WO2007046335A1 - センサチップ及びその製造方法 - Google Patents

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WO2007046335A1
WO2007046335A1 PCT/JP2006/320570 JP2006320570W WO2007046335A1 WO 2007046335 A1 WO2007046335 A1 WO 2007046335A1 JP 2006320570 W JP2006320570 W JP 2006320570W WO 2007046335 A1 WO2007046335 A1 WO 2007046335A1
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WO
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sensor chip
substrate
hollow reaction
cover layer
sample
Prior art date
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PCT/JP2006/320570
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hideaki Nakamura
Masao Gotoh
Tomoko Ishikawa
Isao Karube
Toshifumi Hosoya
Shingo Kaimori
Moriyasu Ichino
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries, Ltd.
National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
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Priority to US12/083,694 priority patent/US20090257917A1/en
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
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    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3272—Test elements therefor, i.e. disposable laminated substrates with electrodes, reagent and channels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1002—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina
    • Y10T156/1051—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina by folding

Definitions

  • the present invention relates to a sensor chip for quantifying a specific component in a sample, in particular, a biosensor chip. More specifically, a sensor chip that can quickly and easily quantify a large number of components in a sample, and at least two components can be quickly and easily quantified for multiple samples. It relates to a sensor chip. The present invention further relates to a method for manufacturing these sensor chips.
  • a nanosensor chip is obtained by introducing a trace amount sample into a reaction part in the chip, causing a biochemical reaction such as an enzyme reaction or an antigen-antibody reaction to the trace amount sample in the chip, and obtaining the biochemical reaction. It is a sensor chip that outputs the information to the outside of the chip.
  • This biosensor chip uses the excellent molecular identification function of living organisms, and is attracting attention as being capable of quick and simple measurement of trace amounts of chemical substances. For example, the amount of glucose in blood ( As a blood glucose sensor that measures blood sugar levels) and urine sugar levels, it is used for home health checkups (self-care) to self-manage and prevent diabetes.
  • Such a sensor chip has a shape and size that can be easily used for home health checkups, enables accurate measurement, and uses a smaller amount of sample and simple operation. It is desired to obtain a large amount of information in a short time, preferably at a time. Therefore, there is a demand for a sensor chip that can cause a plurality of types of reactions with respect to a small amount of sample introduced by one sample introduction locus and can perform a plurality of types of quantification.
  • a sensor chip such as a biosensor chip
  • measurement of a plurality of samples, or Z can be performed so that measurement of a plurality of samples and measurement of a plurality of components in each sample can be performed quickly.
  • a sensor chip capable of simultaneously measuring a plurality of components in each sample is desired.
  • JP-A-4-264246 discloses a biosensor chip in which a plurality of sets of electrode systems are provided on an insulating substrate as an example of such a sensor chip.
  • This bio the sensor chip can measure a multi-component sample at the same time, it has a structure in which a plurality of reaction layers and electrode systems are arranged in parallel on a single plane, so the chip size is larger than the single-component chip.
  • the productivity is low and the manufacturing cost is high because a specially shaped member must be manufactured and assembled with high accuracy.
  • JP-A-6-109693 also discloses that a reaction layer (reaction part), a main electrode system and a sub-electrode system are provided on an insulating substrate, and a hydrophilic polymer is provided between both electrode systems.
  • a biosensor chip with a layer is disclosed.
  • the reaction layer is simply separated by a hydrophilic polymer, and mass transfer is restricted by swelling of the hydrophilic polymer.
  • it is necessary to dispose the hydrophilic polymer layer with high accuracy not only the production cost is increased, but it is difficult to completely prevent the mass transfer by using only the hydrophilic polymer. There was a problem that the accuracy was inferior compared with the case where it was provided.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 6-109698 discloses an insulating substrate, an electrode system formed on the insulating substrate, and a reaction layer (reaction part) formed on the insulating substrate.
  • the substrate concentration measuring method is characterized in that after the sample solution is supplied to the nanosensor, a constant voltage is applied to the electrode system to measure the current value a plurality of times. Is disclosed.
  • this method it is possible to quantify a plurality of components using a nanosensor equipped with one electrode system and one reaction unit.
  • this method uses the difference in the reaction time of the substrate, there is a problem that the measurement takes time, and it can only be used for a special combination in which there is a difference in the reaction time between measured substances.
  • Patent Document 1 Japanese Published Patent: Japanese Patent Laid-Open No. 4 264246
  • Patent Document 2 Japanese Published Patent: JP-A-6-109693
  • Patent Document 3 Japanese Published Patent: JP-A-6-109698
  • the present invention is a sensor chip that can be easily produced, and can quickly remove a large number of components in a sample. It is an object of the present invention to provide a sensor chip that can be quantified simply and accurately. In addition, the present invention provides a sensor chip that is easy to produce and can quickly, conveniently and accurately quantify at least two components of a plurality of samples having a small size. Let it be an issue. Another object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of easily manufacturing the sensor chip with high productivity.
  • the inventor has arranged a hollow reaction part and a plurality of measurement units that also have a detection means force exposed in the hollow reaction part between two substrates, and the plurality of measurement units are It was found that a sensor chip capable of quickly, simply and accurately quantifying a large number of components in a small amount of sample was obtained by communicating with one sample inlet.
  • the inventor further forms a plurality of detection means on a sheet such as a resin film, and further forms a spacer layer having a plurality of grooves exposing the detection means, It was found that the sensor chip having the above-mentioned excellent characteristics can be easily and highly manufactured by the method of covering the sheet with the sheet.
  • the present invention has been completed based on the above findings.
  • the present invention includes a substrate, a cover layer, and a spacer layer sandwiched between the substrate and the cover layer, and further, a hollow reaction portion and a detection means exposed in the hollow reaction portion between the substrate and the cover layer.
  • the present invention provides a sensor chip having a plurality of steps, and the plurality of hollow reaction portions communicating with one sample introduction port (claim 1).
  • the substrate and the cover layer have the same material strength and the same thickness, problems such as warpage during manufacturing of the sensor chip and after manufacturing can be prevented, and productivity as described below can be achieved. Since it can also manufacture by a high method, it is preferable. Claim 2 corresponds to this preferred embodiment.
  • the detection means is usually a detection electrode system, and one detection electrode system has at least a working electrode and a counter electrode, and further includes other electrodes such as a reference electrode and other means as necessary. Even Yes.
  • the working electrode and the counter electrode are disposed on the surface of the substrate.
  • the detection means is connected to a lead wire that transmits information obtained by detecting a reaction to the outside as an electrical signal.
  • the other end of the lead wire is a lead terminal, and the lead terminal is provided at a position where the sensor chip is connected to a measuring machine (means for processing information from the sensor chip and displaying the result). An electrical signal is transmitted to the measuring machine through the terminal.
  • the sensor chip of the present invention includes a substrate and a cover layer that are opposed to each other, that is, facing each other, and a plurality of the measurement units are formed therebetween. Therefore, it has a plurality of detection means, which are provided at least on the surface of the substrate, and are preferably provided on the cover layer as will be described later.
  • the substrate is an electrically insulating film, and examples of the material thereof include ceramics, glass, paper, biodegradable materials (for example, polylactic acid microorganism-producing polyester), and plastic materials such as polyethylene terephthalate.
  • a insulating resin such as polyethylene terephthalate is used.
  • the spacer layer sandwiched between the substrate and the cover layer is composed of one layer or a plurality of layers.
  • the spacer layer has a function of enhancing the insulation between the electrodes and physically protecting the electrodes. It consists of a dyst material layer and an adhesive layer having a function of adhering each layer to an adhesive layer.
  • the 1S resist material layer may also serve as an adhesive layer, and the resist material layer, the pressure-sensitive adhesive layer, and the adhesive layer may each be composed of multiple layers.
  • the resist material plays a role as a spacer and has strong adhesion to the substrate. Therefore, when the liquid chemical is applied to the reaction part, the resist material and the spacer layer It functions to prevent chemicals from penetrating into the interface and peeling off the interface.
  • Examples of the material of the resist material include urethane resin, epoxy resin, modified polyimide resin, and talyl resin.
  • Examples of the adhesive material forming the adhesive material layer include a rubber-based adhesive material, an talyl-based adhesive material, and a silicone-based adhesive material.
  • Examples of the adhesive that forms the adhesive layer include epoxy-based, butyl acetate-based, silicone-based adhesives, and the like, and thermosetting resins such as epoxy resins, UV-curable resins, and the like can be used.
  • the adhesive layer and pressure-sensitive adhesive layer also act as a spacer after forming the sensor chip.
  • the adhesive and pressure-sensitive adhesive generally have a low Young's modulus and are easily deformed, the volume of the reaction part is specified. It is better not to make it too thick. It is usually preferred to have a minimum thickness, with the ability to bond both sides.
  • samples are introduced into a plurality of hollow reaction parts from one sample introduction port.
  • the introduced sample causes a chemical reaction, which is detected and quantified.
  • a nano sensor chip it causes a biochemical reaction. Accordingly, a catalyst, an enzyme, and the like necessary for the chemical reaction are fixed in the hollow reaction part, and these promote the chemical reaction of the sample.
  • glucose oxidase glucose oxidase
  • GDH glucose dehydrogenase
  • medium glucose oxidase electron acceptor
  • examples thereof include a glucose oxidase albumin mixture, a dulca oxidase electron acceptor albumin mixture, and the like.
  • the sensor chip of the present invention is used as a fructose sensor in addition to a glucose biosensor, and is also used as a liver function test, a test for neutral fat and cholesterol levels, and the like.
  • fructose dehydrogenase FDH
  • Sensor chips used for liver function tests include glutamate oxaloacetate transaminase (GOT) (aspartate aminotransferase (AST)), glutamate pyruvate transaminase (GPT) (alanine aminotransferase (ALT)) in blood.
  • GTT glutamate oxaloacetate transaminase
  • GTT glutamate pyruvate transaminase
  • ALT alanine aminotransferase
  • ⁇ -Glutarine transpeptidase yGTP
  • a lipoprotein lipase for measuring the amount of triglyceride in blood is fixed, and in a sensor chip used for testing the amount of cholesterol in blood, cholesterol Oxidase is fixed.
  • surfactants for smooth reaction may be fixed.
  • the hollow reaction portion has one end communicating with the sample introduction port, and preferably has an opening at the opposite end.
  • the hollow reaction part By making the hollow reaction part into such a straw-like structure, it is possible to facilitate filling of the sample into the hollow reaction part using capillary action.
  • a plurality of hollow reaction parts are formed from one sample introduction port, by applying different chemicals to each hollow reaction part, a number of different components can be simultaneously applied. You can make measurements. By locating each hollow reaction part and each detection means radially, a large number of measurements can be performed without increasing the chip size.
  • a plurality of hollow reaction parts and detection means are provided, but one of them may be a reference part for determining whether or not the sensor chip can be used.
  • the reference agent is coated with the same agent as that used in the other hollow reaction part, and a reagent that reacts with the agent (reference reagent).
  • the deterioration status can be determined.
  • a reference part using the fastest-degrading drug among the drugs applied to each of the plurality of hollow reaction parts is provided, and it is determined whether measurement using this drug is possible, and further whether a sensor chip can be used. Can do.
  • the number of hollow reaction units and each detection means is 3 The above is preferable.
  • the sensor chip of the present invention can introduce a sample into each reaction part almost simultaneously from one sample introduction port, and can measure each component at the same time. However, the measurement can be performed quickly and easily, as is the case with the measurement using the sensor chip for one component. Furthermore, since the sample inlets of many reaction parts are common, a small amount of sample may be used.
  • the sample inlet portion is common between the reaction parts, the other parts are completely separated, so that mass transfer between the reaction parts does not occur during the measurement, and high accuracy is achieved. Can be measured. Furthermore, as will be described later, since the reaction part can be formed by a combination of simple shaped members, the productivity is high and the manufacturing cost is low.
  • the position of the sample introduction port may be provided at the outer edge portion of the sensor chip, or may be provided on the substrate inside the outer edge portion of the sensor chip, particularly at the center portion on the substrate.
  • Fig. 4 shows an example where the sample inlet is provided on the outer edge of the sensor chip. Claim 4 corresponds to the sensor chip of this aspect. In this case, move your fingertip close to the sample inlet. Therefore, it is easy to introduce a sample such as blood at the fingertip directly without using any other instrument such as a pipettor. is there.
  • FIG. 7 shows an example of the case where the sample introduction port is provided in the central portion on the substrate.
  • Claim 5 corresponds to the sensor chip of this aspect.
  • the hollow reaction part can be arranged over the entire periphery of the sample inlet, a larger number of hollow reaction parts can be provided.
