JPH01265150A - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサInfo
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- JPH01265150A JPH01265150A JP63094865A JP9486588A JPH01265150A JP H01265150 A JPH01265150 A JP H01265150A JP 63094865 A JP63094865 A JP 63094865A JP 9486588 A JP9486588 A JP 9486588A JP H01265150 A JPH01265150 A JP H01265150A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、微生物、酵素、細胞などを分子識別素子（レ
セプタ）として多孔性膜に固定して、被測定試料の成分
測定をするバイオセンサに関する。
セプタ）として多孔性膜に固定して、被測定試料の成分
測定をするバイオセンサに関する。
この種のバイオセンサは微生物、酵素などを分子識別素
子（レセプタ）として固定化膜に固定し。
子（レセプタ）として固定化膜に固定し。
これをフローセルに装着し、溶存酸素検出器などの電極
使用の電気化学的検出器と組合わせて、被測定試料（以
下単に試料と記する）を前記の固定化膜に接触させ、こ
の間に生じる生化学的反応による変化を電気化学的検出
器の電極の出力電流として感知させ、この計測値を演算
・制御回路部で信号処理をして試料の成分測定を行うセ
ンナであり、以下のような特徴を有している。
使用の電気化学的検出器と組合わせて、被測定試料（以
下単に試料と記する）を前記の固定化膜に接触させ、こ
の間に生じる生化学的反応による変化を電気化学的検出
器の電極の出力電流として感知させ、この計測値を演算
・制御回路部で信号処理をして試料の成分測定を行うセ
ンナであり、以下のような特徴を有している。
（イ）選択性に優れている
（口）微生物、酵素などのレセプタを反復して使用でき
る （ハ）簡単な操作でかつ短時間で分析ができるに）少量
の試料で分析ができる （ホ）測定結果を直接電気信号として取り出せ自動計測
に適する したがって、血液検査などの医療分野１食品の品質管理
などの食品工業分野、排水処理などの環境計測分野など
への広範囲な応用が期待され、研究開発が活発にすすめ
られている。
る （ハ）簡単な操作でかつ短時間で分析ができるに）少量
の試料で分析ができる （ホ）測定結果を直接電気信号として取り出せ自動計測
に適する したがって、血液検査などの医療分野１食品の品質管理
などの食品工業分野、排水処理などの環境計測分野など
への広範囲な応用が期待され、研究開発が活発にすすめ
られている。
しかしながら、バイオセンサは生物体や生体物質を使用
しているため、以下のような特徴がある。
しているため、以下のような特徴がある。
（イ）微生物の物質代謝機能や酵素反応は周囲のｐＨ条
件に左右され、一般に反応の至適ｐ）（と呼ばれる領域
が存在し、微生物や酵素をバイオセンナとして利用する
場合には安定したセンサ出力を得るためにｐＨを一定に
保つ必要がある。
件に左右され、一般に反応の至適ｐ）（と呼ばれる領域
が存在し、微生物や酵素をバイオセンナとして利用する
場合には安定したセンサ出力を得るためにｐＨを一定に
保つ必要がある。
（ロ）生物体や生体物質は一般に不安定であり、これら
の作用活性の維持のため微量の金属元素などの供給が必
要となり、これらを緩衝溶液に添加して供給する場合も
あり、バイオセンナを実用化していく上でこれに使用さ
れる緩衝溶液は重要で欠くことができないものになって
いる。
の作用活性の維持のため微量の金属元素などの供給が必
要となり、これらを緩衝溶液に添加して供給する場合も
あり、バイオセンナを実用化していく上でこれに使用さ
れる緩衝溶液は重要で欠くことができないものになって
いる。
（ハ）一般にバイオセンナの測定範囲は狭いため。
試料の希釈が必要な場合が多く、試料の希釈のためにも
緩衝溶液が必要となる。
緩衝溶液が必要となる。
このような特徴のため、バイオセンナを使った連続測定
装置の場合には。
装置の場合には。
