JP3387926B2 - 電位差式バイオセンサー及びその使用方法 - Google Patents
電位差式バイオセンサー及びその使用方法Info
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Description
ッセイに関する。
米国特許第4,713,165号(1987年12月15日発行)は、イ
オン選択性電極を有するセンサーを開示している。この
センサーは3つの電池を含み、各電池は対照半電池(対
照電極と対照液を含む)と測定用半電池を有する。これ
ら半電池はイオン選択性膜により分離されており、各半
電池はイオン流を可能にする多孔質材料により隣接する
測定用半電池に連結されている。この測定用半電池は、
更に、酵素、酵素基質、又は抗原を含む膜を含むことが
できる。一般に、興味の対象である分析物を含有するサ
ンプルは、測定用半電池に加えられる。反応順序は、何
らかのイオン(例えば、アンモニウムイオン又はヒドロ
ニウムイオン)を発生するように組まれている。従っ
て、測定用半電池内のイオンの活性が変化する。測定用
半電池vs対照半電池の電位の変化が、測定用半電池内の
活性の変化を反映する。
と、サンプル含有半電池内の電位の変化を該サンプル中
の分析物の量に相関させることができる。
日発行)は、分析物をアッセイするための電位差式装置
を開示している。この装置は作用電極と対照電極を有す
る。オキシダーゼ酵素が作用電極上に固定化されてい
る。この作用電極は、過酸化水素の濃度の変化の関数と
して電位を測定できる白金の如き材料からできていなく
てはならない。例えば、グルコースを含有するサンプル
を、作用電極がグルコースオキシダーゼを含む(さらに
カタラーゼも含んでよい)この装置に添加することがで
きる。電位の変化は、次の反応により生成する過酸化水
素の生成を反映する。
せることができる。
行)は、デキストランの分析のための酵素電極を開示し
ている。この電極は、外側から内側に、デキストラナー
ゼを含む空間電荷層(sheath)(セルロース空間電荷
層)、透析膜(任意的)、α−グルコシダーゼを含む空
間電荷層、グルコースオキシダーゼを含む空間電荷層、
及び白金レドックス電極を含む。この電極を未知量のデ
キストランと既知添加量のフェロシアン化物(過剰)を
含有するサンプル中に浸ける。デキストランは(種々の
空間電荷層内の酵素により)グルコースに加水分解され
る。グルコースはグルコン酸に酸化され、そして分子状
酸素が過酸化水素に還元される。フェロシアン化物は過
酸化水素により酸化されるので、生成した過酸化物の指
示薬として用いられる。フェロシアン化物がフェリシア
ン化物に酸化されるときに電位が変化する。この電位変
化がサンプル中のデキストランの濃度に相関するのであ
る。
日発行)は、未知量の分析物(例えば、カリウム)を含
有するサンプルを2つの小室の各々に添加する電位差式
分析方法を開示している。各小室は、電極(通常、類似
する電極、例えば、銀/塩化銀)を含む。これら小室
は、イオン流を可能にするが測定される分析物に対して
は非透過性である隔壁により分離されている。一方の小
室は既知量の測定される分析物を含む。測定するサンプ
ルを各小室に添加すると、これら小室間の分析物の濃度
の差によって電位差が生じる。この電位差の大きさがサ
ンプル中の分析物の量の関数となるのである。
及び分析物を含む分析液中で測定しようとする該分析物
を嫌気的に酸化又は還元し、そして該レドックス媒介物
質の酸化型/還元型の比率の変化から生じる系の電位の
変化を該分析液中の分析物の検出又は測定に直接に相関
させる簡単な電位差式バイオセンサー及びアッセイ方法
を開示していない。
るための電位差式バイオセンサー、テストストリップ、
試薬、及び電位差式方法である。このバイオセンサー
は、指示電極と対照電極、及び該指示電極の表面の一部
分を上張りする試薬を含む。この試薬には、酵素とレド
ックス媒介物質が含まれる。分析物(例えば、グルコー
