JPS5967452A - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサInfo
- Publication number
- JPS5967452A JPS5967452A JP57179408A JP17940882A JPS5967452A JP S5967452 A JPS5967452 A JP S5967452A JP 57179408 A JP57179408 A JP 57179408A JP 17940882 A JP17940882 A JP 17940882A JP S5967452 A JPS5967452 A JP S5967452A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- enzyme
- immobilized
- porous
- sensor
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING 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
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme 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)
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- Immunology (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、固定化酵素電極を利用したバイオセンサの改
良に関するものである。
良に関するものである。
従来例の構成とその問題点
同定化酵素反応を利用して、生体関連物質を検知、分析
することを目的とするいわゆるバイオセンサに関しては
、従来から各種のものが提案されている。その中で固定
化酵素電極を用いたセンサは、高精度、迅速な応答性な
どから注目されるものの一つである。固定化酵素を用い
た代表的センサとして、グルコースセンサを例にとると
、クラ−りらの酵素検知用電極上へグルコースオキシタ
゛−ゼ（以下ＧＯＤで表す）を固定化したグルコ、−ス
センザに始まって、最近は第１図に示すような、白金層
を有する多孔性薄膜と、白金層を有し、かつＧＯＤを固
定化した多孔質性薄膜から構成したような改良型が提案
されている。
することを目的とするいわゆるバイオセンサに関しては
、従来から各種のものが提案されている。その中で固定
化酵素電極を用いたセンサは、高精度、迅速な応答性な
どから注目されるものの一つである。固定化酵素を用い
た代表的センサとして、グルコースセンサを例にとると
、クラ−りらの酵素検知用電極上へグルコースオキシタ
゛−ゼ（以下ＧＯＤで表す）を固定化したグルコ、−ス
センザに始まって、最近は第１図に示すような、白金層
を有する多孔性薄膜と、白金層を有し、かつＧＯＤを固
定化した多孔質性薄膜から構成したような改良型が提案
されている。
第１図において、１は被検液中の妨害物質を除く前電解
用の電極で、多孔性薄膜２０片面に白金層３を設けたも
のである。４は過酸化水素を検知する電極で、多孔性薄
膜６の片面に白金層６を有し、反対側の面及び細孔にＧ
ＯＤ７を固定化している。このＧＯＤにより被検液中の
グルコースが酸化され、その際生成したＨ２Ｏ２を白金
層６で電解酸化して得られる酸化電流値よりグルコース
の濃度を検知するようになっている。
用の電極で、多孔性薄膜２０片面に白金層３を設けたも
のである。４は過酸化水素を検知する電極で、多孔性薄
膜６の片面に白金層６を有し、反対側の面及び細孔にＧ
ＯＤ７を固定化している。このＧＯＤにより被検液中の
グルコースが酸化され、その際生成したＨ２Ｏ２を白金
層６で電解酸化して得られる酸化電流値よりグルコース
の濃度を検知するようになっている。
ここで用いられている多孔性薄膜は、被検液の拡散を良
くするだめ非常に薄いもので、取り扱いに注意を要し、
壕だ多孔質の白金層を設けることも、量が少ないと電子
伝導性が得られず、多すぎると多孔性薄膜の目がつまり
機能しないなどの不都合があった。また、酵素が白金層
上に固定されているだめ、酵素活性が低下して使用でき
なくなった時は、高価な白金層も全部使い捨てにしなけ
ればならないなど経済性での改良も望まれている。
くするだめ非常に薄いもので、取り扱いに注意を要し、
壕だ多孔質の白金層を設けることも、量が少ないと電子
