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酸化還元物質の信号増幅検出方法及びその測定装置 新技術説明会

国内特許コード P07P005089
整理番号 TOYAMA-PG06E10JP
掲載日 2008年2月1日
出願番号 特願2006-193430
公開番号 特開2008-020373
登録番号 特許第5150893号
出願日 平成18年7月13日(2006.7.13)
公開日 平成20年1月31日(2008.1.31)
登録日 平成24年12月14日(2012.12.14)
発明者
  • 篠原 寛明
出願人
  • 国立大学法人富山大学
発明の名称 酸化還元物質の信号増幅検出方法及びその測定装置 新技術説明会
発明の概要

【課題】酸化還元物質と導電性材料との間に電子授受させることにより高感度に応答し、測定電位の安定性に優れた酸化還元物質の信号増幅検出方法及びその測定装置の提供を目的とする。
【解決手段】測定装置は、半導体基板にソース電極部とドレイン電極部とその間にゲート部とを備えた酸化還元物質測定装置であって、ゲート部は、半導体基板上に絶縁層と導電性層と測定溶液又は測定ガスの注入部とをその順に有していることを特徴とする。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


従来、液中あるいは気体中の酸化還元物質は、電極電位や表面抵抗の計測にて検出していたが、信号量が小さく、ドリフトも大きく、感度が良くなかった。
特許文献1(特開平10-332423号)には、ケミカルCCD(ケミカル電荷結合素子)のゲート部に溶液を接触させた際に生じる界面電位の変化を半導体内部に蓄積する電荷量に変換及び積算増幅することにより微量な界面電位変化を測定する技術を開示する。
しかし、特許文献1に記載の技術においてはゲート部は絶縁膜で形成されていて、絶縁膜上に集積するプロトン等の電荷分布による絶縁膜分極作用に基づくものであるため、酸化還元物質の電子授受を直接測定できるものではない。
よって、絶縁膜上に集積するプロトンの安定性が低く、測定電位が安定しにくい技術的課題があり、測定電位も原理的にpH応答であるために酸化還元による電子授受を直接的に測定できなかった。




【特許文献1】特開平10-332423号公報

産業上の利用分野


本発明は、接触物質と導電性材料との電子授受による酸化還元物質の増幅検出法及びこの方法を用いた酸化還元物質の測定装置に関する。
特に酸化還元物質との電子授受を信号増幅して高感度に検出できるので酸化還元物質の定性、定量分析及び酸化還元酵素反応の検出方法に適用するのが効果的である。

特許請求の範囲 【請求項1】
半導体基板上の一面の一方にソース電極部を形成し、他方にドレイン電極部を形成し、当該ソース電極部とドレイン電極部との間にゲート部を形成したnpn型又はpnp型のチャンネルを有し、
前記ゲート部は半導体基板上に積層した薄膜の絶縁層と、当該絶縁層の上に積層した導電性薄膜からなる導電性層と、当該導電性層に測定対象となる溶液又はガスを接触させるための注入部とを有し、
前記注入部に参照電極を配設するとともに当該参照電極と前記半導体基板の間にゲート電圧の印加手段を有し、
前記導電性層は測定対象となる溶液中又はガス中の酸化還元物質と電子授受作用を有し、前記導電性層の電子授受による絶縁層の分極比率変化をソース電極とドレイン電極との間の出力変化として検出することを特徴とする酸化還元物質測定装置。

【請求項2】
ゲート部は、導電性層に酸化還元酵素を固定化してあることを特徴とする請求項1記載の酸化還元物質測定装置。

【請求項3】
請求項1記載の酸化還元物質測定装置を用いて、ゲート電圧の印加に対して前記注入部に注入した測定対象物質によるソース電極とドレイン電極との間の出力変化を測定することを特徴とする酸化還元物質の信号増幅検出法。

【請求項4】
請求項1記載の酸化還元物質測定装置を用いて、測定溶液の注入部に電子メディエーター物質と酸化還元酵素を含む測定対象物質を注入し、ゲート電圧の印加に対して、前記注入部における酵素反応をソース電極とドレイン電極との間の出力変化として測定することを特徴とする酵素反応の信号増幅検出法。

【請求項5】
請求項2記載の酸化還元物質測定装置を用いて、
前記注入部に注入した酵素基質を含む測定対象物質に参照電極を配設し、参照電極と半導体基板との間にゲート電圧を印加し、ソース電極とドレイン電極との間の信号増幅出力変化を測定することを特徴とする酵素基質の定性及び定量分析方法。
産業区分
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2006193430thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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