JP3272882B2 - 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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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料中の特定成分、特
に生体試料中の基質について、酵素反応を利用して迅速
かつ高精度な定量を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。
に生体試料中の基質について、酵素反応を利用して迅速
かつ高精度な定量を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】従来、試料中の特性成分について、試料
液の希釈や攪拌などを行うことなく簡易に定量する方式
として、次のようなバイオセンサが知られている（特開
平３ー２０２７６４号公報）。すなわち、従来のバイオ
センサは、絶縁性の基板上にスクリーン印刷などの方法
で作用極および対極からなる電極系を形成し、さらに、
絶縁層を形成した後に、上記電極系上に親水性高分子と
酸化還元酵素と電子受容体からなる酵素反応層を形成し
たものである。基質を含む試料液を酵素反応層上へ滴下
すると、酵素反応層が溶解し、基質と酵素が反応して基
質が酸化され、これに伴い電気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。
液の希釈や攪拌などを行うことなく簡易に定量する方式
として、次のようなバイオセンサが知られている（特開
平３ー２０２７６４号公報）。すなわち、従来のバイオ
センサは、絶縁性の基板上にスクリーン印刷などの方法
で作用極および対極からなる電極系を形成し、さらに、
絶縁層を形成した後に、上記電極系上に親水性高分子と
酸化還元酵素と電子受容体からなる酵素反応層を形成し
たものである。基質を含む試料液を酵素反応層上へ滴下
すると、酵素反応層が溶解し、基質と酵素が反応して基
質が酸化され、これに伴い電気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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の従
来のバイオセンサにおいては、試料溶液の基質濃度が同
じ場合でも、試料溶液に含まれる基質以外の成分が異な
ることによって、センサの応答特性に差があるという課
題を有していた。また、粒子状成分などが存在する試料
に対して、濾過層を反応層上に設けて試料中の測定対象
外の成分をトラップする方法も考えられるが、濾過時間
がかかって測定に長時間を要する。試料溶液の性状の差
を緩和する方法として、一定の希釈溶液を用いて希釈
し、それぞれの性状の差を小さくする方法も有効である
が、使い勝手からすると必ずしも得策ではない。
来のバイオセンサにおいては、試料溶液の基質濃度が同
じ場合でも、試料溶液に含まれる基質以外の成分が異な
ることによって、センサの応答特性に差があるという課
題を有していた。また、粒子状成分などが存在する試料
に対して、濾過層を反応層上に設けて試料中の測定対象
外の成分をトラップする方法も考えられるが、濾過時間
がかかって測定に長時間を要する。試料溶液の性状の差
を緩和する方法として、一定の希釈溶液を用いて希釈
し、それぞれの性状の差を小さくする方法も有効である
が、使い勝手からすると必ずしも得策ではない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のバイオセンサ
は、電気絶縁性の基板、前記基板上に形成された作用極
および対極を有する電極系、前記電極系上に配置された
親水性高分子と酵素と電子受容体を含有する反応層、お
よび前記反応層の上に形成された高分子ゲル粒子層を具
備する。ここで、前記高分子ゲル粒子には、ポリスチレ
ン、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシエチルメタク
リレート、メタクリル酸グリセリルの共重合体、ゼラチ
ン、デキストラン、アガロース、ポリグリコール酸、ポ
リ乳酸、グリコール酸／乳酸共重合体、ポリオルトエス
テル、デンプン、およびヒト血清アルブミンよりなる群
から選ばれる少なくとも１種の高分子を主な構成要素と
する粒子が用いられる。また、高分子ゲル粒子は、直径
が０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
は、電気絶縁性の基板、前記基板上に形成された作用極
