JPS6288952A - 酵素電極 - Google Patents
酵素電極Info
- Publication number
- JPS6288952A JPS6288952A JP60230425A JP23042585A JPS6288952A JP S6288952 A JPS6288952 A JP S6288952A JP 60230425 A JP60230425 A JP 60230425A JP 23042585 A JP23042585 A JP 23042585A JP S6288952 A JPS6288952 A JP S6288952A
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- JP
- Japan
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- enzyme
- electrode
- polyallylamine
- cholesterol
- membrane
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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】
〔技術分野〕
この発明は、コレステロール等の基質検出用の電極とし
て用いられる酵素電極に関する。
て用いられる酵素電極に関する。
酵素を白金電極に固定する方法として、シラン処理した
白金電極に、アルブミンおよび架橋剤としてのグルタル
アルデヒドを含む希薄な酵素溶液を塗布し、電極表面上
で製膜を行うとともに、酵素を共存結合的に固定化して
酵素固定化膜を形成する方法がある。ここで、アルブミ
ンは、酵素固定化膜のマトリックス成分となるものであ
って、希薄な酵素溶液とグルタルアルデヒドだけでは、
架橋反応により得られる酵素固定化膜の強度が弱いので
、膜強度を高めるために使用される。一般によく行われ
ているグルコースオキシダーゼの固定化法では、酵素１
重量％、アルブミン５重量％およびグルタルアルデヒド
０．３重量％の組成の溶液を用いて行われる。このよう
に、アルブミンは高濃度で用いられる。これは、アルブ
ミンの使用量が少ないと膜ができにくいからである。こ
の固定化法は、グルコースオキシダーゼの固定のほか、
コリンオキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ等の
固定に適用できるが、コレステロールオキシダーゼの固
定には適用できない。この固定化法により設けられた°
コレステロールオキシダーゼの固定化膜を備えた酵素電
極（コレステロールオキシダーゼ固定化電極）では、普
通、コレステロールを測定することができないからであ
る。この理由は、前記のような固定化法の製膜条件では
、膜厚が厚く、そのうえ、孔径の非常に小さい固定化膜
ができるので、コレステロールのように大きな分子量の
ものが酵素固定化膜を通過できないためと考えられる。
白金電極に、アルブミンおよび架橋剤としてのグルタル
アルデヒドを含む希薄な酵素溶液を塗布し、電極表面上
で製膜を行うとともに、酵素を共存結合的に固定化して
酵素固定化膜を形成する方法がある。ここで、アルブミ
ンは、酵素固定化膜のマトリックス成分となるものであ
って、希薄な酵素溶液とグルタルアルデヒドだけでは、
架橋反応により得られる酵素固定化膜の強度が弱いので
、膜強度を高めるために使用される。一般によく行われ
ているグルコースオキシダーゼの固定化法では、酵素１
重量％、アルブミン５重量％およびグルタルアルデヒド
０．３重量％の組成の溶液を用いて行われる。このよう
に、アルブミンは高濃度で用いられる。これは、アルブ
ミンの使用量が少ないと膜ができにくいからである。こ
の固定化法は、グルコースオキシダーゼの固定のほか、
コリンオキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ等の
固定に適用できるが、コレステロールオキシダーゼの固
定には適用できない。この固定化法により設けられた°
コレステロールオキシダーゼの固定化膜を備えた酵素電
極（コレステロールオキシダーゼ固定化電極）では、普
通、コレステロールを測定することができないからであ
る。この理由は、前記のような固定化法の製膜条件では
、膜厚が厚く、そのうえ、孔径の非常に小さい固定化膜
ができるので、コレステロールのように大きな分子量の
ものが酵素固定化膜を通過できないためと考えられる。
そのため、コレステロールオキシダーゼは、酵素固定化
膜を形成する固定化法を用いて酵素電極をつくるのでは
なく、シリカゲル等の担体に固定する固定化法を用いて
固定化酵素をつくり、この固定化酵素をカラムに充填し
たものを測定系に組み込むようにして用いられている。
膜を形成する固定化法を用いて酵素電極をつくるのでは
なく、シリカゲル等の担体に固定する固定化法を用いて
固定化酵素をつくり、この固定化酵素をカラムに充填し
