Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7325614B2 - electrochemical analysis chip - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7325614B2 - electrochemical analysis chip - Google Patents

electrochemical analysis chip Download PDF

Info

Publication number
JP7325614B2
JP7325614B2 JP2022510349A JP2022510349A JP7325614B2 JP 7325614 B2 JP7325614 B2 JP 7325614B2 JP 2022510349 A JP2022510349 A JP 2022510349A JP 2022510349 A JP2022510349 A JP 2022510349A JP 7325614 B2 JP7325614 B2 JP 7325614B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample liquid
electrode
substrate
electrochemical analysis
metal layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022510349A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2021192247A1 (en
Inventor
子誠 朱
佳則 山口
啓一郎 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Optorun Shanghai Co Ltd
Original Assignee
Optorun Shanghai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Optorun Shanghai Co Ltd filed Critical Optorun Shanghai Co Ltd
Publication of JPWO2021192247A1 publication Critical patent/JPWO2021192247A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7325614B2 publication Critical patent/JP7325614B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Description

本発明は、試料液中に含まれ得る特定物質の濃度を測定するための電気化学分析チップに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrochemical analysis chip for measuring the concentration of a specific substance that can be contained in a sample liquid.

電気化学測定の原理を利用した測定は、溶液中の重金属の高感度測定や、酵素電極を利用したグルコース測定、イオン電極を利用したpH(ペーハー)の測定、残留農薬の電気化学検出に代表される食物検査など、多くの場面で使用されている(例えば特許文献1参照)。 Measurements using the principle of electrochemical measurement are typified by highly sensitive measurements of heavy metals in solutions, glucose measurements using enzyme electrodes, pH measurements using ion electrodes, and electrochemical detection of residual pesticides. It is used in many situations such as food inspection in which food is stored (see, for example, Patent Document 1).

電気化学測定において、絶縁性の基板の上に電極を形成した電気化学分析チップを使用できることが知られている。電気化学分析チップにおいて、電極は基本的に単層構造であり、電極材料としては、銀、白金、金、アルミニウムなどの金属材料、又は炭素などの導電性材料が用いられる。 It is known that an electrochemical analysis chip having electrodes formed on an insulating substrate can be used in electrochemical measurements. In the electrochemical analysis chip, the electrode basically has a single-layer structure, and the electrode material used is a metal material such as silver, platinum, gold, or aluminum, or a conductive material such as carbon.

ところで、従来の電気化学分析チップを用いて多項目の測定を同時に行う場合には、それぞれにサンプリング操作が必要であった。しかし、それぞれにサンプリング操作を行なうと、濃度斑(サンプル検体の位置や、サンプリング箇所、初期のものなのか、中間なのか等で濃度が異なる)が生じ、測定精度や再現性が低下するという問題があった。また、同一の試料液に対して複数回のサンプリング操作を行うには、多量の試料液が必要になるという問題があった。 By the way, when measuring multiple items simultaneously using a conventional electrochemical analysis chip, a sampling operation was required for each item. However, when the sampling operation is performed for each, density spots (concentration varies depending on the position of the sample specimen, the sampling location, whether it is an early sample or an intermediate sample, etc.) occur, and the measurement accuracy and reproducibility are reduced. was there. In addition, there is a problem that a large amount of sample liquid is required to perform a plurality of sampling operations on the same sample liquid.

特開平11-248668号公報JP-A-11-248668

本発明は、上記現状を改善すべく成されたものであり、1回のサンプリング操作で複数項目の測定を行える電気化学分析チップを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electrochemical analysis chip capable of measuring a plurality of items in one sampling operation.

本発明の電気化学分析チップは、複数の電極を有するとともに絶縁性の基材に設けられたセンサ部と、前記基材に設けられて試料液を前記センサ部に導く流路部とを備えたものであって、前記基材に複数の前記センサ部が設けられており、前記流路部は、前記基材の外面に開口した試料液供給口と、同一の試料液を前記試料液供給口から複数の前記センサ部に導く試料液流路とを備えているものである。 An electrochemical analysis chip of the present invention includes a sensor section having a plurality of electrodes and provided on an insulating base material, and a channel section provided on the base material for guiding a sample liquid to the sensor section. wherein the substrate is provided with a plurality of the sensor portions, and the flow path portion is provided with a sample liquid supply port opened on the outer surface of the substrate, and the same sample liquid is supplied to the sample liquid supply port. and a sample liquid flow path leading from to the plurality of sensor units.

本発明の電気化学分析チップによれば、試料液流路によって同一の試料液を試料液供給口から複数のセンサ部に導くことができるので、1回のサンプリング操作で複数のセンサ部に同一の試料液を接触させることができる。これにより、微量の試料液であっても1回のサンプリング操作で複数項目の測定を行えるようになる。 According to the electrochemical analysis chip of the present invention, the same sample liquid can be led from the sample liquid supply port to the plurality of sensor sections by the sample liquid flow path. A sample liquid can be brought into contact. As a result, even with a very small amount of sample liquid, it is possible to measure a plurality of items with a single sampling operation.

本発明の電気化学分析チップにおいて、前記流路部は、1つの前記試料液供給口に繋がる複数の前記試料液流路を備えているようにしてもよい。 In the electrochemical analysis chip of the present invention, the channel section may include a plurality of sample liquid channels connected to one sample liquid supply port.

このような態様によれば、1つの試料液供給口に試料液を接触させるだけで、複数のセンサ部に試料液を導入できるので、サンプリング操作が容易であるとともに、サンプリング操作に要する時間を短時間化できる。 According to this aspect, the sample liquid can be introduced into the plurality of sensor units simply by bringing the sample liquid into contact with one sample liquid supply port, so that the sampling operation is easy and the time required for the sampling operation is shortened. can be timed.

本発明の電気化学分析チップにおいて、前記流路部は、複数の前記センサ部ごとに前記試料液供給口と前記試料液流路とを備えており、複数の前記試料液供給口は、前記基材の外面に互いに近接配置されているようにしてもよい。 In the electrochemical analysis chip of the present invention, the channel section includes the sample liquid supply port and the sample liquid channel for each of the plurality of sensor sections, and the plurality of sample liquid supply ports are connected to the substrate. They may be arranged adjacent to each other on the outer surface of the material.

このような態様によれば、センサ部ごとに試料液供給口と試料液流路とを設けることで、各センサ部に試料液を確実に導入できる。また、センサ部ごとに設けられた試料液供給口が基材の外面に互いに近接配置されていることで、それらの試料液供給口に1回のサンプリング操作で試料液を確実に接触させることができ、サンプリング処理の確実性を向上できる。 According to this aspect, by providing the sample liquid supply port and the sample liquid channel for each sensor section, the sample liquid can be reliably introduced to each sensor section. In addition, since the sample liquid supply ports provided for each sensor unit are arranged close to each other on the outer surface of the base material, the sample liquid can be reliably brought into contact with the sample liquid supply ports in one sampling operation. can improve the certainty of the sampling process.

本発明の電気化学分析チップにおいて、前記センサ部は、前記基材に装着可能な電極チップに設けられており、前記基材は、前記基材の外面に開口して前記電極チップが挿入される電極チップ配置部を備えており、前記電極チップ配置部に前記試料液流路が繋がっているとともに、前記電極チップ配置部の内壁と前記電極チップとの間に、試料液が毛細管現象によって前記試料液流路から前記電極チップ配置部の開口に向けて浸透する隙間が設けられているようにしてもよい。 In the electrochemical analysis chip of the present invention, the sensor section is provided on an electrode chip that can be attached to the substrate, and the substrate has an opening on the outer surface of the substrate into which the electrode chip is inserted. The sample liquid flow path is connected to the electrode chip placement section, and the sample liquid flows between the inner wall of the electrode chip placement section and the electrode chip by capillary action. A gap may be provided through which the liquid penetrates from the liquid flow path toward the opening of the electrode chip arrangement portion.

このような態様によれば、測定項目に応じて電極チップを交換することで、多数の測定項目に対応可能とできるので、汎用性が向上する。 According to this aspect, by exchanging the electrode tip according to the measurement item, it is possible to cope with a large number of measurement items, so that versatility is improved.

本発明の電気化学分析チップにおいて、前記基材は、前記センサ部が形成されたベース基板と、前記流路部を形成する流路基板と、前記流路基板を覆うカバー基板とが積層されて構成されているようにしてもよい。 In the electrochemical analysis chip of the present invention, the substrate is formed by stacking a base substrate on which the sensor section is formed, a flow path substrate forming the flow path section, and a cover substrate covering the flow path substrate. may be configured.

このような態様によれば、センサ部をベース基板に一体化することで、電気化学分析チップの小型化が可能になる。 According to such an aspect, by integrating the sensor section with the base substrate, it is possible to reduce the size of the electrochemical analysis chip.

本発明の電気化学分析チップにおいて、前記センサ部は、前記電極として、作用電極と参照電極とを備えており、又は作用電極と参照電極と対極を備えており、前記電極は、絶縁性の基板の上に形成された金属層と、前記基板上に前記金属層を覆って形成された炭素層と、前記金属層の上面と前記炭素層との間に形成された上部接着層と、を備え、前記上部接着層はシリコンで形成されているようにしてもよい。 In the electrochemical analysis chip of the present invention, the sensor unit includes a working electrode and a reference electrode as the electrodes, or includes a working electrode, a reference electrode, and a counter electrode, and the electrode is an insulating substrate. a metal layer formed on the substrate; a carbon layer formed on the substrate overlying the metal layer; and an upper adhesion layer formed between a top surface of the metal layer and the carbon layer. , the upper adhesive layer may be made of silicon.

