JPH02157646A - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサInfo
- Publication number
- JPH02157646A JPH02157646A JP63312302A JP31230288A JPH02157646A JP H02157646 A JPH02157646 A JP H02157646A JP 63312302 A JP63312302 A JP 63312302A JP 31230288 A JP31230288 A JP 31230288A JP H02157646 A JPH02157646 A JP H02157646A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- substrate
- screen printing
- electron acceptor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 7
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 7
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 claims description 10
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 claims description 10
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 abstract description 13
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 abstract description 12
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 abstract description 11
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 abstract description 8
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 abstract description 8
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 abstract description 8
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 abstract description 8
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 abstract description 7
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 abstract description 7
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 abstract description 6
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 abstract description 4
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 abstract description 4
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 abstract description 4
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 abstract description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 abstract 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 9
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 9
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 5
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 3
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000000276 potassium ferrocyanide Substances 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;iron(2+);hexacyanide Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KETQAJRQOHHATG-UHFFFAOYSA-N 1,2-naphthoquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C(=O)C=CC2=C1 KETQAJRQOHHATG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRYZPFWEZHSTHD-HEFFAWAOSA-O 2-[[(e,2s,3r)-2-formamido-3-hydroxyoctadec-4-enoxy]-hydroxyphosphoryl]oxyethyl-trimethylazanium Chemical class CCCCCCCCCCCCC\C=C\[C@@H](O)[C@@H](NC=O)COP(O)(=O)OCC[N+](C)(C)C LRYZPFWEZHSTHD-HEFFAWAOSA-O 0.000 description 1
