JP2000039416A - Biosensor - Google Patents

Biosensor

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JP2000039416A
JP2000039416A JP11140672A JP14067299A JP2000039416A JP 2000039416 A JP2000039416 A JP 2000039416A JP 11140672 A JP11140672 A JP 11140672A JP 14067299 A JP14067299 A JP 14067299A JP 2000039416 A JP2000039416 A JP 2000039416A
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sample liquid
biosensor
reagent
substrate
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智浩 山本
Toshihiko Yoshioka
俊彦 吉岡
Shiro Nankai
史朗 南海
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the solubility of a reagent for rapid measurement by forming a sample liquid supply path between an insulation substrate where an electrode system is provided on it and a cover member and arranging a carrier for carrying the reagent in the supply path. SOLUTION: A silver paste is printed on an insulation substrate 1 for forming leads 2 and 3 and the electrode system ground, and a conductive carbon paste including a resin binder is printed on the insulation substrate 1, thus forming an electrode system including a measurement electrode 4 and a counter electrode 5. Also, an insulation paste is printed to form an insulation layer 6. A space part for constituting a sample liquid supply path is formed at the part of a slit 12 of a spacer 8 between this sort of insulation substrate 1 and a cover 9, a carrier 13 is arranged at the space part, and a biosensor is created. In this case, the carrier 13 is made of fiber for carrying a reagent including an oxidation reduction enzyme and the sample liquid can be easily introduced into a part in the sensor simply by allowing the sample liquid to touch an opening part 10 that becomes a sample liquid supply path port.

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、試料中の測定対象
物について、迅速かつ高精度な定量を簡便に実施できる
バイオセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biosensor capable of easily performing a quick and accurate quantification of an object to be measured in a sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、試料中の特定成分について、試料
液の希釈や撹拌などを行うことなく簡易に定量する方式
として、次のようなバイオセンサが提案されている(特
開平2−062952号公報)。このバイオセンサは、
絶縁性の基板上にスクリーン印刷等の方法で測定極、対
極および参照極からなる電極系を形成し、この電極系上
に、親水性高分子と酸化還元酵素および電子メディエー
ターを含む酵素反応層を形成したものである。この酵素
反応層には必要に応じて緩衝剤が加えられる。
2. Description of the Related Art Hitherto, the following biosensor has been proposed as a method for simply quantifying a specific component in a sample without diluting or stirring the sample solution (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-062952). Gazette). This biosensor is
An electrode system consisting of a measurement electrode, a counter electrode, and a reference electrode is formed on an insulating substrate by a method such as screen printing, and an enzyme reaction layer containing a hydrophilic polymer, a redox enzyme, and an electron mediator is formed on the electrode system. It is formed. A buffer is added to this enzyme reaction layer as needed.

【0003】このようにして作製されたバイオセンサの
酵素反応層上に、基質を含む試料液を滴下すると、酵素
反応層が溶解して酵素と基質が反応し、これに伴い電子
メディエーターが還元される。酵素反応終了後、この還
元された電子メディエーター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
めることができる。このようなバイオセンサは、測定対
象物質を基質とする酵素を選択することによって、様々
な物質に対する測定が原理的には可能である。例えば、
酸化還元酵素にグルコースオキシダーゼを用いれば、血
液中のグルコース濃度を測定するバイオセンサを構成す
ることができる。このセンサは、グルコースセンサとし
て、広く実用化されている。
[0003] When a sample solution containing a substrate is dropped onto the enzyme reaction layer of the biosensor thus produced, the enzyme reaction layer dissolves and the enzyme reacts with the substrate, whereby the electron mediator is reduced. You. After completion of the enzymatic reaction, the reduced electron mediator is electrochemically oxidized, and the substrate concentration in the sample solution can be determined from the oxidation current value obtained at this time. Such a biosensor can measure various substances in principle by selecting an enzyme using the substance to be measured as a substrate. For example,
If glucose oxidase is used as the oxidoreductase, a biosensor for measuring glucose concentration in blood can be configured. This sensor is widely used as a glucose sensor.

【0004】また、酸化還元酵素にコレステロールオキ
シダーゼを用いれば、血清中のコレステロール濃度を測
定するバイオセンサを構成することができる。通常、各
種医療機関において診断指針に用いられる血清コレステ
ロール値は、血清中のコレステロール濃度とコレステロ
ールエステル濃度を合計したものである。コレステロー
ルエステルは、コレステロールオキシダーゼによる酸化
反応の基質になることができないため、反応層にコレス
テロールオキシダーゼを含ませた構成のバイオセンサで
は、診断指針としての血清コレステロール値を測定する
ことができない。このため、コレステロールエステルを
コレステロールに変化させる過程が必要である。この過
程を触媒する酵素として、コレステロールエステラーゼ
が知られている。このコレステロールオキシダーゼをコ
レステロールオキシダーゼとともに酵素反応層中に含ま
せることによって、血清中の総コレステロール濃度を測
定するバイオセンサを構成している。
[0004] If cholesterol oxidase is used as the oxidoreductase, a biosensor for measuring serum cholesterol concentration can be constructed. Normally, the serum cholesterol level used as a diagnostic guideline in various medical institutions is the sum of the serum cholesterol concentration and the cholesterol ester concentration. Cholesterol ester cannot serve as a substrate for the oxidization reaction by cholesterol oxidase, so that a biosensor having a reaction layer containing cholesterol oxidase cannot measure serum cholesterol as a diagnostic guideline. Therefore, a process for converting cholesterol ester to cholesterol is required. Cholesterol esterase is known as an enzyme that catalyzes this process. By including this cholesterol oxidase together with cholesterol oxidase in the enzyme reaction layer, a biosensor for measuring the total cholesterol concentration in serum is constituted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成のバ
イオセンサの酵素反応層は、酸化還元酵素や電子メディ
エーターなどを含む混合水溶液を前記電極系上に滴下し
乾燥して形成している。そのため、試薬の量が多くなる
と試料液を反応層に滴下したとき反応層が迅速に溶解せ
ず、測定に長時間を要するという問題がある。特に、上
記のような血清中の総コレステロール濃度を測定するセ
ンサの場合、酵素反応層中にコレステロールオキシダー
ゼとコレステロールエステラーゼの計2種類の酵素を含
有させなければならないことから、試薬の担持量が非常
に多くなり、そのため試料液滴下後の酵素反応層の溶解
に非常に長い時間を必要とし、迅速な測定をおこなえな
い。
The enzyme reaction layer of the biosensor constructed as described above is formed by dropping a mixed aqueous solution containing an oxidoreductase, an electron mediator and the like onto the electrode system and drying the mixture. Therefore, when the amount of the reagent is large, there is a problem that when the sample solution is dropped onto the reaction layer, the reaction layer does not rapidly dissolve and the measurement takes a long time. In particular, in the case of a sensor for measuring the total cholesterol concentration in serum as described above, since the enzyme reaction layer must contain two kinds of enzymes, cholesterol oxidase and cholesterol esterase, the amount of the reagent carried is extremely low. Therefore, it takes a very long time to dissolve the enzyme reaction layer after dropping the sample droplet, so that quick measurement cannot be performed.

