以下に、本発明の一実施形態に係る電気� ��学的センサ装置(以下、「本装置」という。 )及び本装置を用いた電気化学的測定方法(以� ��、「本方法」という。)について説明する。 なお、本発明は、本実施形態に示す例に限ら れるものではない。

 図1は、本装置1の一例についての説明図� �ある。図1に示すように、本装置1は、溶液が 流通する微小な流路であるマイクロ流路部10� ��形成された流路基板2と、当該溶液に含まれ る対象物質を電気化学的に測定するための三 つの作用電極20a,20b,20cが設けられた電極基板3 と、を備えている。

 なお、矢印Fの指す方向は、マイクロ流路 10の下流側方向を示している。また、以下の� ��明において、本装置1が同様の部分を複数有 する場合には、当該複数の部分に同一の数字 と互いに異なる小文字のアルファベットとを 組み合わせた符号を付して記載する(例えば� �「作用電極20a,20b,20c」)ことがある。ただし� �これら複数の部分を特に区別する必要がな� �場合には、アルファベットを省略して数字� �みを付して記載する(例えば、「作用電極20� �)。

 図1に示すように、流路基板2のうち、電� �基板3に対向する、下方側の表面(下面2i)には 、マイクロ流路部10が形成されている。また� ��電極基板2の流路基板2に対向する上方側の� �面(上面3i)のうち、マイクロ流路部10の一部� �対応する部分には、作用電極20を含む電極系 が形成されている。これら流路基板2と電極� �板3とを貼り合わせることにより、本装置1を 構成することができる。

 図2は、流路基板2を、その下面2i側から見 た平面図である。図3は、電極基板3を、その� ��面3i側から見た平面図である。図3において� ��、マイクロ流路部10が配置される位置を二� �鎖線で示している。

 図1、図2に示すように、マイクロ流路部10 は、その上流側の端部に形成された、当該マ イクロ流路部10の外部から内部に溶液を流入� ��せるための第一流入部11a及び第二流入部11b� ��有している。第一流入部11a及び第二流入部1 1bには、流路基板2を貫通する円形の穴が形成 されている。

 そして、図1に示すように、第一流入部11a 及び第二流入部11bが流路基板2の上方側の表� �2iiに開口する部分には、本装置1の外部から� ��イクロ流路部10内に溶液を導くための第一� �入管4a及び第二流入管4bがそれぞれ接続され� ��いる。第一流入管4a及び第二流入管4bは、例 えば、シリコーンゴム製のチューブにより構 成することができる。

 また、図2に示すように、マイクロ流路部 10は、第一流入部11a及び第二流入部11bのそれ� ��れから下流側に向けて互いに平行に隣接し� ��延びる第一幹部12a及び第二幹部12bを有して� ��る。

 さらに、マイクロ流路部10は、第一幹部12 a及び第二幹部12bから分岐した複数の枝部13,14 を有している。すなわち、第一幹部12aの下流 端からは、第二幹部12b側及びその反対側にそ れぞれ直角に分岐して延びる第一合流枝部13a 及び第一独立枝部14aが形成されている。また 、第二幹部12bの下流端からは、第一幹部12a側 及びその反対側にそれぞれ直角に分岐して延 びる第二合流枝部13b及び第二独立枝部14bが形 成されている。第一合流枝部13aと第二合流枝 部13bとは、その下流端が第一幹部12aと第二幹 部12bとの間の位置で合流している。

 そして、図1~図3に示すように、マイクロ� ��路部10は、第一幹部12a及び第二幹部12bの下� �側に延びて作用電極20が一つずつ設けられた 複数の測定部15,16を有している。すなわち、� ��イクロ流路部10は、第一合流枝部13aと第二� �流枝部13bとの合流部分から下流側に延びる� �流部15を有している。この合流部15は、第一� ��流枝部13aと第二合流枝部13bに対して直角に� ��曲して下流側に延びている。また、マイク� ��流路部10は、第一独立枝部14a及び第二独立� �部14bのそれぞれの下流端(流路基板2の幅方向 外側の端部)からさらに下流側に、他の流路� �合流することなく、合流部15と平行に延びる 第一独立部16a及び第二独立部16bを有している 。

 これら合流部15、第一独立部16a、第二独� �部16bは、マイクロ流路部10の下流端部分を構 成しており、その各々の下流端は流路基板2� �下流端に開口している。

 流路基板2を構成する材料は、特に限られ ず、目的に応じて任意の材料を用いることが でき、例えば、合成樹脂を好ましく用いるこ とができる。合成樹脂としては、例えば、ポ リメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル -スチレン共重合体等のアクリル系樹脂、ポ� �スチレン等のスチレン系樹脂、シクロオレ� �ィン等のオレフィン系樹脂、ポリエチレン� �レフタレート、ポリ乳酸等のエステル系樹� �、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン� �樹脂、ポリカーボネート樹脂等を好ましく� �いることができる。

 また、流路基板2の作製方法は、特に限ら れず、目的に応じて任意の方法を用いること ができる。例えば、フォトリソグラフィを用 いてマイクロ流路部10に対応する形状の鋳型� ��作製し、当該金型を用いてシリコーン系樹� ��等の合成樹脂を成形する方法を好ましく用� ��ることができる。

 一方、図1、図3に示すように、電極基板3� ��おいては、その上面3iのうち、第一独立部16 aの中途部分に対応する位置に第一作用電極20 aが形成され、合流部15の中途部分に対応する 位置に第二作用電極20bが形成され、第二独立 部16bの中途部分に対応する位置に第三作用電 極20cが形成されている。

 すなわち、本装置1においては、マイクロ 流路部10のうち、第一独立部16a、合流部15、� �二独立部16bの各々に、作用電極20が一つずつ 形成されている。また、これら三つの作用電 極20a,20b,20cは、それぞれ第一独立部16a、合流� ��15、第二独立部16bの上流端からの距離が等� �い位置に形成され、マイクロ流路部10の流れ 方向において同一の位置に(すなわち、電極� �板3の幅方向において直線的に)配置されてい る。

 さらに、電極基板3の上面3iのうち、当該� ��極基板3の幅方向の一方側の端部には、三つ の作用電極20a,20b,20cのそれぞれに対応する三� ��の作用電極パッド21a,21b,21cと、当該対応す� �三つの作用電極20a,20b,20cと三つの作用電極パ ッド21a,21b,21cとをそれぞれ接続する三つのリ� ��ド線22a,22b,22cと、が形成されている。

 また、電極基板3の上面3iのうち、作用電� ��20の下流側には、当該電極基板3の幅方向に� ��いて、三つの測定部(第一独立部16a、合流部 15、第二部16b)に跨って延びる、導電性材料か ら形成された、帯状の一つの参照電極帯40が� ��成されている。さらに、電極基板3の上面3i� ��うち、参照電極帯40の下流側には、当該参� �電極帯40と平行に、当該電極基板3の幅方向� �おいて、三つの測定部15,16に跨って延びる、 導電性材料から形成された、帯状の一つの対 向電極帯30が形成されている。

 そして、図1、図3に示すように、電極基� �3の上面3iのうち、作用電極20と、作用電極パ ッド21と、参照電極帯40及び対向電極帯30のう ち測定部15,16と重複する部分と、当該参照電� ��帯40及び対向電極帯30のうち電極基板3の幅� �向の一方側の端部分と、を除く部分は、絶� �性材料からなる絶縁膜3iiにより覆われる。� �の結果、参照電極帯40及び対向電極帯30のう� ��、絶縁膜3iiで覆われていない測定部15,16と� �重複部分には、当該参照電極帯40及び対向電 極帯30の一部が露出してそれぞれ参照電極41� �び対向電極31が形成される。なお、絶縁膜3ii は、例えば、電極基板2がガラス製である場� �には、ポリイミド等から形成することがで� �る。

 この結果、本装置1においては、図3に示� �ように、第一独立部16a内に、第一作用電極20 a、第一参照電極41a、第一対向電極31aからな� �一組の第一電極系が形成される。また、合� �部15内には、第二作用電極20b、第二参照電極 41b、第二対向電極31bからなる一組の第二電極 系が形成される。また、第二独立部16bには、 第三作用電極20c、第三参照電極41c、第三対向 電極31cからなる一組の第三電極系が形成され る。すなわち、三つの測定部15,16a,16bの各々� �は、作用電極20、参照電極40、対向電極30が� �つずつ形成される。

 また、電極基板3の幅方向の一方側の端部 には、三つの作用電極パッド21a,21b,21cと、一� ��の参照電極パッド42と、一つの対向電極パ� �ド32と、が形成される。なお、参照電極パッ ド42は及び対向電極パッド32は、参照電極帯40 及び対向電極帯30のうち、絶縁膜3iiで覆われ� ��いない、電極基板3の幅方向における一方端 部分である。

 本装置1において特徴的なことの一つは、 三つの作用電極20a,20b,20cの各々が、図1に示す ように、一群の突出部51を含む凹凸形状に形� ��されている点である。すなわち、作用電極2 0は、測定部15,16内に突出して形成された導電 性の突出部51を複数有している。また、この� ��用電極20は、測定部15,16の内面に沿って形成 された導電性の基部50を有している。図1に示 す例において、基部50は、電極基板3の上面3i� ��平板状に形成され、突出部51は、当該基部50 から上方に突出する円柱状に形成されている 。基部50と突出部51とは、これらの導電性表� �を介して電気的に接続され、一体となって� �つの作用電極20を構成している。なお、図1� �は、説明の便宜上、三つの作用電極20a,20b,20c のうち一つの第三作用電極20cを拡大して示し ているが、他の二つの作用電極20a,20bも同様� �、基部50と複数の突出部51とを有して構成さ� ��ている。