  • the present inventor in a sensor chip having two substrates facing each other and a spacer layer sandwiched between them, an opening is formed between the substrates on the outer surface of the substrate.
  • the present inventors have found that a sensor chip that achieves the above-mentioned problems can be obtained by arranging a plurality of measurement units including two or more hollow reaction parts sharing one sample introduction port.
  • the present invention has two substrates facing each other and a spacer layer sandwiched between the substrates, and further, one sample opened between the substrates on the outer surface of the substrate.
  • a sensor chip characterized in that a plurality of measurement units including two or more hollow reaction parts sharing an inlet and a detection electrode system exposed in each hollow reaction part are provided. (Claim 6).
  • the sensor chip of the present invention is characterized in that a plurality of measurement units including two or more hollow reaction portions and a detection electrode system exposed in each hollow reaction portion are provided between two substrates. It is a sign.
  • the detection electrode system is an electrode system having at least a working electrode and a counter electrode, and may further include other electrodes such as a reference electrode and other means if necessary.
  • the detection electrode system is arranged on the surface of each substrate, and is connected to a lead wire for guiding the current generated by the reaction of the sample to a detector outside the chip.
  • the two or more hollow reaction parts constituting the measurement unit are hollow parts formed in the spacer layer.
  • a sample is introduced into the hollow reaction part to perform a chemical reaction for detection and quantification, and to In the case of a sensor chip, it performs a biochemical reaction.
  • the detection electrode system is exposed in each of the two or more hollow reaction parts, and the reaction is detected by the detection electrode system.
  • the hollow reaction part is fixed with chemicals such as catalysts and enzymes necessary for the chemical reaction.
  • chemicals such as catalysts and enzymes necessary for the chemical reaction.
  • the two or more hollow reaction parts share one sample introduction port. That is, one end of each of the two or more hollow reaction portions is in contact with each other or opened in the same hole. From this single sample inlet, the same sample (object to be measured) is introduced into two or more hollow reaction parts.
  • different drugs are immobilized in each of the two or more hollow reaction parts, different measurements on the same sample, for example, different measurements can be performed.
  • One sample introduction port shared by two or more hollow reaction parts is characterized by opening on the outer surface of the substrate. Therefore, the plurality of sample introduction ports corresponding to the plurality of measurement units are arranged so as to open on the outer surface of the sensor chip.
  • a pipette or the like it becomes easy to quickly introduce a large number of samples into a plurality of sample introduction ports.
  • pipettes, pipette tips, Pasteur pipettes, and single-use pipettes can be used to easily introduce a large number of samples.
  • Each hollow reaction part needs to have a sample introduction port at one end thereof, but preferably has an opening (sample discharge part) at the end opposite to the sample introduction port.
  • the sensor chip of the present invention is characterized in that a plurality of such measurement units are arranged.
  • the plurality means two or more. However, in the case of a larger number, for example, 4 or more, the effect of the present invention is more exhibited.
  • the sample does not mix. Even within each measurement unit, the sample inlet port is common, but the other parts are completely isolated, so there is no mass transfer between each reaction unit during measurement. Therefore, highly accurate measurement can be performed.
  • the sensor chip of the present invention can form a reaction part with a combination of simple shaped members, so that the productivity is high and the manufacturing cost is low.
  • a space reaction portion force is arranged in a triangle having a sample introduction port as a vertex and two hollow reaction portions as two sides thereof.
  • Preferred sensor chips can be mentioned.
  • each measurement unit two of the two or more hollow reaction portions form two sides of a triangle having the sample inlet as a vertex, and the number of hollow reaction portions is three or more. In this case, another hollow reaction part is provided between the two sides.
  • adjacent measurement units are arranged so that the sides of the triangles of the parentheses are substantially parallel and close to each other so that the directions of the triangles formed by them are opposite to each other. If this is done, the distance between adjacent measurement units can be reduced, and the plane of the substrate sheet can be used effectively, so that a smaller size / sensor chip can be obtained.
  • a sensor chip having the following configuration can also be preferably exemplified.
  • the present invention also provides a sensor chip corresponding to these preferred embodiments.
  • each of the measurement units has two hollow reaction parts.
  • the sensor chip is characterized in that the two hollow reaction parts of the parenthesis are arranged so as to extend in opposite directions from the sample introduction port, respectively (Claim 7).
  • the two hollow reaction portions and the sample introduction port are provided so as to ride on substantially one straight line.
  • the number of hollow reaction parts is two, they can be provided so as to ride on a substantially straight line.
  • the width of the sensor chip can be reduced, and a sensor chip with a small size can be obtained. can get.
  • this sensor chip it is easy to separate each measurement unit, and by this method, a large number of sensor chips can be obtained with high production efficiency.
  • the sensor chip wherein a plurality of measurement units are further arranged in a direction perpendicular to the one linear direction (Claim 9). .
  • a plurality of measurement units may be arranged in one linear direction, and a plurality of measurement units may be arranged in a direction perpendicular to the one linear direction. This makes it possible to measure more samples. Moreover, after obtaining such a sensor chip, it is also possible to obtain a plurality of sensor chips in which a plurality of measurement units are arranged in one direction by separating each group of measurement units arranged in one linear direction. Is possible. This method can improve production efficiency.
  • the sensor chip of the present invention is a biosensor chip or a biosensor device, particularly as a blood glucose sensor, a urine sugar sensor, or the like for measuring the amount of glucose (blood glucose) or urine sugar in blood, or as a fructose sensor. It is also suitably used in sensors, liver function tests, and tests for neutral fat cholesterol.
  • Claim 10 corresponds to this preferred embodiment, and provides a sensor chip, which is the sensor chip, which is a biosensor chip.
  • the present invention further provides a method of manufacturing a sensor chip having the above-described excellent features.
  • the sensor chip can be easily manufactured with high productivity.
  • the present invention has a substrate, a cover layer, and a spacer layer sandwiched between the substrate and the cover layer, and is further exposed between the substrate and the cover layer and in the hollow reaction portion.
  • a sensor chip manufacturing method comprising a plurality of detection means and the plurality of hollow reaction portions communicating with one sample inlet, wherein the plurality of detection means are provided on a substrate. Forming a spacer layer having a plurality of grooves, one end of which is exposed in each of the detection means, and one end of which is substantially in the same position, and then a cover layer.
  • a sensor chip manufacturing method comprising a bonding step of covering the spacer layer is provided (claim 11).
  • detection means that is, detection electrodes such as a counter electrode and a working electrode are formed on at least the substrate (preferably, further on the cover layer as described later).
  • the detection means may be formed by, for example, a method such as attaching a metal tape on the substrate sheet, or by applying a conductive material such as carbon ink by a method such as screen printing. it can.
  • the multiple detection means are preferably formed in a radial arrangement with each other, that is, so that the multiple detection means extend radially from the position where the sample inlet is formed after the sensor chip is formed.
  • lead wires are also formed. Lead wires can also be manufactured in a single process using techniques such as screen printing.
  • a spacer layer having the same number of grooves as the detection means is formed on the detection means.
  • the groove of the spacer layer is provided so that each detection means is exposed in the respective groove. Therefore, when each detection means is formed to extend radially, this groove is also formed on the sensor chip. It is formed to extend radially from the position where the sample inlet is formed after formation.
  • the spacer layer can be formed by laminating a resist material, an adhesive layer, and the like.
  • the formation of the resist material and the pressure-sensitive adhesive layer can be performed, for example, by screen printing. More specifically, for example, a resist material is applied by screen printing so as to have a groove and cured, and then, further, an adhesive material layer or a contact is formed so as to have a groove at the same position as the groove of the resist material.
  • the adhering layer can be applied by a screen printing method. Screen printing is the most economical because of its high productivity.
  • an adhesive is used for the bonding. That is, it is preferable that an adhesive layer is provided on the uppermost portion of the spacer layer.
  • the present invention also provides the following production method as a more preferred embodiment of the production method.
  • the cover layer has the same material strength and the same thickness as the substrate, and a plurality of detection means are also formed on the cover layer so as to be arranged radially.
  • a method of manufacturing a sensor chip, wherein the bonding step is performed so that the one end of the groove of the sub-layer overlaps with each other and the groove does not overlap with other portions (Claim 12).
  • a spacer layer having a large number of detection means and grooves is formed on both the substrate and the cover layer so that the spacer layers face each other. , You may paste. If bonding is performed so that the grooves of both the substrate and the cover layer do not overlap each other, a larger number of detection means and grooves (that is, hollow reaction portions) can be formed, which is preferable.
  • the grooves can be prevented from overlapping each other.
  • the grooves can be prevented from overlapping each other by sandwiching a film that does not transmit the drug solution or the sample solution between the two at the time of bonding. In this case, however, the thickness of the sensor chip increases.
  • the spacer layer of the sensor chip obtained in this way is formed by combining two of the above spacer layers. (When a non-permeable film is sandwiched between both, the two spacer layers are combined with the film.)
  • the substrate and the cover layer are formed from a single substrate sheet, and the substrate sheet is affixed by folding the substrate sheet around a folding line that bisects the substrate sheet.
  • a method for manufacturing a sensor chip, comprising performing a matching step (claim 13).
  • the folding line is provided at a position where the substrate sheet is roughly divided into two equal parts. One side of the folding line of the substrate sheet forms the substrate, and the other side forms the cover layer.
  • the substrate sheet is a sheet-like member that becomes a substrate and a cover layer (made of the same material and the same thickness as the substrate) after the manufacture of the sensor chip. Therefore, the same material as the substrate is used as the material.
  • both the substrate and the cover layer are formed on the same surface of one substrate sheet. Therefore, both the spacer layers can be formed simultaneously by a method such as screen printing, and productivity can be improved.
  • a resin material such as an adhesive is applied so as to form the grooves by a method such as screen printing.
  • all the grooves can be formed by a small number of processes, and higher productivity can be obtained than when each groove is formed separately. The same applies to the formation of the detection means.
  • the bent portion may be cut, or the annealing or the bent portion may be cut.
  • the detection, the reaction to the quantitative reaction, for example, the catalyst, the enzyme, etc. should be fixed after the formation of the sensor chip.
  • it is preferable to perform the process before forming the sensor chip that is, before the bonding process, for example, before folding around the folding line. At least one of the drugs is applied. Claim 14 corresponds to this preferred embodiment.
  • the drug may be applied to the position where the groove is formed before the groove is formed, which need not be performed after the groove is formed.
  • a drug is applied to a portion that becomes a reaction portion, and a member (for example, a resist material) for forming the spacer layer is adhered to the periphery of the sensor chip or a grease is applied.
  • a method such as coating can also be employed.
  • the groove is formed first, the application area and position of the drug can be easily defined. From the viewpoint of productivity, the method of forming the groove first is preferable.
  • the sensor chip of the present invention can be provided as a sensor device by arranging a plurality of configurations having a sample inlet at the center of the substrate on a single plane. It can be manufactured by the same method as described above. According to this sensor device, since a large number of sample inlets having a plurality of reaction units can be provided, a plurality of measurements can be easily and quickly performed on each of the plurality of samples.
  • the sensor chip of the present invention has two substrates facing each other and a spacer layer sandwiched between the substrates, and further, a single opening opened between the substrates on the outer surface of the substrate.
  • Two or more hollow reaction parts that share the sample inlet, and detection that is exposed in each hollow reaction part A plurality of measurement units including an electrode system for use!
  • a sensor chip manufacturing method comprising: a step of forming, and then a step of bending around the folding line and bonding the surfaces of the members together (claim 15). Can do.
  • the present invention provides a manufacturing method for the sensor chip.
  • the substrate sheet is a sheet-like member that becomes the two substrates after the sensor chip is formed. Therefore, the same material as that of the substrate is used as the material.
  • the bend line is usually at a position that bisects the substrate sheet. One side of the folding line of the substrate sheet forms one of the two substrates, and the other side forms the other substrate of the two substrates.
  • the detection electrode system is formed on each side of the fold line on the substrate sheet.
  • the detection electrode system may be formed by, for example, a method of sticking a metal tape on a substrate sheet, or by applying a conductive material such as carbon ink by a method such as screen printing. It can also be done.
  • the detection electrode system for each substrate is formed on the same surface of one substrate sheet. Therefore, according to a technique such as screen printing, the detection electrode system for two substrates is formed. They can be formed at the same time in one process, and productivity can be improved.
  • the plurality of detection electrode systems are formed so that the positional forces from the fold lines of the detection electrode systems formed on the respective sides of the fold line are different from each other, that is, the fold line is centered.
  • the detection electrode systems formed on both sides of the fold line are not overlapped with each other. Claim 16 corresponds to this preferred embodiment.
