JPH0391481A - プラズマ表面処理法による固定化グルコース酸化酵素膜の製造法 - Google Patents
プラズマ表面処理法による固定化グルコース酸化酵素膜の製造法Info
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Landscapes
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (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、プラズマ表面処理法による固定化グルコース
酸化酵素膜の製造法に関するものである。
酸化酵素膜の製造法に関するものである。
（従来の技術）
生物触媒の一種である酵素は、常温、常圧における水溶
液中の特定反応の速度を増加させるに用いられる。しか
しながら、この種の溶解性酵素はほとんど不安定である
から、有機溶媒において、比較的高い温度では使い難い
という欠点があった。
液中の特定反応の速度を増加させるに用いられる。しか
しながら、この種の溶解性酵素はほとんど不安定である
から、有機溶媒において、比較的高い温度では使い難い
という欠点があった。
これらの溶解性酵素の共通な欠点は、使い済みの酵素を
含水混合物から回収し難い。
含水混合物から回収し難い。
従来、固定化酵素は再使用ができて、その温度の安定性
および使用可能なｐＨ範囲を向上させることもできる。
および使用可能なｐＨ範囲を向上させることもできる。
特開昭５９−４５，８８２号公報には、ポリエチレン膜
を１００Ｗの電力を有する高周波（１３゜５６ＭＨｚ）
電界により発生したプラズマで処理した後、この処理済
みポリエチレン膜をアクリル酸単量体の５０ ｗ／ｗ％
水溶液中に浸入させて、後重合反応を１２時間行い、得
られたグラフト膜（グラフト比２４％）を１０ｗ／ｗ％
の酵素、１モル％塩化ナトリウム、及び１０％ポリエチ
レングリコールを含む含水混合物に浸漬させて、固定化
酵素を製造する方法が開示されている。
を１００Ｗの電力を有する高周波（１３゜５６ＭＨｚ）
電界により発生したプラズマで処理した後、この処理済
みポリエチレン膜をアクリル酸単量体の５０ ｗ／ｗ％
水溶液中に浸入させて、後重合反応を１２時間行い、得
られたグラフト膜（グラフト比２４％）を１０ｗ／ｗ％
の酵素、１モル％塩化ナトリウム、及び１０％ポリエチ
レングリコールを含む含水混合物に浸漬させて、固定化
酵素を製造する方法が開示されている。
又、日本、特開昭５９−４５，８８２号公報には、プラ
ズマ反応器にて、照射放電により、グルタアルデヒドま
たはトルエンジイソシアネートの水溶液の蒸気をプラズ
マ状態に転換させて、その反応器にてテフロンＲ膜を該
プラズマ蒸気と反応させた後、その膜を取り出して、酵
素を含んだ水溶液に浸入させて、固定化酵素膜を製造す
る方法が開示されている。
ズマ反応器にて、照射放電により、グルタアルデヒドま
たはトルエンジイソシアネートの水溶液の蒸気をプラズ
マ状態に転換させて、その反応器にてテフロンＲ膜を該
プラズマ蒸気と反応させた後、その膜を取り出して、酵
素を含んだ水溶液に浸入させて、固定化酵素膜を製造す
る方法が開示されている。
（発明が解決すべき課８）
したがって、本発明の目的は、プラズマ表面処理法によ
る固定化グルコース酸化酵素膜の製造法を提供すること
にある。
る固定化グルコース酸化酵素膜の製造法を提供すること
にある。
本発明の他の目的は、グルコースセンサーの製造に適す
る非常に活性で、安定な固定化グルコース酸化酵素膜を
提供することにある。
る非常に活性で、安定な固定化グルコース酸化酵素膜を
提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明は、プラズマ表面処理によりグルコース酸化酵素
を親水性膜に固定化する方法において、照射放電の無線
周波数は１３．５６ＭＨｚで、電力が４０〜１００Ｗの
照射放電により０．４〜ｌ。
を親水性膜に固定化する方法において、照射放電の無線
周波数は１３．５６ＭＨｚで、電力が４０〜１００Ｗの
照射放電により０．４〜ｌ。
０トルの圧力の不活性ガス雰囲気にて発生した低温プラ
ズマで該膜を処理し、該処理済み膜を１゜５−グルタア
ルデヒド水溶液に浸漬し、該膜を１゜５−グルタアルデ
ヒド水溶液から取り出し、さらに該膜をグルコース酸化
酵素の水溶液に浸入させることを特徴とするプラズマ表
面処理法による固定化グルコース酸化酵素膜の製造法で
ある。
