JPH04215055A - グルコースバイオセンサ - Google Patents

グルコースバイオセンサ

Info

Publication number
JPH04215055A
JPH04215055A JP2323954A JP32395490A JPH04215055A JP H04215055 A JPH04215055 A JP H04215055A JP 2323954 A JP2323954 A JP 2323954A JP 32395490 A JP32395490 A JP 32395490A JP H04215055 A JPH04215055 A JP H04215055A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
glucose
silver
working electrode
dissolved oxygen
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.)
Pending
Application number
JP2323954A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Goto
正男 後藤
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.)
Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
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 Nok Corp filed Critical Nok Corp
Publication of JPH04215055A publication Critical patent/JPH04215055A/ja
Pending 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、グルコースバイオセンサに関する。
更に詳しくは、溶存酸素非依存性のグルコースバイオセ
ンサに関する。
〔従来の技術〕
従来のグルコースバイオセンサにおいては、電極上に固
定化される酵素として、グルコースオキシダーゼが用い
られている。この酵素を用いた場合は2基質反応であり
、グルコース量の測定に際し酸素を必要としている。
また、このグルコースセンサを、酸素の供給が不安定な
個所、例えば血管内などで使用する場合には、応答値に
対して溶存酸素量の補正を必要としている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、グルコース量の定量に際して酸素を必
要としない溶存酸素非依存性のグルコースバイオセンサ
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
かかる本発明の目的は、電極上にグルタルアルデヒドで
架橋されたグルコースデヒドロゲナーゼ−アルブミン混
合物膜およびフェロセン化合物をそれぞれ付着させて作
用極とし、対極には銀もしくは銀/塩化銀電極を用いた
グルコースバイオセンサによって達成される。
電極としては、白金電極、金電極、カーボンファイバ電
極などが用いられる。白金電極、金電極は感度の点です
ぐれており、一方直径約0.1〜1μmのカーボンファ
イバが1本または複数本束ねられて用いられるカーボン
ファイバ電極は、センサ本体の微小化(直径約1μm以
下)や低コスト化を達成させる上で有効である。
これらの電極を用いての作用極の形成は、次のようにし
て行われる。
グルコースデヒドロゲナーゼ約5〜90mg、好ましく
は30mg(活性6.3ユニット/mgの場合)、牛血
清アルブミンなどのアルブミン約10〜95mg、好ま
しくは70mgおよび蒸留水0.4mlを混合して調製
した水溶液を用い、白金電極(表面積0.02cm2)
の場合にはその上に水溶液0.5μlを塗布した後、ま
たカーボンファイバ電極の場合にはその水溶液中に浸漬
し、引き上げた後、室温下で約30〜120分間放置し
て乾燥させ、電極上に膜厚約1〜100μmのグルコー
スデヒドロゲナーゼ−アルブミン混合物膜を形成させる
。ここで用いられるアルブミンは、pH変化に対する緩
衝能を有しており、酵素の環境維持に有効であり、また
電極材料との接着性も比較的よいことから、グルコース
デヒドロゲナーゼとの混合物として膜状で付着させる。
このグルコースデヒドロゲナーゼ−アルブミン混合物膜
は、濃度約0.1〜10%のグルタルアルデヒド水溶液
中に約1〜60分間、好ましくは10分間程度室温下で
浸漬し、引き上げてから水洗、乾燥させる。グルタルア
ルデヒドは、混合物膜を形成しているグルコースデヒド
ロゲナーゼとアルブミンとを架橋させる架橋剤として用
いられている。
その後、架橋混合物膜は、濃度約1〜50%、好ましく
は10%程度のフェロセン化合物溶液中に約1〜60秒
間、一般には約5秒間程度浸漬して引き上げ、室温下で
乾燥し、4℃で保存する。フェロセン化合物溶液として
は、フェロセン[ビス(シクロペンタジエニル)鉄(I
I)]、1,1−ジメチルフェロセン、ビニルフェロセ
ン、フェロセンカルボン酸、ジメチルアミノメチルフェ
ロセンなどの有機溶媒溶液、一般には1,1−ジメチル
フェロセンのアセトン溶液などが用いられる。
このようにして電極上にグルタルアルデヒドで架橋され
たグルコースデヒドロゲナーゼ−アルブミン混合物およ
びフェロセン化合物を付着させたものを作用極とし、対
極を銀もしくは銀/塩化銀電極で形成させたグルコース
バイオセンサは、作用極に+100〜600mVの電圧
をかけ、対極は電流計の参照極とショートして用いられ
る。
この際、作用極面上に更にセルロースエステル膜を形成
させると、その検量範囲を著しく拡大することができる
。セルロースエステル膜の形成は、フェロセン化合物を
