JPH0227251A - 小型微生物電極およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 小型二酸化炭素電極に関し、小型かつ低価格で大量生産
可能な二酸化炭素電極を提供することを目的とし、基板
と、該基板の表面上に異方性エツチングによりあけられ
た穴と、前記基板上に絶縁膜を介して形成されたもので
あって、前記穴の底部から前記基板の表面に至る２本の
電極と、前記穴の内部に満たされた微生物を含有する電
解液含有多孔性物質と、前記穴を被覆し閉塞するガス透
過性膜とを有する小型微生物電極において、該電解液含
有多孔性物質が独立栄養細菌を含有するアルギン酸金属
塩のゲルであるように小型微生物電極を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は小型微生物電極に関し、特に小型かつ低価格で
大量生産可能な二酸化炭素電極およびそれの製造方法に
関する０本発明の二酸化炭素センサは、アンペロメトリ
ックに二酸化炭素を計測でき、しかも微小化・大量生産
が容易であると言う点で画期的であり、医療、環境、醗
酵工業プロセスをはじめとする数多くの計測分野におい
て有利に使用することができる。本発明のセンサ、すな
わち、微生物電極において用いることのできる微生物は
、二酸化炭素を資化することが可能な微生物、好ましく
はシュードモナス属に属する菌体である。

〔従来の技術〕

計測の分野において、二酸化炭素の計測が重要であるこ
とは、周知の通りである。従来、二酸化炭素計測用のセ
ンサとしては、特に体液（血液）中の二酸化炭素成分の
測定を目的として、ポテンシオメトリーに基づく二酸化
炭素電極が開発され、そして実際に用いられている（こ
のタイプの二酸化炭素電極についての詳細は、例えば、
　ＪＪ。

Ｓｅｖｅｒｉｎｇｈａｕｓおよび＾、　Ｆ、　Ｂｒａｄ
ｌｅｙ　、　Ｊ、Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓｉｏｌ、、　１３．５１５　（１９５８）を参
照されたい）、シかし、このボテンシコメトリックな方
式の二酸化炭素電極は、その構成に起因して、測定に際
して発生するいろいろな問題点を有する。例えば、この
方式では、夾雑物質の影響をうけやすい、感度がネルン
ストの式により左右されるためにあるレベル以上の感度
の向上をはかることができない、などの問題点がある。

この点を解決するために、本発明者らは、独立栄養細菌
をクラーク型酸素電極のカソード近傍に固定した構造を
有するアンペロメトリックな二酸化炭素電極を開発した
く特開昭６２−８０５４９号）、シかし、この二酸化炭
素電極はトランスデユーサとして酸素電極を使用してい
るため、この酸素電極の構造上、例えば、フォトリソグ
ラフィーを利用した微小化、多機能化、コストダウンな
どを実現することが非常に難しかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は特開昭６２−８０５４９号の原理を活かした二
酸化炭素電極を微小化するものである。　特開昭６２−
８０５４９号に開示された原理にもとづく二酸化炭素電
極を小型化しようとする場合、まず第一に、この二酸化
炭素電極内にトランスデユーサとして使用される酸素電
極の小型化が実現されなければならない。

また、微生物と酸素電極を利用した小型二酸化炭素電極
を作製するにあたっては、微生物を微小な箇所にいかに
して選択的にかつ効率良く固定するかが問題となる。こ
の固定法については、当初特願昭６２−１４８２２１号
に開示した方法を応用し、たとえば、アクリルアミド水
溶液中に微生物を混ぜておき、ネガ型フォトレジストと
基板の親水性と疎水性の差を利用して、微小な箇所に固
定する方法を考えた。しかし、この方法を詳細に検討し
てみると、微生物がアクリルアミド水溶液中に混入して
いると、親水性と疎水性に関係なく、この水溶液がどこ
にでも付着してしまうことがわかり、現実には、この方
法が微生物の微小な箇所への選択的固定には使用できな
いことがわかった。

