JP2005249530A - Enzyme sensor, analyzer using the same, enzyme sensor manufacturing method, and amylase activity measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酵素センサおよびそれを用いた分析装置、酵素センサの製造方法、ならびにアミラーゼ活性測定方法に関する。 The present invention relates to an enzyme sensor and an analyzer using the same, a method for producing the enzyme sensor, and a method for measuring amylase activity.
従来、酵素反応を用いて種々の物質を検出する酵素センサが広く知られている。酵素センサは、一般に酵素が固定された作用極、作用極との間に電位差を生じる対極、および基準となる電位を与える参照極を有している(特許文献1参照)。このような酵素センサは、例えばヒトが受けているストレスを判定するために、アミラーゼ活性の測定に適用される(特許文献2、非特許文献1参照)。 Conventionally, enzyme sensors that detect various substances using an enzyme reaction are widely known. In general, an enzyme sensor has a working electrode to which an enzyme is fixed, a counter electrode that generates a potential difference with the working electrode, and a reference electrode that provides a reference potential (see Patent Document 1). Such an enzyme sensor is applied to the measurement of amylase activity in order to determine, for example, stress that a human is subjected to (see Patent Document 2 and Non-Patent Document 1).
唾液中のアミラーゼの活性を測定する原理は、次の通りである。
複数のグルコースの糖鎖からなる基質としてのデンプンは、被験者から採取した唾液と混合される。これにより、デンプンは、唾液中のアミラーゼの作用によりマルトースに分解する。分解したマルトースは、酵素センサに固定化されているα−グルコシダーゼの作用によりグルコースに分解する。分解したグルコースは、さらに酵素センサに固定化されているグルコースオキシダーゼにより酸化され、グルコノラクトンおよび過酸化水素を生成する。生成した過酸化水素が酸素と水とに分解する際に生じる電子を検出することにより、唾液中のアミラーゼの活性が測定される。
The principle of measuring the activity of amylase in saliva is as follows.
Starch as a substrate composed of a plurality of glucose sugar chains is mixed with saliva collected from a subject. Thereby, starch is decomposed into maltose by the action of amylase in saliva. The decomposed maltose is decomposed into glucose by the action of α-glucosidase immobilized on the enzyme sensor. The decomposed glucose is further oxidized by glucose oxidase immobilized on the enzyme sensor to produce gluconolactone and hydrogen peroxide. The activity of amylase in saliva is measured by detecting electrons generated when the generated hydrogen peroxide is decomposed into oxygen and water.
上述のような酵素センサには、取り扱いを容易にするため小型化および軽量化が要求される。近年では、酵素センサの製造には例えばフォトリソグラフィや印刷技術が用いられている。これにより、平面上に複数の電極を形成することができ、酵素センサの小型化および軽量化ならびに量産化が図られている。
しかしながら、酵素センサの小型化を進めると、酵素が固定化される作用極、ならびに作用極に近接する対極および参照極は微小化する。そのため、微小な作用極にのみ酵素を固定化することは困難となっている。
The enzyme sensor as described above is required to be reduced in size and weight for easy handling. In recent years, for example, photolithography and printing techniques are used in the manufacture of enzyme sensors. Thereby, a plurality of electrodes can be formed on a plane, and the enzyme sensor is reduced in size, weight, and mass production.
However, when the size of the enzyme sensor is further reduced, the working electrode on which the enzyme is immobilized, and the counter electrode and the reference electrode adjacent to the working electrode are miniaturized. Therefore, it is difficult to immobilize an enzyme only on a minute working electrode.
そこで、本発明は、電極が微小化されても所定の電極への酵素の固定化が容易であり、体格の小型化が図られる酵素センサおよびそれを用いた分析装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、所定の電極への酵素の固定化が容易な酵素センサの製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an enzyme sensor that can easily fix an enzyme to a predetermined electrode even if the electrode is miniaturized, and can be downsized, and an analyzer using the same. To do.
Another object of the present invention is to provide a method for producing an enzyme sensor that facilitates immobilization of an enzyme to a predetermined electrode.
上記の第一の目的を達成するため、本発明による酵素センサによると、基板と、前記基板に設置されている第一電極を含む二つ以上の電極と、前記二つ以上の電極のうち、前記第一電極を含む少なくとも一つの電極の外側に設置されている規定部と、酵素を含有し、前記規定部内の前記第一電極側において前記第一電極の少なくとも一部を覆っている酵素固定部と、を備えることを特徴とする。複数の電極のうち少なくとも一つの第一電極の外周部に第一電極を包囲する規定部を設置することにより、規定部の内側に酵素固定部が設置される。そのため、例えば塗布、硬化することにより酵素固定部を形成する液状の樹脂に酵素を固定化する場合、酵素を含有する液状の酵素液は規定部の内側に塗布される。このとき、酵素液は規定部によって移動が制限される。その結果、酵素液が所定外の位置へ塗布されることはない。したがって、本発明による酵素センサは、電極が微小化されても所定の電極に酵素を容易に固定化することができる。また、電極が微小化されるため、酵素センサの小型化を図ることができる。ここで、電極の外周部とは、電極側壁の外側もしくは電極上面の側壁側端部をいうものとする。 To achieve the first object, according to the enzyme sensor of the present invention, a substrate, two or more electrodes including a first electrode installed on the substrate, and the two or more electrodes, A prescription part installed outside at least one electrode including the first electrode, and an enzyme immobilization containing an enzyme and covering at least a part of the first electrode on the first electrode side in the prescription part And a section. An enzyme immobilization part is installed inside a regulation part by installing a regulation part which surrounds the 1st electrode in the perimeter part of at least one 1st electrode among a plurality of electrodes. Therefore, for example, when an enzyme is immobilized on a liquid resin that forms the enzyme immobilization part by coating and curing, the liquid enzyme solution containing the enzyme is applied to the inside of the prescribed part. At this time, the movement of the enzyme solution is restricted by the defining portion. As a result, the enzyme solution is not applied to a position other than the predetermined position. Therefore, the enzyme sensor according to the present invention can easily fix an enzyme to a predetermined electrode even if the electrode is miniaturized. Moreover, since the electrode is miniaturized, the enzyme sensor can be miniaturized. Here, the outer peripheral portion of the electrode means the outer side of the electrode side wall or the side wall side end of the upper surface of the electrode.
さらに本発明による酵素センサによると、前記規定部は、前記第一電極の外周部において前記酵素固定部を周方向に包囲する筒状に形成されている。そのため、酵素固定部となる酵素液および硬化した酵素固定部の移動は、第一電極の周方向の全周において制限することができる。 Furthermore, according to the enzyme sensor of the present invention, the defining portion is formed in a cylindrical shape surrounding the enzyme fixing portion in the circumferential direction at the outer peripheral portion of the first electrode. Therefore, the movement of the enzyme solution serving as the enzyme immobilization part and the cured enzyme immobilization part can be restricted over the entire circumference of the first electrode in the circumferential direction.
