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JP3437016B2 - バイオセンサおよびそれを用いた基質の定量方法 - Google Patents

バイオセンサおよびそれを用いた基質の定量方法

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JP3437016B2
JP3437016B2 JP19489395A JP19489395A JP3437016B2 JP 3437016 B2 JP3437016 B2 JP 3437016B2 JP 19489395 A JP19489395 A JP 19489395A JP 19489395 A JP19489395 A JP 19489395A JP 3437016 B2 JP3437016 B2 JP 3437016B2
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potential
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JP19489395A
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信 池田
俊彦 吉岡
史朗 南海
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料中の基質につ
いて、迅速かつ高精度な定量を簡便に実施するためのバ
イオセンサおよび同バイオセンサを用いた基質の定量方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】基質の定量法の一例として、グルコ−ス
の定量法について説明する。電気化学的なグルコ−スの
定量法としては、グルコ−スオキシダ−ゼ(EC1.
1.3.4:以下GODと略す)と酸素電極あるいは過
酸化水素電極とを組み合わせた方式が一般的に知られて
いる(例えば、鈴木周一編「バイオセンサ−」講談
社)。GODは、酸素を電子受容体として基質であるβ
−D−グルコ−スをD−グルコノ−δ−ラクトンに選択
的に酸化する。この反応に伴い、酸素は過酸化水素に還
元される。この時の酸素消費量を酸素電極によって測定
するか、もしくは過酸化水素の生成量を過酸化水素電極
によって測定することでグルコ−スの定量が行われる。
【0003】しかしながら上記方法では、その反応過程
からも推測できるように、測定結果は溶存酸素濃度の影
響を大きく受け、酸素のない条件下では測定が不可能と
なる。そこで、酸素を電子受容体として用いず、フェリ
シアン化カリウム、フェロセン誘導体、キノン誘導体等
の有機化合物や金属錯体を電子受容体として用いる新し
いタイプのグルコ−スセンサが開発されてきた。このタ
イプのセンサでは、酵素反応の結果生じた電子受容体の
還元体を電極で酸化することにより、その酸化電流から
グルコ−ス濃度を求めることができる。
【0004】さらに、このような電子受容体を酸素の代
わりに用いることで、既知量のGODと電子受容体を安
定な状態で正確に電極上に担持させることが可能となる
場合があり、この場合電極系と反応層を乾燥状態に近い
状態で一体化することができる。この技術に基づいた使
い捨て型グルコ−スセンサは、測定器に挿入されたセン
サチップに検体試料を導入するだけで容易にグルコ−ス
濃度を測定することができるので、近年多くの注目を集
めている。このような手法は、グルコ−スの定量評価だ
けに限らず、他の基質の定量評価にも応用可能であり、
現在多くの研究対象となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように電子受容
体を用い、さらに電極系と反応層を一体化する技術によ
り、基質の簡便な電気化学的定量評価が可能となった。
また、三電極式の導入に伴い、さらに高精度な評価が可
能となってきた。しかしながら、三電極式使い捨て型セ
ンサにて定量を行う際、用いる参照極の電極材料および
作製方法の選定に起因して、測定結果に誤差およびばら
つきが生じることがあった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性の基板
上に形成された作用極、対極および銀からなる参照極を
有する電極系と、少なくとも酵素を含む反応層とを具備
するバイオセンサを用いて、前記酵素と試料中の基質と
の反応に際しての物質濃度変化を、作用極に電位を印加
することで得られる電気化学的応答に基づいて検知する
ことにより、前記基質を定量する方法において、作用極
に電位を印加する前に、参照極にアノード電位を印加す
ることにより試料中に含まれる水溶性塩化物またはセン
サに備える水溶性塩化物と反応させて、参照極上に銀/
塩化銀電極を作製するものである。
【0007】また、ここに用いるバイオセンサは、絶縁
性の基板上に形成された作用極、対極および参照極を有
する電極系と、少なくとも酵素を含む反応層とを具備
し、参照極が銀からなり、反応層が水溶性塩化物を含ん
でいる。反応層は、電子受容体を含むことが好ましい。
また、反応層は、親水性高分子を含むことが好ましい。
【0008】三電極式使い捨て型センサの参照極にカー
ボン、銀、白金などの分極性電極を単独で導入する場
合、その電極界面で生ずる電極電位、すなわち基準とな
る電位は試料中に含まれるイオンの活量に大きく依存す
る。故に、試料中の溶存種、および濃度の違いによりそ
の電極電位が大きく変化する場合がある。そこで、本発
明では、理想非分極性電極として、通常よく用いられる
銀/塩化銀電極をセンサの参照極に導入することによ
り、参照極電位を安定させ、センサ応答特性を向上する
ものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例により説明する。 [実施例1]定量法の一例として、グルコ−スの定量に
ついて説明する。本実施例において用いた電極系の構成
を図1に示す。ポリエチレンテレフタレ−トからなる絶
縁性の基板1上に、スクリ−ン印刷により銀ペ−ストを
印刷しリ−ド2、3、および4を形成した。次に、樹脂
バインダ−を含む導電性カ−ボンペ−ストを印刷して作
用極5、および対極8を形成した。作用極5は、リ−ド
2と接触しており、対極8はリード4と接触している。
次に、絶縁性ペ−ストを印刷して絶縁層6を形成した。
絶縁層6は、作用極5の外周部を覆っており、これによ
って作用極5の露出部分の面積を一定に保っている。ま
た、リード3の先端を露出させることにより、参照極7
を形成した。さらに、絶縁層6は、リ−ド2、3、およ
び4を部分的に覆っている。
【0010】次に、前記電極系上にカルボキシメチルセ
ルロース(以下CMCと略す)の水溶液を滴下し、乾燥
させることでCMC層を形成した。さらに、前記電極系
上に、酵素としてGOD、電子受容体としてフェリシア
ン化カリウムを含有する水溶液を滴下し、乾燥させるこ
とで反応層を形成した。次に、反応層上に試料液の供給
をより一層円滑にするために、レシチンの有機溶媒溶
液、例えばトルエン溶液を試料供給部(センサ先端部)
から反応層上にわたって広げ、乾燥させることでレシチ
ン層を形成した。次いで、カバ−9およびスペ−サ10
を図1中、一点鎖線で示すような位置関係をもって基板
1に接着してグルコ−スセンサを作製した。
【0011】このセンサに、試料液として人血液3μl
を試料供給孔11より供給した。試料液は、空気孔12
部分まで達し、電極系上の反応層が溶解した。試料液の
供給と同時に、参照極7に、対極8を基準にして一定の
アノード電位を印加した。これにより参照極の銀の表面
には、人血液中に含まれる塩素イオンと反応して生成し
た塩化銀が析出し、銀/塩化銀電極が形成される。所定
時間経過後、参照極7への電位印加を停止した。さらに
所定時間経過後、作用極5に参照極7を基準にして一定
の電位を印加し、5秒後の電流値を測定した。フェリシ
アン化イオン、GOD、および人血液中のグルコ−スが
反応し、グルコースがグルコノラクトンに酸化され、フ
ェリシアン化イオンがフェロシアン化イオンに還元され
る。このフェロシアン化イオンを作用極5にて酸化する
ことで電流応答が得られる。その結果、試料液中のグル
コ−ス濃度に依存した電流応答が得られた。この応答の
変動係数は2.4%であった。一方、参照極7に塩化銀
を析出させないで測定した比較例では4。0%であっ
た。このように、本発明によれば、より小さい変動係
数、すなわち、センサ応答のばらつきの減少が確認され
た。
【0012】[実施例2]実施例1と同様に、絶縁性基
板上に電極系を作製した。次に、前記電極系上にCMC
の水溶液を滴下し、乾燥させることでCMC層を形成し
た。さらに、前記電極系上に、酵素としてGOD、塩化
物として塩化ナトリウムをそれぞれ含有する水溶液を滴
下し、乾燥させることで反応層を形成した。次に、反応
層上に試料液の供給をより一層円滑にするために、レシ
チンの有機溶媒溶液、例えばトルエン溶液を試料供給部
(センサ先端部)から反応層上にわたって広げ、乾燥さ
せることでレシチン層を形成した後、カバ−9およびス
ペ−サ10を図1中、一点鎖線で示すような位置関係を
もって基板に接着してグルコ−スセンサを作製した。
【0013】このセンサに試料液としてグルコース水溶
液3μlを試料供給孔11より供給した。試料液は空気
孔12部分まで達し、電極系上の反応層が溶解した。試
料液の供給と同時に、参照極7に、対極8を基準にして
一定のアノード電位を印加した。これにより反応層から
溶出した塩素イオンと銀が反応して塩化銀が析出し、銀
/塩化銀電極が参照極7上に形成される。所定時間経過
後、参照極7への電位印加を停止した。さらに所定時間
経過後、作用極5に参照極7を基準にして一定の電位を
印加し、5秒後の電流値を測定した。GOD、酸素およ
びグルコ−スが反応し、グルコースがグルコノラクトン
に酸化され、酸素が過酸化水素に還元される。この過酸
化水素を作用極5にて酸化することで電流応答が得られ
る。その結果、試料液中のグルコ−ス濃度に依存した電
流応答が得られた。
【0014】この応答の変動係数は2.4%であった。
一方、参照極7に塩化銀を析出させないで測定した比較
例では4.0%であった。このように反応層に塩化物と
して塩化ナトリウムを含ませることによって、試料液に
塩化物を含まない場合においても実施例1と同様の測定
を行うことができた。また、塩化ナトリウムをカバーも
しくは基板上に担持した場合においても、同様の結果が
得られた。
【0015】上記実施例では、CMC層を有するセンサ
について記述したが、CMC層を除いたセンサにおいて
も、グルコース濃度に依存するセンサ応答が得られた。
また親水性高分子としてCMCを用いたが、これに限定
されることはなく、ポリリジン等のポリアミノ酸、ポリ
ビニルアルコール、ポリスチレンスルホン酸なども使用
できる。また、電子受容体としてフェリシアン化カリウ
ムを用いたセンサについて記述したが、フェリシアン化
カリウム以外に、p−ベンゾキノン、フェナジンメトサ
ルフェート、メチレンブルー、フェロセン誘導体なども
使用できる。酸素を電子受容体とした場合にもセンサ応
答が得られる。
【0016】また、酵素としては、上記実施例に示した
グルコースオキシダーゼ以外に、乳酸オキシダーゼ、コ
レステロールオキシダーゼ、キサンチンオキシダーゼな
ども使用できる。一方、添加する塩化物としては、実施
例に示した塩化ナトリウム以外に、塩化カリウム、塩化
リチウム、塩化カルシウムなども用いることができる。
上記実施例では、電極系の一例を図1に示したが、電
極、リードの配置はこれらに限定されるものではない。
さらに、上記実施例ではカバー部材を接着させたセンサ
について述べたが、これに限定されることはなく、カバ
ー部材がないセンサにおいても、グルコース濃度に依存
するセンサ応答が得られる。上記実施例においては、試
料液に反応層を溶解させる方式について示したが、これ
に制限されることはなく、固定化によって試料液に不溶
化させた場合にも適用することができる。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明によると、高い信頼
性を有する基質の定量を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に用いたグルコ−スセンサの
反応層を除いた分解斜視図である。
【符号の説明】
1 絶縁性の基板 2、3、4 リ−ド 5 作用極 6 絶縁層 7 参照極 8 対極 9 カバー 10 スペーサ 11 試料供給孔 12 空気孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−174679(JP,A) 特開 平6−130023(JP,A) 特開 平4−319658(JP,A) 特開 平2−19758(JP,A) 特開 平8−50112(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/327 G01N 27/30 311 G01N 27/416

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性の基板上に形成された作用極、対
    極および参照極を有する電極系と、少なくとも酵素を含
    む反応層とを具備し、前記酵素と試料中の基質との反応
    に際しての物質濃度変化を、前記作用極に電位を印加す
    ることで得られる電気化学的応答に基づいて、前記電極
    系で電気化学的に検知するバイオセンサにおいて、前記
    参照極が銀からなり、前記反応層が水溶性塩化物を含
    み、前記作用極に電位を印加する前に、前記参照極にア
    ノード電位を印加することにより、前記参照極と前記反
    応層に備える水溶性塩化物とが反応して、前記参照極上
    に銀/塩化銀電極が作製されることを特徴とするバイオ
    センサ。
  2. 【請求項2】 反応層が、電子受容体を含む請求項1に
    記載のバイオセンサ。
  3. 【請求項3】 反応層が、親水性高分子を含む請求項1
    または2に記載のバイオセンサ。
  4. 【請求項4】 絶縁性の基板上に形成された作用極、対
    極および銀からなる参照極を有する電極系と、少なくと
    も酵素を含む反応層とを具備するバイオセンサを用い
    て、前記酵素と試料中の基質との反応に際しての物質濃
    度変化を、作用極に電位を印加することで得られる電気
    化学的応答に基づいて検知することにより、前記基質を
    定量する方法において、作用極に電位を印加する前に、
    参照極にアノード電位を印加することにより試料中に含
    まれる水溶性塩化物またはセンサに備える水溶性塩化物
    と反応させて、参照極上に銀/塩化銀電極を作製する工
    程を設けたことを特徴とする基質の定量方法。
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JP3494398B2 (ja) * 1997-04-14 2004-02-09 松下電器産業株式会社 バイオセンサ
DE69840703D1 (en) 1997-07-22 2009-05-14 Arkray Inc Densitometer
JP4627911B2 (ja) * 2000-03-29 2011-02-09 パナソニック株式会社 バイオセンサ
US6726818B2 (en) * 2000-07-21 2004-04-27 I-Sens, Inc. Biosensors with porous chromatographic membranes
WO2002086483A1 (fr) * 2001-04-16 2002-10-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Biodetecteur
AU2003277509A1 (en) 2002-10-25 2004-05-13 Arkray, Inc. Analytical tool
JP4735833B2 (ja) * 2006-01-13 2011-07-27 セイコーエプソン株式会社 バイオチップ及びバイオセンサ
KR102119301B1 (ko) * 2015-06-15 2020-06-05 에프. 호프만-라 로슈 아게 체액의 샘플에서 적어도 하나의 분석물을 전기 화학적으로 검출하기 위한 방법 및 테스트 엘리먼트
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