ス)を含有する液体サンプル(例えば、血液)をこの試
薬に添加すると、その酵素(例えば、グルコースオキシ
ダーゼ)が、酵素、レドックス媒介物質(例えば、フェ
リシアン化カリウム)、及び分析物が関与する反応を触
媒する。この反応は、グルコースの分析物について次の
ように示すことができる。
と、上の反応がその指示電極表面で測定される電位に影
響を与える。この効果は次のネルンストの式により説明
される。
還元型)の標準電位 R =普遍気体定数 T =温度 n =この化学反応において移動する電子の数 F =ファラデー定数 C゜ox =指示電極表面上のレドックス媒介物質の酸
化型の濃度又は活性 C゜red=指示電極表面上のレドックス媒介物質の還
元型の濃度又は活性〕 従って、C゜ox/C゜red変化の比率として変化する指
示電極表面における電位を観察することによって、上の
反応を追跡することができる。本発明の電位差式バイオ
センサーは、分析物/酵素/媒介物質の化学反応の結果
としてのその系の電位の変化を測定するものである。そ
の電位の変化は、液体サンプル中の分析物の検出又は測
定に相関させることができる。
基板上に支持された指示電極と対照電極、及び該指示電
極と対照電極の表面を露出する切り抜き部分を含む絶縁
性材料のオーバーレイを含むテストストリップを用いる
ことによって作動させることができる。
試薬である。この試薬は、一般的には、酵素とレドック
ス媒介物質を含み、好ましくは、緩衝剤、分散剤及び結
晶化阻害剤、増粘剤、及び界面活性剤を含む。指示電極
と対照電極とに電気的に接続された電位差計を用いて、
酵素、分析物、レドックス媒介物質反応に応答して指示
電極表面で生じる電位の変化を測定する。
液体サンプルをこの試薬に加え、それによってテストサ
ンプルを形成させる。続いて起こる酵素、分析物、及び
レドックス媒介物質の反応が、指示電極の表面で測定可
能な電位の変化を生じさせる。この測定可能な電位の変
化は、その液体サンプル中の分析物の量の検出又は測定
に相関させることができる。
テストストリップの一態様の上面図である。
である。
テストストリップの別の態様の上面図である。
スキームに含まれる分析物を分析することができる。
析について特定的に示すことができる。
定に相関させることができるのは、電位が次の式(ネル
ンストの式)により定義されるからである。
還元型)の標準電位 R =普遍気体定数 T =温度 n =この化学反応において移動する電子の数 F =ファラデー定数 C゜ox =指示電極表面上のレドックス媒介物質の酸
化型の濃度又は活性 C゜red=指示電極表面上のレドックス媒介物質の還
元型の濃度又は活性〕 上の式から分かるように、上の例ではレドックス媒介
物質がその酸化型からその還元型へと転換しているの
で、この系の電位は反応の進行につれて変化する。レド
ックス媒介物質が還元されると共に分析物は酸化され
る。その結果、変化するC゜ox/C゜red比率から直接も
たらされる系の電位の変化をその液体サンプル中の分析
物の濃度に相関させることができる。本電位差式バイオ
センサーは、この現象を用いて液体サンプルからの分析
物の量を検出又は測定するのである。
む。
レドックス媒介物質を含む既知量の試薬であって、 該酵素が、該酵素、該レドックス媒介物質、及び液体
サンプルからの分析物が関与する反応を触媒するのに十
分なタイプ及び十分な量であり、 該レドックス媒介物質が、該酵素、該レドックス媒介
物質、及び該分析物が関与する反応が該レドックス媒介
物質の酸化型と還元型の割合の変化に実質的に帰因する
測定可能な電位の変化を該指示電極の表面で生じさせる
だけの十分な量である試薬;及び d.該指示電極及び該対照電極と電気的に接続されている
電位差計。
差式センサーとして用いることができるであろう。測定
すべき分析物を非生物学的分析物とすることができ、従
って酵素以外の触媒を用いることができよう。更に、分
析物がレドックス媒介物質と直接反応するなら、触媒は
