JPS58216946A - 乳糖濃度測定用酵素電極 - Google Patents
乳糖濃度測定用酵素電極Info
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- JPS58216946A JPS58216946A JP57100212A JP10021282A JPS58216946A JP S58216946 A JPS58216946 A JP S58216946A JP 57100212 A JP57100212 A JP 57100212A JP 10021282 A JP10021282 A JP 10021282A JP S58216946 A JPS58216946 A JP S58216946A
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- JP
- Japan
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- electrode
- glucose
- enzyme
- immobilized
- glucose oxidase
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme electrodes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Wood Science & Technology (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
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- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
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。
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、被検液中の乳糖の濃度を精度よく、しかも迅
速・簡便に測定することのできる乳糖濃度測定用酵素電
極に関する。
速・簡便に測定することのできる乳糖濃度測定用酵素電
極に関する。
乳糖は、食品中に広く含有される糖の１つとして重要で
ある。従来、スクロース濃度の測定に関２ページ しては、化学反応を利用する方法、あるいは液体クロマ
トグラフィーなど種４の測定法が用いられているが、精
度や迅速性に欠けたり、あるいは測定操作が煩雑である
などの問題点を有するものである。これに対し酵素反応
を利用する測定法、特に酵素を電極近傍に固定化したい
わゆる酵素電極を用いる方法は、上記欠点を解決するこ
とのできる測定法として注目されている。酵素法による
スクロースの測定方法について以下に反応式で示す。
ある。従来、スクロース濃度の測定に関２ページ しては、化学反応を利用する方法、あるいは液体クロマ
トグラフィーなど種４の測定法が用いられているが、精
度や迅速性に欠けたり、あるいは測定操作が煩雑である
などの問題点を有するものである。これに対し酵素反応
を利用する測定法、特に酵素を電極近傍に固定化したい
わゆる酵素電極を用いる方法は、上記欠点を解決するこ
とのできる測定法として注目されている。酵素法による
スクロースの測定方法について以下に反応式で示す。
乳糖子Ｈ２０β−ガラクトシダーゼ
Ｄ−グルコース＋β−Ｄ−ガラクトシド （１）１）
−りＩＶ ：］−ス＋０２ グルコースオキシダーゼ
Ｈ２Ｏ２＋グルコノラクトン し） Ｈ２Ｏ２２Ｈ＋＋０２十２１５ （３）まず、被検液
中の乳糖が（１）式のようにβ−ガラクトシダーゼによ
ってＤ−グルコースとβ−Ｄ−ガラクトシドに分解され
、さらにＤ−グルコースは（２）式の様にグルコースオ
キシダーゼによって酸化され、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）
を生成する。そこで、このＨ２Ｏ２を（３）式のように
白金電極などからなる３ページ 過酸化水素検出用の電（Ｔを用いて電解酸化することに
より、得られる酸化電流値からもとの被検液中に含まれ
る乳糖の濃度を知ることができる。
−りＩＶ ：］−ス＋０２ グルコースオキシダーゼ
Ｈ２Ｏ２＋グルコノラクトン し） Ｈ２Ｏ２２Ｈ＋＋０２十２１５ （３）まず、被検液
中の乳糖が（１）式のようにβ−ガラクトシダーゼによ
ってＤ−グルコースとβ−Ｄ−ガラクトシドに分解され
、さらにＤ−グルコースは（２）式の様にグルコースオ
キシダーゼによって酸化され、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）
