JPS6117948A - 酵素電極用固定化酵素膜 - Google Patents
酵素電極用固定化酵素膜Info
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- JPS6117948A JPS6117948A JP59139318A JP13931884A JPS6117948A JP S6117948 A JPS6117948 A JP S6117948A JP 59139318 A JP59139318 A JP 59139318A JP 13931884 A JP13931884 A JP 13931884A JP S6117948 A JPS6117948 A JP S6117948A
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- JP
- Japan
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- immobilized enzyme
- enzyme
- membrane
- film
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- Pending
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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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は酵素電極用の固定化酵素膜に係り、詳細には
酵素反応に必要な酸素を供給し、溶゛存酸素量の少ない
試料液であつそも、その試料液の一基質濃度に対応した
反応を起こし得る膜構造を備えた固定化酵素膜に簡する
１゜ 〔従来技術とその問題点〕 近年、酵素電極を用いて多成分溶液中の特定物質を分析
する技術が開発されている。これは一般に、検体を緩衝
液にて希釈し、緩衝液中の溶存酸素と水と基質を酵素で
選択的に一伎応させて酸素量の減少、もしくは過酸化水
素等の反応生成物−を電極にて測定し、それにより検体
中の特定物質を定量的に測定するものである。
酵素反応に必要な酸素を供給し、溶゛存酸素量の少ない
試料液であつそも、その試料液の一基質濃度に対応した
反応を起こし得る膜構造を備えた固定化酵素膜に簡する
１゜ 〔従来技術とその問題点〕 近年、酵素電極を用いて多成分溶液中の特定物質を分析
する技術が開発されている。これは一般に、検体を緩衝
液にて希釈し、緩衝液中の溶存酸素と水と基質を酵素で
選択的に一伎応させて酸素量の減少、もしくは過酸化水
素等の反応生成物−を電極にて測定し、それにより検体
中の特定物質を定量的に測定するものである。
しかし、この方法は検体を正確な希釈率で希釈する操作
もしくは装置を必要とした。
もしくは装置を必要とした。
また、前述の希釈操作を省き、非希釈検体を直接的にか
つ簡易に測定し得るグルコース分析法も開発されている
。この方法は検体中の水と酸素によシ酵素反応を生ぜし
め、反応生成物である過酸化水素を電極にて測定するも
のであるが、検体中の溶存酸素を必要とするだめ、静脈
血液等、溶存酸素の少ない検体を測定する場合、出力が
低濃度の酸素量により支配され、出力の飽和が観測され
て不完全であった。
つ簡易に測定し得るグルコース分析法も開発されている
。この方法は検体中の水と酸素によシ酵素反応を生ぜし
め、反応生成物である過酸化水素を電極にて測定するも
のであるが、検体中の溶存酸素を必要とするだめ、静脈
血液等、溶存酸素の少ない検体を測定する場合、出力が
低濃度の酸素量により支配され、出力の飽和が観測され
て不完全であった。
この発明の目的は酵素反応に必要な酸素を供給し、溶存
酸素の少ない試料液であってもこの影響を受けることな
く試料液の基質濃度に対応した反応を起こし得る、前述
の従来技術に存する欠点を解消した酵素電極用の固定化
酵素膜を提供することにある。。
酸素の少ない試料液であってもこの影響を受けることな
く試料液の基質濃度に対応した反応を起こし得る、前述
の従来技術に存する欠点を解消した酵素電極用の固定化
酵素膜を提供することにある。。
上述の目的を達成するため、本発明によれば、固定化酵
素層を有する酵素電極用固定化酵素膜であって、前記固
定化酵素層の被測定試料側の表面に含水層を設けたこと
を特薮とする。
素層を有する酵素電極用固定化酵素膜であって、前記固
定化酵素層の被測定試料側の表面に含水層を設けたこと
を特薮とする。
以下、本発明固定化酵素膜を添付図面を用いて詳述する
。
。
第１図は本発明にかかる固定化酵素膜の一具体例の膜構
造を表わした断面図であって、１は保護膜、２は含水層
、３は固定化酵素層、４は選択透過膜、５はクラーク型
電極である。第１図の膜構造は保護膜１上に含水層２を
