JPH055493Y2

JPH055493Y2 -

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Publication number: JPH055493Y2
Application number: JP6550987U
Authority: JP
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1993-02-12
Anticipated expiration: 2002-04-30
Also published as: JPS63172949U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この考案は酵素膜固定装置に関し、さらに詳細
にいえば、電気信号取出用の電極表面に、固定化
酵素膜を密着させるための酵素膜固定装置に関す
る。

＜従来の技術＞従来から、電気信号取出用の電極の表面に、酵
素を固定した固定化酵素膜を設けた構成の酵素電
極が知られており、このような酵素電極は、酵素
が特定の基質に対してのみ選択的に反応する関係
上、優れた選択性を有しており、臨床化学分析等
の分野で広く使用されている。

そして、酵素電極の特性を良好にするために
は、固定化酵素膜を電極表面に密着させることが
必要になり、しかも、この密着状態を電極表面の
全域にわたつて均一に達成しなければならないこ
とが知られている。

このような点を考慮して、従来から、筒状体の
一端縁に狭幅の鍔部５４を形成したキヤツプ５１
を準備しておいて、中央部を膨出させた電極５３
の表面に固定化酵素膜５２を位置させ、この状態
において上記キヤツプ５１を電極５３に被着する
ことにより固定化酵素膜５２の電極表面に対する
密着状態を確保するようにした酵素電極が提供さ
れている（第４図参照）。尚、上記キヤツプ５１
の鍔５４は固定化酵素膜５２の周縁を固定するこ
とができればよいのであるから、電極５３の表面
を可能な限り広く露呈させる（固定化酵素膜５２
を通して露呈させる）ために、可能な限り狭幅と
している。

そして、このような構成の酵素電極を使用すれ
ば、検体中の測定対象物質に対して酵素反応を行
なわせ、反応生成物質、或は反応消失物質の量に
対応する電気信号を取出すことができる。

＜考案が解決しようとする問題点＞上記の構成の酵素電極においては、装着前にお
いて平面状に形成された固定化酵素膜５２を凸面
状の電極表面に密着状に装着するのであるから、
中央部においては固定化酵素膜５２が緊張させら
れ、電極表面に対して密着させられることになる
のであるが、周縁寄り部においてはしわが発生
し、電極５３に対する密着状態は到底達成するこ
とができないという問題がある。

さらに詳細に説明すると、キヤツプ５１を電極
５３に対して嵌合する場合には、固定化酵素膜５
２に対して嵌合方向の力が作用するだけでなく、
く、上記凸面に添わせることに起因する力（嵌合
方向の力とは異なる方向の力）が作用するので、
電極５３の全面に対して密着状態で固定化酵素膜
５２を装着することは殆ど不可能であり、少なく
とも鍔５４より内方位置においてしわが発生する
ことになつてしまうのである。

また、最悪の場合には、上記の力が作用するこ
とに起因して固定化酵素膜が破損してしままうと
いう問題もある。

＜考案の目的＞この考案は上記の問題点に鑑みてなされたもの
であり、電極の表面に対する固定化酵素膜の装着
を、キヤツプを通して外部に露呈される部分につ
いては全面的に密着した状態とすることができる
酵素膜固定装置を提供することを目的としてい
る。

＜問題点を解決するための手段＞上記の目的を達成するための、この考案の酵素
膜固定装置は、電気信号取出用の電極を有する本
体に対して生理活性物質を固定した固定化酵素膜
を取付けるキヤツプ状支持体を、本体に対して取
外し可能に装着してあり、本体の固定化酵素膜装
着面を凸面に形成してあるとともに、キヤツプ状
支持体の内周に固定化酵素膜の周縁を本体の凸面
に圧接するフランジを形成してある。

但し、上記フランジとしては、キヤツプ状支持
体の本体への装着により凸面に沿うよう変形させ
られるものであることが好ましい。

＜作用＞以上の構成の酵素膜固定装置であれば、固定化
酵素膜を電極の表面に載置した状態において、キ
ヤツプ状支持体を電極に被着することにより、固
定化酵素膜の最外周縁を押圧固定するだけではな
く、最外周縁よりも内方寄りをもフランジにより
電極の凸状面周縁部に押圧固定することができ、
この結果、キヤツプ状支持体と接触することなく
外部に露呈されている部分を完全に電極表面に密
着させることができる。

そして、上記フランジが、キヤツプ状支持体の
本体への装着により凸面に沿うよう変形させられ
るものである場合には、キヤツプ状支持体の装着
に伴なつて、先ずフランジの内縁が固定化酵素膜
を電極表面に対して軽く押圧し、次いで、キヤツ
プ状支持体の装着動作を継続することにより、フ
ランジが変形しながら固定化酵素膜の押圧面積を
増大させるので、最終的に、外部に露呈している
部分における電極表面に対する全面密着を達成す
ることができる。

