JPS62261952A - 酵素電極の製法 - Google Patents
酵素電極の製法Info
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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】
し技術分野]
この発明は酵素電極についての技術分野に属する。
[背景技術1
酵素固定化技術の発達により、種々の酵素電極の開発が
盛んに行われている。グルコースオキシダーゼを固定化
した血糖測定用の酵素電極においては、酵素反応によっ
て溶存酸素量を検出する方法と、酵素反応によって生成
する過酸化水素を検出する方法がある。前者は、一般に
酸素電極が使用されており、検出感度および応答速度に
問題がある。後者は、一般に白金電極が使用されている
、過酸化水素は電極で直接電解酸化できるので検出感度
および応答性は良好である。しかし、尿酸やアスコルビ
ン酸のような還元性物質も白金電極で同様に酸化される
ため、酵素のついていない電極を併用し、両者の電流値
の差を検出する方法や、過酸化水素選択透過膜に酵素を
固定化する方法などが試みられている。電流値の差を用
いる方法は、電極が2個必要なことから小型化が難しく
、まにたマイコン等による計算回路も複雑になるという
欠点を持っている。また、尿酸やアスコルビン酸は通過
しないが過酸化水素は通過できる膜としてはアセチルセ
ルロース膜などを利用したものが一部実用化されている
(特開昭54−102193号公報)が、応答速度、検
出感度が充分でないという問題が残されていた。
盛んに行われている。グルコースオキシダーゼを固定化
した血糖測定用の酵素電極においては、酵素反応によっ
て溶存酸素量を検出する方法と、酵素反応によって生成
する過酸化水素を検出する方法がある。前者は、一般に
酸素電極が使用されており、検出感度および応答速度に
問題がある。後者は、一般に白金電極が使用されている
、過酸化水素は電極で直接電解酸化できるので検出感度
および応答性は良好である。しかし、尿酸やアスコルビ
ン酸のような還元性物質も白金電極で同様に酸化される
ため、酵素のついていない電極を併用し、両者の電流値
の差を検出する方法や、過酸化水素選択透過膜に酵素を
固定化する方法などが試みられている。電流値の差を用
いる方法は、電極が2個必要なことから小型化が難しく
、まにたマイコン等による計算回路も複雑になるという
欠点を持っている。また、尿酸やアスコルビン酸は通過
しないが過酸化水素は通過できる膜としてはアセチルセ
ルロース膜などを利用したものが一部実用化されている
(特開昭54−102193号公報)が、応答速度、検
出感度が充分でないという問題が残されていた。
[発明の目的]
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、還
元性物質には応答しないが、過酸化水素に対しては応答
性の良い、酵素電極の製法を提供することを目的とする
。
元性物質には応答しないが、過酸化水素に対しては応答
性の良い、酵素電極の製法を提供することを目的とする
。
[発明の開示]
この発明は、過酸化水素を選択的に透過させることので
きる酵素電極を得るにあたり、電極の上に、特定のアル
コキシシリケートを重合させた薄膜を形成し、さらにこ
の上に酵素膜を形成させた点に特徴を有する。
きる酵素電極を得るにあたり、電極の上に、特定のアル
コキシシリケートを重合させた薄膜を形成し、さらにこ
の上に酵素膜を形成させた点に特徴を有する。
以下、本発明の詳細な説明する。
この発明において使用される電極は、白金、金、チタン
、炭素などが上げられる。また、この発明で使用される
アルコキシシリケートとは、たとえばつぎの一般式で示
される。
、炭素などが上げられる。また、この発明で使用される
アルコキシシリケートとは、たとえばつぎの一般式で示
される。
x、−3i (OR)、−。
nは2または3
ここでXはアミノ基、エポキシ基、チオニール基などの
官能基であり、本発明の目的に叶う限り、前記例示以外
の官能基を使用してもよい。Rはアルキル基であり、O
R基として加水分解可能な基(たとえばメトキシ基、エ
トキシ基)となるものが良く、これらの化合物としては
、たとえばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N
−β (アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジェトキシ
シラン、T−メルカプトプロピルトリメトキシシランな
どが挙げられる。
