JPH10104192A - Biosensor - Google Patents

Biosensor

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Publication number
JPH10104192A
JPH10104192A JP8259444A JP25944496A JPH10104192A JP H10104192 A JPH10104192 A JP H10104192A JP 8259444 A JP8259444 A JP 8259444A JP 25944496 A JP25944496 A JP 25944496A JP H10104192 A JPH10104192 A JP H10104192A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glucose
reaction layer
electrode
oxidase
sample liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP8259444A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoko Tsuji
里子 辻
Toshihiko Yoshioka
俊彦 吉岡
Shiro Nankai
史朗 南海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP8259444A priority Critical patent/JPH10104192A/en
Publication of JPH10104192A publication Critical patent/JPH10104192A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly precisely measure substrate concentration of sample liquid by adding enzyme promoting isomerization of glucose oxidase, pyranose oxidase and glucose in a reaction layer. SOLUTION: Mixture of glucose oxidase, pyranose oxidase, mutarotase and potassium cyanide is dropped on a CMC (carboxylmethylcellulose) layer formed on an electrode system (measuring electrode 4, counter electrode 5) to form a reaction layer 7 by prescribed treatment. When glucose water solution of sample liquid is supplied from a sample supply hole 10, the sample liquid reaches an air hole 11 by a capillary phenomenon, when the reaction layer 7 is dissolved in the sample liquid, electrons are moved by oxidation reaction caused by enzyme, and potassium ferricyanide is reduced to potassium ferrocyanide. After constant time of sample liquid supply, pulse voltage of 40. 5V is applied to the measuring pole 4 by making the counter electrode 5 reference, and a current value is measured after 5 seconds. The current value corresponds to concentration of glucose which is substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、酵素反応を利用し
て試料中の特定成分を定量するバイオセンサに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biosensor for quantifying a specific component in a sample by utilizing an enzyme reaction.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、試料中の特定成分について、試料
液の希釈や攪拌などを行わずに簡易に定量できる方法と
して、以下のようなバイオセンサが知られている。この
バイオセンサは、絶縁性の基板上にスクリーン印刷など
の方法で電極系を形成し、この電極系上に親水性高分子
と酸化還元酵素と電子受容体からなる反応層を形成した
もので、酸化還元酵素と電子受容体と試料液との反応に
際しての基質濃度変化を電気化学的に電極系で検知し、
基質濃度を測定するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, the following biosensors are known as a method for simply quantifying a specific component in a sample without diluting or stirring the sample solution. In this biosensor, an electrode system is formed on an insulating substrate by a method such as screen printing, and a reaction layer comprising a hydrophilic polymer, an oxidoreductase, and an electron acceptor is formed on the electrode system. The change in substrate concentration during the reaction between the oxidoreductase, the electron acceptor, and the sample solution is electrochemically detected by the electrode system,
It measures the substrate concentration.

