JP3103143B2 - 針形バイオセンサ - Google Patents
針形バイオセンサInfo
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- JP3103143B2 JP3103143B2 JP03163707A JP16370791A JP3103143B2 JP 3103143 B2 JP3103143 B2 JP 3103143B2 JP 03163707 A JP03163707 A JP 03163707A JP 16370791 A JP16370791 A JP 16370791A JP 3103143 B2 JP3103143 B2 JP 3103143B2
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- Japan
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- tube
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は酵素反応を用いて食品な
どの特定成分を定量測定するのに好適な針形バイオセン
サに関する。
どの特定成分を定量測定するのに好適な針形バイオセン
サに関する。
【０００２】
【従来技術】従来、果物などの固形食品に含まれる糖分
や有機酸などの成分を定量測定するには、被検対象を破
壊して目的の成分を抽出し定量したり、破壊できないも
のについては表面の色や振動特性などの物理量と内容成
分との相関関係から目的成分の含有量を類推する方法が
取られていた。
や有機酸などの成分を定量測定するには、被検対象を破
壊して目的の成分を抽出し定量したり、破壊できないも
のについては表面の色や振動特性などの物理量と内容成
分との相関関係から目的成分の含有量を類推する方法が
取られていた。
【０００３】これらの方法は大量の物品を大まかに選り
分けたりする場合には問題はないが、目的とする成分の
含有量を正確に知るには不向きであり、できれば被検対
象を破壊せずに定量するのが望ましいし、コンパクトな
構造であるのが好ましい。
分けたりする場合には問題はないが、目的とする成分の
含有量を正確に知るには不向きであり、できれば被検対
象を破壊せずに定量するのが望ましいし、コンパクトな
構造であるのが好ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点にか
んがみなされたもので、酵素反応を利用して被検対象の
破壊または損傷を最小限におさえて目的とする成分をコ
ンパクトな構造で正確にかつ直接的に定量することを目
的とする。
んがみなされたもので、酵素反応を利用して被検対象の
破壊または損傷を最小限におさえて目的とする成分をコ
ンパクトな構造で正確にかつ直接的に定量することを目
的とする。
【０００５】尖鋭な先端を有し少なくとも内面が導電性
のチューブの内部に、少なくとも表面が導電性の第１の
棒状または管状の部材と、該第１の棒状部材との間に絶
縁材料を介して少なくとも表面が導電性の第２の棒状ま
たは管状の部材とを、軸方向に伸びるように、同心また
は並行にしかも取り外し自在に配置し、前記チューブの
先端近傍において前記第１または第２の棒状または管状
の部材の先端に生物機能物質の固定化膜を付着してバイ
オセンサを構成した。
のチューブの内部に、少なくとも表面が導電性の第１の
棒状または管状の部材と、該第１の棒状部材との間に絶
縁材料を介して少なくとも表面が導電性の第２の棒状ま
たは管状の部材とを、軸方向に伸びるように、同心また
は並行にしかも取り外し自在に配置し、前記チューブの
先端近傍において前記第１または第２の棒状または管状
の部材の先端に生物機能物質の固定化膜を付着してバイ
オセンサを構成した。
【０００６】
【作用】尖鋭な先端を有するチューブを被検対象に差し
込むと、被検対象の内容物が固定化膜と接触することに
より酵素反応を起こし、作用極として作用する棒状部材
に被検対象中の目的とする成分の量に応じた電流が流
れ、この電流値を電圧として検出することにより定量測
定ができる。
込むと、被検対象の内容物が固定化膜と接触することに
より酵素反応を起こし、作用極として作用する棒状部材
に被検対象中の目的とする成分の量に応じた電流が流
れ、この電流値を電圧として検出することにより定量測
定ができる。
【０００７】
【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。
【０００８】図１および図２は本発明による針形バイオ
センサの一実施例としての２極式針形バイオセンサを示
す。
センサの一実施例としての２極式針形バイオセンサを示
す。
【０００９】図示した２極式針形バイオセンサは、先端
がはすに切られて尖鋭となった肉厚が０．１ｍｍで直径
が約１ｍｍ、長さが約６０ｍｍの白金またはステンレス
製のチューブ１の中心に、直径約０．２ｍｍの白金ワイ
ヤー２が絶縁チューブ、エナメル塗料などの絶縁塗料ま
たは絶縁セラミックスなどの絶縁体３で包んで配設され
ており、白金ワイヤー２およびその周囲の絶縁体３の先
