JPS5885148A - 電極 - Google Patents
電極Info
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- JPS5885148A JPS5885148A JP56184615A JP18461581A JPS5885148A JP S5885148 A JPS5885148 A JP S5885148A JP 56184615 A JP56184615 A JP 56184615A JP 18461581 A JP18461581 A JP 18461581A JP S5885148 A JPS5885148 A JP S5885148A
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- electrode
- electrodes
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
- G01N31/16—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using titration
- G01N31/162—Determining the equivalent point by means of a discontinuity
- G01N31/164—Determining the equivalent point by means of a discontinuity by electrical or electrochemical means
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、主に生化学的な微量分析において有用な電気
化学測定電極の構造に関する。
化学測定電極の構造に関する。
一般に血液、尿等の生体関連物体は、多数の成分を含有
している。このように多数成分中から目的成分のみを検
出する場合、他成分により妨害を受け、」１１定精度に
悪影響を及ぼすことが多い。
している。このように多数成分中から目的成分のみを検
出する場合、他成分により妨害を受け、」１１定精度に
悪影響を及ぼすことが多い。
例えは、血液中の成分であるグルコースを電気化学的に
測定する場合について述べる。グルコースは、グルコー
スオキンダーゼ酵素によって、水および酸素との反応で
Ｈ２Ｏ２を生成する。この時生成しだＨ２Ｏ２量を電気
化学的に酸化して酸化電流を測定してグルコース量を測
定する場合において、血液中に存在するアスコルビン酸
、尿酸等も同様に酸化電流を生じる。そのため真のグル
コースによる酸化電流値を得ることができない。
測定する場合について述べる。グルコースは、グルコー
スオキンダーゼ酵素によって、水および酸素との反応で
Ｈ２Ｏ２を生成する。この時生成しだＨ２Ｏ２量を電気
化学的に酸化して酸化電流を測定してグルコース量を測
定する場合において、血液中に存在するアスコルビン酸
、尿酸等も同様に酸化電流を生じる。そのため真のグル
コースによる酸化電流値を得ることができない。
このような場合、従来は、測定電極の前面にアスコルビ
ン酸、尿酸等の分子量の大きな分子は通過しに−くいが
、Ｈ２Ｏ２のように分子量の小さな分子は通過しやすい
膜を設けて、アスコルビン酸、尿酸などの妨害物質の影
響を小さくしてきた。
ン酸、尿酸等の分子量の大きな分子は通過しに−くいが
、Ｈ２Ｏ２のように分子量の小さな分子は通過しやすい
膜を設けて、アスコルビン酸、尿酸などの妨害物質の影
響を小さくしてきた。
本発明者らは、以前に白金等の導電層を高分子膜上にス
パッタリング等の蒸着方法によって形成させた多孔質膜
を測定電極の前面に設けて、妨害物質を電気化学拍に前
電解処理して妨害物質を除去する電極を提案した。本発
明は、このような目的に主に用いられる電極の構造を改
良することによって、より迅速、簡便に測定できる電極
構造を提供するものである。
パッタリング等の蒸着方法によって形成させた多孔質膜
を測定電極の前面に設けて、妨害物質を電気化学拍に前
電解処理して妨害物質を除去する電極を提案した。本発
明は、このような目的に主に用いられる電極の構造を改
良することによって、より迅速、簡便に測定できる電極
構造を提供するものである。
本発明者らが先に提案した測定電極において用いた電極
の断面模式図を第１図に示す。
の断面模式図を第１図に示す。
