JPH04168355A - リン酸センサ - Google Patents
リン酸センサInfo
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- JPH04168355A JPH04168355A JP2294137A JP29413790A JPH04168355A JP H04168355 A JPH04168355 A JP H04168355A JP 2294137 A JP2294137 A JP 2294137A JP 29413790 A JP29413790 A JP 29413790A JP H04168355 A JPH04168355 A JP H04168355A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- 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〕
この発明は、例えは河川や湖沼等の水中に溶存している
リン酸イオンの濃度を測定するセンサに関する。
リン酸イオンの濃度を測定するセンサに関する。
現在、水質管理上、河川や湖沼等の富栄養化の一因とな
りうるリン酸を測定することは、重要な作業となってい
る。そして、従来、水中に溶存しているリン酸イオン濃
度の定量法としては、吸光光度法、容量法、原子吸光法
、重量法等の測定方法か知られている。
りうるリン酸を測定することは、重要な作業となってい
る。そして、従来、水中に溶存しているリン酸イオン濃
度の定量法としては、吸光光度法、容量法、原子吸光法
、重量法等の測定方法か知られている。
まず、吸光光度法の中には、モリブドリン酸法、モリブ
ンデンブルー法、バナドモリブドリン酸法等がある。こ
れらの測定法は、各試薬をリン酸に反応させた後、それ
ぞれの反応物質特有な波長の吸収光を当てて吸光度を測
り、その結果からリン酸イオンの含有量を測定する方法
である。
ンデンブルー法、バナドモリブドリン酸法等がある。こ
れらの測定法は、各試薬をリン酸に反応させた後、それ
ぞれの反応物質特有な波長の吸収光を当てて吸光度を測
り、その結果からリン酸イオンの含有量を測定する方法
である。
また、容量法は、反応の終点まで濃度既知の塩基を加え
その容量を測定することにより、リン酸イオンの含有量
を測定する方法であって、中和滴定や、キレート滴定等
がある。
その容量を測定することにより、リン酸イオンの含有量
を測定する方法であって、中和滴定や、キレート滴定等
がある。
さらに、原子吸光法は、−旦、リン酸をモリブデン酸ア
ンモニウムとして沈澱させ、これを濾過し、再び溶解さ
せてモリブデンを原子吸光で定量する方法であり、また
重量法は、マグネシア混液中でマグネシウムと沈澱を生
じさせたのち、焼成してＭｇ２Ｐ２０７を秤量する方法
である。
ンモニウムとして沈澱させ、これを濾過し、再び溶解さ
せてモリブデンを原子吸光で定量する方法であり、また
重量法は、マグネシア混液中でマグネシウムと沈澱を生
じさせたのち、焼成してＭｇ２Ｐ２０７を秤量する方法
である。
しかしながら、上記吸光光度法では、測定物質の固育波
長に近似した波長を有する他の物質の影響を受けるため
、正確な測定値を得られ難いという不具合がある。
長に近似した波長を有する他の物質の影響を受けるため
、正確な測定値を得られ難いという不具合がある。
一方、容量法、原子吸光法、重量法なとは正確な定量を
行えるか、同測定を行うためにはサンプルの測定設備か
整った施設か必要かあるなど、リアルタイム測定が不可
能であって、測定水域の水質を即時に把握し、迅速な対
応を行う所定水域の水質管理作業には適さないという不
具合もある。
行えるか、同測定を行うためにはサンプルの測定設備か
整った施設か必要かあるなど、リアルタイム測定が不可
能であって、測定水域の水質を即時に把握し、迅速な対
応を行う所定水域の水質管理作業には適さないという不
具合もある。
そこで、この発明はこのような点を考慮してなされたち
のてあり、本発明の目的は、被検査水中に溶存している
リン酸イオンを、他の物質の影響を受けることなく正確
に測定することかでき、且つ同測定作業をリアルタイム
に行うことかできるリン酸センサを提供することにある
。
のてあり、本発明の目的は、被検査水中に溶存している
リン酸イオンを、他の物質の影響を受けることなく正確
に測定することかでき、且つ同測定作業をリアルタイム
に行うことかできるリン酸センサを提供することにある
。
〔課題を解決するだめの手段〕
この発明は、容器内に電極板を配置したうえて電解液を
封入し、前記容器の一部に電解液と検査試料か接する反
応部を形成した溶存酸素電極を構成するとともに、前記
検出部には、ピルビン酸オキシダーゼを半透膜状に固定
