JP2000321234A - Polyphenol sensor - Google Patents

Polyphenol sensor

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JP2000321234A
JP2000321234A JP11134815A JP13481599A JP2000321234A JP 2000321234 A JP2000321234 A JP 2000321234A JP 11134815 A JP11134815 A JP 11134815A JP 13481599 A JP13481599 A JP 13481599A JP 2000321234 A JP2000321234 A JP 2000321234A
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隆 垣内
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泳泰 孔
Shinichiro Imabayashi
慎一郎 今林
Kenji Kano
健司 加納
Tokuji Ikeda
篤治 池田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and rapidly measure polyphenol with high sensitivity by equipping an enzyme electrode containing an enzyme for decomposing hydrogen peroxide and an electron mediator and containing the enzyme for decomposing the hydrogen peroxide and the hydrogen peroxide in a reaction bath. SOLUTION: The polyphenol sensor is provided with an enzyme electrode, a reference electrode, and an outer electrode as counter electrodes, and the enzyme electrode simultaneously contains an enzyme for the hydrogen peroxide and an electron mediator. The enzyme and the electron mediator include peroxytase or the like and metallocene such as ferrocene, respectively, and the electron mediator accelerates the migration of electrons between the enzyme and the electrode. On measurement, an enzyme electrode is dipped into a buffer liquid that does not contain any samples, and a constant amount of hydrogen peroxide is added to the reaction bath. Then, after a measurement sample liquid containing polyphenol or that being diluted by the buffer liquid is added, and a steady current after a fixed amount of time passes is measured, thus easily measuring polyphenol concentration in a sample solution in approximately 4-7 minutes.

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、試料液中のポリフ
ェノールを電気化学的に定量するためのポリフェノール
センサーに関する。また、本発明は、ポリフェノールの
測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyphenol sensor for electrochemically quantifying polyphenol in a sample solution. The present invention also relates to a method for measuring polyphenol.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリフェノールは、ベンゼン環に複数の
水酸基をもつ化合物の総称であり、これに該当するもの
は、タンニン類、フラボノイド類、リグナン、リグリ
ン、クマリンなど広範囲にわたっている。近年、ポリフ
ェノールは、動脈硬化促進作用のある低比重リポタンパ
ク質の酸化を防止する等、ラジカル消去作用による抗酸
化作用がα−トコフェロールやアスコルビン酸よりも優
れていることが明らかにされている。ポリフェノールは
多くの食用植物や薬用植物に含まれ、健康志向の高まり
と共に、ポリフェノールを豊富に含む赤ワインやお茶の
効用が注目されている。
2. Description of the Related Art Polyphenols are a general term for compounds having a plurality of hydroxyl groups on a benzene ring, and those corresponding to a wide range such as tannins, flavonoids, lignans, ligulins, and coumarins. In recent years, it has been revealed that polyphenols are superior to α-tocopherol and ascorbic acid in antioxidant action by radical scavenging action, such as preventing oxidation of low-density lipoprotein having an atherosclerosis accelerating action. Polyphenols are contained in many edible plants and medicinal plants, and with increasing health consciousness, the effects of red wine and tea rich in polyphenols are attracting attention.

【0003】従来、これらのポリフェノールの測定方法
として、フォーリン・チオカルト(Folin Ciocalteau)
法(J.Biol.Chem.,73,627(1927))を用いて、試料溶液
のポリフェノール含量を没食子酸量で表す分光学的測定
法が主として用いられている。しかしながら、この方法
では、試料液の濁度や着色の影響が問題となることがあ
り、反応時間に2〜3時間を要するという欠点を有す
る。
[0003] Conventionally, as a method for measuring these polyphenols, Folin Ciocalteau has been used.
A spectrophotometric method of expressing the polyphenol content of a sample solution by the amount of gallic acid using a method (J. Biol. Chem., 73, 627 (1927)) is mainly used. However, in this method, the influence of the turbidity and coloring of the sample liquid may become a problem, and there is a disadvantage that the reaction time requires 2 to 3 hours.

【0004】個々のポリフェノールを分別定量する方法
として、UV(紫外線)吸収等で検出する高速液体クロ
マトグラフィー(HPLC)が用いられている(Chroma
torgaphia,34,146(1992)、J.Chromatogr.,642,175(199
3)、特開平10−287605号公報)。しかしなが
ら、HPLCの測定装置は高価であり、特定の設備およ
び場所を必要とする。また、この方法では、対象のフェ
ノール類によって適する溶媒が異なり、1時間以上の測
定時間を要する。
[0004] As a method for separating and quantifying individual polyphenols, high performance liquid chromatography (HPLC) for detecting by UV (ultraviolet) absorption or the like is used (Chroma).
torgaphia, 34, 146 (1992), J. Chromatogr., 642, 175 (199
3), JP-A-10-287605). However, HPLC measurement devices are expensive and require specific equipment and locations. In this method, a suitable solvent differs depending on the target phenol, and a measurement time of one hour or more is required.

