JPS5948651A - 固定化酵素膜 - Google Patents

固定化酵素膜

Info

Publication number
JPS5948651A
JPS5948651A JP57160444A JP16044482A JPS5948651A JP S5948651 A JPS5948651 A JP S5948651A JP 57160444 A JP57160444 A JP 57160444A JP 16044482 A JP16044482 A JP 16044482A JP S5948651 A JPS5948651 A JP S5948651A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
enzyme
glass plate
immobilized enzyme
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP57160444A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0348462B2 (ja
Inventor
Yoshitaka Shirakawa
白川 義貴
Koichi Takizawa
滝沢 耕一
Satoshi Nakajima
聡 中嶋
Masato Arai
真人 荒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tateisi Electronics Co, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Tateisi Electronics Co
Priority to JP57160444A priority Critical patent/JPS5948651A/ja
Publication of JPS5948651A publication Critical patent/JPS5948651A/ja
Publication of JPH0348462B2 publication Critical patent/JPH0348462B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/001Enzyme electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は固定化酵素膜に関し、特に電極面に装着され
、その電極を被検液から隔てる膜であって、膜中に酵素
が固定化され、膜が被検液と接触したとき被検液に含ま
れる分析種が膜中に拡散し、膜中の固定化酵素の反応に
よってその分析種の濃度に対応した電極活性物質の増減
として電気化学的に検知する酵素電極に用いる固定化酵
素膜に関する。
先行技術の説明 近年酵素電極は特に臨床化学分析の分野で分析手段の1
つとして広く応用されるに至っている。
従来の比色法では測定すべき体液試料に着色が存在した
りすると測定が困難な場合があるが、酵素電極法は全面
のような検体にも応用でき、特殊な試薬もほとんど必要
とせず、簡便で比較的精度良い分析が迅速に行なえるな
ど多大な利点を有している。このような利点を有する酵
素電極法は、高価な酵素試薬を節約すべ(、酵素を固定
化して使用することが常識的であるが、いくつか存在す
る固定化酵素の利用形態のうち、膜状に形成した固定化
酵素膜を下地電極の作用表面に配置する形態が実用的に
優れたものとして、活発に研究開発が行なわれている。
第1図は従来の固定化酵素膜の一例を示す断面図解図で
ある。この固定化酵素膜は電極活性物質(たとえばH2
O2)を選択的に透過させる薄膜Aと、高分子排除性の
多孔性支持膜Pとを含み、酵素Eを含みそれが固定化さ
れた接着剤層ELを介して、これら薄膜Aおよび支持N
IPを積層接着した固定化酵素膜である。
第2図はこの発明の背景となる従来の固定化酵素膜の他
の例を示す断面図解図である。この酵素膜は電極活性物
質(H2O2)を選択的に透過させる層を含む非対称膜
Aのスポンジ層に固定化酵素Eを含有せしめ、高分子排
除性の多孔性支持膜Pを積層してなる。
このように、現在までに知られた固定化酵素膜は、固定
化された酵素と、下地電極たとえばH2O2電極の被検
物質のみを選択的に透過させる緻密な薄層を有する高分
子膜が、接着剤あるいはこの高分子膜の片面に形成した
多孔層を利用して多孔性支持膜と密に合体化されたもの
である。
一方、酵素電極用の固定化酵素膜としては、少なくとも
以下のような機能的要素を具備していなければならない
(1) 被検溶液に対向する膜面ば、酵素等の高分子を
通過させず、内部に含有する酵素分子の漏出を防ぐとと
もに、被検液に含まれる蛋白分解酵素等の浸入を防止し
かつ酵素の基質分子は自由に透過させること。
(2) 下地電極の表面に対向する膜面は、この下地電
極の検知物質が選択的に透過されかつこの電極の妨害と
なる物質は効果的に排除すること。
(3) 上記(1)および(2)の機能的要素を満足す
る膜の内部に、電極不活性物質を効率良(その電極の検
知物質へと化学変化させる触媒、すなわら固定化酵素が
充分内i&illされていること。
(4) 実用的なものであるためには、機械的安定性に
優れていること。
(5) 酵素電極として迅速な応答を得るためには、そ
の膜厚は可及的薄いこと。
上記(1)ないしく5)を全て完全に満足させた固定化
酵素膜は未だ得られていない。というのも、上記(4)
および(5)の要求を満たしながら、上記(1)、(2
)および(3)を同時に充足するには、製作上二律背反
的な条件を含むことになるからである。し1cがって、
製法上存在する5− 二律背反性を解決するために、第1図または第2図に示
ずように、上記機能要素(1)ないしく3)を2つある
いは3つに分け、分割されたそれぞれの機能を有する躾
を接着剤あるいは機械的手段で積層して構成していた。
ところが、従来の固定化酵素膜は、第1図のように強力
な接着剤等を酵素の固定化操作の段階で添加して積層し
たものでは、酵素の失活や高分子排除性の多孔質膜の孔
を塞ぐという問題があり、また第2図のように機械的に
積層したものにおいては、各膜層間の物性の相違により
膜層間に無視できない空隙を作るなどの問題があった。
しかも、上記(1)および(2)の機能を保有する2つ
の膜層はそれを形成する物質が完全に異なるものである
ので、保存中あるいは使用中に剥離し、使用不可になっ
てしまうこともあった。
発明の目的 そこで、この発明は、固定化酵素膜に要求される機能的
要素を不可分の1枚の膜として形成することにより、従
来の問題点を尽く解消し得る、酵6一 素電極用の固定化酵素膜を提供せんとするものである。
発明の構成 この発明は、簡単に言えば、1枚の膜からなり、その一
方面は高分子量物質を排除しかつ固定化される酵素が基
質程度の分子量を有する物質は自由透過する孔を多数保
有した面として形成し、他方面は下地電極の被検物質で
