JPH0610662B2 - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサInfo
- Publication number
- JPH0610662B2 JPH0610662B2 JP61286336A JP28633686A JPH0610662B2 JP H0610662 B2 JPH0610662 B2 JP H0610662B2 JP 61286336 A JP61286336 A JP 61286336A JP 28633686 A JP28633686 A JP 28633686A JP H0610662 B2 JPH0610662 B2 JP H0610662B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- biosensor
- sample solution
- measuring
- terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、種々の微量の生体試料中の特性成分につい
て、試料液を希釈することなく迅速かつ簡易に定量する
ことのできるバイオセンサに関するものである。
て、試料液を希釈することなく迅速かつ簡易に定量する
ことのできるバイオセンサに関するものである。
従来の技術 従来、血液などの生体試料中の特定成分について、試料
液の希釈や撹拌などの操作を行なうことなく、高精度に
定量する方式として第４図に示すバイオセンサが提案さ
れている。第４図は従来のバイオセンサの分解斜視図で
ある。このバイオセンサは絶縁基板１上にカーボンを主
体とする導電性樹脂からなる測定極３′と対極２′と参
照極４′が形成されており、これらの電極系は絶縁層５
の窓より一部が露出している。電極の入出力端子は対極
端子２″、測定極端子３″、参照極端子４″である。入
端子出力２″，３″，４″は２′，３′，４′とリード
部２，３，４で電気的に接続され、この従来例では同一
材料のカーボンからなる。次に穴を開けた樹脂製の保持
枠６を絶縁層５に接着し、前記電極系の対極２′、測定
極３′、参照極４′を覆う様に多孔体７を穴の中に保持
させる。多孔体は酸化還元酵素および電子受容体を担持
している。この一体化されたバイオセンサについて、測
定極３に沿った断面図を第５図に示している。
液の希釈や撹拌などの操作を行なうことなく、高精度に
定量する方式として第４図に示すバイオセンサが提案さ
れている。第４図は従来のバイオセンサの分解斜視図で
ある。このバイオセンサは絶縁基板１上にカーボンを主
体とする導電性樹脂からなる測定極３′と対極２′と参
照極４′が形成されており、これらの電極系は絶縁層５
の窓より一部が露出している。電極の入出力端子は対極
端子２″、測定極端子３″、参照極端子４″である。入
端子出力２″，３″，４″は２′，３′，４′とリード
部２，３，４で電気的に接続され、この従来例では同一
材料のカーボンからなる。次に穴を開けた樹脂製の保持
枠６を絶縁層５に接着し、前記電極系の対極２′、測定
極３′、参照極４′を覆う様に多孔体７を穴の中に保持
させる。多孔体は酸化還元酵素および電子受容体を担持
している。この一体化されたバイオセンサについて、測
定極３に沿った断面図を第５図に示している。
第６図は従来の電極の構成手順について、さらに詳しく
説明している。基板１にカーボンを主体とする導電性樹
脂をスクリーン印刷によって印刷し、測定極３′、対極
２′、参照極４′とそのリード部３，２，４、さらに端
子部３″，２″，４″を形成する。さらに電極上に絶縁
層５をスクリーン印刷により形成し、該絶縁層５の窓よ
り測定極３′、対極２′、参照極４′の一部が露出して
いる。この露出部分が電気化学的に試料液の基質濃度を
測定する。電気的信号の入出は測定極端子３″、対極端
子２″、参照極端子４″から行う。
説明している。基板１にカーボンを主体とする導電性樹
脂をスクリーン印刷によって印刷し、測定極３′、対極
２′、参照極４′とそのリード部３，２，４、さらに端
子部３″，２″，４″を形成する。さらに電極上に絶縁
層５をスクリーン印刷により形成し、該絶縁層５の窓よ
り測定極３′、対極２′、参照極４′の一部が露出して
いる。この露出部分が電気化学的に試料液の基質濃度を
測定する。電気的信号の入出は測定極端子３″、対極端
子２″、参照極端子４″から行う。
以上のように構成されたバイオセンサについて、以下そ
の動作について説明する。試料液を多孔体に滴下する
と、試料液に多孔体中の電子受容体が溶解して試料液中
の基質との間で酵素反応が進行し、電子受容体が還元さ
れる。反応が終了した試料液は電極上へ降下する。電極