  • a groove that becomes a hollow reaction part is formed on the detection electrode system after bending, but the position from the folding line, such as a line-symmetrical position about the folding line, is formed. Equal to each other When the two detection electrode systems are formed so as to be narrow, the grooves formed on the detection electrode systems also overlap after being bent. Therefore, in order to make these overlapping grooves independent hollow reaction parts, it is necessary to fold the sheet while sandwiching the sheet separating the grooves. However, the positions from the folding line are different from each other. In addition, when two detection electrode systems are formed, such a sheet or the like is not necessary, making the production of the sensor chip easier and reducing the thickness of the sensor chip.
  • a covering layer is formed so as to cover the detection electrode systems formed on both sides of the fold line.
  • the coating layer can be formed by laminating a resist material or an adhesive layer.
  • the formation of the resist material and the pressure-sensitive adhesive layer can be performed, for example, by screen printing.
  • the coating layer on each substrate side can be formed simultaneously by a method such as screen printing. , Productivity can be improved.
  • the coating layer can be formed, for example, by a method in which a resist material is applied and cured by screen printing, and then an adhesive material layer or an adhesive layer is further applied by screen printing.
  • a groove serving as a reaction portion is formed in the coating layer. Therefore, the groove is formed so that one of the detection electrode systems is exposed therein.
  • the formation of the groove may be performed simultaneously with the formation of the coating layer.
  • all the grooves are formed on the same surface of one substrate sheet. Therefore, a tape having an adhesive layer is affixed on the substrate sheet on which the electrode system is formed, and the tape is further laminated to form each groove, and a resin such as a resist material or an adhesive is used for screen printing or the like. All the grooves can be formed in a small number of steps by a method such as coating so that grooves are formed, resulting in a much higher productivity than when each groove is formed separately. . In particular, the screen printing method is the most economical with high productivity.
  • the grooves are formed so that the plurality of grooves share one end thereof, or such that one end thereof is in a line-symmetrical position with respect to the folding line as an axis. That is, when two or more grooves are formed on one side of the fold line, the grooves are formed so as to share one end thereof, and a sample introduction port is formed at the one shared end, and two or more grooves are formed. Hollow reaction part Can be used as a single sample inlet.
  • the grooves are formed such that one end thereof is in a line-symmetrical position with respect to the fold line. In this way, when folded around the fold line, one end of each of the two grooves formed on both sides of the fold line overlaps. Then, a sample inlet can be formed in this overlapping portion, and a single sample inlet shared by two or more hollow reaction parts can be obtained.
  • the sample introduction port is formed so that a hole is formed in advance at one end of the groove on the substrate sheet that overlaps after the folding, and the coating layer is also formed at this position. It may be performed by a method, or may be performed by a method of forming a hole at one end of the overlapping groove after bending.
  • the laminate of the substrate sheet and the coating layer is bent so that the coating layers are bonded to each other with the folding line as the center, and the surface of the coating layer is Are pasted together.
  • an adhesive is used for bonding. That is, it is preferable that an adhesive layer or an adhesive layer is provided on the top of the covering layer.
  • detection and quantitative reaction of a drug for example, a catalyst, an enzyme, and the like can be fixed to a reaction part after formation of the sensor chip. From the standpoint of manufacturing, it is preferable to perform the process before forming the sensor chip, that is, before bending. Therefore, a drug is usually applied to at least one of the plurality of grooves before folding around the folding line. Claim 17 corresponds to this preferred embodiment.
  • the medicine may be applied to the position where the groove is formed before the groove is formed, which need not be performed after the groove is formed.
  • a drug is applied to a portion to be a reaction portion, and a member (for example, a resist material) for forming one layer of the coating layer is attached to the periphery of the sensor chip or a resin is applied.
  • a member for example, a resist material
  • the application position can be easily defined in terms of the application area of the drug. From the viewpoint of productivity, the method of forming the groove first is preferable.
  • the force that can be applied to each groove using a coating machine or the like is used in the manufacturing method of the sensor chip of the present invention by utilizing the fact that all the coated surfaces exist on the same plane.
  • a drug can be applied to two or more grooves in the same process using an applicator such as a dispenser. If two or more grooves are parallel to each other, place two or more nozzles with a fixed nozzle interval on one applicator and move either the applicator or the substrate sheet on which the grooves are formed. It is possible to apply to two or more grooves in exactly the same application time as when applying a drug to one groove. As a result, productivity is improved, which is preferable.
  • the sensor chip of the present invention can measure and quantify a plurality of components in a small amount of sample simultaneously and with simple operation, and mass transfer between the reaction parts does not occur. High-precision measurement can be performed. That is, a plurality of components in a small amount of sample can be quantified accurately, quickly and simply. In addition, since there are no components having complicated shapes, production is easy, and it can be suitably used as a biosensor chip.
  • the sensor chip having the above-mentioned excellent characteristics can be easily manufactured with high productivity.
  • the method of folding both the detection means of the substrate and the cover layer and the spacer layer on the same surface of a single substrate sheet it is produced using a method such as screen printing. Can be further improved.
  • the sensor chip of the present invention is a sensor chip that can perform two types of measurement on each of a plurality of samples, and does not increase the chip size. Easy. In addition, mass transfer between each reaction part does not occur, so highly accurate measurement can be performed, and each component can be measured at the same time, and the measurement time can be shortened. Two components in a sample can be quantified accurately, quickly and easily. Therefore, it is suitably used as a biosensor chip.
  • the sample introduction ports corresponding to a plurality of measurement units are deployed and arranged on the outer surface of the sensor chip (the outer surface of the substrate).
  • the sample can be easily and quickly introduced into the inlet.
  • the sample introduction ports are arranged in a straight line, it can be efficiently introduced using an automatic dispenser or the like. Therefore, it can be suitably used for applications such as DNA chips that perform measurement of multiple items, and applications that process multiple samples.
  • the manufacturing method of the present invention since the detection electrode system of each substrate and the coating layer constituting the spacer layer are formed on the same surface of one substrate sheet, screen printing, etc. If this method is used, these can be manufactured with few processes, and productivity can further be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of one measurement unit in the sensor chip of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing one step in the method for producing a sensor chip of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing one step in the method for producing a sensor chip of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing one step in the method for producing a sensor chip of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a step in the method for producing a sensor chip of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing one step in the method for producing a sensor chip of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing one step in the method for producing a sensor chip of the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a sensor device in which a large number of sensor chips of the present invention are arranged.
  • FIG. 9 is a plan view showing a manufacturing process of an example of the sensor chip of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view showing a manufacturing process of an example of the sensor chip of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing an example of a sensor chip of the present invention.
  • FIG. 12 is a plan view showing an example of a sensor chip of the present invention.
  • FIG. 13 is an explanatory view showing a manufacturing process of another example of the sensor chip of the present invention.
  • FIG. 14 is an explanatory view showing a manufacturing process of another example of the sensor chip of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view showing another example of the sensor chip of the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view showing another example of the sensor chip of the present invention.
  • Fig. 1 shows a sensor chip obtained by the present invention, in which one of the detection electrode systems radially arranged and a portion (measurement unit) composed of a hollow reaction portion and the like is taken.
  • the cross section is schematically shown.
  • resist material layers 3 and 3 ′ are sandwiched between a substrate 1 and a cover layer 1 ′.
  • a detection electrode system 2 is formed on the surface of the substrate 1 on the resist material layer 3 side.
  • the base plate 1, the cover layer 1 'and the resist material layers 3 and 3' are bonded to each other at the center line 7 through the adhesive layer 4 (the spacer layer is composed of the resist material layer and the adhesive layer). Composed of laminates).
  • reaction portion 6 is formed in the resist material layers 3, 3, and the pressure-sensitive adhesive layer 4, and the detection electrode system 2 is exposed therein.
  • the reaction portion 6 has a straw-like shape with both ends open, and one end serves as a sample introduction port (16 in FIG. 4) into which a sample is introduced.
  • the drug 5 is fixed to the bottom side of the reaction part 6.
  • the sensor chip of the present invention can be obtained by arranging a plurality of measurement units shown in FIG. 1 radially from one sample introduction port. Next, a method for manufacturing the sensor chip of the present invention will be described. 2 to 4 are explanatory diagrams showing each manufacturing process in an example of the manufacturing method of the present invention.
  • the sensor chip manufactured according to this example is a sensor chip (an aspect of claim 4), characterized in that a sample introduction port is provided at an outer edge portion of the sensor chip.
  • a plurality of detection electrode systems 12 and lead wire portions (including terminal portions) 13 are formed on the surface of a circular substrate sheet 11 radially from the center of the circle.
  • a sample inlet (16 in Fig. 4) is formed at the center of this circle.
  • the upper side of the folding line 19 of the substrate sheet 11 becomes the substrate 1 after the formation of the sensor chip, and the lower side becomes the cover layer 1 ′ after the formation of the sensor chip.
  • a foldable and electrically insulating film such as a sheet of PET film
  • carbon ink is screen-printed thereon to detect the electrode system 12
  • a lead wire portion 13 is formed.
  • the detection electrode system 12 may be provided with electrodes such as a reference electrode and a liquid junction detection electrode in addition to the force constituted by a pair of electrodes including a counter electrode and a working electrode as much as possible. These can be similarly formed by screen printing.
  • the detection electrode system 12 and the lead wire portion 13 are arranged on at least one of the upper and lower surfaces of the substrate sheet 11. When it is disposed on both sides, it is disposed at a position where the top and bottom are asymmetric with each other, that is, a position where they do not overlap after folding. Further, the number of the detection electrode system 12 and the number of the lead wire portions 13 to be arranged may be different on the upper and lower surfaces, which are 5 pairs each on the upper and lower surfaces in the drawing.
  • FIG. 3 is a view showing the state after the resist material layer 14 is formed.
  • the resist material layer 14 is formed to have grooves 15 extending radially from the center of the circle, and the detection electrode system 12 is exposed in the grooves 15.
  • Such a resist material layer 14 can be formed by a method in which the resin constituting them is screen-printed and cured so as to form the grooves 15.
  • a pressure-sensitive adhesive layer (not shown) is formed thereon because it overlaps with the resist material layer.
  • the pressure-sensitive adhesive layer can be formed by screen printing the resin constituting them so as to form the grooves.
  • the application force S of a medicine (not shown) is applied to the bottoms thereof.
  • the substrate sheet 11 is folded around the folding line 19 and the adhesive layers are bonded together. As a result, the sensor chip shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) is obtained.
  • 4A is a perspective view of the inside of the sensor chip sandwiched between the substrate sheets 11, and
  • FIG. 4B is an external view of the sensor chip.
  • this sensor chip has a semicircular shape, and its string.
  • a sample inlet 16 is provided near the midpoint of the (diameter) portion. Further, it has a spacer layer formed by two resist material layers 14 and an adhesive layer. Further, reaction portions 20 extending radially from the sample introduction port 16 toward the respective sample outlets 18 are formed radially. A sample such as blood can be introduced into the reaction section by bringing the fingertip 17 into contact with the sample introduction port 16, for example.
  • a circular substrate sheet is used.
  • the substrate sheet is not limited to a circle as long as it is a shape that is bonded and integrated.
  • the position of the lead terminal is not limited to the position of this example.
  • FIG. 5 to FIG. 7 are explanatory diagrams showing each manufacturing process in an example of the manufacturing method of the present invention.
  • the sensor chip manufactured according to this example is a sensor chip (aspect of claim 5) characterized in that the sample introduction port is provided in the center of the substrate.
  • each of four folds extends radially from the center of the quadrilateral after folding.
  • the detection electrode system 32 and the lead wire portion 33 are formed by screen printing.
  • a through hole 36 and a through hole 37 are formed at the center of the quadrangle after being bent on one side and the other tip of the detection electrode system 32, respectively. This will be the sample inlet 36a and the sample outlet 37a.
  • the materials such as the substrate sheet and the detection electrode system, and the formation method thereof are the same as in the examples of FIGS.
  • a resist material layer 35 having the groove 34 so that the detection electrode system 32 is exposed is formed (FIG. 6). Further, in the same manner as in FIG. 3, after the formation of the adhesive layer and the application of the drug, the substrate sheet 31 is folded around the folding line 39, and the adhesive layers are bonded together. As a result, the sensor chip shown in Figs. 7 (a) and (b) was obtained.
  • FIG. 7 (a) is a perspective view of the inside of the sensor chip sandwiched between the substrate sheets 31, and (b) is an external view of the sensor chip.
  • this sensor chip has a quadrangular shape and has a sample inlet 36a in the vicinity of the center thereof. It also has a spacer layer formed by two resist material layers 35 and an adhesive layer. Further, reaction portions 38 extending radially from the sample inlets 36a toward the respective sample outlets 37a are formed radially. Then, a sample such as blood can be introduced into the reaction part by bringing a fingertip into contact with the sample introduction port 36a, for example.
