JPH05264498A - Reactor type sensor utilizing oxygen - Google Patents
Reactor type sensor utilizing oxygenInfo
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- JPH05264498A JPH05264498A JP4092160A JP9216092A JPH05264498A JP H05264498 A JPH05264498 A JP H05264498A JP 4092160 A JP4092160 A JP 4092160A JP 9216092 A JP9216092 A JP 9216092A JP H05264498 A JPH05264498 A JP H05264498A
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- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は酵素を利用したリアクタ
ー型センサ、特に食品分野、医療分野等でアルコール、
ビタミンC等の分析に用いられるバイオセンサの構成に
関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a reactor type sensor using an enzyme, especially alcohol in the food field, medical field, etc.
The present invention relates to the configuration of a biosensor used for analyzing vitamin C and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、例えば食品中のアルコール、
ビタミンC等を分析する方法として、ガスクロマトグラ
フ法や液体クラマトグラフ法等があるが、食品のような
多成分を含有する試料では、煩雑な試料(被検液)前処
理操作を必要とすることから、簡単、迅速に分析をする
ことができない。そこで、近年では高分子膜に酵素を化
学的に固定化し、この酵素が試料と反応して分解する際
の過酸化水素量又は酸素量を測定する酵素を利用したセ
ンサが用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, alcohol in food,
As a method for analyzing vitamin C and the like, there are a gas chromatographic method, a liquid chromatograph method, etc., but a sample containing multiple components such as food requires a complicated sample (test liquid) pretreatment operation. Therefore, the analysis cannot be done easily and quickly. Therefore, in recent years, a sensor using an enzyme has been used in which an enzyme is chemically immobilized on a polymer membrane and the amount of hydrogen peroxide or the amount of oxygen when the enzyme reacts with a sample and decomposes is measured.
【0003】図9には、従来の酵素を利用したセンサの
構成が示されており、図示されるように、外筒1内にコ
イルバネ2を介して内筒3がネジ締め固定される。この
内筒3の先端部には白金等からなる酸素電極(カソー
ド)4が取り付けられており、この電極4に接触するよ
うにしてテフロン膜5を介して酵素が固定化された高分
子膜6がゴムリング7によって装着される。なお、上記
酸素電極4の代りに過酸化水素電極(アノード)を用い
ることかできる。FIG. 9 shows the structure of a conventional sensor using an enzyme. As shown in the figure, an inner cylinder 3 is screwed and fixed in an outer cylinder 1 via a coil spring 2. An oxygen electrode (cathode) 4 made of platinum or the like is attached to the tip of the inner cylinder 3, and a polymer film 6 in which an enzyme is immobilized via a Teflon film 5 so as to come into contact with the electrode 4. Are attached by the rubber ring 7. A hydrogen peroxide electrode (anode) may be used instead of the oxygen electrode 4.
【0004】上記の構成によれば、高分子膜6の酵素に
よってアルコールが分解反応する際に発生する酸素量を
酸素電極4の酸化電流として検出でき、この酸化電流を
図の端子8から取り出すことによってアルコールを分析
することが可能となる。このような酵素を用いたセンサ
においては、酵素の基質特異性を利用しているため、食
品のような複雑な多成分混合系の物質でも、試料前処理
が簡単となり、分析を迅速に行うことができるという利
点がある。According to the above construction, the amount of oxygen generated when alcohol is decomposed by the enzyme of the polymer film 6 can be detected as the oxidation current of the oxygen electrode 4, and this oxidation current can be taken out from the terminal 8 in the figure. Makes it possible to analyze alcohol. Sensors that use such enzymes utilize the substrate specificity of the enzyme, so that sample pretreatment can be performed easily even for substances with complex multi-component mixed systems such as food, and rapid analysis can be performed. The advantage is that
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、酵素を固定化した高分子膜6を酸素電極4(又
は過酸化水素電極)に装着するセンサでは、上記高分子
膜6の装着状態によって感度が異なり、安定した分析を
行うためには熟練が必要となるという問題があった。即
ち、酵素を固定化した高分子膜の装着の仕方によって、
高分子膜の厚さが変化したり、酸素電極4に対する密着
性が悪くなったりすることがある。従って、この場合に
は酵素の固定化量が変化し、検出感度が変動することに
なる。However, as described above, in the sensor in which the polymer membrane 6 on which the enzyme is immobilized is attached to the oxygen electrode 4 (or hydrogen peroxide electrode), the attached state of the polymer membrane 6 is There was a problem that the sensitivity was different depending on the type, and skill was required to perform stable analysis. That is, depending on how to attach the enzyme-immobilized polymer membrane,
The thickness of the polymer film may change or the adhesion to the oxygen electrode 4 may deteriorate. Therefore, in this case, the amount of immobilized enzyme changes, and the detection sensitivity also changes.
