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基質感応膜素材およびそれを用いた酵素センサー 新技術説明会

国内特許コード P07A010159
整理番号 NI0500054
掲載日 2007年7月30日
出願番号 特願2006-003229
公開番号 特開2007-187449
登録番号 特許第4810657号
出願日 平成18年1月11日(2006.1.11)
公開日 平成19年7月26日(2007.7.26)
登録日 平成23年9月2日(2011.9.2)
発明者
  • 中村 俊夫
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 基質感応膜素材およびそれを用いた酵素センサー 新技術説明会
発明の概要

【課題】溶媒中で酵素により反応する基質を検出し、また、当該酵素反応の進行に関わる酵素活性・酵素反応速度等の諸因子の特定を迅速・高感度かつ高精度に行なうことができ、再現性に優れており、簡便な構成の酵素センサーを作製するために使用される原材料となる基質感応膜素材を提供し、このセンサーを有効にするための電気化学測定系を提供する。
【解決手段】基質感応膜素材は、カルボキシル基含有ポリ(メタ)アクリルアミドの該カルボキシル基およびシクロデキストリンの水酸基でエステル結合している高分子化合物と、基質を反応させる酵素とが、含有されている。酵素センサー1は、この基質感応膜素材で電極基材上に膜状に形成されそこに前記酵素を固定しつつ該酵素と前記高分子化合物とを露出させている基質感応膜により、被覆されている作用電極17と、参照電極15とを有している。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


酵素センサーは、医療分野で患者の血糖値等の計測、食品製造分野での品質管理、環境保全分野での環境計測などの際に、様々な測定対象物質の量を検出するためのものである。



酵素センサーは、酵素と測定対象物質である基質との特異的な高選択的反応による物理的または化学的変化を、電気信号、光、または熱に変換して検出するというものである。



このような酵素センサーとして、例えば、特許文献1に、酵素への検体の供給部、酵素への酸素供給部、ポリアクリルアミドゲル状電解質含浸ポリカーボネートと電極との電荷伝達体および酵素を含んでおり、検体中の電極活性物量を酵素反応生成物によって生じる電流で検出する検出部を有するバイオセンサーが、開示されている。また、非特許文献1に、アセトニトリル中の基質のカテコールへ反応させる酵素のチロシナーゼを含む非可塑性ポリアクリルアミドメンブランでコーティングした白金ディスク電極が、開示されている。



親水性高分子のポリアクリルアミドが含有する酵素と、非水溶媒のみに溶解している基質との間で起こる酵素反応を検出する非水溶液系の酵素センサーは、水溶液系の酵素センサーに比べ応答速度が遅く、再現性に欠けるという問題があった。




【特許文献1】特開2004-101222号公報

【非特許文献1】「アナリティカル サイエンシズ(AnalyticalSciences)」、日本分析化学会、2001年9月、第17巻、p.1055-1058

産業上の利用分野


本発明は、溶液中の基質を酵素反応により検知する酵素センサーの原材料である基質感応膜素材に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
カルボキシル基含有ポリ( メタ) アクリルアミドの該カルボキシル基およびシクロデキストリンの水酸基でエステル結合している高分子化合物と、基質を反応させる酵素とが、
含有されていることを特徴とする基質感応膜素材。

【請求項2】
前記シクロデキストリンが、γ - シクロデキストリンであることを特徴とする請求項1に記載の基質感応膜素材。

【請求項3】
前記カルボキシル基含有ポリ( メタ) アクリルアミドが、ポリ( メタ)
アクリルアミドのアミド基の一部加水分解物、または( メタ) アクリルアミドと( メタ) アクリル酸との共重合物であることを特徴とする請求項1 に記載の基質感応膜素材。

【請求項4】
前記酵素が、前記基質を酸化還元反応させるものであることを特徴とする請求項1
に記載の基質感応膜素材。

【請求項5】
前記酵素が、チロシナーゼであることを特徴とする請求項4 に記載の基質感応膜素材。

【請求項6】
請求項1 に記載の基質感応膜素材で電極基材上に膜状に形成され、そこに前記酵素を固定しつつ前記高分子化合物と共に露出させている基質感応膜により、被覆されている作用電極と、参照電極と、対極とを有していることを特徴とする酵素センサー。

【請求項7】
前記基質と有機溶媒とを含む溶液に、前記作用電極と、前記参照電極と、前記対極とが、浸漬されていることを特徴とする請求項6
に記載の酵素センサー。

【請求項8】
前記有機溶媒が、非プロトン性溶媒であることを特徴とする請求項7 に記載の酵素センサー。
産業区分
  • 試験、検査
  • 高分子化合物
  • 微生物工業
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 権利存続中
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