JPS6062978A - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサInfo
- Publication number
- JPS6062978A JPS6062978A JP58170214A JP17021483A JPS6062978A JP S6062978 A JPS6062978 A JP S6062978A JP 58170214 A JP58170214 A JP 58170214A JP 17021483 A JP17021483 A JP 17021483A JP S6062978 A JPS6062978 A JP S6062978A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solution
- biosensor
- path
- measured
- electrode
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- Pending
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、構造は簡単であるが、感度の高い酸素検出
方式のバイオセンサに関する。
方式のバイオセンサに関する。
生体内には、ホルモン受容器、抗原−抗体反応系、神経
系などの各種センサが存在しているが、これらは、いず
れも高感度、高選択性を有している。これら生体の持つ
触媒機能を利用したバイオセンサが、その基質特異性１
反応特異性、応答の速さ、感度の高さおよび試料の前処
理不用性などの点から注目され、近年、実用化の段階に
至り、需要も増大している。
系などの各種センサが存在しているが、これらは、いず
れも高感度、高選択性を有している。これら生体の持つ
触媒機能を利用したバイオセンサが、その基質特異性１
反応特異性、応答の速さ、感度の高さおよび試料の前処
理不用性などの点から注目され、近年、実用化の段階に
至り、需要も増大している。
バイオセンサは、酵素、微生物、抗体などの生理活性物
質を、その触媒機能を失うことなく固定化する技術と、
これらが行う触媒反応の結果生じた化学物質を検知する
技術からなっている。現在、電気化学的な検知法として
は、酸素電極法と過酸化水素電極法の二つが主流となっ
ている。
質を、その触媒機能を失うことなく固定化する技術と、
これらが行う触媒反応の結果生じた化学物質を検知する
技術からなっている。現在、電気化学的な検知法として
は、酸素電極法と過酸化水素電極法の二つが主流となっ
ている。
電気化学的検知手段として酸素電極を用いた場合は、過
酸化水素電極を用いた場合のように還元性物質の影響を
受けない。しがしながら、クラーク型の酸素電極等を用
いたバイオセンサは、感度が低いため、微量成分の測定
には不向きであった。その場合、作用極と対極を直接被
検体に接触させて酸素を検出することは可能であるが、
被検体を実際に測定しようとすると、酸素以外の物質に
も何らかの理由で感応するため、被検体の濃度を正確に
定量することは困難となる。
酸化水素電極を用いた場合のように還元性物質の影響を
受けない。しがしながら、クラーク型の酸素電極等を用
いたバイオセンサは、感度が低いため、微量成分の測定
には不向きであった。その場合、作用極と対極を直接被
検体に接触させて酸素を検出することは可能であるが、
被検体を実際に測定しようとすると、酸素以外の物質に
も何らかの理由で感応するため、被検体の濃度を正確に
定量することは困難となる。
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、被
検体に直接電極を接触させて測定を行うことができ、し
かも高感度で、簡単な構造の酸素検出型バイオセンサを
提供することを目的としている。
検体に直接電極を接触させて測定を行うことができ、し
かも高感度で、簡単な構造の酸素検出型バイオセンサを
提供することを目的としている。
前記のような目的を達成するため、この発明は、酸素を
消費する反応を行う生理活性物質が電極本体に固定され
てなる作用極が被測定溶液に接触させられるようになっ
ているとともに対極が電導性溶液に接触させられるよう
にな、っており、被測定溶液と電導性溶液間に液絡を生
じさせる隔壁が設けられていることを特徴とするバイオ
センサをその要旨としている。以下、実施例をあられす
図面にもとづき、この発明の詳細な説明する。
消費する反応を行う生理活性物質が電極本体に固定され
てなる作用極が被測定溶液に接触させられるようになっ
ているとともに対極が電導性溶液に接触させられるよう
にな、っており、被測定溶液と電導性溶液間に液絡を生
じさせる隔壁が設けられていることを特徴とするバイオ
センサをその要旨としている。以下、実施例をあられす
図面にもとづき、この発明の詳細な説明する。
第１図は、この発明にかかるバイオセンサをあられす。
図にみるように、このバイオセンサは、両端がスペーサ
１．２で塞がれた筒体３を持つ。
１．２で塞がれた筒体３を持つ。
筒体３内の通路４の両端は、筒体３の外部から入り込ん
できた通路５．６と接続されている。−通路５．４．６
にはリン酸緩衝液等のキャリアーに被検体が加えられて
なる被測定溶液が通される。筒体３の中間部には、通路
４に開口するへや７が設けられている。へや７にはリン
酸緩衝液等の電導性溶液が入れられる。へや７の開口部