さらに構造上の問題点として、この二酸化炭素電極を、
例えば体内等で使用する場合には、いかにして微生物の
漏出をふせぎ、安全な構造とするかが問題となる。

本発明の目的は、したがって、微生物の微小な箇所への
選択的固定が可能で、また微生物の漏出をふせぎ、安全
な構造の、微生物を小型酸素電極のガス透過性膜内部に
、電解液とともにゲル中に固定した、小型かつ低価格で
大量生産可能な微生物電極およびその製造方法を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、その１つの面によれば、例えば、体液のよう
な溶液中あるいは空気中の二酸化炭素の濃度を測定する
ための計測用センサであって、酸素電極と、該酸素電極
のカソード近傍に固定されたものであって前記二酸化炭
素を選択的に資化可能な微生物と電解質を含むゲル、お
よび、これを被覆したガス透過性膜を組み合わせて含ん
でなることを特徴とする二酸化炭素計測用センサにある
また、本発明はもう１つの面によれば、このような二酸
化炭素センサを微小化し、−括大量生産するための作製
方法および微生物の固定方法である。

即ち、シリコン基板上に異方性エツチングにより穴をあ
け、前記穴の底部から前記基板の表面に至る２本の電極
を絶縁膜を介して形成し、液穴の部分を除いてネガ型フ
ォトレジストを被覆し、基板裏面を疎水性絶縁膜で被覆
した後、電解質含有アルギン酸ナトリウム水溶液中に浸
漬して穴の内部のみにこの水溶液を満たし、さらにこの
状態の基板を電解質および独立栄養細菌含有塩化カルシ
ウム水溶液中に浸漬して前記アルギン酸ナトリウム水溶
液をゲル化し、未反応の塩化カルシウム水溶液および微
生物を水で洗い流した後、ガス透過性膜をデイツプコー
ティングにより形成することを特徴とする小型二酸化炭
素電極の作製方法にある二酸化炭素電極の小型化の基本
となる酸素電極の小型化については、本発明者らが特許
出願した（特願昭６２−７１７３９号）フォトリソグラ
フィーを利用した小型酸素電極がある。この酸素電極は
、シリコン基板上に異方性エツチングにより形成した穴
の上に、絶縁膜を介して２本の電極を形成し、さらにこ
の穴の内部に電解液含有体を収容し、そして最後に穴の
上面をガス透過性膜で覆った構造を有する酸素電極であ
る。この酸素電極は、小型で、特性のばらつきが少なく
、また−括大量生産ができるために、低コストである。

上記したタイプの酸素電極において、電解液含有体は、
通常、電解液をしみこませたゲル、たとえばアガロース
ゲルであった。しかし、アガロースゲルの場合には、シ
リコン基板上の微小な多くの穴の中にマイクロピペット
で１回ずつ繰り返し注入しなければならなかった。

本発明者らは、この点をさらに改良してより大量生産向
きなものとなすべく研究の結果、ポリアクリルアミドゲ
ルを用い、シリコン基板上の微小な多くの穴の中に、−
括してゲルを注入可能な方法を見出した（特願昭６２−
１４８２２１号）。この小型酸素電極の製造方法は、リ
ソグラフィー技術と異方性エツチング技術とを用いて複
数個の穴を形成した後に各式に電極を形成したシリコン
基板上に、液穴の部分を除いてネガ型レジストを被覆し
、該基板を電解液を含んだ光重合性モノマー、好ましく
はアクリルアミドの溶液に浸漬し、それぞれの穴に該溶
液を満たした状態で紫外線を照射して硬化せしめ、電解
液を含んだ多孔質担体を穴の中に形成することを特徴と
する。この製造方法によれば、小型酸素電極を形成する
微小な穴の中にのみ選択的に電解液を保持する多孔質の
担体を形成することができるので、より大量生産が可能
になる。

このような小型酸素電極を利用することにより、二酸化
炭素電極の小型化は容易に実現可能となる。しかし、こ
のためにはさらに微生物をどこに、いかにして固定する
かが問題となる。

微生物の固定にあたっては、上記の特願昭６２−１４８
２２１号に開示した方法を基本とするのが、プロセス上
からも、また安全面からも非常に有利であると考えられ
た。しかし、全項で述べた通り、この方法をそのまま適
用することは不可能であった、そこで、これに代わる方
法を検討したところ、まず、微生物を含まず、ゲルの原
料のみを含んでいる水溶液（第１液）を親水性と疎水性
の差を利用しである基板上の特定の箇所のみに満たして
おき、この状態の基板を、微生物を含みゲル化促進剤を
含む溶液中（第２液）に浸漬してゲル化させる方法があ
れば、残った微生物を含む第２液を水で洗い流すことに
より、選択的な微生物の固定が可能であることがわかっ
た。そして、このためには、実施例に述べる方法に従っ
て、アルギン酸カルシウムゲル等のアルギン酸金属塩ゲ
ルを使用すれば良いことがわかった。

