JPH09145665A - Oxygen sensor - Google Patents

Oxygen sensor

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Publication number
JPH09145665A
JPH09145665A JP7306080A JP30608095A JPH09145665A JP H09145665 A JPH09145665 A JP H09145665A JP 7306080 A JP7306080 A JP 7306080A JP 30608095 A JP30608095 A JP 30608095A JP H09145665 A JPH09145665 A JP H09145665A
Authority
JP
Japan
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electrode
graphite
enzyme
sensor
working electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP7306080A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Suda
吉久 須田
Makoto Ono
小野  誠
Yasushi Yamamoto
泰 山本
Makiko Seki
真紀子 関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Pencil Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Pencil Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the concentration of substrate in a specimen quickly and in high reproducibility and accuracy by constituting a sensor by an electrode system including a working electrode and a counter electrode which are made of graphite and glass carbon compound material, and an reaction layer in contact with the electrode system. SOLUTION: A working electrode is covered with an insulative imide resin 3 after a sectional part 1 of rod shape and a part 2 used for a lead among graphite and glass carbon compound material are masked. A counter electrode 4 and a counter lead 5 are formed by dipping a part of polyethylene terephthalate film to which a silver is applied through vacuum vapor deposition, in a potassium chloride aqueous solution so as to deposit a silver nitride, and by joining them in a manner to hold a sample solution on the outside of the working electrode covered with a resin 3. A reaction layer 6 includes enzymes, electron transfer body, and water-soluble high polymer, and is comprised of a plurality of layers.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は酵素の働きにより、
試料中の特定の成分の濃度を測定する酵素センサに関す
る。更に詳しくは、本発明は作用極材料として黒鉛及び
ガラス状炭素複合材料を用いた酵素センサに関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention is
The present invention relates to an enzyme sensor that measures the concentration of a specific component in a sample. More specifically, the present invention relates to an enzyme sensor using graphite and a glassy carbon composite material as a working electrode material.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、酵素の優れた基質特異性を利用し
た分析法が、臨床分析化学、食品製造、環境化学等の分
野で広く用いられている。特に、臨床分析化学の分野で
は、生体基質を選択的に検出しうる酵素センサが多用さ
れている。
2. Description of the Related Art Recently, analytical methods utilizing the excellent substrate specificity of enzymes have been widely used in the fields of clinical analytical chemistry, food manufacturing, environmental chemistry and the like. In particular, in the field of clinical analytical chemistry, enzyme sensors capable of selectively detecting biological substrates are widely used.

【0003】それらは、酵素反応により生成する過酸化
水素、水素イオン、または消費された酸素量を、過酸化
水素電極、水素イオン電極、または酸素電極によって電
気化学的に検出することにより被測定物質濃度を定量す
るものである。例えば、酸素電極を用いるグルコースセ
ンサの場合は、酸化酵素であるグルコースセンオキシダ
ーゼを膜中に固定化し、その酵素膜を酸素電極上に装着
することでセンサが構成されているが、このような酵素
センサは、グルコースオキシダーゼの触媒作用によって
基質であるグルコースが酸化されるときに消費される酸
素量を酸素電極で検出するものであり、それにより試料
中のグルコース濃度を測定できるようになっている。
[0003] They are substances to be measured by electrochemically detecting the amount of hydrogen peroxide, hydrogen ions, or consumed oxygen produced by an enzymatic reaction with a hydrogen peroxide electrode, a hydrogen ion electrode, or an oxygen electrode. This is to quantify the concentration. For example, in the case of a glucose sensor that uses an oxygen electrode, the sensor is constructed by immobilizing glucose oxidase, which is an oxidase, in the membrane, and mounting the enzyme membrane on the oxygen electrode. The sensor detects the amount of oxygen consumed when glucose, which is a substrate, is oxidized by the catalytic action of glucose oxidase at the oxygen electrode, and thereby the glucose concentration in the sample can be measured.

【0004】ところが、このような原理に基づく酵素セ
ンサは次のような問題点がある。つまり、基質が反応す
るためには酸素を必要とするが、実際の測定において、
例えば糖尿病患者の血中グルコース濃度を測定する場
合、体液中の溶存酸素量だけでは不足であり、何等かの
方法で酸素を補給することが必要なこと等である。
However, the enzyme sensor based on such a principle has the following problems. In other words, the substrate needs oxygen to react, but in the actual measurement,
For example, when measuring the blood glucose level of a diabetic patient, the amount of dissolved oxygen in the body fluid is insufficient, and it is necessary to supplement oxygen by some method.

【0005】一方、これらの問題点を解決するため、酵
素反応に伴う電子移動を直接検知するための電子伝達体
(メディエーター)を利用した酵素センサが開発されて
いる。これは、酵素固定化層と電子伝達体とを測定電極
部に被覆するものであり、電子伝達体の被覆方法として
は、人工電子伝達体を電極表面に薄膜状に塗布しさらに
その上を半透明膜で被覆する方法、難水溶性の電子伝達
体を電極中に含有させる方法、水溶性の電子伝達体を予
め電極に含有させた後、その電極表面にイオン性高分子
と酵素とからなる組成物の薄膜を設け電子伝達体が溶出
しないようにする方法、酵素と電子伝達体をパラフィン
などに混ぜてペースト状にしたものを電極に擦り込む方
法などである。
On the other hand, in order to solve these problems, an enzyme sensor utilizing an electron carrier (mediator) for directly detecting electron transfer accompanying an enzymatic reaction has been developed. This is for coating the enzyme-immobilized layer and the electron carrier on the measurement electrode part, and as a method for coating the electron carrier, an artificial electron carrier is applied to the electrode surface in a thin film form, and further on top of it. A method of coating with a transparent film, a method of incorporating a poorly water-soluble electron carrier into an electrode, and a method of incorporating a water-soluble electron carrier into an electrode in advance and then forming an ionic polymer and an enzyme on the surface of the electrode A method of providing a thin film of the composition to prevent the electron carrier from eluting, a method of mixing the enzyme and the electron carrier with paraffin or the like to form a paste, and rubbing the paste on the electrode.

