JPS6232352A - 酵素電極用の酵素固定化膜 - Google Patents
酵素電極用の酵素固定化膜Info
- Publication number
- JPS6232352A JPS6232352A JP60171063A JP17106385A JPS6232352A JP S6232352 A JPS6232352 A JP S6232352A JP 60171063 A JP60171063 A JP 60171063A JP 17106385 A JP17106385 A JP 17106385A JP S6232352 A JPS6232352 A JP S6232352A
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- JP
- Japan
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- enzyme
- membrane
- electrode
- glass plate
- layer
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- Pending
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- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、酵素電極用の酵素固定化膜に係シ。
特に、生体液試料等の基質濃度を測定する際に使用され
る酵素電極に適用するに好適な酵素固定化膜に閣＋机 〔発明の背景〕 生体液中に含有されるグルコース等の微量有機成分は、
しばしば酵素電極によって測定される。
る酵素電極に適用するに好適な酵素固定化膜に閣＋机 〔発明の背景〕 生体液中に含有されるグルコース等の微量有機成分は、
しばしば酵素電極によって測定される。
従来のグルコース測定電極は５例えば米国特許第３．９
７９，２７４号に見られるように、グルコースオキシダ
ーゼを固定化した膜と、過酸化水素電極を組合せたもの
が一般的である。
７９，２７４号に見られるように、グルコースオキシダ
ーゼを固定化した膜と、過酸化水素電極を組合せたもの
が一般的である。
ところが従来のこの糧の酵素電極では、ポーラログラフ
型過酸化水素電極の一端側に、過酸化水素選択透過膜と
、グルコースオキシダーゼ固定化膜と、膜補強用織布を
積層して、物理的に接着する方法が行われていたが、測
定に供しているうちに各膜の間が剥離され特性が低下す
るという問題があった。
型過酸化水素電極の一端側に、過酸化水素選択透過膜と
、グルコースオキシダーゼ固定化膜と、膜補強用織布を
積層して、物理的に接着する方法が行われていたが、測
定に供しているうちに各膜の間が剥離され特性が低下す
るという問題があった。
本発明の目的は、長期間液に浸漬しても剥離が生ぜず、
特性が劣化し難い長寿命な酵素固定化膜を提供すること
にある。
特性が劣化し難い長寿命な酵素固定化膜を提供すること
にある。
本発明は、従来の酵素電極の膜間剥離の問題が物理的接
着に起因していることに着目してなされたものである。
着に起因していることに着目してなされたものである。
本発明では、試料中の基質の分解生成物を電気化学的に
検知し得るｉｉ！ｉに適用し得、特定の基質を選択的に
分解する酵素が固定化された膜において、上記酵素固定
化膜は、上記分解生成物を選択的に透過する層に対し、
高分子製膜補強物質および酵素を、化学的に結合させて
一体化したものであることを特徴とする。
検知し得るｉｉ！ｉに適用し得、特定の基質を選択的に
分解する酵素が固定化された膜において、上記酵素固定
化膜は、上記分解生成物を選択的に透過する層に対し、
高分子製膜補強物質および酵素を、化学的に結合させて
一体化したものであることを特徴とする。
本発明の望ましい実施例では、選択的透過層の素材とし
て過酸化水素を通すアセチルセルロースが採用され、膜
補強物質としてはポリエステルのメツシュ状布が採用さ
れる。選択透過層素材及び膜補強物質は、化学的に処理
され、アルデヒド基またはアミノ基を付与し、両者間を
酵素及び架橋剤を用いて化学接着する。
て過酸化水素を通すアセチルセルロースが採用され、膜
補強物質としてはポリエステルのメツシュ状布が採用さ
れる。選択透過層素材及び膜補強物質は、化学的に処理
され、アルデヒド基またはアミノ基を付与し、両者間を
酵素及び架橋剤を用いて化学接着する。
本発明の望ましい実施例では、測定すべき電極活性物質
のみ選択的に透過させる高分子膜上に、酵素の固定化量
が大になるよう例メツシュ状の膜補強材を、目的とする
酵素とともに、グルタルアルデヒド等の架橋材を用いて
温和な条件下で固定。
のみ選択的に透過させる高分子膜上に、酵素の固定化量
が大になるよう例メツシュ状の膜補強材を、目的とする
酵素とともに、グルタルアルデヒド等の架橋材を用いて
温和な条件下で固定。
化学接着する。
以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す酵素電極の構成例であ
る。ここで、１は、グルコースオキシダーゼ固定化膜、
２は白金線よりなる作用極、３はパラジウムより々る対
極、４は塩化カリウムよりなる内部電解液、５は電極ホ
ルダ、６はリー ド線である。酵素固定化膜は第２図の
ように選択透過膜と酵素と膜補強物質が一体化されたも
のである。
る。ここで、１は、グルコースオキシダーゼ固定化膜、
２は白金線よりなる作用極、３はパラジウムより々る対
極、４は塩化カリウムよりなる内部電解液、５は電極ホ
ルダ、６はリー ド線である。酵素固定化膜は第２図の