形成し、その上に固定化酵素層３、さらにその上に選択
透過膜４を形成することによって構成され、これをクラ
ーク型電極５に装着することにより酵素電極が構成され
る。このような本発明において、含水層２は固定化酵素
層３の被測定試料側の表面に形成されることになシ、こ
れにより酵素反応に必要な酸素が含・ 水層２中の水溶
液成分中の溶存酸素として供給される。
造を表わした断面図であって、１は保護膜、２は含水層
、３は固定化酵素層、４は選択透過膜、５はクラーク型
電極である。第１図の膜構造は保護膜１上に含水層２を
形成し、その上に固定化酵素層３、さらにその上に選択
透過膜４を形成することによって構成され、これをクラ
ーク型電極５に装着することにより酵素電極が構成され
る。このような本発明において、含水層２は固定化酵素
層３の被測定試料側の表面に形成されることになシ、こ
れにより酵素反応に必要な酸素が含・ 水層２中の水溶
液成分中の溶存酸素として供給される。
この発明において、含水層としてはポリビニルアルコー
ル、牛血清アルブミンなどの含水性の高分子層が用いら
れるが、もちろん、これらに限られるものではない。壕
だ、前記含水層中にカタラーゼを固定化し、酸素の供給
効率を向−卜せしめることもできる。
ル、牛血清アルブミンなどの含水性の高分子層が用いら
れるが、もちろん、これらに限られるものではない。壕
だ、前記含水層中にカタラーゼを固定化し、酸素の供給
効率を向−卜せしめることもできる。
以下、本発明を実施例によりさらに詳述する。
実施例−１
第１図における膜構造を以下のようにして製造した。ま
ず、保護膜１としてポリカーボネート多孔膜１（孔径０
０１５μｍ）を用意し、この上に蒸留水に溶かした１０
重量％水溶性ポリビニルアルコールを塗布し、これをさ
らに１０重量％グルタルアルデヒド、１０重量％硫酸ナ
トリウムおよびＩＮ塩酸の混合液（混合比１：１：１）
中に浸漬して４００Ｃの温度で３時間反応させ、厚さ３
乃至６μｍの不飽和ポリビニルアルコール層からなる含
水層２を形成した。
ず、保護膜１としてポリカーボネート多孔膜１（孔径０
０１５μｍ）を用意し、この上に蒸留水に溶かした１０
重量％水溶性ポリビニルアルコールを塗布し、これをさ
らに１０重量％グルタルアルデヒド、１０重量％硫酸ナ
トリウムおよびＩＮ塩酸の混合液（混合比１：１：１）
中に浸漬して４００Ｃの温度で３時間反応させ、厚さ３
乃至６μｍの不飽和ポリビニルアルコール層からなる含
水層２を形成した。
次いで、０１Ｍリン酸緩衝液（ＰＨ６，０）を用いて牛
血清アルブミン溶液（４０ｍｇ／ｄりを調製し、さらに
この溶液を用いてグルコースオキシダーゼが１０ｍｊ／
ｄＪ−に々るように調整１／、さらにグルタルアルデヒ
ドを２重量％となるように添加して酵素溶液を訓製し、
前記含水層２を蒸留水でよく洗浄の移、この酵素溶液１
０μ）を含水層２（不飽和ポリビニルアルコール層２）
の上に展開して固定化酵素層３を形成した。
血清アルブミン溶液（４０ｍｇ／ｄりを調製し、さらに
この溶液を用いてグルコースオキシダーゼが１０ｍｊ／
ｄＪ−に々るように調整１／、さらにグルタルアルデヒ
ドを２重量％となるように添加して酵素溶液を訓製し、
前記含水層２を蒸留水でよく洗浄の移、この酵素溶液１
０μ）を含水層２（不飽和ポリビニルアルコール層２）
の上に展開して固定化酵素層３を形成した。
さらに前記固定化酵素層３上資膜厚６乃至７μｍの酢酸
セルロース世帯ｉからなる癲択透過膜４を重ねて４°’
Ｃ，２００時間反応せ、゛その後、０．０５ Ｍ ｉｔ
ン酸緩衝液（ＰＨ７，０）で洗浄し、４°Ｃの膜）を、
次いでクラーク型電極ｉに装着して酵素電極を構成した
。
セルロース世帯ｉからなる癲択透過膜４を重ねて４°’
Ｃ，２００時間反応せ、゛その後、０．０５ Ｍ ｉｔ
ン酸緩衝液（ＰＨ７，０）で洗浄し、４°Ｃの膜）を、
次いでクラーク型電極ｉに装着して酵素電極を構成した
。
このような酵素電極において、いま、グルコースの溶存
している゛検体（被測定試料）が固定化酵素膜Ａの保護
膜１（ポリカーボネート多孔膜１）に触れると、検体は
ポリカーボネート多孔膜ｌと透過膜４（酢酸セルロース
膜４）を透過してクラーク型電極５（過酸化水素電極）
で検知される１゜この場合、検体中に溶存酸素が少ない
と、従来の不溶化ポリビニル層２のない固定化酵素膜で
は酸素不足を起こして反応で生成する過酸化水素量の低
下が生じ、酵素電極の出力が飽和してくる。しかし、こ
の発明による固定化酵素膜Δでは、不溶化ポリビニルア
ルコールからなる含水層２を有するため、含水層２よす
溶存酸素が供給され、とのため反応は継続されて本来の
出力が得られる１゜第２図１３、出力の経時変化を表わ
したグラフであって、（４）はグルコース溶液を従来の
固定化酵素膜を用いた酵素電極で計測したときの出力フ
オームを示し、Ｑ３）は前記（４）に対して溶存酸素量
が３０％のグルコース溶液を試料としたときの前記■と
