JPH08505123A - 改良されたセンサー膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はイオン選択電極に使用する電極膜コンビネーションとバイオセンサーに関する。加えて本発明は、その電極膜コンビネーションの製造方法と分析物の検出におけるその電極膜コンビネーションに合併するイオン選択電極とバイオセンサーの用途に関する。本発明はまた電極膜コンビネーションに用いる新規化合物に関する。これら新規化合物は電極に多数のイオノフォアを含む膜の付着と膜の間に空間を提供するのに用いるリンカー脂質を含み、電極は一部または全部のいずれかがリンカー脂質で作られる。該リンカー脂質は膜拡張が可能な疎水性領域、電極表面に該分子が常に付着された付着基、上記疎水性領域と該付着基とに介在された親水性領域、及び該親水性領域から離れた側で疎水性領域に接合される極性突端基領域とを同じ分子内に備える。

Description

【発明の詳細な説明】 改良されたセンサー膜発明の分野 本発明はイオン選択電極とバイオセンサーに用いる電極膜コンビネーション（ electrode membrane combinations）に関する。加えて、本発明はそのような電 極膜コンビネーションを製造するための方法と、分析物の検出においてそのよう な電極膜コンビネーションを合併したバイオセンサーとに関する。本発明はまた 、その電極膜コンビネーションにおいて使用する新規化合物に関する。発明の背景 脂質二重層膜（黒色脂質膜（black lipid membranes-ＢＬＭ'ｓ）としても知 られる）は、生物学と化学の分野で周知である。これらの膜を透過するイオン束 密度（ion flux）を調節するイオノフォア（ionophores）の能力もまた周知であ る。特有の分子に応答する膜のイオン束密度の調節もまた、殊に生物化学の分野 において周知である。しかし、この脂質二重層膜（lipid bilayer membranes） は、極端に脆く、非特異的な物理的および化学的な妨害に対し敏感である。上記 ＢＬＭ'ｓの調製と特性はテキストブックと文献記事中に十分に開示されている 。イオノフォアをＢＬＭ'ｓ中の脂質二重層中に合併すること（P．Muellerら，B iochem．Biophys．Res Commun.，26（1967）298；A.A．LevらTsitologiya，9（1 967） 102；）及びその膜を透過する選択的なイオン束密度がモニター可能であ ることは1967年より知られている。イオン性のヒドロゲルレザバー（hydrogel r eservoir）およびイオン選択電極のような利用についてのイオノフォアを含んだ 脂質二重層体を生産することの可能性は既に示唆されている（U.J．Krullら、米 国特許第4,661,235号、1987年４月28日）がしかし、当該分野で教示されている 再生できかつ安定な二重層膜を得ることを意味するものではない。ラングミュア -ブロジェットニ重層体及び多層体アプローチ（T.L．Fareら，Powder Technolog y，3，（1991），51-62; A．Gilardoniら，Colloids and Surfaces，68，（1992 ），23 5-242）の利用は試みられており、しかしながら、そのイオン選択性は不十分で あり、その応答時間は実用を意図するには遅過ぎるし、安定性が十分ではなくか つそのＬＢ技法は、工業的適用のためには非常に困難であると一般に考えられて いる。 本発明の開示においてイオノフォアは、バリノマイシン、モナクチン、メチル モネンシンのようなイオン輸送体（ion carriers）と両立できる天然由来の親油 性二重層膜または他の天然由来のイオン輸送体、または親油性コロナンド（coro nands）、クリプタンド（cryptands）またはポタンド（potands）のような合成 のイオノフォア、またはグラミシジン、アラメチシン、メリチンまたはそれらの 誘導体のような低分子量（＜５０００ｇ／モル）の天然由来または合成のイオン チャンネルのいずれかである。任意にトリアルキル化されたアミンまたはフィチ ン酸のようなカルボン酸をプロトンイオノフォア（proton ionophores）のよう に役立てて良い。 イオンチャンネルはまた、両立可能な脂質膜、蛋白質イオンチャンネルを広く 包含して良く、殊にそれらの機能および安定性は外来のアルカン材料が必須でな い脂質二重層内へのそれらの合併を通して増大される。 本発明の広義の記載において、脂質とは、何らかの両親媒性（amphiphilic） の分子、天然由来または合成の何れか一方の、疎水性の炭化水素基と親水性突端 基とを含んでいるものと見なされる。 脂質膜コンビネーションにおけるゲートされた（gated）イオノフォアを合併 したバイオセンサーとイオン選択電極は、国際特許出願PCT/AU88/00273号、PCT/ AU89/00352号、PCT/AU90/00025号及びPCT/AU92/00132号中に開示されている。こ れら参考文献のそれそれの開示は参照によってこの中に合併される。 これら出願中に開示されたように、適切に変更された受容体分子は両親媒性分 子と変更された表面結合特性をもつ生成膜との共分散させて良く、それは高い結 合能力と高い結合特性のバイオセンサー受容体表面の作製に有用である。それに はまた、ポリペプチドイオノフォアのようなイオノフォアが両親媒性分子で共分 散させて良く、それによりイオンの透過性との相関において変更された特性をも つ膜が形成することが開示されている。それらにはまた、膜の伝達性の分析物の 結合に対する応答が変更されるようなそれらのイオンチャンネルのゲート化の各 種方法の開示がある。それら出願はまた、電極表面に付着する両親媒性分子の化 学的に吸着されたアレイ（arrays）を用いた改善された安定性とイオン束密度を もつ膜を作製する方法と、上記化学的に吸着された両親媒性分子上のイオノフォ アを合併する脂質膜を作製する手段とを表す。加えて、両親媒性分子をもつイオ ン選択イオノフォアを共分散する手段と、それによってイオン選択膜コンビネー ションを作製することとされる。 本発明は、新規な合成脂質と脂質コンビネーション、及び膜組立の新規な手段 の使用を通して安定性とイオン束密度の特性を向上する改善された手段をここに 決定している。 各種の実施態様において、本発明は、イオノフォアのイオン輸送、膜の厚みと 流動性、膜の安定性、血清、血漿または血液への応答、および膜への蛋白質の非 特異的な吸着を制御するように脂質センサー膜の特性を調整することによって、 新規な二重層膜拡張性脂質（bilayer membrane spanning lipids）と二重層脂質 およびそれらの作製方法を含む。発明の概要 第１の態様において、本発明は、電極にイオノフォアを多数含有せしめた膜を 付着することと、膜と電極との間に空間を提供するのに用いるためのリンカー脂 質であり、該膜は一部または全部のいずれか一方がリンカー脂質で作られ、該リ ンカー脂質は、膜を拡張し得る疎水性領域、電極表面に該分子が常に付着された 付着基（attachment group）、上記疎水性領域と該付着基とに介在された親水性 領域、及び該親水性領域から離れた側で疎水性領域に接合された極性突端基（po lar head group）領域とを同じ分子内に備えている。 本発明の好適な実施態様において、上記突端基（head group）領域は、グリセ ロール、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、モノ-、ジ- 又はトリ-メチル化ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジン酸、ホス ファチジルセリン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール のような天然由来または合成の脂質と正規に共同される基、カルジオリピン中に 見出せるような二基置換された突端基、ガングリオシド突端基、スフィンゴミエ リン突端基、プラスマローゲン突端基、グリコシル、ガラクトシル、ジガラクト シル、スルホ糖、Ｎ−ノイラミン酸、シアリン酸、アミノ糖突端基、炭水化物突 端基、gal(betal-3)galNAc(betal-4)[NacNeu(alpha2-3]gal(betal-4)glc-セラミ ド、エチレングリコールのオリゴマー、エチレングリコール、プロピレングリコ ールのオリゴマー、プロピレングリコール、アミノ酸、アミノ酸のオリゴマー、 アミノ酸または他のイオンの種又は何れかの組合せまたは上記の誘導体で機能付 与されたエチレングリコールまたはプロピレングリコールのオリゴマーの組合せ からなる群から選択されたものである。 該突端基は、膜の表面上の蛋白質への非特異的な結合を常に最小限にすること のできる天然由来または合成突端基であることが通例は好ましい。 本発明の更なる好適な実施態様において、蛋白質の非特異的な結合を最小限に する表面特性を提供するために、該突端基が６００−６０００ｇ／モルの間の分 子量の範囲のポリエチレングリコールであることが好ましい。 更なる好適な実施態様において、該突端基はホスファチジルコリン基である。 更なる好適な実施態様において、該突端基はグリセロール基である。 更なる好適な実施態様において、該突端基はビオチンまたはビオチニル化した ６-アミノカプロン酸基またはＮ-ビオチニル化６-アミノカプロン酸のオリゴマ ーである。 更なる好適な実施態様において、該突端基はGal(betal-3)galNAc(betal-4)[Na cNeu(a1pha2-3]gal(betal-4-Glc-セラミド突端基である。 本発明の更なる好適な実施態様において、該突端基は、リンカー脂質上に蛋白 質分子が常に共有結合していることができる基であることが好ましい。その蛋白 質分子は抗体または抗体フラグメントのようないずれかの受容体で良く、または 酵素で良く、または膜に生物適合特性を授けるために選ばれた蛋白質分子であっ て良い。 該突端基は、蛋白質上のアミン基を経て蛋白質分子とともに上記リンカー脂質 を常に接合させておくことのできるカルボン酸基で末端化することが好ましい。 該突端基は、カルボン酸基で末端化された４００−１０００ｇ／モルの分子量 範囲中のポリエチレングリコールであることが好ましい。 更なる好適な実施態様において、該突端基は蛋白質分子上の炭水化物基の酸化 により生成されたアルデヒド基を経て蛋白質分子に共有結合し得る基である。 更なる好適な実施態様において、該突端基は、ヒドラジド誘導体である。 更なる好適な実施態様において、該突端基は、カルボキシヒドラジド誘導体で 末端化されたポリエチレングリコールである。 更なる好適な実施態様において、該突端基は、蛋白質分子上の遊離チオール基 を経て該蛋白質分子に共有結合され得る基である。 該突端基はマレイミド誘導体であることが好ましい。 更なる好適な実施態様において、該突端基は、蛋白質分子上のカルボン酸基に 共有結合で付着され得る基である。 更に好ましくは、疎水基は図１に示す基（Ｘ）が基（Ｙ）のほぼ半分の長さで ある炭化水素鎖であるような一般構造を持つ。 更に好ましくは、通常その基（Ｘ）は長さが１０−２２炭素の間であろうし、 飽和、不飽和またはポリ不飽和炭化水素で良く、或いはフィタニル基または他の モノ-又はパーエチレート化炭化水素のようなアルキル置換された炭化水素で良 い。 更に好ましくはその基（Ｘ）はフィタニル基である。 本発明の更なる好適な実施態様において、図１中の基（Ｙ）は、２０−６０Å 長の間の長さの単鎖炭化水素基である。 更なる好適な実施態様において、図１中の基（Ｙ）は２０−６０Å長の間の長 さの単鎖基を備え、ビフエニルエーテルまたはビフエニルアミンまたは他のビフ エニル化合物のような剛性スペーサ-基（rigid spacer group）を鎖内に含む。 その剛性スペーサー基は、基（Ｙ）の長い部分が直ちに合成され得るように、そ の剛性スペーサー基上の２つの小さなアルキル鎖の連結が容易に可能なより簡単 な基の合成に使われる機能を果す。その剛性スペーサー基はまた、膜内にＵ字形 態に対立するようなリンカー脂質の膜拡張性形態を装うリンカー脂質の能力を増 大する。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）は、３０−５０Å長の間である単鎖 基であり、かつＮ，Ｎ'-アルキル置換された４，４'-ビフエニルアミン基を鎖内 に含む。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）は３０−５０Å長の間である単鎖基 であり、かつ４，４'-ビフエニルエーテル基を鎖内に含む。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）はビス-へキサデシル４，４'-ビフ ェニルエーテルである。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）はビス-テトラデシル４，４'-ビフ ェニルエーテルである。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）はビス-ドデシル４，４'-ビフェニ ルエーテルである。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）は２０−６０Å長の間である単鎖基 であり、かつアルキル置換されたアミンを鎖内に含む。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）は３０−６０Å長の間である単鎖基 であり、かつビス-アルキル置換されたペンタエリトリトール基を鎖内に含む。 本発明の更なる好適な実施態様において、膜拡張性脂質（membrane spanningl ipid）は、図１中の基（Ｘ）を欠いた単鎖脂質である。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）は、光、ｐＨ、レドックス化学作用 または電場のような外部の刺激に応答するそれらの形態に変更可能な基を含む。 基（Ｙ）の形態の変化は、そのような外部刺激を通して厚みが制御されるような 膜の特性とされるであろう。これは、チャンネルのオン／オフ時間とチャンネル の拡散の調節を通してイオンチャンネルの伝達を常に交互に調節することができ る。 好適な実施態様において、基（Ｙ）を光刺激に応答する形態に変更する場合、 基（Ｙ）は４，４'-または３，３'-二基置換されたアゾベンゼンである。 更なる好適な態様において、基（Ｙ）は光刺激に応答するスヒロピラン−メロ シアニン平衡を受ける基を含む。 本発明の更なる好適な実施態様において、リンカー脂質の疎水性領域は、炭素 鎖が好ましくは６−２０炭素長の間であり、かつアミノ酸がアミド結合を経て結 合される場合、１１−アミノウンデカン酸、１６−アミノヘキサデカン酸又は他 のアミノ酸のような、長鎖アミノ酸のオリゴマーからなる。 