JPH03122560A - 酵素電極 - Google Patents
酵素電極Info
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- JPH03122560A JPH03122560A JP1259988A JP25998889A JPH03122560A JP H03122560 A JPH03122560 A JP H03122560A JP 1259988 A JP1259988 A JP 1259988A JP 25998889 A JP25998889 A JP 25998889A JP H03122560 A JPH03122560 A JP H03122560A
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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。
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］
本発明は酵素電極に関し、ざらに詳しくは基質のＷｉ度
を迅速、簡便に測定することのできる酵素電極に関する
。
を迅速、簡便に測定することのできる酵素電極に関する
。
［従来の技術］
補酵素を必要とする酸化還元酵素は、アルコールデヒド
ロゲナーゼや乳酸デヒドロゲナーゼなどのように工学的
応用が可能なものが数多い。しかし、これらの酵素を酵
素電極に応用するためには、補酵素（例えばニコチンア
デニンジヌクレオチド；以下、ＮＡＤと称する〉を、高
い活性を維持したまま多量に電極表面に固定化する技術
が必要である。従来の補酵素を固定化した電極としては
、カーボン上に酵素と補酵素溶液を塗布した電極の例が
ある（特願昭５６−６９６１号）。
ロゲナーゼや乳酸デヒドロゲナーゼなどのように工学的
応用が可能なものが数多い。しかし、これらの酵素を酵
素電極に応用するためには、補酵素（例えばニコチンア
デニンジヌクレオチド；以下、ＮＡＤと称する〉を、高
い活性を維持したまま多量に電極表面に固定化する技術
が必要である。従来の補酵素を固定化した電極としては
、カーボン上に酵素と補酵素溶液を塗布した電極の例が
ある（特願昭５６−６９６１号）。
本発明者は、先にアルコールデヒドロゲナーゼと共に、
この酵素と相補的に用いられるＮＡＤを牛血清アルブミ
ン（以下、ＢＳＡと称する）の水溶液に混ぜ、これをグ
ルタルアルデヒド（以下、ＧＡと称する）で架橋させた
膜を基板電極上に形成させた酵素電極を作製している（
特願平１−２０１２０８号）。
この酵素と相補的に用いられるＮＡＤを牛血清アルブミ
ン（以下、ＢＳＡと称する）の水溶液に混ぜ、これをグ
ルタルアルデヒド（以下、ＧＡと称する）で架橋させた
膜を基板電極上に形成させた酵素電極を作製している（
特願平１−２０１２０８号）。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、ＧＡで架橋させたＢＳＡ膜に多量の酵素
や補酵素を固定化しようとすると、膜の物理的性質が劣
化するため、良好な膜を作製できなくなる。そのため、
従来法で作製した酵素と補酵素を両方含む膜に、高濃度
の酵素、補酵素を固定化することはできず、その結果、
測定感度や繰り返し測定性の点で問題があった。
や補酵素を固定化しようとすると、膜の物理的性質が劣
化するため、良好な膜を作製できなくなる。そのため、
従来法で作製した酵素と補酵素を両方含む膜に、高濃度
の酵素、補酵素を固定化することはできず、その結果、
測定感度や繰り返し測定性の点で問題があった。
本発明は以上述べたような従来の問題点を解決するため
になされたもので、酵素とともに補酵素を多量に固定化
した、測定感度や繰り返し使用性の優れた酵素電極を提
供することを目的とする。
になされたもので、酵素とともに補酵素を多量に固定化
した、測定感度や繰り返し使用性の優れた酵素電極を提
供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明は、電極と、酵素を含有する膜と、該酵素と相補
的に使用される補酵素を含有する膜と、該補酵素の拡散
が遅い膜（外膜）とが順次基板上に形成されてなること
を特徴とする酵素電極でおる。
的に使用される補酵素を含有する膜と、該補酵素の拡散
が遅い膜（外膜）とが順次基板上に形成されてなること
を特徴とする酵素電極でおる。
本発明で用いる外膜は、基質の拡散速度に対する補酵素
の拡散速度の比が小さいものが適しており、例えばグル
タルアルデヒドで架橋した生血清アルブミン膜が挙げら