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RXGJTUSBYWCRBK-UHFFFAOYSA-M 5-methylphenazinium methyl sulfate Chemical compound COS([O-])(=O)=O.C1=CC=C2[N+](C)=C(C=CC=C3)C3=NC2=C1 RXGJTUSBYWCRBK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 108010025188 Alcohol oxidase Proteins 0.000 description 1
- 108010089254 Cholesterol oxidase Proteins 0.000 description 1
- 241000270722 Crocodylidae Species 0.000 description 1
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 108010093894 Xanthine oxidase Proteins 0.000 description 1
- 102100033220 Xanthine oxidase Human genes 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- LNNWVNGFPYWNQE-GMIGKAJZSA-N desomorphine Chemical compound C1C2=CC=C(O)C3=C2[C@]24CCN(C)[C@H]1[C@@H]2CCC[C@@H]4O3 LNNWVNGFPYWNQE-GMIGKAJZSA-N 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 150000002327 glycerophospholipids Chemical class 0.000 description 1
- RSAZYXZUJROYKR-UHFFFAOYSA-N indophenol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1N=C1C=CC(=O)C=C1 RSAZYXZUJROYKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N schardinger α-dextrin Chemical compound O1C(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(O)C2O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC2C(O)C(O)C1OC2CO HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (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】
産業上の利用分野
本発明は、種々の微量の生体試料中の特定成分について
、試料液を希釈することなく迅速かつ簡便に定量するこ
とのできるバイオセンサに関する。
、試料液を希釈することなく迅速かつ簡便に定量するこ
とのできるバイオセンサに関する。
従来の技術
従来、血液などの生体試料中の特定成分について、試料
液の希釈や攪拌などの操作を行うことなく高精度に定量
する方式としては、第3図に示す様なバイオセンサがあ
る。このバイオセンサは、絶縁基板ll上にスクリーン
印刷等の方法で電極系12.13を形成し、前記電極上
に親水性高分子層15を形成するとともに該親水性高分
子層15上にと酸化還元酵素および電子受容体からなる
酵素反応層18を形成したものである。試料液を前記酵
素反応層18へ滴下すると、試料液に前記酵素反応層1
8中の酸化還元、酵素と電子受容体が溶解し、試料液中
の基質との間で酵素反応が進行し電子受容体が還元され
る。酵素反応終了後、この還元された電子受容体を電気
化学的に酸化し、このとき得られる酸化電流値から試料
液中の基質濃度を求めるものである。
液の希釈や攪拌などの操作を行うことなく高精度に定量
する方式としては、第3図に示す様なバイオセンサがあ
る。このバイオセンサは、絶縁基板ll上にスクリーン
印刷等の方法で電極系12.13を形成し、前記電極上
に親水性高分子層15を形成するとともに該親水性高分
子層15上にと酸化還元酵素および電子受容体からなる
酵素反応層18を形成したものである。試料液を前記酵
素反応層18へ滴下すると、試料液に前記酵素反応層1
8中の酸化還元、酵素と電子受容体が溶解し、試料液中
の基質との間で酵素反応が進行し電子受容体が還元され
る。酵素反応終了後、この還元された電子受容体を電気
化学的に酸化し、このとき得られる酸化電流値から試料
液中の基質濃度を求めるものである。
発明が解決しようとする課題
こめ−様な従来のバイオセンサによれば、酸素反応層中
の酸化還元酵素と電子受容体が接しているため、水分の
存在があると両者の間で反応が起こり応答がばらつくた
め、安定した応答が得にくく、製造時や保存中の水分管
理が必要となった。
の酸化還元酵素と電子受容体が接しているため、水分の
存在があると両者の間で反応が起こり応答がばらつくた