（ａ） 緩衝溶液の消費が多い
告）緩衝溶液のｖ４ｍに手数が掛る
（Ｃ） 試薬の費用が掛る
（ｄ） 低濃度の試料の場合には、 ｐＨ調整のため
の緩衝溶液の添加によって試料が測定限界以下に希釈さ
れてしまう などの問題点があった。
の緩衝溶液の添加によって試料が測定限界以下に希釈さ
れてしまう などの問題点があった。
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたもの
で、試料のｐＨ，Ｊｌ整を必要とせず％緩衝溶液を循環
再利用することによって消費する緩衝溶液の量を減少さ
せて、測定装置の維持管理性を改善したバイオセンナを
提供することを目的としている。
で、試料のｐＨ，Ｊｌ整を必要とせず％緩衝溶液を循環
再利用することによって消費する緩衝溶液の量を減少さ
せて、測定装置の維持管理性を改善したバイオセンナを
提供することを目的としている。
前記の課題を解決するために１本発明は、微生物または
酵素を保持した固定化膜を挟持し、この固定化膜の一方
の側面側を緩衝溶液の流路、他方の側面側を試料の流路
として構成するフローセルと、この固定化膜の一方の側
面側に設け試料と固定化膜との反応で消費される酸素量
または生成される生成物量を電流値として検出する検出
器を前記＋７）７１：Ｉ−七ｋ１７固定したバイオセン
サであって。
酵素を保持した固定化膜を挟持し、この固定化膜の一方
の側面側を緩衝溶液の流路、他方の側面側を試料の流路
として構成するフローセルと、この固定化膜の一方の側
面側に設け試料と固定化膜との反応で消費される酸素量
または生成される生成物量を電流値として検出する検出
器を前記＋７）７１：Ｉ−七ｋ１７固定したバイオセン
サであって。
（イ） フローセルに固定した管状の本体（ロ） フロ
ーセルへの固定部と反対側の本体の一端部に固定して本
体の内部に設けるアノード（ハ）前記の緩衝ｍｔｉ、に
接触する固定化膜の一方の側面に１本体の他端部に備え
るガス透過膜を介して接触し、前記の７ノードに絶縁層
を介して設ける白金カソード に）本体内部の前記のアノードと白金カソード間に充て
んする電解液 とから成る検出器を備えるものとする。
ーセルへの固定部と反対側の本体の一端部に固定して本
体の内部に設けるアノード（ハ）前記の緩衝ｍｔｉ、に
接触する固定化膜の一方の側面に１本体の他端部に備え
るガス透過膜を介して接触し、前記の７ノードに絶縁層
を介して設ける白金カソード に）本体内部の前記のアノードと白金カソード間に充て
んする電解液 とから成る検出器を備えるものとする。
本発明は、微生物または酵素を保持した固定化膜を挟持
し、この固定化膜の一方の側面側を緩衝溶液の流路、他
方の側面側を試料の流路にしてフローセルを構成し、こ
の固定化膜の緩衝溶液が流れる一方の側面にガス透過膜
を介して接触する白金カソードを備えた検出器を固定し
たバイオセンナである。固定化膜と試料との反応で消費
される酸素量または生成される生成物量を電流値として
検出器により検出して試料の成分測定をする。さらに固
゛定化膜に接触して循環する緩衝溶液の作用によって固
定化膜の膜内のｐＨが一定に保たれるため、試料のｐＨ
ｆＡ整を行わなくても安定した連続測定ができる。
し、この固定化膜の一方の側面側を緩衝溶液の流路、他
方の側面側を試料の流路にしてフローセルを構成し、こ
の固定化膜の緩衝溶液が流れる一方の側面にガス透過膜
を介して接触する白金カソードを備えた検出器を固定し
たバイオセンナである。固定化膜と試料との反応で消費
される酸素量または生成される生成物量を電流値として
検出器により検出して試料の成分測定をする。さらに固
゛定化膜に接触して循環する緩衝溶液の作用によって固
定化膜の膜内のｐＨが一定に保たれるため、試料のｐＨ
ｆＡ整を行わなくても安定した連続測定ができる。
第１図ないし第３図は本発明の実施例を示すもので、第
１図は測定装置の構成を示すフロー図、第２図は本発明
のバイオセンサ１６の構成を示す断面図、第３図は第２
図の部分拡大図である。なお本実施例では試料として下
水排水を対象とし、その排水中のアンモニア性窒素（Ｎ
Ｉ（；−Ｎ）の成分測定を例として説明するが、適合す
るバイオセンナを使用して前記以外の試料の成分測定を
同様に実施することもできる。
１図は測定装置の構成を示すフロー図、第２図は本発明