このような態様によれば、各電極は金属層を有しているので、電気抵抗を低くして、測定感度を向上できる。また、金属層を炭素層で覆うことで、金属層の酸化還元を防止でき、測定感度及び再現性を向上できる。さらに、金属層の上面と炭素層との間にシリコンで形成された上部接着層を設けることで、金属層と炭素層との密着性を向上させるとともに、シリコンは金属に比べて電気抵抗率が高いので、測定中における金属層上面での水素の発生を抑制し、金属層と炭素層との剥離を防止して、測定感度及び再現性を向上できる。 According to this aspect, since each electrode has a metal layer, the electrical resistance can be lowered and the measurement sensitivity can be improved. In addition, by covering the metal layer with the carbon layer, the metal layer can be prevented from being oxidized and reduced, and the measurement sensitivity and reproducibility can be improved. Furthermore, by providing an upper adhesion layer made of silicon between the upper surface of the metal layer and the carbon layer, the adhesion between the metal layer and the carbon layer is improved, and silicon has a higher electrical resistivity than metal. Since it is high, it is possible to suppress the generation of hydrogen on the upper surface of the metal layer during measurement, prevent separation between the metal layer and the carbon layer, and improve measurement sensitivity and reproducibility.

本発明は、1回のサンプリングで複数項目の測定を行える電気化学分析チップを提供できる。 The present invention can provide an electrochemical analysis chip that can measure a plurality of items in one sampling.

電気化学測定装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of an electrochemical measuring apparatus. 電気化学分析チップの一実施形態を示す平面図である。1 is a plan view showing an embodiment of an electrochemical analysis chip; FIG. 同電気化学分析チップの分離斜視図である。It is an isolation|separation perspective view of the same electrochemical-analysis chip. 同電気化学分析チップの側面視中央縦断面図である。It is a side view center longitudinal cross-sectional view of the same electrochemical analysis chip. 電極チップを示す概略的な平面図である。It is a schematic plan view showing an electrode tip. 図5のA-A位置に対応する概略的な断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view corresponding to the AA position of FIG. 5; 実施形態に取り付ける電極チップと比較チップとを使用して得られた電流電位曲線を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing current-potential curves obtained using an electrode tip attached to an embodiment and a comparative tip. FIG. 測定後の電極チップ及び比較チップの作用電極を基板側から撮像した顕微鏡写真であり、(A)は実施形態(電極チップ)を示し、(B)は比較例(比較チップ)を示す。It is a microphotograph of the working electrode of the electrode tip and the comparative tip after measurement taken from the substrate side, (A) showing the embodiment (electrode tip) and (B) showing the comparative example (comparative tip). 電極チップの他の構成を示す概略的な断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another configuration of the electrode tip; 電気化学分析チップの他の実施形態を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing another embodiment of an electrochemical analysis chip; 電気化学分析チップのさらに他の実施形態を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing still another embodiment of an electrochemical analysis chip; 同電気化学分析チップの分離斜視図である。It is an isolation|separation perspective view of the same electrochemical-analysis chip.

電気化学分析チップの実施形態について図面に基づいて説明する。図1は、電気化学測定装置の一例を示す概略構成図である。図2は、電気化学分析チップの一実施形態を示す平面図である。図3は、同電気化学分析チップの分離斜視図である。図4は、同電気化学分析チップの側面視中央縦断面図である。なお、図2では、カバー基板213の図示は省略している。また、図4では、便宜上、各部材の厚みを大きくして図示している。 An embodiment of an electrochemical analysis chip will be described based on the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrochemical measurement device. FIG. 2 is a plan view showing one embodiment of an electrochemical analysis chip. FIG. 3 is an exploded perspective view of the same electrochemical analysis chip. FIG. 4 is a side view central longitudinal sectional view of the same electrochemical analysis chip. 2, illustration of the cover substrate 213 is omitted. Moreover, in FIG. 4, the thickness of each member is enlarged and illustrated for convenience.

図1に示すように、電気化学測定装置1は、電気化学分析チップ2と、電気化学分析チップ2に接続されるポテンショスタット3と、ポテンショスタット3に接続される操作部4、表示部5、電源部6及び外部出力部7を備えている。本実施形態では、電気化学分析チップ2は使い捨て型のものである。 As shown in FIG. 1, an electrochemical measurement device 1 includes an electrochemical analysis chip 2, a potentiostat 3 connected to the electrochemical analysis chip 2, an operation unit 4 connected to the potentiostat 3, a display unit 5, A power supply unit 6 and an external output unit 7 are provided. In this embodiment, the electrochemical analysis chip 2 is disposable.

図2~図4に示すように、電気化学分析チップ2は、絶縁性の基材21と、基材21に設けられた複数のセンサ部22と、基材21に設けられて試料液を各センサ部22に導く流路部23とを備えている。本実施形態では、3つのセンサ部22が設けられているが、本発明の電気化学分析チップにおいて、センサ部の数は、2つ又は4つ以上であってもよい。 As shown in FIGS. 2 to 4, the electrochemical analysis chip 2 includes an insulating base material 21, a plurality of sensor units 22 provided on the base material 21, and a sample liquid provided on the base material 21. and a channel portion 23 leading to the sensor portion 22 . Although three sensor units 22 are provided in this embodiment, the number of sensor units may be two or four or more in the electrochemical analysis chip of the present invention.

基材21は、ベース基板211の上に、流路基板212を介してカバー基板213が配置されて構成されている。ベース基板211、流路基板212及びカバー基板213は、略四角形の絶縁性基板で構成されている。 The substrate 21 is configured by disposing a cover substrate 213 on a base substrate 211 with a channel substrate 212 interposed therebetween. The base substrate 211, the channel substrate 212, and the cover substrate 213 are composed of substantially rectangular insulating substrates.

流路基板212には、センサ部22を有する電極チップ24を差込み可能な切欠き部214と、流路部23を構成する試料液供給口231及び試料液流路232を形成するための溝215が形成されている。本実施形態では、3つの切欠き部214が形成されている。 The channel substrate 212 has a cutout portion 214 into which the electrode chip 24 having the sensor portion 22 can be inserted, and a groove 215 for forming the sample liquid supply port 231 and the sample liquid channel 232 that constitute the channel portion 23 . is formed. In this embodiment, three cutouts 214 are formed.

切欠き部214は、流路基板212の第1側面212aに開口しており、電極チップ24の幅寸法よりもわずかに大きい幅寸法で形成されている。切欠き部214がベース基板211とカバー基板213とで覆われることで、電極チップ配置部216が形成されている。 The notch 214 is open to the first side surface 212 a of the channel substrate 212 and has a width slightly larger than the width of the electrode tip 24 . An electrode chip placement portion 216 is formed by covering the notch portion 214 with the base substrate 211 and the cover substrate 213 .

溝215は、流路基板212の一表面に形成されており、流路基板212の第1側面212aに対向する第2側面212bから第1側面212aへ向かって延び、中途部で3本に分岐されて、3つの切欠き部214に繋がっている。溝215がカバー基板213で覆われることで、基材21の外面(流路基板212の第2側面212b)に開口した試料液供給口231と、同一の試料液を試料液供給口231から複数のセンサ部22に導く試料液流路232とを有する流路部23が形成されている。 The groove 215 is formed on one surface of the flow path substrate 212, extends from a second side surface 212b facing the first side surface 212a of the flow path substrate 212 toward the first side surface 212a, and branches into three grooves in the middle. and connected to the three notches 214 . By covering the groove 215 with the cover substrate 213, the sample liquid supply port 231 opened to the outer surface of the base material 21 (the second side surface 212b of the channel substrate 212) and the same sample liquid can be supplied from the sample liquid supply port 231. A channel portion 23 having a sample liquid channel 232 leading to the sensor portion 22 is formed.

ベース基板211、流路基板212及びカバー基板213を構成する絶縁性基板の材質は特に限定されず、例えば、ガラス、石英ガラス、ポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリオキシメチレン(POM)、ABS樹脂(ABS)、メタクリル樹脂(PMMA)などを挙げることができる。また、絶縁性基板の形状、厚み及び大きさは、特に限定されない。 Materials of the insulating substrates constituting the base substrate 211, the channel substrate 212, and the cover substrate 213 are not particularly limited, and examples thereof include glass, quartz glass, polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), and polyethylene. (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), polyoxymethylene (POM), ABS resin (ABS), methacrylic resin (PMMA), and the like. Moreover, the shape, thickness and size of the insulating substrate are not particularly limited.

また、試料液供給口231及び試料液流路232の寸法は、試料液を毛細管現象によって試料液供給口231から試料液流路232に導入してセンサ部22に導くことができる寸法であればよい。また、試料液流路232の内壁面(溝215の内壁面及びカバー基板213の流路基板212との接合面)に、濡れ性を向上させる親水性処理層を形成するようにしてもよい。 Also, the sample liquid supply port 231 and the sample liquid channel 232 have dimensions that allow the sample liquid to be introduced from the sample liquid supply port 231 into the sample liquid channel 232 by capillary action and lead to the sensor section 22. good. Further, a hydrophilic treatment layer for improving wettability may be formed on the inner wall surface of the sample liquid channel 232 (the inner wall surface of the groove 215 and the joint surface of the cover substrate 213 with the channel substrate 212).

図3及び図4に示すように、電気化学分析チップ2の基材21は、ベース基板211、流路基板212及びカバー基板213をこの順序で積層し、一体化することで形成される。ベース基板211と流路基板212との接合、及び、流路基板212とカバー基板213との接合には、例えば接着剤や熱融着を使用できる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the substrate 21 of the electrochemical analysis chip 2 is formed by stacking and integrating a base substrate 211, a channel substrate 212 and a cover substrate 213 in this order. Adhesives or heat-sealing can be used to join the base substrate 211 and the channel substrate 212 and to join the channel substrate 212 and the cover substrate 213, for example.

