JPH09229894A - 選択性が向上し、感度が強化された電気化学的センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再現性のある電気化学的センサー。 【解決手段】 本発明は参照電極及び測定電極が多孔性
非導電性シート材料により互いに隔てられている電気化
学的センサー、好ましくは電気化学的バイオセンサーに
つき記載している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気化学的センサ
ー、好ましくは電気化学的バイオセンサーにつき記載す
る。さらに体液の診断のための電気化学的、好ましくは
電流測定バイオセンサーの二次加工の方法を記載する。

【０００２】

【従来の技術】特に血糖診断における電流測定バイオセ
ンサーの利用は数年間、先行技術の一部を形成してき
た。

【０００３】そのような製品は例えば米国特許第４５
４５ ３８２号、ＥＰ １２７ ９５８、ＥＰ ３５１
８９１及びＥＰ出願０ ４７ １ ９８６に記載され
ている。対応する試験系はＭｅｄｉＳｅｎｓｅ^R、Ｅｘ
ａｃＴｅｘ^R及びＧｌｕｃｏｃａｒｄ^Rの製品名の下に商
業的に入手可能である。それらは在宅使用者条件下での
簡単な血液グルコース診断を可能にする。

【０００４】レセプター成分としてグルコースオキシダ
ーゼを含有する電流測定バイオセンサーにより特に有意
性が増してきた。Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．１９９０，６
２，１１１１〜１１１７に詳細に記載されている通り、
グルコースとグルコースオキシダーゼとの反応は糖濃度
に比例する量の過酸化水素を与える。

【０００５】しかし陽極酸化Ｈ₂Ｏ₂→Ｏ₂＋２Ｈ⁺＋２ｅ
^-は比較的高いセル電圧（約６００ｍＶ）を必要とする
ので、全血の分析は望ましくない干渉の問題を伴い得
る。これは、上記の電圧においてアスコルビン酸などの
ある種の血液成分が同様に反応し、誤った陽性の結果を
もたらすからである。

【０００６】結局、電流測定センサーの選択性を向上さ
せるという観点で、媒介物の考えが発展してきた。いわ
ゆる第２世代バイオセンサーの場合に多く用いられる媒
介物は、例えばフェロセン又はフェリシアン化カリウム
Ｋ₃Ｆｅ（ＣＮ）₆である。この場合の電流測定血液グル
コース決定は以下の反応案に従って進行する： （１）グルコース＋ＧＯ（ＦＡＤ）→グルコノラクトン
＋ＧＯ（ＦＡＤＨ₂） （２）ＧＯ（ＦＡＤＨ₂）＋Ｆｅ（ＩＩＩ）（ＣＮ）₃ ^3-
→Ｆｅ（ＩＩ）（ＣＮ）₆ ^4-＋ＧＯ（ＦＡＤ）＋Ｈ⁺ （３）Ｆｅ（ＩＩ）（ＣＮ）₆ ^4-→Ｆｅ（ＩＩＩ）（Ｃ
Ｎ）₆ ^3-＋ｅ^- 従って電流測定血液グルコース決定は、測定に関する限
り、（３）に記載の陽極酸化に集約され、それは＋３６
０ｍＶの電圧において進行する。かくしてそのような媒
介物−修正バイオセンサーは強化された選択性を有す
る。

【０００７】再現性のある結果という観点で、Ｏ₂−制
御副反応ＧＯ（ＦＡＤＨ₂）＋Ｏ₂→ＧＯ（ＦＡＤ）＋Ｈ
₂Ｏ₂は可能な限り妨げられねばならない。

【０００８】適した試験装置の設計は、必要な検出試
薬、例えばグルコースオキシダーゼ及びフェリシアン化
カリウムに加え、少なくとも２種の電極（作用電極及び
参照電極）を含み、それらは電解質橋を介して互いに接
触していなければならない。