【0005】一方、より簡単かつ短時間で測定できる方
法として、電極を用いた電気化学的測定法が提案されて
いる。上述のフォーリン−チオカルト法やHPLC法で
は、試料溶液の濁度や着色の影響が問題となるが、電気
化学的測定法ではこれらの影響は問題にならない。電気
化学的測定法は、機器類がコンパクトであり、持ち運び
が容易であることから、測定場所を選ばずに行える利点
を有する。また、測定機器類は上記の測定方法で用いら
れる機器類に比較して、安価であるという利点も併せ持
つ。さらに試料溶液の測定時間を数分ないしは数十分以
内に短縮することが可能である。すなわち、電気化学的
測定法は簡単かつ迅速で高感度という長所を有する。
On the other hand, an electrochemical measurement method using electrodes has been proposed as a method that can perform measurement more easily and in a shorter time. The influence of turbidity and coloring of the sample solution poses a problem in the above-mentioned Folin-Tiocult method and the HPLC method, but these effects do not pose a problem in the electrochemical measurement method. The electrochemical measurement method has an advantage that it can be performed regardless of a measurement place because instruments are compact and easy to carry. The measuring instruments also have the advantage of being inexpensive as compared with the instruments used in the above-described measuring method. Further, the measurement time of the sample solution can be reduced to several minutes or several tens of minutes. That is, the electrochemical measurement method has the advantages of being simple, rapid, and highly sensitive.

【0006】電気化学的測定法として、フェノールある
いはポリフェノールの測定が試みられている(Anal.Che
m.,53,1695(1981),J.Chromatogr.,360,271(1986))。
しかしながら、フェノールの酸化を直接測定するために
650〜1100mV vs.Ag/AgClという正の電
位を印加する必要があり、この電位では測定溶液に含ま
れているフェノール以外の物質も酸化される可能性があ
り、フェノール類の濃度を正確に求めることができなか
った。
As an electrochemical measurement method, measurement of phenol or polyphenol has been attempted (Anal. Che.
m., 53, 1695 (1981), J. Chromatogr., 360, 271 (1986)).
However, in order to directly measure the oxidation of phenol, it is necessary to apply a positive potential of 650 to 1100 mV vs. Ag / AgCl. At this potential, substances other than phenol contained in the measurement solution may be oxidized. And the concentration of phenols could not be determined accurately.

【0007】そこで、特定のフェノールのみを酸化させ
得る一つもしくは二つの酵素を電極に固定化したフェノ
ールセンサーを用いて、酵素反応によって生成したフェ
ノールの酸化体を電気化学的に再還元させる時に流れる
電流を測定する方法が近年用いられている(Anal.Chim.
Acta.,311,245(1995),Anal.Chim.Acta.,347,51(199
7))。しかしながら、酵素反応により生成したフェノー
ルの酸化体は容易に重合するため、再還元されずに電気
化学的に不活性な重合体になり、この結果得られた電流
値はフェノールの量を正しく反映しないという問題があ
った。
[0007] Therefore, when a phenol sensor in which one or two enzymes capable of oxidizing only a specific phenol are immobilized on an electrode is used to electrochemically reduce oxidized phenol produced by an enzymatic reaction, it flows. A method of measuring current has recently been used (Anal. Chim.
Acta., 311,245 (1995), Anal.Chim. Acta., 347, 51 (199
7)). However, the oxidized form of the phenol produced by the enzymatic reaction is easily polymerized, so that it is not reduced again and becomes an electrochemically inactive polymer, and the resulting current value does not accurately reflect the amount of the phenol. There was a problem.

【0008】他の電気化学的測定法として、植物組織の
ポリフェノールオキシダーゼ活性を利用したバイオセン
サーも報告されているが(特公平7−111415号公
報)、この場合、数週間の長期間にわたる安定性や再現
性に問題があった。
[0008] As another electrochemical measurement method, a biosensor utilizing the polyphenol oxidase activity of plant tissue has been reported (Japanese Patent Publication No. 7-111415), but in this case, stability for a long period of several weeks. And reproducibility problems.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、ポリフェノールをより簡単かつ迅速に測定でき、
しかも高感度の測定が可能なポリフェノールセンサーを
提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention can measure polyphenol more easily and quickly,
Moreover, it is an object of the present invention to provide a polyphenol sensor capable of measuring with high sensitivity.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリフェ
ノールの測定方法において、ペルオキシダーゼ(以下、
PODとも示す)のような過酸化水素を分解する酵素お
よび酵素と電極間の電子移動を促進するフェロセン(以
下、Fcとも示す)のような電子メディエーターを含有
する酵素電極を用いて、一定の過酸化水素の存在下、過
酸化水素を分解する酵素およびポリフェノールを反応槽
に添加して一定時間経過後の過酸化水素濃度の減少を電
気化学的に測定することにより、上記課題を解決するこ
とができることを見出し、本発明を完成させるに至っ
た。
Means for Solving the Problems The present inventors, in a method for measuring polyphenols, used a peroxidase (hereinafter, referred to as peroxidase).
An enzyme electrode containing an enzyme that decomposes hydrogen peroxide such as POD) and an electron mediator such as ferrocene (hereinafter also referred to as Fc) that promotes the electron transfer between the enzyme and the electrode is used. In order to solve the above-described problems, an enzyme and a polyphenol that decompose hydrogen peroxide are added to a reaction tank in the presence of hydrogen oxide, and the decrease in hydrogen peroxide concentration after a certain period of time is electrochemically measured. They have found that they can do this and have completed the present invention.

