WO2018079465A1 - 電子メディエータの酸化剤 - Google Patents
電子メディエータの酸化剤 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018079465A1 WO2018079465A1 PCT/JP2017/038134 JP2017038134W WO2018079465A1 WO 2018079465 A1 WO2018079465 A1 WO 2018079465A1 JP 2017038134 W JP2017038134 W JP 2017038134W WO 2018079465 A1 WO2018079465 A1 WO 2018079465A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- group
- compound
- electron mediator
- oxidizing agent
- salt
- 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.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING 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
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme electrodes
- C12Q1/004—Enzyme electrodes mediator-assisted
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C309/00—Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
- C07C309/63—Esters of sulfonic acids
- C07C309/72—Esters of sulfonic acids having sulfur atoms of esterified sulfo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton
- C07C309/73—Esters of sulfonic acids having sulfur atoms of esterified sulfo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton to carbon atoms of non-condensed six-membered aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C71/00—Esters of oxyacids of halogens
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D347/00—Heterocyclic compounds containing rings having halogen atoms as ring hetero atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING 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
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/26—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase
- C12Q1/32—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase involving dehydrogenase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y101/00—Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1)
- C12Y101/99—Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1) with other acceptors (1.1.99)
- C12Y101/9901—Glucose dehydrogenase (acceptor) (1.1.99.10)
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
- G01N27/3272—Test elements therefor, i.e. disposable laminated substrates with electrodes, reagent and channels
Definitions
- the present application relates to a method for electrochemically measuring an analyte (analyte) via an electron mediator or an oxidant for an electron mediator for use in a biosensor using the electron mediator.
- the electron mediator is a redox substance that mediates electron transfer, and is responsible for transmission of electrons generated by the redox reaction of the analyte in the biosensor.
- Patent Document 1 describes a biosensor for total hemoglobin using potassium ferricyanide as an electron mediator. Specifically, in Patent Document 1, potassium ferricyanide oxidizes hemoglobin iron (II) in hemoglobin, while potassium ferricyanide is reduced to potassium ferrocyanide. At this time, the total hemoglobin amount is measured by obtaining an electrochemical signal from the potassium ferrocyanide using an electrode system having a working electrode and a counter electrode.
- potassium ferricyanide oxidizes hemoglobin iron (II) in hemoglobin
- potassium ferricyanide is reduced to potassium ferrocyanide.
- the total hemoglobin amount is measured by obtaining an electrochemical signal from the potassium ferrocyanide using an electrode system having a working electrode and a counter electrode.
- Patent Document 2 describes a biosensor for measuring glucose concentration (blood glucose level) in blood. Specifically, in Patent Document 2, potassium ferricyanide is used as an electron mediator, glucose is reacted with potassium ferricyanide in the presence of glucose dehydrogenase, glucose is oxidized by the catalytic reaction of glucose dehydrogenase, and potassium ferricyanide is Reduced to potassium ferrocyanide. At this time, the amount of glucose is measured by obtaining an electrochemical signal from the potassium ferrocyanide using an electrode system having a working electrode and a counter electrode.
- the electron mediator is reduced regardless of the oxidation reaction of the analyte due to the storage state of the electron mediator.
- the electron mediator is found a problem.
- potassium ferricyanide when potassium ferricyanide is used as an electron mediator, it is found that a part of potassium ferricyanide is reduced to potassium ferrocyanide by moisture and light in the air in the process of dropping the solution of potassium ferricyanide to the electrode system and drying it. It was.
- a trivalent iodobenzene compound is represented by formulas I to III: [Wherein R 1 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, a halogen, an amino group, a nitro group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an acetyl group, or an optionally substituted hydrocarbon group.
- X and Y each independently represent a hydroxyl group, an alkylcarbonyloxy group, an alkylsulfonyloxy group, an alkylbenzenesulfonyloxy group, or an optionally substituted hydrocarbon group;
- Z represents a halogen, a hydroxyl group, an alkylcarbonyloxy group, an alkylperoxy group, or an optionally substituted hydrocarbon group;
- W 1 and W 2 each represent a methyl group, or W 1 and W 2 together represent oxo ( ⁇ O)]
- the oxidizing agent according to [1] which is a compound represented by any of the following: [3]
- R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, a halogen, a nitro group, or a linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent.
- X and Y are each independently a hydroxyl group, an acetoxy group, a trifluoroacetoxy group, a tosyloxy group, a methanesulfonyloxy group, a trifluoromethanesulfonyloxy group, or a halogen.
- R 1 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, a halogen, a nitro group, a carboxyl group, or a substituent; the represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to carbon atoms and optionally four straight or branched chain having, in formula III, R 1 - R 4 are independently a hydrogen atom Represents a halogen, a nitro group, or a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent, and Z represents a halogen, a hydroxyl group, an acetoxy group , A trifluoroacetoxy group, or a linear or branched alkylperoxy group having 1 to 6 carbon atoms, W 1 and W 2 each represent a methyl group, or W 1 and W 2 together
- the oxidizing agent according to [5] The electron mediator according to any one of [1] to [4], wherein the electron mediator is a compound selected from the group consisting of a metal complex, a quinone compound, a phenazine compound, a viologen compound, a phenothiazine compound, and a phenol compound.
- Electron mediator is potassium ferricyanide, hexaammineruthenium, ferrocene, poly (1-vinylimidazole) -bis (bipyridine) chloroosmium, hydroquinone, 2-methyl-1,4-benzoquinone, 1,2-naphthoquinone-4 -Sulfonic acid or its salt, 9,10-phenanthrenequinone-2-sulfonic acid or its salt, 9,10-phenanthrenequinone-2,7-disulfonic acid or its salt, 1,10-phenanthroline-5,6-dione Anthraquinone-2-sulfonic acid or its salt, 1-methoxy-5-methylphenazinium methyl sulfate, hydroxyphenazine, methyl viologen, benzyl viologen, methylene blue, methylene green, 2-aminophenol, 2-amino-4-methyl Phenol And 2,4 is one or more compounds selected from
- the electron mediator is potassium ferricyanide, hexaammineruthenium, ferrocene, poly (1-vinylimidazole) -bis (bipyridine) chloroosmium, hydroquinone, 2-methyl-1,4-benzoquinone, 1,2-naphthoquinone-4 -Sulfonic acid or its salt, 9,10-phenanthrenequinone-2-sulfonic acid or its salt, 9,10-phenanthrenequinone-2,7-disulfonic acid or its salt, 1,10-phenanthroline-5,6-dione Anthraquinone-2-sulfonic acid or its salt, 1-methoxy-5-methylphenazinium methyl sulfate, hydroxyphenazine, methyl viologen, benzyl viologen, methylene blue, methylene green, 2-aminophenol, 2-amino-4-methyl Fenault , And 2,4 is one or more compounds selected from the group
- Electron mediator is potassium ferricyanide, hexaammineruthenium, ferrocene, poly (1-vinylimidazole) -bis (bipyridine) chloroosmium, hydroquinone, 2-methyl-1,4-benzoquinone, 1,2-naphthoquinone-4 -Sulfonic acid or its salt, 9,10-phenanthrenequinone-2-sulfonic acid or its salt, 9,10-phenanthrenequinone-2,7-disulfonic acid or its salt, 1,10-phenanthroline-5,6-dione Anthraquinone-2-sulfonic acid or its salt, 1-methoxy-5-methylphenazinium methyl sulfate, hydroxyphenazine, methyl viologen, benzyl viologen, methylene blue, methylene green, 2-aminophenol, 2-amino-4-methyl Fenault , And 2,4 is one or more compounds selected from the group consisting
- the reagent further comprises an enzyme that catalyzes an oxidation reaction, the analyte is oxidized by the enzyme, and the electron mediator is reduced.
- the electron mediator according to any one of [15] to [17], wherein the electron mediator is a compound selected from the group consisting of a metal complex, a quinone compound, a phenazine compound, a viologen compound, a phenothiazine compound, and a phenol compound.
- the electron mediator is potassium ferricyanide, hexaammineruthenium, ferrocene, poly (1-vinylimidazole) -bis (bipyridine) chloroosmium, hydroquinone, 2-methyl-1,4-benzoquinone, 1,2-naphthoquinone-4 -Sulfonic acid or its salt, 9,10-phenanthrenequinone-2-sulfonic acid or its salt, 9,10-phenanthrenequinone-2,7-disulfonic acid or its salt, 1,10-phenanthroline-5,6-dione Anthraquinone-2-sulfonic acid or its salt, 1-methoxy-5-methylphenazinium methyl sulfate, hydroxyphenazine, methyl viologen, benzyl viologen, methylene blue, methylene green, 2-aminophenol, 2-amino-4-methyl Fenault , And 2,4 is one or more compounds selected from the group
- the accuracy of the electrochemical measurement of the analyte is improved by using the oxidizing agent of the present application.
- the oxidizing action with respect to the reduced electron mediator of the oxidizing agent of the electron mediator of this application is shown. From left, current values are shown when no oxidizing agent is used, compound 1, compound 2, compound 3, compound 4, compound 5, hydroxypyridine N-oxide, WST-3, and Dess-Martin periodinane are used. Each current value is expressed as a relative value (%) with respect to the current value without the oxidizing agent.
- the oxidizing action with respect to the reduced electron mediator of the oxidizing agent of the electron mediator of this application is shown. From left, current values are shown when no oxidizing agent is used, compound 1, compound 2, compound 3, compound 4, compound 5, hydroxypyridine N-oxide, WST-3, and Dess-Martin periodinane are used.
- Each current value is expressed as a relative value (%) with respect to the current value without the oxidizing agent.
- the oxidizing action with respect to the reduced electron mediator of the oxidizing agent of the electron mediator of this application is shown. From left, current values are shown when no oxidant is used, compound 5, hydroxypyridine N-oxide, WST-3, and Dess-Martin periodinane are used. Each current value is expressed as a relative value (%) with respect to the current value without the oxidizing agent.
- the oxidizing action with respect to the reduced electron mediator of the oxidizing agent of the electron mediator of this application is shown. From the left, current values in the case of using no compound, compound 6 and compound 7 are shown.
- Each current value is expressed as a relative value (%) with respect to the current value without the oxidizing agent.
- the oxidizing action with respect to the reduced electron mediator of the oxidizing agent of the electron mediator of this application is shown. From the left, current values in the case of using no compound, compound 6 and compound 7 are shown. Each current value is expressed as a relative value (%) with respect to the current value without the oxidizing agent. The oxidizing action with respect to the reduced electron mediator of the oxidizing agent of the electron mediator of this application is shown. From the left, current values in the case of using no compound, compound 6 and compound 7 are shown. Each current value is expressed as a relative value (%) with respect to the current value without the oxidizing agent.
- the measurement result of hemoglobin using the sensor which carried the oxidizing agent of the electron mediator of this application is shown.
- concentration differs is shown.
- concentration differs is shown.
- supported the oxidizing agent of the electron mediator of this application is shown.
- supported the oxidizing agent of the electron mediator of this application is shown.
- the oxidant of the electron mediator of the present application (hereinafter also referred to as “oxidant of the present application”) is an oxidant for oxidizing the electron mediator.
- the oxidizing agent of the present application is an electron mediator that is reduced regardless of the oxidation reaction of the analyte, particularly in the manufacturing process of the electrochemical sensor employing the electrochemical measurement or electrochemical measurement technology of the analyte using the electronic mediator. Used to oxidize.
- “analyte” means a substance to be measured.
- the electron mediator is, for example, a buffer component for dissolving moisture, light in the air, or the electron mediator (particularly, many phosphates such as disodium hydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate, citric acid, etc. It was found that it was reduced by a storage environment such as a highly hygroscopic buffer component). By causing the oxidizing agent of the present application to coexist with the electron mediator, the deterioration of the electron mediator as described above can be reduced or prevented.
- the oxidizing agent of the present application includes a trivalent iodobenzene compound.
- the oxidant of the present application may be the trivalent iodobenzene compound itself, or, in addition to the trivalent iodobenzene compound, water, solvent, buffer solution, protein, polymer material, saccharide, Additional components that do not adversely affect the oxidation action of the trivalent iodobenzene compound, such as salts and surfactants, may be included.
- the oxidizing agent of this application may contain 2 or more types of trivalent iodobenzene compounds.
- the trivalent iodobenzene compound used in the present application is not particularly limited, and examples thereof include formulas I to III: [Wherein R 1 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, a halogen, an amino group, a nitro group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an acetyl group, or an optionally substituted hydrocarbon group.
- X and Y each independently represent a hydroxyl group, an alkylcarbonyloxy group, an alkylsulfonyloxy group, an alkylbenzenesulfonyloxy group, or an optionally substituted hydrocarbon group;
- Z represents a halogen, a hydroxyl group, an alkylcarbonyloxy group, an alkylperoxy group, or an optionally substituted hydrocarbon group;
- W 1 and W 2 each represent a methyl group, or W 1 and W 2 together represent oxo ( ⁇ O)] The compound represented by these is mentioned.
- halogen examples include bromine, chlorine, iodine, and fluorine, and preferably bromine or fluorine is used.
- the hydrocarbon group includes a saturated or unsaturated linear, branched or cyclic hydrocarbon group, for example, a linear, branched or cyclic carbon group having 1 to 10 carbon atoms.
- a hydrogen group is mentioned.
- the substituent that the hydrocarbon group may have include at least one substituent selected from the group consisting of halogen, amino group, hydroxyl group, carboxyl group, and acetyl group.
- the hydrocarbon group is a halogen substituted or unsubstituted hydrocarbon group.
- the number of substituents that the hydrocarbon group may have is not particularly limited, and part of the hydrogen atoms that the hydrocarbon group has may be substituted with substituents, or the hydrogen that the hydrocarbon group has All of the atoms may be substituted with a substituent.
- alkyl may be substituted with halogen, and part or all of the hydrogen atoms of the alkyl may be substituted with halogen.
- alkyl include linear or branched alkyl having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms.
- trivalent iodobenzene compound examples are compounds represented by the formula I, the formula II, or the formula III, in which R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, Represents a halogen, amino group, nitro group, hydroxyl group, carboxyl group, acetyl group, or a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent.
- X and Y are each independently a hydroxyl group, an acetoxy group, a trifluoroacetoxy group, a tosyloxy group, a methanesulfonyloxy group, a trifluoromethanesulfonyloxy group, or a linear or branched chain having 1 to 10 carbon atoms.
- Z is halogen, a hydroxyl group, an acetoxy group, a trifluoroacetoxy group, a linear or branched alkylperoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a linear or branched saturated or 1 to 4 carbon atom or
- W 1 and W 2 are compounds in which each represents a methyl group or W 1 and W 2 together represent oxo ( ⁇ O).
- R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, a halogen, a nitro group, or a linear or branched saturated or unsaturated substituent having 1 to 4 carbon atoms. More preferably, R 1 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, a halogen, a nitro group, or a saturated or unsaturated group having 1 or 2 carbon atoms. Represents an unsubstituted hydrocarbon group; more preferably, X and Y are each independently a hydroxyl group, acetoxy group, trifluoroacetoxy group, tosyloxy group, methanesulfonyloxy group, trifluoromethanesulfonyloxy group or halogen.
- R 1 to R 5 are all the same; R 1 , R 3 and R 5 are the same and represent the above substituents other than a hydrogen atom, and R 2 and R 4 is the same and represents a hydrogen atom; or R 3 represents the above substituent other than a hydrogen atom, and R 1 , R 2 , R 4 and R 5 are the same and represent a hydrogen atom.
- R 1 , R 2 , R 4 and R 5 are the same and represent a hydrogen atom.
- it preferably represents hydrogen or halogen.
- X and Y are the same and each represents an acetoxy group or a trifluoroacetoxy group; or X represents a hydroxyl group, and Y represents a tosyloxy group or a methanesulfonyloxy group.
- the compound represented by formula I when R 3 is a vinyl group, the compound represented by formula I may take the form of a polymer as polystyrene. Such a trivalent iodobenzene compound in a polymer form is also included in the oxidizing agent of the present application.
- R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen atom, a halogen, a nitro group, a carboxyl group, or a straight chain having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent. Alternatively, it represents a branched or saturated hydrocarbon group. More preferably, in the formula II, R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom, a halogen, a nitro group, a carboxyl group, or a saturated or unsaturated unsubstituted hydrocarbon group having 1 or 2 carbon atoms. Represents.
- the iodosobenzene compound represented by the formula II in which R 1 and R 5 are other than a carboxyl group is usually considered to be in the form of a polymer composed of an I—O—I—O chain.
- Such an iodosobenzene compound in a polymer form is also included in the oxidizing agent of the present application.
- R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen, a nitro group, or a linear or branched group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent. Represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group of the chain, and more preferably, R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom, a halogen, a nitro group, or a saturated or unsaturated group having 1 or 2 carbon atoms.
- Represents an unsubstituted hydrocarbon group; more preferably, Z represents a halogen, a hydroxyl group, an acetoxy group, a trifluoroacetoxy group, or a linear or branched alkylperoxy group having 1 to 6 carbon atoms; preferably, Z is a fluorine, a hydroxyl group, an acetoxy group, or an C 1-4 straight or branched chain alkyl peroxy group carbons; W 1 and W 2 each, represent a methyl group, and W 1 and W 2 represent oxo ( O) together. More preferably, in Formula III, R 2 represents a hydrogen atom, a halogen, or a nitro group, and R 1 , R 3, and R 4 are the same and represent a hydrogen atom.
- trivalent iodobenzene compound used as the oxidizing agent in the present application include, but are not limited to, iodosobenzene, 2,4,6-trimethyl (diacetoxyiodo) benzene, [bis (trifluoro Acetoxy) iodo] pentafluorobenzene, [hydroxy (tosyloxy) iodo] benzene, 2-iodosobenzoic acid [also known as: 1-hydroxy-1,2-benziodoxol-3 (1H) -one], 1-acetoxy- 5-bromo-1,2-benziodoxol-3 (1H) -one, 1-acetoxy-5-nitro-1,2-benziodoxol-3 (1H) -one, [bis (trifluoroacetoxy ) Iodo] benzene, 4-nitro (diacetoxyiodo) benzene, 1- (tert-butylperoxy) -1,2 Ben
- the electron mediator that is oxidized by the oxidizing agent of the present application is not particularly limited, and may be any electron mediator that can be used in electrochemical measurement.
- electron mediators include, but are not limited to, metal complexes (eg, osmium complexes, ruthenium complexes, iron complexes, etc.), quinone compounds (eg, benzoquinone, naphthoquinone, phenanthrenequinone, phenanthroline quinone, anthraquinone, and their Derivatives), phenazine compounds, viologen compounds, phenothiazine compounds, and phenol compounds.
- metal complexes eg, osmium complexes, ruthenium complexes, iron complexes, etc.
- quinone compounds eg, benzoquinone, naphthoquinone, phenanthrenequinone, phenanthroline quinone, anthraquinone, and their Derivative
- potassium ferricyanide potassium ferricyanide, hexaammineruthenium, ferrocene, poly (1-vinylimidazole) -bis (bipyridine) chloroosmium, hydroquinone, 2-methyl-1,4-benzoquinone, 1,2-naphthoquinone-4- Sulfonic acid or a salt thereof, 9,10-phenanthrenequinone-2-sulfonic acid or a salt thereof, 9,10-phenanthrenequinone-2,7-disulfonic acid or a salt thereof, 1,10-phenanthroline-5,6-dione, Anthraquinone-2-sulfonic acid or its salt, 1-methoxy-5-methylphenazinium methyl sulfate, hydroxyphenazine, methyl viologen, benzyl viologen, methylene blue, methylene green, 2-aminophenol, 2-amino-4-methylphenol Lumpur, and one or more selected from the group
- the oxidizing agent of the present application can be used in the presence of an electron mediator in the electrochemical measurement of an analyte.
- the oxidizing agent of the present application By allowing the oxidizing agent of the present application to coexist with the electron mediator in the electrochemical measurement of the analyte, the electron mediator reduced by the storage environment such as moisture in the air, light or components in the solution can be oxidized, thereby Further, it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy due to reduction of the electron mediator unrelated to the analyte, and to obtain an accurate measurement value of the analyte. Therefore, by using the oxidizing agent of the present application in the electrochemical measurement of the analyte, the measurement accuracy is improved, and a more accurate measurement value of the analyte can be obtained.
- An electrochemical method for measuring an analyte characterized by using the oxidizing agent of the present application includes the following steps: (A) contacting a sample containing an analyte with an electron mediator and a reagent containing an oxidizing agent of the present application, thereby oxidizing the analyte and reducing the electron mediator; and (B) A step of obtaining an electrochemical signal from the reduced electron mediator using an electrode system including at least a working electrode and a counter electrode.
- “measurement” includes both “quantitative” and “qualitative” measurements.
- Examples of the analyte measured by the measurement method of the present application include, but are not limited to, hemoglobin, glucose, ketone bodies (3-hydroxybutyric acid), lactic acid, glycated hemoglobin, glycated albumin and the like.
- the sample used in the measurement method of the present application may be any sample including an analyte, and is not particularly limited.
- blood samples such as whole blood, plasma, serum, blood cells, blood dilutions (eg, human-derived diluted blood samples), biological samples such as urine, spinal fluid, sweat, tears, saliva, skin, mucous membrane, hair, etc. And various foods or extracts thereof, and beverages such as alcohol and juice.
- the biological sample is not limited to human origin.
- the blood sample may be hemolyzed.
- the hemolysis treatment may be performed by a conventional method.
- the electron mediator used in the measurement method of the present application is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the type of analyte, measurement conditions, and the like.
- the electron mediator exemplified above can be used.
- step (A) of the measurement method of the present application the analyte in the sample is oxidized by an electron mediator, or an enzyme that catalyzes an oxidation reaction coexists, and the analyte is oxidized by the enzyme.
- the reagent containing the electron mediator and the oxidizing agent of the present application further contains an enzyme that catalyzes the oxidation reaction.
- the enzyme can be appropriately determined according to the type of analyte. Examples of the enzymes include oxidoreductases, such as oxidase and dehydrogenase.
- glucose dehydrogenase glucose oxidase, 3-hydroxybutyrate dehydrogenase, lactate dehydrogenase
- lactate dehydrogenase examples include lactate oxidase, cholesterol oxidase, and fructosyl peptide oxidase.
- the enzyme may be coenzyme dependent. Examples of coenzymes include, but are not limited to, pyrroloquinoline quinone (PQQ), flavin adenine dinucleotide (FAD), and the like.
- PQQ pyrroloquinoline quinone
- FAD flavin adenine dinucleotide
- the ferrous iron of hemoglobin is oxidized by a hemoglobin sensitive electron mediator, such as potassium ferricyanide, and the electron mediator is simultaneously reduced.
- a hemoglobin sensitive electron mediator such as potassium ferricyanide
- the glucose dehydrogenase reacts with glucose to produce gluconolactone and electrons, and the electron mediator is reduced by the electrons.
- lactate oxidase reacts with lactic acid to generate pyruvic acid and electrons, and the electron mediator is reduced by the electrons.
- the analyte is 3-hydroxybutyric acid and 3-hydroxybutyrate dehydrogenase is used as the enzyme
- 3-hydroxybutyrate dehydrogenase reacts with 3-hydroxybutyric acid to generate acetoacetic acid and electrons
- Nicotinamide adenine dinucleotide is reduced.
- the reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide reduces the electron mediator directly or via diaphorase.
- the amount of the oxidizing agent of the present application used in the measuring method of the present application is not particularly limited, and is appropriately determined according to the sample to be measured, the type or amount of the analyte or electron mediator, the type of oxidizing agent, and other measurement conditions. Is done.
- the reaction end concentration of the oxidizing agent of the present application includes a range of about 10 ⁇ M to about 5 mM, about 30 ⁇ M to about 1 mM, about 50 ⁇ M to about 500 ⁇ M.
- the amount of the electron mediator and the amount of the enzyme used in the measurement method of the present application is not particularly limited, and the type or amount of the sample to be measured, the analyte, the oxidizing agent or the electron mediator, the type of the enzyme and other measurements. What is necessary is just to determine suitably according to conditions etc.
- the reagent further includes, as necessary, the electron mediator, the oxidizing agent, and the enzyme such as a buffer, a surfactant, a polymer material, an organic acid, a protein, a saccharide, and a salt for the purpose of stabilizing the reagent.
- the electron mediator such as sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium bi
- the electrode system used in the measurement method of the present application includes at least a working electrode and a counter electrode.
- the electrode system may further include a reference electrode.
- the constituent material of the electrode is not particularly limited, and any material usually used for electrochemical measurement such as platinum, gold, silver, palladium, carbon, iridium, and iridium oxide may be used. Preferably, gold, platinum, palladium, carbon, or the like is used as the electrode material.
- the electrode system may carry a reagent containing an electron mediator and an oxidizing agent of the present application, or a reagent containing an electron mediator, an oxidizing agent of the present application and an enzyme that catalyzes an oxidation reaction.
- the reagent may preferably be carried in a reagent layer provided on the electrode.
- the sample containing the analyte and the reagent containing the electron mediator and the oxidizing agent of the present application are preferably contacted on the electrode.
- the contact may be performed by spotting a sample on an electrode carrying the reagent or immersing the electrode in the sample.
- the electrochemical signal reflects the amount of analyte.
- the electrochemical signal include current, charge amount, potential, impedance, and the like.
- the electrochemical signal is applied to a reduced electron mediator by applying a predetermined voltage between the working electrode and the counter electrode, or in the case of the three-electrode system, applying a predetermined voltage to the reference electrode to the working electrode.
- Predetermined voltage refers to the potential at which the reduced electron mediator is oxidized.
- the predetermined voltage is appropriately set according to various conditions such as the electrode material and pH.
- the reduced mediator is potassium ferrocyanide (potassium hexacyanoferrate (II))
- a three-electrode system [working electrode (for example, platinum or palladium), counter electrode, reference electrode (for example, silver / In the case of a silver chloride (saturated potassium chloride) electrode)]
- a voltage of about 0.3 V to 0.6 V is mentioned, and in the case of the two-electrode system (working electrode, counter electrode), a voltage of about 0.2 V to 0.4 V can be mentioned.
- the measuring reagent of the present application provides an analyte measuring reagent (hereinafter also referred to as “the measuring reagent of the present application”) containing an electron mediator and the oxidizing agent of the present application.
- the measuring reagent of the present application may further contain an enzyme that catalyzes an oxidation reaction.
- the enzyme is an enzyme that catalyzes an oxidation reaction of an analyte.
- the measuring reagent of the present application is used for electrochemical measurement of an analyte.
- the measuring reagent of the present application is used in the measuring method of the present application.
- the electron mediator, analyte, and enzyme are as described above.
- the measurement reagent of the present application further includes, as necessary, the above-mentioned electron mediator, oxidation agent, such as a buffer solution, a surfactant, a polymer material, an organic acid, a protein, a saccharide, and a salt, in order to stabilize the reagent. Additional components that do not adversely affect the action of the agent and the enzyme may be included.
- the present sensor is a sensor for measuring an analyte in a sample, and includes an electrode including a working electrode and a counter electrode, and a reagent layer including an electron mediator and an oxidizing agent of the present application (hereinafter referred to as “the present application”). Sensor ").
- the reagent layer may further contain an enzyme that catalyzes an oxidation reaction.
- the enzyme is an enzyme that catalyzes an oxidation reaction of an analyte.
- the electrode may further include a reference electrode.
- the sensor of the present application is used for the electrochemical measurement of analytes.
- the sensor of the present application is used in the measurement method of the present application.
- the electron mediator, the analyte, the sample, the enzyme, and the electrode material for the working electrode, the counter electrode, and the reference electrode are as described above.
- the manufacturing method of the sensor of the present application may be a method known in the art.
- the reagent layer is formed in the vicinity of or on the electrode.
- the reagent layer is formed on the electrode.
- the reagent layer may be formed only on the working electrode, or may be formed on both the working electrode and the counter electrode.
- the electrode may be formed on an insulating substrate. Examples of the insulating substrate material include, but are not limited to, resins such as polyethylene terephthalate, vinyl polymer, polyimide, polyester, and styrenics, glass, ceramics, and the like.
- the method for supporting the electron mediator, the oxidizing agent of the present application, and, if necessary, the enzyme that catalyzes the oxidation reaction on the reagent layer on the electrode is not particularly limited, and methods known in the art can be used. .
- an ink jet method may be used.
- the amounts of the electron mediator, the oxidizing agent, and the enzyme supported on the reagent layer are not particularly limited and can be appropriately determined by those skilled in the art.
- the reagent layer further includes, as necessary, the electron mediator, oxidizing agent, and the like, such as a buffer solution, a surfactant, a polymer material, an organic acid, a protein, a saccharide, and a salt for the purpose of stabilizing the reagent. Additional components that do not adversely affect the action of the enzyme may be included.
- Example 1 Evaluation of reactivity of oxidizing agent to reduced electron mediator It was confirmed that the oxidizing agent of the present application oxidizes the reduced electron mediator.
- iodosobenzene (hereinafter also referred to as “compound 1”), 2,4,6-trimethyl (diacetoxyiodo) benzene (hereinafter also referred to as “compound 2”), [bis (trifluoroacetoxy) iodo ] Pentafluorobenzene (hereinafter also referred to as “compound 3”), [hydroxy (tosyloxy) iodo] benzene (hereinafter also referred to as “compound 4”), 2-iodosobenzoic acid (hereinafter also referred to as “compound 5”), 1-fluoro-3.3-dimethyl-1,2-benzoiodoxol (hereinafter also referred to as “Compound 6”) and [hydroxy (methanesulfonyloxy) iodo] benzene (hereinafter also referred to as “Compound 7”) (All are manufactured by Tokyo
- composition of the measurement solution shown in Table 1 all components other than the oxidizing agent are mixed in advance, and then the oxidizing agent is added to the mixed solution for a predetermined time (30 seconds, 10 minutes, or 60 minutes). After the reaction, the reaction solution was spotted on a sensor having a working electrode and a counter electrode made of a palladium electrode, 0.4 V was applied to the working electrode and the counter electrode, and a current value after 30 seconds was measured. As a control, a measurement solution containing no oxidizing agent was prepared and measured in the same manner.
- FIGS. 1 to 6 show the relative current values (%) of the measurement solutions containing each oxidizing agent when the current value of the measuring solution to which no oxidizing agent is added is 100%.
- “Chemical Formula 1” to “Chemical Formula 7” represent Compound 1 to Compound 7, respectively.
- the compounds 1 to 7 are oxidants that are superior in oxidizing the reduced electron mediator.
- Example 2 Performance Test 1 of Sensor Containing Oxidizing Agent of the Present Application
- the analyte was measured using the sensor carrying the oxidizing agent of the present application, and the measurement accuracy was evaluated.
- a measurement solution having the composition shown in Table 2 was prepared, and spotted on a sensor having a working electrode and a counter electrode made of a palladium electrode carrying the reagents shown in (A) to (D) of Table 3, and 0.2 V was applied to the working electrode and the counter electrode, and the current value after 5 seconds was measured.
- the measurement solution was measured in the same manner using a sensor carrying a reagent having the same composition except that no oxidizing agent was contained.
- a measurement solution having the same composition except that it does not contain hemoglobin (that is, anionic surfactant 5.0% (w / v), potassium glutamate 300 mM, potassium phosphate buffer 30 mM (pH 8)) is prepared.
- the sensor was spotted on the sensor and a blank current value was measured.
- “%” indicates “% (w / v)”.
- sodium N-dodenanoyl sarcosinate was used.
- acrpana polyacrylic acid partial neutralized product, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.
- Excipient 2 Stabilise QM [(methyl vinyl ether / maleic acid) crosspolymer, manufactured by IPS Japan Ltd.] was used.
- FIG. 7 shows the current response to the hemoglobin concentration when the total hemoglobin reference standard substance was measured with a sensor carrying 180 ⁇ M of compound 3 or compound 4, respectively.
- FIG. 8 and FIG. 9 show the current response to hemoglobin concentration when measuring the total hemoglobin common reference standard with a sensor carrying 90 ⁇ M or 180 ⁇ M of compound 3 and compound 4, respectively.
- Table 4 shows an equation of a linear approximation curve of each measurement result.
- Table 5 shows the blank current value
- Table 6 shows the value (S / N ratio) obtained by dividing the current value at the time of measuring the total hemoglobin common reference standard substance JCCRM 912-2H by the blank current value.
- “Chemical Formula 3” and “Chemical Formula 4” indicate Compound 3 and Compound 4, respectively, and “Hb” indicates hemoglobin.
- the slope of the linear approximation curve is almost the same in the sensor to which the oxidizing agent of the present application is not added and the sensor to which compound 3 or compound 4 is added, and the current response to the hemoglobin concentration. There was no difference in change. Thus, it was confirmed that the measurement performance of the sensor does not deteriorate even when the oxidizing agent of the present application is added in a short-time measurement. Presence of the oxidizing agent of the present application probably does not affect the oxidation of the analyte by the electron mediator or the oxidation of the reduced electron mediator caused by the oxidation, probably due to the difference in reaction rate.
- Example 3 Performance test 2 of sensor including oxidant of the present application (Method) [Hydroxy (tosyloxy) iodo] benzene (Compound 4) was used as the oxidizing agent.
- As the electron mediator sodium 1,2-naphthoquinone-4-sulfonate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used. Glucose was used as the analyte.
- Glucose was adjusted with phosphate buffered saline (PBS) to each concentration of 7.2 mg / dL (400 ⁇ M), 10.8 mg / dL (600 ⁇ m), or 14.4 mg / dL (800 ⁇ M), A measurement solution was obtained.
- the measurement solution was spotted on a sensor having a working electrode and a counter electrode made of a palladium electrode carrying a reagent shown in Table 7 (E), and 0.25 V was applied to the working electrode and the counter electrode, and after 10 seconds. The current value of was measured.
- the measurement solution was measured in the same manner using a sensor carrying a reagent having the same composition except that no oxidizing agent was contained.
- PBS was spotted on the sensor as a measurement solution, and a blank current value was measured.
- “%” indicates “% (w / v)”.
- FIG. 10 shows the current response to glucose concentration when measuring glucose with a sensor carrying compound 4 and glucose dehydrogenase.
- Table 8 shows the formula of the linear approximation curve of the measurement result.
- Table 9 shows the blank current value, and
- Table 10 shows the value (S / N ratio) obtained by dividing the current value at the measurement of glucose 14.4 mg / dL by the blank current value.
- the slope of the linear approximation curve is almost the same between the sensor to which the oxidizing agent of the present invention is not added and the sensor to which the compound 4 is added, and there is a difference in the current response change with respect to the glucose concentration. There was no. Thus, it was confirmed that the measurement performance of the sensor does not deteriorate even when the oxidizing agent of the present application is added in a short-time measurement. The presence of the oxidizing agent of the present application probably does not affect the oxidation of the analyte by the enzyme or the oxidation of the reduced electron mediator caused by the oxidation, probably due to the difference in reaction rate.
- Example 4 Performance test 3 of sensor including oxidant of the present application (Method)
- oxidizing agent 1-fluoro-3.3-dimethyl-1,2-benzoiodoxol (Compound 6) was used.
- an electron mediator 1-hydroxyphenazine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used, and the reagent was adjusted in a suspension state.
- Glucose was used as the analyte. Glucose was adjusted to each concentration (0 ⁇ M, 25 ⁇ M (0.45 mg / dL), or 60 ⁇ M (1.08 mg / dL)) using phosphate buffered saline (PBS) to obtain a measurement solution.
- PBS phosphate buffered saline
- the measurement solution is spotted on a sensor having a working electrode and a counter electrode made of a palladium electrode carrying a reagent shown in Table 11 (F), and 0.25 V is applied between the working electrode and the counter electrode, The current value after 10 seconds was measured.
- the measurement solution was measured in the same manner using a sensor carrying a reagent having the same composition except that no oxidizing agent was contained.
- PBS was spotted on the sensor as a measurement solution, and a blank current value was measured.
- “%” indicates “% (w / v)”.
- FIG. 11 shows the current response to glucose concentration when measuring glucose with a sensor carrying compound 6 and glucose dehydrogenase.
- Table 12 shows the formula of the linear approximation curve of the measurement result.
- Table 13 shows the blank current value, and
- Table 14 shows the value (S / N ratio) obtained by dividing the current value at the time of measuring glucose 1.08 mg / dL by the blank current value.
- Example 5 Performance Test 4 (Blank Current Value) of Sensor Containing Oxidizing Agent of the Present Application
- the oxidizing agent 1-fluoro-3.3-dimethyl-1,2-benzoiodoxol (Compound 6) was used.
- an electron mediator sodium anthraquinone ⁇ sulfonate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used.
- phosphate buffered saline (PBS) was used as phosphate buffered saline.
- the measurement solution is spotted on a sensor having a working electrode and a counter electrode made of a palladium electrode carrying a reagent shown in Table 15 (G), and 0.25 V is applied between the working electrode and the counter electrode, The blank current value after 10 seconds was measured.
- the measurement solution was measured in the same manner using a sensor carrying a reagent having the same composition except that no oxidizing agent was contained. The results are shown in Table 16. In the table, “%” indicates “% (w / v)”.
- [Hydroxy (tosyloxy) iodo] benzene (Compound 4) was used as the oxidizing agent.