のバイオセンサ１６の構成を示す断面図、第３図は第２
図の部分拡大図である。なお本実施例では試料として下
水排水を対象とし、その排水中のアンモニア性窒素（Ｎ
Ｉ（；−Ｎ）の成分測定を例として説明するが、適合す
るバイオセンナを使用して前記以外の試料の成分測定を
同様に実施することもできる。
第１図において、試料２は、切換弁４を通過して送液ボ
ンズ６によって測定部８に送液される。
ンズ６によって測定部８に送液される。
このときエアポンプ１０により空気を試料２に混入させ
溶存酸素を飽和させる場合もある。測定部８で、恒温槽
１２中の熱交換器１４中を通過することにより、試料２
が温度３００ＣＫ一定になるよう加温され。
溶存酸素を飽和させる場合もある。測定部８で、恒温槽
１２中の熱交換器１４中を通過することにより、試料２
が温度３００ＣＫ一定になるよう加温され。
バイオセンナ１６中を通過して測定された後系外に排出
される。容器１８中の緩衝溶液２０は、循環ポンプ２２
により熱交換器２３を通過することによシ、バイオセン
サ１６に送液されてバイオセンサ１６に接触した後に再
び容器１８中に戻され、この循環をくり返えし行ってい
る。第１の標準溶液２４と第２の標準溶液２６とはそれ
ぞれ容器に貯えられ、所望の時に切換弁２８，４を切換
えて送液ポンプ６によって測定部８に送液される。バイ
オセンサ１６は信号線３゜によって演算・制御回路部３
２に接続され、測定結果が演算表示される。
される。容器１８中の緩衝溶液２０は、循環ポンプ２２
により熱交換器２３を通過することによシ、バイオセン
サ１６に送液されてバイオセンサ１６に接触した後に再
び容器１８中に戻され、この循環をくり返えし行ってい
る。第１の標準溶液２４と第２の標準溶液２６とはそれ
ぞれ容器に貯えられ、所望の時に切換弁２８，４を切換
えて送液ポンプ６によって測定部８に送液される。バイ
オセンサ１６は信号線３゜によって演算・制御回路部３
２に接続され、測定結果が演算表示される。
第２図は１本発明のバイオセンサ１６の構成を示す断面
図、第３図は第２図の部分拡大図であり。
図、第３図は第２図の部分拡大図であり。
この第２図、第３図によってバイオセンサ１６の構成を
以下説明する。バイオセンサ１６は後記する手順で作成
した。試料２と接触して反応する微生物または酵素を保
持した固定化膜３４を挟持し、この固定化膜３４の一方
の側面（図において右側面）に接触する前記の緩衝溶液
２０を導く流路３６と、他方の側面（図において左側面
）に接触する前記の試料２を導く流路３８とを備えてフ
ローセル４０を構成し、このフローセル４０に検出器４
２を備えたものである。前記の流路３６に流入部４４．
流出部４６を、流路３８に流入部４８．流出部５０を設
けている。検出器４２は、前記の緩衝溶液２０に接触す
る固定化膜３４の一方の側面側（図において右側面１ｉ
ｌｌｌ）に設け、試料２と固定化膜３４との反応により
消費される酸素量、または反応により生成される生成物
ｆを１！流値として検出するもので。
以下説明する。バイオセンサ１６は後記する手順で作成
した。試料２と接触して反応する微生物または酵素を保
持した固定化膜３４を挟持し、この固定化膜３４の一方
の側面（図において右側面）に接触する前記の緩衝溶液
２０を導く流路３６と、他方の側面（図において左側面
）に接触する前記の試料２を導く流路３８とを備えてフ
ローセル４０を構成し、このフローセル４０に検出器４
２を備えたものである。前記の流路３６に流入部４４．
流出部４６を、流路３８に流入部４８．流出部５０を設
けている。検出器４２は、前記の緩衝溶液２０に接触す
る固定化膜３４の一方の側面側（図において右側面１ｉ
ｌｌｌ）に設け、試料２と固定化膜３４との反応により
消費される酸素量、または反応により生成される生成物
ｆを１！流値として検出するもので。
（イ） フローセル４０に固定した管状の本体５２（ロ
） フローセル４０への固定部５４と反対側の本体５２
の一端部に固定して本体５２内部設けるアノード←→
前記の緩衝溶液２０に接触する固定化膜３４の一方の側
面（図において右側面）Ｋ、本体５２の他端部にＯリン
グ５８によってシールされて備えるガス透過膜６０を介
して接触し、前記のアノード５６に絶縁層６２を介して
設け名白金カソード６４に） 本体５２内部の前記のア
