次世代多層配線プロセス新微細加工技術の研究

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最終年度は、ヘルスケアチップにおける「健康・疾病マーカ」の電気化学的検出のための多層配線技術を研究した。本チップは基本的に安価・使い捨てでなければならないので、スクリーン印刷を研究した。チップは流路パターンが射出成型法によって形成されたポリカーボネート基板と多層電極ポリエステル基板からなり、両基板を電極孔を予め抜いた光エポキシ重合性膜を介して常温で貼り付ける。ポリエステル基板上には、数μmのメッシュを用いたスクリーンによって、まずカーボン銀を用いて配線を形成し、その上にマスク合わせをしてセンサ電極としてカーボン、参照電極として銀/塩化銀を多層に形成後、パッドとして銀ペーストを用いる。その際、カーボン電極では、表面が電気的特性を左右するので、粒子径やバインダーなど種々の材料を検討した。これらの電極(有効面積:320μmφ)上にNa^+、K^+イオンセンサとして各々Bis(12-crown-4)とBis(benzo-15-crown-5)のイオン感応膜をアニオン排除剤と可塑剤を導入してPVCで固定化した。pHセンサとして電解重合によりカーボン電極上に絶縁性ポリピロールを形成した。グルコースセンサは、グルコースオキシダーゼとメディエータとしてフェロセンを含ませたものをポリイオンコンプレックス法によりカーボン電極上に固定化した。BUNセンサは、カーボン電極上に絶縁性ポリピロールを形成した後にポリイオンコンプレックス法によりウレアーゼを塗布し、その上からポリ-L-リシン膜で覆い固定したもので形成した。ここでイオンセンサおよびBUNセンサは電位検知のポテンショメトリ法であり、グルコースセンサは電流検知のアンペノメトリ法で計測した。なお、チップ内流路表面は血球などの付着を抑制し、生態適合化を図るためにMPCポリマーを塗布した。