JPS633249A - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサInfo
- Publication number
- JPS633249A JPS633249A JP61146392A JP14639286A JPS633249A JP S633249 A JPS633249 A JP S633249A JP 61146392 A JP61146392 A JP 61146392A JP 14639286 A JP14639286 A JP 14639286A JP S633249 A JPS633249 A JP S633249A
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- JP
- Japan
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- electrode
- electrode system
- biosensor
- measurement
- substrate
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- Pending
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (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、種々の微量の生体試料中の特定成分について
、試料液を希釈することなく迅速かつ簡易に定量するこ
とのできるバイオセンサに関する。
、試料液を希釈することなく迅速かつ簡易に定量するこ
とのできるバイオセンサに関する。
従来の技術
従来、血液などの生体試料中の特定成分について、試料
液の希釈や攪拌などの操作を行うことなく高精度に定量
する方式としては、第４図に示す様なバイオセンサが提
案されている（例えば、特開昭５９−１６６８５２号）
。このバイオセンサ゛ ば、絶縁基板９にリード１２．
１３をそれぞれ有する白金などからなる測定極１０およ
び対極１１を埋設し、これらの電極系の露出部分を酸化
還元酵素および電子受容体を担持した多孔体１４で覆っ
たものである。試料液を多孔体１４上へ滴下すると、試
料液に多孔体中の酸化還元酵素と電子受容体が溶解し、
試料液中の基質との間で酵素反応が進行し電子受容体が
還元されｂ０酵素反応終了後、この還元された電子受容
体を電気化学的に酸化し、このとき得られる酸化電流値
から試料液中の基質濃度を求める。
液の希釈や攪拌などの操作を行うことなく高精度に定量
する方式としては、第４図に示す様なバイオセンサが提
案されている（例えば、特開昭５９−１６６８５２号）
。このバイオセンサ゛ ば、絶縁基板９にリード１２．
１３をそれぞれ有する白金などからなる測定極１０およ
び対極１１を埋設し、これらの電極系の露出部分を酸化
還元酵素および電子受容体を担持した多孔体１４で覆っ
たものである。試料液を多孔体１４上へ滴下すると、試
料液に多孔体中の酸化還元酵素と電子受容体が溶解し、
試料液中の基質との間で酵素反応が進行し電子受容体が
還元されｂ０酵素反応終了後、この還元された電子受容
体を電気化学的に酸化し、このとき得られる酸化電流値
から試料液中の基質濃度を求める。
発明が解決しようとする問題点
この様な従来の構成では、多孔体については、測定毎に
取り替えることによシ簡易に測定に供することができる
が、電極系については洗浄等の操作が必要である。−方
電極系をも含めて測定毎の使い棄てが可能となれば、測
定操作上、極めて簡易になるものの、白金等の電極材料
や構成等の面から、非常に高価なものにならざるを得な
い。
取り替えることによシ簡易に測定に供することができる
が、電極系については洗浄等の操作が必要である。−方
電極系をも含めて測定毎の使い棄てが可能となれば、測
定操作上、極めて簡易になるものの、白金等の電極材料
や構成等の面から、非常に高価なものにならざるを得な
い。
本発明はこれらの点について種々検討の結果、電極系と
多孔体を一体化することにより、生体試。
多孔体を一体化することにより、生体試。
料中の特定成分を極めて容易に迅速かつ高精度に定量す
ることのできる安価なディスポーザブルタイプのバイオ
センサを提供するものである。
ることのできる安価なディスポーザブルタイプのバイオ
センサを提供するものである。
問題点を解決するための手段
本発明は上記間厘点を解決するため、絶縁性の基板に少
なくとも測定極と対極からなる電極系を設け、酵素と電
子受容体と試料液を反応させ、前記反応に際しての物質
濃度変化を電気化学的に前記電極系で検知し、試料液中
の基質濃度を測定するバイオセンサにおいて、前記電極
系の少なくとも測定極の表面に予め蛋白質を吸着させて
おき、酸化還元酵素および電子受容体を担持した多孔体
