JPH046907B2 - - Google Patents
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- JPH046907B2 JPH046907B2 JP58040885A JP4088583A JPH046907B2 JP H046907 B2 JPH046907 B2 JP H046907B2 JP 58040885 A JP58040885 A JP 58040885A JP 4088583 A JP4088583 A JP 4088583A JP H046907 B2 JPH046907 B2 JP H046907B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- glucose
- porous body
- measurement
- electrodes
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme electrodes
- C12Q1/004—Enzyme electrodes mediator-assisted
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme electrodes
- C12Q1/005—Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、簡易に生体試料中の特定成分を測定
できるバイオセンサに関するものである。
できるバイオセンサに関するものである。
従来例の構成とその問題点
最近、酵素を用いることにより、生体試料中の
複雑な成分を酵素反応及び電極反応により特異的
に測定できるバイオセンサが開発されている。グ
ルコースセンサに例をとると、第１図のように、
グルコースオキシダーゼ固定化電極１に定電圧を
印加し、流路２に緩衝液を流しながら試料液を添
加し、電極１に流れる電流値により試料中のグル
コース濃度を検知するフロー方式が開発されてい
る。この方式は高速に精度よく測定できるが、装
置が大型化してしまうという問題点があつた。
複雑な成分を酵素反応及び電極反応により特異的
に測定できるバイオセンサが開発されている。グ
ルコースセンサに例をとると、第１図のように、
グルコースオキシダーゼ固定化電極１に定電圧を
印加し、流路２に緩衝液を流しながら試料液を添
加し、電極１に流れる電流値により試料中のグル
コース濃度を検知するフロー方式が開発されてい
る。この方式は高速に精度よく測定できるが、装
置が大型化してしまうという問題点があつた。
そこで、第２図のように、グルコースオキシダ
ーゼ固定化電極１を容器３に入れ、緩衝液４で満
たし、スターラ５で攪拌している中に試料液を添
加するいわゆるバツチ方式が考えられた。この方
式により、かなり小型化できたが、緩衝液のとり
かえが必要であり、又攪拌装置が不可欠なため攪
拌によるアワの発生や液の乱れが起こり、精度に
影響するなどの問題点があつた。又希釈している
ため、緩衝液の量や試料の添加量に精度が要求さ
れ操作が複雑化する不都合があつた。
ーゼ固定化電極１を容器３に入れ、緩衝液４で満
たし、スターラ５で攪拌している中に試料液を添
加するいわゆるバツチ方式が考えられた。この方
式により、かなり小型化できたが、緩衝液のとり
かえが必要であり、又攪拌装置が不可欠なため攪
拌によるアワの発生や液の乱れが起こり、精度に
影響するなどの問題点があつた。又希釈している
ため、緩衝液の量や試料の添加量に精度が要求さ
れ操作が複雑化する不都合があつた。
簡易型としては、尿検査の時に使用されている
検査紙と同様、にステイツク状の支持体に糖（グ
ルコース）にのみ反応する酵素および酵素反応時
又は酵素反応の生成物により変化する色素を含有
する担体を設置したものがある。この担体に血液
を添加し、一定時間後の色素の変化を目又は光に
より測定する方式であるが、血液中の色素による
妨害が大きく精度が低いという問題があつた。
検査紙と同様、にステイツク状の支持体に糖（グ
ルコース）にのみ反応する酵素および酵素反応時
又は酵素反応の生成物により変化する色素を含有
する担体を設置したものがある。この担体に血液
を添加し、一定時間後の色素の変化を目又は光に
より測定する方式であるが、血液中の色素による
妨害が大きく精度が低いという問題があつた。
発明の目的
本発明は、上記の問題点を克服し、小型で簡易
に測定でき、しかも精度のよいバイオセンサを提
供することを目的とする。
に測定でき、しかも精度のよいバイオセンサを提
供することを目的とする。
発明の構成
本発明のバイオセンサは、絶縁性の基板上に端
部を露出させて測定極と対極とを形成し、前記両
電極の露出部を覆うように多孔体を設置し、この
多孔体に酸化還元酵素を含ませたことを特徴とす
る。
部を露出させて測定極と対極とを形成し、前記両
電極の露出部を覆うように多孔体を設置し、この
多孔体に酸化還元酵素を含ませたことを特徴とす
る。
本考案のバイオセンサを用いれば、測定時に緩
衝液を用いずに試料を希釈することなく、酵素を
含む多孔体に覆われた電極に試料液のみ添加して
測定することができる。
衝液を用いずに試料を希釈することなく、酵素を
含む多孔体に覆われた電極に試料液のみ添加して
測定することができる。
実施例の説明
第３図は本発明の実施例のバイオセンサを示
す。
す。
６は樹脂製の基板、７は測定極、８は対極であ
り、電極７，８はその端面が基板６上に露出する
ように基板６に埋め込まれている。９，１０は電
極７，８のリードである。１１は電極７，８の露
出面を覆うように設置した親水性の多孔体であ
り、これには測定対象物にのみ作用する酸化還元