基材21の電極チップ配置部216には、センサ部22を有する電極チップ24が取り付けられる。電極チップ24は平板状の絶縁性の基板241を備え、基板241上に作用電極242、対極243及び参照電極244が互いに絶縁されて設けられている。基板241は平面視で略長方形の形態を有している。作用電極242、対極243及び参照電極244は、基板241の長手方向の一端近傍から他端近傍にわたって設けられている。作用電極242、対極243及び参照電極244の長手方向中途部は、基板241上に形成された絶縁層245で覆われている。作用電極242、対極243及び参照電極244の一端側はセンサ部22を構成している。 An electrode chip 24 having a sensor portion 22 is attached to the electrode chip placement portion 216 of the base material 21 . The electrode chip 24 has a flat insulating substrate 241 on which a working electrode 242, a counter electrode 243 and a reference electrode 244 are provided insulated from each other. The substrate 241 has a substantially rectangular shape in plan view. The working electrode 242 , the counter electrode 243 and the reference electrode 244 are provided from near one end to near the other end in the longitudinal direction of the substrate 241 . The working electrode 242 , the counter electrode 243 , and the reference electrode 244 are covered with an insulating layer 245 formed on the substrate 241 at their longitudinal midpoints. One end side of the working electrode 242 , the counter electrode 243 and the reference electrode 244 constitutes the sensor section 22 .

電極チップ24の一端側が基材21の電極チップ配置部216に差し込まれることで、センサ部22(作用電極242、対極243及び参照電極244の一端側)が、電極チップ配置部216の内部に配置される。電極チップ配置部216の内壁と電極チップ24との間には、毛細管現象によって流路部23に導入された試料液が、毛細管現象によって電極チップ配置部216の開口側(第1側面212a側)へ浸透する程度の小さな隙間が形成されている。 By inserting one end side of the electrode chip 24 into the electrode chip placement portion 216 of the substrate 21, the sensor portion 22 (one end sides of the working electrode 242, the counter electrode 243, and the reference electrode 244) is placed inside the electrode chip placement portion 216. be done. Between the inner wall of the electrode tip placement portion 216 and the electrode tip 24, the sample liquid introduced into the flow path portion 23 by capillary action flows to the opening side (first side surface 212a side) of the electrode tip placement portion 216 by capillary action. A small gap is formed to the extent that it penetrates into.

なお、電極チップ配置部216の内壁と電極チップ24との間の隙間の大きさは、試料液が毛細管現象によって試料液流路232から電極チップ配置部216の開口に向けて浸透する程度の大きさであれば、特に限定されない。また、電極チップ配置部216の内壁面(切欠き部214の内壁面、ベース基板211の流路基板212との接合面、及びカバー基板213の流路基板212との接合面)に濡れ性を向上させる親水性処理層を形成するようにしてもよい。 The size of the gap between the inner wall of the electrode tip placement section 216 and the electrode tip 24 is large enough for the sample liquid to permeate from the sample liquid flow path 232 toward the opening of the electrode tip placement section 216 by capillary action. There is no particular limitation as long as it is small. In addition, the inner wall surface of the electrode chip placement portion 216 (the inner wall surface of the notch portion 214, the joint surface of the base substrate 211 with the channel substrate 212, and the joint surface of the cover substrate 213 with the channel substrate 212) are provided with wettability. You may make it form the hydrophilic treatment layer which improves.

電極チップ24の他端側に位置する作用電極242、対極243及び参照電極244の他端側は、基材21の外部に配置され、コネクタ8及びケーブル9(図2参照)を介してポテンショスタット3(図1参照)に電気的に接続される。電極チップ24は、コネクタ8に着脱可能に取り付けられる。 The other ends of the working electrode 242, the counter electrode 243 and the reference electrode 244 located on the other end side of the electrode chip 24 are arranged outside the substrate 21 and connected to the potentiostat via the connector 8 and cable 9 (see FIG. 2). 3 (see FIG. 1). The electrode tip 24 is detachably attached to the connector 8 .

電気化学分析チップ2の試料液供給口231に試料液が供給されると、試料液は、毛細管現象によって、試料液流路232内を3つの電極チップ配置部216(切欠き部214)のそれぞれに向かって流れ、各電極チップ配置部216に導入される。電極チップ配置部216に導入された試料液は、毛細管現象によって、電極チップ配置部216と電極チップ24との間の隙間を電極チップ配置部216の開口側(第1側面212a側)へ向かって流れ、電極チップ24のセンサ部22に接触する。 When the sample liquid is supplied to the sample liquid supply port 231 of the electrochemical analysis chip 2, the sample liquid flows through the sample liquid channel 232 through the three electrode chip placement portions 216 (notches 214) by capillary action. and is introduced into each electrode tip placement portion 216 . The sample liquid introduced into the electrode tip placement portion 216 flows toward the opening side (first side surface 212a side) of the electrode tip placement portion 216 through the gap between the electrode tip placement portion 216 and the electrode tip 24 by capillary action. It flows and contacts the sensor portion 22 of the electrode tip 24 .

図1~図4に示すように、本実施形態の電気化学分析チップ2は、複数の電極242,243,244を有するとともに絶縁性の基材21に設けられたセンサ部22と、基材21に設けられて試料液をセンサ部22に導く流路部23とを備えている。基材21に複数のセンサ部22が設けられており、流路部23は、基材21の外面に開口した試料液供給口231と、同一の試料液を試料液供給口231から複数のセンサ部22に導く試料液流路232とを備えている。 As shown in FIGS. 1 to 4, the electrochemical analysis chip 2 of the present embodiment has a plurality of electrodes 242, 243, 244 and a sensor portion 22 provided on an insulating base material 21, and a base material 21 and a channel portion 23 provided in the sensor portion 22 for guiding the sample liquid to the sensor portion 22 . A plurality of sensor units 22 are provided on the substrate 21, and the flow path unit 23 supplies the sample liquid supply port 231 opened to the outer surface of the substrate 21 and the same sample liquid from the sample liquid supply port 231 to the plurality of sensors. and a sample liquid channel 232 leading to the portion 22 .

電気化学分析チップ2によれば、試料液流路232によって同一の試料液を試料液供給口231から複数のセンサ部22に導くことができるので、1回のサンプリング操作で複数のセンサ部22に同一の試料液を接触させることができる。これにより、微量の試料液であっても1回のサンプリング操作で複数項目の測定を行えるようになる。 According to the electrochemical analysis chip 2, the same sample liquid can be led from the sample liquid supply port 231 to the plurality of sensor sections 22 by the sample liquid flow path 232. Therefore, the same sample liquid can be supplied to the plurality of sensor sections 22 by one sampling operation. The same sample liquid can be brought into contact. As a result, even with a very small amount of sample liquid, it is possible to measure a plurality of items with a single sampling operation.

電気化学分析チップ2において、流路部23は、1つの試料液供給口231に繋がる複数の試料液流路232を備えている。これにより、1つの試料液供給口231に試料液を接触させるだけで、複数のセンサ部22に試料液を導入できるので、サンプリング操作が容易であるとともに、サンプリング操作に要する時間を短時間化できる。 In the electrochemical analysis chip 2 , the channel section 23 includes a plurality of sample liquid channels 232 connected to one sample liquid supply port 231 . As a result, the sample liquid can be introduced into the plurality of sensor units 22 simply by bringing the sample liquid into contact with one sample liquid supply port 231, so that the sampling operation is easy and the time required for the sampling operation can be shortened. .

電気化学分析チップ2において、センサ部22は、基材21に装着可能な電極チップ24に設けられている。基材21は、基材21の外面に開口して電極チップ24が挿入される電極チップ配置部216を備えている。電極チップ配置部216に試料液流路232が繋がっているとともに、電極チップ配置部216の内壁と電極チップ24との間に、試料液が毛細管現象によって試料液流路232から電極チップ配置部216の開口に向けて浸透する隙間が設けられている。これにより、測定項目に応じて電極チップ24を交換することで、多数の測定項目に対応可能とできるので、電気化学分析チップ2の汎用性が向上する。 In the electrochemical analysis chip 2 , the sensor section 22 is provided on an electrode chip 24 that can be attached to the substrate 21 . The base material 21 has an electrode tip placement portion 216 that opens to the outer surface of the base material 21 and into which the electrode tip 24 is inserted. A sample liquid flow path 232 is connected to the electrode chip placement section 216 , and the sample liquid flows from the sample liquid flow path 232 to the electrode chip placement section 216 by capillary action between the inner wall of the electrode chip placement section 216 and the electrode chip 24 . There is a gap that penetrates towards the opening of the As a result, by exchanging the electrode tip 24 according to the measurement item, it is possible to cope with a large number of measurement items, so that the versatility of the electrochemical analysis chip 2 is improved.

次に、図5及び図6も参照しながら、センサ部22を有する電極チップ24の電極について説明する。電極チップ24の基板241の少なくとも一表面は、平坦な絶縁性材料で形成されている。基板241としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ガラス基板、エポキシガラス(ガラエポ)基板などである。ただし、基板241の材料は、これらに限定されず、セラミックスや石英ガラスなどであってもよい。 Next, the electrodes of the electrode tip 24 having the sensor section 22 will be described with reference to FIGS. 5 and 6 as well. At least one surface of the substrate 241 of the electrode tip 24 is made of a flat insulating material. The substrate 241 is, for example, a polyethylene terephthalate film, a polyimide film, a glass substrate, an epoxy glass (glass epoxy) substrate, or the like. However, the material of the substrate 241 is not limited to these, and may be ceramics, quartz glass, or the like.

電極チップ24において、作用電極242、対極243及び参照電極244のそれぞれは、基板241の上に形成された金属層251と、基板241上に金属層251を覆って形成された炭素層252と、基板241と金属層251との間に形成された下部接着層253と、金属層251の上面と炭素層252との間に形成された上部接着層254とを備えている。参照電極244の一端側の炭素層252上面に、銀塩化銀層255が形成されている。 In the electrode tip 24, each of the working electrode 242, the counter electrode 243 and the reference electrode 244 comprises a metal layer 251 formed on the substrate 241, a carbon layer 252 formed on the substrate 241 covering the metal layer 251, It comprises a lower adhesion layer 253 formed between the substrate 241 and the metal layer 251 and an upper adhesion layer 254 formed between the top surface of the metal layer 251 and the carbon layer 252 . A silver-silver chloride layer 255 is formed on the upper surface of the carbon layer 252 on one end side of the reference electrode 244 .

