JPH1151894A - センサ、液体試料中の酵素基質の濃度決定及び検出方法、ならびにポリ塩化ビニル共重合体の使用 - Google Patents
センサ、液体試料中の酵素基質の濃度決定及び検出方法、ならびにポリ塩化ビニル共重合体の使用Info
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- JPH1151894A JPH1151894A JP10107543A JP10754398A JPH1151894A JP H1151894 A JPH1151894 A JP H1151894A JP 10107543 A JP10107543 A JP 10107543A JP 10754398 A JP10754398 A JP 10754398A JP H1151894 A JPH1151894 A JP H1151894A
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- C12Q1/002—Electrode membranes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液体試料中の酵素基質の濃度を決定し、酵素
基質を検出するセンサを提供する。 【解決手段】 このセンサは、直接又は間接的に検出可
能な物質を生成しながら酵素基質と反応することができ
る酵素、検出装置１６、酵素基質に透過できるポリマー
からなる被覆膜１４を有する。ポリマーはポリ塩化ビニ
ル共重合体、即ち塩化ビニル及び他のモノマーの共重合
体であり、親水基を含む。
基質を検出するセンサを提供する。 【解決手段】 このセンサは、直接又は間接的に検出可
能な物質を生成しながら酵素基質と反応することができ
る酵素、検出装置１６、酵素基質に透過できるポリマー
からなる被覆膜１４を有する。ポリマーはポリ塩化ビニ
ル共重合体、即ち塩化ビニル及び他のモノマーの共重合
体であり、親水基を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体試料中の酵素
基質の濃度を決定し、これを検出するセンサ（バイオセ
ンサ）に関する。このセンサは、直接又は間接的に検出
可能な物質を生成しながら酵素基質と反応することがで
きる酵素、検出装置、及び酵素基質に透過することがで
きるポリマーからなる被覆膜又は被覆層を有する。
基質の濃度を決定し、これを検出するセンサ（バイオセ
ンサ）に関する。このセンサは、直接又は間接的に検出
可能な物質を生成しながら酵素基質と反応することがで
きる酵素、検出装置、及び酵素基質に透過することがで
きるポリマーからなる被覆膜又は被覆層を有する。
【０００２】
【従来の技術】電流測定センサ、酵素電極又は光学セン
サ（オプトード(optodes))として提供されるセンサが今
日広く使用されている。これらのセンサは、血液及び他
の体液中のある種の物質、例えばグルコース、酸素、及
びＣＯ2 などの量を決定するか、又はこれらを検出す
る。
サ（オプトード(optodes))として提供されるセンサが今
日広く使用されている。これらのセンサは、血液及び他
の体液中のある種の物質、例えばグルコース、酸素、及
びＣＯ2 などの量を決定するか、又はこれらを検出す
る。
【０００３】電流測定酵素電極の構造及び機能は、例え
ば、本願と同一の出願人によるＥＰ−Ａ 0 603 154から
既知である。オプトードの構造及び機能は、例えば Bio
sensors & Bioelectronics 5 (1990) の第 137頁〜第 1
48頁から既知である。
ば、本願と同一の出願人によるＥＰ−Ａ 0 603 154から
既知である。オプトードの構造及び機能は、例えば Bio
sensors & Bioelectronics 5 (1990) の第 137頁〜第 1
48頁から既知である。
【０００４】グルコース、ラクテート又はクレアチニン
を決定する電流測定センサは、オキシドレダクターゼ、
及び過酸化水素を決定する検出装置（ベース電極（base
electrode))を有して構成するのが好ましい。これらの
センサは、グルコースオキシダーゼ、ラクテートオキシ
ダーゼ及びサルコシンオキシダーゼなどのオキシダーゼ
が、測定する分析物を酸素で酸化して対応する酸化生成
物及び過酸化水素を生成するように機能する。生成した
過酸化水素の濃度は分析物の濃度に比例し、ステンレス