を生成する。そこで、このＨ２Ｏ２を（３）式のように
白金電極などからなる３ページ 過酸化水素検出用の電（Ｔを用いて電解酸化することに
より、得られる酸化電流値からもとの被検液中に含まれ
る乳糖の濃度を知ることができる。
しかし、この方法においては、乳糖をグルコースに変換
することに基づいているため、被検液中にり諏しコース
が共存する場合には誤差を生じることになる。この対策
としては、従来の一般的方法として、２つの電極を用い
る方法が考えられる。
することに基づいているため、被検液中にり諏しコース
が共存する場合には誤差を生じることになる。この対策
としては、従来の一般的方法として、２つの電極を用い
る方法が考えられる。
すなワチ、β−ガラクトシダーゼとグルコースオキシダ
ーゼの２種類の酵素を固定化した乳糖検出用（共存グル
コースも同時に検出する）の電極と、グルコースオキシ
ダーゼだけを固定化した共存グルコース検出用の電極を
使用し、この２つの電極で得られる電流値を差し引くこ
とにより被検液中の乳糖に基づく電流値のみを得るとい
う方法である。しかし、この方法は、電極を２つ用いる
ことの他に、２つの電極の応答特性をうま〈バランスさ
せる必要があるなど、実用的には甚だ不便である。
ーゼの２種類の酵素を固定化した乳糖検出用（共存グル
コースも同時に検出する）の電極と、グルコースオキシ
ダーゼだけを固定化した共存グルコース検出用の電極を
使用し、この２つの電極で得られる電流値を差し引くこ
とにより被検液中の乳糖に基づく電流値のみを得るとい
う方法である。しかし、この方法は、電極を２つ用いる
ことの他に、２つの電極の応答特性をうま〈バランスさ
せる必要があるなど、実用的には甚だ不便である。
そこで、本発明者らは、以上に述べた諸点について種々
検討を重ねた結果、迅速かつ容易に、繰り返し使用でき
、しかも共存グルコースの影響を除去することのできる
乳糖濃度測定用酵素電極を見い出した。
検討を重ねた結果、迅速かつ容易に、繰り返し使用でき
、しかも共存グルコースの影響を除去することのできる
乳糖濃度測定用酵素電極を見い出した。
本発明の乳糖濃度測定用酵素電極の特徴は、グルコース
オキシダーゼとβ−ガラク１−ンダーゼを固定化した過
酸化水素検出用の第１の電極と、第１の電極による過酸
化水素の検出を妨害する物質を電解除去するための第２
の電極とからなり、第２の電極」二にグルコースオキシ
ダーゼを固定化した点にある。ここで、第１の電極およ
び第２の電極は、それぞれ白金４を形成した多孔質膜か
ら構成するのがよい。
オキシダーゼとβ−ガラク１−ンダーゼを固定化した過
酸化水素検出用の第１の電極と、第１の電極による過酸
化水素の検出を妨害する物質を電解除去するための第２
の電極とからなり、第２の電極」二にグルコースオキシ
ダーゼを固定化した点にある。ここで、第１の電極およ
び第２の電極は、それぞれ白金４を形成した多孔質膜か
ら構成するのがよい。
第１図に本発明の酵素電極の一実施例について部分拡大
断面模式図で示す。図中、１は第１の電極、２は第２の
電極である。電極１は、多孔質膜３０片側の膜面上にス
パッタリング、蒸着などの方法で白金１４を形成し、さ
らに膜面上および孔中にはグルコースオキシダーゼとβ
−ガラクトシダーゼが固定化されている。５はこれらの
固定化６ページ 酵素層である。また、第２の電極２は、多孔質膜θの両
面に白金４７が前記同様の方法により形成され、孔中お
よび膜面上にはグルコースオキシダーゼ８が固定化され
ている。さらに、これら２つの電極は一体化され、一枚
の薄膜状の酵素電極に構成されている。測定に際しては
第２の電極側を被検液側と々る様にして用いる。
断面模式図で示す。図中、１は第１の電極、２は第２の
電極である。電極１は、多孔質膜３０片側の膜面上にス
パッタリング、蒸着などの方法で白金１４を形成し、さ
らに膜面上および孔中にはグルコースオキシダーゼとβ
−ガラクトシダーゼが固定化されている。５はこれらの
固定化６ページ 酵素層である。また、第２の電極２は、多孔質膜θの両
面に白金４７が前記同様の方法により形成され、孔中お
よび膜面上にはグルコースオキシダーゼ８が固定化され
ている。さらに、これら２つの電極は一体化され、一枚
の薄膜状の酵素電極に構成されている。測定に際しては
第２の電極側を被検液側と々る様にして用いる。
」１記の酵素電極による乳糖濃度測定について、前述の
（１）〜（３）の反応式に基づいて説明する。すなわち
、被検液中の乳糖は第２の電極の孔中全通って第１の電
極に拡散し、β−ガラクトシダーゼの作用でＤ−グルコ
ースとなり、次にグルコースオキシダーゼによってＨ２
Ｏ２が生成する。第１の電極の電位をＨ２Ｏ２の十分カ
酸化電位に設定しでおくことにより、Ｈ２Ｏ２が白金層
で酸化される。このとき得られる酸化電流は被検液中の
