JPH01102352A - バイオセンサー - Google Patents
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Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明はPHセンサーの感応面に酵素固定化膜を有する
バイオセンサーに関する。
バイオセンサーに関する。
(従来の技術)
グルコースオキシダーゼ、ウレアーゼなどの酵素はそれ
ぞれの基質、すなわちこの場合それぞれβ−D−グルコ
ース、尿素などの水溶液中でそれぞれ反応■、反応■を
選択的に触媒してpHを変化させる作用を有する。
ぞれの基質、すなわちこの場合それぞれβ−D−グルコ
ース、尿素などの水溶液中でそれぞれ反応■、反応■を
選択的に触媒してpHを変化させる作用を有する。
グルコースオキシダーゼ
β−D−グルコース+02+)120−一一一一一一一
一−−→0−グルコン酸+H2O210,(リ ウレアーゼ 尿素子H20+ 2N)l 3+ CO2・・・(0
これらの反応を利用した基質濃度の定量は広く行なわれ
ている。そして、ガラス電極型やFET型のpHセンサ
ーの感応面に酵素を固定化したバイオセンサーの開発が
進められている。
一−−→0−グルコン酸+H2O210,(リ ウレアーゼ 尿素子H20+ 2N)l 3+ CO2・・・(0
これらの反応を利用した基質濃度の定量は広く行なわれ
ている。そして、ガラス電極型やFET型のpHセンサ
ーの感応面に酵素を固定化したバイオセンサーの開発が
進められている。
従来、pHセンサーの感応面に固定化酵素膜を形成した
バイオセンサーとしては以下のようなものが知られてい
る。
バイオセンサーとしては以下のようなものが知られてい
る。
そもそもバイオセンサーは、Cra■erによるガラス
電極型pHセンサーの発明(19013年) 、 Ne
1sonらによる骨炭微粉末に吸着されたインベルター
ゼの酵素活性の発見(J、M、Ne1son、E、G、
Griff in;J、Am。
電極型pHセンサーの発明(19013年) 、 Ne
1sonらによる骨炭微粉末に吸着されたインベルター
ゼの酵素活性の発見(J、M、Ne1son、E、G、
Griff in;J、Am。
Chem、Soc、、38.1109(191B))、
Sumnetによる不溶化したナタ豆のウレアーゼの酵
素活性の発見(J、B。
Sumnetによる不溶化したナタ豆のウレアーゼの酵
素活性の発見(J、B。
Sumner;5cience、 108 .410
(194B)) 、 Micheel らによる
ゼラチン及びグロブリンのオキシセルロースアジドによ
る固定化(F、Micheel、J、Ewers ;M
acromol、Che+s、、 3.200(194
9)) 、 Campbellらによる固定化抗原の調
製(D、H,Campbell 、 E、 Lue −
5cher、L、S、Lerman;Proc、Nat
、1.Acad、Sci、、 37,575(1951
)) 、 Grubhoferらによるカルボキシペプ
チダーゼ、ジアスターゼ、ペプシン、リボヌクレアーゼ
などを使用した最初の酵素固定化の試み (N。
(194B)) 、 Micheel らによる
ゼラチン及びグロブリンのオキシセルロースアジドによ
る固定化(F、Micheel、J、Ewers ;M
acromol、Che+s、、 3.200(194
9)) 、 Campbellらによる固定化抗原の調
製(D、H,Campbell 、 E、 Lue −
5cher、L、S、Lerman;Proc、Nat
、1.Acad、Sci、、 37,575(1951
)) 、 Grubhoferらによるカルボキシペプ
チダーゼ、ジアスターゼ、ペプシン、リボヌクレアーゼ
などを使用した最初の酵素固定化の試み (N。
Grubho fer 、L、Sch le i th
;Naturwissensha r ten 、4
0 。
;Naturwissensha r ten 、4
0 。
508(1953))、C1arkによる酸素電極の発
明(L、C。
明(L、C。
C1ark;Trans、Amer、Ar1tif
Intern、Organs、 2 .41(195
B))などを背景として、C1arkらによるグルコー
スオキシダーゼの水溶液をセロファン紙で〈、るんだ酸
素電極によるグルコースの測定に端を発する(L、C,
C1ark、C,Lyons;Ann、N、Y、Aca
d、Sci、。
Intern、Organs、 2 .41(195
B))などを背景として、C1arkらによるグルコー
スオキシダーゼの水溶液をセロファン紙で〈、るんだ酸
素電極によるグルコースの測定に端を発する(L、C,
C1ark、C,Lyons;Ann、N、Y、Aca
d、Sci、。
1)、29(1982))。
固定化酵素を分析化学に最初にとり入れたのはGuil
baultらであり、コリンエステラーゼを包括したデ
ンプンゲルをポリウレタンパッドに支持させたものを使
ってアンチコリンエステラーゼの蛍光分析を行なったも
のである(G、G、Guilbault、D。
baultらであり、コリンエステラーゼを包括したデ
ンプンゲルをポリウレタンパッドに支持させたものを使
ってアンチコリンエステラーゼの蛍光分析を行なったも
のである(G、G、Guilbault、D。
N、Kramer;Anal、Chem、 、39.1
875(1985))、折しも子細らによる固定化酵素
を用いた批界最初のバイオリアクター、D−、L−アミ
ノ酸の光学分割のプラントの基礎データ第1報が日本農
芸化学会大会で発表された年である0次いで、updi
keらはアクリルアミドとN、N−メチレンビスアミド
をリボフラビンと過硫酸カリウムを触媒として室温で光
重合させて得られるゲルマトリックス中にグルコースオ
キシダーゼ(135u / mg)を固定化したものを
20〜40メツシユに粉砕して 1.5+s層径X 4
hmのカラムに充填し、この方ラムにpH7,40のリ
ン酸バッファに溶解したグルコースを流し、出口に酸素
電極(ベックマンNo、325812)をおいてグルコ
ース濃度の測定を行なった(S、J、 Updike、
G、Hicks;5cience、 158ユ270(
In2))、また、Updikeらはこのポリアクリル
アミドゲル中に固定化された酵素を白金電極にはりつけ
てグルコース濃度の測定を行なった(S、J。
875(1985))、折しも子細らによる固定化酵素
を用いた批界最初のバイオリアクター、D−、L−アミ
ノ酸の光学分割のプラントの基礎データ第1報が日本農
芸化学会大会で発表された年である0次いで、updi
keらはアクリルアミドとN、N−メチレンビスアミド
をリボフラビンと過硫酸カリウムを触媒として室温で光
重合させて得られるゲルマトリックス中にグルコースオ
キシダーゼ(135u / mg)を固定化したものを
20〜40メツシユに粉砕して 1.5+s層径X 4
hmのカラムに充填し、この方ラムにpH7,40のリ
ン酸バッファに溶解したグルコースを流し、出口に酸素
電極(ベックマンNo、325812)をおいてグルコ
ース濃度の測定を行なった(S、J、 Updike、
G、Hicks;5cience、 158ユ270(
In2))、また、Updikeらはこのポリアクリル
アミドゲル中に固定化された酵素を白金電極にはりつけ
てグルコース濃度の測定を行なった(S、J。
Updike、G、Hicks;Nature、 21
4.988(1967))、これは酵素電極という名称
が与えられ、現在のバイオセンサーの基本的な構造を示
すものとなった。更に、 WilliamsらはH20
2電極と固定化グルコースオキシダーゼによるグルコー
スの測定を行なった(D、L、Williass、A、
Doig Jr、、A、Karasi; Anal。
4.988(1967))、これは酵素電極という名称
が与えられ、現在のバイオセンサーの基本的な構造を示
すものとなった。更に、 WilliamsらはH20
2電極と固定化グルコースオキシダーゼによるグルコー
スの測定を行なった(D、L、Williass、A、
Doig Jr、、A、Karasi; Anal。
Chem、、42,118(1970)) 、そして、
Ni1lsonらはpHセンサーの感応面に固定化酵素
1151(グルコースオキシダーゼ、ペニシリナーゼ、
ウレアーゼ)を密着して形成すると対応する基質に選択
的に感応するバイオセンサーとなることを実験的に明ら
かにした(H,旧11son、A、Akerland、
に、No5bach;Biochem。
Ni1lsonらはpHセンサーの感応面に固定化酵素
1151(グルコースオキシダーゼ、ペニシリナーゼ、
ウレアーゼ)を密着して形成すると対応する基質に選択
的に感応するバイオセンサーとなることを実験的に明ら
かにした(H,旧11son、A、Akerland、
に、No5bach;Biochem。
Biophyg、Acta、 320 (1973))
。
。
ただし、ガラス電極型PHセンサーは比較的大型で使用
上の制約があった。これに対し、BergveldはM
OSFET(金属−酸化物−半導体型電界効果トランジ
スタ)の金属をとり去って酸化物を露出させたものは溶
液中でイオン濃度に関係して酸化物と溶液との間に発生
する起電力ΔVによる電界に応答してゲート抵抗が変化
することを利用してΔVを測定できることを見出し、
l5FET(イオン感応性FET)と命名した(P、B
