JPS613048A - バイオセンサを用いた測定法 - Google Patents
バイオセンサを用いた測定法Info
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- JPS613048A JPS613048A JP59124860A JP12486084A JPS613048A JP S613048 A JPS613048 A JP S613048A JP 59124860 A JP59124860 A JP 59124860A JP 12486084 A JP12486084 A JP 12486084A JP S613048 A JPS613048 A JP S613048A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
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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】
〔ブ女ｊ（肯／？ｒ計〕
この発明は、バイオセンサを用いた測定法に関する。
バイオセンサは、被測定物質の選択性、！１４度。
応答性等が優秀であるので、近年、臨床検査用。
食品工業用をはじめとして広く普及しつつある。
この傾向は、酵素等の生理活性物質の固定化技術の向上
とともにさらに強まると考えられる。
とともにさらに強まると考えられる。
電極式バイオセンサは、電気化学的デバイスに酵素等の
生理活性物質を固定化したもので、固定化した酵素等と
被測定物質との反応により、消費あるいは生成した物質
の量を、電気化学的デバイスにより、電圧あるいは電流
等の電気量に変換して検知している。電気化学デバイス
としては、酸素電極、過酸化水素電極をはしめ各種電極
があり、バイオセンサは、一般に、このような電極に生
理活性物質の膜が設けられてなる。
生理活性物質を固定化したもので、固定化した酵素等と
被測定物質との反応により、消費あるいは生成した物質
の量を、電気化学的デバイスにより、電圧あるいは電流
等の電気量に変換して検知している。電気化学デバイス
としては、酸素電極、過酸化水素電極をはしめ各種電極
があり、バイオセンサは、一般に、このような電極に生
理活性物質の膜が設けられてなる。
このようなバイオセンサは、目的物質以外の、被検体中
に存在するアスコルビン酸等の還元物質（測定妨害物質
）にも反応（電極反応）するといった欠点がある。この
欠点を解消する方法とじては、被測定物質は、通すが妨
害物質は通さない多孔質の膜をバイオセンサに装着する
とか、妨害物質を電解酸化してしまう、あるいは、カラ
ムに妨害物質を吸着させるといった方法があるが、いで
れも、妨害物質の電解酸化に時間がかがる、カラムが目
づまりするといった理由で感度、応答性を犠牲にせざる
を得ない。
に存在するアスコルビン酸等の還元物質（測定妨害物質
）にも反応（電極反応）するといった欠点がある。この
欠点を解消する方法とじては、被測定物質は、通すが妨
害物質は通さない多孔質の膜をバイオセンサに装着する
とか、妨害物質を電解酸化してしまう、あるいは、カラ
ムに妨害物質を吸着させるといった方法があるが、いで
れも、妨害物質の電解酸化に時間がかがる、カラムが目
づまりするといった理由で感度、応答性を犠牲にせざる
を得ない。
そこで、もうひとつの妨害物質の影響を除去する方法と
して、妨害物質のみに反応する電極を設け、被測定物質
量検知用（目的物質用）の電極（生理活性物質が固定さ
れた電極とその夕１極）による測定値（出力）より、妨
害物質量検知用の電極による値定値を差引く方法がある
。しかし、この方法には、妨害物質を電解酸化したり、
カラムに吸着さセたりしないので、感度、応答性は、犠
牲になるという欠点はないが、測定精度があまり良くな
いといった欠点かあった。
して、妨害物質のみに反応する電極を設け、被測定物質
量検知用（目的物質用）の電極（生理活性物質が固定さ
れた電極とその夕１極）による測定値（出力）より、妨
害物質量検知用の電極による値定値を差引く方法がある
。しかし、この方法には、妨害物質を電解酸化したり、
カラムに吸着さセたりしないので、感度、応答性は、犠
牲になるという欠点はないが、測定精度があまり良くな
いといった欠点かあった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、
感度、応答性に優れ、しかも、測定精度の高いバイオセ
ンサを用いた測定法を提供することを目的としている。
感度、応答性に優れ、しかも、測定精度の高いバイオセ
ンサを用いた測定法を提供することを目的としている。
発明者らは、前記妨害物質量検知用の電極を用いる方法
を改良することにより、目的を達成しようとして研究を
重ねた。その結果、従来の方法では、被測定物質量検知
用電極と妨害物質量検知用電極とが余りにも近接しすぎ
ていたため、両極間で相互作用が起き、そのノイズのた
め測定精度が落ちることが分かった。そこで、この相互
作用を少なくすれば測定精度が向上すると考え、ここに
この発明を完成した。
を改良することにより、目的を達成しようとして研究を
重ねた。その結果、従来の方法では、被測定物質量検知
用電極と妨害物質量検知用電極とが余りにも近接しすぎ
ていたため、両極間で相互作用が起き、そのノイズのた
め測定精度が落ちることが分かった。そこで、この相互
作用を少なくすれば測定精度が向上すると考え、ここに
この発明を完成した。
したがって、この発明は、被測定物質量検知用の電極の
ほかに測定妨害物質量検知用の電極をも用い、前者で得
られた電気量を後者で得られた電気量で補正して、被測
定物質の定量を行うにあたり、前記両電極を相互間に試
料溶液相が介在するよう互いに離間させておくことを特
徴とするバイオセンサを用いた測定法をその要旨として
いる。
ほかに測定妨害物質量検知用の電極をも用い、前者で得
られた電気量を後者で得られた電気量で補正して、被測
定物質の定量を行うにあたり、前記両電極を相互間に試
料溶液相が介在するよう互いに離間させておくことを特
徴とするバイオセンサを用いた測定法をその要旨として
いる。
以下に、この発明の詳細な説明する。
第１図は、この発明にかかる測定法の実施に用いられる
測定装置をあられす。図にみるよう、この測定装置は、
フロー式の測定装置であって、溶媒（緩衝液）１が入れ
られる溶媒溜め２．溶媒ｌが通る通路３．溶媒１の受器
（廃液溜め）４をそれぞれ備えている。通路３は一端が
溶媒溜め２に臨み他端が受器４に臨んでいる。そして、
通路３の中間部には、溶媒溜め２側から順にポンプ（定
量ポンプ）５．試料の注入口６．妨害物質検知装置７お
よびバイオセンサ８がそれぞれ配置されている。妨害物
質検知装置７には、測定妨害物質量検知用電極としての
作用極７ａおよび対極７ｂが配置されており、両電極７
ａ、７ｂには電源および電流針を備えた装置９ａが接続
されている。バイオセンサ８には、生理活性物質が固定
された電極（作用極）８ａおよびその対極８ｂが配置さ
れており、両電極（目的物質検知極）８ａ、８ｂには電
源および電流針を備えた装置９ｂが接続されている。妨
害物質検知袋Ｗ７とバイオセンサ８とは、両者の電極間
で相互作用が起こらないよう通路（通液部）３を介して
離されている。電極７ａ、７ｂと電極８ａ、８ｂとは３
０ｃｍ以上離すようにするのが好ましい。装置９ａ、９
ｂにはレコーダ等の記録装置ＩＯが接続されている。
測定装置をあられす。図にみるよう、この測定装置は、
フロー式の測定装置であって、溶媒（緩衝液）１が入れ
られる溶媒溜め２．溶媒ｌが通る通路３．溶媒１の受器
（廃液溜め）４をそれぞれ備えている。通路３は一端が
溶媒溜め２に臨み他端が受器４に臨んでいる。そして、
通路３の中間部には、溶媒溜め２側から順にポンプ（定
量ポンプ）５．試料の注入口６．妨害物質検知装置７お
よびバイオセンサ８がそれぞれ配置されている。妨害物
質検知装置７には、測定妨害物質量検知用電極としての
作用極７ａおよび対極７ｂが配置されており、両電極７
ａ、７ｂには電源および電流針を備えた装置９ａが接続
されている。バイオセンサ８には、生理活性物質が固定
された電極（作用極）８ａおよびその対極８ｂが配置さ
れており、両電極（目的物質検知極）８ａ、８ｂには電
源および電流針を備えた装置９ｂが接続されている。妨
害物質検知袋Ｗ７とバイオセンサ８とは、両者の電極間
で相互作用が起こらないよう通路（通液部）３を介して
離されている。電極７ａ、７ｂと電極８ａ、８ｂとは３
０ｃｍ以上離すようにするのが好ましい。装置９ａ、９
ｂにはレコーダ等の記録装置ＩＯが接続されている。
この説明にかかる測定法は、前記測定装置を用い、たと
えば、つぎのようにして実施される。まず、ポンプ５に
より１８媒１を通路３に通ず。そして、装置９ａ、９ｂ
により電極７ａ、Ｖｂ問および電極１３ａ、１３ｂ間に
一定の電圧を印加しておく。このあと、試料注入口６よ
り試料を注入し、電流の変化を装置９ａ、９ｂの電流計
で測定して結果を記録装置１０で記録する。装置９ａに
より測定された電流変化の大きさＡは妨害物質量に対応
する値となり、装置９ｂにより測定された電流変化の大
きさＢは、妨害物質量に対応する電流変化の大きさと被
側定物質量に対応する電流変化の大きさの和になる。し
たがって、電流変化の大きさＢから電流変化の大きさＡ
を引いたものが被測定物質量に正確に対応したものとな
る。この発明にかかる測定法では、生理活性物質が固定
された電極８ａおよび対極８ｂと、妨害物ｙｔ検知用の
電極７ａ、７ｂとが、相互作用が起きないよう試料溶液
相を介して舗されているので、電流変化の大きさＡ、Ｂ
を正確に測定することができるようになり、電流変化の
大きさＢから電流変化の大きさΔを引いたものが正確に
被測定物質量に対応したものとなる。したがって、測定
精度が高い。しかも、操作が簡単であり、妨害物質を電
解酸化したり、カラムに吸着させたりしないので、感度
や応答性も優れている。
えば、つぎのようにして実施される。まず、ポンプ５に
より１８媒１を通路３に通ず。そして、装置９ａ、９ｂ
により電極７ａ、Ｖｂ問および電極１３ａ、１３ｂ間に
一定の電圧を印加しておく。このあと、試料注入口６よ
り試料を注入し、電流の変化を装置９ａ、９ｂの電流計
で測定して結果を記録装置１０で記録する。装置９ａに
より測定された電流変化の大きさＡは妨害物質量に対応
する値となり、装置９ｂにより測定された電流変化の大
きさＢは、妨害物質量に対応する電流変化の大きさと被
側定物質量に対応する電流変化の大きさの和になる。し
たがって、電流変化の大きさＢから電流変化の大きさＡ
を引いたものが被測定物質量に正確に対応したものとな
る。この発明にかかる測定法では、生理活性物質が固定
された電極８ａおよび対極８ｂと、妨害物ｙｔ検知用の
電極７ａ、７ｂとが、相互作用が起きないよう試料溶液
相を介して舗されているので、電流変化の大きさＡ、Ｂ
を正確に測定することができるようになり、電流変化の
大きさＢから電流変化の大きさΔを引いたものが正確に
被測定物質量に対応したものとなる。したがって、測定
精度が高い。しかも、操作が簡単であり、妨害物質を電
解酸化したり、カラムに吸着させたりしないので、感度
や応答性も優れている。
なお、前記の測定ではフロー式の測定装置を用いた例に
ついて説明したが、ハツチ式の測定装置であっても生理
活性物質が固定された電極およびその対極と、妨害物質
量検知用の電極とを相互作用を起こさないよう試料溶液
相を介して離せば測定精度が高くなる。
ついて説明したが、ハツチ式の測定装置であっても生理
活性物質が固定された電極およびその対極と、妨害物質
量検知用の電極とを相互作用を起こさないよう試料溶液
相を介して離せば測定精度が高くなる。
つぎに、実施例および比較例について説明する第１図の
測定装置を用いて実施例および比較例の測定法を実施し
た。ただし、溶媒ｌとして３０’ｃ、ｐＨ７，５の緩（
ｊｉ ｉ皮、妨害物質検知装置７の作用極７ａとして白
金電極、対極７ｂとしてＡｇ−ＡｇＣ１電極、バイオセ
ンサ８の作用極８ａとしてグルコースオキンダーゼが固
定された白金電極。
測定装置を用いて実施例および比較例の測定法を実施し
た。ただし、溶媒ｌとして３０’ｃ、ｐＨ７，５の緩（
ｊｉ ｉ皮、妨害物質検知装置７の作用極７ａとして白
金電極、対極７ｂとしてＡｇ−ＡｇＣ１電極、バイオセ
ンサ８の作用極８ａとしてグルコースオキンダーゼが固
定された白金電極。
対極８ｂとしてへｇ−ＡｇＣ１電極をそれぞれ用いるこ
ととし、妨害物質検知装置７とバイオセンサ８は、直接
あるいは内径０．５ ｍｍφのテフロンチューブを介し
て連結することとした。テフロンチューブの長さｐを０
〜２ｍまで変化させることとし、ｉ１！＝Ｏｍとしたと
きを比較例、Ｎ＝０．３．０゜８．１．１．５．２ｍと
したときを実施例１〜５とした。
ととし、妨害物質検知装置７とバイオセンサ８は、直接
あるいは内径０．５ ｍｍφのテフロンチューブを介し
て連結することとした。テフロンチューブの長さｐを０
〜２ｍまで変化させることとし、ｉ１！＝Ｏｍとしたと
きを比較例、Ｎ＝０．３．０゜８．１．１．５．２ｍと
したときを実施例１〜５とした。
通路３に溶媒１を一定の流量で流すとともに、妨害物質
検知装置の電極７ａ、７ｂ問およびバイオセンサの電極
８ａ、８ｂ間に、いずれも＋〇、６Ｖの電圧を印加して
おき、試料注入口６より標準血清１０μｅを注入した。
検知装置の電極７ａ、７ｂ問およびバイオセンサの電極
８ａ、８ｂ間に、いずれも＋〇、６Ｖの電圧を印加して
おき、試料注入口６より標準血清１０μｅを注入した。
電極７ａ、７ｂ問および電極３ａ、３ｂ間の出力電流を
記録装置１０により記録した。比較例（ｊｉ ＝ Ｏｍ
）の結果を第２図の（ａ）、実施例３（ｆｆ＝１ｍ）の
結果を第２図の（ｂ）にそれぞれ示す。ただし、図中、
実線はバイオセンサ８で生した出力電流をあられし、破
線は妨害物質検知装置で生じた出力電流をあられす。
記録装置１０により記録した。比較例（ｊｉ ＝ Ｏｍ
）の結果を第２図の（ａ）、実施例３（ｆｆ＝１ｍ）の
結果を第２図の（ｂ）にそれぞれ示す。ただし、図中、
実線はバイオセンサ８で生した出力電流をあられし、破
線は妨害物質検知装置で生じた出力電流をあられす。
比較例および実施例３では、第２図の（ａ）。
（ｂ）より実線の出力電流ピークの高さと破線の出力電
流ピークの高さの差を求めて標準血清中のグルコースの
定量を行った。実施例１，２．４゜５でも同様にしてグ
ルコースの定量を行った。
流ピークの高さの差を求めて標準血清中のグルコースの
定量を行った。実施例１，２．４゜５でも同様にしてグ
ルコースの定量を行った。
第２図の（ａ）、 （ｂ）より、バイオセンサで生し
た出力電流の測定結果において、比較例では、出力電流
ピークの立ち上がり時に出力か落ち込んでノイズが生し
ているが、実施例では、被測定物質にター１応する出力
電流ピークの高さこそ多少低くなっているが、ノイズは
全くないことかわかる。そのため、実施例３では比較例
に比べてクルコースの定量を正確に行うことができた。
た出力電流の測定結果において、比較例では、出力電流
ピークの立ち上がり時に出力か落ち込んでノイズが生し
ているが、実施例では、被測定物質にター１応する出力
電流ピークの高さこそ多少低くなっているが、ノイズは
全くないことかわかる。そのため、実施例３では比較例
に比べてクルコースの定量を正確に行うことができた。
実施例１．２．４．５についても実施例３と同じ結果が
得られ、比較例に比べてクルコースの定量を正確に行う
ことができた。
得られ、比較例に比べてクルコースの定量を正確に行う
ことができた。
比較例および実施例１〜５における、バイオセンサで生
した出力電流のピークの高さｈ （第２図の（ｂ）参照
）およびノイズの大きさｎ（第２図の（ａ）参照）とテ
フロンチューブの長さｐとの関係を第３図に示す。ただ
し、図中、○はｈの大きさをあられし、△はｎの大きさ
をあられす。
した出力電流のピークの高さｈ （第２図の（ｂ）参照
）およびノイズの大きさｎ（第２図の（ａ）参照）とテ
フロンチューブの長さｐとの関係を第３図に示す。ただ
し、図中、○はｈの大きさをあられし、△はｎの大きさ
をあられす。
第３図より、３０ｃｎ以上離せば、感度をほとんど犠牲
にすることなく （ｈがあまり小さくなることなく）
、ノイズを低減させることができたことがわかる。
にすることなく （ｈがあまり小さくなることなく）
、ノイズを低減させることができたことがわかる。
この発明にがかるバイオセンサを用いた測定法は、被測
定物質量検知用の電極のほかに測定妨害物質量検知用の
電極をも用い、前者で得られた電気量を後者で得られた
電気量で補正して、被測定物質の定量を行うにあたり、
前記両電極を相互間に試料溶液相が介在するよう互いに
離間させておくので、感度、応答性が優れ、しかも、測
定精度が高い。
定物質量検知用の電極のほかに測定妨害物質量検知用の
電極をも用い、前者で得られた電気量を後者で得られた
電気量で補正して、被測定物質の定量を行うにあたり、
前記両電極を相互間に試料溶液相が介在するよう互いに
離間させておくので、感度、応答性が優れ、しかも、測
定精度が高い。
第１図はこの発明にかかる測定法の１実施伊ｊで使用さ
れる測定装置の構造説明図、第２図の（ａ）は比較例に
おける出力電流測定結果をあられずグラフ、同（ｂ）は
実施例３における出力電流測定結果をあられすグラフ、
第３図は、比較例および実施例１〜５における１、バイ
オセンサで生した出力電流のピークの高さｈおよびノイ
ズの大きさｎと、テフロンチューブの長さｐとの関係を
あられずグラフである。
れる測定装置の構造説明図、第２図の（ａ）は比較例に
おける出力電流測定結果をあられずグラフ、同（ｂ）は
実施例３における出力電流測定結果をあられすグラフ、
第３図は、比較例および実施例１〜５における１、バイ
