JPS59133455A - 複数のセンサを備えた分析計 - Google Patents
複数のセンサを備えた分析計Info
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- JPS59133455A JPS59133455A JP58007333A JP733383A JPS59133455A JP S59133455 A JPS59133455 A JP S59133455A JP 58007333 A JP58007333 A JP 58007333A JP 733383 A JP733383 A JP 733383A JP S59133455 A JPS59133455 A JP S59133455A
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- urea
- palladium
- sensors
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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
- C12Q1/005—Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes
- C12Q1/006—Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes for glucose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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- C12Q1/001—Enzyme electrodes
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- Y10S435/817—Enzyme or microbe electrode
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は複数のセンサを備えた分析計に係シ、特に、ウ
レアーゼ固定化酵素を備えた尿素センナと、過酸化水素
を測定し得る電気化学的センサを同じ流路に設は得る分
析計に関する。
レアーゼ固定化酵素を備えた尿素センナと、過酸化水素
を測定し得る電気化学的センサを同じ流路に設は得る分
析計に関する。
従来、過酸化水素センサーやグルコースオキシダーゼ、
ウリカーゼなどのオキシダーゼ系酵素を用いる酵素セン
サーでは、作用電極に金あるいは白金を用い、対極に銀
を用いるのが一般的であった。これは、対極で起こる 4 H” + Ch + 4 e →2 H2O”−”
・・(1)の反応が、銀を用いると比較的安定な電位を
示すため、この銀対極に対して一定の電圧を印加するだ
けで定電位電解を可能にし、ひいては電極構造。
ウリカーゼなどのオキシダーゼ系酵素を用いる酵素セン
サーでは、作用電極に金あるいは白金を用い、対極に銀
を用いるのが一般的であった。これは、対極で起こる 4 H” + Ch + 4 e →2 H2O”−”
・・(1)の反応が、銀を用いると比較的安定な電位を
示すため、この銀対極に対して一定の電圧を印加するだ
けで定電位電解を可能にし、ひいては電極構造。
電源等を簡便なものにできるためである。
一方、酸化酵素の作用によって生じた過酸化水素を測定
する方式の上述の如きセンサーは、同じ流路内に他のセ
ンサと共に配設して用いる試みがなされている。例えば
、ウレアーゼ固定化酵素膜を備えた尿素窒素測定用電気
化学的センサは、グルコースオキシダーゼ固定化酵素膜
と過酸化水素電極からなるグルコース測定用電気化学的
センサと共に使用する。ここで、尿素窒素用センサは、
試料中の尿素をアンモニアにまで分解し、生成物をアン
モニウムイオン電極で測定するものである。
する方式の上述の如きセンサーは、同じ流路内に他のセ
ンサと共に配設して用いる試みがなされている。例えば
、ウレアーゼ固定化酵素膜を備えた尿素窒素測定用電気
化学的センサは、グルコースオキシダーゼ固定化酵素膜
と過酸化水素電極からなるグルコース測定用電気化学的
センサと共に使用する。ここで、尿素窒素用センサは、
試料中の尿素をアンモニアにまで分解し、生成物をアン
モニウムイオン電極で測定するものである。
ところが、上述のような尿素窒素用センサとグルコース
用センサを同一流路に配置すると、尿素窒素用センサの
劣化が著しいという問題が生じた。
用センサを同一流路に配置すると、尿素窒素用センサの
劣化が著しいという問題が生じた。
本発明の目的は、尿素センサと、過酸化水素を測定し得
る電気化学的センサとが同じ流路にあって本、尿素セン
サが劣化し難い複数センサを備えた分析計を提供すると
とにある。
る電気化学的センサとが同じ流路にあって本、尿素セン
サが劣化し難い複数センサを備えた分析計を提供すると
とにある。
本発明は、過酸化水素を測定し得る電気化学的センサ例
えばグルコース用センサで対極として用いている銀が、
流路内に溶は出して、尿素センサのウレアーゼを失活さ
せることが尿素センサの劣化の原因であることを突き止
めたことに基づいてなされた。
えばグルコース用センサで対極として用いている銀が、
流路内に溶は出して、尿素センサのウレアーゼを失活さ
せることが尿素センサの劣化の原因であることを突き止
めたことに基づいてなされた。
本発明では1過酸化水素を測定し得る電気化学的センサ
として作用電極と対極との間に一定電位を印加するもの
を用い、この対極をパラジウムを含む金属材料で構成し
た。これによシ銀の影響を除くことができる。
として作用電極と対極との間に一定電位を印加するもの
を用い、この対極をパラジウムを含む金属材料で構成し