【0006】上述のような電子伝達体を用いる酵素セン
サの測定原理は次のようである。例えばグルコースセン
サの場合、基質であるグルコースが酸化酵素であるグル
コースオキシダーゼによって酸化されると、酵素の活性
中心が酸化型から還元型に変化し、これにより電子伝達
体を還元し酵素自身は再度酸化型に戻る。そして作用極
上での適当な印加電位によって電子伝達体は電解され、
その際に得られる酸化電流を測定することによりグルコ
ース濃度が測定できる。
The measurement principle of the enzyme sensor using the electron carrier as described above is as follows. For example, in the case of a glucose sensor, when glucose, which is a substrate, is oxidized by glucose oxidase, which is an oxidase, the active center of the enzyme changes from an oxidized form to a reduced form, which reduces the electron carrier and the enzyme itself oxidizes again. Return to type. The electron carrier is electrolyzed by an appropriate applied potential on the working electrode,
The glucose concentration can be measured by measuring the oxidation current obtained at that time.

【0007】ところで、電子伝達体を利用した酵素セン
サの作用極材料として、どのような電極材料選択するか
は、センサの感度、再現性、安定性等の定量の可否に大
きく影響している。今までにその電極材料として、白
金、パラジウム、金等の貴金属材料、シリコン、インジ
ウムオキサイド、イリジウムオキサイド等の半導体材
料、ガラス状炭素(グラッシーカーボン)、炭素繊維、
HOPG(高配向性の熱分解黒鉛)等のカーボン材料、
カーボンペーストなどが検討されてきた。中でもカーボ
ン材料は、正負の広い領域での測定が可能であり、有機
溶媒・酸・アルカリに対する耐溶媒性、熱安定性機械強
度(曲げ強度、弾性率、密度)等が優れているうえ、表
面に種々の官能基、特にキノン、ヒドロキノン基を有す
るため、センサ作製時に高分子膜との物理的吸着や化学
的結合がしやすい等、酵素センサの電極材料として優れ
た特性を有しているため多用されている。しかしながら
ガラス状炭素や炭素繊維は、表面が平滑なため有機物の
被着性が劣り、比抵抗が大きいなどのため、感度が良
く、安定したデータは得にくい。HOPGは、そのエッ
ジ面上への有機物の被着性は優れているが、加工性が劣
り鱗片状にへき開しやすく、試料液が浸透しやすいなど
のため、再現性が良く、安定したデータを得にくい。ま
たカーボンペーストは、カーボン粉体とパラフィント等
との混合物であるため、比抵抗が大きく、特性の均一な
電極面を得にくいなどのため、感度が良く、安定したデ
ータを得にくい等の欠点を有している。そのため、これ
らの電極材料を用いた酵素センサでも、感度、再現性、
安定性の優れたものを得るのは困難である。
By the way, what kind of electrode material is selected as a working electrode material of an enzyme sensor using an electron carrier has a great influence on whether or not the sensitivity, reproducibility and stability of the sensor can be quantitatively determined. Until now, as the electrode material, precious metal materials such as platinum, palladium and gold, semiconductor materials such as silicon, indium oxide and iridium oxide, glassy carbon (glassy carbon), carbon fiber,
Carbon materials such as HOPG (highly oriented pyrolytic graphite),
Carbon paste and the like have been studied. Among them, carbon materials can be measured in a wide range of positive and negative values, have excellent solvent resistance to organic solvents, acids and alkalis, thermal stability mechanical strength (flexural strength, elastic modulus, density), etc. Since it has various functional groups, especially quinone and hydroquinone groups, it has excellent properties as an electrode material for enzyme sensors, such as easy physical adsorption and chemical bonding with polymer membranes during sensor production. It is used a lot. However, since glassy carbon and carbon fiber have a smooth surface, the adherence of organic substances is poor, and the specific resistance is large. Therefore, the sensitivity is good and it is difficult to obtain stable data. HOPG has excellent adherence of organic substances to its edge surface, but has poor processability, is easily cleaved in scales, and is easily penetrated by the sample liquid. Therefore, it has good reproducibility and stable data. Hard to get. In addition, since carbon paste is a mixture of carbon powder and paraffin, it has high specific resistance and it is difficult to obtain an electrode surface with uniform characteristics. Therefore, it is difficult to obtain stable data with good sensitivity. have. Therefore, even with enzyme sensors using these electrode materials, sensitivity, reproducibility,
It is difficult to obtain a product with excellent stability.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の酵素センサでは、電極材料として感度、再現性、安定
性の優れたものが得られなかったため、酵素センサの作
製過程において、センサ特性の維持管理に細心の注意を
払わなければならなかった。
As described above, in the conventional enzyme sensor, an electrode material having excellent sensitivity, reproducibility and stability could not be obtained. I had to pay close attention to maintenance.

【0009】したがって本発明は、電子伝達体を利用
し、作用極材料としてカーボン材料を使用する酵素セン
サにおいて、特殊な前処理をしなくても酵素センサの調
整が容易でかつ試料中の酵素の基質となりうる物質の濃
度を再現性良く、高感度かつ迅速に定量することのでき
る信頼性の高い酵素センサを提供することを目的として
いる。
Therefore, the present invention is an enzyme sensor which uses an electron carrier and uses a carbon material as a working electrode material. The enzyme sensor can be easily adjusted without special pretreatment and the enzyme in the sample It is an object of the present invention to provide a highly reliable enzyme sensor capable of quantifying the concentration of a substance that can serve as a substrate with good reproducibility, high sensitivity and speed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、酵素セン
サの作用極用材料として黒鉛及びガラス状炭素複合材料
を用い、これと対極とを含む電極系、並びに前記電極系
に接触していて酵素、電子伝達体および水溶性高分子を
含む反応層とから酵素センサを構成すると、試料中の酵
素の基質となりうる物質の濃度を再現性良く測定できる
うえセンサ調整が容易で、有機物との被着性が優れてい
るため高精度かつ迅速に定量することのできる、信頼性
の高い酵素センサとなることをここに新たに見い出し、
本願発明を完成させた。
The present inventors have used graphite and a glassy carbon composite material as a material for a working electrode of an enzyme sensor, and are in contact with an electrode system including this and a counter electrode, and the electrode system. When an enzyme sensor is composed of a reaction layer containing an enzyme, an electron carrier, and a water-soluble polymer, the concentration of a substance that can be a substrate of the enzyme in the sample can be measured with good reproducibility, and the sensor adjustment is easy and We have newly found here that it will be a highly reliable enzyme sensor that can quantify with high precision and speed because of its excellent adherence,
The present invention has been completed.

