JP2004251900A5 - - Google Patents

Description

（第２の実施形態）
図５は、本発明にかかる第２の実施形態に用いる化学センサ構成の一例を模式的に示す断面図である。図５に示す化学センサは、３極方式の化学センサに構成されており、絶縁性基板１上に、導体からなる作用極２および対極３、ならびに、参照極４が形成されている。これら３極方式の電極系の上には、酵素膜５が形成されており、所謂、酵素電極型の化学センサとされている。なお、この酵素電極では、酵素膜５の表面側に制限透過膜１１を、また、酵素膜５の電極側には選択透過膜１２を設けてあり、これらの膜を固定化する際、電極系と選択透過膜１２との間に、接着層６を設けている。絶縁性基板１は液透過性を示さず、電極系と液との接触は、液透過性を有する、制限透過膜１１、酵素膜５、選択透過膜１２、ならびに接着層６とを介して達成される。この最表面に制限透過膜を具える、酵素電極を利用する酵素電極型化学センサの具体例は、例えば、特許掲載公報第２９４３７００号に開示されている。

あるいは、前記第一の初期処理工程において、作用極と参照極との間に印加される前記第一の初期処理電位は、
前記緩衝液中において、参照極とする銀／塩化銀電極を基準として、該作用極上において水の電気分解反応の開始する印加電位を印加電位最上限値と、前記測定電位を印加電位最下限値と、それぞれ定義し、
該印加電位最上限値と印加電位最下限値との差異で定義される最上限・最下限電位差を用いて、
前記測定電位よりも、該最上限・最下限電位差の１０％以上大きな印加電位であって、前記印加電位最上限値よりも、少なくとも２００ｍＶ以上小さな印加電位の範囲に選択することも好ましい。

Claims (17)

