JP3063442B2 - バイオセンサおよびその製造方法 - Google Patents
バイオセンサおよびその製造方法Info
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- JP3063442B2 JP3063442B2 JP5007255A JP725593A JP3063442B2 JP 3063442 B2 JP3063442 B2 JP 3063442B2 JP 5007255 A JP5007255 A JP 5007255A JP 725593 A JP725593 A JP 725593A JP 3063442 B2 JP3063442 B2 JP 3063442B2
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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Description
【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の製造方法に関する。
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の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】バイオセンサの一例としてスクロースセ
ンサについて説明する。酵素電極を用いたスクロースの
定量方法としてはインベルターゼ（ＥＣ３．２．１．２
６：以下ＩＮＶと略す）、ムタロターゼ（ＥＣ５．１．
３．３：以下ＭＵＴと略す）、グルコースオキシダーゼ
（ＥＣ１．１．３．４：以下ＧＯＤと略す）の３つの酵
素と酸素電極あるいは過酸化水素電極とを組み合わせた
方式が一般によく知られている（例えば、鈴木周一編
「バイオセンサー」講談社）。
ンサについて説明する。酵素電極を用いたスクロースの
定量方法としてはインベルターゼ（ＥＣ３．２．１．２
６：以下ＩＮＶと略す）、ムタロターゼ（ＥＣ５．１．
３．３：以下ＭＵＴと略す）、グルコースオキシダーゼ
（ＥＣ１．１．３．４：以下ＧＯＤと略す）の３つの酵
素と酸素電極あるいは過酸化水素電極とを組み合わせた
方式が一般によく知られている（例えば、鈴木周一編
「バイオセンサー」講談社）。
【０００３】上記方法について説明する。試料中のスク
ロースはＩＮＶによってα−グルコースとフルクトース
に加水分解される。つぎにＭＵＴによってα−グルコー
スからβ−グルコースへの異性化が促進され、このβ−
グルコースがＧＯＤにより選択的に酸化される。酸素の
存在下では、前記ＧＯＤによる酸化反応過程において酸
素が過酸化水素に還元される。このときの酸素減少量を
酸素電極によって計測するか、あるいは過酸化水素の増
加量を過酸化水素電極によって計ることでスクロースの
定量を行なうものである。
ロースはＩＮＶによってα−グルコースとフルクトース
に加水分解される。つぎにＭＵＴによってα−グルコー
スからβ−グルコースへの異性化が促進され、このβ−
グルコースがＧＯＤにより選択的に酸化される。酸素の
存在下では、前記ＧＯＤによる酸化反応過程において酸
素が過酸化水素に還元される。このときの酸素減少量を
酸素電極によって計測するか、あるいは過酸化水素の増
加量を過酸化水素電極によって計ることでスクロースの
定量を行なうものである。
【０００４】つぎに、酸素の代わりにレドックス化合物
を電子受容体として機能させる方式について説明する。
同方式のバイオセンサとして、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法が提案されている
（特開平３−５４４４７号公報）。
を電子受容体として機能させる方式について説明する。
同方式のバイオセンサとして、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法が提案されている
（特開平３−５４４４７号公報）。
【０００５】このバイオセンサは、絶縁性の基板上にス
クリーン印刷等の方法で電極系を形成し、上記電極系上
に親水性高分子と酸化還元酵素を含む層、親水性高分子
層および電子受容体を含む層を順に形成したものであ
る。試料液を酵素反応層上へ滴下すると反応層が溶解
し、試料液中の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。酵素反応終了後、この還元された電
子受容体を電気化学的に酸化し、このとき得られる酸化
電流値から試料液中の基質濃度を求めるものである。
クリーン印刷等の方法で電極系を形成し、上記電極系上
に親水性高分子と酸化還元酵素を含む層、親水性高分子
層および電子受容体を含む層を順に形成したものであ
る。試料液を酵素反応層上へ滴下すると反応層が溶解