たものを測定系に組み込むようにして用いられている。
しかしながら、このような測定系を備えた測定装置は、
固定化酵素を充填したカラムに測定対象物を通さなけれ
ばならないので、酵素電極を備えた測定装置に比べ、高
圧のポンプが必要になるといった不都合が多いという問
題があり、応答性も悪いという問題がある。
固定化酵素を充填したカラムに測定対象物を通さなけれ
ばならないので、酵素電極を備えた測定装置に比べ、高
圧のポンプが必要になるといった不都合が多いという問
題があり、応答性も悪いという問題がある。
そこで、コレステロールを感度よく検出するためには、
やはり、コレステロールオキシダーゼを膜に固定して酵
素電極として用いるのがよいことが解り、前述のごとき
不都合を生じることなく膜化できるマトリックス成分が
求められた。
やはり、コレステロールオキシダーゼを膜に固定して酵
素電極として用いるのがよいことが解り、前述のごとき
不都合を生じることなく膜化できるマトリックス成分が
求められた。
ところで、コレステロール検出用以外の酵素電極におい
ても、感度が低いという問題の生じることがあった。こ
れは、酵素固定化膜を設けるとき、アルブミンを多く用
いると架橋剤も多（用いる必要が生じ、そのため、架橋
剤を多く用いると、酵素の失活が多（なってしまうから
である。
ても、感度が低いという問題の生じることがあった。こ
れは、酵素固定化膜を設けるとき、アルブミンを多く用
いると架橋剤も多（用いる必要が生じ、そのため、架橋
剤を多く用いると、酵素の失活が多（なってしまうから
である。
そのため、コレステロール検出用以外の酵素電極検出法
であっても、感度の高い酵素固定化膜の得られることが
求められ、マトリックス成分の改善が望まれていた。
であっても、感度の高い酵素固定化膜の得られることが
求められ、マトリックス成分の改善が望まれていた。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、マトリックス成分の改善によりコレステロール等
の基質を感度よ（検出することを可能とさせた酵素電極
を提供することを目的としている。
って、マトリックス成分の改善によりコレステロール等
の基質を感度よ（検出することを可能とさせた酵素電極
を提供することを目的としている。
前記のような目的を達成するため、この発明は、導電性
材料からなる電極本体に酵素固定化膜が設けられている
酵素電極であって、前記酵素固定化膜のマトリックス成
分の少なくとも一部がポリアリルアミンからなることを
特徴とする酵素電極をその要旨としている。以下に、こ
の発明の詳細な説明する。
材料からなる電極本体に酵素固定化膜が設けられている
酵素電極であって、前記酵素固定化膜のマトリックス成
分の少なくとも一部がポリアリルアミンからなることを
特徴とする酵素電極をその要旨としている。以下に、こ
の発明の詳細な説明する。
ここで、導電性材料からなる電極本体としては、たとえ
ば、白金板（白金電極）が用いられる。
ば、白金板（白金電極）が用いられる。
酵素固定化膜のマトリックス成分としては、ポリアリル
アミンが用いられる。ポリアリルアミンは、アミノ基を
多数含む水溶性高分子であって、製膜性がよい。ポリア
リルアミンは、ポリアリルアミン塩酸塩等の塩の形で用
いるとよい。
アミンが用いられる。ポリアリルアミンは、アミノ基を
多数含む水溶性高分子であって、製膜性がよい。ポリア
リルアミンは、ポリアリルアミン塩酸塩等の塩の形で用
いるとよい。
この発明にかかる酵素電極は、コレステロールオキシダ
ーゼ等の酵素、ポリアリルアミンおよび架橋剤を含む溶
液（酵素固定化溶液）を電極本体に所定量塗布し、架橋
反応を行わせて、電極表面上で製膜を行うとともに酵素
を固定化してつくることができる。
ーゼ等の酵素、ポリアリルアミンおよび架橋剤を含む溶
液（酵素固定化溶液）を電極本体に所定量塗布し、架橋
反応を行わせて、電極表面上で製膜を行うとともに酵素
を固定化してつくることができる。
このようにして得られるこの発明にかかる酵素電極は、
酵素としてコレステロールオキシダーゼを用いた場合、
マトリックス成分としてポリアリルアミンが用いられて
いるので、酵素固定化膜の厚みを薄くシたり孔径を大き
くすることができるといった理由で、コレステロールを
１８度よく検出することが可能になる。また、コレステ
ロールを担体に固定した固定化酵素が充填されたカラム
を備えた測定装置の応答性が、普通、１〜２分であるの
に対し、応答性が、普通、２０〜３０秒と非常にはやい
。さらに、コレステロールオキシダーゼ以外の酵素を用
いた場合であっても、マトリックス成分としてポリアリ
ルアミンを用いるようにすれば、架橋剤の使用量を減ら
して酵素の失活を減らすことができ、基質を感度よく検
出することが可能になる。そのうえ、この発明にかかる
酵素電極は、１０００回以上の連続測定も可能であるな
お、マトリックス成分としては、ポリアリルアミンにア
ルブミンその他のマ］・リソクス成分を併用するように
