JP3061351B2 - 特定化合物の定量法およびその装置 - Google Patents
特定化合物の定量法およびその装置Info
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- JP3061351B2 JP3061351B2 JP7048529A JP4852995A JP3061351B2 JP 3061351 B2 JP3061351 B2 JP 3061351B2 JP 7048529 A JP7048529 A JP 7048529A JP 4852995 A JP4852995 A JP 4852995A JP 3061351 B2 JP3061351 B2 JP 3061351B2
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
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- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/817—Enzyme or microbe electrode
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バイオセンサを用い
て、試料中のグルコースなどの特定化合物を定量する方
法および装置に関する。
て、試料中のグルコースなどの特定化合物を定量する方
法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特定化合物の定量法の一例として、グル
コ−スの定量法について説明する。電気化学的にグルコ
−スを定量する方法としては、グルコ−スオキシダ−ゼ
（ＥＣ１．１．３．４）と酸素電極あるいは過酸化水素
電極とを組み合わせた方式が一般的に知られている（例
えば、鈴木周一編「バイオセンサ−」講談社）。グルコ
ースオキシダーゼは、酸素を電子受容体として、基質で
あるβ−Ｄ−グルコ−スをＤ−グルコノ−δ−ラクトン
に選択的に酸化する。この反応に伴い、酸素は過酸化水
素に還元される。この時の酸素消費量を酸素電極によっ
て測定するか、もしくは過酸化水素の生成量を過酸化水
素電極によって測定することによって、グルコ−スを定
量することができる。上記の方法によると、その反応過
程からも推測できるように、測定結果は試料溶液中に溶
存している酸素濃度の影響を大きく受ける。また、酸素
のない条件下では測定が不可能となる。
コ−スの定量法について説明する。電気化学的にグルコ
−スを定量する方法としては、グルコ−スオキシダ−ゼ
（ＥＣ１．１．３．４）と酸素電極あるいは過酸化水素
電極とを組み合わせた方式が一般的に知られている（例
えば、鈴木周一編「バイオセンサ−」講談社）。グルコ
ースオキシダーゼは、酸素を電子受容体として、基質で
あるβ−Ｄ−グルコ−スをＤ−グルコノ−δ−ラクトン
に選択的に酸化する。この反応に伴い、酸素は過酸化水
素に還元される。この時の酸素消費量を酸素電極によっ
て測定するか、もしくは過酸化水素の生成量を過酸化水
素電極によって測定することによって、グルコ−スを定
量することができる。上記の方法によると、その反応過
程からも推測できるように、測定結果は試料溶液中に溶
存している酸素濃度の影響を大きく受ける。また、酸素
のない条件下では測定が不可能となる。
【０００３】そこで、酸素を電子受容体として用いず、
フェリシアン化カリウム、フェロセン誘導体、キノン誘
導体等の有機化合物や金属錯体を電子受容体として用い
る新しいタイプのグルコ−スセンサが開発されてきた。
このタイプのセンサは、酵素反応の結果生じた電子受容
体の還元体を、電極で酸化することにより、その酸化電
流からグルコ−ス濃度を求めるものである。更に、この
ような電子受容体を酸素の代わりに用いると、既知量の
グルコースオキシダーゼと電子受容体を、安定な状態
で、正確に電極上に担持させることが可能となる。その
場合、電極系と反応層を乾燥状態に近い状態で一体化す
ることができる。この技術に基づいた使い捨て型グルコ
−スセンサは、測定器に挿入されたセンサチップに検体
試料を導入するだけで容易にグルコ−ス濃度を測定する
ことができることから、近年多くの注目を集めている。
