JPS63229359A - バイオセンサ−の再生方法 - 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】 〔発明の概要〕 本発明は、分子識別機能を有する生体物質を利用して化
学物質を検出するバイオセンサーにおいて、従来該セン
サーを用いて被検出物質の測定後はセンサーの再使用が
極めて困難であったことを解決するため、トランデュー
サ表面にアナログ物質−抗体（又は酵素）複合体を形成
することによりバイオセンサーの再使用を可能とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、分子識別機能を有する生体ｈａ（酵素、抗体
等）を利用して化学物質を検出するバイオセンサー、特
に被検出物質と分子識別機能物質との結合・解離に伴う
物理的変化をトランデューサにより電気信号に変換し被
検出物質を検出するバイオセンサーの再生方法に関する
。

〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕最近、
種々の分野でセンサーの応用が進められている。特に酵
素の特異性に着目し、これを電極と組合わせて酵素の基
質を計測する原理が見出されて以来、酵素センサーが開
発されている。更に分子識別素子として酵素以外のもの
が使用可能となり例えば画定化微生物を利用する微生物
センサー、等開発され、これらを総称しバイオセンサー
と呼ばれ研究・開発が急速に進められている。

バイオセンサーの原理について、第２図に基づき以下に
説明する。この説明においては、分子識別物質として酵
素又は抗体が用いられ、被検出物質は酵素阻害剤又は抗
原である。第２図に示すように酵素又は抗体をトランデ
ューサ表面に固定化し、酵素−酵素阻害剤又は抗原−抗
体複合体の形成をトランデューサ表面で行なう。この複
合体の形成時にトランデューサに発生する電位変化を測
定して間接的に酵素阻害剤又は抗原を検出する。

このようにバイオセンサーは抗体−抗原あるいは酵素−
酵素阻害剤の結合を前提として、測定対象物質を検出す
るのでその結合は電気信号に変換され検出可能程度以上
に強固でなければならない。

しかるに従来のセンサーにおいては上記酵素−酵素阻害
剤又は抗原−抗体間の強固な結合を切断するのは容易で
ない。従って、−変波検出物質を測定するとその再使用
が極めて困難であった。従って、このセンサーの再使用
を求めて研究が進められているが今日まで有効な方法は
知られていない。

〔問題点を解決するための手段および発明の作用および
効果］ 本発明は前記問題点を解決するためになされたものであ
る。すなわち、本発明は分子識別機能を持つ生体物質を
利用して、化学物質を検出するバイオセンサーの再生方
法であって、以下の工程：（１）検出すべき物質に構造
類似の物質（アナログ物質）をトランデューサ表面に固
定化する工程と、 （２）アナログ物質に対する親和性よりも検出すべきｖ
Ａ質に対しより高い親和性を有する抗体又は酵素をアナ
ログ物質に弱く結合させアナログ物質−抗体（酵素）複
合体を形成してバイオセンサーを作成する工程と、 （３）該アナログｖＡ質−抗体（酵素）複合体の結合を
切断し、抗体又は酵素を検液中の抗原又は酵素阻害剤と
結合せしめる工程と、再たび（４）前記工程（２）を行
うことを特徴とする。

すなわち、本発明方法は検出すべき酵素阻害剤又は抗原
と構造類（１ｕのアナログ物質を使用する点において特
徴的であり、このアナログ物質をトランデューサ表面に
固定化する工程から本発明方法は始まる。

本発明方法で用いるアナログ物質の結合性は検出すべき
酵素阻害剤又は抗原と酵素又は抗体との間の結合性より
より低いことが必要である。

このようなアナログ物質をトランデューサ表面に同定化
する（第１図（ａ））。

本発明における固定化は、例えばトランデューサ表面を
コーティング又は化学処理等により処理することにより
一〇Ｈ基を付与し、臭化シアンにより活性化することに
より行なわれる。