【0006】また、上記従来のセンサでは、所定大きさ
の酸素電極4に接触できる高分子膜6の面積が決まって
いるため、酵素の固定化量にも限界があり、高感度で検
出を行うことができず、更には安定した状態での長期の
使用ができないという問題があった。Further, in the above-mentioned conventional sensor, since the area of the polymer film 6 that can contact the oxygen electrode 4 of a predetermined size is determined, the amount of immobilized enzyme is limited, and detection is performed with high sensitivity. However, there is a problem that it cannot be used for a long period in a stable state.
【0007】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、酵素の固定化量を一定に
すると共に、任意に変えられるようにし、一定の感度で
しかも高感度で分析ができ、長期の安定な使用も可能と
なる酵素を利用したリアクター型センサを提供すること
にある。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its object is to make the amount of enzyme immobilized constant and to be able to change it arbitrarily, with a constant sensitivity and a high sensitivity. An object of the present invention is to provide a reactor-type sensor using an enzyme that can be analyzed and can be used stably for a long period of time.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1請求項の発明に係る酵素を利用したリアクター
型センサは、酵素固定化用担体を充填したリアクター
と、このリアクターを通過した試料中の過酸化水素量又
は酸素量を電気的に検出する電気化学的検出器と、を有
し、上記酵素固定化用担体にアルコール分解酵素を固定
化してアルコールを分析することを特徴とする。第2請
求項の発明は、上記酵素固定化用担体としてキトサンビ
ーズを用い、このキトサンビーズ1mlに対して100
〜1000ユニットのアルコールオキシダーゼを固定化
したことを特徴とする。ここで、1ユニットとは、メタ
ノールを基質として、37℃の温度で1分間に、1μモ
ルのアルデヒド又は過酸化水素を生成する酵素量とす
る。第3請求項の発明は、酵素固定化用担体を充填した
リアクターと、このリアクターを通過した試料中の酸素
量を電気的に検出する電気化学的検出器と、を有し、上
記酵素固定化用担体にアスコルビン酸分解酵素を固定化
してビタミンCを分析することを特徴とする。第4請求
項の発明は、上記酵素固定化用担体としてキトサンビー
ズを用い、このキトサンビーズ1mlに対して50〜5
000ユニットのアスコルビン酸オキシダーゼを固定化
したことを特徴とする。ここで、1ユニットとは、pH
5.6、温度30℃で1分間に、1μモルのL−アスコ
ルビン酸を酸化する酵素量とする。第5請求項の発明
は、上記のリアクターを試料流路に対して着脱自在に取
り付けるようにしたことを特徴とする。In order to achieve the above object, a reactor type sensor utilizing an enzyme according to the invention of the first aspect is a reactor filled with a carrier for immobilizing an enzyme, and the reactor is passed through this reactor. An electrochemical detector for electrically detecting the amount of hydrogen peroxide or the amount of oxygen in a sample, wherein an alcohol-degrading enzyme is immobilized on the enzyme immobilization carrier to analyze alcohol. .. According to the second aspect of the invention, chitosan beads are used as the enzyme immobilization carrier, and 100 ml per 1 ml of the chitosan beads.
˜1000 units of alcohol oxidase are immobilized. Here, 1 unit is the amount of enzyme that produces 1 μmol of aldehyde or hydrogen peroxide in 1 minute at a temperature of 37 ° C. using methanol as a substrate. The invention of claim 3 has a reactor filled with a carrier for enzyme immobilization, and an electrochemical detector for electrically detecting the amount of oxygen in a sample that has passed through the reactor. It is characterized by immobilizing ascorbic acid-degrading enzyme on a carrier for analysis of vitamin C. The invention of claim 4 uses chitosan beads as the carrier for immobilizing the enzyme, and 50 to 5 per 1 ml of the chitosan beads.
000 units of ascorbate oxidase are immobilized. Here, 1 unit means pH
5.6, the amount of enzyme that oxidizes 1 μmol of L-ascorbic acid per minute at a temperature of 30 ° C. A fifth aspect of the present invention is characterized in that the reactor is detachably attached to the sample channel.