  • Figure 8 shows an example of this, in which a total of 25 pieces, 5 each in length and width, are arranged.
  • FIG. 9 to FIG. 12 are diagrams illustrating each manufacturing process for manufacturing an example of the sensor chip of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the force inside the sensor chip sandwiched between two substrates.
  • the hollow reaction part 106 has the sample inlet 105 as the apex.
  • the triangles are arranged so that they are on the two sides of the apex, forming one measurement unit, and the adjacent measurement units are so that the directions of the triangles formed by them are opposite to each other.
  • the adjacent sides are arranged so that they are almost parallel and close to each other (for example, the positional relationship between 106 and 106 'in the figure), and a plurality of measurement units are arranged in one linear direction (figure Are arranged in a direction (in the direction of arrow C in the middle), and a plurality are also arranged in a direction (in the direction of arrow D in the figure) orthogonal to the one linear direction.
  • FIG. 9 is a plan view showing the detection electrode system 102 and the lead wire 103 after the formation.
  • the detection electrode system 102 is formed with a counter electrode. Although it is composed of a pair of electrodes composed of a working electrode, other electrodes such as a reference electrode and a liquid junction detection electrode may be arranged, and these can also be formed by screen printing.
  • Reference numeral 109 in the figure is a bending line that divides the substrate sheet 101 into approximately equal halves.
  • the detection electrode system 2 on both sides of the bending line 109 has two bending electrode lines 109. It is formed so that it does not come to a line-symmetrical position with respect to the axis (so that there is no overlapping portion when folded).
  • FIG. 10 is a plan view showing the state after the resist material layer 107 is formed.
  • the resist material layer 107 can be formed by a method in which the resin constituting them is screen-printed and cured so as to form the groove 106.
  • the substrate sheet 101 has a protruding portion 121, and the end portion 131 of the lead wire portion 103 is provided on the protruding portion 121.
  • the resist material layer 107 is not formed on the protruding portion 121, and therefore the end portion 131 of the lead wire portion 103 is exposed.
  • the hole to be the sample introduction port 105 and the hole to be the sample discharge portion 104 are formed on the resist material layer 107 (one side of the folding line 109). To be done.
  • an adhesive layer (not shown) is formed thereon because it overlaps the resist material layer.
  • the pressure-sensitive adhesive layer is formed by screen printing so as to form the grooves described above, and to form the holes serving as the sample introduction port 105 and the holes serving as the sample discharge unit 104. It can be performed by the method to do.
  • the application force S of a medicine (not shown) is applied to the bottoms thereof.
  • the substrate sheet 101 is folded around the folding line 109, and the adhesive layers are bonded together. As a result, the sensor chip shown in FIGS. 11 and 12 is obtained.
  • the groove 106 is formed so that one end of each of the two grooves (for example, 161 and 16 2 in FIG. 10) is in a line-symmetrical position about the force fold line 109.
  • a hole serving as the sample introduction port 105 is formed at the position of this one end, as shown in FIG. A response part is formed.
  • one hollow reaction part has a resist material layer 10
  • the detection electrode system 102 formed on the upper side of 7 (with respect to the paper surface) is exposed, and the other air reaction part is formed on the lower side of the resist material layer 107 (with respect to the paper surface). The detection electrode system 102 is exposed.
  • FIG. 12 is a plan view of the sensor chip.
  • the outer surface of the sensor chip is covered with two substrates formed from the substrate sheet 1.
  • a number of sample inlets 105 and sample outlets 104 are provided on one substrate. By introducing different samples into 105, two types of measurements can be performed simultaneously on many samples.
  • the end 131 of the lead wire portion 103 is exposed without being covered by the substrate formed of the substrate sheet 101, and the exposed end 131 has a sensor chip installed on the detector. Connected to the detector terminal. Further, by separating this sensor chip along the AA ′ plane shown in FIGS. 11 and 12, a large number of sensor chips in which measurement units are arranged only in one direction can be obtained. By this method, a sensor chip in which measurement units are arranged only in one direction can be manufactured with high productivity.
  • FIGS. 12 to 16 are diagrams illustrating each manufacturing process for manufacturing another example of the sensor chip of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the inner part of the sensor chip sandwiched between two substrates. As is clear from this figure, in this sensor chip, the hollow reaction part 106 is centered on the sample inlet 105. Are arranged in opposite directions to form one unit of measurement.
  • the manufacturing method of the sensor chip is the same as the manufacturing method of the sensor chip of Figs. 9 to 12 except that the formation positions of the groove 106, the detection electrode system 102, and the like are different. I will omit the explanation. 13 corresponds to FIG. 9, FIG. 14 corresponds to FIG. 10, FIG. 15 corresponds to FIG. 11, and FIG. 16 corresponds to FIG. The contents are the same.
  • FIG. 8 is a plan view showing another example of the sensor chip of the present invention.
  • This sensor chip is also a sensor chip in such a manner that a plurality of measurement units are arranged in one linear direction and a plurality of measurement units are also arranged in a direction orthogonal to the one linear direction.
  • Each measurement unit has a sample inlet near its center, and the hollow reaction part is connected to each sample outlet from the sample inlet. It is formed so as to extend in a radial direction.

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Abstract

　サイズが小さく、生産が容易なセンサチップであって、試料中の複数の成分または複数の試料について２以上の成分を、迅速、簡便にかつ正確に定量することができるセンサチップ、及びこのセンサチップを、容易に高い生産性で製造することができる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露出する検知手段が複数設けられており、かつ、この複数の中空反応部が１つの試料導入口と連通していることを特徴とするセンサチップ、及びその製造方法。 　互いに対向する２枚の基板、及び該基板間に挟装されるスペーサ層を有し、さらに該基板間に、基板の外表面に開口する１つの試料導入口を共有する２以上の中空反応部、及びそれぞれの中空反応部中に露出する２以上の検知用電極系を含む測定単位を、複数有することを特徴とするセンサチップ、及びその製造方法。