【0003】このバイオセンサのうちグルコースを定量
するものとしては、一般的に酵素としてグルコースオキ
シダーゼを用いる。この酵素は、グルコースの異性体の
うちβ−グルコースのみと反応し、α−グルコースとは
反応しない。そこで、さらに応答性を向上させるため
に、α−グルコースとβ−グルコース間の異性化反応を
促進させる能力を有する酵素のムタロターゼをグルコー
スオキシダーゼとともに用いたバイオセンサ、さらには
α−グルコースおよびβ−グルコース両者に反応を示す
ピラノースオキシダーゼを用いたバイオセンサ、ピラノ
ースオキシダーゼとグルコースオキシダーゼを混合して
用いたバイオセンサなどが提案されている。
[0003] Among these biosensors, glucose oxidase is generally used as an enzyme for quantifying glucose. This enzyme reacts only with β-glucose among glucose isomers and does not react with α-glucose. Therefore, in order to further improve the responsiveness, a biosensor using an enzyme having the ability to promote the isomerization reaction between α-glucose and β-glucose together with glucose oxidase, and furthermore, α-glucose and β-glucose Biosensors using pyranose oxidase that react to both, and biosensors using a mixture of pyranose oxidase and glucose oxidase have been proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術において、
グルコースオキシダーゼとムタロターゼを同時に用いる
場合には、特に基質濃度が比較的高い領域で、ムタロタ
ーゼを添加しない場合に比べて応答性が低下するという
問題を有していた。また、ピラノースオキシダーゼとグ
ルコースオキシダーゼを混合して用いた場合には、広範
囲で基質濃度に依存した応答直線が得られないという問
題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION In the prior art,
When glucose oxidase and mutarotase are used at the same time, there is a problem that the responsiveness is lower than in the case where mutarotase is not added, particularly in a region where the substrate concentration is relatively high. Further, when pyranose oxidase and glucose oxidase are used in combination, there is a problem that a response line depending on the substrate concentration cannot be obtained in a wide range.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、絶縁性の基板、前記基板上に形成された
測定極と対極を含む電極系および反応層を具備するバイ
オセンサにおいて、前記反応層が、グルコースオキシダ
ーゼとピラノースオキシダーゼ、およびグルコースの異
性化を促進する酵素を含むことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a biosensor comprising an insulating substrate, an electrode system including a measuring electrode and a counter electrode formed on the substrate, and a reaction layer. Wherein the reaction layer contains glucose oxidase and pyranose oxidase, and an enzyme that promotes glucose isomerization.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明において、電気絶縁性の基
板には、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂基
板が用いられる。また、作用極および対極を含む電極系
は、この基板上に、公知の方法を用いて設けられる。例
えば、基板上にリードを形成した後、各リードに接続さ
れ、そして互いに絶縁するように作用極および対極が設
けられる。上記リードおよび電極の材料としては、公知
の導電性材料が使用される。例としては、カーボン、
銀、白金、金、およびパラジウム等が挙げられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, a synthetic resin substrate such as polyethylene terephthalate is used as an electrically insulating substrate. An electrode system including a working electrode and a counter electrode is provided on this substrate by using a known method. For example, after forming the leads on the substrate, a working electrode and a counter electrode are provided so as to be connected to each lead and insulated from each other. Known conductive materials are used as the materials for the leads and electrodes. Examples are carbon,
Silver, platinum, gold, palladium and the like.

【0007】反応層は、グルコースを酸化する能力を有
する酵素としてグルコースオキシダーゼ(EC1.1.
3.4、以下GODと示す)とピラノースオキシダーゼ
(EC1.1.3.10、以下PyOxと示す)、さら
にグルコースの異性化を促進する酵素として、例えばム
タロターゼ(EC5.1.3.3、以下Mutと示す)
を含有する。試料液中に混在するα−グルコース、β−
グルコースのうちGODはβ−グルコースのみを酸化
し、PyOxはα−グルコース、β−グルコース両方を
同時に酸化する酵素である。また、Mutは、通常水溶
液中に63:37の割合で存在するβ−グルコースおよ
びα−グルコースの異性化を促進する酵素であり、これ
によって平衡に達する時間が短時間になる。GODの好
適な含有量は反応層1平方センチメートル当たり、1〜
40ユニットである。PyOxの好適な含有量は反応層
1平方センチメートル当たり、0.1〜2ユニットであ
り、さらに好ましくは0.1〜1ユニットである。Mu
tの好適な含有量は反応層1平方センチメートル当た
り、10〜200ユニットである。GOD含有量が反応
層1平方センチメートル当たり、40ユニットを上回る
と、反応層作製時に、反応層がわれるなどして応答電流
値にばらつきを生じ易い。また、PyOx、Mutが反
応層1平方センチメートル当たり、それぞれ2ユニッ
ト、200ユニットを上回ると保存時の安定性が低下し
易い。
[0007] The reaction layer is composed of glucose oxidase (EC 1.1.
3.4, hereinafter referred to as GOD) and pyranose oxidase (EC 1.1.1.310, hereinafter referred to as PyOx). Further, as an enzyme which promotes the isomerization of glucose, for example, mutarotase (EC 5.1.3.3, hereinafter referred to as EC) Mut)
It contains. Α-glucose, β-
Of glucose, GOD oxidizes only β-glucose, and PyOx is an enzyme that simultaneously oxidizes both α-glucose and β-glucose. Mut is an enzyme that promotes the isomerization of β-glucose and α-glucose, which are usually present in an aqueous solution at a ratio of 63:37, whereby the time to reach equilibrium is short. The preferred content of GOD is 1 to 1 cm 2 of the reaction layer.
40 units. The preferred content of PyOx is 0.1 to 2 units per square centimeter of the reaction layer, and more preferably 0.1 to 1 unit. Mu
The preferred content of t is from 10 to 200 units per square centimeter of the reaction layer. If the GOD content exceeds 40 units per square centimeter of the reaction layer, the reaction current tends to fluctuate due to, for example, the formation of the reaction layer during the production of the reaction layer. When PyOx and Mut exceed 2 units and 200 units per square centimeter of the reaction layer, respectively, the stability during storage tends to decrease.

