JPH021535A - 水溶液中の酵素脱水素可能な化学的種の測定のためのセンサー - 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】 本発明は、医学的装置に関する。とくに、本発明は、水
溶液、とくに体液、例えば、全血液、血漿および尿の中
の酵素脱水素可ｆ走な物質、例えば、グルコースのレベ
ルを、アンペア的に、測定するために使用する、臨床化
学的分析装置に関する。

患者の血液または他の体液中のある種の化学的物質およ
び／または生物学的物質のレベルを精確に、信頼性をも
って、かつ迅速な情報を得ることが、現代の診断医学に
おいて、要求されている。

最も普通の決定の１つは、血液または尿中のグルコース
の決定であり、そして、便宜上、以後の説明はグルコー
スのレベルの決定に集中される。

−回使用の感知装置を利用するこのような分析のために
有用なシステムは、１９８７年３月３１日付けの米国特
許第４，６５４，１２７号（リチャード　Ｗ、ペイカー
およびロウジャー　Ｌ。

フンク）（その開示を引用によってここに加える）に記
載されている。

米国特許第４，６５４，１２７号の装置において、体液
１例えば、血液または尿の試料を多室の受器の１つの室
に入れ、一方目盛り定め剤の液体を受器の他の室に入れ
る０次いで、センサーの電極へ、まず、［１盛り定め剤
の液体を流れさせ、次いで試験試料を流れさせる。ｖｉ
、体とセンサー電極との順次の接触は電流を発生させ、
この電流を測定しかつ関係づけて、試験流体中の特定の
物質の濃度に関する所望の情報を得る０次いで、キャリ
ヤー（ｃａｒｒｉｅｒ）を廃棄する。

米国特許第４，６５４，１２７号のシステムにおけるセ
ンサー電極の各々は、ポリマーおよび電気的活性種を含
むコーティングを有するものとして開示されており、こ
こでポリマーはセンサーの活性区域にわたって股をつく
り、そしてシステムの導電性表面に近くに電気的活性種
を固定化する機能を有する。

また、溶液中のそのレベルを測定すべきある物質、例え
ば、グルコースは、適当なデヒドロゲナーゼ酵素の存在
下に脱水素に対して感受性であること、およびこのよう
な脱水素は電子を遊離し、これによって測定可使な電流
を発生することは知られている。はとんどの場合におい
て、脱水素は直接電流に変換されないが、むしろ、コツ
アクタ、例えば、ＮＡＤＨ（ＮＡＤ＋の還元された形態
−ニコチンアミドアデニンジヌクレイド）、および仲介
物質を含む反応の機構による。このようなシステムの一
般的化学は、次の論文において論じられているコロ・ゴ
ルトン（Ｌｏ　　Ｇｏｒｔ。

ｎ）、［ニコチンアミド補酵素の電気触媒的酸化のため
の化学的変性した電極（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｏｄｉｆｉ
ｅｄ　　ｏｆ　　Ｎｉｃｏｔｉｎａｍｉｄｅ　　Ｃｏｅ
ｎｚｙｍｅｓ）Ｊ、Ｊ、Ｃｈｅｍ。

Ｓｏｃ、Ｆａｒａｄａｙ　　Ｔｒａｎｓ、１．。

１９８Ｂ、８２．１２４５−１２５８　（その開示を引
用によってここに加える）０口・ゴルトン（Ｌｏ　　Ｇ
ｏｒｔｏｎ）の論文における反応機構は、次によって表
わされる： ここでＳＨ２およびＳは、その濃度を決定すべき種の、
それぞれ、水素化および脱水素された形態を表わし、そ
してＭｏｘおよびＭ　ｒ　ｅ　ｄは、それぞれ、仲介物
質の酸化されたおよび還元された形態を表わす。

グルコースのレベルの電気化学的検出のための最も汁通
のアッセイの系は、グルコースオキシダーゼの存在下に
分子状＃素によりグルコースを酸化して、ゲルコール酸
および過酸化水素を生成することを含む、電気化学的検
出は、酸素の消耗に、あるいは過酸化物の発生に関係づ
けることができる。

いずれの場合においても、この機構の主要な欠点は酸素
の利用可能性における制限である。この制限は、試験流
体において直面することが期待される濃度の所望の直線
の範囲のために、適切な酸素の供給を保証するために、
予備希釈を必要とする。さらに、全血液の測定は、ヘモ
グロビンの酸素緩衝能力のために、精確に測定すること
が非常に困難である。