【0011】すなわち、本発明は、再現性良く、高精度
かつ迅速に定量するために、作用極材料が、ガラス状炭
素のマトリックス中に黒鉛結晶を黒鉛結晶固有の電極反
応活性を持つように一方向に配向させた組織でなり、実
質的にガラス状炭素並の電解液不浸透性を有する黒鉛及
びガラス状炭素のみからなる複合材料であることを特徴
とし、反応層が、酵素、電子伝達体および水溶性高分子
を含み、少なくとも2層からなることを特徴とする酵素
センサを提供するものである。
That is, according to the present invention, in order to quantify with good reproducibility, with high accuracy and speed, the working electrode material should have a graphite crystal in a glassy carbon matrix so that it has an electrode reaction activity specific to the graphite crystal. Characterized in that it is a composite material consisting of graphite and glassy carbon, which has a structure oriented in a direction, and which has electrolyte impermeability substantially equal to that of glassy carbon, and the reaction layer has an enzyme and an electron carrier. And an enzyme sensor comprising a water-soluble polymer and comprising at least two layers.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明の酵素センサを具体
的に説明する。本発明の酵素センサは、黒鉛及びガラス
状炭素複合材料からなる作用極並びに対極とを含む電極
系、更に前記電極系に接触していて、酵素、電子伝達体
および水溶性高分子を含む反応層から構成されてなる酵
素センサである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the enzyme sensor of the present invention will be specifically described. The enzyme sensor of the present invention is an electrode system including a working electrode and a counter electrode made of graphite and a glassy carbon composite material, and a reaction layer which is in contact with the electrode system and contains an enzyme, an electron carrier and a water-soluble polymer. The enzyme sensor is composed of

【0013】本発明の、作用極に用いる黒鉛がガラス状
炭素複合材料は、材料構成の40%以上95%以下が不
浸透性を持つガラス状炭素マトリックスによって成り、
必要ならばより高密度化等に応じ、ピッチ等を乾留して
炭素残査を高め、かつ難黒鉛化性を付与した炭素残査収
率75%以上95%以下のメソフェースピッチを複合し
共炭化することを特徴としている。そしてマトリックス
炭素が全体の40%以下であると材料中に欠陥や空孔が
発生して本来の不浸透性が失われ電極特性が不安定にな
る恐れがあるので好ましくない。また、マトリックス炭
素が95%を越えると黒鉛結晶の持つ活性な電極反応特
性が失われるので好ましくない。
The glass-like carbon composite material in which the graphite used for the working electrode of the present invention is composed of a glass-like carbon matrix having an impermeability of 40% or more and 95% or less of the material constitution,
If necessary, according to higher densification, etc., carbon residue is carbonized by carbonization to increase carbon residue and carbon residue yield of 75% or more and 95% or less is added and cocarbonized. It is characterized by doing. If the matrix carbon content is 40% or less of the total, defects or vacancies may occur in the material, the original impermeability may be lost, and the electrode characteristics may become unstable, which is not preferable. On the other hand, if the matrix carbon content exceeds 95%, the active electrode reaction characteristics of the graphite crystal are lost, which is not preferable.

【0014】ここで黒鉛とは、黒鉛ウィスカ、高配向性
熱分解黒鉛(HOPG)、キッシュ黒鉛、天然黒鉛、人
造黒鉛により成る群より選ばれた少なくとも一種であ
る。本発明で電極反応を良好に行わせるには、黒鉛の結
晶端面(エッジ面)が電極の反応面に垂直に整列するよ
うに組織配向した複合炭素材料を作製することが重要で
ある。それゆえ、好ましくはキッシュ黒鉛、天然黒鉛等
の粉末が用いられ、粉末の粒度は目的とする電極の直径
によっても異なるが、最大径が数μmであることが好ま
しい。
Here, graphite is at least one selected from the group consisting of graphite whiskers, highly oriented pyrolytic graphite (HOPG), quiche graphite, natural graphite, and artificial graphite. In order to favorably carry out the electrode reaction in the present invention, it is important to prepare a composite carbon material having a textured orientation such that the crystal end faces (edge faces) of graphite are vertically aligned with the reaction face of the electrode. Therefore, powder such as Kish graphite or natural graphite is preferably used, and the maximum diameter is preferably several μm, although the particle size of the powder varies depending on the diameter of the target electrode.

【0015】またガラス状炭素とは、有機物を不活性雰
囲気中または非酸化性雰囲気中で焼成することで得られ
るガラス状の難黒鉛化性炭素であり、三次元架橋を持つ
有機樹脂材料や、固相炭化する天然有機材料等の炭素化
物である。具体的には、有機高分子物質および、そのモ
ノマー・オリゴマー類、タール・ピッチ類、乾留ピッチ
類、熱過塑性樹脂、熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂の初期
重合体類、等の一種または二種以上の混合物よりなる炭
素化物である。
The glassy carbon is a glassy non-graphitizable carbon obtained by firing an organic substance in an inert atmosphere or a non-oxidizing atmosphere, and an organic resin material having three-dimensional cross-linking, It is a carbonized material such as a natural organic material that solid-phase carbonizes. Specifically, one of organic polymer substances and their monomers / oligomers, tars / pitches, carbonized pitches, thermoplastic resins, thermosetting resins, prepolymers of thermosetting resins, or the like, or It is a carbonized product composed of a mixture of two or more kinds.

【0016】本発明の反応層は、酵素、電子伝達体およ
び水溶性高分子を含む、少なくとも2層からなるもので
ある。水溶性高分子層と酵素及び電子伝達体を含む層と
の2層でもよいが、好ましくは、更に酵素を含む層と電
子伝達体を含む層とを分けると、酵素は電子伝達体によ
って活性を損なわれることがないので、保存によっても
性能の劣化しない高信頼性の酵素電極を得ることができ
るため好適である。また、酵素層と電子伝達体層との間
に、酵素を溶解しない溶媒に可溶な親水性高分子膜を設
ければ、酵素と電子伝達体との分離効果は、さらに大き
くなる。しかし、反応層は可能な限り少ない構成とする
ことも重要である。それは、少層構造のほうが多層構造
に比べて製造工程を簡素化することができるとともに、
試料液への溶解が容易であるため、応答速度が短縮さ
れ、応答値のばらつきを小さくすることができる利点が
あるためである。また、試料液のpHの影響を緩和し、安
定したセンサ応答を得るには、反応層があらかじめ緩衝
液またはその成分となる試薬を含んでいることが好まし
い。なお、緩衝液の成分となる試薬としては、リン酸塩
の他、リン酸塩−クエン酸あるいは酢酸−酢酸塩などを
使用することができる。
The reaction layer of the present invention comprises at least two layers containing an enzyme, an electron carrier and a water-soluble polymer. The water-soluble polymer layer and the layer containing the enzyme and the electron carrier may be two layers, but preferably, when the layer containing the enzyme and the layer containing the electron carrier are separated, the enzyme is activated by the electron carrier. Since it is not damaged, a highly reliable enzyme electrode whose performance does not deteriorate even if it is stored can be obtained, which is preferable. If a hydrophilic polymer film soluble in a solvent that does not dissolve the enzyme is provided between the enzyme layer and the electron carrier layer, the effect of separating the enzyme and the electron carrier is further increased. However, it is also important to make the reaction layer as small as possible. Compared with the multi-layer structure, the small-layer structure can simplify the manufacturing process.
This is because it is easy to dissolve in the sample solution, so that the response speed is shortened and the variation in response value can be reduced. Further, in order to reduce the influence of the pH of the sample solution and obtain a stable sensor response, it is preferable that the reaction layer contains a buffer solution or a reagent which is a component thereof in advance. In addition to the phosphate, phosphate-citric acid or acetic acid-acetate can be used as the reagent serving as a component of the buffer solution.

