JPH10104192A - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサInfo
- Publication number
- JPH10104192A JPH10104192A JP8259444A JP25944496A JPH10104192A JP H10104192 A JPH10104192 A JP H10104192A JP 8259444 A JP8259444 A JP 8259444A JP 25944496 A JP25944496 A JP 25944496A JP H10104192 A JPH10104192 A JP H10104192A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glucose
- reaction layer
- electrode
- oxidase
- sample liquid
- Prior art date
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- Pending
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広範囲で基質濃度に依存した応答が得られる
高性能なバイオセンサを提供する。 【解決手段】 電気絶縁性の基板上に形成された測定極
と対極を含む電極系、および前記電極系上に接触して形
成された反応層を具備し、前記反応層が少なくともグル
コースオキシターゼ、ピラノースオキシターゼ、および
グルコースの異性化を促進する酵素を含むバイオセン
サ。
高性能なバイオセンサを提供する。 【解決手段】 電気絶縁性の基板上に形成された測定極
と対極を含む電極系、および前記電極系上に接触して形
成された反応層を具備し、前記反応層が少なくともグル
コースオキシターゼ、ピラノースオキシターゼ、および
グルコースの異性化を促進する酵素を含むバイオセン
サ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酵素反応を利用し
て試料中の特定成分を定量するバイオセンサに関する。
て試料中の特定成分を定量するバイオセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、試料中の特定成分について、試料
液の希釈や攪拌などを行わずに簡易に定量できる方法と
して、以下のようなバイオセンサが知られている。この
バイオセンサは、絶縁性の基板上にスクリーン印刷など
の方法で電極系を形成し、この電極系上に親水性高分子
と酸化還元酵素と電子受容体からなる反応層を形成した
もので、酸化還元酵素と電子受容体と試料液との反応に
際しての基質濃度変化を電気化学的に電極系で検知し、
基質濃度を測定するものである。
液の希釈や攪拌などを行わずに簡易に定量できる方法と
して、以下のようなバイオセンサが知られている。この
バイオセンサは、絶縁性の基板上にスクリーン印刷など
の方法で電極系を形成し、この電極系上に親水性高分子
と酸化還元酵素と電子受容体からなる反応層を形成した
もので、酸化還元酵素と電子受容体と試料液との反応に
際しての基質濃度変化を電気化学的に電極系で検知し、
基質濃度を測定するものである。
【０００３】このバイオセンサのうちグルコースを定量
するものとしては、一般的に酵素としてグルコースオキ
シダーゼを用いる。この酵素は、グルコースの異性体の
うちβ−グルコースのみと反応し、α−グルコースとは
反応しない。そこで、さらに応答性を向上させるため
に、α−グルコースとβ−グルコース間の異性化反応を
促進させる能力を有する酵素のムタロターゼをグルコー
スオキシダーゼとともに用いたバイオセンサ、さらには
α−グルコースおよびβ−グルコース両者に反応を示す
ピラノースオキシダーゼを用いたバイオセンサ、ピラノ
ースオキシダーゼとグルコースオキシダーゼを混合して
用いたバイオセンサなどが提案されている。
するものとしては、一般的に酵素としてグルコースオキ
シダーゼを用いる。この酵素は、グルコースの異性体の
うちβ−グルコースのみと反応し、α−グルコースとは
反応しない。そこで、さらに応答性を向上させるため
に、α−グルコースとβ−グルコース間の異性化反応を
促進させる能力を有する酵素のムタロターゼをグルコー