には、通路４を通る被測定溶液と、へや７内の電導性溶
液間に液絡を生じさせる隔壁が設けられており、通路４
内の、へや７と向かい合う位置には、酸素を消費する反
応を行う生理活性物質が電極本体に固定されてなる作用
極９が配置され、へや７の奥には対極１０が配置されて
いる。したがって、作用極９には被測定溶液のみが接触
するようになっており、対極】０には電導性溶液のみが
接触するようになっている。作用極９および対極１０に
は導線１１．１２がそれぞれ接続されている。このよう
に、この発明にかかるバイオセンサは簡単な構造をして
いる。なお、作用極９の本体および対極１０の材質は、
電導性であれば特に限定されない。
できた通路５．６と接続されている。−通路５．４．６
にはリン酸緩衝液等のキャリアーに被検体が加えられて
なる被測定溶液が通される。筒体３の中間部には、通路
４に開口するへや７が設けられている。へや７にはリン
酸緩衝液等の電導性溶液が入れられる。へや７の開口部
には、通路４を通る被測定溶液と、へや７内の電導性溶
液間に液絡を生じさせる隔壁が設けられており、通路４
内の、へや７と向かい合う位置には、酸素を消費する反
応を行う生理活性物質が電極本体に固定されてなる作用
極９が配置され、へや７の奥には対極１０が配置されて
いる。したがって、作用極９には被測定溶液のみが接触
するようになっており、対極】０には電導性溶液のみが
接触するようになっている。作用極９および対極１０に
は導線１１．１２がそれぞれ接続されている。このよう
に、この発明にかかるバイオセンサは簡単な構造をして
いる。なお、作用極９の本体および対極１０の材質は、
電導性であれば特に限定されない。
たとえば、白金等があげられる。作用極９に固定される
生理活性物質としては、酸素を消費する反応を行う酸素
、微生物等であれば特に限定されない。たとえば、グル
コースオキシダーゼやアルコールオキシダーゼ等があげ
られる。
生理活性物質としては、酸素を消費する反応を行う酸素
、微生物等であれば特に限定されない。たとえば、グル
コースオキシダーゼやアルコールオキシダーゼ等があげ
られる。
このバイオセンサは、たとえばつぎのようにして測定に
用いられる。まず、へや７内にリン酸緩衝液等の電導性
溶液を入れるとともに、リン酸緩衝液等からなるキャリ
アーを通路５． ４． ６に連続的に通す。電導性溶液
およびキャリアーとしては、普通、同じ種類で同じ濃度
の緩衝液を用いる。そして、作用極９と対極１０間に一
定の電圧を印加する。そうすると両極間には一定の電流
が流れる。このあと、両極の手前でキャリアーに被検体
を加えると両極間に流れる電流が変化する。
用いられる。まず、へや７内にリン酸緩衝液等の電導性
溶液を入れるとともに、リン酸緩衝液等からなるキャリ
アーを通路５． ４． ６に連続的に通す。電導性溶液
およびキャリアーとしては、普通、同じ種類で同じ濃度
の緩衝液を用いる。そして、作用極９と対極１０間に一
定の電圧を印加する。そうすると両極間には一定の電流
が流れる。このあと、両極の手前でキャリアーに被検体
を加えると両極間に流れる電流が変化する。
この電流変化の大きさは、被検体に含まれていた測定目
的物質量に対応したものとなるので、この電流変化の大
きさを測定することにより測定目的物質量を測定するこ
とができる。このバイオセンサは、隔壁により被測定溶
液中の測定妨害物質が直接対極に接触することが妨げら
れるといったような理由で、測定感度（精度も含む）が
高いのである。
的物質量に対応したものとなるので、この電流変化の大
きさを測定することにより測定目的物質量を測定するこ
とができる。このバイオセンサは、隔壁により被測定溶
液中の測定妨害物質が直接対極に接触することが妨げら
れるといったような理由で、測定感度（精度も含む）が
高いのである。
前記実施例のバイオセンサはフロ一式のものであるが、
パッチ式のものであってもよい。なお、一般には、作用
極と対極の間隔は短くすると測定感度が高くなる。
パッチ式のものであってもよい。なお、一般には、作用
極と対極の間隔は短くすると測定感度が高くなる。
つぎに、実施例および比較例について説明する（実施例
１） 第１図に示されているバイオセンサにおいて、作用極と
して、グルコースオキシダーゼが白金電極表面に固定さ
れてなる酵素電極、対極として白金電極、隔壁として、
飽和ＫＣＩを含む寒天塩橋をそれぞれ用いて実施例１の
バイオセンサとした（比較例） 第２図に示されているバイオセンナを比較例のバイオセ
ンサとした。図にみるように、このバイオセンサは、両
端がスペーサ１３．１４で塞がれた筒体１５を持ち、筒
体１５内の通路１６は、筒体】５の外部から入り込んで
きた通路１７．Ｊ８と接続されている。筒体１５の内部
では、グルコースオキシダーゼが白金電極に固定されて
なる作用極（酵素電極） １９と、白金電極からなる対
極２０が互いに向かい合っており、作用極１９と対極２
０には導線２１．２２がそれぞれ接続されている。
１） 第１図に示されているバイオセンサにおいて、作用極と
して、グルコースオキシダーゼが白金電極表面に固定さ
れてなる酵素電極、対極として白金電極、隔壁として、
飽和ＫＣＩを含む寒天塩橋をそれぞれ用いて実施例１の
バイオセンサとした（比較例） 第２図に示されているバイオセンナを比較例のバイオセ
ンサとした。図にみるように、このバイオセンサは、両
端がスペーサ１３．１４で塞がれた筒体１５を持ち、筒
