JP3856437B2

JP3856437B2 - バイオセンサ

Info

Publication number: JP3856437B2
Application number: JP2002056191A
Authority: JP
Inventors: 美和長谷川; 基一渡邊; 俊彦吉岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: JP2003254934A

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、試料中の特定成分、特にグルコース、総コレステロールを迅速、高感度かつ簡便に定量することができる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の一例として代表的なグルコースセンサは、絶縁性基板上にスクリーン印刷などの方法により、少なくとも測定極および対極を含む電極系を形成し、この電極系上に、親水性高分子、酸化還元酵素および電子メディエータを含む酵素反応層を形成して得られる。酸化還元酵素としてはグルコースオキシダーゼなどが用いられ、電子メディエータとしてはフェリシアン化カリウムなどの金属錯体またはフェロセン誘導体もしくはキノン誘導体などの有機化合物が用いられる。さらに酵素反応層には、必要に応じて緩衝剤が加えられる。
そして、得られたバイオセンサの酵素反応層上に基質を含む試料液を滴下すると、酵素反応層が溶解して酵素と基質が反応し、この反応に伴って電子メディエータが還元される。酵素反応終了後、還元された電子メディエータを電気化学的に酸化し、その酸化電流値から試料液中の基質濃度を求めることができるのである。例えば、酵素反応の結果生じた電子メディエータの還元体を電極で酸化し、その酸化電流値からグルコース濃度を求めることができる。
【０００３】
このようなバイオセンサは、測定対象物質を基質とする酵素を用いることで、様々な物質を測定することが原理的には可能である。例えば、酸化還元酵素にコレステロールオキシダーゼまたはコレステロールデヒドロゲナーゼを用いれば、各種医療機関で診断指針に用いられる血清中のコレステロール値を測定することができる。
この場合、コレステロールエステラーゼの酵素反応の進行は非常に遅いので、適切な界面活性剤を添加することにより、コレステロールエステラーゼの活性を向上させ、全体の反応に要する時間を短縮することができるが、反応系に含まれる界面活性剤が血球に悪影響を及ぼすため、グルコースセンサのように全血そのものを測定することは不可能である。
【０００４】
これに対し、血球をろ過した血漿のみを迅速にセンサ内（試料液供給路）に供給するために、試料液供給路の開口部付近にフィルタ（血球ろ過部）を設けることが提案されている。図５に示したフィルタ装置を用い、血球を分離する方法は下記のように３つに分類できる。図５は、従来からの３種類のフィルタの概略断面図を示す。
▲１▼血液（全血）をフィルタの一次側部分の側端部に滴下し、水平方向においてろ過し、フィルタの二次側部分の端部から血漿をにじみ出させる水平分離（Lateral Separation）方式（図５の（ａ））。
▲２▼血液をフィルタの上表面に直接滴下し、垂直方向においてろ過し、前記フィルタの底面またはその付近の端部から血漿をにじみ出させる垂直分離（Vertical Separation）方式（図５の（ｂ））。
▲３▼血液をフィルタの一次側部分の上表面の一部に直接滴下して、垂直方向においてろ過するとともに水平方向においてもろ過し、フィルタの二次側部分の端部から血漿がにじみ出させる複合分離（Combination）方式（図５の（ｃ））。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、フィルタが適していないと、フィルタ内に捕捉される血球が破壊され、ヘモグロビンが溶出してしまう。ヘモグロビン程度の小さい血球成分をフィルタでろ過することは困難であり、試料液供給路内にヘモグロビンが流入し、測定誤差の原因となってしまう。このような問題を解決するために、改善された水平分離方式（例えば、特願２０００−２３６１３１号、特願２０００−３９９０５６号および特願２００１-１５２８６８号各明細書）および垂直分離方式（例えば、特願２００１−１８０３６２号明細書）がある。