スオキシダーゼとともに用いたバイオセンサ、さらには
α−グルコースおよびβ−グルコース両者に反応を示す
ピラノースオキシダーゼを用いたバイオセンサ、ピラノ
ースオキシダーゼとグルコースオキシダーゼを混合して
用いたバイオセンサなどが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において、
グルコースオキシダーゼとムタロターゼを同時に用いる
場合には、特に基質濃度が比較的高い領域で、ムタロタ
ーゼを添加しない場合に比べて応答性が低下するという
問題を有していた。また、ピラノースオキシダーゼとグ
ルコースオキシダーゼを混合して用いた場合には、広範
囲で基質濃度に依存した応答直線が得られないという問
題があった。
グルコースオキシダーゼとムタロターゼを同時に用いる
場合には、特に基質濃度が比較的高い領域で、ムタロタ
ーゼを添加しない場合に比べて応答性が低下するという
問題を有していた。また、ピラノースオキシダーゼとグ
ルコースオキシダーゼを混合して用いた場合には、広範
囲で基質濃度に依存した応答直線が得られないという問
題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、絶縁性の基板、前記基板上に形成された
測定極と対極を含む電極系および反応層を具備するバイ
オセンサにおいて、前記反応層が、グルコースオキシダ
ーゼとピラノースオキシダーゼ、およびグルコースの異
性化を促進する酵素を含むことを特徴とする。
決するために、絶縁性の基板、前記基板上に形成された
測定極と対極を含む電極系および反応層を具備するバイ
オセンサにおいて、前記反応層が、グルコースオキシダ
ーゼとピラノースオキシダーゼ、およびグルコースの異
性化を促進する酵素を含むことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明において、電気絶縁性の基
板には、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂基
板が用いられる。また、作用極および対極を含む電極系
は、この基板上に、公知の方法を用いて設けられる。例
えば、基板上にリードを形成した後、各リードに接続さ
れ、そして互いに絶縁するように作用極および対極が設
けられる。上記リードおよび電極の材料としては、公知
の導電性材料が使用される。例としては、カーボン、
銀、白金、金、およびパラジウム等が挙げられる。
板には、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂基
板が用いられる。また、作用極および対極を含む電極系
は、この基板上に、公知の方法を用いて設けられる。例
えば、基板上にリードを形成した後、各リードに接続さ
れ、そして互いに絶縁するように作用極および対極が設
けられる。上記リードおよび電極の材料としては、公知
の導電性材料が使用される。例としては、カーボン、
銀、白金、金、およびパラジウム等が挙げられる。
【０００７】反応層は、グルコースを酸化する能力を有
する酵素としてグルコースオキシダーゼ（ＥＣ１．１．
３．４、以下ＧＯＤと示す）とピラノースオキシダーゼ
（ＥＣ１．１．３．１０、以下ＰｙＯｘと示す）、さら
にグルコースの異性化を促進する酵素として、例えばム
タロターゼ（ＥＣ５．１．３．３、以下Ｍｕｔと示す）
を含有する。試料液中に混在するα−グルコース、β−
グルコースのうちＧＯＤはβ−グルコースのみを酸化
し、ＰｙＯｘはα−グルコース、β−グルコース両方を
同時に酸化する酵素である。また、Ｍｕｔは、通常水溶
液中に６３：３７の割合で存在するβ−グルコースおよ
びα−グルコースの異性化を促進する酵素であり、これ
によって平衡に達する時間が短時間になる。ＧＯＤの好
適な含有量は反応層１平方センチメートル当たり、１〜
４０ユニットである。ＰｙＯｘの好適な含有量は反応層
１平方センチメートル当たり、０．１〜２ユニットであ
り、さらに好ましくは０．１〜１ユニットである。Ｍｕ
ｔの好適な含有量は反応層１平方センチメートル当た
り、１０〜２００ユニットである。ＧＯＤ含有量が反応
層１平方センチメートル当たり、４０ユニットを上回る
と、反応層作製時に、反応層がわれるなどして応答電流
値にばらつきを生じ易い。また、ＰｙＯｘ、Ｍｕｔが反
応層１平方センチメートル当たり、それぞれ２ユニッ
ト、２００ユニットを上回ると保存時の安定性が低下し