下部接着層253は、基板241と金属層251との剥離を防止する薄膜であり、例えばシリコンで形成されている。下部接着層253の材料としては、基板241及び金属層251との密着性が良好なものであればよく、シリコンの他、例えば、クロム、チタン(炭素と共有結合する金属)などを使用できる。 The lower adhesive layer 253 is a thin film that prevents separation between the substrate 241 and the metal layer 251, and is made of silicon, for example. As the material of the lower adhesive layer 253, any material having good adhesion to the substrate 241 and the metal layer 251 can be used, and in addition to silicon, for example, chromium, titanium (metal that covalently bonds with carbon), etc. can be used.

金属層251は、炭素層252よりも電気抵抗率が低い材料で形成されており、下部接着層253の上に形成されている。金属層251は、作用電極242、対極243及び参照電極244のそれぞれの一端と他端との間の電気抵抗を下げるためのものである。金属層251の材料としては、例えば、銀、ルテニウム、タンタル、チタン、銅、アルミニウム、白金、ニオブ、ジルコニウム、若しくはこれらの元素の合金、又はこれらの元素と炭素との合金などを使用できる。 The metal layer 251 is made of a material with a lower electrical resistivity than the carbon layer 252 and is formed on the lower adhesion layer 253 . The metal layer 251 is for reducing electrical resistance between one end and the other end of each of the working electrode 242 , the counter electrode 243 and the reference electrode 244 . Materials for the metal layer 251 include, for example, silver, ruthenium, tantalum, titanium, copper, aluminum, platinum, niobium, zirconium, alloys of these elements, and alloys of these elements and carbon.

上部接着層254は、金属層251の上面に形成されており、金属層251の上面と炭素層252との剥離を防止する薄膜であり、シリコンで形成されている。 The upper adhesive layer 254 is formed on the upper surface of the metal layer 251, is a thin film that prevents separation between the upper surface of the metal layer 251 and the carbon layer 252, and is made of silicon.

炭素層252は、下部接着層253、金属層251及び上部接着層254を覆うようにして基板241上に形成されている。炭素層252は、例えばアモルファスカーボン、又はダイヤモンドライクカーボン(DLC)で形成されている。また、炭素層252は、平面視で下部接着層253、金属層251及び上部接着層254の輪郭を囲うように形成されており、炭素層252の下面周縁部は基板241に接触している。下部接着層253、金属層251及び上部接着層254は、基板241と炭素層252とで囲われることで、周囲雰囲気から隔離されている。 A carbon layer 252 is formed on the substrate 241 to cover the lower adhesion layer 253 , the metal layer 251 and the upper adhesion layer 254 . The carbon layer 252 is made of amorphous carbon or diamond-like carbon (DLC), for example. In addition, the carbon layer 252 is formed so as to surround the contours of the lower adhesion layer 253 , the metal layer 251 and the upper adhesion layer 254 in plan view, and the bottom peripheral edge of the carbon layer 252 is in contact with the substrate 241 . The lower adhesion layer 253 , the metal layer 251 and the upper adhesion layer 254 are isolated from the ambient atmosphere by being surrounded by the substrate 241 and the carbon layer 252 .

炭素は、次のような特性を有するので、金属層251を保護する炭素層252の使用に適している。(1)3000℃の真空中(500℃の空気中)でも優れた安定性をもつ、(2)化学薬品に侵されにくい、(3)ガスや溶液を透過しない、(4)優れた硬度、強度をもつ、(5)優れた電気伝導度性をもつ、(6)金属塩などの湿潤に抵抗がある、(7)血液や組織適合性が良好である、(8)物理特性、化学特性の等方性がある。 Carbon is suitable for use in the carbon layer 252 that protects the metal layer 251 because it has the following properties. (1) excellent stability even in vacuum at 3000°C (in air at 500°C), (2) resistance to chemicals, (3) impermeability to gases and solutions, (4) excellent hardness, (5) excellent electrical conductivity; (6) resistance to wetting by metal salts; (7) good blood and tissue compatibility; (8) physical and chemical properties is isotropic.

下部接着層253、金属層251、上部接着層254及び炭素層252の製造方法としては、各層の形状及び膜厚を高精度に制御できることから、蒸着法であることが好ましい。ここで、蒸着法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの、いわゆる物理気相成長法(PVD)や、いわゆる化学的気相成長法(CVD)を使用できる。ただし、各層の製造方法は、蒸着法に限定されず、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法などの印刷法であってもよい。 As a method for manufacturing the lower adhesive layer 253, the metal layer 251, the upper adhesive layer 254, and the carbon layer 252, vapor deposition is preferable because the shape and film thickness of each layer can be controlled with high precision. Here, as the vapor deposition method, a so-called physical vapor deposition method (PVD) such as a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, or a so-called chemical vapor deposition method (CVD) can be used. However, the method for manufacturing each layer is not limited to the vapor deposition method, and may be a printing method such as a screen printing method or an inkjet printing method.

本実施形態において、電極242,243,244は、絶縁性の基板241の上に形成された金属層251と、基板241上に金属層251を覆って形成された炭素層252と、基板241と金属層251との間に形成された下部接着層253と、を備えている。電極242,243,244は、金属層251を有することで電気抵抗を低くして、測定感度を向上できる。また、金属層251を炭素層252で覆うことで、金属層251の酸化還元を防止でき、測定感度及び再現性を向上できる。さらに、金属層251の上面と炭素層252との間にシリコンからなる上部接着層254を設けることで、金属層251と炭素層252との密着性を向上させるとともに、シリコンは金属に比べて電気抵抗率が高いことから測定中における金属層251の上面での水素の発生を抑制できる。これにより、基板241と金属層251との剥離を防止して、測定感度及び再現性を向上できる。 In this embodiment, the electrodes 242 , 243 , 244 are composed of a metal layer 251 formed on an insulating substrate 241 , a carbon layer 252 formed on the substrate 241 covering the metal layer 251 , and the substrate 241 . and a lower adhesion layer 253 formed between the metal layer 251 . The electrodes 242, 243, and 244 have the metal layer 251 to lower the electrical resistance and improve the measurement sensitivity. In addition, by covering the metal layer 251 with the carbon layer 252, oxidation-reduction of the metal layer 251 can be prevented, and measurement sensitivity and reproducibility can be improved. Furthermore, by providing an upper adhesion layer 254 made of silicon between the upper surface of the metal layer 251 and the carbon layer 252, the adhesion between the metal layer 251 and the carbon layer 252 is improved, and silicon is more electrically conductive than metal. Since the resistivity is high, generation of hydrogen on the upper surface of the metal layer 251 can be suppressed during measurement. As a result, separation between the substrate 241 and the metal layer 251 can be prevented, and measurement sensitivity and reproducibility can be improved.

また、電極242,243,244は、基板241と金属層251との間に形成された下部接着層253を備えているので、測定中における基板241と金属層251との密着性の低下を防止でき、測定感度及び再現性を向上できる。 In addition, since the electrodes 242, 243, and 244 are provided with a lower adhesive layer 253 formed between the substrate 241 and the metal layer 251, deterioration of adhesion between the substrate 241 and the metal layer 251 during measurement can be prevented. can improve measurement sensitivity and reproducibility.

また、金属層251、炭素層252及び接着層253,254は、蒸着法で形成されたものであって、金属層251及び接着層253,254は平面視で同じ形状に形成されており、炭素層252は平面視で金属層251及び接着層253,254の輪郭を囲うように形成されている。各層251,252,253,254を蒸着法で形成することで、各層251,252,253,254の形状及び膜厚を高精度に制御でき、電極242,243,244のそれぞれについて、全体の電気抵抗の安定性を向上できる。 The metal layer 251, the carbon layer 252, and the adhesive layers 253 and 254 are formed by a vapor deposition method. The layer 252 is formed so as to surround the contours of the metal layer 251 and the adhesive layers 253 and 254 in plan view. By forming each layer 251, 252, 253, 254 by vapor deposition, the shape and film thickness of each layer 251, 252, 253, 254 can be controlled with high accuracy, and the overall electrical It can improve resistance stability.

また、下部接着層253はシリコンで形成されている。シリコンは、ガラスとの密着性及び金属との密着性がよいので、金属層251と基板241との密着性を強くできる。また、上部接着層254もシリコンで形成されている。シリコンは、金属との密着性及び炭素との密着性がよいので、金属層251と炭素層252との密着性を強くできる。 Also, the lower adhesive layer 253 is made of silicon. Since silicon has good adhesion to glass and good adhesion to metal, the adhesion between the metal layer 251 and the substrate 241 can be strengthened. The upper adhesive layer 254 is also made of silicon. Since silicon has good adhesion to metal and good adhesion to carbon, the adhesion between the metal layer 251 and the carbon layer 252 can be strengthened.

センサ部22は、作用電極242と参照電極244と対極243とを備えているので、3電極方式の電気化学測定に適用できる。そして、作用電極242、参照電極244及び対極243について、電気抵抗を低くでき、金属層251の酸化還元を防止でき、かつ、金属層251の剥離を防止できるので、測定感度及び再現性を向上できる。 Since the sensor section 22 includes a working electrode 242, a reference electrode 244, and a counter electrode 243, it can be applied to three-electrode electrochemical measurements. Further, the electrical resistance of the working electrode 242, the reference electrode 244, and the counter electrode 243 can be lowered, the oxidation-reduction of the metal layer 251 can be prevented, and the peeling of the metal layer 251 can be prevented, so that the measurement sensitivity and reproducibility can be improved. .

