JPH0688805A - Biosensor - Google Patents

Biosensor

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JPH0688805A
JPH0688805A JP5124950A JP12495093A JPH0688805A JP H0688805 A JPH0688805 A JP H0688805A JP 5124950 A JP5124950 A JP 5124950A JP 12495093 A JP12495093 A JP 12495093A JP H0688805 A JPH0688805 A JP H0688805A
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JP
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enzyme
reaction layer
layer
biosensor
electrode system
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Mariko Miyahara
万里子 宮原
Satoko Fujisawa
里子 藤澤
Toshihiko Yoshioka
俊彦 吉岡
Shiro Nankai
史朗 南海
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To obtain a highly reliable biosensor which can quickly and easily determine the sucrose content of a sample with high accuracy. CONSTITUTION:In the biosensor which is provided with an electrode system incorporating a measuring electrode 4 and counter electrode 5 on an insulating substrate 1 and a reactive layer 7 containing a hydrophilic polymer, electron acceptor, and enzyme adjacent to the electrode system, the enzyme is constituted of a combination of invertase, mutarotase, and glucose oxidase or invertase and fructose dehydrogenase.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、試料中のスクロースを
簡便に定量するためのバイオセンサに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biosensor for easily quantifying sucrose in a sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】酵素を利用したセンシング技術は、その
高選択性と簡便性、迅速性から医療分析や食品分析等に
広く応用されている。糖濃度の分析にも屈折計や液体ク
ロマト法に代わり酵素センサが開発されており、固定化
酵素膜と過酸化水素電極を使用した酵素センサの例があ
る(K.Inoue, New Food Industry Vol. 28, No. 11,45
-48 (1986))。この酵素センサは、固定化する酵素の種
類を選択することにより種々の基質の測定が可能である
が、ここではスクロース測定について述べる。酵素セン
サ部分は、過酸化水素電極とこの電極上に高分子膜で挟
んで設けた固定化酵素膜を主たる構成としている。な
お、酵素にはサッカラーゼ、変旋光酵素およびグルコー
スオキシダーゼを用いている。測定系は、前記酵素セン
サを有するサンプルチャンバーを温度制御ブロック内に
具備し、サンプルの希釈、攪拌、温度制御、酸素補給、
糖検出などは自動的にプログラムにより制御されるシス
テムになっている。前記サンプルチェンバー内にスクロ
ースを含む試料液を注入すると、試料液と固定化された
各酵素が反応し、過酸化水素とグルコノラクトンが生成
するから、過酸化水素電極の白金陽極上で過酸化水素が
電気化学的に酸化される際の電流値からスクロース濃度
を求めることができる。
2. Description of the Related Art Sensing technology using enzymes has been widely applied to medical analysis, food analysis, etc. because of its high selectivity, simplicity and speed. An enzyme sensor has been developed instead of a refractometer or liquid chromatographic method for the analysis of sugar concentration, and there is an example of an enzyme sensor using an immobilized enzyme membrane and a hydrogen peroxide electrode (K. Inoue, New Food Industry Vol. 28, No. 11, 45
-48 (1986)). This enzyme sensor can measure various substrates by selecting the type of enzyme to be immobilized. Here, sucrose measurement will be described. The enzyme sensor part mainly comprises a hydrogen peroxide electrode and an immobilized enzyme film provided on the electrode with a polymer film sandwiched therebetween. The enzymes used are saccharase, mutarotase and glucose oxidase. The measurement system includes a sample chamber having the enzyme sensor in a temperature control block, and is used for sample dilution, stirring, temperature control, oxygen supplementation,
The system such as sugar detection is automatically controlled by a program. When a sample solution containing sucrose is injected into the sample chamber, the sample solution reacts with each of the immobilized enzymes to generate hydrogen peroxide and gluconolactone. The sucrose concentration can be determined from the current value when hydrogen is electrochemically oxidized.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の酵素
センサでは、サンプルチェンバーに酵素センサが設けら
れているので、酵素センサ上で生成した過酸化水素があ
らゆる方向に拡散する。そこで、測定誤差を防ぐために
バッファー液中にカタラーゼ酵素を含ませることによ
り、逆流する過酸化水素を分解する必要がある。また、
溶液中で反応が行われるため、希釈、攪拌および温度制
御の必要があり、測定系は複雑で簡便性に欠けていた。
本発明は、上記課題を解決するもので、試料中のスクロ
ースを高精度で、迅速かつ簡便に定量することのできる
バイオセンサを提供することを目的とする。本発明は、
また、試料中のスクロ−スを高精度で定量できる信頼性
の高いバイオセンサを提供することを目的とする。
In such a conventional enzyme sensor, since the sample chamber is provided with the enzyme sensor, hydrogen peroxide produced on the enzyme sensor diffuses in all directions. Therefore, in order to prevent a measurement error, it is necessary to decompose the backward flowing hydrogen peroxide by including a catalase enzyme in the buffer solution. Also,
Since the reaction is carried out in a solution, it is necessary to dilute, stir and control the temperature, and the measurement system is complicated and lacks in simplicity.
The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a biosensor capable of quantifying sucrose in a sample with high accuracy, quickly and easily. The present invention is
Moreover, it aims at providing the highly reliable biosensor which can quantify the sucrose in a sample with high precision.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明のバイオセンサ
は、絶縁性の基板上に形成した測定極と対極を含む電極
系、および前記電極系に接触している反応層を具備し、
前記反応層が少なくとも電子受容体、酵素および親水性
高分子を含み、前記酵素としてインベルターゼ、ムタロ
ターゼおよびグルコースオキシダーゼからなる組合せ、
またはインベルタ−ゼおよびフルクト−スデヒドロゲナ
−ゼからなる組合せを用いることを特徴とする。本発明
のバイオセンサはまた、前記反応層を、酵素を含む層と
電子受容体を含む層との少なくとも2つの層から構成す
る。
A biosensor of the present invention comprises an electrode system including a measuring electrode and a counter electrode formed on an insulating substrate, and a reaction layer in contact with the electrode system,
The reaction layer contains at least an electron acceptor, an enzyme and a hydrophilic polymer, and a combination of invertase, mutarotase and glucose oxidase as the enzyme,
Alternatively, a combination of invertase and fructose-dehydrogenase is used. In the biosensor of the present invention, the reaction layer is composed of at least two layers including an enzyme-containing layer and an electron acceptor-containing layer.

【0005】さらに、本発明は、反応層における電子受
容体および酵素を親水性高分子に包含させ、または親水
性高分子により、電子受容体および酵素の少なくとも一
方と電極系とを分離する構成とする。また、本発明は、
前記反応層を少なくとも2層で構成したバイオセンサに
おいて、反応層を構成する2つの層の間に、酵素を溶解
しない溶媒に可溶な親水性高分子の膜を設けたことを特
徴とする。
Further, the present invention provides a structure in which the electron acceptor and the enzyme in the reaction layer are included in a hydrophilic polymer, or at least one of the electron acceptor and the enzyme and the electrode system are separated by the hydrophilic polymer. To do. Further, the present invention is
In the biosensor having at least two reaction layers, a hydrophilic polymer film soluble in a solvent that does not dissolve an enzyme is provided between the two layers forming the reaction layer.

