JP2993244B2 - 生体物質固定膜における生体物質の失活方法 - Google Patents
生体物質固定膜における生体物質の失活方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体物質を担持して形
成された生体物質固定膜の失活対象領域の生体物質を失
活させる方法に関する。
成された生体物質固定膜の失活対象領域の生体物質を失
活させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】酵素や微生物といった生体物質と被測定
物質とで進行する生物化学反応を利用して被測定物質を
測定するバイオセンサは、一般に、生体物質固定膜で被
覆した電極（作用極）と当該固定膜を有しない電極（参
照極）とでなる電極対を備える。そして、この作用極側
で起きる生物化学反応を電気量変化に変換して被測定物
質を測定する。或いは、生体物質を担持しない膜で被覆
された対極をこれら作用極，参照極に加えて備え、作用
極・参照極間の電気変化量と対極・参照極間の電気変化
量との電気変化量の差をもって被測定物質以外の要因を
排除し、より正確に被測定物質を測定する。
物質とで進行する生物化学反応を利用して被測定物質を
測定するバイオセンサは、一般に、生体物質固定膜で被
覆した電極（作用極）と当該固定膜を有しない電極（参
照極）とでなる電極対を備える。そして、この作用極側
で起きる生物化学反応を電気量変化に変換して被測定物
質を測定する。或いは、生体物質を担持しない膜で被覆
された対極をこれら作用極，参照極に加えて備え、作用
極・参照極間の電気変化量と対極・参照極間の電気変化
量との電気変化量の差をもって被測定物質以外の要因を
排除し、より正確に被測定物質を測定する。
【０００３】このようなバイオセンサにあっては、作用
極のみを生体物質固定膜で被覆すれば足りるが、作用極
と他の電極の上面に同一の工程で生体物質固定膜を形成
し、その後、他の電極上の生体物質固定膜中の生体物質
を失活することが行なわれている。特に、作用極と対極
とでは、電極を被覆するよう形成された固定膜において
生体物質の有る無しが異なるに過ぎないため、上記のよ
うに生体物質を失活させることが有効であり、種々の技
術が提案されている。
極のみを生体物質固定膜で被覆すれば足りるが、作用極
と他の電極の上面に同一の工程で生体物質固定膜を形成
し、その後、他の電極上の生体物質固定膜中の生体物質
を失活することが行なわれている。特に、作用極と対極
とでは、電極を被覆するよう形成された固定膜において
生体物質の有る無しが異なるに過ぎないため、上記のよ
うに生体物質を失活させることが有効であり、種々の技
術が提案されている。
【０００４】例えば、特公昭６２−１４２７６号には、
電磁波を照射して生体物質を失活させる方法が、特開昭
６３−２４７６５０号には、酸性溶液にセンサを浸漬さ
せて生体物質を失活させる方法が提案されている。
電磁波を照射して生体物質を失活させる方法が、特開昭
６３−２４７６５０号には、酸性溶液にセンサを浸漬さ
せて生体物質を失活させる方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
技術にあっては、電磁波照射装置をセンサ製造ラインに
設置する必要があるため、設置スペース上の制約を受け
たり、照射する電磁波の波長制御等が煩雑であるといっ
た欠点がある。一方、後者の技術では、酸性溶液にセン
サを浸漬する簡単な酸処理を行なえばよいので、このよ
うな欠点はないものの、次のような不具合がある。
技術にあっては、電磁波照射装置をセンサ製造ラインに
設置する必要があるため、設置スペース上の制約を受け
たり、照射する電磁波の波長制御等が煩雑であるといっ
た欠点がある。一方、後者の技術では、酸性溶液にセン
サを浸漬する簡単な酸処理を行なえばよいので、このよ
うな欠点はないものの、次のような不具合がある。
【０００６】人体から排出された正常な尿は、そのｐＨ
値が５ないし６前後の範囲の酸性溶液であることがよく
知られている。一方で、グルコースオキシダーゼ（ＧＯ
Ｄ）は、弱酸性の環境下にあってもグルコースと生物化
学反応を起こすことが実験等により確認されている。従
って、参照極や対極上の固定膜におけるＧＯＤの失活
は、弱酸性の溶液では必ずしも十分とはいえない。この
ため、強酸性の溶液で失活させざるを得ないが、このよ
うな強酸性の溶液で酸処理すると、基板上に形成された
電極や、電極形成基板が合成樹脂である場合にはこの基
板を腐食させる虞がある。
値が５ないし６前後の範囲の酸性溶液であることがよく