しかし、水平分離方式の場合、特にセンサ構造が複雑になるという問題があり、共通の問題として、しばしば血球混入による測定誤差が生じるという問題があった。これは、従来のガラス繊維ろ紙（デプスフィルタ）の留保比率がその特性上９８％であるため、２％分が流出してしまうからである。さらに、いくらセンサ体積を小さくしても、全血が厚いガラス繊維ろ紙（例えば厚み２００〜８００μｍ）で構成されるフィルタに吸収され、サンプル量の低減に限界があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような不都合をなくし、血球が混入することなく、ろ過された血漿を圧力なしに毛細管現象によって試料液供給路へ移動させ、空気孔でろ液が止まるように改良したバイオセンサを提供することを目的とする。
また、本発明は、高精度で応答性に優れ、全血を試料として用いてグルコースまたは総コレステロールを測定対象とするバイオセンサを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、特に指先穿刺による採血での測定の場合、指先の全血を効率的にセンサに擦り付けたりすることが容易であり、測定対象である血漿を迅速に電極系へ供給することができるバイオセンサを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、絶縁性基板、前記基板上に設けられた測定極と対極を有する電極系、少なくとも酸化還元酵素と電子メディエータを含む反応層、前記基板に接して前記反応層を含みかつ終端部に空気孔を有する試料液供給路、試料液を導入するための試料液滴下部、ならびに前記試料液供給路内に侵入せず前記試料液供給路および試料液滴下部の間に設けられかつ前記基板に対して垂直方向において前記試料液をろ過するフィルタを具備し、ろ液が毛細管現象によって前記試料液供給路内に吸引され、前記試料液供給路の開口部から前記空気孔に向かって前記基板に対して水平方向に通過するバイオセンサであって、前記フィルタが、スクリーンフィルタで構成され、前記フィルタの前記基板と対向する面が前記電極系と非接触であることを特徴とするバイオセンサに関する。
前記バイオセンサは、前記フィルタと前記絶縁性基板との間が親水処理されているのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記のように、本発明は、絶縁性基板、前記基板上に設けられた測定極と対極を有する電極系、少なくとも酸化還元酵素と電子メディエータを含む反応層、前記基板に接して前記反応層を含みかつ終端部に空気孔を有する試料液供給路、試料液を導入するための試料液滴下部、および前記試料液供給路内に侵入せず前記試料液供給路および試料液滴下部の間に設けられかつ垂直方向において前記試料液をろ過するフィルタを具備し、ろ液が毛細管現象によって前記試料液供給路内に吸引され、前記試料液供給路の開口部から前記空気孔に向かって水平方向に通過するバイオセンサであって、前記フィルタが、孔径が均一で変形のない連続したスクリーンフィルタで構成され、前記フィルタの下部が前記電極系と非接触であることを特徴とする。このスクリーンフィルタはメンブレンフィルタであるのが好ましい。メンブレンフィルタを構成する材料としては、例えばポリエステル、ポリカーボネート、ニトロセルロースなどが挙げられる。
【０００９】
このようなメンブレンフィルタを用いることにより、得られるバイオセンサの構造を簡素化し、血球混入による測定誤差を防止し、さらにサンプル量を低減することが可能である。
また、本発明のバイオセンサにおいては、血球分離方法として垂直分離方式を用いる。前記フィルタは、連続均等質な内部構造、均一な孔径および規則的な内部流路を有するメンブレンフィルタで構成されるため、１００％の捕捉率を発揮する。
前記フィルタとしてガラス繊維ろ紙を用いた場合は、フィルタ内部で試料液がろ過されフィルタ自体に試料液がかなり吸収されることから、多量の試料液が必要とされる。これに対し、メンブレンフィルタを用いた場合は、フィルタ表面で試料液がろ過されることから、フィルタ自体に試料液が吸収されることはなく、用いる試料液の量を低減することができる。
【００１０】
また、本発明に係るバイオセンサにおいては、前記フィルタと前記基板との間に親水性層を設けるのが好ましい。
試料液として全血を用いた場合、ろ過によって前記フィルタの二次側部分からにじみ出た血漿は、毛細管現象によってこの親水性層を介して基板上に展開し、さらに前記電極系が施されている方向へ移動する。
そして、血漿は試料液供給路の開口部から当該試料液供給路内に浸入し、空気孔までの試料液供給路内全体を満たす。
【００１１】
前記親水性層を構成する親水性高分子としては、例えばエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ゼラチン、アガロース、ポリアクリル酸およびその塩、デンプンおよびその誘導体、無水マレイン酸の重合体およびその塩、ポリアクリルアミド、メタクリレート樹脂、およびポリ−２−ヒドロキシエチルメタクリレートなどがあげられる。
