JP4627911B2 - Biosensor - Google Patents

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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、液体試料中の特定の成分を分析するバイオセンサに関し、特に、バイオセンサの試薬層を構成する試薬構成に関するものである。 The present invention relates to a biosensor for analyzing a specific component in a liquid sample, in particular, it relates to a reagent structure constituting the reagent layer of the biosensor.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
バイオセンサは、微生物、酵素、抗体等の生物材料の分子認識能力を利用し、生物材料を分子識別素子として応用したセンサである。 Biosensor utilizing microorganisms, enzymes, molecular recognition ability of biological materials such as antibodies, is a sensor which applies a biological material as molecular recognition elements. すなわち、固定化された生物材料が、目的の特定物質を認識したときに起こる反応、微生物の呼吸による酸素の消費、酵素反応、発光などを利用したものである。 In other words, the biological material is immobilized, the reaction that occurs when it recognizes a specific material of interest, the consumption of oxygen by respiration of microorganisms, the enzymatic reaction is obtained by utilizing the light emission like.
【0003】 [0003]
バイオセンサの中でも酵素センサの実用化は進んでおり、例えば、グルコース、乳酸、コレステロール、ラクトース、尿素、アミノ酸用の酵素センサは、医療計測や食品工業に利用されている。 Commercialization of enzyme sensors among biosensors is progressing, for example, glucose, lactate, cholesterol, lactose, urea, enzyme sensor for amino acids are used in medical measurement and food industry. 酵素センサは、検体である試料液に含まれる基質と酵素との反応により生成する電子によって電子受容体を還元し、測定装置がその電子受容体の還元量を電気化学的に計測することにより、検体の定量分析を行う。 Enzyme sensor, by reducing an electron acceptor by an electron generated by the reaction of the substrate and the enzyme contained in the sample liquid is the sample, the measurement device measures the amount of reduction of the electron acceptor electrochemically, perform a quantitative analysis of the specimen. このようなバイオセンサの一例として、例えば、特願平11−324511号で提案されたようなセンサが知られている。 An example of such a biosensor, for example, sensors as proposed in Japanese Patent Application No. 11-324511 is known.
【0004】 [0004]
図5は、2電極方式のバイオセンサの分解斜視図の一例である。 Figure 5 is an example of an exploded perspective view of the biosensor of the second electrode system. これは、ポリエチレンテレフタレートのような絶縁性基板5上に、電気伝導性物質からなる測定電極1(作用極とも言う)、対電極2(対極とも言う)が形成されており、これら電極上には試料液中の特定成分と特異的に反応する酵素、及び電子伝達体、親水性高分子を含む試薬層10が形成されている。 This is on the insulating substrate 5, such as polyethylene terephthalate, electrically conductive material consisting of the measuring electrode 1 (also referred to as the working electrode), the counter electrode 2 (also referred to as a counter electrode) is formed, on these electrodes enzymes that react specifically with a specific component in a sample liquid, and an electron mediator, the reagent layer 10 containing a hydrophilic polymer is formed.
【0005】 [0005]
そして、試料液中の特定成分と試薬層10中の試薬との反応により生じる電流値を前記電極1、2で検出するためのキャビティ11を形成するため、電極および試薬層上の部分に細長い切り欠け部8を有したスペーサ7と、空気孔9を形成したカバー6とを絶縁基板上に貼りあわせている。 Then, in order to form a cavity 11 for detecting a current value caused by the reaction with a reagent of the specific component and the reagent layer 10 of the sample solution in the electrodes 1 and 2, elongated cut into parts on the electrode and reagent layer a spacer 7 having a chipped portion 8, and a cover 6 having an air hole 9 is bonded on the insulating substrate.
【0006】 [0006]
このような構成のバイオセンサにおいて、試料液は、キャビティ11の入り口(試料液吸引口)から毛細管現象によりキャビティ11内に供給され、電極1、2と試薬層10のある位置まで導かれる。 In the biosensor having such a configuration, the sample liquid is supplied from the inlet of the cavity 11 (the sample liquid suction port) by capillary action into the cavity 11, it is guided to a position with the electrodes 1 and 2 and the reagent layer 10. そして試料液中の特定成分が試薬層10の試薬と反応することにより、電流を生じ、生じた電流をバイオセンサのリード3、4を通じて外部の測定装置が読み取ることにより、検体の定量分析が行われる。 And by specific component in the sample liquid reacts with the reagent in the reagent layer 10, generates a current by an external measuring device reads through the lead 3, 4 of the resulting current biosensor, quantitative analysis of analytes line divide.
【0007】 [0007]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかし、上述のような試薬構成のバイオセンサにおいて、熱や水分の介在下、特に、温度が30℃以上で湿度が80%以上の高温多湿環境下においては、試薬層10に含まれる酵素蛋白や親水性高分子の一部などと、電子伝達体との還元反応が生じるため、バックグラウンド電流(ノイズ電流)が発生し、経時的にバックグラウンド電流値が上昇することにより、センサ性能が悪化するという問題が顕著に見られる。 However, in the biosensor reagent configuration as described above, intervening of heat and moisture, particularly in hot and humid environment of humidity 80% or more at a temperature of 30 ° C. or higher, Ya enzyme protein contained in the reagent layer 10 and such a portion of the hydrophilic polymer, because the reduction reaction with the electron mediator occurs, and background current (noise current) occurs over time background current value by raising, sensor performance deteriorates a problem that can be seen prominently.
【0008】 [0008]
また、これを解決するための手段として、アルミシールや樹脂などの成型容器を用いたバイオセンサ保存容器中に、シリカゲルや活性アルミナのような乾燥剤を封入することによって水分を除去し、センサ性能の悪化を防止するように工夫することができるが、このような乾燥剤だけではバイオセンサに含まれる試薬中に残存する分子レベルの水までを完全に除去することは不可能である。 As a means for solving this, in the biosensor storage container using a molding vessel, such as aluminum seal and resin, to remove water by encapsulating a desiccant such as silica gel or activated alumina, sensor performance can be devised for deterioration to prevent, it is impossible to completely eliminate up to the molecular level of water remaining in reagent contained in such biosensor only desiccant.
【0009】 [0009]
また、上記保存容器においても、長期間にわたり水分の侵入を皆無(ゼロ)にするのは極めて困難であり、電子伝達体と酵素蛋白、親水性高分子の一部との還元反応は、極微量の水分が介在するだけで進行してしまうため、バックグラウンド電流の経時的な上昇を効果的に抑制することは極めて困難であるという問題点があった。 Also in the storage container, it is very difficult to completely eliminate the moisture penetration (zero) over a long period of time, electron mediator and the enzyme protein, the reduction reaction of a part of the hydrophilic polymer, very small amount since moisture will then proceed only by intervening, it has been a problem that it is extremely difficult to effectively suppress the temporal increase in the background current.