【0006】また、酸化還元酵素や電子メディエーター
などの試薬が酵素反応層中に混合した状態で担持される
と、試薬が変性することがある。特に高温下で長期間保
存した場合などでは、試料液中に酵素反応の基質が含ま
れない場合でも大きな電流値が観測されるなどセンサ応
答が悪化するという問題がある。本発明は、上記課題を
鑑み、試薬の溶解性を高めて、迅速な測定を可能にする
バイオセンサを提供することを目的とする。また、長期
間保存した後も優れた応答特性を維持するバイオセンサ
を提供することを目的とする。
When reagents such as oxidoreductase and electron mediator are carried in the enzyme reaction layer in a mixed state, the reagents may be denatured. In particular, when the sample solution is stored at a high temperature for a long period of time, there is a problem that the sensor response is deteriorated such that a large current value is observed even when the enzyme reaction substrate is not contained in the sample solution. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a biosensor capable of increasing the solubility of a reagent and enabling rapid measurement. It is another object of the present invention to provide a biosensor that maintains excellent response characteristics even after being stored for a long time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によるバイオセン
サは、絶縁性の基板、前記基板上に設けられた少なくと
も測定極と対極を有する電極系、前記基板に組み合わさ
れて基板との間に前記電極系に試料液を供給する試料液
供給路を形成するカバー部材、および少なくとも酸化還
元酵素を含む試薬を担持する繊維からなる担体を具備
し、前記担体が前記試料液供給路内に配置されているこ
とを特徴とする。本発明による他のバイオセンサは、絶
縁性の基板、前記基板上に設けられた少なくとも測定極
と対極を有する電極系、および少なくとも酸化還元酵素
を含む試薬を担持する繊維からなる担体を具備し、前記
担体が接着剤によって前記電極系の近傍に固定されてい
ることを特徴とする。また、前記担体が、少なくとも2
つの担体部片から構成され、それぞれの担体部片が異な
る試薬を担持する。
According to the present invention, there is provided a biosensor comprising an insulating substrate, an electrode system having at least a measurement electrode and a counter electrode provided on the substrate, and the above-mentioned substrate interposed between the substrate and the substrate in combination with the substrate. A cover member forming a sample liquid supply path for supplying a sample liquid to the electrode system, and a carrier made of fibers carrying a reagent containing at least an oxidoreductase, wherein the carrier is disposed in the sample liquid supply path. It is characterized by being. Another biosensor according to the present invention includes an insulating substrate, an electrode system having at least a measurement electrode and a counter electrode provided on the substrate, and a carrier made of fibers carrying a reagent containing at least an oxidoreductase, The carrier is fixed near the electrode system by an adhesive. Also, the carrier has at least 2
It consists of two carrier pieces, each carrying a different reagent.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明によるバイオセンサは、担
体を構成する繊維の表面に、酸化還元酵素などの試薬を
分散して付着させた形態で担持するものである。このよ
うな構成をとることによって、試料液と接する試薬の表
面積が広くなり、試料液への試薬の溶解性が向上する。
このように試薬を担体の表面に分散して担持するには、
担体に滴下する試薬溶液の濃度を適宜調整するとよい。
担体には、それ自体がバイオセンサ内で生じる酵素反応
および電気化学的反応に不活性であるものが好ましく、
セルロース繊維、ガラス繊維または高分子化合物からな
る繊維をフリース状またはフェルト状に積層したシート
を用いるのが好適である。また、センサ内に試料液が導
入された時、担体内に迅速に試料液が浸透する空隙率を
有するものを選択するのが好ましい。例えば、ガラス繊
維からなる濾紙を用いた場合は、空隙率が70〜95%
程度のものを用いるとよい。なお、後述するように担体
をバイオセンサの試料液供給路内に嵌合させて保持させ
る場合があるため、担体は多少の弾力性を持つのが好ま
しい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A biosensor according to the present invention carries a reagent such as an oxidoreductase dispersed and attached to the surface of a fiber constituting a carrier. With such a configuration, the surface area of the reagent in contact with the sample liquid is increased, and the solubility of the reagent in the sample liquid is improved.
To disperse and support the reagent on the surface of the carrier as described above,
The concentration of the reagent solution dropped onto the carrier may be appropriately adjusted.
Preferably, the carrier is itself inert to enzymatic and electrochemical reactions that occur within the biosensor,
It is preferable to use a sheet in which cellulose fiber, glass fiber, or fiber made of a polymer compound is laminated in a fleece or felt shape. Further, it is preferable to select a material having a porosity that allows the sample liquid to quickly penetrate into the carrier when the sample liquid is introduced into the sensor. For example, when filter paper made of glass fiber is used, the porosity is 70 to 95%.
It is good to use the one of the degree. In some cases, the carrier is fitted and held in the sample liquid supply path of the biosensor as described later, and therefore, the carrier preferably has some elasticity.

【0009】本発明による他のバイオセンサは、複数個
の担体を用意し、酸化還元酵素や電子メデオエーターな
どを別々の担体に担持させ、それぞれを分離した状態で
バイオセンサ内に含ませるものである。このような構成
をとることによって、試料液への試薬の溶解性が向上す
るとともに、保存中における試薬の変性を抑制できる。
Another biosensor according to the present invention comprises preparing a plurality of carriers, supporting oxidoreductase, an electron mediator, etc. on separate carriers, and including each in a separated state in the biosensor. . With such a configuration, the solubility of the reagent in the sample solution is improved, and the denaturation of the reagent during storage can be suppressed.

【0010】バイオセンサ内における担体の配置に関し
ては、種々の変形が可能である。一つの形態は、前記カ
バー部材の試料液供給路内に担体を嵌合させるもので、
もう一つの形態は、前記カバー部材の試料液供給路に露
出する側の面や、基板上の電極系の近傍に接着剤を用い
て担体を固定するものである。担体を嵌合させる場合
は、担体を前記カバー部材の試料液供給路と同じ形状に
成型し、これを試料液供給路内にはめ込むことにより、
カバー部材に固定する。このような方法を用いると、工
程を簡略化でき生産性を向上させることができる。複数
個の担体を用いる場合は、カバー部材の試料液供給路よ
りも小さく成型した担体を用意し、個々の担体を適宜組
み合わせて、試料液供給路内にはめ込むとよい。例え
ば、試料液供給路と幅が等しく長さが短い担体を試料液
が流入する側から順に配置し、試料液が各担体を順番に
浸透するようにしたり、試料液供給路と長さが等しく幅
が短い短冊形の担体を試料液の流れに沿うように配置し
たりするとよい。特に、迅速に試料液が浸透して試薬を
溶解し、かつ溶解した試薬の混合が均一におこなわれ易
いという点から、後者の配置が好ましい。また、厚さの
薄い担体を用意し、この担体をカバー部材の試料液供給
路と同じ形状に成型した後、それぞれ重ねて試料液供給
路内にはめ込んだりしてもよい。なお、異なる試薬を担
持した担体をそれぞれいくつかに分割した後、異なる試
薬を担持する担体同士が隣り合うように配置すると、試
料液に溶解した試薬が混合しやすく好適である。
[0010] Various modifications are possible for the arrangement of the carrier in the biosensor. One mode is to fit a carrier into the sample liquid supply path of the cover member,
In another mode, the carrier is fixed to the surface of the cover member on the side exposed to the sample liquid supply path or in the vicinity of the electrode system on the substrate using an adhesive. When fitting the carrier, the carrier is molded into the same shape as the sample liquid supply path of the cover member, and by fitting this into the sample liquid supply path,
Fix to the cover member. By using such a method, the process can be simplified and the productivity can be improved. When a plurality of carriers are used, it is preferable to prepare a carrier molded smaller than the sample liquid supply passage of the cover member, appropriately combine the individual carriers, and fit the carriers into the sample liquid supply passage. For example, a carrier having the same width as the sample liquid supply path and having a shorter length is arranged in order from the side where the sample liquid flows, so that the sample liquid permeates each carrier in order, or the length equal to the sample liquid supply path. A strip-shaped carrier having a short width may be arranged along the flow of the sample solution. In particular, the latter arrangement is preferable because the sample solution quickly penetrates and dissolves the reagent, and the dissolved reagent is easily mixed uniformly. Alternatively, a carrier having a small thickness may be prepared, and the carrier may be molded into the same shape as the sample liquid supply path of the cover member, and then may be overlapped with each other and inserted into the sample liquid supply path. It is preferable that the carriers supporting different reagents are divided into several parts, and then the carriers supporting different reagents are arranged adjacent to each other, so that the reagents dissolved in the sample liquid are easily mixed.