知られている。一方で、グルコースオキシダーゼ（ＧＯ
Ｄ）は、弱酸性の環境下にあってもグルコースと生物化
学反応を起こすことが実験等により確認されている。従
って、参照極や対極上の固定膜におけるＧＯＤの失活
は、弱酸性の溶液では必ずしも十分とはいえない。この
ため、強酸性の溶液で失活させざるを得ないが、このよ
うな強酸性の溶液で酸処理すると、基板上に形成された
電極や、電極形成基板が合成樹脂である場合にはこの基
板を腐食させる虞がある。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
され、生体物質を担持した固定膜における生体物質を確
実に失活させることができる生体物質の失活方法を提供
することを目的とする。
され、生体物質を担持した固定膜における生体物質を確
実に失活させることができる生体物質の失活方法を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の採用した手順は、生体物質を担持して形成
された生体物質固定膜の失活対象領域表面に、アルカリ
性溶液を接触させることをその要旨とする。
めに本発明の採用した手順は、生体物質を担持して形成
された生体物質固定膜の失活対象領域表面に、アルカリ
性溶液を接触させることをその要旨とする。
【０００９】この場合、アルカリ性溶液を生体物質固定
膜の失活対象領域表面に接触させるに当たって、まず、
失活対象領域表面に多孔質体を配置し、その後、多孔質
体にアルカリ性溶液を滴下することとした。
膜の失活対象領域表面に接触させるに当たって、まず、
失活対象領域表面に多孔質体を配置し、その後、多孔質
体にアルカリ性溶液を滴下することとした。
【００１０】
【作用】上記構成の生体物質の失活方法によれば、生体
物質を担持して形成された生体物質固定膜の失活対象領
域表面にアルカリ性溶液を接触させることにより、アル
カリ性溶液を固定膜中に浸透させ、失活対象領域におけ
る生体物質固定膜の生体物質を失活させる。このように
アルカリ側で失活させるので、弱酸性の環境下にあって
も被測定物質と生物化学反応を起こす生体物質、例えば
グルコースと生物化学反応を起こすＧＯＤを確実に失活
させる。
物質を担持して形成された生体物質固定膜の失活対象領
域表面にアルカリ性溶液を接触させることにより、アル
カリ性溶液を固定膜中に浸透させ、失活対象領域におけ
る生体物質固定膜の生体物質を失活させる。このように
アルカリ側で失活させるので、弱酸性の環境下にあって
も被測定物質と生物化学反応を起こす生体物質、例えば
グルコースと生物化学反応を起こすＧＯＤを確実に失活
させる。
【００１１】
【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明をグルコース測定用のバイ
オセンサの固定膜におけるグルコースオキシダーゼの失
活に適用した実施例について説明する。
かにするために、以下本発明をグルコース測定用のバイ
オセンサの固定膜におけるグルコースオキシダーゼの失
活に適用した実施例について説明する。
【００１２】実施例のバイオセンサ１は、平板型の電極
型バイオセンサであり、次のような構成を備える。即
ち、図１に示すように、バイオセンサ１は、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）から作成した板厚１．５ｍ
ｍの絶縁基板３と、この絶縁基板３上に形成された作用
極５，参照極６及び対極７と、作用極５から参照極６に
渡ってその上面に積層して形成された固定膜８と、作用
極５及び参照極６，対極７の間を絶縁する絶縁層１１
と、作用極５及び参照極６，対極７の端子部１３，１
４，１５とを備える。そして、固定膜８側を感応部１７
とするとともに、作用極５の上面に当たる固定膜８の範
囲を、グルコースオキシダーゼを担持した識別層９とす
る。また、バイオセンサ１は、この他に、図示しない電
気測定部を備え、この電気測定部により作用極５と参照
極６間の電気変化量（電流値）と、対極７と参照極６間
の電気変化量との差をもって、被測定溶液、例えば尿中
のグルコース濃度を測定する。
型バイオセンサであり、次のような構成を備える。即
ち、図１に示すように、バイオセンサ１は、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）から作成した板厚１．５ｍ
ｍの絶縁基板３と、この絶縁基板３上に形成された作用
極５，参照極６及び対極７と、作用極５から参照極６に
渡ってその上面に積層して形成された固定膜８と、作用
極５及び参照極６，対極７の間を絶縁する絶縁層１１
と、作用極５及び参照極６，対極７の端子部１３，１
