JPS61294351A - バイオセンサ - Google Patents
バイオセンサInfo
- Publication number
- JPS61294351A JPS61294351A JP60136423A JP13642385A JPS61294351A JP S61294351 A JPS61294351 A JP S61294351A JP 60136423 A JP60136423 A JP 60136423A JP 13642385 A JP13642385 A JP 13642385A JP S61294351 A JPS61294351 A JP S61294351A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrode system
- porous body
- substrate
- biosensor
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (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
本発明は、種々の微量の生体試料中の特定成分について
、試料液を希釈することなく迅速かつ簡易に定量するこ
とのできるバイオセンサに関する。
、試料液を希釈することなく迅速かつ簡易に定量するこ
とのできるバイオセンサに関する。
従来の技術
従来、血液などの生体試料中の特定成分について、試料
液の希釈や攪拌などの操作を行うこと々く高精度に定量
する方式としては、第４図に示す様なバイオセンサが提
案されている（例えば、特開昭５９−１６６８５２ ’
）。このバイオセンサは、絶縁基板９にリード１２，１
３をそれぞれ有する白金などからなる測定極１０および
対極１１を埋設し、これらの電極系の露出部分を酸化還
元酵素および電子受容体を担持した多孔体で覆ったもの
である。試料液を多孔体上へ滴下すると、試料液に多孔
体中の酸化還元酵素と電子受容体が溶解し、試料液中の
基質との間で酵素反応が進行し電子受容体が還元される
。酵素反応終了後、この還元された電子受容体を電気化
学的に酸化し、このとき得られる酸化電流値から試料液
中の基質濃度を求める。
液の希釈や攪拌などの操作を行うこと々く高精度に定量
する方式としては、第４図に示す様なバイオセンサが提
案されている（例えば、特開昭５９−１６６８５２ ’
）。このバイオセンサは、絶縁基板９にリード１２，１
３をそれぞれ有する白金などからなる測定極１０および
対極１１を埋設し、これらの電極系の露出部分を酸化還
元酵素および電子受容体を担持した多孔体で覆ったもの
である。試料液を多孔体上へ滴下すると、試料液に多孔
体中の酸化還元酵素と電子受容体が溶解し、試料液中の
基質との間で酵素反応が進行し電子受容体が還元される
。酵素反応終了後、この還元された電子受容体を電気化
学的に酸化し、このとき得られる酸化電流値から試料液
中の基質濃度を求める。
発明が解決しようとする問題点−
この様な従来の構成では、多孔体については、測定毎に
取り替えることにより簡易に測定に供するこ゛とができ
るが、電極系については洗浄等の操作が必要である。一
方電極系をも含めて測定毎の使い棄てが可能となれば、
測定操作上、極めて簡易になるものの、白金等の電極材
料や構成等の面から、非常に高価なものにならざるを得
ない。
取り替えることにより簡易に測定に供するこ゛とができ
るが、電極系については洗浄等の操作が必要である。一
方電極系をも含めて測定毎の使い棄てが可能となれば、
測定操作上、極めて簡易になるものの、白金等の電極材
料や構成等の面から、非常に高価なものにならざるを得
ない。
本発明はこれらの点について種々検討の結果、電極系と
多孔体を一体化することにより、生体試料中の特定成分
を極めて容易に迅速かつ高精度に定量することのできる
安価なディスポーザブルタイプのバイオセンサを提供す
るものである。
多孔体を一体化することにより、生体試料中の特定成分
を極めて容易に迅速かつ高精度に定量することのできる
安価なディスポーザブルタイプのバイオセンサを提供す
るものである。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、絶縁性の基板に少
なくとも測定極と対極からなる電極系を設け、酵素と電
子受容体と試料液を反応させ、前記反応に際しての物質
濃度変化を電気化学的に前記電極系で、検知し、試料液
中の基質濃度を測定するバイオセンサにおいて、酸化還
元酵素および電子受容体を担持した多孔体で前記電極系
を覆い、前記電極系および前記基板とともに一体化した
ものである。
なくとも測定極と対極からなる電極系を設け、酵素と電
子受容体と試料液を反応させ、前記反応に際しての物質
濃度変化を電気化学的に前記電極系で、検知し、試料液
中の基質濃度を測定するバイオセンサにおいて、酸化還
元酵素および電子受容体を担持した多孔体で前記電極系
を覆い、前記電極系および前記基板とともに一体化した
ものである。
作 用
本発明によれば、電極系をも含めたディスポーザブルタ
イプのバイオセンサを構成することができ、試料液を多
孔体に添加することにより、極めて容易に基質濃度を測
定することができる。
イプのバイオセンサを構成することができ、試料液を多
孔体に添加することにより、極めて容易に基質濃度を測
定することができる。
実施例
以下、本発明の一実施例について説明する。
バイオセンサの一例として、グルコースセンサについて
説明する。第１図は、グルコースセンサの一実施例につ
いて示したもので、構成部分の分解図である。ポリエチ
レンテレフタレートからなる絶縁性の基板１に、スクリ
ーン印刷により導電性カーボンペーストを印刷し、加熱
乾燥することにより、対極２．測定極３．参照極４から
なる電極系を形成する。次に、電極系を部分的に覆い、
