JP2000039416A

JP2000039416A - バイオセンサ

Info

Publication number: JP2000039416A
Application number: JP11140672A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Yamamoto; 智浩山本; Toshihiko Yoshioka; 俊彦吉岡; Shiro Nankai; 史朗南海
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1999-05-20
Publication date: 2000-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】迅速な測定が可能で、保存性の優れたバイオ
センサを提供する。【解決手段】本発明によるバイオセンサは、少なくと
も測定極と対極を有する電極系を形成した絶縁性の基
板、前記基板に組み合わされて基板との間に前記電極系
に試料液を供給する試料液供給路を形成するカバー部
材、および少なくとも酸化還元酵素を含む試薬を担持す
る繊維からなる担体を具備し、前記担体が前記試料液供
給路内に配置されている。また、前記担体を少なくとも
２つの担体部片から構成し、それぞれの担体部片に異な
る試薬を担持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料中の測定対象
物について、迅速かつ高精度な定量を簡便に実施できる
バイオセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、試料中の特定成分について、試料
液の希釈や撹拌などを行うことなく簡易に定量する方式
として、次のようなバイオセンサが提案されている（特
開平２−０６２９５２号公報）。このバイオセンサは、
絶縁性の基板上にスクリーン印刷等の方法で測定極、対
極および参照極からなる電極系を形成し、この電極系上
に、親水性高分子と酸化還元酵素および電子メディエー
ターを含む酵素反応層を形成したものである。この酵素
反応層には必要に応じて緩衝剤が加えられる。

【０００３】このようにして作製されたバイオセンサの
酵素反応層上に、基質を含む試料液を滴下すると、酵素
反応層が溶解して酵素と基質が反応し、これに伴い電子
メディエーターが還元される。酵素反応終了後、この還
元された電子メディエーター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
めることができる。このようなバイオセンサは、測定対
象物質を基質とする酵素を選択することによって、様々
な物質に対する測定が原理的には可能である。例えば、
酸化還元酵素にグルコースオキシダーゼを用いれば、血
液中のグルコース濃度を測定するバイオセンサを構成す
ることができる。このセンサは、グルコースセンサとし
て、広く実用化されている。

【０００４】また、酸化還元酵素にコレステロールオキ
シダーゼを用いれば、血清中のコレステロール濃度を測
定するバイオセンサを構成することができる。通常、各
種医療機関において診断指針に用いられる血清コレステ
ロール値は、血清中のコレステロール濃度とコレステロ
ールエステル濃度を合計したものである。コレステロー
ルエステルは、コレステロールオキシダーゼによる酸化
反応の基質になることができないため、反応層にコレス
テロールオキシダーゼを含ませた構成のバイオセンサで
は、診断指針としての血清コレステロール値を測定する
ことができない。このため、コレステロールエステルを
コレステロールに変化させる過程が必要である。この過
程を触媒する酵素として、コレステロールエステラーゼ
が知られている。このコレステロールオキシダーゼをコ
レステロールオキシダーゼとともに酵素反応層中に含ま
せることによって、血清中の総コレステロール濃度を測
定するバイオセンサを構成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成のバ
イオセンサの酵素反応層は、酸化還元酵素や電子メディ
エーターなどを含む混合水溶液を前記電極系上に滴下し
乾燥して形成している。そのため、試薬の量が多くなる
と試料液を反応層に滴下したとき反応層が迅速に溶解せ
ず、測定に長時間を要するという問題がある。特に、上
記のような血清中の総コレステロール濃度を測定するセ
ンサの場合、酵素反応層中にコレステロールオキシダー
ゼとコレステロールエステラーゼの計２種類の酵素を含
有させなければならないことから、試薬の担持量が非常
に多くなり、そのため試料液滴下後の酵素反応層の溶解
に非常に長い時間を必要とし、迅速な測定をおこなえな
い。