し、試料液中の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。酵素反応終了後、この還元された電
子受容体を電気化学的に酸化し、このとき得られる酸化
電流値から試料液中の基質濃度を求めるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、測定対象となる物質濃度の上限が反応層中の電子受
容体濃度に依存していた。高濃度の試料液を希釈せずに
測定するためには、電子受容体の担持量を増加させるこ
とが必要であるが、その場合、測定に長時間を要する、
またバイオセンサの保存時において反応層のひび割れが
生じ易く、応答のばらつきの原因となる、さらに試料液
に反応層が溶解したときに、その溶解熱による温度低下
が大きくなり、酵素反応が速やかに進行しない、またコ
ストがかかる等の欠点がある。そこで、試料液を希釈す
ることが必要となるが、そうすれば希釈操作により操作
の簡便性が失われる。
は、測定対象となる物質濃度の上限が反応層中の電子受
容体濃度に依存していた。高濃度の試料液を希釈せずに
測定するためには、電子受容体の担持量を増加させるこ
とが必要であるが、その場合、測定に長時間を要する、
またバイオセンサの保存時において反応層のひび割れが
生じ易く、応答のばらつきの原因となる、さらに試料液
に反応層が溶解したときに、その溶解熱による温度低下
が大きくなり、酵素反応が速やかに進行しない、またコ
ストがかかる等の欠点がある。そこで、試料液を希釈す
ることが必要となるが、そうすれば希釈操作により操作
の簡便性が失われる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、絶縁性の基板と、該基板上に形成された
少なくとも作用極と対極からなる電極系と、反応層とか
ら構成され、前記反応層中に非水溶性高分子を含有する
層が含まれるバイオセンサを提供するとともに、その製
造方法を提供するものである。
めに本発明は、絶縁性の基板と、該基板上に形成された
少なくとも作用極と対極からなる電極系と、反応層とか
ら構成され、前記反応層中に非水溶性高分子を含有する
層が含まれるバイオセンサを提供するとともに、その製
造方法を提供するものである。
【０００８】
【作用】非水溶性高分子と水溶性高分子、あるいは非水
溶性高分子と電子受容体を含む層を反応層中に含むこと
により、高濃度の試料液を希釈せずに測定可能なバイオ
センサが、電子受容体担持量を著しく増加させることな
く得ることができる。
溶性高分子と電子受容体を含む層を反応層中に含むこと
により、高濃度の試料液を希釈せずに測定可能なバイオ
センサが、電子受容体担持量を著しく増加させることな
く得ることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。
【００１０】（実施例１）バイオセンサの一例として、
スクロースセンサについて説明する。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スクロースセンサ
の断面図、図２は同スクロースセンサのうち反応層を除
き、図１の斜め上方向からみた分解斜視図である。
スクロースセンサについて説明する。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スクロースセンサ
の断面図、図２は同スクロースセンサのうち反応層を除
き、図１の斜め上方向からみた分解斜視図である。
【００１１】以下、スクロースセンサの作製方法につい
て説明する。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作用極４を形成
した。作用極４はリード２と接触している。
て説明する。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作用極４を形成
した。作用極４はリード２と接触している。
【００１２】つぎに、絶縁性ペーストを印刷して絶縁層
６を形成した。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、リード２、３を部分
的に覆っている。
６を形成した。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、リード２、３を部分
的に覆っている。
【００１３】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対極
５を形成した。
ボンペーストをリード３と接触するように印刷して対極
５を形成した。
【００１４】つぎに、前記電極系（作用極４、対極５）
上に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％水溶液を滴下、乾燥
させてＣＭＣ層を形成した。つづいて、前記ＣＭＣ層上
に酵素としてＩＮＶ、ＭＵＴ、ＧＯＤおよび電子受容体