ある低分子量物質のみを透過しかつ酵素基質ならびに電
極応答に対して妨害となる分子を排除するような緻密面
として形成し、これらの面間に合成高分子マトリクスを
形成し、その中に固定化された酵素を顆粒状に分散させ
てなる、膜の機能的構成が物理的、化学的に不可分に一
体化された固定化酵素膜である。
以下に、図面に示す実施例とともにこの発明をより詳細
に説明する。
実施例の説明 第3図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。
この実施例では、固定化酵素膜は1枚の膜として構成ざ
る。すなわち、高分子排除性の躾IMFと、電極活性物
質を選択的に透過せしめる膜層Aとが一体的に連続して
いる。この膜層PとAとの融合部分は、膜層Pを形成す
る高分子複合体の組成が膜層A側に移行するに従いこの
膜層Aを形成する高分子成分に連続的に変化して融合し
ている。そして、高分子排除性の多孔性膜層Pと電極活
性物質透過性の緻密性膜層Aとの間には、ポリマ混成体
からなる合成高分子マトリク゛スが形成される。この合
成高分子マトリクスは、その厚み方向に異方性を有する
。すなわち、この1枚の両面およびその両面間に形成さ
れた合成高分子マトリクスは、相容性である2種以上の
合成高分子物質の組合せから選択された素材により連続
した層として形成されている。また、合成高分子マトリ
クス中には、酵素が顆粒状に分散される。この酵素を含
有する顆粒部分はその合成高分子マトリクスとは相分離
状態に内蔵される。すなわち、物理的包括によって酵素
が膜中に保持され、固定化される。
このように、この実施例の固定化酵素膜はそれぞれの機
能が、物理的化学的に不可分の1枚の膜中に存在してい
るため、保存中あるいは使用中に際して、膜層間に空隙
や剥離が生じることはない。
これに対して、従来のものでは、下地電極に接する側と
被検液に接する側との間は物理的および/または化学的
に連続していないので、操作により、それぞれの膜層が
剥離し、特に水に浸すだけでも多孔性支持膜がしばしば
剥離する。ところが、上記のように不可分の1枚の膜と
して構成した固定化酵素膜では、そのような剥離の可能
性は全く生じない。
このような固定化酵素膜は以下のようにして作成できる
K薯lN1 (a) トリアセチルセルロース(以下rTACl)を
3〜6部とジアセチルセルロース(以下rDAcJ )
を9〜12部の割合で混合した混合セルロースエステル
を、アセトン50部とシクロヘキサノン30部および水
5部からなる溶媒に溶解してキャスト液を調製した。こ
のキャスト液を9− 硝子板上にナイフコータで、30μmの厚さに均一に流
延し、10〜30秒空気中に放置した後、n−へキサン
中に投入してゲル化させ、さらに蒸溜水中に浸して侵硝
子板から剥離し、非対称膜を得た。この非対称膜を乾燥
した後、直径2〜3clllの円に切り、減圧下に保持
したグルコース酸化酵素(以下rGODJ )と牛血清
アルブミン(以下rBsAJ )とを含む水溶液中にそ
の円形の非対称膜を一夜放置した。
(b)  上記(a>記載の膜とは別に、DAC5部お
よびアセトン60部とシクロへキサノン35部からなる
第2のキャスト液を調製した。この第2のキャスト液を
硝子・板上に流延した後、直ちに高速回転機にかけて均
一に薄くその硝子板をコーティングした。この第2のキ
ャスト液の溶媒が揮散しないうちに、上記(a )で作
成された、GODを含んだ湯側状態の非対称膜のスポン
ジ層を内側にして、第2のキャスト液がコーティングさ
れた硝子板上に載せ、乾燥空気中に数時間放置した。そ
の後、このようにして形成された固定化酵10− 素膜を剥離した。このように、(a)で作成した非対称
膜を、第2のキャスト液の溶媒が揮散しないうちにその
上に載せて乾燥させることによって、第3図の高分子複
合体の組成がP側からA側に移行するに従いAを形成す
る高分子成分に連続的に変化して融合し、物理的化学的
に一体化されるのである。
このようにして形成した固定化酵素膜の第2のキャスト
液で形成した面すなわち硝子板にコートされた面を下地
電極に対向させて装着し、酵素電極を作成した。その結
果得られた性能等を、比較例(後述)とともに表に示し
た。
実施例2 (a)  DACを10部とニトロセルロース(以下r
NcJ )5部を、硝酸リチウムを飽和したジメヂルホ
ルムアミドに溶解し、キャスト液を得た。このキャスト
液を硝子板上に流延し、乾燥空気中に30〜50秒放隨
した後、蒸溜水中に投入して非対称膜を得た。このNo
−DACからなる非対称膜を風乾後円形に切り、それを
上記実施例1と同様に、減圧下に、GODおよびBSA
を含む溶液に浸し一夜放置した。
(b)  上記(a>で作成した非対称膜を前記実施例
1の(b)と同様に処理して、固定化酵素膜を得た。こ
の固定化酵素膜を装着した酵素電極によって得られた性
能等を、比較例とともに、表に示した。
比較例 DACを10部、アセトン55部、シクロへキサノン3
5部からなるキャスト液を硝子板上に流延し、空気中に
約10分間放置した後、n−ヘキサン中に投入し、非対
称膜を作成した。この非対称膜のスポンジ層に、GOD
とグルタルアルデヒドを含む溶液を塗布し、その上に多
孔性ポリカーボネート膜を積層して第2図に示すような
固定化酵素膜を得た。これを下地電極面に装着して酵素
電極を作成した。その結果得られた性能が表に上記実施
例1および2の結果とともに、示される。
なお、この発明に利用され得る相容性の素材としては、
二酢酸セルロースおよび三酢酸セルロースの酢酸セルロ
ース類を組合せた系あるいはニトロセルロースおよび酢
酸セルロースの系の他に、ニトロセルロースおよびポリ
ビニル酢酸の系、ニトロセルロースおよびポリアクリル
酸メチルの系。
ニトロセルロースおよびポリメタクリル酸メチルの系も
しくはポリメタクリル酸およびポリビニル酢酸の系など
が挙げられる。
また、先の実施例では、多官能性試薬などによる酵素の
化学的な固定化を行なわず、物理的な包括によるもので
あったが、この酵素を膜中に分散13− させてなる酵素膜の製膜途上で、化学薬品によって酵素
同士をあるいは、BSAなどの保護物質と酵素を共有結
合させてざらに不動化させてもよい。
しかしながら、この発明は上記材料や酵素の複合高分子
マトリクス中への物理的包括固定の上に行ない得る固定
化方法には限定されるべきでないことはもちろんである
発明の効果 以上のように、この発明によれば、要求される異なる機
能的要素を、物理的化学的に不可分の一体の1枚の膜に
よって構成することができるので、固定化酵素膜の剥離
を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれこの発明の背景となる異
なる従来例を示す断面図解図である。 第3図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。 図において、Pは多孔性膜層、Aは緻密性膜層を示す。 14− 第1図        槍2 第3図 289−

