JPH07103939A - バイオセンサの測定方法 - Google Patents
バイオセンサの測定方法Info
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- JPH07103939A JPH07103939A JP5250251A JP25025193A JPH07103939A JP H07103939 A JPH07103939 A JP H07103939A JP 5250251 A JP5250251 A JP 5250251A JP 25025193 A JP25025193 A JP 25025193A JP H07103939 A JPH07103939 A JP H07103939A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アスコルビン酸の混入を検知し、被測定物質
の測定値の補正を可能にするバイオセンサの測定方法を
提供する。 【構成】 乳酸濃度測定時には電位を図１（ａ）のよう
に０．３Ｖ−２０秒と１．１Ｖ−３０秒を繰り返し印加
する。（ｂ）は１０ｍＭの乳酸試料を添加した場合、
（ｃ）は乳酸、アスコルビン酸それぞれ１０ｍＭの試料
を添加した場合のバイオセンサの電流応答である。その
後に乳酸試料を添加した場合の電流応答は（ｂ）では
０．３Ｖ印加時（１２０秒の点）では変化が無いが、
１．１Ｖ印加時（１５０秒の点）では１５μＡの電流増
加が認められ、（ｃ）では、０．３Ｖ印加時が７．５μ
Ａ、１．１Ｖ印加時が３０μＡの出力が得られた。この
ように試料添加後の０．３Ｖ印加時にアスコルビン酸の
混入を検知して、１．１Ｖ印加時の出力に生じた誤差を
測定できる。
の測定値の補正を可能にするバイオセンサの測定方法を
提供する。 【構成】 乳酸濃度測定時には電位を図１（ａ）のよう
に０．３Ｖ−２０秒と１．１Ｖ−３０秒を繰り返し印加
する。（ｂ）は１０ｍＭの乳酸試料を添加した場合、
（ｃ）は乳酸、アスコルビン酸それぞれ１０ｍＭの試料
を添加した場合のバイオセンサの電流応答である。その
後に乳酸試料を添加した場合の電流応答は（ｂ）では
０．３Ｖ印加時（１２０秒の点）では変化が無いが、
１．１Ｖ印加時（１５０秒の点）では１５μＡの電流増
加が認められ、（ｃ）では、０．３Ｖ印加時が７．５μ
Ａ、１．１Ｖ印加時が３０μＡの出力が得られた。この
ように試料添加後の０．３Ｖ印加時にアスコルビン酸の
混入を検知して、１．１Ｖ印加時の出力に生じた誤差を
測定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアンペロメトリック型の
バイオセンサに関し、特にアスコルビン酸が混入したサ
ンプルにおいても正確なバイオセンサの出力を測定する
方法に関するものである。
バイオセンサに関し、特にアスコルビン酸が混入したサ
ンプルにおいても正確なバイオセンサの出力を測定する
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多種類の化学物質が混入した溶液中から
特定の物質のみを検出するために、その特定の物質のみ
に反応する酸素を電極表面に固定化したバイオセンサの
作製が試みられている。その原理は、電極を溶液中に浸
漬して電極表面で酸素反応を起こさせ、生成物の量を電
気化学的に検出するものである。これらの酸素反応を用
いたセンシング方法は、その反応速度の速さや基質特異
性を有する利点があるため、食品や医療などの分析に広
く応用されつつある。これまでにグルコースオキシダー
ゼやラクテートオキシターゼなどの酸化酵素を用いて、
グルコースや乳酸の濃度を過酸化水素濃度に変換して測
定するアンペロメトリック型バイオセンサが作製されて
いる。
特定の物質のみを検出するために、その特定の物質のみ
に反応する酸素を電極表面に固定化したバイオセンサの
作製が試みられている。その原理は、電極を溶液中に浸
漬して電極表面で酸素反応を起こさせ、生成物の量を電
気化学的に検出するものである。これらの酸素反応を用
いたセンシング方法は、その反応速度の速さや基質特異
性を有する利点があるため、食品や医療などの分析に広
く応用されつつある。これまでにグルコースオキシダー
ゼやラクテートオキシターゼなどの酸化酵素を用いて、
グルコースや乳酸の濃度を過酸化水素濃度に変換して測
定するアンペロメトリック型バイオセンサが作製されて
いる。
【０００３】一方、金属等の電極上に過酸化水素に反応
する電位を印加して電流値を測定した場合、酸化還元物
質の影響を受けることが一般に知られている。特に臨床
検査に用いられる生体試料中や食品工業プロセスで生産
される清涼飲料、ジュースなどでは、試料中に含まれる
アスコルビン酸が測定対象物質の測定に影響を与え、誤
差の原因となることが明らかにされている。これらの影
響を除去するために、通常は酵素を固定化していない電
極を別に設置してアスコルビン酸による出力増加分のみ
を測定する方法がとられている。最近では、ナフィオン
膜でセンサ表面を覆いアスコルビン酸の固定化膜中への
浸入を防ぐ方法や、アスコルビン酸オキシダーゼを同時
に固定化して膜中に拡散してきたアスコルビン酸を分解