ズマで該膜を処理し、該処理済み膜を１゜５−グルタア
ルデヒド水溶液に浸漬し、該膜を１゜５−グルタアルデ
ヒド水溶液から取り出し、さらに該膜をグルコース酸化
酵素の水溶液に浸入させることを特徴とするプラズマ表
面処理法による固定化グルコース酸化酵素膜の製造法で
ある。
本発明の好ましい実施態様の一つで製造された固定化グ
ルコース酸化酵素膜は、溶解された酸素電極を生物電極
に変性させるの１と用いられる。得られた生物電極は、
非常に活性で、かつ安定である。１８０回の試験の結果
、上記生物電極を使って組み立てたグルコースセンサー
の反応の標準偏差は３．５％以下であり、その直線検測
範囲はＯ〜３００ ｐｐｍである。かつ、得られた固定
化グルコース酸化酵素膜をｐＨ５，６の緩衝液にて３５
０貯存した後、なお活性が９２％保留している。
ルコース酸化酵素膜は、溶解された酸素電極を生物電極
に変性させるの１と用いられる。得られた生物電極は、
非常に活性で、かつ安定である。１８０回の試験の結果
、上記生物電極を使って組み立てたグルコースセンサー
の反応の標準偏差は３．５％以下であり、その直線検測
範囲はＯ〜３００ ｐｐｍである。かつ、得られた固定
化グルコース酸化酵素膜をｐＨ５，６の緩衝液にて３５
０貯存した後、なお活性が９２％保留している。
次に図面を参照して本発明を説明する。
本発明は、プラズマ表面処理法による固定化グリコース
酸化酵素膜の製造法である。第１図中、親水性ポリプロ
ピレン（ＰＰ）膜をプラズマ反応器１０の電極１１に置
き、反応器１０の反応室１２内に不活性ガスを導入し、
反応器１０のロータリポンプで１５分間真空させ、流量
計３０の針バルブを調節して、不活性ガスの流速を制御
し、反応室１２の圧力を維持する。異なる電力レベルを
無線周波数発生器４０に与えて、そこから発生した照射
放電により、反応室中の不活性ガスをプラズマ状に転換
させる。このプラズマで親水性ＰＰ膜を異なる時間処理
して、露出時間の好ましい範囲が得られる。この処理済
みの膜を取り出して、脱イオンで洗浄した後、１．５−
グルタアルデヒド水溶液に浸漬して、グルタアルデヒド
とＰＰ膜の間の後反応を行ってから、さらに脱イオン水
で洗い、グルコース酸化酵素の水溶液中に浸漬する。
酸化酵素膜の製造法である。第１図中、親水性ポリプロ
ピレン（ＰＰ）膜をプラズマ反応器１０の電極１１に置
き、反応器１０の反応室１２内に不活性ガスを導入し、
反応器１０のロータリポンプで１５分間真空させ、流量
計３０の針バルブを調節して、不活性ガスの流速を制御
し、反応室１２の圧力を維持する。異なる電力レベルを
無線周波数発生器４０に与えて、そこから発生した照射
放電により、反応室中の不活性ガスをプラズマ状に転換
させる。このプラズマで親水性ＰＰ膜を異なる時間処理
して、露出時間の好ましい範囲が得られる。この処理済
みの膜を取り出して、脱イオンで洗浄した後、１．５−
グルタアルデヒド水溶液に浸漬して、グルタアルデヒド
とＰＰ膜の間の後反応を行ってから、さらに脱イオン水
で洗い、グルコース酸化酵素の水溶液中に浸漬する。
得られた固定化グルコース酸化酵素膜は生物センサーの
製造に使用せられる。
製造に使用せられる。
本発明に使用される親水性ＰＰ膜は微孔構造を有する全
ての親水性重合体膜に適用することができる。適するｐ
ｐ膜はｌ１ｏｅｓｈｔ−Ｃｅｌａｎｅｓｅ社から商品名
ＣＥＬＧＡＲＩ）として購入することができる。
ての親水性重合体膜に適用することができる。適するｐ
ｐ膜はｌ１ｏｅｓｈｔ−Ｃｅｌａｎｅｓｅ社から商品名
ＣＥＬＧＡＲＩ）として購入することができる。
上記製造法に使用される「不活性ガス」とは、プラズマ
状態で重合しないガスを指す。例えば、アルゴン、アン
モニア、窒素等が挙げられる。
状態で重合しないガスを指す。例えば、アルゴン、アン
モニア、窒素等が挙げられる。
本発明の製造法において、反応器中の不活性ガスの操作
圧力は、０．１〜１０トルに保持し、照射放電の無線周
波数は１３．５６ＭＨｚである。
圧力は、０．１〜１０トルに保持し、照射放電の無線周
波数は１３．５６ＭＨｚである。
次に実施例を挙げて詳しく説明するが、本発明を限定す
るものではない。
るものではない。
実施例１
固定化グルコース酸化酵素膜の製造
本発明の製造法によりグルコース酸化酵素をポリプロピ
レン微孔膜（ｃＩＥＬＧＡＲＤ Ｒ８５０１）に固定化
を数回行う。プラズマはＳ ｍａｃｏ Ｐ Ｄ −２
プラズマ沈積系にて発生させて、異なるプラズマ処理条
件で、アルゴンを不活性ガスとして、ＣＥＬＧＡＲＤ■