【0009】[0009]
【作用】上記の構成によれば、アルコールを分析する場
合は、例えばキトサンビーズにアルコール分解酵素が1
00〜1000ユニット/1mlの範囲で固定化され、
このキトサンビーズがリアクター内へ充填される。そし
て、このリアクター内へ試料を流入すると、アルコール
が酸素下で酵素によって分解され、アルデヒドと過酸化
水素が発生する。従って、消費された酸素量を酸素電極
によって検出するか、又は発生した過酸化水素量を過酸
化水素電極で検出すれば、アルコールの量を特定するこ
とができる。According to the above construction, when analyzing alcohol, for example, chitosan beads are treated with alcohol degrading enzyme 1
Immobilized in the range of 00-1000 units / 1 ml,
The chitosan beads are loaded into the reactor. Then, when the sample flows into this reactor, the alcohol is decomposed by an enzyme under oxygen, and aldehyde and hydrogen peroxide are generated. Therefore, the amount of alcohol can be specified by detecting the consumed oxygen amount by the oxygen electrode or by detecting the generated hydrogen peroxide amount by the hydrogen peroxide electrode.
【0010】また、ビタミンCを分析する場合は、例え
ばキトサンビーズにアスコルビン酸分解酵素が50〜5
000ユニット/1mlの範囲で固定化され、このキト
サンビーズがリアクター内へ充填される。そして、この
リアクター内へ試料を流入すると、アスコルビン酸が酸
素下で酵素によって分解され、デヒドロアスコルビン酸
と水が発生する。従って、消費された酸素量を酸素電極
によって検出することによって、ビタミンCの量を特定
することができる。When analyzing vitamin C, for example, chitosan beads containing ascorbic acid degrading enzyme in an amount of 50 to 5 are used.
Immobilized in the range of 000 units / 1 ml, the chitosan beads are loaded into the reactor. Then, when the sample flows into this reactor, ascorbic acid is decomposed by an enzyme under oxygen, and dehydroascorbic acid and water are generated. Therefore, the amount of vitamin C can be specified by detecting the amount of oxygen consumed by the oxygen electrode.
【0011】上記において、リアクターを流路に対して
着脱自在とすれば、試料の特性に合せて固定化酵素量を
調整したり、又は異なる試料に合せて酵素の種類を変え
たりすることが一台のセンサで容易にできることにな
る。In the above, if the reactor is detachable from the flow channel, the amount of immobilized enzyme can be adjusted according to the characteristics of the sample, or the type of enzyme can be changed according to different samples. This can be easily done with a sensor on the stand.
【0012】[0012]
【実施例】図1には、第1実施例に係る酵素を利用した
リアクター型センサの構成が示されており、図示される
リアクター10は内径2mm、長さ50mmの円筒形状
からなり、両端にフィルタ11が備えられる。このリア
クター10内に、粒状のキトサンビーズが充填されてお
り、このキトサンビーズは天然高分子キチンを脱アセチ
ル化したもので、表面は孔径が0.1〜0.2μm程度
の多孔質形状となっている。実施例では、直径0.1m
m程度(0.1mm以下、0.1mm以上数mm程度で
もよい)の大きさのキトサンビーズを用いており、この
キトサンビーズに、酵素であるアルコールオキシダーゼ
が次の操作によって固定化される。即ち、実施例では1
mlのキトサンビーズを洗浄、脱水した後に、2.5%
のグルタルアルデヒド溶液を10ml加え、30℃で2
時間振とうする。そして、更に水洗、脱水後にpH7.
8で、0.1モルのリン酸緩衝液を1ml加え、キトサ
ンビーズ1ml当り100〜1000ユニットの範囲の
アルコールオキシダーゼを添加し、約30℃で2時間振
とうして固定化する。なお、上記において1ユニットと
は、メタノールを基質として、37℃の温度で1分間
に、1μモルのアルデヒド又は過酸化水素を生成する酵
素量である。EXAMPLE FIG. 1 shows the structure of a reactor type sensor using the enzyme according to the first example. The illustrated reactor 10 has a cylindrical shape with an inner diameter of 2 mm and a length of 50 mm, and has both ends at both ends. A filter 11 is provided. The reactor 10 is filled with granular chitosan beads. The chitosan beads are deacetylated natural polymer chitin, and the surface has a porous shape with a pore size of 0.1 to 0.2 μm. ing. In the embodiment, the diameter is 0.1 m
Chitosan beads having a size of about m (0.1 mm or less, 0.1 mm or more and about several mm may be used) are used, and alcohol oxidase, which is an enzyme, is immobilized on the chitosan beads by the following operation. That is, in the embodiment, 1
2.5% after washing and dehydrating ml chitosan beads
Add 10 ml of the glutaraldehyde solution of 2
Shake for hours. After washing with water and dehydration, the pH value is 7.
