JP2959221B2 - グルコースセンサの製造法 - Google Patents
グルコースセンサの製造法Info
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- JP2959221B2 JP2959221B2 JP3209220A JP20922091A JP2959221B2 JP 2959221 B2 JP2959221 B2 JP 2959221B2 JP 3209220 A JP3209220 A JP 3209220A JP 20922091 A JP20922091 A JP 20922091A JP 2959221 B2 JP2959221 B2 JP 2959221B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、血液中のグルコース成
分を、迅速かつ簡易に定量することの出来るグルコース
センサの製造法に関するものである。
分を、迅速かつ簡易に定量することの出来るグルコース
センサの製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、血液中のグルコース成分につい
て、試料液の希釈や撹拌などを行う事なく簡易に定量う
る方式として、図１ないし図３に示すグルコースセンサ
が提案されている。このグルコースセンサは、ポリエチ
レンテレフタレートからなる絶縁性の基板１上にスクリ
ーン印刷により銀ペーストを印刷してリード２、３を形
成する。
て、試料液の希釈や撹拌などを行う事なく簡易に定量う
る方式として、図１ないし図３に示すグルコースセンサ
が提案されている。このグルコースセンサは、ポリエチ
レンテレフタレートからなる絶縁性の基板１上にスクリ
ーン印刷により銀ペーストを印刷してリード２、３を形
成する。
【０００３】次に、樹脂バインダーを含む導電性カーボ
ンペーストを印刷し、加熱乾燥することにより、前記両
リード２、３に電気的に接続され、互いに近接した測定
極４と対極５からなる電極対を形成する。さらに、この
両電極４、５を部分的に覆い、各電極４、５の露出部分
の面積を予め定められたあたいにし、かつリード２、３
の不要部を覆う様に絶縁性ペーストを印刷し、加熱処理
をして絶縁層６を形成する。
ンペーストを印刷し、加熱乾燥することにより、前記両
リード２、３に電気的に接続され、互いに近接した測定
極４と対極５からなる電極対を形成する。さらに、この
両電極４、５を部分的に覆い、各電極４、５の露出部分
の面積を予め定められたあたいにし、かつリード２、３
の不要部を覆う様に絶縁性ペーストを印刷し、加熱処理
をして絶縁層６を形成する。
【０００４】次に電極４、５の露出部分を研磨処理する
場合と、何もしない場合があるが研磨をすればセンサ感
度の向上及び反応試薬との濡れ性向上が計れる。
場合と、何もしない場合があるが研磨をすればセンサ感
度の向上及び反応試薬との濡れ性向上が計れる。
【０００５】この様にして電極部分を構成した後、親水
性高分子成分として、カルボキシメチルセルロース（以
下ＣＭＣと略す）水溶液を電極上へ展開、乾燥しＣＭＣ
層を形成する。次に酵素としてグルコースオキシダーゼ
（以下ＧＯＤと略す）とＣＭＣを純水に溶解したもの
と、電子受容体としてフェリシアン化カリウムを純水に
溶解した２種類の水溶液を昏倒転和等、緩やかな混合方
法で混合し、それを前記ＣＭＣ層を覆う様に展開し、乾
燥させる。さらにそれらを覆う様にしてレシチンのトル
エン溶液を展開し、乾燥させて試薬層１４を形成する。
性高分子成分として、カルボキシメチルセルロース（以
下ＣＭＣと略す）水溶液を電極上へ展開、乾燥しＣＭＣ
層を形成する。次に酵素としてグルコースオキシダーゼ
（以下ＧＯＤと略す）とＣＭＣを純水に溶解したもの
と、電子受容体としてフェリシアン化カリウムを純水に
溶解した２種類の水溶液を昏倒転和等、緩やかな混合方
法で混合し、それを前記ＣＭＣ層を覆う様に展開し、乾
燥させる。さらにそれらを覆う様にしてレシチンのトル
エン溶液を展開し、乾燥させて試薬層１４を形成する。
【０００６】そして切欠部８を有するスペーサ７を介し
てカバー９で前記試薬層１４の部分を覆ったものであ
る。なお、１０は、被測定血液の導入口であり、１１は
排出口である。
てカバー９で前記試薬層１４の部分を覆ったものであ
る。なお、１０は、被測定血液の導入口であり、１１は
排出口である。
【０００７】使用時には、試料液である被測定血液を導
入口１０から反応層領域に注入するとＧＯＤとフェリシ
アン化カリウムが試料液に溶解し、試料液中のグルコー
スとの間で酵素反応が進行しフェリシアン化カリウムが
還元されフェロシアン化カリウムが生成する。反応終了
後フェロシアン化カリウムを測定極で酸化し、このとき
得られる酸化電流値から試料液中のグルコース濃度が求
められる。
入口１０から反応層領域に注入するとＧＯＤとフェリシ
アン化カリウムが試料液に溶解し、試料液中のグルコー
スとの間で酵素反応が進行しフェリシアン化カリウムが
還元されフェロシアン化カリウムが生成する。反応終了
後フェロシアン化カリウムを測定極で酸化し、このとき
得られる酸化電流値から試料液中のグルコース濃度が求
められる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法のうち電極形成後の表面処理をいずれの方法を用