乳糖濃度に依存する。
（１）〜（３）の反応式に基づいて説明する。すなわち
、被検液中の乳糖は第２の電極の孔中全通って第１の電
極に拡散し、β−ガラクトシダーゼの作用でＤ−グルコ
ースとなり、次にグルコースオキシダーゼによってＨ２
Ｏ２が生成する。第１の電極の電位をＨ２Ｏ２の十分カ
酸化電位に設定しでおくことにより、Ｈ２Ｏ２が白金層
で酸化される。このとき得られる酸化電流は被検液中の
乳糖濃度に依存する。
被検液中にＤ−グルコースが共存する場合には、第２の
電極に固定化されたグルコースオキシダーに ゼとムクロターゼの作用ｉす（巧式と同様にＨ２Ｏ２が
６ページ 生成し、ただちに（３）式のように白金層７によって電
解酸化される。また、アスコルビン酸なト（７Ｊ）４ｍ
に白金層で直接電解されやすい妨害物質が共存する場合
にも、白金層７で電解酸化される。すなわち、前もって
第２の電イｊで電解酸化することにより、第１の電極に
おける乳糖のみに基づいて生成するＨ２Ｏ２の電解酸化
に対する妨害物質の影響を除去することができる。
電極に固定化されたグルコースオキシダーに ゼとムクロターゼの作用ｉす（巧式と同様にＨ２Ｏ２が
６ページ 生成し、ただちに（３）式のように白金層７によって電
解酸化される。また、アスコルビン酸なト（７Ｊ）４ｍ
に白金層で直接電解されやすい妨害物質が共存する場合
にも、白金層７で電解酸化される。すなわち、前もって
第２の電イｊで電解酸化することにより、第１の電極に
おける乳糖のみに基づいて生成するＨ２Ｏ２の電解酸化
に対する妨害物質の影響を除去することができる。
以上のように、白金層を形成した多孔質膜にグルコース
オキシダーゼを固定化した第２の電極を用いることによ
り、共存するグリコースやアスコルビン酸など、第１の
電極に対して妨害となる物質の影響を容易に除去するこ
とができる。
オキシダーゼを固定化した第２の電極を用いることによ
り、共存するグリコースやアスコルビン酸など、第１の
電極に対して妨害となる物質の影響を容易に除去するこ
とができる。
以下、本発明の詳細な説明する。
孔径２０００人、孔密度３×１０ 個／ｄ、膜厚１０μ
ｍのポリカーボネ−１・多孔質膜の片面に厚さが約１０
００人の白金層をスパッタリングにより形成し、次にこ
の白金層の側からグルコースオキシダーゼとβ−ガラク
トシダーゼの混合液を膜面−」−および孔中に展開した
後、乾燥し、グルメ７ペー、゛ ルアルデヒド蒸気中において２６°Ｃで６０分間架橋固
定化を行い、この後、十分洗浄し、第１の電極とした。
ｍのポリカーボネ−１・多孔質膜の片面に厚さが約１０
００人の白金層をスパッタリングにより形成し、次にこ
の白金層の側からグルコースオキシダーゼとβ−ガラク
トシダーゼの混合液を膜面−」−および孔中に展開した
後、乾燥し、グルメ７ペー、゛ ルアルデヒド蒸気中において２６°Ｃで６０分間架橋固
定化を行い、この後、十分洗浄し、第１の電極とした。
次に、第２の電極としては、」１記と同じ多孔質膜を使
用し、膜の両面にスパッタリングにより」１記同様の白
金層を形成し、次にグルコースオキシダーゼの水溶液を
膜の両面および孔中に展開し、乾燥後、前記同様に固定
化した。
用し、膜の両面にスパッタリングにより」１記同様の白
金層を形成し、次にグルコースオキシダーゼの水溶液を
膜の両面および孔中に展開し、乾燥後、前記同様に固定
化した。
得られた第１の電極と第２の電極を第１図に示した様に
重ね合わせた後、第２図に示す電極ホルダーに組み込ん
で試験に供した１ 第２図において、９は」１記の乳糖濃度測定用酵素電極
であり、円筒形の樹脂製ホルダー１０．１１によって固
定され、第１の電極はり一ド１２に、第２の電極はり一
ド１３にそれぞれ接続されている。ホルダー内部には、
第１の電極に対する白金列（奮１４とＡｇ／ＡｇＣ）
参照極１５を備え、ｐＨ７，０のリン酸緩衝液１６が満
たされている。
重ね合わせた後、第２図に示す電極ホルダーに組み込ん
で試験に供した１ 第２図において、９は」１記の乳糖濃度測定用酵素電極
であり、円筒形の樹脂製ホルダー１０．１１によって固
定され、第１の電極はり一ド１２に、第２の電極はり一
ド１３にそれぞれ接続されている。ホルダー内部には、
第１の電極に対する白金列（奮１４とＡｇ／ＡｇＣ）
参照極１５を備え、ｐＨ７，０のリン酸緩衝液１６が満
たされている。
またホルダー外部には、第２の電極に対する白金対極１
７とＡｇ ／ ｋｇＧｌ 参照極１８を備えている。
７とＡｇ ／ ｋｇＧｌ 参照極１８を備えている。
１だ第１および第２の電極の位置関係については、ホル
ダー内側に第１の電極が、ホルダー外側（被検液側）に
第２の電極がそれぞれ位置する様に装着されている。
ダー内側に第１の電極が、ホルダー外側（被検液側）に
第２の電極がそれぞれ位置する様に装着されている。
