JP4387123B2 - Sensing pump and sensor system using the same. - Google Patents

Sensing pump and sensor system using the same. Download PDF

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浩二 三林
慶彦 若林
敏明 岡本
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国立大学法人 東京医科歯科大学
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の物質と反応して圧力を発生するセンシングポンプに関する。更に詳細には、生体内の特定物質濃度に応じて駆動することにより、ドラッグデリバリーシステム(DDS)等の医療用途に用いることができるポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
エネルギーを機械的仕事に変換して動作するポンプは、産業用機械、上水道、灌漑等の幅広い分野で利用されてきた。例えば、往復ポンプや回転ポンプは、電気エネルギーや圧力エネルギー等を往復運動や回転運動の機械的仕事に変換している。このようなポンプのエネルギー供給源としては、通常、電源や蒸気圧を発生させる加熱源等が利用されている。
【0003】
一方、医療分野においては、生体に使用する小型分析装置や小型医療器具の開発が盛んに行われている。例えば、ドラッグデリバリーシステムに関しては、上記のようなポンプも薬剤等の流体を輸送するのに用いられる部品である。しかしながら、ポンプ以外にも供給量を制御する部品や電源等が必要である。また、診断情報を反映させながら薬剤等を供給するためには分析装置等も必要となり、システムが複雑化する。特に、生体内で使用する場合には、電源の供給や装置の大きさ等の制約が多くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、特定物質の存在下で、その特定物質の濃度に応じた機械的駆動力が得られるセンシングポンプを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、特定の物質と反応して気体を発生する、体積変化を伴う触媒反応を利用することにより、特定物質の濃度に応じた圧力エネルギーが得られるポンプを作製し、このポンプが上記目的を達成し得るという知見を得た。
【0006】
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、特定の物質反応して気体を発生する感応膜で被覆された開口部と、圧力口とを備える中空体からなることを特徴とするセンシングポンプを提供するものである。
上記官能膜は、透析膜上に、1種以上の触媒を含有する樹脂層を積層させてなる触媒固定化膜であることが好ましい。
また、上記触媒固定化膜は、1種以上の触媒を含有する水溶性感光性樹脂を硬化させて形成されたものであってもよい。
上記触媒は生体触媒であることが好ましく、生体触媒としては、例えば酵素、微生物等が挙げられる。酵素としては、カタラーゼ、カタラーゼとグルコースオキシダーゼとの混合物、カルボニックアンヒドラーゼが挙げられる。
また、本発明は、上記センシングポンプと、該センシングポンプの圧力口に接続された圧力計と、該圧力計から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、該デジタル信号を処理して結果を表示するコンピュータとからなることを特徴とする特定の物質を検出・定量するセンサシステムを提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の符号を付して、説明を省略する。
図1に、本発明の一実施の形態に係るセンシングポンプの構成を示す。
図1(a)は、本発明の一実施形態に係るセンシングポンプの構成を示すものである。図1(a)に示すように、本実施形態に係るセンシングポンプは、ファンネル型の中空体1と、感応膜2と、リング状の止め輪3とから構成されている。中空体1は圧力口21と開口部22とを有しており、開口部22は感応膜2で被覆され、感応膜2は止め輪3によって固定されセンシングポンプが構築される。図1(b)は、図1(a)の構成から構築されたセンシングポンプの断面図である。
【0008】
本発明のセンシングポンプは、感応膜2が特定物質と反応して気体を発生し、発生した気体が中空体1の内部の圧力を上昇させるという作用によってエネルギーを得るものである。
本発明に用いられる感応膜2としては、透析膜上に、1種以上の触媒を含有する樹脂層が積層されてなる触媒固定化膜が挙げられる。触媒反応には体積変化を伴うものがあり、特に、触媒反応によって反応後に気体を発生させる触媒を用いることができる。
触媒としては生体触媒が好ましく用いられる。生体触媒は、立体選択性等の高選択性を有する、反応条件が常温・常圧・中性であるため特別な環境を必要とせず周りに負荷をかけない、生体反応なので水や空気に強いこと等の利点があり、特に本発明のセンシングポンプを生体内で用いる場合には好適である。具体的には、酵素、微生物が挙げられる。
【0009】
本発明において用いられる酵素としては、具体的には、カタラーゼ(EC1.11.1.6)が挙げられる。下記式に示すようにカタラーゼは、過酸化水素が存在すると触媒反応により過酸化水素を水及び酸素に分解する。
2H → 2HO + O
カタラーゼ
上記反応で発生する酸素によって、図1に示す中空体1内部の圧力を増加させることができる。触媒としてカタラーゼを用いたセンシングポンプは、過酸化水素をセンシングするポンプである。
なお、本発明において用いられるカタラーゼとしては、上記触媒反応によって過酸化水素を水及び酸素に分解することのできるものであればいずれでもよく、例えば天然物(人やその他の動植物の生体試料等)から抽出、分離、生成したもの、遺伝子組換えによって得られた、カタラーゼをコードする遺伝子を組み込んだDNAによって、大腸菌、酵母、動物細胞等の宿主を形質転換して得た形質転換体から産生せしめ単離精製したものであってもよい。
【0010】
具体的には、図1に示すセンシングポンプを、過酸化水素を含む液体を含む容器中に、少なくとも感応膜2が浸漬するように接触させ、容器中の液体に含まれる過酸化水素と、感応膜中のカタラーゼとが反応し、酸素を発生し、中空体1内部の圧力が増加するようになっている。
【0011】
本発明のセンシングポンプにおいては、感応膜2は触媒を固定化した膜のみから構成されていてもよいが、例えば透析膜に触媒を固定化した層を積層した構成であってもよい。図2に、透析膜に触媒を固定化した層を積層した構成の感応膜の構成を示す。図2に示す感応膜2においては、透析膜4に触媒を固定化した層5が積層されている。このような構成とすることで、透析膜4によって、触媒を固定化した層5から触媒が外部へ漏出するのを防ぐことができる。図2に示す感応膜の作製方法としては、例えば、触媒と光架橋性樹脂との混合液を透析膜上に塗布した後、光照射を行って光架橋性樹脂を硬化させることにより2層構成の感応膜を作製する方法が挙げられる。光架橋性樹脂としては、スチルバゾリウム化ポリビニルアルコール(PVA−SbQ)、ポリケイ皮酸ビニル、キトサンゲル等の水溶性感光性樹脂が好ましい。
【0012】
本発明においては、用いられる触媒の種類は1種であっても複数であってもよい。例えば、2種類の触媒を用いる場合は、触媒を混合して1つの層内に固定してもよく、あるいはそれぞれの触媒を固定した層を積層して2層構成にしてもよい。例えば、触媒としてカタラーゼ及びグルコースオキシダーゼの混合物を用いる場合、透析膜上に、カタラーゼを含有する樹脂層と、グルコースオキシダーゼを含有する樹脂層とを積層させて構成してもよい。また、カタラーゼとグルコースオキシダーゼとの混合物を含有する樹脂層を透析膜上に積層させて構成してもよい。
