WO2006078010A1 - センサチップ - Google Patents

Abstract

　基板、カバー層、該基板及びカバー層間に設けられ、試料とその中に塗布された薬剤との反応が行われる中空反応部、該中空反応部に露出する電極よりなる検知手段、及び該中空反応部に試料を導入する試料導入口を有するセンサチップであって、 　前記基板及びカバー層の、中空反応部内の検知手段に対向する部位全体が透明であることを特徴とするセンサチップ、又は 　薬剤が塗布された溝Ａを有する板Ａと、溝Ｂを有する板Ｂを、溝Ａ及び溝Ｂが結合して該中空反応部が形成されるように積層して得られ、かつ溝Ｂの開口幅が少なくとも溝Ａ内の薬剤が塗布されている部分に対向する部分おいて、溝Ａの開口幅より大きいことを特徴とするセンサチップ。

Description

明 細 書

センサチップ

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 チップに関する。

背景技術

[0002] バイオセンサチップは、試料をチップ内の中空反応部に導入し、該中空反応部内 で該試料についての酵素反応や抗原 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] 例えば、特開 2001— 159618号公報 (特許文献 1)には、 2枚の基板間に、血液な どの液体試料が導入されるキヤビティ（中空反応部）を備え、この中空反応部で前記 液体試料と薬剤との反応が行われ、この反応により液体試料中の成分を分析するバ ィォセンサチップ (請求項 1)が記載されている。このようなバイオセンサチップ等のセ ンサチップは、試料と薬剤間の反応が行われる中空反応部に加えて、作用極と対極 等の電極系からなる検知手段、検知された信号を外部に出力するリード（出力端子） 、及び試料導入口を有するものである。

[0004] ここで、電極系としてはスクリーン印刷等により形成された電極が広く用いられてお り、例えば特開平 9— 5288号公報 (特許文献 2)等に開示されている。しかし、スクリ ーン印刷により形成された電極には、印刷むらによるピンホールが発生することがあ り、ピンホールにより電極面積が変動するため測定データにバラツキが生じる。又、電 極がカーボン電極でありその下層部に銀リードが存在する場合は酵素反応の阻害等 の影響が生じる。特に、微小試料量で測定するセンサチップにおいては、電極の絶 対面積が小さいためにピンホールによるバラツキが重要な問題となりやすい。さらに、 ピンホールが存在しな ヽ場合でも、印刷むらのために電極の極端に薄 ヽ部分が存在 すると、抵抗値が変動するために、同様にデータのバラツキを生じる。 [0005] そこで、電極のピンホール等の検査が求められ、その検査方法としては、検査光を 電極面に垂直に照射し、透過光を測定する手法が一般的に採用されている。このよ うな検査を完成されたセンサチップにぉ 、ても行うことができれば、検査を最終工程 に集約させることができるので、生産性の向上につながるだけでなぐ万一不良品が 流出した場合でも電極のチェックが容易であることから不良原因の究明の迅速化に つながる。

[0006] 又、このようなセンサチップは、基板を形成する基板シート上に、検知手段や出力 端子を形成し、さらに中空反応部を形成する溝を有するシート層 (スぺーサ)を形成し 、このようにして得られた積層体に、中空反応部を形成する溝を有する他のシート層 及びカバー層を形成する基板シートを、相応する溝同士を重ね合わせるように貼り合 せる方法により、製造することができる。通常、一方の溝に薬剤 (酵素ゃメディエータ 一等）を塗布し、 2つの溝の重ね合わせにより中空反応部が形成される。

[0007] 特に、一枚の基板シート上に、それを略 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（スぺーサ）を積層し、少なくとも一方の溝に薬剤 を塗布した後、該折り曲げ線を中心として、該シート層同士が相対するように 2つ折り して、溝同士を重ね合わせ、中空反応部を形成する方法は、一括してシート層の形 成ができるので生産性が高ぐ又貼り合せの位置精度が良く好ましい。