酵素が含まれている。この多孔体１１に試料液を
添加すると、酵素の作用により基質と溶存酵素が
反応し、生成した過酸化水素や減少した酵素量
を、上記２電極間に所定のの電圧をかけて流れる
電流値を測定することにより検知し、基質の濃度
を測定することができる。
り、電極７，８はその端面が基板６上に露出する
ように基板６に埋め込まれている。９，１０は電
極７，８のリードである。１１は電極７，８の露
出面を覆うように設置した親水性の多孔体であ
り、これには測定対象物にのみ作用する酸化還元
酵素が含まれている。この多孔体１１に試料液を
添加すると、酵素の作用により基質と溶存酵素が
反応し、生成した過酸化水素や減少した酵素量
を、上記２電極間に所定のの電圧をかけて流れる
電流値を測定することにより検知し、基質の濃度
を測定することができる。
上記の構成によれば、緩衝液を用いることな
く、攪拌も必要ないので、装置が非常に簡略化さ
れコンパクトになり、又液のとりかえや定量注液
の操作がなくなり簡単に測定ができる。
く、攪拌も必要ないので、装置が非常に簡略化さ
れコンパクトになり、又液のとりかえや定量注液
の操作がなくなり簡単に測定ができる。
次に、バイオセンサの１つとして、グルコース
センサについて具体例を説明する。
センサについて具体例を説明する。
第３図において、測定極７および対極８に白金
を用いた。電位を安定させるため、対極８の面積
は測定極７の少なくとも２倍以上の面積にした。
対極８に対し測定極７が＋0.9Vになるよう設定
した。この２つの電極を覆うように、グルコース
オキシンダーゼをリン酸緩衝液に溶解したものを
含浸して乾燥したろ紙１１を設置した。
を用いた。電位を安定させるため、対極８の面積
は測定極７の少なくとも２倍以上の面積にした。
対極８に対し測定極７が＋0.9Vになるよう設定
した。この２つの電極を覆うように、グルコース
オキシンダーゼをリン酸緩衝液に溶解したものを
含浸して乾燥したろ紙１１を設置した。
グルコース標準液（０〜300mg／d1）を上記の
ろ紙に10μ1ずつ添加すると、グルコースオキシ
ダーゼによりグルコースと酵素が反応し、生成し
た過酸化水素が電極面で酸化され、その時の酸化
電流のピーク値をとると第４図のＡのようにな
り、グルコース濃度とよい直線関係を示した。な
お、添加するグルコース標準液の量を10μ1〜
50μ1の間で変化させたところ、液量に関係なく
酸化電流値は同じ値を示した。測定は１回毎、ろ
紙を取りかえればよいので、液交換の必要や、攪
拌の手間が省けた。応答時間は、攪拌方式が５秒
ぐらいなのに対し、15〜20秒必要であるが、攪拌
のためにできたアワや液の乱れ、希釈誤差などが
なくなり、精度よく簡易に測定できた。
ろ紙に10μ1ずつ添加すると、グルコースオキシ
ダーゼによりグルコースと酵素が反応し、生成し
た過酸化水素が電極面で酸化され、その時の酸化
電流のピーク値をとると第４図のＡのようにな
り、グルコース濃度とよい直線関係を示した。な
お、添加するグルコース標準液の量を10μ1〜
50μ1の間で変化させたところ、液量に関係なく
酸化電流値は同じ値を示した。測定は１回毎、ろ
紙を取りかえればよいので、液交換の必要や、攪
拌の手間が省けた。応答時間は、攪拌方式が５秒
ぐらいなのに対し、15〜20秒必要であるが、攪拌
のためにできたアワや液の乱れ、希釈誤差などが
なくなり、精度よく簡易に測定できた。
酵素反応で使われた酵素の減少量もグルコース
濃度とよい直線性を示した。また、対極８を銀塩
化銀にした場合も良好な結果が得られた。
濃度とよい直線性を示した。また、対極８を銀塩
化銀にした場合も良好な結果が得られた。
ろ紙の代わりに、ポリカーボネート多孔体膜や
ガラス繊維、ガーゼ、パルプの不織布、ナイロン
不織布、セラミツク多孔体、ガラスの多孔体など
親水性の多孔体膜を用いても、同様な結果が得ら
れた。
ガラス繊維、ガーゼ、パルプの不織布、ナイロン
不織布、セラミツク多孔体、ガラスの多孔体など
親水性の多孔体膜を用いても、同様な結果が得ら
れた。
なお、撥水性の多孔体においても界面活性剤で
処理することにより使用することができる。
処理することにより使用することができる。
グルコースオキシダーゼ溶液をろ紙に含浸した
後、グルタルアルデヒド蒸気中で１時間固定化し
た。このろ紙を使用し前記同様の条件で測定した
ところ、第４図のＢのように、固定化しないろ紙
を使つた応答Ａより電流値が低かつたが、直線性
は良く、又長期保存が。可能となつた。
後、グルタルアルデヒド蒸気中で１時間固定化し
た。このろ紙を使用し前記同様の条件で測定した
ところ、第４図のＢのように、固定化しないろ紙
を使つた応答Ａより電流値が低かつたが、直線性
は良く、又長期保存が。可能となつた。
２電極間７と８の電圧を０〜＋0.9Vの間で鋸
歯状に1V／secで変化させ、グルコース標準液
（０〜300mg／d1）10μ1を添加した時流れる電流
のピーク値を測定したところ、第４図Ｃのように
なり、定電圧で測定して得られたピーク電流値よ
り高く流れ、しかもグルコース濃度との直線性も
良好であつた。
歯状に1V／secで変化させ、グルコース標準液
（０〜300mg／d1）10μ1を添加した時流れる電流
のピーク値を測定したところ、第４図Ｃのように
なり、定電圧で測定して得られたピーク電流値よ
り高く流れ、しかもグルコース濃度との直線性も
良好であつた。
本発明は、上記例のグルコースセンサに限ら
ず、アルコールセンサや鮮度に関係するイノシン
センサなど、酸素還元酵素の関与する系に用いる
ことができる。また、上記実施例では基板に測定
極と対極を埋め込んだが、基板上に測定極と対極
をはりつけたり、スパツタ方法により各電極を形
成しても同様の効果が得られた。