としてフェリシアン化カリウムをリン酸緩衝液（０．２
Ｍ：ＫＨ2ＰＯ4−０．２Ｍ：Ｎａ2ＨＰＯ4；ｐＨ＝７．
４）に溶解させた混合溶液を滴下し、５０℃の温風乾燥
器中で１０分間乾燥させてＣＭＣ−酵素−フェリシアン
化カリウム層を形成した。
上に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％水溶液を滴下、乾燥
させてＣＭＣ層を形成した。つづいて、前記ＣＭＣ層上
に酵素としてＩＮＶ、ＭＵＴ、ＧＯＤおよび電子受容体
としてフェリシアン化カリウムをリン酸緩衝液（０．２
Ｍ：ＫＨ2ＰＯ4−０．２Ｍ：Ｎａ2ＨＰＯ4；ｐＨ＝７．
４）に溶解させた混合溶液を滴下し、５０℃の温風乾燥
器中で１０分間乾燥させてＣＭＣ−酵素−フェリシアン
化カリウム層を形成した。
【００１５】ＣＭＣ層上に、酵素および電子受容体の混
合溶液を滴下すると、親水性高分子であるＣＭＣ層は一
度溶解し、その後の乾燥過程で酵素などと混合された形
でＣＭＣ−酵素−フェリシアン化カリウム層を形成す
る。しかし、撹拌をともなわないため完全な混合状態と
はならず、電極系表面はＣＭＣのみによって被覆された
状態となる。すなわち、電極系表面へのタンパク質の吸
着などを防ぐことができる。
合溶液を滴下すると、親水性高分子であるＣＭＣ層は一
度溶解し、その後の乾燥過程で酵素などと混合された形
でＣＭＣ−酵素−フェリシアン化カリウム層を形成す
る。しかし、撹拌をともなわないため完全な混合状態と
はならず、電極系表面はＣＭＣのみによって被覆された
状態となる。すなわち、電極系表面へのタンパク質の吸
着などを防ぐことができる。
【００１６】つぎに非水溶性高分子としてポリ（２−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート）（以下ＰＨＥＭＡと略
す）と水溶性高分子としてポリビニルピロリドン（以下
ＰＶＰと略す）のメタノール溶液を前記ＣＭＣ−酵素−
フェリシアン化カリウム層上へ滴下し、乾燥させて反応
層７を形成した。ＰＨＥＭＡとＰＶＰのメタノール溶液
はスピンコート法を用いても以下に示すものと同様の効
果が得られた。
ドロキシエチルメタクリレート）（以下ＰＨＥＭＡと略
す）と水溶性高分子としてポリビニルピロリドン（以下
ＰＶＰと略す）のメタノール溶液を前記ＣＭＣ−酵素−
フェリシアン化カリウム層上へ滴下し、乾燥させて反応
層７を形成した。ＰＨＥＭＡとＰＶＰのメタノール溶液
はスピンコート法を用いても以下に示すものと同様の効
果が得られた。
【００１７】ＣＭＣ、酵素、フェリシアン化カリウムは
ともにメタノールにはほとんど溶解しない。したがっ
て、ＰＨＥＭＡとＰＶＰの混合層は、ＣＭＣ−酵素−フ
ェリシアン化カリウム層と分離した多層構造を有してい
る。
ともにメタノールにはほとんど溶解しない。したがっ
て、ＰＨＥＭＡとＰＶＰの混合層は、ＣＭＣ−酵素−フ
ェリシアン化カリウム層と分離した多層構造を有してい
る。
【００１８】上記のようにして反応層７を形成した後、
カバー９およびスペーサー８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てスクロースセンサを作
製した。
カバー９およびスペーサー８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てスクロースセンサを作
製した。
【００１９】このスクロースセンサに試料液としてスク
ロース水溶液３μｌを試料供給孔１０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７が
溶解した。なお、試料液の供給をよりいっそう円滑にす
るためには、さらに、レシチンの有機溶媒溶液（例えば
トルエン）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、乾燥させることでレシチン層を形成し
てからカバー９、スペーサー８を接着するとよい。
ロース水溶液３μｌを試料供給孔１０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７が
溶解した。なお、試料液の供給をよりいっそう円滑にす
るためには、さらに、レシチンの有機溶媒溶液（例えば
トルエン）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、乾燥させることでレシチン層を形成し
てからカバー９、スペーサー８を接着するとよい。
【００２０】試料液を供給してから一定時間後に電極系
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ところ、試料液中のスクロース
濃度に比例した値が得られた。
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ところ、試料液中のスクロース
濃度に比例した値が得られた。