鋼又は炭素電極（ベース電極）で対Ａｇ／ＡｇＣｌ約６
５０ｍＶで陽極酸化することにより測定する。あるい
は、減少した酸化電圧（約３００ｍＶ）で、白金化炭素
及び二酸化マンガンなどの触媒効果を有する電極で測定
を行うこともできる。
を決定する電流測定センサは、オキシドレダクターゼ、
及び過酸化水素を決定する検出装置（ベース電極（base
electrode))を有して構成するのが好ましい。これらの
センサは、グルコースオキシダーゼ、ラクテートオキシ
ダーゼ及びサルコシンオキシダーゼなどのオキシダーゼ
が、測定する分析物を酸素で酸化して対応する酸化生成
物及び過酸化水素を生成するように機能する。生成した
過酸化水素の濃度は分析物の濃度に比例し、ステンレス
鋼又は炭素電極（ベース電極）で対Ａｇ／ＡｇＣｌ約６
５０ｍＶで陽極酸化することにより測定する。あるい
は、減少した酸化電圧（約３００ｍＶ）で、白金化炭素
及び二酸化マンガンなどの触媒効果を有する電極で測定
を行うこともできる。
【０００５】また、決定手段として、酸素消費量の測定
又は媒介物質を使用することもできる。媒介物質は、過
酸化水素の代わりに電極で酸化することにより測定で
き、また、酸化した形態で酸素の代替物として機能する
ことができる。
又は媒介物質を使用することもできる。媒介物質は、過
酸化水素の代わりに電極で酸化することにより測定で
き、また、酸化した形態で酸素の代替物として機能する
ことができる。
【０００６】古典的な電流測定センサは、４つの層を含
む。即ち、ベース電極、干渉ブロック層、酵素層及び被
覆膜又は被覆層である。この構造を図１に概略的に示
す。参照番号１は、支持体（図示せず）に付着される、
例えば銀からなる導電層を示す。導電層１上にベース電
極２を付着する。ベース電極２上に、干渉ブロック層
３、酵素層４及び被覆膜５を設ける。被覆膜５は試料と
接触する。
む。即ち、ベース電極、干渉ブロック層、酵素層及び被
覆膜又は被覆層である。この構造を図１に概略的に示
す。参照番号１は、支持体（図示せず）に付着される、
例えば銀からなる導電層を示す。導電層１上にベース電
極２を付着する。ベース電極２上に、干渉ブロック層
３、酵素層４及び被覆膜５を設ける。被覆膜５は試料と
接触する。
【０００７】電流測定センサの干渉ブロック層３は、電
極表面で直接酸化する可能性があり、従って誤った過剰
なシグナルを示しうる、パラセタモール（paracetamo
l)、尿酸及びアスコルビン酸などの、試料中のあらゆる
電気活性物質を電極から遠ざけるように機能する。干渉
ブロック層として、酢酸セルロース及びポリフェニレン
ジアミンからなる層を用いるのが好適である。ポリフェ
ニレンジアミンは、フェニレンジアミンをベース電極上
に直接重合させることによって生成する。未可塑ポリ塩
化ビニル（ＰＶＣ）及びナフィオン（nafion) を、これ
らの溶液から直接付着させることもできる。
極表面で直接酸化する可能性があり、従って誤った過剰
なシグナルを示しうる、パラセタモール（paracetamo
l)、尿酸及びアスコルビン酸などの、試料中のあらゆる
電気活性物質を電極から遠ざけるように機能する。干渉
ブロック層として、酢酸セルロース及びポリフェニレン
ジアミンからなる層を用いるのが好適である。ポリフェ
ニレンジアミンは、フェニレンジアミンをベース電極上
に直接重合させることによって生成する。未可塑ポリ塩
化ビニル（ＰＶＣ）及びナフィオン（nafion) を、これ
らの溶液から直接付着させることもできる。
【０００８】被覆層５としては、エッチングによって細
孔にしたポリカーボネート膜がしばしば用いられ、その
孔の幅は多孔率５％未満で通常０．０３μｍである。こ
の被覆膜は生適合性があり、多孔率が低いために拡散を
制限するが、酵素が孔を通って運搬されるのを妨げな
い。拡散特性を向上させるために、この層をしばしばラ
ミネートするか、及び／又は更に被覆する。疎水性可塑
剤で湿らせることにより、いわゆる支持された液体膜を
製造することができる。
孔にしたポリカーボネート膜がしばしば用いられ、その
孔の幅は多孔率５％未満で通常０．０３μｍである。こ
の被覆膜は生適合性があり、多孔率が低いために拡散を
制限するが、酵素が孔を通って運搬されるのを妨げな
い。拡散特性を向上させるために、この層をしばしばラ
ミネートするか、及び／又は更に被覆する。疎水性可塑