あるいは、先行技術は、化学反応において酸素の代わり
に仲介物質を使用し、これはセンサー電極トの１漠また
はコーティング中に挿入されて、予備希釈の必要性を排
除した。ベンゾキノンを仲介物質として選択する場合、
グルコースとベンゾキノンとのグルコースオキシダーゼ
の存在下の反応はゲルコール酸およびハイドロキノンを
生成する。

この別法は、所望の（および測定する）反応がグルコー
スと分子状酸素との前述の反応と競争するという欠点を
有する。こうして、異なる酸素濃度をもつ試料は、同一
のグルコース濃度において異なる培養の応答を生成する
ことがある。この妨害は全血液の測定において最も顕著
である。

本発明の１つの面によれば、キャリヤーおよび少なくと
も２つの電極からなり、脱水素に対して感受性の選択し
た化学的種のレベルをその溶液中においてそのためのデ
ヒドロゲナーゼ酵素の存在下に、アンペア測定的に、検
出できる臨床化学的分析装置と一緒に使用するための１
回使用の感知装置において、前記電極の１つは、メチレ
ンブルーＮＡＤ＋、パーフルオロスルホン酸ポリマーお
よび前記選択した化学的種の脱水素のための酵、暮から
なるＭｌ成物でコーティングされていることを特徴とす
る前記感知装置が提供される。

本発明の他のの而によれば、脱水素に対して感受性の選
択した化学的種の濃度を、水溶性中において、そのため
のデヒドロゲナーゼ酵素の存在下に決定する方法であっ
て、電極上のコーティングの外表面を、前記溶液でぬら
し、前記溶液を前記コーティングを通過させて前記電極
と接触させ、そして前記電極と他の電極との間の電流を
生成させ、その後、前記電流のアンペアを測定すること
からなり、前記コーティングはメチレンブルーＮＡＤ＋
、パーフルオロスルホン酸ポリマーおよび前記選択した
化学的種の脱水素のための酵素からなることを特徴とす
る前記方法が提供される。

好ましくは、コーティング組成物は、また、水溶性樹脂
のポリマー、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）
および水性エマルジョン接着剤、例えば、ポリ酢酸ビニ
ルラテックス接着剤を結晶する。

本発明のシステムにおいて、グルコース含量を、例えば
、アンペアに翻訳するために必要な成分のすべては、グ
ルコース含量の期待する直線の範囲のために適切な供給
で、コーティング中に配合される。こうして、試料の予
備希釈は不必要である。

さらに、酸素は測定において含まれず、そして酸素の濃
度はそれに影響を及ぼさない。

コーティング中のメチレンブルーの存在は、低い印加電
圧における検出および測定を可能とし、こうしてより高
い電位において酸化に感受性でありうる種からの妨害を
排除する。

本発明のコーティングされた電極は、急速に応答し、２
分以下の精確な測定を可能とする。

最後に、膜の組成物は水溶液中に可溶性でなく、そして
信頼性ある測定の実施を町壱とするために十分に長い期
間の間その一体性を保持する。

アニオン性パーフルオロスルホン酸ポリマーはカチオン
性メチレンブルーを１漠に結合すると信じられる。

本発明の感知電極は測定アノードであり、好ましくは弔
−のカソードおよび地面に電子を伝達する並列の２つの
別々のアノードの１つである。他方のアノードは、「パ
ックグラウンド７ノード」と呼び、カソードおよび地面
に関して一定の電圧を維持する。こうして、この分野に
おいて知られているように、試験溶液に暴露されること
によって起こる測定アノードにおける状態およびその上
の電子の発生の変化は、アノードおよびカソードの間に
印加する電圧に無視できる影響のみを有する。

測定アノードおよびパックグラウンドアノードの両者は
、好ましくはグラファイトから作る。カソードは、好ま
しくは、銀から作り、そして塩化銀のコーティングを有
する。前述のコーティング組成物でコーティングされる
のは測定電極のみである。

パーフルオロスルホン酸ポリマーが唯一の樹脂成分であ
るコーティング組成物において、コーティングは目盛り
定め剤（ｃａｌ　ｉ　ｂｒａｎｔ）の液体および試験液
体のそれを通過する急速な移送のためには密でありすぎ
る。こうして、このような組成物はより遅い試験におい
て使用することができるが、急速な読みを提供すること
を意図するシステムにおいては好ましくない。

コーティング組成物が、また、水溶性樹脂のポリマーを
含む好ましい実施態様において、コーティング組成物は
目盛り定め剤および試験溶液のそれを通す急速な移送を
可能とする。

好ましい組成物は、また、乾燥のとき架橋したこぞうた
いを形成する、水性エマルジョン接着剤２例えば、ポリ
酢酸ビニルラテックスを含有し、これによって改良され
た一体性を組成物に与える。

第１図は１本発明の感知装置ｌＯの全体の構成を示す、
この装置は、強靭な、非導電性プラスチック材料、例え
ば、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン−コポリ
マー（ＡＢＳ）から作られた。剛性のカードの形態キャ
リヤー１１．およびその一端をカバーする板１２を含む
、板１２は。

一般に、透明なプラスチック材料から作られるが、透Ｉ
ＪＩ性は必須ではない。

キャリヤーの一端に、板より下に１毛管通路１３が存在
し、これはＳ字形であり、そしてキャリヤー１１の上表
面と実質的に平担なＳ字形カバーの下表面との間の狭い
空間によって定められる。

毛管通路１３は入口端１４と出口端１６との間を走行す
る。入口端に、「プラウ（ｐｌｏｗ）と呼ぶ、Ｓ字形の
毛管通路のカバーの上昇した部分１７が存在する。その
プラウの機能は、後述するように、目盛り定め剤および
試験溶液を保持するはくに孔を開け、そしてこれらの溶
液を、連続通に、毛管通路の入口１４に入らせることで
ある。

バックグラウンド７ノード１８．カソード１９および測
定アノード２１は１毛管通路内に、その入口に隣接して
、存在し、そして各々は、測定アノ−４’２１について
第２図に示すように、「モート（ｍｏａｔ）Ｊ　３３に
よって取囲まれている。

円筒形ガイドスリーブ２２は、入口１７より上に板１８
の１つの角に取り付けられている。多室シリンダー２３
はスリーブ２２内に回転するように取り付けられており
、そして内部の壁２４を有し、この壁はシリンダーを、
目盛り定め剤液体を含有する目盛り定め剤室２６と血液
または他の体液の試料を受取る試料室２７とに分割する
。目盛り定め剤溶液は室２６内に工場で密閉され、そし
てセンサーによって測定すべき、既知濃度のグルコース
を含有する。キャー２プ２８は、ウェブ２９によってシ
リンダー２３へ接続されており、そして試料室２７が体
液試料を受取った後、シリンダー２３の上端より上に配
こされる。

測定７ノード２１は、第２図に断面図で示されており、
グラファイトプラグ３１．好ましくはグラファイトプラ
グから切ったシリンダーからなり、このプラグはカソー
ド１１のプラスチック材料中に孔を通して延びている。

膜またはコーティング３２は、プラグ３．１の１つの表
面をカバーし、そしてそこから短い距離でプラグを取囲
むモート３３に至る。キャリヤー１１の両方の面におけ
る導電性トラック３４は、測定７ノードにおいて発生し
た電子を感知装置内の接点へ導き、そして究極的に所望
の読みを提供するマイクロプロセッサへ導く。

バックグラウンド７ノード１８は、コーティングまたは
膜をもたない以外、測定アノード２１に類似する。カソ
ード１９はキャリヤーｉｔを通して延びる銀のプラグで
あり、その上表面は塩化銀の薄い層でコーティングされ
ている。

コーティング３２は、前述のように、少なくともグルコ
ースデヒドロゲナーゼ（グルコースが測定すべき化学種
でるとき）、メチレンブルー［３，７−ビス（ジメチル
アミノ）フェノチアジン−５−イウムクロライド］およ
びパーフルオロスルホン酸ポリマーからなる。

使用できる適当なパーフルオロスルホン酸ポリマーは、
少なくとも約９００の等価ｆｆ１ｆｆｌ（ｅｑｕｖａｌ
ｅｎｔ　　ｗｅｉｇｈｔ）を有するもノテある。少なく
とも約１１００の等価重量は好ましい。

パーフルオロスルホン酸溶液は、イー−アイ・デュポン
社から商標ナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ＠）で商業的にＩ
ｌｊ売されており、そして、また、マーチ７（Ｍａｒｔ
ｉｎ）らの′Ｆ−１順［Ａｎａｌ。

Ｃｈｅｍ、、Ｖｏ１、５４．１６３９（１９８２）］に
よって調製することができる。

好ましくは、コーティング組成物は、また、水溶性樹脂
のポリマー、例えば、ポリビニルピロリドンを含有する
。この材料の存在は、コーティングまたは膜を、試験溶
液の透過性をよりよくシ。

そして読みをより速くする。

ポリビニルピロリドン（ｐｖｐ）が水溶性ポリマーであ
るとき、それは、一般に、約　　　を越える、好ましく
は約　　　を越える平均分子量を有する。

使用できる他の適当なポリマーは、ポリエチレンオキシ
ド、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチＪＬ／セル
ロース、アラビアゴムなどを包含する。

さらに、好ましいコーティング組成物は、また、水性エ
マルジョン接着剤、例えば、ポリ酢酸ビニルラテックス
接着剤を含有する。この物質は、決定酵ｆＦ）のとき架
橋して硬化し、これによって追加の一体性を決定酵ｆｆ
Ｊしたコーティングに付′Ｆし、コーティングが試験溶
液で湿潤したときの崩壊を少なくすると思われる。

使用できる他の水性エマルジョン接着剤は、アクリレー
トおよびメタクリレートエステルのラテックスポリマー
を包含する。

約１０００の使い捨てキャリヤーのための測定アノード
の調製に十分な、典型的なコーティング組成物は、約２
０００〜約３０００単位のグルコースデヒドロゲナーゼ
、約０．２〜約０−５ｇのニコチンアミドアデニンジヌ
クレイド、約０．０１〜約０．０３ｇのメチレンブルー
および約１〜約２　ｍ　ｌのパーフルオロスルホン酸ポ
リマーを１．２５Ｊ量％のポリマーを含有するメタノー
ル中の溶液として含有する。

コーティング組成物を測定電極の上表面に適用し、次い
で乾燥させる。測定電極を取囲むモートは、電極のへり
において鋭い表面を形成し、これによって１表面張力に
より、コーティング組成物のだめの鋭い境界を形成し、
その広がりを才り確に電極の区域に限定する。

グラファイトは油性または疎水性の表面を有するが、ｆ
ｆｉ＜べきことには、水性コーティング組成物はそれに
よってはじかれないこと、およびコーティングは、乾燥
後、それに接着性であることがわかった。

コーティングを乾燥すると、それは、典型的には、コー
ティングのＩｇにつき、約　　〜約単位のグルコースデ
ヒドロゲナーゼ、約　　〜約重量％のＮＡＤ＋、約　　
〜約　　上清％のメチレンブルーおよび約　　約　　重
量％のパーフルオロスルポン酸ポリマーを含有する。さ
らに、コーティングは、０〜約　　重；よ％、好ましく
は約　　〜約　　重量％の水溶性ポリマー、およびＯ〜
約　　重量％、好ましくは約　　〜釣用１１％の硬化し
たエマルジョン接着剤を含有する。

コーティングは、乾燥後、一般に、約　　〜約ｍ　ｍ　
、好ましくは約　　〜約　　ｍｍの厚さを４１する。

特定の実施態様において、約１０００の電極のためのコ
ーティング組成物は、次の成分からなるｌ）グルコース
デヒドロゲナーゼ、２６１０単位、 ２）ニコチンアミドアデニンジヌクレイド、ナトリウム
塩、０．３４８ｇ。

３）メチレンブルー、０．０２０４ｇ、４）ポリビニル
ピロリドン（水中１％）、１゜５１７ｇ、 ５）ポリ酢酸ビニルラテックス（水中２．１％）、０．
４５３ｇ、 ６）パーフルオロスルホン酸ポリマー（水中１．２５％
）、１．５３２ｍ１゜ グルコースデヒドロゲナーゼ、ＮＡＤ＋およびメチレン
ブルーを、まず、水性ポリビニルピロリドン溶液中に攪
拌しながら溶解する。次いで、ポリ酢酸ビニルラテック
スを、完全に配合するまで攪拌しながら、添加する。！
ｌＪ＆物が攪拌之れてぃる間、パーフルオロスルホン酸
ポリマー溶液を滴々添加する。１〜２分にわたる、この
成分のゆっくりした添加は、ポリマーをコーティング組
成物内に微細に分散させるために必要である。