伝導性が得られず、多すぎると多孔性薄膜の目がつまり
機能しないなどの不都合があった。また、酵素が白金層
上に固定されているだめ、酵素活性が低下して使用でき
なくなった時は、高価な白金層も全部使い捨てにしなけ
ればならないなど経済性での改良も望まれている。
発明の目的
本発明は、以上のような従来の不都合を解消し、センサ
としての緒特性を向上するとともに、強度の上でも取り
扱いやすくし、さらに固定化酵素膜のみの交換ができる
経済性にも優れたセンサを提供することを目的とする。
としての緒特性を向上するとともに、強度の上でも取り
扱いやすくし、さらに固定化酵素膜のみの交換ができる
経済性にも優れたセンサを提供することを目的とする。
発明の構成
本発明のバイオセンサば、前電解用の多孔性金属電極と
、過酸化水素検知能を有する多孔性金属電極、及び酵素
を固定化し、前記両電極間に介在した多孔性高分子膜と
から構成したものである。
、過酸化水素検知能を有する多孔性金属電極、及び酵素
を固定化し、前記両電極間に介在した多孔性高分子膜と
から構成したものである。
実施例の説明
第２図は本発明のバイオセンサの構成例を示す。
第２図において、８はステンレス鋼、ニッケル、白金な
どの耐食性を有する多孔性金属電極でたとえば金網、焼
結板などで構成し、妨害物質除去のための前電解用に用
いる。９は過酸化水素の酸化電流測定用電極で、白金金
網などを主に用いる。
どの耐食性を有する多孔性金属電極でたとえば金網、焼
結板などで構成し、妨害物質除去のための前電解用に用
いる。９は過酸化水素の酸化電流測定用電極で、白金金
網などを主に用いる。
コストダウンのためには、ステンレス鋼の多孔板やネッ
トなどに白金を触媒として電着あるいは蒸着したような
ものでもよい。１０は電極８，９間に挟着されている高
分子薄膜であり、この表面には孔中も含めて酵素１１が
固定化されている。
トなどに白金を触媒として電着あるいは蒸着したような
ものでもよい。１０は電極８，９間に挟着されている高
分子薄膜であり、この表面には孔中も含めて酵素１１が
固定化されている。
固定化酵素は、いわゆる酸化還元酵素といわれる反応系
に過酸化水素が生成されるものであるが、他の酵素と一
緒にして複合酵素として固定化することもできる。多孔
性高分子膜は、セルロースあるいはポリカーボネートな
ど左用いる。壕だ、酵素の固定化場所については、反応
効率を高めるため、多孔性高分子膜の電極９と接する側
に多く固酵素を固定化していない方を電極８側に配する
構成を採るのもよい。
に過酸化水素が生成されるものであるが、他の酵素と一
緒にして複合酵素として固定化することもできる。多孔
性高分子膜は、セルロースあるいはポリカーボネートな
ど左用いる。壕だ、酵素の固定化場所については、反応
効率を高めるため、多孔性高分子膜の電極９と接する側
に多く固酵素を固定化していない方を電極８側に配する
構成を採るのもよい。
以上の構成により、本発明のセンサは、従来のセンサに
比べて、電極８，９とも金属であるために電子伝導性は
高く、応答性、感度ともすぐれ、まだ、酵素は高分子膜
に固定化されているため安定で、従来の白金層などに固
定化された酵素に比べ劣化が少なく長寿命である。もち
ろん、劣化した場合は、この固定化酵素つき高分子膜を
交換することができる。
比べて、電極８，９とも金属であるために電子伝導性は
高く、応答性、感度ともすぐれ、まだ、酵素は高分子膜
に固定化されているため安定で、従来の白金層などに固
定化された酵素に比べ劣化が少なく長寿命である。もち
ろん、劣化した場合は、この固定化酵素つき高分子膜を
交換することができる。
次に、バイオセンサの１つとして、ＧＯＤを用いるグル
コースセンサの具体例について説明する。
コースセンサの具体例について説明する。
電極８としては、ステンレス鋼よりなる厚さ８０μｍ、
２０ｏＯメツシーのネットを用いた。電極９には、前記
と同様のステンレス鋼のネットに白金をスパッタリング
法で付着させ過酸化水素との反応性を高めたものを用い
た。酵素の担体である高分子膜としては、孔径２００〇
人、膜厚２ｏμｍ、孔密度３×１０８個／ ｃｙｌのポ
リカーボネート多孔質膜を用いた。この膜に酵素として
ＧＯＤの１００ｍｏ ／ ｍｌ水溶液を１０μｌ ／
ｃ４の割合で展開し、この膜を４°Ｃで真空乾燥させ、
次いで、２官能性架橋試薬であるグルタプルアルデヒド
蒸気中において、２６°Ｃで１時間架橋反応させて固定
化した。
２０ｏＯメツシーのネットを用いた。電極９には、前記
と同様のステンレス鋼のネットに白金をスパッタリング
法で付着させ過酸化水素との反応性を高めたものを用い