【0008】さらに、反応層に種々の親水性高分子を含
有させることができる。例としては、カルボキシメチル
セルロース(CMC)、ヒドロキシエチルセルロース
(HEC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HP
C)、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒ
ドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルエチルセ
ルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコー
ル、ポリリジンなどのポリアミノ酸、ポリスチレンスル
ホン酸、ゼラチンおよびその誘導体、アクリル酸および
その塩、メタアクリル酸およびその塩、スターチおよび
その誘導体、無水マレイン酸およびその塩が挙げられ
る。特にCMCが好ましい。
Further, the reaction layer can contain various hydrophilic polymers. Examples include carboxymethylcellulose (CMC), hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxypropylcellulose (HP
C), polyamino acids such as methylcellulose, ethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, carboxymethylethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, polyvinylalcohol, polylysine, polystyrenesulfonic acid, gelatin and its derivatives, acrylic acid and its salts, methacrylic acid and its salts, starch And its derivatives, maleic anhydride and its salts. Particularly, CMC is preferable.

【0009】また、反応層に多糖類を加水分解してα−
グルコースを生成するための多糖類分解酵素を含有させ
ることもできる。多糖類分解酵素は、スクロース、マル
トースなどの多糖類を加水分解して、グルコースを生成
する能力を有する酵素である。多糖類分解酵素の例とし
ては、インベルターゼ(INV)のようなスクロース加
水分解酵素、マルターゼのようなマルトース加水分解酵
素、β−ガラクトシダーゼのようなラクトース加水分解
酵素などが挙げられる。
The reaction layer hydrolyzes a polysaccharide to form α-
A polysaccharide-degrading enzyme for producing glucose can be contained. A polysaccharide-decomposing enzyme is an enzyme capable of hydrolyzing polysaccharides such as sucrose and maltose to produce glucose. Examples of polysaccharide degrading enzymes include sucrose hydrolases such as invertase (INV), maltose hydrolases such as maltase, and lactose hydrolases such as β-galactosidase.

【0010】グルコースを含む試料液がバイオセンサの
反応層に供給されると、試料液内のα−グルコースおよ
びβ−グルコースは、前記GOD、PyOx、Mutに
よってそれぞれ酸化される。これと同時に、試料液内の
溶存酸素は過酸化水素に還元される。ここで、電圧を印
加すると、過酸化水素が酸化される。このとき生じる応
答電流値は、生成した過酸化水素濃度、すなわち、試料
液内の基質濃度に比例するので、その応答電流値を測定
することにより、試料液内のグルコース濃度が求められ
る。
When a sample solution containing glucose is supplied to the reaction layer of the biosensor, α-glucose and β-glucose in the sample solution are oxidized by the GOD, PyOx, and Mut, respectively. At the same time, the dissolved oxygen in the sample solution is reduced to hydrogen peroxide. Here, when a voltage is applied, hydrogen peroxide is oxidized. Since the response current value generated at this time is proportional to the generated hydrogen peroxide concentration, that is, the substrate concentration in the sample solution, the glucose concentration in the sample solution can be obtained by measuring the response current value.