ノード５６と白金カソード６４間に充てんする電解液６
６ とから成る検出器４２を備えて、バイオセンサ１６とし
たもので、とくに固定化Ｍ３４にガス透過膜６゜を介し
て白金カソード６４が接触している点に特徴がある。
） フローセル４０への固定部５４と反対側の本体５２
の一端部に固定して本体５２内部設けるアノード←→
前記の緩衝溶液２０に接触する固定化膜３４の一方の側
面（図において右側面）Ｋ、本体５２の他端部にＯリン
グ５８によってシールされて備えるガス透過膜６０を介
して接触し、前記のアノード５６に絶縁層６２を介して
設け名白金カソード６４に） 本体５２内部の前記のア
ノード５６と白金カソード６４間に充てんする電解液６
６ とから成る検出器４２を備えて、バイオセンサ１６とし
たもので、とくに固定化Ｍ３４にガス透過膜６゜を介し
て白金カソード６４が接触している点に特徴がある。
つぎに、第２図と第３図とに示すバイオセンナ１６の固
定化膜３４について、アンモニア性窒素（剖−Ｎ）の成
分測定用のものを例として説明する。第１表に示す組成
の液体培地５０ｍ４に、アンモニア酸化細菌例えば、ニ
トロソモナス・ヨーロバエア（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａ
ｓ ｅｕｒｏｐａｅａ ＡＴＣＣ２５９７８）を約１０
１Ｖｍ！含む培養液５ｍ／を接種し、これをＬｏｏｍ／
の三角フラスコにて３０００．毎分１２０回転の条件で
６日間回転振とり培養を行った。
定化膜３４について、アンモニア性窒素（剖−Ｎ）の成
分測定用のものを例として説明する。第１表に示す組成
の液体培地５０ｍ４に、アンモニア酸化細菌例えば、ニ
トロソモナス・ヨーロバエア（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａ
ｓ ｅｕｒｏｐａｅａ ＡＴＣＣ２５９７８）を約１０
１Ｖｍ！含む培養液５ｍ／を接種し、これをＬｏｏｍ／
の三角フラスコにて３０００．毎分１２０回転の条件で
６日間回転振とり培養を行った。
第 １ 費
次いでこの培養液を第１表に示す組成の液体培地５００
ｍ１に全量投入し、 ３０’Ｃの条件で６日間通気撹拌
培養を行った。この培養液１００ｍ４を２０℃、毎分７
．０００回転の条件で遠心分離を行い、・菌体を濃縮し
た後、この菌体懸濁液を多孔性非対称膜のスキン層側（
孔径０．２μｍ）に積層させ、このスキン層側にさらに
同様に積層させた多孔性非対称膜をスキン層同士が接す
るように重ね、膜間を接着して菌体の微生物を保持した
固定化膜３４を得た。この固定化膜３４を前記に説明し
た構造のフローセル４０として構成し、検出器４２ｔ−
備えて、アンモニア性窒素（ＮＨニーＮ）の成分測定を
するバイオセンサ１６として構成し、前記の第１図にお
いて説明したようにして成分測定を行う。
ｍ１に全量投入し、 ３０’Ｃの条件で６日間通気撹拌
培養を行った。この培養液１００ｍ４を２０℃、毎分７
．０００回転の条件で遠心分離を行い、・菌体を濃縮し
た後、この菌体懸濁液を多孔性非対称膜のスキン層側（
孔径０．２μｍ）に積層させ、このスキン層側にさらに
同様に積層させた多孔性非対称膜をスキン層同士が接す
るように重ね、膜間を接着して菌体の微生物を保持した
固定化膜３４を得た。この固定化膜３４を前記に説明し
た構造のフローセル４０として構成し、検出器４２ｔ−
備えて、アンモニア性窒素（ＮＨニーＮ）の成分測定を
するバイオセンサ１６として構成し、前記の第１図にお
いて説明したようにして成分測定を行う。
なお、第２図、第３図における固定化膜３４とガス透過
膜６０を介して接触する白金カソード電極６４との周囲
を緩衝溶液２０が流れ、固定化膜３４の左側面には試料
２が流れる。この構成で固定化膜３４に保持されたアン
モニア酸化細菌は、固定化膜３４１Ｃ浸透する緩衝溶液
によりｐＨがほぼ一定の状態に保たれているため、試料
２はｐＨ調整を必要とせず。
膜６０を介して接触する白金カソード電極６４との周囲
を緩衝溶液２０が流れ、固定化膜３４の左側面には試料
２が流れる。この構成で固定化膜３４に保持されたアン
モニア酸化細菌は、固定化膜３４１Ｃ浸透する緩衝溶液
によりｐＨがほぼ一定の状態に保たれているため、試料
２はｐＨ調整を必要とせず。
緩衝溶液２０で希釈されることがなく、試料２と固定化