易い。
する酵素としてグルコースオキシダーゼ（ＥＣ１．１．
３．４、以下ＧＯＤと示す）とピラノースオキシダーゼ
（ＥＣ１．１．３．１０、以下ＰｙＯｘと示す）、さら
にグルコースの異性化を促進する酵素として、例えばム
タロターゼ（ＥＣ５．１．３．３、以下Ｍｕｔと示す）
を含有する。試料液中に混在するα−グルコース、β−
グルコースのうちＧＯＤはβ−グルコースのみを酸化
し、ＰｙＯｘはα−グルコース、β−グルコース両方を
同時に酸化する酵素である。また、Ｍｕｔは、通常水溶
液中に６３：３７の割合で存在するβ−グルコースおよ
びα−グルコースの異性化を促進する酵素であり、これ
によって平衡に達する時間が短時間になる。ＧＯＤの好
適な含有量は反応層１平方センチメートル当たり、１〜
４０ユニットである。ＰｙＯｘの好適な含有量は反応層
１平方センチメートル当たり、０．１〜２ユニットであ
り、さらに好ましくは０．１〜１ユニットである。Ｍｕ
ｔの好適な含有量は反応層１平方センチメートル当た
り、１０〜２００ユニットである。ＧＯＤ含有量が反応
層１平方センチメートル当たり、４０ユニットを上回る
と、反応層作製時に、反応層がわれるなどして応答電流
値にばらつきを生じ易い。また、ＰｙＯｘ、Ｍｕｔが反
応層１平方センチメートル当たり、それぞれ２ユニッ
ト、２００ユニットを上回ると保存時の安定性が低下し
易い。
【０００８】さらに、反応層に種々の親水性高分子を含
有させることができる。例としては、カルボキシメチル
セルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース
（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰ
Ｃ）、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒ
ドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルエチルセ
ルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコー
ル、ポリリジンなどのポリアミノ酸、ポリスチレンスル
ホン酸、ゼラチンおよびその誘導体、アクリル酸および
その塩、メタアクリル酸およびその塩、スターチおよび
その誘導体、無水マレイン酸およびその塩が挙げられ
る。特にＣＭＣが好ましい。
有させることができる。例としては、カルボキシメチル
セルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース
（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰ
Ｃ）、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒ
ドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルエチルセ
ルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコー
ル、ポリリジンなどのポリアミノ酸、ポリスチレンスル
ホン酸、ゼラチンおよびその誘導体、アクリル酸および
その塩、メタアクリル酸およびその塩、スターチおよび
その誘導体、無水マレイン酸およびその塩が挙げられ
る。特にＣＭＣが好ましい。
【０００９】また、反応層に多糖類を加水分解してα−
グルコースを生成するための多糖類分解酵素を含有させ
ることもできる。多糖類分解酵素は、スクロース、マル
トースなどの多糖類を加水分解して、グルコースを生成
する能力を有する酵素である。多糖類分解酵素の例とし
ては、インベルターゼ（ＩＮＶ）のようなスクロース加
水分解酵素、マルターゼのようなマルトース加水分解酵
素、β−ガラクトシダーゼのようなラクトース加水分解
酵素などが挙げられる。
グルコースを生成するための多糖類分解酵素を含有させ
ることもできる。多糖類分解酵素は、スクロース、マル
トースなどの多糖類を加水分解して、グルコースを生成
する能力を有する酵素である。多糖類分解酵素の例とし
ては、インベルターゼ（ＩＮＶ）のようなスクロース加
水分解酵素、マルターゼのようなマルトース加水分解酵
素、β−ガラクトシダーゼのようなラクトース加水分解
酵素などが挙げられる。
【００１０】グルコースを含む試料液がバイオセンサの
