JPS6152949B2 - - Google Patents
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- JPS6152949B2 JPS6152949B2 JP55172842A JP17284280A JPS6152949B2 JP S6152949 B2 JPS6152949 B2 JP S6152949B2 JP 55172842 A JP55172842 A JP 55172842A JP 17284280 A JP17284280 A JP 17284280A JP S6152949 B2 JPS6152949 B2 JP S6152949B2
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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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、酵素の特異的触媒作用を受ける基質
に対して電気化学的活性を有し、基質の濃度を迅
速かつ簡便に測定でき、しかも繰り返し使用する
ことのできる酵素電極に関するものである。
に対して電気化学的活性を有し、基質の濃度を迅
速かつ簡便に測定でき、しかも繰り返し使用する
ことのできる酵素電極に関するものである。
酵素の有する特異的触媒作用を工業的に利用す
る試みの一例として、酵素反応系と電気化学反応
系を結びつけることにより、酵素と特異的に反応
する物質である基質の濃度を測定することが試み
られている。この様な試みの対象となる酸化還元
酵素の中で、アルコールデヒドロゲナーゼ
（ADH）などの脱水素酵素系の酵素については、
ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド
（NAD）などの補酵素を直接電極反応させること
により電流として検出し、基質濃度に関連づける
方法が知られている。すなわち、(1)式の酵素反応
で生成したNADの還元体（NADH）を(2)式に示
すごとく電気化学的に酸化し、この時流れる電流
値で基質（エタノール）濃度を知ることができ
る。
る試みの一例として、酵素反応系と電気化学反応
系を結びつけることにより、酵素と特異的に反応
する物質である基質の濃度を測定することが試み
られている。この様な試みの対象となる酸化還元
酵素の中で、アルコールデヒドロゲナーゼ
（ADH）などの脱水素酵素系の酵素については、
ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド
（NAD）などの補酵素を直接電極反応させること
により電流として検出し、基質濃度に関連づける
方法が知られている。すなわち、(1)式の酵素反応
で生成したNADの還元体（NADH）を(2)式に示
すごとく電気化学的に酸化し、この時流れる電流
値で基質（エタノール）濃度を知ることができ
る。
上記方法に基づき、繰り返し使用の可能な基質
濃度測定用電極を構成するには、関連する酵素、
補酵素を電極の集電体近傍に固定化すれば良い。
しかしながら、従来この様な固定化電極において
は、必ずしも十分な応答電流は得られていない。
これは、固定化に伴うADH、NADの活性低下に
加えて、(1)式の反応の平衡が左に片寄つており、
生成するアセトアルデヒドが阻害的な作用をして
いるものと考えられる。
濃度測定用電極を構成するには、関連する酵素、
補酵素を電極の集電体近傍に固定化すれば良い。
しかしながら、従来この様な固定化電極において
は、必ずしも十分な応答電流は得られていない。
これは、固定化に伴うADH、NADの活性低下に
加えて、(1)式の反応の平衡が左に片寄つており、
生成するアセトアルデヒドが阻害的な作用をして
いるものと考えられる。
そこで、本発明者らは、以上に述べた点につい
て種々検討を重ねた結果、優れた特性を有する酵
素電極を見い出した。本発明の酵素電極の特徴
は、カーボン等の集電体上に、ADH，NADとと
もにアルデヒド脱水素酵素を固定化した点にあ
る。すなわち(3)式に示すごとく、(1)式で生成する
アセトアルデヒドをアルデヒド脱水素酵素の作用
により酢酸に変換し、これにより(1)式の反応を円
滑に右方向へ進行させることができる。
て種々検討を重ねた結果、優れた特性を有する酵
素電極を見い出した。本発明の酵素電極の特徴
は、カーボン等の集電体上に、ADH，NADとと
もにアルデヒド脱水素酵素を固定化した点にあ
る。すなわち(3)式に示すごとく、(1)式で生成する
アセトアルデヒドをアルデヒド脱水素酵素の作用
により酢酸に変換し、これにより(1)式の反応を円
滑に右方向へ進行させることができる。
アセトアルデヒド＋NAD+＋H2O
→酢酸＋NADH＋H+ ……(3)
さらに、(3)式で生成するNADHについても(2)式
と同様に電気化学的に酸化することができるた
め、これに伴い、NADHの酸化電流はさらに増大
し、その結果、感度を上げることができる。
と同様に電気化学的に酸化することができるた
め、これに伴い、NADHの酸化電流はさらに増大
し、その結果、感度を上げることができる。
以下、本発明を実施例により説明する。
酵素、補酵素の固定化担体を兼ねる集電体とし
てのカーボン（グラフアイト）粉末と結着剤とし
てのフツ素樹脂粉末からなる混合物を加圧成型に
よりペレツト状とし、電極基体を得る。得られた
電極基体上に、NADを100mg／ml含む水溶液を30
μ／cm2の割合で展開、乾燥する。次にアルコー
ル脱水素酵素とアルデヒド脱水素酵素とを各々50
mg／ml含む水溶液を40μ／cm2の割合で展開し、
乾燥する。この後、固定化試薬としてグルタルア
ルデヒドを作用させ、架橋反応を行わせた後、十
分に水洗する。こうして得られた酵素電極をＡと
する。
てのカーボン（グラフアイト）粉末と結着剤とし
てのフツ素樹脂粉末からなる混合物を加圧成型に
よりペレツト状とし、電極基体を得る。得られた
電極基体上に、NADを100mg／ml含む水溶液を30
μ／cm2の割合で展開、乾燥する。次にアルコー
ル脱水素酵素とアルデヒド脱水素酵素とを各々50
mg／ml含む水溶液を40μ／cm2の割合で展開し、
乾燥する。この後、固定化試薬としてグルタルア
ルデヒドを作用させ、架橋反応を行わせた後、十
分に水洗する。こうして得られた酵素電極をＡと
する。
比較のために、前記と同様にNADを展開、乾
燥し、次にアルコール脱水素酵素のみを50mg／ml
含む水溶液を40μ／cm2の割合で展開、乾燥し、
グルタルアルデヒドを作用させて得られた酵素電
極をＢとする。
燥し、次にアルコール脱水素酵素のみを50mg／ml
含む水溶液を40μ／cm2の割合で展開、乾燥し、
グルタルアルデヒドを作用させて得られた酵素電
極をＢとする。
上記、Ａ，Ｂの電極についての基質（エタノー
