JP3011981B2 - 複数基質濃度センサ - Google Patents
複数基質濃度センサInfo
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- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
て液状の試料を滴下するだけで試料中に含まれる複数の
基質の濃度を迅速かつ簡便に測定するための検出センサ
に関する。
を行うことなく電気化学的に高精度に測定できるセンサ
として、第2図に示すようなバイオセンサが、特開昭59
−166852号において提案されている。
極15を埋設し、それらの電極の露出部を覆うように多孔
体16を設け、その中に少なくとも酸化還元酵素を含ませ
て構成したもので、その多孔体に生体試料液を滴下する
ことにより、酵素反応による反応生成物を生じさせ、試
料液中に基質濃度に応じた電流を測定できるようにした
ものである。また、同様な形式のもので、多孔体内に酸
化還元酵素に加えて酸化型電子受容体をも含ませて構成
し、試料液の滴下により、酸素反応に伴う還元型電子受
容体を生じさせ、上記と同様な電流を測定する方法も従
来行われている。
から各基質濃度の定量を行おうとする場合、複数の酵素
を用いたとして、酵素系から誘導された一種類の基質濃
度の定量か、あるいは複数基質濃度の総量でしか定量す
ることができず、複数基質の各濃度を分離定量するため
には、基質の数と同数のセンサを用意しなければならな
いという問題点があった。
基質濃度を迅速かつ簡便に定量できるセンサを提供しよ
うとするものである。
も測定極と対極とを有する電極部と、複数種類の酵素、
微生物等の生体関連物質とを備えた複数基質濃度検出セ
ンサにおいて、基質透過性の皮膜の内部に少なくとも一
種類の生体関連物質を担持させてなるマイクロカプセル
を、該マイクロカプセル内部の生体関連物質と種類の異
なる生体関連物質を担持させた多孔体よりなる層の内部
に分散させるとともに、該多孔体よりなる層に接して前
記電極部を設けた構成とするものである。
複数種類の酵素、微生物等の生体関連物質と、酸化型電
子受容体を備えた複数基質濃度検出センサにおいて、基
質透過性の皮膜の内部に、少なくとも一種類の生体関連
物質を担持させてなるマイクロカプセルを、該マイクロ
カプセル内部の生体関連物質と種類の異なる生体関連物
質を担持させた多孔体よりなる層の内部に分散させると
ともに、該多孔体よりなる層に接して前記電極部を設け
た構成とするものである。
に対する透過度の異なる複数種類のマイクロカプセルを
備えた構成とするものである。
本発明の実施例の説明断面図である。図に示すように、
極めて微細な包括皮膜、即ちマイクロカプセルを隔膜と
して使用している。基質としてグルコースと乳酸の濃度
を検出するセンサの場合について説明する。対応する生
体関連物質としては酸化型還元酵素、グルコースオキシ
ダーゼおよび乳酸オキシダーゼを用いた。同図中、8は
グルコースオキシダーゼを含有させた多孔体、吸水性高
分子物質(例えばアクリル酸ソーダ重合体、カルボキシ
メチルセルロース等)の層である。9は内部に乳酸オキ
シダーゼを包括固定したマイクロカプセルで層8の中に
分散される。
ーゼを固定化する。乳酸オキシダーゼを含む1,6−ヘキ
サンジアミンの水溶液を水に不溶の有機溶媒(例えばシ
クロヘキサン、クロロホルム混液)に乳化分散し、攪拌
しながら、これに有機溶媒に可溶な疎水性のセバコイル
クロリドを加え、縮合重合反応によってナイロン皮膜を
形成することにより、乳酸オキシダーゼを包み込んだカ
プセルが得られる。このようにして作られたマイクロカ
プセル9の殻は、直径数μmから数百μmの基質透過性
のポリマー被膜で形成される。マイクロカプセル9の層
8内への分散量は、グルコースおよび乳酸に対するそれ
ぞれの検出感度が等しくなるように設定される。
を含む試料液を滴下すると、まず試料液は層8に吸収さ
れ、試料液中のグルコースは溶存酸素および層8に担持
されているグルコースオキシダーゼによってグルコノラ
クトンと過酸化水素とを生成する。この過酸化水素は拡
散して電極部に達するが、電極部付近の過酸化水素濃度
が定常値となる時間に合わせて測定電極と対極との間に
700mV(酸化電位)のパルス電位を加える。その結果、
パルス立上がり一定時間後の電流値を測定することで、
試料液中のグルコース濃度に比例した電流が得られる。
カプセル9の皮膜を通過して内部に侵入し、液中の溶存
酸素および包括固定されている乳酸オキシダーゼによっ
てピルビン酸と過酸化水素を生成する。この過酸化水素
は、マイクロカプセルの膜を通過し電極まで拡散する。
この過酸化水素は、マイクロカプセルの膜の存在のため
にグルコースオキシダーゼによって生成した過酸化水素
より遅れて電極部に達するが、両者は一体となり過酸化
水素濃度はそれぞれの濃度を加えたものとなる。
コースと乳酸の各濃度に比例した電流を測定することが
でき、2回目の電流と1回目の電流の差が乳酸濃度に比
例したものとなる。なお、一般に酵素の活性度は、酵素
の種類や濃度によって大きく異なるので、各基質濃度と
電極電流との比例関係および感度が一定に保たれるよう
に酵素の担持量を適宜調節して用いる必要がある。
素の場合について説明したが、生体関連物質による酸化
反応において溶存酸素が少なく、十分な酸化が得られな
い場合、または電極電圧の印加により目的以外の電気化
