JP2010237140A - Biosensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料中の特定成分、特に生体試料中に含まれる特定成分を、酵素反応を利用してその濃度を迅速且つ高精度に定量できるバイオセンサに関する。 The present invention relates to a biosensor capable of quickly and accurately quantifying the concentration of a specific component in a sample, particularly a specific component contained in a biological sample, using an enzyme reaction.
従来から、生体成分や食品中に含まれる特定成分を希釈や撹拌などを行うことなく簡易に定量する方法として、次のようなバイオセンサが知られている。すなわち、絶縁性の基板上にスクリーン印刷などの方法によって作用極および対極からなる電極を形成し、さらに、絶縁層を形成した後、上記電極上に親水性高分子と酸化還元酵素と電子伝達体からなる酵素反応層を形成したものである。 Conventionally, the following biosensor is known as a method for easily quantifying a biological component or a specific component contained in food without diluting or stirring. That is, an electrode composed of a working electrode and a counter electrode is formed on an insulating substrate by a method such as screen printing, and after further forming an insulating layer, a hydrophilic polymer, an oxidoreductase, and an electron carrier are formed on the electrode. An enzyme reaction layer made of is formed.
基質を含む試料を酵素反応層上へ滴下すると、酵素反応層が溶解し、基質と酵素が反応して基質が酸化され、これに伴い電子伝達体が還元される。酵素反応終了後、この還元された電子伝達体を電気化学的に酸化し、このとき得られる酸化電流値から試料中の基質濃度を求めるものである(特許文献1)。 When a sample containing a substrate is dropped onto the enzyme reaction layer, the enzyme reaction layer is dissolved, the substrate reacts with the enzyme, the substrate is oxidized, and the electron carrier is reduced accordingly. After the completion of the enzyme reaction, the reduced electron carrier is electrochemically oxidized, and the substrate concentration in the sample is obtained from the oxidation current value obtained at this time (Patent Document 1).
しかしながら、従来のバイオセンサにおいては、精度が十分ではなかった。 However, the accuracy of conventional biosensors is not sufficient.
よって、本発明は、より精度が向上されたバイオセンサを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a biosensor with improved accuracy.
本発明者らは、以下の通り、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った。その結果、特に、特定の酸化還元酵素においては、かかる酸化還元酵素の基質が存在しないにも関わらず、電子伝達体と反応することにより、還元型電子伝達体が生成され、結果として基質との反応以外の応答電流値が生じる場合があることを見出した(以下、「バックグラウンド電流」とも称する)。このことは、以下の問題が生じることを意味する。 The inventors of the present invention conducted intensive research to solve the above problems as follows. As a result, particularly in the case of a specific oxidoreductase, a reduced electron carrier is generated by reacting with the electron carrier even though the substrate of the oxidoreductase is not present. It was found that a response current value other than the reaction may occur (hereinafter also referred to as “background current”). This means that the following problems occur.
つまり、一般的にバイオセンサでは、酵素が失活することを考慮し、過剰量の酵素が用いられ、保存中に一部の酵素が失活しても測定対象物質に対応する応答電流値が変わらないように設計されている。しかしながら、バックグラウンド電流に関しては、酵素量(酵素活性)そのものが応答電流値に影響を与えるため、失活が少ないほどバックグラウンド電流値が高く、失活が大きいほど、バックグラウンド電流値も小さくなり、応答電流値が変動するという問題がある。そして、その問題は、バイオセンサの保存期間により、顕著になることがある。 In other words, in general, in biosensors, an excessive amount of enzyme is used in consideration of inactivation of the enzyme, and even if a part of the enzyme is inactivated during storage, the response current value corresponding to the measurement target substance is not obtained. It is designed not to change. However, with regard to the background current, the amount of enzyme (enzyme activity) itself affects the response current value. Therefore, the lower the inactivation, the higher the background current value, and the greater the inactivation, the smaller the background current value. There is a problem that the response current value fluctuates. The problem may become prominent depending on the storage period of the biosensor.
上記の研究結果に鑑み、上記問題を解決するために鋭意検討を行った結果、シクロデキストリンまたはシクロデキストリン誘導体を、バイオセンサの反応層に添加させることによって、上記問題が解決できることを知得した。 In view of the above research results, as a result of intensive studies to solve the above problems, it has been found that the above problems can be solved by adding cyclodextrin or a cyclodextrin derivative to the reaction layer of the biosensor.
すなわち、本発明の課題は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に形成されてなる、少なくとも作用極および対極を含む電極と、前記電極上に形成されてなる試料供給部と、を有するバイオセンサであって、前記試料供給部が、酸化還元酵素と、電子伝達体と、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方と、を含む反応層を有する、バイオセンサを提供することによって、解決されることを見出し、本発明の完成に至った。 That is, an object of the present invention is to provide a biomaterial having an insulating substrate, an electrode including at least a working electrode and a counter electrode formed on the insulating substrate, and a sample supply unit formed on the electrode. Solved by providing a biosensor in which the sample supply unit has a reaction layer including an oxidoreductase, an electron carrier, and at least one of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative. As a result, the present invention has been completed.
本発明によれば、より精度が向上されたバイオセンサを提供することができる。より詳しくは、バックグラウンド電流を抑制することにより、より精度が向上されたバイオセンサを提供することができる。 According to the present invention, a biosensor with improved accuracy can be provided. More specifically, a biosensor with improved accuracy can be provided by suppressing the background current.
以下、図面を参照しながら本発明のバイオセンサの実施形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the biosensor of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the dimension ratio of drawing is exaggerated on account of description, and may differ from an actual ratio.
1.本発明の第1
本発明の第1は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に形成されてなる、少なくとも作用極および対極を含む電極と、前記電極上に形成されてなる試料供給部と、を有するバイオセンサであって、前記試料供給部が、酸化還元酵素と、電子伝達体と、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方と、を含む反応層を有する、バイオセンサである。
1. First of the present invention
A first aspect of the present invention is a biosensor having an insulating substrate, an electrode including at least a working electrode and a counter electrode formed on the insulating substrate, and a sample supply unit formed on the electrode. The sample supply unit is a biosensor having a reaction layer including an oxidoreductase, an electron carrier, and at least one of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative.
2.本発明の第2
本発明の第2は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に形成されてなる、少なくとも作用極および対極を含む電極と、前記電極上に形成されてなる試料供給部と、を有するバイオセンサであって、前記試料供給部が、酸化還元酵素と、電子伝達体と、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方と、を含む反応層を有し、前記反応層が、電極上に形成される第一の反応層と、前記第一の反応層と分離されて形成されてなる第二の反応層を有し、前記第一の反応層が、前記酸化還元酵素および前記電子伝達体の一方を含み、かつ、前記第二の反応層が他方を含む、バイオセンサである。
2. Second of the present invention
A second aspect of the present invention is a biosensor having an insulating substrate, an electrode including at least a working electrode and a counter electrode formed on the insulating substrate, and a sample supply unit formed on the electrode. The sample supply unit includes a reaction layer including an oxidoreductase, an electron carrier, and at least one of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative, and the reaction layer is formed on the electrode. A first reaction layer and a second reaction layer formed separately from the first reaction layer, wherein the first reaction layer includes one of the oxidoreductase and the electron carrier. And a second biosensor comprising the other reaction layer.
図1は、本発明の第1のバイオセンサの一実施形態を示す分解斜視図である。図2は、図1のバイオセンサの断面図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the first biosensor of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the biosensor of FIG.
図1、2が示すとおり、絶縁性基板1(本明細書中、単に「基板」とも称する)の上に、作用極2、参照極3および対極4が形成されている。さらに、接着剤6が、絶縁性基板1上の端部に設置される。作用極2、参照極3および対極4は、バイオセンサ外部を電気的に接続するための手段として機能している。作用極2、参照極3および対極4は、例えば、スクリーン印刷・スパッタリング法などの従来公知の知見を適宜参照し、あるいは組み合わせて、所望のパターンの電極を形成することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a working
そして、絶縁性基板1上に形成された作用極2、参照極3および対極4には電極を露出するように、絶縁層5が形成されている。絶縁層5は、各電極間の短絡を防止するための絶縁手段として機能する。絶縁層の形成方法についても特に制限はなく、スクリーン印刷法や接着法などの従来公知の手法により形成されうる。
An
また、絶縁層5を挟むように、作用極作用部分2−1、参照極作用部分3−1および対極作用部分4−1が形成されている。そして、作用極作用部分2−1、参照極作用部分3−1および対極作用部分4−1上には、反応層10が形成されている。なお、図1では、反応層10と、前記反応層10とカバー7との間に位置する空間部Sと、が試料供給部を形成する。この反応層10は、酸化還元酵素と、電子伝達体と、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方と、を含む。この作用部分(2−1、3−1、4−1)は、バイオセンサの使用時において、反応層10中の試料に電位を印加するための電位印加手段および試料中に流れる電流を検出するための電流検出手段として機能する。なお、作用部分(2−1、3−1、4−1)を含めて作用極2、参照極3および対極4と称する場合もある。作用極2および対極4は、バイオセンサの使用時に一対となって、反応層10中の試料に電位を印加した際に流れる酸化電流(応答電流)を測定するための電流測定手段として機能する。バイオセンサの使用時には、参照極3を基準として、対極4と、作用極2との間に所定の電位が印加される。
Further, a working electrode working part 2-1, a reference electrode working part 3-1, and a counter electrode working part 4-1 are formed so as to sandwich the
第1のバイオセンサは、基板1に設置された接着剤(両面テープ)6を介して反応層10を覆うようにカバー7が接着されることにより構成される。なお、接着剤(両面テープ)6は、電極側に設置してもよいし、カバー7側のみに設置してもよいし、両方に設置してもよい。
The first biosensor is configured by bonding a
続いて、図3は、本発明の第2のバイオセンサの一実施形態を示す分解斜視図である。図4は、図3のバイオセンサの断面図である。 Subsequently, FIG. 3 is an exploded perspective view showing an embodiment of the second biosensor of the present invention. 4 is a cross-sectional view of the biosensor of FIG.
図3、4に示すとおり、基本的な構造は、図1、2で示す第1のバイオセンサと同様であるが、第1のバイオセンサとの相違点は、反応層を2つ(第一の反応層8と、第二の反応層9)設ける点である。この際、第一の反応層8と、第二の反応層9と、前記第一の反応層8と前記第二の反応層9との間に配置される空間部Sと、が試料供給部を形成する。前記第一の反応層8が、酸化還元酵素および電子伝達体の一方を含み、かつ、前記第二の反応層9が他方を含む。換言すれば、本発明の第2のバイオセンサにおいては、酸化還元酵素および電子伝達体が同時に同一の反応層に含まれない。具体的には、第一の反応層8に電子伝達体が含まれれば、酸化還元酵素は含まれず、前記第二の反応層9に、酸化還元酵素が含まれば、電子伝達体が含まれない。なお、便宜的に、カバー7側に形成される方を第一の反応層8と称し、電極側に形成される方を第二の反応層9と称する。なお、第一の反応層8は、両端に接着剤(両面テープ)6aが設置されたカバー7上の両端の隙間に形成されてなる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the basic structure is the same as that of the first biosensor shown in FIGS. 1 and 2, but the difference from the first biosensor is that there are two reaction layers (first The reaction layer 8 and the second reaction layer 9) are provided. At this time, the first reaction layer 8, the
第2のバイオセンサは、第二の反応層9が形成されている基板1に接着された接着剤(両面テープ)6bと、第一の反応層8が形成されているカバー7に接着した接着剤(両面テープ)6aと、が互いに貼り合わされることにより、構成されてなる。なお、接着剤(両面テープ)6は、基板1側のみに設置してもよいし、カバー7側のみに設置してもよい。
The second biosensor has an adhesive (double-sided tape) 6b bonded to the
以下、各構成要件を詳説する。なお、上記の通り、本発明の第1のバイオセンサの構造と、本発明の第2のバイオセンサの構造の相違点は、反応層が1つだけであるか、反応層が2つ(第一の反応層8と、第二の反応層9)であるか、である。それ以外の点は同様であるので、特に明記しない限り、下記に記載する構成要件の具体的な説明は、本発明の第1のバイオセンサにも、本発明の第2のバイオセンサにも適用される。また、本明細書中において、各構成要件の含有量を説明する際に「1センサ」という用語を用いることがあるが、本明細書における「1センサ」とは、一般的なバイオセンサの大きさである、試料供給部に供給される試料が「0.1〜20μl(好ましくは2μl程度)」であるものを想定している。よって、それよりも小さかったり、大きかったりするバイオセンサにおいては、各構成要件の含有量を適宜調整することによって制御することができる。 Hereinafter, each component will be described in detail. As described above, the difference between the structure of the first biosensor of the present invention and the structure of the second biosensor of the present invention is that there is only one reaction layer or two reaction layers (first The first reaction layer 8 and the second reaction layer 9). Since the other points are the same, unless otherwise specified, the specific description of the constituent elements described below applies to the first biosensor of the present invention and the second biosensor of the present invention. Is done. In the present specification, the term “1 sensor” may be used to describe the content of each constituent element. The term “1 sensor” in this specification refers to the size of a general biosensor. The sample supplied to the sample supply unit is assumed to be “0.1 to 20 μl (preferably about 2 μl)”. Therefore, a biosensor that is smaller or larger than that can be controlled by appropriately adjusting the content of each constituent element.
<絶縁性基板>
本発明において使用される絶縁性基板1は、特に制限はなく従来公知のものを使用することができる。一例を挙げると、プラスチック、紙、ガラス、セラミックスなどが挙げられる。また、絶縁性基板1の形状やサイズについては、特に制限されない。
<Insulating substrate>
The insulating
プラスチックとしても、特に制限はなく従来公知のものを使用することができる。一例を挙げると、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエステル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリル樹脂などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular also as a plastic, A conventionally well-known thing can be used. For example, polyethylene terephthalate (PET), polyester, polystyrene, polypropylene, polycarbonate, polyimide, acrylic resin, and the like can be given.
<電極>
本発明の電極は、少なくとも作用極2と対極4を含む。
<Electrode>
The electrode of the present invention includes at least a working
本発明の電極は、試料(測定対象物)と、酸化還元酵素との反応を電気化学的に検出できるものであれば特に制限されず、例えば、カーボン電極、金電極、銀電極、白金電極、パラジウム電極などが挙げられる。耐腐食性およびコストの観点からは、カーボン電極が好ましい。 The electrode of the present invention is not particularly limited as long as it can electrochemically detect the reaction between the sample (measuring object) and the oxidoreductase, for example, a carbon electrode, a gold electrode, a silver electrode, a platinum electrode, A palladium electrode etc. are mentioned. From the viewpoint of corrosion resistance and cost, a carbon electrode is preferred.