 図4には、この作用電極20を、一部の突出� ��51を通る面で切断した場合の断面図を示す� �図4に示すように、複数の突出部51の各々は� �基部50の表面に立設された立体的構造物とし て形成されている。

 すなわち、第一作用電極20aの突出部51、� �二作用電極20bの突出部51、第三作用電極20cの 突出部51は、それぞれ第一独立部16a、合流部1 5、第二独立部16b内において、その流路高さ� �向(電極基板3の上面3iに垂直な方向)に延びて いる。

 また、図1、図3に示すように、第一作用� �極20a、第二作用電極20b、第三作用電極20cの� �部50の幅(測定部15,16の長手方向に対して直交 する方向の長さ)は、それぞれ第一独立部16a� �合流部15、第二独立部16bの幅と略同一となっ ている。そして、一群の突出部51は、基部50� �幅方向の全域にわたって形成されている。

 また、基部50は、導電性の電極用材料か� �なる薄膜として形成されている。一方、突� �部51の表面は、図4に示すように、電極用材� �からなる電極薄膜52により構成されている。 すなわち、作用電極20は、基部50と、突出部51 の表面に形成された電極薄膜52と、が電気的� ��接続されて一体化した一つの電極表面を有� ��ている。この結果、作用電極20そのものが� �基部50と突出部51とから構成される一体的な� ��凸形状で形成され、当該凹凸形状に基づく� ��きな表面積の電極表面を有している。

 突出部51の形状、サイズ、数は、作用電� �20の電極表面の面積を効果的に増加させるこ とができれば特に限られない。すなわち、突 出部51の形状は円柱状に限られず、例えば、� ��角柱状、円錐状、多角錘状等の柱状とする� ��とができる。柱状の突出部51の径(突出部51� �円柱状なら断面の直径、多角柱なら断面の� �角形の対角線長さ)は、例えば、1~300μmの範� �内とすることができ、1~100μmの範囲内とする ことが好ましく、5~50μmの範囲内とすること� �より好ましく、10~30μmの範囲内とすることが 特に好ましい。この柱状の突出部51のアスペ� ��ト比(径に対する高さの比率)は、例えば、1~ 10程度とすることが好ましい。

 また、突出部51の形状は、柱状に限られ� �、例えば、板状とすることもできる。また� �一つの基部50上には、互いに異なる形状の複 数の突出部51を形成することもできる。

 突出部51の高さは、例えば、10~300μmの範� �内とすることができ、10~100μmの範囲内とす� �ことが好ましく、10~50μmの範囲内とすること がより好ましい。また、隣接する突出部51の� ��隔は、当該突出部51の間を溶液が流通する� �とができる範囲で、目的に応じて適宜設定� �ることができる。

 電極基板3を構成する材料は、特に限られ ず、目的に応じて任意の材料を用いることが でき、例えば、ガラスや合成樹脂を好ましく 用いることができる。合成樹脂としては、例 えば、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル 酸メチル-スチレン共重合体等のアクリル系� �脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、シ� �ロオレフィン等のオレフィン系樹脂、ポリ� �チレンテレフタレート、ポリ乳酸等のエス� �ル系樹脂、ポリジメチルシロキサン等のシ� �コーン系樹脂、ポリカーボネート樹脂等を� �ましく用いることができる。

 作用電極20(基部50及び電極薄膜52を含む電 極表面)、作用電極パッド21、リード線22、対� ��電極帯30、参照電極帯40(図1、図3参照)を構� �する電極用材料は、導電性を有する材料で� �れば特に限られず、例えば、金属、金属酸� �物、炭素等の導電性を有する材料のうちか� �目的に応じて選択された任意のものを用い� �ことができる。具体的には、例えば、金、� �金、銀等の酸素過電圧の高い貴金属を好ま� �く用いることができる。また、例えば、作� �電極20の表面には、金黒や白金黒を形成する こともできる。

 作用電極20や対向電極31を構成する材料と しては、例えば、貴金属等の腐食性が低い分 極性の材料を好ましく用いることができる。 また、参照電極41を構成する材料としては、� ��えば、銀/塩化銀等の非分極性の材料を好ま しく用いることができる。

 作用電極20の基部50、作用電極パッド21、� ��ード線22、対向電極帯30、参照電極帯40を形� ��する方法は、特に限られず、目的に応じて� ��意の方法を用いることができる。すなわち� ��これらは、例えば、フォトマスク及びフォ� ��レジストを用いたフォトリソグラフィと、� ��極用材料のスパッタリングと、を用いた方� ��により形成することができる。

 また、突出部51を構成する材料としては� �使用に際して当該突出部51の形状を維持でき る自己支持性を有するものであれば特に制限 されず用いることができる。例えば、合成樹 脂、感光性樹脂、めっき用金属材料等を好ま しく用いることができ、コスト等の観点から 、合成樹脂を特に好ましく用いることができ る。

 合成樹脂としては、例えば、ポリメタク� ��ル酸メチル、メタクリル酸メチル-スチレン 共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン 等のスチレン系樹脂、シクロオレフィン等の オレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレ ート、ポリ乳酸等のエステル系樹脂、ポリジ メチルシロキサン等のシリコーン系樹脂、ポ リカーボネート樹脂等を用いることができる 。なお、このような樹脂には、本来の性能を 損なわない限り着色剤、拡散剤、増粘剤等の 各種添加剤を含有させて用いることができる 。

 また、突出部51を形成する方法は、特に� �られず、目的に応じて選択された任意の方� �を用いることができる。すなわち、例えば� �フォトリソグラフィ、モールドを用いた転� �成形、三次元光造形、精密機械切削、ウェ� �トエッチング、ドライエッチング、レーザ� �加工、放電加工等の方法を用いることがで� �、要求される加工精度、コスト等を考慮し� �これらの方法のうち少なくとも一つを適宜� �択して用いることができる。

 本実施形態においては、フォトリソグラ� ��ィを用いて、作用電極20の基部50の上に、マ スクを介した紫外線照射により硬化させたフ ォトレジスト樹脂からなる突出部51を形成し� ��いる。そして、また、突出部51の表面に金� �は白金を蒸着することで、電極用材料から� �る電極薄膜52(図4参照)を形成している。

 また、突出部51は、少なくともその表面� �導電性を有する電極用材料で形成されてい� �ばよく、上述のように、その表面に電極用� �料からなる電極薄膜52が形成されるものに限 られない。例えば、突出部51自体を電極用材� ��で構成することもできる。また、例えば、� ��出部51をフォトレジスト樹脂等の樹脂で形� �した後、当該突出部51を加熱して酸化するこ とにより、当該突出部51に導電性を付与する� ��ともできる。

 また、モールドを用いた転写成形方法に� ��り突出部51を形成する方法としては、例え� �、金属構造体を金型とした樹脂成形方法を� �いることができる。この樹脂成形方法は、� �属構造体の形状を高い転写率で樹脂成形体� �再現することが可能であり、また汎用の樹� �材料を使用することにより材料コストを低� �できるため、好ましく用いることができる� �このような金属構造体の金型を用いる方法� �、低コストであり、高い寸法精度を満足で� �る点で優れている。

 金属構造体を作製する方法としては、例� ��ば、フォトリソグラフィによって作製され� ��レジスト構造体や三次元光造形によって作� ��された樹脂構造体へのメッキ処理、精密機� ��切削、ウェットエッチング、ドライエッチ� ��グ、レーザー加工、放電加工等を用いるこ� ��ができ、用途、要求される加工精度、コス� ��等を考慮してこれらのうちから適宜選択し� ��方法を用いることができる。

 このような方法を用いて作製された金属� ��造体を金型として用いて突出部51を成形す� �方法としては、例えば、射出成形、プレス� �形、モノマーキャスト成形、溶剤キャスト� �形、ホットエンボス成形、押出成形による� �ール転写等の方法を用いることができ、要� �される構造体形状、加工精度、コスト等を� �慮してこれらのうちから適宜選択した方法� �用いることができる。

 また、作用電極20の突出部51及び基部50に� ��、対象物質との相互作用により、当該作用� ��極20で測定可能な電流を発生させるための� �ンサ物質を固定することができる。このセ� �サ物質としては、例えば、対象物質と特異� �に結合する物質を用いることができる。す� �わち、例えば、対象物質を抗原とする抗体� �、対象物質を基質とする酵素を用いること� �できる。

 具体的に、センサ物質として抗体を用い� ��場合には、作用電極20の突出部51及び基部50� ��当該抗体を結合させておくことにより、当� ��抗体を介して溶液中の対象物質を当該突出� ��51及び基部50に固定することができる。この 場合、さらに、突出部51及び基部50に捕捉さ� �ている対象物質に酵素で標識された抗体を� �合させ、次いで、当該酵素の基質を添加す� �ことにより、当該酵素と基質との反応に基� �く電流を作用電極20に発生させることができ る。このようにして、突出部51及び基部50に� �捉された対象物質の量に応じた電流を作用� �極20で測定することができる。

 なお、対象物質がDNAやRNA等の核酸である� ��合には、当該対象物質とハイブリダイズ可� ��な塩基配列を有するDNAプローブ等の核酸プ� ��ーブを用いることができる。この場合にも� ��上述の例と同様にして酵素反応に基づく電� ��を測定することができる。

 また、センサ物質と電極との間において� ��子の授受を媒介する、電子受容体(メディエ ータ)を用いることもできる。この場合、例� �ば、フェロセンやベンゾキノン等のメディ� �ータを含む媒介層を突出部51及び基部50の表� ��に形成することができる。

 マイクロ流路部10を流れる溶液中の対象� �質と、作用電極20の突出部51及び基部50に固� �化されたセンサ物質と、の間で生化学的な� �互作用が行われることにより、本装置1は、� ��感度なバイオセンサ装置として利用するこ� ��ができる。