＜実施例＞以下、実施例を示す添付図面によつて詳細に説
明する。

第２図はこの考案の酵素膜固定装置により固定
化酵素膜を被着した酵素電極の一実施例を示す一
部切欠斜視図であり、電極１１を有する本体１
と、固定化酵素膜２と、拡散制限膜３と、キヤツ
プ状支持体２１，３１と、キヤツプ状支持体２１
を嵌合するためのアンダーキヤツプ４１とから構
成されている。

上記本体１は、合成樹脂等の絶縁材料で構成さ
れた筒体１７の中空部に、絶縁性接着剤等を充填
することにより、リード線１５，１６を固定して
おり、しかも一方の端に電極１１を埋込状に固定
している。そして、上記電極１１の外面にアンダ
ーキヤツプ４１を装着するための雄ねじ１９を形
成しているとともに、筒体１７の電極固定側外面
にも雄ねじ１８を形成している。

上記電極１１は、白金電極１２と銀電極１３と
から構成される過酸化水素電極であり、中空部に
絶縁材料１４を充填してあるとともに、同心円状
に配設された上記白金電極１２、絶縁材料１４、
および銀電極１３の端面が凸曲面状（例えば曲率
半径が10mmＲ）に形成されている。

上記固定化酵素膜２としては、この実施例にお
いては、グルコースオキシダーゼ（以下GODと
略称する）酵素をポリアクリルニトリル、ポリア
クリルアミド等に固定化した固定化GOD膜を使
用している。

上記アンダーキヤツプ４１は、第３図に示すよ
うに、ジユラコンからなる筒状体４２の外周所定
位置にキヤツプ状支持体２１の嵌合量を規制する
鍔４３を有しているとともに、上端面を固定化酵
素膜挟圧面４４としている。

上記キヤツプ状支持体２１は、第３図に示すよ
うに、ジユラコンからなる筒状本体２２の内径を
上記筒状体４２の外形と等しく設定しているとと
もに、筒状本体２２の上端に内向き鍔部を一体形
成している。そして、上記内向き鍔部の幅は、上
記アンダーキヤツプ４１の固定化酵素膜挟圧面４
４の幅よりも大きくなるように設定されており、
上記固定化酵素膜挟圧面４４に正対する部分が固
定化酵素膜挟圧面２３として作用するとともに、
固定化酵素膜挟圧面２３よりも内方寄り部をフラ
ンジ２４としている。尚、上記鍔部は全体として
薄肉状に形成されており、上記フランジ２４が、
キヤツプ状支持体２１の嵌合に伴なつて電極１１
の凸曲面に沿うよう変形可能である。

上記拡散制限膜３としては、この実施例におい
てはポア径100Å、膜厚90μmのセルロースナイト
レート膜を使用している。

上記キヤツプ状支持体３１は、合成樹脂等で構
成された筒状本体３２の内面に、上記雄ねじ１８
と螺合する雌ねじ３３を形成しているとともに、
外周先端部に環状に凹所３４を形成してあり、上
記凹所３４と係合する筒部３６、および筒状本体
３２の先端面と係合する内向きフランジ部３７を
有する筒状係合部材３５を上記筒状本体３２に係
合させ、かつ筒状本体３２の先端面と筒状係合部
材３５の内向きフランジ部３７との間に拡散制限
膜３の周縁部を挟持し、拡散制限膜３を緊張状態
に保持している。

したがつて、第１図に示すように、アンダーキヤ
ツプ４１を電極１１に装着しておいて、この状態
において、固定化GOD膜２を電極１１の凸曲面
部に載置し、次いでキヤツプ状支持体２１を上記
アンダーキヤツプ４１に嵌合することにより固定
化GOD膜２が電極１１の表面に密着する状態と
することができる。

この点についてさらに詳細に説明すると、キヤ
ツプ状支持体２１を嵌合している途中においてフ
ランジ２４の内周縁が電極１１の表面との間に固
定化GOD膜２を挟圧する状態になる。この状態
においては、固定化GOD膜２の少なくとも中央
部は電極１１の表面に密着した状態になつている
が、挟圧部近傍においては全面にわたつて密着し
ているという保障が全くなく、通常はある程度の
しわが生じている。しかし、キヤツプ状支持体２
１の嵌合動作を継続すれば、フランジ２４が凸曲
面に沿うように変形し、固定化GOD膜を挟圧し
ている部分が徐々に外方に移動するのであるか
ら、挟圧部近傍において生じているしわが伸ばさ
れ、最終的に、フランジ２４よりも内方に位置す
る固定化GOD膜２は完全に電極１１の表面に密
着した状態になり、しわは、固定化酵素膜挟圧面
２３、およびフランジ２４と接触する部分にのみ
存在することになる。

