JP2000121593A

JP2000121593A - 酵素電極

Info

Publication number: JP2000121593A
Application number: JP10306352A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nakajima; 聡中嶋; Yoshihiko Sano; 佳彦佐野; Yusaku Sakota; 勇策迫田; Muneo Tokita; 宗雄時田; Masato Arai; 真人荒井; Koichi Takizawa; 耕一滝沢
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2000-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】電極バラツキを抑えることが可能な酵素電極を
提供すること。【解決手段】本発明の酵素電極１０は、絶縁性基板１１
と、この絶縁性基板１１の片面に形成された作用極１２
ｂと参照極１３ｂ,１３ｃとからなる電極系と、この電
極系の上面に形成される試薬層１５とを備え、作用極１
２ｂと参照極１３ｂ,１３ｃとが重なるように設けら
れ、この重なる範囲における作用極１２ｂと参照極１３
ｂ,１３ｃとの対向する側面が平行となっており、試薬
層１５がこの重なる範囲に形成され、この試薬層１５の
最も長い幅長さがこの重なる範囲の長さよりも短くなっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、様々な物質が混在
する液体試料中の特定成分を定量する酵素電極に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、血液や尿など生体の液体試料から
特定の成分を定量するための測定方法として、酵素電極
を用いた測定方法がある。この測定方法は、たとえば、
血液中のグルコース(以下、「血糖」という)の定量に用
いられている。近年では、個人が自身で血糖をチェック
するために、操作が簡易でランニングコストが安い高精
度の血糖測定用の酵素電極が求められている。この要求
に応じて、希釈などの前処理操作を要することなく微量
な血液を短時間に定量できる測定毎の使い捨てタイプの
血糖用プレーナ型酵素電極が提案されている。

【０００３】図７及び図８は、従来におけるプレーナ型
の酵素電極３０,３１の構成図である。図７及び図８に
おいて、各酵素電極３０,３１は、以下のように構成さ
れている。即ち、絶縁性基板１の上面に、リード線部
２,３が銀などの金属含有導電性ペーストで形成されて
いる。リード線部２,３の上面の一部には、カーボンを
主たる材料とする電極系(作用極４,参照極５)が、スク
リーン印刷法等によって形成されている。また、絶縁膜
６が、絶縁性基板１の上面の一部を被覆している。これ
によって、露出している部分の電極系が反応電極面９を
なしており、各リード部２,３の絶縁膜６で被覆されて
いない部位が、血糖を定量するための測定装置に接続さ
れる接続端子部をなしている。さらに、反応電極面９に
試薬が滴下され、これによって、反応電極面９の上面に
試薬層(図示せず)が形成されている。

【０００４】試薬層は、例えば、酵素と電子伝達物質と
親水性高分子とから形成され、試薬層に供給された血液
試料中の電子伝達物質を酵素反応によって酸化型から還
元型に変化させる。作用極４及び参照極５は、リード線
部２,３を通じて供給される電流によって、還元型に変
化した電子伝達物質を電気化学的に酸化させる。このと
きの酸化電流値が図示せぬ測定装置によって検出され、
測定装置が酸化電流値に応じた血液試料中の血糖値を定
量する。血液試料は、試薬層に滴下すること，或いは、
絶縁性基板１上に試薬層を含む微細な空隙部を設け、こ
の空隙部に血液試料を導入することによって、試薬層に
供給される。

