JP2000055865A - センサシステムの信号読取り回路に取付ける一回使用の使い捨て電極ストリップ - Google Patents

センサシステムの信号読取り回路に取付ける一回使用の使い捨て電極ストリップ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体混合物中の化合物を表わす電流を検知す
る、センサ システムの信号読取り回路に取付ける一回
使用の使い捨て電極ストリップの活性電極の製造に使用
するのに適した導電性インキを提供する。 【解決手段】 液体混合物中の化合物を表す電流を検知
する、センサシステムの信号読取り回路に取付ける一回
使用の使い捨て電極ストリップの活性電極の製造に使用
するのに適した導電性のインキであって、導電性物質
と、前記化合物が前記液体混合物中に存在するならば前
記化合物とのレドックス反応を触媒作用することができ
る酵素及び前記酵素と前記導電性物質との間において前
記レドックス反応に伴う電子を輸送することができるメ
ディエイタ化合物の少なくとも一つを、液体媒質に懸濁
した懸濁液を含む導電性のインキ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明はセンサ システムの信号読取り回
路に取付ける一回使用の使い捨て電極ストリップに関す
る。
【０００２】本出願人が提出したヨーロッパ特許出願第
８２３０５５９７号明細書には触媒活性酵素およびメデ
ィエイタ化合物(mediator compound)の混合物または層
で被覆した導電電極からなるセンサの構造が記載されて
いる。この被覆電極は酵素が触媒作用を発揮する種(spe
cies)を含有する基質と接触する場合に、メディエイタ
化合物は電荷を電極に輸送し、このことは、酵素が触媒
作用において著しく選択作用を示すから、他の種が存在
してたとしても、上述する触媒作用を発揮する種の濃度
に関して標準電極に対して読取り信号を与えるように用
いることができる。
【０００３】前記システムにおける研究および使用され
ている酵素については本明細書の適当な個所において記
載する。
【０００４】それ故、多くのタイプの酵素被覆電極は生
理学的または他の基質の存在に対する各特異性を利用し
ており、この場合、特定酵素は触媒として作用し、この
ためにこれらは生体内または試験管内において基質のレ
ベルを検出、測定またはモニターするように潜在的に作
用でき、例えば基質レベルを制御または作用するのに基
礎をなす生理学的条件と関連する読取りを与える。特
に、適当な電子輸送メディエイタ化合物と関連する酵素
としてグルコース オキシダーゼまたは細菌性グルコー
スデヒドロゲナーゼを使用することは、広いグルコース
範囲にわたり試験管内血液グルコース量と直線的に相関
する読取信号を与えるので、酵素とメディエイタを組合
せることは糖尿病の条件を評価するのに有用である。ま
た電極は血漿、血清、間質液、唾液または尿のグルコー
ス レベルを測定することができる。
【０００５】本出願人の関連する上記特許出願に記載し
ているメディエイタ化合物としてはポリビオロゲン、フ
ルオラニルおよびクロラニルを包含している。しかしな
がら、好ましいメディエイタ化合物はメタロセン化合
物、特にフェロセン(ビスシクロペンタジニエル鉄およ
びその誘導体) である。
【０００６】フェロセンの特別の利点としては、すなわ
ち、(a)シクロペンタデニエル環の置換を介して利用し
やすくするレドックス電位の広い範囲、(b)例えば、他
の環または他のシステム成分に対する溶解度または化学
結合性を与える環の官能化、(c)電気化学的に可逆性の
１電子レドックス特性、(d)pH−独立レドックス電位、
および(e) 還元形の遅い自己酸化である。
【０００７】フェロセン構造は環の置換により、および
／または会合または重合によって変えることができ、こ
の変成は物理的、化学的および選択挙動を示し、このた
めに特定センサ電極材料の最適化を可能にする。一般的
な使用において、化合物１，１´−ジメチルフェロセン
は有効なメディエイタである。
【０００８】「特異性結合剤を用いる分析技術」の名称
の本出願人の関連特許出願は特異性結合剤、すなわち、
抗原／抗体およびその他の酵素および／またはメディエ
イタ電気化学的有効性についての影響に関する。特別の
電極について実施することができる。この電極は本発明
の範囲に存在し、後で説明する。
【０００９】上述する従来技術にはセンサ電極を使用す
る装置につて記載されている。一般に、センサ電極は研
究または公共施設（病院）において使用するのに適当で
ある。本発明の使い捨て電極ストリップは、使用するた
めに訓練を受けた人により使用される必要はなく、訓練
を受けていない普通の人が使用できる。
【００１０】このセンサ電極は、特に錯体混合物（comp
lex mixture)に遭遇する化学工業、例えば食品化学ま
たは生物化学技術に用いることができる。しかし、かか
る電極は生物学的研究または人体または動物用薬剤にお
ける制限技術に特に有効である。
【００１１】本発明においては、患者にまたは臨床に用
いるための上記電極の応用において、ある設計標準を確
立している。
【００１２】電極はインバシブ プローベ(invasive pr
obe)（例えば全血液または皮下組織流体のような体液(b
ody fluid)と接触する体組織に突き刺すプローベ）に、
または抜取試料（注射器を使用する）または圧搾試料(e
xpressed sample)（例えば針−突き刺し装置(needle-pr
ick device)を使用する)についての外部試験の一部とし
て用いることができる。いずれの場合においても、電極
は組織に突き刺す際または試料の抜取において外傷の形
成を避けるように、実際的に小さくする。突き刺す場合
には、交差汚染を避けるようにし、および長期間差し込
むことにより生ずる繊維芽細胞による被包を抑制するよ
うにする。電極は先端を有する針(pointed needle)内に
固定するように長くするか、または装置に組立て、他の
試料と接触する電極として取扱いできるように長くす
る。また、機敏に操作できるようにする。組立前または
組立構造において、参照電極並びに感受性(sensitive)
電極は離間した非接触関係で設ける。
【００１３】本発明における溶解基質の混合物において
与えられた溶解基質を選択的に検出、測定またはモニタ
ーするセンサ装置では、(a)基質の触媒酵素および該酵
素が触媒的に作用する場合に互いに接触しないで隣接す
る電極に電荷を輸送するメディエイタ化合物を含む第１
電極材料区域；および(b)参照電極材料区域を含み、こ
れら電極は寸法が小さく、細長い部材として延在するか
または部材上に支持して生きている組織または少量の体
液の抜取り試料と接触前または接触中、操作しやすくな
る。
【００１４】第１電極材料区域は(a) 抗体のようなリガ
ンド、(b)特異結合特性を有するハプテンの如きアンチ
リガンドでリガンド（ａ）に対し特異結合性を有し、
（ｃ），（ａ）および（ｂ）のいずれか１つにコンジュ
ゲートし、かつ（ａ）および（ｂ）が特異的に結合しな
い場合のみ電気化学的に活性であるメディエイタからな