膜３４との作用条件が一定に維持される。
膜３４との作用条件が一定に維持される。
第４図は本発明の実施例のバイオセンサ１６の特性を示
す図で、横軸に時間粉）、縦軸にセンナ出力′鑞流（μ
Ａ）をとって示した特性図である。第１図ないし第４図
の図面によって以下本発明の測定例について説明する。
す図で、横軸に時間粉）、縦軸にセンナ出力′鑞流（μ
Ａ）をとって示した特性図である。第１図ないし第４図
の図面によって以下本発明の測定例について説明する。
まず切換弁４．２８により流路を切換え、アンモニア性
窒素（４−Ｎ）を含まない（Ｏｍｆ／υの第１の標準溶
液２４（たとえばイオン交換水）をポンプ６で送液し、
エアポンプ１０で空気を混入して溶存酸素を飽和させ、
バイオセンサ１６の流路３８に流し、同時に緩衝溶液２
０を循環ポンプ２２で送液し、バイオセンサ１６の流路
３６に流して循環させる。この循環ポンプ２２は測定中
は常時運転し、毎分３〜４ｍｌの一定流量で連続的に緩
衝溶液２０を循環させておく。
窒素（４−Ｎ）を含まない（Ｏｍｆ／υの第１の標準溶
液２４（たとえばイオン交換水）をポンプ６で送液し、
エアポンプ１０で空気を混入して溶存酸素を飽和させ、
バイオセンサ１６の流路３８に流し、同時に緩衝溶液２
０を循環ポンプ２２で送液し、バイオセンサ１６の流路
３６に流して循環させる。この循環ポンプ２２は測定中
は常時運転し、毎分３〜４ｍｌの一定流量で連続的に緩
衝溶液２０を循環させておく。
このときバイオセンナ１６の検出器４２は、アノード５
６と白金カソード６４間に電解液６６を介して電流が流
れ、信号線３０によって演算・制御回路部３２に接続さ
れ、測定結果が演算表示されるが、第１の標準溶液２４
を使用したこのときのバイオセンナ１６の出力電流を１
１とする。
６と白金カソード６４間に電解液６６を介して電流が流
れ、信号線３０によって演算・制御回路部３２に接続さ
れ、測定結果が演算表示されるが、第１の標準溶液２４
を使用したこのときのバイオセンナ１６の出力電流を１
１とする。
次に切換弁２８を切換え、アンモニア性窒素（ＮＨ４−
Ｎ）の濃度が既知の第２の標準溶液２６をポンプ６で送
液し、エアポンプ１０で空気を混入して溶存酸素を飽和
させ、バイオセンサ１６の流路３８に流して前記と同様
に測定すると、バイオセンサ１６の固定化膜３４内に保
持されたアンモニア酸化細菌が、この第２の標準溶液２
６のアンモニア性窒素（ＮＨニーＮ）に作用してこれを
酸化させるため、固定化膜３４近傍の溶存酸素量が減少
して、バイオセンナ１６の出力電流が徐々に減少し、１
０〜１５分後に一定出力Ｉ２となる。前記の１１との差
＊ ”１−”２は第２の標準溶液２６のアンモニア性窒
素（＋；−Ｎ）の濃度に対応した値として得られ、この
ようにして第４図に示すバイオセンサ１６の較正を終了
する。
Ｎ）の濃度が既知の第２の標準溶液２６をポンプ６で送
液し、エアポンプ１０で空気を混入して溶存酸素を飽和
させ、バイオセンサ１６の流路３８に流して前記と同様
に測定すると、バイオセンサ１６の固定化膜３４内に保
持されたアンモニア酸化細菌が、この第２の標準溶液２
６のアンモニア性窒素（ＮＨニーＮ）に作用してこれを
酸化させるため、固定化膜３４近傍の溶存酸素量が減少
して、バイオセンナ１６の出力電流が徐々に減少し、１
０〜１５分後に一定出力Ｉ２となる。前記の１１との差
＊ ”１−”２は第２の標準溶液２６のアンモニア性窒
素（＋；−Ｎ）の濃度に対応した値として得られ、この
ようにして第４図に示すバイオセンサ１６の較正を終了
する。
次に切換弁４を切換え、アンモニア性窒素（ＮＨ；−Ｎ
）の濃度を測定しようとする試料２をポンプ６で送液し
、エアポンプ１０で空気を混入して溶存酸素を飽和させ
、バイオセンサ１６の流路３８に流して前記と同様にし
て、試料２のアンモニア性窒素（ＮＨニーＮ）の濃度に
対応した測定結果が得られる。なお以上の測定中に緩衝
溶液２０は、循環撹拌され。
）の濃度を測定しようとする試料２をポンプ６で送液し
、エアポンプ１０で空気を混入して溶存酸素を飽和させ
、バイオセンサ１６の流路３８に流して前記と同様にし
て、試料２のアンモニア性窒素（ＮＨニーＮ）の濃度に
対応した測定結果が得られる。なお以上の測定中に緩衝
溶液２０は、循環撹拌され。
容器１８中の液面が空気に接触しているから、特にエア