また、特願２００１−１８０３６２号明細書記載のバイオセンサの構造と同様に、前記フィルタが前記試料液供給路内に侵入していないことから、前記フィルタは前記基板に接触してはいるが電極系とは接触していない。そのため、前記フィルタと電極系との接触による測定誤差が生じることがなく、安定したセンサ精度を実現することができる。
【００１２】
本発明において用いる電子メディエータとしては、フェリシアン化カリウムの他、コレステロールオキシダーゼなどの酸化還元酵素との電子伝達能を有するレドックス化合物から選択することができる。
酸化還元酵素は、測定対象物を基質とする酵素であり、グルコースを測定対象物とするセンサでは、グルコースオキシダーゼを用いる。診断指針に用いられる血清中のコレステロール値を測定するためには、コレステロールの酸化反応を触媒する酵素コレステロールオキシダーゼまたはコレステロールデヒドロゲナーゼとコレステロールエステルをコレステロールに変化させる過程を触媒する酵素コレステロールエステラーゼとを用いる。コレステロールエステラーゼの酵素反応の進行は非常に遅いため、適切な界面活性剤を添加することにより、コレステロールエステラーゼの活性を向上させ、全体の反応に要する時間を短縮することができる。
電子メディエータおよび酸化還元酵素などの試薬を含む反応層は、センサ内の電極系上またはその近傍の位置に配置する。また、電極系を設けた絶縁性基板と、絶縁性基板との間に電極系に試料液を供給するための試料液供給路を形成するカバー部材とを組み合わせる。
【００１３】
本発明に係るバイオセンサにおいては、前記反応層を、前記試料液供給路に露出する部分や試料液供給路の開口部などのいずれの位置に配置してもよい。すなわち、前記反応層は、試料液供給路内であれば絶縁性基板およびカバー部材のいずれに設けてもよい。いずれの位置であっても、導入された試料液によって前記反応層が容易に溶解して電極系に到達できることが好ましい。また、電極系を保護し、形成される反応層の剥離を抑制するために、電極系上に接して親水性高分子層を形成してもよい。
電子メディエータを含む層は、その溶解性を高めるために界面活性剤と分離させることが好ましく、また、保存安定性のために、コレステロールの酸化反応を触媒する酵素コレステロールオキシダーゼおよびコレステロールエステラーゼと分離させることが好ましい。
血糖値を測定するバイオセンサでは、試料液が反応層へ導入されるのを容易にするため、電極系上に形成された層などを被覆するように、脂質を含む層を形成する例がある（例えば、特開平２−０６２９５２号公報）。
【００１４】
本発明のコレステロールを測定するバイオセンサでは、反応層の一部を凍結乾燥法により形成するか（特願２０００−０１８８３４号明細書）、カバー部材の表面を界面活性剤またはプラズマ照射などにより親水処理するのが好ましい。このような構成を採ると脂質層は設けなくてもよい。
親水性高分子としては、例えばエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ゼラチン、アガロース、ポリアクリル酸およびその塩、デンプンおよびその誘導体、無水マレイン酸の重合体およびその塩、ポリアクリルアミド、メタクリレート樹脂、およびポリ−２−ヒドロキシエチルメタクリレートなどがあげられる。
【００１５】
界面活性剤としては、本発明の効果を損なわないものであればよく、例えばｎ−オクチル−β−Ｄ−チオグルコシド、ポリエチレングリコールモノドデシルエーテル、コール酸ナトリウム、ドデシル−β−マルトシド、ジュークロースモノラウレート、デオキシコール酸ナトリウム、タウロデオキシコール酸ナトリウム、Ｎ，Ｎ−ビス（３−Ｄ−グルコンアミドプロピル）デオキシコールアミドおよびポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテルなどがあげられる。
脂質を使用する場合、例えばレシチン、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミンなどのリン脂質を用いるのが好ましく、特に両親媒性脂質を用いるのが好適である。
また、酸化電流の測定方法としては、測定極および対極のみを用いる二電極方式と、これらの電極および参照極を用いる三電極方式とがある。なかでも、三電極方式を用いるほうがより正確な測定が可能である。
【００１６】
以下に、図面を参照しながら本発明をより具体的に説明する。