する方法も報告されている。例えばアナリスト（Ａｎａ
ｌｙｓｔ）１１７巻 ｐ１２９９−１３０３、１９９２
年を参照。
する電位を印加して電流値を測定した場合、酸化還元物
質の影響を受けることが一般に知られている。特に臨床
検査に用いられる生体試料中や食品工業プロセスで生産
される清涼飲料、ジュースなどでは、試料中に含まれる
アスコルビン酸が測定対象物質の測定に影響を与え、誤
差の原因となることが明らかにされている。これらの影
響を除去するために、通常は酵素を固定化していない電
極を別に設置してアスコルビン酸による出力増加分のみ
を測定する方法がとられている。最近では、ナフィオン
膜でセンサ表面を覆いアスコルビン酸の固定化膜中への
浸入を防ぐ方法や、アスコルビン酸オキシダーゼを同時
に固定化して膜中に拡散してきたアスコルビン酸を分解
する方法も報告されている。例えばアナリスト（Ａｎａ
ｌｙｓｔ）１１７巻 ｐ１２９９−１３０３、１９９２
年を参照。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
述べた方法は、ナフィオン膜を新たに覆うか、アスコル
ビン酸を分解するアスコルビン酸オキシダーゼを同時に
固定化する方法によってアスコルビン酸の影響を低減し
たが、完全に影響を除去するまでには至っていなかっ
た。また、別に酵素を固定化していない電極を設置し
て、その電極との差動出力を測定する場合には、別途電
極を設置する必要がある点で測定が複雑になる難点があ
る。
述べた方法は、ナフィオン膜を新たに覆うか、アスコル
ビン酸を分解するアスコルビン酸オキシダーゼを同時に
固定化する方法によってアスコルビン酸の影響を低減し
たが、完全に影響を除去するまでには至っていなかっ
た。また、別に酵素を固定化していない電極を設置し
て、その電極との差動出力を測定する場合には、別途電
極を設置する必要がある点で測定が複雑になる難点があ
る。
【０００５】本発明の目的は、このような問題点にかん
がみて創案されたもので、新たにアスコルビン酸測定用
の電極を設置したり、特別な酵素電極の修飾をすること
なしにアスコルビン酸の混入を検知し、被測定物質の測
定値の補正を可能にするバイオセンサを提供することに
ある。
がみて創案されたもので、新たにアスコルビン酸測定用
の電極を設置したり、特別な酵素電極の修飾をすること
なしにアスコルビン酸の混入を検知し、被測定物質の測
定値の補正を可能にするバイオセンサを提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、通常のセンサ
出力を測定する印加電位の他にアスコルビン酸のみに反
応する電位を交互に繰り返して印加する測定方法によっ
て、上記目的を達成している。特に金電極上にグルタル
アルデヒドで酵素を固定化したバイオセンサにおいて、
１．１Ｖと０．３Ｖの電位を交互に印加し、１．１Ｖ印
加時の電流値と０．３Ｖ印加時の電流値を測定するバイ
オセンサの測定方法である。
出力を測定する印加電位の他にアスコルビン酸のみに反
応する電位を交互に繰り返して印加する測定方法によっ
て、上記目的を達成している。特に金電極上にグルタル
アルデヒドで酵素を固定化したバイオセンサにおいて、
１．１Ｖと０．３Ｖの電位を交互に印加し、１．１Ｖ印
加時の電流値と０．３Ｖ印加時の電流値を測定するバイ
オセンサの測定方法である。
【０００７】
【作用】上記の手段をとることにより、試料にアスコル
ビン酸が高濃度混入していたときには、被測定物質検知
のための印加電位とは別にアスコルビン酸のみを検出す
る印加電位の出力が上昇するため、アスコルビン酸の混
入を検知することができる。特に金電極上にグルタルア
ルデヒドで酵素を固定化したバイオセンサにおいては、
１．１Ｖと０．３Ｖの電位を交互に印加し、１．１Ｖ印
加時に酵素反応によって生成した過酸化水素濃度を電流
値として測定し、０．３Ｖ印加時には過酸化水素の影響
なしにアスコルビン酸による電流値の増加を検出できる
ため、１．１Ｖ印加時の出力にアスコルビン酸による電
流増加が生じていることを検知することができる。さら
に、あらかじめ２つの電位におけるアスコルビン酸濃度
の検量線を作成しておけば、アスコルビン酸混入による
被測定物質検知の電位の出力増加分を補正して、被測定
物質の正確な濃度を測定することが可能となる。
ビン酸が高濃度混入していたときには、被測定物質検知
のための印加電位とは別にアスコルビン酸のみを検出す
る印加電位の出力が上昇するため、アスコルビン酸の混
入を検知することができる。特に金電極上にグルタルア
ルデヒドで酵素を固定化したバイオセンサにおいては、
１．１Ｖと０．３Ｖの電位を交互に印加し、１．１Ｖ印
加時に酵素反応によって生成した過酸化水素濃度を電流
値として測定し、０．３Ｖ印加時には過酸化水素の影響
なしにアスコルビン酸による電流値の増加を検出できる
ため、１．１Ｖ印加時の出力にアスコルビン酸による電
流増加が生じていることを検知することができる。さら
に、あらかじめ２つの電位におけるアスコルビン酸濃度
の検量線を作成しておけば、アスコルビン酸混入による
被測定物質検知の電位の出力増加分を補正して、被測定
物質の正確な濃度を測定することが可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【０００９】図１は、本発明の測定方法による乳酸濃度
測定の実施例を示すバイオセンサの電流応答である。酵
素電極は、金電極をγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ランで処理した後、ラクテートオキシダーゼ（ＬＯＸ：
ＡＳＡＨＩ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ製）
と牛血清アルブミンをグルタールアルデヒドで架橋した
ものを用いた。測定方法は酵素電極を作用極とし、白金
電極を対極、参照電極には銀／塩化銀を使用した３極法
で行った。
測定の実施例を示すバイオセンサの電流応答である。酵
素電極は、金電極をγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ランで処理した後、ラクテートオキシダーゼ（ＬＯＸ：
ＡＳＡＨＩ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ製）
と牛血清アルブミンをグルタールアルデヒドで架橋した
ものを用いた。測定方法は酵素電極を作用極とし、白金
電極を対極、参照電極には銀／塩化銀を使用した３極法
で行った。
【００１０】測定時の電位印加モードは図１（ａ）に示
したように０．３Ｖ−２０秒と１．１Ｖ−３０秒を繰り
返し印加して行った。測定は、０．１Ｍのトリスメチル
アミノエタスルフォニックアシド（ＴＥＳ：和光純薬工
業製）緩衡液５ｍｌ中にバイオセンサを浸漬し、スター
ラで攪拌しながら電位を印加して行った。その時のバイ
オセンサの電流応答を、図１（ｂ）、（ｃ）に示した。
図１（ｂ）は１０ｍＭになるように乳酸試料を添加した
場合、図１（ｃ）は乳酸、アスコルビン酸それぞれ１０
ｍＭになるように試料を添加した場合の電流応答であ
る。図１（ｂ）の電流応答は、時間０−１００秒で示し
たように０．３Ｖ印加時の定常出力としては２０秒と７
０秒の点、１．１Ｖ印加時は５０秒と１００秒の点の電
流値を採用した。その後に乳酸試料を添加した場合の電
流応答は、０．３Ｖ印加時（１２０秒の点）では変化が
無いが、１．１Ｖ印加時（１５０秒の点）では１５μＡ
の電流増加が認められた。図１（ｃ）は、同じ濃度の乳
酸とアスコルビン酸を同時に添加した場合であるが、
０．３Ｖ印加時が７．５μＡ、１．１Ｖ印加時が３０μ
Ａの出力が得られた。
したように０．３Ｖ−２０秒と１．１Ｖ−３０秒を繰り
返し印加して行った。測定は、０．１Ｍのトリスメチル
アミノエタスルフォニックアシド（ＴＥＳ：和光純薬工
業製）緩衡液５ｍｌ中にバイオセンサを浸漬し、スター
ラで攪拌しながら電位を印加して行った。その時のバイ
オセンサの電流応答を、図１（ｂ）、（ｃ）に示した。
図１（ｂ）は１０ｍＭになるように乳酸試料を添加した
場合、図１（ｃ）は乳酸、アスコルビン酸それぞれ１０
ｍＭになるように試料を添加した場合の電流応答であ
る。図１（ｂ）の電流応答は、時間０−１００秒で示し
たように０．３Ｖ印加時の定常出力としては２０秒と７
０秒の点、１．１Ｖ印加時は５０秒と１００秒の点の電
流値を採用した。その後に乳酸試料を添加した場合の電
流応答は、０．３Ｖ印加時（１２０秒の点）では変化が
無いが、１．１Ｖ印加時（１５０秒の点）では１５μＡ
の電流増加が認められた。図１（ｃ）は、同じ濃度の乳
酸とアスコルビン酸を同時に添加した場合であるが、
０．３Ｖ印加時が７．５μＡ、１．１Ｖ印加時が３０μ
Ａの出力が得られた。
【００１１】図２は、本発明の２点の印加電位における
アスコルビン酸の検量線である。０．３Ｖ印加時の出力
に係数２．０を乗じたものが１．１Ｖ印加時のアスコル
ビン酸出力である。この係数を予め測定しておけば、図
１（ｃ）の０．３Ｖ印加時、７．５μＡのアスコルビン
酸出力は、１．１Ｖ印加時で１５μＡとなり、実際に計
測した３０μＡから減じると１５μＡが乳酸の出力であ
ることがわかり、図１（ｂ）の乳酸出力と一致する。
アスコルビン酸の検量線である。０．３Ｖ印加時の出力
に係数２．０を乗じたものが１．１Ｖ印加時のアスコル
ビン酸出力である。この係数を予め測定しておけば、図
１（ｃ）の０．３Ｖ印加時、７．５μＡのアスコルビン
酸出力は、１．１Ｖ印加時で１５μＡとなり、実際に計
測した３０μＡから減じると１５μＡが乳酸の出力であ
ることがわかり、図１（ｂ）の乳酸出力と一致する。
【００１２】図３（ａ）は従来の電位印加モードであ
り、図３（ｂ）はその電流応答である。乳酸のみの出力
に対し、アスコルビン酸が混入した場合は、出力増加が
起こり、大きな誤差となることがわかる。なお上記の測
定方法は実施例に限定されるものではなく、電極となる
金属の種類が変わったときも、最適な印加電位をチェッ
クすることで適用が可能であり、また過酸化水素検出型
の電極であれば乳酸センサ以外のバイオセンサにも適用
が可能である。
り、図３（ｂ）はその電流応答である。乳酸のみの出力
に対し、アスコルビン酸が混入した場合は、出力増加が