必要でないであろう。
るように、銀/塩化銀対照電極の如き対照電極が必要と
される。指示電極は、パラジウム、白金、金、銀、チタ
ン、銅、及び炭素の如き、どのような導電性材料からで
きていてもよい。指示電極表面で電位差測定が行えるよ
うに、試薬が指示電極の表面の一部分を上張りすること
が重要である。試薬が既知量のレドックス媒介物質を含
有することも重要である。分析物測定は、C゜ox/C゜re
dにより定まる系の電位の測定値に基づいて行われるの
で、試薬中に含まれるレドックス媒介物質の量の誤差
は、液体サンプルからの分析物の量の測定に誤差を生じ
させるであろう。
ックス媒介物質の選択は、測定すべき分析物に依存する
であろう。好例となる分析物、酵素、及びレドックス媒
介物質の組み合わせを以下の表Iに示す。
酵素が反応触媒として用いられる。また、表Iに示した
幾つかの例で、レドックス媒介物質の酸化型への電子移
動を促進する追加の媒介物質を用いてもよい。この追加
媒介物質は、レドックス媒介物質の酸化型よりも少ない
量でこの試薬に供給することができる。
ドックス媒介物質が関与する反応の完結のために望まれ
る時間に依存して変動することができる。一般に、より
多くの酵素を加えると、反応の完結のための時間はより
短くなる。pH及びイオン強度の如き他の要因もこの反応
の速度論に影響を及ぼし得る。
物質の量が、分析物、酵素、及びレドックス媒介物質が
関与する反応により一方の型(例えば、酸化型)から他
方の型(例えば、還元型)に殆ど完全に転換されるのに
十分であるときに達成されるであろう。レドックス媒介
物質が一方の型から他方の型へ殆ど完全に変換される
と、ネルンストの式により示されるように、その系の電
位は最も大きく変化するであろう。
91 F、つまり88%微結晶性セルロースと12%カルボキシ
メチルセルロースのブレンド物(FMC Corp.から入手可
能)の如き分散剤及び結晶化阻害剤、及びNATROSOL−25
0 M(Aqualonから入手可能な微結晶性ヒドロキシエチル
セルロース)の如き増粘剤を含む。他の好ましい試薬成
分には、緩衝剤及び界面活性剤が含まれる。この緩衝剤
は、酵素、レドックス媒介物質、及び分析物が関与する
反応をその酵素が触媒するpHを与えかつ維持するのに十
分なタイプ及び十分な量であるべきである。この界面活
性剤は、液体サンプル(血液の如きもの)によりそのフ
ィルムが濡れ易くするのに十分なタイプ及び十分な量で
あるべきである。
トストリップ内に組み入れられよう。このテストストリ
ップには、次の構成要素が含まれよう。
極; c.該第1電気絶縁体及び該電極を上張りしかつ該指示電
極及び該対照電極の表面部を露出する切り抜き部分を含
む第2電気絶縁体;及び d.該切り抜き部分内の該指示電極の該露出表面を上張り
している既知量のバイオセンサー試薬。
図1及び2に示す。それらには次の構成要素が示されて
いる:第1電気絶縁体1、指示電極3、対照電極5、第
2電気絶縁体7、試薬9、切り抜き部分11、及び追加切
り抜き部分13(追加切り抜き部分13は、指示電極及び対
照電極への電位差計の電気的接続を容易にするために含
められる)。
リマー又はポリイミドプラスチックの如き絶縁性プラス
チックからできていても、他の有用な電気絶縁性材料か
らできていてもよい。
銀、チタンからできていても、他の有用な導電性材料か
らできていてもよい。
あっても、他の適する対照電極であってもよい。更に、
電極3及び5は絶縁体1に貼られていてもよく、そして
絶縁体1はホットメルト接着剤を使用することにより絶
縁体7に貼られていてもよい。
グルコースの分析に用いられる試薬2を作る手順は次の
通りである。
6.35の0.740モル濃度(M)の水性リン酸カリウム緩衝
液(80.062gのリン酸二水素カリウムと26.423gのリン酸
一水素カリウムを含む)に添加することにより(メスフ
ラスコ中で)1リッターの緩衝液/NATROSOL混合液を調
製する。この緩衝液/NATROSOL混合液を3時間攪拌して