[0008] しかし、この 2つ折りの方法でも、実際には製造上のバラツキから、双方の溝が互い に対称の関係からずれた位置に形成され、又折り曲げ時に対称の関係からずれる場 合が発生し、又その程度はチップ毎にバラツキがある。双方の溝が対称の関係から ずれると、 2つ折りの際、溝同士の重ね合わせにずれを生じ、図 4 (a)に示されるよう に、一方の溝の薬剤塗布部が、他方の溝を形成するシート層の表面により蓋をされ、 試料導入時に試料との反応面積が減少し、すなわちチップごとに信号の強度のバラ ツキが生じる。

[0009] この問題は、図 4 (b)に示されるように、薬剤塗布部側の溝の高さを塗布薬剤より高 くすれば、薬剤塗布部が蓋をされることはないので、ある程度防ぐことはできるが、そ れでも他方の溝を形成するシート層の表面が薬剤表面に近い場合は試料の注入流 の状態が変わるためチップ特性が変わることがある。溝をより高くすることによりこのバ ラツキを減少できるが、測定に必要な試料量が増えることになるので、微量試料の測 定を目的とするバイオセンサーなどでは不適である。

特許文献 1：特開 2001— 159618号公報 (請求項 1)

特許文献 2：特開平 9 5288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、従来のセンサチップの有する前記の問題の解決をその課題とする。す なわち、本発明の第一の課題は、少なくとも一壁面に薬剤が塗布された中空反応部 、該中空反応部に露出する電極よりなる検知手段、及び試料導入口を有するセンサ チップであって、電極のピンホール等の検査を、その完成後に行うことができるセン サチップを提供することにある。

[0011] また、その第二の課題は、少なくとも一壁面に薬剤が塗布された中空反応部、該中 空反応部に露出する電極よりなる検知手段、及び試料導入口を有するセンサチップ であって、該中空反応部が、薬剤が塗布された溝を有する板と、前記溝と相応する溝 を有する板を積層し、双方の溝を重ね合わせて形成されるものであり、この重ね合わ せのずれにセンサチップ間でのバラツキがあっても、センサチップの特性にバラツキ が生じず、かつ少試料量での測定にも対応可能であるセンサチップを提供すること にある。

課題を解決するための手段

[0012] 前記の第一の課題は、基板、カバー層、該基板及びカバー層間に設けられ、試料 とその中に塗布された薬剤との反応が行われる中空反応部、該中空反応部に露出 する電極よりなる検知手段、及び該中空反応部に試料を導入する試料導入口を有 するセンサチップであって、前記基板及びカバー層の、中空反応部内の検知手段に 対向する部位全体が透明であることを特徴とするセンサチップ (請求項 1。以下第一 の態様という。 )により達成される。

[0013] 本発明のセンサチップの検知手段を構成し、中空反応部内に露出している電極は 、基板及びカバー層の少なくとも一方の上に設けられているが、本発明の第一の態 様においては、基板及びカバー層の中空反応部内の検知手段に対向する部位全体 が透明であることを特徴とする。中空反応部内の検知手段に対向する部位とは、中 空反応部内に露出している電極の部分と向かい合つている部分又は中空反応部内 に露出して 、る電極が設けられて 、る部分を言う。

[0014] すなわち、基板及びカバー層の、少なくともこの向かい合つている部分又は中空反 応部内に露出している電極が設けられている部分の全体が透明であるので、中空反 応部内に露出する検知手段の全体が、基板及びカバー層の少なくとも一方の側から 入射する検査光により照射される。この特徴により、中空反応部内に露出する電極の 全体について、ピンホールや薄い部分の検査を、基板及びカバー層の少なくとも一 方の側から、検査光を電極面に照射し、透過光の強度分布を測定することにより行う ことができる。