【0017】ここで親水性高分子としては、実施例にお
いて一例として用いたカルボキシメチルセルロースに限
定されることはなく、他のセルロース系、ビニルアルコ
ール系、ビニルピロリドン系、ゼラチン系、アクリル酸
塩系、デンプン系、無水マレイン酸系、アクリルアミド
系などが使用される。
Here, the hydrophilic polymer is not limited to carboxymethylcellulose used as an example in the examples, and other cellulose type, vinyl alcohol type, vinylpyrrolidone type, gelatin type, acrylate type, Starch-based, maleic anhydride-based, acrylamide-based, etc. are used.

【0018】また電子伝達体として使用できる材料とし
ては、従来から使用されているものはいづれも使用で
き、例えばフェリシアン化カリウム、p−ベンゾキノ
ン、フェロセン、フェナジンメトサルファート、チオニ
ン、ピロロキノリンキノン、ナフトキノン、メチレンブ
ルー等を挙げることができる。
As the material that can be used as the electron carrier, any of the materials conventionally used can be used. For example, potassium ferricyanide, p-benzoquinone, ferrocene, phenazine methosulfate, thionine, pyrroloquinoline quinone, naphthoquinone, Examples thereof include methylene blue.

【0019】本発明において使用できる酵素は、特に限
定されるものではなく、従来の酵素センサにおいて使用
されている酵素を単独であるいは併用して使用できる。
具体的には、グルコースオキシダーゼ、コレステロール
オキシダーゼ、乳酸オキシダーゼ、ウリカーゼ、アルコ
ールオキシダーゼ、NADHオキシダーゼ、ガラクトー
スオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、アミンオキ
シダーゼなどのオキシダーゼ。グルコースデヒドロゲナ
ーゼ、コレステロールデヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロ
ゲナーゼ、3−ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ、フル
クトースデヒドロゲナーゼ、アルコールデヒドロゲナー
ゼ、グルタミン酸デヒドロゲナーゼなどのデヒドロゲナ
ーゼ、ジアホラーゼ、ウレアーゼ、などを使用できる。
本発明の酵素センサにより濃度を測定できる物質として
は、使用する上述の酵素から適当に選択することにより
種々の物質の濃度を測定できる。
The enzyme that can be used in the present invention is not particularly limited, and the enzymes used in conventional enzyme sensors can be used alone or in combination.
Specifically, oxidases such as glucose oxidase, cholesterol oxidase, lactate oxidase, uricase, alcohol oxidase, NADH oxidase, galactose oxidase, pyruvate oxidase, and amine oxidase. Glucose dehydrogenase, cholesterol dehydrogenase, lactate dehydrogenase, 3-hydroxybutyrate dehydrogenase, fructose dehydrogenase, alcohol dehydrogenase, dehydrogenase such as glutamate dehydrogenase, diaphorase, urease and the like can be used.
As the substance whose concentration can be measured by the enzyme sensor of the present invention, the concentration of various substances can be measured by appropriately selecting from the above-mentioned enzymes to be used.

【0020】例えば、酵素としてグルコースオキシダー
ゼを使用することによって血液などの試料中のグルコー
スを測定でき、コレステロールオキシダーゼを使用する
ことによりコレステロール濃度を、乳酸オキシダーゼを
使用することにより乳酸の濃度を測定できる。
For example, glucose in a sample such as blood can be measured by using glucose oxidase as an enzyme, cholesterol concentration can be measured by using cholesterol oxidase, and lactic acid concentration can be measured by using lactate oxidase.

【0021】本発明において、センサの構造は特に限定
されるものではなく、従来の酵素センサにおいて採用さ
れている種々の構造を採用することができる。従って、
センサ用電極および作用電極の形状は、線状、ロッド
状、面状の形態であってよく、これらの電極は、電流値
を測定するために適当な回路(例えば電流測定回路)に
接続されるようになっている。本発明の特に好ましい態
様では、電極基材の構造としてロッド構造を採用でき
る。
In the present invention, the structure of the sensor is not particularly limited, and various structures adopted in conventional enzyme sensors can be adopted. Therefore,
The shape of the sensor electrode and the working electrode may be linear, rod-shaped, or planar, and these electrodes are connected to an appropriate circuit (for example, a current measuring circuit) for measuring a current value. It is like this. In a particularly preferred embodiment of the present invention, a rod structure can be adopted as the structure of the electrode base material.

【0022】[0022]

