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原文传递电化学测定装置及转换器

专利名称：	电化学测定装置及转换器
摘要：	提供一种电化学测定装置，测定溶液中的生物样本所生成或消耗的化学物质，其包括：多个电极面、间隔部、至少一个壁板。多个电极面、间隔部和壁板配置在同一平面上。各电极面的直径del为80μm以下。间隔部的高度是h＝21.8(del+0.8)/(del+9.7)±5[μm]的范围内的规定值。间隔部具有如下构造：在生物样本与间隔部接触的状态下，不形成由生物样本、平面和间隔部封闭的三维区域。壁板具有使溶液中的溶质不能透过的性质，并具有间隔部的高度以上的高度。两个电极面由壁板隔开。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	日本;JP
申请人：	日本航空电子工业株式会社
发明人：	国方亮太;林泰之;须田笃史;伊野浩介;井上久美;末永智一
专利状态：	有效
申请日期：	2017-09-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201780058155.2
公开号：	CN109791122A
代理机构：	北京市柳沈律师事务所
代理人：	陆悦
分类号：	G01N27/416(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	日本东京都
主权项：	1.一种电化学测定装置，具备多个具备电极面的工作电极，该电极面与溶液中的生物样本所生成或消耗的化学物质进行电子的传递而使氧化还原反应发生，其特征在于，所述电极面全部具有80μm以下的直径尺寸del且排列于一平面上，在收纳所述溶液和所述生物样本的溶液槽设有间隔部，该间隔部具有轮廓面，该轮廓面相对于所述一平面的垂直方向距离h1满足：h1＝21.8(del+0.8)/(del+9.7)±5，其中，h1的单位是μm，所述间隔部在所述轮廓面的所述一平面侧的区域阻止所述生物样本的侵入并允许所述溶液中溶质的扩散，在相互相邻的至少两个所述电极面之间设有壁板，该壁板以交叉于将该两个所述电极面的中心彼此相连的线的方式延伸，且其相对于所述一平面的高度在所述间隔部相对于所述一平面的高度以上，该壁板使所述溶液中的溶质不能透过。 2.一种电化学测定装置，具备多个具备电极面的工作电极，该电极面与溶液中的生物样本所生成或消耗的化学物质进行电子的传递而使氧化还原反应发生，其特征在于，所述电极面全部具有80μm以下的直径尺寸del且排列于一平面上，在收纳所述溶液和所述生物样本的溶液槽设有间隔部，该间隔部具有呈研钵型形状的轮廓面，该轮廓面相对于所述一平面的垂直方向距离h2取决于自最接近的所述电极面的中心起的相对于所述一平面的平行方向距离m，且满足：其中，h2的单位是μm，所述间隔部在所述轮廓面的所述一平面侧的区域阻止所述生物样本的侵入并允许所述溶液中溶质的扩散，在相互相邻的至少两个所述电极面之间设有壁板，该壁板以交叉于将该两个所述电极面的中心彼此相连的线的方式延伸，且其相对于所述一平面的高度在所述间隔部相对于所述一平面的最大高度以上，该壁板使所述溶液中的溶质不能透过。 3.如权利要求1或2所述的电化学测定装置，其特征在于，所述电极面以如下结构排列：将在第一方向的一直线上排布多个所述电极面而成的电极列在与所述第一方向正交的第二方向上排布多个，在相互相邻的所述电极列之间，所述壁板沿所述第一方向延伸设置。 4.如权利要求1至3中任一项所述的电化学测定装置，其特征在于，所述间隔部包含沿与所述一平面垂直的方向延伸、且以小于100μm的间隔林立的一组柱状构造物。 5.如权利要求1至3中任一项所述的电化学测定装置，其特征在于，所述间隔部包含孔径小于100μm的多孔质构造体。 6.一种电化学测定装置，具备多个具备电极面的工作电极，该电极面与溶液中的生物样本所生成或消耗的化学物质进行电子的传递而使氧化还原反应发生，其特征在于，所述电极面全部具有80μm以下的直径尺寸del，以至少两个所述电极面的中心的x坐标互不相同的方式排列于由x－y正交坐标定义的一平面上，在排列有所述电极面的所述一平面上，在x方向上以小于100μm的间隔排列设置有多个使所述溶液中的溶质不能透过的壁板，该壁板沿y方向延伸，且该壁板的高度h3满足：h3＝21.8(del+0.8)/(del+9.7)±5，其中，h3的单位是μm。 