JPH0426427B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0426427B2
JPH0426427B2 JP59122345A JP12234584A JPH0426427B2 JP H0426427 B2 JPH0426427 B2 JP H0426427B2 JP 59122345 A JP59122345 A JP 59122345A JP 12234584 A JP12234584 A JP 12234584A JP H0426427 B2 JPH0426427 B2 JP H0426427B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
mesh
voltage
glucose concentration
blood
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59122345A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61750A (ja
Inventor
Hiroshi Hagiwara
Fumio Kitagawa
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 Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works 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 Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP59122345A priority Critical patent/JPS61750A/ja
Publication of JPS61750A publication Critical patent/JPS61750A/ja
Publication of JPH0426427B2 publication Critical patent/JPH0426427B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/38Cleaning of electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、生体生理物質計測並びに電気泳動に
よる妨害物質除去技術における固定化酵素電極を
用いたグルコース濃度検出装置に関するものであ
る。
〔背景技術〕
近年酵素電極の名称のもとに生体内の成分を迅
速簡便に測定のできる電極が広く用いられるよう
になつてきた。
酵素電極は酵素の固定化技術の進歩とイオン電
極やガス感応電極の発展とが相まつて出現したも
のである。その構造は特定の基質と特異的に反応
する酵素膜の部分と系の濃度変化に対応する従来
型の電極部分(下地電極)とから成る二重構造の
電極である。この固定化酵素電極を用いて生体液
中の成分を迅速かつ簡便正確に測定が可能となつ
た。
血液や尿中のグルコース濃度を測定する為にグ
ルコースオキシダーゼ(GOD)を白金電極上に
固定化して成る固定化酵素電極は反応式に示す反
応によりグルコース濃度を測定する。グルコース
は溶液中に存在する酵素と共にグルコースオキシ
ダーゼに特異的に反応してグルコン酸と過酸化水
素になる。この過酸化水素が下地電極である白金
電極により酸化されてその電流値を測定すること
によりグルコース濃度を測定することができる。
第10図は血液の成分を示す図であり、血液は
細胞成分(40〜45%)と血漿(55〜60%)とから
構成され、細胞成分は赤血球、白血球および血水
板からなり、血漿は繊維素(原)と溶存タンパク
を含む血清とからなつている。そして、赤血球、
白血球、血小板および繊維素で血餅と称する。第
11図、第12図に示す様に従来血液中のグルコ
ース濃度を測定するには人体より採取した血液6
を遠心分離機で血餅6Aと血清6Bに分離し、そ
の血清6Bに薬品を加えて反応色変化を測定した
り、血清6を固定化酵素センサのはいつた緩衝液
1中に滴下して測定する方法が一般的であつた。
尚、第12図中の21,22は電極、5は両電極
21,22に電圧を印加するための電源、4は電
流計である。
しかしながらこの方法は遠心分離という手間を
かける為に、遠心分離を行なわないで血液そのま
まを用いて血中のグルコース濃度を求めることが
種々行なわれてきた。血液を直接用いて測定する
方法の模式図を第13図に示す。緩衝液1中に浸
した固定化酵素電極からなる試料極(W.E)2と
対極(C.E)3間に酸化還元電流を得る為に電源
5により基準電圧Vrefを加えて血液6中のグル
コース濃度に応じた電流を電流計4によつて測定
するものである。2は試料極、3は対極である。
次式は固定化酵素電極による反応式である。
β−D− C6H12O6 グルコース+O2GOD ―――――――――――――――→ グルコースオキシダーゼ C6H10O6 グルコン酸 + H2O2 過酸化水素Pt ―――――→ 白金電極O2+2H++2e- ↓ 電流値測定 但し、酸化還元電位は0.6〜0.7Vである。
第15図にフロー方式による測定を示す。7は
試料極、対極より成る固定化酵素電極であり、8
は血液注入シリンジである。第16図は第15図
に示すフロー方式による従来の検出波形である。
試料極と対極間に基準電圧(0.6〜0.7V)を加え
ると両電極間の酸化還元状態が定常状態におちつ
く為に2〜5分程度かかる。定常状態におちつい
た後、注入シリンジ8により血液6を注入するこ
とにより測定が行なわれる。しかしながら同一グ
ルコース濃度の血液を注入しても時間経過と共に
検出レベルが減少する結果が示される。これは試
料極、対極間に酸化還元電流を得る為に基準電圧
(0.6〜0.7V)を加えてある為に血液中の血球、血
小板、各種タンパク質等の物質が電気的に吸着す