る。即ちメディエイタ（ｃ）は、コンジュゲート（ａ）
−（ｃ）が他の成分（ｂ）に特異的に結合しない場合、
或いはまたコンジュゲート（ｂ）−（ｃ）が他の成分
（ａ）に特異的に結合しない場合には、電気化学的に活
性である。
【００１５】コンジュゲート（ａ）−（ｃ）およびアン
チリガンド（ｂ）を含む電極は、若干のリガンド（ａ）
を含むサンプルに接触すると、サンプル中の若干のリガ
ンド（ａ）がコンジュゲートと競争し、アンチリガンド
に結合する。従ってすべてのコンジュゲート（ａ）−
（ｃ）がアンチリガンド（ｂ）に結合するものではな
い。若干のコンジュゲート（ａ）−（ｃ）が結合しない
ようになり、この場合該コンジュゲートは電気化学的に
活性である。このような活性の範囲は試料中のリガンド
の分量を表わす。
【００１６】これに対応して、コンジュゲート（ｂ）−
（ｃ）とリガンド（ａ）を含む電極は、若干のアンチリ
ガンド（ｂ）を含むサンプルと接触すると、サンプル中
の若干のアンチリガンド（ｂ）がコンジュゲートと競争
し、リガンドに結合する。同様にして若干のコンジュゲ
ート（ｂ）−（ｃ）が結合しないようになり、この場合
該コンジュゲートは電気化学的に活性である。このよう
な活性の範囲はサンプル中のアンチリガンド（ｂ）の分
量を表わす。
【００１７】このような電極は、少なくとも部分的に
（ａ）および（ｂ）を結合せずこれにより酵素／基質反
応に対してメディエイタを供給する系のアッセ（assa
y）に有用である。
【００１８】センサは、一般に外部センサ(external se
nsors)、インバシブセンサ（invasive sensors）、外部
センサ並びにインバシブセンサとして作用するセンサお
よびその場で組み立てるセンサに再分することができ
る。
【００１９】Ａ．外部センサ このセンサは主として両電極を液体基質、例えばグルコ
ースを含有する少量の血液試料または血液の小滴に浸漬
するかまたは接触させるようにして用いる。
【００２０】本発明の１つの観点において、酵素触媒反
応を受ける１または２種以上の選択成分の存在を検出
し、分量を測定しおよび／またはレベルをモニターする
成分の液体混合物と接触させるセンサを提供するもの
で、このセンサは(a) 細長い支持部材、(b) 少なくとも
外面において酸素と該酵素が触媒的に作用する場合に第
１電極に電子を輸送するメディエイタ化合物との組合せ
を含む、一端に向かう前記支持部材の表面において導電
性材料の第１電極の区域、(c) 前記細長い支持部材の表
面において、その一端に接近させて設けた第２参照電極
の区域、および(d) 前記支持部材を浸漬して上記両電極
と接触する液体媒質中の１または２種以上の選択成分の
存在、分量またはモニターレベルを示す読取り手段に取
付ける上記各電極に対する別々の電気接続から構成す
る。
【００２１】細長い支持部材は棒または管体にすること
ができるが、平坦なストリップからなるのが便利であ
る。
【００２２】第１電極は炭素、例えば炭素を含有する濾
紙から形成するのが好ましい。また、本発明においては
炭素箔、例えば登録商標「グラホイル(GRAPHOIL)」また
は「パピエックス(PAPAYEX) 」で入手しうるものが有用
な電極材料であることを確かめた。更に酵素としては任
意の酵素、例えば本出願人がすでに出願した上述するヨ
ーロッパ特許出願に記載している酵素をあげることがで
きるが、しかし、グルコース オキシダーゼまたはデヒ
ドロゲナーゼを用いることができ、例えばアシネトバク
ター カルコアセティカウス（Acinetobacter calcoace
ticus）からの細菌グルコース デヒロドゲナーゼが特
に有効である。任意の適当なメディエイタ化合物を用い
ることができるが、しかしフェロセンまたはその誘導体
（特に１，１´−ジメチルフェロセン）が特に好まし
い。
【００２３】１例としては、炭素箔はストリップに接着
でき、１，１´−ジメチルフェロセン メディエイタは
トルエン溶液の蒸発によって箔の表面に堆積することが
でき；および酵素は１−シクロヘキシル−３−（２−モ
ルホリノエチル）カルボジイミド、メト−ｐ−トルエン
スルホネート（以下「カルボジイミド」と略称する）
の使用によって表面に結合することができる。
【００２４】第２電極は任意の通常の参照電極にするこ
とができる。本発明において、第２電極は第１電極に隣
接させるが、しかし接触させないように銀の平坦層を設
け、その表面を塩化銀に転化させてAg／AgCl参照電極を
与えるようにすることが有利であることを確かめた。
【００２５】一般に、電気接続としては、例えば非延伸
性のワイヤを用いることができ、この接続はストリップ
に粘着するのが好ましく、かつその個々の電極と電気接
点を形成するようにする。
【００２６】読取り装置は、例えばグルコースシステム
の場合には、例えば＋１５０mV Ag/AgClにおいて炭素電
極電位を釣り合わせるポテンシオスタッドに適当に接続
するディジタル表示器が好ましい。次いで、電流をグル
コース濃度に釣り合わせる。
【００２７】このタイプのセンサの、特に効果的な変形
構造は、(a) 体の先端部分において針−突き刺し(needl
e prick)することから発生する非圧搾血液小滴から生ず
る血液の塗抹により完全に被覆するのに十分小さい知ら
れた区域の平坦な第１電極区域、(b) 前記血液塗抹を参
照電極に達成させて電気的に連通する感受性電極区域か
ら分離するが、しかし十分に接近させる同じ表面上の参
照電極区域、および、(c) 同一の表面に沿って別々に延
在し、かつ細長い支持部材から絶縁した該支持部材の一
端に取付けることのできる信号読取り手段に接続する上
記各電極と互いに連通する導電素子から構成する。
【００２８】第１（すなわち、感受性(sensitive)）電
極の区域は、一般にほぼ正方形であり、また長方形また
は他の形状にすることができるが、しかし通常は、如何
なる場合においてもエッジ長さを５mmまたはこれ以下、
例えば２〜４mmの正方形に相当するように形成すること
ができる。
【００２９】Ｂ．インバシブ センサ 一般に、インバシブ センサは性質上、針状であり、中
空針内に設ける。
【００３０】１例において、本発明においては組織を通
して血管のような測定位置に配置し、かつ先端近くに長
さ方向に離間する２つの平坦なくぼみを有する一般に円
筒状の先端を有する針の形状をした針プローブ電極キャ
リヤを設け、針の半径に対して直角の床および該床の各
端に保護肩部を有する各くぼみを設け；かかる１つのく
ぼみの床を酵素および特異基質と接触し、接触的に作用
する場合に酵素から電荷を輸送するメディエイタ化合物
を含む接着層で被着し；他の上記くぼみの床を接着参照
電極層で被覆し；別々の導電素子を針の表面に沿って、
針の外端に取付けることのできる信号読取り手段に接続
するために各電極層に連通するように構成する。一般的
な記載から明らかなように、１例において感受性および
選択性電極はメディエイタ化合物としてフェロセン等と
関連するグルコース ヒドロゲナーゼ（またはオキシダ
ーゼ）酵素を含む。参照電極は銀／塩化銀にすることが
できる。肩部（くぼみの各端に１つ）は、小さい全プロ
ーベ サイズのために、針を組織を通して、例えば静脈
