JPS61145448A - 固定化酵素膜 - Google Patents
固定化酵素膜Info
- Publication number
- JPS61145448A JPS61145448A JP59266291A JP26629184A JPS61145448A JP S61145448 A JPS61145448 A JP S61145448A JP 59266291 A JP59266291 A JP 59266291A JP 26629184 A JP26629184 A JP 26629184A JP S61145448 A JPS61145448 A JP S61145448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- enzyme
- membrane
- glass fiber
- immobilized
- immobilized enzyme
- 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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- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、酵素電極に用いられる固定化酵素膜に関する
ものである。さらに詳しくは、本発明は、ガラス繊維材
料又は多孔質ガラス膜に酵素を固定化してなる酵素固定
化層と選択透過性膜とによって構成され、応答速度に優
れた固定化酵素膜に関する。
ものである。さらに詳しくは、本発明は、ガラス繊維材
料又は多孔質ガラス膜に酵素を固定化してなる酵素固定
化層と選択透過性膜とによって構成され、応答速度に優
れた固定化酵素膜に関する。
近年、酵素を用いて食品や体液中のアルコールやグルコ
ースを選択的に定量する装置が開発されている。これは
、固定化酵素を用いることによって繰り返し使用できる
ためコストが安価になることと、簡便な操作で被測定物
質を選択的に定量できるためである。
ースを選択的に定量する装置が開発されている。これは
、固定化酵素を用いることによって繰り返し使用できる
ためコストが安価になることと、簡便な操作で被測定物
質を選択的に定量できるためである。
酵素を固定化した膜としては、既に多くの固定化酵素膜
が報告されており、例えば、いわゆる非対称膜を用いた
固定化酵素膜（特開昭５４−１０２１９３号、特開昭５
５−９８３４７号）、２種の多孔性膜でラミネートする
固定化酵素膜（特開昭５２−５５６９１号）などが実用
化されている。
が報告されており、例えば、いわゆる非対称膜を用いた
固定化酵素膜（特開昭５４−１０２１９３号、特開昭５
５−９８３４７号）、２種の多孔性膜でラミネートする
固定化酵素膜（特開昭５２−５５６９１号）などが実用
化されている。
非対称膜を用いた固定化酵素膜は、緻密で薄いスキン層
に選択透過の機能を持たせ、そしてスポンジ層にグルタ
ルジアルデヒドにより架橋不溶化を行った酵素を捕捉さ
せたものである。この方法によれば、スキン層を薄くす
ることによって応答性を上げることができるが、機械的
強度が低下する。また、機械的強度を向上させるために
スポンジ層を厚くすると全体の膜厚が厚（なるため拡散
透過性が低下するなど必ずしも満足した特性を示さない
。
に選択透過の機能を持たせ、そしてスポンジ層にグルタ
ルジアルデヒドにより架橋不溶化を行った酵素を捕捉さ
せたものである。この方法によれば、スキン層を薄くす
ることによって応答性を上げることができるが、機械的
強度が低下する。また、機械的強度を向上させるために
スポンジ層を厚くすると全体の膜厚が厚（なるため拡散
透過性が低下するなど必ずしも満足した特性を示さない
。
一方、２種の多孔性膜でラミネートする固定化酵素膜は
、酵素を多量に保持でき、高活性を示すが、２種の多孔
性膜を接着してなる酵素層が牛血清アルブミンと酵素と
グルタルジアルデヒドの架橋反応によって緻密な層とな
るために、物質の拡散透過性が低く、満足した特性を示
さない。
、酵素を多量に保持でき、高活性を示すが、２種の多孔
性膜を接着してなる酵素層が牛血清アルブミンと酵素と
グルタルジアルデヒドの架橋反応によって緻密な層とな
るために、物質の拡散透過性が低く、満足した特性を示
さない。
本発明の目的は、従来の固定化酵素膜における前記のよ
うな欠点を解消し、耐機械的強度、物質の拡散透過性、
