JPS62235556A - 複合化酵素センサ− - Google Patents

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、複合化酵素センサーに関する。更に詳しくは
、絶縁基板上に形成させた金属薄膜よりなる電極上に複
数種類の酵素を固定化せしめた複合化酵素センサーに関
する。

〔従来の技術〕および【発明が解決しようとする間屈点
〕臨床検査分野において、バイオセンサーの一種である
酵素センサーの小型化、低コスト化および複合化が求め
られている。こうした要求に応ずべく、従来より酵素セ
ンサーの小型化および複合化の検討が行なわれている。

半導体を用いた酵素センサーでは、１個の素子で複数の
基質あるいはイオンなどを検出できる小型あものが開発
□されているが、これらは主としてイオン感応性□電解
効果型トラしシスター（ＩＳＦＥＴ）と呼ばれる半導体
デバイスをトランスジューサーとしており、その製造プ
ロセスでは通常のＩＣプロセスと同等レベルの製造管理
システムを必要としている。このため、製造工程がきわ
めて複雑となり、これが低コスト化および歩留まりの向
上を妨げている。

本発明者は、複数の検出機能を有する酵素センサーであ
って、小型化かつ低コスト化された酵素センサーを求め
て種々検討の結果、３組以上の電極上にそれぞれ異なる
酵素を固定化せしめることにより、かかる課題が効果的
に解決されることを見出した。

〔問題点を解決するための手段〕

従って、本発明は複合化酵素センサーに係り、この複合
化酵素センサーは、同一絶縁基板上に形成させた金属薄
膜よりなるアノード電極およびカソード電極の組合せ電
極を３組以上設け、すべての組合せ電極の少なくともア
ノード電極上にそれぞれ異なる酵素を固定化せしめてな
る。

この複合化酵素センサーによって検出可能な基質とこの
基質に対して反応する触媒としての酵素との組合せの例
は次の如くであり、これらの場合電極は過酸化水素電極
として作用する。

−被検聞惣双− グルコース　　　　　　グルコースオキシダーゼガラク
トース　　　　　ガラクトースオキシダーゼム−アミノ
酸　　　　　Ｌ−アミノ酸オキシダーゼエタノール　　
　　　　アルコールオキシダーゼコリン　　　　　　　
　コリンオキシダーゼアシル補酵素Ａ　　　　アシル補
酵素Ａオキシダーゼコレステロール　　　　コレステロ
ールオキシダーゼ尿酸　　　　　　　　　ウリカーゼ Ｌ−α−グリセロリン酸　Ｌ−α−グリセロ−３−リン
酸オキシダーゼこれらの各酵素は、３組以上の組合せ電
極Φ少なくとも７ノード電極上に固定化せしめるが、そ
の内の少なくとも一種は失活させて、その電極を還元性
妨害物質による信号をキャンセルするための参照側電極
として用いる。かがる酵素の組合せ例を挙げると、次の
如くである。

これらの各酵素を固定化させた複合化酵素センサーの製
造は、例えば本出願人が先に提案した方法、即ち同一絶
縁基板上に形成させた金属薄膜よりなるアノード電極お
よびカソード電極よりなる組合せ電極の少なくともアノ
ード電極に、光架橋性重合体、例えばスチルバゾリウム
基、アゾ基などを感光性基として有するポリビニルアル
コールなどを含有する酵素水溶液にフォトリングラフ法
を適用し、光架橋重合体で固定化された酵素固定化膜を
形成させることにより行なわれる（特願昭６０−１０３
，６９９号）。その際、酵素水溶液として失活酵素水溶
液を用いると、この水溶液が適用された電極上には、失
活酵素固定化膜が形成される（特願昭６０−２１７．１
４９号）。また、すべてのｆｌＩＶ７Ａ上に酵素固定化
膿を形成させた後、その内の参照側電極となる電極上の
酵素固定化膜に紫外線を照射し、その酵素を失活させる
こともできる。