【0013】
本発明で用いる中空体の形状としては、特に限定されるものではなく、図1(a)に示すようなファンネル型であってもよく、それ以外にも、筒型、箱型、円錐型等の用途に合わせて変更することができる。ただし、圧力増加の効果を高めるために、感応膜で被覆される開口部の面積が適度に大きい形状であることが好ましい。
また、中空体の材質については、有機材料、無機材料、あるいは複合材料であってもよく、特に限定されない。例えば、ガラス、金属、プラスチック、セラミックス等用途に合わせて選択することが好ましい。ただし、温度等による容積の変化率が少ない材質であることが好ましい。
【0014】
止め輪については、感応膜を中空体の開口部に隙間が生じないよう固定できるものであれば、形状、材質は特に限定されない。例えば、ビニールチューブ、バネを使った止め具、シリコーン製のリング、ゴムリング等が挙げられる。また、止め輪の替わりに、接着剤等を用いて感応膜を固定してもよい。
【0015】
本発明のセンシングポンプは、用いる感応膜及び中空体を適宜設計することにより、特定物質の濃度に応じて圧力エネルギーを得ることができる。
【0016】
具体例として、カタラーゼを用いた過酸化水素のセンシングポンプについて説明する。感応膜の作製は、上述の如く、透析膜上にカタラーゼと光架橋性樹脂との混合液を塗布して乾燥させた後、光照射を行い光架橋性樹脂を硬化させる方法を用いることができる。透析膜の膜厚は特に限定されないが、透過性、強度等を考慮して10〜30μmの範囲内が好ましい。また、透析膜のポアサイズについても特に限定されないが、2×10−3〜5×10−3μmの範囲が好ましい。カタラーゼと光架橋性樹脂との混合割合については、用いられるカタラーゼの比活性や光架橋性樹脂の種類によって適宜変更されるが、例えば、光架橋性樹脂としてPVA−SbQを用いる場合には、カタラーゼとPVA−SbQとの混合割合は、質量比で1:50〜1:1000の範囲内であることが好ましい。カタラーゼの量が少ないと感応膜の過酸化水素に対する反応性が低くすぎて、充分な圧力増加が得られない場合がある。逆に、カタラーゼの量が多すぎると、透析膜の表面上から酵素と光架橋性樹脂との混合物が剥離しやすくなる場合がある。
【0017】
中空体については、例えば図1(a)に示すようなファンネル型の中空体を用いることができ、本発明においてはガラス製であることが好ましい。感応膜で被覆される開口部の形状や大きさは特に限定されないが、開口部面積が4cm に対して0.01〜1000cmの範囲内であることが好ましい。また、圧力口の形状や大きさも用途に合わせて変更されるものであり、例えば、大圧力発生の用途に用いる場合は、0.1〜10mの範囲が挙げられる。
中空体の内部は、リン酸緩衝液等の緩衝液で満たすことが好ましい。この場合の緩衝液のpHはカタラーゼの至適pHに近いことが好ましい。
【0018】
上記のセンシングポンプは、過酸化水素の存在下で、過酸化水素と感応膜中に固定化されているカタラーゼとの反応により圧力口に圧力エネルギーを得ることができる。また、過酸化水素濃度と圧力増加速度とが比例する条件においては、過酸化水素の定量も行うことができる。
【0019】
また、本発明において、2種類の触媒を用いる例としては、カタラーゼとグルコースオキシダーゼ(EC1.1.3.4)を用いるセンシングポンプが挙げられる。
【0020】
この場合、センシングポンプの感応膜として、カタラーゼとグルコースオキシダーゼとを含有する感応膜を用いることができる。具体的には、第一の触媒としてグルコースオキシダーゼと光架橋性樹脂とリン酸緩衝液とを混合した液を透析膜上に塗布し、乾燥させた後、光照射を行うことで第一の触媒固定化層を形成させ、次に、第二の触媒としてカタラーゼと光架橋性樹脂とリン酸緩衝液等の緩衝液(この緩衝液のpHはカタラーゼ及びグルコースオキシダーゼの至適pHに近いものを用いることが好ましい)とを混合した液を、先に形成した第一の触媒固定化層の上に塗布し、乾燥させた後、光照射を行うことで第二の触媒固定化層を形成させ、透析膜/第一触媒固定化層/第二触媒固定化層の構成を有する感応膜が挙げられる。また、上述したように、第一の触媒固定化層を形成させた後に第二の触媒層を形成することは必ずしも必要ではなく、カタラーゼ及びグルコースオキシダーゼを混合して触媒固定化層を形成させてもよい。
【0021】
この感応膜を用いたセンシングポンプは、下記式に示すような2段階の反応により、グルコース存在下で圧力エネルギーを得ることができる。
グルコース + O → H + グルクロン酸
グルコースオキシダーゼ
2H → HO + O
カタラーゼ
【0022】
本発明のセンシングポンプを製造する際に用いられる生体触媒としては、上述した酵素の他に、微生物を用いることができる。このような微生物としては、例えば酵母(Saccharomyces cerevisiae)等の酵母、ブドウ球菌、緑膿菌、大腸菌、エンテロバクター、プロテウス等の細菌等が挙げられる。
生体触媒として微生物を用いるセンシングポンプの製造方法についても、上述した、酵素を用いてセンシングポンプを製造する場合と同様に実施することができる。
【0023】
なお、酵素としてカルボニックアンヒドラーゼを用いた場合、上述したような過酸化水素に代えて炭酸水素イオンを用いることにより、二酸化炭素を生成させることが可能となる。
【0024】
本発明のセンシングポンプは、発生した圧力エネルギーを機械的仕事に変換する部品を圧力口に接続することができる。この部品は、ポンプが行う仕事によって適宜選択することができるが、例えば、往復運動であればピストン、プランジャ、ダイアフラム等の機能を有するものが挙げられ、また回転運動であれば歯車、スクリュー、ベーン等の機能を有するものが挙げられる。その他、圧力エネルギーを仕事に変換するものであれば特に限定されない。
【0025】
本発明のセンシングポンプは、特定物質の濃度に応じて圧力を発生させることができるので、特定物質の認識と制御に用いることができる。例えば、アクチュエーターとして用いた場合、特定物質の濃度に応じて弁の開閉等の制御動作を行うことができる。また、圧力口に圧力計を接続することにより、濃度測定器のセンサとして用いることもできる。
【0026】
また、本発明のセンシングポンプは、特定物質を電気や熱などに変換することなく直接運動エネルギーに変換することができるので、電気を供給できない場合や熱の発生が問題となる場合にも問題がなく動力源として利用できる。また圧力エネルギーを発生する機構が極めて簡単であることから、小型分析装置(マイクロトータルアナライシスシステム、μTAS)や医療用運動体への応用が可能である。例えば、生体内の化学物質(グルコース等)を直接エネルギー源として駆動する運動体や、疾病患部(腫瘍)に存在する物質を認識して駆動する医療用運動体に利用できる。
【0027】
その他、クロマトグラフィー用微量ポンプ、マイクロダイヤリシス用微量ポンプ等に利用可能である。また、化学物質を認識し、その濃度に応じて機械スイッチを押すことのできる化学スイッチ;金魚飼育用水槽への酸素供給装置、登山、運動時等に酸素ガスを供給する酸素供給装置;燃料電池の高出力化を図るための高濃度の酸素を供給するための燃料電池用酸素供給装置;液柱等のエアーレーションによる美術効果ディスプレイのガス供給源に使用する体積増加による形状変形するエアーディスプレー、例えば、人口ハンドによる把持、樹脂性の中空レンズにおける曲率変化、エアーリフト、プレス機器、エアーバック;ランタンやフィゴに用いる、エネルギーとしての酸素供給;飲料中の外部からのガス注入等に用いることができる。
【0028】
次に、本発明のセンサシステムについて説明する。