【0006】ここにおいて、前記反応層におけるインベ
ルターゼ、ムタロターゼおよびグルコースオキシダーゼ
の担持量は、それぞれ1U/cm2以上、1U/cm2
上および5U/cm2以上であることが好ましい。ま
た、前記反応層におけるインベルターゼおよびフルクト
ースデヒドロゲナーゼの担持量は、それぞれ1U/cm
2以上および5U/cm2以上であることが好ましい。本
発明のバイオセンサは、前記反応層に含有させて、また
は反応層とは分離しているが反応層へ供給する試料液と
接触する位置に、緩衝液の成分となる試薬を保持してい
る。
Here, the inventory in the reaction layer is
Lutase, mutarotase and glucose oxidase
The carrying amount of each is 1 U / cm2Above 1U / cm2Since
Above and 5U / cm2The above is preferable. Well
In addition, invertase and fructo in the reaction layer
The loading amount of sucrose dehydrogenase is 1 U / cm.
2 or more and 5 U / cm2The above is preferable. Book
The biosensor of the invention is contained in the reaction layer,
Is separate from the reaction layer, but
Hold the reagent that will be the component of the buffer solution at the contact position.
It

【0007】[0007]

【作用】本発明のバイオセンサを用いて試料液中のスク
ロ−スを定量するには、試料液をセンサの電極系に接触
している反応層に供給する。この試料液により反応層の
親水性高分子は溶解し、反応層に含まれている酵素およ
び電子受容体と、試料とが接触する。そして、反応層が
酵素としてインベルターゼ、ムタロターゼおよびグルコ
ースオキシダーゼを担持しているセンサにおいては、試
料液中のスクロ−スはインベルターゼによって加水分解
され、フルクト−スとα−グルコ−スが生成する。α−
グルコ−スは、ムタロターゼの触媒作用によって速やか
に光学異性体であるβ−グルコ−スに変換され、このβ
−グルコ−スはグルコースオキシダーゼによる酸化を受
ける。グルコースオキシダーゼによる酸化反応で移動し
た電子によって電子受容体、例えばフェリシアン化カリ
ウムはフェロシアン化カリウムに還元される。
In order to quantify the sucrose in the sample solution using the biosensor of the present invention, the sample solution is supplied to the reaction layer in contact with the electrode system of the sensor. This sample solution dissolves the hydrophilic polymer in the reaction layer, and the enzyme and electron acceptor contained in the reaction layer come into contact with the sample. Then, in the sensor in which the reaction layer carries invertase, mutarotase and glucose oxidase as enzymes, the sucrose in the sample solution is hydrolyzed by invertase, and fructose and α-glucose are produced. α-
Glucose is rapidly converted into the optical isomer β-glucose by the catalytic action of mutarotase.
-Glucose undergoes oxidation by glucose oxidase. An electron acceptor, such as potassium ferricyanide, is reduced to potassium ferrocyanide by the electrons transferred by the oxidation reaction by glucose oxidase.

【0008】一方、反応層が酵素としてインベルターゼ
およびフルクトースデヒドロゲナーゼを担持しているバ
イオセンサにおいては、試料液中のスクロースはインベ
ルターゼによってフルクトースとα−グルコースに加水
分解され、フルクトースがフルクトースデヒドロゲナー
ゼによって酸化されて5−ケト−フルクトースが生成す
る。そして、フルクトースデヒドロゲナーゼによる酸化
反応で移動した電子によってフェリシアン化カリウムが
フェロシアン化カリウムに還元される。
On the other hand, in the biosensor in which the reaction layer carries invertase and fructose dehydrogenase as enzymes, sucrose in the sample solution is hydrolyzed into fructose and α-glucose by invertase, and fructose is oxidized by fructose dehydrogenase. 5-keto-fructose is produced. Then, potassium ferricyanide is reduced to potassium ferrocyanide by the electrons transferred by the oxidation reaction by fructose dehydrogenase.

【0009】上記のように、グルコースオキシダーゼま
たはフルクトースデヒドロゲナーゼによる酸化反応によ
って生成した電子受容体の還元体は、次に対極を基準と
して測定極をアノ−ドとする電圧印加によって酸化され
るから、この酸化電流によってスクロ−スを定量するこ
とができる。また、反応層は、親水性高分子を含み、こ
の高分子が試料液に溶解して反応層に含まれる酵素や電
子受容体などと試料との反応の場を提供することにな
る。従って、この高分子は酵素や電子受容体などが電極
系表面に接触するのを実質的に阻止するところから、電
極系表面へのタンパク質の吸着や、電子受容体などの酸
化能力を有する物質の化学作用による電極系の特性変化
が起こり難くなる。その結果、高精度のセンサ応答を得
ることができる。従って、反応層における酵素や電子受
容体を親水性高分子に包含させる構成、あるいは、親水
性高分子により、電子受容体および酵素の少なくとも一
方を電極系から分離する構成にすることが好ましい。
As described above, the reduced form of the electron acceptor produced by the oxidation reaction by glucose oxidase or fructose dehydrogenase is then oxidized by the application of a voltage with the counter electrode as the reference electrode. The sucrose can be quantified by the oxidation current. Further, the reaction layer contains a hydrophilic polymer, and this polymer is dissolved in the sample solution to provide a field for the reaction between the enzyme, the electron acceptor and the like contained in the reaction layer and the sample. Therefore, this polymer substantially blocks contact of enzymes and electron acceptors with the surface of the electrode system, so that the adsorption of proteins on the surface of the electrode system and the presence of substances with oxidizing ability such as electron acceptors. It becomes difficult for the characteristics of the electrode system to change due to chemical action. As a result, a highly accurate sensor response can be obtained. Therefore, it is preferable that the enzyme and the electron acceptor in the reaction layer are contained in the hydrophilic polymer, or that at least one of the electron acceptor and the enzyme is separated from the electrode system by the hydrophilic polymer.

【0010】さらに、反応層を少なくとも2つの層、す
なわち酵素を含む層と電子受容体を含む層とに分ける
と、酵素は電子受容体によって活性を損なわれることが
ないので、保存によっても性能の劣化しない高信頼性の
バイオセンサを得ることができる。また、上記の2つの
層の間に、酵素を溶解しない溶媒に可溶な親水性高分子
膜を設ければ、酵素と電子受容体との分離効果は、さら
に大きくなる。
Furthermore, if the reaction layer is divided into at least two layers, that is, a layer containing an enzyme and a layer containing an electron acceptor, the activity of the enzyme is not impaired by the electron acceptor, so that the performance of the enzyme can be improved by storage. A highly reliable biosensor that does not deteriorate can be obtained. If a hydrophilic polymer film soluble in a solvent that does not dissolve the enzyme is provided between the two layers, the effect of separating the enzyme and the electron acceptor is further increased.