ように選択透過膜と酵素と膜補強物質が一体化されたも
のである。
第２図は、本発明に基づくグルコース電極用固定化酵素
膜の部分断面模式図である。この一体化膜の製法につい
て次に説明する。
膜の部分断面模式図である。この一体化膜の製法につい
て次に説明する。
まず、アセチルセルロースｔｏｇをシクロへキサノン９
０ｇで溶解１−た溶液を調製する。この液を、水平に支
持されている表面の平滑なガラス板上に流延する。流延
する量は、溶媒蒸発時の厚さが数μｍとなるようにあら
かじめ定められる。次いで清浄な空気を供給しながら２
時間以上溶媒を蒸発させる。これ（／Ｉ−より過酸化水
素透過性のアセチルセルロース膜がガラス板上で得られ
る。
０ｇで溶解１−た溶液を調製する。この液を、水平に支
持されている表面の平滑なガラス板上に流延する。流延
する量は、溶媒蒸発時の厚さが数μｍとなるようにあら
かじめ定められる。次いで清浄な空気を供給しながら２
時間以上溶媒を蒸発させる。これ（／Ｉ−より過酸化水
素透過性のアセチルセルロース膜がガラス板上で得られ
る。
一方、２００メツシユの平滑なポリエステル織布を準備
し、あらかじめＩＯＮ水酸化ナトリウム溶液で親木処理
しておく。このポリエステル布をガラス板上のアセチル
セルロース膜上に静かに置き１次いで酵素および架橋剤
を含む混合液を滴加する。
し、あらかじめＩＯＮ水酸化ナトリウム溶液で親木処理
しておく。このポリエステル布をガラス板上のアセチル
セルロース膜上に静かに置き１次いで酵素および架橋剤
を含む混合液を滴加する。
この混合液は、酵素としてのグルコースオキシダーゼを
１０ｍｇおよびアルブミン１５ｍｇを３００μｔのリン
酸緩衝液に溶解して水冷調製して酵素溶液を得ておき、
一方架橋剤として３％グルタルアルデヒド水溶液を準備
しておき％３００μｔの酵素溶液と１００μｔのグルタ
ルアルデヒド水溶液を混合することによって得られる。
１０ｍｇおよびアルブミン１５ｍｇを３００μｔのリン
酸緩衝液に溶解して水冷調製して酵素溶液を得ておき、
一方架橋剤として３％グルタルアルデヒド水溶液を準備
しておき％３００μｔの酵素溶液と１００μｔのグルタ
ルアルデヒド水溶液を混合することによって得られる。
この混合液は、混合後直ちに１００μを計量してポリエ
ステル布上から加える。余分な混合液は、弗素樹脂製の
へケで取り除く。
ステル布上から加える。余分な混合液は、弗素樹脂製の
へケで取り除く。
＞ ｒｄ文シλ顆蓼道瓢翻も汲上４８１ ウ掴イ
１ グ幼え貫ト目−力ｎ橋反応を行わせる１、これによ
り１選択透過層に対し、酵素および高分子製補強物質が
直接化学結合される。、とのよう例して形成された酵素
固定化膜を、ガラス板ごと水中に入れ、ガラス板から剥
離して風乾する。
１ グ幼え貫ト目−力ｎ橋反応を行わせる１、これによ
り１選択透過層に対し、酵素および高分子製補強物質が
直接化学結合される。、とのよう例して形成された酵素
固定化膜を、ガラス板ごと水中に入れ、ガラス板から剥
離して風乾する。
第２図の如き酵素固定化膜は、所定の大きさに切って過
酸化水素！極の作用極２上に密着固定することにより、
第１Ｕ！；Ｉ３のグルコース測定！極が得られる。第２
図において％ ７は過酸化水素選択透過層、８はグルコ
ースオキシダーゼ、９はポリエステル布である。
酸化水素！極の作用極２上に密着固定することにより、
第１Ｕ！；Ｉ３のグルコース測定！極が得られる。第２
図において％ ７は過酸化水素選択透過層、８はグルコ
ースオキシダーゼ、９はポリエステル布である。
第３図は、第１図の酵素τ電極を分析計システムとして
組込んだ例を示す。この例は連続流れ分析の一態様であ
り、第４図および第５図の結果はこの分析計を用いて得
られたものである。第３図において、１０はキャリア用
バッファ液、１１は試料注入器、１２ばペリスタポンプ
、１３はミキシングコイル、１４はグルコース−電極、
１５は増幅器である。
組込んだ例を示す。この例は連続流れ分析の一態様であ
り、第４図および第５図の結果はこの分析計を用いて得
られたものである。第３図において、１０はキャリア用
バッファ液、１１は試料注入器、１２ばペリスタポンプ
、１３はミキシングコイル、１４はグルコース−電極、
１５は増幅器である。
箕４図は、本実施例の酵素電極を用いた時の電流値と、
グルコース標準液濃度との関係を示したグラフであり、
１〜８００ ｍ ｇ ／ ｄ を領域で良好な直線関係
かえられた。壕だ寿命も、第５図に示すごとく、１ケ月
間使用後の電極出力が初期の８０％以上と十分Ｓ／Ｎを
確保する値を示している。また、この電極を用いて、市
販管理血清の比色法との相関を調べたところ、相関係数
０．９８以上、同時再現性２％以下、と、良好な特性を
示し、ロット間のバラツギも市販の２種に比し、半分以
下と向上し、取扱いも容易であった。
グルコース標準液濃度との関係を示したグラフであり、
１〜８００ ｍ ｇ ／ ｄ を領域で良好な直線関係
かえられた。壕だ寿命も、第５図に示すごとく、１ケ月
間使用後の電極出力が初期の８０％以上と十分Ｓ／Ｎを
確保する値を示している。また、この電極を用いて、市
販管理血清の比色法との相関を調べたところ、相関係数
０．９８以上、同時再現性２％以下、と、良好な特性を
示し、ロット間のバラツギも市販の２種に比し、半分以
下と向上し、取扱いも容易であった。
上述の実施例によれば、（１）膜強度が高く取扱いが容
易である。（２）各膜層が化学接着されているため、固
定化酵素膜の電極への着脱をくり返し行なっても性能劣
化が少ない。（３）作製が簡単で膜の均一性が高い。（
４）特殊な試薬を用いずに温和な条件下で製造できるの
でコストが安い。（５）高活性であり、また基質の透過
性がよいため、再現性がよく。
