JPS58216947A - スクロ−ス濃度測定用酵素電極 - Google Patents
スクロ−ス濃度測定用酵素電極Info
- Publication number
- JPS58216947A JPS58216947A JP57100213A JP10021382A JPS58216947A JP S58216947 A JPS58216947 A JP S58216947A JP 57100213 A JP57100213 A JP 57100213A JP 10021382 A JP10021382 A JP 10021382A JP S58216947 A JPS58216947 A JP S58216947A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- glucose
- enzyme
- immobilized
- sucrose concentration
- Prior art date
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- Granted
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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
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、被検液中のスクロース（しょ糖）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スク
ロース濃度測定用酵素電極に関する。
度よく、しかも迅速、簡便に測定することのできるスク
ロース濃度測定用酵素電極に関する。
２ベーミ゛
スクロースは、食品中に広く含有さ几る糖の１つとして
重要である。従来、スクロース濃度の測定に関しては、
化学反応全利用する方法、あるいは液体クロマトグラフ
ィーなど種々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、上記欠点全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％式％ スクロース＋Ｈ２０α−Ｄ−グルコース十Ｄ−りルクト
ース （１） ムタロターゼ α−Ｄ−グルコースーーーーー→β−Ｄ−グルコース
（（８）グルコースオキシダーゼ β−Ｄ−グルコース十Ｈ２０＋０２ Ｈ２０２＋グルコン酸（３） Ｈ２Ｏ２２Ｈ＋０２＋２６ （４） まず、被検液中のスクロース力０式の様にβ−フ３ベー
ジ゛ ルクトシグーゼによりα−Ｄ−グルコースに分解され、
続いて（鴎式のようにムタロターゼの作用によりβ−Ｄ
−グルコースとなり、さらに（３）式の様にグルコース
オキシダーゼにより過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を生成する
。そこで、このＨ２Ｏ２を（４）式のように白金電極な
どからなる過酸化水素検出用の電極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１れるスクロース濃度を知ることができる。
重要である。従来、スクロース濃度の測定に関しては、
化学反応全利用する方法、あるいは液体クロマトグラフ
ィーなど種々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、上記欠点全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％式％ スクロース＋Ｈ２０α−Ｄ−グルコース十Ｄ−りルクト
ース （１） ムタロターゼ α−Ｄ−グルコースーーーーー→β−Ｄ−グルコース
（（８）グルコースオキシダーゼ β−Ｄ−グルコース十Ｈ２０＋０２ Ｈ２０２＋グルコン酸（３） Ｈ２Ｏ２２Ｈ＋０２＋２６ （４） まず、被検液中のスクロース力０式の様にβ−フ３ベー
ジ゛ ルクトシグーゼによりα−Ｄ−グルコースに分解され、
続いて（鴎式のようにムタロターゼの作用によりβ−Ｄ
−グルコースとなり、さらに（３）式の様にグルコース
オキシダーゼにより過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を生成する
。そこで、このＨ２Ｏ２を（４）式のように白金電極な
どからなる過酸化水素検出用の電極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１れるスクロース濃度を知ることができる。
しかし、この方法においては、スクロースをグルコース
に変換することに基づいているため、被検液中にグルコ
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。すなわち、β−フルクトシダ
ーゼとムタロターゼおよびグルコースオキシダーゼの３
種類の酵素を固定化したスクロース検出用（共存グルコ
ースも同時に検出する）の電極と、ムタロターゼとグル
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
几る電流値全差し引くことにより被検液中のスクロース
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
の応答特性全う甘く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。
に変換することに基づいているため、被検液中にグルコ
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。すなわち、β−フルクトシダ
ーゼとムタロターゼおよびグルコースオキシダーゼの３
種類の酵素を固定化したスクロース検出用（共存グルコ
ースも同時に検出する）の電極と、ムタロターゼとグル
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