４，１５とを備える。そして、固定膜８側を感応部１７
とするとともに、作用極５の上面に当たる固定膜８の範
囲を、グルコースオキシダーゼを担持した識別層９とす
る。また、バイオセンサ１は、この他に、図示しない電
気測定部を備え、この電気測定部により作用極５と参照
極６間の電気変化量（電流値）と、対極７と参照極６間
の電気変化量との差をもって、被測定溶液、例えば尿中
のグルコース濃度を測定する。
【００１３】次に、上記バイオセンサ１の製造工程につ
いて説明する。バイオセンサ１における作用極５及び参
照極６，対極７並びに端子部１３，１４，１５は、絶縁
基板３上面への黒鉛ペーストのスクリーン印刷と、５０
℃×１時間の乾燥処理を経て形成した。この際、黒鉛ペ
ーストとしては、粒径が０．５μｍの黒鉛微粉末６０ｗ
ｔ％と流動パラフィン４０ｗｔ％とをロールミルにて混
練して得られたものを使用した。
いて説明する。バイオセンサ１における作用極５及び参
照極６，対極７並びに端子部１３，１４，１５は、絶縁
基板３上面への黒鉛ペーストのスクリーン印刷と、５０
℃×１時間の乾燥処理を経て形成した。この際、黒鉛ペ
ーストとしては、粒径が０．５μｍの黒鉛微粉末６０ｗ
ｔ％と流動パラフィン４０ｗｔ％とをロールミルにて混
練して得られたものを使用した。
【００１４】その後、絶縁層１１の形成と固定膜８の形
成とを順次行なった。絶縁層１１の形成は、適宜な絶縁
剤、例えばエポキシ樹脂を印刷・乾燥させる周知な工程
で完了する。固定膜８は、グルコースに対する識別機能
を有するグルコースオキシターゼを担持して固定化させ
たものであり、次のようにして形成した。まず、７５ｗ
ｔ％のアルブミンと２５ｗｔ％のグルコースオキシター
ゼ（ＧＯＤ）とを混合してＧＯＤ水溶液を調製する。そ
して、マイクロシリンジにて、感応部１７側の作用極５
及び参照極６，対極７上面へこのＧＯＤ水溶液を約２０
μｍの厚さで塗布し、その後室温で２時間自然乾燥させ
て固化させ、固定膜８を形成した。
成とを順次行なった。絶縁層１１の形成は、適宜な絶縁
剤、例えばエポキシ樹脂を印刷・乾燥させる周知な工程
で完了する。固定膜８は、グルコースに対する識別機能
を有するグルコースオキシターゼを担持して固定化させ
たものであり、次のようにして形成した。まず、７５ｗ
ｔ％のアルブミンと２５ｗｔ％のグルコースオキシター
ゼ（ＧＯＤ）とを混合してＧＯＤ水溶液を調製する。そ
して、マイクロシリンジにて、感応部１７側の作用極５
及び参照極６，対極７上面へこのＧＯＤ水溶液を約２０
μｍの厚さで塗布し、その後室温で２時間自然乾燥させ
て固化させ、固定膜８を形成した。
【００１５】次いで、固定膜８における識別層９以外の
領域、即ち図１に示す失活対象領域１０に担持されてい
るＧＯＤを、次のようにして失活させる。バイオセンサ
１の感応部１７をＡ−Ａ平面で断面視した図２に示すよ
うに、感応部１７における固定膜８に密着してこれを覆
う被覆体２０を固定膜８に被せて（図２（ａ））、感応
部１７に被覆体２０を重ねる。この被覆体２０は、固定
膜８の盛り上がりに倣った凹部２１を備え、失活対象領
域１０に対向する位置に設けた窓２２には、軟質ウレタ
ンを発泡させて連続気泡を有する多孔質発泡体２３を充
填して備える。こうして感応部１７に被覆体２０が重な
った後には、失活対象領域１０の表面には多孔質発泡体
２３の下面が接触することになる。
領域、即ち図１に示す失活対象領域１０に担持されてい
るＧＯＤを、次のようにして失活させる。バイオセンサ
１の感応部１７をＡ−Ａ平面で断面視した図２に示すよ
うに、感応部１７における固定膜８に密着してこれを覆
う被覆体２０を固定膜８に被せて（図２（ａ））、感応
部１７に被覆体２０を重ねる。この被覆体２０は、固定
膜８の盛り上がりに倣った凹部２１を備え、失活対象領
域１０に対向する位置に設けた窓２２には、軟質ウレタ
ンを発泡させて連続気泡を有する多孔質発泡体２３を充
填して備える。こうして感応部１７に被覆体２０が重な
った後には、失活対象領域１０の表面には多孔質発泡体
２３の下面が接触することになる。
【００１６】その後、図２（ｂ）に示すように、ノズル
３０から多孔質発泡体２３にアルカリ性溶液を滴下す
る。このアルカリ性溶液は、ｐＨ８．０に調製されたＮ
ａＯＨ水溶液或いはＫＯＨ水溶液である。アルカリ性溶
液の滴下は、図示するようにノズル３０を図に向かって
左右方向及び前後方向に移動させつつ行なう。そして、
多孔質発泡体２３に十分な量のアルカリ性溶液が保水さ
れた時点で滴下を停止して、室温で３０分間そのまま放
置する。この場合、多孔質発泡体２３における保水量を
決定する溶液滴下時間は、ノズル３０からの時間当たり