【0010】 [0010]
また、酵素や電子伝達体など様々な試薬からなる混合試薬層中にフェリシアン化カリウムなどの無機塩が含まれている場合には、試薬溶液の乾燥過程において試薬層が極めて結晶化しやくなるため、試薬層の表面が粗く不均一な状態になり、センサの基質濃度に対する応答性(直線性、感度)や測定精度などの悪化を招くという問題点があった。 Further, when the mixed reagent layer composed of a variety of reagents such as enzymes and electron carrier contains inorganic salts such as potassium ferricyanide, since the reagent layer is extremely crystallization reagent in the process of drying the reagent solution, the reagent It becomes surface rough uneven state of the layers, responsiveness to substrate concentration sensor (linearity, sensitivity) disadvantageously deteriorated such and measurement accuracy.
【0011】 [0011]
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、水分との接触によるバイオセンサの性能劣化を効率的に防止するとともに、センサの基質濃度に対する応答性(直線性、感度)の高い高精度なバイオセンサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, thereby preventing degradation in performance of the biosensor due to contact with moisture efficiently, responsiveness to substrate concentration sensor (linearity, sensitivity) high high and to provide a precise biosensor.
【0012】 [0012]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記課題を解決するために、本発明のバイオセンサは、試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサにおいて、試料溶液に溶解され、試料溶液中の特定物質と特異的に反応するように予め設けられる試薬層中に、その分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩を含むことを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, Ba biosensor of the present invention, in the biosensor for measuring the concentration of a specific substance in a sample solution, is dissolved in a sample solution, to specifically react with a specific substance in the sample solution the reagent layer which is previously formed and is characterized in that it comprises organic acid or organic acid salt having at least one carboxyl group in the molecule.
【0013】 [0013]
本発明のバイオセンサは、 前記バイオセンサにおいて、前記特定物質の濃度を、絶縁性基板上に設けられた少なくとも作用極と対極からなる電極を用いて計測することを特徴とするものである。 Bas biosensor of the present invention, the biosensor, the concentration of the specific substance, and is characterized in that measured using an electrode made of at least a working electrode and a counter electrode provided on an insulating substrate.
【0014】 [0014]
本発明のバイオセンサは、 前記バイオセンサにおいて、前記試薬層が、前記電極上、または当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散エリア内に電極が配置されるよう,形成され、該試薬層が、少なくとも酵素および電子伝達体を含むことを特徴とするものである。 Bas biosensor of the present invention, in the biosensor, the reagent layer, on the electrode, or as a reagent of the reagent layer is the electrode is disposed in a diffusion area for diffusing dissolved in a sample solution, formed, reagent layer, is characterized in that it comprises at least an enzyme and an electron mediator.
【0015】 [0015]
本発明のバイオセンサは、 前記バイオセンサにおいて、前記有機酸が脂肪族カルボン酸、炭素環カルボン酸、複素環カルボン酸、もしくはそれらの置換体あるいは誘導体であることを特徴とするものである。 Bas biosensor of the present invention, in the biosensor, wherein the organic acid is characterized in that an aliphatic carboxylic acid, carbocyclic carboxylic acids, heterocyclic carboxylic acids or substitution products or derivatives thereof.
【0016】 [0016]
本発明のバイオセンサは、 前記バイオセンサにおいて、前記カルボン酸が、グルタル酸、アジピン酸、フタル酸、安息香酸のいずれかまたはそれらの組み合わせであることを特徴とするものである。 Bas biosensor of the present invention, in the biosensor, the carboxylic acid is characterized in that glutaric acid, adipic acid, phthalic acid, or a combination thereof benzoate.
【0017】 [0017]
本発明のバイオセンサは、試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサにおいて、試料溶液に溶解され、試料溶液中の特定物質と特異的に反応するように予め設けられる試薬層中に、その分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩を含むことを特徴とするものである。 Bas biosensor of the present invention, in the biosensor for measuring the concentration of a specific substance in a sample solution, is dissolved in the sample solution, the reagent layer which is previously formed to specifically react with a particular substance in a sample solution, it is characterized in that comprises an organic acid or organic acid salt having at least one carboxyl group and an amino group in the molecule.
【0018】 [0018]
本発明のバイオセンサは、 前記バイオセンサにおいて、前記特定物質の濃度を、絶縁性基板上に設けられた少なくとも作用極と対極からなる電極を用いて計測することを特徴とするものである。 Bas biosensor of the present invention, the biosensor, the concentration of the specific substance, and is characterized in that measured using an electrode made of at least a working electrode and a counter electrode provided on an insulating substrate.
【0019】 [0019]
本発明のバイオセンサは、 前記バイオセンサにおいて、前記試薬層が、前記電極上、または当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散エリア内に電極が配置されるよう,形成され、該試薬層が、少なくとも酵素および電子伝達体を含むことを特徴とするものである。 Bas biosensor of the present invention, in the biosensor, the reagent layer, on the electrode, or as a reagent of the reagent layer is the electrode is disposed in a diffusion area for diffusing dissolved in a sample solution, formed, reagent layer, is characterized in that it comprises at least an enzyme and an electron mediator.
【0020】 [0020]
本発明のバイオセンサは、 前記バイオセンサにおいて、前記有機酸がアミノ酸もしくはそれらの置換体あるいは誘導体であることを特徴とするものである。 Bas biosensor of the present invention, in the biosensor, and is characterized in that the organic acid is an amino acid or substitution products or derivatives thereof.
【0021】 [0021]
本発明のバイオセンサは、 前記バイオセンサにおいて、前記アミノ酸が、グリシン、セリン、プロリン、トレオニン、リシン、タウリンのいずれか、またはそれらの組み合わせであることを特徴とするものである。 Bas biosensor of the present invention, in the biosensor, wherein the amino acid is intended to glycine, serine, proline, threonine, lysine, characterized in that either taurine, or a combination thereof.
【0022】 [0022]
本発明のバイオセンサは、 前記バイオセンサにおいて、前記試薬層が、さらに親水性高分子を含むことを特徴とするものである。 Bas biosensor of the present invention, in the biosensor, the reagent layer, in which further comprising a hydrophilic polymer.
【0023】 [0023]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(実施の形態1) (Embodiment 1)
【0024】 [0024]
以下に、本発明の実施の形態1によるバイオセンサについて説明する。 The following describes a biosensor according to a first embodiment of the present invention. なお、以下に説明する本発明の各実施の形態では、試料液中の特定物質と特異的に反応する分子識別素子として酵素を用いる酵素センサを例にとって説明することにする。 In each of the embodiments of the present invention described below, it will be described in the enzyme sensor using the enzyme as the specific substance and the molecular recognition elements that specifically react in the sample solution as an example.
【0025】 [0025]
図5は、2電極方式のバイオセンサの分解斜視図の一例である。 Figure 5 is an example of an exploded perspective view of the biosensor of the second electrode system. 図5において、5は絶縁性の基板であり、この絶縁性の基板5上には、電気伝導性物質からなる測定電極1、対電極2が所定の位置、及び形状をもって形成されている。 5, 5 is the insulating substrate, on the substrate 5 of the insulating measurement electrode 1 of electrically conductive material, the counter electrode 2 is formed to have a predetermined position, and shape.
なお、好適な上記絶縁性基板5の材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミドなどがある。 As the preferred material of the insulating substrate 5, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyimide, etc..
【0026】 [0026]
また、各電極を構成する電気伝導性物質としては、金、白金、パラジウムなどの貴金属やカーボンなどの単体材料、あるいは、カーボンペーストや貴金属ペーストなどの複合材料があげられる。 As the electrically conductive material constituting each electrode, gold, platinum, alone materials such as precious metals and carbon such as palladium, or composite materials such as carbon paste and noble metal pastes and the like.
【0027】 [0027]
なお、金、白金、パラジウムなどの貴金属やカーボンなどの単体材料、は、スパッタリング蒸着法などで、またカーボンペーストや貴金属ペーストなどの複合材料はスクリーン印刷法などを用いて容易に電気伝導性層を絶縁性基板5に形成することができる。 Incidentally, gold, platinum, alone materials such as precious metals and carbon such as palladium, is a sputtering deposition method, also readily electrically conductive layer composite by using a screen printing method, such as carbon paste and noble metal pastes it can be formed on an insulating substrate 5.
【0028】 [0028]
また、各電極の形成においては、上述したスパッタリング蒸着法やスクリーン印刷法などにより絶縁性基板5の全面、もしくは一部に前記電気伝導性層を形成した後、レーザなどを用いてスリットを設けることにより電極を分割形成することができる。 In the formation of each electrode, after due above sputtering deposition method, a screen printing method to form the electrically conductive layer on the entire surface or a portion of the insulating substrate 5, providing the slits with a laser or the like the electrode may be separately formed by. また、あらかじめ電極パターンの形成された印刷版やマスク版を用いたスクリーン印刷法やスパッタリング蒸着法などでも同様に電極を形成することが可能である。 Further, it is possible to form the electrodes as well by screen printing method or a sputtering deposition method using the pre-electrode pattern printing plate and mask plate formed of.
【0029】 [0029]
このようにして形成された電極上には、酵素、電子伝達体、親水性高分子、及び分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩を含む試薬層10が形成される。 The manner formed on the electrode, the enzyme, electron mediator, the reagent layer 10 containing an organic acid or organic acid salt having at least one carboxyl group in the hydrophilic polymer, and the molecules are formed.
【0030】 [0030]
本発明の実施の形態1は、試薬層10中に分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩を含むことを特徴とするものであり、この分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩は、電極上に形成された試薬層10中において、酸化型の電子伝達体と、試薬中に含まれる酵素蛋白、及び親水性高分子などに存在する反応性に富んだ一部の官能基などと、が接触して、電子伝達体が酸化型から還元型に変性する(還元される)ことを抑制する働きがある。 The first embodiment of the present invention, which is characterized in that it comprises organic acid or organic acid salt having at least one carboxyl group in the molecule in the reagent layer 10, at least one carboxyl group in the molecule organic acid or organic acid salt which is, in the reagent layer 10 formed on the electrode, and the electron mediator in oxidized form, an enzyme protein contained in the reagent, and the reaction that exists such a hydrophilic polymer and such part of the functional group-rich, in contact with, the electron mediator is modified to (is reduced) to the reduced form from oxidized form that is serves to inhibit.
【0031】 [0031]
そのため、上述の様な試薬構成のバイオセンサにおいて、熱や水分の介在下、特に温度が30℃以上で湿度が80%以上の高温多湿環境下において、試薬層10に含まれる酵素蛋白や親水性高分子の一部などと電子伝達体との還元反応により発生し、経時的に上昇するバックグラウンド電流(ノイズ電流)を抑制することができるため、バイオセンサの性能が悪化することを防ぐことができる。 Therefore, in the biosensor of such reagents configuration described above, intervening of heat and moisture, particularly in hot and humid environment of humidity 80% or more at a temperature of 30 ° C. or higher, the enzyme proteins and hydrophilic contained in the reagent layer 10 generated by the reduction reaction and the like and the electron carrier part of the polymer, it is possible to suppress the background current (noise current) which increased over time, it is possible to prevent the performance of the biosensor is deteriorated it can.
【0032】 [0032]
また、さらには、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩を試薬層中に含むことにより、血液中、特には血球に存在する様々な共雑物質との不必要な反応をも併せて抑制することができるため、直線性の良好な(回帰式の傾きが大きく切片が小さい)、かつ、センサ個々のバラツキの少ない、高性能なバイオセンサを提供することができる。 Also, further, by containing an organic acid or organic acid salt having at least one carboxyl group in the reagent layer in the molecule, in the blood, particularly unwanted reactions with various Kyozatsu substances present in blood cells it is possible to be together suppressed, (small slope of the regression equation is large sections) good linearity, and low sensor individual variability, it is possible to provide a high-performance bio-sensors.
【0033】 [0033]
なお、試薬層10に含まれる分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩としては、脂肪族カルボン酸、炭素環カルボン酸、複素環カルボン酸等や、それらの塩がある。 As the organic acid or organic acid salt having at least one carboxyl group in the molecule contained in the reagent layer 10, aliphatic carboxylic acids, carbocyclic carboxylic acids, or heterocyclic carboxylic acids or the like, there are salts thereof.
例えば、脂肪族カルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸などやそれらの塩があげられる。 For example, the aliphatic carboxylic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, and their salts fumaric acid.
【0034】 [0034]
なお、効果の度合いは直鎖が長く分子量の大きいものほど大きく、炭化水素鎖が3つ以上あるものが特に好ましい。 Incidentally, the degree of effect is large as a straight-chain having a large long molecular weight, which hydrocarbon chain there are three or more are particularly preferred. また、バイオセンサに用いる試薬としては水に対する溶解性が高いことが求められるため、分子構造中により多くの親水性官能基を持つものがより好ましい。 Further, since the reagent used in the biosensor is required to have high solubility in water, and more preferably those with more hydrophilic functional groups by molecular structure.