【作用】本発明は前記したように、酵素センサの作用極
用材料として黒鉛及びガラス状炭素複合材料を用い、こ
れと対極とを含む電極系、並びに前記電極系に接触して
いて、酵素、電子伝達体及び水溶性高分子を含む反応層
から酵素センサを構成することを特徴としている。本発
明の酵素センサを用いて試料液中の酵素の基質となりう
る物質の濃度を定量するには、試料液を電極系に接触し
ている反応層に供給する。この試料液により反応層の親
水性高分子は溶解し、反応層に含まれている酵素および
電子伝達体と試料とが接触して、試料は酵素による酸化
を受ける。酸化反応で移動した電子によって電子伝達
体、例えばフェリシアン化カリウムはフェロシアン化カ
リウムに還元される。酸化酵素による酸化反応によって
生成した電子伝達体の還元体は、次に対極を基準として
作用極をアノードとする電圧印加によって酸化され、そ
の際電極特性の優れた黒鉛及びガラス状炭素複合材料よ
りなる作用極によって、その応答電流を迅速かつ高精
度、再現性良く計測することができる。また、反応層
は、親水性高分子を含み、この高分子が試料液に溶解し
て反応層に含まれる酵素や電子伝達体などと試料との反
応の場を提供することになるが、有機物との被着性が優
れている黒鉛及びガラス状炭素複合電極材料を用いてい
るため高分子は酵素や電子伝達体などが電極系表面に接
触するのを実質的に阻止することができることから、電
極系表面へのタンパク質の吸着や、電子受容体などの酸
化能力を有する物質の化学作用による電極系の特性変化
が起こり難くなる。その結果、より高精度に電流応答を
得ることができる。
As described above, the present invention uses the graphite and glassy carbon composite material as the material for the working electrode of the enzyme sensor, the electrode system including this and the counter electrode, and the enzyme which is in contact with the electrode system, It is characterized in that an enzyme sensor is composed of a reaction layer containing an electron carrier and a water-soluble polymer. To quantify the concentration of a substance that can be a substrate for an enzyme in a sample solution using the enzyme sensor of the present invention, the sample solution is supplied to the reaction layer in contact with the electrode system. This sample solution dissolves the hydrophilic polymer in the reaction layer, and the enzyme and electron carrier contained in the reaction layer come into contact with the sample, and the sample is oxidized by the enzyme. An electron carrier such as potassium ferricyanide is reduced to potassium ferrocyanide by the electrons transferred by the oxidation reaction. The reductant of the electron carrier generated by the oxidation reaction by the oxidase is then oxidized by the voltage application with the working electrode as the anode based on the counter electrode, and at that time, it is composed of graphite and glassy carbon composite material having excellent electrode characteristics. With the working electrode, the response current can be measured quickly, with high accuracy, and with good reproducibility. In addition, the reaction layer contains a hydrophilic polymer, and this polymer dissolves in the sample solution to provide a field for reaction between the enzyme or electron carrier contained in the reaction layer and the sample. Since it is possible to substantially prevent the polymer from using the graphite and glassy carbon composite electrode materials, which have excellent adhesion properties with, to make contact with the electrode system surface such as enzymes and electron mediators, Adsorption of proteins on the surface of the electrode system and changes in the characteristics of the electrode system due to the chemical action of substances having an oxidizing ability such as electron acceptors are less likely to occur. As a result, the current response can be obtained with higher accuracy.

【0023】従って、本発明では、電極反応活性に富
み、電位窓が大きく、固有抵抗が低く、経時劣化せず安
定性が高いなど、優れた電極特性を有する黒鉛及びガラ
ス状炭素複合材料を用いるため、従来の炭素材料利用し
たものに比べ、精度高く、再現性、安定性の優れた酵素
センサが得られるようになった。また、それによりセン
サ特性の維持管理の簡易化が可能になった。
Therefore, in the present invention, a graphite and glassy carbon composite material having excellent electrode characteristics such as high electrode reaction activity, large potential window, low specific resistance, high stability without deterioration over time, and the like are used. Therefore, an enzyme sensor with higher accuracy, reproducibility, and stability can be obtained as compared with the conventional one using a carbon material. Moreover, it has become possible to simplify the maintenance of sensor characteristics.

【0024】[0024]

【実施例】以下実施に例によって、本発明を更に具体的
に説明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0025】〔実施例1〕本実施例では、グリコースセ
ンサについて記述する。まず、作用極用の黒鉛及びガラ
ス状炭素複合材料の作製方法を説明する。黒鉛及びガラ
ス状炭素複合材料は、マトリックスカーボン(ガラス状
炭素)原料として、塩素化塩化ビニル樹脂(日本カーバ
イト社製 T−742)35重量%とフラン樹脂(日立
化成社製ヒタフランVF−302)50重量%、との混
合樹脂系を用い、これに天然黒鉛微粉末(日本黒鉛社製
CSSP−B平均粒度1μm)15重量%、可塑剤と
してのジアリルフタレートモノマー20重量%を、ヘン
シェル・ミキサーで混合・分散後、ミキシング用二本ロ
ールで混練し、この混練物をスクリュー型押し出し機で
直径1.25mmのダイスを用い脱気を行ないつつ押し出
し、これを枠に固定して、180℃に加熱されたエアー
・オーブン中で10時間処理してプリ・カーサー(炭素
前駆体)線材とした。次に、これを窒素ガス中で500
℃迄を50℃/時の昇温速度で昇温し、その後1500
℃迄を100℃/時で昇温し、1500℃で3時間保持
した後自然冷却して焼成を完了した。得られたロッド形
状の作用電極用炭素材は、黒鉛及びガラス状炭素=32
/68、直径1.0mmであった。電極特性は、柳本製ポ
ーラログラフィクアナライザー(YANACO P−1
100)を使用し、5×10-3M Fe(CN)6 4-
1M KC1系中でのフェロ/フェリシアンイオンのレ
ドックス反応性を観察することで評価した。その結果、
特別な前処理を施さなくてもブランク電流は小さく、シ
ャープな酸化波、還元波のピークが得られ、ピーク電位
の差ΔEpも理論値に近似した。電解液の侵入に伴う電
流値の増加は見られず、実質的にガラス状炭素並の電解
液不浸透性を示した。また、この素材の固有抵抗は、5
×10-4Ωcmであった。これらより、この素材の電極特
性および固有抵抗は、既存の炭素系電極素材であるガラ
ス状炭素や炭素繊維・カーボンペースト材より優れてい
ることがわかった。
[Embodiment 1] In this embodiment, a glucose sensor will be described. First, a method for producing graphite and glassy carbon composite material for a working electrode will be described. The graphite and glassy carbon composite materials are 35% by weight of chlorinated vinyl chloride resin (T-742 manufactured by Nippon Carbide Co.) and furan resin (Hitafuran VF-302 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) as matrix carbon (glassy carbon) raw materials. 50% by weight of a mixed resin system, 15% by weight of natural graphite fine powder (Nippon Graphite Co., Ltd. CSSP-B average particle size 1 μm) and 20% by weight of diallyl phthalate monomer as a plasticizer were mixed with a Henschel mixer. After mixing / dispersing, kneading with two rolls for mixing, extruding this kneaded product with a screw type extruder using a die of 1.25 mm in diameter while degassing, fixing this to a frame, and heating to 180 ° C. The pre-cursor (carbon precursor) wire rod was treated for 10 hours in the air oven. Next, this is 500 in nitrogen gas.
Up to ℃ at a heating rate of 50 ℃ / hour, then 1500
The temperature was raised to 100 ° C./hour, the temperature was maintained at 1500 ° C. for 3 hours, and then naturally cooled to complete the firing. The obtained rod-shaped carbon material for a working electrode was graphite and glassy carbon = 32
It was / 68 and the diameter was 1.0 mm. The electrode characteristics are the Yanamoto P-1 polarographic analyzer (YANACO P-1).
100) was used to evaluate the redox reactivity of the ferro / ferricyan ion in the system 5 × 10 −3 M Fe (CN) 6 4− and 1M KC1. as a result,
The blank current was small without performing a special pretreatment, and sharp peaks of the oxidation wave and the reduction wave were obtained, and the peak potential difference ΔEp was also close to the theoretical value. No increase in current value was observed with the invasion of the electrolytic solution, and it was substantially as impervious to the electrolytic solution as glassy carbon. The resistivity of this material is 5
It was × 10 -4 Ωcm. From these, it was found that the electrode characteristics and the specific resistance of this material were superior to those of the existing carbon-based electrode materials such as glassy carbon and carbon fiber / carbon paste materials.