および対極を有する電極系、前記電極系上に配置された
親水性高分子と酵素と電子受容体を含有する反応層、お
よび前記反応層の上に形成された高分子ゲル粒子層を具
備する。ここで、前記高分子ゲル粒子には、ポリスチレ
ン、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシエチルメタク
リレート、メタクリル酸グリセリルの共重合体、ゼラチ
ン、デキストラン、アガロース、ポリグリコール酸、ポ
リ乳酸、グリコール酸／乳酸共重合体、ポリオルトエス
テル、デンプン、およびヒト血清アルブミンよりなる群
から選ばれる少なくとも１種の高分子を主な構成要素と
する粒子が用いられる。また、高分子ゲル粒子は、直径
が０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
【０００５】本発明のバイオセンサの製造方法は、作用
極と対極を有する電極系を設けた電気絶縁性の基板上に
前記電極系に接して親水性高分子と酵素と電子受容体を
含有する反応層を形成する工程、および前記反応層の上
に、高分子ゲル粒子を１０〜６０ｗｔ％の割合で分散さ
せた分散液を塗布し、乾燥して高分子ゲル粒子層を形成
する工程を有する。
極と対極を有する電極系を設けた電気絶縁性の基板上に
前記電極系に接して親水性高分子と酵素と電子受容体を
含有する反応層を形成する工程、および前記反応層の上
に、高分子ゲル粒子を１０〜６０ｗｔ％の割合で分散さ
せた分散液を塗布し、乾燥して高分子ゲル粒子層を形成
する工程を有する。
【０００６】
【作用】上記の構成によるセンサは、センサ上における
試料溶液の拡がり方が、高分子ゲルの粒子の存在によっ
て、粒子状成分がある場合とない場合で同じ状態にな
り、試料溶液中の測定しようとする特定成分である基質
以外の成分が異なることによるセンサの応答特性の差を
小さくすることができる。また、電極系上の反応層上に
高分子ゲル粒子層を積層する方法を採るため、高分子ゲ
ル粒子層が反応層に密着した構造となり、かつ簡単に高
分子ゲル粒子層を形成することができる。
試料溶液の拡がり方が、高分子ゲルの粒子の存在によっ
て、粒子状成分がある場合とない場合で同じ状態にな
り、試料溶液中の測定しようとする特定成分である基質
以外の成分が異なることによるセンサの応答特性の差を
小さくすることができる。また、電極系上の反応層上に
高分子ゲル粒子層を積層する方法を採るため、高分子ゲ
ル粒子層が反応層に密着した構造となり、かつ簡単に高
分子ゲル粒子層を形成することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明をその実施例によりさらに詳し
く説明する。 ［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。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うち、カバ
ーおよびスペーサーを除いた断面模式図であり、図２は
反応層形成前の分解斜視図である。１はポリエチレンテ
レフタレートからなる絶縁性の基板を示す。この基板上
１には、スクリーン印刷により銀ペーストを印刷してリ
ード２、３を形成してある。基板１上には、さらに、同
様の印刷法により、樹脂バインダーを含む導電性カーボ
ンペーストからなる作用極４と対極５を含む電極系およ
び絶縁性ペーストからなる絶縁層６を形成してある。絶
縁層６は、作用極４および対極５の露出部分の面積を一
定とし、かつリードを部分的に覆っている。
く説明する。 ［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。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うち、カバ
ーおよびスペーサーを除いた断面模式図であり、図２は
反応層形成前の分解斜視図である。１はポリエチレンテ
レフタレートからなる絶縁性の基板を示す。この基板上
１には、スクリーン印刷により銀ペーストを印刷してリ
ード２、３を形成してある。基板１上には、さらに、同
様の印刷法により、樹脂バインダーを含む導電性カーボ
ンペーストからなる作用極４と対極５を含む電極系およ
び絶縁性ペーストからなる絶縁層６を形成してある。絶
縁層６は、作用極４および対極５の露出部分の面積を一
定とし、かつリードを部分的に覆っている。
【０００８】このようにして電極部分を形成した後に、
親水性高分子としてカルボキシメチルセルロース（以下
ＣＭＣと略す）の０．５ｗｔ％水溶液を電極系表面に滴
下し、５０℃の温風乾燥機中で１０分間乾燥させてＣＭ
