特開 2024-179067 分析デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024179067

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】分析デバイス

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/30 20060101AFI20241219BHJP

   G01N 27/28 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

G01N27/30 Z

G01N27/28 321F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023097579

(22)【出願日】2023-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100101498

【弁理士】

【氏名又は名称】越智 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100136799

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 亜希

(72)【発明者】

【氏名】三浦 淳

(72)【発明者】

【氏名】深津 慎

(72)【発明者】

【氏名】山本 毅

(72)【発明者】

【氏名】田中 正典

(72)【発明者】

【氏名】前田 晴信

(72)【発明者】

【氏名】榎戸 風花

(72)【発明者】

【氏名】宮▲崎▼ 啓司

(57)【要約】

【課題】多孔質基材に対する流路壁と電極の関係により、電極と基材との密着性、及び高湿度環境下等における基材変形による電極クラックの抑制、とを両立することは困難であり、両立しないとイオン濃度測定が正しく行えない場合があった。
【解決手段】外部測定機の接点を取る電極部において、電極の少なくとも一部が多孔質基材の内部に形成されていると共に、電極が存在する直線上には必ず流路壁が存在する構成とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多孔質基材、
該多孔質基材の孔に疎水性材料が充填されてなる流路壁、及び
電極
を有する分析デバイスであって、
該分析デバイスは、上面視した際に、
該流路壁によって隔てられた、第一領域及び第二領域を有し、
該電極は該第一領域、該流路壁及び該第二領域に跨って形成され、
該電極を通過する直線は必ず該流路壁と交わることを特徴とし、
さらに、
該第二領域において、該電極は、少なくともその一部が該多孔質基材内部に形成される、
分析デバイス。

【請求項2】

前記第一領域は、検体が浸透する領域である、
請求項１に記載の分析デバイス。

【請求項3】

前記第二領域は接続領域であって、前記電極のうち前記第二領域に存在する部分を介して外部測定機と接続される、
請求項１又は２に記載の分析デバイス。

【請求項4】

前記電極として、第一電極及び第二電極を有し、
該第一電極は参照電極であり、
該第二電極は作用電極である、
請求項１又は２に記載の分析デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多孔質基材の流路を用いて電極を形成した分析デバイスに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、マイクロサイズの微細流路を利用して、生化学における分析を１つのチップ内で効率的（微量、迅速、簡便）に行うことができるマイクロ分析チップの開発が、幅広い分野で注目されている。幅広い分野には、生化学の研究はもとより医療、創薬、ヘルスケア、環境、食品などが含まれる。その中でも紙をベースとしたペーパーマイクロ分析チップは、従来のデバイスと比べて軽量、低コスト、電源不要、高い廃棄性、といった多くの利点がある。そのため、医療設備の整っていない途上国や僻地並びに災害現場での医療活動や、感染症の広がりを水際で食い止めなければならない空港等での検査デバイスとして期待されている。また、安価でかつ取り扱いが容易なことから、個人が自身の健康状態を管理・モニタリングできるヘルスケアデバイスとしても注目を集めている。

【0003】

ペーパーマイクロ分析チップの一例として、特許文献１では、ワックスによる疎水性流路壁を跨ぐよう多孔質基材上に電極を形成した構成が記載されている。この構成は、電極の一端が流路内で検体と反応して所定電位を形成し、もう一方の電極端に測定器を接続して測定を行う物である。参照液による固定電位を示す参照電極と、検体のイオン濃度に応じた電位を示すイオン選択電極との２つの電極で構成され、該２電極間の電位差を測定することで検体のイオン濃度を測定することができる。

【0004】

また、非特許文献１にも、２電極間の電位差を測定することで検体のイオン濃度を測定することが可能な分析チップが記載されているが、本文献の構成では測定機の接点部となる電極が、ワックスによる疎水性流路壁上に形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１６／０３３４３８号明細書

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】Nipapan Ruecha, Orawon Chailapakul, Koji Suzuki and Daniel Citterio『Fully Inkjet-Printed Paper-Based Potentiometric Ion-Sensing Devices』Analytical chemistry August 29, 2017 Published, 89, pp.10608-10616