【０００６】また、酸化還元酵素や電子メディエーター
などの試薬が酵素反応層中に混合した状態で担持される
と、試薬が変性することがある。特に高温下で長期間保
存した場合などでは、試料液中に酵素反応の基質が含ま
れない場合でも大きな電流値が観測されるなどセンサ応
答が悪化するという問題がある。本発明は、上記課題を
鑑み、試薬の溶解性を高めて、迅速な測定を可能にする
バイオセンサを提供することを目的とする。また、長期
間保存した後も優れた応答特性を維持するバイオセンサ
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるバイオセン
サは、絶縁性の基板、前記基板上に設けられた少なくと
も測定極と対極を有する電極系、前記基板に組み合わさ
れて基板との間に前記電極系に試料液を供給する試料液
供給路を形成するカバー部材、および少なくとも酸化還
元酵素を含む試薬を担持する繊維からなる担体を具備
し、前記担体が前記試料液供給路内に配置されているこ
とを特徴とする。本発明による他のバイオセンサは、絶
縁性の基板、前記基板上に設けられた少なくとも測定極
と対極を有する電極系、および少なくとも酸化還元酵素
を含む試薬を担持する繊維からなる担体を具備し、前記
担体が接着剤によって前記電極系の近傍に固定されてい
ることを特徴とする。また、前記担体が、少なくとも２
つの担体部片から構成され、それぞれの担体部片が異な
る試薬を担持する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明によるバイオセンサは、担
体を構成する繊維の表面に、酸化還元酵素などの試薬を
分散して付着させた形態で担持するものである。このよ
うな構成をとることによって、試料液と接する試薬の表
面積が広くなり、試料液への試薬の溶解性が向上する。
このように試薬を担体の表面に分散して担持するには、
担体に滴下する試薬溶液の濃度を適宜調整するとよい。
担体には、それ自体がバイオセンサ内で生じる酵素反応
および電気化学的反応に不活性であるものが好ましく、
セルロース繊維、ガラス繊維または高分子化合物からな
る繊維をフリース状またはフェルト状に積層したシート
を用いるのが好適である。また、センサ内に試料液が導
入された時、担体内に迅速に試料液が浸透する空隙率を
有するものを選択するのが好ましい。例えば、ガラス繊
維からなる濾紙を用いた場合は、空隙率が７０〜９５％
程度のものを用いるとよい。なお、後述するように担体
をバイオセンサの試料液供給路内に嵌合させて保持させ
る場合があるため、担体は多少の弾力性を持つのが好ま
しい。

【０００９】本発明による他のバイオセンサは、複数個
の担体を用意し、酸化還元酵素や電子メデオエーターな
どを別々の担体に担持させ、それぞれを分離した状態で
バイオセンサ内に含ませるものである。このような構成
をとることによって、試料液への試薬の溶解性が向上す
るとともに、保存中における試薬の変性を抑制できる。

【００１０】バイオセンサ内における担体の配置に関し
ては、種々の変形が可能である。一つの形態は、前記カ
バー部材の試料液供給路内に担体を嵌合させるもので、
もう一つの形態は、前記カバー部材の試料液供給路に露
出する側の面や、基板上の電極系の近傍に接着剤を用い
て担体を固定するものである。担体を嵌合させる場合
は、担体を前記カバー部材の試料液供給路と同じ形状に
成型し、これを試料液供給路内にはめ込むことにより、
カバー部材に固定する。このような方法を用いると、工
程を簡略化でき生産性を向上させることができる。複数
個の担体を用いる場合は、カバー部材の試料液供給路よ
りも小さく成型した担体を用意し、個々の担体を適宜組
み合わせて、試料液供給路内にはめ込むとよい。例え
ば、試料液供給路と幅が等しく長さが短い担体を試料液
が流入する側から順に配置し、試料液が各担体を順番に
浸透するようにしたり、試料液供給路と長さが等しく幅
が短い短冊形の担体を試料液の流れに沿うように配置し
たりするとよい。特に、迅速に試料液が浸透して試薬を
溶解し、かつ溶解した試薬の混合が均一におこなわれ易
いという点から、後者の配置が好ましい。また、厚さの
薄い担体を用意し、この担体をカバー部材の試料液供給
路と同じ形状に成型した後、それぞれ重ねて試料液供給
路内にはめ込んだりしてもよい。なお、異なる試薬を担
持した担体をそれぞれいくつかに分割した後、異なる試
薬を担持する担体同士が隣り合うように配置すると、試
料液に溶解した試薬が混合しやすく好適である。

