JPS63238550A

JPS63238550A - 酵素センサ

Info

Publication number: JPS63238550A
Application number: JP62071830A
Authority: JP
Inventors: Akio Katsube; 勝部　昭男
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1988-10-04

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］本発明は酵素センサ、特に固定化酵素膜を形成した酵素
センサに関するものである。

［従来の技術］従来、ガラス電極型のイオン感応性電極や半導体加工技
術を利用した微小先端型イオン感応性電極、さらには、
半導体デバイス技術を利用したイオン感応性電界効果ト
ランジスタ（ＩＳＦＥＴ）のイオン感応膜上に酵素固定
化膜を形成した酵素センサが、４泉〔日本化学会誌Ｎｏ
、６（１９８３）　］らによって報告されている。

イオン感応膜上の表面電位が変化する膜で、その電位を測定することで
溶液のイオン濃度を知ることができる。更に、このイオ
ン感応膜上に反応により水素イオンの増減を伴う酵素膜
を固定化することで、酵素センサとすることができ連続
的で簡便な測定が可能となった。

ところが、この酵素センサの寿命が短いため、長期間安
定な測定を行うことができなかった。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は、酵素センサの劣化を防ぎ長期間安定な測定を
可能にする酵素センサを提供する。

［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の一手段として、本発明の酵
素センサは、固定化酵素膜を有する酵素センサであって
、所定のｐＨ溶液中に浸漬されている。

［作用コかかる構成において、所定のｐＨ溶液により固定化酵素
膜の劣化を防ぐ。

［実施例］（１）　ｐ　Ｈセンサの作成水素イオン感応膜である酸化イリジウム（ＩｒＯＸ）［
をＩＴＯガラス、石英基板またはサファイヤ基板上に形
成することで、ｐＨセンサを作成することができる。ま
た、ｌ５ＦＥＴの感応膜として酸化イリジウム（Ｉ　ｒ
ｏ、）をＦＥＴのゲート上、またはゲートから引き延ば
した基板上に形成することで、ｐＨセンサを作成するこ
とができる。

この酸化イリジウム（ｒｒｏ、）感応膜はイリジウムを
ターゲットにして、純酸素による反応性スパッタリング
により形成した。このスパッタリング時のペルジャー内
の圧力は約１０−’ｔｏｒｒ（＝ｍｍＨｇ）であり、形
成した酸化イリジウム（Ｉ　ｒｏｘ）膜の膜厚は約８０
０人である。酸化イリジウム（Ｉｒｅ、）膜形成後、ｐ
Ｈセンサの出力を得るためリード線と導電性接着剤でコ
ンタクトを取った。さらに、電極部分を保護するために
、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂でｐＨセンサをモール
ドした。

（２）酵素センサの作成酵素センサは、（１）の方法により作成したｐＨセンサ
のイオン感応膜上に固定化酵素膜を形成することにより
作成される。固定化酵素膜の形成方法は架橋法によるも
ので、　０．１Ｍ、　　ｐＨ７，５の　ＨＥ　　Ｐ　　
Ｅ　　Ｓ　　（Ｎ−２−ヒドロ午シルピペラジンーＮ−
２−エタンスルホン酸：Ｎ−２−Ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈ
ｙｌｐｉｐｅｒａｚｉｎｅ−Ｎ−２−ｅｔｈａｎｓｕ　
ｌ　ｔｏｎ　１ｃａｃｉｄ）−Ｎ　ａ　ＯＨの緩衝液に
、３００　ｍｇ／ｍｌ　となるように牛血清アルブミン
、５０ｍｇ／ｍｌ　となるようにウレアーゼを溶解した
。このン夜にグルタルアルデヒドを混ぜて、ｐＨセンサ
の酸化イリジウム（Ｉｒｅ、）膜上に適下し、すぐに約
３０００ｒ　ｐ　ｍで１分間センサを回転させた（スピ
ンコード法による作成）。これにより、均一性が高く、
薄い膜厚（約１μｍ）の固定化酵素膜を持つ酵素センサ
、本実施例では尿素センサを得ることができた。

（３）酵素センサの保存上記（２）により作成した酵素センサの測定は、３０℃
のＯ，１Ｍ　、　ｐ　Ｈ７，５のＨＥＰＥＳ　−ＮａＯ
Ｈｗｉ街液、リン酸緩衝液、トリス−ＨＣ交緩衝液中に
て一定の尿素濃度１００ｍｇ／ｄｉで行い、基準の電極
としてＡｇ／ＡｇＣ１を用いて、酵素センサの出力電圧
を計測した。

測定後、酵素センサを次の各実施例に示すよう　′に、
各溶液に浸漬保存して、その劣化状況をテストした。溶
液のｐＨは酵素が失活しない領域が好ましく、この領域
として５．０〜８．０がよく、特に７．４〜８．０が好
ましい。また、温度としては酵素が失活しない２０℃〜
−２０℃が好ましく、特に４℃〜０℃が好ましい。