３５０１を処理する。処理したＰＰ膜を窒素雰囲気下、
プラズマ沈積系から取り出し、脱イオン水で洗浄し、２
５％濃度の１，５−グルタアルデヒド水溶液に１２時間
浸し、さらに脱イオン水で洗い、５■−グルコース酸化
酵素／ｆ−水の溶液に１２時間浸漬して、固定グルコー
ス酸化酵素膜が得られた。このグルコース酸化酵素（ｃ
ＯＤ ）ＩＥ、Ｃ，１，１，３゜４、はアスペルギルス
・ニゲル菌（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｌｇｅｒ）
Ｘ型から得られるシグマ・ケミカル社の製品である。
レン微孔膜（ｃＩＥＬＧＡＲＤ Ｒ８５０１）に固定化
を数回行う。プラズマはＳ ｍａｃｏ Ｐ Ｄ −２
プラズマ沈積系にて発生させて、異なるプラズマ処理条
件で、アルゴンを不活性ガスとして、ＣＥＬＧＡＲＤ■
３５０１を処理する。処理したＰＰ膜を窒素雰囲気下、
プラズマ沈積系から取り出し、脱イオン水で洗浄し、２
５％濃度の１，５−グルタアルデヒド水溶液に１２時間
浸し、さらに脱イオン水で洗い、５■−グルコース酸化
酵素／ｆ−水の溶液に１２時間浸漬して、固定グルコー
ス酸化酵素膜が得られた。このグルコース酸化酵素（ｃ
ＯＤ ）ＩＥ、Ｃ，１，１，３゜４、はアスペルギルス
・ニゲル菌（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｌｇｅｒ）
Ｘ型から得られるシグマ・ケミカル社の製品である。
ＣＯＤ固定化膜の活性テスト
溶解された酸素電極（ＹＳＩ型５７５０、ＢＯＤ瓶プロ
ーブ）を上記の方法で製造した各固定化グルコース酸化
酵素膜で修飾して、第２図で示すような生物電極を構成
した。これには陰極（ＰＡ）１００、陽極（Ａｇ／ＣＩ
） １００、電解質溶液１２０、テフロン■膜１３０、
ナイロン網１４０、固定化グルコース酸化酵素膜１５０
とＯ−リング１６０を含む。
ーブ）を上記の方法で製造した各固定化グルコース酸化
酵素膜で修飾して、第２図で示すような生物電極を構成
した。これには陰極（ＰＡ）１００、陽極（Ａｇ／ＣＩ
） １００、電解質溶液１２０、テフロン■膜１３０、
ナイロン網１４０、固定化グルコース酸化酵素膜１５０
とＯ−リング１６０を含む。
この生物電極を溶解酸素計（Ｓｕｎｔｃｘ、 ５Ｄ−８
０型）およびレゴーダ（Ｅｙｃｌａ、 ＴＲ−２５０型
）と連結して、ＣＯＤセンサーを作成する。
０型）およびレゴーダ（Ｅｙｃｌａ、 ＴＲ−２５０型
）と連結して、ＣＯＤセンサーを作成する。
得られたＣＯＤセンサーの活性を、予め調整した標準２
００ｐｐｏ＋ 、ｐＨ５，６のグルコース溶液でテスト
した。標準グルコース溶液の溶解酸素の最初の最大減少
を測定し、ＣＯＤセンサーの活性を測定した。これらの
活性テストの結果は第３゜４および５図の通りである。
００ｐｐｏ＋ 、ｐＨ５，６のグルコース溶液でテスト
した。標準グルコース溶液の溶解酸素の最初の最大減少
を測定し、ＣＯＤセンサーの活性を測定した。これらの
活性テストの結果は第３゜４および５図の通りである。
これらの図より、１００Ｗ、露出時間１５０秒、アルゴ
ンガス０． ９トルのプラズマ処理条件にて製造した固
定化グルコース酸化酵素膜は好ましい活性を有する。
ンガス０． ９トルのプラズマ処理条件にて製造した固
定化グルコース酸化酵素膜は好ましい活性を有する。
また、異なる濃度のｐＨ５，６のグルコース溶液で、こ
の好ましい固定化グルコース酸化酵素膜を含むＣＯＤセ
ンサーをテストしたところ、０〜３００ ｐｐｍグルコ
ース濃度で直線関係が得られた（第６図）０２００ｐｐ
ｍ 、 ｐＨ５，６のグルコース溶液を用いて、３０℃
にて好ましいＣＯＤセンサーの安定性をテストした結果
、第７図の通りであった。明らかに、１８０回測定した
後も、反応の標準偏差は３．５％以内であった。なお、
得られた好ましい固定化グルコース酸化酵素ＰＰ膜を４
°Ｃ，ｐＨ５，６の緩衝溶液に保持して、７日の間隔で
、その膜のＣＯＤ活性を測定した結果、第８図に示す通
りである。３５日間保存した後、膜のＣＯＤ活性は、な
お９２％であった。
の好ましい固定化グルコース酸化酵素膜を含むＣＯＤセ
ンサーをテストしたところ、０〜３００ ｐｐｍグルコ
ース濃度で直線関係が得られた（第６図）０２００ｐｐ
ｍ 、 ｐＨ５，６のグルコース溶液を用いて、３０℃
にて好ましいＣＯＤセンサーの安定性をテストした結果
、第７図の通りであった。明らかに、１８０回測定した
後も、反応の標準偏差は３．５％以内であった。なお、