め、安定した応答が得にくく、製造時や保存中の水分管
理が必要となった。
課題を解決するための手段
本発明は上記課題を解決するために、少なくとも測定極
と対極からなる電極系を設けた絶縁性基板を備え、前記
電極系の表面に親水性高分子層を設け、その上部に電子
受容体と酸化還元酵素を互いに独立させて含有した酸素
反応層を形成し、前記酵素と電子受容体と試料液の反応
に際しての物質濃度変化を電気化学的に前記電極系で検
知し前記試料液中の基質濃度を測定することを特徴とし
、望ましくは、電極系および親水性高分子層と酸素反応
層がそれぞれスクリーン印刷で形成されたことを特徴と
する。
と対極からなる電極系を設けた絶縁性基板を備え、前記
電極系の表面に親水性高分子層を設け、その上部に電子
受容体と酸化還元酵素を互いに独立させて含有した酸素
反応層を形成し、前記酵素と電子受容体と試料液の反応
に際しての物質濃度変化を電気化学的に前記電極系で検
知し前記試料液中の基質濃度を測定することを特徴とし
、望ましくは、電極系および親水性高分子層と酸素反応
層がそれぞれスクリーン印刷で形成されたことを特徴と
する。
試料液の酸素反応層に添加することにより、試料液中の
基質濃度を測定するにあたって、反応層中の酸化還元酵
素と電子受容体が互いに独立しており、水分による相互
作用が起こることがないため、応答がばらつくことなく
、安定した応答が得られ測定精度が向上する。また、製
造時や存在中の水分管理が必要でなく、スクリーン印刷
でセンサの製造が可能であるから、電極系をも含めたデ
ィスポーザブルタイプのバイオセンサを大1生産できる
。
基質濃度を測定するにあたって、反応層中の酸化還元酵
素と電子受容体が互いに独立しており、水分による相互
作用が起こることがないため、応答がばらつくことなく
、安定した応答が得られ測定精度が向上する。また、製
造時や存在中の水分管理が必要でなく、スクリーン印刷
でセンサの製造が可能であるから、電極系をも含めたデ
ィスポーザブルタイプのバイオセンサを大1生産できる
。
実施例
以下、本発明の一実施例について説明する。
バイオセンナの一例として、グルコースセンサの一実施
例を第1図に基づいて説明する。
例を第1図に基づいて説明する。
ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁性基板1に、
スクリーン印刷により導電性カーボンペーストを印刷し
、加熱乾燥することにより、対極2aと測定極3aから
なる電極系を形成する。次に、電極系を部分的に覆い、
各々の電極の電気化学的に作用する部分となる電極系2
bと3bを残すように、絶縁性ペーストを前記と同様に
印刷し、加熱処理をして絶縁層4を形成する。この電極
系2bと3bの表面を覆うようにセルロース系の親水性
高分子の一種であるCMC(カルボキシメチルセルロー
ス)の水溶液をスクリーン印刷により印刷し、45°C
で1時間乾燥することにより0M0層5を形成した。得
られたCMCl5の上に酸化還元酵素6としてグルコー
スオキシダーゼ(GOD)を水に溶解したものをスクリ
ーン印刷により第2図の様に形成し、室温で乾燥した。
スクリーン印刷により導電性カーボンペーストを印刷し
、加熱乾燥することにより、対極2aと測定極3aから
なる電極系を形成する。次に、電極系を部分的に覆い、
各々の電極の電気化学的に作用する部分となる電極系2
bと3bを残すように、絶縁性ペーストを前記と同様に
印刷し、加熱処理をして絶縁層4を形成する。この電極
系2bと3bの表面を覆うようにセルロース系の親水性
高分子の一種であるCMC(カルボキシメチルセルロー
ス)の水溶液をスクリーン印刷により印刷し、45°C
で1時間乾燥することにより0M0層5を形成した。得
られたCMCl5の上に酸化還元酵素6としてグルコー
スオキシダーゼ(GOD)を水に溶解したものをスクリ
ーン印刷により第2図の様に形成し、室温で乾燥した。
さらに、フェリシアン化カリウムの微結晶をレシチンと
ともにエタノールに混ぜたものを電子受容体7として前
記CMC層5上にスクリーン印刷により形成し、室温で
放置してエタノールを気化させることによりフェリシア
ン化カリウムをグルコースオキシダーゼと分離した酸素
反応層8を形成した。フェリシアン化カリウムはエタノ
ールには溶けないため、そのままでは分散できないが、
レシチンが存在するとその両親媒性構造によりフェリシ
アン化カリウムの微粒子のまま分散でき、しかも、エタ
ノールが速やかに気化するため、均一で溶解速度の速い
周が形成できた。従来例のようにグルコースオキシダー
ゼの上にフェリシアン化カリウムを形成した場合、その
まま放置すると、応答が高くパラついてしまうためシリ
カゲルなど用いて乾燥状態を保持する必要があったが、
本発明のように酸化還元酸素6と電子受容体7を分離す
ることにより水分の影響を考慮しなくても、安定した応
答が得られた。
ともにエタノールに混ぜたものを電子受容体7として前
記CMC層5上にスクリーン印刷により形成し、室温で
放置してエタノールを気化させることによりフェリシア
ン化カリウムをグルコースオキシダーゼと分離した酸素
反応層8を形成した。フェリシアン化カリウムはエタノ
ールには溶けないため、そのままでは分散できないが、
レシチンが存在するとその両親媒性構造によりフェリシ
アン化カリウムの微粒子のまま分散でき、しかも、エタ
ノールが速やかに気化するため、均一で溶解速度の速い
周が形成できた。従来例のようにグルコースオキシダー
ゼの上にフェリシアン化カリウムを形成した場合、その
まま放置すると、応答が高くパラついてしまうためシリ
カゲルなど用いて乾燥状態を保持する必要があったが、
本発明のように酸化還元酸素6と電子受容体7を分離す
ることにより水分の影響を考慮しなくても、安定した応
