JPS63144246A - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサInfo
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- JPS63144246A JPS63144246A JP61291814A JP29181486A JPS63144246A JP S63144246 A JPS63144246 A JP S63144246A JP 61291814 A JP61291814 A JP 61291814A JP 29181486 A JP29181486 A JP 29181486A JP S63144246 A JPS63144246 A JP S63144246A
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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】
産業上の利用分野
本発明は、種々の微量の生体試料中の特定成分について
、試料液を希釈することなく迅速かつ簡易に定量するこ
とのできるバイオセンサに関する。
、試料液を希釈することなく迅速かつ簡易に定量するこ
とのできるバイオセンサに関する。
従来の技術
従来、血液などの生体試料中の特定成分について、試料
液の希釈や攪拌などの操作を行うことなく高精度に定量
する方式としては、第５図に示す様なバイオセンサが提
案されている（例えば、特開昭６９−１６６８５２ ）
。このバイオセンサは、絶縁基板１ｏにリード１３．１
４をそれぞれ有する白金などからなる測定極１１および
対極１２を埋設し、これらの電極系の露出部分を酸化還
元酵素および電子受容体を担持した多孔体１６で覆った
ものである。試料液を多孔体上へ滴下すると、試料液に
多孔体中の酸化還元酵素と電子受容体が溶解し、試料液
中の基質との間で酵素反応が進行し電子受容体が還元さ
れる。酵素反応終了後、この還元された電子受容体を電
気化学的に酸化し、このとき得られる酸化電流値から試
料液中の基質濃度を求める。
液の希釈や攪拌などの操作を行うことなく高精度に定量
する方式としては、第５図に示す様なバイオセンサが提
案されている（例えば、特開昭６９−１６６８５２ ）
。このバイオセンサは、絶縁基板１ｏにリード１３．１
４をそれぞれ有する白金などからなる測定極１１および
対極１２を埋設し、これらの電極系の露出部分を酸化還
元酵素および電子受容体を担持した多孔体１６で覆った
ものである。試料液を多孔体上へ滴下すると、試料液に
多孔体中の酸化還元酵素と電子受容体が溶解し、試料液
中の基質との間で酵素反応が進行し電子受容体が還元さ
れる。酵素反応終了後、この還元された電子受容体を電
気化学的に酸化し、このとき得られる酸化電流値から試
料液中の基質濃度を求める。
発明が解決しようとする問題点
この様な従来の構成では、多孔体については、測定毎に
取り替えることにより簡易に測定に供することができる
が、電極系については洗浄等の操作が必要である。一方
電極系をも含めて測定毎の使い棄てが可能となれば、測
定操作上、極めて簡易になるものの、白金等の電極材料
や構成等の面から、非常に高価なものにならざるを得な
い。
取り替えることにより簡易に測定に供することができる
が、電極系については洗浄等の操作が必要である。一方
電極系をも含めて測定毎の使い棄てが可能となれば、測
定操作上、極めて簡易になるものの、白金等の電極材料
や構成等の面から、非常に高価なものにならざるを得な
い。
本発明はこれらの点について種々検討の１結果、電極系
と多孔体を一体化することにより、生体試料中の特定成
分を極めて容易に迅速かつ高精度に定量することのでき
る安１ｉｆｆｉなディスポーザブルタイプのバイオセン
サを提供するものである。
と多孔体を一体化することにより、生体試料中の特定成
分を極めて容易に迅速かつ高精度に定量することのでき
る安１ｉｆｆｉなディスポーザブルタイプのバイオセン
サを提供するものである。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、絶縁性の基板に少
なくとも測定極と対極からなる電極系を設け、酵素と電
子受容体と試料液を反応させ、前記反応に際しての物質
濃度変化を電気化学的に前記電極系で検知し、試料液中
の基質濃度を測定するバイオセンサにおいて、酸化還元
酵素および電子受容体を担持した多孔体で前記電極系を
覆い、前記電極系および前記基板とともに一体化したも
のであり、前記電極系の少くとも測定極の表面に、あら
かじめマイクロ波放電プラズマ処理を施すことによって
親水性を高め、試料液を確実に測定極上に導くことによ
って、予想される試料液量の不足による測定のばらつき
を防止するものである。
なくとも測定極と対極からなる電極系を設け、酵素と電
子受容体と試料液を反応させ、前記反応に際しての物質