本発明においては、作用極2と対極4のみの二電極方式であっても、参照極3をさらに含む三電極方式であってもよい。なお、電位の制御がより高感度で行われるという観点からは、二電極方式よりも三電極方式が好ましく用いられうる。また、その他、液量を感知するための感知電極などを含んでいてもよい。
In the present invention, a two-electrode system using only the working
また、試料供給部と接触する部分(作用部分)は、それ以外の電極部分と構成材料が異なってもよい。例えば、参照極3が、カーボンからなっている場合に、参照極作用部分3−1が、銀/塩化銀からなっていてもよい。なお、バイオセンサは、一般的に使い捨てであるため、電極としては、ディスポーザブル電極を用いるとよい。
Moreover, the part (action part) which contacts a sample supply part may differ from an electrode part other than that and a constituent material. For example, when the
<絶縁層>
絶縁層5を構成する材料は特に制限されないが、例えば、レジストインク、PETやポリエチレン等の樹脂、ガラス、セラミックス、紙などにより構成されうる。好ましくは、PETである。
<Insulating layer>
Although the material which comprises the insulating
<試料供給部>
上記の通り、本発明の第1のバイオセンサにおいて、試料供給部は、酸化還元酵素と、電子伝達体と、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方と、を含む反応層10を有する。
<Sample supply unit>
As described above, in the first biosensor of the present invention, the sample supply unit has the
本発明の第1のバイオセンサのような反応層を1つとする形態においては、簡便にバイオセンサを作製できる点で好ましい。また、大量生産時における製造コストが安くなる点で好ましい。 The form having one reaction layer like the first biosensor of the present invention is preferable in that a biosensor can be easily produced. Moreover, it is preferable at the point that the manufacturing cost at the time of mass production becomes cheap.
反応層10の厚さにも特に制限はないが、好ましくは0.01〜50μm、より好ましくは0.05〜40μm、さらに好ましくは0.1〜25μmにするとよい。この際の、厚みの制御方法としても特に制限はないが、例えば、滴下する量を適宜調節することにより、制御することができる。
Although there is no restriction | limiting in particular also in the thickness of the
一方で、本発明の第2のバイオセンサにおいては、前記試料供給部が、酸化還元酵素と、電子伝達体と、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方と、を含む反応層を有し、前記反応層が、電極上に形成される第一の反応層8と、前記第一の反応層と分離されて形成されてなる第二の反応層9を有し、前記第一の反応層8が、酸化還元酵素および前記電子伝達体の一方を含み、かつ、前記第二の反応層9が他方を含む。
On the other hand, in the second biosensor of the present invention, the sample supply unit has a reaction layer containing an oxidoreductase, an electron carrier, and at least one of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative, The reaction layer has a first reaction layer 8 formed on the electrode and a
本発明の第2のバイオセンサのような反応層を2つとする形態においては、酸化還元酵素および電子伝達体を別々の反応層に含有させることができるため、電子伝達体と、かかる酸化還元酵素とが接触することによる保存中の劣化を防ぐことができる点で好ましい。 In the embodiment having two reaction layers like the second biosensor of the present invention, the oxidoreductase and the electron carrier can be contained in separate reaction layers. It is preferable in that it can prevent deterioration during storage due to contact with.
また、第一の反応層8、第二の反応層9それぞれの厚さにも特に制限はないが、好ましくは0.01〜10μm、より好ましくは0.025〜10μm、さらに好ましくは0.05〜8μmにするとよい。ここで、第一の反応層8と、第二の反応層9の厚さは、同じであっても異なってもよい。この際の、厚みの制御方法としても特に制限はないが、例えば、滴下する量を適宜調節することにより、制御することができる。なお、第一の反応層8と、第二の反応層9との、離隔距離には特に制限はないが、好ましくは0.05〜1.5mm、より好ましくは0.075〜1.25mm、さらに好ましくは0.1〜1mmである。0.05mm未満であると、保存中に酸化還元酵素と、電子伝達体が接触する場合がある。また、1.5mmを超えると、毛細管現象が起こりにくく、試料が反応層に吸引されない場合がある。離隔距離は、接着剤の厚みを制御することにより、制御することができる。つまり、接着剤は、第一の反応層8と、第二の反応層9と、を離隔される、スペーサとしての役割をも担う。
The thickness of each of the first reaction layer 8 and the
(酸化還元酵素)
本発明における反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)は、酸化還元酵素を含む。酸化還元酵素は単独で、または混合物の形態として使用してもよい。
(Oxidoreductase)
The reaction layer 10 (first reaction layer 8 and second reaction layer 9) in the present invention contains an oxidoreductase. The oxidoreductase may be used alone or in the form of a mixture.
酸化還元酵素としても特に制限はないが、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ、アルコルビン酸オキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、コレステロールオキシダーゼ、コレステロールデヒドロゲナーゼ、乳酸オキシダーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、フルクトースオキシダーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ、グリセロールオキシダーゼ、グリセロールデヒドロゲナーゼ、グリセロール−3−リン酸オキシダーゼ、グリセロール−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ウリカーゼなどが挙げられる。これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。 There is no particular limitation on the oxidoreductase, but glucose oxidase, glucose dehydrogenase, fructose dehydrogenase, ascorbate oxidase, alcohol oxidase, alcohol dehydrogenase, cholesterol oxidase, cholesterol dehydrogenase, lactate oxidase, lactate dehydrogenase, fructose oxidase, fructose dehydrogenase, glycerol oxidase Glycerol dehydrogenase, glycerol-3-phosphate oxidase, glycerol-3-phosphate dehydrogenase, uricase and the like. These may be used alone or in the form of a mixture.
または、酸化還元酵素として、補欠分子族として、ピロロキノリンキノン(PQQ)、フラビンモノヌクレオチド(FMN)、フラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)およびニコチンアミドアデニンヌクレオチドリン酸(NADP)からなる群より選択される少なくとも1種などでもよい。これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。 Alternatively, as an oxidoreductase, as a prosthetic group, pyrroloquinoline quinone (PQQ), flavin mononucleotide (FMN), flavin adenine dinucleotide (FAD), nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) and nicotinamide adenine nucleotide phosphate ( It may be at least one selected from the group consisting of NADP). These may be used alone or in the form of a mixture.
本発明において、補欠分子族としてピロロキノリンキノン(PQQ)、フラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)またはフラビンモノヌクレオチド(FMN)を含む酸化還元酵素としては、特に制限されず、試料の種類に依存するが、補欠分子族として、ピロロキノリンキノン(PQQ)を含む酸化還元酵素としては、グリセロールデヒドロゲナーゼ、ソルビトールデヒドロゲナーゼ、マンニトールデヒドロゲナーゼ、アラビトールデヒドロゲナーゼ、ガラクチトールデヒドロゲナーゼ、キシリトールデヒドロゲナーゼ、アドニトールデヒドロゲナーゼ、エリスリトールデヒドロゲナーゼ、リビトールデヒドロゲナーゼ、プロピレングリコールデヒドロゲナーゼ、フルクトースデヒドロゲナーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、グルコン酸デヒドロゲナーゼ、2−ケトグルコン酸デヒドロゲナーゼ、5ケト−グルコン酸デヒドロゲナーゼ、2,5−ジケトグルコン酸デヒドロゲナーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、環状アルコールデヒドロゲナーゼ、アセトアルデヒドデヒドロゲナーゼ、アミンデヒドロゲナーゼ、シキミ酸デヒドロゲナーゼ、ガラクトースオキシダーゼなどが挙げられる。 In the present invention, the oxidoreductase containing pyrroloquinoline quinone (PQQ), flavin adenine dinucleotide (FAD) or flavin mononucleotide (FMN) as a prosthetic group is not particularly limited and depends on the type of sample. Examples of redox enzymes containing pyrroloquinoline quinone (PQQ) as a prosthetic group include glycerol dehydrogenase, sorbitol dehydrogenase, mannitol dehydrogenase, arabitol dehydrogenase, galactitol dehydrogenase, xylitol dehydrogenase, adonitol dehydrogenase, erythritol dehydrogenase, ribitol dehydrogenase , Propylene glycol dehydrogenase, fructose dehydrogenase, glucose dehydrogenase, gluconic acid Hydrogenase, 2-ketogluconic acid dehydrogenase, 5 ketogluconic acid dehydrogenase, 2,5 Jiketogurukon dehydrogenase, alcohol dehydrogenase, cyclic alcohol dehydrogenase, acetaldehyde dehydrogenase, amine dehydrogenase, shikimate dehydrogenase, and galactose oxidase and the like.
補欠分子族としてフラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)またはフラビンモノヌクレオチド(FMN)を含む酸化還元酵素としては、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、D−アミノ酸オキシダーゼ、コハク酸デヒドロゲナーゼ、モノアミンオキシダーゼ、サルコシンデヒドロゲナーゼ、グリセロールデヒドロゲナーゼ、ソルビトールデヒドロゲナーゼ、D−乳酸デヒドロゲナーゼ、コレステロールオキシダーゼなどが挙げられる。 Examples of oxidoreductases containing flavin adenine dinucleotide (FAD) or flavin mononucleotide (FMN) as a prosthetic group include glucose oxidase, glucose dehydrogenase, D-amino acid oxidase, succinate dehydrogenase, monoamine oxidase, sarcosine dehydrogenase, glycerol dehydrogenase, Examples include sorbitol dehydrogenase, D-lactate dehydrogenase, and cholesterol oxidase.
補欠分子族としてニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)およびニコチンアミドアデニンヌクレオチドリン酸(NADP)を含む酸化還元酵素としては、アルコールデヒドロゲナーゼ、アルデヒドデヒドロゲナーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、グリセロールデヒドロゲナーゼなどが挙げられる。 Examples of the oxidoreductase containing nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) and nicotinamide adenine nucleotide phosphate (NADP) as prosthetic groups include alcohol dehydrogenase, aldehyde dehydrogenase, glucose dehydrogenase, glycerol dehydrogenase and the like.
中でも、補欠分子族としてピロロキノリンキノン(PQQ)またはフラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)の少なくとも一方を含むグリセロールデヒドロゲナーゼが好ましく、特に、補欠分子族としてピロロキノリンキノン(PQQ)を含むグリセロールデヒドロゲナーゼが好ましい(以下、「PQQ依存性グリセロール脱水素酵素」とも称する)。 Among these, glycerol dehydrogenase containing at least one of pyrroloquinoline quinone (PQQ) or flavin adenine dinucleotide (FAD) is preferable as the prosthetic group, and glycerol dehydrogenase containing pyrroloquinoline quinone (PQQ) as the prosthetic group is particularly preferable (hereinafter referred to as “prosthetic group”). , Also referred to as “PQQ-dependent glycerol dehydrogenase”).
本発明者らは、特定の酸化還元酵素、特に、補欠分子族としてピロロキノリンキノン(PQQ)、フラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)またはフラビンモノヌクレオチド(FMN)の少なくとも一方を含む酸化還元酵素(特に、PQQ依存性グリセロール脱水素酵素)は、該酵素の基質が存在しないにも関わらず、電子伝達体と反応することにより、還元型電子伝達体が生成され、結果として基質との反応以外の応答電流値が生じる場合があり、しかも、その電流値は無視できる程度のものではないため、精度がより向上されたバイオセンサを提供するために抜本的な工夫が必要と考えられた。 The inventors have identified a specific oxidoreductase, in particular an oxidoreductase comprising at least one of pyrroloquinoline quinone (PQQ), flavin adenine dinucleotide (FAD) or flavin mononucleotide (FMN) as a prosthetic group (in particular, PQQ-dependent glycerol dehydrogenase) reacts with an electron carrier in spite of the absence of the enzyme's substrate to produce a reduced electron carrier, resulting in a response current other than the reaction with the substrate. In some cases, the current value is not negligible, and it was considered that drastic contrivance was required to provide a biosensor with improved accuracy.
よって、本発明においてはシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方を反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)に含有させる。そのことによって、その機構は不明ではあるが、バックグラウンド電流の上昇が抑えられる。すなわち、本発明においては、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方を反応層10(第一の反応層8または第二の反応層9)に含有させることによって、バイオセンサにおいてバックグラウンド電流を抑制する方法も提供される。なお、抑制する程度に関しては、バックグラウンド電流が観測されないこと(検出限界以下となること)が好ましいが、バイオセンサを使用した際に、1分間に好ましくは0〜1μA、より好ましくは0〜0.5μA、さらに好ましくは0〜0.2μAの上昇に抑える。 Therefore, in the present invention, at least one of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative is contained in the reaction layer 10 (the first reaction layer 8 and the second reaction layer 9). As a result, although the mechanism is unknown, an increase in background current is suppressed. That is, in the present invention, at least one of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative is contained in the reaction layer 10 (the first reaction layer 8 or the second reaction layer 9), thereby suppressing the background current in the biosensor. A method is also provided. Regarding the degree of suppression, it is preferable that no background current is observed (below the detection limit). However, when a biosensor is used, it is preferably 0 to 1 μA per minute, more preferably 0 to 0. It is suppressed to an increase of 0.5 μA, more preferably 0 to 0.2 μA.
本発明に用いられる酸化還元酵素は、市販の商品を購入して用いてもよいし、自ら調製したものを用いてもよい。当該酸化還元酵素を自ら調製する手法としては、例えば、当該酸化還元酵素を産生する細菌を、栄養培地に培養し、該培養物から当該酸化還元酵素を抽出する公知の方法が挙げられる(例えば、特開2008−220367号公報参照)。 As the oxidoreductase used in the present invention, a commercially available product may be purchased and used, or one prepared by itself may be used. As a method for preparing the oxidoreductase itself, for example, a known method of culturing bacteria producing the oxidoreductase in a nutrient medium and extracting the oxidoreductase from the culture (for example, JP, 2008-220367, A).
具体的には、PQQ依存性グリセロール脱水素酵素を例に挙げると、当該グリセロールデヒドロゲナーゼを産生する細菌としては、例えば、グルコノバクター属、シュードモナス属など様々な属に属する細菌が挙げられる。特にグルコノバクター属に属する細菌の膜画分に存在するPQQ依存性グリセロール脱水素酵素が好ましく用いられうる。中でも、入手の容易さから、グルコノバクター・オキシダンス(Gluconobacter oxydans) NBRC 3130、3171、3172、3189、3244、3250、3253、3255、3256、3257、3258、3285、3287、3289、3290、3291、3292、3293、3294、3462、3990、12467、14819;グルコノバクター・フラテウリ(Gluconobacter frateurii) NBRC 3251、3254、3260、3264、3265、3268、3270、3271、3272、3273、3274、3286、16669;グルコノバクター・セリナス(Gluconobacter cerinus)NBRC 3262、3263、3266、3267、3269、3275、3276等が用いられうる。このような微生物の代表菌株としては、グルコノバクター・オキシダンス(Gluconobacter oxydans)NBRC 3291が挙げられる。 Specifically, taking a PQQ-dependent glycerol dehydrogenase as an example, examples of bacteria that produce the glycerol dehydrogenase include bacteria belonging to various genera such as Gluconobacter and Pseudomonas. In particular, PQQ-dependent glycerol dehydrogenase present in the membrane fraction of bacteria belonging to the genus Gluconobacter can be preferably used. Among these, Gluconobacter oxydans NBRC 3130, 3171, 3172, 3189, 3244, 3250, 3253, 3255, 3256, 3257, 3258, 3285, 3287, 3289, 3290, 3291 are easy to obtain. , 3292, 3293, 3294, 3462, 3990, 12467, 14819; Gluconobacter frateurii NBRC 3251, 3254, 3260, 3264, 3265, 3268, 3270, 3271, 3272, 3273, 3274, 3286, 16669 Gluconobacter cerinus NBRC 3262, 3263, 3266, 3267, 3269, 3275, 3276, etc. can be used. A representative strain of such a microorganism is Gluconobacter oxydans NBRC 3291.