【0011】すなわち、本発明は、以下のような構成か
ら成る。 (1)過酸化水素を分解する酵素および電子メディエー
ターを含有する酵素電極を有し、かつ反応槽に過酸化水
素を分解する酵素および過酸化水素を含むことを特徴と
するポリフェノールセンサー。 (2)過酸化水素を分解する酵素がペルオキシダーゼで
ある(1)のポリフェノールセンサー。 (3)電子メディエーターがフェロセンである(1)ま
たは(2)のポリフェノールセンサー。 (4)酵素電極が過酸化水素を分解する酵素および電子
メディエーターがカーボンペーストに練り込まれてなる
(1)〜(3)のいずれかのポリフェノールセンサー。 (5)酵素電極が透析膜で被覆されてなる(1)〜
(4)のいずれかのポリフェノールセンサー。 (6)過酸化水素を分解する酵素および電子メディエー
ターを含有する酵素電極を用い、一定濃度の過酸化水素
を含む反応槽に過酸化水素を分解する酵素および試料液
を添加し、一定時間経過後の過酸化水素濃度の減少を電
気化学的に測定することにより試料液中におけるポリフ
ェノールを検出するポリフェノールセンサー。 (7)過酸化水素を分解する酵素がペルオキシダーゼで
ある(6)のポリフェノールセンサー。 (8)電子メディエーターがフェロセンである(6)ま
たは(7)のポリフェノールセンサー。 (9)酵素電極が過酸化水素を分解する酵素および電子
メディエーターがカーボンペーストに練り込まれてなる
(6)〜(8)のいずれかのポリフェノールセンサー。 (10)酵素電極が透析膜で被覆されてなる(6)〜
(9)のいずれかのポリフェノールセンサー。 (11)過酸化水素を分解する酵素および電子メディエ
ーターを含有する酵素電極を用い、一定濃度の過酸化水
素を含む反応槽に過酸化水素を分解する酵素および試料
液を添加し、一定時間経過後の過酸化水素濃度の減少を
電気化学的に測定することにより試料液中におけるポリ
フェノール濃度を定量することを特徴とするポリフェノ
ールの測定方法。
That is, the present invention has the following configuration. (1) A polyphenol sensor having an enzyme electrode containing an enzyme for decomposing hydrogen peroxide and an electron mediator, and further comprising an enzyme for decomposing hydrogen peroxide and hydrogen peroxide in a reaction tank. (2) The polyphenol sensor according to (1), wherein the enzyme that decomposes hydrogen peroxide is peroxidase. (3) The polyphenol sensor according to (1) or (2), wherein the electron mediator is ferrocene. (4) The polyphenol sensor according to any one of (1) to (3), wherein an enzyme for decomposing hydrogen peroxide at the enzyme electrode and an electron mediator are kneaded into the carbon paste. (5) The enzyme electrode is covered with a dialysis membrane (1)-
The polyphenol sensor according to any of (4). (6) Using an enzyme electrode containing an enzyme that decomposes hydrogen peroxide and an electron mediator, adding an enzyme and a sample solution that decompose hydrogen peroxide to a reaction vessel containing a certain concentration of hydrogen peroxide, and after a certain period of time A polyphenol sensor that detects polyphenols in a sample solution by electrochemically measuring the decrease in hydrogen peroxide concentration in the sample. (7) The polyphenol sensor according to (6), wherein the enzyme that decomposes hydrogen peroxide is peroxidase. (8) The polyphenol sensor according to (6) or (7), wherein the electron mediator is ferrocene. (9) The polyphenol sensor according to any one of (6) to (8), wherein an enzyme for decomposing hydrogen peroxide at the enzyme electrode and an electron mediator are kneaded into the carbon paste. (10) The enzyme electrode is covered with a dialysis membrane (6)-
The polyphenol sensor according to any one of (9). (11) Using an enzyme electrode containing an enzyme that decomposes hydrogen peroxide and an electron mediator, adding an enzyme and a sample solution that decompose hydrogen peroxide to a reaction vessel containing hydrogen peroxide at a certain concentration, and after a certain period of time A method for measuring polyphenol, characterized in that the concentration of polyphenol in a sample solution is quantified by electrochemically measuring the decrease in the concentration of hydrogen peroxide.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に、本発明のポリフェノール
センサーに用いられる酵素電極について説明し、次いで
本発明のポリフェノールセンサーについて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an enzyme electrode used in the polyphenol sensor of the present invention will be described, and then the polyphenol sensor of the present invention will be described.

【0013】(1)酵素電極 本発明のポリフェノールセンサーに用いられる酵素電極
は、過酸化水素を分解する酵素(以下、酵素と表記す
る)および電子メディエーターを同時に含有することを
特徴とする。前記酵素としては、ペルオキシダーゼ、カ
タラーゼ等が挙げられる。また、電子メディエーターと
は、酵素と電極の間の電子移動を促進する、電極と反応
性の高い物質をいうものであり、フェロセン、フェロセ
ン誘導体等のメタロセン類が挙げられる。
(1) Enzyme electrode The enzyme electrode used in the polyphenol sensor of the present invention is characterized by simultaneously containing an enzyme that decomposes hydrogen peroxide (hereinafter referred to as an enzyme) and an electron mediator. Examples of the enzyme include peroxidase and catalase. The electron mediator is a substance that promotes electron transfer between the enzyme and the electrode and has high reactivity with the electrode, and examples thereof include metallocenes such as ferrocene and ferrocene derivatives.

