JPH0758272B2 - グルコ−スセンサ - Google Patents
グルコ−スセンサInfo
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- JPH0758272B2 JPH0758272B2 JP61286337A JP28633786A JPH0758272B2 JP H0758272 B2 JPH0758272 B2 JP H0758272B2 JP 61286337 A JP61286337 A JP 61286337A JP 28633786 A JP28633786 A JP 28633786A JP H0758272 B2 JPH0758272 B2 JP H0758272B2
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Landscapes
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、種々の試料中のグルコース成分を迅速かつ容
易に定量することのできるグルコースセンサに関するも
のである。
易に定量することのできるグルコースセンサに関するも
のである。
従来の技術 近年、酵素反応と電極反応を結びつけて、試料中のグル
コース濃度を測定するグルコースセンサが利用されるよ
うになってきた。
コース濃度を測定するグルコースセンサが利用されるよ
うになってきた。
従来のグルコースセンサは、絶縁性基板に測定極と対極
からなる電極を埋め込み、この電極上に設置された保持
枠内に過層、および反応層を固定し、反応層の担体と
しての多孔体、例えばセルロースに酵素としてグルコー
スオキシダーゼが、共役電子受容体としてフェリシアン
化カリウムがそれぞれ担持されて構成されている。
からなる電極を埋め込み、この電極上に設置された保持
枠内に過層、および反応層を固定し、反応層の担体と
しての多孔体、例えばセルロースに酵素としてグルコー
スオキシダーゼが、共役電子受容体としてフェリシアン
化カリウムがそれぞれ担持されて構成されている。
以上のように構成されたチップ形のグルコースセンサに
ついて、以下その動作を説明する。試料液を上部から滴
下すると、まず、反応層で試料液中のグルコースと反応
層中のグルコースオキシダーゼとフェリシアン化カリウ
ムとの間で酵素酸化還元反応が進行し、フェロシアン化
カリウムが生成する。反応終了後の試料液は、測定を妨
害するような巨大分子が過層で除去された後に、電極
上へ降下する。電極上では、電極反応により、生成した
フェロシアン化カリウムの酸化を行い、その酸化電流値
から試料中のグルコース濃度を測定する。
ついて、以下その動作を説明する。試料液を上部から滴
下すると、まず、反応層で試料液中のグルコースと反応
層中のグルコースオキシダーゼとフェリシアン化カリウ
ムとの間で酵素酸化還元反応が進行し、フェロシアン化
カリウムが生成する。反応終了後の試料液は、測定を妨
害するような巨大分子が過層で除去された後に、電極
上へ降下する。電極上では、電極反応により、生成した
フェロシアン化カリウムの酸化を行い、その酸化電流値
から試料中のグルコース濃度を測定する。
また、第２図は、酵素の固定化を利用したグルコースセ
ンサの例を示す図である。図中７は電極であり、８は電
極７を覆う固定化膜でグルコースオキシダーゼが固定化
されている。９は容器で、10は電極および固定化膜7,8
を漬けるように満たした緩衝液、11は緩衝液10を撹拌す
るためのスタラーである。
ンサの例を示す図である。図中７は電極であり、８は電
極７を覆う固定化膜でグルコースオキシダーゼが固定化
されている。９は容器で、10は電極および固定化膜7,8
を漬けるように満たした緩衝液、11は緩衝液10を撹拌す
るためのスタラーである。
以上のように構成されたグルコースセンサについて、以
下その動作を説明する。まず、一定量の試料液を緩衝液
10中に添加し、スタラーで撹拌，希釈する。電極７には
定電圧が印加されており、試料中のグルコースが固定化
グルコースオキシダーゼと酵素反応して生成した過酸化
水素を検知して電流が流れ、その電流値よりグルコース
濃度を検知する（例えば講談社サイエンティフィク バ
イオセンサー 鈴木周一著）。
下その動作を説明する。まず、一定量の試料液を緩衝液
10中に添加し、スタラーで撹拌，希釈する。電極７には
定電圧が印加されており、試料中のグルコースが固定化
グルコースオキシダーゼと酵素反応して生成した過酸化
水素を検知して電流が流れ、その電流値よりグルコース
濃度を検知する（例えば講談社サイエンティフィク バ
イオセンサー 鈴木周一著）。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の従来の構成では、前者の場合、担体
としての多孔体としてセルロースを用いていたので、グ
ルコースオキシダーゼの担持量の安定化が困難で、反応
の安定化のために、多量のグルコースオキシダーゼが必
要であるという問題点を有していた。
としての多孔体としてセルロースを用いていたので、グ
ルコースオキシダーゼの担持量の安定化が困難で、反応
の安定化のために、多量のグルコースオキシダーゼが必
要であるという問題点を有していた。
また、後者の場合では、固定化酵素膜を使用しているた
め、繰り返し測定による酵素活性の劣化、さらに希釈操
作が必要なため、測定が複雑化するという問題点を有し
ていた。
め、繰り返し測定による酵素活性の劣化、さらに希釈操
作が必要なため、測定が複雑化するという問題点を有し
ていた。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、グルコー
スオキシダーゼの担持量の安定化により、少量でも十分
反応させるとともに繰り返し測定を避け、簡易な操作化
を実現することのできる使い捨てグルコースセンサの反
応層を提供することを目的とする。
スオキシダーゼの担持量の安定化により、少量でも十分
反応させるとともに繰り返し測定を避け、簡易な操作化
を実現することのできる使い捨てグルコースセンサの反
応層を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のグルコースセンサ
は、反応層の多孔体に陰イオン交換体を使用する構成と
したものである。
は、反応層の多孔体に陰イオン交換体を使用する構成と
したものである。
作用 この構成によって、陰イオン交換体中でグルコースオキ
シダーゼがイオン結合により安定的に保持され、少量の
グルコースオキシダーゼで、高精度の測定をすることが
できる。
シダーゼがイオン結合により安定的に保持され、少量の
グルコースオキシダーゼで、高精度の測定をすることが
できる。
実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例におけるグルコースセンサの
断面図を模式的に示すものである。第１図において、１
は絶縁性基板、２は測定極、３は対極、４は保持枠、５
は過層で、これらは従来例の構成と同じものであり、
電極係2,3には白金極を用いている。６は反応層で、担
体である陰イオン交換性のジエチルアミノエチル（DEA
E）−セルロースに、グルコースオキシダーゼのリン酸
緩衝液（pH5.6）の高濃度溶液を含浸し、乾燥後、さら
にフェリシアン化カリウムのリン酸緩衝液（pH5.6）の
高濃度溶液を含浸し、エタノールなど有機溶媒中に浸
漬，真空乾燥をして製作する。
断面図を模式的に示すものである。第１図において、１
は絶縁性基板、２は測定極、３は対極、４は保持枠、５
は過層で、これらは従来例の構成と同じものであり、
電極係2,3には白金極を用いている。６は反応層で、担
体である陰イオン交換性のジエチルアミノエチル（DEA
E）−セルロースに、グルコースオキシダーゼのリン酸
緩衝液（pH5.6）の高濃度溶液を含浸し、乾燥後、さら
にフェリシアン化カリウムのリン酸緩衝液（pH5.6）の
高濃度溶液を含浸し、エタノールなど有機溶媒中に浸
漬，真空乾燥をして製作する。
以上のように構成された本実施例のグルコースセンサに
ついて、以下その動作を説明する。まず、試料液を第１
図の上部に滴下すると、従来例と同様、試料中のグルコ
ースと、グルコースオキシダーゼ，フェリシアン化カリ
ウムの反応により、フェロシアン化カリウムが生成す
る。このフェロシアン化カリウムの電極系2,3上での酸
化電流値を測定することにより、試料中のグルコース濃
度を検知できる。
ついて、以下その動作を説明する。まず、試料液を第１
図の上部に滴下すると、従来例と同様、試料中のグルコ
ースと、グルコースオキシダーゼ，フェリシアン化カリ
ウムの反応により、フェロシアン化カリウムが生成す
る。このフェロシアン化カリウムの電極系2,3上での酸
化電流値を測定することにより、試料中のグルコース濃
度を検知できる。
第３図は、上記のグルコースセンサで測定した酸化電流
値と、グルコース濃度との関係を示すものである。Ａは
本発明の、反応層にDEAE−セルロースを使用したもの
で、B,Cは従来例のセルロースを使用したものである。
値と、グルコース濃度との関係を示すものである。Ａは
本発明の、反応層にDEAE−セルロースを使用したもの
で、B,Cは従来例のセルロースを使用したものである。
なお、測定は各グルコース濃度でそれぞれ５回行い、そ
の平均値とばらつきの幅を図中に示す。また、１回の測
定に使用する１つの反応層当りのグルコースオキシダー
ゼの平均担持量は、Ａは0.29mg、Ｂは0.81mg、Ｃは0.27
mgであり、その他の測定条件はA,B,Cとも等しい。この
図より、Ａでは電流値とグルコース濃度は、600mg/dlま
で非常に良い直線性を示し、各グルコース濃度において
も安定した測定値が得られる。これに対し、従来例のB,
Cにおいては、Ｂのようにグルコースオキシダーゼを多
量に担持すれば、グルコース濃度600mg/dlまでの直線性
と測定値の安定性が得られる。しかし、Ｃのように、グ
ルコースオキシダーゼの担持量が少量になると、100mg/
dl以上の高濃度域での直線性が得られず、また、各グル
コース濃度における測定値のばらつきも大きい。
の平均値とばらつきの幅を図中に示す。また、１回の測
定に使用する１つの反応層当りのグルコースオキシダー
ゼの平均担持量は、Ａは0.29mg、Ｂは0.81mg、Ｃは0.27
mgであり、その他の測定条件はA,B,Cとも等しい。この
図より、Ａでは電流値とグルコース濃度は、600mg/dlま
で非常に良い直線性を示し、各グルコース濃度において
も安定した測定値が得られる。これに対し、従来例のB,
Cにおいては、Ｂのようにグルコースオキシダーゼを多
量に担持すれば、グルコース濃度600mg/dlまでの直線性
と測定値の安定性が得られる。しかし、Ｃのように、グ
ルコースオキシダーゼの担持量が少量になると、100mg/
dl以上の高濃度域での直線性が得られず、また、各グル
コース濃度における測定値のばらつきも大きい。
以上のように、本実施例によれば、反応層担持にDEAE−
セルロースを使用することにより、少量のグルコースオ
キシダーゼ量でも、グルコース量を精度良く測定するこ
とができる。これは、グルコースオキシダーゼがDEAE−
セルロース担体中に、イオン結合により安定に保持され
るためと考えられる。さらに、従来の酵素固定化電極と
は異なり、簡易に製造できるため、反応層使用の一元化
が可能となる。
セルロースを使用することにより、少量のグルコースオ
キシダーゼ量でも、グルコース量を精度良く測定するこ
とができる。これは、グルコースオキシダーゼがDEAE−
セルロース担体中に、イオン結合により安定に保持され
るためと考えられる。さらに、従来の酵素固定化電極と
は異なり、簡易に製造できるため、反応層使用の一元化
が可能となる。
なお、本実施例では陰イオン交換体をDEAE−セルロース
としたが、陰イオン交換体は、テトラエチルアミノエチ
ル（TEAE）−セルロース,DEAE−セファデックスなどで
も良い。しかし、エピクロルヒドリエタノールアミン
（ECTEOLA）−セルロースは、測定の精度が悪く使用で
きない。
としたが、陰イオン交換体は、テトラエチルアミノエチ
ル（TEAE）−セルロース,DEAE−セファデックスなどで
も良い。しかし、エピクロルヒドリエタノールアミン
（ECTEOLA）−セルロースは、測定の精度が悪く使用で
きない。
また、本実施例では、電極系を測定極と対極の２極系と
したが、電極系は参照系を加えて３極系でも良い。この
場合、電位が安定し、より精度良く測定できる。
したが、電極系は参照系を加えて３極系でも良い。この
場合、電位が安定し、より精度良く測定できる。
電子受容体としては、上記に用いたフェリシアン化カリ
ウム以外にも、ｐ−ベンゾキノン，メチレンブルーなど
も使用できる。
ウム以外にも、ｐ−ベンゾキノン，メチレンブルーなど
も使用できる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、少なくとも測定極と対極
からなる電極系を酸化還元酵素および、酸化還元酵素と
共役する電子受容体を含有する陰イオン交換性の多孔体
で被覆することにより、グルコースオキシダーゼ担持量
が少量でも、十分精度良く測定でき、操作も簡易化する
ことができるという効果が得られる。
からなる電極系を酸化還元酵素および、酸化還元酵素と
共役する電子受容体を含有する陰イオン交換性の多孔体
で被覆することにより、グルコースオキシダーゼ担持量
が少量でも、十分精度良く測定でき、操作も簡易化する
ことができるという効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例と従来例におけるグルコース
センサの断面図、第２図は従来の固定化電極型グルコー
スセンサの模式図、第３図はグルコースセンサの応答特
性図である。 １……絶縁性基板、２……測定極、３……対極、５……
過層、６……反応層。
センサの断面図、第２図は従来の固定化電極型グルコー
スセンサの模式図、第３図はグルコースセンサの応答特
性図である。 １……絶縁性基板、２……測定極、３……対極、５……
過層、６……反応層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 27/46 ３３８ (72)発明者 小松 きよみ 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 南海 史朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 杉原 宏和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも測定極と対極とからなる電極系
を設け、この電極系を酸化還元酵素および、酸化還元酵
素と共役する電子受容体を含有する陰イオン交換性の多
孔体で被覆したことを特徴とするグルコースセンサ。 - 【請求項２】陰イオン交換性多孔体が、ジエチルアミノ
エチルセルロースであ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センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61286337A JPH0758272B2 (ja) | 1986-12-01 | 1986-12-01 | グルコ−スセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61286337A JPH0758272B2 (ja) | 1986-12-01 | 1986-12-01 | グルコ−スセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63139244A JPS63139244A (ja) | 1988-06-11 |
| JPH0758272B2 true JPH0758272B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=17703078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61286337A Expired - Fee Related JPH0758272B2 (ja) | 1986-12-01 | 1986-12-01 | グルコ−スセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758272B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7514250B2 (en) | 2002-12-24 | 2009-04-07 | Ikeda Food Research Co., Ltd. | Coenzyme-binding glucose dehydrogenase |
| EP2380980B1 (en) | 2005-03-25 | 2014-11-05 | Ikeda Food Research Co. Ltd. | Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same |
| US8492130B2 (en) * | 2006-06-29 | 2013-07-23 | Ikeda Food Research Co., Ltd. | FAD-conjugated glucose dehydrogenase gene |
-
1986
- 1986-12-01 JP JP61286337A patent/JPH0758272B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63139244A (ja) | 1988-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |