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JP2671693B2 - バイオセンサおよびその製造法 - Google Patents

バイオセンサおよびその製造法

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Publication number
JP2671693B2
JP2671693B2 JP4004592A JP459292A JP2671693B2 JP 2671693 B2 JP2671693 B2 JP 2671693B2 JP 4004592 A JP4004592 A JP 4004592A JP 459292 A JP459292 A JP 459292A JP 2671693 B2 JP2671693 B2 JP 2671693B2
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JP
Japan
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layer
ion concentration
hydrogen ion
concentration control
sensor
Prior art date
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Application number
JP4004592A
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English (en)
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JPH05119013A (ja
Inventor
俊彦 吉岡
史朗 南海
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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 Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to US07/845,073 priority Critical patent/US5192415A/en
Publication of JPH05119013A publication Critical patent/JPH05119013A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2671693B2 publication Critical patent/JP2671693B2/ja
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Expired - Lifetime 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
    • C12Q1/004Enzyme electrodes mediator-assisted

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、試料中の特定成分につ
いて、迅速かつ高精度な定量を簡便に実施することので
きるバイオセンサおよびその製造法に関する。
【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なう事なく簡易に定量しうる方
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1−114747号公報)。
【0003】図7は従来のバイオセンサの断面図であ
り、以下に従来のバイオセンサとしてグルコースセンサ
の動作について説明する。
【0004】展開層31上に滴下された試料液は緩衝性
塩担持層30において緩衝性塩の緩衝作用により最も安
定的に酵素活性の得られるpHに調製された後、酵素担
持層29においてグルコースオキシダーゼと試料液中の
グルコースとが特異的に反応する。同時に、電子受容体
担持層28においてフェリシアン化カリウムが還元され
てフェロシアン化カリウムが生成する。このフェロシア
ン化カリウムの量は試料液中のグルコース濃度に比例す
る。つぎに、電極での反応を妨害するタンパク質などの
分子量の大きな物質が濾過層26で濾過された後、試料
液は電極系22、23上に到達する。電極系22、23
によって試料液中のフェロシアン化カリウムの酸化電流
値を測定することにより、グルコース濃度を検知するこ
とができる。
【0005】濾過層26はポリカーボネート多孔体膜で
あり、電子受容体担持層28、酵素担持層29、緩衝性
塩担持層30はそれぞれセルロース多孔体を担体として
用いている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
においては、電極系を含む基板面の濡れが必ずしも一様
とならないなどの点から、濾過層26と絶縁性の基板2
1との間に気泡が残留し、応答に影響を与える場合があ
った。
【0007】また、緩衝性塩担持層30と酵素担持層2
9とが接触しているため、バイオセンサが吸湿すると前
記2層の接触面において緩衝性塩と酵素が部分的に混合