上記PQQ依存性グリセロール脱水素酵素を培養する培地は、使用菌株が資化しうる炭素源、窒素源、無機物、その他必要な栄養素を適量含有するものであれば、合成培地であっても天然培地であってもよい。炭素源としては、例えば、グルコース、グリセロール、ソルビトールなどが使用される。窒素源としては、例えば、ペプトン類、肉エキス、酵母エキスなどの窒素含有天然物や、塩化アンモニウム、クエン酸アンモニウムなどの無機窒素含有物が使用される。無機物としては、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、硫酸マグネシウムなどが使用される。その他、特定のビタミンなどが必要に応じて使用される。上記の炭素源、窒素源、無機物、およびその他の必要な栄養素は、単独で用いても2種以上組み合わせて用いてもよい。 The medium for cultivating the PQQ-dependent glycerol dehydrogenase is a natural medium, even if it is a synthetic medium, as long as it contains appropriate amounts of carbon sources, nitrogen sources, inorganic substances and other necessary nutrients that can be assimilated by the strain used There may be. As the carbon source, for example, glucose, glycerol, sorbitol and the like are used. As the nitrogen source, for example, nitrogen-containing natural products such as peptones, meat extracts and yeast extracts, and inorganic nitrogen-containing materials such as ammonium chloride and ammonium citrate are used. As the inorganic substance, potassium phosphate, sodium phosphate, magnesium sulfate or the like is used. In addition, specific vitamins are used as necessary. The above carbon source, nitrogen source, inorganic substance, and other necessary nutrients may be used alone or in combination of two or more.
培養は、振とう培養あるいは通気撹拌培養で行うことが好ましい。培養温度は20℃〜50℃、好ましくは22℃〜40℃、最も好ましくは25℃〜35℃である。培養pHは4〜9、好ましくは5〜8である。これら以外の条件下でも、使用する菌株が生育すれば実施される。培養期間は通常0.5〜5日が好ましい。上記培養により、菌体内に酸化還元酵素が蓄積される。なお、これらの酸化還元酵素は、上記培養によって得られた酵素であっても、酸化還元酵素遺伝子を大腸菌等に形質導入して得られた組換え酵素であってもよい。 The culture is preferably performed by shaking culture or aeration and agitation culture. The culture temperature is 20 ° C to 50 ° C, preferably 22 ° C to 40 ° C, and most preferably 25 ° C to 35 ° C. The culture pH is 4-9, preferably 5-8. Even under conditions other than these, it is carried out if the strain to be used grows. The culture period is usually preferably 0.5 to 5 days. By the above culture, oxidoreductase is accumulated in the cells. These oxidoreductases may be enzymes obtained by the above culture or recombinant enzymes obtained by transducing oxidoreductase genes into E. coli and the like.
次いで、得られたPQQ依存性グリセロール脱水素酵素を抽出する。抽出方法は一般に使用される抽出方法を用いることができ、例えば超音波破砕法、フレンチプレス法、有機溶媒法、リゾチーム法などを用いることができる。抽出した酸化還元酵素の精製方法は特に制限されず、例えば、硫安やぼう硝などの塩析法、塩化マグネシウムや塩化カルシウムを用いる金属凝集法、ストレプトマイシンやポリエチレンイミンを用いる除核酸、またはDEAE(ジエチルアミノエチル)−セファロース、CM(カルボキシメチル)−セファロースなどのイオン交換クロマト法などを用いることができる。 Next, the obtained PQQ-dependent glycerol dehydrogenase is extracted. As the extraction method, a commonly used extraction method can be used. For example, an ultrasonic crushing method, a French press method, an organic solvent method, a lysozyme method, or the like can be used. The method for purifying the extracted oxidoreductase is not particularly limited. For example, salting-out method such as ammonium sulfate or sodium nitrate, metal aggregation method using magnesium chloride or calcium chloride, denucleic acid using streptomycin or polyethyleneimine, or DEAE (diethylamino). An ion exchange chromatography method such as ethyl) -sepharose or CM (carboxymethyl) -sepharose can be used.
なお、これらの方法で得られる部分精製酵素や精製酵素液は、そのままの形態で使用しても、または化学修飾された形態で使用してもよい。本発明において、化学修飾された形態の酸化還元酵素を使用する場合には、上記の方法で得られる培養物由来の酸化還元酵素を、例えば、特開2006−271257号公報に記載されるような方法などを用いて適宜化学修飾して使用することができる。なお、化学修飾方法は、上記公報に記載の方法に限定されるものではない。 The partially purified enzyme or purified enzyme solution obtained by these methods may be used as it is or in a chemically modified form. In the present invention, when a chemically modified form of the oxidoreductase is used, the oxidoreductase derived from the culture obtained by the above-described method is, for example, as described in JP-A-2006-271257. It can be used after being appropriately chemically modified using a method or the like. The chemical modification method is not limited to the method described in the above publication.
また、本発明のバイオセンサを中性脂肪センサとして使用する場合においては、脂質を構成するエステル結合を加水分解する酵素をさらに添加してもよい。かような酵素として、具体的には、リポプロテインリパーゼ(LPL)、リパーゼ、エステラーゼが好適に挙げられる。特に、反応性の観点で、リポプロテインリパーゼ(LPL)が好ましい。 Moreover, when using the biosensor of this invention as a neutral fat sensor, you may further add the enzyme which hydrolyzes the ester bond which comprises lipid. Specific examples of such an enzyme include lipoprotein lipase (LPL), lipase, and esterase. In particular, lipoprotein lipase (LPL) is preferable from the viewpoint of reactivity.
LPLの含有量については特に制限はなく、測定する試料の種類や試料の添加量、使用する親水性高分子の量や電子伝達体の種類などによって適宜選択することができる。一例を挙げると、中性脂肪の分解を迅速に行い、且つ反応層の溶解性を下げない酵素量(酵素活性量)という観点から、1センサあたり、0.1〜1000活性単位(U)、好ましくは1〜500U、より好ましくは10〜100Uである。なお、LPLの活性単位(U)の定義および測定方法は、WO2006/104077に記載の方法による。また、LPLは、後述もするが、グリシルグリシンのような緩衝液で調製しておくことも好ましい。 There is no restriction | limiting in particular about content of LPL, According to the kind of sample to measure, the addition amount of a sample, the quantity of the hydrophilic polymer to be used, the kind of electron carrier, etc., it can select suitably. As an example, from the viewpoint of the amount of enzyme (enzyme activity amount) that quickly decomposes neutral fat and does not decrease the solubility of the reaction layer, 0.1 to 1000 activity units (U) per sensor, Preferably it is 1-500U, More preferably, it is 10-100U. The definition and measurement method of LPL activity unit (U) are based on the method described in WO2006 / 104077. In addition, as will be described later, LPL is preferably prepared with a buffer solution such as glycylglycine.
また、酸化還元酵素の含有量については特に制限はなく、測定する試料の種類や試料の添加量、電子伝達体の種類や、後述する親水性高分子の量などによって適宜選択することができる。一例を挙げると、例えば、PQQ依存性グリセロール脱水素酵素を使用する場合には、1センサあたり、グリセロールの分解を迅速に行い、且つ反応層の溶解性を下げない酵素量(酵素活性量)という観点から、0.01〜100U、好ましくは0.05〜50U、より好ましくは0.1〜10Uの酵素が反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)に含まれるとよい。なお、PQQ依存性グリセロール脱水素酵素の活性単位(U)の定義および測定方法は、特開2006−271257号公報に記載の方法による。また、酸化還元酵素は、後述もするが、例えば、グリシルグリシンのような緩衝液で調製しておくことも好ましい。 Moreover, there is no restriction | limiting in particular about content of an oxidoreductase, It can select suitably by the kind of sample to measure, the addition amount of a sample, the kind of electron carrier, the quantity of the hydrophilic polymer mentioned later, etc. For example, when a PQQ-dependent glycerol dehydrogenase is used, for example, the amount of enzyme (enzyme activity amount) that rapidly decomposes glycerol and does not decrease the solubility of the reaction layer per sensor. From the viewpoint, when 0.01 to 100 U, preferably 0.05 to 50 U, more preferably 0.1 to 10 U of enzyme is included in the reaction layer 10 (first reaction layer 8, second reaction layer 9). Good. The definition and measurement method of the activity unit (U) of the PQQ-dependent glycerol dehydrogenase is based on the method described in JP-A-2006-271257. The oxidoreductase is also described later, but it is also preferable to prepare it with a buffer solution such as glycylglycine.
なお、本発明の第2のバイオセンサにおいては、本発明に用いられる酸化還元酵素は、電子伝達体と同じ層に含まれなければ、第一の反応層8、第二の反応層9のいずれの反応層に含まれてもよいが、好ましくは第二の反応層9に含まれる。ここで、一般的なバイオセンサにおいては、電極に酵素が直接接触しないような構成を採る。それは、酵素はタンパク質から構成されているため、電極表面にそれが付着すると、電極表面が不動態化する虞があるからである。そのような一般的な常識があるため、例えば、本発明の第2のバイオセンサのように、反応層が2つある形態においては、電極に直接接しない第一の反応層8に酸化還元酵素を含有させるのが一般と考えられる。しかしながら、本発明の第2のバイオセンサにおいては、電極に接する側の第二の反応層9に酸化還元酵素を含有させる。それは、本発明においては、酸化還元酵素が電極に固着することが有意に防止されているからである。逆に、第二の反応層9に酸化還元酵素を含有させることで電極近傍での、酸化型電子伝達体の還元型電子伝達体への変換効率が高くなる、換言すれば、より試料液中の基質濃度との相関性が高くなるという利点がある。
In the second biosensor of the present invention, if the oxidoreductase used in the present invention is not included in the same layer as the electron carrier, either the first reaction layer 8 or the
(電子伝達体)
本発明における反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)は、電子伝達体(「電子受容体」とも称する場合がある)を含む。
(Electronic carrier)
The reaction layer 10 (the first reaction layer 8 and the second reaction layer 9) in the present invention includes an electron carrier (sometimes referred to as “electron acceptor”).
電子伝達体は、バイオセンサの使用時において、酸化還元酵素の作用によって生成した電子を受け取る、すなわち還元される。そして、還元された電子伝達体は、酵素反応の終了後に電極への電位の印加によって電気化学的に酸化される。この際に流れる電流(以下、「酸化電流」とも称する)の大きさから、試料中の所望の成分の濃度が算出されうる。 When the biosensor is used, the electron carrier receives electrons generated by the action of the oxidoreductase, that is, is reduced. The reduced electron carrier is electrochemically oxidized by applying a potential to the electrode after completion of the enzyme reaction. The concentration of a desired component in the sample can be calculated from the magnitude of the current flowing at this time (hereinafter also referred to as “oxidation current”).
本発明において使用される電子伝達体としては、従来公知のものを使用することができ、試料や使用する酸化還元酵素に応じて適宜決定できる。なお、電子伝達体は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 As the electron carrier used in the present invention, a conventionally known electron carrier can be used, and can be appropriately determined according to the sample and the oxidoreductase used. In addition, an electron carrier may be used independently or may be used in combination of 2 or more type.
電子伝達体としては、より具体的には、フェリシアン化カリウム、フェリシアン化ナトリウム、フェロセンおよびその誘導体、フェナジンメトサルフェートおよびその誘導体、p−ベンゾキノンおよびその誘導体、2,6−ジクロロフェノールインドフェノール、メチレンブルー、ニトロテトラゾリウムブルー、オスミウム錯体、ルテニウム錯体などを好適に使用することができる。 More specifically, examples of the electron carrier include potassium ferricyanide, sodium ferricyanide, ferrocene and derivatives thereof, phenazine methosulfate and derivatives thereof, p-benzoquinone and derivatives thereof, 2,6-dichlorophenolindophenol, methylene blue, Nitrotetrazolium blue, osmium complex, ruthenium complex and the like can be preferably used.
電子伝達体の含有量については特に制限はなく、試料の添加量などに応じて適宜調節されうる。一例を挙げると、1センサあたり、基質量に対して十分量を含有させるという観点から、1〜2000μg、好ましくは5〜1000μg、より好ましくは10〜500μgの電子伝達体が含まれるとよい。また、電子伝達体は、後述もするが、グリシルグリシンのような緩衝液で調製しておくことも好ましい。 There is no restriction | limiting in particular about content of an electron carrier, According to the addition amount of a sample, etc., it can adjust suitably. As an example, from the viewpoint of containing a sufficient amount with respect to the base mass per sensor, 1 to 2000 μg, preferably 5 to 1000 μg, more preferably 10 to 500 μg of an electron carrier may be included. The electron carrier is also preferably prepared in a buffer solution such as glycylglycine, as will be described later.
本発明の第2のバイオセンサおいては、電子伝達体は、酸化還元酵素と同じ層に含まれなければ、第一の反応層8、第二の反応層9のいずれの反応層に含まれてもよいが、好ましくは第一の反応層8に含まれる。その理由は、上記のように、第二の反応層9に酸化還元酵素を含ませることが好ましいからである。また、電極に接する第二の反応層9に電子伝達体が存在すると、つまり、電極上に電子伝達体が存在すると、局部電池のような現象が生じ、電子伝達体が自動的に還元されてしまう虞がある。よって、より精度の向上されたバイオセンサを提供することを鑑みると、第一の反応層8(つまり、電極と接しない方)に含まれる。
In the second biosensor of the present invention, the electron carrier is included in any of the first reaction layer 8 and the
(シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体)
本発明における反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)は、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方を含む。
(Cyclodextrin and cyclodextrin derivatives)
The reaction layer 10 (first reaction layer 8, second reaction layer 9) in the present invention includes at least one of cyclodextrin and cyclodextrin derivatives.
上記述べたとおり、本発明においてはシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方を反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)に含有させることによって、バックグラウンド電流の上昇が抑えられる。 As described above, in the present invention, by containing at least one of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative in the reaction layer 10 (first reaction layer 8 and second reaction layer 9), an increase in background current is suppressed. It is done.
