JPS60211350A - バイオセンサ - Google Patents

バイオセンサ

Info

Publication number
JPS60211350A
JPS60211350A JP59069337A JP6933784A JPS60211350A JP S60211350 A JPS60211350 A JP S60211350A JP 59069337 A JP59069337 A JP 59069337A JP 6933784 A JP6933784 A JP 6933784A JP S60211350 A JPS60211350 A JP S60211350A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dye
electrode
enzyme
glucose
blood
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.)
Granted
Application number
JP59069337A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04221B2 (ja
Inventor
Mariko Kawaguri
真理子 河栗
Shiro Nankai
史朗 南海
Takashi Iijima
孝志 飯島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP59069337A priority Critical patent/JPS60211350A/ja
Publication of JPS60211350A publication Critical patent/JPS60211350A/ja
Publication of JPH04221B2 publication Critical patent/JPH04221B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

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)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (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、種々の生体試料中の特定成分を迅速にかつ精
度よく容易に定量することのできるバイオセンサに関す
る。
従来例の構成とその問題点 近年、酵素の有する特異的触媒作用を利用した種々のバ
イオセンサが開発され、特に臨床検査分野への応用が試
みられている。検査項目及び検体数が増加している現在
、迅速に精度よく測定できるバイオセンサが望まれてい
る。
グルコースセンサに例をとると、糖尿病の増加が激しい
今日、血液中の血糖値を測定し管理するには、以前のよ
うに血液を遠心分離し血漿にして測定するのでは非常に
時間がかかるため、全血で測定できるセンサが要求され
ている。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シ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は低い。
そこで、第1図のような多層式の分析担体が開発されて
いる。透明な支持体1の上に試薬層2゜展開層3.防水
層4.f濾過層5が順に積層した構造となっている。血
液サンプルを上部から滴下すると、まずp渦層5により
血液中の赤血球、血小板などの固形成分が除去され、防
水層4にある小孔から展開層3へ均一に浸透し、試薬層
2において反応が進行する。反応終了後、透明な支持体
1を通して矢印の方向から光を当て、分光分析により基
質濃度を測定する方式である。従来の簡易なステインク
状の担体にくらべ、複雑な構遍であるが、血球除去など
により精度は向上した。しかし、血液の浸透Tよび反応
に時間がかかるため、サンプルの乾燥を防ぐ防水層4が
必要となったり、反応を速めるために高温でインキ−ベ
ートする必要があり、装置および担体が複雑化するとい
う問題がある。
最近、酵素反応と電極反応を結びつけて基質濃度を測定
するバイオセンサが開発されている。
本発明者らもこの考えを基に第2図のようなバイオセン
サを試作した。すなわち、絶縁性の基板6に白金を埋め
込み、測定極7.対極8.参照極9として電極系を構成
する。こ1極系の露出部を覆−うように多孔体10を設
置し、酸化還元酵素11と酸化還元酵素と共役する酸化
型色素12を担持させる。前記多孔体10に生体試料液
を含浸させると、多孔体に担持された酸化還元酵素11
により基質が酸化され同時に酸化還元酵素と共役する酸
化型色素12が還元される。この還元された色素を前記
電極系で酸化することにより、得られた酸化電流値から
基質の濃度が検知できる。このように、電極反応により
測定基質濃度が工きるた−め、生体試料中の色素に妨害
されることは々くなった。又、酵素および色素を充分量
担持させることにより、高濃度まで測定が可能となり、
生体試料液を希釈することなく、適当量含浸させるだけ
で短時間に精度よく測定できるようになった。−しかし
、生体試料中には、アスコルビン酸や尿酸のようにそれ
自身電極上で直接酸化される物質が含まれている場合が
あり、測定結果に正の誤差を与える問題があった。又、
担持している酸化型色素が生体試料により還元されて誤
差となる場合もあった。 − 発明の目的 本発明は、上記の問題点を克服し、生体試料中の特定成
分を簡易に、迅速かつ精度よく測定できるバイオセンサ
を得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、絶縁性の基板上に少なくとも
測定極と対極からなる2組の電極系を有し、一方の電極
系の上部を酸化還元酵素および酸化還元酵素と共役する
酸化型色素を含有した多孔体で被覆し、他の電極系の上
部を前記酸化型色素を含有した多孔体で被覆したことを
特徴とする。
本発明のバイオセンサを用いることによシ、生体試料の
測定を、妨害物質の影響を除去して、精度よく簡易に測