この段階におけるコーティング組成物の外観は、一般に
、非常に暗い青であり、分散した微細な黒い粒子を含む
。

操作における測定電極の性質を、第３図および第４図に
示す。第３図は２種類の試験に関する。

それは、第１試験において、電極におけるアンペアを示
し、電極が、まず、５ミリモルのグルコースを含有する
目盛り定め剤溶液に暴露され、次し＼で（１２０秒後）
２ミリモルのグルコースを含有するようにつくられた試
験溶液に暴露されるとき、アンペアは変動する。第２試
験は、同様であるが、試験溶液は２０ミリモルのグルコ
ースを含有するようにつくられる。

第３図の左の曲線を左から右に読むと明らかなように、
電極は、最初、不規則な未知の電気的「ノイズ」の理由
によって、少量の電流（約ｌミリアンペア）を発生し、
そして電流は、約６０秒以内に、目盛り定め剤溶液が電
極に到達するにつれて、３ミリアンペアに近くまで上昇
する。

試験溶液が解放されると、約１２０秒後、混合作用によ
るアンペアの瞬間的なわずかの上昇が存在し、次いで、
試験溶液が目盛り定め剤溶液を希釈し、そのグルコース
含量を低下させるにつれて、アンペアは一定して低下す
る。

これと対照的に、右の曲線は、また、目盛り定め剤溶液
が電極に到達するときの、最初の６０秒間のアンペアの
増加を示す、これに引続いて、第２試験溶液が解放され
るとき、１２０秒後、アンペアは大きく増加し、試験溶
液が目盛り定め剤溶液中に配合され、それと置換される
とき、溶液のグルコースは上昇しはじめる。約１８０秒
の後。

約ｌミリアンペアのピークアンペアが得られ、この時、
この装置のよってアンペアが読取られ、そして目盛り定
め剤溶液についてのアンペアの読みと関係づけられて、
試験溶液の所望の読みが得られる。

前述の特定のコーティング組成物を使用して作られた。

第３図の試験において使用した特定のシステムについて
、試験溶液のアンペアの読みについての最適な時間は、
目盛り定め剤溶液の解放後約１８０秒および試験溶液の
解放後約６０秒である。他のコーティング組成物を使用
すると、最適な読取り時間は目盛り定め剤溶液の解放後
２分的どに短い時間から数時間までに変化するであろう
。

第４図は３種類の別々の曲線を含み、そして次の３種類
の目盛り定め剤について、電位を変化させたときの測定
電流の変動を示すニルコースを含有しない目盛り定め剤
、および５ミリモルのグルコースを含有する目盛り定め
剤（それぞれ、曲線ＡおよびＢ）（このシステムにおけ
る両者はアノード上のコーティングがメチレンブルーを
含有しない）、および曲線Ｂにおけるのと同量のグルコ
ースを含有すするが、コーティングが前述の実施態様に
おいて記載した量のメチレンブルーを含有する目盛り定
め剤。

理解できるように、曲線ＡおよびＣの間において、曲線
ＡおよびＢの間におけるより、大きい差が存在し、そし
て曲線Ａにおける電流のレベル（グルコースに起因しな
い電流を示す）はより高い電圧において許容されないほ
どに高い。こうして、コーティング組成物中のメチレン
ブルーの存在は、その不存在において得ることができる
よりも、より大きい感度および精度を試験に与える。

最適な結果は約０．２〜約０．４ボルトの電位を付与し
たとき得られる。

第５図は、極端な精度が読みの速さを犠牲にして望まれ
るとき、有用である本発明の他の実施態様を示す、第５
図において、第２図に類似する要素は同様な参照数字を
有し、そして理解できるように、この実施１ム様におけ
る反応成分含有コーティング３２グラフγイトアノード
および適用した試験溶液と直接接触しない。むしろ、反
応成分含有コーティングはパーフルオロスルホン酸ポリ
マーの２層４１および４２の間に挟まれる。水性媒質中
の崩壊に対するパーフルオロスルホン酸ボリマー層の抵
抗は、試験流体のアノードへの侵透を遅くし、そしてコ
ーティングのアセンブリーに−・体性を付与するので、
コーティングのアセンブリーは要求するより長い接触期
間のために凝着性を保持する。