Ｃ層を形成する。次いで、前記ＣＭＣ層の上に、酵素と
してのグルコースオキシダーゼ（ＥＣ１．１．３．４；
以下ＧＯＤと略す）と電子受容体としてのフェリシアン
化カリウムを水に溶解した混合水溶液を滴下し、５０℃
の温風乾燥機中で１０分間乾燥させて、親水性高分子、
酵素および電子受容体を含む反応層７を形成する。前記
のように、ＣＭＣ層上に、酵素および電子受容体の混合
水溶液を滴下すると、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状
態で親水性高分子、酵素および電子受容体からなる反応
層を形成する。しかし、攪拌を伴わないため完全な混合
状態とはならず、電極系表面を直に被覆するのはＣＭＣ
のみとなる。このＣＭＣ被覆層により、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。
親水性高分子としてカルボキシメチルセルロース（以下
ＣＭＣと略す）の０．５ｗｔ％水溶液を電極系表面に滴
下し、５０℃の温風乾燥機中で１０分間乾燥させてＣＭ
Ｃ層を形成する。次いで、前記ＣＭＣ層の上に、酵素と
してのグルコースオキシダーゼ（ＥＣ１．１．３．４；
以下ＧＯＤと略す）と電子受容体としてのフェリシアン
化カリウムを水に溶解した混合水溶液を滴下し、５０℃
の温風乾燥機中で１０分間乾燥させて、親水性高分子、
酵素および電子受容体を含む反応層７を形成する。前記
のように、ＣＭＣ層上に、酵素および電子受容体の混合
水溶液を滴下すると、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状
態で親水性高分子、酵素および電子受容体からなる反応
層を形成する。しかし、攪拌を伴わないため完全な混合
状態とはならず、電極系表面を直に被覆するのはＣＭＣ
のみとなる。このＣＭＣ被覆層により、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。
【０００９】次に、直径５μｍ〜１０μｍのポリスチレ
ンゲルで構成された粒子を水に１０ｗｔ％濃度で分散さ
せた分散液を調製し、反応層７の上に滴下し、５０℃の
温風乾燥機中で１０分間乾燥させる。この際にも反応層
が一部溶解し前記粒子の分散液と混合される部分が生じ
るが、攪拌を伴わないため高分子ゲルの粒子は、反応層
に密着した形でその表面に積層される。８はこのように
して形成された高分子ゲル粒子層を表す。上記のように
して反応層７および高分子ゲルの粒子からなる高分子ゲ
ル粒子層８を形成した後、カバー１２およびスペーサー
１１を図２中の一点鎖線で示すような位置関係をもって
基板１に接着してグルコースセンサを作製した。
ンゲルで構成された粒子を水に１０ｗｔ％濃度で分散さ
せた分散液を調製し、反応層７の上に滴下し、５０℃の
温風乾燥機中で１０分間乾燥させる。この際にも反応層
が一部溶解し前記粒子の分散液と混合される部分が生じ
るが、攪拌を伴わないため高分子ゲルの粒子は、反応層
に密着した形でその表面に積層される。８はこのように
して形成された高分子ゲル粒子層を表す。上記のように
して反応層７および高分子ゲルの粒子からなる高分子ゲ
ル粒子層８を形成した後、カバー１２およびスペーサー
１１を図２中の一点鎖線で示すような位置関係をもって
基板１に接着してグルコースセンサを作製した。
【００１０】このグルコースセンサの試料溶液として、
グルコース水溶液と血液を用意した。試料溶液３μｌを
試料供給孔１３より供給すると、試料溶液は空気孔１４
部分まで達し、高分子ゲル粒子層８および反応層７に浸
透する。これにより反応層７は溶解する。反応層７にお
いては、試料溶液中のグルコースがグルコースオキシダ
ーゼによって酸化され、そこで移動した電子によってフ
ェリシアン化カリウムが還元されてフェロシアン化カリ
ウムを生じる。このようにして生じたフェロシアン化カ
リウムが電極表面近傍に移動する。そこで、試料を供給
してから１分後に、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、グルコース水溶液、および血液試料中のグルコー
ス濃度のみに依存する値が得られた。血液試料における
グルコース濃度に対する電流応答値は、グルコース水溶
液の約９８％であった。［比較例１］高分子ゲル粒子層
８を設けない他は実施例１と同じ構成のセンサを作製し
た。このセンサを用いた場合は、血液に対する応答はグ
ルコース水溶液の７０〜８０％であった。
グルコース水溶液と血液を用意した。試料溶液３μｌを
試料供給孔１３より供給すると、試料溶液は空気孔１４
部分まで達し、高分子ゲル粒子層８および反応層７に浸
