JPS63238551A - 酵素センサ - Google Patents
酵素センサInfo
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- JPS63238551A JPS63238551A JP62071831A JP7183187A JPS63238551A JP S63238551 A JPS63238551 A JP S63238551A JP 62071831 A JP62071831 A JP 62071831A JP 7183187 A JP7183187 A JP 7183187A JP S63238551 A JPS63238551 A JP S63238551A
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Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (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】
［産業上の利用分野］
本発明は酵素センサ、特に固定化酵素膜を形成した酵素
センサに関するものである。
センサに関するものである。
［従来の技術］
従来、ガラス電極型のイオン感応性電極や半導体加工技
術を・利用した微小先簿型イ叶ン感応性電極、さらには
、半導体デバイス技術を利用したイオン感応性電界効果
トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）のイオン感応膜上に酵素固
定化膜を形成した酵素センサが、４泉［日本化学会誌Ｎ
０，６（１９８３） ］らによって報告されている。
術を・利用した微小先簿型イ叶ン感応性電極、さらには
、半導体デバイス技術を利用したイオン感応性電界効果
トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）のイオン感応膜上に酵素固
定化膜を形成した酵素センサが、４泉［日本化学会誌Ｎ
０，６（１９８３） ］らによって報告されている。
イオン感応膜は溶液中のイオン濃度に応じて膜の表面電
位が変化する膜で、その電位を測定することで溶液のイ
オン濃度を知ることができる。更に、このイオン感応膜
上に反応により水素イオンの増減を伴う酵素膜を固定化
することで、酵素センサとすることができ連続的で簡便
な測定が可能となった。
位が変化する膜で、その電位を測定することで溶液のイ
オン濃度を知ることができる。更に、このイオン感応膜
上に反応により水素イオンの増減を伴う酵素膜を固定化
することで、酵素センサとすることができ連続的で簡便
な測定が可能となった。
ところが、溶液中で酵素センナを保存する場合、溶液中
に重金属（例えばＭｎ）イオンが存在すると、酵素と反
応して酵素を失活化させ、このため酵素センサの寿命が
短くなり長期間安定な測定を行うことができなかった。
に重金属（例えばＭｎ）イオンが存在すると、酵素と反
応して酵素を失活化させ、このため酵素センサの寿命が
短くなり長期間安定な測定を行うことができなかった。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明は、酵素センサの劣化を防ぎ長期間安定な測定を
可能にする酵素センサを提供する。
可能にする酵素センサを提供する。
［問題点を解決するための手段］
この問題点を解決するための手段として、本発明の酵素
センサは、固定化酵素膜を有する酵素センサであって、
重金属を含まない雰囲気にある。
センサは、固定化酵素膜を有する酵素センサであって、
重金属を含まない雰囲気にある。
［作用］
かかる構成において、重金属を含まない雰囲気内で、重
金属による固定化酵素膜の劣化を防ぐ。
金属による固定化酵素膜の劣化を防ぐ。
［実施例コ
（１）ｐＨセンサの作成
水素イオン感応膜である酸化イリジウム（■ｒｏ′Ｘ）
膜をＩＴＯガラス、石英基板またはサファイヤ基板上に
形成することで、ｐＨセンサを作成することができる。
膜をＩＴＯガラス、石英基板またはサファイヤ基板上に
形成することで、ｐＨセンサを作成することができる。
また、ｌ５ＦＥＴの感応膜として酸化イリジウム（Ｉｒ
ｅ、）をＦＥＴのゲート上、またはゲートから引き延ば
した基板上に形成することで、ＰＨセンサを作成するこ
とができる。
ｅ、）をＦＥＴのゲート上、またはゲートから引き延ば
した基板上に形成することで、ＰＨセンサを作成するこ
とができる。
この酸化イリジウム（Ｉ ｒｏＸ）感応膜はイリジウム
をターゲットにして、純酸素による反応性スパッタリン
グにより形成した。このスパッタリング時のペルジャー
内の圧力は約１０””ｔｏｒｒ（＝ｍｍＨｇ）であり、
形成した酸化イリジウム（ＩｒｅＸ）膜の膜厚は約８０
０人である。酸化イリジウム（Ｉ ｒｏＸ）膜形成後、
ｐＨセンサの出力を得るためリード線と導電性接着剤で
コンタクトを取った。さらに、電極部分を保護するため
に、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂でｐＨセンサをモー
ルドした。
をターゲットにして、純酸素による反応性スパッタリン
グにより形成した。このスパッタリング時のペルジャー
内の圧力は約１０””ｔｏｒｒ（＝ｍｍＨｇ）であり、
形成した酸化イリジウム（ＩｒｅＸ）膜の膜厚は約８０
０人である。酸化イリジウム（Ｉ ｒｏＸ）膜形成後、
ｐＨセンサの出力を得るためリード線と導電性接着剤で
