JPH0524453B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、簡易に生体成分の特定物質を測定で
きるバイオセンサに用いるチツプの製造法に関す
るものである。

従来の技術 簡易に生体成分の特定成分、たとえば糖、タン
パク質などを調べるものとしては、尿検査の時に
使用されている検査紙があげられるが、これは大
まかなデータしかわからない。

最近では、簡易血糖計として、支持体に糖（グ
ルコース）にのみ反応する酵素および酵素反応時
又は酵素反応の生成物により変化する色素を含有
する担体を設置したものがある。この担体に血液
を添加し、一定時間後の色素の変化を目視又は光
学的に測定することにより糖を知る方式である。
しかし、血液中の色素により妨害されたり、酵素
反応の途中で測定するため、時間の誤差が直接測
定誤差となつたりする欠点があつた。

そこで、第４図のような多層式の分析担体が提
案されている（実開昭54−178495号公報）。透明
な支持体８の上に試薬層９、展開層１０、防水層
１１、過層１２が順に積層した構造となつてい
る。血液サンプルを上部から滴下すると、まず
過層１２により血液中の赤血球、血小板などの固
形成分が除去され、防水層１１にある小孔から展
開層１０へ均一に浸透し、試薬層９において反応
が進行する。反応終了後、透明な支持体を通して
矢印の方向から光をあて、分光分析により基質濃
度を測定する方式である。従来の簡易なステイツ
ク状の担体にくらべ、複雑な構造であるが、血球
除去などにより精度は向上した。しかし、血液の
浸透および反応に時間がかかるため、サンプルの
乾燥を防ぐ防水層１１が必要となつたり、反応を
速めるために高温でインキユベートする必要があ
り、装置および担体が複雑化するという問題があ
る。

発明が解決しようとする問題点 このような従来のセンサでは測定に時間がかか
つたり、測定時間に精度が左右されたりする問題
があつた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、短
時間に酵素反応を終了させ、迅速に精度よく測定
できるバイオセンサのチツプを提供することを目
的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、酸化還元
酵素および酸化還元酵素と共役する酸化型色素を
多孔体に担持させる際、これらの液を多孔体に含
浸した後、有機溶媒中で微小な粒子に結晶化させ
ることにより高密度に担持するものである。

作 用 本発明のチツプは、上記の手段により、酸化還
元酵素および共役する酸化型色素が溶けやすい状
態で担持されているため、生体試料が添加される
と速やかに溶けて酵素反応が行なわれ、さらに高
濃度の酸化還元酵素と酸化型色素により酵素反応
が短時間で終了するので迅速に測定できる。

実施例 第１図は本発明のチツプを用いたバイオセンサ
の一種であるグルコースセンサの模式図である。
第１図において、１はナイロン不織布からなる多
孔体である。この多孔体１は、グルコースオキシ
ダーゼ２とフエリシアン化カリルム３を担持して
いる。その担持方法は次のとおりである。まず、
多孔体１にグルコースオキシダーゼの水溶液（濃
度100mg／c.c.）を含浸させ、次いでエタノール中
に浸漬後真空乾燥をする。次に酸化型色素である
フエリシアン化カリウムの飽和溶液を前記の多孔
体１に含浸させ、エタノール中に浸漬後真空乾燥
する。このようにして得たチツプを絶縁性の基板
４と組み合わせる。基板４には白金を埋めて測定
極５、対極６、参照極７として電極系を構成して
おり、チツプはこれら電極系を覆うように設置
し、その上から血液を添加する。血液中のグルコ
ースは、グルコースオキシダーゼ２により酸化さ
れる際、酵素−色素共役反応によりフエリシアン
化カリウム３が還元され、この反応によつて生成
されるフエロシアン化カリウムを白金からなる電
極系において測定極５の電圧を参照極７を基準に
０〜＋0.5Vの間で鋸歯状に0.1V／秒で掃引する
ことにより酸化する。この時流れた酸化電流は色
素の変化量に比例し、色素が充分存在すれば基質
濃度に対応して変化するため、電流値を測定する
と基質であるグルコースの濃度が検知できる。