本発明のセンサシステムは、上述した本発明のセンシングポンプと、該センシングポンプの圧力口に接続された圧力計と、該圧力計から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、該デジタル信号を処理して結果を表示するコンピュータとからなる。
圧力計、A/Dコンバータ、及びコンピュータは、従来より用いられているものを特に制限なく用いることができる。触媒としてカタラーゼを用いた場合には、本発明のセンサシステムによって過酸化水素を検出・定量することができる。また、触媒としてカタラーゼとグルコースオキシダーゼとの混合物を用いた場合には、本発明のセンサシステムによってグルコースを検出・定量することができる。
【0029】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、かかる実施例に限定されないことはいうまでもない。
【0030】
(実施例1)
図1に示すセンシングポンプを作製した。センシングポンプは、図1(a)に示すように、内径が7mmの圧力口(上端口)と内径23mmの開口部(下端口)を有するファンネル型のガラス製中空体と、感応膜と、ビニールチューブとから構成した。
感応膜は、以下の方法で作製した。触媒としてカタラーゼ(EC1.11.1.6、比活性:65000U/mg)を用い、このカタラーゼと光架橋性樹脂であるスチルバゾリウム化ポリビニルアルコール(PVA−SbQ)とを質量比1:1で混合した液を透析膜(膜厚:15μm、ポアサイズ:3×10−3μm)上に塗布し、暗室で1時間乾燥させた。その後、2時間の蛍光照射を行うことで触媒固定化層を形成させ、透析膜と触媒固定化層とからなる感応膜を作製した。触媒固定化層の膜厚は3.0μmであった。この感応膜を中空体の開口部に触媒固定化層が中空体側となるようにしてビニールチューブで固定し、センシングポンプを作製した。
【0031】
このセンシングポンプを用いて、図3に示すような実験装置を組みたてた。センシングポンプ内部にリン酸緩衝液6ml(pH7.0)を添加した後、センシングポンプの圧力口に静電容量型の圧力計6(豊田工機株式会社製、商品名「静電容量型圧力センサモジュール」)を接続し、さらに圧力計6から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ7と、デジタル信号を処理して結果を表示するコンピュータ8を接続した。更に、圧力計6には電源9を接続した。センシングポンプは、感応膜がビーカー10内の試料11に浸漬するよう設置した。
【0032】
試料は、リン酸緩衝液18ml(pH7.0)に過酸化水素を0.5ml滴下し緩やかに攪拌することにより調製した。ここで、滴下する過酸化水素の濃度を変えることにより、試料中の過酸化水素濃度は変更した。これらの過酸化水素濃度が異なる一連の試料を用いて、センシングポンプ内部に発生した圧力を過酸化水素の滴下時を時間0として一定期間測定した。得られた時間−圧力データから各過酸化水素濃度での圧力増加速度(Pa/秒)を求めた。図4は、圧力増加速度を求めた結果を示すグラフである。図4(a)は、種々の過酸化水素濃度における、時間と圧力増加速度との関係を示すグラフである。図4(a)に示すように、圧力増加速度は時間とともに増加し、8分程度で安定することがわかった。次に、過酸化水素を滴下してから8分経過後の圧力増加速度と、過酸化水素濃度との関係を示すグラフを図4(b)に示す。
【0033】
図4(b)に示されるように、試料中の過酸化水素濃度が10mmol/L前後においてセンシングポンプ内部の圧力増加が確認され、さらに過酸化水素の濃度が上昇するにしたがってセンシングポンプ内部の圧力増加速度も大きくなり、過酸化水素濃度が30mmol/L前後では1.0Pa/秒の圧力増加速度が得られることが分かった。また、本システムによる流量特性(過酸化水素濃度:120mmol/l)の条件において、得られる仕事量を計算すると、4×10−7ワットであった。これらにより、センシングポンプが過酸化水素の存在下で圧力エネルギーの発生源となることが確認できた。
また、過酸化水素濃度が28.73〜54.58mmol/Lの範囲で、過酸化水素濃度と圧力増加速度との間に高い相関関係が得られ、センシングポンプが過酸化水素の定量に利用できることも確認できた。
【0034】
(実施例2)
実施例1において、センシングポンプの感応膜を、下記に示す感応膜に変更した以外は実施例1と同様にして実験装置を組みたてた。
第一の触媒としてグルコースオキシダーゼ(EC1.1.3.4、比活性:100U/mg)を用い、このグルコースオキシダーゼと光架橋性樹脂であるスチルバゾリウム化ポリビニルアルコール(PVA−SbQ)とリン酸緩衝液(pH7.0)とを質量比3:100:50で混合した液を透析膜(膜厚:15μm、ポアサイズ:3×10−3μm)上に塗布し、暗室で1時間乾燥させた。
【0035】
次いで、2時間の蛍光照射を行うことで第一の触媒固定化層を形成させ、さらに暗室で7時間乾燥させた。次に、第二の触媒としてカタラーゼ(EC1.11.1.6、比活性:11400U/mg)を用い、このカタラーゼと光架橋性樹脂であるスチルバゾリウム化ポリビニルアルコール(PVA−SbQ)とリン酸緩衝液(pH7.0)とを質量比2:30:15で混合した液を、先に形成した第一の触媒固定化層の上に塗布し、暗室で1時間乾燥させた。次いで、2時間の蛍光照射を行うことで第二の触媒固定化層を形成させ、透析膜/第一触媒固定化層/第二触媒固定化層の構成を有する感応膜を作製した。
【0036】
試料は、リン酸緩衝液18ml(pH7.0)にグルコース溶液(1000mmol/L)を0.5ml滴下し緩やかに攪拌することにより調製した。この試料を用いて、センシングポンプ内部に発生した圧力をグルコースの滴下時を時間0として一定期間測定したところ、20分間で40Paの圧力上昇が確認された。
【0037】
(実施例3)
実施例1において、センシングポンプの感応膜を、下記に示す感応膜に変更した以外は実施例1と同様にして実験装置を組みたてた。
触媒として酵母であるSaccharomyces cerevisiaeを用いた。Saccharomyces cerevisiaeを、YPD培地(水1000ml、酵母エキス10g、ポリペプトン20g、グルコース20g、寒天20g)で培養した。酵母の培養は、液体培地で培養した酵母を上記YPD培地培地に植菌し、30℃で24時間培養を行い、集菌して感応膜の作製に用いた。
酵母のコロニー、リン酸緩衝液(pH7.0)、光架橋性樹脂(PVA−SbQ)とを質量比1:25:50で混合した液を透析膜(膜厚:15μm、ポアサイズ:3×10−3μm)上に塗布し、暗室で1時間乾燥させた後、2時間の蛍光灯照射によって光架橋を行い、固定化して感応膜を作製した。得られた感応膜を用いて、実施例1と同様にセンシングポンプを作製した。
【0038】
試料は、リン酸緩衝液18ml(pH7.0)に過酸化水素を0.5ml滴下し緩やかに攪拌することにより調製した。ここで、滴下する過酸化水素の濃度を変えることにより、試料中の過酸化水素濃度は変更した。これらの過酸化水素濃度が異なる一連の試料を用いて、センシングポンプ内部に発生した圧力を過酸化水素の滴下時を時間0として一定期間測定した。得られた時間−圧力データから各過酸化水素濃度での圧力増加速度(Pa/秒)を求めた。図5は、圧力増加速度を求めた結果を示すグラフである。図5(a)は、種々の過酸化水素濃度における、時間と圧力増加速度との関係を示すグラフである。図5(a)に示すように、圧力増加速度は時間とともに増加することがわかった。次に、過酸化水素を滴下してから8分経過後の圧力増加速度と、過酸化水素濃度との関係を示すグラフを図5(b)に示す。
【0039】
