WO2001073419A1

WO2001073419A1 - Biocapteur

Info

Publication number: WO2001073419A1
Application number: PCT/JP2001/002558
Authority: WO
Inventors: Shoji Miyazaki; Hiroyuki Tokunaga; Masaki Fujiwara; Takahiro Nakaminami; Junko Nakayama; Eriko Yamanishi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2001-10-04
Also published as: EP2154522A3; US20110180404A1; EP1197749A1; US20020179442A1; US7648617B2; EP1197749A4; CN1365446A; CN1268920C; US6911131B2; US20050194251A1; EP2154522A2; US20100006432A1; EP1197749B1; EP2154522B1; US8673127B2; CN1590999A; CN1187610C

Description

明細書

バイオセンサ技術分野

本発明は、液体試料中の特定の成分を分析するバイオセンサに関し、特に、バィォセンサの試薬層を構成する試薬構成に関するものである。背景技術

バイオセンサは、微生物、酵素、抗体等の生物材料の分子認識能力を利用し、生物材料を分子識別素子として応用したセンサである。すなわち、固定化された生物材料が、目的の特定物質を認識したときに起こる反応、微生物の呼吸による酸素の消費、酵素反応、発光などを利用したものである。

バイオセンサの中でも酵素センサの実用化は進んでおり、例えば、グルコース、乳酸、コレステロール、ラタトース、尿素、アミノ酸用の酵素センサは、医療計測や食品工業に利用されている。酵素センサは、検体である試料液に含まれる基 ' 質と酵素との反応により生成する電子によって電子受容体を還元し、測定装置がその電子受容体の還元量を電気化学的に計測することにより、検体の定量分析を行う。このようなバイオセンサの一例として、例えば、特願平 1 1一 3 2 4 5 1 , 1号で提案されたようなセンサが知られている。

第 1 1図、および第 1 2図は、従来の血糖値測定用のバイオセンサを示す分解斜視図である。これは、ポリエチレンテレフタレートのような絶縁性基板 1、 1 0 1上に、電気伝導性物質からなる測定電極 2、 1 0 2 (作用極とも言う）、対電極 3、 1 0 3 (対極とも言う）ならびに検知電極 4が形成されており、これら電極上には試料液中の特定成分と特異的に反応する酵素、及び電子伝達体、親水性高分子を含む試薬層 5、 1 0 5が形成されている。

そして、試料液中の特定成分と試薬層 5、 1 0 5中の試薬との反応により生じる電流値を前記電極 2、 3、 4、 1 0 1、 1 0 3で検出するためのキヤビティを形成するため、電極および試薬層上の部分に細長い切り欠け部 7、 1 0 7を有したスぺーサ 6、 1 0 6と、空気孔 9、 1 0 9を形成したカバー 8、 1 0 8とを絶縁基板上に貼りあわせている。

このような構成のバイオセンサにおいて、試料液は、キヤビティの入り口（試料液吸引口）から毛細管現象によりキヤビティ内に供給され、電極と試薬層のある位置まで導かれる。そして試料液中の特定成分が試薬層の試薬と反応することにより、電流を生じ、生じた電流をバイオセンサのリードを通じて外部の測定装置が読み取ることにより、検体の定量分析が行われる。

し力し、上述のような試薬構成のバイオセンサにおいて、熱や水分の介在下、特に、温度が 3 0 °C以上で湿度が 8 0 %以上の高温多湿環境下においては、試薬層 5、 1 0 5に含まれる酵素蛋白や親水性高分子の一部などと、電子伝達体との還元反応が生じるため、パックグラウンド電流（ノイズ電流）が発生し、経時的にパックグランド電流値が上昇することにより、センサ性能が悪ィ匕するという問題が顕著に見られる。

また、これを解決するための手段として、アルミシールや樹脂などの成型容器を用いたバイォセンサ保存容器中に、シリカゲルや活性アルミナのような乾燥剤を封入することによって水分を除去し、センサ性能の悪化を防止するように工夫することができるが、このような乾燥剤だけではバイオセンサに含まれる試薬中に残存する分子レベルの永までを完全に除去することは不可能である。

また、上記保存容器においても、長期間にわたり水分の侵入を皆無（ゼロ）にするのは極めて困難であり'、電子伝達体と酵素蛋白、親水性高分子の一部との還元反応は、極微量の水分が介在するだけで進行してしまうため、パックグラウンド電流の経時的な上昇を効果的に抑制することは極めて困難であるという問題点があった。

また、酵素や電子伝達体など様々な試薬からなる混合試薬層中にフエリシアン化カリゥムなどの無機塩が含まれている場合には、試薬溶液の乾燥過程において試薬層が極めて結晶化しやすくなるため、試薬層の表面が粗く不均一な状態になり、センサの基質濃度に対する応答性（直線性、感度）や測定精度などの悪化を招くという問題点があった。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、水分との接触によるバイォセンサの性能劣化を効率的に防止するとともに、センサの基質濃度に対する応答性（直線性、感度）の高い高精度なバイオセンサを提供することを目的とする。発明の開示

本発明の請求の範囲第 1項にかかるパイォセンサは、試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサであって、試料溶液に溶解され、試料溶液中の特定物質と特異的に反応するように予め設けられる試薬層中に糖アルコールを含むことを特徴としたものであり、酵素反応等を阻害することなく、経時的なパックグラウンド電流の上昇を抑制することができるとともに、血液中に存在する様々な共雑物質との不必要な反応をも合せて抑制し、直線性が良好で（回帰式の傾きが大きく切片が小さい）、かつ、センサ個々のバラツキが少ない高性能なバイオセンサを提供することが可能となる。

本発明の請求の範囲第 2項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 1項に記載のバイオセンサであって、前記特定物質の濃度を、絶縁性基板上に設けられた少なくとも作用極と対極からなる電極を用いて計測することを特徴とするものであり、電極を利用した検査に好適なバイオセンサを提供す？)ことが可能となる。本発明の請求の範囲第 3項にかかるパイォセンサは、請求の範囲第 2項に記載のバイオセンサであって、前記試薬層が、前記電極上、または当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散ェリァ内に電極が配置されるよう，形成され、該試薬層が、少なくとも酵素および電子伝達体を含むことを特徴とするものであり、酵素と電子伝達体の反応を利用した検査に好適なバイオセンサを提供することが可能となる。

本発明の請求の範囲第 4項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 1項から請求の範囲第 3項のいずれかに記載のバイオセンサであって、前記糖アルコールが、鎖状の多価アルコール、もしくは、環式糖アルコール、あるいはそれらの置換体もしくは誘導体であることを特徴としたものであり、請求の範囲第 1項における糖アルコールをより具体ィヒしたものであり、請求の範囲第 1項と同様の効果を得ることができる。