ergveld;rEEE Trans、on Bio
−med、Eng、 、p、70(Jan、 1970
))、また、松尾らは比較電極を用いる測定方法、ドレ
イン−ソース電波を一定にしてソース−比較電極間の電
位差を測定する方法を提案し、更に酸化物の上<Si3
N4膜を重ねて安定なpH応答を示すl5FETを
提供した (T。
上の制約があった。これに対し、BergveldはM
OSFET(金属−酸化物−半導体型電界効果トランジ
スタ)の金属をとり去って酸化物を露出させたものは溶
液中でイオン濃度に関係して酸化物と溶液との間に発生
する起電力ΔVによる電界に応答してゲート抵抗が変化
することを利用してΔVを測定できることを見出し、
l5FET(イオン感応性FET)と命名した(P、B
ergveld;rEEE Trans、on Bio
−med、Eng、 、p、70(Jan、 1970
))、また、松尾らは比較電極を用いる測定方法、ドレ
イン−ソース電波を一定にしてソース−比較電極間の電
位差を測定する方法を提案し、更に酸化物の上<Si3
N4膜を重ねて安定なpH応答を示すl5FETを
提供した (T。
Matsuo、に、D、Wise;IEEE Tran
s、 on Biomed、Eng、。
s、 on Biomed、Eng、。
p、48B(Nov、1974))、また、Janat
aらは l5FETと固定化酵素を組み合わせたセンサ
ーを提案しく特開昭51−139289又は[ISP
4,020,830)、ペニシリンニ関する実験でこれ
を検証した(S、Caras、J、Janata;An
al、Chem、、52.1935(1980))
。
aらは l5FETと固定化酵素を組み合わせたセンサ
ーを提案しく特開昭51−139289又は[ISP
4,020,830)、ペニシリンニ関する実験でこれ
を検証した(S、Caras、J、Janata;An
al、Chem、、52.1935(1980))
。
以下、 pHセンサーの測定原理及び従来のバイオセン
サーの酵素固定化方法について説明する。
サーの酵素固定化方法について説明する。
まず、ガラス電極型pHセンサーについて第6図(a)
〜(c)を参照して説明する。第6図(a)において、
ガラス電極型pHセンサー30は、ガラス膜31/標準
電解質水溶液32/AgC1/Ag電極33/出力端子
34という構成からなっている。ここで、ガラス111
1としては例えば5i0272%、Na2022%、G
a08%の組成のものが用いられる。このガラス電極型
pHセンサー30はH+に選択的にいわゆるネルンスト
応答を示すことが知られている。一方。
〜(c)を参照して説明する。第6図(a)において、
ガラス電極型pHセンサー30は、ガラス膜31/標準
電解質水溶液32/AgC1/Ag電極33/出力端子
34という構成からなっている。ここで、ガラス111
1としては例えば5i0272%、Na2022%、G
a08%の組成のものが用いられる。このガラス電極型
pHセンサー30はH+に選択的にいわゆるネルンスト
応答を示すことが知られている。一方。
比較電極20は液絡用多孔部21/標準電解質水溶液2
2/電極23/出力端子24という構成からなっている
。これらガラス電極型pHセンサー30及び比較電極2
0が被測定溶液!0に浸漬されて測定が行なわれる。な
お、最近実用化されているものは、第6図(b)に示す
ようにガラス電極型pHセンサー30と比較電極20と
が一体化されているのが一般的である。
2/電極23/出力端子24という構成からなっている
。これらガラス電極型pHセンサー30及び比較電極2
0が被測定溶液!0に浸漬されて測定が行なわれる。な
お、最近実用化されているものは、第6図(b)に示す
ようにガラス電極型pHセンサー30と比較電極20と
が一体化されているのが一般的である。
第6図(a)において、ガラス電極型p)Iセンサー3
0の出力端子34の電位をEA、比較電極20の出力端
子24の電位をE8、被測定溶液10の電位をEいガラ
ス11a31の電位を1とすると、第654 (c)に
示す関係となり、これらの電位差は次式のように定義さ
れる。
0の出力端子34の電位をEA、比較電極20の出力端
子24の電位をE8、被測定溶液10の電位をEいガラ
ス11a31の電位を1とすると、第654 (c)に
示す関係となり、これらの電位差は次式のように定義さ
れる。
VA = EA −E、 −・・■VL
= E、−E、 ・・・■Vx=
旺 −EL ・・・■Vエ = EA −E
、 ・・・00〜0式から0式が得られる。
= E、−E、 ・・・■Vx=
旺 −EL ・・・■Vエ = EA −E
、 ・・・00〜0式から0式が得られる。
VA = VL + VX + vl
−・・■ここで、vLとvIとは被測定溶液にかかわら
ず一定値となるように調整されている。したがって、被
測定液の変化にともなうvAの変化は、ガラス膜の起電
力v8の変化に等しく1次式 %式% 次に、 FET J!!!PHセンサーについて、第7
図(a)及び(b)を参照して説明する。 FETJ
I!! p)Iセンサー40は、シリコン基板41の表
面にソース42、ドレイン43を形成し、ソース、ドレ
イン間のゲートを覆うように感応l1l(例えばミi0
2膜及びSi3 N4膜の積層19)44を形成した
構造を有している。そして、ソース42とドレイン43
とは定電圧電源46に接続されている。また、 FET
型PHセンサー40と比較電極20とはコントロール回
路47に接続されている。このコントロール回路47と
しては、例えば第8図(a)〜(C)に示すようなもの
が用いられる。
−・・■ここで、vLとvIとは被測定溶液にかかわら
ず一定値となるように調整されている。したがって、被
測定液の変化にともなうvAの変化は、ガラス膜の起電
力v8の変化に等しく1次式 %式% 次に、 FET J!!!PHセンサーについて、第7
図(a)及び(b)を参照して説明する。 FETJ
I!! p)Iセンサー40は、シリコン基板41の表
面にソース42、ドレイン43を形成し、ソース、ドレ
イン間のゲートを覆うように感応l1l(例えばミi0
2膜及びSi3 N4膜の積層19)44を形成した
構造を有している。そして、ソース42とドレイン43
とは定電圧電源46に接続されている。また、 FET
型PHセンサー40と比較電極20とはコントロール回
路47に接続されている。このコントロール回路47と
しては、例えば第8図(a)〜(C)に示すようなもの
が用いられる。
これら FET型pHセンサー40及び比較電極20(
第6図と同様な構成)が被測定溶液lOに浸漬されて測
定が行なわれる。
第6図と同様な構成)が被測定溶液lOに浸漬されて測
定が行なわれる。
第7図(a)において、ソース42の電位をEs、比較
電極20の出力端子24の電位をEg、被測定溶液10
の電位をEい感応膜44の電位をEfとすると、第7図
(b)に示す関係となり、これらの電位差は次式のよう
に定義される。
電極20の出力端子24の電位をEg、被測定溶液10
の電位をEい感応膜44の電位をEfとすると、第7図
(b)に示す関係となり、これらの電位差は次式のよう
に定義される。
vA=E^−Es ・・・■VL、 =EL
−E、 ・・・■Vx=EF−E、
・・・■ VG=E、−E、 ・・・0 0〜0式から0式が得られる。
−E、 ・・・■Vx=EF−E、
・・・■ VG=E、−E、 ・・・0 0〜0式から0式が得られる。
vG =VA ” VL ” Vx ・・・@ここで、
FET 4Gのドレイン43からソース42へ流れる電
流iとv4との間には、次式の関係がある。
FET 4Gのドレイン43からソース42へ流れる電
流iとv4との間には、次式の関係がある。
i = β(vtr −VT) 2/ 2 、
・、 (n)ただし、 VG−vT< V、S−・・■ ここで、vlはスレッシュホールド電圧、VD、はドレ
イン43−ソース42間に印加すべき電圧である。
・、 (n)ただし、 VG−vT< V、S−・・■ ここで、vlはスレッシュホールド電圧、VD、はドレ
イン43−ソース42間に印加すべき電圧である。
vTとβとは温度が一定ならばFETに固有の一定値と
なる。
なる。
なお、FET型pHセンサーではV(、は直接測定でき
ないので次のようにして測定を行なっている。ここで、
[相]式及び0式から。
ないので次のようにして測定を行なっている。ここで、
[相]式及び0式から。
1−1(VA+VL+V、−V、)2/2 ・(2
を誘導する。
を誘導する。
第8図(a)又は(b)のようなiを常に一定にするコ
ントロール回路47を使用すると、vL及びV7は定数
であるから次式が成立する。
ントロール回路47を使用すると、vL及びV7は定数
であるから次式が成立する。
ΔVx=−AVA= A (E、−E、) ・
@そして、第8図(a)のコントロール回路47を使用
するとE、は一定となるから、 Δv8=−ΔE尺 ・・・■また、第8図(
b)のコントロール回路47を使用すると販が一定とな
るから、 ΔV、= ΔE5 ・・・■一方、0式
を変形して、次式を誘導する。
@そして、第8図(a)のコントロール回路47を使用
するとE、は一定となるから、 Δv8=−ΔE尺 ・・・■また、第8図(
b)のコントロール回路47を使用すると販が一定とな
るから、 ΔV、= ΔE5 ・・・■一方、0式
を変形して、次式を誘導する。
J2 ’i−フγフW = VA + V、+