【0035】 [0035]
また、炭素環カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などやそれらの塩があげられ、これらを用いることでも前記と同様の効果を得ることができる。 As the carbocyclic carboxylic acid, benzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid or salts thereof can be mentioned, it can also be used these to obtain the same effect as above.
また、複素環カルボン酸としては、2−フル酸、ニコチン酸、イソニコチン酸などやそれらの塩があげられ、これらを用いることでも前記と同様の効果を得ることができる。 Further, examples of the heterocyclic carboxylic acid, 2-full acid, nicotinic acid, and their salts isonicotinic acid and the like, can also be used these to obtain the same effect as above.
【0036】 [0036]
なお、上述の脂肪族ならびに炭素環カルボン酸、複素環を有するカルボン酸もしくはカルボン酸塩以外にも、カルボン酸ならびにカルボン酸塩の一部の官能基が別の官能基に置き換えられた、例えばリンゴ酸、オキサロ酢酸、クエン酸、ケトグルタル酸などやそれらの塩においても前記と同様の効果を得ることができる。 Incidentally, aliphatic and carbocyclic acid mentioned above, in addition to the carboxylic acid or carboxylic acid salt having a heterocyclic ring, a part of the functional groups of carboxylic acids and carboxylic acid salt is replaced with another functional group, for example apples acid, oxaloacetic acid, citric acid, can also achieve the same effect as the the like and their salts ketoglutarate.
【0037】 [0037]
なお、これらの有機酸もしくは有機酸塩のなかで最も好適なものは、グルタル酸、アジピン酸、フタル酸、安息香酸である。 Incidentally, the most preferred are among these organic acids or organic acid salts, glutaric acid, adipic acid, phthalic acid, benzoic acid.
【0038】 [0038]
また、これらの有機酸もしくは有機酸塩の添加量は試薬溶液濃度として、0.01〜100mM範囲が適当であり、より好ましくは0.1〜10mMである。 Further, as the additive amount of the reagent solution concentration of these organic acids or organic acid salts, it is suitably 0.01~100mM range, more preferably 0.1-10 mM.
【0039】 [0039]
なお、図5に示すバイオセンサは、その後、このように形成された試薬層10及び電極1、2上に、切り欠け部8を有するスペーサ7とカバー6とを貼り合わせることにより、試料液が供給されるキャビティが形成される。 Incidentally, the biosensor shown in FIG. 5, then, the thus formed on the reagent layer 10 and the electrodes 1, by bonding the spacer 7 and the cover 6 having the cutout portion 8, the sample solution cavity to be supplied is formed.
なお、上記スペーサ7およびカバー6の好適な材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ナイロンなどがあげられる。 As the preferred material of the spacer 7 and the cover 6, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyimide, polybutylene terephthalate, polyamides, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, nylon and the like.
【0040】 [0040]
また、このようなキャビティから構成されたバイオセンサへの試料液供給は毛細管現象により実現されるが、試料液のスムーズな供給を実現するうえでは、キャビティ内にバイオセンサ外部へ空気を逃がすための空気孔9が必要である。 Although sample liquid supply to the biosensor constructed from such cavity is realized by a capillary phenomenon, in order to achieve a smooth supply of the sample liquid, for releasing the air to the biosensor outside into the cavity air hole 9 is necessary.
なお、空気孔9の配置は、試料液の供給を妨げない範囲であればキャビティ内のいかなる位置でもよい。 The arrangement of the air holes 9 may be in any position in the cavity so long as it does not inhibit the supply of the sample solution.
【0041】 [0041]
このようにして形成されたバイオセンサにおいて、試料液中の特定成分と、酵素などを含む試薬層10との反応で得られた電流値は、測定電極1、対電極2のそれぞれのリード部3、4を通じて接続された外部の測定装置により読み取られる。 In such a biosensor thus formed, the specific component in the sample liquid current value obtained by the reaction with a reagent layer 10, including enzymes, the measuring electrode 1, each of the lead portions 3 of the counter electrode 2 , it is read by an external measuring device connected through 4.
【0042】 [0042]
(実施の形態2) (Embodiment 2)
以下に、本発明の実施の形態2によるバイオセンサについて説明する。 The following describes a biosensor according to a second embodiment of the present invention.
本発明の実施の形態2によるバイオセンサは、図5で示した試薬層10が、酵素、電子伝達体、親水性高分子、及び分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩により形成されているものである。 The biosensor according to a second embodiment of the present invention, the reagent layer 10 shown in FIG. 5, an enzyme, an electron mediator, or organic acids having at least one carboxyl group and an amino group in the hydrophilic polymer, and the molecule are those formed by the organic acid salt. なお、他の構成要素は、前述した実施の形態1によるバイオセンサと同様であるため説明を省略する。 The other components are omitted because it is similar to the biosensor according to the first embodiment described above.
【0043】 [0043]
本発明の実施の形態2は、試薬層10に分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩を含むことを特徴とするものであり、この有機酸もしくは有機酸塩を試層10に添加することにより、試薬層10の表面状態を極めて平滑、且つ均質に形成するができるという効果を得ることができる。 Embodiment 2 of the present invention, which is characterized in that it comprises organic acid or organic acid salt having at least one carboxyl group and an amino group in the molecule to the reagent layer 10, the organic acid or organic acid salt the by adding to the reagent layer 10, the surface state of the reagent layer 10 very smooth, it is possible to obtain an effect that it will be and homogeneously formed.
【0044】 [0044]
特に、試薬層10中に電子伝達体として用いられるフェリシアン化カリウムなどの無機塩を含む場合には、試薬溶液の乾燥過程において試薬層が結晶化しやすいが、試薬中に、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩が含まれることにより、当該無機塩の結晶化を阻害することができる。 In particular, when containing an inorganic salt such as potassium ferricyanide used as an electron mediator in the reagent layer 10, a reagent layer is easily crystallized in the drying process of the reagent solution is, in the reagent, at least one carboxyl in the molecule the inclusion of organic acids or organic acid salts having a group and amino group, can inhibit crystallization of the inorganic salt.
そして、結晶化を阻害された無機塩は、微少な粒子状態で試薬層中に存在するため、酵素分子と密に、均一に接触することが可能となり、酵素分子との電子伝達効率が良好な試薬層状態が実現できる。 Then, inorganic salt was inhibited crystallization, in order to present in the reagent layer in fine particle state, closely enzyme molecule, it is possible to uniform contact, a good electron transfer efficiency between enzyme molecules reagent layer state can be realized.