コンタクトを取った。さらに、電極部分を保護するため
に、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂でｐＨセンサをモー
ルドした。
（２）酵素センサの作成
酵素センサは、（１）の方法により作成したｐＨセンサ
のイオン感応膜上に固定化酵素膜を形成することにより
作成される。固定化酵素膜の形成方法は架橋法によるも
ので、０．１Ｍ、 ｐＨ７，５の ＨＥ Ｐ Ｅ
Ｓ （Ｎ−２−ヒドロキシルピペラジン−Ｎ−２−
エタンスルホン酸：Ｎ−２−Ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ
ｐ １ｐｅｒａｚｉｎｅ−Ｎ−２−ｅｔｈａｎｓｕｌ
ｔｏｎ １ｃａｃｉｄ）−Ｎ ａ ＯＨの緩衝液に、３
００ ｍｇ／ｍｌ となるように牛血清アルブミン、５
０…ｇ／ｍｌ となるようにウレアーゼを溶解した。こ
の液にグルタルアルデヒドを混ぜて、ＰＨセンチの酸化
イリジウム（Ｉｒｅ、）膜上に適下し、すぐに約３，０
００ ｒ ｐｍで１分間センサを回転させた（スピンコ
ード法による作成）。これにより、均一性が高く、薄い
膜厚（約１μｍ）の固定化酵素膜を持つ酵素センサ、本
実施例では尿素センサを得ることができた。
のイオン感応膜上に固定化酵素膜を形成することにより
作成される。固定化酵素膜の形成方法は架橋法によるも
ので、０．１Ｍ、 ｐＨ７，５の ＨＥ Ｐ Ｅ
Ｓ （Ｎ−２−ヒドロキシルピペラジン−Ｎ−２−
エタンスルホン酸：Ｎ−２−Ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ
ｐ １ｐｅｒａｚｉｎｅ−Ｎ−２−ｅｔｈａｎｓｕｌ
ｔｏｎ １ｃａｃｉｄ）−Ｎ ａ ＯＨの緩衝液に、３
００ ｍｇ／ｍｌ となるように牛血清アルブミン、５
０…ｇ／ｍｌ となるようにウレアーゼを溶解した。こ
の液にグルタルアルデヒドを混ぜて、ＰＨセンチの酸化
イリジウム（Ｉｒｅ、）膜上に適下し、すぐに約３，０
００ ｒ ｐｍで１分間センサを回転させた（スピンコ
ード法による作成）。これにより、均一性が高く、薄い
膜厚（約１μｍ）の固定化酵素膜を持つ酵素センサ、本
実施例では尿素センサを得ることができた。
（３）酵素センサの保存
上記（２）により作成した酵素センサの測定は、３０℃
（７） ０．１Ｍ、 ｐＨ７，５のＨＥＰＥＳ −Ｎａ
ＯＨ緩街液、リン酸緩衝液、トリス−ＨＣ旦Ｍ街液中に
て一定の尿素濃度１００ｍｇ／ｄｉで行い、基準の電極
としてＡｇ／ＡｇＣ１を用いて、酵素センサの出力電圧
を計測した。
（７） ０．１Ｍ、 ｐＨ７，５のＨＥＰＥＳ −Ｎａ
ＯＨ緩街液、リン酸緩衝液、トリス−ＨＣ旦Ｍ街液中に
て一定の尿素濃度１００ｍｇ／ｄｉで行い、基準の電極
としてＡｇ／ＡｇＣ１を用いて、酵素センサの出力電圧
を計測した。
測定後、酵素センサを次の各実施例に示す雰囲気におい
て、その劣化状況をテストした。
て、その劣化状況をテストした。
〈実施例１〉
４℃の空気中で保存し、
測定緩衝液はトリス−ＭＣＩの場合。（固定化酵素膜の
厚さ： １０ｕｍ ） 〈実施例２〉 ４℃の空気中で保存し、 測定緩衝液はリン酸の場合。（固定化酵素膜の厚さ：工
Ｏμｍ） 〈実施例３〉 ４℃の空気中で保存し、 測定緩衝液はＨＥＰＥＳ −ＮａＯＨの場合。（固定化
酵素膜の厚さ：ｌＯμｍ） 〈実施例１〜３の結果〉 第１図は、本実流側ア作成した酵素センサを４℃の空気
中で保存して、測定の緩衝液が異なつた場合のセンサの
経時変化を示したものである。
厚さ： １０ｕｍ ） 〈実施例２〉 ４℃の空気中で保存し、 測定緩衝液はリン酸の場合。（固定化酵素膜の厚さ：工
Ｏμｍ） 〈実施例３〉 ４℃の空気中で保存し、 測定緩衝液はＨＥＰＥＳ −ＮａＯＨの場合。（固定化
酵素膜の厚さ：ｌＯμｍ） 〈実施例１〜３の結果〉 第１図は、本実流側ア作成した酵素センサを４℃の空気
中で保存して、測定の緩衝液が異なつた場合のセンサの
経時変化を示したものである。
やはり、緩衝液の種類により劣化が異なり、トリス−Ｈ
Ｃ文緩衝液に比べて、リン酸緩衝液とＨＥＰＥＳ −Ｎ
ａＯＨ緩衝液を用いると劣化が少ない。緩衝液のｐＨの
領域としては、酵素が失活しない領域が好ましく、この
領域として、５．０〜８．０がよく、特に７．４〜８，
０が好ましい。また、温度としては酵素が失活しない２
０℃〜−２０℃が好ましく、特に４℃〜０℃が好ましい
。
Ｃ文緩衝液に比べて、リン酸緩衝液とＨＥＰＥＳ −Ｎ
ａＯＨ緩衝液を用いると劣化が少ない。緩衝液のｐＨの
領域としては、酵素が失活しない領域が好ましく、この
領域として、５．０〜８．０がよく、特に７．４〜８，
０が好ましい。また、温度としては酵素が失活しない２
０℃〜−２０℃が好ましく、特に４℃〜０℃が好ましい
。
ここでいう緩衝液とは、酵素を失活させないようにｐＨ
を一定に保つ溶液である。実質的に重金属を含まない雰
囲気が、０２ガス霊囲気、Ｎ２ガス雰囲気、Ａｒガスな
どの不活性ガス雰囲気についても同様の効果を生じるこ
とは自明である。
を一定に保つ溶液である。実質的に重金属を含まない雰
囲気が、０２ガス霊囲気、Ｎ２ガス雰囲気、Ａｒガスな
どの不活性ガス雰囲気についても同様の効果を生じるこ
とは自明である。
第２図（ａ）〜（Ｃ）に、実施例１〜３の結果より想定
できる酵素センサの例を示す。ここで、１は包装体、２
は酵素センサ本体、３は固体化酵素膜を有する酵素感応
部、４は蓋、５は外装体であり、包装体１の内部は乾燥
空気あるいは上記ガスで充填されている。
できる酵素センサの例を示す。ここで、１は包装体、２