端には、被検対象により選ばれた生物機能物質である酵
素を包括固定法、架橋固定法、共有結合法などの方法で
固定化させた固定化酵素膜４が固定されて構成されてい
る。固定化酵素膜４の一例して、グルコースの定量には
グルコースオキシダーゼが、またラクトースの定量には
ラクトースオキシダーゼが用いられる。複数の成分を定
量するために複数の酵素を同時に固定化した膜を用いる
こともできる。
がはすに切られて尖鋭となった肉厚が０．１ｍｍで直径
が約１ｍｍ、長さが約６０ｍｍの白金またはステンレス
製のチューブ１の中心に、直径約０．２ｍｍの白金ワイ
ヤー２が絶縁チューブ、エナメル塗料などの絶縁塗料ま
たは絶縁セラミックスなどの絶縁体３で包んで配設され
ており、白金ワイヤー２およびその周囲の絶縁体３の先
端には、被検対象により選ばれた生物機能物質である酵
素を包括固定法、架橋固定法、共有結合法などの方法で
固定化させた固定化酵素膜４が固定されて構成されてい
る。固定化酵素膜４の一例して、グルコースの定量には
グルコースオキシダーゼが、またラクトースの定量には
ラクトースオキシダーゼが用いられる。複数の成分を定
量するために複数の酵素を同時に固定化した膜を用いる
こともできる。
【００１０】上記構成のバイオセンサにおいて、チュー
ブ１は対極として作用し、中心の白金ワイヤー２は作用
極として作用するようになっており、図３に示すような
測定回路を構成するために、図示しないリード線に接続
されている。
ブ１は対極として作用し、中心の白金ワイヤー２は作用
極として作用するようになっており、図３に示すような
測定回路を構成するために、図示しないリード線に接続
されている。
【００１１】チューブ１（対極）の内部に配置される白
金ワイヤー２（作用極）と絶縁体３およびこれらの先端
に固定化される固定化酵素膜４は、予め別ユニットとし
て製作しておき、このユニットを金属チューブ１内に挿
入して固定されるが、このユニットを被検対象に応じて
交換可能にしておく。
金ワイヤー２（作用極）と絶縁体３およびこれらの先端
に固定化される固定化酵素膜４は、予め別ユニットとし
て製作しておき、このユニットを金属チューブ１内に挿
入して固定されるが、このユニットを被検対象に応じて
交換可能にしておく。
【００１２】図３は上記２極式バイオセンサを用いて定
量測定を行う際の測定回路の一例を示しており、ここに
例示したものは液中の成分（例えば糖度）測定に適用し
た例である。
量測定を行う際の測定回路の一例を示しており、ここに
例示したものは液中の成分（例えば糖度）測定に適用し
た例である。
【００１３】被検対象中にバイオセンサを差し込み、対
極となるチューブ１にオペアンプ１０を接続し、作用極
となる白金ワイヤー２にオペアンプ１１と抵抗Ｒとを図
示したように接続し、端子Ａに設定電位を印加すると、
端子Ｂに−ｉＲで表される電圧が出力する。作用極に流
れる電流ｉは、バイオセンサの先端において液中の特定
成分（糖分）が固定化酵素膜４と酵素反応した結果、成
分の含有量に応じた値だけ流れることになるので、端子
Ｂにおける出力電圧−ｉＲを測定すれば成分の定量測定
ができる。
極となるチューブ１にオペアンプ１０を接続し、作用極
となる白金ワイヤー２にオペアンプ１１と抵抗Ｒとを図
示したように接続し、端子Ａに設定電位を印加すると、
端子Ｂに−ｉＲで表される電圧が出力する。作用極に流
れる電流ｉは、バイオセンサの先端において液中の特定
成分（糖分）が固定化酵素膜４と酵素反応した結果、成
分の含有量に応じた値だけ流れることになるので、端子
Ｂにおける出力電圧−ｉＲを測定すれば成分の定量測定
ができる。
【００１４】図４および図５は本発明による針形バイオ
センサの他の実施例としての３極式針形バイオセンサを
示す。
センサの他の実施例としての３極式針形バイオセンサを
示す。
【００１５】３極式針形バイオセンサは図１および図２
に示した２極式針形バイオセンサの対極であるチューブ
１と作用極である白金ワイヤー２との中間に絶縁体５を
介して銀・塩化銀の箔６（参照極となる）を配置したも
のであり、その他の構造および材質は２極式針形バイオ
センサと同じである。このように参照極を設けることに
より作用極から取り出せる電流すなわち被検対象中の目
的とする成分の情報が詳しいものになる。
に示した２極式針形バイオセンサの対極であるチューブ
１と作用極である白金ワイヤー２との中間に絶縁体５を
介して銀・塩化銀の箔６（参照極となる）を配置したも
のであり、その他の構造および材質は２極式針形バイオ
センサと同じである。このように参照極を設けることに
より作用極から取り出せる電流すなわち被検対象中の目
的とする成分の情報が詳しいものになる。
【００１６】図６は３極式針形バイオセンサの他の実施
例を示す。
例を示す。
【００１７】この実施例は、参照極６と作用極２が図４
に示した実施例では同軸的な位置関係であるのに対して
縦に並置させたものであり、そのほかの構成および材質
はすべて同じである。従って説明は省略する。
に示した実施例では同軸的な位置関係であるのに対して
縦に並置させたものであり、そのほかの構成および材質
はすべて同じである。従って説明は省略する。
