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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE69937326 T2
Publication typeGrant
Application numberDE1999637326
PCT numberPCT/JP1999/001706
Publication date17 Jul 2008
Filing date31 Mar 1999
Priority date2 Apr 1998
Also published asCN1122178C, CN1262739A, DE69937326D1, EP0987544A1, EP0987544A4, EP0987544B1, US6340428, US6790327, US20020043471, WO1999051974A1
Publication number1999637326, 99637326, DE 69937326 T2, DE 69937326T2, DE-T2-69937326, DE1999637326, DE69937326 T2, DE69937326T2, DE99637326, PCT/1999/1706, PCT/JP/1999/001706, PCT/JP/1999/01706, PCT/JP/99/001706, PCT/JP/99/01706, PCT/JP1999/001706, PCT/JP1999/01706, PCT/JP1999001706, PCT/JP199901706, PCT/JP99/001706, PCT/JP99/01706, PCT/JP99001706, PCT/JP9901706
InventorsShin Katano-shi Ikeda, Shiro Hirakata-shi Nankai, Toshihiko Hirakata-shi Yoshioka
ApplicantMatsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Verfahren zur bestimmung eines substrates A method for determining a substrate translated from German
DE 69937326 T2
Abstract  available in
Claims(7)  translated from German
  1. Verfahren zur Bestimmung der Konzentration eines Substrats in einer Probenlösung unter Verwendung eines Biosensors, umfassend eine elektrisch isolierende Basisplatte, ein Elektrodensystem mit einer Arbeitselektrode, einer Gegenelektrode und einer dritten Elektrode, die als Störsubstanzdetektionselektrode verwendet wird, wobei jede an der Basisplatte ausgebildet ist, und eine Reaktionsschicht, die mindestens eine Oxidoreduktase und einen Elektronenmediator enthält und auf dem Elektrodensystem unter Aussparung der dritten Elektrode gebildet ist, wobei der Elektronenmediator durch die erzeugten Elektronen bei einer Reaktion zwischen dem in der Probenlösung enthaltenen Substrat und der Oxidoreduktase reduziert wird, um eine reduzierte Menge des Elektronenmediators elektrochemisch zu messen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: (a) einen Schritt zum Anlegen einer Spannung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode; A method for determining the concentration of a substrate in a sample solution using a biosensor comprising an electrically insulating base plate, an electrode system having a working electrode, a counter electrode and a third electrode, which is used as Störsubstanzdetektionselektrode, each being formed on the base plate, and reaction layer containing at least an oxidoreductase and an electron mediator and is formed on the electrode system under recess of the third electrode, wherein the electron mediator is reduced by the produced electrons upon reaction between the substrate contained in the sample solution and the oxidoreductase to produce a reduced amount of the electron mediator to be measured electrochemically, said method being characterized in that it comprises: (a) a step for applying a voltage between the counter electrode and the third electrode; (b) einen Schritt zum Heranführen der Probenlösung an die Reaktionsschicht; (B) a step for bringing the sample solution to the reaction layer; (c) einen Schritt zur Detektion einer elektrischen Änderung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode in Folge des Heranführens der Probenlösung an die Reaktionsschicht; (C) a step of detecting an electrical change between the counter electrode and the third electrode in sequence the pre-passing of the sample solution to the reaction layer; (d) einen Schritt zum Messen eines Stroms, der zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode nach dem Detektionsschritt (c) fließt; (D) flowing a step of measuring a current flowing between the counter electrode and the third electrode after said detecting step (c); (e) einen Schritt zum Entfernen der Spannung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode nach dem Messschritt (d); (E) a step of removing the voltage between the counter electrode and the third electrode after said measuring step (d); (f) einen Schritt zum Anlegen einer Spannung zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode; (F) a step for applying a voltage between the working electrode and the counter electrode; und (g) einen Schritt zum nachfolgenden Messen eines Stroms, der zwischen der Gegenelektrode und der Arbeitselektrode fließt. and (g) a step for subsequently measuring a current flowing between the counter electrode and the working electrode.
  2. Verfahren zum Bestimmen eines Substrats nach Anspruch 1, wobei der Schritt (f) auch eine Spannung zwischen der Arbeitselektrode und der dritten Elektrode anlegt. A method for determining substrate in accordance with claim 1, wherein the step (f) also applies a voltage between the working electrode and the third electrode.