電解液含有アルギン酸塩ゲルを形成する方法は、フォト
レジストを被覆した基板を電解液含有アルギン酸ナトリ
ウム水溶液中に浸漬して、前記穴の部分のみに前記水溶
液を満たしこの状態の基板を電解液含有塩化カルシウム
水溶液中に浸漬して前記アルギン酸ナトリウム水溶液を
ゲル化して、アルギン酸カルシウムゲルを形成する方法
や、ガラスを合成する過程に用いられるゾル−ゲル法１
例えばフォトレジストを被覆した基板をアルコキシド、
水及び電解液の混合溶液に浸漬して、前記穴の部分のみ
に前記混合溶液を充填し、前記混合溶液をゾル−ゲル法
によってゲル化し、前記電解液をゲルにより保持する方
法等により有利に実施することができる。

なお、アルギン酸は有機高分子電解質でそのカルボン酸
基（ＣＯＯＨ）は活性かたかい。またアルギン酸は２価
以上の金属（マグネシウム、水銀を除く）とは不溶性塩
を生成する。

また、本発明者らは、微生物を固定するにあたっては、
特願昭６２−７１７３９号の小型酸素電極の表面に微生
物を固定するのでは、微生物が漏出しやすく安全性に問
題があるとの観点から、微生物を小型酸素電極のガス透
過性膜内部に、電解液とともにゲル中に固定する方法を
採用した。

この本発明の方法を実施するにあたって、電極本体の基
材としては、半導体基板、特にシリコン基板を有利に使
用することができる。絶縁膜は、シリコン酸化膜、その
他から形成することができる。シリコン酸化膜は、例え
ば基板がシリコンである場合に、その基板を熱酸化する
ことによって容易に形成することができる。

２本の電極は、製作される電極がポーラ口型であるかガ
ルバニ型であるかに応じているいろに変更することがで
きるが、この二酸化炭素電極の構造では、微生物と電解
質が共存することになるので、例えば、０．１Ｍ塩化カ
リウム水溶液等の中性電解質を用いたポーラ口型とする
のが望ましい、ポーラ口型の酸素電極を基本に二酸化炭
素電極を製造する場合には、画電極とも金電極あるいは
白金電極から構成し、測定時に両電極間に電圧を印加す
る。このような電極の形成は、例えば、真空蒸着、スパ
ッタリング等の成膜法によって有利に行うことができる
。

電極形成後の基板上に、穴の部分及び電気的コンタクト
を取る部分を除いて塗布するフォトレジストは、好まし
くはネガ型フォトレジスト、例えば東京応化型ＯＭＲ−
８３である。このタイプのフォトレジストは、穴の部分
のみに電解液含有多孔性物質を満たすに際して、その原
料となる水溶液をはじく性質を持っているので有利であ
る。

多孔性担体により保持されるべき電解質としては、塩化
カリウム、硫酸ナトリウム等、いろいろなものを用いる
ことができる。

ガス透過性膜は、疎水性で水溶液が通過しないことはも
ちろんであるが、初めは液体状でデイツプコーティング
あるいはスピンコーティングが可能であり、電極材料、
シリコン基板、そして絶縁膜としてのシリコン酸化膜と
の密着力が良好で電解液が外部に漏出しないことも必須
の要件である、適当なガス透過性膜材料としては、フ゛
オドレジスト、好ましくはネガ型フォトレジストなどを
挙げることができる。テフロン（商品名）膜は、酸素ｉ
！通過であるけれども回着力を持たないので、使用を避
けなければならない。

本発明の実施において有利に使用することのできる微生
物は、二酸化炭素を選択的に資化可能な微生物、たとえ
ばシェードモナス属、その他の属に属する菌体である０
本発明者らは、シュードモナス属ＴＩＴ／ＦＪ−０００
１菌（微工研菌寄第８４７３号）、未同定のＴ　Ｉ　Ｔ
／ＦＪ−０００２菌（微工研菌寄第８４７４号）を用い
て、特に好ましい結果を得ることができた（これらの菌
の性質については特開昭６２−８０５４９号）を参照の
こと。