【００２１】ＰＨＥＭＡは親水性高分子であるため、試
料液であるスクロース水溶液によって膨潤するが、非水
溶性であるため、単独で層を形成させると試料液中の基
質（この場合はスクロース）がＰＨＥＭＡ層を透過して
酵素と反応することができない。本発明のように水溶性
高分子（ここではＰＶＰ）との混合溶液を用いると、Ｐ
ＨＥＭＡとＰＶＰが混在した層が形成できる。
料液であるスクロース水溶液によって膨潤するが、非水
溶性であるため、単独で層を形成させると試料液中の基
質（この場合はスクロース）がＰＨＥＭＡ層を透過して
酵素と反応することができない。本発明のように水溶性
高分子（ここではＰＶＰ）との混合溶液を用いると、Ｐ
ＨＥＭＡとＰＶＰが混在した層が形成できる。
【００２２】ＰＶＰは水溶性であるから試料液に溶解
し、試料液中のスクロースはＰＶＰが溶解することによ
って生じた細孔部分を通過して酵素と反応する。ここで
一定時間に細孔を通過するスクロース分子の数は、細孔
の大きさや分布に依存し、その結果ある一定の確率で制
限された量のスクロースに対する応答が得られる。した
がって、高濃度のスクロースを希釈操作なしに測定可能
なスクロースセンサが得られる。
し、試料液中のスクロースはＰＶＰが溶解することによ
って生じた細孔部分を通過して酵素と反応する。ここで
一定時間に細孔を通過するスクロース分子の数は、細孔
の大きさや分布に依存し、その結果ある一定の確率で制
限された量のスクロースに対する応答が得られる。した
がって、高濃度のスクロースを希釈操作なしに測定可能
なスクロースセンサが得られる。
【００２３】さらに、試料液中に有形成分が含まれる果
汁を試料液として糖類の測定を試みたところ、ＰＨＥＭ
Ａを主体とする層によって前記有形成分がろ過される効
果を同時に得ることができた。
汁を試料液として糖類の測定を試みたところ、ＰＨＥＭ
Ａを主体とする層によって前記有形成分がろ過される効
果を同時に得ることができた。
【００２４】この効果は血液を試料液とした場合におい
ても、血液中の赤血球などの有形成分の影響を除去する
という点で明かであった。
ても、血液中の赤血球などの有形成分の影響を除去する
という点で明かであった。
【００２５】（実施例２）バイオセンサの一例として、
スクロースセンサについて説明する。
スクロースセンサについて説明する。
【００２６】実施例１と同様にして、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、リ−ド２、３
と電極系（作用極４、対極５）および絶縁層６を形成し
た。さらに、ＣＭＣ層を前記電極系上に形成した。
フタレートからなる絶縁性の基板１上に、リ−ド２、３
と電極系（作用極４、対極５）および絶縁層６を形成し
た。さらに、ＣＭＣ層を前記電極系上に形成した。
【００２７】次に、前記ＣＭＣ層上にＩＮＶとＭＵＴと
ＧＯＤをマレイン酸−トリス（ヒドロキシメチル）アミ
ノメタン緩衝液（ｐＨ＝７．５：以下、マレイン酸−Ｔ
ｒｉｓ緩衝液と略す）に溶解させた混合溶液を滴下し、
温風乾燥器中で乾燥させてＣＭＣ−酵素層を形成した。
つぎにＰＨＥＭＡを溶解させたメタノール溶液にフェリ
シアン化カリウムを分散させた（分散剤としてレシチン
を添加）分散液を、前記ＣＭＣ−酵素層上へ滴下、乾燥
させて反応層７を形成した。さらに、実施例１と同様に
してカバー９およびスペーサー８と共に一体化してスク
ロースセンサを作製した。
ＧＯＤをマレイン酸−トリス（ヒドロキシメチル）アミ
ノメタン緩衝液（ｐＨ＝７．５：以下、マレイン酸−Ｔ
ｒｉｓ緩衝液と略す）に溶解させた混合溶液を滴下し、
温風乾燥器中で乾燥させてＣＭＣ−酵素層を形成した。
つぎにＰＨＥＭＡを溶解させたメタノール溶液にフェリ
シアン化カリウムを分散させた（分散剤としてレシチン
を添加）分散液を、前記ＣＭＣ−酵素層上へ滴下、乾燥
させて反応層７を形成した。さらに、実施例１と同様に
してカバー９およびスペーサー８と共に一体化してスク
ロースセンサを作製した。
【００２８】上記のように作製したスクロースセンサに
試料液としてスクロース水溶液３μｌを実施例１と同様
に試料供給孔１０から供給してセンサ応答電流を測定し
たところ、スクロース濃度に比例した値が得られた。
試料液としてスクロース水溶液３μｌを実施例１と同様
に試料供給孔１０から供給してセンサ応答電流を測定し
たところ、スクロース濃度に比例した値が得られた。
【００２９】ＰＨＥＭＡは非水溶性であるが、フェリシ
アン化カリウムを分散させた溶液を用いたために、乾燥
時にフェリシアン化カリウムの結晶が存在する部分に細
孔が生じる。フェリシアン化カリウムは試料液に溶解す
るため、試料液中のスクロースは一部が前記細孔を通過
して酵素と反応することができる。実施例１と同様に高
濃度のスクロースを希釈操作なしに測定可能なスクロー
スセンサが得られる。
アン化カリウムを分散させた溶液を用いたために、乾燥