され、化学的相互作用によって酵素活性が低下し、バイ
オセンサ保存性の劣化がみられる場合があった。
【0008】さらに、従来構成では濾過層および各担持
層の担体として不溶性の多孔体を有しており、試料液が
バイオセンサに供給されてから電極上に達するまでに多
孔体中を通過する必要があった。そのため、センサ応答
を得るまでの時間が長くなり、また、時間的なばらつき
による応答値のばらつきがみられた。
【0009】さらに、上記の従来構成では製造上きわめ
て工数が多いため、低コスト化が難しく、複数の多孔体
を組み立てるといった複雑な工程を有しているといった
課題があった。
【0010】本発明はこのような課題を解決するもの
で、高精度で保存安定性の高いバイオセンサとその製造
方法を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、絶縁性の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、前記電極系上に接して反応層を
設け、さらに、水素イオン濃度制御層を設けたものであ
る。
【0012】
【作用】上記手段により、バイオセンサの保存時におい
ては酵素を安定な条件下に保つことができる。また、試
料液のpHと最も高い酵素活性が得られるpHとは必ず
しも一致しないが、本発明によるとセンサに供給された
試料液が水素イオン濃度制御層に達することによって、
試料液のpHを高い酵素活性の得られる値に近づけるこ
とができる。試料液を予め緩衝液などでpH調製する必
要がなく、簡易操作が可能となる。
【0013】さらに、酵素は一般に温度数十℃以上で取
り扱うとその活性が著しく低下するものが多いが、本発
明の製造法によると電子受容体を含む水素イオン濃度制
御層の形成を、酵素を含む反応層の形成工程以前に実施
するため、目的に応じた加温条件を自由に設定すること
が可能となる。すなわち、電子受容体を含む水素イオン
濃度制御層を加温して短時間に作製することや、温度制
御によって電子受容体などの結晶粒径や乾燥状態を最適
に制御することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。
【0015】(実施例1)バイオセンサの一例として、
フルクトースセンサについて説明する。図1は本発明の
バイオセンサの一実施例として作製したフルクトースセ
ンサのうちカバーおよびスペーサを除いた断面図であ
り、図2は、反応層および水素イオン濃度制御層を除い
たフルクトースセンサの分解斜視図、図3はフルクトー
スセンサの分解斜視図である。
【0016】ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁
性の基板1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を形成した。さらに印刷法により、樹脂
バインダーを含む導電性カーボンペーストからなる電
系(測定極4、対極5)および絶縁性ペーストからなる
絶縁層6を形成した。
【0017】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−ドを部分的に覆ってい
る。
【0018】このようにして電極部分を作製した後、親
水性高分子として、カルボキシメチルセルロ−ス(以下
CMCと略す)の0.5wt%水溶液を電極系上へ滴下、
乾燥させてCMC層を形成した。次に、このCMC層を
覆うように、酵素としてフルクトースデヒドロゲナーゼ
(EC1.1.99.11;以下FDHと略す)の水溶
液を展開し、乾燥させてCMC−FDH層7(第1層)
を形成した。この場合、CMCとFDHは部分的に混合
された状態で厚さ数ミクロンの薄膜状となっている。
【0019】さらに、このCMC−FDH層7上を完全
に覆うようにして、親水性高分子としてポリビニルピロ
リドン(以下PVPと略す)の0.5wt%エタノール溶
液を滴下し、乾燥させ、PVP層8(第2層)を形成し
た。
【0020】PVP層8を設けることによって、果肉な
どの固形成分を含む果汁などの液体を試料液とした場合
には、前記固形成分がPVP層8によって濾過され、電
極表面への吸着などを妨げることができ、その結果セン
サ応答の低下を防ぐことができる。さらに、酵素とフェ
リシアン化カリウムを分離することで、センサの保存特
性を著しく向上させることができる。
【0021】このPVP層8上へ、分散剤としてレシチ
ンの0.5wt%トルエン溶液中に電子受容体であるフェ
リシアン化カリウムの結晶を分散させたものを滴下、乾
燥させることによってフェリシアン化カリウム−レシチ
ン層9(第3層)を形成した。以上のようにしてフルク
トースセンサの反応層15を形成した。この第1、第
2、第3の層間に介在物が存在しても本質的な機能には
影響ない。
【0022】次に、図1あるいは図3に示すように、こ
の反応層15と試料供給孔13に相当する基板先端部の
間にリン酸緩衝液(pH=4.5)を滴下、乾燥して水
素イオン濃度制御層10を形成した。
【0023】本フルクトースセンサに用いた酵素はpH
=4.5で酵素活性がほぼ最大値を示す(37℃)。フ
ルクトース標準液はほぼ中性であるから、試料液が水素
イオン濃度制御層10に達し、試料液のpHが4.5に
なることで、酵素活性を最大限に引き出すことが可能と
なる。また、試料液が酸またはアルカリ性の場合には、
試料液のpHをFDHが最大活性を示す値に近くするこ
とができる。
【0024】さらに、水素イオン濃度制御層10と酵素
を分離することでセンサの保存特性を向上させることが
できる。上記のようにして反応層15および水素イオン
濃度制御層10を形成した後、カバー12およびスペー
サー11を図2あるいは図3中、一点鎖線で示すような
位置関係をもって接着した。
【0025】カバーに透明な高分子材料を用いると、反
応層の状態や試料液の導入状況を外部から極めて容易に
判断することも可能である。カバーを装着することによ
って、試料液はセンサ先端の試料供給孔13に接触させ
るだけの簡易操作で容易に反応層部分へ導入される。試
料液の供給量はカバーとスペーサーによって生じる空間
容積に依存するため、予め定量する必要もない。さら
に、測定中の試料液の蒸発を最小限に抑えることがで
き、精度の高い測定が可能となる。
【0026】こうして作製したフルクトースセンサに試
料液としてフルクトース標準液3μlを試料供給孔より
供給し、2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秒後の電流値
を測定した。
【0027】水素イオン濃度制御層10を通過して、望
ましいpHになった試料液が反応層15へ到達すると、
フェリシアン化カリウム−レシチン層9、PVP層8、
CMC−FDH層7が順次試料液に溶解する。試料液中
のフルクトースはFDHによって酸化され、そこで移動
した電子によってフェリシアン化カリウムがフェロシア
ン化カリウムに還元される。次に、上記のパルス電圧の
印加により、生成したフェロシアン化カリウムの酸化電
流が得られ、この電流値は基質であるフルクトースの濃
度に対応する。
【0028】上記本発明のフルクトースセンサと上記フ
ルクトースセンサのうち水素イオン濃度制御層10を除
いて作製したフルクトースセンサについて、測定時間2
分後の応答特性を図4に示す。図4中、aは本発明のフ
ルクトースセンサ、bは本発明のうち水素イオン濃度制
御層10を除いたフルクトースセンサの応答である。
【0029】本発明のフルクトースセンサ(a)は、基
質であるフルクトース25ミリモル/lまで良好な直線
関係が得られた。一方、水素イオン濃度制御層10を除
いたフルクトースセンサ(b)については10ミリモル
/lまでの直線性しか得られなかった。a,bともに直
線性の得られた範囲内において、本発明のフルクトース
センサによる応答(a)は水素イオン濃度制御層10を
除いたフルクトースセンサの応答(b)に比べて約20
%の電流増加が認められた。
【0030】この結果より、本実施例の水素イオン濃度
制御層10を設けることにより高感度で、測定範囲の広
いバイオセンサが得られることがわかる。
【0031】さらに、測定時間を1分にしたところ、本
発明のフルクトースセンサではフルクトース15ミリモ
ル/lまで直線関係が得られ、同一試料についてセンサ
30個を用いたときの変動係数も7%以下という再現性
のよい応答が得られた。
【0032】(実施例2)ポリエチレンテレフタレート
からなる絶縁性基板上に、実施例1と同様にしてスクリ
ーン印刷により図2に示した電極部分と同じ電極系を形
成した。この電極系上にFDHおよびフェリシアン化カ
リウムをCMC0.5wt%に溶解させた混合水溶液を滴
下し、40℃の温風乾燥器中で10分間乾燥させて反応
層を形成した。
【0033】このように親水性高分子、酵素および電子
受容体の混合溶液を一度に滴下、乾燥させることによっ
て製造工程を簡略化させることができる。また、乾燥時
の温度範囲としては、酵素の失活がみられず、かつ短時
間で乾燥可能な温度ということで20℃から80℃まで
が適している。
【0034】つぎに、実施例1と同様に反応層15と試
料供給孔13に相当する基板先端部の間にMcIlva
ine緩衝液(0.1Mクエン酸−0.2Mリン酸二ナ
トリウム:pH=4.5)を滴下、乾燥して水素イオン
濃度制御層10を形成し、カバーと共に一体化してフル
クトースセンサを構成した。
【0035】上記フルクトースセンサに、フルクトース
標準液3μlを試料供給孔13より供給し、2分後に対
極5を基準にして測定極4にアノード方向へ+0.5V
のパルス電圧を印加し、5秒後の電流を測定すると試料
液中のフルクトース濃度に対応した応答電流値が得られ
た。また、同様に試料液を供給して90秒後に電圧を印
加したところ、2分後とほぼ同じ応答電流が得られた。
さらに、同一試料についてセンサ30個を用いたときの
変動係数も5%以下と非常に再現性のよい応答が得られ
た。
【0036】これらは反応層がFDHとフェリシアン化
カリウムの混在した状態にあるため、試料液に溶解後速
やかに均一な溶液中で反応が進行し、その結果測定に要
する時間が短縮され、かつセンサ応答電流のばらつきも
減少したものと推定される。
【0037】センサ応答電流値は上記フルクトースセン
サのうち水素イオン濃度制御層10を除いて作製したフ
ルクトースセンサに比べて実施例1同様に、約20%の
向上が認められた。
【0038】(実施例3)ポリエチレンテレフタレート
からなる絶縁性基板上に、実施例1および実施例2と同
様にしてスクリーン印刷により図2に示した電極部分と
同じものを形成した。つぎに、図1または図3に示すよ
うに、電極系と試料供給孔13である基板先端部の間に
フェリシアン化カリウムをリン酸緩衝液(pH=4.
5)に溶かした溶液を滴下、加熱乾燥してフェリシアン
化カリウムを含む水素イオン濃度制御層10を形成し
た。
【0039】この加熱温度によって乾燥に要する時間が
変化し、、その結果フェリシアン化カリウムの結晶粒径
をコントロールすることができる。乾燥時間を短くする
と結晶粒径は小さくなり、試料液への溶解速度が高めら
れる。よってセンサ応答速度を速くすることが可能であ
る。フェリシアン化カリウムが反応層中で酵素と共存し
ている場合には、加熱によって酵素の活性が低下するた
め、加熱乾燥の際の温度を自由に設定することはできな
い。
【0040】さらに、水素イオン濃度制御層にフェリシ
アン化カリウムを含ませることは、酵素とフェリシアン
化カリウムを分離することになり、センサの保存特性を
著しく向上させることができる。
【0041】つぎに、電極系上にFDHをCMC0.5
wt%に溶解させた混合水溶液を滴下し、40℃の温風乾
燥器中で10分間乾燥させて反応層を形成し、カバーと
共に一体化してフルクトースセンサを構成した。
【0042】このようにして作製したフルクトースセン
サに、フルクトース標準液3μlを試料供給孔13より
供給し、実施例1および実施例2と同様にして2分後の
センサ応答を測定すると試料液中のフルクトース濃度に
対応した応答電流値が得られた。また、同様に試料液を
供給して90秒後に電圧を印加したところ、2分後とほ
ぼ同じ応答電流が得られた。これはフェリシアン化カリ
ウムの結晶粒径を小さくしたため、試料液への溶解が速
やかに進行したためである。
【0043】(実施例4)バイオセンサの一例として、
スクロースセンサについて説明する。
【0044】ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁
性基板上に、実施例1、実施例2および実施例3と同様
にしてスクリーン印刷により図2に示した電極部分と同
じ電極系を形成した。この電極系上にCMCの0.5wt
%水溶液を滴下、乾燥させてCMC層を形成した。つぎ
に、このCMC層上へインベルターゼ(EC3.2.
1.26)、ムタロターゼ(EC5.1.3.3)、グ
ルコースオキシダーゼおよびフェリシアン化カリウムを
CMC0.5wt%に溶解させた混合水溶液を滴下し、4
0℃の温風乾燥器中で10分間乾燥させて反応層15を
形成した。
【0045】つぎに、実施例1と同様に反応層15と試
料供給孔13に相当する基板先端部の間にリン酸緩衝液
(pH=7.4)を滴下、乾燥して水素イオン濃度制御
層10を形成し、カバーと共に一体化してスクロースセ
ンサを構成した。
【0046】上記スクロースセンサに、スクロース標準
液3μlを試料供給孔13より供給し、2分後に対極5
を基準にして測定極4にアノード方向へ+0.5Vのパ
ルス電圧を印加し、5秒後の電流を測定すると試料液中
のスクロース濃度に対応した応答電流値が得られた。
【0047】(実施例5)バイオセンサの一例として、
フルクトースセンサについて説明する。
【0048】図5は本発明のバイオセンサの一実施例と
して作製したフルクトースセンサのうちカバー及びスペ
ーサを除いた断面図であり、図6は、反応層を除いたフ
ルクトースセンサの分解斜視図である。
【0049】ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁
性基板1上に、上記実施例と同様にしてスクリーン印刷
により図6に示した電極部分と同じ電極系を形成した。
この電極系上にFDHおよびフェリシアン化カリウムを
CMC0.5wt%に溶解させた混合水溶液を滴下し、4
0℃の温風乾燥器中で10分間乾燥させてCMC−FD
H−フェリシアン化カリウム層16を形成した。
【0050】次に、このCMC−FDH−フェリシアン
化カリウム層16を完全に覆うようにして、PVPの
0.5wt%エタノール溶液を滴下、乾燥させてPVP層
8を形成した。このPVP層8の上へリン酸緩衝液(p
H=4.5)を滴下、乾燥させて水素イオン濃度制御層
10を形成した。
【0051】この場合、PVPが親水性高分子であるた
めに水素イオン濃度制御層10は部分的にPVP層8と
混合された状態で薄膜状となっているが、撹拌等を伴わ
ないため完全には混合されず、巨視的には分離した層と
してみることができる。
【0052】このように、反応層上に接して水素イオン
濃度制御層を形成すると、水素イオン濃度制御層が試料
液に溶解してから反応層が溶解するまでの時間が短くな
り、その結果センサ応答に要する時間を短縮することが
できる。また、試料供給孔12と空気孔13を必ずしも
区別する必要がなくなり、試料供給孔12を空気孔とし
て空気孔13より試料液を供給することも可能である。
【0053】上記のようにして反応層および水素イオン
濃度制御層を形成した後、カバー12およびスペーサー
11を図6中、一点鎖線で示すような位置関係をもって
接着した。
【0054】上記のフルクトースセンサに試料液として
フルクトース標準液を試料供給孔13より供給し、実施
例1と同様にしてセンサ応答を測定したところ、フルク
トース25ミリモル/lまで良好な直線関係が得られ
た。さらに、同一試料についてセンサ30個を用いたと
きの変動係数も6%以下という再現性のよい応答が得ら
れた。
【0055】(実施例6)ポリエチレンテレフタレート
からなる絶縁性基板1上に、実施例1と同様にしてスク
リーン印刷により図6に示した電極部分と同じものを形
成した。この電極系上にフェリシアン化カリウムおよび
CMCの水溶液を滴下、加熱乾燥してCMC−フェリシ
アン化カリウム層を形成した。
【0056】この際の加熱温度によって乾燥に要する時
間が変化し、その結果フェリシアン化カリウムの結晶粒
径をコントロールすることができる。乾燥時間を短くす
ると結晶粒径は小さくなり、試料液への溶解速度が高め
られる。よってセンサ応答速度を速くすることが可能で
ある。フェリシアン化カリウムが反応層中で酵素と共存
している場合には、高温加熱によって酵素の活性が低下
する場合が多いため、自由に加熱乾燥することはできな
い。
【0057】次に、このCMC−フェリシアン化カリウ
ム層を完全に覆うようにして、PVPの0.5wt%エタ
ノール溶液を滴下、乾燥させてPVP層を形成した。さ
らに、FDH水溶液をPVP層上へ展開、乾燥させてF
DH層を形成した。
【0058】次に、このFDH層を完全に覆うようにし
て、ヒドロキシエチルセルロース(以下、HECと略
す)の0.5wt%エタノール溶液を展開、乾燥させてH
EC層を形成した。さらに、このHEC層上へリン酸緩
衝液(pH=4.5)を滴下、乾燥させて水素イオン濃
度制御層を形成し、カバー、スペーサーと共に一体化し
てフルクトースセンサを作製した。
【0059】この場合、PVPおよびHECは親水性高
分子であるために各層上に水溶液を滴下した際には各層
間は部分的に混合された状態で薄膜状となっているが、
撹拌等を伴わないため完全には混合されていない。した
がって、FDH層および水素イオン濃度制御層と親水性
高分子層はそれぞれ分離した層としてみることができ
る。
【0060】上記のように作製したフルクトースセンサ
に、フルクトース標準液を試料供給孔より供給し、実施
例1と同様にして2分後のセンサ応答をみると試料液中
のフルクトース濃度に対応した応答電流値が得られた。
また、同様に試料液を供給して90秒後に電圧を印加し
たところ、2分後とほぼ同じ応答電流が得られた。これ
はフェリシアン化カリウムの結晶粒径がより小さくなっ
たため、試料液への溶解が速やかに進行したためであ
る。
【0061】なお、上記実施例ではフルクトースセンサ
およびスクロースセンサについて示したが、本発明はグ
ルコースセンサやアルコールセンサ、乳酸センサ、コレ
ステロールセンサなど酵素の関与する反応系に広く用い
ることができる。
【0062】上記実施例では酵素としてFDH、インベ
ルターゼ、ムタロターゼ、グルコースオキシダーゼを用
いたが、これ以外に、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も用いることが
できる。
【0063】さらに、上記実施例では親水性高分子とし
てCMC、PVPおよびHECを用いたが、これらに限
定されることはなく、ビニルアルコール系、セルロース
系、ビニルピロリドン系、ゼラチン系、アクリル酸塩
系、デンプン系、無水マレイン酸系、アクリルアミド
系、メタクリレート樹脂などをそれぞれ用いても同様の
効果が得られた。
【0064】また、上記実施例では、測定極と対極のみ
の二極電極系について述べたが、参照極を加えた三電極
方式にすれば、より正確な測定が可能である。
【0065】さらに、電子受容体としては、上記実施例
に示したフェリシアン化カリウム以外に、p−ベンゾキ
ノン、フェナジンメトサルフェート、フェロセンなども
使用できる。
【0066】一方、水素イオン濃度制御層の形成にはに
はリン酸緩衝液、McIlvain緩衝液を用いたが、
これらに限定されることはなく、酵素の最大活性が得ら
れるpHを得る緩衝液を自由に用いることができる。酢
酸−酢酸ナトリウム緩衝液のような常温で液体のもので