【０００９】先行技術に従う可能な電極材料は貴金属、
例えばパラジウム、白金、金、銀及び銅、又はグラファ
イトであり、陽極（作用電極）及び陰極（参照電極）は
場合により異なる材料から、又は同じ材料から二次加工
されることができ、場合により同じ、又は異なる寸法の
表面を有することができる。

【００１０】商業的に入手可能な系の場合の試験法は、
患者が関連する限り、液体試料（全血）としての供給に
制限され、分析値は少なくとも１分以内に数で表示され
る。

【００１１】しかし、被検体（グルコース）の酸化及び
媒介物の還元を含む反応の実際の経路は、測定に関し、
以下の段階が観察されるような方法で管理される： ａ）血液を供給し、反応を（１）〜（２）に従って進行
させ、 ｂ）約５〜３０秒の一定の反応時間の観察の後、約４０
０ｍＶの一定の電圧をかけ、（３）に記載の陽極酸化を
起こさせる。

【００１２】ｃ）短い遅延時間の後に電流を測定する。

【００１３】分析的評価は拡散律速限界電流の範囲内で
行われ、いわゆるＣｏｔｔｒｅｌｌ式

【００１４】

【数１】

【００１５】が適用される。

【００１６】ｉ＝電流 ｎ＝電極反応に含まれる電子の数 Ｆ＝ファラデー定数 Ｄ＝拡散係数 Ｃ＝被検体の濃度 Ａ＝作用電極の面積 Ｄ＝作用電極における拡散境界層の厚さ ｔ＝時間 これらの条件が満たされるべき場合、対電極（ｃｏｕｎ
ｔｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）における酸化還元媒介物
の酸化形態（Ｋ₃Ｆｅ（ＣＮ）₆）は作用電極における還
元形態媒介物（Ｋ₄Ｆｅ（ＣＮ）₆）の濃度を有意に越え
なければならない。

【００１７】必要なら固定化による固定を含む媒介物
系、例えばフェリシアン化カリウム（Ｋ₃Ｆｅ（Ｃ
Ｎ）₆）の対極への、及び酵素レセプター（ＧＯ）の作
用電極への別々の適用を可能にする試験装置は、相応し
て利点を与えるはずである。

【００１８】隔てられた試薬区域を含有する試験系も、
酵素試薬系の長期間の安定性という観点で有利であり得
る。

【００１９】複数の種々の公開文献が電気化学的バイオ
センサーのためのさらに望ましい性質を挙げており、そ
れらは系全体の最適化に寄与し得る。

【００２０】いくつかの重要なものを下記に挙げる： −選択性のさらなる強化 ヨーロッパ特許第０ ２７６ ７８２号明細書は、グル
タルジアルデヒドにより架橋されたアルブミンを含有す
る酵素電極につき記載しており、それらはそれらの透過
性のために電気的活性干渉成分に対して、特に高分子量
を有するタンパク質に対して作用電極を保護する。

【００２１】電気化学セルの場合に赤血球を排除するた
めの合成膜の利用はヨーロッパ特許出願第０ ２８９
２６５号に記載されている。

【００２２】ＷＯ ９４／２７１４０は可動性赤血球凝
集剤を含有する赤血球排除膜が設けられた電気化学的セ
ンサーにつき記載している。

【００２３】ヨーロッパ特許出願第０ ５４６ ５３６
号は、酵素−非含有及び酵素−含有領域から成る２部分
に別れた作用電極を含む系につき記載しており、前者は
アスコルビン酸などの酵素的に反応できない酸化可能な
干渉成分を検出する。次いで各電圧の測定のからの計算
を用い、修正された実際の血液グルコース量を決定す
る。

【００２４】Ｎａｎｋａｉ ｅｔ ａｌ．はＷＯ ８６
／０７ ６４２において、作用電極及び参照電極に加え
てセル電流へのセル電圧の依存性を補正する比較電極も
含有する３−電極系につき記載している。