【００１１】接着剤を用いて担体を固定する場合は、接
着剤や担体が電極反応に影響を及ぼさないように、電極
系を除いた部分に担体を固定する。用いる接着剤には、
センサ作製時の環境において、担体にしみこまないよう
な高粘性のもの、例えば、木工用接着剤を用いるのが好
適である。このような接着剤を用いて担体を固定する
と、試料液が進入してきたときの担体自体の膨潤などに
より、担体が移動して電極系に接触して電極応答が阻害
されるのを防ぐことができる。なお、複数個の担体を用
いる場合は、個々の担体を離して配置してもよい。

【００１２】また、基板に電極系と反応層を形成しただ
けの、カバー部材のないタイプのセンサの場合は、種々
の形状の担体を用いることができる。ただし、担体を電
極系になるべく近い位置に固定することが好ましい。例
えば、内周が電極系の外周よりも大きいドーナツ型の担
体を用いるとよい。試薬を分離して担持させる場合に
は、図９（ａ）に示すように、担体２８と担体２９にそ
れぞれ異なる試薬を担持させ、上下に重ねて固定する。
また、図９（ｂ）に示すように、ドーナツ型の担体を縦
半分に割った担体３０と担体３１を用いたり、図９
（ｃ）に示すように、内径の異なる担体３２と担体３３
を用いたりするとよい。

【００１３】担体に担持される酸化還元酵素には、種々
のものを用いることができる。例えば、グルコ−スオキ
シダ−ゼ、乳酸オキシダーゼおよびコレステロールオキ
シダーゼ等が挙げられる。血清コレステロール値を測定
する場合は、コレステロールオキシダーゼとコレステロ
ールエステル加水分解能を有する酵素を用いる。コレス
テロールエステル加水分解能を有する酵素には、コレス
テロールエステラーゼおよびリポプロテインリパーゼ等
が挙げられる。特に、コレステロールエステラーゼは、
適当な界面活性剤を用いることによって、迅速にコレス
テロールエステルをコレステロールに変化させることが
できるので都合がよい。

【００１４】酸化還元酵素にコレステロールエステル加
水分解能を有する酵素を使用する場合、この酵素の活性
を向上させる効果を有する界面活性剤を担体に担持され
る試薬中に含ませると、酵素反応に要する時間を短縮す
ることができて好ましい。例えば、コレステロールエス
テラーゼの活性を向上させる界面活性剤には、ｎ−オク
チル−β−Ｄ−チオグルコシド、ポリエチレングリコー
ルモノドデシルエーテル、コール酸ナトリウム、ドデシ
ル−β−マルトシド、シュークロースモノラウレート、
デオキシコール酸ナトリウム、タウロデオキシコール酸
ナトリウム、Ｎ，Ｎ−ビス（３−Ｄ−グルコンアミドプ
ロピル）コールアミド、Ｎ，Ｎ−ビス（３−Ｄ−グルコ
ンアミドプロピル）デオキシコールアミドおよびポリオ
キシエチレン−ｐ−ｔ−オクチルフェニルエーテルなど
を任意に用いることができる。

【００１５】上記の界面活性剤の中で、常温で高粘性の
液体で、かつ酵素反応を阻害しないものを担体を固定す
る接着剤に用いると、酵素の活性を向上させるという効
果の他に、試料液がセンサ内へ導入されるのを容易にす
るという利点が得られる。このような界面活性剤には、
ポリエチレングリコールモノドデシルエーテルおよびポ
リオキシエチレン−ｐ−ｔ−オクチルフェニルエーテル
等が挙げられる。