さらに好ましくは、そのアミド基は、第四級、アルキル置換されたアミド基、 そのアルキル基はフィタニル基或いは１−１８炭素長さの間の飽和又は不飽和化 アルキル基、である。 疎水基、付着基及び電極は、PCT/AU92/00132号中に開示された通りである。 この先願中に説明されるように、リンカー脂質の付着領域は化学作用によって 電極表面に付着されることが好ましい。その電極が、金、白金、パラジウムまた は銀のような遷移金属で形成された状況において、その付着領域はチオール、ジ スルフィド、スルフィド、チオン、キサンテート、ホスフォリンまたはイソニト リル基を包含することが好ましい。 更なる好適な実施態様において、その電極は金、銀、白金またはパラジウムで 形成され、かつその付着領域はチオールまたはジスルフィド基の何れかを含み、 そのリンカー脂質が化学的作用によって付着される。 その電極が水酸化された表面が電極上に形成されるように形成された場合の代 替的な実施態様において、その付着領域は、シリル-アルコキシまたはシリル-ク ロリド基のようなシリル基を含むことが好ましい。その水酸化された電極表面は 当業者において周知の各種の技法によって調製して良く、かつ酸化ケイ素または スズ、白金、イリジウムのような酸化金属から成っていても良い。 また更に好適な実施態様において、電極は酸化されたケイ素、スズ、白金また はイリジウムで形成され、かつ付着領域はシリル基を含み、リンカー脂質が共有 結合によって電極に付着される。 リンカー脂質の疎水性領域は、好ましくは長鎖の疎水性化合物である。そのリ ンカー脂質の疎水性領域は、オリゴ／ポリエーテル、オリゴ／ポリペプチド、オ リゴ／ポリアミド、オリゴ／ポリアミン、オリゴ／ポリエステル、オリゴ／ポリ サッカリド、ポリオール、複数荷電基（陽性及び／又は陰性）、電気活性の種又 はそれらの組合せから成る。リンカー脂質の疎水性領域の主な要件は、膜中に供 されるイオノフォアを通してイオンを拡散させることである。これは適宜なイオ ン及び／又はレザバー領域を作り上げる長鎖の長さに沿ってまたは内部の水結合 領域の配置によって達成される。 本発明の好適な実施態様において、その疎水性領域は、オリゴエチレンオキシ ド基からなる。そのオリゴエチレンオキシドは４から２０のエチレンオキシド単 位から成る。 更なる好適な実施態様において、その疎水性領域は、コハク酸に付着されるテ トラエチレングリコールのサブユニットからなる。このテトラエチレングリコー ル／コハク酸サブユニットは１−４倍の繰返しで良い。 更なる好適な実施態様において、リンカー脂質の部分の疎水性領域は、疎水性 スペーサーを経てイオノフォアに共有結合されている。 上述したように剛性スペーサー基を合併する図１中に示すような疎水性領域を 有する分子は多くの効果を奏する。この疎水性領域は、勿論、親水性領域、付着 領域と極性突端基領域から別々に合成することができる。この疎水性領域、また は合成脂質は、それ自身完全に新たなものであると確信され、かつ安定性のよう な膜の各種の特性を改善する膜拡張性脂質として二重層膜中に包含させることが できる。 従って、第２の態様において本発明は、二重層膜に用いるための合成脂質から なり、該合成脂質は図１中に示すような構造を有しており、ここでＹは、２０か ら６０Å長の間である単鎖基であり剛性スペーサー基を含み、かつＸは、Ｙのほ ぼ半分の長さの炭化水素鎖であるか、または不在である。 好適には、基（Ｘ）は通常は長さが１０−２２炭素の間であろうし、飽和、不 飽和又はポリ不飽和炭化水素で良く、またはフィタニル基または他のモノ-又は パーエチレート化炭化水素のようなアルキル置換された炭化水素で良い。 更に好ましくは、基（Ｘ）はフィタニル基である。 更なる好適な実施態様において、その剛性スペーサー基はビフェニルエーテル またはビフェニルアミンまたは他のビフェニル化合物である。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）は、３０−５０Å長の間である単鎖 基であり、かつＮ，Ｎ'-アルキル置換された４，４'-ビフェニルアミン基を鎖内 に含む。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）は３０−５０Å長の間である単鎖基 であり、かつ４，４'-ビフェニルエーテル基を鎖内に含む。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）はビス-ヘキサデシル４，４'-ビフ ェニルエーテルである。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）はビス-テトラデシル４，４'-ビフ ェニルエーテルである。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）はビス-ドデシル４，４'-ビフェニ ルエーテルである。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）は２０−６０Å長の間である単鎖基 であり、かつアルキル置換されたアミンを鎖内に含む。 更なる好適な実施態様において、基（Ｙ）は２０−６０Å長の間である単鎖基 であり、かつビス-アルキル置換されたペンタエリトリトール基を鎖内に含む。 更なる好適な実施態様において、合成脂質は突端基を包含する。好適な突端基 は本発明の第１の態様中に記載されたものである。 本発明者らは、PCT/AU92/00132号中に開示されたリンカー分子と、本発明の第 １の態様中に記載したリンカー脂質とが同じく、付着基がチオールであり疎水性 領域が単鎖炭化水素であり、または付着基がチオールまたはジスルフィド基であ り疎水性領域が２つの炭化水素鎖から作られ、さらに、それらのリンカー脂質が 形成された１層膜が密に充填された新たに調製された貴金属電極上に吸着される 時に、その膜内に容易に浸透するイオノフォアを許すことなく、それゆえに膜を 通してのイオン束密度を制限するということを見出している。もし、電極表面が 汚染され、その上欠陥サイトが偶然導入されると、イオウを含む基の化学吸着が 生じなくなり、その１層中へのイオノフォアの浸透を許すであろう。金電極の表 面の汚染は分単位から時間単位の期限を越えて空気からの汚染物の吸着によって 起こすことができ、その結果再生能と安定性が乏しくなり得る。本発明者らは、 第１の層の成膜の間に電極表面上の疎水性分子の能率的なかつ再生可能な付着を なお保持している間にリンカー分子の間に望ましいスペースをもつ膜の、より制 御された作製方法を発明している。 従来技術において、固体基材上に密封された二重層膜を得るために要求された 無極の封入容器の被覆した電極上に第２の脂質層を形成することが必要であると 常に信じられている。加えて、従来技術は、デカン、ドデカン、テトラデカンま たはヘキサデカンのようなアルカン共溶剤が脂質膜の高度な隔離の形成において 有益であることを教示する。本発明は、それによって最小な量又は無アルカン共 溶剤と無極の封入容器の必要性を無くした隔離した脂質二重層膜の形成が可能な 手段を現に決定している。本発明者らは、非特異的な血清効果、安定性、イオン 伝達性の制御のためにこれが有益であり、かつ封入容器への分析物の非特異的な 結合を減じることが可能であると確信する。二重層膜内へのイオノフォアの合併 は、従来技術において教示されたようなイオノフォアの天性の能力自然に依存し て、調節されるべき膜を通るイオン束密度を生じさせる。加えて、本発明は、非 選択的なイオノフォアのゲート化効果（gating effects）の効果を減じた脂質コ ンビネーション上の血清または血漿の存在によって引き起こされる妨害を減じる ことが可能な手段を決定している。 従って、第３の態様において、本発明は次の工程を備えた電極膜コンビネーシ ョンの製造方法を備える。 （１）同じ分子内に付着領域、親水性領域、疎水性領域、及び任意な突端基を備 えたレザバー脂質；及び同じ分子内に親水基と付着基を備えるスペーサー化合物 、を含んだ溶液を形成すること； （２）工程（１）からの上記溶液と電極を接触させること、該電極の組成物と上 記付着領域は該付着領域が電極に化学的吸着するように選択される； （３）上記電極を洗浄すること； （４）工程（３）からの被覆された電極と、デカン、ドデカン、テトラデカンま たはヘキサデカンのようなアルカンを２％より少なく含む媒体溶媒に脂質とイオ ノフォアを入れた溶液とを接触させること；及び （５）工程（４）からの電極に水溶液を加えること。 上記レザバー脂質の疎水性領域は、半分または完全な膜拡張性のいずれかで良 い。 好適な実施態様において、レザバー脂質は、PCT/AU92/00132号中に開示された ような２３-（２０'-オキソ-１９'-オキサエイコサ-（Ｚ）-９'-エン-７０-フェ ニル-２０，２５，２８，４２，４５-ペンタオキソ-２４アザ-１９，２９，３２ ，３５，３８，４１，４６，４７，５２，５５-デカオキサ-５８，５９-ジチオ アヘキサコンタ- （Ｚ）-９-エンであり、図７中に示されたような”リンカーＡ”またはレザバー フィタニル脂質（Ｂ）または図８中に示されたようなレザバーフィタニル脂質（ Ｃ）は以後に言及する。 好適な実施態様において、スペーサー分子は、チオまたはジスルフィドと、１ またはそれ以上の水酸またはカルボン酸基とを同じ分子内に含んだ低分子量分子 である。 好適な実施態様において、スペーサー分子は、ビス（２-ヒドロキシメチル） ジスルフィドまたは２-メルカプトエタノールである。 好適な実施態様において、工程１の上記溶液は、リンカーＡ、膜拡張性レザバ ー脂質およびビス-（２-ヒドロキシメチル）ジスルフィドの混合物を含む。 好適な実施態様において、工程１の上記溶液は、リンカーＡ、膜拡張性レザバ ー脂質およびビス-（２-ヒドロキシメチル）ジスルフィドを２：１：３の比率と した混合物を含む。 好適な実施態様において、スペーサー分子は、メルカプト酢酸、メルカプト酢 酸のジスルフィド、メルカプトプロピオン酸またはメルカプトプロピオン酸のジ スルフィド、３-メルカプト-１，２-プロパンジオールまたは３-メルカプト-１ ，２-プロパンジオールである。 更なる好適な実施態様において、レザバー脂質の部分の疎水性領域は疎水性ス ペーサーを経てイオノフォアに共有結合で付着されている。 本発明の好適な実施態様において、脂質およびイオノフォアの溶液は、デカン 、ドデカン、テトラデカンまたはヘキサデカンのようなアルカンを含んではいな い。 更なる好適な実施態様において、レザバー脂質は突端基を含む。好適な突端基 は本発明の第１の態様中に挙げられたものである。 本発明の更なる好適な実施態様において、工程（４）中の脂質はモノフィタニ ルエーテルである。 本発明の好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノフィタニルエ ーテルと、突端基として６００−６０００ｇ／モルの間のポリエチレングリコー ル基を有する脂質との混合物である。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノフィタニルエー テルと、ポリエチレングリコール突端基を有する脂質の１−３％との混合物であ る。そのポリエチレングリコールは６００−３０００ｇ／モルの範囲内の分子量 を有することが更に好ましい。 更なる好適な実施態様において、脂質を含むポリエチレングリコールは、一端 でコハク酸基に付着されたフィタニル基と、コハク酸の他端に付着されたポリエ チレングリコール２０００とを同じ分子内に備える。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノフィタニルエー テルとホスファチジルコリン突端基を有する脂質との混合物である。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノフィタニルエー テルと、ホスファチジルコリン突端基を有する脂質の２０％までとの混合物であ る。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノフィタニルエー テルと、ホスファチジルコリン突端基を有する脂質の２０％までと、突端基とし て６００−３０００ｇ／モルの分子量のポリエチレングリコールの３％までとの 混合物である。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノフィタニルエー テルと、突端基がGal(betal-3)galNAc(betal-4)[NacNeu(alpha2-3]gal(betal-4) Glc-セラミド炭化水素突端基である突端基を有する脂質との混合物である。 またさらに好適な実施態様においてイオノフォアの大多数は、存在を検出され るべき低分子量分析物の誘導体とともに機能付与される。 この構成において、抗体または他の受容体分子の添加はイオノフォアのイオン 輸送特性を調節するであろう。このコンダクタンスの調節は、確立されたインピ ーダンスまたは他の方法を用いて検出することができ、かつまた抗体の存在また は低分子量分析物に対する他の受容体を直接モニターすることもできる。イオノ フォア／抗体または受容体複合物を含む電極膜コンビネーションへの試験溶液の 添加は、抗体または受容体への分析物の競合的結合となるであろうし、それによ って膜を通して分析物を自由に再拡散させる。その相違はインピーダンス分光分 析のような技法を使用して測定することができ、かつ試験溶液中の分析物の濃度 を常に測定することができる。 合成または低分子量の受容体がイオノフォアに付着する、代わるべき構成にお いて、イオノフォアの搬送特性は、合成または低分子量の受容体分子によって関 連付けられた分析物の複合体によって直接変調されるであろう。 本発明の更なる好適な実施態様において、そのイオノフォアは酵素とその基質 との反応によって生成されるイオンを搬送することができ、上記酵素は膜表面に 共有結合または非共有結合のいずれかで付着されている。 基質を含む溶液の添加は、イオノフォアが膜を横切ることによって輸送される であろうイオン種の生成を酵素が引き起こすであろうし、かくて膜のコンダクタ ンス特性が変調され、それは溶液中に存在する基質の量に関係付けられるであろ う。 本発明の好適な実施態様において、その酵素は尿素基質からアンモニウムイオ ンを生成するウレアーゼである。 その酵素が膜に共有結合で付着された場合において、その共有結合の付着は、 蛋白質に共有結合で付着するために、又は突端基を含んだレザバー脂質の突端基 への共有結合付着によって適当に機能付与された脂質分子の部分を経る共有結合 の付着であることが好ましい。 例え媒体溶媒の天性が批評的に表現されていなくとも、媒体溶媒は、脂質とイ オノフォアが可溶な、好ましくは水溶性、の溶媒又は溶媒混合物が好ましい。適 当な溶媒は、エタノール、ジオキサン、メタノールまたはそれら溶媒の混合物の ような慣用の親水性溶媒である。