【００２５】−センサー感度の向上 式（Ａ）に従う電極面積の拡大による感度の強化はＥＰ
０ ３８５ ９６４に記載されている。

【００２６】−取り扱い性の向上 Ｎａｎｋａｉ ｅｔ ａｌ．はヨーロッパ出願０ ４７
１ ９８６において、消耗性センサーを含有する電流測
定血液グルコース試験系の二次加工につき記載してお
り、該系は特に優れた取り扱い性が顕著である。電流測
定分析器中に差し込まれる消耗性センサーは、センサー
の先端で分析されるべき血液の滴に触れるように作られ
ている。微小毛細管（ｍｉｃｒｏｃａｐｉｌｌａｒｙ）
（毛細管流系（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｆｌｏｗ ｓｙｓ
ｔｅｍ））を介し、全血はセンサーの作用室（作用電極
及び参照電極、ならびに検出試薬）中に運ばれる。その
方法では、検出試薬（ＧＯ／Ｋ₃Ｆｅ（ＣＮ）₆）は分析
されるべき液体（血液）に溶解され、前記の検出反応が
進行する。両電極が血液で濡れると−問題のない操作性
のための予備条件−自動的に低い抵抗値が分析器を開始
させる。従って機器は制御ボタンなしで操作することが
できる。不必要な痛みなしで血液を抽出するという観点
で、血液の必要量は可能な限り低く保たれ、従って微小
毛細管の体積は約５μｌに制限されている。導電路は、
微小毛細管により限定される反応室から、延びているセ
ンサー部分を介し、差し込み接点に達し、かくして分析
器中の重要な機能性成分のいずれの汚染も排除される。

【００２７】通常引用される血液グルコースバイオセン
サーの二次加工は、スクリーン印刷法を用いる。

【００２８】電極部分（変換器）の印刷法は、例えばグ
ラファイト又は銀に基づく商業的に入手可能なスクリー
ン印刷ペーストを用い（Ａｃｈｅｓｏｎ）、それがセラ
ミックス又はプラスチックシートなどの基質材料上に印
刷される。これは複数の連続した印刷及び乾燥段階を必
要とする（導電路、作用電極、参照電極、誘電層）。

【００２９】作用性の観点で消泡剤、チキソトロープ剤
及び洗浄剤などの複数の種々の添加剤を含有するスクリ
ーン印刷ペーストは、多くの場合に再現性の点で有意な
欠点を示す。

【００３０】多くの場合、スクリーン印刷される電極表
面はまだ、プラズマ処理により活性化されねばならな
い。これは、比較的疎水性の結合剤の割合が高いため
に、表面が疎水性であり、湿潤性が悪い傾向があり、グ
ラファイト又は銀を例とする純粋な導電材料と比較して
顕著に導電率が低下しているためである。

【００３１】老化又は望ましくない酸化還元−活性表面
基の形成などのプラズマ処理の別の欠点を考慮しなけれ
ばならない。電極部分の二次加工に続いて検出試薬組成
物、例えば血液グルコース検出の場合はグルコースオキ
シダーゼ（ＧＯ）及びフェリシアン化カリウムが適用さ
れる。これは各センサーの作用表面がそれぞれ個別にド
ーピングされることを必要とし、スクリーン印刷法又は
マイクロピペットを使用するめんどうな方法が用いられ
る。

【００３２】第３の手順において最後に、適切に予備形
成されたシートを接着することにより微小毛細管系が適
用され、それは優れた湿潤性という観点から必要なら親
水性層が設けられていなければならない。

【００３３】従ってこれは全体的に比較的複雑な二次加
工法である。

【００３４】

【発明の構成】驚くべきことに、二次加工の点で有意に
より簡単であり、再現性の点でより信頼できる電気化学
的センサーの二次加工のための方法が見いだされた。

【００３５】特に本発明の方法は、目的とされ、本文に
おいて記載された性質を１つの系において組み合わせる
ことを可能にし、それは改良された製品を生ずるはずで
ある。先行技術においては、性質の該組み合わされた完
全な側面はまだ達成されていない。