で前記電極系を覆い、多孔体を前記電極系および前記基
板とともに一体化したものである。
なくとも測定極と対極からなる電極系を設け、酵素と電
子受容体と試料液を反応させ、前記反応に際しての物質
濃度変化を電気化学的に前記電極系で検知し、試料液中
の基質濃度を測定するバイオセンサにおいて、前記電極
系の少なくとも測定極の表面に予め蛋白質を吸着させて
おき、酸化還元酵素および電子受容体を担持した多孔体
で前記電極系を覆い、多孔体を前記電極系および前記基
板とともに一体化したものである。
作用
本発明によれば、電極系をも含めたディスポーザブルタ
イプのバイオセンナを構成することができ、試料液を多
孔体に添加することにより、極めて容易に基質濃度を測
定することができる。
イプのバイオセンナを構成することができ、試料液を多
孔体に添加することにより、極めて容易に基質濃度を測
定することができる。
しかも、電極系の表面に予め蛋白質を吸着させておくこ
とにより、試料液中の蛋白質等の新たな吸着による測定
値の変動がなくなり、精度がよく、再現性の良好な基質
濃度の測定が可能となった。
とにより、試料液中の蛋白質等の新たな吸着による測定
値の変動がなくなり、精度がよく、再現性の良好な基質
濃度の測定が可能となった。
実施例
以下、本発明の一実施例について説明する。
バイオセンサの一例として、グルコースセンサについて
説明する。第１図は、グルコースセンサの一実施例につ
いて示したもので、構成部分の分解図である。ポリエチ
レンテレフタレートからなる絶縁性の基板１に、ヌクリ
ーン印刷により導電性カーボンペーストを印刷し、加熱
乾燥することにより、対極２．測定極３．参照極４から
なる電極系を形成する。次に、電極系を部分的に覆い、
各々の電極の電気化学的に作用する部分となる２′。
説明する。第１図は、グルコースセンサの一実施例につ
いて示したもので、構成部分の分解図である。ポリエチ
レンテレフタレートからなる絶縁性の基板１に、ヌクリ
ーン印刷により導電性カーボンペーストを印刷し、加熱
乾燥することにより、対極２．測定極３．参照極４から
なる電極系を形成する。次に、電極系を部分的に覆い、
各々の電極の電気化学的に作用する部分となる２′。
３’ 、 ４’ （各１−）を残す様に、絶縁性ペース
トを前記同様印刷し、加熱処理して絶縁層５を形成する
。
トを前記同様印刷し、加熱処理して絶縁層５を形成する
。
この電極系（２’ 、 ３′、 ４’ ）の表面を被覆
する様にアルブミンの６０ｍｊｉ／ｍｌ水溶液を滴下し
、５〜１０分間放置し、次に、水洗し余分なアルブミン
を除去した後、乾燥する。この操作により、各電極表面
にアルブミンが吸着される。
する様にアルブミンの６０ｍｊｉ／ｍｌ水溶液を滴下し
、５〜１０分間放置し、次に、水洗し余分なアルブミン
を除去した後、乾燥する。この操作により、各電極表面
にアルブミンが吸着される。
次に穴を開けた樹脂製の保持枠６を絶縁層５に接着し、
前記電極系２’、３’、４’ を覆う様に多孔体７を
穴の中に保持する。さらに多孔体より小さい径の開孔部
を有する樹脂製カバー８を接着し、全体を一体化する。
前記電極系２’、３’、４’ を覆う様に多孔体７を
穴の中に保持する。さらに多孔体より小さい径の開孔部
を有する樹脂製カバー８を接着し、全体を一体化する。
この−体化されたバイオセンサについて、測定極３に沿
った断面図を第２図に示す。上記に用いた多孔体は、酸
化還元酵素としてグルコースオキシダーゼ１ｏｏｍｇ
と電子受容体としてフェリシアン化カリウム１ｓｏｍｇ
をＰ Ｈ５，６のリン酸緩衝液１ｍｌに溶解した液をナ
イロン不織布に含浸後、減圧乾燥して作製したものであ
る。
った断面図を第２図に示す。上記に用いた多孔体は、酸
化還元酵素としてグルコースオキシダーゼ１ｏｏｍｇ
と電子受容体としてフェリシアン化カリウム１ｓｏｍｇ
をＰ Ｈ５，６のリン酸緩衝液１ｍｌに溶解した液をナ
イロン不織布に含浸後、減圧乾燥して作製したものであ
る。
上記の様に構成したグルコースセンサの多孔体へ試料液
としてグルコース標準液を滴下し、滴下２分後に、参照
極を基準にして測定極に７００ｍＶのパルス電圧を印加
することによりアノード方向へ分極した。この場合、添
加されたグルコースは多孔体に担持されたグルコースオ
キシダーゼの作用で、フェリシアン化カリウムと反応し
てフェロシアン化カリウムを生成する。そこで、上記の
アノード方向へのパルス電圧の印加により、生成したフ
ェロシアン化カリウム濃度に比例した酸化電流が得られ
、この電流値は基質であるグルコース濃度に対応する。
としてグルコース標準液を滴下し、滴下２分後に、参照
極を基準にして測定極に７００ｍＶのパルス電圧を印加
することによりアノード方向へ分極した。この場合、添
加されたグルコースは多孔体に担持されたグルコースオ
キシダーゼの作用で、フェリシアン化カリウムと反応し
てフェロシアン化カリウムを生成する。そこで、上記の