いてもセンサ精度向上にとってそれぞれに問題点を有し
ていた。すなわち電極表面未処理の場合、ＧＯＤ及び特
にＧＯＤに不純物として含有されているタンパク質が電
極表面に多量に吸着し、フェロシアン化カリウムが電極
表面で酸化される反応を妨げる為にセンサ感度の低下を
もたらす。さらにセンサ個々の電極表面状態の差がその
吸着量のばらつきとなってセンサ間の感度差を生じセン
サ精度を悪化させるという問題点を有していた。
の方法のうち電極形成後の表面処理をいずれの方法を用
いてもセンサ精度向上にとってそれぞれに問題点を有し
ていた。すなわち電極表面未処理の場合、ＧＯＤ及び特
にＧＯＤに不純物として含有されているタンパク質が電
極表面に多量に吸着し、フェロシアン化カリウムが電極
表面で酸化される反応を妨げる為にセンサ感度の低下を
もたらす。さらにセンサ個々の電極表面状態の差がその
吸着量のばらつきとなってセンサ間の感度差を生じセン
サ精度を悪化させるという問題点を有していた。
【０００９】又、電極表面を研磨した場合はタンパク質
の吸着量をかなり低減出来、その為感度の低下を防止す
る効果、すなわち相対的に感度を向上させる効果は顕著
であるが、しかしながら研磨状態が均一でなかった時の
感度の変動も大きく、その場合当然の事ながらセンサ精
度を悪化させる。本センサは１回測定のみの使い捨てタ
イプであり、大量生産が出来なくてはならないが、セン
サ個々の研磨状態を均一にする事は技術的に困難である
事から研磨処理は高精度センサの大量生産には不適とい
う問題点を有していた。
の吸着量をかなり低減出来、その為感度の低下を防止す
る効果、すなわち相対的に感度を向上させる効果は顕著
であるが、しかしながら研磨状態が均一でなかった時の
感度の変動も大きく、その場合当然の事ながらセンサ精
度を悪化させる。本センサは１回測定のみの使い捨てタ
イプであり、大量生産が出来なくてはならないが、セン
サ個々の研磨状態を均一にする事は技術的に困難である
事から研磨処理は高精度センサの大量生産には不適とい
う問題点を有していた。
【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、電極に研磨などの表面処理を行うことなく、タンパ
ク質発生源である酵素反応試薬に簡易な処理を加える事
でタンパク質のカーボン電極への吸着量、及びそのばら
つきを低減し、感度・精度の向上を提供することを目的
とする。
で、電極に研磨などの表面処理を行うことなく、タンパ
ク質発生源である酵素反応試薬に簡易な処理を加える事
でタンパク質のカーボン電極への吸着量、及びそのばら
つきを低減し、感度・精度の向上を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決する為、従来はＧＯＤへのダメージの恐れがある為敬
遠されていた高速撹拌処理を酵素反応試薬に加え、ＧＯ
Ｄ活性を落とす事なく、ＧＯＤ試薬中に含有されている
不純物タンパク質（カタラーゼ、マルターゼ、ガラクト
ースオキシダーゼ等）を分解し、ＧＯＤ中の電極吸着性
不純物タンパク質含有率わ低下させたものである。
決する為、従来はＧＯＤへのダメージの恐れがある為敬
遠されていた高速撹拌処理を酵素反応試薬に加え、ＧＯ
Ｄ活性を落とす事なく、ＧＯＤ試薬中に含有されている
不純物タンパク質（カタラーゼ、マルターゼ、ガラクト
ースオキシダーゼ等）を分解し、ＧＯＤ中の電極吸着性
不純物タンパク質含有率わ低下させたものである。
【００１２】
【作用】上述のように本発明は、酵素反応試薬に撹拌処
理を施すことにより、ＧＯＤ試薬中に含有されている不
純物タンパク質を分解、変性し、ＧＯＤ中の電極吸着性
不純物タンパク質含有率を低下させたもので、カーボン
電極を研磨することなく電極への不純物タンパク質吸着
量及び吸着ばらつきを大幅に低減出来、高感度、高精度
でしかもグルコース濃度とセンサ応答の関係において、
より高濃度域まで直線性を有するグルコースセンサを構
成することが出来る。
理を施すことにより、ＧＯＤ試薬中に含有されている不
純物タンパク質を分解、変性し、ＧＯＤ中の電極吸着性
不純物タンパク質含有率を低下させたもので、カーボン
電極を研磨することなく電極への不純物タンパク質吸着
量及び吸着ばらつきを大幅に低減出来、高感度、高精度
でしかもグルコース濃度とセンサ応答の関係において、
より高濃度域まで直線性を有するグルコースセンサを構
成することが出来る。
【００１３】
【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。
【００１４】ＧＯＤ、フェリシアン化カリウムを規定
量、ガラス瓶等の容器に投入し、さらにＣＭＣ水溶液を
規定量加える。この容器をボールミル撹拌機の２本ロー
ラー上に設置し、１７５ｒｐｍで回転を加えると時間の
経過と共に白色の分解タンパク質が生成し析出してくる
場合と、肉眼ではそれらは認められない場合が有るが、
これは容器容量に対する試薬液量の関係によって瓶内の
液の流れが変化する為で、試薬液量／瓶＝１／２以下に
した場合は液の中央ラインに渦が発生し生長しやすいの
に対し、１／２以上の場合は乱流気味になり、その為分
解タンパク質が生長しにくい為と考えられる。いずれの
場合も電極吸着性タンパク質の分解・変性効果は同程度
