JPH01240188A - 機能性有機薄膜 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は酵素、抗原、抗体などの生物活性蛋白を機能性
分子としてバインダーマトリクス中に担持した機能性有
機簿膜に関し、特にセンサー用のディテクター薄膜や分
＃膜など基質に対して特異的相互作用をもつ機能性有機
薄膜に関するものである。

（従来の技術） 酵素電極などのバイオセンサーに有用な機能性薄膜とし
て、生物活性蛋白を安定に固定できる不溶性の有機薄膜
材料ならびにこのような薄膜の形成法が嘱望されている
。従来、このような有機薄膜はごく限られた種類のもの
が利用されている。

その１つは、生物活性蛋白を分散した樹脂材料を感光性
架橋剤の存在下で光架橋法で硬化させた膜であり、これ
らは特開昭６２−２３７３４８号、同６２−２３８４５
３号、同６２−５０６５６号、同６１−１５３５５９号
等に示されている。樹脂材料としてはポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性ポリマー等が
多く用いられ架橋剤としては重クロム酸、ジアゾ化合物
、ジアジド化合物等が用いられ、一般に紫外線照射下で
架橋による硬膜が行われている。他の１つは、アルブミ
ン等の生体蛋白や樹脂材料を生物活性蛋白と混合し、こ
れらの混合物をグルタルアルデヒドのようなジアルデヒ
ドの存在下で架橋させて成膜したものである。この方法
は簡便なために広く一般に用いられており、特開昭６２
−２３２５５４号、同５６−８８７９４号、同６２−２
４０８４９号などにこれを用いた酵素センサーの例がみ
られる、これらの方法によって作製された有機薄膜は比
較的強靭であるが、前者の場合は紫外線などの光照射を
行うために生物活性蛋白、特に抗体などの機能失活を伴
うことが懸念される。また後者の場合はグルタルアルデ
ヒドが強力な反応試薬であり、かつ直接生物活性蛋白分
子自身と反応しこれを架橋することから生物活性蛋白自
身が成膜によって一部失活することがセンサーなどの機
能性低下の原因となりやすい。

この他、特開昭６１−２３１４５４号、同６２−１８３
８８２号などに開示される膜も類似な硬膜手段によるも
のであり同様な問題点を含んでいる。

さらに＾ｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｃｈｅｓ＋１ｓｔｒｙ＋
　５７　、　ｐ　１９２０　（１９８５）にはサクシミ
ジルアクリレートを酵素分子と予め共有結合させた後、
この反応性モノマーを他のモノマーと開始剤の存在下で
共重合させて成膜する方法が示されているが、この方法
では生物活性蛋白の存在下で重合が行われるため、上述
の例と同様に重合反応に伴う活性蛋白の失活が懸念され
る。

（発明が解決しようとする課題） そのためこれら従来の方法に替えて成膜性が良く強靭で
あるのに加えて酵素等の生物活性蛋白の失活のより少な
い有機薄膜とその作製法の開発がバイオセンサーの感度
改善などの目的で必要とされている。しかしながらこの
ような要求にかなった生物活性蛋白及びそのバインダー
の成膜に有用な新規な硬膜剤の利用はほとんどなされて
いない。

本発明の目的はしたがって、生物活性蛋白を含む有４！
！薄膜の形成に新規な硬膜剤を用いることにより、成膜
性が良好でかつ生物活性蛋白の機能失活の比較的少ない
機能性有機薄膜を提供することであり、第二にはバイオ
センサーなどのセンサー用有機薄膜に用いたときに膜が
離脱することなく物理的に安定でかつ高いセンシング性
能を維持するような機能性有機薄膜を提供することであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明のこれらの目的は、高分子有機化合物もしくは脂
質類をバインダーとし、該バインダー中に生物活性蛋白
とともに生物活性蛋白と反応して共有結合を形成する官
能基の少なくとも１種を含有する重合体を含有せしめる
ことにより、形成された水に不溶な機能性有機薄膜を用
いることで達成することができた。

