JPS63243863A - 酵素電極 - Google Patents
酵素電極Info
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- JPS63243863A JPS63243863A JP62080431A JP8043187A JPS63243863A JP S63243863 A JPS63243863 A JP S63243863A JP 62080431 A JP62080431 A JP 62080431A JP 8043187 A JP8043187 A JP 8043187A JP S63243863 A JPS63243863 A JP S63243863A
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Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (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〉
この発明は酵素電極に関し、さらに詳細にいえば、拡散
制限膜により測定対象物質の拡散を制限し、拡散が制限
された物質を固定化酵素膜に導くようにした酵素電極に
関する。
制限膜により測定対象物質の拡散を制限し、拡散が制限
された物質を固定化酵素膜に導くようにした酵素電極に
関する。
〈従来の技術〉
従来から非常に複雑な有機化合物、蛋白質等を極めて高
感度に、かつ選択的に検知することができるという特質
に着目して、電極の表面に生理活性物質を固定してなる
酵素電極により上記有機化合物、蛋白質等の測定を行な
うための研究開発が行なわれている。
感度に、かつ選択的に検知することができるという特質
に着目して、電極の表面に生理活性物質を固定してなる
酵素電極により上記有機化合物、蛋白質等の測定を行な
うための研究開発が行なわれている。
そして、上記酵素電極を使用して対象物質の測定を行な
う場合には、電極の表面に固定されている酵素により測
定対象物質の酸化、或は還元が行なわれるので、酸化、
還元の結果変化する酸素濃度、過酸化水素濃度等を測定
することにより、間接的に測定対象物質の濃度を知るこ
とができるのである。具体的には、グルコース濃度の測
定を行なう場合には、生理活性物質としてグルコースオ
キシダーゼ（ＣＯＤ）を使用すればよく、ＧＯＤ グルコース＋０２＋）１２０−−→グルシコン酸＋Ｈ２
０□なる反応が行なわれるので、溶存酸素濃度の減少、
或は過酸化水素濃度の増加を検出することよりグルコー
ス濃度を知ることができる。
う場合には、電極の表面に固定されている酵素により測
定対象物質の酸化、或は還元が行なわれるので、酸化、
還元の結果変化する酸素濃度、過酸化水素濃度等を測定
することにより、間接的に測定対象物質の濃度を知るこ
とができるのである。具体的には、グルコース濃度の測
定を行なう場合には、生理活性物質としてグルコースオ
キシダーゼ（ＣＯＤ）を使用すればよく、ＧＯＤ グルコース＋０２＋）１２０−−→グルシコン酸＋Ｈ２
０□なる反応が行なわれるので、溶存酸素濃度の減少、
或は過酸化水素濃度の増加を検出することよりグルコー
ス濃度を知ることができる。
また、上記反応式から明らかなように、グルコース濃度
の測定限界は測定対象溶液中における酸素量に基づいて
定まるのであるから、グルコースオキシダーゼに到達す
るグルコース量を制限することにより測定限界を拡張す
ることが着目され、特開昭５９−２２８２０号公報に示
されるように、グルコース制限透過膜が提案されるに至
っている。
の測定限界は測定対象溶液中における酸素量に基づいて
定まるのであるから、グルコースオキシダーゼに到達す
るグルコース量を制限することにより測定限界を拡張す
ることが着目され、特開昭５９−２２８２０号公報に示
されるように、グルコース制限透過膜が提案されるに至
っている。
尚、以上には主としてグルコース濃度を測定する場合に
ついて説明したが、他の有機高分子、蛋白質等の濃度を
測定する場合についても同様である。
ついて説明したが、他の有機高分子、蛋白質等の濃度を
測定する場合についても同様である。
〈発明が解決しようとする問題点〉
上記の酵素電極においては、測定対象物質を含む溶液が
他の大きな粒径の妨害物質をも含んでいる場合に、拡散
制限膜により測定対象物の拡散を制限する他に、妨害物