【0011】なお、反応層は、単一層の構成にすると、
多層構造に比べて製造工程を簡素化することがきるとと
もに、試料液への溶解が容易であるため、センサ応答速
度が短縮され、応答値のばらつきを小さくすることがで
きる利点がある。また、試料液のpHの影響を緩和し、
安定したセンサ応答を得るには、反応層があらかじめ緩
衡液またはその成分となる試薬を含んでいることが好ま
しい。
When the reaction layer has a single layer structure,
Compared with the multi-layer structure, the manufacturing process can be simplified, and since it can be easily dissolved in the sample liquid, the sensor response speed can be shortened and the variation in response value can be reduced. Moreover, the influence of the pH of the sample solution is mitigated,
In order to obtain a stable sensor response, it is preferable that the reaction layer contains a buffer solution or a reagent which is a component thereof in advance.

【0012】緩衡液の成分となる試薬を反応層に含ませ
る代わりに、反応層とは分離して、かつ反応層へ供給す
る試料液と接触する位置に前記試薬を保持させることも
できる。この構成にすると、反応層中に緩衝液の成分と
なる試薬を含まないため、反応層表面が平滑に保たれ、
気泡生成による応答の低下や、ばらつきを抑える効果が
ある。また、緩衝液の成分となる試薬は、反応層の酵素
と隔離されるところから、試薬により酵素活性が阻害さ
れ保存信頼性が低下するなどの影響を考慮することなく
試薬の濃度を高めることもできる。試薬濃度を高めるこ
とにより緩衝作用力が強まり、試料液のpHの影響が緩
和され、安定したセンサ応答を得ることができる。緩衝
液の成分となる試薬としては、リン酸塩の他、リン酸塩
−クエン酸あるいは酢酸−酢酸塩などを使用することが
できる。次に、酵素の担持量については、量が少なくな
ると、反応速度が低下し測定に長時間を要するなどの影
響が出る。反応層における各酵素の好ましい担持量は、
インベルターゼおよびムタローゼが各々1U/cm2
上、グルコースオキシダーゼおよびフルクトースデヒド
ロゲナーゼが各々5U/cm2以上である。
Instead of including the reagent which is a component of the buffer solution in the reaction layer, the reagent can be held at a position separate from the reaction layer and in contact with the sample solution supplied to the reaction layer. With this configuration, since the reaction layer does not contain a reagent serving as a component of the buffer solution, the reaction layer surface is kept smooth,
It has the effect of suppressing the deterioration of the response due to the generation of bubbles and the variation. In addition, since the reagent that is a component of the buffer solution is isolated from the enzyme in the reaction layer, it is possible to increase the concentration of the reagent without considering the influence that the enzyme activity is inhibited by the reagent and the storage reliability is reduced. it can. By increasing the reagent concentration, the buffering action becomes stronger, the influence of the pH of the sample solution is mitigated, and a stable sensor response can be obtained. As the reagent that is a component of the buffer solution, phosphate, citric acid, acetic acid-acetate, or the like can be used in addition to phosphate. Next, with respect to the amount of enzyme supported, when the amount is small, the reaction rate is reduced and the measurement takes a long time. The preferable loading amount of each enzyme in the reaction layer is
Invertase and mutarose are each 1 U / cm 2 or more, and glucose oxidase and fructose dehydrogenase are each 5 U / cm 2 or more.

【0013】本発明に用いる親水性高分子としては、実
施例のカルボキシメチルセルロースに限定されることは
なく、他のセルロース系、ビニルアルコール系、ビニル
ピロリドン系、ゼラチン系、アクリル酸塩系、デンプン
系、無水マレイン酸系、アクリルアミド系などを用いて
もよい。電子受容体としては、実施例のフェリシアン化
カリウム以外に、p−ベンゾキノン、フェロセンなども
使用できる。
The hydrophilic polymer used in the present invention is not limited to the carboxymethyl cellulose of the examples, and other cellulose type, vinyl alcohol type, vinylpyrrolidone type, gelatin type, acrylate type, starch type. , Maleic anhydride type, acrylamide type and the like may be used. As the electron acceptor, p-benzoquinone, ferrocene and the like can be used in addition to potassium ferricyanide in the examples.

【0014】上記のように、本発明のバイオセンサは、
電極系と接触している反応層に試料液を供給し、反応層
の酵素反応を電極系で測定するという簡易な操作でスク
ロースを定量することができる。また、酵素反応系を利
用しているところから、高い基質選択性を有するととも
に、酵素を含む反応層と電極系の組合せにより、高精度
を得ることができる。さらに、反応層の構成により、応
答速度を速くし、あるいは保存性を向上することができ
る。
As described above, the biosensor of the present invention is
Sucrose can be quantified by a simple operation of supplying a sample solution to the reaction layer in contact with the electrode system and measuring the enzymatic reaction of the reaction layer with the electrode system. Further, since an enzyme reaction system is used, it has high substrate selectivity and high accuracy can be obtained by combining a reaction layer containing an enzyme and an electrode system. Furthermore, depending on the structure of the reaction layer, the response speed can be increased or the storage stability can be improved.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 [実施例1]図1および図2は本発明のバイオセンサの
一実施例として作製したスクロースセンサを示す。以
下、このセンサの作製方法について説明する。まず、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銀ペ−ストを印刷しリ−ド2、3
を形成する。次に、樹脂バインダーを含む導電性カーボ
ンペーストを用いて電極系のうち測定極4を、続いて絶
縁性ペーストからなる絶縁層6をそれぞれ印刷により形
成する。絶縁層6は、測定極4の露出部分の面積(約1
mm2)を一定とし、かつリ−ド2、3を部分的に覆っ
ている。最後に測定極と同一のカーボンペーストを用い
て対極5を印刷により形成する。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples. Example 1 FIGS. 1 and 2 show a sucrose sensor manufactured as an example of the biosensor of the present invention. Hereinafter, a method for manufacturing this sensor will be described. First, on the insulating substrate 1 made of polyethylene terephthalate,
Print silver paste by screen printing and read leads 2 and 3
To form. Next, a measurement electrode 4 of the electrode system is formed by using a conductive carbon paste containing a resin binder, and subsequently an insulating layer 6 made of an insulating paste is formed by printing. The insulating layer 6 has an area of the exposed portion of the measurement electrode 4 (about 1
mm 2 ) is constant, and the leads 2 and 3 are partially covered. Finally, the counter electrode 5 is formed by printing using the same carbon paste as the measuring electrode.