時にフェリシアン化カリウムの結晶が存在する部分に細
孔が生じる。フェリシアン化カリウムは試料液に溶解す
るため、試料液中のスクロースは一部が前記細孔を通過
して酵素と反応することができる。実施例１と同様に高
濃度のスクロースを希釈操作なしに測定可能なスクロー
スセンサが得られる。
【００３０】（実施例３）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。
【００３１】実施例１と同様にして、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、リ−ド２、３
と電極系（作用極４、対極５）および絶縁層６を形成し
た。
フタレートからなる絶縁性の基板１上に、リ−ド２、３
と電極系（作用極４、対極５）および絶縁層６を形成し
た。
【００３２】次に、前記電極系上に０．５wt％ヒドロキ
シエチルセルロース（以下、ＨＥＣと略す）水溶液を滴
下、乾燥させてＨＥＣ層を形成した。つづいて、前記Ｈ
ＥＣ層上にＧＯＤ水溶液を滴下し、温風乾燥器中で乾燥
させてＣＭＣ−酵素層を形成した。つぎに前記ＣＭＣ−
酵素層上にＰＨＥＭＡとＰＶＰのメタノール溶液を滴下
し、乾燥させてＰＨＥＭＡ−ＰＶＰ層を形成した。つぎ
に前記ＰＨＥＭＡ−ＰＶＰ層上にレシチンを分散剤とし
てフェリシアン化カリウムをトルエンに分散させた分散
液を滴下し、乾燥させて反応層７を形成した。
シエチルセルロース（以下、ＨＥＣと略す）水溶液を滴
下、乾燥させてＨＥＣ層を形成した。つづいて、前記Ｈ
ＥＣ層上にＧＯＤ水溶液を滴下し、温風乾燥器中で乾燥
させてＣＭＣ−酵素層を形成した。つぎに前記ＣＭＣ−
酵素層上にＰＨＥＭＡとＰＶＰのメタノール溶液を滴下
し、乾燥させてＰＨＥＭＡ−ＰＶＰ層を形成した。つぎ
に前記ＰＨＥＭＡ−ＰＶＰ層上にレシチンを分散剤とし
てフェリシアン化カリウムをトルエンに分散させた分散
液を滴下し、乾燥させて反応層７を形成した。
【００３３】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水溶液１０μｌを反応層上へ滴
下して反応層を溶解させ、一定時間後に実施例１と同様
に作用極と対極間に定電圧を印加して応答電流を測定し
たところ、グルコース濃度に比例した値が得られた。実
施例１と同様に高濃度のグルコースを希釈操作なしに測
定可能なグルコースセンサが得られた。
試料液としてグルコース水溶液１０μｌを反応層上へ滴
下して反応層を溶解させ、一定時間後に実施例１と同様
に作用極と対極間に定電圧を印加して応答電流を測定し
たところ、グルコース濃度に比例した値が得られた。実
施例１と同様に高濃度のグルコースを希釈操作なしに測
定可能なグルコースセンサが得られた。
【００３４】このようにして作成したグルコースセンサ
は、ＧＯＤとフェリシアン化カリウムがＰＨＥＭＡ−Ｐ
ＶＰ層によって分離された多層構造を有しており、それ
ゆえ乾燥状態での長期保存特性をより一層高めることが
できる。
は、ＧＯＤとフェリシアン化カリウムがＰＨＥＭＡ−Ｐ
ＶＰ層によって分離された多層構造を有しており、それ
ゆえ乾燥状態での長期保存特性をより一層高めることが
できる。
【００３５】なお、上記実施例ではスクロースセンサと
グルコースセンサについて示したが、本発明は他の糖類
（フルクトース、マルトース、ラクトース）やセルロー
スセンサ、乳酸センサ、アルコールセンサ、コレステロ
ールセンサなど酸化還元酵素の関与する反応系に広く適
用することができる。
グルコースセンサについて示したが、本発明は他の糖類
（フルクトース、マルトース、ラクトース）やセルロー
スセンサ、乳酸センサ、アルコールセンサ、コレステロ
ールセンサなど酸化還元酵素の関与する反応系に広く適
用することができる。
【００３６】酵素としてはインベルターゼ、ムタロター
ゼ、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、マルターゼ、β−ガラクトシターゼ、セ
ルラーゼ、乳酸オキシダーゼ、アルコールオキシダー
ゼ、コレステロールオキシダーゼ、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。
ゼ、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、マルターゼ、β−ガラクトシターゼ、セ
ルラーゼ、乳酸オキシダーゼ、アルコールオキシダー
ゼ、コレステロールオキシダーゼ、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。
【００３７】さらに、反応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。
図２のようなカバー９およびスペーサー８と一体化する
場合には、カバー９とスペーサー８と絶縁性の基板１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
