JP2001249103A

JP2001249103A - バイオセンサ

Info

Publication number: JP2001249103A
Application number: JP2000389431A
Authority: JP
Inventors: Yuko Taniike; 優子谷池; Makoto Ikeda; 信池田; Shiro Nankai; 史朗南海
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】高濃度域に至るまで良好な応答特性を有し、
かつ低いブランク応答および高い保存安定性を有するバ
イオセンサを提供する。【解決手段】供給される試料液に接触して電気化学的
な測定系を構成する作用極および対極を含む電極系、前
記電極系を支持する電気絶縁性の支持体、前記作用極上
に形成された第１の試薬層、並びに前記対極上に形成さ
れた第２の試薬層を具備し、前記第１の試薬層は主たる
成分が酵素であり、第２の試薬層は主たる成分が電子伝
達体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料中に含まれる
基質を迅速かつ高精度に定量するためのバイオセンサに
関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロース、グルコースなど糖類の定量
分析法として、施光度計法、比色法、還元滴定法および
各種クロマトグラフィーを用いた方法等が開発されてい
る。しかし、これらの方法は、いずれも糖類に対する特
異性があまり高くないので精度が悪い。これらの方法の
うち施光度計法は、操作は簡便ではあるが、操作時の温
度の影響を大きく受ける。従って、施光度計法は、一般
の人々が家庭などで簡易に糖類を定量する方法としては
適切でない。近年、酵素の有する特異的触媒作用を利用
した種々のタイプのバイオセンサが開発されている。以
下に、試料中の基質の定量法の一例としてグルコースの
定量法について説明する。電気化学的なグルコースの定
量法としては、酵素であるグルコースオキシダーゼ（Ｅ
Ｃ１．１．３．４：以下ＧＯＤと略す）と酸素電極ある
いは過酸化水素電極とを使用する方法が一般に知られて
いる（例えば、鈴木周一編「バイオセンサー」講談
社）。ＧＯＤは、酸素を電子伝達体として、基質である
β−Ｄ−グルコースをＤ−グルコノ−δ−ラクトンに選
択的に酸化する。酸素の存在下で、ＧＯＤによる酸化反
応過程において、酸素が過酸化水素に還元される。酸素
電極によって、この酸素の減少量を計測するか、あるい
は過酸化水素電極によって過酸化水素の増加量を計測す
る。酸素の減少量および過酸化水素の増加量は、試料中
のグルコースの含有量に比例するので、酸素の減少量ま
たは過酸化水素の増加量からグルコースを定量すること
ができる。