本発明の請求の範囲第 5項にかかるパイォセンサは、請求の範囲第 1項から請求の範囲第 3項のいずれかに記載のバイオセンサであって、前記糖アルコールがマルチトール、ラタチトールのいずれか、または両方であることを特徴としたものであり、請求の範囲第 1項における糖アルコールをより具体化したものであり、請求の範囲第 1項と同様の効果を得ることができる。

本発明の請求の範囲第 6項にかかるパイォセンサは、試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサであって、試料溶液に溶解され、試料溶液中の特定物質と特異的に反応するように予め設けられる試薬層中に金属塩を含むことを特徴とするものであり、酵素反応等を阻害することなく、経時的なパックグラウンド電流の上昇を抑制することができるパイォセンサを提供することが可能となる。本発明の請求の範囲第 7項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 6項に記载のバイオセンサであって、前記特定物質の濃度を、絶縁性基板上に設けられた少なくとも作用極と対極からなる電極を用いて計測することを特徴としたものであり、電極を利用した検査に好適なパイォセンサを提供することが可能となる。本発明の請求の範囲第 8項にかかるパイォセンサは、請求の範囲第 7項に記載のバイオセンサであって、前記試薬層が、前記電極上、または当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散エリア内に電極が配置されるよう，形成され、該試薬層が、少なくとも酵素おょぴ電子伝達体を含むことを特徴としたものであり、酵素と電子伝達体の反応を利用した検査に好適なバイオセンサを提供することが可能となる。 '

本発明の請求の範囲第 9項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第, 6項から請求の範囲第 8項のいずれかに記載のバイオセンサであって、前記金属塩が、硫酸金属塩、硫酸水素金属塩、亜硫酸金属塩、亜硫酸水素金属塩、あるいは次亜硫酸金属塩であることを特徴としたものであり、請求の IS囲第 6項における金属塩を具体化したものであり、請求の範囲第 6項と同様の効果を得ることができる。本発明の請求の範囲第 1 0項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 6項から請求の範囲索 8項のいずれかに記載のバイオセンサであって、前記金属塩が、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウムのいずれかまたは両方であることを特徴としたものであり、請求の範囲第 6項における金属塩を具体ィヒしたものであり、請求の範囲第 6項と同様の効果を得ることができる。

本発明の請求の範囲第 1 1項にかかるパイ; ^センサは、請彔の範囲第 6項から請求の範囲第 8項のいずれかに記載のパイォセンサであって、前記金属塩が硝酸金属塩、硝酸水素金属塩、亜硝酸金属塩、亜硝酸水素金属塩、あるいは次亜硝酸金属塩であることを特徴としたものであり、請求の範囲第 6項における金属塩を具体化したものであり、請求の範囲第 6項と同様の効果を得ることができる。本発明の請求の範囲第 1 2項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 6項から請求の Ιδ囲第 8項にいずれかに記載のバイオセンサであって、前記金属塩が、，硝酸マグネシウム、硝酸カルシウムのいずれかまたは両方であることを特徴としたものであり、請求の範囲第 6項における金属塩を具体ィ匕したものであり、請求の範囲第 6項と.同様の効果を得ることができる。

本発明の請求の範囲第 1 3項にかかるバイオセンサは、試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサであって、試料溶液に溶解され、試料溶液中の特定物質と特異的に反応するように予め設けられる試薬層中に、その分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩を含むことを特徴とするものであり、酵素反応等を阻害することなく、経時的なバックグラウンド電流の上昇を抑制することができるとともに、血液中に存在する様々な共雑物質との不必要な反応をも合せて抑制し、直線性が良好で（回帰式の傾きが大きく切片が小さい）、かつ、センサ個々のパラツキが少ない高性能なバイオセンサを提供することが可能と,なる。

. ·,本発明の請求の範囲第 1, 4項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 1 3項に記載のバイオセンサであって、前記特定物質の濃度を、絶縁性基板上に設けられた少なくとも作用極と対極からなる電極を用いて計測することを特徴とするものであり、電極を利用した検査に好適なパイォセンサを提供することが可能となる。本発明の請求の範囲第 1 5項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第, 1 4項に記載のバイオセンサであって、前記試薬層が、前記電極上、または当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散エリア内に電極が配置されるよう，形成され、該試薬層が、少なくとも酵素および電子伝達体を含むことを特徴としたものであり、酵素と電子伝達体の反応を利用した検査に好適なバイォセンサを提供することが可能となる。，

本発明の請求の範囲第 1 6項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 1 3項から請求の範囲第 1 5項のいずれかに記載のバイオセンサであって、前記有機酸が脂肪族カルボン酸、炭素環カルボン酸、複素環カルボン酸、もしくはそれらの置換体あるいは誘導体であることを特徴としたものであり、請求の範囲第 1 3項における有機酸を具体ィ匕したものであり、請求の範囲第 1 3項と同様の効果を得ることができる。，

この発明の請求の範囲第 1 7項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 1 3項から請求の範囲第 1 5項のいずれかに記載のバイオセンサであって、前記有機酸がダルタル酸、アジピン酸、フタル酸、安息香酸のいずれかまたはそれらの組み合わせであることを特徴としたものであり、請求の範囲第 1 3項におけるカルボン酸を具体ィ匕したものであり、請求の範囲第 1 3項と同様の効果を得ることができる。 , ,

この発明の請求の範囲第 1 8項にかかるバイオセンサは、試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサであって、試料溶液に溶解され、試料溶液中の特定物質と特異的に反応するように予め設けられる試薬層中に、その分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機醇もしくは有機酸塩を含むことを特徴とするものであり、試薬層を緻密且つ均質に形成することができるため、センサの基質濃度に対する応答性感度、直線性）を飛躍的に高めることができるバイオセンサを提供することが可能となる。 " この発明の請求の範囲第 1 9項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 1 8項に記載のバイオセンサであって、前記特定物質の濃度を、絶縁性基板上に設けられた少なくとも作用極と対極からなる電極を用いて計測することを特徴とするものであり、電極を利用した検査に好適なパイォセンサを提供することが可能となる。 '

この発明の請求の範囲第 2 0項にかかるバイオセンサ、請求の範囲第 1 9項に記載のバイオセンサであって、前記試薬層が、前記電極上、または当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散ェリァ内に電極が配置されるよう，形成され、該試薬層が、少なくとも酵素および電子伝達体を含むことを特徴とするものであり、酵素と電子伝達体の反応を利用した検査に好適なバイオセンサを提供することが可能となる。この発明の請求の範囲第 2 1項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 1 8項力ら請求の範囲第 2 0項のいずれかに記載のバイオセンサであって、前記有機酸がアミノ酸もしくはそれらの置換体あるいは誘導体であることを,特徴としたものであり、請求の範囲第 1 8項における有機酸を具体化したものであり、請求の範囲第 1 8項と同様の効果を得ることができる。

