JP2000206076A - 電気化学センサの保存液、較正液および保存方法 - Google Patents
電気化学センサの保存液、較正液および保存方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】センサ使用中の経時的なセンサ出力の低下を防
止し、繰り返し測定時の再現性を向上させるという新規
な機能を備えたセンサ保存液、較正液およびセンサ保存
方法を提供すること。 【解決手段】電気化学センサの保存液および較正液に、
尿素、チオ尿素、メチル尿素等の尿素化合物を添加す
る。
止し、繰り返し測定時の再現性を向上させるという新規
な機能を備えたセンサ保存液、較正液およびセンサ保存
方法を提供すること。 【解決手段】電気化学センサの保存液および較正液に、
尿素、チオ尿素、メチル尿素等の尿素化合物を添加す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体中の特定成分
を電気化学的手法を用いて分析する電気化学センサの保
存液、較正液および保存方法に関する。
を電気化学的手法を用いて分析する電気化学センサの保
存液、較正液および保存方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体試料等に含まれる各種成分の測定方
法として、酵素反応と電気化学反応を組み合わせた測定
方法が広く用いられている。たとえば、溶液中の化学物
質を酵素の触媒機能により他の物質に変換し、この物質
を酸化還元反応により計測する電気化学センサが汎用化
している。
法として、酵素反応と電気化学反応を組み合わせた測定
方法が広く用いられている。たとえば、溶液中の化学物
質を酵素の触媒機能により他の物質に変換し、この物質
を酸化還元反応により計測する電気化学センサが汎用化
している。
【０００３】電気化学センサの使用方法として、使用時
以外は保存液に浸漬してセンサの電流値や電圧を安定さ
せておき、使用直前に較正液を用いて較正を行った後、
測定を行うのが一般的である。保存液や較正液として
は、通常、緩衝液が用いられる。
以外は保存液に浸漬してセンサの電流値や電圧を安定さ
せておき、使用直前に較正液を用いて較正を行った後、
測定を行うのが一般的である。保存液や較正液として
は、通常、緩衝液が用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
センサ保存液や較正液により保存および較正を行ったセ
ンサを用いて測定を行った場合、繰り返し測定中にセン
サの出力が経時的に低下し、正しい測定値が得られなく
なることがあった。特に、尿や血液といった体液を測定
対象とした場合、使用により経時的にセンサ出力が低下
する傾向が顕著であり、繰り返し測定時の再現性に欠け
ていた。このようなセンサ出力の低下が起こる理由は、
電気化学センサの電極に使用されている作用極は反応性
が高いため、汚染物質が吸着しやすいことによるもので
ある。汚染物質とは電極表面に吸着して測定結果に負誤
差を生じる化学物質であり、たとえば、アルブミンや尿
素、尿素化合物、クレアチニン等が挙げられる（１９９
２年、バイオインダストリーＶＯＬ．９、ＮＯ．１２、
２０〜２５頁）。尿や血液等の生体の体液には、このよ
うな汚染物質が多量に含まれているため、特にセンサ出
力の低下が顕著となりやすいのである。
センサ保存液や較正液により保存および較正を行ったセ
ンサを用いて測定を行った場合、繰り返し測定中にセン
サの出力が経時的に低下し、正しい測定値が得られなく
なることがあった。特に、尿や血液といった体液を測定
対象とした場合、使用により経時的にセンサ出力が低下
する傾向が顕著であり、繰り返し測定時の再現性に欠け
ていた。このようなセンサ出力の低下が起こる理由は、
電気化学センサの電極に使用されている作用極は反応性
が高いため、汚染物質が吸着しやすいことによるもので
ある。汚染物質とは電極表面に吸着して測定結果に負誤
差を生じる化学物質であり、たとえば、アルブミンや尿
素、尿素化合物、クレアチニン等が挙げられる（１９９
２年、バイオインダストリーＶＯＬ．９、ＮＯ．１２、
２０〜２５頁）。尿や血液等の生体の体液には、このよ
うな汚染物質が多量に含まれているため、特にセンサ出
力の低下が顕著となりやすいのである。
【０００５】上記事情に鑑み、本発明は、センサ使用中
の経時的なセンサ出力の低下を防止し、繰り返し測定時
の再現性を向上させるという新規な機能を備えたセンサ
保存液、較正液およびセンサ保存方法を提供することを
目的とする。また、長期安定性に優れた電気化学センサ
の保存液および較正液を提供することを目的とする。
の経時的なセンサ出力の低下を防止し、繰り返し測定時
の再現性を向上させるという新規な機能を備えたセンサ
保存液、較正液およびセンサ保存方法を提供することを
目的とする。また、長期安定性に優れた電気化学センサ
の保存液および較正液を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、作用極
を含む電極系を備えた電気化学センサを保存する際に用
いられる保存液であって、尿素化合物を含有することを
特徴とする電気化学センサの保存液が提供される。
を含む電極系を備えた電気化学センサを保存する際に用