 図5及び図6には、作用電極20のより具体的 な一例を示す。図5は、作用電極20の平面図(� �路基板2側から見た図)であり、図6は、図5に� ��すVI-VI線で切断した当該作用電極20の断面図 である。ここでは、合流部15に設けられた作� ��電極20を例として説明する。なお、以下の� �明では、図に示す矢印Fに沿った方向を、合� ��部15の長手方向といい、当該長手方向に対� �て直交する方向を当該合流部15の幅方向とい う。

 この作用電極20は、合流部15の底面15i(電� �基板3の一部)に沿って形成された平板状の基 部50と、各々が当該基部50から突出する柱状� �形成された複数の突出部51と、を有している 。

 基部50は、合流部15の底面15iの幅方向全域 に形成されている。すなわち、基部50の幅W2� �、合流部15の幅(一方の側面15iiから他方の側� ��15iiiまでの距離)W1と等しくなっている。

 突出部51の高さH2は、基部50上を流通する� ��液の高さ(すなわち基部50と合流部15の上面(� ��路基板2の一部)15ivとの距離)H1よりも僅かに� ��さくなっている。なお、この突出部51の高� �H2は、溶液の高さH1と等しくすることもでき� ��。

 複数の突出部51は、一定の間隔で規則的� �配置されている。隣接する突出部51間の距離 は任意に設定することができるが、例えば、 当該突出部51の径と等しい又は当該径より小� ��いことが好ましい。

 また、合流部15の長手方向において上流� �と下流側とに隣接して配置される突出部51は 、当該長手方向において互いにずれた位置に 配置されている。すなわち、例えば、図5に� �す一点鎖線Uで囲まれた列(上流列)及び一点� �線Dで囲まれた列(下流列)に着目すると、当� �上流列において幅方向に隣接する一対の突� �部51aの隙間の下流側に、下流列の突出部51b� �配置されている。

 図7及び図8には、作用電極20の他の例を示 す。図7は、作用電極20の平面図であり、図8� �、図7に示すVIII-VIII線で切断した当該作用電� ��20の断面図である。

 この作用電極20は、合流部15の底面15iに沿 って形成された平板状の基部50と、各々が当� ��基部50から突出する板状に形成された複数� �板状突出部51aと、各々が当該基部50から突出 する円柱状に形成された複数の柱状突出部51b と、を有している。

 基部50の幅W2は、上述の例と同様に、合流 測定部15の幅W1と等しくなっている。板状突� �部51aの高さH3及び柱状突出部51bの高さH4は、� ��部50上を流通する溶液の高さH1と等しくなっ ている。

 板状突出部51aは、合流部15における長手� �向の流れの一部を遮るよう当該合流部15を横 切って延びている。すなわち、この例におい て、板状突出部51aは、合流部15の幅方向に延� ��ている。

 また、合流部15の長手方向において隣接� �て並行に配置されている一対の板状突出部51 aは、当該長手方向において一部が重なり合� �よう配置されている。すなわち、例えば、� �も上流側の板状突出部51aUの一部と、その下� ��側の板状突出部51aDの一部と、は合流部15の� ��手方向において重なり合う位置に設けられ� ��いる。

 また、この一対の板状突出部51aU,51aDのう� ��、上流側の板状突出部51aUは合流部15の一方� ��側面15iiから延び出し、下流側の板状突出部 51aDは当該合流部15の他方の側面15iiiから延び� ��している。

 この結果、合流部15の長手方向において� �接して並行に配置されている一対の板状突� �部51aの間には、幅方向に延びる副流路53が形 成されている。すなわち、作用電極20の上流� ��部分においては、合流部15のうち、最も上� �側の板状突出部51aUと合流路15の側面15iiiとの 間にのみ隙間が形成されている。一方、この 隙間の下流側は、下流側に隣接する板状突出 部51aDのよって遮られている。そして、この� �流側の板状突出部51aDと合流路15の側面15iiと� ��間にのみ隙間が形成されている。

 このため、作用電極20の上流側において� �流部15を流通してきた溶液は、上流側の板状 突出部51aUと当該合流部15の側面15iiiとの隙間� ��ら、当該上流側の板状突出部51aUと下流側の 板状突出部51aDとの間に形成された空間であ� �副流路53に流入する。そして、溶液は、一対 の板状突出部51aU,51aDに沿って幅方向に流通し 、下流側の板状突出部51aDと合流部15の側面15i iとの隙間から、下流側に流出する。

 このように、一対の板状突出部51aU,51aDは� ��合流部15における長手方向の流れ(主流れ)を 、当該合流部15における幅方向の流れ(副流れ )に切り換える役割を果たす。

 そして、副流路53の幅(一対の板状突出部5 1aU,51aDの間隔)W3は、合流部15の幅W1より小さく なっている。このため、溶液の流量を一定に 維持する場合、主流れにおける溶液の線速度 に比べて、副流れにおける溶液の線速度は増 加する。したがって、主流れに比べて、副流 れにおいては、より乱れた流れが生じやすく 、物質移動が促進される。

 さらに、この副流路53には、複数の柱状� �出部51bが設けられている。特に、図7に示す� ��においては、副流路53に沿った方向(合流部1 5の幅方向)において隣接して配置される突出� ��51bは、当該幅方向において互いにずれた位� ��に配置されている。すなわち、例えば、一� ��鎖線Uで囲まれた上流側の列に含まれる柱状 突出部51bUと下流側の板状突出部51aDとの隙間� ��幅方向には、一点鎖線Dで囲まれた下流側の 列に含まれる柱状突出部51bDが配置されてい� �。

 このため、副流路53において溶液は、効� �よく柱状突出部51bに接触しながら幅方向に� �通することができる。しかも、上述のよう� �、副流路53内の線速度は大きくなっているた め、当該副流路53内においては、柱状突出部5 1bによって極めて効果的に流れを乱すことが� ��きる。すなわち、副流路53においては、溶� �に含まれる対象物質と柱状突出部51b及び板� �突出部51aとを効率よく接触させることがで� �る。

 図9は、作用電極20のさらに他の例につい� ��の平面図である。図9に示す作用電極20は、� ��7及び図8に示した作用電極20に類似して、平 板状の基部50と、複数の板状突出部51aと、複� ��の柱状突出部51bと、を有している。

 この例においては、合流部15の一方の側� �15iiと他方の側面15iiiとの間にそれぞれ隙間� �形成されるよう設けられた板状突出部51aUと� ��これに隣接して設けられ、当該一方の側面1 5iiから延びる板状突出部51aDR及び当該他方の� ��面15iiiから延びる板状突出部51aDLと、が設け られている。

 したがって、合流部15を流通する溶液は� �上流側の板状突出部51aUと両側面15ii,15iiiとの 二つの隙間から副流路53に流入し、下流側の� ��対の板状突出部51aDR,51aDLの一つの隙間から� �流側に流出する。また、この副流路53内にお いて、副流れは、複数の柱状突出部51bとの接 触によって効果的に乱される。

 図10は、作用電極20のさらに他の例につい ての平面図である。図10に示す作用電極20も� �た、平板状の基部50と、複数の板状突出部51a と、複数の柱状突出部51bと、を有している。

 この例においては、合流部15の幅方向に� �いて、複数の板状突出部51aが所定の間隔で� �列的に配置されている。したがって、合流� �15を流通する溶液は、幅方向に並んだ板状突 出部51aの隙間から下流側に流通し、その過程 で複数の柱状突出部51bと効率よく接触する。

 図11には、本装置1の他の例についての説� ��図を示す。図11に示す例において、マイク� �流路部10は、図1~図3に示した上述の例と同様 に、二つの流入部11a,11bと、二つの幹部12a,12b� ��、を有している。

 一方、このマイクロ流路部10は、上述の� �とは異なり、第一幹部12aから分岐した枝部� �、第二幹部12bから分岐した枝部と、の合流� �分から下流側に延びる複数の合流部18,15を有 している。

 また、マイクロ流路部10は、他の流路と� �流することなく第一幹部12aの下流側に延び� �複数の第一独立部19a,19c,16aと、他の流路と合 流することなく第二幹部12bの下流側に延びる 複数の第二独立部19b,19d,16bと、を有している� ��

 そして、これら合流部18,15及び独立部19,16 のうち、流路の分岐と合流が複数段階繰り返 された結果形成された、三つの合流部15a,15b,1 5c、及び二つの独立部16a,16bには、作用電極20� ��一つずつ設けられている。

 すなわち、図11に示すように、第一独立� �16aには第一作用電極20aが設けられ、第一合� �部15aには第二作用電極20bが設けられ、第二� �流部15bには第三作用電極20cが設けられ、第� �合流部15cには第四作用電極20dが設けられ、� �二独立部16bには第五作用電極20eが設けられ� �いる。また、図1~図3に示した上述の例と同� �に、5つの測定部15,16には、参照電極帯40の互 いに異なる一部である参照電極(不図示)が一� ��ずつ設けられるとともに、対向電極帯30の� �いに異なる一部である対向電極(不図示)が一 つずつ設けられている。そして、本装置1に� �いて、基板2,3の幅方向の端部には、五つの� �用電極20のそれぞれに対応する五つの作用電 極パッド21a,21b,21c,21d,21eと、五つの参照電極� �共通の一つの参照電極パッド42と、五つの対 向電極に共通の一つの対向電極パッド32と、� ��設けられている。

 第一段階の分岐及び合流により形成され� ��合流部18aには、第一幹部12aに流入した第一� ��液と第二幹部12bに流入した第二溶液とが混� ��された第一混合溶液が流通する。また、第� ��段階の分岐により形成された第一独立部19a� ��び第二独立部19bには、それぞれ第一溶液及� ��第二溶液がそのまま流通する。