Description

センサチップ及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、試料中の特定成分を定量するセンサチップ、特にバイオセンサチップに 関する。より具体的には、試料中の多数の成分を、迅速かつ簡便に定量することがで きるセンサチップと、複数の試料に対し、少なくとも 2つの成分を、迅速かつ簡便に定 量することができるセンサチップに関する。本発明は、さらにこれらのセンサチップの 製造方法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等として、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）に使用されている。
[0003] このようなセンサチップとしては、家庭内健康診断等に使用しやすい形状や大きさ を有し、正確な測定が可能であるとともに、より微量な試料で、かつ簡単な操作で、よ り多数の情報を、短時間に、できれば一時に得られるものが望まれている。そのため 、 1つの試料導入ロカゝら導入される微量な試料について、複数種類の反応を起すこ とができ、複数種類の定量等を行うことができるセンサチップが望まれて 、る。
[0004] さらに、複数の試料についての測定や、各試料中の複数の成分についての測定を 迅速に行えるように、バイオセンサチップなどのセンサチップとして、複数の試料につ いての測定、または Zおよび、各試料中の複数の成分についての測定を同時に行う ことができるセンサチップが望まれて 、る。
[0005] 特開平 4— 264246号公報には、このようなセンサチップの一例として、絶縁性の基 板上に複数組の電極系を設けたバイオセンサチップが開示されて ヽる。このバイオ センサチップは、多成分の試料を同時に測定することができるものの、一平面上に並 列に反応層及び電極系を複数組並べる構造であるため、チップのサイズが一成分用 のチップよりも大きくなつてしまう問題がある。また、特殊な形状の部材を精度良く作 製し組み立てねばならないため、生産性が悪く製造コストが高くなるとの問題もある。
[0006] 又、特開平 6— 109693号公報にも、絶縁性の基板上に、反応層（反応部）と、主 電極系と副電極系とを設け、両電極系間に親水性高分子層を設けたバイオセンサチ ップが開示されている。このバイオセンサチップは、構造を簡単にするために、反応 層を単に親水性高分子で区切る構造とし親水性高分子の膨潤で物質移動を制限さ せている。しかし親水性高分子層を高精度で配置する必要があるため、製造コストが 高くなるのみならず、本来親水性高分子のみで物質移動を完全に防ぐことは困難で あり、反応層を別々に設けた場合と比較して精度が劣るとの問題があった。
[0007] 又、特開平 6— 109698号公報には、絶縁性の基板と、前記絶縁性の基板上に形 成された電極系と、前記絶縁性の基板上に形成した反応層（反応部）とから構成され るバイオセンサにおいて、該ノィォセンサに試料液を供給した後、前記電極系に一 定電圧を印加して電流値を測定する操作を複数回行なうことを特徴とする基質濃度 測定方法が開示されている。この方法により、 1つの電極系と 1つの反応部を備えた ノィォセンサにより、複数の成分の定量が可能となる。しかし、この方法は、基質の反 応時間差を利用するため、測定に時間が力かる問題があるとともに、被測定物質間 に反応時間差のある特殊な組み合わせにしか用いることができな 、。
[0008] これら上記の問題に対し、生産が容易でかつサイズが小さいセンサチップであって
、複数の試料について、各試料中の複数の成分を、迅速、簡便かつ正確に定量する ことができるセンサチップが求められて 、る。
[0009] 特許文献 1 :日本公開特許:特開平 4 264246号公報
特許文献 2：日本公開特許：特開平 6 - 109693号公報
特許文献 3：日本公開特許：特開平 6 - 109698号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] 本発明は、容易に生産できるセンサチップであって、試料中の多数の成分を、迅速 、簡便かつ正確に定量することができるセンサチップを提供することを課題とする。ま た、本発明は、生産が容易なセンサチップであって、そのサイズも小さぐ複数の試料 について少なくとも 2つの成分を、迅速、簡便かつ正確に定量することができるセンサ チップを提供することを課題とする。本発明はさらに、このセンサチップを、容易に、 高い生産性で製造することができる製造方法を提供することも課題とする。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明者は、鋭意検討の結果、中空反応部及び該中空反応部内に露出する検知 手段力もなる測定単位の複数を、 2枚の基板間に配置し、この測定単位の複数を、 1 つの試料導入口と連通させることにより、微量の試料中の多数の成分を、迅速、簡便 かつ正確に定量することができるセンサチップが得られることを見出した。
[0012] 本発明者は、さらに、榭脂フィルム等のシート上に、複数の検知手段を形成し、その 上に該検知手段を露出する複数の溝を有するスぺーサ層を形成し、他のシートでそ の上を覆う方法により、前記の優れた特徴を有するセンサチップを、容易に、生産性 高く製造できることを見出した。本発明は、上記の知見に基づき完成されたものであ る。
[0013] 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露出する検知手 段を複数有し、かつ、この複数の中空反応部が 1つの試料導入口と連通していること を特徴とするセンサチップを提供するものである（請求項 1)。
[0014] ここで、基板とカバー層が、同じ材質力もなりかつ同じ厚みであると、センサチップ の製造時や製造後の反りなどの問題を防ぐことができ、また、後述するような生産性 の高い方法で製造することもできるので、好ましい。請求項 2は、この好ましい態様に 該当する。
[0015] さらに、 1つの試料導入口に連通する複数の中空反応部を、その試料導入口より放 射状に延びるように配設すれば、中空反応部間が干渉しないように配設することが容 易になるので好ましい。請求項 3は、この好ましい態様に該当する。
[0016] 検知手段は、通常、検知用電極系であり、 1つの検知用電極系は、少なくとも作用 極と対極を有し、さらに必要により参照極等の他の電極やその他の手段を有してもよ い。作用極と対極は、基板の表面上に配置される。
[0017] 検知手段は、反応を検知して得られた情報を電気信号として外部に伝達するリード 線と接続されている。リード線の他端はリード端子であって、リード端子は、センサチッ プが測定機 (センサチップよりの情報を処理し、その結果を表示する手段）と連結す る位置に設けられ、このリード端子を通して測定機に電気信号が伝達される。
[0018] 本発明のセンサチップは、互いに対向する、すなわち対面して配置されている基板 およびカバー層を有し、その間に前記測定単位が複数形成されている。従って、複 数の検知手段を有し、これらは少なくとも基板の表面上に設けられ、後述するように 好ましくはカバー層上にも設けられている。
[0019] 前記基板は、電気絶縁性のフィルムであり、その材質としては、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）、ポリエチレンテ レフタレート等のプラスチック材料が例示される力 好ましくは、ポリエチレンテレフタ レート等の絶縁性榭脂が用いられる。
[0020] 前記基板およびカバー層間に挟装されるスぺーサ層は、一層又は複数の層からな り、例えば、電極間の絶縁性を高め、かつ電極を物理的に保護する機能を有するレ ジスト材層と、各層を接着する機能を有する粘着材層ゃ接着剤層等からなる。一層 1S レジスト材層と接着剤層を兼ねる場合もあるし、レジスト材層、粘着材層、接着剤 層がそれぞれ多層からなる場合もある。
[0021] レジスト材は、センサチップ形成後、スぺーサとしての役割を果たすと共に、基板と の密着性が強いので、液体の薬剤を反応部に塗布した際に、基板とスぺーサ層との 界面に薬品が浸透し、界面が剥離することを防止する等の機能を有する。
[0022] レジスト材の材質としては、ウレタン榭脂、エポキシ榭脂、変性ポリイミド榭脂、アタリ ル榭脂等が挙げられる。粘着材層を形成する粘着材としては、ゴム系粘着材、アタリ ル系粘着材、シリコーン系粘着材が例示される。接着剤層を形成する接着剤としては 、エポキシ系、酢酸ビュル系、シリコーン系等の接着剤が例示され、エポキシ榭脂等 の熱硬化榭脂、 UV硬化榭脂等を使用することができる。
[0023] 接着剤層や粘着剤層も、センサチップ形成後、スぺーサとしての役割を果たすが、 一般に接着剤や粘着剤はヤング率が低く変形しやすいため、反応部の体積を規定 する上ではあまり厚くしない方が良い。両面を接着する機能を有する程度で、最小限 の厚さであることが通常好まし 、。
[0024] 本発明のセンサチップにおいては、 1つの試料導入口より、複数の中空反応部に 試料が導入される。導入された試料が化学反応を引きおこし、この反応が検知され、 定量等が行われる。ノィォセンサチップの場合には、生化学反応を引きおこす。従つ て、中空反応部に、化学反応に必要な触媒、酵素等が固定されており、これらにより 、試料の化学反応が促進される。
[0025] 固定される触媒、酵素としては、血液中のグルコース量を測定するグルコースバイ ォセンサにおいては、グルコースォキシダーゼ（GOD)、グルコースデヒドロゲナーゼ (GDH)、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 ァ ルブミン混合物等が例示される。
[0026] 本発明のセンサチップは、グルコースバイオセンサ以外にも、フルクトースセンサな どとして使用され、また、肝機能検査、中性脂肪やコレステロール量の検査などとして も使用される。フルクトースセンサにおいては、フルクトースデヒドロゲナーゼ（FDH) が固定される。肝機能検査に使用されるセンサチップでは、血液中のグルタミン酸ォ キサロ酢酸トランスアミナーゼ（GOT) (ァスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ (AST) )、グルタミン酸ピルビン酸トランスアミナーゼ（GPT) (ァラニンアミノトランスフェラー ゼ（ALT) )や、 γ—グアノシン 5'三リン酸の量を測定する γ—グルタールトランスぺ プチダーゼ（ y GTP)などが固定される。
[0027] 中性脂肪量の検査に使用されるセンサチップでは、血液中のトリグリセライド量を測 定するリポ蛋白リパーゼなどが固定され、血液中のコレステロール量の検査に使用さ れるセンサチップでは、コレステロールォキシターゼなどが固定される。これらの酵素 などとともに、反応を円滑に行うための界面活性剤等が固定される場合もある。
[0028] 又、中空反応部は、前記の試料導入口に一方の端が連通されて 、るが、その反対 側の端にも開口部を有することが好ましい。中空反応部を、このようなストロー状の構 造とすることで、毛管現象を利用して試料の中空反応部への充填を容易にすること ができる。 [0029] 本発明のセンサチップでは、 1つの試料導入口より複数の中空反応部が形成され ているので、それぞれの中空反応部に異なった薬剤を塗布することにより、異なった 多数の成分について同時に測定をすることができる。各中空反応部及び各検知手段 を、放射状に位置させることにより、チップのサイズを大きくせずに多数の測定をする ことができる。
[0030] 本発明のセンサチップでは、中空反応部及び各検知手段が複数設けられているが 、その内の 1つを、センサチップの使用可否を判定するレファレンス部とすることもで きる。レファレンス部には、他の中空反応部に使用した薬剤と同じ薬剤、及びその薬 剤と反応する試薬 (参照用試薬)が塗布され、両者の反応により生じる電流値によつ て、この薬剤の劣化状況を判定することができる。例えば、複数の各中空反応部に塗 布された薬剤の中の最も早く劣化する薬剤を用いたレファレンス部を設け、この薬剤 を使用した測定の可否、さらにはセンサチップの使用可否を判定することができる。
[0031] このようなレファレンス部を設け、さらに複数の種類、すなわち試料の種類及び Zま たは薬剤の種類が 2以上の測定を行うために、中空反応部及び各検知手段の数は、 3以上が好ましい。
[0032] 又、本発明のセンサチップは、 1つの試料導入口よりほぼ同時に、試料をそれぞれ の反応部中に導入することができ、各成分の測定を同時に実施することができるので 、測定時間も一成分用のセンサチップを用いて測定する場合と変わらず、迅速、簡 便な測定を行うことができる。さらに、多数の反応部の試料導入口部分が共通してい るので、試料が少量であってもよい。
[0033] かつ各反応部間は、試料導入口部分が共通しているものの、他の部分は完全に隔 離されているため、測定中に各反応部間の物質移動が生じず、高精度の測定を行な うことができる。さらに、後述するように、簡単な形状の部材の組み合わせで反応部を 形成することができるので、生産性は高く製造コストも低 、。
[0034] 試料導入口の位置は、センサチップの外縁部に設けられてもよ 、し、センサチップ の外縁部より内側にある基板上、特に基板上の中央部に設けられてもよい。図 4は、 試料導入口が、センサチップの外縁部に設けられている場合の一例を示す。請求項 4は、この態様のセンサチップに該当する。この場合は、指先等を試料導入口に近づ け、指先の血液等の試料を、ピぺッタ等の他の器具を介することなく直接的に、導入 させることが容易にできるので、家庭内健康診断の血糖値センサ等の用途に好適で ある。
[0035] 図 7は、試料導入口が、基板上の中央部に設けられている場合の一例を示す。請 求項 5は、この態様のセンサチップに該当する。この場合は、中空反応部を、試料導 入口の全周囲にわたり配置することができるので、より多数の中空反応部を配設でき
、より多数の種類の測定を可能にする。
[0036] また、本発明者は、鋭意検討の結果、互いに対向する 2枚の基板及びそれらに挟 装されるスぺーサ層を有するセンサチップにおいて、この基板間に、基板の外表面 に開口する 1つの試料導入口を共有する 2以上の中空反応部を含む測定単位を、複 数配設することにより、前記の課題を達成する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。
[0037] すなわち本発明は、互いに対向する 2枚の基板、及び該基板間に挟装されるスぺ 一サ層を有し、さらに該基板間に、基板の外表面に開口する 1つの試料導入口を共 有する 2以上の中空反応部、及びそれぞれの中空反応部中に露出する検知用電極 系を含む測定単位が、複数配設されて ヽ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（請求項 6)。