あっても、保液性の高い高分子と共に用いることによっ
て水素イオン濃度制御層を構成することができる。
【0067】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば試料液の
水素イオン濃度を予め調整することなく、酵素の特性に
応じた最適な水素イオン濃度を設定することができる。
その結果、より短い時間で高精度な測定のできるバイオ
センサが得られる。さらに、本発明の製造法によると電
子受容体を含む水素イオン濃度制御層を加温して短時間
に作製することや、温度制御によって電子受容体の状態
をコントロールすることができ、製造上大きな効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバイオセンサの一実施例のフルクトー
スセンサのカバーおよびスペーサを除いた断面図
【図2】本発明のバイオセンサの一実施例のフルクトー
スセンサの反応層および水素イオン濃度制御層を除いた
分解斜視図
【図3】本発明のバイオセンサの一実施例のフルクトー
スセンサの分解斜視図
【図4】本発明のバイオセンサの実施例のフルクトース
センサの応答例を示した図
【図5】本発明のバイオセンサの一実施例のフルクトー
スセンサのカバーおよびスペーサを除いた断面図
【図6】本発明のバイオセンサの一実施例のフルクトー
スセンサの反応層および水素イオン濃度制御層を除いた
分解斜視図
【図7】従来例におけるバイオセンサの断面図
【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 7 CMC−FDH層 8 PVP層 9 フェリシアン化カリウムーレシチン層 10 水素イオン濃度制御層 11 スペーサー 12 カバー 13 試料供給孔 14 空気孔 15 反応層 16 CMC−FDH−フェリシアン化カリウム層 21 絶縁性の基板 22 測定極 23 対極 24 絶縁層 25 粘着性構造体 26 濾過層 27 保持枠 28 電子受容体担持層 29 酵素担持層 30 緩衝性塩担持層 31 展開層

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性の基板と、前記絶縁性の基板上に
    形成された少なくとも測定極と対極からなる電極系と、
    前記電極系上に接して位置する反応層と、前記絶縁性の
    基板上に位置する電子受容体と、水素イオン濃度制御層
    からなり、前記水素イオン濃度制御層が前記絶縁性の基
    板上に直接形成されたかあるいは前記反応層上に直接形
    成されたことを特徴とするバイオセンサ。
  2. 【請求項2】反応層が親水性高分子と酵素と電子受容体
    を主体とする構成要素からなることを特徴とする請求項
    1に記載のバイオセンサ。
  3. 【請求項3】絶縁性の基板上に、反応層が少なくとも親
    水性高分子と酵素を含む第1の層、親水性高分子からな
    る第2の層および少なくとも電子受容体を含む第3の層
    の3層を形成したことを特徴とする請求項2に記載のバ
    イオセンサ。
  4. 【請求項4】反応層が少なくとも親水性高分子と酵素を
    含み、水素イオン濃度制御層に電子受容体が含まれるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のバイオセンサ。
  5. 【請求項5】水素イオン濃度制御層が電極系上に配置さ
    れたことを特徴とする請求項1に記載のバイオセンサ。
  6. 【請求項6】反応層が少なくとも親水性高分子と酵素と
    電子受容体を含み、反応層と水素イオン濃度制御層との
    層間に親水性高分子層を配したことを特徴とする請求項
    5に記載のバイオセンサ。
  7. 【請求項7】反応層が少なくとも親水性高分子と電子受
    容体を含む第1の層と、少なくとも酵素を含む第2の層
    からなり、水素イオン濃度制御層が前記第2の層上に位
    置することを特徴とする請求項6に記載のバイオセン
    サ。
  8. 【請求項8】 絶縁性の基板上に、少くとも測定極と対
    極からなる電極系を設けた後、少なくとも電子受容体を
    含む水素イオン濃度制御層を前記絶縁性の基板上の電極
    系を除く位置に形成し、次に前記電極系上に少なくとも
    親水性高分子と酵素を含む反応層を順次形成することを
    特徴とするバイオセンサの製造法。
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