本発明に用いられるシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の種類にも特に制限はない。シクロデキストリンとしては、α型、β型、γ型、δ型、ε型のいずれでもよい。ただ、バックグラウンド電流を有意に抑制・防止し、溶解性が高いという観点から、γ-シクロデキストリンが特に好ましい。 There are no particular limitations on the type of cyclodextrin and cyclodextrin derivative used in the present invention. The cyclodextrin may be any of α type, β type, γ type, δ type, and ε type. However, γ-cyclodextrin is particularly preferred from the viewpoint of significantly suppressing / preventing background current and high solubility.
また、シクロデキストリン誘導体としてもα型、β型、γ型、δ型、ε型のいずれでもよい。ただ、バックグラウンド電流を有意に抑制・防止し、溶解性が高いという観点から、β-シクロデキストリン誘導体またはγ-シクロデキストリン誘導体が好ましく、より好ましくはγ-シクロデキストリン誘導体である。なお、シクロデキストリン誘導体とは、例えば、アミノ体、トシル体、メチル体、プロピル体、モノアセチル体、トリアセチル体、ベンゾイル体、スルホニル体及びモノクロロトリアジニル体等の化学修飾体を意図したものである(無論、これらに限らない)。 The cyclodextrin derivative may be any of α-type, β-type, γ-type, δ-type, and ε-type. However, a β-cyclodextrin derivative or a γ-cyclodextrin derivative is preferable, and a γ-cyclodextrin derivative is more preferable from the viewpoint of significantly suppressing / preventing background current and high solubility. The cyclodextrin derivative is intended to be a chemical modification such as amino, tosyl, methyl, propyl, monoacetyl, triacetyl, benzoyl, sulfonyl, and monochlorotriazinyl. (Of course, not limited to these).
例えば、シクロデキストリン誘導体としては、2−ヒドロキシプロピル−α−シクロデキストリン、2,6−ジ−O−メチル−α−シクロデキストリン、6−O−α−マルトシル−α−シクロデキストリン、6−O−α−D−グルコシル−α−シクロデキストリンモノ、ヘキサキス(2,3,6−トリ−O−アセチル)−α−シクロデキストリン、ヘキサキス(2,3,6−トリ−O−メチル)−α−シクロデキストリン、ヘキサキス(6−O−トシル)−α−シクロデキストリン、ヘキサキス(6−アミノ−6−デオキシ)−α−シクロデキストリン、ヘキサキス(2、3−アセチル−6−ブロモ−6−デオキシ)−α−シクロデキストリン、ヘキサキス(2,3,6−トリ−O−オクチル)−α−シクロデキストリン、モノ(2−O−ホスホリル)−α−シクロデキストリン、モノ[2,(3)−O−(カルボキシルメチル)]−α−シクロデキストリン、オクタキス(6−O−t−ブチルジメチルシリル)−α−シクロデキストリン、スクシニル−α−シクロデキストリン、
グルクロニルグルコシル−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,6−ジ−O−メチル) −β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,6−ジ−O−エチル) −β−シクロデキストリン、ヘプタキス(6−O−スルホ)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3−ジ−O−アセチル−6−O−スルホ) −β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3−ジ−O−メチル−6−O−スルホ) −β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3,6−トリ−O−アセチル)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3,6−トリ−O−ベンゾイル)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3,6−トリ−O−メチル)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(3−O−アセチル−2,6−ジ−O−メチル)−β−シクロデキストリン、ヘプタキス(2,3−O−アセチル−6−ブロモ−6−デオキシ)−β−シクロデキストリン、2−ヒドロキシエチル−β−シクロデキストリン、ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン、2−ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン、(2−ヒドロキシ−3−N,N,N-トリメチルアミノ)プロピル−β−シクロデキストリン、6−O−α−マルトシル−β−シクロデキストリン、メチル−β−シクロデキストリン、ヘキサキス(6−アミノ−6−デオキシ)−β−シクロデキストリン、ビス(6−アジド−6−デオキシ)−β−シクロデキストリン、モノ(2−O−ホスホリル)−β−シクロデキストリン、ヘキサキス[6−デオキシ−6−(1−イミダゾリル)]−β−シクロデキストリン、モノアセチル−β−シクロデキストリン、トリアセチル−β−シクロデキストリン、モノクロロトリアジニル−β−シクロデキストリン、6−O−α−D−グルコシル−β−シクロデキストリン、6−O−α−D−マルトシル−β−シクロデキストリン、スクシニル−β−シクロデキストリン、スクシニル−(2−ヒドロキシプロピル)−β−シクロデキストリン、2−カルボキシメチル−β−シクロデキストリン、2−カルボキシエチル−β−シクロデキストリン、ブチル−β−シクロデキストリン、スルホプロピル−β−シクロデキストリン、6−モノデオキシ−6−モノアミノ−β−シクロデキストリン、シリル[(6−O−t−ブチルジメチル)2,3−ジ−O−アセチル] −β−シクロデキストリン、2−ヒドロキシエチル−γ−シクロデキストリン、2−ヒドロキシプロピル−γ−シクロデキストリン、ブチル−γ−シクロデキストリン、3A−アミノ−3A−デオキシ−(2AS,3AS)−γ−シクロデキストリン、モノ−2−O−(p−トルエンスルホニル)−γ−シクロデキストリン、モノ−6−O−(p−トルエンスルホニル)−γ−シクロデキストリン、モノ−6−O−メシチレンスルホニル−γ−シクロデキストリン、オクタキス(2,3,6−トリ−O−メチル)−γ−シクロデキストリン、オクタキス(2,6−ジ−O−フェニル)−γ−シクロデキストリン、オクタキス(6−O−t−ブチルジメチルシリル)−γ−シクロデキストリン、オクタキス(2,3,6−トリ−O−アセチル)−γ−シクロデキストリン、などが挙げられる。中でも、入手の容易さおよびコストの観点で、2−ヒドロキシエチル−β−シクロデキストリン、2−ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン、2−ヒドロキシエチル−γ−シクロデキストリン、2−ヒドロキシプロピル−γ−シクロデキストリン、3A−アミノ−3A−デオキシ−(2AS,3AS)−γ−シクロデキストリン、モノ−2−O−(p−トルエンスルホニル)−γ−シクロデキストリン、モノ−6−O−(p−トルエンスルホニル)−γ−シクロデキストリン、ブチル−γ−シクロデキストリンが好ましく、特に好ましくは2−ヒドロキシエチル−γ−シクロデキストリン、2−ヒドロキシプロピル−γ−シクロデキストリン、3A−アミノ−3A−デオキシ−(2AS,3AS)−γ−シクロデキストリン、モノ−2−O−(p−トルエンスルホニル)−γ−シクロデキストリン、モノ−6−O−(p−トルエンスルホニル)−γ−シクロデキストリン、ブチル−γ−シクロデキストリンである。
For example, as cyclodextrin derivatives, 2-hydroxypropyl-α-cyclodextrin, 2,6-di-O-methyl-α-cyclodextrin, 6-O-α-maltosyl-α-cyclodextrin, 6-O- α-D-glucosyl-α-cyclodextrin mono, hexakis (2,3,6-tri-O-acetyl) -α-cyclodextrin, hexakis (2,3,6-tri-O-methyl) -α-cyclo Dextrin, hexakis (6-O-tosyl) -α-cyclodextrin, hexakis (6-amino-6-deoxy) -α-cyclodextrin, hexakis (2,3-acetyl-6-bromo-6-deoxy) -α -Cyclodextrin, hexakis (2,3,6-tri-O-octyl) -α-cyclodextrin, mono (2-O-phosphoryl) -α-cyclodex Phosphorus, mono [2, (3) -O- (carboxymethyl)] - alpha-cyclodextrin, octakis (6-O-t- butyldimethylsilyl)-.alpha.-cyclodextrin, succinyl-.alpha.-cyclodextrin,
Glucuronylglucosyl-β-cyclodextrin, heptakis (2,6-di-O-methyl) -β-cyclodextrin, heptakis (2,6-di-O-ethyl) -β-cyclodextrin, heptakis (6- O-sulfo) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3-di-O-acetyl-6-O-sulfo) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3-di-O-methyl-6-O- Sulfo) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3,6-tri-O-acetyl) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3,6-tri-O-benzoyl) -β-cyclodextrin, heptakis ( 2,3,6-tri-O-methyl) -β-cyclodextrin, heptakis (3-O-acetyl-2,6-di-O-methyl) -β-cyclodextrin, heptakis (2,3 O-acetyl-6-bromo-6-deoxy) -β-cyclodextrin, 2-hydroxyethyl-β-cyclodextrin, hydroxypropyl-β-cyclodextrin, 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin, (2-hydroxy -3-N, N, N-trimethylamino) propyl-β-cyclodextrin, 6-O-α-maltosyl-β-cyclodextrin, methyl-β-cyclodextrin, hexakis (6-amino-6-deoxy)- β-cyclodextrin, bis (6-azido-6-deoxy) -β-cyclodextrin, mono (2-O-phosphoryl) -β-cyclodextrin, hexakis [6-deoxy-6- (1-imidazolyl)]- β-cyclodextrin, monoacetyl-β-cyclodextrin, triacetyl-β-cyclodextrin Thrin, monochlorotriazinyl-β-cyclodextrin, 6-O-α-D-glucosyl-β-cyclodextrin, 6-O-α-D-maltosyl-β-cyclodextrin, succinyl-β-cyclodextrin, succinyl -(2-hydroxypropyl) -β-cyclodextrin, 2-carboxymethyl-β-cyclodextrin, 2-carboxyethyl-β-cyclodextrin, butyl-β-cyclodextrin, sulfopropyl-β-cyclodextrin, 6- Monodeoxy-6-monoamino-β-cyclodextrin, silyl [(6-Ot-butyldimethyl) 2,3-di-O-acetyl] -β-cyclodextrin, 2-hydroxyethyl-γ-cyclodextrin, 2-hydroxypropyl-γ-cyclodextrin, butyl-γ- Cyclodextrin, 3A-amino-3A-deoxy- (2AS, 3AS) -γ-cyclodextrin, mono-2-O- (p-toluenesulfonyl) -γ-cyclodextrin, mono-6-O- (p-toluene) Sulfonyl) -γ-cyclodextrin, mono-6-O-mesitylenesulfonyl-γ-cyclodextrin, octakis (2,3,6-tri-O-methyl) -γ-cyclodextrin, octakis (2,6-di-) O-phenyl) -γ-cyclodextrin, octakis (6-Ot-butyldimethylsilyl) -γ-cyclodextrin, octakis (2,3,6-tri-O-acetyl) -γ-cyclodextrin, etc. Can be mentioned. Among them, from the viewpoint of availability and cost, 2-hydroxyethyl-β-cyclodextrin, 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin, 2-hydroxyethyl-γ-cyclodextrin, 2-hydroxypropyl-γ-cyclo Dextrin, 3A-amino-3A-deoxy- (2AS, 3AS) -γ-cyclodextrin, mono-2-O- (p-toluenesulfonyl) -γ-cyclodextrin, mono-6-O- (p-toluenesulfonyl) ) -Γ-cyclodextrin and butyl-γ-cyclodextrin are preferable, and 2-hydroxyethyl-γ-cyclodextrin, 2-hydroxypropyl-γ-cyclodextrin, 3A-amino-3A-deoxy- (2AS, 3AS) -γ-cyclodextrin, mono-2-O- (P-toluenesulfonyl) -γ-cyclodextrin, mono-6-O- (p-toluenesulfonyl) -γ-cyclodextrin, butyl-γ-cyclodextrin.
また、本発明に用いられるシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体は、塩の形態で含有してもよい。かかる塩としても、特に制限はないが、リン酸塩、ナトリウム塩、カリウム塩、硫酸塩などが好ましい。 Moreover, you may contain the cyclodextrin and cyclodextrin derivative used for this invention with the form of a salt. Such salts are not particularly limited, but phosphates, sodium salts, potassium salts, sulfates and the like are preferable.
シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体の含有量については特に制限はなく、試料の添加量などに応じて適宜調節されうる。一例を挙げると、1センサあたり、バックグラウンド電流を有意に抑制し、さらに反応層の溶解性を下げないという観点から1〜1000μg、好ましくは5〜500μg、より好ましくは10〜100μgが含まれるとよい。また、電子伝達体との対比で考えると、前記シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方が、好ましくは電子伝達体1モルに対して0.01〜0.8モル、より好ましくは0.01〜0.5モル、さらに好ましくは0.01〜0.2モルである。電子伝達体1モルに対して、0.8モルを超えて含有させてしまうと、バイオセンサに供給する試料へのなじみが悪くなる虞がある。なお、含有するシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方の量がこのように有意に少ないと、これらが電子伝達体を包接することはないと考えられる(しかも、電子伝達体として例えばフェリシアン化カリウムを使用した場合、溶解性の問題も生じないため包接させる意味もない)。 There is no restriction | limiting in particular about content of a cyclodextrin and a cyclodextrin derivative, According to the addition amount of a sample, etc., it can adjust suitably. As an example, 1 to 1000 μg, preferably 5 to 500 μg, more preferably 10 to 100 μg is contained from the viewpoint of significantly suppressing the background current per sensor and not lowering the solubility of the reaction layer. Good. Further, when considered in comparison with the electron carrier, at least one of the cyclodextrin and the cyclodextrin derivative is preferably 0.01 to 0.8 mol, more preferably 0.01 to 0.8 mol per mol of the electron carrier. 0.5 mol, more preferably 0.01 to 0.2 mol. If the content exceeds 0.8 mol with respect to 1 mol of the electron carrier, the familiarity with the sample supplied to the biosensor may be deteriorated. In addition, when the amount of at least one of cyclodextrin and cyclodextrin derivative contained is significantly small in this way, it is considered that they do not include an electron carrier (and, for example, potassium ferricyanide is used as the electron carrier). In this case, there is no meaning of inclusion because there is no problem of solubility).
なお、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体の含有量について上記で述べたが、シクロデキストリンと、シクロデキストリン誘導体の組み合わせのように複数の種類を使用する場合は、その総量を意味する。 In addition, although content of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative was described above, when using several types like the combination of a cyclodextrin and a cyclodextrin derivative, the total amount is meant.
本発明においてシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方を含有させる意図は、基質非存在下でのバックグラウンド電流の抑制を行うことによって、バイオセンサの精度をより向上させようとするものである。この際、本発明者らは、バックグラウンド電流の抑制に関しては、酵素反応を誘発する基質や、酸化還元酵素の一部分を包接することによって、その課題を解決していると考えている。 The intention of containing at least one of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative in the present invention is to improve the accuracy of the biosensor by suppressing the background current in the absence of a substrate. At this time, the present inventors believe that the problem of the suppression of the background current is solved by including a substrate that induces an enzyme reaction and a part of the oxidoreductase.