ず、アルコールセンサや鮮度に関係するイノシン
センサなど、酸素還元酵素の関与する系に用いる
ことができる。また、上記実施例では基板に測定
極と対極を埋め込んだが、基板上に測定極と対極
をはりつけたり、スパツタ方法により各電極を形
成しても同様の効果が得られた。
発明の効果
本発明によれば、測定電極および対極からなる
系に酸化還元酵素を含んだ多孔体を設置し、直接
試料液を添加して測定することにより、攪拌が省
略されて装置が小型化でき、製造が容易になる。
又攪拌によるアワや液の乱れもなく、液の交換な
ども必要でなくなり、簡易に精度よく測定できる
ようになる。特にグルコースセンサについては、
家庭で簡易に測定できる装置が望まれているの
で、非常に有用である。
系に酸化還元酵素を含んだ多孔体を設置し、直接
試料液を添加して測定することにより、攪拌が省
略されて装置が小型化でき、製造が容易になる。
又攪拌によるアワや液の乱れもなく、液の交換な
ども必要でなくなり、簡易に精度よく測定できる
ようになる。特にグルコースセンサについては、
家庭で簡易に測定できる装置が望まれているの
で、非常に有用である。
第１図は従来のフロー方式のグルコースセンサ
の構成を示す略図、第２図はバツチ方式のグルコ
ースセンサの略図、第３図は本発明の一実施例の
グルコースセンサの縦断面略図、第４図は同セン
サの応答例を示した図である。 ６……基板、７……測定極、８……対極、１１
……酵素を含んだ多孔体。
の構成を示す略図、第２図はバツチ方式のグルコ
ースセンサの略図、第３図は本発明の一実施例の
グルコースセンサの縦断面略図、第４図は同セン
サの応答例を示した図である。 ６……基板、７……測定極、８……対極、１１
……酵素を含んだ多孔体。
Claims (1)
- １ 絶縁性の基板上に端部を露出させて測定極と
対極を形成し、前記両電極の露出部を覆うように
多孔体を設置し、この多孔体中に少なくとも酸化
還元酵素を含ませて構成し、前記多孔体に生体試
料液を滴下することにより、試料中の基質濃度に
応じた電流を上記２電極間で測定できるようにし
たバイオセンサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58040885A JPS59166852A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | バイオセンサ |
| EP19840901016 EP0136362B1 (en) | 1983-03-11 | 1984-03-06 | Biosensor |
| DE8484901016T DE3483761D1 (en) | 1983-03-11 | 1984-03-06 | Biosensor. |
| PCT/JP1984/000087 WO1984003562A1 (en) | 1983-03-11 | 1984-03-06 | Biosensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58040885A JPS59166852A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | バイオセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59166852A JPS59166852A (ja) | 1984-09-20 |
| JPH046907B2 true JPH046907B2 (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=12592961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58040885A Granted JPS59166852A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59166852A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9046479B2 (en) | 2008-06-24 | 2015-06-02 | Panasonic Healthcare Holdings Co., Ltd. | Biosensor, method of producing the same and detection system comprising the same |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2590802B2 (ja) * | 1984-10-12 | 1997-03-12 | 松下電器産業株式会社 | バイオセンサ |
| JP2590803B2 (ja) * | 1984-10-12 | 1997-03-12 | 松下電器産業株式会社 | バイオセンサ |
| JP2624236B2 (ja) * | 1986-04-02 | 1997-06-25 | 松下電器産業株式会社 | バイオセンサ |
| DE3687646T3 (de) | 1985-06-21 | 2001-05-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biosensor und dessen herstellung. |
| US5185256A (en) * | 1985-06-21 | 1993-02-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for making a biosensor |
