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JP2001201479A - バイオセンサ - Google Patents

バイオセンサ

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Publication number
JP2001201479A
JP2001201479A JP2000013025A JP2000013025A JP2001201479A JP 2001201479 A JP2001201479 A JP 2001201479A JP 2000013025 A JP2000013025 A JP 2000013025A JP 2000013025 A JP2000013025 A JP 2000013025A JP 2001201479 A JP2001201479 A JP 2001201479A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
biosensor
electrode
substrate
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000013025A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomohiro Yamamoto
智浩 山本
Kiichi Watanabe
基一 渡邊
Makoto Ikeda
信 池田
Shiro Nankai
史朗 南海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000013025A priority Critical patent/JP2001201479A/ja
Priority to DE60123142T priority patent/DE60123142T2/de
Priority to EP01300407A priority patent/EP1118675B1/en
Priority to ES01300407T priority patent/ES2270958T3/es
Priority to CNB011030380A priority patent/CN1157599C/zh
Priority to US09/764,142 priority patent/US6436255B2/en
Publication of JP2001201479A publication Critical patent/JP2001201479A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/001Enzyme electrodes
    • C12Q1/005Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3272Test elements therefor, i.e. disposable laminated substrates with electrodes, reagent and channels

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少量の試料でも試料液の導入が円滑に行わ
れ、かつ試薬の溶解性を高めて、迅速な測定が可能であ
る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、絶縁性基
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、少なくとも電子メディエータと酸化還元試
薬を含む反応試薬系、および反応試薬系のうち、少なく
とも電子メディエータと酸化還元酵素のいずれか一方が
担持された多孔体からなる担体を具備し、前記担体の一
部または全部が前記試料液供給路外に配置されているこ
とを特徴とする。

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、迅速で高精度な定量を簡便に実施すること
ができるバイオセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、試料中の特定成分を、試料液の希
釈や攪拌などを行うことなく簡易に定量する方式とし
て、つぎ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
縁性基板上にスクリーン印刷などの方法で測定極、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と電子メディエーター
とを含む酵素反応層を形成したものである。そして、こ
の酵素反応層には必要に応じて緩衝剤が加えられる。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。
【0003】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、原理的には
様々な物質の測定が可能である。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。また、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を測定するバイオセン
サを構成することができる。通常、診断指針として用い
