JPS61173148A - 低比重リポ蛋白質センサ - Google Patents
低比重リポ蛋白質センサInfo
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- JPS61173148A JPS61173148A JP60014852A JP1485285A JPS61173148A JP S61173148 A JPS61173148 A JP S61173148A JP 60014852 A JP60014852 A JP 60014852A JP 1485285 A JP1485285 A JP 1485285A JP S61173148 A JPS61173148 A JP S61173148A
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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
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
- G01N27/4145—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS specially adapted for biomolecules, e.g. gate electrode with immobilised receptors
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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】
測定できるバイオセンサに関するものである。
従来の技術
低比重リポ蛋白質（ＬＤＬ）は、血漿脂質の増加に起因
する心筋梗塞、脳梗塞などの各種疾患と密接な関係をも
つと考えられている。そのため、血中のＬＤＬ濃度を測
定することによシ、これら疾患の予防および管理に役立
てることができる。
する心筋梗塞、脳梗塞などの各種疾患と密接な関係をも
つと考えられている。そのため、血中のＬＤＬ濃度を測
定することによシ、これら疾患の予防および管理に役立
てることができる。
しかし、従来ＬＤＬの分析法として、超遠心法や電気泳
動法があるが、どれも大型の機械を必要と測定が行なわ
れている。しかし、この方法に用いる抗原はＬＤＬと
超低比重リポ蛋白質（ＶＬＤＬ）で一部同一なため分離
が困難であり、精度が悪いという問題があった。
動法があるが、どれも大型の機械を必要と測定が行なわ
れている。しかし、この方法に用いる抗原はＬＤＬと
超低比重リポ蛋白質（ＶＬＤＬ）で一部同一なため分離
が困難であり、精度が悪いという問題があった。
発明が解決しようとする問題点
このような従来の測定法では、時間と費用がかかシ、高
精度に測定するのが難しいかった〇本発明は、かかる点
に鑑みてなされたもので、短時間に試料液を作用させる
だけで、選択的にＬＤＬが測定できるセンサを提供する
ことを目的としている。
精度に測定するのが難しいかった〇本発明は、かかる点
に鑑みてなされたもので、短時間に試料液を作用させる
だけで、選択的にＬＤＬが測定できるセンサを提供する
ことを目的としている。
問題点を解決するための手段
本発明は、上記問題点を解決するため、ＬＤＬを特異的
に吸着する高分子膜をＦＥＴのゲート絶縁膜部分に設け
てセンサを構成するものである。
に吸着する高分子膜をＦＥＴのゲート絶縁膜部分に設け
てセンサを構成するものである。
作 用
本発明のセンサに試料液（血液）を定量滴下すると、試
料中のＬＤＬが選択的に吸着され、ＦＥＴの電圧を掃引
するとＬＤＬの吸着量に応じた電流が流れ、試料中のＬ
ＤＬ濃度が検知できる。
料中のＬＤＬが選択的に吸着され、ＦＥＴの電圧を掃引
するとＬＤＬの吸着量に応じた電流が流れ、試料中のＬ
ＤＬ濃度が検知できる。
実施例
第２図は、本発明のＬＤＬセンナを用いたＬＤＬ測定シ
ステムの概略図を示している。１はＬＤＬセンサであり
、ＬＤＬ選択感応膜２と、ＦＥＴ３のゲート部とが電気
的に接続されている０４はＬＤＬ選択感応膜２の被測定
系５に対する電位を規制するためのポテンシオスタット
部である。電圧関数発生部６より三角波が抵抗Ｒ１を介
し演算増幅器ｏＰ１により、参照電極７の電位を基準と
してＬＤＬ選択感応膜２に印加できるようになっている
。なお、この参照電極７の基準電圧は、高入力インピー
ダンスの演算増幅器ＯＰ２および抵抗Ｒ１を介して演算
増幅器ｏＰ１に与えられるようになっている。８は、前
述した電位変化によるＬＤＬ選択感応膜２の静電容量の
変化に伴うＦＥＴ３のドレイン電流の変化値を電圧信号
として検出するための信号増幅変換部であシ、ＦＥＴ３
のドレイン電流の変化を電圧値として取り出すための抵
抗Ｒ３、この電圧信号を増幅するだめの演算増幅器ＯＰ
３および抵抗Ｒ，，Ｒ６，Ｒ７より成っている。＋ｖＢ
は直流電圧源で通常５〜１５ポルトである。−ＶＣは直