体１５内の通路１６は、筒体】５の外部から入り込んで
きた通路１７．Ｊ８と接続されている。筒体１５の内部
では、グルコースオキシダーゼが白金電極に固定されて
なる作用極（酵素電極） １９と、白金電極からなる対
極２０が互いに向かい合っており、作用極１９と対極２
０には導線２１．２２がそれぞれ接続されている。
５実施例１および比較例のバイオセンサを用い、つぎの
ような実験を行った。まず、作用極を陰極、対極を陽極
とし、作用極に−１，ＯＶの電圧を印加した。つぎに、
３０℃のｐＨ７，５リン酸緩衝液をキャリアーとして３
ｍβ／分の速さで通路に流しておき、１００■／ｄｌの
グルコース溶液を３０μｌと、５０■／ｄｌのアスコル
ビン酸溶液を３０μｌと、Ｎ２置換により酸素を脱気し
たキャリアーとを順に前記キャリアーに注入した。そし
て、出力電流の経時変化を測定した。実施例Ｉを用いた
測定結果を第３図、比較例を用いた測定結果を第４図に
それぞれ示す。第３図および第４図中、ａはグルコース
溶液、ｂはアスコルビン＃＆溶液、Ｃは酸素を脱気した
キャリアーを注入した時点をそれぞれ示している。
ような実験を行った。まず、作用極を陰極、対極を陽極
とし、作用極に−１，ＯＶの電圧を印加した。つぎに、
３０℃のｐＨ７，５リン酸緩衝液をキャリアーとして３
ｍβ／分の速さで通路に流しておき、１００■／ｄｌの
グルコース溶液を３０μｌと、５０■／ｄｌのアスコル
ビン酸溶液を３０μｌと、Ｎ２置換により酸素を脱気し
たキャリアーとを順に前記キャリアーに注入した。そし
て、出力電流の経時変化を測定した。実施例Ｉを用いた
測定結果を第３図、比較例を用いた測定結果を第４図に
それぞれ示す。第３図および第４図中、ａはグルコース
溶液、ｂはアスコルビン＃＆溶液、Ｃは酸素を脱気した
キャリアーを注入した時点をそれぞれ示している。
第３図より、グルコース溶液や酸素を脱気したキャリア
ーを注入したときは、酸素濃度の減少に起因する出力電
流の減少ピークがあられれているが、被検体中に普通に
存在する測定妨害物質（還元性物質）であるアスコルビ
ン酸を含む溶液を注入したときは、出力電流はほとんど
変化していないことがわかる。このことから、実施例１
を用いると、アスコルビン酸に影響されることなく、感
度よく正確に測定を行うことができるといえる。
ーを注入したときは、酸素濃度の減少に起因する出力電
流の減少ピークがあられれているが、被検体中に普通に
存在する測定妨害物質（還元性物質）であるアスコルビ
ン酸を含む溶液を注入したときは、出力電流はほとんど
変化していないことがわかる。このことから、実施例１
を用いると、アスコルビン酸に影響されることなく、感
度よく正確に測定を行うことができるといえる。
第４図より、酸素を脱気したキャリアーを注入したとき
は、酸素濃度の減少に起因する出力電流の減少ピークが
明確にあられれているが、グルコース溶液やアスコルビ
ン酸溶液を注入したときは、出力電流の上昇がみられ、
何らかの妨害作用が電極に及んでいることがわかる。こ
のことがら、比較例を用いたのでは、感度よく正確に測
定を行うことができないといえる。
は、酸素濃度の減少に起因する出力電流の減少ピークが
明確にあられれているが、グルコース溶液やアスコルビ
ン酸溶液を注入したときは、出力電流の上昇がみられ、
何らかの妨害作用が電極に及んでいることがわかる。こ
のことがら、比較例を用いたのでは、感度よく正確に測
定を行うことができないといえる。
（実施例２）
隔壁として多孔性セラミックを用いるようにしたほかは
実施例１と同様の構成のバイオセンサを実施例２のバイ
オセンサとした。
実施例１と同様の構成のバイオセンサを実施例２のバイ
オセンサとした。
実施例２のバイオセンサを用い、前記と同様の実験を行
った。得られた測定結果は第３図とほぼ同じであった。
った。得られた測定結果は第３図とほぼ同じであった。
したがって、実施例２を用いても、感度よく正確に測定
を行うことができる。
を行うことができる。
（実施例３）
作用極として、アルコールオキシダーゼが白金電極表面
に固定されてなる酵素電極を用いるようにしたほかは、
実施例１と同様の構成のバイオセンサを実施例３のバイ
オセンサとした。
に固定されてなる酵素電極を用いるようにしたほかは、
実施例１と同様の構成のバイオセンサを実施例３のバイ
オセンサとした。
この実施例３のバイオセンサを用い、前記と同様の実験
を行った。ただし、１００■／ｄ１のグルコース溶液の
代わりに１％（Ｖ／Ｖ）のエタノール溶液を３０μｌ注
入することとした。測定結果を第５図に示す。図中、ａ
はエタノール溶液、ｂはアスコルビン酸溶液、Ｃは酸素
を脱気したキャリアーを注入した時点をそれぞれ示して
いる。
を行った。ただし、１００■／ｄ１のグルコース溶液の
代わりに１％（Ｖ／Ｖ）のエタノール溶液を３０μｌ注
入することとした。測定結果を第５図に示す。図中、ａ
はエタノール溶液、ｂはアスコルビン酸溶液、Ｃは酸素
を脱気したキャリアーを注入した時点をそれぞれ示して
いる。
第５図より、エタノール溶液や酸素を脱気したキャリア
ーを注入したときは出力電流の減少ピークがあられれて
いるが、測定妨害物質であるアスコルビン酸溶液を注入
したときは、出力電流はほとんど変化していないことが
わかる。このことから、実施例３を用いると、アスコル
ビン酸に影響されることなく、感度よく正確に測定を行
うことができるといえる。