なお、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方は、後述もするが、例えば、グリシルグリシンのような緩衝液で調製しておくことも好ましい。 At least one of the cyclodextrin and the cyclodextrin derivative will be described later, but it is also preferable to prepare with a buffer solution such as glycylglycine, for example.
なお、本発明の第2のバイオセンサにおいては、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体は、第一の反応層8、第二の反応層9のいずれの反応層に含まれてもよいし、両方の層に含まれてもよいが、好ましくは両方の層に含まれるのがよい。
In the second biosensor of the present invention, the cyclodextrin and the cyclodextrin derivative may be contained in any one of the first reaction layer 8 and the
なお、本発明の態のバイオセンサにおいては、その他の成分(界面活性剤、親水性高分子、膨潤性層状粘度鉱物粒子、微粒子など)が、反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)に含まれると好ましい。以下、説明する。 In the biosensor of the present invention, the other components (surfactant, hydrophilic polymer, swellable lamellar viscosity mineral particles, fine particles, etc.) are added to the reaction layer 10 (first reaction layer 8, second reaction layer 8). In the reaction layer 9). This will be described below.
(界面活性剤)
本発明のバイオセンサにおいては、反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)が、界面活性剤を有していてもよい。界面活性剤が反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)に添加されることにより、反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)の溶解が促進されうる。
(Surfactant)
In the biosensor of the present invention, the reaction layer 10 (the first reaction layer 8 and the second reaction layer 9) may have a surfactant. By adding the surfactant to the reaction layer 10 (first reaction layer 8, second reaction layer 9), the reaction layer 10 (first reaction layer 8, second reaction layer 9) is dissolved. Can be promoted.
本発明に用いられる界面活性剤としては、使用する酸化還元酵素の酵素活性が低下しないものであれば、特に制限されないが、例えば、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、天然型界面活性剤などを適宜選択して使用することはできる。これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。好ましくは酸化還元酵素の酵素活性に影響を及ぼさないという観点から、非イオン性界面活性剤および両性界面活性剤の少なくとも一方である。 The surfactant used in the present invention is not particularly limited as long as the enzyme activity of the oxidoreductase to be used does not decrease. For example, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, cationic interfaces are used. An activator, an anionic surfactant, a natural surfactant and the like can be appropriately selected and used. These may be used alone or in the form of a mixture. Preferably, it is at least one of a nonionic surfactant and an amphoteric surfactant from the viewpoint of not affecting the enzyme activity of the oxidoreductase.
非イオン性界面活性剤としては、特に制限されないが、酸化還元酵素の酵素活性に影響を及ぼさないという観点から、ポリオキシエチレン系またはアルキルグリコシド系であることが好ましい。 Although it does not restrict | limit especially as a nonionic surfactant, From a viewpoint that it does not affect the enzyme activity of an oxidoreductase, it is preferable that it is a polyoxyethylene type | system | group or an alkylglycoside type | system | group.
ポリオキシエチレン系非イオン性界面活性剤としては、特に制限はないが、ポリオキシエチレン−p−t−オクチルフェノール(オキシエチレン数=9,10)[(polyoxyethylene-p-t-octylphenol;TritonX-100)]、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(Polyoxyethylene Sorbitan Monolaurate;Tween 20)、ポリオキシエチレンソルビタンモノパリミテート(Polyoxyethylene Sorbitan Monopalmitate;Tween 40)、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(Polyoxyethylene Sorbitan Monostearate;Tween 60)、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート(Polyoxyethylene Sorbitan Monooleate;Tween 80)などが好ましい。中でも、酸化還元酵素の溶解性を上げるという観点から、ポリオキシエチレン−p−t−オクチルフェノール(オキシエチレン数=9,10)[(polyoxyethylene-p-t-octylphenol;TritonX-100)]が好ましい。 The polyoxyethylene nonionic surfactant is not particularly limited, but polyoxyethylene-pt-octylphenol (oxyethylene number = 9,10) [(polyoxyethylene-pt-octylphenol; TritonX-100)] Polyoxyethylene sorbitan monolaurate (Polyoxyethylene Sorbitan Monolaurate; Tween 20), polyoxyethylene sorbitan monopalmitate (Polyoxyethylene Sorbitan Monopalmitate; Tween 40), polyoxyethylene sorbitan monostearate (Polyoxyethylene Sorbitan Monostearate; Tween 60), Polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween 80) is preferred. Among them, polyoxyethylene-pt-octylphenol (oxyethylene number = 9,10) [(polyoxyethylene-pt-octylphenol; TritonX-100)] is preferable from the viewpoint of increasing the solubility of oxidoreductase.
アルキルグリコシド系非イオン性界面活性剤としては、特に制限はないが、炭素数7〜12のアルキル基を有するアルキルグリコシド、アルキルチオグリコシドなどが好ましい。かかる炭素数については、より好ましくは7〜10であり、特に好ましくは炭素数8である。糖部分は、グルコース、マルトースが好ましく、より好ましくはグルコースである。より具体的には、n−オクチル−β−D−グルコシド、n−オクチル−β−D−チオグルコシドであると好ましい。アルキルグリコシド系非イオン性界面活性剤は、バイオセンサに使用する際、製造過程において、非常に塗りやすく、均一にできる。特に、n−オクチル−β−D−チオグルコシド)が反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)に含有されると、試料溶液を滴下した際の広がりが非常によく、濡れ性がよい(表面張力を起こしにくくする。)。よって、広がりや濡れ性の観点で考えると、アルキルグリコシド」よりも「アルキルチオグリコシド」が非常に好ましい。なお、これらは、単独で用いても混合物の形態で用いてもよい。 Although there is no restriction | limiting in particular as an alkylglycoside type nonionic surfactant, The alkylglycoside, alkylthioglycoside, etc. which have a C7-C12 alkyl group are preferable. The carbon number is more preferably 7 to 10, and particularly preferably 8 carbon atoms. The sugar moiety is preferably glucose or maltose, more preferably glucose. More specifically, n-octyl-β-D-glucoside and n-octyl-β-D-thioglucoside are preferable. Alkyl glycoside nonionic surfactants can be applied easily and uniformly during the manufacturing process when used in biosensors. In particular, when n-octyl-β-D-thioglucoside is contained in the reaction layer 10 (first reaction layer 8, second reaction layer 9), the spread when the sample solution is dropped is very good. Good wettability (makes surface tension less likely to occur). Therefore, from the viewpoint of spread and wettability, “alkylthioglycoside” is very preferable to “alkylglycoside”. These may be used alone or in the form of a mixture.
両性界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、3−[(3−コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]−1−プロパンスルホン酸(CHAPS)、3−[(3−コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸(CHAPSO)、n−アルキル−N−N−ジメチル−3−アンモニオ−1−プロパンスルホン酸(Zwittergent)などが挙げられる。
なお、これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。好ましくは、3−[(3−コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]−1−プロパンスルホン酸(CHAPS)または3−[(3−コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸(CHAPSO)である。特にCHAPSが好ましい。
The amphoteric surfactant is not particularly limited, and examples thereof include 3-[(3-cholamidopropyl) dimethylammonio] -1-propanesulfonic acid (CHAPS), 3-[(3-cholamidopropyl) dimethylammoni. O] -2-hydroxypropanesulfonic acid (CHAPSO), n-alkyl-NN-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonic acid (Zwittergent) and the like.
These may be used alone or in the form of a mixture. Preferably, 3-[(3-cholamidopropyl) dimethylammonio] -1-propanesulfonic acid (CHAPS) or 3-[(3-cholamidopropyl) dimethylammonio] -2-hydroxypropanesulfonic acid (CHAPSO) ). CHAPS is particularly preferable.
陽イオン性界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、セチルピリジニウムクロリド、トリメチルアンモニウムブロミドが挙げられる。これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。 The cationic surfactant is not particularly limited, and examples thereof include cetylpyridinium chloride and trimethylammonium bromide. These may be used alone or in the form of a mixture.
陰イオン性界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、コール酸ナトリウム、デオキシコール酸ナトリウムなどが挙げられる。これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。 The anionic surfactant is not particularly limited, and examples thereof include sodium cholate and sodium deoxycholate. These may be used alone or in the form of a mixture.
天然型界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、リン脂質が挙げられ、好ましくは、卵黄レシチン、大豆レシチン、水添レシチン、高純度レシチンなどのレシチンなどが挙げられる。これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。 Although it does not restrict | limit especially as a natural type surfactant, For example, phospholipid is mentioned, Preferably, lecithins, such as egg yolk lecithin, soybean lecithin, hydrogenated lecithin, high purity lecithin, etc. are mentioned. These may be used alone or in the form of a mixture.
上記の界面活性剤のうち、CHAPSや、Tween、エマルゲンPP290(花王製)(ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール)が好ましい。特に、溶解性の観点で、CHAPS、Tweenが好ましい。 Of the above surfactants, CHAPS, Tween, and Emulgen PP290 (manufactured by Kao) (polyoxyethylene polyoxypropylene glycol) are preferred. In particular, CHAPS and Tween are preferable from the viewpoint of solubility.
上記の界面活性剤のうち、本発明の第1のバイオセンサにおいては、界面活性剤としては、CHAPS、Tween、エマルゲンPP290が好ましく、中でも溶解性の観点から、CHAPS、Tweenが好ましい。 Among the above surfactants, in the first biosensor of the present invention, as the surfactant, CHAPS, Tween, and Emulgen PP290 are preferable, and CHAPS and Tween are particularly preferable from the viewpoint of solubility.
また、本発明の第2のバイオセンサにおいては、界面活性剤は、第一の反応層8、第二の反応層9のいずれの反応層に含まれてもよいし、両方の反応層に含まれてもよいが、好ましくは両方の反応層に含まれる。両方の反応層に含める各界面活性剤の種類は、同一であっても異なるものであってもよい。この際、第一の反応層8、第二の反応層9に含有される各構成要件との相互作用を考慮して選択することが好ましい。
In the second biosensor of the present invention, the surfactant may be contained in any reaction layer of the first reaction layer 8 and the
より具体的には、まず、上記の通り、第二の反応層9においては、酸化還元酵素が含有されることが好ましいが、例えば、酸化還元酵素としてPQQ依存性グリセロール脱水素酵素を含有させる場合、それらは疎水性が強いため、少なくとも第二の反応層9には界面活性剤が含有されることが好ましい。この場合、界面活性剤の種類としては、バイオセンサの精度をより向上させる観点で、CHAPS、Tweenなどを使用することが好ましい。一方で、第一の反応層8においては、上記述べた通り、好ましくは電子伝達体(例えば、フェリシアン化カリウム)が含有されることが好ましいが、広がりや濡れ性を向上させて、バイオセンサの精度をより向上させるとの観点で、第一の反応層8にも界面活性剤が含有されることが好ましい。この場合、広がりや濡れ性の観点で考えると、界面活性剤の種類として、前記したアルキルチオグリコシド(n−オクチル−β−D−チオグルコシドなど)を使用することが好ましい。
More specifically, first, as described above, the
界面活性剤の含有量については特に制限はなく、試料の添加量などに応じて適宜調節されうる。 There is no restriction | limiting in particular about content of surfactant, According to the addition amount of a sample, etc., it can adjust suitably.
界面活性剤として、両性のものを用いる場合、1センサあたり、酸化還元酵素の溶解性を上げ、且つ酵素活性を失活させず、また製造工程において塗布しやすいという観点から、0.01〜100μg、好ましくは0.05〜50μg、より好ましくは0.1〜10μgが含まれるとよい。また、かような界面活性剤は、後述もするが、グリシルグリシンのような緩衝液で調製しておくことも好ましい。なお、界面活性剤が1センサに2種類以上含まれるときは、含量は、その合計量を意味する。 When using amphoteric surfactants, 0.01-100 μg per sensor from the viewpoint of increasing the solubility of oxidoreductase, not deactivating the enzyme activity, and easy to apply in the production process. , Preferably 0.05 to 50 μg, more preferably 0.1 to 10 μg. In addition, as described later, such a surfactant is preferably prepared in a buffer solution such as glycylglycine. When two or more kinds of surfactants are contained in one sensor, the content means the total amount.
界面活性剤として、非イオン性界面活性剤のものを用いる場合、1センサあたり、酸化還元酵素の溶解性を上げ、且つ酵素活性を失活させず、また製造工程において塗布しやすいという観点から、0.01〜100μg、好ましくは0.05〜50μg、より好ましくは0.1〜10μgが含まれるとよい。また、かような界面活性剤は、後述もするが、グリシルグリシンのような緩衝液で調製しておくことも好ましい。 In the case of using a nonionic surfactant as the surfactant, from the viewpoint of increasing the solubility of the oxidoreductase per sensor, not deactivating the enzyme activity, and easy to apply in the production process, 0.01 to 100 μg, preferably 0.05 to 50 μg, more preferably 0.1 to 10 μg may be contained. In addition, as described later, such a surfactant is preferably prepared in a buffer solution such as glycylglycine.
(親水性高分子、膨潤性層状粘度鉱物粒子)
本発明における反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)は、さらに、親水性高分子および膨潤性層状粘度鉱物粒子の少なくとも一方を有していてもよい。
(Hydrophilic polymer, swellable layered viscosity mineral particles)
The reaction layer 10 (the first reaction layer 8 and the second reaction layer 9) in the present invention may further have at least one of a hydrophilic polymer and swellable layered viscosity mineral particles.
親水性高分子は、親水性高分子は酸化還元酵素または電子伝達体などを電極上に固定化する機能を有する。また、反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)が親水性高分子を含むことにより、基板1および電極表面からの反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)の剥離が防止されうる。また、親水性高分子は、反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)表面の割れを防ぐ効果も有しており、バイオセンサの信頼性を高めるのに効果的である。さらに、タンパク質などの吸着性成分の電極への吸着もまた、抑制されうる。なお、反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)が親水性高分子を含む場合、反応層内に親水性高分子が含まれる形態を有していてもよく、または反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)を覆うように親水性高分子を含む親水性高分子層を形成させた形態を有してもよい。
The hydrophilic polymer has a function of immobilizing an oxidoreductase or electron carrier on the electrode. Further, since the reaction layer 10 (first reaction layer 8 and second reaction layer 9) contains a hydrophilic polymer, the reaction layer 10 (first reaction layer 8 and second reaction layer 8 from the
本発明に用いることができる親水性高分子としては、従来公知のものを使用することができる。より具体的には、親水性高分子としては、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリリジンなどのポリアミノ酸、ポリスチレンスルホン酸、ゼラチンおよびその誘導体、アクリル酸の重合体またはその誘導体、無水マレイン酸の重合体またはその塩、スターチおよびその誘導体などが挙げられる。これらのうち、酸化還元酵素の酵素活性を失活させず、且つ溶解性が高いという観点から、カルボキシメチルセルロースが好ましい。なお、これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。 A conventionally well-known thing can be used as a hydrophilic polymer which can be used for this invention. More specifically, examples of the hydrophilic polymer include carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl ethyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polylysine and other polyamino acids, polystyrene sulfonic acid , Gelatin and derivatives thereof, polymers of acrylic acid or derivatives thereof, polymers of maleic anhydride or salts thereof, starch and derivatives thereof, and the like. Among these, carboxymethylcellulose is preferable from the viewpoint of not deactivating the enzyme activity of the oxidoreductase and having high solubility. These may be used alone or in the form of a mixture.