【０００３】上記方法では、酵素反応の特異性を利用す
ることにより、精度良く試料中のグルコースを定量する
ことができる。しかし、反応過程からも推測できるよう
に、測定結果は試料に含まれる酸素濃度の影響を大きく
受ける欠点があり、試料に酸素が存在しない場合は測定
が不可能となる。そこで、酸素を電子伝達体として用い
ず、フェリシアン化カリウム、フェロセン誘導体、キノ
ン誘導体等の有機化合物や金属錯体を電子伝達体として
用いる新しいタイプのグルコースセンサが開発されてき
た。このタイプのセンサでは、酵素反応の結果生じた電
子伝達体の還元体を作用極上で酸化することにより、そ
の酸化電流量から試料中に含まれるグルコース濃度が求
められる。この際、対極上では、電子伝達体の酸化体が
還元され、電子伝達体の還元体の生成する反応が進行す
る。このような有機化合物や金属錯体を酸素の代わりに
電子伝達体として用いることにより、既知量のＧＯＤと
それらの電子伝達体を安定な状態で正確に電極上に担持
させて試薬層を形成することが可能となり、試料中の酸
素濃度の影響を受けることなく、精度良くグルコースを
定量することができる。この場合、酵素および電子伝達
体を含有する試薬層を乾燥状態に近い状態で電極系と一
体化させることもできるので、この技術に基づいた使い
捨て型のグルコースセンサが近年多くの注目を集めてい
る。その代表的な例が、特許第２５１７１５３号公報に
示されるバイオセンサである。使い捨て型のグルコース
センサにおいては、測定器に着脱可能に接続されたセン
サに試料を導入するだけで容易にグルコース濃度を測定
器で測定することができる。このような手法は、グルコ
ースの定量だけに限らず、試料中に含まれる他の基質の
定量にも応用可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のバイオセンサでは、基質を高濃度に含む試料の場
合、対極上でも酵素反応が進行することにより、対極へ
の電子伝達体の供給が不足し、対極反応が律速になるこ
とにより、基質濃度に比例した電流応答が得られず基質
を定量できないという問題点がある。近年、基質濃度が
ゼロの場合の応答（以下ブランク応答と略称する）が低
く、かつ保存安定性に優れたバイオセンサが求められて
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のバイオセンサ
は、供給される試料液に接触して電気化学的な測定系を
構成する作用極および対極を含む電極系、前記電極系を
支持する電気絶縁性の支持体、前記作用極上に形成され
た第１の試薬層、並びに前記対極上に形成された第２の
試薬層を具備し、前記第１の試薬層は主たる成分が酵素
であり、第２の試薬層は主たる成分が電子伝達体である
ことを特徴とする。第１の試薬層が電子伝達体を含有せ
ず、第２の試薬層が酵素を含有しないことが好ましい。
好ましい１つの態様において、前記支持体は、１つの電
気絶縁性の基板からなり、この基板上に前記作用極およ
び対極が形成されている。他の好ましい態様において、
前記支持体は、電気絶縁性の基板と前記基板との間に試
料液供給路を形成する電気絶縁性のカバー部材からな
り、前記作用極が前記基板上に形成され、前記対極が前
記カバー部材の内面に前記作用極と対向して形成されて
いる。前記カバー部材は、前記基板との間に試料液供給
路ないし試料液収容部を形成するための、外側に膨出し
た曲面部を有するシート部材からなることが好ましい。
さらに好ましいカバー部材は、前記試料液供給路を形成
するスリットを有するスペーサと前記スペーサを覆うカ
バーとからなる。少なくとも第１の試薬層は、親水性高
分子を含むことが好ましい。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい一つの形態にお
けるバイオセンサは、電気絶縁性の基板、前記基板上に
形成された作用極および対極、前記作用極上に形成され
た第１の試薬層、並びに前記対極上に形成された第２の
試薬層を具備し、前記第１の試薬層は主たる成分が酵素
であり、第２の試薬層は主たる成分が電子伝達体である
ことを特徴とする。このバイオセンサは、対極上にある
第２の試薬層の主たる成分が電子伝達体であるため、特
に基質を高濃度に含む試料の場合、対極上では酵素反応
が殆ど進行しない。従って、試料液に試薬が溶解した溶
液中における酵素と電子伝達体の衝突頻度が低下する。
このため応答直線の傾きは低下する。しかし、対極上で
反応するのに十分な電子伝達体が保持されるので、対極
反応が律速にならず、その結果基質の高濃度域に至るま
で応答の直線性を保持することができる。

【０００７】本発明の好ましい他の形態におけるバイオ
センサは、電気絶縁性の基板、前記基板との間に試料液
供給路を形成する電気絶縁性のカバー部材、前記基板上
に形成された作用極、前記カバー部材の内面に前記作用
極と対向して形成された対極、前記作用極上に形成され
た第１の試薬層、並びに前記対極上に形成された第２の
試薬層を具備する。前記カバー部材は、基板との間に試
料液供給路ないし試料液収容部を形成するための、外側
に膨出した曲面部を有するシート部材からなる。さらに
好ましいカバー部材は、前記試料液供給路を形成するス
リットを有するスペーサと前記スペーサを覆うカバーと
からなる。このようなバイオセンサにおいては、第１の
試薬層と第２の試薬層とがそれぞれ別の部材上に形成さ
れているので、互いに組成の異なる第１の試薬層と第２
の試薬層とを容易に分離して形成することができる。ま
た、作用極と対極とが対向した位置に形成されているの
で、電極間のイオン移動が円滑になるため、電流応答を
さらに増加させることができる。

