JPS58189549A - 酵素反応測定セル - Google Patents

酵素反応測定セル

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JPS58189549A
JPS58189549A JP57072113A JP7211382A JPS58189549A JP S58189549 A JPS58189549 A JP S58189549A JP 57072113 A JP57072113 A JP 57072113A JP 7211382 A JP7211382 A JP 7211382A JP S58189549 A JPS58189549 A JP S58189549A
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enzyme
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Shiro Nankai
史朗 南海
Mariko Nakatsuka
中司 真理子
Akihiro Imai
章博 今井
Takashi Iijima
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酵素あるいは補酵素を固定化してなる酵素電
極を備え、基質の濃度あるいは酵素活性を迅速かつ簡便
に測定することのできる÷−送液式の酵素反応測定セル
に関する。
現在、酵素の有する特異的触媒作用の工業的利用の一例
として、酵素反応系と電気化学反応系を結びつけたいわ
ゆる酵素電極により、基質の濃度や酵素活性を測定する
ことが試みられている。例えば、酵素反応にともなって
増減するH2O2、NH5。
co2.o2  などの物質について、各々の物質に対
応した特定物質検出用の電極を用いて電気化学的に検出
し、基質濃度や酵素活性を測定することが出来る。その
−例として、グルコース濃度の測定について以下に説明
する。グルコースオキシダーゼの作用により基質である
グルコースが酸化されて、(1)式のどと< H2O2
が生成する。次にこのH2O2を(2)式の様に白金電
極を用いて酸化し、この時得られる酸化電流値から試料
中のグルコース濃度を知ることができる。あるいはまた
、(1)式における02の減少量を酸素a度検出電極で
測定する方法もある。
H2O22H+28402 −−・−(2)以ヒの様な
測定を実用的に行うには、酵素の繰り返17使用を可能
にすることが必要であり、そのために、酵素を固定化(
7、さらに特定物質検出用の電極と一体化して適当な酵
素反応測定セルに装着する。測定セルの方式としては回
分式と連続送液式に大別されるが、臨床分析における貞
糖分析の様に多数の試料について迅速・簡便な測定が要
求される場合には、連続送液式の測定セルが好都合であ
る。
従来、連続送液式の酵素反応測定セルとしては、第1図
あるいは第2図に概略を示す構造のものがある。第1図
に示すセル構造について説明するとセル本体1の内部に
管状の流路を備え、液入口側に管3を、液出口側に管4
をそれぞれ接続12、矢印の方向に連続的に送液する(
以下、同様に矢印で送液方向を示す)。酵素反応に対応
した電気化学的な検出は、−例として示したが、本体の
流路2の内壁面に設けた特定物質検出用の電極(作用極
)5.参照極6.対極7からなる電極系を用いて行なう
ことができる。この様に管内に電極系を敷けた場合、円
滑な流れを得るためには各電極の構造を円筒状とする必
要がある。しかしながら、実用的見地からは、円筒構造
とするための王M; 1の輸しさや、一般に広く用いら
れている酵素固定化膜についてはこれを装着するのが大
変困難であるなどの欠点を有する。
一方、第2図に示したセル構)4i (rf 、 I:
 aL欠点が改良されたものであり(第1図と共++i
する素rK ij:同一番号を付17一部説明を略す)
、本体1の液流入口側に接続された管3から本体内の管
状流路2を通って測定室8に流入し、流路2′から管4
へと流出する。この構造においては、特定物質検出用の
電極6として、例えば先述のグルコースの場合の様にH
2O2を検出する場合には、円板状の白金電極上にグル
コースオキシダーゼを固定化した膜を爪ね合せて装着し
使用することは容易である。
また、その着脱も構造上容易である。しかしながら、第
2図に示した構造においては測定室8を必要とするため
、第1図に示しだ構造の場合の様た円滑な液の流れは得
られない。すなわち、連続的な液流に試料を注入し、こ
れを測定室に流入させ、た場合、試料を含む液は測定室
に滞まり易くなるため、測定室から完全に流出するまで
に長時間を要することになる。すなわち、電極の応答に
テーリングが生Vる。このことは、多数の試料について
連続的にかつ迅速に測定を行う必要のある場合には大変
不利なことである。この様な欠点を改良するために測定
室の形状を半管状とするなども考えられるが、これは、
特定物質検出用の電極の有効面積(被、検液に接する面
の面積)の減少となり、応答感度の低下を招くことにな
る。また、第1図に示した構造の場合と同様な円滑な流
れは得られない。
本発明は、以ヒに述べた諸点について種々改良し7、優
れた特性を有する連続送液式の酵素反応測定セルを提供
するものである。
本発明の酵素反応測定セルの特徴は、特定物質検出用の
電極を備え、この電極の近傍に少くとも酵素又は補酵素
のいずれかを固定化してなり、前記電極に対向して下方
に配置したノズル部を有し、ノズル部から電極面に被検
液を噴出することによりノズル部と電極面との間に液柱
を形成せしめる様にした点にある。
第3図に本発明の一実施例の断面模式図を示す。
被検液は矢印で示すごとく、管17より円筒形状のノズ
ル部9に設けた管状の流路18を通り、ノズル部の先端
から円板状の特定物質検出用の市;極2oの中心部近傍
に向けて噴出する。噴出した被検液は、ノズル部外周面
に沿って流下し、流路18′から管19へと流出する。
定常状態においては、ノズル先端部と特定物質検出用の
電極の間には破a10で示す様な液柱が形成される。さ
らには、先述の[11,(21式に示す反応で必要な酸
素の補給にも役tつものである。また、液柱の部分は第
2図に示した測定室8に相当するものである。それ故、
円滑な流れを得るためには、体積が小さくかつ安定しだ