[0015] 本発明は、さらにより好ましい態様として、下記の構成力もなる発明を提供する。

[0016] 前記第一の態様のセンサチップであって、基板及びカバー層の透明な部位力 互

Vヽに同一の光透過率を有することを特徴とするセンサチップ (請求項 2)。

[0017] 前記のように、検出は、透過光の強度分布やコントラストにより行うことができる力 こ の強度分布は、基板やカバー層の前記透明な部位の、光透過率に影響される。従つ て、基板及びカバー層の前記透明な部位の光透過率が異なると、基板側より検査光 を照射した場合と、カバー層側より検査光を照射した場合とでは、測定結果が相違す る場合がある。特に、画像処理等を用いた精細な検査を行なう場合はこの問題が大 きい。

[0018] そこで、基板やカバー層の前記透明な部位の光透過率を互いに同一なものとする ことにより、基板側とカバー側のどちらの面力 検査光を当てても同等の強度分布を 有するデータを取得できる。その結果、検査の際にチップの表裏を揃える必要が無く なり、検査手続きが簡略化されるという効果がある。

[0019] 前記第一の態様のセンサチップであって、基板及びカバー層の、中空反応部内の 検知手段に対向する部位全体が、互いに同質でかつ同じ厚みの材料力 形成され て 、ることを特徴とするセンサチップ (請求項 3)。

[0020] 基板及びカバー層の、中空反応部内の検知手段に対向する部位全体を、互いに 同質でかつ同じ厚みの材料力 形成することにより、容易に、前記透明な部位の光 透過率を互いに同一なものとすることができる。請求項 3は、この態様に該当する。

[0021] 前記第一の態様のセンサチップであって、試料導入口及び必要により設けられる 他の口が、センサチップの側面部に設けられていることを特徴とするセンサチップ (請 求項 4)。

[0022] 本発明のセンサチップは、中空反応部に試料を導入するための試料導入口を有す る。さらに、必要により、空気口等の他の口を設ける場合もある。しかしこれらのロカ チップの上面、すなわち検査光が入射する面や、下面、すなわち透過光が出射する 面に位置すると、第一の態様のセンサチップにおいては、口の部分の凹凸に起因す る光の不規則な反射等がノイズとなり、検査の際の誤差の原因となる。そこで、試料 導入口及び必要により設けられる他の口をチップの側面に位置させ、チップの上面 または下面を滑らかにし、検査を行なう際の、光の不規則な反射等に起因するノイズ を低減させることが好まし 、。

[0023] 前記第一の態様のセンサチップであって、カバー層の、中空反応部を挟持する部 位全体が透明であることを特徴とするセンサチップ (請求項 5)。

[0024] 中空反応部を挟持する部位とは、中空反応部に面している部位である。従来の力 バー層が不透明のセンサチップでは、使用時に中空反応部内に血液等の試料が十 分に充填されたかどうかを正確には確認しにくい。そこで、カバー層の中空反応部を 挟持する部分を全て透明とすることにより、使用時に試料導入状態の視認ができると いう利点が生じる。

[0025] この場合、さらに視認性を向上させるために、カバー層の中空反応部に対向してい ない部分の外側に不透明もしくは半透明の材料を貼り付ける力もしくは塗布を行なつ ても良い。カバー層の中空反応部に対向している部分が全て透明であり、他の部分 が不透明もしくは半透明の材料で覆われると、中空反応部の位置が判別しやすくな る。

[0026] 前記の、カバー層の中空反応部を挟持する部位が透明であることを特徴とするセン サチップであって、基板の、中空反応部を挟持する部位全体も透明であり、かつ基板 の外側に、不透明又は半透明の材料層を設けたことを特徴とするセンサチップ (請求 [0027] カバー層及び基板の中空反応部を挟持する部位が透明であるとともに、基板の外 側、特に中空反応部を挟持する部位の外側に、不透明又は半透明の材料層が設け られて 、ると、使用時における血液等の試料導入の視認がさらに容易になり好ま 、 。又、チップの裏表の判別が容易となる点でも好ましい。基板の外側に、不透明又は 半透明の材料層を設ける方法としては、不透明もしくは半透明の材料を貼り付ける方 法や塗布する方法が挙げられる。