以下に本発明の素材について詳細に説明する。

本発明の薄膜の形成に用いるバインダーは非結晶性の高
沸点有機物であり、固体基板上で膜を形成するのに有用
な有機物である。

これらは例えば以下のように分類された種々の有機物で
ある。

１、天然蛋白質 ゼラチン カゼイン アルブミン コラーゲン ケラチン 絹フィブリン など ２、多ｔＪ！類 セルロースとその誘導体 キチン アガロース プルラン デキストラン など ３、う　る　し ４、天然ゴム ５、合成高分子 ポリビニルアルコール ポリビニルピロリドン ポリメチルメタクリレート ポリカーボネート ポリチラミン ポリピロール ポリアルキルオキシド ポリスルホン など ６、脂　　質 レシチン セファリン フォスファチジルコリンＬｉ　Ｒ体 フォスファチジルセリン　〃 長鎖アルキル化アミン ＆　１’ｆ（アルキル化アンモニウム 脂肪酸 脂肪酸エステル 長鎖アルキル化アミノ酸 など これらのバインダーの中でも好ましいものの１つはゼラ
チンに代表される親水性コロイドである。

ゼラチンには、コラーゲンからの誘導過程で石灰などに
よる処理を伴う所謂アルカリ処理ゼラチン、同じく塩酸
などによる処理を伴う所謂酸処理ゼラチン、加水分解酵
素などの処理を伴う所謂酵素処理ゼラチン、ゼラチン分
子中に含まれる官能基としてのアミノ基、イミノ基、ヒ
ドロキシル基またはカルボキシル基をそれらと反応し得
る基を一個持った試薬で処理、改質した例えばフタル化
ゼラチン、コハク化ゼラチン、トリメリド化ゼラチン等
の所謂ゼラチン誘導体、変性ゼラチン等があり、これら
はいずれもバインダーとして使用できる・また特開昭６
０−８０８３８に示すような特別な分子量分布を有する
ゼラチンを用いることもできる。

又、ゼラチンには多くの天然のポリマーを含有せしめて
使用することも出来る。これらの天然ポリマーとして代
表的なものは上述の多ｔｉｅ及び天然ゴムである。

ＩＩｉ類としては多くのものが使用し得るが、デキスト
ラン、プルラン、アラビアゴム、ａｒａｂａｎ。

ａｒａｂｏｇａｌａｃｔａｎ　、　ｇａｌａｃｔａｎ％
５ｔａｒｃｈなどが代表的である。

これらの化合物及び、特公昭３５−１１，９８９号、同
４２−１６，５６２号、同４０−１４゜９０５号、米国
特許第３，０６３，８３８号、同３．１３７，５７５号
、同３，１８５゜５６９号、同３，１５２．９０６号、
英国特許第８９７，４９７号、９９２，１７９号、９７
８，８８０号、１．０７１，６７４号、１．０７３，６
２５号、９７６．３９５号、１，０６４，２１５号、１
゜０６３．８４１号等に記載されているものも有用であ
る。

合成高分子としては、次の一般式（Ｖ−１）で表わされ
るものが好ましい。

ζ 式中Ａは、共重合可能なエチレン性不飽和モノマーを共
重合した七ツマー単位を表わす。

一般式（Ｖ−１）におけるエチレン性不飽和モノマーの
例は、スチレン、ヒドロキシメチルスチレン、ビニルベ
ンゼンスルホン酸ソーダ、Ｎ、Ｎ。

Ｎ　−）　ＩＪエステルＮ−ビニルベンジルアンモニウ
ムクロライド、α−メチルスチレン、４−ビニルピリジ
ン、Ｎ−ビニルピロリドン、脂肪族酸のモノエチレン性
不飽和エステル（例えば酢酸ビニル）、エチレン性不飽
和のモノカルボン酸もしくはジカルボン酸およびその塩
（例えばアクリル酸、メタクリル酸）、無水マレイン酸
、エチレン性不飽和のモノカルボン酸もしくはジカルボ
ン酸のエステル（例えばｎ−ブチルアクリレート、Ｎ、
Ｎ−ジエチルアミンエチルメタクリレート、Ｎ、Ｎ−ジ
エチル−Ｎ−メチル−Ｎ−メタクリロイルオキシエチル
アンモニウムｐ−トルエンスルホナート、エチレン性不
飽和のモノカルボン酸もしくはジカルボン酸のアミド（
例えばアクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メチ
ルプロパンスルホン酸ソーダ、Ｎ、Ｎ−ジメチル−Ｎ′
−メタリルロイルプロパンジアミンアセテートベタイン
）。