【０００５】ところで、図７及び図８に示したように、
従来におけるプレーナ型の酵素電極３０,３１の電極パ
ターン構造は、平面円形又は矩形の作用極４を中心と
し、作用極５を囲むように参照極５が設けられた形状
(「同心タイプ」と称する)を有するのが一般的である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来における酵素電極３０,３１には、以下の問題が
あった。図９(ａ),(ｂ)は、図７及び図８に示した酵素
電極３０,３１をＸ−Ｘ線に沿って切断した断面図であ
り、電極パターン構造を示す。図９(ａ)に示すように、
作用極４のリード線部２上に、参照極５のリード線部３
を直接積層すると、作用極４と参照極５とが接触するた
め、酸化電流を検出することができない。このため、作
用極４のリード線部２と参照極５のリード線部３との間
に絶縁膜６１を設け、両者を絶縁しなければならない。
このようなリード線部２→作用極４→絶縁膜６１→リー
ド線部３→参照極５→絶縁膜６の６回におよぶ積層は、
著しく煩雑である。また、積層の際に、上層は下層に対
して位置ずれや「欠け」があってはならない。さらに、
絶縁膜６１も高度な絶縁性が求められる。また、図９
(ａ)に示すように、参照極５のリード線部３や参照極５
は平坦に形成されない。このため、試薬層の形成が容易
ではなかった。従って、図９(ａ)に示す電極パターン構
造は、高度な精度を要求され、製造の際に各層の形成に
細心の注意を要するので大量生産になじまなかった。

【０００７】これに対し、図９(ｂ)に示すように、作用
極４のリード線部２を絶縁性基板１の裏側に設けること
によって表側の構造の単純化を図ることが考えられる。
ところが、この電極パターン構造はその製造が著しく困
難であり、実用に適さない。従って、図９(ａ),(ｂ)に
示した電極パターン構造は、多大なコストがかかるだけ
でなく、その製造にはノウハウの蓄積と熟練を要してい
た。即ち、数回にわたる積層工程を含む電極製造工程は
煩雑で時間がかかり、各層の乾燥時等には厳重な管理が
必要とされ、加えて、各層のチエックの検査経費が無視
できないものであった。

【０００８】上記問題に鑑み、いわゆる同心タイプの電
極パターン構造は、図１０(ａ),(ｂ)に示すように、参
照極５が完全に作用極４の周囲を囲むのではなく、参照
極５とリード線部２とが平面的に見て重ならないよう
に、リング状の参照極５の一部が欠かれたＣ字状に参照
極５を形成し、参照極５の間をリード先部２が通過する
ように形成することが考えられる。このようにすれば、
図１０(ｃ)に示すように、絶縁基板１の表側の構造を簡
易にすることができる。

【０００９】ところが、参照極５が図１０(ｃ)に示す形
状を持つ場合には、以下の問題があった。即ち、図１１
(ａ)に示すように、同心タイプの酵素電極では、絶縁膜
６は、作用極４の中心と同心の反応電極面９が形成され
るように絶縁性基板１を被覆するのが好ましい。これに
対し、図１１(ｂ),(ｃ)のように、反応電極面９が作用
極４の中心から少しでもずれた場合には、作用極４と参
照極５の酵素反応に関与する面積比や作用極４と参照極
５とが対向する周囲長比が著しく異なってしまう。この
ことは、酵素電極３０毎に酵素電流の測定結果が著しく
異なってしまう(いわゆる「電極バラツキ」を生じる)原
因となっていた。

【００１０】血液試料を導入するための空隙部７を設け
た図１２のようなタイプも同様である。即ち、図１２に
示すタイプでは、空隙部７は、図１２(ａ)に示すよう
に、その中心軸が作用極４の中心と同一平面上に存する
ように設けられるのが好ましいが、図１２(ｂ),(ｃ)に
示すように、空隙部７の中心軸と作用極４の中心との位
置がずれている場合には、作用極４と参照極５との酵素
反応に関与する面積比や作用極４と参照極５の周囲長比
に著しい差違が生じ、著しい電極バラツキが生じる原因
となっていた。

【００１１】また、酵素電極は、作用極４と参照極５と
の対向する最短距離間で反応するが、図１０(ａ)に示し
た酵素電極３１ａでは、参照極５の一部が欠けた状態と
なっており、参照極５の端部をなす部位は、作用極４と
の距離が作用極４と対向している部位よりも長くなる。
このため、参照極５の端部をなす部位と最短距離で結ば
れる作用極４の部位は、電極反応に関与しないエリアと
なるので、電極反応効率が低下する。図１０(ｂ)に示し
た酵素電極３０ａも同様に、参照極５の端部をなす部位
と最短距離で結ばれる作用極４の部位は、電極反応に関
与しないエリアとなる。さらに、酵素電極３０ａでは、
作用極４と参照極５との対向している部位の周縁部が幾
何学的な角部を有している。この角部における作用極４
と参照極５との距離は、平行に位置している周縁部にお
ける作用極４と参照極５との距離よりも長い。このた
め、角部は電極反応に関与しない。