〔作用〕

本発明の作用の理解を容易ならしめるため、添付の第１
図を参照しながら本発明の小型微生物電極、特に小型二
酸化炭素電極についての原理を説明する。

溶液中あるいは空気中の二酸化炭素および酸素は、図示
される通り、ガス透過性膜１４を通過した後、固定化微
生物８の近傍に到達する。微生物８例えば、二酸化炭素
を選択的に資化可能な微生物は二酸化炭素を資化し、こ
の際呼吸活性が盛んになり酸素が消費され、したがって
、カソード３Ａに到達する酸素濃度が低下する。この酸
素濃度の変化量を電気化学的な酸素の還元電流の変化と
して捉えることができれば、結果としてひきおこされる
電流値の低下をベースにして二酸化炭素濃度を測定する
ことができる。従来、二酸化炭素濃度はアンペロメトリ
ックに測定するのが難しかったが、本発明では、酸素電
極をトランスデユーサとして用いることにより、このよ
うなアンベロメトリンクな二酸化炭素の定量が可能にな
った。また一方では、半導体集積回路の形成に使用され
ているリソグラフィー技術と薄膜形成技術とを用いて、
二酸化炭素電極中のトランスデユーサである酸素電極を
小型化し、微生物を微小な箇所に選択的に固定すること
により、二酸化炭素電極の微小化と一括大量生産を可能
にした。

〔実施例〕

本発明による小型二酸化炭素電極の製法の好ましい一例
を添付の図面をｉ照しながら説明する。

第２図は、本発明による小型二酸化炭素電極の好ましい
一例を示した斜視図である９図示の二酸化炭素電極は直
方体の形状を有していて、感応部がガス透過性膜１４で
覆われるとともに、付属のデバイスに接続するため、電
＋１３Ａ、３Ｂの一部が露出している。電ｉ３Ａ、３Ｂ
は、本例の場合、ポーラ口型とするために画電極とも金
電極で構成した。

第２図の小型二酸化炭素電極の構造は、その１１−１１
線に沿った断面図である第３図から詳しく理解できるで
あろう。シリコン基板１は、異方性エツチングにより形
成された穴５を有するとともに、その全面にシリコン酸
化膜２が絶縁膜として被着せしめられている。（なお、
ウェハのスライシングにより、個々のチップが分離形成
されるので、スライスカット部の側面は図の例ではシリ
コン酸化膜は形成されない）さらに基板裏面は破れにく
い疎水性絶縁膜７で覆われている。シリコン基板１の穴
５には、２本の金ｔｉ３Ａおよび３Ｂが対をなして被着
せしめられている。金電極３Ａおよび３Ｂは、第２図で
示したように、それぞれの一部分が溝の外側にまで延在
している。また、シリコン基板１の穴５には独立栄養細
菌および電解液含有ゲル６が満たされている。さらに、
穴の上部には、基板１の上部の全面（第２図の露出部を
除く）を覆う形で、ガス透過性膜１４が被覆されており
、これは絶縁膜として側面および裏面にも覆われている
。

第２図および第３図に示した小型二酸化炭素電極は、例
えば、第４図に順を追って示す製造プロセスで有利に製
造することができる。なお、第４図（Ａ）に示す電極形
成後の本体は、次のような工程を経て製造することがで
きる。なお、以下の説明では、理解を容易ならしめるた
め、１枚のウェハーに１個だけ二酸化炭素電極を形成す
る場合について記載するけれども、実際には多数個の小
型二酸化炭素！極が同時に形成されるということを理解
されたい。

１、ウェハー洗浄 厚さ３５０μ謡の（１００）面２インチシリコンウェハ
ーを用意し、これを過酸化水素とアンモニアの混合溶液
および濃硝酸で洗浄した。

２、ＳｉＯ□膜の形成 シリコンウェハーをウェット熱酸化し、その全面に膜厚
０．８μ国のＳｔ島膜を形成した。

３、エツチング用パターンの形成 ネガ型フォトレジスト（東京応化型　ＯＭＲ−８３、粘
度６０　ｃＰ）を使用して、ウェハー上にエツチング用
レジストパターンを形成した。

４、レジスト塗布 ウェハーの裏面にも上記工程で使用したものと同じネガ
型フォトレジストを塗布し、 １３０℃で３０分間に渡ってベータした。

５、ＳｉＯ，膜のエツチング ５０％フッ化水素酸：５０％フン化アンモニウム−１：
６水溶液にウェハーを浸漬し、フォトレジストが被覆さ
れていない露出部分のＳ＋０２をエツチングにより除去
した。引き続いて硫酸／過酸化水素水（２：１）ｉ液に
よりレジストを除去した。

