JP4863398B2 - カーボンナノチューブを用いたバイオセンサ - Google Patents
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Description
(1)
少なくとも検出電極および対極を有するバイオセンサにおいて、
ホウ素を含有するカーボンナノチューブを用いて形成される検出電極を具備することを特徴とするバイオセンサ。
(2)
カーボンナノチューブが直径100nm未満の多層カーボンナノチューブである(1)に記載のバイオセンサ。
(3)
ホウ素を含有するカーボンナノチューブがミネラルオイル、イオン性液体または高分子バインダー樹脂と混合され、ペースト状で用いられた(1)または(2)に記載のバイオセンサ。
(4)
ホウ素を含有するカーボンナノチューブが水または有機溶剤に分散された状態で用いられた(1)または(2)に記載のバイオセンサ。
(5)
検出電極がペースト状に調製されたカーボンナノチューブを筒状容器に充填した筒状電極である(3)に記載のバイオセンサ。
(6)
検出電極が絶縁性基板上にホウ素を含有するカーボンナノチューブを配置したものである(3)または(4)に記載のバイオセンサ。
(7)
検出電極がカーボン電極、白金電極、金電極または銀電極上にホウ素を含有するカーボンナノチューブを配置したものである(3)または(4)に記載のバイオセンサ。
(8)
ホウ素を含有するカーボンナノチューブがスクリーン印刷法により絶縁性基板上に配置されたカーボンナノチューブである(6)に記載のバイオセンサ。
(9)
検出電極が電極上に酵素が固定化されている電極である(1)〜(8)のいずれかに記載のバイオセンサ。
(10)
検出電極がさらに電極上にメディエター分子が保持されている電極である(9)記載のバイオセンサ。
(11)
メディエター分子がメディエター分子層を形成している(10)記載のバイオセンサ。
(12)
検出電極と対極との電極間電圧を特定電圧に設定することにより測定妨害物質の影響を避けることが可能となる、目的物質の選択的な測定に用いられる請求項1〜11のいずれかに記載のバイオセンサ。
(13)
(1)〜(12)のいずれかに記載のバイオセンサを用いて試料中の被検物質を検出または定量する方法であって、検出電極に試料を接触させた後、検出電極と対極との電極間電圧を特定電圧に設定して印加することを特徴とする方法。
(1)CNTに酸化ホウ素、ホウ酸などのホウ素化合物を混合し、不活性ガス雰囲気中、高温下で加熱する
(2)上記ホウ素化合物のほか、ホウ素単体、炭化ホウ素、ホウ素と種々の金属との化合物などのホウ素成分を含む炭素質原料を水素ガス雰囲気中においてアーク放電法などにより合成する
など公知の方法を特に制限なく用いることができる。
中空炭素陽極と炭素陰極を対向配置させた状態で、アーク溶接電源より、両炭素電極間に電圧を印加させてアーク放電を行い、炭素陰極の放電発生部(中空炭素陽極中空孔の対面に当たる部分)にてCNTを得た。次いで、得られたCNT200mgと酸化ホウ素(B2O3)5.0gとを、約2%の水素を含有した窒素雰囲気中にて約1000℃、数十秒間反応させてホウ素含有CNTを合成した。このホウ素含有CNTは、直径5〜35nm、長さ1μm以上の多層CNTであり、約5重量%程度のホウ素を含有していた。
実施例1において、ホウ素含有CNTの代わりに同量のグラファイトパウダーを用いて作製された検出電極が用いられた。
実施例1において、ホウ素含有CNTの代わりに同量のグラッシーカーボンを用いて作製された検出電極が用いられた。
実施例1において、ホウ素含有CNTの代わりに、酸化硼素(B2O3)を用いることなくアーク放電により合成したCNTを同量用いて作製された検出電極が用いられた。
実施例1において、ホウ素含有CNT量が60mgに、またミネラルオイル量が40mgにそれぞれ変更されて検出電極が作製された。
実施例2において、ホウ素含有CNTの代わりに同量のグラファイトパウダーを用いて作製された検出電極が用いられた。
実施例2において、ホウ素含有CNTの代わりに同量のグラッシーカーボンを用いて作製された検出電極が用いられた。
実施例1において、検出電極、対極および参照極を50 mmol/Lのリン酸緩衝液(pH 7.4)中に浸した状態で-0.2Vを検出電極に対して印加し、300秒後に5 mmol/Lの濃度になるように過酸化水素を添加した。さらに480秒後にアスコルビン酸を、660秒後に尿酸を、840秒後にアセトアミノフェンをいずれも0.5 mmol/Lの濃度となるように添加し、その際の電流値変化を計測した。
実施例3において、検出電極に対して+0.6Vを印加したときの電流値変化を計測した。
Claims (13)
- 少なくとも検出電極および対極を有するバイオセンサにおいて、
ホウ素を含有するカーボンナノチューブを用いて形成される検出電極を具備することを特徴とするバイオセンサ。 - カーボンナノチューブが直径100nm未満の多層カーボンナノチューブである請求項1に記載のバイオセンサ。
- ホウ素を含有するカーボンナノチューブがミネラルオイル、イオン性液体または高分子バインダー樹脂と混合され、ペースト状で用いられた請求項1または2に記載のバイオセンサ。
- ホウ素を含有するカーボンナノチューブが水または有機溶剤に分散された状態で用いられた請求項1または2に記載のバイオセンサ。
- 検出電極がペースト状に調製されたカーボンナノチューブを筒状容器に充填した筒状電極である請求項3に記載のバイオセンサ。
- 検出電極が絶縁性基板上にホウ素を含有するカーボンナノチューブを配置したものである請求項3または4に記載のバイオセンサ。
- 検出電極がカーボン電極、白金電極、金電極または銀電極上にホウ素を含有するカーボンナノチューブを配置したものである請求項3または4に記載のバイオセンサ。
- ホウ素を含有するカーボンナノチューブがスクリーン印刷法により絶縁性基板上に配置されたカーボンナノチューブである請求項6に記載のバイオセンサ。
- 検出電極が電極上に酵素が固定化されている電極である請求項1〜8のいずれかに記載のバイオセンサ。
- 検出電極がさらに電極上にメディエター分子が保持されている電極である請求項9記載のバイオセンサ。
- メディエター分子がメディエター分子層を形成している請求項10記載のバイオセンサ。
- 検出電極と対極との電極間電圧を特定電圧に設定することにより測定妨害物質の影響を避けることが可能となる、目的物質の選択的な測定に用いられる請求項1〜11のいずれかに記載のバイオセンサ。
- 請求項1〜12のいずれかに記載のバイオセンサを用いて試料中の被検物質を検出または定量する方法であって、検出電極に試料を接触させた後、検出電極と対極との電極間電圧を特定電圧に設定して印加することを特徴とする方法。
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