応答性などに優れた固定化酵素膜を提供することにある
。
うな欠点を解消し、耐機械的強度、物質の拡散透過性、
応答性などに優れた固定化酵素膜を提供することにある
。
上記の目的を達成するために、本発明は、酵素電極に用
いられる固定化酵素膜において、繊維材料又は多孔質ガ
ラス膜に酵素を固定化してなる酵素固定化ガラス層を被
測定物質側に配置し、そして電極側には過酸化水素を透
過させるが電極反応阻害物質を透過させない微細な孔を
有する緻密な選択透過膜を配置して固定化酵素膜を一体
的に形成させたものである。
いられる固定化酵素膜において、繊維材料又は多孔質ガ
ラス膜に酵素を固定化してなる酵素固定化ガラス層を被
測定物質側に配置し、そして電極側には過酸化水素を透
過させるが電極反応阻害物質を透過させない微細な孔を
有する緻密な選択透過膜を配置して固定化酵素膜を一体
的に形成させたものである。
本発明の好ましい具体例である固定化酵素膜の平面図を
第１図に、そしてその断面図を第２図に示す。ここで、
１は０−リング、２は固定化酵素ガラス繊維クロス、３
は選択透過膜である。第１図は、被測定物質側より見た
平面図である。
第１図に、そしてその断面図を第２図に示す。ここで、
１は０−リング、２は固定化酵素ガラス繊維クロス、３
は選択透過膜である。第１図は、被測定物質側より見た
平面図である。
第１図に示したような固定化酵素膜は、以下のように製
作することができる。
作することができる。
まず、表面が清浄にされたガラス繊維を編んだガラスク
ロスがアミノアルキル基を含有するシランカップリング
材によって処理され、アルキルアミノ化される。このよ
うなシラ、ンカップリング材としては、弐ＮＨ２ＲＳ
ｉ （ＯＲ’ ） ３ （コこでＲは低級アルキレ
ン基であり、Ｒ′は水素、低級アルキル基又はフェニル
基である。）のアミノアルキルシランが好ましくは用い
られる。その例としては、アミノメチルトリメトキシシ
ラン、２−アミノエチルトリメトキシシラン、３−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、アミノメチルトリエト
キシシラン、２−アミノエチルトリエトキシシラン、３
−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−アミノエチ
ルトリプロポキシシランなどがあげられる。これらのシ
ランカップリング材は、−３ｉ （ＯＲ’ ） ＊が
ガラス表面と反応し、アミノアルキル基はガラス表面に
側基として存在する。
ロスがアミノアルキル基を含有するシランカップリング
材によって処理され、アルキルアミノ化される。このよ
うなシラ、ンカップリング材としては、弐ＮＨ２ＲＳ
ｉ （ＯＲ’ ） ３ （コこでＲは低級アルキレ
ン基であり、Ｒ′は水素、低級アルキル基又はフェニル
基である。）のアミノアルキルシランが好ましくは用い
られる。その例としては、アミノメチルトリメトキシシ
ラン、２−アミノエチルトリメトキシシラン、３−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、アミノメチルトリエト
キシシラン、２−アミノエチルトリエトキシシラン、３
−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−アミノエチ
ルトリプロポキシシランなどがあげられる。これらのシ
ランカップリング材は、−３ｉ （ＯＲ’ ） ＊が
ガラス表面と反応し、アミノアルキル基はガラス表面に
側基として存在する。
本発明において用いられるガラス材料は、上記のような
ガラス繊維を編んだガラスクロスだけでなく、ガラス繊
維織物、ガラスマット、ガラス不織布、多孔質ガラス膜
、焼結ガラスピーズ膜などももちるん有利に使用するこ
とができる。これらのガラス材料は、シランカフプリン
グ材と容易に反応するように表面浄化される。
ガラス繊維を編んだガラスクロスだけでなく、ガラス繊
維織物、ガラスマット、ガラス不織布、多孔質ガラス膜
、焼結ガラスピーズ膜などももちるん有利に使用するこ
とができる。これらのガラス材料は、シランカフプリン
グ材と容易に反応するように表面浄化される。
このようにしてアミノアルキル化されたガラス繊維材料
は、次いでジアルデヒド試薬と反応せしめられる。ジア
ルデヒド試薬は、一方のアルデヒド基がアミノアルキル
基と反応し、他方のアルデヒド基が遊離であるように反