の滴下量と多孔質発泡体２３における保水可能量とに基
づいて予め定められている。上記所定時間の放置後に
は、被覆体２０を感応部１７から取り外し蒸留水にて水
洗し、自然乾燥させる。こうして本実施例のバイオセン
サ１が完成する。
３０から多孔質発泡体２３にアルカリ性溶液を滴下す
る。このアルカリ性溶液は、ｐＨ８．０に調製されたＮ
ａＯＨ水溶液或いはＫＯＨ水溶液である。アルカリ性溶
液の滴下は、図示するようにノズル３０を図に向かって
左右方向及び前後方向に移動させつつ行なう。そして、
多孔質発泡体２３に十分な量のアルカリ性溶液が保水さ
れた時点で滴下を停止して、室温で３０分間そのまま放
置する。この場合、多孔質発泡体２３における保水量を
決定する溶液滴下時間は、ノズル３０からの時間当たり
の滴下量と多孔質発泡体２３における保水可能量とに基
づいて予め定められている。上記所定時間の放置後に
は、被覆体２０を感応部１７から取り外し蒸留水にて水
洗し、自然乾燥させる。こうして本実施例のバイオセン
サ１が完成する。
【００１７】次に、完成したバイオセンサ１におけるＧ
ＯＤの失活程度の評価試験について説明する。下記の各
濃度に調製されたグルコース試薬中に上記実施例のバイ
オセンサ１を浸漬し、得られたセンサ出力（電流値）と
検量線とからグルコース濃度を求めた。センサ出力は１
０-8Ａのオーダーの電流値として観測され、各センサ出
力に対応する測定グルコース濃度は、それぞれ、以下の
通りであった。なお、グルコース試薬を尿に近似した組
成とするために、このグルコース試薬にはアスコルビン
酸，尿酸等が尿と近似した成分比で含有されている。バ
イオセンサ１からセンサ出力を得るに当たっては、作用
極５と参照極６との間及び対極７と参照極６との間に測
定用の微弱電圧をそれぞれ印加し、作用極５と参照極６
との間における測定電流値から対極７と参照極６との間
における測定電流値を差し引いた電流値をセンサ出力と
した。 調整グルコース濃度 → 測定グルコース濃度 １０ｍｇ／ｄｌ → ９．５ｍｇ／ｄｌ ５０ｍｇ／ｄｌ → ４９．２ｍｇ／ｄｌ ８０ｍｇ／ｄｌ → ７８ｍｇ／ｄｌ １５０ｍｇ／ｄｌ → １４６ｍｇ／ｄｌ ２５０ｍｇ／ｄｌ → ２４４ｍｇ／ｄｌ ４００ｍｇ／ｄｌ → ３９０ｍｇ／ｄｌ
ＯＤの失活程度の評価試験について説明する。下記の各
濃度に調製されたグルコース試薬中に上記実施例のバイ
オセンサ１を浸漬し、得られたセンサ出力（電流値）と
検量線とからグルコース濃度を求めた。センサ出力は１
０-8Ａのオーダーの電流値として観測され、各センサ出
力に対応する測定グルコース濃度は、それぞれ、以下の
通りであった。なお、グルコース試薬を尿に近似した組
成とするために、このグルコース試薬にはアスコルビン
酸，尿酸等が尿と近似した成分比で含有されている。バ
イオセンサ１からセンサ出力を得るに当たっては、作用
極５と参照極６との間及び対極７と参照極６との間に測
定用の微弱電圧をそれぞれ印加し、作用極５と参照極６
との間における測定電流値から対極７と参照極６との間
における測定電流値を差し引いた電流値をセンサ出力と
した。 調整グルコース濃度 → 測定グルコース濃度 １０ｍｇ／ｄｌ → ９．５ｍｇ／ｄｌ ５０ｍｇ／ｄｌ → ４９．２ｍｇ／ｄｌ ８０ｍｇ／ｄｌ → ７８ｍｇ／ｄｌ １５０ｍｇ／ｄｌ → １４６ｍｇ／ｄｌ ２５０ｍｇ／ｄｌ → ２４４ｍｇ／ｄｌ ４００ｍｇ／ｄｌ → ３９０ｍｇ／ｄｌ
【００１８】実施例のバイオセンサ１における失活失活
対象領域１０の固定膜８中のＧＯＤをｐＨ６．０に調製
されたＨＣｌ水溶液で失活させた比較例バイオセンサに
て、上記の各濃度に調製されたグルコース試薬のグルコ
ース濃度を測定した。その結果は、次の通りである。 調整グルコース濃度 → 測定グルコース濃度 １０ｍｇ／ｄｌ → ８．９ｍｇ／ｄｌ ５０ｍｇ／ｄｌ → ４８．１ｍｇ／ｄｌ ８０ｍｇ／ｄｌ → ７３ｍｇ／ｄｌ １５０ｍｇ／ｄｌ → １４０ｍｇ／ｄｌ ２５０ｍｇ／ｄｌ → ２３３ｍｇ／ｄｌ ４００ｍｇ／ｄｌ → ３４２ｍｇ／ｄｌ
対象領域１０の固定膜８中のＧＯＤをｐＨ６．０に調製
されたＨＣｌ水溶液で失活させた比較例バイオセンサに
て、上記の各濃度に調製されたグルコース試薬のグルコ
ース濃度を測定した。その結果は、次の通りである。 調整グルコース濃度 → 測定グルコース濃度 １０ｍｇ／ｄｌ → ８．９ｍｇ／ｄｌ ５０ｍｇ／ｄｌ → ４８．１ｍｇ／ｄｌ ８０ｍｇ／ｄｌ → ７３ｍｇ／ｄｌ １５０ｍｇ／ｄｌ → １４０ｍｇ／ｄｌ ２５０ｍｇ／ｄｌ → ２３３ｍｇ／ｄｌ ４００ｍｇ／ｄｌ → ３４２ｍｇ／ｄｌ
【００１９】実施例のバイオセンサ１の測定グルコース