この発明の請求の範囲第 2 2項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 1 8項から請求の範囲第 2 0項のいずれかに記載のバイオセンサであって、前記有機酸がアミノ酸もしくはそれらの置換体あるいは誘導体が、グリシン、セリン、プロリン、トレオニン、リシン、タウリンのいずれかまたはその組み合わせであることを特徴とするものであり、請求の範囲第 1 , 8項における'アミノ酸を具体化したものであり、請求の範囲第 1 8項と同様の効果を得ることができる。 ' この発明の請求の範囲第 2 3項にかかるバイオセンサは、試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサであって、試料溶液に溶解ざれ、試料溶液中の特定物質と特異的に反応するように予め設けられる試薬層中に、糖アルコール、金属塩、分子内に少なくとも一つの力ルポキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩、あるいは分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機酸もレくは有機酸塩の少なくとも 2つ以上の組み合わせを含むことを特徴とするものであり、安定性に優れ、且つ、セ.ンサの基質濃度に対する応答性（感度、直線性）の高い、高精度なバイオセンサを提供することが可能となる。'

この発明の請求の範囲第 2 4項にかかるバイオセンサは、請求の範囲第 1項から請求の範囲第 2 3項に記載のバイオセンサであって、前記試薬層がさらに親水性高分子を含むことを特徴としたものであり、親水性高分子を含むことで電極表面への均質な試薬形成を容易にし、電極と試薬との密着状態を高める効果も得られる。また、試薬層内において各々の物質が均質な分散状態になるため、均質な試薬精製を実現できることができ、センサ個々のパラツキが少ない高性能なバイォセンサを提供することができる。図面の簡単な説明

第 1図は、実施例 1において、試薬溶液中に糖アルコールとしてラタチトールを添加した場合のセンサ応答特性を示す図である。

第 2図は、実施例 1において、試薬溶液中に糠アルコールとしてマルチトールを添加した場合のセンサ応答特性を示す図である。

第 3図は、実施例 1において、試料液として精製水を用いた場合の過酷環境下でのパックグラウンド電流の上昇を示す図である。

第 4図は、実施例 1において、試料液として全血を用いだ場合の過酷環境下での全血応答値の上昇を示す図である。

第 5図は、実施例 2において、試料液として精製水を用いた場合の過酷環境下でのパックグラウンド電流の上昇を示す図である。

第 6図は、実施例 2において、試料液として全血を用いた場合の過酷環境下での全血応答値の上昇を示す図である。

第 7図は、実施例 3において、試料液として精製水を用いた場合の過酷環境下でのパックグラウンド電流の上昇を示す図である。

第 8図は、実施例 4において、試料液として精製水を用いた場合の過酷環境下でのパックグラウンド電流の上昇を示す図である。

第 9図は、実施例 5において、試料液として全血を用いた場合の全血応答値を示す図である。

第 1 0図は、実施例 5において、試料液として全血を用いた場合の全血応答値を示す図である。

第 1 1図は、 3電槔方式のバイオセンサの分解斜視図の一例である。

第 1 2図は、 2電極方式のバイオセンサの分解斜視図の一例である。発明を実施するための最良の形態

(実施の形態 1 )

以下に、本発明の実施の形態 1によるバイオセンサについて説明する。なお、以下に説明する本発明の各実施の形態では、試料液中の特定物質と特異的に反応する分子識別素子として酵素を用いる酵素センサを例にと,つて説明することにする。

第 1 1図は、 3電極方式のバイオセンサの分解斜視図の一例であり、第 1 2図は、 2電極方式のバイオセンサの分解斜視図の一例である。第 1 1図おょぴ第 1 2図において、 1、 1 0 1は絶縁性の基板であり、この絶縁性の基板 1 , 1 0 1 止には、 .電気伝導性物質からなる測定電極 2、 1 0 2、対電極 3、 1 0 3、が所定の位置、及ぴ形状をもって形成されている。また、第 1 1図に示す 3電極方式のバイオセンサにおいては、さらに、検知電極 4が絶縁性の基板 1上に、所定の位置、及ぴ形状をもって形成されている。なお、ここでいぅ検知電極 4は、検体量の不足を検知するための電極として機能するだけでなく、参照電極あるいは対電極の一部として用いることも可能である。

なお、好適な上記絶縁性基板 1、 1 0 1'の材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミドなどがある。

また、.各電極を構成する電気伝導性物質としては、金、白金、パラジウムなどの貴金属やカーボンなどの単体材料、あるいは、カーボンペーストや貴金属ぺーストなどの複合材料があげられる。

なお、金、白金、パラジウムなどの貴金属やカーボンなどの単体材料、は、スパッタリング蒸着法などで、またカーボンペーストゃ貴金属ペーストなどの複合材料はスクリーン印刷法などを用いて容易に電気伝導性層を絶縁性基板 1、 1 0 1に形成することができる。

また、各電極の形成においては、上述したスパッタリング蒸着法やスクリーン印刷法などにより絶縁性基板 1、 1 0 1の全面、もしくは一部に前記電気伝導性層を形成した後、レーザなどを用いてスリットを設けることにより電極を分割形成することができる。また、あらかじめ電極パターンの形成された印刷版やマスク版を用いたスクリーン印刷法ゃスパッタリング蒸着法などでも同様に電極を形成することが可能である。

このようにして形成された電極上には、酵素、電子伝達体、親水性高分子、及び糖アルコールを含む試薬層 5、 1 0 5が形成される。

本発明の実施の形態 1は、試薬層 5、 1 0 5中に糖アルコールを含むことを特徴とするものであり、この糖アルコールは、電極上に形成された試薬層 5、 1 0 5中において、酸化型の電子伝達体と、試薬中に含まれる酵素蛋白、及び親水性高分子などに存在する反応性に富んだ一部の官能基などと、が接触して、電子伝達体が酸化型から還元型に変性する（還元される）ことを抑制する働きがある。そのため、上述の様な試薬構成のバイオセンサにおいて、熱や水分の介在下、特に温度が 3 0 °C以上で湿度が 8 0 %以上の高温多湿環境下において、試薬層 5、 1 0 5に含まれる酵素蛋白や親水性高分子の一部などと、電子伝達体との還元反応が生じることにより発生し、経時的に上昇するバックグラウンド電流（ノイズ電流）を抑制することができるため、バイオセンサの性能が悪化することを防ぐことができる。

また、さらに^:、糖アルコールを試薬層中に含むことにより、血液中、特には血球に存在する様々な共雑物質との不必要な反応をも併せて抑制することができるため、直線性の良好な (回帰式の傾きが大きく切片が小さい）、かつ、センサ個々のバラツキの少ない、高性能なバイオセンサを提供することができる。