さらに、本発明による酵素センサによると、前記基板は前記第一電極が設置されている凹部を有し、前記規定部は前記凹部の端部に形成される側壁部である。そのため、酵素固定部となる酵素液および硬化した酵素固定部の移動は、凹部の端部に形成される側壁部により制限することができる。 Furthermore, according to the enzyme sensor of the present invention, the substrate has a recess in which the first electrode is installed, and the defining portion is a side wall portion formed at an end of the recess. Therefore, the movement of the enzyme solution serving as the enzyme fixing part and the cured enzyme fixing part can be limited by the side wall part formed at the end of the recess.
さらに、本発明の酵素センサによると、前記電極は、前記第一電極と、前記第一電極の外周部において、前記規定部を挟んで前記第一電極と同心円状に配置される第二電極と、前記第二電極の径方向外側において前記第一電極および第二電極と同心円状の半円形状に配置される第三電極とを有している。そのため、基板の大型化を招くことなく、第一電極、第二電極および第三電極との対向部分の全長を延長することができる。したがって、性能の低下を招くことなく、体格の小型化を図ることができる。 Further, according to the enzyme sensor of the present invention, the electrode includes the first electrode, and a second electrode disposed concentrically with the first electrode across the defining portion at an outer peripheral portion of the first electrode. And a third electrode arranged in a semicircular shape concentrically with the first electrode and the second electrode on the radially outer side of the second electrode. Therefore, it is possible to extend the entire length of the facing portions of the first electrode, the second electrode, and the third electrode without increasing the size of the substrate. Therefore, the size of the physique can be reduced without causing a decrease in performance.
さらに、本発明の酵素センサによると、前記第一電極、前記第二電極および前記第三電極は、二種類以上の異なる材料から形成され、前記第一電極、前記第二電極および前記第三電極の少なくとも一つは、白金から形成されている。白金のイオン化傾向は小さいため、電極の電気分解がされにくい。この結果、電極の劣化による性能(感度)の低下がおきにくいという効果がある。 Furthermore, according to the enzyme sensor of the present invention, the first electrode, the second electrode, and the third electrode are formed of two or more different materials, and the first electrode, the second electrode, and the third electrode At least one of is formed from platinum. Since the ionization tendency of platinum is small, the electrode is not easily electrolyzed. As a result, there is an effect that the performance (sensitivity) is hardly lowered due to the deterioration of the electrode.
さらに、本発明の酵素センサによると、前記酵素固定部は、前記第一電極の全部を覆っている。そのため、酵素固定部と第一電極との接触面積が拡大する。したがって、酵素反応により生じた電位差を高精度に検出することができる。 Furthermore, according to the enzyme sensor of the present invention, the enzyme fixing part covers the entire first electrode. Therefore, the contact area between the enzyme immobilization part and the first electrode is increased. Therefore, the potential difference generated by the enzyme reaction can be detected with high accuracy.
さらに、本発明の酵素センサによると、前記酵素固定部は、二種類以上が混合された複数の酵素を含有する。そのため、単一の酵素固定部で複数の反応が進行する。したがって、酵素ごとに酵素固定部を設置する必要がなく、体格の小型化を図ることができる。 Furthermore, according to the enzyme sensor of the present invention, the enzyme fixing part contains a plurality of enzymes in which two or more kinds are mixed. Therefore, a plurality of reactions proceed in a single enzyme immobilization part. Therefore, it is not necessary to install an enzyme fixing part for each enzyme, and the size of the physique can be reduced.
さらに、本発明の酵素センサによると、一種類の酵素を含有する膜片部を複数有している。そのため、各膜片部において単一の反応が進行する。したがって、反応速度が小さい場合でも、各膜片部において確実に反応を進行することができる。また、親和性の低い複数の酵素を用いる場合、酵素間の相互作用を低減することができる。 Furthermore, according to the enzyme sensor of the present invention, it has a plurality of membrane pieces containing one kind of enzyme. Therefore, a single reaction proceeds in each piece of membrane. Therefore, even when the reaction rate is low, the reaction can surely proceed at each piece of film. Moreover, when using several enzyme with low affinity, the interaction between enzymes can be reduced.
さらに、本発明の酵素センサによると、前記酵素固定部は、少なくともグルコースオキシターゼおよびマルトースホスホリラーゼを含有する。例えば、アミラーゼの活性を測定する場合、マルトペンタオース(G5)を分解して生成するマルトース(G2)およびマルトトリオース(G3)をα−グルコシダーゼを用いて分解し、生成したグルコースの量を測定することが知られている。しかし、α−グルコシダーゼは、酵素固定部への固定化が困難であり、固定化による活性の低下を招きやすい。これに対し、マルトースホスホリラーゼは、酵素固定部への固定化が容易であり、固定化による活性の低下も小さい。したがって、酵素の固定化を容易にすることができ、酵素の活性を高めることができる。
さらに、本発明の酵素センサによると、前記酵素固定部には、4つ以上のグルコースからなる糖鎖を基質として含有する分析溶液が供給される。したがって、アミラーゼの活性を精度よく測定することができる。
Furthermore, according to the enzyme sensor of the present invention, the enzyme immobilization part contains at least glucose oxidase and maltose phosphorylase. For example, when measuring the activity of amylase, maltose (G2) and maltotriose (G3) produced by degrading maltopentaose (G5) are degraded using α-glucosidase, and the amount of glucose produced is measured. It is known to do. However, α-glucosidase is difficult to be immobilized on the enzyme immobilization part, and tends to cause a decrease in activity due to immobilization. In contrast, maltose phosphorylase is easy to be immobilized on the enzyme immobilization part, and the decrease in activity due to immobilization is small. Therefore, the immobilization of the enzyme can be facilitated and the activity of the enzyme can be increased.
Furthermore, according to the enzyme sensor of the present invention, an analysis solution containing a sugar chain composed of four or more glucoses as a substrate is supplied to the enzyme immobilization part. Therefore, the amylase activity can be measured with high accuracy.