学的反応による生成物を生じないようにするためできる
だけ印加電圧を低くしたい場合など、生体関連物質と共
に酸化型電子受容体を担持させる方法が有効である。
合、酸化型電子受容体としてフェリシアン化カリウムを
共存させる。基質との酸化反応に伴って上記酸化型電子
受容体は、還元型電子受容体、フェロシアン化カリウム
に変じ、このフェロシアン化カリウムが、通常の酸化反
応によって生じる過酸化水素と電気化学的に同等な役目
を果たし、基質濃度を測定することができる。電子受容
体は、一般に分子量が過酸化水素に較べて大きいので、
拡散性は相対的に低くなるが、過酸化水素と同等拡散に
より電極部に到達し、電気化学的に検出される。フェロ
シアン化カリウムを用いた場合、必要な電極電圧(酸過
電圧)が300mVとなり、過酸化水素の場合の700mVと比較
して、半分以下となる。
セルを作り、それらの内部に異なる酵素を包括固定させ
れば、それぞれの酵素に対応する基質の分離、検出が可
能となる。
みに言及したが、特に精度を必要とする場合には、一般
に知られているような参照極を併設する方法が有効であ
る。
で複数の基質濃度を簡易に検出することが可能となる。
また、センサの構成が簡略化させることができ、低コス
トで使い捨て型センサの製作が可能となる。
のバイオセンサの説明用断面図である。 1、14……測定極、2、15……対極、3……絶縁性容
器、8……生体関連物質を担持した多孔体の層、9……
内部に生体関連物質を包括固定したマイクロカプセル。
Claims (3)
- 【請求項1】少なくとも測定極と対極とを有する電極部
と、複数種類の酵素、微生物等の生体関連物質とを備え
た複数基質濃度検出センサにおいて、 基質透過性の皮膜の内部に少なくとも一種類の生体関連
物質を担持させてなるマイクロカプセルを、該マイクロ
カプセル内部の生体関連物質と種類の異なる生体関連物
質を担持させた多孔体よりなる層の内部に分散させると
ともに、該多孔体よりなる層に接して前記電極部を設け
たことを特徴とする複数基質濃度検出センサ。 - 【請求項2】少なくとも測定極と対極とを有する電極部
と、複数種類の酵素、微生物等の生体関連物質と、酸化
型電子受容体を備えた複数基質濃度検出センサにおい
て、 基質透過性の皮膜の内部に、少なくとも一種類の生体関
連物質を担持させてなるマイクロカプセルを、該マイク
ロカプセル内部の生体関連物質と種類の異なる生体関連
物質を担持させた多孔体よりなる層の内部に分散させる
とともに、該多孔体よりなる層に接して前記電極部を設
けたことを特徴とする複数基質濃度検出センサ。 - 【請求項3】請求項1または2のいずれか記載の複数基
質濃度検出センサにおいて、 基質に対する透過度の異なる複数種類のマイクロカプセ
ルを備えたことを特徴とする複数基質濃度検出センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2241310A JP3011981B2 (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | 複数基質濃度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2241310A JP3011981B2 (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | 複数基質濃度センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04121656A JPH04121656A (ja) | 1992-04-22 |
JP3011981B2 true JP3011981B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=17072388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2241310A Expired - Lifetime JP3011981B2 (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | 複数基質濃度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3011981B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2658919C (en) * | 2006-07-26 | 2018-01-02 | Panasonic Corporation | Biosensor measurement system and measurement method |
CN110568045A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-13 | 浙江大学山东工业技术研究院 | 一种快速检测的电化学生物传感器 |
-
1990
- 1990-09-13 JP JP2241310A patent/JP3011981B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04121656A (ja) | 1992-04-22 |
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