は酵素センサ本体、３は固体化酵素膜を有する酵素感応
部、４は蓋、５は外装体であり、包装体１の内部は乾燥
空気あるいは上記ガスで充填されている。
尚、本実施例では酵素センサを尿素センサで代表させた
が、他の固定化酵素膜を持つ酵素センサにおいても同様
の効果を生じることは自明である。又、囲包する部材と
しては、塩化ビニル。
が、他の固定化酵素膜を持つ酵素センサにおいても同様
の効果を生じることは自明である。又、囲包する部材と
しては、塩化ビニル。
ＡＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレ
フィン（特にポリプロピレン、ポリエチレン）、塩素化
ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ
）、ガラスなどを用いることができる。
フィン（特にポリプロピレン、ポリエチレン）、塩素化
ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ
）、ガラスなどを用いることができる。
［発明の効果コ
本発明により、重金属による酵素の失活化を防止し、酵
素センサの劣化を防ぎ長期間安定な測定を可能にする酵
素センサを提供できる。
素センサの劣化を防ぎ長期間安定な測定を可能にする酵
素センサを提供できる。
第１図は保存を４℃の乾燥空気中で行ない、測定の緩衝
液を変えた時のウレアーゼ膜酵素センサの寿命変化を示
す図、 第２図（ａ）〜（Ｃ）は酵素センサの例を示す図である
。 図中、１・・・包装体、２・・・酵素センサ本体、３・
・・固体化酵素膜を有する酵素感応部、４・・・蓋、５
・・・外装体である。 ”、”： Ｉ − （他１名）−”−
液を変えた時のウレアーゼ膜酵素センサの寿命変化を示
す図、 第２図（ａ）〜（Ｃ）は酵素センサの例を示す図である
。 図中、１・・・包装体、２・・・酵素センサ本体、３・
・・固体化酵素膜を有する酵素感応部、４・・・蓋、５
・・・外装体である。 ”、”： Ｉ − （他１名）−”−
Claims (3)
- （１）固定化酵素膜を有する酵素センサであつて、重金
属を含まない雰囲気にあることを特徴とする酵素センサ
。 - （２）重金属を含まない雰囲気は、乾燥空気と該乾燥空
気を囲包する部材とから作られることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の酵素センサ。 - （３）重金属を含まない雰囲気は、所定ガスと該所定ガ
スを囲包する部材とから作られることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の酵素センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62071831A JPS63238551A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 酵素センサ |
| PCT/JP1988/000308 WO1988007676A1 (en) | 1987-03-27 | 1988-03-25 | Enzyme sensor |
| EP19880902926 EP0412155A4 (en) | 1987-03-27 | 1988-03-25 | Enzyme sensor |
| DK659888A DK659888A (da) | 1987-03-27 | 1988-11-25 | Enzymsensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62071831A JPS63238551A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 酵素センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63238551A true JPS63238551A (ja) | 1988-10-04 |
Family
ID=13471883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62071831A Pending JPS63238551A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 酵素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63238551A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5958355A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-04 | Hitachi Ltd | 生化学分析装置 |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP62071831A patent/JPS63238551A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5958355A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-04 | Hitachi Ltd | 生化学分析装置 |
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