In step 8, 1 ml of 0.1 mol phosphate buffer is added, alcohol oxidase in the range of 100 to 1000 units is added per 1 ml of chitosan beads, and the mixture is shaken at about 30 ° C. for 2 hours for immobilization. In addition, in the above, 1 unit is an enzyme amount which produces | generates 1 micromol aldehyde or hydrogen peroxide in 1 minute at the temperature of 37 degreeC using methanol as a substrate.
【0013】このリアクター10の前段には、順に試料
注入口12aを有する試料注入部12、定量ポンプ1
3、pH7.0で、0.1モルのリン酸緩衝液14が貯
留する容器15、この容器15内へ空気を導入する空気
通気管16が接続されている。この空気流通管16は、
リン酸緩衝液14中に空気を送り込むことによって液中
の酸素量を一定にし、定量ポンプ13は上記リン酸緩衝
液14を流速1ml/分でリアクター10側へ送給して
いる。In front of the reactor 10, a sample injection section 12 having a sample injection port 12a and a metering pump 1 are provided in this order.
3, a container 15 for storing 0.1 mol of the phosphate buffer 14 at pH 7.0, and an air vent pipe 16 for introducing air into the container 15 are connected. This air distribution pipe 16
The amount of oxygen in the solution is made constant by sending air into the phosphate buffer solution 14, and the metering pump 13 sends the phosphate buffer solution 14 to the reactor 10 side at a flow rate of 1 ml / min.
【0014】一方、上記リアクター10の後段にはPt
(白金)等からなる過酸化水素電極が配設された電気化
学検出器18が設けられており、これによってリアクタ
ー10から供給される試料中の過酸化水素量を測定して
いる。即ち、電気化学検出器18内の過酸化水素電極1
8が酵素による酸化還元反応の還元電流を検出すること
によって、上記過酸化水素量が特定される。もちろん、
酸素電極によって酸素量を検出することもでき、この場
合は緩衝液14中の酸素量から検出した酸素量を差引く
ことによって、消費された酸素量を求めることになる。On the other hand, Pt is provided in the latter stage of the reactor 10.
An electrochemical detector 18 provided with a hydrogen peroxide electrode made of (platinum) or the like is provided to measure the amount of hydrogen peroxide in the sample supplied from the reactor 10. That is, the hydrogen peroxide electrode 1 in the electrochemical detector 18
The amount of hydrogen peroxide is specified by detecting the reduction current of the redox reaction by the enzyme. of course,
The oxygen amount can also be detected by the oxygen electrode. In this case, the consumed oxygen amount is obtained by subtracting the detected oxygen amount from the oxygen amount in the buffer solution 14.
【0015】第1実施例は以上の構成からなり、測定を
行う場合にはポンプ13によって1ml/分の流速でリ
ン酸緩衝液14が試料注入部12を介してリアクター1
0へ供給されると同時に、試料注入口12aから試料が
注入されることになる。そうすると、リアクター10内
では、次の化学式1の反応が起こる。The first embodiment has the above-mentioned structure, and when the measurement is performed, the phosphate buffer 14 is supplied by the pump 13 at a flow rate of 1 ml / min through the sample injection part 12 to the reactor 1.
At the same time when the sample is supplied to 0, the sample is injected from the sample inlet 12a. Then, in the reactor 10, the following reaction of Chemical Formula 1 occurs.
【0016】[0016]
【化1】 [Chemical 1]
【0017】従って、上記電気化学検出器18はリアク
ター10の流出液から上記化学式1の過酸化水素H2 O
2 の発生量を測定することになり、これによってアルコ
ール濃度が計測される。Therefore, the electrochemical detector 18 uses the hydrogen peroxide H 2 O of the above chemical formula 1 from the effluent of the reactor 10.
The amount of 2 generated will be measured, and this will measure the alcohol concentration.
【0018】図2には、キトサンビーズ1mlに固定化
するアルコールオキシダーゼの最適量を求めたグラフが
示されており、実験によれば、100ユニット〜100
0ユニットの固定化量のときに酵素活性が高くなること
が確かめられている。従って、キトサンビーズ1mlに
対して100〜1000ユニットの範囲の固定化量とす
ることにより、安定した感度でアルコールの分析が可能
となる。また、このキトサンビーズの量はリアクター1
0の大きさを変換することによって、任意に変えること
ができ、感度を調整することが可能となる。FIG. 2 shows a graph in which the optimum amount of alcohol oxidase immobilized on 1 ml of chitosan beads was determined. According to the experiment, 100 units to 100 units were shown.