【0045】 [0045]
また、試薬層の溶解性を高めることができるため、センサの感度ならびに直線性を飛躍的に高めることが可能となる。 Further, it is possible to increase the solubility of the reagent layer, the sensitivity and linearity of the sensor it is possible to increase dramatically.
なお、試薬層10に含まれる,分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩としては、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、メチオニン、アスパラギン、グルタミン、アルギニン、リシン、ヒスチジン、フェニルアラニン、トリプトファン、プロリンなどやそれらの塩、あるいはサルコシン、ベタイン、タウリンなどの有機酸もしくは有機酸塩があげられる。 Incidentally, contained in the reagent layer 10, as the organic acid or organic acid salt having at least one carboxyl group and an amino group in the molecule, glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, serine, threonine, methionine, asparagine, glutamine , arginine, lysine, histidine, phenylalanine, tryptophan, proline or a salt thereof, or sarcosine, betaine, organic acids or organic acid salts such as taurine, and the like.
【0046】 [0046]
また、これらの有機酸もしくは有機酸塩の置換体あるいは誘導体であっても同様の効果を得ることができる。 Further, it can be a substitution products or derivatives of these organic acids or organic acid salts obtain the same effect.
また、これらの有機酸もしくは有機酸塩の中でも、グリシン、セリン、プロリン、トレオニン、リシン、タウリンは特に結晶化阻害の効果が高く好適である。 Further, among these organic acids or organic acid salts, glycine, serine, proline, threonine, lysine, taurine are particularly preferred high effect of crystallization inhibitor.
なお、これらの有機酸ならびに有機酸塩の添加量は試薬溶液濃度として0.1〜1000mMが適当であり、より好ましくは10〜500mMである。 The addition amount of these organic acids as well as organic acid salt 0.1~1000mM is suitable as a reagent solution concentration, and more preferably from 10 to 500 mm.
【0047】 [0047]
なお、本発明の実施の形態1、2では、上記試薬層10中に、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩をそれぞれ添加した例を説明したが、さらにはそれらを組み合わせることも可能である。 In the first and second embodiments of the present invention, has in the reagent layer 10, an organic acid or organic acid salt having at least one carboxyl group in the molecule, at least one carboxyl group and an amino group in the molecule organic acid or organic acid salt has been described an example in which each addition, but more it is possible to combine them.
【0048】 [0048]
また、上記実施の形態1、2の試薬中に含まれる酵素としては、グルコースオキシダーゼ、ラクテートオキシダーゼ、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、ウリカーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ、ビリルビンオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、ラクテートデヒドロゲナーゼなどを、電子伝達体としてはフェリシアン化カリウム、p−ベンゾキノンおよびその誘導体、フェナジンメトサルフェート、メチレンブルー、フェロセンおよびその誘導体などを用いることができる。 As the enzyme contained in the reagent in the first and second embodiments, the glucose oxidase, lactate oxidase, cholesterol oxidase, cholesterol esterase, uricase, ascorbate oxidase, bilirubin oxidase, glucose dehydrogenase, lactate dehydrogenase, etc., electron transfer the body can be used potassium ferricyanide, p- benzoquinone and its derivatives, phenazine methosulfate, methylene blue, and ferrocene and derivatives thereof.
【0049】 [0049]
また、本発明の実施の形態1、2では、試薬層10中に親水性高分子を含むものについて説明したが、このように、試薬層10中に親水性高分子を含むことにより、試薬溶液に粘性を持たせ、電極への試薬形成を容易に均質にするとともに、電極と試薬との密着性を高める効果も得られる。 Further, in the first and second embodiments of the present invention it has been described to include a hydrophilic polymer in the reagent layer 10, in this way, by including a hydrophilic polymer in the reagent layer 10, a reagent solution viscous to have a, with a reagent forming the electrodes to facilitate homogeneous, there is also an effect to improve the adhesion between the electrode and the reagent. さらに、試薬乾燥後の試薬結晶状態も、親水性高分子を含むことでムラなく均質となり、高精度なバイオセンサを作製することが可能になる。 Furthermore, the reagent crystalline state after reagent drying also evenly becomes homogeneous by including a hydrophilic polymer, it is possible to produce a highly accurate biosensor.
【0050】 [0050]
以上のような目的で使用する親水性高分子としては、カルボキシメチルセルロース、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、カルボキシメチルエチルセルロール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリリジン等のポリアミノ酸、ポリスチレンスルホン酸、ゼラチンおよびその誘導体、アクリル酸およびその塩、メタクリル酸およびその塩、スターチおよびその誘導体、無水マレイン酸およびその塩、アガロースゲルおよびその誘導体などがあげられる。 The hydrophilic polymer used in the above-described object, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyamino acids polylysine , polystyrene sulfonate, gelatin and its derivatives, acrylic acid and its salts, methacrylic acid and its salts, starch and its derivatives, maleic acid and salts thereof anhydrides, such as agarose gel and derivatives thereof.
【0051】 [0051]
また、本発明の実施の形態1、2では、前述した試薬層10が、電極上に設けられるものとして説明をしたが、具体的には、電極上の全面もしくは一部に試薬層10を配置することができ、また、それ以外にも、バイオセンサの性能を悪化させることのない範囲内、すなわち、試薬層中の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散エリア内に電極が設けられるよう,試薬層10を配置してもよい。 Further, in the first and second embodiments of the present invention, arranged a reagent layer 10 described above, has been described as those provided on the electrode, specifically, the reagent layer 10 on the entire surface or a part of the electrode it can be, also, besides that, within the scope that does not worsen the performance of the biosensor, i.e., so that the electrode is provided in the diffusion area reagent in the reagent layer diffuses dissolved in the sample solution it may be placed a reagent layer 10.
【0052】 [0052]
【実施例】 【Example】
(実施例1) (Example 1)
ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁基板上に、スクリーン印刷により作用極と対極とからなる電極層を設け、その上に酵素(グルコースオキシダーゼ)、電子伝達体(フェリシアン化カリウム)、親水性高分子(カルボキシメチルセルロース)、および脂肪族カルボン酸(濃度は試薬溶液として5mM)を含んだ試薬層を形成したのち、ポリエチレンテレフタレートからなるスペーサと、同じくポリエチレンテレフタレートからなるカバーとの貼り合わせにより、血液が導かれる毛細管となるキャビティが形成された2電極方式の血糖値測定センサを作製した。 On an insulating substrate made of polyethylene terephthalate, an electrode layer comprising a working electrode and the counter electrode by screen printing provided, enzyme (glucose oxidase) thereon, an electron mediator (potassium ferricyanide), hydrophilic polymer (carboxymethylcellulose), and after the aliphatic carboxylic acid (concentration of 5mM as a reagent solution) to form a reagent layer containing a spacer made of polyethylene terephthalate, also the bonding of the cover made of polyethylene terephthalate, the capillary blood is led cavity There was produced a blood glucose measurement sensors 2-electrode system formed.
