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電極およびバイオセンサ

国内特許コード P180014858
整理番号 S2016-1051-N0
掲載日 2018年4月18日
出願番号 特願2016-166137
公開番号 特開2018-031740
出願日 平成28年8月26日(2016.8.26)
公開日 平成30年3月1日(2018.3.1)
発明者
  • 大 貫 等
  • 日 下 裕 介
出願人
  • 国立大学法人東京海洋大学
発明の名称 電極およびバイオセンサ
発明の概要 【課題】微量または低濃度のサンプルでも、測定可能な電極および当該電極を有するバイオセンサを提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る電極は、電解質溶液に酸化還元反応を起こさせる酸化電極および還元電極の少なくとも一方として用いられる電極であって、少なくとも突出部または窪み部を表面に有する絶縁性の基板と、電解質溶液と接触するための接触領域を有し、前記基板の前記表面の少なくとも一部を覆うように形成された導電性の電極部と、を備え、前記基板の前記表面を上にした状態において、前記電極部の最上面は、前記突出部または前記窪み部により、前記基板の最上面よりも低い位置にあり、前記接触領域の上方には、上方が開放された空間が存在し、酸化電極および還元電極の一方として用いられる際に、前記接触領域が、他方として用いられる他の電極と、前記空間を介して対向す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


近年、病理診断による病気の早期発見等を目的とした、簡易で高感度なセンサの開発が盛んに行われており、特にバイオセンサが注目を浴びている。バイオセンサは、生体に関連する物質が有する分子識別機能を利用して、対象物質の測定等を行うセンサである。例えば、分子識別機能による化学反応の結果、電解質溶液や電極表面の電気的性質が変化する場合、バイオセンサは、当該変化に基づき、測定を行うことができる。



電気化学測定に基づくバイオセンサでは,測定を簡易で高感度とするために、バイオセンサに備えられる電極形状が非常に重要である。特に電気化学インピーダンス法を用いるバイオセンサの電極には、櫛形電極が用いられることが一般的である。櫛形電極は、光リソグラフィー技術により絶縁基板上に設けられた微小な電極である。



図1は、櫛形電極を説明する図である。図1に示すように、櫛形電極1は、少なくとも、陽極(酸化電極)となる電極部と、陰極(還元電極)となる電極部と、を有する。当該2つの電極部は櫛のような形状であり、根部分11と、根部分11から突出した複数の歯12とを有する。また、図1に示すように、陽極の歯12と、陰極の歯12とは、噛み合わせたように配置される。隣り合う陽極の歯12と陰極の歯12との一般的な距離は、50μm程度である。



櫛形電極は、陽極の歯と陰極の歯との距離が近く、また実効的な表面積が大きい。これにより、櫛形電極に電圧が印加された場合に溶液中で引き起こされる酸化還元サイクルの速度は、一般的な平板電極の場合よりも速い。ゆえに、櫛形電極は、薄くて幅が狭くとも、応答速度、S/N比、および感度の点で優れており、微量または低濃度のサンプルでも測定を行うことができるとされている。

産業上の利用分野


本発明は、電極およびバイオセンサに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電解質溶液に酸化還元反応を起こさせる酸化電極および還元電極の少なくとも一方として用いられる電極であって、
少なくとも突出部または窪み部を表面に有する絶縁性の基板と、
電解質溶液と接触するための接触領域を有し、前記基板の前記表面の少なくとも一部を覆うように形成された導電性の電極部と、
を備え、
前記基板の前記表面を上にした状態において、前記電極部の最上面は、前記突出部または前記窪み部により、前記基板の最上面よりも低い位置にあり、
前記接触領域の上方には、上方が開放された空間が存在し、
酸化電極および還元電極の一方として用いられる際に、前記接触領域が、他方として用いられる他の電極と、前記空間を介して対向すること
を特徴とする電極。

【請求項2】
前記接触領域が円状であることを特徴とする
請求項1に記載の電極。

【請求項3】
前記空間の高さが、0.6mm以下であることを特徴とする
請求項1または2に記載の電極。

【請求項4】
前記突出部は、前記基板の前記表面に接着された絶縁性部材によるものであり、前記電極部の一部を覆うように形成されることを特徴とする
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電極。

【請求項5】
前記電極部に覆われた箇所が前記窪み部であることを特徴とする
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電極。

【請求項6】
側面に排出口を有し、
前記空間と前記排出口とを連結する窪みまたは貫通穴を有することを特徴とする
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の電極。

【請求項7】
分子識別機能を有する分子識別素子が前記接触領域に結合されたことを特徴とする
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の電極。

【請求項8】
前記分子識別素子としてプロテインGが前記接触領域に結合されたことを特徴とする
請求項7に記載の電極。

【請求項9】
前記分子識別素子としてプロテインAが前記接触領域に結合されたことを特徴とする
請求項7に記載の電極。

【請求項10】
請求項7ないし9のいずれか一項に記載の電極
を備える
バイオセンサ。

【請求項11】
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の電極を一部とする
マイクロチップ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016166137thum.jpg
出願権利状態 公開


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