透する。これにより反応層７は溶解する。反応層７にお
いては、試料溶液中のグルコースがグルコースオキシダ
ーゼによって酸化され、そこで移動した電子によってフ
ェリシアン化カリウムが還元されてフェロシアン化カリ
ウムを生じる。このようにして生じたフェロシアン化カ
リウムが電極表面近傍に移動する。そこで、試料を供給
してから１分後に、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、グルコース水溶液、および血液試料中のグルコー
ス濃度のみに依存する値が得られた。血液試料における
グルコース濃度に対する電流応答値は、グルコース水溶
液の約９８％であった。［比較例１］高分子ゲル粒子層
８を設けない他は実施例１と同じ構成のセンサを作製し
た。このセンサを用いた場合は、血液に対する応答はグ
ルコース水溶液の７０〜８０％であった。
【００１１】［実施例２］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。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
板上にリードと作用極、対極を含む電極系および絶縁層
を形成する。さらに、実施例１と同様にして、ＣＭＣ、
ＧＯＤ、フェリシアン化カリウムを含む反応層を形成す
る。次に、平均直径約２０μｍのポリアクリルアミドゲ
ルで構成された粒子を水に４０ｗｔ％濃度で分散させた
分散液を調製し、反応層の上に滴下して５０℃の温風乾
燥機中で１０分間乾燥させる。この層の形成の際にも一
部反応層と混合された部分が生じるが、攪拌を伴わない
ため高分子ゲルの粒子は反応層に密着した形で表面に積
層される。さらに、実施例１と同様にカバーおよびスペ
ーサーを基板に一体化してグルコースセンサを作製し
た。このグルコースセンサの試料溶液として、グルコー
ス水溶液と血液を用意した。実施例１と同様に、試料溶
液３μｌを試料供給孔より供給してから１分後に、電極
系の対極と作用極間に＋０．５Ｖの電圧を印加し、５秒
後の電流値を測定したところ、グルコース水溶液、およ
び血液試料中のグルコース濃度のみに依存する値が得ら
れた。血液試料におけるグルコース濃度に対する電流応
答値は、グルコース水溶液の約９６％であった。
グルコースセンサについて説明する。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
板上にリードと作用極、対極を含む電極系および絶縁層
を形成する。さらに、実施例１と同様にして、ＣＭＣ、
ＧＯＤ、フェリシアン化カリウムを含む反応層を形成す
る。次に、平均直径約２０μｍのポリアクリルアミドゲ
ルで構成された粒子を水に４０ｗｔ％濃度で分散させた
分散液を調製し、反応層の上に滴下して５０℃の温風乾
燥機中で１０分間乾燥させる。この層の形成の際にも一
部反応層と混合された部分が生じるが、攪拌を伴わない
ため高分子ゲルの粒子は反応層に密着した形で表面に積
層される。さらに、実施例１と同様にカバーおよびスペ
ーサーを基板に一体化してグルコースセンサを作製し
た。このグルコースセンサの試料溶液として、グルコー
ス水溶液と血液を用意した。実施例１と同様に、試料溶
液３μｌを試料供給孔より供給してから１分後に、電極
系の対極と作用極間に＋０．５Ｖの電圧を印加し、５秒
後の電流値を測定したところ、グルコース水溶液、およ
び血液試料中のグルコース濃度のみに依存する値が得ら
れた。血液試料におけるグルコース濃度に対する電流応
答値は、グルコース水溶液の約９６％であった。
【００１２】［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。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
板上にリード、作用極と対極を含む電極系、および絶縁
層を形成する。さらに、実施例１と同様にして、ＣＭ
Ｃ、ＧＯＤ、フェリシアン化カリウムを含む反応層を形
成する。次に、直径１０〜２０μｍのポリヒドロキシエ
チルメタクリレートゲルで構成された粒子をメタノール
に４０ｗｔ％濃度で分散させた分散液を調製し、反応層
の上に滴下して５０℃の温風乾燥機中で１０分間乾燥さ
せる。この層の形成の際に、ＣＭＣ、ＧＯＤ、フェリシ
アン化カリウムはメタノールに溶解しないため、反応層
と独立した高分子ゲル粒子層が反応層に密着した形で形
成される。さらに、実施例１と同様にカバーおよびスペ
ーサーを基板と一体化してグルコースセンサを作製し
た。このグルコースセンサの試料溶液として、グルコー
ス水溶液と血液を用意した。実施例１と同様に、試料溶
