JPH02245650A - バイオセンサ - Google Patents

バイオセンサ

Info

Publication number
JPH02245650A
JPH02245650A JP1067064A JP6706489A JPH02245650A JP H02245650 A JPH02245650 A JP H02245650A JP 1067064 A JP1067064 A JP 1067064A JP 6706489 A JP6706489 A JP 6706489A JP H02245650 A JPH02245650 A JP H02245650A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode system
electrode
enzyme
electron acceptor
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1067064A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0820400B2 (ja
Inventor
Mariko Kawaguri
真理子 河栗
Mayumi Fujita
真由美 藤田
Shiro Nankai
史朗 南海
Takashi Iijima
孝志 飯島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP1067064A priority Critical patent/JPH0820400B2/ja
Publication of JPH02245650A publication Critical patent/JPH02245650A/ja
Publication of JPH0820400B2 publication Critical patent/JPH0820400B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、種々の微量の生体試料中の特定成分について
、試料液を希釈することなく迅速かつ簡便に定量するこ
とのできるバイオセンサに関する。
従来の技術 従来、血液などの生体試料中の特定成分について、試料
液の希釈や攪拌などを行なう事なく聞易に定量しうる方
式として、第5図に示すようなバイオセンサを提案した
。このバイオセンサは、絶縁性の基板1上にスクリーン
印刷等の方法でカーボンなどからなる電極2.3を形成
し、前記電極2.3上に親水性高分子と酸化還元酵素と
電子受容体とからなる酵素反応層6を形成したものであ
る。試料液を酵素反応層5へ滴下すると、酸化還元酵素
と電子受容体とが試料液に溶解し、試料液中の基質との
間で酵素反応が進行し電子受容体が還元される。反応終
了後、このとき得られる酸化電流値から試料液中の基質
濃度を求める。
発明が解決しようとする課題 この様な従来の構成では、試料液中に還元性の物質が含
有されている場合、反応時に電子受容体と反応したり電
極反応が影響されて応答がばらついた。
課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、絶縁性の基板上に
少なくともm電極と対極とからなる電極系を設け、酵素
及び電子受容体の試料液との反応に際しての物質濃度変
化を電気化学的に前記電極系で検知し、試料液中の基質
濃度を測定するバイオセンサにおいて、前記電極系の表
面に酸化還元酵素と親水性高分子と電子受容体とから主
になる酵素反応層を形成し、さらに妨害物質除去部を付
加するものである。
作   用 本発明によれば、電極系をも含めたディスポーザブルタ
イプのバイオセンサを構成することができ、試料液をセ
ンサに添加することにより、極めて容易に基質濃度を測
定することができる。しかも、試料の添加時に妨害物質
除去部で試料液中の還元性の物質を酸化するため応答へ
の影響がなくなり、安定した応答が得られる。
実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。
実施例1 バイオセンサの一例として、グルコースセンサについて
説明する。第1図及び第2図は、グルコースセンサの一
例について示したもので、バイオセンサの斜視図と縦断
面図である。ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁
性の基板1に、スクリーン印刷により導電性カーボンペ
ーストを印刷し、加熱乾燥することにより、対極2、測
定極3からなる電極系を形成する。次に、電極系を部分
的に覆い、各々の電極2.3の電気化学的に作用する部
分2′ 3′を残すように、絶縁性ペーストを前記と同
様に印刷し、加熱処理をして絶縁層4を形成する。前記
部分2′ 3′の表面を覆うようにセルロース系の親水
性高分子の一種であるCMC(カルボキシメチルセルロ
ース)の水溶液を塗布し、45℃で30分乾燥した。得