剤で湿らせることにより、いわゆる支持された液体膜を
製造することができる。
【０００９】多孔性ポリカーボネート膜である被覆層５
は、下層の酵素層４をプロテアーゼから十分に保護する
ことができないという欠点を有する。更に、酵素は幅
０．０３μｍの孔を通って拡散することができるため、
酵素層４からの酵素の流出を防ぐことができない。
は、下層の酵素層４をプロテアーゼから十分に保護する
ことができないという欠点を有する。更に、酵素は幅
０．０３μｍの孔を通って拡散することができるため、
酵素層４からの酵素の流出を防ぐことができない。
【００１０】被覆層はしばしば、酵素層に機械的に付着
される。被覆層を酵素層と結合させる場合、この層はベ
ース電極に機械的に付着されなければならない。このよ
うな機械的な付着は高価で、技術的に複雑であり、気泡
を生じずに下層の上に膜を付着させることが困難である
ためにしばしば問題を生じる。機械的な張力下で膜を電
極に付着させるには型押しした電極表面が必要であるた
め、このことによって、センサを設計する際に構造の自
由が制限される。必要とされる張力により、亀裂及びし
わがしばしば生じる。更に、シート膜は比較的厚く、従
って、製造されるセンサは電流が比較的低く、応答時間
が長い。
される。被覆層を酵素層と結合させる場合、この層はベ
ース電極に機械的に付着されなければならない。このよ
うな機械的な付着は高価で、技術的に複雑であり、気泡
を生じずに下層の上に膜を付着させることが困難である
ためにしばしば問題を生じる。機械的な張力下で膜を電
極に付着させるには型押しした電極表面が必要であるた
め、このことによって、センサを設計する際に構造の自
由が制限される。必要とされる張力により、亀裂及びし
わがしばしば生じる。更に、シート膜は比較的厚く、従
って、製造されるセンサは電流が比較的低く、応答時間
が長い。
【００１１】被覆膜を製造するために、ポリマー溶液を
酵素層に塗布して溶媒を蒸発させることが更に既知であ
る。従って、例えば、機械的に付着させず、即ち接着の
みによって下層に付着する、ナフィオン、ＰＶＣ、ポリ
ウレタン、シリコーン、ポリアクリレート（ｐ−ＨＥＭ
Ａ）及び酢酸セルロースの被覆膜を製造することができ
る。
酵素層に塗布して溶媒を蒸発させることが更に既知であ
る。従って、例えば、機械的に付着させず、即ち接着の
みによって下層に付着する、ナフィオン、ＰＶＣ、ポリ
ウレタン、シリコーン、ポリアクリレート（ｐ−ＨＥＭ
Ａ）及び酢酸セルロースの被覆膜を製造することができ
る。
【００１２】これまでに使用されていた、溶液から酵素
層又は電極に直接塗布することができるポリマーは、ナ
フィオン及び酢酸セルロースなど少数であり、これらは
電気化学的に活性な妨害物質に対して選択的である。更
に、ＤＭＳＯ及びアセトン中の酢酸セルロース、ならび
にテトラヒドロフラン及びシクロヘキサノン中のＰＶＣ
など、多くのポリマーは揮発性で攻撃的又は毒性の溶媒
にのみ可溶である。この状況は、安全性の理由及び製造
方法に関係してくる。また、プラスチック部分は劣化す
る可能性があり、酵素層に存在する酵素はこれらの溶媒
によって破壊されうるため、電極自体にも関係してく
る。可塑ＰＶＣから、可塑剤が周囲のプラスチック部分
又は酵素層に拡散する可能性がある。
層又は電極に直接塗布することができるポリマーは、ナ
フィオン及び酢酸セルロースなど少数であり、これらは
電気化学的に活性な妨害物質に対して選択的である。更
に、ＤＭＳＯ及びアセトン中の酢酸セルロース、ならび
にテトラヒドロフラン及びシクロヘキサノン中のＰＶＣ
など、多くのポリマーは揮発性で攻撃的又は毒性の溶媒
にのみ可溶である。この状況は、安全性の理由及び製造
方法に関係してくる。また、プラスチック部分は劣化す
る可能性があり、酵素層に存在する酵素はこれらの溶媒
によって破壊されうるため、電極自体にも関係してく
る。可塑ＰＶＣから、可塑剤が周囲のプラスチック部分
又は酵素層に拡散する可能性がある。
【００１３】別の欠点は、殆どのポリマー、特に可塑Ｐ
ＶＣでは、グルコース又はラクテートなどの分析物への
透過性は層の厚みを変えることによってしか調節できな
いことにある。何故なら、透過性は主にこのように製造
された膜及び多孔性の欠陥によるからである。層の厚み
がわずかに異なることで、透過性を全て失ってしまう場
合がある。
ＶＣでは、グルコース又はラクテートなどの分析物への
透過性は層の厚みを変えることによってしか調節できな