流電圧源で通常０〜−１６ボルトである。１はＬＤＬセ
ンサ部であるが、第１図にさらに詳しくその構成を示し
た通り、導電性の電極９上に配したＬＤＬ選択感応膜２
により構成される感応膜モジュールと、ＦＥＴ３のゲー
ト部１゜とを導線１１によシミ気的に接続して構成され
る◇なお、１２は撥水性の絶縁被膜である。
ステムの概略図を示している。１はＬＤＬセンサであり
、ＬＤＬ選択感応膜２と、ＦＥＴ３のゲート部とが電気
的に接続されている０４はＬＤＬ選択感応膜２の被測定
系５に対する電位を規制するためのポテンシオスタット
部である。電圧関数発生部６より三角波が抵抗Ｒ１を介
し演算増幅器ｏＰ１により、参照電極７の電位を基準と
してＬＤＬ選択感応膜２に印加できるようになっている
。なお、この参照電極７の基準電圧は、高入力インピー
ダンスの演算増幅器ＯＰ２および抵抗Ｒ１を介して演算
増幅器ｏＰ１に与えられるようになっている。８は、前
述した電位変化によるＬＤＬ選択感応膜２の静電容量の
変化に伴うＦＥＴ３のドレイン電流の変化値を電圧信号
として検出するための信号増幅変換部であシ、ＦＥＴ３
のドレイン電流の変化を電圧値として取り出すための抵
抗Ｒ３、この電圧信号を増幅するだめの演算増幅器ＯＰ
３および抵抗Ｒ，，Ｒ６，Ｒ７より成っている。＋ｖＢ
は直流電圧源で通常５〜１５ポルトである。−ＶＣは直
流電圧源で通常０〜−１６ボルトである。１はＬＤＬセ
ンサ部であるが、第１図にさらに詳しくその構成を示し
た通り、導電性の電極９上に配したＬＤＬ選択感応膜２
により構成される感応膜モジュールと、ＦＥＴ３のゲー
ト部１゜とを導線１１によシミ気的に接続して構成され
る◇なお、１２は撥水性の絶縁被膜である。
さらにセンサ部１は、第３図にその構成を示した通り、
第２図で示した導線１１を省き、ＦＥＴのゲート部に直
接ＬＤＬ選択感応膜を配した構成とすることもできる。
第２図で示した導線１１を省き、ＦＥＴのゲート部に直
接ＬＤＬ選択感応膜を配した構成とすることもできる。
第３図において、１３はドレイン電極、１４はソース電
極、１５は電子が移動するチャンネル、１６は金属酸化
物よりなる絶縁層、１７は撥水性の絶縁層である。
極、１５は電子が移動するチャンネル、１６は金属酸化
物よりなる絶縁層、１７は撥水性の絶縁層である。
１８は導電性材料、例えば、Ｉｎ ドープ５ｎｏ２膜。
ＳｎドープＩｎ２ｏ３膜、炭素材料、金属材料等から成
るゲート電極、１９がＬＤＬ選択感応膜である０ 第４図は、本発明のセンサの作用機構を示す概念図であ
る。
るゲート電極、１９がＬＤＬ選択感応膜である０ 第４図は、本発明のセンサの作用機構を示す概念図であ
る。
本発明は、血液中のＬＤＬ分子２０が、ＬＤＬ選択感応
性膜２１に吸着することにより被測定血液とＬＤＬ選択
感応膜２１と導電性電極２２で構成される感応膜モジュ
ール間に形成されている電気二重層の静電容量が変化し
、この静電容量の変化が、絶縁層２３を介しＦＥＴのチ
ャンネル２４内の空乏層の変化をもたらし、ＦＥＴのド
レイン電流が変化することを利用したものである。
性膜２１に吸着することにより被測定血液とＬＤＬ選択
感応膜２１と導電性電極２２で構成される感応膜モジュ
ール間に形成されている電気二重層の静電容量が変化し
、この静電容量の変化が、絶縁層２３を介しＦＥＴのチ
ャンネル２４内の空乏層の変化をもたらし、ＦＥＴのド
レイン電流が変化することを利用したものである。
以下実施例によシ詳細に説明する。
本実施例では第１図に示すタイプのＬＤＬセンサについ
て述べる。導電性の電極としては面積約０．１−のグラ
ッシーカーボンを用い、撥水性絶縁被膜としてはテトラ
フルオロエチレンを用いた。
て述べる。導電性の電極としては面積約０．１−のグラ
ッシーカーボンを用い、撥水性絶縁被膜としてはテトラ
フルオロエチレンを用いた。
テトラフルオロエチレン被膜ハエマル”７ｗン溶液を必
要部分に塗布し、乾燥した後、３３０℃前後で焼き付け
を行なうことによシ形成させた。
要部分に塗布し、乾燥した後、３３０℃前後で焼き付け
を行なうことによシ形成させた。
電極表面に形成させるＬＤＬ選択膜としてはポリアクリ
ル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸エステルなど
、カルボキシル基を多数個持つものが使用できる。また
こうしたＬＤＬ選択膜を電極表面に固定化する方法とし
ては共有結合、イオン結合、物理吸着など公知の方法を
用いることができるが、なかでも共有結合により、固定
、不溶化することが好ましく、通常、固定化酵素、アフ
ィニティクロマトグラフィーで用いられる公知の担体の
活性化方法およびリガンドとの結合方法を用いることが
できる。
ル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸エステルなど
、カルボキシル基を多数個持つものが使用できる。また
こうしたＬＤＬ選択膜を電極表面に固定化する方法とし
