JPH0545911B2 - - Google Patents
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- JPH0545911B2 JPH0545911B2 JP62265631A JP26563187A JPH0545911B2 JP H0545911 B2 JPH0545911 B2 JP H0545911B2 JP 62265631 A JP62265631 A JP 62265631A JP 26563187 A JP26563187 A JP 26563187A JP H0545911 B2 JPH0545911 B2 JP H0545911B2
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- glucose
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はグルコースセンサに関するものであ
る。
る。
PH測定素子のPH感受部に酵素固定化膜を設けて
なるグルコースセンサでは、酵素固定化膜に固定
化する酵素として、従来、グルコースオキシダー
ゼが用いられてきた。PH測定素子に通常のPH電極
を用いたもの、イオン感受性電界効果型トランジ
スタ（以下ISFETという）を用いたものについ
て多くの具体例をみることができる（例えば、ビ
オキミカ・ビオフイジカ・アクタ（Biochimica
Biophysica Acta）第320巻529〜534頁、1973年、
アナリテイカル・ケミストリ（Analytical
Chemistry）第57巻1917〜1925頁、1985）。これ
らのセンサはいずれもグルコースオキシダーゼの
触媒作用によつてグルコースより生じたグルコン
酸を、PH変化から測定することを原理としてい
る。グルコースからグルコン酸が生じる反応過程
を詳しくみると、以下のとおりである。
なるグルコースセンサでは、酵素固定化膜に固定
化する酵素として、従来、グルコースオキシダー
ゼが用いられてきた。PH測定素子に通常のPH電極
を用いたもの、イオン感受性電界効果型トランジ
スタ（以下ISFETという）を用いたものについ
て多くの具体例をみることができる（例えば、ビ
オキミカ・ビオフイジカ・アクタ（Biochimica
Biophysica Acta）第320巻529〜534頁、1973年、
アナリテイカル・ケミストリ（Analytical
Chemistry）第57巻1917〜1925頁、1985）。これ
らのセンサはいずれもグルコースオキシダーゼの
触媒作用によつてグルコースより生じたグルコン
酸を、PH変化から測定することを原理としてい
る。グルコースからグルコン酸が生じる反応過程
を詳しくみると、以下のとおりである。
グルコース＋O2→グルコノ−δ−ラクトン
＋H2O2 (1)
グルコース−δ−ラクトン＋H2O→グルコン酸
(2) (1)の反応がグルコースオキシダーゼにより触媒
される。水素受容体としては一般に酸素が用いら
れるが、ベンゾキノン、フエロセンなども使用す
ることができる。(2)の反応は自発的、もしくはグ
ルコノラクトナーゼの触媒作用によつて進行す
る。
(2) (1)の反応がグルコースオキシダーゼにより触媒
される。水素受容体としては一般に酸素が用いら
れるが、ベンゾキノン、フエロセンなども使用す
ることができる。(2)の反応は自発的、もしくはグ
ルコノラクトナーゼの触媒作用によつて進行す
る。
以上述べたグルコースセンサにおいては、セン
サの動作に水素受容体が必要である。通常、被測
定溶液中の溶存酸素が水素受容体となるが、その
濃度は大気飽和の場合0.25ｍＭ程度、酸素飽和の
場合1.2ｍＭ程度であり、高濃度のグルコースを
測定するためには十分とはいえない。ベンゾキノ
ン、フエロセンなどの水素受容体を被測定溶液中
に添加することにより、高濃度のグルコース測定
は可能となるが、これらの物質は水に難容、水溶
液中で不安定、毒性が高いなどの性質をもつとい
う欠点があつた。
サの動作に水素受容体が必要である。通常、被測
定溶液中の溶存酸素が水素受容体となるが、その
濃度は大気飽和の場合0.25ｍＭ程度、酸素飽和の
場合1.2ｍＭ程度であり、高濃度のグルコースを
測定するためには十分とはいえない。ベンゾキノ
ン、フエロセンなどの水素受容体を被測定溶液中
に添加することにより、高濃度のグルコース測定
は可能となるが、これらの物質は水に難容、水溶
液中で不安定、毒性が高いなどの性質をもつとい
う欠点があつた。
本発明の目的は上記問題点を解決したグルコー
スセンサを提供することにある。
スセンサを提供することにある。
本発明はPH測定素子のPH感受部に酵素固定化膜
を設けてなるグルコースセンサにおいて、この酵
素固定化膜に固定化された酵素がグルコース・フ
ルクトースオキシドリダクターゼとグルコノラク
トナーゼとであることを特徴とするグルコースセ
ンサである。
を設けてなるグルコースセンサにおいて、この酵
素固定化膜に固定化された酵素がグルコース・フ
ルクトースオキシドリダクターゼとグルコノラク
トナーゼとであることを特徴とするグルコースセ
ンサである。
〔作 用〕