増粘させる。
水を20分間攪拌することによってAVICEL混合液を調製す
る。
00gの緩衝液/NATROSOL混合液に加えることによってTRIT
ON混合液を調製して15分間攪拌する。
ト又はビュレットで全部のAVICEL混合液に滴下する。滴
下が終わったら、攪拌を一晩続ける。
25gのフェリシアン化カリウムを添加する(添加した時
点でフェリシアン化カリウムが溶解するように一度に少
量ずつフェリシアン化カリウムを添加する)。
6から得られた混合液のpHを6.25に調節する。
ースオキシダーゼ(218.50ユニット/ミリグラム(m
g),Biozymeからのもの)を添加して少なくとも20分間
攪拌する。
トリウムを添加して少なくとも20分間攪拌する。
袋(sieve bag)で濾過してAVICEL凝集物を除去する。
濾液が生成試薬組成物である。これを切り抜き部分11内
の少なくとも指示電極表面に加えてから乾燥する。
イクロリッター(μ)の試薬を切り抜き部分11内の少
なくとも指示電極表面に加えるべきである。この量の試
薬は、十分な量のフェリシアン化物、及びグルコース
(ヒト全血のサンプルからのもの)の酸化及びフェリシ
アン化物の還元を触媒して約20秒以内に完結するのに十
分な量の酵素(グルコースオキシダーゼ)を含有するで
あろう。
り乾燥する。乾燥後、輸送及び取扱い中に本バイオセン
サーからの試薬のロスを防ぐのに役立てるため及び試薬
9で人が汚染するのを最小限にするのに役立てるため
に、この乾燥試薬の上にポリエステル又はナイロンメッ
シュを被せてもよい。このメッシュを接着テープにより
支持体7に貼り付けてもよい。
めに、そのいずれもが電位差計に電気的に接続されたパ
ラジウム指示電極及び銀/塩化銀対照電極を、いろいろ
なフェリシアン化物/フェロシアン化物比率の溶液に曝
した。以下の表IIから分かるように、フェリシアン化物
/フェロシアン化物の比率が変動すると、指示電極表面
における電位が変化した。これら結果は、レドックス媒
介物質からの酸化型/還元型の変化を用いて、液体サン
プルからの分析物の量を検出又は測定できることを示す
ものである。
の段階を用いることによって行うことができよう。
プル)を加えることによりテストサンプルを形成し(こ
の際、試薬は該液体サンプルに十分に曝されかつ液体サ
ンプルは指示電極と対照電極の両方に接触し、それによ
って回路が形成される); b.レドックス媒介物質の酸化型と還元型の割合の変化に
実質的に帰因する測定可能な電位の変化を該指示電極の
表面で生じさせるのに十分な時間該テストサンプルをイ
ンキュベートし(このインキュベーション時間を測定可
能な電位の変化を生じさせるのに要する最短時間よりも
長い何らかの時間に固定してもよい); c.該インキュベーション時間後に電位を測定し;そして d.該測定電位を該液体サンプルからの分析物の検出又は
測定に相関させる。
血の20μサンプルを切り抜き部分11に加え、それによ
って試薬9と合わせてテストサンプルを形成することが
できる(このヒト全血のサンプル容量は、切り抜き部分
11内の試薬9を濡らしかつ電極3と5を接続するのに十
分なものでなければならない)。このテストサンプルを
周囲室温で約20秒間インキュベートするか又は測定可能
な電位の変化を指示電極の表面で生じさせるのに要する
最短時間に等しいか若しくはより長い何らかの他の固定
された時間インキュベートし、そして(対照電極に相対
的な)指示電極の表面における電位を測定することがで
きる。次いで、この測定した電位を既知濃度のグルコー
ス溶液での同じ測定値と比較することにより、その血液
サンプル中のグルコースの量(又はグルコースの検出
値)に相関させる。
している。第1に、この電位差式バイオセンサーは、上
記のようなテストストリップと安価な電位差計を要する
だけなので、非常に安価となろう。第2に、この電位差
式バイオセンサーは、電流式バイオセンサーよりも少な
い干渉しか受けないであろう。例えば、電流式バイオセ