アノード方向へのパルス電圧の印加により、生成したフ
ェロシアン化カリウム濃度に比例した酸化電流が得られ
、この電流値は基質であるグルコース濃度に対応する。
上記の構成による１０個のグルコース測定用センサに約
９０ｍｇ／ａｌのグルコースを含む血清サンプルを各々
滴下し、２分後に７００ ｍ’ｉ のパルス電圧を印加
し、印加１ｏ秒後の電流値分測定したところ第３図人に
示す様に良好な再現性を示した。−方、アルブミンの吸
着処理を施さない電極系を用いて前記同様にグルコース
センサを構成し、人と同様に測定した場合疋は第３図Ｂ
に示す様に、Ａに比較して応答電流の変動は犬であった
。Ａ。
９０ｍｇ／ａｌのグルコースを含む血清サンプルを各々
滴下し、２分後に７００ ｍ’ｉ のパルス電圧を印加
し、印加１ｏ秒後の電流値分測定したところ第３図人に
示す様に良好な再現性を示した。−方、アルブミンの吸
着処理を施さない電極系を用いて前記同様にグルコース
センサを構成し、人と同様に測定した場合疋は第３図Ｂ
に示す様に、Ａに比較して応答電流の変動は犬であった
。Ａ。
Ｂはいずれも各々同様に作製した１０個のグルコースセ
ンサについての応答を示したものであるが、この様な吸
着処理による再現性の差異は、血清サンプル中の蛋白質
等の吸着物質の吸着度の差異に起因するものと考えられ
る。人に示すごとく、序め十分な吸着処理を施すことに
より、この影響を防止することが出来るものと考えられ
る。
ンサについての応答を示したものであるが、この様な吸
着処理による再現性の差異は、血清サンプル中の蛋白質
等の吸着物質の吸着度の差異に起因するものと考えられ
る。人に示すごとく、序め十分な吸着処理を施すことに
より、この影響を防止することが出来るものと考えられ
る。
アルブミン以外に、グルコースオキシダーゼの水溶液１
ｏｏｍｇ／ｍｌ 水溶液を用いて、前記同様の処理を施
した場合も、再現性の良好な応答特性が得られた。
ｏｏｍｇ／ｍｌ 水溶液を用いて、前記同様の処理を施
した場合も、再現性の良好な応答特性が得られた。
電極に吸着させる蛋白質としては、上記実施例に示した
アルブミンやグルコースオキシダーゼに限定されること
はない。また、電極系の中で、少なくとも測定％に対し
て吸着処理が施されておれば、上記同様の効果を有する
。
アルブミンやグルコースオキシダーゼに限定されること
はない。また、電極系の中で、少なくとも測定％に対し
て吸着処理が施されておれば、上記同様の効果を有する
。
電極系を形成する方法としてのスクリーン印刷は、均一
な特性を有するディスポーザブルタイプのバイオセンサ
を安価に製造することができ、特に、価格が安く、しか
も安定した電極材料であるカーボンを用いて電極を形成
するのに好都合な方法である。
な特性を有するディスポーザブルタイプのバイオセンサ
を安価に製造することができ、特に、価格が安く、しか
も安定した電極材料であるカーボンを用いて電極を形成
するのに好都合な方法である。
本発明のバイオセンサにおける一体化の方法としては、
実施例に示した枠体、カバーなどの形や組み合わせに限
定されるものではない。また、用いる多孔体としては、
ナイロン不織以外に、セルロース、レーヨン、セラミッ
ク、ポリカーボネート等からなる多孔体を単独、あるい
は組み合わせて用いることができる。さらに酸化還元酵
素と電子受容体の組み合わせも前記実施例に限定される
ことはなく、本発明の主旨に合致するものであれば用い
ることができる。−方、上記実施例においては、電極系
として３電極力式の場合について述べたが、対極と測定
極からなる２電極力式でも測定は可能である。
実施例に示した枠体、カバーなどの形や組み合わせに限
定されるものではない。また、用いる多孔体としては、
ナイロン不織以外に、セルロース、レーヨン、セラミッ
ク、ポリカーボネート等からなる多孔体を単独、あるい
は組み合わせて用いることができる。さらに酸化還元酵
素と電子受容体の組み合わせも前記実施例に限定される
ことはなく、本発明の主旨に合致するものであれば用い
ることができる。−方、上記実施例においては、電極系
として３電極力式の場合について述べたが、対極と測定
極からなる２電極力式でも測定は可能である。
発明の効果
本発明のバイオセンサは、絶縁性の基板、電極系および
酸化還元酵素と電子受容体を担持した多孔体を一体化す
ることにより、極めて容易に生体試料中の基質濃度を測
定することができ、さらに電極面に蛋白質を予め吸着さ
せておくことにより、再現性を向上することができる。
酸化還元酵素と電子受容体を担持した多孔体を一体化す
ることにより、極めて容易に生体試料中の基質濃度を測
定することができ、さらに電極面に蛋白質を予め吸着さ
せておくことにより、再現性を向上することができる。
第１図は本発明の一実施例であるバイオセンサの分解斜
視図、第２図はその縦断面図、第３図はバイオセンサの
応答特性図、第４図は従来のバイオセンサの縦断面図で