【００３６】かくして、従来の系の場合必要であったよ
うな試料の体積（例えば血液の滴）の有意な増加なし
で、試薬マトリックス面積を拡大することにより、簡単
な方法で感度の強化が可能である。

【００３７】選択性の向上は多孔性分離層を組み込むこ
とにより可能である。事実、下記においてもっと詳細に
説明する通り、選択性−強化分離法を種々のセンサー
層、例えば多孔性参照電極、試薬マトリックスとしての
膜、及びおそらく膜を介して作用電極のコーティングに
組み込むことが可能である。

【００３８】図１は本発明のセンサー系を例示すること
を目的とする：ベースシート（１）上に固定されたグラ
ファイトシート（２）上に、数ｍｍ²の範囲の面積を有
する試薬マトリックス（膜）（３）が適用される。この
上にグラファイトウェブのストリップ（５）が孔開き２
面接着テープ（４）を用いて固定される。最後に孔開き
シート（６）が最上被覆として接着される。必要な試料
体積はグラファイトウェブの液体停止区域を例えば試薬
膜（１０）の後に組み込むことにより限定することがで
きる。

【００３９】ポテンショスタットとの接触は（７）にお
いてグラファイトウェブ層に（参照電極、陰極）、及び
（８）においてグラファイトシートに（作用電極、陽
極）成される。試料はグラファイトウェブの前端（９）
を介して供給されることができ、−実施例において記載
される通り−試薬マトリックスの方向に輸送される液体
を限定する。

【００４０】各機能層に用いられる、又は可能な成分を
下記においてさらに詳細に説明する： ａ）作用電極 ＳＧＬ Ｃａｒｂｏｎ ＧｒｏｕｐからＳｉｇｒａｆｌ
ｅｘ^Rの商標名で入手可能なグラファイトシートを用い
るのが好ましい。

【００４１】意図されるこの目的に重要な性質は： 電気抵抗率：層に平行に８〜１０Ωμｍ 層に垂直に６００〜６５０Ωμｍ 層の厚さ：０．２５〜１．００ｍｍ 純度：＞９９．８５％ 反応の選択性を向上させるという観点で、後に実施例に
おいて記載する通り、試薬マトリックス（３）に面する
グラファイト表面に、微孔性有孔膜又は非孔性膨潤膜層
であることができる組み込み膜層が設けられていること
ができる。

【００４２】グラファイトシートの代わりに、金、銀又
は白金などの他の既知の電極材料を用いることができ
る。

【００４３】湿潤性を向上させるため、又は導電率を増
すためのプラズマ処理は必要でない。

【００４４】ｂ）多孔性ベースマトリックス このような関係で用いることができる多孔性シート材料
は、例えばポリエステルもしくはポリ（ビニルアルコー
ル）から作られているポリマーウェブ、例えばポリアミ
ドもしくはポリエステルから作られているポリマー織物
から成る群より、あるいは好ましくはポリマー膜から成
る群より選ばれることができる。

【００４５】好ましいポリマー膜は微小濾過基（ｍｉｃ
ｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｐ）を伴い、約
０．１〜１０μｍの孔範囲、特に好ましくは０．３〜５
μｍの範囲内にあり、優れた湿潤性において顕著である
ものである。関連する例はＰＡＬＬからのポリアミド膜
（Ｂｉｏｄｙｎｅ^R）、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅからの親水
性化ポリ（フッ化ビニル）膜（Ｄｕｒａｐｏｒｅ^R）、
Ｇｅｌｍａｎｎからの親水性化ポリスルホン膜（Ｓｕｐ
ｏｒ^R）、又は米国特許第５ １２４ １２８号に記載
のポリマーブレンド膜である。

【００４６】用いられる種類の膜は自立的であるか、又
はベース上に支持されていることができ、ベース材料は
ポリマーウェブを含むか、又はポリマー織物を含むか、
ならびに膜層の中心に組み込まれるか、又は片側に組み
込まれるかを選択できる。構造の点で、用いられる膜は
非対称性又は対称性であることができる。