[0028] 前記のように、基板及びカバー層の電極に対向する部位がともに透明な場合は、ピ ンホールや薄い部分の検出がより容易になる点では好ましい。そこで、不透明もしく は半透明の材料の貼り付けや塗布は、検査後に行うことが好ましい。

[0029] 前記本発明の第二の課題は、基板、カバー層、該基板及びカバー層間に設けられ 、試料とその中に塗布された薬剤との反応が行われる中空反応部、該中空反応部に 露出する電極よりなる検知手段、及び該中空反応部に試料を導入する試料導入口 を有するセンサチップであって、薬剤が塗布された溝 Aを有する板 Aと、溝 Bを有する 板 Bを、溝 A及び溝 Bが結合して該中空反応部が形成されるように積層して得られ、 かつ溝 Bの開口幅が少なくとも溝 A内の薬剤が塗布されている部分に対向する部分 において、溝 Aの開口幅より大きいことを特徴とするセンサチップ (請求項 7。以下第 二の態様という。 )により達成される。

[0030] 本発明の第二の態様のセンサチップは、溝 Aを有する板 Aと、溝 Bを有する板 Bを、 溝 A及び溝 Bが結合して該中空反応部が形成されるように積層して得られることを特 徴とする。さらに、溝 Bの開口幅が少なくとも溝 A内の薬剤が塗布されている部分に対 向する部分において、溝 Aの開口幅より大きいことを特徴とする。ここで開口幅とは、 シート層表面における溝の幅である。

[0031] 溝 Aの開口幅よりも、溝 Bの開口幅が大きいとの特徴により、溝 Aと溝 Bの重ねあわ せの位置が少々ずれても、中空反応部の薬剤塗布部が、板 Bの表面で覆われること がな 、のでチップ特性が変わらず、同特性のチップを安定して製造することができる 。従って、この方法で製造されたセンサチップは、安定したチップ特性を有する。又、 重ねあわせの位置が少々ずれても、薬剤塗布部が、板 Bの表面で覆われることがな いので、溝 Aの高さを薬剤塗布の高さより大幅に高くしなくても、安定したチップ特性 が得られる。従って、中空反応部の体積を特に大きくする必要がないので、少試料量 での測定にも充分対応可能となる。

[0032] なお、薬剤塗布部が、溝 Aの長さ方向の一部に形成されている場合は、その薬剤 塗布部が形成されている部分に対応する溝 Bの部分の幅のみが大きい場合でも、安 定した特性が得られる。

[0033] 板 A、 Bとしては、

1) エッチング等により形成した有底の溝 (表面又は裏面の一方のみに開口部を有 する溝)を有する榭脂板のみ力 なるもの、

2) 榭脂板の上に、溝 (表面及び裏面の両方に開口部を有する貫通溝)を有するシ 一ト層を形成した積層体、

3) 1)と 2)の組合せ、すなわち有底の溝を有する榭脂板の上に、その溝に対応する 位置に貫通溝を有するシート層を形成し、両方の溝の結合により溝を形成して得られ る積層体、

等が挙げられる力 生産性の観点からは、 2)が好ましい。

[0034] 請求項 8および請求項 9は、この好ましい方法により製造されたセンサチップに該当 する。すなわち、請求項 8は、前記のセンサチップであって、薬剤が塗布される溝 Aを 有する板 Aが、基板及び、該基板上に積層され溝 Aを有するシート層 Aからなる積層 体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り、請求項 9は、薬剤が塗 布された前記の溝と結合された中空反応部を形成する溝 Bを有する板 Bが、カバー層 及び、該カバー層上に積層され溝 Bを有するシート層 Bからなる積層体であることを特 徴とするセンサチップを提供するものである。なお、基板およびカバー層はその構成 、材質や機能において同様なものであり、いずれを基板又はカバー層とするかは、通 常、任意に定めることができる力 ここでは、溝 Aを有するシート層 Aと積層されるもの を基板とし、溝 Bを有するシート層 Bと積層されるものをカバー層とする。