であった。
量、ガラス瓶等の容器に投入し、さらにＣＭＣ水溶液を
規定量加える。この容器をボールミル撹拌機の２本ロー
ラー上に設置し、１７５ｒｐｍで回転を加えると時間の
経過と共に白色の分解タンパク質が生成し析出してくる
場合と、肉眼ではそれらは認められない場合が有るが、
これは容器容量に対する試薬液量の関係によって瓶内の
液の流れが変化する為で、試薬液量／瓶＝１／２以下に
した場合は液の中央ラインに渦が発生し生長しやすいの
に対し、１／２以上の場合は乱流気味になり、その為分
解タンパク質が生長しにくい為と考えられる。いずれの
場合も電極吸着性タンパク質の分解・変性効果は同程度
であった。
【００１５】回転による撹拌後、析出生成物を０．８μ
ｍのフィルターで除去したものを、電極塗布用試薬液と
した。
ｍのフィルターで除去したものを、電極塗布用試薬液と
した。
【００１６】図４および５は、電極面積測定液（フェリ
シアン化カリウムとフェロシアン化カリウムの等モル水
溶液）と試薬液を１：１で混合した時の電極面積の減少
率からタンパク質吸着量を測定したもので電極数１８個
の吸着量の平均値及び電極の違いによる吸着量の差（Ｍ
ＡＸ−ＭＩＮ）を表している。
シアン化カリウムとフェロシアン化カリウムの等モル水
溶液）と試薬液を１：１で混合した時の電極面積の減少
率からタンパク質吸着量を測定したもので電極数１８個
の吸着量の平均値及び電極の違いによる吸着量の差（Ｍ
ＡＸ−ＭＩＮ）を表している。
【００１７】これらの結果は回転数を固定した場合、撹
拌処理時間を長くする程、不純物タンパク質の分解、変
性が進行し電極へのタンパク質の吸着量、及び電極の違
いによって発生する吸着量のばらつきが減少する事を示
している。
拌処理時間を長くする程、不純物タンパク質の分解、変
性が進行し電極へのタンパク質の吸着量、及び電極の違
いによって発生する吸着量のばらつきが減少する事を示
している。
【００１８】図６は、撹拌時間別試薬液をセンサに組み
込み、グルコース標準液（９０mg/dl）での応答特性を
測定したもので撹拌時間の増加と共にセンサ感度が上昇
し２〜４時間撹拌ではほぼ安定化している。このことと
図４の結果を対比すれば、タンパク質の吸着量がセンサ
感度に及ぼす影響が大きい事、従って撹拌によって吸着
量を低減できれば、感度、精度の向上効果が大きい事を
示している。
込み、グルコース標準液（９０mg/dl）での応答特性を
測定したもので撹拌時間の増加と共にセンサ感度が上昇
し２〜４時間撹拌ではほぼ安定化している。このことと
図４の結果を対比すれば、タンパク質の吸着量がセンサ
感度に及ぼす影響が大きい事、従って撹拌によって吸着
量を低減できれば、感度、精度の向上効果が大きい事を
示している。
【００１９】図７は、撹拌時間を６０分に固定し、回転
数を変化させたときの試薬液を各々センサに組み込み、
グルコース標準液（９０mg/dl）での応答特性を測定し
たもので、回転数の増大と共に感度上昇が認められる
が、１７５ｒｐｍ付近を越える回転数で特に撹拌効果が
高まることを示している。
数を変化させたときの試薬液を各々センサに組み込み、
グルコース標準液（９０mg/dl）での応答特性を測定し
たもので、回転数の増大と共に感度上昇が認められる
が、１７５ｒｐｍ付近を越える回転数で特に撹拌効果が
高まることを示している。
【００２０】図８は撹拌処理の有無及びＧＯＤ量を規定
量の１／２に減少したもののグルコース濃度に対するセ
ンサ感度の直線性を表したものである。グルコースが高
濃度になるほどそれを酸化する為のＧＯＤも多量に必要
であるがＧＯＤ量１／２の場合が不足気味の為、直線性
が悪いのに対し撹拌処理２時間品は未処理品（従来品）
よりさらに直線性が良化している。この事は本センサ構
成上、重要な働きを担うＧＯＤが撹拌によって分解・劣
化していない事を示しており、従って分解はセンサ構成
上不要な不純物タンパクで主に起こっていると考えられ
る。
量の１／２に減少したもののグルコース濃度に対するセ
ンサ感度の直線性を表したものである。グルコースが高
濃度になるほどそれを酸化する為のＧＯＤも多量に必要
であるがＧＯＤ量１／２の場合が不足気味の為、直線性
が悪いのに対し撹拌処理２時間品は未処理品（従来品）
よりさらに直線性が良化している。この事は本センサ構
成上、重要な働きを担うＧＯＤが撹拌によって分解・劣
化していない事を示しており、従って分解はセンサ構成
上不要な不純物タンパクで主に起こっていると考えられ
る。
【００２１】なお、以上の実施例において回転数は高い
程、短時間で分解効果を得られるが、撹拌方法について
は特に規定はなく他のマグネットスタラー等でも同様の
効果が期待できる。
程、短時間で分解効果を得られるが、撹拌方法について
は特に規定はなく他のマグネットスタラー等でも同様の
効果が期待できる。
【００２２】
【発明の効果】以上の様に本発明は、従来、試薬類を純
水に溶解するのみで使用していたものに回転撹拌を必要
量加える工程を設ける事により、電極表面へのタンパク
質の吸着を軽減し感度、精度、及びグルコース高濃度域
までの応答直線性を向上する事が出来る優れたグルコー
スセンサを実現出来るもので有る。
水に溶解するのみで使用していたものに回転撹拌を必要
量加える工程を設ける事により、電極表面へのタンパク
質の吸着を軽減し感度、精度、及びグルコース高濃度域