ＲＩは、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、ハロゲ
ン原子などを表わし、Ｑは２価の連結基で■ あり、−０−１−ＣＯＯ−１−ＣＯＮ−１炭素数６〜Ｉ
Ｏのアリーレン基をあられす、Ｒ２は一０Ｈ−２Ｃ００
Ｘ−ＳＯｓ　Ｘ　（にでＸは、水素原子、アルカリ金属
、あるかり土類金属を表ゎす、）、 （ここでＲ４は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基
を表わし、ｍ！は１から４の整数を表わす、）である、
Ｒ３は−Ｈ又は−ｃｏｏｘであり、ＸはＲ２で定義した
ものと同じである。

ｘ、ｙはモル百分率であり、ＸはＯ〜９９、ｙは１〜１
００をあられす。

ｍ、は、０または１を表わす。

一１式（Ｖ−１）で表わされるバインダー用線状ポリマ
ーの代表例を以下に示す。

■−８＋ＣＨ２ＣＨ−）−１１ ０ＮＩＩｔ ｘ：ｙ＝９６：４　　（モル比） Ｖ　−１０（−ＣＩｌｆＣＨ＋　。

Ｖ　　１１　　＋Ｃ１１ｚＣＨ＋ｒ−ｆＣＨｇＣＩＩ±
。

０Ｈ０ＣＯＣ）１３ ｘ：ｙ＝９２：８（モル比） ｘ：ｙ＝５０：５０　　（モル比） Ｖ−１３＋ＣＨ，ＣＨ−）−。

直 Ｖ−１５Ｃ１１３ 管 Ｖ　−１６＋　ＣＨｚＣＨ＋、 ＣＯＮＨＣｌｈＣｌｂＣｌｈＮ（ＣＬ）ｔＶ　−１７＋
ＣＨ２Ｃｌ＋−ｒ−＋　ＣｔｌｘＣＨ÷。

ＣＯＯＩ　　　　　　　Ｃ０ＮＨ（ＣｚＨｓ）ｚｘ：ｙ
＝４０：６０　（モル比） Ｖ１８＋ＣＨｚＣ１ｌ±７ ０ＣＯＮＨ（ＣＨｚ）ｚｃＯＮＩｌｃＩＩｚｃＩＩ□Ｏ
Ｈｏ３Ｎａ ｘ：ｙ＝６０：４０　（モル比） Ｖ−２０＋ＣＩｈＣＨ＋ ０ＯＮａ これらの化合物及び、特開昭４９−１３５．６１９号、
同５１−１４，０２２号、同５４−１゜６２１号、米国
特許第３，０１９，１０４号、同３．００３，８７４号
、同３，０４３，６９８号、同３，１６５，４１２号、
同３，１７８，２９６号、同３，２７１．１５８号、同
３，３１２，５５３号、同３，１７３，７９０号、同３
，３１６゜０９７号、英国特許８６７．８９９号、同９
０４゜８６３号、同８６１．９８５号、同９３３，４９
４号、同１，０１０．９１７号、同１，０１３゜９０５
号、同９７６．２２２号、同１，０７３゜２３８号、同
１，０４８，０１６号、同１，０６９．９４４号、同１
，０７８，３３５号、同１゜０７８．３３５号、同１，
０７６．３７８号、同１．０３０，００１号、同１，０
５３，０４３号に記載の化合物が有用である。