V* −VT =・■第8図(C)のコン
トロール回路47を使用するとv9は一定となるから電
流iを次式によってΔVつに変換することができる。
V* −VT =・■第8図(C)のコン
トロール回路47を使用するとv9は一定となるから電
流iを次式によってΔVつに変換することができる。
ΔVK= J2/β ΔJi ・・・@ただ
し、V、の変化範囲に従って、 vA+ VL、+ Vx −VT< V、、
−・・ ■を満足するようにVAを決
定する必要がある。
し、V、の変化範囲に従って、 vA+ VL、+ Vx −VT< V、、
−・・ ■を満足するようにVAを決
定する必要がある。
以1のようにFET型pHセンサーでは被測定溶液中で
の感応膜の起電力の変化Δv1は0式、0式、0式に従
って、それぞれ鴫、E8、iを測定することにより検出
することができる。
の感応膜の起電力の変化Δv1は0式、0式、0式に従
って、それぞれ鴫、E8、iを測定することにより検出
することができる。
さて、ガラス電極ff1pl(センサー、FET型pH
センサーともに、被測定溶液中での感応膜の起電力vx
は、1888年Nernstによって示された0式に従
う。
センサーともに、被測定溶液中での感応膜の起電力vx
は、1888年Nernstによって示された0式に従
う。
%式%
ここで、Rは気体定数(8,31441J/mat K
)、Fは77ラデ一定tl (9,848457X 1
0’ J/V mal)、T ハ絶対温度(K)、αは
補正係数、 a、++は水素イオンの活量である。い
ま、水素イオン濃度が籟4.からCH−、に変化したと
き、水素イオンの活量がal、、からaH’tに変化し
たとすると、再溶液中での感応膜の起電力の差ΔvKは
次式で示される。
)、Fは77ラデ一定tl (9,848457X 1
0’ J/V mal)、T ハ絶対温度(K)、αは
補正係数、 a、++は水素イオンの活量である。い
ま、水素イオン濃度が籟4.からCH−、に変化したと
き、水素イオンの活量がal、、からaH’tに変化し
たとすると、再溶液中での感応膜の起電力の差ΔvKは
次式で示される。
したがって、α及びcH・/ aH”とCH・との関係
が予め決定されていれば、既知のcH”+を基準として
Cs1zを測定することができる。このような目的に用
いられるpH標準溶液としてJISの規定によって調合
されたものが市販されている。
が予め決定されていれば、既知のcH”+を基準として
Cs1zを測定することができる。このような目的に用
いられるpH標準溶液としてJISの規定によって調合
されたものが市販されている。
次いで、従来の酵素固定化方法について説明する。酵素
固定化方法はpHセンサーの場合と他のセンサーの場合
とで特別に異なるものではなく、どのような酵素を使用
するかを除けば共通に適用できるものである。
固定化方法はpHセンサーの場合と他のセンサーの場合
とで特別に異なるものではなく、どのような酵素を使用
するかを除けば共通に適用できるものである。
当初、 C1arkらは半透膜(セロファン紙)で作っ
た袋にグルコースオキシダーゼ溶液を入れ、その中の酸
素電極をさし込み、酵素溶液がもれないように0リング
で固定する方法を採用した。これと同様に、酵素溶液を
ゼラチンなどのゲルにしみこませる方法も用いられた。
た袋にグルコースオキシダーゼ溶液を入れ、その中の酸
素電極をさし込み、酵素溶液がもれないように0リング
で固定する方法を採用した。これと同様に、酵素溶液を
ゼラチンなどのゲルにしみこませる方法も用いられた。
しかし、この場合応答速度が極めて遅いという問題があ
った。
った。
また、Updikeらはアクリルアミドとに、N−メチ
レンビスアクリルアミドとを光重合して得られるゲルマ
トリックス中にグルコースオキシダーゼを固定化したも
のを酸素電極にはりつける方法を採用した。この方法で
は、アクリルアミドとN、N−メチレンビスアクリルア
ミドとの割合を最適に選ぶことにより、分子量の大きい
酵素をマトリックス内にとじこめ、かつ基質の拡散を許
容することができるため、酵素の流亡を防止するための
半透膜が不要となった。しかし、長期的には酵素が流亡
するため、感度が低下することは避けられなかった。
レンビスアクリルアミドとを光重合して得られるゲルマ
トリックス中にグルコースオキシダーゼを固定化したも
のを酸素電極にはりつける方法を採用した。この方法で
は、アクリルアミドとN、N−メチレンビスアクリルア
ミドとの割合を最適に選ぶことにより、分子量の大きい
酵素をマトリックス内にとじこめ、かつ基質の拡散を許
容することができるため、酵素の流亡を防止するための
半透膜が不要となった。しかし、長期的には酵素が流亡
するため、感度が低下することは避けられなかった。
そこで、Braunらは8%の血清アルブミン及び0.
7%のグルタルアルデヒドを含む0.02Mのリン酸塩
緩衝液(pHfl、8) 2.5mlにIIIIgのカ
タラーゼを加え、この溶液をガラス上に流し、4℃で2
4時間放置してカタラーゼを固定化した固定化酵素膜を
用いた(G、Braun et al、;Biotec
h、Bioeng、、 105゜359(1973))
、この方法では、タンパク質かもなる酵素をタンパク質
であるアルブミンとともにグルタルアルデヒドと共重合
反応させて一体にゲル化しているので、酵素の流亡が抑
制される。
7%のグルタルアルデヒドを含む0.02Mのリン酸塩
緩衝液(pHfl、8) 2.5mlにIIIIgのカ
タラーゼを加え、この溶液をガラス上に流し、4℃で2
4時間放置してカタラーゼを固定化した固定化酵素膜を
用いた(G、Braun et al、;Biotec
h、Bioeng、、 105゜359(1973))
、この方法では、タンパク質かもなる酵素をタンパク質
であるアルブミンとともにグルタルアルデヒドと共重合
反応させて一体にゲル化しているので、酵素の流亡が抑
制される。
また、南条らはL−アミノ酸オキシダーゼ 100mg
と牛血清アルブミン100+sgを0.1Mリン酸緩衝
溶液(pH7,3) 5mlに溶解し、これに50%グ
ルタルアルデヒド水溶液5滴を加えてドライアイスアセ
トン寒剤で凍結し、冷蔵庫中で1日放置した後解凍して
得られるスポンジ状酵素アルブミン三次元共重合体をナ
イロン布を用いて電極に支持させる方法を採用した(M
、Nanjo and G、G、Guilbault;
Anal。
と牛血清アルブミン100+sgを0.1Mリン酸緩衝
溶液(pH7,3) 5mlに溶解し、これに50%グ
ルタルアルデヒド水溶液5滴を加えてドライアイスアセ
トン寒剤で凍結し、冷蔵庫中で1日放置した後解凍して
得られるスポンジ状酵素アルブミン三次元共重合体をナ
イロン布を用いて電極に支持させる方法を採用した(M
、Nanjo and G、G、Guilbault;
Anal。
Chim、Acta、73,387(1974)) 、
これによって基質の拡散が速やかになり、応答速度が改
善された。
これによって基質の拡散が速やかになり、応答速度が改
善された。
また、Mascini らはウレアーゼとアルブミンの
混合溶液を電極に塗布する直前にグルタルアルデヒトを
添加し、素早く電極表面に塗布する方法によって尿素セ
ンサーを試作した。すなわち、5 mgの酵素を501
L+の牛血清アルブミン水溶液の溶解したもの5鉢1と
、グルタルアルデヒド3JL+ とをNH,電極のテフ
ロン膜上に滴下し数秒間でよくかきまぜて展延して塗膜
とした。この塗膜は数秒間で流動性を失い15分間で充
分な架橋反応を完了する(M、Mascini and
G、G、Guilbault;Anal、Chem、
。
混合溶液を電極に塗布する直前にグルタルアルデヒトを
添加し、素早く電極表面に塗布する方法によって尿素セ
ンサーを試作した。すなわち、5 mgの酵素を501
L+の牛血清アルブミン水溶液の溶解したもの5鉢1と
、グルタルアルデヒド3JL+ とをNH,電極のテフ
ロン膜上に滴下し数秒間でよくかきまぜて展延して塗膜
とした。この塗膜は数秒間で流動性を失い15分間で充
分な架橋反応を完了する(M、Mascini and
G、G、Guilbault;Anal、Chem、
。
49.795(1977)) 、 Masciniらの
この方法は、1980年Jana taらが最初の酵素
FETセンサーでペニシリンの測定を行なった際に応用
している。
この方法は、1980年Jana taらが最初の酵素
FETセンサーでペニシリンの測定を行なった際に応用
している。
しかし、これらの方法では、グルタルアルデヒドを添加
してから数十秒で流動性を失うような高反応性の液体を
素早く塗布しなければならないため、操作が著しく困難
であるだけでなく、均一なg膜を歩留りよく形成するこ
とは不可能であり、工業的な製造には不適当である。
してから数十秒で流動性を失うような高反応性の液体を
素早く塗布しなければならないため、操作が著しく困難
であるだけでなく、均一なg膜を歩留りよく形成するこ
とは不可能であり、工業的な製造には不適当である。
特開昭80−291357号公報には、PVA(7)O
H基にトメチル−p−ホルミルスチリルピリジニウムメ
トサルフェートを付加した感光性樹脂の5%水溶液0.
21にグルコースオキシダーゼ51を溶解して均一な溶
液としたものをpHFETセンサーに塗布して光硬化す
る方法が記載されている。
H基にトメチル−p−ホルミルスチリルピリジニウムメ
トサルフェートを付加した感光性樹脂の5%水溶液0.