」１記の電極系をｐＨ７，０のリン酸緩衝液中に浸漬し
、第１の電極および第２の電極の電位をそれぞれ＋Ｑ６
０Ｖ ｖｓ、Ａｇ ／ ｋｇＧｌ に設定した。次に乳
糖を含む被検液を添加したところ、第１の電極の電流は
急激に増加し、約２分程度で定常値に達した。このとき
の電流増加量と乳糖濃度の関係を第３図にＡで示す。同
様にして、グルコースを添加した場合のグルコース濃度
と電流増加量の関係をＢで示す。
、第１の電極および第２の電極の電位をそれぞれ＋Ｑ６
０Ｖ ｖｓ、Ａｇ ／ ｋｇＧｌ に設定した。次に乳
糖を含む被検液を添加したところ、第１の電極の電流は
急激に増加し、約２分程度で定常値に達した。このとき
の電流増加量と乳糖濃度の関係を第３図にＡで示す。同
様にして、グルコースを添加した場合のグルコース濃度
と電流増加量の関係をＢで示す。
比較のために、第２の電極には全く電位を印加せず、第
１の電極だけ＋Ｑ６０Ｖ ｖｓ、Ａｇ ／ ＡｇＣ，１
に設定しておき、上記同様にグルコースに対する電流増
加量を測定した。これをＣで示す。
１の電極だけ＋Ｑ６０Ｖ ｖｓ、Ａｇ ／ ＡｇＣ，１
に設定しておき、上記同様にグルコースに対する電流増
加量を測定した。これをＣで示す。
第３図のＢとＣを比較すれば明らかなように、第２の電
極で電解を行うことにより、グルコースに基づく電流増
加を大幅に減少させることができる。また、乳糖に対し
ては、人に示すように良好９ページ な直線性を有するものである。また、これとは別にアス
コルビン酸に対して測定したところ、」−記グルコース
の場合と同様に、その影響をほとんど除去することがで
きた。
極で電解を行うことにより、グルコースに基づく電流増
加を大幅に減少させることができる。また、乳糖に対し
ては、人に示すように良好９ページ な直線性を有するものである。また、これとは別にアス
コルビン酸に対して測定したところ、」−記グルコース
の場合と同様に、その影響をほとんど除去することがで
きた。
さらに、」１記測定を長期間にわたって繰り返し行った
ところ、酵素電極の応答特性はほとんど低下すること々
く、安定であった。
ところ、酵素電極の応答特性はほとんど低下すること々
く、安定であった。
本発明の乳糖濃度測定用酵素電極に関して、多孔質膜の
種類、白金層の形状、２つの電極の構成５さらには設定
電位をはじめとする測定条件々どについては、実施例に
述べたものに限定されることはなく、本発明の主旨に沿
ったものであれば良い。
種類、白金層の形状、２つの電極の構成５さらには設定
電位をはじめとする測定条件々どについては、実施例に
述べたものに限定されることはなく、本発明の主旨に沿
ったものであれば良い。
第１図は本発明による乳糖濃度測定用酵素電極の一実施
例を示す部分拡大断面模式図、第２図は乳糖濃度を測定
するための電極ホルダーと電極系を示す模式図、第３図
は乳糖濃度あるいはグルコース濃度と第１の電極の電流
増加量の関係を示す図である。 １・・・・・・第１の電極、２・・・・・・第２の電極
、３，６１０ページ ・・・・・・多孔質膜、４，７・・・・・・白金層、５
，８・・・・・固定化酵素層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ’／ ｆ６ 第３図
例を示す部分拡大断面模式図、第２図は乳糖濃度を測定
するための電極ホルダーと電極系を示す模式図、第３図
は乳糖濃度あるいはグルコース濃度と第１の電極の電流
増加量の関係を示す図である。 １・・・・・・第１の電極、２・・・・・・第２の電極
、３，６１０ページ ・・・・・・多孔質膜、４，７・・・・・・白金層、５
，８・・・・・固定化酵素層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ’／ ｆ６ 第３図
Claims (2)
- （１） グルコースオキシダーゼおよびβ−ガラクト
シダーゼを固定化した過酸化水素検出用の第１の電極と
、第１の電極による過酸化水素の検出を妨害する物質を
電解酸化するだめの第２の電極とからなり、第２の電極
上にグルコースオキシダーゼを固定化したことを特徴と
する乳糖濃度測定用酵素電極。 - （２）第１の電極および第２の電極がそれぞれ白金４を
形成した多孔質膜から々る特許請求の範囲第１項記載の
乳糖濃度測定用酵素電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100212A JPS58216946A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 乳糖濃度測定用酵素電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100212A JPS58216946A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 乳糖濃度測定用酵素電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58216946A true JPS58216946A (ja) | 1983-12-16 |