れる。
の拡散速度の比が小さいものが適しており、例えばグル
タルアルデヒドで架橋した生血清アルブミン膜が挙げら
れる。
［作用］
酵素含有膜と補酵素含有膜を別にすることによって、各
々を高濃度に電極に固定化することができ、得られた酵
素電極の基質に対する測定感度、繰り返し使用性が向上
する。また、電極に酵素膜、補酵素膜の順に膜を設けて
いるので、酵素反応がより電極に近い位置で起こり、酵
素反応の結果生成する補酵素の還元体をより多く電極で
とらえることができる。そのため、測定感度は一層向上
する。
々を高濃度に電極に固定化することができ、得られた酵
素電極の基質に対する測定感度、繰り返し使用性が向上
する。また、電極に酵素膜、補酵素膜の順に膜を設けて
いるので、酵素反応がより電極に近い位置で起こり、酵
素反応の結果生成する補酵素の還元体をより多く電極で
とらえることができる。そのため、測定感度は一層向上
する。
［実施例］
次に本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
酵素としてアルコールデヒドロゲナーピ、補酵素として
ＮＡＤを用いて、本発明に基づく酵素電極を作製した。
ＮＡＤを用いて、本発明に基づく酵素電極を作製した。
まず、特願昭６３−２８２７２１ ＠に記載の方法によ
って作製した、サファイア基板上に金を蒸着した電極（
電極面積３．５２ ｍｍ２ ）上に、２Ｕ／μβアルコ
ールデヒドロゲナーゼ、１５％ＢＳＡにＧＡを０．５％
になるように加えた溶液を滴下し、２０００１…、３０
秒間スピン塗布を行い、室温で２時間放置して、酵素膜
を作製した。
って作製した、サファイア基板上に金を蒸着した電極（
電極面積３．５２ ｍｍ２ ）上に、２Ｕ／μβアルコ
ールデヒドロゲナーゼ、１５％ＢＳＡにＧＡを０．５％
になるように加えた溶液を滴下し、２０００１…、３０
秒間スピン塗布を行い、室温で２時間放置して、酵素膜
を作製した。
次に、１００ ｍＨＮＡＤ、 １５％ＢＳＡにＧＡを
０．５％になるように加えた溶液を滴下し、２０００１
…、３０秒間スピン塗布を行い、室温で２時間放置して
、補酵素膜を作製した。
０．５％になるように加えた溶液を滴下し、２０００１
…、３０秒間スピン塗布を行い、室温で２時間放置して
、補酵素膜を作製した。
最後に、上記膜が形成された電極表面を外膜で被覆した
。補酵素膜まで導入した先の電極上に、１５％ＢＳＡに
ＧＡを５％になるように加えた溶液を滴下し、２０００
ｐｐｍ、３０秒間スピン塗布を行い、室温で２時間放
置した。得られた酵素電極をＡとする。
。補酵素膜まで導入した先の電極上に、１５％ＢＳＡに
ＧＡを５％になるように加えた溶液を滴下し、２０００
ｐｐｍ、３０秒間スピン塗布を行い、室温で２時間放
置した。得られた酵素電極をＡとする。
一方、比較例として電極表面に酵素と補酵素を同一の膜
に固定化した以外は上記実施例と同様にして作製した酵
素電極をＢとする。
に固定化した以外は上記実施例と同様にして作製した酵
素電極をＢとする。
第１図（ａ）は、本発明を適用して酵素と補酵素を順次
固定化した酵素電極Ａの断面図である。第１図（ｂ）は
、従来の酵素、補酵素を同一の膜に固定化した酵素膜ｔ
ＭＢの断面図である。図中、１は基板、２は電極、３は
酵素固定化膜、４は補酵素固定化膜、５は酵素と補酵素
を両方固定化した膜、６は補酵素の散逸を防ぐ外膜であ
る。
固定化した酵素電極Ａの断面図である。第１図（ｂ）は
、従来の酵素、補酵素を同一の膜に固定化した酵素膜ｔ
ＭＢの断面図である。図中、１は基板、２は電極、３は
酵素固定化膜、４は補酵素固定化膜、５は酵素と補酵素
を両方固定化した膜、６は補酵素の散逸を防ぐ外膜であ
る。
上記、Ａ、Ｂ電極について、エタノールに対する電流応
答を測定した。測定装置の構成を第２図に示す。図中、
１１は酵素電極、１２は対極、１３は銀・塩化銀参照電
極、１４はエタノールを含む緩衝溶液、１５はポテンシ
オスタット、１６は記録計である。
答を測定した。測定装置の構成を第２図に示す。図中、
１１は酵素電極、１２は対極、１３は銀・塩化銀参照電
極、１４はエタノールを含む緩衝溶液、１５はポテンシ
オスタット、１６は記録計である。
酵素反応で生成するＮＡＤの還元体の酸化に必要な電位
、０．７５ Ｖ ＶＳ、Ａｇ／ＡＣＩＣＲを酵素電極に
印加し、反応溶液にエタノールを加えて得られた電流の
変化を記録した。
、０．７５ Ｖ ＶＳ、Ａｇ／ＡＣＩＣＲを酵素電極に
印加し、反応溶液にエタノールを加えて得られた電流の
変化を記録した。
第３図はＡ、Ｂ電極で得られた５００ ｍＭエタノール
に対する電流応答を示す図である。酵素と補酵素の固定