に通す際に、電極被覆を保護する。
【００３１】本発明のこの観点における特定例では、感
受性（第１）電極を前記酵素およびメディエイタを含む
被覆を有する炭素繊維とすることができることである。
【００３２】Ｃ．外部センサおよびインバシブ センサ
として作用するセンサ ある種のセンサの構造は外部試料(extraneous sample)
に浸漬でき、または針内で使用できるような構造であ
る。
【００３３】この１例としては、溶解基質の混合物にお
ける所定の溶解基質を選択的に検出、測定またはモニタ
ーするセンサであり、このタイプのセンサでは電極に上
記基質の触媒酵素、および電荷を電極に輸送し参照電極
に対する読取り信号を与えメディエイタ化合物を被着
し、この場合感受性電極および参照電極を長方形断面の
細長い非導電性支持体の対向面に配置する。この観点に
おいて、通常、断面は極めて小さく、例えば 0.5mm以下
のエッジ長さの方形断面にすることができ、このために
センサを針の穴に配置することができる。また、針／セ
ンサ組合せ体は本発明の１つの観点である。
【００３４】本発明の他の観点において、本発明におい
ては上述する一般的なタイプのセンサを製造する方法を
提供することであり、この場合感受性電極および参照電
極を分離しうる支持部材に別々に形成し、これらの支持
部材を最終的に一体にしてセンサに形成する。更に、極
めて薄い細長い支持部材は針を固定するために実用的に
有利に用いることができる。
【００３５】それ故、これらの電極は特に小型に形成す
ることができる。一般的に、これらの電極はインシュリ
ン注射する糖尿病患者についてすでに知られているよう
に中空針、例えば２７−ゲージ針内に適合するように作
ることができる。従って、差込み部材は著しい不快感を
与えないから、永久またはやや永久モニター配置を達成
することができる。
【００３６】Ｄ．組立センサ 一般的に言うと、本発明は永久支持ストリップに形成し
たセンサに指向する。しかしながらまた、本発明の範囲
内では１個の細長い電極に連通する細長いくぼみ、導電
支持体上に酵素および電荷輸送メディエイタを含む第１
電極、および参照電極である第２電極を含む２部分のセ
ル組立体を構成することを含んでおり、上記部分は対向
するくぼみで合体した場合に、離間して位置する電極間
に液体チャネルを画成し、これによって組合せ体はチャ
ネルを通る酵素の基質に対して敏感であるように構成す
る。
【００３７】更に、本発明は上記センサを用いる装置に
関する。装置は携帯用に、または卓上用(desk-top)に形
成することができる。
【００３８】本発明のこの観点の一例として、上記電極
を、自己測定基準において、医者または看護者によりま
たは患者により人体または家畜用薬剤に用いることので
きる選択生理学的パラメータに相関する視覚読取りを与
えるのに利用する装置を含んでいる。
【００３９】便宜上、本明細書においては、代表例とし
て血液−グルコース測定装置について以下において説明
するが、しかし本発明はこの装置に制限するものではな
い。
【００４０】糖尿病患者においては、しばしば、患者の
グルコースレベルを測定する必要がある。従来、個々の
患者について行われている通常の方法は血液または尿試
料を用いる比色試験であり、この場合かかる試料を比較
区域に隣接する色反応検出薬剤を含む表面区域上に供給
してグルコースレベルの概算値として色値図表と比較す
る色変化を与えるようにしている。
【００４１】しかしながら、この方法では次の欠点があ
る。第１に、特に患者が糖尿病状態のために視力が低下
している場合には、比色変化を定量的に評価することが
困難である。実際上、この問題のために、高価な自動比
色装置を、試験結果の説明のために、ある患者によって
は購入する必要が生ずることである。第２に、尿試験よ
り本質的に正確さが要求される血液試験では試験表面を
おおうのに十分多量の試料を必要とすることである。第
３に、患者が発色時を正確に確認する必要があることで
ある。自己−処理基準において、血液試料は体の先端部
分（指、足指、耳たぶ）から採取することから、一般に
これらの試料は簡単な針−突き刺しによって得る場合に
は十分に多くなく、実際上、圧搾し、すなわち、絞り出
しまたはマッサージして大きい滴にする。次第に、先端
部分の組織はかかる処理によってある程度きずがつき、
きめが粗くなり、これによって問題を示す新しい試験位
置を見出す。
【００４２】家庭診断基準において本発明を実施するた
めに、本発明の主目的は上述するように小直径のインバ
シブ プローベ電極のような、または組織マッサージせ
ずに針−突き刺し試験体からの自然に生ずる小さい血液
小滴を使用できる外部試験電極ストリップのような小型
の非外傷試験片を提供することである。
【００４３】本発明は、特に液体混合物中の化合物を表
わす電流を検知するセンサ システムの信号読取り回路
に取付ける一回使用の使い捨て電極ストリップに関する
もので、本発明は a) 前記読取り回路に着脱自在に適合させた細長い支持
部材； b) 前記支持部材に沿って延在し、かつ前記読取り回路
に連絡する導電性素子からなる第１導体； c) 前記第１導体と接触し、かつ混合物に接して位置し
た前記ストリップ上の活性電極； d) 前記読取り回路に連結する導電性素子からなる前記
支持部材に沿って延在する第２導体；および e) 前記第２導電性素子と接触し、かつ前記混合物およ
び前記第２導体と接触して位置した参照電極から構成さ
れ、前記活性電極は前記支持部材上の２５mm２未満の面
積を有する印刷層からなり、該印刷層は前記酵素につい
ての基質を含む反応を触媒作用することのできる酵素、
および酵素−触媒作用反応と前記第１導体との間に移動
する電子を輸送させて前記酵素の活性を表わすおよび前
記化合物を表わす電流を生じさせることのできるメディ
エイタからなり；前記第１導電性素子および前記活性電
極を前記第２導電性素子および前記参照電極から離間
し、およびこれらの前記電極を血液小滴により完全に被
覆するのに十分に小さい組合せ有効面積を存在するよう
な大きさにし、かつ位置し、これにより前記血液が、前
記酵素の前記活性をアンペロメトリック（amperometric
detection) 検出するために、前記活性電極および前記
参照電極を横切る電気回路を形成することを特徴とす
る。
【００４４】上述する小型電極は１回の使い捨て物品と
して作られ、着脱自在に電気回路および読取り手段と組
合せて用いることができる。これらの回路および読取り
手段は極めて小型にするのが好ましい。
【００４５】従って、本発明においては装置全体に、あ
る設計制限を与える必要のあることを見出した。
【００４６】それ故、本発明の他の目的は、物理的に、
例えば使用者自体がインバシブ プローベを用いる場合
に、またはその外観により心理的に、使用者に外傷を与
えない装置を提供することである。
【００４７】また、本発明の他の目的は、使い捨て電極
および永久回路／読取り構成部分の大きさが小さいにも
かかわらず少年少女または或い成人の患者によって組立
および分解の容易な装置を提供することである。
【００４８】また、本発明の他の目的は、小型であるに
もかかわらず、ロスまたは損失が最少である比較的に高
