JPS6239900B2 - - Google Patents
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- JPS6239900B2 JPS6239900B2 JP55147203A JP14720380A JPS6239900B2 JP S6239900 B2 JPS6239900 B2 JP S6239900B2 JP 55147203 A JP55147203 A JP 55147203A JP 14720380 A JP14720380 A JP 14720380A JP S6239900 B2 JPS6239900 B2 JP S6239900B2
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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
に対して電気化学活性を有し、基質の濃度を迅速
かつ簡便に測定することが可能で、しかも繰り返
し使用することのできる酵素電極を得ることを目
的とする。
に対して電気化学活性を有し、基質の濃度を迅速
かつ簡便に測定することが可能で、しかも繰り返
し使用することのできる酵素電極を得ることを目
的とする。
酵素の有する特異的触媒作用の工業的利用の一
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。その一例として、特定物質検出用電極、たと
えば過酸化水素（H2O2）に対する白金電極、を用
いて酵素反応で生成した物質を電気化学的に検知
する方式がある。すなわち以下の(1)、(2)式に例を
示す様に、酸素を水素受容体とする酸化還元酵
素、例えばグルコースオキシダーゼの作用により
基質、例えばグルコースが酸化されてH2O2が生
成し、次に、このH2O2を、例えば白金電極を用
いて酸化し、この時得られる酸化電流値から基質
（グルコース）の濃度を知ることができる。
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。その一例として、特定物質検出用電極、たと
えば過酸化水素（H2O2）に対する白金電極、を用
いて酵素反応で生成した物質を電気化学的に検知
する方式がある。すなわち以下の(1)、(2)式に例を
示す様に、酸素を水素受容体とする酸化還元酵
素、例えばグルコースオキシダーゼの作用により
基質、例えばグルコースが酸化されてH2O2が生
成し、次に、このH2O2を、例えば白金電極を用
いて酸化し、この時得られる酸化電流値から基質
（グルコース）の濃度を知ることができる。
しかしながら、酵素は水溶性であるので、高価
な酵素の繰り返し使用を可能にし、かつ迅速、簡
便に基質濃度を測定するには、酵素を白金電極の
近傍に固定化する必要がある。酵素の固定化法と
しては、セルロースあるいはポリカーボネートな
どの有機高分子膜を固定化担体とする方法などが
一般に用いられており、その一例が米国特許第
3979274号明細書に述べられている。この方法
は、比較的容易に酵素を固定化できるなどの長所
を有する。しかし、この様な酵素固定化膜を用い
て実際に酵素電極を構成するには、H2O2検出用
電極としての白金板に酸素固定化膜を密着させね
ばならず、膜交換時の操作が煩雑となり、また再
現性の低下につながるなどの欠点を有するもので
あつた。さらに、基質濃度変化にすばやく応答さ
せるには、白金板と酵素固定化膜の間隙をできる
だけ小さくする必要があり、この点からも改善が
望まれるものであつた。
な酵素の繰り返し使用を可能にし、かつ迅速、簡
便に基質濃度を測定するには、酵素を白金電極の
近傍に固定化する必要がある。酵素の固定化法と
しては、セルロースあるいはポリカーボネートな
どの有機高分子膜を固定化担体とする方法などが
一般に用いられており、その一例が米国特許第
3979274号明細書に述べられている。この方法
は、比較的容易に酵素を固定化できるなどの長所
を有する。しかし、この様な酵素固定化膜を用い
て実際に酵素電極を構成するには、H2O2検出用
電極としての白金板に酸素固定化膜を密着させね
ばならず、膜交換時の操作が煩雑となり、また再
現性の低下につながるなどの欠点を有するもので
あつた。さらに、基質濃度変化にすばやく応答さ
せるには、白金板と酵素固定化膜の間隙をできる
だけ小さくする必要があり、この点からも改善が
望まれるものであつた。
本発明者らは、以上に述べた諸点について種々
検討を重ねた結果、優れた特性を有する酸素電極
を見い出した。
検討を重ねた結果、優れた特性を有する酸素電極
を見い出した。
本発明の酵素電極の特徴は、１枚の多孔体膜上
に酸素または過酸化水素を検出するための特定物
質検出用電極を形成し、さらに酵素を固定化する
ことにより、膜状の酵素電極とした点にある。
に酸素または過酸化水素を検出するための特定物
質検出用電極を形成し、さらに酵素を固定化する
ことにより、膜状の酵素電極とした点にある。
本発明の酵素電極について第１図にその一構成
例を断面模式図で示す。すなわち、担体となる多
孔体膜１の表面に蒸着あるいはスパツタリング等
により、特定物質検出用電極２を形成し、次に目