It was confirmed that the enzyme activity was high when the immobilized amount was 0 unit. Therefore, alcohol can be analyzed with stable sensitivity by setting the immobilized amount in the range of 100 to 1000 units per 1 ml of chitosan beads. Also, the amount of this chitosan bead is the same as that of reactor 1
By converting the size of 0, it can be arbitrarily changed and the sensitivity can be adjusted.
【0019】図3には、第1実施例のリアクター型セン
サと従来の高分子膜型センサとの感度を比較した図が示
されており、この図はエタノールについて調べたもので
あるが、これによればエタノール濃度が高くなる程、リ
アクター型センサに比べて高分子膜型センサの方が感度
低下が著しくなっていることが理解される。また、図4
には、長期安定性について両者を比較した図が示されて
おり、保管時は冷蔵することとした場合、高分子膜型セ
ンサの方がリアクター型センサに比べて固定化酵素活性
(%)が早期に低下する結果となった。FIG. 3 shows a diagram comparing the sensitivities of the reactor type sensor of the first embodiment and the conventional polymer membrane type sensor. This diagram is obtained by examining ethanol. According to it, it is understood that the higher the ethanol concentration is, the more markedly the sensitivity is decreased in the polymer film type sensor as compared with the reactor type sensor. Also, FIG.
Shows a diagram comparing the two in terms of long-term stability. When refrigerated during storage, the polymer membrane type sensor has a higher immobilized enzyme activity (%) than the reactor type sensor. The result was an early decline.
【0020】また、本発明では、上記リアクター10が
流路に対して着脱自在となっており、この構成を図5に
基づいて説明する。図5(a)において、リアクター容
器20の両端にルアーロック方式の受け部21,22が
回転自在に取り付けられ、一方試料注入部12側の流路
に接続部23、電気化学検出器18側の流路に接続部2
4が取り付けられている。そして、上記接続部23,2
4にはそれぞれ2個の突起25が形成されており、一方
受け部21,22には、図(b)に示されるように上記
突起25を内部に案内する溝26が形成され、この溝2
6は内部に形成された螺旋状の切込みに連結される。従
って、上記突起25を溝26へ嵌入させながら接続部2
3,24を回転させると、突起25が受け部21,22
の螺旋状の切込みに案内されて接続部23,24の先端
部がリアクター容器20の両端部に密着状態でしっかり
と固定されることになる。Further, in the present invention, the reactor 10 is detachably attached to the flow path, and this structure will be described with reference to FIG. In FIG. 5A, the luer lock type receiving portions 21 and 22 are rotatably attached to both ends of the reactor vessel 20, while the connecting portion 23 and the electrochemical detector 18 side are provided in the flow path on the sample injection portion 12 side. Connection part 2 in the flow path
4 is attached. Then, the connecting portions 23, 2
Two protrusions 25 are formed on each of the grooves 4, and on the other hand, the receiving portions 21 and 22 are each formed with a groove 26 for guiding the protrusion 25 therein, as shown in FIG.
6 is connected to a spiral cut formed inside. Therefore, while fitting the protrusion 25 into the groove 26,
When the projections 3, 24 are rotated, the projections 25 are received by the receiving portions 21, 22.
Guided by the spiral cut, the tip portions of the connecting portions 23 and 24 are firmly fixed to both ends of the reactor vessel 20 in a close contact state.
【0021】以上のように、リアクター10を流路に対
して着脱自在となるようにしたので、センサにおいて異
なるリアクター10を任意に取り付けることが可能とな
る。従って、例えば酵素を固定化したキトサンビーズの
量を変えたリアクター10を用いて感度を調整すること
や、異なる種類の酵素を固定化したリアクター10を用
いて異なる物質を分析すること等が容易にできることに
なる。As described above, since the reactor 10 is detachably attached to the flow path, it is possible to arbitrarily attach different reactors 10 to the sensor. Therefore, for example, it is easy to adjust the sensitivity by using the reactor 10 in which the amount of chitosan beads on which the enzyme is immobilized is changed, and to analyze different substances by using the reactor 10 on which different kinds of enzymes are immobilized. You can do it.
