JPS59166852A - バイオセンサ - Google Patents

バイオセンサ

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JPS59166852A
JPS59166852A JP58040885A JP4088583A JPS59166852A JP S59166852 A JPS59166852 A JP S59166852A JP 58040885 A JP58040885 A JP 58040885A JP 4088583 A JP4088583 A JP 4088583A JP S59166852 A JPS59166852 A JP S59166852A
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electrode
substrate
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真理子 河栗
Shiro Nankai
史朗 南海
Takashi Iijima
孝志 飯島
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING 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
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/001Enzyme electrodes
    • C12Q1/004Enzyme electrodes mediator-assisted
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING 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
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/001Enzyme electrodes
    • C12Q1/005Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes

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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、簡易に生体試料中の特定成分を測定テキルバ
イオセンサに関するものテアル0従来例の構成とその問
題点 最近、酵素を用いることによシ、生体試料中の複雑な成
分を酵素反応及び電極反応によシ特異的に測定できるバ
イオセンサが開発されている。グルコースセンサに例を
とると、第1図のように、グルコースオキシダーゼ固定
化電極1に定電圧を印加し、流路2に緩衝液を流しなが
ら試料液を添加し、電極1に流れる電流値により試料中
のグルコース濃度を検知するフロ一方式が開発されてい
る。この方式は高速に精度よく測定できるが、装置が大
型化してしまうという問題点があった。
そこで、第2図のように、グルコースオキシダーゼ固定
化電極1を容器3に入れ、緩衝ti4で満たし、スター
テ5で攪拌している中に試料液を添加するいわゆるバッ
チ方式が考えられた。この方式によシ、かなシ小型化で
きたが、緩衝液のとりかえが必要であり、又攪拌装置が
不可欠なため攪拌によるアワの発生や液の乱れが起こり
、精度に影響するなどの問題点があった。又希釈してい
るため、緩Wi液の量や試料の添加量に精度が要求され
操作が複雑化する不都合があった。
発明の目的 本発明は、上記の問題点を克服し、小型で簡易に測定で
き、しかも精度のよいバイオセンサを提供することを目
的とする。
発明の構成 本発明のバイオセンサは、絶縁性の基板上に端部を露出
させて測定極と対極とを埋め込み、前記両電極の露出部
を覆うように多孔体を設置し、この多孔体に酸化還元酵
素を含ませたことを特徴とする。
本発明のバイセンサを用いれば、緩衝液を用いずに、酵
素を含む多孔体に覆われた電極に試料液を添加して測定
することができる。
実施例の説明 第3図は本発明の実施例のバイオセンサを示す。
6は樹脂基の基板、7は測定極、8は対極であり、電極
7,8はその端面が基板6上に露出するように基板6に
埋め込まれている。9,1oは電極7゜8のリードであ
る。11は電極7,8の露出面を覆うように設置した親
水性の多孔体であシ、これには測定対象物にのみ作用す
る酸化還元酵素が含まれている。この多孔体11に試料
液を添加すると、酵素と反応し生成した過酸化水素や減
少した酸素量を、上dd2電極間に所定の電圧をかけて
流れる電流値を測定することにょシ険知し、基質の濃度
を測定することができる。