 第二段階の分岐及び合流により形成され� ��第一合流部18b及び第二合流部18cには、第一� ��合溶液と第一溶液とが混合された第二混合� ��液及び当該第一混合溶液と第二溶液とが混� ��された第三混合溶液がそれぞれ流通する。� ��た、第二段階の分岐により形成された第一� ��立部19c及び第二独立部19dには、それぞれ第� ��溶液及び第二溶液がそのまま流通する。

 そして、第三段階の分岐及び合流により� ��成された三つの合流部15a,15b,15cには、第一� �液と第二溶液とが互いに異なる比率で混合� �れた、互いに組成の異なる混合溶液が流通� �る。すなわち、第一合流部15aには、第二混� �溶液と第一溶液とが混合した第四混合溶液� �流入し、第二合流部15bには、第二混合溶液� �第三混合溶液とが混合した第五混合溶液が� �入し、第三合流部15cには、第三混合溶液と� �二溶液とが混合した第六混合溶液が流入す� �。また、第三段階の分岐により形成された� �一独立部16a及び第二独立部16bには、それぞ� �第一溶液及び第二溶液がそのまま流通する� �

 したがって、例えば、第一溶液が対象物� ��を含む試料溶液であり、第二溶液が当該試� ��溶液を希釈するための、当該対象物質を含� ��ない希釈溶液である場合には、中央の三つ� ��合流部15a,15b,15cには、当該試料溶液が当該� �釈溶液によって互いに異なる希釈率で希釈� �れた第四混合溶液、第五混合溶液、第六混� �溶液がそれぞれ流通する。このため、本装� �1においては、三つの合流部15a,15b,15cに形成� �れた三つの作用電極20b,20c,20dにより、第四混 合溶液、第五混合溶液、第六混合溶液に含ま れる対象物質の各濃度に応じた電流値をそれ ぞれ測定することができる。

 また、希釈溶液によって希釈されていな� ��試料溶液の原液と、試料溶液と混合してい� ��い希釈溶液の原液と、はそれぞれマイクロ� ��路部10の一方端に形成された第一独立部16a� �の作用電極20a、当該マイクロ流路部10の他方 端に形成された第二独立部16b内の作用電極20e により測定することができる。

 このように、図11に示すマイクロ流路部10 は、当該マイクロ流路部10に互いに独立に流� ��した第一溶液及び第二溶液を他の溶液と混� ��することなくそのまま下流端まで流通させ� ��独立部12,19,16を有するとともに、流路の分� �と合流が、並列に配置される流路の数を増� �させながら段階的に繰り返される流路構造� �有している。

 図12には、本装置1のさらに他の例につい� ��の説明図を示す。図12に示す例において、� �イクロ流路部10は、図11に示した例と同様に� ��流路の分岐と合流を複数段階にわたって繰� ��返す構造となっているが、特に、各流路が� ��行しながら下流側に延びている。この例に� ��るマイクロ流路部10においては、蛇行した� �路を有することにより、例えば、当該各流� �内において溶液の混合を促進することがで� �る。

 次に、本装置1を用いた本方法について説 明する。図13は、本方法の一例に含まれる主� ��処理を示すフロー図である。図13に示すよ� �に、本方法は、本装置1の作用電極20に一定� �電圧を印加する印加工程S100と、当該本装置1 のマイクロ流路部10内に対象物質を含む溶液� ��流通させる流通工程S200と、当該作用電極20� ��流れる電流値を測定する測定工程S300と、を 含んでいる。

 印加工程S100においては、例えば、本装置 1のマイクロ流路部10に所定の溶液を満たし、 作用電極パッド21、対向電極パッド32、参照� �極パッド42(図1、図3、図11参照)をそれぞれ外 部電源を備えた電圧印加装置(例えば、ポテ� �ショスタット)に接続して、作用電極20に一� �の電圧を印加する。作用電極20に印加する電 圧の大きさは、目的に応じて適宜設定するこ とができるが、例えば、対象物質の酸化に十 分な正の電圧、又は対象物質の還元に十分な 負の電圧を作用電極20に印加することができ� ��。

 流通工程S200においては、例えば、マイク ロ流路部10の流入部11に接続された流入管4(図 1参照)を、微小な流量で溶液を圧送できるポ� ��プ装置(例えば、マイクロシリンジポンプ装 置)に接続し、当該流入部11を介して当該マイ クロ流路部10に対象物質を含む溶液を流入さ� ��る。このとき、流入した溶液は、マイクロ� ��路部10の各測定部15,16内において、当該各測 定部15,16に形成された作用電極20が有する複� �の突出部51の間を縫って流通する。すなわち 、図1、図4、図5、図6に示すように、各突出� �51が円柱状に形成されている場合には、溶液 は、当該各突出部51の円形先端面及び円柱側� ��に接触しながら流通する。

 測定工程S300においては、例えば、本装置 1に接続された電圧印加装置が備える電流測� �装置によって、マイクロ流路部10内の溶液に 含まれる対象物質と作用電極20との相互作用� ��より発生した電流を測定する。すなわち、� ��えば、印加工程S100において、作用電極20に� ��対象物質の酸化に十分な正の電圧を印加し� ��場合には、還元体である対象物質は当該作� ��電極20の電極表面(図4に示す基部50、及び突� ��部51の電極薄膜52)上で酸化される。この結� �、測定工程S300においては、この対象物質の� ��化に伴って作用電極20に流れる電流を測定� �ることができる。

 このようにして、本方法においては、例� ��ば、図1~図3に示す本装置1を用いて、そのマ イクロ流路部10のうち、測定部15,16を流通す� �溶液に含まれる対象物質を、当該測定部15,16 に形成された作用電極20により電気化学的に� ��定することができる。

 ここで、本装置1において、作用電極20は� ��上述のとおり、一群の突出部51を有する凹� �形状に形成され(図1、図4~図10参照)、その電� ��表面の面積を大きく確保できているため、� ��感度の測定が可能となる。すなわち、例え� ��、作用電極20の突出部51は、測定部15,16にお� ��て底面15iから突出して流路高さ方向に延び� ��いるため、当該突出部51は、当該作用電極20 の基部50近傍のみならず、当該基部50から離� �た位置を流れる溶液に含まれている対象物� �とも効率的に接触することができる。

 この結果、本装置1が備える凹凸形状の作 用電極20によれば、その大きな電極表面積を� ��用して、溶液中の対象物質が微量の場合で� ��っても、当該作用電極20が基部50のみからな る場合に比べて、大きな電流値を得ることが できる。

 また、測定部15,16内の溶液は、作用電極20 の基部50上において突出部51に衝突しながら� �通するため、当該基部50上において当該溶液 の流れを効果的に乱すことができる。このた め、溶液に含まれる対象物質を、突出部51及� ��基部50と効率よく接触させることができる� �

 特に、図7~図10に示すように、作用電極20� ��板状突出部51aと柱状突出部51bとを有する場� ��には、溶液を当該板状突出部51aにより形成� ��れた副流路53に流通させるとともに、当該� �流路53内で当該柱状突出部51bによって当該溶 液の流れを効果的に乱すことができる。

 また、図5~図10に示すように、上流側の列 の柱状突出部51と、下流側の列の柱状突出部5 1と、を互いにずれた位置に配置することに� �り、流れの上流側に配置された柱状突出部51 と接触することなく通過した対象物質を、下 流側の柱状突出部51と効率よく接触させるこ� ��ができる。

 したがって、本装置1においては、十分な 測定感度を維持しながら、従来の平板状の作 用電極を備えた装置に比べて、マイクロ流路 部10を効果的に微小化することができる。

 また、例えば、図1~図3に示す本装置1を用 いた本方法において、第一幹部12a及び第二幹 部12bに、少なくとも一方が対象物質を含み、 互いに組成が異なる第一溶液及び第二溶液を それぞれ流入させて、合流部15において、当� ��合流部15に形成された一つの作用電極20bに� �り、当該第一溶液と当該第二溶液とが混合� �てなる混合溶液に含まれる当該対象物質を� �気化学的に測定することができる。

 同様に、例えば、図11に示すような本装� �1を用いる場合には、三つの合流部15a,15b,15c� �おいて、第一溶液と第二溶液とが互いに異� �る比率で混合された三種類の混合溶液に含� �れる対象物質を測定することができる。

 凹凸形状に形成された作用電極20を備え� �本装置1においては、測定感度を維持しつつ� ��流路を微小化できるため、上述のように流� ��の分岐と合流を繰り返し、且つ溶液の混合� ��良好に行われるマイクロ流路部10を備える� �とができる。この結果、本装置1においては� ��対象物質を広範な濃度範囲で確実に測定す� ��ことができる。

 また、例えば、図1~図3に示す例に係る本� ��置1を用いた本方法において、第一幹部12aに 対象物質を含む試料溶液を流入させ、第二幹 部12bに当該試料溶液を希釈するための希釈溶 液を流入させて、第一独立部16a及び合流部15� ��おいて、作用電極20と対象物質との相互作� �に基づく電流値を測定するとともに、第二� �立部16bにおいて、作用電極20と当該希釈溶液 との相互作用に基づく電流値を測定すること ができる。すなわち、この場合、対象物質を 異なる濃度で含む溶液と、希釈溶液そのもの と、の両方を作用電極20で測定することによ� ��、当該希釈溶液そのものの測定結果を参照� ��果(ブランク)とした上で、当該対象物質の� �定結果を評価することができる。

 また、同様に、例えば、図11に示すよう� �本装置1を用いた本方法においては、第一独� ��部16a及び三つの合流部15a,15b,15cにおいて、� �用電極20と対象物質との相互作用に基づく電 流値を測定するとともに、第二独立部16bにお いて、作用電極20と希釈溶液との相互作用に� ��づく電流値を測定することができる。