そのほか、下記のようなブロックポリマーも有用である
。

Ｖ−２１＋　ｃｎ２ｃｌｌ−）−１ｌＳ（ＣＨｚＣＨ）
　ｖｌｌ ＣＯＯＩＩ　　　　　　　　０１１ ｘ：ｙ＝５：９５　（モル比） ■−２２ ＋ＣＨｚｃｕ　−）−ｒ　Ｓ　−（−ＣＨｚｃｌＩ±τ
→ＣＨ２Ｃｌ＋　＋　−Ｉ　　　　　　　１　　　　　
１ ＣＯＯＩＩ　　　　　　　Ｏｆｆ　　　　　　　０ＣＯ
ＣＨ３ｘ：ｙ：ｚ＝１０：８０：１０　　（モル比）■
−２３ ｌｈ ■ Ｃ０ＯＨＯＨ ｘ：ｙ＝１０１０ ■−２４ （−ＣＨｚＣｌｌ−）−ＴＳ　＋　ＣＨｉＣ）Ｉ　＋Ｖ
ＣＯＮＨ２０Ｈ ｘ：ｙ＝５０：５０ ■−２５ ｘ：ｙ：ｚ＝３０：４５：５ 本発明で用いる成膜に有用な反応性官能基をもった化合
物は高分子型硬膜剤であり、これは生物活性タンパクと
反応して共存結合を形成する官能基の少な（とも１種を
含有する重合体である。

以下にこれらの重合体について例をあげて説明する。

本発明の重合体に含有される生物活性タンパクと反応す
る官能基で特に好ましいものは以下の式（１）〜式（３
）であられされるものであり、生物活性タンパクとの反
応性が良好である。

その他式（４）〜（９）であられされる官能基も本発明
に有用なものである。

式（１） ％式％ 式（２） 一８Ｏ□　ＣＲ，ＣＨＩ　　Ｘ （式中、Ｘは式（５）で示される官能基が求核試薬ある
いは塩基と反応する際、置換反応あるいは脱離反応によ
って離脱する基（例えば−Ｃ１，０３Ｏｚ　ＣＨ３、Ｏ
３Ｏ□Ｃｈ　Ｈ４ＣＨｚ、をあられす、） 式（３） （式中、Ｘは単結合、−０−１−Ｎ−をあられし、Ｒは
水素原子、アルキル基、アラルキル基をあられす。Ｙ、
Ｚはハロゲン（例えばＣ１１Ｂｒ）、アルコキシ基（例
えばメトキシ基）、水酸基およびその塩、置換されても
良いアミノ基をあられし、Ｙ１２の少なくとも１つはハ
ロゲンである。）式（４） 式（５） 式（６） 式（７） 式（８） （式中Ｘは式（２）のＸと同義） 式（９） （式中Ｘは式（１２）の官能基がアミノ基と反応した際
、容易に脱離する基（例えばＣ１５（１２）は一般式に
活性エステル基あるいは混合酸無水物として知られてい
るものを示す、）本発明に用いる重合体を製造する際の
重合方法については特に制約はなく、例えば縮重合法に
よって製造されていても良く、またエチレン性不飽和結
合を有すする化合物を用いてラジカル重合、７ニオン重
合などの方法によって製造されていても良い、さらには
天然高分子に前記の反応性基が導入されていても良い。

本発明に用いる重合体に含有される生物活性タンパクと
反応する官能基（例えば、式（１）〜式（９）であられ
される基、以後、反応性官能基と称する）の導入方法に
ついても特に制約はなく、その反応性官能基を有するモ
ノマーを用いて重合反応を行い重合体を製造しても良く
、重合体を製造してから、いわゆる高分子反応により前
記の反応性官能基を導入しても良い。さらには、反応性
官能基の前駆体を有するモノマー化合物を用いて重合反
応を行い、その後に適切な方法によって反応性官能基を
生成させる方法も有効である。

本発明に用いられる重合体は好ましくは前記反応性官能
基（またはその前駆体）とエチレン性不飽和結合を同一
分子内に有する七ツマ−をラジカル重合することによっ
て作製される０反応性反応基を持つモノマーとしては以
下に示す化合物が代表的な例である。

