JPS6275342A - バイオセンサ - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、生体試料中の特定成分を検知するバイオセン
サに関し、特に電極部の構造の改良に関するもので、医
療分野や食品工学などに幅広く応用できるものである。

従来の技術 従来、この種のセンサとして知られているグルコースセ
ンサは、第５図に示すような構成であった。第５図にお
いて１は反応層、２はろ退居、３は保液層であり、４は
１．２．３よりなる３層の周囲を保持する枠体である。

さらに５は枠体の内径よりも小さい外径をもった円柱状
の電極部であり、測定極６．対極７．参照極８が電極５
の上面６−１に露出している。電極部５の上面５−１に
は溝９が設けられている。その状態を第６図に電極部の
斜視図として示し′ている。

試料である血液サンプルを上部から滴下すると、まず反
応層１にて反応が進行し、反応液はろ退居２により、測
定電極の反応を妨害する反応液中の赤血球、血小板など
の固形成分を除去する。さらに反応液は保液層３に吸収
される。

この保液層３はろ過をすみやかに行なわせるものである
。保液層３に移行した反応液は円柱状の電極部の３つの
電極の露出している溝９に満たされる。この反応液を電
極反応により検知していた。

発明が解決しようとする問題点 しかしこのような従来の構造で１は反応液がすみやかに
電極部上面の溝に誘導できず、電極反応により測定され
る反応量にバラつきが生ずるという問題があった。

その理由は枠体４の内径に対しやや小さ目に円柱状の電
極部５の外径を設けているためであり、これは血液サン
プルを上部から滴下して下方に浸透させていく際、枠体
４と円柱状の電極部５の空隙部１０から反応層に存在す
る空気を逃がすために必要な手段である。しかしこの空
隙部１０が存在するためこの枠体４と電極部５との位置
ずれを起こし易すくなる。第７図は不良構成状態を示す
断面図である。枠体４の内面と電極部５が密着した場合
、第７図の密着した部分１１近傍の保液層１２に、逃げ
場を失なった空気がたまり、空気が反応液の保液層への
移行を妨たげ、電極部上面の溝９に反応液のすみやかな
誘導ができず、電極反応による測定反応量の精度が低く
なる問題点を生じた。

本発明はこのような問題点を解決するもので、滴下され
た血液サンプルが反応層で反応し、反応液をすみやかに
電極部の溝に誘導して、電極反応による測定精度を向上
させることを目的としたものである。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、電極部側面の少
なくとも一部に突出部を設け、この突出部が部分的に枠
体の内面と接することにより、枠体内側と電極部との間
に均一な空隙部を設け、枠体と電極部両者間にセンター
ずれが生じないようにしたものである。

作　　用 このような構成とすることで、枠体と電極部との間のセ
ンターズレが生じないため、枠体と電極部の間の空隙部
は周囲に均一に設けられ、保液層に空気がたまることな
く、保液層全体に均一に反応液が移行し、電極部上面の
溝にすみやかに反応液が誘導され、電極反応による測定
精度は向上することとなる。

実施例 以下、バイオセンサの１つとして、グルコースセンサを
例に本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例のセンサの断面図であり、第
２図は電極部の斜視図である。ポリ塩化ビニール樹脂又
はＡＢＳ樹脂からなる円柱状の絶縁性基体５の上端面に
深さ０．１ｆｆｉｌの溝９を形成し、この溝に露出する
ように白金を埋めこんで測定極６、対極７および参照極
８からなる電極系を構成している。白金の直径は約１門
であり、円柱状の絶縁性基体５は直径約５〜６１１Ｍの
大きさである。

絶縁性基体の上部側面に突出部１３を設けた。この突出
部１３の設置位置は、枠体４と、基体５゜保液層３によ
りかこまれた空隙部１０が形成されるような位置とする
。これにより電極部と枠体とのセンターが一致する。こ
の突出部１３の形状は半円球であっても、角形であって
もよく、その突出高さは枠体内径との関係から約０．６
朋あればよい。