【0026】次に、上記方法で作製した黒鉛及びガラス
状炭素材を作用極として用いた、グルコースセンサの作
製方法および構造について説明する。黒鉛及びガラス状
炭素材のうち、作用極として使用するロッド形状の断面
部分1およびリードとして使用する部分2をマスキング
した後、絶縁用樹脂(イミド樹脂)3を被覆した。ま
た、銀を真空蒸着したポリエチレンテレフタレート製
(厚み12μm)のフィルムの一部を1M塩化カリウム
水溶液に浸し、SCEを基準極として0.34V印加し
塩化銀を析出させ、これを上記イミド樹脂を被覆した作
用極の外側に試料溶液を保持できるよう対極4および対
極リード5を接合することで電極系を作製した。
Next, a method and structure for manufacturing a glucose sensor using the graphite and glassy carbon material manufactured by the above method as working electrodes will be described. Of the graphite and the glassy carbonaceous material, a rod-shaped cross-section portion 1 used as a working electrode and a portion 2 used as a lead were masked and then covered with an insulating resin (imide resin) 3. Further, a part of a film made of polyethylene terephthalate (thickness 12 μm) on which silver is vacuum-deposited is immersed in a 1 M potassium chloride aqueous solution, 0.34 V is applied with SCE as a reference electrode to deposit silver chloride, and this is coated with the above imide resin. An electrode system was prepared by joining the counter electrode 4 and the counter lead 5 so that the sample solution can be held outside the working electrode.

【0027】得られた、前記電極系に親水性高分子とし
てカルボキシメチルセルロース(以下CMCと略す)の
0.5wt%水溶液5μlを滴下し、乾燥させてCMC
層形成する。一方、グルコースオキシダーゼ(シグマ社
製、TypeII-S,EC1.1.3.4,Aspergillus niger:以下GO
Dと略す)1000Uと電子受容体としてのフェリシア
ン化カリウム25mgを、リン酸緩衝液(0.1M:KH
2 PO4 −0.1M:Na2 HPO4 ;pH=7.0)
1mlに溶解させる。この混合溶液を前記CMC層上に5
μl滴下し、40℃の乾燥器中で20分間乾燥させて反
応層6を形成する。得られたグルコースセンサの反応層
部は直径3mmのほぼ円形であった。
5 μl of a 0.5 wt% aqueous solution of carboxymethyl cellulose (hereinafter abbreviated as CMC) as a hydrophilic polymer was dropped into the obtained electrode system and dried to obtain CMC.
Form a layer. On the other hand, glucose oxidase (Type II-S, EC1.1.3.4, Aspergillus niger: manufactured by Sigma, hereinafter GO)
(Abbreviated as D) 1000 U and 25 mg of potassium ferricyanide as an electron acceptor in a phosphate buffer solution (0.1 M: KH
2 PO 4 -0.1 M: Na 2 HPO 4 ; pH = 7.0)
Dissolve in 1 ml. Add this mixed solution to the CMC layer 5
μl is dropped and dried in a dryer at 40 ° C. for 20 minutes to form a reaction layer 6. The reaction layer portion of the obtained glucose sensor was substantially circular with a diameter of 3 mm.

【0028】上記の反応層形成工程において、リン酸
塩、グルコースオキシダーゼおよびフェリシアン化カリ
ウムの混合溶液をCMC層上に滴下すると、親水性高分
子からなるCMC層は一度溶解し、その後の乾燥過程で
酵素などと混合された形で複合層を形成する。しかし、
黒鉛及びガラス状炭素材料のうち黒鉛エッジが集積した
断面部は親水性高分子との被着性が優れているため、完
全な混合状態とはならず、電極系表面はCMCのみによ
って被覆された状態となる。すなわち、酵素および電子
受容体などが電極表面に接触しないために、電極系表面
へのタンパク質の吸着や、フェリシアン化カリウム、K
2 PO4 のような酸化能力を有する物質の化学的作用
による電極系の特性変化が起こり難くなる。その結果、
高精度なセンサ応答を有するバイオセンサを得ることが
できる。
In the above reaction layer forming step, when a mixed solution of phosphate, glucose oxidase and potassium ferricyanide is dropped on the CMC layer, the CMC layer composed of the hydrophilic polymer is once dissolved and the enzyme is dried in the subsequent drying process. And the like to form a composite layer. But,
Of the graphite and glassy carbon materials, the cross-section where the graphite edges are integrated has excellent adherence to the hydrophilic polymer, and thus is not in a completely mixed state, and the electrode system surface is covered with only CMC. It becomes a state. That is, since the enzyme and the electron acceptor do not come into contact with the electrode surface, adsorption of protein on the electrode system surface, potassium ferricyanide, K
It is difficult for the characteristics of the electrode system to change due to the chemical action of a substance having an oxidizing ability such as H 2 PO 4 . as a result,
A biosensor having a highly accurate sensor response can be obtained.

【0029】次に測定に関して記す。上記のように作製
したグルコースセンサに、試料液としてグルコース水溶
液10μlを供給してから一定時間後に、電極系の対極
を基準にして作用極にアノード方向へ+0.4Vのパル
ス電圧を印加し、10秒後の電流値を測定したところ、
図2に示すように、試料液中のグルコース濃度に比例し
た応答電流値が得られた。
Next, the measurement will be described. To the glucose sensor manufactured as described above, 10 μl of glucose aqueous solution was supplied as a sample solution, and after a certain time, a pulse voltage of +0.4 V was applied to the working electrode in the anode direction with reference to the counter electrode of the electrode system. When the current value after 2 seconds was measured,
As shown in FIG. 2, a response current value proportional to the glucose concentration in the sample solution was obtained.