までの応答直線性を向上する事が出来る優れたグルコー
スセンサを実現出来るもので有る。
【図１】グルコースセンサの一例を示す分解斜視図
【図２】同グルコースセンサの斜視図
【図３】同グルコースセンサの断面図
【図４】本発明における試薬の撹拌時間と吸着率との関
係を示す図
係を示す図
【図５】本発明における試薬の撹拌時間と吸着ばらつき
との関係を示す図
との関係を示す図
【図６】本発明における試薬の撹拌時間と応答特性の関
係を示す図
係を示す図
【図７】本発明における試薬の撹拌回転数と応答特性の
関係を示す図
関係を示す図
【図８】本発明における試薬と従来試薬との応答特性の
関係を示す図
関係を示す図
１ 基板 ２，３ リード ４ 測定極 ５ 対極 ６ 絶縁層 ７ スペーサ ８ 空間部 ９ カバー １４ 試薬層
フロントページの続き (72)発明者 宮崎 正次 香川県高松市寿町２丁目２番10号 松下 寿電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−269690（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−194457（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/327
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁性の基板上に、カーボンペーストの
印刷または塗布により互いに近接した測定極と対極から
なる電極対を設け、その電極対の表面に撹拌処理によっ
て不純物タンパク質を分解・変性せしめた酸化還元酵素
と、電子受容体の混合層を形成することを特徴とするグ
ルコースセンサの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3209220A JP2959221B2 (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | グルコースセンサの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3209220A JP2959221B2 (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | グルコースセンサの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215711A JPH05215711A (ja) | 1993-08-24 |
| JP2959221B2 true JP2959221B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=16569338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3209220A Expired - Lifetime JP2959221B2 (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | グルコースセンサの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2959221B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0592805A3 (en) * | 1992-09-09 | 1996-07-24 | Agency Ind Science Techn | Carbon sensor electrode and process for producing the same |
| JP4494978B2 (ja) | 2002-12-24 | 2010-06-30 | 池田食研株式会社 | 補酵素結合型グルコース脱水素酵素 |
| US8691547B2 (en) | 2005-03-25 | 2014-04-08 | Ikeda Food Research Co., Ltd. | Coenzyme-linked glucose dehydrogenase and polynucleotide encoding the same |
| US8492130B2 (en) * | 2006-06-29 | 2013-07-23 | Ikeda Food Research Co., Ltd. | FAD-conjugated glucose dehydrogenase gene |
| JP4674283B2 (ja) * | 2009-06-01 | 2011-04-20 | アークレイ株式会社 | 分析用具およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-08-21 JP JP3209220A patent/JP2959221B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05215711A (ja) | 1993-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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