反応層に供給されると、試料液内のα−グルコースおよ
びβ−グルコースは、前記ＧＯＤ、ＰｙＯｘ、Ｍｕｔに
よってそれぞれ酸化される。これと同時に、試料液内の
溶存酸素は過酸化水素に還元される。ここで、電圧を印
加すると、過酸化水素が酸化される。このとき生じる応
答電流値は、生成した過酸化水素濃度、すなわち、試料
液内の基質濃度に比例するので、その応答電流値を測定
することにより、試料液内のグルコース濃度が求められ
る。
反応層に供給されると、試料液内のα−グルコースおよ
びβ−グルコースは、前記ＧＯＤ、ＰｙＯｘ、Ｍｕｔに
よってそれぞれ酸化される。これと同時に、試料液内の
溶存酸素は過酸化水素に還元される。ここで、電圧を印
加すると、過酸化水素が酸化される。このとき生じる応
答電流値は、生成した過酸化水素濃度、すなわち、試料
液内の基質濃度に比例するので、その応答電流値を測定
することにより、試料液内のグルコース濃度が求められ
る。
【００１１】また、基質の酸化反応と同時に、過酸化水
素を生成させる代わりに反応層に電子受容体を含有させ
て、酵素反応と同時に電子受容体の還元体を形成させる
こともできる。このような電子受容体の例としては、フ
ェリシアンイオン、ｐ−ベンゾキノンおよびその誘導
体、フェナジンメトサルフェート、メチレンブルー、フ
ェロセンおよびその誘導体などが挙げられる。電子受容
体は、これらからなる群より選ばれる少なくとも１種ま
たはそれ以上が用いられる。特に、フェリシアンイオン
を用いることが好ましい。フェリシアンイオンの含有量
は、反応層１平方センチメートル当たり０．２１〜３．
３０ｍｇが好ましい。フェリシアンイオンの含有量が反
応層１平方センチメートル当たり０．２１ｍｇ未満で
は、測定可能なグルコース濃度範囲が極めて狭くなり易
い。フェリシアンイオンの含有量が反応層１平方センチ
メートル当たり３．３０ｍｇを上回ると、反応層が割れ
て応答電流値にばらつきを生じ、さらには、保存時の信
頼性が低下し易い。
素を生成させる代わりに反応層に電子受容体を含有させ
て、酵素反応と同時に電子受容体の還元体を形成させる
こともできる。このような電子受容体の例としては、フ
ェリシアンイオン、ｐ−ベンゾキノンおよびその誘導
体、フェナジンメトサルフェート、メチレンブルー、フ
ェロセンおよびその誘導体などが挙げられる。電子受容
体は、これらからなる群より選ばれる少なくとも１種ま
たはそれ以上が用いられる。特に、フェリシアンイオン
を用いることが好ましい。フェリシアンイオンの含有量
は、反応層１平方センチメートル当たり０．２１〜３．
３０ｍｇが好ましい。フェリシアンイオンの含有量が反
応層１平方センチメートル当たり０．２１ｍｇ未満で
は、測定可能なグルコース濃度範囲が極めて狭くなり易
い。フェリシアンイオンの含有量が反応層１平方センチ
メートル当たり３．３０ｍｇを上回ると、反応層が割れ
て応答電流値にばらつきを生じ、さらには、保存時の信
頼性が低下し易い。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例のバイオセンサを説明
する。 《実施例１》図１は本発明のバイオセンサの一実施例と
して作製したグルコースセンサの断面図である。また図
２は図１の分解斜視図である。ただし、反応層は図示し
ていない。以下、グルコースセンサの作製方法について
説明する。ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁性
の基板１に、スクリーン印刷により銀ペ−ストを印刷し
リ−ド２、３を形成した。次に、樹脂バインダーを含む
導電性カーボンペーストを用いて電極系のうち測定極４
を、続いて絶縁性ペーストからなる絶縁層６をそれぞれ
印刷により形成した。絶縁層６は測定極４の露出部分の
面積を一定とし、かつリ−ド２、３を部分的に覆ってい
る。最後に測定極と同一のカーボンペーストを用いて対
極５を印刷により形成して、測定極４、および測定極５
からなる電極系を形成した。電極系の面積は０．１平方
センチメートルとした。
する。 《実施例１》図１は本発明のバイオセンサの一実施例と
して作製したグルコースセンサの断面図である。また図
２は図１の分解斜視図である。ただし、反応層は図示し
ていない。以下、グルコースセンサの作製方法について
説明する。ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁性