答が得られた。
上記のように構成したグルコースセンサに試料液として
グルコース標準液を10μ9滴下し、滴下2分後に測定
極にアノード方向へ+〇、6Vのパルス電圧を印加し5
秒後の電流を測定する。グルコース標準液により酸素反
応層8中のフェリシアン化カリウムとグルコースオキシ
ダーゼが溶解し、グルコースが酸化され、このときフェ
リシアン化カリウムがフェロシアン化カリウムに還元さ
れる。
グルコース標準液を10μ9滴下し、滴下2分後に測定
極にアノード方向へ+〇、6Vのパルス電圧を印加し5
秒後の電流を測定する。グルコース標準液により酸素反
応層8中のフェリシアン化カリウムとグルコースオキシ
ダーゼが溶解し、グルコースが酸化され、このときフェ
リシアン化カリウムがフェロシアン化カリウムに還元さ
れる。
そこで、上記のパルス電圧の印加により、生成したフェ
ロシアン化カリウムの濃度に基づく酸化電流が得られ、
この電流値は基質であるグルコースの濃度に対応する。
ロシアン化カリウムの濃度に基づく酸化電流が得られ、
この電流値は基質であるグルコースの濃度に対応する。
グルコースの標準液を滴下し応答電流を測定したところ
700mg/dllという高濃度まで良好な直線性が得
られた。上記のグルコースセンサに血液サンプルを10
μ9滴下して2分後の応答電流を測定すると、非常に再
現性のよい応答が得られた。酸素反応層を直接電極上へ
形成すると、血球等が電極表面に吸着されて応答がかな
り低く、バラついたが、0M0層5を形成することで、
吸着を防ぐことができた。親水性高分子としてCMCの
他にもゼラチンやメチルセルロースなども使用でき、で
んぷん系、カルボキシメチルセルロース系、ゼラチン系
、アクリル酸塩系、ビニルアルコール系、ビニルピロリ
ドン系、無水マレイン酸系のものが好ましい。これらの
高分子は容易に水溶液とすることができるので、適当な
濃度の水溶液を印刷、乾燥することにより、必要な厚さ
の薄膜を電極上に形成することができる。
700mg/dllという高濃度まで良好な直線性が得
られた。上記のグルコースセンサに血液サンプルを10
μ9滴下して2分後の応答電流を測定すると、非常に再
現性のよい応答が得られた。酸素反応層を直接電極上へ
形成すると、血球等が電極表面に吸着されて応答がかな
り低く、バラついたが、0M0層5を形成することで、
吸着を防ぐことができた。親水性高分子としてCMCの
他にもゼラチンやメチルセルロースなども使用でき、で
んぷん系、カルボキシメチルセルロース系、ゼラチン系
、アクリル酸塩系、ビニルアルコール系、ビニルピロリ
ドン系、無水マレイン酸系のものが好ましい。これらの
高分子は容易に水溶液とすることができるので、適当な
濃度の水溶液を印刷、乾燥することにより、必要な厚さ
の薄膜を電極上に形成することができる。
レシチンの他にも両親媒性構造を有する品分子としては
、グリセロリン脂質、スフイボリン脂質、脂肪酸などが
使用でき、たとえばステアリン酸やスフィンゴミエリン
、シクロデキストリンなどが使用できた。溶媒としては
、COD活性および印刷電極への影響の少ないものが好
ましく、トルエンや石油エーテルなどが適当である。
、グリセロリン脂質、スフイボリン脂質、脂肪酸などが
使用でき、たとえばステアリン酸やスフィンゴミエリン
、シクロデキストリンなどが使用できた。溶媒としては
、COD活性および印刷電極への影響の少ないものが好
ましく、トルエンや石油エーテルなどが適当である。
センサ部を形成する方法としてのスクリーン印刷は、均
一な特性を有するディスポーザブルタイプのバイオセン
サを安価に製造することができ、特に、価格が安り、シ
かも安定した電極材料であるカーボンを用いて電極を形
成するのに好都合な方法である。
一な特性を有するディスポーザブルタイプのバイオセン
サを安価に製造することができ、特に、価格が安り、シ
かも安定した電極材料であるカーボンを用いて電極を形
成するのに好都合な方法である。
また、スクリーン印刷を用いることで、自由にCMC層
や酸素反応層の形が形成できるため、酸化還元酵素と電
子受容体を容易に独立させて担持することができた。上
記実施例においては電極系として2電極刃式の場合につ
いて述べたが、対極と測定極および参照極からなる3電
極でも測定は可能である。また、フェリシアン化カリウ
ムとグルコースオキシダーゼの担持場所は第2図(a)
(b)に示す以外にもスクリーン印刷で、自由に変えら
れるが、なるべく酸化還元酵素と電子受容体を近くに担
持する方が反応が速やかに行なわれるため応答が安定し
ていた。担持のパターンについては実施例に限定されな
い。
や酸素反応層の形が形成できるため、酸化還元酵素と電
子受容体を容易に独立させて担持することができた。上
記実施例においては電極系として2電極刃式の場合につ
いて述べたが、対極と測定極および参照極からなる3電
極でも測定は可能である。また、フェリシアン化カリウ
ムとグルコースオキシダーゼの担持場所は第2図(a)
(b)に示す以外にもスクリーン印刷で、自由に変えら
れるが、なるべく酸化還元酵素と電子受容体を近くに担
持する方が反応が速やかに行なわれるため応答が安定し
ていた。担持のパターンについては実施例に限定されな
い。
なお、本発明のバイオセンサは上記実施例に示したグル
コースセンサに限らず、アルコールセンサヤコレステロ
ールセンサなど、酸化還元酵素の関与する系に用いるこ
とができる。酸化還元酵素として実施例ではグルコース
オキシダーゼを用いたが、他の酵素、たとえばアルコー
ルオキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、キサン
チンオキシダーゼ、等を用いることができる。また、電
子受容体として、上記実施例に用いたフェリシアン化カ
リウムが安定に反応するので適しているがP−ベンゾキ