６、Ｓｉの異方性エツチング ８０°Ｃの３５％水酸化カリウム水溶液中にてシリコン
の異方性エツチングを行った。エツチング深さ３００　
μｍ、エツチング完了後、ウェハーを純水で洗浄した。

この異方性エツチングの完了後、エツチング時に使用し
たＳｉＯ□膜を除去した。これは、５と同様に５０％フ
ッ化水素酸：５０％フン化アンモニウム＝１：６水溶液
中で行った。

７、ＳｔＯｇ膜の形成 異方性エツチングされたシリコンウェハーのシリコンが
露出している露出部表面にＳｊＯｔＭ２を成長させるた
め、１．の洗浄工程に引き続いて、ウェハーをウェット
熱酸化した。ＩＩ！Ｊ厚０．８　μ−〇膜２が形成され
た。

８゜クロムおよび金薄膜の形成 りロム薄膜（４００人、金と基板の密着用）に引き続き
、金薄膜（４０００人）を真空蒸着により形成した。

９、電極形成用レジストパターンの形成ネガ型フォトレ
ジスト（東京応化型　ＯＭＲ−８３、粘度６０　ｃＰ）
を使用して、ウェハーのＳｉ０ｇ上に電極形成用レジス
トパターンを形成した。

１０、金およびクロムのエツチング レジストパターンが形成された基板を以下の■■の金お
よびクロム用エツチング液にこの順に浸漬し、露出した
金およびクロムの部分をエツチングにより除去する。さ
らに、純水にて洗浄後、硫酸／過酸化水素水（２：　ｌ
）溶液によりレジストを除去した。

■全エツチング液：４ｇＫｒ　　および１ｇ！２を４０
　ｓｏｌの水に溶かしたもの ■クロムエツチング液ａ、　ｏ、ｓ　ｇ　ＮａＯＨおよ
び１ｇ　Ｋ２Ｆｅ＜ＣＮ）ｈを４１１の水に溶かしたも
の　金電掻の形成された状態を第４図（Ａ）に示す。

１１、基板裏面に疎水性絶縁膜形成 基板裏面に疎水性絶縁膜（信越シリコーン製ＫＲ−２８
２）　７を一様に塗布し、２５０°Ｃでベーキングを施
す。

１２、レジスト塗布（第４図（Ｂ）） 本体表面で、穴５と、電気的コンタクトを取るパッド部
分以外のところをネガ型フォトレジスト（東京応化型　
ＯＭＲ−８３、粘度６０　ｃＰ）　４で被覆した、これ
は、ウェハーの表面にフォトレジストを塗布し、ブリベ
ータ後に露光及び現像を行うことによって実施した。

】３．基板の切り出し 基板状に多数形成された二酸化炭素電極本体をチップ状
に切り出した。

１４、穴の中を親水性にする チップ先端部を１Ｍ水酸化すｌ・リウム水溶液中に浸漬
する。この結果、レジストで被われていないところが親
水性になった。

１５、アルギン酸カルシウムゲルの充填（第４図（Ｃ）
） 微生物および電解液含有ゲルの形成用として、次のよう
な２種類の溶液を調製した。

Ａ液：　アルギン酸ナトリウムをＯ，１Ｍ塩化カリウム
水溶液中に溶解したもの、アルギン酸ナトリウム濃度０
．２Ｘ　。

Ｂ液：　湿った状態のＴＩＴ／ＦＪ−０００１菌５Ｉ１
ｇおよび塩化カルシウムを０．１Ｍ塩化カリウム水溶液
中に溶解したもの、塩化カルシウム濃度５％。

Ａ液に第４図（Ｂ）のチップを浸漬してゆっ（り引き上
げたところ、ネガ型フォトレジスト膜４は疎水性である
ので、先のＡ液はレジスト膜からはじかれて穴５内にの
み残った。ついで、このチップをＢ液に浸漬したところ
、Ａ液は瞬時にゲル化しＴＩＴ／ＦＪ−０００１菌はゲ
ルの内部に固定された。