の基板１に、スクリーン印刷により銀ペ−ストを印刷し
リ−ド２、３を形成した。次に、樹脂バインダーを含む
導電性カーボンペーストを用いて電極系のうち測定極４
を、続いて絶縁性ペーストからなる絶縁層６をそれぞれ
印刷により形成した。絶縁層６は測定極４の露出部分の
面積を一定とし、かつリ−ド２、３を部分的に覆ってい
る。最後に測定極と同一のカーボンペーストを用いて対
極５を印刷により形成して、測定極４、および測定極５
からなる電極系を形成した。電極系の面積は０．１平方
センチメートルとした。
【００１３】次に、前記電極系（測定極４および対極
５）上に親水性高分子として０．５重量％のＣＭＣ水溶
液を滴下し、乾燥させてＣＭＣ層を形成した。つづい
て、前記ＣＭＣ層上にグルコースを酸化する能力を有す
る酵素としてＧＯＤおよびＰｙＯｘ、そしてα−グルコ
ースとβ−グルコース間の異性化を促進する酵素として
Ｍｕｔと、電子受容体としてフェリシアン化カリウムの
混合溶液を滴下し、５０℃の温風乾燥器中で１０分間乾
燥させて反応層７を形成した。この反応層７に含まれる
各種試薬の含有量は１平方センチメートル当たりＧＯＤ
１０ユニット、ＰｙＯｘ１ユニット、Ｍｕｔ１００ユニ
ット、フェリシアンイオン０．６５ｍｇであった。前記
のようにして反応層７を形成した後、カバー９およびス
ペーサ８を図２において一点鎖線で示すような位置関係
に接着した。カバー９、およびスペーサ８を用いなくと
も本発明の効果に何ら影響はないが、カバー９を装着す
るとカバー９とスペーサ８によって出来る空間部の毛細
管現象によって、試料液はセンサ先端の試料供給孔１０
に接触させるだけの簡易操作で容易に反応層部分へ導入
される。なお、試料液を円滑に供給するためには、さら
に必要に応じて、レシチンのトルエン溶液を試料供給部
から反応層にかけての面上へ展開し乾燥するとよい。
５）上に親水性高分子として０．５重量％のＣＭＣ水溶
液を滴下し、乾燥させてＣＭＣ層を形成した。つづい
て、前記ＣＭＣ層上にグルコースを酸化する能力を有す
る酵素としてＧＯＤおよびＰｙＯｘ、そしてα−グルコ
ースとβ−グルコース間の異性化を促進する酵素として
Ｍｕｔと、電子受容体としてフェリシアン化カリウムの
混合溶液を滴下し、５０℃の温風乾燥器中で１０分間乾
燥させて反応層７を形成した。この反応層７に含まれる
各種試薬の含有量は１平方センチメートル当たりＧＯＤ
１０ユニット、ＰｙＯｘ１ユニット、Ｍｕｔ１００ユニ
ット、フェリシアンイオン０．６５ｍｇであった。前記
のようにして反応層７を形成した後、カバー９およびス
ペーサ８を図２において一点鎖線で示すような位置関係
に接着した。カバー９、およびスペーサ８を用いなくと
も本発明の効果に何ら影響はないが、カバー９を装着す
るとカバー９とスペーサ８によって出来る空間部の毛細
管現象によって、試料液はセンサ先端の試料供給孔１０
に接触させるだけの簡易操作で容易に反応層部分へ導入
される。なお、試料液を円滑に供給するためには、さら
に必要に応じて、レシチンのトルエン溶液を試料供給部
から反応層にかけての面上へ展開し乾燥するとよい。
【００１４】上記のように作製したグルコースセンサ
に、試料液としてグルコース水溶液３μｌを試料供給孔
１０より供給した。試料液は毛細管現象によって速やか
に空気孔１１まで達し、電極系上の反応層７が溶解し
た。反応層７がグルコース水溶液に溶解すると、試料液
中のグルコースは酵素によって酸化を受け、酸化反応で
移動した電子によってフェリシアン化カリウムがフェロ
シアン化カリウムに還元される。次に、電極系の対極５
を基準にして測定極４にアノード方向へ＋０．５Ｖのパ
ルス電圧を印加すると、生成したフェロシアン化カリウ
ムの酸化電流が得られる。この電流値は基質であるグル
コース濃度に対応する。そこで、試料液を供給してから
一定時間後に電極系の対極５を基準にして測定極４にア
ノード方向へ＋０．５Ｖのパルス電圧を印加し、５秒後
の電流値を測定して、試料液中のグルコース濃度に比例
した検量線を得た。この検量線を、図３（ａ）に示す。
に、試料液としてグルコース水溶液３μｌを試料供給孔
１０より供給した。試料液は毛細管現象によって速やか
に空気孔１１まで達し、電極系上の反応層７が溶解し
た。反応層７がグルコース水溶液に溶解すると、試料液
中のグルコースは酵素によって酸化を受け、酸化反応で