【００１６】バイオセンサの電極系を白金などの電気化
学的に安定な金属を用いて形成すると、得られる酸化電
流値が誤差を含むことがない。しかし、このような金属
は高価であるため、使い捨て型のセンサでは、銀ペース
トなどを用いて銀電極を形成したのち、これをカーボン
ペーストで被覆して電極系を形成している。ところが、
試料液中に界面活性剤が含有されると、界面活性剤の作
用により試料液がカーボン粒子間に浸潤する。その結
果、カーボン電極の活性が低下することがある。また、
試料液が銀電極に接触する状態になる。このため、この
状態で測定極に電圧を印加すると、銀電極が酸化反応を
起こして電流を生じ、測定電流値に正の誤差を与える場
合が生じる。このような現象を抑制するために、電極系
表面を親水性高分子で被覆する方法がある。この親水性
高分子は、試料液が導入されても粘稠な層となって試料
液が電極に接触するのを抑制する。このような親水性高
分子には、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピ
ロリドン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、
ヒドロキシプロピルセルロース、ゼラチン、ポリアクリ
ル酸およびその塩、デンプンおよびその誘導体、無水マ
レイン酸およびその塩、ポリアクリルアミド、メタクリ
レート樹脂およびポリ２−ヒドロキシエチルメラクリレ
ートなどが挙げられる。

【００１７】上記の親水性高分子層を覆うように、レシ
チン等の両親媒性物質を有機溶媒に溶解した溶液を滴下
し乾燥して両親媒性物質層を設けると、試料液の導入を
円滑におこなうことができてよい。このような両親媒性
物質としては、レシチンをはじめとするリン脂質等があ
る。

【００１８】バイオセンサの電極系を白金などで形成す
る場合、試料液中の溶存酸素を利用して基質濃度を測定
することができる。しかし、電極系を銀およびカーボン
で形成する場合は、溶存酸素から生成した過酸化水素の
酸化電流値を測定するのは非常に困難である。また、溶
存酸素の量は少ないため、基質濃度が高い場合、正確な
数値を得ることができない。そのため、バイオセンサの
電極系を銀およびカーボンで形成する場合は、担体に担
持される試薬中に電子メディエーターを含有させる。こ
のような電子メディエーターには、フェリシアン化イオ
ン、ｐ−ベンゾキノン、フェナジンメトサルフェートお
よびフェロセンなど水溶性で、酵素−電極間の電子移動
を媒介しうる化合物を任意に使用できる。

【００１９】上記した種々の試薬は、混合した状態で担
体に担持されているよりも、別々にして担持させる方が
試薬の変性を抑制することができる。特に、電子メディ
エーターを酵素類を担持する担体とは別の担体に担持さ
せると、酵素の変性を抑制する効果が顕著である。ま
た、試薬にコレステロールエステル加水分解能を有する
酵素を含ませるときは、この酵素を担持する担体に、こ
の酵素の活性を向上させる働きのある界面活性剤を担持
させると、センサの応答性が向上する。なお、上記した
試薬をすべて担体に担持させず、その一部を含む層を担
体のある位置とは別のところに形成して反応系に含ませ
てもよい。酸化電流の測定方法としては、測定極と対極
のみの二電極系と、参照極を加えた三電極方式があり、
三電極方式の方がより正確な測定が可能である。

【００２０】

【実施例】以下に具体的な実施例を挙げて、本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例におけるバイ
オセンサの反応層を除いた分解斜視図を示している。１
はポリエチレンテレフタレートからなる絶縁性の基板を
示す。この基板１上に、スクリーン印刷により銀ペース
トを印刷してリード２、３および電極系の下地を形成し
てある。そして、基板１上に、さらに、樹脂バインダー
を含む導電性カーボンペーストを印刷することにより測
定極４と対極５を含む電極系を形成し、また、絶縁性ペ
ーストを印刷することにより絶縁層６をそれぞれ形成し
ている。測定極４はリード２に、また対極５はリード３
にそれぞれ接続されている。絶縁層６は測定極４および
対極５の露出部分の面積を一定とし、かつリードを部分
的に覆っている。このようにして電極系を形成した絶縁
性基板１と、空気孔１１を備えたカバー９、スぺーサー
８および試薬を担持した担体１３を、図１中、一点鎖線
で示すような位置関係をもって接着しバイオセンサを作
製する。このような構成のバイオセンサでは、基板１と
カバー９との間において、スぺーサー８のスリット１２
の部分に試料液供給路を構成する空間部が形成され、こ
の空間部内に担体１３が配置される。そして、試料液供
給路口となる開口部１０に、試料液を接触させるだけの
簡易操作で、試料液は容易にセンサ内部へ導入される。

