JPS59170760A - 生化学分析装置 - Google Patents
生化学分析装置Info
- Publication number
- JPS59170760A JPS59170760A JP58044240A JP4424083A JPS59170760A JP S59170760 A JPS59170760 A JP S59170760A JP 58044240 A JP58044240 A JP 58044240A JP 4424083 A JP4424083 A JP 4424083A JP S59170760 A JPS59170760 A JP S59170760A
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- JP
- Japan
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- electrode
- enzyme
- membrane
- urea
- sample
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、溶液中に＠存する物質を酵素電極により測定
する装置に係り、特にＳＨ酵素を用いた酵素電極により
血液等の体液中に溶存する化学成分を測定するのに好適
な装置を提供するものである。
する装置に係り、特にＳＨ酵素を用いた酵素電極により
血液等の体液中に溶存する化学成分を測定するのに好適
な装置を提供するものである。
し背景技術〕
基買（測定対象物置ンに対する反応特異性の高い酵素全
固定化した酵素膜とイオン電極等とを組み合わせた酵素
電極は、１０数年前に開発されＬＧ、Ｇ、Ｇｕｉｌｌ）
ａｕｌｔ：”）（ａｎｄｌ）ｏｏｋ Ｏｆ Ｅｎｚｙｍ
ａｔｉｃＭｅｔｈｏｄｓ Ｏｆ Ａｎａｌ）’ＳＩＳ”
ＭａｒＣｅｌ １）ｅｋｋｅｒ。
固定化した酵素膜とイオン電極等とを組み合わせた酵素
電極は、１０数年前に開発されＬＧ、Ｇ、Ｇｕｉｌｌ）
ａｕｌｔ：”）（ａｎｄｌ）ｏｏｋ Ｏｆ Ｅｎｚｙｍ
ａｔｉｃＭｅｔｈｏｄｓ Ｏｆ Ａｎａｌ）’ＳＩＳ”
ＭａｒＣｅｌ １）ｅｋｋｅｒ。
Ｎｅｗｙｏｒｋ （１９７６） ） 、近年その一部が
実用段階に達した。しかし、なお寿命が短い等の問題が
依然として残されている。符に触媒作用にＳＨ基を必要
とするＳＨ酵素は微量の１金槁によって容易に失活する
。一般にキレート化合物を作りやすい金属はエチレンジ
アミン四酢酸等によシ除去出来るが、銀のような一部イ
オンは、それらによる除去〃二困難で、酵素電極の短寿
命化の原因物質となっている。
実用段階に達した。しかし、なお寿命が短い等の問題が
依然として残されている。符に触媒作用にＳＨ基を必要
とするＳＨ酵素は微量の１金槁によって容易に失活する
。一般にキレート化合物を作りやすい金属はエチレンジ
アミン四酢酸等によシ除去出来るが、銀のような一部イ
オンは、それらによる除去〃二困難で、酵素電極の短寿
命化の原因物質となっている。
本発明の目的は、ＳＨ酵素を用いた酵素電極の１金属に
よる失活を防ぎ、上記酵素電極の寿命を数置することに
ある。
よる失活を防ぎ、上記酵素電極の寿命を数置することに
ある。
ＳＨ酢累（Ｅ−８Ｈで示す）に例えば−価の重金属イオ
ン（Ｍ＋で不すうが作用すると、次式で示すように、酵
素に重金属イオンが容易に結合する。
ン（Ｍ＋で不すうが作用すると、次式で示すように、酵
素に重金属イオンが容易に結合する。
Ｍ” ＋Ｅ−８Ｈ−＋Ｅ−８Ｍ＋Ｈ”
上式のＳ Ｈ基が触媒作用に関与している場合には、上
記の反応Ｖこよ＃）酵素の活性が失われる。
記の反応Ｖこよ＃）酵素の活性が失われる。
以下、本発明をウレアーセ酵素電極を用いた血中尿素窒
素の測定を例にとって示す。
素の測定を例にとって示す。
第１図は本実施例で用いた測定系の電極の配置を示した
図である。図において、１は酵素電極、２は参照電極、
３はアース電極、４は細管、５は緩衝液である。電極１
〜３の先端は感応膜又はイオン透過膜全弁して緩衝液に
接している。
図である。図において、１は酵素電極、２は参照電極、
３はアース電極、４は細管、５は緩衝液である。電極１
〜３の先端は感応膜又はイオン透過膜全弁して緩衝液に
接している。
烙で、細管４に緩衝液をキャリアとして血液等の試料を
少量（例えは１０μｔ）流すと、試料中に含まれる尿素
は酵素電極の固定化ウレアーゼ膜に接した際に加水分解
され、アンモニウムイオンか生じる。アンモニウムイオ
ンはウレアーゼ族の内抑」に配置されたアンモニウム選
択透過膜の膜電位を変化させ、その結果、酵素電極と参
照竜惨の間に試料中の尿累＠度に依存した電位変化が生
じる。
少量（例えは１０μｔ）流すと、試料中に含まれる尿素
は酵素電極の固定化ウレアーゼ膜に接した際に加水分解
され、アンモニウムイオンか生じる。アンモニウムイオ
ンはウレアーゼ族の内抑」に配置されたアンモニウム選
択透過膜の膜電位を変化させ、その結果、酵素電極と参
照竜惨の間に試料中の尿累＠度に依存した電位変化が生
じる。
通常この種の測定において、電位を取シ出す電極として