なお、センサ部22は、作用電極242と参照電極244とを使用する2電極方式の電気化学測定で使用する2つの電極を備えたものであってもよい。そして、作用電極と参照電極の両方が金属層、炭素層及び接着層を有する電極で構成されているようにすれば、作用電極及び参照電極の両方について、電気抵抗を低くでき、金属層の酸化還元を防止でき、かつ、金属層の剥離を防止できるので、測定感度及び再現性を向上できる。 Note that the sensor section 22 may include two electrodes used in a two-electrode electrochemical measurement using the working electrode 242 and the reference electrode 244 . Then, if both the working electrode and the reference electrode are composed of electrodes having a metal layer, a carbon layer and an adhesion layer, the electrical resistance of both the working electrode and the reference electrode can be lowered, and the metal layer can be oxidized. Since reduction can be prevented and peeling of the metal layer can be prevented, measurement sensitivity and reproducibility can be improved.

また、センサ部22の作用電極242、対極243及び参照電極244は、上記構造に限定されず、例えば、銀、白金、金、アルミニウム、パラジウムなどの金属材料の単層構造、もしくは炭素などの導電性材料の単層構造、又はこれらの材料のうちの複数を積層した積層構造であってもよい。また、電極242,243,244において、下部接着層253は設けられていなくてもよい。 The working electrode 242, the counter electrode 243, and the reference electrode 244 of the sensor unit 22 are not limited to the above structures, and may be, for example, a single-layer structure made of a metal material such as silver, platinum, gold, aluminum, or palladium, or a conductive material such as carbon. It may be a single-layer structure of a flexible material, or a laminated structure in which a plurality of these materials are laminated. Also, the electrodes 242 , 243 , 244 may not have the lower adhesive layer 253 .

図1に示すように、ポテンショスタット3は、電極チップ24の作用電極242の電位が参照電極244に対して一定になるように制御するとともに、作用電極242と対極243との間に流れる電流を測定可能に構成されている。ポテンショスタット3は、概略構成として、演算制御部31、電圧印加部32及び電流検出部33を備えている。 As shown in FIG. 1, the potentiostat 3 controls the potential of the working electrode 242 of the electrode tip 24 to be constant with respect to the reference electrode 244, and controls the current flowing between the working electrode 242 and the counter electrode 243. configured to be measurable. The potentiostat 3 has an arithmetic control section 31, a voltage application section 32 and a current detection section 33 as a schematic configuration.

演算制御部31は、電気化学測定で得られた測定値を用いて所定の演算処理を行なうとともに、操作部4を介して入力されたユーザからの指令に基づいて、電圧印加部32に必要な信号を送信したり、表示部5に測定結果等の情報を表示させたりする機能である。演算制御部31は、例えばマイクロコンピュータが所定のプログラムを実行することによって実現される。 The arithmetic control unit 31 performs predetermined arithmetic processing using the measured values obtained by the electrochemical measurement, and performs necessary operations for the voltage application unit 32 based on commands from the user input via the operation unit 4. It is a function of transmitting signals and displaying information such as measurement results on the display unit 5 . The arithmetic control unit 31 is implemented by, for example, a microcomputer executing a predetermined program.

電圧印加部32は、演算制御部31からの測定開始の信号を受信したときに、電極チップ24の作用電極242と対極243との間に所望の波形の電圧を印加して、作用電極242と参照電極244との間の電位が所望の電位になるように制御するように構成されている。 When the voltage application unit 32 receives a measurement start signal from the arithmetic control unit 31, the voltage application unit 32 applies a voltage having a desired waveform between the working electrode 242 and the counter electrode 243 of the electrode tip 24 to It is configured to control the potential between the reference electrode 244 to a desired potential.

電流検出部33は、電極チップ24の作用電極242と対極243との間を流れる電流の大きさを検出するように構成されている。電流検出部33が検出した電流の大きさに関する信号は演算制御部31に取り込まれる。 The current detector 33 is configured to detect the magnitude of current flowing between the working electrode 242 and the counter electrode 243 of the electrode tip 24 . A signal relating to the magnitude of the current detected by the current detection unit 33 is taken into the arithmetic control unit 31 .

演算制御部31は、電流検出部33から取り込んだ信号の基づき、例えば予め用意された検量線を用いて、試料溶液中の特定成分濃度等の計算を行ない、測定結果を表示部5に表示するように構成されている。 The arithmetic control unit 31 calculates the concentration of a specific component in the sample solution based on the signal received from the current detection unit 33, for example, using a calibration curve prepared in advance, and displays the measurement result on the display unit 5. is configured as

電気化学測定装置1において、操作部4は、電源のオン・オフや測定の開始、表示部5に表示される情報の変更といった操作をユーザが行なうための入力装置である。表示部5は、例えば液晶ディスプレイによって実現されるものである。なお、表示部5をタッチパネルで構成し、表示部5に操作部4の機能を兼ね備えさせてもよい。電源部6は、例えば乾電池や蓄電池などによって実現することができる。電源部6により、ポテンショスタット3や表示部5へ必要な電力が供給される。 In the electrochemical measurement device 1 , the operation unit 4 is an input device for the user to perform operations such as turning on/off the power, starting measurement, and changing information displayed on the display unit 5 . The display unit 5 is implemented by, for example, a liquid crystal display. Note that the display unit 5 may be configured by a touch panel so that the display unit 5 also has the function of the operation unit 4 . The power supply unit 6 can be realized by, for example, a dry battery or a storage battery. Necessary electric power is supplied to the potentiostat 3 and the display unit 5 by the power supply unit 6 .

また、ポテンショスタット3には、USB(ユニバーサル・シリアル・バス)端子といった有線通信手段や無線通信手段によってパーソナルコンピュータ等の外部機器へ情報を出力することができるように、外部出力部7が接続されてもよい。その場合、演算制御部31は、外部出力部7を介して測定データ等を外部機器へ出力するように構成されている。 The potentiostat 3 is also connected to an external output unit 7 so that information can be output to an external device such as a personal computer by wired communication means such as a USB (Universal Serial Bus) terminal or wireless communication means. may In that case, the arithmetic control section 31 is configured to output measurement data and the like to the external device via the external output section 7 .

なお、操作部4、表示部5、電源部6及び外部出力部7は、例えば、ノートパソコンやタブレットなどのモバイルコンピュータで実現されるようにしてもよい。さらに、ポテンショスタット3として小型のもの(例えば小型ポテンショスタット「miniSTAT100」(バイオデバイステクノロジー製))を用いるようにすれば、電気化学測定装置1を持ち運び可能に構成できる。これにより、電気化学測定装置1を使用したオンサイト(現場)での試料液の測定が可能になる。 Note that the operation unit 4, the display unit 5, the power supply unit 6, and the external output unit 7 may be realized by a mobile computer such as a notebook computer or a tablet, for example. Furthermore, if a small potentiostat (for example, a small potentiostat "miniSTAT100" manufactured by Bio Device Technology) is used as the potentiostat 3, the electrochemical measurement apparatus 1 can be configured to be portable. This enables on-site (field) measurement of the sample liquid using the electrochemical measurement device 1 .

電気化学測定装置1を使用した電気化学測定は、電気化学分析チップ2のセンサ部22に試料液が接触された状態で行われる。すなわち、電気化学分析チップ2の試料液供給口231に試料液が接触され、試料液流路232及び電極チップ配置部216に試料液が導入された状態で、測定が行われる。 Electrochemical measurement using the electrochemical measurement device 1 is performed in a state in which the sample liquid is in contact with the sensor section 22 of the electrochemical analysis chip 2 . That is, the measurement is performed in a state in which the sample liquid is brought into contact with the sample liquid supply port 231 of the electrochemical analysis chip 2 and introduced into the sample liquid flow path 232 and the electrode chip arrangement portion 216 .

次に、電極チップ24の作製例について説明する。基板241としての厚さ2500nm(2.5μm)程度のガラス基板の上に、スパッタリング法により、下部接着層形成領域に対応する開口パターンを有するメタルマスクを用いて厚さ20nm程度のシリコン層を下部接着層253として形成した。なお、シリコンからなる下部接着層253の膜厚は特に限定されない。 Next, an example of manufacturing the electrode tip 24 will be described. On a glass substrate having a thickness of about 2500 nm (2.5 μm) as the substrate 241, a silicon layer having a thickness of about 20 nm is formed by sputtering using a metal mask having an opening pattern corresponding to the lower adhesive layer forming region. It is formed as an adhesive layer 253 . The film thickness of the lower adhesive layer 253 made of silicon is not particularly limited.

そのメタルマスクの下部接着層形成領域に対応する開口パターンと同一開口パターンを有するメタルマスクを使用して、下部接着層253上に、スパッタリング法により厚さ150nm程度の銀層を金属層251として形成した。 A silver layer having a thickness of about 150 nm is formed as the metal layer 251 on the lower adhesive layer 253 by a sputtering method using a metal mask having the same opening pattern as the opening pattern corresponding to the lower adhesive layer forming region of the metal mask. did.

その後、下部接着層形成領域に対応する開口パターンと同一開口パターンを有するメタルマスクを使用して、金属層251上に、スパッタリング法により厚さ20nm程度のシリコン層を上部接着層254として形成した。なお、シリコンからなる上部接着層254の膜厚は特に限定されない。 After that, using a metal mask having the same opening pattern as the opening pattern corresponding to the lower adhesive layer forming region, a silicon layer having a thickness of about 20 nm was formed as the upper adhesive layer 254 on the metal layer 251 by sputtering. The film thickness of the upper adhesive layer 254 made of silicon is not particularly limited.

ここでは、基板241をスパッタリング装置のチャンバー内に搬入した後、同一メタルマスクを用いて、基板241上に下部接着層253、金属層251、上部接着層254を、チャンバーから搬出せずに成膜した。これにより、下部接着層253、金属層251及び上部接着層254の成膜に要する時間を短縮できるとともに、各層の間への異物の付着を防止できる。また、金属層251及び接着層253,254は平面視で同じ形状に形成される。 Here, after the substrate 241 is carried into the chamber of the sputtering apparatus, the same metal mask is used to form the lower adhesive layer 253, the metal layer 251, and the upper adhesive layer 254 on the substrate 241 without carrying it out of the chamber. did. As a result, the time required for forming the lower adhesive layer 253, the metal layer 251, and the upper adhesive layer 254 can be shortened, and foreign matter can be prevented from adhering between the layers. Also, the metal layer 251 and the adhesive layers 253 and 254 are formed to have the same shape in plan view.

下部接着層253、金属層251及び上部接着層254の線幅(長手方向に直交する幅方向の寸法)は、0.6mm程度である。 The line width of the lower adhesive layer 253, the metal layer 251 and the upper adhesive layer 254 (the dimension in the width direction perpendicular to the longitudinal direction) is about 0.6 mm.

スパッタリング法により、下部接着層形成領域を囲う開口パターンを有するメタルマスクを使用して、下部接着層253、金属層251及び上部接着層254を覆うように、厚さ1000nm程度の炭素層252を形成した。炭素層252の線幅は、1mm程度である。これにより、下部接着層253、金属層251、上部接着層254及び炭素層252をそれぞれ有する作用電極242、対極243及び参照電極244を形成した。 A carbon layer 252 having a thickness of about 1000 nm is formed by a sputtering method using a metal mask having an opening pattern surrounding the lower adhesive layer forming region so as to cover the lower adhesive layer 253, the metal layer 251 and the upper adhesive layer 254. did. The line width of the carbon layer 252 is about 1 mm. This formed a working electrode 242, a counter electrode 243 and a reference electrode 244 having a lower adhesion layer 253, a metal layer 251, an upper adhesion layer 254 and a carbon layer 252, respectively.

このように、蒸着法(ここではスパッタリング法)により、下部接着層253、金属層251、上部接着層254及び炭素層252を、開口パターンを有するメタルマスクを使用して形成することで、各層の成膜後にエッチング法やリフトオフ法によるパターニングが不要であり、製造コストを低減できる。 In this way, the lower adhesive layer 253, the metal layer 251, the upper adhesive layer 254, and the carbon layer 252 are formed by a vapor deposition method (here, a sputtering method) using a metal mask having an opening pattern. Since patterning by an etching method or a lift-off method is not required after film formation, manufacturing costs can be reduced.

参照電極244の一端側の炭素層252上面に、成膜法により、厚さ100nm程度の銀層を成膜し、塩化処理して銀塩化銀層255を形成した。このようにして、電極チップ24を作製した。 A silver layer having a thickness of about 100 nm was formed on the upper surface of the carbon layer 252 on one end side of the reference electrode 244 by a film forming method, and a silver-silver chloride layer 255 was formed by chlorination. Thus, the electrode tip 24 was produced.

電極チップ24の各電極242,243,244において、金属層251の側面は炭素層252と接触しており、電気化学測定時には、炭素層252に浸透した水に起因して金属層251の側面での水素の発生が考えられるが、金属層251の膜厚は150nmと非常に薄いことから、金属層251の側面で仮に水素が発生しても、その水素の量は極少量であり、測定に与える影響は小さいと考えられる。 In each electrode 242 , 243 , 244 of the electrode chip 24 , the side surface of the metal layer 251 is in contact with the carbon layer 252 . However, since the film thickness of the metal layer 251 is as thin as 150 nm, even if hydrogen is generated on the side surface of the metal layer 251, the amount of hydrogen is very small, and the measurement is difficult. The impact is considered to be small.

金属層251の膜厚は、特に限定されないが、50nm以上、1000nm以下であることが好ましい。この範囲内にあると、金属層251の側面で発生する水素の量を少量に抑制しながら、電極242,243,244の全体の抵抗値を低減できるからである。なお、金属層251の膜厚が50nmよりも薄いと、電極242,243,244が高抵抗となって測定感度が低下する。また、金属層251の膜厚が1000nmよりも厚いと、金属層251の側面で発生する水素が測定に与える影響が大きくなる。特に、金属層251を蒸着法(例えばスパッタリング法)で成膜する場合には、金属層251の膜厚が1000nmよりも厚くなると、金属層251の成膜に要する時間が長くなり、生産効率が低下する。 Although the film thickness of the metal layer 251 is not particularly limited, it is preferably 50 nm or more and 1000 nm or less. This is because within this range, the resistance value of the entire electrodes 242, 243, and 244 can be reduced while suppressing the amount of hydrogen generated on the side surface of the metal layer 251 to a small amount. If the film thickness of the metal layer 251 is less than 50 nm, the electrodes 242, 243, and 244 will have high resistance and the measurement sensitivity will decrease. Moreover, when the film thickness of the metal layer 251 is thicker than 1000 nm, the influence of hydrogen generated on the side surface of the metal layer 251 on the measurement becomes large. In particular, when the metal layer 251 is formed by a vapor deposition method (for example, a sputtering method), if the thickness of the metal layer 251 is greater than 1000 nm, the time required for forming the metal layer 251 increases, and the production efficiency decreases. descend.

なお、1枚の基板241に複数の電極チップ24の領域を設けて、複数の電極チップ24を同時に形成した後、各電極チップ24を個片化することで、製造コストを低減できる。 The manufacturing cost can be reduced by providing regions for a plurality of electrode tips 24 on a single substrate 241, forming the plurality of electrode tips 24 at the same time, and then dividing the electrode tips 24 into individual pieces.

次に、電極チップ24を使用した測定例について説明する。100ppmの鉛標準溶液(和光純薬工業株式会社)を蒸留水で1000ppb(=1ppm)に希釈したものをサンプルとして使用した。電極チップ24の比較例として、電極チップ24に対して接着層253,254を形成せずに、基板241上に金属層251と炭素層252を形成したものを作製し、比較チップとして使用した。 Next, an example of measurement using the electrode tip 24 will be described. A 100 ppm lead standard solution (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) diluted with distilled water to 1000 ppb (=1 ppm) was used as a sample. As a comparative example of the electrode chip 24, a metal layer 251 and a carbon layer 252 were formed on the substrate 241 without forming the adhesive layers 253 and 254 on the electrode chip 24, which was used as a comparative chip.

ポテンショスタット3として小型ポテンショスタット「miniSTAT100」(バイオデバイステクノロジー製)を使用した。微分パルスボルタンメトリー(DPV)により電気化学測定を行った。DPVによる測定は、作用電極の電位を-1500mVから300mVに変化させていき、電位増加0.004V、パルス振幅0.05V、パルス期間0.2秒、掃引速度0.02V/sで行った。電極チップ24と比較チップの上に上記サンプルをそれぞれ20μL程度滴下して測定を行った。得られた電流電位曲線を図7に示す。図7において、縦軸は電流、横軸は電位を示す。 As the potentiostat 3, a small potentiostat "miniSTAT100" (manufactured by Bio Device Technology) was used. Electrochemical measurements were performed by differential pulse voltammetry (DPV). DPV measurement was performed by changing the potential of the working electrode from -1500 mV to 300 mV, with a potential increase of 0.004 V, a pulse amplitude of 0.05 V, a pulse duration of 0.2 seconds, and a sweep rate of 0.02 V/s. About 20 μL of each of the above samples was dropped on the electrode tip 24 and the comparative tip, and the measurement was performed. The resulting current-potential curves are shown in FIG. In FIG. 7, the vertical axis represents current and the horizontal axis represents potential.

図7からわかるように、実施形態の電極チップ24を使用した測定(実線A参照)では、良好なPbピークが得られた。これに対して、比較チップを使用した測定(破線B参照)では、実施形態に比べてPbピークが小さく、Agピークが大きくなることが確認された。 As can be seen from FIG. 7, a good Pb peak was obtained in the measurement using the electrode tip 24 of the embodiment (see solid line A). On the other hand, in the measurement using the comparative chip (see broken line B), it was confirmed that the Pb peak was smaller and the Ag peak was larger than in the embodiment.

図8は、測定後の電極チップ24及び比較チップの作用電極242を基板241側から撮像した顕微鏡写真であり、(A)は実施形態(電極チップ24)を示し、(B)は比較例(比較チップ)を示す。 FIG. 8 is a micrograph of the electrode tip 24 after measurement and the working electrode 242 of the comparative tip taken from the substrate 241 side, (A) showing the embodiment (electrode tip 24), and (B) showing the comparative example ( comparison chip).

図8からわかるように、(B)比較チップでは金属層251の剥離が観察されたが、(A)実施形態の電極チップでは金属層及び下部接着層253の剥離は観察されなかった。 As can be seen from FIG. 8, peeling of the metal layer 251 was observed in the comparative chip (B), but peeling of the metal layer and the lower adhesive layer 253 was not observed in the electrode chip of the embodiment (A).

このように、基板241と金属層251との間に下部接着層253を設けることで、基板241と金属層251との剥離を防止して、測定感度及び再現性を向上できることが確認された。 Thus, it was confirmed that by providing the lower adhesive layer 253 between the substrate 241 and the metal layer 251, separation between the substrate 241 and the metal layer 251 can be prevented, and measurement sensitivity and reproducibility can be improved.

電極チップ24において、図9に示すように、シリコンからなる上部接着層254が金属層251の側面も覆うように形成されていてもよい。このような上部接着層254は、蒸着法(例えばスパッタリング法)によって形成できる。これにより、金属層251と炭素層252とが接触する領域を無くし、炭素層252に水が浸透しても、測定時における金属層251表面での水素の発生を防止できるとともに、金属層251と炭素層252の密着性を向上できる。これにより、炭素層252の剥離をより確実に防止できる。 In the electrode tip 24, as shown in FIG. 9, an upper adhesive layer 254 made of silicon may be formed so as to cover the side surfaces of the metal layer 251 as well. Such upper adhesive layer 254 can be formed by a vapor deposition method (eg, a sputtering method). This eliminates the contact area between the metal layer 251 and the carbon layer 252. Even if water permeates the carbon layer 252, generation of hydrogen on the surface of the metal layer 251 during measurement can be prevented. Adhesion of the carbon layer 252 can be improved. Thereby, peeling of the carbon layer 252 can be prevented more reliably.

