生物传感器制造技术

本发明专利技术提供了生物传感器，该传感器具备绝缘性基板，包含设在上述基板上的测定极和配极的电极系统，结合于上述基板上、和基板之间形成将试样溶液供给到上述电极系统的试样溶液供给通道的罩盖构件，配置于上述试样溶液供给通道内、至少含有氧化还原酶及电子传导体的试剂系统；上述电子传导体设在上述基板一侧，上述氧化还原酶设在上述罩盖构件一侧，各自互不接触。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对血液、血浆、血清等试样中的底物进行定量的生物传感器。
技术介绍
作为对血液等试样中的特定成分进行定量的生物传感器，曾有各种提案，例如，以下所述的传感器已为大家所知(参照日本专利特开昭63-317096号公报)。该生物传感器是在绝缘性基板上用丝网印刷等方法形成由工作极、配极以及参考极构成的电极系统，并形成连接于该电极系统上的含有氧化还原酶和电子传导体的反应层。在以上制得的生物传感器反应层上若滴下含有底物的试样，则反应层溶解，氧化还原酶和底物反应，由此电子传导体被还原。经规定时间后，被还原的电子传导体通过电极系统进行电化学氧化，从此时得到的氧化电流值能对试样溶液中的底物进行定量。在具有上述结构的生物传感器中，氧化还原酶及电子传导体一般以相互混合的状态载持于电极系统上。其目的是节省试样混合或搅拌的时间，有效进行氧化还原酶和电子传导体的反应，在短时间内对底物进行定量。但是，如果生物传感器内的氧化还原酶和电子传导体在混合状态或相互接触的状态下载持，则会产生如下问题。即，对应于底物浓度为0mg/dl的试样溶液的应答值(以下称为空白值)不是0，而是显示出0以上的高值。而且，还存在着和生物传感器刚制作完成后(以下称为初期)的应答值相比较，空白值及对应于含有相同浓度的底物的试样溶液的各自的应答值随着保存期间的变长而增加的问题。由于保存而使应答值发生变化，则导致可靠性降低。本专利技术是鉴于上述问题完成的专利技术，其目的是提供一种空白值低、因保存而出现的应答值变化少、特别是空白值变化少、且结构简易的生物传感器。本专利技术的另一目的是提供一种特别适用于胆甾醇定量的生物传感器。专利技术的揭示本专利技术提供一种生物传感器，该生物传感器具备绝缘性基板，包含设在上述基板上的测定极和配极的电极系统，结合于上述基板上、和基板之间形成将试样溶液供给到上述电极系统的试样溶液供给通道的罩盖构件，配置于上述试样溶液供给通道内、至少含有氧化还原酶及电子传导体的试剂系统；而且，上述电子传导体设在上述基板一侧，上述氧化还原酶设在上述罩盖构件一侧，各自互不接触。上述氧化还原酶的存在位置最好是将其投影到上述基板上时，和上述电子传导体的存在位置不重叠的位置。本专利技术还提供测定系统，该系统具备上述生物传感器、在上述测定极和配极之间施加电压的电压施加装置、以及检测上述施加了电压的测定极和配极之间的电信号的信号检测装置。测定系统最好还具备显示上述信号检测装置检测到的信号的显示装置。附图的简单说明附图说明图1是本专利技术一实施例的生物传感器的分解立体图。图2是同一生物传感器的截面图。图3是本专利技术另一实施例的生物传感器的分解立体图。图4是同一生物传感器的截面图。图5是表示本专利技术一实施例的测定系统电路结构的方框图。实施专利技术的最佳方式本专利技术的生物传感器具备绝缘性基板，包含设在上述基板上的测定极和配极的电极系统，结合于上述基板上、和基板之间形成将试样溶液供给到上述电极系统的试样溶液供给通道的罩盖构件，配置于上述试样溶液供给通道内、至少含有氧化还原酶及电子传导体的试剂系统；而且，上述电子传导体设在上述基板一侧，上述氧化还原酶设在上述罩盖构件一侧，各自互不接触。本专利技术采用简易的结构就能使电子传导体和氧化还原酶互不接触。因此，生物传感器制作完成后，在生物传感器内氧化还原酶和电子传导体并不反应，所以可使空白值下降，而且能抑制因保存而引起的应答值的变化。本专利技术的理想实施方式是上述氧化还原酶的存在位置是将其投影到上述基板上时，和上述电子传导体的存在位置不重叠的位置。这样，既能维持氧化还原酶和电子传导体的分离状态，又可减少试样溶液供给通道的体积。本专利技术的另一理想实施方式是上述试剂系统还包含设在上述罩盖构件一侧的表面活性剂。这种情况下，表面活性剂最好和上述氧化还原酶混合。