付着させた後、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロースな
どのセルロースエステルをそれらの可溶性溶媒、例えば
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセト
ンなどに約5〜30重量の濃度で溶解させ、その溶液を
塗布し、室温下で乾燥させてから水中に浸漬し、ゲル化
させることにより行われる。
〔作用〕
本発明に係るグルコースバイオセンサは、グルコースと
次のように反応する。
グルコース+グルコースデヒドロゲナーゼ(酸化型)→
グルコノラクトン   +グルコースデヒドロゲナーゼ(還元型)グルコー
スデヒドロゲナーゼ(還元型)  +1,1’−ジメチ
ルフェロセン(酸化型)→グルコースデヒドロゲナーゼ
(酸化型)+1,1’−ジメチルフエロセン(還元型)
従って、この反応では酸素を必要とはせず、グルコース
の酸化に伴う電子の作用極への移動を電流値変化として
検出し、グルコース量を定量することができる。この際
、フェロセン化合物は、グルコースデヒドロゲナーゼの
電子受容体として作用し、電子の移動、即ち反応を生ぜ
しめる。
〔発明の効果〕
本発明に係るグルコースバイオセンサは、グルコースの
酸化に際して酸素を必要としない溶存酸素非依存性であ
るため、酸素の供給が不安定な個所、例えば血管内など
で使用する場合にも、応答値に対して溶存酸素量の補正
を必要とはしていない。
また、作用極にかかる電極を、また対極に銀もしくは銀
/塩化銀電極を組合せて用いることにより、電流値のド
リフト(ベースラインドリフト)がほぼOnA/hと安
定化されたものが得られ、これは酵素活性の低いグルコ
ースデヒドロゲナーゼを用いる場合に不可欠の条件であ
る。
更に、作用極面上に更にセルロースエステル膜を形成せ
しめたものは、グルコースの拡散が制限されるため、そ
の検量範囲が1桁拡がるという実用上大きな利点がもた
らされる。
また、カーボンファイバ電極を用いた場合には、カーボ
ンファイバ自体が一般にドリフト率が低いという特徴が
そのまま発揮されるばかりではなく、センサの微小化、
低コスト化なども達成される。
〔実施例〕
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例1 グルコースデヒドロゲナーゼ(6.3ユニット/mg)
30mg、牛血清アルブミン70mgおよび蒸留水0.
4mlを混合して調整した水溶液0.5μlを、白金電
極(表面積0.02cm2)上に塗布し、25℃で60
分間放置して乾燥させ、膜厚約20μmの混合物膜を形
成させた。
これを、2%グルタルアルデヒド水溶液中に、25℃で
10分間浸漬し、引き上げた後水洗、乾燥させた。次い
で、10重量%1,1−ジメチルフェロセンアセトン溶
液中に5秒間浸漬し、引き上げて25℃で乾燥させた。
このようにして製造された作用極を有するセンサを、電
流計(BAS社製LC−4B)に接続し、この際対極(
銀電極)と電流計の参照極(銀電極)とをショートさせ
、作用極の電位は+500mVとした。
測定溶液は溶存酸素量6.4ppm(0.2ミリモル濃
度)のリン酸緩衝液であり、pHは7.4、イオン強度
は0.15、温度は37℃で、スターラで攪拌しながら
、グルコースに対する応答を測定した。
10mg/dl濃度のグルコース水溶液に対する90%
応答時間は10秒であり、ベースラインドリフトは0n
A/hであり、検量範囲0〜25mg/dlのグルコー
ス水溶液に対する定常電流は、濃度に比例して0〜10
nA迄直線的に増加し、30〜50mg/dlでは11
nAと一定値を示した。
実施例2 実施例1において、対極として銀/塩化銀電極が用いら
れた。センサ特性は、実施例1と同じであった。
実施例3 実施例1において、測定が窒素ガスバブリングによる攪
拌下で行われた。センサ特性は、実施例1と同じであつ
た。
比較例1 実施例1または2において、作用極電極材料を金電極と
した。このときのベースラインドリフトは、−14nA
/h(対極:銀電極)または−15nA/h(対極:銀
/塩化銀電極)であり、センサとしては使用できなかっ
た。
比較例2 実施例1において、作用極および対極の電極材料をいず
れも白金電極とした。このときのベースラインドリフト
は−2nA/hであり、センサとして望ましい値ではな
かった。
実施例4 実施例1において、1,1−ジメチルフェロセンを付着
させた後、その付着面上に20重量%酢酸セルロースジ
メチルホルムアルデヒド溶液0.5μlを塗布し、25
℃で1分間乾燥させ、その後水中に1分間浸漬してゲル
化させた。
このようにして製造された作用極を有するセンサを用い
、実施例1と同様にグルコースに対する応答を測定した
10mg/dl濃度のグルコース水溶液に対する90%
応答時間は30秒であり、ベースラインドリフトは0n
A/hであり、検量範囲0〜500mg/dlのグルコ
ース水溶液に対する定常電流は、濃度に比例して0〜1
0nA迄直線的に増加し、550〜600mg/dlで
は10.5nAと一定値を示した。
実施例5 グルコースデヒドロゲナーゼ(6.3ユニット/mg)
30mg、牛血清アルブミン70mgおよび蒸留水0.
4mlを混合して調整した水溶液中に、カーボンファイ
バ電極(直径0.7μm)を1分間浸漬し、引き上げて
から25℃で60分間放置して乾燥させた。
以下、実施例1と同様に処理し、グルコースに対する応
答を測定した。
10mg/dl濃度のグルコース水溶液に対する90%
応答時間は10秒であり、ベースラインドリフトは0n
A/hであり、検量範囲0〜25mg/dlのグルコー
ス水溶液に対する定常電流は、濃度に比例して0〜0.
05nA迄直線的に増加し、30〜50mg/dlでは
0.055nAと一定値を示した。
実施例6 実施例5において、測定が窒素ガスバブリングによる撹
拌下で行われた。センサ特性は、実施例5と同じであっ
た。
代理人 弁理士 吉田俊夫

