JPH0629873B2 - 酵素機能電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、酵素機能電極、すなわち、電解質中に存在
するグルコース、ガラクトース等のオキシダーゼ酵素の
基質となりうる物質や乳酸、アルコース、グリセロール
等のデヒドロゲナーゼ酵素の基質となりうる物質の濃度
をアンペロナトリックに測定する電極に関する。

(ロ)従来技術 本件出願人は、電解質中に存在するグルコース、ガラク
トース等のオキシダーゼ酵素の基質となりうる物質や乳
酸、アルコール等のデヒドロゲナーゼ酵素に基質となり
うる物質の濃度を測定する電極として、電子運搬体を含
有させたペースト状電極に酵素を固定化させた酵素機能
電極を出願している。

(ハ)発明が解決しようとする問題点 上述の酵素機能電極は、試料中に存在する被酸化性物
質、例えばアルコルビン酸、尿酸の妨害を受けやすい欠
点を有する。

(ニ)問題点を解決するための手段 この発明は、上記に鑑みなされたもので、ペースト中に
電子運搬体を含有させたペースト状電極と、該ペースト
状電極の表面に固定化された酵素及びその外面を被覆す
る固定化された酵素の基質の透過性薄膜とから構成され
た基質感応部を備えてなる酵素機能電極において、該基
質感応部の表面にグリッド電極を配設したことを特徴と
する。

なお、グリッド電極とは、多孔性電極と同意である。

(ホ)作用 この発明は、基質感応部の表面に配設されたグリッド電
極により前もって試料中に存在する被酸化性物質を酸化
し、測定電位では被酸化性物質による電流を生じないよ
うにする。

(ヘ)実施例 以下にこの発明の実施例について説明する。

(A)電極の作製 まず100mgのグラファィト粉末、60μの流動パラフィ
ン、48mgのベンゾキノンをよく混合し、ガラス管に充て
ん、圧縮し、一端を、平にしキノン−カーボンペースト
電極を作成する。

次にその電極面にグルコースオキシダーゼ溶液(30μｇ
／30μ）をのせ、水を蒸発させ、その上から直径4.8m
mの円型に打ち抜いた透過性薄膜（透析膜、厚さ20μ
ｍ）をのせ、さらにその上に金ミニグリット電極（イン
ターコニック社製500μｉ、グリッド巾14μｍ、空孔
巾37μｍ、厚さ3.3μｍ）をのせ、ガラス管と速乾性エ
ポキシ樹脂を用いて装着する。なお、金ミニグリッド電
極の一端には導電性接着剤を用いてリード線をつけてお
く。金ミニグリッド電極をガラス管に接着される時、透
析膜も固定される。

さらに速乾性エポキシ樹脂を用い金ミニグリット電極お
よびそのリード線の絶縁、固定を行う。カーボンペース
ト電極からのリードはペースト電極中に白金線を直接つ
きさして得られる。

以上の方法により作製した電極(W)を第１図に示す。

図中１がキノンカーボンペースト電極、２がグルコース
オキシダーゼ固定化層、３が透析膜、４が金ミニグリッ
ド電極、５が速乾性エポキシ樹脂、６がリード線、７が
ガラス管である。８は導伝性接着剤である。

(B)測定装置 測定は第２図の様なＨ型セルを用いて三電極方式で行っ
た。第２図中Ｗは第１図の電極８はガラス製Ｈ型セル、
９は窒素通気用テフロン（登録商標）チューブ、１０は
電極固定用シリコン栓、１１はスターラー、１２はKCl
飽和寒天、13は白金対極、１４は飽和カロメル電極、１
５は飽和KCl溶液、ａはカーボンペースト電極用端子、
ｂは金ミニグリッド電極用端子、ｃはカーボンペースト
電極用対極端子、ｄは金ミニグリッド電極用対極端子、
ｅは参照電極用端子である。

これら端子とポテンシオスタットとの接続は第３図に示
す。WE,CE,REは各々作用電極（カーボンペースト電極、
金ミニグリッド電極）、対極、参照電極と接続れる。Ｉ
がペースト電極系ポテンシオスタット、IIがグリッド電
極系ポテンシオスタット、IIIが記録計である。

(C)測定 グルコース濃度測定におけるアルコルビン酸の影響につ
いて測定した。

測定は先ずＨ型セル８に基礎液（0.1M,PH7.0リン酸緩衝
液）を入れ、窒素ガスで除酸素後行った。

カーボンペースト電極の電位は+0.5V(VSSCE)、グリッド
電極には電位をかけない状態（回路オフ）でグルコース
濃度に依存する定常電流を示した。この電流値はまたミ
ニグリッド電極のない場合と比較してほとんど同じであ
った。さらにグリッド電極６に0.5V(VSSCE)の電位をか
けてもグルコース応答に変化はなかった。

グリッド電極６をオフにした場合、2mMグルコースに対
し約0.85μＡの電流応答が観察される。これにアスコル
ビン酸を加えていくと第４図直線Ａの様にアスコルビン
酸濃度に応じ定常電流値の増加が認められる。次にグリ
ッド電極にも0.5V(VSSCE)の電位をかけた場合、グルコ
ースに対する応答は変化せずまたアスコルビン酸濃度に
よってもその電流値は変化しない（第３図、直線Ｂ）。

このことは、グリッド電極６にグルコース測定用酵素機
能電極と同じ電位をかけることにより、その電位でグル
コース測定に影響を及ぼす被酸化性妨害物質がほとんど
グリッド電極で除去され、グルコース測定を妨害しない
ことを示すものである。

また、グリッド電極６をオン・オフ時のカーボン・ペー
スト電極１を流れる電流値の差よりアスコルビン酸の濃
度定量も可能である。なお、グリッド電極６を流れる電
流値によっても同様にアスコルビン酸の定量が可能であ
る。

(ト)効果 この発明によれば、試料中に存在する被酸化性物質の妨
害を受けずに目的物質の濃度を測定できるという効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る電極の構成図、第２図は測定
用セルの概略図、第３図はセルとポテンシオスタットの
接続図、第４図はグルコース濃度測定におけるアスコル
ビン酸の影響を示す図である。 １……キノンカーボンペースト電極 ２……グルコースオキシダーゼ固定化層 ３……透析膜、４……金ミニグリッド電極 ５……エポキシ樹脂、６……リード線 ７……ガラス管、８……導伝性接着剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ペースト中に電子運搬体を含有させたペー
   スト状電極と、該ペースト状電極の表面に固定化された
   酵素及びその外面を被覆する固定化された酵素の基質の
   透過性薄膜とから構成された基質感応部を備えてなる酵
   素機能電極において該基質感応部の表面にグリッド電極
   を配設したことを特徴とする酵素機能電極。