7.如权利要求6所述的电化学测定装置，其特征在于，就一个所述电极面而言，从距该电极面的中心的x方向距离最小的所述壁板按序数起的两个所述壁板之中至少一方的所述壁板的所述高度h3以如下方式沿y方向变化：在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极小。 8.如权利要求6所述的电化学测定装置，其特征在于，就一个所述电极面而言，在该电极面的两外侧通过而延伸、且以在其间未夹隔其他所述壁板的方式并行的两个所述壁板的所述高度h3以如下方式沿y方向变化：在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极小。 9.如权利要求6所述的电化学测定装置，其特征在于，就一个所述电极面而言，从距该电极面的中心的x方向距离最小的所述壁板按序数起的两个所述壁板之中至少一方的所述壁板的x坐标以如下方式沿y方向局部地变化：距该电极面的中心的x方向距离在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极大。 10.如权利要求6所述的电化学测定装置，其特征在于，就一个所述电极面而言，距该电极面的中心的x方向距离最小的一个所述壁板即第一壁板的x坐标以如下方式沿y方向局部地变化：距该电极面的中心的x方向距离在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极大；并且，隔着该电极面的中心与所述第一壁板相邻的另一个所述壁板即第二壁板的x坐标以如下方式沿y方向局部地变化：距该电极面的中心的x方向距离在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极大。 11.如权利要求6至10中任一项所述的电化学测定装置，其特征在于，将中心的x坐标互不相同、且不存在具有这些x坐标中间的x坐标的其他所述电极面的两个所述电极面的组设为x方向相邻电极面，这时，在至少一组所述x方向相邻电极面之间还设有使所述溶液中的溶质不能透过的大高度壁板，该大高度壁板以整个宽度交叉于将这两个所述电极面的中心彼此相连的线段的方式沿y方向延伸，且具有比所述壁板的高度大的高度。 12.一种电化学测定装置，具备多个具备电极面的工作电极，该电极面与溶液中的生物样本所生成或消耗的化学物质进行电子的传递而使氧化还原反应发生，其特征在于，所述电极面全部具有80μm以下的直径尺寸del，以如下结构排列于由x－y正交坐标定义的一平面上：在x方向上排布多列电极列，该电极列是将一个以上的所述电极面以使其全部的中心的x坐标均一致的方式在y方向上排布而成，在排列有所述电极面的所述一平面上，在x方向上以小于100μm的间隔排列设置有多个使所述溶液中的溶质不能透过的壁板，该壁板沿y方向延伸，且该壁板的高度h4取决于从在x方向上最接近的所述电极列中所属的所述电极面的中心起在x方向上的距离m，并满足下式而逐渐变化：其中，h4的单位是μm。 13.如权利要求12所述的电化学测定装置，其特征在于，就一个所述电极面而言，将在x方向的一朝向上距该电极面的中心300μm的点、和自该电极面的中心起至在所述一朝向上相邻的所述电极列中所属的所述电极面的中心的x坐标止的1/2的距离的点之中距该电极面的中心相对不远的点设为第一端点，且将在x方向的另一朝向上距该电极面的中心300μm的点、和自该电极面的中心起至在所述另一朝向上相邻的所述电极列中所属的所述电极面的中心的x坐标止的1/2的距离的点之中距该电极面的中心相对不远的点设为第二端点，这时，以整个或一部分宽度交叉于将所述第一端点和所述第二端点相连的线段的方式延伸的所述壁板之中至少一个所述壁板的所述高度h4以如下方式沿y方向变化：在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极小。 14.