JP3064599B2 - グルコ−スバイオセンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、グルコースバイオセン
サに関する。更に詳しくは、耐久性を向上せしめたグル
コースバイオセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバイオセンサにあっては、酵素固
定化膜上に更に膜を形成させようとする場合、その材料
は酢酸セルロース系のものが主であった。このような酢
酸セルロース系膜の形成目的は、基質の拡散を制限し、
検量範囲を拡大することにある。しかるに、たん白質、
脂質、糖質、血球などが含まれている溶液、例えば血液
中などのグルコース量などを測定しようとすると、これ
らの成分が膜表面に付着、凝固し、その結果応答が阻害
され、耐久性に劣るという問題点がみられた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、たん
白質、脂質、糖質、血球などが含まれている溶液中でグ
ルコース量を測定する場合にあっても、これらの成分が
膜表面に付着、凝固することなく、従って応答が阻害さ
れたり、耐久性に劣るといった問題のないグルコースバ
イオセンサを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
クエン酸ナトリウム水溶液封入徐放性マイクロカプセル
を、グルコースオキシダーゼ固定化電極上に固定し、作
用極としたグルコースバイオセンサによって達成され
る。

【０００５】 クエン酸ナトリウムは、カルシウムイオ
ンを捕捉し、血液などの凝固を阻止する機能を有してい
る。このような機能を有するクエン酸ナトリウムを徐放
性マイクロカプセル中に封入し、カプセル壁を通しての
クエン酸ナトリウムの徐放により、それを固定したグル
コースオキシダーゼ固定化電極での血液などの凝固を阻
止し、グルコースセンサ応答の耐久性の改善を図ってい
る。

【０００６】マイクロカプセル化は、一般に用いられて
いる界面重合法、相分離法などを用いて行われる。形成
されるマイクロカプセルは、アラビアゴム-ゼラチン
系、ポリアミド系、ポリイミド系などでできており、そ
の粒径についても一般に約0.1〜1000μmと特に限定され
ず、そこに封入されるクエン酸ナトリウム水溶液の濃度
も特に限定されない。

【０００７】 クエン酸ナトリウム水溶液を封入した徐
放性マイクロカプセルは、グルコースオキシダーゼ固定
化電極上に固定される。電極としては、一般に白金電
極、金電極などが用いられる。これらの電極面上へのグ
ルコースオキシダーゼの固定化に際しては、電極面上を
塩化ビニル樹脂膜で一旦被覆してから固定化させること
が好ましい。

【０００８】電極上への塩化ビニル樹脂膜の形成は、次
のようにして行われる。即ち、ポリ塩化ビニルまたは塩
化ビニルに少量のエチレン、酢酸ビニルなどを共重合さ
せた共重合体をそれらの可溶性溶媒、例えばジメチルホ
ルムアミド、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、
メチルエチルケトンなどに約0.1〜20重量%の濃度で溶解
させた溶液を、一般に室温下で直接電極表面に滴下した
後風乾するか、あるいは電極面をその溶液中に浸漬し、
引き上げた後風乾し、水洗、乾燥させる。

【０００９】このようにして電極面上を塩化ビニル樹脂
膜で被覆した後、これを濃度約1〜200mg/mlのグルコー
スオキシダーゼ水溶液中に４℃で約１〜120分間程度浸
漬し、引き上げて水洗、乾燥して、グルコースオキシダ
ーゼを固定化させる。このようなグルコースオキシダー
ゼの固定化方法は、簡便であるばかりではなく、塩化ビ
ニル樹脂膜の電極面への接着性およびグルコースオキシ
ダーゼの固定化性は良好であり、応答性の点でもすぐれ
た結果を示している。

【００１０】 このようなグルコースオキシダーゼ固定
化電極上へのクエン酸ナトリウム水溶液封入徐放性マイ
クロカプセルの固定は、適当な接着性物質、例えば水溶
性光架橋性樹脂、アルブミン、フィブリノーゲン、キト
サンなどの溶液中にマイクロカプセルを分散させた後、
塗布、硬化させる方法によって行われる。

【００１１】グルコース量の測定は、このようにして得
られたものを作用極とするセンサを電流計に接続し、対
極(銀電極、銀/塩化銀電極)と電流計の参照極(銀電極)
とをショートさせ、作用極に電位をかけて、グルコース
溶液に対する応答を測定することにより行われる。