た。酵素の担体である高分子膜としては、孔径２００〇
人、膜厚２ｏμｍ、孔密度３×１０８個／ ｃｙｌのポ
リカーボネート多孔質膜を用いた。この膜に酵素として
ＧＯＤの１００ｍｏ ／ ｍｌ水溶液を１０μｌ ／
ｃ４の割合で展開し、この膜を４°Ｃで真空乾燥させ、
次いで、２官能性架橋試薬であるグルタプルアルデヒド
蒸気中において、２６°Ｃで１時間架橋反応させて固定
化した。
反応終了後、水で十分に洗浄した。
上記の酵素固定化電極を装着した電極ホルダーと電極系
を第３図に模式図で示しだ。図中１２は上記の電極であ
り、電極９側がホルダー１３の内側になるように装着さ
れている。１４はホルダーの外とう管１５に装着され、
前電解用の多孔性金属電極８に接するリードであり、１
６はその対極１７のリードである。１８はホルダーに装
着され、過酸化水素検知能を有する多孔性金属電極９に
接するリードである。１９はその対極、２０は電極９に
対する印加電圧を一定にするだめの参照電極で、ＡｑＣ
１２／Ａｇ極を用いた。電極ホルダー内は、ｐＨ５，６
のリン酸緩衝液２１で満たされている。
を第３図に模式図で示しだ。図中１２は上記の電極であ
り、電極９側がホルダー１３の内側になるように装着さ
れている。１４はホルダーの外とう管１５に装着され、
前電解用の多孔性金属電極８に接するリードであり、１
６はその対極１７のリードである。１８はホルダーに装
着され、過酸化水素検知能を有する多孔性金属電極９に
接するリードである。１９はその対極、２０は電極９に
対する印加電圧を一定にするだめの参照電極で、ＡｑＣ
１２／Ａｇ極を用いた。電極ホルダー内は、ｐＨ５，６
のリン酸緩衝液２１で満たされている。
上記の本発明によるセンサＡと第１図に示しだ膜状電極
を用、いた従来のセンサＢについて、グルコースに対す
る応答特性の比較試験をしだ。なお、過酸化水素検知能
を有する電極の電位を参照極２０に対し＋０．６Ｖに設
定し、また、前電解用の電極と対極１７０間に印加する
電圧は＋〇、５５Ｖとした。
を用、いた従来のセンサＢについて、グルコースに対す
る応答特性の比較試験をしだ。なお、過酸化水素検知能
を有する電極の電位を参照極２０に対し＋０．６Ｖに設
定し、また、前電解用の電極と対極１７０間に印加する
電圧は＋〇、５５Ｖとした。
第４図にグルコース濃度に対する応答電流を示した。こ
れよりセンサＡの方がＢより感度が高いことが勾配が急
なことかられかり、１だ高濃度領域址での直線性もへの
方が優れていることかわかる。また、繰り返しの寿命に
ついても、Ａが３００回の繰り返しでほとんど劣化を示
さなかったのに対し、Ｂは感度（応答電流）で２０％の
劣化がみられた。
れよりセンサＡの方がＢより感度が高いことが勾配が急
なことかられかり、１だ高濃度領域址での直線性もへの
方が優れていることかわかる。また、繰り返しの寿命に
ついても、Ａが３００回の繰り返しでほとんど劣化を示
さなかったのに対し、Ｂは感度（応答電流）で２０％の
劣化がみられた。
このような結果が得られたのは、前述したように、電極
の電子伝導性が優れる多孔性金属電極を用い、電気抵抗
のほとんどない電気化学系を作り、その間に酵素反応を
つかさどる酵素固定化高分子膜を挟着したことによるも
のと考えられる。もちろん機械強度的も改良され、高分
子膜の交換も容易で取υ扱いやすさ、および経済面でも
メリットが増大された。
の電子伝導性が優れる多孔性金属電極を用い、電気抵抗
のほとんどない電気化学系を作り、その間に酵素反応を
つかさどる酵素固定化高分子膜を挟着したことによるも
のと考えられる。もちろん機械強度的も改良され、高分
子膜の交換も容易で取υ扱いやすさ、および経済面でも
メリットが増大された。
以」二の効果は、グルコースオキシダーゼに限うれるも
のではなく、アルコールオキシダーゼ、キサンチンオキ
シダーゼなどいわゆる酸化還元酵素の全てに有用なもの
である。
のではなく、アルコールオキシダーゼ、キサンチンオキ
シダーゼなどいわゆる酸化還元酵素の全てに有用なもの
である。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、特性が優れるばかりで
なく、取り扱いが容易で、経済性でも有利なバイオセン
サを得ることかできる。
なく、取り扱いが容易で、経済性でも有利なバイオセン
サを得ることかできる。
第１図は従来のセンサの電極の構成を示す断面模式図、
第２図は本発明のセンサの電極の構成例を示す断面模式
図、第３図は同電極を用いたセルの縦断面図、第４図は
電極の応答特性の比較を示す。 ８ ・・・前電解用の電極、９・・・・・過酸化水素検