図１に、本発明の好ましい実施の形態に係るバイオセンサの分解斜視図である。また、図２は図１に示すバイオセンサの合体斜視図であり、図３は、図２に示すバイオセンサの反応層などを省略したＸ−Ｘ線縦断面図である。
図１に示すように、本発明のバイオセンサは、絶縁性基板１、スペーサー５、カバー９、両面テープ１２、フィルタ１４および試料液滴下部１６で構成される。
絶縁性基板１は、例えばポリエチレンテレフタレートなどの絶縁性樹脂で構成されている。また、図１に示すように、絶縁性基板１の左側上面には、パラジウム部分がスパッタ法または蒸着法などによって形成し、レーザートリミングにより作用極２および対極３を含む電極系が形成されている。
さらに、絶縁性基板１には空気孔４が形成されており、電極系の面積は、後述するスペーサー５上に形成されるスリット８の幅により決定される。また、フィルタ１４と接触する絶縁性基板１の右端部分２０は、後述するように親水処理が施されている。
【００１７】
絶縁性基板１に組み合わせるスペーサー５には、得られるバイオセンサにおいて試料液供給路を形成するスリット８、スリット８の開口部７およびフィルタ１４を収納する孔６が形成されている。
また、カバー９には、フィルタ１４を収納する孔１０と空気孔１１が形成されている。この空気孔１１は、カバー９、スペーサー５および絶縁性基板１を組み合わせたときに、試料液供給路を介して絶縁性基板１に形成されている空気孔４と連通する。
カバー９の上面に配される両面テープ１２には、フィルタ１４を収納するための孔１３が形成されている。ここで用いる両面テープとしては、試料液滴下部１６との間でフィルタ１４を保持しつつ、試料液滴下部１６とカバー９を接合できるものであればよい。したがって、両面テープのほか、両面に接着層を有する板状体を用いてもよい。
また、試料液滴下部１６にはフィルタ１４に通じる孔１７が形成されている。
【００１８】
上述の絶縁性基板１、スペーサー５、カバー９および両面テープ１２を一体化した際には、スリット８に連なる孔６、カバー９に形成されている孔１０および両面テープ１２に形成されている孔１３が連通する。また、上述したように絶縁性基板１に形成されている空気孔４とカバー９に形成されている空気孔１１が連通する。
血球を分離するためのフィルタ１４はメンブレンフィルタで構成され、フィルタ１４の有する孔のサイズは、血球が通過しない程度でよい（例えば５μｍ）。
また、フィルタ１４は、本発明に係るバイオセンサを組み立てる前においては例えば直径５ｍｍの円形状を有するが、組立直前にくぼみ１５を形成し、組立後のバイオセンサにおいては、図３に示すように、上部に開口部および鍔状の周縁部を有する略円筒形状を有するようにフィルタ１４を配置する。
【００１９】
このバイオセンサを組み立てるには、まず後述するように絶縁性基板１の必要に応じて所定の部分に反応層１９ａを形成する。また、図１に示すように絶縁性基板１、カバー９およびスペーサー５の右端を一致させて組み合わせて合体基板Ａを得、スリット８により形成される凹状部分である試料液供給路８’（図３参照）において、後述のように所定の部材に反応層１９ｂを形成する。
その後、合体基板Ａと両面テープ１２とをこれらの右端を一致させて組み合わせて合体基板Ｂを作製し、連通した孔６、孔１０および孔１３の真上に、フィルタ１４を設置する。
フィルタ１４と両面テープ部１２とを接着する際、例えばフィルタにキズをつけにくい発砲スチロールなどからなる円柱状の棒を用いて、前もってフィルタ１４の中央部分を軽く押してくぼみ１５を形成する。そして、棒で押さえながら孔からはみ出た周縁部１５’（図３参照）を両面テープ１２に接着させ、周縁部１５’の全体が両面テープ１２に接着した後に棒をはずす。
最後に、試料液滴下部１６を設置する。試料液滴下部１６の孔１７は、フィルタ１４のくぼみ１５に通じている。
【００２０】
図３の断面図に示すように、本発明に係るバイオセンサにおいて試料液として全血を用いる場合に妨害物質である血球を完全に除去するためには、試料液がフィルタ１４を必ず通過するようにしなければならない。そして、ろ過された血漿を迅速に吸引し、試料液供給路８’へ迅速に供給するために、フィルタ１４は試料液供給路８’の開口部７付近に設ける必要があるが、試料液供給路８’内に浸入させてはならない。
図２では反応層および電極系を省略したが、図４に、反応層および電極系を表した図３に対応する部分拡大図面を示す。基板１の電極２および３上に、親水性高分子の層１８および反応層１９ａが形成されている。また、試料液供給路の天井に相当するカバー９の下面には反応層１９ｂが形成されている。