第５図の実施態様は、例えば、極端な精度を保証しかつ
読みの４１１度が二次的な重要性をもつ決定、例えば、
血液中のエチルアルコールのレベルの決定にとくに有用
である。

以下の表は、電流を発生するためにグルコースオキシダ
ーゼ反応を利用する、商業的に入手可虎なグルコースの
アンペア測定システムと比較した、本発明のシステムの
性能の特性を提供する。

青 先行技１１！の　　　本発明の システム　　　システム 精度 血漿　　　　　　３−８％　　　３−５％全血液　　　
　　６−１０％　　３−５％全血液を使用する 最低の検出レベル　３ミリモル　　１ミリモル以下 最高の検出レベル　２０ミリモル　３０−３５ミリモル 酸素の妨害　　　　大きい、酸素　なしの抑制信号 全血液を使用する 温度の影響　　　　大きい 酸素のシステ ムのわずかに １／４ 精確さ 血漿　　　　　　±１１／９ル　１ミリモル以下 全血液　　　　　±１．５ミリ　１ミリモル以モル　　
　　　下 操作において、まず、体の試料を室２７に挿入し、次い
で室をキャップ２８で密閉し、そして感知装置における
適当なスロット中にこのカードアセンブリーを挿入する
。次いで、キャップ２８およびシリンダー２３を開始位
置から９０”だけ回し、これによってプラウ１７による
孔開けによって室２６の底において箔のシールを破り、
そして室２６から目盛り定め剤の液体を毛管通路１３の
中に流入させ、ここで目盛り定め剤の液体は３つのすべ
ての電極１８．１９および２１と接触する。目盛り定め
剤の液体の流れが、液体ヘッドの減少および表面張力の
ために、停止したとき、目盛り定め剤の試験の読みを分
析装置によって目盛り定め剤のグルコースレベルに応答
して行う。

いったんこの読みがなされると（一般に約　　秒後）、
キャップ２８およびシリンダー２３をもう一度この時は
１８０°だけ試料の試験位置へ回し、ここで室２７の底
における箔のシールをプラウ１７によって孔開けし、そ
して試験流体は毛管通路１３の入口１４の中に流入する
。

試験流体は、この時点において、電極１Ｂ。１９および
２１を含有する毛管通路３の部分において目盛り定め副
流体を置換する。毛管通路中の試験流体の流れは、また
、液体ヘッドの減少およびＬ前作用のために、停止し、
そして最後の測定は分析装置によってなされる。センサ
ーの読みに基づいて、目盛り定め剤の液体が測定電極２
１と培地したときおよび試験液体が測定アノード２１と
接触したとき、分析装置は試料流体中のグルコースの濃
度を誘導する。

本発明は、主として、グルコースレベルの決定に関して
説ＩＪＩした。しかしながら、本発明は、適当なデヒド
ロゲナーゼ酵素の存在下に脱水素されうる他の化学種、
例えば、エタノール、乳酸塩などを検出するために使用
できる。

本発明を好ましい実施態様を参照して説明したが、本発
明の教示および範囲を逸脱しないで、種々の変化および
変更がｏｒ　１ｍである。

未発］ＪＩの主な態様および特徴は、次の通りである。

■、キャリヤーおよび少なくとも２つの゛電極からなり
、脱水素に対して感受性の選択した化学的種のレベルを
その溶液中においてそのためのデヒドロゲナーゼ酵素の
存在下に、アンペア測定的に、検出できる臨床化学的分
析装置と一緒に使用するための１回使用の感知装置にお
いて、前記電極の１つは、メチレンブルー、ＮＡＤ＋、
パーフルオロスルホン酸ポリマーおよび前記選択した化
学的種の脱水素のための酵素からなる組成物でコーティ
ングされていることを特徴とする前記感知装置。