【0053】 [0053]
なお、ここでは、有機酸として脂肪族カルボン酸であるマロン酸(HOOC−CH 2 −COOH)、グルタル酸(HOOC−CH 2 −CH 2 −CH 2 −COOH)、アジピン酸(HOOC−CH 2 −CH 2 −CH 2 −CH 2 −COOH)の3種類、および脂肪族カルボン酸を含まない従来仕様の計4種類の2電極方式のセンサを作製した。 Here, malonic acid is an aliphatic carboxylic acid as an organic acid (HOOC-CH 2 -COOH), glutaric acid (HOOC-CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH), adipic acid (HOOC-CH 2 - CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH 3 kinds of), and the sensor of four types of two-electrode system of the prior specification does not include the aliphatic carboxylic acids were prepared.
【0054】 [0054]
図1はこのようにして作製した4種類のセンサを用いて過酷環境下(温度40℃、湿度80%)でのバックグラウンド電流を測定したものであり、試料液としてはグルコースを含まない精製水を用いた。 Figure 1 is harsh environments by using four kinds of sensors prepared as the (temperature 40 ° C., 80% humidity) are those of the background current in measured, purified water as a sample solution containing no glucose It was used. 測定時期はセンサ作製直後(0日目)、7日後、14日後、30日後の計4ポイントである。 Measurement timing immediately after preparation sensor (day 0), after 7 days, after 14 days, a total of 4 points after 30 days. 電流測定条件は試料液(精製水)がキャビティ内に充填された後、25秒間反応を促進し、その後作用極と対極間に0.5Vの電圧を印加し、その5秒後に得られた電流値を測定した。 After the current measurement conditions that the sample liquid (purified water) is filled into the cavity, to promote the 25 seconds the reaction, then a voltage of 0.5V was applied between the working electrode and the counter electrode, resulting in the 5 seconds after the current values ​​were measured.
【0055】 [0055]
また、測定回数nは各測定ポイントごとにn=10であり、第図中にはその平均値をプロットしてある。 The measurement number n is n = 10 for each measurement point, during the first drawing is plotted the average value.
図1から明らかなように、バックグラウンド電流の上昇は脂肪族カルボン酸を添加したセンサで確実に抑制されており、また、その上昇率はマロン酸、グルタル酸、アジピン酸の順に小さくなっており、分子構造が複雑で、直鎖が長く、分子量の大きいもの程、バックグラウンド電流の上昇を抑制する効果が大きいことが示唆された。 As apparent from FIG. 1, the increase in background current is surely suppressed in the sensor with the addition of aliphatic carboxylic acids, also the rate of rise malonic acid, glutaric acid, are smaller in the order of adipic acid molecular structure is complicated, long straight chain as those of the large molecular weight, it was suggested the effect of suppressing the rise of the background current is large. なお、ここで得られた電流値は、グルコースオキシダーゼとフェリシアン化カリウム、並びにカルボキシメチルセルロースとフェリシアン化カリウムが反応して生じたフェロシアン化カリウム量に相当する。 Here, the current value obtained, potassium glucose oxidase and ferricyanide, and carboxymethylcellulose and potassium ferricyanide is equivalent to potassium ferrocyanide amount produced by the reaction.
【0056】 [0056]
(実施例2) (Example 2)
実施例1と同様な手順によりバイオセンサを作製し実施例1と同様な評価を実施した。 It was carried out to prepare a biosensor same evaluation as in Example 1 by the same manner as in Example 1 procedure. なお、ここでは有機酸として炭素環カルボン酸である安息香酸とフタル酸、およびコハク酸の炭化水素鎖の一部が水酸基に置き換わった構造をもつリンゴ酸(コハク酸の誘導体)の3種類を用いた。 Incidentally, use three types of malic acid having a structure in which a part of the hydrocarbon chain is replaced with a hydroxyl group of a carbocyclic carboxylic acid as an organic acid benzoic acid and phthalic acid and succinic acid, (a derivative of succinic acid) here It had.
図2から明らかなように、安息香酸、フタル酸、リンゴ酸の何れの有機酸を用いても、実施例1同様にバックグラウンド電流の上昇を抑制する効果が確認された。 As apparent from FIG. 2, benzoic acid, phthalic acid, using either of the organic acids malic acid, the effect of suppressing the increase in the same manner as in Example 1, the background current was confirmed.
【0057】 [0057]
(実施例3) (Example 3)
ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁基板上に、スクリーン印刷により作用極と対極とからなる電極層を設け、その上に酵素(ピロロキノリンキノンを補酵素としたグルコースデヒドロゲナーゼ)、電子伝達体(フェリシアン化カリウム)、親水性高分子(カルボキシメチルセルロース)、脂肪族カルボン酸(フタル酸)およびアミノ酸を含んだ試薬層を形成したのち、ポリエチレンテレフタレートからなるスペーサと、同じくポリエチレンテレフタレートからなるカバーとの貼り合わせにより、血液が導かれる毛細管となるキャビティが形成された2電極方式の血糖値測定センサを作製した。 On an insulating substrate made of polyethylene terephthalate, an electrode layer comprising a working electrode and the counter electrode by screen printing provided, (glucose dehydrogenase pyrroloquinoline quinone as a coenzyme) enzymes thereon, an electron mediator (potassium ferricyanide), hydrophilic sex polymer (carboxymethylcellulose), aliphatic carboxylic acids (phthalic acid) and after forming a reagent layer containing an amino acid, a spacer made of polyethylene terephthalate, also the bonding of the cover made of polyethylene terephthalate, blood guide the blood sugar level measuring sensor of the two-electrode method in which the cavity to be wither capillary is formed to prepare.
【0058】 [0058]
なお、ここでは、有機酸として分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有するアミノ酸であるグリシン(Gly)、セリン(Ser)、プロリン(Pro)、トレオニン(Thr)、リシン(Lys)、サルコシン(グリシンの誘導体)、タウリン、およびアミノ酸を含まない従来仕様の計8種類のセンサを作製した。 Here, glycine is an amino acid having at least one carboxyl group and an amino group in the molecule as an organic acid (Gly), serine (Ser), proline (Pro), threonine (Thr), lysine (Lys), sarcosine (a derivative of glycine) were prepared taurine, and a total of eight sensors of the conventional specifications without amino acids.