濃度と比較例バイオセンサの測定グルコース濃度との比
較から明かなように、実施例のバイオセンサ１によれ
ば、正確にグルコース濃度を測定することができる。こ
のように、正確なグルコース濃度を測定できたことは、
次のような理由による。
濃度と比較例バイオセンサの測定グルコース濃度との比
較から明かなように、実施例のバイオセンサ１によれ
ば、正確にグルコース濃度を測定することができる。こ
のように、正確なグルコース濃度を測定できたことは、
次のような理由による。
【００２０】作用極５側では、作用極上面の識別層９に
おけるＧＯＤが溶液中のグルコースと生物化学反応し、
電極活性物質として酸素が消費されて過酸化水素が生成
される。この酸素の消費・過酸化水素の生成により作用
極５と参照極６の両電極間に電流が流れる。実施例のバ
イオセンサ１における作用極５と参照極６の両電極間の
電流を単独に測定したところ、１０-8Ａのオーダーの電
流値として観測され、その値は、バイオセンサ１として
の上記センサ出力（電流値）とほぼ同一のオーダーの電
流値であった。対極７と参照極６の両電極はＧＯＤが失
活された固定膜に接触しているため、両電極表面では生
物化学反応は進行せず、理論的には両電極間に流れる電
流はゼロである。ところが、未失活のＧＯＤが固定膜中
に存在すれば、被測定溶液中のアルコルビン酸，尿酸等
の妨害物質と僅かではあるが生物化学反応を起こすの
で、この反応に起因する電流が対極７と参照極６との間
に若干流れる。また、これらの妨害物質が膜中に拡散し
て電極表面に到達し、妨害物質が媒体となって対極７と
参照極６との間における電子の移動を引き起こす。この
ため、対極と参照極との間に若干の電流が流れる。な
お、妨害物質が媒体となったことに起因する電流値は、
ＧＯＤの失活・未失活とは無関係であり妨害物質の存在
に依存し、その値は一定であると考えられる。
おけるＧＯＤが溶液中のグルコースと生物化学反応し、
電極活性物質として酸素が消費されて過酸化水素が生成
される。この酸素の消費・過酸化水素の生成により作用
極５と参照極６の両電極間に電流が流れる。実施例のバ
イオセンサ１における作用極５と参照極６の両電極間の
電流を単独に測定したところ、１０-8Ａのオーダーの電
流値として観測され、その値は、バイオセンサ１として
の上記センサ出力（電流値）とほぼ同一のオーダーの電
流値であった。対極７と参照極６の両電極はＧＯＤが失
活された固定膜に接触しているため、両電極表面では生
物化学反応は進行せず、理論的には両電極間に流れる電
流はゼロである。ところが、未失活のＧＯＤが固定膜中
に存在すれば、被測定溶液中のアルコルビン酸，尿酸等
の妨害物質と僅かではあるが生物化学反応を起こすの
で、この反応に起因する電流が対極７と参照極６との間
に若干流れる。また、これらの妨害物質が膜中に拡散し
て電極表面に到達し、妨害物質が媒体となって対極７と
参照極６との間における電子の移動を引き起こす。この
ため、対極と参照極との間に若干の電流が流れる。な
お、妨害物質が媒体となったことに起因する電流値は、
ＧＯＤの失活・未失活とは無関係であり妨害物質の存在
に依存し、その値は一定であると考えられる。
【００２１】よって、失活対象領域におけるＧＯＤの失
活が不十分な場合には、妨害物質とＧＯＤとの生物化学
的反応に起因する対極７と参照極６との間の電流値が未
失活のＧＯＤ量に応じて増大する。
活が不十分な場合には、妨害物質とＧＯＤとの生物化学
的反応に起因する対極７と参照極６との間の電流値が未
失活のＧＯＤ量に応じて増大する。
【００２２】実施例のバイオセンサ１における対極７と
参照極６の両電極間の電流を単独に測定したところ、１
０-9Ａのオーダーの微少な電流値が観測されたに過ぎ
ず、バイオセンサ１における作用極５と参照極６の両電
極間の電流を単独に測定した場合の１０-8Ａのオーダー
の電流値より１桁低いオーダーの電流値であった。とこ
ろが、比較例バイオセンサにおける対極と参照極の両電
極間の電流を単独に測定した場合には、値そのものは小
さいものの１０-8Ａのオーダーの電流値が観測された。
参照極６の両電極間の電流を単独に測定したところ、１
０-9Ａのオーダーの微少な電流値が観測されたに過ぎ
ず、バイオセンサ１における作用極５と参照極６の両電
極間の電流を単独に測定した場合の１０-8Ａのオーダー
の電流値より１桁低いオーダーの電流値であった。とこ
ろが、比較例バイオセンサにおける対極と参照極の両電
極間の電流を単独に測定した場合には、値そのものは小
さいものの１０-8Ａのオーダーの電流値が観測された。
【００２３】つまり、実施例のバイオセンサ１にあって