的とする酵素を膜表面さらには孔内部を含めて固
定化し酵素固定化層３を形成する。この様にし
て、全体として一体化した薄膜状の酵素電極とす
ることができ、基質濃度変化に対して迅速な応答
が得られる。さらに、従来の様に、特定物質検出
用電極に酵素固定化膜を重ね合わせて保持した場
合には、使用中の膜の伸縮、張力変化などによ
り、電極と膜の間隙等が変化し、このため、応答
特性が微妙に変化するなどの問題点を有するが、
本発明の酵素電極においては、これらの影響をほ
とんど受けず、安定した応答を得ることができ
る。
例を断面模式図で示す。すなわち、担体となる多
孔体膜１の表面に蒸着あるいはスパツタリング等
により、特定物質検出用電極２を形成し、次に目
的とする酵素を膜表面さらには孔内部を含めて固
定化し酵素固定化層３を形成する。この様にし
て、全体として一体化した薄膜状の酵素電極とす
ることができ、基質濃度変化に対して迅速な応答
が得られる。さらに、従来の様に、特定物質検出
用電極に酵素固定化膜を重ね合わせて保持した場
合には、使用中の膜の伸縮、張力変化などによ
り、電極と膜の間隙等が変化し、このため、応答
特性が微妙に変化するなどの問題点を有するが、
本発明の酵素電極においては、これらの影響をほ
とんど受けず、安定した応答を得ることができ
る。
以下、本発明を実施例により説明する。
担体とする膜として、ポリカーボネート多孔体
膜（孔径2000Å、膜厚10μｍ、孔密度３×108
個／cm2）を用い、この膜の片面にスパツタリング
により白金層を形成し、H2O2検出用電極とす
る。次にこの膜の反対面に、グルコースオキシダ
ーゼ水溶液（100mg／ml）を展開、乾燥し、25℃
のグルタルアルデヒド蒸気中にて約60分間、固定
化反応を行つた後、十分に水洗する。
膜（孔径2000Å、膜厚10μｍ、孔密度３×108
個／cm2）を用い、この膜の片面にスパツタリング
により白金層を形成し、H2O2検出用電極とす
る。次にこの膜の反対面に、グルコースオキシダ
ーゼ水溶液（100mg／ml）を展開、乾燥し、25℃
のグルタルアルデヒド蒸気中にて約60分間、固定
化反応を行つた後、十分に水洗する。
得られた酵素電極を第２図に示す円筒形の電極
ホルダーに装着し、測定に供した。図中４は参照
極、５は対極、６は白金リード、７は酵素電極で
あり、膜の白金電極側はリード６に接しており、
パツキン８を介してキヤツプ９により筒状の本体
１０に保持されている。また電極ホルダー内は、
電解液１１で満たされている。
ホルダーに装着し、測定に供した。図中４は参照
極、５は対極、６は白金リード、７は酵素電極で
あり、膜の白金電極側はリード６に接しており、
パツキン８を介してキヤツプ９により筒状の本体
１０に保持されている。また電極ホルダー内は、
電解液１１で満たされている。
この電極ホルダーをPH5.6の緩衝液中に浸漬
し、酵素電極の電位を参照極に対しH2O2の十分
な酸化電位に設定した後、グルコースを添加し、
基質濃度変化に伴う電流変化を測定した。グルコ
ースの添加とともに、H2O2の酸化電流は素早く
定常値に達するなど迅速な応答を示した。また、
第３図に示すごとく、グルコース濃度と電流増加
量との間に良好な直線関係が得られた。さらに繰
り返し使用等に伴う応答特性の変動もほとんど無
いなど安定した性能を有するものであつた。
し、酵素電極の電位を参照極に対しH2O2の十分
な酸化電位に設定した後、グルコースを添加し、
基質濃度変化に伴う電流変化を測定した。グルコ
ースの添加とともに、H2O2の酸化電流は素早く
定常値に達するなど迅速な応答を示した。また、
第３図に示すごとく、グルコース濃度と電流増加
量との間に良好な直線関係が得られた。さらに繰
り返し使用等に伴う応答特性の変動もほとんど無
いなど安定した性能を有するものであつた。
なお、特定物質検出用電極としては、上記白金
以外に種々の貴金属や金属酸化物を用いることが
できる。また、検出対象となる特定物質として
は、上記H2O2以外に酸素があり、前述の反応式
(1)におけるごとく酸素の消費に伴う酸素濃度変化
を検出しても良い。この場合には、テフロン膜を
担体とし、前記と同様に白金電極及び酵素固定化
層を膜面上に形成して用いることとにより、良好
な応答特性を有する酵素電極を得ることができ
た。
以外に種々の貴金属や金属酸化物を用いることが
できる。また、検出対象となる特定物質として
は、上記H2O2以外に酸素があり、前述の反応式
(1)におけるごとく酸素の消費に伴う酸素濃度変化
を検出しても良い。この場合には、テフロン膜を
担体とし、前記と同様に白金電極及び酵素固定化
層を膜面上に形成して用いることとにより、良好
な応答特性を有する酵素電極を得ることができ
た。
上記対象となる酵素としては、グルコースオキ
シダーゼ以外に、ウリカーゼ、コレステロールオ
キシダーゼ、アミノ酸オキシダーゼ等、酸素ある
いは過酸化水素が反応系に関与するものであれば
いずれも用いることができる。また、これらの酵
素を含む複合酵素系についても適用できる。一
方、使用可能な多孔体膜としては、前述のものに
限られることはなく、種々のものを使用すること
ができる。
シダーゼ以外に、ウリカーゼ、コレステロールオ
キシダーゼ、アミノ酸オキシダーゼ等、酸素ある