なお、このような親水性高分子の配合量は、1センサあたり、酵素や電子伝達体を固定化でき、且つ反応層の溶解性を下げないという観点から、好ましくは0.01〜100μgであり、より好ましくは0.05〜50μgであり、特に好ましくは0.1〜10μgである。親水性高分子は、後述もするが、例えば、グリシルグリシンのような緩衝液で調製しておくことも好ましい。 In addition, the blending amount of such a hydrophilic polymer is preferably 0.01 to 100 μg from the viewpoint that an enzyme or an electron carrier can be immobilized per sensor and the solubility of the reaction layer is not lowered. More preferably, it is 0.05-50 micrograms, Most preferably, it is 0.1-10 micrograms. As will be described later, the hydrophilic polymer is preferably prepared in a buffer solution such as glycylglycine.
膨潤性層状粘度鉱物粒子も親水性高分子と同様に酸化還元酵素や電子伝達体などを電極上に固定化する機能を有する。 The swellable laminar viscosity mineral particles also have a function of immobilizing an oxidoreductase or an electron carrier on the electrode in the same manner as the hydrophilic polymer.
本発明者らは、より精度が向上されたバイオセンサを提供すべく鋭意検討を行っていたところ、電子伝達体については、従来の親水性高分子で固定するよりも膨潤性層状粘度鉱物粒子によって固定する方が、より均一に固定化することができることを見出した。固定化が不十分であると、試料が供給された後も反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)における溶解性が不十分となり、測定にバラツキが生じる虞がある。よって、電子伝達体については、膨潤性層状粘度鉱物粒子によって固定することによって、固定化が均一となり、電流値のバラツキを抑え、ひいては、より精度が向上されたバイオセンサを提供することができる。 The inventors of the present invention have been diligently studying to provide a biosensor with improved accuracy, and the electron carrier is swelled by a swellable layered viscosity mineral particle rather than fixing with a conventional hydrophilic polymer. It has been found that the fixation can be carried out more uniformly. If immobilization is insufficient, the solubility in the reaction layer 10 (the first reaction layer 8 and the second reaction layer 9) becomes insufficient even after the sample is supplied, and there is a possibility that the measurement may vary. . Therefore, by fixing the electron carrier with the swellable lamellar viscous mineral particles, it is possible to provide a biosensor with uniform immobilization, suppressing variation in current value, and thus improved accuracy.
本発明に用いることができる膨潤性層状粘度鉱物粒子としては、従来公知のものを使用することができる。より具体的には、スメクタイト、ベントナイト、合成フッ素雲母、バーミキュライトなどが挙げられる。これらのうち、酸化還元酵素の酵素活性を失活させず、且つ溶解性が高いという観点から、スメクタイトが好ましい。なお、これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。これらは、市販のものを購入することなどにより準備することができ、例えば、スメクタイトとしては、ルーセンタイト(商品名)などが好ましい。 As the swellable lamellar viscosity mineral particles that can be used in the present invention, conventionally known particles can be used. More specifically, smectite, bentonite, synthetic fluorine mica, vermiculite and the like can be mentioned. Among these, smectite is preferable from the viewpoint that the enzyme activity of the oxidoreductase is not inactivated and is highly soluble. These may be used alone or in the form of a mixture. These can be prepared by purchasing commercially available products. For example, as the smectite, Lucentite (trade name) is preferable.
なお、このような膨潤性層状粘度鉱物粒子の配合量は、1センサあたり、反応層の溶解性を下げず、且つ電子伝達体を均一に保持できるという観点から、好ましくは0.01〜100μgであり、より好ましくは0.05〜50μgであり、特に好ましくは0.1〜10μgである。膨潤性層状粘度鉱物粒子は、後述もするが、例えば、グリシルグリシンのような緩衝液で調製しておくことも好ましい。 In addition, the blending amount of such swellable layered viscosity mineral particles is preferably 0.01 to 100 μg from the viewpoint that the solubility of the reaction layer is not lowered per sensor and the electron carrier can be held uniformly. Yes, more preferably 0.05 to 50 μg, and particularly preferably 0.1 to 10 μg. Although the swellable lamellar viscosity mineral particles will be described later, it is also preferable to prepare them with a buffer solution such as glycylglycine.
親水性高分子・膨潤性層状粘度鉱物粒子は、本発明の第2のバイオセンサにおいては、第一の反応層8、第二の反応層9のいずれに含有されてもよいが、上記の通り、好ましくは、第一の反応層8に電子伝達体が含まれるため、膨潤性層状粘度鉱物粒子も電子伝達体が含まれる第一の反応層8に含有させることが好ましい。一方で、好ましくは、第二の反応層9に酸化還元酵素が含まれるため、酸化還元酵素が含まれる第二の反応層9に親水性高分子を含有させることが好ましい。なお、第二の反応層9に酸化還元酵素が含まれる場合、固定化の効果を勘案すると、膨潤性層状粘度鉱物粒子よりも親水性高分子が好ましい。そして、この場合、親水性高分子の溶解性を考慮すると、後述する微粒子を含有させることが好ましい。
In the second biosensor of the present invention, the hydrophilic polymer / swellable laminar viscosity mineral particles may be contained in either the first reaction layer 8 or the
上記の通り、本発明の第2のバイオセンサのように2つの反応層を有する形態において、各反応層(第一の反応層8、第二の反応層9)に含有させるそれぞれの成分に応じて固定化剤を使い分けることも大きな特徴と言える。 As described above, in the form having two reaction layers as in the second biosensor of the present invention, depending on the respective components to be contained in each reaction layer (first reaction layer 8 and second reaction layer 9). It can be said that using a different fixing agent is a major feature.
(微粒子)
本発明における反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)は、さらに、微粒子を有していてもよい。微粒子は、ブラウン運動をするため、拡散、攪拌の役割もある。
(Fine particles)
The reaction layer 10 (first reaction layer 8 and second reaction layer 9) in the present invention may further have fine particles. The fine particles have a Brownian motion, and also have a role of diffusion and stirring.
このように、反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)に微粒子を含有させることにより、反応層が多孔質となり、試料溶液の染み込みが速くなる。その結果、電子伝達体や酸化還元酵素を含む層が迅速に溶解し、反応層全体が均一になる。そして、ひいては、短時間で高精度な測定をすることが可能となる。より具体的には、反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)に親水性高分子が含有される場合、親水性高分子は難溶解性であるという性質を有する場合があるが、微粒子を添加することによってその問題を解決できる。 Thus, by making the reaction layer 10 (the first reaction layer 8 and the second reaction layer 9) contain fine particles, the reaction layer becomes porous and the sample solution penetrates faster. As a result, the layer containing the electron carrier and oxidoreductase dissolves rapidly, and the entire reaction layer becomes uniform. As a result, highly accurate measurement can be performed in a short time. More specifically, when a hydrophilic polymer is contained in the reaction layer 10 (the first reaction layer 8 and the second reaction layer 9), the hydrophilic polymer has a property of being hardly soluble. However, the problem can be solved by adding fine particles.
本発明の微粒子としては、特に制限はなく、高分子・低分子を問わず、従来公知のものを使用することができる。ただ、本発明において使用される微粒子は、電解を起こす不純物を含まず、電気化学的に不活性であるものであると好ましい。また、本発明において使用される微粒子は、水に対して不溶もしくは難溶性であることが好ましい。 The fine particles of the present invention are not particularly limited, and conventionally known fine particles can be used regardless of whether they are high polymers or low molecules. However, the fine particles used in the present invention preferably do not contain impurities that cause electrolysis and are electrochemically inactive. In addition, the fine particles used in the present invention are preferably insoluble or hardly soluble in water.
より具体的には、微粒子としては、高分子化合物、無機化合物、金属酸化物、炭酸塩などが挙げられる。これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。 More specifically, examples of the fine particles include polymer compounds, inorganic compounds, metal oxides, carbonates, and the like. These may be used alone or in the form of a mixture.
さらに具体的には、高分子化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、マレイン酸エステルおよびスチレン誘導体モノマーのうち少なくとも一つを含む重合体もしくは共重合体が挙げられる。これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。 More specifically, the polymer compound may be a polymer or copolymer containing at least one of acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, maleic acid ester and styrene derivative monomer. Can be mentioned. These may be used alone or in the form of a mixture.
前記スチレン誘導体を含む重合体としては、例えば、ポリスチレン、スチレン、アルキルスチレンなどが挙げられる。 Examples of the polymer containing the styrene derivative include polystyrene, styrene, and alkylstyrene.
その他、ポリアミドも例示される。また、例えば、ポリウレタン、ポリウレアなどのウレタン化合物、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系化合物などが挙げられる。 In addition, polyamide is also exemplified. Examples thereof include urethane compounds such as polyurethane and polyurea, and polyolefin compounds such as polyethylene and polypropylene.
無機化合物としては、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト、アパタイト、ガラスやエーライトなどに代表されるセラミックスなどが挙げられる。これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。 Examples of the inorganic compound include silica gel, alumina, zeolite, apatite, ceramics typified by glass and alite. These may be used alone or in the form of a mixture.
金属酸化物としては、ラテックス球、ダイヤモンド粉末、酸化チタンなどが挙げられる。これらは、単独で用いても、混合物の形態で用いてもよい。 Examples of the metal oxide include latex spheres, diamond powder, and titanium oxide. These may be used alone or in the form of a mixture.
炭酸塩としては、炭酸カルシウムが挙げられる。 Examples of the carbonate include calcium carbonate.
その他、本発明の微粒子としては、ポリマーでコートした金、微細セルロース粉末、微細結晶セルロース粉体なども使用することができる。 In addition, as the fine particles of the present invention, gold coated with a polymer, fine cellulose powder, fine crystalline cellulose powder and the like can also be used.
なお、本発明の微粒子は、表面の特性を変化させてもよい。具体的には、微粒子表面に、カルボキシル基やアミノ基を導入してもよい。カルボキシル基やアミノ基を導入する方法は、従来公知の知見を適宜参照し、あるいは組み合わせて行うことができ、あるいは、市販品を購入してもよい。このように、カルボキシル基やアミノ基を導入することにより、電荷を有するため、試料中に含まれる不純物(血球など)と吸着し、不純物による感度低下を抑制する効果を有する場合もある。 The fine particles of the present invention may change the surface characteristics. Specifically, a carboxyl group or an amino group may be introduced on the surface of the fine particles. The method for introducing a carboxyl group or an amino group can be carried out by referring to or appropriately combining conventionally known knowledge, or a commercially available product may be purchased. In this way, by introducing a carboxyl group or an amino group, since it has an electric charge, it may be adsorbed with impurities (such as blood cells) contained in the sample, and may have an effect of suppressing a decrease in sensitivity due to the impurities.
微粒子の平均粒径は、特に制限はないが、0.1〜20μmであることが好ましい。0.1μm未満では、微粒子が小さすぎるため、本発明の効果が得られない場合がある。また、20μmより大きいと、微粒子が沈殿し、電極表面に付着する可能性がある。0.1〜15μmであることがより好ましく、0.1〜10μmであることがさらに好ましい。 The average particle size of the fine particles is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20 μm. If it is less than 0.1 μm, the fine particles are too small, and the effects of the present invention may not be obtained. Moreover, when larger than 20 micrometers, microparticles | fine-particles may precipitate and it may adhere to the electrode surface. More preferably, it is 0.1-15 micrometers, and it is further more preferable that it is 0.1-10 micrometers.
なお、平均粒径は、例えば、SEM観察、TEM観察により測定することができる。上記でいう平均粒径は、粒子の形状が一様でない場合もあるため、絶対最大長で表すものとする。ここで、絶対最大長とは、単結合体の輪郭線上の任意の2点間の距離のうち、最大の長さLの平均をとるものとする。なお、値は10個から求めた平均値とする。 In addition, an average particle diameter can be measured by SEM observation and TEM observation, for example. The average particle diameter mentioned above is expressed by an absolute maximum length because the shape of the particles may not be uniform. Here, the absolute maximum length is an average of the maximum length L among the distances between any two points on the outline of the single bond. The value is an average value obtained from 10 pieces.
なお、このような微粒子の配合量は、1センサあたり、反応層の溶解性を向上させるという観点から、好ましくは0.01〜1000μgであり、より好ましくは0.1〜500μgであり、特に好ましくは1〜50μgである。 The amount of such fine particles is preferably 0.01 to 1000 μg, more preferably 0.1 to 500 μg, and particularly preferably from the viewpoint of improving the solubility of the reaction layer per sensor. Is 1-50 μg.