【００４７】本発明のセンサーの特に有利な点は、試薬
支持体の機能及び分離機能の両方を有することができる
これらの特殊な試薬マトリックスの二重性に由来する。

【００４８】最も適した多孔性ベースマトリックスの選
択は特定の用途に依存する。例えば血液グルコース試験
のためには、プラズマを容易に透過させるが赤血球を保
持する膜により特に優れた利用性が与えられる。

【００４９】別の場合、検出試薬、例えばグルコースオ
キシダーゼを固定化させるベースマトリックス系を用い
ることができる。その場合に考えられる実施態様は、例
えば連続操作性の、又は再使用可能なバイオセンサーで
ある。

【００５０】多段階検出反応、例えばコレステロール試
験の観点で、別法として互いの上に複数のベースマトリ
ックス系を組み合わせることができる。するとこれは検
出試薬の導入に関して、及び望ましくない干渉成分の除
去の目的のために、種々の可能性を生ずる。

【００５１】下記において例として血液グルコース試験
を用いて少し詳細に記載する通り、スクリーン印刷又は
マイクロピペット使用法と比較し、単−層マトリックス
型の場合でさえ種々の方法で試薬を導入することがで
き、それは例えば反応の性能又は長期間の安定性の観点
で興味深い：最も簡単な場合、ベースマトリックスに従
来の含浸法を介して、例えばグルコースオキシダーゼ及
びフェリシアン化カリウムを含浸させることができる。

【００５２】別の場合、さらに含浸及びコーティング法
の組み合わせを選択し、マトリックスの片側又は両側に
ペースト−様試薬組成物をコーティングすることができ
る。

【００５３】かくして例えば実施例において詳細に記載
する通り、電流測定血液グルコース試験のための好まし
い方法の場合、ベースマトリックスにフェリシアン化カ
リウムが含浸されるが、ペースト−様グルコースオキシ
ダーゼ組成物は作用電極に面する側に適用される。

【００５４】しかしすべての形態の試薬導入の場合に、
スクリーン印刷又はマイクロピペット使用法などの方法
と比較して、各センサードーピングが従来の方法より確
立されることができ、有意な製造における利点を生ずる
ことが明らかである。

【００５５】各センサーに用いられる試薬マトリックス
面積は同様に比較的広い範囲内で変えることができる。
例えば比較的感度の低い、又は比較的低い濃度範囲にあ
る被検体の場合、不相応に大きな試料体積（例えば血
液）を必要とせずに、より大きい試薬マトリックス面積
を用い、式（Ａ）に従って従来通り容易に解釈され得る
厳密な応答信号が発生される。

【００５６】試薬マトリックス面積を介して感度を向上
させることができる選択の故に、本発明のセンサーは特
に免疫化学的検出系としても非常に興味深い。

【００５７】実際のマトリックス面積は数ｍｍ²の範囲
内にある。実施例において記載される通り、血液グルコ
ース試験の評価は約７ｍｍ²の面積に相当する３ｍｍの
直径を有するマトリックス円板を用いた。

【００５８】驚くべきこに、それを用いて二次加工され
たバイオセンサーは約２μｌ以下の範囲内の試料体積で
機能することができ、以前から既知の血液グルコースバ
イオセンサーより明らかに高い電流収率を達成すること
ができた（値は約８倍に増加した）。

【００５９】従来のバイオセンサーは約１〜２ｍｍ²の
作用電極面積を含み、少なくとも５μｌの体積量の試料
（血液）を必要とし、約０．１〜２０μＡの範囲内の電
流収率を達成した。

【００６０】最小の試料体積を用いて機能することがで
きるセンサー系は、特にいわゆる「最小侵略的（ｍｉｎ
ｉｍａｌ ｉｎｖａｓｉｖｅ）」設計（ＰＣＴ ＷＯ
９５／１０２２３）と関連して興味深く、２μｌか又は
それ以下の値が目的とされている。