【００１８】図７は３極式針形バイオセンサを用いて定
量測定を行うための図３と同様の測定回路の一例を示
す。
量測定を行うための図３と同様の測定回路の一例を示
す。
【００１９】図２に示した２極式針形バイオセンサ測定
回路と同様に、対極となるチューブ１をオペアンプ１０
の出力端子に接続し、作用極となる白金ワイヤー２をオ
ペアンプ１１の反転入力端子に接続し、参照極となる銀
・塩化銀箔６をオペアンプ１０の反転入力端子に接続し
たバイオセンサを被検対象中に差し込む。端子Ａに設定
電位を印加すると、作用極に出入する電流ｉが成分の含
有量に比例するので、端子Ｂに出力する電圧−ｉＲを測
定することにより被検対象中に存在する目的成分の定量
測定が可能となる。
回路と同様に、対極となるチューブ１をオペアンプ１０
の出力端子に接続し、作用極となる白金ワイヤー２をオ
ペアンプ１１の反転入力端子に接続し、参照極となる銀
・塩化銀箔６をオペアンプ１０の反転入力端子に接続し
たバイオセンサを被検対象中に差し込む。端子Ａに設定
電位を印加すると、作用極に出入する電流ｉが成分の含
有量に比例するので、端子Ｂに出力する電圧−ｉＲを測
定することにより被検対象中に存在する目的成分の定量
測定が可能となる。
【００２０】上記２極式および３極式針形バイオセンサ
においては、対極となるチューブ１には白金やステンレ
スなどの金属材料を用いたが、それらに代えてセラミッ
クスなどの強固な絶縁物質のチューブを用いその表面に
金属を真空蒸着するかまたはスパッタリングするかなど
により膜を形成したものを用いることができる。また、
作用極には、白金ワイヤーのほかに、白金の箔または膜
あるいはセラミックス製棒の表面に白金を真空蒸着また
はスパッタリングしたものを用いることができる。さら
に、３極式針形バイオセンサの参照極には、銀・塩化銀
のワイヤー、膜、または銀ワイヤーに塩化銀を被覆した
もの、あるいは金属ワイヤー、箔、膜に銀メッキをほど
こし、塩化銀を被覆したものなどを用いることができ
る。
においては、対極となるチューブ１には白金やステンレ
スなどの金属材料を用いたが、それらに代えてセラミッ
クスなどの強固な絶縁物質のチューブを用いその表面に
金属を真空蒸着するかまたはスパッタリングするかなど
により膜を形成したものを用いることができる。また、
作用極には、白金ワイヤーのほかに、白金の箔または膜
あるいはセラミックス製棒の表面に白金を真空蒸着また
はスパッタリングしたものを用いることができる。さら
に、３極式針形バイオセンサの参照極には、銀・塩化銀
のワイヤー、膜、または銀ワイヤーに塩化銀を被覆した
もの、あるいは金属ワイヤー、箔、膜に銀メッキをほど
こし、塩化銀を被覆したものなどを用いることができ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上発明したように、本発明において
は、尖鋭な先端を有し少なくとも内面が導電性のチュー
ブの内部に、少なくとも表面が導電性の棒状部材を絶縁
材料で包んで軸方向に伸びるように配置し、前記チュー
ブの先端近傍において、前記棒状部材の先端に生物機能
物質の固定化膜を付着してバイオセンサを構成したの
で、小型で製造が容易なバイオセンサが実現でき、この
バイオセンサを用いれば、被検対象を破壊したりほとん
ど損傷することなく成分内容の定量測定が可能になる。
そのため、果物や菓子などの固形食品や果汁、酒、ワイ
ン、醤油などの液状食品の成分定量が正確にできる。ま
たバイオセンサの構造を本発明のようにすることによ
り、３極式の針形バイオセンサを容易に実現することが
できる。
は、尖鋭な先端を有し少なくとも内面が導電性のチュー
ブの内部に、少なくとも表面が導電性の棒状部材を絶縁
材料で包んで軸方向に伸びるように配置し、前記チュー
ブの先端近傍において、前記棒状部材の先端に生物機能
物質の固定化膜を付着してバイオセンサを構成したの
で、小型で製造が容易なバイオセンサが実現でき、この
バイオセンサを用いれば、被検対象を破壊したりほとん
ど損傷することなく成分内容の定量測定が可能になる。
そのため、果物や菓子などの固形食品や果汁、酒、ワイ
ン、醤油などの液状食品の成分定量が正確にできる。ま
たバイオセンサの構造を本発明のようにすることによ
り、３極式の針形バイオセンサを容易に実現することが
できる。
【図１】本発明による針形バイオセンサの一実施例の斜
視図である。
視図である。
【図２】図１に示した針形バイオセンサの軸断面図であ
る。
る。
【図３】図１に示した針形バイオセンサを用いた測定回
路を示す。
路を示す。
【図４】本発明による針形バイオセンサの他の実施例の
斜視図である。
斜視図である。
【図５】図４に示した針形バイオセンサの軸断面図であ
る。
る。
【図６】本発明による針形バイオセンサのさらに他の実
施例の斜視図である。
施例の斜視図である。
【図７】図４に示した針形バイオセンサを用いた測定回
路を示す。
路を示す。