【0016】次に、前記電極系上に親水性高分子として
カルボキシメチルセルロ−ス(以下CMCと略す)の
0.25wt%水溶液を滴下し、乾燥させてCMC層を
形成する。一方、酵素としてのインベルターゼ(EC
3.2.1.26:以下INVと略す)250U、ムタ
ロターゼ(EC5.1.3.3:以下MUTと略す)2
50Uおよびグルコースオキシダーゼ(EC1.1.
3.4:以下GODと略す)750Uと電子受容体とし
てのフェリシアン化カリウム33mgを、CMC0.2
5wt%を含むリン酸緩衝液(0.2M:K2HPO4
0.2M:KH2PO4;pH=7.4)1mlに溶解さ
せる。この混合溶液を前記CMC層上に4μl滴下し、
50℃の温風乾燥器中で10分間乾燥させて反応層7を
形成する。反応層は直径約3.6mmのほぼ円形であ
り、対極5の外周部に略一致している。
Next, a 0.25 wt% aqueous solution of carboxymethyl cellulose (hereinafter abbreviated as CMC) as a hydrophilic polymer is dropped on the electrode system and dried to form a CMC layer. On the other hand, invertase (EC
3.2.1.26: hereinafter referred to as INV) 250 U, mutarotase (EC 5.1.3.3: hereinafter referred to as MUT) 2
50 U and glucose oxidase (EC1.1.
3.4: hereinafter abbreviated as GOD) 750 U and 33 mg of potassium ferricyanide as an electron acceptor, CMC0.2
Phosphate buffer containing 5 wt% (0.2 M: K 2 HPO 4
0.2M: KH 2 PO 4 ; pH = 7.4) Dissolve in 1 ml. 4 μl of this mixed solution was dropped on the CMC layer,
The reaction layer 7 is formed by drying in a warm air dryer at 50 ° C. for 10 minutes. The reaction layer has a substantially circular shape with a diameter of about 3.6 mm, and substantially coincides with the outer peripheral portion of the counter electrode 5.

【0017】上記の反応層形成工程において、リン酸
塩、酵素および電子受容体の混合溶液をCMC層上に滴
下すると、親水性高分子からなるCMC層は一度溶解
し、その後の乾燥過程で酵素などと混合された形で反応
層7を形成する。しかし、攪拌等をともなわないため完
全な混合状態とはならず、電極系表面はCMCのみによ
って被覆された状態となる。すなわち、酵素および電子
受容体などが電極系表面に接触しないために、電極系表
面へのタンパク質の吸着や、フェリシアン化カリウム、
2PO4 -のような酸化能力を有する物質の化学的作用
による電極系の特性変化が起こり難くなる。その結果、
高精度なセンサ応答を有するバイオセンサを得ることが
できる。前記のようにして反応層7を形成した後、空気
孔11を有するカバー9および試料供給孔10を形成す
る溝を有するスペーサー8を基板1に接着してセンサが
組立てられる。カバーに透明な材料を用いると、反応層
の状態や試料液の導入状況を外部から極めて容易に確認
することができる。
In the above reaction layer forming step, when a mixed solution of a phosphate, an enzyme and an electron acceptor is dropped on the CMC layer, the CMC layer made of a hydrophilic polymer is once dissolved and the enzyme is dried in the subsequent drying process. The reaction layer 7 is formed in a mixed state with the above. However, since it is not accompanied by stirring or the like, it is not in a completely mixed state, and the electrode system surface is in a state of being covered only with CMC. That is, since the enzyme and the electron acceptor do not come into contact with the surface of the electrode system, adsorption of protein on the surface of the electrode system, potassium ferricyanide,
It is difficult for the characteristics of the electrode system to change due to the chemical action of a substance having an oxidizing ability such as H 2 PO 4 . as a result,
A biosensor having a highly accurate sensor response can be obtained. After forming the reaction layer 7 as described above, the cover 9 having the air holes 11 and the spacers 8 having the grooves forming the sample supply holes 10 are bonded to the substrate 1 to assemble the sensor. When a transparent material is used for the cover, the state of the reaction layer and the introduction state of the sample solution can be confirmed very easily from the outside.

【0018】また、カバーを装着すると、カバーとスペ
ーサーによってできる空間部の毛細管現象によって、試
料液はセンサ先端の試料供給孔10に接触させるだけの
簡易操作で容易に反応層部分へ導入される。なお、試料
液を円滑に供給するためには、さらに必要に応じて、レ
シチンのトルエン溶液を試料供給部から反応層にかけて
の面上へ展開し乾燥するとよい。試料液の供給量は、カ
バーとスペーサーによって生じる空間容積に依存するた
め、あらかじめ定量する必要がない。さらに、測定中の
試料液の蒸発を最小限に抑えることができ、精度の高い
測定が可能となる。上記のように作製したスクロースセ
ンサに、試料液としてスクロース水溶液3μlを試料供
給孔10より供給すると、試料液は毛細管現象によって
速やかに空気孔11部分まで達し、電極系上の反応層が
溶解した。
Further, when the cover is attached, the sample liquid is easily introduced into the reaction layer portion by a simple operation of bringing the sample liquid into contact with the sample supply hole 10 at the tip of the sensor due to the capillary phenomenon in the space formed by the cover and the spacer. In order to smoothly supply the sample solution, it is preferable to further spread a toluene solution of lecithin on the surface from the sample supply section to the reaction layer and dry it, if necessary. The supply amount of the sample solution depends on the space volume generated by the cover and the spacer, and therefore does not need to be quantified in advance. Furthermore, evaporation of the sample liquid during measurement can be minimized, and highly accurate measurement can be performed. When 3 μl of the sucrose aqueous solution as a sample solution was supplied to the sucrose sensor manufactured as described above from the sample supply hole 10, the sample solution quickly reached the air hole 11 portion by the capillary phenomenon and the reaction layer on the electrode system was dissolved.

【0019】試料液を供給してから一定時間後に、電極
系の対極5を基準にして測定極4にアノード方向へ+
0.5Vのパルス電圧を印加し、5秒後の電流値を測定
したところ、試料液中のスクロース濃度に比例した応答
電流値が得られた。反応層7が試料液に溶解すると、試
料液中のスクロースはINVによって加水分解されフル
クトースとα−グルコースが生成する。α−グルコース
は水溶液として放置すると光学異性体であるβ−グルコ
ースとの平衡に達するが、この平衡移動はMUTによっ
て触媒され、INVよって生成したα−グルコースは迅
速にβ−グルコースとなり、GODによる酸化を受け
る。GODによる酸化反応で移動した電子によってフェ
リシアン化カリウムがフェロシアン化カリウムに還元さ
れる。次に、前記のパルス電圧の印加により、生成した
フェロシアン化カリウムの酸化電流が得られ、この電流
値は基質であるスクロースの濃度に対応する。
After a certain period of time from the supply of the sample solution, the counter electrode 5 of the electrode system is used as a reference for the measurement electrode 4 in the anode direction.
When a pulse voltage of 0.5 V was applied and the current value was measured after 5 seconds, a response current value proportional to the sucrose concentration in the sample solution was obtained. When the reaction layer 7 is dissolved in the sample solution, sucrose in the sample solution is hydrolyzed by INV to produce fructose and α-glucose. When α-glucose is left as an aqueous solution, it reaches equilibrium with β-glucose which is an optical isomer, but this equilibrium transfer is catalyzed by MUT, and α-glucose produced by INV rapidly becomes β-glucose, which is oxidized by GOD. Receive. The electrons transferred by the oxidation reaction by GOD reduce potassium ferricyanide to potassium ferrocyanide. Next, by applying the above-mentioned pulse voltage, an oxidation current of the produced potassium ferrocyanide is obtained, and this current value corresponds to the concentration of sucrose as a substrate.