応せしめられる。ジアルデヒド試薬としては、マロンジ
アルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルジアルデ
ヒド、アジピンジアルデヒドなどがあげられるが、グル
タルジアルデヒドが好ましくは用いられる。
は、次いでジアルデヒド試薬と反応せしめられる。ジア
ルデヒド試薬は、一方のアルデヒド基がアミノアルキル
基と反応し、他方のアルデヒド基が遊離であるように反
応せしめられる。ジアルデヒド試薬としては、マロンジ
アルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルジアルデ
ヒド、アジピンジアルデヒドなどがあげられるが、グル
タルジアルデヒドが好ましくは用いられる。
次いで、このように処理されたガラス繊維材料に酵素が
固定化される。固定化される酵素は、ガラス上のアルデ
ヒド基と反応するものであればいずれも使用でき、例え
ばアルコールオキシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、
ウリカーゼなどのようなオキシダーゼ類、そしてカタラ
ーゼ、ウレアーゼなどがあげられる。
固定化される。固定化される酵素は、ガラス上のアルデ
ヒド基と反応するものであればいずれも使用でき、例え
ばアルコールオキシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、
ウリカーゼなどのようなオキシダーゼ類、そしてカタラ
ーゼ、ウレアーゼなどがあげられる。
酵素が固定化された後、ガラス繊維材料上に残存してい
るアルデヒドを不活性化するために還元剤で処理される
。還元剤としては、好ましくは水素化はう素アル男り
（例えばナトリウム）が用いられる。
るアルデヒドを不活性化するために還元剤で処理される
。還元剤としては、好ましくは水素化はう素アル男り
（例えばナトリウム）が用いられる。
このように酵素の固定化が終了した後、ガラス繊維材料
に選択透過膜と適当な支持体、例えば第１図に示したよ
うな０−リングが貼り付けられ、固定化酵素膜が作製さ
れる０選択透過膜の材料としては、例えばポリカーボネ
ート、ポリエステル、ポリアミド、酢酸セルロースなど
の逆浸透膜や限外濾過膜が適用できる。これらの膜は斯
界で周知であり、市場で容易に入手することができる。
に選択透過膜と適当な支持体、例えば第１図に示したよ
うな０−リングが貼り付けられ、固定化酵素膜が作製さ
れる０選択透過膜の材料としては、例えばポリカーボネ
ート、ポリエステル、ポリアミド、酢酸セルロースなど
の逆浸透膜や限外濾過膜が適用できる。これらの膜は斯
界で周知であり、市場で容易に入手することができる。
これらは必要に応じて組合せて用いることができる。
また、これらの製膜材料からなる膜を保護膜として、酵
素固定化層の被測定物質側に適用することができる。そ
のような固定化酵素膜の例を第３図に示す。
素固定化層の被測定物質側に適用することができる。そ
のような固定化酵素膜の例を第３図に示す。
以上のように製作された固定化酵素膜は、一般に、酵素
の変性を防止するために緩衝液中に保存される。
の変性を防止するために緩衝液中に保存される。
次に、本発明を実施例によってさらに詳しく説明するが
、これらによって何ら限定されるものではない。
、これらによって何ら限定されるものではない。
大血班−上
ガラス繊維で編んだガラスクロスＩｇに３％硝酸２０ｍ
ｌを添加し、９０℃で５時間加熱処理した後、蒸溜水
でよ（洗浄し、１０容量％３−アミノプロピルトリエト
キシシラン溶液３０＋ｗ ｌ中に６５℃で１６時間浸透
する。
ｌを添加し、９０℃で５時間加熱処理した後、蒸溜水
でよ（洗浄し、１０容量％３−アミノプロピルトリエト
キシシラン溶液３０＋ｗ ｌ中に６５℃で１６時間浸透
する。
前記アミノアルキル化を行ったガラスクロスを蒸溜水で
よく洗浄した後、１０重量％グルタルジアルデヒド溶液
３０■ｌ中に４５℃で３時間浸漬してアルデヒド基を導
入する。その後、ガラスクロスを取り出して蒸溜水でよ
く洗浄し、真空乾燥を行って酵素固定化用担体とする。
よく洗浄した後、１０重量％グルタルジアルデヒド溶液
３０■ｌ中に４５℃で３時間浸漬してアルデヒド基を導
入する。その後、ガラスクロスを取り出して蒸溜水でよ
く洗浄し、真空乾燥を行って酵素固定化用担体とする。
一方、酵素液の調整は、グルコースオキシダーゼをｐ
