JPS60185153A - 固定化酵素膜 - Google Patents
固定化酵素膜Info
- Publication number
- JPS60185153A JPS60185153A JP59040182A JP4018284A JPS60185153A JP S60185153 A JPS60185153 A JP S60185153A JP 59040182 A JP59040182 A JP 59040182A JP 4018284 A JP4018284 A JP 4018284A JP S60185153 A JPS60185153 A JP S60185153A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- enzyme
- electrode
- immobilized
- specimen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living 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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は酵素電極に使用される固定化酵素膜に関する。
r従来技術とその問題点〕
医療・臨床検査分野において、血糖など生体関連物質の
測定は診断・治療に欠くことのできないものとなってい
る。また、発酵・食品工業分野ではアルコール、・アミ
ノ酸、糖などの有機物質の計測がプロセス管理の面から
最近きわめて重要な項目となってきた。
測定は診断・治療に欠くことのできないものとなってい
る。また、発酵・食品工業分野ではアルコール、・アミ
ノ酸、糖などの有機物質の計測がプロセス管理の面から
最近きわめて重要な項目となってきた。
このような背景から、生体関連物質の迅速かつ簡便な測
定法が強く要望されている。M記生体関連物質の分析法
のひとつに、生体触媒である酵素を利用した分析法(酵
素法)がある。酵素は反応特異性が高く、温和な条件で
反応させることができるため、その有用性が広(認めら
れ、生体関連の物質の測定は吸光光朋定せ法など従来の
化学的方法から、しだいに酵素法に置さかえられつつあ
る。しかしながら、測定に使用される高価な酵素が使い
棄てにされることや、酵素溶液が不安定であり保存上問
題があるなどの欠点を有していた。
定法が強く要望されている。M記生体関連物質の分析法
のひとつに、生体触媒である酵素を利用した分析法(酵
素法)がある。酵素は反応特異性が高く、温和な条件で
反応させることができるため、その有用性が広(認めら
れ、生体関連の物質の測定は吸光光朋定せ法など従来の
化学的方法から、しだいに酵素法に置さかえられつつあ
る。しかしながら、測定に使用される高価な酵素が使い
棄てにされることや、酵素溶液が不安定であり保存上問
題があるなどの欠点を有していた。
このため、酵素が安定でしかも反復利用可能ならしめる
酵素固定化技術を応用した固定化酵素膜が開発され、固
定化酵素膜と電気化学的デバイスと組み合わせた酵素を
極が測定の迅速性、簡易性などの長所を有するために注
目され、すでに実用化段階に達している。
酵素固定化技術を応用した固定化酵素膜が開発され、固
定化酵素膜と電気化学的デバイスと組み合わせた酵素を
極が測定の迅速性、簡易性などの長所を有するために注
目され、すでに実用化段階に達している。
しかしながら、従来の酵素電極法による測定は、専用デ
ィスペンサを用い、′定電の試料を一定容積を有する測
定セル内に注入するなどの操作により、酵素電極近傍の
試料濃度を10〜40倍に稀釈して測定するものであっ
た。これは酵素電極に使用される固定化酵素膜に、(1
)基質濃度を低濃度tこしないと酵素不足などが原因と
なって酵素−基質反応が飽和してじまい、基質濃度と出
力の間に一定の関係が得られないこと、(2)測定を妨
害する試料中の高分子物質の排除性が弱く、基質の膜内
への拡散を阻害1゛ること、(3)試料濃度が高いと妨
害成分の濃度も高くなり、電極側に接する選択透過膜の
選択透過能が不十分となり、測定値に誤差を与えるなど
である。したがって、試料を稀釈せずに直接測定を可能
とする機能を持った固定化酵素膜の開−発がう虫く滋ま
れでいる。
ィスペンサを用い、′定電の試料を一定容積を有する測
定セル内に注入するなどの操作により、酵素電極近傍の
試料濃度を10〜40倍に稀釈して測定するものであっ
た。これは酵素電極に使用される固定化酵素膜に、(1
)基質濃度を低濃度tこしないと酵素不足などが原因と
なって酵素−基質反応が飽和してじまい、基質濃度と出
力の間に一定の関係が得られないこと、(2)測定を妨
害する試料中の高分子物質の排除性が弱く、基質の膜内
への拡散を阻害1゛ること、(3)試料濃度が高いと妨
害成分の濃度も高くなり、電極側に接する選択透過膜の
選択透過能が不十分となり、測定値に誤差を与えるなど
である。したがって、試料を稀釈せずに直接測定を可能
とする機能を持った固定化酵素膜の開−発がう虫く滋ま
れでいる。
本発明の目的は、従来の酵素電極用固定化酵素膜の前記
欠点を解決し、無稀釈で試料、とくに血液を全血で直接
分析できる機能を有する固定化酵素膜を提供することを
目的とする。
欠点を解決し、無稀釈で試料、とくに血液を全血で直接