このような手法は、グルコ−スの定量に限らず、他の特
定化合物の定量にも応用可能である。
フェリシアン化カリウム、フェロセン誘導体、キノン誘
導体等の有機化合物や金属錯体を電子受容体として用い
る新しいタイプのグルコ−スセンサが開発されてきた。
このタイプのセンサは、酵素反応の結果生じた電子受容
体の還元体を、電極で酸化することにより、その酸化電
流からグルコ−ス濃度を求めるものである。更に、この
ような電子受容体を酸素の代わりに用いると、既知量の
グルコースオキシダーゼと電子受容体を、安定な状態
で、正確に電極上に担持させることが可能となる。その
場合、電極系と反応層を乾燥状態に近い状態で一体化す
ることができる。この技術に基づいた使い捨て型グルコ
−スセンサは、測定器に挿入されたセンサチップに検体
試料を導入するだけで容易にグルコ−ス濃度を測定する
ことができることから、近年多くの注目を集めている。
このような手法は、グルコ−スの定量に限らず、他の特
定化合物の定量にも応用可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の様な電子受容体
を用い、更に電極系と反応層を一体化する技術により、
特定化合物の簡便な電気化学的定量が可能となった。し
かし、このような手法により特定化合物を定量する際、
検体試料への反応層の溶解状態に不均一な部分が生じる
と、前記作用極および対極表面の試料溶液に対する”ぬ
れ”や、試料溶液に溶存している物質との間に形成され
る電気二重層の状態等が不均一になることがある。その
結果、両電極間に電位差が生じ、この電位差が測定結果
に誤差およびばらつきを与える。本発明は、上記のよう
な不都合のない特定化合物の定量法を提供することを目
的とする。本発明は、また特定化合物を定量するための
装置を提供することを目的とする。
を用い、更に電極系と反応層を一体化する技術により、
特定化合物の簡便な電気化学的定量が可能となった。し
かし、このような手法により特定化合物を定量する際、
検体試料への反応層の溶解状態に不均一な部分が生じる
と、前記作用極および対極表面の試料溶液に対する”ぬ
れ”や、試料溶液に溶存している物質との間に形成され
る電気二重層の状態等が不均一になることがある。その
結果、両電極間に電位差が生じ、この電位差が測定結果
に誤差およびばらつきを与える。本発明は、上記のよう
な不都合のない特定化合物の定量法を提供することを目
的とする。本発明は、また特定化合物を定量するための
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性の基板
上に形成されたカーボンからなる作用極およびカーボン
からなる対極を有する電極系と少なくとも酵素および電
子受容体を含む反応層とを具備するバイオセンサを用い
て、試料中の特定化合物と前記酵素との反応に際しての
物質濃度変化を、前記作用極−対極間に電圧を印加する
ことで得られる電気化学的応答に基づいて検知する特定
化合物の定量法であって、前記電気化学的応答が前記電
子受容体の還元体を酸化する電流であり、作用極−対極
間に電圧を印加する前に作用極−対極間を短絡すること
を特徴とする。また、本発明は、作用極−対極間に電圧
を印加する前に、作用極−対極間を短絡した短絡状態と
開回路にした状態とを複数回繰り返した後に、作用極−
対極間に電圧を印加する定量法を提供する。
上に形成されたカーボンからなる作用極およびカーボン
からなる対極を有する電極系と少なくとも酵素および電
子受容体を含む反応層とを具備するバイオセンサを用い
て、試料中の特定化合物と前記酵素との反応に際しての
物質濃度変化を、前記作用極−対極間に電圧を印加する
ことで得られる電気化学的応答に基づいて検知する特定
化合物の定量法であって、前記電気化学的応答が前記電
子受容体の還元体を酸化する電流であり、作用極−対極
間に電圧を印加する前に作用極−対極間を短絡すること
を特徴とする。また、本発明は、作用極−対極間に電圧
を印加する前に、作用極−対極間を短絡した短絡状態と
開回路にした状態とを複数回繰り返した後に、作用極−
対極間に電圧を印加する定量法を提供する。
【０００６】本発明の特定化合物の定量装置は、絶縁性
の基板上に形成されたカーボンからなる作用極およびカ
ーボンからなる対極を有する電極系と少なくとも酵素お
よび電子受容体を含む反応層とを具備するバイオセン
サ、特定化合物を含む試料溶液を前記バイオセンサの反
応層へ供給する手段、前記バイオセンサの作用極−対極
間に一定電圧を印加する電圧印加手段、前記電圧を印加
された作用極−対極間に流れる前記電子受容体の還元体
の酸化電流を測定する手段、および前記作用極−対極間
に電圧を印加する前に作用極−対極間を短絡する手段を
有する。また、作用極−対極間を短絡状態と開回路状態
を複数回繰り返す手段を有する。
の基板上に形成されたカーボンからなる作用極およびカ
ーボンからなる対極を有する電極系と少なくとも酵素お
よび電子受容体を含む反応層とを具備するバイオセン
サ、特定化合物を含む試料溶液を前記バイオセンサの反
応層へ供給する手段、前記バイオセンサの作用極−対極
間に一定電圧を印加する電圧印加手段、前記電圧を印加
された作用極−対極間に流れる前記電子受容体の還元体
の酸化電流を測定する手段、および前記作用極−対極間
に電圧を印加する前に作用極−対極間を短絡する手段を
有する。また、作用極−対極間を短絡状態と開回路状態
を複数回繰り返す手段を有する。
【０００７】
【作用】特定物質の定量にあたって、センサの反応層へ
試料溶液を導入した際、反応層の溶解状態に不均一な部
分が生ずると、作用極−対極間にこの不均一状態に起因
する電位差が発生する。そこで両極間を短絡させ、等電
位状態、即ち両電極を電位差０Ｖに近い状態下に置くこ
とで、両極間に発生した電位差を容易に除去することが
できる。これによって上記課題を解決することができ
る。
試料溶液を導入した際、反応層の溶解状態に不均一な部
分が生ずると、作用極−対極間にこの不均一状態に起因
する電位差が発生する。そこで両極間を短絡させ、等電
位状態、即ち両電極を電位差０Ｖに近い状態下に置くこ
とで、両極間に発生した電位差を容易に除去することが
できる。これによって上記課題を解決することができ
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。ま
ず、本発明の定量法に用いるバイオセンサの一例とし
て、グルコ−スセンサの構成を説明する。図１は、反応
層を除いたグルコ−スセンサの分解斜視図を示す。ポリ
エチレンテレフタレ−トからなる絶縁性の基板１は、そ
の表面に、銀ペーストをスクリ−ン印刷することにより
形成したリ−ド２、３を有する。リード２、３形成後
に、樹脂バインダ−を含む導電性カ−ボンペ−ストを印
刷して作用極４が形成される。この作用極４は、リ−ド
２と接触している。次に、絶縁性ペ−ストを印刷して絶
縁層６が形成される。絶縁層６は、作用極４の外周部を
覆っており、これによって作用極４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−ド２、３
を部分的に覆っている。次に、樹脂バインダ−を含む導
電性カ−ボンペ−ストをリ−ド３と接触するように印刷
して対極５が形成される。
ず、本発明の定量法に用いるバイオセンサの一例とし
て、グルコ−スセンサの構成を説明する。図１は、反応
層を除いたグルコ−スセンサの分解斜視図を示す。ポリ
エチレンテレフタレ−トからなる絶縁性の基板１は、そ
の表面に、銀ペーストをスクリ−ン印刷することにより
形成したリ−ド２、３を有する。リード２、３形成後
に、樹脂バインダ−を含む導電性カ−ボンペ−ストを印
刷して作用極４が形成される。この作用極４は、リ−ド
２と接触している。次に、絶縁性ペ−ストを印刷して絶
縁層６が形成される。絶縁層６は、作用極４の外周部を
覆っており、これによって作用極４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−ド２、３
を部分的に覆っている。次に、樹脂バインダ−を含む導
電性カ−ボンペ−ストをリ−ド３と接触するように印刷
して対極５が形成される。
【０００９】前記の電極系（作用極４、対極５）上にカ
ルボキシメチルセルロース（以下ＣＭＣで表す）の水溶
液を滴下し、乾燥させることによりＣＭＣ層が形成され
る。更に、前記電極系上に、酵素としてグルコースオキ
シダーゼ、電子受容体としてフェリシアン化カリウムを
含有する水溶液を滴下し、乾燥させることにより、一部
がＣＭＣ層と混ざり合った反応層７が形成される。次
に、反応層７上への試料液の供給をより一層円滑にする
ために、レシチンの有機溶媒溶液、例えばトルエン溶液
を試料供給部（センサ先端部）から反応層上にわたって
広げ、乾燥させることによりレシチン層８が形成され
る。最後に、カバ−９およびスペ−サ−１０を図１中、
一点鎖線で示すような位置関係をもって接着する。こう
してグルコ−スセンサが作製される。
ルボキシメチルセルロース（以下ＣＭＣで表す）の水溶
液を滴下し、乾燥させることによりＣＭＣ層が形成され
る。更に、前記電極系上に、酵素としてグルコースオキ
シダーゼ、電子受容体としてフェリシアン化カリウムを
含有する水溶液を滴下し、乾燥させることにより、一部
がＣＭＣ層と混ざり合った反応層７が形成される。次
に、反応層７上への試料液の供給をより一層円滑にする
ために、レシチンの有機溶媒溶液、例えばトルエン溶液
を試料供給部（センサ先端部）から反応層上にわたって
広げ、乾燥させることによりレシチン層８が形成され
る。最後に、カバ−９およびスペ−サ−１０を図１中、
一点鎖線で示すような位置関係をもって接着する。こう
してグルコ−スセンサが作製される。
【００１０】図３は上記のセンサを用いて特定物質を定
量するための測定装置のブロック図である。次に、この
装置を説明する。１４で示されるコネクタは、センサ１
３のリード２、３に接触する端子１５、１６を有する。
センサ１３をコネクタ１４に挿入すると、検知スイッチ
１７が検知して、後述のような動作状態に入る。スイッ
チ１８は、マイクロコンピュータ２２により制御される
もので、常時は図示のように開いているが、閉じられる
とコネクタ１４の端子１５、１６が短絡される。端子１
５、１６間には、一定電圧が電池１９によって印加され
ているから、センサに試料溶液が供給されると、作用極
４と対極５間の抵抗値変化に基づいて液の供給を検知す
るシステムが動作する。そして、マイクロコンピュータ
２２は、電流／電圧変換器２０の出力電圧変化をＡ／Ｄ
コンバータ２１を介して検知し、測定タイマーをスター
トさせる。同時にスイッチ１８が閉じられ、センサ１３
の作用極４と対極５間が短絡される。
量するための測定装置のブロック図である。次に、この
装置を説明する。１４で示されるコネクタは、センサ１
３のリード２、３に接触する端子１５、１６を有する。
センサ１３をコネクタ１４に挿入すると、検知スイッチ
１７が検知して、後述のような動作状態に入る。スイッ
チ１８は、マイクロコンピュータ２２により制御される
もので、常時は図示のように開いているが、閉じられる
とコネクタ１４の端子１５、１６が短絡される。端子１
５、１６間には、一定電圧が電池１９によって印加され
ているから、センサに試料溶液が供給されると、作用極
４と対極５間の抵抗値変化に基づいて液の供給を検知す
るシステムが動作する。そして、マイクロコンピュータ
２２は、電流／電圧変換器２０の出力電圧変化をＡ／Ｄ
コンバータ２１を介して検知し、測定タイマーをスター
トさせる。同時にスイッチ１８が閉じられ、センサ１３
の作用極４と対極５間が短絡される。
【００１１】一定時間後、例えば５５秒後にスイッチ１
８が開かれ、センサ１３の作用極４と対極５間には応答
電流を得るために必要な一定電圧が印加される。こうし
て作用極４と対極５間に流れる電流は、電流／電圧変換
器２０により電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄコン
バータ２１により時間軸に変換される。マイクロコンピ
ュウータ２２はその時間軸をカウントし、応答値を算出
し、その結果は表示器２３に表示される。次に、作用極
−対極間の短絡と開回路を繰り返す例を説明する。上記
の例では常時閉じていたスイッチ２４を開き、その状態
でスイッチ１８を閉じると作用極ー対極間は短絡し、ス
イッチ１８を開くと作用極ー対極間は開路する。こうし
てスイッチ１８を閉開することにより、作用極ー対極間
は短絡と開路を繰り返す。
８が開かれ、センサ１３の作用極４と対極５間には応答
電流を得るために必要な一定電圧が印加される。こうし
て作用極４と対極５間に流れる電流は、電流／電圧変換
器２０により電圧に変換され、その電圧値はＡ／Ｄコン
バータ２１により時間軸に変換される。マイクロコンピ