[0035] 特に、板 A及び板 Bがともに、基板又はカバー層及び該基板又はカバー層上に形 成され溝を有するシート層からなる積層体である場合が好ましい。図 3は、この特に 好ましい場合のセンサチップの特徴を示す概念断面図である。又、この図に示される センサチップでは、薬剤が塗布された溝 Aの開口幅よりも、シート層 B内の溝 Bの開 口幅が大き 、との本発明の特徴を有して 、る。

[0036] 基板、カバー層、シート層 A及びシート層 Bは、それぞれ一層のシートからなるもの でもよいし、多層のシートを積層したものでもよい。例えば、シート層 A及びシート層 B は、対応する位置に貫通溝を有する 2枚以上のシートを積層して形成してもよい。

[0037] 板 A及び板 Bの積層は、基板、カバー層、シート層 A及びシート層 Bのそれぞれを 形成するために行うシートの積層と同時に行ってもよい。すなわち、基板、カバー層、 シート層 A及びシート層 Bのそれぞれを形成する各シートを、本発明のセンサチップ が形成されるように重ねあわせて一度に積層してもよい。しかし、生産性の観点から は、基板、カバー層、シート層 A及び Z又はシート層 Bのそれぞれを形成した後、板 A及び板 Bの積層を行う方が好ま 、。

[0038] さらに板 A及び板 B力 基板とシート層からなる場合は、板 A及び板 Bの積層と、基 板又はカバー層上へのシート層の積層を同時に行ってもよいが、生産性の観点から は、基板又はカバー層上へシート層を積層して板 A及び板 Bを形成した後、板 A及 び板 Bを、溝 A及び溝 Bが結合して中空反応部が形成されるように貼り合せる方法が 好ましい。請求項 10は、この好ましい方法により製造されたセンサチップに該当し、 前記のセンサチップであって、板 A及び板 Bを形成した後、板 Aと板 Bを貼り合せて製 造されたことを特徴とするセンサチップを提供するものである。

[0039] 前記の本発明のセンサチップは、より好ましくは、 1枚のシートからなり、このシートを 略 2等分する折り曲げ線より略等距離の位置に溝 A及び溝 Bを有するシートを、該折 り曲げ線を中心として 2つ折りし、該折り曲げ線の両側を貼り合せる方法により製造さ れる。この場合、前記 1枚のシートの折り曲げ線を挟んで、一方の側が板 Aに該当し、 他方の側が板 Bに該当する。請求項 11は、前記のセンサチップであって、このより好 ましい製造方法により製造されたことを特徴とするセンサチップを提供するものである

[0040] 図 5は、前記の好ましい製造方法の一例の一工程であって、 1枚の基板シート上に 、シート層 A及びシート層 Bを形成した状態を示す概念平面図である。溝 A及び溝 B は、折り曲げ線より互いに略等距離の位置に設けられており、かつ溝 Bの開口幅（図 中の b)は溝 Aの開口幅（図中の a)より大きい。なおこの例では、薬剤は溝 Aの全面に 塗布されている力 溝 Aの長さ方向の一部のみに塗布される場合もあり、その場合は 、溝 Bの開口幅が溝 Aの開口幅より広い部分は、薬剤塗布部に対応する部分のみで ちょい。

[0041] なおこのような 2つ折り法ではなぐ溝が形成された板を 2枚、対面させて積層する 方法等の他の方法によっても、前記の本発明のセンサチップを製造することができる 。ただし 2つ折り法の方がより高い位置精度を持って重ねることができるので好ましい

[0042] 本発明のセンサチップは、その第一の態様、第二の態様いずれについても、特に バイオセンサチップとして好適に用いられる。請求項 12は、前記のセンサチップであ つて、ノィ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。 本発明のバイオセンサチップは、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）等に使用することができる。