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら特許文献１に記載の方法では、例えば分析チップが高湿度環境に置かれた場合、紙が吸湿することにより変形し、電極にクラックが発生する恐れがある。電極にクラックが発生すると当然電位の測定値に影響を与え、イオン濃度を正しく測定することが困難となってしまう。

【0008】

また、非特許文献１に記載の方法では、測定器の接点部となる電極が流路壁上に形成されているため、多孔質上に形成する場合と比べて密着性が悪くなる場合がある。電極の密着性が悪いと、測定接点を取るための押圧や摩擦等によって電極が剥離する恐れがあり、電極が剥離した場合には当然電位の測定値に影響を与え、イオン濃度を正しく測定することが困難となってしまう。

【課題を解決するための手段】

【0009】

多孔質基材、
該多孔質基材の孔に疎水性材料が充填されてなる流路壁、及び
電極
を有する分析デバイスであって、
該分析デバイスは、上面視した際に、
該流路壁によって隔てられた、第一領域及び第二領域を有し、
該電極は該第一領域、該流路壁及び該第二領域に跨って形成され、
該電極を通過する直線は必ず該流路壁と交わることを特徴とし、
さらに、
該第二領域において、該電極は、少なくとも一部が該多孔質基材内部に形成される、
分析デバイス。
を提供する。

【発明の効果】

【0010】

以上説明したように、本開示の一態様によれば、基材の変形による電極のクラックを抑制しつつ、電極と多孔質基材との密着性が高く、安定した電位測定が行えるマイクロ分析チップを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１における流路壁１１形成後（電極は形成前）の分析デバイスＭ１の上面図である。

【図2】（ａ）は実施例１における分析デバイスＭ１の作用電極側の上面図である。（ｂ）は実施例１における分析デバイスＭ１の破線部Ｄ１における断面図である。

【図3】（ａ）は実施例１における各種電極形成後の分析デバイスＭ１の上面図である。（ｂ）は実施例１における分析デバイスＭ１の破線部Ｄ２における断面図である。

【図4】（ａ）は比較例１における各種電極形成後の分析デバイスＭ２の上面図である。（ｂ）は比較例１における各種電極形成後の分析デバイスＭ２の斜視図である。

【図5】クラックが発生したチップ、発生しないチップの電位測定結果を示す図である。

【図6】（ａ）は比較例２の分析デバイスＭ３の上面図である。（ｂ）は比較例２の分析デバイスＭ３の破線部Ｄ６における断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

【0013】

本発明に係る実施形態は、多孔質基材、該多孔質基材の孔に疎水性材料が充填されてなる流路壁、及び電極を有する分析デバイスであって、該分析デバイスは、上面視した際に、該流路壁によって隔てられた、第一領域及び第二領域を有し、該電極は該第一領域、該流路壁及び該第二領域に跨って形成され、該電極を通過する直線は必ず該流路壁と交わることを特徴とし、さらに、該第二領域において、該電極は、少なくとも一部が該多孔質基材内部に形成される、分析デバイスを提供する。

【0014】

第一領域は、検体が浸透する領域とすることができる。第二領域は外部測定機との接続領域であって、電極のうち第二領域に存在する部分を介して外部測定機と接続されることができる。分析デバイスは、電極として、第一電極及び第二電極を有し、第一電極を参照電極とし、第二電極は作用電極とすることができる。

【0015】

［実施例１］
＜基材／流路＞
図１を用いて、分析デバイスＭ１の基材について説明する。図１は各種電極を形成する前の分析デバイスＭ１の上面図を簡略的に示したものである。

【0016】

本実施例においては、多孔質基材Ｓ１として濾紙を用いた。用いた濾紙の材質はセルロースであり、厚み１００μｍ、空隙率５０％であった。このような濾紙は、セルロース繊維間の微細な空隙によって毛細管現象が働き、良好な親水性を持ち合わせており、液体がスムーズに浸透する流路として機能する。当然ながら多孔質基材Ｓ１は流路として機能すれば濾紙に限定されるものでなく、普通紙、上質紙、水彩紙、ケント紙、合成紙等の紙の他、合成樹脂多孔質フィルムや布地、繊維製品等でもよい。空隙率は、目的に応じて適宜選択することができるが、２０％以上９０％以下が好ましい。空隙率が、９０％を超えると、基材としての強度が保てなくなることがあり、２０％未満であると、試料液の浸透性が悪くなることがある。
なお、空隙率（％）は、「空隙率（％）＝（真密度－見掛け密度）／真密度×１００」で算出される。