 この場合には、試料溶液の希釈に用いた� ��釈溶液自体の測定結果をブランクとして一� ��の作用電極20eにより取得するとともに、希� ��率の互いに異なる四種類の試料溶液を四つ� ��作用電極20a,20b,20c,20dで測定できる。したが� ��て、例えば、本装置1の各作用電極20に、対� ��物質を抗原として認識する抗体(センサ物質 )を固定化してバイオセンサ装置を構成する� �とにより、従来、比較的大きなウェルプレ� �トと希釈用ロボットとを用いて行われてい� �酵素免疫測定法(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay:E LISA)を、簡便且つ迅速に行うことが可能とな� ��。なお、この場合も、上述のように、各作� ��電極20に捕捉されている対象物質に酵素標� �抗体を結合させるとともに、当該酵素の基� �を溶液中に添加して、当該酵素と基質との� �応に基づく電流を測定することができる。

 ここで、本装置1を用いて、ELISAを実施す� ��本方法の具体的な一例について説明する。� ��の例においては、本装置1を、骨粗鬆症を診 断するためのチップ型バイオセンサ装置とし て用いる。骨粗鬆症の症状を判断する指標と しては、骨代謝マーカー(骨吸収マーカー及� �骨形成マーカーを含む)と呼ばれる種々のタ� ��パク質が知られている。ここでは、骨形成� ��ーカーとして知られるヒト骨型アルカリフ� ��スファターゼ(BAP)を対象物質として選択し� �本装置1を用いたELISA法によって当該BAPの定� �を行う例について説明する。

 まず、図11に示すような、複数の合流部15 を備えた本装置1を準備する。この本装置1に� ��いては、各測定部15,16に設けられた作用電� �20の表面(基部50及び突出部51の表面)に、セン サ物質として抗BAP抗体(一次抗体)を固定して� ��く。

 次に、患者から採取された、BAPを未知の� ��度で含む試料溶液を、第一流入部11aから第� ��幹部12aに流入させるとともに、BAPを含まな� ��希釈用の溶液を第二流入部11bから第二幹部1 2bに流入させる。

 この結果、第一独立部16aから第二独立部1 6bまで、五つの測定部15,16には、BAPの線形濃� �勾配が形成される。そして、各測定部15,16の 作用電極20には、当該各測定部15,16に流入し� �溶液中の濃度に応じた量のBAPが抗BAP抗体を� �して結合する。なお、例えば、第一溶液、� �二溶液又はこれらの混合溶液が各測定部15,16 に到達した時点で送液を停止し、所定時間イ ンキュベートすることにより、試薬の量を節 約しつつ、作用電極20における抗原抗体反応� ��確実に行わせることもできる。

 その後、洗浄用の溶液を第一流入部11a及� ��第二流入部11bから流入させて、五つの測定� ��15,16を十分に洗浄する。溶液は、各測定部15 ,16の下流端から本装置1外に排出することが� �きる。

 次いで、酵素(例えば、β-galactosidase(β-gal) )を標識した抗BAP抗体(二次抗体)を含む溶液を 第一流入部11a及び第二流入部11bから流入させ る。これによって、各測定部15,16の作用電極2 0には、当該作用電極20に固定化されたBAPの量 に応じた量の酵素標識抗BAP抗体が結合する。 なお、この場合も、上述のように送液を停止 した状態でインキュベーションを行うことに より、作用電極20における抗原抗体反応を確� ��に行わせることができる。

 次いで、作用電極20上の二次抗体に結合� �ている酵素の基質(例えば、β-galの基質であ� ��p-aminophenyl-β-D-galactopyranoside(PAPG))を含む溶液 を第一流入部11a及び第二流入部11bから流入さ せるとともに、本装置1に接続した電圧印加� �置(例えば、ポテンショスタット)により、五 つの測定部15,16の各作用電極20に所定の電圧(� ��えば、+0.7V)を印加する。

 この結果、基質と二次抗体の酵素との反� ��に伴う電流値(例えば、PAPGとβ-galとの反応� �より生成されたp-imminoquinoneが作用極20上で酸 化されることで発生する酸化電流値)を作用� �極20によって測定することができる。この電 流値は、作用電極20に固定されたBAPの量に応� ��た値、すなわち各作用電極20と接触した溶� �中に含まれたBAPの濃度に応じた値となる。

 そして、このようにして測定された電流� ��に基づいて、試料溶液に含まれていたBAPの� ��度を決定する。すなわち、ここでは、予備� ��験において、BAPの複数の濃度と、当該複数� ��濃度の各々に対応する電流値と、の相関関� ��を示す検量データを準備する。具体的に、� ��えば、BAP濃度と電流値との直線関係を示す� ��量線を予め取得しておく。

 そして、試料溶液の原液、希釈された試� ��溶液、希釈に用いられた希釈用溶液につい� ��測定された電流値と、検量データと、に基� ��いて、当該原液に含まれていた対象物質の� ��度を決定する。すなわち、例えば、検量デ� ��タにおいて作用電極20で得られた電流値に� �応している濃度を、当該作用電極20と接触し た溶液中のBAP濃度と決定することができる。 この溶液が試料溶液を希釈したものであれば 、希釈率を考慮して、当該試料溶液中のBAP濃 度を決定することができる。

 ここで、検量データにおいて、BAPの特定� ��濃度範囲内においてのみ、当該BAPの濃度と� ��流値との間に直線関係が得られる場合、作� ��電極20と接触させる溶液中のBAP濃度は、当� �特定の濃度範囲内であることが好ましい。� �れに対し、患者から採取された試料溶液中� �BAP濃度は未知であり、検量データにおける� �記特定の濃度範囲を大きく上回ることもあ� �。このため、ELISA法を実施するにあたっては 、希釈用溶液によって試料溶液を様々な率で 段階的に希釈して、様々なBAP濃度の測定用溶 液を調製し、各測定用溶液について測定を行 う必要がある。

 しかしながら、従来のピペットや分注ロ� ��ットと、マルチウェルプレートと、を用い� ��ELISA法においては、所定量以上の試料溶液� �必要であるため、試料溶液が微量の場合に� �適切に実施することが困難であった。

 これに対し、本装置1においては、マイク ロ流路部10によって、微量の試料溶液から、B AP濃度が所望の線形関係となる複数の希釈率� ��測定用溶液を簡便且つ確実に調製すること� ��できる。しかも、各作用電極20は、上述の� �うに、突出部51を有することにより溶液中の 対象物質と効率よく接触することができる。

 このため、本装置1の微小化と、これを用 いたBAPの高感度な定量と、が可能となる。し たがって、本装置1を用いたELISA法においては 、従来のELISA法に比べて、試料溶液の量を顕� ��に低減することができる。また、BAPの検出� ��用いる試薬の量も顕著に低減できるため、� ��量の試料溶液に含まれる微量のBAP物質を、� ��量の希少な試薬を用いて簡便且つ確実に定� ��することもできる。

 なお、さらに多様な希釈率の試料溶液を� ��製する必要がある場合であっても、各測定� ��15、16に凹凸形状の作用電極20を一つずつ備� ��た本装置1においては、測定の感度を維持し つつマイクロ流路部10を微小化することが可� ��であるため、例えば、図11及び図12で示した ような希釈流路構造を発展させた、より多様 な希釈が可能なマイクロ流路部10を有する本� ��置1を用いることができる。

[実施例1]
 ガラス製の平坦な基板(直径76.2mm、厚さ0.05mm )を25質量%アンモニア水と30質量%過酸化水素� �と純水とを1:1:4の体積比で混合し沸騰させた 水溶液に浸漬した。この基板をさらに沸騰し た純水にてすすぎ、その後、自然乾燥させた 。

 乾燥後の基板に、ポジ型フォトレジスト( S1818、Rohm and Haas Electronic Materials LLC製)を� �500rpm(5秒)、2000rpm(10秒)の条件でスピンコート した。スピンコート後の基板を80℃で30分間� �ークし、暗所にて自然冷却した。

 さらに、この基板に対し、参照電極(500μm ×2mm)、対向電極(500μm×4mm)、電極パッド(2mm×4m m)及びリード線に対応する形状の開口が形成� ��れたマスクを介して、マスクアライナー(ミ カサ株式会社製)にて紫外線を60秒間照射した 。露光後の基板を現像液(MF319、Rohm and Haas E lectronic Materials LLC製)に浸漬し、1分間現像を 行った。現像後の基板を蒸留水で洗浄後、窒 素中で乾燥させた。

 この基板に、スパッタリング装置(芝浦メ カトロニクス株式会社製)を用い、出力100W、0 .3Paのアルゴン雰囲気下にて、クロムを5分間� ��パッタした。次いで、クロム層の上に、同� ��件にて、白金を30分間スパッタした。そし� �、この基板をアセトン(関東化学株式会社製) に2時間浸漬し、リフトオフを行った。こう� �て、基板上に白金薄膜を有する対向電極を� �成した。

 次に、この基板に、ポジ型フォトレジス� ��(S1818、Rohm and Haas Electronic Materials LLC製)� �、500rpm(5秒)、2000rpm(10秒)の条件でスピンコー トした。スピンコート後の基板を80℃で30分� �ベークし後、暗所にて自然冷却した。

 そして、この基板に対し、参照電極部分� ��対応する形状の開口が形成されたマスクを� ��して、マスクアライナー(ミカサ株式会社製 )にて紫外線を60秒間照射した。露光後の基板 を30℃のトルエン中に浸漬し、30秒間撹拌し� �。この基板を80℃で30分間ベークし、暗所で� ��然冷却した。さらに、この基板を現像液(MF3 19、Rohm and Haas Electronic Materials LLC製)に浸� �し、1分間現像を行った。現像後の基板を蒸� ��水で洗浄後、窒素中で乾燥させた。