化膜を別にした電極Ａは酵素と補酵素を同一の膜に固定
化した電極Ｂに比べて電流値が大きく、測定感度が向上
した。第４図は、５００ｍＭエタノールめ繰り返し測定
に対する電流応答の変化を示した図である。図中、口は
電極Ａの場合を示し、十は電極Ｂの場合を示す。電極Ａ
は電極Ｂに比べて酵素、補酵素共に活性な状態で多量に
固定化されているため、繰り返し使用性が向上し、１０
回以上の繰り返し測定が可能であった。
に対する電流応答を示す図である。酵素と補酵素の固定
化膜を別にした電極Ａは酵素と補酵素を同一の膜に固定
化した電極Ｂに比べて電流値が大きく、測定感度が向上
した。第４図は、５００ｍＭエタノールめ繰り返し測定
に対する電流応答の変化を示した図である。図中、口は
電極Ａの場合を示し、十は電極Ｂの場合を示す。電極Ａ
は電極Ｂに比べて酵素、補酵素共に活性な状態で多量に
固定化されているため、繰り返し使用性が向上し、１０
回以上の繰り返し測定が可能であった。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の酵素電極は、従来の酵素
と補酵素を同一の膜に固定化した酵素電極に比べて、酵
素、補酵素共に活性な状態で多量に固定化できるため、
測定感度、繰り返し使用性が大幅に向上する。
と補酵素を同一の膜に固定化した酵素電極に比べて、酵
素、補酵素共に活性な状態で多量に固定化できるため、
測定感度、繰り返し使用性が大幅に向上する。
第１図（ａ）は本発明による酵素電極の断面図、第１図
（ｂ）は従来例による酵素電極の断面図、第２図は酵素
電極を用いてエタノール濃度を測定する装置の構成図、
第３図は本発明の一実施例における酵素電極のエタノー
ルに対する電流応答を従来例と比較して示す特性図、第
４図は本発明の一実施例における酵素電極の繰り返し測
定に対する電流応答を従来例と比較して示す特性図であ
る。 １・・・基板 ２・・・電極３・・・酵素固
定化ｌｌ１４・・・補酵素固定化膜５・・・酵素と補酵
素を両方固定化した膜６・・・外膜 １１・
・・酵素電極１２・・・対極 １３・・・銀
・塩化銀参照電極１４・・・ＭＷ浴溶液 １５・・
・ポテンシオスタット１６・・・記録計
（ｂ）は従来例による酵素電極の断面図、第２図は酵素
電極を用いてエタノール濃度を測定する装置の構成図、
第３図は本発明の一実施例における酵素電極のエタノー
ルに対する電流応答を従来例と比較して示す特性図、第
４図は本発明の一実施例における酵素電極の繰り返し測
定に対する電流応答を従来例と比較して示す特性図であ
る。 １・・・基板 ２・・・電極３・・・酵素固
定化ｌｌ１４・・・補酵素固定化膜５・・・酵素と補酵
素を両方固定化した膜６・・・外膜 １１・
・・酵素電極１２・・・対極 １３・・・銀
・塩化銀参照電極１４・・・ＭＷ浴溶液 １５・・
・ポテンシオスタット１６・・・記録計
Claims (1)
- （１）電極と、酵素を含有する膜と、該酵素と相補的に
使用される補酵素を含有する膜と、該補酵素の拡散が遅
い膜（外膜）とが順次基板上に形成されてなることを特
徴とする酵素電極。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1259988A JP2508297B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 酵素電極 |
| US07/559,685 US5196340A (en) | 1989-08-04 | 1990-07-30 | Enzyme electrode containing an enzyme and a coenzyme immobilized in separate layers of a membrane |
| DE69023430T DE69023430T2 (de) | 1989-08-04 | 1990-08-03 | Enzymelektrode. |
| EP90114973A EP0415124B1 (en) | 1989-08-04 | 1990-08-03 | An enzyme electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1259988A JP2508297B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 酵素電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03122560A true JPH03122560A (ja) | 1991-05-24 |
