JPS63139244A - グルコ−スセンサ - 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１種々の試料中のグルコース成分を迅速かつ容
易に定量することのできるグルコースセンサに関するも
のである。

従来の技術 近年、酵素反応と電極反応を結びつけて、試料中のグル
コース濃度を測定するグルコースセンサが利用されるよ
うになってきた。

従来のグルコースセンサは、絶縁性基板に測定極と対唖
からなる電極を埋め込み、この電極上に設置された保持
枠内に濾過層、および反応層を固定し、反応層の担体と
しての多孔体２例えばセルロースに酵素としてグルコー
スオキシダーゼが、共役電子受容体としてフェリ・／ア
ン化カリウムがそれぞれ担持されて構成されている。

以上のように構成されたチップ形のグルコースセンサに
ついて、以下その動作を説明する。試料液を上部から滴
下すると、まず、反応層で試料液中のグルコースと反応
層中のグルコースオキシダーゼとフェリシアン化カリウ
ムとの間で酵素酸化還元反応が進行し、フェロシアン化
カリウムか生成する。反応終了後の試料液は、測定を妨
害するような巨大分子がＦ郷層で除去された後に、電極
上へ降下する。電極上では、電極反応により、生成した
フェロシアン化カリウムの酸化を行い、その酸化電流値
から試料中のグルコース濃度を測定する。

また１第２図は１酵素の固定化を利用したグルコースセ
ンサの例を示す図である。図中７は電極であり、８は電
極７を覆う固定化膜でグルコースオキシダーゼが固定化
されている。９は容器で。

１０は電極および固定化膜７．８を漬けるように満たし
た緩衝液、１１は緩衝液１０を撹拌するためのスタラー
である。

以上のように構成されたグルコースセンサについて、以
下その動作を説明する。まず、一定量の試料液を緩衝液
１０中に添加し、スタラーで撹拌。

希釈する。電極７には定電圧が印加されており、試料中
のグルコースが固定化グルコースオキシダーゼと酵素反
応して生成した過酸化水素を検知して電流が流れ、その
電流値よりグルコース濃度を検知する（例えば講談社す
イエ／ティフィク　バイオセンサー　鈴木周−著）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の従来の構成では、前者の場合、担体
としての多孔体としてセルロースを用いていたので、グ
ルコースオキシダーゼの担持量の安定化が困難で、反応
の安定化のために１多量のグルコースオキシダーゼが必
要であるという問題点を有していた。

また、後者の場合では１固定化酵素膜を使用しているた
め、繰り返し測定による酵素活性の劣化、さらに希釈操
作が必要なため、測定が複雑化するという問題点を有し
ていた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので。

グルコースオキシダーゼの担持量の安定化により、少Ｉ
でも十分反応させるとともに繰り返し測定を避け１簡易
な操作化を実現することのできる使い捨てグルコースセ
ンサの反応層を提供することを目的とする。

問題点を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明のグルコースセンサは
、反応層の多孔体に陰イオン交換体を使用する構成とし
たものである。

作用 この構成によって、陰イオン交換体中でグルコースオキ
シダーゼがイオン結合により安定的に保持され、少量の
グルコースオキシダーゼで、高精度の測定をすることが
できる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例におけるグルコースセンサの
断面図を模式的に示すものである。第１図において、１
は絶縁性基板、２は測定極、３は対極、４は保持枠、５
は濾過層で１これらは従来例の構成と同じものであり、
電極系２．３には白金極を用いている。６は反応層で、
担体である陰イオン交換性のジエチルアミノエチル（Ｄ
ＥＡＲ）−セルロースに、グルコースオキシダーゼのリ
ン酸緩衝液（ｐ　Ｈ５，６）の高濃度溶液を含浸し、乾
燥後、さらにフェリシアン化カリウムのリン酸緩衝液（
ｐＨ５，６）の高濃度溶液を含浸し、エタノールなど有
機溶媒中に浸漬、真空乾燥をして製作する。

