エポキシ系、酢酸ビニル系、シリコーン系等の接着剤が例示され、それぞれの材料について、硬化の種類として、熱硬化型、 UV硬化型接着剤を用いることができる。

[0033] さらに、基板 (又はカバー層）に、電極 (及びそのリード線)をスクリーン印刷により形成する際、電極間の絶縁性を高め、かつ電極を物理的に保護する目的で、中空反応部に露出した部分以外の電極 (及びそのリード線)を覆うように、基板 (又はカバー層）上に、レジスト材により、レジスト層と言われる榭脂層が形成される場合がある。このレジスト材としては、ウレタン榭脂、エポキシ榭脂、変性ポリイミド榭脂、アクリル榭脂等が用いられる。このレジスト層もスぺーサ材となり、スぺーサ層を構成する。

[0034] 複数層のスぺーサ材 (粘着材ゃ接着剤等の層も含む。 )カゝらなる場合は、下記の条件のもと、各スぺーサ材は材質、厚み等がそれぞれ異なっていても良い。しかし、本発明のセンサチップでは、スぺーサ層は、前記中心面に対し対称でなければならないので、この中心面の両側に、この中心面から等距離にある 2つのスぺーサ材は、厚み及び材質が同じものである。このようなスぺーサ層は、溝を有するシート層であって、材質に関しても、厚みに関しても、又溝の位置に関しても同一であるものを、溝同士が重なるように、かつ貼り合せ面に関して対称となるように貼り合せて得られる。

[0035] ここでシート層とは、スぺーサ層を構成する層であって、前記中心面の両側にあるそれぞれの層を言い、単層のスぺーサ材力なる場合もあるし、又は複数層のスぺ一サ材の積層体力ゝらなる場合もある。シート層の形成は、レジスト材、粘着材ゃ接着剤等の、基板上への塗布、硬化や、スぺーサ材と基板上との積層、又は複数層のスぺーサ材の積層により行うことができる。スぺーサ材の積層には、レジスト材、粘着材や接着剤が用いられ、このレジスト材、粘着材ゃ接着剤の層もスぺーサ材となりシート層を構成する。溝同士を重ねて得られる空間は、中空反応部を形成する。なお、溝同士を重ね合わせることができるためには、それぞれの溝は、互いに形状が鏡像の関係にある必要がある。製作の容易さや、薬剤の塗布の容易さから、それぞれの溝は、直線状であることが好ましい。

[0036] また、本発明はセンサチップであって、前記スぺーサ層が、溝を有しかつ単層又は複数層のスぺーサ材カもなるシート層の対を貼り合せてなるものであり、この対を構成する各シート層の材質及び厚みが、互いに同じであり、並びに前記平面に対し対称となるように貼り合わされて、ることを特徴とするセンサチップを提供するものである

[0037] 本発明のセンサチップは、例えば、基板及びカバー層を形成する基板シート上に、シート層を貼り合せ、これをこの基板シートを略 2等分する折り曲げ線を中心とし、シート層同士が相対するように、 2つ折りすることによつても得られる。ここで、基板及びカバー層を形成する基板シートとは、センサチップ作成後は、基板及びカバー層となる部材を言う。

[0038] 折り曲げ線を中心として 2つ折りする方法には、この折り曲げ線の位置で 2つ折りする方法とともに、折り曲げ線に平行でかつ折り曲げ線カゝら等距離にある 2本の直線の位置で、断面がコの字型になるように、折り曲げる方法も挙げられる。シート層同士の貼り合せや、基板シート上へのシート層の貼り合せには、粘着材ゃ接着剤が用いられ、この粘着材ゃ接着剤の層もスぺーサ材となりスぺーサ層を構成する。なお、中心面上に位置する層は、反りに対して中立であるので、対になっていなくても差し支え無ぐ従って、前記のシート層間の貼り合せに用いられる粘着材ゃ接着剤の層は、対になっていなくてもよい。もちろん、シート層の最上面のスぺーサ材に接着機能を持たせ、粘着材ゃ接着剤を用いずに貼り合せることも可能である。

[0039] シート層は、前記折り曲げ線を軸として対称の関係にある 1対の溝を有し、かつ少なくとも一方の溝内に検知手段、すなわち電極を含むように基材シートと貼り合わされる。従って、折り曲げ線を中心として 2つ折りすることにより、溝は重なり、その中に検知手段 (電極)を含む中空反応部が形成される。

[0040] また、本発明はセンサチップであって、前記基板及びカバー層を形成する基板シート上に、この基板シートを略 2等分する折り曲げ線を軸として対称の関係にある 1対の溝を有するシート層を、少なくとも一方の溝がその中に検知手段を含むように積層して積層体を形成した後、前記折り曲げ線を中心として前記積層体を、前記 1対の溝が互いに重なり合!/、中空反応部を形成するように 2つ折りし、前記シート層同士を貼り合せて得られることを特徴とするセンサチップを提供するものである。

[0041] 1対の溝力折り曲げ線を軸として対称の関係にある例として、互いに鏡像関係にある曲線や折れ線である場合も挙げられる。しかし、製作の容易さや、薬剤の塗布の容易さから、それぞれの溝は、折り曲げ線と平行で等距離にある直線状が好ましい。また、本発明はセンサチップであって、前記 1対の溝力互いに平行な直線状であることを特徴とするセンサチップを提供するものである。

[0042] 本発明のセンサチップは、特にバイオセンサチップとして、血液中のグルコース量（血糖値)や尿糖値を測定する血糖値センサ、尿糖値センサ等として好適に用いられる。このように、本発明はセンサチップであって、バイオセンサチップであることを特徴とするセンサチップを提供するものである。

[0043] 本発明は、さらに前記のセンサチップの製造方法も提供する。すなわち、基板、力バー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内にある検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、前記基板又はカバー層を形成する基板シート上に検知手段を形成し、さらに、溝を有しかつ単層又は複数層のスぺーサ材カもなるシート層を、前記検知手段が溝内に含まれるように形成して得られる積層体 1と、積層体 1と、基板シート及びシート層の、材質、厚み及び構成が同一の積層体 2とを、両者のシート層同士を相対させ、両者の溝が互!、に重なり合、中空反応部を形成するように貼り合せることを特徴とするセンサチップの製造方法を提供するものである。

[0044] 同じ基板シート及びシート層からなる積層体を、シート層同士を向か!/、合わせて貼り合せる方法である。ここで、構成が同一とは、シート層を構成するスぺーサ材 (粘着材層等を含む)の枚数、その材質、その積層の順序、及び溝の位置、大きさ、形状が同一又は鏡像の関係にあることを言う。シート層同士の貼り合せには、粘着材、接着剤を用いてもよいし、シート層の最上層に粘着性を持たせて、直接貼り合せてもよい。又、積層体 2には、検知手段を形成しなくても、形成してもよい。

[0045] 本発明は、さら〖こ、基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内にある検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、前記基板及びカバー層を形成する基板シート上に検知手段を形成し、さらに、スぺーサ材又は複数のスぺーサ材の積層体であるシート層であって、前記基板シートを略 2等分する折り曲げ線を軸として対称の関係にある 1対の溝を有するものを、少なくとも一方の溝がその中に検知手段を含むように積層して、積層体を形成した後、前記折り曲げ線を中心として、前記シート層同士が相対するように前記積層体を 2つ折りし、前記シート層同士を貼り合せることを特徴とするセンサチップの製造方法を提供する。この方法においては、シート層の有する 1対の溝は、折り曲げ線を軸として対称の関係にあり、又シート層は、折り曲げ線を中心として 2つ折りされるので、 2つ折りされ貼り合されることにより、溝同士も重なりあい、中空反応部が形成される。

[0046] また、本発明者は、基板とカバー層を、それらの 1端において互いに強力に結合しその間隔が変動しないように固定することにより、上述した課題が達成されることを見出し、本発明を完成した。

[0047] 本発明は、基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップであって、前記基板及びカバー層が、それらの 1端において互いに結合し一体ィ匕されていることを特徴とするセンサチップを提供するものである。

[0048] 基板及びカバー層には、両者を強力に結合できる限りは異なる材質を用いてもよい力又両者間の強力な結合を容易に達成するためには同じ材質を用いることが好ましい。これらの材質としては、絶縁性材料のフィルムが選ばれ、絶縁性材料としては、セラミックス、ガラス、紙、生分解性材料 (例えば、ポリ乳酸微生物生産ポリエステル等 )、ポリ塩化ビュル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル榭脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート（PET)等の熱可塑性榭脂、ェポキシ榭脂等の熱硬化榭脂、 UV硬化榭脂等のプラスチック材料を例示することができる。機械的強度、柔軟性、及びチップの作製や加工の容易さ、特に下記の二つ折り加工の容易さ等から、 PET等のプラスチック材料が好ま、。

[0049] 基板及びカバー層の厚みは、互いに同じであっても、異なっていてもよい。これらの厚みの好ましい範囲は、センサチップの用途等により変動し、特に限定されないが、血糖値センサ等バイオセンサチップの場合は、 100〜300 μ m程度が好ましい。