いことにある。何故なら、透過性は主にこのように製造
された膜及び多孔性の欠陥によるからである。層の厚み
がわずかに異なることで、透過性を全て失ってしまう場
合がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
のセンサに関して述べた欠点を克服し、特に、被覆層を
機械的に付着させる必要のないセンサを提供することに
ある。更に、溶液から被覆層を塗布する際に、従来技術
で使用した攻撃的な毒性の溶媒又は揮発性が非常に高い
溶媒を全く使用しない。
のセンサに関して述べた欠点を克服し、特に、被覆層を
機械的に付着させる必要のないセンサを提供することに
ある。更に、溶液から被覆層を塗布する際に、従来技術
で使用した攻撃的な毒性の溶媒又は揮発性が非常に高い
溶媒を全く使用しない。
【００１５】
【課題を解決するための手段】液体試料中の酵素基質の
濃度を決定し、酵素基質を検出する本発明のセンサは、
直接又は間接的に検出可能な物質を生成しながら酵素基
質と反応することができる酵素、検出装置、及び酵素基
質に透過することができるポリマーの被覆膜を有し、こ
のポリマーが、ポリ塩化ビニル共重合体、即ち塩化ビニ
ル及び他のモノマーからなる共重合体であり、この共重
合体が親水基を含むことを特徴とする。被覆膜を製造す
るために本発明に従って使用する共重合体は、ブロック
共重合体、交互共重合体又はランダム共重合体とするこ
とができる。
濃度を決定し、酵素基質を検出する本発明のセンサは、
直接又は間接的に検出可能な物質を生成しながら酵素基
質と反応することができる酵素、検出装置、及び酵素基
質に透過することができるポリマーの被覆膜を有し、こ
のポリマーが、ポリ塩化ビニル共重合体、即ち塩化ビニ
ル及び他のモノマーからなる共重合体であり、この共重
合体が親水基を含むことを特徴とする。被覆膜を製造す
るために本発明に従って使用する共重合体は、ブロック
共重合体、交互共重合体又はランダム共重合体とするこ
とができる。
【００１６】親水基としては、ヒドロキシ基、エステル
基及び／又はカルボキシル基が好ましい。
基及び／又はカルボキシル基が好ましい。
【００１７】本発明に従って使用するＰＶＣ共重合体
は、高沸点エステルに容易に可溶である。これにより、
自動的な排出（discharge)を数時間行うことができる。
これに対して、通常は純粋なＰＶＣをテトラヒドロフラ
ンに溶解するが、これは揮発性が高いため、再生可能で
自動的な大量生産を行うことができない。
は、高沸点エステルに容易に可溶である。これにより、
自動的な排出（discharge)を数時間行うことができる。
これに対して、通常は純粋なＰＶＣをテトラヒドロフラ
ンに溶解するが、これは揮発性が高いため、再生可能で
自動的な大量生産を行うことができない。
【００１８】更なる利点として、溶解したポリマーをそ
の溶液から酵素層に直接塗布することができる。本発明
の被覆層によって生じる酵素層の不活性化は実質的に不
可能である。何故なら、被覆されていないセンサと比較
すると、約半分のシグナルしか失われないからである。
しかし、センサの直線性が増加することは注目すべきこ
とである。ナフィオンなどから製造する匹敵した被覆膜
は同様のシグナル損失を示すが、センサの直線性を大幅
に増加させない。
の溶液から酵素層に直接塗布することができる。本発明
の被覆層によって生じる酵素層の不活性化は実質的に不
可能である。何故なら、被覆されていないセンサと比較
すると、約半分のシグナルしか失われないからである。
しかし、センサの直線性が増加することは注目すべきこ
とである。ナフィオンなどから製造する匹敵した被覆膜
は同様のシグナル損失を示すが、センサの直線性を大幅
に増加させない。
【００１９】本発明に従って使用する共重合体は、塩化
ビニル、ならびにビニルアルコール、酢酸ビニルなどの
ビニルエステル、ヒドロキシプロピルアクリレートなど
のビニルヒドロキシエステル、及びマレイン酸などのビ
ニルカルボン酸のうち１つ又はそれより多くからなるこ
とが好ましい。例示的なＰＶＣ共重合体として、ポリ−
（塩化ビニル−コ−酢酸ビニル）、ポリ−（塩化ビニル
−コ−酢酸ビニル コ２ヒドロキシプロピルアクリレー
ト）、ポリ−（塩化ビニル−コ−酢酸ビニル−コ−マレ
イン酸）及びポリ−（塩化ビニル−コ−酢酸ビニル−コ
−ビニルアルコール）がある。