【0030】〔比較例1〕作用極用電極素材としてガラ
ス状炭素材を使用すること以外は実施例1と同様にして
グルコースセンサを作製し、同様にして測定した。その
結果を図2に示す。実施例1と作用極面積が同じである
のにもかかわらず応答電流値が小さい上、グルコース濃
度に比例した応答電流値を得られなかった。また、グル
コースセンサにグルコース水溶液を供給した際、反応層
の剥離が観察された。
[Comparative Example 1] A glucose sensor was prepared and measured in the same manner as in Example 1 except that a glassy carbon material was used as the working electrode material. The result is shown in FIG. Although the working electrode area was the same as in Example 1, the response current value was small, and the response current value proportional to the glucose concentration could not be obtained. Further, when the aqueous glucose solution was supplied to the glucose sensor, peeling of the reaction layer was observed.

【0031】〔実施例2〕本実施例では乳酸センサにつ
いて記述する。黒鉛及びガラス状炭素複合材料は、マト
リックスカーボン(ガラス状炭素)原料としての、フラ
ン樹脂(日立化成社製 ヒタフランVF302)50重
量%、乾留ピッチ(呉羽化学工業社製 KH)30重量
%と、天然黒鉛微粉末(日本黒鉛社製 CSSP−B
平均粒度1μm)20重量%を、ヘンシェル・ミキサー
で混合・分散後、ミキシング用二本ロールで混練し、こ
の混練物をスクリュー型押し出し機で直径1.3mmのダ
イスを用い脱気を行ないつつ押し出した。以後実施例1
と同様な操作を行い目的とする電極用炭素材を得ると共
に電極特性の評価を行った。得られたロッド形状の作用
電極用炭素材は、黒鉛及びガラス状炭素=30/70、
直径1.0mmであった。また、特別な前処理を施さなく
てもブランク電流が小さく、シャープな酸化波、還元波
のピークが得られ、ピーク電位の差ΔEpも理論値に近
似した電極特性が得られた。電解液の侵入に伴う電流値
の増加は見られず、実質的にガラス状炭素並の電解液不
浸透性を示した。この素材の固有抵抗は、6×10-4Ω
cmであった。これらより、この素材の電極特性及び固有
抵抗も、既存の炭素系電極素材であるガラス状炭素や炭
素繊維・カーボンペースト材より優れていることがわか
った。
[Embodiment 2] In this embodiment, a lactic acid sensor will be described. Graphite and glassy carbon composite materials are 50% by weight of furan resin (Hitafuran VF302 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), 30% by weight of carbonization pitch (KH manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) as a matrix carbon (glassy carbon) raw material, and natural materials. Graphite fine powder (Nippon Graphite Co., Ltd. CSSP-B
20% by weight of average particle size 1 μm) is mixed and dispersed by a Henschel mixer, and then kneaded by a twin roll for mixing, and this kneaded product is extruded by a screw type extruder with a die having a diameter of 1.3 mm while performing deaeration. It was Hereinafter, Example 1
The same operation as described in (1) above was performed to obtain the target carbonaceous material for electrodes and to evaluate the electrode characteristics. The obtained rod-shaped carbon material for working electrode was graphite and glassy carbon = 30/70,
It had a diameter of 1.0 mm. In addition, the blank current was small and sharp peaks of the oxidation wave and the reduction wave were obtained without any special pretreatment, and the electrode characteristics with the peak potential difference ΔEp close to the theoretical value were obtained. No increase in current value was observed with the invasion of the electrolytic solution, and it was substantially as impervious to the electrolytic solution as glassy carbon. The resistivity of this material is 6 × 10 -4 Ω
cm. From these, it was found that the electrode characteristics and the specific resistance of this material are also superior to those of the existing carbon-based electrode materials such as glassy carbon and carbon fiber / carbon paste materials.

【0032】次に、上記方法で作製した黒鉛及びガラス
状炭素材を作用極として用いた、乳酸センサの作製方法
および構造について説明する。実施例1と同様に黒鉛及
びガラス状炭素材のうち、作用極として使用するロッド
形状の断面部分1及びリードとして使用する部分2をマ
スキングした後、絶縁用樹脂(フラン樹脂)3を被覆し
た。また、銀を真空蒸着したポリエチレンテレフタレー
ト製フィルムの一部を塩化銀化し、これを上記フラン樹
脂を被覆した作用極の外側に試料溶液を保持できるよう
対極4および対極リード5を接合することで電極系を作
製した。
Next, a method and structure for manufacturing a lactic acid sensor using the graphite and glassy carbon material manufactured by the above method as working electrodes will be described. In the same manner as in Example 1, of the graphite and glassy carbon materials, the rod-shaped cross-section portion 1 used as the working electrode and the portion 2 used as the lead were masked, and then coated with an insulating resin (furan resin) 3. In addition, a part of a polyethylene terephthalate film obtained by vacuum-depositing silver is converted into silver chloride, and the electrode is formed by joining the counter electrode 4 and the counter electrode lead 5 so that the sample solution can be held outside the working electrode coated with the furan resin. A system was made.

【0033】得られた、前記電極系に親水性高分子とし
て以下CMCの0.5wt%水溶液5μlを滴下し、乾燥
させてCMC層を形成する。一方、乳酸オキシダーゼ
(ベーリンガー・マンハイム社製、Pediococcus sp. :
以下LODと略す)100Uと電子受容体としてのフェ
リシアン化カリウム25mgを含むリン酸緩衝液(0.1
M:KH2 PO4 −0.1M:Na2 HPO4 ;pH=
7.0)1mlに溶解させる。この混合溶液を前記CMC
層上に5μl滴下し、40℃の乾燥器中で20分間乾燥
させて反応層6を形成する。得られた乳酸センサの反応
層部は直径約3mmのほぼ円形であった。
5 μl of a 0.5 wt% aqueous solution of CMC as a hydrophilic polymer was dropped into the obtained electrode system and dried to form a CMC layer. On the other hand, lactate oxidase (produced by Boehringer Mannheim, Pediococcus sp.
A phosphate buffer (0.1% LOD) containing 100 U and 25 mg of potassium ferricyanide as an electron acceptor (0.1
M: KH 2 PO 4 -0.1 M: Na 2 HPO 4 ; pH =
7.0) Dissolve in 1 ml. This mixed solution is
5 μl is dropped on the layer and dried in a drier at 40 ° C. for 20 minutes to form a reaction layer 6. The reaction layer portion of the obtained lactic acid sensor was substantially circular with a diameter of about 3 mm.