[0050] 本発明のセンサチップは、又、基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有する。挟装されるとは、スぺーサ層の一方の側が基板と貼り合わされており、他方の側がカバー層と貼り合わされていることを意味する。スぺーサ層と、基板又はカバー層間に、電極等の他の層があってもよい。貼り合わせには、両面テープ等の粘着材が用いられるが、本発明においては、粘着材を用いた場合であっても、経時等によるチップの厚みの変動が抑制される。

[0051] スぺーサ層は、単層のスぺーサ材からなるものでもよいが、複数層のスぺーサ材の積層体でもよい。複数層のスぺーサ材中の、各スぺーサ材がそれぞれ異なるものであってもよい。スぺーサ層の材質としては、前記の基板やカバー層に用いられる材料として例示されたものと同様なものを例示することができる。例えば、これらの材質や粘着材をスクリーン印刷等の手法で基板上や他のスぺーサ材上に塗布し、その後最上層のスぺーサ材とカバー層を貼り合せることにより、基板とカバー層間に挟装されたスぺーサ層を形成することができる。このように、複数層のスぺーサ材カもなる場合、スぺーサ材間の貼り合わせには、粘着材を用いることができるが、前記と同様、粘着材を用いた場合であっても、本発明においては、経時等によるチップの厚みの変動が抑制される。

[0052] 本発明のセンサチップは、さらに基板とカバー層間に中空反応部を有する。中空反応部は、センサチップの使用時に試料を導入し、導入された試料が化学反応する部分である。この中空反応部は、スぺーサ層が有する溝により形成することができ、下記のようにその中に電極が含まれ、又ノィォセンサチップ等の場合は、触媒、酵素等の生化学反応をさせるための薬剤がその中に固定されており、これらにより、試料の化学反応が促進される。

[0053] 例えば、血液中のグルコース量を測定するグルコースバイオセンサチップの場合は、この部分に、グルコースォキシダーゼ（GOD)層や、グルコースォキシダーゼー電子受容体 (メディエータ）混合物層、ダルコースォキシダーゼアルブミン混合物層、又はダルコースォキシダーゼ電子受容体アルブミン混合物層等が形成される。グルコースォキシダーゼ以外の酵素、例えばグルコースデヒドロゲナーゼ（GDH)等を用い、これらの層が形成される場合もある。又、添加剤として緩衝剤や親水性高分子等を薬剤中に含めてもょヽ。

[0054] 測定対象である試料、例えば血液、尿や、生産ライン上で抜き取られた水溶液試料等は、試料導入口より前記中空反応部に導入される。試料導入口は、基板やカバ一層に設けられ、試料導入路を通して前記中空反応部と連結されていてもよいし、前記中空反応部が、スぺーサ層の少なくとも 1方の辺で開口し、試料導入口を形成してもよ、。試料導入口は複数設けられて、てもよ、。

[0055] 本発明のセンサチップは、さらに中空反応部内に、検知手段を有する、すなわち反応部内に露出している。ここで、検知手段とは、少なくとも 2以上の電極力もなる。これらの電極は通常、作用極、対極といわれている力検知手段は、さらに参照極等の他の電極やその他の手段を有してもよい。電極は、中空反応部に所定の電圧を印加する、中空反応部からの電流値を測定する等の作用を奏するものであり、この電極からの信号に基づき試料中の化学物質の検出や定量が行われる。

[0056] 前記電極は、中空反応部内で露出しているが、さらに基板、スぺーサ層若しくは力バー層内、又はこれらの間に前記電極のリード線部分が形成され、センサチップ外部と電気的に導通可能になっており、このリード線部分を通して所定の電圧の印加や、電流値の測定等が行われる。

[0057] 本発明のセンサチップは、基板及びカバー層が、それらの 1端において互いに結合し一体ィ匕されていることを特徴とする。結合し一体ィ匕されているとは、両者間の位置関係が変動しないように結合されていることを意味する。従って、基板とカバー層の間隔は、この部分で固定され変動しない。この結果、中空反応部における基板と力バー層の間隔の変動も抑制され、従来技術で問題であった、経時変化や、環境温度、湿度等の変化に伴う反応部の体積変化も抑制される。

[0058] 通常のセンサチップでは、中空反応部は、センサチップの中央より、一方の端に近い位置に設けられる。そこで、前記 1端として、この中空反応部に近い方の端を選び、この端で基板及びカバー層を強力に結合し一体ィヒすると、中空反応部の体積変化をより有効に抑制することができ好ましい。

[0059] 一端にお!ヽて互いに結合し一体化されて!/ヽる基板及びカバー層を得る方法は特に限定されない。例えば、基板及びカバー層が熱可塑性榭脂で形成されている場合は、両者をこの部分で溶融接着する方法も挙げられるし、又両者を強力な接着剤で接着する方法も挙げられる。

[0060] 中でも、 1枚の基板シートを略 2等分する折り曲げ線を中心とし、その基板シートを 2 つ折りし、その折り曲げ線の一方を基板とし、他方をカバー層とする方法が、センサチップの製造が容易であり、かつ安定して強力な結合が得られるので好ま、方法として挙げられる。本発明は、このような好ましい方法により得られるセンサチップに該当し、前記のセンサチップであって、基板及びカバー層力 1枚の基板シートを略 2 等分する折り曲げ線を中心とし、その基板シートを 2つ折りして形成されることを特徴とするセンサチップを提供するものである。

[0061] 折り曲げ線を中心として 2つ折りする方法には、この折り曲げ線の位置で 2つ折りする方法とともに、折り曲げ線に平行でかつ折り曲げ線カゝら等距離にある 2本の直線の位置で、断面がコの字型になるように、折り曲げる方法も含まれる。

[0062] 本発明のセンサチップは、特にバイオセンサチップとして、血液中のグルコース量（血糖値)や尿糖値を測定する血糖値センサ、尿糖値センサ等として好適に用いられる。本発明は、このような好ましい態様に該当し、前記のセンサチップであって、バイォセンサチップであることを特徴とするセンサチップを提供するものである。

[0063] 前記の基板及びカバー層が、 1枚の基板シートを略 2等分する折り曲げ線を中心とし、その基板シートを 2つ折りして形成されることを特徴とするセンサチップは、好ましくは次に述べる構成力なる方法により製造される。本発明は、これらの好ましい態様に該当するセンサチップの製造方法も提供するものである。

[0064] すなわち本発明は、基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、 1枚の基板シート上の、この基板シートを略 2等分する折り曲げ線の少なくとも一方の側に、検知手段を形成し、前記折り曲げ線を中心として前記基板シートを 2つ折りし、その後 2つ折りされた基板シートの間に溝部を有するスぺーサ層を挿入し、このスぺーサ層と前記 2つ折りされた基板シートとを貼り合せて積層体を得ることを特徴とするセンサチップの製造方法を提供する。 [0065] 又、本発明は、基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、 1枚の基板シート上の、この基板シートを略 2 等分する折り曲げ線の少なくとも一方の側に、検知手段の形成及び溝部を有するスぺーサ層の形成を行った後、前記折り曲げ線を中心として前記基板シートを 2つ折りし、前記スぺーサ層と前記基板シートの他方の側とを貼り合せて積層体を得ることを特徴とするセンサチップの製造方法を提供する。

[0066] 本発明の方法は、検知手段が形成された 1枚の基板シートを、略 2等分するように 2 つ折りして一体基板を作製し、 2つ折りされた基板間に、中空反応部を有するスぺーサ層を挿入して貼り合せる方法であり、本発明の別な方法は、検知手段が形成された 1枚の基板シートを略 2等分する線の一方の側に、中空反応部を有するスぺーサ層を形成した後、この線に沿って 2つ折りして、スぺーサ層と基板を貼り合せる方法である。

[0067] このように、スぺーサ層の形成は、 2つ折り前の積層でもよぐ 2つ折り後の挿入でもよい。 2つ折り後にスぺーサ層を挿入する場合は、挿入前に、基板やカバー層及び Z又はスぺーサ層の貼り合せ部分に粘着材があると挿入が困難となる。そこで、粘着材の代りに、熱硬化あるいは UV硬化型接着剤等を用い、挿入後に加熱あるいは U V照射して、スぺーサ層と、基板、カバー層とを貼り合せ、固定することが望ましい。

[0068] スぺーサ層を、基板シートの 2つ折り前に積層する方法、及び 2つ折り後に挿入する方法のいずれの場合でも、基板シートとして熱可塑性榭脂からなるものを用い、 2 つ折り後、 2つ折り部分を熱処理することが好ましい。この熱処理により、折り曲げによる残留応力が解消しこの部分が固定ィ匕するので、基板とカバー層との位置関係の経時等による変動を抑制する効果が増す。このように、本発明はセンサチップの製造方法であって、基板シートが、熱可塑性榭脂から形成され、基板シートの 2つ折り後、 2 つ折り部分を熱処理することを特徴とするセンサチップの製造方法を提供するものである。