同じ酵素電極による出力フオームを示し、ｎは前記（Ｂ
）と同様な試料を用いて、本発明による固定化酵素膜を
用いた酵素電極で計測したときの出力フオームを示す。
している゛検体（被測定試料）が固定化酵素膜Ａの保護
膜１（ポリカーボネート多孔膜１）に触れると、検体は
ポリカーボネート多孔膜ｌと透過膜４（酢酸セルロース
膜４）を透過してクラーク型電極５（過酸化水素電極）
で検知される１゜この場合、検体中に溶存酸素が少ない
と、従来の不溶化ポリビニル層２のない固定化酵素膜で
は酸素不足を起こして反応で生成する過酸化水素量の低
下が生じ、酵素電極の出力が飽和してくる。しかし、こ
の発明による固定化酵素膜Δでは、不溶化ポリビニルア
ルコールからなる含水層２を有するため、含水層２よす
溶存酸素が供給され、とのため反応は継続されて本来の
出力が得られる１゜第２図１３、出力の経時変化を表わ
したグラフであって、（４）はグルコース溶液を従来の
固定化酵素膜を用いた酵素電極で計測したときの出力フ
オームを示し、Ｑ３）は前記（４）に対して溶存酸素量
が３０％のグルコース溶液を試料としたときの前記■と
同じ酵素電極による出力フオームを示し、ｎは前記（Ｂ
）と同様な試料を用いて、本発明による固定化酵素膜を
用いた酵素電極で計測したときの出力フオームを示す。
なお、６は計測ポイントである。
第２図（ト）、（Ｂ）、（Ｃ）から、本発明による固定
化酵素膜を用いれば、試料中の溶存酸素量の影響を受け
ることなく基質濃度が計測可能であることがわかる。
化酵素膜を用いれば、試料中の溶存酸素量の影響を受け
ることなく基質濃度が計測可能であることがわかる。
実施例−２
実施例−１と同様のポリカーボネート多孔膜１上に、０
．５Ｍリン酸緩衝液（ＰＨ６，０）１ｍＪ、牛血清アル
ブミン２５ｒｎ、Ｉｌ、 ２５％グルタルアルデヒド１
００μｍからなる溶液をゲル状で塗布した後、４°Ｃの
温度で３時間乾燥させ、３乃至６μｍの不溶化アルブミ
ン層２（含水層２）を形成した。得られた不溶化アルブ
ミン層２上に実施例１と同様の酵素溶液１０μＬを展開
して固定化酵素層３を形成し、その上に膜厚６乃至７μ
ｍの酢酸セルロース４ｆＬ密膜４を重ねて４°Ｃの温度
で２０時間反応させ、その後、００５Ｍリン酸緩衝液（
ＰＨ７，０）で洗浄し、４°Ｃで乾燥して固定化酵素膜
Δを得た。
．５Ｍリン酸緩衝液（ＰＨ６，０）１ｍＪ、牛血清アル
ブミン２５ｒｎ、Ｉｌ、 ２５％グルタルアルデヒド１
００μｍからなる溶液をゲル状で塗布した後、４°Ｃの
温度で３時間乾燥させ、３乃至６μｍの不溶化アルブミ
ン層２（含水層２）を形成した。得られた不溶化アルブ
ミン層２上に実施例１と同様の酵素溶液１０μＬを展開
して固定化酵素層３を形成し、その上に膜厚６乃至７μ
ｍの酢酸セルロース４ｆＬ密膜４を重ねて４°Ｃの温度
で２０時間反応させ、その後、００５Ｍリン酸緩衝液（
ＰＨ７，０）で洗浄し、４°Ｃで乾燥して固定化酵素膜
Δを得た。
前述の固定化酵素膜Δをクラー型過酸化水素電極５と組
み合わせて酵素電極を構成し、この酵素電極を用いて溶
存酸素量の少ないグルコース溶液を測定しても計測ポイ
ントまで出力が飽和しなかった。
み合わせて酵素電極を構成し、この酵素電極を用いて溶
存酸素量の少ないグルコース溶液を測定しても計測ポイ
ントまで出力が飽和しなかった。
以上のとおシ、本発明にかかる固定化酵素膜は固定化酵
素層の被測定試料側の表面、すなわち、第１図に示され
るように保護膜１と固定化酵素層３の間に含水層２を設
けたから、との含水層から酵素反応に必要な酸素が供給
され、溶存酸素量の少ない試料液でも出力が飽和するこ
となく測定でき、特に全血中の血糖値を計測する場合、
個々人により差のある血液中の溶存酸素量の影響を受け
゛ることがなくなり、実用上極めて有用である。
素層の被測定試料側の表面、すなわち、第１図に示され
るように保護膜１と固定化酵素層３の間に含水層２を設
けたから、との含水層から酵素反応に必要な酸素が供給
され、溶存酸素量の少ない試料液でも出力が飽和するこ
となく測定でき、特に全血中の血糖値を計測する場合、
個々人により差のある血液中の溶存酸素量の影響を受け
゛ることがなくなり、実用上極めて有用である。
第１図は本発明にかかる固定化酵素膜の膜構造を表わし
だ断面図を示し、第２図囚は従来の固定化酵素膜により
得られた出力フオーム、第２図（Ｂ）は従来の固定化酵
素膜を用いて溶存酸素の少ない試料液を測定したときの
出力フオーム、第２図（Ｃ）は本発明にかかる固定化酵
素膜を用いて溶存酸素量の少ない試料液を計測したとき
の出力フオームをそれぞれ示す。 ｌ・・・保護膜（ポリカーボネート多孔膜）、２・・・
含水層、３・・・固定化酵素層、４・・・選択透過膜（
酢酸セルロース（改密膜） ５・・・クラーク型電極、６・・・計測ポイント。
だ断面図を示し、第２図囚は従来の固定化酵素膜により
得られた出力フオーム、第２図（Ｂ）は従来の固定化酵
素膜を用いて溶存酸素の少ない試料液を測定したときの