Ａ ｇ −ＡｇＣＡ電極が最も安定性に優れていること
が知られている。ｈｇｃｔの水に対する溶解度は小さい
（溶解度積１．７ Ｘ １０−１０（２５Ｃ））が、微
量のＡｇ＋は各電極中の亀解買液中に常に溶存する。筐
たアンモニウムイオンにより、さらにＡｇＣ７の一部Ｖ
ｉ錯塩（ＣＡｇ （ＮＨ３）２）” Ｃ１−）として溶
解する。
Ａ ｇ −ＡｇＣＡ電極が最も安定性に優れていること
が知られている。ｈｇｃｔの水に対する溶解度は小さい
（溶解度積１．７ Ｘ １０−１０（２５Ｃ））が、微
量のＡｇ＋は各電極中の亀解買液中に常に溶存する。筐
たアンモニウムイオンにより、さらにＡｇＣ７の一部Ｖ
ｉ錯塩（ＣＡｇ （ＮＨ３）２）” Ｃ１−）として溶
解する。
酵素電極１の内部液中に溶解しているＡｇ＋は、電極先
端部に疎水性のアンモニウム迅択透過膜が介在するため
、比較的外部に拡散しにくいと考えられるが、参照電極
２及びアース電極３の内部液中に溶解しているＡｇ＋は
、それぞれの電極の先端がイオンを透過しやすい多孔質
膜で栴成されているため、容易に緩衝液５の甲に拡散し
てくる。
端部に疎水性のアンモニウム迅択透過膜が介在するため
、比較的外部に拡散しにくいと考えられるが、参照電極
２及びアース電極３の内部液中に溶解しているＡｇ＋は
、それぞれの電極の先端がイオンを透過しやすい多孔質
膜で栴成されているため、容易に緩衝液５の甲に拡散し
てくる。
本測定糸においては、緩衝液５が流れている限υ′電極
２及び３に出来するＡｇ１が酵素電極１のウレアーゼ族
に達することは無いが、例えば測定休止中にその流れが
止まるとＡｇ＋は自然拡散してウレアーゼ膜に達し、ウ
レアーセの活性を阻害する。ｋ漬液５を流し続けること
も可能ではめるが、机実的ではない。
２及び３に出来するＡｇ１が酵素電極１のウレアーゼ族
に達することは無いが、例えば測定休止中にその流れが
止まるとＡｇ＋は自然拡散してウレアーゼ膜に達し、ウ
レアーセの活性を阻害する。ｋ漬液５を流し続けること
も可能ではめるが、机実的ではない。
本発明者等の実験によると、電極１，２及び３をそれぞ
れＩｃｍの間隔で配置した場合、装置を停止してから、
したがって緩衝液の流れが止まってから１５ｈ以内で、
酵素電極」の固定化ウレアーゼ膜の酵素活性が完全に失
われた。
れＩｃｍの間隔で配置した場合、装置を停止してから、
したがって緩衝液の流れが止まってから１５ｈ以内で、
酵素電極」の固定化ウレアーゼ膜の酵素活性が完全に失
われた。
さらに、上記の現像を確認するため、モテル実験として
ヌクレオフィルタで２室に仕切った容器を用意し、各室
に６０ｍＭ’Ｊン酸緩衝液を１ｍｔずつ入れ、一方に固
定化ウレアーゼ膜の小片を、他方にＡ ｇ−ＡｇＣ４電
極を入れ、室温で１５上）放置した。この膜の酵素活性
は完全に失われた。
ヌクレオフィルタで２室に仕切った容器を用意し、各室
に６０ｍＭ’Ｊン酸緩衝液を１ｍｔずつ入れ、一方に固
定化ウレアーゼ膜の小片を、他方にＡ ｇ−ＡｇＣ４電
極を入れ、室温で１５上）放置した。この膜の酵素活性
は完全に失われた。
−上記２つの実験から、酵素を惚ｌのウレアーゼ膜の失
活の原因がＡｇ−ＡｇＣ７電極に由来するＡｇ＋による
ことが明らかになった。また第１図に示した３鴇類の奄
惨の先端に設置逼れた膜のイオン透過性を考慮すると、
このＡｇ＋は参照′亀憔２及びアース電極３に由来する
可能性が極めて大きい。
活の原因がＡｇ−ＡｇＣ７電極に由来するＡｇ＋による
ことが明らかになった。また第１図に示した３鴇類の奄
惨の先端に設置逼れた膜のイオン透過性を考慮すると、
このＡｇ＋は参照′亀憔２及びアース電極３に由来する
可能性が極めて大きい。
上記の実験及び考察に基づき、本発明者等は測定系を改
良してＡｇ”が酵素電極に拡散して行くのを防止するこ
と全考えた。以下それにつきＰ測に記述する。
良してＡｇ”が酵素電極に拡散して行くのを防止するこ
と全考えた。以下それにつきＰ測に記述する。
第２図は本発明者等の発明に係る主要部分を模式的に示
したものである。図において、６はコック、７及び８は
切シ換えバルブ、９は細管４のバイパスである。
したものである。図において、６はコック、７及び８は
切シ換えバルブ、９は細管４のバイパスである。
畑で、第２図（ａ）及び（ｂ）に示した測定糸により、
前述のように、細管４に試料を流して尿素の測定全行っ
た。菌ｊ定終了後、（ａ）ではコツクロ全しめ、（ｂ）
ではバルブ７及び８を用いて流路をバイパス９に切り換
え、７２ｈ放置した。従来法であると、１５ｈ以内で酵
素・電極の酵素活性は完全に失われたが、本発明の方法
によると、７２１１抜においても電極性北の低下は認め
られなかった。
前述のように、細管４に試料を流して尿素の測定全行っ
た。菌ｊ定終了後、（ａ）ではコツクロ全しめ、（ｂ）
ではバルブ７及び８を用いて流路をバイパス９に切り換
え、７２ｈ放置した。従来法であると、１５ｈ以内で酵
素・電極の酵素活性は完全に失われたが、本発明の方法
によると、７２１１抜においても電極性北の低下は認め
られなかった。
本発明に成る測定系は、上記のように、参照電極等から