【0014】前記酵素電極は、酵素および電子メディエ
ーターを電極表面に存在させるためのものであり、形態
は特に限定されない。例えば、酵素を含む溶液を電極に
載せ、乾燥させ、透析膜で被覆したものでもよい。該透
析膜の分画分子量としては、特に限定されないが、10
0程度のものが好ましい。
The enzyme electrode is for allowing an enzyme and an electron mediator to exist on the electrode surface, and the form is not particularly limited. For example, a solution containing an enzyme may be placed on an electrode, dried, and coated with a dialysis membrane. Although the molecular weight cut off of the dialysis membrane is not particularly limited,
About 0 is preferable.

【0015】上記のようにして得られる酵素電極を用い
た本発明のポリフェノールセンサーについて説明する。 (2)ポリフェノールセンサー 本発明におけるポリフェノールセンサーは、作用電極と
して働く上記酵素電極の他に参照および対電極を有す
る。本発明の酵素電極を用いて試料溶液中のポリフェノ
ールの濃度を測定するには、まず、試料を含有しない緩
衝液に上記酵素電極を浸漬し、一定量の過酸化水素を加
える。続いて、ポリフェノールを含有する測定試料液あ
るいは緩衝液で希釈した測定試料液を添加し、一定時間
経過後の定常電流を測定することにより試料溶液中のポ
リフェノールの濃度を測定することができる。
The polyphenol sensor of the present invention using the enzyme electrode obtained as described above will be described. (2) Polyphenol Sensor The polyphenol sensor of the present invention has a reference electrode and a counter electrode in addition to the enzyme electrode serving as a working electrode. In order to measure the concentration of polyphenol in a sample solution using the enzyme electrode of the present invention, first, the enzyme electrode is immersed in a buffer containing no sample, and a certain amount of hydrogen peroxide is added. Subsequently, a measurement sample solution containing a polyphenol or a measurement sample solution diluted with a buffer solution is added, and the concentration of polyphenol in the sample solution can be measured by measuring a steady current after a certain period of time.

【0016】すなわち、上記のように作製した酵素電極
の外側の反応槽に過酸化水素を添加すると過酸化水素は
透析膜を透過して酵素電極の酵素に接触する。透析膜内
側の過酸化水素は酵素によって還元され、その結果生じ
た酵素酸化体がフェロセンと反応して、フェロセニウム
イオンが生成する。電極にフェロセニウムイオンをフェ
ロセンに還元できる電位を印加しておくとフェロセニウ
ムイオンが電極表面でフェロセンに再還元され、還元電
流が観察される。この時の定常状態の電流値は反応槽の
過酸化水素の濃度に比例する。
That is, when hydrogen peroxide is added to the reaction tank outside the enzyme electrode prepared as described above, the hydrogen peroxide passes through the dialysis membrane and comes into contact with the enzyme of the enzyme electrode. Hydrogen peroxide inside the dialysis membrane is reduced by an enzyme, and the resulting oxidized enzyme reacts with ferrocene to produce ferrocenium ions. When a potential capable of reducing ferrocenium ion to ferrocene is applied to the electrode, the ferrocenium ion is reduced again to ferrocene on the electrode surface, and a reduction current is observed. The current value in the steady state at this time is proportional to the concentration of hydrogen peroxide in the reaction tank.

【0017】さらに、ポリフェノールを含有する測定試
料液を一定量の酵素と共に反応槽に加えると、ポリフェ
ノールが電子供与体として働くならば、過酸化水素との
反応で生成した酵素酸化体が直ちに還元され、さらに過
酸化水素との反応が起こる。これによって、ポリフェノ
ール量に比例して反応槽の過酸化水素濃度が減少し、透
析膜を透過する過酸化水素濃度も減少する。その結果、
フェロセニウムイオンの還元電流値が減少し、この減少
量は反応槽のポリフェノールの濃度を反映する。この方
法によって、試料に含まれているポリフェノールの量を
間接的に測定できる。
Furthermore, when a measurement sample solution containing polyphenol is added to a reaction vessel together with a certain amount of enzyme, if the polyphenol acts as an electron donor, the oxidized enzyme produced by the reaction with hydrogen peroxide is immediately reduced. , Further reacting with hydrogen peroxide. As a result, the concentration of hydrogen peroxide in the reaction tank decreases in proportion to the amount of polyphenol, and the concentration of hydrogen peroxide passing through the dialysis membrane also decreases. as a result,
The reduction current value of ferrocenium ion decreases, and the amount of reduction reflects the concentration of polyphenol in the reactor. By this method, the amount of polyphenol contained in the sample can be measured indirectly.