ナイロン不織布１にグルコースオキシダーゼの
水溶液を含浸後乾燥させた後、フエリシアン化カ
リウムの飽和溶液を含浸し乾燥させたところ、大
きな結晶となつた。グルコースの濃度が250mg／
dlの水溶液を添加した後、測定時間を10秒から２
分までかえて応答電流を測つたところ、第２図の
Ｂのように２分たつても反応は終了しなかつた。
しかし、本発明の製造法に基づいて作つたチツプ
を用いた場合は、第２図のＡに示すように30秒で
反応が終了し、その後は応答電流が時間に左右さ
れず再現性よく得られた。グルコースオキシダー
ゼおよびフエリシアン化カリウムがエタノールに
浸漬して急に結晶化されているため、粒子が非常
に細かく溶けやすい状態になつていて、反応が早
く進んだものと考えられる。酵素と色素を担持す
る順序については上記に限定されるものではな
い。上記実施例とは逆に、先にフエリシアン化カ
リウムを担持し次にグルコースオキシダーゼを担
持してもよい。この場合もエタノールにより上記
実験例同様に微粒化した状態で担持することがで
きグルコースに対する応答も迅速にすることがで
きた。

第３図は、グルコースオキシダーゼの担持量は
同じでフエリシアン化カリウムの飽和溶液を含浸
して担持した場合Ｃと0.5Mの溶液を含浸して担
持した場合Ｄの直線性を示している。飽和溶液を
含浸した場合Ｃは750mg／dlまでよい直線性を示
すが、0.5Mの場合Ｄは300mg／dlまでしか直線性
が得られなかつた。ゆえに、少量で高濃度の基質
濃度を測定するには、酸化還元酵素および酸化型
色素を高密度に担持する事が必要である。本発明
の有機溶媒中に浸漬して速やかに結晶化させる方
法により、溶けやすい状態で高密度に担持させる
事が簡易にできる。さらに高濃度にする必要があ
る時は、再度酸化還元酵素又は酸化型色素の溶液
を含浸後同様に有機溶媒中に浸漬すると微結晶が
堆積して担持できる。

多孔体は、試料液を速やかに吸引し酵素反応を
行なわせることができるように、親水性の多孔体
であることが望ましい。ナイロン不織布の他にろ
紙やパルプの不織布、セラミツクの多孔体あるい
はガラスの多孔体などを用いると、試料液が均一
にすばやく浸透する。

有機溶媒としては、エタノールの他に、メタノ
ールアセトンやメチルエーテルなどの水溶性のも
のが使用できる。酸化還元酵素も上記の溶媒中で
失活することなく長期間保存することができる。

実施例においては、グルコースセンサをとりあ
げたが、アルコールオキシダーゼやコレステロー
ルオキシダーゼ等を用いることにより、アルコー
ルセンサやコレステロールセンサのチツプも作る
事ができる。

酸化型色素としては、実施例に用いたフエリシ
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、反応速度が早い
ので高速化に適している。又、２，６−ジクロロ
フエノールインドフエノール、メチレンブルー、
フエナジンメトサルフエート、β−ナフトキノン
４−スルホン酸カリウムなども使用できる。

発明の効果 本発明によれば、多孔体に酸化還元酵素および
酸化型色素を高密度に微結晶化して担持する事が
でき、短時間に高濃度まで基質濃度を測定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるグルコースセ
ンサの模式図、第２図及び第３図はグルコースセ
ンサの応答特性図、第４図は従来のグルコースセ
ンサの模式図である。 １……多孔体、２……酸化還元酵素、３……酸
化型色素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多孔体に酸化還元酵素溶液を含浸する工程、
   次に多孔体を水溶性の有機溶媒に浸漬した後その
   有機溶媒を除去する工程、及び多孔体に前記酸化
   還元酵素と共役する酸化型色素溶液を含浸する工
   程、次に多孔体を水溶性の有機溶媒に浸漬後その
   有機溶媒を除去する工程により、多孔体に酸化還
   元酵素及び酸化型色素を担持することを特徴とす
   るバイオセンサ用チツプの製造法。 ２ 前記多孔体が親水性である特許請求の範囲第
   １項記載のバイオセンサ用チツプの製造法。 ３ 水溶性の有機溶媒がアルコール類、エーテル
   類またはケトン類から選ばれる特許請求の範囲第
   １項記載のバイオセンサ用チツプの製造法。