JP3024394B2 - バイオセンサおよびそれを用いた測定方法 - Google Patents
バイオセンサおよびそれを用いた測定方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料中の特定成分につ
いて、迅速かつ高精度な定量を簡便に実施することので
きるバイオセンサおよびそれを用いた基質濃度の測定方
法に関する。
いて、迅速かつ高精度な定量を簡便に実施することので
きるバイオセンサおよびそれを用いた基質濃度の測定方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】試料中の特定成分について、試料液の希
釈や撹拌などを行なう事なく簡易に定量しうる方式とし
て、以下のようなバイオセンサが提案されている（特開
平２−３１０４５７号公報）。
釈や撹拌などを行なう事なく簡易に定量しうる方式とし
て、以下のようなバイオセンサが提案されている（特開
平２−３１０４５７号公報）。
【０００３】このバイオセンサは、絶縁性の基板上に形
成した電極系上に親水性高分子と酵素および電子受容体
からなる酵素反応層を形成し、さらに妨害物質除去用の
電極部を付加したものである。
成した電極系上に親水性高分子と酵素および電子受容体
からなる酵素反応層を形成し、さらに妨害物質除去用の
電極部を付加したものである。
【０００４】以下、上記バイオセンサの動作を、グルコ
ースセンサを例にして説明する。グルコースを含む試料
液を上記バイオセンサへ供給すると、妨害物質除去用の
電極部で試料液中に存在する還元性の物質は電解酸化さ
れる。この後に酵素反応層が溶解し、酵素反応層中の酸
化還元酵素であるグルコースオキシダーゼによってグル
コースは酸化される。この時、酵素反応層中の電子受容
体が還元される。試料液中の還元性の物質は予め妨害物
質除去用の電極部で除去されるために、電子受容体を還
元させるなどの妨害を避けることができる。
ースセンサを例にして説明する。グルコースを含む試料
液を上記バイオセンサへ供給すると、妨害物質除去用の
電極部で試料液中に存在する還元性の物質は電解酸化さ
れる。この後に酵素反応層が溶解し、酵素反応層中の酸
化還元酵素であるグルコースオキシダーゼによってグル
コースは酸化される。この時、酵素反応層中の電子受容
体が還元される。試料液中の還元性の物質は予め妨害物
質除去用の電極部で除去されるために、電子受容体を還
元させるなどの妨害を避けることができる。
【０００５】試料液中のグルコースが全て反応した段階
で、電極系を構成する測定極と対極間に適当な一定電圧
を印加すると、電子受容体の還元体が酸化される。この
酸化電流値を測定することにより、試料液中のグルコー
ス濃度を定量することができる。
で、電極系を構成する測定極と対極間に適当な一定電圧
を印加すると、電子受容体の還元体が酸化される。この
酸化電流値を測定することにより、試料液中のグルコー
ス濃度を定量することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の妨
害物質除去用の電極を有するバイオセンサを用いて、還
元性の物質を多量に含有する試料液中の特定基質を定量
する場合には、以下のような課題を有していた。
害物質除去用の電極を有するバイオセンサを用いて、還
元性の物質を多量に含有する試料液中の特定基質を定量
する場合には、以下のような課題を有していた。
【０００７】試料液中の還元性の物質濃度が高い場合に
は、前記還元性の物質が妨害物質除去用の電極部におい
て全て電解酸化される前に試料液が酵素反応層に到達
し、電子受容体を還元させるかあるいは電極で直接酸化
されるなどして、センサ応答に影響を与え、測定精度が
低下するといった問題があった。
は、前記還元性の物質が妨害物質除去用の電極部におい
て全て電解酸化される前に試料液が酵素反応層に到達
し、電子受容体を還元させるかあるいは電極で直接酸化
されるなどして、センサ応答に影響を与え、測定精度が
低下するといった問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明おいては、絶縁性
の基板上に反応層と、主電極系と副電極系とを設け、さ