 この基板に、スパッタリング装置(芝浦メ カトロニクス株式会社製)を用いて、出力100W� ��0.3Paのアルゴン雰囲気下にて、銀を12分間ス パッタした。そして、この基板をアセトン(� �東化学株式会社製)に2時間浸漬し、リフトオ フを行った。

 次に、この基板に、ポリイミド(セミコフ ァイン、東レ株式会社製)を、700rpm(10秒)、4000 rpm(30秒)の条件でスピンコートした。スピン� �ート後の基板を80℃で30分間ベークした。さ� ��に、ポジ型フォトレジスト(S1818、Rohm and Ha as Electronic Materials LLC製)を、500rpm(5秒)、2000r pm(10秒)の条件でスピンコートした。スピンコ ート後の基板を80℃で30分間ベークし、暗所� �て自然冷却した。

 そして、この基板に対し、作用電極(500μm ×500μm)、参照電極、対向電極の各電極部分に 対応する形状の開口が形成されたマスクを介 して、マスクアライナー(ミカサ株式会社製)� ��て紫外線を60秒間照射した。露光後の基板� �99.5%エタノール(関東化学株式会社製)に5分間 浸漬することで、不要なポリイミドを除去し た。この操作を2回繰り返した。この基板を15 0℃で15分間、その後200℃で15分間、さらに300� ��で30分間、順次ベークして、当該基板上の� �リイミドを硬化させ、絶縁膜を形成させた� �

 この基板を所定の容器内にて25℃の1.0MのK Cl-HCl緩衝液(pH2.2)中に浸漬した。さらに、こ� �容器内に銀/塩化銀参照電極(株式会社堀場製 作所製)、及び白金対向電極を浸漬し、基板� �参照電極部分と、当該参照電極及び白金対� �電極と、をガルバノスタット(北斗電工株式� ��社製)に接続した。そして、0.1μAの電流を5� �間印加することで当該参照電極部分に塩化� �を形成させた。その後、基板を蒸留水で洗� �後、自然乾燥させた。こうして、基板上に� �/塩化銀薄膜を有する参照電極を形成した。

 次に、この基板上に、ネガ型フォトレジ� ��ト(SU―8―25、化薬マイクロケム株式会社製) を500rpm(10秒)、800rpm(30秒)の条件でスピンコー� ��した。スピンコート後の基板を65℃のホッ� �プレートで5分間ベークし、さらに95℃のホ� �トプレートで15分間ベークした後、暗所にて 自然冷却した。

 そして、この基板に対し、作用電極部分� ��対応する範囲内に、直径20μmの円形の開口� �、当該円の中心間距離が40μmとなるよう規則 的な配置で形成されたマスクを介して、マス クアライナー(ミカサ株式会社製)にて紫外光� ��180秒間照射した。露光後の基板を65℃のホ� �トプレートで1分間ベークし、さらに95℃の� �ットプレートで4分間ベークした。そして、� ��の基板を現像液(SU-8 Developer、化薬マイクロ ケム株式会社製)に浸漬し、5分間現像を行っ� ��。現像後の基板を窒素中で乾燥させた。こ� ��して、作用電極部分の範囲内に、直径20μm� �高さが50μmの円柱状の突起(ピラー)を143本形� ��した。

 この基板を、ダイシングソー(株式会社東 京精密製)にて15mm×20mm角に切断した。切断後� ��基板を純水で洗浄して自然乾燥させた。さ� ��に、この基板に、作用電極部分に対応する� ��状の開口が形成されたメタルマスクをポリ� ��ミドテープで固定した後、スパッタリング� ��置(芝浦メカトロニクス株式会社製)を用い� �、出力100W、0.3Paのアルゴン雰囲気下にて、� �ロムを5分間スパッタした。次いで、クロム� ��の上に、同条件にて、白金を30分間スパッ� �した。こうして、複数のピラー表面を含む� �金の電極表面を有する作用電極を形成した� �

 図14には、このようにして作成された作� �電極20の電子顕微鏡写真を示す。図14に示す� ��うに、作用電極20は、基部50と、当該基部50� ��に突出して形成され、その各々の表面に白� ��薄膜が形成された複数の円柱状のピラー51� �有していた。なお、図14に示す白線の長さは 100μmを示す。

 このようにして、図15に示すように、複� �のピラー51を有する白金作用電極20、銀/塩化 銀参照電極41、白金対向電極31を備えた電極� �板3を作製した。

[実施例2]
 上述のようにして作製した電極基板3の作用 電極20、銀/塩化銀参照電極41(株式会社堀場製 作所製)、白金対向電極31を所定の容器内で0.1 MのKH ₃ PO ₄ 及び0.1MのKClを含むリン酸緩衝液(pH7.4)中に浸� ��し、当該電極基板3の作用電極20、当該銀/塩 化銀参照電極41、当該白金対向電極31をそれ� �れポテンショスタット(北斗電工株式会社製) に接続した。そして、+0.7Vの定常電圧を印加� ��ながら、リン酸緩衝液に100mMのH ₂ O ₂ 溶液を200μL滴下し、その時の電流値を測定し た。同様に、H ₂ O ₂ 溶液の追加的な滴下及び滴下後の電流値の測 定を数回繰り返した。

 また、上述の電極基板3の作製方法と同様の 方法により、ピラー51が形成されていない作� ��電極(500μm×500μm)(すなわち、基部50のみ)を� �する対照基板を作製した。そして、この対� �基板を用いて、上述の電極基板の場合と同� �に、H ₂ O ₂ 溶液の滴下及び滴下後の電流値の測定を行っ た。

 図16には、H ₂ O ₂ 溶液の滴下量に対応するリン酸緩衝液中のH ₂ O ₂ 濃度と、各H ₂ O ₂ 濃度において測定された電流値と、の関係を 示す。図16において、横軸はH ₂ O ₂ の濃度(mM)、縦軸は測定された電流値(nA)をそ� ��ぞれ示す。また、四角印は電極基板3を用い た測定結果、菱形印は対照基板を用いた測定 結果をそれぞれ示す。図16に示すように、同� ��のH ₂ O ₂ 濃度では、電極基板3において、対照基板に� �べ、1.5~1.8倍の電流値が得られた。

[実施例3]
 25質量%アンモニア水と30質量%過酸化水素水� ��純水とを1:1:4の体積比で混合し沸騰させた� �溶液により洗浄したガラス製の平坦な基板� �に、ネガ型フォトレジスト(SU―8―25、化薬� �イクロケム株式会社製)を500rpm(10秒)、750rpm(30 秒)の条件でスピンコートした。スピンコー� �後の基板を65℃のホットプレートで5分間ベ� �クし、さらに95℃のホットプレートで15分間� ��ークした後、暗所にて自然冷却した。

 さらに、この基板に対し、図15に示す作� �電極20、参照電極41、対向電極31を含む一本� �直線的なマイクロ流路部(0.5mm×16.5mm)に対応� �る形状の開口が形成されたマスクを介して� �マスクアライナー(ミカサ株式会社製)にて紫 外光を120秒間照射した。露光後の基板を65℃� ��ホットプレートで1分間ベークし、さらに95� ��のホットプレートで4分間ベークした。そし て、この基板を現像液(SU-8 Developer、化薬マ� �クロケム株式会社製)に浸漬し、5分間現像を 行った。現像後の基板を窒素中で乾燥させた 。

 そして、乾燥後の基板を所定の容器内に� ��置し、当該容器内に、ポリジメチルシロキ� ��ン(PDMS、信越化学工業株式会社製)の前駆体� ��硬化剤とを10:1の質量比で混合した反応液を 流し込んだ。この容器をデシケータ内に入れ 、真空ポンプを用いて反応液の脱泡を行った 。この反応液を室温にて24時間放置して硬化� ��せ、硬化したPDMS成形体を基板から剥がした 。こうして、一本の直線的なマイクロ流路部 (0.5mm×16.5mm)10が形成されたPDMS製の流路基板2� �作製した。

 さらに、この流路基板2のうち、マイクロ 流路部10の上流端部分に、溶液を流入させる� ��めの直径2mmの貫通穴を形成した。そして、� ��の流路基板2を、上述のようにして作製した 電極基板3上に重ね合わせ、本装置1を構成し� ��。

 この本装置1の流路基板2に形成された貫� �穴に内径0.5mm、外径1mmのシリコーン製のチュ ーブ(アズワン株式会社製)の一方端を接続し� ��接着剤(一液型RTVゴム、信越化学工業株式会 社製)により固定した。このシリコンチュー� �の他方端にはマイクロシリンジ(1mL、Bioanalyti cal Systems Inc.製)を接続し、当該マイクロシ� �ンジをマイクロシリンジポンプ(Bioanalytical S ystems Inc.製)に設置した。また、本装置1の作� ��電極20、参照電極41、対向電極31をそれぞれ� ��テンショスタット(北斗電工株式会社製)に� �続した。

 そして、10μL/分の流速で、0.2mMのH ₂ O ₂ 水溶液を、本装置1内のマイクロ流路部10に流 通させるとともに、ポテンショスタットによ り、本装置1の作用電極20に一定電位+0.7V(対銀 /塩化銀参照電極)を印加し、当該H ₂ O ₂ 水溶液の流通に伴い生じた電流値を当該ポテ ンショスタットのレコーダで記録した。

 また、上述の本装置1の作製方法と同様の方 法により、ピラー51が形成されていない作用� ��極(500μm×500μm)を有する対照基板に、上述の ように作製された流路基板2を重ね合わせて� �照装置を作製した。そして、この対照装置� �用いて、上述の本装置1の場合と同様に、H ₂ O ₂ 溶液流通時の電流値を測定した。