[0038] 本発明のセンサチップは、 2枚の基板の間に、 2以上の中空反応部、及びそれぞれ の中空反応部中に露出する検知用電極系を含む測定単位を、複数設けることを特 徴とする。ここで検知用電極系は、少なくとも作用極と対極を有する電極系であって、 さらに必要により参照極等の他の電極やその他の手段を有してもよい。検知用電極 系は、各基板の表面上に配置されて、試料の反応により生じた電流をチップ外部の 検出器に導くためのリード線と接続している。
[0039] 測定単位を構成する 2以上の中空反応部は、スぺーサ層内に形成される中空部で あり、この中に試料が導入されて検知、定量のための化学反応をし、バイオセンサチ ップの場合は生化学反応をする。 2以上の中空反応部内には、それぞれ、検知用電 極系が露出しており、この検知用電極系により反応が検知される。
[0040] 中空反応部には、化学反応に必要な触媒、酵素等の薬剤が固定されており、これ らにより、試料の化学反応が促進される。
[0041] 本発明において、この 2以上の中空反応部は、 1つの試料導入口を共有しているこ とを特徴とする。すなわち、 2以上の中空反応部のそれぞれの一方の端は、互いに接 触し、または同一の孔に開口している。この 1つの試料導入口より、同じ試料 (被測定 物）が 2以上の中空反応部に導入される。 2以上の中空反応部のそれぞれに異なつ た薬剤が固定されている場合は、同一試料についての異なった測定、例えば、異な つた成分にっ 、ての測定を行うことができる。
[0042] 2以上の中空反応部が共有する 1つの試料導入口は、基板の外表面に開口するこ とを特徴とする。従って、複数の測定単位にそれぞれ対応する複数の試料導入口は 、センサチップの外表面に開口するように配設されている。その結果、ピペット等を用 いることにより、複数の試料導入口に迅速に多数の試料を導入することが容易となる 。なお、一般の臨床検査においては、ピペットとしては、ピペットチップ、パスツールピ ペット、キヤビラリ一ピペットなどが用いられる力 これらを用いても、多数の試料を容 易に迅速に導入することができる。
[0043] それぞれの中空反応部は、試料導入口をその一端に有する必要があるが、さらに 試料導入口の反対側の端にも、開口部 (試料排出部)を有することが好ましい。中空 反応部を、このようなストロー状の構造とすることで、毛管現象を利用して試料の中空 反応部への導入を容易〖こすることができる。
[0044] 本発明のセンサチップは、このような測定単位を複数配設することを特徴とするが、 ここで複数とは、 2以上を意味する。しかし、より多数の場合例えば 4以上の場合、本 発明の効果がより発揮される。
[0045] 本発明のセンサチップでは、複数の測定単位ごとに異なった試料を、試料導入口 よりほぼ同時に、それぞれの反応部中に導入することができ、これらの測定を同時に 実施することができる。従って、複数の試料の測定を、迅速、簡便に行うことができる
[0046] また、複数の測定単位は互いに独立して設けられて 、るので、試料が混ざり合うこ とはない。各測定単位内においても、試料導入口部分が共通しているものの、他の 部分は完全に隔離されているため、測定中に各反応部間の物質移動は生じない。 従って、高精度の測定を行なうことができる。
[0047] また、本発明のセンサチップは、簡単な形状の部材の組み合わせで反応部を形成 することができるので、生産性は高く製造コストも低!、。
[0048] 本発明のセンサチップの具体的な態様としては、例えば、各測定単位において、中 空反応部力 試料導入口を頂点とし 2つの中空反応部をその 2辺とする三角形内に 配設されているセンサチップを、好ましく挙げることができる。
[0049] このセンサチップでは、それぞれの測定単位において、 2以上の中空反応部の中 の 2つが、試料導入口を頂点とする三角形の 2辺を形成し、中空反応部の数が 3以上 の場合、他の中空反応部は、この 2辺の間に設けられる。
[0050] このとき、隣接する測定単位を、それぞれが形成する三角形の向きが互いに逆にな るように、かっこの三角形の辺の中の一辺が、互いに略平行で近接するように配設さ れていると、隣接する測定単位間の間隔を小さくし、基板シートの平面を有効に活用 することができるので、よりサイズの小さ!/、センサチップを得ることができる。
[0051] 本発明のセンサチップの具体的な態様として、さらに、以下に述べる構成のセンサ チップも好ましく例示することができる。本発明は、これらの好ましい態様に該当する センサチップも提供するものである。
[0052] 前記のセンサチップであって、各前記測定単位において、中空反応部が 2つであり
、かっこの 2つの中空反応部が、試料導入口よりそれぞれ逆向きに延びるように配設 されて 、ることを特徴とするセンサチップ (請求項 7)。
[0053] すなわち、 2つの中空反応部および試料導入口が、略 1直線上に乗るように設けら れている態様である。中空反応部の数が 2つの場合、これらを略 1直線上に乗るよう に設けることができ、このようにすることにより、センサチップの幅を小さくすることがで き、サイズの小さいセンサチップが得られる。また、このセンサチップにおいては、各 測定単位を切り離すことも容易であり、この方法により、多数のセンサチップを高い生 産効率で得ることができる。
[0054] 前記のセンサチップであって、複数の測定単位が、少なくとも 1直線方向に配列さ れて 、ることを特徴とするセンサチップ (請求項 8)。
[0055] 複数の測定単位を 1直線方向に配列すると、複数の試料導入口を 1直線上に乗る ように配列することができ、デイスペンサなどを用いて自動的に多数の試料を導入す ることが可能になるので好ま 、。特に前記で例示した具体的態様のセンサチップで は、この効果が大きい。
[0056] 前記のセンサチップであって、複数の測定単位が、さらに、前記 1直線方向とは直 交する方向にも複数配設されて ヽることを特徴とするセンサチップ (請求項 9)。
[0057] 複数の測定単位を 1直線方向に配列するとともに、さらに該 1直線方向とは直交す る方向にも複数配列されていてもよい。これにより、より多くの試料についての測定が 可能となる。また、このようなセンサチップを得た後、 1直線方向に配列されている測 定単位の群ごとに、切り離すことにより、 1方向に複数、測定単位が配列されたセンサ チップを複数得ることも可能である。この方法により、生産効率の向上を図ることがで きる。
[0058] 本発明のセンサチップは、特にバイオセンサチップあるいはバイオセンサデバイス 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 センサなどとして、また、フルクトースセンサや肝機能検査、中性脂肪ゃコレステロ一 ル量の検査などにおいても好適に用いられる。請求項 10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。
[0059] 本発明は、さらに前記の優れた特徴を有するセンサチップの製造方法を提供する。
この製造方法により、前記のセンサチップを、容易に、高い生産性で製造することが できる。
[0060] 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露出 する検知手段が複数設けられており、かつ、この複数の中空反応部が 1つの試料導 入口と連通していることを特徴とするセンサチップの製造方法であって、基板上に、 複数の検知手段を形成する工程、その後、該検知手段のそれぞれをその中に露出 し、それらの一端が略同位置にある複数の溝、を有するスぺーサ層を形成する工程 、及び、その後、カバー層により該スぺ一サ層を覆う貼り合せ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 (請求項 11)。 [0061] 本発明の製造方法では、先ず、少なくとも基板上 (後述するように、好ましくは、さら にカバー層上）に、検知手段、すなわち対極、作用極等の検知用電極等が形成され る。検知手段の形成は、例えば、金属テープを基板シート上に貼り付ける等の方法 で行なっても良いし、カーボンインク等の導電性物質を、スクリーン印刷等の手法で 塗布すること〖こより行うことちできる。
[0062] 多数の検知手段は、好ましくは、互いに放射状の配置となるように、すなわち、セン サチップの形成後に試料導入口が形成される位置から、多数の検知手段が放射状 に伸びるように形成される。
[0063] 本発明の製造方法では、一枚の基板の同一表面上に多数の電極系が形成される
1S スクリーン印刷等の手法を用いることにより、多数の電極系を一工程で同時に製 造することができる。従って、生産性が向上するので好ましい。検知手段の形成ととも に、リード線の形成も行われる。スクリーン印刷等の手法により、リード線も一工程で 製造することができる。
[0064] 次に、この検知手段上に、検知手段と同数の溝を有するスぺーサ層が形成される。
スぺーサ層の溝は、各検知手段が、それぞれの溝内に露出するように設けられる、 従って、各検知手段が放射状に伸びるように形成されている場合は、この溝も、セン サチップの形成後に試料導入口が形成される位置から、放射状に伸びるように形成 される。
[0065] スぺーサ層の形成は、レジスト材ゃ粘着剤層等を積層することにより行うことができ る。レジスト材ゃ粘着剤層等の形成は、例えば、スクリーン印刷で行うことができる。よ り具体的には、例えば、溝を有するようにレジスト材をスクリーン印刷で塗布し、硬化さ せ、その後、更に、レジスト材の溝と同じ位置に溝を有するように、粘着材層又は接 着剤層をスクリーン印刷で塗布させる方法で行うことができる。スクリーン印刷による 方法は生産性が高ぐ最も経済的である。
[0066] 好ましくは、貼り合せには、粘着材ゃ接着剤が用いられる。すなわち、前記スぺー サ層の最上部には、粘着材層ゃ接着剤層が設けられることが好ましい。
[0067] 本発明は、前記の製造方法のより好ましい態様として、次に示す製造方法も提供す る。 [0068] 前記の製造方法であって、カバー層が、基板と同じ材質力 なり、かつ同じ厚みで あり、このカバー層上にも、複数の検知手段を、互いに放射状の配置となるように形 成し、その後、該検知手段のそれぞれをその中に露出し、それらの一端が略同位置 にある複数の溝、を有するスぺーサ層を形成し、かつ、基板およびカバー層上のス ぺーサ層の溝の前記一端が互いに重なるように、かつ他の部分では溝が重ならない ように、前記貼り合せ工程を行うことを特徴とするセンサチップの製造方法 (請求項 1 2)。
[0069] 本発明のセンサチップの製造方法では、基板とカバー層の両方に、多数の検知手 段や、溝を有するスぺーサ層を形成し、そのスぺーサ層同士が対向するように、貼り 合せてもよい。貼り合せを、基板とカバー層両方の溝が互いに重ならないように行え ば、より多数の検知手段および溝 (すなわち中空反応部）を形成することができ、好ま しい。基板上とカバー層上に形成される、検知手段や溝の位置を調整し、貼り合せ 後の位置をずらすことにより、溝が互いに重ならないようにすることができる。又、貼り 合せの際に、両方の間に、薬剤の溶液や試料液を透過しないフィルムを挟装するこ とによっても、溝が互いに重ならないようにすることができる。ただし、この場合は、セ ンサチップの厚みが増す。
[0070] このようにして得られたセンサチップのスぺーサ層は、前記のスぺーサ層の 2枚が 合体して形成されたものである。（両方の間に、透過性のないフィルムを挟装する場 合は、前記のスぺーサ層の 2枚及び該フィルムが合体して形成されたものである。 )
[0071] 前記の製造方法であって、基板及びカバー層が、一枚の基板シートから形成され、 その基板シートを、それを略 2等分する折り曲げ線を中心に折り曲げることにより、前 記貼り合せ工程を行うことを特徴とするセンサチップの製造方法 (請求項 13)。
[0072] 折り曲げ線とは、該基板シートを略 2等分する位置に設けられる。この基板シートの 折り曲げ線の一方の側が基板を形成し、他方の側がカバー層を形成する。
[0073] 基板シートは、センサチップの製造後は基板およびカバー層（基板と同じ材質から なり、かつ同じ厚みである）となるシート状の部材である。従って、前記の基板の材質 と同様なものが、その材質として用いられる。
[0074] この製造方法によれば、一枚の基板シートの同一表面上に、基板、カバー層両方 の側のスぺーサ層を形成することができるので、スクリーン印刷等の方法により、両方 のスぺーサ層を同時に形成することができ、生産性を向上させることができる。又、全 ての溝を、一枚のシートの同一表面上に形成することができるので、レジスト材ゃ粘 着剤等の榭脂を、スクリーン印刷等の方法で、溝を形成するように塗布する等の方法 により、全ての溝を少ない工程で形成することができ、別個に各溝を形成する場合よ りも高 、生産性が得られる。検知手段の形成にっ 、ても同様である。
[0075] なお、折り曲げ、貼り合せの後、折り曲げ部での残留応力の除去等の目的で、折り 曲げ部の切断や、ァニールや折り曲げ部の切断等を行ってもよい。
[0076] 前記の製造方法の態様の!/、ずれにお 、ても、検知、定量の反応をするための薬剤 、例えば触媒、酵素等の反応部への固定は、センサチップ形成後に行うことも可能で あるが、製造のしゃすさの観点からは、センサチップ形成前、すなわち前記貼り合せ 工程の前に行うことが好ましぐ例えば折り曲げ線を中心として折曲げる前に、複数の 溝の中の少なくとも 1つに、薬剤が塗布される。請求項 14は、この好ましい態様に該 当する。
[0077] 薬剤の塗布は、溝形成後に行う必要はなぐ溝形成前に、溝が形成される位置に 薬剤を塗布してもよい。例えば、基板上であってセンサチップ形成後は反応部となる 部分に薬剤を塗布し、その周囲に、前記スぺーサ層を形成する部材 (例えば、レジス ト材)を貼り付けるあるいは榭脂を塗布する等の方法も採用できる。しかし、溝を先に 形成しておくと、薬剤の塗布面積と塗布位置を容易に規定できるので、生産性の観 点からは、先に溝を形成する方法が好ましい。
[0078] なお、本発明のセンサチップであって、基板の中央部に試料導入口を有する構成 を、一平面上に複数配設して、センサデバイスとすることができ、このセンサデバイス も、前記の方法と同様な方法で、製造することができる。このセンサデバイスによれば 、複数の反応部を有する試料導入口を多く持てるので、複数のサンプルのそれぞれ に対して、複数の測定を、容易に、迅速に行うことができる。
[0079] 本発明のセンサチップは、互いに対向する 2枚の基板、及び該基板間に挟装され るスぺーサ層を有し、さらに該基板間に、基板の外表面に開口する 1つの試料導入 口を共有する 2以上の中空反応部、及びそれぞれの中空反応部中に露出する検知 用電極系を含む測定単位が、複数配設されて!/、るセンサチップの製造方法であって
、 1枚の基板シート表面上の、該基板シートを略 2等分する折り曲げ線のそれぞれの 側に、複数の検知用電極系を形成する工程、形成された検知用電極系上を、スぺー サ層を形成する部材で被覆するとともに、それぞれの検知用電極系が露出する複数 の溝を、それらの一端を共有するように、またはそれらの一端が互いに折り曲げ線を 軸とした線対称の位置となるように、形成する工程、その後、該折り曲げ線を中心に 折曲げ、該部材の表面間を貼り合せ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 (請求項 15)により製造することができる。本発明は、前記のセンサチップに カロえて、その製造方法も提供するものである。