ジクロロメタンのような非水溶性溶媒の少量の 添加も、脂質とイオノフォアを溶かし込むための媒体溶媒中に含めても良い。 本発明の第３の態溶の好適な実施態様のいずれかにおいて、封入容器は、極性 の側面をもつ封入容器で良い。 更に好ましくはその封入容器は親水性表面をもつ材料で作られものである。 更に好ましくはその封入容器は蛋白質の非特異的な結合を最小限とするかまた は試験するべき分析物サンプルの添加に関し蛋白質吸着を最小限にする材料で作 られたものである。 非対称のジスルフィド基と同じ分子内にレザバー脂質を含む状況において、イ オウ原子の１つは付着領域と疎水基としての炭化水素単鎖のようなものに付着さ れた相対的に小さな有機の基を有し、そのジスルフィド基の断面域は該炭化水素 単鎖のそれよりも大きく、それ故に密充填された炭化水素基をもつ膜はレザバー 脂質の吸着を形成することなく、吸着される層の内部にイオノフォアを浸透させ る。そのような状況により、スペーサー分子の使用は必須ではない。 本発明の第３の態様に記載したように、イオノフォアに向かって不浸透性であ る膜層を作製することは可能である。本発明では、制御されたイオンチャンネル と脂質との構造のような電極表面上の、適当なリンカー脂質、含有脂質、膜拡張 性およびリンカー分子を含むイオンチャンネルの化学吸着によって膜層の作製が 可能である手段を決定している。本発明はまた、結果として生じる二重層膜の厚 みの制御と同じく、膜拡張性リンカー脂質の存在が結果的に形成された脂質二重 層の安定性を増大することも決定している。生存時間とそれ故のグラミシジンイ オンチャンネルの伝導性が二重層膜の厚みによって部分的に制御されることは当 該分野で周知である。厚い二重層膜はイオンチャンネルの生存時間を短くし、薄 い二重層はチャンネル生存時間を増加する。それ故に、異なる長さを持つ膜拡張 性脂質の使用を通して二重膜の厚みを制御することによってイオンチャンネルの 生存時間を制御することが可能である。 本発明はまた、極性または塊状（Bulky）突端基を含む膜拡張性脂質リンカー の包含が、これら脂質を欠いたなかで得られる多層構造の量を減じることが決定 されている。 さらに、本発明は、電極表面上への吸着についての正しい形態を装うイオンチ ャンネルの生成に有益な溶媒中の脂質と疎水性化合物を有する分子の存在が決定 されている。イオンチャンネルを含む従来技術の膜はイオンチャンネルをもつ形 成された膜のドーピングによって典型的に形成される。それは非伝導性である状 態の膜内に多くのイオンチャンネルが合併される結果となるような技法であると 現に考えられている。そのチャンネルがヘリカルペプチドである場合、これは、 ヘリックスの非もつれ性、非伝導性ヘリックスを形成する多くのイオンチャンネ ルの中間補足、または膜の表面に実質的に平行でありかつその膜を横切るイオン の輸送を促進することができないヘリカルペプチドを通す縦軸のためである。本 発明は、伝導形態中に存在するチャンネルの部分をより高めるように、電極に同 様なイオンチャンネルを付着する方法を開発している。その膜コンビネーション はかくて半-膜拡張性レザバー脂質の混合物を含んで形成され、膜拡張性レザバ ー脂質と伝導性イオンチャンネルリンカー化合物は、その第２の層が被覆された 電極上に形成される時に第１の層内に浸透することのない非結合イオンチャンネ ルのように密充填された層内に形成される。 第４の態様において本発明は電極膜コンビネーションを製造する方法であり、 その方法は以下の連続的な工程を備える。 （１）それの一端で付着されたレザバー領域を有するイオンチャンネル、親水基 と付着基とを含んだレザバー領域；およびレザバー脂質、該レザバー脂質は疎水 性領域、親水性領域、付着領域と極性媒体溶媒中の任意な突端基を備える、を備 えた溶液を形成すること； （２）工程（１）からの溶液と電極を接触させること、該電極の成分と付着基と 付着領域とは、該付着基と該付着領域とが該電極に化学吸着されるようなものか ら選択される； （３）工程（２）からの被覆された電極から非結合の材料を除去するためにイン キュベーションの期間の後に洗浄すること； （４）工程（３）からの洗浄した電極に、媒体溶媒中にイオンチャンネルと脂質 を含んだ溶液を添加すること；及び （５）工程（４）からの電極に、電極を被覆する脂質二重層膜を形成するように 水溶液を添加すること。 本発明の好適な実施態様において、上記イオンチャンネルはグラミシジンまた は類似物またはそれらの誘導体である。 更なる好適な実施態様において、そのグラミシジンは、グラミシジン中軸、親 水基と図１３中に示すようなかつ”リンカーグラミシジンＢ”として以後に参照 されるであろうジスルフィド基を同じ構造中に含む機能化されたグラミシジンで ある。 更なる好適な実施態様において、そのレザバー脂質は、レザバー脂質Ａ（２３ -（２０'-オキソ-１９'-オキサエイコサ-（Ｚ）-９'-エン）-７０-フェニル-２ ０，２５，２８，４２，４５-ペンタオキソ-２４アザ-１９，２９，３２，３５ ，３８，４１，４６，４７，５２，５５-デカオキサ-５８，５９-ジチオアヘキ サコンタ-（Ｚ）-９-エンまたはレザバーフィタニル脂質Ｂまたはレザバーフィ タニル脂質（Ｃ）である。 そのレザバー脂質の疎水性領域は半分または全部のいずれか一方が膜拡張性で 良い。 更なる好適な実施態様においてそのレザバー脂質は突端基を含む。好適な該突 端基は本発明の第１の態様中に記載したものである。 更なる好適な実施態様においてそのレザバー脂質は突端基を含んだビオチンを 有する。 更なる好適な実施態様において、そのレザバー脂質は、蛋白質分子または他の 受容体分子にそのレザバー脂質が常に結合される突端基を有する。 更なる好適な実施態様において、工程１中で用いるレザバー脂質は、ポリエチ レングリコール又はホスファチジルコリン基のような膜上に非特異的な血清が介 在反応することを常に最小限とする突端基を有する。 更なる好適な実施態様において、工程１の溶液はさらに脂質を含む。工程１お よび工程４における溶液中の脂質は同一かまたは異なるものでも良い。 更なる好適な実施態様において、工程１の溶液中の極性溶媒に用いる脂質は、 使用される脂質溶媒混合物中に、伝導状態における電極表面上にデポジションす るために適当な形態を装うことをグラミシジンにさせるなんらかの天然由来また は合成脂質である。 更なる好適な実施態様において、極性溶媒中に用いる工程１の脂質はグリセロ ールモノアルケノエートである。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノオレエートであ る。 更なる好適な実施態様において、その極性溶媒はエタノール、メタノール、ト リフルオロエタノールである。 更なる好適な実施態様において、その溶媒はエタノールまたはメタノールであ る。 工程２からの電極は、以前の工程３の水溶液とともに処理されることが通例は 好ましい。これは、工程１で形成した溶液と電極とを接触させた（工程２）後、 できる限り速やかに行なうことが好ましい。これは、しかしながら必須ではない 。例えば工程１での極性溶媒がメタノールである場合、工程２からの被覆された 電極に水溶液を加える必要はない。 この任意の工程と工程５において使用される水溶液は、０．１から１．０Ｍ塩 溶液のような非常に多数の溶液で良い。 更なる好適な実施態様において、その電極は、極性溶媒がメタノールとされ、 かつ電極がエタノールまたはメタノールのような適当な溶媒とした工程中に電極 が洗浄される場合、工程１で調整された溶液と処理される。 本発明の更なる好適な実施態様において、工程１での溶液は、１４０ｍＭグリ セロールモノオレエート、１ｍＭレザバーフィタニル脂質（Ｂ）、及び０．００ １４ｍＭリンカーグラミシジンＢをエタノールまたはメタノール中に含む。 更なる好適な実施態様において、工程１での溶液は、１４０ｍＭグリセロール モノオレエート、１．４ｍＭレザバーフィタニル脂質（Ｂ）、及び０．００１４ ｍＭ膜拡張性リンカー脂質をエタノールまたはメタノール中に含む。 更なる好適な実施態様において、工程１での溶液は、１４０ｍＭグリセロール モノオレエート、１４ｍＭレザバーフィタニル脂質（Ｂ）、０．００１４ｍＭリ ンカーグラミシジンＢ、および０．０１４ｍＭの膜拡張性リンカー脂質をエタノ ールまたはメタノール中に含む。 更なる好適な実施態様において、リンカーグラミシジンＢ濃度は、０．０００ ０１４ｍＭから０．０１４ｍＭまでで変更される。 好適な実施態様において、膜拡張性フィタニル脂質（Ｂ）は０．１ｍＭから１ ｍＭまでで変更される。 好適な実施態様において、膜拡張性リンカー脂質濃度は、０．０００１ｍＭか ら１ｍＭまでで変更される。 本発明の好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノアルケノエー トであり、そのアルケノエート基は、長さにおいて１６−２２炭素原子の間の不 飽和炭化水素鎖で良い。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノアルキルエーテ ルであり、そのアルキル基は長さにおいて１６−２２炭素原子の間の炭化水素鎖 であり、かつ不飽和を含んで良くまたはその相転移がより低くなるためのメチル 基をもつ飽和されたものでも良い。 本発明の好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノオレエート、 グリセロールモノパルミトレエート、モノ-１１-エイコセノイン、モノ-エルシ ンである。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノオレエートまた はモノ-１１-エイコセノインである。 本発明の好適な態様において、その脂質はグリセロールモノフィタニルエーテ ルである。 本発明の更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノアルキ ルエーテルまたはグリセロールモノアルケノエート及び６００−６０００ｇ／モ ルの間のポリエチレングリコール基を突端基が含む脂質からなる。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノアルキルエーテ ルまたはグリセロールモノアルケノエートと、突端基がポリエチレングリコール 基である脂質の１−３％との混合物である。そのエチレングリコールは６００− ３０００ｇ／モルの範囲内の分子量をもつことが更に好ましい。 更なる好適な実施態様において、脂質が含むポリエチレングリコールは、一端 でコハク酸基に付着されたフィタニル基とそのコハク酸の他端に付着されたポリ エチレングリコール２０００とを同じ分子内に備える。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノアルキルエーテ ルまたはグリセロールモノアルケノエート基がホスファルコリン突端基である脂 質の混合である。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノアルキルエーテ ルまたはグリセロールモノアルケノエート突端基がホスファルコリン突端基であ る２０％までの脂質の混合物である。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノアルキルエーテ ルまたはグリセロールモノアルケノエート突端基がホスファルコリンで ある２０％までの脂質と突端基が６００−３００ｇ／モルの間の分子量のポリエ チレングリコールである３％までの脂質の混合物である。 更なる好適な実施態様において、その脂質はグリセロールモノアルキルエーテ ルまたはグリセロールモノアルケノエート及び突端基がGal(betal-3)galNAc(bet al-4)[NacNeu(alpha2-3]gal(betal-4-Glc-セラミドである脂質の混合物である。 例え媒体溶媒の天性が批評的に現われていなくとも、その媒体溶媒は脂質とイ オノフォアが溶解されるかつ好ましくは水溶性である溶媒または溶媒混合物であ る。望ましい溶媒は、エタノール、ジオキサン、メタノールまたはそれら溶媒の 混合物のような水親和性溶媒である。ジクロロメタンのような非水溶性溶媒の少 量の添加を、脂質とイオノフォアを溶解させるために媒体中に含めても良い。 本発明の第４の態様の好適な実施態様のいずれかにおいて、その封入容器は極 性の側面をもつ封入容器で良い。 更に好ましくはその封入容器は親水性表面をもつ材料で作られる。 更に好ましくはその封入容器は蛋白質の非特異的な結合を最小限とするような 、または試験するべき分析物サンプルの添加による蛋白質の吸着を最小限にする ためにその表面が変更されている材料で作られる。 本発明のこの態様のまたさらに好適な実施態様において工程（１）と（４）中 の溶液はデカン、ドデカン、テトラデカンまたはヘキサデカンのようなアルカン を２％以下、好ましくは０％含む。 科学的理論によって結合される要望なしに、本発明の方法は、工程１中のイオ ンチャンネルがレザバー脂質の脂質成分中にそれらの自然な配列を装うことがで るという事実のためにイオンチャンネルの伝導のより大きな部分を提供すると考 えられる。これらのイオンチャンネルは、次いで降ろされ、かつこの構造中に付 着されたレザバー領域を経て電極に付着される。非結合のレザバー脂質を除去す る膜の洗浄の時に全ての非結合イオンチャンネルが除去される。これは伝導構造 中に結合したイオンチャンネルの大多数が存在する結果とすべきである。それに 続く脂質の添加は、下層中に存在する結合したイオンチャンネルをもつ脂質二重 層の形成という結果になる。工程４中に添加されるイオンチャンネルは、上層内 を第１に仕切るであろう。 本発明のこの態様の方法により得られる別な効果は、膜二重層の上層内のイオ ンチャンネルの部分の正確な調整ができることである。 本発明は、その膜の安定性を増大するために、かつ血液の存在のような妨害か らバイオセンサー膜を保護するために、バイオセンサー膜上にヒドロゲル保護層 を適用する方法を決定している。 そのヒドロゲルに関して、好適なポリマーは、実質的にそれらマトリックス中 に他の材料がない正規のホモポリマー、わずかに架橋されたホモポリマーのいず れかで良く、或いは、２またはそれ以上のモノマーから調整されるコポリマーで 良い。 従って、第５の態様において本発明は、サンプル中に分析物の存在または不在 の検出に用いるバイオセンサーであり、そのバイオセンサーは電極と、上層と底 層とを備えた二重層膜とからなり、その底層は膜と電極との間に空間が存在する ように電極に近接しかつ接続されており、その膜のコンダクタンスは分析物の存 在または不在に依存し、その膜は両親媒性分子とそれに分散された多数のイオノ フォアの密充填されたアレイを備え、かつヒドロゲルの層は二重層膜の頂部上に 形成され、そのヒドロゲルは検出すべき分析物分子を透過させる。 