このようにして酵素固定化膜（および失活酵素固定化膜
）を形成せしめる電極において、１個のカソード電極は
２組以上の組合せ電極に共通して用いることができる。

図面の第１図には、ガラス基板１上に形成させた３組の
組合せ電極において。

アノード電極２．２’、２“に対してカソード電極３を
共通に用いた態様が平面図として示されており、アノー
ド電極２および２ηには酵素固定化膜４，４′を、また
アノード電極２′には失活酵素固定化膜５をそれぞれ形
成させている。

〔作用〕および〔発明の効果〕 本発明に係る複合化酵素センサーは、各電極上に固定化
された酵素の選択的触媒作用を受ける基質濃度のみを電
流変化として検出する・このために、この酵素センサー
は、一つのチップで同時に複数の基質濃度を測定するこ
とができる。

しかも、その構造は１通常のりフトオフ法およびフォト
リソグラフ法を用いて、絶縁基板上の薄膜電極に各種の
酵素固定化膜を形成させただけの単純なものであるので
、製造工程を非常に簡略なものとすることができる。ま
た、小型化、量産性の点でもすぐれている。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１ 通常のりフトオフ法を用いて、ガラス基板上に第１図に
示されるような３組の組合せ電極、即ちカソード電極を
共通にする過酸化水素電極を形成させた。

光架橋性ポリビニルアルコール（光架橋性スチルバゾリ
ウム基含有量１．４モル％、けん化度８８％、重合度１
４００）の１１．７重量％水溶液０．５ｇに、グルコー
スオキシダーゼ酵素３０ｍｇを溶解させた蒸留水０．４
ｍ　Ｑを添加し、数分間攪拌混合して調製されたコーテ
イング液を、４０００ｒｐｍ、２０秒間の条件下で３組
の電極上にスピンコードし、自然乾燥させた後、アノー
ド電極２．２′部分のみが照射されるようなネガ画像を
有するフォトマスクで覆い、２５０Ｗの高圧水銀灯を用
い、１５秒間紫外線照射した。

純水を用いて水洗、現像後、再度１５秒間紫外線照射し
て乾燥させた。

次いで、グルコオキシダーゼ酵素に代えてコレステロー
ルオキシダーゼ酵素を用い、同様の処理を行なった。た
だし、この場合には、アノード電極２ｈ部分のみが照射
されるようなネガ画像を有するフォトマスクが用いられ
た。

最後に、アノード電極２′部分のみ照射されるようなネ
ガ画像を有する石英ガラス製フォトマスクを用いて、よ
り短波長の紫外線（波長２５３７人。

出力１５Ｗ／　ａｌの殺菌用紫外線ランプ）により照射
距離２０１１、照射時間２分間の条件下で照射を行ない
、グルコースオキシダーゼ酵素の失活を行なった。

このようにして製造された複合化酵素センサーは、各酵
素の触媒作用により、 グルコース＋０２−グルコノラクトン十Ｈ，Ｏ。

コレステロール＋０２−コレステノン＋Ｈ，Ｏ。

なる反応が生じ、そこに過酸化水素電極が形成されるの
で、その出力電流値からグルコースおよびコレステロー
ルの基質濃度を知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る複合化酵素センサーの一態様の
平面図である。 （符号の説明） １・・・・・絶縁基板 ２・・・・・アノード電極 ３・・・・・カソード電極 ４・・・・・酵素固定化膜 ５・・・・・失活酵素固定化膜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、同一絶縁基板上に形成させた金属薄膜よりなるアノ
   ード電極およびカソード電極の組合せ電極を３組以上設
   け、すべての組合せ電極の少なくともアノード電極上に
   それぞれ異なる酵素を固定化せしめた複合化酵素センサ
   ー。 ２、電極上に固定化された酵素の内、少なくとも一種は
   失活酵素である特許請求の範囲第１項記載の複合化酵素
   センサー。 ３、酵素の固定化が光架橋重合体によって行なわれた特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の複合化酵素セン
   サー。 ４、１個のカソード電極が２組以上の組合せ電極に共通
   して用いられる特許請求の範囲第１項記載の複合化酵素
   センサー。 ５、組合せ電極が過酸化水素電極を形成している特許請
   求の範囲第１項記載の複合化酵素センサー。