られる血清コレステロール値は、コレステロールとコレ
ステロールエステルの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。そのため、
診断指針としての血清コレステロール値を測定するに
は、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
コレステロールエステラーゼとコレステロールオキシダ
ーゼを酵素反応層中に含むバイオセンサを用いることに
よって、血清中の総コレステロール濃度を測定すること
ができる。
【0004】上記のような構成のバイオセンサにおける
酵素反応層は、少なくとも酸化還元酵素を含む試薬の水
溶液を前記電極系上に滴下し、乾燥して、バイオセンサ
に担持させたものである。このようにして試薬を担持さ
せた場合、試薬の量が多くなると試料液を反応層に滴下
したときに反応層が迅速に溶解せず、その結果、測定に
長時間を要するという問題があった。特に、コレステロ
ールセンサの場合、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、試料液滴下後の酵素反応層の溶解に
非常に長時間を要し、迅速な測定を行えなかった。
【0005】そこで、つぎのようなバイオセンサが提案
されている(特願平10−139977号)。このバイ
オセンサは、絶縁性基板、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。また、絶縁性基板、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。
【0006】しかし、このバイオセンサでは、前記担体
が前記試料液供給路内に配置されているために、試料液
供給路の高さは、少なくとも前記担体の厚み以上必要で
ある。実際には、前記担体と前記電極が対向する構成で
あり、前記担体表面と前記電極の接触を防ぐために、一
定の空隙が必要であるので、試料液供給路の高さは更に
大きなものになる。したがって、前記担体を試料液供給
路内に配置する場合、試料液を試料液供給路内に満たす
ためには、少なくとも前記担体の外形から算出される体
積に前記担体の空隙率を掛けた値と、前記担体表面と前
記電極系の空隙を合わせた量の試料液が必要である。一
方、試薬の溶解性を向上させるためには、前記担体の空
隙率は高ければ高い程好ましい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のような特徴か
ら、上記のバイオセンサでは、測定に必要な試料液の量
が、担体を必要としないバイオセンサと比較して多くな
る傾向があった。また、前記担体が前記試料液供給路内
に配置されていることから、特に、血液を試料液とした
場合に、濾紙などの多孔体を用いて血球成分を濾過する
機能をバイオセンサに付与せんとした場合、血球濾過用
の多孔体により濾過された試料液の試料供給路内への浸
入に若干困難をきたす場合があった。本発明は、上記問
題点に鑑み、試薬の溶解性を高めて、迅速な測定を可能
にし、かつ試料液の低減が可能なバイオセンサを提供す
ることを目的とし、さらに、試料液の導入が容易なバイ
オセンサの提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のバイオセンサ
は、絶縁性基板、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、少なくとも電子メディエータ
と酸化還元試薬とを含む反応試薬系、および反応試薬系
のうち少なくとも電子メディエータまたは酸化還元酵素
を担持する担体を具備し、前記担体の一部または全部が
前記試料液供給路外に配置されていることを特徴とす
る。かかる本発明のバイオセンサにおいては、前記担体
が前記反応試薬系のいずれも担持していない領域を有
し、前記少なくとも電子メディエータまたは酸化還元酵
素を担持する領域が、より前記電極系に近い位置に配置
されているのが有効である。また、前記酸化還元酵素と
してはコレステロールオキシダーゼが有効である。ま
た、前記反応試薬系はコレステロールエステル加水分解
能を有する酵素を含むのが好ましい。前記コレステロー
ルエステル加水分解能を有する酵素は、コレステロール
エステラーゼであるのが有効である。また、前記反応試
薬系が界面活性剤を含むのが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】上記のように、本発明によるバイ
オセンサは、多孔質体からなる担体に、電子メディエー
タと酸化還元酵素のうち少なくとも一方を含む試薬を担
持させたものである。担体に担持された試薬は、担体を
構成する多孔質体の表面に付着した形態で担持されるた
め、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。担体としては、試薬を担持
する機能を有し、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れば種々のも
のを用いることができる。例えば、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などをフリー
ス状またはフェルト状に積層したものを用いるのが好適
である。
【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、担体の