ンサーでは、望ましくない電気活性種が測定電流に寄与
し、それによって測定値に誤差を生じさせるであろう。
しかしながら、電位差式バイオセンサーでは、電位なレ
ドックス媒介物質の酸化型と還元型の比率の変化の結果
としてだけ変化する。(電流式及び電位差式バイオセン
サーのいずれも、アッセイ系からレドックス媒介物質の
酸化型又は還元型のいずれかを除去してしまう望ましく
ない化学反応からの誤差は生じるであろう。例えば、グ
ルコースアッセイでは、フェリシアン化物は、グルコー
ス、フェリシアン化物、及びグルコースオキシダーゼが
関与する反応で還元されるというよりもむしろ、尿酸に
よりフェロシアン化物に化学的に還元されるかも知れな
い。)第3に、本電位差式バイオセンサーでは、指示電
極の大きさへの依存性がない。第4に、この電位差式バ
イオセンサーは、測定可能な電位の変化が指示電極の表
面で起こるや否や電位の測定が行われるので、速やかな
アッセイをもたらすであろう。
ンサーを説明してきたが、本電位差式バイオセンサー
は、多数の指示電極を有することができる。例えば、図
3は、第1電気絶縁体21、第1指示電極23、第2指示電
極25、対照電極27、第2電気絶縁体29、第1試薬31、第
2試薬32、切り抜き部分33、及び追加切り抜き部分35を
含む3電極電位差式バイオセンサーストリップを示して
いる。例えば、第1試薬31は、液体サンプル中のグルコ
ースを検出又は測定するために上記した試薬であり得、
試薬32は表Iに列挙したその他の分析物のうちの1種を
検出又は測定するための試薬であり得る。
還元されるアッセイを示してきた。しかしながら、本電
位差式バイオセンサーは、分析物が酵素的に還元されそ
してレドックス媒介物質が酸化されるアッセイにも適用
できる。
実施するための最良実施態様が分かるよう、そしてそれ
を他の発明及び従来の発明から区別できるよう、十分な
明確さと簡潔さとをもって、本発明を上の教示及び図面
において開示してきた。本発明の多くの変更及び自明が
脚色が容易に想起されるであろうが、これらは以下に特
許請求する本発明の範囲内に含まれると考える。
Claims (17)
- 【請求項1】下記のものを含む、液体サンプルからの分
析物を分析するための電位差式バイオセンサー。 a.指示電極; b.対照電極; c.該指示電極の表面の一部分を上張りしそしてレドック
ス媒介物質を含む既知量の試薬であって、 該レドックス媒介物質が、該指示電極の表面で全ての分
析物と反応し、それによって該レドックス媒介物質の酸
化型と還元型の割合の変化に相関する測定可能な電位の
変化を該指示電極の表面で生じさせる量である試薬;及
び d.該指示電極及び該対照電極と電気的に接続されている
電位差計。 - 【請求項2】下記のものを含む電位差式バイオセンサ
ー。 a.指示電極; b.対照電極; c.該指示電極の表面の一部分を上張りしそして触媒とレ
ドックス媒介物質を含む既知量の試薬であって、 該触媒が、該触媒、該レドックス媒介物質、及び液体サ
ンプルからの分析物が関与する反応を触媒する量であ
り、 該レドックス媒介物質が、該指示電極の表面で全ての分
析物と反応し、それによって該レドックス媒介物質の酸
化型と還元型の割合の変化に相関する測定可能な電位の
変化を該指示電極の表面で生じさせる量である試薬;及
び d.該指示電極及び該対照電極と電気的に接続されている
電位差計。 - 【請求項3】下記のものを含む電位差式バイオセンサ
ー。 a.指示電極; b.対照電極; c.該指示電極の表面の一部分を上張りしそして酵素とレ
ドックス媒介物質を含む既知量の試薬であって、 該酵素が、該酵素、該レドックス媒介物質、及び液体サ
ンプルからの分析物が関与する反応を触媒する量であ
り、 該レドックス媒介物質が、該指示電極の表面で全ての分
析物と反応し、それによって該レドックス媒介物質の酸
化型と還元型の割合の変化に相関する測定可能な電位の
変化を該指示電極の表面で生じさせる量である試薬;及
び d.該指示電極及び該対照電極と電気的に接続されている