ポンプで空°気を混入しなくても、常時緩衝溶液２０中
の溶存酸素は飽和状態となっている。
ポンプで空°気を混入しなくても、常時緩衝溶液２０中
の溶存酸素は飽和状態となっている。
前記の測定における。バイオセンサ１６の出力電流の変
化は、固定化膜３４と白金カソード６４とが。
化は、固定化膜３４と白金カソード６４とが。
ガス透過膜６０（本実施例の場合はテフロン膜などの酸
素透過膜）を介して１本発明のように１接触していない
場合には、緩衝溶液２０による固定化膜３４への溶存酸
素供給速度のほうが、固定化膜３４に保持される微生物
の酸素消費速度より大きく、このためにアン七ニア酸化
による試料２の溶存酸素の減少を、検出することができ
なかつ丸。本発明においては、前記に説明したように、
固定化膜３４にガス透過膜６０を介して白金カソード６
４が接触しているため、試料２の溶存酸素が固定化［３
４を通過して微生物によって消費され、減少した酸素が
。
素透過膜）を介して１本発明のように１接触していない
場合には、緩衝溶液２０による固定化膜３４への溶存酸
素供給速度のほうが、固定化膜３４に保持される微生物
の酸素消費速度より大きく、このためにアン七ニア酸化
による試料２の溶存酸素の減少を、検出することができ
なかつ丸。本発明においては、前記に説明したように、
固定化膜３４にガス透過膜６０を介して白金カソード６
４が接触しているため、試料２の溶存酸素が固定化［３
４を通過して微生物によって消費され、減少した酸素が
。
ガス透過膜６０を透過して白金カソード６４に達するか
ら１本発明の検出器４２の構造によって、はじめて微生
物によるアンそニア酸化に伴う溶存酸素の変化から、試
料２のアンモニア性窒素（＋ニーＮ）の濃度を測定する
ことが可能となった。
ら１本発明の検出器４２の構造によって、はじめて微生
物によるアンそニア酸化に伴う溶存酸素の変化から、試
料２のアンモニア性窒素（＋ニーＮ）の濃度を測定する
ことが可能となった。
第５図は、横軸にアンモニア性窒素（ｍニーＮ）の濃度
（ｍ＃／Ｚ）を、縦軸にセンナ出力電流差（μＡ）をと
って、濃度２ｍｌ／ｌ 、４ｍｌ／ｅの各標準溶液につ
いて得られたアンモニア性窒素（鵬−Ｎ）の濃度とセン
サ出力電流差との検Ｊｉ線であり、これＫよりセンサ出
力電流差から、試料２中のアンモニア性窒素（ＮＨ４−
Ｎ）の濃度を求めることができる。
（ｍ＃／Ｚ）を、縦軸にセンナ出力電流差（μＡ）をと
って、濃度２ｍｌ／ｌ 、４ｍｌ／ｅの各標準溶液につ
いて得られたアンモニア性窒素（鵬−Ｎ）の濃度とセン
サ出力電流差との検Ｊｉ線であり、これＫよりセンサ出
力電流差から、試料２中のアンモニア性窒素（ＮＨ４−
Ｎ）の濃度を求めることができる。
また、測定に使用する緩衝溶液２０としては、下記の第
２表に示す組成のものを使用することにより、１ケ月以
上の長期間にわたり長寿命の測定が可能なことが判明し
た。
２表に示す組成のものを使用することにより、１ケ月以
上の長期間にわたり長寿命の測定が可能なことが判明し
た。
第２表
第２表の組成の緩衝溶液にはアンモニア酸化細菌の微量
の栄養成分を加え、測定の誤差原因となる他の従属栄養
細菌の生育を阻害する物質クロラムフェニコールを加え
たので、これらの細菌による汚染もなく、安定に長期間
測定が可能となっ九〔発明の効果〕 本発明によれば、アンモニア酸化細菌などの微生物また
は酵素を保持した固定化膜に、テフロン膜などのガス透
過膜を介して、前記の固定化膜と試料との反応によ少消
費される酸素量または５反応により生成される生成物量
を電流値として検出する検出器の白金カソードを接触さ
せ、この周囲を緩衝溶液が流れて循環して利用できるよ
うにし、固定化膜に浸透する緩衝溶液によりｐＨがほぼ
一定の状態に保つことができるようになった。このため
、従来試料の至適測定条件（ｐＨ条件、濃度条件）の調
整用に大量に消費されていた緩衝溶液は循環使用するよ
うにして大幅に節減できるようＫなり。
の栄養成分を加え、測定の誤差原因となる他の従属栄養
細菌の生育を阻害する物質クロラムフェニコールを加え
たので、これらの細菌による汚染もなく、安定に長期間
測定が可能となっ九〔発明の効果〕 本発明によれば、アンモニア酸化細菌などの微生物また
は酵素を保持した固定化膜に、テフロン膜などのガス透