ビニル、ならびにビニルアルコール、酢酸ビニルなどの
ビニルエステル、ヒドロキシプロピルアクリレートなど
のビニルヒドロキシエステル、及びマレイン酸などのビ
ニルカルボン酸のうち１つ又はそれより多くからなるこ
とが好ましい。例示的なＰＶＣ共重合体として、ポリ−
（塩化ビニル−コ−酢酸ビニル）、ポリ−（塩化ビニル
−コ−酢酸ビニル コ２ヒドロキシプロピルアクリレー
ト）、ポリ−（塩化ビニル−コ−酢酸ビニル−コ−マレ
イン酸）及びポリ−（塩化ビニル−コ−酢酸ビニル−コ
−ビニルアルコール）がある。
【００２０】本発明のセンサのある態様として、ポリ塩
化ビニル共重合体を生成する他のモノマーは酢酸ビニル
及び／又はマレイン酸である。
化ビニル共重合体を生成する他のモノマーは酢酸ビニル
及び／又はマレイン酸である。
【００２１】他のモノマーを、塩化ビニルの質量をベー
スとして５〜３５質量％、特に１０〜２０質量％の量で
共重合体に含むのが好ましい。
スとして５〜３５質量％、特に１０〜２０質量％の量で
共重合体に含むのが好ましい。
【００２２】本発明のセンサの更に好適な態様として、
被覆膜が親水性可塑剤を含有することからなる。可塑剤
としては、デキストラン、グリセリン、ポリエチレング
リコール又はグリコール類が優れた結果を示した。
被覆膜が親水性可塑剤を含有することからなる。可塑剤
としては、デキストラン、グリセリン、ポリエチレング
リコール又はグリコール類が優れた結果を示した。
【００２３】可塑剤の添加によって、透過性を正確に調
節することができる。電流測定センサでは、例えばグリ
セリン３質量％を添加することによって、例えばラクテ
ートに対するセンサシグナルを１００％増加させると同
時に、同一の層の厚みで直線性を約１０％増加させる。
光学センサに適用した場合でさえも、本発明の被覆膜の
付着後に、測定範囲は大幅に増加するであろう。
節することができる。電流測定センサでは、例えばグリ
セリン３質量％を添加することによって、例えばラクテ
ートに対するセンサシグナルを１００％増加させると同
時に、同一の層の厚みで直線性を約１０％増加させる。
光学センサに適用した場合でさえも、本発明の被覆膜の
付着後に、測定範囲は大幅に増加するであろう。
【００２４】純粋なＰＶＣからなる被覆膜と比較する
と、ＰＶＣ共重合体からなる本発明の被覆膜によって、
グルコースへの透過性を著しく良好に調整することがで
きる。何故なら、親水性共重合体成分のために、グルコ
ースへの透過性が先験的に優れているからである。層の
厚みを２倍にしても、シグナル強度が半分しか低下しな
いのに対して、純粋なＰＶＣからなる被覆膜の層の厚み
を２倍にすると全ての透過性の損失を被る可能性があ
る。
と、ＰＶＣ共重合体からなる本発明の被覆膜によって、
グルコースへの透過性を著しく良好に調整することがで
きる。何故なら、親水性共重合体成分のために、グルコ
ースへの透過性が先験的に優れているからである。層の
厚みを２倍にしても、シグナル強度が半分しか低下しな
いのに対して、純粋なＰＶＣからなる被覆膜の層の厚み
を２倍にすると全ての透過性の損失を被る可能性があ
る。
【００２５】本発明の被覆膜は、酵素層の酵素又は他の
成分の流出を防ぎ、従ってセンサの寿命を長くする。ラ
クテートセンサの寿命を、１．５日（被覆膜なし）から
１４日（被覆膜あり）に延ばすことができる。
成分の流出を防ぎ、従ってセンサの寿命を長くする。ラ
クテートセンサの寿命を、１．５日（被覆膜なし）から
１４日（被覆膜あり）に延ばすことができる。
【００２６】ポリ塩化ビニル共重合体をベースとして
０．５〜５質量％の量で可塑剤を含有するのがよい。
０．５〜５質量％の量で可塑剤を含有するのがよい。
【００２７】本発明のセンサを、検出装置がベース電極
である酵素電極として提供することができる。
である酵素電極として提供することができる。
【００２８】この場合、ベース電極又は酵素含有層に、
被覆膜を直接、即ち中間の干渉ブロック膜なしで、塗布
することができる。本発明の被覆膜は、拡散妨害が改良
されたためにセンサの直線性を高めると共に電気的に活
性な妨害物質を締め出すため、このことが可能である。
本発明の被覆膜を用いて、パラセタモール１ｍｍｏｌ／
リットルの影響を、被覆膜のないラクテート１．４ｍｍ
ｏｌ／リットルからラクテート０．２ｍｍｏｌ／リット
ルに低下させることができる。また、センサの直線性
（ラクテート５ｍｍｏｌ／リットル及び１２ｍｍｏｌ／