化したピルビン酸オキシダーゼ固定化膜を取り付けたリ
ン酸センサを構成することにより、上記課題を解決して
いる。
封入し、前記容器の一部に電解液と検査試料か接する反
応部を形成した溶存酸素電極を構成するとともに、前記
検出部には、ピルビン酸オキシダーゼを半透膜状に固定
化したピルビン酸オキシダーゼ固定化膜を取り付けたリ
ン酸センサを構成することにより、上記課題を解決して
いる。
本発明のリン酸センサを酸素及びピルビン酸を溶存させ
ている緩衝液中に浸漬し、さらに検査試料を投入する。
ている緩衝液中に浸漬し、さらに検査試料を投入する。
ここで、この検出部に取り付けられるピルビン酸オキシ
ダーゼ固定化膜は、ピルビン酸オキシダーゼ（ＥＣ１，
２，３，３、以下、ＰＯＰという）を半透膜に固定した
ものである。そして、同酵素は下記（１）式に示す反応
を触媒する酵素であって、検出部では、酸素を水素受容
体としてピルビン酸を酸化すると同時にリン酸化し、ア
セチルリン酸、二酸化炭素、過酸化水素を生成させる作
用を促進させる。
ダーゼ固定化膜は、ピルビン酸オキシダーゼ（ＥＣ１，
２，３，３、以下、ＰＯＰという）を半透膜に固定した
ものである。そして、同酵素は下記（１）式に示す反応
を触媒する酵素であって、検出部では、酸素を水素受容
体としてピルビン酸を酸化すると同時にリン酸化し、ア
セチルリン酸、二酸化炭素、過酸化水素を生成させる作
用を促進させる。
ピルビン酸＋Ｈ２０十０２＋Ｐｉ
・ ・ ・ （１）
二こで、同固定化膜は半透膜であり、基質や水、補酵素
のような低分子を充分透過させ、酵素のような高分子を
透過させることはない。従って、酵素半透膜から外へ透
過することはないのに対して、緩衝液中のリン酸は半透
膜を容易に透過し、もって固定化ＰＯＰと検査試料とか
検出部において接することになり、上記反応が生じて緩
衝液中の酸素か消費される。
のような低分子を充分透過させ、酵素のような高分子を
透過させることはない。従って、酵素半透膜から外へ透
過することはないのに対して、緩衝液中のリン酸は半透
膜を容易に透過し、もって固定化ＰＯＰと検査試料とか
検出部において接することになり、上記反応が生じて緩
衝液中の酸素か消費される。
一方、電極板に生じる起電力は緩衝液中の酸素の溶存量
に依存し、これに従って線型に変化する（溶存酸素か減
少すれば、電流量も減少する）から、溶存酸素電極の電
流の減少量を測定することにより、検査試料中に溶存し
ているリン酸イオンの濃度の測定か可能となる。
に依存し、これに従って線型に変化する（溶存酸素か減
少すれば、電流量も減少する）から、溶存酸素電極の電
流の減少量を測定することにより、検査試料中に溶存し
ているリン酸イオンの濃度の測定か可能となる。
なお、緩衝液中には上記反応を促進させるために、補酵
素としてフラピンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）及
びデアミンピロリン酸（ＴＰＰ）を適量投入しておく。
素としてフラピンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）及
びデアミンピロリン酸（ＴＰＰ）を適量投入しておく。
次に、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基ついて
説明する。本実施例は、河川や湖沼等の水域の水質管理
に利用されるものであり、検査試料のリン酸イオン濃度
の測定を短時間て行うことを目的としたセンサである。
説明する。本実施例は、河川や湖沼等の水域の水質管理
に利用されるものであり、検査試料のリン酸イオン濃度
の測定を短時間て行うことを目的としたセンサである。
第１図に、本実施例のリン酸センサの側断面図を示す。
このリン酸センサ１は、電解液Ｘを封入した溶存酸素電
極２と、ピルビン酸オーキシダーゼ固定化膜（以下、Ｐ
ＯＰ固定化膜という）３とにより構成される。
極２と、ピルビン酸オーキシダーゼ固定化膜（以下、Ｐ
ＯＰ固定化膜という）３とにより構成される。
溶存酸素電極２は、容器２１を有し、この容器２１は円
筒状の本体２１ａと、上部を覆う蓋体２１ｂとにより構
成され、その下端の開口部２１ｃは所定の気体を透過さ
せるガス透析膜２２によって塞いている。また、この容
器２１内には、プラチナ（Ｐｉ）により形成された陰極
板２３と、鉛（Ｐｂ）により形成された陽極板２４を配
置しており、容器２１内に充たされた電解液Ｘか画電極
２３．２４のブリッジの役割を果たしている。なお、電
解液Ｘとしては、例えば３０％水酸化カリウム溶液を用
いる。
筒状の本体２１ａと、上部を覆う蓋体２１ｂとにより構
成され、その下端の開口部２１ｃは所定の気体を透過さ
せるガス透析膜２２によって塞いている。また、この容
器２１内には、プラチナ（Ｐｉ）により形成された陰極