  3. Verfahren zum Bestimmen der Konzentration eines Substrats in einer Probenlösung unter Verwendung eines Biosensors, umfassend eine elektrisch isolierende Basisplatte, ein Elektrodensystem mit einer Arbeitselektrode, einer Gegenelektrode und einer dritten Elektrode, die als Störsubstanzdetektionselektrode verwendet wird, wobei jede an der Basisplatte ausgebildet ist, eine Reaktionsschicht, die mindestens eine Oxidoreduktase und einen Elektronenmediator enthält und an dem Elektrodensystem unter Aussparung der dritten Elektrode ausgebildet ist, und ein Abdeckelement, das einen Probenlösungszufuhrpfad bildet, um eine Probenlösung von einem Probenlösungszufuhreinlass in die Reaktionsschicht auf der Basisplatte einzuleiten, wobei die dritte Elektrode stromauf des Probenlösungszufuhrpfads ausgehend von der Reaktionsschicht angeordnet ist, wobei der Elektronenmediator durch die erzeugten Elektronen bei einer Reaktion zwischen den in der Probenlösung enthaltenen Substrat und der Oxidoreduktase reduziert wird, um eine reduzierte Menge des Elektronenmediators elektrochemisch zu messen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: (a) einen Schritt zum Anlegen einer Spannung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode; A method for determining the concentration of a substrate in a sample solution using a biosensor comprising an electrically insulating base plate, an electrode system having a working electrode, a counter electrode and a third electrode, which is used as Störsubstanzdetektionselektrode, each being formed on the base plate, a reaction layer containing at least an oxidoreductase and an electron mediator and is formed on the electrode system under recess of the third electrode, and a cover member which forms a sample solution supply path for introducing a sample solution from a sample solution supply inlet in the reaction layer on said base plate, said third electrode upstream of the is the sample solution supply path arranged from the reaction layer, wherein the electron mediator is reduced by the produced electrons upon reaction between the substrate and the oxidoreductase contained in the sample solution to measure a reduced amount of said electron mediator electrochemically, said method being characterized in that it comprising: (a) a step for applying a voltage between the counter electrode and the third electrode; (b) einen Schritt zum Zuführen der Probenlösung zu der Reaktionsschicht; (B) a step of supplying the sample solution to the reaction layer; (c) einen Schritt zum Detektieren einer elektrischen Änderung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode in Folge des Zuführens der Probenlösung zu der Reaktionsschicht; (C) a step of detecting an electrical change between the counter electrode and the third electrode as a result of supplying the sample solution to the reaction layer; (d) einen Schritt zum Messen eines Stroms, der zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode nach dem Detektionsschritt (c) fließt; (D) flowing a step of measuring a current flowing between the counter electrode and the third electrode after said detecting step (c); (e) einen Schritt zum Entfernen der Spannung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode nach dem Messschritt (d); (E) a step of removing the voltage between the counter electrode and the third electrode after said measuring step (d); (f) einen Schritt zum Anlegen einer Spannung zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode; (F) a step for applying a voltage between the working electrode and the counter electrode; und (g) einen Schritt zum nachfolgenden Messen eines Stroms, der zwischen der Gegenelektrode und der Arbeitselektrode fließt. and (g) a step for subsequently measuring a current flowing between the counter electrode and the working electrode.
  4. Verfahren zum Bestimmen eines Substrats nach Anspruch 3, wobei der Schritt (f) auch eine Spannung zwischen der Arbeitselektrode und der dritten Elektrode anlegt. A method for determining substrate in accordance with claim 3, wherein the step (f) also applies a voltage between the working electrode and the third electrode.
  5. Verfahren zum Bestimmen eines Substrats nach Anspruch 3, wobei ein Biosensor verwendet wird, der mit einer im Wesentlichen aus Lecithin bestehenden Schicht auf einer freiliegenden Fläche des Probenlösungszufuhrpfads angeordnet ist. A method for determining a substrate according to claim 3, wherein a biosensor is used which is disposed with a layer essentially composed of lecithin on an exposed surface of the sample solution supply path.
  6. Verfahren zum Bestimmen eines Substrats nach Anspruch 1, wobei ein Biosensor verwendet wird, der des Weiteren ein hydrophiles Polymer in der Reaktionsschicht enthält. A method for determining a substrate according to claim 1, wherein a biosensor is used which further contains a hydrophilic polymer in the reaction layer.