（モノマー１） ＣＩ、　＝ＣＨ ■ Ｃ０ＮＨＣＨｔＮＨＣＯＣ）ＩｔＣＨｚＳ（ｈＣＨ＝　
Ｃ１ｈ（モノマー２） ＣＨ，＝ＣＨ Ｃ０ＮＨＣＨＪＩ（ＣＯＣＨｔＳ０２ＣＨ＝ＣＨｚ（モ
ノマー３） （モノマー５） （モノマー６） （モノマー８） θ 本発明の重合体は反応性官能基を持つモノマーの単独重
合体であつても良く、また他の１種あるいは２種以上の
モノマーとの共重合体であっても良い、共重合体の場合
、反応性官能基を持つモノマーの割合は１パ一セント以
上であり、５％以上が好ましい、共重合をする場合、他
のモノマーはラジカル重合が可能であれば特に制限はな
いが、具体例を挙げればスチレン、ビニルトルエン、ジ
ビニルベンゼン、Ｎ−ビニルイミタソール、ｐ−ビニル
安息香酸およびその塩、スチルンスルホン酸ナトリウム
などの芳香族単量体類、ブチルアクリレート、ブチルメ
タクリレート、メチルメタクリレート、ベンジルアクリ
レート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエ
チルメタクリレート、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルメ
タクリレ−ト、ＣＨｚ　　＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨｚ　　Ｃ
Ｈｚ　　０）−Ｒ（但しｎは１以上の整数、Ｒはアルキ
ル基）などのエチレン性不飽和カルボン酸エステル類、
アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチル
アクリルアミド、アクリロイルモルホリンなどのエチレ
ン性不飽和カルボン酸アミド類、アクリル酸、メタクリ
ル酸などのエチレン性不飽和カルボン酸頻、アクリロニ
トリル、メタクリロニトリルなどの不飽和ニトリル類、
塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの不飽和塩素化合物類
、トリフロロエチレン、トリフロロクロロエチレンなど
の不飽和フッ素化合物類、酢酸ビニルなどのビニルエス
テル類、さらには、ビニルアルコール、Ｎ−ビニルピロ
リドン、エチレンなどその他のエチレン性不飽和化合物
があげられる。

以下に本発明に用いられる重合体の代表的な例を示すが
これらに限られるものではない。

（重合体１） ＋　ＣＨｔＣＨ＋ｘ＠ Ｃ０ＮＨＣＨＪＨＣＯＣＨｔ（ｌｈｓＯｘｃＨ−Ｃｔｌ
よ＋　ＣＩ（、Ｃ１ｉ±、。

■ Ｃ０ＮＩＣ（ＣＨｓ）ｚｃＨ＊５ＯＪａ（重合体２） ＣＯＮＨＣＨＪ）ＩＣＯＣＨｚＳＯｔＣＨ＝　Ｃ１ｈ　
　　　Ｃ０ＮＨ！（重合体３） （重合体４） （重合体５） （重合体６） ＣＨｓ Ｈ （重合体７） ＣＨｚＳ（ｈｃｌＩ　＝　ＣＨｚ ＋ｃＨｚｃＨ±１゜ ■ Ｃ０Ｎ）ｔ Ｃ１ｈ　　ＣＣＨｚＳＯＪ ＣＨ。

（重合体８） 本発明において、蛋白と結合反応しうる官能基の少なく
とも１種を有する重合体は、膜を形成するバインダーお
よび生物活性蛋白の＆８Ｉ中に占める前記官能基と反応
しうる基を持つ化合物１００ｇに対して、反応性官能基
のｍｌとして１ミリモル〜５００ミリモルの範囲で使用
することが好ましく、特に１０ミリモル〜１００ミリモ
ルの範囲で使用することが好ましい。