は、次のように考察することができる。多孔質発泡体２
３に保水されたアルカリ性溶液（ｐＨ８．０）は、失活
対象領域１０の表面と多孔質発泡体２３の下面とが接触
しているので、滴下が開始されてから放置時間の間に亘
って、失活対象領域１０の表面に接触して当該表面を通
過し、失活対象領域１０範囲の固定膜８内に浸透する。
失活対象領域１０範囲の固定膜８内では、当初担持され
ていたＧＯＤが膜中に浸透したアルカリ性溶液により確
実に失活したために妨害物質との間の生物化学反応が起
こらず、この生物化学的反応に起因する電流値が得られ
ない。この結果、対極７と参照極６の両電極間では、妨
害物質が媒体となった場合における電流しか観測され
ず、既述したような微少な電流値（１０-9Ａのオーダ
ー）しか得られない。これに対して、酸性溶液で失活さ
せる比較例バイオセンサでは、ＧＯＤの失活が不十分な
ために、未失活のＧＯＤと妨害物質との生物化学反応が
起きて、１０-8Ａのオーダーの電流値が観測されたと考
えられる。
は、次のように考察することができる。多孔質発泡体２
３に保水されたアルカリ性溶液（ｐＨ８．０）は、失活
対象領域１０の表面と多孔質発泡体２３の下面とが接触
しているので、滴下が開始されてから放置時間の間に亘
って、失活対象領域１０の表面に接触して当該表面を通
過し、失活対象領域１０範囲の固定膜８内に浸透する。
失活対象領域１０範囲の固定膜８内では、当初担持され
ていたＧＯＤが膜中に浸透したアルカリ性溶液により確
実に失活したために妨害物質との間の生物化学反応が起
こらず、この生物化学的反応に起因する電流値が得られ
ない。この結果、対極７と参照極６の両電極間では、妨
害物質が媒体となった場合における電流しか観測され
ず、既述したような微少な電流値（１０-9Ａのオーダ
ー）しか得られない。これに対して、酸性溶液で失活さ
せる比較例バイオセンサでは、ＧＯＤの失活が不十分な
ために、未失活のＧＯＤと妨害物質との生物化学反応が
起きて、１０-8Ａのオーダーの電流値が観測されたと考
えられる。
【００２４】次に、本発明固有の技術であるアルカリ性
溶液による生体物質の失活の有効性をより明確にするた
めに、酸処理による生体物質の失活技術と次のようにし
て比較した。比較に供するバイオセンサとしてアルカリ
性溶液（ｐＨ８．０，１０．８，１４．０）を用いて上
記工程にてグルコース測定用の実施例バイオセンサを作
成し、塩酸（ｐＨ５．２，６．０，６．５）を用いて上
記工程にてグルコース測定用の比較例バイオセンサ（従
来品）を作成した。なお、固定膜の膜厚等は上記したバ
イオセンサと同一である。そして、種々の濃度に調製し
たグルコース試薬に各センサを浸漬し、対極７と参照極
６の両電極間を単独で測定して得られた電流値と、グル
コース濃度との関係を調べた。その結果を図３に示す。
溶液による生体物質の失活の有効性をより明確にするた
めに、酸処理による生体物質の失活技術と次のようにし
て比較した。比較に供するバイオセンサとしてアルカリ
性溶液（ｐＨ８．０，１０．８，１４．０）を用いて上
記工程にてグルコース測定用の実施例バイオセンサを作
成し、塩酸（ｐＨ５．２，６．０，６．５）を用いて上
記工程にてグルコース測定用の比較例バイオセンサ（従
来品）を作成した。なお、固定膜の膜厚等は上記したバ
イオセンサと同一である。そして、種々の濃度に調製し
たグルコース試薬に各センサを浸漬し、対極７と参照極
６の両電極間を単独で測定して得られた電流値と、グル
コース濃度との関係を調べた。その結果を図３に示す。
【００２５】図３から明らかなように、記号ａ，ｂ，ｃ
で示される比較バイオセンサでは、グルコース濃度に応
じた電流値の大きな変化が見られることから妨害物質と
ＧＯＤとの生物化学反応が起きていると判断できる。こ
のため、対極と参照極の電極間からは、失活していない
ＧＯＤによる妨害物質との生物化学反応を反映した電流
と妨害物質が媒体となったことに起因する電流とが合わ
せて測定される。よって、上記したｐＨ値の酸性溶液に
よる酸処理を経てもＧＯＤの失活は不十分であり、比較
例バイオセンサでは、測定グルコース濃度の信頼性が低
くなる。特に、糖尿病により尿中のグルコース濃度が高
い場合には、尿中の高いグルコース濃度に起因して信頼
性の低下は顕著となる。
で示される比較バイオセンサでは、グルコース濃度に応
じた電流値の大きな変化が見られることから妨害物質と
ＧＯＤとの生物化学反応が起きていると判断できる。こ
のため、対極と参照極の電極間からは、失活していない
ＧＯＤによる妨害物質との生物化学反応を反映した電流
と妨害物質が媒体となったことに起因する電流とが合わ