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 被検物質を電気化学的に検知するための電極を
    有する酵素電極に用いられる固定化酵素膜であって、 1枚の躾からなり、 一方面が高分子量物質を排除しかつ固定化される酵素の
    基質程度の分子量を有する物質は自由透過する孔を有し
    た面として形成され、 他方面が前記電極の被検物質である低分子量物質のみを
    透過しかつ酵素基質ならびに電極応答に対して妨害とな
    る分子を排除する機能を有する緻密面として形成され、 前記2つの面の間に合成高分子マトリクスが形成され、
    この合成高分子マトリクス中に固定化された酵素が顆粒
    状に分散してなる、固定化酵素膜。
  2. (2) 前記1枚の膜の前記両面およびその間の合成高
    分子マトリクスが相容性である2種以上の合成高分子物
    質の組合せから選択された素材により連続した相として
    形成される、特許請求の範囲第1項記載の固定化酵素膜
  3. (3) 前記固定化された酵素を含有する顆粒部分は前
    記合成品分子マトリクスとは相分離状態に内蔵される、
    特許請求の範囲第2項記載の固定化酵素膜。
  4. (4) 前記マトリクスはその厚み方向に異方性を有す
    る、前記2種以上の相容性の合成高分子のポリマ混成体
    からなる、特許請求の範囲第2項または第3項記載の固
    定化酵素膜。
JP57160444A 1982-09-13 1982-09-13 固定化酵素膜 Granted JPS5948651A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57160444A JPS5948651A (ja) 1982-09-13 1982-09-13 固定化酵素膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57160444A JPS5948651A (ja) 1982-09-13 1982-09-13 固定化酵素膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5948651A true JPS5948651A (ja) 1984-03-19
JPH0348462B2 JPH0348462B2 (ja) 1991-07-24