図5(b)に示されるように、試料中の過酸化水素濃度が50mmol/L前後においてセンシングポンプ内部の圧力増加が確認され、さらに過酸化水素の濃度が上昇するにしたがってセンシングポンプ内部の圧力増加速度も大きくなり、過酸化水素濃度が100mmol/L前後では0.3Pa/秒の圧力増加速度が得られることが分かった。また、過酸化水素濃度が50〜220mmol/Lの範囲で、過酸化水素濃度と圧力増加速度との間に高い相関関係が得られ、センシングポンプが過酸化水素の定量に利用できることも確認できた。
【0040】
【発明の効果】
以上、詳しく説明したように、本発明によれば、特定物質の存在下で、その特定物質の濃度に応じた機械的駆動力が得られるセンシングポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るセンシングポンプを説明するための図であり、(a)はセンシングポンプの構成を示す斜視図であり、(b)はセンシングポンプの断面図である。
【図2】本発明のセンシングポンプに使用される感応膜の層構成を示す図である。
【図3】実施例のセンシングポンプを使用した実験装置の構成図である。
【図4】過酸化水素濃度に対するセンシングポンプ内部の圧力増加速度を示すグラフである。
【図5】過酸化水素濃度に対するセンシングポンプ内部の圧力増加速度を示すグラフである。
【符号の説明】
A センシングポンプ
1 中空体
2 感応膜
3 止め輪
4 透析膜
5 触媒を固定化した層
6 圧力計
7 A/Dコンバータ
8 コンピュータ
9 電源
10 ビーカー
11 試料
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sensing pump that generates pressure by reacting with a specific substance. More specifically, the present invention relates to a pump that can be used for medical use such as a drug delivery system (DDS) by being driven according to a specific substance concentration in a living body.
[0002]
[Prior art]
Pumps that operate by converting energy into mechanical work have been used in a wide range of fields such as industrial machinery, waterworks and irrigation. For example, reciprocating pumps and rotary pumps convert electrical energy, pressure energy, etc. into mechanical work such as reciprocating motion or rotational motion. As an energy supply source of such a pump, a power source or a heating source that generates a vapor pressure is usually used.
[0003]
On the other hand, in the medical field, small analyzers and small medical instruments used for living bodies are actively developed. For example, for a drug delivery system, the pump as described above is also a component used to transport a fluid such as a drug. However, in addition to the pump, parts for controlling the supply amount, a power source, and the like are necessary. In addition, in order to supply a medicine or the like while reflecting diagnostic information, an analyzer or the like is necessary, and the system becomes complicated. In particular, when used in a living body, restrictions such as the supply of power and the size of the apparatus increase.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a sensing pump capable of obtaining a mechanical driving force according to the concentration of a specific substance in the presence of the specific substance.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have produced a pump that can obtain pressure energy corresponding to the concentration of a specific substance by utilizing a catalytic reaction accompanied by a volume change that reacts with a specific substance to generate a gas. The present inventors have found that this pump can achieve the above purpose.
[0006]
The present invention has been made based on the above findings, sensing, characterized in that a hollow body having an opening which is covered with a sensitive film that generates gas by reacting with a specific substance, and a pressure port A pump is provided.
The functional membrane is preferably a catalyst-immobilized membrane obtained by laminating a resin layer containing one or more kinds of catalysts on a dialysis membrane.
The catalyst-immobilized film may be formed by curing a water-soluble photosensitive resin containing one or more kinds of catalysts.
The catalyst is preferably a biocatalyst, and examples of the biocatalyst include enzymes and microorganisms. Examples of the enzyme include catalase, a mixture of catalase and glucose oxidase, and carbonic anhydrase.
