JPH02262046A - 生体基質濃度測定装置 - 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】 ■　発明の背景 （技術分野） 本発明は、生体基質濃度測定装置、とくに酵素が固定化
された絹フィブロイン膜を用いた生体基質濃度測定装置
に関するものである。

（先行技術およびその問題点） 近年、絹フィブロインはバイオ材料、特に酵素を固定化
させた綱フィブロインのバイオセンサーへの適用が為さ
れてきている。

本発明者等は、酵素が固定化された絹フィブロインの適
用を鋭意研究した結果、酵素を固定化させた絹フィブロ
イン膜が生体の基質濃度に応じてｐＨ変化を起こし、そ
の結果、膜電位変化を発現することを新たに見出し、本
発明に至った。

■　発明の目的 本発明は、酵素が固定化された絹フィブロイン膜を用い
、簡単な構成で生体基質濃度か測定できる生体基質濃度
測定を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、第１の基準電極を備え標準溶液を
収容する第１の収容部と、該第１の収容部と液絡部を介
して連通ずる被検液検出部と、該被検液検出部と液絡部
を介して連通し第２の基準電極を備え前記標準溶液と等
濃度の標準溶液を収容する第２の収容部とからなり、前
記被検液検出部は、酵素が固定化された絹フィブロイン
膜を介して、前記第１の収容部と連通ずるとともに基準
溶液を収容する基準溶液収容部と、前記第２の収容部と
連通ずるとともに基準溶液を収容した被検液投入用部か
らなる生体基質濃度測定装置である。

（実施例） 本発明の生体基質濃度測定装置を添付図面に示す好適実
施例につき詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例のの横断面図である。

本発明の生体基質濃度測定装置ｌの第１の標準溶液収容
部８ａには、第１の基準電極７ａが設けられ、標準溶液
６ａとして塩化カリウムの飽和水溶液が収容されている
。

第１の収容部８ａと、基準溶液３ａを収容する被検液検
出部の基準溶液収容部９ａとは液絡部５ａを介して連通
している。また、酵素が固定化された絹フィブロイン膜
２を介して被検液収容部９ｂが連通している。基準溶液
収容部９＆、被検液収容部９ｂには、リン酸カリウム緩
衝液が収容されている。溶液を均一にするために、基準
溶液収容部９ａ、被検液投入用部９ｂには、それぞれ撹
拌子４ａ、４ｂが設けられている。第２の収容部８ｂに
は第１の溶液収容部８ａと同様に第２の基準電極７ｂ、
塩化カリウムの飽和水溶液６ｂが収容されていて、液連
部５ｂを介して被検液投入用部９ｂと連通している。ま
た、基準電極７ａ、７ｂとして銀／塩化銀電極を用いて
いる。基準電極７ａ、７ｂは電位計１０に接続され、測
定された電位変化が記録計１１に記録される。

く絹フィブロイン水溶液の作成方法〉 家蚕面を０．５ｗ　ｔ％のマルセル石、鹸水溶液中で浴
比２００倍にて、９８℃で１時間の精練し、６０℃の蒸
留水で洗浄した。以上の操作を３回繰り返し施した後、
家蚕精練面を得た。

この精練面を、９Ｍの臭化リチウム水溶液に４０℃で溶
解し、透析することによって約４ｗ／Ｖ％の絹フィブロ
イン水溶液を得た。

く酵素含有網フィブロイン膜の作成方法〉綱フィブロイ
ン膜２は、以下のようにして作成した。

上述の絹フィブロイン水溶液をアクリル板にキャストし
、　グルコースオキシダーゼ（Ｇ。

Ｘ）を絹フィブロイン重量に対して２．０ｗ　ｔ％にな
るように添加した後、静かに混合した。

次に、風乾し得られたグルコースオキシダーゼが固定化
された絹フィブロイン膜を８０％−メタノール水溶液中
に６時間浸漬し、不溶化した。

く生体基質濃度の測定〉 上述の、２．０％のグルコースオキシダーゼが固定化さ
れた絹フィブロイン膜２を第１図に示した測定装置ｉに
設けた。基準溶液収容部９ａ。

被検液収容部９ｂには０．１ｍＭのリン酸カリウム溶液
を１００ｍ　Ｑ収容した。なお、ｐＨ値は７．０で５っ
た。

液連部５ａ、５ｂは、内径１．０ｍｍのポリエチレンチ
ューブを用い、３Ｍの塩化カリウム水溶液に３ｗｔ％に
なるように試料用寒天を混合した溶液充填し、チューブ
内部溶液を固化したしのを塩橋とした。