知用電極、１０・・・・・高分子膜、１１・・・・固定
化酵素。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 ｆ’７ １ｚ
第２図は本発明のセンサの電極の構成例を示す断面模式
図、第３図は同電極を用いたセルの縦断面図、第４図は
電極の応答特性の比較を示す。 ８ ・・・前電解用の電極、９・・・・・過酸化水素検
知用電極、１０・・・・・高分子膜、１１・・・・固定
化酵素。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 ｆ’７ １ｚ
Claims (1)
- 前電解用の多孔性金属電極と、過酸化水素検知能を有す
る多孔性金属電極と、酵素を固定化し、前記両電極間に
介在させた多孔性高分子膜とからなるバイオセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57179408A JPS5967452A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57179408A JPS5967452A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | バイオセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5967452A true JPS5967452A (ja) | 1984-04-17 |
Family
ID=16065340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57179408A Pending JPS5967452A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5967452A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6275251A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-07 | ビオセンソリ ソチエタ ペル アツィオニ | 生物電気化学電池 |
| JP2012047452A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Funai Electric Advanced Applied Technology Research Institute Inc | 酵素電極 |
| WO2012132128A1 (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | 株式会社村田製作所 | 検出デバイスおよびその製造方法、センサ電極、ならびに、空隙配置構造体およびそれを用いた検出方法 |
| US9891185B2 (en) | 1998-10-08 | 2018-02-13 | Abbott Diabetes Care Inc. | Small volume in vitro analyte sensor |
-
1982
- 1982-10-12 JP JP57179408A patent/JPS5967452A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6275251A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-07 | ビオセンソリ ソチエタ ペル アツィオニ | 生物電気化学電池 |
| US9891185B2 (en) | 1998-10-08 | 2018-02-13 | Abbott Diabetes Care Inc. | Small volume in vitro analyte sensor |
| JP2012047452A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Funai Electric Advanced Applied Technology Research Institute Inc | 酵素電極 |
| WO2012132128A1 (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | 株式会社村田製作所 | 検出デバイスおよびその製造方法、センサ電極、ならびに、空隙配置構造体およびそれを用いた検出方法 |
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