液３μｌを試料供給孔より供給してから１分後に、電極
系の対極と作用極間に＋０．５Ｖの電圧を印加し、５秒
後の電流値を測定したところ、グルコース水溶液および
血液試料中のグルコース濃度のみに依存した値が得られ
た。血液試料ににおけるグルコース濃度に対する電流応
答値は、グルコース水溶液の約９７％であった。
グルコースセンサについて説明する。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
板上にリード、作用極と対極を含む電極系、および絶縁
層を形成する。さらに、実施例１と同様にして、ＣＭ
Ｃ、ＧＯＤ、フェリシアン化カリウムを含む反応層を形
成する。次に、直径１０〜２０μｍのポリヒドロキシエ
チルメタクリレートゲルで構成された粒子をメタノール
に４０ｗｔ％濃度で分散させた分散液を調製し、反応層
の上に滴下して５０℃の温風乾燥機中で１０分間乾燥さ
せる。この層の形成の際に、ＣＭＣ、ＧＯＤ、フェリシ
アン化カリウムはメタノールに溶解しないため、反応層
と独立した高分子ゲル粒子層が反応層に密着した形で形
成される。さらに、実施例１と同様にカバーおよびスペ
ーサーを基板と一体化してグルコースセンサを作製し
た。このグルコースセンサの試料溶液として、グルコー
ス水溶液と血液を用意した。実施例１と同様に、試料溶
液３μｌを試料供給孔より供給してから１分後に、電極
系の対極と作用極間に＋０．５Ｖの電圧を印加し、５秒
後の電流値を測定したところ、グルコース水溶液および
血液試料中のグルコース濃度のみに依存した値が得られ
た。血液試料ににおけるグルコース濃度に対する電流応
答値は、グルコース水溶液の約９７％であった。
【００１３】このように高分子ゲルの粒子層を形成した
グルコースセンサにおいて、血液とグルコース水溶液で
ほぼ同一の応答値が得られたのは、血液中の血球成分と
同程度の大きさをもつ高分子ゲル粒子がセンサ上に存在
することにより、グルコース水溶液と血液でセンサでの
試料の拡がり方が同じ状態になったことによるものと推
定される。上記の実施例においては、高分子ゲルとして
ポリスチレンゲル、ポリアクリルアミドゲル、ポリヒド
ロキシエチルメタクリレートゲルを用いたが、メタクリ
ル酸グリセリルの共重合体、ゼラチン、デキストラン、
アガロース、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、グリコール
酸／乳酸共重合体、ポリオルトエステル、デンプン、ヒ
ト血清アルブミンなどの高分子ゲル粒子を形成すること
ができる他の高分子を用いても同様の効果が得られる。
粒子の大きさについては、種々検討したところ、０．１
μｍ〜１００μｍの間の直径を持つものを用いることが
好ましい。また、高分子ゲル粒子を分散させる分散媒と
して、水およびメタノールを用いたが、水、メタノー
ル、アセトン、トルエン、エチルエーテルなどから選ば
れる単独または２種以上の混合物を用いることができ
る。高分子ゲル粒子層を形成する際に用いる高分子ゲル
粒子を分散させる分散液の濃度は、１０〜６０ｗｔ％で
あるときに高分子ゲル粒子層の形成が容易であり、均一
な層を形成することができる。
グルコースセンサにおいて、血液とグルコース水溶液で
ほぼ同一の応答値が得られたのは、血液中の血球成分と
同程度の大きさをもつ高分子ゲル粒子がセンサ上に存在
することにより、グルコース水溶液と血液でセンサでの
試料の拡がり方が同じ状態になったことによるものと推
定される。上記の実施例においては、高分子ゲルとして
ポリスチレンゲル、ポリアクリルアミドゲル、ポリヒド
ロキシエチルメタクリレートゲルを用いたが、メタクリ
ル酸グリセリルの共重合体、ゼラチン、デキストラン、
アガロース、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、グリコール
酸／乳酸共重合体、ポリオルトエステル、デンプン、ヒ
ト血清アルブミンなどの高分子ゲル粒子を形成すること
ができる他の高分子を用いても同様の効果が得られる。
粒子の大きさについては、種々検討したところ、０．１
μｍ〜１００μｍの間の直径を持つものを用いることが
好ましい。また、高分子ゲル粒子を分散させる分散媒と
して、水およびメタノールを用いたが、水、メタノー
ル、アセトン、トルエン、エチルエーテルなどから選ば
れる単独または２種以上の混合物を用いることができ
る。高分子ゲル粒子層を形成する際に用いる高分子ゲル
粒子を分散させる分散液の濃度は、１０〜６０ｗｔ％で
あるときに高分子ゲル粒子層の形成が容易であり、均一
な層を形成することができる。