濃度変化を電気化学的に前記電極系で検知し、試料液中
の基質濃度を測定するバイオセンサにおいて、酸化還元
酵素および電子受容体を担持した多孔体で前記電極系を
覆い、前記電極系および前記基板とともに一体化したも
のであり、前記電極系の少くとも測定極の表面に、あら
かじめマイクロ波放電プラズマ処理を施すことによって
親水性を高め、試料液を確実に測定極上に導くことによ
って、予想される試料液量の不足による測定のばらつき
を防止するものである。
作用
本発明によれば、電極系をも含めたディスポーザブルタ
イプのバイオセンサを構成することができ、試料液を多
孔体に添加することにより、極めて容易に基質濃度を測
定することがケきる。
イプのバイオセンサを構成することができ、試料液を多
孔体に添加することにより、極めて容易に基質濃度を測
定することがケきる。
しかも、電極系の少くとも測定極の表面に、あらかじめ
マイクロ波プラズマ処理を施すことによって親水性を高
め、試料液を確実に測定極上に導くことができ、精度の
良い測定が可能となった。
マイクロ波プラズマ処理を施すことによって親水性を高
め、試料液を確実に測定極上に導くことができ、精度の
良い測定が可能となった。
実施例
以下、本発明の一実施例について説明する。
バイオセンサの一例として、グルコースセンサについて
説明する。第１図は、グルコースセンサの一実施例につ
いて示したもので、構成部分の分解図である。ポリエチ
レンテレフタレートからなる絶縁性の基板１に、スクリ
ーン印刷により導電性カーボンペーストを印刷し、加熱
乾燥すること・ により、対極２．測定極３．参照極４
からなる電極系を形成する。次に、電極系を部分的に覆
い、各々の電極の電気化学的に作用する部分となる！。
説明する。第１図は、グルコースセンサの一実施例につ
いて示したもので、構成部分の分解図である。ポリエチ
レンテレフタレートからなる絶縁性の基板１に、スクリ
ーン印刷により導電性カーボンペーストを印刷し、加熱
乾燥すること・ により、対極２．測定極３．参照極４
からなる電極系を形成する。次に、電極系を部分的に覆
い、各々の電極の電気化学的に作用する部分となる！。
３′、４′（各１−）を残すように、絶縁性ペーストを
前記伺様印刷し、加熱処理して絶縁層６を形成する。
前記伺様印刷し、加熱処理して絶縁層６を形成する。
マスキングにより、上記電極系（２／ 、 ３／ 、
４／ ）のみが露出するようにした後、乾燥空気金剛い
て１〜２ ｔｏｒｒ、 １ｏ ｏＭｌ／分の条件下で、
２分間のマイクロ波放電プラズマ処理を施す。
４／ ）のみが露出するようにした後、乾燥空気金剛い
て１〜２ ｔｏｒｒ、 １ｏ ｏＭｌ／分の条件下で、
２分間のマイクロ波放電プラズマ処理を施す。
次に、穴を開けた樹脂性の保持枠６を絶縁層６に接着し
、前記電極系２′、３′、４′ を覆うように多孔体
７を穴の中に保持する。更に多孔体より小さい径の開孔
部を有する樹脂注力バー８を接着し、全体を一体化する
。この一体化されたバイオセンサについて、測定極３に
沿った断面図を第２図に示す。上記に用いた多孔体７ば
、酸化還元酵素としてグルコースオキシダーゼ２００
Ｍｆ及び電子受容体としてフェリシアン化カリウム４０
０ ｆｆｇをＰＨ６・６のリン酸緩衝液１ ｒｘｌに溶
解したｉをナイロン不織布に含浸後、減圧乾燥して作成
したものである。
、前記電極系２′、３′、４′ を覆うように多孔体
７を穴の中に保持する。更に多孔体より小さい径の開孔
部を有する樹脂注力バー８を接着し、全体を一体化する
。この一体化されたバイオセンサについて、測定極３に
沿った断面図を第２図に示す。上記に用いた多孔体７ば
、酸化還元酵素としてグルコースオキシダーゼ２００
Ｍｆ及び電子受容体としてフェリシアン化カリウム４０
０ ｆｆｇをＰＨ６・６のリン酸緩衝液１ ｒｘｌに溶
解したｉをナイロン不織布に含浸後、減圧乾燥して作成
したものである。
上記の様に構成したグルコースセンサの多孔体へ試料液
としてグルコース標準液を滴下し、滴下２分後に、参照
極を基準にして測定極に対してアノード方向へ７００ｍ
Ｖ１０秒のパルス電圧を加え、一定時間後（例えば１ｏ
秒後）の酸化電流値を測定した。この場合、添加された
グルコースは多孔体に担持されたグルコースオキシダー
ゼの作用でフェリシアン化カリウムと反応してフェロシ
アン化カリウムを生成する。そこで、上記の如くアノー
ド方向のパルス電圧を加えたことにより生成したフェロ
シアン化カリウム濃度に基づく酸化電流が得られ、この
電流値は基質であるグルコース濃度に対応する。
としてグルコース標準液を滴下し、滴下２分後に、参照
極を基準にして測定極に対してアノード方向へ７００ｍ
Ｖ１０秒のパルス電圧を加え、一定時間後（例えば１ｏ
秒後）の酸化電流値を測定した。この場合、添加された
グルコースは多孔体に担持されたグルコースオキシダー
ゼの作用でフェリシアン化カリウムと反応してフェロシ
アン化カリウムを生成する。そこで、上記の如くアノー
ド方向のパルス電圧を加えたことにより生成したフェロ