本発明の第2のバイオセンサにおいては、微粒子は、第一の反応層8、第二の反応層9のいずれの反応層に含まれてもよいし、両方の層に含まれてもよい。例えば、第一の反応層8に膨潤性層状粘度鉱物粒子が含まれず、親水性高分子が含まれ、第二の反応層9に親水性高分子が含まれる場合、両方に含まれることが好ましい。このように、両方の反応層(第一の反応層8、第二の反応層9)に微粒子を含有させることにより、反応層が多孔質となり、試料の染み込みが速くなる。その結果、電子伝達体や酸化還元酵素を含む層が迅速に溶解し、反応層全体が均一になる。そして、ひいては、短時間で高精度な測定をすることが可能となる。また、第一の反応層8に電子伝達体と膨潤性層状粘度鉱物粒子が含まれ、親水性高分子が含まれず、第二の反応層9に酸化還元酵素と親水性高分子が含まれる場合、好ましくは第二の反応層9にのみ含まれる。それは、微粒子が存在しなくても、膨潤性層状粘度鉱物粒子は、電子伝達体を均一に固定し、且つ均一に溶解させることができるからである。
In the second biosensor of the present invention, the fine particles may be contained in any one of the first reaction layer 8 and the
<バイオセンサの製造方法>
(本発明の第1のバイオセンサ)
本発明の第1のバイオセンサにおける反応層10を形成する方法にも特に制限はないが、例えば以下の方法が考えられる。
<Manufacturing method of biosensor>
(First biosensor of the present invention)
Although there is no restriction | limiting in particular also in the method of forming the
酸化還元酵素と、電子伝達体と、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方と、を含む反応層10を形成するための原料を、グリシルグリシン緩衝液などで調製し、その調製した原料を、電極(作用部分)に、所定量滴下する。調製した試料を滴下した後、所定の温度に保った恒温槽内やホットプレート上にて乾燥させる。なお、界面活性剤を含有させてもよい。界面活性剤については、単に反応層内に含有されていてもよいし、反応層を覆うように界面活性剤を含む界面活性剤含有層を形成してもよい。また、必要に応じ上記した他の成分(例えば、微粒子など)を添加してもよい。また、必要に応じエタノール等の揮発性有機溶媒を添加しておいてもよい。揮発性有機溶媒を添加しておくことで、早く乾きやすく、結晶化が小さくて済む。最後に、反応層10にカバー7を覆うようにして、接着剤を介して張り合わせることにより、第1のバイオセンサを製造することができる。
A raw material for forming the
(本発明の第2のバイオセンサ)
本発明の第2のバイオセンサにおける第一の反応層8、第二の反応層9を形成する方法にも特に制限はないが、例えば以下の方法が考えられる。
(Second biosensor of the present invention)
Although there is no restriction | limiting in particular also in the method of forming the 1st reaction layer 8 in the 2nd biosensor of this invention, and the
第一の反応層8については、電子伝達体(例えば、フェリシアン化カリウム)と、膨潤性層状粘度鉱物粒子(例えば、スメクタイト)と、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方(例えば、γ−シクロデキストリン)と、を含む第一の反応層8を形成するための原料を、グリシルグリシン緩衝液などで調製し、その調製した原料を、カバー7に、所定量滴下する。なお、界面活性剤を含有させてもよい。この際、界面活性剤については、単に反応層内に含有されていてもよいし、反応層を覆うように界面活性剤を含む界面活性剤含有層を形成してもよい。なお、予めカバー7に接着剤を設置しておくとよい。調製した原料を滴下した後、所定の温度に保った恒温槽内やホットプレート上にて乾燥させる。このようにして、第一の反応層8を作製することができる。
For the first reaction layer 8, an electron carrier (for example, potassium ferricyanide), a swellable layered viscosity mineral particle (for example, smectite), and at least one of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative (for example, γ-cyclodextrin) And a raw material for forming the first reaction layer 8 containing glycylglycine buffer solution and the like, and a predetermined amount of the prepared raw material is dropped on the
一方で、第二の反応層9については、例えば酸化還元酵素(例えば、PQQ依存性グリセロール脱水素酵素)と、リポプロテインリパーゼ(LPL)と、親水性高分子(例えば、カルボキシメチルセルロース)と、微粒子(例えば、ポリスチレンビーズ)と、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方(例えば、γ−シクロデキストリン)と、を含む第二の反応層9を形成するための原料を、グリシルグリシン緩衝液などで調製し、その調製した原料を、電極に、所定量滴下する。なお、界面活性剤が含まれてもよい。この際、界面活性剤については、単に反応層内に含有されていてもよいし、反応層を覆うように界面活性剤を含む界面活性剤含有層を形成してもよい。なお、予め基板1に接着剤を設置しておくとよい。調製した原料を滴下した後、所定の温度に保った恒温槽内やホットプレート上にて乾燥させる。このようにして、第二の反応層9を作製することができる。
On the other hand, for the
最後に、第二の反応層9が形成されている基板1と、第一の反応層8が形成されているカバー7を、接着剤6a、6bを介して張り合わせることにより、第2のバイオセンサを製造することができる。
Finally, the
<バイオセンサの適用>
本発明において使用される試料は、好ましくは、溶液形態である。溶液形態における溶媒としても特に制限されず、従来公知の溶媒を適宜参照し、あるいは組み合わせて適用することができる。
<Application of biosensor>
The sample used in the present invention is preferably in the form of a solution. It does not restrict | limit especially as a solvent in a solution form, A conventionally well-known solvent can be referred suitably or can be applied in combination.
試料としても、特に制限はされないが、例えば、全血、血漿、血清、唾液、尿、骨髄などの生体試料;ジュースなどの飲料水、醤油、ソースなどの食品類;排水、雨水、プール用水などが挙げられる。好ましくは、全血、血漿、血清、唾液、骨髄であり、より好ましくは全血である。 The sample is not particularly limited, but for example, biological samples such as whole blood, plasma, serum, saliva, urine, bone marrow; drinking water such as juice, food such as soy sauce, sauce; drainage, rain water, pool water, etc. Is mentioned. Preferred is whole blood, plasma, serum, saliva, bone marrow, and more preferred is whole blood.
なお、試料は原液がそのまま用いられてもよいし、粘度などを調節する目的で適当な溶媒で希釈された溶液が用いられてもよい。試料に含まれる基質についても特に制限はなく、酸化還元酵素と反応しうる物質であればよい。 As the sample, the stock solution may be used as it is, or a solution diluted with an appropriate solvent may be used for the purpose of adjusting the viscosity. The substrate contained in the sample is not particularly limited as long as it can react with the oxidoreductase.
試料中の所望の成分(基質)としては、例えば、グルコースなどの糖類、グリセロール、ソルビトール、アラビトールなどの多価アルコール、中性脂肪、コレステロールなどの脂質、グルタミン酸や乳酸などの有機酸類、クレアチン、クレアチニンなどが挙げられる。上記と同様の理由から、中性脂肪やコレステロールなどの脂質が基質として選択されることが好ましい。 Examples of desired components (substrates) in the sample include sugars such as glucose, polyhydric alcohols such as glycerol, sorbitol, and arabitol, lipids such as neutral fat and cholesterol, organic acids such as glutamic acid and lactic acid, creatine, and creatinine. Etc. For the same reason as above, it is preferable to select a lipid such as neutral fat or cholesterol as the substrate.
試料を試料供給部へ供給する形態は特に制限されず、例えば、毛細管現象を利用して、反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)に対して水平方向から試料を供給してもよい。 The form in particular of supplying a sample to a sample supply part is not restrict | limited, For example, using a capillary phenomenon, a sample is taken from the horizontal direction with respect to the reaction layer 10 (the 1st reaction layer 8 and the 2nd reaction layer 9). You may supply.
反応層10(第一の反応層8、第二の反応層9)へと試料が供給されると、試料中の所望の成分(基質)は、反応層に含まれる酸化還元酵素の作用によって酸化され、自身の酸化と同時に電子を放出する。基質から放出された電子は、電子伝達体に捕捉され、これに伴って電子伝達体は酸化型から還元型へと変化する。試料の添加後、バイオセンサを所定時間放置することにより、酸化還元酵素によって基質が完全に酸化され、一定量の電子伝達体が酸化型から還元型へと変換される。 When the sample is supplied to the reaction layer 10 (the first reaction layer 8 and the second reaction layer 9), the desired component (substrate) in the sample is oxidized by the action of the oxidoreductase contained in the reaction layer. It emits electrons simultaneously with its own oxidation. The electrons released from the substrate are captured by the electron carrier, and the electron carrier changes from the oxidized form to the reduced form. After the sample is added, the biosensor is allowed to stand for a predetermined time, whereby the substrate is completely oxidized by the oxidoreductase, and a certain amount of electron carrier is converted from the oxidized form to the reduced form.
基質と酵素との反応を完結させるための放置時間については特に制限はないが、試料添加後、通常は1秒〜5分間、好ましくは3秒〜3分間、バイオセンサを放置すればよい。 There is no particular limitation on the standing time for completing the reaction between the substrate and the enzyme, but after adding the sample, the biosensor is usually left for 1 second to 5 minutes, preferably 3 seconds to 3 minutes.
その後、還元型の電子伝達体を酸化する目的で、電極を介して、作用極2と対極4との間に、所定の電位を印加する。これにより、還元型の電子伝達体が電気化学的に酸化され、酸化型へと変換される。この際に測定される電流(以下、「酸化電流」とも称する)の値から、電位印加前の還元型の電子伝達体の量が算出され、さらに、酵素と反応した基質の量が定量されうる。酸化電流を流す際に印加される電位の値は特に制限されず、従来公知の知見を参照して適宜調節されうる。一例を挙げると、−200〜700mV程度、好ましくは0〜500mVの電位を、対極4と作用極2との間に印加すればよい。電位を印加するための電位印加手段についても特に制限はなく、従来公知の電位印加手段が適宜用いられうる。
Thereafter, a predetermined potential is applied between the working
酸化電流値の測定、および当該電流値から基質濃度への換算の手法としては、所定の電位を印加してから一定時間後の電流値を測定するクロノアンペロメトリー法が用いられてもよいし、クロノアンペロメトリー法による電流応答を時間で積分して得られる電荷量を測定するクロノクーロメトリー法が用いられてもよい。簡単な装置系により測定されるという点で、クロノアンペロメトリー法が好ましく用いられうる。 As a method for measuring the oxidation current value and converting the current value to the substrate concentration, a chronoamperometry method for measuring a current value after a predetermined time after applying a predetermined potential may be used. Alternatively, a chronocoulometry method may be used in which a charge amount obtained by integrating the current response by the chronoamperometry method with time is measured. The chronoamperometry method can be preferably used in that it is measured by a simple apparatus system.
以上、還元型の電子伝達体を酸化する際の電流(酸化電流)を測定することにより基質濃度を算出する形態を例に挙げて説明したが、場合によっては、還元されずに残存している酸化型の電子伝達体を還元する際の電流(還元電流)を測定することにより基質濃度を算出する形態が採用されてもよい。 As described above, the mode of calculating the substrate concentration by measuring the current (oxidation current) when oxidizing the reduced electron carrier has been described as an example, but in some cases, it remains without being reduced. A form in which the substrate concentration is calculated by measuring a current (reduction current) when reducing the oxidized electron carrier may be employed.
本発明のバイオセンサは、いずれの形態で使用してもよく特に制限されない。例えば、
使い捨て用途としてのディスポーザブルタイプのバイオセンサ、少なくとも電極部分を人
体に埋め込んで連続的に所定の値を測定するためのバイオセンサなど、様々な用途に使用
できる。
The biosensor of the present invention may be used in any form and is not particularly limited. For example,
It can be used for various applications such as a disposable biosensor as a disposable application, and a biosensor for continuously measuring a predetermined value by embedding at least an electrode part in a human body.
本発明のバイオセンサは、中性脂肪センサ、グルコースセンサ等の従来公知のセンサに適用することが可能である。 The biosensor of the present invention can be applied to conventionally known sensors such as a neutral fat sensor and a glucose sensor.
本発明の効果を以下に纏める。 The effects of the present invention are summarized below.
本発明のバイオセンサにおいては、酸化還元酵素が含まれる反応層に、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方が含有されるため、バックグラウンド電流の発生が有意に抑制・防止され、ひいては、バイオセンサの精度がより向上する。 In the biosensor of the present invention, since at least one of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative is contained in the reaction layer containing the oxidoreductase, generation of background current is significantly suppressed / prevented. The accuracy of is improved.
本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味する。 The effects of the present invention will be described using the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples. Unless otherwise specified, “%” means “mass%”.
<応答電流値の測定1(全血中の中性脂肪濃度の測定)>
応答電流値の測定1は、本発明の第2のバイオセンサ(つまり、反応層が2つの形態)を作製し、シクロデキストリンの添加の有無によって、中性脂肪測定用バイオセンサとしての精度を観察した。
<Measurement of response current value 1 (measurement of neutral fat concentration in whole blood)>
Response
(実施例1)
電極として、DEP Chip ER−N(有限会社バイオデバイステクノロジー製)を使用した。DEP Chip ER−Nは、絶縁性基板1の上に、それぞれカーボンからなる作用極2、参照極3、対極4が形成され、絶縁層5を挟んで、金からなる作用極作用部分2−1、銀塩化銀からなる参照極作用部分3−1、カーボンからなる対極作用部分4−1を形成した。
Example 1
As an electrode, DEP Chip ER-N (manufactured by Biodevice Technology Co., Ltd.) was used. In the DEP Chip ER-N, a working
まず、第二の反応層9(酵素層)は以下の手順で形成した。 First, the second reaction layer 9 (enzyme layer) was formed by the following procedure.
1センサ(供給される試料「全血」の量2μl)あたり、終濃度で、PQQ依存性グリセロール脱水素酵素を2.5U、リポプロテインリパーゼ(天野エンザイム製)を80U、粒径0.5μmのポリスチレンビーズ(Polysciences製)を0.625%(12.5μg)、γ−シクロデキストリン(和光純薬製)を1.5%(30μg)、CHAPS(DOJINDO製)を0.05%(1μg)、カルボキシメチルセルロースを0.1%(2μg)、グリシルグリシン(和光純薬製)を50mM(6.5μg)になるように混合し酵素溶液を得た。得られた酵素溶液を、ER−Nの作用極作用部分2−1、参照極作用部分3−1、および対極作用部分4−1を被覆するように滴下し、40℃で10分間乾燥させ、第一の反応層(酵素層)を得た。 Per sensor (volume of 2 μl of sample “whole blood” supplied), final concentration of 2.5 U of PQQ-dependent glycerol dehydrogenase, 80 U of lipoprotein lipase (manufactured by Amano Enzyme), particle size of 0.5 μm Polystyrene beads (manufactured by Polysciences) 0.625% (12.5 μg), γ-cyclodextrin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 1.5% (30 μg), CHAPS (manufactured by DOJINDO) 0.05% (1 μg), Carboxymethylcellulose was mixed at 0.1% (2 μg) and glycylglycine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) so as to be 50 mM (6.5 μg) to obtain an enzyme solution. The obtained enzyme solution was dropped so as to cover the working electrode working part 2-1, the reference working part 3-1 and the counter working part 4-1 of ER-N, and dried at 40 ° C. for 10 minutes, A first reaction layer (enzyme layer) was obtained.
第一の反応層8(電子伝達体層)は以下の手順で形成した。 The first reaction layer 8 (electron carrier layer) was formed by the following procedure.
1センサ(供給される試料「全血」の量2μl)あたり、終濃度で、フェリシアン化カリウム(和光純薬製)を200mM(132μg)、n−オクチル−β−D−チオグルコシドを0.1%(2μg)、γ−シクロデキストリン(和光純薬製)を0.1%(2μg)、膨潤性層状粘度鉱物粒子ルーセンタイトSWN(コープケミカル製)を0.05%(1μg)、グリシルグリシン(和光純薬製)を50mM(6.5μg)、エタノールを50%(1mg)になるように混合し、電子伝達体溶液を得た。得られた電子伝達体溶液を、PETからなるカバー7に接着剤(両面テープ)6aを貼り合わせた隙間に滴下後、50℃で5分間乾燥させ、第一の反応層8(電子伝達体層)を形成した。
200 mM (132 μg) potassium ferricyanide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.1% n-octyl-β-D-thioglucoside at a final concentration per sensor (
第二の反応層9が形成されている基板と、第一の反応層8が形成されているカバー7に接着した接着剤(両面テープ)6a、6bと、を互いに貼り合わせることにより、中性脂肪センサを作製し、特性評価を行った。なお、この際、第一の反応層8と、第二の反応層9の厚みはそれぞれ5μmであり、離隔距離は0.15mmであった。
By sticking together the substrate on which the
試料液(全血)2μlを吸入させてから55秒後に、参照極3を基準にして作用極2と対極4の間に500mVの電位を印加し、5秒後に作用極2と対極4との間に流れる電流値を測定した。この電流値は、還元した電子伝達体の濃度、すなわち試料液中の中性脂肪濃度に比例し、この電流値から全血中の中性脂肪濃度を求めることができる。
55 seconds after inhaling 2 μl of the sample liquid (whole blood), a potential of 500 mV is applied between the working
中性脂肪濃度が異なる4人の全血(121、131、204、336mg/dl)を試料として、4回測定を行った。結果を表1および図5に示す。 Four measurements were performed using whole blood (121, 131, 204, 336 mg / dl) from four individuals with different triglyceride concentrations. The results are shown in Table 1 and FIG.