上記の構成によれば、緩衝液を用いるこ七なく、攪拌も
必要ないので、装置が非常に簡略化されコンパクトにな
り、父液のとりかえや定量注液の操作がなくなり簡単に
測定ができる。
次ニ、バイオセンサの1つとして、グルコースセンサに
ついて具体例を説明する。
第3図において、測定極7および対極8に白金を用いた
。電位を安定させるため、対極8の面積t/′i測定極
7の少なくとも2倍以上の面積にした。
対極8に対し測定極7が+0.9Vになるよう設定した
。この2つの電極を覆うように、グルコースオキシダー
ゼを含浸して乾燥したろ紙11を設置した。
グルコース標準液(Q〜300Iq/di)を上記(7
)6.!HC1oμtずつ添加すると、グルコースオキ
シダーゼと反応し生成した過酸化水素が電極面で酸化さ
れ、その時の酸化電流のピーク値をとると第4図のAの
ようになシ、グルコース濃度トよい直線関係を示した。
測定は1回毎、ろ紙を取りかえればよいので、液交換の
必要や、攪拌の手間が省けた。応答時間は、攪拌方式が
5秒ぐらいなのに対し、16〜20秒必要であるが、攪
拌のためにできたアワや液の乱れ、希釈誤差などがなく
なシ、精度よ〈簡易に測定ができた。
酵素反応で使われた酸素の減少量もグルコース濃度とよ
い直線性を示した。また、対極8を銀塩化銀にした場合
も良好な結果が得られた。
ろ紙の代わりに、ポリカーボネート多孔体膜やガラス繊
維、ガーゼなどを用いても、同様な結果が得られた。
グルコ−スオキンダ〜ゼをろ紙に含浸した後、グルタル
アルデヒド蒸気中で1時間固定化した。
このろ紙を使用したところ、第4図のBのように、固定
化しないろ紙を使った応答Aよシミ流値が低かったが、
直線性は良く、又長期保存がζ能となったQ 2電極間7と8の電圧を0〜+0.9Vの間で鋸歯状に
IV/secで変化させ、グルコース標準液(Q〜30
0”P/dz)1oμLを添加した時流れる電流のピー
ク値を測定したところ、第4図のごのようになり、定電
圧で測定したものより高く流れ、しかもグルコース濃度
との直線性も良好であった。
本発明は、上記例のグルコースセンサに限らず、7 /
l、 コールセンサや鮮度に関係するイノシンセンサな
ど、酸化還元酵素の関与する系に用いることができる。
発明の効果 本発明によれば、測定電極および対極からなる系に酸化
還元酵素を含んだ多孔体を設置し、直接試料液を添加し
て測定することにより、攪拌が省略されて装置が小型化
でき、製造が容易になる。
又攪拌によるアワや液の乱れもなく、液の交換なども必
要でなくなシ、簡易に精度よく測定できるようになる。
特にグルコースセンサについては、家庭で簡易に測定で
きる装置が望まれて龜るので、非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の70一方式のグルコースセンサの構成を
示す略図、第2図はノ<ノテカ式のり゛ルーコースセン
サの略図、第3図は本発明の一実施例のグルコースセン
ザの縦断面略図、第4図は同センサの応答例を示した図
である。 6・・・・・基板、7・・・・・測定極、8・・・・対
極、11・・・・・酵素を含んだ多孔体0 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@ o  too  zoo  3ob クルコ一ス浬し斐(〒y−/lL) 手続補正書 昭和59年 6月 ど日 特許庁長官殿 一事件の表示 昭和、8年特許願第 。0885  号発明の名称 バイオセ/す 補正をする者 事件との関係      特   許   出   願
   人住 所  大阪府門真市大字門真1006番地
名 称 (582)松下電器産業株式会社代表者   
    山   下   俊   彦4代理人 〒57
1 住 所  大阪府門真市大字門真1006番地松下電器
産業株式会社内 6、補正の内容 (1)明細書第2頁第12行の「攪拌装置」を「攪拌装
置」と訂正します。 (2)同第2頁第17行〜第6頁第4行の記載を次のよ
うに訂正します。 「簡易型としては、尿検査の時に使用されている検査紙
と同様に、スティック状の支持体に糖(グルコース)に
のみ反応する酵素および酵素反応時又は酵素反応の生成
物により変化する色素を含有する担体を設置したものが
ある。この担体に血液を添加し、一定時間後の色素の変
化を目又は光により測定する方式であるが、血液中の色
素による妨害が大きく精度が低いという問題があった。 発明の目的 本発明は、上記の問題点を克服し、小型で簡易に測定で
き、しかも精度のよいバイオセンサを提供することを目
的とする。 発明の構成 本発明のバイオセンサは、絶縁性の基板上に端部を露出
させて測定極と対極とを埋め込み、前記両電極の露出部
を覆゛)ように多孔体を設置し、この多孔体に酸化還元
酵素を含ませたことを特徴とする。 本発明のバイセンサを用いれば、測定時に緩衝液を用い
ずに試料を希釈することなく、酵素を含む多孔体に覆わ
れた電極に試料液のみ添加して測定することができる。 第3図は本発明今(イオセンサを示す。 6は樹脂製の基板、7は測定極、8は対極であり、電極
子、8はその端面が基板6上に露出するように基板6に
埋め込まれている。9,1゜は電極7,8のリードであ
る。11は電極7゜8の露出面を覆うように設置した親
水性の多孔体であり、これには測定対象物にのみ作用す
る酸化還元酵素が含まれている。この多孔体11に試料
液を添加すると、酵素の作用により基質と溶存酸素が反
応し、生成した過酸化水素や減少した酸素量を、上記2
電極間に所定の電圧をかけて流れる電流値を測定するこ
とにより検知し、基質の濃度を測定することができる。 上記の構成によれば、緩衝液を用いることなく、攪拌も
必要ないので、装置が非常に簡略化されコンパクトにな
り、又液のとりかえや定量注液の操作がなくなり簡単に
測定ができる。 次に、バイオセンサの1つとして、グルコースセンサに
ついて具体例を説明する。 第3図において、測定極7および対極8に白金を用いた
。電位を安定させるため、対極8の面積は測定極7の少
なくとも2倍以上の面積にした。対極8に対し測定極7
が+0.9vになるよう設定した。この2つの電極を覆
うように、グルコースオキシダーゼをリン酸緩衝液に溶
解したものを含浸して乾燥したろ紙11を設置した0 グルコース標準液(○〜300■/d℃)を上記のろ紙
に10μλずつ添加すると、グルコースオキシダーゼに
よりグルコースと酸素が反応し、生成した過酸化水素が
電極面で酸化され、その時の酸化電流のピーク値をとる
と第4図のAのようになり、グルコース濃度とよい直線
関係を示した。なお、添加するグルコース標準液の量を
10μ℃〜50μ氾の間で変化させたところ、液量【関
係なく酸化電流値は同じ値を示した。測定は1回毎、ろ
紙を取りかえればよいので、液交換の必要や、攪拌の手
間が省けた。 応答時間は、攪拌方式が5秒ぐらいなのに対し、16〜
20秒必要であるが、攪拌のためにできたアワや液の乱
れ、希釈誤差などがなくなり、精度よく簡易に測定がで
きた。 酵素反応で使われた酸素の減少量もグルコース濃度とよ
い直線性を示した。また、対極8を銀塩化銀にした場合
も良好な結果が得られた。 ろ紙の代わりに、ポリカーボネート多孔体膜やガラス繊
維、ガーゼ、パルプの不織布、ナイロン不織布、セラミ
ック多孔体、ガラスの多孔体など親水性の多孔体膜を用
いても、同様な結果が得られた。 なお撥水性の多孔体においても界面活性剤で処理するこ
とにより使用することができる。 グルコースオキシダーゼ溶液をろ紙に含浸した後、グル
タルアルテヒド蒸気中で1時間固定化した。このろ紙を
使用し前記同様の条件で測定したところ、第4図のBの
ように、固定化しないろ紙を使った応答Aより電流値が
低かったが、直線性は良く、又長期保存が可能となった
。 2電極間7と8の電圧をO〜+0.9Vの間で鋸歯状に
1V / SeCで変化させ、グルコース標準液(○〜
3007+1p/dμ )10μ2を添加した時流れる
電流のピーク値を測定したところ、第4図Cのようにな
り、定電圧で測定して得られたピーク電流値より高く流
れ、しかもグルコース濃度との直線性も良好であった。 」

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 絶縁性の基板上に端部を露出させて測定極と対極とを埋
    め込むとともに、前記両電極の露出部を覆うように多孔
    体を設置し、この多孔体中に少なくとも酸化還元酵素を
    含ませて構成し、前記多孔体に生体試料液を滴下するこ
    とにより、試料中の基質濃度に応じた電流を上記2電極
    間で測定できるようにしたバイオセンサ。
JP58040885A 1983-03-11 1983-03-11 バイオセンサ Granted JPS59166852A (ja)

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EP19840901016 EP0136362B1 (en) 1983-03-11 1984-03-06 Biosensor
DE8484901016T DE3483761D1 (en) 1983-03-11 1984-03-06 Biosensor.
PCT/JP1984/000087 WO1984003562A1 (en) 1983-03-11 1984-03-06 Biosensor

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JPH046907B2 (ja) 1992-02-07

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