電位差計。 - 【請求項4】液体サンプルからの分析物を検出する電位
差式方法であって下記段階を含む方法。 a.請求項1の電位差式バイオセンサーに該液体サンプル
を加えることによりテストサンプルを形成する段階、こ
の際、該試薬は該液体サンプルに十分に曝されかつ該液
体サンプルは該指示電極及び該対照電極の両方に接触
し、それによって回路が形成される; b.該テストサンプルをインキュベートして該レドックス
媒介物質の酸化型と還元型の割合の変化に相関する測定
可能な電位の変化を該指示電極の表面で生じさせる段
階; c.インキュベーション後に電位を測定する段階;そして d.該測定電位を該分析物の検出に相関させる段階。 - 【請求項5】液体サンプルからの分析物を測定する電位
差式方法であって下記段階を含む方法。 a.該液体サンプルを、 1) 第1電気絶縁体、 2) 該第1電気絶縁体上に支持された指示電極及び対
照電極、 3) 該第1電気絶縁体及び該電極を上張りしかつ該指
示電極及び該対照電極の表面部を露出する切り抜き部分
を含む第2電気絶縁体、 4) 該切り抜き部分内の該指示電極の該露出表面を上
張りしかつレドックス媒介物質を含む既知量の試薬であ
って、 該レドックス媒介物質が、該指示電極の表面で全ての分
析物と反応し、それによって該レドックス媒介物質の酸
化型と還元型の割合の変化に相関する測定可能な電位の
変化を該指示電極の表面で生じさせるだけの十分な量で
ある試薬、及び 5) 該指示電極及び該対照電極と電気的に接続されて
いる電位差計 を含む電位差式バイオセンサーに加えることによりテス
トサンプルを形成する段階、この際、該試薬は該液体サ
ンプルに十分に曝されかつ該液体サンプルは該指示電極
及び該対照電極の両方に接触し、それによって回路が形
成される; b.該テストサンプルをインキュベートして該レドックス
媒介物質の酸化型と還元型の割合の変化に相関する測定
可能な電位の変化を該指示電極の表面で生じさせる段
階; c.インキュベーション後に電位を測定する段階;そして d.該測定電位を該液体サンプル中の該分析物の量に相関
させる段階。 - 【請求項6】液体サンプルからの分析物を検出する電位
差式方法であって下記段階を含む方法。 a.請求項2の電位差式バイオセンサーに該液体サンプル
を加えることによりテストサンプルを形成する段階、こ
の際、該試薬は該液体サンプルに十分に曝されかつ該液
体サンプルは該指示電極及び該対照電極の両方に接触
し、それによって回路が形成される; b.該テストサンプルをインキュベートして該レドックス
媒介物質の酸化型と還元型の割合の変化に相関する測定
可能な電位の変化を該指示電極の表面で生じさせる段
階; c.インキュベーション後に電位を測定する段階;そして d.該測定電位を該分析物の検出に相関させる段階。 - 【請求項7】液体サンプルからの分析物を測定する電位
差式方法であって下記段階を含む方法。 a.該液体サンプルを、 1) 第1電気絶縁体、 2) 該第1電気絶縁体上に支持された指示電極及び対
照電極、 3) 該第1電気絶縁体及び該電極を上張りしかつ該指
示電極及び該対照電極の表面部を露出する切り抜き部分
を含む第2電気絶縁体、 4) 該切り抜き部分内の該指示電極の該露出表面を上
張りしかつ触媒、緩衝剤、及びレドックス媒介物質を含
む既知量の試薬であって、 該触媒が、該触媒、該レドックス媒介物質、及び該液体
サンプルからの分析物が関与する反応を触媒する量であ
り、 該緩衝剤が、該触媒、該レドックス媒介物質、及び該分
析物が関与する反応を該触媒が触媒するpHを与えかつ維
持する量であり、 該レドックス媒介物質が、該指示電極の表面で全ての分
析物と反応し、それによって該レドックス媒介物質の酸
化型と還元型の割合の変化に相関する測定可能な電位の
変化を該指示電極の表面で生じさせる量である試薬、及
び 5) 該指示電極及び該対照電極と電気的に接続されて
いる電位差計 を含む電位差式バイオセンサーに加えることによりテス