た。これによシ銀の影響を除くことができる。
過酸化水素を測定し得る電気化学的センサとは、過酸化
水素透過膜を備えた過酸化水素測定用センサおよびこの
ような過酸化水素測定用センサと酸化酵素固定化膜とを
組合せた酵素センサを意味する。この種酵素センサには
、例えば、グルコースオキシダーゼを用いるグルコース
用センサ、ガラクトースオキシダーゼを用いるガラクト
ース用センサ、乳酸オキシダーゼを用いる乳酸用センサ
などがある。これらはいずれも酵素反応で過酸化水素を
生成し測定するものである。
水素透過膜を備えた過酸化水素測定用センサおよびこの
ような過酸化水素測定用センサと酸化酵素固定化膜とを
組合せた酵素センサを意味する。この種酵素センサには
、例えば、グルコースオキシダーゼを用いるグルコース
用センサ、ガラクトースオキシダーゼを用いるガラクト
ース用センサ、乳酸オキシダーゼを用いる乳酸用センサ
などがある。これらはいずれも酵素反応で過酸化水素を
生成し測定するものである。
又、尿素センサは、ウレアーゼ固定化酵素を備えたもの
であし、尿素をアンモニアに分解する反応を利用するも
のである。パラジウムを含む金属材料とは、金属パラジ
ウムそのものおよびパラジウム合金を包括する概念であ
る。
であし、尿素をアンモニアに分解する反応を利用するも
のである。パラジウムを含む金属材料とは、金属パラジ
ウムそのものおよびパラジウム合金を包括する概念であ
る。
第1図は本発明の一実施例の流路系統図である。
フローセル14には、増幅器17に接続された過酸化水
素用電気化学的センサ15および増幅器21に接続され
た尿素用電気化学的センサ20が流路19に面して配置
されている。この尿素用センサ20は、ウレアーゼ固定
化膜を備えたアンモニウムイオン測定電極であり、試料
中の尿素をウレアーゼによってアンモニアに分解し、生
成物であるアンモニウムイオンを測定する。
素用電気化学的センサ15および増幅器21に接続され
た尿素用電気化学的センサ20が流路19に面して配置
されている。この尿素用センサ20は、ウレアーゼ固定
化膜を備えたアンモニウムイオン測定電極であり、試料
中の尿素をウレアーゼによってアンモニアに分解し、生
成物であるアンモニウムイオンを測定する。
緩衝液11は、送液ポンプ16によって流路19内を一
定流量で流される。サンプラに配列された血液試料列の
内、吸入位置に移送された試料容器12からパルプ13
の切換によって流路内に所定量の血液試料が導入され、
緩衝液によって希釈される。過酸化水素用センサ15に
よって検知された過酸化水素量および尿素用センサ20
によって検知された尿素窒素量は、表示部である記録計
18に検出出力として記録される。
定流量で流される。サンプラに配列された血液試料列の
内、吸入位置に移送された試料容器12からパルプ13
の切換によって流路内に所定量の血液試料が導入され、
緩衝液によって希釈される。過酸化水素用センサ15に
よって検知された過酸化水素量および尿素用センサ20
によって検知された尿素窒素量は、表示部である記録計
18に検出出力として記録される。
第2図は、第1図の実施例で用いた過酸化水素用センサ
の具体例である。作用電極1は直径0.1簡の白金線か
らなシ、大部分が内筒内のガラス管10内に封入されて
いる。作用電極1の先端は過酸化水素透過膜2に達して
いる。対極5は外筒内に配置されている。この対極5は
金属パラジウムで形成されている。これら一対の電極は
、アクリル樹脂からなる円筒状の電極ボディ4内に収納
されている。過酸化水素透過膜2は膜固定用カラー3に
よって取付けられる。作用電極1と対極5の間にはIM
の塩化カリウム電解液9が満されておシ、対極5のリー
ド6の周囲はエボギシ樹脂7が充填され疎水されている
。8は作用電極のリードである。過酸化水素センサとし
て使用する場合には、作用電極に+〇、6vの電圧を印
加する。
の具体例である。作用電極1は直径0.1簡の白金線か
らなシ、大部分が内筒内のガラス管10内に封入されて
いる。作用電極1の先端は過酸化水素透過膜2に達して
いる。対極5は外筒内に配置されている。この対極5は
金属パラジウムで形成されている。これら一対の電極は
、アクリル樹脂からなる円筒状の電極ボディ4内に収納
されている。過酸化水素透過膜2は膜固定用カラー3に
よって取付けられる。作用電極1と対極5の間にはIM
の塩化カリウム電解液9が満されておシ、対極5のリー
ド6の周囲はエボギシ樹脂7が充填され疎水されている
。8は作用電極のリードである。過酸化水素センサとし
て使用する場合には、作用電極に+〇、6vの電圧を印
加する。
この実施例によれば、固定化酵素の脱離による以外は、
ウレアーゼの失活が実質的に認められず、過酸化水素用
センサに基づいて尿素用センサが劣化される現象を改善
できた。従来の銀/塩化銀の対極を用いた過酸化水素用
センサと組合せた場合には、尿素用センサはウレアーゼ
が2日目から失活が認められ、−週間程度で実用的な測
定が困難になる。
ウレアーゼの失活が実質的に認められず、過酸化水素用
センサに基づいて尿素用センサが劣化される現象を改善
できた。従来の銀/塩化銀の対極を用いた過酸化水素用
センサと組合せた場合には、尿素用センサはウレアーゼ
が2日目から失活が認められ、−週間程度で実用的な測
定が困難になる。
従来の銀/塩化銀対極では、+0.6Vの電圧を印加し
た場合、印加開始から実質的にベースラインが安定する
までの時間は、約60分であったのに対し、上述の実施
例によれば約20分で安定し、初期安定化時間が大幅に
短縮された。しかも、従来のものより、ベースラインの
長期間の経時変動も低減された。第3図における曲線a
は血中過酸化水素の検量線例を示す。このように直線性
が良好である。
た場合、印加開始から実質的にベースラインが安定する
までの時間は、約60分であったのに対し、上述の実施