なお、試薬層 5、 1 0 5中に含まれる前記糖アルコールとしては、ソルビトール、マルチトール、キシリトール、マンニトール、ラタチトール、還元パラチノース、ァラビ二トーノレ、グリセローノレ、リビトーノレ、ガラクチトーノレ、セドヘプチト一ノレ、ぺノレセィト一ノレ、ボレミト一ノレ、スチラシト一ノレ、ポリガリト一ノレ、イジトール、タリトール、ァリトール、イシリトール、還元澱粉糖化物、イシリトールなどの鎖状の多価アルコールや,環式糖アルコールがあげられる。

また、これらの糖アルコールの立体禺性体、置換体または誘導体であっても同様の効果を得ることができる。

また、これらの糖アルコールの中でも、マルチトール、ラタチトールは比較的材料単価が安く、容易に入手もでき、また、前記パックグラウンド電流を抑制する効果が飛躍的に高いため最も好適な材料であると言える。

なお、これら糖アルコールの添加量は、試薬溶液濃度として 0 . l〜 5 0 0 m Mが適当であり、より好適には 1〜： L 0 O mMである。

なお、窠 1 1図おょぴ第 1 2図に示すバイオセンサは、その後、このように形成された試薬層 5、 1 0 5、及び電極 2、 3、 4、 1 0 2、 1 0 3上に、切り欠け部 7、 1 0 7を有するスぺーサ 6、 1 0 6と力パー 8、 1 0 8とを貼り合わせることにより、試料液が供給されるキヤビティが形成される。

なお、上記スぺーサ 6、 1 0 6およぴカパー 8、 1 0 8の好適な材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ塩化ビュル、ポリ塩化ビニリデン、ナイロンなどがあげられる。

また、このようなキヤビティから構成されたバイオセンサへの試料液供給は毛細管現象により実現されるが、試料液のスムーズな供給を実現するうえでは、キャビテイ/内にバイオセンサ外部へ空気を逃がすための空気孔 9、 1 0 9が必要である。

なお、空気孔 9、 1 0 9の配置は、試料液の供給を妨げない範囲であればキヤビティ内のいかなる位置でもよい。

このようにして形成されたバイオセンサにおいて、.試料液中の特定成分と、酵素などを含む試薬層 5、 1 0 5との反応で得られた電流値は、 '測定電極 2 , 1 0 2、対電極 3、 1 0 3、検知電極 4のそれぞれのリード部 1 0、 1 1、 1 2、 1 1 0 , 1 1 1を通じて接続された外部の測定装置により読み取られる。

(実施の形態 2 )

以下に、本発明の実施の形態 2によるバイオセンサについて説明する。

本発明の実施の形態 2によるバイオセンサは、第 1 1図、第 1 2図で示したパィォセンサの試薬層 5、 1 0 5が、酵素、電子伝達体、親水性高分子、及び金属塩により形成されているものである。なお、他の構成要素は、前述した実施の形態 1によるパイォセンサと同様であるため説明を省略する。

本発明の実施の形態 2は、試薬層 5、 1 0 5中に金属塩を含むことを特徴とするものであり、この金属塩は、電極上に形成された試薬層 5、 1 0 5中において、酸化型の電子伝達体と、試薬中に含まれる酵素蛋白、及び親水性高分子などに存在する反応性に富んだ一部の官能基などと、が接触して、電子伝達体が酸化型から還元型に変性する（還元される）ことを抑制する働きがある。

そめため、上述の様な試薬構成のバイオセンサにおい、熱や水分の介在下、特に温度が 3 0 °C以上で湿度が 8 0 %以上の高温多湿環境下において、試薬層 5、 1 0 5に含まれる酵素蛋白や親水性高分子の一部などと、電子伝達体との還元反応が生じることにより発生し、経時的に上昇するバックグラウンド電流（ノイズ電流）を抑制することができるため、バイオセンサの性能が悪化することを防ぐことができる。

なお、試薬層 5、 1 0 5に含まれる金属塩としては、硫酸金属塩や硝酸金属塩などが特に効果的であり、例えば、硫酸金属塩、硫酸水素金属塩、亜硫酸金属塩、亜硫酸水素金属塩、あるいは次亜硫酸金属塩としては、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛、硫酸アンチモン、硫酸インジウム、硫酸ゥラニル、硫酸ウラン、硫酸カドミウム、硫酸カリウム、硫酸ガリウム、硫酸カルシウム、硫酸銀、硫酸クロム、硫酸コバルト、硫酸水素カリウム、硫酸ジルコニウム、硫酸水銀、硫酸すず、硫酸ストロンチウム、硫酸セシウム、硫酸セリウム、硫酸タリゥム、硫酸チタン、硫酸鉄、硫酸銅、硫酸ナトリウム、硫酸鉛、硫酸ニッケル、硫酸ネオジム、硫酸バナジウム、硫酸パラジウム、硫酸パリゥム、硫酸ビスマス、硫酸プラセオジム、硫酸ベリリウム、硫酸マンガン、硫酸ランタン、硫酸リチウム、硫酸ルビジウム、硫酸アルミニウム力リゥム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸ゥラ-ノレカリウム、硫酸カリウムクロム、硫酸ニナトリウムマグネシウム、硫酸マグネシウム二カリウム、硫酸マンガンセシウム、硫酸ルビジウムアルミ二ゥム、硫酸水素力リウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸力リウム、亜硫酸カルシゥム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸バリウム、亜硫酸ビスマス、次亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素ナトリウムなどが、また、硝酸金属塩、硝酸水素金属塩、亜硝酸金属塩、亜硝酸水素金属塩、あるいは次亜硝酸金属塩としては、硝酸アルミニウム、硝酸マグネシウム、硝酸亜鉛、 '硫酸アンチモン、硝酸イッテルビウム、硝酸イットリウム、硝酸インジウム、硝酸ゥラニル、硝酸エルビゥム、硝酸カドミウム、硝酸ガドリニウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸銀、硝酸クロム、硝酸コバルト、硝酸サマリウム、硝酸ジルコニウム、硝酸ジスプロシウム、硝酸水銀、硝酸すず、硝酸ストロンチウム、硝酸セシウム、硝酸セリウム、硝酸タリウム、硝酸鉄、硝酸テルビウム、硝酸銅、硝酸トリウム、硝酸ナトリウム、硝酸鉛、硝酸ニッケル、硝酸ネオジム、硝酸パラジウム、硝酸パリゥム、硝酸ビスマス、硝酸プラセォジゥム、硝酸ベリリゥム、硝酸ホルミゥム、硝酸マンガン、硝酸ユウ口ピウム、硝酸ランタン、硝酸リチウム、硝酸ルテ二ゥム、硝酸ルビジウム、硝酸ロジウム、硝酸タリウム水銀、亜硝酸カリウム、亜硝酸銀、亜硝酸カルシウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸コバルトカリウム、亜硝酸コバルドナトリゥム、次亜硝酸ナ小リゥムなどがあげられる。