【0011】接着剤を用いて担体を固定する場合は、接
着剤や担体が電極反応に影響を及ぼさないように、電極
系を除いた部分に担体を固定する。用いる接着剤には、
センサ作製時の環境において、担体にしみこまないよう
な高粘性のもの、例えば、木工用接着剤を用いるのが好
適である。このような接着剤を用いて担体を固定する
と、試料液が進入してきたときの担体自体の膨潤などに
より、担体が移動して電極系に接触して電極応答が阻害
されるのを防ぐことができる。なお、複数個の担体を用
いる場合は、個々の担体を離して配置してもよい。
When the carrier is fixed using an adhesive, the carrier is fixed to a portion other than the electrode system so that the adhesive and the carrier do not affect the electrode reaction. The adhesive used is
It is preferable to use a highly viscous material that does not penetrate the carrier, for example, an adhesive for woodworking in the environment at the time of manufacturing the sensor. When the carrier is fixed by using such an adhesive, it is possible to prevent the carrier from moving and coming into contact with the electrode system to inhibit the electrode response due to swelling of the carrier itself when the sample liquid enters. it can. When a plurality of carriers are used, the individual carriers may be arranged separately.

【0012】また、基板に電極系と反応層を形成しただ
けの、カバー部材のないタイプのセンサの場合は、種々
の形状の担体を用いることができる。ただし、担体を電
極系になるべく近い位置に固定することが好ましい。例
えば、内周が電極系の外周よりも大きいドーナツ型の担
体を用いるとよい。試薬を分離して担持させる場合に
は、図9(a)に示すように、担体28と担体29にそ
れぞれ異なる試薬を担持させ、上下に重ねて固定する。
また、図9(b)に示すように、ドーナツ型の担体を縦
半分に割った担体30と担体31を用いたり、図9
(c)に示すように、内径の異なる担体32と担体33
を用いたりするとよい。
In the case of a sensor without a cover member in which an electrode system and a reaction layer are simply formed on a substrate, carriers of various shapes can be used. However, it is preferable to fix the carrier at a position as close as possible to the electrode system. For example, a donut-shaped carrier whose inner circumference is larger than the outer circumference of the electrode system may be used. When the reagents are separately supported, as shown in FIG. 9 (a), different reagents are supported on the carrier 28 and the carrier 29, respectively, and fixed vertically.
Further, as shown in FIG. 9B, a carrier 30 and a carrier 31 obtained by dividing a donut-shaped carrier into half vertically are used.
As shown in (c), a carrier 32 and a carrier 33 having different inner diameters.
It is good to use.

【0013】担体に担持される酸化還元酵素には、種々
のものを用いることができる。例えば、グルコ−スオキ
シダ−ゼ、乳酸オキシダーゼおよびコレステロールオキ
シダーゼ等が挙げられる。血清コレステロール値を測定
する場合は、コレステロールオキシダーゼとコレステロ
ールエステル加水分解能を有する酵素を用いる。コレス
テロールエステル加水分解能を有する酵素には、コレス
テロールエステラーゼおよびリポプロテインリパーゼ等
が挙げられる。特に、コレステロールエステラーゼは、
適当な界面活性剤を用いることによって、迅速にコレス
テロールエステルをコレステロールに変化させることが
できるので都合がよい。
Various oxidoreductases can be used as the oxidoreductase carried on the carrier. For example, glucose oxidase, lactate oxidase, cholesterol oxidase and the like can be mentioned. When measuring the serum cholesterol level, cholesterol oxidase and an enzyme having a cholesterol ester hydrolytic ability are used. Enzymes having cholesterol ester hydrolytic ability include cholesterol esterase and lipoprotein lipase. In particular, cholesterol esterase
The use of a suitable surfactant is advantageous because it can rapidly convert cholesterol esters to cholesterol.

【0014】酸化還元酵素にコレステロールエステル加
水分解能を有する酵素を使用する場合、この酵素の活性
を向上させる効果を有する界面活性剤を担体に担持され
る試薬中に含ませると、酵素反応に要する時間を短縮す
ることができて好ましい。例えば、コレステロールエス
テラーゼの活性を向上させる界面活性剤には、n−オク
チル−β−D−チオグルコシド、ポリエチレングリコー
ルモノドデシルエーテル、コール酸ナトリウム、ドデシ
ル−β−マルトシド、シュークロースモノラウレート、
デオキシコール酸ナトリウム、タウロデオキシコール酸
ナトリウム、N,N−ビス(3−D−グルコンアミドプ
ロピル)コールアミド、N,N−ビス(3−D−グルコ
ンアミドプロピル)デオキシコールアミドおよびポリオ
キシエチレン−p−t−オクチルフェニルエーテルなど
を任意に用いることができる。
When an enzyme having the ability to degrade cholesterol ester is used as the oxidoreductase, if a surfactant having an effect of improving the activity of the enzyme is contained in the reagent carried on the carrier, the time required for the enzyme reaction is reduced. Can be shortened. For example, surfactants that improve the activity of cholesterol esterase include n-octyl-β-D-thioglucoside, polyethylene glycol monododecyl ether, sodium cholate, dodecyl-β-maltoside, sucrose monolaurate,
Sodium deoxycholate, sodium taurodeoxycholate, N, N-bis (3-D-gluconamidopropyl) cholamide, N, N-bis (3-D-gluconamidopropyl) deoxycholamide and polyoxyethylene- pt-octylphenyl ether and the like can be optionally used.

【0015】上記の界面活性剤の中で、常温で高粘性の
液体で、かつ酵素反応を阻害しないものを担体を固定す
る接着剤に用いると、酵素の活性を向上させるという効
果の他に、試料液がセンサ内へ導入されるのを容易にす
るという利点が得られる。このような界面活性剤には、
ポリエチレングリコールモノドデシルエーテルおよびポ
リオキシエチレン−p−t−オクチルフェニルエーテル
等が挙げられる。
[0015] Among the above-mentioned surfactants, a liquid which is a highly viscous liquid at room temperature and does not inhibit an enzymatic reaction is used as an adhesive for fixing a carrier. This has the advantage of facilitating the introduction of the sample liquid into the sensor. Such surfactants include:
Examples include polyethylene glycol monododecyl ether and polyoxyethylene-pt-octylphenyl ether.