[0080] ここで、基板シートとは、センサチップ形成後は前記 2枚の基板となるシート状の部 材である。従って、前記の基板の材質と同様なものが、その材質として用いられる。折 曲げ線は、通常は、該基板シートを略 2等分する位置にある。この基板シートの折曲 げ線の一方の側が前記 2枚の基板の中の一方の基板を形成し、他方の側が前記 2 枚の基板の中の他方の基板を形成する。
[0081] 本発明の製造方法では、この基板シート上の折曲げ線のそれぞれの側に、検知用 電極系が形成される。検知用電極系の形成は、例えば、金属テープを基板シート上 に貼り付ける等の方法で行なっても良いし、カーボンインク等の導電性物質を、スクリ ーン印刷等の手法で塗布することにより行うこともできる。本発明の製造方法では、一 枚の基板シートの同一表面上に各基板の検知用電極系が形成されるので、スクリー ン印刷等の手法によれば、 2枚の基板の検知用電極系を一工程で同時に形成する ことができ、生産性を向上させることができる。
[0082] 複数の検知用電極系の形成は、好ましくは、折り曲げ線のそれぞれの側に形成さ れた検知用電極系の折り曲げ線よりの位置力 互いに異なるように、すなわち、折り 曲げ線を中心に折り曲げたときに、折り曲げ線の両側に形成された検知用電極系が 互いに重なり合う部分がないように、行われる。請求項 16は、この好ましい態様に該 当する。
[0083] 後述のように、検知用電極系の上には、折り曲げ後は中空反応部となる溝が形成さ れるが、折り曲げ線を軸とした線対称の位置など、折り曲げ線よりの位置が互いに等 しくなるように 2つの検知用電極系を形成すると、その上に形成される溝も、折り曲げ 後に重なり合うようになる。従って、この重なり合う溝をそれぞれ独立した中空反応部 とするためには、折り曲げを、溝間を分離するシートを挟みながら行う等の方法が必 要になるが、折り曲げ線よりの位置が互いに異なるように、 2つの検知用電極系が形 成される場合には、このようなシートなどは不要であり、センサチップの生産をより容 易にし、またセンサチップの厚みも薄くすることができる。
[0084] 次に、折り曲げ線の両側に形成された検知用電極系をそれぞれ被覆するように、被 覆層が形成される。被覆層の形成は、レジスト材ゃ粘着剤層等を積層することにより 行うことができる。レジスト材ゃ粘着剤層等の形成は、例えば、スクリーン印刷で行うこ とができる。本発明の製造方法では、一枚の基板シートの同一表面上に、各基板側 の被覆層を形成するので、スクリーン印刷等の方法により、各基板側の被覆層を同 時に形成することができ、生産性を向上させることができる。被覆層の形成は、例え ば、レジスト材をスクリーン印刷で塗布硬化させ、その後、更に粘着材層又は接着剤 層をスクリーン印刷で塗布させる方法で行うことができる。
[0085] 前記被覆層には、センサチップ形成後は反応部となる溝が形成される。従って、溝 の形成は、その中に検知用電極系の 1つが露出するように行われる。溝の形成は、 被覆層の形成と同時に行ってもよい。
[0086] 本発明の製造方法においては、全ての溝が、一枚の基板シートの同一表面上に形 成される。そこで、粘着層を有するテープを電極系が形成された基板シート上に貼付 け、さらにテープを積層して各溝を形成させる方法や、レジスト材ゃ粘着剤等の榭脂 を、スクリーン印刷等の方法で、溝が形成するように塗布する等の方法により、全ての 溝を少な、、工程で形成することができ、別個に各溝を形成する場合よりも遥かに高 ヽ 生産性が得られる。特に、スクリーン印刷による方法は生産性が高ぐ最も経済的で ある。
[0087] また、溝の形成は、複数の溝が、それらの一端を共有するように、またはそれらの一 端が互いに折り曲げ線を軸とした線対称の位置となるように行われる。すなわち、折り 曲げ線の一方の側に 2以上の溝を形成する場合は、それらの一端を共有するように 溝の形成がされ、この共有される一端に試料導入口を形成し、 2以上の中空反応部 により共有される 1つの試料導入口とすることができる。
[0088] また、折り曲げ線のそれぞれの側に形成される溝の場合は、それらの一端が互いに 折り曲げ線を軸とした線対称の位置となるように溝が形成される。このようにすれば、 折り曲げ線を中心に折り曲げたときに、折り曲げ線の両側に形成された 2つの溝のそ れぞれの一端が重なり合う。すると、この重なり合う部分に試料導入口を形成し、 2以 上の中空反応部により共有される 1つの試料導入口とすることができる。
[0089] なお、試料導入口の形成は、基板シート上の、この折り曲げ後に重なり合う溝の一 端の位置に、予め孔を形成し、かって被覆層もこの位置に孔が形成されるように行う 方法によってもよいし、折り曲げ後に、重なり合う溝の一端の位置に、孔を開ける方法 により行ってもよい。
[0090] このようにして各溝を形成後、基板シートと前記被覆層の積層体は、該折曲げ線を 中心とし、前記被覆層同士を貼り合せるように折曲げられ、被覆層の表面間が貼り合 される。好ましくは、貼り合せには粘着材ゃ接着剤が用いられる。すなわち、前記被 覆層の最上部には、粘着材層ゃ接着剤層が設けられることが好ましい。
[0091] 前記の製造方法の態様のいずれにおいても、検知、定量の反応をするための薬剤 、例えば触媒、酵素等の反応部への固定は、センサチップ形成後に行うことも可能で あるが、製造のしゃすさの観点からは、センサチップ形成前、すなわち折り曲げ前に 行うことが好ましい。そこで、通常、折曲げ線を中心として折曲げる前に、複数の溝の 中の少なくとも 1つに、薬剤が塗布されている。請求項 17は、この好ましい態様に該 当する。
[0092] 一方、薬剤の塗布は、溝形成後に行う必要はなぐ溝形成前に、溝が形成される位 置に薬剤を塗布してもよい。例えば、基板上であってセンサチップ形成後は反応部と なる部分に薬剤を塗布し、その周囲に、前記被覆層の一層を形成する部材 (例えば 、レジスト材)を貼り付けるあるいは榭脂を塗布する等の方法により前記部材を設ける 方法も採用できる。しかし、溝を先に形成しておくと、薬剤の塗布面積ど塗布位置を 容易に規定できるので、生産性の観点からは、先に溝を形成する方法が好ましい。
[0093] 各溝への薬剤の塗布は、塗布機等を用いて行うことができる力 本発明のセンサチ ップの製造方法においては、全ての塗布面が同一平面上に存在することを利用し、 デイスペンサ等の塗布機を用いて同一工程で 2本以上の溝に薬剤を塗布することが できる。 2本以上の溝が互いに平行であれば、 1台の塗布機に、ノズル間隔を固定し た 2以上のノズルを配し、塗布機、又は溝が形成された基板シートのいずれかを移動 させるだけで、 1本の溝に薬剤を塗布する場合と全く同じ塗布時間で、 2本以上の溝 に塗布を行なうことができる。その結果生産性が向上するので好ましい。
発明の効果
[0094] 本発明のセンサチップは、少量の試料中の複数の成分の測定、定量を同時に、か つ簡易な操作で実施することができ、又各反応部間の物質移動が生じないので、高 精度の測定を行なうことができる。すなわち、微量試料中の複数の成分を、正確かつ 迅速、簡便に定量することができる。又、複雑な形状の構成部材が無いので生産が 容易であり、バイオセンサチップとして好適に用いられる。
[0095] さらに、本発明の製造方法によれば、前記の優れた特徴を有するセンサチップを、 簡易に高い生産性で製造することができる。特に、一枚の基板シートの同一表面上 に、基板およびカバー層の両方の検知手段や、スぺーサ層を形成した後、折り曲げ る方法によれば、スクリーン印刷等の手法を用いて、生産性をさらに向上させることが できる。
[0096] 本発明のセンサチップは、複数の試料について、それぞれ 2種類の測定をすること ができるセンサチップであって、チップサイズを大きくすることなぐ又複雑な形状の 構成部材が無いので生産が容易である。又、各反応部間の物質移動が生じないの で、高精度の測定を行なうことができ、かつ各成分の測定も同時に実施することがで き測定時間も短縮できるので、多種類の少量の試料中の 2成分を、正確かつ迅速、 簡便に定量することができる。従ってバイオセンサチップとして好適に用いられる。
[0097] また、本発明のセンサチップは、複数の測定単位に対応する試料導入口が、セン サチップの外表面 (基板の外表面）上に、展開して配設されているので、多数の試料 を、容易にかつ迅速に導入口に導入することができる。特に、試料導入口が一直線 上に配列されている場合は、自動ディスペンサ等を使用して効率的に導入することが できる。従って、 DNAチップ等のように、多項目の測定を行う用途、多検体を処理す る用途などに、好適に使用することができる。 [0098] さらに、本発明の製造方法では、一枚の基板シートの同一表面上に、各基板の検 知用電極系や、スぺーサ層を構成する被覆層を形成するので、スクリーン印刷等の 手法を用いれば、少ない工程でこれらを製造することができ、生産性をさらに向上さ せることができる。
図面の簡単な説明
[0099] [図 1]本発明のセンサチップにおける一測定単位の断面図である。
[図 2]本発明のセンサチップの製造方法の一工程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一工程を示す説明図である。
[図 4]本発明のセンサチップの製造方法の一工程を示す説明図である。
[図 5]本発明のセンサチップの製造方法の一工程を示す説明図である。
[図 6]本発明のセンサチップの製造方法の一工程を示す説明図である。
[図 7]本発明のセンサチップの製造方法の一工程を示す説明図である。
[図 8]本発明のセンサチップの多数並べたセンサデバイスを示す説明図である。
[図 9]本発明のセンサチップの一例の製造工程を示す平面図である。
[図 10]本発明のセンサチップの一例の製造工程を示す平面図である。
[図 11]本発明のセンサチップの一例を示す透視図である。
[図 12]本発明のセンサチップの一例を示す平面図である。
[図 13]本発明のセンサチップの他の一例の製造工程を示す説明図である。
[図 14]本発明のセンサチップの他の一例の製造工程を示す説明図である。
[図 15]本発明のセンサチップの他の一例を示す透視図である。
[図 16]本発明のセンサチップの他の一例を示す平面図である。
符号の説明
[0100] 1 基板
1 ' カノく一層
11、 31 基板シート
2、 12、 32 検知用電極系
3、 3'、 14、 35 レジスト材層
13、 33 リード線部 34 溝
39 折り曲げ線
101 基板シート
102 検知用電極系
103 リード線部
104 試料排出部
105 試料導入口
106 中空反応部 (溝)
107 レジスト材層
109 折り曲げ線
発明を実施するための最良の形態
[0101] 次に本発明を実施するための最良の形態を、図を用いて説明する。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。
[0102] 図 1は、本発明で得られるセンサチップにおいて、放射状に配設されている検知用 電極系、ならびに中空反応部等より構成されてなる部分 (測定単位)の中の 1つを取 り出し、その断面を模式的に示したものである。
[0103] 図 1に示されるように、基板 1、カバー層 1 'の間に、レジスト材層 3、 3'が挟装される 。又、基板 1の、レジスト材層 3側の表面には、検知用電極系 2が形成されている。基 板 1、カバー層 1 'およびレジスト材層 3、 3'は、粘着剤層 4を介して、中心線 7で貼り 合せられている (スぺーサ層は、レジスト材層および粘着剤層の積層で構成される)。
[0104] レジスト材層 3中には、反応部 6が形成されている。反応部 6は、レジスト材層 3、 3， 及び粘着剤層 4の中に形成されており、検知用電極系 2がその中に露出している。反 応部 6は、両端が開口したストロー状の形状であり、一方の端が、試料が導入される 試料導入口（図 4の 16)となる。反応部 6の底面側には薬剤 5が固定されている。
[0105] 本発明のセンサチップは、図 1に示す測定単位の複数を、 1つの試料導入口より、 放射状に配設することにより、得られる。次に、本発明のセンサチップの製造方法に ついて述べる。 [0106] 図 2〜図 4は、本発明の製造方法の一例における各製造工程を示す説明図である 。この例により製造されるセンサチップは、試料導入口が、センサチップの外縁部に 設けられて 、ることを特徴とするセンサチップ (請求項 4の態様)である。
[0107] 図 2において、円形状の基板シート 11の表面に、円の中心より放射状に、複数の検 知用電極系 12、並びにリード線部 (端子部を含む） 13が形成されている。この円の中 心部分に試料導入口（図 4の 16)が形成される。基板シート 11の、折り曲げ線 19の 上側が、センサチップ形成後は基板 1となり、下側が、センサチップ形成後はカバー 層 1 'となる。
[0108] 基板シート 11としては、 1枚の PETフィルム等、折り曲げ可能で電気絶縁性のある フィルムが用いられ、この例では、その上にカーボンインクをスクリーン印刷して、検 知用電極系 12、並びにリード線部 13が形成されている。なお、この例では、検知用 電極系 12は、それぞれ、対極と作用極力ゝらなる一対本の電極により構成されている 力 他に参照極や液絡検知極等の電極を配置してもよぐこれらも同様にスクリーン 印刷により形成することができる。
[0109] 検知用電極系 12、並びにリード線部 13は、基板シート 11における上下面の少なく とも一方に配設される。両面に配設する場合には、上下で互いに非対称となる位置、 すなわち折り曲げ後重ならない位置に配設する。また、配設される検知用電極系 12 、並びにリード線部 13の数は、図では上下面で各 5対となっている力 上下面で異な つていてもよい。
[0110] 検知用電極系 12の形成後は、その上にレジスト材層 14が形成される。図 3は、レジ スト材層 14が形成された後を示す図である。図 3より明らかなように、レジスト材層 14 は、円の中心より放射状に延びる溝 15を有するように形成されており、溝 15の中に、 検知用電極系 12が露出している。このようなレジスト材層 14は、それらを構成する榭 脂を、溝 15を形成するように、スクリーン印刷して硬化する方法により形成することが できる。
[0111] レジスト材層 14を形成後、その上に粘着剤層（レジスト材層と重なるので、図示せ ず)が形成される。粘着剤層は、それらを構成する榭脂を、前記の各溝を形成するよ うに、スクリーン印刷する方法により形成することができる。 [0112] 以上のようにして、各溝が形成された後、それらの底部に薬剤（図示せず)の塗布 力 Sされる。薬剤の塗布後、基板シート 11を、折り曲げ線 19を中心として折り曲げ、粘 着剤層同士を貼り合わせる。その結果、図 4 (a) (b)に示すセンサチップが得られる。 図 4において、（a)は、基板シート 11に挟装されたセンサチップ内部の透視図であり 、 (b)は、センサチップの外面図である。