リットルでの測定値の比は絶対的な直線性である）は、
１．１から２．２に増加した。
被覆膜を直接、即ち中間の干渉ブロック膜なしで、塗布
することができる。本発明の被覆膜は、拡散妨害が改良
されたためにセンサの直線性を高めると共に電気的に活
性な妨害物質を締め出すため、このことが可能である。
本発明の被覆膜を用いて、パラセタモール１ｍｍｏｌ／
リットルの影響を、被覆膜のないラクテート１．４ｍｍ
ｏｌ／リットルからラクテート０．２ｍｍｏｌ／リット
ルに低下させることができる。また、センサの直線性
（ラクテート５ｍｍｏｌ／リットル及び１２ｍｍｏｌ／
リットルでの測定値の比は絶対的な直線性である）は、
１．１から２．２に増加した。
【００２９】被覆膜は、接着によってベース電極又は酵
素含有層に付着させることができる。機械的な方法でフ
ィルムとしてベース電極又は酵素含有層に付着させる必
要はない。
素含有層に付着させることができる。機械的な方法でフ
ィルムとしてベース電極又は酵素含有層に付着させる必
要はない。
【００３０】更に、本発明のセンサを光学センサとして
提供することができる。
提供することができる。
【００３１】また、本発明は、センサを液体試料に接触
させることにより、液体試料中の酵素基質の濃度を決定
し、酵素基質を検出する方法に関し、この方法は、本発
明のセンサを用いることを特徴とする。
させることにより、液体試料中の酵素基質の濃度を決定
し、酵素基質を検出する方法に関し、この方法は、本発
明のセンサを用いることを特徴とする。
【００３２】本発明は更に、センサの被覆膜の製造に、
親水基を含有するポリ塩化ビニル共重合体を使用するこ
とに関する。
親水基を含有するポリ塩化ビニル共重合体を使用するこ
とに関する。
【００３３】
【発明の実施の形態】添付の図面によって、本発明の好
適な態様をさらに詳しく説明する。図２及び図３はそれ
ぞれ、本発明の酵素電極の断面図、及び本発明の光学セ
ンサ（オプトード）を概略的に示す。
適な態様をさらに詳しく説明する。図２及び図３はそれ
ぞれ、本発明の酵素電極の断面図、及び本発明の光学セ
ンサ（オプトード）を概略的に示す。
【００３４】図２は、本発明の酵素電極の好適な態様の
構造を示しており、参照番号６は、プラスチック支持体
（図示せず）に付着した、例えば銀からなる導電層を示
している。層６の上に、ベース電極７を付着している。
ベース電極７の上には、酵素層８、及び試料と接触した
本発明の被覆膜９を設けている。このような酵素電極の
層構造を、下記のように構築することができる。
構造を示しており、参照番号６は、プラスチック支持体
（図示せず）に付着した、例えば銀からなる導電層を示
している。層６の上に、ベース電極７を付着している。
ベース電極７の上には、酵素層８、及び試料と接触した
本発明の被覆膜９を設けている。このような酵素電極の
層構造を、下記のように構築することができる。
【００３５】まず、参照電極用の銀の小片の導体、本発
明の対極及び酵素電極（それぞれベース電極又は作用電
極）をプラスチック支持体上にプリントする。
明の対極及び酵素電極（それぞれベース電極又は作用電
極）をプラスチック支持体上にプリントする。
【００３６】更に、感知領域に参照電極をＡｇ／ＡｇＣ
ｌペーストから製造する。感知領域の対極を炭素ペース
トで更に被覆する。酵素電極のベースとして、ＭｎＯ2
５％と炭素ペーストの混合物を感知領域にプリントす
る。この上に、１０％グルコースオキシダーゼ水溶液又
は１０％バソトニック（bathotonic）ポリアクリルマト
リックス溶液を１滴塗布する。
ｌペーストから製造する。感知領域の対極を炭素ペース
トで更に被覆する。酵素電極のベースとして、ＭｎＯ2
５％と炭素ペーストの混合物を感知領域にプリントす
る。この上に、１０％グルコースオキシダーゼ水溶液又
は１０％バソトニック（bathotonic）ポリアクリルマト
リックス溶液を１滴塗布する。
【００３７】この後、ＰＶＣ−コ−酢酸ビニル−マレイ
ン酸などのポリ塩化ビニル共重合体の１〜３％酢酸ブト
キシエチル溶液１〜３滴を次々に塗布し、溶媒を蒸発さ
せることによって、被覆膜を製造する。
ン酸などのポリ塩化ビニル共重合体の１〜３％酢酸ブト
キシエチル溶液１〜３滴を次々に塗布し、溶媒を蒸発さ
せることによって、被覆膜を製造する。
【００３８】透過性を高め、ポリ塩化ビニル共重合体膜
に生じうる結晶化を防ぐために、親水性可塑剤（グリセ