移動した電子によってフェリシアン化カリウムがフェロ
シアン化カリウムに還元される。次に、電極系の対極５
を基準にして測定極４にアノード方向へ＋０．５Ｖのパ
ルス電圧を印加すると、生成したフェロシアン化カリウ
ムの酸化電流が得られる。この電流値は基質であるグル
コース濃度に対応する。そこで、試料液を供給してから
一定時間後に電極系の対極５を基準にして測定極４にア
ノード方向へ＋０．５Ｖのパルス電圧を印加し、５秒後
の電流値を測定して、試料液中のグルコース濃度に比例
した検量線を得た。この検量線を、図３（ａ）に示す。
【００１５】《比較例１》実施例１の反応層からＭｕｔ
を除いた他は実施例１と同様にグルコースセンサを構成
し、同様にして実験を行ったところ、図３（ｂ）の様な
検量線が得られた。
を除いた他は実施例１と同様にグルコースセンサを構成
し、同様にして実験を行ったところ、図３（ｂ）の様な
検量線が得られた。
【００１６】《比較例２》実施例１の反応層からＰｙＯ
ｘ、Ｍｕｔを除いた他は実施例１と同様にグルコースセ
ンサを構成し、同様にして実験を行ったところ、図３
（ｃ）の様な検量線が得られた。
ｘ、Ｍｕｔを除いた他は実施例１と同様にグルコースセ
ンサを構成し、同様にして実験を行ったところ、図３
（ｃ）の様な検量線が得られた。
【００１７】本実施例のＧＯＤはグルコースの異性体の
うちβ−グルコースのみと反応するが、ＰｙＯｘはα−
グルコースとβ−グルコースの双方の異性体と反応す
る。そのため酵素としてＧＯＤのみを含むセンサは図３
（ｃ）のようにβ−グルコースのみの濃度を反映させる
ため最も低い応答値を示す。ＧＯＤとＰｙＯｘを含んだ
場合には図３（ｂ）のように、何らかの理由により特に
高濃度域で高い応答性を示した。そこで、ＧＯＤとＰｙ
Ｏｘに加えてさらにＭｕｔを反応層に含ませることによ
って図３（ａ）のように幅広い濃度域で高い応答値が得
られることを見いだした。
うちβ−グルコースのみと反応するが、ＰｙＯｘはα−
グルコースとβ−グルコースの双方の異性体と反応す
る。そのため酵素としてＧＯＤのみを含むセンサは図３
（ｃ）のようにβ−グルコースのみの濃度を反映させる
ため最も低い応答値を示す。ＧＯＤとＰｙＯｘを含んだ
場合には図３（ｂ）のように、何らかの理由により特に
高濃度域で高い応答性を示した。そこで、ＧＯＤとＰｙ
Ｏｘに加えてさらにＭｕｔを反応層に含ませることによ
って図３（ａ）のように幅広い濃度域で高い応答値が得
られることを見いだした。
【００１８】《実施例２》バイオセンサの一例として、
スクロースセンサについて説明する。実施例１と同様に
して、絶縁性の基板１上に、スクリーン印刷により図１
に示すリード２、３、測定極４および５からなる電極
系、絶縁層６を形成した。次に、前記測定極４と対極５
からなる０．１平方センチメートルの電極系上に親水性
高分子として０．５重量％のＣＭＣ水溶液を展開し、乾
燥させてＣＭＣ層を形成した。つづいて、前記ＣＭＣ層
上に多糖類を分解させグルコースを生成させる能力を有
する酵素としてＩＮＶと、グルコースを酸化させる能力
を有する酵素としてＧＯＤとＰｙＯｘ、そしてα−グル
コースとβ−グルコース間の異性化を促進させる酵素と
してＭｕｔ、さらに電子受容体としてフェリシアン化カ
リウムの混合水溶液を展開し、温風乾燥器中で乾燥させ
て反応層７を形成した。この反応層に含まれる各種試薬
の含有量は、１平方センチメートル当たりＩＮＶは１０
ユニット、ＧＯＤは３０ユニット、ＰｙＯｘは１ユニッ
ト、Ｍｕｔは１０ユニット、フェリシアンイオンは１．
３ｍｇであった。実施例１と同様にして、上記のように
作製したスクロースセンサに、試料液としてスクロース
水溶液を３μｌ供給した。一定時間後に電極系の対極５
を基準にして作用極４にアノード方向に＋０．５Ｖのパ
ルス電圧を印加し、５秒後の電流値を測定したところ、
試料液中のスクロース濃度に比例した応答電流値が得ら
れた。
スクロースセンサについて説明する。実施例１と同様に
して、絶縁性の基板１上に、スクリーン印刷により図１
に示すリード２、３、測定極４および５からなる電極
系、絶縁層６を形成した。次に、前記測定極４と対極５
からなる０．１平方センチメートルの電極系上に親水性
高分子として０．５重量％のＣＭＣ水溶液を展開し、乾
燥させてＣＭＣ層を形成した。つづいて、前記ＣＭＣ層
上に多糖類を分解させグルコースを生成させる能力を有
する酵素としてＩＮＶと、グルコースを酸化させる能力