【００１２】

【発明の効果】本発明により、たん白質、脂質、糖質、
血球などが含まれている溶液中で用いられる場合にあっ
ても、耐久性の点ですぐれたグルコースバイオセンサが
提供される。

【００１３】

【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。

【００１４】実施例 ポリ塩化ビニルの10重量%シクロヘキサノン溶液よりな
るドープ液0.5μlを、白金電極(1.0×1.5mm)上に塗布
し、室温下に１分間放置後水中に浸漬、ゲル化させて、
ポリ塩化ビニル膜を形成させた。

【００１５】このポリ塩化ビニル膜被覆白金電極を、グ
ルコースオキシダーゼ(シグマ社製品)の１mg/ml水溶液
中に、４℃で24時間浸漬し、膜面にグルコースオキシダ
ーゼを吸着固定化させた。

【００１６】 これとは別に、クエン酸ナトリウム水溶
液封入徐放性マイクロカプセルを、次のようにして製造
した。0.4モルの1,6-ヘキサンジアミン、0.45モルの炭
酸ナトリウムおよび2モルのクエン酸ナトリウムを溶か
した水溶液7.5mlに、等量の水を加えた後、この希釈水
溶液15mlを、界面活性剤(スパン85)を5容量%溶解させた
クロロホルム-シクロヘキサン(容量比1：4)混合溶媒溶
液75ml中に加え、よく撹拌して乳化させ、W/O型エマル
ジョンを形成させる。

【００１７】乳化後5分後に、４℃で撹拌(400rpm)を継
続しながら、上記混合溶媒75mlに溶かした0.6gのテレフ
タル酸ジクロライドを加える。これにより、エマルジョ
ン中の水滴表面で等モル量のテレフタル酸ジクロライド
と1,6-ヘキサンジアミンとの間で縮重合反応が起こり、
縮重合物が得られる。炭酸ナトリウムは、この反応で生
じた塩化水素の中和剤である。生成したマイクロカプセ
ル(5μm径)を遠心分離し、採取した。

【００１８】 このクエン酸ナトリウム水溶液封入徐放
性マイクロカプセル0.5mlと水溶性光架橋性樹脂水溶液
(東洋合成工業製品、スチリルピリジニウム基含有ポリ
ビニルアルコールの11.1%水溶液)0.5mlとを混ぜ、この
混合液0.5μlを前記グルコースオキシダーゼ固定化ポリ
塩化ビニル膜被覆白金電極上に塗布し、25℃で１時間乾
燥させた後、波長360nmの紫外線を10秒間照射し、水洗
してから更に30秒間紫外線照射した。

【００１９】このようにして得られたものを作用極と
し、印加電圧0.7Vで、銀/塩化銀電極よりなる対極を電
流計の参照極とショートさせ、その定常電流値をBAS社
製電流計LC-4Bで測定することにより、グルコースに対
する応答を測定した。

【００２０】具体的には、採血直後の豚新鮮全血に対す
る応答定常電流値を測定し、その測定値(150nA)を100%
とした。センサは、測定後生理食塩水で洗浄され、４℃
で保存された。このような操作を１日１回行ったが、６
日後の定常電流値はなお初期値の90%を保持していた。

【００２１】 比較例 実施例において、クエン酸ナトリウム水溶液封入徐放性
マイクロカプセルが用いられず、水溶性光架橋性樹脂水
溶液のみをグルコースオキシダーゼ固定化ポリ塩化ビニ
ル膜被覆白金電極上に塗布し、乾燥、紫外線照射した。

【００２２】このようにして得られた作用極を用い、同
様にグルコースに対する応答を測定すると、２日目で定
常電流値は初期値の10%迄低下し、３日目には応答を示
さなくなった。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クエン酸ナトリウム水溶液封入徐放性マ
   イクロカプセルを、グルコースオキシダーゼ固定化電極
   上に固定し、作用極としたグルコースバイオセンサ。
2. 【請求項２】 グルコースオキシダーゼ固定化電極とし
   てグルコースオキシダーゼ固定化塩化ビニル樹脂膜被覆
   電極が用いられた請求項１記載のグルコースバイオセン
   サ。