リン、ＰＥＧ又はデキストランなど）を、ポリ塩化ビニ
ル共重合体の３％の濃度で添加するのがよい。
に生じうる結晶化を防ぐために、親水性可塑剤（グリセ
リン、ＰＥＧ又はデキストランなど）を、ポリ塩化ビニ
ル共重合体の３％の濃度で添加するのがよい。
【００３９】グルコースオキシダーゼの代わりに、他の
基質を決定する他の酵素を用いることもできる。例え
ば、ラクテートの決定にラクテートオキシダーゼを用い
ることができる。
基質を決定する他の酵素を用いることもできる。例え
ば、ラクテートの決定にラクテートオキシダーゼを用い
ることができる。
【００４０】図３は光学センサの構造を概略的に示す。
ここで、参照番号１０は、例えばポリエステルから製造
される支持体を指し、参照番号１１は酸素の検出用にデ
カシクレンなどの指示薬を含むシリコーン層を指し、参
照番号１２は光学分離用の微細炭素の層を指し、参照番
号１３は酵素層（ゲル層）を示している。このようなセ
ンサの製造は、例えば、前掲のBiosensors & Bioelectr
onics 5 (1990)の第 137頁〜第 148頁で知られている。
ここで、参照番号１０は、例えばポリエステルから製造
される支持体を指し、参照番号１１は酸素の検出用にデ
カシクレンなどの指示薬を含むシリコーン層を指し、参
照番号１２は光学分離用の微細炭素の層を指し、参照番
号１３は酵素層（ゲル層）を示している。このようなセ
ンサの製造は、例えば、前掲のBiosensors & Bioelectr
onics 5 (1990)の第 137頁〜第 148頁で知られている。
【００４１】ポリ塩化ビニル共重合体の被覆膜１４の塗
布を、上記のように進める。この被覆層１４は、試料と
接触する。
布を、上記のように進める。この被覆層１４は、試料と
接触する。
【００４２】グルコースなどの決定すべき物質は被覆膜
１４を貫通し、グルコースオキシダーゼを含む酵素層１
３に入る。グルコースの酵素酸化によって生じる酸素は
指示薬層１１に貫通し、シリコーン層１１に励起光を放
出する励起装置１５によって生成されるデカシクレンの
蛍光を消す。蛍光の減少から、前部にフィルタ１７を設
けた測定装置１６によって、酸素の濃度、続いてグルコ
ース濃度をほぼ既知の方法で推断することができる。
１４を貫通し、グルコースオキシダーゼを含む酵素層１
３に入る。グルコースの酵素酸化によって生じる酸素は
指示薬層１１に貫通し、シリコーン層１１に励起光を放
出する励起装置１５によって生成されるデカシクレンの
蛍光を消す。蛍光の減少から、前部にフィルタ１７を設
けた測定装置１６によって、酸素の濃度、続いてグルコ
ース濃度をほぼ既知の方法で推断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】古典的な電流測定センサの構造を示す略図であ
る。
る。
【図２】本発明の酵素電極の略断面図である。
【図３】本発明の光学センサ（オプトード）の略図であ
る。
る。
１、６ 導電層 ２、７ ベース電極 ３ 干渉ブロック層 ４、８、１３ 酵素層 ５、９、１４ 被覆膜 １０ 支持体 １１ シリコーン層 １２ 炭素層 １５ 励起装置 １６ 測定装置 １７ フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598051749 Ｓｔｅｔｔｅｍｅｒｓｔｒａｓｓｅ 28 ＣＨ−8207 Ｓｃｈａｆｆｈａｕｓｅｎ Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ (72)発明者 ベルンハルト ペーター ハラルト シャ ッファー オーストリア国 アー−8045 グラツ ネ ポムクガッセ 27 (72)発明者 ニコレ ビードナー オーストリア国 アー−8020 グラツ ゲ オルジガッセ 26 (72)発明者 ガブリエラ ペシュティチェク オーストリア国 アー−8073 フェルトキ ルヒェン カール モルレシュトラーセ ７ (72)発明者 アンドレアス マルティン ドレツァル オーストリア国 アー−8020 グラツ ア ム アンドリッツバッハ 26デー
Claims (14)
- 【請求項１】 液体試料中の酵素基質の濃度を決定し、
酵素基質を検出するセンサであって、 直接又は間接的に検出可能な物質を生成しながら酵素基
質と反応することができる酵素、検出装置、及び酵素基
質に透過できるポリマーからなる被覆膜を有し、 ポリマーがポリ塩化ビニル共重合体、即ち塩化ビニル及