[0069] 上述のように、 2つ折りには、断面がコの字型になるように、折り曲げる方法も含まれる。 2つ折り及びその後の熱処理については、基板シートとして PET等の熱可塑性榭脂を用いた場合は、熱可塑性榭脂からなるシートをプレス成形のように熱を印力 tlしつつ折り曲げてコの字状に成形する方法が、精度良く経済的に製造できるので特に好ましい。この時、あら力じめシートの折り曲げ線に沿って部分的に孔を空けたり（いわゆるミシン目）、溝を形成したり (V、わゆるハーフカット）する処理を行なった後、折り曲げを行えば、折り曲げ精度は更に改善される。なお、基板とカバー層の固定強度を高く保っためには、孔を空ける方法よりも、溝で処理をする方法が望ましい。

[0070] ノィォセンサチップの場合は、酵素等からなる薬剤が、中空反応部内の基板上やカバー層上に固定される。スぺーサ層を、基板シートの 2つ折り前に基板シートに積層する方法においては、このような薬剤の固定は、 2つ折り前、 2つ折り後のいずれにおいても行うことができる。

[0071] 但し、 2つ折り後の固定は、デイスペンサ等による滴下による塗布が困難な場合が多いので、生産性の観点からは、 2つ折り前に基板シート上に固定する方法が好ましい。一方、 2つ折り前の固定では、前記の 2つ折り部分の熱処理を行う場合は、酵素等の薬剤が熱により劣化する可能性がある。そこで、酵素等の薬剤が熱に弱い場合は、この薬剤固定部分が加熱領域から外れるようする、等の処置が必要である。なお、薬剤の固定位置の位 ·ΒΙ?〉υ決めを容易にするためには、スぺーサ層の積層前よりもスぺーサ層の積層後に薬剤の固定を行う方法が好ましい。

[0072] 熱可塑性榭脂の熱処理温度は、一般的には、榭脂軟化温度 (ガラス転移温度）と融点の中間以上で、融点以下の温度が望ましい。榭脂軟化温度と融点の中間の温度未満では、 2つ折り部分の残留応力の解消が充分でなぐ折り曲げ状態が経時変化する可能性がある。一方、融点を越えると榭脂の変形が大きくなり、きれいな折り曲げ面が維持できなくなる場合がある。 PET榭脂の樹脂軟ィ匕温度は 70°C程度であり、融点は 250°C程度であるので、 PET樹脂からなる基板シートの場合、 2つ折り部分の熱処理の温度としては、 160°C以上 250°C以下が望ましい。代表的な PET榭脂としては、メリネックスゃテトロン（以上、商品名、帝人デュポンフィルム株式会社製）、ルミラー（商品名、東レ株式会社製)等が挙げられる。一方、 GOD、 GDH等の酵素は 60 °C以上の温度で劣化する可能性があるので、これらを用いたノィォセンサチップの場合は、この酵素の固定部分が 60°C以上とならないよう、熱処理の温度を調整する、中空反応部と折り曲げ線を十分な距離だけ離す、等の処置をすることが望ましい。

[0073] 上述のいずれの製造方法においても、センサチップ 1枚単位でその実施を行う場合は、生産性が低いとともに、基板とカバー層間の距離の、センサチップ毎のばらつきも大きくなり、その結果、反応部の体積のばらつきが大きくなり、測定値のばらつきが大きくなるとの問題が生じやすい。そこで、 1枚の基板シートであって、多数のセンサチップに相当する大きいシートを用い、多数組の検知手段を形成しながら、上述の製造方法を実施し、多数のセンサチップを 1枚の基板シート上に形成した後、個別のセンサチップ毎に裁断する方法が好ましい。この方法により、生産性が向上するとともに、多数のセンサチップが一連の工程で製造されるので、反応部の体積のばらつき等を防ぐことができる。

[0074] この方法での検知手段の形成においては、多数組の検知手段が、前記折り曲げ線の方向に並列するように形成される。ここで、 1組の検知手段とは、個別のセンサチップ 1枚の検知手段に該当する電極の組を言い、少なくとも作用極、対極と言われる 2 極が含まれる。多数組の検知手段が形成された 1枚の基板シートに関して、前記の 2 つ折りや、スぺーサ層の形成、スぺーサ層の挿入等が行われることにより、多数のセンサチップ力折り曲げ線の方向に並列して連結された積層体が得られる。

[0075] この積層体を、前記折り曲げ線に垂直な 1又は複数の直線に沿って裁断することにより、分離された多数のセンサチップが得られる。裁断は、裁断されたそれぞれのチップに、少なくとも 1組の検知手段が含まれるように行われる。このように、本発明の製造方法は、検知手段を、前記折り曲げ線の方向に並列させながら多数組形成し、得られた積層体を、少なくとも 1組の検知手段がそれぞれのセンサチップ内に含まれるように、前記折り曲げ線に垂直な 1又は複数の直線に沿って裁断することを特徴とするセンサチップの製造方法を提供するものである。

[0076] また、本発明者は、検討の結果、上述した課題は以下に示す構成により達成されることを見出し、本発明を完成した。

[0077] すなわち、本発明は、 2つ折りされた基板、及びこの基板間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、検知手段が形成された基板上に、この基板を略 2 等分する折り曲げ線を軸として互いに線対称の関係にある溝の対を一対以上有するシート層を、溝の中の少なくとも 1本が前記検知手段を含むように積層して、積層体 1 を得る工程、前記溝の対のそれぞれの溝に対応する基板上の位置に薬剤を同時に塗布する工程、及び、前記 2つの工程後に、前記折り曲げ線を中心として前記積層体 1を 2つ折りし、前記シート層同士を貼りあわせてスぺーサ層を形成する工程、を有することを特徴とするセンサチップの製造方法を提供するものである。

[0078] 本発明の製造方法により製造されるセンサチップは、 2つ折りされた基板、及びこの基板間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップである。 2つ折りされた基板は、従来の積層型センサチップの、基板及びカバー層に該当する。基板及びカバー層が、 1枚の基板力得られるので、両者は一端で結合し、又両者は同一の材質、厚みを有する。基板の材質としては、絶縁性材料のフィルムが選ばれ、絶縁性材料としては、セラミツタス、ガラス、紙、生分解性材料 (例えば、ポリ乳酸微生物生産ポリエステル等）、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル榭脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート（PET)等の熱可塑性榭脂、エポキシ榭脂等の熱硬化榭脂、 UV硬化榭脂等のプラスチック材料を例示することができる。機械的強度、柔軟性、及びチップの作製や加工の容易さ、特に二つ折り加工の容易さ等から、折り曲げ可能な PET等のプラスチック材料が好ましい。基板の厚みの好ましい範囲は、センサチップの用途により変動し、特に限定されないが、血糖値センサ等バイオセンサチップを製造する場合は、 100〜300 m程度が好ましい。

[0079] この基板は、それを拡げたとき、それを略 2等分する折り曲げ線を中心として 2つ折りされており、この 2つ折りされたそれぞれの基板間にスぺーサ層が挟装される。折り曲げ線を中心として 2つ折りする方法には、この折り曲げ線の位置で 2つ折りする方法とともに、折り曲げ線に平行でかつ折り曲げ線カゝら等距離にある 2本の直線の位置で、断面がコの字型になるように、折り曲げる方法等も含まれる。

[0080] 2つ折りされたそれぞれの基板間にスぺーサ層が挟装されるとは、スぺーサ層の両面のそれぞれが、 2つ折りされた基板のそれぞれと貼り合されていることを意味する。スぺーサ層と基板間には、電極等の他の層があってもよ、。 [0081] 本発明の製造方法により製造されるセンサチップでは、 2つ折りされたそれぞれの基板間に中空反応部が形成されている。中空反応部は、センサチップの使用時に試料を導入し、導入された試料が化学反応する部分である。この中空反応部は、スぺーサ層が有する溝により形成することができ、下記のようにその中に電極が含まれ、触媒、酵素等の薬剤がその中に固定されており、これらにより、試料の化学反応が促進される。本発明においては、この薬剤は、中空反応部の上面及び下面、すなわち 2 つ折りされた基板上に形成される一対の溝のそれぞれの側に配置される。

[0082] ノィォセンサチップ等の場合は、配置される触媒、酵素等の薬剤は、生化学反応をさせるための薬剤であり、又この生化学反応を円滑にするための各種助剤が含まれていてもよい。より具体的には、血液中のグルコース量を測定するグルコースバイオセンサチップの場合は、グルコースォキシダーゼ（GOD)、グルコースォキシダーゼ電子受容体 (メディエータ）混合物、グルコースォキシダーゼアルブミン混合物、又はダルコースォキシダーゼ電子受容体アルブミン混合物等が例示される。又、グルコースォキシダーゼ以外の酵素、例えばグルコースデヒドロゲナーゼ（GDH) 等も挙げられる。添加剤として緩衝剤や親水性高分子等を薬剤中に含めてもょヽ。