例によれば約20分で安定し、初期安定化時間が大幅に
短縮された。しかも、従来のものより、ベースラインの
長期間の経時変動も低減された。第3図における曲線a
は血中過酸化水素の検量線例を示す。このように直線性
が良好である。
次に本発明の他の実施例について説明する。第1図の過
酸化水素用センサ15の代りに、グルコース用センサを
用いた。このグルコース用センサは、第2図に示した過
酸化水素用センサの過酸化水素透過膜2に、グルコース
オキシダーゼを固定化したものである。通常は過酸化水
素透過膜の外側に固定化酵素膜が配設されるが、両者が
一体化されたものであってもよい。グルコースオキシダ
ーゼの酵素反応によって生成され九過酸水素が検出され
、記録計18に表示される。
酸化水素用センサ15の代りに、グルコース用センサを
用いた。このグルコース用センサは、第2図に示した過
酸化水素用センサの過酸化水素透過膜2に、グルコース
オキシダーゼを固定化したものである。通常は過酸化水
素透過膜の外側に固定化酵素膜が配設されるが、両者が
一体化されたものであってもよい。グルコースオキシダ
ーゼの酵素反応によって生成され九過酸水素が検出され
、記録計18に表示される。
第3図における曲線すは、グルコース標準液および血清
試料に基づく検量線である。検量線はグルコース濃度が
0〜1000mg/dtまで直線性を示した。第4図は
、血清試料の実測例である。図中varsatol、
■alldate−A、 MonItrol 工および
M□n1trol lはいずれも管理血清である。
試料に基づく検量線である。検量線はグルコース濃度が
0〜1000mg/dtまで直線性を示した。第4図は
、血清試料の実測例である。図中varsatol、
■alldate−A、 MonItrol 工および
M□n1trol lはいずれも管理血清である。
この実施例によっても尿素用センサへの影響、ベースラ
インの初期安定性、ベースラインの長期安定性は、第1
の実施例の場合と同様に従来のものに比して優れていた
。
インの初期安定性、ベースラインの長期安定性は、第1
の実施例の場合と同様に従来のものに比して優れていた
。
上述の実施では、金属パラジウムを用いたがパラジウム
合金であっても同様の効果がある。しかし、類似の性質
を有すると思われる白金及び白金黒を対極に用いた場合
には、ドリフトが長時間にわたって続き実用的でなかっ
た。上述のグルコース用センサに代えて、酸化酵素の固
定化膜を用いる尿酸用上ンサやコレステロール用センサ
にも本発明を適用することができる。
合金であっても同様の効果がある。しかし、類似の性質
を有すると思われる白金及び白金黒を対極に用いた場合
には、ドリフトが長時間にわたって続き実用的でなかっ
た。上述のグルコース用センサに代えて、酸化酵素の固
定化膜を用いる尿酸用上ンサやコレステロール用センサ
にも本発明を適用することができる。
以上説明したように本発明によれば、尿素センサの劣化
を、同じ流路に配設する別のセンサを改良することによ
って低減し得るという予想外の効果が得られる。
を、同じ流路に配設する別のセンサを改良することによ
って低減し得るという予想外の効果が得られる。
第1図は本発明の一実施例の流路構成を示す図、第2図
は第1図の実施例で用いた過酸化水素用センサの断面図
、第3図は過酸化水素およびグルコースの検量線を示す
図、第4図はグルコースの実測データを示す図である。 1・・・作用電極、2・・・過酸化水素透過膜、5・・
・対極、11・・・緩衝液、12・・・試料容器、14
・・・フローセル、15・・・過酸化水素用センサ、2
o・・・尿素用センサ。 イl 図 12図 2 / 第3図 1 2σθ aao ya sac //σ
σり“πクース對(mシ1り 亙4図
は第1図の実施例で用いた過酸化水素用センサの断面図
、第3図は過酸化水素およびグルコースの検量線を示す
図、第4図はグルコースの実測データを示す図である。 1・・・作用電極、2・・・過酸化水素透過膜、5・・
・対極、11・・・緩衝液、12・・・試料容器、14
・・・フローセル、15・・・過酸化水素用センサ、2
o・・・尿素用センサ。 イl 図 12図 2 / 第3図 1 2σθ aao ya sac //σ
σり“πクース對(mシ1り 亙4図
Claims (1)
- 1、ウレアーゼ固定化酵素を備えた尿素センナと、過酸
化水素を測定し得る電気化学的センサとを、同じ流路に
設けた複数センサを備えた分析計において、上記電気化
学的センサは、作用電極と対極との間に一定電位を印加
するものであシ、上記対極はパラジウムを含む金属材料
からなることを特徴とする複数のセンサを備えた分析計
。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58007333A JPS59133455A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 複数のセンサを備えた分析計 |
US06/571,947 US4525265A (en) | 1983-01-21 | 1984-01-19 | Electrochemical sensor capable of determining hydrogen peroxide concentration and analyzer using the same |
DE8484100562T DE3483586D1 (de) | 1983-01-21 | 1984-01-19 | Elektrochemischer sensor geeignet zur bestimmung der wasserstoffperoxidkonzentration und ein damit ausgeruestetes analysegeraet. |
EP84100562A EP0120202B1 (en) | 1983-01-21 | 1984-01-19 | Electrochemical sensor capable of determining hydrogen peroxide concentration and analyzer using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58007333A JPS59133455A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 複数のセンサを備えた分析計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59133455A true JPS59133455A (ja) | 1984-07-31 |
JPH0336185B2 JPH0336185B2 (ja) | 1991-05-30 |
Family
ID=11663022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58007333A Granted JPS59133455A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 複数のセンサを備えた分析計 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4525265A (ja) |
EP (1) | EP0120202B1 (ja) |
JP (1) | JPS59133455A (ja) |
DE (1) | DE3483586D1 (ja) |
Families Citing this family (44)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60114760A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-21 | Hitachi Ltd | マルト−スセンサ |
US6846654B1 (en) * | 1983-11-29 | 2005-01-25 | Igen International, Inc. | Catalytic antibodies as chemical sensors |
US5034189A (en) * | 1985-08-27 | 1991-07-23 | The Regents Of The University Of California | Fluorescent probe for rapid measurement of analyte concentration |
US4891104A (en) * | 1987-04-24 | 1990-01-02 | Smithkline Diagnostics, Inc. | Enzymatic electrode and electrode module and method of use |
US5158868A (en) * | 1987-07-17 | 1992-10-27 | Iniziative Marittime 1991, S.R.L. | Method of sample analysis |
US4997627A (en) * | 1987-07-17 | 1991-03-05 | Fisher Scientific Company | Sample analysis |
US5037527A (en) * | 1987-08-28 | 1991-08-06 | Kanzaki Paper Mfg. Co., Ltd. | Reference electrode and a measuring apparatus using the same |
US5225321A (en) * | 1987-09-11 | 1993-07-06 | Kanzaki Paper Mfg., Co., Ltd. | Measuring apparatus using enzyme electrodes and the method thereof |
DK622587D0 (da) * | 1987-11-27 | 1987-11-27 | Radiometer As | Fremgangsmaade og apparat til kemisk analyse |
JP2690053B2 (ja) * | 1988-01-08 | 1997-12-10 | マルハ株式会社 | バイオセンサー |
US6306594B1 (en) | 1988-11-14 | 2001-10-23 | I-Stat Corporation | Methods for microdispensing patterened layers |
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US5306413A (en) * | 1992-03-31 | 1994-04-26 | Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. | Assay apparatus and assay method |
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US20030204274A1 (en) * | 2002-04-26 | 2003-10-30 | Medtronic, Inc. | Patient controlled activation with implantable drug delivery devices |
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