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专利名称：葡萄糖传感器的制作方法
技术领域：
本文公开内容涉及含有米曲霉型FAD-GDH和钌化合物的葡萄糖传感器。
背景技术：
作为在应用各种葡萄糖氧化酶的葡萄糖定量方法中使用的GDH (葡萄糖氧化酶)，公开了米曲霉的FAD-GDH。(专利文献I)。报道称，米曲霉的野生型FAD-GDH及其变体对麦芽糖和半乳糖的作用性低，而对葡萄糖的底物特异性高(专利文献2)。葡萄糖传感器等生物传感器一般而言是在电绝缘性基板上形成包括作用极和对电极的电极系、并在其上配置包含GDH/G0D等氧化还原酶和媒介体的试剂层而构成的(专利文献3)。作为所述媒介体，使用铁氰化物/钌化合物等(专利文献4)。在先技术文献 专利文献专利文献1:日本特许第4292486号公报专利文献2 日本特许第4348563号公报专利文献3:W02005/043146专利文献4 W02003/025558

发明内容
发明要解决的问题一直以来，应用各种葡萄糖氧化酶类的葡萄糖定量法被进行着各种各样的讨论，并被市售。应用葡萄糖氧化酶类的葡萄糖定量法的原理是，利用葡萄糖被酶氧化的同时该氧化酶类的辅酶被还原的事实，具体而言，分类为测定被还原的辅酶或电子传递物质的吸光度的方法(比色法)和測定通过氧化还原反应而产生的电流的方法(电极法)。特别是近年来，作为用于糖尿病患者日常掌握自己血糖值的简易型血糖传感器，主要使用电极法。作为葡萄糖氧化酶类，很早以来就应用葡萄糖氧化酶(G0D)。但是，在将GOD应用于电极法的情况下，存在如下问题因为GOD可能以分子氧作为电子受体，试样中的溶解氧浓度将影响定量值。作为解决该问题的方法，多使用不以分子氧为电子受体的葡萄糖脱氢酶(O)H)。作为⑶H，大致上分类为三种类型以吡咯并喹啉醌(PQQ)作为辅酶的物质(PQQ-GDH)、以黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)作为辅酶的物质(FAD-GDH)、以烟酰胺腺嘌呤ニ核苷酸(MD)或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)作为辅酶的物质(NAD(P)-GDH)。GDH经常有底物特异性的问题。即，已知GDH将葡萄糖以外的麦芽糖/半乳糖也作为底物。作为能解决该底物特异性问题的GDH，发现了米曲霉的FAD-GDH(专利文献I)。因为米曲霉的野生型FAD-GDH及其变体(专利文献2)对麦芽糖和半乳糖的作用性低而对葡萄糖的底物特异性高，故而提出将其应用于葡萄糖传感器。葡萄糖传感器等生物传感器一般而言是在电绝缘性基板上形成包括作用极和对电极的电极系、并在其上配置包含GDH/GOD等氧化还原酶和媒介体的试剂层而构成的(专利文献3)。作为所述媒介体，使用铁氰化物/钌化合物等(专利文献4)。可通过将米曲霉的野生型FAD-GDH及其变体(下文中也称为“米曲霉型FAD-GDH”)与铁氰化物等媒介体(但钌化合物除外)组合，来制作能測定葡萄糖浓度的葡萄糖传感器(例如，专利文献I和2)。另外，如果前述的钌化合物与米曲霉型FAD-GDH以外的GDH或GOD组合的话，也能制作能測定葡萄糖浓度的葡萄糖传感器(例如，专利文献3和4)。但是，米曲霉型FAD-GDH和作为媒介体的钌化合物组合吋，会有无法制作能够测定葡萄糖浓度的葡萄糖传感器的问题。组合了米曲霉型FAD-GDH和钌化合物的葡萄糖传感器不能測定葡萄糖浓度的问题迄今尚未知。因此，本文公开内容中，作为一种实施方式,米曲霉型FAD-GDH和钌化合物组合使用的情况下也能提供能測定葡萄糖浓度的葡萄糖传感器。解决问题的手段本文公开内容中，作为ー种实施方式，涉及ー种葡萄糖传感器(下文中也称为“本文公开内容的葡萄糖传感器”)，其具备绝缘性基板、所述基板上配置的包括作用极和对电极的电极系以及所述电极系上配置的试剂层，所述试剂层包含米曲霉型FAD-GDH、钌化合物和PMS (吩嗪硫酸甲酷)。本文公开内容中，作为其它实施方式，涉及葡萄糖浓度測定方法(下文中也称为“本文公开内容的葡萄糖浓度測定方法”)，所述方法是应用绝缘性基板上配置的包括作用极和对电极的电极系、葡萄糖脱氢酶和媒介体来测定试样中的葡萄糖的方法，其包括使所述试样与米曲霉型FAD-GDH接触，以及借助于PMS和钌化合物、电化学地測定所述试样中的葡萄糖与所述米曲霉型FAD-GDH的反应。本文公开内容中，作为其它实施方式，涉及葡萄糖传感器的制造方法，所述方法包括在配置有包括作用极和对电极的电极系的绝缘性基板的所述电极系上，形成包含米曲霉型FAD-GDH、钌化合物和PMS的试剂层。本文公开内容中，作为其它实施方式，涉及葡萄糖浓度测定系统，所述系统用于测定试样中的葡萄糖浓度，其包含本文公开内容的葡萄糖传感器、和向所述葡萄糖传感器的电极系施加电压的单元、和用于测定电极系中电流的单元。发明效果根据本文公开内容，作为ー种实施方式，将对麦芽糖/半乳糖作用性低但对葡萄糖的底物特异性高的米曲霉型FAD-GDH和作为媒介体的钌化合物组合使用，能提供能測定葡萄糖浓度的葡萄糖传感器。


图1示出了两种类型的媒介体PMS和钌化合物(Ru)介导的通过米曲霉型FAD-GDH的葡萄糖电化学传感流程图。(Ox)表示为氧化型、(Re)表示为还原型。图2是示出了通过实施例1和參考例I的葡萄糖传感器測定检测体试样时检测到的电流值的时间历程(time courses)的图的ー个例子。图3是说明葡萄糖传感器的构成和制造方法的一个例子的示意图。图4是说明葡萄糖传感器的一个例子的示意图。
具体实施例方式本文公开内容的一种实施方式中，基于下述见解単独使用钌化合物作为米曲霉型FAD-GDH的媒介体来制作葡萄糖传感器的情况下，无法获得依赖于试样中的葡萄糖浓度的电流值，无法測定葡萄糖浓度。另外，本文公开内容的一种实施方式中，基于下述见解即使是前述构成的葡萄糖传感器，除了钌化合物还使用PMS作为媒介体的话，能測定葡萄糖浓度。米曲霉型FAD-GDH和钌化合物组合的葡萄糖传感器不能测定葡萄糖浓度、但在所述组合中添加PMS的葡萄糖传感器就能測定葡萄糖浓度的机制细节尚不明确，但认为米曲霉型FAD-GDH和钌化合物之间电子传递效率不良。另ー方面认为，PMS容易从米曲霉型FAD-GDH接受电子，并且容易将电子传递至钌化合物，反应体系中这三者均存在，所以变得能够测定葡萄糖浓度。即，本文公开内容中米曲霉型FAD-GDH和葡萄糖的反应的电化学测定流程被认为是图1中的那样。首先，米曲霉型FAD-GDH通过与葡萄糖的反应被供给的电子被供给至作为第一媒介体的PMS (氧化型)，使得PMS成为还原型。接着，从还原型PMS向作为第二媒介体的钌化合物(Ru)(氧化型)供给电子，使得钌化合物成为还原型。然后，从还原型钌化合物向电极(作用扱)供给电子，测定电流值。但是，也可不将本文公开内容解释为限定于这些机制。[米曲霉(Aspergillusoryzae)型 FAD-GDH]本说明书中，“ FAD-GDH”表示黄素腺嘌呤二核苷酸依赖性葡萄糖脱氢酶或黄素腺嘌呤二核苷酸结合型葡萄糖脱氢酶。本说明书中，“米曲霉型FAD-GDH”表示米曲霉的野生型FAD-GDH和/或其变体，在没有特别记载的情况下，包含野生型及其变体两者。本说明书中，“米曲霉型FAD-GDH”优选表示较之之前公知的FAD非结合型GDH而言对麦芽糖和半乳糖的作用性更低、并且对葡萄糖的底物特异性更高的FAD-GDH。作为米曲霉的野生型FAD-GDH，在一个或多个实施方式中，可举出序列表的序列编号I的氨基酸序列所表示的公知的蛋白质。