(比較例1)
γ−シクロデキストリンを蒸留水に変更した以外は、実施例1と同様の方法で測定を行った。その結果を、表1および図5に示す。
(Comparative Example 1)
Measurement was performed in the same manner as in Example 1 except that γ-cyclodextrin was changed to distilled water. The results are shown in Table 1 and FIG.
表1および図5からわかるように、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方(γ−シクロデキストリン)を含んでいる実施例の方が、全体的な電流値が低く、またどの全血においてもばらつきが少ないことがわかる。これは、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方(γ−シクロデキストリン)を加えることにより、バックグラウンド電流の上昇を抑制するためであると考えられる。 As can be seen from Table 1 and FIG. 5, the example containing at least one of cyclodextrin and cyclodextrin derivative (γ-cyclodextrin) has a lower overall current value and variation in any whole blood. It can be seen that there are few. This is considered to be due to the suppression of an increase in background current by adding at least one of cyclodextrin and a cyclodextrin derivative (γ-cyclodextrin).
<応答電流値の測定2(バックグラウンド電流の測定)>
応答電流値の測定2は、PQQ依存性ポリオール脱水素酵素と界面活性剤と電子伝達体を含む溶液にシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方を添加することにより、評価した。なお、本測定系は、実際の電極系にも適用可能である。
<Measurement of response current value 2 (measurement of background current)>
Response
(実施例2)
PQQ依存性ポリオール脱水素酵素を0.2% CHAPSを含む50mM グリシルグリシン−NaOH緩衝液 (pH 7.5)で溶解し、1.25U/μl濃度となるよう調整した。
(Example 2)
PQQ-dependent polyol dehydrogenase was dissolved in 50 mM glycylglycine-NaOH buffer (pH 7.5) containing 0.2% CHAPS, and adjusted to a concentration of 1.25 U / μl.
1.5mlプラスチックチューブに、1.25U/μl PQQ依存性ポリオール脱水素酵素 10μl(12.5U)と、6%(w/v)α−シクロデキストリン5μlを加えた後、真空ポンプで1時間ひくことにより、乾燥させた。乾燥後、200mM フェリシアン化カリウム(和光純薬製)を10μl(658μg)加え、撹拌した。所定時間経過後2μlサンプリングし、電極の各作用部分を覆うように滴下し、参照極を基準にして作用極と対極の間に+500mVの電位を印加して、5秒後に作用極と対極との間に流れる電流値を測定することにより、基質(ポリオール)がない状態でのPQQ依存性PDHと電子伝達体との反応を評価した。なお、電極は、DEP Chip ER−N(有限会社バイオデバイステクノロジー製)を使用した。結果を表2および図6に示す。なお、実施例2では、反応層10において白濁が見られた。
After adding 1.25 U / μl PQQ-
(実施例3)
α−シクロデキストリン6%を、β−シクロデキストリン1.8%に変更した以外(90μg)は、実施例2と同様に評価を行った。なお、実施例3では、反応層10において白濁が見られた。
Example 3
Evaluation was performed in the same manner as in Example 2 except that 6% of α-cyclodextrin was changed to 1.8% of β-cyclodextrin (90 μg). In Example 3, white turbidity was observed in the
(実施例4)
α−シクロデキストリンを、2−HE−β−シクロデキストリン(2−ヒドロキシエチル−β−シクロデキストリン)に変更した以外(300μg)は、実施例2と同様に評価を行った。なお、実施例4では、反応層10において白濁は見られなかった。
Example 4
Evaluation was carried out in the same manner as in Example 2 except that α-cyclodextrin was changed to 2-HE-β-cyclodextrin (2-hydroxyethyl-β-cyclodextrin) (300 μg). In Example 4, no white turbidity was observed in the
(実施例5)
α−シクロデキストリンを、2−HP−β−シクロデキストリン(2−ヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン)に変更した以外(300μg)は、実施例2と同様に評価を行った。なお、実施例5では、反応層10において白濁は見られなかった。
(Example 5)
Evaluation was carried out in the same manner as in Example 2 except that α-cyclodextrin was changed to 2-HP-β-cyclodextrin (2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin) (300 μg). In Example 5, no white turbidity was observed in the
(実施例6)
α−シクロデキストリンを、γ−シクロデキストリンに変更した以外(300μg)は、実施例2と同様に評価を行った。なお、実施例6では、反応層10において白濁が見られた。
(Example 6)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 2 except that α-cyclodextrin was changed to γ-cyclodextrin (300 μg). In Example 6, white turbidity was observed in the
(実施例7)
α−シクロデキストリンを、2−HP−γ−シクロデキストリン(2−ヒドロキシプロピル−γ−シクロデキストリン)に変更した以外(300μg)は、実施例2と同様に評価を行った。なお、実施例7では、反応層10において白濁は見られなかった。
(Example 7)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 2 except that α-cyclodextrin was changed to 2-HP-γ-cyclodextrin (2-hydroxypropyl-γ-cyclodextrin) (300 μg). In Example 7, no white turbidity was observed in the
(実施例8)
α−シクロデキストリンを、γ−シクロデキストリンリン酸(γ−シクロデキストリンリン酸ナトリウム)に変更した以外(300μg)は、実施例2と同様に評価を行った。なお、実施例8では、反応層10において白濁は見られなかった。
(Example 8)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 2 except that α-cyclodextrin was changed to γ-cyclodextrin phosphate (γ-cyclodextrin sodium phosphate) (300 μg). In Example 8, no white turbidity was observed in the
(実施例9)
α−シクロデキストリンを、アミノ化γ−シクロデキストリン(3A−アミノ−3A−デオキシ−(2AS,3AS)−γ−シクロデキストリン水和物)に変更した以外(300μg)は、実施例2と同様に評価を行った。なお、実施例9では、反応層10において白濁は見られなかった。
Example 9
The same as Example 2 except that α-cyclodextrin was changed to aminated γ-cyclodextrin (3A-amino-3A-deoxy- (2AS, 3AS) -γ-cyclodextrin hydrate) (300 μg). Evaluation was performed. In Example 9, no white turbidity was observed in the
(実施例10)
α−シクロデキストリンを、トシル化γ−シクロデキストリン[モノ2−O−(p−トルエンスルホニル)−γ−シクロデキストリン]]に変更した以外(300μg)は、実施例2と同様に評価を行った。なお、実施例10では、反応層10において白濁は見られなかった。
(Example 10)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 2 except that α-cyclodextrin was changed to tosylated γ-cyclodextrin [mono 2-O- (p-toluenesulfonyl) -γ-cyclodextrin]] (300 μg). . In Example 10, no white turbidity was observed in the
(実施例11)
α−シクロデキストリン6%を、γ−シクロデキストリン3%に変更した以外(150μg)は、実施例2と同様に評価を行った。なお、実施例11では、反応層10において白濁が見られた。
(Example 11)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 2 except that 6% of α-cyclodextrin was changed to 3% of γ-cyclodextrin (150 μg). In Example 11, white turbidity was observed in the
(比較例2)
α−シクロデキストリンを添加しなかった以外は、実施例2と同様に評価を行った。なお、比較例2では、反応層10において白濁は見られなかった。
(Comparative Example 2)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 2 except that α-cyclodextrin was not added. In Comparative Example 2, no white turbidity was observed in the
表2および図6より、β−シクロデキストリン誘導体、γ−シクロデキストリンおよびその誘導体に、基質(ポリオール)がない状態でのPQQ依存性グリセロール脱水素酵素と電子伝達体の反応を抑制する効果があることが認められた。特に、γ−シクロデキストリンおよびその誘導体に抑制効果が高いことが分かる。 From Table 2 and FIG. 6, β-cyclodextrin derivative, γ-cyclodextrin and derivatives thereof have an effect of suppressing the reaction between PQQ-dependent glycerol dehydrogenase and electron transporter in the absence of a substrate (polyol). It was recognized that In particular, it can be seen that γ-cyclodextrin and its derivatives have a high inhibitory effect.
<応答電流値の測定3(バックグラウンド電流の測定)>
応答電流値の測定3は、γ−シクロデキストリンの添加におけるバックグラウンド電流値を測定するため、簡易な測定系(電極反応層内の反応をチューブ内で実施)を用いて評価を行った。なお、本測定系は、実際の電極系にも適用可能である。
<Measurement of response current value 3 (measurement of background current)>
The
(実施例12)
1.5mlのプラスチックチューブに、PBS(リン酸緩衝生理食塩水)を溶媒とした800mM フェリシアン化カリウム(和光純薬製)溶液を2μl(528μg)、2.5U PQQ依存性グリセロール脱水素酵素溶液を2μl、4% γ−シクロデキストリン溶液を2μl(80μg)を添加し混合することによって反応溶液(6μl)を得た。
(Example 12)
In a 1.5 ml plastic tube, 2 μl (528 μg) of an 800 mM potassium ferricyanide (Wako Pure Chemical Industries) solution using PBS (phosphate buffered saline) as a solvent and 2 μl of a 2.5 U PQQ-dependent glycerol dehydrogenase solution A reaction solution (6 μl) was obtained by adding 2 μl (80 μg) of 4% γ-cyclodextrin solution and mixing.
得られた反応溶液に、基質となる12mM グリセロール溶液を2μl滴下し混合させ、所定の時間、反応させた。その後、電極(ER−N、バイオデバイステクノロジー製)を用いて、電極の各作用部分を覆うように反応溶液3μlを滴下・塗布し、参照極3を基準にして作用極2と対極4の間に+500mVの電位を印加して、5秒後に作用極2と対極4との間に流れる電流値を測定した。この電流値は、還元した電子伝達体の濃度、すなわち試料液中のグリセロール濃度に対応している。
To the obtained reaction solution, 2 μl of a 12 mM glycerol solution serving as a substrate was dropped and mixed, and reacted for a predetermined time. Thereafter, using an electrode (ER-N, manufactured by Biodevice Technology), 3 μl of the reaction solution is dropped and applied so as to cover each working part of the electrode, and between the working
グリセロール測定を行った結果を図7に示す。 The result of glycerol measurement is shown in FIG.
(比較例3)
4% γ―シクロデキストリンを、PBS(リン酸緩衝生理食塩水)に変更した以外は、実施例12と同様の方法で測定を行った。その結果を図7に示す。
(Comparative Example 3)
Measurement was performed in the same manner as in Example 12 except that 4% γ-cyclodextrin was changed to PBS (phosphate buffered saline). The result is shown in FIG.
図7からわかるように、γ−シクロデキストリンが添加されていない比較例3では、時間の経過とともに電流値が上昇し続ける。これは、バックグラウンド電流が上昇し続けるからだと考えられる。一方、γ−シクロデキストリンが添加されている実施例12では、45秒後における電流値を最大値として、時間が経過しても一定の電流値を示している。すなわち、45秒でグリセロール分解反応が終了しているといえる。 As can be seen from FIG. 7, in Comparative Example 3 in which γ-cyclodextrin was not added, the current value continued to increase with time. This is thought to be because the background current continues to rise. On the other hand, in Example 12 to which γ-cyclodextrin is added, the current value after 45 seconds is set to the maximum value, and a constant current value is shown over time. That is, it can be said that the glycerol decomposition reaction is completed in 45 seconds.
グリセロール測定を行う際には反応時間の設定が必要であり、通常、反応が平衡に達している時間として設定する。例えば、実施例12では45秒と設定できる。しかし、比較例3では、平衡状態にならないため反応時間の設定が困難である。また、たとえ任意の時間で設定しても、電流値が上がり続けることが、結果、測定においてばらつきを生じる原因となってしまう。これらの結果から、γ−シクロデキストリンは、バックグラウンド電流値を抑制することで、グリセロール測定における精度を向上させることができると考えられる。 When measuring glycerol, it is necessary to set the reaction time, and it is usually set as the time when the reaction reaches equilibrium. For example, in Example 12, it can be set to 45 seconds. However, in Comparative Example 3, it is difficult to set the reaction time because the equilibrium state is not reached. Moreover, even if it is set at an arbitrary time, the current value continues to increase, resulting in variations in measurement. From these results, it is considered that γ-cyclodextrin can improve the accuracy in glycerol measurement by suppressing the background current value.
1 絶縁性基板、
2 作用極、
2−1 作用極作用部分、
3 参照極、
3−1 参照極作用部分、
4 対極、
4−1 対極作用部分、
5 絶縁層、
6(6a、6b) 接着剤、
7 カバー、
8 第一の反応層、
9 第二の反応層、
10 反応層、
S 空間部。
1 Insulating substrate,
2 working electrode,
2-1 Working electrode working part,
3 Reference electrode,
3-1 Reference electrode working part,
4 counter electrode,
4-1 Counter electrode action part,
5 Insulating layer,
6 (6a, 6b) adhesive,
7 Cover,
8 First reaction layer,
9 Second reaction layer,
10 reaction layer,
S space part.
Claims (10)
前記試料供給部が、
酸化還元酵素と、
電子伝達体と、
シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の少なくとも一方と、
を含む反応層を有する、バイオセンサ。 A biosensor having an insulating substrate, an electrode including at least a working electrode and a counter electrode formed on the insulating substrate, and a sample supply unit formed on the electrode,
The sample supply unit is
Oxidoreductase,
An electron carrier;
At least one of cyclodextrin and cyclodextrin derivatives;
A biosensor having a reaction layer comprising:
前記シクロデキストリン誘導体が、β-シクロデキストリン誘導体またはγ-シクロデキストリン誘導体である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のバイオセンサ。 The cyclodextrin is γ-cyclodextrin;
The biosensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the cyclodextrin derivative is a β-cyclodextrin derivative or a γ-cyclodextrin derivative.
前記第一の反応層が、前記酵素および前記電子伝達体の一方を含み、かつ、
前記第二の反応層が、他方を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のバイオセンサ。 The reaction layer has a first reaction layer formed on the electrode and a second reaction layer formed separately from the first reaction layer;
The first reaction layer includes one of the enzyme and the electron carrier; and
The biosensor according to claim 1, wherein the second reaction layer includes the other.
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