質の透過を阻止することができ、広範囲にわたる測定対
象物質濃度の測定を正確に行なうことができる。
他の大きな粒径の妨害物質をも含んでいる場合に、拡散
制限膜により測定対象物の拡散を制限する他に、妨害物
質の透過を阻止することができ、広範囲にわたる測定対
象物質濃度の測定を正確に行なうことができる。
この場合において、１回測定動作を遂行すると、拡散制
限膜に妨害物質がかなり多量に付着し、そのままでは２
回目以降の測定を正確には行ない得ないことになるので
、所定回数の測定を行なう毎に、好ましくは１回の測定
を行なう毎に拡散制限膜を交換し、妨害物質の影響を受
けない状態での測定を行なうことができるようにしてい
る。したがって、交換される拡散制限膜自体の特性のば
らつき、および取付状態のばらつきが存在しなければ、
妨害物質の影響を排除して、正確な測定を行なうことが
できる。
限膜に妨害物質がかなり多量に付着し、そのままでは２
回目以降の測定を正確には行ない得ないことになるので
、所定回数の測定を行なう毎に、好ましくは１回の測定
を行なう毎に拡散制限膜を交換し、妨害物質の影響を受
けない状態での測定を行なうことができるようにしてい
る。したがって、交換される拡散制限膜自体の特性のば
らつき、および取付状態のばらつきが存在しなければ、
妨害物質の影響を排除して、正確な測定を行なうことが
できる。
しかし、上記ばらつきが皆無であるという保証は全くな
く、通常はかなりのばらつきが存在するのであるから妨
害物質の影響が排除できても、上記ばらつきに基づいて
測定にかなりのばらつきが生じてしまうという問題があ
る。
く、通常はかなりのばらつきが存在するのであるから妨
害物質の影響が排除できても、上記ばらつきに基づいて
測定にかなりのばらつきが生じてしまうという問題があ
る。
〈発明の目的〉
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
妨害物質の影響を排除するとともに、拡散制限膜交換に
伴なうばらつきの影響を大幅に抑制することができる酵
素電極を提供することを目的としている。
妨害物質の影響を排除するとともに、拡散制限膜交換に
伴なうばらつきの影響を大幅に抑制することができる酵
素電極を提供することを目的としている。
く間ｍ点を解決するための手段〉
上記の目的を達成するための、この発明の酵素電極は、
生理活性物質により生成され、或は消失される物質の量
に対応する電気信号を出力する酵素電極において、生理
活性物質を固定した固定化酵素膜の表面側に制限効果が
高い第１の拡散制限膜を固定しているとともに、第１の
拡散制限膜の表面側に制限効果が低い第２の拡散制限膜
を取外し可能に設けていることを特徴としている。
生理活性物質により生成され、或は消失される物質の量
に対応する電気信号を出力する酵素電極において、生理
活性物質を固定した固定化酵素膜の表面側に制限効果が
高い第１の拡散制限膜を固定しているとともに、第１の
拡散制限膜の表面側に制限効果が低い第２の拡散制限膜
を取外し可能に設けていることを特徴としている。
く作用〉
以上の構成の酵素電極であれば、溶液に含まれる測定対
象物質が、第１および第２の拡散制限膜により制限され
た状態、即ち溶液中における濃度に対応して定まる低い
濃度の状態で固定化酵素膜に導かれ、拡散制限膜を透過
した測定対象物質ｌａ度に対応する電気信号を生成する
ことができる。
象物質が、第１および第２の拡散制限膜により制限され
た状態、即ち溶液中における濃度に対応して定まる低い
濃度の状態で固定化酵素膜に導かれ、拡散制限膜を透過
した測定対象物質ｌａ度に対応する電気信号を生成する
ことができる。
そして、第２の拡散制限膜を交換した場合には、第２の
拡散制限膜自体のばらつきおよび第２の拡散制限膜の取
付状態のばらつきが存在しているにも拘わらず、第１お
よび第２の拡散制限膜全体としての制限効果をほぼ均一
に保持し、妨害物質の影響をも排除して正確に測定対象
物質濃度を検出することができる。
拡散制限膜自体のばらつきおよび第２の拡散制限膜の取
付状態のばらつきが存在しているにも拘わらず、第１お
よび第２の拡散制限膜全体としての制限効果をほぼ均一
に保持し、妨害物質の影響をも排除して正確に測定対象
物質濃度を検出することができる。
さらに詳細に説明すると、第１の拡散制限膜の透過率（
拡散係数を膜厚で除した値であり、制限効果に逆比例す
る値）をＰｌ、第２の拡散制限膜の透過率をＰＩとすれ