【００１２】さらに、図１０(ａ),(ｂ)に示した電極パ
タ―ンでは、リード線部２の参照極５の端部間を通過す
る部位が、作用極４の面積を広くするため、他の部位よ
りも細く形成される。このため、当該部位における抵抗
が他の部分における抵抗よりも大きくなる。このこと
は、酵素電流を検出するための所定電位を作用極４と参
照極５との間に適性に印加するための障害となってい
た。

【００１３】本発明は上記問題に鑑みなされたものであ
り、従来に比べて製造が容易であり、且つ、従来に比べ
て電極バラツキを抑えることが可能な酵素電極を提供す
ることを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
を解決するために以下の構成を採用する。すなわち、請
求項１の発明は、絶縁性基板と、この絶縁性基板の片面
に形成された作用極と参照極とからなる電極系と、この
電極系の上面に形成される試薬層とを備えた酵素電極に
おいて、前記作用極と前記参照極とが重なるように設け
られ、この重なる範囲における作用極と参照極との対向
する側面が平行となっており、且つこの重なる範囲の長
さが前記試薬層の最も長い幅長さよりも長いことを特徴
とする。

【００１５】請求項１の発明によると、作用極と参照極
との重なる範囲の長さが、試薬層の最も長い幅長さより
も長くされているので、この重なる範囲の上面に試薬層
を形成するようにすれば、試薬層が適正な形成位置から
対向する側面方向に多少ずれても、試薬層と重なる範囲
における作用極と参照極との面積比及び周囲長比が変化
しない。このため、従来の酵素電極と比べていわゆる電
極バラツキの発生を抑えることができる。また、作用極
と参照極とが重なる範囲における作用極と参照極との距
離は最短距離であるので、電極反応に関与しないエリア
をなくすことができる。

【００１６】請求項２の発明は、絶縁性基板と、この絶
縁性基板の片面に形成された作用極と参照極とからなる
電極系と、電極系の一部が露出する状態で前記絶縁性基
板の片面を被覆する絶縁膜とを含み、露出した電極系の
一部が反応電極面をなす酵素電極において、前記作用極
と前記参照極とが重なるように設けられ、この重なる範
囲における作用極と参照極との対向する側面が平行とな
っており、前記反応電極面がこの重なる範囲に形成さ
れ、この反応電極面の最も長い幅長さがこの重なる範囲
の長さよりも短いことを特徴とする。

【００１７】請求項２の発明によると、作用極と参照極
との重なる範囲の長さが、反応電極面の最も長い幅長さ
よりも長くされているので、この重なる範囲に反応電極
面を形成するようにすれば、反応電極面が適正な形成位
置から対向する側面方向に多少ずれても、反応電極面と
重なる範囲における作用極と参照極との面積比及び周囲
長比が殆ど変化しない。このため、いわゆる電極バラツ
キが発生することを抑えることができる。

【００１８】請求項１及び請求項２の発明において、例
えば、作用極は例えば平面帯状に形成され、この作用極
の幅方向に沿って作用極と参照極とが並べられることに
よって、作用極と参照極とが重なるように設けられる。
この場合、作用極の長さ方向の側面が参照極の側面と対
向する側面をなす。また、試薬層及び反応電極面は、例
えば平面円形状，平面楕円形状で形成される。平面円形
状の場合、試薬層及び反応電極面の最も長い幅長さは、
平面円形状の場合、試薬層及び反応電極面の直径を指
し、平面楕円形状の場合、試薬層及び反応電極面の長径
を指す。

【００１９】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
参照極が、作用極の両側に設けられていることで特定し
たものである。

【００２０】請求項４の発明は、請求項１又は２記載の
作用極が２個以上設けられ、前記参照極が３個以上設け
られ、各作用極が参照極の間に挟まれる状態で各作用極
と各参照極とが交互に重なるように配置されていること
で特定したものである。