官能基であり、本発明の目的に叶う限り、前記例示以外
の官能基を使用してもよい。Rはアルキル基であり、O
R基として加水分解可能な基(たとえばメトキシ基、エ
トキシ基)となるものが良く、これらの化合物としては
、たとえばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N
−β (アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジェトキシ
シラン、T−メルカプトプロピルトリメトキシシランな
どが挙げられる。
このような、アルコキシ化合物は水と混合すると加水分
解してシラノール基を生成する。これを加熱すると脱水
重合が起こる。
解してシラノール基を生成する。これを加熱すると脱水
重合が起こる。
この発明においては、たとえば、アルコキシシリケート
としてアミノ基を含むγ−アミノプロピルトリエトキシ
シランを使用し、これを攪拌しながら等モルの蒸留水と
混合したものを使用した。
としてアミノ基を含むγ−アミノプロピルトリエトキシ
シランを使用し、これを攪拌しながら等モルの蒸留水と
混合したものを使用した。
ここで、アルコキシシリケートと蒸留水の混合比は、特
に限定するものではない。
に限定するものではない。
上記溶液を1/100〜115000にイソプロパツー
ルで希釈し、所定量白金板に塗布した後、たとえば10
0℃で30分加熱処理する。
ルで希釈し、所定量白金板に塗布した後、たとえば10
0℃で30分加熱処理する。
なお、加熱時間、温度は、限定する趣旨ではないが前記
の温度、時間以上であれば特には支障はない。また、希
釈溶媒も特に限定はしないが、白金との濡れ性を考える
とイソプロパツールが好ましい、希釈度と電極への塗布
量を変えることによって、シラン重合膜の膜厚が変わる
ため、過酸化水素、尿酸、アスコルン酸の応答性が関節
可能である。
の温度、時間以上であれば特には支障はない。また、希
釈溶媒も特に限定はしないが、白金との濡れ性を考える
とイソプロパツールが好ましい、希釈度と電極への塗布
量を変えることによって、シラン重合膜の膜厚が変わる
ため、過酸化水素、尿酸、アスコルン酸の応答性が関節
可能である。
本発明で使用される酵素膜は、たとえば酵素とアルブミ
ン、グルタルアルデヒド等の製膜物質から成るものを使
用する。ここで酵素としては、グルコースオキシダーゼ
(COD)、ガラクトースオキシダーゼ、コリンオキシ
ダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、アミノ酸オキシダー
ゼ、アルコールオキシダーゼ、乳酸オキシダーゼなど酵
素反応において過酸化水素を生成するものが用いられる
。なお、酵素膜としては、特に前記のものに限定するも
のではなく、製膜物質やその組成をかえることによって
、幾分過酸化水素、尿酸、アスコルビン酸の応答感度を
変えることができる。
ン、グルタルアルデヒド等の製膜物質から成るものを使
用する。ここで酵素としては、グルコースオキシダーゼ
(COD)、ガラクトースオキシダーゼ、コリンオキシ
ダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、アミノ酸オキシダー
ゼ、アルコールオキシダーゼ、乳酸オキシダーゼなど酵
素反応において過酸化水素を生成するものが用いられる
。なお、酵素膜としては、特に前記のものに限定するも
のではなく、製膜物質やその組成をかえることによって
、幾分過酸化水素、尿酸、アスコルビン酸の応答感度を
変えることができる。
また、酵素膜として、シラン重合膜のアミノ基にジアル
デヒド(たとえばグルタルアルデヒド)を反応させて、
これに酵素を共有結合で固定化したものを使用しても良
い。
デヒド(たとえばグルタルアルデヒド)を反応させて、
これに酵素を共有結合で固定化したものを使用しても良
い。
こうして作製した酵素電極を用いた基質の検出モデルを
第1図に示した。この図において1は、白金電極、2は
シラン重合膜、3は酵素膜である。ここで、基質(グル
コース)は酵素膜3で過酸化水素に変換され、シラン重
合膜2を経て、電極1で検出されるが、尿酸、アスコル
ビン酸等の還元性物質はシラン重合膜2を通過すること
ができず、電極1で検出されないことを説明している。
第1図に示した。この図において1は、白金電極、2は
シラン重合膜、3は酵素膜である。ここで、基質(グル
コース)は酵素膜3で過酸化水素に変換され、シラン重
合膜2を経て、電極1で検出されるが、尿酸、アスコル
ビン酸等の還元性物質はシラン重合膜2を通過すること
ができず、電極1で検出されないことを説明している。