【0020】[実施例2]実施例1と同様に作製した電
極系上に、CMCの0.25wt%水溶液を滴下し、乾
燥させてCMC層を形成する。一方、酵素のINV25
0U、MUT250UおよびGOD750Uを、CMC
0.25wt%を含むリン酸緩衝液(0.2M:K2
PO4−0.2M:KH2PO4;pH=7.4)1ml
に溶解させ、この混合液を前記CMC層上に4μl滴下
し、50℃の温風乾燥器中で10分間乾燥させ酵素層を
形成する。続いてポリビニルピロリドン(以下PVPと
略す)の2wt%エタノール溶液を酵素層上に4μl滴
下し、約20分室温乾燥させてPVP層を形成する。最
後に、フェリシアン化カリウムの粉末190mgを精製
大豆レシチンの0.5wt%エタノール溶液に分散さ
せ、その3μlをPVP膜上に滴下し、室温で2〜3時
間放置して乾燥させ、フェリシアン化カリウム層を形成
する。この後、実施例1と同様にカバー、スペーサーを
用いてセンサを組み立て、スクロース水溶液を測定した
ところ、試料液中のスクロース濃度に比例した応答電流
値が得られた。
Example 2 A 0.25 wt% aqueous solution of CMC is dropped on the electrode system prepared in the same manner as in Example 1 and dried to form a CMC layer. On the other hand, the enzyme INV25
0U, MUT250U and GOD750U, CMC
Phosphate buffer containing 0.25 wt% (0.2 M: K 2 H
PO 4 -0.2M: KH 2 PO 4 ; pH = 7.4) 1ml
4 μl of this mixed solution is dropped on the CMC layer and dried in a warm air dryer at 50 ° C. for 10 minutes to form an enzyme layer. Subsequently, 4 μl of a 2 wt% ethanol solution of polyvinylpyrrolidone (hereinafter abbreviated as PVP) is dropped on the enzyme layer and dried at room temperature for about 20 minutes to form a PVP layer. Finally, 190 mg of potassium ferricyanide powder was dispersed in 0.5 wt% ethanol solution of purified soybean lecithin, and 3 μl of the solution was dropped on a PVP membrane and left to dry at room temperature for 2 to 3 hours to form a potassium ferricyanide layer. To do. After that, a sensor was assembled using a cover and a spacer in the same manner as in Example 1, and the sucrose aqueous solution was measured. As a result, a response current value proportional to the sucrose concentration in the sample solution was obtained.

【0021】[実施例3]図2は本実施例のバイオセン
サの断面図である。実施例1と同様に、絶縁性の基板1
上に、リード2、3と電極系および絶縁層6を形成した
後、CMCの0.25wt%水溶液を滴下し、乾燥させ
CMC層を形成する。続いて、INV250U、MUT
250UおよびGOD750UをCMCの0.25wt
%水溶液1mlに溶解させた混合溶液を前記CMC層上
に4μl滴下し、50℃の温風乾燥器中で10分間乾燥
させて反応層7を形成する。反応層の外周部分は直径約
3.6mmであり、対極の直径に略一致している。次
に、CMC0.25wt%を含むリン酸緩衝液(0.5
M:K2HPO4−0.5M:KH2PO4;pH=7.
4)をカバー9の内側、すなわち電極系に対向する面上
に5μl滴下し、50℃の温風乾燥器中で13分間乾燥
させて緩衝液の成分となる試薬を含む層12を形成す
る。
[Embodiment 3] FIG. 2 is a sectional view of a biosensor of this embodiment. Insulating substrate 1 as in Example 1
After forming the leads 2 and 3, the electrode system and the insulating layer 6 on the top, a 0.25 wt% aqueous solution of CMC is dropped and dried to form a CMC layer. Next, INV250U, MUT
250 U and GOD 750 U with 0.25 wt of CMC
% Solution of 1% in water was dropped onto the CMC layer and dried in a warm air dryer at 50 ° C. for 10 minutes to form a reaction layer 7. The outer peripheral portion of the reaction layer has a diameter of about 3.6 mm, which is substantially the same as the diameter of the counter electrode. Next, a phosphate buffer solution (0.5
M: K 2 HPO 4 −0.5 M: KH 2 PO 4 ; pH = 7.
5 μl of 4) is dropped on the inside of the cover 9, that is, on the surface facing the electrode system, and dried for 13 minutes in a warm air dryer at 50 ° C. to form a layer 12 containing a reagent serving as a component of the buffer solution.

【0022】前記のようにして反応層7および層12を
形成した後、カバー9およびスペーサー8を組合せてセ
ンサを構成する。実施例3では、反応層中に緩衝液の成
分となる試薬を含まないため、反応層表面が平滑に保た
れ、気泡生成による応答の低下やばらつきを抑える効果
を有する。また、緩衝液の成分となる試薬が反応層以外
の場所に担持されていることから、試薬により酵素活性
が阻害され保存信頼性が低下するなどの影響を考慮する
ことなく試薬の濃度を高めることも可能である。試薬濃
度を高めることにより緩衝作用力が強まり、試料液のp
Hの影響が緩和され、安定したセンサ応答を得ることが
できる。
After forming the reaction layer 7 and the layer 12 as described above, the cover 9 and the spacer 8 are combined to form a sensor. In Example 3, since the reaction layer does not contain a reagent serving as a component of the buffer solution, the surface of the reaction layer is kept smooth, and there is an effect of suppressing a decrease or variation in response due to bubble generation. In addition, since the reagent that is a component of the buffer solution is supported on a place other than the reaction layer, it is possible to increase the concentration of the reagent without considering the effects that the reagent inhibits the enzyme activity and lowers the storage reliability. Is also possible. By increasing the reagent concentration, the buffer action becomes stronger, and the p
The effect of H is mitigated, and a stable sensor response can be obtained.

【0023】また、上記実施例においては、緩衝液の成
分となる試薬としてリン酸塩を使用しているが、これに
限定されることなく、リン酸塩−クエン酸あるいは酢酸
−酢酸塩を使用しても同様の効果が得られる。更に、実
施例1および2では緩衝塩の濃度が0.2Mのものを、
実施例3では0.5Mのものを使用しているが、これら
緩衝液の濃度について検討を行なったところ、緩衝液の
濃度が0.01Mより低くなると緩衝能が低下し、試料
液のpHの影響を受けやすくなり、センサの応答性が著
しく低下した。また、緩衝液の濃度が0.8Mより高く
なると、剥離やひび割れが生じるなど層形成に影響を来
したり、試料液による反応層の溶解速度が低下し、セン
サの応答時間が長くなるなどの影響が出た。従って、セ
ンサ反応に適した緩衝液の濃度は0.01M以上0.8
M以下であり、特に0.1M以上0.8M以下が好適で
あった。
Further, in the above embodiment, phosphate is used as a reagent which is a component of the buffer solution, but the present invention is not limited to this, and phosphate-citric acid or acetic acid-acetate is used. Even if the same effect is obtained. Further, in Examples 1 and 2, the buffer salt concentration of 0.2M,
In Example 3, 0.5 M was used, but when the concentration of these buffers was examined, the buffering ability decreased when the concentration of the buffer was lower than 0.01 M, and the pH of the sample solution It became easily affected, and the responsiveness of the sensor decreased significantly. Further, when the concentration of the buffer solution is higher than 0.8 M, peeling or cracking may affect the layer formation, the dissolution rate of the reaction layer by the sample solution may decrease, and the response time of the sensor may increase. It had an impact. Therefore, the concentration of the buffer solution suitable for the sensor reaction is 0.01 M or more and 0.8.
It is M or less, and particularly preferably 0.1 M or more and 0.8 M or less.