いは過酸化水素が反応系に関与するものであれば
いずれも用いることができる。また、これらの酵
素を含む複合酵素系についても適用できる。一
方、使用可能な多孔体膜としては、前述のものに
限られることはなく、種々のものを使用すること
ができる。
以上のごとく、本発明の酵素電極は優れた性能
を有するものであり、その工業的価値は大であ
る。
を有するものであり、その工業的価値は大であ
る。
第１図は本発明の酵素電極の一構成例を示す断
面模式図、第２図は酵素電極を装着した電極ホル
ダーの縦断面図、第３図はグルコース濃度と電流
増加量の関係を示す図である。 １……多孔体膜、２……特定物質検出用電極、
３……酵素固定化層。
面模式図、第２図は酵素電極を装着した電極ホル
ダーの縦断面図、第３図はグルコース濃度と電流
増加量の関係を示す図である。 １……多孔体膜、２……特定物質検出用電極、
３……酵素固定化層。
Claims (1)
- １ 少なくとも、酸素または過酸化水素を検出す
るための特定物質検出用電極、多孔体膜および酵
素からなる酵素電極において、前記多孔体膜の一
方の側の膜面上に前記特定物質検出用電極を形成
し、前記多孔体膜の他の膜面上に前記酵素を固定
化したことを特徴とする酵素電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55147203A JPS5770448A (en) | 1980-10-20 | 1980-10-20 | Enzyme electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55147203A JPS5770448A (en) | 1980-10-20 | 1980-10-20 | Enzyme electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5770448A JPS5770448A (en) | 1982-04-30 |
| JPS6239900B2 true JPS6239900B2 (ja) | 1987-08-25 |
Family
ID=15424885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55147203A Granted JPS5770448A (en) | 1980-10-20 | 1980-10-20 | Enzyme electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5770448A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0365299A (ja) * | 1989-08-03 | 1991-03-20 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | オキシデーシヨンデイツチ式汚水処理装置 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8612861D0 (en) * | 1986-05-27 | 1986-07-02 | Cambridge Life Sciences | Immobilised enzyme biosensors |
| US8465425B2 (en) | 1998-04-30 | 2013-06-18 | Abbott Diabetes Care Inc. | Analyte monitoring device and methods of use |
| US6175752B1 (en) | 1998-04-30 | 2001-01-16 | Therasense, Inc. | Analyte monitoring device and methods of use |
| US8480580B2 (en) | 1998-04-30 | 2013-07-09 | Abbott Diabetes Care Inc. | Analyte monitoring device and methods of use |
| US9066695B2 (en) | 1998-04-30 | 2015-06-30 | Abbott Diabetes Care Inc. | Analyte monitoring device and methods of use |
| US8974386B2 (en) | 1998-04-30 | 2015-03-10 | Abbott Diabetes Care Inc. | Analyte monitoring device and methods of use |
| US8688188B2 (en) | 1998-04-30 | 2014-04-01 | Abbott Diabetes Care Inc. | Analyte monitoring device and methods of use |
| US6338790B1 (en) | 1998-10-08 | 2002-01-15 | Therasense, Inc. | Small volume in vitro analyte sensor with diffusible or non-leachable redox mediator |