得られた好ましい固定化グルコース酸化酵素ＰＰ膜を４
°Ｃ，ｐＨ５，６の緩衝溶液に保持して、７日の間隔で
、その膜のＣＯＤ活性を測定した結果、第８図に示す通
りである。３５日間保存した後、膜のＣＯＤ活性は、な
お９２％であった。
実施例２
アルゴンガスをアンモニアガスに換えた以外は、実施例
１と同様の方法を繰り返した。テストの結果は、第９，
１０および１１図の如きである。それらの図より、６０
ＷＳ露出時間１８０秒、アンモニアガス０．５トルのプ
ラズマ処理条件で製造した固定化グルコース酸化酵素膜
は好ましい活性を有する。
１と同様の方法を繰り返した。テストの結果は、第９，
１０および１１図の如きである。それらの図より、６０
ＷＳ露出時間１８０秒、アンモニアガス０．５トルのプ
ラズマ処理条件で製造した固定化グルコース酸化酵素膜
は好ましい活性を有する。
第１図はプラズマ処理装置を示す。
第２図は固定化グルコース酸化酵素膜を含む生物電極を
示す。 第３図は固定化酵素の活性に対する圧力の影響をプロッ
トした図である（プラズマ処理条件：１００Ｖ／、１５
０秒、アルゴンガス）。 第４図は固定化酵素の活性に対する電力の影響をプロッ
トした図である（プラズマ処理条件二０゜９トル、１５
０秒、アルゴンガス）。 第５図は固定化酵素の活性に対する露出時間の影響をプ
ロットした図である（プラズマ処理条件：０．９トル、
１００Ｗ、アルゴンガス）。 第６図は固定化グルコース酸化酵素膜を含むグルコース
酸化酵素センサーの校正曲線を示した図である（プラズ
マ処理条件：０．９）ル、１００Ｗ、１５０秒、アルゴ
ンガス）。 第７図は第６図のグルコース酸化酵素センサーの安定性
試験を示すプロット図である（プラズマ処理条件：０．
９トル、１００Ｗ、１５０秒、アルゴンガス）。 第８図は固定化グルコース酸化酵素膜の貯存安定性試験
を示すプロット図である（プラズマ処理条件＝０．９ト
ル、１００Ｗ、１５０秒、アルゴンガス）。 第９図は固定化酵素の活性に対する圧力の影響をプロッ
トした図である（プラズマ処理条件：８０Ｗ、１８０秒
、アンモニアガス）。 第１０図は固定化酵素の活性に対する電力の影響をプロ
ットした図である（プラズマ処理条件二〇、５トル、１
８０秒、アンモニアガス）。 第１１図は固定化酵素の活性に対する露出時間の影響を
プロットした図である（プラズマ処理条件：０．５）ル
、６０Ｗ１アンモニアガス）。
示す。 第３図は固定化酵素の活性に対する圧力の影響をプロッ
トした図である（プラズマ処理条件：１００Ｖ／、１５
０秒、アルゴンガス）。 第４図は固定化酵素の活性に対する電力の影響をプロッ
トした図である（プラズマ処理条件二０゜９トル、１５
０秒、アルゴンガス）。 第５図は固定化酵素の活性に対する露出時間の影響をプ
ロットした図である（プラズマ処理条件：０．９トル、
１００Ｗ、アルゴンガス）。 第６図は固定化グルコース酸化酵素膜を含むグルコース
酸化酵素センサーの校正曲線を示した図である（プラズ
マ処理条件：０．９）ル、１００Ｗ、１５０秒、アルゴ
ンガス）。 第７図は第６図のグルコース酸化酵素センサーの安定性
試験を示すプロット図である（プラズマ処理条件：０．
９トル、１００Ｗ、１５０秒、アルゴンガス）。 第８図は固定化グルコース酸化酵素膜の貯存安定性試験
を示すプロット図である（プラズマ処理条件＝０．９ト
ル、１００Ｗ、１５０秒、アルゴンガス）。 第９図は固定化酵素の活性に対する圧力の影響をプロッ
トした図である（プラズマ処理条件：８０Ｗ、１８０秒
、アンモニアガス）。 第１０図は固定化酵素の活性に対する電力の影響をプロ
ットした図である（プラズマ処理条件二〇、５トル、１
８０秒、アンモニアガス）。 第１１図は固定化酵素の活性に対する露出時間の影響を
プロットした図である（プラズマ処理条件：０．５）ル
、６０Ｗ１アンモニアガス）。
Claims (4)
- （１）プラズマ表面処理によりグルコース酸化酵素を親
水性膜に固定化する方法において、 （ａ）照射放電の無線周波数は１３．５６ＭＨｚで、電
力が４０〜１００Ｗの照射放電により、０．４〜１．０
トルの圧力の不活性ガス雰囲気にて発生した低温プラズ
マで該膜を処理し、 （ｂ）該処理済み膜を１，５−グルタアルデヒド水溶液
に浸漬し、 （ｃ）該膜を１，５−グルタアデヒド水溶液から取り出
し、さらに該膜をグルコース酸化酵素の水溶液に浸漬す
ることを特徴とするプラズマ表面処理法による固定化グ
ルコース酸化酵素膜の製造法。 - （２）不活性ガスがアルゴンまたアンモニアである請求