起こり、大きな誤差となることがわかる。なお上記の測
定方法は実施例に限定されるものではなく、電極となる
金属の種類が変わったときも、最適な印加電位をチェッ
クすることで適用が可能であり、また過酸化水素検出型
の電極であれば乳酸センサ以外のバイオセンサにも適用
が可能である。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の測定方法
によれば、特別な酵素固定化膜の修飾やアスコルビン酸
の影響を測定する新たな電極を設置することなしに簡便
に被測定物質の出力に誤差が生じていることを検知する
ことができる。さらに，アスコルビン酸に対する検量線
を測定すれば、アスコルビン酸の影響を補正することが
可能となる。
によれば、特別な酵素固定化膜の修飾やアスコルビン酸
の影響を測定する新たな電極を設置することなしに簡便
に被測定物質の出力に誤差が生じていることを検知する
ことができる。さらに，アスコルビン酸に対する検量線
を測定すれば、アスコルビン酸の影響を補正することが
可能となる。
【図１】本発明の測定方法による乳酸濃度測定の実施例
を説明するための図。（ａ）はバイオセンサへの印加電
位モード、（ｂ）は乳酸試料を添加したときの電流応
答、（ｃ）は乳酸にアスコルビン酸が混入した試料を添
加したときの電流応答である。
を説明するための図。（ａ）はバイオセンサへの印加電
位モード、（ｂ）は乳酸試料を添加したときの電流応
答、（ｃ）は乳酸にアスコルビン酸が混入した試料を添
加したときの電流応答である。
【図２】本発明方法によるアスコルビン酸の検量電を説
明するための図。
明するための図。
【図３】従来の方法による比較例を説明するための図で
ある。（ａ）は従来の電位印加モード、（ｂ）は、乳酸
試料とアスコルビン酸混入乳酸試料をそれぞれ添加した
ときの電流応答を説明するための図。
ある。（ａ）は従来の電位印加モード、（ｂ）は、乳酸
試料とアスコルビン酸混入乳酸試料をそれぞれ添加した
ときの電流応答を説明するための図。
Claims (3)
- 【請求項１】 過酸化水素検出型のアンペロメトリック
型バイオセンサの測定方法において、過酸化水素を検出
する電位とアスコルビン酸には反応するが過酸化水素に
は反応しない大きさの電位を交互に印加して測定するこ
とを特徴とするバイオセンサの測定方法。 - 【請求項２】 バイオセンサの電極として金を用いたア
ンペロメトリック型バイオセンサの測定方法において、
１．１Ｖと０．３Ｖの電位を交互に印加することを特徴
とする請求項１記載のバイオセンサの測定方法。 - 【請求項３】 過酸化水素検出型のアンペロメトリック
型バイオセンサにおいて、０．３Ｖの電位で測定したア
スコルビン酸の出力から、１．１Ｖの出力増加分を補正
して被測定物質の濃度を算出することを特徴とする請求
項１記載のバイオセンサの測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5250251A JPH07103939A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | バイオセンサの測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5250251A JPH07103939A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | バイオセンサの測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07103939A true JPH07103939A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17205101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5250251A Pending JPH07103939A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | バイオセンサの測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103939A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6850790B2 (en) | 1998-05-13 | 2005-02-01 | Cygnus, Inc. | Monitoring of physiological analytes |
| JP2006105615A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Toto Ltd | 電気化学的測定方法およびそれを使用した測定装置 |
| CN100343660C (zh) * | 2005-09-28 | 2007-10-17 | 浙江大学 | 微型维生素c传感器及其制作方法 |
| WO2008034587A1 (de) * | 2006-09-18 | 2008-03-27 | Schultheiss, Klaus, Werner | Bestimmung von wasserstoffperoxidkonzentrationen |
| JP2011106954A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 多価フェノール類の濃度のモニタリング方法 |
| WO2011151953A1 (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | 株式会社村田製作所 | 物質の測定方法 |
| JP2016510123A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-04-04 | エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲーＦ． Ｈｏｆｆｍａｎｎ−Ｌａ Ｒｏｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 電気化学的測定中に高抗酸化物質レベルを検出してそれから分析物濃度をフェイルセイフする方法並びにそれを組み込んだデバイス、装置、及びシステム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03113360A (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-14 | Tekunoroogu:Kk | 過酸化水素濃度の測定方法 |
| JPH04340453A (ja) * | 1991-05-17 | 1992-11-26 | Kyoto Daiichi Kagaku:Kk | バイオセンサーおよびそれを用いた分離定量方法 |
-
1993
- 1993-10-06 JP JP5250251A patent/JPH07103939A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| JPH04340453A (ja) * | 1991-05-17 | 1992-11-26 | Kyoto Daiichi Kagaku:Kk | バイオセンサーおよびそれを用いた分離定量方法 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7174199B2 (en) | 1998-05-13 | 2007-02-06 | Animas Technologies, Llc | Monitoring a physiological analytes |
| US7873399B2 (en) | 1998-05-13 | 2011-01-18 | Animas Corporation | Monitoring of physiological analytes |
| JP2006105615A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Toto Ltd | 電気化学的測定方法およびそれを使用した測定装置 |
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| WO2008034587A1 (de) * | 2006-09-18 | 2008-03-27 | Schultheiss, Klaus, Werner | Bestimmung von wasserstoffperoxidkonzentrationen |
| US9938555B2 (en) | 2006-09-18 | 2018-04-10 | Alexander Adlassnig | Determination of hydrogen peroxide concentrations |
| JP2011106954A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 多価フェノール類の濃度のモニタリング方法 |
| WO2011151953A1 (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | 株式会社村田製作所 | 物質の測定方法 |
| JP2016510123A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-04-04 | エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲーＦ． Ｈｏｆｆｍａｎｎ−Ｌａ Ｒｏｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 電気化学的測定中に高抗酸化物質レベルを検出してそれから分析物濃度をフェイルセイフする方法並びにそれを組み込んだデバイス、装置、及びシステム |
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| A02 | Decision of refusal |
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