【0034】上記の反応層形成工程において、リン酸
塩、乳酸オキシダーゼおよびフェリシアン化カリウムの
混合溶液をCMC層上に滴下すると、親水性高分子から
なるCMC層は一度溶解し、その後の乾燥過程で酵素な
どと混合された形で複合層を形成する。しかし、黒鉛及
びガラス状炭素材料のうち黒鉛エッジが集積した断面部
は親水性高分子との被着性が優れているため、完全な混
合状態とはならず、電極系表面はCMCのみによって被
覆された状態となる。すなわち、酵素および電子受容体
などが電極表面に接触しないために、電極系表面へのタ
ンパク質の吸着や、フェリシアン化カリウム、KH2
4 のような酸化能力を有する物質の化学的作用による
電極系の特性変化が起こり難くなる。その結果、高精度
なセンサ応答を有するバイオセンサを得ることができ
る。
In the above reaction layer forming step, when a mixed solution of phosphate, lactate oxidase and potassium ferricyanide is dropped on the CMC layer, the CMC layer made of the hydrophilic polymer is once dissolved and the enzyme is dried in the subsequent drying process. And the like to form a composite layer. However, the cross-section of the graphite and glassy carbon materials where the graphite edges are accumulated has excellent adherence with the hydrophilic polymer, so that it is not in a completely mixed state, and the electrode system surface is covered with only CMC. It will be in the state of being. That is, since the enzyme and the electron acceptor do not come into contact with the electrode surface, protein adsorption onto the electrode system surface, potassium ferricyanide, KH 2 P
It is difficult for the characteristics of the electrode system to change due to the chemical action of a substance having an oxidizing ability such as O 4 . As a result, a biosensor having a highly accurate sensor response can be obtained.

【0035】次に測定に関して記す。上記のように作製
した乳酸センサに、試料液としてグルコース水溶液10
μlを供給してから一定時間後に、電極系の対極を基準
にして作用極にアノード方向へ+0.5Vのパルス電圧
を印加し、10秒後の電流値を測定したところ、図3に
示すように、試料液中の乳酸濃度に比例した応答電流値
が得られた。
Next, the measurement will be described. An aqueous glucose solution 10 was used as a sample solution in the lactate sensor manufactured as described above.
After a certain period of time from the supply of μl, a pulse voltage of +0.5 V was applied to the working electrode in the direction of the anode with the counter electrode of the electrode system as a reference, and the current value after 10 seconds was measured. As shown in FIG. Moreover, a response current value proportional to the lactic acid concentration in the sample solution was obtained.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上、本願発明の酵素センサは、作用極
材料として電極特性の優れた黒鉛及びガラス状炭素複合
材料を用いることにより、酵素センサ作製に際し特別な
前処理や製造管理を必要としなくとも、試料中に存在す
る基質の濃度を迅速かつ、再現性が良く、高精度に測定
することができるようになった。つまり、従来のカーボ
ン材料を使用した酵素センサが有していた欠点を克服し
たうえ、格段に優れた特性を有する酵素センサが得られ
た。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the enzyme sensor of the present invention uses the graphite and glassy carbon composite material having excellent electrode characteristics as the working electrode material, so that no special pretreatment or manufacturing control is required when manufacturing the enzyme sensor. At the same time, the concentration of the substrate present in the sample can be measured rapidly, with good reproducibility, and with high accuracy. That is, in addition to overcoming the drawbacks of the conventional enzyme sensor using a carbon material, an enzyme sensor having remarkably excellent characteristics was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る酵素センサの断面図(構成模式
図)である。
FIG. 1 is a cross-sectional view (schematic diagram) of an enzyme sensor according to the present invention.

【図2】実施例1および比較例1のグルコースセンサに
より得られた、グルコース濃度と電流値との関係につい
て示したものである。
FIG. 2 shows the relationship between glucose concentration and current value obtained by the glucose sensors of Example 1 and Comparative Example 1.

【図3】実施例2の乳酸センサにより得られた、乳酸濃
度と電流値との関係について示したものである。
FIG. 3 shows the relationship between the lactic acid concentration and the current value obtained by the lactic acid sensor of Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…作用極(端面) 2…作用極リード 3…絶縁樹脂層 4…対極 5…対極リード 6…反応層 7…ポリエチレンテレフタレートフィルム 1 ... Working electrode (end face) 2 ... Working electrode lead 3 ... Insulating resin layer 4 ... Counter electrode 5 ... Counter electrode lead 6 ... Reaction layer 7 ... Polyethylene terephthalate film

フロントページの続き (72)発明者 関 真紀子 群馬県藤岡市立石1091 三菱鉛筆株式会社 群馬研究開発センター内Front page continuation (72) Inventor Makiko Seki 1091 Tateishi, Fujioka, Gunma Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Gunma R & D Center

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 黒鉛及びガラス状炭素複合材料からなる
作用極と対極とを含む電極系、並びに該電極系に接触し
ている反応層から構成されてなることを特徴とする酵素
センサ。
1. An enzyme sensor comprising an electrode system including a working electrode and a counter electrode made of graphite and a glassy carbon composite material, and a reaction layer in contact with the electrode system.
【請求項2】 該作用極は、ガラス状炭素のマトリック
ス中に黒鉛結晶が一方向に配向した組織であり、実質的
にガラス状炭素並の電解液不浸透性を有する黒鉛及びガ
ラス状炭素のみからなる複合材料であることを特徴とす
る請求項1に記載の酵素センサ。
2. The working electrode has a structure in which graphite crystals are unidirectionally oriented in a glassy carbon matrix, and only graphite and glassy carbon having substantially the same impermeability of electrolyte as glassy carbon. The enzyme sensor according to claim 1, which is a composite material comprising:
【請求項3】 該反応層は、酵素、電子伝達体および水
溶性高分子を含み、少なくとも2層からなることを特徴
とする請求項1に記載の酵素センサ。
3. The enzyme sensor according to claim 1, wherein the reaction layer contains an enzyme, an electron carrier and a water-soluble polymer and is composed of at least two layers.
JP7306080A 1995-11-24 1995-11-24 Oxygen sensor Pending JPH09145665A (en)

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