なお、図１〜４に示すバイオセンサは、その構造をわかりやすくするために５種類の部材を用いて作製されるものであるが、スペーサー５とカバー９との合体基板Ａを単一の部材で構成してもよい。
【００２１】
つぎに、図１〜４に示すバイオセンサを用いて血液中の基質（例えばコレステロール）を測定するためには、試料液である血液を試料液滴下部１６の孔１７に滴下する。ここに滴下された血液のうち血球のみが、フィルタ１４の一次側部分の上表面で捕捉され、二次側部分の下表面から血漿のみがにじみ出てくる。にじみ出てきた血漿は、開口部７から試料液供給路８’内に侵入し、電極系を覆う位置および／またはカバー９の裏面に担持された反応層を溶解しながら試料液供給路８’内を満たす。
すなわち、フィルタ１４からしみ出した血漿は、電極近傍からさらに空気孔４および１１の部分までの試料液供給路８’全体を満たす。試料液供給路８’全体が液体で満たされると、フィルタ１４の液体の流動も停止する。
このような血球ろ過の過程を経て、血漿により溶解された反応層と血漿中の測定成分（例えばコレステロール）との化学反応が生じ、一定時間経過後、電極反応により電流値を測定し、血漿中の成分を定量することができる。
【００２２】
ここで、図４は、試料液供給路８’の電極系近傍における反応層、およびフィルタ１４と絶縁性基板１との界面に設けられた親水性層の配置の例を示す縦断面図である。
絶縁性基板１の電極系上には、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩（以下、単に「ＣＭＣ」と表す）などの親水性高分子を含む親水性層１８、および例えば電子メディエータなどの反応試薬を含む反応層１９ａが形成されている。また、カバー９とスペーサー５を組み合わせて得られた合体基板Ａにおいて、試料液供給路８’に露出するカバー９の面には、酸化還元反応酵素を含む反応層１９ｂが形成されている。絶縁性基板１の右端、すなわち絶縁性基板１とフィルタ１４とがの接触する部分には、ＣＭＣなどの親水性高分子を含む親水性層２０が形成されている。
【００２３】
前記電極系は、貴金属電極であることが好ましい。前記試料液供給路８’の幅は、２ｍｍ以下であるのが好ましいため、スクリーンを用いた印刷電極では電極面積を決定する精度が劣る。これに対し、貴金属電極を用いる場合は、０.１ｍｍ幅でレーザートリミングすることが可能であり、電極面積を決定する精度が高い。
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００２４】
【実施例】
《実施例１》
図１〜４に示す構造を有し、測定対象をそれぞれ総コレステロールおよびＬＤＬコレステロールとするバイオセンサ１および２を作製した。反応層１９ａには電子メディエータが含め、反応層１９ｂには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および界面活性剤を含めた。
まず、絶縁性基板１の電極系上およびフィルタ１４と接触する面上に、それぞれＣＭＣの０．５ｗｔ％水溶液を滴下し、５０℃の温風乾燥機中で１０分間乾燥させることによりＣＭＣ層１８および親水性層２０を形成した。
つぎに、フェリシアン化カリウム水溶液４μｌ（フェリシアン化カリウム７０ｍＭ相当）をＣＭＣ層１８上に滴下し、５０℃の温風乾燥機中で１０分間乾燥させることにより、フェリシアン化カリウムを含む反応層１９ａを形成した。
【００２５】
ノカルジア由来のコレステロールオキシダーゼ（ＥＣ１．１．３．６：ＣｈＯＤ）とシュードモナス由来のコレステロールエステラーゼ（ＥＣ．３．１．１．１３：ＣｈＥ）を溶解した水溶液に、界面活性剤であるポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル（ＴｒｉｔｏｎＸ−１００）を添加した。得られた混合液０.４μｌを、カバー９の試料液供給路８’に露出する部分に滴下し、−１９６℃の液体窒素にて予備凍結させた後、凍結乾燥機で２時間乾燥させることにより、４５０Ｕ／ｍｌコレステロールオキシダーゼ、１１２５Ｕ／ｍｌコレステロールエステラーゼおよび２ｗｔ％界面活性剤（ＨＬＢ値が１３〜１５である例えば（株）花王製のエマルゲンＢ６６または陽イオン界面活性剤）を含む反応層１９ｂを形成した（総コレステロールを測定対象とするバイオセンサ１）。
【００２６】
ここで、フィルタ１４としては、Ｗｈａｔｍａｎ社製のサイクロポアメンブレン（孔径５．０μｍ、厚み７．０〜２３μｍ）、ＣＯＲＮＩＮＧ社製のヘマフィルメンブレン（孔径４．７〜５．０μｍ、厚み１１μｍ）またはＭＩＬＬＩＰＯＲＥ社製のアイソポア（孔径５．０μｍ、厚み１０μｍ）を、直径５ｍｍの円形に打ち抜いたものを用いた。このメンブレンは、均一な孔径および規則的な内部流路を有する連続的に等質なフィルタであり、５μｍの孔径を有した。