ては共有結合、イオン結合、物理吸着など公知の方法を
用いることができるが、なかでも共有結合により、固定
、不溶化することが好ましく、通常、固定化酵素、アフ
ィニティクロマトグラフィーで用いられる公知の担体の
活性化方法およびリガンドとの結合方法を用いることが
できる。
本実施例ではＬＤＬ選択膜として分子量１９万〜５４万
のポリアクリル酸を用い、これを以下の方法で電極表面
に形成させた。
のポリアクリル酸を用い、これを以下の方法で電極表面
に形成させた。
まず、前記グラッシーカーボン電極を熱硝酸中で処理し
表面を粗化するとともに、酸化によυ表面に官能基を形
成させる。これを水洗、乾燥した後３−アミノプロピル
トリエトキシシランの１０重量％アセトン溶液中に入れ
、５０℃で４０時間反応させた０この後、十分量のアセ
トンで洗浄し、さらに蒸留水で洗浄し、ｐＨ４のリン酸
緩衝液で置換した。ついで、ポリアクリル酸２００■、
１−シクロヘキシル−３−カルボジイミド−メト−Ｐ−
）ルエンスルホネート２２を含むｐＨ４のリン酸緩衝液
１００ｍＪ中において室温で２０時間反応させた後、十
分水洗して、ＬＤＬ選択膜を形成させた。
表面を粗化するとともに、酸化によυ表面に官能基を形
成させる。これを水洗、乾燥した後３−アミノプロピル
トリエトキシシランの１０重量％アセトン溶液中に入れ
、５０℃で４０時間反応させた０この後、十分量のアセ
トンで洗浄し、さらに蒸留水で洗浄し、ｐＨ４のリン酸
緩衝液で置換した。ついで、ポリアクリル酸２００■、
１−シクロヘキシル−３−カルボジイミド−メト−Ｐ−
）ルエンスルホネート２２を含むｐＨ４のリン酸緩衝液
１００ｍＪ中において室温で２０時間反応させた後、十
分水洗して、ＬＤＬ選択膜を形成させた。
以上のようにして得た電極を用い、第２図に示す測定系
を用いて直接血液中に浸漬してＬＤＬ濃度の測定を行な
った。なお参照電極としてはＳＣＥを用い、電位掃引速
度は５０ ｍＶ／ｓ＋ｅｃとし、サンプル血液中のＬＤ
Ｌ濃度は電気泳動法によシ並行して求めた。測定結果は
第５図に示した。ここで得られているピークはＬＤＬ選
択膜に選択的に吸着したＬＤＬが電位掃引により脱着し
たことによるピークであり、ＬＤＬ濃度が高くなるにつ
れてピーク値は低くなる。このピーク値をＬＤＬ濃度に
対してプロットすると、第６図に示すように２５〜ＳＯ
Ｏ■／ｄｌの濃度範囲において良好な直線性が得られて
いる。
を用いて直接血液中に浸漬してＬＤＬ濃度の測定を行な
った。なお参照電極としてはＳＣＥを用い、電位掃引速
度は５０ ｍＶ／ｓ＋ｅｃとし、サンプル血液中のＬＤ
Ｌ濃度は電気泳動法によシ並行して求めた。測定結果は
第５図に示した。ここで得られているピークはＬＤＬ選
択膜に選択的に吸着したＬＤＬが電位掃引により脱着し
たことによるピークであり、ＬＤＬ濃度が高くなるにつ
れてピーク値は低くなる。このピーク値をＬＤＬ濃度に
対してプロットすると、第６図に示すように２５〜ＳＯ
Ｏ■／ｄｌの濃度範囲において良好な直線性が得られて
いる。
さらに血中のブドウ糖、アスコルビン酸、尿酸。
高比重リポ蛋白質（ＨＤＬ ）等の他の含有成分濃度が
異なる血液サンプルにおいてもＬＤＬ濃度はこれら他の
成分濃度に関係なく測定することができたＯ なお本実施例においては第１図に示したタイプのセンナ
部として構成したが、第３図に示したタイプのようにＦ
ＥＴゲート部に直接ＬＤＬ選択感応膜を形成してあって
も良い。またＬＤＬ選択感応膜としても本実施例で用い
たポリアクリル酸以外に、ポリメタクリル酸、ポリアク
リル酸エステルを用いても良く、さらに他のＬＤＬ選択
感応膜を用いても良い。
異なる血液サンプルにおいてもＬＤＬ濃度はこれら他の
成分濃度に関係なく測定することができたＯ なお本実施例においては第１図に示したタイプのセンナ
部として構成したが、第３図に示したタイプのようにＦ
ＥＴゲート部に直接ＬＤＬ選択感応膜を形成してあって
も良い。またＬＤＬ選択感応膜としても本実施例で用い
たポリアクリル酸以外に、ポリメタクリル酸、ポリアク
リル酸エステルを用いても良く、さらに他のＬＤＬ選択
感応膜を用いても良い。
本実施例では脱着によるピーク値により測定したが、吸
着によるピーク値の変化によってもＬＤＬ濃度を測定で
きるのは肯うまでもない。
着によるピーク値の変化によってもＬＤＬ濃度を測定で
きるのは肯うまでもない。
発明の効果
本発明によるＬＤＬセンサは、サンプルである血液に何
ら処理を行なうことなく直接ＬＤＬ濃度を測定でき、し
かも電位を掃引するわずかの時間内で測定が完了すると
いう利点があシ、測定にかかる手間、時間を大きく省け
る効果がある。さらにＬＤＬ選択感応膜の選択性が高い
ために他の血中成分から影響を受けることなく、高い精
度の測定を行なうことができる。
ら処理を行なうことなく直接ＬＤＬ濃度を測定でき、し
かも電位を掃引するわずかの時間内で測定が完了すると
いう利点があシ、測定にかかる手間、時間を大きく省け
る効果がある。さらにＬＤＬ選択感応膜の選択性が高い