Ｈ７，０で０．１Ｍりん酸緩衝液中で１００ＯＵ・、ｌ
−１となるように行う。この酵素溶液に上記ガラスク
ロスを浸漬し、４℃で１６時間攪拌し、酵素を固定化さ
せた。さらに、その酵素溶液に０．５ｗ／ｖ％水素化は
う素ナトリウム水溶液１０＋ａ Ｉｔを加えて残存アル
デヒド基を還元して不活性にした。
Ｈ７，０で０．１Ｍりん酸緩衝液中で１００ＯＵ・、ｌ
−１となるように行う。この酵素溶液に上記ガラスク
ロスを浸漬し、４℃で１６時間攪拌し、酵素を固定化さ
せた。さらに、その酵素溶液に０．５ｗ／ｖ％水素化は
う素ナトリウム水溶液１０＋ａ Ｉｔを加えて残存アル
デヒド基を還元して不活性にした。
前記固定化終了の譲、蒸溜水でよく洗浄し、選択透過膜
として６μ麟厚の酢酸セルロースｌｌＵ及び０−リング
を貼り付けて第１図に示すような固定化酵素膜を作製し
た。これをｐＨ７，０の０゜ＩＭりん酸緩衝液中に５℃
で保存した。
として６μ麟厚の酢酸セルロースｌｌＵ及び０−リング
を貼り付けて第１図に示すような固定化酵素膜を作製し
た。これをｐＨ７，０の０゜ＩＭりん酸緩衝液中に５℃
で保存した。
叉星斑−１
ガラス繊維３００■を４％硝酸１０ｍ７！中で加熱処理
した後、蒸溜水でよく洗浄し、１０容量％３・−アミノ
プロピルトリエトキシシラン溶液１０ｍ１中に７０℃で
５時間浸漬してアミノアルキル化を行い、蒸溜水でよく
洗浄した後、実施例１と同様の方法でアルデヒド基を導
入して酵素固定化用担体とした。
した後、蒸溜水でよく洗浄し、１０容量％３・−アミノ
プロピルトリエトキシシラン溶液１０ｍ１中に７０℃で
５時間浸漬してアミノアルキル化を行い、蒸溜水でよく
洗浄した後、実施例１と同様の方法でアルデヒド基を導
入して酵素固定化用担体とした。
酵素液は、グルコースオキシダーゼをｐＨ７，０の０．
１Ｍりん酸緩衝液で２０ Ｕ ７ｍ Ｉｔとなるように
調整し、これに前記ガラス繊維を浸漬し、４℃で１６時
間攪拌し酵素を固定した。さらに、その酵素溶液に０．
５ｗ／ｖ％水素化はう素ナトリウム水溶液５００μｌを
添加し、残存アルデヒド基を還元して不活性にした。
１Ｍりん酸緩衝液で２０ Ｕ ７ｍ Ｉｔとなるように
調整し、これに前記ガラス繊維を浸漬し、４℃で１６時
間攪拌し酵素を固定した。さらに、その酵素溶液に０．
５ｗ／ｖ％水素化はう素ナトリウム水溶液５００μｌを
添加し、残存アルデヒド基を還元して不活性にした。
前記固定化終了の後、ガラス繊維をよく洗浄し、第３図
に示すように、選択透過膜３として４μｍ厚の酢酸セル
ロース膜及び保護膜４として７μｍ厚、孔径０．５μ曙
のポリカーボネート膜を貼り付けて固定化酵素膜を作製
し、ｐＨ７，０の０．１Ｍりん酸緩衝液中に５℃で保存
した。
に示すように、選択透過膜３として４μｍ厚の酢酸セル
ロース膜及び保護膜４として７μｍ厚、孔径０．５μ曙
のポリカーボネート膜を貼り付けて固定化酵素膜を作製
し、ｐＨ７，０の０．１Ｍりん酸緩衝液中に５℃で保存
した。
本発明によれば、酵素固定化用担体としてガラス繊維材
料又は多孔質ガラス層を用い、これに酵素を固定化する
ことにより酵素固定化層とすることによって、物質の拡
散透過性を向上させかつ被測定物質との接触面積を大き
くすることができる。
料又は多孔質ガラス層を用い、これに酵素を固定化する
ことにより酵素固定化層とすることによって、物質の拡
散透過性を向上させかつ被測定物質との接触面積を大き
くすることができる。
また、酵素固定化層にガラス繊維を用いているため機械
的強度に優れ、選択透過膜の膜厚を薄くすることができ
る。これら拡散透過性が良好で且つ選択透過膜の膜厚が
薄いことから応答性に優れた固定化酵素膜を提供するこ
とができる。
的強度に優れ、選択透過膜の膜厚を薄くすることができ
る。これら拡散透過性が良好で且つ選択透過膜の膜厚が
薄いことから応答性に優れた固定化酵素膜を提供するこ
とができる。
第１図は、本発明による固定化酵素膜の平面図であって
、被測定物質側から見たものである。第２図は、その横
断面図であって、被測定物質側が上、電極は下になる。 第３図は、本発明の実施例２による固定化酵素膜の横断
面図であって、電極側は下になる。
、被測定物質側から見たものである。第２図は、その横
断面図であって、被測定物質側が上、電極は下になる。 第３図は、本発明の実施例２による固定化酵素膜の横断