レジスト上には、微生物および未反応の塩化カルシウム
水溶液が付着するが、これは純水で濯ぐことにより容易
に除去可能である。

１６、ガス透過性膜の被覆（第４図（Ｄ））微生物およ
び電解液含有ゲル６上にそのゲルを覆うようにしてガス
透過性１１４を被覆した０本例ではガス透過性膜として
、工程３等で使用したのと同じネガ型フォトレジストを
使用した。すなわち、ネガ型フォトレジスト（東京応化
型　ＯＭＩ？−８３（商品名）、粘度６０　ｃＰ）をデ
イツプコーティングにより塗布した。このレジストは、
プリベークを施さずに小型酸素電極本体を純水中または
飽和水蒸気中に置いた状態で明るい所に数時間放置し、
長時間かけて溶剤のシンナーを抜くと同時に感光させた
。これにより、ガス透過性膜および側壁用絶縁膜を完成
させた。このレジスト膜は裏面にも形成されるが、これ
はよりｔ！ＩＡ縁性を向上させるのに有利に作用する。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、微生物を微小な箇所に固定するこ
とが容易になり、この技術を利用して、独立栄養細菌と
小型酸素電極を応用した小型微生物電極１例えば、小型
二酸化炭素電極の作製が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の小型二酸化炭素電極の原理図、 第２図は、本発明による小型二酸化炭素電極の好ましい
一例を示した斜視図、 第３図は、第２図の電極の線分１’１−１１に沿った断
面図、そして 第４図（Ａ）〜（Ｄ）は、第１図および第２図に示した
小型二酸化炭素電極の製造プロセスを順を追って示した
断面図である。 図中、１は基板、２は絶縁膜、３Ａおよび３Ｂは電極、
４はフォトレジスト膜、５は穴、６は電解液含有ゲル、
７は疎水性絶縁膜、８は微生物、そして１４はガス透過
性膜である。 ・）、型二西１巴崩ｆ禾匁手加Ｃ片ｆ里図第　１　ロ ノｈｑ９Ｌｔ％％”ｘ（？＞ｉ９ｐ、１．’：Ｊ峯　２
　？ 需極へえ静の酊狛２ 亨　３　Ｓ ／ 刈、１１疲系電極の製造プロセス 手　４　■

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、該基板の表面上に異方性エッチングによ
   りあけられた穴と、前記基板上に絶縁膜を介して形成さ
   れたものであって、前記穴の底部から前記基板の表面に
   至る２本の電極と、前記穴の内部に満たされた微生物を
   含有する電解液含有多孔性物質と、前記穴を被覆し閉塞
   するガス透過性膜とを有する小型微生物電極において、
   該電解液含有多孔性物質が独立栄養細菌を含有するアル
   ギン酸金属塩のゲルであることを特徴とする小型微生物
   電極。
2. （２）上記微生物が二酸化炭素を資化することが可能な
   独立栄養細菌であることを特徴とする請求項１記載の小
   型二酸化炭素電極。
3. （３）上記２本の電極として金電極を用いたことを特徴
   とする請求項１、２記載の小型微生物電極。
4. （４）基板の表面上に異方性エッチングによって穴をあ
   け、前記穴の底部から前記基板の表面に至る２本の電極
   を絶縁膜を介して形成し、前記穴の内部に微生物を含有
   する電解液含有多孔性物質を満たし、前記穴をガス透過
   性膜で被覆し閉塞することからなる小型微生物電極の製
   法において、前記穴の内部に微生物を含有する電解液含
   有多孔性物質を満たす工程が、微生物を含まずゲル形成
   用の原料のみを含んでいる第１の溶液を、基板表面に選
   択形成された親水性と疎水性の差を利用して該基板上の
   該穴の内部のみに満たす工程と、該基板を、微生物を含
   みゲル化促進剤を含む第２の溶液中に浸漬してゲル化さ
   せる工程よりなることを特徴とする小型微生物電極の製
   法。
5. （５）基板の表面上に異方性エッチングによって穴をあ
   け、前記穴の底部から前記基板の表面に至る２本の電極
   を絶縁膜を介して形成し、前記穴の内部に微生物を含有
   する電解液含有多孔性物質を満たし、前記穴をガス透過
   性膜で被覆し閉塞することからなる小型微生物電極の製
   法において、電解質を含有する水溶性アルギン酸金属塩
   の水溶液を該穴の内部にのみ満たした後、該基板を微生
   物を含有し、アルギン酸と不溶性塩を形成する２価以上
   の金属塩水溶液中に浸漬して該水溶性アルギン酸金属塩
   の水溶液をゲル化し、未反応の該２価以上の金属塩水溶
   液を水洗した後、該ガス透過性膜を形成することを特徴
   とする小型微生物電極の製法。
6. （６）上記微生物が二酸化炭素を資化することが可能な
   独立栄養細菌であることを特徴とする請求項４、５記載
   の小型二酸化炭素電極の製法。