トサンプルを形成する段階、この際、該試薬は該液体サ
ンプルに十分に曝されかつ該液体サンプルは該指示電極
及び該対照電極の両方に接触し、それによって回路が形
成される; b.該テストサンプルをインキュベートして該レドックス
媒介物質の酸化型と還元型の割合の変化に相関する測定
可能な電位の変化を該指示電極の表面で生じさせる段
階; c.インキュベーション後に電位を測定する段階;そして d.該測定電位を該液体サンプル中の該分析物の量に相関
させる段階。 - 【請求項8】液体サンプルからの分析物を検出する電位
差式方法であって下記段階を含む方法。 a.該液体サンプルを、 1) 第1電気絶縁体、 2) 該第1電気絶縁体上に支持された指示電極及び対
照電極、 3) 該第1電気絶縁体及び該電極を上張りしかつ該指
示電極及び該対照電極の表面部を露出する切り抜き部分
を含む第2電気絶縁体、 4) 該切り抜き部分内の該指示電極の該露出表面を上
張りしかつ酵素、緩衝剤、及びレドックス媒介物質を含
む既知量の試薬であって、 該酵素が、該酵素、該レドックス媒介物質、及び該液体
サンプルからの分析物が関与する反応を触媒する量であ
り、 該緩衝剤が、該酵素、該レドックス媒介物質、及び該分
析物が関与する反応を該酵素が触媒するpHを与えかつ維
持する量であり、 該レドックス媒介物質が、該指示電極の表面で全ての分
析物と反応し、それによって該レドックス媒介物質の酸
化型と還元型の割合の変化に相関する測定可能な電位の
変化を該指示電極の表面で生じさせる量である試薬、及
び 5) 該指示電極及び該対照電極と電気的に接続されて
いる電位差計 を含む電位差式バイオセンサーに加えることによりテス
トサンプルを形成する段階、この際、該試薬は該液体サ
ンプルに十分に曝されかつ該液体サンプルは該指示電極
及び該対照電極の両方に接触し、それによって回路が形
成される; b.該テストサンプルをインキュベートして該レドックス
媒介物質の酸化型と還元型の割合の変化に相関する測定
可能な電位の変化を該指示電極の表面で生じさせる段
階; c.インキュベーション後に電位を測定する段階;そして d.該測定電位を該分析物の検出に相関させる段階。 - 【請求項9】液体サンプルからの分析物を測定する電位
差式方法であって下記段階を含む方法。 a.該液体サンプルを、 1) 第1電気絶縁体、 2) 該第1電気絶縁体上に支持された指示電極及び対
照電極、 3) 該第1電気絶縁体及び該電極を上張りしかつ該指
示電極及び該対照電極の表面部を露出する切り抜き部分
を含む第2電気絶縁体、 4) 該切り抜き部分内の該指示電極の該露出表面を上
張りしかつ酵素、緩衝剤、及びレドックス媒介物質を含
む既知量の試薬であって、 該酵素が、該酵素、該レドックス媒介物質、及び該液体
サンプルからの分析物が関与する反応を触媒する量であ
り、該緩衝剤が、該酵素、該レドックス媒介物質、及び
該分析物が関与する反応を該酵素が触媒するpHを与えか
つ維持する量であり、 該レドックス媒介物質が、該指示電極の表面で全ての分
析物と反応し、それによって該レドックス媒介物質の酸
化型と還元型の割合の変化に相関する測定可能な電位の
変化を該指示電極の表面で生じさせる量である試薬、及
び 5) 該指示電極及び該対照電極と電気的に接続されて
いる電位差計 を含む電位差式バイオセンサーに加えることによりテス
トサンプルを形成する段階、この際、該試薬は該液体サ
ンプルに十分に曝されかつ該液体サンプルは該指示電極
及び該対照電極の両方に接触し、それによって回路が形
成される; b.該テストサンプルをインキュベートして該レドックス
媒介物質の酸化型と還元型の割合の変化に相関する測定
可能な電位の変化を該指示電極の表面で生じさせる段
階; c.インキュベーション後に電位を測定する段階;そして d.該測定電位を該液体サンプル中の該分析物の量に相関
させる段階。 - 【請求項10】液体サンプルからの分析物を測定する電
位差式方法であって下記段階を含む方法。 a.請求項3の電位差式バイオセンサーに該液体サンプル