易である。（２）各膜層が化学接着されているため、固
定化酵素膜の電極への着脱をくり返し行なっても性能劣
化が少ない。（３）作製が簡単で膜の均一性が高い。（
４）特殊な試薬を用いずに温和な条件下で製造できるの
でコストが安い。（５）高活性であり、また基質の透過
性がよいため、再現性がよく。
測定時間が短い。（６）高分子量基質も効率よく酵素と
反応できる等の多くの利点をもつ、酵素電極用固定化酵
素膜が得られた。
反応できる等の多くの利点をもつ、酵素電極用固定化酵
素膜が得られた。
本発明によれば、化学的結合を利用しているので、酵素
を極を長期間液に浸ざ目〜でも選択透過層と補強物質の
間に剥離が生ぜず、特性が劣化し難いので、長寿命とな
る。まだ、酵素固定化膜の製作時期、あるいは製造ロッ
トによって結合度合が変わることも小さいので、活性に
バラツキのない安定した酵素固定化膜が得られる。
を極を長期間液に浸ざ目〜でも選択透過層と補強物質の
間に剥離が生ぜず、特性が劣化し難いので、長寿命とな
る。まだ、酵素固定化膜の製作時期、あるいは製造ロッ
トによって結合度合が変わることも小さいので、活性に
バラツキのない安定した酵素固定化膜が得られる。
第１図は、本発明の一実施例であるグルコース測定電極
の概略構成を示す断誼図、第２図は本発明に基づく瀞素
固定化模の断面構造を示す部分拡大図、第３図は第１図
の電極を連続流れ分析側に組み込んだ構成を示す図、第
４図は第１図の実施例てよるグルコース電極の直線性を
示す図、第５図は第１図のグルコース電極の出力変化例
を示す図である。 １・・・酵素固定化膜５２・・・作用極、７・・・過酸
化水素選択透過層、８・・・グルコースオキシダーゼお
よびアルブミン、９・・・模補強物質５１４・・・グル
コース電極。
の概略構成を示す断誼図、第２図は本発明に基づく瀞素
固定化模の断面構造を示す部分拡大図、第３図は第１図
の電極を連続流れ分析側に組み込んだ構成を示す図、第
４図は第１図の実施例てよるグルコース電極の直線性を
示す図、第５図は第１図のグルコース電極の出力変化例
を示す図である。 １・・・酵素固定化膜５２・・・作用極、７・・・過酸
化水素選択透過層、８・・・グルコースオキシダーゼお
よびアルブミン、９・・・模補強物質５１４・・・グル
コース電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、試料中の基質の分解生成物を電気化学的に検知し得
る電極に適用し得、特定の基質を選択的に分解する酵素
が固定化された膜において、上記酵素固定化膜は、上記
分解生成物を選択的に透過する層に対し、高分子製膜補
強物質および酵素を、化学的に結合させて一体化したも
のであることを特徴とする酵素電極用の酵素固定化膜。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記選択的透過層
の素材がアセチルセルロースであり、上記膜補強物質が
ポリエステルのメッシュ布であることを特徴とする酵素
電極用の酵素固定化膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171063A JPS6232352A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 酵素電極用の酵素固定化膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171063A JPS6232352A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 酵素電極用の酵素固定化膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232352A true JPS6232352A (ja) | 1987-02-12 |
Family
ID=15916366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60171063A Pending JPS6232352A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 酵素電極用の酵素固定化膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6232352A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5242793A (en) * | 1989-03-08 | 1993-09-07 | Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. | Selective permeable membrane and electrode using the same |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP60171063A patent/JPS6232352A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5242793A (en) * | 1989-03-08 | 1993-09-07 | Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. | Selective permeable membrane and electrode using the same |
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