２、前記酵素はグルコースデヒドロゲナーゼである上記
第１項記載の感知装置。

３、前記コーティング組成物は水溶性樹脂のポリマーを
含有する上記第１項記載の感知装置。

４、前記水溶性樹脂のポリマーはポリビニルピロリドン
からなる上記第３項記載の感知装置。

５、前記コーティング組成物は水性エマルジョン接着剤
を含有する上記第１項記載の感知装置。

６、前記接着剤はポリ酢酸ビニルラテックスからなる上
記第１項記載の感知装置。

７、前記コーティングは約　　〜約　　ｍｍの厚さを有
する上記第１項記載の感知装置。

８、前記コーティングは、約　　〜約　　単位／ｇのグ
ルコースデヒドロゲナーゼを含有し、そして約　　〜約
　　重量％のＮＡＤ＋、約　　〜約　　重量％のパーフ
ルオロスルホン酸ポリマーおよび約　　〜約　　重量％
のメチレンブルーを含有する上記第２項記載の感知装置
。

９、前記コーティングは、さらに、約　　〜約重量％の
ポリビニルピロリドンおよび約〜約　　重量％の硬化し
たポリ酢酸ビニルを含有する上記第８項記載の感知装置
。

１０、脱水素に対して感受性の選択した化学的種の濃度
を、水溶性中において、そのためのデヒドロゲナーゼ酵
素の存在下に決定する方法であって、電極上のコーティ
ングの外表面を前記溶液でぬらし、前記溶液を前記コー
ティングを通過させて前記電極と接触させ、そして前記
電極と他の電極との間の電流を生成させ、その後、前記
電流のアンペアを測定することからなり、前記コーティ
ングはメチレンブルー、ＮＡＤ＋、パーフルオロスルホ
Ｚ酸ポリマーおよび前記選択した化学的種の脱水素のた
めの酵素からなることを特徴とする前記方法。

１１、前記外表面は、前記選択した化学的種の前記溶液
でぬらす前に、目盛り定め副溶液でぬらす上記第１０項
記載の方法。

１２、前記選択した化学的種はグルコースであり、そし
て前記デヒドロゲナーゼ酵素はグルｊ　−スデヒドロゲ
ナーゼである上記第１θ項記載の方法。

１３、前記選択した化学的種はアルコールであり、そし
て前記デヒドロゲナーゼ酵素はアルコールデヒドロゲナ
ーゼである上記第１Ｏ項記載の方法。

１４、前記コーティングは、さらに、水溶性樹脂のポリ
マーおよび硬化したエマルジョン接着剤を含有する上記
第１４項記載の方法。

１５、前記水溶性樹脂のポリマーはポリビニルピロリド
ンであり、そして前記硬化したエマルジョン接着剤は硬
化したポリ酢酸ビニルである上記第１４項記載の方法。

１６、前記コーティングは、約　　〜約　　ｒＩｉ位／
ｇのグルコースデヒドロゲナーゼ、約　　〜約　　重量
％のＮＡＤ＋、約　　〜約　　重量％のパーフルオロス
ルホン酸ボリマーオヨび約〜約　　重量％のメチレンブ
ルーを含有する上記第１５項記載の方法。

１７、前記アンペアは付加された電位において測定する
上記第１０項記載の方法。

１８、前記付加された電位は約０．２〜約０゜４ボルト
である上記第１７項記載の方法。

１９、ＮＡＤ＋、パーフルオロスルホン酸ポリマー、メ
チレンブルーおよびデヒドロゲナーゼ酵素からなる電極
コーティング組成物。

２０、前記酵素はグルコースデヒドロゲナーゼである上
記第１９項記載の組成物。

２１、前記コーティング組成物は、さらに、ポリビニル
ピロリドンおよびポリ酢酸ビニルラテックスを含有する
上記第２０項記載の組成物。

２２、前記コーティングは、約　　〜約　　単位／　ｍ
　ｌのグルコースデヒドロゲナーゼ、約〜約　　重量％
のＮＡＤ＋、約　　〜約　　重量％のパーフルオロスル
ホン酸ポリマー、約　　〜約　　重量％のメチレンブル
ーおよび約　　〜約Ｗ、１１９６のポリ酢酸ビニルラテ
ックスを含有する上記第２０項記載の組成物。

２３、ＮＡＤ＋、パーフルオロスルホン酸ポリマー、ポ
リビニルピロリドン、硬化したポリ酢酸ビニルラテック
スおよびデヒドロゲナーゼ酵素からなるコーティングを
その上に有する導電性本体からなる感知装置のための電
極。