板２３と、鉛（Ｐｂ）により形成された陽極板２４を配
置しており、容器２１内に充たされた電解液Ｘか画電極
２３．２４のブリッジの役割を果たしている。なお、電
解液Ｘとしては、例えば３０％水酸化カリウム溶液を用
いる。
また、画電極２３．２４に接続されるリード線２３ａ、
２４ａは、容器２１外部で抵抗４１を介して短絡されて
おり、この抵抗４１と並列に電圧計４２を接続している
。
２４ａは、容器２１外部で抵抗４１を介して短絡されて
おり、この抵抗４１と並列に電圧計４２を接続している
。
ＰＯＰ固定化膜３は、ＰＯＰを定着させた円板３ａの周
縁に立設部３ｂを形成してなり、これを前記容器２１の
下端に嵌め込み、○リング４３て立設部３ｂを締め付け
ることにより溶存酸素電極２に取り付けている。なお、
ＰＯＰ固定化膜３とガス透析膜２１の間には空間かでき
、ここに緩衝液中の酸素と検査試料Ｙ中のリン酸とか反
応する反応部５（検出部）か形成される。
縁に立設部３ｂを形成してなり、これを前記容器２１の
下端に嵌め込み、○リング４３て立設部３ｂを締め付け
ることにより溶存酸素電極２に取り付けている。なお、
ＰＯＰ固定化膜３とガス透析膜２１の間には空間かでき
、ここに緩衝液中の酸素と検査試料Ｙ中のリン酸とか反
応する反応部５（検出部）か形成される。
本実施例においては、ＰＯＰ固定化膜３は以下の工程に
より調製している。まず０．２ｍｌのＰＯＰ。
より調製している。まず０．２ｍｌのＰＯＰ。
３０Ｕを０．１モルＴｒｉｓ−ｍａｌａｔｅ緩衝液に溶
解し、０．８ｍｌの光架橋性ポリビニルアルコール（商
品名ＰＶＡ−３ｂＱ、東洋合成製）１１％溶液と混合し
、これを透析膜上に展開する。そして、室温で、暗所に
おいて５時間程度風乾させ、紫外線を照射してＰＯＰ固
定化膜を製造する。このように製造されたＰＯＰ固定化
膜は、半透膜状になり、基質や水、補酵素のような低分
子を充分に透過させる一方、酵素のような高分子を透過
させない。
解し、０．８ｍｌの光架橋性ポリビニルアルコール（商
品名ＰＶＡ−３ｂＱ、東洋合成製）１１％溶液と混合し
、これを透析膜上に展開する。そして、室温で、暗所に
おいて５時間程度風乾させ、紫外線を照射してＰＯＰ固
定化膜を製造する。このように製造されたＰＯＰ固定化
膜は、半透膜状になり、基質や水、補酵素のような低分
子を充分に透過させる一方、酵素のような高分子を透過
させない。
なお、ＰＯＰの固定化法としては、このほか共有結合法
、吸着法、包括法などの調製法か知られているか、これ
らの方法を用いてＰＯＰ固定化膜を調製することができ
るのは勿論である。
、吸着法、包括法などの調製法か知られているか、これ
らの方法を用いてＰＯＰ固定化膜を調製することができ
るのは勿論である。
次に、本実施例の作用を第１図乃至第３図に基づいて説
明する。
明する。
このリン酸センサ１を、酸素、１０−３モルのＴＰＰ（
補酵素）、１０−５モルのＦＡＤ （補酵素）、０．５
ｍモルのピルビン酸を含有する０、１モルＴｒｉｓ−ｍ
ａｌａｔｅ緩衝液に浸漬し、その後、所定量の検査試料
Ｙを投入すると、これら緩衝液及び検査試料ＹはＰＯＰ
固定化膜３を透過して反応部５に進入する。このとき、
緩衝液中の酸素分子はガス透過膜２２を通過して白金電
極たる陰極板２３に働きかけ、同表面で電子か消費され
るために陰極板２３と陽極板２４の間に酸素の溶存量に
比例した電流か流れる。
補酵素）、１０−５モルのＦＡＤ （補酵素）、０．５
ｍモルのピルビン酸を含有する０、１モルＴｒｉｓ−ｍ
ａｌａｔｅ緩衝液に浸漬し、その後、所定量の検査試料
Ｙを投入すると、これら緩衝液及び検査試料ＹはＰＯＰ
固定化膜３を透過して反応部５に進入する。このとき、
緩衝液中の酸素分子はガス透過膜２２を通過して白金電
極たる陰極板２３に働きかけ、同表面で電子か消費され
るために陰極板２３と陽極板２４の間に酸素の溶存量に
比例した電流か流れる。
なお、抵抗４１と電圧計４２とを並列に接続し、且つ抵
抗４１の抵抗値か既知であるから、この電圧を測定する
ことにより両極間の電流量は容易に求めることかできる
。
抗４１の抵抗値か既知であるから、この電圧を測定する
ことにより両極間の電流量は容易に求めることかできる
。
一方、反応部５においては前記（１）式の反応か促進さ
れる。すなわち、緩衝液中に溶存する酸素及び検査試料
Ｙ中のリン酸は、ＰＯＰ固定化膜３に含有されたＰＯＰ
を触媒としてピルビン酸を酸化及びリン酸化させ、消費
される。
れる。すなわち、緩衝液中に溶存する酸素及び検査試料
Ｙ中のリン酸は、ＰＯＰ固定化膜３に含有されたＰＯＰ
を触媒としてピルビン酸を酸化及びリン酸化させ、消費
される。
ここて、両電極間の電流は、酸素か消費されることによ
り減少するか、上記反応によりリン酸と酸素は一定の割
合で消費される（リン酸１モルに対して酸素１モルか消
費される）ために、同電流量をモニタすれは、容易にリ