【0017】

この多孔質基材Ｓ１の一部の領域に疎水性材料として、疎水性の樹脂を浸透させ、縦幅Ｈ１＝１４ｍｍ、横幅Ｌ１＝２２ｍｍとなる流路壁１１を形成した。流路壁１１は、特開２０２１－３７６１２に記載の方法により、疎水性の樹脂をトナーとして電子写真で印刷し、加熱することで樹脂を溶融・浸透させることにより形成した。流路壁を形成する疎水性材料としては、疎水性樹脂が好ましく、疎水性樹脂としては、特に限定なく、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、エチレン－酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン－アクリル酸共重合樹脂等が用いられる。疎水性樹脂を配置する方法として、電子写真装置を用いる他にも、インクジェットプリンターを用いる方法、ワックスプリンターでワックスを浸透させる方法や、スクリーン印刷で樹脂を浸透させる方法等でも良く、さらに複数の方法を組み合わせて形成してもよい。

【0018】

流路壁１１の内側の領域には、流路壁となる疎水性樹脂を浸透させていない領域、すなわち、流路壁を有さない領域がある。本実施形態の分析デバイスは、流路壁を有さない領域として、少なくとも、第一領域１０１と第二領域１０２を有する。第一領域１０１は、多孔質基材Ｓ１の多孔質による毛細管現象によって検体が浸透する領域である。本実施例においては、第一領域１０１は、作用電極が配置される作用電極配置部Ｓ１ｂ、参照電極を配置するための参照電極配置部Ｓ１ｃ、作用電極配置部Ｓ１ｂと参照電極配置部Ｓ１ｃの間に位置する分注部Ｓ１ｄ、分注部Ｓ１ｄから作用電極配置部Ｓ１ｂ及び参照電極配置部Ｓ１ｃへ繋がる幅２ｍｍの流路Ｓ１ｆからなる。ただし、第一領域１０１は、必ずしもこれらすべてを有する必要はなく、また、これ以外の部や流路を含んでもよい。本実施例において、作用電極配置部Ｓ１ｂ及び参照電極配置部Ｓ１ｃは６ｍｍ四方の正方形、分注部Ｓ１ｄは直径３ｍｍの円である。なお、それぞれの配置部及び流路のサイズ、形状等はこれに限定する物ではない。続いて、第二領域１０２は、流路壁を有さない領域のうち、測定時に外部測定機との接点を取る箇所になる領域であり、第二領域１０２については、必ずしも、検体は浸透しない。本実施例においては、第二領域は、作用電極接点部Ｓ１ａと参照電極接点部Ｓ１ｅを有し、それぞれの接点部は４ｍｍ四方の正方形である。本実施例においては、作用電極接点部Ｓ１ａと参照電極接点部Ｓ１ｅは流路壁で隔てられ、繋がっていない例を示すが、これらは繋がっていてもよい。一方、第一領域１０１と第二領域１０２は繋がっておらず、流路壁１１によって隔てて形成されている。接点についての詳細は電極の説明と併せて後述する。

【0019】

以下、図２を用いて分析デバイスＭ１の作用電極形成について説明する。
図２（ａ）は作用電極３１を形成した後の分析デバイスＭ１の上面図であり、破線部Ｄ１の断面を図２（ｂ）に示す。

【0020】

＜作用電極＞
作用電極３１は、作用電極配置部Ｓ１ｂに収まる４ｍｍ四方の正方形と、作用電極配置部Ｓ１ｂから作用電極接点部Ｓ１ａにかけて延びた幅１ｍｍ・長さ６ｍｍの長方形と、が連なった形状の電極である。作用電極３１の材料としてはＣｌ^－のイオン濃度を検知する電極としてＡｇを用いたが、材料はこれに限る物でなく、作用電極として機能する材料・構成であれば良い。また、作用電極３１は、電極に加えてイオン選択膜を形成してもよい。