浸出する夏金属イオンの酵素膜への拡散ｋｇ断してその
性能劣化を生じさせない待機を備えている。実際、上述
した訛路糸を用いた装置は、８ｈ稼動、１６ｈ停止の周
期で血中尿素窒素の測足に適用したところ、２ケ月以上
の寿命を保持し得た。
浸出する夏金属イオンの酵素膜への拡散ｋｇ断してその
性能劣化を生じさせない待機を備えている。実際、上述
した訛路糸を用いた装置は、８ｈ稼動、１６ｈ停止の周
期で血中尿素窒素の測足に適用したところ、２ケ月以上
の寿命を保持し得た。
なお、酵素電極と診照菟極などの間の流路を遮断するの
は、上記の実施例にかぎられるものではなく、例えは流
路の一部を弾性体（ゴム管）で構成し、測定休止中は外
部からゴム管全圧縮してもよい。
は、上記の実施例にかぎられるものではなく、例えは流
路の一部を弾性体（ゴム管）で構成し、測定休止中は外
部からゴム管全圧縮してもよい。
本発明によれは、エチレンジアミン四酢酸のようなキレ
ート剤で捕捉し難い一価重金属イオンによる酵素電極の
性能劣化を完全に防止得るため、酵素電極の寿命を著し
く向上させることが可能であり、これにより簡単に装置
の経済性を高めることが出来、本装置が適用出来る医療
診断、各棟バイオテクノロン−分野に寄与するところが
太きい。
ート剤で捕捉し難い一価重金属イオンによる酵素電極の
性能劣化を完全に防止得るため、酵素電極の寿命を著し
く向上させることが可能であり、これにより簡単に装置
の経済性を高めることが出来、本装置が適用出来る医療
診断、各棟バイオテクノロン−分野に寄与するところが
太きい。
第１図は酵素電極音用いた測定系の電極の配置を示す図
、第２図は本発明に成る測定系の概要を示す図である。
、第２図は本発明に成る測定系の概要を示す図である。
Claims (1)
- １、酵素膜を感応膜とする酵素電極を用いる分析装置に
おいて、該酵素電極に組み合わせて用いたことを特徴と
する生化学分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58044240A JPS59170760A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 生化学分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58044240A JPS59170760A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 生化学分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59170760A true JPS59170760A (ja) | 1984-09-27 |
Family
ID=12686004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58044240A Pending JPS59170760A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 生化学分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59170760A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5241591A (en) * | 1975-09-29 | 1977-03-31 | Hitachi Ltd | Electrolyte analysis device |
| JPS5784345A (en) * | 1980-11-15 | 1982-05-26 | Toyobo Co Ltd | 3-items analyzer |
| JPS57157152A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-28 | Toshiba Corp | Measuring device for ion concentration |
-
1983
- 1983-03-18 JP JP58044240A patent/JPS59170760A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5241591A (en) * | 1975-09-29 | 1977-03-31 | Hitachi Ltd | Electrolyte analysis device |
| JPS5784345A (en) * | 1980-11-15 | 1982-05-26 | Toyobo Co Ltd | 3-items analyzer |
| JPS57157152A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-28 | Toshiba Corp | Measuring device for ion concentration |
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