を有する酵素としてＧＯＤとＰｙＯｘ、そしてα−グル
コースとβ−グルコース間の異性化を促進させる酵素と
してＭｕｔ、さらに電子受容体としてフェリシアン化カ
リウムの混合水溶液を展開し、温風乾燥器中で乾燥させ
て反応層７を形成した。この反応層に含まれる各種試薬
の含有量は、１平方センチメートル当たりＩＮＶは１０
ユニット、ＧＯＤは３０ユニット、ＰｙＯｘは１ユニッ
ト、Ｍｕｔは１０ユニット、フェリシアンイオンは１．
３ｍｇであった。実施例１と同様にして、上記のように
作製したスクロースセンサに、試料液としてスクロース
水溶液を３μｌ供給した。一定時間後に電極系の対極５
を基準にして作用極４にアノード方向に＋０．５Ｖのパ
ルス電圧を印加し、５秒後の電流値を測定したところ、
試料液中のスクロース濃度に比例した応答電流値が得ら
れた。
【００１９】なお、上記実施例において、酵素および電
子受容体が試料液に溶解する方式をとったが、これに制
限されることはなく、固定化によって酵素および電子受
容体が試料液に不溶化する方式でも適用することができ
る。また、上記実施例では測定極と対極からなる２電極
系について述べたが、参照電極を加えた３電極方式とす
るとより精度の高い測定が可能である。
子受容体が試料液に溶解する方式をとったが、これに制
限されることはなく、固定化によって酵素および電子受
容体が試料液に不溶化する方式でも適用することができ
る。また、上記実施例では測定極と対極からなる２電極
系について述べたが、参照電極を加えた３電極方式とす
るとより精度の高い測定が可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によると、試料液の
基質濃度を高精度に測定することができるバイオセンサ
が得られる。
基質濃度を高精度に測定することができるバイオセンサ
が得られる。
【図１】本発明の実施例におけるグルコースセンサの縦
断面図である。
断面図である。
【図２】同センサを反応層を除いて斜め上方向からみた
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図３】グルコースセンサの応答特性図である。
１ 絶縁性の基板 ２、３ リード ４ 測定極 ５ 対極 ６ 絶縁層 ７ 反応層 ８ スペーサー ９ カバー １０ 試料供給孔 １１ 空気孔
Claims (6)
- 【請求項１】 電気絶縁性の基板上に形成された測定極
と対極を含む電極系、および前記電極系上に接触して形
成された反応層を具備し、前記反応層が少なくともグル
コースオキシターゼ、ピラノースオキシターゼ、および
グルコースの異性化を促進する酵素を含むことを特徴と
するバイオセンサ。 - 【請求項２】 グルコースの異性化を促進する酵素がム
タロターゼである請求項１記載のバイオセンサ。 - 【請求項３】 反応層がさらに電子受容体を含有する請
求項１または２記載のバイオセンサ。 - 【請求項４】 反応層がさらに多糖類を加水分解させグ
ルコースを生成する能力を有する酵素を含む請求項１ま
たは３記載のバイオセンサ。 - 【請求項５】 反応層が、１平方センチメートル当たり
１ユニットから４０ユニットのグルコースオキシダーゼ
と、０．１ユニットから２ユニットのピラノースオキシ
ダーゼおよび１０ユニットから２００ユニットのムタロ
ターゼを含有する請求項２記載のバイオセンサ。 - 【請求項６】 反応層が、１平方センチメートル当たり
１ユニットから４０ユニットのグルコースオキシダーゼ
と、０．１ユニットから２ユニットのピラノースオキシ
ダーゼおよび１０ユニットから２００ユニットのムタロ
ターゼ、さらに電子受容体としてフェリシアンイオンを
０．２１ｍｇから３．３０ｍｇを含有する請求項３記載
のバイオセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8259444A JPH10104192A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8259444A JPH10104192A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | バイオセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10104192A true