る為である。第14図に電極表面上での状態を模
式図として示す。第14図に示される固定化酵素
電極2において、10は白金膜、9は固定化酵素
膜である。また、e-は電子、gulはグルコース、
Aは血球、血小板、各種タンパク等を示す。測定
を終了し基準電圧をオフした後再度測定する為に
電源5の基準電圧をオンすると以前と同様に定常
状態におちつくまでしばらく時間がかかり、グル
コース濃度検出能力はもとにもどつているのがわ
かる。これは電極表面上に吸引され血球、血小
板、タンパクが洗い流された為である。従つて血
球、血小板、各種タンパク吸着による感度劣化を
防ぐ為に基準電圧のオン、オフを行なえば良いの
であるが、基準電圧のオン、オフを行なうと定常
状態におちつくまで時間を要する為、連続的な測
定ができない状態になる。従つて電源5の基準電
圧はオン状態のままで血球、血小板、各種タンパ
クの吸着による感度劣化を防ぐ手段を用いる必要
がある。
〔発明の目的〕
本発明は上述の点に鑑みて提供したものであつ
て、血液、尿中のグルコース濃度を検出する際、
感度劣化の要因となる血球、血小板、各種タンパ
ク質の物質を電気泳動により吸着除去して、感度
劣化を防ぎ、安定した感度特性を得ることを目的
としたグルコース濃度検出装置を提供するもので
ある。
〔発明の開示〕
以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
第1図は構成図を示すものであり、2は固定化酵
素電極(試料電極)で、下地電極である白金膜1
0と固定化酵素膜9とからなつている。3は固定
化酵素電極2と対になる対極である。11は試料
電極(W.E)2の全面に設けたメツシユ状電極
で、このメツシユ状電極11は第2図に示すよう
にメツシユ状に形成されていて、感度劣化の要因
となる血球、血小板、各種タンパクを電気泳動に
より吸着せしめるものである。12はメツシユ状
電極11と対になる電極である。5は両電極2,
3に基準電圧を印加するための電源であり、4は
電流計である。また、メツシユ状電極11には上
記基準電圧より少し高い1V程度の電圧が電源2
3により印加される。この電極表面上での状態を
模式的に示したものが第3図である。すなわち従
来感度劣化の要因であつた血球、血小板、各種タ
ンパクをメツシユ状電極11に基準電圧より少し
高い1V程度の電圧を加えることにより吸着させ
て感度劣化を防ぐものである。
第4図は特許請求の範囲第2項に対応する具体
回路図を示すものであり、これはグルコース濃度
検出装置に於て検査と検査の間にメツシユ状電極
11への電圧印加を中止するスイツチ手段を設け
ものである。第5図は第4図に示す回路によつて
得られる出力波形であり検査と検査の間にメツシ
ユ状電極11への電圧印加をオン、オフさせるこ
とによりメツシユ状電極11上での吸着による血
球、血小板、各種タンパクの目づまりを防ぐもの
である。
すなわち、第4図において、13はツエナーダ
イオードZD、電界効果トランジスタFET、オペ
アンプOP1等から構成される定電圧回路で、14
はオペアンプOP2等から構成される電流・電圧変
換回路である。この両回路13,14にて固定化
酵素電極2と対極3との間に電圧が印加されるこ
とになる。また、メツシユ状電極11と電極12
との間には電源V1がスイツチSW1を介して接続
され、スイツチSW1がオンの時にメツシユ状電極
11に電源V1の電圧が印加されるようにしてい
る。しかして、第5図aに示すように時刻t0でス
イツチSW2をオンにすると、両回路13,14に
より固定化酵素電極2と対極3との間には電源
V2により基準電圧が印加される。その後定常状
態に落ち着いた後に、時刻t1でスイツチSW1をオ
ンにしてメツシユ状電極11に基準電圧より少し
高い電圧を印加し、時刻t2で血液を注入して測定
する。この時に電流・電圧変換回路14に流れる
電流を電圧に変換し、緩衝液中のグルコース濃度
に相当する電圧レベルを得るようにしている。そ
して、時刻t3でスイツチSW1をオフにしてメツシ
ユ状電極11への電源V1からの電圧の印加を停
止し、メツシユ状電極11上での吸着による血
球、血小板、各種タンパクの目づまりを防止す
る。このように、血液を注入してグルコース濃度
を測定する時はある一定時間スイツチSW1をオン
にしてメツシユ状電極11に電源V1の電圧を印
加するが、測定以外の時にはスイツチSW1をオフ
にして電圧の印加を停止するようにしている。
尚、オペアンプOP2に電源が印加されてオン状態
の時には、第4図中のA点はグランドレベルとな
つて、AB間には基準電圧Vrefが印加されるが、
上記電源が印加されないオペアンプOP2がオフ状
態の時はA点はグランドレベルに落ちない。従つ
て、オフ状態からオン状態にした際に、試料電極
2と対極3間に定常状態になるまでの時間を回避
するために、両電極2,3間に電源V2による基
準電圧を与えるために連動するスイツチSW2SW3
を設けている。
第6図は併合発明の構成図を示すものであり、
プラス、マイナスの電圧が印加される一対のメツ
シユ状電極11,11′を固定化酵素電極2の前
面に配し、印加電圧のプラス、マイナスを反転さ
せるものである。これは固定化酵素電極2での感
度劣化はマイナスに帯電した血球、血小板、各種
タンパクが電気的に吸着したものと他の血球、血
小板、各種タンパクが酵素膜との接触により機械
的に付着したものにより発生する為である。従つ
てプラス、マイナスに印加されたメツシユ状電極
11,11′によつてその両方とも電気的吸着に
よつて除去しようとするものである。第7図は第
6図電極面上での模式図であり、スイツチ切換手
段を構成するスイツチSW4により電圧V3V4をメ
ツシユ状電極11,11′に交互に印加するよう
にしている。第7図aはメツシユ状電極11に電
圧V3のプラスを、電極11′にマイナスを印加
し、また同図bは電極11′に電圧V4のプラス
を、他方の電極11にはマイナスを印加するよう