シアン化カリウム濃度に基づく酸化電流が得られ、この
電流値は基質であるグルコース濃度に対応する。
上記のグルコースセンサに９０１１のグルコース標準液
を滴下し、２分後に７００ｍＶ、１０秒のパルスを加え
、パルス発生後１０秒たった時点での電流値を標本数１
０個で測定した結果は、第３図人に示すように非常に再
現性の良いものであった。第３図Ｂは電極系２′、３′
、４′ の表面にマイクロ波放電プラズマ処理を施さ
ず、他は上記と同様の構成をとったグルコースセンサに
対し、標本数１ｏ［固で、上記と同様の測定をおこなっ
たものである。図から明らかなように人に比べてばらつ
きが大きい。
を滴下し、２分後に７００ｍＶ、１０秒のパルスを加え
、パルス発生後１０秒たった時点での電流値を標本数１
０個で測定した結果は、第３図人に示すように非常に再
現性の良いものであった。第３図Ｂは電極系２′、３′
、４′ の表面にマイクロ波放電プラズマ処理を施さ
ず、他は上記と同様の構成をとったグルコースセンサに
対し、標本数１ｏ［固で、上記と同様の測定をおこなっ
たものである。図から明らかなように人に比べてばらつ
きが大きい。
応答値が低いものに関しては、電極系上に供給された試
料液量が少なく、測定極の全面が濡れていないことが分
解の結果確認された。
料液量が少なく、測定極の全面が濡れていないことが分
解の結果確認された。
また、第４図Ｇには、電極系表面にマイクロ波放電プラ
ズマ処理を施した本実施例の構成を持つグルコースセン
サに対し、グルコース標準液を滴下した場合に電極系が
濡れるまでに要した時間を電極間の抵抗を測定すること
によって測った結果を示す。第４図りは、同様の操作を
マイクロ波数にプラズマ処理を施さずに作製したグルコ
ースセンサについて行なったものである。マイクロ波放
電プラズマ処理を施したものでは、そうでないものに比
べて明らかに短時間で濡れている。
ズマ処理を施した本実施例の構成を持つグルコースセン
サに対し、グルコース標準液を滴下した場合に電極系が
濡れるまでに要した時間を電極間の抵抗を測定すること
によって測った結果を示す。第４図りは、同様の操作を
マイクロ波数にプラズマ処理を施さずに作製したグルコ
ースセンサについて行なったものである。マイクロ波放
電プラズマ処理を施したものでは、そうでないものに比
べて明らかに短時間で濡れている。
以上のように、あらかじめ電極系の表面にマイクロ波放
電プラズマ処理を施すことによって、電極系上に試料液
を確実かつ迅速に導くことが可能となった。
電プラズマ処理を施すことによって、電極系上に試料液
を確実かつ迅速に導くことが可能となった。
電極系を形成する方法としてのスクリーン印刷は、均一
な特性を有するディスポーザブルタイプのバイオセンサ
を安価に製造することができ、特に、価格が安く、しか
も安定した電極材料であるカーボンを用いて電極を形成
するのに好都合な方法である。
な特性を有するディスポーザブルタイプのバイオセンサ
を安価に製造することができ、特に、価格が安く、しか
も安定した電極材料であるカーボンを用いて電極を形成
するのに好都合な方法である。
本発明のバイオセンサにおける一体化の方法としては、
実施例に示した枠体、カバーなどの形や組み合わせに限
定されるものではない。また、用いる多孔体としては、
ナイロン不織以外に、セルロース、レーヨン、セラミッ
ク、ポリカーボネート等からなる多孔体を単独、あるい
は組み合わせて用いることができる。さらに酸化還元酵
素と電子受容体の組み合わせも前記実施例に限定される
ことはなく、本発明の主旨に合致するものであれば用い
ることができる。一方、上記実施例においては、電極系
として３電極方式の場合について述べたが、対極と測定
頂からなる２電極方式でも測定は可能である。
実施例に示した枠体、カバーなどの形や組み合わせに限
定されるものではない。また、用いる多孔体としては、
ナイロン不織以外に、セルロース、レーヨン、セラミッ
ク、ポリカーボネート等からなる多孔体を単独、あるい
は組み合わせて用いることができる。さらに酸化還元酵
素と電子受容体の組み合わせも前記実施例に限定される
ことはなく、本発明の主旨に合致するものであれば用い
ることができる。一方、上記実施例においては、電極系
として３電極方式の場合について述べたが、対極と測定
頂からなる２電極方式でも測定は可能である。
発明の効果
本発明のバイオセンサは、絶縁性の基板、電極系および
酸化還元酵素と電子受容体を担持した多孔体全一体化す
ることにより、極めて容易に生体試料中の基質濃度を測
定できる。更に、電極系表面にマイクロ波放電プラズマ
処理を施すことによって測定再現性を向上させることが
できた。
酸化還元酵素と電子受容体を担持した多孔体全一体化す
ることにより、極めて容易に生体試料中の基質濃度を測
定できる。更に、電極系表面にマイクロ波放電プラズマ
処理を施すことによって測定再現性を向上させることが
できた。
第１図は本発明の一実施例であるバイオセンサの分解斜