本発明においては、酵素固定化膜にグルコー
ス・フルクトースオキシドリダクターゼとグルコ
ノラクトナーゼとを固定化することにより、 グルコース＋フルクトース→ソルビトール＋グル
コノ−δ−ラクトン(3) で表される反応がグルコース・フルクトースオキ
シドリダクターゼにより触媒され、また、 グルコノ−δ−ラクトン＋H2O→グルコン酸
(4) で表される反応がグルコノラクトナーゼにより触
媒される。以上の反応により、グルコースはグル
コン酸に変換される。(3)の反応で必要となるフル
クトースは水に対し大きな溶解度をもつ。
ス・フルクトースオキシドリダクターゼとグルコ
ノラクトナーゼとを固定化することにより、 グルコース＋フルクトース→ソルビトール＋グル
コノ−δ−ラクトン(3) で表される反応がグルコース・フルクトースオキ
シドリダクターゼにより触媒され、また、 グルコノ−δ−ラクトン＋H2O→グルコン酸
(4) で表される反応がグルコノラクトナーゼにより触
媒される。以上の反応により、グルコースはグル
コン酸に変換される。(3)の反応で必要となるフル
クトースは水に対し大きな溶解度をもつ。
次に、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説
明する。
明する。
グルコース・フルクトースオキシドリダクター
ゼ及びグルコノラクトナーゼはジモモナス・モビ
リス（Zymomonas mobilis）からザカリオウ、
スコープ（Zachariou and Scope）らの方法
（ジヤーナル・オブ・バクテリオジ（Journal of
Bacteriology）第167巻863〜869頁、1986年）に
したがつて精製した。精製した酵素は常法により
凍結乾燥した。以下、酵素量は凍結乾燥標品の重
量で表す。
ゼ及びグルコノラクトナーゼはジモモナス・モビ
リス（Zymomonas mobilis）からザカリオウ、
スコープ（Zachariou and Scope）らの方法
（ジヤーナル・オブ・バクテリオジ（Journal of
Bacteriology）第167巻863〜869頁、1986年）に
したがつて精製した。精製した酵素は常法により
凍結乾燥した。以下、酵素量は凍結乾燥標品の重
量で表す。
PH測定素子にはISFETを用いた。ISFETのPH
感受部に酵素固定化膜を設ける方法にはリフトオ
フ法（特願昭59−209165号）を用いた。この方法
においては、酵素及び架橋剤を含む溶液を
ISFETが形成されたウエハ上に塗布する。本発
明と関わるのはこのときの溶液の組成である。本
発明のグルコースセンサを作製するために、グル
コース・フルクトースオキシドリダクターゼ、も
しくはグルコース・フルクトースオキシドリダク
ターゼとグルコノラクトナーゼをこの溶液に含有
させた。溶液の組成は以下の通りである。
感受部に酵素固定化膜を設ける方法にはリフトオ
フ法（特願昭59−209165号）を用いた。この方法
においては、酵素及び架橋剤を含む溶液を
ISFETが形成されたウエハ上に塗布する。本発
明と関わるのはこのときの溶液の組成である。本
発明のグルコースセンサを作製するために、グル
コース・フルクトースオキシドリダクターゼ、も
しくはグルコース・フルクトースオキシドリダク
ターゼとグルコノラクトナーゼをこの溶液に含有
させた。溶液の組成は以下の通りである。
グルコース・フルクトースオキシドリダクター
ゼ 10mg グルコノラクトナーゼ 20mg ウシ血清アルブミン 30mg 50ｍＭヘペス−NaOH（PH7.5） 0.8ml ５％グルタルアルデヒド水溶液 0.2ml その後、リフトオフ法の工程に従つてグルコー
スセンサを作製した。出来上がつたグルコースセ
ンサのISFET・PH感受部上にはグルコース・フ
ルクトースオキシドリダクターゼとグルコノラク
トナーゼとが架橋固定化された酵素固定化膜が形
成されていて、本発明によるグルコースセンサが
実現された。
ゼ 10mg グルコノラクトナーゼ 20mg ウシ血清アルブミン 30mg 50ｍＭヘペス−NaOH（PH7.5） 0.8ml ５％グルタルアルデヒド水溶液 0.2ml その後、リフトオフ法の工程に従つてグルコー
スセンサを作製した。出来上がつたグルコースセ
ンサのISFET・PH感受部上にはグルコース・フ
ルクトースオキシドリダクターゼとグルコノラク
トナーゼとが架橋固定化された酵素固定化膜が形
成されていて、本発明によるグルコースセンサが
実現された。
本発明によるグルコースセンサの効果を確認す
るため、従来のタイプのグルコースセンサも作製
した。作製方法は本発明によるグルコースセンサ
の場合と同様であるが、グルコース・フルクトー
スオキシドリダクターゼの代わりにグルコースオ
キシダーゼを用いた。前述の溶液の組成の中で、
グルコース・フルクトースオキシドリダクターゼ
10mgをグルコースオキシダーゼ20mgに代えたもの
をウエハ上に塗布した。
るため、従来のタイプのグルコースセンサも作製
した。作製方法は本発明によるグルコースセンサ
の場合と同様であるが、グルコース・フルクトー
スオキシドリダクターゼの代わりにグルコースオ
キシダーゼを用いた。前述の溶液の組成の中で、