21にグルコースオキシダーゼ51を溶解して均一な溶
液としたものをpHFETセンサーに塗布して光硬化す
る方法が記載されている。
同公報の実施例2には、酵素とアルブミンの混合溶液を
塗布した後、グルタルアルデヒド水溶液に浸漬する方法
が記載されている。しかし、この方法で得られたセンサ
ーは他の方法によって得られたものよりも感度が小さく
なってしまう、これは酵素が固定化されるよりも前にグ
ルタルアルデヒド水、溶液中に溶出することを示してい
る。また、得られる膜は非常に破れやすいものである。
塗布した後、グルタルアルデヒド水溶液に浸漬する方法
が記載されている。しかし、この方法で得られたセンサ
ーは他の方法によって得られたものよりも感度が小さく
なってしまう、これは酵素が固定化されるよりも前にグ
ルタルアルデヒド水、溶液中に溶出することを示してい
る。また、得られる膜は非常に破れやすいものである。
特開昭81−88844号公報には酵素とアルブミンの
混合溶液を塗布した後、この上に必要量だけのグルタル
アルデヒド水溶液をのせて固定化する方法が記載されて
いる。この方法によれば酵素の流口はさけられるが、出
力が不安定となるだけでなく、寿命にも制約がある。
混合溶液を塗布した後、この上に必要量だけのグルタル
アルデヒド水溶液をのせて固定化する方法が記載されて
いる。この方法によれば酵素の流口はさけられるが、出
力が不安定となるだけでなく、寿命にも制約がある。
特開昭81−3578111号公報には、ウェハ表面を
シラン化剤で処理した後、ジクロルメタン中に1,8−
ジアミノ−4−7ミノメチルオクタンとグルタルアルデ
ヒド、トリアセチルセルロースを含有する溶液を塗布し
て40℃で一昼夜放置したものを、ウレアーゼ溶液に浸
漬して固定化する方法が記載されている。同様に特開昭
81−178845号公報には、シランカップリング剤
、グルタルアルデヒドをこの順に真空薄着して得られる
生理活性物質固定化用蒸着膜を利用する方法が記載され
ている。
シラン化剤で処理した後、ジクロルメタン中に1,8−
ジアミノ−4−7ミノメチルオクタンとグルタルアルデ
ヒド、トリアセチルセルロースを含有する溶液を塗布し
て40℃で一昼夜放置したものを、ウレアーゼ溶液に浸
漬して固定化する方法が記載されている。同様に特開昭
81−178845号公報には、シランカップリング剤
、グルタルアルデヒドをこの順に真空薄着して得られる
生理活性物質固定化用蒸着膜を利用する方法が記載され
ている。
特開昭59−118890号公報には、酵素を包括固定
化した酵素包括固定化膜をグルタルアルデヒドなどの架
橋化試薬の気相中で架橋化させる方法が記載されている
。これは膜形成に関するものではなく、単に測定中の酵
素の溶出を抑制してセンサーの寿命を延長するという効
果が得られるだけであり、それ以外の効果を期待したも
のではない。
化した酵素包括固定化膜をグルタルアルデヒドなどの架
橋化試薬の気相中で架橋化させる方法が記載されている
。これは膜形成に関するものではなく、単に測定中の酵
素の溶出を抑制してセンサーの寿命を延長するという効
果が得られるだけであり、それ以外の効果を期待したも
のではない。
なお、固定化酵素膜が基質を含む被測定溶液と直接接し
ていると基質を共存する有害成分の影響を受けて応答が
不安定となる場合があるため、以下のような特殊な構造
を採用したものも知られている。
ていると基質を共存する有害成分の影響を受けて応答が
不安定となる場合があるため、以下のような特殊な構造
を採用したものも知られている。
特開昭58−18589号公報には、固定化酵素膜の外
側に、界面活性剤を含有するセルロースアセテート膜を
一体化して積層し保護する方法が記載されている。また
、特開昭58−27643号公報、特開昭58−733
42号公報、特開昭58−128757号公報では、固
定化酵素膜の外側に、血液中に多量の存在するアルブミ
ンなどの妨害分子の透過を防ぎ、基質分子のみを選択的
に透過する多孔質膜を形成している。
側に、界面活性剤を含有するセルロースアセテート膜を
一体化して積層し保護する方法が記載されている。また
、特開昭58−27643号公報、特開昭58−733
42号公報、特開昭58−128757号公報では、固
定化酵素膜の外側に、血液中に多量の存在するアルブミ
ンなどの妨害分子の透過を防ぎ、基質分子のみを選択的
に透過する多孔質膜を形成している。
しかし、以上のような従来の酵素センサー、特にグルコ
ースセンサーでは、基質濃度が高濃度になると串力値が
飽和し、可測濃度の上限が100mg/dl程度であっ
た。ここで、血液や尿中のグルコース濃度は平均100
mg/dlであるが、医用検査では異常値の検出を目的
としており、この異常値は従来のグルコースセンサーの
回訓上限100mg/dlを超えることになるため、医
用分野への応用に制約があった。
ースセンサーでは、基質濃度が高濃度になると串力値が
飽和し、可測濃度の上限が100mg/dl程度であっ
た。ここで、血液や尿中のグルコース濃度は平均100
mg/dlであるが、医用検査では異常値の検出を目的
としており、この異常値は従来のグルコースセンサーの
回訓上限100mg/dlを超えることになるため、医
用分野への応用に制約があった。
この可測濃度を向上するために、池田らはナイロンフィ
ルターにグルタルアルデヒドで共有結合的にグルコース
オキシダーゼを固定化し、その上にグルコースの透過を
部分的に制限するが酸素の透過は妨げない特殊な選択透
過M(ポリプロピレン酸)を形成し、700 mg/d
lまでのグルコース濃度に直接応答するセンサーを作製
した(池田ら;8化、 11380.1554)) 、
Lかし、このセンサーでは感度が著しく低下するとい
う問題があった。
ルターにグルタルアルデヒドで共有結合的にグルコース
オキシダーゼを固定化し、その上にグルコースの透過を
部分的に制限するが酸素の透過は妨げない特殊な選択透
過M(ポリプロピレン酸)を形成し、700 mg/d
lまでのグルコース濃度に直接応答するセンサーを作製
した(池田ら;8化、 11380.1554)) 、
Lかし、このセンサーでは感度が著しく低下するとい
う問題があった。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、高濃度の基質溶液に対しても高感度の測定が可能な
バイオセンサーを提供することを目的とする。
り、高濃度の基質溶液に対しても高感度の測定が可能な
バイオセンサーを提供することを目的とする。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段と作用)本発明のバイオ
センサーは、PHセンサーと、該pHセンサーのPH感
応面を覆う酵素固定化膜と、該酵素固定化膜を覆う基質
透過性の酵素非固定化膜とを具備したことを特徴とする
ものである。
センサーは、PHセンサーと、該pHセンサーのPH感
応面を覆う酵素固定化膜と、該酵素固定化膜を覆う基質
透過性の酵素非固定化膜とを具備したことを特徴とする
ものである。
本発明において、pHセンサーとしてはガラス電極型p
)Iセンサー又はFET型pHセンサーが用いられる。
)Iセンサー又はFET型pHセンサーが用いられる。
上記FET型PHセンサーの変形として延長ゲー) F
ET型pHセンサーを用いてもよい。
ET型pHセンサーを用いてもよい。
本発明において、酵素固定化膜は酵素を固定化母材(マ
トリックス)に包括固定化、化学結合固定化したもので
ある。ここに適用される酵素としてはグルコースオキシ
ダーゼ、ウレアーゼ、ウリカーゼ、リパーゼ、ペニシリ
ナーゼ、アセチルコリンエステラーゼ、パーオキシダー
ゼなどが挙げられる。この他に水溶液のpHを変化させ
る反応を選択的に触媒する酵素ならば何でもよい。ただ
し、トリプシン(タンパク質分解酵素)は用いることが
できない、上記酵素を固定化するための固定化母材とし
ては、基質の透過を抑制しないものが選択され1例えば
アルブミンとグルタルアルデヒドとの共重合反応によっ
て得られる膜、アクリルアミドとN、N−メチレンビス
アクリルアミドとの共重合反応によって得られる膜、ト
リアセチルセルロースに均一に溶解した1、8−ジアミ
ノ−4−7ミノメチルオクタンをグルタルアルデヒドで
架橋して得られる膜、 PVAのOH基の一部を感光性
の官能基を有するスチレン誘導体例えばN−メチル−p
−ホルミルスチリルピリジニウムメトサルフェートで置
換した感光性樹脂などが用いられる。
トリックス)に包括固定化、化学結合固定化したもので
ある。ここに適用される酵素としてはグルコースオキシ
ダーゼ、ウレアーゼ、ウリカーゼ、リパーゼ、ペニシリ
ナーゼ、アセチルコリンエステラーゼ、パーオキシダー
ゼなどが挙げられる。この他に水溶液のpHを変化させ
る反応を選択的に触媒する酵素ならば何でもよい。ただ
し、トリプシン(タンパク質分解酵素)は用いることが
できない、上記酵素を固定化するための固定化母材とし
ては、基質の透過を抑制しないものが選択され1例えば
アルブミンとグルタルアルデヒドとの共重合反応によっ
て得られる膜、アクリルアミドとN、N−メチレンビス
アクリルアミドとの共重合反応によって得られる膜、ト
リアセチルセルロースに均一に溶解した1、8−ジアミ
ノ−4−7ミノメチルオクタンをグルタルアルデヒドで
架橋して得られる膜、 PVAのOH基の一部を感光性
の官能基を有するスチレン誘導体例えばN−メチル−p
−ホルミルスチリルピリジニウムメトサルフェートで置
換した感光性樹脂などが用いられる。
本発明において、酵素非固定化膜としては水溶性のタン
パク質(牛血清アルブミン、他の起源のアルブミン、グ
ロブリン等)を含むもの、例えばアルブミンとグルタル
アルデヒドとの共重合反応によって得られる膜が挙げら
れる0本発明に係るバイオセンサーにおいて、安定した
出力を得るためには、基質を含む被測定溶液を攪拌する
ことが不可欠となる。この場合、バイオセンサーの外側
の被測定溶液中では、自然拡散層と攪拌によって生じる
強制拡散層とが存在し、両者の拡散層は明確に区別され
る0本発明における酵素非固定化膜は、上記自然拡散層
の厚さを希望する任意の厚さにコントロールできる作用