- As the electron mediator sodium 9,10-phenanthrenequinone-2-sulfonate was used.
- Sodium 9,10-phenanthrenequinone-2-sulfonate was obtained by sulfonating commercially available 9,10-phenanthrenequinone with fuming sulfuric acid, fractionating the isomer, and further chlorinating with Na.
- phosphate buffered saline PBS
- the measurement solution is spotted on a sensor having a working electrode and a counter electrode made of a palladium electrode carrying a reagent shown in Table 17 (H), and 0.25 V is applied between the working electrode and the counter electrode.
- the blank current value after 10 seconds was measured.
- the measurement solution was measured in the same manner using a sensor carrying a reagent having the same composition except that no oxidizing agent was contained. The results are shown in Table 18. In the table, “%” indicates “% (w / v)”.
- the oxidizing agent of the electron mediator of the present application can be used for electrochemical measurement of various analytes, and can improve measurement accuracy.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
3価のヨードベンゼン化合物を含む電子メディエータの酸化剤、該酸化剤を含むアナライト測定用試薬、該酸化剤を担持するセンサ、該酸化剤を用いるアナライトの電気化学的測定方法等が提供される。
Description
本願は、電子メディエータを介して被検体(アナライト)を電気化学的に測定する方法又は電子メディエータを用いたバイオセンサにおいて使用するための、電子メディエータの酸化剤に関する。
試料中のアナライトを電子メディエータを利用して電気化学的に測定する方法は広く知られている。電子メディエータは、電子伝達を仲介する酸化還元物質であり、バイオセンサにおいて、アナライトの酸化還元反応によって生じる電子の伝達を担う。
例えば、特許文献1には、電子メディエータとしてフェリシアン化カリウム(Potassium Ferricyanide)を用いた総ヘモグロビンのバイオセンサが記載される。具体的には、特許文献1では、フェリシアン化カリウムがヘモグロビン中のヘモグロビン鉄(II)を酸化させる一方で、フェリシアン化カリウムはフェロシアン化カリウム(Potassium Ferrocyanide)に還元される。このとき、作用極と対極を備える電極系を用いて、前記フェロシアン化カリウムから電気化学シグナルを取得することによって総ヘモグロビン量を測定する。
また、特許文献2には、血液中のグルコース濃度(血糖値)を測定するバイオセンサが記載される。具体的には、特許文献2では、電子メディエータとしてフェリシアン化カリウムが使用され、グルコースデヒドロゲナーゼの存在下でグルコースとフェリシアン化カリウムとを反応させ、グルコースデヒドロゲナーゼの触媒反応によりグルコースが酸化されるとともに、フェリシアン化カリウムはフェロシアン化カリウムに還元される。このとき、作用極と対極を備える電極系を用いて、前記フェロシアン化カリウムから電気化学シグナルを取得することによってグルコース量を測定する。
しかしながら、測定精度をより向上させた電気化学測定技術の開発が未だ求められている。
本発明者らは、電気化学測定過程又は電気化学測定技術を採用した電気化学式センサの製造過程において、電子メディエータの保存状態により、アナライトの酸化反応とは無関係に電子メディエータが還元されてしまうという課題を見出した。例えば、電子メディエータとしてフェリシアン化カリウムを用いる場合、フェリシアン化カリウムの溶液を電極系に滴下し、乾燥させる過程において、空気中の水分や光によりフェリシアン化カリウムの一部がフェロシアン化カリウムに還元されてしまうことが分かった。また、吸湿性の高い緩衝液成分等の試薬とフェリシアン化カリウムを溶解した液体を電極系に滴下し、乾燥させる場合は、保存状態によっては、フェリシアン化カリウムの一部がフェロシアン化カリウムに還元されてしまうことも分かった。このような意図しない電子メディエータの還元は、アナライトの測定値に影響を与えてしまい、測定精度の低下をもたらす。
そこで、本発明者らが鋭意研究した結果、驚くべきことに、3価のヨードベンゼン化合物を含む酸化剤を用いることにより前記の課題を解決できることを見出した。
本願は、下記の態様を提供する。
[1]3価のヨードベンゼン化合物を含む、電子メディエータの酸化剤、
[2]3価のヨードベンゼン化合物が、式I~式III:
[式中、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アセチル基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
X及びYは、各々独立して、ヒドロキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アルキルベンゼンスルホニルオキシ基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
Zは、ハロゲン、ヒドロキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルペルオキシ基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
W1及びW2は各々、メチル基を表すか、又はW1及びW2は一緒になってオキソ(=O)を表す]
のいずれかで表される化合物である、[1]記載の酸化剤、
[3]式Iにおいて、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、X及びYは、各々独立して、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、トシルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、又はハロゲンで置換された炭素数1~10個の直鎖の飽和炭化水素基を表し、 式IIにおいて、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、カルボキシル基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、 式IIIにおいて、R1~R4は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、Zは、ハロゲン、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、又は炭素数1~6個の直鎖もしくは分枝鎖アルキルペルオキシ基を表し、W1及びW2は各々、メチル基を表すか、又はW1及びW2は一緒になってオキソ(=O)を表す、[2]記載の酸化剤、
[4]3価のヨードベンゼン化合物が、ヨードソベンゼン、2,4,6-トリメチル(ジアセトキシヨード)ベンゼン、[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]ペンタフルオロベンゼン、[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン、2-ヨードソ安息香酸、1-フルオロ-3,3-ジメチル-1,2-ベンゾヨードキソール、及び[ヒドロキシ(メタンスルホニルオキシ)ヨード]ベンゼンからなる群から選択される化合物である、[1]記載の酸化剤、
[5]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤、
[6]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[5]記載の酸化剤、
[7]電子メディエータ、及び[1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤を含む、アナライト測定用試薬、
[8]酸化反応を触媒する酵素をさらに含む、[7]記載のアナライト測定用試薬、
[9]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[7]又は[8]記載のアナライト測定用試薬、
[10]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[9]記載のアナライト測定用試薬、
[11]作用極、対極、及び試薬層を含むセンサであって、
前記試薬層が、電子メディエータ、及び[1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤を含む、センサ、
[12]試薬層が、酸化反応を触媒する酵素をさらに含む、[11]記載のセンサ、
[13]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[11]又は[12]記載のセンサ、
[14]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[13]記載のセンサ、
[15]電気化学的にアナライトを測定する方法であって、下記の工程を含む方法:
(A)アナライトを含む試料を、電子メディエータ及び[1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤を含む試薬と接触させ、それにより、前記アナライトを酸化させると共に、前記電子メディエータを還元させる工程、及び、
(B)少なくとも作用極及び対極を含む電極系を用いて、前記還元された電子メディエータから電気化学シグナルを取得する工程、
[16]前記工程(A)において、前記電子メディエータにより前記アナライトが酸化されると共に、前記電子メディエータが還元される、[15]記載の方法、
[17]前記工程(A)において、前記試薬が酸化反応を触媒する酵素をさらに含み、前記酵素により前記アナライトが酸化されると共に、前記電子メディエータが還元される、[15]記載の方法、
[18]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[15]~[17]のいずれか1項記載の方法、
[19]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[18]記載の方法、
[20]電子メディエータの劣化を低減するための、[1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤の使用、
[21]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[20]記載の使用、
[22]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[21]記載の使用、
[23][1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤を用いることを特徴とする、電子メディエータの劣化を防止する方法、
[24]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[23]記載の方法、及び
[25]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[24]記載の方法。
[1]3価のヨードベンゼン化合物を含む、電子メディエータの酸化剤、
[2]3価のヨードベンゼン化合物が、式I~式III:
[式中、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アセチル基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
X及びYは、各々独立して、ヒドロキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アルキルベンゼンスルホニルオキシ基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
Zは、ハロゲン、ヒドロキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルペルオキシ基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
W1及びW2は各々、メチル基を表すか、又はW1及びW2は一緒になってオキソ(=O)を表す]
のいずれかで表される化合物である、[1]記載の酸化剤、
[3]式Iにおいて、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、X及びYは、各々独立して、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、トシルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、又はハロゲンで置換された炭素数1~10個の直鎖の飽和炭化水素基を表し、 式IIにおいて、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、カルボキシル基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、 式IIIにおいて、R1~R4は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、Zは、ハロゲン、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、又は炭素数1~6個の直鎖もしくは分枝鎖アルキルペルオキシ基を表し、W1及びW2は各々、メチル基を表すか、又はW1及びW2は一緒になってオキソ(=O)を表す、[2]記載の酸化剤、
[4]3価のヨードベンゼン化合物が、ヨードソベンゼン、2,4,6-トリメチル(ジアセトキシヨード)ベンゼン、[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]ペンタフルオロベンゼン、[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン、2-ヨードソ安息香酸、1-フルオロ-3,3-ジメチル-1,2-ベンゾヨードキソール、及び[ヒドロキシ(メタンスルホニルオキシ)ヨード]ベンゼンからなる群から選択される化合物である、[1]記載の酸化剤、
[5]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤、
[6]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[5]記載の酸化剤、
[7]電子メディエータ、及び[1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤を含む、アナライト測定用試薬、
[8]酸化反応を触媒する酵素をさらに含む、[7]記載のアナライト測定用試薬、
[9]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[7]又は[8]記載のアナライト測定用試薬、
[10]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[9]記載のアナライト測定用試薬、
[11]作用極、対極、及び試薬層を含むセンサであって、
前記試薬層が、電子メディエータ、及び[1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤を含む、センサ、
[12]試薬層が、酸化反応を触媒する酵素をさらに含む、[11]記載のセンサ、
[13]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[11]又は[12]記載のセンサ、
[14]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[13]記載のセンサ、
[15]電気化学的にアナライトを測定する方法であって、下記の工程を含む方法:
(A)アナライトを含む試料を、電子メディエータ及び[1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤を含む試薬と接触させ、それにより、前記アナライトを酸化させると共に、前記電子メディエータを還元させる工程、及び、
(B)少なくとも作用極及び対極を含む電極系を用いて、前記還元された電子メディエータから電気化学シグナルを取得する工程、
[16]前記工程(A)において、前記電子メディエータにより前記アナライトが酸化されると共に、前記電子メディエータが還元される、[15]記載の方法、
[17]前記工程(A)において、前記試薬が酸化反応を触媒する酵素をさらに含み、前記酵素により前記アナライトが酸化されると共に、前記電子メディエータが還元される、[15]記載の方法、
[18]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[15]~[17]のいずれか1項記載の方法、
[19]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[18]記載の方法、
[20]電子メディエータの劣化を低減するための、[1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤の使用、
[21]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[20]記載の使用、
[22]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[21]記載の使用、
[23][1]~[4]のいずれか1項記載の酸化剤を用いることを特徴とする、電子メディエータの劣化を防止する方法、
[24]電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、[23]記載の方法、及び
[25]電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、[24]記載の方法。
本願の酸化剤を使用することにより、アナライトの電気化学的測定の精度が向上する。
1.本願の電子メディエータの酸化剤
本願の電子メディエータの酸化剤(以下、「本願の酸化剤」ともいう)は、電子メディエータを酸化するための酸化剤である。本願の酸化剤は、特に、電子メディエータを用いたアナライトの電気化学的測定又は電気化学測定技術を採用した電気化学式センサの製造過程において、アナライトの酸化反応とは無関係に還元された電子メディエータを酸化するために使用される。なお、本願において「アナライト」とは、測定対象物質を意味する。
本願の電子メディエータの酸化剤(以下、「本願の酸化剤」ともいう)は、電子メディエータを酸化するための酸化剤である。本願の酸化剤は、特に、電子メディエータを用いたアナライトの電気化学的測定又は電気化学測定技術を採用した電気化学式センサの製造過程において、アナライトの酸化反応とは無関係に還元された電子メディエータを酸化するために使用される。なお、本願において「アナライト」とは、測定対象物質を意味する。
電子メディエータは、例えば、空気中の水分や光又は電子メディエータを溶解するための緩衝液成分(特に、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム等のリン酸塩の多くや、クエン酸等の吸湿性の高い緩衝液成分)等の保存環境により還元されることが分かった。本願の酸化剤を電子メディエータと共存させることにより、前記したような電子メディエータの劣化を低減または防止することができる。
具体的には、本願の酸化剤は、3価のヨードベンゼン化合物を含む。本願の酸化剤は、3価のヨードベンゼン化合物そのものであってもよく、又は3価のヨードベンゼン化合物の他に、必要に応じて、水、溶媒、緩衝液、タンパク質、高分子材料、糖類、塩類、界面活性剤等の、3価のヨードベンゼン化合物の酸化作用に悪影響を与えない付加的成分を含んでいてもよい。また、本願の酸化剤は、2種以上の3価のヨードベンゼン化合物を含んでいてもよい。
本願において使用される3価のヨードベンゼン化合物は、特に限定されないが、例えば、式I~式III:
[式中、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アセチル基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
X及びYは、各々独立して、ヒドロキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アルキルベンゼンスルホニルオキシ基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
Zは、ハロゲン、ヒドロキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルペルオキシ基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
W1及びW2は各々、メチル基を表すか、又はW1及びW2は一緒になってオキソ(=O)を表す]
で表される化合物が挙げられる。
[式中、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アセチル基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
X及びYは、各々独立して、ヒドロキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アルキルベンゼンスルホニルオキシ基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
Zは、ハロゲン、ヒドロキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルペルオキシ基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
W1及びW2は各々、メチル基を表すか、又はW1及びW2は一緒になってオキソ(=O)を表す]
で表される化合物が挙げられる。
本願において、ハロゲンの例として、臭素、塩素、ヨウ素、又はフッ素が挙げられ、好ましくは、臭素又はフッ素が使用される。
本願において、炭化水素基は、飽和又は不飽和の直鎖、分枝鎖又は環状の炭化水素基を包含し、例えば、1~10個の炭素原子を有する直鎖、分枝鎖又は環状の炭化水素基が挙げられる。該炭化水素基が有していてもよい置換基の例としては、ハロゲン、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアセチル基からなる群より選択される少なくとも一種の置換基が挙げられる。好ましくは、炭化水素基は、ハロゲンで置換されているか、又は非置換の炭化水素基である。炭化水素基が有していてもよい置換基の数は特に限定されず、該炭化水素基が有する水素原子の一部が置換基で置換されていてもよく、又は該炭化水素基が有する水素原子の全てが置換基で置換されていてもよい。
本願において、アルキルは、ハロゲンで置換されていてもよく、該アルキルが有する水素原子の一部又は全てがハロゲンで置換されていてもよい。アルキルの例としては、炭素数1~6個、好ましくは炭素数1~4個の直鎖又は分枝鎖アルキルが挙げられる。
本願において、3価のヨードベンゼン化合物の好ましい例は、式I、式II、又は式IIIで表される化合物であって、式中、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アセチル基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、
X及びYは、各々独立して、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、トシルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、又は炭素数1~10個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
Zは、ハロゲン、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、炭素数1~6個の直鎖もしくは分枝鎖アルキルペルオキシ基、又は炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
W1及びW2は各々、メチル基を表すか、又はW1及びW2は一緒になってオキソ(=O)を表す、化合物である。
X及びYは、各々独立して、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、トシルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、又は炭素数1~10個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
Zは、ハロゲン、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、炭素数1~6個の直鎖もしくは分枝鎖アルキルペルオキシ基、又は炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
W1及びW2は各々、メチル基を表すか、又はW1及びW2は一緒になってオキソ(=O)を表す、化合物である。
式Iにおいて、より好ましくは、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、又は炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、さらに好ましくは、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、又は炭素数1又は2個の飽和もしくは不飽和の非置換の炭化水素基を表し;より好ましくは、X及びYは、各々独立して、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、トシルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基又はハロゲンで置換された炭素数1~10個の直鎖の飽和炭化水素基を表し、さらに好ましくは、X及びYは同一であり、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、トシルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表すか、或いは、X又はYの一方は、ヒドロキシル基又はハロゲンで置換された炭素数1~10個の直鎖の飽和炭化水素基を表し、他方は、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、トシルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表す。また、さらに好ましくは、式Iにおいて、R1~R5は全て同一であるか;R1、R3及びR5は同一であり、水素原子以外の上記置換基を表し、かつ、R2及びR4は同一であり、水素原子を表すか;或いは、R3は、水素原子以外の上記置換基を表し、かつ、R1、R2、R4及びR5は同一であり、水素原子を表す。R1~R5が全て同一である場合、好ましくは、水素又はハロゲンを表す。また、さらに好ましくは、式Iにおいて、X及びYは同一であり、アセトキシ基、又はトリフルオロアセトキシ基を表すか;或いはXはヒドロキシル基を表し、Yはトシルオキシ基又はメタンスルホニルオキシ基を表す。
式Iにおいて、R3がビニル基である場合、式Iで表される化合物は、ポリスチレンとしてポリマーの形態を取り得る。このようなポリマー形態の3価のヨードベンゼン化合物も、本願の酸化剤に包含される。
式IIにおいて、より好ましくは、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、カルボキシル基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表す。さらに好ましくは、式IIにおいて、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、カルボキシル基、又は炭素数1又は2個の飽和もしくは不飽和の非置換の炭化水素基を表す。
式IIにおいて、ヨードソベンゼンがカルボキシル基で置換される場合、該カルボキシル基は、好ましくは、オルト位に置換している。式IIにおいて、オルト位にカルボキシル基が置換している場合は、環化して、式IIIで表される互変形態を取り得る。
R1及びR5がカルボキシル基以外である式IIで表されるヨードソベンゼン化合物は、通常、I-O-I-O鎖からなるポリマーの形態であると考えられる。このようなポリマー形態のヨードソベンゼン化合物も、本願の酸化剤に包含される。
式IIIにおいて、より好ましくは、R1~R4は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、さらに好ましくは、R1~R4は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、又は炭素数1又は2個の飽和もしくは不飽和の非置換の炭化水素基を表し;より好ましくは、Zは、ハロゲン、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、又は炭素数1~6個の直鎖もしくは分枝鎖アルキルペルオキシ基を表し、さらに好ましくは、Zは、フッ素、ヒドロキシル基、アセトキシ基、又は炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖アルキルペルオキシ基を表し;W1及びW2は各々、メチル基を表すか、又はW1及びW2は一緒になってオキソ(=O)を表す。また、さらに好ましくは、式IIIにおいて、R2は、水素原子、ハロゲン、又はニトロ基を表し、かつ、R1、R3及びR4は同一であり、水素原子を表す。
本願において酸化剤として使用される3価のヨードベンゼン化合物の具体例としては、限定するものではないが、ヨードソベンゼン、2,4,6-トリメチル(ジアセトキシヨード)ベンゼン、[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]ペンタフルオロベンゼン、[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン、2-ヨードソ安息香酸[別名:1-ヒドロキシ-1,2-ベンズヨードキソール-3(1H)-オン]、1-アセトキシ-5-ブロモ-1,2-ベンズヨードキソール-3(1H)-オン、1-アセトキシ-5-ニトロ-1,2-ベンズヨードキソール-3(1H)-オン、[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]ベンゼン、4-ニトロ(ジアセトキシヨード)ベンゼン、1-(tert-ブチルペルオキシ)-1,2-ベンズヨードキソール-3(1H)-オン、(ジアセトキシヨード)ベンゼン、[ヒドロキシ(メタンスルホニルオキシ)ヨード]ベンゼン、ポリ[4-(ジアセトキシヨード)スチレン]、1-フルオロ-3,3-ジメチル-1,2-ベンゾヨードキソール、(ペルフルオロプロピル)フェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、(ペルフルオロヘキシル)フェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、及び(ペルフルオロ-n-オクチル)フェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナートが挙げられる。
本願の酸化剤が酸化する電子メディエータは、特に限定されず、電気化学的測定において使用可能ないずれの電子メディエータであってもよい。電子メディエータの例としては、限定するものではないが、金属錯体(例えば、オスミウム錯体、ルテニウム錯体、鉄錯体等)、キノン化合物(例えば、ベンゾキノン、ナフトキノン、フェナントレンキノン、フェナントロリンキノン、アントラキノン、及びそれらの誘導体等)、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物が挙げられる。例えば、電子メディエータとして、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選ばれる1種以上が用いられる。上記塩としては、限定するものではないが、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、リチウム塩等が挙げられる。
2.本願の測定方法
本願の酸化剤は、アナライトの電気化学的測定において、電子メディエータと共存させて使用することができる。アナライトの電気化学的測定において本願の酸化剤を電子メディエータと共存させることにより、空気中の水分や光又は溶液中の成分等の保存環境によって還元した電子メディエータを酸化させることができ、それにより、アナライトとは無関係の電子メディエータの還元に起因する測定精度の低下を防止し、アナライトの正確な測定値を得ることができる。したがって、アナライトの電気化学的測定において本願の酸化剤を使用することにより、測定精度が向上し、アナライトのより正確な測定値を得ることができる。
本願の酸化剤は、アナライトの電気化学的測定において、電子メディエータと共存させて使用することができる。アナライトの電気化学的測定において本願の酸化剤を電子メディエータと共存させることにより、空気中の水分や光又は溶液中の成分等の保存環境によって還元した電子メディエータを酸化させることができ、それにより、アナライトとは無関係の電子メディエータの還元に起因する測定精度の低下を防止し、アナライトの正確な測定値を得ることができる。したがって、アナライトの電気化学的測定において本願の酸化剤を使用することにより、測定精度が向上し、アナライトのより正確な測定値を得ることができる。
本願の酸化剤を使用することを特徴とする電気化学的にアナライトを測定する方法(以下、「本願の測定方法」ともいう)は、下記の工程を含む:
(A)アナライトを含む試料を、電子メディエータ及び本願の酸化剤を含む試薬と接触させ、それにより、前記アナライトを酸化させると共に、前記電子メディエータを還元させる工程、及び、
(B)少なくとも作用極及び対極を含む電極系を用いて、前記還元された電子メディエータから電気化学シグナルを取得する工程。なお、本願において、「測定」とは、「定量」及び「定性」のいずれの測定をも含む。
(A)アナライトを含む試料を、電子メディエータ及び本願の酸化剤を含む試薬と接触させ、それにより、前記アナライトを酸化させると共に、前記電子メディエータを還元させる工程、及び、
(B)少なくとも作用極及び対極を含む電極系を用いて、前記還元された電子メディエータから電気化学シグナルを取得する工程。なお、本願において、「測定」とは、「定量」及び「定性」のいずれの測定をも含む。
本願の測定方法で測定されるアナライトとしては、例えば、限定するものではないが、ヘモグロビン、グルコース、ケトン体(3-ヒドロキシ酪酸)、乳酸、糖化ヘモグロビン、糖化アルブミン等が挙げられる。
本願の測定方法に供される試料は、アナライトを含むいずれの試料であってもよく、特に限定されない。例えば、全血、血漿、血清、血球、血液希釈物等の血液試料(例えば、ヒト由来の希釈血液試料)、尿、髄液、汗、涙液、唾液、皮膚、粘膜、毛髪等の生体試料、各種食品又はその抽出液、アルコール及びジュース等の飲料等が挙げられる。また、生体試料はヒト由来に限らない。血液試料は、溶血処理していてもよい。溶血処理は常法により行えばよい。
本願の測定方法で使用される電子メディエータは、特に限定されず、アナライトの種類や測定条件等に応じて適宜決定することができる。例えば、前記で例示した電子メディエータを使用することができる。
本願の測定方法の工程(A)において、試料中のアナライトは、電子メディエータによって酸化されるか、又は酸化反応を触媒する酵素を共存させて、該酵素によりアナライトを酸化させる。後者の場合、電子メディエータ及び本願の酸化剤を含む試薬がさらに、酸化反応を触媒する酵素を含む。前記酵素は、アナライトの種類に応じて適宜決定することができる。前記酵素の例としては、酸化還元酵素、例えば、酸化酵素及び脱水素酵素が挙げられ、具体例としては、限定するものではないが、グルコースデヒドロゲナーゼ、グルコースオキシダーゼ、3-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、乳酸オキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、フルクトシルペプチドオキシダーゼ等が挙げられる。前記酵素は、補酵素依存性であってもよい。補酵素の例としては、限定するものではないが、ピロロキノリンキノン(PQQ)、フラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)等が挙げられる。
例えば、アナライトがヘモグロビンである場合、ヘモグロビンの第一鉄は、ヘモグロビン感応性の電子メディエータ、例えばフェリシアン化カリウムによって酸化され、同時に、該電子メディエータは還元される。例えば、アナライトがグルコースであり、前記酵素としてグルコースデヒドロゲナーゼを用いる場合、グルコースデヒドロゲナーゼがグルコースと反応して、グルコノラクトン及び電子を生成し、該電子によって電子メディエータが還元される。例えば、アナライトが乳酸であり、前記酵素として乳酸オキシダーゼを用いる場合、乳酸オキシダーゼが乳酸と反応して、ピルビン酸及び電子を生成し、該電子によって電子メディエータが還元される。例えば、アナライトが3-ヒドロキシ酪酸であり、前記酵素として3-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼを用いる場合、3-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼが3-ヒドロキシ酪酸と反応して、アセト酢酸及び電子を生成し、該電子によってニコチンアミドアデニンジヌクレオチドが還元する。さらに還元体のニコチンアミドアデニンジヌクレオチドは直接または、ジアホラーゼを介して電子メディエータを還元する。
本願の測定方法において使用される本願の酸化剤の量は、特に限定されず、測定する試料、アナライト又は電子メディエータの種類又は量、酸化剤の種類及びその他の測定条件等に応じて適宜決定される。例えば、限定するものではないが、本願の酸化剤の反応時終濃度として、約10μM~約5mM、約30μM~約1mM、約50μM~約500μMの範囲が挙げられる。
本願の測定方法において使用される前記電子メディエータの量及び前記酵素の量についても、特に限定されず、測定する試料、アナライト、酸化剤又は電子メディエータの種類又は量、酵素の種類及びその他の測定条件等に応じて適宜決定すればよい。
前記試薬は、さらに、試薬の安定化等のために、必要に応じて、緩衝液、界面活性剤、高分子材料、有機酸、タンパク質、糖類、塩類等の、前記電子メディエータ、酸化剤及び酵素の作用に悪影響を与えない付加的成分を含んでいてもよい。
本願の測定方法で使用される電極系は、少なくとも作用極及び対極を含む。該電極系は、さらに参照極を含んでいてもよい。電極の構成材料については、特に限定されず、白金、金、銀、パラジウム、カーボン、イリジウム、酸化イリジウム等の電気化学的測定に通常用いられているいずれの材料であってもよい。好ましくは、金、白金、パラジウム、又はカーボン等が電極材料として用いられる。電極系は、電子メディエータ及び本願の酸化剤を含む試薬、又は電子メディエータ、本願の酸化剤及び酸化反応を触媒する酵素を含む試薬を担持していてもよい。前記試薬は、好ましくは、電極上に設けられた試薬層中に担持されていてもよい。
本願の測定方法において、アナライトを含む試料と、電子メディエータ及び本願の酸化剤を含む試薬との接触は、好ましくは電極上で行う。例えば、前記接触は、前記試薬を担持している電極に試料を点着するか、又は該電極を試料に浸漬させることにより行ってもよい。
本願の測定方法において、電気化学シグナルは、アナライトの量を反映する。電気化学シグナルとしては、例えば、電流、電荷量、電位、インピーダンス等が挙げられる。本願の測定方法において、電気化学シグナルは、作用極と対極との間に所定の電圧を印加、又は3電極方式の場合は作用極に参照極に対する所定の電圧を印加して、還元型電子メディエータを酸化させることによって取得することができる。具体的には、前記の電圧印加によって還元型電子メディエータの酸化反応を生じさせ、作用極に流れる電流値又は電荷量を検出する。
「所定の電圧」とは、還元型電子メディエータが酸化する電位をいう。所定の電圧は、電極材料やpHなどの種々の条件に応じて適宜設定される。例えば、限定するものではないが、還元型メディエータがフェロシアン化カリウム(ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム)の場合、3電極方式[作用極(例えば、白金又はパラジウム)、対極、参照極(例えば、銀/塩化銀(飽和塩化カリウム)電極)]の場合、0.3V~0.6V程度の電圧、2電極方式(作用極、対極)の場合、0.2V~0.4V程度の電圧が挙げられる。
3.本願の測定用試薬
本願は、電子メディエータ及び本願の酸化剤を含むアナライト測定用試薬(以下、「本願の測定用試薬」ともいう)を提供する。本願の測定用試薬は、さらに、酸化反応を触媒する酵素を含んでいてもよい。該酵素は、アナライトの酸化反応を触媒する酵素である。本願の測定用試薬は、アナライトの電気化学的測定のために使用される。好ましくは、本願の測定用試薬は、本願の測定方法において使用される。電子メディエータ、アナライト、及び酵素については、前記したとおりである。
本願は、電子メディエータ及び本願の酸化剤を含むアナライト測定用試薬(以下、「本願の測定用試薬」ともいう)を提供する。本願の測定用試薬は、さらに、酸化反応を触媒する酵素を含んでいてもよい。該酵素は、アナライトの酸化反応を触媒する酵素である。本願の測定用試薬は、アナライトの電気化学的測定のために使用される。好ましくは、本願の測定用試薬は、本願の測定方法において使用される。電子メディエータ、アナライト、及び酵素については、前記したとおりである。
本願の測定用試薬は、さらに、試薬の安定化等のために、必要に応じて、緩衝液、界面活性剤、高分子材料、有機酸、タンパク質、糖類、塩類等の、前記電子メディエータ、酸化剤及び酵素の作用に悪影響を与えない付加的成分を含んでいてもよい。
4.本願のセンサ
本願は、試料中のアナライトを測定するためのセンサであって、作用極及び対極を含む電極、並びに電子メディエータ及び本願の酸化剤を含む試薬層を含むセンサ(以下、「本願のセンサ」ともいう)を提供する。前記試薬層は、さらに、酸化反応を触媒する酵素を含んでいてもよい。該酵素は、アナライトの酸化反応を触媒する酵素である。また、本願のセンサにおいて、前記電極はさらに参照極を含んでいてもよい。本願のセンサは、アナライトの電気化学的測定のために使用される。好ましくは、本願のセンサは、本願の測定方法において使用される。電子メディエータ、アナライト、試料、酵素、並びに作用極、対極及び参照極の電極材料については、前記したとおりである。本願のセンサの製造方法は、当該分野で既知の方法にしたがえばよい。
本願は、試料中のアナライトを測定するためのセンサであって、作用極及び対極を含む電極、並びに電子メディエータ及び本願の酸化剤を含む試薬層を含むセンサ(以下、「本願のセンサ」ともいう)を提供する。前記試薬層は、さらに、酸化反応を触媒する酵素を含んでいてもよい。該酵素は、アナライトの酸化反応を触媒する酵素である。また、本願のセンサにおいて、前記電極はさらに参照極を含んでいてもよい。本願のセンサは、アナライトの電気化学的測定のために使用される。好ましくは、本願のセンサは、本願の測定方法において使用される。電子メディエータ、アナライト、試料、酵素、並びに作用極、対極及び参照極の電極材料については、前記したとおりである。本願のセンサの製造方法は、当該分野で既知の方法にしたがえばよい。
本願のセンサにおいて、試薬層は、電極の近傍に、または電極上に形成される。好ましくは、試薬層は電極上に形成される。試薬層は、作用極上にのみ形成されてもよく、または作用極および対極の両方に形成されてもよい。電極は、絶縁性基板上に形成されていてもよい。絶縁性基板材料としては、例えば、限定するものではないが、ポリエチレンテレフタレート、ビニルポリマー、ポリイミド、ポリエステル、及びスチレニクス等の樹脂、ガラス、セラミックス等が挙げられる。電子メディエータ及び本願の酸化剤、及び必要に応じて、酸化反応を触媒する酵素、を電極上の試薬層に担持させる方法は、特に限定されず、当該分野において知られた方法を用いることができる。例えば、インクジェット方式を用いてもよい。また、前記試薬層に担持させる前記電子メディエータ、酸化剤、及び酵素の量は、特に限定されず、当業者により適宜決定することができる。
前記試薬層は、さらに、試薬の安定化等のために、必要に応じて、緩衝液、界面活性剤、高分子材料、有機酸、タンパク質、糖類、塩類等の、前記電子メディエータ、酸化剤及び酵素の作用に悪影響を与えない付加的成分を含んでいてもよい。
以下に、実施例に基づいて本願を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
実施例1:還元型電子メディエータに対する酸化剤の反応性評価
本願の酸化剤が還元型電子メディエータを酸化させることを確認した。
本願の酸化剤が還元型電子メディエータを酸化させることを確認した。
(方法)
酸化剤として、ヨードソベンゼン(以下、「化合物1」ともいう)、2,4,6-トリメチル(ジアセトキシヨード)ベンゼン(以下、「化合物2」ともいう)、[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]ペンタフルオロベンゼン(以下、「化合物3」ともいう)、[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン(以下、「化合物4」ともいう)、2-ヨードソ安息香酸(以下、「化合物5」ともいう)、1-フルオロ-3.3-ジメチル-1,2-ベンゾヨードキソール(以下、「化合物6」ともいう)、及び[ヒドロキシ(メタンスルホニルオキシ)ヨード]ベンゼン(以下、「化合物7」ともいう)(いずれも、東京化成工業株式会社製;各々、カタログ番号I0072、I0479、B1616、P1015、I0073、F0957、及びP1298)を使用した。還元型電子メディエータとして、ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム三水和物(フェロシアン化カリウム)(和光純薬工業株式会社製)を使用した。また、対照の酸化剤として、ヒドロキシN-オキシド、WST-3(株式会社同仁化学研究所製)、及びデス-マーチンペルヨージナン(東京化成工業株式会社製)を使用した。
酸化剤として、ヨードソベンゼン(以下、「化合物1」ともいう)、2,4,6-トリメチル(ジアセトキシヨード)ベンゼン(以下、「化合物2」ともいう)、[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]ペンタフルオロベンゼン(以下、「化合物3」ともいう)、[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン(以下、「化合物4」ともいう)、2-ヨードソ安息香酸(以下、「化合物5」ともいう)、1-フルオロ-3.3-ジメチル-1,2-ベンゾヨードキソール(以下、「化合物6」ともいう)、及び[ヒドロキシ(メタンスルホニルオキシ)ヨード]ベンゼン(以下、「化合物7」ともいう)(いずれも、東京化成工業株式会社製;各々、カタログ番号I0072、I0479、B1616、P1015、I0073、F0957、及びP1298)を使用した。還元型電子メディエータとして、ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム三水和物(フェロシアン化カリウム)(和光純薬工業株式会社製)を使用した。また、対照の酸化剤として、ヒドロキシN-オキシド、WST-3(株式会社同仁化学研究所製)、及びデス-マーチンペルヨージナン(東京化成工業株式会社製)を使用した。
表1に示す測定溶液の組成のうち、酸化剤以外の全ての成分を予め混ぜ合わせておき、次いで、該混合液に酸化剤を添加して所定時間(30秒、10分、又は60分)反応させた後、該反応溶液を、パラジウム電極からなる作用極及び対極を備えたセンサに点着し、0.4Vを作用極と対極に印加し、30秒後の電流値を測定した。また、対照として、酸化剤を含まない測定溶液を調製し、同様に測定した。
(結果)
結果を図1~6に示す。図1~6において、酸化剤を添加していない測定溶液の電流値を100%としたときの、各酸化剤を含む測定溶液の相対的な電流値(%)を示した。図中、「化1」~「化7」は、各々、化合物1~化合物7を示す。
結果を図1~6に示す。図1~6において、酸化剤を添加していない測定溶液の電流値を100%としたときの、各酸化剤を含む測定溶液の相対的な電流値(%)を示した。図中、「化1」~「化7」は、各々、化合物1~化合物7を示す。
図1~6から明らかなように、化合物1~化合物7の電流値は、酸化剤未添加時よりも減少していた。このことから、化合物1~化合物7がフェロシアン化カリウムを酸化させていることが示される。また、本願の酸化剤以外の酸化剤(ヒドロキシN-オキシド、WST-3、及びデス-マーチンペルヨージナン)を添加した測定溶液では、化合物1~7を添加した場合と比べて電流値の減少がほとんど見られなかった。
また、図2及び図3から明らかなように、反応時間を延ばすことで、化合物5を添加した測定溶液の電流値がさらに減少していることから、化合物5もフェロシアン化カリウムを酸化させていることが分かる。一方、他の酸化剤(ヒドロキシN-オキシド、WST-3、デス-マーチンペルヨージナン)においては反応時間を延ばしても、電流値の顕著な減少は見られなかった。
したがって、化合物1~7は還元型電子メディエータを酸化させるのに優位な酸化剤であることが確認された。
実施例2:本願の酸化剤を含むセンサの性能試験1
本願の酸化剤を担持したセンサを用いてアナライトを測定し、測定精度を評価した。
本願の酸化剤を担持したセンサを用いてアナライトを測定し、測定精度を評価した。
(方法)
酸化剤として、[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]ペンタフルオロベンゼン(化合物3)、及び[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン(化合物4)を使用した。電子メディエータとして、ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム三水和物(フェリシアン化カリウム)(和光純薬工業株式会社製)を使用した。アナライトとして、総ヘモグロビン常用参照標準物質(検査医学標準物資機構より入手、JCCRM 912-2L、M、及びHのそれぞれの25倍希釈相当を使用)を使用した。
酸化剤として、[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]ペンタフルオロベンゼン(化合物3)、及び[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン(化合物4)を使用した。電子メディエータとして、ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム三水和物(フェリシアン化カリウム)(和光純薬工業株式会社製)を使用した。アナライトとして、総ヘモグロビン常用参照標準物質(検査医学標準物資機構より入手、JCCRM 912-2L、M、及びHのそれぞれの25倍希釈相当を使用)を使用した。
表2に示す組成を有する測定溶液を調製し、表3の(A)~(D)に示される試薬を担持したパラジウム電極からなる作用極及び対極を備えたセンサに点着し、0.2Vを作用極と対極に印加し、5秒後の電流値を測定した。また、対照として、酸化剤を含まない以外は同じ組成の試薬を担持したセンサを用いて、前記測定溶液を同様に測定した。さらに、ヘモグロビンを含まない以外は同じ組成を有する測定溶液(すなわち、陰イオン性界面活性剤5.0%(w/v)、グルタミン酸カリウム300mM、リン酸カリウム緩衝液30mM(pH8))を調製し、前記のセンサに点着して、ブランク電流値を測定した。なお、表中、「%」は全て「%(w/v)」を示す。陰イオン性界面活性剤として、N-ドデノカノイルサルコシン酸ナトリウムを使用した。賦形剤1として、アクパーナ(ポリアクリル酸部分中和物、住友精化株式会社製)を使用した。賦形剤2として、スタビリーゼQM[(メチルビニルエーテル/マレイン酸)クロスポリマー、アイエスピー・ジャパン株式会社製]を使用した。
(結果)
結果を図7~9に示す。図7は、化合物3又は化合物4をそれぞれ180μM担持したセンサで、総ヘモグロビン常用参照標準物質を測定した際のヘモグロビン濃度に対する電流応答を示す。図8及び図9は、各々、90μM又は180μMの化合物3及び化合物4を担持したセンサで、総ヘモグロビン常用参照標準物質を測定した際のヘモグロビン濃度に対する電流応答を示す。また、各測定結果の線形近似曲線の式を表4に示す。さらに、表5にブランク電流値を示し、表6に、総ヘモグロビン常用参照標準物質JCCRM 912-2H測定時の電流値をブランク電流値で割った値(S/N比)を示す。
結果を図7~9に示す。図7は、化合物3又は化合物4をそれぞれ180μM担持したセンサで、総ヘモグロビン常用参照標準物質を測定した際のヘモグロビン濃度に対する電流応答を示す。図8及び図9は、各々、90μM又は180μMの化合物3及び化合物4を担持したセンサで、総ヘモグロビン常用参照標準物質を測定した際のヘモグロビン濃度に対する電流応答を示す。また、各測定結果の線形近似曲線の式を表4に示す。さらに、表5にブランク電流値を示し、表6に、総ヘモグロビン常用参照標準物質JCCRM 912-2H測定時の電流値をブランク電流値で割った値(S/N比)を示す。
なお、図中、「化3」及び「化4」は、各々、化合物3及び化合物4を示し、「Hb」はヘモグロビンを示す。
図7及び表4から明らかなように、本願の酸化剤を加えていないセンサと、化合物3又は化合物4を加えたセンサとでは、線形近似曲線の傾きがほぼ同じであり、ヘモグロビン濃度に対する電流応答変化に差はなかった。このことにより、短時間の測定において、本願の酸化剤を加えても、センサの測定性能は低下しないことが確認された。本願の酸化剤の存在は、恐らく反応速度の違いから、電子メディエータによるアナライトの酸化や、該酸化によってもたらされる還元型電子メディエータの酸化には影響しないと考えられる。一方、化合物3又は化合物4を加えたセンサでは、本願の酸化剤を加えていないセンサに比べてブランク電流値が減少し、S/N比が増加した(表5及び6)。このことは、本願の酸化剤を加えたセンサにおいて測定精度が向上していることを示す。
次に、本願の酸化剤の効果の濃度依存を検討する。図8、図9、及び表4に示されるように、異なる濃度(90μM又は180μM)の本願の酸化剤を用いても、線形近似曲線の傾きがほぼ同じであり、ヘモグロビン濃度に対する電流応答変化に差はなかった。
実施例3:本願の酸化剤を含むセンサの性能試験2
(方法)
酸化剤として、[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン(化合物4)を使用した。電子メディエータとして、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)を使用した。アナライトとして、グルコースを使用した。
リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を用いてグルコースを各濃度7.2mg/dL(400μM)、10.8mg/dL(600μm)、又は14.4mg/dL(800μM)になるように調整し、測定溶液とした。表7の(E)に示される試薬を担持したパラジウム電極からなる作用極及び対極を備えたセンサに、前記測定溶液を点着し、0.25Vを作用極と対極に印加し、10秒後の電流値を測定した。また、対照として、酸化剤を含まない以外は同じ組成の試薬を担持したセンサを用いて、前記測定溶液を同様に測定した。さらに、PBSを測定溶液として前記のセンサに点着して、ブランク電流値を測定した。なお、表中、「%」は全て「%(w/v)」を示す。
(方法)
酸化剤として、[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン(化合物4)を使用した。電子メディエータとして、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)を使用した。アナライトとして、グルコースを使用した。
リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を用いてグルコースを各濃度7.2mg/dL(400μM)、10.8mg/dL(600μm)、又は14.4mg/dL(800μM)になるように調整し、測定溶液とした。表7の(E)に示される試薬を担持したパラジウム電極からなる作用極及び対極を備えたセンサに、前記測定溶液を点着し、0.25Vを作用極と対極に印加し、10秒後の電流値を測定した。また、対照として、酸化剤を含まない以外は同じ組成の試薬を担持したセンサを用いて、前記測定溶液を同様に測定した。さらに、PBSを測定溶液として前記のセンサに点着して、ブランク電流値を測定した。なお、表中、「%」は全て「%(w/v)」を示す。
(結果)
結果を図10に示す。図10は、化合物4及びグルコースデヒドロゲナーゼを担持したセンサでグルコースを測定した際のグルコース濃度に対する電流応答を示す。また、測定結果の線形近似曲線の式を表8に示す。表9にブランク電流値を示し、表10にグルコース14.4mg/dL測定時の電流値をブランク電流値で割った値(S/N比)を示す。
結果を図10に示す。図10は、化合物4及びグルコースデヒドロゲナーゼを担持したセンサでグルコースを測定した際のグルコース濃度に対する電流応答を示す。また、測定結果の線形近似曲線の式を表8に示す。表9にブランク電流値を示し、表10にグルコース14.4mg/dL測定時の電流値をブランク電流値で割った値(S/N比)を示す。
なお、図中、「化4」は化合物4を示す。
図10及び表8から明らかなように、本願の酸化剤を加えていないセンサと、化合物4を加えたセンサとでは、線形近似曲線の傾きがほぼ同じであり、グルコース濃度に対する電流応答変化に差はなかった。このことにより、短時間の測定において、本願の酸化剤を加えても、センサの測定性能は低下しないことが確認された。本願の酸化剤の存在は、恐らく反応速度の違いから、酵素によるアナライトの酸化や、該酸化によってもたらされる還元型電子メディエータの酸化には影響しないと考えられる。一方、化合物4を加えたセンサでは、本願の酸化剤を加えていないセンサに比べてブランク電流値が減少し、S/N比が増加した(表9及び10)。このことは、本願の酸化剤を加えたセンサにおいて測定精度が向上していることを示す。
実施例4:本願の酸化剤を含むセンサの性能試験3
(方法)
酸化剤として、1-フルオロ-3.3-ジメチル-1,2-ベンゾヨードキソール(化合物6)を使用した。電子メディエータとして、1-ヒドロキシフェナジン(東京化成工業株式会社製)を使用し、懸濁液の状態で試薬調整を行った。アナライトとして、グルコースを使用した。
リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を用いてグルコースを各濃度(0μM、25μM(0.45mg/dL)、又は60μM(1.08mg/dL))になるように調整し、測定溶液とした。表11の(F)に示される試薬を担持したパラジウム電極からなる作用極及び対極を備えたセンサに、前記測定溶液を点着し、0.25Vを作用極と対極との間に印加し、10秒後の電流値を測定した。また、対照として、酸化剤を含まない以外は同じ組成の試薬を担持したセンサを用いて、前記測定溶液を同様に測定した。さらに、PBSを測定溶液として前記のセンサに点着して、ブランク電流値を測定した。なお、表中、「%」は全て「%(w/v)」を示す。
(方法)
酸化剤として、1-フルオロ-3.3-ジメチル-1,2-ベンゾヨードキソール(化合物6)を使用した。電子メディエータとして、1-ヒドロキシフェナジン(東京化成工業株式会社製)を使用し、懸濁液の状態で試薬調整を行った。アナライトとして、グルコースを使用した。
リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を用いてグルコースを各濃度(0μM、25μM(0.45mg/dL)、又は60μM(1.08mg/dL))になるように調整し、測定溶液とした。表11の(F)に示される試薬を担持したパラジウム電極からなる作用極及び対極を備えたセンサに、前記測定溶液を点着し、0.25Vを作用極と対極との間に印加し、10秒後の電流値を測定した。また、対照として、酸化剤を含まない以外は同じ組成の試薬を担持したセンサを用いて、前記測定溶液を同様に測定した。さらに、PBSを測定溶液として前記のセンサに点着して、ブランク電流値を測定した。なお、表中、「%」は全て「%(w/v)」を示す。
(結果)
結果を図11に示す。図11は、化合物6及びグルコースデヒドロゲナーゼを担持したセンサでグルコースを測定した際のグルコース濃度に対する電流応答を示す。また、測定結果の線形近似曲線の式を表12に示す。表13にブランク電流値を示し、表14にグルコース1.08mg/dL測定時の電流値をブランク電流値で割った値(S/N比)を示す。
結果を図11に示す。図11は、化合物6及びグルコースデヒドロゲナーゼを担持したセンサでグルコースを測定した際のグルコース濃度に対する電流応答を示す。また、測定結果の線形近似曲線の式を表12に示す。表13にブランク電流値を示し、表14にグルコース1.08mg/dL測定時の電流値をブランク電流値で割った値(S/N比)を示す。
なお、図中、「化6」は化合物6を示す。
図11及び表12から明らかなように、本願の酸化剤を加えていないセンサと、化合物6を加えたセンサとでは、線形近似曲線の傾きがほぼ同じであり、グルコース濃度に対する電流応答変化に差はなかった。このことにより、短時間の測定において、本願の酸化剤を加えても、センサの測定性能は低下しないことが確認された。本願の酸化剤の存在は、恐らく反応速度の違いから、酵素によるアナライトの酸化や、該酸化によってもたらされる還元型電子メディエータの酸化には影響しないと考えられる。一方、化合物6を加えたセンサでは、本願の酸化剤を加えていないセンサに比べてブランク電流値が減少し、S/N比が増加した(表13及び14)。このことは、本願の酸化剤を加えたセンサにおいて測定精度が向上していることを示す。
実施例5:本願の酸化剤を含むセンサの性能試験4(ブランク電流値)
酸化剤として、1-フルオロ-3.3-ジメチル-1,2-ベンゾヨードキソール(化合物6)を使用した。電子メディエータとして、アントラキノンβスルホン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)を使用した。測定溶液として、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を使用した。
酸化剤として、1-フルオロ-3.3-ジメチル-1,2-ベンゾヨードキソール(化合物6)を使用した。電子メディエータとして、アントラキノンβスルホン酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)を使用した。測定溶液として、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を使用した。
表15の(G)に示される試薬を担持したパラジウム電極からなる作用極及び対極を備えたセンサに、前記測定溶液を点着し、0.25Vを作用極と対極との間に印加し、10秒後のブランク電流値を測定した。また、対照として、酸化剤を含まない以外は同じ組成の試薬を担持したセンサを用いて、前記測定溶液を同様に測定した。結果を表16に示す。なお、表中、「%」は全て「%(w/v)」を示す。
表16から明らかなように、化合物6を加えたセンサでは、本願の酸化剤を加えていないセンサに比べてブランク電流値が減少した。このことは、本願の酸化剤を加えることで、センサ作製時に意図せずに発生した電子メディエータの還元体が減少していることを示す。
実施例6:本願の酸化剤を含むセンサの性能試験5(ブランク電流値)
酸化剤として、[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン(化合物4)を使用した。電子メディエータとして、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸ナトリウムを使用した。9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸ナトリウムは、市販の9,10-フェナントレンキノンを発煙硫酸にてスルフォニル化後、異性体の分取を行い、さらにNa塩化することによって得た。測定溶液として、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を使用した。
酸化剤として、[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン(化合物4)を使用した。電子メディエータとして、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸ナトリウムを使用した。9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸ナトリウムは、市販の9,10-フェナントレンキノンを発煙硫酸にてスルフォニル化後、異性体の分取を行い、さらにNa塩化することによって得た。測定溶液として、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を使用した。
表17の(H)に示される試薬を担持したパラジウム電極からなる作用極及び対極を備えたセンサに、前記測定溶液を点着し、0.25Vを作用極と対極との間に印加し、10秒後のブランク電流値を測定した。また、対照として、酸化剤を含まない以外は同じ組成の試薬を担持したセンサを用いて、前記測定溶液を同様に測定した。結果を表18に示す。なお、表中、「%」は全て「%(w/v)」を示す。
表18から明らかなように、化合物4を加えたセンサでは、本願の酸化剤を加えていないセンサに比べてブランク電流値が減少した。このことは、本願の酸化剤を加えることで、センサ作製時に意図せずに発生した電子メディエータの還元体が減少していることを示す。
本願の電子メディエータの酸化剤は、様々なアナライトの電子化学的測定に使用することができ、測定精度を向上することができる。
Claims (19)
- 3価のヨードベンゼン化合物を含む、電子メディエータの酸化剤。
- 3価のヨードベンゼン化合物が、式I~式III:
[式中、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アセチル基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
X及びYは、各々独立して、ヒドロキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アルキルベンゼンスルホニルオキシ基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
Zは、ハロゲン、ヒドロキシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルペルオキシ基、又は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、
W1及びW2は各々、メチル基を表すか、又はW1及びW2は一緒になってオキソ(=O)を表す]
のいずれかで表される化合物である、請求項1記載の酸化剤。 - 式Iにおいて、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、X及びYは、各々独立して、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、トシルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、又はハロゲンで置換された炭素数1~10個の直鎖の飽和炭化水素基を表し、
式IIにおいて、R1~R5は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、カルボキシル基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、