ーを注入したときは出力電流の減少ピークがあられれて
いるが、測定妨害物質であるアスコルビン酸溶液を注入
したときは、出力電流はほとんど変化していないことが
わかる。このことから、実施例３を用いると、アスコル
ビン酸に影響されることなく、感度よく正確に測定を行
うことができるといえる。
この発明にかかるバイオセンサは、酸素を消費する反応
を行う生理活性物質が電極本体に固定されてなる作用極
が被測定溶液に接触させられるようになっているととも
に対極が電導性溶液に接触させられるようになっており
、被測定溶液と電導性溶液間に液絡を生じさせる隔壁が
設けられているので、簡単な構造であるが感度が高い。
を行う生理活性物質が電極本体に固定されてなる作用極
が被測定溶液に接触させられるようになっているととも
に対極が電導性溶液に接触させられるようになっており
、被測定溶液と電導性溶液間に液絡を生じさせる隔壁が
設けられているので、簡単な構造であるが感度が高い。
第１図はこの発明にかかるバイオセンサの構造説明図、
第２図は比較例のバイオセンサの構造説明図、第３図は
実施例１のバイオセンサを用いた実験の測定結果をあら
れすグラフ、第４図は比較例のバイオセンサを用いた実
験の測定結果をあられすグラフ、第５図は実施例３のバ
イオセンサを用いた実験の測定結果をあられすグラフで
ある。 ８・・・隔壁 ９・・・作用極 １０・・・対極代理人
弁理士 松 本 武 彦 第１図 第２図 時間（分）□ 第３図 第４図 時間（分）□ 第５図
第２図は比較例のバイオセンサの構造説明図、第３図は
実施例１のバイオセンサを用いた実験の測定結果をあら
れすグラフ、第４図は比較例のバイオセンサを用いた実
験の測定結果をあられすグラフ、第５図は実施例３のバ
イオセンサを用いた実験の測定結果をあられすグラフで
ある。 ８・・・隔壁 ９・・・作用極 １０・・・対極代理人
弁理士 松 本 武 彦 第１図 第２図 時間（分）□ 第３図 第４図 時間（分）□ 第５図
Claims (3)
- （１） 酸素を消費する反応を行う生理活性物質が電極
本体に固定されてなる作用極が被測定溶液に接触させら
れるようになっているとともに対極が電導性溶液に接触
させられるようになっており、被測定溶液と電導性溶液
間に液絡を生じさせる隔壁が設けられていることを特徴
とするバイオセンサ。 - （２） 液絡を生じさせる隔壁が塩橋である特許請求の
範囲第１項記載のバイオセンサ。 - （３） 液絡を生じさせる隔壁が多孔性セラミックであ
る特許請求の範囲第１項記載のバイオセンサ（４） 酸
素を消費する反応を行う生理活性物質が、グルコースオ
キシダーゼおよびアルコールオキシダーゼのうちの少な
くとも一方である特許請求の範囲第１項から第３項まで
のいずれかに記載のバイオセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58170214A JPS6062978A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58170214A JPS6062978A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | バイオセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6062978A true JPS6062978A (ja) | 1985-04-11 |
Family
ID=15900782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58170214A Pending JPS6062978A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6062978A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004070382A2 (de) * | 2003-02-05 | 2004-08-19 | Infineon Technologies Ag | Biosensor und verfahren zur herstellung desselben sowie messgerät und verfahren für biologische proben |
| US20120217173A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Institute For Molecular Medicine, Inc. | Method and apparatus for measuring oxidation-reduction potential |
| US9372167B2 (en) | 2012-04-19 | 2016-06-21 | Aytu Bioscience, Inc. | Oxidation-reduction potential test device including a multiple layer gel |
| US9410913B2 (en) | 2012-10-23 | 2016-08-09 | Aytu Bioscience, Inc. | Methods and systems for measuring and using the oxidation-reduction potential of a biological sample |