オセンサで生した出力電流のピークの高さｈおよびノイ
ズの大きさｎと、テフロンチューブの長さｐとの関係を
あられずグラフである。
Claims (3)
- （１）被測定物質量検知用の電極のほかに測定妨害物質
量検知用の電極をも用い、前者で得られた電気量を後者
で得られた電気量で補正して、被測定物質の定量を行う
にあたり、前記両電極を相互間に試料溶液相が介在する
よう互いに離間させておくことを特徴とするバイオセン
サを用いた測定法。 - （２）被測定物質量検知用の電極と妨害物質量検知用の
電極との離間距離が、３０ｃｍ以上である特許請求の範
囲第１項記載のバイオセンサを用いた測定法。 - （３）フロー式測定法である特許請求の範囲第１項また
は第２項記載のバイオセンサを用いた測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124860A JPS613048A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | バイオセンサを用いた測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124860A JPS613048A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | バイオセンサを用いた測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613048A true JPS613048A (ja) | 1986-01-09 |
Family
ID=14895886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59124860A Pending JPS613048A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | バイオセンサを用いた測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613048A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6576117B1 (en) | 1998-05-20 | 2003-06-10 | Arkray | Method and apparatus for electrochemical measurement using statistical technique |
| JP2007524846A (ja) * | 2003-10-31 | 2007-08-30 | ライフスキャン・スコットランド・リミテッド | 電気化学検査ストリップにおける直接的な干渉電流の影響を軽減する方法 |
| CN103994980A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-08-20 | 中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所 | 一种茜素红s络合分光光度法测定铝离子含量的方法 |
-
1984
- 1984-06-18 JP JP59124860A patent/JPS613048A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6576117B1 (en) | 1998-05-20 | 2003-06-10 | Arkray | Method and apparatus for electrochemical measurement using statistical technique |
| JP2007524846A (ja) * | 2003-10-31 | 2007-08-30 | ライフスキャン・スコットランド・リミテッド | 電気化学検査ストリップにおける直接的な干渉電流の影響を軽減する方法 |
| CN103994980A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-08-20 | 中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所 | 一种茜素红s络合分光光度法测定铝离子含量的方法 |
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