【0022】次に、ビタミンCを分析する本発明の第2
実施例を説明する。第2実施例の場合も、図1とほぼ同
様の部材から構成され、リアクター10に充填されるキ
トサンビーズには、酵素であるアスコルビン酸オキシダ
ーゼが固定化される。即ち、図6には、キトサンビーズ
1mlに固定化するアスコルビン酸オキシダーゼの最適
量のグラフが示されており、実験によれば、50ユニッ
ト〜5000ユニットの固定化量のときに酵素活性が高
くなることが確かめられている。従って、上記リアクタ
ー10内のキトサンビーズ1mlに対して50〜500
0ユニットの範囲でアスコルビン酸オキシダーゼを固定
化することになり、これによって安定した感度でビタミ
ンCの分析が可能となる。なお、1ユニットとは、pH
5.6、温度30℃で1分間に、1μモルのL−アスコ
ルビン酸を酸化する酵素量である。Next, the second aspect of the present invention for analyzing vitamin C
An example will be described. Also in the case of the second example, ascorbate oxidase, which is an enzyme, is immobilized on the chitosan beads that are composed of the substantially same members as in FIG. 1 and are filled in the reactor 10. That is, FIG. 6 shows a graph of the optimum amount of ascorbate oxidase immobilized on 1 ml of chitosan beads, and according to the experiment, the enzyme activity becomes high at the immobilized amount of 50 units to 5000 units. It is confirmed. Therefore, 50 to 500 per 1 ml of chitosan beads in the reactor 10
Ascorbate oxidase is immobilized in the range of 0 unit, which enables stable analysis of vitamin C. In addition, 1 unit is pH
5.6, the amount of enzyme that oxidizes 1 μmol of L-ascorbic acid per minute at a temperature of 30 ° C.
【0023】また、第2実施例の場合は、緩衝液とし
て、pH5.6で、0.1モルのリン酸緩衝液14を用
い、また電気化学的検出器18には酸素電極が用いられ
ている。上記の流速でリン酸緩衝液14が試料注入部1
2を介してリアクター10へ供給され、また試料注入口
12aからビタミンC(L−アスコルビン酸)を含んだ
試料が注入されると、次の化学式2による反応が生じ
る。In the case of the second embodiment, 0.1 mol of phosphate buffer solution 14 having a pH of 5.6 is used as the buffer solution, and an oxygen electrode is used as the electrochemical detector 18. There is. At the above flow rate, the phosphate buffer solution 14 is supplied to the sample injection part 1
When the sample containing Vitamin C (L-ascorbic acid) is supplied to the reactor 10 via the sample injection port 2 and is injected from the sample injection port 12a, a reaction according to the following chemical formula 2 occurs.
【0024】[0024]
【化2】 [Chemical 2]
【0025】従って、上記電気化学検出器18はリアク
ター10の流出液から酸素O2 (酸化還元反応の酸化電
流)の量を測定し、緩衝液14中の酸素量から差し引く
ことによって、上記化学式2の酸素O2 の使用量を検出
することができ、これによってビタミンC(L−アスコ
ルビン酸)の濃度が計測される。Therefore, the electrochemical detector 18 measures the amount of oxygen O 2 (oxidation current of redox reaction) from the effluent of the reactor 10 and subtracts it from the amount of oxygen in the buffer solution 14 to obtain the chemical formula 2 The amount of oxygen O 2 used can be detected, and the concentration of vitamin C (L-ascorbic acid) can be measured.
【0026】図7には、第2実施例のリアクター型セン
サと従来の高分子膜型センサとの感度を比較した図が示
されており、これによればビタミンCの濃度が高くなる
程、リアクター型センサに比べて高分子膜型センサの方
が感度低下が著しくなっていることが理解される。ま
た、図8には、長期安定性について両者を比較した図が
示されており、保管時も室温で維持するようにした場
合、高分子膜型センサの方がリアクター型センサに比べ
て固定化酵素活性(%)が低下する結果となっている。FIG. 7 shows a diagram comparing the sensitivities of the reactor type sensor of the second embodiment and the conventional polymer membrane type sensor. According to this, the higher the concentration of vitamin C is, It is understood that the polymer membrane type sensor has a marked decrease in sensitivity as compared with the reactor type sensor. In addition, Fig. 8 shows a diagram comparing the two in terms of long-term stability. When it is kept at room temperature during storage, the polymer membrane type sensor is more immobilized than the reactor type sensor. This results in a decrease in enzyme activity (%).