価な永久回路／読取り構成部分を提供することである。
【００４９】また、本発明の他の目的は未熟練者でも観
察でき、かつ理解できる表示読取り(display readings)
装置を提供することである。
【００５０】また、本発明の他の目的は回路／読取り構
成部分をペン／ディジタル−ウォッチ型に似ているハウ
ジングに組立できる装置を提供することである。
【００５１】本発明の１つの観点においては、人体また
は家畜用薬剤における診断補助としての読取り値を生じ
させるのに用いる、細長いペン型の中空ハウジングに収
容する回路−表示手段の組立体を提供する。この組立体
(a) 試験部材が選択的に敏感である生理学的パラメータ
に相関する電気信号を生ずることのできる少なくとも１
つの着脱自在の試験部材の外端を受けるのに適当な上記
ハウジングの１端における導電性ソケットおよび(b) 前
記パラメータに相当する数値を示す前記ハウジングの他
端に向かうディジタル読取り窓を有している。また、サ
ーミスタを温度補償のために用いることができる。
【００５２】本発明は上述するペン型の組立体のみに制
限されるものではないばかりか、この組立体を付属試験
部材との組合せ、および組立体の互いに関係する部品と
オン−オフ使用(on-off use)に適当な多数の試験部材と
のキットとしての組合せにおよぶことが、製薬装置を設
計する技術者によって容易に評価されるものと思う。
【００５３】本明細書に記載する「ペン型」とは、大き
さおよび形状においての一般的な制限を意味する。機能
条件において、その特性は親指と隣接する１または２本
の対向する指との間でソケット近くを人差指上に載せ、
かつ人差指を越えて突出させ、しかも親指および他の指
でソケット端の細い制御に害を与えないように、細長い
本体で保持できるようにする。数値条件において、長さ
を10〜30cmとし、最大横寸法を0.5〜３cmとし、好まし
くは長さ12〜20cmおよび幅0.8〜1.5cmとする。一般的
に、ペン型は円形または多角形断面にすることができ
る。各着脱自在の試験部材は上述するヨーロッパ特許出
願に記載しているタイプの小型酵素−被覆センサ電極で
あり、特に酵素がグルコース−触媒作用し、これにより
糖尿病状態を調べることができる電極である。例えば、
糖尿病に対して知られている２７−ゲージ針に基因する
小型目盛付インバシブ プローベを用いることができ
る。あるいは、また小型で非圧搾血液小滴に作用するよ
うな寸法にした平坦な外部ストリップ電極を用いること
ができる。ソケット配置は種々変えることができる。
【００５４】本発明の１例では、２個または３個以上の
センサ電極を単一試験部材に組み込むことができる。ま
た、ソケット配置を変えることができる。
【００５５】一般に、読取り手段は普通のペン／ウォッ
チ型のような「ペン」の後端部に向かう通常、７つのセ
グメント表示窓である。上述するマルチブル センサの
場合には、表示を各センサの別々のモニター回路間で切
替えできるようにし、表示および単一モニター回路をセ
ンサ間で切替えるようにでき、また特定表示を存在させ
るセンサのそれぞれに設けることができる。
【００５６】勿論、この装置は上述する非インバシブ
ストリップ センサと使用するのに特に適応するが、ま
た針−タイプ インバシブ センサと用いることができ
る。
【００５７】本発明の他の形の装置は、一般に、しかも
一般の臨床に用いられる、いわゆる、卓上用装置であ
る。
【００５８】この観点において、本発明においては「卓
上用」の寸法で複雑な開業医用として適当な装置を提供
することができると共に、本発明においてかかる装置を
一般にグルコース測定に便利な任意の酵素−触媒作用性
化合物（適当な電極システムによる）の使用に向けるこ
とができる。
【００５９】この観点から、本発明においては液体混合
物の１または２種以上の選択成分の存在を検出し、分量
を測定しおよびレベルをモニターする分析装置を提供す
ることができ、この装置は、小容積の液体チャンバーを
組立て結合するセル部分、および該セル部分を組立てる
場合に上記チャンバーと連通する少なくとも１つのセル
部分に設けた液体入口および出口；前記液体混合物を入
口手段に流し、かつ連続的にまたは不連続的に出口手段
から排出する選択的に作動するポンプ；導電性材料の薄
い区域の形状を有し、かつ少なくともその外面に酵素お
よび該酵素が触媒作用する場合に電子を電極に輸送する
メディエイタ化合物の組合せからなる第１電極；導電性
材料の薄い区域の形状を有する第２（参照）電極；前記
小容積の液体チャンバー内に作動表面を与える前記各電
極；電極間の予定電圧差を釣合わせるポテンシオスタッ
ド；液体試料をチャンバーに導入する場合に、電極間の
電流を検出または測定する手段；および電流を測定する
手段に作動的に接続する信号蓄積および／または読取り
手段から構成する。
【００６０】セルは、「パースペックス(PERSPEX)」
（登録商標）；硬質ポリメチルメタアクリレートの２部
分から形成し、シリコン ゴム スペーシング ガスケ
ットを中間に介在してボルト締する。セルは２つの衝合
面を有し、必要に応じて一方または両者にくぼみを設け
て、適当なチャンバーを画成し、このチャンバーは通
常、液体流の方向に長くし、その容積は、例えば0.1〜
1.0 mlの範囲で変えることができる。この事は、代表的
なグルコース含有液体試料を±３％の精度で、約１分間
にわたり連続的に流すことができる。液体入口および出
口は１つのセル部分に一緒にまたは各セルに１つ設ける
ことができる。
【００６１】測定すべき成分としては、グルコースが好
ましく、開業医用としての卓上用グルコース分析計に適
用できる。それ故、使用する酵素としてはグルコース
オキシダーゼが好ましく（グルコース デヒドロゲナー
ゼを用いることができる）、この場合フェロセンまたは
１，１´−ジメチル フェロセンの如きフェロセン誘導
体は好ましいメディエイタ化合物である。
【００６２】支持電極としては炭素または炭素含有混合
物から形成するのが好ましい。登録商標「グラホイル(G
RAPHOIL)」または「パピエックス(PAPAYEX)」で知られ
た炭素箔およびメッシュを用いることができ、実際上、
良好な結果をもたらす。
【００６３】他の電極としては電着AgCl層を有する銀箔
から形成するのが好ましい。
【００６４】ストリップ電極は画成したくぼみの各対向
面に１個設けることができる。
【００６５】一般に、ポンプはセルにおけるグルコース
が触媒作用し、このため読取りを低下することから、測
定中連続的に作動する。必要に応じて、ポンプは液体流
れを調整しまたは計量する注入手段を作動することがで
きる。
【００６６】ポテンシオスタッドは、例えば＋１５０mV
（対Ag/AgCl) (＋１５０mV vs Ag/AgCl)で炭素電極を保
持するようにできる。電流はすべての予想範囲にわたっ
てグルコース濃度に比例する。
【００６７】グルコース センサの作動において、多く
の関連する技術的問題点および利点を考慮することがで
きる。これらの問題点は一般的に関連し、本発明の特定
の要旨に制限することを意味するものではなく、換言す
れば一般に上述する各例に適用でき、特にグルコース検
出についての装置および方法に関するかぎり、これらの
例に適用することができる。これらの特徴について、次
に説明する。
【００６８】Ｉ．構造上の特徴 （ａ）電極についての被膜カバー 酵素電極は液体と電気的に接触させるけれども、この電
極はセンサを大きい分子または組織液体成分との接触に
よる妨害から締め出すのに効果的であることを確かめ
た。このことは、電極の幾何学に影響されるが、被覆ま
たは包囲膜によって達成できる。熱収縮性の薄いチュー
ブは膜として、または膜と関連して用いることができ
る。
【００６９】膜はその場で重合することができる（例え
ばセルロース アセテート）。特に効果的な膜はポリカ
ーボネート、特に登録商標「ニュクレオポーラ(NUCLEOP
ORE)」または「ステリリン(STERILIN)」で販売されてい
るポリカーボネートから形成する。組織流体を調べる場
合には、膜にはアスコルビン酸塩を含有することができ
る。ポリカーボネート膜はアスコルビン酸塩を通さない
ために、物質からの妨害を、事実上、除去することがで
きる。あるいは、またポリウレタン膜を使用することが
できる。
【００７０】（ｂ）炭素のタイプ 登録商標「グラホイル」および「パピエックス」で知ら
れている熱分解等級のストリップとしての炭素箔まはた
金網に付着した炭素は、グルコース オキシダーゼと用
いる場合の炭素−フェロセン電極に好ましい。酸素妨害
は嫌気試料と好気試料との間の信号の変化を４％以下に
するように最少にする。また、これらの物理的特性は、
特に小型装置の製造に極めて有利である。
【００７１】II．作動上の特徴 （ａ）作動電位 作動は、存在する他の化学種の酸化によって生ずる妨害
を減少するから、＋５０〜＋２００mV（対ＳＣＥ）に相
当する電位で行う必要がある。
【００７２】（ｂ）濃度範囲 グルコース オキシダーゼは、炭素−フェロセン電極上
に固定した場合には、０〜４０mMのグルコース濃度およ
び０〜２０mMのグルコースデヒドロゲナーゼ濃度をモニ
ターするのに用いることができる。センサ応答は約40mM
まで直線的である。
【００７３】（ｃ）応答時間 膜を設けないグルコース オキシダーゼ センサは９５
％の定常電流応答に対して高速応答時間、例えば約２０
秒を与えるように活動的に制限する。
【００７４】（ｄ）酸素感受性 グルコース デヒドロゲナーゼ／フェロセン電極は完全
に酸素感受性である。
【００７５】（ｅ）第三電極の使用 実際上、現実的な装置は後述するように参照対極として
Ag/AgCl を用いることによって第三電極を用いずに良好
な性能を達成することができる。
【００７６】（ｆ）pHおよび温度 グルコース オキシダーゼ電極はpH６〜pH９の範囲にお
ける電流出力に変化を示さず、このために比較的にpH−
非感受性である。また、この電極は４０℃までの温度で
安定である。必要に応じて、温度補償をサーミスタを用
いて行うことができ、また恒温ジャケットを用いること
ができる。また、電極で作動する場合には、拡散制限が
温度作用を小さくする。
【００７７】（ｇ）電極の貯蔵 電極は湿気状態で貯蔵することができる。幾月かまたは
幾年かにわたる長期間貯蔵は凍結乾燥または空気乾燥に
よって達成することができる。
【００７８】上述するように、本発明を使用装置につい
て説明したけれども、本発明は本発明の他の特徴をそれ
自体示すことが評価されるものである。装置は取り替え
できるまたは使い捨てできるセルを包含することができ
る。それ故、上述するセル自体は本発明の１つの特徴で
あり、セル設計の細部に関係なく電極の組合せおよび新
規な配置の個々の電極についても同様に本発明の特徴で
ある。また、上述する装置セルまたは電極セルを用いて
液体混合物（例えば、組織流体またはこれから誘導した
液体）の１または２種以上の所望成分（例えば、グルコ
ース）の存在を検出、分量を測定またはレベルをモニタ
ーする方法は本発明の１つの特徴である。
【００７９】最後に、本発明は上述する装置を作動する
電気回路に関する。
【００８０】本発明のこの観点において、本発明は電極
の電気出力を電子基準と比較する手段、および電極の電
気出力に関する信号を生じさせる手段からなる電子輸送
電極と用いる測定装置を提供する。
【００８１】参照電極のセルより、むしろ電子基準を用
いることによって、電子輸送電極を含むセンサを用いる
測定を基準として分離電極を用いずに行うことができ
る。
【００８２】本発明の好適例においては、電子輸送電極
は固定電位において参照電極と釣り合わせ、電子輸送電
極における電流を測定するようにする。
【００８３】特定の電子輸送電極は次に示す電極の範囲
から選択することができる： 酵 素 基 質 フラボプロテイン ピルビン酸塩 オキシダーゼ ピルビン酸塩 Ｌ−アミノ酸 オキシダーゼ Ｌ−アミノ酸 アルデヒド オキシダーゼ アルデヒド キサンチン オキシダーゼ キサンチン グルコース オキシダーゼ グルコース グリコレート オキシダーゼ グリコレート サルコシン オキシダーゼ サルコシン 乳酸塩 オキシダーゼ 乳酸塩 グルタチオン レダクターゼ NAO(P)H リポアミド デヒドロゲナーゼ NADH ＰＱＱ酵素 グルコース デヒドロゲナーゼ グルコース メタノール デヒドロゲナーゼ メタノールおよび他のアルカノール メチルアミン デヒドロゲナーゼ メチルアミン ヘム含有酵素 乳酸塩 デヒドロゲナーゼ 乳酸塩 （酵素シトクロム Ｂ２） ホルス−ラデシ(horse-radish) 過酸化水素 パーオキシダーゼ 酵素シトクロムＣ パーオキシダーゼ 過酸化水素 メタロフラポプロテイン二酸化炭素 二酸化炭素 オキシド レダクターゼ キュプロプロテイン ガラクトース オキシダーゼ ガラクトース 次に、本発明を添付図面について説明する。
【００８４】9.5×40×1.6mm のエポキシ ガラス ス
トリップ１に１mm直径の２個の孔２および３を設ける。
このストリップ１の一側面上においてその端部近くで孔
２上に９×９mmの黒鉛テープまたは箔片４を被着し、お
よび孔３上に４×９mmの銀箔ストリップ５を被着する。
これらの各電極材料４および５と電気的に接続するため
にストリップ１の裏側に配置した針金６および７（第２
図参照）を上記孔２および３のそれぞれに挿入して導電
性エポキシ樹脂８でこれらの各孔に接着する。エポキシ
樹脂の安定化層９をストリップ１の裏側の少なくとも一
部分上に存在させて針金６および７をその場に固定す
る。炭素電極４を１，１´−ジメチルフェロセンおよび
グルコース オキシダーゼで被覆する。
【００８５】ストリップは次のようして作ることができ
る： （ａ）エポキシ ガラス ストリップ１に孔２および３
を開け、（ｂ）電極４および５上に登録商標「アラルデ
テ(ARALDITE)」エポキシ樹脂を適当に被着するが、しか
し孔２および３に入れないようにし、（ｃ）針金６およ
び７を導電性エポキシ樹脂８を用いて取付け、「アラル
デテ」樹脂９を被着して各針金をその場に固定し、
（ｄ）銀電極を５Ｍにおいて＋400mV(対SCE)に0〜15秒
間保持して薄いAgCl層を堆積し、（ｅ）１，１´−ジメ
チルフェロセン（４ｌ）をトルエン（２０mg/m）に溶解
した溶液を黒鉛テープ４に被着し、蒸発し、（ｆ）フェ
ロセン−被覆テープをpH 4.5アセテート緩衝剤中５０μ
ｌカルボジイミドに（２５mg/mｌ）で１〜1/2 時間にわ
たって被覆し、および（ｇ）この被覆テープをゆすぎ、
このテープをpH 5.5アセテート緩衝剤中グルコース オ
キシダーゼ（１２. ５mg/mｌ）で２時間にわたって被覆
する。
【００８６】ストリップは、針金６および７を電極４に
おける電位を＋１５０ mV（対 Ag/AgCl）に釣り合わせ
るポテンシオスタッドに取付け、グルコース含有溶液に
浸漬することによって用いることができ、このために両
電極４および５を被覆する。ストリップのこの形は処理
しやすい。電流はグルコース濃度に比例させる。
【００８７】第３図は、例えばセラミック材料または印
刷回路ポート積層体から形成したストリップ電極１７を
示している。この電極１７はコネクタ導線１９を有する
正方形区域１８を含んでおり、この区域１８を上述する
酵素含有層で被覆する。更に、電極１７は小さい参照電
極区域２０および分離コネクタ導線２１を含んでいる。
電極１７の後端２２は第９ａおよび第９ｂ図に示すよう
にソケットに嵌合する。電極ストリップ１７は小型装置
である。それ故、正方形区域１８は通常の診断試験の２
つのシュワレ(swuare)比色試験区域のそれぞれの側面の
約半分の側面を有し、正方形区域全体を覆うのに適当
で、かつ参照電極区域２０と電気的に連通する針−突き
刺し装置からの本来の非圧搾血液ビーズを用いることが
できる。
【００８８】第３図に示す構造の変形としては、例えば
ストリップ電極を長くすることができ、これによって電
極１８および２０をストリップに沿い二分の一の部分に
だけ位置させ、後端２２ａを残留させ、電極に損傷を与
えることなく、また触れることなく患者が容易に取扱う
ことができるようにする。また、電極ストリップは２個
の対向接触体または 弾性締付体３１内にクリップする
ことができ、これによって導線１９および２１の経路を
互いに変えることができる。
【００８９】第４図は長いストリップを示しており、第
５図は２個の弾性金属接触ストリップ間に保持するスト
リップの内端を示している。
【００９０】第６図はこれらのクミロ電極の製造に有利
に使用することのできる手順の基本段階を示している。
【００９１】参照電極３７およびその導電性リード ス
トリップ３８をテフロン ベース３９上の銀／パラジウ
ムに成形する。同様に、電極支持体４０およびリード
ストリップ４１をテフロン ベース４２上の銀／パラジ
ウムに形成する。次いで、このベース４２およびその電
極支持体だけには（ａ）トルエンの黒鉛スラリーを塗
し、（ｂ）トルエンの１，１´−ジメチルフェロセン溶
液に浸漬し、および（ｃ）酵素と接触させて、例えばグ
ルコース オキシダーゼを活性層４３に吸着させる。し
かる後、ベース３９および４２をならべて接着または保
持する。一般に、ベースを矩形断面にする場合には、ベ
ースを正確に配置しやすい。または、背中合わせで配置
することができる。
【００９２】上述するように、完成組立体は、例えば針
の穴の内側で電極表面近くの特別に近づきやすい部分に
配置することができる。
【００９３】第７図は0.3 平方mmの基本型電極を電気化
学的に特性づけた場合に得られた結果を示し、かつ一般
に他の電極により得た結果を示している。
【００９４】最初に、黒鉛粉末および結合剤のトルエン
溶液を「フェランティ(Ferranti)により供給された」パ
ラジウム−銀合金導体に塗布し、乾燥する。曲線（ａ）
は、100 mM燐酸塩−過塩素酸塩電解液中の、PH 7.0にお
ける電極の直流サイクリックボルタモグラムを示してい
る。電極は−300 mV〜500 mV（対ＳＣＥ）の範囲にわた
る電位窓(potential window)を表示する。この挙動は従
来の黒鉛電極の挙動に類似している。電極表面は機械的
に安全で、その応答に影響を与えることなくアルミナ−
水スラリーで磨くことができた。
【００９５】参照電極 飽和カロメル電極（ＳＣＥ）を用いて予め検量した電気
化学システムに代えることによって、（ストリップ内に
組込んだ）パラジウム−銀参照電極の基準電位を定め
た。この基準電位はＳＣＥに対して−60mVであったの
で、グルコース センサは160＋200 mV（対Ag/Pd）で作
動させる必要がある。この基準電位は安定であり、すな
わち４８時間にわたる作動の間、変動を生じなかった。
【００９６】黒鉛電極の電気化学的応答 曲線（ｂ）は黒鉛電極において記録されたフェロセン
モノカルボン酸の直流ボルタモグラムを示している。
【００９７】曲線（ｃ）は、グルコースの電解酸化がグ
ルコースおよびグルコース オキシダーゼをフェロセン
モノカルボン酸溶液に添加した時に生ずることを示し
ている。更に、これら曲線は、この黒鉛電極がグルコー
ス センサ装置の基礎をなすことを示している。
【００９８】１，１´−ジメチルフェロセンの電極への
添加 １，１´−ジメチルフェロセンをトルエンに溶解した溶
液を黒鉛粉末のトルエン・ベースド スラリーと混合
し、この混合物をベース導体に塗布し、乾燥した。これ
によって、グルコース オキシダーゼに対して電気的に
活性にした電極表面を得た。
【００９９】結 論 以上の実験から次のことがわかる。すなわち、「厚い
層」、換言すれば、スクリーン印刷技術によれば、安定
な黒鉛表面を容易に被覆できる使用可能なベースストリ
ップを形成することができ、さらに電極表面を被覆混合
物にフェロセンを直接吸着させることによってグルコー
スに対して電気的に活性にすることができる。更に、こ
の参照電極は緩衝溶液中で満足に作動する。
【０１００】第８ａおよび８ｂ図は、第３，４および５
図に示す電極を用いるのに適したホルダーを示している
が、必要に応じて第１，２および６図に示す電極を使用
することもできる。
【０１０１】上述するように、ホルダー８１はできるだ
け従来のペン／ウォッチ型に類似させる。ホルダー８１
の前の端部８２内には平坦なソケット キャビティ８３
を設け、この壁にコネクタ端子を回転自在に緊定しうる
ようにする。中心接合部、クリップ８４および押しボタ
ン８５はすべて従来のペンおよび押しボタンに類似さ
せ、またディジタル読取り窓８６もペン／ウォッチ型に
用いられる公知のタイプによる。
【０１０２】ホルダーの内部には点線で示すように、で
きればその場に印刷した接続回路８７を設け、その背後
に電池８８および演算回路８９を一体に取り付け、さら
に表示窓８６を取り付ける。必要に応じて、表示装置に
は、ボタン８５を押した時だけ作動し、また特別な照明
が得られるようにすることができる。
【０１０３】第８ａおよび８ｂ図に示す例は、特に第３
〜５図に示す電極と共に用いた時に、携帯用装置につい
て上述した設計基準を満足することができる。
【０１０４】ペングリップ（例えば親指および他の指
で）により細かい操作ができることは、例えば第３，４
および５図に示す小型電極を容易にソケットに装着した
り、またはソケットから取り外すことができることを意
味する。使用者は、常にホルダーの窓８６が見えるよう
にし、ソケット８３を常に一定に相対的位置に保つよう
にし、これにより脆い電極の後端部を破損しないように
嵌合することができる。