本発明の好適な形態において、そのヒドロゲルは熱硬化性ゲルを含み、その熱 硬化性ゲルが液相からそのゲルの硬化温度以下に低下してゲルとなるような温度 で、予め形成された脂質二重層膜の上に堆積され、かくして脂質二重層膜の上に 保護ゲル膜が形成される。 本発明の更なる好適な実施態様において、その熱硬化性ゲルは、寒天ゲルであ る。 更なる好適な実施態様において、その熱硬化性ゲルは、０．３−５％の寒天を 含む。 更なる好適な実施態様において、その熱硬化性ゲルは、ゼラチンゲルである。 本発明の更なる好適な実施態様において、そのヒドロゲルは、ゲル形成モノマ ーが予め形成された脂質二重層膜に添加されかつヒドロゲルが脂質二重層膜の上 に保護ゲル膜として形成されるように引き続き重合され、元の位置に重合された ヒドロゲルを含む。 更なる好適な実施態様において、そのゲル形成モノマーはアクリル酸またはア クリル酸誘導体であり、それはフリーラジカル重合化によって重合される。 更なる好適な実施態様において、そのヒドロゲルは、例えばヒドロキシエチル アクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレートおよびヒドロキシブチルメタク リレートのようなヒドロキシアルキルアクリレートとヒドロキシアルキルメタク リレート；例えばグリシジルメタクリレートのようなエポキシアクリレートとエ ポキシメタクリレート；アミノアルキルアクリレートとアミノアルキルメタクリ レート；例えばＮ-ビニルピロリドンのようなＮ-ビニル化合物；アミノスチレン ；ポリビニルアルコールとポリビニルアミン、から形成して良い。 更なる好適な実施態様において、ゲル形成モノマーはアクリルアミドとビスア クリルアミド架橋物よりなる。 更なる好適な実施態様において、そのヒドロゲルは、架橋されたヒドロキシメ チルアタリレートまたはヒドロキシメチルメタタリレートまたは他の生物適合性 ゲルから形成される。 本発明の更なる好適な実施態様において、そのヒドロゲルは、ヒドロゲルの網 状荷電を変更することによってゲル層内の妨害物及び／又は分析物の分割を変更 する多くの基に合併される。 更なる好適な実施態様において、そのヒドロゲルは、基質を上記脂質二重層膜 センサーによって検出可能なイオン種に変換する、ウレアーゼのような酵素を含 む。酵素がウレアーゼである場合、尿素は、アンモニウム選択イオノフォアを合 併した脂質二重層センシング膜によって検出され得るアンモニウムイオンに変換 されるであろう。 第６の態様において、本発明は、電極とイオン性隔離単層膜（ionically insu lating monolayer membrane）とを備える電極膜コンビネーションであり、この 膜は両親媒性分子の密充填されたアレイとその内部に分散された多数のイオノフ ォアを備え、上記両親媒性分子は疎水性領域、電極に付着する付着領域、上記疎 水性及び付着領域に介在される親水性領域、電極と、イオノフォアを通してイオ ンを十分に流出させる膜との間の疎水性領域によって形成される空間、及び該親 水性領域から離れた側で分子の疎水性部分に付着した突端基、とを同じ分子内に 備える。 本発明のこの態様の好適な実施態様において、その単層膜の分子は長鎖アミノ 酸のオリゴマーからなる疎水性領域を有しており、そのアミノ酸はアミド結合を 経て結合され、それは炭化水素アルカン基をもつ窒素で置換される。そのアミノ 酸の構造は、６−２０炭素長さの間のアルカン鎖によって酸基から典型的に分離 されたアミノ基にようなものであり、窒素原子に付着したアルカン鎖は典型的に は１０−２０の間の炭素原子長さであり、飽和され又は不飽和を含んだいずれか の基で良い。加えて、そのアルカン基はフィタニルまたは同等の置換されたアル カン基からなる。 更なる好適な実施態様において、その膜は、単層膜分子を含み、その疎水性領 域は、モノアルキル置換されたグリセロール、モノアルキル置換されたグルタミ ン酸またはジアルキル脂質を形成するための脂質合成において通常的に使用され る他の慣用の基に付着される第四級アミンのような２つのアルキル鎖で機能付与 された、第四級、トリアルキルアミンを含む。 そのアミノ基に付着した機能化されていないアルキル基は、典型的には炭素鎖 が１から２０炭素長の長さの炭化水素鎖からなっていて良く、かつ不飽和または 任意にアルキル置換されていて良い。モノアルキル置換されたグリセロール、モ ノアルキル置換されたグルタミン酸または他の慣用の基は、典型的には、そのア ミン基に付着される機能付与されたアルキル鎖と同等の長さである炭化水素鎖で あろう。 更なる好適な実施態様において、その膜は単層膜であり、その疎水性領域は、 アルキル鎖の２つが、モノアルキル置換されたグリセロール、モノアルキル置換 されたグルタミン酸または脂質合成において通常的に使用される他の慣用の基に 付着するのを許すように機能付与された、テトラアルキル化ペンタエリトリトー ル誘導体である。その機能付与されない及び機能付与されたアルキル基は上述し たものと同じもので良い。 その膜の疎水性領域に付着した突端基は、本発明の第１の態様中に記載したよ うないずれかの疎水性突端基を含めて良い。同じく、その付着領域と疎水性領域 は、PCT/AU92/00132号中に記載されたいずれかの基である。 本発明のまたさらに好適な実施態様において、イオノフォアは酵素とその基質 の反応によって生成したイオンの輸送が可能であり、上記酵素は膜の表面に共有 結合でまたは非共有結合で付着されている。 基質を含んだ溶液の添加は、膜を横切るイオノフォアによって輸送されるであ ろうイオン種の生産を酵素に引き起こさせるであろうし、かくて膜の伝導特性が 変調され、それは溶液中に存在する基質の量に相対するであろう。 本発明の好適な実施態様において、その酵素は、基質の尿素からアンモニウム イオンを生成するウレアーゼである。 その酵素が膜に共有結合で付着された場合、蛋白質に共有結合するために適当 に機能付与された脂質分子の部分を経て共有結合されることが好ましい。発明の詳細な説明 本発明の実体は以下の実施例に関してここに記載された好適な形態からより明 確に理解されるであろう。 実施例１ 膜拡張性脂質（membranespanning lipids）の合成 １,３-ベンジリジングリセロールを、H.S．Hillら，Carbohydrates and Polys accarides，50，（1928）,2242-2244の方法に従って調製した。その１，３-ベン ジリジングリセロールは次に、テトラヒドロフラン中の水素化ナトリウム及びフ ィタニルブロミドと還流下で２４時間処理し、グリセロール ２-フィタニルエー テル１，３-ベンジリジンとした。このエーテルは次に、水素化ホウ素カリウム と三フッ化ホウ素エテレートの混台物と、テトラヒドロフランで還流中２４時間 処理し、グリセロール１-ベンジルエーテル２-フィタニルエーテルとした。その 生産物は次に、水素化ナトリウムと１，１６-ジブロモヘキサデカンとともにテ トラヒドロフラン還流下で２４時間処理し、グリセロール １-ベンジルエーテル ２-フィタニルエーテル３-（１６-ブロモヘキサデシル）エーテルを得た。１， １２-ジブロモドデカン、または１，１４-ジブロモテトラデカンを使用した同様 な方法によっても同質の化合物が作製された。ビフェニルと水素化ナトリウムと とも に上記生産物をテトラヒドロフラン還流下で処理して、分離され、図２中に示さ れるジオールが得られるように活性炭担持パラジウムを用いる脱ベンジル化の後 ビス-ベンジル保護化膜拡散脂質が得られた。ジシクロヘキシルカルボジイミド とジメチルアミノヒリジンの存在中でPCT/AU92/00132号中に開示されたようなレ ザバー成分の添加によって、アルコール突端基（ＭＳＬ−ＯＨ）を含む図３中に 示す膜拡張性脂質が得られた。この膜拡張性脂質と、酸性の機能付与されたポリ エチレングリコール４００（平均分子量４００ｇ／モル）の二酸塩化物との処理 は、水性ウォークアップにより続発されてジカルボキシポリエチレングリコール ４００突端基を含む図４中に示す（ＭＳＬＰＥＧ４００ＣＯＯＨ）膜拡張性脂質 が与えられる。図２に示すジオールの処理はまず第１に、ＢＯＣ-グリシン／ジ シクロヘキシルカルボジイミドとジメチルアミノピリジンの同等物の１つとモノ 置換された化台物の分離、第２にトリフルオロ酢酸でのＢＯＣ基の除去、第３に ビオチン-ｘｘ-Ｎ-ヒドロキシコハク酸アミド（ただしＸ基は６-アミノカプロン 酸基）での処理、および第４に、図５中（ＭＳＬＸＸＢ）に示すような膜拡張性 脂質を与えるジシクロヘキシルカルボジイミドとジメチルアミノヒリジンの存在 中での上記したようなレザバー成分と生産物とを処理すること、による。 実施例２ 第１の層を通す伝導に関する小さいスペーサー成分の影響 電極上に蒸着された２ｍｍ²の金が新たに調製されたガラス電極を、リンカー （ａ）とビス（２-ヒドロキシエチル）ジスルフィド（ＨＥＤＳ）を各種の比率 （最終濃度がエタノール中０．２ｍＭ）とした溶液に、調製の５分以内に浸漬し た。３０分から３日間の期間でジスルフィド種を吸着させた後、その電極をエタ ノールですすぎ、乾燥し、封入容器内に締結した。グリコールモノオレエート（ ＧＭＯ）（１４０ｍＭ）とバリノマイシン（ＧＭＯ／バリノマイシンの比率が３ ０００：１）の８％テトラデカン（v/v）溶液のエタノール溶液の２マイクロリ ットルを、その電極に添加した。その電極は次に０．１Ｍの食塩溶液の０．５ｍ ｌで２回洗浄した。インピーダンススペクトルを得た後、塩化ナトリウム溶液を 塩化カリウム溶液に交換した。１Ｈｚでの絶対インピーダンスを、以下の表１中 に示した。 明確に想到し得るように、バリノマイシンを経たカリウムの伝導は、リンカー （Ａ）分子がＨＥＤＳによってさらに離れて空間を保つことによって増加する。 上記の実験を、図３（ＭＳＬ−ＯＨ）中に示す膜拡張性脂質とＨＥＤＳとを各 種の比率で用いて繰り返した時の結果は、表２中に示す通りであった。高いＭＳ Ｌ−ＯＨ比では、脂質膜システムにマルチラメラ構造の包含が現われ、それ故に 全部が高インピーダンスになる。 ＨＥＤＳをもたない２ｍｍ²金電極上のＭＳＬＰＥＧ４００ＣＯＯＨの単層の 吸着は、上述したようなＧＭＯ／テトラデカンの添加によって引き起こされ、１ ００Ｈｚで２００ｋオームのインピーダンスをもつ二重層膜ができる。逆に、上 述されたようなＧＭＯ／テトラデカンの添加によって生じたＭＳＬＯＨ第１層を 持つ電極は、１００Ｈｚで６５０ｋオームの高いインピーダンスにより想到され るように厚膜化またはマルチラメラ構造を含む膜を生じた。 実施例３ 封止アルカンのない脂質二重層膜の形成 電極上に蒸着された２ｍｍ²の金が新たに調製されたガラス電極を、リンカー （Ａ）とビス（２-ヒドロキシエチル）ジスルフィド（ＨＥＤＳ）を８：２の比 率（最終濃度がエタノール中０．２ｍＭ）とした溶液に、調製の５分以内に浸漬 した。３０分から３日間の期間でジスルフィド種を吸着させた後、その電極をエ タノールですすぎ、乾燥し、封入容器内に締結した。グリコールモノオレエート （ＧＭＯ）（１４０ｍＭ）またはモノ-１１-エイコセノイン（１４０ｍＭ）また はグリセロール１-フィタニルエーテル（１４０ｍＭ）のエタノール溶液の２マ イクロリットルを、その電極に添加した。これらの溶液はアルカン共溶媒の含ま れないものである。その電極は次に０．１Ｍの食塩溶液の０．５ｍｌで２回洗浄 し、インピーダンススペクトルが得られ、それを図６に示した。グリセロール１ -フィタニルエーテルでは有用な封止された二重層膜が形成されたのに反し、Ｇ ＭＯとモノ-１１-エイコセノインの両方は封止された膜が形成されなかった。 実施例４ レザバーフィタニル脂質を用いる二重層膜の合成と形成 レザバーフィタニル脂質（Ｂ）が図７中に示される。この化合物は、４，１８ ，２１-トリオキソ-３６-フェニル-３４，３５-ジチオ-５，８，１１，１４，１ ７，２２，２５，２８，３１-ノナオキソヘキサコンタノイン酸とフィタノール とから、ジシクロヘキシルカルボジイミドとジメチルアミノピリジンの存在中で 合成した。図８中に示した類似のレザバーフィタニル脂質（Ｃ）は、適宜な親水 性プレカーサーとフィタノールとから、同等の方法で合成した。 二重層膜は、上記実施例２中に記載した手順を用いて新たに蒸着された金電極 の上に形成したが、いずれかの小さいスペーサー分子を欠いている。次にエタノ ール中のレザバー脂質（Ｂ）または（Ｃ）の溶液を、金電極表面に接触させ、次 いで電極の洗浄を行なった。グリセロール１-フィタニルエーテル（１４０ｍＭ ）とバリノマイシン（グリセロール１-フィタニルエーテル／バリノマイシン １５００：１）を含むエタノール溶液の５マイクロリットル、次に０．１Ｍ塩化 ナトリウム溶液の添加によって二重層膜が形成される。塩化カリウム溶液の添加 の前後にインピーダンススペクトルをとり、１０Ｈｚでの値を表３中に示した。 実施例５ ＰＥＧ２０００突端基を含む脂質の合併による脂質二重層上の血清の減少された 影響 電極上に蒸着された２ｍｍ²の金が新たに調製されたガラス電極を、リンカー （Ａ）とビス（２-ヒドロキシエチル）ジスルフィド（ＨＥＤＳ）を８：２の比 率（最終濃度がエタノール中０．２ｍＭ）とした溶液に、調製の５分以内に浸漬 した。３０分から３日間の期間でジスルフィド種を吸着させた後、その電極をエ タノールですすぎ、乾燥し、封入容器内に締結した。グリコールモノオレエート （ＧＭＯ）（１４０ｍＭ）、コハク酸フィタノール半エステル ＰＥＧ２０００ 半エステル（ＰＳＰ-２０００）（ＧＭＯに相対した１−４モル％）と、グラミ シジン（ＧＭＯ／グラミシジン比が１０００：１）の８％テトラデカン（エタノ ールに相対したｖ／ｖ）エタノール溶液の２マイクロリットルを、その電極に添 加した。その電極は次に０．１Ｍの食塩溶液の０．５ｍｌで２回洗浄し、インピ ーダンススペクトルを得た後、全血漿２マイクロリットルを添加し、インピーダ ンススペクトルを再度測定した。各種ＧＭＯ／ＰＳＰ-２０００脂質比率による １Ｈｚでの絶対インピーダンス値を表４に示した。 想到し得るように膜上の血漿の影響はＰＳＰ−２０００脂質の１−３モル％の 比率で最も効果的に減じられた。 実施例６ 脂質膜上への保護ヒドロゲルの形成 脂質膜は、実施例２中に記載した手順を用いて金電極の上に形成した。過剰な 塩を封止容器から除去し、０．１Ｍ塩化ナトリウム中に寒天（０．５−５％ｗ／ ｖ）を溶解した溶液１０マイクロリットルを４０℃で脂質膜装置に添加した。そ の膜装置を室温まで放冷することにより寒天をゲル化せしめ、脂質膜を完全に覆 う保護膜を形成した。イオノフォアとして脂質膜にバリノマイシンを含む場合、 カリウム溶液の添加は、その応答時間が、ゲル膜なしの１秒以下と比べてほぼ１ ５秒と遅くはあるが、予期されたようなインピーダンスの減少を招く。全血漿ま たは血清の添加は、０．３％ｗ／ｖの寒天ゲルを用いた時には少なくとも２０分 間、または３％ｗ／ｖの寒天ゲルを用いた場合には１．５時間の間は脂質膜につ いて何らかの影響を与えることがない、ということもまた見出された。 ヒドロゲルは、テトラメチルエチレンジアミン（０．０１％）を含む０．