ノンを使えば、反応速度が大きいので高速化に適してい
る。更に、2.6−シクロロフエノールインドフエノー
ル、メチレンブルー フェナジンメトサルフェート、β
−ナフトキノン4−スルホン酸カリウム、フェロセン等
が使用できる。
コースセンサに限らず、アルコールセンサヤコレステロ
ールセンサなど、酸化還元酵素の関与する系に用いるこ
とができる。酸化還元酵素として実施例ではグルコース
オキシダーゼを用いたが、他の酵素、たとえばアルコー
ルオキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、キサン
チンオキシダーゼ、等を用いることができる。また、電
子受容体として、上記実施例に用いたフェリシアン化カ
リウムが安定に反応するので適しているがP−ベンゾキ
ノンを使えば、反応速度が大きいので高速化に適してい
る。更に、2.6−シクロロフエノールインドフエノー
ル、メチレンブルー フェナジンメトサルフェート、β
−ナフトキノン4−スルホン酸カリウム、フェロセン等
が使用できる。
発明の効果
このように本発明のバイオセンサは、絶縁性基板上に電
極系と親水性高分子層を形成し、その上に、酸化還元酵
素と電子受容体を互いに独立して含有した酸素反応層を
形成したので、水分に相互作用が起こることがないため
、応答がばらつくことなく、安定した応答が得られる。
極系と親水性高分子層を形成し、その上に、酸化還元酵
素と電子受容体を互いに独立して含有した酸素反応層を
形成したので、水分に相互作用が起こることがないため
、応答がばらつくことなく、安定した応答が得られる。
したがって、生体試料中の基質濃度を正確かつ容易に測
定することができ、さらに、保存性も簡易となる。しか
も、スクリーン印刷でセンサが製造できるため、大量生
産が容易になるなど利点がある。
定することができ、さらに、保存性も簡易となる。しか
も、スクリーン印刷でセンサが製造できるため、大量生
産が容易になるなど利点がある。
第1図は本発明の一実施例のバイオセンサの斜視図、第
2図(a)は同バイオセンサの要部を上からみた模式図
、第2図(b)は同バイオセンサの要部を側面からみた
模式図、第3図は従来例のバイオセンサの縦断面図であ
る。 1・・・絶縁性基板、2・・・対極、3・・・測定極、
4・−・絶縁層、 5拳・−CMC層、 6会・・酸
化還元酵素、7−Φ・電子受容体、8・・φ酵素反応層
。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか1名1−・− 20・・− 3a−・・ 6−・− 7−・ Il!緯憧菖板 鰐 優 fl 宝 号 lI!穐層 MCI III 化 1 元 酸 青 電ミ受1停
2図(a)は同バイオセンサの要部を上からみた模式図
、第2図(b)は同バイオセンサの要部を側面からみた
模式図、第3図は従来例のバイオセンサの縦断面図であ
る。 1・・・絶縁性基板、2・・・対極、3・・・測定極、
4・−・絶縁層、 5拳・−CMC層、 6会・・酸
化還元酵素、7−Φ・電子受容体、8・・φ酵素反応層
。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 はか1名1−・− 20・・− 3a−・・ 6−・− 7−・ Il!緯憧菖板 鰐 優 fl 宝 号 lI!穐層 MCI III 化 1 元 酸 青 電ミ受1停
Claims (2)
- (1)少なくとも測定極と対極からなる電極系を設けた
絶縁性基板を備え、前記電極系の表面に親水性高分子層
を設け、その上部に電子受容体と酸化還元酵素を互いに
独立させて含有した酸素反応層を形成し、前記酵素と電
子受容体と試料液の反応に際しての物質濃度変化を電気
化学的に前記電極系で検知し前記試料液中の基質濃度を
測定することを特徴とするバイオセンサ。 - (2)電極系および親水性高分子層と酸素反応層がスク
リーン印刷で形成された請求項1に記載のバイオセンサ
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63312302A JPH0652249B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63312302A JPH0652249B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | バイオセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02157646A true JPH02157646A (ja) | 1990-06-18 |
JPH0652249B2 JPH0652249B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=18027616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63312302A Expired - Lifetime JPH0652249B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | バイオセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0652249B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07198668A (ja) * | 1993-11-04 | 1995-08-01 | Lg Electron Inc | アルコール濃度測定用バイオセンサ、その製造方法、およびそれを用いた飲酒測定器 |