| JPH0654304B2 (ja) * | 1986-08-28 | 1994-07-20 | 松下電器産業株式会社 | バイオセンサ |
| JPH0827251B2 (ja) * | 1986-09-12 | 1996-03-21 | オムロン株式会社 | 酵素電極の製造方法 |
| JPS63131057A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-03 | Terumo Corp | 酵素センサ |
| JPH07122623B2 (ja) * | 1986-12-10 | 1995-12-25 | 松下電器産業株式会社 | バイオセンサ |
| USRE36268E (en) * | 1988-03-15 | 1999-08-17 | Boehringer Mannheim Corporation | Method and apparatus for amperometric diagnostic analysis |
| JPH01148843U (ja) * | 1988-04-01 | 1989-10-16 | ||
| JPH0227245A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-01-30 | Ikuo Sato | 熱計測素子 |
| AU2933097A (en) * | 1996-05-16 | 1997-12-05 | Sendx Medical, Inc. | Sensors with subminiature through holes, and method for fabricating such sensors |
| US6565738B1 (en) * | 1999-01-28 | 2003-05-20 | Abbott Laboratories | Diagnostic test for the measurement of analyte in abiological fluid |
| US6572745B2 (en) | 2001-03-23 | 2003-06-03 | Virotek, L.L.C. | Electrochemical sensor and method thereof |
| US6576102B1 (en) | 2001-03-23 | 2003-06-10 | Virotek, L.L.C. | Electrochemical sensor and method thereof |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4020830A (en) * | 1975-03-12 | 1977-05-03 | The University Of Utah | Selective chemical sensitive FET transducers |
| JPS5217889A (en) * | 1975-08-01 | 1977-02-10 | Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd | Enzyme electrode |
| JPS54137395A (en) * | 1978-04-18 | 1979-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Analyzer |
| JPS5534072A (en) * | 1978-09-03 | 1980-03-10 | Kyoto Daiichi Kagaku:Kk | Dialysis membrane bearing fixed enzyme and automatic analysis using the same |
| JPS56126758A (en) * | 1980-03-11 | 1981-10-05 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Enzyme electrode |
| DE3114441A1 (de) * | 1980-04-11 | 1982-03-04 | Radiometer A/S, 2400 Koebenhavn | Elektrochemische messelektrodeneinrichtung |
| JPS5824854A (ja) * | 1981-06-24 | 1983-02-14 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 液体試料の電気化学的分析方法 |
| JPS589061A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-19 | Nikkiso Co Ltd | 酵素電極におけるフロ−セル |
-
1983
- 1983-03-11 JP JP58040885A patent/JPS59166852A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9046479B2 (en) | 2008-06-24 | 2015-06-02 | Panasonic Healthcare Holdings Co., Ltd. | Biosensor, method of producing the same and detection system comprising the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59166852A (ja) | 1984-09-20 |
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