  7. Verfahren zum Bestimmen eines Substrats nach Anspruch 3, wobei ein Biosensor verwendet wird, der des Weiteren ein hydrophiles Polymer in der Reaktionsschicht enthält. A method for determining a substrate according to claim 3, wherein a biosensor is used which further contains a hydrophilic polymer in the reaction layer.
Description  translated from German
  • Technisches Gebiet Technical Field
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausführen eines schnellen Bestimmens eines Substrats mit hoher Messgenauigkeit in einer Probe auf vereinfachte Weise. The present invention relates to a method for performing a quick determining of a substrate with high accuracy in a sample in a simplified manner.
  • Stand der Technik State of the art
  • [0002] [0002]
    Als Verfahren zur quantitativen Analyse von Zuckern, wie etwa Saccharose und Glucose wurden Polarimetrie, Kolorimetrie, Reduktiometrie und Verfahren, die eine Vielzahl von Chromatographien verwenden, entwickelt. As a method for quantitative analysis of sugars such as sucrose and glucose were polarimetry, colorimetry, Reduktiometrie and methods using a variety of chromatographies have been developed. Alle diese Verfahren haben jedoch eine schlechte Messgenauigkeit aufgrund der schlechten Spezifität für Zucker. However, all these methods have poor accuracy due to the poor specificity for sugar. Unter diesen Verfahren ist Polarimetrie einfach zu handhaben, wird aber durch die Temperatur während des Vorgangs stark beeinflusst. Among these methods, polarimetry is easy to use, but is strongly influenced by the temperature during the process. Daher ist Polarimetrie kein geeignetes Verfahren, mit dem Laien die Bestimmung von Zuckern zu Hause oder anderswo auf vereinfachte Weise durchführen können. Therefore polarimetry is not a suitable method to perform the determination of sugars at home or elsewhere in a simplified manner with the laity.
  • [0003] [0003]
    Übrigens wurden in jüngster Zeit verschiedene Arten von Biosensoren entwickelt, die spezifische katalytische Wirkungen von Enzymen verwenden. Incidentally, various types of biosensors have been developed recently which use specific catalytic actions of enzymes.
  • [0004] [0004]
    Im Folgenden wird ein Verfahren zur Glucosebestimmung als ein Beispiel des Verfahrens zur Substratbestimmung in einer Probenlösung beschrieben. In the following, a method of glucose determination will be described as an example of the method of substrate determination in a sample solution. Ein allgemein bekanntes elektrochemisches Verfahren zur Glucosebestimmung ist ein Verfahren, das Glucoseoxidase (EC1.1.3.4; nachfolgend zu GOD abgekürzt) und eine Sauerstoffelektrode oder eine Wasserstoffperoxidelektrode (zum Beispiel "Biosensor" ed. by Shuichi Suzuki, Kodansha) verwendet. A generally known electrochemical method of glucose determination is a method which glucose oxidase, is used and an oxygen electrode or a hydrogen peroxide electrode (for example, "Biosensor" ed by Shuichi Suzuki, Kodansha). (EC1.1.3.4 hereinafter abbreviated to GOD).
  • [0005] [0005]
    GOD oxidiert selektiv ein β-D-Glucosesubstrat zu D-Glucono-δ-lacton unter Verwendung von Sauerstoff als Elektronenmediator. GOD selectively oxidizes a substrate β-D-glucose to D-glucono-δ-lactone using oxygen as an electron mediator. Sauerstoff wird in Gegenwart von Sauerstoff im Verlauf der Oxidationsreaktion durch GOD zu Wasserstoffperoxid reduziert. Oxygen is reduced in the presence of oxygen during the oxidation reaction by GOD to hydrogen peroxide. Eine verringerte Menge wird mit der Sauerstoffelektrode gemessen, oder, andernfalls, wird eine erhöhte Menge an Wasserstoffperoxid mit der Wasserstoffperoxidelektrode gemessen. A reduced amount is measured by the oxygen electrode or, otherwise, an increased amount of hydrogen peroxide is measured by the hydrogen peroxide electrode. Die verringerte Menge an Sauerstoff oder die erhöhte Menge an Wasserstoffperoxid ist proportional zum Glucosegehalt in der Probenlösung, so dass Glucose basierend auf der verringerten Menge an Sauerstoff oder der erhöhten Menge an Wasserstoffperoxid bestimmt werden kann. The decreased amount of oxygen or the increased amount of hydrogen peroxide is proportional to the glucose content in the sample solution, so that glucose can be determined based on the decreased amount of oxygen or the increased amount of hydrogen peroxide.