第１図において、１，２．３はそれぞれ目的物質側定電
−極系（以後、測定電極系と略す）の作用電極、参照電
極、対極である。４，６．６はそれぞれ妨害物質除去電
極系（以後、除去電極系と略す）の作用電極、参照電極
、対極である。７は被検液、８．９はそれぞれ目的物質
を測定するために導電層１ｏを有する多孔質膜（目的物
質検知膜電極）と妨害物質を除去するために導電層１１
を有する多孔質膜（除去用膜電極）である。
−極系（以後、測定電極系と略す）の作用電極、参照電
極、対極である。４，６．６はそれぞれ妨害物質除去電
極系（以後、除去電極系と略す）の作用電極、参照電極
、対極である。７は被検液、８．９はそれぞれ目的物質
を測定するために導電層１ｏを有する多孔質膜（目的物
質検知膜電極）と妨害物質を除去するために導電層１１
を有する多孔質膜（除去用膜電極）である。
ここで、除去電極系の電極５，６は電極ケース１２の外
にあり、被検液７中に存在していた。この場合除去電極
系が、作用電極と参照電極の２′屯極（２電極の場合、
参照電極を作用電極に対して対極ともいう）からなって
いる場合は問題ないが、作用電極、参照電極、対極の３
電極からなる場合ば、電極を被検液より引き上げ／こ時
、参照′電極が対極より先（て被検液より離れた場合に
過大電流が流れるため、保護回路を設けるが、電源を切
るがしなければ、被検液に繰り返し浸せきして測定でき
る電極として使用できない。、又、除去電極系も一本の
電極内部に昔とめることができれば電極の取り扱いも容
易になり、電極もコンパクトになる利点がある。
にあり、被検液７中に存在していた。この場合除去電極
系が、作用電極と参照電極の２′屯極（２電極の場合、
参照電極を作用電極に対して対極ともいう）からなって
いる場合は問題ないが、作用電極、参照電極、対極の３
電極からなる場合ば、電極を被検液より引き上げ／こ時
、参照′電極が対極より先（て被検液より離れた場合に
過大電流が流れるため、保護回路を設けるが、電源を切
るがしなければ、被検液に繰り返し浸せきして測定でき
る電極として使用できない。、又、除去電極系も一本の
電極内部に昔とめることができれば電極の取り扱いも容
易になり、電極もコンパクトになる利点がある。
本発明は、以上に示した従来の欠点を克服して、特に保
護回路を設けなくとも、又、被検液から引き上げ及び浸
せきの繰り達し動作が電源を切らなくとも出来るように
、測定電極系と除去電極系を１つの電極ケース内に構成
して、測定可能にしたものである、 すなわち、本発明は、電極内部に電解質溶液保持室を２
つ以上有し、少なくとも一つの室に測定電極系の中の少
なくとも膜電極を、他の室に目的物質測定上妨害となる
物質を電気化学的に処理する除去電極系の中の少なくと
も膜電極を組み込んたこ吉を特徴とする一体型の電極で
ある。
護回路を設けなくとも、又、被検液から引き上げ及び浸
せきの繰り達し動作が電源を切らなくとも出来るように
、測定電極系と除去電極系を１つの電極ケース内に構成
して、測定可能にしたものである、 すなわち、本発明は、電極内部に電解質溶液保持室を２
つ以上有し、少なくとも一つの室に測定電極系の中の少
なくとも膜電極を、他の室に目的物質測定上妨害となる
物質を電気化学的に処理する除去電極系の中の少なくと
も膜電極を組み込んたこ吉を特徴とする一体型の電極で
ある。
なお、ここで電極系とは、作用電極、参照電極。
対極からなる３電極系、あるいは作用電極、参照電極か
らなる２電極系のことである。
らなる２電極系のことである。
第２図に本発明の電極の構成例を断面模式図で示した。
ここでは、電解質溶液保持室を２つ有する場合について
示した。
示した。
１３．１４．１５はそれぞれ測定電極系の作用電極、参
照電極、対極である。１６，１７．１８はそれぞれ除去
電極系の作用電極、参照電極、対極である。
照電極、対極である。１６，１７．１８はそれぞれ除去
電極系の作用電極、参照電極、対極である。
２１．２２はそれぞれ多孔質膜であり、その表面に白金
、金等の金属、あるいは金属酸化物、カーボン等の導電
層２３．２４を有している。導電層２３．２４はそれぞ
れ作用電極１３．１６と電気的に導通しているので作用
電極であり、多孔質膜２１．２２はそれぞれ目的物質測
定膜電極、除去用膜電極の役割をしている。
、金等の金属、あるいは金属酸化物、カーボン等の導電
層２３．２４を有している。導電層２３．２４はそれぞ
れ作用電極１３．１６と電気的に導通しているので作用