【０００８】カバー部材が、スペーサとカバーから構成
されたバイオセンサにおいては、カバーの物理的強度が
増加するので、外部からの物理的圧力により第１の試薬
層と第２の試薬層が接触することがなくなり、酵素と電
子伝達体の接触により酵素活性が変動するのを防止する
ことができる。以上のいずれの形態のバイオセンサにお
いても、少なくとも第１の試薬層が親水性高分子を含む
ことが好ましい。この親水性高分子により、作用極への
たんぱく質等の吸着が抑制されるので、電流応答感度が
さらに向上する。また、測定時に、試料液に溶解した親
水性高分子により試料液の粘性が増加するので、電流応
答に対する物理的衝撃等の影響が低減するため、電流応
答の安定性が向上する。

【０００９】本発明において、基板、スペーサ、および
カバーとしては、電気絶縁性を有し、保存および測定時
に充分な剛性を有する材料であれば用いることができ
る。例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリアミド、飽和ポリエステル樹脂等の熱可塑性
樹脂、または尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化
性樹脂があげられる。中でも、電極との密着性の点か
ら、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。作用極と
しては、電子伝達体を酸化する際にそれ自身が酸化され
ない導電性材料であれば用いることができる。対極とし
ては、パラジウム、銀、白金、カーボン等の一般的に用
いられる導電性材料であれば用いることができる。酵素
としては、試料中に含まれる測定対象の基質に対応した
ものが用いられる。例えば、フルクトースデヒドロゲナ
ーゼ、グルコースオキシダーゼ、アルコールオキシダー
ゼ、乳酸オキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、
キサンチンオキシダーゼ、アミノ酸オキシダーゼ等があ
げられる。

【００１０】電子伝達体としては、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、メチレンブルー、フェロセン誘導体等があげられ
る。また、酸素を電子伝達体とした場合にも電流応答が
得られる。電子伝達体は、これらの一種または二種以上
が使用される。親水性高分子としては、種々のものを用
いることができる。例えば、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロー
ス、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロ
ース、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、ポリリジン等のポリアミ
ノ酸、ポリスチレンスルホン酸、ゼラチンおよびその誘
導体、ポリアクリル酸およびその塩、ポリメタアクリル
酸およびその塩、スターチおよびその誘導体、無水マレ
イン酸またはその塩の重合体があげられる。中でも、カ
ルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロースが好ましい。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明する。《実施例１》バイオセンサの一例として、グルコースセ
ンサについて説明する。図１は、本実施例のグルコース
センサの縦断面図であり、図２は同グルコースセンサの
試薬層および界面活性剤層を除いた分解斜視図である。
まず、ポリエチレンテレフタレ−トからなる電気絶縁性
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、リード２、３および後述の電極の下地を形成した。
ついで、樹脂バインダーを含む導電性カーボンペースト
を基板１上に印刷して作用極４を形成した。この作用極
４は、リード２と接触している。さらに、基板１上に、
絶縁性ペーストを印刷して絶縁層６を形成した。絶縁層
６は、作用極４の外周部を覆っており、これにより作用
極４の露出部分の面積を一定に保っている。次に、樹脂
バインダーを含む導電性カーボンペーストをリード３と
接触するように印刷して対極５を形成した。

【００１２】第１の試薬層７は、酵素であるＧＯＤを含
有し、電子伝達体を含有しない第１の水溶液を基板１の
作用極４上に滴下した後乾燥することにより形成した。
第２の試薬層８は、電子伝達体であるフェリシアン化カ
リウムを含有し、酵素を含有しない第２の水溶液を基板
１の対極５上に滴下した後乾燥することにより形成し
た。さらに、試料供給を円滑に行うことを目的として、
第１の試薬層７および第２の試薬層８を覆うように、界
面活性剤であるレシチンを含有する層９を形成した。最
後に、基板１、カバー１２、およびスペーサ部材１０を
図２中の一点鎖線で示すような位置関係をもって接着す
ることにより、グルコースセンサを作製した。基板１と
カバー１２との間に挟み込むスペーサ部材１０は、スリ
ット１１を有しており、このスリット１１は基板１とカ
バー１２との間に試料液供給路を形成する。カバー１２
の空気孔１４は、この試料液供給路に連通しているの
で、スリット１１の解放端に形成される試料供給口１３
に試料を接触させれば、毛管現象により試料は容易に試
料液供給路内にある第１の試薬層７および第２の試薬層
８に達する。