本発明に係る分析装置によると、上述の酵素センサと、重力方向において前記酵素固定部の上方に設置され、前記規定部の軸方向へ前記酵素固定部に基質を含む分析溶液を供給する供給部と、前記酵素固定部に供給された分析溶液を、前記酵素固定部の径方向外側へ排出する排出部とを備えることを特徴とする。これにより、基質を含む分析溶液は酵素センサの酵素固定部に概ね垂直に流入する。そのため、分析溶液と酵素固定部とは確実に接触する。また、酵素固定部へ供給された分析溶液は、酵素固定部の径方向外側へ排出される。そのため、分析溶液が酵素固定部に留まることはない。さらに、供給部と排出部とは概ね垂直な位置関係となり、分析装置の設置に必要な容積は低減する。したがって、分析装置の体格の小型化が図られるとともに、酵素センサによる測定精度を高めることができる。 According to the analyzer of the present invention, the above-described enzyme sensor and a supply unit that is installed above the enzyme fixing unit in the direction of gravity and supplies an analysis solution containing a substrate to the enzyme fixing unit in the axial direction of the defining unit. And a discharge part for discharging the analysis solution supplied to the enzyme fixing part to the outside in the radial direction of the enzyme fixing part. Thereby, the analysis solution containing the substrate flows into the enzyme fixing part of the enzyme sensor substantially vertically. Therefore, the analysis solution and the enzyme immobilization part are in reliable contact. Moreover, the analysis solution supplied to the enzyme fixing part is discharged to the outside in the radial direction of the enzyme fixing part. Therefore, the analysis solution does not stay in the enzyme immobilization part. Furthermore, the supply unit and the discharge unit are in a substantially vertical positional relationship, and the volume necessary for installing the analyzer is reduced. Therefore, the size of the analyzer can be reduced, and the measurement accuracy by the enzyme sensor can be increased.
また、本発明に係る分析装置によると、上述の酵素センサと、前記酵素センサが設置される基礎部材と、前記基礎部材との間に、前記酵素センサを収容する第一収容室、および前記第一収容室に接続し前記酵素固定部に含まれている酵素と異なる酵素を含有する膜部材を収容する第二収容室を形成するケーシングと、を備えることを特徴とする。これにより、基質を含む分析溶液は、第二収容室において第一段階の化学反応を経た後、酵素センサを収容する第一収容室に流入する。そのため、酵素センサでは所定の化学反応が確実に進行する。したがって、酵素センサによる測定精度を高めることができる。 Further, according to the analyzer according to the present invention, the enzyme sensor, the base member on which the enzyme sensor is installed, the first storage chamber for storing the enzyme sensor between the base member, and the first A casing that is connected to one storage chamber and forms a second storage chamber that stores a membrane member containing an enzyme different from the enzyme contained in the enzyme fixing portion. As a result, the analysis solution containing the substrate flows through the first storage chamber that stores the enzyme sensor after undergoing a first-stage chemical reaction in the second storage chamber. Therefore, a predetermined chemical reaction reliably proceeds in the enzyme sensor. Therefore, the measurement accuracy by the enzyme sensor can be increased.
上記の第二の目的を達成するため、本発明の酵素センサの製造方法によると、基板に第一電極を形成する段階と、前記第一電極の径方向外側に、前記第一電極を周方向に包囲し前記第一電極から反基板側に立ち上がる規定部を形成する段階と、前記規定部の内側に、酵素を含有し前記第一電極を覆う酵素固定部を形成する段階とを含むことを特徴とする。第一電極の外側に規定部を形成することにより、規定部の内側に酵素固定部が容易に形成される。例えば硬化することにより酵素固定部を形成する液状の樹脂に酵素を固定化する場合、酵素を含有する液状の酵素液は規定部の内側に塗布される。このとき、酵素を含有する液状の酵素液は規定部によって移動が制限される。その結果、酵素液は所定外の位置へ塗布されることがない。したがって、本発明による酵素センサの製造方法では、電極が微小化されても所定の電極に酵素を容易に固定化することができる。
さらに、本発明の酵素センサの製造方法によると、前記規定部はフォトリソグラフィにより形成する。したがって、微小な電極の外側に微小な規定部を容易に形成することができる。
In order to achieve the second object, according to the method for producing an enzyme sensor of the present invention, the step of forming the first electrode on the substrate, and the first electrode in the circumferential direction on the radially outer side of the first electrode Forming a defining portion that surrounds the first electrode and rises from the first electrode to the opposite side of the substrate, and forming an enzyme fixing portion that contains an enzyme and covers the first electrode inside the defining portion. Features. By forming the defining portion outside the first electrode, the enzyme immobilization portion is easily formed inside the defining portion. For example, when the enzyme is immobilized on a liquid resin that forms the enzyme immobilization part by curing, the liquid enzyme solution containing the enzyme is applied to the inside of the defined part. At this time, the movement of the liquid enzyme solution containing the enzyme is restricted by the defining portion. As a result, the enzyme solution is not applied to a non-predetermined position. Therefore, in the method for producing an enzyme sensor according to the present invention, an enzyme can be easily immobilized on a predetermined electrode even if the electrode is miniaturized.
Further, according to the enzyme sensor manufacturing method of the present invention, the defining portion is formed by photolithography. Therefore, a minute defining portion can be easily formed outside the minute electrode.
上記の第二の目的を達成するため、本発明の酵素センサの製造方法によると、基板の一方の面側に、他方の面側に窪む凹部を形成する段階と、前記凹部に第一電極を形成する段階と、前記凹部に、酵素を含有し前記第一電極を覆う酵素固定部を形成する段階とを含むことを特徴とする。第一電極を基板の一方の面側に形成された凹部に形成することにより、凹部の内部に酵素固定部が容易に形成される。例えば硬化することにより酵素固定部を形成する液状の樹脂に酵素を固定化する場合、酵素を含有する液状の酵素液は凹部の内側に塗布される。このとき、酵素を含有する液状の酵素液は凹部の側壁部によって移動が制限される。その結果、酵素液は所定外の位置へ塗布されることがない。したがって、本発明による酵素センサの製造方法では、電極が微小化されても所定の電極に酵素を容易に固定化することができる。 In order to achieve the above second object, according to the method for producing an enzyme sensor of the present invention, a step of forming a recess recessed on one surface side of the substrate and the other surface side, and a first electrode on the recess And forming an enzyme immobilization part containing an enzyme and covering the first electrode in the recess. By forming the first electrode in the recess formed on the one surface side of the substrate, the enzyme immobilization portion is easily formed in the recess. For example, when the enzyme is immobilized on a liquid resin that forms the enzyme immobilization part by curing, the liquid enzyme solution containing the enzyme is applied to the inside of the recess. At this time, the movement of the liquid enzyme solution containing the enzyme is restricted by the side wall portion of the recess. As a result, the enzyme solution is not applied to a non-predetermined position. Therefore, in the method for producing an enzyme sensor according to the present invention, an enzyme can be easily immobilized on a predetermined electrode even if the electrode is miniaturized.
本発明のアミラーゼ活性測定方法によると、上述の酵素センサを用いて、アミラーゼの活性を測定することを特徴とする。したがって、体格の小さな酵素センサにより、アミラーゼの活性を高い精度で測定することができる。
本発明のヒトストレス判定方法によると、上述のアミラーゼ活性測定方法を用いて前記アミラーゼの活性を測定する段階を含むことを特徴とする。したがって、アミラーゼの活性によりヒトストレスを高い精度で測定することができる。
According to the amylase activity measuring method of the present invention, the amylase activity is measured using the enzyme sensor described above. Therefore, amylase activity can be measured with high accuracy by an enzyme sensor having a small physique.
According to the human stress determination method of the present invention, the method includes the step of measuring the amylase activity using the amylase activity measurement method described above. Therefore, human stress can be measured with high accuracy by the activity of amylase.