項１に記載の製造法。 - （３）該膜をプラズマで２００秒以内処理してなる請求
項１に記載の製造法。 - （４）該処理した膜を濃度が約２５重量％の１，５−グ
ルタアルデヒド水溶液に６〜１８時間浸漬する請求項１
に記載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21150989A JPH0391481A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | プラズマ表面処理法による固定化グルコース酸化酵素膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21150989A JPH0391481A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | プラズマ表面処理法による固定化グルコース酸化酵素膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0391481A true JPH0391481A (ja) | 1991-04-17 |
Family
ID=16607105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21150989A Pending JPH0391481A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | プラズマ表面処理法による固定化グルコース酸化酵素膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0391481A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011045992A1 (ja) | 2009-10-15 | 2011-04-21 | Ｗｐｃコーポレーション株式会社 | 床板固定具 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS585192A (ja) * | 1981-06-28 | 1983-01-12 | Yoshihito Osada | プラズマ重合をもちいた固定化酵素の製造法 |
| JPS59216587A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-06 | Nok Corp | 生物活性物質の固定化方法 |
| JPS61152700A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-11 | Susumu Kogyo Kk | タンパク質固定用膜担体およびその製造法 |
| JPH01158967A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Nok Corp | 生理活性物質固定化用担体の製造法 |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP21150989A patent/JPH0391481A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS585192A (ja) * | 1981-06-28 | 1983-01-12 | Yoshihito Osada | プラズマ重合をもちいた固定化酵素の製造法 |
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| JPS61152700A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-11 | Susumu Kogyo Kk | タンパク質固定用膜担体およびその製造法 |
| JPH01158967A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Nok Corp | 生理活性物質固定化用担体の製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011045992A1 (ja) | 2009-10-15 | 2011-04-21 | Ｗｐｃコーポレーション株式会社 | 床板固定具 |
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