【0016】バイオセンサの電極系を白金などの電気化
学的に安定な金属を用いて形成すると、得られる酸化電
流値が誤差を含むことがない。しかし、このような金属
は高価であるため、使い捨て型のセンサでは、銀ペース
トなどを用いて銀電極を形成したのち、これをカーボン
ペーストで被覆して電極系を形成している。ところが、
試料液中に界面活性剤が含有されると、界面活性剤の作
用により試料液がカーボン粒子間に浸潤する。その結
果、カーボン電極の活性が低下することがある。また、
試料液が銀電極に接触する状態になる。このため、この
状態で測定極に電圧を印加すると、銀電極が酸化反応を
起こして電流を生じ、測定電流値に正の誤差を与える場
合が生じる。このような現象を抑制するために、電極系
表面を親水性高分子で被覆する方法がある。この親水性
高分子は、試料液が導入されても粘稠な層となって試料
液が電極に接触するのを抑制する。このような親水性高
分子には、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピ
ロリドン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、
ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチン、ポリアクリ
ル酸およびその塩、デンプンおよびその誘導体、無水マ
レイン酸およびその塩、ポリアクリルアミド、メタクリ
レート樹脂およびポリ2−ヒドロキシエチルメラクリレ
ートなどが挙げられる。
When the electrode system of the biosensor is formed using an electrochemically stable metal such as platinum, the obtained oxidation current value does not include an error. However, since such a metal is expensive, in a disposable sensor, an electrode system is formed by forming a silver electrode using a silver paste or the like and then coating the silver electrode with a carbon paste. However,
When a surfactant is contained in the sample liquid, the sample liquid infiltrates between the carbon particles by the action of the surfactant. As a result, the activity of the carbon electrode may decrease. Also,
The sample liquid comes into contact with the silver electrode. For this reason, when a voltage is applied to the measurement electrode in this state, the silver electrode causes an oxidation reaction to generate a current, which may cause a positive error in the measured current value. In order to suppress such a phenomenon, there is a method of coating the electrode system surface with a hydrophilic polymer. The hydrophilic polymer forms a viscous layer even when the sample liquid is introduced, and suppresses the contact of the sample liquid with the electrode. Such hydrophilic polymers include carboxymethyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, ethyl cellulose,
Examples include hydroxypropylcellulose, gelatin, polyacrylic acid and its salts, starch and its derivatives, maleic anhydride and its salts, polyacrylamide, methacrylate resins and poly2-hydroxyethyl methacrylate.

【0017】上記の親水性高分子層を覆うように、レシ
チン等の両親媒性物質を有機溶媒に溶解した溶液を滴下
し乾燥して両親媒性物質層を設けると、試料液の導入を
円滑におこなうことができてよい。このような両親媒性
物質としては、レシチンをはじめとするリン脂質等があ
る。
A solution in which an amphipathic substance such as lecithin is dissolved in an organic solvent is dropped to cover the above-mentioned hydrophilic polymer layer and dried to form an amphipathic substance layer. May be performed. Such amphiphilic substances include phospholipids such as lecithin.

【0018】バイオセンサの電極系を白金などで形成す
る場合、試料液中の溶存酸素を利用して基質濃度を測定
することができる。しかし、電極系を銀およびカーボン
で形成する場合は、溶存酸素から生成した過酸化水素の
酸化電流値を測定するのは非常に困難である。また、溶
存酸素の量は少ないため、基質濃度が高い場合、正確な
数値を得ることができない。そのため、バイオセンサの
電極系を銀およびカーボンで形成する場合は、担体に担
持される試薬中に電子メディエーターを含有させる。こ
のような電子メディエーターには、フェリシアン化イオ
ン、p−ベンゾキノン、フェナジンメトサルフェートお
よびフェロセンなど水溶性で、酵素−電極間の電子移動
を媒介しうる化合物を任意に使用できる。
When the electrode system of the biosensor is formed of platinum or the like, the substrate concentration can be measured using dissolved oxygen in the sample solution. However, when the electrode system is formed of silver and carbon, it is very difficult to measure the oxidation current value of hydrogen peroxide generated from dissolved oxygen. In addition, since the amount of dissolved oxygen is small, accurate values cannot be obtained when the substrate concentration is high. Therefore, when the electrode system of the biosensor is formed of silver and carbon, an electron mediator is contained in the reagent carried on the carrier. As such an electron mediator, a water-soluble compound capable of mediating electron transfer between an enzyme and an electrode, such as ferricyanide ion, p-benzoquinone, phenazine methosulfate and ferrocene, can be arbitrarily used.

【0019】上記した種々の試薬は、混合した状態で担
体に担持されているよりも、別々にして担持させる方が
試薬の変性を抑制することができる。特に、電子メディ
エーターを酵素類を担持する担体とは別の担体に担持さ
せると、酵素の変性を抑制する効果が顕著である。ま
た、試薬にコレステロールエステル加水分解能を有する
酵素を含ませるときは、この酵素を担持する担体に、こ
の酵素の活性を向上させる働きのある界面活性剤を担持
させると、センサの応答性が向上する。なお、上記した
試薬をすべて担体に担持させず、その一部を含む層を担
体のある位置とは別のところに形成して反応系に含ませ
てもよい。酸化電流の測定方法としては、測定極と対極
のみの二電極系と、参照極を加えた三電極方式があり、
三電極方式の方がより正確な測定が可能である。
The above-mentioned various reagents can suppress the denaturation of the reagent by being separately supported, rather than being supported on the carrier in a mixed state. In particular, when the electron mediator is carried on a carrier different from the carrier carrying the enzymes, the effect of suppressing the denaturation of the enzyme is remarkable. In addition, when an enzyme having a cholesterol ester hydrolytic ability is included in the reagent, a responsiveness of the sensor is improved by supporting a surfactant having a function of improving the activity of the enzyme on a carrier supporting the enzyme. . In addition, all of the above reagents may not be supported on the carrier, and a layer containing a part of the reagent may be formed at a position different from a certain position of the carrier and included in the reaction system. As a method of measuring the oxidation current, there are a two-electrode system including only a measurement electrode and a counter electrode, and a three-electrode method including a reference electrode.
More accurate measurement is possible with the three-electrode method.

【0020】[0020]

【実施例】以下に具体的な実施例を挙げて、本発明を詳
細に説明する。図1は、本発明の一実施例におけるバイ
オセンサの反応層を除いた分解斜視図を示している。1
はポリエチレンテレフタレートからなる絶縁性の基板を
示す。この基板1上に、スクリーン印刷により銀ペース
トを印刷してリード2、3および電極系の下地を形成し
てある。そして、基板1上に、さらに、樹脂バインダー
を含む導電性カーボンペーストを印刷することにより測
定極4と対極5を含む電極系を形成し、また、絶縁性ペ
ーストを印刷することにより絶縁層6をそれぞれ形成し
ている。測定極4はリード2に、また対極5はリード3
にそれぞれ接続されている。絶縁層6は測定極4および
対極5の露出部分の面積を一定とし、かつリードを部分
的に覆っている。このようにして電極系を形成した絶縁
性基板1と、空気孔11を備えたカバー9、スぺーサー
8および試薬を担持した担体13を、図1中、一点鎖線
で示すような位置関係をもって接着しバイオセンサを作
製する。このような構成のバイオセンサでは、基板1と
カバー9との間において、スぺーサー8のスリット12
の部分に試料液供給路を構成する空間部が形成され、こ
の空間部内に担体13が配置される。そして、試料液供
給路口となる開口部10に、試料液を接触させるだけの
簡易操作で、試料液は容易にセンサ内部へ導入される。
The present invention will be described in detail below with reference to specific examples. FIG. 1 is an exploded perspective view of a biosensor according to an embodiment of the present invention, from which a reaction layer is removed. 1
Denotes an insulating substrate made of polyethylene terephthalate. A silver paste is printed on the substrate 1 by screen printing to form the leads 2 and 3 and an electrode base. Then, an electrode system including the measuring electrode 4 and the counter electrode 5 is formed by printing a conductive carbon paste containing a resin binder on the substrate 1, and the insulating layer 6 is formed by printing the insulating paste. Each is formed. Measurement electrode 4 is on lead 2 and counter electrode 5 is on lead 3.
Connected to each other. The insulating layer 6 keeps the areas of the exposed portions of the measurement electrode 4 and the counter electrode 5 constant and partially covers the leads. The insulating substrate 1 on which the electrode system is formed in this manner, the cover 9 having the air holes 11, the spacer 8 and the carrier 13 carrying the reagent are placed in a positional relationship as shown by a dashed line in FIG. Adhering to produce a biosensor. In the biosensor having such a configuration, the slit 12 of the spacer 8 is provided between the substrate 1 and the cover 9.
A space constituting the sample liquid supply passage is formed in the portion, and the carrier 13 is disposed in this space. Then, the sample liquid is easily introduced into the inside of the sensor by a simple operation of only bringing the sample liquid into contact with the opening 10 serving as the sample liquid supply port.