(1.酵素センサ)
まず、本発明による酵素センサの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
本発明の第1実施例による酵素センサを図1に示す。図1は、第1実施例による酵素センサを示す概略図である。
酵素センサ10は、ガラスなどの絶縁体から形成されている基板11を備えている。基板11は、絶縁体であれば例えば樹脂あるいはセラミックスなどを適用してもよく、ガラスに限るものではない。基板11の一方の面には、ポテンショスタットを構成する第一電極としての作用極12、第二電極としての対極13および第三電極としての参照極14が設置されている。作用極12および対極13は、白金により形成されている。また、参照極14は、銀により形成されている。なお、作用極12、対極13および参照極14は、白金または銀に限らず、銅などの金属または炭素などの導電体で形成してもよい。
(1. Enzyme sensor)
First, a plurality of embodiments of an enzyme sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
An enzyme sensor according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 1 is a schematic view showing an enzyme sensor according to the first embodiment.
The
作用極12は、第一配線部15により第一パッド16と接続されている。対極13は、第二配線部17により第二パッド18と接続されている。参照極14は、第三配線部19により第三パッド20と接続されている。第一パッド16、第二パッド18および第三パッド20には、外部に接続される導線などの図示しない配線部材が接続される。対極13および参照極14は、作用極12を中心とする同心円状に配置されている。そのため、作用極12の外周側には、作用極12の周方向に沿って対極13が対向して設置されている。また、対極13のさらに外周側には、対極13の周方向に沿って参照極14が設置されている。
The working
作用極12は、略円形状に形成されている。本実施例の場合、作用極12の面積は2.54mm2に設定している。対極13は、周方向の一部に切欠部21を有する略円弧状に形成されている。対極13は、切欠部21を除き作用極12を周方向に包囲している。作用極12に接続する第一配線部15は、対極13の切欠部21を経由して第一パッド16に接続している。参照極14は、略半円弧状に形成され、対極13の外側を周方向に包囲している。
The working
略円形状に形成されている作用極12と、所定の間隔を形成して作用極12と周方向に対向する対極13との間には、規定部22が設置されている。規定部22は、樹脂により略円筒状に形成され、作用極12と対極13との間、および第一配線部15の反基板側に設置されている。これにより、規定部22は、作用極12の外周側を周方向に筒状に包囲している。第1実施例の場合、作用極12、対極13、参照極14、第一配線部15、第二配線部17および第三配線部19を形成する白金または銀からなる金属層の厚さは0.4μmから1.0μm程度であるのに対し、規定部22の厚さすなわち軸方向の長さは0.1mm程度である。したがって、規定部22は、基板11の一方の面から立ち上がって形成されている。なお、規定部22は、樹脂に限らず絶縁体の材料により形成することができる。
A defining
筒状の規定部22の内側には、酵素固定部23が設置されている。規定部22は作用極12の径方向外側に周方向へ形成されているため、規定部22の内側に設置された酵素固定部23は作用極12の全面を覆っている。これにより、酵素固定部23の面積は、作用極12と概ね同一となる。なお、酵素固定部23は、作用極12の一部を覆う構成としてもよい。
An
酵素固定部23は、酵素を固定化した樹脂が硬化したものである。第1実施例の場合、酵素は架橋法により固定化されている。酵素は、架橋法に限らず、例えば包括法あるいは担体結合法など任意の手法により固定化してもよい。酵素固定部23は、単一種の酵素または複数種の酵素を含有している。酵素固定部23に複数種の酵素を固定化する場合、酵素固定部23には複数種の酵素を混合して固定化することができる。なお、酵素固定部23は、図2に示すように種類の異なる酵素をそれぞれ膜片部231、232に固定化し、膜片部231、232を規定部22の軸方向に積層する構成としてもよい。また、図3に示すように種類の異なる酵素をそれぞれ膜片部233、234に固定化し、膜片部233、234を隣接して配置してもよい。酵素は、酵素センサを適用する基質に応じて任意に選定することができる。また、酵素固定部23および膜片部231、232、233、234には、単一または複数種の酵素を固定化することができる。
The
次に、第1実施例による酵素センサ10の製造方法について説明する。
第1実施例による酵素センサ10は、フォトリソグラフィにより製造される。図4に示すように、基板11となるガラス板30が準備される。なお、ガラス板30には複数の酵素センサが形成されるが、ここでは説明の簡単のため単一の酵素センサの製造について説明する。
Next, a method for manufacturing the
The
準備されたガラス板30の一方の面には、図5に示すように例えばスパッタリングにより白金膜31が形成される。ガラス板30に白金膜31が形成されると、図6に示すようにフォトレジストによりパターンマスク32が形成される。パターンマスク32は、図1に示す酵素センサ10の作用極12、対極13、第一配線部15、第二配線部17、第一パッド16および第二パッド18の形状に対応している。
As shown in FIG. 5, a
パターンマスク32を形成した後、図7に示すように白金膜31はドライエッチングされる。これにより、図1に示す酵素センサ10の作用極12、対極13、第一配線部15、第二配線部17、第一パッド16および第二パッド18の形状に対応する白金膜31が形成される。パターンマスク32を除去することにより、図8に示すようにガラス板30には白金膜31からなる導電パターン33が形成される。
After the
形成された白金膜31からなる導電パターン33は、図9に示すように保護マスク34で保護される。保護マスク34は、白金膜31からなる導電パターン33を覆う。保護マスク34は、例えばフォトレジストにより形成される。保護マスク34が形成されると、図10に示すようにガラス板30の全体に銀膜35を形成する。銀膜35は、例えばスパッタリングにより形成される。このとき、白金膜31からなる導電パターン33は、保護マスク34に保護されている。そのため、銀膜35は、ガラス板30のうち保護マスク34で覆われていない部分に形成される。
The formed
ガラス板30に銀膜35が形成されると、銀膜35の上方に図11に示すようにフォトレジストによりパターンマスク36が形成される。パターンマスク36は、図1に示す酵素センサ10の参照極14、第三配線部19および第三パッド20の形状に対応している。パターンマスク36を形成した後、図12に示すように銀膜35はドライエッチングされる。これにより、図1に示す酵素センサ10の参照極14、第三配線部19および第三パッド20の形状に対応する銀膜35が形成される。パターンマスク36および保護マスク34を除去することにより、図13に示すようにガラス板30には、白金膜31からなる導電パターン33、および銀膜35からなる導電パターン37が形成される。