【0059】 [0059]
図3および図4はこのようにして作製した8種類のセンサを用いて、人全血中のグルコースを測定した際のセンサ応答特性を示すものである。 3 and 4 using the eight sensors were prepared in this way shows the sensor response characteristics when measuring glucose in human whole blood. なお、ここでは全血中のグルコース濃度が40、80、350、600、700mg/dlのものを用いた。 Incidentally, glucose concentration in whole blood is used as the 40,80,350,600,700mg / dl here.
【0060】 [0060]
電流測定条件は試料液(人全血)がキャビティ内に充填された後、25秒間反応を促進し、その後作用極と対極間に0.5Vの電圧を印加し、その5秒後に得られた電流値を測定した。 After the current measurement conditions that the sample solution (human whole blood) is filled into the cavity, to promote the 25 seconds the reaction, then a voltage of 0.5V was applied between the working electrode and the counter electrode, resulting in the 5 seconds later to measure the current value.
【0061】 [0061]
また、測定回数nは各濃度ごとにn=20であり、図中にはその平均値をプロットしてある。 The measurement number n is n = 20 for each concentration, in the figure are plotted the average value.
【0062】 [0062]
図3、図4から明らかなように、アミノ酸の種類にて若干応答値に差異はあるものの、アミノ酸を含まない従来仕様と比較して、特にグルコース濃度が480mg/dl以上の高濃度域において飛躍的な応答値ならびに直線性の向上が認められる。 3, as is clear from FIG. 4, although there are differences in some response values ​​at different amino acids, as compared with the conventional specifications without amino acids, particularly remarkably in the high concentration range of more than 480 mg / dl glucose concentration response values ​​as well as improved linearity is observed.
【0063】 [0063]
また、表1は、前述のn=20測定時のセンサ応答値のバラツキをCV値で比較したものである。 Further, Table 1 is the variation in the sensor response value when the aforementioned n = 20 measurements were compared with the CV value. 表1から明らかなように、アミノ酸を添加した本発明のセンサにおいては大幅なCV値の良化が認められる。 As is evident from Table 1, it is observed improved significant CV value in the sensor of the present invention with the addition of amino acids. これは、アミノ酸を試薬層中に添加することでフェリシアン化カリウムの結晶化を防ぎ、試薬層を平滑且つ均質に形成することができたため、試薬の溶解性や拡散が均質になり応答バラツキが軽減されたものと推測される。 This prevents the crystallization of potassium ferricyanide by the addition of amino acid to the reagent layer, since the reagent layer could be smooth and homogeneous formation a response variation becomes homogeneous solubility and diffusion of the reagent is reduced It was is assumed.
【0064】 [0064]
【表1】 [Table 1]
なお、前記実施例1から3は血液中のグルコース濃度を測定するバイオセンサについて示したが、測定対象とする試料液、物質、およびバイオセンサの形式はこれに限定されるものではなく、例えば、対象試料液としては血液以外にも生体試料液として唾液、細胞間質液、尿や汗などを、また、食品や飲料水などをも用いることができる。 Incidentally, above Examples 1 3 is shown biosensor for measuring glucose concentration in blood, the sample solution to be measured, material, and type of the biosensor is not limited to this, for example, saliva as a biological sample fluid in addition to the blood as a target sample solution, cellular interstitial fluid, etc. urine and sweat, and food and drinking water may also be used. また、対象物質としては、グルコース以外にも乳酸、コレステロール、尿酸、アスコルビン酸、ビリルビンなどを用いることができる。 As the target substance, it can be used lactic acid in addition to glucose, cholesterol, uric acid, ascorbic acid, bilirubin and the like. また、前記実施例1から3においては、電流測定方式として、図5で示した、測定電極1、対電極2からなる2電極方式を用いたが、その他、測定電極、対電極、及び検知電極からなる3電極方式などがあり、何れの方式を用いてもよい。 In the 3 from the Example 1, as a current measurement method, as shown in FIG. 5, the measuring electrode 1, but using a two electrode system consisting of counter electrode 2, the other, the measuring electrode, counter electrode, and the sensing electrode include 3-electrode system consisting of, it may be used any method. なお、3電極方式の方が2電極方式より正確な測定が可能である。 Note that it is possible 3/5 electrode method is accurate measurement than two electrode system.
【0065】 [0065]
また、本実施例では、バイオセンサとして酵素センサを例に挙げて説明したが、本発明は、試料液中の特定物質と特異的に反応する分子識別素子として酵素以外に抗体、微生物、DNA、RNAなどをも利用するバイオセンサにも、同様に適応することができる。 Further, in this embodiment, has been described as an example an enzyme sensor as a biosensor, the present invention is an antibody other than the enzyme as a specific substance and molecular recognition elements that specifically react in a sample solution, a microorganism, DNA, also biosensor utilized RNA, etc., it can be adapted similarly.
【0066】 [0066]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上のように、本発明のバイオセンサによれば、絶縁性基板上に設けられた少なくとも測定電極と対電極からなる電極を用い、試料液中の測定対象物質と、上記電極上、またはその近傍に形成された少なくとも酵素、及び電子伝達体からなる試薬層との反応により得られる電流値から、該測定対象物質の含有量を計測するバイオセンサにおいて、上記試薬層中に脂肪族カルボン酸、炭素環カルボン酸、複素環カルボン酸などの有機酸あるいは有機酸塩を含むものとしたので、試薬中に脂肪族カルボン酸、炭素環カルボン酸、複素環カルボン酸などの有機酸あるいは有機酸塩を添加するという簡易な手法を用いることで酵素反応等を阻害することなく、経時的なバックグラウンド電流の上昇を抑制することができ、さらには、血液中に存在する As described above, according to the biosensor of the present invention, using an electrode comprising at least the measurement electrode and a counter electrode provided on the insulating substrate, and the measurement substance in the sample liquid, the electrode on or near the at least an enzyme, and the current value obtained by the reaction between the reagent layer formed of an electron mediator, in the biosensor for measuring the content of the analyte, an aliphatic carboxylic acid in the reagent layer formed on the carbon ring carboxylic acid, since as including an organic acid or organic acid salts such as heterocyclic carboxylic acid, aliphatic carboxylic acid in the reagent, addition of an organic acid or organic acid salt such as carbocyclic carboxylic acids, heterocyclic carboxylic acids without inhibiting the enzymatic reaction or the like by using a simple method that can suppress the increase with time in background current, further, present in the blood 々な共雑物質との不必要な反応も併せて抑制できるため、直線性の良好な、センサ個々のバラツキが少ない高性能なバイオセンサを提供することができるという効果が得られる。 Can be suppressed together also unnecessary reactions with various Kyozatsu materials, good linearity, the effect is obtained that the sensor individual variation can provide a small high performance biosensor.