本発明に用いられる生物活性蛋白は、酵素、抗原、抗体
などに代表される生理活性天然物である。

中でも好ましいのは酵素である。

酵素としては、具体的には、グルコースオキシダーゼ、
アミノ酸オキシダーゼ、カタラーゼ、アスコルビン酸オ
キシダーゼ、キサンチンオキシダーゼ、コレステロール
オキシダーゼ、グリセロールオキシダーゼ、グリセロー
ル−３−リン酸オキシダーゼ、コリンオキシダーゼ、ア
シチルＣｏＡオキシダーゼ、アルデヒドオキシダーゼ、
ガラクトースオキシダーゼ、ザルコシンオキシダーゼ、
ピルビン酸オキシダーゼ、乳酸オキシダーゼ、チロシナ
ーゼ、ペルオキシダーゼのような酸化還元酵素、 アルコールデヒドロゲナーゼ、グリセロールデヒドロゲ
ナーゼ、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロ
ゲナーゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、ホルムアルデヒ
ドデヒドロゲナーゼ、３−α−ヒドロキシステロイドデ
ヒドロゲナーゼ、コレステロールデヒドロゲナーゼのよ
うな脱水素酵素、タレアチンキナーゼ、ピルビン酸キナ
ーゼ、ヘキソキナーゼ、グリセロールキナーゼ、ミオキ
ナーゼ、フラクトキナーゼなどの転位酵素、ウレアーゼ
、ウリカーゼ、アスパラギナーゼ、アミラーゼ、リパー
ゼ、ホスホリパーゼ、ホスファターゼ、ラクターゼ、ア
ルギナーゼ、ウロキナーゼ、エステラーゼ、トリプシン
、キモトリプシン、ペクチナーゼ、ペクチナーゼなどの
加水分解酵素、 クエン酸リアーゼ、デカルボキシラーゼ、フマラーゼ、
アスパルターゼ、グルコースフォスフェートイソメラー
ゼのような異性化酵素、グルタチオンシンターゼ、ピル
ビン酸シンターゼのようなりガーゼなどをあげることが
できる。

また、抗原、抗体としては血清アルブミン、免疫グロブ
リン、梅毒抗体、絨毛性ゴナドトロピン、α−フェトプ
ロティンなどを含む多くの物質が挙げられ、これらは、
山村雄−曙「免疫の研究」（同文書院、１９８６年）に
整理、記述されている。

本発明において、水不溶性有機薄膜の作製には薄膜作成
のための各種のコーティング方法を用いることができる
。コーティング方法としては、溶液塗布法（スプレーコ
ーティング、デインプコーティング、ローラーコーティ
ング、スピンコーティングなど）、化学気相成長法、真
空蒸着法、スパッタリング法などが使用できるが、薄膜
成分中のプレカーサー化合物を安定に保つためには、溶
液塗布法あるいは化学気相成長法が好ましい、また、塗
液塗布法の中でも、均−且つ薄層化の点でスピンコーテ
ィング法が特に好ましい。スピンコーティング法、化学
気相成長法を含む一船的薄膜形成法は、日本学術振興全
編「薄膜ハンドブック」、１９８３年に記載されている
。

コーティングにおいては、本発明の組成物に分散剤、保
存安定剤、染料硬膜剤、増粘剤などを併用してもよい。

本発明のプレカーサーで構成される有ＲＴＲ膜の厚さは
、生物活性蛋白を固定する前において５０Ａ−１０μ、
好ましくは１００Ａ〜５０００Ａである。

本発明において、機能性有機薄膜を担持する支持体（基
板）としては、各種金属等の導電体、ガラス状無機物（
ガラス、石英など）やその他の無機絶縁体、各種の無機
および有機の結晶、無機半導体（Ｓｎｏｗ　、Ｉｎｚ　
Ｏｘ　、ＺｎＯ，Ｔｉ１ｔ、ＷＣｈ　、ＧａＡｓ、Ｓ　
ｉなど）、有機半導体、有機電導体、有機重合物、およ
び上記素材の複合材料など各種の材料が用いられる。材
料は外部の電気的回路と接続可能な電極もしくはセンサ
ー等のトランスジューサーであってもよい、材料の表面
は、各種の物理的、化学的処理によって親水性もしくは
疎水性に処理することができる。疎水性処理として好ま
しい方法は、たとえばアルキルシラン誘導体をカップリ
ング剤として基板表面に反応させる方法である。

以下に本発明の例を従来法と比較して示すが、本発明の
応用はこれらに限られるものではない。

〔比較例１〕 酵素としてグルコースオキシダーゼ（ＣＯＤ）を含む有
ｍ薄膜を次のように作製した。牛血清アルブミン（ＢＳ
Ａ）の２重量％の水溶液３ｃｃにＣＯＤ　（ベーリンガ
ー・マンハイム製グレード■）１１ｍｇを溶解し、さら
に硬膜剤としてグルタルアルデヒドの４重量％水溶液の
６２μｍ（グルタルアルデヒド２５μｍｏｌｅに相当）
を添加し、水を加えて全量を４ｃｃとした。このように
作った膜形成溶液の１００μｌをポリエチレンテレフタ
レートのフィルム（２×２ｃｍ）の片面上に添加して均
一に延伸し４０℃のもとで６時間放置して乾燥させ、ａ
ｍを作製した。