らに前記主電極系と副電極系の間に親水性高分子層を設
けたバイオセンサを構成する。
の基板上に反応層と、主電極系と副電極系とを設け、さ
らに前記主電極系と副電極系の間に親水性高分子層を設
けたバイオセンサを構成する。
【０００９】さらに前記副電極系により試料液中に含ま
れる還元性の物質濃度を定量し、正確な基質濃度を定量
する測定方法を用いる。
れる還元性の物質濃度を定量し、正確な基質濃度を定量
する測定方法を用いる。
【００１０】
【作用】この構成により、測定対象基質および還元性の
物質を含む試料液をバイオセンサに供給すると、副電極
系において試料液中の還元性の物質を定量することがで
きる。一方、主電極系においては、試料液に溶解した反
応層中の酵素と測定対象となる基質との間で酵素反応が
進行し、電子受容体が還元される。前記電子受容体は、
同時に試料液中の還元性の物質によっても還元される。
従って、主電極系上における電子受容体の還元体の生成
量は、測定対象となる基質濃度と還元性の物質との和に
依存する。
物質を含む試料液をバイオセンサに供給すると、副電極
系において試料液中の還元性の物質を定量することがで
きる。一方、主電極系においては、試料液に溶解した反
応層中の酵素と測定対象となる基質との間で酵素反応が
進行し、電子受容体が還元される。前記電子受容体は、
同時に試料液中の還元性の物質によっても還元される。
従って、主電極系上における電子受容体の還元体の生成
量は、測定対象となる基質濃度と還元性の物質との和に
依存する。
【００１１】本発明のバイオセンサによると、主電極系
と副電極系との間に形成された親水性高分子層が試料液
を含み膨潤し、拡散などによる主電極系と副電極系間の
物質移動を最小限に抑制する効果が得られる。反応層を
構成する酵素が副電極系上に存在すると、副電極系上で
測定対象基質が酵素と反応し、還元性の物質を正確に定
量することが困難となる。したがって、前記親水性高分
子層によって副電極系上に反応層中の酵素が移動するこ
とを最大限防御することができ、その結果高精度なセン
サ応答を得ることが可能となる。
と副電極系との間に形成された親水性高分子層が試料液
を含み膨潤し、拡散などによる主電極系と副電極系間の
物質移動を最小限に抑制する効果が得られる。反応層を
構成する酵素が副電極系上に存在すると、副電極系上で
測定対象基質が酵素と反応し、還元性の物質を正確に定
量することが困難となる。したがって、前記親水性高分
子層によって副電極系上に反応層中の酵素が移動するこ
とを最大限防御することができ、その結果高精度なセン
サ応答を得ることが可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。
【００１３】（実施例１）バイオセンサの一例として、
グルコースセンサについて説明する。
グルコースセンサについて説明する。
【００１４】図１は本発明のバイオセンサの一実施例と
して作製したグルコースセンサの分解斜視図、図２は同
グルコースセンサのうち反応層を除いた分解斜視図、図
３は同グルコースセンサのベース平面図である。
して作製したグルコースセンサの分解斜視図、図２は同
グルコースセンサのうち反応層を除いた分解斜視図、図
３は同グルコースセンサのベース平面図である。
【００１５】ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁
性の基板１に、スクリーン印刷により銀ペ−ストを印刷
し、リ−ド２、３、４、５を形成した。つぎに樹脂バイ
ンダーを含む導電性カーボンペーストを印刷して主電極
系の測定極６と副電極系（測定極８、対極９）を形成し
た。測定極６はリード２と、測定極８はリード４と、対
極９はリード５とそれぞれ接触している。
性の基板１に、スクリーン印刷により銀ペ−ストを印刷
し、リ−ド２、３、４、５を形成した。つぎに樹脂バイ
ンダーを含む導電性カーボンペーストを印刷して主電極
系の測定極６と副電極系（測定極８、対極９）を形成し
た。測定極６はリード２と、測定極８はリード４と、対
極９はリード５とそれぞれ接触している。
【００１６】つぎに絶縁性ペーストを印刷して絶縁層１
０を形成した。絶縁層１０は、測定極６の外周部を覆っ
ており、これによって測定極６の露出部分の面積を一定