几る電流値全差し引くことにより被検液中のスクロース
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
の応答特性全う甘く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、本発明は、以上に述べた不都合をなくし、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
の影響全除去することのできるスクロース濃度測定用酵
素電極を提供するものである。
かつ容易に、繰り返し使用でき、しかも共存グルコース
の影響全除去することのできるスクロース濃度測定用酵
素電極を提供するものである。
本発明のスクロース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ムタロターゼおよびβ−フルクト
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
電解除去するための第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とムタロターゼを固定化し
た点にある。ここで、第１の電極および第２の電極は、
そｎぞれ白金層を形成した多孔質膜から構成する５ベー
ご のがよい。
コースオキシダーゼとムタロターゼおよびβ−フルクト
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
電解除去するための第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とムタロターゼを固定化し
た点にある。ここで、第１の電極および第２の電極は、
そｎぞれ白金層を形成した多孔質膜から構成する５ベー
ご のがよい。
第１図は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。第１の電極は、多孔質膜３の片側の膜面上
にスパッタリング、蒸着などの方法で白金層４を形成し
、さらに膜面上および孔中にグルコースオキシダーゼと
ムタロターゼおよびβ−フルクトシグーゼ全固定化して
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。第１の電極は、多孔質膜３の片側の膜面上
にスパッタリング、蒸着などの方法で白金層４を形成し
、さらに膜面上および孔中にグルコースオキシダーゼと
ムタロターゼおよびβ−フルクトシグーゼ全固定化して
いる。
５Ｖｉこれらの酵素固定化層である。第２の電極２は、
多孔質膜６０両面に白金層７を前記同様の方法により形
成し、孔中および膜面上にはグルコースオキシダーゼと
ムタロターゼを固定化している。
多孔質膜６０両面に白金層７を前記同様の方法により形
成し、孔中および膜面上にはグルコースオキシダーゼと
ムタロターゼを固定化している。
８は酵素固定化層である。さらに、と九ら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ｎている
。測定に際しては、第２の電極側を被検液側となる様に
して用いる。
一体化され、一枚の薄膜状の酵素電極に構成さｎている
。測定に際しては、第２の電極側を被検液側となる様に
して用いる。
上記の酵素電極によるスクロース濃度測定について、前
述の（１）〜Ｇ４）の反応式に基づいて説明する。
述の（１）〜Ｇ４）の反応式に基づいて説明する。
すなわち、被検液中のスクロースは第２の電極の孔中會
通って第１の電極に拡散し、β−フルクト６ページ シターゼの作用でα−Ｄ−グルコースとなり、次にムタ
ロターゼによってβ−Ｄ−グルコースとなり、さらにグ
ルコースオキシダーゼによってＨ２Ｏ２が生成する。第
１の電極の電位’（ＨＨ２０２の十分な酸化電位に設定
しておくことにより、Ｈ２Ｏ２が白金層で酸化される。
通って第１の電極に拡散し、β−フルクト６ページ シターゼの作用でα−Ｄ−グルコースとなり、次にムタ
ロターゼによってβ−Ｄ−グルコースとなり、さらにグ
ルコースオキシダーゼによってＨ２Ｏ２が生成する。第
１の電極の電位’（ＨＨ２０２の十分な酸化電位に設定
しておくことにより、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スクロース濃度
に依存する。
に依存する。
被検液中にα又はβのＤ−グルコースが共存する場合に
は、第２の電極に固定化さ几たグルコースオキシダーゼ
とムタロターゼの作用によりＣ２）。
は、第２の電極に固定化さ几たグルコースオキシダーゼ
とムタロターゼの作用によりＣ２）。
（模式と同様にＨ２Ｏ２が生成し、ただちに白金層７に
よって（４）式のように電解酸化される。また、アスコ
ルビン酸をはじめとする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、第２の電極で前もって電解酸化することに
より、第１の電極におけるスクロースのみに基づいて生
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。
よって（４）式のように電解酸化される。また、アスコ
ルビン酸をはじめとする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、第２の電極で前もって電解酸化することに
より、第１の電極におけるスクロースのみに基づいて生
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ム７ ベー
〕ｔ タロターゼとグルコースオキシタ゛−ゼヲ固定化シた第
２の電極を用いることにより、共存するグルコースやア
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。
〕ｔ タロターゼとグルコースオキシタ゛−ゼヲ固定化シた第
２の電極を用いることにより、共存するグルコースやア
