JPS6275344A - バイオセンサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、生体試料中の特定成分を検知するバイオセン
サに関し、特に検知用電極の設置位置の改良に関するも
ので、医療分野や食品工学などに幅広く応用できるもの
である。

従来の技術 従来、この種のセンサとして知られているグルコースセ
ンサは、第３図に示すような構成であった。第３図にお
いて１は反応層、２はら退居、３は保液層であり、４は
これら３層の周囲を保持する枠体である。６はこのよう
にして構成されたチップを示している。６は枠体４の内
径に比べて小さい外径をもった円柱状の電極部であり、
測定極７、対極８、参照極９が上面に露出している０１
１は絶縁性の基体であり３本の上記電極が通っている。

電極の露出部には溝１０が設けられている。第４図にこ
の電極部の斜視図を示す。

血液サンプルをチップにその上部から滴下すると、まず
反応層１にて反応液が進行し、反応液はろ退居２により
、測定電極の反応を妨害する反応液中の赤血球、血小板
などの固形成分が除去される。さらに反応液は保液層３
に吸収される。この保液層３は濾過をすみやかに行なわ
せるものである。保液層３に移行・した反応液は円柱状
の電極部６の３つの電極の露出している溝１０に満たさ
れ、この反応液を電極反応により検知していた。

発明が解決しようとする問題点 しかしこのような従来の構造では、サンプル血液量が多
くないと測定電極が濡れず、測定でき寓ないという問題
があった。

その理由は測定極、対極、参照極が一直線に配列されて
いるためである。そのため、チップの枠体の内径も大き
くなり測定極、対極、参照極の上面を反応液で濡らすに
は多量のサンプル血液量を必要とした。電極の露出面積
を減少させるため、露出電極の径を短かくしたり、間隔
を短かくしたりすることにより、チップの枠体の内径を
小さくすることもできる。しかし電極の面積を小さくす
ると測定誤差が大きくなり、電極の太さは１閣φが限度
であった。一方、電極間隔を小さくすることも電極作成
上、限度があり、０．６ＩｆｌＩ迄であった。

本発明は、サンプル血液量が多くないと電極表面の濡れ
が悪いという問題を解決するものであり、測定極、対極
、参照極の３つの電極を三角形の位置関係に配置するこ
とにより、上にのせるチップの容器・を小さくしサンプ
ル血液量を減少させても、十分電極表面を濡らすことを
目的とするものであるＱ 問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、電極部上面の露
出した３つの電極の配置関係を三角形とし、電極部の上
面の外径を小さくシ、電極部上に載置されるチップの枠
体の内径を小さくすることにより、チップに滴下する血
液量を少なくしても、電極部上面の３つの電極が反応液
で確実に濡れるようにしたものである。

作　　　用 このような電極構成であれば、電極部上面の３つの電極
を有する面積が小さいため、チップも小さくてすみ、少
量のサンプル血液量でも十分に３つの電極を濡らすこと
ができることとなる。

実施例 以下、バイオセンサとしてグルコースセンサを例に本発
明を説明する０ 第１図は本発明の一実施例の電極部の斜視図であり、第
２図は同電極部を用いたグルコースセンサの実施例の断
面図を示している。

ポリ塩ビニール樹脂又はＡＢＳ樹脂からなる円柱状の絶
縁性基板１１の上端面に深さ０．１ｆｆ＋＋＋＋の円形
状溝１２を形成しこの溝に露出するように白金からなる
電極を埋めこんでいる。７，８．９はそれぞれ測定極、
対極、参照極である。本発明の特徴はこれら３つの電極
が３角形に配置されていることである。切欠溝１０は円
形状溝１２に反応液がたまる際、溝１２内の空気が外部
へ逃げ易いようにしたものである。白金の直径は約１ｍ
＋ａであり、各電極の間隔は０．５咽である。また電極
部６の外径は３ｒｍｎである。なお従来電極部の外径は
５閣であった。

前記電極部６を覆うように、枠体４で保持された反応層
１、う退居２、保液層３の三層積層からなるチップ５を
載置する。この実施例のグルコースセンサは酸化還元酵
素としてグルコースオキシダーゼを、酸化還元酵素と共
役する酸化型色素としてフェリシアン化カリウムを用い
た。反応層１はパルプの不織布からなり、前述のグルコ
ースオキシダーゼとフェリシアン化カリウムの細かい結
晶を高密度に担持している。ろ退居２は孔径１１Ｉｘｎ
のポリカーボネート多孔体膜からなり、血液中の赤血球
などの固形成分を除去するものである。保液層３は親水
性のレーヨン紙を用いた。

本発明のチップ５の枠体４の内径は約４ｍｍであり、従
来の６瓢よりも小さいものである。

このグルコースセンサの操作方法を第２図をもとに説明
すると、反応層１に、試料として血液を１０μ！滴下す
る。滴下された血液中のグルコースが反応層に担持され
ているグルコースオキシダーゼにより酸化される際、酵
素−色素共後反応によりフェリシアン化カリウムが還元
され、フェロシアン化カリウムが生成する。続いて反応
した血液はポリカーボネートのろ退居２を通過する。

通過する際、赤血球などの大きな固形成分がろ過される
。５過後、親水性のレーヨン紙の保液層３に反応液が保
持される。さらに反応液は保液層から電極部上面の３つ
の三角形に配置された電極が露出している溝１２に移動
し３つの電極間隔がせまいため、１０μ！での反応液で
十分に電極表面を濡らすことができる。なお−直線に電
極を配置した従来構造では３０　ｐ１３以上の反応液が
必要であった。電極上の反応液が電気化学的反応により
グルコース濃度を検知する。その方法は参照極８を基準
に測定極７の電圧を０から＋ｏ、１■の間で鋸歯状に０
．１ｖ／秒で変化させる。反応液のフェロシアン化カリ
ウムを測定極の電圧を掃引することにより酸化し、その
際の酸化電流を測定する。

この酸化電流は色素の変化量に比例し、グルコースの濃
度の検知が可能である。

以上の通り従来の一直線配列の電極構造では電極表面を
濡らすため３０μｌ以上の反応液が必要であったが、本
発明では１０μｌの反応液で十分電極表面を濡らすこと
ができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、滴下する血液サンプルが
少量であっても３角形に配置され露出された電極表面を
濡らすことができ、電気化学的測定によるグルコース濃
度の検知ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるバイオセンサの電極部
を示す斜視図、第２図は同電極部を用いたバイオセンサ
の断面図、第３図は従来のバイオセンサの断面図、第４
図はその電極部の斜視図である。 １・・・・・・反応層、４・・・・・・枠体、５・・・
・・・チップ、６・・・・・・電極部、７・・・・・・
測定極、８・・・・・・対極、９・・・・・・参照極、
１ｏ・・・・・・切欠溝、１１・・・・・・基体、１２
・・・・・・円形状溝。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名７−
−−ＪＩＩ定極 乙−一一電初弓甲 １１−ｍ−基体 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性の基体に測定極、対極および参照極からなる電極
   系を設けた電極部上に、酸化還元酵素と前記酵素と共役
   する酸化型色素を担持した反応層を有するチップを設置
   したバイオセンサであって、前記測定極と対極と参照極
   が三角形の位置関係にあることを特徴とするバイオセン
   サ。