この後、図１に示す位置関係に基づいて、合体基板Ａと合体基板Ｂとをこれらの右端を一致させて組み合わせ、さらにフィルタ１４を接着することにより、図１〜４に示す構造を有するバイオセンサ１および２を作製した。
【００２７】
［評価］
得られたバイオセンサ１および２に、試料液として全血５μｌを試料液添加部となる孔１７に添加し、１５０秒後に対極を基準にして測定極にアノード方向へ＋０.２Ｖのパルス電圧を印加し、５秒後に作用極と対極との間に流れる電流値を測定した。その結果を図６および７に示した。図６は、試料液中の総コレステロールの濃度と電流の応答値との関係を示すグラフである。
図から明らかなように、本発明に係るバイオセンサ１および２によれば、総コレステロール濃度と応答値との間に良好な直線性が得られる。
【００２８】
《実施例２》
本実施例においては、図１〜４に示す構造を有し測定対象をグルコースとするバイオセンサを作製した。反応層１９ａには電子メディエータおよびグルコースオキシダーゼを含めた。なお、グルコースセンサの場合、反応層１９ｂを形成しなかった。
まず、実施例１と同様にしてＣＭＣ層１８および親水性層２０を形成した。また、５０ｍＭフェリシアン化カリウム、および２５０Ｕ／ｍｌグルコースオキシダーゼを含む水溶液をＣＭＣ層１８上に４μｌ滴下し、５０℃の温風乾燥機中で１０分間乾燥させることにより反応層１９ａを形成した。
その他は実施例１と同様にして、グルコースを測定対象とする本発明に係るバイオセンサ３を作製した。
【００２９】
［評価］
得られたバイオセンサ３に、試料液として全血５μｌを試料液添加部となる孔１７に添加し、２５秒後に対極を基準にして測定極にアノード方向へ＋０.２Ｖのパルス電圧を印加し、５秒後に作用極と対極との間に流れる電流値を測定した。その結果を図７に示した。図７は、試料液中のグルコースの濃度と電流の応答値との関係を示すグラフである。
図７から明らかなように、本発明に係るバイオセンサ３によれば、グルコース濃度と応答値との間に良好な直線性が得られる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、指先穿刺による採血での測定の場合、指先の全血を効率的にセンサに擦り付けたりすることが容易であり、妨害物質である血球をフィルタにより溶血することなく除去し、迅速に電極系へろ液を供給することができる。従って、応答特性に優れた電気化学的バイオセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るバイオセンサの分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るバイオセンサの合体斜視図である。
【図３】図２に示したバイオセンサの反応層などを省略したＸ−Ｘ線縦断面図である。
【図４】図３に示したバイオセンサの反応層などの配置例を示す電極系付近の拡大断面図である。
【図５】血球を分離するメカニズムを説明するためのフィルタ装置の概略断面図である。
【図６】試料液中の総コレステロールの濃度と電流の応答値との関係を示すグラフである。
【図７】試料液中のグルコースの濃度と電流の応答値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１絶縁性基板
２作用極
３対極
４空気孔
５スペーサー
６孔
７開口部
８スリット
８’ 試料液供給路
９カバー
１０孔
１１空気孔
１２両面テープ
１３孔
１４フィルタ
１５くぼみ
１５’周縁部
１６試料液滴下部
１７孔
１８親水性層
１９ａ反応層
１９ｂ反応層
２０親水性層

Claims

絶縁性基板、前記基板上に設けられた測定極と対極を有する電極系、少なくとも酸化還元酵素と電子メディエータを含む反応層、前記基板に接して前記反応層を含みかつ終端部に空気孔を有する試料液供給路、試料液を導入するための試料液滴下部、ならびに前記試料液供給路内に侵入せず前記試料液供給路および試料液滴下部の間に設けられかつ前記基板に対して垂直方向において前記試料液をろ過するフィルタを具備し、ろ液が毛細管現象によって前記試料液供給路内に吸引され、前記試料液供給路の開口部から前記空気孔に向かって前記基板に対して水平方向に通過するバイオセンサであって、
前記フィルタが、スクリーンフィルタで構成され、前記フィルタの前記基板と対向する面が前記電極系と非接触であることを特徴とするバイオセンサ。
前記フィルタと前記絶縁性基板との間が親水処理されていることを特徴とする請求項１記載のバイオセンサ。