The present invention also provides the sensing pump, a pressure gauge connected to the pressure port of the sensing pump, an A / D converter that converts an analog signal output from the pressure gauge into a digital signal, and the digital signal. A sensor system for detecting and quantifying a specific substance characterized by comprising a computer that processes and displays the result is provided.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and description is abbreviate | omitted.
FIG. 1 shows a configuration of a sensing pump according to an embodiment of the present invention.
Fig.1 (a) shows the structure of the sensing pump based on one Embodiment of this invention. As shown in FIG. 1A, the sensing pump according to the present embodiment includes a funnel-type hollow body 1, a sensitive film 2, and a ring-shaped retaining ring 3. The hollow body 1 has a pressure port 21 and an opening 22, the opening 22 is covered with a sensitive membrane 2, and the sensitive membrane 2 is fixed by a retaining ring 3 to construct a sensing pump. FIG.1 (b) is sectional drawing of the sensing pump constructed | assembled from the structure of Fig.1 (a).
[0008]
The sensing pump of the present invention obtains energy by the action that the sensitive membrane 2 reacts with a specific substance to generate a gas, and the generated gas increases the pressure inside the hollow body 1.
Examples of the sensitive membrane 2 used in the present invention include a catalyst-immobilized membrane in which a resin layer containing one or more kinds of catalysts is laminated on a dialysis membrane. Some catalytic reactions involve volume changes, and in particular, a catalyst that generates gas after the reaction by catalytic reaction can be used.
A biocatalyst is preferably used as the catalyst. Biocatalysts have high selectivity such as stereoselectivity, and the reaction conditions are normal temperature, normal pressure, and neutral, so no special environment is required and no load is applied to the surroundings. This is particularly advantageous when the sensing pump of the present invention is used in vivo. Specific examples include enzymes and microorganisms.
[0009]
Specific examples of the enzyme used in the present invention include catalase (EC 1.11.1.6). As shown in the following formula, catalase decomposes hydrogen peroxide into water and oxygen by catalytic reaction in the presence of hydrogen peroxide.
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2
Catalase The oxygen generated in the above reaction can increase the pressure inside the hollow body 1 shown in FIG. A sensing pump using catalase as a catalyst is a pump for sensing hydrogen peroxide.
The catalase used in the present invention may be any as long as it can decompose hydrogen peroxide into water and oxygen by the above catalytic reaction. For example, natural products (human, other animal and plant biological samples, etc.) Produced from transformants obtained by transforming hosts such as Escherichia coli, yeast, animal cells, etc., which have been extracted, isolated, and produced from DNA, or obtained by genetic recombination and incorporating a gene encoding catalase. It may be isolated and purified.
[0010]
Specifically, the sensing pump shown in FIG. 1 is brought into contact with a liquid containing hydrogen peroxide so that at least the sensitive film 2 is immersed, and the hydrogen peroxide contained in the liquid in the container is sensitive. The catalase in the membrane reacts to generate oxygen, and the pressure inside the hollow body 1 increases.
[0011]
In the sensing pump of the present invention, the sensitive membrane 2 may be composed only of a membrane on which a catalyst is immobilized. For example, the sensitive membrane 2 may be constructed by laminating a layer on which a catalyst is immobilized on a dialysis membrane. FIG. 2 shows the structure of a sensitive membrane in which a layer in which a catalyst is immobilized is laminated on a dialysis membrane. In the sensitive membrane 2 shown in FIG. 2, a layer 5 in which a catalyst is immobilized is laminated on a dialysis membrane 4. By adopting such a configuration, the dialysis membrane 4 can prevent the catalyst from leaking out from the layer 5 on which the catalyst is immobilized. As a method for producing the sensitive film shown in FIG. 2, for example, a mixed solution of a catalyst and a photocrosslinkable resin is applied on the dialysis film, and then light irradiation is performed to cure the photocrosslinkable resin. The method of producing the sensitive film | membrane of this is mentioned. As the photocrosslinkable resin, water-soluble photosensitive resins such as stilbazolated polyvinyl alcohol (PVA-SbQ), polyvinyl cinnamate, and chitosan gel are preferable.
[0012]
In the present invention, the type of catalyst used may be one or more. For example, in the case of using two types of catalysts, the catalysts may be mixed and fixed in one layer, or a layer in which each catalyst is fixed may be laminated to form a two-layer structure. For example, when a mixture of catalase and glucose oxidase is used as a catalyst, a resin layer containing catalase and a resin layer containing glucose oxidase may be laminated on the dialysis membrane. Further, a resin layer containing a mixture of catalase and glucose oxidase may be laminated on the dialysis membrane.
[0013]
The shape of the hollow body used in the present invention is not particularly limited, and may be a funnel type as shown in FIG. 1 (a). Besides that, a cylindrical shape, a box shape, a conical shape, etc. It can be changed according to the application. However, in order to enhance the effect of increasing the pressure, it is preferable that the area of the opening covered with the sensitive film has a moderately large shape.
Moreover, the material of the hollow body may be an organic material, an inorganic material, or a composite material, and is not particularly limited. For example, it is preferable to select according to applications such as glass, metal, plastic, ceramics and the like. However, it is preferable that the material has a small volume change rate due to temperature or the like.
[0014]
The retaining ring is not particularly limited in its shape and material as long as it can fix the sensitive membrane so that no gap is generated in the opening of the hollow body. For example, a vinyl tube, a stopper using a spring, a silicone ring, a rubber ring, and the like can be given. Moreover, you may fix a sensitive film | membrane using an adhesive agent etc. instead of a retaining ring.
[0015]
The sensing pump of the present invention can obtain pressure energy according to the concentration of the specific substance by appropriately designing the sensitive membrane and the hollow body to be used.
[0016]
As a specific example, a hydrogen peroxide sensing pump using catalase will be described. As described above, the sensitive membrane can be prepared by applying a mixture of catalase and a photocrosslinkable resin on a dialysis membrane and drying it, followed by light irradiation to cure the photocrosslinkable resin. . The thickness of the dialysis membrane is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 30 μm in consideration of permeability, strength and the like. Although there is no particular limitation on the pore size of the dialysis membrane, the range of 2 × 10 -3 ~5 × 10 -3 μm are preferred. The mixing ratio of the catalase and the photocrosslinkable resin is appropriately changed depending on the specific activity of the catalase used and the type of the photocrosslinkable resin. For example, when PVA-SbQ is used as the photocrosslinkable resin, the catalase is used. And the mixing ratio of PVA-SbQ are preferably in the range of 1:50 to 1: 1000 in terms of mass ratio. If the amount of catalase is small, the sensitivity of the sensitive membrane to hydrogen peroxide is too low, and a sufficient pressure increase may not be obtained. On the contrary, if the amount of catalase is too large, the mixture of the enzyme and the photocrosslinkable resin may be easily peeled off from the surface of the dialysis membrane.