過膜を介して、前記の固定化膜と試料との反応によ少消
費される酸素量または５反応により生成される生成物量
を電流値として検出する検出器の白金カソードを接触さ
せ、この周囲を緩衝溶液が流れて循環して利用できるよ
うにし、固定化膜に浸透する緩衝溶液によりｐＨがほぼ
一定の状態に保つことができるようになった。このため
、従来試料の至適測定条件（ｐＨ条件、濃度条件）の調
整用に大量に消費されていた緩衝溶液は循環使用するよ
うにして大幅に節減できるようＫなり。
コストの節減に加えて、使用する測定装置の維持管理費
を低減できる効果が得られた。また、使用する装置の緩
衝溶液の保持量が少なくてすみ、装置が小形化でき、さ
らに常に緩衝溶液を循環させることで、微生物または酵
素の触媒活性に必要な成分や、従属栄養細菌の生育を阻
害する物質を連続的に供給できるので、長期間にわたり
安定な測定を連続して行うことが可能となって、環境計
測（水質モニタ）や発酵食品工業プロセスのモニタとし
て、本発明のバイオセンサが応用可能となる。
を低減できる効果が得られた。また、使用する装置の緩
衝溶液の保持量が少なくてすみ、装置が小形化でき、さ
らに常に緩衝溶液を循環させることで、微生物または酵
素の触媒活性に必要な成分や、従属栄養細菌の生育を阻
害する物質を連続的に供給できるので、長期間にわたり
安定な測定を連続して行うことが可能となって、環境計
測（水質モニタ）や発酵食品工業プロセスのモニタとし
て、本発明のバイオセンサが応用可能となる。
第１図ないし第３図は本発明の実施例を示すもので、第
１図は測定装置の構成を示すフロー図。 ＷＪ２図は本発明のバイオセンサの構成を示す断面図、
第３図は第２図の部分拡大図、第４図は横軸に時間粉）
を縦軸にセンサ出力１！流（μＡ）をとって示したバイ
オセンサの特性図、第５図は横軸にアンモニア性窒素（
蛎−Ｎ）の濃度（ｍＦ／Ｚ）を縦軸にセンサ出力電流差
（μＡ）をとって検量線を示した図である。 ２・・・被測定試料（試料）、４．２８・・・切換弁、
６・・・送液ポンプ＆ ８・・・測定部、１０・・・エ
アポンプ、 １６・・・バイオセンサ、 ２０・・・緩
衝溶液、２２・・・循環ポンプ。 ３２・・・演算・制御回路部、３４・・・固定化膜、３
６．３８・・・流路、４０・・・フローセル、４２・・
・検出器、５２・・・本体。 ５６・・・アノード、６０・・・ガス透過膜、６４・・
・白金カン−８／！！ソ定ｆηｐ 第１図 峙 闇 ｍ） 第４ＶＵ 第５図
１図は測定装置の構成を示すフロー図。 ＷＪ２図は本発明のバイオセンサの構成を示す断面図、
第３図は第２図の部分拡大図、第４図は横軸に時間粉）
を縦軸にセンサ出力１！流（μＡ）をとって示したバイ
オセンサの特性図、第５図は横軸にアンモニア性窒素（
蛎−Ｎ）の濃度（ｍＦ／Ｚ）を縦軸にセンサ出力電流差
（μＡ）をとって検量線を示した図である。 ２・・・被測定試料（試料）、４．２８・・・切換弁、
６・・・送液ポンプ＆ ８・・・測定部、１０・・・エ
アポンプ、 １６・・・バイオセンサ、 ２０・・・緩
衝溶液、２２・・・循環ポンプ。 ３２・・・演算・制御回路部、３４・・・固定化膜、３
６．３８・・・流路、４０・・・フローセル、４２・・
・検出器、５２・・・本体。 ５６・・・アノード、６０・・・ガス透過膜、６４・・
・白金カン−８／！！ソ定ｆηｐ 第１図 峙 闇 ｍ） 第４ＶＵ 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）被測定試料と接触して反応する微生物または酵素を
保持した固定化膜を挟持し、この固定化膜の一方の側面
に接触する緩衝溶液を導く流路と、他方の側面に接触す
る被測定試料を導く流路とを備えて構成するフローセル
と、前記の緩衝溶液に接触する固定化膜の一方の側面側
に設け被測定試料と前記の固定化膜との反応により消費
される酸素量または反応により生成される生成物量を電
流値として検出する検出器を備えるバイオセンサであっ
て、 （イ）フローセルに固定した管状の本体 （ロ）フローセルへの固定部と反対側の本体の一端部に
固定して本体内部に設けるアノード （ハ）前記の緩衝溶液に接触する固定化膜の一方の側面
に、本体の他端部に備えるガス透過膜を介して接触し、
前記のアノードに絶縁層を介して設ける白金カソード （ニ）本体内部の前記のアノードと白金カソード間に充
