[发明专利]生物传感器

说明书

本发明涉及可对试样中的基质进行迅速而高精度的定量的生物传感器。

已开发的蔗糖、葡萄糖等糖类的定量分析法有使用施光度计法、比色法、还原滴定法和各种色谱法的方法等。但这些方法均由于对糖类的特异性不怎么高而精度低。在这些方法中，施光度计法虽然操作简便，但受操作时的温度的影响大。因此，施光度计法不适合作为一般家庭中使用的糖类定量方法。

近年来，已开发出各种类型的利用酶的特异性催化作用的生物传感器。

下面，作为对试样中的基质进行定量的方法的一个例子，说明葡萄糖的定量方法。通常知道的电化学葡萄糖定量法有使用葡萄糖氧化酶(EC1.1.3.4，以下简称为GOD)和氧电板或过氧化氢电极的方法(例如，铃木周一编《生物传感器》讲谈社出版)。

GOD以氧为电子传递体，选择性地将作为基质的β-D-葡萄糖氧化成D-葡糖酸-δ-内酯。在氧的存在下通过GOD进行氧化反应的过程中，氧被还原成过氧化氢。利用氧电极，可测定氧的减少量，或者利用过氧化氢电极能够测定过氧化氢的增加量。由于氧的减少量及过氧化氢的增加量与试样中的葡萄糖含量呈正比，因此，根据氧的减少量或过氧化氢的增加量能够对葡萄糖进行定量。

在上述方法中，利用酶反应的特异性，可高精度地测定试样中的葡萄糖。但从反应过程也可推测，其欠缺点是测定结果受试样中所含氧浓度的影响大，如果试样中不含氧，则不能测定。

由此，人们开发出了不是以氧为电子传递体、而是以铁氰化钾、二茂铁衍生物、苯醌衍生物等有机化合物和金属配合物为电子传递体的新型葡萄糖传感器。该类型的传感器使通过酶反应而产生的电子传递体的还原体在作用电极上氧化，通过氧化电流量求得试样中所含葡萄糖的浓度。此时，在反电极上，电子传递体的氧化体被还原，发生电子传递体的还原体的生成反应。用上述有机化合物和金属配合物代替氧作为电子传递体，可使已知量的GOD和它们的电子传递体在稳定的状态下正确地负载在电极上，形成试剂层，从而能不受试样中的氧浓度的影响、高精度地进行葡萄糖定量。此时，由于可使含有酶和电子传递体的试剂层在接近干燥的状态下与电极系形成一体，因此，以该技术为基础的一次性葡萄糖传感器近年来正倍受瞩目。其代表性例子有日本特许第2517153号公报中记载的生物传感器。这种一次性葡萄糖传感器，只要在与测定器连接、但可离合的传感器中导入试样，就能够容易地用测定器测定葡萄糖的浓度。该方法不仅可进行葡萄糖定量，还可对试样中的其他基质进行定量。

但以往的上述生物传感器存在的问题是，在试样含有高浓度基质时，即使在反电极上也会发生酶反应，导致电子传递体向反电极的供给不足，从而使反电极反应成为决定整个反应速度的反应，由此不能得到与基质浓度成比例的电流响应，无法对基质进行定量。

近年来，人们期望有一种基质浓度为零时的响应(以下简称空白响应)低且保存稳定性优异的生物传感器。

本发明提供一种具有包含与被供给的试液接触、构成电化学测定系的作用电极和反电极的电极系、支承上述电极系的绝缘性支承体、形成于上述作用电极上的第1试剂层、和形成于上述反电极上的第2试剂层的生物传感器，其中，上述第1试剂层的主要成分是酶，第2试剂层的主要成分是电子传递体。

较好的是，第1试剂层不含电子传递体，第2试剂层不含酶。

在一个较佳实施方式中，上述支承体由一个电绝缘性基板组成，该基板上形成有上述作用电极和反电极。

在另一个较佳实施方式中，上述支承体由在电绝缘性基板及在上述基板之间形成试液供给通路的电绝缘性盖件构成，上述作用电极形成于上述基板上，上述反电极与上述作用电极对置，形成于上述盖件的内表面上。

较好的是，上述盖件由在与上述基板之间形成试液供给通路或试液收容部的具有向外膨出的曲面部分的片材构成。

更好的是，盖件由具有形成上述试液供给通路的隙缝的隔板和覆盖上述隔板的盖板构成。

至少第1试剂层最好含有亲水性高分子。

图1是本发明一实施例中的葡萄糖传感器的垂直剖面图。

图2是除去了试剂层和表面活性剂层的同一葡萄糖传感器的分解立体图。

图3是本发明另一实施例中的葡萄糖传感器的垂直剖面图。

图4是除去了试剂层和表面活性剂层的同一生物传感器的分解立体图。

图5是本发明又一实施例中的葡萄糖传感器的垂直剖面图。

图6是除去了试剂层和表面活性剂层的同一葡萄糖传感器的分解立体图。

图7是比较例中的葡萄糖传感器的垂直剖面图。