ば、両拡散制限膜全体としての透過率Ｐは、Ｐ−ＰＩＰ
２ ／ （ＰＩ ＋Ｐ２ ）となる。そして、ＰＩ ＞
＞ＰＩであるから、ＰＩの値に多少ばらつきが存在して
もＰは殆ど変化しないことになる。したがって、妨害物
質の影響を排除するために、第２の拡散制限膜を交換し
ても全体としての制限効果をほぼ一定に保持することが
でき、正確な濃度測定を行なうことができる。
拡散係数を膜厚で除した値であり、制限効果に逆比例す
る値）をＰｌ、第２の拡散制限膜の透過率をＰＩとすれ
ば、両拡散制限膜全体としての透過率Ｐは、Ｐ−ＰＩＰ
２ ／ （ＰＩ ＋Ｐ２ ）となる。そして、ＰＩ ＞
＞ＰＩであるから、ＰＩの値に多少ばらつきが存在して
もＰは殆ど変化しないことになる。したがって、妨害物
質の影響を排除するために、第２の拡散制限膜を交換し
ても全体としての制限効果をほぼ一定に保持することが
でき、正確な濃度測定を行なうことができる。
〈実施例〉
以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。
第１図はこの発明の酵素電極の一実施例を示す縦断面図
であり、棒状体（１）の−面にｐｔからなる中心電極（
２）およびんからなる対向電極（３）を有しているとと
もに、上記両電極を有している面を蔽うように過酸化水
素選択透過膜（４）、グルコースオキシダーゼ固定膜（
５）および第１の拡散制限膜（６）を積層し、キャップ
（７）により固定している。そして、第１の拡散制限膜
（６）に対して積層されるように、ねじ込み式のキャッ
プ（９）により第２の拡散制限膜（８）を設けている。
であり、棒状体（１）の−面にｐｔからなる中心電極（
２）およびんからなる対向電極（３）を有しているとと
もに、上記両電極を有している面を蔽うように過酸化水
素選択透過膜（４）、グルコースオキシダーゼ固定膜（
５）および第１の拡散制限膜（６）を積層し、キャップ
（７）により固定している。そして、第１の拡散制限膜
（６）に対して積層されるように、ねじ込み式のキャッ
プ（９）により第２の拡散制限膜（８）を設けている。
尚、上記第１の拡散制限膜（６）として、二村化学株式
会社製プレインセロハン（番手＃３００）使用し、第２
の拡散制限膜（８）として二ニークリポア社製ポリカー
ボネート膜（孔径０ 、０５４１１、膜厚５卯）を使用
した。上記の構成の酵素電極によりグルコース濃度の測
定を行なった結果、第２図Ａに示す出力電流変化Ｑ−グ
ルコース濃度特性を得ることができた。第２図Ｂはセロ
ハンのみからなる拡散制限膜を使用した酵素電極により
グルコース濃度の測定を行なった結果を示す出力電流変
化量−グルコース濃度特性であり、同一のグルコース濃
度に対する出力電流が上記実施例の場合と比較して約２
倍である。したがって、上記実施例の方が、測定可能な
最大グルコース濃度を大きくすることができる。
会社製プレインセロハン（番手＃３００）使用し、第２
の拡散制限膜（８）として二ニークリポア社製ポリカー
ボネート膜（孔径０ 、０５４１１、膜厚５卯）を使用
した。上記の構成の酵素電極によりグルコース濃度の測
定を行なった結果、第２図Ａに示す出力電流変化Ｑ−グ
ルコース濃度特性を得ることができた。第２図Ｂはセロ
ハンのみからなる拡散制限膜を使用した酵素電極により
グルコース濃度の測定を行なった結果を示す出力電流変
化量−グルコース濃度特性であり、同一のグルコース濃
度に対する出力電流が上記実施例の場合と比較して約２
倍である。したがって、上記実施例の方が、測定可能な
最大グルコース濃度を大きくすることができる。
また、上記実施例の構成の酵素電極を使用し、かつ、第
２の拡散制限膜（８）を毎回交換してグルコース濃度が
１５０ｍｇ／旧の溶液を測定した場合の出力電流変化量
を次表に示す。尚、比較例として拡散制限膜を１枚のセ
ロハンとし、かつ、セロハンを毎回交換してグルコース
濃度が１５ｆｌｎｇ／旧の溶液を測定した場合の出力電
流変化をも示した。
２の拡散制限膜（８）を毎回交換してグルコース濃度が
１５０ｍｇ／旧の溶液を測定した場合の出力電流変化量
を次表に示す。尚、比較例として拡散制限膜を１枚のセ
ロハンとし、かつ、セロハンを毎回交換してグルコース
濃度が１５ｆｌｎｇ／旧の溶液を測定した場合の出力電
流変化をも示した。
（以下余白）
この結果、本実施例の場合には出力電流変化量の平均値
は１２２ｎＡ／ｓであり、比較例の２００ｎＡ／ｓより