電極であり、多孔質膜２１．２２はそれぞれ目的物質測
定膜電極、除去用膜電極の役割をしている。
１９ 、２０はそれぞれ電解質溶液保持室である。
図において電解質溶液保持室は、中心とその周囲に同心
円状に設けられているが、２つの室が連列に並んでいて
もよく、測定上問題がなければその配置を特に規制する
ものではない。
円状に設けられているが、２つの室が連列に並んでいて
もよく、測定上問題がなければその配置を特に規制する
ものではない。
なお、ここて電解質溶液保持室とは、各電極系の作用電
極が直接に各保持室の電解質溶液と主に接する部分を有
している場合に、各保持室を１つの保持室と数える。例
えば、第２図において測定電極系の作用電極１３ 、２
３は直接に電解質溶液２６と接しており、又、除去電極
系の作用電極１６．２４は、直接に電解質溶液２６と接
しているので、それぞれが一つの室であると数える。な
お、保持室１９．２０中の電解質溶液は、多孔質膜２１
．２２を通して液絡しているが、その他の部分で液絡し
ていてもよい。
極が直接に各保持室の電解質溶液と主に接する部分を有
している場合に、各保持室を１つの保持室と数える。例
えば、第２図において測定電極系の作用電極１３ 、２
３は直接に電解質溶液２６と接しており、又、除去電極
系の作用電極１６．２４は、直接に電解質溶液２６と接
しているので、それぞれが一つの室であると数える。な
お、保持室１９．２０中の電解質溶液は、多孔質膜２１
．２２を通して液絡しているが、その他の部分で液絡し
ていてもよい。
保持室には、第２図のように作用電極、参照電極、対極
の３電極を構成する代わりに、電極系の一部を保持室の
外に構成させてもよい。例えば、第４図においては、対
極３３が保持室３４の外に存在しており、導電性ゴム３
５が対極の役割をしている。
の３電極を構成する代わりに、電極系の一部を保持室の
外に構成させてもよい。例えば、第４図においては、対
極３３が保持室３４の外に存在しており、導電性ゴム３
５が対極の役割をしている。
以上のように電極内部に測定電極系の電解質溶液保持室
と、除去電極系の保持室を設けて一体型の電極構造にす
ると、最初に両電極系に電位を与えて、残余電流値が一
定値に達した後、被測定液に繰り返し浸せきして目的物
質の濃度を測定することができ、妨害物質を十分除去す
ることができる。又、一体化することによって取り扱い
も容易になる。
と、除去電極系の保持室を設けて一体型の電極構造にす
ると、最初に両電極系に電位を与えて、残余電流値が一
定値に達した後、被測定液に繰り返し浸せきして目的物
質の濃度を測定することができ、妨害物質を十分除去す
ることができる。又、一体化することによって取り扱い
も容易になる。
なお、第２〜４図においては、３電極系について示した
が、２電極系についても同様に一体化することができ測
定可能である。又、第２図においては電解質溶液保持室
を２つ有する場合について示したが、第３図に示すよう
に電解質溶液保持室を３つ以上有する場合についても同
様である。例えば、第３図においては、測定電極系の電
解質溶液保持室２８．２９と、除去電極系の電解質溶液
保持室２７を有している。この場合、例えば多孔質膜３
０．３１にそれぞれグルコースオキシダーゼ酵素トコレ
スチロールオキシダーゼ酵素を固定化すると、被検液と
して例えば、血液中に一度浸せきすることによって、血
液中の妨害物質は多孔’ｉ′ｒ膜３２に′電位をかけて
いる除去電極系によって除かれ、一度に血液中のグルコ
ースとコレステロールの濃度を測定することができる、 以上のように電極系の近傍に存在する多孔質膜に、酵素
を固定化するほかに、オルガネラ、微生物等の蛋白質含
有物質も同様に固定化できる。
が、２電極系についても同様に一体化することができ測
定可能である。又、第２図においては電解質溶液保持室
を２つ有する場合について示したが、第３図に示すよう
に電解質溶液保持室を３つ以上有する場合についても同
様である。例えば、第３図においては、測定電極系の電
解質溶液保持室２８．２９と、除去電極系の電解質溶液
保持室２７を有している。この場合、例えば多孔質膜３
０．３１にそれぞれグルコースオキシダーゼ酵素トコレ
スチロールオキシダーゼ酵素を固定化すると、被検液と
して例えば、血液中に一度浸せきすることによって、血
液中の妨害物質は多孔’ｉ′ｒ膜３２に′電位をかけて
いる除去電極系によって除かれ、一度に血液中のグルコ