９、スペーサー８、絶縁性の基板１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、反応層を溶解することが可能である。
する方法について述べたが、必ずしもその必要はない。
図２のようなカバー９およびスペーサー８と一体化する
場合には、カバー９とスペーサー８と絶縁性の基板１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
９、スペーサー８、絶縁性の基板１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、反応層を溶解することが可能である。
【００３８】また、非水溶性高分子としてはＰＨＥＭＡ
を用いたが、これに限定されることはなく、上記の効果
が得られるものを自由に選択することができる。
を用いたが、これに限定されることはなく、上記の効果
が得られるものを自由に選択することができる。
【００３９】上記実施例のスクロースセンサでは、緩衝
液としてＫＨ2ＰＯ4−Ｎａ2ＨＰＯ4（ｐＨ＝７．４）お
よびマレイン酸−Ｔｒｉｓ（ｐＨ＝７．５）を用いた
が、これら以外にもＨＥＰＥＳ−ＮａＯＨ、ＫＨ2ＰＯ4
−Ｋ2ＨＰＯ4、ＮａＨ2ＰＯ4−Ｋ2ＨＰＯ4、ＮａＨ2Ｐ
Ｏ4−Ｎａ2ＨＰＯ4、クエン酸−Ｎａ2ＨＰＯ4、クエン
酸−Ｋ2ＨＰＯ4、Ｔｒｉｓ−Ｔｒｉｓ塩酸塩、［Ｎ−ト
リス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンス
ルホン酸］−ＮａＯＨ、［ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス
（２−エタンスルホン酸）］−ＮａＯＨの組合せをｐＨ
７〜８付近の値に調整して用いても同様の効果が得られ
た。
液としてＫＨ2ＰＯ4−Ｎａ2ＨＰＯ4（ｐＨ＝７．４）お
よびマレイン酸−Ｔｒｉｓ（ｐＨ＝７．５）を用いた
が、これら以外にもＨＥＰＥＳ−ＮａＯＨ、ＫＨ2ＰＯ4
−Ｋ2ＨＰＯ4、ＮａＨ2ＰＯ4−Ｋ2ＨＰＯ4、ＮａＨ2Ｐ
Ｏ4−Ｎａ2ＨＰＯ4、クエン酸−Ｎａ2ＨＰＯ4、クエン
酸−Ｋ2ＨＰＯ4、Ｔｒｉｓ−Ｔｒｉｓ塩酸塩、［Ｎ−ト
リス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンス
ルホン酸］−ＮａＯＨ、［ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス
（２−エタンスルホン酸）］−ＮａＯＨの組合せをｐＨ
７〜８付近の値に調整して用いても同様の効果が得られ
た。
【００４０】さらに、上記実施例では親水性高分子およ
び水溶性高分子としてＣＭＣ、ＨＥＣ、ＰＶＰを用いた
が、これらに限定されることはなく、他のセルロース誘
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
スを用いてもよく、さらには、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を用いても同様の効果
が得られた。
び水溶性高分子としてＣＭＣ、ＨＥＣ、ＰＶＰを用いた
が、これらに限定されることはなく、他のセルロース誘
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
スを用いてもよく、さらには、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を用いても同様の効果
が得られた。
【００４１】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。
【００４２】また、上記実施例において酵素および電子
受容体については試料液に溶解する方式について示した
が、実施例１および３においては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。
受容体については試料液に溶解する方式について示した
が、実施例１および３においては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。
【００４３】また、上記実施例では、作用極と対極のみ
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。
【００４４】
【発明の効果】以上のように本発明によると、高濃度の
試料液を希釈操作なしに測定可能なバイオセンサが得ら
れる。さらに、試料液中に有形成分が含まれる場合にも
その影響を除去することができる。
試料液を希釈操作なしに測定可能なバイオセンサが得ら
れる。さらに、試料液中に有形成分が含まれる場合にも
その影響を除去することができる。
【図１】本発明のバイオセンサの一実施例として作製し
たスクロースセンサの断面図
たスクロースセンサの断面図