本说明书中，米曲霉的野生型FAD-GDH的变体是具有取代所述野生型FAD-GDH的氨基酸序列的氨基酸残基而得到的序列、且具有黄素腺嘌呤二核苷酸依赖性葡萄糖脱氢酶活性的变体。所述变体优选与野生型同样地对麦芽糖和半乳糖的作用性低，并且优选地对葡萄糖的底物特异性高。所述取代氨基酸残基的数目例如为1、2、3、4、5个，优选I 3个，更优选I 2个。本说明书中的米曲霉型FAD-GDH可以使用市售品。在一个或多个实施方式中，可以举出实施例中使用的东洋纺社制的米曲霉型FAD-GDH。另外，作为本说明书中的米曲霉型FAD-GDH的实施方式，可以举出专利文献I和2中所记载的。本说明书中，一个或多个实施方式中，米曲霉型FAD-GDH可包含具有黄素腺嘌呤二核苷酸依赖性葡萄糖脱氢酶活性、且为了酶精制的目的在氨基酸序列的N末端或C末端添加了标签序列、肽序列和/或这些序列的截短片段的重组体。在一个或多个实施方式中，每I个葡萄糖传感器中的米曲霉型FAD-GDH含量可以是之前或今后开发的葡萄糖传感器中配置的量，从生产力(成本)和维持检测灵敏度的观点来看，0.5 IOU是优选的，更优选为I 6U，进ー步优选为I 4U。另外，本说明书中，U是酶的单位，IU是米曲霉型FAD-GDH于37°C在I分钟内氧化I U mo I葡萄糖的酶量。另外，本说明书中，“每I个葡萄糖传感器中的含量”在一个或多个实施方式中指具有ー套具有作用极和对电极的电极系的葡萄糖传感器中使用的量，在进ー步的ー个或多个实施方式中指一套电极系上配置的试剂层中含有的量，在更进一歩的一个或多个实施方式中指使得添加试样时(使用吋)反应体系中含有试剂而配置的量。另外，本说明书中，在一个或多个实施方式中，提到“毎I个葡萄糖传感器中的含量”时的葡萄糖传感器指对血液试样所使用的通常的尺寸的葡萄糖传感器。在一个或多个实施方式中，所述尺寸指，添加的血液试样为例如0. 2 1. 0 ii L、或者0. 2 0. 4 ii L时的尺寸，或者，血液试样与试剂层接触而形成的反应体系的容量例如为0. 2 1. 0 ii L或者0. 2 0. 4 ii L时的尺寸。由此，在ー个或多个实施方式中，“每I个葡萄糖传感器中的含量”可根据电极系的数目和/或试样或反应体系的容量，而适当地调节本说明公开的范围。[钌化合物]作为本说明书中的“钌化合物”，在一个或多个实施方式中，可使用之前或今后开发的葡萄糖传感器/生物传感器中使用于媒介体的钌化合物。钌化合物优选地能以氧化型的钌络合体的形式存在于反应体系中。作为所述钌络合体，只要作为媒介体(电子传递体)的机能则对其配体的类型没有特别限制，但使用下述化学式所示作为氧化型是优选的。[Ru(NH3)5X]11+所述化学式中，作为X可举出NH3、齒素离子、CN、吡啶、烟酰胺或H20，NH3或卤素例子(例如Cl—、F—、Br—、I—)是优选的。所述化学式中，n+表示根据X的类型而決定的氧化型钌(III)络合体的价数。在一个或多个实施方式中，每I个葡萄糖传感器中的钌化合物的含量可以是之前或今后开发的葡萄糖传感器中配置的量，从生产力(成本)和检测灵敏度的观点来看，5 50 ii g是优选的，更优选为10 40 ii g，进ー步更优选为15 25ii g。[PMS]本说明书中，“ PMS”表示吩嗪硫酸甲酷及其衍生物。作为所述PMS，从试剂稳定性的观点来看，1-甲氧基-5-甲基吩嗪硫酸甲酷(1-甲氧基PMS)是优选的。每I个葡萄糖传感器中的PMS含量从生产力(成本)和检测灵敏度的观点来看优选为40 900pmol,更优选为50 500pmol,进一步优选为100 300pmol。每I个葡萄糖传感器中的PMS的含量为200pmol的情况下，米曲霉型FAD-GDH的含量在一个或多个实施方式中为I 6U，或者I 4U，钌化合物的含量在一个或多个实施方式中为10 40ii g，或者15 25ii g。