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、本発明の一実施例全説明する。
孔ｆｆ１２０００１． 孔ｆｆ１度３ ｘ １０８ｆＥ
Ｉ／ｃｎｆ、 膜厚１０μｍのポリカーボネート多孔質
膜の片面に厚さが約１００ＯＡの白金層ケスバッタリン
グにより形成し、六にこの白金層の側からグルコースオ
キシダーゼとムタロターゼおよびβ−フルクトシダーゼ
の混合液を膜面上および孔中に展開した後、乾燥し、グ
ルタルアルデヒド蒸気中において、５°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、上記と同じ多孔質膜全
使用し、膜の両面にスパッタリングにより上記同様の白
金層を形成し、次にグルコースオキシダーゼとムタロタ
ーゼの混合液を膜の両面および孔中に展開、乾燥後、前
記同様に固定化した。
Ｉ／ｃｎｆ、 膜厚１０μｍのポリカーボネート多孔質
膜の片面に厚さが約１００ＯＡの白金層ケスバッタリン
グにより形成し、六にこの白金層の側からグルコースオ
キシダーゼとムタロターゼおよびβ−フルクトシダーゼ
の混合液を膜面上および孔中に展開した後、乾燥し、グ
ルタルアルデヒド蒸気中において、５°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、上記と同じ多孔質膜全
使用し、膜の両面にスパッタリングにより上記同様の白
金層を形成し、次にグルコースオキシダーゼとムタロタ
ーゼの混合液を膜の両面および孔中に展開、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。
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。
第２図において、９は上記のスクロース濃度測定用酵素
電極であり、円筒形の樹脂製ホルダーＩＣ）＋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にそれぞれ接続さ几ている。ホルダー内部
には、第１の電極に対する白金対極１４とＡｇ／ＡｇＣ
１参照極１５を備え、ｐＨ５，６のリン酸緩衝液１６が
満たされている。捷たホルダー外部には、第２の電極に
対する白金対極１７とＡｇ／ＡｇＣ１参照極１８を備え
ている。また、第１および第２の電極の位置関係につに
装着されている。
電極であり、円筒形の樹脂製ホルダーＩＣ）＋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にそれぞれ接続さ几ている。ホルダー内部
には、第１の電極に対する白金対極１４とＡｇ／ＡｇＣ
１参照極１５を備え、ｐＨ５，６のリン酸緩衝液１６が
満たされている。捷たホルダー外部には、第２の電極に
対する白金対極１７とＡｇ／ＡｇＣ１参照極１８を備え
ている。また、第１および第２の電極の位置関係につに
装着されている。
上記の電極系１ｐＨ５，６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十〇−６０
Ｖ ｖｓ、 Ａｇ／ＡｇＣ１に設定し’＆ｏ次ｉｃ ス
クロース含む被検液全添加したところ、第１の電９ペー
ジ 極の電流は急激に増加し、約１分程度で定常値に達した
。このときの電流増加量とスクロース濃度の関係全第３
図に人で示す。同様にして、グルコース全添加した場合
のグルコース濃度と電流増加量の関係をＢで示す。
１の電極および第２の電極の電位をそれぞれ十〇−６０
Ｖ ｖｓ、 Ａｇ／ＡｇＣ１に設定し’＆ｏ次ｉｃ ス
クロース含む被検液全添加したところ、第１の電９ペー
ジ 極の電流は急激に増加し、約１分程度で定常値に達した
。このときの電流増加量とスクロース濃度の関係全第３
図に人で示す。同様にして、グルコース全添加した場合
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＋〇、 ６０ Ｖ ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣ１
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ｆ′Ｌｙ、（ｃで示す。
１の電極だけ＋〇、 ６０ Ｖ ｖｓ Ａｇ／ＡｇＣ１
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ｆ′Ｌｙ、（ｃで示す。
第３図のＢとｃ’ｌ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
増加を太幅に減少させることができる。また、スクロー
スに対しては、人に示すように良好な直線性を有するも
のであった。捷た、こｎ、とげ別にアスコルビン酸に対
して測定したところ、上記グルコースの場合と同様にほ
とんど影響を受けないことがわかった。
電極で電解を行うことにより、グルコースに基づく電流
増加を太幅に減少させることができる。また、スクロー
スに対しては、人に示すように良好な直線性を有するも
のであった。捷た、こｎ、とげ別にアスコルビン酸に対
して測定したところ、上記グルコースの場合と同様にほ
とんど影響を受けないことがわかった。
さらに、上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なく
、安定であった。
ころ、酵素電極の応答特性はほとんど低下することなく
、安定であった。
１０ベーミ゛
本発明のスクロース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、さらに
は設定電位ケバじめとする測定条件などについては、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几ば良い。
質膜の種類、白金層の形状、２つの電極の構成、さらに
は設定電位ケバじめとする測定条件などについては、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几ば良い。