[0083] 測定対象である試料、例えば血液、尿や、生産ライン上で抜き取られた水溶液試料等は、試料導入口より前記中空反応部に導入される。試料導入口は、基板やカバ一層に設けられ、試料導入路を通して前記中空反応部と連結されていてもよいし、前記中空反応部が、スぺーサ層の少なくとも 1方の辺で開口し、試料導入口を形成してもよい。試料導入口は複数設けられていてもよい。特に中空反応部が、スぺーサ層を横断しており、その両端の開口部が試料導入口となっていることが望ましい。このようなストロー状とすることで、毛管現象を利用して試薬の中空反応部への導入を容易にすることができる。

[0084] 本発明の製造方法により製造されるセンサチップは、さらに中空反応部内に、検知手段を有する。ここで、検知手段とは、少なくとも 2以上の電極力もなる。これらの電極は通常、作用極、対極と言われている力検知手段は、さらに参照極等の他の電極やその他の手段を有してもよい。電極は、中空反応部に所定の電圧を印加する、中空反応部からの電流値を測定する等の作用を奏するものであり、この電極力の信号に基づき試料中の化学物質の検出や定量を行うことができる。

[0085] 前記電極は、中空反応部内で露出しているが、さらに基板、スぺーサ層内、又はこれらの間に前記電極のリード線部分が形成され、センサチップ外部と電気的に導通可能になっている。このリード線部分を通して所定の電圧の印加や、電流値の測定等が行われる。

[0086] 本発明の製造方法においては、通常、 2つ折り前の基板上に前記の検知手段が形成される。検知手段の形成は、スクリーン印刷、めっき、蒸着、金属テープの貼付け等により行うことができる。検知手段の形成は、前記折り曲げ線の一方の側のみに行つてもよいし、両方の側に行ってもよい。又、下記のように、一連の工程で多数のセンサチップを製造する場合は、多数組の検知手段が、前記折り曲げ線の方向に並列して形成される。ここで、 1組の検知手段とは、センサチップの一枚に含まれる電極の組であり、少なくとも作用極、対極の 2極を有する。

[0087] 検知手段が形成された基板上には、シート層が積層され、積層体 1が得られる。シート層は、単層のスぺーサ材又は複数層のスぺーサ材の積層体からなり、本発明においては、このシート層が 2つ貼り合されてスぺーサ層を形成する。スぺーサ材とは、スぺーサ層を構成する 1層のフィルムを言う。

[0088] 前記シート層は、前記折り曲げ線を軸として互いに線対称の関係にある溝の対を 1 対以上、すなわち 2本以上有する。基板とシート層の積層は、シート層の有する溝の少なくとも 1本が、前記検知手段を含むように、すなわち電極が溝内に露出するように行われる。

[0089] このシート層では、 2本以上の溝が同一平面上に存在するため、 2本以上の溝を同一工程で形成することができ、別個に形成する場合よりも生産性を高めることができる。シート層の積層及び溝の形成方法としては、例えば粘着層を有するテープを検知手段が形成された基板上に貼付け、両方の溝を形成させても良い。

[0090] しかし、榭脂をスクリーン印刷等の方法で塗布する方法力 1つの工程、すなわち 1 回の塗布で、一対以上の溝有するシート層を基板上に積層できるので、生産性上好ましい。この方法によれば、単に印刷の版の形状を変えるだけで、 1つの溝を形成する場合と同じ工程的な負荷で、容易に 2本以上の溝を形成させることができる。このように、本発明の製造方法は、折り曲げ線を軸として互いに線対称の関係にある溝の対を一対以上有するシート層の積層が、基板上への榭脂の塗布により、 1つの工程で行われることを特徴とするセンサチップの製造方法を提供するものである。

[0091] 本発明の製造方法においては、基板上の、溝に対応する位置に、触媒や酵素等の薬剤が塗布される。前記のように溝は少なくとも 2本であるが、本発明の製造方法は、この少なくとも 2本の溝に対応する箇所に、同時に薬剤を塗布することを特徴とする。従来の製造方法では、 2箇所への薬剤の塗布は別個に行われ、生産性が低かつた。しかし、本発明では、上記の構成により、 2箇所同時の塗布が可能となり、その結果、すぐれた生産性が達成される。

[0092] シート層の積層の工程、及び薬剤の塗布の工程が行われることにより、基板上に 2 本以上の溝が形成され、 2本以上の溝内に薬剤が塗布されている積層体が得られる力その後、この積層体は前記折り曲げ線を中心として 2つ折りされる。前記のように断面がコの字状となるように 2つ折りしてもよい。すると、シート層同士が重なる力この重なったシート層同士を貼り合わすことによりスぺーサ層が得られ、 2つ折りされた基板に、スぺーサ層が挟装されたセンサチップが製造される。又、折り曲げ線を中心として 2つ折りされることにより、シート層の有する 1対の溝は重なり、中空反応部を形成する。 1対の溝のそれぞれには、すでに薬剤が塗布されているので、この中空反応部ではその上面及び下面の両者に薬剤が配置されている。

[0093] シート層の積層の工程、及び薬剤の塗布の工程は、いずれを先に行ってもよい。本発明の一例として、薬剤の塗布の工程を先に行うものであり、センサチップの製造方法であって、薬剤を塗布する工程後に、溝の対を有するシート層を形成し積層体 1を得る工程を行うことを特徴とするセンサチップの製造方法を提供するものである。この方法では、薬剤の塗布後、その周囲に、シート層の部材を貼り付ける、あるいは榭脂を塗布する等の方法により、シート層が形成される。

[0094] 又、本発明の別な一例として、シート層の積層の工程を先に行うものであり、センサチップの製造方法であって、溝の対を有するシート層を形成し積層体 1を得る工程後に、薬剤を塗布する工程を行うことを特徴とするセンサチップの製造方法を提供するものである。このシート層の積層の工程を先に行う方法によれば、 2つ折り前に、中空反応部の領域が明確になる。従って、薬剤の塗布面積と塗布位置を、塗布前に容易に規定できるので、製造の容易さの観点力は好ましぐ又高品質のバイオチップを作成のためには好ましい。

[0095] シート層上の、折り曲げ線を軸として互いに線対称の関係にある 1対の溝としては、 2つ折り前の状態で、折り曲げ線力互いに等距離にある、平行な 2本の直線状の溝が好ましい。この場合は、 2本のノズルを固定した簡単な構造の塗布機で 2本の溝に対応する位置に、同時塗布ができる。すなわち、この場合は、例えば、上面用と下面用の 2本のノズルを配する 1台の塗布機を用ヽ、単に 2つのノズル間隔を固定して配置し、塗布機もしくは積層体を平行移動させるだけで、連続的に、両方の塗布面に同時に薬剤を塗布できるので、極めて経済的である。このように本発明は、センサチップの製造方法であって、対を構成する溝が、互いに平行で直線状であることを特徴とするセンサチップの製造方法を提供するものである。

[0096] 2以上の溝に塗布する薬剤は同じでも良いし異なっていても良い。前記のように、一方に酵素、一方に界面活性剤を塗布すると、試料導入口が小さい場合でも反応層中への試料の導入が極めてスムーズになり、かつ反応部内の試料の分布が均一となり、検査時間が短縮されると共に、検査のバラツキも低減される効果がある。また、両面に同一の酵素を塗布すると、試薬と酵素の接触面積を大きくすることができるので、試薬と酵素の反応時間を短縮することができる。また、両面に、異なる化学物質に対して反応する異種の酵素を塗布すると、複数の試薬検知機能を有するバイオチップを作成することができる。

[0097] 本発明にお、ては、前記例示の塗布機にぉ、て、異なるノズルを異なる薬剤用とするだけで、工程上の負荷を増すことなぐ異なる薬剤を塗布することができる。本発明の異なる薬剤を塗布する一例として、対を構成するそれぞれの溝に対応する位置に、それぞれ異なる薬剤を、同時に塗布することを特徴とするセンサチップの製造方法を提供するものである。

[0098] なお、上述の製造方法によっても、個別のセンサチップ 1枚単位でその製造を行う場合は、生産性が低いとともに、基板とカバー層間の距離の、センサチップ毎のばらつきも大きくなり、その結果、反応部の体積のばらつきが大きくなり、測定値のばらつきが大きくなるとの問題が生じやすい。そこで、多数のセンサチップの基板となる相当する 1枚の大きい基板、すなわち個別のセンサチップの各基板が連結した基板を用い、この上に多数組の検知手段を形成した上で、前記の製造方法を実施し、多数のセンサチップを 1枚の基板上に形成した後、個別のセンサチップ 1枚毎に裁断する方法が好ましい。この方法により、生産性が向上するとともに、多数のセンサチップが一連の工程で製造されるので、反応部の体積のばらつき等の問題を防ぐことができる。

[0099] この方法においては、多数組の検知手段が、前記折り曲げ線の方向に並列するように形成される。又、基板は、多数組の検知手段を、前記折り曲げ線の方向に並列するように形成することができる大きさ及び形状を有するものである。さらに、シート層の大きさや、薬剤が塗布される位置等もこの大きさに対応する。多数組の検知手段が形成された 1枚の基板に関して、前記と同様な、シート層の積層や、薬剤の塗布が行われ、その後 2つ折りされることにより、多数のセンサチップが、折り曲げ線の方向に並列して連結された積層体が得られる。

[0100] この積層体を、前記折り曲げ線に垂直な 1又は複数の直線に沿って裁断することにより、各個別のセンサチップは分離され、多数のセンサチップが得られる。裁断は、裁断されたそれぞれの個別センサチップに、少なくとも 1組の検知手段が含まれるように行われる。すなわち、本発明は、センサチップの製造方法であって、基板上に形成された検知手段が、前記折り曲げ線の方向に並列した多数組の検知手段力なり、形成された積層体 2を、前記折り曲げ線に垂直な 1又は複数の直線にそって、検知手段の少なくとも 1組がそれぞれに含まれるように裁断する工程を、さらに有することを特徴とするセンサチップの製造方法を提供するものである。

[0101] この多数のセンサチップの製造方法においては、個別のセンサチップへの裁断は 2つ折りし、シート層同士の貼り合せ後行われる力この方法により、裁断時のダストが反応部中に異物として入り込むことを防止することができ、又、 2つ折りの工程を 1 回で済ませられるので、生産性上も有利である。又この多数のセンサチップの製造方法においても、溝又は溝に対応する位置にある薬剤の塗布部は一直線であることが好ましい。このようにすれば、前記と同様の理由により、塗布機の操作も容易であり、又ノズルの移動量を最も短くできかつスムーズに移動できるので、経済的に生産することができる。

[0102] なお、基板となる 1枚のシート上に、折り曲げ線の方向に並列した多数の検知手段力もなる組を、さらに、折り曲げ線と垂直な方向に複数組形成し、それらに、前記と同様にシート層の積層や溝の形成を行い、さらに前記と同様に薬剤の塗布を行った後、折り曲げ線の方向に裁断して各組を分離し、その後各組毎に 2つ折りを行い、さらに個別のセンサチップに裁断する方法も、より生産性の高い方法として採用することができる。

[0103] 本発明は、さらに前記の製造方法により製造されるセンサチップを提供する。すなわち本発明は、このセンサチップに該当する。このセンサチップは、特にバイオセンサチップとして、血液中のグルコース量 (血糖値)や尿糖値を測定する血糖値センサ、尿糖値センサ等として好適に用いられる。請求項 9は、この好ましい態様に該当し、前記のセンサチップであって、バイオセンサチップであることを特徴とするセンサチップを提供するものである。

発明の効果

[0104] 本発明のセンサチップは、積層の中心面を軸として対称構造に構成されており、その結果、断面方向への反りが発生することがなくなり、外観上も良好で、粘着材層等の界面の剥離や測定値の変動もなぐ信頼性の高いセンサチップである。そして特に、血糖値センサ等のバイオセンサチップとして好適に用いることができる。本発明のセンサチップの製造方法によれば、このような優れたセンサチップを容易に製造することができる。

[0105] また、本発明のセンサチップは、基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有するセンサチップである力基板とカバー層が一体であって、両者の位置関係が堅牢に固定されているので、各層の貼り合せ等に粘着材を用いた場合であっても、基板とカバー層の距離は変動せず、経時変化や、環境温度、湿度等の変化に伴う反応部の体積が変動しにくい。反応部の体積が安定するので、それを用いた測定結果も安定しており、信頼性が高い。

[0106] 又、本発明の製造方法により、前記の本発明のセンサチップを容易に製造することができる。特に、 1枚の基板シートを用いてその上に多数のセンサチップを形成した後、裁断して各センサチップを得る方法によれば、センサチップを精度良ぐ経済的に生産できる。このようして得られたセンサチップは、血糖値センサ等のバイオセンサチップとして好適に用いることができる。

[0107] また、本発明の製造方法により、基板の間にスぺーサ層が挟装され、この基板の間に形成された中空反応部の、上面、下面の両面に薬剤が配置された積層型センサチップを、高い生産性で製造することができる。すなわち、本発明の製造方法によれば、同一の工程で中空反応部の両面に薬剤を塗布できるので、従来技術で問題になっていた、 2箇所に薬剤を塗布することによる、生産性の低下がない。

図面の簡単な説明

[0108] [図 1]本発明のセンサチップ及びその製造方法の一例を示す説明図である。

[図 2]本発明のセンサチップ及びその製造方法の他の一例を示す説明図である。

[図 3]本発明のセンサチップの製造方法の別の一例を示す説明図である。

[図 4]本発明のセンサチップ一例を示す概略断面図である。

[図 5]本発明の製造方法の一例の、一工程を示す平面図である。

[図 6]本発明の製造方法の一例の、一工程を示す側面図である。

[図 7]本発明の製造方法の一例の、一工程を示す側面図である。

[図 8]本発明の製造方法の他の一例の、一工程を示す側面図である。

[図 9]本発明の製造方法に使用される基板を示す平面図である。

[図 10]本発明の製造方法に使用される基板を示す側面図である。

[図 11]本発明の製造方法の一工程を示す平面図である。

[図 12]本発明の製造方法の一工程を示す平面図である。

[図 13]本発明の製造方法の一工程を示す側面図である。

[図 14]本発明のバイオセンサチップを示す側面図である。

符号の説明

[0109] 1、 1 '、21 基板シート

2、 22 電極

3、 3'、3"、23 粘着材

4、 4' スぺーサ材 4 レジスト材（スぺ、 5\ 25 溝

、 26 薬剤、 27 中空反応部、 29 中心面8 折り曲げ線01 基板シート

02 基板

03 カノく一層

04 スぺーサ材

05、 151、 152 粘着材

05' UV硬化榭脂

06 スぺーサ層

07、 107，電極

08 薬剤

09 中空反応部

09' 溝

10 折り曲げ線

01 基板

2、 202' 電極

3 折り曲げ線

4 シート層

5、 205' 溝

6、 206' 薬剤

7 粘着材

8 スぺーサ層

9 中空反応部

10 線発明を実施するための最良の形態

[0110] 本発明を実施するための最良の形態を、図を用いて詳細に説明する。なお、本発明はこの形態に限定されるものではなぐ本発明の趣旨を損なわない限り、他の形態へ変更することができる。

[0111] 図 1は、本発明のセンサチップ及びその製造方法の一態様を示すものである。図 1

(a)は、基板シート 1上に電極 2 (検知手段）が形成された様子を示す平面図である。本例では、電極 2は、 2本の電極からなりそれぞれ作用極、対極に相当する。図 1 (b) は、基板シート 1上に電極 2が形成された様子を示す側面図である。本例では、電極 2はカーボンインク力もなり、 PETからなる基板シート 1上に、スクリーン印刷により形成される。なお、図 1 (a)中の破線は、後に貼り合されるスぺーサ材に対応する位置を示し、従って、右側の 2本の破線は溝、すなわち後に形成される中空反応部に対応する位置を示す。

[0112] 次に、基板シート 1及び電極 2上に、スクリーン印刷によりゴム系粘着材である粘着材 3が塗布され、さらにその上力も PETからなるスぺーサ材 4が貼り合され、図 1 (c) で示される積層体 Aが形成される。スぺーサ材 4は、溝 5を有し、電極 2は溝 5内に含まれている。本例ではさらに、溝 5内の電極 2上に薬剤 6が塗布されている。この積層体 Aのシート層は、粘着材 3とスぺーサ材 4により構成されている。

[0113] 一方、基板シート 1と同じ材質、厚みである基板シート 1 '上に、粘着材 3と同じ組成の粘着材 3'を、粘着材 3と同じ厚みになるように塗布し、さらに、溝 5'を有し、スぺーサ材 4と同じ材質、厚みであるスぺーサ材 4'を貼り合わして、図 1 (d)で示される積層体 Bを形成する。この積層体 Bのシート層は、粘着材 3'とスぺーサ材 4'により構成される。 1枚の基板シート上に、粘着材の塗布、スぺーサ材の貼り合せを行い、積層体を得て、得られた積層体を略 2等分になるように裁断して、それぞれを前記の積層体 Aと積層体 Bとしてもよい。

[0114] 前記のようにして得られた積層体 Aと積層体 Bを、スぺーサ材 4とスぺーサ材 4，を粘着材 3"により貼り合すことにより積層して、図 leで示される本発明のセンサチップが得られる。粘着材 3"は、スクリーン印刷により、スぺーサ材 4又はスぺーサ材 4'のいずれか一方の上に形成される。このセンサチップは、基板シート 1からなる基板、基板シート 1 'からなるカバー層、並びにスぺーサ材 4、 4'及び粘着材 3、 3'、 3"からなるスぺーサ層から構成され、中心面 9を軸に対称な構造を有する。従って経時等により反りが生じることはない。このセンサチップにおいては、溝 5及び溝 5'が重ね合されて中空反応部 7が形成される。そして、この部分に試料が導入され、反応が起こり、その反応は電極 2により検知され、その信号は電極 2により外部へ出力される。