| JP2508297B2 JP2508297B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=17341724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1259988A Expired - Lifetime JP2508297B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-10-06 | 酵素電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2508297B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005013210A (ja) * | 2003-06-05 | 2005-01-20 | Sony Corp | 固定化担体およびその製造方法ならびに電極およびその製造方法ならびに電極反応利用装置およびその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853747A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-03-30 | Hitachi Kyowa Kogyo Kk | 尿中フツ素自動分析装置 |
| JPS6243496A (ja) * | 1985-06-07 | 1987-02-25 | ダウブランズ・インコーポレーテッド | 洗濯用汚れおよびしみ除去剤 |
| JPS6257939A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-13 | Kyowa Kikai Seisakusho:Kk | ミユ−ル精紡機のスライバ・キヤレ−ジ・トラバ−ス装置 |
-
1989
- 1989-10-06 JP JP1259988A patent/JP2508297B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853747A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-03-30 | Hitachi Kyowa Kogyo Kk | 尿中フツ素自動分析装置 |
| JPS6243496A (ja) * | 1985-06-07 | 1987-02-25 | ダウブランズ・インコーポレーテッド | 洗濯用汚れおよびしみ除去剤 |
| JPS6257939A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-13 | Kyowa Kikai Seisakusho:Kk | ミユ−ル精紡機のスライバ・キヤレ−ジ・トラバ−ス装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005013210A (ja) * | 2003-06-05 | 2005-01-20 | Sony Corp | 固定化担体およびその製造方法ならびに電極およびその製造方法ならびに電極反応利用装置およびその製造方法 |
| US8236153B2 (en) | 2003-06-05 | 2012-08-07 | Sony Corporation | Immobilization support, process for producing the same, electrode, process for producing the same, electrode reaction utilizing apparatus and process for producing the same |
| US9365882B2 (en) | 2003-06-05 | 2016-06-14 | Sony Corporation | Immobilization support, process for producing the same, electrode, process for producing the same, electrode reaction utilizing apparatus and process for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2508297B2 (ja) | 1996-06-19 |
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