ために他の血中成分から影響を受けることなく、高い精
度の測定を行なうことができる。
第１図は本発明の実施例のセンサの構成を示す図、第２
図は同センサを用いたＬＤＬ測定システムの構成を示す
図、第３図はセンサの他の実施例を示す断面図、第４図
はセンサの作用機構を説明する図、第６図はＬＤＬ濃度
とその測定結果を示す図、第６図はＬＤＬ濃度と出力電
圧の関係を示す図である。 ２・・・・・・ＬＤＬ選択感応膜、３・・・・・・ＦＥ
Ｔ、９・・・・・・導電性電極、１０・・・・・・ゲー
ト部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名２−
ｔｖｔｆｉ拭Ａ人謀 第３図 第５図
図は同センサを用いたＬＤＬ測定システムの構成を示す
図、第３図はセンサの他の実施例を示す断面図、第４図
はセンサの作用機構を説明する図、第６図はＬＤＬ濃度
とその測定結果を示す図、第６図はＬＤＬ濃度と出力電
圧の関係を示す図である。 ２・・・・・・ＬＤＬ選択感応膜、３・・・・・・ＦＥ
Ｔ、９・・・・・・導電性電極、１０・・・・・・ゲー
ト部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名２−
ｔｖｔｆｉ拭Ａ人謀 第３図 第５図
Claims (1)
- ＦＥＴのゲート絶縁膜部分に低比重リポ蛋白質を選択的
に吸着する高分子層よりなる低比重リポ蛋白質感応膜を
設けたことを特徴とする低比重リポ蛋白質センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60014852A JPS61173148A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 低比重リポ蛋白質センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60014852A JPS61173148A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 低比重リポ蛋白質センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61173148A true JPS61173148A (ja) | 1986-08-04 |
| JPH0572538B2 JPH0572538B2 (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=11872562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60014852A Granted JPS61173148A (ja) | 1985-01-29 | 1985-01-29 | 低比重リポ蛋白質センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61173148A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168831A (ja) * | 2009-05-08 | 2009-07-30 | Hitachi Ltd | 分析用素子 |
| JP2017508958A (ja) * | 2014-02-17 | 2017-03-30 | ノキア テクノロジーズ オーユー | 装置および関連する方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006025481A1 (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-09 | Japan Science And Technology Agency | センサユニット及び反応場セルユニット並びに分析装置 |
-
1985
- 1985-01-29 JP JP60014852A patent/JPS61173148A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168831A (ja) * | 2009-05-08 | 2009-07-30 | Hitachi Ltd | 分析用素子 |
| JP2017508958A (ja) * | 2014-02-17 | 2017-03-30 | ノキア テクノロジーズ オーユー | 装置および関連する方法 |
| US9989488B2 (en) | 2014-02-17 | 2018-06-05 | Nokia Technologies Oy | Field-effect sensor and associated methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0572538B2 (ja) | 1993-10-12 |
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