出力フオーム、第２図（Ｃ）は本発明にかかる固定化酵
素膜を用いて溶存酸素量の少ない試料液を計測したとき
の出力フオームをそれぞれ示す。 ｌ・・・保護膜（ポリカーボネート多孔膜）、２・・・
含水層、３・・・固定化酵素層、４・・・選択透過膜（
酢酸セルロース（改密膜） ５・・・クラーク型電極、６・・・計測ポイント。
Claims (1)
- 固定化酵素層を有する酵素電極用固定化酵素膜であつて
、前記固定化酵素層の被測定試料側の表面に含水層を設
けたことを特徴とする酵素電極用固定化酵素膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139318A JPS6117948A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 酵素電極用固定化酵素膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139318A JPS6117948A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 酵素電極用固定化酵素膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6117948A true JPS6117948A (ja) | 1986-01-25 |
Family
ID=15242513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59139318A Pending JPS6117948A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 酵素電極用固定化酵素膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6117948A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6287135A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-04-21 | チルドレンズ ホスピタル メデイカル センタ− | 被分析物を測定するデバイス及び被分析物の測定法 |
| JPS63317096A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | バイオセンサ |
| JP2007003265A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Techno Medica Co Ltd | 電極構造体及びそれを含む体液中のリン酸測定用酵素センサー |
| JP2008501415A (ja) * | 2004-06-04 | 2008-01-24 | メドトロニック ミニメド インコーポレイテッド | 被検物センサならびにその製造方法および使用方法 |
| CN105223253A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-01-06 | 深圳市美特瑞科技发展有限公司 | 一种基于乙醇氧化酶的电化学乙醇传感器及其制备方法 |
-
1984
- 1984-07-05 JP JP59139318A patent/JPS6117948A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6287135A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-04-21 | チルドレンズ ホスピタル メデイカル センタ− | 被分析物を測定するデバイス及び被分析物の測定法 |
| JPS63317096A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | バイオセンサ |
| JP2008501415A (ja) * | 2004-06-04 | 2008-01-24 | メドトロニック ミニメド インコーポレイテッド | 被検物センサならびにその製造方法および使用方法 |
| JP2007003265A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Techno Medica Co Ltd | 電極構造体及びそれを含む体液中のリン酸測定用酵素センサー |
| CN105223253A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-01-06 | 深圳市美特瑞科技发展有限公司 | 一种基于乙醇氧化酶的电化学乙醇传感器及其制备方法 |
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