ースとコレステロールの濃度を測定することができる、 以上のように電極系の近傍に存在する多孔質膜に、酵素
を固定化するほかに、オルガネラ、微生物等の蛋白質含
有物質も同様に固定化できる。
なお、上記の例では多孔質膜３０．３１に酵素を固定化
したが、測定対象物質によっては、被検液側の多孔質膜
３２に固定化あるいは、両方に固定化してもよい。
したが、測定対象物質によっては、被検液側の多孔質膜
３２に固定化あるいは、両方に固定化してもよい。
このように、電極内部に電解質溶液保持室を２つ以上有
して、目的物質測定電極系と妨害物質除去電極系を組み
込むことによって、迅速、簡便。
して、目的物質測定電極系と妨害物質除去電極系を組み
込むことによって、迅速、簡便。
被検液の微量という長所が得られる。、以下、本発明の
詳細な説明する。
詳細な説明する。
厚さ１０μｍのポリカーボネート多孔質膜の片面に厚さ
約１０００Ａの白金層をスパッタリングにより形成した
。この多孔質上にグルコースオキシダーゼ酵素を展開し
、グルタルアルデヒドで固定化した。この酵素固定化多
孔質膜を第１図、第２図の８，２１に電極の作用電極１
，１３に接するように配置させた。
約１０００Ａの白金層をスパッタリングにより形成した
。この多孔質上にグルコースオキシダーゼ酵素を展開し
、グルタルアルデヒドで固定化した。この酵素固定化多
孔質膜を第１図、第２図の８，２１に電極の作用電極１
，１３に接するように配置させた。
次に、同じポリカーボネート薄膜の両面に白金層を同様
に形成し、第１図、第２図の９，２２０位置に作用電極
４，１６と接するように取り付けた。ここで、作用電極
、対極には白金を用い、参照電極として銀−塩化銀電極
を用いた。
に形成し、第１図、第２図の９，２２０位置に作用電極
４，１６と接するように取り付けた。ここで、作用電極
、対極には白金を用い、参照電極として銀−塩化銀電極
を用いた。
第１図の電極において、測定電極系１，２．３は、最初
に電圧を印加した後、被検液７から電極を取り出しても
連続測定できるが、除去電極系４゜６．６は、被検液か
ら取り出す毎に電圧印加を切って測定した。
に電圧を印加した後、被検液７から電極を取り出しても
連続測定できるが、除去電極系４゜６．６は、被検液か
ら取り出す毎に電圧印加を切って測定した。
一方、第２図の電極では、測定電極系１３，１４゜１６
と、除去電極系１６，１７．１８に最初に電圧を印加し
た後、被検液に繰り返し浸せきして連続測定できた。
と、除去電極系１６，１７．１８に最初に電圧を印加し
た後、被検液に繰り返し浸せきして連続測定できた。
第１図および第２図の測定電極系、除去電極系に、それ
ぞれ０．６ Ｖ ｖｓ Ａｙ ／ ＡｙＣβの電圧を印
加した。第２図の電極をグルコース濃度１０−２モル／
Ｉ！。
ぞれ０．６ Ｖ ｖｓ Ａｙ ／ ＡｙＣβの電圧を印
加した。第２図の電極をグルコース濃度１０−２モル／
Ｉ！。
の血液に直接浸せきして測定したところ、グルコース濃
度に対応する一定の電流値を示すのに約１゜秒を要した
。一方、第１図の電極では、グルコース含有液に直接浸
せきすることができないので、あらかじめ血液を含まな
い電解質溶液からなる被検液７中に電極を浸せきして、
両電極系に電圧を印加した後、注射器で血液３６を注入
してグルコース濃度１ｏ−２モル／！に対応する一定の
電流値を測定した。この場合、電極を浸せきしてから測
定までに要した時間は約６０秒であった。又、いずれの
測定においても、妨害物質による電流値の増加は、はと
んどみられなかった。
度に対応する一定の電流値を示すのに約１゜秒を要した
。一方、第１図の電極では、グルコース含有液に直接浸
せきすることができないので、あらかじめ血液を含まな
い電解質溶液からなる被検液７中に電極を浸せきして、
両電極系に電圧を印加した後、注射器で血液３６を注入
してグルコース濃度１ｏ−２モル／！に対応する一定の
電流値を測定した。この場合、電極を浸せきしてから測
定までに要した時間は約６０秒であった。又、いずれの
測定においても、妨害物質による電流値の増加は、はと
んどみられなかった。
以上のように、本発明め電極においては、取り扱いが簡
便で迅速に測定でき、また、１成分以上の多成分をも一
度に測定できるので、特に生化学的な分析分野において
大変有用な電極である。
便で迅速に測定でき、また、１成分以上の多成分をも一
度に測定できるので、特に生化学的な分析分野において