に保っている。さらに、絶縁層６は、リード２、３、
４、５を部分的に覆っている。副電極系（測定極８、対
極９）は絶縁層１０によって完全には覆われていない。
０を形成した。絶縁層１０は、測定極６の外周部を覆っ
ており、これによって測定極６の露出部分の面積を一定
に保っている。さらに、絶縁層６は、リード２、３、
４、５を部分的に覆っている。副電極系（測定極８、対
極９）は絶縁層１０によって完全には覆われていない。
【００１７】つぎに、樹脂バインダーを含む導電性カー
ボンペーストをリード３と接触するように印刷して主電
極系の対極７を形成した。以上により図３に示すベース
１１を作製した。
ボンペーストをリード３と接触するように印刷して主電
極系の対極７を形成した。以上により図３に示すベース
１１を作製した。
【００１８】つぎに、上記主電極系上に酵素としてグル
コースオキシダーゼ（ＥＣ１．１．３．４；以下ＧＯＤ
と略す）および電子受容体としてフェリシアン化カリウ
ムを親水性高分子としてカルボキシメチルセルロ−ス
（以下ＣＭＣと略す）の０．５wt％水溶液に溶解させた
混合水溶液を滴下し、乾燥させて反応層３１を形成し
た。
コースオキシダーゼ（ＥＣ１．１．３．４；以下ＧＯＤ
と略す）および電子受容体としてフェリシアン化カリウ
ムを親水性高分子としてカルボキシメチルセルロ−ス
（以下ＣＭＣと略す）の０．５wt％水溶液に溶解させた
混合水溶液を滴下し、乾燥させて反応層３１を形成し
た。
【００１９】このように親水性高分子、酵素および電子
受容体の混合溶液を一度に滴下、乾燥させることによっ
て製造工程を簡略化させることができる。
受容体の混合溶液を一度に滴下、乾燥させることによっ
て製造工程を簡略化させることができる。
【００２０】つぎに、１wt％ＣＭＣ水溶液を絶縁性の基
板１上の主電極系と副電極系の間に滴下、乾燥させてＣ
ＭＣからなる親水性高分子層３２を形成した。
板１上の主電極系と副電極系の間に滴下、乾燥させてＣ
ＭＣからなる親水性高分子層３２を形成した。
【００２１】上記のようにして反応層を形成した後、カ
バー２２およびスペーサー２１を図２中、一点鎖線で示
すような位置関係をもって接着した。カバーおよびスペ
ーサーに高分子などの透明な材料を用いると、反応層の
状態や試料液の導入状況を外部から極めて容易に確認す
ることが可能である。
バー２２およびスペーサー２１を図２中、一点鎖線で示
すような位置関係をもって接着した。カバーおよびスペ
ーサーに高分子などの透明な材料を用いると、反応層の
状態や試料液の導入状況を外部から極めて容易に確認す
ることが可能である。
【００２２】また、カバーを装着するとカバーとスペー
サーによって出来る空間部の毛細管現象によって、試料
液はセンサ先端の試料供給孔２３に接触させるだけの簡
易操作で容易に反応層部分および副電極系部分へ導入さ
れる。
サーによって出来る空間部の毛細管現象によって、試料
液はセンサ先端の試料供給孔２３に接触させるだけの簡
易操作で容易に反応層部分および副電極系部分へ導入さ
れる。
【００２３】なお、試料液の供給をより一層円滑にする
ためには、カバーおよびスペーサーを接着する前に、レ
シチンの有機溶媒溶液を試料供給部（センサ先端部）か
ら反応層３１にわたる部位に展開し、乾燥させることで
レシチン層を形成するとよい。
ためには、カバーおよびスペーサーを接着する前に、レ
シチンの有機溶媒溶液を試料供給部（センサ先端部）か
ら反応層３１にわたる部位に展開し、乾燥させることで
レシチン層を形成するとよい。
【００２４】前記レシチン層を設けた場合には、絶縁性
の基板１とカバー２２とスペーサー２１によって生じる
空間部が毛細管現象を発現し得ない程度の大きさとなる
場合においても、試料液の供給が可能となる。
の基板１とカバー２２とスペーサー２１によって生じる
空間部が毛細管現象を発現し得ない程度の大きさとなる
場合においても、試料液の供給が可能となる。
【００２５】上記のように作製したグルコースセンサに
試料液としてグルコースとアスコルビン酸の混合水溶液
３μｌを試料供給孔２３より供給し、１０秒後に副電極
系の対極７を基準にして測定極８に＋１Ｖを印加し、５
秒後の電流値を測定したところ、試料液中のアスコルビ
ン酸濃度に対応した値が得られた。
試料液としてグルコースとアスコルビン酸の混合水溶液
３μｌを試料供給孔２３より供給し、１０秒後に副電極
系の対極７を基準にして測定極８に＋１Ｖを印加し、５
秒後の電流値を測定したところ、試料液中のアスコルビ
ン酸濃度に対応した値が得られた。
【００２６】さらに、試料液を供給してから１分後に主
電極系の対極７を基準にして測定極６に＋０．５Ｖを印
加し、５秒後の電流値Ｉを測定した。Ｉはフェリシアン
化カリウムがアスコルビン酸によって還元されて生成し
たフェロシアン化カリウムの酸化電流と、グルコースが
ＧＯＤによって酸化された際に還元されて生成したフェ
ロシアン化カリウムの酸化電流の和である。
電極系の対極７を基準にして測定極６に＋０．５Ｖを印
加し、５秒後の電流値Ｉを測定した。Ｉはフェリシアン
化カリウムがアスコルビン酸によって還元されて生成し
たフェロシアン化カリウムの酸化電流と、グルコースが
ＧＯＤによって酸化された際に還元されて生成したフェ
ロシアン化カリウムの酸化電流の和である。
【００２７】副電極系によりアスコルビン酸濃度が既知
であるため、主電極系において得られた酸化電流値よ
り、試料液中のグルコース濃度を算出することができ
た。
であるため、主電極系において得られた酸化電流値よ
り、試料液中のグルコース濃度を算出することができ
た。
【００２８】試料液をグルコースセンサに供給すると、
親水性高分子層３２および反応層３１が溶解する。反応
層３１中のＧＯＤおよびフェリシアン化カリウムは特に
主電極系上に固定化されたものではないため、反応層が
試料液に溶解すると試料液中に拡散する。一方、本発明
の親水性高分子層３２は試料液に溶解すると膨潤し、主
電極系と副電極系の間の物質拡散を抑制する効果が得ら
れる。したがって、短時間では反応層構成物質が副電極
系上へ移動することを防ぐことができ、その結果試料液
中のグルコース濃度を精度よく定量することができた。
親水性高分子層３２および反応層３１が溶解する。反応
層３１中のＧＯＤおよびフェリシアン化カリウムは特に
主電極系上に固定化されたものではないため、反応層が
試料液に溶解すると試料液中に拡散する。一方、本発明
の親水性高分子層３２は試料液に溶解すると膨潤し、主
電極系と副電極系の間の物質拡散を抑制する効果が得ら
れる。したがって、短時間では反応層構成物質が副電極
系上へ移動することを防ぐことができ、その結果試料液
中のグルコース濃度を精度よく定量することができた。
【００２９】（実施例２）ポリエチレンテレフタレート
からなる絶縁性基板１上に、実施例１と同様にしてスク
リーン印刷により図３に示したベース１１を形成した。
この主電極系（測定極６、対極７）上に実施例１と同様
にして、ＧＯＤとフェリシアン化カリウムとＣＭＣの混
合水溶液を滴下した。
からなる絶縁性基板１上に、実施例１と同様にしてスク
リーン印刷により図３に示したベース１１を形成した。
この主電極系（測定極６、対極７）上に実施例１と同様
にして、ＧＯＤとフェリシアン化カリウムとＣＭＣの混
合水溶液を滴下した。
【００３０】つぎに、副電極系（測定極８、対極９）上
にフェリシアン化カリウムとＣＭＣの混合水溶液を滴下
し、さらに、主電極系と副電極系の間に親水性高分子と
してポリビニルピロリドン（以後、ＰＶＰと略す）の２
wt％水溶液を滴下、乾燥させて主電極系上に反応層を、
副電極系上にフェリシアン化カリウム−ＣＭＣ層を、主
電極系と副電極系の間にＰＶＰからなる親水性高分子層
をそれぞれ形成した。
にフェリシアン化カリウムとＣＭＣの混合水溶液を滴下
し、さらに、主電極系と副電極系の間に親水性高分子と
してポリビニルピロリドン（以後、ＰＶＰと略す）の２
wt％水溶液を滴下、乾燥させて主電極系上に反応層を、
副電極系上にフェリシアン化カリウム−ＣＭＣ層を、主
電極系と副電極系の間にＰＶＰからなる親水性高分子層
をそれぞれ形成した。
【００３１】さらに実施例１と同様にして、カバーおよ
びスペーサーと共に一体化してグルコースセンサを作製
した。
びスペーサーと共に一体化してグルコースセンサを作製
した。
【００３２】上記のように作製したグルコースセンサに
試料液としてグルコースとアスコルビン酸の混合水溶液
