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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989000691A1
    申请号:PCT/JP1988/000701
    申请日:1988-07-14
    公开日:1989-01-26
    发明作者:Teruaki Katsube
    申请人:Terumo Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:C12Q1-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 発 明 の 名 禾尔 酵 素 セ ン サ 及 び そ の 製 造 方 法 技 術 分 野 本発明は酵素センサ、 特に構成が簡単で測定精度が高く小型 で簡易型の、 酵素濃度に応じて発生した電圧を低ィンピ一ダン ス回路で電流値として変換して測定する酵素センサ及びその 製造方法に関するものである。 背 景 技 術 従来、 酵素センサには応答:性に優れているという理由から F E Tが用いられ、 そのゲー卜絶縁膜上を酵素層あるいは 酵素層と他の層とを組み合わせて多層に被覆した F E T酵素 センサが作成されてきた。
    [0002] しかし、 この F E T酵素センサは、 信頼性， 安定性共にまだ 充分でなく、 更に ド リフ 卜の問題等があり、 必ずしも満足の いく ものではなかった。 発 明 の 開 本発明の目的は、 構成が簡単で測定精度が高く小型で簡易型 の酵素センサ及びその製造方法を提供するこ にある。
    [0003] この問題点を解決するための一手段として、 本発明の酵素 センサは、 酵素感応部と、 基準電極部と、 前記酵素感応部と 前記基準電極部との間に発生する電位を低ィンビーダンスの 負荷でうけ、 前記電位を電流に変換して検出する手段とを 備える。
    [0004] 好ましぐは、 酵素感応邵は、 絶縁性基板上に.被覆された導電 性層と、 該導電性層を被覆し、 酵素を担持する酵素固定化層と からなる。
    [0005] 又、 導電性層は、 酸化イリジウム層である。
    [0006] 又、 酵素固定化層は、 ゥレア一ゼを担持する。
    [0007] 又、 基準電極部は、 前記絶縁性基板上に酵素感応^ 5と近接し て並び、 酸化イリジゥム層と該酸化ィ リジゥム層を被覆する 酵素を担持しない層とから成る。
    [0008] 本 明の酵素センサの製造方法は、 絶縁性基板上に、 導電性 層を互いに分離して複数生成する工程と、 該導電性層の一部を 酵素を担持する酵素固定化層で被覆する工程と、 前記導電性層 の残りの一部を酵素を担持しない層で被覆する工程と、 前記 酵素固定化層で被覆した導電性層及び前記酵素を担持しない層 で被覆した導電性層と、 該両導電性層の間に発生する電位を 低ィンピーダンスの食荷でうけ前記電位を電流に変換して検出 する手段とを、 被検液に浸漬しない一端で接続する工程とを 備える。
    [0009] 本発明により、 構成が簡単で測定精度が高く小型で簡易型の 酵素センサ及びその製造方法を提供できる。 ·
    [0010] 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1 A図は本実施例の酵素センサの構成を示す模式図、 第 1 B図は他の実施例の酵素センサの構成の一部を示す模式 図、
    [0011] 第 2 A図は本実施例の酵素センサの抵抗値を 1 Κ Ωに した場合の反応を示す図、
    [0012] 第 2 B図は本実施例の酵素センサの抵抗値を 1 0 Κ Ωにした '場合の反応を示す図、
    [0013] 第 2 C図は本実施例の酵素センサの抵抗値を 1 M Ωに した場合の反応を示す図である。 発 明 を 実 施 す る た め の 最 良 の 形 態 図面を参照しながら本発明の一実施例を説明する。
    [0014] 第 1図は本実施例の酵素センサの構成を示す模式図である。 本図を基に、 本実施例の酵素センサおよびその製造方法を 説明する。 ここでは、 酵素濃度に応じて発生した電圧を低イン ピーダンス回路で電流値としてと り出し、 それを更に電圧に ^ 変換して測定する場合について説明する。
    [0015] ( I ) 酸化イリジウム （ I Ox ) 層の作成
    [0016] 本例では、 絶縁性基板としてガラス 1 (通常、 顕微鏡等に 用いられるスライ ドガラス） を使用する。 ガラス 1の表面に スパッ夕リング法により 2つの酸化ィ リジゥム層 2 aと 2 b (層厚 8 0 ひ A、 幅 1. 8 mm、 長さ 5 mm) を作成した。 こ の")酸化ィ リジゥム層 2 a , 2 bに導電性接着材 3 a ,· 3 bで リ一ド線 4 a , 4 bを接続し、 その接続部分を絶縁性接着剤 5 で絶縁した。 酸化イ リジウム層 2 a , 2 の厚さは2 0 0〜 5 0 0 0人がよく、 好ましくは 5 0 0〜 1 5 0 0 Aであり、 特に好ましくは 6ひ 0〜 1 0 0 0 Aである 薄いと膜抵抗が 高くなって好ましくなく、 低ィンピーダンス化を図る意味が なく、 一方、 膜が厚いと膜の剝離等の問題が生じる。
    [0017] 絶禄基板としてサファイア、 I T 0 (イリジウム錫酸化物） ガラス、 石英等を用いてもよい。 ここで、 酸化ィ リジゥム層 2 a , 2 bは、 次に述べる酵素固定化層との間で酵素濃度に 応じて電圧が発生する性質を有する導電性物質である。
    [0018] ( 2 ) 酵素固定化層の作成
    [0019] ( 1 ) で作成レた酸化ィ リジゥム層 2 a上をゥレアーゼを 担持する酵素固定化層 6で被覆した。
    [0020] 酵素.固定化層 6は、' 0 2 M 卜 リス—塩酸緩衝液 （ p H 8. 5 ) - 1 5 %牛血清アルブミン溶液 [半井化学薬品株式 会社製] に、 ゥレアーゼ [東洋紡績株式会社製] を溶解させた 液 5 μ ϋをマイクロシリクジで採取し、 酸化ィ リジゥム層の 露出面の上に塗布 ·風乾させた後、 2 5容積％のグルタルアル デヒ ド溶液を 0 . 5 μ £滴下し、 架橋反応によってゥレア一ゼ. 担持酵素固定化層 6を成層した。
    [0021] 他方の酸化ィ リジゥム層 2 b上は、 ゥレア一ゼを担持しない アルブミン層 7で被覆した。
    [0022] ( 3 ) '入力インピーダンスの設定
    [0023] リード線 4 a , 4 bを、 表 1に示す3種類の値の異なる抵抗 8を順に接続しながら、 尿素 （ゥレア） を滴下して、 発生する 電位差の変化を測定した。
    [0024] 表 1
    [0025] 測定結果を第 2 A図， 第 2 B図， 第 2 C図に示す。 尚、 図中 の白矢印はリン酸緩衝液滴下時点、 黒矢印は尿素液滴下時点を 示す。 又、 数値は 2 0 μ ϋのリン酸緩衝液に対して注入された 2 m g / c cの濃度の尿素の注入量である。 ここで、 第 2 A図 は抵抗値 1 Κ Ω、 第 2 B図は抵抗値 1 0 Κ Ωの場合、 第 2 C図 は抵抗値 1 Μ Ωの場合である。 抵抗値は大きすぎると応答性が 悪くなり、 小さすぎるとドリフ卜が多くなるので、 1 0 0 Ω〜 1 〇 Μ Ωが好ましく、 特に好ましくは 1 Κ Ω〜 1 Μ Ωである。 第 2 Α図〜第 2 C図における尿素濃度の測定は、 リン酸緩衝 液滴下後の安定状態 （平坦部）.からの尿素液滴下による変化値 に対応する。 このため、 第 2 A図〜第 2 C図においては基準を リン酸緩衝液滴下後の安定状態にした。 リン酸緩衝液滴下前の 安定状態は乾燥時であり、 ぼぼ基準値と等しいといえるが、 リン酸緩衝液滴下後の安定状態を基準にした方が正確である。 図から明白なように、 抵抗値が 1 0 Κ Ωの時にドリフ ドが少な く安定性があり、 尿素液の滴下に対する反応が速さの点で最も 尿素の濃度測定に適していることわかつ 。
    [0026] 以上説明したよう に、 入カイ ンピ一ダンスを所定の値 ( 1 00 Ω〜 1 0ΜΩ) まで低ぐすることによって、 従来から 高入カインピーダンスである F E Τ等で測定してきた酵素 センサに比較して、 信頼性， 安定性が向上し、 更にドリフトが 少ない酵素センサを提供できることが分った。
    [0027] 更に、 本発明の酵素センサは、 入カインピーダンスを小さく したことにより、
    [0028] ( 1 ) 雑音ドリフ卜に対し、 極めて安定である。
    [0029] ( 2) 被検液が極めて少量でよい。
    [0030] (3 ) 構成が簡単なセンサである。
    [0031] 等の特徴をも持っている。
    [0032] 尚、 第 1 Β図に示すように、 第 1 Α図の抵抗 8の代わりに 抵抗 8 a , 8 bをリード線 4 a, 4bに結線して、 抵抗 8 bを 流れる電流を測定することにより、 酵素濃度に応じて発生した 電圧を電流値として測定しても同様の結果が得られる。 更に、 入力インピーダンスを小さくできる他の回路構成でも同様で あり、 回路構成に限定はない。