してもよい。他のマトリックス成分を併用することによ
って却って検出感度の上昇することがあるからである。
酵素としてコレステロールオキシダーゼを用いた場合、
マトリックス成分としてポリアリルアミンが用いられて
いるので、酵素固定化膜の厚みを薄くシたり孔径を大き
くすることができるといった理由で、コレステロールを
１８度よく検出することが可能になる。また、コレステ
ロールを担体に固定した固定化酵素が充填されたカラム
を備えた測定装置の応答性が、普通、１〜２分であるの
に対し、応答性が、普通、２０〜３０秒と非常にはやい
。さらに、コレステロールオキシダーゼ以外の酵素を用
いた場合であっても、マトリックス成分としてポリアリ
ルアミンを用いるようにすれば、架橋剤の使用量を減ら
して酵素の失活を減らすことができ、基質を感度よく検
出することが可能になる。そのうえ、この発明にかかる
酵素電極は、１０００回以上の連続測定も可能であるな
お、マトリックス成分としては、ポリアリルアミンにア
ルブミンその他のマ］・リソクス成分を併用するように
してもよい。他のマトリックス成分を併用することによ
って却って検出感度の上昇することがあるからである。
つぎに、実施例を説明する。
酵素としてのコレステロールオキシダーゼ、マトリック
ス成分としてのポリアリルアミンとアルブミンおよび架
橋剤としてのグルタルアルデヒドが、第１表に示されて
いる割合で配合された酵素固定化溶液を調製し、この溶
液を白金電極表面上に所定量塗布したのち、架橋反応を
行わせて実施例１〜６の酵素電極を作製した。ただし、
ポリアリルアミンは塩酸塩として用いた。また、実施例
１〜５は、分子量１万のポリアリルアミン塩酸塩を使用
し、実施例６は分子量５万のポリアリルアミン塩酸塩を
使用することとした。
ス成分としてのポリアリルアミンとアルブミンおよび架
橋剤としてのグルタルアルデヒドが、第１表に示されて
いる割合で配合された酵素固定化溶液を調製し、この溶
液を白金電極表面上に所定量塗布したのち、架橋反応を
行わせて実施例１〜６の酵素電極を作製した。ただし、
ポリアリルアミンは塩酸塩として用いた。また、実施例
１〜５は、分子量１万のポリアリルアミン塩酸塩を使用
し、実施例６は分子量５万のポリアリルアミン塩酸塩を
使用することとした。
実施例１〜６の酵素電極をフローシステムに導入し、電
圧０．７Ｖ（対Ａｇ／ＡｇＣｌ電極）、流速３ｍｌ／分
、サンプル量を１０ｍ１として、濃度１００ｍｇ／ｄｌ
のコレステロール溶液を測定した。検出感度（測定感度
）を第１表に示す。
圧０．７Ｖ（対Ａｇ／ＡｇＣｌ電極）、流速３ｍｌ／分
、サンプル量を１０ｍ１として、濃度１００ｍｇ／ｄｌ
のコレステロール溶液を測定した。検出感度（測定感度
）を第１表に示す。
第１表より、実施例１〜６の酵素電極は、いずれも感度
よくコレステロールを検出することができたことがわか
る。また、実施例４，６のものは、ポリアリルアミンと
少量のアルブミンを併用したので他のものに比べて検出
感度が高くなっており、検出感度がアルブミンの影響を
受けることがわかる。さらに、原材料の使用割合が同じ
実施例４と６とを比べると、分子量の少ないポリアリル
アミンを用いた実施例４の方が実施例６よりも検出感度
が高くなっており、検出感度はポリアリルアミンの分子
量の影響を受けることがわかる。
よくコレステロールを検出することができたことがわか
る。また、実施例４，６のものは、ポリアリルアミンと
少量のアルブミンを併用したので他のものに比べて検出
感度が高くなっており、検出感度がアルブミンの影響を
受けることがわかる。さらに、原材料の使用割合が同じ
実施例４と６とを比べると、分子量の少ないポリアリル
アミンを用いた実施例４の方が実施例６よりも検出感度
が高くなっており、検出感度はポリアリルアミンの分子
量の影響を受けることがわかる。
この発明にかかる酵素電極は、導電性材料からなる電極
本体に酵素固定化膜が設けられている酵素電極であって
、前記酵素固定化膜のマトリックス成分の少なくとも一
部がポリアリルアミンからなるので、コレステロール等
の基質を感度よく検出することができる。
本体に酵素固定化膜が設けられている酵素電極であって
、前記酵素固定化膜のマトリックス成分の少なくとも一
部がポリアリルアミンからなるので、コレステロール等
の基質を感度よく検出することができる。
代理人 弁理士 松 本 武 彦
考穐ザ酵甫正書く自発
昭和６１年 １月１７日
特許庁長官 殿
・、 ｊ゛＼１、事件の表示 昭和６０年特許願第２３０４２５号 ３、補正をする者 羽生との侃系 特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真１０４８番
地名 称（５８３）松下電工株式会社 代表者 （（Ｊ１ｍ役藤 井 貞 夫４、代理人 ６パ ７、 ぐ４つ ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容 （１）明細書第７頁第１７行にｒｌＯｍｌＪとあるを、
「１０μｍ」と訂正する。