３μｌを試料供給孔より供給すると、副電極系上のフェ
リシアン化カリウム−ＣＭＣ層、ＰＶＰからなる親水性
高分子層、主電極系上の反応層が順次溶解した。
試料液としてグルコースとアスコルビン酸の混合水溶液
３μｌを試料供給孔より供給すると、副電極系上のフェ
リシアン化カリウム−ＣＭＣ層、ＰＶＰからなる親水性
高分子層、主電極系上の反応層が順次溶解した。
【００３３】実施例１と同様に、試料液を供給して１０
秒後に副電極系の対極を基準にして副電極系の作用極に
＋０．５Ｖを印加し、５秒後の酸化電流値を測定し、Ｉ
0とした。
秒後に副電極系の対極を基準にして副電極系の作用極に
＋０．５Ｖを印加し、５秒後の酸化電流値を測定し、Ｉ
0とした。
【００３４】副電極系上のフェリシアン化カリウムはア
スコルビン酸によって還元され、フェロシアン化カリウ
ムが生成する。前記＋０．５Ｖの印加によって得られる
酸化電流Ｉ0はこのフェロシアン化カリウムの酸化によ
るものである。従って、試料液中のアスコルビン酸濃度
に比例する。
スコルビン酸によって還元され、フェロシアン化カリウ
ムが生成する。前記＋０．５Ｖの印加によって得られる
酸化電流Ｉ0はこのフェロシアン化カリウムの酸化によ
るものである。従って、試料液中のアスコルビン酸濃度
に比例する。
【００３５】さらに、試料液を供給してから１分後に主
電極系の対極を基準にして主電極系の作用極に＋０．５
Ｖを印加し、５秒後の電流値Ｉ1を測定した。Ｉ1はアス
コルビン酸による還元で生成したフェロシアン化カリウ
ムの酸化電流と、グルコースがＧＯＤによって酸化され
た際の還元で生成したフェロシアン化カリウムの和の酸
化電流である。Ｉ0よりアスコルビン酸濃度を定量し、
その結果とＩ1より試料液中のグルコース濃度を算出す
ることができた。
電極系の対極を基準にして主電極系の作用極に＋０．５
Ｖを印加し、５秒後の電流値Ｉ1を測定した。Ｉ1はアス
コルビン酸による還元で生成したフェロシアン化カリウ
ムの酸化電流と、グルコースがＧＯＤによって酸化され
た際の還元で生成したフェロシアン化カリウムの和の酸
化電流である。Ｉ0よりアスコルビン酸濃度を定量し、
その結果とＩ1より試料液中のグルコース濃度を算出す
ることができた。
【００３６】ＰＶＰからなる親水性高分子層は、実施例
１と同様に反応層中のＧＯＤが副電極系上に移動するの
を防御する効果を持つものである。
１と同様に反応層中のＧＯＤが副電極系上に移動するの
を防御する効果を持つものである。
【００３７】（実施例３）ポリエチレンテレフタレート
からなる絶縁性基板１上に、実施例１と同様にしてスク
リーン印刷により図３に示したベース１１を形成した。
この主電極系（測定極６、対極７）上に、ＧＯＤとＣＭ
Ｃの混合水溶液を滴下した。さらに、主電極系と副電極
系の間に親水性高分子としてヒドロキシエチルセルロー
ス（以後、ＨＥＣと略す）水溶液を滴下、乾燥させて主
電極系上に反応層を、主電極系と副電極系の間にＨＥＣ
からなる親水性高分子層をそれぞれ形成した。さらに実
施例１と同様にして、カバーおよびスペーサーと共に一
体化してグルコースセンサを作製した。
からなる絶縁性基板１上に、実施例１と同様にしてスク
リーン印刷により図３に示したベース１１を形成した。
この主電極系（測定極６、対極７）上に、ＧＯＤとＣＭ
Ｃの混合水溶液を滴下した。さらに、主電極系と副電極
系の間に親水性高分子としてヒドロキシエチルセルロー
ス（以後、ＨＥＣと略す）水溶液を滴下、乾燥させて主
電極系上に反応層を、主電極系と副電極系の間にＨＥＣ
からなる親水性高分子層をそれぞれ形成した。さらに実
施例１と同様にして、カバーおよびスペーサーと共に一
体化してグルコースセンサを作製した。
【００３８】上記のように作製したグルコースセンサに
試料液としてグルコースとアスコルビン酸の混合水溶液
３μｌを試料供給孔より供給すると、ＨＥＣからなる親
水性高分子層および主電極系上の反応層が順次溶解し
た。
試料液としてグルコースとアスコルビン酸の混合水溶液
３μｌを試料供給孔より供給すると、ＨＥＣからなる親
水性高分子層および主電極系上の反応層が順次溶解し
た。
【００３９】試料液を供給して１０秒後に副電極系の対
極を基準にして副電極系の作用極に＋１Ｖを印加し、５
秒後の電流値を測定したところ、試料液中のアスコルビ
ン酸濃度に対応した値が得られた。
極を基準にして副電極系の作用極に＋１Ｖを印加し、５
秒後の電流値を測定したところ、試料液中のアスコルビ
ン酸濃度に対応した値が得られた。
【００４０】つぎに、試料液を供給してから１分後に主
電極系の対極を基準にして主電極系の作用極に＋１Ｖを
印加し、５秒後の電流値Ｉを測定した。試料液中のグル
コースはＧＯＤの作用で酸素と反応して過酸化水素を生
成する。生成した過酸化水素は、上記一定電圧の印加に
より酸化され、酸化電流が得られる。さらに、試料液中
のアスコルビン酸も上記一定電圧の印加により酸化さ
れ、酸化電流が得られる。従って、主電極系の電流値Ｉ
はグルコース濃度とアスコルビン酸濃度の両方に依存す
るため、主電極系の電流値Ｉと副電極系で得たアスコル
ビン酸濃度より、グルコース濃度を算出することができ
た。
電極系の対極を基準にして主電極系の作用極に＋１Ｖを
印加し、５秒後の電流値Ｉを測定した。試料液中のグル
コースはＧＯＤの作用で酸素と反応して過酸化水素を生
成する。生成した過酸化水素は、上記一定電圧の印加に
より酸化され、酸化電流が得られる。さらに、試料液中
のアスコルビン酸も上記一定電圧の印加により酸化さ
れ、酸化電流が得られる。従って、主電極系の電流値Ｉ
はグルコース濃度とアスコルビン酸濃度の両方に依存す
るため、主電極系の電流値Ｉと副電極系で得たアスコル
ビン酸濃度より、グルコース濃度を算出することができ
た。
【００４１】上記測定において、ＧＯＤが副電極系上へ
移動すると正確な測定ができなくなるが、本発明のＨＥ
Ｃからなる親水性高分子層が試料液により膨潤し、主電
極系と副電極系間の物質移動を抑制したために、ＧＯＤ
の副電極系上への移動を阻止し、その結果グルコースの
定量を高精度に実施することが可能となる。
移動すると正確な測定ができなくなるが、本発明のＨＥ
Ｃからなる親水性高分子層が試料液により膨潤し、主電
極系と副電極系間の物質移動を抑制したために、ＧＯＤ
の副電極系上への移動を阻止し、その結果グルコースの
定量を高精度に実施することが可能となる。
【００４２】なお、上記実施例においては反応層３１、
親水性高分子層３２、フェリシアン化カリウム−ＣＭＣ
層は電極系表面に接して形成する方法について述べた
が、必ずしもその必要はない。カバーおよびスペーサー
と一体化する場合には、カバーとスペーサーと絶縁性の
基板とによって電極系上部に空間部が形成される。前記
カバー、スペーサー、絶縁性の基板の前記空間部の壁面
に相当する部位であれば適当な場所に反応層、親水性高
分子層、フェリシアン化カリウム−ＣＭＣ層を形成する
ことができる。センサに供給された試料液は前記空間部
を満たすため、上記効果を得ることができる。
親水性高分子層３２、フェリシアン化カリウム−ＣＭＣ
層は電極系表面に接して形成する方法について述べた
が、必ずしもその必要はない。カバーおよびスペーサー
と一体化する場合には、カバーとスペーサーと絶縁性の
基板とによって電極系上部に空間部が形成される。前記
カバー、スペーサー、絶縁性の基板の前記空間部の壁面
に相当する部位であれば適当な場所に反応層、親水性高
分子層、フェリシアン化カリウム−ＣＭＣ層を形成する
ことができる。センサに供給された試料液は前記空間部
を満たすため、上記効果を得ることができる。
【００４３】上記実施例ではグルコースセンサについて
示したが、本発明はスクロースセンサや、フルクトース
センサ、乳酸センサ、コレステロールセンサ、アルコー
ルセンサ、アミノ酸センサなど酵素の関与する反応系に
広く用いることができる。
示したが、本発明はスクロースセンサや、フルクトース
センサ、乳酸センサ、コレステロールセンサ、アルコー
ルセンサ、アミノ酸センサなど酵素の関与する反応系に
広く用いることができる。
【００４４】上記実施例では親水性高分子としてカルボ
キシメチルセルロース、ポリビニルピロリドンおよびヒ
ドロキシエチルセルロースを用いたが、これらに限定さ
れることはなく、ポリビニルアルコール、ゼラチンおよ
びその誘導体、アクリル酸およびその塩、メタアクリル
酸およびその塩、スターチおよびその誘導体、無水マレ
イン酸およびその塩、そして、セルロース誘導体、具体
的には、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を用いても
同様の効果が得られた。
キシメチルセルロース、ポリビニルピロリドンおよびヒ
ドロキシエチルセルロースを用いたが、これらに限定さ
れることはなく、ポリビニルアルコール、ゼラチンおよ
びその誘導体、アクリル酸およびその塩、メタアクリル
酸およびその塩、スターチおよびその誘導体、無水マレ
イン酸およびその塩、そして、セルロース誘導体、具体
的には、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を用いても
同様の効果が得られた。
【００４５】一方、電子受容体としては、上記実施例に
示したフェリシアン化カリウム以外に、ｐ−ベンゾキノ
ン、フェナジンメトサルフェート、メチレンブルー、フ
ェロセン誘導体なども使用できる。
示したフェリシアン化カリウム以外に、ｐ−ベンゾキノ
ン、フェナジンメトサルフェート、メチレンブルー、フ
ェロセン誘導体なども使用できる。
【００４６】さらに、酵素としてはグルコースオキシダ
ーゼ以外に、フルクトースデヒドロゲナーゼ、インベル
ターゼ、ムタロターゼ、乳酸オキシダーゼ、コレステロ
ールオキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、キサンチ
ンオキシダーゼ、アミノ酸オキシダーゼ等も用いること
ができる。
ーゼ以外に、フルクトースデヒドロゲナーゼ、インベル
ターゼ、ムタロターゼ、乳酸オキシダーゼ、コレステロ
ールオキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、キサンチ
ンオキシダーゼ、アミノ酸オキシダーゼ等も用いること
ができる。
【００４７】また、上記実施例では、測定極と対極のみ
の二極電極系について述べたが、参照極を加えた三電極
方式にすれば、より正確な測定が可能である。
の二極電極系について述べたが、参照極を加えた三電極
方式にすれば、より正確な測定が可能である。
【００４８】
【発明の効果】以上のように本発明のバイオセンサによ
ると、センサ応答に妨害を与えるような還元性の物質が
含まれる試料液についても、妨害物除去の前処理をする
ことなく高精度な測定をすることができる。
ると、センサ応答に妨害を与えるような還元性の物質が
含まれる試料液についても、妨害物除去の前処理をする
ことなく高精度な測定をすることができる。
【００４９】さらに、本発明のバイオセンサを用いた基
質濃度の測定方法によると、センサ応答のばらつきを極
めて小さくすることができる。
質濃度の測定方法によると、センサ応答のばらつきを極
めて小さくすることができる。
【図１】本発明のバイオセンサの実施例のグルコースセ
ンサの分解斜視図
ンサの分解斜視図
【図２】同グルコースセンサの反応層を除いた分解斜視
図
図
【図３】同グルコースセンサのベース平面図
１ 絶縁性の基板 ２、３、４、５ リード ６ 主電極系の測定極 ７ 主電極系の対極 ８ 副電極系の測定極 ９ 副電極系の対極 １０ 絶縁層 １１ ベース ２１ スペーサー ２２ カバー ２３ 試料供給孔 ２４ 空気孔 ３１ 反応層 ３２ 親水性高分子層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/327 G01N 27/28 331 G01N 27/416
Claims (4)
- 【請求項１】絶縁性の基板と、前記絶縁性の基板上に形
成された主電極系および副電極系と、親水性高分子層
と、酵素を含む反応層とから構成され、前記反応層は前
記主電極系上に直接または間接的に形成され、前記親水
性高分子層が前記主電極系と副電極系との間に配置され
たことを特徴とするバイオセンサ。 - 【請求項２】反応層が電子受容体を含有することを特徴
とする請求項１記載のバイオセンサ。 - 【請求項３】副電極系上に電子受容体を含有することを
特徴とする請求項２記載のバイオセンサ。 - 【請求項４】請求項１記載のバイオセンサを用い、主電
極系および副電極系それぞれの電気出力の差に基づいて