-
1983
- 1983-09-14 JP JP58170214A patent/JPS6062978A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004070382A2 (de) * | 2003-02-05 | 2004-08-19 | Infineon Technologies Ag | Biosensor und verfahren zur herstellung desselben sowie messgerät und verfahren für biologische proben |
| WO2004070382A3 (de) * | 2003-02-05 | 2005-01-27 | Infineon Technologies Ag | Biosensor und verfahren zur herstellung desselben sowie messgerät und verfahren für biologische proben |
| US7566968B2 (en) | 2003-02-05 | 2009-07-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Biosensor with smart card configuration |
| US8329012B2 (en) * | 2011-02-28 | 2012-12-11 | Institute For Molecular Medicine, Inc. | Method and apparatus for measuring oxidation-reduction potential |
| US20120217159A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Institute For Molecular Medicine, Inc. | Method and apparatus for measuring oxidation-reduction potential |
| US8317997B2 (en) * | 2011-02-28 | 2012-11-27 | Institute For Molecular Medicine, Inc. | Method and apparatus for measuring oxidation-reduction potential |
| US20120217173A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Institute For Molecular Medicine, Inc. | Method and apparatus for measuring oxidation-reduction potential |
| CN103299181A (zh) * | 2011-02-28 | 2013-09-11 | 卢奥克西斯诊断股份有限公司 | 用于测量氧化还原电位的方法及设备 |
| US8641888B2 (en) | 2011-02-28 | 2014-02-04 | Luoxis Diagnostics, Inc. | Method and apparatus for measuring oxidation-reduction potential |
| CN103299181B (zh) * | 2011-02-28 | 2015-04-08 | 卢奥克西斯诊断股份有限公司 | 用于测量氧化还原电位的方法及设备 |
| US9034159B2 (en) | 2011-02-28 | 2015-05-19 | Luoxis Diagnostics, Inc. | Method and apparatus for measuring oxidation-reduction potential |
| US9528959B2 (en) | 2011-02-28 | 2016-12-27 | Aytu Bioscience, Inc. | Method and apparatus for measuring oxidation-reduction potential |
| US9372167B2 (en) | 2012-04-19 | 2016-06-21 | Aytu Bioscience, Inc. | Oxidation-reduction potential test device including a multiple layer gel |
| US10281425B2 (en) | 2012-04-19 | 2019-05-07 | Aytu Bioscience, Inc. | Multiple layer gel |
| US9410913B2 (en) | 2012-10-23 | 2016-08-09 | Aytu Bioscience, Inc. | Methods and systems for measuring and using the oxidation-reduction potential of a biological sample |
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