定することができる。
実施例の説明 本発明のバイオセンサの1つとして、グルコースセンサ
を例に説明する。第3図にグルコースセンサの一実施例
の模式図を示す。塩化ビニル樹脂からなる絶縁性の基板
6に白金を埋め込み、測定極8,8’、対極9 、9’
、参照極10 、10’とする。
前記電極系を覆うようにナイロン不織布13.16を設
置する。このナイロン不縁布13は、酸化還元酵素とし
てグルコースオキシダーゼ14と酸化還元酵素と共役す
る酸化型色素としてフェリ/アン化カリウム15を溶解
含浸後乾燥状態で担持している。ナイロン不織布16は
フェリ/アン化カリウム15のみ溶解含浸後乾燥状態で
担持している。
このセンサに血液を添加すると、ナイロン不織布13に
おいて血中のグルコースがグルコースオキシダーゼ14
により酸化される際、フェリンアン化カリウム16が共
役して還元されフェロシアン化カリウムが生成する。こ
のフェロシアン化カリウムおよび血中の妨害物質(たと
えばアスコルビン酸や尿酸)を参照極10を基準に測定
極8の電位をOvから+0.5vまで0.1V秒の速度
で掃引することにより酸化する。この時得られた酸化電
流値はグルコースと妨害物質の関与したものである。他
方、ナイロン不織布16においては、グルコースオキシ
ダーゼが存在しないため上記と同様にして得られた酸化
電流値は妨害物質のみが関与したものであり、上記の酸
化電流値から差し引くことにより真のグルコースに関与
した酸化電流値が得られ、グルコースの濃度が検知でき
る。グルコースの標準液で測定したところ、妨害物質に
よる応答はなく、800mg/dlまでグルコースの濃
度とよい直線性を示した。
グルコースの標準液(濃度160mI/d1)にアスコ
ルビン酸を添加し、第2図のように電極系が1組のもの
Bと、第3図に示した本発明のグルコースセンサ人で測
定したところ、第4図のように、グルコースセンサ人で
はアスコルビン酸を添加しても6omji/diまで影
響を受けなかったが、従来のセンサBでは、添加したア
スコルビン酸により電流値が増加した。血液中や尿中に
はアスコルビン酸以外にも尿酸、グルタチオン、ヘモグ
ロビンなどのように電極上で直接酸化を受けるものが含
まれているが、グルコースオキシダーゼのみを除いた系
において得られた電流を差し引くことにより、妨害され
ずに精度よくグルコース濃度を測定することができた。
測定極及び対極からなる2電極不においでも測定が可能
である。その際は電流値を安定させるために対極が少な
くとも測定極の2倍以上の面積を必要とした。これは、
基準となる対極の電位が電流を流すことにより動いてし
まうからである0又、銀塩化銀を対極に用いると電位は
安定し面積を大きくする必要はなくなったが、製造する
手間および組み込みの点で不便であった。
参照極を設置して安定な白金を用いて3電極系にするこ
とによって電位が安定し、測定極、対極。
参照極が同面積でも精度よく測定することが可能となっ
た。これにより、小型化が可能となった。
又電極を形成する場合、白金を直接埋め込むだけでなく
、スパッタ法あるいは蒸着法により絶縁性の基板に白金
層を形成し電極とすることもでき、自由に形や面積を調
節でき、特に同一の電極を大量に製造する時、効果が大
であった。
酸化型色素としては、上記に用いたフェリシアン化カリ
ウムが安定に反応するので適しているが、P−ベンゾキ
ノンを使えば、反応速度が早いので高速化に適している
。又、2,6−シクロロフエ/ −/l/うインドフェ
ノール、メチレンブルー、フェナジンメトサルフェート
、β−ナフトキノン−4−スルホン酸カリウムなども使
用できる。
酸化型色素および酵素を含むIL体は、試料液を速やか
に吸収して酵素反応を行わせることができるように、親
水性の多孔体膜であることが望ましい。たとえば、ろ紙
やパルプの不織布、セラミック多孔体などを用いると、
試料液が均一にすばやく浸透し再現性も良好であった。
さらにナイロン不織布において、界面活性剤で処理した
ものは、処理しなかったものよりすみやかに液が浸透し
、再現性が向上した。
酸化型色素のみ又は酸化型色素と酵素を細かく粉砕後加
圧して成形体として電極上に設置することもできる。こ
の加圧成形体に血液を添加すると、速やかに浸透し迅速
に反応した。なお、酸化型色素と酵素を加圧成形する際
、5102のような結着剤を少量混合すると、成形体の
強度が増すので取り扱いが簡易となる。結着剤としては
、酵素反応及び電極反応に無関係で親水性のものが適し
ている。
酸化型色素および酵素は、なるべく血液の液体成分に早
く溶ける状態におくことが望ましい。そこで、色素の溶
液をナイロン不織布に浸漬後、ドライヤーにより熱風乾
燥すると、真空乾燥したものより非常に細かい結晶とな
り、液体に溶けやすくなった。又、色素の溶液を浸漬し
たナイロン不織布を、エタノールのような水に溶ける有
機溶媒中に浸漬後、真空乾燥すると、さらに細かい結晶
を担持することができた。酵素は熱などにより活性が失
活するので、浸漬後真空乾燥した。
本発明のセンサは、グルコースに限らず、アルコールセ
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。酵素は固定して
担持してもよく、固定化することにより、酵素の活性を
長期間安定に保持することができる。
発明の効果 以上のように、梁間によれば、妨害物質の影響を簡単に
除去でき、かつ精度の高い応答を迅速に得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来のグルコースセンサの模式図
、第3図は本発明の実施例のグルコースセンサの模式図
、第4図は本発明の実施例であるグルコースセンサおよ
び従来のグルコース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、9・
・・・・参照極、10・・・・多孔体、11・・・・・
酵素、12・・・・・色素、13.16・・・ナイロン
不織布、14・・・・・酵素、15・・・色素。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名相 
IFI4 第2図 啼 味 ¥−w頌煙