１ チューブ（対極） ２ 白金ワイヤー（作用極） ３、５ 絶縁体 ４ 固定化酵素膜 ６ 銀・塩化銀箔（参照極） １０、１１ オペアンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−112395（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−31741（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−99746（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−140913（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−94522（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/327 G01N 27/403
Claims (3)
- 【請求項１】 尖鋭な先端を有し少なくとも内面が導電
性のチューブの内部に、少なくとも表面が導電性の第１
の棒状部材と、該第１の棒状部材との間に絶縁材料を介
して少なくとも表面が導電性の第２の棒状部材とを、軸
方向に伸びるように、並行にしかも取り外し自在に配置
し、前記チューブの先端近傍において前記第１または第
２の棒状部材の先端に生物機能物質の固定化膜を付着し
たことを特徴とする針形バイオセンサ。 - 【請求項２】 尖鋭な先端を有し少なくとも内面が導電
性のチューブの内部に、少なくとも表面が導電性の第１
の棒状または管状の部材と、該部材との間に絶縁材料を
介して少なくとも表面が導電性の第２の棒状または管状
の部材とを、軸方向に伸びるように、同心に配置し、前
記チューブの先端近傍において前記第１または第２の棒
状または管状の部材の先端に生物機能物質の固定化膜を
付着したことを特徴とする針形バイオセンサ。 - 【請求項３】 尖鋭な先端を有し少なくとも内面が導電
性のチューブの内部に、少なくとも表面が導電性の棒状
部材と、該棒状部材との間に絶縁材料を介して少なくな
くとも表面が導電性の箔膜状の部材を巻きその上層に絶
縁材料を取付けた部材を、軸方向に伸びるように配置
し、前記チューブの先端近傍において前記棒状部材の先
端に生物機能物質の固定化膜を付着したことを特徴とす
る針形バイオセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03163707A JP3103143B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 針形バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03163707A JP3103143B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 針形バイオセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04361152A JPH04361152A (ja) | 1992-12-14 |
| JP3103143B2 true JP3103143B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=15779106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03163707A Expired - Fee Related JP3103143B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 針形バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3103143B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006090596A1 (ja) * | 2005-02-24 | 2006-08-31 | Tokyo University Of Marine Science And Technology | バイオセンサーとその製造方法 |
| CN102449466B (zh) * | 2009-03-25 | 2015-05-06 | 赛诺瓦系统股份有限公司 | 被测物检测装置 |
| WO2018173467A1 (ja) * | 2017-03-21 | 2018-09-27 | テルモ株式会社 | センサ、計測装置、及びセンサの製造方法 |
| WO2019049561A1 (ja) * | 2017-09-06 | 2019-03-14 | テルモ株式会社 | 針部材、センサ、針部材の製造方法及びセンサの製造方法 |
-
1991
- 1991-06-07 JP JP03163707A patent/JP3103143B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04361152A (ja) | 1992-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000815 |
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