【0067】 [0067]
また、本発明のバイオセンサによれば、絶縁性基板上に設けられた少なくとも測定電極と対電極からなる電極を用い、試料液中の測定対象物質と、上記電極上、またはその近傍に形成された少なくとも酵素、及び電子伝達体からなる試薬層との反応により得られる電流値から、該測定対象物質の含有量を計測するバイオセンサにおいて、上記試薬層中に分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有するアミノ酸などの有機酸もしくは有機酸塩を含むものとしたので、試薬中にアミノ酸などの有機酸や有機酸塩を添加するという簡易な手法を用いることで、センサの基質濃度に対する応答性(感度、直線性)を飛躍的に高め、センサの性能を向上させる効果が得られる。 Further, according to the biosensor of the present invention, using an electrode comprising at least the measurement electrode and a counter electrode provided on the insulating substrate, and the measurement substance in the sample liquid, on the electrodes, or formed near its at least an enzyme, and the current value obtained by the reaction between the reagent layer formed of an electron mediator, in the biosensor for measuring the content of the analyte, and at least one carboxyl group in the molecule to the reagent layer was having to include an organic acid or organic acid salts such as amino acids having an amino group, by using a simple method of adding the organic acid and organic acid salts such as amino acids in the reagent, the response to substrate concentration sensor sex (sensitivity, linearity) dramatically enhances the effect of improving the performance of the sensor can be obtained.
【0068】 [0068]
また、本発明のバイオセンサによれば、上記試薬層に親水性高分子を含むものとしたので、親水性高分子を含むことで電極面への均質な試薬形成を容易にし、試薬層内において各々の物質が均質な分散状態になることを促進することができる。 Further, according to the biosensor of the present invention, since to include a hydrophilic polymer in the reagent layer, to facilitate uniform reagent formation on the electrode surface by including a hydrophilic polymer, in the reagent layer it is possible to facilitate the respective substance is homogeneous dispersion state. また、均質な試薬形成を実現できることにより、センサ個々のバラツキが少ない高性能なバイオセンサを提供することができるという効果が得られる。 Further, the ability to achieve a homogeneous reagent formation, there is an advantage that it is possible to provide a high-performance bio-sensor sensor individual variability is low.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】実施例1において、試料液として精製水を用いた場合の過酷環境下でのバックグラウンド電流の上昇を示す図である。 In [1] Example 1 illustrates the increase in the background current in harsh environments when using purified water as a sample solution.
【図2】実施例2において、試料液として精製水を用いた場合の過酷環境下でのバックグラウンド電流の上昇を示す図である。 In Figure 2 Example 2 illustrates the increase of background current in harsh environments when using purified water as a sample solution.
【図3】実施例3において、試料液として全血を用いた場合の全血応答値を示す図である。 In Figure 3 Example 3 is a diagram showing the whole blood response value in the case of using whole blood as a sample solution.
【図4】実施例3において、試料液として全血を用いた場合の全血応答値を示す図である。 In Figure 4 Example 3 is a diagram showing the whole blood response value in the case of using whole blood as a sample solution.
【図5】2電極方式のバイオセンサの分解斜視図の一例である。 5 is an example of an exploded perspective view of the biosensor of the second electrode system.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 作用極2 対極3、4 リード5 絶縁基板6 カバー7 スペーサー8 切り欠け部9 空気孔10 試薬層11 キャビティ 1 working electrode 2 counter electrode 3, 4 lead 5 insulating substrate 6 cover 7 spacer 8 cutting chipping unit 9 air hole 10 reagent layer 11 cavity

Claims (5)

  1. 絶縁基板上に作用極と対極からなる電極と、少なくとも酵素及び電子伝達体とを含む試薬層とを備え、試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサにおいて、 An electrode consisting of a working electrode and a counter electrode on an insulating substrate, and a reagent layer containing at least an enzyme and an electron carrier in the biosensor for measuring the concentration of a specific substance in a sample solution,
    前記試薬層は、さらに、アジピン酸、安息香酸のいずれかまたはそれらの組み合わせであるカルボン酸を含むことを特徴とするバイオセンサ。 Biosensor wherein the reagent layer further characterized in that it comprises adipic acid, the carboxylic acid is any or a combination thereof benzoate.
  2. 請求項に記載のバイオセンサにおいて、 In the biosensor of claim 1,
    前記試薬層が、前記電極上、または当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散エリア内に電極が配置されるよう形成されることを特徴とするバイオセンサ。 Biosensor wherein the reagent layer is a reagent of the upper electrode, or the reagent layer so that the electrodes are disposed in a diffusion area for diffusing dissolved in a sample solution, which is formed, characterized the Turkey.
  3. 絶縁基板上に作用極と対極からなる電極と、少なくとも酵素及び電子伝達体とを含む試薬層とを備え、試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサにおいて、 An electrode consisting of a working electrode and a counter electrode on an insulating substrate, and a reagent layer containing at least an enzyme and an electron carrier in the biosensor for measuring the concentration of a specific substance in a sample solution,
    前記試薬層は、さらに、セリン、プロリン、トレオニン、サルコシン、タウリンのいずれか、またはそれらの組み合わせたものを含むことを特徴とするバイオセンサ。 Biosensor wherein the reagent layer further characterized in that it comprises serine, proline, threonine, Sa Rukoshin, either taurine or a combination thereof.
  4. 請求項に記載のバイオセンサにおいて、 In the bio-sensor according to claim 3,
    前記試薬層が、前記電極上、または当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散エリア内に電極が配置されるよう形成されることを特徴とするバイオセンサ。 Biosensor wherein the reagent layer is a reagent of the upper electrode, or the reagent layer so that the electrodes are disposed in a diffusion area for diffusing dissolved in a sample solution, which is formed, characterized the Turkey.
  5. 請求項1から請求項のいずれかに記載のバイオセンサにおいて、 In biosensor according to any one of claims 1 to 4,
    前記試薬層が、さらに親水性高分子を含むことを特徴とするバイオセンサ。 Biosensor, wherein the reagent layer further containing a hydrophilic polymer.
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