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁性の基板に少々くとも測定極と対極からなる
    電極系を2組設け、一方の電極系の上部を酸化還元酸素
    および酸化還元酵素と共役する酸化型色素を含有した多
    孔体で被覆し、他方の電極系の上部を前記酸化型色素を
    含有した多孔体で被覆したことを特徴とするバイオセン
    サ。
  2. (2)前記電極系が測定極、対極および参照極からなり
    、すべて白金で構成された特許請求の範囲第1項記載の
    バイオセンサ〇
  3. (3)多孔体が親水性の多孔体膜である特許請求の範囲
    第1項記載のバイオセンサ。
  4. (4)酸化還元酵素及び酸化型色素が多孔体膜に乾燥状
    態で保持されている特許請求の範囲第3項記載のバイオ
    センサ。
JP59069337A 1984-04-06 1984-04-06 バイオセンサ Granted JPS60211350A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59069337A JPS60211350A (ja) 1984-04-06 1984-04-06 バイオセンサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59069337A JPS60211350A (ja) 1984-04-06 1984-04-06 バイオセンサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60211350A true JPS60211350A (ja) 1985-10-23
JPH04221B2 JPH04221B2 (ja) 1992-01-06

Family

ID=13399632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59069337A Granted JPS60211350A (ja) 1984-04-06 1984-04-06 バイオセンサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60211350A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6358149A (ja) * 1986-08-28 1988-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイオセンサ
USRE36268E (en) * 1988-03-15 1999-08-17 Boehringer Mannheim Corporation Method and apparatus for amperometric diagnostic analysis
US6576117B1 (en) 1998-05-20 2003-06-10 Arkray Method and apparatus for electrochemical measurement using statistical technique
US6576102B1 (en) 2001-03-23 2003-06-10 Virotek, L.L.C. Electrochemical sensor and method thereof
US9234863B2 (en) 1998-10-08 2016-01-12 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US9234864B2 (en) 1997-02-06 2016-01-12 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
JP2017075942A (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 アークレイ株式会社 バイオセンサ

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6358149A (ja) * 1986-08-28 1988-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd バイオセンサ
USRE36268E (en) * 1988-03-15 1999-08-17 Boehringer Mannheim Corporation Method and apparatus for amperometric diagnostic analysis
US9234864B2 (en) 1997-02-06 2016-01-12 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US6576117B1 (en) 1998-05-20 2003-06-10 Arkray Method and apparatus for electrochemical measurement using statistical technique
US9234863B2 (en) 1998-10-08 2016-01-12 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US9291592B2 (en) 1998-10-08 2016-03-22 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US9316609B2 (en) 1998-10-08 2016-04-19 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US9341591B2 (en) 1998-10-08 2016-05-17 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US9891185B2 (en) 1998-10-08 2018-02-13 Abbott Diabetes Care Inc. Small volume in vitro analyte sensor
US6576102B1 (en) 2001-03-23 2003-06-10 Virotek, L.L.C. Electrochemical sensor and method thereof
JP2017075942A (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 アークレイ株式会社 バイオセンサ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04221B2 (ja) 1992-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4897173A (en) Biosensor and method for making the same
CN2372689Y (zh) 电流型生物传感器
US5185256A (en) Method for making a biosensor
EP0359831B2 (en) Biosensor and process for its production
US5171689A (en) Solid state bio-sensor
EP0136362B1 (en) Biosensor
JPH0640086B2 (ja) バイオセンサ
JPH0452893B2 (ja)
JPH0430543B2 (ja)
JPS6190050A (ja) バイオセンサ用チツプの製造法
JPS63128252A (ja) バイオセンサ
JPH022913A (ja) 修飾電極
JPS60211350A (ja) バイオセンサ
JPH043500B2 (ja)
Davis Advances in biomedical sensor technology: a review of the 1985 patent literature
JPH01134246A (ja) バイオセンサ
JP2590803B2 (ja) バイオセンサ
JPS62232554A (ja) バイオセンサ
JPS63139244A (ja) グルコ−スセンサ
JPS6150054A (ja) バイオセンサ
JP2543057B2 (ja) バイオセンサの製造方法およびバイオセンサ用電極板の製造方法
JPS63144246A (ja) バイオセンサ
JP2590802B2 (ja) バイオセンサ
JPS63317095A (ja) バイオセンサ
JPH0758271B2 (ja) バイオセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term