ン酸の含有量を検出することかできる。
り減少するか、上記反応によりリン酸と酸素は一定の割
合で消費される（リン酸１モルに対して酸素１モルか消
費される）ために、同電流量をモニタすれは、容易にリ
ン酸の含有量を検出することかできる。
第２図は、上記作用を踏まえて実際の実験より得られた
、リン酸イオン濃度と電流減少量との特性を示すグラフ
である。すなわち、電圧計４２を用いて算出した電流減
少量を同グラフの検量線に対応させることにより、容易
にリン酸イオンの濃度を検出することかできる。
、リン酸イオン濃度と電流減少量との特性を示すグラフ
である。すなわち、電圧計４２を用いて算出した電流減
少量を同グラフの検量線に対応させることにより、容易
にリン酸イオンの濃度を検出することかできる。
第３図は、リン酸センサの応答特性の実験結果を示すグ
ラフである。同実験は、リン酸イオン濃度の異なる（１
０ ｍＭ、 ２０ ｍＭ）の検査試料について行い、
比較資料としである。同図に示すように、リン酸イオン
濃度か高い検査試料の方か電流減少量か大きいことかわ
かるか、いずれの場合も検査試料Ｙの投入時点Ａから、
３〜４分て電流量は安定し、短時間でリン酸イオン濃度
の検出か可能なことかわかる。
ラフである。同実験は、リン酸イオン濃度の異なる（１
０ ｍＭ、 ２０ ｍＭ）の検査試料について行い、
比較資料としである。同図に示すように、リン酸イオン
濃度か高い検査試料の方か電流減少量か大きいことかわ
かるか、いずれの場合も検査試料Ｙの投入時点Ａから、
３〜４分て電流量は安定し、短時間でリン酸イオン濃度
の検出か可能なことかわかる。
従って、本実施例によっては、同リン酸センサを緩衝液
に浸漬し、検査試料を投入するたけて容易にリン酸イオ
ン濃度を検出することかでき、さらにセンサの反応時間
も短いためにリアルタイムの測定か可能となる。
に浸漬し、検査試料を投入するたけて容易にリン酸イオ
ン濃度を検出することかでき、さらにセンサの反応時間
も短いためにリアルタイムの測定か可能となる。
なお、本実施例では、水質管理の対象となる湖沼や河川
から検査試料をサンプリングして持ち帰り、リン酸イオ
ン濃度を検出する作業を行っているか、例えば、同リン
酸センサをｐＨセンサや水温センサ等と複合させてセン
サボックスに収め、このセンサボックス自体にサンプリ
ング構造を持たせれば、サンプリングと同時に同濃度を
検圧することも可能である。
から検査試料をサンプリングして持ち帰り、リン酸イオ
ン濃度を検出する作業を行っているか、例えば、同リン
酸センサをｐＨセンサや水温センサ等と複合させてセン
サボックスに収め、このセンサボックス自体にサンプリ
ング構造を持たせれば、サンプリングと同時に同濃度を
検圧することも可能である。
以上説明したように、本発明のリン酸センサによっては
、半透膜状にピルビン酸オキシダーゼを固定化したピル
ビン酸オキシダーゼ固定化膜か酸素及びリン酸を特定し
て反応させるために、被検査水中に溶存しているリン酸
イオン濃度を他の物質の影響を受けることなく正確に測
定することかでき、同時に、同センサの反応時間か短い
ためにこの測定作業をリアルタイムに行うことかできる
。
、半透膜状にピルビン酸オキシダーゼを固定化したピル
ビン酸オキシダーゼ固定化膜か酸素及びリン酸を特定し
て反応させるために、被検査水中に溶存しているリン酸
イオン濃度を他の物質の影響を受けることなく正確に測
定することかでき、同時に、同センサの反応時間か短い
ためにこの測定作業をリアルタイムに行うことかできる
。
第１図は実施例のリン酸センサの側断面図、第２図はリ
ン酸イオン濃度と電流減少量との特性を示すグラフ、第
３図はリン酸センサの応答特性の実験結果を示すグラフ
である。 １・・・リン酸センサ、２・・・溶存酸素電極、２１・
・・容器、２１ｃ・・・容器の開口部、２３・・・陰極
板（電極板）、２４・・・陽極板（電極板）、３・・・
ピルビン酸オキシダーゼ固定化膜、５・・・反応部（検
出部）、Ｘ・・・電解液、Ｙ・・・検査試料
ン酸イオン濃度と電流減少量との特性を示すグラフ、第
３図はリン酸センサの応答特性の実験結果を示すグラフ
である。 １・・・リン酸センサ、２・・・溶存酸素電極、２１・
・・容器、２１ｃ・・・容器の開口部、２３・・・陰極
板（電極板）、２４・・・陽極板（電極板）、３・・・
ピルビン酸オキシダーゼ固定化膜、５・・・反応部（検
出部）、Ｘ・・・電解液、Ｙ・・・検査試料
Claims (1)
- （１）容器内に電極板を配置したうえで電解液を封入し
、前記容器の一部に電解液と検査試料が接する検出部を
形成した溶存酸素電極を構成するとともに、前記検出部
の表面には、ピルビン酸オキシダーゼを半透膜状に固定
化したピルビン酸オキシダーゼ固定化膜を取り付けたこ
とを特徴とするリン酸センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2294137A JPH0820401B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | リン酸センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2294137A JPH0820401B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | リン酸センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04168355A true JPH04168355A (ja) | 1992-06-16 |
| JPH0820401B2 JPH0820401B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=17803790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2294137A Expired - Fee Related JPH0820401B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | リン酸センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820401B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003265A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Techno Medica Co Ltd | 電極構造体及びそれを含む体液中のリン酸測定用酵素センサー |
| RU2483288C2 (ru) * | 2011-07-08 | 2013-05-27 | Оао "Союзцветметавтоматика" | Сигнализатор паров кислоты |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59180353A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-13 | Toshiba Corp | ピルビン酸測定装置 |
| JPS59216586A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-06 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | 固定化酵素およびその製造法 |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP2294137A patent/JPH0820401B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59180353A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-13 | Toshiba Corp | ピルビン酸測定装置 |
| JPS59216586A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-06 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | 固定化酵素およびその製造法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003265A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Techno Medica Co Ltd | 電極構造体及びそれを含む体液中のリン酸測定用酵素センサー |
| JP4690122B2 (ja) * | 2005-06-22 | 2011-06-01 | 株式会社テクノメディカ | 電極構造体及びそれを含む体液中のリン酸測定用酵素センサー |
| RU2483288C2 (ru) * | 2011-07-08 | 2013-05-27 | Оао "Союзцветметавтоматика" | Сигнализатор паров кислоты |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0820401B2 (ja) | 1996-03-04 |
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