本专利技术的理想的生物传感器是对作为诊断指南的血清胆甾醇值进行定量的生物传感器，试剂系统包括胆甾醇氧化酶及胆甾醇脱氢酶中的至少一种、对胆甾醇酯变化为胆甾醇的过程进行催化的胆甾醇酯酶及表面活性剂。血液或血清中的胆甾醇包含在具有胶束结构的脂蛋白中。试剂系统若包含适当的表面活性剂，则采用胆甾醇氧化酶及胆甾醇脱氢酶中的至少一种或胆甾醇酯酶，可提高脂蛋白中的转变为胆甾醇的反应的反应性。用于上述目的的表面活性剂可以是离子型表面活性剂及非离子型表面活性剂中的任一种。例如，聚氧乙烯辛基苯基醚、胆酸或其盐、脱氧胆酸或其盐、脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基磺基琥珀酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐、烷基磷酸盐、萘磺酸甲醛缩合物、聚羧酸型高分子表面活性剂、聚氧乙烯烷基醚、聚氧烯烃烷基醚、聚氧乙烯衍生物、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷胺、烷基烷醇酰胺、烷基胺盐、季铵盐、烷基甜菜碱及氧化胺等。其中，最好使用聚氧乙烯辛基苯基醚。采用表面活性剂使脂蛋白增溶的作用随表面活性剂的种类而各不相同，所以最好同时使用2种以上的上述表面活性剂。本专利技术的另一理想实施方式是电子传导体及氧化还原酶中的至少一方经其水溶液冷冻干燥后形成。通过冷冻干燥形成的电子传导体及/或氧化还原酶的层的溶解性有所提高，可缩短整个测定所花费的时间。特别是氧化还原酶的反应是得到应答值的第一步骤，若是经冷冻干燥形成氧化还原酶层，则在供给试样溶液时可使氧化还原酶迅速溶解。本专利技术的另一理想实施方式是电子传导体及氧化还原酶中的至少一方载持于载体上。本专利技术所用的载体只要能将试剂载持于载体内部或载体表面即可，例如可采用滤纸、玻璃过滤器、纤维素纤维、纸张及软木。采用滤纸时，试剂主要载持于滤纸内部，采用纸张时，试剂载持于纸张的表面，这是两者的不同之处。上述载体中，由于氧化还原酶对玻璃过滤器或纤维素纤维这两种载体的的非特异性吸附量较少，所以比较理想。对本专利技术的生物传感器中可以采用的电子传导体并无特殊限定，可采用铁氰化钾、对苯醌及对苯醌衍生物、吩嗪甲基硫酸酯、亚甲蓝、二茂铁及二茂铁衍生物。其中，铁氰化钾在氧气存在下也稳定，比较理想。氧化还原酶可以根据作为测定对象的底物进行适当选择，例如，葡糖氧化酶、葡糖脱氢酶、胆甾醇氧化酶、胆甾醇脱氢酶等。绝缘性基板及罩盖构件只要是具有电绝缘性、具有一定程度的刚性的材料即可。可选用聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、饱和聚酯等热塑性树脂，尿素树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等热固性树脂。本专利技术的理想的生物传感器是在设置于基板上的电极系统的上形成电子传导体层。为了防止电子传导体和电极系统之间的直接接触，同时使电子传导体层的载持更可靠，也可在电极系统上形成亲水性高分子层，在该高分子层上面再形成电子传导体层。当电极系统由银糊基底和在上面形成的碳糊构成时，由于溶解于试样中的试剂系统的表面活性剂的作用，使试样溶液浸透到作为电极基底的银层。因此，在测定传感器的应答电流时，如果在电极上施加电位，则银层发生电化学反应，其结果是应答电流值增加。若用亲水性高分子层覆盖电极系统，则可缓和表面活性剂向银层的浸透。构成上述亲水性高分子层的亲水性高分子只要其水溶液具有粘性即可，例如，羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
生物传感器，其特征在于，具备绝缘性基板，包含设在上述基板上的测定极和配极的电极系统，结合于上述基板上、和基板之间形成将试样溶液供给到上述电极系统的试样溶液供给通道的罩盖构件，配置于上述试样溶液供给通道内、至少含有氧化还原酶及电子传导体的试剂系统；上述电子传导体设在上述基板一侧，上述氧化还原酶设在上述罩盖构件一侧，各自互不接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：渡边基一，山本智浩，长谷川美和，池田信，南海史朗，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]