【００１３】比較例として、試薬層を形成する工程以外
は本実施例と同様にして、グルコースセンサを作製し
た。図７は、比較例のグルコースセンサの縦断面図であ
る。試薬層３０は、ＧＯＤとフェリシアン化カリウムを
含有する水溶液を、作用極４および対極５上に滴下した
後乾燥することにより形成した。さらに、試薬層３０上
に界面活性剤であるレシチンを含有する層９を形成し
た。

【００１４】次に、実施例１および比較例のグルコース
センサについて、一定量のグルコースを含む溶液を試料
としてグルコース濃度の測定を行った。試料を試料供給
口１３から試料液供給路に供給し、一定時間経過後に、
対極５を基準にして作用極４に５００ｍＶの電圧を印加
した。カバー１２と基板１間にスペーサ部材１０を介在
させることにより、物理的圧力に対してセンサの強度が
増加する。よって、試料液供給路の容積が一定に保たれ
やすく、電流応答に与える物理的圧力等の影響が軽減さ
れる。この電圧印加により、作用極４と対極５との間に
流れた電流値を測定したところ、実施例１および比較例
ともに、試料中のグルコース濃度に比例した電流応答が
観察された。試料が第１の試薬層７および第２の試薬層
８と接触すると、酸化型の電子伝達体であるフェリシア
ン化カリウムがフェリシアン化イオンとカリウムイオン
に解離する。試料中のグルコースと、第２の試薬層８か
ら試料中に溶解したフェリシアン化イオンと、ＧＯＤと
が反応する。その結果、グルコースがグルコノラクトン
に酸化され、酸化型であるフェリシアン化イオンが還元
型であるフェロシアン化イオンに還元される。作用極４
上ではフェロシアン化イオンがフェリシアン化イオンに
酸化される反応が進行し、対極５上ではフェリシアン化
イオンがフェロシアン化イオンに還元される反応が進行
する。フェロシアン化イオンの濃度は、グルコースの濃
度に比例するので、フェロシアン化イオンの酸化電流に
基づいてグルコース濃度を測定することができる。

【００１５】本実施例のグルコースセンサは、比較例の
グルコースセンサに比べて、より高濃度のグルコース濃
度に至るまで高い直線性が観察された。これは次の理由
による。すなわち、ＧＯＤとフェリシアン化カリウムと
を作用極上と対極上とに分離していることにより、対極
上では酵素反応が殆ど進行しない。このため、対極にお
けるフェリシアン化カリウムの濃度が保持され、高濃度
の試料に対しても対極反応が律速になることを防ぐ効果
があり、その結果高濃度域に至るまで応答の直線性を保
持できるのである。比較例のセンサでは、対極上でも作
用極上と同程度の酵素反応が進行することにより、対極
上のフェリシアンイオンはフェロシアンイオンに還元さ
れる。このため対極で必要なフェリシアンイオンが不足
することにより、対極反応が律速となる。さらに、本実
施例のグルコースセンサは、比較例のグルコースセンサ
に比べてブランク応答が低くなり、長期保存前後での電
流応答の変動が抑制された。これは、ＧＯＤとフェリシ
アン化カリウムとが互いに分離しているので、両者が接
触して相互作用を起こすことを防止できるため、ブラン
ク応答の増加を抑制するとともに、長期保存中の酵素の
活性の変動を抑制できたためである。

【００１６】《実施例２》図３は、本実施例におけるグ
ルコースセンサの縦断面図であり、図４は同グルコース
センサの試薬層および界面活性剤層を除いた分解斜視図
である。電気絶縁性の基板２１上にパラジウムをスパッ
タリングして、作用極４およびリード２を形成した。次
に、基板２１上に絶縁性シート２３を貼付することによ
り、作用極４、および測定器に挿入する端子部を規定し
た。一方、外側に膨出した曲面部２４を有する電気絶縁
性のカバー部材２２の曲面部２４の内壁面に、パラジウ
ムをスパッタリングして対極５を形成した。曲面部２４
の端部には、空気孔１４を有する。第１の試薬層７は、
酵素であるＧＯＤを含有し、電子伝達体を含有しない第
１の水溶液を基板２１の作用極４上に滴下した後乾燥す
ることにより形成した。また、第２の試薬層８は、電子
伝達体であるフェリシアン化カリウムを含有し、酵素を
含有しない第２の水溶液をカバー部材２２の対極５上に
滴下した後乾燥することにより形成した。さらに、第１
の試薬層７上に、界面活性剤であるレシチンを含有する
層９を形成した。最後に、基板２１とカバー部材２２を
貼り合わせて、グルコースセンサを作製した。これによ
り作用極４と対極５は、基板２１とカバー部材の曲面部
２４との間に形成される空間部を介して対向する位置に
配置される。この空間部は、試料の収容部となり、空間
部の解放端側に試料を接触させれば毛管現象により試料
は容易に空気孔１４側へ移動し、第１の試薬層７および
第２の試薬層８に接触する。

【００１７】次いで、実施例１と同様の手順にてグルコ
ース濃度を測定した。その結果、試料中のグルコース濃
度に比例した電流応答が観察された。ただし、対極５に
ついては、クリップで曲面部２４の端部を挟むなどによ
り電気的導通を得た。実施例２のグルコースセンサは、
第２の試薬層８中にフェリシアン化カリウムのみを含む
ので、比較例のグルコースセンサに比べて、実施例１と
同様に、より高濃度のグルコース濃度に至るまで高い直
線性が観察された。また、ＧＯＤとフェリシアン化カリ
ウムとが互いに分離しているので、実施例１と同様に、
比較例に比べて、ブランク応答が低下し、長期保存前後
での電流応答の変動が抑制された。また、比較例に比べ
て、応答値の増加が観察された。これは、作用極４と対
極５を対向した位置に形成したことにより、電極間のイ
オン移動が円滑になったためである。

【００１８】《実施例３》図５は、本実施例のグルコー
スセンサの縦断面図であり、図６は同グルコースセンサ
の試薬層および界面活性剤層を除いた分解斜視図であ
る。まず、ポリエチレンテレフタレートからなる電気絶
縁性の基板３１上に、スクリーン印刷により銀ペースト
を印刷し、リード２を形成した。ついで、樹脂バインダ
ーを含む導電性カーボンペーストを基板３１上に印刷し
て作用極４を形成した。この作用極４は、リード２と接
触している。さらに、この基板３１上に、絶縁性ペース
トを印刷して絶縁層６を形成した。絶縁層６は、作用極
４の外周部を覆っており、これにより作用極４の露出部
分の面積を一定に保っている。次に、電気絶縁性のカバ
ー３２の裏面に銀ペーストを印刷してリード３を形成
し、次いで導電性カーボンペーストを印刷して対極５を
形成し、さらに絶縁性ペーストを印刷して絶縁層６を形
成した。カバー３２には、空気孔１４を形成した。酵素
であるＧＯＤを含有し、電子伝達体を含有しない第１の
水溶液を基板３１の作用極４上に滴下した後乾燥して第
１の試薬層７を形成し、電子伝達体であるフェリシアン
化カリウムを含有し、酵素を含有しない第２の水溶液を
カバー３２の対極５上に滴下した後乾燥して第２の試薬
層８を形成した。さらに、第１の試薬層７上に、界面活
性剤であるレシチンを含有する層９を形成した。最後
に、基板３１、カバー３２、およびスペーサ部材１０を
図６中の一点鎖線で示すような位置関係をもって接着す
ることにより、グルコースセンサを作製した。