各々の電極の電気化学的に作用する部分となる２′。
説明する。第１図は、グルコースセンサの一実施例につ
いて示したもので、構成部分の分解図である。ポリエチ
レンテレフタレートからなる絶縁性の基板１に、スクリ
ーン印刷により導電性カーボンペーストを印刷し、加熱
乾燥することにより、対極２．測定極３．参照極４から
なる電極系を形成する。次に、電極系を部分的に覆い、
各々の電極の電気化学的に作用する部分となる２′。
３１ 、４７ （各１−）を残す様に、絶縁性ペースト
を前記同様印刷し、加熱処理して絶縁層６を形成する。
を前記同様印刷し、加熱処理して絶縁層６を形成する。
次に穴を開けた樹脂製の保持枠６を絶縁層５に接着し、
前記電極系２’、３’、４’を覆う様に多孔体７を穴の
中に保持する。さらに多孔体より小さい径の開孔部を有
する樹脂製カバーを接着し、全体を一体化する。この一
体化されたバイオセンサについて、測定極３に沿った断
面図を第２図に示す。上記に用いた多孔体は、酸化還元
酵素としてグルコースオキシダーゼ１００■と電子受容
体としてフェリシアン化カリウム１５０■をＰ Ｈｓ、
ｅのリン酸緩衝液１ ｍｌに溶解した液をナイロン不織
布に含浸後、減圧乾燥して作製したものである。
前記電極系２’、３’、４’を覆う様に多孔体７を穴の
中に保持する。さらに多孔体より小さい径の開孔部を有
する樹脂製カバーを接着し、全体を一体化する。この一
体化されたバイオセンサについて、測定極３に沿った断
面図を第２図に示す。上記に用いた多孔体は、酸化還元
酵素としてグルコースオキシダーゼ１００■と電子受容
体としてフェリシアン化カリウム１５０■をＰ Ｈｓ、
ｅのリン酸緩衝液１ ｍｌに溶解した液をナイロン不織
布に含浸後、減圧乾燥して作製したものである。
上記の様に構成したグルコースセンサの多孔体へ試料液
としてグルコース標準液を滴下し、滴下２分後に、参照
極を基準にして測定極の電位をアノード方向へｏ、１Ｖ
／秒の速度で掃引した。この場合、添加されたグルコー
スは多孔体に担持されたグルコースオキシダーゼの作用
でフェリシアン化カリウムと反応してフェロシアン化カ
リウムを生成する。そこで、上記のアノード方向への掃
引により、生成したフェロシアン化カリウム濃度に基づ
く酸化電流が得られ、この電流値は基質であるグルコー
ス濃度に対応する。得られたピーク電流値と試料中のグ
ルコース濃度の関係を第３図に示す。図中Ｂは前記の製
造方法による電極を用いた場合、Ａは導電性カーボンペ
ーストを印刷し加熱乾燥後、特に測定極３′となる部分
を研摩した電極を用いた場合である。１回の測定毎にグ
ルコースセンサを取り替えているが、Ａ、Ｂいずれの場
合も良好な直線性を有しており、また再現性においても
良好な特性を有するものであった。一方、研摩したＡｌ
ｕｍついては、大きな応答電流が得られるなどの特長を
有するものであった。この様な研摩による応答電流の違
いは、ペースト中にバインダーとして含まれる樹脂成分
などが、カーボン表面を部分的に被覆していることによ
るものと考えられる。
としてグルコース標準液を滴下し、滴下２分後に、参照
極を基準にして測定極の電位をアノード方向へｏ、１Ｖ
／秒の速度で掃引した。この場合、添加されたグルコー
スは多孔体に担持されたグルコースオキシダーゼの作用
でフェリシアン化カリウムと反応してフェロシアン化カ
リウムを生成する。そこで、上記のアノード方向への掃
引により、生成したフェロシアン化カリウム濃度に基づ
く酸化電流が得られ、この電流値は基質であるグルコー
ス濃度に対応する。得られたピーク電流値と試料中のグ
ルコース濃度の関係を第３図に示す。図中Ｂは前記の製
造方法による電極を用いた場合、Ａは導電性カーボンペ
ーストを印刷し加熱乾燥後、特に測定極３′となる部分
を研摩した電極を用いた場合である。１回の測定毎にグ
ルコースセンサを取り替えているが、Ａ、Ｂいずれの場
合も良好な直線性を有しており、また再現性においても
良好な特性を有するものであった。一方、研摩したＡｌ
ｕｍついては、大きな応答電流が得られるなどの特長を
有するものであった。この様な研摩による応答電流の違
いは、ペースト中にバインダーとして含まれる樹脂成分
などが、カーボン表面を部分的に被覆していることによ
るものと考えられる。
電極系を形成する方法としてのスクリーン印刷は、均一
な特性を有するディスポーザブルタイプのバイオセンサ
を安価に製造することができ、特に、価格が安く、しか
も安定した電極材料であるカーボンを用いて電極を形成
するのに好都合な方法である。
な特性を有するディスポーザブルタイプのバイオセンサ
を安価に製造することができ、特に、価格が安く、しか
も安定した電極材料であるカーボンを用いて電極を形成
するのに好都合な方法である。
本発明のバイオセンサにおける一体化の方法としては、
実施例に示した枠体、カバーなどの形や組み合わせに限
定されるものではない。また、用いる多孔体としては、
ナイロン不織以外に、セルロース、レーヨン、セラミッ
ク、ポリカーボネート等からなる多孔体を単独、あるい
は組み合わせて用いることができる。さらに酸化還元酵
素と電子受容体の組み合わせも前記実施例に限定される
ことはなく、本発明の主旨に合致するものであれば用い
ることができる。一方、上記実施例においては、電極系
として３電極力式の場合について述べたが、対極と測定
極からなる２電極力式でも測定は可能である。
実施例に示した枠体、カバーなどの形や組み合わせに限
定されるものではない。また、用いる多孔体としては、
ナイロン不織以外に、セルロース、レーヨン、セラミッ
ク、ポリカーボネート等からなる多孔体を単独、あるい
は組み合わせて用いることができる。さらに酸化還元酵
素と電子受容体の組み合わせも前記実施例に限定される
ことはなく、本発明の主旨に合致するものであれば用い
ることができる。一方、上記実施例においては、電極系
として３電極力式の場合について述べたが、対極と測定
極からなる２電極力式でも測定は可能である。
発明の効果
本発明のバイオセンサは、絶縁性の基板、電極系、およ
び酸化還元酵素と電子受容体を担持した多孔体を一体化
することにより、極めて容易に生体試料中の基質濃度を
測定することができる。
び酸化還元酵素と電子受容体を担持した多孔体を一体化
することにより、極めて容易に生体試料中の基質濃度を
測定することができる。
第１図は本発明の一実施例であるバイオセンサの分解斜
視図、第２図は縦断面図、第３図はバイオセンサの応答
特性図、第４図は従来のバイオセンサの縦断面図である
。 １・・・・・・基板、２・・・・・・対極、３・・・・
・・測定極、４・・・・・・参照極、６・・・・・・絶
縁層、ｅ・・・・・・保持枠、７・・・・・多孔体、８
・・・・・・カバー。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｌ・
・ 糸と艷に１生の基板 ｄ・・・ イ机４壺 粋４
、４ ’ 、・・４翼、極 第１図 ６１１．結線層 ／ ２”第２
図 第３図 グルゴース濃１ｆｒＮぴ／絢 第４図 Ａ
視図、第２図は縦断面図、第３図はバイオセンサの応答
特性図、第４図は従来のバイオセンサの縦断面図である
。 １・・・・・・基板、２・・・・・・対極、３・・・・
・・測定極、４・・・・・・参照極、６・・・・・・絶
縁層、ｅ・・・・・・保持枠、７・・・・・多孔体、８
・・・・・・カバー。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｌ・
・ 糸と艷に１生の基板 ｄ・・・ イ机４壺 粋４
、４ ’ 、・・４翼、極 第１図 ６１１．結線層 ／ ２”第２
図 第３図 グルゴース濃１ｆｒＮぴ／絢 第４図 Ａ
Claims (4)
- （１）少なくとも測定極と対極からなる電極系を設けた
絶縁性の基板を備え、酵素と電子受容体と試料液の反応
に際しての物質濃度変化を電気化学的に前記電極系で検
知し前記試料液の基質濃度を測定するバイオセンサにお
いて、酸化還元酵素および電子受容体を担持した多孔体
で前記電極系を覆い、前記電極系および前記基板ととも
に一体化したことを特徴とするバイオセンサ。 - （２）電極系が測定極、対極および参照極から構成され
る特許請求の範囲第１項記載のバイオセンサ。 - （３）電極系が、絶縁性の基板上にスクリーン印刷で形
成されたカーボンを主体とする材料からなる特許請求の
範囲第１項又は第２項記載のバイオセンサ。 - （４）電極系が、研摩されている特許請求の範囲第３項
記載のバイオセンサ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60136423A JPH0648256B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | バイオセンサ |
| PCT/JP1986/000311 WO1986007632A1 (en) | 1985-06-21 | 1986-06-19 | Biosensor and method of manufacturing same |
| EP86903608A EP0230472B2 (en) | 1985-06-21 | 1986-06-19 | Biosensor and method of manufacturing same |
| US07/027,204 US4897173A (en) | 1985-06-21 | 1986-06-19 | Biosensor and method for making the same |
| DE3687646T DE3687646T3 (de) | 1985-06-21 | 1986-06-19 | Biosensor und dessen herstellung. |
| US07/774,129 US5185256A (en) | 1985-06-21 | 1991-10-15 | Method for making a biosensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60136423A JPH0648256B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | バイオセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61294351A true JPS61294351A (ja) | 1986-12-25 |
| JPH0648256B2 JPH0648256B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=15174803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60136423A Expired - Lifetime JPH0648256B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | バイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648256B2 (ja) |
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1985
- 1985-06-21 JP JP60136423A patent/JPH0648256B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0648256B2 (ja) | 1994-06-22 |
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