次いで、第２図に示すように、雌ねじ３３を筒
体１７の外面に形成した雄ねじ１８に螺合するこ
とにより、拡散制限膜３が、電極１１に密着した
固定化GOD膜２の表面に密着する状態とするこ
とができる。

したがつて、以上のように組立てられた酵素電
極を検体（例えば血液、尿等）に浸せば、拡散制
限膜３により蛋白、血球、酵素等の巨大分子の透
過を阻止するとともに、基質の拡散速度を制限す
るので、基質濃度が濃くても、適量の基質のみが
固定化GOD膜２に到達し、グルコース＋O₂＋H₂Ｏ→GOD グルコン酸＋H₂O₂ の反応が行なわれる結果、過酸化水素電極１１に
より、グルコース濃度に対応する電気信号が取出
される。

以上のようにして１度グルコース濃度検査を行
なつた後は、拡散制限膜３に蛋白、血球、酵素等
の巨大分子が付着し、目詰りが発生しているの
で、キヤツプ状支持体３１を取外し、新たな拡散
制限膜３を緊張支持しているキヤツプ状支持体３
１を装着することにより、上記目詰りに起因する
出力低下を防止して、再びグルコース濃度検査を
行なうことができる。実際に、上記のようにして
濃度150mg／dlのグルコース溶液を100回測定した
場合におけるばらつきは3.2％であり、高精度で
のグルコース濃度検査を行ない得たことがわか
る。

また、長期間にわたつてグルコース濃度検査を
行なわず、或は長期間保存することにより固定化
GOD膜２の活性が低下した場合には、上記のよ
うにキヤツプ状支持体３１とともに拡散制限膜３
を取外した後、キヤツプ状支持体２１とともに固
定化GOD膜２を取外し、次いで、新たな固定化
GOD膜２を、キヤツプ状支持体２１により緊張
状態で装着し、再び拡散制限膜３を緊張状態で支
持したキヤツプ状支持体３１を装着すればよく、
その後は、再び良好なグルコース濃度測定を行な
うことができる。

さらに、上記固定化GOD膜２の電極１１側に
数μm程度の厚みのアセチルセルロース膜を一体
化することにより、アスコルビン酸、尿酸等、電
極１１と直接反応して電流となる妨害物質を排除
できるようにすれば、グルコース濃度測定を高精
度に行なうことができる。

尚、この考案は以上の実施例に限定されるもの
ではなく、例えばキヤツプ状支持体２１、および
アンダーキヤツプ４１を合成樹脂等により形成す
ることが可能である他、キヤツプ状支持体をクリ
ツクストツプ式に着脱可能にすること、傾斜溝と
係合突部との組合せにより着脱可能にすること等
が可能であり、さらには、過酸化水素電極以外に
酸素電極等を使用することも可能である他、 GOD以外の生理活性物質を固定した固定化酵
素膜を被着する場合に適用することが可能であ
り、その他この考案の要旨を変更しない範囲内に
おいて種々の設計変更を施すことが可能である。

＜考案の効果＞以上のようにこの考案は、電極を形成した本体
に対して着脱可能なキヤツプ状支持体を、電極表
面に沿うフランジを有する形状としているので、
キヤツプ状支持体を装着するだけで、固定化酵素
膜の外部に露呈される部分を全面にわたつて確実
に電極表面に密着させることができ、ひいては、
測定精度を高めることができるという特有の実用
的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の電極に対する固定化GOD
膜の被着状態を説明する一部切欠斜視図、第２図
は拡散制限膜をも被着した状態を示す一部切欠斜
視図、第３図はアンダーキヤツプ、およびキヤツ
プ状支持体の関係を示す分解斜視図、第４図は従
来例を示す一部切欠斜視図。１……本体、２……固定化酵素膜、１１……電
極、２１……キヤツプ状支持体、２３，４４……
固定化酵素膜挟圧面、２４……フランジ、４１…
…アンダーキヤツプ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１電気信号取出用の電極を有する本体に対して
生理活性物質を固定した固定化酵素膜を取付け
るキヤツプ状支持体を、本体に対して取外し可
能に装着してあり、本体の固定化酵素膜装着面
を凸面に形成してあるとともに、キヤツプ状支
持体の内周に固定化酵素膜の周縁を本体の凸面
に圧接するフランジを形成してあることを特徴
とする酵素膜固定装置。２フランジが、キヤツプ状支持体の本体への装
着により凸面に沿うよう変形させられるもので
ある上記実用新案登録請求の範囲第１項記載の
酵素膜固定装置。