| JPH0479413B2 JPH0479413B2 (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=14267988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57100212A Granted JPS58216946A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 乳糖濃度測定用酵素電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58216946A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6353461A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-07 | Japanese Res & Dev Assoc Bio Reactor Syst Food Ind | ペプチドの測定法 |
| US5225321A (en) * | 1987-09-11 | 1993-07-06 | Kanzaki Paper Mfg., Co., Ltd. | Measuring apparatus using enzyme electrodes and the method thereof |
| US5320939A (en) * | 1988-11-30 | 1994-06-14 | Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. | Measuring apparatus of two components using enzyme electrodes and the measuring method thereof |
| CN102608178A (zh) * | 2012-03-14 | 2012-07-25 | 西华大学 | 采用电化学生物传感器测定牛乳中乳糖含量的方法 |
| CN105067675A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-11-18 | 四川卡夫检测技术有限公司 | 一种乳制品真蛋白测定仪及其测定方法 |
-
1982
- 1982-06-10 JP JP57100212A patent/JPS58216946A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6353461A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-07 | Japanese Res & Dev Assoc Bio Reactor Syst Food Ind | ペプチドの測定法 |
| US5225321A (en) * | 1987-09-11 | 1993-07-06 | Kanzaki Paper Mfg., Co., Ltd. | Measuring apparatus using enzyme electrodes and the method thereof |
| US5320939A (en) * | 1988-11-30 | 1994-06-14 | Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. | Measuring apparatus of two components using enzyme electrodes and the measuring method thereof |
| CN102608178A (zh) * | 2012-03-14 | 2012-07-25 | 西华大学 | 采用电化学生物传感器测定牛乳中乳糖含量的方法 |
| CN105067675A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-11-18 | 四川卡夫检测技术有限公司 | 一种乳制品真蛋白测定仪及其测定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0479413B2 (ja) | 1992-12-15 |
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