[0115] 図 2は、本発明のセンサチップ及びその製造方法の他の態様を示すものである。図 2 (a)は、 PETからなる基板シート 21上に電極 22 (検知手段）が形成された様子を示す平面図である。本例では電極 22は、基板シート 21を略 2等分する折り曲げ線 28の一方の側にのみ形成されている。前記の例と同様、電極 22はカーボンインク力もなり、 PETからなる基板シート 21上に、スクリーン印刷により形成される。又、電極 22は、 2本の電極カゝらなりそれぞれ作用極、対極に相当する。図 2 (a)中の、破線は、後に塗布、硬化により形成されるレジスト材 (スぺ一サ材）に対応する位置を示す。図 2 (b) は、基板シート 21上に電極 22が形成された様子を示す側面図である。

[0116] 次に、基板シート 21及び電極 22上に、スクリーン印刷により熱硬化性エポキシ榭脂力もなるレジスト材 24が塗布され、その後硬化され、図 2 (c)に示される積層体が形成される。図 2 (c)に示されるように、レジスト材 24の塗布、硬化は、折り曲げ線 28の両側で行われる。レジスト材 24は、折り曲げ線 28を軸として、対称の位置に 1対の溝 25を有し、折り曲げ線 28の左側にある溝 25内に、電極 22が含まれている。本例ではさらに、溝 25内の電極 22上に薬剤 26が塗布されている。本例での 1対の溝 25は、互いに平行な直線状である。

[0117] 次に、レジスト材 24上の、折り曲げ線 28の少なくとも一方の側に、溶剤型アクリル系粘着材である粘着材 23を、スクリーン印刷により塗布する。その後、基板シート 21を、折り曲げ線 28より等距離にあり、それと平行な 2本の直線 28'に沿って 2つ折りし、粘着材 23により、レジスト材 24同士を貼り合せると、図 2 (d)に示されるような、断面がコの字型に折り曲げられた基板シート 21の間に、レジスト材 24と、レジスト材 24同士を貼り合せる粘着材 23からなるスぺーサ層を有する、本発明のセンサチップが得られる。 1対の溝 25は合わさって中空反応部 27を形成する。このセンサチップは、中心面 29を軸に対称な構造を有し、従って経時により反りが生じることはない。又、この製造方法は、 1枚の基板シート 21上に、レジスト材 24を 1層塗布し、その 1方のみに、粘着材 23を塗布し、基板シート 21を折り曲げて貼り合せる方法なので、 1回の工程でスぺーサ層を一気に形成することができ、かつ同一材質、同一厚みの条件も容易に達成することができるので、極めて経済的に、精度良ぐ所望のチップを作成することができる方法である。

[0118] なお、図 1 (a)、図 2 (a)の平面図における長辺に相当する長さを短辺とする基板シートを用い、この短辺に平行に、多数組みの電極を形成し、この基板シートの全面にわたって前記と同様の工程を行った後、それぞれ 1組の電極が含まれるように、前記短辺に沿って裁断することにより、多数のセンサチップを、一連の製造工程で製造することができる。ここで、 1組の電極とは、 1つのセンサチップを構成することができる電極の組を言い、少なくとも作用極、対極の 2極が含まれる。

[0119] また、本発明のセンサチップは、 1枚の基板シートを折り曲げた後、基板シートの折り曲げた背の部分を切り取って、センサチップを製造することができる。図 3には、本発明のセンサチップの別な態様を示しており、図 3 (a)はシート基板が折り曲がった状態を示す側面図である。 1枚の基板シート 31は折り曲がっており、下側基板シート（基板） 31aと上側基板シート (カバー層） 31bと折り曲がったところの背の部分 31cで形成されており、断面でみて略コ字形状となっている。下側基板シート 31a上には 2 本の電極（検知手段） 32a、 32bが形成され、これらの電極 32a、 32bに下側の長いスぺーサ 33aと短、スぺーサ 33bが粘着材 34を介して貼られて!/、る。下側の長!、スぺーサ 33aと短いスぺーサ 33bとの間には溝 35が形成されており、この溝 35内で薬剤 36力電極 32a、 32b上に塗布されている。上側基板シート 31bには、下側の 2つのスぺーサ (スぺーサ層） 33a、 33bの対向する位置に粘着材 37が塗布されおり、上側の長ヽスぺーサ 38aと短、スぺーサ 38bが貼り付!/ヽて、る。上側の 2つのスぺーサ（スぺーサ層） 38a、 38bの間には溝 39が形成されており、上下の 2つの溝 39、 35により中空反応部 40が形成されて!、る。上側の長!、スぺーサ 38aと短、スぺーサ 38bと下側の長、スぺーサ 33aと短ヽスぺーサ 33bがそれぞれ粘着材 41を介して互いに対向して貼り合わされている。 1枚の基板シートを折り曲げて製造する方法の一例としては、図 2に示す方法をあげることができる。また、本実施態様では、 1層力もなるスぺーサどうしを張り合わせているが、複数のスぺーサを積層しても良ぐこの場合、上下の各スぺーサの積層の数を同数にして、同じ厚みとすることが望まし、。

[0120] 次に、背の部分 31cを切断して取り除く。まず、図 3 (a)で示すように、上下の短いスぺーサ 33b、 38bが積層しているところと、背の部分 31cとの間付近に積層方向に移動可能な切断刃 42を移動していき、上側基板シート 3 lbから下側基板シート 3 laに向けて切断刃 40を移動させていく。すると、図 3 (b)に示すように、基板シート 31の背部分 31cが切り取られ、これを除去することで、本発明のセンサチップ 30が製造される。通常、背の部分には、 1枚の基板シートを折り曲げているために、上下の基板シートが互いに離れる方向に作用する残留応力が内在している。本発明では、背の部分を切り取ることで、背の部分の残留応力の除去工程を無くすことができ、容易にセンサチップを作成することができる。

[0121] また、本発明のセンサチップは 1枚の基板シートを折り曲げた背の部分を加熱して残留応力を除去することができる。図 2 (a)〜(d)或いは図 3 (a)に示すように、基板シート 31を折り曲げた後、背の部分 31cをホットプレート等の加熱手段により加熱する。この加熱により、残留応力を除去 (或いは、緩和)することができる。背の部分への加熱温度及び加熱時間 (短時間）を制御することで、薬剤に対し好ましくない影響を及ぼすことなく残留応力を除去できる。

[0122] 図 4は、本発明のセンサチップの一例を示す概略断面図である。この例のセンサチップは、基板 102及びカバー層 103の間にスぺーサ層 106が挟装されたものである。スぺーサ層 106は、 2枚のスぺーサ材 104力粘着材 105により積層されたものであり、その一方の端側に中空反応部 109を形成している。スぺーサ層 106は、 UV硬化型榭脂 105 'の接着剤により基板 102及びカバー層 103と貼り合されている。

[0123] 基板 102及びカバー層 103は、 1枚の基板シート 101からなる。基板シート 101を略 2等分する折り曲げ線 110を中心に、基板シート 101は、コの字型に 2つ折りされ、折り曲げ線 110の一方が基板 102となり、他方がカバー層 103である。従って、基板 102及びカバー層 103は、図 4に示されるように、中空反応部 109に近い方の端において互いに結合しており一体化されている。基板シート 101の上には、電極 107 ( 検知手段）が形成されており、電極 107は、中空反応部 109内において露出している。中空反応部 109内の電極 107上には、薬剤 108が塗布されている。

[0124] 図 5は、基板シート 101上に複数組の電極 107、 107，（検知手段）が形成された様子を示す平面図である。本例では、一組の電極 107、 107'は、 2本の電極からなりそれぞれ作用極、対極に相当する。図 6は、基板シート 101上に電極 107が形成された様子を示す側面図である。本例では、電極 107はカーボンインクからなり、 PET力らなる基板シート 101上に、スクリーン印刷により形成される。又図 5、図 6に示すように、本例では、電極 107は、折り曲げ線 110の一方の側にある基板 102上のみに形成され、カバー層 103上には形成されていない。

[0125] 次に、本発明の製造方法の例を説明する。図 7 (a)は、図 5、図 6に示す基板シート 101上に電極 107が形成された積層体を、折り曲げ線 110に平行で、折り曲げ線 11 0から等距離にある 2本の線 110'に沿って折り曲げ、コの字型に成型したものである。基板シート 101は、 PETからなり、この成型は 160〜250°Cの熱をカ卩えて行われ、その後、残留応力を解消するために、折り曲げ部分には、同温度で加熱され熱処理される。熱処理は、コの字型に折り曲げた背の部分をホットプレート上に突き当て、 1 〜2秒間保持することにより行われる。