【0021】図2は、スペーサー8とカバー9を重ね合
わせたカバー部材の斜視図であり、図1とは上下逆に配
置してある。このカバー部材と基板を組み合わせて、試
料液供給路を構成する空間部が形成される。16は、こ
の試料液供給路を構成する空間部に露出する面のカバー
側を示す。
FIG. 2 is a perspective view of a cover member in which a spacer 8 and a cover 9 are overlapped, and is arranged upside down from FIG. By combining the cover member and the substrate, a space that forms a sample liquid supply path is formed. Reference numeral 16 denotes a cover side of a surface exposed to a space constituting the sample liquid supply path.

【0022】図3は、本発明の一実施例におけるバイオ
センサの縦断面図である。図1と同様にして、絶縁性基
板1上に電極系を形成し、この電極系上に、親水性高分
子層7が形成され、この層7を被覆するようにレシチン
層17が形成されている。そして、試料供給路を構成す
る空間部に試薬を担持した担体13が嵌合されて配置さ
れている。図4は、本発明の他の実施例におけるバイオ
センサの縦断面図である。図1と同様にして、絶縁性基
板1上に電極系が形成され、この電極系上に親水性高分
子層7およびレシチン層17が形成されている。そし
て、試料液供給路のカバー側の面16に、試薬を担持し
た担体13が接着剤14によって固定されている。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a biosensor according to one embodiment of the present invention. 1, an electrode system is formed on the insulating substrate 1, a hydrophilic polymer layer 7 is formed on the electrode system, and a lecithin layer 17 is formed so as to cover the layer 7. I have. The carrier 13 carrying the reagent is fitted and arranged in a space constituting the sample supply path. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a biosensor according to another embodiment of the present invention. 1, an electrode system is formed on the insulating substrate 1, and a hydrophilic polymer layer 7 and a lecithin layer 17 are formed on the electrode system. The carrier 13 supporting the reagent is fixed to the cover-side surface 16 of the sample liquid supply path with an adhesive 14.

【0023】図5は、本発明の他の実施例におけるバイ
オセンサの反応層を除いた分解斜視図である。図1と同
様にして電極系を形成した絶縁性基板1と、空気孔11
を備えたカバー9、スぺーサー8、および異なる試薬を
それぞれ担持した担体部片21と22を、図5中、一点
鎖線で示すような位置関係をもって接着してバイオセン
サを作製している。
FIG. 5 is an exploded perspective view of a biosensor according to another embodiment of the present invention, from which a reaction layer is removed. An insulating substrate 1 having an electrode system formed in the same manner as in FIG.
The biosensor is manufactured by adhering the cover 9, the spacer 8, and the carrier pieces 21 and 22 each carrying a different reagent to each other in a positional relationship shown by a dashed line in FIG.

【0024】《実施例1》本実施例では、図3の構成の
バイオセンサを以下のようにして作製した。まず、図1
の基板1上の電極系上に、親水性高分子であるカルボキ
シメチルセルロースのナトリウム塩(以下、CMCと略
す。)の0.5wt%水溶液を滴下し、50℃の温風乾
燥器中で10分間乾燥させ、CMC層7を形成した。続
いて、このCMC層7を覆うようにしてレシチンの0.
5%トルエン溶液を3μl滴下し、乾燥させてレシチン
層17を形成した。次に、図2に示すようなアクリル樹
脂製のカバー部材を用意した。開口部10から空気孔1
1の端部までの長さは4.5mm、スリット12の幅は
2.0mm、スリットの深さは0.3mmであった。そ
して、厚さ0.2mmのガラス繊維からなるフェルト
(以下、ガラスフィルタという。)を2×4.5mmの
大きさに裁断した。そして、このガラスフィルタをカバ
ー部材のスリット12にはめ込んで固定した。
Example 1 In this example, a biosensor having the structure shown in FIG. 3 was manufactured as follows. First, FIG.
A 0.5 wt% aqueous solution of a sodium salt of carboxymethyl cellulose (hereinafter abbreviated as CMC), which is a hydrophilic polymer, is dropped on the electrode system on the substrate 1 of above, and the mixture is heated in a 50 ° C. hot air drier for 10 minutes. After drying, the CMC layer 7 was formed. Then, the lecithin was added to the CMC layer 7 so as to cover the CMC layer 7.
3 μl of a 5% toluene solution was dropped and dried to form a lecithin layer 17. Next, an acrylic resin cover member as shown in FIG. 2 was prepared. Air hole 1 from opening 10
The length to the end of 1 was 4.5 mm, the width of the slit 12 was 2.0 mm, and the depth of the slit was 0.3 mm. Then, a felt made of glass fiber having a thickness of 0.2 mm (hereinafter, referred to as a glass filter) was cut into a size of 2 × 4.5 mm. Then, this glass filter was fitted into the slit 12 of the cover member and fixed.

【0025】このガラスフィルタに、コレステロールオ
キシダーゼ(以下、ChODと略す。)、コレステロー
ルエステラーゼ(以下、ChEと略す。)、電子メディ
エーターであるフェリシアン化カリウム、およびコレス
テロールエステラーゼの反応を活性化させる作用を有す
る界面活性剤であるポリオキシエチレン−p−t−オク
チルフェニルエーテル(以下、TritonX−100
という。)を水に溶解させた混合溶液5μlを滴下し、
50℃の温風乾燥器中で15分間乾燥させて、試薬を担
持する担体13を形成した。そして、このカバー部材と
基板1を図1中、一点鎖線で示すような位置関係をもっ
て接着し、バイオセンサを作製した。
This glass filter is provided with an interface having an action of activating cholesterol oxidase (hereinafter abbreviated as ChOD), cholesterol esterase (hereinafter abbreviated as ChE), potassium ferricyanide as an electron mediator, and cholesterol esterase. Activator polyoxyethylene-pt-octyl phenyl ether (hereinafter Triton X-100)
That. ) Was dissolved in water, and 5 μl of the mixed solution was added dropwise.
It was dried for 15 minutes in a warm air dryer at 50 ° C. to form a carrier 13 supporting the reagent. Then, the cover member and the substrate 1 were bonded in a positional relationship as shown by a dashed line in FIG. 1 to produce a biosensor.

【0026】こうして作製したバイオセンサに、試料液
3μlを試料供給路の開口部10より供給した。試料液
には、市販の標準血清を生理食塩水で希釈して、含有さ
れるコレステロールの濃度を種々変化させたものを用い
た。そして、3分後に対極を基準にして測定極にアノー
ド方向へ+0.5Vのパルス電圧を印加し、5秒後に測
定極と対極との間に流れる電流値を測定した。その結
果、血清中の総コレステロール濃度の増加にともなって
電流値も増加し、両者間で優れた直線性を示した。
The thus prepared biosensor was supplied with 3 μl of the sample solution from the opening 10 of the sample supply path. As the sample solution, a solution obtained by diluting a commercially available standard serum with physiological saline and changing the concentration of cholesterol contained therein in various ways was used. After 3 minutes, a pulse voltage of +0.5 V was applied to the measurement electrode in the anode direction based on the counter electrode, and a current value flowing between the measurement electrode and the counter electrode was measured after 5 seconds. As a result, the current value also increased with an increase in the total cholesterol concentration in serum, and excellent linearity was exhibited between the two.

【0027】《実施例2》本実施例では、図4に示す構
成のバイオセンサを以下のようにして作製した。実施例
1と同様にして、図1の基板1上の電極系上に、CMC
層7およびレシチン層17を順次形成した。次に、実施
例1と同様のガラスフィルタを2×4.5mmの大きさ
に裁断した。そして、試料液供給路のカバー側の面16
に、接着剤14として木工用接着剤を塗布した後、ガラ
スフィルタを接着させ固定した。このガラスフィルタ
に、実施例1と同様の試薬を溶解した混合水溶液5μl
を滴下し、50℃の温風乾燥器中で15分間乾燥して、
試薬を担持した担体13を形成した。そして、実施例1
と同様にしてバイオセンサを作製し、同様の試料液に対
する電流応答を測定した。その結果、図10に示される
ように、血清中の総コレステロール濃度に依存した良好
な応答値が得られた。
Example 2 In this example, a biosensor having the configuration shown in FIG. 4 was manufactured as follows. In the same manner as in Example 1, the CMC was placed on the electrode system on the substrate 1 in FIG.
Layer 7 and lecithin layer 17 were sequentially formed. Next, the same glass filter as in Example 1 was cut into a size of 2 × 4.5 mm. Then, the surface 16 on the cover side of the sample liquid supply path
Then, a woodworking adhesive was applied as the adhesive 14, and then a glass filter was adhered and fixed. 5 μl of a mixed aqueous solution in which the same reagent as in Example 1 was dissolved in this glass filter
And dried in a hot air drier at 50 ° C. for 15 minutes,
A carrier 13 supporting the reagent was formed. And Example 1
A biosensor was prepared in the same manner as described above, and the current response to the same sample solution was measured. As a result, as shown in FIG. 10, favorable response values depending on the total cholesterol concentration in the serum were obtained.

【0028】《実施例3》本実施例では、図4の構成の
バイオセンサを以下のようにして作製した。実施例1と
同様にして、図1の基板1上の電極系上に、CMC層7
およびレシチン層17を順次形成した。次に、試料液供
給路のカバー側の面16に、界面活性剤であるTrit
onX−100のエタノール溶液を滴下した。そして、
エタノールを蒸発させることによって、試料液供給路の
カバー側の面16に、接着剤の役割をする糊状のTri
tonX−100層14を形成した。そして、2×4.
5mmに裁断したセルロース繊維からなるフェルト(以
下、セルロースフィルタという。)をこの層14上に接
着して固定した。TritonX−100は常温(約2
5℃)では液体であるが、粘性が高いので、セルロース
フィルタの内部には浸潤しなかった。
Example 3 In this example, a biosensor having the structure shown in FIG. 4 was manufactured as follows. In the same manner as in the first embodiment, the CMC layer 7 is formed on the electrode system on the substrate 1 in FIG.
And a lecithin layer 17 were sequentially formed. Next, Trit, which is a surfactant, is placed on the surface 16 on the cover side of the sample liquid supply path.
An ethanol solution of onX-100 was added dropwise. And
By evaporating the ethanol, a paste-like Tri serving as an adhesive is formed on the surface 16 on the cover side of the sample liquid supply path.
A tonX-100 layer 14 was formed. And 2 × 4.
A felt made of cellulose fibers cut to 5 mm (hereinafter, referred to as a cellulose filter) was adhered and fixed on the layer 14. Triton X-100 is at room temperature (about 2
(5 ° C.), it was liquid, but did not infiltrate into the inside of the cellulose filter due to its high viscosity.

【0029】このセルロースフィルタに、実施例1と同
様の試薬を溶解した混合水溶液5μlを滴下し、50℃
の温風乾燥器中で15分間乾燥させて、試薬を担持した
担体13を形成した。そして、実施例1と同様にしてバ
イオセンサを作製し、同様の試料液に対する電流応答値
を測定した。その結果、血清中の総コレステロール濃度
に依存した良好な応答値が得られた。また、界面活性剤
によって担体を接着したことにより、試料液の導入は非
常に容易であった。
5 μl of a mixed aqueous solution in which the same reagent as in Example 1 was dissolved was added dropwise to this cellulose filter,
After drying for 15 minutes in a warm air dryer, a carrier 13 supporting the reagent was formed. Then, a biosensor was prepared in the same manner as in Example 1, and the current response value for the same sample solution was measured. As a result, a favorable response value depending on the total cholesterol concentration in the serum was obtained. In addition, since the carrier was adhered by the surfactant, the introduction of the sample liquid was very easy.

【0030】《実施例4》実施例1と同様にして、図1
の基板1上の電極系上に、CMC層7およびレシチン層
17を順次形成した。次に、実施例1と同様の厚さ0.
2mmのガラスフィルタを2枚用意した。1枚には電子
メディエーターであるフェリシアン化カリウムの0.6
mol/l水溶液を滴下して均一に浸透させた。そし
て、50℃の温風乾燥器中で15分乾燥させ、1平方ミ
リメートルあたり0.33μmolのフェリシアン化カ
リウムを担持させた。このガラスフィルタを1×4.5
mmの大きさに裁断して、フェリシアン化カリウムを含
む担体部片21を作成した。次に、残りの1枚に、Ch
ODを400units/ml、ChEを4000un
its/ml、およびTritonX−100を6wt
%含む水溶液を滴下して均一に浸透させた。続いて、5
0℃の温風乾燥器中で15分間乾燥させ、1平方ミリメ
ートルあたりChODを0.22units、ChEを
2.2unitsおよびTritonX−100を0.
3mg担持させた。そして、このガラスフィルタを1×
4.5mmの大きさに裁断してChOD、ChEおよび
TritonX−100を含む担体部片22を作成し
た。
<< Embodiment 4 >> As shown in FIG.
The CMC layer 7 and the lecithin layer 17 were sequentially formed on the electrode system on the substrate 1 of FIG. Next, the same thickness as in the first embodiment is applied.
Two 2 mm glass filters were prepared. One sheet contains 0.6 of potassium ferricyanide, an electron mediator.
A mol / l aqueous solution was added dropwise to uniformly permeate. Then, it was dried in a hot air dryer at 50 ° C. for 15 minutes to carry 0.33 μmol of potassium ferricyanide per square millimeter. This glass filter is 1 × 4.5
The carrier piece 21 containing potassium ferricyanide was prepared by cutting into a size of mm. Next, Ch to the remaining one
OD 400units / ml, ChE 4000un
it / ml, and 6 wt% of Triton X-100
% Of the aqueous solution was added dropwise to uniformly permeate. Then, 5
Dry in a hot air drier at 0 ° C. for 15 minutes, 0.22 units ChOD, 2.2 units ChE and 0.2% Triton X-100 per square millimeter.
3 mg was carried. And this glass filter is 1 ×
The carrier piece 22 containing ChOD, ChE and Triton X-100 was cut to a size of 4.5 mm.