また、これらの金属塩の中でも、特に硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウムは吸湿防止効果が高く好適である。

なお、これら金属塩の添加量は、試薬溶液濃度として 0 . 1〜5 0 0 mMが適当であり、より好適には 1〜5 O mMである。

(実施の形態 3 )

以下に、本発明の実施の形態 3によるパイォセンサについて説明する。

本発明の実施の形態 3によるバイオセンサは、第 1 1図、第 1 2図で示した試薬層 5、 1, 0 5が、, 酵素、電子伝達体、親水性高分子、及び分子内に少なぐとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩により形成されているものである。なお、他の構成要素は、前述した実施の形態 1によるイオセンサと同様であるため説明を省略する。，

本発明の実施の形態 3は、試薬層 5、 1 0 5中に分子内に少なくとも一つの力ルポキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩を含むことを特徴とするものであり、この分子内に少なくとも一つのカルボキシル基有する有機酸もしくは有機酸塩は、'電極上に形成された試薬層 5、 1 0 5中において、酸化型の電子伝達体と、試薬中に含まれる酵素蛋白、及び親水性高分子などに存在する反応性に富んだ一部の官能基などと、が接触して、電子伝達体が酸化型から還元型に変性する (還元される）ことを抑制する働きがある。 ,

そのため、上述の様な試薬構成のバイオセンサにおいて、熱や水分の介在下、特に温度が 3 0 °C以上で湿度が 8 0 %以上の高温多湿環境下において、試薬層 5、 1 0 5に含まれる酵素蛋白や親水性高分子の一部などと電子伝達体との還元反応により発生し、経時的に上昇するバックグラウンド電流（ノイズ電流）を抑制することができるため、バイオセンサの性能が悪ィ匕することを防ぐこどができる。また、さらには、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩を試薬層中に含むことにより、血液中、特には血球に存在する様々な共^!物質との不必要な反応をも併せて抑制することができるため、直線性の良好な（回帰式の傾きが大きく切片が小さい）、かつ、センサ個々のパラツキの少なレ、、高' [·生能なバイオセンサを提供することができる。なお、試薬層 5、 1 0 5に含まれる分子内に少なくとも:一つのカルボキシル基, を有する有機酸もしくは有機酸塩としては、脂肪族カルボン酸、炭素環カルボン酸、複素環カルボン酸等や、それらの塩がある。 ■ - 例えば、脂肪族カルボン酸としては、マロン酸、ュハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸などやそれらの塩があげられる。

なお、効果の度合いは直鎖が長く分子量の大きいものほど大きく、炭化水素鎖が 3つ以上あるものが特に好ましい。また、バイオセンサに用いる試薬としては水に対する溶解性が高いことが求められるため、分子構造中により多くの親水性官能基を持つものがより好ましい。

また、炭素環カルボン酸としては、，安息香酸、フタル、イソフタル酸、テレフタル酸などやそれらの塩があげられ、これらを用いることでも前記と同様の効果を得ることができる。

また、複素環カルボン酸としては、 2 _フル酸、ニコチン酸、イソニコチン酸などやそれらの塩があげられ、これらを用いることでも前記と同様の効果を得ることができる。

なお、上述の脂肪族ならびに炭素環カルボン酸、複素環を有するカルボン酸もしくはカルボン酸塩以外にも、カルボン酸ならびにカルボン酸塩の一部の官能基が別の官能基に置き換えられた、例えばリンゴ酸、ォキサ口酢酸、クェン酸、ケトダルタル酸などやそれらの塩においても前記と同様の効果を得ることができる。なお、これらの有機酸もしくは有機酸塩のなかで最も好適なものは、グルタル酸、アジピン酸、フタル酸、安息香酸である。

また、これらの有機酸もしくは有機酸塩の添加量は試薬溶液濃度として、 0 . 0 1〜1 0 O mM範囲が適当であり、より好ましくは 0 . l〜1 0 mMである。 (実施の形態 4 )

以下に、 '本発明の実施の形態 4によるパイォセンサについて説明する。

本発明の実施の形態 4によるバイオセンサは、第 1 1図、第 1 2図で示した試薬層 5、 1 0 5が、酵素、電子伝達体、親水性高分子、及び分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩により形成されているものである。なお、他の構成要素は、前述した実施の形態 1によるパイォセンサと同様であるため説明を省略する。

本発明の実施の形態 4は、試薬層 5、 1 0 5に分子内に少なくとも一つのカルポキシル基とアミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩を含むことを特徴とするものであり、この有機酸もしくは有機酸塩を試料層 5、 1 0 5に添加することにより、試薬層 5、 1 0 5の表面状態を極めて平滑、且つ均質に形成するができるという効果を得ることができる。特に、試薬層 5、 1 0 5中に電子伝達体として用いられるフェリシアン化力リゥムなどの無機塩を含む場合には、，試薬溶液の乾燥過程において試薬層が結晶化しやすいが、試薬中に、分子内に少なくとも一つの力ルポキシル基とァミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩が含まれることにより、当該無機塩の結晶化を阻害することができる。

そして、結晶化を阻害された無機塩は、微少な粒子状態で試薬層中に存在する ' ため、酵素分子と密に、均一に接触することが可能となり、酵素分子との電子伝達効率が良好な試薬層状態が実現できる。

' ,, また、試薬層の溶解性を高めることができるため、センサの感度ならびに直線性を飛躍的に高めることが可能となる。，

なお、試薬層 5、 1 0 5に含まれる，分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩としては、グリシン、ァラニン、パリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオ: ϋン、メチォニン、ァスパラギン、グルタミン、アルギニン、リシン、ヒスチジン、フエ二ルァラニン、トリプトファン、プロリンなどやそれらの塩、あるいはサルコシン、ベタイン、タウリンなどの有機酸もしくは有機酸塩があげられる。,'

また、これらの有機酸もしくは有機酸塩の置換体あるいは誘導体であっても同様の効果を得ることができる。 - また、これらの有機酸もしくは有機酸塩の中でも、グリシン、セリン、プロリン、トレオユン、リシン、タウリンは特に結晶化阻害の効果が高く好適である。なお、これらの有機酸ならびに有機酸塩の添加量は試薬溶液濃度として 0 . 1 〜1 0 0 O mMが適当であり、より好ましくは 1 0〜5◦ O mMである。

なお、本発明の実施の形態 1から 4では、上記試薬層 5、 1 0 5中に、糖アルコール、金属塩、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩をそれぞれ添カ卩した例を説明した^、さらにはそれらを組み合わせることも可能である。