られたCMC層の上に酸化還元酵素としてグルコースオ
キシダーゼ(GOD)をpEI5.8のリン酸緩衝液に
溶解したものを塗布した後、室温で乾燥した。その上に
有機溶媒としてトルエンに電子常容体であるフェリシア
ン化カリウムの微結晶を混ぜたものを滴下し、室温で放
置してトルエンを気化させることによりフェリシアン化
カリウム層を形成した。このようにして、酵素反応層5
を形成した。さらに、電極2の近くに妨害物質除去部6
として過ヨウ素酸カリウムを担持し、試料の供給部とし
た。
上記のように構成したグルコースセンサに試料液として
血清を供給部に10μm滴下し、2分後に対極2を基準
にして測定極3にアノード方向へ+0.8Vのパルス電
圧を印加し5秒後の電流を測定する。血清斗添加すると
、妨害物質除去部6として担持されていた過ヨウ素酸カ
リウムにより血清中の還元物質であるアスコルビン酸な
どが酸化されて酵素反応層6のフェリシアン化カリウム
と反応するのを妨害する。さらに、妨害物質が除去され
た血清によりフェリシアン化カリウムが溶解し、血清中
のグルコースが酵素反応層5において酸化される際、フ
ェロシアン化カリウムに還元される。そこで、上記のパ
ルス電圧の印加により、生成したフェロシアン化カリウ
ムの濃度に基づく酸化電流が得られる。この電流値は基
質であるグルコースの濃度に対応する。グルコースの標
準液を滴下し応答電流を測定したところ500mg/d
lという高濃度まで良好な直線性が得られた。
つぎに、グルコース標準液に還元性物質の代表としてア
スコルビン酸を10mg/旧加え、測定したところ本実
施例のように過ヨウ素酸カリウムのある場合はほとんど
アスコルビン酸の影響がみられなかったが、過ヨウ素酸
カリウムが無い場合は、グルコース濃度100 mg/
 diにおいて約10%も高い応答が得られた。これは
、アスコルビン酸がフェリシアン化カリウムと反応して
フェロシアン化カリウムが生成し、見かけ上、正の誤差
が生じたものと考えられる。
本実施例によれば、過ヨウ素酸カリウムを妨害物質除去
部8として担持することにより、アスコルビン酸を前も
って酸化して影響を除去することが出来た。
実施例2 実施例1に示したようにしてCMC−GOD層を形成し
た後、フェリシアン化カリウム層を形成する際トルエン
に界面活性剤としてレシチン(ホスファチジルコリン)
を溶解して1wt%溶液を調製し、これにフェリシアン
化カリウムの微結晶を混ぜたものを用いてフェリシアン
化カリウムとレシチンの層を形成した。こうして、本実
施例の酵素反応層を設けた。
レシチンの濃度が0.01w t%以上になるとフェリ
シアン化カリウムがうまくトルエン中で分散したため滴
下が容易となり、3μmの微量な液でも薄膜状のフェリ
シアン化カリウム−レシチン層が形成できた。レシチン
がない場合は、フェリシアン化カリウム層が不均一に形
成されたり基板をまげるとはがれるという欠点が見られ
たが、レシチンを添加することにより均一ではがれにく
いフェリシアン化カリウム層が容易に形成できた。レシ
チンの濃度が高くなるとともに、フェリシアン化カリウ
ム層がはがれにくくなるが、フェリシアン化カリウムの
溶解速度も落ちるため、0.01−3w t%が適当と
考えられる。
上記センサにグルコース標準液を滴下して実施例1と同
様にして応答を測定したところ、グルコース濃度500
mg/dlまで直線性が得られた。さらに、血液を滴下
したところ、レシチン層によりすみやかにひろがり反応
が始まったため、Bμlという微量のサンプルでも再現
性のよい応答が得られた。
サンプルが少量になると、妨害物質除去部としての過ヨ
ウ素酸カリウムの担持量も少なくて効果がみられた。
レシチンのかわりにポリエチレングリコールアルキルフ
ェニルエーテル(商品名ニトリトンX)を用いたところ
、フェリシアン化カリウムの微粒子をトルエン中に分散
させるためには 0.1%以上必要であったが、レシチ
ンと同様に良好なフェリシアン化カリウム層が形成でき
た。界面活性剤としては、前記の例の他に、オレイン酸
やポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステルやシク
gデキストリンなど、電子受容体を有機溶媒に分散させ
、かつ酵素活性に影響をおよぼさないものであれば、特
に制限されることはない。
親水性高分子としてCMCの他にもゼラチンやメチルセ
ルロースなども使用でき、でんぷん系、カルボキシメチ
ルセルロース系、ゼラチン系、アクリル酸塩系、ビニル
アルコール系、ビニルピロリドン系、無水マレイン酸系
のものが好ましい。
これらの高分子は容易に水溶液とすることができるので
、適当な濃度の水溶液を塗布、乾燥することにより、必
要な厚さの薄膜を電極上に形成することができる。
電子受容体を混合する有機溶媒としては、トルエンや石
油エーテルなど、GoD活性および印刷電極への影響の
少ないものであればよい。
電極系を形成する方法としてのスクリーン印刷は、均一