1. 少なくとも作用極と参照極とを具える化学センサを用いて、測定試料中に含有される特定物質の濃度を測定する方法であって、
   前記化学センサに対して、待機中、保存液とする所定の組成の緩衝液中に浸漬し、作用極と参照極との間に所定の測定電位を印加して保持し、
   測定時には、前記緩衝液に代えて、測定試料中に浸漬し、作用極と参照極との間に印加される前記測定電位を利用する、電気化学的反応によって発生する電流量変化に基づき、測定試料中に含有される特定物質の濃度を測定する方式による測定方法であり、
   該化学センサを使用開始する際、
   乾燥状態の該化学センサを前記緩衝液中に浸漬し、前記作用極表面と参照極表面とを該緩衝液に接触させた後、
   作用極と参照極との間に、前記測定電位と同一方向の電位であって、該測定電位よりも大きな絶対値を示す第一の初期処理電位を印加して、該化学センサを所定の第一の初期処理時間の間、前記緩衝液中にて保持する第一の初期処理工程と、
   該第一の初期処理工程の終了後、前記緩衝液中に浸漬したまま、作用極と参照極との間に印加する電位を前記測定電位と同一の第二の初期処理電位に変更して、前記化学センサを該待機状態で保持する第二の初期処理工程とを設け、
   該第二の初期処理工程を終えた後、該化学センサを測定試料の測定に供する手順を具えることを特徴とする化学センサによる測定方法。
2. 該第一の初期処理工程の終了後、前記第二の初期処理工程において、所定の第二の初期処理時間の間、該化学センサを待機状態にて保持することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記化学センサは、作用極と参照極に加えて、さらに対極を有し、
   該参照極は、前記緩衝液と接触した際、作用極との間に所定の化学ポテンシャル差を有する材料で構成され、
   該参照極を基準として、作用極の電位を設定することで、作用極と参照極との間に、所望の電位が印加する状態として、
   前記測定電位、第一の初期処理電位、第二の初期処理電位の印加は、
   前記緩衝液中における参照極の電位と作用極の電位との間の電位差が、それぞれ前記測定電位、第一の初期処理電位、第二の初期処理電位に相当する電位差を与えるように設定することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記参照極として、銀／塩化銀電極を用い、作用極と対極とを白金電極とし、
   測定に際して、作用極と参照極との間に印加される前記測定電位は、
   前記緩衝液中において、該参照極とする銀／塩化銀電極を基準として、４００〜７００ｍＶの範囲に選択される作用極の電位で得られる印加電位であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記第一の初期処理工程において、作用極と参照極との間に印加される前記第一の初期処理電位は、
   前記緩衝液中において、参照極とする銀／塩化銀電極を基準として、該作用極と対極とにおいて水の電気分解反応の開始する印加電位を印加電位最上限値と、前記測定電位を印加電位最下限値と、それぞれ定義し、
   該印加電位最上限値と印加電位最下限値との差異で定義される最上限・最下限電位差を用いて、
   前記測定電位よりも、該最上限・最下限電位差の１０％以上大きな印加電位であって、前記印加電位最上限値よりも、少なくとも２００ｍＶ以上小さな印加電位の範囲に選択することを特徴とする請求項３また４に記載の方法。
6. 前記参照極として、銀／塩化銀電極を用い、作用極と対極とを白金電極とする際、
   前記第一の初期処理工程において、作用極と参照極との間に印加される前記第一の初期処理電位は、
   前記緩衝液中において、参照極とする銀／塩化銀電極を基準として、
   前記測定電位よりも、少なくとも１００ｍＶ以上大きな印加電位であって、９００ｍＶを超えない範囲に選択することを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. 前記参照極として、銀／塩化銀電極を用い、作用極と対極とを白金電極とする際、
   前記第一の初期処理工程において、作用極と参照極との間に印加される前記第一の初期処理電位は、
   前記緩衝液中において、参照極とする銀／塩化銀電極を基準として、
   少なくとも、７５０ｍＶ〜９００ｍＶの範囲に選択し、
   前記第一の初期処理時間を４時間以下、少なくとも、１時間を下回らない範囲に選択することを特徴とする請求項４に記載の方法。
8. 前記第二の初期処理時間を、少なくとも、１時間を下回らない範囲に選択することを特徴とする請求項４に記載の方法。
9. 前記第一の初期処理時間と第二の初期処理時間とを加えた合計を、６時間以下に選択することを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記化学センサは、作用極と参照極に加えて、さらに対極を有する３極方式のセンサであり、
    該作用極、対極、参照極は、絶縁性基板上に形成されており、
    少なくとも、作用極の表面上に固定化された酵素膜層を設けてなる酵素電極を利用する電流検出型化学センサであることを特徴とする請求項３〜９に記載の方法。
11. 少なくとも作用極と参照極とを具える化学センサを用いて、測定試料中に含有される特定物質の濃度を測定する方法であって、
    前記化学センサに対して、待機中、保存液とする所定の組成の緩衝液中に浸漬し、作用極と参照極との間に所定の測定電位を印加して保持し、
    測定時には、前記緩衝液に代えて、測定試料中に浸漬し、作用極と参照極との間に印加される前記測定電位を利用する、電気化学的反応によって発生する電流量変化に基づき、測定試料中に含有される特定物質の濃度を測定する方式による測定方法であり、
    該化学センサを、所定の期間使用する毎に、
    待機状態の該化学センサについて、前記緩衝液中に浸漬し、前記作用極表面と対極表面とを該緩衝液に接触させた状態で、