ュウータ２２はその時間軸をカウントし、応答値を算出
し、その結果は表示器２３に表示される。次に、作用極
−対極間の短絡と開回路を繰り返す例を説明する。上記
の例では常時閉じていたスイッチ２４を開き、その状態
でスイッチ１８を閉じると作用極ー対極間は短絡し、ス
イッチ１８を開くと作用極ー対極間は開路する。こうし
てスイッチ１８を閉開することにより、作用極ー対極間
は短絡と開路を繰り返す。
【００１２】特定物質の定量にあたって、センサの反応
層へ試料溶液を導入した際、反応層の溶解状態に不均一
な部分が生ずると、作用極−対極間にこの不均一状態に
起因する電位差が発生する。そこで、本発明では、両極
間を短絡させ、等電位状態、即ち両電極を電位差０Ｖに
近い状態下に置くことで、両極間に発生した電位差を除
去するものである。また、作用極ー対極間の短絡と開路
を反復的に繰り返すことにより、電極表面が電気化学的
に洗浄されて電極活性が向上し、応答特性を向上するこ
とができる。
層へ試料溶液を導入した際、反応層の溶解状態に不均一
な部分が生ずると、作用極−対極間にこの不均一状態に
起因する電位差が発生する。そこで、本発明では、両極
間を短絡させ、等電位状態、即ち両電極を電位差０Ｖに
近い状態下に置くことで、両極間に発生した電位差を除
去するものである。また、作用極ー対極間の短絡と開路
を反復的に繰り返すことにより、電極表面が電気化学的
に洗浄されて電極活性が向上し、応答特性を向上するこ
とができる。
【００１３】以下に具体例を説明する。 ［実施例１］図１に示す構成のセンサに試料液としてグ
ルコ−ス水溶液３μｌを試料供給孔１２より供給した。
試料液は、空気孔１１部分まで達し、電極系上の反応層
が溶解した。試料液の供給と同時に、電極系の対極５と
作用極４間の抵抗値の変化に基づいて液の供給を検知す
るシステムが動作し、両電極間が接続、すなわち短絡さ
れ、５５秒間この状態を保持した後に電極系の対極５と
作用極４間に＋０．５Ｖの電圧を印加し、５秒後の電流
値を測定した。その結果、試料液中のグルコ−ス濃度に
依存した値が得られた（図４の曲線ａ）。次に、試料液
の供給後、上記電極間を５５秒間開回路状態で保持し、
その後＋０．５Ｖの電圧を印加し５秒後の電流値を測定
した。その際に得られた各グルコ−ス濃度に対する電流
値を図４に曲線ｂに示す。
ルコ−ス水溶液３μｌを試料供給孔１２より供給した。
試料液は、空気孔１１部分まで達し、電極系上の反応層
が溶解した。試料液の供給と同時に、電極系の対極５と
作用極４間の抵抗値の変化に基づいて液の供給を検知す
るシステムが動作し、両電極間が接続、すなわち短絡さ
れ、５５秒間この状態を保持した後に電極系の対極５と
作用極４間に＋０．５Ｖの電圧を印加し、５秒後の電流
値を測定した。その結果、試料液中のグルコ−ス濃度に
依存した値が得られた（図４の曲線ａ）。次に、試料液
の供給後、上記電極間を５５秒間開回路状態で保持し、
その後＋０．５Ｖの電圧を印加し５秒後の電流値を測定
した。その際に得られた各グルコ−ス濃度に対する電流
値を図４に曲線ｂに示す。
【００１４】両測定において得られた結果、すなわち、
図４の曲線ａとｂを比較すると、両電極間を短絡させた
後に電圧を印加した場合において、より大きな電流値が
得られることがわかる。また、変動係数の比較を行った
ところ、両電極間を短絡させた後に電流値を測定した場
合においてより小さな変動係数が得られた。すなわち＋
０．５Ｖの電圧を印加する前に両電極間を短絡させるこ
とにより、測定結果のばらつきが減少した。また、ブラ
ンク応答（グルコ−ス濃度０ｍｇ／ｄｌに対する応答）
も、両電極間を短絡させることで減少した。
図４の曲線ａとｂを比較すると、両電極間を短絡させた
後に電圧を印加した場合において、より大きな電流値が
得られることがわかる。また、変動係数の比較を行った
ところ、両電極間を短絡させた後に電流値を測定した場
合においてより小さな変動係数が得られた。すなわち＋
０．５Ｖの電圧を印加する前に両電極間を短絡させるこ
とにより、測定結果のばらつきが減少した。また、ブラ
ンク応答（グルコ−ス濃度０ｍｇ／ｄｌに対する応答）
も、両電極間を短絡させることで減少した。
【００１５】［実施例２］実施例１と同様のグルコ−ス
センサを用いて測定をした。このセンサに、試料液とし