を加えることによりテストサンプルを形成する段階、こ
の際、該試薬は該液体サンプルに十分に曝されかつ該液
体サンプルは該指示電極及び該対照電極の両方に接触
し、それによって回路が形成される; b.該テストサンプルをインキュベートして該レドックス
媒介物質の酸化型と還元型の割合の変化に相関する測定
可能な電位の変化を該指示電極の表面で生じさせる段
階; c.インキュベーション後に電位を測定する段階;そして d.該測定電位を該液体サンプル中の該分析物の量に相関
させる段階。 - 【請求項11】下記のものを含む、液体サンプルからの
分析物を分析するための電位差式バイオセンサー。 a.第1電気絶縁体; b.該第1電気絶縁体上に支持された指示電極及び対照電
極; c.該第1電気絶縁体及び該電極を上張りしかつ該指示電
極及び該対照電極の表面部を露出する切り抜き部分を含
む第2電気絶縁体; d.該切り抜き部分内の該指示電極の該露出表面を上張り
しかつレドックス媒介物質を含む既知量の試薬であっ
て、 該レドックス媒介物質が、該指示電極の表面で全ての分
析物と反応し、それによって該レドックス媒介物質の酸
化型と還元型の割合の変化に相関する測定可能な電位の
変化を該指示電極の表面で生じさせる量である試薬;及
び e.該指示電極及び該対照電極と電気的に接続されている
電位差計。 - 【請求項12】試薬が、分散剤及び結晶化阻害剤及び増
粘剤を更に含む、請求項11の電位差式バイオセンサー。 - 【請求項13】下記のものを含む電位差式バイオセンサ
ー。 a.第1電気絶縁体; b.該第1電気絶縁体上に支持された指示電極及び対照電
極; c.該第1電気絶縁体及び該電極を上張りしかつ該指示電
極及び該対照電極の表面部を露出する切り抜き部分を含
む第2電気絶縁体; d.該切り抜き部分内の該指示電極の該露出表面を上張り
しかつ触媒及びレドックス媒介物質を含む既知量の試薬
であって、 該触媒が、該触媒、該レドックス媒介物質、及び液体サ
ンプルからの分析物が関与する反応を触媒する量であ
り、 該レドックス媒介物質が、該指示電極の表面で全ての分
析物と反応し、それによって該レドックス媒介物質の酸
化型と還元型の割合の変化に相関する測定可能な電位の
変化を該指示電極の表面で生じさせる量である試薬;及
び e.該指示電極及び該対照電極と電気的に接続されている
電位差計。 - 【請求項14】試薬が、触媒、レドックス媒介物質、及
び分析物が関与する反応を該触媒が触媒するpHを与えか
つ維持するのに十分な量の緩衝剤を更に含む、請求項13
の電位差式バイオセンサー。 - 【請求項15】下記のものを含む電位差式バイオセンサ
ー。 a.第1電気絶縁体; b.該第1電気絶縁体上に支持された指示電極及び対照電
極; c.該第1電気絶縁体及び該電極を上張りしかつ該指示電
極及び該対照電極の表面部を露出する切り抜き部分を含
む第2電気絶縁体; d.該切り抜き部分内の該指示電極の該露出表面を上張り
しかつ酵素及びレドックス媒介物質を含む既知量の試薬
であって、 該酵素が、該酵素、該レドックス媒介物質、及び液体サ
ンプルからの分析物が関与する反応を触媒する量であ
り、 該レドックス媒介物質が、該指示電極の表面で全ての分
析物と反応し、それによって該レドックス媒介物質の酸
化型と還元型の割合の変化に相関する測定可能な電位の
変化を該指示電極の表面で生じさせる量である試薬;及
び e.該指示電極及び該対照電極と電気的に接続されている
電位差計。 - 【請求項16】試薬が、酵素、レドックス媒介物質、及
び分析物が関与する反応を該酵素が触媒するpHを与えか
つ維持する量の緩衝剤を更に含む、請求項15の電位差式
バイオセンサー。 - 【請求項17】指示電極が、パラジウム、白金、金、
銀、チタン、銅、及び炭素からなる群から選ばれる、請
求項15の電位差式バイオセンサー。
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