【００６１】ｃ）多孔性導電性参照電極 用いられる好ましい材料は前記の通りグラファイトウェ
ブを含み、それは例えばＳＧＬ Ｃａｒｂｏｎ Ｇｒｏ
ｕｐからＳｉｇｒａｆｉｌ^RＳＰＣ ７０１１の商標名
で入手可能である。

【００６２】これらは単位面積当たり３０ｇ／ｍ²の質
量、０．５ｍｍの厚さ、７μｍの平均繊維直径及び約２
０〜２４重量％の架橋ポリ（ビニルアルコール）の結合
剤系を有する黒い、引裂抵抗性の高いウェブである。

【００６３】前に示した通り、この材料はエレクトロニ
ックバイオセンサーの二次加工の場合に特に興味深い２
つの特殊な性質において顕著である。これらは垂直及び
水平方向の両方における非常に迅速で非破壊的な液体の
輸送の能力、ならびにその導電性であり、電気抵抗率は
約１０Ωμｍの近辺にある。

【００６４】かくしてこのグラファイトウェブ層は、液
体の毛細管輸送の機能及び参照電極の機能を同時に行う
ことができる。

【００６５】そのようなグラファイトウェブ層はレクチ
ンなどの凝集剤と一緒になって、顕著に有効な方法で血
液／血漿分離を行うことができる。

【００６６】そのような分離法はヘマトクリットの影響
を減少させるという観点で、血液試料の分析においてか
なり興味深い。

【００６７】別の場合、上記のグラファイトウェブの代
わりに、金属化織物、ウェブ又は膜などの他の導電性多
孔性シート材料を用いることができ、それらは湿潤性を
向上させるために界面活性物質で処理することができ
る。

【００６８】挙げられるべき適した導電性織物の例はＳ
ＥＦＡＲからのＭｅｔａｌｅｎ １２０ ｂｉｓ ３４
Ｔの型である。

【００６９】これはニッケルコートマルチフィラメント
ポリエステル織物である。

【００７０】純銀に基づく導電性膜は、例えばＭｉｌｌ
ｉｐｏｒｅから入手することができる。

【００７１】導電性多孔性参照電極のこの目的は、通常
の方法の１つに従って金属化された従来の膜を用いて満
たすこともできる。

【００７２】ｄ）プラスチックシート ベースシート（１）及び最上被覆シート（６）は原則的
に広い範囲のプラスチックシートから大きな選択手順な
しで選ばれることができる。

【００７３】しかしバイオセンサーストリップの機械的
安定性の観点で、ある程度の剛性及び層の厚さを有する
シートが好ましい。

【００７４】例えば約１００〜３００μｍの範囲の厚さ
の、部分的に透明又は着色されたポリエステルシート、
ポリカーボネートシート及びＰＶＣシートが用いられ
た。

【００７５】液体の輸送の向上という観点で、被覆シー
トの内側が親水性支持体層を有するのが有利であり得
る。そのように修正された（ｍｏｄｉｆｉｅｄ）シート
は、例えばＩＣＩ又はＤｕ−ｐｏｎｔの標準的シートの
範囲内で見いだすことができる。

【００７６】各層の接着又は積層は、上記の通り接着テ
ープ、ホットメルト接着剤又は既知の溶接法の１つを用
いて行うことができる。

【００７７】

【実施例】図１又は２に従う電流測定試験装置を構築し
た： （１）ベースシート（ポリカーボネートシート、厚さ２
５０μｍ） （２）グラファイトシート（Ｓｉｇｒａｆｌｅｘ^R、
（１）上に２面接着テープで固定） （３）試薬膜（ＰＡＬＬからのＢｉｏｄｙｎｅ^R、グル
コースオキシダーゼ及びフェリシアン化カリウムを含
浸） （４）２面接着テープ （５）グラファイトウェブ（Ｓｉｇｒａｔｅｘ^R ＳＰ
Ｃ ７０１１） （６）被覆シート（ポリカーボネートシート、厚さ２５
０μｍ） 電流計との接触は（７）においてグラファイトウェブに
（陰極、参照電極）、及び（８）においてグラファイト
シートに（陽極、作用電極）確立した。