分析できる機能を有する固定化酵素膜を提供することを
目的とする。
この発明は、試料側に接する膜として孔径0,02μm
以下の微細孔を有J′る高分子物置排除膜を用い、電極
側に接する膜として試料中の共存物質の影響を受けず、
酵素反応によって生成−rろ過酸化水素のみを選択的に
透過する膜の膜厚を4〜8μm1好ましくは6〜7μ餌
に制御し、さらに固定化酵素膜活性を従来の固定化酵素
膜活性よりも低いo、o o i〜0.009UΔ〃i
の範囲に調製し、血液試料を稀釈操作なしで(全血で)
分1i+’ a丁能ならしめた固定化酵素膜に関するも
のである。
以下の微細孔を有J′る高分子物置排除膜を用い、電極
側に接する膜として試料中の共存物質の影響を受けず、
酵素反応によって生成−rろ過酸化水素のみを選択的に
透過する膜の膜厚を4〜8μm1好ましくは6〜7μ餌
に制御し、さらに固定化酵素膜活性を従来の固定化酵素
膜活性よりも低いo、o o i〜0.009UΔ〃i
の範囲に調製し、血液試料を稀釈操作なしで(全血で)
分1i+’ a丁能ならしめた固定化酵素膜に関するも
のである。
0.1Mリン酸緩衝液(pH6,0)にて、牛血清アル
ブミン溶液を4011こなるように調製した。仄にこの
牛血清アルブミン浴液を用いて、グルコースオキシダー
ゼ溶液をioi個l(約io LJAnt)になるよう
lこ調製した。この溶液に15%グルタルアルデヒド水
溶液を加え、グルタルアルデヒド濃度2%になるように
した。この混合溶液を4℃で4時開放直し、1杼素と十
血清アルブミンとをグルタルアルデヒドで互いに架橋反
応を行わせた後、固定化酵素膜作製のための酵4−″混
合溶液とした。
ブミン溶液を4011こなるように調製した。仄にこの
牛血清アルブミン浴液を用いて、グルコースオキシダー
ゼ溶液をioi個l(約io LJAnt)になるよう
lこ調製した。この溶液に15%グルタルアルデヒド水
溶液を加え、グルタルアルデヒド濃度2%になるように
した。この混合溶液を4℃で4時開放直し、1杼素と十
血清アルブミンとをグルタルアルデヒドで互いに架橋反
応を行わせた後、固定化酵素膜作製のための酵4−″混
合溶液とした。
孔径002μtn以下の多孔性膜として孔径0.Of
5μフルのポリカーボ坏−1・膜を選び外径9掩のQ
IJソング上接着した。このポリカーボネート膜上に前
記酵素混合溶液5μtを展開し、その上に膜厚6〜7μ
m11.0セルロースアセデート’f>%を積層し接沿
稜、・ト′Cで2)時間乾燥させ、pH7,0の0.1
Mリン酸緩柚1叡にて洗6トシ、再び4℃で乾燥させ、
固尾化グルコースオキシダーゼ膜トシた。
5μフルのポリカーボ坏−1・膜を選び外径9掩のQ
IJソング上接着した。このポリカーボネート膜上に前
記酵素混合溶液5μtを展開し、その上に膜厚6〜7μ
m11.0セルロースアセデート’f>%を積層し接沿
稜、・ト′Cで2)時間乾燥させ、pH7,0の0.1
Mリン酸緩柚1叡にて洗6トシ、再び4℃で乾燥させ、
固尾化グルコースオキシダーゼ膜トシた。
この固定化酵素膜をクラーク型過酸化水素電極(C装着
し、酵素゛成極を46成した。第1図にその構成を示1
−0第1図において1は白金極、2はこれと1lJI心
の円面状猷極であり、両極間には円筒状の絶縁層3が配
されている。電極を囲むガイド4により保持されたOリ
ング5によって、セルロースアセテート膜6、固定化グ
ルコースオギシダーゼ7およびポリカーボネート膜8の
積層体が固定されている。前記酵素゛電極にグルコース
標準浴Mを接触させ、グルコース娘度と加秒後に得られ
た反応出力との関詠を示すと第2図のようになる。
し、酵素゛成極を46成した。第1図にその構成を示1
−0第1図において1は白金極、2はこれと1lJI心
の円面状猷極であり、両極間には円筒状の絶縁層3が配
されている。電極を囲むガイド4により保持されたOリ
ング5によって、セルロースアセテート膜6、固定化グ
ルコースオギシダーゼ7およびポリカーボネート膜8の
積層体が固定されている。前記酵素゛電極にグルコース
標準浴Mを接触させ、グルコース娘度と加秒後に得られ
た反応出力との関詠を示すと第2図のようになる。
酵素膜活性そ制御゛することに−より、広範囲にわたリ
グルコースd’[に対応した出力が得られることがわか
る。酵素膜活性につき種々の侠訂を行ったところ、赫素
膜活性が0.011J/1yttt”以上ではグルコー
ス磯度約150 Mψ以上で反応が飽和し、クルコース
濃度と出力との対応が認められなくなる。
グルコースd’[に対応した出力が得られることがわか
る。酵素膜活性につき種々の侠訂を行ったところ、赫素
膜活性が0.011J/1yttt”以上ではグルコー
ス磯度約150 Mψ以上で反応が飽和し、クルコース
濃度と出力との対応が認められなくなる。
また、岬索腺活性が0.θOi IJ/4″以下では反
応’4流が小さくなり、測足稍度そ上げるためには検出
糸に工夫を要する。したがって、U素膜活性は0001
〜0,009U、4”の範囲に調製することが必殺であ
ることがわかった。
応’4流が小さくなり、測足稍度そ上げるためには検出
糸に工夫を要する。したがって、U素膜活性は0001
〜0,009U、4”の範囲に調製することが必殺であ
ることがわかった。
次に鹸記爵素庫極に対してJlb害物質とし′C一般に
知られているアスコルビン酸、尿ばの41mに&:触さ
