JP5281503B2 - 酵素センサ用電極構造体、酵素センサ及び人工膵臓装置 - Google Patents
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請求項1は、
基板上に作用極及び参照極を備えて成る酵素センサ用電極構造体であって、
前記作用極は、前記基板上に形成された電極層と、前記電極層上に形成された酵素層と、前記電極層及び前記酵素層を囲繞する堰堤部とを備え、
前記堰堤部は、前記酵素層を形成する以前において前記酵素層の原料である酵素溶液をこの堰堤部に収容したときにその酵素溶液の表面を水平に維持しつつその酵素溶液を保持可能に形成して成り、
前記堰堤部は前記電極層に臨む縁庇部を有し、その縁庇部は、毛細管現象により酵素溶液の進入を許容する溶液浸入部を有することを特徴とする酵素センサ用電極構造体であり、
請求項2は、
前記請求項1に記載の酵素センサ用電極構造体を内蔵するセルと、前記セル内に試料液を導入する液導入口と、前記測定済みの試料液を排出する液導出口とを備えて成ることを特徴とする酵素センサであり、
請求項3は、
前記試料液がグルコースを含有して成り、前記作用極が、電極層上に形成された金属錯体含有ポリマー及びペルオキシダーゼを含有する第1酵素層、及び、前記第1酵素層上に形成され、グルコースを酸化して過酸化水素を生成する酵素を含有する第2酵素層を積層一体化して成る、人工膵臓用センサである前記請求項2に記載の酵素センサであり、
請求項4は、
前記対極が、前記基板上で、前記作用極に対して間隔を設けて前記作用極を囲繞するように配置形成されて成る前記請求項2又は3に記載の酵素センサであり、
請求項5は、
前記請求項2〜4のいずれか1項に記載の酵素センサを備える人工膵臓装置である。
この発明の人工膵臓用センサの一例を以下のようにして形成した。基板(材質はポリエチレンテレフタレートである。)上に、作用極用、参照極用及び対極用の配線パターンを形成した。スクリーン印刷法により、作用極用配線パターン上に炭素で直径1.5mmの円形の作用極層を形成し、この作用極層を囲繞するように、円環状の堰堤部を介して、対極用配線パターン上に炭素で8.9×3.25mmの対極層を形成した。参照極用配線パターンには、銀/塩化銀で3×4.15mmの参照極をスクリーン印刷法により形成した。前記作用極層上に、オスミウムポリマーおよびペルオキシダーゼを含む溶液0.5μLを、マイクロシリンジで滴下した。滴下した部分を乾燥させ、第1酵素層を形成した。
前記実施例1と同様にして基板表面に、実施例1におけるのと同様の、作用極用、参照極用及び対極用の配線パターンを印刷した。前記実施例1におけるのと同様にして各配線パターン上に作用極層、参照極及び対極層を形成した。前記作用極層上に、ペルオキシダーゼとオスミウムポリマーとを含む溶液を滴下して第1酵素層としてのペルオキシダーゼ層を形成し、次いでこのペルオキシダーゼ層の上に、光架橋樹脂であるPVA−Sbq(東洋合成工業株式会社製)中にグルコースオキシダーゼ(GOD)を溶解してなるGOD溶液を、塗布することにより、第2酵素層であるグルコースオキシダーゼ層を積層形成し、これによって第1酵素層及び第2酵素層からなる二層構成の酵素層を形成した。
まず、炭素電極に西洋ワサビペルオキシターゼ(HRP)を含むオスミウム−ポリビニルピリジン錯体高分子(Os-gel)溶液を導入し、溶媒蒸発法により薄膜を形成した。乾燥後、酵素を牛血清アルブミンと混合し、グルタルアルデヒド(架橋剤)と混合した後Os-gel膜上に導入して、酵素膜を形成した。この電極によって、グルコース濃度を測定した。
2 基板
2A 垂直面部
3 導出路
4 導出開口部
5 導入路
6 導入開口部
7 電気コネクタ
8 コネクタ部
10 筐体
11 作用極
12 参照極
13 対極
14 基板
15 覆蓋体
16 セル
17 垂直端面部
18 液導入口
19 液導出口
20A,20B 連通路
21 Oリング
22 突出板部
23A,23B,23C コネクタ電極
24A,24B,24C 配線パターン
25 作用極用電極
26 第1酵素層
27 酵素層
28 参照極用電極
29 対極用電極
30 保護層
31 堰堤部
31A 貫通孔
31B 筒上側壁部
31C 円盤状縁辺部
31D 弧状スリット
31E 放射状スリット
Claims (5)
- 基板上に作用極及び参照極を備えて成る酵素センサ用電極構造体であって、
前記作用極は、前記基板上に形成された電極層と、前記電極層上に形成された酵素層と、前記電極層及び前記酵素層を囲繞する堰堤部とを備え、
前記堰堤部は、前記酵素層を形成する以前において前記酵素層の原料である酵素溶液をこの堰堤部に収容したときにその酵素溶液の表面を水平に維持しつつその酵素溶液を保持可能に形成して成り、
前記堰堤部は前記電極層に臨む縁庇部を有し、その縁庇部は、毛細管現象により酵素溶液の進入を許容する溶液浸入部を有することを特徴とする酵素センサ用電極構造体。 - 前記請求項1に記載の酵素センサ用電極構造体を内蔵するセルと、前記セル内に試料液を導入する液導入口と、前記測定済みの試料液を排出する液導出口とを備えて成ることを特徴とする酵素センサ。
- 前記試料液がグルコースを含有して成り、前記作用極が、電極層上に形成された金属錯体含有ポリマー及びペルオキシダーゼを含有する第1酵素層、及び、前記第1酵素層上に形成され、グルコースを酸化して過酸化水素を生成する酵素を含有する第2酵素層を積層一体化して成り、人工膵臓用センサである前記請求項2に記載の酵素センサ。
- 前記対極が、前記基板上で、前記作用極に対して間隔を設けて前記作用極を囲繞するように配置形成されてなる前記請求項2又は3に記載の酵素センサ。
- 前記請求項2〜4のいずれか1項に記載の酵素センサを備える人工膵臓装置。
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