【００７８】試料（３μｌ）をピペットを用いてグラフ
ァイトウェブの前側（９）において供給し、試薬マトリ
ックスの方向に液体が毛細管輸送された。

【００７９】試薬マトリックスの作製： ａ）フェリシアン化カリウムの含浸 ＰＡＬＬからのナイロン膜（Ｂｉｏｄｙｎｅ、０．４５
μｍ）に濃度が２０％のフェリシアン化カリウム溶液を
含浸させ、乾燥した。

【００８０】ｂ）グルコースオキシダーゼの導入 高速撹拌機（溶解機）を用いてグルコースオキシダーゼ
を含有するコーティング溶液を以下の成分から調製し
た： ４．４２ｇ ポリエチレンオキシド３００，０００（Ｕ
ｎｉｏｎ Ｃａｂｉｄｅ） ８４．０８ｇ クエン酸緩衝液（０．０１モル、ｐＨは
６．５） ０．５８ｇ オクタン−１−オール ３．８４ｇ Ａｅｒｏｓｉｌ^R（Ｄｅｇｕｓｓａからの
高分散ケイ酸） ０．１２ｇ 界面活性剤ＦＣ−１７０Ｃ（３Ｍから） ７．００ｇ グルコースオキシダーゼ（１５０μ／ｍ
ｇ） 脱ガスの後、このコーティング溶液をドクターナイフを
用い、フェリシアン化カリウムが含浸されたナイロン膜
に適用し（湿潤厚さ５０μｍ）、温空気を用いて乾燥し
た。

【００８１】かくして作製された試薬膜から回転パンチ
を用い、３ｍｍの直径を有する円板を打ち抜いた。

【００８２】図１に示される設計が組み立てられた後、
以下の試験溶液を用いて４００ｍＶにおいて電流測定試
験の系列を行った： ａ）標準水溶液 ０、２５、５０、１００、２００、３００、４００、５
００ｍｇ／ｄｌのグルコース ３０秒間の測定時間が観察され、Ｃｏｔｔｒｅｌｌ式に
従って１／ｔで下降するクロノ電流測定曲線（ｃｈｒｏ
ｎａｍｐｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｃｕｒｖｅｓ）が得られ
た。グルコース濃度が増加すると共に、次第により高い
電流密度を有する値が得られた。

【００８３】ｂ）全血 １０４ｍｇ／ｄｌのグルコース量を有する全血をａ）と
同様にして適用した。これはａ）からの１００ｍｇ／ｄ
ｌ曲線と大きく一致する測定曲線を生じた。

【００８４】２．実施例 膜−コートグラファイトシートの作製 ａ）多孔性膜層 高速撹拌機（溶解機）を用いて以下の成分からコーティ
ング溶液を調製した： Ｄｒａｌｏｎ Ｌ （Ｂａｙｅｒ ＡＧ） ５０．０ｇ Ｕｌｔｒａｓｏｎ Ｅ （ＢＡＳＦ） ５０．０ｇ Ａｅｒｏｓｉｌ ２００ （Ｄｅｇｕｓｓａ） ３０．０ｇ Ｐｌｕｒｉｏｌ Ｐ ６００（ＢＡＳＦ） ９０．０ｇ Ｎ−メチルピロリドン （ＮＭＰ） ４８４．０ｇ 脱ガスの後、このコーティング溶液を、ドクターナイフ
を用いてグラファイトシート（Ｓｉｇｒａｆｌｅｘ）に
適用し（湿潤適用１５０μｍ）、水浴に浸した。乾燥
し、グルコースオキシダーゼ及びフェリシアン化カリウ
ムを含浸させた後、３ｍｍの直径を有する膜円板を実施
例１に記載の通りに打ち抜き、同様に実施例１に記載の
設計を組み立てた。