【００２１】請求項３及び請求項４の発明によると、参
照極が作用極と対向する部位が増えるので、酵素電流の
出力を高めることができる。請求項４の発明において、
作用極及び参照極の数は問わないが、作用極の数が参照
極の数よりも一つ少ない数であることが好ましい。

【００２２】請求項５の発明は、請求項３又は４記載の
各作用極の先端部の側面が、前記作用極と参照極との対
向する側面間の距離と等距離をもって参照極の側面と対
向していることで特定したものである。

【００２３】請求項５の発明によると、先端部の側面が
参照極の側面と最短距離をあけて対向していることとな
るので、作用極の先端部が電極反応に関与しないエリア
となることを防止でき、電極反応効率を高めることがで
きる。

【００２４】請求項６の発明は、請求項３又は４記載の
作用極及び参照極が前記電極系に電力を供給するための
リード線部と夫々接続され、リード線部に接続された作
用極が参照極間に入り込むようにして挟まれており、作
用極に接続されたリード線部の太さが作用極の太さとほ
ぼ同じであり、参照極に接続されたリード線部の太さが
作用極に接続されたリード線部の太さとほぼ同じである
ことで特定したものである。

【００２５】請求項６の発明によると、作用極に接続さ
れたリード線部と作用極との太さがほぼ同じであり、且
つ作用極に接続されたリード線部と参照極に接続された
リード線部との太さがほぼ同じであるので、電極系に安
定した電圧を印加することができ、酵素電流の検出精度
を高めることができる。

【００２６】作用極に接続されたリード線部の太さは作
用極より太くなっていても良い。この場合、作用極に接
続されたリード線部の太さと参照極に接続されたリード
線部の太さとはほぼ同じであることが望ましい。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施形態を説明する。

【００２８】〔酵素電極の構成〕図１は本発明の実施形
態によるプレーナ型の酵素電極１０の一例を示したもの
で、図１(ａ)は分解斜視図，図１(ｂ)は外観図，図１
(ｃ)は図１(ｂ)のＸーＸ線での断面図である。図１(ａ)
において、酵素電極１０は、絶縁性フィルム１１と、電
極１２,１３と、絶縁膜１４と、試薬層１５と、スペー
サ１６と、カバー１７とが積層されることによって形成
されている。

【００２９】絶縁性フィルム１１は、ポリエチレンテレ
フタレ―トを用いて構成されており、その平面形状は、
長方形とこの長方形の短手方向長さと同じ長さの底辺を
持つ等脚台形とを組み合わせた６角形状となっており、
長方形側が一端をなし、等脚台形側が他端をなす。

【００３０】電極１２,１３は、カーボンを主とする材
料を用いてスクリーン印刷法により絶縁性フィルム１１
の片面上に形成されている。電極１２は、リード部１２
ａと作用極１２ｂとからなり、電極１３は、リード部１
３ａと参照極１３ｂ,１３ｃとからなる。

【００３１】図２は、図１に示した電極系の電極パター
ンの説明図である。図２において、リード部１２ａは、
絶縁性フィルム１１の一端側から他端側へ向かって絶縁
性フィルム１１の長手方向に沿って設けられており、作
用極１２ｂは、絶縁性フィルム１１の他端側において、
リード部１２ａから延出する平面帯状の形状を有してい
る。一方、リード部１３ａは、リード部１２ａと略平行
に設けられている。各参照極１３ｂ,１３ｃは、絶縁性
フィルム１１の他端側において、リード部１３ａから延
出しており、作用極１２ｂを挟む状態となっている。

【００３２】このように、作用極１２ｂと各参照極１３
ｂ,１３ｃとは、作用極１２ｂの幅方向に沿って並べて
配置されている。これによって、作用極１２ｂと参照極
１３ｂ,１３ｃとが重なるように配置されている。この
重なる範囲において、作用極１２ｂの長手方向の側面
は、各参照極１３ｂ,１３ｃの作用極１２ｂと対向する
側の側面と平行となっている。また、作用極１２ｂの先
端部は、幾何学的な角部を有せず、側面間の距離と等距
離をもって参照極１３ｂ,１３ｃの側面と対向してい
る。

【００３３】これによって、作用極１２ａの各参照極１
３ｂ,１３ｃの間に入り込んでいる部位の側面が、常に
同一の間隔をおいて、各参照極１３ｂ,１３ｃと対向し
ており、作用極１２ｂと各参照極１３ｂ,１３ｃとが対
向する部位の全てが、作用極１２と参照極１３との最短
距離となっている。

【００３４】また、図２に示すように、リード部１２ａ
の太さ(幅長さ)と作用極１２ｂの太さ(幅長さ)とはほぼ
同じ長さとなっており、リード部１３ａの太さとリード
部１２ａの太さとは、ほぼ同じとなっている。

【００３５】絶縁膜１４は、各リード部１２ａ,１３ａ
の一部及び作用極１２ｂ,１３ｂ,１３ｃの一部を露出さ
せる状態で、絶縁性フィルム１１の片面を被覆してい
る。これによって、絶縁性フィルム１１の一端側には、
血糖の測定装置(図示せず)と電気的に接続されるリード
部１２ａ,１３ａを有する接続端子部が形成されてい
る。また、絶縁性フィルム１１の他端側には、絶縁膜１
４で被覆されていない円形状の非被覆部分が形成されて
おり、この非被覆部分から露出する範囲の作用極１２ｂ
及び参照極１３ｂ,１３ｃが、反応電極面１８(図２参
照)を構成し、電極として機能する。一方、作用極１２
ｂ，参照極１３ｂ,１３ｃの絶縁膜１４で被覆された部
分は、それぞれリード部１２ａ,１３ａの一部をなす。

【００３６】反応電極面１８は、その直径が作用極１２
ｂと参照極１３ｂ,１３ｃの平行な側面の作用極１２ｂ
の長手方向に沿った長さよりも短くなっている。また、
反応電極面１８は、その円形状の中心が作用極１２ｂの
中心軸上に存し、且つ作用極１２ｂ及び参照極１３ｂ,
１３ｃの端部が露出せず、さらに、参照極１３ｂと参照
極１３ｃとがほぼ均等に露出するように形成される。

【００３７】試薬層１５は、反応電極面１８に所定の試
薬を所定量滴下又は塗布し、乾燥させることによって形
成されている。試薬は、少なくとも酵素と保持剤として
の低分子化合物とからなる。試薬層の平面形状は、反応
電極面１８と同心で径寸法がやや大きい円形状となって
いる。

【００３８】スペーサ１６は、絶縁膜１４の上面に設け
られる。スペーサ１６は、絶縁性フィルム１１の他端側
に取り付けられる側の端部に凹部１６ａを有しており、
この凹部１６ａによって、スペーサ１６が絶縁膜１４上
に取り付けられた場合に、反応電極面１８を露出させる
ようになっている。

【００３９】カバー１７は、絶縁性フィルム１１の他端
側の形状とほぼ同じ形状を有しており、その他端側の側
面が絶縁性フィルム１１の他端側の側面と面一となる状
態で、スペーサ１６の上面に取り付けられている。これ
によって、絶縁膜１４とカバー１７の下面とで挟まれた
空間が、血液試料を反応電極面１８へ導入するための空
隙部をなしている。スペーサ１６及びカバー１７は、ポ
リエチレンテレフタレートからなる。

【００４０】〔酵素電極の作用〕上述した酵素電極１０
によると、作用極１２ｂが各参照極１３ｂ,１３ｃと重
なるように並べて配置されており、この重なる範囲にお
ける作用極１２ｂと各参照極１３ｂ,１３ｃとの対向す
る側面が平行となっている。このため、図３に示すよう
に、例えば、反応電極面１８の中心が作用極１２ｂの中
心軸上に配置され、且つ各参照極１３ｂ,１３ｃが同時
に露出するように絶縁膜１４を形成すれば、反応電極面
１８の形成位置が適性位置(図３において実線の円で図
示)から作用極１２ｂの中心軸に沿ってずれても(図３に
おいて破線の円で図示)、反応電極面１８における作用
極１２と参照極１３との面積比及びその周囲長に変化は
ない。従って、作用極１２と参照極１３との酵素反応に
関与する部位の面積比や、反応電極面１８における作用
極１２の周囲長と参照極１３の周囲長との比に変化が生
じない。

【００４１】このため、上記面積比や周囲長比の変動に
よる電極バラツキが生じることを防止することができ、
従来に比べて高い測定精度を得ることができる。また、
反応電極面１８が作用極１２ｂの短手方向(作用極１２
ｂの中心軸と直交する方向)に沿ってずれた場合でも、
従来の同心タイプの酵素電極に比べて面積比や周囲長比
の変化による影響を抑えることができる。

【００４２】また、作用極１２ｂの参照極１３ｂ,１３
ｃと対向する部位が、参照極１３ｂ,１３ｃと常に等距
離の間隔をもって配置されている(周縁部が常に平行と
なっている)ので、作用極と参照極との電極反応に関与
しないエリアを作用極及び参照極から極力減らすことが
でき、電極反応の効率を高めることができる。

【００４３】さらに、従来の酵素電極３０ａ,３１ａの
ように、リード部２を参照極５間を通過させるために細
くする必要がないので、リード部１２ａを作用極１２ｂ
とほぼ同じ幅長さ(太さ)で形成することができる。この
ため、接続端子部から両極面までの電極電位を両極とも
均一とすることができ、電極電位を安定化することがで
きる。

【００４４】また、酵素電極１０によれば、従来におけ
る酵素電極３０,３１のように複雑且つ困難な工程を経
なくても製造することが可能である。さらに、酵素電極
１０では、リード部１２ａと作用極１２ｂとが一体に形
成されて電極１２をなし、リード部１３ａ及び各参照極
１３ｂ,１３ｃとが一体に形成されて電極１３をなして
いる。このため、従来における酵素電極３０ａ,３１ａ
に比べて工程を減らすことができ、その製造を簡易とす
ることができる。このため、従来よりも多くの量産が可
能となる。

【００４５】〔本実施形態の変形例〕本実施形態による
酵素電極１０は、以下の変形が可能である。例えば、図
４に示すように、各リード部１２ａ,１３ａがほぼ同じ
太さで且つ作用極１２ｂよりも太く形成されていても良
い。この場合には、より安定した電圧を電極系に与える
ことができる。

【００４６】また、各参照極１３ｂ,１３ｃは、作用極
１２ｂと対向する部位が等距離をもって存するように形
成されている限り、作用極１２ｂと対向しない側の周縁
部の形状がどのようになっていても良い。例えば、図５
に示すように、各参照極１３ｂ,１３ｃの幅長さ(太さ)
が、作用極１２ｂの幅長さ(太さ)よりも太くされていて
も良い。

【００４７】また、本実施形態では、電極系が一つの作
用極１２ｂと、二つの参照極１３ｂ,１３ｃとからなる
構成となっているが、作用極及び参照極は、各電極にそ
れぞれ少なくとも一つあれば良く、その数は問わない。
例えば、図６に示すように、電極系が二つの作用極２２
ａ,２２ｂと、３つの参照極２２ａ,２２ｂ,２２ｃとか
らなるように構成されていても良い。

【００４８】また、酵素電極１０の形状は図示例に限定
されず、絶縁性フィルム１１，各リード部１２ａ,１３
ａ，作用極１２ｂ，参照極１３Ｂ,１３ｃ，絶縁膜１
４，スペーサ１６及びカバー１７の材料および形成方法
は、公知の材料、形成方法より適したものを適宜選択す
ることができる。例えば、絶縁性フィルム１１，スペ―
サ１６及びカバ―１７の材質は、ポリエチレンテレフタ
レート以外に、ボリエチレンナフタレート、ポリエチレ
ンサルファイド、ポリカーボネート、ポリアリルレー
ト、ポリエーテルサルファイド、ポリイミド、等からな
る樹脂シート、或いは、プラスチック、セラミックス、
ガラス薄板、紙などから選択可能である。

【００４９】リード部１２ａ,１３ａ，作用極１２ｂ及
び参照極１３ｂ,１３ｃは、本実施形態では量産に適し
たスクリーン印刷で形成したが、白金、金、銀、塩化
銀、鉄、亜鉛、ニッケル、パラジウムなどの電極材料を
蒸着法、スパッタリング法、メッキ法、イオンプレーテ
ィングなどの薄膜形成法を用いて形成することができ
る。

【００５０】試薬層１５の酵素は、被定量物質によって
適宜選択する必要があり、グルコースオキシダーゼ、乳
酸オキシダ―ゼ、アルコールオキシダーゼ、コレステロ
ールオキシダーゼ、ウリカーゼ、ピルビン酸オキシダー
ゼ、等から選択される。試薬層を容易に層状に形成する
ための保持剤は低分子化合物で、好ましくは、単糖類、
二糖類およぴ三糖類から選ばれる１種の化合物または２
種以上の混合物、あるいは、アミノ酸からから選ばれる
１種の化合物または２種以上の混合物である。なお、試
薬層１５へは、電極反応によっては酵素だけでなく、フ
エリシアン化カリウムやフェロセン化合物、ｐーべンゾ
キノンなどの電子伝達物質の添加が必要である。試薬層
１５の形成は、通例、滴下した試薬液の乾燥によって行
うが、スクリーン印刷法など適宜選択可能であり、ま
た、さらに強固な膜化のために適切な低分子化合物を添
加することも可能である。スペーサ１６及びカバー１７
は本実施形態では接着剤にて装着した。

【００５１】本発明では、絶縁性フィルム１１、スペー
サ１６、カバー１７、保持材、電極の材料、形状、厚さ
などは限定されるものではなく、プレーナ型酵素電極の
用途、使用態様に応じ適宜、選択・設定すればよい。

【００５２】〔実施例〕次に、上述した実施形態による
酵素電極１０の実施例を説明する。まず、絶縁性フィル
ム１１として１５Ｏｍｍ×１５０ｍｍのポリエチレンテ
レフタレ―ト厚さ１８８μｍを準備し、リード部１２
ａ,１３ａ，作用極１２ｂ及び参照極１３ｂ,１３ｃを、
熱硬化型のフェノール樹脂をバインダとしたポリマー型
のカーボンペーストをスクリーン印刷して一体に形成す
る。さらに、熱硬化型レジストにより絶縁膜１４を形成
することによって、接続端子部と反応電極面１８とを形
成する。次に、反応電極面１８に試薬液５マイクロリ
ットルを滴下し、５０°Ｃで１時間乾燥させて試薬層１
５を形成する。試薬液の組成は、酵素グルコースオキシ
ダーゼ０．１％、電子伝達物質であるフエリシアン化カ
リウム１．５％、支持材トレハロース１．０％である。
長さ１０ｍｍ幅５ｍｍに裁断したポリエチレンテレフタ
レート厚さ１００μｍからなるスペーサ１６を接着剤で
絶縁性フィルム１１上に装着し、この上にカバー１７と
して１５０ｍｍ×１５０ｍｍのポリエチレンテレフタレ
ート厚さ１８８μｍを装着した後、―個の酵素電極、長
さ６０ｍｍ×幅６ｍｍに裁断する。

【００５３】上記工程により製造した酵素電極１０に、
あらかじめ参照極１３に対して作用極１２にＯ．６ボル
トの電圧を印加しておき、試薬層１５部に血液導入後、
５秒後または１０秒後の電極出力より血糖を定量する。

【００５４】

【発明の効果】本発明の効果は以下の通りである。即
ち、請求項１の発明によれば、試薬層の形成位置のずれ
によって試薬層と重なる範囲における作用極と参照極と
の面積比及び周囲長比が著しく変化することを抑えるこ
とができる。このため、従来における酵素電極に比べ、
著しい電極バラツキの発生を抑えることができる。ま
た、作用極と参照極とが重なる範囲における作用極と参
照極との距離は最短距離であるので、電極反応に関与し
ないエリアをなくすことができる。

【００５５】請求項２の発明によれば、反応電極面の形
成位置のずれによって反応電極面における作用極と参照
極との面積比及び周囲長比が著しく変化することを抑え
ることができる。このため、従来における酵素電極に比
べ、著しい電極バラツキの発生を抑えることができる。

【００５６】請求項３及び請求項４の発明によれば、参
照極が作用極と対向する部位が増えるので、電極系から
の出力を高めることができ、感度を高めることができ
る。これによって、電極バラツキが生じるのを抑えるこ
とができる。

【００５７】請求項５の発明によれば、作用極の先端部
が電極反応に関与しないエリアとなることを防止でき、
電極反応効率を高めることができる。

【００５８】請求項６の発明によれば、電極系に安定し
た電圧を印加することができ、酵素電流の検出精度を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態によるプレーナ型の酵素電極
の一例を示す分解斜視図

【図２】図１に示した電極系を示す構成図

【図３】実施形態による酵素電極の作用説明図

【図４】実施形態による酵素電極の変形例を示す図

【図５】実施形態による酵素電極の変形例を示す図

【図６】実施形態による酵素電極の変形例を示す図

【図７】従来における酵素電極の構成図

【図８】従来における酵素電極の構成図

【図９】図７及び図８に示した酵素電極の断面図

【図１０】従来における酵素電極の構成図

【図１１】図１０に示した酵素電極の問題点を示す図

【図１２】図１０に示した酵素電極の問題点を示す図

【符号の説明】

１０酵素電極１１絶縁性フィルム１２作用極１２ａ,１３ａリード部１２ｂ,１３ｂ,１３ｃ参照極１３参照極１４絶縁膜１５試薬層１６スペーサ１７カバー１８反応電極面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者迫田勇策京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地株式会社オムロンライフサイエンス研究所内 (72)発明者時田宗雄京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地株式会社オムロンライフサイエンス研究所内 (72)発明者荒井真人京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地株式会社オムロンライフサイエンス研究所内 (72)発明者滝沢耕一京都府京都市右京区山ノ内山ノ下町24番地株式会社オムロンライフサイエンス研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板と、この絶縁性基板の片面に形
成された作用極と参照極とからなる電極系と、この電極
系の上面に形成される試薬層とを備えた酵素電極におい
て、前記作用極と前記参照極とが重なるように設けられ、こ
の重なる範囲における作用極と参照極との対向する側面
が平行となっており、前記試薬層がこの重なる範囲に形
成され、この試薬層の最も長い幅長さがこの重なる範囲
の長さよりも短いことを特徴とする酵素電極。
【請求項２】絶縁性基板と、この絶縁性基板の片面に形
成された作用極と参照極とからなる電極系と、電極系の
一部が露出する状態で前記絶縁性基板の片面を被覆する
絶縁膜とを含み、露出した電極系の一部が反応電極面を
なす酵素電極において、前記作用極と前記参照極とが重なるように設けられ、こ
の重なる範囲における作用極と参照極との対向する側面
が平行となっており、前記反応電極面がこの重なる範囲
に形成され、この反応電極面の最も長い幅長さがこの重
なる範囲の長さよりも短いことを特徴とする酵素電極。
【請求項３】前記参照極が前記作用極の両側に設けられ
ていることを特徴とする請求項１又は２記載の酵素電
極。
【請求項４】前記作用極が２個以上設けられ、前記参照
極が３個以上設けられ、作用極が参照極の間に挟まれる
状態で各作用極と各参照極とが交互に重なるように配置
されていることを特徴とする請求項１又は２記載の酵素
電極。
【請求項５】各作用極の先端部の側面が、前記作用極と
参照極との対向する側面間の距離と等距離をもって参照
極の側面と対向していることを特徴とする請求項３又は
４記載の酵素電極。
【請求項６】作用極及び参照極が前記電極系に電力を供
給するためのリード線部と夫々接続され、リード線部に
接続された作用極が参照極間に入り込むようにして挟ま
れており、作用極に接続されたリード線部の太さが作用
極の太さとほぼ同じであり、参照極に接続されたリード
線部の太さが作用極に接続されたリード線部の太さとほ
ぼ同じであることを特徴とする請求項３又は４記載の酵
素電極。