JPH01223338A - バイオセンサ - Google Patents

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、種々の微量の生体試料中の特定成分について
、試料を希釈することなく迅速かつ簡便に定量すること
のできるバイオセンサに関する。

従来の技術 従来、血液などの生体試料中の特定成分について、試料
液の希釈や攪拌などの操作を行うことなく高精度に定量
する方法として、基質選択性をもつ酵素や蛋白質を用い
て、基質選択性をもつ物質と基質との反応によって消費
あるいは生成する物質の濃度変化や熱量変化などを測定
するトランスジューサから構成されるセンサがある。こ
こで使用されているトランスジューサとしては、白金電
極、カーボン電極、ガス電極やイオン選択性電極などを
利用した電気化学デバイスが用いられている。この中で
特に、カーボン電極を利用する方法において、酸化還元
酵素と電子受容体を組み合せ、基質と酵素の反応により
還元された電子受容体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基質濃度を測定するディスポー
ザブルバイオセンサが提案されている。このようなディ
スポーザブルバイオセンサの従来例としては第４図に示
すバイオセンサがある（例えば、特開昭６２−２３２６
５４号公報）。このバイオセンサバ、絶縁基板９に、対
極１０、測定極１１、参照極１２からなる電極系を有し
、測定部となる電極系上に、蛋白質（アルブミンなど）
で被覆した電極部被覆層１３を備え、酸化還元酵素と電
子受容体を担持した多孔体１４を被覆層上部に保持枠１
６と保護枠１６で固定したものである。試料液を多孔体
へ滴下すると、試料液に多孔体中の酸化還元酵素と電子
受容体が溶解し、試料液中の基質との間で酵素反応が進
行し、電子受容体が還元される。還元された電子受容体
を酸化するときの酸化電流から基質濃度を測定すること
がなされていた。

発明が解決しようとする課題 このような従来の構成において、ディスポーザブルタイ
プのバイオセンサの提案がなされ安価で再現性のよいセ
ンサが提供されたが、保存安定性において、Ｎ２中に保
存する必要があるなどそれほどの進歩は見られなかった
。

本発明は、保存安定性のよい、安価なディスポーザブル
タイプのバイオセンサを提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するため、絶縁基板上に少なく
とも測定極と対極からなる電極系を設け、前記電極系の
表面をあらかじめ架橋構造を有する有機高分子で被覆し
さらに酸化還元酵素および電子受容体を担持した多孔体
と前記絶縁基板を一体化したものである。

作用 本発明によれば、電極系をふくめたディスポーザブルタ
イプで、保存安定性のよいバイオセンサを構成すること
ができ、試料液を多孔体に添加することによね、極めて
容易に基質濃度を測定することができる。

実施例 本発明に使用可能な有機高分子を例示すると、−ビニル
ピロリドン、ビニルアルコール、２−ヒドロキシルエチ
ルアクリレート、２−ヒドロキシルエチルメタクリレー
ト、アクリルアミドなどのモノマのう゛ち少なくても一
種類のモノマを重合して得られる水溶性有機高分子や前
記モノマの少なくとも一種と非水系モノマ（メチルメタ
クリレートなど）を重合して得られる有機高分子に光架
橋剤を添加してなる感光性有機高分子あるいはビニル基
などの感光性を有する基で修飾したモノマを含有する感
光性有機高分子、アクリレート、メタクリレートなどの
重合可能な二重結合を有するモノマから重合される有機
高分子、グリシジル基、カルコン基などの感光性基を含
有する感光性有機高分子、シリコンを含有する感光性有
機高分子などの電子受容体の透過能を有する架橋構造有
機高分子が使用可能である。架橋構造を形成する方法と
しては前記感光性高分子を光架橋する方法や熱硬化する
方法が使用可能である。

以下、本発明の一実施例について図面と共に説明する。

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。第１図は、グルコースセンサの一実施例につ
いて示したもので、構成部分の分解図である。絶縁基板
１に、スクリーン印刷により導電性カーボンペーストを
印刷し、加熱乾燥することにより、対極２、測定極３、
参照極４からなる電極系を形成する。この電極系にポリ
ビニルピロリドン（Ｋ−９０）１００部と光架橋剤ム一
０６６（シンコー技研製）６部の６％水溶液からなる感
光性樹脂を塗布し、乾燥後、マスクを介して露光し、現
像により電極系の一部に有機高分子層６を形成する。次
ぎに穴をあけた樹脂製の保持枠６を有機高分子層６に接
着し、酸化還元酵素としてグルコースオキシダーゼ１ｏ
Ｏダと電子受容体としてフェリシアン化カリウム１５０
１１ｉ１をｐＨ６，６のリン酸緩衝液１ｃｃに溶解した
液をナイロン不織布に含浸後、減圧乾燥して作製した多
孔体７を保持枠６の窓に固定し、保護枠８を接着し、全
体を一体化する。

上記のように構成したグルコースセンサの多孔体へ試料
液としてグルコース標準液を滴下し、滴下２分後に、参
照極を基準として測定極の電位をアノード方向へ０．Ｉ
Ｖ／秒の速度で掃引した。この場合、添加されたグルコ
ースは多孔体に担持されたグルコースオキシターゼの作
用でフェリシアン化カリウムと反応してフェロシアン化
カリウムを生成する。そこで、上記のアノード方向への
掃引により、生成したフェロシアン化カリウム濃度に基
づく酸化電流が得られ、この電流値は基質であるグルコ
ース濃度に対応する。

上記のグルコースセンサに血清サンプルを滴下し、２分
後に見られたピーク電流値は第２図のムに示すように再
現性のよいものであった。このセンサを６月間温度２６
度、湿度６０％の条件で保存し、ムと同様に測定したも
のでピーク電流値を測定したものを、第３図Ｂに示す。

比較のため、第３図Ｇに、有機高分子のかわりに、蛋白
質を被覆し、Ｂと同様の実験を行ったものを示す。これ
は、蛋白質が前述の保存条件下において変成し、ピーク
電流にドリフトが生じたものと考えられる。

しかし、有機高分子を用いると、センサの保存性が増し
、再現性のよい応答が得られる。

本発明のバイオセンサにおける一体化の方法としては、
実施例に示した枠体などの形や組み合せに限定されるも
のではない。また酸化還元酵素と電子受容体の組み合せ
も前記実施例に限定されることなく、本発明の趣旨に合
致するものであれば用いることができる。さらに有機高
分子においても、電子受容体に対して透過能を有するも
のであれば使用可能である。一方上記実施例においては
、電極系として３電極方式の場合に付いてのべたが、対
極と測定極からなる２電極方式でも測定可能である。

発明の効果 このように本発明のバイオセンサは、極めて安価に製造
できるため、ディスポーザブルセンサを提供することが
可能であると共に、極めて容易に生体試料中の基質濃度
を測定することができる。

さらに、センサの保存時における特性の劣化を抑えるこ
とが可能となったものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるバイオセンサの分解斜
視図、第２図と第３図はそのセンサの応答例を示す図、
第４図は従来のバイオセンサの分解斜視図を示す。 １・・・・・・絶縁基板、２・・・・・・対極、３・山
・・測定極、４・・・・・・参照極、６・・・・・・有
機高分子層、６・・・・・・保持枠、７・・・・・・多
孔体、８・・・・・・保護枠。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１ｆｆｌ 第２図 ズ員り　　】二　　Ｃ〕　歓 第３図 渭耐回歎

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁基板上にカーボンを主体とする材料からなる少なく
   とも測定極と対極からなる電極系を設け、前記電極系の
   少なくとも測定極の表面をあらかじめ架橋構造を有する
   有機高分子で被覆しさらに酸化還元酵素および電子受容
   体を担持した多孔体と前記絶縁基板を一体化したことを
   特徴とするバイオセンサ。