【0018】本発明におけるポリフェノールセンサー
は、酵素反応によって生成されたポリフェノールの酸化
体を直接測定しないので、ポリフェノール酸化体の重合
化の影響を受けることがない。また、透析膜で試料成分
が電極と分離されているので、試料液の濁りや着色に影
響されない。また、試料液に含まれているポリフェノー
ルを4〜7分程度の時間で測定できるので、従来のフォ
ーリン−チオカルト法や液体クロマトグラフィー法より
も簡単かつ迅速な測定が可能である。
The polyphenol sensor according to the present invention does not directly measure the oxidized form of polyphenol produced by the enzymatic reaction, and thus is not affected by the polymerization of the oxidized polyphenol. Further, since the sample component is separated from the electrode by the dialysis membrane, it is not affected by turbidity or coloring of the sample solution. Further, since the polyphenol contained in the sample solution can be measured in about 4 to 7 minutes, the measurement can be performed more easily and quickly than the conventional Folin-thiocult method or liquid chromatography method.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を、実施例を用いて具体的に説
明する。ポリフェノールセンサーに用いる酵素電極の一
例、およびこの酵素電極を有するポリフェノールの測定
構成の一例を、図面に基づいて説明する。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. An example of an enzyme electrode used in a polyphenol sensor and an example of a polyphenol measurement configuration having the enzyme electrode will be described with reference to the drawings.

【0020】(1)ペルオキシダーゼ−フェロセン(P
OD−Fc)酵素電極の作製 フェロセン、西洋ワサビペルオキシダーゼ、液体パラフ
ィン及びグラファイト粉末を4:4:20:40の重量
比で混合して十分に練った後、市販のカーボンペースト
電極(1)(BAS製)の凹部(内径3mm)に詰め、
表面をパラフィン紙にこすりつけて滑らかにし、さらに
その表面に直径6mmの分画分子量100の円形透析膜
(3)(Spectrum製)を被覆し、さらにナイロンネット
(4)で被覆し、これをO−リング(5)で止めたPO
D−Fc酵素電極を作製した(図1)。
(1) Peroxidase-ferrocene (P
OD-Fc) Preparation of enzyme electrode Ferrocene, horseradish peroxidase, liquid paraffin and graphite powder were mixed at a weight ratio of 4: 4: 20: 40 and kneaded sufficiently, and then commercially available carbon paste electrode (1) (BAS Made in the recess (3 mm inside diameter)
The surface was rubbed with paraffin paper to make it smooth, and the surface was further coated with a circular dialysis membrane (3) (product of Spectrum) having a diameter of 6 mm and a molecular weight cut off of 100, and further coated with a nylon net (4). PO stopped with ring (5)
A D-Fc enzyme electrode was prepared (FIG. 1).

【0021】(2)ポリフェノールの測定セル 上記のように作製されたPOD−Fc酵素電極(6)、
参照電極(7)および対極(8)のそれぞれをポテンシ
ョスタット(9)に接続し、緩衝液を入れた反応槽に浸
漬して、測定セルとした(図2)。電流値の変化を記録
するために、ポテンショスタットにレコーダ(10)を
接続した。反応槽をマグネチックスターラー上(11)
に設置し、反応槽の緩衝液中にスターラーバー(12)
を入れ、ポリフェーノルの測定中、試料液を攪拌した。
(2) Cell for measuring polyphenol The POD-Fc enzyme electrode (6) prepared as described above,
Each of the reference electrode (7) and the counter electrode (8) was connected to a potentiostat (9), and immersed in a reaction tank containing a buffer solution to obtain a measurement cell (FIG. 2). A recorder (10) was connected to the potentiostat to record the change in the current value. Place the reactor on a magnetic stirrer (11)
And a stir bar (12) in the buffer of the reaction tank.
And the sample solution was stirred during the measurement of polyphenol.

【0022】また、以下に示す全ての実施例において、
次の測定条件を用いた。測定時以外は、POD−Fc酵
素電極は4℃で保存した。 印加電位:0.1V vs. Ag/AgCl 緩衝液 :0.1M リン酸緩衝液(pH6.9) 攪拌速度:887rpm 測定温度:室温
In all the embodiments described below,
The following measurement conditions were used. Except for the measurement, the POD-Fc enzyme electrode was stored at 4 ° C. Applied potential: 0.1 V vs. Ag / AgCl buffer: 0.1 M phosphate buffer (pH 6.9) Stirring speed: 887 rpm Measurement temperature: room temperature

【0023】(実施例1)上記のようにして作製したP
OD−Fc酵素電極(図1)と上記のように構成された
測定セル(図2)に上記の測定条件下で、まず試料を含
有しない緩衝液に上記POD−Fc電極を浸漬し、0.
1Vの電位を印加した。バックグラウンド電流は1分以
内に安定になり、その後、反応槽に一定の過酸化水素を
加えた。加える過酸化水素の濃度は20μM以下が望ま
しい。電流の変化が安定になった後に反応槽に(+)−
カテキンを含有する試料溶液を添加した。
(Example 1) P produced as described above
Under the measurement conditions described above, the POD-Fc electrode was first immersed in a buffer containing no sample under the measurement conditions described above in the OD-Fc enzyme electrode (FIG. 1) and the measurement cell (FIG. 2) configured as described above.
A potential of 1 V was applied. The background current stabilized within 1 minute, after which a constant amount of hydrogen peroxide was added to the reactor. The concentration of hydrogen peroxide to be added is desirably 20 μM or less. After the current change becomes stable, (+)-
A sample solution containing catechin was added.

【0024】図3は、緩衝液中に一定量の過酸化水素を
添加した後、異なる濃度の(+)−カテキンを添加して
得られた電流・時間曲線を示す。(+)−カテキンを含
有する試料液を添加すると、還元電流の減少が観察され
た(正の方向に増加した)。
FIG. 3 shows current-time curves obtained by adding a certain amount of hydrogen peroxide to a buffer solution and then adding different concentrations of (+)-catechin. When the sample solution containing (+)-catechin was added, a reduction in reduction current was observed (increased in the positive direction).

