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過酸化水素の電気化学的定量法 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P130009660
整理番号 DP1374-1
掲載日 2013年7月19日
出願番号 特願2011-500617
登録番号 特許第4859003号
出願日 平成22年2月17日(2010.2.17)
登録日 平成23年11月11日(2011.11.11)
国際出願番号 JP2010052313
国際公開番号 WO2010095630
国際出願日 平成22年2月17日(2010.2.17)
国際公開日 平成22年8月26日(2010.8.26)
優先権データ
  • 特願2009-035181 (2009.2.18) JP
発明者
  • 盛満 正嗣
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 過酸化水素の電気化学的定量法 コモンズ 外国出願あり
発明の概要

本発明は、検知極での過酸化水素の電気化学反応によって酸素を生成することがなく、また被検液に含まれる溶存酸素による反応も生じることがなく、検知極が過酸化水素の反応に対して化学的に安定であり、検知極材料自身が酸化されることがなく、被検液中に含まれていて過酸化水素の電気化学反応を直接妨害したり、過酸化水素の電気化学反応のみに依存する電流の測定を妨害するような妨害成分の影響が抑制され、高い感度を長期的に安定に維持することが可能で、センサの煩雑な較正が必要ではない過酸化水素の電気化学的定量法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る過酸化水素の電気化学的定量法は、センサへ運ばれた標的物質を酵素反応によって酸化して過酸化水素を生成する工程と、その過酸化水素の電気化学反応で生じる電流を測定する工程とを含み、非晶質の酸化イリジウムを含む触媒層を形成した検知極で過酸化水素が還元される電流を測定することを特徴としている。

従来技術、競合技術の概要


特定の標的物質を定量する技術として、標的物質の酵素反応と、酵素反応によって生成した過酸化水素の電気化学反応を連続して生じさせ、電気化学反応で流れる電流から標的物質の濃度を決定する方法が広く用いられている。例えば、標的物質がグルコースの場合、生体液などに含まれるグルコースをグルコース酸化酵素により酸化してグルコン酸と過酸化水素を生成させ、白金などを材料とする検知極でこの過酸化水素を電気化学的に酸化するときの電流からグルコースを定量する方法が知られている。このような方法では、電流の測定にクロノアンペロメトリーやポーラログラフィの原理がよく利用されており、これに基づく方法や装置などは例えば特許文献1~6に開示されている。また、このような原理を応用して、最近では人尿中のグルコース濃度を測定するセンサや装置も開発され、携帯可能な小型のものや洋式トイレに連動して配設されているものがあり、例えば特許文献7~9に開示されている。



一方、グルコース以外にも酵素反応によって過酸化水素を生成する標的物質がある。例えば、標的物質がコレステロールの場合には、遊離型コレステロールをコレステロール酸化酵素で酸化して過酸化水素を生成し、この過酸化水素をペルオキシダーゼの存在下で4アミノアンチピリンとN-エチル-N-(3-メチルフェニル)-N-アセチルエチレンジアミンと酸化縮合させて赤紫色キノン色素を生成し、このキノン色素による可視光の吸光度からコレステロールを定量する。これと同様に、酵素反応による過酸化水素の生成とそれにつづく化学反応に伴う光吸収の吸光度を用いて定量される標的物質には尿酸などがある。これら以外にも、酵素反応によって過酸化水素を生成する標的物質には、例えばグルタミン酸、L-アミノ酸、D-アミノ酸、アルコール、ビリルビン、アミン、コリン、キサンチン、ピルビン酸、乳酸などが挙げられる。

産業上の利用分野


本発明は、尿、唾液、血液などの生体液や、食品の生成液、分解液、抽出液や、調理品、調理過程品とその抽出液や、医薬品などに含まれる標的物質を酵素反応で酸化した際に発生する過酸化水素の濃度を決定する電気化学的定量法に関し、また標的物質の酵素反応によって生じた過酸化水素の電気化学反応で流れる電流を測定することによって標的物質の濃度を決定する方法に利用可能な過酸化水素の電気化学的定量法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 センサへ運ばれた標的物質を酵素反応によって酸化して過酸化水素を生成する工程と、前記過酸化水素の電気化学反応で生じる電流を測定する工程とを含む過酸化水素の電気化学的定量法であって、
前記標的物質を運ぶ緩衝液を略中性とし、
非晶質の酸化イリジウムを含む触媒層を形成した検知極で前記過酸化水素が還元される電流を測定することを特徴とする過酸化水素の電気化学的定量法。
【請求項2】 検知極と対極と参照極を使用し、前記参照極を塩化カリウム飽和溶液の銀―塩化銀電極として定められる前記検知極の電位が+0.35V~-0.6Vの範囲となるように前記検知極の電位を制御することを特徴とする請求項1に記載の過酸化水素の電気化学的定量法。
【請求項3】 検知極と対極を使用し、前記検知極の電位が塩化カリウム飽和溶液の銀-塩化銀電極に対して+0.35V~-0.6Vの範囲となるように前記検知極と前記対極の間の電圧を制御することを特徴とする請求項1に記載の過酸化水素の電気化学的定量法。
【請求項4】 センサへ運ばれた標的物質を酵素反応によって酸化して過酸化水素を生成する工程と、前記過酸化水素の電気化学反応で生じる電流を測定する工程とを含む過酸化水素の電気化学的定量法であって、
前記標的物質を運ぶ緩衝液を略中性とし、
非晶質と結晶質の二酸化イリジウムを含む触媒層を形成した検知極で前記過酸化水素が還元される電流を測定することを特徴とする過酸化水素の電気化学的定量法。
【請求項5】 前記触媒層が非晶質の二酸化イリジウムまたは非晶質と結晶質の二酸化イリジウムと、タンタル、チタン、ニオブ、ジルコニウム、タングステンから選ばれた少なくとも1つ以上の金属の酸化物から構成された検知極を用いることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の過酸化水素の電気化学的定量法。
【請求項6】 前記触媒層が非晶質の二酸化イリジウムと非晶質の五酸化二タンタル、または非晶質と結晶質の二酸化イリジウムと非晶質の五酸化二タンタルから構成された検知極を用いることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の過酸化水素の電気化学的定量法。
【請求項7】 非晶質の酸化イリジウムを含む触媒層を形成した対極を用いることを特徴とする請求項2または3に記載の過酸化水素の電気化学的定量法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 食品
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2011500617thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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