Family

ID=15715056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57160444A Granted JPS5948651A (ja) 1982-09-13 1982-09-13 固定化酵素膜

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5948651A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998036058A1 (en) * 1997-02-14 1998-08-20 Unichema Chemie B.V. Enzymatically catalysed process
JP2006125904A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Nikkiso Co Ltd バイオセンサーおよびその製造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004017723B4 (de) * 2003-04-10 2011-12-08 Fuji Electric Co., Ltd In Rückwärtsrichtung sperrendes Halbleiterbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50137788A (ja) * 1974-04-22 1975-11-01

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50137788A (ja) * 1974-04-22 1975-11-01

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998036058A1 (en) * 1997-02-14 1998-08-20 Unichema Chemie B.V. Enzymatically catalysed process
JP2006125904A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Nikkiso Co Ltd バイオセンサーおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0348462B2 (ja) 1991-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3220486B2 (ja) 血液グルコース濃度用可視試験片
US5460777A (en) Analytical element for whole blood analysis
US4256693A (en) Multilayered integral chemical analysis element for the blood
CA1322335C (en) Process and device for the separation of a body fluid from particulate materials
CA1248434A (en) Device and method for whole blood separation and analysis
JPS6226423B2 (ja)
CN100412549C (zh) 用于测量血清高密度脂蛋白相关胆固醇的测定设备中保留多孔性和生物活性的粘合膜
JPS584555B2 (ja) アスコルビン酸の検出組成物、検出方法及び検出素子
EP0524596B1 (en) Method of measuring analyte using dry analytical element
CN114002422A (zh) 一种用于生化分析的多层膜干化学试剂片
JPS62138758A (ja) 一体型多層分析要素
JPH06500465A (ja) 有機巨大分子またはバイオポリマーを重合体質の膜に固定する方法
JPS5948651A (ja) 固定化酵素膜
JP3285451B2 (ja) 全血試料の分析方法および分析要素
EP0298473B1 (en) Analytical element for analysis of whole blood
JPS62138757A (ja) 一体型多層分析要素
JPH06100725A (ja) 多孔質体の製造方法およびセンサーの製造方法
JPH05264539A (ja) 全血分析要素
JP4493535B2 (ja) 試験紙
JPH0526876A (ja) 全血試料分析用乾式分析要素
JP2003270198A (ja) バイオセンサ
JPH07191020A (ja) 全血分析要素を用いた全血試料の分析方法
JPH05322887A (ja) 全血分析要素及びそれを用いた測定方法
JP3147560B2 (ja) 多項目分析方法
CA2473069A1 (en) Castable diffusion membrane for enzyme-based sensor application