【0031】この担体部片21および22を、実施例1
と同じ形状のカバー部材のスリット12に図6に示すよ
うに配置してはめ込み固定した。このカバー部材と基板
1を図5中一点鎖線で示すような位置関係をもって接着
し、バイオセンサを作製した。そして、実施例1と同様
の試料液に対する電流応答値を測定した。その結果、血
清中の総コレステロール濃度に依存した良好な応答値が
得られた。次に、同様にして作製したバイオセンサを5
0℃で1週間保存した。そして、同様にして応答電流値
を測定をした結果、血清中の総コレステロール濃度に依
存した良好な応答値が得られた。また、基質を含まない
試料(生理食塩水のみの試料)に対する応答値(ブラン
ク値)は、作製直後のセンサの値に近かった。
The carrier pieces 21 and 22 were used in Example 1
As shown in FIG. 6, it was arranged and fitted in the slit 12 of the cover member having the same shape as that of FIG. The cover member and the substrate 1 were adhered in a positional relationship as shown by a dashed line in FIG. 5 to produce a biosensor. Then, a current response value to the sample liquid similar to that in Example 1 was measured. As a result, a favorable response value depending on the total cholesterol concentration in the serum was obtained. Next, 5 biosensors produced in the same manner were used.
Stored at 0 ° C. for 1 week. Then, the response current value was measured in the same manner. As a result, a favorable response value depending on the total cholesterol concentration in the serum was obtained. The response value (blank value) to a sample containing no substrate (sample containing only physiological saline) was close to the value of the sensor immediately after the preparation.

【0032】《実施例5》実施例1と同様にして、図1
の基板1上の電極系上に、CMC層7およびレシチン層
17を順次形成した。次に、実施例1と同様の厚さ0.
2mmのガラスフィルタを3枚用意した。1枚目のガラ
スフィルタには実施例1と同様にしてフェリシアン化カ
リウムを担持した。ただし、滴下したフェリシアン化カ
リウム水溶液の濃度は0.9mol/lであり、ガラス
フィルタ1平方ミリメートルあたりのフェリシアン化カ
リウムの担持量は0.5μmolであった。2枚目のガ
ラスフィルタには、600units/mlのChOD
水溶液を滴下し乾燥して、ガラスフィルタ1平方ミリメ
ートルあたり0.33unitsのChODを担持し
た。3枚目のガラスフィルタには、ChEを6000u
nits/ml、TritonX−100を9wt%含
む混合水溶液を滴下し乾燥して、ガラスフィルタ1平方
ミリメートルあたり3.3unitsのChEと、0.
45mgのTritonX−100を担持した。
<< Embodiment 5 >> As shown in FIG.
The CMC layer 7 and the lecithin layer 17 were sequentially formed on the electrode system on the substrate 1 of FIG. Next, the same thickness as in the first embodiment is applied.
Three 2 mm glass filters were prepared. The first glass filter carried potassium ferricyanide in the same manner as in Example 1. However, the concentration of the dropped aqueous solution of potassium ferricyanide was 0.9 mol / l, and the amount of potassium ferricyanide carried per square millimeter of the glass filter was 0.5 μmol. The second glass filter has a ChOD of 600 units / ml.
The aqueous solution was dropped and dried to carry 0.33 units of ChOD per square millimeter of the glass filter. ChE is 6000u for the third glass filter.
A mixed aqueous solution containing 9 wt% of nits / ml and Triton X-100 was dropped and dried, and 3.3 units of ChE per square millimeter of glass filter were added.
45 mg of Triton X-100 was loaded.

【0033】これら3枚のガラスフィルタをそれぞれ、
0.66×4.5mmの大きさに裁断し、フェリシアン
化カリウムを含む担体部片23、ChODを含む担体部
片24、ChEおよびTritonX−100を含む担
体部片25を作成した。そして、実施例1と同様の形状
のカバー部材の面16に、接着剤として木工用接着剤を
塗布した後、これらの担体部片を図7に示すように配置
し固定した。そして、実施例4と同様にしてバイオセン
サを作製し、作製直後と50℃で1週間保存した後のセ
ンサの電流応答値を測定した。その結果、作製直後およ
び保存後のセンサのいずれも血清中の総コレステロール
濃度に依存した良好な応答値が得られた。また、保存後
のセンサのブランク値は、作製直後のセンサのブランク
値とほぼ同じであった。このように電子メディエータ
ー、ChOD、およびChEと界面活性剤の混合物を別
々の担体に担持することによって、さらに良好な保存特
性が得られる。
Each of these three glass filters was
It was cut into a size of 0.66 × 4.5 mm to prepare a carrier piece 23 containing potassium ferricyanide, a carrier piece 24 containing ChOD, and a carrier piece 25 containing ChE and Triton X-100. Then, after a woodworking adhesive was applied as an adhesive to the surface 16 of the cover member having the same shape as in Example 1, these carrier pieces were arranged and fixed as shown in FIG. Then, a biosensor was produced in the same manner as in Example 4, and the current response value of the sensor was measured immediately after the production and after storage at 50 ° C. for one week. As a result, a good response value depending on the total cholesterol concentration in the serum was obtained in each of the sensors immediately after the preparation and after the storage. The blank value of the sensor after storage was almost the same as the blank value of the sensor immediately after production. By carrying the electron mediator, ChOD, and the mixture of ChE and surfactant on separate carriers in this manner, better storage characteristics can be obtained.

【0034】《実施例6》実施例1と同様にして、図1
の基板1上の電極系上に、CMC層7およびレシチン層
17を順次形成した。次に、試料液供給路のカバー側の
面16に、界面活性剤であるTritonX−100の
エタノール溶液を滴下した。そして、エタノールを蒸発
させることによって、試料液供給路のカバー側の面16
に、接着剤の役割をする糊状のTritonX−100
層を形成した。また、実施例1と同様の厚さ0.2mm
のガラスフィルタを2枚用意した。1枚目のガラスフィ
ルタには実施例4と同様にして、1平方ミリメートルあ
たり0.33μmolのフェリシアン化カウムを担持し
た。また、2枚目のガラスフィルタにも実施例4と同様
にして、1平方ミリメートルあたりChODを0.22
units、ChEを2.2unitsおよびTrit
onX−100を0.3mg担持させた。これら2枚の
ガラスフィルタを0.33×4.5mmの大きさに3枚
ずつ裁断し、フェリシアン化カリウムを含む担体部片2
6、ChOD、ChEおよびTritonX−100を
含む担体部片27を作成した。そして、これらの担体部
片26と担体部片27とを図8に示すように交互に配置
し、カバー部材のスリット12のTritonX−10
0層上に固定した。
<< Embodiment 6 >> As in Embodiment 1, FIG.
The CMC layer 7 and the lecithin layer 17 were sequentially formed on the electrode system on the substrate 1 of FIG. Next, an ethanol solution of Triton X-100 as a surfactant was dropped on the surface 16 on the cover side of the sample liquid supply path. Then, by evaporating the ethanol, the surface 16 on the cover side of the sample liquid supply path is formed.
In addition, a paste-like Triton X-100 that functions as an adhesive
A layer was formed. In addition, the same thickness as in the first embodiment, 0.2 mm
2 glass filters were prepared. The first glass filter carried 0.33 μmol / cm 2 of ferricyanide per 1 mm 2 in the same manner as in Example 4. The ChOD of the second glass filter was set to 0.22 per square millimeter in the same manner as in Example 4.
units, ChE to 2.2 units and Trit
0.3 mg of onX-100 was loaded. These two glass filters were cut into three pieces each having a size of 0.33 × 4.5 mm, and a carrier piece 2 containing potassium ferricyanide was cut.
6, a carrier piece 27 containing ChOD, ChE and Triton X-100 was prepared. Then, the carrier pieces 26 and the carrier pieces 27 are alternately arranged as shown in FIG. 8, and the Triton X-10 of the slit 12 of the cover member is arranged.
Fixed on layer 0.