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電極上にグルタルアルデヒドで架橋された
    グルコースデヒドロゲナーゼ−アルブミン混合物膜およ
    びフェロセン化合物をそれぞれ付着させて作用極とし、
    対極には銀もしくは銀/塩化銀電極を用いてなるグルコ
    ースバイオセンサ。
  2. 【請求項2】作用極面上に更にセルロースエステル膜が
    形成されている請求項1記載のグルコースバイオセンサ
JP2323954A 1990-10-11 1990-11-27 グルコースバイオセンサ Pending JPH04215055A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2-272901 1990-10-11
JP27290190 1990-10-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04215055A true JPH04215055A (ja) 1992-08-05

Family

ID=17520340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2323954A Pending JPH04215055A (ja) 1990-10-11 1990-11-27 グルコースバイオセンサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04215055A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003513230A (ja) * 1999-09-14 2003-04-08 イムプランテッド・バイオシステムズ・インコーポレイテッド 体内埋め込み可能なグルコースセンサ
JP2018093872A (ja) * 2006-06-29 2018-06-21 池田食研株式会社 グルコース測定用バイオセンサ
US10626433B2 (en) 2005-03-25 2020-04-21 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same
US10988738B2 (en) 2002-12-24 2021-04-27 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-binding glucose dehydrogenase