【0024】[実施例4]反応層7の構成以外は実施例
1と全て同じである。実施例1と同様に作製した電極系
上にCMCの0.5wt%水溶液を滴下し、乾燥させて
CMC層を形成する。つづいて、酵素としてのINV2
50U、フルクトースデヒドロゲナーゼ(EC1.1.
99.11:以下FDHと略す)1000Uおよび電子
受容体のフェリシアン化カリウム33mgを、CMC
0.5wt%を含むリン酸−クエン酸緩衝液(0.2
M:Na2HPO4−0.1M:C34(OH)(COO
H)3;pH=5.0)1mlに溶解させ、この混合溶
液を前記CMC層上に4μl滴下し、50℃の温風乾燥
器中で10分間乾燥させて反応層7を形成する。反応層
の外周部分は直径約3.6mmであり、対極の直径に略
一致している。実施例1と同様、リン酸塩、クエン酸、
INV、FDHおよび電子受容体の混合溶液と、最初に
形成したCMC層は完全な混合状態とはならず、電極系
表面はCMCのみによって被覆された状態となる。すな
わち、酵素および電子受容体などが電極系表面に接触し
ないために、電極系表面へのタンパク質の吸着や、フェ
リシアン化カリウム、H2PO4 -のような酸化能を有す
る物質の化学的作用による電極系の特性変化が起こり難
くなる。その結果、高精度なセンサ応答を有するバイオ
センサを得ることができる。
[Embodiment 4] The same as Embodiment 1 except for the structure of the reaction layer 7. A 0.5 wt% aqueous solution of CMC is dropped on the electrode system manufactured in the same manner as in Example 1 and dried to form a CMC layer. Next, INV2 as an enzyme
50 U, fructose dehydrogenase (EC1.1.
99.11: hereinafter abbreviated as FDH) 1000 U and 33 mg of an electron acceptor potassium ferricyanide, CMC
Phosphate-citrate buffer containing 0.5 wt% (0.2
M: Na 2 HPO 4 −0.1 M: C 3 H 4 (OH) (COO
H) 3 ; pH = 5.0) Dissolve in 1 ml, add 4 μl of this mixed solution onto the CMC layer, and dry in a warm air dryer at 50 ° C. for 10 minutes to form a reaction layer 7. The outer peripheral portion of the reaction layer has a diameter of about 3.6 mm, which is substantially the same as the diameter of the counter electrode. As in Example 1, phosphate, citric acid,
The mixed solution of INV, FDH and the electron acceptor and the CMC layer formed first are not in a completely mixed state, but the electrode system surface is in a state of being covered with only CMC. That is, to such an enzyme and an electron acceptor is not in contact with the surface of the electrode system, adsorption or the protein to the electrode system surface, potassium ferricyanide, H 2 PO 4 - electrode by a chemical action of a substance having an oxidizing ability, such as Changes in system characteristics are less likely to occur. As a result, a biosensor having a highly accurate sensor response can be obtained.

【0025】上記のように作製したスクロースセンサに
ついて、実施例1と同様にスクロース水溶液に対する応
答を測定したところ、試料液中のスクロース濃度に比例
した応答電流値が得られた。上記においては反応層7が
試料液に溶解すると、試料液中のスクロースはINVに
よってフルクトースとα−グルコースに加水分解され、
フルクトースがFDHによって酸化され5−ケト−フル
クトースが生成する。FDHによる酸化反応で移動した
電子によってフェリシアン化カリウムがフェロシアン化
カリウムに還元される。次に、前記のパルス電圧の印加
により、生成したフェロシアン化カリウムの酸化電流が
得られ、この電流値は基質であるスクロースの濃度に対
応する。上記実施例1および4では、酵素、電子受容体
および親水性高分子を同一溶液中に混合し、同一層内に
担持させているので、製造行程を簡素化することができ
る。また、反応層は多層構造に比べて試料液の溶解が容
易であるため、センサ応答速度が短縮され、応答値のば
らつきも小さくすることが可能である。
The response of the sucrose sensor produced as described above to an aqueous sucrose solution was measured in the same manner as in Example 1, and a response current value proportional to the sucrose concentration in the sample solution was obtained. In the above, when the reaction layer 7 is dissolved in the sample solution, sucrose in the sample solution is hydrolyzed into fructose and α-glucose by INV,
Fructose is oxidized by FDH to produce 5-keto-fructose. The electrons transferred by the oxidation reaction by FDH reduce potassium ferricyanide to potassium ferrocyanide. Next, by applying the above-mentioned pulse voltage, an oxidation current of the produced potassium ferrocyanide is obtained, and this current value corresponds to the concentration of sucrose as a substrate. In the above Examples 1 and 4, the enzyme, the electron acceptor and the hydrophilic polymer are mixed in the same solution and supported in the same layer, so that the manufacturing process can be simplified. In addition, since the reaction layer can dissolve the sample solution more easily than the multilayer structure, the sensor response speed can be shortened and the variation in the response value can be reduced.

【0026】[実施例5]反応層7の構成以外は実施例
1と全て同じである。実施例1と同様に作製した電極系
上にCMCの0.5wt%水溶液を滴下し、乾燥させて
CMC層を形成する。続いて酵素としてINV250
U、FDH1000UをCMC0.5wt%を含むリン
酸−クエン酸緩衝液(0.2M:Na2HPO4−0.1
M:C34(OH)(COOH)3;pH=5.0)1
mlに溶解させ、この混合液を前記CMC層に4μl滴
下し、50℃の温風乾燥器中で10分間乾燥させ酵素層
を形成する。続いてポリビニルピロリドン(以下PVP
と略す)の2wt%エタノール溶液を酵素層上に4μl
滴下し、約20分室温乾燥させてPVP層を形成する。
最後に、フェリシアン化カリウムの粉末190mgを精
製大豆レシチンの0.5wt%エタノール溶液に分散さ
せ、その3μlをPVP膜上に滴下して室温で2〜3時
間放置して乾燥させ、フェリシアン化カリウム層を形成
する。この後、実施例1と同様にカバー、スペーサーを
組合せてセンサを構成し、スクロースに対する応答を測
定したところ、良好な直線性が得られた。
[Embodiment 5] The same as Embodiment 1 except for the structure of the reaction layer 7. A 0.5 wt% aqueous solution of CMC is dropped on the electrode system manufactured in the same manner as in Example 1 and dried to form a CMC layer. Then INV250 as an enzyme
U, FDH 1000 U containing CMC 0.5 wt% phosphate-citrate buffer (0.2 M: Na 2 HPO 4 -0.1
M: C 3 H 4 (OH) (COOH) 3 ; pH = 5.0) 1
4 ml of this mixed solution is added dropwise to the CMC layer and dried in a warm air dryer at 50 ° C. for 10 minutes to form an enzyme layer. Then polyvinylpyrrolidone (hereinafter PVP
2wt% ethanol solution of 4) on the enzyme layer
It is dropped and dried at room temperature for about 20 minutes to form a PVP layer.
Finally, 190 mg of potassium ferricyanide powder was dispersed in a 0.5 wt% ethanol solution of purified soybean lecithin, and 3 μl thereof was dropped on the PVP membrane and left to stand at room temperature for 2-3 hours to dry to form a potassium ferricyanide layer. To do. Then, a sensor was constructed by combining a cover and a spacer in the same manner as in Example 1, and the response to sucrose was measured. As a result, good linearity was obtained.