次に、図10を参照して、電気化学分析チップの他の実施形態を説明する。図10は、電気化学分析チップの他の実施形態を示す平面図である。なお、図10では、カバー基板213の図示は省略している。 Next, another embodiment of the electrochemical analysis chip will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a plan view showing another embodiment of the electrochemical analysis chip. 10, illustration of the cover substrate 213 is omitted.

この実施形態の電気化学分析チップ2Aでは、流路部23は、複数のセンサ部22ごとに試料液供給口231と試料液流路232とを備えている。すなわち、流路基板212Aの一表面に形成された3本の溝215は、互いに分離して設けられている。そして、3本の溝215の一端部で構成される3つの試料液供給口231は、基材21Aの外面(流路基板212Aの第2側面212b)に互いに近接配置されている。 In the electrochemical analysis chip 2</b>A of this embodiment, the channel section 23 includes a sample liquid supply port 231 and a sample liquid channel 232 for each of the plurality of sensor sections 22 . That is, the three grooves 215 formed on one surface of the channel substrate 212A are provided separately from each other. The three sample liquid supply ports 231 formed by one ends of the three grooves 215 are arranged close to each other on the outer surface of the base material 21A (the second side surface 212b of the channel substrate 212A).

電気化学分析チップ2Aによれば、センサ部22ごとに試料液供給口231と試料液流路232とを設けることで、各センサ部22に試料液を確実に導入できる。また、センサ部22ごとに設けられた試料液供給口231が基材21Aの外面に互いに近接配置されていることで、それらの試料液供給口231に1回のサンプリング操作で試料液を確実に接触させることができ、サンプリング処理の確実性を向上できる。 According to the electrochemical analysis chip 2</b>A, by providing the sample liquid supply port 231 and the sample liquid flow path 232 for each sensor section 22 , the sample liquid can be reliably introduced to each sensor section 22 . In addition, since the sample liquid supply ports 231 provided for each sensor unit 22 are arranged close to each other on the outer surface of the substrate 21A, the sample liquid can be reliably supplied to the sample liquid supply ports 231 by one sampling operation. They can be brought into contact with each other, and the certainty of the sampling process can be improved.

次に、図11及び図12を参照して、電気化学分析チップのさらに他の実施形態を説明する。図11は、電気化学分析チップのさらに他の実施形態を示す平面図である。図12は、同電気化学分析チップの分離斜視図である。なお、図11では、カバー基板213Bの図示は省略している。 Next, still another embodiment of the electrochemical analysis chip will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. FIG. 11 is a plan view showing still another embodiment of the electrochemical analysis chip. FIG. 12 is an exploded perspective view of the same electrochemical analysis chip. Note that illustration of the cover substrate 213B is omitted in FIG.

この実施形態の電気化学分析チップ2Bでは、基材21Bは、センサ部22が形成されたベース基板211Bと、流路部23を形成する流路基板212Bと、流路基板212Bを覆うカバー基板213Bとが積層されて構成されている。 In the electrochemical analysis chip 2B of this embodiment, the substrate 21B includes a base substrate 211B on which the sensor section 22 is formed, a flow path substrate 212B forming the flow path section 23, and a cover substrate 213B covering the flow path substrate 212B. are laminated.

各センサ部22は、上記実施形態の電気化学分析チップ2に設けられた電極チップ24の電極242,243,244と同じ構成の作用電極242、対極243及び参照電極244の一端部で形成されている。電極242,243,244の他端部側は、ベース基板211Bの一側部に突設されたコネクタ接続部217の上に配置されている。 Each sensor unit 22 is formed by one end of a working electrode 242, a counter electrode 243 and a reference electrode 244 having the same configuration as the electrodes 242, 243, 244 of the electrode chip 24 provided in the electrochemical analysis chip 2 of the above embodiment. there is The other end sides of the electrodes 242, 243, and 244 are arranged on a connector connecting portion 217 projecting from one side portion of the base substrate 211B.

流路基板212Bには、上記実施形態の電気化学分析チップ2に設けられた切欠き部214(図2及び3などを参照)に替えて、貫通孔からなる試料液収容部218が形成されている。試料液収容部218は、ベース基板211Bと流路基板212Bとを重ねた状態で、センサ部22を囲う位置に形成されている。 In place of the notch 214 (see FIGS. 2 and 3, etc.) provided in the electrochemical analysis chip 2 of the above-described embodiment, the channel substrate 212B is formed with a sample liquid storage portion 218 composed of a through hole. there is The sample liquid storage section 218 is formed at a position surrounding the sensor section 22 in a state in which the base substrate 211B and the channel substrate 212B are superimposed.

また、流路基板212Bには、上記実施形態の電気化学分析チップ2と同様に、試料液供給口231及び試料液流路232を形成するための流路部23が形成されている。試料液流路232の試料液供給口231とは反対側の端部は、試料液収容部218につながっている。 Further, in the channel substrate 212B, a channel portion 23 for forming a sample liquid supply port 231 and a sample liquid channel 232 is formed in the same manner as in the electrochemical analysis chip 2 of the above-described embodiment. The end of the sample liquid channel 232 opposite to the sample liquid supply port 231 is connected to the sample liquid storage section 218 .

流路基板212Bに接合されるカバー基板213Bには、平面視で試料液収容部218と重なる位置に、空気孔219が形成されている。 An air hole 219 is formed in a cover substrate 213B that is joined to the channel substrate 212B at a position that overlaps the sample liquid storage section 218 in plan view.

サンプリング操作によって、電気化学分析チップ2Bの試料液供給口231に試料液が供給されると、試料液は、毛細管現象によって、試料液流路232内を3つの試料液収容部218のそれぞれに向かって流れ、各試料液収容部218に導入され、各センサ部22に接触する。このように、電気化学分析チップ2Bは、1回のサンプリング操作で複数のセンサ部22に同一の試料液を接触させることができる。 When the sample liquid is supplied to the sample liquid supply port 231 of the electrochemical analysis chip 2B by the sampling operation, the sample liquid flows through the sample liquid channel 232 toward each of the three sample liquid storage sections 218 by capillary action. , and is introduced into each sample liquid storage section 218 and comes into contact with each sensor section 22 . Thus, the electrochemical analysis chip 2B can bring the same sample liquid into contact with a plurality of sensor units 22 in one sampling operation.

このような態様によれば、複数のセンサ部22をベース基板211Bに一体化することで、電気化学分析チップ2Bの小型化が可能になる。なお、センサ部22をベース基板211Bに一体化した構成は、センサ部22ごとに試料液供給口231及び試料液流路232を設ける構成(図10参照)にも適用可能である。 According to such an aspect, by integrating the plurality of sensor units 22 with the base substrate 211B, the size of the electrochemical analysis chip 2B can be reduced. The configuration in which the sensor section 22 is integrated with the base substrate 211B can also be applied to a configuration in which the sample liquid supply port 231 and the sample liquid flow path 232 are provided for each sensor section 22 (see FIG. 10).

本発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば、電気化学分析チップは、電極として作用電極242及び参照電極244を備え、対極243を備えていない構成であって、二電極方式の電気化学測定に適用可能な構成であってもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be embodied in various aspects. For example, the electrochemical analysis chip may have a configuration in which the working electrode 242 and the reference electrode 244 are provided as electrodes and the counter electrode 243 is not provided, and may be applicable to two-electrode electrochemical measurement.

また、試料液供給口が配置される位置は、電気化学分析チップを構成する基材の側面に限定されず、試料液供給口は、基材の一平面(例えば、ベース基板211の流路基板212とは反対側の面、又はカバー基板213の流路基板212とは反対側の面)に配置されていてもよい。 In addition, the position where the sample liquid supply port is arranged is not limited to the side surface of the substrate constituting the electrochemical analysis chip, and the sample liquid supply port is located on one plane of the substrate (for example, the channel substrate of the base substrate 211). 212, or the surface of the cover substrate 213 opposite to the channel substrate 212).

また、本発明の電気化学分析チップは、微分パルスボルタンメトリー(DPV)に限らず、リニアスイープボルタンメトリー(LSV)、クロノアンペアメトリー(CA)、サイクリックボルタンメトリー(CV)、短波形ボルタンメトリー(SWV)などの方法にも適用可能である。 In addition, the electrochemical analysis chip of the present invention is not limited to differential pulse voltammetry (DPV), but can be used for linear sweep voltammetry (LSV), chronoamperemetry (CA), cyclic voltammetry (CV), short wave voltammetry (SWV), and the like. It is also applicable to methods.