てんする電解液 とから成る検出器を備えることを特徴とするバイオセン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63094865A JPH0672858B2 (ja) | 1988-04-18 | 1988-04-18 | バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63094865A JPH0672858B2 (ja) | 1988-04-18 | 1988-04-18 | バイオセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01265150A true JPH01265150A (ja) | 1989-10-23 |
| JPH0672858B2 JPH0672858B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=14121934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63094865A Expired - Fee Related JPH0672858B2 (ja) | 1988-04-18 | 1988-04-18 | バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672858B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5536662A (en) * | 1990-06-04 | 1996-07-16 | Molecular Devices Corporation | Cell assay device |
| KR20020034421A (ko) * | 2000-11-01 | 2002-05-09 | 이성희 | 플로우 셀 구조를 도입한 암모니아가스 센서 |
| JP2010107335A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Funai Electric Advanced Applied Technology Research Institute Inc | 濃度測定システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6365358A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-23 | Fujitsu Ltd | 二酸化炭素用センサ |
-
1988
- 1988-04-18 JP JP63094865A patent/JPH0672858B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6365358A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-23 | Fujitsu Ltd | 二酸化炭素用センサ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5536662A (en) * | 1990-06-04 | 1996-07-16 | Molecular Devices Corporation | Cell assay device |
| KR20020034421A (ko) * | 2000-11-01 | 2002-05-09 | 이성희 | 플로우 셀 구조를 도입한 암모니아가스 센서 |
| JP2010107335A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Funai Electric Advanced Applied Technology Research Institute Inc | 濃度測定システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0672858B2 (ja) | 1994-09-14 |
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