When the
導電パターン33および導電パターン37が形成されると、図14に示すように導電パターン33のうち作用極に対応する電極の外周部に図1に示す酵素センサ10の規定部22となる突部38が形成される。突部38は、フォトリソグラフィーによりフォトレジストなどの樹脂で形成される。なお、突部38は、図1に示すように作用極12の上に形成してもよいし、作用極12の外側の基板11上に形成してもよく、または作用極12と基板11とにまたがって形成してもよい。さらに、作用極12と対極13との間を埋めるように形成してもよい。
When the
複数の酵素センサ10に対応する導電パターン33および導電パターン37が形成されたガラス板30は、酵素センサ10の基板11に対応する大きさにダイシングされ、洗浄される。基板11の洗浄が完了すると、形成された規定部22の内側に酵素固定部23が設置される。液状または半固形状の流動性のある樹脂に酵素を分散または溶解した酵素液は、規定部22の内側に所定量充填される。充填された酵素液を例えば乾燥して硬化させることにより、規定部22の内側に酵素固定部23が形成される。
The
なお、酵素固定部23は、酵素を分散または溶解した光架橋性の樹脂を規定部22の内側に充填した後、所定の波長の光を照射することにより硬化させる方法など、他の方法を用いて形成してもよい。また、酵素の安定性が高く酵素活性の低下が小さい場合、ガラス板30をダイシングする前に、規定部22の内部に酵素固定部23を設置する手順としてもよい。さらに、酵素固定部23を硬化させた後、レジストを溶かす等により、規定部22を除去する工程を追加してもよい。
The
以上の手順により第1実施例による酵素センサ10は製造される。
第1実施例による酵素センサ10は、作用極12の周囲に規定部22を有している。そのため、硬化する前は流動性を有している酵素固定部23は、規定部22により所定の位置以外への移動が制限される。これにより、酵素固定部23は作用極12にのみ形成され、酵素を含む酵素固定部23が作用極12以外の部位に流動することは防止される。したがって、酵素センサ10の小型化にともない作用極12が微小化しても、確実かつ容易に酵素固定部23を作用極12にのみ形成することができる。
The
The
また、第1実施例による酵素センサ10は、対極13および参照極14が作用極12を中心とした同心円状に配置されている。そのため、酵素センサ10の小型化を図る場合でも、作用極12、対極13および参照極14に要求される電極の全長は確保される。したがって、性能の低下を招くことなく、酵素センサ10の小型化を図ることができる。
In the
(第2実施例)
本発明の第2実施例による酵素センサを図15に示す。図15は、第2実施例による酵素センサ40を示す断面図である。なお、第1実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第2実施例による酵素センサ40は、ガラスなどの絶縁体から形成されている基板41を備えている。基板41は、一方の面側に他方の面側に窪んでいる凹部42を有している。これにより、基板41は、中央部に凹部42を有し、凹部42の両端部に凸部43および凸部44を有している。また、基板41は、凹部42の一方の端部において凸部43との間に形成される側壁部45と、凹部42の他方の端部において凸部44との間に形成される側壁部46とを有している。基板41は、凹部42に第一電極としての作用極12を有している。また、基板41は、凸部43および凸部44に第二電極としての対極13を有し、凸部43に第三電極としての参照極14を有している。
(Second embodiment)
An enzyme sensor according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 15 is a sectional view showing an
The
凹部42に設置されている作用極12は、酵素を含有する酵素固定部47により覆われている。酵素固定部47は、流動性を有している場合でも、側壁部45および側壁部46によって移動が制限される。すなわち、側壁部45および側壁部46は、特許請求の範囲に記載の規定部を構成している。
第2実施例による酵素センサ40を製造する場合、まず基板41となるガラス板に凹部42を形成する。凹部42は、例えば研磨や切削などの機械的な加工、またはエッチングなどの化学的な加工により形成される。凹部42が形成されると、凹部42に作用極12が形成され、凸部43、44に対極13および参照極14が形成される。作用極12、対極13および参照極14は、第1実施例と同様にフォトリソグラフィにより形成される。作用極12、対極13および参照極14が形成されると、凹部42に酵素を含有する酵素固定部47を設置する。このとき、液状または半固形状の流動性のある樹脂に酵素を分散または溶解した酵素液は、凹部42に所定量充填される。充填された酵素液を硬化させることにより、凹部42の内部に酵素固定部47が形成される。
The working
When manufacturing the
第2実施例では、基板41に形成された凹部42に酵素固定部47を設置している。そのため、基板41の凹部42と凸部43または凸部44との間に形成される側壁部45および側壁部46は流動性のある酵素液の移動を制限する。これにより、酵素固定部47は凹部42に設置されている作用極12にのみ形成され、酵素を含む酵素固定部47が作用極12以外の部位に流動することは防止される。したがって、酵素センサ40の小型化にともない作用極12が微小化しても、作用極12にのみ酵素固定部47を確実かつ容易に形成することができる。
In the second embodiment, the
(第3、第4実施例)
本発明の第3実施例および第4実施例について説明する。図16は第3実施例による酵素センサの断面図であり、図17は第4実施例による酵素センサの断面図である。なお、第1実施例と実質的に同一の構成部位には、同一の符号を付し、説明を省略している。
図16に示す第3実施例および図17に示す第4実施例は、酵素を含有する酵素固定部の形成方法が上述の第1実施例または第2実施例と異なる。
(Third and fourth embodiments)
The third and fourth embodiments of the present invention will be described. FIG. 16 is a cross-sectional view of the enzyme sensor according to the third embodiment, and FIG. 17 is a cross-sectional view of the enzyme sensor according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component substantially the same as 1st Example, and description is abbreviate | omitted.
The third embodiment shown in FIG. 16 and the fourth embodiment shown in FIG. 17 are different from the first or second embodiment described above in the method of forming an enzyme fixing part containing an enzyme.