大幅に小さくなっているが、１０回の測定を通じてのば
らつきは１．６％であり、比較例のばらつき１０．９％
より大幅に小さくなっており、第２の拡散制限膜（８）
を交換することに伴なうばらつきを大幅に抑制し、安定
したグルコース濃度の測定を行なわせることができた。
は１２２ｎＡ／ｓであり、比較例の２００ｎＡ／ｓより
大幅に小さくなっているが、１０回の測定を通じてのば
らつきは１．６％であり、比較例のばらつき１０．９％
より大幅に小さくなっており、第２の拡散制限膜（８）
を交換することに伴なうばらつきを大幅に抑制し、安定
したグルコース濃度の測定を行なわせることができた。
特に血液中のグルコース濃度の０１定を行なう場合には
、通常１回の測定により、第２の拡散制限膜（８）に大
粒径の血球が付着し、目詰り状態になるのであるから、
毎回交換することが必要になる。
、通常１回の測定により、第２の拡散制限膜（８）に大
粒径の血球が付着し、目詰り状態になるのであるから、
毎回交換することが必要になる。
しかし、このような条件下においても、高い安定性での
測定を行なわせることができることになる。
測定を行なわせることができることになる。
尚、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば過酸化水素選択透過膜を固定化酵素膜にキャステ
ィング形成し、第１の拡散制限膜を水溶性接着剤等によ
り接着することにより一体化することが可能である他、
両拡散制限膜による制限効果をそれぞれ異ならせること
が可能であり、その他この発明の要旨を変更しない範囲
内において種々の設計変更を施すことが可能である。
例えば過酸化水素選択透過膜を固定化酵素膜にキャステ
ィング形成し、第１の拡散制限膜を水溶性接着剤等によ
り接着することにより一体化することが可能である他、
両拡散制限膜による制限効果をそれぞれ異ならせること
が可能であり、その他この発明の要旨を変更しない範囲
内において種々の設計変更を施すことが可能である。
〈発明の効果〉
以上のようにこの発明は、拡散制限膜を２層構造とし、
制限効果が小さい拡散制限膜のみを交換可能としている
ので、拡散制限膜を交換しても全体としての制限効果を
ほぼ一定に保持して、安定しまた対象物質濃度の計１定
を行なうことができるのみならず、拡散制限膜の交換に
伴なう固定化酵素膜の損傷を大幅に抑制することができ
、さらには、交換可能な拡散制限膜を湿潤し易い厚みに
することができるので、交換用の拡散制限膜を乾燥保存
することができるという特有の効果を奏する。
制限効果が小さい拡散制限膜のみを交換可能としている
ので、拡散制限膜を交換しても全体としての制限効果を
ほぼ一定に保持して、安定しまた対象物質濃度の計１定
を行なうことができるのみならず、拡散制限膜の交換に
伴なう固定化酵素膜の損傷を大幅に抑制することができ
、さらには、交換可能な拡散制限膜を湿潤し易い厚みに
することができるので、交換用の拡散制限膜を乾燥保存
することができるという特有の効果を奏する。
第１図はこの発明の酵素電極の一実施例を示す縦断面図
、 第２図Ａは第１図の実施例による測定データを示す図、 第２図Ｂは比較例による測定データを示す図。 （５）・・・・・・グルコースオキシダーゼ固定膜、（
６）・・・・・・第１の拡散制限膜、（８）・・・・・
・第２の拡散制限膜。 特許出願人 ダイキン工業株式会社（ほか３名）
、 第２図Ａは第１図の実施例による測定データを示す図、 第２図Ｂは比較例による測定データを示す図。 （５）・・・・・・グルコースオキシダーゼ固定膜、（
６）・・・・・・第１の拡散制限膜、（８）・・・・・
・第２の拡散制限膜。 特許出願人 ダイキン工業株式会社（ほか３名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、生理活性物質により生成され、或は消 失される物質の量に対応する電気信号を 出力する酵素電極において、生理活性物 質を固定した固定化酵素膜の表面側に制 限効果が高い第１の拡散制限膜を固定し ているとともに、第１の拡散制限膜の表 面側に制限効果が低い第２の拡散制限膜 を取外し可能に設けていることを特徴と する酵素電極。 ２、第２の拡散制限膜が、測定対象物質よ り粒径が大きい物質の透過を阻止するも のである上記特許請求の範囲第１項記載 の酵素電極。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080431A JPS63243863A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 酵素電極 |