【0025】過酸化水素が無い状態で、(+)−カテキ
ンを含有する試料溶液を加えても電流変化が見られない
ことから、この電流の減少は(+)−カテキン自身の電
気化学的な反応によるものではなく、(+)−カテキン
添加によって電極上の透析膜内にある過酸化水素の濃度
が減少した結果である。本発明の方法では酸化されたポ
リフェノールを直接測定しないので、ポリフェノール酸
化体の重合化の影響を受けることがない。また、本発明
のポリフェノールの測定方法はポリフェノールをより簡
単かつ迅速に測定できる。
In the absence of hydrogen peroxide, no change in current was observed even when a sample solution containing (+)-catechin was added. This decrease in current was due to the electrochemical change of (+)-catechin itself. It is not the result of the reaction, but the result of the decrease in the concentration of hydrogen peroxide in the dialysis membrane on the electrode due to the addition of (+)-catechin. Since the method of the present invention does not directly measure the oxidized polyphenol, it is not affected by the polymerization of the oxidized polyphenol. In addition, the method for measuring polyphenol of the present invention can measure polyphenol more easily and quickly.

【0026】(実施例2)(+)−カテキンの濃度を定
量するために、異なる量の(+)−カテキンを含有する
試料溶液を用いて検量線を作成した。上記実施例1と全
く同様の測定方法で行った。図4に定常電流値と(+)
−カテキン濃度の関係を示す。図4には20μM以下の
検量線を拡大したものを併せて示している。実験値は3
回の平均値とその標準偏差をエラーバーで示している。
図4に示した検量線から(+)−カテキンが20μMま
での濃度範囲で直線的に増加し、検出限界は0.3μM
であることが示された。定常電流の90%に達するのに
要する時間(以下、反応時間とする)は(+)−カテキ
ン濃度10μMでは160秒、20μMでは137秒、
50μMでは94秒であった。
Example 2 In order to quantify the concentration of (+)-catechin, a calibration curve was prepared using sample solutions containing different amounts of (+)-catechin. The measurement was performed in exactly the same manner as in Example 1 above. Figure 4 shows the steady-state current value and (+)
-Relationship between catechin concentrations is shown. FIG. 4 also shows an enlarged calibration curve of 20 μM or less. The experimental value is 3
The average value and the standard deviation are shown by error bars.
From the calibration curve shown in FIG. 4, (+)-catechin increased linearly in the concentration range up to 20 μM, and the detection limit was 0.3 μM.
It was shown to be. The time required to reach 90% of the steady-state current (hereinafter referred to as reaction time) was 160 seconds at a (+)-catechin concentration of 10 μM, 137 seconds at a concentration of 20 μM,
At 50 μM, it was 94 seconds.

【0027】(実施例3)ワインやお茶の中に含まれて
いる(+)−カテキン以外の7種類のポリフェノールあ
るいはフェノール化合物に対するPOD−Fc酵素電極
の検出特性を調べた。上記実施例1と全く同様の測定方
法で行った。その結果、このPOD−Fc酵素電極は
(−)−エピカテキンとカフェー酸に対して(+)−カ
テキンと同程度の感度が得られた。一方、タンニン酸、
没食子酸に対しては上記3つの化合物に比べると低い検
出感度が得られた。またバニリン酸、シリンジク酸、p
−ヒドロキシ安息香酸に対してはほとんど検出されなか
った。またこれらの反応時間は5分以下であった。
Example 3 The detection characteristics of the POD-Fc enzyme electrode for seven kinds of polyphenols or phenol compounds other than (+)-catechin contained in wine and tea were examined. The measurement was performed in exactly the same manner as in Example 1 above. As a result, this POD-Fc enzyme electrode was as sensitive as (+)-catechin to (−)-epicatechin and caffeic acid. Meanwhile, tannic acid,
For gallic acid, lower detection sensitivity was obtained compared to the above three compounds. Vanillic acid, syringeic acid, p
-Almost no detectable for hydroxybenzoic acid. The reaction time was 5 minutes or less.

【0028】(実施例4)市販の1種類の白ワインと3
種類の赤ワインに含まれているポリフェノールの濃度を
測定した。測定は上記の実施例1と同様に行った。白ワ
インの場合は2分の1、赤ワインは10分の1に希釈し
て添加した。これらの反応時間は5分以下であった。得
られた定常電流値から見掛けのポリフェノールの濃度を
換算するのに上記実施例2の(+)−カテキンの電流・
濃度の検量線を用いた。表1に得られたワインの全ポリ
フェノールの濃度を示す。
Example 4 One kind of commercially available white wine and 3
The concentration of polyphenols contained in different kinds of red wine was measured. The measurement was performed in the same manner as in Example 1 described above. One half of white wine and one tenth of red wine were added. These reaction times were less than 5 minutes. In order to convert the apparent concentration of polyphenol from the obtained steady-state current value, the current of (+)-catechin in Example 2 was used.
A concentration calibration curve was used. Table 1 shows the concentration of all polyphenols in the obtained wine.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】(実施例5)市販のお茶飲料におけるポリ
フェノール濃度の測定を行った。測定は上記の実施例1
と同様に行った。市販の9種類の異なるお茶飲料、詳し
くは、4種類の緑茶、1種類のウーロン茶、4種類の混
合茶を測定試料液として用いた。緑茶またはウーロン茶
の場合は5分の1に希釈して添加し、混合茶は原液を希
釈せずに添加した。これらの反応時間は5分以下であっ
た。それぞれのお茶飲料の測定から求めた全ポリフェノ
ール濃度の値を表1に示した。
Example 5 The polyphenol concentration in a commercially available tea beverage was measured. The measurement was performed in Example 1 described above.
The same was done. Nine different types of commercially available tea beverages, specifically, four types of green tea, one type of oolong tea, and four types of mixed tea, were used as measurement sample liquids. In the case of green tea or oolong tea, it was diluted and added to one fifth, and the mixed tea was added without diluting the stock solution. These reaction times were less than 5 minutes. Table 1 shows the values of the total polyphenol concentration obtained from the measurement of each tea beverage.