第１図は本発明によるスクロース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図はスクロー
ス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図はスクロース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，
６・・・・・多孔質膜、４，７・・・・白金層、５，８
・・・・・・同定化酵素層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
一実施例を示す部分拡大断面模式図、第２図はスクロー
ス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図はスクロース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，
６・・・・・多孔質膜、４，７・・・・白金層、５，８
・・・・・・同定化酵素層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
Claims (1)
- （１）グルコースオキシダーゼとムタロターゼおよびβ
−フル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全妨害
する物質を電解酸化するための第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とムタロターゼ
ヲ固定化したことを特徴とするスクロース濃度測定用酵
素電極。 ？）第１の電極および第２の電極が、そｎぞれ白金層を
形成した多孔質膜からなる特許請求の範囲第１項記載の
スクロース濃度測定用酵素電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100213A JPS58216947A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | スクロ−ス濃度測定用酵素電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100213A JPS58216947A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | スクロ−ス濃度測定用酵素電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58216947A true JPS58216947A (ja) | 1983-12-16 |
| JPH0332742B2 JPH0332742B2 (ja) | 1991-05-14 |
Family
ID=14268018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57100213A Granted JPS58216947A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | スクロ−ス濃度測定用酵素電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58216947A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6193948A (ja) * | 1984-10-13 | 1986-05-12 | Shimadzu Corp | スクロ−スセンサ |
| US5206145A (en) * | 1988-05-19 | 1993-04-27 | Thorn Emi Plc | Method of measuring the concentration of a substance in a sample solution |
| US5225321A (en) * | 1987-09-11 | 1993-07-06 | Kanzaki Paper Mfg., Co., Ltd. | Measuring apparatus using enzyme electrodes and the method thereof |
| KR100481663B1 (ko) * | 2002-09-24 | 2005-04-08 | 김희찬 | 중기공성 백금을 포함하는 바이오센서 및 이를 이용한글루코스 농도 측정방법 |
-
1982
- 1982-06-10 JP JP57100213A patent/JPS58216947A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6193948A (ja) * | 1984-10-13 | 1986-05-12 | Shimadzu Corp | スクロ−スセンサ |
| US5225321A (en) * | 1987-09-11 | 1993-07-06 | Kanzaki Paper Mfg., Co., Ltd. | Measuring apparatus using enzyme electrodes and the method thereof |
| US5206145A (en) * | 1988-05-19 | 1993-04-27 | Thorn Emi Plc | Method of measuring the concentration of a substance in a sample solution |
| KR100481663B1 (ko) * | 2002-09-24 | 2005-04-08 | 김희찬 | 중기공성 백금을 포함하는 바이오센서 및 이를 이용한글루코스 농도 측정방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0332742B2 (ja) | 1991-05-14 |
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