上で、前記の還元された電子受容体を電気化学的に酸化
し、このとき得られた酸化電流値から、試料液中の基質
濃度が求められる。
の動作について説明する。試料液を多孔体に滴下する
と、試料液に多孔体中の電子受容体が溶解して試料液中
の基質との間で酵素反応が進行し、電子受容体が還元さ
れる。反応が終了した試料液は電極上へ降下する。電極
上で、前記の還元された電子受容体を電気化学的に酸化
し、このとき得られた酸化電流値から、試料液中の基質
濃度が求められる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記従来の電極系の構成では、カーボン電
極の抵抗が高いので、測定感度が低く、且つ基質濃度と
測定値との直線性がないという欠点を有していた。
極の抵抗が高いので、測定感度が低く、且つ基質濃度と
測定値との直線性がないという欠点を有していた。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、絶縁層の
窓から露出したカーボン電極からの入力出力端子までの
リード部を改良することにより、測定感度の高い、且つ
基質濃度と測定値との直線性のあるバイオセンサを提供
することを目的とする。
窓から露出したカーボン電極からの入力出力端子までの
リード部を改良することにより、測定感度の高い、且つ
基質濃度と測定値との直線性のあるバイオセンサを提供
することを目的とする。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明では少なくとも測定
極と対極からなる電極系を設けた絶縁性の基板を備え、
酵素と電子受容体と試料液の反応に際しての物質濃度変
化を電気化学的に前記電極系で検知し前記試料液の基質
濃度を測定するバイオセンにおいて、前記電極が絶縁性
の基板上にスクリーン印刷で形成されたカーボンを主体
とする材料からなり、且つその電極の出力、入力端子ま
でのリード部を銀を主体とする材料で構成したものであ
る。
極と対極からなる電極系を設けた絶縁性の基板を備え、
酵素と電子受容体と試料液の反応に際しての物質濃度変
化を電気化学的に前記電極系で検知し前記試料液の基質
濃度を測定するバイオセンにおいて、前記電極が絶縁性
の基板上にスクリーン印刷で形成されたカーボンを主体
とする材料からなり、且つその電極の出力、入力端子ま
でのリード部を銀を主体とする材料で構成したものであ
る。
作用 この構成によって、カーボン電極から端子までの抵抗を
低下させることができる。その結果、多孔体中で反応し
た試料液の電極上での酸化電流値は増大し、感度は高く
なる。さらに、基質濃度が高くなっても電流値との間の
直線性が維持される。
低下させることができる。その結果、多孔体中で反応し
た試料液の電極上での酸化電流値は増大し、感度は高く
なる。さらに、基質濃度が高くなっても電流値との間の
直線性が維持される。
実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
バイオセンサの一例として、グルコースセンサについて
説明する。第１図は、グルコースセンサの一実施例につ
いて示したもので、構成部分の分解図である。ポリエチ
レンテレフタレートからなる絶縁性の基板１に、スクリ
ーン印刷により導電性の銀ペーストにて、対極のリード
部８、測定極リーエド部９、参照極リード部１０を形成
し、同時に入出力端子の対極端子８′、測定極端子
９′、参照電極端子１０′を形成する。本実施例では端
子部はリード部を延長し、リード部と同一材料である。
さらに電気化学反応の測定の電極として、スクリーン印
刷によりカーボンペーストを印刷し、対極２′、測定極
３′、参照極４′を形成する。次に電極系を部分的に覆
い、前記の対極２′、測定極３′、参照極４′を露出す
るように、絶縁性ペーストを前記同様印刷し、加熱処理
して絶縁層５を形成する。次に穴を開けた樹脂製の保持
枠６を絶縁層５に接着し、前記電極系２′，３′，
４′、を覆う様に多孔体７を穴の中に保持させる。上記
に用いた多孔体は、酸化還元酵素としてグルコースオキ
シーダーゼ１００mgと電子受容体としてフェリシアン化
カリウム１５０mgをpH5.6のリン酸緩衝液１mlに溶解し
た液をナイロン不織布に含浸後、感圧乾燥して作製した
ものである。この一体化されたバイオセンサについて、
測定極３′に沿った断面図を第２図に示す。又前述した
電極の作成手順を第３図に示す。
説明する。第１図は、グルコースセンサの一実施例につ
いて示したもので、構成部分の分解図である。ポリエチ
レンテレフタレートからなる絶縁性の基板１に、スクリ
ーン印刷により導電性の銀ペーストにて、対極のリード
部８、測定極リーエド部９、参照極リード部１０を形成
し、同時に入出力端子の対極端子８′、測定極端子
９′、参照電極端子１０′を形成する。本実施例では端
子部はリード部を延長し、リード部と同一材料である。
さらに電気化学反応の測定の電極として、スクリーン印
刷によりカーボンペーストを印刷し、対極２′、測定極
３′、参照極４′を形成する。次に電極系を部分的に覆
い、前記の対極２′、測定極３′、参照極４′を露出す
るように、絶縁性ペーストを前記同様印刷し、加熱処理
して絶縁層５を形成する。次に穴を開けた樹脂製の保持
枠６を絶縁層５に接着し、前記電極系２′，３′，
４′、を覆う様に多孔体７を穴の中に保持させる。上記
に用いた多孔体は、酸化還元酵素としてグルコースオキ
シーダーゼ１００mgと電子受容体としてフェリシアン化
カリウム１５０mgをpH5.6のリン酸緩衝液１mlに溶解し
た液をナイロン不織布に含浸後、感圧乾燥して作製した
ものである。この一体化されたバイオセンサについて、
測定極３′に沿った断面図を第２図に示す。又前述した
電極の作成手順を第３図に示す。
以上のように構成されたグルコースセンサについて、以
下その動作を説明する。まず、上記の様に構成したグル
コースセンサの多孔体へ試料液として、グルコース標準
液を滴下し、滴下２分後に、参照極を基準にして測定極
の電位をアノード方向へ0.1Ｖ／秒の速度で掃引した。
この場合、添加されたグルコースは多孔体に担持された
グルコースオキシダーゼの作用でフェリシアン化カルウ
ムと反応してフェロシアン化カリウムを生成する。そこ
で、上記のアノード方向への掃引により、生成したフェ
ロシアン化カリウム濃度に基づく酸化電流が得られ、こ
の電流値が基質濃度に対応する。
下その動作を説明する。まず、上記の様に構成したグル
コースセンサの多孔体へ試料液として、グルコース標準
液を滴下し、滴下２分後に、参照極を基準にして測定極
の電位をアノード方向へ0.1Ｖ／秒の速度で掃引した。
この場合、添加されたグルコースは多孔体に担持された
グルコースオキシダーゼの作用でフェリシアン化カルウ
ムと反応してフェロシアン化カリウムを生成する。そこ
で、上記のアノード方向への掃引により、生成したフェ
ロシアン化カリウム濃度に基づく酸化電流が得られ、こ
の電流値が基質濃度に対応する。
得られたピーク電流値と試料中のグルコース濃度の関係
を第７図に示す。本発明は直線Ａであり、従来は曲線Ｂ
である。本発明の感度は従来のそれに比べて非常に高
い。さらにグルコース濃度300mg／dl迄、酸化電流とグ
ルコース濃度において直線関係にある。従来ではグルコ
ース濃度２００mg/dl以上で直線関係からズレが生じて
いる。
を第７図に示す。本発明は直線Ａであり、従来は曲線Ｂ
である。本発明の感度は従来のそれに比べて非常に高
い。さらにグルコース濃度300mg／dl迄、酸化電流とグ
ルコース濃度において直線関係にある。従来ではグルコ
ース濃度２００mg/dl以上で直線関係からズレが生じて
いる。
本発明のバイオセンサにおける一体化の方法としては、
実施例に示した枠体などの形や組み合わせに限定される
ものではない。また用いる多孔体としてはナイロン不織
布以外に、セルロース、レーヨン、セラミック、ポリカ
ーボネート等からなる多孔体を単独、あるいは組み合わ
せて用いることができる。さらに酸化還元酵素と電子受
容体の組み合せやこれら担持状態についても前記実施例
に限定されることなく、本発明の趣旨に合致するもので
あれば用いることができる。さらに実施例においては、
電極系として３電極方式の場合について述べたが、対極
と測定極からなる２電極方式でも測定は可能である。
実施例に示した枠体などの形や組み合わせに限定される
ものではない。また用いる多孔体としてはナイロン不織
布以外に、セルロース、レーヨン、セラミック、ポリカ
ーボネート等からなる多孔体を単独、あるいは組み合わ
せて用いることができる。さらに酸化還元酵素と電子受
容体の組み合せやこれら担持状態についても前記実施例
に限定されることなく、本発明の趣旨に合致するもので
あれば用いることができる。さらに実施例においては、
電極系として３電極方式の場合について述べたが、対極
と測定極からなる２電極方式でも測定は可能である。
発明の効果 以上のように本発明によれば、電極が絶縁性の基板上に
スクリーン印刷で形成されたカーボンを主体とする材料
からなり、その電極の入力、出力端子までのリード部を
銀を主体とする材料にすることにより、測定感度の高
い、且つ基質濃度と測定値との直線関係のあるバイオセ
ンサを実現できるという効果が得られる。
スクリーン印刷で形成されたカーボンを主体とする材料
からなり、その電極の入力、出力端子までのリード部を