【0027】以上のように、本発明によれば、アルコー
ル分解酵素であるアルコールオキシダーゼやアスコルビ
ン酸分解酵素であるアスコルビン酸オキシダーゼを所定
範囲のユニット量で固定化したキトサンビーズをリアク
ター10に充填し、このリアクター10を交換すること
によって、食品中或いは検体中のアルコールやビタミン
Cの分析を行うことができる。As described above, according to the present invention, the reactor 10 is filled with chitosan beads in which alcohol oxidase which is an alcohol degrading enzyme and ascorbate oxidase which is an ascorbic acid degrading enzyme are immobilized in a unit amount within a predetermined range, By exchanging the reactor 10, it is possible to analyze alcohol and vitamin C in foods or samples.
【0028】上記実施例では、酵素をキトサンビーズに
固定化する例を示したが、酵素固定化用担体としてムコ
多糖類の他の物質からなるビーズを用いることが可能で
ある。また、担体の表面にアミノ基を有し、グルタルア
ルデヒドを介して酵素のアミノ基と結合することができ
る物質であれば酵素固定化担体として用いることがで
き、更に球形である必要はない。In the above embodiment, an example was shown in which the enzyme was immobilized on chitosan beads, but beads made of other substance of mucopolysaccharide can be used as the carrier for immobilizing the enzyme. Further, any substance having an amino group on the surface of the carrier and capable of binding to the amino group of the enzyme via glutaraldehyde can be used as the enzyme-immobilized carrier, and need not be spherical.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアルコー
ル分析に係る構成によれば、酵素固定化用担体である例
えばキトサンビーズに、100〜1000ユニット/1
mlのアルコールオキシダーゼを固定化し、これをリア
クター内へ充填し、このリアクター内での酵素による試
料の分解反応によって生じる過酸化水素量又は酸素量を
電気的に検出するようにしたので、安定した感度で食品
中や検体中のアルコールを分析することができ、しかも
高感度に検出を行うことが可能となる。As described above, according to the constitution relating to the alcohol analysis of the present invention, 100 to 1000 units / 1 are added to the enzyme immobilization carrier such as chitosan beads.
Immobilized ml of alcohol oxidase was filled in the reactor, and the amount of hydrogen peroxide or oxygen generated by the decomposition reaction of the sample by the enzyme in the reactor was electrically detected, so that the sensitivity was stable. Thus, alcohol in foods and samples can be analyzed, and detection can be performed with high sensitivity.
【0030】また、本発明のビタミンC分析に係る構成
によれば、例えばキトサンビーズに50〜5000ユニ
ット/1mlのアスコルビン酸オキシダーゼを固定化
し、これをリアクター内へ充填し、このリアクター内で
生じる酸素量を電気的に検出するようにしたので、安定
した感度で食品中等のビタミンCを分析することがで
き、しかも高感度に検出を行うことが可能となる。Further, according to the constitution relating to the vitamin C analysis of the present invention, for example, 50 to 5000 units / ml of ascorbate oxidase is immobilized on chitosan beads, which is charged into the reactor, and oxygen generated in the reactor is charged. Since the amount is electrically detected, it is possible to analyze vitamin C in foods and the like with stable sensitivity, and to perform detection with high sensitivity.
【0031】また、上記においてリアクターを試料流路
に対して着脱自在とすることによって、感度の異なるリ
アクターや、異なる物質を分析するリアクターを任意に
取り付けることが可能となり、物質の分析が容易になる
という利点がある。Further, by making the reactor detachable with respect to the sample flow channel in the above, it is possible to arbitrarily attach reactors having different sensitivities and reactors for analyzing different substances, and to facilitate substance analysis. There is an advantage that.
【図1】本発明の第1実施例に係る酵素を利用したリア
クター型センサの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a reactor type sensor using an enzyme according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1実施例におけるアルコールオキシダーゼの
固定化量と酵素活性との関係を示したグラフ図である。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the immobilized amount of alcohol oxidase and the enzyme activity in the first example.
【図3】第1実施例のリアクター型センサと高分子膜型
センサにおいて、エタノール分析での感度を比較したグ
ラフ図である。FIG. 3 is a graph chart comparing the sensitivities in ethanol analysis in the reactor type sensor and the polymer membrane type sensor of the first embodiment.
【図4】第1実施例のセンサと従来の高分子膜型センサ
において、長期安定性を比較したグラフ図である。FIG. 4 is a graph comparing long-term stability between the sensor of the first embodiment and a conventional polymer film sensor.
【図5】実施例でのリアクターの着脱構造を示した図で
あり、図(a)は全体斜視図、図(b)は接続の受け部
の挿入部を示す図である。5A and 5B are views showing a structure for attaching and detaching a reactor in an embodiment, FIG. 5A is an overall perspective view, and FIG. 5B is a view showing an insertion portion of a connection receiving portion.
【図6】第2実施例におけるアスコルビン酸オキシダー
ゼの固定化量と酵素活性との関係を示したグラフ図であ
る。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the immobilized amount of ascorbate oxidase and the enzyme activity in the second example.
【図7】第2実施例のリアクター型センサと高分子膜型
センサにおいて、ビタミンC分析での感度を比較したグ
ラフ図である。FIG. 7 is a graph diagram comparing the sensitivities in vitamin C analysis of the reactor type sensor and the polymer membrane type sensor of the second embodiment.
【図8】第2実施例のセンサと従来の高分子膜型センサ
において、長期安定性を比較したグラフ図である。FIG. 8 is a graph comparing long-term stability between the sensor of the second embodiment and a conventional polymer film sensor.
【図9】従来の高分子膜型センサの構成を示す断面図で
ある。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional polymer film type sensor.
4 … 酸素電極、6 … 高分子膜、10 … リア
クター、11 … フィルタ、12 … 試料注入部、
13 … ポンプ、14 … 緩衝液、20 … リア
クター容器、21,22 … 受け部、23,24 …
接続部。4 ... Oxygen electrode, 6 ... Polymer membrane, 10 ... Reactor, 11 ... Filter, 12 ... Sample injection part,
13 ... Pump, 14 ... Buffer solution, 20 ... Reactor container 21, 22 ... Receiving part, 23, 24 ...
Connection.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 27/28 321 Z 7235−2J 27/327 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location G01N 27/28 321 Z 7235-2J 27/327
Claims (5)
と、このリアクターを通過した試料中の過酸化水素量又
は酸素量を電気的に検出する電気化学的検出器と、を有
し、上記酵素固定化用担体にアルコール分解酵素を固定
化してアルコールを分析するようにした酵素を利用した
リアクター型センサ。1. An enzyme comprising a reactor filled with a carrier for immobilizing an enzyme and an electrochemical detector for electrically detecting the amount of hydrogen peroxide or the amount of oxygen in a sample that has passed through the reactor. A reactor-type sensor using an enzyme in which an alcohol-degrading enzyme is immobilized on a carrier for immobilization to analyze alcohol.
ズを用い、このキト酸ビーズ1mlに対して100〜1
000ユニットのアルコールオキシダーゼを固定化した
ことを特徴とする上記第1請求項記載の酵素を利用した
リアクター型センサ。2. Chito acid beads are used as the enzyme immobilization carrier, and 100 to 1 per 1 ml of the chito acid beads.
000 units of alcohol oxidase are immobilized, The reactor type sensor using the enzyme according to claim 1 above.
と、このリアクターを通過した試料中の酸素量を電気的
に検出する電気化学的検出器と、を有し、上記酵素固定
化用担体にアスコルビン酸分解酵素を固定化してビタミ
ンCを分析するようにした酵素を利用したリアクター型
センサ。3. A carrier packed with a carrier for immobilizing an enzyme, and an electrochemical detector for electrically detecting the amount of oxygen in a sample that has passed through the reactor. A reactor type sensor using an enzyme in which ascorbic acid degrading enzyme is immobilized and vitamin C is analyzed.
ーズを用い、このキトサンビーズ1mlに対して50〜
5000ユニットのアスコルビン酸オキシダーゼを固定
化したことを特徴とする上記第3請求項記載の酵素を利
用したリアクター型センサ。4. Chitosan beads are used as the enzyme-immobilizing carrier, and 50 to 1 ml of the chitosan beads are used.
A reactor-type sensor utilizing the enzyme according to claim 3, wherein 5000 units of ascorbate oxidase are immobilized.
自在に取り付けるようにしたことを特徴とする上記第1
又は第3請求項記載の酵素を利用したリアクター型セン
サ。5. The first reactor characterized in that the reactor is detachably attached to a sample flow channel.
Alternatively, a reactor-type sensor using the enzyme according to claim 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4092160A JPH05264498A (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Reactor type sensor utilizing oxygen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4092160A JPH05264498A (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Reactor type sensor utilizing oxygen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05264498A true JPH05264498A (en) | 1993-10-12 |
Family
ID=14046679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4092160A Pending JPH05264498A (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Reactor type sensor utilizing oxygen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05264498A (en) |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP4092160A patent/JPH05264498A/en active Pending
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