[发明专利]生物传感器芯片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用很少量的要测量的样品来执行生化反应的生物传感器芯片。

背景技术

生物传感器芯片是传感器芯片，其在被引入其反应室的很少量的样品上引发诸如酶反应和抗原-抗体反应的生化反应，然后经由电极输出通过生化反应获得的信息。这样的生物传感器芯片利用活体的极好的分子识别功能，并使得能够快速且方便地测量很少量的化学物质。例如，生物传感器芯片被用作血糖水平传感器或被用作尿糖水平传感器，该两种传感器用于在用于自我管理且防止糖尿病的家中医疗检查(自我医疗)中测量血液中的葡萄糖量(血糖水平)或尿糖水平。

作为传统生物传感器芯片的一个实例，已知在专利公开1中公开的一个实例。如图6所示，该生物传感器芯片如酶传感器100配备有形成在电绝缘衬底101上的电极单元102，并且包括两个条状电极。反应层103紧密地固定在电极单元102的一个端部，并且铁氰化钾作为电子媒介体的一个实例被包含在反应层103中。将具有窗口104的掩膜层105布置在电极单元102上；将具有试验流体入口106的隔片107布置在掩膜层105上；以及将保护层108布置在隔片107上。因此，酶传感器100由叠置的电绝缘衬底101、电极单元102、掩膜层105、隔片107以及保护层108组成。

作为传统生物传感器芯片的又一实例，已知在专利公开2中公开的一个实例。在如图7中所示的该生物传感器条板(strip)中，在第一电极绝缘体200上布置支持电极201和标准参考电极202，并且在电极上布置第二电绝缘体203。在该生物传感器条板中，形成槽口部分204，并且将试剂205放置在暴露在槽口部分204中的支持电极201上。试剂205包含酶和铁氰化钾，并且在槽口部分204中的支持电极201的表面上对液体状的制备的试剂进行干燥。为了有利于支持电极201和标准参考电极202以及电位差计之间的电连接，包含另外的槽口部分206。

专利公开1：JP-A-2001-311712

专利公开2：JP-T-9-500727

发明内容

发明要解决的技术问题

最近，需求一种生物传感器芯片，其中缩减用于将酶或电子媒介体与测量样品混合并反应的反应室的容量。例如，在通过利用对象的血液作为测量样品对血糖水平进行测量的情况下，可以通过抽取很少量的血液来实现血糖水平测量，从而减少对象的血液抽取负载。在使用铁氰化钾作为生物传感器芯片的缩减的反应室中的电子媒介体的情况下，铁氰化钾的晶粒尺寸出现问题。当在生物传感器芯片的反应室内涂覆以及干燥包含铁氰化钾的混合液时，因为铁氰化钾容易结晶，所以晶粒尺寸可以是较大的。当将血液引入与容纳具有大晶粒尺寸的铁氰化钾的生物传感器芯片中的反应室时，由于不能快速地溶解这样的铁氰化钾，所以有时不可能执行正确的测量。而且，在生物传感器芯片的反应室放置混合有大尺寸的晶粒与小尺寸的晶粒的铁氰化钾的情况下，由于铁氰化钾的溶解状态中的波动，所以测量值可以波动。进一步地，当在反应室的入口处聚集混合有大尺寸的晶粒与小尺寸的晶粒的铁氰化钾时，认为难以将用作测量试剂的血液引入反应室中。

本发明的一个目标是提供能够进行快速且正确测量的生物传感器芯片，包括：小容量的反应室，该反应室使得能够对很少量的测量样品进行测量；以及包括具有很小晶粒尺寸、且被布置在反应室中的铁氰化钾。

解决技术问题的方式

根据本发明，提供一种生物传感器芯片，包括：上衬底和下衬底，布置在上衬底和下衬底的至少一个上的至少两个电极，以及用来执行化学反应的反应室，其中至少包括酶和铁氰化钾作为要放置在反应室中的试剂；当反应室的容量是VμL时，被放置在反应室中的铁氰化钾的容量是V×0.1mg或更多；以及铁氰化钾的晶粒的最大直径是100μm。

而且，在根据本发明的生物传感器芯片中，优选地，铁氰化钾的晶粒的最大直径是50μm或更少。

而且，在根据本发明的生物传感器芯片中，优选地，将酶和铁氰化钾放置在反应室中，并使得它们之间限定有间隙。

而且，在根据本发明的生物传感器芯片中，优选地，从一个片形成上衬底和下衬底，并且将一个片折叠以形成上衬底和下衬底。