前記電極系を覆うように枠体４で保持された反応層１．
ろ渦層２．保液層３の三層積層の反応部が設置される。

この実施例のグルコースセンサは、酸化還元酵素として
グルコースオキシダーゼを、酸化還元酵素と共役する酸
化型色素としてフェリシアン化カリウムを用いた。反応
層１はパルプの不織布からなり前述のグルコースオキシ
ダーゼとフェリシアン化カリウムの細かい結晶を高密度
に担持している。ろ退居２は孔径１μｍのポリカーボネ
ート多孔体膜で、血液中の赤血球などの固形成分を除去
するものである。保液層３には親水性のあるレーヨン紙
を用いた。

センター出しのために電極部の側面の突出部の他の例を
第３図、第４図に斜視図で示している。

電極部の長さ方向に沿ったリブ１３及び基体５の上端部
に近い周面に切欠段部１４を設け、先端を電極部とする
とともに基体の外径を枠体の内径よりもわずかに小さい
ものとしてこの部分を位置決めのだめの突出部としたも
のである。

このグルコースセンサの操作方法は、第１図をもとに説
明すると、反応層１に、試料液として血液を３Ｑμ４滴
下する。滴下された血液中のグルコースが反応層１に担
持されているグルコースオキシダーゼにより酸化される
際、酵素−色素共役反応によりフェリシアン化カリウム
が還元されてフェロシアン化カリウムが生成する。これ
によりできた反応液はろ退居２であるポリカーボネート
多孔膜を通過する。通過する際、赤血球などの大きな固
形成分がろ過される。ろ過後、親水性のレーヨン紙の保
液層３に反応液が保持される。反応ろ過後の血液（反応
液）は未だ高粘度であるため、保液層の空気が逃げにく
い場合があり、枠体内面と電極部との間に空隙がないと
反応液は保液層に充分に浸透保持されない。

本発明では電極部側面の突出部１３．１４が位置決めと
して作用し、枠体内での電極部のセンターずれが生じな
く、電極部周囲に均等に空隙部１０が形成でき、空隙部
１０だ保液層からの空気が逃げ出すことで反応液が均一
に保液層に浸透する。

なお、第４図の構成の場合、切欠段部１４と枠体４内面
との間にわずかなすき間から外部へ空気は逃げ出すこと
ができる。さらに反応液は保液層から電極部上面の３つ
の電極が露出している溝９に移動する。ここで、参照極
８を基準に測定極６の電圧を０から＋０．Ｉ　Ｖの間で
鋸歯状に０．１ｖ／秒で変化させた。反応液のフェロシ
アン化カリウムを測定極の電圧を掃引することにより酸
化し、その際、酸化電流が流れる。この酸化電流は色素
の変化量に比例し、グルコースの濃度の検知ができる。

前述した従来の突出部のない電極では、十分な反応液が
電極部上面の溝に流れ込まない場合があり、測定精度が
±２Ｑ％であったが、本発明では溝への反応液の流入が
速やかになされるため測定精度は±１０％に向上した。

発明の効果 以上のように本発明によれば、滴下された血液サンプル
が反応層で反応し、その反応液は保液層からすみやかに
電極部端面の溝に誘導されるため、電極反応による測定
精度を向上させることができる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるグルコースセンサの
断面図、第２図は同センサの電極部を示す斜視図、第３
図、第４図は電極部の別な例を示す斜視図、第６図は従
来のグルコースセンサを示す断面図、第６図は同電極部
の斜視図、第７図はセンサの不良構成状態を示す断面図
である。 １・・・・・反応層、２・・・・・・ろ退居、３・・・
・・・保液層、４・・・・・枠体、５・・・・・基体、
６・・・・・・測定極、７・・・・・・対極、８・・・
・・・参照極、９・・・・・・溝、１ｏ・・・・・・空
隙部、１３．１４・・・・突出部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ＩＩ
図　　　　　　　／−反庄・１ 第　２　図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性の基体に測定極、対極および参照極からなる電極
   系を設けた電極部と、この電極部上に酸化還元酵素と前
   記酵素と共役する酸化型色素を含んだ反応層と、保液層
   を枠体にはさんで設置したバイオセンサであつて、前記
   電極部の側面の少なくとも一部に突出部を設け、突出部
   が前記枠体の内面と接するよう構成したことを特徴とす
   るバイオセンサ。