如权利要求13所述的电化学测定装置，其特征在于，以整个宽度交叉于所述线段的方式延伸的全部所述壁板的所述高度h4以如下方式沿y方向变化：在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极小。 15.如权利要求12至14中任一项所述的电化学测定装置，其特征在于，在x方向上相互相邻的至少一组所述电极列之间，还设有使所述溶液中的溶质不能透过的大高度壁板，该大高度壁板在这两个所述电极列中各自所属的所述电极面的中心的x坐标彼此的中间的x坐标处沿y方向延伸，且具有比所述壁板的最大高度大的高度。 16.一种转换器，在LSI芯片上搭载有能够收纳溶液和浸渍于所述溶液中的生物样本的溶液槽，在所述LSI芯片设有多个具备电极面的工作电极，该电极面与所述溶液中的所述生物样本所生成或消耗的化学物质进行电子的传递而使氧化还原反应发生，其特征在于，所述电极面全部具有80μm以下的直径尺寸del且排列于一平面上，在所述溶液槽设有间隔部，该间隔部具有轮廓面，该轮廓面相对于所述一平面的垂直方向距离h1满足：h1＝21.8(del+0.8)/(del+9.7)±5，其中，h1的单位是μm，所述间隔部在所述轮廓面的所述一平面侧的区域阻止所述生物样本的侵入并允许所述溶液中溶质的扩散，在相互相邻的至少两个所述电极面之间设有壁板，该壁板以交叉于将该两个所述电极面的中心彼此相连的线的方式延伸，且其相对于所述一平面的高度在所述间隔部相对于所述一平面的高度以上，该壁板使所述溶液中的溶质不能透过。 17.一种转换器，在LSI芯片上搭载有能够收纳溶液和浸渍于所述溶液中的生物样本的溶液槽，在所述LSI芯片设有多个具备电极面的工作电极，该电极面与所述溶液中的所述生物样本所生成或消耗的化学物质进行电子的传递而使氧化还原反应发生，其特征在于，所述电极面全部具有80μm以下的直径尺寸del且排列于一平面上，在所述溶液槽设有间隔部，该间隔部具有呈研钵型形状的轮廓面，该轮廓面相对于所述一平面的垂直方向距离h2取决于自最接近的所述电极面的中心起的相对于所述一平面的平行方向距离m，且满足：其中，h2的单位是μm，所述间隔部在所述轮廓面的所述一平面侧的区域阻止所述生物样本的侵入并允许所述溶液中溶质的扩散，在相互相邻的至少两个所述电极面之间设有壁板，该壁板以交叉于将该两个所述电极面的中心彼此相连的线的方式延伸，且其相对于所述一平面的高度在所述间隔部相对于所述一平面的最大高度以上，该壁板使所述溶液中的溶质不能透过。 18.如权利要求16或17所述的转换器，其特征在于，所述电极面以如下结构排列：将在第一方向的一直线上排布多个所述电极面而成的电极列在与所述第一方向正交的第二方向上排布多个，在相互相邻的所述电极列之间，所述壁板沿所述第一方向延伸设置。 19.如权利要求16至18中任一项所述的转换器，其特征在于，所述间隔部包含沿与所述一平面垂直的方向延伸、且以小于100μm的间隔林立的一组柱状构造物。 20.如权利要求16至18中任一项所述的转换器，其特征在于，所述间隔部包含孔径小于100μm的多孔质构造体。 21.一种转换器，在LSI芯片上搭载有能够收纳溶液和浸渍于所述溶液中的生物样本的溶液槽，在所述LSI芯片设有多个具备电极面的工作电极，该电极面与所述溶液中的所述生物样本所生成或消耗的化学物质进行电子的传递而使氧化还原反应发生，其特征在于，所述电极面全部具有80μm以下的直径尺寸del，以至少两个所述电极面的中心的x坐标互不相同的方式排列于由x－y正交坐标定义的一平面上，在排列有所述电极面的所述一平面上，在x方向上以小于100μm的间隔排列设置有多个使所述溶液中的溶质不能透过的壁板，该壁板沿y方向延伸，且该壁板的高度h3满足：h3＝21.8(del+0.8)/(del+9.7)±5，其中，h3的单位是μm。 22.如权利要求21所述的转换器，其特征在于，就一个所述电极面而言，从距该电极面的中心的x方向距离最小的所述壁板按序数起的两个所述壁板之中至少一方的所述壁板的所述高度h3以如下方式沿y方向变化：在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极小。 23.