ある。 １・・・・基板、２・・・・対極、３・・・・・・測定
極、４・・・・・・参照筒、５−・・絶縁層、６ ・保
持枠、７・・・・多孔体、８・・・・・カバー。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆ−
車色（シ）王り耳Ｊ々 Ｇ・−悸符Ｊ卆 ７−ル凡訃、 δ−一一カ７、− 第２図 第３図
視図、第２図はその縦断面図、第３図はバイオセンサの
応答特性図、第４図は従来のバイオセンサの縦断面図で
ある。 １・・・・基板、２・・・・対極、３・・・・・・測定
極、４・・・・・・参照筒、５−・・絶縁層、６ ・保
持枠、７・・・・多孔体、８・・・・・カバー。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆ−
車色（シ）王り耳Ｊ々 Ｇ・−悸符Ｊ卆 ７−ル凡訃、 δ−一一カ７、− 第２図 第３図
Claims (4)
- （１）少なくとも測定極と対極からなる電極系を設けた
絶縁性の基板を備え、酵素と電子受容体と試料液の反応
に際しての物質濃度変化を電気化学的に前記電極系で検
知し前記試料液の基質濃度を測定するバイオセンサにお
いて、前記電極系の少くとも測定極の表面に予め蛋白質
を吸着してこの電極系を酸化還元酵素および電子受容体
を担持した多孔体で覆い、多孔体を電極系および前記基
板とともに一体化したことを特徴とするバイオセンサ。 - （２）電極系が測定極、対極および参照極から構成され
ている特許請求の範囲第１項記載のバイオセンサ。 - （３）電極系が絶縁性の基板上にスクリーン印刷で形成
されたカーボンを主体とする材料からなる特許請求の範
囲第１項又は第２項記載のバイオセンサ。 - （４）蛋白質が、アルブミン又は酵素反応に用いられる
酸化還元酵素の少くともいずれかである特許請求の範囲
第１項記載のバイオセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146392A JPS633249A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146392A JPS633249A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | バイオセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS633249A true JPS633249A (ja) | 1988-01-08 |
Family
ID=15406661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61146392A Pending JPS633249A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS633249A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE36268E (en) * | 1988-03-15 | 1999-08-17 | Boehringer Mannheim Corporation | Method and apparatus for amperometric diagnostic analysis |
| US6576102B1 (en) | 2001-03-23 | 2003-06-10 | Virotek, L.L.C. | Electrochemical sensor and method thereof |
| US6849216B2 (en) | 2001-03-23 | 2005-02-01 | Virotek, L.L.C. | Method of making sensor |
-
1986
- 1986-06-23 JP JP61146392A patent/JPS633249A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE36268E (en) * | 1988-03-15 | 1999-08-17 | Boehringer Mannheim Corporation | Method and apparatus for amperometric diagnostic analysis |
| US6576102B1 (en) | 2001-03-23 | 2003-06-10 | Virotek, L.L.C. | Electrochemical sensor and method thereof |
| US6849216B2 (en) | 2001-03-23 | 2005-02-01 | Virotek, L.L.C. | Method of making sensor |
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