【０１０５】この「ペン」型装置は使用後、他のいかな
る小型装置よりも安全にポケットに入れて携帯すること
ができる。それ故、装置の高価な部分を安全に保護する
ことができる。更に、従来のタイマー回路をこの装置に
組み込むことがてき、これによりペン型ウォッチの実際
の機能を果たすようにし、読み取りを行うべき時刻を指
示する音の信号または目に見える信号を発生するように
できる。
【０１０６】最後に、表示は数字により、はっきりと目
に見えるように表示でき、必要に応じて照明電源により
不足を補うことができる。
【０１０７】第９図において、センサ１０１を電圧バッ
ファ１０２と電流増幅器として用いる演算増幅器１０４
の反転入力端子１０３との間に配置する。演算増幅器の
非反転入力端子１０６に接続した基準電位源(electroni
c reference)１０５の電圧は低域フィルタ１０７に供給
し、ここでノイズ、アース ハムまたはその他の混信源
による信号の急激な変動を除去し、演算増幅器１０４の
濾過出力をディジタル電圧計（D. V. M.）１０８に送
る。
【０１０８】ディジタル電圧計１０８には、タイマ１１
１からなるディバイダ１０９を経てクロックパルスを供
給する。ディジタル電圧計は液晶表示部１１２を駆動す
る。基準電位源１０５の電圧は、予め選択した値にする
ことができ、または特殊な電子移動電極に対して選択で
きるようにすることができる。
【０１０９】上述した電極の各例では、センサは１また
は２種以上の酵素を表面に固定したメディエイタ担持表
面からなる。さらに、センサは銀／塩化銀(Ag/AgCl) 内
部参照電極を含んでいる。グルコース−オキシダーゼ含
有電極の場合のように、例えば＋２００mVの電圧を電極
間で選択的に降下させる時は、基準電圧１０５をこれに
従って選択する。
【０１１０】第１０図において、基準電位源は抵抗器１
５２, １５３および１５４とダイオード１５１とからな
る。抵抗器１５２，１５３および１５４における抵抗値
を適当に選択して、電圧を0.3 Ｖに定める。抵抗器１５
３に加わる電圧は１Ｖであり、これにより１００Ａの電
極電流が液晶表示１０９において９９９のフルスケール
読み(full scale reading)を与える。
【０１１１】非反転バッファ１０２は、端子１０１Ａに
かかる電圧をほぼ一定に保つように作用する。センサ１
（第１図）を端子１０１Ａと１０１Ｂとの間に接続す
る。
【０１１２】演算増幅器１０４は、その反転入力端子１
０４を介して端子１０１Ｂおよびフィードバック抵抗１
４１に接続する。非反転入力端子１０６を基準電位源に
接続する。
【０１１３】１次低域フィルタ１７１および１７２をフ
ィードバック抵抗器１４１に接続し、アナログ信号をD.
V. M.１０８に供給する。ピン バリュー(Pin values)
は（モトローラ製の）７１１６ＣＰＬチップによって定
められた値である。このD.V.M. は液晶表示部１１２を
駆動する。
【０１１４】D. V. M.についてのクロックパルスは、タ
イマ１１１（ピン バリューは５５５チップについて与
えられている）から、ディバイダ１９１（これのピン
バリューはＭＣ１４０２０Ｂについて与えられている）
および１９２（これらのピンバリューはＭＣ１４０１６
Ｂについて与えられている）を介して供給される。ディ
バイダ１９１のピン１１への接続１９３はパワーアップ
リセットを与える。
【０１１５】第１１図は非反転電圧バッファ１０２を使
用しないが、演算増幅器１０４と接地との間に接続した
センサ１０１を有する回路を示している。第１１図に示
す例では、第１０図に示す回路とは異なる回路によって
生じる固定基準電圧を用いている。
【０１１６】この例では、ダイオード１５５が電圧基準
ダイオードとして作用し、ダイオードに向かう電圧に等
しいその端を横切る基準電圧降下を生ずる。
【０１１７】抵抗器１５６，１５７および１５８の値を
適当に選択することによって、正確な電圧を電極間に与
えることができる。この例においては、センサは基準と
してAg/AgCl カップを用い、電子輸送電極としてメディ
エイタ化合物の存在下でグルコース オキシダーゼを固
定する。
【０１１８】第１２図は本発明の第３の例を示してお
り、この例では任意のタイプの電子輸送電極にも適応さ
せることができる連続可変基準電圧を生じさせることが
でき、すなわち、本明細書に記載した任意の酵素または
これらの組合せを使用することができる。ＬＥＤ表示は
第３図には示していない。
【０１１９】第１２図において、如何なる時でも回路内
のフィード バック抵抗器１４１はスイッチＳＷ２ｂに
連動するスイッチＳＷ２ａによって抵抗器１４１ａ，１
４１ｂおよび１４１ｃから選択できる。このことは、３
つの範囲、例えば１Ａ，１０Ａおよび１００Ａフル ス
ケール(full scale)で表示するセンサ１０１の電流出力
を与える。更に、この範囲は可変抵抗器４２ａおよび４
２ｂを用いることにより変えることができる。
【０１２０】第１２図に示す例は、第１０図に示す例に
おける非反転バッファー１０２を有している。
【０１２１】第１２図に示す例における基準電圧は回路
素子５０１〜５０５から取り出す。この回路素子５０１
〜５０５にはセンサ１０１を横切る可変電圧を与える電
位差計５０３および５０２を内蔵しており、これにより
任意のタイプの電子輸送電極に適応することができる。
連続式可変抵抗器１４２ａおよび１４２ｂを段階的抵抗
切換え装置で置き換えることができ、また特殊のタイプ
の電極に使用できるようにセットすることができる。
【０１２２】上述する回路は種々変えることができる。
例えば、液晶表示をプロッターまたは計量制御装置(dos
age control device) と置き換えることができ、また温
度安定回路を加えることができる。
【０１２３】電極の製造において、構造的技術を種々変
えることができる。
【０１２４】電極は、例えばスクリーン印刷法、例えば
次に示すような多段手順によって製造することができ
る。 Ｉ．Ag/AgCl基準電極およびメタル トレーシング のス
クリーン印刷。 II．コロイド状炭素、バッファーにおけるグルコース
オキシダーゼおよび有機ポリマーを含む印刷インキによ
る活性電極のスクリーン印刷。 および III．組立体上に膜を設けるスクリーン印刷、噴霧また
は浸漬被覆。
【０１２５】この方法の利点は大量生産の自動化が容易
であり、かつ再現性が高いことである。
【０１２６】上述することから、液体媒質に炭素と共
に、（ａ）酵素および（ｂ）酵素が触媒的に作用する場
合に酵素から上記炭素に電荷を輸送しうるメディエイタ
化合物を懸濁した懸濁物を提供することができ、上述す
るように電極の製造に使用するために印刷可能で、かつ
導電性インキとして製造する上記懸濁物は本発明の１つ
の特徴である。特に、酵素（例えば、グルコース オキ
シダーゼ）およびメディエイタ化合物（例えば、フェロ
センまたはフェロセン誘導体）は上記インキの配合物に
存在させるのに好ましい。
【０１２７】メディエイタはメディエイタ／ハプテン
コンジュゲートの形態にすることができ、例えばリガン
ド材料に結合することができ、このためにその電荷輸送
特性におけるその活性は、特定インキを被着した電極が