【0011】また、基質の酸化反応と同時に、過酸化水
素を生成させる代わりに反応層に電子受容体を含有させ
て、酵素反応と同時に電子受容体の還元体を形成させる
こともできる。このような電子受容体の例としては、フ
ェリシアンイオン、p−ベンゾキノンおよびその誘導
体、フェナジンメトサルフェート、メチレンブルー、フ
ェロセンおよびその誘導体などが挙げられる。電子受容
体は、これらからなる群より選ばれる少なくとも1種ま
たはそれ以上が用いられる。特に、フェリシアンイオン
を用いることが好ましい。フェリシアンイオンの含有量
は、反応層1平方センチメートル当たり0.21〜3.
30mgが好ましい。フェリシアンイオンの含有量が反
応層1平方センチメートル当たり0.21mg未満で
は、測定可能なグルコース濃度範囲が極めて狭くなり易
い。フェリシアンイオンの含有量が反応層1平方センチ
メートル当たり3.30mgを上回ると、反応層が割れ
て応答電流値にばらつきを生じ、さらには、保存時の信
頼性が低下し易い。
In addition, instead of generating hydrogen peroxide simultaneously with the oxidation reaction of the substrate, the reaction layer may contain an electron acceptor, and a reduced form of the electron acceptor may be formed simultaneously with the enzymatic reaction. Examples of such electron acceptors include ferricyan ion, p-benzoquinone and its derivatives, phenazine methosulfate, methylene blue, ferrocene and its derivatives, and the like. As the electron acceptor, at least one or more selected from the group consisting of these is used. In particular, it is preferable to use ferricyan ions. The content of the ferricyan ion ranges from 0.23 to 3 / cm 2 per 1 cm 2 of the reaction layer.
30 mg is preferred. When the content of the ferricyan ion is less than 0.21 mg per 1 cm 2 of the reaction layer, the measurable glucose concentration range tends to be extremely narrow. When the content of the ferricyan ion exceeds 3.30 mg per 1 cm 2 of the reaction layer, the reaction layer is cracked, causing a variation in the response current value, and furthermore, the reliability during storage tends to decrease.

【0012】[0012]

【実施例】以下に本発明の実施例のバイオセンサを説明
する。 《実施例1》図1は本発明のバイオセンサの一実施例と
して作製したグルコースセンサの断面図である。また図
2は図1の分解斜視図である。ただし、反応層は図示し
ていない。以下、グルコースセンサの作製方法について
説明する。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銀ペ−ストを印刷し
リ−ド2、3を形成した。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
印刷により形成した。絶縁層6は測定極4の露出部分の
面積を一定とし、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を印刷により形成して、測定極4、および測定極5
からなる電極系を形成した。電極系の面積は0.1平方
センチメートルとした。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A biosensor according to an embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view of a glucose sensor manufactured as one embodiment of the biosensor of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG. However, the reaction layer is not shown. Hereinafter, a method for manufacturing the glucose sensor will be described. Silver paste was printed by screen printing on an insulating substrate 1 made of polyethylene terephthalate to form leads 2 and 3. Next, using a conductive carbon paste containing a resin binder, the measuring electrode 4 of the electrode system was used.
Then, an insulating layer 6 made of an insulating paste was formed by printing. The insulating layer 6 keeps the area of the exposed portion of the measuring electrode 4 constant and partially covers the leads 2 and 3. Finally, the counter electrode 5 is formed by printing using the same carbon paste as the measurement electrode, and the measurement electrode 4 and the measurement electrode 5 are formed.
Was formed. The area of the electrode system was 0.1 square centimeter.

【0013】次に、前記電極系(測定極4および対極
5)上に親水性高分子として0.5重量%のCMC水溶
液を滴下し、乾燥させてCMC層を形成した。つづい
て、前記CMC層上にグルコースを酸化する能力を有す
る酵素としてGODおよびPyOx、そしてα−グルコ
ースとβ−グルコース間の異性化を促進する酵素として
Mutと、電子受容体としてフェリシアン化カリウムの
混合溶液を滴下し、50℃の温風乾燥器中で10分間乾
燥させて反応層7を形成した。この反応層7に含まれる
各種試薬の含有量は1平方センチメートル当たりGOD
10ユニット、PyOx1ユニット、Mut100ユニ
ット、フェリシアンイオン0.65mgであった。前記
のようにして反応層7を形成した後、カバー9およびス
ペーサ8を図2において一点鎖線で示すような位置関係
に接着した。カバー9、およびスペーサ8を用いなくと
も本発明の効果に何ら影響はないが、カバー9を装着す
るとカバー9とスペーサ8によって出来る空間部の毛細
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。
Next, a CMC aqueous solution of 0.5% by weight as a hydrophilic polymer was dropped on the electrode system (measurement electrode 4 and counter electrode 5) and dried to form a CMC layer. Subsequently, a mixed solution of GOD and PyOx as enzymes having the ability to oxidize glucose on the CMC layer, Mut as an enzyme that promotes isomerization between α-glucose and β-glucose, and potassium ferricyanide as an electron acceptor Was dropped and dried in a warm air dryer at 50 ° C. for 10 minutes to form a reaction layer 7. The content of various reagents contained in the reaction layer 7 is GOD per square centimeter.
10 units, 1 unit of PyOx, 100 units of Mut, and 0.65 mg of ferricyan ion. After the formation of the reaction layer 7 as described above, the cover 9 and the spacer 8 were bonded in a positional relationship as indicated by a dashed line in FIG. Even if the cover 9 and the spacer 8 are not used, the effect of the present invention is not affected at all. However, when the cover 9 is attached, the sample liquid is supplied to the sample supply hole 10 at the tip of the sensor due to the capillary action in the space created by the cover 9 and the spacer 8.
It is easily introduced into the reaction layer portion by a simple operation of just contacting the reaction layer. In order to smoothly supply the sample solution, it is preferable that a toluene solution of lecithin is spread on the surface from the sample supply section to the reaction layer and dried as needed.

【0014】上記のように作製したグルコースセンサ
に、試料液としてグルコース水溶液3μlを試料供給孔
10より供給した。試料液は毛細管現象によって速やか
に空気孔11まで達し、電極系上の反応層7が溶解し
た。反応層7がグルコース水溶液に溶解すると、試料液
中のグルコースは酵素によって酸化を受け、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、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
ルス電圧を印加すると、生成したフェロシアン化カリウ
ムの酸化電流が得られる。この電流値は基質であるグル
コース濃度に対応する。そこで、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
の電流値を測定して、試料液中のグルコース濃度に比例
した検量線を得た。この検量線を、図3(a)に示す。
3 μl of an aqueous glucose solution was supplied from the sample supply hole 10 as a sample solution to the glucose sensor prepared as described above. The sample liquid quickly reached the air hole 11 by capillary action, and the reaction layer 7 on the electrode system was dissolved. When the reaction layer 7 is dissolved in the aqueous glucose solution, glucose in the sample solution is oxidized by the enzyme, and potassium ferricyanide is reduced to potassium ferrocyanide by the electrons transferred by the oxidation reaction. Next, the counter electrode 5 of the electrode system
When a pulse voltage of +0.5 V is applied to the measurement electrode 4 in the anode direction with reference to the above, an oxidation current of the generated potassium ferrocyanide is obtained. This current value corresponds to the concentration of glucose as a substrate. Therefore, a pulse voltage of +0.5 V is applied to the measurement electrode 4 in the anode direction with reference to the counter electrode 5 of the electrode system after a certain period of time from the supply of the sample solution, and the current value after 5 seconds is measured. A calibration curve proportional to the glucose concentration in the solution was obtained. This calibration curve is shown in FIG.

【0015】《比較例1》実施例1の反応層からMut
を除いた他は実施例1と同様にグルコースセンサを構成
し、同様にして実験を行ったところ、図3(b)の様な
検量線が得られた。
<< Comparative Example 1 >> Mut from the reaction layer of Example 1
A glucose sensor was configured in the same manner as in Example 1 except for the above, and an experiment was performed in the same manner. As a result, a calibration curve as shown in FIG. 3B was obtained.

【0016】《比較例2》実施例1の反応層からPyO
x、Mutを除いた他は実施例1と同様にグルコースセ
ンサを構成し、同様にして実験を行ったところ、図3
(c)の様な検量線が得られた。
Comparative Example 2 PyO was prepared from the reaction layer of Example 1.
A glucose sensor was constructed in the same manner as in Example 1 except for x and Mut, and an experiment was conducted in the same manner.
A calibration curve as shown in (c) was obtained.

【0017】本実施例のGODはグルコースの異性体の
うちβ−グルコースのみと反応するが、PyOxはα−
グルコースとβ−グルコースの双方の異性体と反応す
る。そのため酵素としてGODのみを含むセンサは図3
(c)のようにβ−グルコースのみの濃度を反映させる
ため最も低い応答値を示す。GODとPyOxを含んだ
場合には図3(b)のように、何らかの理由により特に
高濃度域で高い応答性を示した。そこで、GODとPy
Oxに加えてさらにMutを反応層に含ませることによ
って図3(a)のように幅広い濃度域で高い応答値が得
られることを見いだした。
The GOD of this embodiment reacts with only β-glucose among glucose isomers, while PyOx reacts with α-glucose.
Reacts with both glucose and β-glucose isomers. Therefore, a sensor containing only GOD as an enzyme is shown in FIG.
As shown in (c), the lowest response value is shown because the concentration of β-glucose alone is reflected. When GOD and PyOx were included, as shown in FIG. 3B, high response was exhibited for some reason, particularly in a high concentration range. So GOD and Py
It has been found that by including Mut in the reaction layer in addition to Ox, a high response value can be obtained in a wide concentration range as shown in FIG.

【0018】《実施例2》バイオセンサの一例として、
スクロースセンサについて説明する。実施例1と同様に
して、絶縁性の基板1上に、スクリーン印刷により図1
に示すリード2、3、測定極4および5からなる電極
系、絶縁層6を形成した。次に、前記測定極4と対極5
からなる0.1平方センチメートルの電極系上に親水性
高分子として0.5重量%のCMC水溶液を展開し、乾
燥させてCMC層を形成した。つづいて、前記CMC層
上に多糖類を分解させグルコースを生成させる能力を有
する酵素としてINVと、グルコースを酸化させる能力
を有する酵素としてGODとPyOx、そしてα−グル
コースとβ−グルコース間の異性化を促進させる酵素と
してMut、さらに電子受容体としてフェリシアン化カ
リウムの混合水溶液を展開し、温風乾燥器中で乾燥させ
て反応層7を形成した。この反応層に含まれる各種試薬
の含有量は、1平方センチメートル当たりINVは10
ユニット、GODは30ユニット、PyOxは1ユニッ
ト、Mutは10ユニット、フェリシアンイオンは1.
3mgであった。実施例1と同様にして、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
水溶液を3μl供給した。一定時間後に電極系の対極5
を基準にして作用極4にアノード方向に+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。
Embodiment 2 As an example of a biosensor,
The sucrose sensor will be described. In the same manner as in Example 1, on an insulating substrate 1, FIG.
The electrode system including the leads 2 and 3 and the measurement electrodes 4 and 5 shown in FIG. Next, the measurement electrode 4 and the counter electrode 5
An aqueous solution of 0.5% by weight of CMC as a hydrophilic polymer was spread on an electrode system of 0.1 square centimeter consisting of and dried to form a CMC layer. Subsequently, INV as an enzyme capable of decomposing a polysaccharide on the CMC layer to generate glucose, GOD and PyOx as enzymes capable of oxidizing glucose, and isomerization between α-glucose and β-glucose. A mixed aqueous solution of Mut as an enzyme for promoting the reaction and potassium ferricyanide as an electron acceptor was developed and dried in a hot-air drier to form a reaction layer 7. The content of the various reagents contained in this reaction layer was 10 INV per square centimeter.
Unit, GOD is 30 units, PyOx is 1 unit, Mut is 10 units, and ferricyan ion is 1. unit.
3 mg. In the same manner as in Example 1, 3 μl of a sucrose aqueous solution was supplied as a sample solution to the sucrose sensor manufactured as described above. After a certain time, the counter electrode 5 of the electrode system
When a pulse voltage of +0.5 V was applied to the working electrode 4 in the anode direction with reference to and the current value after 5 seconds was measured,
A response current value proportional to the sucrose concentration in the sample solution was obtained.