【0035】そして、実施例4と同様にしてバイオセン
サを作製し、作製直後と50℃で1週間保存した後のセ
ンサの電流応答値を測定した。その結果、作製直後およ
び保存後のセンサのいずれも血清中の総コレステロール
濃度に依存した良好な応答値が得られた。このように異
なる試薬を担持する担体部片をそれぞれ複数個し、これ
らを交互に配列することにより、保存時における試薬変
性を抑制するとともに、試料液浸透時の各試薬成分の混
合が容易に行われ、センサの応答性が向上する。
Then, a biosensor was produced in the same manner as in Example 4, and the current response value of the sensor was measured immediately after the production and after storage at 50 ° C. for one week. As a result, a good response value depending on the total cholesterol concentration in the serum was obtained in each of the sensors immediately after the preparation and after the storage. Thus, by alternately arranging a plurality of carrier parts carrying different reagents and arranging them, it is possible to suppress denaturation of the reagents during storage and to easily mix the respective reagent components during the permeation of the sample solution. Thus, the response of the sensor is improved.

【0036】[0036]

【発明の効果】上記のように、本発明によると、迅速か
つ高精度に特定物質の濃度測定ができる。
As described above, according to the present invention, the concentration of a specific substance can be measured quickly and accurately.

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

【図1】本発明の一実施例におけるバイオセンサの反応
層を除いた分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a biosensor according to an embodiment of the present invention, from which a reaction layer is removed.

【図2】同バイオセンサのカバーとスペーサーを重ね合
わせたカバー部材で、図1とは、上下逆に配置した斜視
図である。
FIG. 2 is a perspective view of a cover member in which a cover and a spacer of the biosensor are overlapped, and the cover member is arranged upside down from FIG.

【図3】同バイオセンサの要部の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part of the biosensor.

【図4】本発明の他の実施例のバイオセンサの要部の縦
断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part of a biosensor according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例におけるバイオセンサの反
応層を除いた分解斜視図である。
FIG. 5 is an exploded perspective view of a biosensor according to another embodiment of the present invention, from which a reaction layer is removed.

【図6】同バイオセンサのカバー部材の試料液供給路に
担体部片を配置した斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a cover member of the biosensor in which a carrier piece is disposed in a sample liquid supply path.

【図7】本発明の他の実施例におけるバイオセンサのカ
バー部材の試料液供給路に担体部片を配置した斜視図で
ある。
FIG. 7 is a perspective view of a cover member of a biosensor according to another embodiment of the present invention, in which a carrier piece is disposed in a sample liquid supply path.

【図8】本発明の他の実施例におけるバイオセンサのカ
バー部材の試料液供給路に担体部片を配置した斜視図で
ある。
FIG. 8 is a perspective view of a cover member of a biosensor according to another embodiment of the present invention, in which a carrier piece is disposed in a sample liquid supply path.

【図9】本発明のバイオセンサの担体部片の構成例を示
す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a configuration example of a carrier piece of the biosensor of the present invention.

【図10】本発明の一実施例におけるバイオセンサの応
答特性図である。
FIG. 10 is a response characteristic diagram of the biosensor according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁性の基板 2、3 リード 4 測定極 5 対極 6 絶縁層 7 CMC層 8 スペーサ 9 カバー 10 試料液供給路の開口部 11 空気孔 12 スリット 13 担体 14 接着剤 16 試料液供給路を構成する空間部に露出する面のカ
バー側の面 17 レシチン層 21、23、26 フェリシアン化カリウムを担持する
担体部片 22、27 ChOD、ChEおよび界面活性剤を担持
する担体部片 24 ChODを担持する担体部片 25 ChEおよび界面活性剤を担持する担体部片 28、29、30、31、32、33 担体部片
Reference Signs List 1 Insulating substrate 2, 3 Lead 4 Measurement electrode 5 Counter electrode 6 Insulating layer 7 CMC layer 8 Spacer 9 Cover 10 Opening of sample liquid supply path 11 Air hole 12 Slit 13 Carrier 14 Adhesive 16 Configure sample liquid supply path Surface on the cover side of the surface exposed to the space 17 Lecithin layer 21, 23, 26 Carrier piece 22, 27 carrying potassium ferricyanide Carrier piece carrying ChOD, ChE and surfactant 24 Carrier carrying ChOD Piece 25 Carrier piece carrying ChE and surfactant 28, 29, 30, 31, 32, 33 Carrier piece

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性の基板、前記基板上に設けられた
少なくとも測定極と対極を有する電極系、前記基板に組
み合わされて基板との間に前記電極系に試料液を供給す
る試料液供給路を形成するカバー部材、および少なくと
も酸化還元酵素を含む試薬を担持する繊維からなる担体
を具備し、前記担体が前記試料液供給路内に配置されて
いることを特徴とするバイオセンサ。
1. An insulating substrate, an electrode system provided on the substrate and having at least a measurement electrode and a counter electrode, and a sample liquid supply which is combined with the substrate and supplies a sample liquid to the electrode system between the substrate and the substrate. A biosensor comprising: a cover member forming a passage; and a carrier made of a fiber carrying a reagent containing at least an oxidoreductase, wherein the carrier is arranged in the sample liquid supply passage.
【請求項2】 絶縁性の基板、前記基板上に設けられた
少なくとも測定極と対極を有する電極系、および少なく
とも酸化還元酵素を含む試薬を担持する繊維からなる担
体を具備し、前記担体が接着剤によって前記電極系の近
傍に固定されていることを特徴とするバイオセンサ。
2. An insulative substrate, an electrode system having at least a measurement electrode and a counter electrode provided on the substrate, and a carrier made of a fiber carrying a reagent containing at least an oxidoreductase, wherein the carrier is adhered. A biosensor, which is fixed in the vicinity of the electrode system by an agent.
【請求項3】 前記担体が、少なくとも2つの担体部片
から構成され、それぞれの担体部片が異なる試薬を担持
している請求項1または2記載のバイオセンサ。
3. The biosensor according to claim 1, wherein the carrier is composed of at least two carrier pieces, and each carrier piece carries a different reagent.
【請求項4】 前記試薬が、少なくともコレステロール
オキシダーゼ、コレステロールエステラーゼ、および電
子メディエーターを含み、前記接着剤が、界面活性剤で
ある請求項2または3記載のバイオセンサ。
4. The biosensor according to claim 2, wherein the reagent includes at least cholesterol oxidase, cholesterol esterase, and an electron mediator, and the adhesive is a surfactant.
【請求項5】 前記試薬が、少なくともコレステロール
オキシダーゼ、コレステロールエステラーゼ、および電
子メディエーターを含み、酸化還元酵素と電子メディエ
ーターとが別の担体部片に担持されている請求項3また
は4記載のバイオセンサ。
5. The biosensor according to claim 3, wherein the reagent contains at least cholesterol oxidase, cholesterol esterase, and an electron mediator, and the oxidoreductase and the electron mediator are supported on separate carrier pieces.
【請求項6】 前記試薬が、少なくともコレステロール
オキシダーゼ、コレステロールエステラーゼ、界面活性
剤および電子メディエーターを含み、コレステロールエ
ステラーゼを含む担体部片が界面活性剤を含む請求項3
〜5のいずれかに記載のバイオセンサ。
6. The method according to claim 3, wherein the reagent contains at least cholesterol oxidase, cholesterol esterase, a surfactant and an electron mediator, and the carrier piece containing cholesterol esterase contains a surfactant.
The biosensor according to any one of claims 1 to 5,
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