〔比較例２〕 ＢＳＡに替えてゼラチンの２重量％の水溶液３ｃｃを２
種作り、３７℃のもとてそれぞれにＧ。

Ｄの１１ｍｇを均一に熔解させたのち、さらにグルタル
アルデヒドの４重量％水溶液の６２μｌ（グルタルアル
デヒド２５μｍｏｌｅに相当）および２４９＃ｊ！・（
１００＃ｍｏｌｅに相当）を各々添加し、最後に水を加
えて全量を４ｃｃとした。

このように作った２種の膜形成溶液からそれぞれ１００
μｌを採取してこれらをポリエチレンテレフタレートフ
ィルム（２×２０ｍ）上に均一に延伸し、４０℃のもと
て６時間放置して乾燥させ、　　　−ゼラチン薄膜を作
製した。

〔実施例１〕 バインダーとしてＢＳＡｔｊよびゼラチンを用いて比較
例と同様な工程でＣＯＤを含む薄膜を作製した。ただし
、グルグルアルデヒドに替えて硬膜剤として化合物例の
重合体１および重合体２を用いた。膜形成溶液は、ポリ
エチレンテレフタレートフィルム上に展開した後、４０
℃で６時間乾燥し、さらに続いて室温で終夜放置して薄
膜とした。

これらの薄膜の作製に用いたバインダーと硬膜剤の量を
表−１に示した。

以上のようにして形成した種々の薄膜の機能をＧＯＤの
活性を測定することで評価した。すなわち、Ｗｌｌ！！
Ｊを担持したフィルムをβ−Ｄ−グルコース０．０１ｍ
ｏｌｅペルオキシダーゼ（ＰＯＤ）１．８ｍｇ、発色試
薬２．２′−アジノービス（３−エチルベンゾチアゾリ
ン−６−スルホン酸）ニアンモニウム（ＡＢＴＳ）を含
ｐＨ６，４のリン酸緩衝液の４ｃｃに浸漬し、３０℃の
もとで時間を追ってグルコースの酸化に由来するＡＢＴ
Ｓの発色の吸光度を測定した。

すなわち、 ＋１ｚＯｔ　　＋ａｌｌｓｔ　　　　−’２ＲｔＯ＋Ａ
ＢＴＳｏｘ吸光度はＡＢＴＳ酸化体酸化数ピークの７４
０ｎｍにおいてモニターした。各々の薄膜について時間
に対し直線的な吸光度の増加観測された。この直線の勾
配（ΔＯＤ／ｍｉｎ　−ｃｍ）を求め、これをＣＯＤの
相対活性として比較した。

この結果を表−１に示した。

〔実施例２〕 窒化シリコン膜をゲートとするイオン感応性電界効果ト
ランジスター（ＩＳＦＥＴ）上に以下のようにしてウレ
アーゼを酵素として含有する有機薄膜を形成し、尿素セ
ンサーを作表した０重置比としてＢＳＡを３％、ウレア
ーゼを３％含む水溶液に対し、本発明の重合体３を各々
１％づつ添加して膜形成溶液を調製した。調製俊速やか
に室温下でこの水溶液中にｌ５ＦＥＴの先端をゲート部
が十分につかるように１０秒間浸漬し、その後空気中に
引きあげて約３０分間乾燥させた。このようにしてゲー
ト部に酵素皮膜が形成された。

薄膜を担持したＦＥＴはさらに終夜放置して硬膜を完成
させた。

このように作製したＦＥＴバイオセンサーを尿素を０〜
１０ｍＭ含む２ｍＭの中性リン酸緩衝液中に入れて電位
応答を測定した結果、尿素濃度の対数に対して直線的な
良好な応答（６０ｍＶ／ｕｎｉｔ　　ｌｏｇ尿素濃度）
が得られた。

手続補装置 昭和４３年１　ｒ’ｉ”：ン７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高分子有機化合物もしくは脂質類をバインダーと
   し、該バインダー中に生物活性蛋白とともに生物活性蛋
   白と反応して共有結合を形成する官能基の少なくとも１
   種を含有する重合体を含有せしめることにより形成され
   た水に不溶な機能性有機薄膜。