にした場合を示している。すなわち、第7図aは
測定中であり、この測定中においてはメツシユ状
電極11,11′にプラス、マイナスの電荷を有
する血球、血小板、タンパク等が夫々吸着され
る。そして、スイツチSW4を切り換えてメツシユ
状電極11,11′に上記とは反対の極性の電圧
を印加してその反発力にて血球等を除去せしめる
ものである。
第8図は具体回路図を示すものであり、スイツ
チ切換発振回路15により上記スイツチSW4を切
り換えるようにしている。第9図は第8図によつ
て得られる出力波形である。血液を注入してグル
コース濃度を測定するある時間内に一方の電極1
1又は11′に電圧V3又はV4を印加するようにし
ている。このように、プラス、マイナスを印加す
る両メツシユ状電極11,11′を配しそれをス
イツチングさせることにより血球、血小板、各種
タンパクを電気的に吸引させて除去し検査と検査
の間(この間は血液は流れてこず、緩衝液のみが
流れている)にスイツチングによる吸着物質を放
出し、絶えず酵素電極表面上に血球、血小板、各
種タンパクが付着しない状態を保つておくことが
できるものである。
〔発明の効果〕
本発明は上述のように、電気泳動により血液、
尿中の血球、血小板、各種タンパク質等の物質を
除去するメツシユ状の電極を固定化酵素電極の前
面に設け、試料電極と対極とに印加される電圧よ
りも高い電圧を前記メツシユ状の電極に印加する
ようにしたものであるから、血液中のグルコース
濃度を測定する時、血球、血小板、タンパク等は
メツシユ状電極に吸着されることになつて、これ
ら血球等は固定化酵素電極にはほとんど付着しな
くなつて、経時的感度劣化を防ぐことができる効
果を奏する。
また、併合発明にあつては、電気泳動により血
液、尿中の血球、血小板、各種タンパク質等の物
質を除去するメツシユ状の電極を固定化酵素電極
の前面に設け、試料電極と対極とに印加される電
圧よりも高い電圧を前記メツシユ状の電極に印加
する電源を設け、上記メツシユ状の電極と固定化
酵素電極との間に第2のメツシユ状の電極を配設
し、両メツシユ状の電極にプラス、マイナスの電
圧を交互に印加するスイツチ切換手段を設けたも
のであるから、血液、尿中のプラス、マイナスの
夫々の電荷を有する血液、血小板、各種タンパク
質等の物質を吸引と反発により、メツシユ状の電
極への血液、尿中の血球、血小板、各種タンパク
質の吸着を除去することが可能となり、安定した
感度特性を得ることができる効果を奏するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の構成図、第2図は同
上のメツシユ状電極の正面図、第3図は同上の電
極面上での模式図、第4図は同上の具体回路図、
第5図は同上の動作波形図、第6図は同上の併合
発明の実施例の構成図、第7図a,bは同上の模
式図、第8図は同上の具体回路図、第9図は同上
の動作波形図、第10図は血液の成分を示す図、
第11図および第12図は従来例の遠心分離を行
つてグルコース濃度を測定する場合の説明図、第
13図は同上の構成図、第14図は同上の模式
図、第15は同上のフロー方式による測定方法を
示す図、第16図は同上の動作波形図である。 1は緩衡液、2は固定化酵素電極(試料電極)、
3は対極、11はメツシユ状の電極、11′は第
2のメツシユ状の電極を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 緩衝液中に固定化酵素電極である試料電極と
    この試料電極と対になる対極とを浸し、両電極間
    に電圧を印加して試料電極からの出力にて緩衝液
    中に投入された血液、尿中のグルコース濃度を検
    出するグルコース濃度検出装置において、電気泳
    動により血液、尿中の血球、血小板、各種タンパ
    ク質等の物質を除去するメツシユ状の電極を固定
    化酵素電極の前面に設け、試料電極と対極とに印
    加される電圧よりも高い電圧を前記メツシユ状の
    電極に印加して成ることを特徴とするグルコース
    濃度検出装置。 2 グルコース濃度検出の検査休止期間中メツシ
    ユ状の電極への電圧印加を中止するスイツチ手段
    を有していることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のグルコース濃度検出装置。 3 緩衝液中に固定化酵素電極である試料電極と
    この試料電極と対になる対極とを浸し、両電極間
    に電圧を印加して試料電極からの出力にて緩衝液
    中に投入された血液、尿中のグルコース濃度を検
    出するグルコース濃度検出装置において、電気泳
    動により血液、尿中の血球、血小板、各種タンパ
    ク質等の物質を除去するメツシユ状の電極を固定
    化酵素電極の前面に設け、試料電極と対極とに印
    加される電圧よりも高い電圧を前記メツシユ状の
    電極に印加する電源を設け、上記メツシユ状の電
    極と固定化酵素電極との間に第2のメツシユ状の
    電極を配設し、両メツシユ状の電極にプラス、マ
    イナスの電圧を交互に印加するスイツチ切換手段
    を設けて成ることを特徴とするグルコース濃度検
    出装置。
JP59122345A 1984-06-14 1984-06-14 グルコ−ス濃度検出装置 Granted JPS61750A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59122345A JPS61750A (ja) 1984-06-14 1984-06-14 グルコ−ス濃度検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59122345A JPS61750A (ja) 1984-06-14 1984-06-14 グルコ−ス濃度検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61750A JPS61750A (ja) 1986-01-06