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4981225B2 (ja) * 1999-09-14 2012-07-18 オキシジェン・バイオセラピューティクス、インコーポレイテッド 体内埋め込み可能なグルコースセンサ
JP2003513230A (ja) * 1999-09-14 2003-04-08 イムプランテッド・バイオシステムズ・インコーポレイテッド 体内埋め込み可能なグルコースセンサ
US10988738B2 (en) 2002-12-24 2021-04-27 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-binding glucose dehydrogenase
US11345897B2 (en) 2002-12-24 2022-05-31 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-binding glucose dehydrogenase
US11225645B2 (en) 2002-12-24 2022-01-18 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-binding glucose dehydrogenase
US11155789B2 (en) 2002-12-24 2021-10-26 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-binding glucose dehydrogenase
US10626434B2 (en) 2005-03-25 2020-04-21 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same
US10883133B2 (en) 2005-03-25 2021-01-05 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same
US10738341B2 (en) 2005-03-25 2020-08-11 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same
US10808274B2 (en) 2005-03-25 2020-10-20 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same
US10815515B2 (en) 2005-03-25 2020-10-27 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same
US10851398B2 (en) 2005-03-25 2020-12-01 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same
US10626433B2 (en) 2005-03-25 2020-04-21 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same
US10669565B2 (en) 2005-03-25 2020-06-02 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same
US10648011B2 (en) 2005-03-25 2020-05-12 Ikeda Food Research Co., Ltd. Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same
JP2020202859A (ja) * 2006-06-29 2020-12-24 Phc株式会社 グルコース測定用バイオセンサ
JP2019165742A (ja) * 2006-06-29 2019-10-03 Phc株式会社 グルコース測定用バイオセンサ
JP2018093872A (ja) * 2006-06-29 2018-06-21 池田食研株式会社 グルコース測定用バイオセンサ
JP2023012482A (ja) * 2006-06-29 2023-01-25 Phc株式会社 グルコース測定用バイオセンサ
JP2024050726A (ja) * 2006-06-29 2024-04-10 Phc株式会社 グルコース測定用バイオセンサ
JP2025072485A (ja) * 2006-06-29 2025-05-09 Phc株式会社 グルコース測定用バイオセンサ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4376689A (en) Coenzyme immobilized electrode
US5173165A (en) Enzyme electrode and the use thereof
Geise et al. Electropolymerized 1, 3-diaminobenzene for the construction of a 1, 1′-dimethylferrocene mediated glucose biosensor
US5264104A (en) Enzyme electrodes
JP3242923B2 (ja) 過酸化水素の検出用電極及び方法
US5264105A (en) Enzyme electrodes
US5225064A (en) Peroxidase colloidal gold oxidase biosensors for mediatorless glucose determination
JP3621084B2 (ja) バイオセンサ
US5334296A (en) Peroxidase colloidal gold oxidase biosensors for mediatorless glucose determination
US5082550A (en) Enzyme electrochemical sensor electrode and method of making it
CA1254945A (en) Application of tetrathiafulvalenes in bioelectrochemical processes
JP3297630B2 (ja) バイオセンサ
JP3370504B2 (ja) バイオセンサ
US6861232B2 (en) Creatinine biosensor
US20060030028A1 (en) Biosensor
Razola et al. Reagentless enzyme electrode based on phenothiazine mediation of horseradish peroxidase for subnanomolar hydrogen peroxide determinationPresented at SAC 99, Dublin, Ireland, July 25–30, 1999.
JPH04215055A (ja) グルコースバイオセンサ
JPH02245650A (ja) バイオセンサ
JP2616331B2 (ja) バイオセンサ
JP3717529B2 (ja) 酵素電極用組成物および酵素固定化電極
JPH04215054A (ja) グルコ−スバイオセンサ
JPS5849821B2 (ja) 酵素電極
JPH04370755A (ja) グルコ−スバイオセンサ
JP3070818B2 (ja) バイオセンサおよびその製造方法
JPH04326054A (ja) グルコースセンサ