てグルコ−ス水溶液３μｌを試料供給孔１２より供給し
た。試料液は、空気孔１１部分まで達し、電極系上の反
応層が溶解した。試料液の供給と同時に液の供給を検知
するシステムが動作し、両電極間が自動的に短絡され、
５秒間短絡状態を保持した後に両極間を開回路状態に
し、５秒間開回路状態を保持した後再び両極間を短絡し
た。この操作を５回繰り返し、５秒間両極間を短絡状態
で保持した後、すなわち試料を供給してから５５秒経過
後、対極５と作用極４間に＋０．５Ｖの電圧を印加し、
５秒後の電流値を測定した。その結果、試料液中のグル
コ−ス濃度に比例した値が得られた。図５は、本実施例
における短絡および開回路状態の時間変化を示したもの
である。
センサを用いて測定をした。このセンサに、試料液とし
てグルコ−ス水溶液３μｌを試料供給孔１２より供給し
た。試料液は、空気孔１１部分まで達し、電極系上の反
応層が溶解した。試料液の供給と同時に液の供給を検知
するシステムが動作し、両電極間が自動的に短絡され、
５秒間短絡状態を保持した後に両極間を開回路状態に
し、５秒間開回路状態を保持した後再び両極間を短絡し
た。この操作を５回繰り返し、５秒間両極間を短絡状態
で保持した後、すなわち試料を供給してから５５秒経過
後、対極５と作用極４間に＋０．５Ｖの電圧を印加し、
５秒後の電流値を測定した。その結果、試料液中のグル
コ−ス濃度に比例した値が得られた。図５は、本実施例
における短絡および開回路状態の時間変化を示したもの
である。
【００１６】次に、試料液の供給後、上記電極間を５５
秒間開回路状態で保持し、その後＋０．５Ｖの電圧を印
加し５秒後の電流値を測定した。両測定において得られ
た結果を比較したところ、短絡、開回路状態を繰り返し
た後に電圧を印加した場合において良好な応答特性が得
られた。白金、金、パラジウム等の電極では、それらを
作用極として酸性水溶液中で電位掃引を行い、電極表面
にて水素の吸・脱着、酸化膜の生成・溶解等を反復的に
繰り返すことにより、電極表面が電気化学的に洗浄され
電極活性が向上することが知られている。上記のような
短絡・開回路状態の反復的な繰り返しも、前記作用極４
および対極５表面に対して同様の効果を与えているもの
と推定され、これによって応答特性が向上したものと思
われる。
秒間開回路状態で保持し、その後＋０．５Ｖの電圧を印
加し５秒後の電流値を測定した。両測定において得られ
た結果を比較したところ、短絡、開回路状態を繰り返し
た後に電圧を印加した場合において良好な応答特性が得
られた。白金、金、パラジウム等の電極では、それらを
作用極として酸性水溶液中で電位掃引を行い、電極表面
にて水素の吸・脱着、酸化膜の生成・溶解等を反復的に
繰り返すことにより、電極表面が電気化学的に洗浄され
電極活性が向上することが知られている。上記のような
短絡・開回路状態の反復的な繰り返しも、前記作用極４
および対極５表面に対して同様の効果を与えているもの
と推定され、これによって応答特性が向上したものと思
われる。
【００１７】上記実施例では、試料液の供給と同時に対
極−作用極間を短絡したのであるが、これに制限される
ことはなく、試料供給前に対極−作用極間を短絡しても
よい。また、上記実施例では、短絡状態を５５秒間維持
する場合、および短絡状態と開回路状態を５秒毎に繰り
返す場合について述べたが、これに制限されることはな
く、短絡状態、開回路状態または電圧印加状態等、電流
応答を得るための電圧を印加するまでの間、これらを任
意に組み合わせてもよい。また、上記実施例において
は、試料液に反応層を溶解する方式について示したが、
これに制限されることはなく、固定化によって試料液に
不溶化させた場合にも適用することができる。
極−作用極間を短絡したのであるが、これに制限される
ことはなく、試料供給前に対極−作用極間を短絡しても
よい。また、上記実施例では、短絡状態を５５秒間維持
する場合、および短絡状態と開回路状態を５秒毎に繰り
返す場合について述べたが、これに制限されることはな
く、短絡状態、開回路状態または電圧印加状態等、電流
応答を得るための電圧を印加するまでの間、これらを任
意に組み合わせてもよい。また、上記実施例において
は、試料液に反応層を溶解する方式について示したが、
これに制限されることはなく、固定化によって試料液に