| US6591125B1 (en) | 2000-06-27 | 2003-07-08 | Therasense, Inc. | Small volume in vitro analyte sensor with diffusible or non-leachable redox mediator |
| US6560471B1 (en) | 2001-01-02 | 2003-05-06 | Therasense, Inc. | Analyte monitoring device and methods of use |
| US7381184B2 (en) | 2002-11-05 | 2008-06-03 | Abbott Diabetes Care Inc. | Sensor inserter assembly |
| US7811231B2 (en) | 2002-12-31 | 2010-10-12 | Abbott Diabetes Care Inc. | Continuous glucose monitoring system and methods of use |
| USD902408S1 (en) | 2003-11-05 | 2020-11-17 | Abbott Diabetes Care Inc. | Analyte sensor control unit |
| EP1718198A4 (en) | 2004-02-17 | 2008-06-04 | Therasense Inc | METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING DATA COMMUNICATION IN A CONTINUOUS BLOOD SUGAR MONITORING AND MANAGEMENT SYSTEM |
| US7766829B2 (en) | 2005-11-04 | 2010-08-03 | Abbott Diabetes Care Inc. | Method and system for providing basal profile modification in analyte monitoring and management systems |
| US8226891B2 (en) | 2006-03-31 | 2012-07-24 | Abbott Diabetes Care Inc. | Analyte monitoring devices and methods therefor |
| US7620438B2 (en) | 2006-03-31 | 2009-11-17 | Abbott Diabetes Care Inc. | Method and system for powering an electronic device |
| US8123686B2 (en) | 2007-03-01 | 2012-02-28 | Abbott Diabetes Care Inc. | Method and apparatus for providing rolling data in communication systems |
| US20100213057A1 (en) | 2009-02-26 | 2010-08-26 | Benjamin Feldman | Self-Powered Analyte Sensor |
| WO2011026147A1 (en) | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Abbott Diabetes Care Inc. | Analyte signal processing device and methods |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5285077A (en) * | 1975-12-18 | 1977-07-15 | Miles Lab | Membrane apparatus |
-
1980
- 1980-10-20 JP JP55147203A patent/JPS5770448A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5285077A (en) * | 1975-12-18 | 1977-07-15 | Miles Lab | Membrane apparatus |
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| JPH0365299A (ja) * | 1989-08-03 | 1991-03-20 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | オキシデーシヨンデイツチ式汚水処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5770448A (en) | 1982-04-30 |
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