基質濃度を定量することを特徴とする測定方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261184A JP3024394B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | バイオセンサおよびそれを用いた測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4261184A JP3024394B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | バイオセンサおよびそれを用いた測定方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109693A JPH06109693A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3024394B2 true JP3024394B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17358303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4261184A Expired - Lifetime JP3024394B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | バイオセンサおよびそれを用いた測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3024394B2 (ja) |
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| EP1077634B1 (en) | 1998-05-13 | 2003-07-30 | Cygnus, Inc. | Monitoring of physiological analytes |
| JP3267936B2 (ja) | 1998-08-26 | 2002-03-25 | 松下電器産業株式会社 | バイオセンサ |
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| JP2007121018A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | センサチップ及びその製造方法 |
| WO2009060849A1 (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-14 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | バイオセンサ |
| US8609180B2 (en) * | 2007-12-10 | 2013-12-17 | Bayer Healthcare Llc | Method of depositing reagent material in a test sensor |
| JP6713364B2 (ja) * | 2016-07-20 | 2020-06-24 | アークレイ株式会社 | アスコルビン酸応答電極およびバイオセンサ |
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| JP6925933B2 (ja) * | 2017-10-25 | 2021-08-25 | アークレイ株式会社 | アスコルビン酸測定用電極およびバイオセンサ |
| CN115078508B (zh) * | 2022-06-21 | 2024-01-19 | 爱森斯(江苏)生物科技有限公司 | 电化学生物传感器及其制备方法 |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4261184A patent/JP3024394B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH06109693A (ja) | 1994-04-22 |
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