【0031】(実施例6)酵素電極の安定性を検討する
ために、POD−Fc酵素電極を上記の方法で作製し、
4℃で保存した。電極作製後2週間、(+)−カテキン
の応答性を測定したところ、測定期間内では測定電流値
の変化は見られず、良好な再現性が得られた。
(Example 6) In order to examine the stability of the enzyme electrode, a POD-Fc enzyme electrode was prepared by the method described above.
Stored at 4 ° C. When the response of (+)-catechin was measured for two weeks after the preparation of the electrode, no change was observed in the measured current value within the measurement period, and good reproducibility was obtained.

【0032】(比較例)本発明のPOD−Fc酵素電極
を用いる電気化学的測定法により得られたポリフェノー
ル濃度の測定結果をフェノール試薬を用いた分光学的測
定法から決定した結果と比較した。分光学的測定法によ
るポリフェノール濃度の評価はフォーリン・チオカルト
法に従った。得られた吸光度から見掛けのポリフェノー
ルの濃度を換算するのに(+)−カテキンの吸光度・濃
度検量線を用いた。
(Comparative Example) The measurement results of the polyphenol concentration obtained by the electrochemical measurement method using the POD-Fc enzyme electrode of the present invention were compared with the results determined by a spectroscopic measurement method using a phenol reagent. Evaluation of polyphenol concentration by a spectroscopic measurement method followed the Folin-Ciocult method. A calibration curve of (+)-catechin absorbance / concentration was used to convert the apparent polyphenol concentration from the obtained absorbance.

【0033】表1に、実施例4及び実施例5で用いたワ
イン及びお茶飲料を測定試料として、分光学的方法で求
めた全ポリフェノール濃度の値を併せて示した。表1の
比較から明らかなように、本発明のPOD−Fc酵素電
極を用いた電気化学的測定法から求めたポリフェノール
濃度の値と分光学的測定法で求めた値はほぼ一致してい
た。このことから、本発明の酵素電極を用いた電気化学
的測定法は測定試料液のポリフェノール濃度の測定法と
して適用できることを示している。
Table 1 also shows the values of the total polyphenol concentration determined by the spectroscopic method using the wine and tea beverages used in Examples 4 and 5 as measurement samples. As is clear from the comparison in Table 1, the value of the polyphenol concentration obtained by the electrochemical measurement method using the POD-Fc enzyme electrode of the present invention almost coincided with the value obtained by the spectroscopic measurement method. This indicates that the electrochemical measurement method using the enzyme electrode of the present invention can be applied as a method for measuring the concentration of polyphenol in a test sample solution.

【0034】[0034]

【発明の効果】上述したように、本発明は、測定試料液
に含まれるポリフェノールを簡単かつ迅速で高感度に測
定しうるポリフェノールセンサーを提供するものであ
る。また、本発明のポリフェノールの測定方法はポリフ
ェノール酸化体の容易な重合化に影響されることなく正
確な測定を可能にする優れた測定方法である。
As described above, the present invention provides a polyphenol sensor capable of measuring polyphenol contained in a measurement sample solution simply, quickly and with high sensitivity. Further, the method for measuring polyphenol of the present invention is an excellent measuring method which enables accurate measurement without being affected by easy polymerization of oxidized polyphenol.

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

【図1】本発明のポリフェノールセンサーに用いたPO
D−Fc酵素電極の一例を示す図である。
FIG. 1 shows the PO used in the polyphenol sensor of the present invention.
It is a figure showing an example of a D-Fc enzyme electrode.

【図2】本発明のポリフェノールセンサーの実施例を示
す図である。
FIG. 2 is a view showing an embodiment of the polyphenol sensor of the present invention.

【図3】本発明のポリフェノールセンサーによる(+)
−カテキン測定の結果を示す図である。
FIG. 3 shows (+) using the polyphenol sensor of the present invention.
-It is a figure which shows the result of a catechin measurement.