〈実施例１〉４℃ノ０．１Ｍ、　ＰＨ７，５＋７）トリス−ＨＣ，Ｑ
緩衝液中に浸漬し、１０＋ｎＭのトリス−Ｈｃ２緩街液
中で測定した場合（固定化酵素膜の厚さ８１８ｍ）。

〈実施例２〉４℃の０．１Ｍ　、　ｐ　Ｈ７，５のリン酸緩衝液中に
浸漬し、２５ｍＭのリン酸緩衝液中で測定した場合（固
定化酵素膜の厚さ８１８ｍ）。

〈実施例３〉４℃の０．１Ｍ　、　ｐ　Ｈ７，５のＨＥＰＥＳ　−Ｎ
ａＯＨ＆ＩＮ液中に浸漬し、２０ｍＭのＨＥ　Ｐ　Ｅ　
Ｓ　−Ｎ　ａ　ＯＨ２１街液中で測定した場合（固定化
酵素膜の厚さ８１８ｍ）。

〈実施例４〉１ｍＭ　のＥＤＴＡ　　（ｘチレンジアミン四酢酸：ｅ
ｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ−ｔｅｔｒａａｃｅｔｉ
ｃ　ａｃｉｄ）を含有させたトリス−ＨＣｆＬ緩衝液中
に浸漬した場合（固定化酵素膜の厚さ：１０μｍ）。

〈実施例５〉１ｍＭ　のＥＤＴＡ　　（ｘチレンジアミン四酢酸：ｅ
ｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ−ｔｅｔｒａａｃｅｔｉ
ｃ　ａｃｉｄ）を含有させたリン酸１１街液中に浸漬し
た場合（固定化酵素膜の厚さ：１゜μｍ）。

〈実施例６〉１ｍＭ　のＥ［ｌＴ八　（エチレンジ７ミン四酢酸：ｅ
ｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ−ｔｅｔｒａａｃｅｔｉ
ｃ　ａｃｉｄ）を含有させたＨＥＰＥＳ　−ＮａＯＨ緩
街液中に浸漬を行った場合（固定化酵素膜の厚さ＝１０
μｍ）。

〈実施例１〜３の結果〉　゛第１図は、浸漬及び測定に使用される緩衝液の違いによ
る本実施例で作成した酵素センサ出力の経時変化を示し
たものである。緩衝液の違いによって劣化速度が異なり
、トリス−Ｈｃ１Ｍｉｍ液に比べ、リン酸緩衝液を用い
ることでやや劣化が抑えられ、さらに、）ＩＥＰＥＳ−
ＮａＯＨ４ｌ衝液を用いることでより劣化を抑えること
ができることがわかった。

〈実施例４〜６の結果〉第２図は、本実施例で作成した酵素センサを１ｍＭのＥ
ＤＴＡを含有させた緩衝液中で保存した場合の、緩衝液
の違いによるセンサ出力の経時変化を示したものである
。これから、第１図と比べるとわかるように、ｗｉ衝液
にＥＤＴＡを含有させることでいずれの場合も劣化が抑
えられることがわがつた。そして、リン酸ＩＪｉ　？Ｎ
液にＥＤＴＡを含有させると、さらに劣化を犬きく抑え
ることができることがわかった。ここでいう緩衝液とは
、酵素を失活させないようにＰＨを一定に保つ溶液であ
る。

第３図（ａ）〜（ｃ）に、実施例１〜６の結果より想定
できる酵素センサの例を示す。ここで、１は包装体、２
は酵素センサ本体、３は固体化酵素膜を有する酵素感応
部、４は蓋、５は外装体であり、包装体１の内部は緩衝
液あるいはＥＯＴＡを含む１１衝液で充填されている。

囲包する包装体１の部材としては、塩化ビニル、ＡＳ樹
脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン
（特に、ポリプロピレン、ポリエチレン）、塩素化ポリ
エチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）　
、ガラス等を用いることができる。

尚、本実施例では酵素センサを尿素センサで代表させた
が、他の固定化酵素膜を持つ酵素センサにおいても同様
の効果を生じることは自明である。

［発明の効果コ本発明により、酵素センサの劣化を防ぎ長期間安定な測
定が可能な酵素センサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は保存緩衝液の種類を変えた時のウレアーゼ膜酵
素センサの寿命変化を示す図、第２図は保存Ｐｉ衝液に
　ＥＤＴＡを含有させた時の緩衝液の種類によるウレア
ーゼ膜酵素センサの寿命変化を示す図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は酵素センサの例を示す図である
。図中、１・・・包装体、２・・・酵素センサ本体、３・
・・固体化酵素膜を有する酵素感応部、４・・・蓋、５
・・・外装体である。（他１名）　゛

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固定化酵素膜を有する酵素センサであつて、所定
のｐＨ溶液中に浸漬されていることを特徴とする酵素セ
ンサ。
（２）所定のｐＨ溶液は、緩衝液であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の酵素センサ。
（３）所定ｐＨ溶液は、更にエチレンジアミン四酢酸（
ＥＤＴＡ）を含むことを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の酵素センサ。