[0017]
As the hollow body, for example, a funnel-type hollow body as shown in FIG. 1A can be used, and in the present invention, it is preferably made of glass. Shape and size of the opening to be covered by the sensitive film is not particularly limited, it is preferably the opening area in the range of 0.01~1000Cm 2 against 4 cm 2. Moreover, the shape and size of the pressure port are also changed according to the application. For example, when used for the application of generating a large pressure, a range of 0.1 to 10 m 2 can be mentioned.
The inside of the hollow body is preferably filled with a buffer solution such as a phosphate buffer solution. In this case, the pH of the buffer solution is preferably close to the optimum pH of catalase.
[0018]
The sensing pump can obtain pressure energy at the pressure port by the reaction between hydrogen peroxide and catalase immobilized in the sensitive film in the presence of hydrogen peroxide. In addition, hydrogen peroxide can be quantified under conditions where the hydrogen peroxide concentration is proportional to the pressure increase rate.
[0019]
In the present invention, examples of using two types of catalysts include a sensing pump using catalase and glucose oxidase (EC 1.1.3.4).
[0020]
In this case, a sensitive membrane containing catalase and glucose oxidase can be used as the sensitive membrane of the sensing pump. Specifically, as a first catalyst, a solution obtained by mixing glucose oxidase, a photocrosslinkable resin, and a phosphate buffer solution is applied onto a dialysis membrane, dried, and then irradiated with light to thereby form the first catalyst. An immobilization layer is formed, and then, as a second catalyst, a buffer solution such as catalase, a photocrosslinkable resin, and a phosphate buffer (the pH of this buffer solution is close to the optimum pH of catalase and glucose oxidase) Is preferably applied) on the first catalyst immobilization layer formed earlier, dried and then subjected to light irradiation to form a second catalyst immobilization layer, A sensitive membrane having a configuration of dialysis membrane / first catalyst immobilization layer / second catalyst immobilization layer may be mentioned. In addition, as described above, it is not always necessary to form the second catalyst layer after forming the first catalyst-immobilized layer. Catalase and glucose oxidase are mixed to form the catalyst-immobilized layer. Also good.
[0021]
The sensing pump using the sensitive membrane can obtain pressure energy in the presence of glucose by a two-stage reaction as shown in the following formula.
Glucose + O 2 → H 2 O 2 + Glucuronic acid glucose oxidase 2H 2 O 2 → H 2 O + O 2
Catalase [0022]
As a biocatalyst used when producing the sensing pump of the present invention, microorganisms can be used in addition to the enzymes described above. Examples of such microorganisms include yeasts such as yeast (Saccharomyces cerevisiae), bacteria such as staphylococci, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter, and Proteus.
A method for producing a sensing pump using microorganisms as a biocatalyst can also be carried out in the same manner as in the case of producing a sensing pump using an enzyme.
[0023]
When carbonic anhydrase is used as the enzyme, carbon dioxide can be generated by using hydrogen carbonate ions instead of hydrogen peroxide as described above.
[0024]
The sensing pump of the present invention can connect a component that converts generated pressure energy into mechanical work to the pressure port. This part can be selected as appropriate according to the work performed by the pump. For example, if it is a reciprocating motion, it can be a piston, plunger, diaphragm, etc., and if it is a rotational motion, it can be a gear, screw, vane. And the like having such functions. In addition, there is no particular limitation as long as it converts pressure energy into work.
[0025]
Since the sensing pump of the present invention can generate a pressure according to the concentration of a specific substance, it can be used for recognition and control of the specific substance. For example, when used as an actuator, a control operation such as opening and closing of a valve can be performed according to the concentration of a specific substance. Moreover, it can also be used as a sensor of a concentration measuring device by connecting a pressure gauge to the pressure port.
[0026]
In addition, since the sensing pump of the present invention can directly convert specific substances into kinetic energy without converting them into electricity or heat, there is a problem even when electricity cannot be supplied or heat generation becomes a problem. It can be used as a power source. In addition, since the mechanism for generating pressure energy is extremely simple, it can be applied to small analyzers (micro total analysis system, μTAS) and medical exercise bodies. For example, the present invention can be used for a moving body that directly drives a chemical substance (such as glucose) in a living body as an energy source, or a medical moving body that recognizes and drives a substance present in a diseased part (tumor).
[0027]
In addition, it can be used for chromatographic micro pumps, micro-dialysis micro pumps, and the like. Also, a chemical switch that can recognize chemical substances and press the mechanical switch according to the concentration; oxygen supply device for goldfish breeding tank, oxygen supply device that supplies oxygen gas during mountain climbing, exercise, etc .; fuel cell Fuel cell oxygen supply device for supplying high concentration oxygen to increase the output of the gas; an air display whose shape is deformed by increasing the volume used for the gas supply source of the art effect display by aeration such as liquid column, For example, grasping by artificial hand, curvature change in resinous hollow lens, air lift, press equipment, air bag; oxygen supply as energy used for lantern and figo; use for gas injection from outside in beverages, etc. it can.
[0028]
Next, the sensor system of the present invention will be described.
The sensor system of the present invention includes the above-described sensing pump of the present invention, a pressure gauge connected to the pressure port of the sensing pump, an A / D converter that converts an analog signal output from the pressure gauge into a digital signal, and And a computer for processing the digital signal and displaying the result.
Conventionally used pressure gauges, A / D converters, and computers can be used without any particular limitation. When catalase is used as the catalyst, hydrogen peroxide can be detected and quantified by the sensor system of the present invention. Further, when a mixture of catalase and glucose oxidase is used as a catalyst, glucose can be detected and quantified by the sensor system of the present invention.
[0029]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Needless to say, the scope of the present invention is not limited to such examples.
[0030]
Example 1
A sensing pump shown in FIG. 1 was produced. As shown in FIG. 1A, the sensing pump includes a funnel-type glass hollow body having a pressure port (upper end port) having an inner diameter of 7 mm and an opening portion (lower end port) having an inner diameter of 23 mm, a sensitive film, and vinyl. It consisted of a tube.