以下、実施例に基づき説明する。
実施例1〜5
γ−アミノプロピルトリエトキシシランと蒸留水の等モ
ル混合液を第1表の濃度に、イソプロパツールで希釈し
て、これを60鶴1の白金板に塗布し、100℃で30
分乾燥させた後、第1表に示した組成の酵素液を用いて
酵素電極を作製した。これをフローシステムに組み込み
、試料を10μl注入にた時の検出感度を第1表に示し
た。
ル混合液を第1表の濃度に、イソプロパツールで希釈し
て、これを60鶴1の白金板に塗布し、100℃で30
分乾燥させた後、第1表に示した組成の酵素液を用いて
酵素電極を作製した。これをフローシステムに組み込み
、試料を10μl注入にた時の検出感度を第1表に示し
た。
フローシステムはキャリヤ液としてPH7,5のリン酸
緩衝液を用い、流速は3. 0ml!/ winとした
。また、検出荷電圧はQ、7VvsAg/Agclで行
った。第1表に示した通り、還元性物質の応答は比較例
と比較して非常に小さくなっている。
緩衝液を用い、流速は3. 0ml!/ winとした
。また、検出荷電圧はQ、7VvsAg/Agclで行
った。第1表に示した通り、還元性物質の応答は比較例
と比較して非常に小さくなっている。
なお、バッチシステムに応用した場合も、還元性物質の
応答は小さくなる。
応答は小さくなる。
[以下余白]
[発明の効果]
この発明に係る酵素電極は、以上に説明したように、ア
ルコキシシリケートを電極上で重合させ、この上に酵素
膜を形成させることによって、過酸化水素には応答性を
示すが、還元性物質には応答しなくなるため、酵素反応
で過酸化水素を生成するような酵素を用いた場合、何の
妨害もなく、基質だけを高感度で迅速に、選択的に測定
できる効果がある。
ルコキシシリケートを電極上で重合させ、この上に酵素
膜を形成させることによって、過酸化水素には応答性を
示すが、還元性物質には応答しなくなるため、酵素反応
で過酸化水素を生成するような酵素を用いた場合、何の
妨害もなく、基質だけを高感度で迅速に、選択的に測定
できる効果がある。
第1図は、本発明における酵素電極の応答性を示す模式
図である。 特許出廟人 松下電工株式会社 代理人弁理士 竹元敏丸(ほか2名)第1図
図である。 特許出廟人 松下電工株式会社 代理人弁理士 竹元敏丸(ほか2名)第1図
Claims (2)
- (1)電極表面上で、下記の構造式を有するアルコキシ
シリケートを重合させることにより重合膜を形成せしめ
、その上に酵素膜を形成することを特徴とする酵素電極
の製法。 X_n−Si(OR)_4_−_n ここでXはアミノ基、エポキシ基、チオニール基などの
官能基 Rはアルキル基 nは2または3 - (2)アルコキシシリケートとして、γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシランを使用することを特徴とする特許
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 |
---|---|---|---|
JP61105618A JPS62261952A (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | 酵素電極の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61105618A JPS62261952A (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | 酵素電極の製法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62261952A true JPS62261952A (ja) | 1987-11-14 |
Family
ID=14412481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61105618A Pending JPS62261952A (ja) | 1986-05-08 | 1986-05-08 | 酵素電極の製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62261952A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1986
- 1986-05-08 JP JP61105618A patent/JPS62261952A/ja active Pending
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