グルコース・フルクトースオキシドリダクターゼ
10mgをグルコースオキシダーゼ20mgに代えたもの
をウエハ上に塗布した。
実施例で述べた方法により作製した本発明のグ
ルコースセンサの較正曲線を第１図に示す。同様
に実施例で述べた方法により作製した従来タイプ
のグルコースセンサの較正曲線を第２図に示す。
較正曲線の作製は、50ｍＭのフルクトースを含む
20ｍＭヘペス（HEPES）−NaOH緩衝液（PH7.5、
大気飽和）を用い、25℃で行つた。
ルコースセンサの較正曲線を第１図に示す。同様
に実施例で述べた方法により作製した従来タイプ
のグルコースセンサの較正曲線を第２図に示す。
較正曲線の作製は、50ｍＭのフルクトースを含む
20ｍＭヘペス（HEPES）−NaOH緩衝液（PH7.5、
大気飽和）を用い、25℃で行つた。
従来タイプのグルコースセンサでは、グルコー
ス濃度が100mg／dl以上になるとセンサ出力はグ
ルコース濃度に比例しなくなり、150mg／dl以上
になるとセンサ出力は飽和している。それに対し
て本発明のグルコースセンサでは500mg／dlのグ
ルコース濃度までセンサ出力はグルコース濃度に
比例し、600mg／dl以上にならないとセンサ出力
は飽和しないことが分かつた。
ス濃度が100mg／dl以上になるとセンサ出力はグ
ルコース濃度に比例しなくなり、150mg／dl以上
になるとセンサ出力は飽和している。それに対し
て本発明のグルコースセンサでは500mg／dlのグ
ルコース濃度までセンサ出力はグルコース濃度に
比例し、600mg／dl以上にならないとセンサ出力
は飽和しないことが分かつた。
以上のように本発明によるときには被測定液に
十分な濃度のフルクトースを添加して高濃度のグ
ルコースを測定することができる。なお、フルク
トースは溶液中で安定であり、かつ無害である。
十分な濃度のフルクトースを添加して高濃度のグ
ルコースを測定することができる。なお、フルク
トースは溶液中で安定であり、かつ無害である。
第１図は本発明のグルコースセンサのグルコー
スに対する出力電位を示した曲線図、第２図は従
来のグルコースセンサのグルコースに対する出力
電位を示した曲線図である。
スに対する出力電位を示した曲線図、第２図は従
来のグルコースセンサのグルコースに対する出力
電位を示した曲線図である。
Claims (1)
- １ PH測定素子のPH感受部に酵素固定化膜を設け
てなるグルコースセンサにおいて、この酵素固定
化膜に固定化された酵素がグルコース・フルクト
ースオキシドリダクターゼとグルコノラクトナー
ゼであることを特徴とするグルコースセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62265631A JPH01107145A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | グルコースセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62265631A JPH01107145A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | グルコースセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107145A JPH01107145A (ja) | 1989-04-25 |
| JPH0545911B2 true JPH0545911B2 (ja) | 1993-07-12 |
Family
ID=17419819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62265631A Granted JPH01107145A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | グルコースセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01107145A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1204398C (zh) | 2001-05-15 | 2005-06-01 | 松下电器产业株式会社 | 生物传感器 |
| WO2017202686A1 (de) | 2016-05-23 | 2017-11-30 | Annikki Gmbh | Verfahren zur enzymatischen umwandlung von d-glucose in d-fructose via d-sorbitol |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP62265631A patent/JPH01107145A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01107145A (ja) | 1989-04-25 |
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