以上のように構成された本実施例のグルコースセンサに
ついて、以下その動作を説明する。まず。

試料液を第１図の上部に滴下すると、従来例と同様、試
料中のグルコースと、グルコースオキシダーゼ、フェリ
ンアン化カリウムの反応により、フェロシアン化カリウ
ムが生成する。このフェロシアン化カリウムの電極系２
．３上での酸化電流値を測定することにより、試料中の
グルコース濃度を検知できる。

第３図は、上記のグルコースセンサで測定した酸化電流
値と１　グルコース濃度との関係を示すものである。ム
は本発明の５反応層にＤＥＡＲ−セルロースを使用した
もので、Ｂ、Ｃは従来例のセルロースを使用したもので
ある。

なお、測定は各グルコース濃度でそれぞれ６回行い、そ
の平均値とばらつきの幅を図中に示す。

また、１回の測定に使用する１つの反応層当りのグルコ
ースオキシダーゼの平均担持量は、人は０．２９１１ｆ
、ＢはＱ、８１　Ｍ’　＊　Ｃは０．２７　Ｗであシ。

その他の測定条件は人、ａ、Ｃとも等しい。この図より
、人では電流値とグルコース濃度は１６００ＪＩＦ　／
　ｔｉｅまで非常に良い直線性を示し、各グルコース濃
度においても安定した測定値が得られる。これに対し、
従来例のＢ、Ｃにおいては、Ｂのようにグルコースオキ
シダーゼを多畳に担持すれば。

グルコース濃度６　ｏ　ｏ　ｗｉｙ　／　ｔｔｔまでの
直線性と測定値の安定性が得られる。しかし、Ｃのよう
に、グルコースオキシダーゼの担持量が少量になると１
１ｏＯη／ｅｔｔ以上の高濃度域での直線性が得られず
、また、各グルコース濃度における測定値のばらつきも
大きい。

以上のように１本実施例によれば、反応層担体にＤＥＡ
ＩＣ−セルロースを使用することにより。

少量のグルコースオキシダーゼ景でも、グルコース量を
精度良く測定することができる。これは。

グルコースオキシダーゼがＤＥＡＲ−セルロース担体中
に、イオン結合により安定に保持されるためと考えられ
る。さらに、従来の酵素固定化電極とは異なり、簡易に
製造できるため、反応層使用の一元化が可能となる。

なお１本実施例では陰イオン交換体をＤＩＥＡＫ−セル
ロースとしたが、陰イオン交換体は、テトラエチルアミ
ノエチル（τＫＡＩＣ）−セルロース。

ＤＥＡＲ−セファデックスなどでも良い。しかし。

エビクロルヒドリエタノールアミン（ＩＣＣＴＫＯＬム
）−セルロースは、測定の精度が悪く使用できない。

また、本実施例では、電極系を測定極と対極の２極系と
したが、電極系は参照極を加えて３極系でも良い。この
場合、電位が安定し、より精度良く測定できる。

電子受容体としては、上記に用いたフェリシアン化カリ
ウム以外にも、ｐ−ベンゾキノン、メチレンブルーなど
も使用できる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、少なくとも測定極と対極
からなる電極系を酸化還元酵素および１酸化還元酵素と
共役する電子受容体を含有する陰イオン交換性の多孔体
で被覆することにより、グルコースオキシダーゼ担持量
が少Ｉでも、十分精度良く測定でき、操作も簡易化する
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例と従来例におけるグルコース
センサの断面図、第２図は従来の固定化電極型グルコー
スセンサの模式図１第３図はグルコースセンサの応答特
性図である。 １・・・・・・絶縁性基板、２・・・・・・測定極、３
・・・・・・対極。 ５・・・・・・濾過層、６・・・・・・反応層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｌ−
絶ポＶシＶ反 ？　　　　　３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも測定極と対極とからなる電極系を設け
   、この電極系を酸化還元酵素および、酸化還元酵素と共
   役する電子受容体を含有する陰イオン交換性の多孔体で
   被覆したことを特徴とするグルコースセンサ。
2. （２）陰イオン交換性多孔体が、ジエチルアミノエチル
   セルロースであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のグルコースセンサ。