 図17には、このようにして測定された電� �値の測定結果を示す。図17において、白抜き の棒は本装置1により測定された電流値(nA)を� ��し、黒塗りの棒は対照装置により測定され� ��電流値(nA)を示す。図17に示すように、本装� ��1においては、対照装置に比べ、約1.6倍の電 流値が得られた。すなわち、本装置1におい� �は、例えば、測定感度を対照装置と同レベ� �に維持しつつ、当該対照装置に比べて、マ� �クロ流路部のさらなる微小化を図ることが� �きることが確認された。

 本装置1における突出部51の効果を確認す� ��ため、実際に製造した本装置1を用いた電流 値の測定と、コンピュータを用いたシミュレ ーションと、を実施した。

[実施例4]
 図18には、ここで用いられた4種類の作用電� ��20の条件を対比して示す。すなわち、ここ� �は、基部50のみからなる突出部51を有しない� ��坦な作用電極(平坦)、直径が30μmの円柱状の 突出部(ピラー)51を有する作用電極(φ30)、直� �が20μmの円柱状のピラー51を有する作用電極( φ20)、及び直径が10μmの円柱状のピラー51を有 する作用電極(φ10)を検討の対象とした。

 なお、4種類の作用電極20の各々において� ��基部50は矩形(500μm×500μm)の導電性薄膜とし� ��形成され、ピラー51は当該基部50上に図18に� ��す間隔及び数で、図5に示すように規則的に 配置された。また、ピラー51の高さH2は50μmで あり、マイクロ流路部10の高さH1は55μmであっ た(図6参照)。

 そして、上述の実施例3の場合と同様に、 作用電極20として上記4種類のいずれかを有す るセンサ装置を製造した。対象物質としては アスコルビン酸を用いた。電圧が印加された 作用電極20の導電性表面にアスコルビン酸が� ��触すると、アスコルビン酸の参加に伴う電� ��が当該作用電極に流れることとなる。

 そこで、各センサ装置のマイクロ流路部1 0に、1mMの濃度でアスコルビン酸を含むリン� �緩衝液(pH7.4)を、10μL/分の流速で流通させる� ��ともに、ポテンショスタットを用いて、当� ��各センサ装置の作用電極20に、銀/塩化銀参� ��電極に対して一定電位(+0.7V)を印加した。そ して、各センサ装置において、アスコルビン 酸を含む溶液の流通に伴い生じた電流値を作 用電極20で測定し、ポテンショスタットのレ� ��ーダで記録した。

 一方、シミュレーションは、下記の式(I)で� ��す濃度輸送拡散の式を用いた有限差分法に� ��り行った。コンピュータによる数値計算に� ��、汎用流動解析用コード(FLOW3D、フローサイ エンス社)を用いた。

 式(I)において、Cは単位体積あたりのモル濃 度(mol/cm ² )、Aは表面積(cm ² )、Uは流速(cm/s)、Dは拡散係数(cm ² /s)、Dsは単位面積あたりの濃度消費体積速度( cm ³ /cm ² ・s)を表す。

 流路入口(作用電極20の上流端)におけるアス コルビン酸濃度(mol/cm ³ )と流量(cm ³ /s)との積により、単位時間あたりに当該流路 入口に流入するアスコルビン酸の物質量(mol/s )を算出した。

 また、流路出口(作用電極20の下流端)におい て、その断面上のある微小要素についての濃 度(mol/cm ³ )と流量(cm ³ /s)との積により、単位時間あたりに当該微小 要素を移動するアスコルビン酸の物質量(mol/s )を算出した。出口断面上のすべての微小要� �について、同様の算出を行い、それらの和� �より単位時間あたりに流路出口から流出す� �アスコルビン酸の物質量(mol/s)を算出した。

 そして、上記の流入物質量(mol/s)と流出物 質量(mol/s)との差分として、単位時間あたり� �流路内で反応するアスコルビン酸の物質量(� ��位時間あたりのアスコルビン酸の反応量)(mo l/s)を算出した。

 なお、シミュレーションに用いた濃度消� ��体積速度Dsは、実際の測定結果に基づいて� �定した。すなわち、まず、基部50のみからな る平坦な作用電極20を配置したマイクロ流路� ��10について、ある値のDsを用いて数値シミュ レーション解析を行い、アスコルビン酸の単 位時間あたりの反応量(mol/s)を算出した。

 一方、シミュレーションと同様の平坦な� ��用電極20を設けたセンサ装置を実際に製造� �、当該センサ装置において、上述したシミ� �レーションと同様の条件でアスコルビン酸� �液を流通させたときの酸化電流値(A)を実測� �た。

 そして、測定した電流値から、下記の式(II) を用いてアスコルビン酸の単位時間あたりの 反応量(mol/s)を算出した。

 ここで、Cはアスコルビン酸濃度(mol/L)、a� ��1分子のアスコルビン酸の酸化反応により生 じる電子数、Fはファラデー定数(C/mol)、Qは流 量(L/s)、Iは測定電流値(A)を表す。

 このようにして得られたシミュレーション� ��果と実測結果とを比較し、これらの結果が� ��致するようにDsの値を決定した。その結果� �Dsは、0.00072cm ³ /cm ² ・sと決定することができた。

 図19には、4種類の作用電極20について得ら� �た電流値(μA)の結果を、その電極表面積(mm ² )と対応させて示す。図19において、黒丸印は 実際にセンサ装置を用いて測定された電流値 を示し、白丸印はシミュレーションよって算 出された電流値を示している。

 図19に示すように、作用電極20の表面積が 増加するに従って、測定される電流値も増加 した。すなわち、作用電極20の測定感度は、� ��ラー51を有することにより、ピラー51を有し ない場合に比べて高くなった。

 また、シミュレーションの結果は、実際� ��センサ装置を用いて測定された結果とよく� ��致していた。すなわち、このシミュレーシ� ��ンは、作用電極20の構造に基づくマイクロ� �路部10内の流れを正確に予測するために有用 であることが確認された。

 図20は、マイクロ流路部10をピラー51の延� ��る方向に沿って切断した、側面視における� ��該マイクロ流路部10内のアスコルビン酸濃� �分布をシミュレーションにより算出した結� �を示す。

 図20において、アスコルビン酸の濃度は� �から白までのグラデーションにより視覚的� �表示している。色が濃く黒に近いほど、ア� �コルビン酸の濃度が高いことを示す。した� �って、色が薄く白に近いほど、作用電極20の 表面で反応して消失したアスコルビン酸の量 (反応量)が多いことを示している。

 図20に示すように、ピラー51を有しない平 坦な作用電極20を設けたマイクロ流路10(図20� �一番上の結果)においては、当該作用電極20(� ��なわち基部50)の近傍(すなわちマイクロ流路 部10の底面近傍)では、当該作用電極20との反� ��によってアスコルビン酸の濃度が低減され� ��いるが、当該作用電極20から離れた位置で� �アルコルビン酸は当該作用電極20と反応する ことなく素通りしていることがわかる。

 これに対し、作用電極20がピラーを有す� �場合には、マイクロ流路部10の底面近傍のみ ならず、当該底面から離れた位置においても アスコルビン酸の濃度が減少していることが わかる。これは、マイクロ流路部10の底面か� ��離れた位置(マイクロ流路部10の高さ方向上� ��側)まで突出している導電性のピラー51によ� ��て、当該マイクロ流路部10を流通する溶液� �のアスコルビン酸が当該ピラー51の表面と効 率よく反応していることを示している。特に 、ピラー51の直径が低減され、ピラーの数が� ��加するに従って、作用電極20上を流通する� �液中のでアスコルビン酸をより多く確実に� �該作用電極20と反応させることができること が確認された。

 また、図21には、平坦な作用電極20を備え たマイクロ流路部10及び直径20μmのピラーを� �えたマイクロ流路部10について、当該マイク ロ流路部10の底面から27.5μmだけ離れた位置に おけるアスコルビン酸の濃度分布を示す。な お、マイクロ流路部10において、溶液は、図� ��の右方から左方に向けて流れることとした� ��また、図21において横軸はマイクロ流路部10 の長手方向の位置(x座標)を示し、縦軸は当該 マイクロ流路部10の幅方向の位置(y座標)を示� ��ている。ここでは、マイクロ流路部10のう� �長手方向110μm、幅方向50μmの範囲内について 解析を行った。

 図21Aより、平坦な作用電極20を有する場� �には、アスコルビン酸の濃度が高いまま溶� �が当該作用電極10上を通過していることがわ かる。また、図21Bより、作用電極20がピラー5 1を有することで、当該作用電極20の表面とア スコルビン酸とを反応させ、その濃度を効果 的に低減できることが裏付けられた。

 そこで、次に、図7~図10に示すような板状 突出部51aと柱状突出部51bとを有する作用電極 20についても同様にシミュレーションを行っ� ��。ピラー51bの直径は20μm、板状突起部51aの� �さ(マイクロ流路部10の長手方向の長さ)は10μ m、ピラー51b及び板状突起部51aの高さは50μm、 マイクロ流路10の高さは50μmとした。

 また、比較のために、図7に示すような板 状突出部51aと基部50とを有し、柱状突出部51b� ��有しない作用電極20についても同様にシミ� �レーションを行った。

 図22及び図23は、図21と同様の、各マイク� ��流路部10内におけるアスコルビン酸の濃度� �布を示す。なお、図22及び図23において、白� ��表示されている部分は、アスコルビン酸が� ��費されて濃度が低くなった領域ではなく、� ��スコルビン酸を含む溶液が流通しない領域� ��あると考えられた。