[0043] 本発明のセンサチップは、少なくとも 1の試料導入口を有するが、中空反応部がそ の両端に試料導入口を有する場合、中空反応部はストロー状となって、毛管現象に より試料の導入が容易となり好ましい。第二の態様においては、溝 A又は溝 Bがそれ ぞれ板 A又は板 Bの側面（図 5の例の場合では、基板シートの長辺に該当する）と交 わる部分は、センサチップ製造後開口部を形成し試料導入口となるので、溝 A及び 溝 Bが板 A又は板 Bの両側の側面に達する場合は、試料導入口はセンサチップの両 側面に形成され、中空反応部はストロー状となり好ましい。

発明の効果

[0044] 本発明のセンサチップは、少なくとも一壁面に薬剤が塗布された中空反応部、該中 空反応部に露出する電極よりなる検知手段、及び試料導入口を有するセンサチップ であって、検査光を電極面に照射することにより、電極のピンホールや薄い部分の検 查を、完成したセンサチップにおいて行うことができる。従って、検査を最終工程に集 約させて高！ヽ生産性で製造できるだけでなぐ万一不良品が流出した場合でも電極 のチェックが容易であることから不良原因の究明を迅速に行うことができる。

[0045] 本発明の第二の態様のセンサチップは、少なくとも一壁面に薬剤が塗布された中 空反応部、該中空反応部に露出する電極よりなる検知手段、及び試料導入口を有 するセンサチップであって、該中空反応部が、薬剤が塗布された溝を有する板と、前 記溝と相応する溝を有する板を積層し、双方の溝を重ね合わせて形成されるセンサ チップであって、双方の溝の重ね合わせの際に生じるずれの大きさに、センサチップ 間でのバラツキがあっても、センサチップの特性にバラツキは生じず、従って、安定し た特性を有するセンサチップである。又、中空反応部の体積を大きくする必要がない ので、少試料量での測定にも充分対応可能なセンサチップである。

図面の簡単な説明

[0046] [図 1]本発明第一の態様のセンサチップの例を示す平面図である。

[図 2]本発明第一の態様のセンサチップの例を示す端面図である。

[図 3]本発明第二の態様のセンサチップの例を示す概念断面図である。

[図 4]従来技術のセンサチップの例を示す概念断面図である。

[図 5]本発明第二の態様のセンサチップの製造部材の例を示す概念平面図である。

[図 6]本発明第二の態様のセンサチップの例を示す概念断面図である。

符号の説明

[0047] 1 基板

2 カバー層

4 中空反応部

5 検知手段

7 試料導入 PI

9、 10 透明部

発明を実施するための最良の形態

[0048] 次に本発明を実施するための最良の形態を説明する。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。

[0049] 本発明のセンサチップを形成す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）、ポリ塩ィ匕ビュル、ポリプロピレン、ポリ スチレン、ポリカーボネート、アタリノレ榭旨、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、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 、。

[0050] 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、血糖値センサ等ノィォセンサチップの場合は、 100〜300 m程度が好ましい。

[0051] 第一の態様において、基板及びカバー層の透明な部分の材質としては、前記の例 示の材料であって透明なものが使用される。この透明な部分は、基板及びカバー層 の所定の部分を透明な材質で置き換えて形成してもよいが、基板及びカバー層の全 体を透明な材質で形成すると、センサチップを生産性高く製造できる。

[0052] 本発明のセンサチップの中空反応部は、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。ノ^オ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。

[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、基板に設け られてもよいが、前記のように第一の態様においては、センサチップの長辺側側面で 開口することが好ましい。又、試料導入口が、例えばセンサチップの両側面に設けら れて中空反応部がその間を連結するストロー状の構造の場合は、試料を取込みやす いので好ましい。

[0055] 検知手段は、少なくとも 2以上の電極力もなり、中空反応部内に露出している。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、反応により生じる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。電極としては、炭素電 極等が挙げられ、導電性を有するペースト材料を、基板上にスクリーン印刷する方法 等により形成することができる。この導電性材料としては、カーボンが広く用いられて いるが、他に銀、白金、ノ ジウム、銅等の金属粒子も用いられ、これらの混合物を 用いてもよい。