JPH10104192A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17334176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8259444A Pending JPH10104192A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10104192A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000007003A1 (en) * | 1998-07-30 | 2000-02-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biosensor |
| US6368563B1 (en) | 1999-03-12 | 2002-04-09 | Integ, Inc. | Collection well for body fluid tester |
| US7137957B2 (en) | 1993-10-13 | 2006-11-21 | Integ, Inc. | Interstitial fluid collection and constituent measurement |
| JP2013145243A (ja) * | 2006-09-22 | 2013-07-25 | Bayer Healthcare Llc | 改善された安定性およびヘマトクリット性能（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を有するバイオセンサー系 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP8259444A patent/JPH10104192A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7137957B2 (en) | 1993-10-13 | 2006-11-21 | Integ, Inc. | Interstitial fluid collection and constituent measurement |
| WO2000007003A1 (en) * | 1998-07-30 | 2000-02-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biosensor |
| US6368563B1 (en) | 1999-03-12 | 2002-04-09 | Integ, Inc. | Collection well for body fluid tester |
| US6623702B2 (en) * | 1999-03-12 | 2003-09-23 | Integ, Inc. | Collection well for body fluid tester |
| US6663835B2 (en) | 1999-03-12 | 2003-12-16 | Integ, Inc. | Collection well for body fluid tester |
| US6860873B2 (en) | 1999-03-12 | 2005-03-01 | Integ, Inc. | Methods for collecting body fluid |
| US6899851B2 (en) | 1999-03-12 | 2005-05-31 | Integ, Inc. | Collection well for body fluid tester |
| US7182910B2 (en) | 1999-03-12 | 2007-02-27 | Integ, Inc. | Collection well for body fluid tester |
| JP2013145243A (ja) * | 2006-09-22 | 2013-07-25 | Bayer Healthcare Llc | 改善された安定性およびヘマトクリット性能（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を有するバイオセンサー系 |
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