[0126] 一方、溝を有する 2枚のスぺーサ材 104を粘着材 105で貼り合せることにより、図 7 ( b)で示される、溝 109を有するスぺーサ層が形成される。このスぺーサ層の両面には、 UV硬化榭脂 105'が塗布され、図 7 (a)で示されるコの字型の成型体内に挿入される。挿入を容易にするために、基板シート 101とカバー層 103の間を拡げて挿入し、その後 PETの弾性により閉じ、貼り合せた後、 UV照射して UV硬化榭脂 105 'を硬化して、接着する。その後、中空反応部 109に薬剤を塗布することにより、図 4で示されるセンサチップが得られる。

[0127] 図 8は、本発明の他の製造方法の一工程を示す説明図である。この例では、基板シート 101を折り曲げる前に、折り曲げ線 110についての一方の側に、粘着材 151、 152により 2枚のスぺーサ材 104が積層される。積層は、スクリーン印刷によっても行うことができる。この場合は、基板シート上にスぺーサ材が直接塗布され、硬化される。粘着材は最上層のみに使用される。

[0128] スぺーサ材 104は溝を有するので、積層により、中空反応部 109となる溝 109'が形成される。溝 109'内に露出している電極 107上には、薬剤 108が塗布される。又、最上層のスぺーサ材 104上には UV硬化榭脂 105'が塗布される。次に、 PETからなる基板シート 101を、折り曲げ線 110に平行で折り曲げ線 110から等距離にある 2 本の線 110'に沿って、常温で、コの字型に折り曲げた後、残留応力を解消するために、折り曲げ部分を熱処理する。

[0129] 熱処理は、常温での折り曲げ後、折り曲げを保持した状態で、折り曲げた背の部分を、表面温度 200°Cのホットプレートに突き当て、 1秒間保持することにより行われる。ホットプレートを用いると、局部的な加熱が容易であり、かつ加熱時間が短くてよいので、生産性と熱による悪影響防止の両者の観点力も有利である。薬剤 108が塗布された位置は、ホットプレートに突き当てた部分から 5mm以上離れていることが望ましい。 5mm以上離れておれば、前記の条件で熱処理を行っても、薬剤 108が塗布された部分が 60°C以上となることはなぐ薬剤 108が耐熱性の低い酵素の場合でも、熱による酵素の劣化が生じることはな、。

[0130] 基板シート 101をコの字型に折り曲げることにより、基板シート 101とスぺーサ材 10 4が貼り合される。次に UV照射してスぺーサ材 104上の UV硬化榭脂 105'を硬化することにより、接着がされ、本発明のセンサチップが形成される。

[0131] なお、前記の例で、粘着材 105、 151、 152としては、ゴム系粘着材、アクリル系粘着材、シリコーン系粘着材等を用いることができる。スぺーサ材 104としては、 PET等を用いることができる。又スクリーン印刷できるスぺーサ材としては、ウレタン榭脂、ェポキシ榭脂、変性ポリイミド榭脂、アクリル榭脂等が用いられる。

[0132] 以下に示す例は、多数組の電極 (検知手段）が形成された基板を用い、 1連の工程により、多数のセンサチップを製造する本発明の製造方法の一例である。図 9は、基板 201上に複数組の電極 202、 202' (検知手段）が形成されている様子を示す平面図である。本例では、一組の電極 202、 202'は、 2本の電極からなりそれぞれ作用極、対極に相当する。図 10は、基板 201上に電極 202が形成されている様子を示す側面図である。本例では、電極 202、 202'はカーボンインク力なり、 PET樹脂からなる基板 201上に、スクリーン印刷により形成される。電極の形成は、スクリーン印刷以外の方法、例えば金属テープを基板上に貼り付ける等の方法で行っても良、。 [0133] 図 9、図 10の点線は、基板 201を略 2等分する折り曲げ線 203と、折り曲げ線 203 に平行でそれから等距離にある二本の線 203'を示す。図 9、図 10に示すように、本例では、電極 202、 202'は、折り曲げ線 203の一方のみに形成されている。

[0134] 次に、図 9、図 10に示す基板上にシート層 204が積層される。図 11は、シート層 20 4が積層された後の様子を示す平面図である。シート層 204には、折り曲げ線 203から等距離にあり、折り曲げ線 203と平行な 2本の直線状の溝 205、 205'が形成されている。このような溝 205、 205，を有するシート層 204の形成は、基板上へ榭脂を、スクリーン印刷して塗布することにより行われる。このスクリーン印刷される榭脂としては、ウレタン榭脂、エポキシ榭脂、変性ポリイミド榭脂、アクリル榭脂等が用いられる。

[0135] 基板上へ榭脂をスクリーン印刷する方法によれば、 1回の塗布でシート層を積層できるので、生産性の点で好ましい。また、溝 205、 205'の位置や、形状の変更も、印刷版を変えるだけで容易に行うことができる。このシート層 204は、センサチップ形成時のスぺーサとしての役割を果たすと共に、電極表面を所定の面積だけマスキングし、電極面積を一定とすることで、センサの検知のばらつきを低減させる役割も果たし、一般にレジスト層と言われている。シート層 204の積層の際には、 2つ折りされた際の両面を接着する機能を有する粘着材ゃ接着剤等も同時にスクリーン印刷で塗布されてよい。ここでスクリーン印刷される粘着材としては、ゴム系粘着材、アクリル系粘着材、シリコーン系粘着材等を用いることができる。又接着剤としては、エポキシ系、酢酸ビュル系、シリコーン系等の接着剤を用いることができる。

[0136] 次に、 2本のノズルを有するデイスペンサ等の塗布機により、溝 205、 205，内への薬剤の塗布が行われる。 2本のノズルは、溝 205、 205，の位置に対応する力溝 20 5、 205'は平行な 2本の直線上なので、 2本のノズルを平行に移動するだけで、 2本の溝全長にわたる薬剤の塗布を、 1回の工程で容易に行うことができる。すなわち、本発明によれば、 2つの面が同一平面上に存在することを利用し、塗布機を用いて同一工程で下面と上面の両方の溝に薬剤を塗布することができる。なお、一つのノズルを用いて、両方の溝に薬剤を塗布しても構わないが、 1台の塗布機に下面用と上面用の 2本のノズルを配すれば、片面の溝に薬剤を塗布する場合と全く同じ塗布時間で両面の溝に塗布を行なうことができるので経済的である。 2本のノズルの薬剤の供給ラインまで別々のものとすることにより、すなわちそれぞれに異なる薬剤を供給することにより、溝 205、 205'のそれぞれ異なった薬剤を塗布することができる。図 12、図 13は、それぞれ、薬剤 206、 206 'が塗布された後の様子を示す平面図、及び側面図である。

[0137] なお、この例では、溝 205、 205，内の形成後、薬剤 206、 206，の塗布がされている力薬剤 206、 206'の塗布後に、その薬剤を溝内に含むように溝 205、 205'を形成してもよい。但し、溝 205、 205'内の形成後、薬剤の塗布を行う方法の方が、塗布の位置決めや塗布量の管理が容易であるので、この点では好ま、。

[0138] 薬剤塗布の後、基板 201は、折り曲げ線 203を中心に 2つ折りされる。本例では基板 201は、折り曲げ線 203に平行でそれと等距離にある 2本の線 203'に沿って折り曲げ、断面がコの字型なるように成型される。図 14は、この 2つ折り後の状態を示す側面図である。折り曲げは、常温で行うことも可能であるが、好ましくは折り曲げ後、残留応力を解消するために、折り曲げ部分は熱処理される。

[0139] 熱可塑性榭脂の熱処理温度は、一般的には、榭脂軟化温度 (ガラス転移温度）と融点の中間以上で、融点以下の温度が望ましい。榭脂軟化温度と融点の中間の温度未満では、折り曲げ部分の残留応力の解消が充分でなぐ折り曲げ状態が経時変化する可能性がある。一方、融点を越えると榭脂の変形が大きくなり、きれいな折り曲げ面が維持できなくなる場合がある。 PET榭脂の樹脂軟ィ匕温度は 70°C程度であり、融点は 250°C程度である。従って、 PET榭脂からなる基板の場合、好ましくは、 160 °C以上 250°C以下で折り曲げ部分の熱処理が行われる。なお、代表的な PET榭脂としては、メリネックスゃテトロン（以上、商品名、帝人デュポンフィルム株式会社製）、ルミラー (商品名、東レ株式会社製)等が挙げられる。

[0140] 一方、 GOD、 GDH等の酵素は 60°C以上の温度で劣化する可能性があるので、これらを用いたバイオセンサチップの場合は、この酵素の固定部分が 60°C以上とならないよう、熱処理の温度を調整する、中空反応部と折り曲げ線を十分な距離だけ離す、等の処置をとることが望ましい。

[0141] 基板 201が PET榭脂からなる本例の場合、常温で折り曲げを行い、その後折り曲げを保持した状態で、折り曲げた背の部分を表面温度 200°Cのホットプレートに突き当て、 1秒間保持して熱処理する方法が、好ましい態様として例示される。ホットプレートを用いると、局部的な加熱が容易であり、かつ加熱時間が短くてよいので、生産性と熱による悪影響防止の両者の観点カゝら有利である。又、薬剤 206が塗布された位置は、ホットプレートに突き当てた部分から 5mm以上離れていることが望ましい。 5 mm以上離れておれば、前記の条件で熱処理を行っても、薬剤 6が塗布された部分が 60°C以上となることはなぐ薬剤 6が耐熱性の低い酵素の場合でも、熱による酵素の劣化が生じることはない。