【0027】実施例2および5では、酵素を含む層と電
子受容体を含む層との間にPVP層を形成しているが、
これは必ずしも必要ではない。反応層を酵素を主体にす
る層と電子受容体を主体にする層に単に分離するだけで
も、混合した反応層と比較して保存信頼性が大幅に向上
する。しかしながら、PVPからなる分離層を設けたこ
とにより、電子受容体と酵素を十分に分離することがで
きるめ、保存信頼性を更に向上させることができる。こ
こで、分離層としてPVPを用いたのは、PVPは親水
性高分子でアルコールにも溶解するので、PVPのアル
コール溶液を滴下すれば、酵素がアルコールに溶解する
ことなく分離層として酵素を被覆することができ、また
基質溶液は水溶液であるため、基質溶液が供給されると
PVPは速やかに水と親和し、酵素と基質が反応できる
からである。従って、この分離層はPVPに限定される
ことなく、酵素を溶解しない有機溶剤にも可溶な親水性
高分子は同様の効果を得ることができる。また、上記実
施例ではPVPの膜形成用溶液の濃度が2wt%となっ
ているが、PVPの濃度について検討したところ、4w
t%よりも濃度が高くなると、最後に形成するフェリシ
アン化カリウム層の溶媒であるエタノールとPVPが溶
解してしまい、フェリシアン化カリウム層が乾燥しきら
ないか、あるいは長時間を有するなどセンサ作製に支障
を来した。従ってPVPの濃度としては4wt%以下が
好適である。
In Examples 2 and 5, the PVP layer was formed between the layer containing the enzyme and the layer containing the electron acceptor.
This is not absolutely necessary. By simply separating the reaction layer into a layer mainly containing an enzyme and a layer mainly containing an electron acceptor, storage reliability is significantly improved as compared with a mixed reaction layer. However, by providing the separation layer made of PVP, the electron acceptor and the enzyme can be sufficiently separated, and the storage reliability can be further improved. Here, PVP is used as the separation layer because PVP is a hydrophilic polymer and is also soluble in alcohol. Therefore, if an alcohol solution of PVP is dropped, the enzyme is not dissolved in alcohol and the enzyme is coated as the separation layer. This is because the substrate solution is an aqueous solution, so that when the substrate solution is supplied, PVP immediately has an affinity for water and the enzyme and the substrate can react. Therefore, the separation layer is not limited to PVP, and a hydrophilic polymer that is soluble in an organic solvent that does not dissolve an enzyme can obtain the same effect. In addition, although the concentration of the PVP film forming solution is 2 wt% in the above-mentioned example, when the concentration of PVP was examined, it was 4 w.
When the concentration is higher than t%, ethanol and PVP, which are the solvents of the potassium ferricyanide layer to be finally formed, are dissolved, and the potassium ferricyanide layer may not be completely dried or it may take a long time to interfere with sensor production. Came Therefore, the concentration of PVP is preferably 4 wt% or less.

【0028】[実施例6]実施例1と同様に、絶縁性の
基板1上に、リード2、3と電極系および絶縁層6を形
成した後、CMCの0.5wt%水溶液を滴下し、乾燥
させCMC層を形成する。続いて、INV250U、F
DH1000UをCMCの0.5wt%水溶液1mlに
溶解させ、この混合溶液を前記CMC層上に4μl滴下
し、50℃の温風乾燥器中で10分間乾燥させて反応層
7を形成する。反応層の外周部分は直径約3.6mmで
あり、対極の直径に略一致している。次に、CMC0.
25wt%を含むリン酸−クエン酸緩衝液(0.5M:
Na2HPO4−0.5M:C 3H4(OH)(COOH)
3;pH=5.0)をカバー9の内側、すなわち電極系
に対向する面上に5μl滴下し、50℃の温風乾燥器中
で13分間乾燥させて層12を形成する。
[Embodiment 6] Similar to Embodiment 1, the insulating
Form the leads 2, 3 and electrode system and insulating layer 6 on the substrate 1.
After the completion, add 0.5 wt% CMC aqueous solution and dry.
Then, a CMC layer is formed. Then INV250U, F
DH1000U in 1 ml of 0.5 wt% CMC aqueous solution
Dissolve and add 4 μl of this mixed solution onto the CMC layer.
And dry in a warm air dryer at 50 ° C for 10 minutes to form a reaction layer.
Form 7. The outer circumference of the reaction layer is about 3.6 mm in diameter
Yes, it is approximately the same as the diameter of the counter electrode. Next, CMC0.
Phosphate-citrate buffer containing 25 wt% (0.5 M:
Na2HPOFour-0.5M: C 3HFour(OH) (COOH)
3PH = 5.0) inside the cover 9, that is, the electrode system
5 μl was dropped on the surface facing the plate, and then in a hot air dryer at 50 °
And dried for 13 minutes to form layer 12.

【0029】前記のようにして反応層7および層12を
形成した後、カバー9およびスペーサー8を組合せてセ
ンサを構成する。上記実施例おいては、フェリシアン化
カリウムの担持量は、1.3mg/cm 2である。この
フェリシアン化カリウムの担持量について検討したとこ
ろ、担持量が2.7mg/cm2より多くなると、平滑
あるいは十分な強度を持った反応層を形成することが困
難になるなどの影響が見られた。このことより、フェリ
シアン化カリウムの担持量は2.7mg/cm2以下が
好適である。なお、フェリシアン化カリウムと酵素の混
合溶液中に添加する親水性高分子の濃度を高めるなど、
混合溶液の粘性をたかめると、フェリシアン化カリウム
の担持量を6.5mg/cm2まで増やすことが可能で
ある。
The reaction layers 7 and 12 are formed as described above.
After forming, cover 9 and spacer 8 are combined and
Configure the sensor. In the above embodiment, ferricyanation
The supported amount of potassium is 1.3 mg / cm Is 2. this
The amount of potassium ferricyanide carried was examined.
B, carrying amount is 2.7 mg / cm2More, smooth
Alternatively, it is difficult to form a reaction layer with sufficient strength.
The effects such as difficulty were seen. From this, ferry
The supported amount of potassium cyanide is 2.7 mg / cm2The following is
It is suitable. The mixture of potassium ferricyanide and enzyme
Such as increasing the concentration of hydrophilic polymer added to the combined solution,
When the viscosity of the mixed solution is increased, potassium ferricyanide
Loading amount of 6.5 mg / cm2Can be increased to
is there.