[试剂层中含有的其它成分]从提高測定灵敏度的观点来看，试剂层还可含有层状无机化合物、表面活性剤、缓冲剂等。作为所述层状无机化合物，在一个或多个实施方式中，可使用之前或今后开发的葡萄糖传感器中使用的物质，但就同样的观点来看，优选具有离子交換能力的膨润性粘土矿物质，更优选膨润土、蒙脱石、蛭石、合成含氟云母等，合成锂蒙脱石、合成皂石等合成蒙脱石；合成含氟云母等膨润性合成云母；更优选Na型云母等合成云母(天然云母通常是非膨润性粘土矿物质)等。这些层状无机化合物可単独使用，也可两种以上联用。作为所述表面活性剤，可使用之前或今后开发的葡萄糖传感器中使用的那些，对其没有特别限制，但在ー个或多个实施方式中，可适合地使用非离子性、阴离子性、阳离子性、两性的表面活性。其中，从增加测定灵敏度的观点来看，优选两性表面活性剤。作为两性表面活性剂,例如,可举出羧基甜菜碱(carboxybetaine)、磺基甜菜碱(sulfobetaine)和磷酸酯甜菜碱(phosphobetaine)等,从同样的观点来看,磺基甜菜碱是优选的。作为磺基甜菜碱，例如可举出CHAPS(3-[(3-胆酰胺丙基)ニ甲基氨基]丙磺酸)、CHAPS0(3-[(3-胆酰胺丙基)ニ甲基氨基]-2_羟基-1-丙磺酸内盐)和烷基羟基磺酸甜菜碱等，从同样的观点来看，CHAPS是优选的。作为所述缓冲剂，可使用之前或今后开发的葡萄糖传感器中使用的缓冲剂，没有特别限制，但在ー个或多个实施方式中，从增加測定灵敏度的观点来看，胺系缓冲剂和具有羧基的缓冲剂是优选的。作为所述胺系缓冲剂，从同样的观点来看，Tris, ACES, CHES,CAPSO、TAPS、CAPS、Bis-Tris、TAPSO、TES、Tricine 和 ADA 等是优选的，更优选为 ACES、Tris，进ー步更优选是ACES。作为所述具有羧基的缓冲剂，从同样的观点来看，こ酸-こ酸钠缓冲齐U、苹果酸-こ酸钠缓冲剂、马来酸-こ酸钠缓冲剂、琥珀酸-こ酸钠缓冲剂等是优选的，琥珀酸-こ酸钠缓冲剂是更优选的。这些缓冲剂中，可使用ー种类型，也可联用两种类型以 上。所述试剂层在ー个或多个实施方式中，可以是含有所有试剂的单层结构，也可以是多层的叠层结构。一个或多个实施方式中，也可以是形成含有所述层状无机化合物的无机凝胶层、在其上形成含有米曲霉型FAD-GDH的酶层的叠层结构的试剂层。从保存稳定性的观点来看，优选葡萄糖传感器中的所述试剂层优选以干燥状态被配置于电极系上。[试样]本文公开内容的葡萄糖传感器以及本文公开内容的葡萄糖测定方法中的测定对象试样在一个或多个实施方式中可以是血液、体液、尿液等生物体试样，也可以是其它液体试样。[葡萄糖传感器]本文公开内容的葡萄糖传感器是具有绝缘性基板、在所述基板上配置的具有作用极和对电极的电极系以及在所述电极系上配置的试剂层的结构。所述电极系在ー个或多个实施方式中也可以具有參照极。所述电极可使用之前或今后开发的葡萄糖传感器中使用的电极，对其没有特别限制，但在ー个或多个实施方式中，作用极和对电极可以使用碳电扱，也可以使用钼、金、银、镍、钯等的金属电极。作为參照极，没有特别限制，可应用电化学实验中一般的參照极以及今后开发的參照极，但在一个或多个实施方式中，可举出饱和甘汞电极、银-氯化银等。作为在绝缘性基板上形成电极的方法，在一个或多个实施方式中，可举出通过光刻技术、丝网印刷、凹版印刷、柔版印刷等印刷技术在基板上形成电极的技木。另夕卜，作为绝缘性基板的材料，可使用之前或今后开发的葡萄糖传感器中使用的材料，对其没有特别限制，在一个或多个实施方式中，可举出硅、玻璃、环氧玻璃、陶瓷、聚对苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)、聚苯こ烯、聚甲基丙烯酸酷、聚丙烯、丙烯酸树脂、聚氯こ烯、聚こ烯、聚丙烯、聚酯和聚酰亚胺等。基于图3和图4，来说明关于本文公开内容的葡萄糖传感器的一种实施方式。图3的(A) (F)是示出了制造本实施方式的葡萄糖传感器的一系列步骤的立体图。另外，图4是图3的(F)所示的葡萄糖传感器的1-1方向断面图。另外，图3的(A) (F)和图4中，相同的位置标识相同的符号。如图3的(F)和图4所示，该葡萄糖传感器配备有基板11、由具有引线部12a的作用极12和具有引线部13a的对电极13构成的电极系、绝缘层14、包含层状无机化合物的无机凝胶层16、包含米曲霉型FAD-GDH的酶层17、具有开口部的间隔件18和具有贯通孔20的外罩19。另外，钌化合物和PMS分别独立地被包含在无机凝胶层16和酶层17中的至少一者中。另外，作为其它实施方式，无机凝胶层16和酶层17形成一层试剂层的结构也是可以的。如图3(B)所示，基板11的一侧的顶部(两图中为右侧)上面设有检测部15，检测部15中，作用极12和对电极13与基板11的宽方向平行配置。所述两个电极的一端分别是引线部12a、13a(两图中为左侧)，它们被配置为与在检测部15中的另端垂直(图3的(A))。另外，作用极12和对电极13之间是绝缘部。如图3(B)所示，配备这样的电极系的基板11上，除引线部12a、13a和检测部15之外，叠层有绝缘层14，在没有叠层绝缘层14的所述检测部15上，依次叠层有无机凝胶层16和酶层17。由此，如图3的(E)所示，绝缘层14上，在对应于检测部15的位置配置有成为开口部的间隔件18。在间隔件18的上面，配置有外罩19，外罩19的对应于所述开口部的一部分上具有贯通孔20 (图3的(F))。该葡萄糖传感器中，作为所述开口部的空间部分、并且所述酶层17和绝缘层14与外罩19之间所夹的空间部分，成为毛细结构的试样供给部21。由此，所述贯通孔20成为用于通过毛细管现象吸入试样的空气孔。该葡萄糖传感器例如能与下述测定仪器组合使用，所述仪器配备有在某一定时间内加上预定电压的单元、对从所述生物传感器传递的电信号进行测定的单元、将所述电信号计算为测定对象物浓度的计算单元等等的各种单元。下面针对该葡萄糖传感器的使用的一个例子加以说明。首先，使全血试样与葡萄糖传感器的开口部21的一端接触。因为该开口部21如前文所述是呈毛细结构的，而且另一端所对应的外罩19中设有空气孔，所以通过毛细管现象将所述试样吸引到内部。被吸引的所述试样浸透至检测部15上设置的酶层17，溶解酶层17中的米曲霉型FAD-GDH，然后到达作为酶层17的下层的无机凝胶层16的表面。由此，到达表面的试样中的葡萄糖、所述FAD-GDH、PMS和钌化合物反应。具体而言，作为测定对象物的葡萄糖通过所述FAD-GDH而被氧化，通过该氧化反应移动的电子经PMS介导传递至钌化合物，形成还原型钌(II)络合体。然后，无机凝胶层16中经还原的还原型钌(II)络合体与位于无机凝胶层16下方的电极之间进行电子传受，由此可测定葡萄糖浓度。[葡萄糖传感器的制造方法]本文公开内容在其它实施方式中，涉及葡萄糖传感器的制造方法，所述方法包括在配置有具有作用极和对电极的电极系的绝缘性基板的所述电极系上形成包含米曲霉型FAD-GDH、钌化合物和PMS的试剂层。通过本文公开内容的制造方法，可制造本文公开内容的葡萄糖传感器。绝缘性基板、电极系和试剂层的结构和/或含量可与上文所述相同。[葡萄糖浓度的测定方法]本文公开内容在其它实施方式中，涉及葡萄糖浓度的测定方法，其是试样中的葡萄糖浓度的测定方法，所述方法包括使所述试样与米曲霉型FAD-GDH接触，以及借助于PMS和钌化合物电化学地对所述试样中的葡萄糖与所述米曲霉型FAD-GDH的反应进行测
本说明书中，针对“电化学地测定”指应用电化学测定方式的测定，在一个或多个实施方式中，可举出电流测定法、电位差测定法、电量分析法等。作为电流测定法，在一个或多个实施方式中，可举出测定因对被还原了的电子传递物质施加电压而受到氧化时所产生的电流值的方法。作为本文公开内容的葡萄糖浓度测定方法的一种实施方式，可将包含所述试样、所述米曲霉型FAD-GDH、所述PMS和所述钌化合物的反应体系直接配置于在绝缘性基板上配置的具有作用极和对电极的电极系上。或者，作为其它实施方式，也可在所述电极系上配置无机凝胶层，在其上配置包含所述试样和所述米曲霉型FAD-GDH的反应体系。这种情况下，优选两种类型的所述媒介体存在于所述液相反应体系和所述无机凝胶层中的至少一者中，更优选使所述PMS存在于所述反应体系中、使所述钌化合物存在于所述无机凝胶层中。作为本文公开内容的葡萄糖浓度测定方法的优选实施方式，可举出应用本文公开内容的葡萄糖传感器进行的葡萄糖浓度测定方法。本文公开内容的葡萄糖浓度测定方法在其它实施方式中，也可包括将所述试样和米曲霉型FAD-GDH接触后对所述电极系施加电压，测定所述施加时释放的响应电流值，以及基于所述响应电流值算出所述试样中的葡萄糖浓度。作为施加的电压，没有特别限制，但在一个或多个实施方式中，是10 700mV、50 500mV或100 400mV。本文公开内容的葡萄糖浓度测定方法在其它实施方式中，也可以在所述试样和米曲霉型FAD-GDH接触后保持非施加状态一段预定的时间之后再对所述电极系施加电压，也可以在所述接触的同时对电极系施加电压。作为保持非施加状态的时间，在一个或多个实施方式中，为大于O秒而小于等于30秒，或者大于O秒而小于等于10秒。在本文公开内容的葡萄糖传感器和本文公开内容的葡萄糖测定方法中，可适当地应用之前或今后开发的葡萄糖浓度测定装置等，来进行向电极系的电压施加、响应电流值的测定以及葡萄糖浓度的计算。[葡萄糖浓度测定系统]本文公开内容中，在其他实施方式中，涉及用于测定试样中的葡萄糖浓度的葡萄糖测定系统，所述系统包括本文公开内容的葡萄糖传感器、向所述葡萄糖传感器的电极系施加电压的单元和用于测定所述电极系中电流的单元。作为施加单元，只要能与葡萄糖传感器的电极系导通、施加电压即可，对其没有特别限制，公知的或今后开发的施加单元均可使用。作为施加单元，在一个或多个实施方式中，可包括能与葡萄糖传感器的电极系的触脚以及直流电源等的电源等。测定单元是为了测定施加电压时电极系中产生的电流的单元，在一个或多个实施方式中，只要能测定与从葡萄糖传感器试剂层的钌化合物释放的电子的量相关的响应电流值即可，可使用之前或今后开发的葡萄糖传感器中所使用的单元。下文中，使用实施例和比较例来进一步说明书本文公开内容。但是，本文公开内容不限定于以下实施例而解释。实施例实施例1和参考例I如下所示，制作了与图3的(F)的示意图相同结构的实施例1和参考例I的葡萄糖传感器。首先，作为葡萄糖传感器的绝缘性基板11，准备PET制的基板(长50mm、宽6mm、厚250μπι)，其一个表面上通过丝网印刷，形成由分别具有引线部的作用极12和对电极13构成的碳电极系。接下来，按照下文所述，在所述电极上形成绝缘层14。首先，将绝缘性树脂聚酯以达到75重量％的浓度的方式溶解于溶剂卡必醇乙酸酯中，制备绝缘性浆体，再将其丝网印刷到所述电极上。印刷条件是300目丝网、刮刀压力40kg，印刷量为每Icm2电极面积
0.002mL。另外，在检测部15上和引线部12a、13a上不进行丝印印刷。由此，通过在90°C进行60分钟加热处理，形成绝缘层14。
接下来，在没有形成所述绝缘层14的所述检测部15中，按照下文所示形成无机凝胶层16。首先，制备包含O. 3重量％的合成蒙脱石(商品名“Lucentite SWN”，Co-opChemical公司制)、6· O重量％的钌化合物([Ru (NH3) 6] Cl3,同仁化学研究所社制)、乙酸钠和琥珀酸的无机凝胶形成液(ΡΗ7. 5)。将1. O μ L该无机凝胶形成液分注至检测部15。另外，检测部15的表面积为约O. 6cm2，所述检测部15中的电极12、13的表面积为约O. 12cm2。然后，使其在30°C干燥，形成无机凝胶层16。进一步地，在所述无机凝胶层16上形成酶层17。首先，制备包含2. 7U米曲霉型FAD-GDH(商品名 “Glucose dehydrogenase (FAD-dependent) (GLD-351) ”，东洋纺社制)、25重量％的1-甲氧基PMS (同仁化学研究所社制)、ACES缓冲液(pH7. 5)的酶溶液。将1. O μ L该酶溶液分注至检测部15的所述无机凝胶层16上，在30°C使其干燥，形成酶层17。最后，在绝缘层14上配置具有开口部的间隔件18，并且还在所述间隔件18上配置具有作为空气孔的贯通孔20的外罩19，制作实施例1的葡萄糖传感器。因为所述外罩19和绝缘层14所夹的间隔件18的开口部的空间是毛细结构，所以将其作为试样供给部21。除了所述酶溶液中不含1-甲氧基PMS之外，均与实施例1相同地制作参考例I的葡萄糖传感器。每I个实施例1的葡萄糖传感器的含量为，米曲霉型FAD-GDH2. 7U，1_甲氧基PMS500ppm,钌化合物20 μ g。另外,所述酶单位U表示在37°C于I分钟内氧化I μ mo I葡萄糖的酶的量的意思。关于由此得到的实施例1和参考例I的生物传感器，应用自身血糖测定装置(商品名“GLUC0CARD X-METER”，爱科来公司制)，记录使其与检测体试样反应后测定的电流值的时间历程。所述自身血糖测定装置可被连接至性能检查装置，累积电流值数据。作为检测体试样，使用调节了葡萄糖浓度的静脉全血(葡萄糖浓度45、67、134、336、600mg/dL)。其结果示于图2的图中。图2的实施例1的图所示的五种类型的曲线从下往上示出了试样中葡萄糖浓度为45、67、134、336和600mg/dL的结果。如图2所示，可知采用实施例1的葡萄糖传感器，因为发生了依赖于检测体试样中的葡萄糖浓度的电流值，故而能测定葡萄糖浓度。另一方面，采用参考例I的葡萄糖传感器的话，因为不能测定依赖于检测体试样中葡萄糖浓度的电流值的发生，故而难于测定葡萄糖浓度。实施例2和参考例2使用没有附加与所述FAD-GDH结合的糖链的非糖链结合型米曲霉型FAD_GDH(东洋纺社制)，代替实施例1和参考例I的米曲霉型FAD-GDH，其它与实施例1和参考例I相同，来制作实施例2和参考例2的葡萄糖传感器。应用制作的实施例2和参考例2的葡萄糖传感器，与实施例1相同地，测定与调节了葡萄糖浓度的静脉全血的检测体试样反应后测定的电流值的时间历程。其结果可知，采用实施例2的葡萄糖传感器，发生了依赖于检测体试样中的葡萄糖浓度的电流值，所以能测定葡萄糖浓度(数据未示出)。另一方面可知，采用参考例2的葡萄糖传感器的话，不能测定依赖于检测体试样中的葡萄糖浓度的电流值的发生，因此难于测定葡萄糖浓度(数据未示出)。参考例3 7分别使用来自酿酒酵母(Sccharomyces cerevisiae)的细胞色素c (Sigma-Aldrich 公司制)、来自马心(equine heart)的细胞色素 c (Sigma-Aldrich 公司制)和乙酰化的来自马心的细胞色素c (Sigma-Aldrich公司制)，代替实施例1的1_甲氧基PMS，其它和实施例1相同，来制作参考例3 5的葡萄糖传感器。另外，制作除钌化合物之外其它均与实施例1相同的葡萄糖传感器，作为参考例6的葡萄糖传感器，制作除了不含两种类型的媒介体之外其它均与实施例1相同的葡萄糖传感器，作为参考例7的葡萄糖传感器。应用制作的参考例3 7的葡萄糖传感器，与实施例1相同地，测定与调整了葡萄糖浓度的静脉全血的检测体试样反应之后测定的电流值的时间历程。其结果可知，采用参考例3 6的葡萄糖传感器的话，不能测定依赖于检测体试样中的葡萄糖浓度的电流值的发生，因此难于测定葡萄糖浓度。图2示出了通过参考例6的葡萄糖传感器测定的电流值的时间历程的一个例子。另外，采用参考例7的葡萄糖传感器无法检测到电流值。实施例1 2和参考率I 7的结果总结在下表I中。表I
权利要求
1.一种葡萄糖传感器，其具备绝缘性基板、所述基板上配置的包括作用极和对电极的电极系以及所述电极系上配置的试剂层，所述试剂层包含米曲霉(Aspergillus oryzae)型FAD-GDH(黄素腺嘌呤二核苷酸依赖性葡萄糖脱氢酶)、钌化合物和PMS(吩嗪硫酸甲酯)。
2.根据权利要求1所述的葡萄糖传感器，其中所述米曲霉型FAD-GDH选自由米曲霉的野生型FAD-GDH及其变体构成的组，所述变体是具有取代所述野生型FAD-GDH的氨基酸序列中的I 4个氨基酸残基而得到的序列、且具有黄素腺嘌呤二核苷酸依赖性葡萄糖脱氢酶活性的变体。
3.根据权利要求1或2所述的葡萄糖传感器，其中所述PMS是1-甲氧基-5-甲基吩嗪硫酸甲酯。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的葡萄糖传感器，其中，在以于37°C在I分钟内氧化Iymol葡萄糖的酶量作为IU的情况下，每I个葡萄糖传感器中的所述米曲霉型FAD-GDH的含量为I 4U。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的葡萄糖传感器，其中，每I个葡萄糖传感器中的所述PMS的含量为100 300pmol。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的葡萄糖传感器，其中，每I个葡萄糖传感器中的所述钌化合物的含量为15 25 μ go
7.—种葡萄糖浓度的测定方法，所述方法是试样中的葡萄糖浓度的测定方法，所述方法包括使所述试样与米曲霉型FAD-GDH接触，以及借助于PMS和钌化合物电化学地对所述试样中的葡萄糖与所述米曲霉型FAD-GDH的反应进行测定。
8.权利要求7所述的葡萄糖浓度的测定方法，所述测定方法应用权利要求1至6中任意一项所述的葡萄糖传感器来进行。
9.权利要求8所述的测定方法，包括所述接触后对所述电极系施加电压，测定所述施加时释放的响应电流值，以及基于所述响应电流值算出所述试样中的葡萄糖浓度。
10.一种葡萄糖传感器的制造方法，所述方法包括在配置有包括作用极和对电极的电极系的绝缘性基板的所述电极系上，形成包含米曲霉型FAD-GDH、钌化合物和PMS的试剂层。
11.一种用于测定试样中葡萄糖浓度的葡萄糖浓度测定系统，所述系统包含权利要求1至6中任意一项所述的葡萄糖传感器、向所述葡萄糖传感器的电极系施加电压的单元、和测定电极系中的电流的单元。
全文摘要
本发明涉及一种葡萄糖传感器。具体地，本发明提供了即使在米曲霉型FAD-GDH和钌化合物组合使用的情况下也能测定葡萄糖浓度的葡萄糖传感器。解决手段是下述葡萄糖传感器，其是具备绝缘性基板、所述基板上配置的包括作用极和对电极的电极系以及所述电极系上配置的试剂层的葡萄糖传感器，所述试剂层包含米曲霉型FAD-GDH、钌化合物和PMS(吩嗪硫酸甲酯)。
文档编号G01N27/48GK103018292SQ201210380169
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者帆足省吾, 山口武广 申请人:爱科来株式会社