US5547555A (en) * | 1993-02-22 | 1996-08-20 | Ohmicron Technology, Inc. | Electrochemical sensor cartridge |
EP0877244A1 (en) * | 1997-05-02 | 1998-11-11 | Bayer Corporation | Electrochemical biosensor |
JP2005003679A (ja) * | 2003-06-09 | 2005-01-06 | I-Sens Inc | 電気化学バイオセンサ |
US7267750B2 (en) | 2001-01-17 | 2007-09-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biosensor |
CN115684317A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-02-03 | 东莞市源凯电气有限公司 | 嘌呤检测模组及方法 |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63312302A patent/JPH0652249B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5547555A (en) * | 1993-02-22 | 1996-08-20 | Ohmicron Technology, Inc. | Electrochemical sensor cartridge |
JPH07198668A (ja) * | 1993-11-04 | 1995-08-01 | Lg Electron Inc | アルコール濃度測定用バイオセンサ、その製造方法、およびそれを用いた飲酒測定器 |
EP0877244A1 (en) * | 1997-05-02 | 1998-11-11 | Bayer Corporation | Electrochemical biosensor |
US7267750B2 (en) | 2001-01-17 | 2007-09-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biosensor |
JP2005003679A (ja) * | 2003-06-09 | 2005-01-06 | I-Sens Inc | 電気化学バイオセンサ |
US7288174B2 (en) | 2003-06-09 | 2007-10-30 | I-Sens, Inc. | Electrochemical biosensor |
CN115684317A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-02-03 | 东莞市源凯电气有限公司 | 嘌呤检测模组及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0652249B2 (ja) | 1994-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2502666B2 (ja) | バイオセンサ及びその製造方法 | |
USRE36991E (en) | Biosensor and method for producing the same | |
JP3267936B2 (ja) | バイオセンサ | |
JP2517153B2 (ja) | バイオセンサおよびその製造法 | |
JP3027306B2 (ja) | バイオセンサおよびその製造方法 | |
JPH02310457A (ja) | バイオセンサ | |
WO1989009397A1 (en) | Biosensor and process for its production | |
JPH01291153A (ja) | バイオセンサ | |
JPS63317757A (ja) | グルコ−スセンサ | |
JPH01134244A (ja) | バイオセンサ | |
JPH0354447A (ja) | バイオセンサおよびその製造法 | |
JPH05340915A (ja) | バイオセンサおよびそれを用いた測定方法 | |
JP3267933B2 (ja) | 基質の定量法 | |
JP3024394B2 (ja) | バイオセンサおよびそれを用いた測定方法 | |
JP3437016B2 (ja) | バイオセンサおよびそれを用いた基質の定量方法 | |
JP3487410B2 (ja) | バイオセンサ | |
JPH02157646A (ja) | バイオセンサ | |
JPH02245650A (ja) | バイオセンサ | |
JP2502665B2 (ja) | バイオセンサ | |
JP3611268B2 (ja) | バイオセンサおよびその製造方法 | |
JP3070818B2 (ja) | バイオセンサおよびその製造方法 | |
JPS63317096A (ja) | バイオセンサ | |
JPH0814562B2 (ja) | バイオセンサ | |
JPH01212345A (ja) | バイオセンサの製造法 | |
JPH02102448A (ja) | バイオセンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070706 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090706 Year of fee payment: 15 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090706 Year of fee payment: 15 |