【0021】

作用電極３１の形成は、ニューロング株式会社製のスクリーン印刷機ＤＰ－３２０を用いて行った。印刷は＃２００の版を用い、乾燥は８０℃で１０分行った。ただし、作用電極３１の形成方法はこれに限定されない。電極は、Ａｇ／ＡｇＣｌ、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの他、カーボンを使った電極等が、特に限定されることなく用いられる。Ａｇ／ＡｇＣｌ、あるいはカーボンを用いた電極の作製については、例えば米国特許出願公開第２０１６０３３４３８号を参照することができる。ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４－エチレンジオキシフエン））／ＰＳＳ（ポリ（４－スチレンサルフオネート））を用いた電極の作製については例えば非特許文献１を参照することができる。

【0022】

また、作用電極３１がイオン選択膜を有する場合、イオン選択膜としては、一般的に用いられるものであればよく、目的のイオンに対して感度を持ち、且つ妨害イオンに対し十分な選択性を持つ選択膜であればよい。イオン選択膜はイオン選択性を有する化合物を含む。イオン選択性を有する化合物は特に限定はないが、好ましくはイオン選択性を示すイオノフォア及びアニオン除剤を挙げられる。イオノフォアとしては、クラウンエーテル構造をもつ１２－クラウン４－エーテルを例示でき、アニオン除剤としては、テトラフェニルホウ酸ナトリウム（ＮａＴＰＢ）を例示できる。イオン選択膜に使われる材料については公知のあらゆるものを用いることができ、そのような材料としては、例えば株式会社同仁化学研究所の「イオン濃度を電極で測りたい」の１３８ページから１４０ページを参照することができる。

【0023】

また、イオン選択膜は、その構造維持のために、高分子化合物を含むことができる。高分子化合物としてポリ塩化ビニル（略称：ＰＶＣ）や、塩化ビニルと酢酸ビニルとの共重合体等が例示される。また、イオン選択膜は、イオノフォアを動作可能にするために可塑剤を含むことができる。可塑剤は公知のものが適用可能であるが、イオン選択膜において親油性イオン交換として作用する材料である親油性イオン交換材料がより好ましく、公知の材料として、２－ニトロフェニルオクチルエーテル（略称：ＮＰＯＥ）やセバシン酸ビス（２－エチルヘキシル）（略称：ＤＯＳ）、アジピン酸ビス（２－エチルヘキシル）（略称：ＤＯＡ）、ジ－ｎ－オクチルフェニルホスホネート（略称：ＤＯＰＰ）等が例示される。

【0024】

以上の様にして形成される作用電極３１は、図２（ｂ）に示す様に、その一部が第一領域１０１および第二領域１０２の多孔質基材内部に形成されている。すなわち、第一領域１０１である作用電極配置部Ｓ１ｂと第二領域１０２である作用電極接点部Ｓ１ａにおいて電極の一部が多孔質基材Ｓ１の孔に染み込み、多孔質基材Ｓ１の内部にも電極が形成されている。これにより、第一領域１０１である作用電極配置部Ｓ１ｂにおいては検体との接触が適切に行われるだけでなく、第二領域１０２である作用電極接点部Ｓ１ａにおいてはアンカー効果により電極と多孔質基材Ｓ１との密着性を高くすることができる。そのため、外部測定機との接点部を第二領域１０２である作用電極接点部Ｓ１ａとすることで、測定接点による押圧や摩擦を受けても、剥離しにくい電極を形成することができる。この効果を得るために第二領域１０２は、その表面の少なくとも一部に、多孔質基材が露出している必要がある。

【0025】

なお、本実施例においては、第二領域１０２である、作用電極接点部Ｓ１ａ、参照電極接点部Ｓ１ｅ共に、多孔質基材Ｓ１内部には何も含まない構成としたが、多孔質基材の少なくとも一部が表面に露出していれば、基材の物性調整等のために所望の材料をこれらの接点部の多孔質基材内に配置してもよい。例えば、作用電極接点部Ｓ１ａの剛性を高めるために、多孔質内に所定の樹脂を含浸させておいても良く、外部測定機との接点の取り易さを向上させることも可能である。その際の多孔質基材Ｓ１内に形成する材料の種類や形状、量は、多孔質基材Ｓ１の孔が表面に露出している範囲で自由に選択可能である。

