スクリーン印刷電極とフィルム電極
スクリーン印刷電極とフィルム電極は、日常生活における分析、特にポイントオブケア測定において、電気化学検出を非常に興味深いものにします。電極だけでなく測定装置も小型化できるため、持ち運びが可能です。結果は定量的で、大量に生産すれば、電子機器は非常に安価になる。
商業用バイオセンサー
しかし、電気化学の教育を受けていない人が使用するために作られた製品は、電極を再利用するために必要なすべての厳しい準備と洗浄のステップを取り除かなければなりません。そのため近年、使い捨てのテストセンサーがますます重要になってきている。テフロンコートの金ディスクは使い捨てセンサーには高価すぎる。この目的には、別の電極群がより適している。
表面に蒸着された平面電極は、最新の商業用バイオセンサーです。これらもまた、フィルム電極と印刷電極の2つのグループに分けられる。
フィルム電極
フィルム電極は、ある種のマスクで覆われた表面に金属を蒸着して作られます。マスクは、その後金属で満たされるべき部分のみを露出させる。金属は、マスクされたサンプルが存在する間、真空中で金属源を加熱することによって蒸着される。同じセンサーに異なる金属を使用する必要がある場合、例えば金WEと銀REが要求される場合、金と銀が同じ表面に蒸着しないように、異なるマスクと洗浄プロセスを適用する必要がある。その結果、この方法で製造されるほとんどのセンサーは、WE、CE、REが同じ金属でできている。
これらの電極の利点は、フォトリソグラフィでマスクを作成し、非常に小さな構造を作成できることです。例えば、1mm²の中に数十の作用電極を持つDNAチップや、インターディジテーション電極を製造することができる。インターディジテッド電極は常にペアである。各電極は櫛のように見え、それぞれの歯がもう一方の電極の2つの歯の間にあるように配置されている。このセットアップでは、種が2つの電極の間を循環し、この動作によって信号が増幅されます。
図1、2、3にフィルム電極の例を示します。
スクリーン印刷電極
スクリーン印刷電極（SPE）との主な違いは、電極の材質です。フィルム電極が純金属から作られるのに対し、スクリーン印刷はペーストやインクを使ってセンサーを作る。例えばポリエステルシートなどの空の支持体の上に、マスク付きのメッシュを支持体に触れないように置く。メッシュの上にインクを乗せ、スキージをメッシュの上に移動させ、ペーストをテンプレートを通して押し出すと同時に、メッシュと支持体の間に接触を作る。ペーストは支持体上に残る。その後に乾燥工程が続く。乾燥ステップには、特に水性インクの場合、加熱を含めることができる。異なるペーストごとに異なるマスクが必要なのは薄膜法と同じですが、真空が不要なため、必要な装置の価格が安く、乾燥ステップによっては手順が速くなります。
インクには通常、導電性材料、例えば金属粒子や炭素化合物、分散剤、その他の添加剤、ポリマーバインダー、溶剤が含まれています。結果にとって、成分とその比率は非常に重要である。結果は通常、古典的な電極よりも粗く、導電率も低いが、製造コストは安く、特に大量生産には向いている。フィルム電極を製造するよりも異なる材料を使用する方が簡単であるため、スクリーン印刷電極には、異なるペーストから作られたWE、RE、CEがよく使用されています。
対極は金属ペーストより安価なカーボンペーストで作られています。参照電極は、銀ペーストに塩化銀を混ぜたもので、安定した参照電極が得られる。
フィルム電極やスクリーン印刷電極は、最も高価な部品が一度だけ製造する必要のあるマスクであるという事実のため、一枚あたりの価格は、製造される電極の数とともに減少します。低価格のため、これらの電極は1回限りの使用または使い捨て電極として製造することができる。その結果、電極は廃棄されるため、測定後に電極を洗浄する手順を省略することができます。電極が専用のアプリケーションを持つ場合、ほとんどの準備はすでに生産者によって行われます。
これらにより、電気化学の知識がない人でも操作できる電気化学アプリケーションの開発が可能になります。その最たる例が、糖尿病患者が使用する血糖値測定である。
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