【００１９】基板３１とカバー３２との間に挟み込むよ
うに設置したスペーサ部材１０は、スリット１１を有し
ており、このスリット１１は基板３１とカバー３２との
間に試料液供給路を形成する。作用極４および対極５
は、スペーサ部材１０のスリット１１の部分に形成され
る試料液供給路内で向き合うように配置されている。カ
バー３２の空気孔１４は、この試料液供給路に連通して
いるので、スリット１１の解放端に形成される試料供給
口１３に試料を接触させれば、毛管現象により試料は容
易に試料液供給路内の第１の試薬層７および第２の試薬
層８に達する。次いで、実施例１と同様の手順にてグル
コースの測定を行った。測定の結果、試料中のグルコー
ス濃度に比例した電流応答が観察された。

【００２０】実施例３のグルコースセンサは、第２の試
薬層８中にフェリシアン化カリウムのみを含むので、比
較例のグルコースセンサに比べて、実施例１と同様に、
より高濃度のグルコース濃度に至るまで高い直線性が観
察された。また、作用極４と対極５が対向した位置に形
成されているので、比較例に比べて、実施例２と同様
に、電流応答が増加した。また、ＧＯＤとフェリシアン
化カリウムとが互いに分離しているので、比較例に比べ
て、ブランク応答が低下し、長期保存前後での電流応答
の変動が抑制された。また、基板３１とカバー３２との
間にスペーサ部材１０が挟まれているので、物理的圧力
に対しての強度が増加したため、第１の試薬層７と第２
の試薬層８が物理的圧力により接触することがなくな
り、ＧＯＤとフェリシアン化カリウムとが接触して酵素
活性が変動することによる電流応答変動がなくなった。
さらに、試料液供給路の容積が一定に保たれやすいの
で、実施例２に比べて電流応答の安定性が向上した。

【００２１】《実施例４》本実施例では、第１の試薬層
７および第２の試薬層８を形成する工程以外は、実施例
３と同様にして、グルコースセンサを作製した。第１の
試薬層７は、酵素であるＧＯＤおよび親水性高分子であ
るカルボキシメチルセルロースを含有し、電子伝達体を
含有しない第１の水溶液を基板３１の作用極４上に滴下
した後乾燥して形成し、第２の試薬層８は、電子伝達体
であるフェリシアン化カリウム、およびカルボキシメチ
ルセルロースを含有し、酵素を含有しない第２の水溶液
をカバー３２の対極５上に滴下した後乾燥して形成し
た。さらに、第１の試薬層７上に、界面活性剤であるレ
シチンを含有する層９を形成した。次いで、実施例１と
同様の手順にてグルコースの測定を行った。測定の結
果、試料中のグルコース濃度に比例した電流応答が観察
された。

【００２２】本実施例のグルコースセンサでは、第２の
試薬層８中にフェリシアン化カリウムのみを含むので、
比較例のグルコースセンサに比べて、実施例１と同様
に、より高濃度のグルコース濃度に至るまで高い直線性
が観察された。また、作用極４と対極５が対向した位置
に形成されているので、比較例に比べて、応答値の増加
が観察された。また、ＧＯＤとフェリシアン化カリウム
とが互いに分離しているので、比較例に比べてブランク
応答が低下し、長期保存前後での電流応答の変動が抑制
された。基板３１とカバー３２との間にスペーサ部材１
０が挟まれているので、ＧＯＤとフェリシアン化カリウ
ムとが接触して酵素活性が変動することによる電流応答
変動がなくなった。さらに、試料液供給路の容積が一定
に保たれやすいので、実施例２に比べて電流応答の安定
性が向上した。また、実施例２および３に比べて、さら
に電流応答が増加した。これは、第１の試薬層７にカル
ボキシメチルセルロースが存在することにより、作用極
４表面へのたんぱく質等の吸着がなくなり、作用極４で
の電極反応がスムーズに進行するためである。また、測
定時に試料の粘性が増加するために、センサに加わる物
理的衝撃等の影響が低減し、センサ応答のバラツキが低
減した。

【００２３】以上の実施例では、対極５を基準にして作
用極４に印加する電圧を５００ｍＶとしたが、これに限
定されるものではない。酵素反応に伴い還元された電子
伝達体が酸化される電圧であればよい。上記実施例で
は、対極上に形成された第２の試薬層に電子伝達体のみ
を含有する構成であったが、対極反応が律速にならない
程度で、かつブランク応答や保存安定性への影響を殆ど
無視することができる程度であれば、電子伝達体以外の
成分を含有してもよい。また、上記実施例では、作用極
上に形成された第１の試薬層が酵素のみまたは酵素と親
水性高分子を含む構成であったが、ブランク応答や保存
安定性への影響を殆ど無視することができる程度であれ
ば、それ以外の成分を含有してもよい。上記の実施例で
は、１種類の電子伝達体を用いたが、２種類以上の電子
伝達体を用いてもよい。

【００２４】第１の試薬層７および第２の試薬層８は、
これを作用極４上あるいは対極５上に固定化することに
よって、酵素あるいは電子伝達体を不溶化させてもよ
い。固定化する場合は、架橋固定法あるいは吸着法を用
いることが好ましい。また、電極中に混合させてもよ
い。界面活性剤としては、レシチン以外のものを用いて
もよい。また上記の実施例では、第１の試薬層７上の
み、または第１の試薬層７および第２の試薬層８上に界
面活性剤層９を形成したが、これらに限定されるもので
はなく、スペーサ部材１０のスリット１１の側面等の試
料駅供給路に面する位置に形成してもよい。上記実施例
では、作用極と対極のみの二電極系について述べたが、
参照極を加えた三電極系にすれば、より正確な測定が可
能である。第１の試薬層７と第２の試薬層８とは、互い
に接触することなく、空間部をはさんで分離されている
ことが好ましい。これにより、ブランク応答の増加抑制
および保存安定性向上の効果をさらに大きくすることが
できる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高濃度域
に至るまで良好な電流応答特性を有するバイオセンサを
得ることができる。また、低いブランク応答および高い
保存安定性をさらに有するバイオセンサを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるグルコースセンサの
縦断面図である。

【図２】同グルコースセンサの試薬層および界面活性剤
層を除いた分解斜視図である。

【図３】本発明の他の実施例におけるグルコースセンサ
の縦断面図である。

【図４】同グルコースセンサの試薬層および界面活性剤
層を除いた斜視図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例におけるグルコース
センサの縦断面図である。

【図６】同グルコースセンサの試薬層および界面活性剤
層を除いた分解斜視図である。

【図７】比較例におけるグルコースセンサの縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１、２１、３１基板２、３リード４作用極５対極６絶縁層７第１の試薬層８第２の試薬層９界面活性剤の層１０スペーサ１１スリット１２、２２、３２カバー１３試料供給口１４空気孔２３絶縁性シート２４曲面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 27/30 ３５３Ｂ 27/46 ３３８

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給される試料液に接触して電気化学的
な測定系を構成する作用極および対極を含む電極系、前
記電極系を支持する電気絶縁性の支持体、前記作用極上
に形成された第１の試薬層、並びに前記対極上に形成さ
れた第２の試薬層を具備し、前記第１の試薬層は主たる
成分が酵素であり、第２の試薬層は主たる成分が電子伝
達体であることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項２】第１の試薬層が電子伝達体を含有せず、
第２の試薬層が酵素を含有しない請求項１記載のバイオ
センサ。
【請求項３】前記支持体が１つの電気絶縁性の基板か
らなり、この基板上に前記作用極および対極が形成され
た請求項１または２記載のバイオセンサ。
【請求項４】前記支持体が電気絶縁性の基板と前記基
板との間に試料液供給路ないし試料液収容部を形成する
電気絶縁性のカバー部材からなり、前記作用極が前記基
板上に形成され、前記対極が前記カバー部材の内面に前
記作用極と対向して形成された請求項１または２記載の
バイオセンサ。
【請求項５】前記カバー部材は、前記基板との間に試
料液供給路ないし試料液収容部を形成するための、外側
に膨出した曲面部を有するシート部材からなる請求項４
記載のバイオセンサ。
【請求項６】前記カバー部材が、前記試料液供給路を
形成するスリットを有するスペーサと前記スペーサを覆
うカバーとからなる請求項４記載のバイオセンサ。
【請求項７】第１の試薬層が親水性高分子を含む請求
項１〜６のいずれかに記載のバイオセンサ。