液柱を形成する必要がある。この様な観点から、特定物
質検出用の電極を保持する枠体11の底面12が撥水性
である必要がある。すなわち、底面12が親水性である
と、液柱は破線で示した様な形状とはならず底面にまで
拡大し、液柱部分の体積が増加する。このため円滑な流
れは損われ、テーリングを生じることになる。撥水性の
枠体とするには、撥水性の樹脂などを枠体の祠料として
使用するか、あるいは枠体の底面にグリースを塗布する
など種々の方法が考えられる。
以上に述べた様にセルを構成することにより、特定物質
検出用の電極面に到達した試料液は速やかに流出するた
め、迅速な応答が得られ、かつ従来例に見られる様なテ
ーリングは起こらない。
次に本発明の実施例について述べる。
〔実施例1〕 特定物質検出用の電極(作用極)として次のものを作製
した。電極相体としてポリカーボネート多孔質膜(膜厚
1oμm 、孔径2000人)を用い、この膜の片側面
に白金をスパッタリングしてH2O2検出用の作用極を
形成した。次に、この膜にグルコースオキシダーゼ水溶
液(1oomg7me )を2oμe/rM  の割合
で展開した後、乾燥し、続いてグルタルアルデヒドを用
いて酵素相n間を架橋し、膜面上および孔内に固定化し
た。
このようにして得られた電極を第3図に示す酵素反応測
定セルに組み込んだ。組み込寸れた′lll吟2oの白
金スハノタ面は、白金板からなるリード14に接し、内
径5mm’/)ゴ13パツキン13を介してフン素樹脂
製の枠体11′で保持した。枠体11とノズル部9は通
気孔16を有する樹脂製ホルダー16に装着されており
、これにより、ノズル部先端と電極20の間隔を適切に
保っている。通気孔16はセル内外の気圧を同一にする
ことにより、管19からの液の流出を円滑にするだめの
ものである。電極系は、電極(作用極)20に加えてノ
ズル部先端に設けた白金対極21、および枠体11に設
けた多孔質セラミック層を有するhg7hgce参照極
22から構成される。流路18の内径はo、smm、ノ
ズル部先端と電極2oの間隔を:J5mmとした。
測定は、作用極の電位を+ 0.60 V vs、 A
g/Ag(Jに設定し、別に外部に備えた送液ポンプと
試料注入装置により、グルコース水溶液(5X10モル
/β)の一定計をpH5,6のリン酸緩衝液の流れに注
入し、管3より測定セル内に導入した。
この様にして得られた電極の応答について、応答電流と
時間の関係を第4図に実線Aで示す。
比較のために、従来の測定セルとして第2図に示す構へ
のものを用い、これに上記と全く同様の作用極を装着し
てグルコースに対する応答を測定[7た。第2図に示す
流路2の内径は1 mm、測定室は直径5mm、高さ0
.6 mmの円柱状となる様に構成した。これ以外の測
定条件は上記と全く同様にして行なった。この様にして
得られた従来の測定セルによる電極の応答を第4図のB
に破線で示す。
図より明らかなごとく、本発明の酵素反応測定セルによ
る応答AにおいてはBと比較して、H2O2の酸rヒ電
流の立上りが速やかであり、テーリングもほとんどなく
約8秒後にもとの電流値のレベルとなるなど、高感度で
かつ迅速な応答を有することが判る。これは、すでに述
べた様に、本発明の酵素反応測定セルにおいては、特定
物質検出用の電極の近傍における液流が円滑であること
によるものである。
〔実施例2〕 アルコール脱水素酵素の活性測定を行うだめの特定物質
検出用の電極として以下のものを作製l−た。まず、導
電性担体として高純度のjyl、鉛粉末を成型して直径
10mm 、厚さ約1 mmのディスク状の電極を作製
し、この平面−にに、補酵素としてニコチンアミドアデ
ニンジヌクレオチド(NAD)の水溶液(20o mg
/me )を16μβ展開・乾燥l〜で吸着固定化し、
次に洗浄して余分のNADを除去した。この電極を実施
例1と同様にして、第3図および第2図に示す構造の酵
素反応測定セルに装着し、送液ポンプで0.01モル/
7!のエタノールを含むpH7,0のリン酸緩衝液を測
定セルに連続的に流し、この流れに試料としてアルコー
ル脱水素酵素水溶液を注入し、電極の応答を測定した。
実施例1の結果を同様に、NADHの酸化電流に基( づ(応答は、本発明の測定セルにおいては従来の測定セ
ルに比較して迅速かつ高感度であった。
」ソ」ニ、実施例に示した様に、本発明の毒総送液式の
酵素反応測定セルを用いることにより、多数の試料につ
いて基質濃度や酵素活性などを迅速に連続的に測ηlす
ることができる。
なお、ヒ記実施例においてはノズル部からの被検液は連
続送液式としたが、1回の噴流によって液柱が作用極の
表面にひろがる程度になっておれば、間けつ的に噴出し
てもよい。また、特定物質検出用の電極、対極および参
照極などの電極系、酵素や補酵素については実施例に示
したものに限定されることはなく、酵素反応系、使用条
件や目的等に応じたものを選択すればよい。さらに電極
の構成、装着方法、配置や枠体の材料、およびこれらに
関連した測定セルの構造については実施例に限定される
ことはない。
以ヒのように本発明の酵素反応測定セルにおいては、被
検液を作用電極に下から噴射させるものであるので、被
検液が作用極部で滞留することがなく速かに流れ、又噴
流部は大気とよく接触するので酸素の補給も十分となる
。したがって被検液は速かにかつ円滑に流れるために、
迅速な応答が得られ、また被検液の入れ換えも容易にな
り、正確かつ迅速な測定をすることができる。
第1図および第2図は従来の異なる実施例7)酵素反応
測定セルの断面模式図、第3図は本発明の一実施例の酵
素反応測定セルの=尖檜桝箸弁ヰ断面模式図、第4図は
第3図の酵素反応測定セルにおけるグルコースに対する
応答電流と時間の関係を示す図である。
9・・・・・・ノズル部、1o・・・・・液柱、11・
・・・・・枠体、12・・・・・・枠体底面、13・・
・・ゴムハノキン、14・・・・・白金板のり一ド、1
6・・・・樹脂製ホルダー、16・・・・・・通気孔、
17・・・・・・管(液入口側)、18゜18′・・・
・・流路、19・・・・・・管(液出口側)、2o・・
・・・作用極、21・・・・・・対極、22・・・・・
参照極。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名ゝ、 第1図 第2図 力 3 図     f4 第4図 1〜聞(tJ’1