大変有用な電極である。
第１図は被検液中に浸せきされている従来例の電極の断
面模式図、第２〜４図は本発明の電極の構成例を示す断
面模式図である。 １３・・・・・・測定電極系の作用電極、１４・・・・
・・同参熱電極、１６・・・・・同対極、１６ ・除去
電極系の作用電極、１７・・・・・同参照電極、１８・
・・・・同対極、１９．２０・・・・・・電解質溶液保
持室、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 第４図
面模式図、第２〜４図は本発明の電極の構成例を示す断
面模式図である。 １３・・・・・・測定電極系の作用電極、１４・・・・
・・同参熱電極、１６・・・・・同対極、１６ ・除去
電極系の作用電極、１７・・・・・同参照電極、１８・
・・・・同対極、１９．２０・・・・・・電解質溶液保
持室、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 第４図
Claims (2)
- （１）電極内部に電解質溶液保持室を２つ以上有し、少
なくともひとつの室に目的物質測定電極系の中の少なく
とも一電極を、他の室に目的物質側゛定上妨害となる物
質を電気化学的に処理する妨害物質除去電極系の中の少
なくとも一電極を組み込んだことを特徴とする電極。 - （２） 目的物質測定電極系および妨害物質除去電極
系あるいはその一方の電極系の近傍に少なくとも蛋白質
含有物質が固定化されている特許請求の範囲第１項記載
の電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184615A JPS5885148A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184615A JPS5885148A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5885148A true JPS5885148A (ja) | 1983-05-21 |
Family
ID=16156315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56184615A Pending JPS5885148A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5885148A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5332479A (en) * | 1991-05-17 | 1994-07-26 | Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. | Biosensor and method of quantitative analysis using the same |
-
1981
- 1981-11-17 JP JP56184615A patent/JPS5885148A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5332479A (en) * | 1991-05-17 | 1994-07-26 | Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. | Biosensor and method of quantitative analysis using the same |
| US5382346A (en) * | 1991-05-17 | 1995-01-17 | Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. | Biosensor and method of quantitative analysis using the same |
| US5496453A (en) * | 1991-05-17 | 1996-03-05 | Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. | Biosensor and method of quantitative analysis using the same |
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