また、上記実施の形態 1から 4の試薬中に含まれる酵素としては、グルコースォキシダーゼ、ラタテートォキシダーゼ、コレステロ一ノレォキシダーゼ、コレステロ一ノレエステラーゼ、ゥリカーゼ、ァスコノレビン酸ォキシダーゼ、ビリノレビンォキシダーゼ、グノレコースデヒドロゲナーゼ、ラクテートデヒドロゲナーゼなどを、電子伝達体としてはフェリシアン化カリウム、 p—ベンゾキノンおよびその誘導体、フエナジンメトサルフェート、メチレンブルー、フエ口センおょぴその誘導体な'どを用いることができる。，

また、本発明の実施の形態 1から 4では、試薬層 5、 1: 0 5中に親水性高分子を含むものについて説明したが、このように、試薬扇 5、 1 0 5中に親水性高分子を含むことにより、試華溶液に粘性を持たせ、電極への試薬形成を容易に均質にするとともに、電極と試薬との密着性を高める効果も得られる。さらに、試薬乾燥後の試薬結晶状態も、,.親水性高分子を含むことでムラなく均質となり、高精度なバイオセンサを作製することが可能になる。

以上のような目的で用する親水性高分子としては、カルボキシメチルセル口ース、ヒドロキシェチノレセノレロース、ヒドロキシプロピノレセノレロース、メチノレセノレ口ス、ェチノレセノレロース、ェチノレヒドロキシェチノレセノレロース、カスレボキシメチルェチルセルロール、ポリビュルアルコール、，ポリビニルピロリドン、ポリリジン等のポリアミノ酸、ポリスチレンスルホン酸、ゼラチンおよびその誘導体、アクリル酸およびその塩、メタクリル酸およびその塩、スターチおよびその誘導体、無水マレイン酸およびその塩、ァガロースゲルおよびその誘導体などがあげられる。

また、本発明の実施の形態 1から 4では、前述した試薬層 5、 1 0 5力電極上に設けられるものとして説明をしたが、具体的には、電極上の全面もしくは一部に試薬層 5、 1 0 5を配置することができ、また、それ以外にも、バイオセンサの性能を悪化させことのない範囲内、すなわち、試薬層中の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散エリア内に電極が設けられるよう，試薬層 5、 1 0 5を配置してもよい。

(実施例 1 )

ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁基板上に、スパッタリング蒸着により前記絶縁基板の表面全面に約 1 0 n mの厚みのパラジウム薄膜を形成した後、 Y AGレーザにより、前記薄膜の一部にスリットを設けることにより、測定電極、対電極、およぴ検知電極に、電極を分割形成した。その上に酵素（グルコースォキシターゼ）、電子伝達体（フェリシアン化カリウム）、親水性高分子（カルボキシメチルセルロース）、およぴ糖アルコールを含んだ水溶液を前記測定電極を中心にして対電極ならびに検知電極の一部を覆うように円状に滴下し、乾燥させることで試薬層を形成した。さらにその上からポリエチレンテレフタレートからなる切り欠け部を有するスぺ一サと、同じくポリエチレンテレフタレートからなる空気孔を有するカバーとを貼り合わせることで、血液が導かれる毛細管となるキヤビティが形成された 3電極方式の血糖値測定センサを作製した。

第 1図は試薬溶液中に糖アルコールとしてラタチトールを添加した場合のセンサ応答特性を示すものであり、試料液が全血で、ラタチトール濃度を変化させた場合を 4種類示すものである。また、第 2図は同様に糖アルコールとしてマルチトールを添加した場合で、マルチトール濃度を 4種類に変化させたセンサの応答特性を示すものである。なお、ここでは糖アルコールの添加濃度（試薬水溶液としての濃度）を 0としたものを従来センサとして取り扱い、 5、 1 0、 2 5、 5 O mMとしたものを本願のセンサとして用いだ。

また、第 3図はこのようにして作製したセンサを用いて過酷環境下 (温度 3 0 °C、湿度 8 0 %での嬝露）でのパックグラウンド電流の経時的な変化を測定したものである。試料液としてはグルコースを含まない精製水を用いた。また、第 4図には試料液としてグルコース濃度が 8 O m g Z d Lに調整された全血を用いた場合の経時的なセンサ応答値の変化を示す。何れの場合も、測定時期は、センサ作製直後（0時間）、作製後 6時間、 1 2時間、 2 4時間後の、計 4ポイントである。電流測定条件は、試料液がキヤビティ内に充填されたのを確認した後、 2 5秒間酵素反応を促進し、その後、測定電極と対電極および検出電極間に 0 . 2 Vの電圧を印加し、その 5秒後に得られた電流値を測定した。なお、ここでは検知電極も対電極の一部として用いた。

また、測定回数 nは各濃度および測定時期ごとに n = l 0であり、図中にはその平均値をプロットしてある。

先に示した第 1図から明らかなように、糖アルコールであるラタチトールを添加したセンサ応答特性は、糖アルコールを含まない従来センサに比べ、特にダルコース濃,度が 4 0 0 m g Z d L以上の高濃度域で高応答値傾向を示しており、回帰式の良好な（切片が小さく傾きの大きい）優れた応答特性が得られていること力 Sわ力る。

また、第 2図から明らかなように、糖アルコールとしてマルチトールを用いた場合にも、前述のラクチトールを用いた場合と同様に、優れた応答特' 1·生が得られていることがわかる。

また、第 3図おょぴ第 4図から明らかなように、これらの糖アルコールの添カロされたセンサにおいては、高温高湿度下の曝露環境下でのバックグラウンド電流の増加が効率的に抑制され、センサ応答値の経時的な変化が少ない優れた保存安定性が得られていることがわかる。

(実施例 2 )

実施例 1と同様な手順により血糖値測定センサを作製した。なお、ここでは、バックグラウンド電流の経時的な上昇を抑制するための添加剤として、糖アルコールの代わりに、硫酸金属^である、硫酸マグネシウムを添加した。

第 5図はこのようにして作製したセンサを用いて過酷環境下（瘟虔 3 0 °C、湿度 8 0 %での曝露）でのバックグラウンド電流の経時的な変化を測定したものであり、試料液としてはグルコースを含まない精製水を用いた。また、第 6図には、試料液としてグルコース濃度が 8 O m g / d Lに調整された全血を用いた場合の経時的なセンサ応答値の変化を示す。

何れの場合も、測定時期はセンサ作製直後（0時間）、作製後 6時間、 1 2時間、 2 4時間後の、計 4ポイントである。

なお、電流測定条件および測定回数 nは、実施例 1と同様である。

第 5図おょぴ第 6図から明らかなように、硫酸金属塩の添カ卩されたセンサにおいても、実施例 1の糖アルコールと同様に、高温高湿度下の曝露環境下でのバッ >電流の増加が抑制され、センサ応答値の経時的な変化が少ない優れた保存安定性が得られていることがわかる。 .

(実施例 3)

ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁基板上に、スクリーン印刷により作用極と対極とからなる電極層を設け、その上に酵素（グルコースォキシダーゼ）、電子伝達体（フリシアン化力リウム）、親水性高分子（カルボキシメチルセル口一ス）、および脂肪族カルボン酸（濃度は試薬溶液として 5 mM) 'を含んだ試薬層を形成したのち、ポリエチレンテレフタレートからなるスぺーサと、同じくポリエチレンテレフタレートからなるパ一との貼り合わせにより、血液が導かれる毛細管となるキヤビティが形成さた 2電極方式の血糖値測定センサを作製した。

'なお、ここでは、有機酸として脂肪族カルボン酸であるマロン酸（HOOC— CH₂—COOH)、ダルタル酸（HOOC— CH₂—CH₂—CH₂— COOH)、アジピン酸（HOOC— CH₂— CH₂—CH₂—CH₂—CO〇H) の 3種類、および脂肪族カルボン酸を含まない従来仕様の計 4種類の 2電極方式のセンサを作製した。

第 7図はこのようにして作製した 4種類のセンサ用いて過酷環境下（温度 4 0°C、湿度 80%) でのパックグラウンド電流を測定したものであり、試料液としてはダルコ 'スを含まない精製水を用いた。測定時期はセンサ作製直後（0曰目）、 7日後、 14日後、 30日後の計 4ポイントである。電流測定条件は試料液 (精製水）がキヤビティ内に充填された後、 25秒間反応を促進し、その後作用極と対極間に 0. 5 Vの電圧を印加し、その 5秒後に得られた電流値を測定した。また、測定回数 nは各測定ポイントごとに n=l 0であり、第 7図中にはその平均値をプ Pットしてある。

第 7図から明らかなように、パックグラウンド電流の上昇は脂肪族カルボン酸を添カ卩したセンサで確実に抑制されており、また、その上昇率はマロン酸、ダルタル酸、アジピン酸の順に小さくなつており、分子構造が複雑で、直鎖が長く、分子量の大きいもの程、バックグラウンド電流の上昇を抑制する効果が大きいことが示唆された。なお、ここで得られた電流値は、グルコースォキシダーゼとフェリシアン化力リゥム、並びにカルボキシメチルセルロースとフェリシアン化力リゥムが反応して生じたフエロシアン化力リゥム量に相当する。

(実施例 4 )

実施例 3と同様な手順によりバイオセンサを作製し実施例 3と同様な評価を実施した。なお、ここでは有機酸として炭素環カルボン酸である安息香酸とフタル酸、およぴコハク酸の炭化水素鎖の一部が水酸基に置き換わった構造をもつリンゴ酸（コハク酸の誘導体）の 3種類を用いた。

第 8図から明らかなように、安息香酸、フタル酸、リンゴ酸の何れの有機酸を用いても、実施例 3同様にパックグラウンド ¾流の上昇を抑制する効果が確認された。

(実施例 5 )

ポリエチレンテレフタレートからなる絶縁基板上に、スクリーン印刷により作用極と对極とからなる電極層を設け、その上に酵素（ピロ口キノリンキノンを補酵素としたダルコースデヒドロゲナーゼ）、電子伝達体（フェリシアン化カリウム）、親水性高分子（カルボキシメチルセルロース）、脂肪族カルボン酸（フタル酸）おょぴアミノ酸を含んだ試薬層を形成したのち、ポリ^チレンテレフタレートからなるスぺーサと、同じくポリエチレンテレフタレートからなる力パーとの貼り合わせにより、血液が導かれる毛細管となるキヤビティが形成された 2電極方式の血糖値測定センサを作製した。

なお、ここでは、有機酸として分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とァミノ基を有するアミノ酸であるグリシン（G 1 y )、セリン（S e r ) 、プロリン ( P r o ) 、トレオニン（T h r ) 、リシン（L y s )、サルコシン（グリシンの誘導体)、タウリン、およぴァミノ酸を含まない従来仕様の計 8種類のセンサを作製した。

第 9図および第 1 0図はこのようにして作製した 8種類のセンサを用いて、人全血中のグルコースを測定した際のセンサ応答特性を示すものである。なお、ここでは全血中のグルコース濃度が 4 0、 8 0、 3 5 0、 6 0 0、 7 0 O m g / d 1のものを用いた。

電流測定条件は試料液（人全血）がキヤビティ内に充填された後、 2 5秒間反応を促進し、その後作用極と対極間に 0 . 5 Vの電圧を印加し、その 5秒後に得られた電流値を測定した。

また、測定回数 nは各濃度ごとに n = 2 0であり、図中にはその平均値をプロットしてある。

第 9図、第 1 0図から明らかなように、アミノ酸の種類にて若干応答値に差異はあるものの、アミノ酸を含まない従来仕様と比較して、特にグルコース濃度が 4 8 O rag/dl 以上の高濃度域において飛躍的な応答値ならびに直錚性の向上が認められる。

表 1は前述の n = 2 0測定時のセンサ応答値のパラツキを C V値で比較したものである。表 1から明らかなように、アミノ酸を添加した本発明のセンサにおいては大幅な C V値の良化が認められる。これは、アミノ酸を試薬層中に添加することでフェリシアン化力リゥムの結晶化を防ぎ、試薬層を平滑且つ均質に形成するととができたため、 .試薬の溶解性や拡散が均質になり応答パラツキが軽減されたものと推測される。

なお、前記実施例 1から 5は血液中のグルコース濃度を測定するバイオセンサについて示したが、測定対象とする試料液、物質、およびバイオセンサの形式はこれに限定されるものではなく、例えば、対象試料液としては血液以外にも生体試料液として唾液、細胞間質液、尿や汗などを、また、食品や飲料水などをも用いることができる。また、対象物質としては、グルコース以外にも乳酸、コレステロール、尿酸、ァスコルビン酸、ビリルビンなどを用いることができる。また、電流測定方式としては、実施例 1および 2で用いた、測定電極、対電極、検知電極からなる 3電極方式や、また、実施例 3から 5で用いた、測定電極、対電極のみからなる 2電極方式などがあるが、それぞれ何れの方式を用いた場合でも同様の結果を得ることができる。なお、前記 2電極方式よりも前記 3電極方式の方がより正確な測定が可能である。

また、本実施例では、バイオセンサとして酵素センサを例に挙げて説明したが、本発明は、試料液中の特定物質と特異的に反応する分子識別素子として酵素以外に抗体、微生物、 D NA、 R NAなどを利用するバイオセンサにも、同様に適応することができる。産業上の利用可能性

本発明のよるバイオセンサは、バイオセンサの試薬層中に、糖アルコール、金属塩、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩、或は分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とアミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩の何れか、またはそれらの組み合わせを含むことにより、酵素反応等を阻害することなく、経時的なパックグラウンド電流の上昇を抑制したり、血液中に存在する様々な共雑物質との不必要な反応の抑制したり、あるいは試薬層を緻密且つ均質に形成することができるため、安定性に優れ、且つ、高性能なバイオセンサを提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサであって、