| US07/407,672 US4923586A (en) | 1987-03-31 | 1989-09-14 | Enzyme electrode unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080431A JPS63243863A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 酵素電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243863A true JPS63243863A (ja) | 1988-10-11 |
| JPH0515220B2 JPH0515220B2 (ja) | 1993-03-01 |
Family
ID=13718079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62080431A Granted JPS63243863A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 酵素電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63243863A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0368855A (ja) * | 1989-08-09 | 1991-03-25 | Nikkiso Co Ltd | 酵素センサー |
| US5228972A (en) * | 1988-05-27 | 1993-07-20 | Daikin Industries, Ltd. | Apparatus for measuring concentration of test substance in liquid |
| JP2009264920A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Funai Electric Advanced Applied Technology Research Institute Inc | センサ及びバイオセンサ |
| JP2013054042A (ja) * | 2012-12-18 | 2013-03-21 | Funai Electric Advanced Applied Technology Research Institute Inc | センサ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5773667A (en) * | 1980-08-25 | 1982-05-08 | Yellow Springs Instr | Galactose oxydase enzyme electrode with peculiar substrate |
| JPS5774653A (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-10 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Lamination film for enzyme electrode and manufacture thereof |
| JPS57211054A (en) * | 1981-06-19 | 1982-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Enzyme electrode |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP62080431A patent/JPS63243863A/ja active Granted
Patent Citations (3)
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| JPH0515220B2 (ja) | 1993-03-01 |
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