JPH03170854A - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサInfo
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- JPH03170854A JPH03170854A JP1309176A JP30917689A JPH03170854A JP H03170854 A JPH03170854 A JP H03170854A JP 1309176 A JP1309176 A JP 1309176A JP 30917689 A JP30917689 A JP 30917689A JP H03170854 A JPH03170854 A JP H03170854A
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- 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、食品分析や臨床検査分野などで使用する液体
状の試料をセンサ部に滴下するだけで特定或分を検出す
ることができる使い捨て型ハンディタイプバイオセンサ
に関する。
状の試料をセンサ部に滴下するだけで特定或分を検出す
ることができる使い捨て型ハンディタイプバイオセンサ
に関する。
白金や炭素表面に酵素、抗体、微生物等生体機能物質を
固定化したバイオセンサが種々の化学物質を迅速かつ連
続的に測定できることは既に知られている。
固定化したバイオセンサが種々の化学物質を迅速かつ連
続的に測定できることは既に知られている。
従来、このバイオセンサには、生体機能物質を含有した
膜を別途調製しておき、これを電極上に装着するか、生
体機能物質をガラスビーズ等の多孔質物質に固定後、カ
ラムに充填し、その後に電極を配置する構造のものと、
表面を化学処理した電極に酵素等を塗布し、酵素等と電
極表面との間に共有結合を形成させて固定化した構造の
ものがあった。
膜を別途調製しておき、これを電極上に装着するか、生
体機能物質をガラスビーズ等の多孔質物質に固定後、カ
ラムに充填し、その後に電極を配置する構造のものと、
表面を化学処理した電極に酵素等を塗布し、酵素等と電
極表面との間に共有結合を形成させて固定化した構造の
ものがあった。
これらのバイオセンサの性能は、再現性、耐久性、高感
度、応答速度等で評価されるが、前者の構造のものでは
、応答速度の点で難があり、一方、後者の構造のもので
は、固定化密度を大きくすることが困難であった。
度、応答速度等で評価されるが、前者の構造のものでは
、応答速度の点で難があり、一方、後者の構造のもので
は、固定化密度を大きくすることが困難であった。
また、近年、酵素反応に伴う物質の増減を検出するので
はなく、酵素反応に伴う酵素の電子授受を直接メディエ
ー夕を介して電極上で検出する新しい方式のものも考え
られている。
はなく、酵素反応に伴う酵素の電子授受を直接メディエ
ー夕を介して電極上で検出する新しい方式のものも考え
られている。
〔発明が解決しようとする課題］
従来のバイオセンサでは、電極出力が電極の表面積に比
例しているため、微少化にともない感度が低下し、ノイ
ズ対策が大きな問題となってくる。
例しているため、微少化にともない感度が低下し、ノイ
ズ対策が大きな問題となってくる。
一方、メディエー夕を用いる方式のものでは、酵素にお
ける電子授受を直接検出するため、試料中の溶存酵素量
などを問題にする必要はないが、メディエー夕が酵素を
阻害するため、酵素活性が低下するなどの問題があった
。
ける電子授受を直接検出するため、試料中の溶存酵素量
などを問題にする必要はないが、メディエー夕が酵素を
阻害するため、酵素活性が低下するなどの問題があった
。
本発明は、上記問題を解消するためになされたもので、
電極と生体機能物質を一体化した高速応答性に優れたパ
イオセンサを提供することを目的とする。
電極と生体機能物質を一体化した高速応答性に優れたパ
イオセンサを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のバイオセンサは、金
、白金、白金黒等貴金属微粒子、貴金属を析出または吸
着させた微粒子、カーボン微粒子、グラファイトａ粒子
などの導電性微粒子を吸水性樹脂を用いて成形すること
で形成した導電性支持体中に酵素、微生物等の生体機能
物質と緩衝液を共存させた生体機能物質含有導電性基板
層が少なくとも電極の一部を構或するようにしたもので
ある。
、白金、白金黒等貴金属微粒子、貴金属を析出または吸
着させた微粒子、カーボン微粒子、グラファイトａ粒子
などの導電性微粒子を吸水性樹脂を用いて成形すること
で形成した導電性支持体中に酵素、微生物等の生体機能
物質と緩衝液を共存させた生体機能物質含有導電性基板
層が少なくとも電極の一部を構或するようにしたもので
ある。
本発明のバイオセンサは、電極の一部を構或する導電性
基板層を導電性微粒子で構威したので、見掛け上は微少
電極でも従来のものより反応表面積を数十〜数百倍以上
にすることができる。
基板層を導電性微粒子で構威したので、見掛け上は微少
電極でも従来のものより反応表面積を数十〜数百倍以上
にすることができる。
従来のバイオセンサ電極では、電極表面上でのみ反応が
生ずるが、本発明のセンサでは、吸水性樹脂が導電性微
粒子の間隙に存在するため、被検液が電極の深部にまで
速やかに浸透し、電極全体で反応が進行して感度が上る
。
生ずるが、本発明のセンサでは、吸水性樹脂が導電性微
粒子の間隙に存在するため、被検液が電極の深部にまで
速やかに浸透し、電極全体で反応が進行して感度が上る
。
第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す平面図、第１図
（ｂ）は第１図（ａｌのＡ−Ａ断面における断面図、第
１図（Ｃ）は第１図｛ｂ）の一部分を拡大した拡大図で
ある。
（ｂ）は第１図（ａｌのＡ−Ａ断面における断面図、第
１図（Ｃ）は第１図｛ｂ）の一部分を拡大した拡大図で
ある。
図において、１はジビニルベンゼンを主或分とする架橋
共重合物からなる基材粒子表面に金めっきを施した平均
粒子径５．０〜５．２μｍの導電性微粒子〔商品名ミク
ロパールＡＵ：積水ファインケミカル（株）〕、２は酸
化酵素であるグルコースオキシダーゼ、３は吸水性樹脂
のアクリル酸ソーダ重合体〔商品名スミカゲル：住友化
学工業（株）〕、４は金電極、５は銀／塩化銀電極、６
ａ，６ｂはリード線、７は絶縁性基板、８はポリカーボ
ネ７ト膜である。
共重合物からなる基材粒子表面に金めっきを施した平均
粒子径５．０〜５．２μｍの導電性微粒子〔商品名ミク
ロパールＡＵ：積水ファインケミカル（株）〕、２は酸
化酵素であるグルコースオキシダーゼ、３は吸水性樹脂
のアクリル酸ソーダ重合体〔商品名スミカゲル：住友化
学工業（株）〕、４は金電極、５は銀／塩化銀電極、６
ａ，６ｂはリード線、７は絶縁性基板、８はポリカーボ
ネ７ト膜である。
グルコースオキシダーゼ２により、グルコースはグルコ
ン酸と過酸化水素に分解されるが、この酵素と金電極を
組合せて、グルコール濃度に対応した過酸化水素の酸化
電流を測定することにより、グルコース濃度を検出する
ものである。
ン酸と過酸化水素に分解されるが、この酵素と金電極を
組合せて、グルコール濃度に対応した過酸化水素の酸化
電流を測定することにより、グルコース濃度を検出する
ものである。
金電極４の上部空間に、金めつきを施した導電性微粒子
ｌ （ミクロパール、粒径５，０〜５．２μｍ）とアク
リル酸ソーダ重合体３の粉末（１０μｍ）を７対３の割
合で混合し、充填する。
ｌ （ミクロパール、粒径５，０〜５．２μｍ）とアク
リル酸ソーダ重合体３の粉末（１０μｍ）を７対３の割
合で混合し、充填する。
次に、グルコースオキシダーゼ２．１０００ユニソトを
ｐ｝１７．０りん酸緩衝液５ ｍｌに溶解し、酵素液を
調製する。この酵素液を充填した導電性微粒子と吸水性
樹脂に添加する。酵素液量は、添加した後も吸水性樹脂
の吸水能が５０％以上に保持されるよう調整されている
。
ｐ｝１７．０りん酸緩衝液５ ｍｌに溶解し、酵素液を
調製する。この酵素液を充填した導電性微粒子と吸水性
樹脂に添加する。酵素液量は、添加した後も吸水性樹脂
の吸水能が５０％以上に保持されるよう調整されている
。
このように調整した作用極の外周に絶縁帯を介して銀／
塩化銀電極５の対極を配置し、この作用極、対極を多孔
質ポリカーポネソト膜８で被覆し、試料中のタンパク質
等高分子化合物を排除するようにしてある。
塩化銀電極５の対極を配置し、この作用極、対極を多孔
質ポリカーポネソト膜８で被覆し、試料中のタンパク質
等高分子化合物を排除するようにしてある。
このセンサ上にグルコース含有試料を滴下し、所定時聞
く１分）経過後、銀／塩化銀電極５に対して作用極に０
． ９ ５ Ｖの定電圧パルスを印加し、５秒後の電流
値をセンサ応答値とする。
く１分）経過後、銀／塩化銀電極５に対して作用極に０
． ９ ５ Ｖの定電圧パルスを印加し、５秒後の電流
値をセンサ応答値とする。
試料を滴下すると、試料が吸水性樹脂により速やかに作
用極内部にまで吸収され、グルコースオキシダーゼによ
りグルコースは分解され、過酸化水素が発生する。作用
極である金電極４に０．９５Ｖ印加することによって生
成した過酸化水素は酸化され、酸化電流が生ずる。この
酸化電流は、グルコース濃度に比例している。この際、
リン酸緩衝液は電解液として機能する。
用極内部にまで吸収され、グルコースオキシダーゼによ
りグルコースは分解され、過酸化水素が発生する。作用
極である金電極４に０．９５Ｖ印加することによって生
成した過酸化水素は酸化され、酸化電流が生ずる。この
酸化電流は、グルコース濃度に比例している。この際、
リン酸緩衝液は電解液として機能する。
なお、導電性微粒子、作用電極にカーボン等を用いれば
、材料費が軽減でき、安価なバイオセンサを得ることが
できる。
、材料費が軽減でき、安価なバイオセンサを得ることが
できる。
以上説明したように、本発明によれば、導電性微粒子を
吸水性樹脂を用いて成形することで形或した導電性支持
体中に生体機能物質と緩衝液を共存させて電極と生体機
能物質を一体化したため、電極表面上だけでなく電極内
部においても酵素反応等が進行するため、電極表面の大
きさに比較して高感度な計測ができるようになる。また
、導電性微粒子の支持体に吸水性樹脂を用いているため
、試料吸収が速やかで、高速応答性が損われることがな
い。
吸水性樹脂を用いて成形することで形或した導電性支持
体中に生体機能物質と緩衝液を共存させて電極と生体機
能物質を一体化したため、電極表面上だけでなく電極内
部においても酵素反応等が進行するため、電極表面の大
きさに比較して高感度な計測ができるようになる。また
、導電性微粒子の支持体に吸水性樹脂を用いているため
、試料吸収が速やかで、高速応答性が損われることがな
い。
第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す平面図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ断面における断面図、第
１図（Ｃ）は第１図（ｂ）の一部分を拡大した拡大図で
ある。 １・・・導電性微粒子、２・・・グルコースオキシダー
ゼ、３・・・アクリル酸ソーダ重合体、４・・・金電極
、５・・・銀／塩化銀電極、６ａ，６ｂ・・・リード線
、７・・・絶縁性基板、８・・・ボリカーボネソト膜。 なお図中同一符号は同一のものを示す。
（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ断面における断面図、第
１図（Ｃ）は第１図（ｂ）の一部分を拡大した拡大図で
ある。 １・・・導電性微粒子、２・・・グルコースオキシダー
ゼ、３・・・アクリル酸ソーダ重合体、４・・・金電極
、５・・・銀／塩化銀電極、６ａ，６ｂ・・・リード線
、７・・・絶縁性基板、８・・・ボリカーボネソト膜。 なお図中同一符号は同一のものを示す。
Claims (1)
- 金、白金、白金黒等貴金属微粒子、貴金属を析出または
吸着させた微粒子、カーボン微粒子、グラファイト微粒
子などの導電性微粒子を吸水性樹脂を用いて成形するこ
とで形成した導電性支持体中に酵素、微生物等の生体機
能物質と緩衝液を共存させた生体機能物質含有導電性基
板層が少なくとも電極の一部を構成し、電極と生体機能
物質を一体化したことを特徴とするバイオセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1309176A JPH03170854A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1309176A JPH03170854A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | バイオセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03170854A true JPH03170854A (ja) | 1991-07-24 |
Family
ID=17989848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1309176A Pending JPH03170854A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03170854A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6916410B2 (en) * | 1999-11-15 | 2005-07-12 | Arkray, Inc. | Biosensor |
| US6982027B2 (en) * | 2000-10-27 | 2006-01-03 | Arkray, Inc. | Biosensor |
| US7201042B2 (en) * | 2002-11-01 | 2007-04-10 | Arkray, Inc. | Measuring instrument provided with solid component concentrating means |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1309176A patent/JPH03170854A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6916410B2 (en) * | 1999-11-15 | 2005-07-12 | Arkray, Inc. | Biosensor |
| US6982027B2 (en) * | 2000-10-27 | 2006-01-03 | Arkray, Inc. | Biosensor |
| US7201042B2 (en) * | 2002-11-01 | 2007-04-10 | Arkray, Inc. | Measuring instrument provided with solid component concentrating means |
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