The sensitive film was produced by the following method. Catalase (EC 1.11.1.6, specific activity: 65000 U / mg) was used as a catalyst, and this catalase and a photocrosslinkable resin, stilbazolated polyvinyl alcohol (PVA-SbQ), were mixed at a mass ratio of 1: 1. The solution was applied onto a dialysis membrane (film thickness: 15 μm, pore size: 3 × 10 −3 μm) and dried in a dark room for 1 hour. Then, the catalyst fixed layer was formed by performing fluorescence irradiation for 2 hours, and the sensitive film | membrane which consists of a dialysis membrane and a catalyst fixed layer was produced. The film thickness of the catalyst immobilization layer was 3.0 μm. The sensitive membrane was fixed to the opening of the hollow body with a vinyl tube so that the catalyst immobilization layer was on the hollow body side, and a sensing pump was produced.
[0031]
An experimental apparatus as shown in FIG. 3 was assembled using this sensing pump. After adding 6 ml of phosphate buffer (pH 7.0) to the inside of the sensing pump, a capacitive pressure gauge 6 (manufactured by Toyota Koki Co., Ltd., trade name “capacitance type pressure sensor” is connected to the pressure port of the sensing pump. Module ”), an A / D converter 7 for converting an analog signal output from the pressure gauge 6 into a digital signal, and a computer 8 for processing the digital signal and displaying the result. Furthermore, a power source 9 was connected to the pressure gauge 6. The sensing pump was installed so that the sensitive film was immersed in the sample 11 in the beaker 10.
[0032]
The sample was prepared by dropping 0.5 ml of hydrogen peroxide into 18 ml of phosphate buffer (pH 7.0) and gently stirring. Here, the concentration of hydrogen peroxide in the sample was changed by changing the concentration of hydrogen peroxide to be dropped. Using a series of samples having different hydrogen peroxide concentrations, the pressure generated inside the sensing pump was measured for a certain period of time with the time when hydrogen peroxide was dropped being set to time zero. The pressure increase rate (Pa / sec) at each hydrogen peroxide concentration was determined from the obtained time-pressure data. FIG. 4 is a graph showing the results of obtaining the pressure increase rate. FIG. 4A is a graph showing the relationship between time and pressure increase rate at various hydrogen peroxide concentrations. As shown in FIG. 4 (a), it was found that the pressure increase rate increased with time and stabilized in about 8 minutes. Next, FIG. 4B shows a graph showing the relationship between the pressure increase rate after 8 minutes from the dropping of hydrogen peroxide and the hydrogen peroxide concentration.
[0033]
As shown in FIG. 4B, an increase in pressure inside the sensing pump was confirmed when the hydrogen peroxide concentration in the sample was around 10 mmol / L, and the pressure inside the sensing pump further increased as the concentration of hydrogen peroxide increased. The increase rate was also increased, and it was found that a pressure increase rate of 1.0 Pa / sec was obtained when the hydrogen peroxide concentration was around 30 mmol / L. In addition, when the obtained work amount was calculated under the condition of the flow rate characteristic (hydrogen peroxide concentration: 120 mmol / l) by this system, it was 4 × 10 −7 watts. These confirmed that the sensing pump was a source of pressure energy in the presence of hydrogen peroxide.
In addition, when the hydrogen peroxide concentration is in the range of 28.73 to 54.58 mmol / L, a high correlation is obtained between the hydrogen peroxide concentration and the pressure increase rate, and the sensing pump can be used for the determination of hydrogen peroxide. Was also confirmed.
[0034]
(Example 2)
In Example 1, the experimental apparatus was assembled in the same manner as in Example 1 except that the sensitive film of the sensing pump was changed to the sensitive film shown below.
Using glucose oxidase (EC 1.1.3.4, specific activity: 100 U / mg) as the first catalyst, this glucose oxidase, a photocrosslinkable resin, stilbazolated polyvinyl alcohol (PVA-SbQ), and a phosphate buffer A solution prepared by mixing (pH 7.0) with a mass ratio of 3: 100: 50 was applied onto a dialysis membrane (film thickness: 15 μm, pore size: 3 × 10 −3 μm) and dried in a dark room for 1 hour.
[0035]
Next, the first catalyst-immobilized layer was formed by performing fluorescence irradiation for 2 hours, and further dried in a dark room for 7 hours. Next, catalase (EC 1.11.1.6, specific activity: 11400 U / mg) was used as the second catalyst. This catalase, a photolabile resin, stilbazolated polyvinyl alcohol (PVA-SbQ), and phosphate buffer were used. A liquid obtained by mixing the liquid (pH 7.0) at a mass ratio of 2:30:15 was applied onto the previously formed first catalyst immobilization layer and dried in a dark room for 1 hour. Subsequently, the 2nd catalyst fixed layer was formed by performing fluorescence irradiation for 2 hours, and the sensitive film | membrane which has a structure of a dialysis membrane / first catalyst fixed layer / second catalyst fixed layer was produced.
[0036]
A sample was prepared by adding 0.5 ml of a glucose solution (1000 mmol / L) dropwise to 18 ml of phosphate buffer (pH 7.0) and gently stirring the sample. Using this sample, the pressure generated inside the sensing pump was measured for a certain period of time with the time of dropping of glucose as time 0, and a pressure increase of 40 Pa was confirmed in 20 minutes.
[0037]
(Example 3)
In Example 1, an experimental apparatus was assembled in the same manner as in Example 1 except that the sensitive film of the sensing pump was changed to the sensitive film shown below.
Yeast Saccharomyces cerevisiae was used as a catalyst. Saccharomyces cerevisiae was cultured in YPD medium (1000 ml water, 10 g yeast extract, 20 g polypeptone, 20 g glucose, 20 g agar). For yeast culture, yeast cultured in a liquid medium was inoculated into the YPD medium medium, cultured at 30 ° C. for 24 hours, collected, and used for the production of a sensitive membrane.
A solution prepared by mixing yeast colony, phosphate buffer (pH 7.0), and photocrosslinkable resin (PVA-SbQ) at a mass ratio of 1:25:50 is a dialysis membrane (film thickness: 15 μm, pore size: 3 × 10 -3 μm), and dried in a dark room for 1 hour, followed by photocrosslinking by irradiation with a fluorescent lamp for 2 hours and immobilization to prepare a sensitive film. A sensing pump was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained sensitive film.