銀を主体とする材料にすることにより、測定感度の高
い、且つ基質濃度と測定値との直線関係のあるバイオセ
ンサを実現できるという効果が得られる。
第１図は本発明のバイオセンサの分解斜視図、第２図は
本発明のバイオセンサの縦断面図、第３図は本発明のバ
イオセンサの電極構成手順を示す図、第４図は従来のバ
イオセンサの分解斜視図、第５図は従来のバイオセンサ
の縦断面図、第６図は従来のバイオセンサの電極構成手
順を示す図、第７図はバイオセンサの応答特性図であ
る。 １……絶縁性基板、２′……対極、３′……測定極、
４′……参照極、５……絶縁層、６……保持枠、７……
多孔体、８……対極リード、９……測対極リード、１０
……参照極リード、８′……対極端子、９′……測定極
端子、１０′……参照極端子。
本発明のバイオセンサの縦断面図、第３図は本発明のバ
イオセンサの電極構成手順を示す図、第４図は従来のバ
イオセンサの分解斜視図、第５図は従来のバイオセンサ
の縦断面図、第６図は従来のバイオセンサの電極構成手
順を示す図、第７図はバイオセンサの応答特性図であ
る。 １……絶縁性基板、２′……対極、３′……測定極、
４′……参照極、５……絶縁層、６……保持枠、７……
多孔体、８……対極リード、９……測対極リード、１０
……参照極リード、８′……対極端子、９′……測定極
端子、１０′……参照極端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉原 宏和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 末次 佐知子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小松 きよみ 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも測定極と対極からなる電極系を
設けた絶縁性の基板を備え、酵素と電子受容体と試料液
の反応に際しての物質濃度変化を電気化学的に前記電極
系で検知し前記試料液の基質濃度を測定するバイオセン
サにおいて、電極が絶縁性の基板上にスクリーン印刷で
形成されたカーボンを主体とする材料からなり、且つそ
の電極の入出力端子までのリード部が銀を主体とする材
料からなることを特徴とするバイオセンサ。 - 【請求項２】電極系が測定極、対極および参照極から構
成される特許請求の範囲第１項記載のバイオセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61286336A JPH0610662B2 (ja) | 1986-12-01 | 1986-12-01 | バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61286336A JPH0610662B2 (ja) | 1986-12-01 | 1986-12-01 | バイオセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63139242A JPS63139242A (ja) | 1988-06-11 |
| JPH0610662B2 true JPH0610662B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=17703066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61286336A Expired - Lifetime JPH0610662B2 (ja) | 1986-12-01 | 1986-12-01 | バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610662B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0814562B2 (ja) * | 1988-12-09 | 1996-02-14 | 松下電器産業株式会社 | バイオセンサ |
| JP6027774B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-11-16 | フクダ電子株式会社 | 生体情報取得用電極 |
-
1986
- 1986-12-01 JP JP61286336A patent/JPH0610662B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63139242A (ja) | 1988-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |