JPS6390755A - Enzyme electrode - Google Patents

Enzyme electrode

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JPS6390755A
JPS6390755A JP61236870A JP23687086A JPS6390755A JP S6390755 A JPS6390755 A JP S6390755A JP 61236870 A JP61236870 A JP 61236870A JP 23687086 A JP23687086 A JP 23687086A JP S6390755 A JPS6390755 A JP S6390755A
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JP
Japan
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electrode
enzyme
insulating
electrodes
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP61236870A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Nakajima
聡 中嶋
Masato Arai
真人 荒井
Koichi Takizawa
滝澤 耕一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
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Priority to US07/095,977 priority patent/US4894137A/en
Publication of JPS6390755A publication Critical patent/JPS6390755A/en
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE:To permit mass production by providing electrodes consisting of a conductor film and insulating protective film for coating the parts exclusive of the sensitive parts and junctures of said electrodes on the two surfaces of an insulating base plate and providing an immobilized enzyme film for coating the sensitive parts of the electrodes formed on one surface. CONSTITUTION:The working electrodes 5,...5 are formed on the respective blocks 4 on the upper surface 2a of a insulating flat plate 2 and in succession thereof, the reference electrodes 6,...6 are formed on the lower surface 2b of the flat plate 2. The insulating protective films 7,...7 are then formed on the upper surface 2a to coat and insulate the entire surfaces except the two ends of the working electrodes 5. The insulating protective films 8,...8 are formed on the lower surface 2b as well to coat and insulate the entire surface except the two ends of the reference electrode 6. The plate 2 is then divided to individual blocks 4 to form insulating substrates 9,...9. An acetyl cellulose film 13 is formed on the upper surface 9a of the insulating substrate of the underlying electrode 12. An enzyme soln. 14 is dropped onto the film 13 and further a polycarbonate film 15 is imposed thereon, by which an enzyme electrode 1 is completed.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、量産化及び高性能化に適した酵素電極に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application This invention relates to an enzyme electrode suitable for mass production and high performance.

(ロ)従来の技術 酵素電極は、被検査液中に浸漬され、酵素反応により、
被検査液中に含まれる当該酵素の基質たる特定化学物質
の濃度を、電気的に測定することを可能とするものであ
る。
(b) Conventional technology Enzyme electrodes are immersed in a liquid to be tested, and through an enzymatic reaction,
This makes it possible to electrically measure the concentration of a specific chemical substance that is a substrate for the enzyme contained in the test liquid.

従来、酵素電極としては、第6図(elに示すものが知
られている。この従来の酵素電極を、その製造方法と共
に、第6図(al乃至第6図telを参照しながら以下
に説明する。
Conventionally, as an enzyme electrode, the one shown in FIG. 6 (el) is known. This conventional enzyme electrode, together with its manufacturing method, will be explained below with reference to FIG. 6 (al to 6 tel). do.

第6図(a)は、作用電極25及び対照電極26にリー
ド線30.30を接続した状態を示している。
FIG. 6(a) shows a state in which lead wires 30 and 30 are connected to the working electrode 25 and the reference electrode 26.

作用電極25は、ピン状に成形された白金である。The working electrode 25 is platinum shaped into a pin.

一方、対照電極26は、筒状に成形された銀である。On the other hand, the control electrode 26 is made of silver and is shaped into a cylinder.

第6図(b)は、前記作用電極25及び対照電極26を
、カップ状のケース29に収納した状態を示している。
FIG. 6(b) shows a state in which the working electrode 25 and the control electrode 26 are housed in a cup-shaped case 29.

対照電極26は、ケース29の開口部29aより嵌込ま
れて収納される。一方、作用電極25は、対照電極26
の中空部26bに、サポート部材27により、対照電極
26に対して絶縁された状態で支持され、対照電極26
と作用電極25が同軸構造とされる。前記リード線30
.30は、ケース29底部の窓孔29bより下方に引出
される。
The control electrode 26 is fitted and stored through the opening 29a of the case 29. On the other hand, the working electrode 25 is the control electrode 26
The reference electrode 26 is supported in the hollow part 26b by a support member 27 while being insulated from the reference electrode 26.
and the working electrode 25 have a coaxial structure. The lead wire 30
.. 30 is pulled out downward from the window hole 29b at the bottom of the case 29.

第6図(C)は、ケース29の内部を、エポキシ樹脂2
8で封止した状態を示している。このエポキシ樹脂28
は、さらにケース開口部29a上に盛上がり、前記作用
電極25及び対照電極26を完全に覆う。エポキシ樹脂
28の硬化には、室温で約6日間を要する。
FIG. 6(C) shows the inside of the case 29 made of epoxy resin 2.
8 shows the sealed state. This epoxy resin 28
further rises above the case opening 29a and completely covers the working electrode 25 and the reference electrode 26. It takes about 6 days for the epoxy resin 28 to cure at room temperature.