[0038]
The sample was prepared by dropping 0.5 ml of hydrogen peroxide into 18 ml of phosphate buffer (pH 7.0) and gently stirring. Here, the concentration of hydrogen peroxide in the sample was changed by changing the concentration of hydrogen peroxide to be dropped. Using a series of samples having different hydrogen peroxide concentrations, the pressure generated inside the sensing pump was measured for a certain period of time with the time when hydrogen peroxide was dropped being set to time zero. The pressure increase rate (Pa / sec) at each hydrogen peroxide concentration was determined from the obtained time-pressure data. FIG. 5 is a graph showing the results of determining the pressure increase rate. FIG. 5 (a) is a graph showing the relationship between time and pressure increase rate at various hydrogen peroxide concentrations. As shown in FIG. 5 (a), it was found that the pressure increase rate increased with time. Next, FIG. 5B shows a graph showing the relationship between the pressure increase rate after 8 minutes from the dropping of hydrogen peroxide and the hydrogen peroxide concentration.
[0039]
As shown in FIG. 5B, an increase in pressure inside the sensing pump was confirmed when the hydrogen peroxide concentration in the sample was around 50 mmol / L, and the pressure inside the sensing pump further increased as the concentration of hydrogen peroxide increased. The increase rate was also increased, and it was found that a pressure increase rate of 0.3 Pa / sec was obtained when the hydrogen peroxide concentration was around 100 mmol / L. Moreover, when the hydrogen peroxide concentration was in the range of 50 to 220 mmol / L, a high correlation was obtained between the hydrogen peroxide concentration and the pressure increase rate, and it was confirmed that the sensing pump could be used for the determination of hydrogen peroxide. .
[0040]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a sensing pump capable of obtaining a mechanical driving force in accordance with the concentration of a specific substance in the presence of the specific substance.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams for explaining a sensing pump according to an embodiment of the present invention, FIG. 1A is a perspective view showing a configuration of the sensing pump, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the sensing pump.
FIG. 2 is a diagram showing a layer structure of a sensitive film used in the sensing pump of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of an experimental apparatus using the sensing pump of the example.
FIG. 4 is a graph showing the pressure increase rate inside the sensing pump with respect to the hydrogen peroxide concentration.
FIG. 5 is a graph showing the pressure increase rate inside the sensing pump with respect to the hydrogen peroxide concentration.
[Explanation of symbols]
A Sensing pump 1 Hollow body 2 Sensitive membrane 3 Retaining ring 4 Dialysis membrane 5 Catalyst-immobilized layer 6 Pressure gauge 7 A / D converter 8 Computer 9 Power supply 10 Beaker 11 Sample

Claims (12)

特定の物質の存在下で、その特定の物質の濃度に応じた圧力エネルギーが得られるセンシングポンプであって、
特定の物質と反応して気体を発生する感応膜で被覆された開口部と、
圧力口とを備える中空体からなり、
該感応膜が、反応後に気体を発生させる1種以上の触媒を含有する樹脂層を、該樹脂層が該中空体側となるようにして、該触媒が外部へ漏出するのを防ぐ膜上に積層させてなることを特徴とするセンシングポンプ。
A sensing pump capable of obtaining pressure energy corresponding to the concentration of a specific substance in the presence of the specific substance,
An opening covered with a sensitive membrane that reacts with a specific substance to generate a gas;
Ri Do hollow body and a pressure port,
The sensitive membrane is formed by laminating a resin layer containing one or more catalysts that generate a gas after the reaction on the membrane so that the resin layer is on the hollow body side and prevents the catalyst from leaking outside. sensing pump, wherein Rukoto such by.
前記樹脂層が、種以上の触媒を含有する水溶性感光性樹脂硬化させて形成されたものである、請求項1記載のセンシングポンプ。The resin layer is one formed by curing a water-soluble photosensitive resin containing one or more catalysts, sensing pump according to claim 1. 前記触媒が生体触媒である、請求項1又は記載のセンシングポンプ。The sensing pump according to claim 1 or 2, wherein the catalyst is a biocatalyst . 前記触媒が酵素である、請求項又は2に記載のセンシングポンプ。The sensing pump according to claim 1 or 2 , wherein the catalyst is an enzyme . 前記触媒がカタラーゼである、請求項又はに記載のセンシングポンプ。The sensing pump according to claim 1 or 2 , wherein the catalyst is catalase . 前記触媒がカタラーゼと、グルコースオキシダーゼとの混合物である、請求項又はに記載のセンシングポンプ。Wherein said catalyst is a catalase, a mixture of glucose oxidase, sensing pump according to claim 1 or 2. 前記樹脂層カタラーゼを含有する樹脂層グルコースオキシダーゼを含有する樹脂層を積層させてなる、請求項に記載のセンシングポンプ。The resin layer is a resin layer containing a catalase, ing by laminating a resin layer containing a glucose oxidase, sensing pump according to claim 1. 前記触媒微生物を含む、請求項1又は2に記載のセンシングポンプ。The sensing pump according to claim 1 or 2 , wherein the catalyst contains a microorganism . 前記微生物酵母である、請求項8に記載のセンシングポンプ。The sensing pump according to claim 8, wherein the microorganism is yeast . 請求項1〜9のいずれか1項に記載のセンシングポンプと、
該センシングポンプの圧力口に接続された圧力計と、
該圧力計から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、
該デジタル信号を処理して結果を表示するコンピュータとからなることを特徴とする特定の物質を検出・定量するセンサシステム
The sensing pump according to any one of claims 1 to 9,
A pressure gauge connected to the pressure port of the sensing pump;
An A / D converter that converts an analog signal output from the pressure gauge into a digital signal;
A sensor system for detecting and quantifying a specific substance, comprising a computer that processes the digital signal and displays the result .
請求項に記載のセンシングポンプと、
該センシングポンプの圧力口に接続された圧力計と、
該圧力計から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、
該デジタル信号を処理して結果を表示するコンピュータとからなることを特徴とする過酸化水素を検出・定量するセンサシステム。
A sensing pump according to claim 4 ;
A pressure gauge connected to the pressure port of the sensing pump;
An A / D converter that converts an analog signal output from the pressure gauge into a digital signal;
A sensor system for detecting and quantifying hydrogen peroxide , comprising a computer that processes the digital signal and displays the result.
請求項6又は7に記載のセンシングポンプと、
該センシングポンプの圧力口に接続された圧力計と、
該圧力計から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、
該デジタル信号を処理して結果を表示するコンピュータとからなることを特徴とするグルコースを検出・定量するセンサシステム。
A sensing pump according to claim 6 or 7 ,
A pressure gauge connected to the pressure port of the sensing pump;
An A / D converter that converts an analog signal output from the pressure gauge into a digital signal;
A sensor system for detecting and quantifying glucose , comprising a computer for processing the digital signal and displaying the result.
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