2つ折り後、折り曲げられたシート層 204は粘着材 207で貼り合わされ、スぺーサ層 208が形成される。粘着材 207としては、前記と同様の、ゴム系粘着材、アクリル系粘着材、シリコーン系粘着材等が用いられる。又溝 205、 205'も合わされて中空反応部 209が形成され、その下面、上面にそれぞれ薬剤 206、 206 'が塗布されている。このようにして得られた積層体を、折り曲げ線 203に垂直な線（図 9中の線 210)に沿つて裁断すると、図 14に示される側面図を有する、多数の個別のセンサチップが得られる。裁断は、個別のセンサチップのそれぞれに、少なくとも 1組の電極が含まれるように行われる。

Claims

請求の範囲

[1] 基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップであって、前記基板及びカバー層力互いに同じ材質及び厚みを有し、並びに、前記基板と平行でかつ基板及びカバー層から等距離にある平面に対し、前記スぺーサ層の材質及び形状が対称であることを特徴とするセンサチップ。

[2] 前記スぺーサ層が、溝を有しかつ単層又は複数層のスぺーサ材からなるシート層の対を貼り合せてなるものであり、この対を構成する各シート層の材質及び厚みが、互いに同じであり、並びに前記平面に対し対称となるように貼り合わされていることを特徴とする請求項 1に記載のセンサチップ。

[3] 前記基板及びカバー層を形成する基板シート上に、この基板シートを略 2等分する折り曲げ線を軸として対称の関係にある 1対の溝を有するシート層を、少なくとも一方の溝がその中に検知手段を含むように積層して積層体を形成した後、前記折り曲げ線を中心として前記積層体を、前記 1対の溝が互いに重なり合い中空反応部を形成するように 2つ折りし、前記シート層同士を貼り合せて得られることを特徴とする請求項 2に記載のセンサチップ。

[4] 前記 1対の溝が、互いに平行な直線状であることを特徴とする請求項 3に記載のセンサチップ。

[5] ノィォセンサチップであることを特徴とする請求項 1な、し請求項 4の、ずれかに記載のセンサチップ。

[6] 基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内にある検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、前記基板又はカバー層を形成する基板シート上に検知手段を形成し、さらに、溝を有しかつ単層又は複数層のスぺーサ材からなるシート層を、前記検知手段が溝内に含まれるように形成して得られる積層体 1と、積層体 1と、基板シート及びシート層の、材質、厚み及び構成が同一の積層体 2とを、両者のシート層同士を相対させ、両者の溝が互いに重なり合い中空反応部を形成するように貼り合せることを特徴とするセンサチップの製造方法。

[7] 基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内にある検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、前記基板及びカバー層を形成する基板シート上に検知手段を形成し、さらに、スぺーサ材又は複数のスぺーサ材の積層体であるシート層であって、前記基板シートを略 2等分する折り曲げ線を軸として対称の関係にある 1 対の溝を有するものを、少なくとも一方の溝がその中に検知手段を含むように積層して、積層体を形成した後、前記折り曲げ線を中心として、前記シート層同士が相対するように前記積層体を 2つ折りし、前記シート層同士を貼り合せることを特徴とするセンサチップの製造方法。

[8] 基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内にある検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、前記基板及びカバー層を形成する基板シート上に検知手段を形成し、さらに、スぺーサ材又は複数のスぺーサ材の積層体であるスぺーサ層を前記基板及びカバー層にそれぞれ形成するとともに、各スぺーサ層によりそれぞれ溝を形成し、少なくとも一方の溝には前記検知手段を有し、前記基板シートを折り曲げて前記スぺーサ層どうしを張り合わせ、かつ、前記溝どうしが向かい合って中空反応部を形成された後、前記基板シートの折り曲げ部分を除去することを特徴とするセンサチップの製造方法。

[9] 基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内にある検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、前記基板及びカバー層を形成する基板シート上に検知手段を形成し、さらに、スぺーサ材又は複数のスぺーサ材の積層体であるスぺーサ層を前記基板及びカバー層にそれぞれ形成するとともに、各スぺーサ層によりそれぞれ溝を形成し、少なくとも一方の溝には前記検知手段を有し、前記基板シートを折り曲げて前記スぺーサ層どうしを張り合わせ、かつ、前記溝どうしが向かい合って中空反応部を形成された後、前記基板シートの折り曲げ部分を加熱することを特徴とするセンサチップの製造方法。

[10] 基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップであって、前記基板及びカバー層力それらの 1端において互いに結合し一体化されて!/ヽることを特徴とするセンサチップ。

[11] 前記基板及びカバー層が、 1枚の基板シートを略 2等分する折り曲げ線を中心とし、その基板シートを 2つ折りして形成されることを特徴とする請求項 10に記載のセンサチップ。

[12] ノィォセンサチップであることを特徴とする請求項 10又は請求項 11に記載のセンサチップ。

[13] 基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、 1枚の基板シート上の、この基板シートを略 2等分する折り曲げ線の少なくとも一方の側に、検知手段を形成し、前記折り曲げ線を中心として前記基板シートを 2つ折りし、その後 2つ折りされた基板シートの間に溝部を有するスぺ一サ層を挿入し、このスぺーサ層と前記 2つ折りされた基板シートとを貼り合せて積層体を得ることを特徴とするセンサチップの製造方法。

[14] 基板、カバー層、及び基板とカバー層間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板とカバー層間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、 1枚の基板シート上の、この基板シートを略 2等分する折り曲げ線の少なくとも一方の側に、検知手段の形成及び溝部を有するスぺーサ層の形成を行った後、前記折り曲げ線を中心として前記基板シートを 2つ折りし、前記スぺーサ層と前記基板シートの他方の側とを貼り合せて積層体を得ることを特徴とするセンサチップの製造方法。

[15] 基板シートが、熱可塑性榭脂から形成され、基板シートの 2つ折り後、 2つ折り部分を熱処理することを特徴とする請求項 13又は請求項 14に記載のセンサチップの製造方法。

[16] 検知手段を、前記折り曲げ線の方向に並列させながら多数組形成し、得られた積層体を、少なくとも 1組の検知手段がそれぞれのセンサチップ内に含まれるように、前記折り曲げ線に垂直な 1又は複数の直線に沿って裁断することを特徴とする請求項 1 3ないし請求項 15のいずれかに記載のセンサチップの製造方法。

[17] 2つ折りされた基板、及びこの基板間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに基板間に中空反応部及びこの中空反応部内に検知手段を有するセンサチップの製造方法であって、検知手段が形成された基板上に、この基板を略 2等分する折り曲げ線を軸として互いに線対称の関係にある溝の対を一対以上有するシート層を、少なくとも 1 本の溝が前記検知手段を含むように積層して、積層体 1を得る工程、前記溝の対のそれぞれの溝に対応する基板上の位置に薬剤を同時に塗布する工程、及び、前記 2つの工程後に、前記折り曲げ線を中心として前記積層体 1を 2つ折りし、前記シート層同士を貼りあわせてスぺーサ層を形成する工程、を有することを特徴とするセンサチップの製造方法。

[18] 折り曲げ線を軸として互いに線対称の関係にある溝の対を一対以上有するシート層の積層が、基板上への榭脂の塗布により、 1つの工程で行われることを特徴とする請求項 17に記載のセンサチップの製造方法。

[19] 薬剤を塗布する工程後に、溝の対を有するシート層を形成し積層体 1を得る工程を行うことを特徴とする請求項 17又は請求項 18に記載のセンサチップの製造方法。

[20] 溝の対を有するシート層を形成し積層体 1を得る工程後に、薬剤を塗布する工程を行うことを特徴とする請求項 17又は請求項 18に記載のセンサチップの製造方法。

[21] 対を構成する溝が、互いに平行で直線状であることを特徴とする請求項 17ないし請求項 20のいずれかに記載のセンサチップの製造方法。

[22] 対を構成するそれぞれの溝に対応する位置に、それぞれ異なる薬剤を、同時に塗布することを特徴とする請求項 17ないし請求項 21のいずれかに記載のセンサチップの製造方法。

[23] 基板上に形成された検知手段が、前記折り曲げ線の方向に並列した多数組の検知手段からなり、形成された積層体 2を、前記折り曲げ線に垂直な 1又は複数の直線にそって、検知手段の少なくとも 1組がそれぞれに含まれるように裁断する工程を、さらに有することを特徴とする請求項 17な、し請求項 22の、ずれかに記載のセンサチップの製造方法。

[24] 請求項 17ないし請求項 23のいずれかに記載のセンサチップの製造方法により製造されることを特徴とするセンサチップ。

[25] ノィォセンサチップであることを特徴とする請求項 24に記載のセンサチップ。