な特性を宵するディスポーザブルタイプのバイオセンサ
を安価に製造することができ、特に、価格が安(、シか
も安定した電極材料であるカーボンを用いて電極を形成
するのに好都合な方法である。
試料中の還元性物質を酸化する物質としては、過ヨウ素
酸カリウムの他に、活性酸化マンガン、塩化鉄、P−ベ
ンゾキノン等が効果があった。上記の物質は、酸化力は
あるが、反応が穏やかで、酵素反応層への影響が少なか
った。
実施例3 試料液として、血液や血清を用いる場合、還元性の物質
の主なものは、アスコルビン酸であることが知られてい
る。そこで、血糖を測定するセンサの試料供給部にアス
コルビン酸オキシダーゼおよびカタラーゼを担持した。
血清を滴下すると、試料中のアスコルビン酸がアスコル
ビン酸オキシダーゼにより酸化され、過酸化水素が生成
し、カタラーゼにより分解される。
そのため、アスコルビン酸の影響なしに血糖の測定が可
能となった。酵素を用いているために、温和な状態で、
速やかにアスコルビン酸の選択的な除去ができ、酵素反
応層へ与える影響も少なかった。アスコルビン酸オキシ
ダーゼおよびカタラーゼは同時に架橋して固定化して担
持することができるため、血清や血液が滴下されたとき
溶は出さないで反応し、グルコースセンサの酵素反応層
や電極部に妨害を与えることがなかった。尿酸に対して
はアスコルビン酸オキシダーゼの代わりにウリカーゼを
用いることでその影響を除去することがで自た。
実施例4 実施例2に示した構成のセンサに第3図に示すようにカ
バー7をつけた。このカバーの試料供給部にアスコルビ
ン酸オキシダーゼ及びカタラーゼを固定化して担持し界
面活性剤を付加した。血液をカバー7の試料供給部に供
給すると、界面活性剤によりすみやかに妨害物質除去部
6に導入され固定化された上記酵素と反応後、電極部2
.3に広がり、酵素反応層5で反応が進み再現の良い応
答が得られた。カバー7内の容積を小さくすることで、
サンプル量およびアスコルビン酸オキシダーゼとカタラ
ーゼの担持量を微量にすることができた。さらに、カバ
ー7で囲むことにより、外気と遮断できるため、カバー
7内の試料の蒸発を防ぐことが出来た。
実施例5 実施例4に示したカバー付のバイオセンサにおいて、そ
の試料供給口をアスコルビン酸オキシダーゼ及びカタラ
ーゼを固定化したナイロン不織布で第4図のようにふさ
いだ。血液を試料供給口へ付着させるとナイロン不織布
を通過して酵素反応層5へ流れた。そのあ〜)だに、試
料中のアスコルビン酸が反応して除去されるとともに血
球などの大きな分子がナイロン不織布に吸着して除去さ
れ試料の粘度が下がるため、反応速度が増した。妨害物
質の担体としては、ナイロン不織布の他にバルブ、ガラ
ス繊維、ポリカーボネート多孔体膜などが使用できた。
なお、本発明のバイオセンサは上記実施例に示したグル
コースセンサに限らず、アルコールセンサやコレステロ
ールセンサなど、酸化還元酵素の関与する系に用いるこ
とができる。酸化還元酵素として上記実施例ではグルコ
ースオキシダーゼを用いたが、他の酵素、たとえばアル
コールオキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、キ
サンチンオキシダーゼ、等を用いることができる。また
、電子受容体として、上記実施例に用いたフェリシアン
化カリウムが安定に反応するので適しているがP−ベン
ゾキノンを使えば、反応速度が大きいので高速化に適し
ている。また、 2.6−シクロロフエノールインドフ
エノール、メチレンブルー、フェナジンメトサルフェー
ト、β−ナフトキノン4−スルホン酸カリウム、フェロ
セン等が使用できる 発明の効果 このように本発明のバイオセンサは、絶縁性の基板上に
電極系を印刷し、酸化還元酵素と親水性萬分子及び電子
受容体からなる酵素反応層を形成し、さらに、妨害物質
除去部として溶解して酸化反応をする物質を付加したり
、酵素を担持することにより、あらかじめ生体試料中に
存在する還元性の物質は除去して極めて容易に生体試料
中の基質濃度を測定することができ、測定精度を向上さ
せたものである。
また、電子受容体層を形成するとき界面活性剤を添加す
ることにより、微量の電子受容体を均一にかつはがれに
くい薄膜層に担持でき、保存性や大量生産に大きな効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるバイオセンサの斜視
図、第2図、第3図、第4図は同バイオセンサの縦断面
図、第5図は従来例のバイオセンサの縦断面図である。 130.基板、2.、、対極、3.、、測定極、4.、
、絶縁層、5.、、酵素反応層、θ01.妨害物質除去
部、79.、カバー 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名III  
図 第2図 ! −m− 3−°゛  −m− 5=・・  −m− 暮   仮 対   i 測 定 陽 緯 縄 1 鍔l!反応層 nvww  肺 i! 暫