を有するものである。
パク質(牛血清アルブミン、他の起源のアルブミン、グ
ロブリン等)を含むもの、例えばアルブミンとグルタル
アルデヒドとの共重合反応によって得られる膜が挙げら
れる0本発明に係るバイオセンサーにおいて、安定した
出力を得るためには、基質を含む被測定溶液を攪拌する
ことが不可欠となる。この場合、バイオセンサーの外側
の被測定溶液中では、自然拡散層と攪拌によって生じる
強制拡散層とが存在し、両者の拡散層は明確に区別され
る0本発明における酵素非固定化膜は、上記自然拡散層
の厚さを希望する任意の厚さにコントロールできる作用
を有するものである。
以下、この作用について、より詳細に説明する。
第2図にグルコースセンサーにより、グルコース水溶液
を測定した場合の攪拌時及び静止時の出力の経時変化を
示す、なお、それぞれ同図(a)はFETの感応面に酵
素固定化膜のみを形成したグルコースセンサーによる、
同図(b)はFETの感応面に酵素固定化膜及び酵素非
固定化膜を積層したグルコースセンサーによる測定例で
ある。
を測定した場合の攪拌時及び静止時の出力の経時変化を
示す、なお、それぞれ同図(a)はFETの感応面に酵
素固定化膜のみを形成したグルコースセンサーによる、
同図(b)はFETの感応面に酵素固定化膜及び酵素非
固定化膜を積層したグルコースセンサーによる測定例で
ある。
第2図(a)及び(b)から明らかなように、静止時に
は平衡出力は酵素非固定化膜の有無に無関係である。た
だし、静止時の平衡出力値は不安定である。これに対し
て、水溶液を攪拌すると、平衡出力値は酵素非固定化膜
を設けたグルコースセンサーの方が大きくなっている。
は平衡出力は酵素非固定化膜の有無に無関係である。た
だし、静止時の平衡出力値は不安定である。これに対し
て、水溶液を攪拌すると、平衡出力値は酵素非固定化膜
を設けたグルコースセンサーの方が大きくなっている。
これらの現象の生じる機構を第3図を参照して説明する
。第3図はセンサーの感応面近傍の平衡水素イオン濃度
を示すものである。なお、それぞれ同図(a)はFET
の感応面に酵素固定化膜のみを形成したグルコースセン
サーの場合、同図(b)はFETの感応面に酵素固定化
膜及び酵素非固定化膜を積層したグルコースセンサーの
場合である。
。第3図はセンサーの感応面近傍の平衡水素イオン濃度
を示すものである。なお、それぞれ同図(a)はFET
の感応面に酵素固定化膜のみを形成したグルコースセン
サーの場合、同図(b)はFETの感応面に酵素固定化
膜及び酵素非固定化膜を積層したグルコースセンサーの
場合である。
ここで、水素イオンは酵素反応によって生成するから感
応面に密着している酵素固定化膜上において最も高濃度
になっている。そして、平衡時においては、水素イオン
の濃度分布などは被測定溶液と感応面との相対的な流速
の影響を受ける。いま、被測定溶液が感応面に対して相
対的に静止している場合には第3図(a) 、 (b)
の破線で示すような自然拡散層が形成される。ただし、
このような拡散層は不安定であり、被測定溶液のわずか
の振動、対流、ゆらぎなどによって大幅に変化すること
があるから出力は前述の如く不安定であることをまぬが
れない、また、静止時には感応面への異物(微小固形物
)の沈着も進行しやすいから出力の変動はさらに大きく
なる。
応面に密着している酵素固定化膜上において最も高濃度
になっている。そして、平衡時においては、水素イオン
の濃度分布などは被測定溶液と感応面との相対的な流速
の影響を受ける。いま、被測定溶液が感応面に対して相
対的に静止している場合には第3図(a) 、 (b)
の破線で示すような自然拡散層が形成される。ただし、
このような拡散層は不安定であり、被測定溶液のわずか
の振動、対流、ゆらぎなどによって大幅に変化すること
があるから出力は前述の如く不安定であることをまぬが
れない、また、静止時には感応面への異物(微小固形物
)の沈着も進行しやすいから出力の変動はさらに大きく
なる。
第2図(a) 、 (b)のように、静止時の平衡出力
は酵素非固定化膜の有無に無関係であるから、第3図(
a) 、 (b)の破線の形は同一となる。なお。
は酵素非固定化膜の有無に無関係であるから、第3図(
a) 、 (b)の破線の形は同一となる。なお。
感応面に酵素非固定化膜がある場合とない場合では基質
及び反応生成物の透過速度が影響を受けることは当然で
ある。にもかかわらず静止時の平衡出力が酵素非固定化
膜の有無に無関係ということは、感応面上における平衡
時の水素イオン濃度は基質及び反応生成物の透過速度に
無関係ということにほかならない、すなわち、第3図(
b)において破線の(イ)の部分(非固定化膜内の水素
イオン濃度を示す)の形は透過速度の異なる膜ととりか
えても変化させることはできない、ただし、平衡に達す
る時間は変化する。
及び反応生成物の透過速度が影響を受けることは当然で
ある。にもかかわらず静止時の平衡出力が酵素非固定化
膜の有無に無関係ということは、感応面上における平衡
時の水素イオン濃度は基質及び反応生成物の透過速度に
無関係ということにほかならない、すなわち、第3図(
b)において破線の(イ)の部分(非固定化膜内の水素
イオン濃度を示す)の形は透過速度の異なる膜ととりか
えても変化させることはできない、ただし、平衡に達す
る時間は変化する。
一方、感応面に対して被測定溶液が相対的に有限の流速
をもっている場合にはその流速に応じて拡散層が削り取
られる。この様子は第3図(a)。
をもっている場合にはその流速に応じて拡散層が削り取
られる。この様子は第3図(a)。
(b)に実線で示されている。第3図(a) 、 (b
)の実線はともに自然拡散層における濃度分布(ロ)と
強制拡散層における濃度分布(ハ)を示す2木の異なる
曲線からなっている。この2本の曲線の交点と固体膜と
の間の層が自然拡散層であり、その厚さはXで示される
。静止時のXは一般的に100μm前後である(Jac
ob Jorne;J、EIectrochemSac
、、 !2’l 、[4]722(1982))、そし
て、攪拌強度が強くなるとともにXは小さくなり、第2
図(a)。
)の実線はともに自然拡散層における濃度分布(ロ)と
強制拡散層における濃度分布(ハ)を示す2木の異なる
曲線からなっている。この2本の曲線の交点と固体膜と
の間の層が自然拡散層であり、その厚さはXで示される
。静止時のXは一般的に100μm前後である(Jac
ob Jorne;J、EIectrochemSac
、、 !2’l 、[4]722(1982))、そし
て、攪拌強度が強くなるとともにXは小さくなり、第2
図(a)。
(b)の測定時の攪拌強度では1μm程度となる。
この場合、第3図(b)の曲線(ロ)を酵素非固定化膜
内に延長した曲線(ニ)によって酵素固定化膜上の水素
イオン濃度が定まることになる。第3図(b)かられか
るように酵素非固定化膜の厚さyが大きいほど平衡時に
高い出力が得られるという効果は大きい、しかし、yが
5終諺を超えると応答時間が長ずごて実用的ではない、
一方、yが0、I ILm未満では自然拡散層の増加に
対する寄与が小さいので意味がない。
内に延長した曲線(ニ)によって酵素固定化膜上の水素
イオン濃度が定まることになる。第3図(b)かられか
るように酵素非固定化膜の厚さyが大きいほど平衡時に
高い出力が得られるという効果は大きい、しかし、yが
5終諺を超えると応答時間が長ずごて実用的ではない、
一方、yが0、I ILm未満では自然拡散層の増加に
対する寄与が小さいので意味がない。
本発明に係るバイオセンサーは種々の方法により製造す
ることができるが1例えば酵素及び水溶性タンパク質と
グルタルアルデヒドとを共重合反応させた酵素固定化膜
と、水溶性タンパク質とグルタルアルデヒドとを共重合
反応させた酵素非固定化膜とを有するものは以下のよう
な方法で製造することが望ましい。
ることができるが1例えば酵素及び水溶性タンパク質と
グルタルアルデヒドとを共重合反応させた酵素固定化膜
と、水溶性タンパク質とグルタルアルデヒドとを共重合
反応させた酵素非固定化膜とを有するものは以下のよう
な方法で製造することが望ましい。
すなわち、 pHセンサーのPH感応面に酵素と水溶性
タンパク質とを含有する水溶液を塗布し乾燥した後、グ
ルタルアルデヒド溶液中で30秒以上処理して架橋反応
を起させる第1工程と、更に水溶性タンパク質を含有す
る水溶液を塗布し乾燥した後、グルタルアルデヒド溶液
中で30秒以上処理して架橋反応を起させる第2工程と
により製造することができる。なお、酵素非固定化膜を
形成するための第2の工程で用いる酵素を含有しないタ
ンパク賀水溶液は、基本的には第1工程で用いる溶液か
ら酵素のみを除去した組成のものでよいが、全く別の組
成でもよい、また、これらの水溶液には、 pH緩衝用
電解質及びその他必要な添加物を含有させてもよい。
タンパク質とを含有する水溶液を塗布し乾燥した後、グ
ルタルアルデヒド溶液中で30秒以上処理して架橋反応
を起させる第1工程と、更に水溶性タンパク質を含有す
る水溶液を塗布し乾燥した後、グルタルアルデヒド溶液
中で30秒以上処理して架橋反応を起させる第2工程と
により製造することができる。なお、酵素非固定化膜を
形成するための第2の工程で用いる酵素を含有しないタ
ンパク賀水溶液は、基本的には第1工程で用いる溶液か
ら酵素のみを除去した組成のものでよいが、全く別の組
成でもよい、また、これらの水溶液には、 pH緩衝用
電解質及びその他必要な添加物を含有させてもよい。
上記方法において、p)感応面はアセトンやアルコール
で油脂分を除去し、更に界面活性剤などで親木処理した
後、充分に水洗し風乾する。この洗沙は塗布工程の直前
に行なうことが望ましい、−方、溶液中には固形物が混
入していることがあるので、遠心分離、又はろ過によっ
て固形物を除去しておくことが望ましい。
で油脂分を除去し、更に界面活性剤などで親木処理した
後、充分に水洗し風乾する。この洗沙は塗布工程の直前
に行なうことが望ましい、−方、溶液中には固形物が混
入していることがあるので、遠心分離、又はろ過によっ
て固形物を除去しておくことが望ましい。