２４、前記導電性本体はグラファイトである］二記第２
３項記載の電極。

２５、前記コーティングは、約　　〜約　　重ｔ１％の
ＮＡＤ＋、約　　〜約　　重量％のパーフルオロスルホ
ン酸ポリマー、約　　〜約　　重−に％の硬化したポリ
酢酸ビニルラテックス、およびコーティングのＩｇにつ
き約　　〜約　　単位のグルコースデヒドロゲナーゼか
らなる上記第２３項記載の電極。

２６、前記コーティングは単一の層のコーティングであ
る上記第２３項記載の電極。

２７、前記コーティングは多層コーティングからなり、
ここで」二記第２３項記載の成分を含有す６Ｊｆｌがパ
ーフルオロスルホン酸ポリマーから本質的に成る２層の
間に挟まれている上記ｆｆ５２３項記載の′電極。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のシステムにおいてキャリヤーの分解
剥視図である。 第２図は、未発ＩＩの測定電極の拡大断面図である。 第３図は、２つの測定における時間に対する電流の変動
を示すグラフであり、ここでＪｌｌ定量のグルコースを
含有する試験溶液は５ミリモルのグルコースを含有する
１１盛り定め剤である。第１ＪＩＩ定において、試験溶
液は２ミリモルのグルコースを含有する。 第４図は、（１）グルコースを含有しない目盛り定め剤
溶液、（２）５ミリモルのグルコースを含有する同様な
溶液、および（３）同一量のグルコースおよび、さらに
、　ｍｇ／ｍｌのメチレンブルーを含有する同様な溶液
についての、加えた電圧に対する電流の変動を示すグラ
フである・第５図は、本発明の測定電極の他の実施態様
の−Ｌ部の拡大部分断面図である。 ｌＯ感知装置 １１　　キャリヤー １２板 １３　毛管通路 １４　人［］端 １６　出【１端 １７、ｈ昇した部分 １８　バックグラウンドアノード １９　カソード ２１　Δ１喝定アノード ２２　円筒形カイトスリーブ ２３　多室シリンダー ２４　内部の壁 ２６　目盛り定め副室 ２７　試料室 ２８　キャップ ２９　ウェブ グラファイトプラグ 膜またはコーティング モート 導電性トラック 層 層 特１作出願人　アーデン・メディカル番システムズ時間
、 秒 ＦＩＧ、３ 電 イ１Ｌ ■ ＦＩＧ、　４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、キャリヤーおよび少なくとも２つの電極からなり、
   脱水素に対して感受性の選択した化学的種のレベルをそ
   の溶液中においてそのためのデヒドロゲナーゼ酵素の存
   在下に、アンペア測定的に、検出できる臨床化学的分析
   装置と一緒に使用するための１回使用の感知装置におい
   て、前記電極の１つは、メチレンブルー、ＮＡＤ＾＋、
   パーフルオロスルホン酸ポリマーおよび前記選択した化
   学的種の脱水素のための酵素からなる組成物でコーティ
   ングされていることを特徴とする前記感知装置。 ２、脱水素に対して感受性の選択した化学的種の濃度を
   、水溶性中において、そのためのデヒドロゲナーゼ酵素
   の存在下に決定する方法であって、電極上のコーティン
   グの外表面を前記溶液でぬらし、前記溶液を前記コーテ
   ィングを通過させて前記電極と接触させ、そして前記電
   極と他の電極との間の電流を生成させ、その後、前記電
   流のアンペアを測定することからなり、前記コーティン
   グはメチレンブルー、ＮＡＤ＾＋、パーフルオロスルホ
   ン酸ポリマーおよび前記選択した化学的種の脱水素のた
   めの酵素からなることを特徴とする前記方法。 ３、ＮＡＤ＾＋、パーフルオロスルホン酸ポリマー、メ
   チレンブルーおよびデヒドロゲナーゼ酵素からなること
   を特徴とする電極コーティング組成物。 ４、ＮＡＤ＾＋、パーフルオロスルホン酸ポリマー、ポ
   リビニルピロリドン、硬化したポリ酢酸ビニルラテック
   スおよびデヒドロゲナーゼ酵素からなるコーティングを
   その上に有する導電性本体からなることを特徴とする感
   知装置のための電極。