測定装置ｌの外側を２５℃の水を循環さ仕ながら濃度既
知の生体基質溶液の所定量を収容部９ｂに滴下しｐＨ変
化に対する膜電位変化を測定した。この時の被検液投入
用９ｂ内の生体基質濃度と膜電位変化の検量線を第２図
に示す。なお、 生体基質溶液を滴下した後、膜電位が安定するまでほぼ
５分であった。

第２図かられかるように、被検液投入用部９ｂ内の生体
基質濃度が０〜３ｍＭの範囲で膜電位変化は直線応答を
示す（ΔＥ　（ｍＶ）−〇、６９ｘグルコース溶液（ｍ
Ｖ））。

従って、未知の濃度の被検液の所定量を被検液投入用部
９ｂに滴下しｐＨ変化に伴う膜電位変化を測定すること
により、上述した検量線を用いて被検液投入用部９ｂ内
の生体基質濃度を求め、滴下蛍から未知の濃度の被検液
の生体基質濃度を決定することが可能である。

なお、基準溶液のｐＨ値は、７．０近傍であると酵素の
活性が優れているのでもつとも好ましい。一方ζリン酸
カリウム緩衝液の濃度は０．０５〜５．ＯｍＭが好まし
く、とくにＱ、０８〜Ｏ，１５ｍ　Ｍが好ましい。０．
０５より小さいと基準溶液中のｐＨ状態維持することが
困難である。５．０ｍＭを越えると基準溶液中の金属イ
オンが絹フィブロイン膜内の固定電荷と結合し、膜電位
の感度が低下する。また、その緩衝能のため酵素と生体
基質との反応生成物によるｐＨ変化が生ぜず好ましくな
い。

また、絹フィブロインに固定化されるグルコースオキシ
ダーゼは、０．５〜４．０ｗ　ｔ％が好ましい。０．５
ｗ　ｔ％より小さいと、生体基質の測定濃度範囲が広が
るが、感度が低下し、応答速度も遅くなるので好ましく
ない。４．Ｏｗ　ｔ％を越えると応答時間は速くなるが
、生体基質の測定濃度範囲が小さくなり、さらにグルコ
ースオキシダーゼを絹フィブロイン膜中に包括固定化で
きにくくなるので好ましくない。

なお、本実施例では、固定化酵素として、グルコースオ
キシダーゼを用いた例について説明したが、生体基質と
反応してｐＨ変化を生ずる酵素であれば、生体基質濃度
測定装置に適用でき、例えば、グリコレートオキシダー
ゼ、ヘキソスオキシダーゼ、ピルベートオキシダーゼ、
グリオキシレートオキシダーゼ、ジヒドロオロレートオ
キシダーゼ、コブロボルフィリノーゲンオキシダーゼ、
６−ヒトロキシニコン酸リダクターゼ、リジンジヒドロ
ゲナーゼ、ジアミノピメリン酸ジヒドロゲナーゼ、グリ
シンジヒドロゲナーゼ、Ｌ−リジンα−オキシダーゼ、
Ｌ−リジンオキシダーゼ、Ｄ−プロリンリダクターゼ、
グルタミン酸シンターゼ、プロリンジヒドロゲナーゼ、
Ｌ−ピペコリン酸ジヒドロゲナーゼ、アセチリッドキシ
ルオキシダーゼ等を用いて、それぞれの生体基質濃度に
用いることができる。

■発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、簡単な構成でしか
も安価に生体基質濃度が測定できる装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す横断面図、第２図は酵素
固定化網フィブロイン膜の膜電位特性を示す図である。 １・・・生体基質濃度測定装置、２・・・酵素固定化絹
フィブロイン膜、３ａ、３ｂ・・・基準溶液、４ａ４　
ｂ　・・・撹拌子、５　ａ　、　５　ｂ−液絡部、６ａ
、６ｂ・・標準溶液、７ａ、７ｂ・・・基準電極、８ａ
、８ｂ・・・収容部、９ａ・・・基準溶液収容部、９ｂ
・・・被検液投入用部、１０・・・電位計、１１・・・
記録計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の基準電極を備え標準溶液を収容する第１の
   収容部と、該第１の収容部と液絡部を介して連通する被
   検液検出部と、該被検液検出部と液絡部を介して連通し
   第２の基準電極を備え前記標準溶液と等濃度の標準溶液
   を収容する第２の収容部とからなり、前記被検液検出部
   は、酵素が固定化された絹フィブロイン膜を介して、前
   記第１の収容部と連通するとともに基準溶液を収容する
   基準溶液収容部と、前記第２の収容部と連通するととも
   に基準溶液を収容した被検液投入用部からなることを特
   徴とする生体基質濃度測定装置。