【0019】なお、上記実施例において、酵素および電
子受容体が試料液に溶解する方式をとったが、これに制
限されることはなく、固定化によって酵素および電子受
容体が試料液に不溶化する方式でも適用することができ
る。また、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。
In the above embodiment, a method was employed in which the enzyme and the electron acceptor were dissolved in the sample solution. However, the present invention is not limited thereto. The method can also be applied. In the above embodiment, a two-electrode system including a measurement electrode and a counter electrode has been described. However, a three-electrode method including a reference electrode enables more accurate measurement.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上のように本発明によると、試料液の
基質濃度を高精度に測定することができるバイオセンサ
が得られる。
As described above, according to the present invention, a biosensor capable of measuring the substrate concentration of a sample solution with high accuracy can be obtained.

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

【図1】本発明の実施例におけるグルコースセンサの縦
断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a glucose sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】同センサを反応層を除いて斜め上方向からみた
分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the sensor viewed obliquely from above except for a reaction layer.

【図3】グルコースセンサの応答特性図である。FIG. 3 is a response characteristic diagram of a glucose sensor.

【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 REFERENCE SIGNS LIST 1 insulating substrate 2, 3 lead 4 measuring electrode 5 counter electrode 6 insulating layer 7 reaction layer 8 spacer 9 cover 10 sample supply hole 11 air hole

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気絶縁性の基板上に形成された測定極
と対極を含む電極系、および前記電極系上に接触して形
成された反応層を具備し、前記反応層が少なくともグル
コースオキシターゼ、ピラノースオキシターゼ、および
グルコースの異性化を促進する酵素を含むことを特徴と
するバイオセンサ。
An electrode system including a measurement electrode and a counter electrode formed on an electrically insulating substrate, and a reaction layer formed in contact with the electrode system, wherein the reaction layer has at least glucose oxidase; A biosensor comprising pyranose oxidase and an enzyme that promotes isomerization of glucose.
【請求項2】 グルコースの異性化を促進する酵素がム
タロターゼである請求項1記載のバイオセンサ。
2. The biosensor according to claim 1, wherein the enzyme that promotes glucose isomerization is mutarotase.
【請求項3】 反応層がさらに電子受容体を含有する請
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 further contains an electron acceptor.
【請求項4】 反応層がさらに多糖類を加水分解させグ
ルコースを生成する能力を有する酵素を含む請求項1ま
たは3記載のバイオセンサ。
4. The biosensor according to claim 1, wherein the reaction layer further contains an enzyme capable of hydrolyzing a polysaccharide to generate glucose.
【請求項5】 反応層が、1平方センチメートル当たり
1ユニットから40ユニットのグルコースオキシダーゼ
と、0.1ユニットから2ユニットのピラノースオキシ
ダーゼおよび10ユニットから200ユニットのムタロ
ターゼを含有する請求項2記載のバイオセンサ。
5. The biosensor of claim 2, wherein the reaction layer contains 1 to 40 units of glucose oxidase per square centimeter, 0.1 to 2 units of pyranose oxidase, and 10 to 200 units of mutarotase. .
【請求項6】 反応層が、1平方センチメートル当たり
1ユニットから40ユニットのグルコースオキシダーゼ
と、0.1ユニットから2ユニットのピラノースオキシ
ダーゼおよび10ユニットから200ユニットのムタロ
ターゼ、さらに電子受容体としてフェリシアンイオンを
0.21mgから3.30mgを含有する請求項3記載
のバイオセンサ。
6. A reaction layer comprising 1 to 40 units of glucose oxidase per square centimeter, 0.1 to 2 units of pyranose oxidase and 10 to 200 units of mutarotase, and ferricyan ion as an electron acceptor. 4. The biosensor according to claim 3, containing 0.21 mg to 3.30 mg.
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