JPS6131954A - マルト−スセンサ - Google Patents

マルト−スセンサ

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JPS6131954A
JPS6131954A JP59152839A JP15283984A JPS6131954A JP S6131954 A JPS6131954 A JP S6131954A JP 59152839 A JP59152839 A JP 59152839A JP 15283984 A JP15283984 A JP 15283984A JP S6131954 A JPS6131954 A JP S6131954A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
maltose
electrode
sensor
glucose
amylase
Prior art date
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Pending
Application number
JP59152839A
Other languages
English (en)
Inventor
Kichiji Karasawa
唐沢 吉治
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS6131954A publication Critical patent/JPS6131954A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は固定化酵素膜(以下酵素膜と略す)を用いてマ
ルトースを測定する酵素センサに係り、特に感度の高い
マルトースセンサに関する。
〔発明の背景〕
マルトースはグルコースの2量体であり、デンプン等の
多糖類がアミラーゼ等により加水分解されたときにその
生成物として得られる。従って一定量のアミラーゼをそ
の過剰な基質が存在する系に作用させ、そのとき生ずる
マルトースの量を測定すれば間接的にアミラーゼを測定
できる。一方、血液などの生体液中のアミラーゼを・定
量することにより各種疾患の診断が可能なため、アミラ
ーゼを測定する目的でマルトースを測定することが近時
、注目されている。
上記の目的でマルトース測定をする方法としては(1)
可溶性デンプンを基質としてα−アミラーゼにより生成
したマルトースをマルトフオスファリセーゼにより分解
し、更にβ−フオスフオグルコムターゼ、グルコース−
6−リン酸脱水素酵素、6−フオスフオゲルコン酸脱水
素酵素を用いる3段階の酵素反応を経て、最終的に生じ
たNADH(還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオ
チド)量を測定するマルトース・ホスホリラーゼ法、(
2)α−グルコシダーゼによりマルトースをグルコース
に分解し、このグルコースを測定するα−グルコシダー
ゼ法等がある。これらの酵素法は酵素の基質特異性を利
用するため、測定妨害物質の影響を受けやすい長所があ
るが、しかし、全血の測定は不可能で分析時間が長く、
酵素や補酵素の分析試薬が高価であり、又、装置が複雑
であるなどの欠点がある。
これらの欠点を解消するため、最近では酵素電極として
マルトースセンサを用いる方法が提案(特願昭58−1
12717 )されている。この方法は、マルトースセ
ンサを用いた試料中のアミラーゼ定量方法において、試
料を緩衝液に加え、この混合液をグルコースとマルトー
ス量を測定できるマルトースセンサ(以下マルトースセ
ンサと称する)に接触させて試料中に当初より存在する
グルコース量を測定し、次にこの混合液にアミラーゼの
基質を加え、試料中のアミラーゼによりマルトースを生
成せしめ、このマルトース量を前記の電極で測定し、マ
ルトース由来のグルコースと当初より存在するグルコー
ス量との総量を測定し、この量と当初より存在するグル
コース量との差からアミラーゼを定量することを特徴と
するものである。
この方法は、1本の酵素電極を用い、その検知特異性を
有効に利用するものであり、その原理は下記の酵素反応
により説明される。
(II) +H2O2 (III) すなわち、グルコースを測定する場合には酵素としてグ
ルコースオキシダーゼを用いグルコースの酸化反応を行
なわせると上記(m)式に従って酸素02が消費され過
酸化水素H2O2が生成する。
この酸素又は過酸化水素はグルコースと異なり電気化学
的な測定の対象となりうるので、消費に伴う酸素量の減
少又は生成に伴う過酸化水素量を電気化学的に測定して
間接的にグルコース濃度の測定が可能となる。マルトー
スの測定では、上記(1)式に従い試料中のα−アミラ
ーゼの作用により糖類(基質)から分解生成したα−マ