  • [0006] [0006]
    Wie aus dem Reaktionsprozess angenommen werden kann, hat dieses Verfahren den Nachteil, dass das Messergebnis stark durch die Sauerstoffkonzentration in der Probenlösung beeinflusst wird. As can be assumed from the reaction process, this method has the disadvantage that the measurement result is greatly affected by the oxygen concentration in the sample solution. Des Weiteren ist die Messung in Abwesenheit von Sauerstoff in der Probenlösung unmöglich. Furthermore, the measurement in the absence of oxygen in the sample solution is impossible.
  • [0007] [0007]
    Daher wurde ein neuartiger Typ von Glucosesensor entwickelt, der nicht Sauerstoff als Elektronenmediator verwendet, sondern eine organische Verbindung oder einen Metallkomplex, einschließlich Kaliumferricyanid, Ferrocenderivaten, Chinonderivaten usw. als Elektronenmediator verwendet. Therefore, a novel type glucose sensor has been developed which does not use oxygen as the electron mediator, but an organic compound or a metal complex including potassium ferricyanide, ferrocene derivatives, quinone derivatives, etc. as electron mediator. Dieser Sensortyp oxidiert eine reduzierte Form eines Elektronenmediators, der aus der Enzymreaktion auf der Elektrode resultiert, und bestimmt die Glucosekonzentration, die in der Probenlösung enthalten ist, basierend auf der Menge an Oxidationsstrom. This type of sensor oxidizes a reduced form of an electron mediator resulting from the enzyme reaction on the electrode and determines the concentration of glucose contained in the sample solution, based on the quantity of oxidation current. Die Verwendung einer solchen organischen Verbindung oder eines Metallkomplexes als dem Elektronenmediator anstelle von Sauerstoff ermöglicht die Bildung einer Reaktionsschicht, während sie genau eine bekannte Menge an GOD trägt und irgend einen Elektronenmediator in einem stabilisierten Zustand. The use of such organic compound or metal complex as the electron mediator in place of oxygen enables formation of a reaction layer while exactly carrying a known amount of GOD and the electron mediator of any one in a stabilized state. In diesem Fall, da die Reaktionsschicht in fast trockenem Zustand in das Elektrodensystem integriert werden kann, hat ein Typ eines Wegwerf-Glucosesensors, der auf dieser Technologie basiert, gegenwärtig viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. In this case, since the reaction layer can be integrated in almost dry state in the electrode system, having a type of a disposable glucose sensor based on this technology, currently drawn a lot of attention.
  • [0008] [0008]
    Der Typ eines Wegwerf-Glucosesensors erleichtert das Messen der Glucosekonzentrationen mit einem Messgerät durch die einfache Einführung einer Probenlösung in den abnehmbaren Sensor, der mit dem Messgerät verbunden ist. The type of a disposable glucose sensor facilitates measurement of glucose concentrations with a meter by the simple introduction of a sample solution into the removable sensor that is connected to the meter. Die Anwendung einer solchen Technik ist nicht nur auf die Glucosebestimmung beschränkt und kann auf die Bestimmung anderer Substrate ausgeweitet werden, die in der Probenlösung enthalten sind. The application of such a technique is not limited only to glucose determination and can be extended to determination of other substrate contained in the sample solution.
  • [0009] [0009]
    Das Messen unter Verwendung des Sensors, wie zuvor beschrieben, kann die Substratkonzentration, basierend auf einem fließenden Oxidationsstromwerts bestimmen, der aus der Oxidation einer reduzierten Form eines Elektronenmediators auf einer Arbeitselektrode resultiert. The measurement using the sensor as previously described, the substrate concentration, determine, based on a flowing oxidation current value resulting from oxidation of a reduced form of an electron mediator on a working electrode. Wenn jedoch Blut, Fruchtsaft oder etwas vergleichbares als Probe verwendet wird, wird jede leicht oxidierbare Substanz, die in der Probenlösung enthalten ist, wie etwa Ascorbinsäure, Harnsäure usw. gleichzeitig auf der Arbeitselektrode zusammen mit dem Elektronenmediator in reduzierter Form oxidiert. However, if blood, fruit juice or something similar is used as a sample, any easily oxidizable substance contained in the sample solution, such as ascorbic acid, uric acid, etc. is oxidized at the same time on the working electrode together with the electron mediator in reduced form. Die Oxidationsreaktion einer solchen leicht oxidierbaren Substanz kann manchmal das Messergebnis beeinflussen. The oxidation reaction of such an easily oxidizable substance can sometimes affect the measurement result.
  • [0010] [0010]
    Außerdem kann bei der Messung unter Verwendung des Sensors, wie oben erwähnt, eine Reaktion, die Wasserstoffperoxid unter Verwendung gelösten Sauerstoffs als einem Elektronenmediator produziert, gleichzeitig mit der Reduktion des getragenen Elektronenmediators auf der Reaktionsschicht ablaufen. In addition, in the measurement using the sensor as mentioned above, a reaction which produces hydrogen peroxide using dissolved oxygen as an electron mediator, run simultaneously with the reduction of the carried electron mediator on the reaction layer. Des Weiteren reoxidiert das durch die Reaktion produzierte Wasserstoffperoxid den Elektronenmediator in reduzierter Form. Furthermore, the re-oxidized hydrogen peroxide produced by the reaction of the electron mediator in reduced form. Dies kann möglicherweise aufgrund des gelösten Sauerstoffs einen negativen Fehler beim Messergebnis produzieren, wenn die Substratkonzentration basierend auf dem Oxidationsstrom des Elektronenmediators in reduzierter Form gemessen werden soll. This can potentially produce a negative error in the measurement result due to the dissolved oxygen when the substrate concentration is to be measured based on the oxidation current of the electron mediator in reduced form.
  • [0011] [0011]
    Das oben erwähnte Verfahren legt häufig eine Spannung zwischen der Arbeitselektrode und einer Gegenelektrode an, um die Flüssig-flüssig-Grenzfläche zu detektieren, um nämlich das Heranführen der Probenlösung auf der Basis einer elektrischen Änderung zwischen den beiden Elektroden vor dem Anlegen einer Spannung zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode zu detektieren, um einen Ansprechstrom zu erhalten. The above-mentioned method often applies a voltage between the working electrode and a counter electrode in order to detect the liquid-liquid interface to namely introduce the sample solution on the basis of an electrical change between the two electrodes prior to application of a voltage between the working electrode and detecting the counter electrode, to obtain a response current. Zu diesem Zeitpunkt kommt es manchmal vor, dass die Messung vor dem Heranführen ausreichender Mengen der Probenlösung zum Elektrodensystem beginnt, aufgrund der Veränderung im Widerstandswert zwischen der oben erwähnten Arbeitselektrode und der Gegenelektrode, was manchmal das Messergebnis beeinflussen kann. At this time, it sometimes happens that the measurement starts before the pre Perform sufficient quantities of the sample solution to the electrode system, due to the change in the resistance value between the above-mentioned working electrode and the counter electrode, which can sometimes affect the measurement result. Die Induktion einer Veränderung bei der Bedingung einer Schnittstelle der Arbeitselektrode kann das Messergebnis ebenfalls beeinflussen. The induction of a change in the condition of the working electrode interface can affect the measurement results as well.
  • [0012] [0012]
    Des Weiteren verwendet ein Messverfahren mit einem Zwei-Elektroden-System eine Gegenelektrode als Referenzelektrode. Furthermore, used a measurement method with a two-electrode system comprising a counter electrode as a reference electrode. Dies verursacht eine Veränderung im Potential der Gegenelektrode als dem Standard in Verbindung mit der Oxidations-Reduktions-Reaktion an der Arbeitselektrode, was das Messergebnis ebenfalls beeinflusst. This causes a change in the potential of the counter electrode as the standard in connection with the oxidation-reduction reaction at the working electrode, which also affects the measurement result.
  • [0013] [0013]
    Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Schwierigkeiten, wie oben beschrieben, zu beseitigen und ein Verfahren zur Bestimmung bereitzustellen, das eine genaue Messung der Substratkonzentration erleichtert, indem Einflüsse von leicht oxidierbaren Substanzen entfernt werden. The object of the present invention is to eliminate the difficulties, as described above, and to provide a method for determining which facilitates the accurate measurement of substrate concentration by factors of easily oxidizable substances to be removed.