【００８５】クロノ電流測定分析の間に、実施例１ａと
同様にグルコース濃度と共に増加する電流濃度が得られ
た。

【００８６】ｂ）グラファイトシート上の非孔性膨潤性
膜層 高速撹拌機を用い、以下の成分から流延溶液を調製し
た： ８．７７ｇの水性ポリウレタン分散液 ＤＬＳ （Ｂａ
ｙｅｒ ＡＧ） ９．６６ｇのポリエチレンオキシド３００，０００（Ｕ
ｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ） ０．０６ｇのプルロニックＰＥ ６，４００（ＢＡＳ
Ｆ） １．２０ｇのクエン酸緩衝液（０．１モル、ｐＨ＝６．
５） ０．３４ｇのＡｅｒｏｓｉｌ ２００（Ｄｅｇｕｓｓ
ａ） １．００ｇのグルコースオキシダーゼ（１５４Ｕ／ｍ
ｇ） 脱ガスの後、このコーティング溶液をグラファイトシー
ト（Ｓｉｇａｆｌｅｘ^R）に、ドクターナイフを用いて
適用し（湿潤適用１００μｍ）、乾燥し、打ち抜いた
（円板３ｍｍ）。

【００８７】かくしてコーティングされた作用電極を図
１の（３）に従って用いた。６００ｍＶの適用電圧で、
グルコース水溶液を用いる評価の間に、実施例１ａと同
様にグルコース濃度の増加と共に増加する電流強度が測
定される。

【００８８】膜−コートグラファイトシートを含むグル
コースセンサーの結果：純粋なグルコース水溶液は実施
例１における結果と非常に類似の結果を与えたが、膜−
修正センサー系は干渉成分（アスコルビン酸、アセトア
ミノフェン）も含有する試験溶液に関し、より優れた結
果を与えた。

【００８９】干渉化合物のための誤った陽性の変化は、
実際上完全に除去された。

【００９０】本発明の主たる特徴及び態様は以下の通り
である。

【００９１】１．作用電極及び参照電極が非導電性透過
性シート材料により互いに隔てられていることを特徴と
する電流測定試験装置。

【００９２】２．透過性シート材料が多孔性材料、例え
ばウェブ、紙、織物、膜又は非孔性膨潤性膜層を含むこ
とを特徴とする上記１項に記載の試験装置。

【００９３】３．シート材料が試薬を含有することを特
徴とする上記１及び２項に記載の試験装置。

【００９４】４．シート材料が複数の層を含むことを特
徴とする上記１〜３項に記載の試験装置。

【００９５】５．各層が異なる試薬を含有することを特
徴とする上記４項に記載の試験装置。

【００９６】６．試料適用区域が液体の毛細管輸送の機
能及び参照電極の機能の両方を行うことができる導電性
不織布又はウェブを含むことを特徴とする上記４項に記
載の試験装置。

【００９７】７．導電性不織物又はウェブが親水性グラ
ファイト繊維材料、好ましくはグラファイト不織布を含
むことを特徴とする上記６項に記載の試験装置。

【００９８】８．親水性グラファイト繊維材料の代わり
に、導電性金属シート又はグラファイトシートが上にあ
る非導電性親水性不織布が用いられることを特徴とする
上記７項に記載の試験装置。

【００９９】９．毛細管輸送層がさらに試薬を含有する
ことを特徴とする上記６〜８項に記載の試験装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に従う電流測定試験装置の分解略図で
ある。

【図２】実施例１に従って構築される電流測定試験装置
の略図である。

【符号の説明】

１ ベースシート ２ グラファイトシート ３ 試薬膜 ４ ２面接着テープ ５ グラファイトウェブ ６ 被覆シート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作用電極及び参照電極が非導電性透過性
   シート材料により互いに隔てられていることを特徴とす
   る電流測定試験装置。