【0026】

以下、図３を用いて分析デバイスＭ１の参照電極形成について説明する。
図３（ａ）は作用電極３１を形成した後の分析デバイスＭ１の上面図であり、破線部Ｄ２の断面を図３（ｂ）に示す。

【0027】

＜参照電極＞
参照電極３２は、第一領域１０１である参照電極配置部Ｓ１ｃから第二領域１０２である参照電極接点部Ｓ１ｅへと跨って形成されており、１ｍｍ×１０ｍｍの長方形の形状である。参照電極３２は、作用電極３１と同様に第一領域１０１である参照電極配置部Ｓ１ｃにおいて流路を浸透してきた検体と反応し、第二領域１０２である参照電極接点部Ｓ１ｅにおいて外部測定機との接点を取ることができる。幅を１ｍｍと小さくすることで、後述する電解質層４１を塗布した際に、参照電極３２の裏側を含む参照電極配置部Ｓ１ｃの多孔質基材に電解質層４１を配置しやすくなる。

【0028】

参照電極３２の材料としては、Ａｇ／ＡｇＣｌを用いた。Ａｇ／ＡｇＣｌを用いることで、水溶液中で下記の式（１）による平衡反応が起こるため、参照電極３２周囲のＣｌ^－濃度が安定した状態において安定した電位を得ることができる。

【数1】

【0029】

参照電極３２は、ニューロング株式会社製のスクリーン印刷機ＤＰ－３２０を用いて参照電極配置部Ｓ１ｃへ塗布した。印刷は＃２００の版を用い、乾燥は８０℃で１０分間行った。ただし、電極の作製方法はこれに限定されず、作用電極の項目に記載されるように、あらゆる方法が用いられる。

【0030】

なお参照電極３２は、第二領域である参照電極接点部Ｓ１ｅにおいて、作用電極接点部Ｓ１ａと同様に、参照電極３２の一部が多孔質基材Ｓ１の内部に形成されている。このため、参照電極３２の剥離が生じにくい。

【0031】

＜電解質層＞
電解質層４１は、分注部Ｓ１ｄに導入された検体が参照電極配置部Ｓ１ｃに浸透してきた際に検体の水分で溶解し、Ｃｌ^－を飽和濃度とする。Ｃｌ^－が飽和濃度となることで、参照電極３２の電位が安定する。そのため本実施例では、電解質層４１の材料としてＫＣｌを用いた。ＫＣｌは水に容易に溶解し、ＫイオンとＣｌイオンの拡散速度がほぼ等しく液間電位が生じにくいことから選定した。当然ながら電解質層４１の材料はこれに限る物でなく、参照電極３２の電位を安定させることができれば良く、例えばＮａＣｌ等を用いてもよい。

【0032】

電解質層４１の塗布は、株式会社マイクロジェット社製Ｂｉｏｓｐｏｔを用いて行った。溶液は、ＫＣｌを１６質量％となる様に純水に溶解して作成した。液滴サイズは６ｎＬ／滴、周波数は１０Ｈｚ、縦横共に３００μｍピッチで参照電極配置部Ｓ１ｃ全域に印刷し、３回重ね塗りを行うことでＫＣｌ量を調整した。ＫＣｌ量は、参照電極配置部Ｓ１ｃに浸透する検体量に対し、飽和ＫＣｌとなる量にすることで参照電極３２の電位を安定させることができる。そのため、飽和ＫＣｌとなるだけの量のＫＣｌがあれば、塗布量はこれに限るものではない。なお、ＫＣｌ水溶液はイオン選択膜２１の溶液と比べて粘度が低く、液滴サイズを大きく周波数を早くすることで、多孔質基材Ｓ１に付着したＫＣｌ水溶液が揮発する前に多孔質基材Ｓ１内で拡散し、図３（ｂ）に示す通り参照電極３２の裏側へもＫＣｌを配置できる。それにより、検体が浸透してきた際に参照電極３２周りのＣｌ^－濃度が安定し、参照電極３２の電位が安定する。つまり、参照電極としてより安定して機能する。