次いで固定化されたアナログ物質を酵素又は抗体を含有
する溶液に浸漬し、アナログ物質−抗体（酵素）複合体
を形成しバイオセンサーを作製する（第１図（ｂ））。

このセンサーを緩衝液に浸漬し、この時の電位（ｖｏ）
を測定する。次いで被検査液を滴下すると、トランデュ
ーサ表面のアナログ物質に付着していた酵素又は抗体は
アナログ物質を解離してより親和性の強い被検査液中の
酵素阻害剤又は抗原と結合する。この結果、トランデュ
ーサ表面の電位は変化する（Ｖ＋）（第１図（Ｃ））。

このＶ。−■、を予じめ求めておいた検量線と比較する
ことにより、被検査液中に含有する酵素阻害剤又は抗原
の濃度を測定できる。この測定後、センサーを先に説明
した酵素又は抗体含有溶液に浸漬することにより消失し
た部分に酵素又は抗体を補充し、得られたセンサーを再
使用に供する（第１図（ｄ））。

以下、更に本発明方法を実施例により説明する。

〔実施例〕

例１ タンタル電極表面をアルゴンスパッタにより表面を清浄
にした後、水蒸気のグロー放電にさらした。この表面を
臭化シアンで活性化し、アナログ物質としてのプロフラ
ビンを固定化する。この電極をプロフラビン電極と称す
る。このプロフラビン電極を、トリプシンを含有する溶
液に浸漬し、プロフラビンとトリプシンを弱く結合させ
（解離定数：　４．２　Ｘｌ０−’Ｍ）　、アナログ物
質−抗体（酵素）複合体を形成する。結合後、電位を測
定すると、８ｍＶであった。このセンサーをトリプシン
の阻害剤であるアプロチニン（トリプシンとの解離定数
：　６　Ｘｌ０−”　Ｍ／ｐＨ６，０）　２．　ＯＸｌ
０−’Ｍを含有する被検査液中に浸漬したところ、電位
に２．８ｍＶに変化した。この後このセンサーをトリプ
シンを含有する溶液に浸漬したところ、電位は７．９ｍ
Ｖに回復した。

例２ 例１と同様の処理をして活性化した電極表面にポリアミ
ノ酸を薄くコーティングする。次いでアナログ物質とし
ての２−（４’−ヒドロキシアゾベンゼン〕安息香酸（
ＨＡＢＡ）を作用させ、結合させアナログ物質をトラン
デューサに国定する。これをアビジンを含む溶液中に浸
漬し、ＨＡＢＡにアビジンを結合させる。この時の電位
は３．０ｍＶであった。

このセンサーをビオチンを含有する被検査液中に浸漬し
たところ電位は１．４ｍＶに変化し、ビオチン検出用セ
ンサーとして機能した。電位測定後センサーを再たびア
ビジンを含む溶液に浸漬したところ、電位は３．２ｍＶ
に回復した。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成したものであるから、
簡易かつ経済的にバイオセンサーを確実に再生する効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す工程図、第２図は、
バイオセンサーの原理を示す説明図である。 ４・・・トランデューサ、　　５・・・アナログ物質、
６・・・抗体（酵素）、　　７・・・抗原（酵素阻害剤
）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分子識別機能を持つ生体物質を利用して、化学物質
   を検出するバイオセンサーの再生方法であって、以下の
   工程： （１）検出すべき物質に構造類似の物質（アナログ物質
   ）をトランデューサ表面に固定化する工程と、 （２）アナログ物質に対する親和性よりも検出すべき物
   質に対しより高い親和性を有する抗体又は酵素をアナロ
   グ物質に結合させアナログ物質−抗体（酵素）複合体を
   形成してバイオセンサーを作成する工程と、 （３）該アナログ物質−抗体（酵素）複合体の結合を切
   断し、該抗体又は酵素を検液中の抗原又は酵素阻害剤と
   結合せしめる工程と、再たび （４）前記工程（２）を行うことを特徴とするバイオセ
   ンサーの再生方法。