2-4-1： 検証1で用いる電極デバイス作製の流れ
(1) マイクロスライドガラスを基板とし、基板洗浄を行う。まず、50%濃度の硝酸水で 1時間 浸け置き洗浄を行い、その後アセトンと蒸留水でリンスを行って、アルゴンガスで水垢を 除去する。
(2) 洗浄後のガラス基板をスパッタ用チャンバーに入れ、クロムを密着層としてスパッタリン グする。この際の膜厚は4nmとする。
(3) 白金を電極層として、クロム上部にスパッタリングする。この際の白金膜厚は250nmとす
る。
(4) 電極のセンサ面積（1×0.3cm2）を調整するため、絶縁層となる光感光性ポリイミドを白金
電極にて滴下してスピンコータにて均一な膜状にし、これをマスクアライナにて露光、現 像、キュアリングすることで電極のパターニングを行う。その後、ダイシングソーにてガ ラス基板の切り出しを行う。
(5) 切り出したガラス基板をプラズマ重合用のチャンバーに入れ、HMDSをモノマーとしてプ
ラズマ重合し、HMDS プラズマ重合膜の成膜を行う。重合条件は、真空度 4.6Pa、流量 15mL/min、放電電力150W、成膜速度は20nm/min、放電時間がそれぞれ5sec（1.7nm）、15sec
（5nm）、30sec（10nm）、60sec(20nm)の4種類の電極を作製する。
(6) 更に、酵素の固定化を容易にするため、これらの電極表面に窒素プラズマ処理を行う。放 電条件は、真空度3Pa、流量15mL/min、放電電力100W、放電時間20secとする。
(7) 次に酵素の固定化を行う。ここでは共有結合による酵素の固定化を実施する。窒素プラズ マ処理した電極表面に、2.5％グルタルアルデヒド溶液を滴下し、20分後に蒸留水で洗浄す る。
(8) 次に酵素溶液（GOD溶液）を滴下し、10分後にリン酸緩衝溶液で洗浄する。これにより、
電極表面の窒素とGODが共有結合し、酵素の固定化が行われる。
なお、過酸化水素および妨害物質であるアスコルビン酸、アセトアミノフェン、尿酸を電極 活物質とする検証では、上記(1)−(6)までの作製工程が完了したものを電極デバイスとする。一 方、GOD が固定化されたグルコースバイオセンサの特性検証では、上記(1)−(8)までの作製工 程が完了したものを電極デバイスとする。
2-4-2： 検証2で用いる電極デバイス作製の流れ
(1) 基板となるマイクロスライドガラスを混合溶液（蒸留水、アンモニア水、過酸化水素水）
で70℃、10分程度ボイリングした後、ガラスを取り出して、蒸留水でリンスし、アルゴン ガスで水垢を除去する。
(2) 洗浄後のガラス基板をスパッタ用チャンバーに入れ、密着層としてクロムを 40nmにスパ
ッタリングで成膜する。
(3) その後、クロム上部に電極層として、白金を200nmにスパッタリングして成膜する。
(4) 成膜したガラス基板をプラズマ重合用のチャンバーに入れ、白金電極上部に、プラズマ重 合膜を成膜する。RF13.56MHz、外部電源方式、誘電結合方式のプラズマ重合装置を使用す る。プラズマ重合膜のモノマーには HMDS を用いる。重合条件は、電力：200W、圧力：
0.6Pa、成膜速度：22.2±2.8nm/minとする。AFM観察に用いるデバイスおよびQCMに用い
る電極デバイスでは、放電時間：60sec（膜厚：約 20nm）とし、グルコースバイオセンサ デバイスでは、放電時間：5sec（膜厚：約 2nm）とする。プラズマ重合膜の表面状態が異 なる複数の電極デバイスを作製するため、プラズマ重合膜の成膜後に“プラズマ処理無し、
窒素プラズマ処理（電力：100W、圧力：3Pa、放電時間：20sec、流量：15mL/min）、酸素 プラズマ処理（電力：100W、圧力：3Pa、放電時間：20sec、流量：15mL/min）を行う。
(5) 次に、プラズマ重合膜上に、GOD溶液を滴下し、約1時間自然乾燥させ、その後、非吸着
のGODを蒸留水、リン酸緩衝溶液で洗い流す。
(6) 最後にガラスカッターで適当な大きさに切り出し、カプトンテープで不要な白金を覆うこ とにより絶縁し、センサ面積（0.5×0.5cm２）の調整を行う。デバイス作成後は、冷蔵庫（4℃）
にて使用まで冷蔵保管し、使用時にはリン酸緩衝溶液にて洗浄して使用する。
なお、AFM 観察に用いるデバイスは、ガラス基板ではなくシリコン基板を用いることとし、
シリコン基板上で(4)〜(5)の工程を行って作製する。またQCMに用いる電極デバイスは、ガラ ス基板は使用せず、QCM 用金電極上に(4)の工程を行って作製する。この際、両者のデバイス ともHMDSプラズマ重合膜の放電時間は60secとする。
2-4-3： 第2章で用いる評価・測定方法
(1) 作製する電極デバイスを作用電極とする3電極方式による電気化学測定：
・測定系
3電極方式による電気化学測定の実験系を図2-2に示す。3つの電極を電圧・電流制御の ためのポテンショスタットに接続する。ポテンショスタットはユーザインタフェースとな るPCに接続し、PCは各種制御と測定結果の表示を行う。必要に応じて、測定容器内にあ る攪拌子を攪拌器にて攪拌し、測定溶液を均一化できる測定系とする。
対極（白金電極）
ポテンショスタット
コンピューター 参照電極（Ag/AgCl電極）
作用電極（Biosensor）
攪拌子
図2-2 3電極方式の電気化学測定系の概略図 攪拌器
・サイクリックボルタンメトリー：
リン酸緩衝容液（pH7.4）を使用し、所定濃度の電極活物質溶液（過酸化水素、アスコル ビン酸、アセトアミノフェン、尿酸）あるいはグルコース溶液を用いて、印加電位を変動 させ、電圧―電流特性を評価する。設定電位は0V−0.8V、掃引速度は50mV/secとする。
(2) AFMによる観察：
HMDS プラズマ重合膜と GOD との静的接触状態・固定状態を視覚的に観測し評価するた め、AFM 像およびその断片プロファイルを用いて観測する。AFM 観察は、大気中測定にて タッピングモードで行い、走査速度は0.6Hzに設定する。
(3) QCMによる観察：
HMDSプラズマ重合膜とGODとの吸着状態を水晶振動子の周波数変化によって観測する。
水晶振動子の電極表面に、プラズマ処理無し・窒素プラズマ処理・酸素プラズマ処理された HMDSプラズマ重合膜を成膜する。この水晶振動子電極デバイスを、20mMリン酸緩衝容液
（pH 7、25℃）中に配置する。そして所定濃度のGOD溶液を滴下する。GOD溶液の滴下に より生じる時間−周波数変化を観測し、HMDS プラズマ重合膜と GOD の動的接触状態・吸 着状態を評価する。