[0113] 図 4 (a) (b)に示すように、このセンサチップは、半円状の形状を有しており、その弦
(直径)部の中点付近に試料導入口 16を有している。又、 2層のレジスト材層 14と粘 着剤層により形成されたスぺーサ層を有している。さらに、試料導入口 16より、それ ぞれの試料出口 18に向力つて伸びる反応部 20が放射状に形成されている。そして 、試料導入口 16に、例えば指先 17を接触させることにより、血液等の試料を反応部 に導入することができる。
[0114] なお、図 2〜図 4においては、基板シートとして、円形状のものを使用したが、貼り合 わせて一体化する形状であれば、円形に限定されない。また、リード端子部の位置も この例の位置に限定されな 、。
[0115] 図 5〜図 7は、本発明の製造方法の一例における各製造工程を示す説明図である 。この例により製造されるセンサチップは、試料導入口が、基板の中央部に設けられ て 、ることを特徴とするセンサチップ (請求項 5の態様)である。
[0116] 先ず、図 5に示すように、四角形の基板シート 31を略 2等分する折り曲げ線 39の両 側の表面に、折り曲げ後の四角形の中心より放射状に伸びるように、それぞれ 4本の 検知用電極系 32、並びにリード線部 33が、スクリーン印刷により形成される。一方の 側の折り曲げ後の四角形の中心部及び検知用電極系 32の他方の先端部には、そ れぞれ貫通孔 36及び貫通孔 37が形成されており、センサチップ製造後は、それぞ れ試料導入口 36a、試料出口 37aとなる。なお、基板シートや検知用電極系等の材 質や、その形成方法は、前記図 2〜4の例と同様である。
[0117] その後、図 3の場合と同様にして、溝 34を検知用電極系 32が露出するように有す るレジスト材層 35が形成される（図 6)。さらに図 3の場合と同様にして、粘着剤層の形 成、薬剤の塗布がされた後、基板シート 31を、折り曲げ線 39を中心として折り曲げ、 粘着剤層同士を貼り合わせる。その結果、図 7 (a) (b)に示すセンサチップが得られ る。
[0118] 図 7において、（a)は、基板シート 31に挟装されたセンサチップ内部の透視図であ り、（b)は、センサチップの外面図である。
[0119] 図 7 (a) (b)に示すように、このセンサチップは、四角形であり、その中央部付近に 試料導入口 36aを有している。又、 2層のレジスト材層 35と粘着剤層により形成され たスぺーサ層を有している。さらに、試料導入口 36aより、それぞれの試料出口 37a に向力つて伸びる反応部 38が放射状に形成されている。そして、試料導入口 36aに 、例えば指先を接触させることにより、血液等の試料を反応部に導入することができる
[0120] ここで得られたセンサチップは、四角形であるので、 1平面上に、無駄な間隙を設け ずに縦横に、多数配設することが可能である。図 8が、その一例で、縦横各 5個ずつ 計 25個を配設したものである。
[0121] 次に本発明を実施するための他の形態を説明する。
[0122] 図 9〜図 12は、本発明のセンサチップの一例を製造する、各製造工程を説明する 図である。図 11は透視図であり、 2枚の基板に挟装されたセンサチップ内部を示す 力 この図より明らかなように、このセンサチップでは、中空反応部 106が、試料導入 口 105を頂点とする三角形の、該頂点を挟む 2辺となるように配置され、ひとつの測 定単位を形成しており、また、隣接する測定単位が、それぞれが形成する三角形の 向きが互いに逆になるように、かつ隣接する辺（中空反応部）が互いに略平行で近接 するように（例えば、図中の 106と 106 'の位置関係）配置されており、かつ複数の測 定単位が、 1直線方向（図中の矢印 Cの方向）に配列されているとともに、該 1直線方 向とは直交する方向（図中の矢印 Dの方向）にも複数配列されている。
[0123] 先ず、基板シート 101上にカーボンインクをスクリーン印刷して、複数の検知用電極 系 102及びリード線部 103を形成する。図 9は、検知用電極系 102及びリード線部 1 03の形成後を示す平面図である。基板シート 101 (の折り曲げ線 109の一方の側）に は、さら〖こ、試料導入口 105となる孔および試料排出部 104となる孔が形成される。
[0124] 基板シート 101としては、 1枚の PETフィルム等、折り曲げ可能で電気絶縁性のある フィルムが用いられ、なお、この例では、検知用電極系 102は、それぞれ、対極と作 用極からなる一対本の電極により構成されているが、他に参照極や液絡検知極等の 電極を配置してもよぐこれらも同様にスクリーン印刷により形成することができる。
[0125] 図中の 109は、基板シート 101を略 2等分する折り曲げ線である力 折り曲げ線 10 9の両側の検知用電極系 2は、 2つの検知用電極系が、互いに、折り曲げ線 109を軸 とした線対称の位置に来な 、ように (折り曲げた場合互 、に重なり合う部分がな 、よう に）形成されている。
[0126] 検知用電極系 102並びにリード線部 103の形成後は、その上にレジスト材層 7が形 成される。図 10は、レジスト材層 107が形成された後を示す平面図である。レジスト材 層 107は、それらを構成する榭脂を、溝 106を形成するように、スクリーン印刷して硬 化する方法により形成することができる。
[0127] なお、基板シート 101は、突出部 121を有しており、突出部 121上にリード線部 103 の端部 131が設けられている。レジスト材層 107は、この突出部 121上には形成され ず、従って、リード線部 103の端部 131は露出している。また、レジスト材層 107を形 成するスクリーン印刷は、試料導入口 105となる孔および試料排出部 104となる孔が 、レジスト材層 107 (の折り曲げ線 109の一方の側）に形成されるように行われる。
[0128] レジスト材層 107を形成後、その上に粘着剤層（レジスト材層と重なるので、図示せ ず)が形成される。粘着剤層の形成は、それらを構成する榭脂を、前記の各溝を形成 するように、かつ試料導入口 105となる孔および試料排出部 104となる孔が形成され るように、スクリーン印刷する方法により行うことができる。
[0129] 以上のようにして、各溝が形成された後、それらの底部に薬剤（図示せず)の塗布 力 Sされる。薬剤の塗布後、基板シート 101を、折り曲げ線 109を中心として折り曲げ、 粘着剤層同士を貼り合わせる。その結果、図 11および図 12に示すセンサチップが 得られる。
[0130] 前記の溝 106の形成は、 2つの溝のそれぞれの一端（例えば、図 10中の 161と 16 2)力 折り曲げ線 109を軸とした線対称の位置となるように行われており、また、この 一端の位置に試料導入口 105となる孔が形成されているので、貼り合わせにより、図 11に示されるように、 1つの試料導入口 105について、それを共有する 2つの中空反 応部が形成される。図 11に示されるように、一方の中空反応部には、レジスト材層 10 7の（紙面に対して）上側に形成された検知用電極系 102が露出しており、他方の中 空反応部には、レジスト材層 107の (紙面に対して）下側に形成された検知用電極系 102が露出している。
[0131] 図 12は、センサチップの平面図である。センサチップ外面は、基板シート 1より形成 される 2枚の基板により覆われる力 一方の基板上には、多数の試料導入口 105およ び試料排出部 104が設けられており、各試料導入口 105に異なった試料を導入する ことにより、多数の試料について、それぞれ 2種類の測定を、同時に行うことができる
[0132] なお、リード線部 103の端部 131は、基板シート 101より形成される基板により覆わ れず露出しているが、この露出している端部 131は、センサチップを検出器に設置し たときに、検出器の端子と接続される。また、このセンサチップを、図 11および図 12 に示す A— A'面で切り離すことにより、一方向のみに測定単位が配列されたセンサ チップを、多数得ることができる。この方法により、一方向のみに測定単位が配列され たセンサチップを、生産性高く製造することができる。
[0133] また、図 12〜図 16は、本発明のセンサチップの他の一例を製造する、各製造工程 を説明する図である。図 15は透視図であり、 2枚の基板に挟装されたセンサチップ内 部を示すが、この図より明らかなように、このセンサチップでは、中空反応部 106が、 試料導入口 105を中心としてそれぞれ逆向きに配置され、ひとつの測定単位を形成 している。
[0134] このセンサチップの製造方法は、前記の図 9〜図 12のセンサチップの製造方法と、 溝 106や検知用電極系 102などの形成位置が異なる以外は、同様であるので、詳細 な説明は割愛する。すなわち、図 13は図 9に、図 14は図 10に、図 15は図 11に、図 1 6は図 12に、それぞれ対応している。内容は同様である。
[0135] また、前記図 8は、本発明のセンサチップの他の一例を示す平面図である。このセ ンサチップも、複数の測定単位が、 1直線方向に配列されているとともに、該 1直線方 向とは直交する方向にも複数配列されて 、る態様のセンサチップである。測定単位 は、縦横各 5個ずつ計 25個配列されている。それぞれの測定単位は、その中央部付 近に試料導入口を有し、中空反応部が、該試料導入口よりそれぞれの試料排出部 に向力つて放射状に延びるように形成されて 、る。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲 を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら かである。本出願は 2005年 10月 17日出願の日本特許出願 (特願 2005— 301307 )及び 2005年 10月 26日出願の日本特許出願 (特願 2005— 311131)に基づくもの であり、それらの内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

請求の範囲
[I] 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露出する検知手段を複数 有し、かつ、この複数の中空反応部が 1つの試料導入口と連通していることを特徴と するセンサチップ。
[2] 前記カバー層が、基板と同じ材質力 なり、かつ同じ厚みであることを特徴とする請 求項 1に記載のセンサチップ。
[3] 前記複数の中空反応部が、 1つの試料導入口より放射状に延びるように配設されて いることを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載のセンサチップ。
[4] 該試料導入口が、センサチップの外縁部に設けられていることを特徴とする請求項
1な 、し請求項 3の 、ずれかに記載のセンサチップ。
[5] 該試料導入口が、基板上の中央部に設けられて 1ヽることを特徴とする請求項 1な！ヽ し請求項 3の 、ずれかに記載のセンサチップ。
[6] 互いに対向する 2枚の基板、及び該基板間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに 該基板間に、基板の外表面に開口する 1つの試料導入口を共有する 2以上の中空 反応部、及びそれぞれの中空反応部中に露出する検知用電極系を含む測定単位 力 複数配設されていることを特徴とするセンサチップ。
[7] 前記測定単位において、中空反応部が 2つであり、かっこの 2つの中空反応部が、 試料導入口よりそれぞれ逆向きに延びるように配設されていることを特徴とする請求 項 6に記載のセンサチップ。
[8] 複数の測定単位が、少なくとも 1直線方向に配列されていることを特徴とする請求 項 6または請求項 7に記載のセンサチップ。
[9] 複数の測定単位が、さらに、前記 1直線方向とは直交する方向にも複数配設されて いることを特徴とする請求項 8に記載のセンサチップ。
[10] 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 9の 、ずれかに記 載のセンサチップ。
[II] 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露出する検知手段が複数 設けられており、かつ、この複数の中空反応部が 1つの試料導入口と連通しているこ とを特徴とするセンサチップの製造方法であって、基板上に、複数の検知手段を形 成する工程、その後、該検知手段のそれぞれをその中に露出し、それらの一端が略 同位置にある複数の溝、を有するスぺーサ層を形成する工程、及び、その後、カバ 一層により該スぺ一サ層を覆う貼り合せ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。
[12] 前記カバー層が、基板と同じ材質力 なり、かつ同じ厚みであり、このカバー層上に も、複数の検知手段を、互いに放射状の配置となるように形成し、その後、該検知手 段のそれぞれをその中に露出し、それらの一端が略同位置にある複数の溝、を有す るスぺーサ層を形成し、かつ、基板およびカバー層上のスぺーサ層の溝の前記一端 が互いに重なるように、かつ他の部分では溝が重ならないように、前記貼り合せ工程 を行うことを特徴とする請求項 11に記載のセンサチップの製造方法。
[13] 前記基板及びカバー層が、一枚の基板シートから形成され、その基板シートを、そ れを略 2等分する折り曲げ線を中心に折り曲げることにより、前記貼り合せ工程を行う ことを特徴とする請求項 12に記載のセンサチップの製造方法。
[14] 前記貼り合せ工程の前に、溝に薬剤が塗布されていることを特徴とする請求項 11 な 、し請求項 13の 、ずれかに記載のセンサチップの製造方法。
[15] 互いに対向する 2枚の基板、及び該基板間に挟装されるスぺーサ層を有し、さらに 該基板間に、基板の外表面に開口する 1つの試料導入口を共有する 2以上の中空 反応部、及びそれぞれの中空反応部中に露出する検知用電極系を含む測定単位 力 複数配設されているセンサチップの製造方法であって、
1枚の基板シート表面上の、該基板シートを略 2等分する折り曲げ線のそれぞれの 側に、複数の検知用電極系を形成する工程、
形成された検知用電極系上を、スぺーサ層を形成する部材で被覆するとともに、そ れぞれの検知用電極系が露出する複数の溝を、それらの一端を共有するように、ま たはそれらの一端が互いに折り曲げ線を軸とした線対称の位置となるように、形成す る工程、
その後、該折り曲げ線を中心に折曲げ、該部材の表面間を貼り合せる工程を有す ることを特徴とするセンサチップの製造方法。
[16] 複数の検知用電極系の形成を、折り曲げ線のそれぞれの側に形成された検知用 電極系の折り曲げ線よりの位置力 互いに異なるように行うことを特徴とする請求項 1
5に記載のセンサチップの製造方法。
[17] 折曲げ線を中心として折曲げる前に、溝の少なくとも 1つに薬剤を塗布することを特 徴とする請求項 15または請求項 16に記載のセンサチップの製造方法。
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