接触する特異性結合体との競合結合反応の尺度である。
１つの特定例としては、本発明と関連する名称が「特異
結合剤を使用する分析システム(assay systems)」の特
許出願に記載されているテオフィリン／フェロセン コ
ンジュゼケートである。また、他のメディエイタ／酵素
／リガンド システムも特定インキに使用することがで
きる。
【０１２８】また、上記共願の発明には他の電極処理の
変形例を示しており、この変形例においては金のような
金属を硫黄含有結合基を含むフェロセンのようなメディ
エイタ化合物で予め処理することである。また、モノチ
オール、低級アルキレン−オメガ−モノチオール（Ｃ１
〜Ｃ６）；化合物Fc-CH２-CH２-CH２-CH２-CH２-SHまた
は硫黄原子の鎖がフェロセン環システムと連結する化合
物の如き材料の製造例については本発明との共願の発明
に記載されている。
【０１２９】この場合、金のような貴金属電極用の電極
浸漬または接触溶液は硫黄結合性フェロセンを含有させ
て生成し、フェロセン−タイプの層を被着して被覆電極
を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ストリップ支持電極構造の正面図。
【図２】図１に示す電極構造の背面図。
【図３】変形構造のストリップ支持電極の斜視図。
【図４】図３に示す電極の変形構造のストリップ支持電
極の斜視図。
【図５】図３および図４に示すストリップ電極の変形構
造の構成部分を分離して示した接続状態を示す説明用線
図。
【図６】２個の電極支持体の組合せ状態を示す説明用線
図。
【図７】図６に示す電極に対し特定基準により測定した
電極の電気性能を示す曲線図。
【図８ａ】図８ａは回路組立および読み取り窓を有する
第３，４および５図に示す電極に特別使用するペン型携
帯用ホルダーを示す説明用線図。
【図８ｂ】図８ｂは回路組立および読み取り窓を有する
第３，４および５図に示す電極に特別使用するペン型携
帯用ホルダーを示す説明用線図。
【図９】本発明の電極および装置を使用して電気回路を
形成するブロック図。
【図１０】図９のブロック回路を用いて形成した電気回
路図。
【図１１】図９の変形例を示すブロック図。
【図１２】本発明の他の変形例を示す電気回路図であ
る。 １ エポキシガラス ストリップ ２，３ 孔 ４ 黒鉛テープまたは箔片（電極） ５ 銀箔ストリップ（電極） ６，７ 針金 ８ 導電性エポキシ樹脂 ９ エポキシ樹脂安定化層 １９，２１ 導線 １７ ストリップ電極 １８ 正方形区域（電極） ２０ 参照電極区域 ２２ 後端 ３１ 弾性締付体 ３７ 第２電極（参照電極） ３８，４１ 導電性リードストリップ ３９，４２ テフロンベース ４０ 電極支持体 ８１ ホルダー ８２ 前端部 ８３ ソケット キャビティ ８４ クリップ ８５ 押しボタン ８６ 読み取り窓（表示窓） ８７ 接続回路 ８８ 電池 ８９ 演算回路 １０１ センサ １０１Ａ，１０１Ｂ 端子 １０２ 電圧バッファ １０３ 反転入力端子 １０４ 演算増幅器 １０５ 基準電位源 １０６ 非反転入力端子 １０７，１７１，１７２ 低域フィルタ １０８ ディジタル電圧計 １０９，１９１，１９２ ディバイダ １１１ タイマ １１２ 液晶表示部 １４１ フィードバック抵抗器 １４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４２ａ，１４２ｂ，
１５２，１５３，１５４，１５６，１５７，１５８ 抵
抗器 １５５ ダイオード ５０１，５０２，５０３，５０４，５０５ 回路素子 ５０２，５０３ 電位差計 ＳＷ２ａ，ＳＷ２ｂ スイッチ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年９月２２日（１９９９．９．２
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ８３３３６４４ (32)優先日 昭和58年12月16日(1983．12．16) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ８４００６５０ (32)優先日 昭和59年１月11日(1984．1．11) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ８４０５２６２ (32)優先日 昭和59年２月29日(1984．2．29) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ８４０５２６３ (32)優先日 昭和59年２月29日(1984．2．29) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (72)発明者 ジェイムズ・マイケル・マッカーン イギリス国ロンドン ダブリュ14 ０イー エス ウエスト ケンジントン デワー スト ロード33 (72)発明者 グラハム・デイビス イギリス国ベッドフォード シャー ゴー ルディントン グリーン ヘロン ハイツ ６ (72)発明者 ヒュー・アレン・オリバー・ヒル イギリス国オックスフォード オーエック ス２ ９ジェイエッチ クロバー クロー ズ９ (72)発明者 ロン・ツワンジガー アメリカ合衆国マサチューセッツ州02146 ブルックライン ロングウッド アベニ ュー 608−45 (72)発明者 ベルンハード・ルドウイング・トレイドル アメリカ合衆国マサチューセッツ州ボスト ン メドフィールド ストリート（番地な し) (72)発明者 ナイジェル・ノーマン・ビルケット イギリス国ケンブリッジシャー シィ ビ ー６ ２ピー ジー イーリ サットン アストレイ クローズ２ (72)発明者 エリオット・ベルヌ・プロトキン イギリス国ベッドフォード エムケイ43 エス ジー ジョージ ストリート14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体混合物中の化合物を表す電流を検知
    する、センサシステムの信号読取り回路に取付ける一回
    使用の使い捨て電極ストリップの活性電極の製造に使用
    するのに適した導電性のインキであって、導電性物質
    と、前記化合物が前記液体混合物中に存在するならば前
    記化合物とのレドックス反応を触媒作用することができ
    る酵素及び前記酵素と前記導電性物質との間において前
    記レドックス反応に伴う電子を輸送することができるメ
    ディエイタ化合物の少なくとも一つを、液体媒質に懸濁
    した懸濁液を含む導電性のインキ。
  2. 【請求項２】 液体媒質に導電性物質を懸濁した懸濁液
    が、酵素とメディエイタとの双方をも含む請求項１に記
    載の導電性のインキ。
  3. 【請求項３】 酵素がオキシドレダクターゼである請求
    項２に記載の導電性のインキ。
  4. 【請求項４】 メディエイタが、フルオラニル、クロラ
    ニル及びメタロセン化合物から成るグループから選択さ
    れる請求項２に記載の導電性のインキ。
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