【００１４】なお、上記の実施例ではグルコースセンサ
について示したが、本発明はアルコールセンサ、スクロ
ースセンサ、コレステロールセンサ、乳酸センサやフル
クトースセンサなどの酵素の関与する反応系に広く用い
ることができる。酵素としては、グルコースオキシダー
ゼに限定されることはなく、測定しようとする特定成分
に応じてアルコールオキシダーゼ、インベルターゼ、ム
タロターゼ、コレステロールオキシダーゼ、コレステロ
ールエステラーゼ、コレステロールデヒドロゲナーゼ、
乳酸オキシダーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、フルクトー
スデヒドロゲナーゼなどを用いることができる。さら
に、上記実施例では、親水性高分子としてＣＭＣを用い
たが、これに限定することはなく、他のセルロース誘導
体、ヒドロキシエチルセルロース、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、カルボキシエチルメ
チルセルロースを用いてもよく、さらには、ポリビニル
ピロリドン、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やメタクリル酸およ
びその塩の重合体、デンプンおよびその誘導体、無水マ
レイン酸およびその塩の重合体を用いても同様の効果が
得られる。
について示したが、本発明はアルコールセンサ、スクロ
ースセンサ、コレステロールセンサ、乳酸センサやフル
クトースセンサなどの酵素の関与する反応系に広く用い
ることができる。酵素としては、グルコースオキシダー
ゼに限定されることはなく、測定しようとする特定成分
に応じてアルコールオキシダーゼ、インベルターゼ、ム
タロターゼ、コレステロールオキシダーゼ、コレステロ
ールエステラーゼ、コレステロールデヒドロゲナーゼ、
乳酸オキシダーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、フルクトー
スデヒドロゲナーゼなどを用いることができる。さら
に、上記実施例では、親水性高分子としてＣＭＣを用い
たが、これに限定することはなく、他のセルロース誘導
体、ヒドロキシエチルセルロース、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、カルボキシエチルメ
チルセルロースを用いてもよく、さらには、ポリビニル
ピロリドン、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やメタクリル酸およ
びその塩の重合体、デンプンおよびその誘導体、無水マ
レイン酸およびその塩の重合体を用いても同様の効果が
得られる。
【００１５】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、インドフェノールお
よびその誘導体、β−ナフトキノン−４−スルホン酸カ
リウム、メチレンブルー、フェロセンおよびその誘導体
なども使用できる。これらの親水性高分子、酵素、電子
受容体を溶解する溶媒として、上記実施例では水を用い
たが、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、酢酸緩衝液、ト
リス塩酸緩衝液などの各種緩衝液を用いることもでき
る。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、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。さらに、高分
子ゲル粒子層の上にレシチンを含む層を形成すること
で、試料の導入をスムーズにすることができる。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。
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、インドフェノールお
よびその誘導体、β−ナフトキノン−４−スルホン酸カ
リウム、メチレンブルー、フェロセンおよびその誘導体
なども使用できる。これらの親水性高分子、酵素、電子
受容体を溶解する溶媒として、上記実施例では水を用い
たが、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、酢酸緩衝液、ト
リス塩酸緩衝液などの各種緩衝液を用いることもでき
る。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、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。さらに、高分