    [0033] 本実施例では最も簡単な構成の酵素センサを示したが、 酸ィ匕 イ リ ジウム層を更にたくさん並べると、 複合センサを構成でき る。 又、 酸化イ リ ジウムに限らず酸化パラジウム . 酸化ルテ ニゥムでもよい。 更に本実施例では尿素センサで酵素センサを 代表させたが、 他の酵素センサにおいても本発明が適用できる のは自明である。
    [0034] 又、 酸化ィ リジゥム層の生成方法や酵素固定化層の生成方法 も本例に限定されない。
    [0035] 尚、 以下の請求の範囲を越えない限り、 本発明はあらゆる 変更や追加を含むものである。
    权利要求:
    Claims

    0691 ' 7
    8 請 求 の 範 囲
    1 - 酵素感応部と、
    基準' 極部と、
    前記酵素感応部と前記基準電極部との間に発生する電位を 低ィンピーダンスの負荷でうけ、 前記電位を電流に変換して 検出する手段とを備えることを特徴とする酵素センサ。
    -2 · 酵素感応部は、
    絶縁性基板上に被覆された導電性層と、
    該導電性層を被覆し、 酵素を担持する酵素固定化層とから なることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の酵素センサ。 3 . 導電性層は、 酸化ィ リジゥム層であることを特徴とする 請求の範囲第 2項に記載の酵素センサ。
    4 . 酵素固定化層は、 ゥレアーゼを担持することを特徴とする 請求の—範囲第 2項記載の酵素センサ。
    5 - 基準電極部は、 前記絶縁性基板上に酵素感応部と近接して 並び、 酸化イ リジゥム層と該酸化ィリジゥム層を被覆する酵素 を担持しない層とから成ることを特徴とする請求の範囲第 2項 記載の酵素センサ。
    6 - 絶緣性基板上に、 導電性層を互いに分離して複数生成する 工程と、
    該導電性層の一部を酵素を担持する酵素固定化層で被覆する 工程と、
    前記導電性層の残りの一部を酵素を担持しない層で被覆する 00691 1 '
    9 工程と、
    前記酵素固定化層で被覆した導電性層及び前記酵素を担持 しない層で被覆した導電性層と、 該両導電性層の間に発生する 電位を ィンピーダンスの負荷でうけ前記電位を電流に変換し て検出する手段とを、 被検液に浸漬しない一端で接続する工程 とを備えることを特徴とする酵素センサの製造方法。
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    KR910004245B1|1991-06-24|
    KR890702023A|1989-12-22|
    EP0377037A4|1990-11-28|
    DE3853953T2|1995-11-16|
    EP0377037B1|1995-06-07|
    EP0377037A1|1990-07-11|
    JPH0623720B2|1994-03-30|
    DE3853953D1|1995-07-13|
    JPS6421347A|1989-01-24|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-01-26| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU DK KR US |
    1989-01-26| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BE DE FR GB IT NL SE |
    1990-01-11| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988906090 Country of ref document: EP |
    1990-07-11| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988906090 Country of ref document: EP |
    1995-06-07| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1988906090 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    AU20772/88A| AU2077288A|1987-07-16|1988-07-14|Enzyme sensor and method of manufacturing same|
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