【図4】本発明のポリフェノールセンサーによる(+)
−カテキン濃度と定常電流との検量線を示す図である。
FIG. 4 shows (+) using the polyphenol sensor of the present invention.
-It is a figure which shows the calibration curve of a catechin density | concentration and a steady-state current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.カーボンペースト電極 2.フェロセン、ペルオキシダーゼ、液体パラフィン及
びグラファイト 3.透析膜 4.ナイロンネット 5.O−リング 6.酵素電極 7.参照電極 8.対極 9.ポテンショスタット 10.レコーダ 11.マクネチックスターラー 12.スターラーバー
1. 1. Carbon paste electrode 2. ferrocene, peroxidase, liquid paraffin and graphite Dialysis membrane Nylon net 5. O-ring 6. Enzyme electrode 7. Reference electrode 8. Counter electrode 9. Potentiostat 10. Recorder 11. Magnetic stirrer 12. Stir bar

フロントページの続き (72)発明者 加納 健司 京都府京都市北区紫竹下高才町6−3− 504 (72)発明者 池田 篤治 京都府京都市左京区上高野畑町10−5 Fターム(参考) 4B063 QA01 QQ16 QQ61 QR02 QR50 QR84 QS39 QX04 Continued on the front page. (72) Inventor Kenji Kano 6-3-504, Shichitakeshita Takashicho, Kita-ku, Kyoto-shi, Kyoto (72) Inventor Atsushi Ikeda 10-5 F-term (Kamitakahatacho, Sakyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto-fu) Reference) 4B063 QA01 QQ16 QQ61 QR02 QR50 QR84 QS39 QX04

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 過酸化水素を分解する酵素および電子メ
ディエーターを含有する酵素電極を有し、かつ反応槽に
過酸化水素を分解する酵素および過酸化水素を含むこと
を特徴とするポリフェノールセンサー。
1. A polyphenol sensor comprising an enzyme electrode containing an enzyme for decomposing hydrogen peroxide and an electron mediator, and a reaction vessel containing an enzyme for decomposing hydrogen peroxide and hydrogen peroxide.
【請求項2】 過酸化水素を分解する酵素がペルオキシ
ダーゼである請求項1記載のポリフェノールセンサー。
2. The polyphenol sensor according to claim 1, wherein the enzyme that decomposes hydrogen peroxide is peroxidase.
【請求項3】 電子メディエーターがフェロセンである
請求項1または2に記載のポリフェノールセンサー。
3. The polyphenol sensor according to claim 1, wherein the electron mediator is ferrocene.
【請求項4】 酵素電極が過酸化水素を分解する酵素お
よび電子メディエーターがカーボンペーストに練り込ま
れてなる請求項1〜3のいずれかに記載のポリフェノー
ルセンサー。
4. The polyphenol sensor according to claim 1, wherein the enzyme electrode is an enzyme that decomposes hydrogen peroxide and an electron mediator are kneaded into the carbon paste.
【請求項5】 酵素電極が透析膜で被覆されてなる請求
項1〜4のいずれかに記載のポリフェノールセンサー。
5. The polyphenol sensor according to claim 1, wherein the enzyme electrode is covered with a dialysis membrane.
【請求項6】 過酸化水素を分解する酵素および電子メ
ディエーターを含有する酵素電極を用い、一定濃度の過
酸化水素を含む反応槽に過酸化水素を分解する酵素およ
び試料液を添加し、一定時間経過後の過酸化水素濃度の
減少を電気化学的に測定することにより試料液中におけ
るポリフェノールを検出するポリフェノールセンサー。
6. An enzyme electrode containing an enzyme that decomposes hydrogen peroxide and an electron mediator, an enzyme that decomposes hydrogen peroxide and a sample solution are added to a reaction vessel containing hydrogen peroxide at a certain concentration, A polyphenol sensor that detects polyphenol in a sample solution by electrochemically measuring the decrease in hydrogen peroxide concentration after a lapse of time.
【請求項7】 過酸化水素を分解する酵素がペルオキシ
ダーゼである請求項6記載のポリフェノールセンサー。
7. The polyphenol sensor according to claim 6, wherein the enzyme that decomposes hydrogen peroxide is peroxidase.
【請求項8】 電子メディエーターがフェロセンである
請求項6または7に記載のポリフェノールセンサー。
8. The polyphenol sensor according to claim 6, wherein the electron mediator is ferrocene.
【請求項9】 酵素電極が過酸化水素を分解する酵素お
よび電子メディエーターがカーボンペーストに練り込ま
れてなる請求項6〜8のいずれかに記載のポリフェノー
ルセンサー。
9. The polyphenol sensor according to claim 6, wherein the enzyme electrode and the electron mediator, which decompose hydrogen peroxide, are kneaded into the carbon paste.
【請求項10】 酵素電極が透析膜で被覆されてなる請
求項6〜9のいずれかに記載のポリフェノールセンサ
ー。
10. The polyphenol sensor according to claim 6, wherein the enzyme electrode is covered with a dialysis membrane.
【請求項11】 過酸化水素を分解する酵素および電子
メディエーターを含有する酵素電極を用い、一定濃度の
過酸化水素を含む反応槽に過酸化水素を分解する酵素お
よび試料液を添加し、一定時間経過後の過酸化水素濃度
の減少を電気化学的に測定することにより試料液中にお
けるポリフェノール濃度を定量することを特徴とするポ
リフェノールの測定方法。
11. Using an enzyme electrode containing an enzyme that decomposes hydrogen peroxide and an electron mediator, an enzyme and a sample solution that decompose hydrogen peroxide are added to a reaction vessel containing a certain concentration of hydrogen peroxide, A method for measuring polyphenols, characterized by quantifying the concentration of polyphenol in a sample solution by electrochemically measuring the decrease in hydrogen peroxide concentration after a lapse of time.
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