第6図(dlは、第6図(C)に示すものの上面を、ケ
ース29ごと研削・研摩して球面に加工し、作用電極2
5及び対照電極26に、それぞれ感応部25a、26a
を生成した状態を示している。感応部25a、26aは
、所定面積比となるように、作用電極25の径、対照電
極26の内径及び外径が定められている。この状態のも
のは、下地電極32と呼ばれる。
FIG. 6 (dl) is the upper surface of the device shown in FIG.
5 and the reference electrode 26, respectively, sensitive parts 25a and 26a.
This shows the state in which . In the sensitive parts 25a and 26a, the diameter of the working electrode 25 and the inner and outer diameters of the reference electrode 26 are determined so as to have a predetermined area ratio. The electrode in this state is called the base electrode 32.

第6図(81は、第6図(d)に示す下地電極32に固
定化酵素膜36を装着し、酵素電極31として完成した
状態を示している。固定化酵素膜36は、高分子膜に検
出すべき特定化学物質を基質とする酵素を固定化したも
のであり、下地電極32とは別個に作成される。固定化
酵素膜36は、感応部25a、26aに密着するように
下地電極32の研摩面32aを被覆し、周縁部36aを
Oリング37によりケース29外周面に止められる。な
お、ケース29外周面には、このOリング37を固定さ
せるための溝29cが設けられている。
FIG. 6 (81) shows the completed enzyme electrode 31 by attaching the immobilized enzyme membrane 36 to the base electrode 32 shown in FIG. 6(d).The immobilized enzyme membrane 36 is a polymer membrane. It is an immobilized enzyme that uses a specific chemical substance to be detected as a substrate, and is prepared separately from the base electrode 32.The immobilized enzyme film 36 is attached to the base electrode so as to be in close contact with the sensitive parts 25a and 26a. 32 and its peripheral edge 36a is fixed to the outer circumferential surface of the case 29 by an O-ring 37. A groove 29c is provided on the outer circumferential surface of the case 29 to fix the O-ring 37. .

(ハ)発明が解決しようとする問題点 上記従来の酵素電極31は、その製造工程において、手
作業により1つずつ生産されており、大量生産が困難で
ある不都合があった。また、この手作業は微細な作業の
連続であり、材料の損失、特に電極材料の損失が大きく
、酵素電極製造時の歩留まりが低下する不都合があった
。さらに、加工費がかかり、製造コストが高くなる不都
合があった。ちなみに、この加工費は、製造コストの6
0〜80%を占めていた。
(C) Problems to be Solved by the Invention The conventional enzyme electrode 31 described above is produced one by one manually in the manufacturing process, and has the disadvantage that mass production is difficult. In addition, this manual work involves a series of delicate operations, resulting in a large loss of materials, especially electrode materials, and has the disadvantage of lowering the yield during the production of enzyme electrodes. Furthermore, there are disadvantages in that processing costs are high and manufacturing costs are high. By the way, this processing cost is 6% of the manufacturing cost.
It accounted for 0 to 80%.

一方、上記従来の酵素電極においては、使用時に、以下
の不都合もあった。
On the other hand, the conventional enzyme electrode described above has the following disadvantages when used.

先ず、研削・研摩による感応部25a、26a生成時に
、作用電極25周囲のエポキシ樹脂2日に亀裂・間隙が
生じる。これは、エポキシ樹脂28、作用電極25、対
照電極26の硬度の差異によるものである。酵素電極3
1使用時に、これらの亀裂・間隙に水やその他の液体が
浸入すると、ノイズを発生し、測定精度が低下する不都
合があった。また、酵素電極31の出力は、感応部25
a、26aの面積による定まるが、感応部25a、26
aが手作業により生成されるため、感応部25a、26
aの面積が酵素電極間で一定とならず、その出力がばら
つく不都合があった。さらに、固定化酵素膜36の装着
不良により、出力変化が生じる不都合があった。
First, when the sensitive parts 25a and 26a are generated by grinding and polishing, cracks and gaps are generated in the epoxy resin around the working electrode 25. This is due to the difference in hardness between the epoxy resin 28, the working electrode 25, and the reference electrode 26. Enzyme electrode 3
When water or other liquids enter these cracks or gaps during use, noise is generated and measurement accuracy is reduced. In addition, the output of the enzyme electrode 31 is
Although it is determined by the area of the sensitive parts 25a and 26a,
Since a is generated manually, the sensitive parts 25a and 26
There was a problem that the area of a was not constant between the enzyme electrodes, and the output varied. Furthermore, there is a problem in that the output changes due to improper attachment of the immobilized enzyme membrane 36.

この発明は、上記不都合に鑑みなされたもので、大量生
産可能でコストが低く、性能に優れた酵素電極を提供す
ることを目的としている。
The present invention was made in view of the above-mentioned disadvantages, and an object of the present invention is to provide an enzyme electrode that can be mass-produced, is inexpensive, and has excellent performance.

(ニ)問題点を解決するための手段 上記不都合を解決するための手段として、この発明の酵
素電極は、絶縁基台の少なくとも2つの表面に、それぞ
れ導体膜よりなる電極と、この電極の感応部及び接続部
を除いた部分を被覆する絶縁性保護膜とを設けると共に
、前記表面の少なくとも1つには、この表面に形成され
た電極の感応  。
(d) Means for Solving the Problems As a means for solving the above-mentioned disadvantages, the enzyme electrode of the present invention has an electrode made of a conductive film on at least two surfaces of the insulating base, and a sensitive electrode of the electrode. An insulating protective film is provided on at least one of the surfaces, and an insulating protective film is provided to cover the portions excluding the connecting portions and the connecting portions.

部を被覆する固定化酵素膜を設けてなるものである。An immobilized enzyme membrane is provided to cover the area.

(ホ)作用 この発明の酵素電極においては、1枚の絶縁平板上に複
数の酵素電極を一括して製造することができる。また、
この電極平板上への電極の形成には、スパッタリング、
真空蒸着を適用することができ、電極形成を容易に自動
化することができる。
(e) Function In the enzyme electrode of the present invention, a plurality of enzyme electrodes can be manufactured all at once on one insulating flat plate. Also,
To form the electrode on this electrode plate, sputtering,
Vacuum deposition can be applied and electrode formation can be easily automated.

さらに、電極は絶縁基板表面に形成される導体膜である
から、電極材料の使用量及び工程中におけるその損失を
少なくすることができる。もちろん、他の材料の使用量
及び損失をも少なくすることができる。以上の3つの作
用により、酵素電極の量産化、歩留まりの向上及びコス
トダウンが可能となる。
Furthermore, since the electrode is a conductive film formed on the surface of the insulating substrate, the amount of electrode material used and its loss during the process can be reduced. Of course, the usage and loss of other materials can also be reduced. The above three effects make it possible to mass produce enzyme electrodes, improve yields, and reduce costs.

一方、電極及び絶縁膜の形状は、これらの形成にフォト
マスク技術を適用することにより、高い精度で定めるこ
とができる。従って、同時に電極感応部面積も高い精度
で決定され、酵素電極間の出力のばらつきが解消される
。また、固定化酵素膜は絶縁基板表面に一体に形成され
、従来のように固定化酵素膜の装着の良否に起因する出
力変化が生じない。さらに、工程中に電極の研削・研摩
加工が含まれないため、絶縁基板表面に液体の浸入する
亀裂・間隙が生じず、ノイズの発生が防止される。
On the other hand, the shapes of the electrodes and the insulating film can be determined with high precision by applying photomask technology to their formation. Therefore, at the same time, the area of the electrode sensitive portion is determined with high precision, and variations in output between enzyme electrodes are eliminated. In addition, the immobilized enzyme membrane is integrally formed on the surface of the insulating substrate, and unlike the conventional method, there is no output change due to whether or not the immobilized enzyme membrane is properly attached. Furthermore, since the process does not involve grinding or polishing the electrodes, there are no cracks or gaps that allow liquid to enter the surface of the insulating substrate, thereby preventing the generation of noise.

(へ)実施例 この発明の一実施例を、第1図(a)乃至第1図(h)
、第2図(a)乃至第2図(g)、第3図乃至第5図に
基づいて、以下に説明する。
(f) Example An example of this invention is shown in FIGS. 1(a) to 1(h).
, FIGS. 2(a) to 2(g), and FIGS. 3 to 5.

この実施例に係る酵素電極1は、血液等に含まれるグル
コース濃度の検出に適用されるものである。以下、この
酵素電極1を、その製造工程を追いながら以下に説明す
る。
The enzyme electrode 1 according to this embodiment is applied to detecting the concentration of glucose contained in blood or the like. Hereinafter, this enzyme electrode 1 will be explained below while following its manufacturing process.

第1図(alは、絶縁平板2の上表面2aに区画綿3、
・・・、3を形成し、個々の区画4、・・・、4に区画
した状態を示す。絶縁平板2は、後に分割されて絶縁基
板(絶縁基台)9をなすものであり゛、゛適切な大きさ
く例えば50X50mm、厚さ0.5mm)のアルミナ
セラミック板(アルミナ96%)で、表面を鏡面仕上げ
せず粗面のままにしたものを使用する。絶縁平板2を粗
面のものにした理由は、後述の作用電極5、対照電極6
の有効面積を増加させると共に、アセチルセルロース膜
13の絶縁基板9よりの剥離を防止するためである。
FIG.
. . , 3 are formed and divided into individual sections 4, . . . , 4. The insulating flat plate 2, which is later divided to form an insulating substrate (insulating base) 9, is an alumina ceramic plate (alumina 96%) with an appropriate size, for example, 50 x 50 mm, thickness 0.5 mm. Use a rough surface instead of a mirror finish. The reason why the insulating flat plate 2 has a rough surface is that the working electrode 5 and the reference electrode 6, which will be described later,
This is to increase the effective area of the acetylcellulose film 13 and to prevent the acetylcellulose film 13 from peeling off from the insulating substrate 9.

区画線3は、レーザ加工により絶縁平板上表面2aに形
成される切れ目であり、その深さは絶縁平板2の厚さの
約172とされる〔第2図Ta)参照〕。
The partition line 3 is a cut formed on the upper surface 2a of the insulating flat plate by laser processing, and its depth is approximately 172 mm thick than the thickness of the insulating flat plate 2 (see FIG. 2 Ta).

これらの区画線3は、絶縁平板上表面2aを適切な大き
さく例えば2X15mm)の区画4に区分している。な
お、絶縁平板2の材質・大きさ及び区画線3の形成方法
は、この実施例のものに限定されない。
These division lines 3 divide the upper surface 2a of the insulating flat plate into divisions 4 of appropriate size (for example, 2×15 mm). Note that the material and size of the insulating flat plate 2 and the method of forming the partition lines 3 are not limited to those of this embodiment.

上記絶縁平板上表面2aの各区画4には、作用電極5が
形成される〔第1図(bl及び第2図山)参照〕。
A working electrode 5 is formed in each section 4 of the upper surface 2a of the insulating flat plate [see FIG. 1 (bl and 2)].

作用電極5は、スパッタリングにより形成され、一端を
幅広とした帯状の白金薄膜(例えば大きさ1×11II
11、厚さ1500人)である。この作用電極5の形成
には、フォトレジスト法が適用され、作用電極5の位置
及び形状が、フォトマスクにより正確に決定される。
The working electrode 5 is formed by sputtering, and is a band-shaped platinum thin film with one end wide (for example, size 1×11 II).
11, thickness 1500 people). A photoresist method is applied to form the working electrode 5, and the position and shape of the working electrode 5 are accurately determined using a photomask.

続いて、絶縁平板2の下表面2bには、対照電極6、・
・・、6が形成される〔第1図(C)及び第2図(C)
参照〕。対照電極6は真空1着により形成される銀薄膜
(例えば大きさ1.5X l 1mm)であり、前記絶
縁平板上表面2aの作用電極5と対応する位置にそれぞ
れ形成される。この対照電極6の位置・形状とも、フォ
トマスクにより正確に決定される。
Subsequently, on the lower surface 2b of the insulating flat plate 2, a control electrode 6,
..., 6 is formed [Fig. 1 (C) and Fig. 2 (C)]
reference〕. The control electrodes 6 are silver thin films (for example, 1.5×1 mm in size) formed by vacuum deposition, and are formed at positions corresponding to the working electrodes 5 on the upper surface 2a of the insulating flat plate. Both the position and shape of this reference electrode 6 are accurately determined using a photomask.

上述のように、絶縁平板上表面2aの作用電極5を、下
表面2bに対照電極6を別々に形成するのは、製造工程
を簡略化するためである。1つの表面に異なる金属薄膜
よりなる1対の作用電極、対照電極を形成すると、工程
が複雑化し、発明の目的にそぐわない。もっとも、作用
電極及び対照電極を同種の金属葭膜とすれば、この工程
の複雑化は起こらないが、電極材料を異種金属とする場
合に比べ、酵素電極の検出性能が低下してしまう。
As mentioned above, the reason why the working electrode 5 and the reference electrode 6 are separately formed on the upper surface 2a and the lower surface 2b of the insulating flat plate is to simplify the manufacturing process. Forming a pair of working and reference electrodes made of different metal thin films on one surface complicates the process and does not meet the purpose of the invention. However, if the working electrode and the reference electrode are made of the same type of metal reed membrane, this process will not be complicated, but the detection performance of the enzyme electrode will be lower than when the electrode materials are made of different metals.

次に、絶縁平板上表面2aに絶縁性保護膜7、・・・、
7が形成される〔第1図(d)及び第2図(d)参照〕
Next, an insulating protective film 7 is formed on the upper surface 2a of the insulating flat plate.
7 is formed [see Figure 1 (d) and Figure 2 (d)]
.

この絶縁性保護膜7は、作用電極5の両端部を除いた全
面を被覆絶縁する。作用電極5の一端部及び他の幅広の
端部は露出され、それぞれ感応部5a及び接続部5bと
される。
This insulating protective film 7 covers and insulates the entire surface of the working electrode 5 except for both ends thereof. One end and the other wide end of the working electrode 5 are exposed and serve as a sensing part 5a and a connecting part 5b, respectively.

絶縁性保護膜7の形成は、感光性樹脂(例えば感光性ポ
リイミド)を塗布し、これをフォトマスクを使用して感
光させ、不要な部分を除去することにより行われる。絶
縁性保護膜7の位置及び形状は、フォトマスクにより正
確に定まる。従って、作用電極5及び絶縁性保護膜7の
位置・形状が正確であることにより、作用電極感応部5
aの面積が高い精度で定められることになる。
The insulating protective film 7 is formed by applying a photosensitive resin (for example, photosensitive polyimide), exposing it to light using a photomask, and removing unnecessary portions. The position and shape of the insulating protective film 7 are accurately determined by a photomask. Therefore, since the position and shape of the working electrode 5 and the insulating protective film 7 are accurate, the working electrode sensitive part 5
The area of a will be determined with high accuracy.

絶縁平板下表面2bにも絶縁性保護11! a、・・・
、8が形成される〔第1図(el及び第2図(e)参照
〕。
Insulating protection 11 also on the lower surface 2b of the insulating flat plate! a...
, 8 are formed [see FIG. 1 (el) and FIG. 2 (e)].

この絶縁性保護膜8は、対照電極6両端部を除いた全面
を被覆絶縁する。対照電極6両端部は露出され、それぞ
れ感応部6a及び接続部6bとされる。絶縁性保3i膜
8の形成は、前記絶縁性保護膜7と同様であり、感応部
6aの面積は高い精度で定められる。感応部6aの面積
Stは、作用電極感応部5aの面積S1と所定の比(例
えばS+:5z=1:20)をなす。
This insulating protective film 8 covers and insulates the entire surface of the reference electrode 6 except for both ends thereof. Both ends of the control electrode 6 are exposed and serve as a sensing part 6a and a connecting part 6b, respectively. The formation of the insulating protective film 8 is the same as that of the insulating protective film 7, and the area of the sensitive portion 6a is determined with high precision. The area St of the sensitive part 6a makes a predetermined ratio (for example, S+:5z=1:20) with the area S1 of the working electrode sensitive part 5a.

次いで、絶縁平板2は、区画線3に沿って個々の区画4
に分割され、絶縁基板9、・・・、9とされる〔第1図
(f)及び第2図(f)参照〕。絶縁基板9の作用電極
接続部5b及び対照電極接続部6bには、リード線10
.10の先端がはんだ付けされる〔第1図(hlも参照
〕。絶縁基板9の上表面9a及び下表面9b後部には、
エポキシ樹脂11a、llbが盛られ、リード線10の
はんだ打部が絶縁保護される。この状態のものは、下地
電極12と呼ばれる。
The insulating flat plate 2 then separates the individual compartments 4 along the compartment lines 3.
The substrate is divided into insulating substrates 9, . . . , 9 [see FIG. 1(f) and FIG. 2(f)]. A lead wire 10 is connected to the working electrode connection portion 5b and the reference electrode connection portion 6b of the insulating substrate 9.
.. 10 are soldered [see also FIG.
Epoxy resins 11a and llb are applied to protect the solder portions of the lead wires 10 from insulation. The electrode in this state is called the base electrode 12.

この下地電極12の絶縁基板上表面9aに、アセチルセ
ルロース膜13を形成した状態を、第1図if)に示し
ている。このアセチルセルロース膜13は、前記作用電
極感応部5aを完全に被覆している。アセチルセルロー
ス膜13の形成は、以下の手順で行われる。
A state in which an acetylcellulose film 13 is formed on the upper surface 9a of the insulating substrate of the base electrode 12 is shown in FIG. 1 if). This acetylcellulose membrane 13 completely covers the working electrode sensitive portion 5a. Formation of the acetyl cellulose membrane 13 is performed by the following procedure.

先ず、絶縁基板上表面9aを上にして、下地電極12を
スピナ(回転器)に装着する。次に、5%アセチルセル
ロース溶液(溶媒組成、アセトン:シクロヘキサノン=
3:1)を絶縁基板上表面9aに滴下し、下地電極12
を200Qrpmの回転数で5秒間回転させて、アセチ
ルセルロース溶液を絶縁基板上表面9aに拡げる。
First, the base electrode 12 is mounted on a spinner (rotator) with the upper surface 9a of the insulating substrate facing upward. Next, 5% acetylcellulose solution (solvent composition, acetone: cyclohexanone =
3:1) onto the upper surface 9a of the insulating substrate, and
is rotated for 5 seconds at a rotation speed of 200 Qrpm to spread the acetylcellulose solution on the upper surface 9a of the insulating substrate.

上述のように形成されるアセチルセルロース膜13には
、酵素溶液14が滴下され、さらにポリカーボネイト膜
15が載置されて酵素電極1が完成する〔第1図(g)
及び第2図(a参照)。酵素溶液14の調製は、次の手
順で行われる。
An enzyme solution 14 is dripped onto the acetyl cellulose membrane 13 formed as described above, and a polycarbonate membrane 15 is further placed on it to complete the enzyme electrode 1 [Fig. 1(g)]
and FIG. 2 (see a). Preparation of the enzyme solution 14 is performed in the following procedure.

先ず、グルコースオキシダーゼ(COD)20mgをP
H6,0に調製された0、1Mリン酸緩衝液100μl
に溶解する。次に、これを同じリン酸緩衝液で調製され
た0、5%グルタルアルデヒド溶液100μlと混合し
て酵素溶液14とする。
First, 20 mg of glucose oxidase (COD) was added to P
100 μl of 0.1M phosphate buffer prepared at H6.0
dissolve in Next, this is mixed with 100 μl of a 0.5% glutaraldehyde solution prepared with the same phosphate buffer to obtain enzyme solution 14.

ポリカーボネイト膜15は、被検査液中のタンパク質等
の高分子が、アセチルセルロース膜13、酵素溶液14
内に浸入するのを防止するためのものである。上記アセ
チルセルロース膜13、酵素溶液14及びポリカーボネ
イト膜15により、固定化酵素膜16が構成される。
The polycarbonate membrane 15 allows polymers such as proteins in the test liquid to be separated from the acetyl cellulose membrane 13 and the enzyme solution 14.
This is to prevent water from entering the interior. The acetylcellulose membrane 13, enzyme solution 14, and polycarbonate membrane 15 constitute an immobilized enzyme membrane 16.

次に、下地電極12〔第1図(f)に示すもので、アセ
チルセルロース膜13を形成していなもの〕の特性につ
いての試験とその結果を、第4図を参照しながら以下に
説明する。酵素電極1の性能は、下地電極12の過酸化
水素(H20□)感応特性に左右されるから、これを確
認しておくのは有意義なことである。
Next, a test on the characteristics of the base electrode 12 (shown in FIG. 1(f), on which the acetylcellulose film 13 is formed) and its results will be explained below with reference to FIG. . Since the performance of the enzyme electrode 1 depends on the hydrogen peroxide (H20□) sensitivity characteristics of the base electrode 12, it is meaningful to confirm this.

第4図は、下地電極12をH20zを含むリン酸緩衝液
(PBS)に浸漬した時の各Ht Oz濃度(Oll、
3.5PPM)に対する印加電圧(V)と電極電流(n
 A)との関係を示している。これより、下地電極12
はH20□濃度によく応答していることが確認される。
FIG. 4 shows the respective HtOz concentrations (Oll, Oll,
Applied voltage (V) and electrode current (n
It shows the relationship with A). From this, the base electrode 12
It is confirmed that H20□ responds well to the H20□ concentration.

また、印加電圧は0.4〜0.7■が適切な値であるこ
とが示されている。
Further, it has been shown that a suitable value for the applied voltage is 0.4 to 0.7 .

続いて、この実施例酵素電極1のグルコース検出特性を
、第3図及び第5図を参照しながら、以下に説明する。
Next, the glucose detection characteristics of the enzyme electrode 1 of this example will be explained below with reference to FIGS. 3 and 5.

第3図は、酵素電極1の特性測定に使用された測定系1
8を示している。19は、恒温ブロックであり、内部に
PH7,0に調製された0、1Mリン酸緩衝液20が貯
溜されている。このリン酸緩衝液20には、酵素電極1
が浸漬される。また、このリン酸緩衝液20は、恒温ブ
ロック19に内蔵されたスターク19aによって攪拌さ
れる。19bは、スターク19aの回転子である。
Figure 3 shows the measurement system 1 used to measure the characteristics of the enzyme electrode 1.
8 is shown. Reference numeral 19 denotes a constant temperature block, in which a 0.1M phosphate buffer 20 adjusted to pH 7.0 is stored. This phosphate buffer 20 contains an enzyme electrode 1.
is immersed. Further, this phosphate buffer solution 20 is stirred by a starter 19a built in the constant temperature block 19. 19b is the rotor of Stark 19a.

酵素電極1のリード線10は、エレクトロンメータ21
に接続され、所定の印加電圧(この測定では0.6V)
が加えられる。エレクトロンメータ21にはレコーダ2
2が接続され、酵素電極1の電極出力(電流)が記録さ
れる。
The lead wire 10 of the enzyme electrode 1 is connected to an electron meter 21
and a predetermined applied voltage (0.6V in this measurement)
is added. The electron meter 21 has a recorder 2
2 is connected, and the electrode output (current) of the enzyme electrode 1 is recorded.

前記リン酸緩衝液20には、マイクロピペット(図示せ
ず)により、所定量のグルコース溶液が滴下される。こ
のグルコース(Glc)は、酵素電極1の固定化酵素膜
16内で、以下の反応を生このH,O□が作用電極感応
部5aを感応させ、両電極5.6間にHzOz?a度に
対応した電極出力が生じる。第5図は、いくつかのグル
コース濃度c (mg/d 1 )に対して、電極出力
(n A)を白丸でプロットしたものである。また、第
5図中に示す曲線は、プロットされた点を継いだ検量線
である。この検量線に基づいて、血液中のグルコース濃
度を定量することができる。
A predetermined amount of glucose solution is dropped into the phosphate buffer 20 using a micropipette (not shown). This glucose (Glc) undergoes the following reaction within the immobilized enzyme membrane 16 of the enzyme electrode 1. This H, O□ causes the working electrode sensitive part 5a to become sensitive, and the HzOz? An electrode output corresponding to a degree is generated. In FIG. 5, the electrode output (n A) is plotted with open circles for several glucose concentrations c (mg/d 1 ). Moreover, the curve shown in FIG. 5 is a calibration curve that connects the plotted points. Based on this calibration curve, the glucose concentration in the blood can be determined.

なお、上記実施例においては、固定化酵素膜16に酵素
としてグルコースオキシダーゼを固定化しているが、酵
素はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能であ
る。
In the above embodiment, glucose oxidase is immobilized as an enzyme on the immobilized enzyme membrane 16, but the enzyme is not limited to this and can be changed as appropriate.

また、上記実施例では、作用電極感応部5aのみを固定
化酵素膜16で被覆しているが、対照電極感応部6aを
も固定化酵素膜で被覆してもよ(、適宜設計変更可能で
ある。
Further, in the above embodiment, only the working electrode sensitive part 5a is covered with the immobilized enzyme membrane 16, but the reference electrode sensitive part 6a may also be covered with the immobilized enzyme membrane (the design can be changed as appropriate). be.

さらに、作用電極、対照電極の数・形状・配置等も、上
記実施例のものに限定されず、適宜設計変更可能である
Furthermore, the number, shape, arrangement, etc. of the working electrodes and the control electrodes are not limited to those of the above embodiments, and the design can be changed as appropriate.

(ト)発明の効果 この発明の酵素電極は、絶縁基台の少なくとも2つの表
面に、それぞれ導体膜よりなる電極と、この電極の感応
部及び接続部を除いた部分を被覆する絶縁性保護膜とを
設けると共に、前記表面の少なくとも1つには、この表
面に形成された電極の感応部を被覆する固定化酵素膜を
設けてなるものである。従って、酵素電極の量産化を可
能とし、その製造における歩留まりを向上でき、酵素電
極のコストの低減(従来の1710以下)を可能とする
利点を有している。また、酵素電極間の出力のばらつき
が解消され、酵素電極の出力が安定し、ノイズが少なく
、測定精度を向上できる利点を有している。
(G) Effects of the Invention The enzyme electrode of the present invention includes an electrode made of a conductive film on at least two surfaces of an insulating base, and an insulating protective film covering the part of the electrode excluding the sensitive part and the connecting part. and at least one of the surfaces is provided with an immobilized enzyme membrane covering the sensitive part of the electrode formed on this surface. Therefore, it has the advantage of making it possible to mass-produce enzyme electrodes, improving the yield in manufacturing, and reducing the cost of enzyme electrodes (less than 1,710 yen of the conventional cost). Further, it has the advantage that variations in output between enzyme electrodes are eliminated, the output of the enzyme electrode is stable, there is less noise, and measurement accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)、第1図(b)、第1図(C)、第1図(
d)、第1図(a)、第1図(f)、第1図(gl及び
第1図(h)は、この発明の一実施例に係る酵素電極及
びその製造工程を説明する斜視図、第2図(a)は、第
1図+al中■a−Ila線における要部拡大断面図、
第2図(b)は、第1図(b)中nb−nb線における
要部拡大断面図、第2図(C)は、第1図(C1中11
cml1c線における要部拡大断面図、第2図(d)は
、第1図(d)中l1d−IId線における要部断面図
、第2図+81は、第1図(el中ne−11e線にお
ける要部断面図、第2図([1は、第1図(f)中lf
f−lff線における断面図、第2図(g)は、第1図
(ffl中ng−ng線における断面図、第3図は、同
酵素電極の特性測定に使用された測定系を示す図、第4
図は、同酵素電極を構成する下地電極の特性を示す図、
第5図は、同酵素電極の特性を示す図、第6図(a)、
第6[g(b)、第6図(C)、第6図(d)及び第6
図(e)は、従来の酵素電極及びその製造方法を説明す
る図である。 5:作用電極、    5a:感応部、5b:接続部、
     6:対照電極、6a:感応部、    6b
:接続部、7・8:絶縁性保護膜、9:絶縁基板、9a
:上表面、     9b:下表面。 特許出願人        立石電機株式会社代理人 
    弁理士  中 村 茂 信実4図 7′ルコーZう1席C(mg/d)) 第6図<a)
Figure 1(a), Figure 1(b), Figure 1(C), Figure 1(
d), FIG. 1(a), FIG. 1(f), FIG. 1(gl), and FIG. 1(h) are perspective views illustrating an enzyme electrode and its manufacturing process according to an embodiment of the present invention. , FIG. 2(a) is an enlarged sectional view of the main part taken along line ■a-Ila in FIG. 1+al,
FIG. 2(b) is an enlarged cross-sectional view of main parts taken along line nb-nb in FIG. 1(b), and FIG.
Fig. 2(d) is an enlarged cross-sectional view of the main part taken along the line l1d-IId in Fig. 1(d), and Fig. 2+81 is an enlarged sectional view of the main part taken along the line cml1c in Fig. 1 (line ne-11e in el). A sectional view of the main part in FIG. 2 ([1 is lf in FIG. 1(f)
A cross-sectional view taken along the f-lff line, FIG. 2(g) is a cross-sectional view taken along the ng-ng line in FIG. , 4th
The figure shows the characteristics of the base electrode that makes up the enzyme electrode.
Figure 5 is a diagram showing the characteristics of the enzyme electrode, Figure 6 (a),
6 [g (b), 6 (C), 6 (d) and 6
Figure (e) is a diagram illustrating a conventional enzyme electrode and its manufacturing method. 5: Working electrode, 5a: Sensing part, 5b: Connection part,
6: Control electrode, 6a: Sensing part, 6b
: Connection part, 7/8: Insulating protective film, 9: Insulating substrate, 9a
: Upper surface, 9b: Lower surface. Patent applicant Tateishi Electric Co., Ltd. Agent
Patent Attorney Shigeru Nakamura Nobumi 4 Figure 7' Leco Z U1 Seat C (mg/d)) Figure 6<a)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)絶縁基台の少なくとも2つの表面に、それぞれ導
体膜よりなる電極と、この電極の感応部及び接続部を除
いた部分を被覆する絶縁性保護膜とを設けると共に、前
記表面の少なくとも1つには、この表面に形成された電
極の感応部を被覆する固定化酵素膜を設けてなることを
特徴とする酵素電極。
(1) At least two surfaces of the insulating base are provided with an electrode made of a conductive film, and an insulating protective film that covers the electrode except for the sensitive part and the connecting part, and at least one of the surfaces An enzyme electrode characterized in that it is provided with an immobilized enzyme membrane covering a sensitive part of the electrode formed on the surface of the enzyme electrode.
(2)前記絶縁基台の表面は、粗面である特許請求の範
囲第1項記載の酵素電極。
(2) The enzyme electrode according to claim 1, wherein the surface of the insulating base is a rough surface.
JP61236870A 1986-09-12 1986-10-03 Enzyme electrode Pending JPS6390755A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61236870A JPS6390755A (en) 1986-10-03 1986-10-03 Enzyme electrode
US07/095,977 US4894137A (en) 1986-09-12 1987-09-14 Enzyme electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61236870A JPS6390755A (en) 1986-10-03 1986-10-03 Enzyme electrode

Publications (1)

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ID=17007013

Family Applications (1)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5921756B2 (en) * 1979-03-16 1984-05-22 ロボツトグルツペン・エツチ・ビイ flexible arm
JPS6017344A (en) * 1983-05-05 1985-01-29 メディセンス・インコーポレーテッド Sensor device for selectively detecting, measuring or monitoring predetermined molten substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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