[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（第二の態 様ではシート層 A及び Bの貼り合わせで形成される)若しくはカバー層内、又はこれら の間に前記電極の出力端子 (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、この出力端子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] 中空反応部内には薬剤が塗布される。 2種類以上の薬剤が塗布されてもよい。第 二の態様においては、塗布される薬剤が 2種類以上の場合、試料との接触面積の変 動により信号強度等のチップ特性に影響を与える薬剤は、溝 A すなわち開口幅の 小さい溝側に塗布する必要があるが、試料との接触面積が変動してもチップ特性に 大きな影響を与えな ヽ薬剤は、溝 B側に塗布してもよ ヽ。

[0058] 薬剤の塗布は、中空反応部形成前でもよぐ中空反応部形成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、中空反応部形成前に 行うことが通常好ましい。

[0059] 次に本発明の実施形態の一例を図により説明する。

[0060] 図 1は、第一の態様のセンサチップをカバー層側から見た平面図である。又図 2は 、このセンサチップをその側面力も見た端面図である。この例のセンサチップは、基 板 1、カバー層 2、該基板及びカバー層間にあるスぺーサ 3内に設けられた中空反応 部 4、該中空反応部 4に設けられたカーボン電極よりなる検知手段 5、出力端子 6、及 び該中空反応部 4に試料を導入する試料導入口 7を有する。ここで、検知手段 5は、 対極 5a及び作用極 5bよりなり、作用極 5bの上には薬剤 8が塗布されている。

[0061] 図 1、図 2に示されているように、カバー層 2には、透明部 9が設けられており、透明 部 9は、中空反応部 4内の検知手段 5に対向する部位全体を含む。基板 1にも、透明 部 9に対応する位置、すなわち中空反応部 4内に露出している検知手段 5と面する位 置に透明部 10が設けられており、透明部 9側より検査光を入射して検知手段 5を照 射し、透明部 10側より出射する透過光の強度分布を測定することにより、検知手段 5 の電極のピンホールや極めて薄い部分等の不良部分の検査を行うことができる。

[0062] なお、基板 1とカバー層 2は、互いに同質でかつ同じ厚みの材料から形成されてい る。従って、透明部 10側より検査光を入射して検知手段 5を照射し、透明部 9側より 出射して透過光の強度分布を測定しても、同様に不良部分の検査を行うことができ、 同様な結果が得られる。

[0063] 又、試料導入口 7は、センサチップの側面部に設けられて 、る。従って、試料導入 口 7の凹凸により検査光の入射等が影響されることはない。なお、この例では透明部 9、 10は、中空反応部 4を挟持する部位全体ではない。この場合でも電極の検査自 体は差し支え無い。ただし中空反応部 4を挟持する部位全体を透明にすれば、使用 時に試料導入状態を容易に視認することができる。

[0064] なお、基板 1やカバー層 2自体に透明な材料を使用し、基板 1やカバー層 2全体を 透明にしてもよい。この場合は、透明部 9、 10を別途形成する工程が不要となり、安 価に生産できるので、製造の容易さの点からは望ましい。

[0065] 厳密には、透過光の強度分布は、薬剤 8により影響される。従って、薬剤 8として、 透明な材料を用いる方が望ましいが、通常使用する薬剤 8の量は微量であるため、 強度の高い光源を利用すれば、電極のピンホール等の不良部の識別に、実際上影 響することはほとんどなぐ薬剤 8が不透明であっても、通常測定は差し支えなく行な うことができる。

[0066] 前記のように図 3は、本発明の第二の態様のセンサチップの一例を示す概念断面 図である。図 3に示される例では、基板、シート層 A、シート層 B、カバー層の順で積 層されているものであり、シート層 A及びシート層 Bの重ねあわせによりスぺーサ層が 形成される。シート層 A及びシート層 Bのそれぞれは、複数のシートからなるものでも よい。この場合、スぺーサ層は、 3層以上の多数層からなる。