【００２１】図２は、スペーサー８とカバー９を重ね合
わせたカバー部材の斜視図であり、図１とは上下逆に配
置してある。このカバー部材と基板を組み合わせて、試
料液供給路を構成する空間部が形成される。１６は、こ
の試料液供給路を構成する空間部に露出する面のカバー
側を示す。

【００２２】図３は、本発明の一実施例におけるバイオ
センサの縦断面図である。図１と同様にして、絶縁性基
板１上に電極系を形成し、この電極系上に、親水性高分
子層７が形成され、この層７を被覆するようにレシチン
層１７が形成されている。そして、試料供給路を構成す
る空間部に試薬を担持した担体１３が嵌合されて配置さ
れている。図４は、本発明の他の実施例におけるバイオ
センサの縦断面図である。図１と同様にして、絶縁性基
板１上に電極系が形成され、この電極系上に親水性高分
子層７およびレシチン層１７が形成されている。そし
て、試料液供給路のカバー側の面１６に、試薬を担持し
た担体１３が接着剤１４によって固定されている。

【００２３】図５は、本発明の他の実施例におけるバイ
オセンサの反応層を除いた分解斜視図である。図１と同
様にして電極系を形成した絶縁性基板１と、空気孔１１
を備えたカバー９、スぺーサー８、および異なる試薬を
それぞれ担持した担体部片２１と２２を、図５中、一点
鎖線で示すような位置関係をもって接着してバイオセン
サを作製している。

【００２４】《実施例１》本実施例では、図３の構成の
バイオセンサを以下のようにして作製した。まず、図１
の基板１上の電極系上に、親水性高分子であるカルボキ
シメチルセルロースのナトリウム塩（以下、ＣＭＣと略
す。）の０．５ｗｔ％水溶液を滴下し、５０℃の温風乾
燥器中で１０分間乾燥させ、ＣＭＣ層７を形成した。続
いて、このＣＭＣ層７を覆うようにしてレシチンの０．
５％トルエン溶液を３μｌ滴下し、乾燥させてレシチン
層１７を形成した。次に、図２に示すようなアクリル樹
脂製のカバー部材を用意した。開口部１０から空気孔１
１の端部までの長さは４．５ｍｍ、スリット１２の幅は
２．０ｍｍ、スリットの深さは０．３ｍｍであった。そ
して、厚さ０．２ｍｍのガラス繊維からなるフェルト
（以下、ガラスフィルタという。）を２×４．５ｍｍの
大きさに裁断した。そして、このガラスフィルタをカバ
ー部材のスリット１２にはめ込んで固定した。

【００２５】このガラスフィルタに、コレステロールオ
キシダーゼ（以下、ＣｈＯＤと略す。）、コレステロー
ルエステラーゼ（以下、ＣｈＥと略す。）、電子メディ
エーターであるフェリシアン化カリウム、およびコレス
テロールエステラーゼの反応を活性化させる作用を有す
る界面活性剤であるポリオキシエチレン−ｐ−ｔ−オク
チルフェニルエーテル（以下、ＴｒｉｔｏｎＸ−１００
という。）を水に溶解させた混合溶液５μlを滴下し、
５０℃の温風乾燥器中で１５分間乾燥させて、試薬を担
持する担体１３を形成した。そして、このカバー部材と
基板１を図１中、一点鎖線で示すような位置関係をもっ
て接着し、バイオセンサを作製した。

【００２６】こうして作製したバイオセンサに、試料液
３μｌを試料供給路の開口部１０より供給した。試料液
には、市販の標準血清を生理食塩水で希釈して、含有さ
れるコレステロールの濃度を種々変化させたものを用い
た。そして、３分後に対極を基準にして測定極にアノー
ド方向へ＋０．５Ｖのパルス電圧を印加し、５秒後に測
定極と対極との間に流れる電流値を測定した。その結
果、血清中の総コレステロール濃度の増加にともなって
電流値も増加し、両者間で優れた直線性を示した。