全部を前記カバー部材の試料液供給路の外に配置しつ
つ、担体の端部を前記試料液供給路の先端に接触させる
形態である。もう一つの形態は、前記カバー部材の試料
液供給路に担体の一部を挿入する形態である。このよう
に、少なくとも担体の一部を前記試料液供給路外に露出
することで、試料液の担体への浸潤が容易になり、担体
に担持された試薬の迅速な溶解が可能となる。また、試
料液として、電極反応または酵素反応に悪影響を及ぼす
可能性のある固形成分を含む血液などの液体を用いる場
合、少なくとも前記担体の一部に、前記の試薬が担持さ
れない領域を設け、この領域から前記血液などの固形成
分を含む試料液を浸潤させ、該固形成分を濾過すること
が可能である。
【0011】前記カバー部材の試料液供給路に担体を接
触させる場合、担体を、カバー部材の一部と電極系を設
けた絶縁性基板の一部のいずれか一方、あるいは両方
に、接着固定することが望ましい。用いる接着剤として
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、接着後の水に対する溶解性が乏し
いもの、また、水に対して溶解するものでも、水溶液中
で電気化学的に不活性なものが望ましい。例えば、木工
用接着剤(例えば、セメダイン(株)製のセメダイン
c)を用いるのが好適である。
【0012】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、グルコースオキ
シダーゼ、乳酸オキシダーゼ、コレステロールオキシダ
ーゼなどが挙げられる。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、リポプロテインリパーゼなどがあ
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。
【0013】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全体、あるいは担体の一部
分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、ポリオキシエチレン−p−t−オクチルフェニルエ
ーテル(例えば、SIGMA(株)製のTritonX
−100)などを任意に用いることができる。
【0014】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調な層となって試料
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、ポリ2−ヒドロキシエチルメラクリレート
などがあげられる。
【0015】この、親水性高分子層を覆うように、酸化
還元酵素やコレステロールエステラーゼなどの酵素を担
持することもできる。その場合、前記の担体には電子メ
ディエータが担持される。これら電極系を覆う層、すな
わち親水性高分子層または親水性高分子層を覆う酵素層
をさらに覆うように、レシチンなどの両親媒性物質を有
機溶媒に溶解した溶液を滴下乾燥し、両親媒性物質層を
設けることが好ましい。このような両親媒性物質層は、
酵素反応および電極反応には不要であるが、これを設け
ることにより、試料溶液の導入を円滑に行うことができ
る。このような目的のために使用できる両親媒性物質と
しては、レシチンをはじめとするリン脂質などの両親媒
性脂質が好ましい。
【0016】また、担体中で担持された反応試薬系と混
合され、一連の反応が完了した試料液または反応が進行
中の試料液が、円滑に試料液供給路内を満たして電極系
に到達するために、カバー部材の試料液供給路に面する
部分または電極系表面に界面活性剤層を設けてもよい。
この用途に使用する界面活性剤は、前述した、コレステ
ロールエステラーゼの活性を向上させるもののなかから
選択して用いるのが望ましいが、反応系を阻害しなけれ
ば、これら以外のものでも構わない。この界面活性剤層
を設ける場合、前述した電極系表面を被覆する親水性高
分子層の設置が必須である。特に、電極系表面に設ける
場合には、界面活性剤を、前記、電極系表面を被覆する
親水性高分子層を溶解しない溶媒中に溶解、前記親水性
高分子層を覆うように該溶液を滴下、乾燥することによ
り設置しなければならない。
【0017】担体中には電子メディエータを担持する
が、この用途には、フェリシアン化カリウム、p−ベン
ゾキノン、フェナジンメトサルフェート、フェロセン誘
導体(酸化体)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。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。
【0018】
【実施例】以下に具体的な実施例をあげて本発明を詳細
に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるもので
はない。図1は、本発明の一実施例におけるバイオセン
サの分解斜視図を示している。図1に示すように、ポリ
エチレンテレフタレートからなる絶縁性基板1の上に、
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る。
【0019】そして、試料液供給路口となる開口部10
から、試料液センサ内部へ導入される。本実施例では、
開口部10から空気孔11の外周までの長さは4.5m
m、スリットの幅は2.0mm、スリットの深さは0.