び他のモノマーの共重合体であり、この共重合体が親水
基を含む、上記センサ。 - 【請求項２】 共重合体が、親水基としてヒドロキシ
基、エステル基及び／又はカルボキシル基を有する請求
項１記載のセンサ。 - 【請求項３】 共重合体が、塩化ビニル、ならびにビニ
ルアルコール、ビニルエステル、ビニルヒドロキシエス
テル及びビニルカルボキシル酸のうち１つ又はそれより
多くからなる請求項２記載のセンサ。 - 【請求項４】 他のモノマーが酢酸ビニル及び／又はマ
レイン酸である請求項３記載のセンサ。 - 【請求項５】 他のモノマーを、塩化ビニルの質量をベ
ースとして５〜３５質量％、特に１０〜２０質量％の量
で含む請求項１〜４のいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項６】 被覆膜が親水性可塑剤を含む請求項１〜
５のいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項７】 デキストラン、グリセリン、ポリエチレ
ングリコール又はグリコール類を可塑剤として含む請求
項６記載のセンサ。 - 【請求項８】 ポリ塩化ビニル共重合体をベースとして
０．５〜５質量％の量で可塑剤を含む請求項６又は７記
載のセンサ。 - 【請求項９】 検出装置がベース電極である酵素電極と
して提供する請求項１〜８のいずれか１項記載のセン
サ。 - 【請求項１０】 ベース電極又は酵素含有層に被覆膜を
直接、即ち中間の干渉ブロック膜なしで付着する請求項
９記載のセンサ。 - 【請求項１１】 被覆膜を接着によってベース電極又は
酵素含有層に付着させる請求項１０記載のセンサ。 - 【請求項１２】 光学センサとして提供する請求項１〜
８のいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項１３】 センサを液体試料に接触させることに
より、液体試料中の酵素基質の濃度を決定し、酵素基質
を検出する方法であって、請求項１〜１２のいずれか１
項記載のセンサを用いる、液体試料中の酵素基質の濃度
決定及び検出方法。 - 【請求項１４】 センサの被覆膜を製造するための、親
水基を含むポリ塩化ビニル共重合体の使用。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT664/97 | 1997-04-17 | ||
| AT0066497A AT404992B (de) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Sensor zur bestimmung eines enzymsubstrates |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151894A true JPH1151894A (ja) | 1999-02-26 |
| JP4087496B2 JP4087496B2 (ja) | 2008-05-21 |
Family
ID=3496573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10754398A Expired - Fee Related JP4087496B2 (ja) | 1997-04-17 | 1998-04-17 | センサ、液体試料中の酵素基質の濃度決定及び検出方法、ならびにポリ塩化ビニル共重合体の使用 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6214185B1 (ja) |
| EP (1) | EP0872729B2 (ja) |
| JP (1) | JP4087496B2 (ja) |
| AT (1) | AT404992B (ja) |
| DE (1) | DE59812949D1 (ja) |
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| WO2022085383A1 (ja) * | 2020-10-21 | 2022-04-28 | 株式会社アドバンテスト | バイオセンサおよびバイオセンサ用リアクター、リアクターの製造方法 |
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