如权利要求21所述的转换器，其特征在于，就一个所述电极面而言，在该电极面的两外侧通过而延伸、且以在其间未夹隔其他所述壁板的方式并行的两个所述壁板的所述高度h3以如下方式沿y方向变化：在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极小。 24.如权利要求21所述的转换器，其特征在于，就一个所述电极面而言，从距该电极面的中心的x方向距离最小的所述壁板按序数起的两个所述壁板之中至少一方的所述壁板的x坐标以如下方式沿y方向局部地变化：距该电极面的中心的x方向距离在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极大。 25.如权利要求21所述的转换器，其特征在于，就一个所述电极面而言，距该电极面的中心的x方向距离最小的一个所述壁板即第一壁板的x坐标以如下方式沿y方向局部地变化：距该电极面的中心的x方向距离在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极大；并且，隔着该电极面的中心与所述第一壁板相邻的另一个所述壁板即第二壁板的x坐标以如下方式沿y方向局部地变化：距该电极面的中心的x方向距离在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极大。 26.如权利要求21至25中任一项所述的转换器，其特征在于，将中心的x坐标互不相同、且不存在具有这些x坐标中间的x坐标的其他所述电极面的两个所述电极面的组设为x方向相邻电极面，这时，在至少一组所述x方向相邻电极面之间还设有使所述溶液中的溶质不能透过的大高度壁板，该大高度壁板以整个宽度交叉于将这两个所述电极面的中心彼此相连的线段的方式沿y方向延伸，且具有比所述壁板的高度大的高度。 27.一种转换器，在LSI芯片上搭载有能够收纳溶液和浸渍于所述溶液中的生物样本的溶液槽，在所述LSI芯片设有多个具备电极面的工作电极，该电极面与所述溶液中的所述生物样本所生成或消耗的化学物质进行电子的传递而使氧化还原反应发生，其特征在于，所述电极面全部具有80μm以下的直径尺寸del，以如下结构排列于由x－y正交坐标定义的一平面上：在x方向上排布多列电极列，该电极列是将一个以上的所述电极面以使其全部的中心的x坐标均一致的方式在y方向上排布而成，在排列有所述电极面的所述一平面上，在x方向上以小于100μm的间隔排列设置有多个使所述溶液中的溶质不能透过的壁板，该壁板沿y方向延伸，且该壁板的高度h4取决于从在x方向上最接近的所述电极列中所属的所述电极面的中心起在x方向上的距离m，并满足下式而逐渐变化：其中，h4的单位是μm。 28.如权利要求27所述的转换器，其特征在于，就一个所述电极面而言，将在x方向的一朝向上距该电极面的中心300μm的点、和自该电极面的中心起至在所述一朝向上相邻的所述电极列中所属的所述电极面的中心的x坐标止的1/2的距离的点之中距该电极面的中心相对不远的点设为第一端点，且将在x方向的另一朝向上距该电极面的中心300μm的点、和自该电极面的中心起至在所述另一朝向上相邻的所述电极列中所属的所述电极面的中心的x坐标止的1/2的距离的点之中距该电极面的中心相对不远的点设为第二端点，这时，以整个或一部分宽度交叉于将所述第一端点和所述第二端点相连的线段的方式延伸的所述壁板之中至少一个所述壁板的所述高度h4以如下方式沿y方向变化：在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极小。 29.如权利要求28所述的转换器，其特征在于，以整个宽度交叉于所述线段的方式延伸的全部所述壁板的所述高度h4以如下方式沿y方向变化：在与该电极面的中心的y坐标相等的y坐标处为极小。 30.如权利要求27至29中任一项所述的转换器，其特征在于，在x方向上相互相邻的至少一组所述电极列之间，还设有使所述溶液中的溶质不能透过的大高度壁板，该大高度壁板在这两个所述电极列中各自所属的所述电极面的中心的x坐标彼此的中间的x坐标处沿y方向延伸，且具有比所述壁板的最大高度大的高度。
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