【００２７】《実施例２》本実施例では、図４に示す構
成のバイオセンサを以下のようにして作製した。実施例
１と同様にして、図１の基板１上の電極系上に、ＣＭＣ
層７およびレシチン層１７を順次形成した。次に、実施
例１と同様のガラスフィルタを２×４．５ｍｍの大きさ
に裁断した。そして、試料液供給路のカバー側の面１６
に、接着剤１４として木工用接着剤を塗布した後、ガラ
スフィルタを接着させ固定した。このガラスフィルタ
に、実施例１と同様の試薬を溶解した混合水溶液５μl
を滴下し、５０℃の温風乾燥器中で１５分間乾燥して、
試薬を担持した担体１３を形成した。そして、実施例１
と同様にしてバイオセンサを作製し、同様の試料液に対
する電流応答を測定した。その結果、図１０に示される
ように、血清中の総コレステロール濃度に依存した良好
な応答値が得られた。

【００２８】《実施例３》本実施例では、図４の構成の
バイオセンサを以下のようにして作製した。実施例１と
同様にして、図１の基板１上の電極系上に、ＣＭＣ層７
およびレシチン層１７を順次形成した。次に、試料液供
給路のカバー側の面１６に、界面活性剤であるＴｒｉｔ
ｏｎＸ−１００のエタノール溶液を滴下した。そして、
エタノールを蒸発させることによって、試料液供給路の
カバー側の面１６に、接着剤の役割をする糊状のＴｒｉ
ｔｏｎＸ−１００層１４を形成した。そして、２×４．
５ｍｍに裁断したセルロース繊維からなるフェルト（以
下、セルロースフィルタという。）をこの層１４上に接
着して固定した。ＴｒｉｔｏｎＸ−１００は常温（約２
５℃）では液体であるが、粘性が高いので、セルロース
フィルタの内部には浸潤しなかった。

【００２９】このセルロースフィルタに、実施例１と同
様の試薬を溶解した混合水溶液５μlを滴下し、５０℃
の温風乾燥器中で１５分間乾燥させて、試薬を担持した
担体１３を形成した。そして、実施例１と同様にしてバ
イオセンサを作製し、同様の試料液に対する電流応答値
を測定した。その結果、血清中の総コレステロール濃度
に依存した良好な応答値が得られた。また、界面活性剤
によって担体を接着したことにより、試料液の導入は非
常に容易であった。

【００３０】《実施例４》実施例１と同様にして、図１
の基板１上の電極系上に、ＣＭＣ層７およびレシチン層
１７を順次形成した。次に、実施例１と同様の厚さ０．
２ｍｍのガラスフィルタを２枚用意した。１枚には電子
メディエーターであるフェリシアン化カリウムの０．６
ｍｏｌ／ｌ水溶液を滴下して均一に浸透させた。そし
て、５０℃の温風乾燥器中で１５分乾燥させ、１平方ミ
リメートルあたり０．３３μｍｏｌのフェリシアン化カ
リウムを担持させた。このガラスフィルタを１×４．５
ｍｍの大きさに裁断して、フェリシアン化カリウムを含
む担体部片２１を作成した。次に、残りの１枚に、Ｃｈ
ＯＤを４００ｕｎｉｔｓ／ｍｌ、ＣｈＥを４０００ｕｎ
ｉｔｓ／ｍｌ、およびＴｒｉｔｏｎＸ−１００を６ｗｔ
％含む水溶液を滴下して均一に浸透させた。続いて、５
０℃の温風乾燥器中で１５分間乾燥させ、１平方ミリメ
ートルあたりＣｈＯＤを０．２２ｕｎｉｔｓ、ＣｈＥを
２．２ｕｎｉｔｓおよびＴｒｉｔｏｎＸ−１００を０．
３ｍｇ担持させた。そして、このガラスフィルタを１×
４．５ｍｍの大きさに裁断してＣｈＯＤ、ＣｈＥおよび
ＴｒｉｔｏｎＸ−１００を含む担体部片２２を作成し
た。

【００３１】この担体部片２１および２２を、実施例１
と同じ形状のカバー部材のスリット１２に図６に示すよ
うに配置してはめ込み固定した。このカバー部材と基板
１を図５中一点鎖線で示すような位置関係をもって接着
し、バイオセンサを作製した。そして、実施例１と同様
の試料液に対する電流応答値を測定した。その結果、血
清中の総コレステロール濃度に依存した良好な応答値が
得られた。次に、同様にして作製したバイオセンサを５
０℃で１週間保存した。そして、同様にして応答電流値
を測定をした結果、血清中の総コレステロール濃度に依
存した良好な応答値が得られた。また、基質を含まない
試料（生理食塩水のみの試料）に対する応答値（ブラン
ク値）は、作製直後のセンサの値に近かった。