せて測定される。よって、上記したｐＨ値の酸性溶液に
よる酸処理を経てもＧＯＤの失活は不十分であり、比較
例バイオセンサでは、測定グルコース濃度の信頼性が低
くなる。特に、糖尿病により尿中のグルコース濃度が高
い場合には、尿中の高いグルコース濃度に起因して信頼
性の低下は顕著となる。
【００２６】一方、記号ｄ，ｅ，ｆで示される実施例バ
イオセンサでは、比較例バイオセンサに比べて電流値の
変化の度合いが少ないことから、酸処理を行なった場合
に比べてＧＯＤをより確実に失活させることができる。
特に、ｐＨ１０．８，１４．０のアルカリ性溶液で失活
させた場合には、５００ｍｇ／ｄｌまでの範囲に亘って
３×１０-9Ａ程度の一定の電流しか得られなかったこと
から、ＧＯＤは完全に失活し、妨害物質が媒体となった
ことだけに起因する電流しか得られないといえる。この
結果、アルカリ性溶液によりＧＯＤを失活させた実施例
バイオセンサによれば、より正確にグルコース濃度を測
定することができる。
イオセンサでは、比較例バイオセンサに比べて電流値の
変化の度合いが少ないことから、酸処理を行なった場合
に比べてＧＯＤをより確実に失活させることができる。
特に、ｐＨ１０．８，１４．０のアルカリ性溶液で失活
させた場合には、５００ｍｇ／ｄｌまでの範囲に亘って
３×１０-9Ａ程度の一定の電流しか得られなかったこと
から、ＧＯＤは完全に失活し、妨害物質が媒体となった
ことだけに起因する電流しか得られないといえる。この
結果、アルカリ性溶液によりＧＯＤを失活させた実施例
バイオセンサによれば、より正確にグルコース濃度を測
定することができる。
【００２７】以上説明したように、本実施例の失活方法
によれば、ＧＯＤを簡単な操作でより確実に失活させる
ことができる。しかも、用いるアルカリ性溶液がｐＨ
８．０の弱アルカリ性の溶液であってもＧＯＤの失活を
図ることができるので、ＰＥＴ製の絶縁基板３にアルカ
リ性溶液がかかったとしても当該基板に損傷を与えるこ
とがなく、取扱いも容易となる。
によれば、ＧＯＤを簡単な操作でより確実に失活させる
ことができる。しかも、用いるアルカリ性溶液がｐＨ
８．０の弱アルカリ性の溶液であってもＧＯＤの失活を
図ることができるので、ＰＥＴ製の絶縁基板３にアルカ
リ性溶液がかかったとしても当該基板に損傷を与えるこ
とがなく、取扱いも容易となる。
【００２８】しかも、アルカリ性溶液を用いてＧＯＤを
失活させるに際しては、失活対象領域１０の表面に多孔
質発泡体２３を接触・載置させ、この多孔質発泡体２３
にアルカリ性溶液を滴下・保水すればよいので、アルカ
リ性溶液によるＧＯＤの失活操作が簡単となる。
失活させるに際しては、失活対象領域１０の表面に多孔
質発泡体２３を接触・載置させ、この多孔質発泡体２３
にアルカリ性溶液を滴下・保水すればよいので、アルカ
リ性溶液によるＧＯＤの失活操作が簡単となる。
【００２９】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能であり、次のような変
形も可能である。例えば、グルコースオキシターゼに替
えて、グルコネート−５−デビドロゲナーゼ，乳酸オキ
シターゼ，ピルベート・オキシターゼ等の生体物質を用
いてもよい。また、アルカリ性溶液を固定膜に接触させ
るに当たって、軟質ウレタンを発泡させて形成した多孔
質発泡体２３を用いたが、アルミナ多孔質体やメッシュ
の細かい網を積層した多孔質体等を用いることもでき
る。更には、これら多孔質体を、被覆体２０を用いるこ
となく、固定膜における失活対象領域の表面に直接載置
して、アルカリ性溶液を滴下しても良い。加えて、アル
カリ性溶液のｐＨ値は、固定膜に担持する生体物質の種
類等に応じて適宜決定すれば良い。
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能であり、次のような変
形も可能である。例えば、グルコースオキシターゼに替
えて、グルコネート−５−デビドロゲナーゼ，乳酸オキ
シターゼ，ピルベート・オキシターゼ等の生体物質を用
いてもよい。また、アルカリ性溶液を固定膜に接触させ
るに当たって、軟質ウレタンを発泡させて形成した多孔
質発泡体２３を用いたが、アルミナ多孔質体やメッシュ
の細かい網を積層した多孔質体等を用いることもでき
る。更には、これら多孔質体を、被覆体２０を用いるこ
となく、固定膜における失活対象領域の表面に直接載置
して、アルカリ性溶液を滴下しても良い。加えて、アル
カリ性溶液のｐＨ値は、固定膜に担持する生体物質の種
類等に応じて適宜決定すれば良い。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかる生