式IIIにおいて、R1~R4は、各々独立して、水素原子、ハロゲン、ニトロ基、又は置換基を有していてもよい炭素数1~4個の直鎖もしくは分枝鎖の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を表し、Zは、ハロゲン、ヒドロキシル基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、又は炭素数1~6個の直鎖もしくは分枝鎖アルキルペルオキシ基を表し、W1及びW2は各々、メチル基を表すか、又はW1及びW2は一緒になってオキソ(=O)を表す、請求項2記載の酸化剤。 - 3価のヨードベンゼン化合物が、ヨードソベンゼン、2,4,6-トリメチル(ジアセトキシヨード)ベンゼン、[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]ペンタフルオロベンゼン、[ヒドロキシ(トシルオキシ)ヨード]ベンゼン、2-ヨードソ安息香酸、1-フルオロ-3,3-ジメチル-1,2-ベンゾヨードキソール、及び[ヒドロキシ(メタンスルホニルオキシ)ヨード]ベンゼンからなる群から選択される化合物である、請求項1記載の酸化剤。
- 電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、請求項1~4のいずれか1項記載の酸化剤。
- 電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、請求項5記載の酸化剤。
- 電子メディエータ、及び請求項1~4のいずれか1項記載の酸化剤を含む、アナライト測定用試薬。
- 酸化反応を触媒する酵素をさらに含む、請求項7記載のアナライト測定用試薬。
- 電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、請求項7又は8記載のアナライト測定用試薬。
- 電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、請求項9記載のアナライト測定用試薬。
- 作用極、対極、及び試薬層を含むセンサであって、
前記試薬層が、電子メディエータ、及び請求項1~4のいずれか1項記載の酸化剤を含む、センサ。 - 試薬層が、酸化反応を触媒する酵素をさらに含む、請求項11記載のセンサ。
- 電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、請求項11又は12記載のセンサ。
- 電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、請求項13記載のセンサ。
- 電気化学的にアナライトを測定する方法であって、下記の工程を含む方法:
(A)アナライトを含む試料を、電子メディエータ及び請求項1~4のいずれか1項記載の酸化剤を含む試薬と接触させ、それにより、前記アナライトを酸化させると共に、前記電子メディエータを還元させる工程、及び、
(B)少なくとも作用極及び対極を含む電極系を用いて、前記還元された電子メディエータから電気化学シグナルを取得する工程。 - 前記工程(A)において、前記電子メディエータにより前記アナライトが酸化されると共に、前記電子メディエータが還元される、請求項15記載の方法。
- 前記工程(A)において、前記試薬が酸化反応を触媒する酵素をさらに含み、前記酵素により前記アナライトが酸化されると共に、前記電子メディエータが還元される、請求項15記載の方法。
- 電子メディエータが、金属錯体、キノン化合物、フェナジン化合物、ビオロゲン化合物、フェノチアジン化合物、及びフェノール化合物からなる群から選択される化合物である、請求項15~17のいずれか1項記載の方法。
- 電子メディエータが、フェリシアン化カリウム、ヘキサアンミンルテニウム、フェロセン、ポリ(1-ビニルイミダゾール)-ビス(ビピリジン)クロロオスミウム、ヒドロキノン、2-メチル-1,4-ベンゾキノン、1,2-ナフトキノン-4-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2-スルホン酸又はその塩、9,10-フェナントレンキノン-2,7-ジスルホン酸又はその塩、1,10-フェナントロリン-5,6-ジオン、アントラキノン-2-スルホン酸又はその塩、1-メトキシ-5-メチルフェナジニウムメチルサルフェート、ヒドロキシフェナジン、メチルビオロゲン、ベンジルビオロゲン、メチレンブルー、メチレングリーン、2-アミノフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、及び2,4-ジアミノフェノールからなる群から選択される1以上の化合物である、請求項18記載の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018547644A JP6794465B2 (ja) | 2016-10-24 | 2017-10-23 | 電子メディエータの酸化剤 |
| US16/343,811 US20190271658A1 (en) | 2016-10-24 | 2017-10-23 | Oxidizing agent for electron mediator |
| EP17865861.3A EP3531120A4 (en) | 2016-10-24 | 2017-10-23 | ELECTRON MEDIATOR OXIDIZING AGENT |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016208024 | 2016-10-24 | ||
| JP2016-208024 | 2016-10-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2018079465A1 true WO2018079465A1 (ja) | 2018-05-03 |
Family
ID=62024837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2017/038134 Ceased WO2018079465A1 (ja) | 2016-10-24 | 2017-10-23 | 電子メディエータの酸化剤 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20190271658A1 (ja) |
| EP (1) | EP3531120A4 (ja) |
| JP (1) | JP6794465B2 (ja) |
| WO (1) | WO2018079465A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI3423591T3 (fi) | 2016-03-04 | 2024-02-01 | Abbott Diabetes Care Inc | Nad(p)-riippuvaisia responsiivisia entsyymejä, elektrodeja ja antureita ja menetelmiä niiden valmistamiseksi ja käyttämiseksi |
| AU2020214230B2 (en) | 2019-01-28 | 2023-03-02 | Abbott Diabetes Care Inc. | Analyte sensors employing multiple enzymes and methods associated therewith |
| EP3917393B1 (en) | 2019-01-28 | 2024-09-18 | Abbott Diabetes Care Inc. | Analyte sensors and sensing methods for dual detection of glucose and ethanol |
| EP4643777A1 (en) * | 2019-01-28 | 2025-11-05 | Abbott Diabetes Care, Inc. | Analyte sensors and sensing methods featuring dual detection of glucose and ketones |
| CN119534570A (zh) * | 2024-11-20 | 2025-02-28 | 广东乐心医疗电子股份有限公司 | 酶液和用于血糖测定的电化学生物传感器及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005118014A (ja) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Arkray Inc | 分析方法およびそれに用いる試薬 |
| WO2007123179A1 (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Panasonic Corporation | バイオセンサ |
| JP2012059541A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | リチウム電池 |
| JP2013061336A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Nova Biomedical Corp | ヘモグロビンの電気化学的検出のためのディスポーザブルセンサ |
| JP2015063501A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 東京化成工業株式会社 | 5−X(X=F,Cl,Br)−1,2−ベンズヨードキソール−3−(1H)−オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物 |
| US20160025671A1 (en) * | 2012-07-06 | 2016-01-28 | Robert Bosch Gmbh | METHODS FOR GENERATING pH/IONIC CONCENTRATION GRADIENT NEAR ELECTRODE SURFACES FOR MODULATING BIOMOLECULAR INTERACTIONS |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008007277A2 (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Agamatrix, Inc. | Detection of analytes in a dual-mediator electrochemical test strip |
| US10760111B2 (en) * | 2011-07-27 | 2020-09-01 | Agamatrix, Inc. | Reagents for electrochemical test strips |
| JP2015212685A (ja) * | 2014-04-15 | 2015-11-26 | アークレイ株式会社 | センサおよび測定装置 |
-
2017
- 2017-10-23 US US16/343,811 patent/US20190271658A1/en not_active Abandoned
- 2017-10-23 EP EP17865861.3A patent/EP3531120A4/en not_active Withdrawn
- 2017-10-23 WO PCT/JP2017/038134 patent/WO2018079465A1/ja not_active Ceased
- 2017-10-23 JP JP2018547644A patent/JP6794465B2/ja active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005118014A (ja) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Arkray Inc | 分析方法およびそれに用いる試薬 |
| WO2007123179A1 (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Panasonic Corporation | バイオセンサ |
| JP2012059541A (ja) * | 2010-09-09 | 2012-03-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | リチウム電池 |
| JP2013061336A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Nova Biomedical Corp | ヘモグロビンの電気化学的検出のためのディスポーザブルセンサ |
| US20160025671A1 (en) * | 2012-07-06 | 2016-01-28 | Robert Bosch Gmbh | METHODS FOR GENERATING pH/IONIC CONCENTRATION GRADIENT NEAR ELECTRODE SURFACES FOR MODULATING BIOMOLECULAR INTERACTIONS |
| JP2015063501A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 東京化成工業株式会社 | 5−X(X=F,Cl,Br)−1,2−ベンズヨードキソール−3−(1H)−オン部位を有する新規超原子価ヨウ素化合物 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| OCHIAI, MASAHITO: "Utilization of iodine resources. Synthesis and reaction of hypervalent organic iodine compounds", TCI MAIL, October 1999 (1999-10-01), pages 2 - 11, XP009515036 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2018079465A1 (ja) | 2019-09-19 |
| EP3531120A1 (en) | 2019-08-28 |
| EP3531120A4 (en) | 2020-06-10 |
| JP6794465B2 (ja) | 2020-12-02 |
| US20190271658A1 (en) | 2019-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11473118B2 (en) | Interference compensating two electrodes test strip | |
| JP3297630B2 (ja) | バイオセンサ | |
| JP5166284B2 (ja) | 全血中の1,5−アンヒドログルシトールの測定方法、それに用いるセンサーチップ及び測定キット | |
| US9410917B2 (en) | Method of using a biosensor | |
| EP2623974B1 (en) | Sensor, sensor system, and sensor manufacture process | |
| JP6794465B2 (ja) | 電子メディエータの酸化剤 | |
| JP6181823B2 (ja) | 濃度測定方法 | |
| US11905547B2 (en) | Reagents for electrochemical test strips | |
| JP2004101531A (ja) | 電気化学的分析物検出アッセイにおける媒介物質の安定化剤組成物およびこれらの使用方法 | |
| JP2005517960A (ja) | Nadh又はnaphの電気化学的検出 | |
| EP3303605B1 (en) | Multi-mediator reagent formulations for use in electrochemical detection | |
| KR101694982B1 (ko) | 전기화학적 바이오센서 | |
| JP2005118014A (ja) | 分析方法およびそれに用いる試薬 | |
| JP2006017720A (ja) | レドックス試薬システム用酵素の特性決定方法、電気化学セルおよびこれを備えるシステム | |
| KR101749904B1 (ko) | 바이오센서용 산화환원반응 시약조성물 | |
| JP5204590B2 (ja) | グルコースセンサおよびその製造方法 | |
| JP2005292021A (ja) | 乳酸脱水素酵素の電気化学的測定方法 | |
| JP2014013232A (ja) | 1×10−8m以下の非常に低い濃度で試料溶液に含有される化学物質を正確に定量する方法 | |
| AU2015258165A1 (en) | Reagents for electrochemical test strips | |
| JP2005010150A (ja) | バイオセンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17865861 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2018547644 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2017865861 Country of ref document: EP |