また、 pl(感応面に酵素及び水溶性タンパク質を含
有する水溶液、又は水溶性タンパク質を含有する水溶液
を塗布する方法としてはデイツプコート法、ドリップコ
ート法、スピンコード法、ブラシコート法、ナイフコー
ト法、スクリーンプリント法、スタンプ法、インクジェ
ットプリント法などが挙げられる。
有する水溶液、又は水溶性タンパク質を含有する水溶液
を塗布する方法としてはデイツプコート法、ドリップコ
ート法、スピンコード法、ブラシコート法、ナイフコー
ト法、スクリーンプリント法、スタンプ法、インクジェ
ットプリント法などが挙げられる。
また、グルタルアルデヒド蒸気はグルタルアルデヒド水
溶液から発生する蒸気を用いることができる。グルタル
アルデヒドは通常50%水溶液として入手でき、これを
そのまま用いてもよいし、5%程度まで希釈してもよい
、グルタルアルデヒド水溶液上に安定したグルタルアル
デヒド蒸気浴を形成する最も簡単な方法は、シリンダの
底部にグルタルアルデヒド水溶液を入れることである。
溶液から発生する蒸気を用いることができる。グルタル
アルデヒドは通常50%水溶液として入手でき、これを
そのまま用いてもよいし、5%程度まで希釈してもよい
、グルタルアルデヒド水溶液上に安定したグルタルアル
デヒド蒸気浴を形成する最も簡単な方法は、シリンダの
底部にグルタルアルデヒド水溶液を入れることである。
この場合、水溶液上のシリンダ内の空間の高さに対して
直径が充分小さくなるようにしておけば対流が起りにく
く、かつグルタルアルデヒド蒸気は空気よりも比重が大
きいのでシリンダの上部を開放しておいても流出するこ
とがない、したがって。
直径が充分小さくなるようにしておけば対流が起りにく
く、かつグルタルアルデヒド蒸気は空気よりも比重が大
きいのでシリンダの上部を開放しておいても流出するこ
とがない、したがって。
この上部開放部から感応面に塗膜を形成したセンサーを
挿入して処理することができる。
挿入して処理することができる。
このような方法によれば、塗膜を乾燥した後グルタルア
ルデヒド蒸気に曝すだけで架橋しているため、酵素及び
タンパク質の最初の組成を保ったまま均一で透明な不溶
性の酵素固定化膜とすることができる。この酵素固定化
膜は水につけても安定であるため、この上にほぼ同様な
操作で酵素非固定化膜を形成することができる。また、
乾燥前の塗布液は流動性が一定に保たれるので厚さの制
御が可能である。この際、1回の塗布工程で消費される
酵素溶液の量は塗膜として有効に利用される分量だけで
あり、酵素溶液を節約することができる。また、架橋反
応は風乾状態で行なわれるため、w&密な膜を形成する
ことができる。これらのことは、 FET型センサーの
ように超薄膜が要求される場合に有利であり、しかも寿
命からみた歩留りの高いセンサーを得ることができる。
ルデヒド蒸気に曝すだけで架橋しているため、酵素及び
タンパク質の最初の組成を保ったまま均一で透明な不溶
性の酵素固定化膜とすることができる。この酵素固定化
膜は水につけても安定であるため、この上にほぼ同様な
操作で酵素非固定化膜を形成することができる。また、
乾燥前の塗布液は流動性が一定に保たれるので厚さの制
御が可能である。この際、1回の塗布工程で消費される
酵素溶液の量は塗膜として有効に利用される分量だけで
あり、酵素溶液を節約することができる。また、架橋反
応は風乾状態で行なわれるため、w&密な膜を形成する
ことができる。これらのことは、 FET型センサーの
ように超薄膜が要求される場合に有利であり、しかも寿
命からみた歩留りの高いセンサーを得ることができる。
なお、本発明において、酵素固定化膜を複数層の積層構
造とすれば生体膜モデルを形成することができる0例え
ば、第1層にグルコースオキシダーゼ、第2層にムタロ
ターゼ、第3層にインベルターゼを固定化した膜を形成
することにより、スクロースセンサーを製造することが
できる。
造とすれば生体膜モデルを形成することができる0例え
ば、第1層にグルコースオキシダーゼ、第2層にムタロ
ターゼ、第3層にインベルターゼを固定化した膜を形成
することにより、スクロースセンサーを製造することが
できる。
(実施例)
以下、本発明を実施例基づいて更に詳細に説明する。
最初に1本発明に係るグルコースセンサーの製造方法を
第1図(a)及び(b)を参照して説明する0本実施例
ではFET型pHセンサーの感応面に酵素固定化膜及び
酵素非固定化膜を形成した。第1図(a)及び(b)に
示すようにFET型pHセンサーは概略的には、p型シ
リコン基板1表面にn÷ソース、ドレイン領域2.3が
形成され、ゲート部に5i02膜及びSi3 N4膜
を順次積層したゲート感応s4が形成され、更にゲート
感応膜4以外の部分が被覆体5で覆われた構造を有して
いる。
第1図(a)及び(b)を参照して説明する0本実施例
ではFET型pHセンサーの感応面に酵素固定化膜及び
酵素非固定化膜を形成した。第1図(a)及び(b)に
示すようにFET型pHセンサーは概略的には、p型シ
リコン基板1表面にn÷ソース、ドレイン領域2.3が
形成され、ゲート部に5i02膜及びSi3 N4膜
を順次積層したゲート感応s4が形成され、更にゲート
感応膜4以外の部分が被覆体5で覆われた構造を有して
いる。
コノFET型PH(!7?−はVp5 =3.00V
テ、25℃ニオltルβカ900pA /V2、PH感
度カ58mV/PH1pH4,01におけるEsが+1
.000V ws、 SCEテある。このFET型PH
センサーのゲート感応W14の表面をアセトンで脱脂し
、石けん液で親木処理した後、充分に水洗した。
テ、25℃ニオltルβカ900pA /V2、PH感
度カ58mV/PH1pH4,01におけるEsが+1
.000V ws、 SCEテある。このFET型PH
センサーのゲート感応W14の表面をアセトンで脱脂し
、石けん液で親木処理した後、充分に水洗した。
一方、グルコースオキシダーゼ(ベーリンガーマンハイ
ム山之内社製、グレード■、330 mg/10000
0 u、凍結乾燥品) 0.3g及び牛血清アルブミ
ン(アルモア製薬社製、フラクションV、粉末) 0
.1gをpH8,5の0.1M トリス塩酸緩衝溶液2
1に溶解した。また、 200 mlの円筒状メスシリ
ンダーに201の50%グルタルアルデヒド水溶液を入
れ、グルタルアルデヒド蒸気浴を用意した。
ム山之内社製、グレード■、330 mg/10000
0 u、凍結乾燥品) 0.3g及び牛血清アルブミ
ン(アルモア製薬社製、フラクションV、粉末) 0
.1gをpH8,5の0.1M トリス塩酸緩衝溶液2
1に溶解した。また、 200 mlの円筒状メスシリ
ンダーに201の50%グルタルアルデヒド水溶液を入
れ、グルタルアルデヒド蒸気浴を用意した。
まず、上記FET型pHセンサーの感応面が液面と垂直
になるように、グルコースオキシダーゼ溶液に浸清し、
静かに引上げて風乾し、緩衝績を呈する酵素含有薄膜を
形成した0次に、 FET型pHセンサーをグルタルア
ルデヒド蒸気浴中に装入し、約2時間反応させた。この
結果、酵素及びアルブミンはグルタルアルデヒドと架橋
反応して不溶性となり、FET型pHセンサーの感応面
に酵素固定化膜6が形成された(第1図(a)図示)、
このようにして製造されたセンサーは従来のグルコース
センサーに対応するものである。
になるように、グルコースオキシダーゼ溶液に浸清し、
静かに引上げて風乾し、緩衝績を呈する酵素含有薄膜を
形成した0次に、 FET型pHセンサーをグルタルア
ルデヒド蒸気浴中に装入し、約2時間反応させた。この
結果、酵素及びアルブミンはグルタルアルデヒドと架橋
反応して不溶性となり、FET型pHセンサーの感応面
に酵素固定化膜6が形成された(第1図(a)図示)、
このようにして製造されたセンサーは従来のグルコース
センサーに対応するものである。
次いで、牛血清アルブミン1gをpH8,5(7) 0
.1に トリス塩酸緩衝溶液41に溶解した。つづいて
、第1図(a)図示のグルコースセンサーを、少なくと
も酵素固定化III!6がフルブミン溶液中に沈むよう
に、感応面を液面に垂直にして浸清し、静かに引上げて
風乾した後、グルタルアルデヒド蒸気浴中で約2時間反
応させて不溶化し、酵素固定化膜6上に酵素非固定化膜
7を形成した(第1図(b)図示)、このようにして、
本発明に係るグルコースセンサーが製造された。
.1に トリス塩酸緩衝溶液41に溶解した。つづいて
、第1図(a)図示のグルコースセンサーを、少なくと
も酵素固定化III!6がフルブミン溶液中に沈むよう
に、感応面を液面に垂直にして浸清し、静かに引上げて
風乾した後、グルタルアルデヒド蒸気浴中で約2時間反
応させて不溶化し、酵素固定化膜6上に酵素非固定化膜
7を形成した(第1図(b)図示)、このようにして、
本発明に係るグルコースセンサーが製造された。
第1図(a)図示の従来のグルコースセンサー(比較例
)及び第1図(b)図示の本発明に係るグルコースセン
サー(実施例)を用い、以下のようにして25℃におけ
るグルコース水溶液の濃度Cとソース電位の変化ΔE5
との関係を調べた。
)及び第1図(b)図示の本発明に係るグルコースセン
サー(実施例)を用い、以下のようにして25℃におけ
るグルコース水溶液の濃度Cとソース電位の変化ΔE5
との関係を調べた。
ここで、測定系の装置構成は第7図(a)と同様とし、
コントロール回路として第8図(a)図示のものを用い
、0式に従って測定を行なった。
コントロール回路として第8図(a)図示のものを用い
、0式に従って測定を行なった。
まず、1O−3HのKCI水溶液501をブランク溶液
としてセンサーを挿入し、出力電圧が一定になった時点
でゼロ点を設定した0次に、溶液を攪拌しながら、 1
Mグルコース水溶液(18g/di) too。
としてセンサーを挿入し、出力電圧が一定になった時点
でゼロ点を設定した0次に、溶液を攪拌しながら、 1
Mグルコース水溶液(18g/di) too。
終1をマイクロピペッタ−を用いて徐々に注入し、出力
(E、の変化ΔE、)を記録した結果を第4図に示す、
また、グルコース濃度と出力との関係を第5図に示す。
(E、の変化ΔE、)を記録した結果を第4図に示す、