第3実施例では、図16(A)に示すように基板11にはフォトリソグラフィにより作用極12、対極13および参照極14をはじめとする各種の導電パターンが形成される。これらの電極および配線部などの導電パターンの形成は、第一実施例と同様である。導電パターンが形成されると、基板11の作用極12を除く部位に保護シート25を貼付する。保護シート25は、例えば低温発泡テープなどを用いることができる。これにより、保護シート25は作用極12を除く部分を覆う。
In the third embodiment, as shown in FIG. 16A, various conductive patterns including the working
保護シート25の貼付が完了すると、樹脂に酵素を分散または溶解した酵素液を基板に塗布し硬化させる。このとき、作用極12を除く部分は保護シート25で覆われているため、酵素を含む酵素液は作用極12にのみ塗布される。酵素液が硬化し、酵素を含む酵素固定部26が形成されると、基板11に貼付されている保護シート25は除去される。これにより、図16(B)に示すように作用極12にのみ酵素固定部26が形成される。なお、変形例として、保護シート25を除去せず残してもよい。また、保護シート25に代えて、基板11上に撥水性を向上させる処理を施し、酵素液が他の基板11領域に付着しないようにしてもよい。
When the application of the
第4実施例では、図17に示すようにフォトリソグラフィにより作用極12、対極13および参照極14をはじめとする各種の導電パターンが形成される。これらの導電パターンの形成は、第一実施例と同様である。導電パターンが形成されると、スタンプ装置50は、樹脂に酵素を分散または溶解させた酵素液を基板11に塗布する。スタンプ装置50は、タンク51内に酵素液を蓄えている。タンク51に蓄えられている酵素液は、浸透部52を経由して基板11側へしみ出す。これにより、スタンプ装置50を導電パターンが形成された基板11の所定の位置に押し付けることにより、所定の位置に酵素液が塗布される。本実施例の場合、スタンプ装置50は、作用極12に酵素液を塗布する。塗布された酵素液を硬化させることにより、作用極12にのみ酵素を含む酵素固定部が形成される。
なお、スタンプ装置50による酵素液の塗布に限らず、例えば印刷技術を利用して所定の位置に酵素を含む酵素液を印刷する構成としてもよい。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 17, various conductive patterns including the working
In addition, it is good also as a structure which prints the enzyme liquid which contains not only the application of the enzyme liquid by the
(2.アミラーゼ活性測定装置)
次に、上述の複数の実施例で説明した酵素センサを適用したアミラーゼ活性測定システムの実施例について説明する。
図18は、酵素センサを適用したアミラーゼ活性測定システム60の一実施例を示す模式図である。アミラーゼ活性測定システム60は、基質タンク61、ポンプ62、試料導入部63、分析装置70および廃液タンク64を備えている。アミラーゼ活性測定システム60では、ヒトストレス判定の指標となるα−アミラーゼ(以下、「α−AMY」と省略する。)の活性を測定する。α−AMYの活性測定は、唾液に含まれるα−AMYを基質に作用させ、生成した反応生成物を検出することにより実施する。基質としては、例えばデンプン、オリゴ糖およびこれらの誘導体を用いることができる。本実施例の場合、次の反応を用いてα−AMYの活性を測定する。基質がデンプンである場合、デンプンをα−AMYの作用によりマルトースに分解する。分解したマルトースは、マルトースホスホリラーゼ(MP)の作用によりブドウ糖(グルコース)に分解する。さらに、生成したグルコースには、グルコースオキシダーゼ(GOD)を作用させることによりグルコノラクトンと過酸化水素とが生成する。ここで、生成した過酸化水素が分解する際に放出される電子を検出することにより、α−AMYの活性を測定する。
(2. Amylase activity measuring device)
Next, an embodiment of an amylase activity measurement system to which the enzyme sensor described in the above-described embodiments is applied will be described.
FIG. 18 is a schematic diagram showing an example of an amylase
本実施例のアミラーゼ活性測定システム60は、酵素センサを有する分析装置70を備えている。酵素センサは、上述の第1実施例から第4実施例で説明した酵素センサを適用することができる。ここでは、第1実施例による酵素センサ10を用いた例について説明する。本実施例の反応系では、基質としてマルトペンタオースを適用するとともに、酵素センサ10の酵素固定部23には、酵素としてMPおよびGODを固定化している。酵素センサ10の酵素固定部23には、混合されたMPおよびGODが固定化されている。なお、酵素固定部23には、MPを固定化した固定化膜とGODを固定化した固定化膜とを積層または隣接して設置してもよい。なお、α−AMYの基質としては、デンプンあるいはマルトペンタオースに限らず、他のグルコース単位で構成されるマルトオリゴ糖、あるいはそれらの誘導体などを適用することができる。
The amylase
アミラーゼ活性測定システム60は、基質タンク61を備えている。基質タンク61には、アミラーゼ活性測定システム60に適用される基質溶液が蓄えられている。基質溶液は、適当なpHの緩衝溶液に基質となるマルトペンタオースを溶解したものである。基質の濃度は、通常は0.05mMから1M程度に調整される。酵素としてMPを用いる場合、緩衝溶液にはリン酸緩衝溶液を用いる。
The amylase
基質タンク61に蓄えられている基質溶液は、ポンプ62により分析装置70に供給される。分析装置70に供給される基質溶液には、分析装置70へ導入される前に試料導入部63から試料溶液が混合される。試料には被験者から採取した唾液を用いる。唾液には、α−AMYが含まれている。基質溶液に試料溶液を混合することにより、試料溶液に含まれるα−AMYは基質であるマルトペンタオースをマルトースに分解する。基質の分解反応時における反応温度は、常温付近であり、特に限定されない。また、反応時間は、基質の種類などに依存するものの、数分程度である。
The substrate solution stored in the
試料溶液が混合された基質溶液は、分析溶液として分析装置70に供給される。分析装置70は、図19に示すように酵素センサ10およびケーシング71を備えている。ケーシング71は、酵素センサ10の基板11に結合され、酵素センサ10の規定部22側の面を覆っている。ケーシング71は、例えば樹脂で形成されており、供給部72および排出部73を有している。供給部72はポンプ62に接続している。ポンプ62により供給された分析溶液は、供給部72を経由して酵素センサ10に供給される。供給部72は、酵素センサ10の酵素固定部23の上方に設置されている。すなわち、供給部72と酵素固定部23とは概ね同軸上に配置されている。そのため、ポンプ62により供給された分析溶液は、酵素固定部23に対し概ね垂直に流入する。一方、排出部73は、酵素固定部23の径方向外側に配置されている。そのため、酵素固定部23に対し概ね垂直に流入した分析溶液は、流入方向とは概ね垂直な水平方向へ流出する。これにより、供給部72から酵素センサ10の酵素固定部23へ概ね垂直に流入した分析流体は、排出部73から酵素固定部23の径方向外側へ排出される。分析流体は、廃液タンク64に排出される。また、ポンプ62は、分析流体の流速を酵素センサ10における反応時間に対応するように調整する。
The substrate solution mixed with the sample solution is supplied to the
供給部72から酵素センサ10の酵素固定部23へ流入した分析溶液に含まれるマルトースは、酵素固定部23に固定化されているMPの作用によりグルコースに分解される。さらに、分解されたグルコースからは、酵素固定部23に固定化されているGODの作用によりグルコノラクトンと過酸化水素とが生成する。生成した過酸化水素は酸素とともに電子を放出し、酵素センサ10の作用極12では放出された電子を検出する。この放出された電子により変化する電位を検出することにより、基質を分解するα−AMYの活性が測定される。
Maltose contained in the analysis solution that has flowed from the
以上説明したアミラーゼ活性測定システム60では、分析装置70は酵素センサ10の酵素固定部23の上方に設置される供給部72を備えている。そのため、供給部72を経由して酵素センサ10に流入する分析溶液は酵素固定部23に確実に供給される。また、酵素固定部23に供給された分析溶液は、酵素固定部23の径方向外側に設置されている排出部73から排出される。そのため、酵素固定部23には分析流体が確実に供給されるとともに、反応を終えた分析流体は酵素固定部23の近傍に留まることなく排出部73から排出される。したがって、酵素センサ10による測定精度を高めることができる。
また、供給部72と排出部73との位置関係を概ね垂直にすることにより、分析装置70の設置に要する容積は低減する。したがって、分析装置70の体格の小型化を図ることができる。
In the amylase
Further, by making the positional relationship between the
(分析装置の変形例)
次に、上述のアミラーゼ活性システムに適用される分析装置の変形例について説明する。図20は、酵素センサを適用したアミラーゼ活性測定システムに含まれる分析装置の変形例を示す模式図である。
変形例による分析装置80は、酵素センサ、基礎部材81およびケーシング82を備えている。酵素センサは、上述の第1実施例から第4実施例で説明した酵素センサを適用することができる。ここでは、第1実施例による酵素センサ10を用いた例について説明する。酵素センサ10は、ガラスなどの絶縁体で形成されている基礎部材81に設置されている。基礎部材81には、酵素センサ10を収容可能な図示しない凹部が形成されている。これにより、基礎部材81のケーシング82側の面と酵素センサ10のケーシング82側の面(下面)とは、段差を形成することなく同一平面上に位置する。
(Modification of analyzer)
Next, a modified example of the analyzer applied to the above-mentioned amylase activity system will be described. FIG. 20 is a schematic diagram showing a modification of the analyzer included in the amylase activity measuring system to which the enzyme sensor is applied.
The
ケーシング82は基礎部材81側が反基礎部材側へ窪んでいる。これにより、基礎部材81とケーシング82とを結合したとき、基礎部材81とケーシング82とは、第一収容室83、第二収容室84、接続通路85、供給通路86および排出通路87を形成する。第一収容室83は、酵素センサ10を収容している。変形例による分析装置80の場合、酵素センサ10の酵素固定部23には酵素としてGODのみが固定化されている。一方、第二収容室84には、膜部材88を収容している。膜部材88は、酵素を含有する固定化膜である。本例の場合、膜部材88にはMPが固定化されている。
In the
接続通路85は、第一収容室83と第二収容室84とを接続している。供給通路86は、一方の端部が第二収容室84に接続し、他方の端部がポンプ62に接続している。排出通路87は、一方の端部が第一収容室83に接続し、他方の端部が廃液タンク64に接続している。そのため、分析装置80に供給される分析溶液は、供給通路86を経由して第二収容室84に流入する。第二収容室84に流入した分析溶液は、接続通路85を経由して第一収容室83に流入する。そして、分析溶液は、第一収容室83から排出通路87を経由して廃液タンク64へ排出される。
The
供給通路86から第二収容室84に流入した分析溶液は、α−AMYによりマルトペンタオースを分解して生成したマルトースを含んでいる。分析溶液に含まれるマルトースは、膜部材88に固定化されているMPによりグルコースに分解される。分解されたグルコースは、分析溶液とともに接続通路85を経由して第一収容室83に流入する。第一収容室83に流入した分析溶液は、酵素センサ10の酵素固定部23に固定化されているGODの作用を受ける。これにより、分析溶液に含まれるグルコースからは、GODの作用によりグルコノラクトンと過酸化水素とが生成する。生成した過酸化水素が酸素とともに放出する電子は、酵素センサ10の作用極12により検出される。
The analysis solution flowing into the
以上説明した変形例による分析装置80は、第一収容室83および第二収容室84を有している。第一収容室83は酵素固定部23にGODが固定化されている酵素センサ10を収容し、第二収容室84はMPが固定化されている膜部材88を収容している。これにより、分析溶液は、第二収容室84の膜部材88に固定化されたMPによる化学反応を経た後、酵素センサ10を収容する第一収容室83に水平に流入する。そのため、酵素センサ10ではGODの作用によるグルコースの酸化反応が先立って進行する。したがって、酵素センサ10による測定精度を高めることができる。
The
また、変形例による分析装置80では、水平に配置することにより、酵素センサ10の酵素固定部23と膜部材88とが別個に設置される。例えば、異なる種類の酵素間における親和性や相互作用の問題から、混合して固定化することに適さない酵素を用いる場合がある。このような場合でも、変形例による分析装置80では、酵素固定部23と膜部材88とにそれぞれ酵素が固定化される。したがって、複数の酵素を混合する必要がなく、酵素間の相互作用を低減することができる。
Moreover, in the
(3.ヒトストレスの判定)
上述のアミラーゼ活性測定システム60を用いたヒトストレスの判定について説明する。
ヒトの唾液に含まれるα−アミラーゼの酵素活性を測定することにより、ヒトが受けた肉体的ストレス、精神的ストレスを包括するヒトストレスの判定が可能であることが知られている(特開2002−168860号公報参照)。
(3. Determination of human stress)
The determination of human stress using the above-described amylase
It is known that by measuring the enzyme activity of α-amylase contained in human saliva, it is possible to determine human stress including physical stress and mental stress received by humans (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002). No. 168860).
具体的には、被験者の安静時に採取した唾液中のα−AMYの活性を基準値として、被験者の任意の状態におけるα−AMYの活性と比較する。基準値よりも酵素活性が大きなとき、被験者は不快なストレスを受けていると判定でき、基準値よりも酵素活性が小さなとき、被験者は快適なストレスを受けていると判定することができる。また、基準値との差が大きなときほど、受けているストレスも大きくなることが知られている。 Specifically, the activity of α-AMY in saliva collected when the subject is resting is used as a reference value and compared with the activity of α-AMY in any state of the subject. When the enzyme activity is larger than the reference value, it can be determined that the subject is receiving unpleasant stress, and when the enzyme activity is lower than the reference value, it can be determined that the subject is receiving comfortable stress. In addition, it is known that the greater the difference from the reference value, the greater the stress received.
図20に示す分析装置80を適用したアミラーゼ活性測定システム60を用いる場合、図21に示すようにα−AMYの活性と検出される電流との間は相関を示す。アミラーゼの活性測定は、次の通りである。
被験者3名から唾液を採取する。採取した唾液は、α−AMY活性が90kU/Lから190kU/Lである。採取した唾液を試料溶液として基質溶液に混合する。その結果、図21に示すように、α−AMY活性に比例して31nAから75nA程度の電流振幅を検出することができる。一回の分析には、数十秒程度を要する。図20に示す分析装置80を適用してアミラーゼの活性を測定すると、図21の検量線に示すようにR2値=0.95、CV値=10.6%(n=12)と良好な相関を示す。
When using the amylase
Saliva is collected from 3 subjects. The collected saliva has an α-AMY activity of 90 kU / L to 190 kU / L. The collected saliva is mixed with the substrate solution as a sample solution. As a result, as shown in FIG. 21, a current amplitude of about 31 nA to 75 nA can be detected in proportion to the α-AMY activity. A single analysis requires several tens of seconds. When the activity of amylase was measured by applying the
このように、測定した検量線を用いて被験者のα−AMY活性が測定される。測定されたα−AMY活性を用いて基準値と比較することにより、上述のように被験者が受けているストレスを判定することができる。これにより、図20に示す分析装置80を用いてヒトストレス判定の材料となるα−AMY活性を測定することができる。したがって、分析装置80の小型化が可能となるとともに、短時間で連続的に測定を実施することができる。
In this way, the α-AMY activity of the subject is measured using the measured calibration curve. By comparing the measured α-AMY activity with a reference value, it is possible to determine the stress that the subject is receiving as described above. Accordingly, the α-AMY activity that is a material for determining human stress can be measured using the
以上説明した実施例では、酵素センサをデンプンあるいはマルトペンタオースを基質とする反応系に適用し、酵素センサに固定化する酵素としてα−AMYあるいはMPを適用する例について説明した。しかし、本発明の酵素センサは、上述の基質に限らず他の基質を用いる反応系に適用してもよく、基質に応じて固定化する酵素を変更することができる。また、本発明では、酵素センサの作用極に固定化酵素部を設置する構成としたが、他の電極に固定化酵素部を設置する構成、あるいは二以上の電極に固定化酵素部を設置する構成としてもよい。 In the embodiment described above, an example in which the enzyme sensor is applied to a reaction system using starch or maltopentaose as a substrate and α-AMY or MP is applied as an enzyme to be immobilized on the enzyme sensor has been described. However, the enzyme sensor of the present invention may be applied not only to the above-mentioned substrate but also to a reaction system using another substrate, and the enzyme to be immobilized can be changed according to the substrate. In the present invention, the immobilized enzyme unit is installed on the working electrode of the enzyme sensor. However, the immobilized enzyme unit is installed on another electrode, or the immobilized enzyme unit is installed on two or more electrodes. It is good also as a structure.
10、40 酵素センサ、11、41 基板、12 作用極(第一電極)、13 対極(第二電極)、14 参照極(第三電極)、22 規定部、23、47 酵素固定部、42 凹部、45、46 側壁部、70 分析装置、72 供給部、73 排出部、80 分析装置、81 基礎部材、82 ケーシング、83 第一収容室、84 第二収容室、88 膜部材、231、233 膜片部 10, 40 Enzyme sensor, 11, 41 Substrate, 12 Working electrode (first electrode), 13 Counter electrode (second electrode), 14 Reference electrode (third electrode), 22 Regulating part, 23, 47 Enzyme fixing part, 42 Recessed part , 45, 46 Side wall part, 70 Analyzer, 72 Supply part, 73 Discharge part, 80 Analyzer, 81 Base member, 82 Casing, 83 First storage chamber, 84 Second storage chamber, 88 Membrane member, 231, 233 Membrane One part
Claims (17)
前記基板に設置されている第一電極を含む二つ以上の電極と、
前記二つ以上の電極のうち、前記第一電極を含む少なくとも一つの電極の外周部に設置されている規定部と、
酵素を含有し、前記規定部内の前記第一電極側において前記第一電極の少なくとも一部を覆っている酵素固定部と、
を備えることを特徴とする酵素センサ。 A substrate,
Two or more electrodes including a first electrode installed on the substrate;
Among the two or more electrodes, a defining part installed on the outer periphery of at least one electrode including the first electrode;
An enzyme-containing part containing an enzyme and covering at least a part of the first electrode on the first electrode side in the defining part;
An enzyme sensor comprising:
前記規定部は、前記凹部の端部に形成される側壁部であることを特徴とする請求項1記載の酵素センサ。 The substrate has a recess in which the first electrode is installed,
The enzyme sensor according to claim 1, wherein the defining portion is a side wall portion formed at an end portion of the concave portion.
前記第一電極と、
前記第一電極の外周部において、前記規定部を挟んで前記第一電極と同心円状に配置される第二電極と、
前記第二電極の径方向外側において前記第一電極および第二電極と同心円状の半円形状に配置される第三電極と、
を有することを特徴とする請求項1または2記載の酵素センサ。 The electrode is
The first electrode;
A second electrode disposed concentrically with the first electrode across the defining portion at the outer periphery of the first electrode;
A third electrode arranged in a semicircular shape concentrically with the first electrode and the second electrode on the radially outer side of the second electrode;
The enzyme sensor according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
前記第一電極、前記第二電極および前記第三電極の少なくとも一つは、白金から形成されていることを特徴とする請求項4記載の酵素センサ。 The first electrode, the second electrode, and the third electrode are formed from two or more different materials,
The enzyme sensor according to claim 4, wherein at least one of the first electrode, the second electrode, and the third electrode is made of platinum.
重力方向において前記酵素固定部の上方に設置され、前記規定部の軸方向へ前記酵素固定部に基質を含む分析溶液を供給する供給部と、
前記酵素固定部に供給された分析溶液を、前記酵素固定部の径方向外側へ排出する排出部と、
を備えることを特徴とする分析装置。 The enzyme sensor according to any one of claims 1 to 10,
A supply unit that is installed above the enzyme immobilization unit in the direction of gravity and supplies an analysis solution containing a substrate to the enzyme immobilization unit in the axial direction of the defining unit;
A discharge part for discharging the analysis solution supplied to the enzyme fixing part to a radially outer side of the enzyme fixing part;
An analysis apparatus comprising:
前記酵素センサが設置される基礎部材と、
前記基礎部材との間に、前記酵素センサを収容する第一収容室、および前記第一収容室に接続し前記酵素固定部に含まれている酵素と異なる酵素を含有する膜部材を収容する第二収容室を形成するケーシングと、
を備えることを特徴とする分析装置。 The enzyme sensor according to any one of claims 1 to 10,
A base member on which the enzyme sensor is installed;
A first housing chamber that houses the enzyme sensor and a membrane member that contains an enzyme that is connected to the first housing chamber and contains an enzyme different from the enzyme contained in the enzyme fixing portion, between the base member and the first member chamber. A casing forming two containment chambers;
An analysis apparatus comprising:
前記第一電極の径方向外側に、前記第一電極を周方向に包囲し前記第一電極から反基板側に立ち上がる規定部を形成する段階と、
前記規定部の内側に、酵素を含有し前記第一電極を覆う酵素固定部を形成する段階と、
を含むことを特徴とする酵素センサの製造方法。 Forming a first electrode on the substrate;
Forming a defining portion that surrounds the first electrode in the circumferential direction on the radially outer side of the first electrode and rises from the first electrode to the opposite side of the substrate;
Forming an enzyme immobilization part containing the enzyme and covering the first electrode inside the defining part;
A method for producing an enzyme sensor, comprising:
前記凹部に第一電極を形成する段階と、
前記凹部に、酵素を含有し前記第一電極を覆う酵素固定部を形成する段階と、
を含むことを特徴とする酵素センサの製造方法。 Forming a recess recessed on one surface side of the substrate on the other surface side;
Forming a first electrode in the recess;
Forming an enzyme immobilization part containing an enzyme and covering the first electrode in the recess;
A method for producing an enzyme sensor, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004058868A JP4130937B2 (en) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | ENZYME SENSOR AND ANALYZING DEVICE USING SAME, ENZYME SENSOR MANUFACTURING METHOD, AND AMYLASE ACTIVITY MEASURING METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
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