【図２】同スクロースセンサのうち反応層を除いた分解
斜視図
斜視図
１ 絶縁性の基板 ２、３ リード ４ 作用極 ５ 対極 ６ 絶縁層 ７ 反応層 ８ スペーサー ９ カバー １０ 試料供給孔 １１ 空気孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南海 史朗 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 平４−319658（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/327 G01N 27/40
Claims (4)
- 【請求項１】電気絶縁性の基板と、前記絶縁性の基板上
に形成された作用極および対極を有する電極系と、前記
電極系上に設けられた反応層とから構成され、前記反応
層は第１および第２の層を順次積層したものを主体と
し、前記第１の層は親水性高分子と酵素と電子受容体を
含有するものであり、前記第２の層は非水溶性高分子と
水溶性高分子を含有するものであることを特徴とするバ
イオセンサ。 - 【請求項２】 電気絶縁性の基板と、前記絶縁性の基板
上に形成された作用極および対極を有する電極系と、前
記電極系上に設けられた反応層とから構成され、前記反
応層は第１および第２の層を順次積層したものを主体と
し、前記第１の層は親水性高分子と酵素を含有するもの
であり、前記第２の層は非水溶性高分子と電子受容体を
含有するものであり、試料液との接触により前記電子受
容体が溶解することを特徴とするバイオセンサ。 - 【請求項３】電気絶縁性の基板と、前記絶縁性の基板上
に形成された作用極および対極を有する電極系と、前記
電極系上に設けられた反応層とから構成され、前記反応
層は第１、第２および第３の層を順次積層したものを主
体とし、前記第１の層は親水性高分子と酵素を含有する
ものであり、前記第２の層は非水溶性高分子と水溶性高
分子を含有するものであり、前記第３の層は電子受容体
を含有することを特徴とするバイオセンサ。 - 【請求項４】絶縁性の基板上に少なくとも作用極および
対極を主体とする電極系を設ける工程、前記絶縁性の基
板上に親水性高分子の水溶液を展開し、乾燥させて親水
性高分子層を設ける工程、前記親水性高分子層上に酵素
と電子受容体を含む水溶液を展開し、乾燥させて親水性
高分子と酵素と電子受容体を含有する第１の層を設ける
工程、前記第１の層上に非水溶性高分子と水溶性高分子
の両者を溶解した有機溶媒溶液を展開し、乾燥させて非
水溶性高分子と水溶性高分子を含有する第２の層を設け
る工程を順次経過して製造することを特徴とするバイオ
センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5007255A JP3063442B2 (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | バイオセンサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5007255A JP3063442B2 (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | バイオセンサおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06213858A JPH06213858A (ja) | 1994-08-05 |
| JP3063442B2 true JP3063442B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=11660925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5007255A Expired - Fee Related JP3063442B2 (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | バイオセンサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063442B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3713522B2 (ja) | 2000-10-27 | 2005-11-09 | アークレイ株式会社 | バイオセンサ |
-
1993
- 1993-01-20 JP JP5007255A patent/JP3063442B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06213858A (ja) | 1994-08-05 |
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