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検液を噴流する室と、前記室内に下向に露出さ
    せた作用極と、前記作用極に被検液を下から噴出するノ
    ズル部と、前記室に外気を通ずる通気孔と、前記室内か
    ら被検液を流出する孔を具備する酵素反応測定セル。
  2. (2)前記作用極は撥水性を有する枠体で保持されてい
    る特許請求の範囲第1項に記載の酵素反応測定セル。
JP57072113A 1982-04-28 1982-04-28 酵素反応測定セル Granted JPS58189549A (ja)

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JP57072113A JPS58189549A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 酵素反応測定セル

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JP57072113A JPS58189549A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 酵素反応測定セル

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JPS58189549A true JPS58189549A (ja) 1983-11-05
JPH0252818B2 JPH0252818B2 (ja) 1990-11-14

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2611045A1 (fr) * 1987-02-13 1988-08-19 Setric Genie Ind Procede et dispositif d'analyse ou de dosage en milieu liquide
JPH01147359A (ja) * 1987-12-03 1989-06-09 Kokuritsu Shintai Shiyougaishiya Rihabiriteeshiyon Center Souchiyou フローインジェクション分析システム及びそれによる分析方法
JP2009058334A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Kanagawa Prefecture 電気化学測定用反応装置及び電気化学測定システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5414297A (en) * 1977-07-04 1979-02-02 Hitachi Ltd Distribution type ion responsive electrode device
JPS5491293A (en) * 1977-12-28 1979-07-19 Nikkiso Co Ltd Electrode supporting apparatus for measuring sample

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5414297A (en) * 1977-07-04 1979-02-02 Hitachi Ltd Distribution type ion responsive electrode device
JPS5491293A (en) * 1977-12-28 1979-07-19 Nikkiso Co Ltd Electrode supporting apparatus for measuring sample

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2611045A1 (fr) * 1987-02-13 1988-08-19 Setric Genie Ind Procede et dispositif d'analyse ou de dosage en milieu liquide
JPH01147359A (ja) * 1987-12-03 1989-06-09 Kokuritsu Shintai Shiyougaishiya Rihabiriteeshiyon Center Souchiyou フローインジェクション分析システム及びそれによる分析方法
JP2009058334A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Kanagawa Prefecture 電気化学測定用反応装置及び電気化学測定システム

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