１Ｍ 塩化ナトリウム中にアクリルアミド（４％ｗ／ｖ）とＮ，Ｎ-ビス-メチレン-ア クリルアミド（０．３％ｗ／ｖ）を含む溶液１０マイクロリットルの添加、続い て０．１Ｍ塩化ナトリウム溶液中に過硫酸アンモニウム１０％を含む溶液２マイ クロリットルの添加により脂質膜上に形成することもできる。ゲル化したアクリ ルアミドは、通例の手法においてカリウムに応答するバリノマイシンイオノフォ アをその脂質が含む時、かつ１時間までの間血漿と血清の非特異的な影響から該 脂質膜が保護される、完全な脂質膜電極コンビネーションが与えられる。 実施例７ 酵素／イオン選択電極コンビネーション電極の形成 脂質膜は実施例２中に記載した手順を用いて金電極の上に形成したが、イオノ フォアはノナクチンとし、ＧＭＯ／ノナクチン比３０００：１とした。電極膜コ ンビネーションに対して０．１Ｍ塩化ナトリウム溶液中にウレアーゼを０．５ｍ ｇ／ｍｌで含む溶液２マイクロリットルを添加し、インピーダンススペクトルに よりモニターされるように脂質膜表面にウレアーゼを非特異的に結合させて、対 照としてウレアーゼ添加のない同一の電極を形成した。１０分後に尿素溶液（０ ．１Ｍ、０．１Ｍの塩化ナトリウム溶液中）の１０マイクロリットルを該尿素／ イオン選択電極コンビネーションと該対照とに添加した。尿素の添加に関して、 ウレアーゼ／イオン選択電極は、対照（１Ｈｚでのインピーダンスはｌｏｇ７． ３オームからｌｏｇ７．２５オームに降下した）よりも実質的に大きく降下（１ Ｈｚでのインピーダンスはｌｏｇ７．３オームからｌｏｇ７．１オームに降下し た）することが認められた。それはウレアーゼで尿素から転換されたアンモニウ ムが脂質膜を横切るノナクチンによって輸送されることが予想される。通常の酵 素／イオン選択電極を越えるこの酵素／イオン選択電極の主な効果は、安価に製 造できること、速い応答時間をもつ単一使用電極であることである。 実施例８ グラミシジンＢ吸着の方法第１層 新たに調製した２ｍｍ²金電極は、１４０ｍＭグリセロールモノオレエート、 １４０μＭレザバー脂質Ａ、１４μＭ ＭＳＬＸＸＢ、１．４μＭグラミシジン Ｂを含むエタノール性溶液２μｌが沈積された。０．１Ｍ ＮａＣｌが直接添加 され、その装置を一夜立置させた。その塩溶液を除去し、その装置をエタノール （５×１００μｌ）ですすぎ、そして乾燥した。第２層 上記調製した電極に対し、１４０ｍＭのグリセロールモノオレエートと１．４ μＭビオチン-グラミシジン接合体、２％（ｖ／ｖ）テトラデカンのエタノール 性溶液５μｌを添加した。その装置は、０．１Ｍ ＮａＣｌの１００μｌで直接 処理した。その塩溶液を除去し、新たな塩溶液（１００μｌ）で５回、繰り返し た。 図９は０．０５ｍｇ／ｍｌストレプタビジン溶液（０．１Ｍ ＮａＣｌ）の１ μｌで試みた前（ａ）と、後（ｂ）の電極のインピーダンスを示す。そのインピ ーダンス図形は、例えば第２層中に浸透するグラミシジンのない、封止された膜 によって得られ、（ｃ）中に示される。 ストレプタビジンの添加に対し応答する膜伝導性は、以下のようにして上記方 法を変更することによってもまた得ることができる。 １） 添加される膜拡張性脂質のタイプ ２） グリセロールモノオレエートを他の異る鎖長の誘導体またはグリセロール モノオレエートエーテル誘導体に代替すること ３） １μＭから１４０ｍＭのＭＳＬＸＸＢの濃度 ４） １μＭから１４μＭのグラミシジンＢの濃度 ５） レザバーフィタニル脂質Ｂを１０μＭから１ｍＭの濃度範囲でレザバー脂 質Ａまたはレザバーフィタニル脂質Ｃに代替すること ６） 第１層から塩溶液を省くことができ、かつ第１の層からグリセロールモノ オレエートを省くこともできる ７） エタノールは、メタノールまたはジオキサンのような他の極性溶媒で代替 することができる ８） 第２の層はテトラデカンのようなアルカンの添加でまたは添加なしで作製 できる。 実施例９ 第１層 新たに調製（蒸着またはスパッタリングにより）された２ｍｍ²金電極の上に 、グリセロールモノオレエート（０．１４Ｍ）、レザバー脂質Ａ（１．４ｍＭ） とリンカーグラミシジンＢ（０．０１４ｍＭ）をエタノールとテトラデカンの９ ８：１（ｖ／ｖ）混合液に溶かした溶液２ｍｌを配置した。その電極／ウェル装 置は次いで０．１ＭのＮａＣｌ １００ｍｌで直接処理し、かつその装置を一夜 立置させた。次いで塩溶液を除去しその装置を洗浄（５×１００ｍｌエタノール ）し、そして乾燥した。 第２層 上記調製した電極に対し、グラミシジン−ビオチン接合体（０．１４ｍＭ）と グリセリルモノオレエート（０．１４Ｍ）のエタノール溶液（５ｍｌ）を添加し た。その装置は次いで０．１Ｍ塩溶液（１００ｍｌ）で直接処理した。その塩溶 液を除去し、新たな塩溶液（１００ｍｌ）で５回処理を繰り返した。 膜は上記実施例中に記載のように形成されたが、２つの層中のグラミシジンの 濃度が変更されている。その膜のインピーダンスを測定し、かつその膜で１ｍｌ の０．５ｍｇ／ｍｌストレプタビジンを試みた。その得られたインピーダンス図 形を図１０−１２に示す。 図１０（ａ−ｄ）中に示す各々の図形において、その底層は、０．１４ｍＭ二 重長さレザバーグラミシジン、１．４ｍＭＧＵＤＲＵＮ、１４０ｍＭグリセリル モノオレエート（ＧＭＯ）、１０％テトラデカン及びグラミシジン-ビオチン接 合体を変更した濃度で：図１０ａは０；図１０ｂは０．００１４ｍＭ、図１０ｃ は０．０１４ｍＭ；図１０ｄは０．１４ｍＭ、からなる。 図１０ｅにおいては、０．１４ｍＭグラミシジン-ビオチン接合体、１４０ｍ Ｍ ＧＭＯのみの、テトラデカン１０％溶液を、新たに調製された金電極に適用 した。 図１１は、図形ａ−ｄが０．０１４ｍＭのための底層中の二重長さレザバーグ ラミシジンの濃度が除外された図１０と同じものである。図１１ｅにおいては、 ０．１４ｍＭグラミシジン-ビオチン接合体、１４０ｍＭ ＧＭＯのみの、テトラ デカン１０％溶液を、新たに調製された金電極に適用した。 図１２は、上層中のグラミシジン-ビオチン濃度が０．１４ｍＭで一定に保た れ、底層中の二重長さレザバーグラミシジンの濃度を、図１２ａは１．４ｎＭ； 図１２ｂが１４ｎＭ；図１２ｃが１４０ｎＭ；図１２ｄが１．４ｍＭ；図１２ｅ が１４ｍＭ；図１２ｆが１４０ｍＭに変更したものである。図１０ｅが対照のた めに図１２ｇとして再掲載した。 当業者であれば容易にわかるように、広義に開示された通りの本発明の精神と 範囲とから逸脱することなく、その特有な実施態様中に示されたような発明に各 種の変更や変形を施しても良い。本実施態様は、それ故に開示されたような全て の関係において考慮されるべきでありかつそれに限定されない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年９月２１日 【補正内容】 請求の範囲 １． 電極に多数のイオノフォアを含有せしめた膜を付着すること及び膜と電極 との間に空間を提供することに用いるためのリンカー脂質であり、該膜は一部ま たは全部のいずれか一方がリンカー脂質で作られ、該リンカー脂質は、膜拡張が 可能な疎水性領域、電極表面に該リンカー脂質分子を常に付着させる付着基、上 記疎水性領域と該付着基とに介在された親水性領域、及び該親水性領域から離れ た側で疎水性領域に接合される極性突端基領域とを同じ分子内に備えたことを特 徴とするリンカー脂質。 ２． 突端基領域が６００−６０００ｇ／モルの間の分子量範囲内のポリエチレ ングリコールであることを特徴とする請求の範囲第１項のリンカー脂質。 ３． 突端基がホスファチジルコリン基であることを特徴とする請求の範囲第１ 項のリンカー脂質。 ４． 突端基がグリセロール突端基であることを特徴とすることを特徴とする請 求の範囲第１項のリンカー脂質。 ５． 突端基がビオチンまたはビオチニル化６-アミノカプロイン酸基またはＮ- ビオチニル化６-アミノカプロイン酸基のオリゴマーであることを特徴とする請 求の範囲第１項のリンカー脂質。 ６． 突端基が、Gal(betal-3)galNAc(betal-4)[NacNeu(alpha2-3]gal(betal-4- Glc-セラミド突端基であることを特徴とする請求の範囲第１項のリンカー脂質。 ７． 突端基が蛋白質上のアミン基を経て蛋白質分子と該リンカー脂質とを常に 接合させることができるカルボン酸基で末端化されたことを特徴とする請求の範 囲第１項のリンカー脂質。 ８． 突端基がカルボン酸基で末端化された分子量範囲が４００−１０００ｇ／ モルのポリエチレングリコールであることを特徴とする請求の範囲第１項のリン カー脂質。 ９． 突端基が蛋白質分子上の炭水化物基の酸化により生じたアルデヒド基を経 て蛋白質分子と共有結合されることができる基であることを特徴とする請求の範 囲第１項のリンカー脂質。 １０． 突端基がヒドラジド誘導体を含むことを特徴とする請求の範囲第１項の リンカー脂質。 １１． 突端基がカルボキシヒドラジド誘導体で末端化されたポリエチレングリ コールであることを特徴とする請求の範囲第１項のリンカー脂質。 １２． 突端基が蛋白質上の遊離チオール基を経て蛋白質分子に共有結合される ことができる基であることを特徴とする請求の範囲第１項のリンカー脂質。 １３． 突端基がマレイミド誘導体を含むことを特徴とする請求の範囲第１項の リンカー脂質。 １４． 疎水基が、図１に示すような一般構造を有し、その基（Ｘ）が基（Ｙ） のほぼ半分の長さである炭化水素鎖であることを特徴とする請求の範囲第１項か ら第１３項のいずれかのリンカー脂質。 １５． 基（Ｘ）が長さにおいて１０−２２炭素の間でかつ飽和、不飽和または 多不飽和性炭化水素で良く、或いはフィタニル基または他のモノ-またはパーメ チル化された炭化水素鎖のようなアルキル置換された炭化水素で良いものである ことを特徴とする請求の範囲第１４項のリンカー脂質。 １６． 基（Ｘ）がフィタニル基であることを特徴とする請求の範囲第１４項ま たは第１５項のリンカー脂質。 １７． 膜拡張性脂質が、図１における基（Ｘ）が不在である図１に示す通りの 単鎖脂質であることを特徴とする請求の範囲第１項から第１３項のいずれかのリ ンカー脂質。 １８． 図１中の基（Ｙ）が２０−６０Å長の間の長さの単鎖炭化水素基である ことを特徴とする請求の範囲第１項から第１７項のいずれかのリンカー脂質。 １９． 基（Ｙ）が２０−６０Å長の間である単鎖基を含みかつその鎖内に剛性 スペーサー基を含むことを特徴とする請求の範囲第１項から第１８項のいずれか のリンカー脂質。 ２０． 剛性スペーサーが、ビフェニルエーテルまたはビフェニルアミンまたは 他のビフェニル化合物であることを特徴とする請求の範囲第１９項のリンカー脂 質。 ２１． 基（Ｙ）が３０−５０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内にＮ， Ｎ'-アルキル置換された４，４'-ピフエニルアミン基を含むことを特徴とする請 求の範囲第１４項から第２０項のいずれかのリンカー脂質。 ２２． 基（Ｙ）が３０−５０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内に４， ４'-ビフェニルエーテル基を含むことを特徴とする請求の範囲第１４項から第２ ０項のいずれかのリンカー脂質。 ２３． 基（Ｙ）がビス-へキサデシル４，４'-ビフェニルエーテルであること を特徴とする請求の範囲第１４項から第２０項のいずれかのリンカー脂質。 ２４． 基（Ｙ）がビス-テトラデシル４，４'-ビフェニルエーテルであること を特徴とする請求の範囲第１４項から第２０項のいずれかのリンカー脂質。 ２５． 基（Ｙ）がビス-ドデシル４，４'-ビフェニルエーテルであることを特 徴とする請求の範囲第１４項から第２０項のいずれかのリンカー脂質。 ２６． 基（Ｙ）が２０−６０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内にアル キル置換されたアミンを含むことを特徴とする請求の範囲第１４項から第１７項 のいずれかのリンカー脂質。 ２７． 基（Ｙ）が２０−６０Å長の間である単鎖基を含みかつその鎖内にビス -アルキル化ペンタエリトリトール基を含むことを特徴とする請求の範囲第１４ 項から第１７項のいずれかのリンカー脂質。 ２８． 基（Ｙ）が、光、ｐＨ、酸化還元化学作用又は電場のような外部刺激に 対応する形態に変更し得る基を含むことを特徴とする請求の範囲第１４項から第 ２７項のいずれかのリンカー脂質。 ２９． リンカー脂質の疎水性領域が長鎖アミノ酸のオリゴマーからなることを 特徴とする請求の範囲第１項から第１３項のいずれかのリンカー脂質。 ３０． 長鎖アミノ酸のオリゴマーが１１-アミノウンデカン酸、１６-アミノヘ キサデカン酸または６−２０炭素長さの炭素鎖を有する他のアミノ酸であり、か つ該アミノ酸はアミド結合を経て結合されたことを特徴とする請求の範囲第２９ 項のリンカー脂質。 ３１． アミド基が第四級、アルキル置換されたアミド基であり、該アルキル基 がフィタニル基または１−１８炭素長さの間であることを特徴とする請求の範囲 第２９項のリンカー脂質。 ３２． リンカー脂質の部分の疎水性領域が疎水性スペーサーを経てそれに共有 結合したイオノフォアを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第３１項 のいずれかのリンカー脂質。 ３３． 二重層膜に用いる合成脂質であり、該合成脂質は図１に示す、ただしＹ は２０から６０Å長の間でかつ剛性スペーサー基を含む単鎖基であり、かつＸは Ｙのほぼ半分の長さの炭化水素鎖或いは不在である、の構造を有する合成脂質。 ３４． 基（Ｘ）はその長さにおいて一般に１０−２２炭素の間とされ、飽和、 不飽和または多不飽和性炭化水素で良く、或いはフィタニル基または他のモノ- またはパーメチル化された炭化水素鎖のようなアルキル置換された炭化水素で良 いものであることを特徴とする請求の範囲第３３項の合成脂質。 ３５． 基（Ｘ）がフィタニル基であることを特徴とする請求の範囲第３３項ま たは第３４項の合成脂質。 ３６． 剛性スペーサー基がビフェニルエーテルまたはビフェニルアミンまたは 他のビフェニル化合物であることを特徴とする請求の範囲第３３項から第３５項 のいずれかの合成脂質。 ３７． 基（Ｙ）が３０−５０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内にＮ， Ｎ'-アルキル置換された４，４'-ビフェニルアミン基を含むことを特徴とする請 求の範囲第３３項から第３６項のいずれかの合成脂質。 ３８． 基（Ｙ）が３０−５０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内に４， ４'-ビフェニルエーテル基を含むことを特徴とする請求の範囲第３３項から第３ ６項のいずれかの合成脂質。 ３９． 基（Ｙ）がビス-へキサデシル４，４'-ビフェニルエーテルであること を特徴とする請求の範囲第３３項から第３６項のいずれかの合成脂質。 ４０． 