    作用極と参照極との間に、前記測定電位と同一方向の電位であって、該測定電位よりも大きな絶対値を示す第一のリフレッシュ処理電位を印加して、該化学センサを前記緩衝液中にて、所定の第一のリフレッシュ処理時間保持する第一のリフレッシュ処理工程と、
    該第一のリフレッシュ処理工程の終了後、前記緩衝液中に浸漬したまま、作用極と参照極との間に印加する電位を前記測定電位と同一の第二のリフレッシュ処理電位に変更して、前記化学センサを第二のリフレッシュ処理時間、待機状態に保持するリフレッシュ待機処理工程とを設け、
    該リフレッシュ待機処理工程を終えた後、再び該化学センサを測定試料の測定に供する手順を具えることを特徴とする化学センサによる測定方法。
12. 少なくとも作用極と参照極とを具える化学センサと、
    前記作用極と参照極との間に電位を印加する手段と、該化学センサにより測定される信号を検出する手段とを具える信号検出回路を有し、
    該化学センサを用いた測定時には、対象の測定試料中に該化学センサを浸漬し、前記作用極と参照極との間に前記信号検出回路より測定電位を印加し、電気化学的反応によって発生する電流量変化に基づき、該測定試料中に含有される、測定対象である特定物質の濃度を測定する化学センサ型測定装置であって、
    該化学センサを使用開始する際に、
    乾燥状態の該化学センサを前記緩衝液中に浸漬し、前記作用極表面と参照極表面とを該緩衝液に接触させた状態で、作用極と参照極との間に、前記測定電位と同一方向の電位であって、該測定電位よりも大きな絶対値を示す第一の初期処理電位を、第一の初期処理時間の間印加する手段と、
    引き続き、該化学センサを前記緩衝液中に浸漬したまま、作用極と参照極との間に印加する電位を前記測定電位と同一の第二の初期処理電位に変更して、該第二の初期処理電位を第二の初期処理時間の間印加する手段と、
    前記二段階の初期処理操作を終了した時点で、それ以降測定可能となった旨を報知する機構を具える報知装置とを有する
    ことを特徴とする化学センサ型測定装置。
13. 該参照極は、前記緩衝液と接触した際、作用極との間に所定の化学ポテンシャル差を有する材料で構成され、
    前記作用極と参照極との間に電位を印加する手段は、
    該参照極を基準として、作用極の電位を設定することで、作用極と参照極との間に、所望の電位を印加する手段であり、
    前記測定電位、第一の初期処理電位、第二の初期処理電位を印加する手段は、
    前記緩衝液中における参照極の電位と作用極の電位との間の電位差が、それぞれ前記測定電位、第一の初期処理電位、第二の初期処理電位に相当する電位差となるように設定する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の化学センサ型測定装置。
14. 前記参照極として、銀／塩化銀電極を用い、作用極を白金電極とし、
    測定に際して、作用極と参照極との間に印加される前記測定電位は、
    前記緩衝液中において、該参照極とする銀／塩化銀電極を基準として、４００〜７００ｍＶの範囲に選択される作用極の電位で得られる印加電位である
    ことを特徴とする請求項１３に記載の化学センサ型測定装置。
15. 前記化学センサは、前記作用極と参照極に加えて、さらに対極を有し、
    前記参照極として、銀／塩化銀電極を用い、作用極と対極とを白金電極とし、
    前記第一の初期処理電位を印加する手段によって、
    前記作用極と参照極との間に印加される前記第一の初期処理電位は、
    前記緩衝液中において、参照極とする銀／塩化銀電極を基準として、該作用極と対極とにおいて水の電気分解反応の開始する印加電位を印加電位最上限値と、前記測定電位を印加電位最下限値と、それぞれ定義し、
    該印加電位最上限値と印加電位最下限値との差異で定義される最上限・最下限電位差を用いて、
    前記測定電位よりも、該最上限・最下限電位差の１０％以上大きな印加電位であって、前記印加電位最上限値よりも、少なくとも２００ｍＶ以上小さな印加電位の範囲に選択されている
    ことを特徴とする請求項１３また１４に記載の化学センサ型測定装置。
16. 前記化学センサは、前記作用極と参照極に加えて、さらに対極を有し、
    前記参照極として、銀／塩化銀電極を用い、作用極と対極とを白金電極とし、
    前記第一の初期処理電位の印加する手段において、
    前記作用極と参照極との間に印加される前記第一の初期処理電位は、
    前記緩衝液中において、参照極とする銀／塩化銀電極を基準として、
    前記測定電位よりも、少なくとも１００ｍＶ以上大きな印加電位であって、９００ｍＶを超えない範囲に選択されている
    ことを特徴とする請求項１３また１４に記載の化学センサ型測定装置。
17. 少なくとも作用極と参照極とを具える化学センサと、
    前記作用極と参照極との間に電位を印加する手段と、該化学センサにより測定される信号を検出する手段とを具える信号検出回路を有し、
    該化学センサを用いた測定時には、対象の測定試料中に該化学センサを浸漬し、前記作用極と参照極との間に前記信号検出回路より測定電位を印加し、電気化学的反応によって発生する電流量変化に基づき、該測定試料中に含有される、測定対象である特定物質の濃度を測定する化学センサ型測定装置であって、
    該化学センサを、所定の期間使用する毎に、
    待機状態の該化学センサについて、前記緩衝液中に浸漬し、前記作用極表面と参照極表面とを該緩衝液に接触させた状態で、作用極と参照極との間に、前記測定電位と同一方向の電位であって、該測定電位よりも大きな絶対値を示す第一のリフレッシュ処理電位を、第一のリフレッシュ処理時間の間印加する手段と、
    引き続き、該化学センサを前記緩衝液中に浸漬したまま、作用極と参照極との間に印加する電位を前記測定電位と同一の第二のリフレッシュ処理電位に変更して、該第二のリフレッシュ処理電位を第二のリフレッシュ処理時間の間印加する手段と、
    前記二段階のリフレッシュ処理操作を終了した時点で、それ以降再び測定可能となった旨を報知する機構を具える報知装置とを有する
    ことを特徴とする化学センサ型測定装置。