いられる保存液であって、尿素化合物を含有することを
特徴とする電気化学センサの保存液が提供される。
【０００７】また本発明によれば、作用極を含む電極系
を備えた電気化学センサを使用前に較正する際に用いら
れる較正液であって、尿素化合物を含有することを特徴
とする電気化学センサの較正液が提供される。
を備えた電気化学センサを使用前に較正する際に用いら
れる較正液であって、尿素化合物を含有することを特徴
とする電気化学センサの較正液が提供される。
【０００８】さらに本発明によれば、電極系を備えた電
気化学センサの保存方法であって、該電気化学センサの
電極系を尿素化合物を含む保存液に浸漬することを特徴
とする電気化学センサの保存方法が提供される。
気化学センサの保存方法であって、該電気化学センサの
電極系を尿素化合物を含む保存液に浸漬することを特徴
とする電気化学センサの保存方法が提供される。
【０００９】上記保存液および較正液は、尿素化合物を
含有している。このため、上記保存液および較正液に浸
漬等されたセンサの表面には尿素化合物の層が形成され
る。この層が汚染物質から電極を保護する役割を果た
し、センサ出力の経時的低下を防止するのである。この
際、尿素化合物の層は、電極表面の全体を被覆するよう
に形成されることが好ましいが、電極表面の一部を被覆
するものであってもよい。また電極保護層の厚みは特に
制限がないが、数分子が積層された程度、たとえば０．
１〜５０ｎｍ程度の平均厚みがあれば充分である。
含有している。このため、上記保存液および較正液に浸
漬等されたセンサの表面には尿素化合物の層が形成され
る。この層が汚染物質から電極を保護する役割を果た
し、センサ出力の経時的低下を防止するのである。この
際、尿素化合物の層は、電極表面の全体を被覆するよう
に形成されることが好ましいが、電極表面の一部を被覆
するものであってもよい。また電極保護層の厚みは特に
制限がないが、数分子が積層された程度、たとえば０．
１〜５０ｎｍ程度の平均厚みがあれば充分である。
【００１０】以上のように本発明は、センサの保存中ま
たは較正中にセンサ表面に尿素化合物の層をあらかじめ
形成しておくことで、測定試料中の汚染物質が新たにセ
ンサ表面に付着することを防止するものである。これに
より汚染物質が電極表面へ到達してセンサ出力が変動す
ることを防止する。尿素化合物の層が形成されることに
より一定のセンサ出力が得られ、安定的な測定が実現さ
れる。
たは較正中にセンサ表面に尿素化合物の層をあらかじめ
形成しておくことで、測定試料中の汚染物質が新たにセ
ンサ表面に付着することを防止するものである。これに
より汚染物質が電極表面へ到達してセンサ出力が変動す
ることを防止する。尿素化合物の層が形成されることに
より一定のセンサ出力が得られ、安定的な測定が実現さ
れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明における電気化学センサの
保存液とは、不使用時のセンサを浸漬等させて保存して
おくための溶液をいう。保存液中にセンサを浸漬等して
おくことで、センサの電流値や電圧を安定させることが
できる。また、本発明における電気化学センサの較正液
とは、使用前にセンサの電極部を浸漬させ、較正を行う
ための液をいう。較正液には既知濃度の測定対象物質が
溶解している。
保存液とは、不使用時のセンサを浸漬等させて保存して
おくための溶液をいう。保存液中にセンサを浸漬等して
おくことで、センサの電流値や電圧を安定させることが
できる。また、本発明における電気化学センサの較正液
とは、使用前にセンサの電極部を浸漬させ、較正を行う
ための液をいう。較正液には既知濃度の測定対象物質が
溶解している。
【００１２】電気化学センサのセンサ出力は電流値や電
圧として得られるため、センサ保存液や較正液は、解離
定数の高い電解質とpH緩衝作用を持つ物質（以下、緩衝
物質と記載する）を含有することが好ましい。電解質は
塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸
カリウムが一般的に用いられるが、解離定数が高く、電
極である作用極と反応しない物質、もしくは反応し難い
物質であればよい。緩衝物質としては、例えばＮ−トリ
ス（ヒドロキシメチル）−メチル−２−アミノエタンス
ルホン酸（以下、ＴＥＳと記述する）や、Ｎ−２−（ヒ
ドロキシメチル）ピパラジン−Ｎ’−２−エタンサルフ
ォニックアシッド（以下、HEPESと記述する）が一般的
に用いられるが、電解質と同様に電極である作用極と反
応しないもの、もしくは反応し難いものであればよい。
圧として得られるため、センサ保存液や較正液は、解離
定数の高い電解質とpH緩衝作用を持つ物質（以下、緩衝
物質と記載する）を含有することが好ましい。電解質は
塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸
カリウムが一般的に用いられるが、解離定数が高く、電
極である作用極と反応しない物質、もしくは反応し難い
物質であればよい。緩衝物質としては、例えばＮ−トリ
ス（ヒドロキシメチル）−メチル−２−アミノエタンス
ルホン酸（以下、ＴＥＳと記述する）や、Ｎ−２−（ヒ
ドロキシメチル）ピパラジン−Ｎ’−２−エタンサルフ
ォニックアシッド（以下、HEPESと記述する）が一般的
に用いられるが、電解質と同様に電極である作用極と反
応しないもの、もしくは反応し難いものであればよい。
【００１３】本発明は、汚染物質、特に尿素化合物を含
む試料を測定対象とするセンサに適用した場合により顕
著な効果を発揮する。具体的には、生体の体液、特に尿
または血液を測定対象とするセンサに適用したときに一
層効果的である。生体の体液には尿素化合物等の汚染物
質が含まれており、特に尿や血液には、尿素化合物が大
量に含まれているからである。
む試料を測定対象とするセンサに適用した場合により顕
著な効果を発揮する。具体的には、生体の体液、特に尿
または血液を測定対象とするセンサに適用したときに一
層効果的である。生体の体液には尿素化合物等の汚染物
質が含まれており、特に尿や血液には、尿素化合物が大
量に含まれているからである。
【００１４】本発明は、種々のタイプのセンサに適用す
ることができる。本発明はアンペロメトリックタイプの
センサに対して有効であるが、イオン感受性電界効果型
トランジスタタイプのセンサにも適用できる。
ることができる。本発明はアンペロメトリックタイプの
センサに対して有効であるが、イオン感受性電界効果型
トランジスタタイプのセンサにも適用できる。
【００１５】本発明は、固定化酵素膜を備えた作用極を
有するセンサに適用した場合、より効果的である。この
ような構造を有するバイオセンサにおいては、尿素化合
物等の汚染物質によりセンサ出力が変動しやすいからで
ある。また本発明は、白金を含む作用極を備えたセンサ
に適用した場合により顕著な効果を発揮する。白金を用
いた電極は、耐薬品性および過酸化水素の検出特性に優
れている一方、汚染物質、特に尿素化合物が付着しやす
いという問題を有していた。本発明を適用することによ
り、白金電極の優れた特性を充分に活かすことができ
る。
有するセンサに適用した場合、より効果的である。この
ような構造を有するバイオセンサにおいては、尿素化合
物等の汚染物質によりセンサ出力が変動しやすいからで
ある。また本発明は、白金を含む作用極を備えたセンサ
に適用した場合により顕著な効果を発揮する。白金を用
いた電極は、耐薬品性および過酸化水素の検出特性に優
れている一方、汚染物質、特に尿素化合物が付着しやす
いという問題を有していた。本発明を適用することによ
り、白金電極の優れた特性を充分に活かすことができ
る。
【００１６】本発明における尿素化合物とは、尿素およ
び尿素の誘導体をいい、このうち尿素、チオ尿素、メチ
ル尿素が好ましく用いられる。このような尿素化合物を
用いればセンサ出力の低下を特に効果的に防止すること
ができる。その理由は必ずしも明らかでないが、これら
の尿素化合物はセンサの電極表面への吸着（付着）性に
優れ、緻密な保護層を形成できることによるものと考え
られる。また、特に尿素は緩衝液に対し高い溶解度を示
す上、低毒性であり、価格も安く、本発明に好適に用い
ることができる。
び尿素の誘導体をいい、このうち尿素、チオ尿素、メチ
ル尿素が好ましく用いられる。このような尿素化合物を
用いればセンサ出力の低下を特に効果的に防止すること
ができる。その理由は必ずしも明らかでないが、これら
の尿素化合物はセンサの電極表面への吸着（付着）性に
優れ、緻密な保護層を形成できることによるものと考え
られる。また、特に尿素は緩衝液に対し高い溶解度を示
す上、低毒性であり、価格も安く、本発明に好適に用い
ることができる。
【００１７】本発明の電気化学センサの保存液や電気化
学センサの較正液の尿素化合物濃度は、センサの構造や
測定対象に応じて適宜設定され特に限定されないが、好
ましくは０．０１〜６０ｇ／ｄｌ、さらに好ましくは１
〜６０ｇ／ｄｌ、最も好ましくは１０〜６０ｇ／ｄｌと
する。このような濃度の溶液をセンサ保存液または較正
液として用いることにより、センサ使用時の出力低下を
より一層効果的に防止することができる。
学センサの較正液の尿素化合物濃度は、センサの構造や
測定対象に応じて適宜設定され特に限定されないが、好
ましくは０．０１〜６０ｇ／ｄｌ、さらに好ましくは１
〜６０ｇ／ｄｌ、最も好ましくは１０〜６０ｇ／ｄｌと
する。このような濃度の溶液をセンサ保存液または較正
液として用いることにより、センサ使用時の出力低下を
より一層効果的に防止することができる。
【００１８】本発明の電気化学センサの保存液および電
気化学センサの較正液は、抗菌剤を含むものであること
が好ましい。抗菌剤とは微生物の繁殖を抑制する物質を
いう。抗菌剤をセンサ保存液や較正液に添加することに
より微生物等の繁殖が抑えられ、保存液および較正液の
品質が長期間、一定に保たれる。これにより電気化学セ
ンサの性能の劣化を効果的に防ぐことができる。
気化学センサの較正液は、抗菌剤を含むものであること
が好ましい。抗菌剤とは微生物の繁殖を抑制する物質を
いう。抗菌剤をセンサ保存液や較正液に添加することに
より微生物等の繁殖が抑えられ、保存液および較正液の
品質が長期間、一定に保たれる。これにより電気化学セ
ンサの性能の劣化を効果的に防ぐことができる。
【００１９】本発明に用いられる抗菌剤としては、銀、
銅等に代表される無機化合物と骨格中に炭素−リン結合
を持つ有機化合物が挙げられ、このうち銀が好ましく用
いられる。センサの作用極や、保存液・較正液、尿素化
合物に対する反応性に乏しく、また、環境への負荷が小
さい上、価格が安いからである。銀や銅の濃度は特に限
定されないが、重量基準で、好ましくは１〜１００pp
m、さらに好ましくは５〜２０ppmとする。
銅等に代表される無機化合物と骨格中に炭素−リン結合
を持つ有機化合物が挙げられ、このうち銀が好ましく用
いられる。センサの作用極や、保存液・較正液、尿素化
合物に対する反応性に乏しく、また、環境への負荷が小
さい上、価格が安いからである。銀や銅の濃度は特に限
定されないが、重量基準で、好ましくは１〜１００pp
m、さらに好ましくは５〜２０ppmとする。
【００２０】本発明の電気化学センサの保存液におい
て、電極系、特に作用極に対して一定の電圧を常時、印
加させておけば、より効果的にセンサの性能劣化を防ぐ
ことができる。一定の電位が印加されることにより、作
用極等の電極に対する尿素化合物の反応性が一定に保た
れ、電極部が効率良く尿素化合物で覆われるからであ
る。これにより、測定対象物質中に含まれる尿素化合物
等の汚染物質が、電極表面に新たに付着し難くなる。電
圧は特に作用極に印加することが効果的である。印加電
圧は、銀／塩化銀電極を参照電極として用いた場合、好
ましくは０．０１〜１．５Ｖ、さらに好ましくは０．１
〜０．９Ｖとする。上記範囲の電圧とすることにより、
尿素化合物の層がより効率的に形成される。
て、電極系、特に作用極に対して一定の電圧を常時、印
加させておけば、より効果的にセンサの性能劣化を防ぐ
ことができる。一定の電位が印加されることにより、作
用極等の電極に対する尿素化合物の反応性が一定に保た
れ、電極部が効率良く尿素化合物で覆われるからであ
る。これにより、測定対象物質中に含まれる尿素化合物
等の汚染物質が、電極表面に新たに付着し難くなる。電
圧は特に作用極に印加することが効果的である。印加電
圧は、銀／塩化銀電極を参照電極として用いた場合、好
ましくは０．０１〜１．５Ｖ、さらに好ましくは０．１
〜０．９Ｖとする。上記範囲の電圧とすることにより、
尿素化合物の層がより効率的に形成される。
【００２１】電気化学センサの使用方法として、使用時
以外は保存液に浸漬し、使用直前に較正液を用いて較正
を行った後、測定を行うのが一般的である。このような
使用方法に対して本発明を適用する場合、尿素化合物は
保存液と較正液のどちらか一方に添加されていれば良い
が、好ましくは両方の液に添加されるのがよい。その理
由は作用極表面に吸着（付着）した尿素は、吸脱着反応
や加水分解反応を示すため、尿素化合物が添加されてい
ない溶液中にセンサを放置すると、作用極表面に吸着し
た尿素化合物が脱着したり、分解されるためである。
以外は保存液に浸漬し、使用直前に較正液を用いて較正
を行った後、測定を行うのが一般的である。このような
使用方法に対して本発明を適用する場合、尿素化合物は
保存液と較正液のどちらか一方に添加されていれば良い
が、好ましくは両方の液に添加されるのがよい。その理
由は作用極表面に吸着（付着）した尿素は、吸脱着反応
や加水分解反応を示すため、尿素化合物が添加されてい
ない溶液中にセンサを放置すると、作用極表面に吸着し
た尿素化合物が脱着したり、分解されるためである。
【００２２】
【実施例】実施例１ 電流検出型の電気化学センサで尿中のグルコースを繰り
返し測定したときの測定精度を求めた。電気化学センサ
は作用極である白金電極（面積7mm2）、対極である白金
電極（面積7mm2）、および参照電極（面積1.5mm2）であ
る銀塩化銀電極で構成され、1v/v%の3-アミノプロピル
トリエトキシシランで処理した作用極表面に、22.5w/v%
の牛血清アルブミンと1v/v%のグルタルアルデヒド架橋
を用いて56.5u/mlグルコース酸化酵素を固定化したもの
を用いた。
返し測定したときの測定精度を求めた。電気化学センサ
は作用極である白金電極（面積7mm2）、対極である白金
電極（面積7mm2）、および参照電極（面積1.5mm2）であ
る銀塩化銀電極で構成され、1v/v%の3-アミノプロピル
トリエトキシシランで処理した作用極表面に、22.5w/v%
の牛血清アルブミンと1v/v%のグルタルアルデヒド架橋
を用いて56.5u/mlグルコース酸化酵素を固定化したもの
を用いた。
【００２３】この電気化学センサを0.01g/dlの濃度の尿
素と、1mMＴＥＳ、および150mM塩化ナトリウム溶液から
なる保存液中に浸漬した（表１中のＮＯ．２）。この
際、参照電極に対して作用極に0.7V印加し、電流値が定
常状態になるまで放置した。
素と、1mMＴＥＳ、および150mM塩化ナトリウム溶液から
なる保存液中に浸漬した（表１中のＮＯ．２）。この
際、参照電極に対して作用極に0.7V印加し、電流値が定
常状態になるまで放置した。
【００２４】保存後、既知濃度のグルコースを含む尿の
測定を行った。コントロール尿（バイオラッド(株)社製
のライフォチェックコントロール正常、約20mg/dlグル
コースを含む）中にセンサを浸漬し、得られる電流値
と、定常状態の電流値との差を算出し、センサ出力とし
た。10回繰り返したときのセンサ出力の変動係数を求
め、測定精度を評価した。変動係数とは（標準偏差／平
均値）×100で表される数値を指す。評価するセンサはn
=3とした。
測定を行った。コントロール尿（バイオラッド(株)社製
のライフォチェックコントロール正常、約20mg/dlグル
コースを含む）中にセンサを浸漬し、得られる電流値
と、定常状態の電流値との差を算出し、センサ出力とし
た。10回繰り返したときのセンサ出力の変動係数を求
め、測定精度を評価した。変動係数とは（標準偏差／平
均値）×100で表される数値を指す。評価するセンサはn
=3とした。
【００２５】上記と同様にして、保存液の尿素濃度を変
え、センサの保存・測定を行った。尿素濃度は、1、2
0、60g/dlとした（ＮＯ．３〜５）。
え、センサの保存・測定を行った。尿素濃度は、1、2
0、60g/dlとした（ＮＯ．３〜５）。
【００２６】また、対照実験として、1mMのＴＥＳおよ
び150mM塩化ナトリウム溶液からなる保存液中に浸漬し
た後、測定を行った（ＮＯ．１）。なお、電極への電圧
の印加は行わなかった。
び150mM塩化ナトリウム溶液からなる保存液中に浸漬し
た後、測定を行った（ＮＯ．１）。なお、電極への電圧
の印加は行わなかった。
【００２７】実験結果を表１および図１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１は測定値の変動係数を示したものであ
る。また図１は、20g/dl尿素、1mMＴＥＳ、および150mM
塩化ナトリウムを含む保存液（ＮＯ．４）と、1mMＴＥ
Ｓ、150mM塩化ナトリウムのみの保存液（ＮＯ．１）を
用いたセンサの電流値の変動を比較したものである。尿
素含有保存液を用いることにより、測定値の変動係数が
低減し、センサ出力（電流値）の低下が効果的に防止さ
れ、高い測定精度が得られた。
る。また図１は、20g/dl尿素、1mMＴＥＳ、および150mM
塩化ナトリウムを含む保存液（ＮＯ．４）と、1mMＴＥ
Ｓ、150mM塩化ナトリウムのみの保存液（ＮＯ．１）を
用いたセンサの電流値の変動を比較したものである。尿
素含有保存液を用いることにより、測定値の変動係数が
低減し、センサ出力（電流値）の低下が効果的に防止さ
れ、高い測定精度が得られた。
【００３０】実施例２ 保存液の種類を以下のように変更したこと以外は実施例
１と同様にして、センサの保存、および測定を行った。 ＮＯ．５（対照実験） 1mMのＴＥＳおよび150mM塩化ナトリウム溶液からなる保
存液中に浸漬した。 ＮＯ．６〜９ 1mMＴＥＳと150mM塩化ナトリウム溶液に、それぞれ1、2
0g/dlのチオ尿素または尿素を添加した溶液を保存液と
した。浸漬中、参照電極に対して作用極に0.7V印加し、
電流値が定常状態になるまで放置した。
１と同様にして、センサの保存、および測定を行った。 ＮＯ．５（対照実験） 1mMのＴＥＳおよび150mM塩化ナトリウム溶液からなる保
存液中に浸漬した。 ＮＯ．６〜９ 1mMＴＥＳと150mM塩化ナトリウム溶液に、それぞれ1、2
0g/dlのチオ尿素または尿素を添加した溶液を保存液と
した。浸漬中、参照電極に対して作用極に0.7V印加し、
電流値が定常状態になるまで放置した。
【００３１】保存後、既知濃度のグルコースを含む尿の
測定を行った。すなわち、コントロール尿（バイオラッ
ド(株)社製のライフォチェックコントロール正常、約20
mg/dlグルコースを含む）中にセンサを浸漬し得られる
電流値と、定常状態の電流値との差を算出し、センサ出
力とした。10回繰り返したときのセンサ出力の変動係数
を求め、測定精度とした。変動係数とは（標準偏差／平
均値）×100で表される数値を指す。対照実験として、1
mMＴＥＳ、および150mM塩化ナトリウム溶液からなる保
存液中で同様に評価した。評価するセンサはn=3とし
た。表２に変動係数を示す。
測定を行った。すなわち、コントロール尿（バイオラッ
ド(株)社製のライフォチェックコントロール正常、約20
mg/dlグルコースを含む）中にセンサを浸漬し得られる
電流値と、定常状態の電流値との差を算出し、センサ出
力とした。10回繰り返したときのセンサ出力の変動係数
を求め、測定精度とした。変動係数とは（標準偏差／平
均値）×100で表される数値を指す。対照実験として、1
mMＴＥＳ、および150mM塩化ナトリウム溶液からなる保
存液中で同様に評価した。評価するセンサはn=3とし
た。表２に変動係数を示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】尿素含有保存液を用いることにより、測定
値の変動係数が低減し、センサ出力（電流値）の低下が
効果的に防止され、高い測定精度が得られた。
値の変動係数が低減し、センサ出力（電流値）の低下が
効果的に防止され、高い測定精度が得られた。
【００３４】実施例３ 電流検出型の電気化学センサで尿検体中のグルコースを
測定したときの測定精度を求めた。電気化学センサは作
用極である白金電極（面積7mm2）、対極である白金電極
（面積7mm2）、および参照電極（面積1.5mm2）である銀
塩化銀電極で構成され、作用極表面に1v/v%の3-アミノ
プロピルトリエトキシシラン、5v/v%ナフィオン（登録
商標）、22.5w/v%牛血清アルブミンと1v/v%グルタルア
ルデヒドを含む56.5u/mlグルコース酸化酵素、および0.
3v/v%ポリメタクリル酸1H、1H-パーフルオロオクチルを
順次スピンコートして作製された。
測定したときの測定精度を求めた。電気化学センサは作
用極である白金電極（面積7mm2）、対極である白金電極
（面積7mm2）、および参照電極（面積1.5mm2）である銀
塩化銀電極で構成され、作用極表面に1v/v%の3-アミノ
プロピルトリエトキシシラン、5v/v%ナフィオン（登録
商標）、22.5w/v%牛血清アルブミンと1v/v%グルタルア
ルデヒドを含む56.5u/mlグルコース酸化酵素、および0.
3v/v%ポリメタクリル酸1H、1H-パーフルオロオクチルを
順次スピンコートして作製された。
【００３５】センサの保存液は、20g/dl尿素、1mMＴＥ
Ｓ、および150mM塩化ナトリウムを含む溶液とした。ま
た、この保存液にそれぞれ50、100、300、500、700、10
00、2000、3000mg/dlグルコースを添加した溶液をグル
コース較正液とした。
Ｓ、および150mM塩化ナトリウムを含む溶液とした。ま
た、この保存液にそれぞれ50、100、300、500、700、10
00、2000、3000mg/dlグルコースを添加した溶液をグル
コース較正液とした。
【００３６】グルコースデヒドロゲナーゼ法による臨床
検査装置で測定済みの30尿検体中の測定値と、同センサ
の測定値を比較し、相関式を求めた。
検査装置で測定済みの30尿検体中の測定値と、同センサ
の測定値を比較し、相関式を求めた。
【００３７】対象実験として、尿素を含まないこと以外
は上記と同じ構成の保存液および較正液を用いて保存、
較正および測定を行い、相関式を求めた。
は上記と同じ構成の保存液および較正液を用いて保存、
較正および測定を行い、相関式を求めた。
【００３８】評価するセンサはn=3とした。
【００３９】表３に相関式を示す。また、本発明と対照
実験を比較したグラフを図２に示す。その結果、尿素を
添加した保存液と較正液を用いた電気化学センサは、X
係数がほぼ１になり、臨床検査装置と一致する値を示し
た。
実験を比較したグラフを図２に示す。その結果、尿素を
添加した保存液と較正液を用いた電気化学センサは、X
係数がほぼ１になり、臨床検査装置と一致する値を示し
た。
【００４０】
【表３】
【００４１】実施例４ 電流検出型の電気化学センサで尿中のグルコースを２回
／１日毎に繰り返し測定したときの保存液中の状態を観
察した。電気化学センサは作用極である白金電極（面積
7mm2）、対極である白金電極（面積7mm2）、および参照
電極（面積1.5mm2）である銀塩化銀電極で構成され、1v
/v%の3-アミノプロピルトリエトキシシランで処理した
作用極表面に、22.5w/v%牛血清アルブミンと1v/v%グル
タルアルデヒド架橋を用いて56.5u/mlグルコース酸化酵
素を固定化したものを用いた。
／１日毎に繰り返し測定したときの保存液中の状態を観
察した。電気化学センサは作用極である白金電極（面積
7mm2）、対極である白金電極（面積7mm2）、および参照
電極（面積1.5mm2）である銀塩化銀電極で構成され、1v
/v%の3-アミノプロピルトリエトキシシランで処理した
作用極表面に、22.5w/v%牛血清アルブミンと1v/v%グル
タルアルデヒド架橋を用いて56.5u/mlグルコース酸化酵
素を固定化したものを用いた。
【００４２】この電気化学センサを20g/dl尿素、1mMＴ
ＥＳ、および150mM塩化ナトリウム、および10ppm（重量
基準）の硝酸銀を含む保存液中に浸漬した。この際、参
照電極に対して作用極に0.7V印加し、電流値が定常状態
になるまで放置した。
ＥＳ、および150mM塩化ナトリウム、および10ppm（重量
基準）の硝酸銀を含む保存液中に浸漬した。この際、参
照電極に対して作用極に0.7V印加し、電流値が定常状態
になるまで放置した。
【００４３】保存後、既知濃度のグルコースを含む尿の
測定を行った。コントロール尿（バイオラッド(株)社製
のライフォチェックコントロール正常、約20mg/dlグル
コースを含む）中にセンサを浸漬し、得られる電流値
と、定常状態の電流値との差を算出し、センサ出力とし
た。１ヶ月間測定した後の保存液の状態を観察した。観
察はカビの有無、色を目視で確認するとともに、におい
の有無を確認した。対照実験として、硝酸銀を含まない
こと以外は上記保存液と同じ構成の保存液（20g/dl尿
素、1mMＴＥＳ、および150mM塩化ナトリウムを含む溶
液）中で同様に評価した。評価するセンサはn=3とし
た。
測定を行った。コントロール尿（バイオラッド(株)社製
のライフォチェックコントロール正常、約20mg/dlグル
コースを含む）中にセンサを浸漬し、得られる電流値
と、定常状態の電流値との差を算出し、センサ出力とし
た。１ヶ月間測定した後の保存液の状態を観察した。観
察はカビの有無、色を目視で確認するとともに、におい
の有無を確認した。対照実験として、硝酸銀を含まない
こと以外は上記保存液と同じ構成の保存液（20g/dl尿
素、1mMＴＥＳ、および150mM塩化ナトリウムを含む溶
液）中で同様に評価した。評価するセンサはn=3とし
た。
【００４４】表４に結果を示す。銀を添加した保存液は
カビの発生、においおよび色の変化がなく、保存液とし
ての品質を保つことができた。
カビの発生、においおよび色の変化がなく、保存液とし
ての品質を保つことができた。
【００４５】
【表４】
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
繰り返し測定中のセンサ出力の低下を防止し、測定値の
再現性を改善することができる。その理由は、センサの
表面に尿素が付着して電極保護層を形成するため、測定
時に汚染物質が電極表面に付着することを防止できるか
らである。
繰り返し測定中のセンサ出力の低下を防止し、測定値の
再現性を改善することができる。その理由は、センサの
表面に尿素が付着して電極保護層を形成するため、測定
時に汚染物質が電極表面に付着することを防止できるか
らである。
【００４７】この効果は、生体の体液、特に血液や尿を
測定対象とするセンサに適用した場合により顕著とな
る。また、固定化酵素膜を備えた電極や白金を含む電極
を備えたセンサに適用した場合により顕著となる。
測定対象とするセンサに適用した場合により顕著とな
る。また、固定化酵素膜を備えた電極や白金を含む電極
を備えたセンサに適用した場合により顕著となる。
【００４８】また、尿素化合物として尿素、チオ尿素、
またはメチル尿素を用いれば、センサ出力の低下を特に
効果的に防止することができる。その理由は必ずしも明
らかでないが、尿素はセンサの電極表面への吸着（付
着）性に優れ、緻密な保護層を形成できることによるも
のと考えられる。
またはメチル尿素を用いれば、センサ出力の低下を特に
効果的に防止することができる。その理由は必ずしも明
らかでないが、尿素はセンサの電極表面への吸着（付
着）性に優れ、緻密な保護層を形成できることによるも
のと考えられる。
【００４９】また、保存液に抗菌剤を含有させた構成と
すれば、電気化学センサの保存液や較正液の品質が長期
間にわたって維持される。溶液中に微生物が繁殖せず、
また微生物に由来する不純物が発生しないため、保存液
を初期の状態のままに保つことができるからである。
すれば、電気化学センサの保存液や較正液の品質が長期
間にわたって維持される。溶液中に微生物が繁殖せず、
また微生物に由来する不純物が発生しないため、保存液
を初期の状態のままに保つことができるからである。
【００５０】また、センサの保存中、電極系に一定の電
圧を印加すれば、さらに効果的に繰り返し測定中のセン
サ出力の低下を防止することができる。尿素化合物に対
する反応性が一定に保たれ、緻密な尿素化合物の層が効
率よく形成されるためである。
圧を印加すれば、さらに効果的に繰り返し測定中のセン
サ出力の低下を防止することができる。尿素化合物に対
する反応性が一定に保たれ、緻密な尿素化合物の層が効
率よく形成されるためである。
【図１】本発明の保存液および従来技術に係る保存液を
用いた場合のセンサ出力の経時変化を比較した結果を示
す図である。
用いた場合のセンサ出力の経時変化を比較した結果を示
す図である。
【図２】センサ測定値と臨床検査による測定値との相関
を示す図である。
を示す図である。
Claims (23)
- 【請求項１】 電極系を備えた電気化学センサを保存す
る際に用いられる保存液であって、尿素化合物を含有す
ることを特徴とする電気化学センサの保存液。 - 【請求項２】 前記電気化学センサは、生体の体液を測
定対象とすることを特徴とする請求項１に記載の電気化
学センサの保存液。 - 【請求項３】 前記体液が尿または血液であることを特
徴とする請求項２に記載の電気化学センサの保存液。 - 【請求項４】 前記電気化学センサは、固定化酵素膜の
設けられた作用極を有することを特徴とする請求項１乃
至３いずれかに記載の電気化学センサの保存液。 - 【請求項５】 前記電気化学センサは、白金を含む作用
極を有することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに
記載の電気化学センサの保存液。 - 【請求項６】 前記尿素化合物が尿素、チオ尿素、また
はメチル尿素であることを特徴とする請求項１乃至５い
ずれかに記載の電気化学センサの保存液。 - 【請求項７】 抗菌剤をさらに含むことを特徴とする請
求項１乃至６いずれかに記載の電気化学センサの保存
液。 - 【請求項８】 電極系を備えた電気化学センサを使用前
に較正する際に用いられる較正液であって、尿素化合物
を含有することを特徴とする電気化学センサの較正液。 - 【請求項９】 前記電気化学センサは、生体の体液を測
定対象とすることを特徴とする請求項８に記載の電気化
学センサの較正液。 - 【請求項１０】 前記体液が尿または血液であることを
特徴とする請求項９に記載の電気化学センサの較正液。 - 【請求項１１】 前記電気化学センサは、固定化酵素膜
の設けられた作用極を有することを特徴とする請求項８
乃至１０いずれかに記載の電気化学センサの較正液。 - 【請求項１２】 前記電気化学センサは、白金を含む作
用極を有することを特徴とする請求項８乃至１１いずれ
かに記載の電気化学センサの較正液。 - 【請求項１３】 前記尿素化合物が尿素、チオ尿素、ま
たはメチル尿素であることを特徴とする請求項８乃至１
２いずれかに記載の電気化学センサの較正液。 - 【請求項１４】 抗菌剤をさらに含むことを特徴とする
請求項８乃至１３いずれかに記載の電気化学センサの較
正液。 - 【請求項１５】 電極系を備えた電気化学センサの保存
方法であって、該電気化学センサの電極系を、尿素化合