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも測定極と対極とからなる電極系を設け
    た絶縁性の基板を備え、前記電極系の表面に酸化還元酵
    素と親水性高分子と電子受容体とから主になる酵素反応
    層を設け、さらに、妨害物質除去部を付加し、前記酵素
    と電子受容体と試料液の反応に際しての物質濃度変化を
    電気化学的に前記電極系で検知し前記基質濃度を測定す
    るように構成したことを特徴とするバイオセンサ。
  2. (2)少なくとも測定極と対極とからなる電極系を設け
    た絶縁性の基板を備え、前記電極系の表面に酸化還元酵
    素と親水性高分子と界面活性剤を含有した電子受容体と
    から主になる酵素反応層を設け、さらに、妨害物質除去
    部を付加し、前記酵素と電子受容体と試料液の反応に際
    しての物質濃度変化を電気化学的に前記電極系で検知し
    前記基質濃度を測定するように構成したことを特徴とす
    るバイオセンサ。
  3. (3)妨害物質除去部が酸化力を有する物質からなる請
    求項1または2記載のバイオセンサ。
  4. (4)妨害物質除去部に酵素を担持した請求項1または
    2記載のバイオセンサ。
  5. (5)妨害物質除去部の酵素が固定化されている請求項
    4記載のバイオセンサ。
  6. (6)電極系が、絶縁性の基板上にスクリーン印刷で形
    成されたカーボンを主体とする材料からなる請求項1ま
    たは2記載のバイオセンサ。
  7. (7)電極系の上に、酵素反応層及び妨害物質除去部を
    内側に含むようにカバーを設置した請求項1または2記
    載のバイオセンサ。
JP1067064A 1989-03-17 1989-03-17 バイオセンサ Expired - Lifetime JPH0820400B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1067064A JPH0820400B2 (ja) 1989-03-17 1989-03-17 バイオセンサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1067064A JPH0820400B2 (ja) 1989-03-17 1989-03-17 バイオセンサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02245650A true JPH02245650A (ja) 1990-10-01
JPH0820400B2 JPH0820400B2 (ja) 1996-03-04

Family

ID=13334039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1067064A Expired - Lifetime JPH0820400B2 (ja) 1989-03-17 1989-03-17 バイオセンサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0820400B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06109692A (ja) * 1992-09-25 1994-04-22 A & D Co Ltd 酵素電極
JPH11201932A (ja) * 1997-04-14 1999-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイオセンサ
WO2004040286A1 (ja) * 2002-10-31 2004-05-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 検体液種を自動的に判別する定量方法、及びバイオセンサ用標準液
EP2042610A1 (fr) * 1999-02-23 2009-04-01 Asulab S.A. Système électrochimique pour la détermination d'un temps de coagulation du sang
JP2011149878A (ja) * 2010-01-22 2011-08-04 Hitachi High-Technologies Corp 電位差計測装置及び電位差計測方法
US8712701B2 (en) 2008-11-04 2014-04-29 Hitachi, Ltd. Potentiometric-sensor chip, potentiometric assay, and assay kit
US9234864B2 (en) 1997-02-06 2016-01-12 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US9234863B2 (en) 1998-10-08 2016-01-12 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201804812D0 (en) * 2018-03-26 2018-05-09 Univ Swansea Biosensor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6358149A (ja) * 1986-08-28 1988-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイオセンサ
JPS6466559A (en) * 1987-09-08 1989-03-13 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Biosensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6358149A (ja) * 1986-08-28 1988-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイオセンサ
JPS6466559A (en) * 1987-09-08 1989-03-13 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Biosensor

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06109692A (ja) * 1992-09-25 1994-04-22 A & D Co Ltd 酵素電極
US9234864B2 (en) 1997-02-06 2016-01-12 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
JPH11201932A (ja) * 1997-04-14 1999-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイオセンサ
US9291592B2 (en) 1998-10-08 2016-03-22 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US9891185B2 (en) 1998-10-08 2018-02-13 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US9341591B2 (en) 1998-10-08 2016-05-17 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US9316609B2 (en) 1998-10-08 2016-04-19 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US9234863B2 (en) 1998-10-08 2016-01-12 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
EP2042610A1 (fr) * 1999-02-23 2009-04-01 Asulab S.A. Système électrochimique pour la détermination d'un temps de coagulation du sang
US7504020B2 (en) 2002-10-31 2009-03-17 Panasonic Corporation Determination method for automatically identifying analyte liquid and standard solution for biosensor
WO2004040286A1 (ja) * 2002-10-31 2004-05-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 検体液種を自動的に判別する定量方法、及びバイオセンサ用標準液
US8712701B2 (en) 2008-11-04 2014-04-29 Hitachi, Ltd. Potentiometric-sensor chip, potentiometric assay, and assay kit
JP2011149878A (ja) * 2010-01-22 2011-08-04 Hitachi High-Technologies Corp 電位差計測装置及び電位差計測方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0820400B2 (ja) 1996-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3297630B2 (ja) バイオセンサ
JP3375040B2 (ja) 基質の定量法
USRE36991E (en) Biosensor and method for producing the same
JP3267936B2 (ja) バイオセンサ
US6436255B2 (en) Biosensor
JPH02310457A (ja) バイオセンサ
JP2502666B2 (ja) バイオセンサ及びその製造方法
WO1989009397A1 (en) Biosensor and process for its production
US6451372B2 (en) Biosensor and method of producing the same
JPH0816664B2 (ja) バイオセンサおよびその製造法
US6471839B1 (en) Biosensor
JP3267933B2 (ja) 基質の定量法
JP3024394B2 (ja) バイオセンサおよびそれを用いた測定方法
JPH02245650A (ja) バイオセンサ
JP3437016B2 (ja) バイオセンサおよびそれを用いた基質の定量方法
JP3529081B2 (ja) コレステロールセンサおよびその製造方法
JPH02157646A (ja) バイオセンサ
JP3070818B2 (ja) バイオセンサおよびその製造方法
JP2001201480A (ja) バイオセンサ
JPH112618A (ja) コレステロールセンサおよびその製造方法
JPH02102448A (ja) バイオセンサ
JP3245103B2 (ja) バイオセンサおよびそれを用いた基質の定量法
JP2000193627A (ja) バイオセンサの製造方法
JP3127599B2 (ja) バイオセンサ
JPS63139243A (ja) グルコ−スセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080304

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090304

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304

Year of fee payment: 14