2、2A,2B 電気化学分析チップ
21,21A,21B 基材
22 センサ部
23 流路部
24 電極チップ
211,211A,211B ベース基板
212,212A,212B 流路基板
212b 第2側面(基材の外面の一例)
213,213B カバー基板
216 電極チップ配置部
231 試料液供給口
232 試料液流路
242 作用電極(電極の一例)
243 対極(電極の一例)
244 参照電極(電極の一例)
2, 2A, 2B Electrochemical analysis chips 21, 21A, 21B Base material 22 Sensor part 23 Channel part 24 Electrode chip 211, 211A, 211B Base substrate 212, 212A, 212B Channel substrate 212b Second side surface (outer surface of base material example)
213, 213B cover substrate 216 electrode chip placement portion 231 sample liquid supply port 232 sample liquid channel 242 working electrode (an example of an electrode)
243 counter electrode (an example of an electrode)
244 reference electrode (an example of an electrode)

Claims (6)

複数の電極を有するとともに絶縁性の基材に設けられたセンサ部と、前記基材に設けられて試料液を前記センサ部に導く流路部とを備えた電気化学分析チップであって、
前記基材に複数の前記センサ部が設けられており、
前記流路部は、前記基材の外面に開口した試料液供給口と、同一の試料液を前記試料液供給口から複数の前記センサ部に導く試料液流路とを備えており
前記センサ部は、前記基材に装着可能な電極チップに設けられており、
前記基材は、前記基材の外面に開口して前記電極チップが挿入される電極チップ配置部を備えており、
前記電極チップ配置部に前記試料液流路が繋がっているとともに、前記電極チップ配置部の内壁と前記電極チップとの間に、試料液が毛細管現象によって前記試料液流路から前記電極チップ配置部の開口に向けて浸透する隙間が設けられている、電気化学分析チップ。
An electrochemical analysis chip comprising a sensor section having a plurality of electrodes and provided on an insulating base material, and a channel section provided on the base material for guiding a sample liquid to the sensor section,
A plurality of the sensor units are provided on the base material,
The flow path section includes a sample liquid supply port that opens to the outer surface of the substrate, and a sample liquid flow path that guides the same sample liquid from the sample liquid supply port to a plurality of the sensor sections,
The sensor unit is provided on an electrode chip that can be attached to the base material,
The base material has an electrode tip placement portion that opens to the outer surface of the base material and into which the electrode tip is inserted,
The sample liquid flow path is connected to the electrode chip placement section, and the sample liquid flows from the sample liquid flow path to the electrode chip placement section by capillary action between the inner wall of the electrode chip placement section and the electrode chip. An electrochemical analysis chip having a gap that penetrates toward the opening of the electrochemical analysis chip.
前記流路部は、1つの前記試料液供給口に繋がる複数の前記試料液流路を備えている、請求項1に記載の電気化学分析チップ。 2. The electrochemical analysis chip according to claim 1, wherein said channel section includes a plurality of said sample liquid channels connected to one said sample liquid supply port. 前記流路部は、複数の前記センサ部ごとに前記試料液供給口と前記試料液流路とを備えており、
複数の前記試料液供給口は、前記基材の外面に互いに近接配置されている、請求項1に記載の電気化学分析チップ。
the flow path section includes the sample liquid supply port and the sample liquid flow path for each of the plurality of sensor sections;
2. The electrochemical analysis chip according to claim 1, wherein said plurality of sample liquid supply ports are arranged close to each other on the outer surface of said base material.
前記センサ部は、前記電極として、作用電極と参照電極とを備えており、又は作用電極と参照電極と対極を備えており、
前記電極は、絶縁性の基板の上に形成された金属層と、前記基板上に前記金属層を覆って形成された炭素層と、前記金属層の上面と前記炭素層との間に形成された上部接着層と、を備え、
前記上部接着層はシリコンで形成されている、請求項1~のいずれか一項に記載の電気化学分析チップ。
The sensor unit comprises a working electrode and a reference electrode as the electrodes, or comprises a working electrode, a reference electrode and a counter electrode,
The electrode comprises a metal layer formed on an insulating substrate, a carbon layer formed on the substrate to cover the metal layer, and formed between the upper surface of the metal layer and the carbon layer. and an upper adhesive layer;
4. The electrochemical analysis chip according to claim 1 , wherein said upper adhesive layer is made of silicon.
複数の電極を有するとともに絶縁性の基材に設けられたセンサ部と、前記基材に設けられて試料液を前記センサ部に導く流路部とを備えた電気化学分析チップであって、An electrochemical analysis chip comprising a sensor section having a plurality of electrodes and provided on an insulating base material, and a channel section provided on the base material for guiding a sample liquid to the sensor section,
前記基材に複数の前記センサ部が設けられており、A plurality of the sensor units are provided on the base material,
前記流路部は、前記基材の外面に開口した試料液供給口と、同一の試料液を前記試料液供給口から複数の前記センサ部に導く試料液流路とを備えており、The flow path section includes a sample liquid supply port that opens to the outer surface of the base material, and a sample liquid flow path that guides the same sample liquid from the sample liquid supply port to a plurality of the sensor sections,
前記センサ部は、前記電極として、作用電極と参照電極とを備えており、又は作用電極と参照電極と対極を備えており、The sensor unit comprises a working electrode and a reference electrode as the electrodes, or comprises a working electrode, a reference electrode and a counter electrode,
前記電極は、絶縁性の基板の上に形成された金属層と、前記基板上に前記金属層を覆って形成された炭素層と、前記金属層の上面と前記炭素層との間に形成された上部接着層と、を備え、The electrodes include a metal layer formed on an insulating substrate, a carbon layer formed on the substrate to cover the metal layer, and formed between the upper surface of the metal layer and the carbon layer. and an upper adhesive layer;
前記上部接着層はシリコンで形成されている、電気化学分析チップ。The electrochemical analysis chip, wherein the upper adhesive layer is made of silicon.
前記基材は、前記センサ部が形成されたベース基板と、前記流路部を形成する流路基板と、前記流路基板を覆うカバー基板とが積層されて構成されている、請求項5に記載の電気化学分析チップ。6. The base material according to claim 5, wherein the base substrate is formed by laminating a base substrate on which the sensor section is formed, a flow path substrate forming the flow path section, and a cover substrate covering the flow path substrate. Electrochemical analysis chip as described.
JP2022510349A 2020-03-27 2020-03-27 electrochemical analysis chip Active JP7325614B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/014117 WO2021192247A1 (en) 2020-03-27 2020-03-27 Electrochemical analysis chip

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021192247A1 JPWO2021192247A1 (en) 2021-09-30
JP7325614B2 true JP7325614B2 (en) 2023-08-14

Family

ID=77891620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022510349A Active JP7325614B2 (en) 2020-03-27 2020-03-27 electrochemical analysis chip

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7325614B2 (en)
CN (1) CN115349088B (en)
WO (1) WO2021192247A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7756370B2 (en) * 2021-01-14 2025-10-20 光馳科技(上海)有限公司 Gene detection tools and gene detection kits

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004117342A (en) 2002-09-03 2004-04-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Biosensor and measurement method using the same
JP2019105637A (en) 2017-12-11 2019-06-27 日東電工株式会社 Electrode film and electrochemical measurement system
US20190302097A1 (en) 2016-06-06 2019-10-03 Shenzhen Xiaofu Medical Technology Co. A urine analysis system and a method for urine analysis
WO2021009845A1 (en) 2019-07-16 2021-01-21 株式会社オプトラン Electrode and electrode chip

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0658338B2 (en) * 1988-05-18 1994-08-03 松下電器産業株式会社 Biosensor
WO1994002631A1 (en) * 1992-07-22 1994-02-03 Daikin Industries, Ltd. Infectious disease inspection method and apparatus therefor
JP3214561B2 (en) * 1998-07-02 2001-10-02 日本電気株式会社 Enzyme electrode, biosensor and measuring device using the same
US7047795B2 (en) * 2001-08-01 2006-05-23 Arkray, Inc. Analyzing instrument, analyzing device, and method of manufacturing analyzing instrument
EP1396717A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Biosensor and measuring method using the same
JP5120453B2 (en) * 2008-07-09 2013-01-16 日本電気株式会社 Carbon electrode, electrochemical sensor, and carbon electrode manufacturing method
CN104407025A (en) * 2014-11-19 2015-03-11 东莞市青麦田数码科技有限公司 Electrochemical sensor and manufacture method thereof
CN207764236U (en) * 2017-12-28 2018-08-24 广州万孚生物技术股份有限公司 multi-channel detection sensor
CN208554242U (en) * 2018-06-12 2019-03-01 南京岚煜生物科技有限公司 A kind of multichannel quickly detects microfluid detection chip
CN109975560A (en) * 2019-04-12 2019-07-05 深圳优迪生物技术有限公司 Micro-fluidic hemostasis examination card and hemostasis examination instrument

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004117342A (en) 2002-09-03 2004-04-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Biosensor and measurement method using the same
US20190302097A1 (en) 2016-06-06 2019-10-03 Shenzhen Xiaofu Medical Technology Co. A urine analysis system and a method for urine analysis
JP2019105637A (en) 2017-12-11 2019-06-27 日東電工株式会社 Electrode film and electrochemical measurement system
WO2021009845A1 (en) 2019-07-16 2021-01-21 株式会社オプトラン Electrode and electrode chip

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021192247A1 (en) 2021-09-30
CN115349088A (en) 2022-11-15
WO2021192247A1 (en) 2021-09-30
CN115349088B (en) 2025-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7279260B2 (en) Electrodes and electrode tips
US7887682B2 (en) Analyte sensors and methods of use
US8038859B2 (en) Electrochemical sensor and method for analyzing liquid sample
AU2013252525B2 (en) Sensor array
CN103392129B (en) Capacitance detection in electrochemical analysis with improved response
JPH01112149A (en) Electrochemical electrode construction
WO2016090176A1 (en) Contaminant detection device and method
CN102735722A (en) Biosensing test paper, its manufacturing method, and its electrode pattern manufacturing method
CN103837586A (en) Bio-sensor
KR20150048702A (en) Electrochemical-based analytical test strip with intersecting sample-receiving chambers
WO2021009845A1 (en) Electrode and electrode chip
US20150107994A1 (en) Biosensor
JP7325614B2 (en) electrochemical analysis chip
US7556724B2 (en) Electrochemical sensor strip and manufacturing method thereof
CN102893150A (en) Analytical test strip with an electrode having electrochemically active and inert ares of a predetermined size and distribution
JPWO2007026683A1 (en) Sample supply state detection method and analysis tool
CN105378467B (en) The measurement device of blood constituent, the assay method of blood constituent
CN100392389C (en) Electrochemical sensing test piece
JP7533972B2 (en) Electrodes and electrode tips
US20080116083A1 (en) Electrochemical gas sensor with at least one punctiform measuring electrode
US20100051457A1 (en) Planar integrated ion sensor
JP7787733B2 (en) Testing equipment and measuring devices
US20230213468A1 (en) Reference electrode
JP3117358U (en) Biological measuring instrument test piece having identification function and measuring instrument
JP2007271287A (en) Oxidative stress substance detection sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230412

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230628

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230712

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230801

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7325614

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150