ルトースが、(II)式に従って酵素α−グルコシダー
ゼの作用により水と反応して2分子のグルコースになり
、このグルコースが(m)式に従って酵素グルコースオ
キシダーゼの作用により水及び酸素と反応してグルコン
酸と過酸化水素を生成する。この場合、過酸化水素量の
生成又は酸素量の減少を電気化学的に測定することによ
り間接的にグルコース量の測定が可能になることはグル
コースを測定する場合と同じであるが、ここで測定され
るグルコース量は、α−アミラーゼにより基質から分解
生成したα−マルトースに由来するグルコースと試料中
に当初から存在するグルコースとの総量である。このグ
ルコース総量に対応するマルトース測定で得られた出力
信号と、当初グルコース量に対応する出力信号の差から
α−アミラーゼを測定するのである。この方法は、従来
の方法と比べると、全血が測定可能で測定精度も高く、
分析時間も短かく、かつ分析装置も簡便で、発色試薬等
も不要なため、非常に優れている。しかし、この方法を
有効に作用さすためには、極めて感度の高いマルトース
センサが必要である。すなわち、本方法でアミラーゼを
測定するとき、その測定時間の長さを考慮しなければ、
(1)式で示される反応の時間を長くとることによりマ
ルトース濃度を十分に高めることができるが、測定時間
を短かく、例えば1〜2分にするためには、マルトース
がアミラーゼにより十分量生成される前に測定しなけれ
ばならないので、高感度のマルトースセンサが要求され
る。
〔発明の目的〕
本発明は前記の現状に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、高感度なマルトースセンサを提供する
ことにある。
〔発明の概要〕
本発明のマルトースセンサは、マルトースを測定するた
めの酵素としてα−グルコシダーゼとグルコースオキシ
ダーゼとがその活性比で173〜1/20の割合で配合
固定化された酵素膜と、これらの酵素の解媒作用によっ
て起きた化学反応の増減物を電気化学的に測定できるト
ランジューサから成る。
本発明に用いる酵素膜の製造方法としては公知の方法が
すべて使用可能であり、α−グルコンダ−ゼやグルコー
スオキシダーゼの固定化方法としては公知技術、例えば
「固定化酵素」 (千畑一部編 講談社すイエンテイフ
イク、 1975年)に述べられているような方法が使
用できる。これらの固定化法を用いて、α−グルコシダ
ーゼとグルコースオキシダーゼの活性比を、172〜1
/20、好ましくは1/3〜1/10の範囲になるよう
にして固定化する。活性比が1/2より大きいと、マル
トースセンサとしての感度は落ち、また活性比が172
0より小さいと酵素膜中のα−グルコシダーゼの絶対量
が極端に少なくなるため、かえって寿命通園より勘案す
ると悪い結果を与えることになる。酵素膜中の活性比を
前記の割合にするためには固定化前の2種の酵素の仕込
量を前記割合で混合しておき、これを固定化するか、ま
たはどちらか一方の酵素を先に固定化し、次に前記の活
性比の割合になるように残りの酵素を調節し固定化すれ
ばよい。ここに活性化とはIUの比と考えてよい。
トランスジューサとしては公知のもの、例えばガルバニ
型の0□電極、ポーラ口型の0.電極またはH2O2電
極が使用できる。このトランスジューサの作用面に前記
の膜を配置することにより本発明のマルトースセンサが
得られる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図面によって説明する。第1図は本発明
の一実施例である酵素電極の概略図を示し、図中1は酸
素、または過酸化水素電極であり、2はその作用面であ
る。α−グルコシダーゼとグルコースオキシダーゼの2
種の酵素を固定化した酵素膜(以下酵素膜と略称する)
4は酵素又は過酸化水素電極1の作用面2の外側に0−
リング3で固定されている。5はリード線である。この
酵素電極を、恒温装置お拝び撹拌装置の付いた測定セル
に取付ける。測定セルに一定量のリン酸緩衝液を入れ、
30〜40℃の範囲の恒温に保ち、撹拌する。ここに試
料を入れると、試料中に当初より存在するグルコースが
酵素膜4に接触し、前記(III)式の反応を起す。こ
のとき得られる出力信号の電流値がほぼ定常状態になっ
てから一定量の基質を注入すると試料中にあるアミラー
ゼの作用により前記(1)式の反応が起りα−マルトー
スが生じる。このα−マルトースは酵素膜4に接触し、
前記(II)、(DI)式で示す反応を起す。この時の
出力信号である電流値の増加はα−アミラーゼの作用に
よるものである。これらの電流値変化の状態を第2図に
示す。第2図において、toは試料を注入した時点、t
lは基質を入れた時点である。11は当初より試料中に
存在するグルコースやマルトースに起因する電流値であ
り、それ以上の電流値の増加がアミラーゼに起因するも
のであよりアミラーゼが測定できる。