[0067] 図 6は、スぺーサ層が 3層以上の多数層からなる例を示す概念断面図である。図 6 ( a)の例では、シート層 Aがシート Al、 A2の 2層力 なり、シート層 Bがシート Bl、 B2 の 2層からなり、従って、スぺーサ層がシート Al、 A2、 B2及び B1の 4層力もなる。シ ート Al、 A2により形成される溝 A内に薬剤が塗布されている。この場合、シート A2 内の溝 Aの幅よりも、シート B2内の溝 Bの幅が大きい必要がある。

図 4 (b)の例では、シート層 Aがシート Al、 A2の 2層力 なり、 1層からなるシート層 Bと重ねあわされている。従って、スぺーサ層がシート Al、 A2及びシート層 Bの 3層 からなり、シート Al、 A2により形成される溝 A内に薬剤が塗布されている。この場合、 シート A2内の溝 Aの幅よりも、シート層 B内の溝 Bの幅が大きい必要がある。

Claims

請求の範囲

[1] 基板、カバー層、該基板及びカバー層間に設けられ、試料とその中に塗布された 薬剤との反応が行われる中空反応部、該中空反応部に露出する電極よりなる検知手 段、及び該中空反応部に試料を導入する試料導入口を有するセンサチップであって 前記基板及びカバー層の、中空反応部内の検知手段に対向する部位全体が透明 であることを特徴とするセンサチップ。

[2] 基板及びカバー層の透明な部位が、互いに同一の光透過率を有することを特徴と する請求項 1に記載のセンサチップ。

[3] 基板及びカバー層の、中空反応部内の検知手段に対向する部位全体が、互いに 同質でかつ同じ厚みの材料力 形成されていることを特徴とする請求項 2に記載のセ ンサチップ。

[4] 試料導入口及び必要により設けられる他の口が、センサチップの側面部に設けら れて 、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] カバー層の、中空反応部を挟持する部位全体が透明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] 基板の、中空反応部を挟持する部位全体が透明であり、かつ基板の外側に、不透 明又は半透明の材料層を設けたことを特徴とする請求項 5に記載のセンサチップ。

[7] 基板、カバー層、該基板及びカバー層間に設けられ、試料とその中に塗布された 薬剤との反応が行われる中空反応部、該中空反応部に露出する電極よりなる検知手 段、及び該中空反応部に試料を導入する試料導入口を有するセンサチップであって 薬剤が塗布された溝 Aを有する板 Aと、溝 Bを有する板 Bを、溝 A及び溝 Bが結合し て該中空反応部が形成されるように積層して得られ、かつ溝 Bの開口幅が少なくとも 溝 A内の薬剤が塗布されている部分に対向する部分おいて、溝 Aの開口幅より大き V、ことを特徴とするセンサチップ。

[8] 板 Aが、基板及び、該基板上に積層され溝 Aを有するシート層 Aからなる積層体で あることを特徴とする請求項 7に記載のセンサチップ。

[9] 板 Bが、カバー層、及び、該カバー層上に形成され溝 Bを有するシート層 B、力もな る積層体であることを特徴とする請求項 7又は請求項 8に記載のセンサチップ。

[10] 板 A及び板 Bを形成した後、板 Aと板 Bを貼り合せて製造されたことを特徴とする請 求項 7な 、し請求項 9の 、ずれかに記載のセンサチップ。

[11] 板 A及び板 Bを形成する 1枚のシートであって、このシートを略 2等分する折り曲げ 線より略等距離の位置に溝 A及び溝 Bを有するシートを、該折り曲げ線を中心として

2つ折りし、該折り曲げ線の両側を貼り合せて製造されたことを特徴とする請求項 7な

V、し請求項 10の 、ずれか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 1ないし請求項 11のいずれかに 記載のセンサチップ。