体物質の失活方法によれば、失活対象領域における生体
物質固定膜中にその表面からアルカリ性溶液を浸透させ
て、失活対象領域における生体物質固定膜の生体物質を
確実に失活させることができる。しかも、失活に当たっ
ては多孔質体にアルカリ性溶液を保水させればよいの
で、簡単な操作で失活を行なうことができる。
体物質の失活方法によれば、失活対象領域における生体
物質固定膜中にその表面からアルカリ性溶液を浸透させ
て、失活対象領域における生体物質固定膜の生体物質を
確実に失活させることができる。しかも、失活に当たっ
ては多孔質体にアルカリ性溶液を保水させればよいの
で、簡単な操作で失活を行なうことができる。
【図１】実施例のバイオセンサ１の概略斜視図。
【図２】バイオセンサ１の感応部１７をＡ−Ａ平面で断
面視した断面図であるとともに、バイオセンサ１の製造
過程を説明するため用いた説明図。
面視した断面図であるとともに、バイオセンサ１の製造
過程を説明するため用いた説明図。
【図３】本発明の効果を説明するために用いた説明図で
あり、対極と参照極間を測定して得られた微小電流値と
グルコース濃度との関係を示すグラフ。
あり、対極と参照極間を測定して得られた微小電流値と
グルコース濃度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】 １ バイオセンサ ３ 絶縁基板 ５ 作用極 ６ 参照極 ７ 対極 ８ 固定膜 ９ 識別層 １０ 失活対象領域 １７ 感応部 ２０ 被覆体 ２３ 多孔質発泡体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 27/28 ３３１ Ｇ０１Ｎ 27/28 ３３１Ｚ 27/327 27/30 ３５３Ｖ
Claims (2)
- 【請求項１】 生体物質を担持して形成された生体物質
固定膜の失活対象領域表面に、アルカリ性溶液を接触さ
せることを特徴とする生体物質固定膜における生体物質
の失活方法。 - 【請求項２】 前記アルカリ性溶液を前記生体物質固定
膜の失活対象領域表面に接触させるに当たって、 前記失活対象領域表面に、多孔質体を配置し、 該多孔質体に前記アルカリ性溶液を滴下する請求項１記
載の生体物質固定膜における生体物質の失活方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3331456A JP2993244B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 生体物質固定膜における生体物質の失活方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3331456A JP2993244B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 生体物質固定膜における生体物質の失活方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05137592A JPH05137592A (ja) | 1993-06-01 |
| JP2993244B2 true JP2993244B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=18243853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3331456A Expired - Lifetime JP2993244B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 生体物質固定膜における生体物質の失活方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2993244B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5753720B2 (ja) * | 2010-04-22 | 2015-07-22 | アークレイ株式会社 | バイオセンサ |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP3331456A patent/JP2993244B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05137592A (ja) | 1993-06-01 |
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