実施例1 α−グルコシダーゼ、(東洋紡製100 V/mg)、
グルコースオキダーゼ(東洋紡製100 V/+mg)
を各種の割合で混合し、その混合物の全量が24mgに
なるように調製した。この混合物にアルブミン(Sig
ma社製)を2Bを加え、これを400μnのリン酸緩
衝液(p H6、8、0、1モル/Ω)に溶解し、これ
を水冷した。この中にグルタルアルデヒドの5%水溶液
50μQを加え、すばやく混合し、この液150μaを
直径47mm、厚さ約30μmのポリエステル製の不I
に塗布し、15時間風乾した後、よく洗浄し、α−グル
コシダーゼとグルコースオキシダーゼが各種の割合で固
定化された酵素膜を得た。これらに酵素膜をクラーク型
のH,O,電極に取付はマルトースセンサを得た。この
センサをフローセルに取付け、pH7,0,0,1モル
/Qのリン酸緩衝液を1 m Q /winの割合で流
し、ここに試料としてマルトース濃度が200mg/ 
d Qの水溶液10μΩを注入し、このときのセンサの
出力を記録した。この結果を第3図に示す。
実施例2 実施例(1)で得たα−グルコシダーゼとグルコースオ
キシダーゼの活性比が115の酵素膜をクラーク型のH
2O2電極に装着し、マルトースセンサを得た。これを
用いてマルトース濃度を実施例1と同様な方法で測定し
た。この時のマルトース濃度とセンサ出力電流の関係を
第4図に示す。
実施例3 実施例2で得はマルトースセンサを用b)てアミラーゼ
を測定した。すなわち、このセンサを撹拌装置と恒温装
置の付いた測定セルに取付けた。この測定セルを37℃
に保ちpH7,0,0,1モル/Qのリン酸バッファー
を満たし、ここ番こ試料としてアミラーゼと80mg/
 d Qのグルコースを含む管理血清20μ0を注入し
た。このとき、第2図においてtlは15秒、11は1
00nA、jt 実施例4 実施例3と同様な方法で血清を分析し、同時番ここの試
料を従来法で多用されているブルースターチ法(クロモ
ジェニックサブストレート法の一種)で分析し、その結
果を比較した。このときの相関係数は0.996(n 
= 20 )となり従来法とよく一致することがわかっ
た。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明のマルトースセンサを用いる
ことにより、生体液に含まれるα−アミラーゼが高価な
分析試薬を使わずに簡便な方法及び装置で短時間に測定
できる。したがって1本発明は、特に生体液中のα−ア
ミラーゼ量を測定して疾病の診断に役立たせる臨床検査
の分野において極めて有用な分析方法である。また、更
にはアミラーゼばかりではなく、グルコースやマルトー
スおよびグルコース、マルトースを生成する物質も測定
できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明で用いられる酸素電極の概略図、第2図
は本発明のセンサを用いて試料を測定したときのマルト
ースセンサの出力電流の経時変化を表わす図、第3図は
酵素膜のα−グルコシダーゼとグルコースオキシダーゼ
の割合とセンサの出力電流との関係を表わす図、第4図
はマルトース濃度とセンサの出力電流との関係を示す図
である。 1・・・電極、2・・・作用面、3・・・0リング、4
−・・・固定第 l 図 第 21!1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、α−グルコシダーゼとグルコースオキシダーゼの活
    性比が、1/2〜1/20になるように配合固定化した
    酵素膜を用いることを特徴とするマルトースセンサ。
JP59152839A 1984-07-25 1984-07-25 マルト−スセンサ Pending JPS6131954A (ja)

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JP59152839A JPS6131954A (ja) 1984-07-25 1984-07-25 マルト−スセンサ

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JP59152839A JPS6131954A (ja) 1984-07-25 1984-07-25 マルト−スセンサ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0503459A2 (en) * 1991-03-04 1992-09-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Immunoassay element and process for immunoassay
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