  • [0014] [0014]
    Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Substratbestimmung mit geringeren Abweichungen beim Ansprechen des Sensors bereitzustellen. Another object of the present invention is to provide a method of substrate determination with lesser variations in sensor response.
  • Offenbarung der Erfindung Disclosure of the Invention
  • [0015] [0015]
    Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration eines Substrats in einer Probenlösung unter Verwendung eines Biosensors, umfassend eine elektrisch isolierende Basisplatte, ein Elektrodensystem mit einer Arbeitselektrode, einer Gegenelektrode und einer dritten Elektrode, die als Störsubstanzdetektionselektrode verwendet wird, wobei jede an der oben erwähnten Basisplatte ausgebildet ist, und eine Reaktionsschicht, die mindestens eine Oxidoreduktase und einen Elektronenmediator enthält und auf dem Elektrodensystem unter Aussparung der dritten Elektrode gebildet ist, wobei der Elektronenmediator durch die generierenden Elektronen bei einer Reaktion zwischen dem in der Probenlösung enthaltenen Substrat und der Oxidoreduktase reduziert wird, um eine reduzierte Menge des Elektronenmediators elektrochemisch zu messen, The present invention is a method for determining the concentration of a substrate in a sample solution using a biosensor comprising an electrically insulating base plate, an electrode system having a working electrode, a counter electrode and a third electrode, which is used as Störsubstanzdetektionselektrode, wherein each of the above- said base plate is formed, and a reaction layer containing at least an oxidoreductase and an electron mediator and is formed on the electrode system under recess of the third electrode, wherein the electron mediator reduced by the generating electrons upon reaction between the substrate contained in the sample solution and the oxidoreductase is a reduced amount of electron mediator to measure electrochemically
    wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst: the method being characterized in that it comprises the following steps:
    • (a) einen Schritt zum Anlegen einer Spannung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode; (A) a step for applying a voltage between the counter electrode and the third electrode;
    • (b) einen Schritt zum Heranführen der Probenlösung an die Reaktionsschicht; (B) a step for bringing the sample solution to the reaction layer;
    • (c) einen Schritt zur Detektion einer elektrischen Änderung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode in Folge des Heranführens der Probenlösung an die Reaktionsschicht; (C) a step of detecting an electrical change between the counter electrode and the third electrode in sequence the pre-passing of the sample solution to the reaction layer;
    • (d) einen Schritt zum Messen eines Stroms, der zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode nach dem oben erwähnten Detektionsschritt (c) fließt; (D) flowing a step of measuring a current flowing between the counter electrode and the third electrode after the above-mentioned detecting step (c);
    • (e) einen Schritt zum Entfernen der Spannung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode nach dem oben erwähnten Messschritt (d); (E) a step of removing the voltage between the counter electrode and the third electrode after the above-mentioned measuring step (d);
    • (f) einen Schritt zum Anlegen einer Spannung zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode; (F) a step for applying a voltage between the working electrode and the counter electrode; und and
    • (g) einen Schritt zum nachfolgenden Messen eines Stroms, der zwischen der Gegenelektrode und der Arbeitselektrode fließt. (G) a step for subsequently measuring a current flowing between the counter electrode and the working electrode.