ル）濃度変化に対する電流応答を第１図に示す測
定系で測定した。図中１は記録計、２なポテンシ
ヨスタツト、３は参照極、４は下端部に酵素電極
を装着した電極ホルダー、５は基質を含むPH7.0
のリン酸緩衝液、６は塩橋、７は対極である。酵
素電極を浸漬後、ポテンシヨスタツトで電極電位
をNADの十分な酸化電位に設定した後、基質と
してエタノールを注入して所定の濃度とし、酵素
反応で還元されたNADの酸化電流の定常値を測
定した。第２図にエタノール濃度変化に伴う各電
極の電流値の増加を示す。
ル）濃度変化に対する電流応答を第１図に示す測
定系で測定した。図中１は記録計、２なポテンシ
ヨスタツト、３は参照極、４は下端部に酵素電極
を装着した電極ホルダー、５は基質を含むPH7.0
のリン酸緩衝液、６は塩橋、７は対極である。酵
素電極を浸漬後、ポテンシヨスタツトで電極電位
をNADの十分な酸化電位に設定した後、基質と
してエタノールを注入して所定の濃度とし、酵素
反応で還元されたNADの酸化電流の定常値を測
定した。第２図にエタノール濃度変化に伴う各電
極の電流値の増加を示す。
図から明らかな如く、本発明による酵素電極Ａ
は、従来の電極Ｂに比較して、約２倍の電流増加
値が得られており、優れた感度を有することがわ
かる。これは、前述のごとく、アルデヒド脱水素
酵素をADH，NADとともに固定化し、いわゆる
複合酵素電極とすることにより、阻害要因となる
アセトアルデヒドを除去したことによるものと考
えられる。
は、従来の電極Ｂに比較して、約２倍の電流増加
値が得られており、優れた感度を有することがわ
かる。これは、前述のごとく、アルデヒド脱水素
酵素をADH，NADとともに固定化し、いわゆる
複合酵素電極とすることにより、阻害要因となる
アセトアルデヒドを除去したことによるものと考
えられる。
アルデヒド脱水素酵素の固定化方法としては、
ADHと別々の工程で固定化するより、本実施例
に示した様に、ADHと混合した状態で固定化し
た方がより一層良好な感度が得られた。また、集
電体としては担体を兼ねることができ、かつ
NADHを電気化学的にもとのNADに酸化できる
ものでなければならず、これに適するものとして
は、グラフアイト、活性炭、アセチレンブラツク
などのカーボンが最も良好であつた。
ADHと別々の工程で固定化するより、本実施例
に示した様に、ADHと混合した状態で固定化し
た方がより一層良好な感度が得られた。また、集
電体としては担体を兼ねることができ、かつ
NADHを電気化学的にもとのNADに酸化できる
ものでなければならず、これに適するものとして
は、グラフアイト、活性炭、アセチレンブラツク
などのカーボンが最も良好であつた。
以上のごとく、本発明の酵素電極は優れた応答
特性を有しており、その利用価値は大である。
特性を有しており、その利用価値は大である。
第１図は酵素電極を用いて基質濃度を測定する
場合の測定系を示す図、第２図はエタノール濃度
に対する酵素電極の電流増加を示す図である。
場合の測定系を示す図、第２図はエタノール濃度
に対する酵素電極の電流増加を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 集電体上にアルコール脱水素酵素およびニコ
チンアミドアデニンジヌクレオチドを固定化して
なる酵素電極において、さらにアルデヒド脱水素
酵素を固定化したことを特徴とする酵素電極。 ２ 集電体が、カーボンである特許請求の範囲第
１項記載の酵素電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55172842A JPS5796252A (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Enzyme electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55172842A JPS5796252A (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Enzyme electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5796252A JPS5796252A (en) | 1982-06-15 |
| JPS6152949B2 true JPS6152949B2 (ja) | 1986-11-15 |
Family
ID=15949333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55172842A Granted JPS5796252A (en) | 1980-12-08 | 1980-12-08 | Enzyme electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5796252A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0542775Y2 (ja) * | 1987-11-12 | 1993-10-27 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03108653A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-08 | Tekunoroogu:Kk | 酵素膜センサ |
| KR970010981B1 (ko) * | 1993-11-04 | 1997-07-05 | 엘지전자 주식회사 | 알콜농도 측정용 바이오센서 및 바이오센서 제조방법과 바이오센서를 이용한 음주 측정기 |
| CN102931424A (zh) | 2002-07-26 | 2013-02-13 | 索尼株式会社 | 燃料电池 |
| JP5207576B2 (ja) * | 2002-07-26 | 2013-06-12 | ソニー株式会社 | 燃料電池、ポータブル電源及び電子機器 |
| CN116574414B (zh) * | 2023-05-16 | 2024-05-28 | 内江师范学院 | 石墨粉/淀粉手性选择剂、玻碳电极及制备方法和应用 |
-
1980
- 1980-12-08 JP JP55172842A patent/JPS5796252A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0542775Y2 (ja) * | 1987-11-12 | 1993-10-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5796252A (en) | 1982-06-15 |
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