試料溶液に溶解され、試料溶液中の特定物質と特異的に反応するように予め設けられる試薬層中に糖アルコールを含むことを特徴とするバイオセンサ。

2 . 請求の範囲第 1項に記載のバイオセンサであって、

前記特定物質の濃度を'、絶縁性基板上に設けられた少なくとも作用極と対極からなる電極を用いて計測することを特徴とするバイオセンサ。

3 . 請求の範囲第 2項に記載のバイオセンサであって、

前記試薬層が、前記電極上、または当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散エリア内に電極が配置されるよ'.う，形成され、該試薬層が、少なくとも ' 酵素および電子伝達体を含むことを特徴とするバイオセンサ。

4 . 請求の範囲第 1項から請求の範囲第 3項のいずれかに記載のパイォセンサであって、

前記糖アルコールが、鎖状の多価アルコール、もしくは、環式糖アルコール、あるいはそれらの置換体もしくは誘導体であることを特徴とするバイオセンサ。

5 . 請求の範囲第 1項から請求の範囲第 3項のいずれかに記載のバイォセンサであって、

前記糖アルコールがマルチトール、ラタチトールのいずれか、または両方であることを特徴とするノィォセンサ。

6 . 試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサであって、

試料溶液に溶解され、試料溶液中の特定物質と特異的に反応するように予め設けられる試薬層中に金属塩を含むことを特徴とするバイオセンサ。，

7 . 請求の範囲第 6項に記載のバイオセンサであって、

前記特定物質の濃度を、絶縁性基板上に設けられた少なくとも作用極と対極からなる電極を用いて計測することを特徴とするバイオセンサ。

8 . 請求の範囲第 7項に記載のバイオセンサであって、

前記試薬層が、前記電極上、または当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散エリア内に電極が配置されるよう，形成され、該試薬層が、少なくとも酵素および電子伝達体を含むことを特徴とするバイオセンサ。

9 . 請求の範囲第 6項から請求の範囲第 8項のいずれかに記載のパイォセンサであって、

前記金属塩が硫酸金属塩、硫酸水素金属塩、亜硫酸金属塩、亜硫酸水素金属塩、あるいは次亜硫酸金属塩であることを特徴とするパ'ィォセンサ。

1 0 . 請求の範囲第 6項から請求の範囲第 8項のいずれかに記載のバイオセンサであって、 . ，■

前記金属塩が、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウムのいずれかまたは両方であることを特徴とするバイオセンサ。

1 1 . 請求の範囲第 6項から請求の範囲第 8項のいずれかに記載のバイオセンサであって、

前記金属塩が硝酸金属塩、硝酸水素金属塩、亜硝酸金属塩、亜硝酸水素金属塩あるいは次亜硝酸金属塩であることを特徴とするバイオセンサ。

1 2 . 請求の範囲第 6項から請求の範囲第 8項のいずれかに記載のバイオセンサであって、，

前記金属塩が、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウムのいずれかまたは両方であることを特徴とするバイオセンサ。，

1 3 . 試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサであって、

試料溶液に溶解され、試料溶液中の特定物質と特異的に反応するように予め設けられる試薬層中に、その分子内に少なくとも一つの力ルポキシル基を有する有機酸もしくは有機酸塩を含むことを特徴とするバイオセンサ。

1 4 . 請求の範囲第 1 3項に記載のバイオセンサであって、

前記特定物質の濃度を、絶縁性基板上に設けられた少なくとも作用極と対極からなる電極を用いて計測することを特徴とするパイォセンサ。 '

1 5 . 請求の範囲第 1 4項に記載のバイオセンサであって、

前記試薬層が、前記電極上、または当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散 ' する拡散エリア内に電極が配置されるよう，形成され、該試薬層が、少なくとも酵素およぴ電子伝達体を含むことを特徴とするバイオセンサ。

1 6 . 請求の範囲第 1 3項から請求の範囲第 1 5項のいずれかに記載のパイォセンサであって、前記有機酸が脂肪族カルボン酸、炭素環カルボン酸、複素環カルボン酸、もしくはそれらの置換体あるいは誘導体であることを特徴とするバイオセンサ。

1 7 . 請求の範囲第 1 3項から請求の範囲第 1 5項のいずれかに記載のパイォセンサであって、

前記カルボン酸が、ダルタル酸、アジピン酸、フタル酸、安息香酸のいずれかまたはそれらの組み合わせであることを特徴とするパイォセンサ。

1 8 . 試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサであって、

試料溶液に溶解され、試料溶液中の特定物質ど特異的に反応するように予め設けられる試薬層中に、その分子内に少なくともつのカルボキシル基とアミノ基を.有する有機酸もじくは有機酸塩を含むことを特徴とするバイオセンサ。

1 9 . 請求の範囲第 1 8項に記載のバイオセンサであって、

前記特定物質の濃度を、絶縁性基板上に設けられた少なくとも作用極と対極からなる電極を用レ、て計測することを特徴とするバイオセンサ。：

2 0 . 請求の範囲第 1 9項に記載のバイオセンサであって、

前記試薬層が、前記電極上、ま.たは当該試薬層の試薬が試料液に溶解して拡散する拡散エリア内に電極が配置されるよう，形成され、該試薬層が、少なくとも酵素およぴ電子伝達体を含むことを特徴とするパイォセンサ。，

2 1 . 請求の範囲第 1 8項から請求範囲第 2 0項のいずれかに記載のバイオセンサであって、

前記有機酸がァミノ酸もしくはそれらの置換体あるいは誘導体であることを特徴とするバイオセンサ。

2 2 . 請求の範囲第 1 8項から請求の範囲第 2 0項のいずれかに記載のパイォセンサであって、 .

前記ァミノ酸が、グリシン、セリン、プロリン、トレオニン、リシン、タウリンのいずれ力 \またはそれらの組み合わせであることを特徴とするバイオセンサ。

2 3 . 試料溶液中の特定物質の濃度を計測するバイオセンサであって、

試料溶液に溶解され、試料溶液中の特定物質と特異的に反^するように予め設けられる試薬層中に、

糖アルコール、金属塩、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する有機酸もレくは有機酸塩、あるいは分子内に少なくとも一つのカルボキシル基とァミノ基を有する有機酸もしくは有機酸塩の少なくとも 2つ以上の組み合わせを含むこと,を特徴とするバイオセンサ。

2 4 . 請求の範囲第 1項から請求の範囲第 2 3項のいずれかに記載のバイオセンサであって、

前記試薬層が、さらに親水性高分子を含むことを特徴とするバイオセンサ。