JPH0426427B2 true JPH0426427B2 (ja) 1992-05-07

Family

ID=14833649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59122345A Granted JPS61750A (ja) 1984-06-14 1984-06-14 グルコ−ス濃度検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61750A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06481U (ja) * 1992-06-16 1994-01-11 株式会社学習研究社 パチンコ玩具
KR20010067623A (ko) * 2001-02-23 2001-07-13 홍영표 전기삼투압을 이용한 무채혈 글루코스 추출법
KR100453483B1 (ko) * 2001-10-26 2004-10-20 케이엠에이치 주식회사 글루코스 추출장치용 패치 및 그 제작방법
KR20090118314A (ko) * 2008-05-13 2009-11-18 케이엠에이치 주식회사 전기영동 현상을 이용한 무채혈 혈당 측정장치 및 측정방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61750A (ja) 1986-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kennedy et al. Amperometric monitoring of chemical secretions from individual pancreatic. beta.-cells
KR100188560B1 (ko) 생체감응 장치의 전극 재생방법 및 그 장치
KR100712380B1 (ko) 전기 화학 어세이의 타이밍을 개시하는 샘플 검출 방법
RU2002116217A (ru) Электрохимический способ и устройства, предназначенные для применения при определении концентраций исследуемых веществ с поправкой на гематокритное число
JPS6283649A (ja) 血糖測定器
BG93747A (bg) Метод и система от сензорни електроди за електрохимично определяне на анализиран компонент
WO1993005701A1 (en) A dialysis electrode device
RU2009114746A (ru) Способ определения концентраций пероксида водорода
RU2002133054A (ru) Пассивное обнаружение пробы для регулирования времени начала анализа
GB2201248A (en) Enzyme electrode sensors
US9453833B2 (en) System and method for detecting and monitoring proteolysis of protein matrices
Brabec et al. Electrochemical behaviour of proteins at graphite electrodes: Part III. The effect of protein adsorption
JP4751302B2 (ja) 電位差式センサ及び分析用素子
JPH0426427B2 (ja)
US20070269854A1 (en) Method and Device for Measuring an Enzymatic Activity in a Body Fluid
Ross et al. Ultramicroelectrode arrays as transducers for new amperometric oxygen sensors
Paras et al. Amperometry and cyclic voltammetry of tyrosine and tryptophan‐containing oligopeptides at carbon fiber microelectrodes applied to single cell analysis
Ribes et al. Determination of 8-chloro-6-(2-fluorophenyl)-1-methyl-4H-imidazo [1, 5-a][1, 4] benzodiazepine by adsorptive stripping with pulse voltammetry
Wang et al. Adsorptive/extractive stripping voltammetry of phenothiazine compounds at carbon paste electrodes
CN103808787A (zh) 一种谷胱甘肽传感器、其制备方法及在毛细管电泳安培检测中的应用
JPH04279854A (ja) 白金被覆カーボンファイバー電極およびこれを用いた            酵素膜センサ
JPH05215712A (ja) 電気触媒グルコースセンサ
KR20170089812A (ko) 전기화학적 검출방법에 의한 알레르겐 검출 장치
JP3800252B2 (ja) 濃度測定方法および装置
JPS62294954A (ja) 液中成分定量装置