【0030】なお、使用する酵素の組合せについては、
上記実施例に限定されることはなく、INVとピラノー
スオキシダーゼ(EC1.1.3.10)の組合せから
なる酵素を用いても優れたセンサ応答が得られた。ま
た、上記実施例において、酵素および電子受容体につい
ては試料液に溶解する方式について示したが、これに制
限されることはなく、固定化によって試料液に不溶化さ
せた場合にも適用することができる。さらに、上記実施
例では測定極と対極からなる2電極系について述べた
が、参照電極を加えた3電極方式とすると、より精度の
高い測定が可能である。
Regarding the combination of enzymes used,
Without being limited to the above examples, excellent sensor response was obtained even when an enzyme composed of a combination of INV and pyranose oxidase (EC 1.1.3.10) was used. Further, in the above-mentioned examples, the method of dissolving the enzyme and the electron acceptor in the sample solution was shown, but the method is not limited to this, and it can be applied to the case of being insolubilized in the sample solution by immobilization. it can. Furthermore, although the two-electrode system including the measurement electrode and the counter electrode has been described in the above embodiment, the three-electrode system including the reference electrode enables more accurate measurement.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
よれば、スクロースを高精度で、迅速かつ簡便に定量で
きる高信頼性のバイオセンサを得ることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to obtain a highly reliable biosensor capable of quantifying sucrose with high accuracy, quickly and easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のバイオセンサの縦断面図で
ある。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a biosensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例のバイオセンサの反応層を除
いた分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of a biosensor according to an embodiment of the present invention with a reaction layer removed.

【図3】本発明の他の実施例のバイオセンサの縦断面図
である。
FIG. 3 is a vertical sectional view of a biosensor according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁性の基板 2、3 リード 4 測定極 5 対極 6 絶縁層 7 反応層 8 スペーサー 9 カバー 10 試料供給孔 11 空気孔 12 緩衝液の成分となる試薬を含む層 1 Insulating Substrate 2, 3 Lead 4 Measurement Electrode 5 Counter Electrode 6 Insulation Layer 7 Reaction Layer 8 Spacer 9 Cover 10 Sample Supply Hole 11 Air Hole 12 Layer Containing Reagents That Are Components of Buffer Solution

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南海 史朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Shiro Nankai 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性の基板上に形成した測定極と対極
を含む電極系、および前記電極系に接触している反応層
を具備し、前記反応層が少なくとも電子受容体、酵素お
よび親水性高分子を含み、前記酵素がインベルターゼ、
ムタロターゼおよびグルコースオキシダーゼであること
を特徴とするバイオセンサ。
1. An electrode system including a measuring electrode and a counter electrode formed on an insulating substrate, and a reaction layer in contact with the electrode system, wherein the reaction layer is at least an electron acceptor, an enzyme, and a hydrophilic property. A polymer, wherein the enzyme is invertase,
A biosensor characterized by being mutarotase and glucose oxidase.
【請求項2】 絶縁性の基板上に形成した測定極と対極
を含む電極系、および前記電極系に接触している反応層
を具備し、前記反応層が少なくとも電子受容体、酵素お
よび親水性高分子を含み、前記酵素がインベルターゼお
よびフルクトースデヒドロゲナーゼであることを特徴と
するバイオセンサ。
2. An electrode system including a measuring electrode and a counter electrode formed on an insulating substrate, and a reaction layer in contact with the electrode system, wherein the reaction layer is at least an electron acceptor, an enzyme, and a hydrophilic property. A biosensor comprising a polymer, wherein the enzymes are invertase and fructose dehydrogenase.
【請求項3】 前記反応層が、酵素を含む層と電子受容
体を含む層との少なくとも2層からなる請求項1または
2記載のバイオセンサ。
3. The biosensor according to claim 1, wherein the reaction layer comprises at least two layers including an enzyme-containing layer and an electron acceptor-containing layer.
【請求項4】 前記反応層における電子受容体および酵
素が前記親水性高分子に包含されている請求項1または
2記載のバイオセンサ。
4. The biosensor according to claim 1, wherein the electron acceptor and the enzyme in the reaction layer are included in the hydrophilic polymer.
【請求項5】 前記親水性高分子が、電子受容体および
酵素の少なくとも一方と前記電極系とを分離している請
求項1〜3のいずれかに記載のバイオセンサ。
5. The biosensor according to claim 1, wherein the hydrophilic polymer separates at least one of an electron acceptor and an enzyme from the electrode system.
【請求項6】 前記反応層を構成する2つの層の間に、
前記酵素を溶解しない溶媒に可溶な親水性高分子の膜を
設けた請求項3記載のバイオセンサ。
6. Between the two layers constituting the reaction layer,
The biosensor according to claim 3, further comprising a hydrophilic polymer film soluble in a solvent that does not dissolve the enzyme.
【請求項7】 前記反応層のインベルターゼ、ムタロタ
ーゼおよびグルコースオキシダーゼの担持量がそれぞれ
1U/cm2以上、1U/cm2以上および5U/cm2
以上である請求項1記載のバイオセンサ。
7. The amount of invertase, mutarotase and glucose oxidase carried in the reaction layer is 1 U / cm 2 or more, 1 U / cm 2 or more and 5 U / cm 2 respectively.
The biosensor according to claim 1, which is the above.
【請求項8】 前記反応層のインベルターゼおよびフル
クトースデヒドロゲナーゼの担持量がそれぞれ1U/c
2以上および5U/cm2以上である請求項2記載のバ
イオセンサ。
8. The loading amount of invertase and fructose dehydrogenase in the reaction layer is 1 U / c, respectively.
The biosensor according to claim 2, which has m 2 or more and 5 U / cm 2 or more.
【請求項9】 反応層と分離して、かつ反応層へ供給す
る試料液と接する位置に、緩衝液の成分となる試薬を保
持させた請求項1〜8のいずれかに記載のバイオセン
サ。
9. The biosensor according to claim 1, wherein a reagent serving as a component of the buffer solution is held at a position which is separated from the reaction layer and is in contact with the sample solution supplied to the reaction layer.
【請求項10】 反応層が緩衝液の成分となる試薬を含
む請求項1〜8のいずれかに記載のバイオセンサ。
10. The biosensor according to claim 1, wherein the reaction layer contains a reagent serving as a component of a buffer solution.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002025262A1 (en) * 2000-09-25 2002-03-28 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Enzyme electrode
JPWO2002025262A1 (en) * 2000-09-25 2004-01-29 旭化成株式会社 Enzyme electrode
US7169273B2 (en) 2000-09-25 2007-01-30 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Enzyme electrode
JP4721618B2 (en) * 2000-09-25 2011-07-13 旭化成株式会社 Enzyme electrode
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