【0033】

また、分析デバイスＭ１は、電極を通過する直線は必ず流路壁も通過する。例えば図３（ａ）の破線部Ｄ３部においては、作用電極接点部Ｓ１ａと参照電極接点部Ｓ１ｅ以外の場所には流路壁１１が形成されている。また、角度を変えて取った破線部Ｄ４部においても同様に、電極と共に流路壁も通過する構成となっている。この構成により、高湿度環境に置かれた際にも多孔質基材Ｓ１の変形は抑制され、電極のクラックを抑制することができる。

【0034】

［比較例１］
分析デバイスＭ１に対する比較例１の分析デバイスＭ２について、図４を用いて説明する。
図４（ａ）は分析デバイスＭ２の上面図を簡略的に示したものであり、図４（ｂ）は分析デバイスＭ２の斜視図を簡略的に示したものである。分析デバイスＭ２は流路壁の形状以外の構成は分析デバイスＭ１と同様であるため、同一部材には同一符号を付し、同様の部分は説明を省略する。

【0035】

図４（ａ）に示す様に、分析デバイスＭ２の流路壁５１は、分析デバイスＭ２のうち、縦幅Ｈ２＝７ｍｍの範囲で、紙面上方のみに疎水性の流路壁を有する。そして、分析デバイスＭ１の第二領域等に対応するＨ３で示される範囲、すなわち紙面下方に相当する範囲においては、流路壁を有さない。そのため、破線部Ｄ５の位置では、電極が存在するが流路壁が存在しない。つまり、分析デバイスＭ２は、分析デバイスを上面視した際、電極を通過するが流路壁は通過しない直線を有し、電極を通過する直線は必ず流路壁と交わる、という条件を満たさない。

【0036】

ここで、分析デバイスＭ２が高湿度環境に置かれた場合について説明する。
高湿度環境においては親水性の高いセルロースでできた多孔質基材Ｓ１に水が吸着するため、紙の繊維は膨潤し、多孔質基材Ｓ１にうねりが発生し、変形する。図４（ｂ）には、多孔質基材Ｓ１の変形による影響で、その上に形成された作用電極３１及び参照電極３２も併せて変形した様子を示している。この様な変形が起こると、電極はその応力に耐えられずクラックが生じ、外部測定機による電位測定を行う際に、クラックによる導通不良や負荷抵抗の増加により、イオン濃度測定を正しく行えない場合がある。

【0037】

なお、この時流路壁５１がある場所では、流路壁５１の疎水性によって水の吸着は起こらず、多孔質基材Ｓ１の膨潤等による変形は発生しない。さらに流路壁５１があると多孔質基材Ｓ１のみの場合と比べて剛性も高くなるため、流路壁５１に囲まれた流路の変形は抑制される。つまり、破線部Ｄ５部の様に、流路壁が無い直線上では水分吸着による膨潤等によって多孔質Ｓ１の変形が引き起こされる場合があり、そこに電極があった場合には電極のクラックにより測定を正しく行えない場合がある。

【0038】

実際に、図５に、分析デバイスＭ２の分注部Ｓ１ｄに、ＮａＣｌを１００ｍＭ溶解した検体を分注した際の作用電極と参照電極との電位差分を示す。電位測定は、Ｂｉｏ－Ｌｏｇｉｃ製ＶＳＰ－３００を用いて、作用電極接点部Ｓ１ａと参照電極接点部Ｓ１ｅとの電位差を測定した。測定に用いた分析デバイスは、電極にクラックが発生していないチップ（分析デバイス）２枚（クラック無チップ１及び２）と、クラックが発生したチップ１枚（クラック有チップ１）の合計３枚である。図５に示す通り、クラックが発生しなかったチップは例えば１０秒以降は殆ど同じ電位を示しているが、クラックが発生したチップは電位が大きく異なり、検体のイオン濃度を測定しようとしても正しく測定できないことが分かる。

【0039】

［比較例２］
続いて、分析デバイスＭ１に対する比較例２の分析デバイスＭ３について、図６を用いて説明する。

【0040】

図６（ａ）は分析デバイスＭ３の上面図を簡略的に示したものであり、破線部Ｄ６の断面を図６（ｂ）に示す。分析デバイスＭ３は流路壁の形状以外の構成は分析デバイスＭ１と同様であるため、同一部材には同一符号を付し、同様の部分は説明を省略する。

【0041】

図６（ａ）に示す様に、分析デバイスＭ３は、分析デバイスＭ１同様、縦幅Ｈ１＝１４ｍｍで流路壁６１を有しているが、さらに作用電極接点部Ｓ１ａ及び参照電極接点部Ｓ１ｅにも流路壁６１を有する。すなわち、第二領域を有さない。この構成とすると、分析デバイスＭ３は、前述した分析デバイスＭ２の様に高湿度環境に置かれたとしても多孔質基材Ｓ１に変形は起こりにくく、電極のクラックも発生しない。

【0042】

一方で、分析デバイスＭ３は図６（ｂ）に示す様に、第二領域を有さず、当然ながら、作用電極は第二領域において多孔質基材内部に形成された部分を有さない。作用電極接点部Ｓ１ａ及び参照電極接点部Ｓ１ｅにおいて、流路壁６１の上層に作用電極３１及び参照電極３２が形成されている。つまり、多孔質基材Ｓ１の細孔は流路壁６１によって埋められた上に電極が形成されている。このため、作用電極３１及び参照電極３２は基材に対して前述したアンカー効果が得られず、密着性が低くなってしまう。すると、電位測定時に、外部測定機との測定接点による押圧や摩擦を受けた際に作用電極３１及び参照電極３２が多孔質基材Ｓ１から剥離してしまい、電位測定が安定して行えない場合がある。

【0043】

以上の実施例及び比較例の結果を表にすると下記の様になる。

【表1】

【0044】

本実施例においては、基材が変形する一例として、分析デバイスが高湿度環境に置かれた場合について説明した。ただし、状況はこれに限る物でなく、例えば分析デバイスを作製する工程の中で、電極形成後に洗浄や前処理工程において多孔質基材Ｓ１に溶媒等が浸透する場合には同様の現象が発生するため、その場合においても本件の構成によって安定した電位測定を行うことができる。

【0045】

以上説明した様に、多孔質が表面に露出した第二領域と、流路壁で隔てられた第一領域と、に跨る電極を有し、電極が存在する直線上には必ず流路壁が存在する構成とすることで、基材変形による電極クラックを抑制しつつ、電極と基材との密着性を高めることができる。

【0046】

つまり、本構成により、電位測定を安定して行うことのできる分析デバイスを提供可能である。

【0047】

本発明の実施形態は以下の構成を含む。
（構成１)
多孔質基材、
該多孔質基材の孔に疎水性材料が充填されてなる流路壁、及び
電極
を有する分析デバイスであって、
該分析デバイスは、上面視した際に、
該流路壁によって隔てられた、第一領域及び第二領域を有し、
該電極は該第一領域、該流路壁及び該第二領域に跨って形成され、
該電極を通過する直線は必ず該流路壁と交わることを特徴とし、
さらに、
該第二領域において、該電極は、少なくともその一部が該多孔質基材内部に形成される、
分析デバイス。
（構成２）
前記第一領域は、検体が浸透する領域である、
構成１に記載の分析デバイス。
（構成３）
前記第二領域は接続領域であって、前記電極のうち前記第二領域に存在する部分を介して外部測定機と接続される、
構成１又は２に記載の分析デバイス。
（構成４）
前記電極として、第一電極及び第二電極を有し、
該第一電極は参照電極であり、
該第二電極は作用電極である、
構成１から３のいずれか１項に記載の分析デバイス。

【符号の説明】

【0048】

Ｍ１ 分析デバイス
Ｍ２ 分析デバイス
Ｍ３ 分析デバイス
Ｓ１ 多孔質基材
Ｓ１ａ 作用電極接点部
Ｓ１ｂ 作用電極配置部
Ｓ１ｃ 参照電極配置部
Ｓ１ｄ 分注部
Ｓ１ｅ 参照電極接点部
１１ 流路壁
５１ 流路壁
６１ 流路壁
３１ 作用電極
３２ 参照電極
４１ 電解質層
１０１ 第一領域
１０２ 第二領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】