不溶化させた場合にも適用することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によると、高い信頼
性を有する特定化合物の定量を行なうことができる。
性を有する特定化合物の定量を行なうことができる。
【図１】本発明の一実施例に使用したグルコ−スセンサ
の反応層を除いた分解斜視図である。
の反応層を除いた分解斜視図である。
【図２】同グルコースセンサの要部の縦断面図である。
【図３】同グルコースセンサを用いた測定装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】同グルコ−スセンサの応答例を示した図である
【図５】本発明の一実施例における作用極と対極間の短
絡・開回路状態の時間変化を示す図である。
絡・開回路状態の時間変化を示す図である。
１ 絶縁性の基板 ２、３ リ−ド ４ 作用極 ５ 対極 ６ 絶縁層 ７ 反応層 ８ レシチン層 ９ カバ− １０ スペ−サ− １１ 空気孔 １２ 試料供給孔 １３ センサ １４ コネクタ １５、１６ 端子 １７ 検知スイッチ １８、２４ スイッチ １９ 電池 ２０ 電流／電圧変換器 ２１ Ａ／Ｄコンバ−タ ２２ マイクロコンピュ−タ ２３ 表示器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堤 治寛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 馬場 英行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 徳野 吉宣 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−156555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−294955（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−250246（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−90360（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/416 G01N 27/30 G01N 27/327
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁性の基板上に形成されたカーボンか
らなる作用極およびカーボンからなる対極を有する電極
系と少なくとも酵素および電子受容体を含む反応層とを
具備するバイオセンサを用いて、試料中の特定化合物と
前記酵素との反応に際しての物質濃度変化を、前記作用
極−対極間に電圧を印加することで得られる電気化学的
応答に基づいて検知する定量法であって、前記電気化学
的応答が前記電子受容体の還元体を酸化する電流であ
り、作用極−対極間に電圧を印加する前に作用極−対極
間を短絡することを特徴とする特定化合物の定量法。 - 【請求項２】 短絡状態と開回路状態を複数回繰り返し
た後に、作用極−対極間に電圧を印加する請求項１記載
の特定化合物の定量法。 - 【請求項３】 絶縁性の基板上に形成されたカーボンか
らなる作用極およびカーボンからなる対極を有する電極
系と少なくとも酵素および電子受容体を含む反応層とを
具備するバイオセンサ、特定化合物を含む試料溶液を前
記バイオセンサの反応層へ供給する手段、前記バイオセ
ンサの作用極−対極間に一定電圧を印加する電圧印加手
段、前記電圧を印加された作用極−対極間に流れる前記
電子受容体の還元体の酸化電流を測定する手段、および
前記作用極−対極間に電圧を印加する前に作用極−対極
間を短絡する手段を有する特定化合物の定量装置。 - 【請求項４】 作用極−対極間の短絡状態と開回路状態
を複数回繰り返す手段を有する請求項３記載の特定化合
物の定量装置。
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| JP6-86579 | 1994-04-25 | ||
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