面図であって、電極側は下になる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）酵素電極に用いられる固定化酵素膜において、被測
定物質に接する膜面にガラス繊維材料又は多孔質ガラス
膜に酵素を固定化してなる酵素固定化層を有し、電極に
接する膜面に過酸化水素を透過させるが電極反応阻害物
質を透過させない選択透過性膜を有することを特徴とす
る固定化酵素膜。 ２）特許請求の範囲第１項記載の固定化酵素膜において
、酵素固定化層が、ガラス繊維材料又は多孔質ガラス膜
をアミノアルキル基を含有するシランカップリング材で
処理し、次いでジアルデヒド試薬で処理した後、酵素を
固定化させることによって作製されたものであることを
特徴とする固定化酵素膜。 ３）特許請求の範囲第１項記載の固定化酵素膜において
、選択透過性膜がポリカーボネート、ポリエステル、ポ
リアミド、酢酸セルロースなどの多孔質膜であることを
特徴とする固定化酵素膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59266291A JPS61145448A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 固定化酵素膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59266291A JPS61145448A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 固定化酵素膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61145448A true JPS61145448A (ja) | 1986-07-03 |
Family
ID=17428903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59266291A Pending JPS61145448A (ja) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | 固定化酵素膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61145448A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03163347A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酵素固定化膜 |
| JPH03164174A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-07-16 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | 固定化酵素およびそれを用いる測定装置 |
| CN103901088A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-07-02 | 扬州大学 | 采用静电纺丝法制备纳米纤维膜生物传感器 |
-
1984
- 1984-12-19 JP JP59266291A patent/JPS61145448A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03164174A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-07-16 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | 固定化酵素およびそれを用いる測定装置 |
| JPH03163347A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酵素固定化膜 |
| CN103901088A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-07-02 | 扬州大学 | 采用静电纺丝法制备纳米纤维膜生物传感器 |
| CN103901088B (zh) * | 2014-04-17 | 2016-08-31 | 扬州大学 | 采用静电纺丝法制备纳米纤维膜生物传感器 |
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