 また、図24には、図21、図22及び図23に示� �た6種類のマイクロ流路部10の下流端におけ� �、当該マイクロ流路部10の幅方向の濃度分布 を示す。図24A及び図24Bは、それぞれ図21A及び 図21Bに対応し、図24C及び図24Dは、それぞれ図 22A及び図22Bに対応し、図24E及び図24Fは、それ ぞれ図23A及び図23Bに対応している。図24にお� ��て、横軸はマイクロ流路部10の幅方向の位� �(μm)を示し、縦軸はアスコルビン酸の濃度(mM )を示す。また、実線はシミュレーション結� �における濃度分布を示し、破線は平均濃度� �レベルを示している。

 さらに、図25には、上記6種類のマイクロ� ��路部10において、上述のように算出された� �スコルビン酸の単位時間あたりの反応量の� �率を示す。図25において、横軸は作用電極20� ��種類を示し、縦軸は突出部51を有しない平� �な作用電極20における反応量に対する各条件 の反応量の比率を示す。

 図25の横軸において、「平坦」及び「ピ� �ー」はそれぞれ図21A及び図21Bの作用電極20に 対応し、「板」及び「板+ピラー(1)」はそれ� �れ図22A及び図22Bの作用電極20に対応し、「板 +ピラー(2)」及び「板+ピラー(3)」はそれぞれ� ��23A及び図23Bの作用電極20に対応している。

 図24及び図25より、作用電極20がピラー51b� ��は板状突出部51aを有することにより、これ� ��突起部51を有しない場合に比べて、アスコ� �ビン酸の反応量が顕著に増加し、当該作用� �極20から流出する溶液中のアスコルビン酸の 濃度が低減されることが確認された。

 さらに、作用電極20がピラー51b及び板状� �出部51aの両方を有することによって、ピラ� �51b又は板状突出部51aのいずれか一方のみを� �する場合に比べて、アスコルビン酸の反応� �がさらに増加することも確認された。

 図26には、この板状突出部51aの間にピラ� �51bを配置することの効果を裏付ける結果の� �部を示す。この図26には、図21及び図22に示� �た4種類のマイクロ流路部10について、濃度� �布を評価した位置と同じ位置における局所� �な速度ベクトルの分布を示す。図26において は、色が濃く黒に近いほど、速度ベクトルが 大きいことを示している。

 基部50のみからなる作用電極20(図26A)及び� ��部50とピラー51bとからなる作用電極20(図26B)� ��おいては、特に速度ベクトルが局所的に大� ��い領域は見られなかった。

 これに対し、図26Cに示すように、マイク� ��流路部10を横切る板状突出部51bを設けるこ� �により、当該板状突出部51bの間には、速度� �クトルが顕著に増加している領域が確認さ� �た。

 さらに、図26Dに示すように、板状突出部5 1aの間にピラー51bを配置した場合には、当該� ��状突出部51aのみの場合(図26C)に比べても、� �度ベクトルがさらに増加していた。

 すなわち、まず、板状突起部51aを設けて� ��流路53(図7参照)を形成することにより、当� �副流路53において速度ベクトルを顕著に増加 させることができた。

 この場合、図26Dに示すように、副流路53� �さらにピラー51bを設けることにより、当該� �流路53内の速い流れが当該ピラー51bに衝突し て効果的に乱されることが期待できる。

 その結果、副流路53内においては、ピラ� �51bの間又はピラー51bと板状突出部51aとの間� �通過する溶液に含まれるアスコルビン酸を� �当該ピラー51b及び板状突出部51aの電極表面� �効率よく接触させることができると考えら� �る。

 また、図26Dに示す作用電極20においては� �上流側から当該作用電極20に流入してくる溶 液の全てを一つの入り口から確実に副流路53� ��に導き、当該副流路53内のピラー51bと効率� �く接触させることができる。

 同様の効果は、例えば、図23Aに示される� ��用電極20においても得られる。すなわち、� �の作用電極20においては、最も上流側の副流 路53に対する入口は二箇所あるが、当該副流� ��53から下流側への副流路53への流れの出口は 、マイクロ流路部10の幅方向中央の一箇所の� ��となっている。このため、作用電極20に流� �する溶液を全て確実に副流路53に導くことが できる。

 また、図27及び図28に示すように、本装置 1において、作用電極20の上流端部分に一対の 上流側提部17aを設けるとともに、当該作用電 極20の下流端部分に一対の下流側提部17bを設� ��ることにより、突出部51による効果を確実� �得ることができる。図28は、図27に示すXXVIII- XXVIII線で切断した断面図である。

 図27及び図28に示すように、これら上流側 提部17a及び下流側提部17bは、いずれも測定部 15における長手方向の流れの一部を遮るよう� ��設けられている。

 また、一対の上流側提部17aの一方及び他� ��は測定部15の一方の側面15ii及び他方の側面1 5iiiからそれぞれ延び出している。また、一� �の下流側提部17bの一方及び他方もまた、測� �部15の一方の側面15ii及び他方の側面15iiiから それぞれ延び出している。

 このような提部17を設けることにより、� �えば、図21Bに示した結果で示唆されるよう� �、突出部51と側面15ii,15iiiとの隙間における� �象物質の素通りを効果的に防止できる。し� �がって、この場合、作用電極20に流入する対 象物質の大部分を突出部51と効率よく接触さ� ��ることができる。

 また、この提部17は、必ずしも基部50上に 設ける必要はない。すなわち、図27及び図28� �示す例において、上流側提部17aは作用電極20 の上流側に隣接して設けられ、下流側提部17b は当該作用電極20の下流側に隣接して設けら� ��ている。なお、このような堤部17としては� �上流側堤部17aのみ設け、下流側堤部17bは設� �ないこととしてもよい。

 また、提部17は、流路基板2と一体的に形� ��することもできる。すなわち、例えば、流� ��基板2をPDMS等の樹脂のモールド成形により� �形する場合には、提部17は、マイクロ流路10� ��形成と同時に簡便に形成することができる� ��

 そして、提部17を有する流路基板2と、作� ��電極20が形成された電極基板3と、を適切に� ��置合わせして貼り合わせることにより、当� ��作用電極20の上流端部分及び下流端部分に� �該提部17が配置された本装置1を簡便且つ確� �に製造することができる。

[実施例5]
 作用電極20の表面に金黒を形成することの� �果について確認した。上述の実施例4と同様� ��、平坦な作用電極20及び直径30μmのピラー51� ��有する作用電極20をそれぞれ製造し、これ� �作用電極20の表面において金黒を形成させた 。

 すなわち、まず、上述のようにして基板上� ��作製した参照電極部分及び対向電極部分を� ��ポジ型フォトレジスト(S1818、Rohm and Haas El ectronic Materials LLC製)で覆った。その後、所� �の容器内にて、この基板を83mMのテトラクロ� ��金および1.6mM酢酸鉛を含む水溶液中に浸漬� �るとともに、当該基板の参照電極部分と、� �該参照電極及び白金電極と、をガルバノス� �ット(北斗電工株式会社製)に接続した。そし て、-60μA/mm ² の電流密度を5分間印加することで作用電極� �分に金黒を形成させた。その後、基板をア� �トン、続いて蒸留水で洗浄後、自然乾燥さ� �た。こうして、その表面に金黒が形成され� �作用電極を形成した。

 そして、上述の例と同様にして、各作用� ��極20を備えたセンサ装置を用いて、アスコ� �ビン酸の流通に伴い当該各作用電極20を流れ る電流値(μA)を測定した。

 図29において、横軸は作用電極20の種類を 示し、縦軸は検出された電流値(μA)を示す。� ��29より、平坦な作用電極20及びピラー51を有� ��る作用電極20のいずれについても、その表� �に金黒を形成することによって測定感度が� �上することが確認された。

 また、ピラー51を有する作用電極20の金黒 形成による感度の増加は、平坦な作用電極20� ��比べて顕著であった。これは、ピラー51を� �する作用電極20においては、マイクロ流路部 10内の溶液は、当該ピラー51に衝突しながら� �通するため、金黒形成による表面積の増大� �果がより顕著に現れたと考えられる。

 なお、本装置1は、上述の例に限られない 。例えば、マイクロ流路部10は、上述の例に� ��したものに限られない。すなわち、マイク� ��流路部10は、二つの流入部11及び二つの幹部 12を有するものに限られず、1又は複数の任意 の数の流入部11及び幹部12を有することもで� �る。また、例えば、マイクロ流路部10に含ま れる各流路部の分岐の態様は、一つの流路部 の下流端から二つに分岐するものに限られず 、三つ以上に分岐することもできる。また、 分岐の態様は、一つの流路部の下流端から直 角に分岐するものに限られず、例えば、分岐 した複数の流路が互いに距離を増加させなが ら下流側に向けて傾斜しつつ延びるよう形成 することもできる。また、本装置1は、上述� �ように互いに別体に形成された流路基板2と� ��極基板3とを組み合わせて構成されるものに 限られない。すなわち、例えば、一方の基板 にマイクロ流路部10と電極系とを形成し、他� ��の基板で蓋をする構成とすることもできる� ��また、作用電極20等の電極系は、上述のよ� �にマイクロ流路部10の底面に形成されるもの に限られない。すなわち、例えば、作用電極 20等の電極系は、少なくとも一部がマイクロ� ��路部10の側面に形成することもできる。こ� �場合、作用電極20の複数の突出部51の少なく� ��も一部は、流路側面のうち、流路高さ方向� ��全域に形成され、流路の幅方向に延びるよ� ��形成することもできる。また、対向電極31� �び参照電極41は、各測定部(例えば、図1~図3� �示す測定部15,16a,16b)に一つずつ形成されるも のに限られない。すなわち、例えば、対向電 極31は、マイクロ流路部10のうち測定部以外� �部分に形成することもできる。