物を含む保存液に浸漬することを特徴とする電気化学セ
ンサの保存方法。 - 【請求項１６】 前記保存液に浸漬している間、前記電
極系に所定の電圧を印加することを特徴とする請求項１
５に記載の電気化学センサの保存方法。 - 【請求項１７】 前記電極系が作用極と銀／塩化銀電極
からなる参照極とを含み、該参照極に対して該作用極に
０．０１〜１．５Ｖの電圧を印加することを特徴とする
請求項１６に記載の電気化学センサの保存方法。 - 【請求項１８】 前記電気化学センサは、生体の体液を
測定対象とすることを特徴とする請求項１５乃至１７い
ずれかに記載の電気化学センサの保存方法。 - 【請求項１９】 前記体液が尿または血液であることを
特徴とする請求項１８に記載の電気化学センサの保存方
法。 - 【請求項２０】 前記電気化学センサは、固定化酵素膜
の設けられた作用極を有することを特徴とする請求項１
５乃至１９いずれかに記載の電気化学センサの保存方
法。 - 【請求項２１】 前記電気化学センサは、白金を含む作
用極を有することを特徴とする請求項１５乃至２０いず
れかに記載の電気化学センサの保存方法。 - 【請求項２２】 前記尿素化合物が尿素、チオ尿素、ま
たはメチル尿素であることを特徴とする請求項１５乃至
２１いずれかに記載の電気化学センサの保存方法。 - 【請求項２３】 前記保存液が抗菌剤を含むことを特徴
とする請求項１５乃至２２いずれかに記載の電気化学セ
ンサの保存方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01066599A JP3266193B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 電気化学センサの保存液、較正液および保存方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01066599A JP3266193B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 電気化学センサの保存液、較正液および保存方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000206076A true JP2000206076A (ja) | 2000-07-28 |
| JP3266193B2 JP3266193B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=11756549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01066599A Expired - Fee Related JP3266193B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 電気化学センサの保存液、較正液および保存方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3266193B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005526260A (ja) * | 2002-05-17 | 2005-09-02 | オックスフォード バイオセンサーズ リミテッド | 分析対象物計測 |
| JP2006266890A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Jokoh Co Ltd | 表示値補正または調整成分を有するイオン選択性電極用校正液 |
| CN112268769A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-26 | 中芯维康医疗科技(重庆)有限责任公司 | 一种样本缓冲液和脂溶性物质检测方法 |
-
1999
- 1999-01-19 JP JP01066599A patent/JP3266193B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2005526260A (ja) * | 2002-05-17 | 2005-09-02 | オックスフォード バイオセンサーズ リミテッド | 分析対象物計測 |
| JP2006266890A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Jokoh Co Ltd | 表示値補正または調整成分を有するイオン選択性電極用校正液 |
| JP4527576B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2010-08-18 | 株式会社常光 | 校正液調製方法 |
| CN112268769A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-26 | 中芯维康医疗科技(重庆)有限责任公司 | 一种样本缓冲液和脂溶性物质检测方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3266193B2 (ja) | 2002-03-18 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |