JPWO2011087033A1 - バイオセンサー - Google Patents
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Abstract
Description
前記反応部が前記供給口から導入された検体中の特定成分と反応し、該特定成分を定量分析し、
前記試薬層中に、
(a)酵素
(b)親水性高分子、
(c)セリシンの加水分解物、グルコン酸カリウム、セリシンの加水分解物とグルコン酸カリウムの混合物の3者から選択されるいずれか1者の化合物
を含むことを特徴とするバイオセンサーであることにある。
図2に示す構成のセンサーチップを用いた。図2において、符号10は本実験例に用いたセンサーチップである。このセンサーチップ10の製造方法は、電気絶縁基板12上に作用電極14及び対電極16を平行近接して設ける電極部形成ステップと、反応部セル18を有するマスクシート20を熱接着するマスクステップと、反応部セル18内の作用電極14及び対電極16上に酸化還元酵素を有する反応部22を形成する反応部形成ステップと、マスクシート20上に電気絶縁性のスペーサシート24及び透明のカバーシート26を積層する積層ステップとを含む。
なお、作用電極14及び対電極16は、ポリイミドフィルムの一方の面に白金をスパッタリングし、他方の面に熱融着材料(エチレン酢酸ビニル)をコーティングしたものを、細断してテープ状にしたものを用いた。このテープを電気絶縁基板12上に熱接着することで電極部を形成する。
グルコース水溶液を用いて、グルコース濃度と電流積分値との関係を求めた。ここで、電流積分値とは、測定検体を吸入した後に電極間の電位を0V→-0.2V→0V→+0.2Vを50mV/secの速度で変化させ、-0.1V→+0.2V電圧走査時に電極間に流れる電流を電圧に変化して、0.1secごとに60回A/D変換した結果を積算したものである。
センサーチップを乾燥剤とともにアルミ袋に個包装し、温度50℃に7日保持した後のグルコース濃度300mg/dlにおける出力低下を指標とする。具体的には以下の数式を用いた。
50℃7日保管後の濃度低下
Δ300=初期の濃度300mg/dl積分値−加熱後の300mg/dl積分値
低下量(mg/dl)=Δ300/感度a
※感度a:グルコース濃度0、100、300mg/dlの出力値を直線近似した際の傾き
この低下量が少ないほど耐熱性がよいことになる。
センサーチップを個包装せずに、温度30℃湿度65%に16時間保持した後のグルコース濃度0mg/dlにおける出力上昇を指標とする。具体的には以下の数式を用いた。
温度30℃湿度65%保持後の濃度低下
Δ0=加湿後の0mg/dl積分値−初期の濃度0mg/dl積分値
増加量(mg/dl)=Δ0/感度a
※感度a:グルコース濃度0、100、300mg/dlの出力値を直線近似した際の傾き
この増加量がバックグラウンドの増加であり、増加量が少ないほど耐湿性がよいことになる。
GOD(グルコース酸化酵素)1.8%と添加剤を含む水溶液を、電極上に0.78μl滴下した後、40℃6分間乾燥を行い、第1層を形成する。さらに、更に、微粒子化したフェリシアン化カリウム(メディアン径3.9μm)をPVP(ポリビニルピロリドン)1.3%のエチルセロソルブ溶液中に27.6%になるように分散した0.76μlの溶液を、第1層18上に滴下して第2層を形成した。
添加剤ありでは、時間経過と共に出力が上昇し16時間時点で37.0mg/dlであった。添加剤なしではほとんど上昇せず、16時間時点で0.5mg/dlであった。
GOD(グルコース酸化酵素)1.8%とグルタミン酸ナトリウムを0〜1.8%の範囲で添加した際の耐熱性と耐湿性の評価結果を図8に示す。添加量が多いほど耐熱性は良くなるが、耐湿性が非常に悪くなる。
GOD(グルコース酸化酵素)1.8%とグルタミン酸カリウムを0〜1.8%の範囲で添加した際の耐熱性と耐湿性の評価結果を図9に示す。添加量が多いほど耐熱性は良くなるが、耐湿性が非常に悪くなる。グルタミン酸ナトリウムとほぼ同様の結果である。
GOD(グルコース酸化酵素)1.8%とグルコン酸カリウムを0〜1.8%の範囲で添加した際の耐熱性と耐湿性の評価結果を図10に示す。グルタミン酸ナトリウムやグルタミン酸カリウムよりも、耐湿性への影響が少ない。
GOD(グルコース酸化酵素)1.8%とグルコン酸カリウムを添加した際の耐熱性と耐湿性の評価結果を図11に示す。CMC1%単独添加で耐熱性が40mg/dlに上昇した。(グルコン酸カリウム添加0%の点)さらにグルコン酸カリウムを添加することで、グルコン酸カリウムの添加量が少なくても耐熱性が改善するので、耐湿性への影響を少なくできる。
GOD(グルコース酸化酵素)1.8%とセリシンの加水分解物を添加した際の耐熱性と耐湿性の評価結果を図12に示す。耐熱性への効果は少ないが、添加により耐湿性が悪くならない。
GOD(グルコース酸化酵素)1.8%とCMC1%とセリシンの加水分解物を添加した際の耐熱性と耐湿性の評価結果を図13に示す。CMC1%単独添加で耐熱性が40mg/dlに上昇した。さらにわずかのセリシンの加水分解物を添加することで耐湿性に影響せずに耐熱性が向上する。
この場合、センサーの評価方法として上記と同様にグルコース水溶液を用いて、グルコース濃度と電流積分値との関係を求める。ただし、ここで、電流積分値としては、測定検体を吸入した後に電極間の電位を0V→-0.2V→0V→+0.2Vを200mV/secの速度で変化させ、-0.1V→+0.2V電圧走査時に電極間に流れる電流を電圧に変化して、0.025secごとに60回A/D変換した結果を積算したものを用いた。
上記の方法で、添加剤にCMC0.8%とグルコン酸カリウムとセリシンの加水分解物を添加しセリシンの加水分解物添加量を変えた場合の特性を図15に示す。セリシンの加水分解物の添加量によらず特性が良好である。
2、12、110:電極絶縁基板
3、14、114:作用電極
4、16、116:対電極
5、18:反応部セル
6、20:マスクシート
7、22、122:反応部
8、24:スペーサシート
9、26:カバーシート
10:センサーチップ
28、118:第一層
30、120:第二層
Claims (6)
- 絶縁体から成る基板と、互いに一定間隔を空けて該基板上に設けられた一対の電極と、該電極に電気的に接続するように形成され特定成分と反応する試薬層を有する反応部と、検体を該反応部まで導入する供給口と、を備え、
前記反応部が前記供給口から導入された検体中の特定成分と反応し、該特定成分を定量分析し、
前記試薬層中に、
(a)酵素
(b)親水性高分子、
(c)セリシンの加水分解物、グルコン酸カリウム、セリシンの加水分解物とグルコン酸カリウムの混合物の3者から選択されるいずれか1者の化合物
を含むことを特徴とするバイオセンサー。 - 前記親水性高分子がカルボキシルメチルセルロースであることを特徴とする請求項1に記載のバイオセンサー。
- 前記試薬層が酵素と電子伝達体を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のバイオセンサー。
- 前記試薬層が酵素を含む反応層と電子伝達体を含む層とからなる請求項1〜3のいずれかに記載のバイオセンサー。
- 前記酵素が、グルコース酸化酵素である請求項1〜4のいずれかに記載のバイオセンサー。
- 前記酵素が、グルコース脱水素酵素である請求項1〜4のいずれかに記載のバイオセンサー。
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