また、グルコース濃度と出力との関係を第5図に示す。
第5図から明らかなように、比較例ではグルコース濃度
が約 100mg/d+で出力が飽和するのに対し、実
施例ではグルコース濃度が1000腸g/dlでも出力
は飽和せず、可0濃度が大幅に拡大していることがわか
る。また、グルコース濃度100■g/d1以下の濃度
における感度は比較例と実施例とでほぼ同程度であると
いえる。
が約 100mg/d+で出力が飽和するのに対し、実
施例ではグルコース濃度が1000腸g/dlでも出力
は飽和せず、可0濃度が大幅に拡大していることがわか
る。また、グルコース濃度100■g/d1以下の濃度
における感度は比較例と実施例とでほぼ同程度であると
いえる。
なお、上記実施例のグルコースセンサーをlO本作製し
、1日数回の割合で測定を繰返し、純水中で室温保管し
て寿命を調査したところ、このうち8木については3ケ
月後でも90%以上の感度を保持していた。
、1日数回の割合で測定を繰返し、純水中で室温保管し
て寿命を調査したところ、このうち8木については3ケ
月後でも90%以上の感度を保持していた。
[発明の効果]
以上詳述したように本発明によれば、高濃度の基質溶液
に対しても高感度の測定が可能な/(イオセンサーを提
供できる。
に対しても高感度の測定が可能な/(イオセンサーを提
供できる。
第1図(a)及び(b)は本発明に係るグルコースセン
サーの製造方法を工程順に示す断面図、第2図(a)は
FETの感応面に酵素固定化膜単層を形成したグルコー
スセンサーによる攪拌時及び静止時の出力の経時変化を
示す特性図、同図(b)はFETの感応面に酵素固定化
膜及び酵素非固定化膜を形成したグルコースセンサーに
よる攪拌時及び静止時の出力の経時変化を示す特性図、
第3図(a)はFETの感応面に酵素固定化膜単層を形
成したグルコースセンサー近傍の水素イオン濃度分布を
示す説明図、同図(b)はFETの感応面に酵素固定化
膜及び酵素非固定化膜を形成したグルコ−、スセンサー
近傍の水素イオン濃度分布を示す説明図、第4図は従来
及び本発明の実施例のグルコースセンサーにおける時間
と出力変化との関係を示す特性図、第5図は従来及び本
発明の実施例のグルコースセンサーにおけるグルコース
濃度と出力変化との関係を示す特性図、第6図(a)は
ガラス電極型PHセンサーによる測定系の構成図、同図
(b)は比較電極を一体化したガラス電極型pHセンサ
ーの構成図、同図(C)は同図(a)の測定系における
電位差を示す図、第7図(a)はFET型pHセンサー
による測定系の構成図、同図(b)は同図(a)の測定
系における電位差を示す図、第8図(a)〜(C)はそ
れぞれ第7図(a)で用いられるコントロール回路の構
成図である。 l・・・p型シリコン基板、2.3・・・n十型ソース
、ドレイン、4・・・感応膜、5・・・被覆体、6・・
・酵素固定化膜、7・・・酵素非固定化膜。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 1’F FJ’! (min) り゛lシコース5農演 C 第5図 (a) (b) (
c)第6図 (a)(b) 第7図 (a) \ (b) \ (C) 第8t!1 丘P糸売ネ1り正置 昭和 6♀”1゛″禍8 日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿1.4バ件
の表示 特願昭62−261181号 2、発明の名称 バイオセンサー 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (307)株式会社 東芝 4、代理人 6、補正の対象 明細書、図面 7、補正の内容 (1)特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 (2)第9図及び第1O図を別紙の通り追加する。 (3)明細書第21頁第3行目のr本発明において、」
から同頁第7行目の「挙げられる。」までの文を下記の
通り訂正する。 記 本発明において、酵素非固定化膜としては、例えば水溶
性のタンパク賀(牛血清アルブミン、他の起源のアルブ
ミン、グロブリン等)を含むもの例えばアルブミンとグ
ルタルアルデヒドとの共重合反応によって得られる膜、
ビスアジド系の増感剤を含むポリケイ皮酸ビニルやポリ
イソプレン等のネガ型フォトレジスト、ナフトキノンジ
アジドスルホン酸エステル化合物を含むノボラック樹脂
等のポジ型フォトレジスト、ポリ塩化ビニル、ポリアミ
ド、ポリメチルメタクリル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビ
ニル、アセチルセルロース類、エポキシ樹脂、シリコー
ン樹脂など、薄膜化によって2Ji質を透過することの
できる膜が挙げられる。 (4)明細書第29頁第1行目と同頁第2行目との間に
、「実施例1」という文を加入する。 (5)明細書第32頁第14行目の後に、改行して下記
の文を加入する。 記 実施例2 以下のようにしてFETスクロースセンサーヲ試作した
。 インベルターゼ(ベーリンガーマンハイム山之内社(以
下、BMY社と略記)製、2.31 g 775000
0U、凍結乾燥品) 15mg、ムタロターゼ(BMY
社製、5000u/■g、3.5M硫酸アンモニウム水
溶液に5mg/mlの濃度でコロイド状に分散されてい
るものを透析して塩分を除去し、5a+g/mlの濃度
調整して再分散させた懸濁液200g1を使用) 1
rag、グルコースオキシダーゼ(BMY社製、グレー
ドエ、330 tag/ 100000 u 、凍結乾
燥品) 15mg、牛血清アルブミン(アルモア製薬社
製、フラクションV、凍結乾燥品) 3 mgt−pH
8,5c7)0.IN) !J ス塩m緩衝溶液に溶解
し、全体を500g+とした。この溶液はいずれも約5
000 uの量に相当する3種類の酵素を含んでいる。 この溶液をFET型pHセンサーの感応面を覆うように
塗布して乾燥した後、グルタルアルデヒド蒸気中で架橋
し、酵素固定化膜とした。このようにして得られたFE
Tセンサーを用い、スクロースを含まないブランク溶液
中で平衡させた後、0.02 M濃度となるようにスク
ロースを添加したときの応答曲線を調べた。第9図中(
a)で示すように酵素固定化膜だけを形成したFETセ
ンサーは実用的な感度を有さないものであった0次に、
上記FETセンサーを1%ポリ塩化ビニル丁HF溶液に
ディッピングして、酵素固定化膜上にポリ塩化ビニルの
薄膜(酵素非固定化膜)を形成し、上記と同様にスクロ
ースに対する応答を調べた。その結果、第9図中(b)
〜(f)に示すように、ポリ塩化ビニル薄11!2の塗
布回数が増加するとともに、感度が著しく上昇した。 また、このようにして得られたFETスクロースセンサ
ーの濃度と出力との関係を第1O図に示す。 実施例2のFETスクロースセンサーの場合、実施例1
のFETグルコースセンサーの場合と異なり、0゜00
2Mから 2Mまで濃度の対数に対して直線的に応答す
ることがわかった。 なお、酵素非固定化膜として、ポリ塩化ビニルの代りに
アルコール可溶性ナイロンを使用した場合にも上記と同
様な効果が得られた。このようにして得られたFETバ
イオセンサーは、ポリ塩化ビニルやナイロンのような強
度の高い薄膜で酵素固定化膜が保護されているので、1
か月後でも外観上の変化がみられなかった。また、ノボ
ラック系のフォトレジストを希釈して用いても同様の効
果が得られた。このことはFETバイオセンサーの製造
上の利点となる。 (6)明細書第34頁第5行目の「構成図」の後に、「
、第9図はFETの感応面に酵素固定化膜単層又は酵素
固定化膜とポリ塩化ビニルからなる酵素非固定化膜とを
形成したスクロースセンサーによる出力の経時変化を示
す特性図、第1O図は本発明の実施例2のスクロースセ
ンサーにおけるスクロース濃度と出力変化との関係を示
す特性図」という文を加入する。 2、特許請求の範囲 (1) pHセンサーと、該PHセンサーのpH感応面
を覆う酵素固定化膜と、該酵素固定化膜を覆う基質透過
性の酵素非固定化膜とを具備したことを特徴とするバイ
オセンサー。 (2)酵素固定化膜が酵素及び牛血清アルブミンをグル
タルアルデヒドで架橋したものからなることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のバイオセンサー。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 M 間 (ノヌ3〕 第9図 スクロース=i& (M)
サーの製造方法を工程順に示す断面図、第2図(a)は
FETの感応面に酵素固定化膜単層を形成したグルコー
スセンサーによる攪拌時及び静止時の出力の経時変化を
示す特性図、同図(b)はFETの感応面に酵素固定化
膜及び酵素非固定化膜を形成したグルコースセンサーに
よる攪拌時及び静止時の出力の経時変化を示す特性図、
第3図(a)はFETの感応面に酵素固定化膜単層を形
成したグルコースセンサー近傍の水素イオン濃度分布を
示す説明図、同図(b)はFETの感応面に酵素固定化
膜及び酵素非固定化膜を形成したグルコ−、スセンサー
近傍の水素イオン濃度分布を示す説明図、第4図は従来
及び本発明の実施例のグルコースセンサーにおける時間
と出力変化との関係を示す特性図、第5図は従来及び本
発明の実施例のグルコースセンサーにおけるグルコース
濃度と出力変化との関係を示す特性図、第6図(a)は
ガラス電極型PHセンサーによる測定系の構成図、同図
(b)は比較電極を一体化したガラス電極型pHセンサ
ーの構成図、同図(C)は同図(a)の測定系における
電位差を示す図、第7図(a)はFET型pHセンサー
による測定系の構成図、同図(b)は同図(a)の測定
系における電位差を示す図、第8図(a)〜(C)はそ
れぞれ第7図(a)で用いられるコントロール回路の構
成図である。 l・・・p型シリコン基板、2.3・・・n十型ソース
、ドレイン、4・・・感応膜、5・・・被覆体、6・・
・酵素固定化膜、7・・・酵素非固定化膜。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 1’F FJ’! (min) り゛lシコース5農演 C 第5図 (a) (b) (
c)第6図 (a)(b) 第7図 (a) \ (b) \ (C) 第8t!1 丘P糸売ネ1り正置 昭和 6♀”1゛″禍8 日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿1.4バ件
の表示 特願昭62−261181号 2、発明の名称 バイオセンサー 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (307)株式会社 東芝 4、代理人 6、補正の対象 明細書、図面 7、補正の内容 (1)特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 (2)第9図及び第1O図を別紙の通り追加する。 (3)明細書第21頁第3行目のr本発明において、」
から同頁第7行目の「挙げられる。」までの文を下記の
通り訂正する。 記 本発明において、酵素非固定化膜としては、例えば水溶
性のタンパク賀(牛血清アルブミン、他の起源のアルブ
ミン、グロブリン等)を含むもの例えばアルブミンとグ
ルタルアルデヒドとの共重合反応によって得られる膜、
ビスアジド系の増感剤を含むポリケイ皮酸ビニルやポリ
イソプレン等のネガ型フォトレジスト、ナフトキノンジ
アジドスルホン酸エステル化合物を含むノボラック樹脂
等のポジ型フォトレジスト、ポリ塩化ビニル、ポリアミ
ド、ポリメチルメタクリル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビ
ニル、アセチルセルロース類、エポキシ樹脂、シリコー
ン樹脂など、薄膜化によって2Ji質を透過することの
できる膜が挙げられる。 (4)明細書第29頁第1行目と同頁第2行目との間に
、「実施例1」という文を加入する。 (5)明細書第32頁第14行目の後に、改行して下記
の文を加入する。 記 実施例2 以下のようにしてFETスクロースセンサーヲ試作した
。 インベルターゼ(ベーリンガーマンハイム山之内社(以
下、BMY社と略記)製、2.31 g 775000
0U、凍結乾燥品) 15mg、ムタロターゼ(BMY
社製、5000u/■g、3.5M硫酸アンモニウム水
溶液に5mg/mlの濃度でコロイド状に分散されてい
るものを透析して塩分を除去し、5a+g/mlの濃度
調整して再分散させた懸濁液200g1を使用) 1
rag、グルコースオキシダーゼ(BMY社製、グレー
ドエ、330 tag/ 100000 u 、凍結乾
燥品) 15mg、牛血清アルブミン(アルモア製薬社
製、フラクションV、凍結乾燥品) 3 mgt−pH
8,5c7)0.IN) !J ス塩m緩衝溶液に溶解
し、全体を500g+とした。この溶液はいずれも約5
000 uの量に相当する3種類の酵素を含んでいる。 この溶液をFET型pHセンサーの感応面を覆うように
塗布して乾燥した後、グルタルアルデヒド蒸気中で架橋
し、酵素固定化膜とした。このようにして得られたFE
Tセンサーを用い、スクロースを含まないブランク溶液
中で平衡させた後、0.02 M濃度となるようにスク
ロースを添加したときの応答曲線を調べた。第9図中(
a)で示すように酵素固定化膜だけを形成したFETセ
ンサーは実用的な感度を有さないものであった0次に、
上記FETセンサーを1%ポリ塩化ビニル丁HF溶液に
ディッピングして、酵素固定化膜上にポリ塩化ビニルの
薄膜(酵素非固定化膜)を形成し、上記と同様にスクロ
ースに対する応答を調べた。その結果、第9図中(b)
〜(f)に示すように、ポリ塩化ビニル薄11!2の塗
布回数が増加するとともに、感度が著しく上昇した。 また、このようにして得られたFETスクロースセンサ
ーの濃度と出力との関係を第1O図に示す。 実施例2のFETスクロースセンサーの場合、実施例1
のFETグルコースセンサーの場合と異なり、0゜00
2Mから 2Mまで濃度の対数に対して直線的に応答す
ることがわかった。 なお、酵素非固定化膜として、ポリ塩化ビニルの代りに
アルコール可溶性ナイロンを使用した場合にも上記と同
様な効果が得られた。このようにして得られたFETバ
イオセンサーは、ポリ塩化ビニルやナイロンのような強
度の高い薄膜で酵素固定化膜が保護されているので、1
か月後でも外観上の変化がみられなかった。また、ノボ
ラック系のフォトレジストを希釈して用いても同様の効
果が得られた。このことはFETバイオセンサーの製造
上の利点となる。 (6)明細書第34頁第5行目の「構成図」の後に、「
、第9図はFETの感応面に酵素固定化膜単層又は酵素
固定化膜とポリ塩化ビニルからなる酵素非固定化膜とを
形成したスクロースセンサーによる出力の経時変化を示
す特性図、第1O図は本発明の実施例2のスクロースセ
ンサーにおけるスクロース濃度と出力変化との関係を示
す特性図」という文を加入する。 2、特許請求の範囲 (1) pHセンサーと、該PHセンサーのpH感応面
を覆う酵素固定化膜と、該酵素固定化膜を覆う基質透過
性の酵素非固定化膜とを具備したことを特徴とするバイ
オセンサー。 (2)酵素固定化膜が酵素及び牛血清アルブミンをグル
タルアルデヒドで架橋したものからなることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のバイオセンサー。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 M 間 (ノヌ3〕 第9図 スクロース=i& (M)
Claims (3)
- (1)pHセンサーと、該pHセンサーのpH感応面を
覆う酵素固定化膜と、該酵素固定化膜を覆う基質透過性
の酵素非固定化膜とを具備したことを特徴とするバイオ
センサー。 - (2)酵素固定化膜が酵素及び牛血清アルブミンをグル
タルアルデヒドで架橋したものからなることを特徴をす
る特許請求の範囲第1項記載のバイオセンサー。 - (3)基質透過性の酵素非固定化膜が牛血清アルブミン
をグルタルアルデヒドで架橋したものからなることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のバイオセンサー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62261181A JPH01102352A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | バイオセンサー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62261181A JPH01102352A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | バイオセンサー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01102352A true JPH01102352A (ja) | 1989-04-20 |
Family
ID=17358254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62261181A Pending JPH01102352A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | バイオセンサー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01102352A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100360774B1 (ko) * | 1999-12-27 | 2002-11-13 | 한국전자통신연구원 | 효소전극센서 및 그 제조방법 |
WO2003073088A2 (en) * | 2001-03-09 | 2003-09-04 | Christofer Toumazou | Apparatus and method for the detection of localised fluctuactions of ionic charge by ion sensitive field effect transistors during a chemical reaction |
US8114591B2 (en) | 2001-03-09 | 2012-02-14 | Dna Electronics Ltd. | Sensing apparatus and method |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP62261181A patent/JPH01102352A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2003073088A3 (en) * | 2001-03-09 | 2003-11-20 | Christofer Toumazou | Apparatus and method for the detection of localised fluctuactions of ionic charge by ion sensitive field effect transistors during a chemical reaction |
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US8685228B2 (en) | 2001-03-09 | 2014-04-01 | Dna Electronics Limited | Sensing apparatus and method |
US8698211B2 (en) | 2001-03-09 | 2014-04-15 | Dna Electronics Ltd. | Sensing apparatus and method |
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