・、 ｊ゛＼１、事件の表示 昭和６０年特許願第２３０４２５号 ３、補正をする者 羽生との侃系 特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真１０４８番
地名 称（５８３）松下電工株式会社 代表者 （（Ｊ１ｍ役藤 井 貞 夫４、代理人 ６パ ７、 ぐ４つ ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容 （１）明細書第７頁第１７行にｒｌＯｍｌＪとあるを、
「１０μｍ」と訂正する。
Claims (2)
- （１）導電性材料からなる電極本体に酵素固定化膜が設
けられている酵素電極であって、前記酵素固定化膜のマ
トリックス成分の少なくとも一部がポリアリルアミンか
らなることを特徴とする酵素電極。 - （２）酵素がコレステロールオキシダーゼである特許請
求の範囲第１項記載の酵素電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230425A JPS6288952A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 酵素電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230425A JPS6288952A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 酵素電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288952A true JPS6288952A (ja) | 1987-04-23 |
Family
ID=16907691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60230425A Pending JPS6288952A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 酵素電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6288952A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04173841A (ja) * | 1990-11-05 | 1992-06-22 | Nec Corp | 機能性基を有する高分子膜の部分的形成方法 |
| US6117289A (en) * | 1996-12-20 | 2000-09-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Cholesterol sensor and method for producing the same |
| WO2004059310A1 (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-15 | Council Of Scientific And Industrial Research | Electrode a enzyme pour cholesterol |
| US7267837B2 (en) | 2003-01-16 | 2007-09-11 | Arun Kumar | Enzyme electrode and process for preparation thereof |
-
1985
- 1985-10-15 JP JP60230425A patent/JPS6288952A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04173841A (ja) * | 1990-11-05 | 1992-06-22 | Nec Corp | 機能性基を有する高分子膜の部分的形成方法 |
| US6117289A (en) * | 1996-12-20 | 2000-09-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Cholesterol sensor and method for producing the same |
| WO2004059310A1 (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-15 | Council Of Scientific And Industrial Research | Electrode a enzyme pour cholesterol |
| US7267837B2 (en) | 2003-01-16 | 2007-09-11 | Arun Kumar | Enzyme electrode and process for preparation thereof |
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