1〜0.3mmである。以下に示す担体または担体断片
の寸法を規定するために前記の各寸法の明記が不可欠で
あるので記載したが、各寸法はこれに限定されるもので
はない。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。
【0020】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、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、さらにこれを覆うようにコレステロール
オキシダーゼ、コレステロールエステラーゼからなる酵
素層18を形成し、さらに界面活性剤層19としてTr
itonX−100が担持されている。そして、試料供
給路を構成するカバー裏面部にはレシチン層17が配置
されており、試薬を担持した担体断片からなる担体13
が、試料供給口10に接する様に、前記カバー9に接着
剤14より接着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3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、レシチン層17
が形成されている。そして、試料供給口10付近ないし
外側の、カバーの面に、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。
【0021】図5〜図7は、本発明の他の実施例におけ
るバイオセンサの部分縦断面図である。なお、電極系、
親水性高分子層、界面活性剤層などは省略した。図5に
示すバイオセンサでは、担体13の一部が接着剤14に
より試料供給路を構成するカバー裏面部に固定されてい
る。担体13の外部に露出した側の端部は、試料供給路
を形成する絶縁性基板の試料供給口側の端部より延長さ
れている。この形態により、上部、すなわち、カバー
側、または下部、すなわち絶縁性基板側からでも担体に
試料を供給することが可能である。
【0022】図6に示すバイオセンサでは、図5に示す
バイオセンサとは逆に、試料供給路を形成する絶縁性基
板の試料供給口側の端部は、担体13の外部に露出した
側の端部より延長されている。この形態により、試料を
絶縁性基板上に添加することが可能であり、特に血液を
試料とする場合のように、担体への試料の湿潤に比較的
長時間を要する場合に有利である。
【0023】図7に示すバイオセンサでは、絶縁性基板
1の試料供給路を構成する部分に1カ所以上の突起15
を設けることにより、担体13を固定している。この構
成により、接着剤を用いることなく担体13を固定する
ことが可能である。また、突起15の少なくとも1個を
枕木状に形成することで、担体の外部を試料液が伝搬し
て直接電極系に到達することにより、担体に担持された
試薬を充分に溶解しない、という現象を抑制することが
可能である。
【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」
という。)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、CMC層7を覆うようにして、400ユニ
ット/mlのコレステロールオキシダーゼ(以下、「C
hOx」という。)、2キロユニットのコレステロール
エステラーゼ(以下、「CHE」という。)の混合溶液
を2μl滴下し、酵素層18を形成した。さらに酵素層
18を覆うようにTritonX−100の5.0%エ
タノール溶液を1μl滴下、乾燥させ、界面活性剤層1
9を形成した。この界面活性剤層19は、試料液が円滑
に電極系を覆うために設けているが、ChEの活性を高
めるために、TritonX−100を用いている。ま
た、試料液供給路を形成するカバー裏面にはレシチン層
17を設けている。
【0025】また、厚さ0.2mm、幅2mm、長さ1
0mmのフェルト状のガラスフィルタを用意し、液体チ
ッ素で該ガラスフィルタを冷却し、電子メディエータで
あるフェリシアン化カリウム水溶液を該ガラスフィルタ
の一方の2mmの辺付近に滴下した。該ガラスフィルタ
は、液体チッ素により冷却されているため、滴下された
フェリシアン化カリウム水溶液は、滴下直後に凍結し、
ガラスフィルタ全体には拡散しなかった。該ガラスフィ
ルタの一方の2mmの辺から約2mmの部分までフェリ
シアン化カリウム水溶液が浸透、凍結するように該フェ
リシアン化カリウム溶液を滴下した後、凍結乾燥器中で
4時間程度減圧、乾燥させた。このガラスフィルタの、
一方の2mmの辺から2mm以内では、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
が担持されている。このようにして一部分にフェリシア
ン化カリウムを担持されたガラスフィルタを、担体とし
て図1に示すように接着固定した。この際、担体のフェ
リシアン化カリウムが付着している方の辺を、試料供給
孔の先端に接触させるように担体を配置した。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。
なお、試料液供給路口のスリットの深さは0.1mmと
した。
【0026】こうして作製したバイオセンサに、試料液
として血液または、浸透圧を一定に保ちつつ標準血清を
希釈した溶液と血球の混合溶液10μlを担体13のフ
ェリシアン化カリウムが担持されていない方の幅2mm
の辺から吸引されるように供給した。その結果、血球成
分が担体中のフェリシアン化カリウムが担持されている
部分に到達する前に試料液の濾液部分が担体中のフェリ
シアン化カリウムを溶解し、試料液供給孔から、試料液
供給路に浸入し、電極表面は試料液で満たされた。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、試料液
中の総コレステロール濃度に依存した応答値を示した。
【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、レシチン層17を形成した。また、試料液供給路
を構成するカバー裏面部にもレシチン層17を形成し
た。つぎに、厚さ0.2mm、幅2mm、長さ4.5m
mのフェルト状のガラスフィルタに、フェリシアン化カ
リウム、ChOx、ChE、ChEの活性を向上させる
ための界面活性剤であるTritonX−100を担持
した。フェリシアン化カリウムの担持量は、ガラスフィ
ルタ1平方ミリメートルあたり0.33μmolとし
た。ChODの担持量は、ガラスフィルタ1平方ミリメ
ートルあたり0.1unitsとした。また、ChEお
よびTritonX−100の担持量はそれぞれ1un
itsおよび0.15mgとした。試料液供給路から1
mmの位置に該担体の先端が位置するように、カバー側
の面16と、絶縁性基板1に、接着剤14である木工用
接着剤(セメダイン(株)製のセメダインc)を塗布し
た後、担体を接着させ固定した。この結果、担体の大部
分が試料供給路外に露出した形態となった。このように
して作製されたバイオセンサに、標準血清または、標準
血清を生理食塩水で希釈した溶液を試料液として、担体
の試料液供給路外に露出した部分に添加、実施例1と同
様に応答値を測定したところ、コレステロール濃度に依
存した良好な応答性が得られた。この際の担体中での試
薬の溶解性は非常に良好で、しかも、試料供給路への試
料液の浸入も非常に円滑であった。
【0028】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、少量の
試料でも試料液の導入が円滑に行われ、かつ試薬の溶解
性を高めて、迅速な測定が可能である。
【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分解
斜視図である。
【図2】図1に示す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】本発明の一実施例のバイオセンサにおける要部
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における要
部の縦断面図である。
【図5】本発明のさらに他の実施例のバイオセンサにお
ける要部の縦断面図である。
【図6】本発明の他の実施例のバイオセンサにおける要
部の縦断面図である。
【図7】本発明のさらに他の実施例のバイオセンサにお
ける要部の縦断面図である。
【符号の説明】
1 絶縁性基板 2、3 リード 4 測定極 5 対極 6 絶縁層 7 CMC層 8 スペーサー 9 カバー 10 試料供給路の開口部 11 空気孔 12 スリット 13 担体 14 接着剤 15 突起 16 試料液供給路を構成する空間部に露出するカバ
ーの面 17 レシチン層 18 酵素層 19 界面活性剤層
フロントページの続き (72)発明者 池田 信 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 南海 史朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板、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、少なくとも電子メ
    ディエータと酸化還元試薬とを含む反応試薬系、および
    反応試薬系のうち少なくとも電子メディエータまたは酸
    化還元酵素を担持する担体を具備し、前記担体の一部ま
    たは全部が前記試料液供給路外に配置されていることを
    特徴とするバイオセンサ。
  2. 【請求項2】 前記担体が前記反応試薬系のいずれも担
    持していない領域を有し、前記少なくとも電子メディエ
    ータまたは酸化還元酵素を担持する領域が、より前記電
    極系に近い位置に配置されていることを特徴とする請求
    項1記載のバイオセンサ。
  3. 【請求項3】 前記酸化還元酵素がコレステロールオキ
    シダーゼであることを特徴とする請求項1または2記載
    のバイオセンサ。
  4. 【請求項4】 前記反応試薬系がコレステロールエステ
    ル加水分解能を有する酵素を含むことを特徴とする請求
    項1〜3のいずれかに記載のバイオセンサ。
  5. 【請求項5】 前記コレステロールエステル加水分解能
    を有する酵素がコレステロールエステラーゼであること
    を特徴とする請求項4記載のバイオセンサ。
  6. 【請求項6】 前記反応試薬系が界面活性剤を含むこと
    を特徴とする請求項4または5記載のバイオセンサ。
  7. 【請求項7】 前記担体が多孔質体であることを特徴と
    する請求項1〜6のいずれかに記載のバイオセンサ。
  8. 【請求項8】 前記多孔質体が繊維質であることを特徴
    とする請求項7記載のバイオセンサ。
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