【００３２】《実施例５》実施例１と同様にして、図１
の基板１上の電極系上に、ＣＭＣ層７およびレシチン層
１７を順次形成した。次に、実施例１と同様の厚さ０．
２ｍｍのガラスフィルタを３枚用意した。１枚目のガラ
スフィルタには実施例１と同様にしてフェリシアン化カ
リウムを担持した。ただし、滴下したフェリシアン化カ
リウム水溶液の濃度は０．９ｍｏｌ／ｌであり、ガラス
フィルタ１平方ミリメートルあたりのフェリシアン化カ
リウムの担持量は０．５μｍｏｌであった。２枚目のガ
ラスフィルタには、６００ｕｎｉｔｓ／ｍｌのＣｈＯＤ
水溶液を滴下し乾燥して、ガラスフィルタ１平方ミリメ
ートルあたり０．３３ｕｎｉｔｓのＣｈＯＤを担持し
た。３枚目のガラスフィルタには、ＣｈＥを６０００ｕ
ｎｉｔｓ／ｍｌ、ＴｒｉｔｏｎＸ−１００を９ｗｔ％含
む混合水溶液を滴下し乾燥して、ガラスフィルタ１平方
ミリメートルあたり３．３ｕｎｉｔｓのＣｈＥと、０．
４５ｍｇのＴｒｉｔｏｎＸ−１００を担持した。

【００３３】これら３枚のガラスフィルタをそれぞれ、
０．６６×４．５ｍｍの大きさに裁断し、フェリシアン
化カリウムを含む担体部片２３、ＣｈＯＤを含む担体部
片２４、ＣｈＥおよびＴｒｉｔｏｎＸ−１００を含む担
体部片２５を作成した。そして、実施例１と同様の形状
のカバー部材の面１６に、接着剤として木工用接着剤を
塗布した後、これらの担体部片を図７に示すように配置
し固定した。そして、実施例４と同様にしてバイオセン
サを作製し、作製直後と５０℃で１週間保存した後のセ
ンサの電流応答値を測定した。その結果、作製直後およ
び保存後のセンサのいずれも血清中の総コレステロール
濃度に依存した良好な応答値が得られた。また、保存後
のセンサのブランク値は、作製直後のセンサのブランク
値とほぼ同じであった。このように電子メディエータ
ー、ＣｈＯＤ、およびＣｈＥと界面活性剤の混合物を別
々の担体に担持することによって、さらに良好な保存特
性が得られる。

【００３４】《実施例６》実施例１と同様にして、図１
の基板１上の電極系上に、ＣＭＣ層７およびレシチン層
１７を順次形成した。次に、試料液供給路のカバー側の
面１６に、界面活性剤であるＴｒｉｔｏｎＸ−１００の
エタノール溶液を滴下した。そして、エタノールを蒸発
させることによって、試料液供給路のカバー側の面１６
に、接着剤の役割をする糊状のＴｒｉｔｏｎＸ−１００
層を形成した。また、実施例１と同様の厚さ０．２ｍｍ
のガラスフィルタを２枚用意した。１枚目のガラスフィ
ルタには実施例４と同様にして、１平方ミリメートルあ
たり０．３３μｍｏｌのフェリシアン化カウムを担持し
た。また、２枚目のガラスフィルタにも実施例４と同様
にして、１平方ミリメートルあたりＣｈＯＤを０．２２
ｕｎｉｔｓ、ＣｈＥを２．２ｕｎｉｔｓおよびＴｒｉｔ
ｏｎＸ−１００を０．３ｍｇ担持させた。これら２枚の
ガラスフィルタを０．３３×４．５ｍｍの大きさに３枚
ずつ裁断し、フェリシアン化カリウムを含む担体部片２
６、ＣｈＯＤ、ＣｈＥおよびＴｒｉｔｏｎＸ−１００を
含む担体部片２７を作成した。そして、これらの担体部
片２６と担体部片２７とを図８に示すように交互に配置
し、カバー部材のスリット１２のＴｒｉｔｏｎＸ−１０
０層上に固定した。