視図、第２図はその縦断面図、第３図。 第４図はバイオセンサの貴答特性図、第５図は従来のバ
イ芽センサの縦断面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・対極、３・・・・
・・測定極、４・・・・・・参照甑、５・・・・・・絶
縁層、６・・・・・・保持枠、７・・・・・・多孔体、
８・・・・・・カバー、９・・・・・・マイクロ波放電
プラズマ処理の施された部分。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名！−
身色ａ＋＋１の幕考反 ２，２′−付 楡 ３．３°−矛１定極 ４．４゛−参照極 ５−絶縁層 ６−保持枠 ７−シ孔体 に；１（合 第２図 ｔｔＪｒｉａｂｒσ）ｒｕ
視図、第２図はその縦断面図、第３図。 第４図はバイオセンサの貴答特性図、第５図は従来のバ
イ芽センサの縦断面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・対極、３・・・・
・・測定極、４・・・・・・参照甑、５・・・・・・絶
縁層、６・・・・・・保持枠、７・・・・・・多孔体、
８・・・・・・カバー、９・・・・・・マイクロ波放電
プラズマ処理の施された部分。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名！−
身色ａ＋＋１の幕考反 ２，２′−付 楡 ３．３°−矛１定極 ４．４゛−参照極 ５−絶縁層 ６−保持枠 ７−シ孔体 に；１（合 第２図 ｔｔＪｒｉａｂｒσ）ｒｕ
Claims (3)
- （１）少なくとも測定極と対極からなる電極系を設けた
絶縁性の基盤を備え、酵素と電子受容体と試料液の反応
に際しての物質濃度変化を電気化学的に前記電極系で検
知し、前記試料液の基質濃度を測定するバイオセンサに
おいて、前記電極系の少くとも測定極の表面にあらかじ
めマイクロ波放電プラズマ処理を施し、更に酸化還元酵
素、及び電子受容体を担持した多孔体とともに一体化し
たことを特徴とするバイオセンサ。 - （２）電極系が、測定極、対極及び参照極から構成され
る特許請求の範囲第１項記載のバイオセンサ。 - （３）電極系が、絶縁性の基板上にスクリーン印刷で形
成されたカーボンを主体とする材料からなる特許請求の
範囲第１項または第２項記載のバイオセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291814A JPS63144246A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | バイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291814A JPS63144246A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | バイオセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63144246A true JPS63144246A (ja) | 1988-06-16 |
Family
ID=17773761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61291814A Pending JPS63144246A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63144246A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04118944U (ja) * | 1991-04-08 | 1992-10-23 | 三井精機工業株式会社 | ワーククランプ装置 |
| EP0691539A2 (en) * | 1994-06-27 | 1996-01-10 | Bayer Corporation | Method of making and amperometric electrodes |
| US20090145756A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-11 | Bayer Healthcare Llc | Method of depositing reagent material in a test sensor |
| JP2015200570A (ja) * | 2014-04-08 | 2015-11-12 | 株式会社村田製作所 | バイオセンサおよびバイオセンサの製造方法 |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP61291814A patent/JPS63144246A/ja active Pending
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