せた。アスコルビンば加dl/dJ 、尿酸10 ++
&、4’の各溶液とも出力が―められず、この酵素1!
極は妨害物質を選択的に排除していることがわかる。
知られているアスコルビン酸、尿ばの41mに&:触さ
せた。アスコルビンば加dl/dJ 、尿酸10 ++
&、4’の各溶液とも出力が―められず、この酵素1!
極は妨害物質を選択的に排除していることがわかる。
この酵素を極lこ用いる選択透過M(セルロースアセテ
ートのち密膜)の厚さは4〜8μm1 好ましくは6〜
7−//m程度である。3μ惜以下ではアスコルビン1
220 In9/′cIlの溶液に対する出力が認めら
れ、選択透過性能が劣るため、測定値に誤差を与える要
因となる。また、膜厚9μm以上では生成する過酸化水
素に対する応答速度の遅れが認められ、迅速に妨害なく
ll1ll定するためには4〜8μ情、好ましくは6
〜7μfIL程度の膜厚が適当であることがわかった。
ートのち密膜)の厚さは4〜8μm1 好ましくは6〜
7−//m程度である。3μ惜以下ではアスコルビン1
220 In9/′cIlの溶液に対する出力が認めら
れ、選択透過性能が劣るため、測定値に誤差を与える要
因となる。また、膜厚9μm以上では生成する過酸化水
素に対する応答速度の遅れが認められ、迅速に妨害なく
ll1ll定するためには4〜8μ情、好ましくは6
〜7μfIL程度の膜厚が適当であることがわかった。
前記酵素電極を全血試料と直接接触させた。用いた全血
中のグルコース濃度は稀釈した後に測定1−ろ従来の酵
素S!極法でそれぞれ91 、71 、72 mgAl
g −cあった。
中のグルコース濃度は稀釈した後に測定1−ろ従来の酵
素S!極法でそれぞれ91 、71 、72 mgAl
g −cあった。
全血を直は接触させて得られた値は、それぞれ94、7
2.67 m?Alであり、従ンく法とよく一致してい
た。
2.67 m?Alであり、従ンく法とよく一致してい
た。
高分子物質排除膜として用いるボリカーボネー1− j
lJの孔径が0.02μm以上のものとしてそれぞれ(
+、03 I’m 、0.1 pmを選び、固定化グル
コースオキシダーゼ膜を作製し、従来法でグルコース濃
度が91νn9Allである血液試料を測定した。孔径
0.03μmでは56 m?All 、孔径0.1 p
mでは10 〃vdiであった。
lJの孔径が0.02μm以上のものとしてそれぞれ(
+、03 I’m 、0.1 pmを選び、固定化グル
コースオキシダーゼ膜を作製し、従来法でグルコース濃
度が91νn9Allである血液試料を測定した。孔径
0.03μmでは56 m?All 、孔径0.1 p
mでは10 〃vdiであった。
このことから、孔径Q、1μmは勿論、003μmであ
っても過大であり、0.02μ7rL以下の微細孔を有
するポリカーボネート膜を試料側に接する高分子物質排
除膜として用いる固定化酵素膜が血球等の血液中の共存
成分の妨′gを受けずに全血測定に適していることがわ
かった。
っても過大であり、0.02μ7rL以下の微細孔を有
するポリカーボネート膜を試料側に接する高分子物質排
除膜として用いる固定化酵素膜が血球等の血液中の共存
成分の妨′gを受けずに全血測定に適していることがわ
かった。
この発明により、固定化酵素膜で血液などの試料を稀釈
せずに、そのまま妨害なく測定することが可能となった
。特に、生血を測定対象とした場合、血清分離等の面倒
な操作を省くことができ、少量の血液を固定化酵素膜上
に滴−ドすることによって血液中の糖lよどを迅速に、
しかも簡便に妨害なく測定することが可能となる。
せずに、そのまま妨害なく測定することが可能となった
。特に、生血を測定対象とした場合、血清分離等の面倒
な操作を省くことができ、少量の血液を固定化酵素膜上
に滴−ドすることによって血液中の糖lよどを迅速に、
しかも簡便に妨害なく測定することが可能となる。
第1図は本発明による酵素電極の構成を示1−断面図、
第2図は実施例1におけるグルコース濃度と酵素電極の
反応短見との廚係を示′1′線図である。 l:白金電極、2:電極、3:絶縁層、4ニガイド、5
:Oリング、6:セルロースアセテート膜、7:固定化
グルコースオキシダー七、8:ボリカーボ不−ト膜。 才1圀
第2図は実施例1におけるグルコース濃度と酵素電極の
反応短見との廚係を示′1′線図である。 l:白金電極、2:電極、3:絶縁層、4ニガイド、5
:Oリング、6:セルロースアセテート膜、7:固定化
グルコースオキシダー七、8:ボリカーボ不−ト膜。 才1圀
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)酵素電極用固定化酵素膜において、測定試料側に接
する膜は孔径0.2μ漢以下の微細孔を有する多孔性膜
であり、電極側に接する膜は厚さ4〜8μmのセルロー
スアセテート膜であり、前記多孔性膜とセルロースアセ
テート膜との間に酵素が固定化され、固定化酵素膜活性
が0.001〜0.009眸の範囲にあることを特徴と
する固定化酵素膜。 2、特許請求の範囲第1項記載の膜において、セルロー
スアセテート膜の膜厚が6〜7μmであることを特徴と
する固定化酵素膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59040182A JPS60185153A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 固定化酵素膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59040182A JPS60185153A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 固定化酵素膜 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60185153A true JPS60185153A (ja) | 1985-09-20 |
Family
ID=12573636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59040182A Pending JPS60185153A (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 固定化酵素膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60185153A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS625169A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-12 | マイルズ ラボラトリ−ス インコ−ポレ−テッド | 電気化学的センサ−、該センサ−用の膜及び該膜の製造方法 |
EP0216577A2 (en) * | 1985-09-16 | 1987-04-01 | Imperial Chemical Industries Plc | Sensor |
EP0225094A2 (en) * | 1985-11-28 | 1987-06-10 | Imperial Chemical Industries Plc | Membrane |
US4759828A (en) * | 1987-04-09 | 1988-07-26 | Nova Biomedical Corporation | Glucose electrode and method of determining glucose |
JPS63246650A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 | Daikin Ind Ltd | 酵素電極 |
JPH02287148A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-27 | Nec Corp | 酵素電極 |
US5352348A (en) * | 1987-04-09 | 1994-10-04 | Nova Biomedical Corporation | Method of using enzyme electrode |
US5520788A (en) * | 1995-01-17 | 1996-05-28 | The Yellow Springs Instrument Company, Inc. | Support layer for enzyme electrode laminated membranes |
US5766839A (en) * | 1994-06-17 | 1998-06-16 | Ysi Incorporated | Processes for preparing barrier layer films for use in enzyme electrodes and films made thereby |
US6020052A (en) * | 1996-07-30 | 2000-02-01 | Ysi Incorporated | Laminated membrane structure for polarographic measurement and methods of making said structures |
CN102776599A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-11-14 | 东华大学 | 一种静电纺多壁碳纳米管含糖纳米纤维膜的制备 |
-
1984
- 1984-03-02 JP JP59040182A patent/JPS60185153A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS625169A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-12 | マイルズ ラボラトリ−ス インコ−ポレ−テッド | 電気化学的センサ−、該センサ−用の膜及び該膜の製造方法 |
US5437973A (en) * | 1985-09-16 | 1995-08-01 | The Victoria University Of Manchester | Enzyme-electrode sensor |
EP0216577A2 (en) * | 1985-09-16 | 1987-04-01 | Imperial Chemical Industries Plc | Sensor |
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