【００３５】そして、実施例４と同様にしてバイオセン
サを作製し、作製直後と５０℃で１週間保存した後のセ
ンサの電流応答値を測定した。その結果、作製直後およ
び保存後のセンサのいずれも血清中の総コレステロール
濃度に依存した良好な応答値が得られた。このように異
なる試薬を担持する担体部片をそれぞれ複数個し、これ
らを交互に配列することにより、保存時における試薬変
性を抑制するとともに、試料液浸透時の各試薬成分の混
合が容易に行われ、センサの応答性が向上する。

【００３６】

【発明の効果】上記のように、本発明によると、迅速か
つ高精度に特定物質の濃度測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるバイオセンサの反応
層を除いた分解斜視図である。

【図２】同バイオセンサのカバーとスペーサーを重ね合
わせたカバー部材で、図１とは、上下逆に配置した斜視
図である。

【図３】同バイオセンサの要部の縦断面図である。

【図４】本発明の他の実施例のバイオセンサの要部の縦
断面図である。

【図５】本発明の他の実施例におけるバイオセンサの反
応層を除いた分解斜視図である。

【図６】同バイオセンサのカバー部材の試料液供給路に
担体部片を配置した斜視図である。

【図７】本発明の他の実施例におけるバイオセンサのカ
バー部材の試料液供給路に担体部片を配置した斜視図で
ある。

【図８】本発明の他の実施例におけるバイオセンサのカ
バー部材の試料液供給路に担体部片を配置した斜視図で
ある。

【図９】本発明のバイオセンサの担体部片の構成例を示
す斜視図である。

【図１０】本発明の一実施例におけるバイオセンサの応
答特性図である。

【符号の説明】

１絶縁性の基板２、３リード４測定極５対極６絶縁層７ＣＭＣ層８スペーサ９カバー１０試料液供給路の開口部１１空気孔１２スリット１３担体１４接着剤１６試料液供給路を構成する空間部に露出する面のカ
バー側の面１７レシチン層２１、２３、２６フェリシアン化カリウムを担持する
担体部片２２、２７ＣｈＯＤ、ＣｈＥおよび界面活性剤を担持
する担体部片２４ＣｈＯＤを担持する担体部片２５ＣｈＥおよび界面活性剤を担持する担体部片２８、２９、３０、３１、３２、３３担体部片

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性の基板、前記基板上に設けられた
少なくとも測定極と対極を有する電極系、前記基板に組
み合わされて基板との間に前記電極系に試料液を供給す
る試料液供給路を形成するカバー部材、および少なくと
も酸化還元酵素を含む試薬を担持する繊維からなる担体
を具備し、前記担体が前記試料液供給路内に配置されて
いることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項２】絶縁性の基板、前記基板上に設けられた
少なくとも測定極と対極を有する電極系、および少なく
とも酸化還元酵素を含む試薬を担持する繊維からなる担
体を具備し、前記担体が接着剤によって前記電極系の近
傍に固定されていることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項３】前記担体が、少なくとも２つの担体部片
から構成され、それぞれの担体部片が異なる試薬を担持
している請求項１または２記載のバイオセンサ。
【請求項４】前記試薬が、少なくともコレステロール
オキシダーゼ、コレステロールエステラーゼ、および電
子メディエーターを含み、前記接着剤が、界面活性剤で
ある請求項２または３記載のバイオセンサ。
【請求項５】前記試薬が、少なくともコレステロール
オキシダーゼ、コレステロールエステラーゼ、および電
子メディエーターを含み、酸化還元酵素と電子メディエ
ーターとが別の担体部片に担持されている請求項３また
は４記載のバイオセンサ。
【請求項６】前記試薬が、少なくともコレステロール
オキシダーゼ、コレステロールエステラーゼ、界面活性
剤および電子メディエーターを含み、コレステロールエ
ステラーゼを含む担体部片が界面活性剤を含む請求項３
〜５のいずれかに記載のバイオセンサ。