基（Ｙ）がビス-テトラデシル４，４'-ビフェニルエーテルであること を特徴とする請求の範囲第３３項から第３６項のいずれかの合成脂質。 ４１． 基（Ｙ）がビス-ドデシル４，４'-ビフェニルエーテルであることを特 徴とする請求の範囲第３３項から第３６項のいずれかの合成脂質。 ４２． 基（Ｙ）が２０−６０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内にアル キル置換されたアミンを含むことを特徴とする請求の範囲第３３項から第３５項 のいずれかの合成脂質。 ４３． 基（Ｙ）が２０−６０Å長の問である単鎖基を含みかつその鎖内にビス -アルキル化ペンタエリトリトール基を含むことを特徴とする請求の範囲第３３ 項から第３５項のいずれかの合成脂質。 ４４． 図１中の基（Ｘ）が不在であることを特徴とする請求の範囲第３３項ま たは第３６項から第４３項のいずれかの合成脂質。 ４５． 電極膜コンビネーションの製造方法であり、 （１）同じ分子内に付着領域、疎水性領域、及び該付着領域と疎水性領域の間に 配置された親水性領域、及び該親水性領域から作られ、該疎水性領域に付着され る任意な突端基とを同じ分子内に備えたレザバー脂質；及び同じ分子内に親水基 と付着基を備えたスペーサー化合物、を含んだ溶液を形成すること； （２）工程（１）からの上記溶液と電極を接触させること、該電極の組成物と上 記付着領域とは該付着領域が電極に化学的吸着するように選択される； （３）上記電極を洗浄すること； （４）工程（３）からの被覆された電極と、デカン、ドデカン、テトラデカンま たはへキサデカンのようなアルカンを２％より少なく含む媒体溶媒中に脂質とイ オノフォアを入れた溶液とを接触させること；及び （５）工程（４）からの電極に水溶液を加えること、の各工程を備える電極膜コ ンビネーションの製造方法。 ４６． レザバー脂質が、２３-（２０'-オキソ-１９'-オキサエイコサ-（Ｚ）- ９'-エン-７０-フェニル-２０，２５，２８，４２，４５-ベンタオキソ-２４ア ザ-１９，２９，３２，３５，３８，４１，４６，４７，５２，５５-デカオキサ -５８，５９-ジチオアヘキサコンタ-（Ｚ）-９-エンまたはレザバーフィタニル 脂質（Ｂ）またはレザバーフィタニル脂質（Ｃ）であることを特徴とする請求の 範囲第４５項の方法。 ４７． スペーサー分子がチオまたはジスルフィドと１またはそれ以上の水酸ま たはカルボン酸基を同じ構造内に含む低分子量分子であることを特徴とする請求 の範囲第４５項または第４６項の方法。 ４８． スペーサー分子がビス（２-ヒドロキシエチル）ジスルフィドまたは２- メルカプトエタノールであることを特徴とする請求の範囲第４５項から第４７項 のいずれかの方法。 ４９． 工程１の上記溶液が、リンカーＡの混合物、膜拡張性レザバー脂質およ びビス-（２-ヒドロキシエチル）ジスルフィドを含むことを特徴とする請求の範 囲第４５項から第４８項のいずれかの方法。 ５０． 工程１の上記溶液が、リンカーＡの混合物、膜拡張性レザバー脂質およ びビス-（２-ヒドロキシエチル）ジスルフィドを２：１：３の比率で含むもので あることを特徴とする請求の範囲第４５項から第４９項のいずれかの方法。 ５１． スペーサー分子が、メルカプト酢酸、メルカプト酢酸のジスルフィド、 メルカプトプロピオン酸またはメルカプトプロピオン酸のジスルフィド、３-メ ルカプト-１，２-プロパンジオールまたは３-メルカプト-１，２-プロパンジオ- ルであることを特徴とする請求の範囲第４５項から第４７項のいずれかの方法。 ５２． レザバー脂質の部分の疎水性領域が疎水性スペーサーを経てそれに共有 結合したイオノフォアを有することを特徴とする請求の範囲第４９項から第５１ 項のいずれかの方法。 ５３． 工程（４）中の脂質とイオノフォアの溶液が、デカン、ドデカン、テト ラデカンまたはヘキサデカンのようなアルカンを含んでいないことを特徴とする 請求の範囲第４５項から第５２項のいずれかの方法。 ５４． 工程（４）中の脂質がグリセロールモノフィタニルエーテルであること を特徴とする請求の範囲第４５項から第５３項のいずれかの方法。 ５５． 工程（４）中の脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、突端 基として６００−６０００ｇ／モルの間のポリエチレングリコール基を有する脂 質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第４５項から第５３項のいずれ かの方法。 ５６． その脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、ポリエチレング リコール突端基を有する脂質の１−３％の混台物であることを特徴とする請求の 範囲第４５項から第５５項のいずれかの方法。 ５７． そのポリエチレングリコールが６００−３０００ｇ／モルの範囲内の分 子量を有することを特徴とする請求の範囲第５６項の方法。 ５８． 脂質を含むポリエチレングリコールが、一端でコハク酸基に付着された フィタニル基と、該コハク酸の他端に付着されたボリエチレングリコール２００ ０とを同じ分子内に備えたことを特徴とする請求の範囲第４５項から第５７項の いずれかの方法。 ５９． その脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、ホスファチジル コリン突端基を有する脂質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第４５ 項から第５３項のいずれかの方法。 ６０． その脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、ホスファチジル コリン突端基を有する脂質の２０％までとの混合物であることを特徴とする請求 の範囲第４５項から第５３項のいずれかの方法。 ６１． その脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、ホスファチジル コリン突端基を有する脂質の２０％までと、突端基として６００−３０００ｇ／ モルの分子量のポリエチレングリコールの３％までとの混合物であることを特徴 とする請求の範囲第４５項から第５３項のいずれかの方法。 ６２． その脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、突端基がGal(be tal-3)galNAc(betal-4)[NacNeu(alpha2-3]gal(betal-4)Glc-セラミド炭水化物突 端基である突端基を有する脂質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第 ４５項から第５３項のいずれかの方法。 ６３． イオノフォアの大多数が、存在を検出されるべき低分子量分析物の誘導 体とともに機能付与されることを特徴とする請求の範囲第４５項から第６２項の いずれかの方法。 ６４． 電極膜コンビネーションの製造方法であり、 （１）それの一端で付着されたレザバー領域を有するイオンチャンネル、該レザ バー領域は親水基と付着基とを包含し；およびレザバー脂質、該レザバー脂質は 疎水性領域、親水性領域および極性媒体溶媒中での付着領域とを備える、を備え てなる溶液を形成すること； （２）工程（１）からの溶液と電極を接触させること、該電極の成分と付着基と 付着領域は、該付着基と該付着領域とが該電極に化学吸着されるようなものから 選択される； （３）インキュベーションの期間の後に工程（２）からの被覆された電極から非 結合の材料を除去するために洗浄すること； （４）工程（３）からの洗浄した電極に、媒体溶媒中にイオンチャンネルと脂質 を含んだ溶液を添加すること；及び （５）工程（４）からの電極に、該電極を被覆する脂質二重層膜が形成されるよ うな水溶液を添加すること、 なる連続的な各工程を備えた電極膜コンビネーションの製造方法。 ６５． 工程（１）中の溶液に更に脂質を含むことを特徴とする請求の範囲第６ ４項の方法。 ６６． イオンチャンネルがグラミシジンまたは類似物またはそれらの誘導体で あることを特徴とする請求の範囲第６４項または第６５項の方法。 ６７． イオンチャンネルがリンカーグラミシジンＢであることを特徴とする請 求の範囲第６４項から第６６項のいずれかの方法。 ６８． レザバー脂質が、２３-（２０'-オキソ-１９'-オキサエイコサ-（Ｚ）- ９'-エン）-７０-フェニル-２０，２５，２８，４２，４５-ペンタオキソ-２４ アザ-１９，２９，３２，３５，３８，４１，４６，４７，５２，５５-デカオキ サ-５８，５９-ジチオアヘキサコンタ-（Ｚ）-９-エンまたはレザバーフィタニ ル脂質Ｂまたはレザバーフィタニル脂質（Ｃ）であることを特徴とする請求の範 囲第６４項から第６７項のいずれかの方法。 ６９． 工程１での溶液中に用いるレザバー脂質が突端基を含んだビオチンを有 することを特徴とする請求の範囲第６４項から第６８項のいずれかの方法。 ７０． 工程１中で用いるレサバー脂質は、蛋白質分子にそのレザバー脂質が常 に結合される突端基を有することを特徴とする請求の範囲第６４項から第６８項 のいずれかの方法。 ７１． 工程１中で用いるレザバー脂質は、突端基としてポリエチレングリコー ルまたはホスファチジルコリン基を有することを特徴とする請求の範囲第６４項 から第６８項のいずれかの方法。 ７２． 工程１及び／又は工程４中の溶液中の脂質がグリセロールモノアルケノ エートであることを特徴とする請求の範囲第６４項から第７１項のいずれかの方 法。 ７３． 工程１及び／又は工程４中の溶液中の脂質がグリセロールモノオレエー トであることを特徴とする請求の範囲第６４項から第７１項のいずれかの方法。 ７４． その脂質が、アルケノエート基が長さにおいて１６−２２炭素の間の不 飽和炭化水素鎖で良いグリセロールモノアルケノエートであることを特徴とする 請求の範囲第７２項の方法。 ７５． 工程４中の脂質が、アルキル基か長さにおいて１６−２２炭素の間の炭 化水素鎖であるグリセロールモノアルキルエーテルであることを特徴とする請求 の範囲第６４項から第７４項のいずれかの方法。 ７６． 工程４中の脂質が、グリセロールモノオレエート、グリセロールモノパ ルミトレイック、モノ-１１-エイコセノイン、またはモノエルシンであることを 特徴とする請求の範囲第６４項から第７４項のいずれかの方法。 ７７． 工程４中の脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルであることを 特徴とする請求の範囲第６４項から第７４項のいずれかの方法。 ７８． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基が６００−６０００ｇ／モルの間のポリエチ レングリコール基である脂質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第６ ４項から第７４項のいずれかの方法。 ７９． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基がポリエチレングリコール基である脂質の１ −３％との混台物であることを特徴とする請求の範囲第６４項から第７４項のい ずれかの方法。 ８０． そのエチレングリコールが６００−３０００ｇ／モルの範囲内の分子量 を有することを特徴とする請求の範囲第７９項の方法。 ８１．脂質に含まれるポリエチレングリコールが、一端でコハク酸基に付着され たフィタニル基とそのコハク酸の他端に付着されたポリエチレングリコール２０ ００とを同じ分子内に備えることを特徴とする請求の範囲第７９項または第８０ 項の方法。 ８２． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基がホスファチジルコリン突端基である脂質と の混合物であることを特徴とする請求の範囲第６４項から第７４項のいずれかの 方法。 ８３． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基がホスファチジルコリン突端基である２０％ までの脂質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第６４項から第７４項 のいずれかの方法。 ８４． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基がホスファチジルコリン突端基である２０％ までの脂質と突端基が６００−３０００ｇ／モルの間の分子量のポリエチレング リコールである３％までの脂質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第 ６４項から第７４項のいずれかの方法。 ８５． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基がGal(betal-3)galNAc(betal-4)[NacNeu(alp ha2-3]gal(betal-4-Glc-セラミド炭水化物突端基である脂質との混合物であるこ とを特徴とする請求の範囲第６４項から第７４項のいずれかの方法。 ８６． 工程（１）と（４）中の溶液が、デカン、ドデカン、テトラデカンまた はヘキサデカンのようなアルカンを２％より少なく含む、好ましくは０％である ことを特徴とする請求の範囲第６４項から第８５項のいずれかの方法。 ８７． サンプル中の分析物の存在または不在の検出に用いるバイオセンサーで あり、該バイオセンサーは電極と、上層と底層を備える二重層膜を備えてなり、 該底層は膜と電極との間に空間が存在するように電極に近接しかつ接続されてお り、その膜のコンダクタンスは分析物の存在または不在に依存し、その膜は両親 媒性分子とそれに分散された多数のイオノフォアの密充填されたアレイを備え、 かつヒドロケルの層が二重層膜の頂部上に形成され、そのヒドロゲルは検出すべ き分析物分子を透過させるものであることを特徴とするバイオセンサー。 ８８． ヒドロゲルが熱硬化性ゲルであることを特徴とする請求の範囲第８７項 のバイオセンサー。 ８９． 熱硬化性ゲルが寒天ゲルであることを特徴とする請求の範囲第８８項の バイオセンサー。 ９０． そのゲルが０．３−５％の寒天を含むことを特徴とする請求の範囲第８ ８項のバイオセンサー。 ９１． 熱硬化性ゲルがゼラチンゲルであることを特徴とする請求の範囲第８８ 項のバイオセンサー。 ９２． ヒドロゲルが本来の位置に重合されたヒドロゲルであることを特徴とす る請求の範囲第８７項のバイオセンサー。 ９３． ヒドロゲルが、フリーラジカル重合化によって重合されるアクリル酸ま たはアクリル酸誘導体であることを特徴とする請求の範囲第８７項のバイオセン サー。 ９４． ヒドロゲルが、アクリルアミドとビスアクリルアミド架橋物とから形成 されることを特徴とする請求の範囲第８７項のバイオセンサー。 ９５． ヒドロゲルが、架橋されたヒドロキシメチルアクリレートまたはヒドロ キシメチルメタクリレートまたは他の生物適合性ゲルから形成されることを特徴 とする請求の範囲第８７項のバイオセンサー。 ９６． イオノフォアが、酵素とそれの基質との反応により生成したイオンを輸 送することができ、上記酵素がヒドロゲルに共有結合または非共有結合のいずれ かで付着されていることを特徴とする請求の範囲第８７項から第９５項のいずれ かのバイオセンサー。 ９７． 電極とイオン性隔離単層膜とを備える電極膜コンビネーションであり、 この膜は両親媒性分子の密充填されたアレイとその内部に分散された多数のイオ ノフォアを備えてなり、上記両親媒性分子は疎水性領域、電極に付着する付着領 域、上記疎水性及び付着領域に介在される親水性領域、電極と、イオノフォアを 通してイオンを十分に流出させる膜との間の疎水性領域によって形成される空間 、及び該疎水性領域から離れた側で分子の疎水性部分に付着した突端基、とを同 じ分子内に備えることを特徴とする電極膜コンビネーション。 ９８． 単層膜の分子が、長鎖アミノ酸のオリゴマーからなる疎水性領域を有し 、そのアミノ酸が、炭化水素アルカン基と窒素で置換されたアミド結合を経て結 合されたことを特徴とする請求の範囲第９７項の電極膜コンビネーション。 ９９． アミノ酸の構造が、そのアミノ基が６−２０炭素長さの間のアルカン鎖 によって酸基から分離されるように、かつ窒素原子に付着したアルカン鎖が１０ −２０の間の炭素原子長さとされたことを特徴とする請求の範囲第９８項の電極 膜コンビネーション。 １００． アルカン基がフィタニルまたは同等の置換されたアルカン基であるこ とを特徴とする請求の範囲第９９項の電極膜コンビネーション。 １０１． 膜が、その疎水性領域に、第四級アミンがモノアルキル置換されたグ リセロール、ジアルキル脂質を形成するモノアルキル置換されたグルタミン酸に 付着したことによって２つのアルキル鎖で機能付与された第四級、トリアルキル アミンを疎水性領域に含む単層膜分子からなることを特徴とする請求の範囲第９ ７項の電極膜コンビネーション。 １０２． 膜が、モノアルキル置換されたグリセロールまたはグルタミン酸に付 着させるために２つのアルキル鎖が機能付与されたテトラアルキル化ペンタエリ トリトールを疎水性領域に含む単層膜を備えることを特徴とする請求の範囲第９ ７項の電極膜コンビネーション。 １０３． イオノフォアが、酵素とそれの基質との反応によって生成されるイオ ンを輸送することができ、上記酵素は膜表面に共有結合または非共有結合のいず れかで付着されていることを特徴とする請求の範囲第９７項から第１０２項のい ずれかの電極膜コンビネーション。 １０４． その酵素がウレアーゼであることを特徴とする請求の範囲第１０３項 の電極膜コンビネーション。 １０５． 請求の範囲第１項から第３２項のいずれかに記載のリンカー脂質及び ／又は請求の範囲第３３項から第４４項のいずれかに記載の合成脂質を含む膜。 １０６． 請求の範囲第４５項から第８６項のいずれか記載の方法によって製造 された膜電極コンビネーション。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０１Ｎ 27/327 27/333 7363−2Ｊ Ｇ０１Ｎ 27/30 ３３１ Ｍ 7363−2Ｊ ３５３ Ｄ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＶＮ (72)発明者 ラギューズ，バークハード オーストラリア国 2075 ニュー サウス ウェールズ セント アイブズ ムーデ ィーズ ロード ２ (72)発明者 コーンネル，ブルース アンドリュー オーストラリア国 2089 ニュー サウス ウェールズ ニュートラル ベイ ウィ コム ロード 58 (72)発明者 ブラハ マクヴィティー，ヴィヨレッタ ルシーヤ ブロニスラバ オーストラリア国 2203 ニュー サウス ウェールズ ダルウィッチ ヒル ダー リー ストリート ９ (72)発明者 ペース，ロナルド ジョン オーストラリア国 2607 ファーラー ア クト ホークスベリー クレセント 138

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 電極に多数のイオノフォアを含有せしめた膜を付着すること及び膜と電極 との間に空間を提供することに用いるためのリンカー脂質であり、該膜は一部ま たは全部のいずれか一方がリンカー脂質で作られ、該リンカー脂質は、膜拡張が 可能な疎水性領域、電極表面に該リンカー脂質分子を常に付着させる付着基、上 記疎水性領域と該付着基とに介在された親水性領域、及び該親水性領域から離れ た側で疎水性領域に接合される極性突端基領域とを同じ分子内に備えたことを特 徴とするリンカー脂質。 ２． 突端基領域が６００−６０００ｇ／モルの間の分子量範囲内のポリエチレ ングリコールであることを特徴とする請求の範囲第１項のリンカー脂質。 ３． 突端基がホスファチジルコリン基であることを特徴とする請求の範囲第１ 項のリンカー脂質。 ４． 突端基がグリセロール突端基であることを特徴とすることを特徴とする請 求の範囲第１項のリンカー脂質。 ５． 突端基がビオチンまたはビオチニル化６-アミノカプロイン酸基またはＮ- ビオチニル化６-アミノカプロイン酸基のオリゴマーであることを特徴とする請 求の範囲第１項のリンカー脂質。 ６． 突端基が、Gal(betal-3)galNAc(betal-4)[NacNeu(alpha2-3]gal(betal-4- Glc-セラミド突端基であることを特徴とする請求の範囲第１項のリンカー脂質。 ７． 突端基が蛋白質上のアミン基を経て蛋白質分子と該リンカー脂質とを常に 接合させることができるカルボン酸基で末端化されたことを特徴とする請求の範 囲第１項のリンカー脂質。 ８． 突端基がカルボン酸基で末端化された分子量範囲が４００−１０００ｇ／ モルのポリエチレングリコールであることを特徴とする請求の範囲第１項のリン カー脂質。 ９． 突端基が蛋白質分子上の炭水化物基の酸化により生じたアルデヒド基を経 て蛋白質分子と共有結合されることができる基であることを特徴とする請求の範 囲第１項のリンカー脂質。 １０． 突端基がヒドラジド誘導体を含むことを特徴とする請求の範囲第１項の リンカー脂質。 １１． 突端基がカルボキシヒドラジド誘導体で末端化されたポリエチレングリ コールであることを特徴とする請求の範囲第１項のリンカー脂質。 １２． 突端基が蛋白質上の遊離チオール基を経て蛋白質分子に共有結合される ことができる基であることを特徴とする請求の範囲第１項のリンカー脂質。 １３． 突端基がマレイミド誘導体を含むことを特徴とする請求の範囲第１項の リンカー脂質。 １４． 疎水基が、図１に示すような一般構造を有し、その基（Ｘ）が基（Ｙ） のほぼ半分の長さである炭化水素鎖であることを特徴とする請求の範囲第１項か ら第１３項のいずれかのリンカー脂質。 １５． 基（Ｘ）が、長さにおいて１０−２２炭素の間でかつ飽和、不飽和また は多不飽和性炭化水素で良く、或いはフィタニル基または他のモノ-またはパー メチル化された炭化水素鎖のようなアルキル置換された炭化水素で良いものであ ることを特徴とする請求の範囲第１４項のリンカー脂質。 １６． 基（Ｘ）がフィタニル基であることを特徴とする請求の範囲第１４項ま たは第１５項のリンカー脂質。 １７． 図１中の基（Ｙ）が２０−６０Å長の間の長さの単鎖炭化水素基である ことを特徴とする請求の範囲第１項から第１６項のいずれかのリンカー脂質。 １８． 基（Ｙ）が２０−６０Å長の間である単鎖基を含みかつその鎖内に剛性 スペーサー基を含むことを特徴とする請求の範囲第１項から第１７項のいずれか のリンカー脂質。 １９． その剛性スペーサーがビフェニルエーテルまたはビフェニルアミンまた は他のビフェニル化合物であることを特徴とする請求の範囲第１８項のリンカー 脂質。 ２０． 基（Ｙ）が３０−５０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内にＮ， Ｎ'-アルキル置換された４，４'-ビフェニルアミン基を含むことを特徴とする請 求の範囲第１項から第１９項のいずれかのリンカー脂質。 ２１． 基（Ｙ）が３０−５０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内に４， ４'-ビフェニルエーテル基を含むことを特徴とする請求の範囲第１項から第１９ 項のいずれかのリンカー脂質。 ２２． 基（Ｙ）がビス-ヘキサデシル４，４'-ビフェニルエーテルであること を特徴とする請求の範囲第１項から第１９項のいずれかのリンカー脂質。 ２３． 基（Ｙ）がビス-テトラデシル４，４'-ビフェニルエーテルであること を特徴とする請求の範囲第１項から第１９項のいずれかのリンカー脂質。 ２４． 基（Ｙ）がビス-ドデシル４，４'-ビフェニルエーテルであることを特 徴とする請求の範囲第１項から第１９項のいずれかのリンカー脂質。 ２５． 基（Ｙ）が２０−６０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内にアル キル置換されたアミンを含むことを特徴とする請求の範囲第１項から第１３項の いずれかのリンカー脂質。 ２６． 基（Ｙ）が２０−６０Å長の間である単鎖基を含みかつその鎖内にビス -アルキル化ペンタエリトリトール基を含むことを特徴とする請求の範囲第１項 から第１６項のいずれかのリンカー脂質。 ２７． 膜拡張性脂質が図１中の基（Ｘ）が不在である単鎖脂質であることを特 徴とする請求の範囲第１項から第１３項または第１７項から第２６項のいずれか のリンカー脂質。 ２８． 基（Ｙ）が、光、ｐＨ、酸化還元化学作用又は電場のような外部刺激に 対応する形態に変更し得る基を含むことを特徴とする請求の範囲第１項から第２ ７項のいずれかのリンカー脂質。 ２９． リンカー脂質の疎水性領域が長鎖アミノ酸のオリゴマーからなることを 特徴とする請求の範囲第１項から第１６項のいずれかのリンカー脂質。 ３０． 長鎖アミノ酸のオリゴマーが１１-アミノウンデカン酸、１６-アミノヘ キサデカン酸または炭素長６−２０炭素長である他のアミノ酸であり、かつ該ア ミノ酸はアミド結合を経て結合されたことを特徴とする請求の範囲第２９項のリ ンカー脂質。 ３１． アミド基が第四級、アルキル置換されたアミド基であり、該アルキル基 がフィタニル基または１−１８炭素長さの間であることを特徴とする請求の範囲 第２９項のリンカー脂質。 ３２． リンカー脂質の部分の疎水性領域が疎水性スペーサーを経てそれに共有 結合したイオノフォアを有することを特徴とする請求の範囲第１項から第３１項 のいずれかのリンカー脂質。 ３３． 二重層膜に用いる合成脂質であり、該合成脂質は図１に示す、ただしＹ は２０から６０Å長の間でかつ剛性スペーサー基を含む単鎖基であり、かつＸは Ｙのほぼ半分の長さの炭化水素鎖或いは不在である、の構造を有する合成脂質。 ３４． 基（Ｘ）はその長さにおいて一般に１０−２２炭素の間とされ、飽和、 不飽和または多不飽和性炭化水素で良く、或いはフィタニル基または他のモノ- またはパーメチル化された炭化水素鎖のようなアルキル置換された炭化水素で良 いものであることを特徴とする請求の範囲第３３項の合成脂質。 ３５． 基（Ｘ）がフィタニル基であることを特徴とする請求の範囲第３３項ま たは第３４項の合成脂質。 ３６． 剛性スペーサー基がビフェニルエーテルまたはビフェニルアミンまたは 他のビフェニル化合物であることを特徴とする請求の範囲第３３項から第３５項 のいずれかの合成脂質。 ３７． 基（Ｙ）が３０−５０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内にＮ， Ｎ'-アルキル置換された４，４'-ビフェニルアミン基を含むことを特徴とする請 求の範囲第３３項から第３６項のいずれかの合成脂質。 ３８． 基（Ｙ）が３０−５０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内に４， ４'-ビフェニルエーテル基を含むことを特徴とする請求の範囲第３３項から第３ ６項のいずれかの合成脂質。 ３９． 基（Ｙ）がビス-ヘキサデシル４，４'-ビフェニルエーテルであること を特徴とする請求の範囲第３３項から第３６項のいずれかの合成脂質。 ４０． 基（Ｙ）がビス-テトラデシル４，４'-ビフェニルエーテルであること を特徴とする請求の範囲第３３項から第３６項のいずれかの合成脂質。 ４１． 基（Ｙ）がビス-ドデシル４，４'-ビフェニルエーテルであることを特 徴とする請求の範囲第３３項から第３６項のいずれかの合成脂質。 ４２． 基（Ｙ）が２０−６０Å長の間である単鎖基でありかつその鎖内にアル キル置換されたアミンを含むことを特徴とする請求の範囲第３３項から第３５項 のいずれかの合成脂質。 ４３． 基（Ｙ）が２０−６０Å長の間である単鎖基を含みかつその鎖内にビス -アルキル化ペンタエリトリトール基を含むことを特徴とする請求の範囲第３３ 項から第３５項のいずれかの合成脂質。 ４４． 図１中の基（Ｘ）が不在であることを特徴とする請求の範囲第３３項か ら第４３項のいずれかの合成脂質。 ４５． 電極膜コンビネーションの製造方法であり、 （１）同じ分子内に付着領域、親水性領域、疎水性領域、及び任意な突端基を備 えたレザバー脂質；及び同じ分子内に親水基と付着基を備えるスペーサー化合物 、を含んだ溶液を形成すること； （２）工程（１）からの上記溶液と電極を接触させること、該電極の組成物と上 記付着領域とは該付着領域が電極に化学的吸着するように選択される； （３）上記電極を洗浄すること； （４）工程（３）からの被覆された電極と、デカン、ドデカン、テトラデカンま たはヘキサデカンのようなアルカンを２％より少なく含む媒体溶媒中に脂質とイ オノフォアを入れた溶液とを接触させること；及び （５）工程（４）からの電極に水溶液を加えること、の各工程を備える電極膜コ ンビネーションの製造方法。 ４５． レザバー脂質が、２３-（２０'-オキソ-１９'-オキサエイコサ-（Ｚ）- ９'-エン-７０-フェニル-２０，２５，２８，４２，４５-ペンタオキソ-２４ア ザ-１９，２９，３２，３５，３８，４１，４６，４７，５２，５５-デカオキサ -５８，５９-ジチオアヘキサコンタ-（Ｚ）-９-エンまたはレザバーフィタニル 脂質（Ｂ）またはレザバーフィタニル脂質（Ｃ）であることを特徴とする請求の 範囲第４４項の方法。 ４６． スペーサー分子がチオまたはジスルフィドと１またはそれ以上の水酸ま たはカルボン酸基を同じ構造内に含む低分子量分子であることを特徴とする請求 の範囲第４４項または第４５項の方法。 ４７． スペーサー分子がビス（２-ヒドロキシエチル）ジスルフィドまたは２- メルカプトエタノールであることを特徴とする請求の範囲第４４項から第４６項 のいずれかの方法。 ４８． 工程１の上記溶液が、リンカーＡの混合物、膜拡張性レザバー脂質およ びビス-（２-ヒドロキシエチル）ジスルフィドを含むことを特徴とする請求の範 囲第４４項から第４７項のいずれかの方法。 ４９． 工程１の上記溶液が、リンカーＡの混合物、膜拡張性レザバー脂質およ びビス-（２-ヒドロキシエチル）ジスルフィドを２：１：３の比率で含むもので あることを特徴とする請求の範囲第４４項から第４８項のいずれかの方法。 ５０． スペーサー分子が、メルカプト酢酸、メルカプト酢酸のジスルフィド、 メルカプトプロピオン酸またはメルカプトプロピオン酸のジスルフィド、３-メ ルカプト-１，２-プロパンジオールまたは３-メルカプト-１，２-プロパンジオ ールであることを特徴とする請求の範囲第４４項から第４９項のいずれかの方法 。 ５１． レザバー脂質の部分の疎水性領域が疎水性スペーサーを経てそれに共有 結合したイオノフォアを有することを特徴とする請求の範囲第４４項から第５０ 項のいずれかの方法。 ５２． 工程（４）中の脂質とイオノフォアの溶液が、デカン、ドデカン、テト ラデカンまたはヘキサデカンのようなアルカンを含んでいないことを特徴とする 請求の範囲第４４項から第５１項のいずれかの方法。 ５３． 工程（４）中の脂質がグリセロールモノフィタニルエーテルであること を特徴とする請求の範囲第４４項から第５２項のいずれかの方法。 ５４． 工程（４）中の脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、突端 基として６００−６０００ｇ／モルの間のポリエチレングリコール基を有する脂 質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第４４項から第５２項のいずれ かの方法。 ５５． その脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、ポリエチレング リコール突端基を有する脂質の１−３％の混合物であることを特徴とする請求の 範囲第４４項から第５４項のいずれかの方法。 ５６． そのポリエチレングリコールが６００−３０００ｇ／モルの範囲内の分 子量を有することを特徴とする請求の範囲第５５項の方法。 ５７． 脂質を含むポリエチレングリコールが、一端でコハク酸基に付着された フィタニル基と、該コハク酸の他端に付着されたポリエチレングリコール２００ ０とを同じ分子内に備えたことを特徴とする請求の範囲第４４項から第５６項の いずれかの方法。 ５８． その脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、ホスファチジル コリン突端基を有する脂質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第４４ 項から第５２項のいずれかの方法。 ５９． その脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、ホスファチジル コリン突端基を有する脂質の２０％までとの混合物であることを特徴とする請求 の範囲第４４項から第５２項のいずれかの方法。 ６０． その脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、ホスファチジル コリン突端基を有する脂質の２０％までと、突端基として６００−３０００ｇ／ モルの分子量のポリエチレングリコールの３％までとの混合物であることを特徴 とする請求の範囲第４４項から第５２項のいずれかの方法。 ６１． その脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルと、突端基がGal(be tal-3)galNAc(betal-4)[NacNeu(alpha2-3]gal(betal-4)Glc-セラミド炭水化物突 端基である突端基を有する脂質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第 ４４項から第５２項のいずれかの方法。 ６２． イオノフォアの大多数が、存在を検出されるべき低分子量分析物の誘導 体とともに機能付与されることを特徴とする請求の範囲第４４項から第６１項の いずれかの方法。 ６３． 電極膜コンビネーションの製造方法であり、 （１）それの一端で付着されたレザバー領域を有するイオンチャンネル、該レザ バー領域は親水基と付着基とを包含し；およびレザバー脂質、該レザバー脂質は 疎水性領域、親水性領域および極性媒体溶媒中での付着領域とを備える、を備え てなる溶液を形成すること； （２）工程（１）からの溶液と電極を接触させること、該電極の成分と付着基と 付着領域は、該付着基と該付着領域とが該電極に化学吸着されるようなものから 選択される； （３）インキュベーションの期間の後に工程（２）からの被覆された電極から非 結合の材料を除去するために洗浄すること； （４）工程（３）からの洗浄した電極に、媒体溶媒中にイオンチャンネルと脂質 を含んだ溶液を添加すること；及び （５）工程（４）からの電極に、該電極を被覆する脂質二重層膜が形成されるよ うな水溶液を添加すること、 なる連続的な各工程を備えた電極膜コンビネーションの製造方法。 ６４． 工程（１）中の溶液に更に脂質を含むことを特徴とする請求の範囲第６ ３項の方法。 ６５． イオンチャンネルがグラミシジンまたは類似物またはそれらの誘導体で あることを特徴とする請求の範囲第６３項または第６４項の方法。 ６６． イオンチャンネルがリンカーグラミシジンＢであることを特徴とする請 求の範囲第６３項から第６５項のいずれかの方法。 ６７． レザバー脂質が、２３-（２０'-オキソ-１９'-オキサエイコサ-（Ｚ）- ９'-エン）-７０-フェニル-２０，２５，２８，４２，４５-ペンタオキソ-２４ アザ-１９，２９，３２，３５，３８，４１，４６，４７，５２，５５-デカオキ サ-５８，５９-ジチオアヘキサコンタ-（Ｚ）-９-エンまたはレザバーフィタニ ル脂質Ｂまたはレザバーフィタニル脂質（Ｃ）であることを特徴とする請求の範 囲第６３項から第６６項のいずれかの方法。 ６８． 工程１での溶液中に用いるレザバー脂質が突端基を含んだビオチンを有 することを特徴とする請求の範囲第６３項から第６７項のいずれかの方法。 ６９． 工程１中で用いるレザバー脂質は、蛋白質分子にそのレザバー脂質が常 に結合される突端基を有することを特徴とする請求の範囲第６３項から第６７項 のいずれかの方法。 ７０． 工程１中で用いるレザバー脂質は、突端基としてポリエチレングリコー ルまたはホスファチジルコリン基を有することを特徴とする請求の範囲第６３項 から第６７項のいずれかの方法。 ７１． 工程１及び／又は工程４中の溶液中の脂質がグリセロールモノアルケノ エートであることを特徴とする請求の範囲第６３項から第７０項のいずれかの方 法。 ７２． 工程１及び／又は工程４中の溶液中の脂質がグリセロールモノオレエー トであることを特徴とする請求の範囲第６３項から第７０項のいずれかの方法。 ７３． その脂質が、アルケノエート基が長さにおいて１６−２２炭素の間の不 飽和炭化水素鎖で良いグリセロールモノアルケノエートであることを特徴とする 請求の範囲第７１項の方法。 ７４． 工程４中の脂質が、アルキル基が長さにおいて１６−２２炭素の間の炭 化水素鎖であるグリセロールモノアルキルエーテルであることを特徴とする請求 の範囲第６３項から第７３項のいずれかの方法。 ７５． 工程４中の脂質が、グリセロールモノオレエート、グリセロールモノパ ルミトレイック、モノ-１１-エイコセノイン、またはモノエルシンであることを 特徴とする請求の範囲第６３項から第７３項のいずれかの方法。 ７６． 工程４中の脂質が、グリセロールモノフィタニルエーテルであることを 特徴とする請求の範囲第６３項から第７３項のいずれかの方法。 ７７． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基が６００−６０００ｇ／モルの間のポリエチ レングリコール基である脂質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第６ ３項から第７３項のいずれかの方法。 ７８． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基がポリエチレングリコール基である脂質の１ −３％との混合物であることを特徴とする請求の範囲第６３項から第７３項のい ずれかの方法。 ７９． そのエチレングリコールが６００−３０００ｇ／モルの範囲内の分子量 を有することを特徴とする請求の範囲第７８項の方法。 ８０．脂質に含まれるポリエチレングリコールが、一端でコハク酸基に付着され たフィタニル基とそのコハク酸の他端に付着されたポリエチレングリコール２０ ００とを同じ分子内に備えることを特徴とする請求の範囲第７８項または第７９ 項の方法。 ８１． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基がホスファチジルコリン突端基である脂質と の混合物であることを特徴とする請求の範囲第６３項から第７３項のいずれかの 方法。 ８２． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基がホスファチジルコリン突端基である２０％ までの脂質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第６３項から第７３項 のいずれかの方法。 ８３． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基がホスファチジルコリン突端基である２０％ までの脂質と突端基が６００−３０００ｇ／モルの間の分子量のポリエチレング リコールである３％までの脂質との混合物であることを特徴とする請求の範囲第 ６３項から第７３項のいずれかの方法。 ８４． 工程４中の脂質が、グリセロールモノアルキルエーテルまたはグリセロ ールモノアルケノエートと、突端基がGal(betal-3)galNAc(betal-4)[NacNeu(alp ha2-3]gal(betal-4-Glc-セラミド炭水化物突端基である脂質との混合物であるこ とを特徴とする請求の範囲第６３項から第７３項のいずれかの方法。 ８５． 工程（１）と（４）中の溶液が、デカン、ドデカン、テトラデカンまた はヘキサデカンのようなアルカンを２％より少なく含む、好ましくは０％である ことを特徴とする請求の範囲第６３項から第８４項のいずれかの方法。 ８６． サンプル中の分析物の存在または不在の検出に用いるバイオセンサーで あり、該バイオセンサーは電極と、上層と底層を備える二重層膜を備えてなり、 該底層は膜と電極との間に空間が存在するように電極に近接しかつ接続されてお り、その膜のコンダクタンスは分析物の存在または不在に依存し、その膜は両親 媒性分子とそれに分散された多数のイオノフォアの密充填されたアレイを備え、 かつヒドロケルの層が二重層膜の頂部上に形成され、そのヒドロゲルは検出すべ き分析物分子を透過させるものであることを特徴とするバイオセンサー。 ８７． ヒドロゲルが熱硬化性ゲルであることを特徴とする請求の範囲第８６項 のバイオセンサー。 ８８． 熱硬化性ゲルが寒天ゲルであることを特徴とする請求の範囲第８７項の バイオセンサー。 ８９． そのゲルが０．３−５％の寒天を含むことを特徴とする請求の範囲第８ ７項のバイオセンサー。 ９０． 熱硬化性ゲルがゼラチンゲルであることを特徴とする請求の範囲第８７ 項のバイオセンサー。 ９１． ヒドロゲルが本来の位置に重合されたヒドロゲルであることを特徴とす る請求の範囲第８６項のバイオセンサー。 ９２． ヒドロゲルが、フリーラジカル重合化によって重合されるアクリル酸ま たはアクリル酸誘導体であることを特徴とする請求の範囲第８６項のバイオセン サー。 ９３． ヒドロゲルが、アクリルアミドとビスアタリルアミド架橋物とから形成 されることを特徴とする請求の範囲第８６項のバイオセンサー。 ９４． ヒドロゲルが、架橋されたヒドロキシメチルアタリレートまたはヒドロ キシメチルメタクリレートまたは他の生物適合性ゲルから形成されることを特徴 とする請求の範囲第８６項のバイオセンサー。 ９５． イオノフォアが、酵素とそれの基質との反応により生成したイオンを輸 送することができ、上記酵素がヒドロゲルに共有結合または非共有結合のいずれ かで付着されていることを特徴とする請求の範囲第８６項から第９４項のいずれ かのバイオセンサー。 ９６． 電極とイオン性隔離単層膜とを備える電極膜コンビネーションであり、 この膜は両親媒性分子の密充填されたアレイとその内部に分散された多数のイオ ノフォアを備えてなり、上記両親媒性分子は疎水性領域、電極に付着する付着領 域、上記疎水性及び付着領域に介在される親水性領域、電極と、イオノフォアを 通してイオンを十分に流出させる膜との間の疎水性領域によって形成される空間 、及び該疎水性領域から離れた側で分子の疎水性部分に付着した突端基、とを同 じ分子内に備えることを特徴とする電極膜コンビネーション。 ９７． 単層膜の分子が、長鎖アミノ酸のオリゴマーからなる疎水性領域を有し 、そのアミノ酸が、炭化水素アルカン基と窒素で置換されたアミド結合を経て結 合されたことを特徴とする請求の範囲第９６項の電極膜コンビネーション。 ９８． アミノ酸の構造が、そのアミノ基が６−２０炭素長さの間のアルカン鎖 によって酸基から分離されるように、かつ窒素原子に付着したアルカン鎖が１０ −２０の間の炭素原子長さとされたことを特徴とする請求の範囲第９７項の電極 膜コンビネーション。 ９９． アルカン基がフィタニルまたは同等の置換されたアルカン基であること を特徴とする請求の範囲第９６項の電極膜コンビネーション。 １００． 膜が、その疎水性領域に、第四級アミンがモノアルキル置換されたグ リセロール、ジアルキル脂質を形成するモノアルキル置換されたグルタミン酸に 付着したことによって２つのアルキル鎖で機能付与された第四級、トリアルキル アミンを疎水性領域に含む単層膜分子からなることを特徴とする請求の範囲第９ ６項の電極膜コンビネーション。 １０１． 膜が、モノアルキル置換されたグリセロールまたはグルタミン酸に付 着させるために２つのアルキル鎖が機能付与されたテトラアルキル化ペンタエリ トリトールを疎水性領域に含む単層膜を備えることを特徴とする請求の範囲第９ ６項の電極膜コンビネーション。 １０２． イオノフォアが、酵素とそれの基質との反応によって生成されるイオ ンを輸送することができ、上記酵素は膜表面に共有結合または非共有結合のいず れかで付着されていることを特徴とする請求の範囲第９６項から第１０１項のい ずれかの電極膜コンビネーション。 １０３． その酵素がウレアーゼであることを特徴とする請求の範囲第１０２項 の電極膜コンビネーション。 １０４． 請求の範囲第１項から第３２項のいずれかに記載のリンカー脂質及び ／又は請求の範囲第３３項から第４４項のいずれかに記載の合成脂質を含む膜。 １０５． 請求の範囲第４５項から第８５項のいずれか記載の方法によって製造 された膜電極コンビネーション。