子ゲル粒子層の上にレシチンを含む層を形成すること
で、試料の導入をスムーズにすることができる。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。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、試料溶液
中の特定成分を共存する成分の影響を受けずに、高精度
で定量が可能なバイオセンサを得ることができる。
中の特定成分を共存する成分の影響を受けずに、高精度
で定量が可能なバイオセンサを得ることができる。
【図１】本発明の一実施例におけるバイオセンサのカバ
ーおよびスペーサーを除いた縦断面略図である。
ーおよびスペーサーを除いた縦断面略図である。
【図２】同センサのうち、反応層および高分子ゲル粒子
層を除いた分解斜視図である。
層を除いた分解斜視図である。
１ 絶縁性の基板 ２ リード ３ リード ４ 作用極 ５ 対極 ６ 絶縁層 ７ 反応層 ８ 高分子ゲル粒子層 １１ スペーサー １２ カバー １３ 試料供給孔 １４ 空気孔
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−77511（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−83871（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−119013（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212050（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−223661（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−202764（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−317096（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−500465（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/327
Claims (4)
- 【請求項１】 電気絶縁性の基板、前記基板上に形成さ
れた作用極および対極を有する電極系、前記電極系上に
配置された親水性高分子と酵素と電子受容体を含有する
反応層、および前記反応層の上に形成された高分子ゲル
粒子層を具備することを特徴とするバイオセンサ。 - 【請求項２】 高分子ゲル粒子が、ポリスチレン、ポリ
アクリルアミド、ポリヒドロキシエチルメタクリレー
ト、メタクリル酸グリセリル共重合体、ゼラチン、デキ
ストラン、アガロース、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、
グリコール酸／乳酸共重合体、ポリオルトエステル、デ
ンプン、およびヒト血清アルブミンよりなる群から選ば
れる少なくとも１種の高分子を主な構成要素とする請求
項１記載のバイオセンサ。 - 【請求項３】 高分子ゲル粒子が、直径０．１μｍ〜１
００μｍである請求項１記載のバイオセンサ。 - 【請求項４】 作用極と対極を有する電極系を設けた電
気絶縁性の基板上に、前記電極系に接して親水性高分子
と酵素と電子受容体を含有する反応層を形成する工程、
および前記反応層の上に、高分子ゲル粒子を１０〜６０
ｗｔ％の割合で分散させた分散液を塗布し、乾燥して高
分子ゲル粒子層を形成する工程を有することを特徴とす
るバイオセンサの製造方法。
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| JP22811194A Expired - Fee Related JP3272882B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | バイオセンサおよびその製造方法 |
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-
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- 1994-09-22 JP JP22811194A patent/JP3272882B2/ja not_active Expired - Fee Related
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