  • [0016] [0016]
    Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Bestimmen der Konzentration eines Substrats in einer Probenlösung unter Verwendung eines Biosensors bereit, umfassend eine elektrisch isolierende Basisplatte, ein Elektrodensystem mit einer Arbeitselektrode, einer Gegenelektrode und einer dritten Elektrode, die als Störsubstanzdetektionselektrode verwendet wird, wobei jede an der oben erwähnten Basisplatte ausgebildet ist, eine Reaktionsschicht, die mindestens eine Oxidoreduktase und einen Elektronenmediator enthält und auf dem Elektrodensystem unter Aussparung der dritten Elektrode ausgebildet ist, und ein Abdeckelement, das einen Probenlösungszufuhrpfad bildet, um eine Probenlösung von einem Probenlösungszufuhreinlass in die oben erwähnte Reaktionsschicht auf der oben erwähnten Basisplatte einzuleiten, wobei die dritte Elektrode stromauf des Probenlösungszufuhrpfads ausgehend von der Reaktionsschicht angeordnet ist, wobei der Elektronenmediator durch die erzeugten Elektronen bei einer Reaktion zwischen dem in der Probenlösung enthaltenen Substrat und der Oxidoreduktase reduziert wird, um eine reduzierte Menge des Elektronenmediators elektrochemisch zu messen, The present invention also provides a method for determining the concentration of a substrate in a sample solution using a biosensor of which comprises an electrically insulating base plate, an electrode system having a working electrode, a counter electrode and a third electrode, which is used as Störsubstanzdetektionselektrode, each is the above-mentioned base plate is formed, a reaction layer containing at least an oxidoreductase and an electron mediator and is formed on the electrode system under recess of the third electrode, and a cover member forming a sample solution supply path for a sample solution from a sample solution supply inlet in the above-mentioned reaction layer to initiate at the above-mentioned base plate, wherein the third electrode is arranged upstream of the sample solution supply pathway from said reaction layer, wherein the electron mediator is reduced by the produced electrons upon reaction between the substrate contained in the sample solution and the oxidoreductase to produce a reduced amount of the electron mediator electrochemically measure,
    wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: the method comprising the steps of:
    • (a) einen Schritt zum Anlegen einer Spannung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode; (A) a step for applying a voltage between the counter electrode and the third electrode;
    • (b) einen Schritt zum Heranführen der Probenlösung an die Reaktionsschicht; (B) a step for bringing the sample solution to the reaction layer;
    • (c) einen Schritt zur Detektion einer elektrischen Änderung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode in Folge des Heranführens der Probenlösung an die Reaktionsschicht; (C) a step of detecting an electrical change between the counter electrode and the third electrode in sequence the pre-passing of the sample solution to the reaction layer;
    • (d) einen Schritt zum Messen eines Stroms, der zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode nach dem oben erwähnten Detektionsschritt (c) fließt; (D) flowing a step of measuring a current flowing between the counter electrode and the third electrode after the above-mentioned detecting step (c);
    • (e) einen Schritt zum Entfernen der Spannung zwischen der Gegenelektrode und der dritten Elektrode nach dem oben erwähnten Messschritt (d); (E) a step of removing the voltage between the counter electrode and the third electrode after the above-mentioned measuring step (d);
    • (f) einen Schritt zum Anlegen einer Spannung zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode; (F) a step for applying a voltage between the working electrode and the counter electrode; und and
    • (g) einen Schritt zum nachfolgenden Messen eines Stroms, der zwischen der Gegenelektrode und der Arbeitselektrode fließt. (G) a step for subsequently measuring a current flowing between the counter electrode and the working electrode.
  • [0017] [0017]
    Für das Verfahren zur Bestimmung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer dritten Elektrode als Referenzelektrode bevorzugt. On the method of determination according to the present invention, the use of a third electrode is preferably used as reference electrode. Es wird nämlich ebenfalls eine Spannung zwischen der Arbeitselektrode und der dritten Elektrode während des oben erwähnten Schritts (f) angelegt. Namely, also a voltage is applied between the working electrode and the third electrode during the above-mentioned step (f).
  • [0018] [0018]
    Wenn ein Biosensor verwendet wird, bei dem das Abdeckelement in die oben erwähnte Basisplatte integriert ist, ist es ebenfalls bevorzugt, eine Lecithin-tragende Schicht auf einer freiliegenden Wandfläche des Abdeckelements für den Probenlösungszufuhrpfad bereitzustellen. If a biosensor is used in which the cover is integrated in the above-mentioned base plate, it is also preferable to provide a lecithin carrying layer on an exposed wall surface of the cover for the sample solution supply path.
  • [0019] [0019]
    Es ist bevorzugt, dass die oben erwähnte Reaktionsschicht des Weiteren ein hydrophiles Polymer enthält. It is preferable that the above-mentioned reaction layer further contains a hydrophilic polymer.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief Description of Drawings
  • [0020] [0020]
    1 1 ist eine Draufsicht, die einen Glucosesensor gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, bei der die Reaktionsschicht ausgespart wurde. is a plan view illustrating a glucose sensor according to an example of the present invention, in which the reaction layer has been omitted.
  • [0021] [0021]
    2 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Glucosesensor gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, bei der die Reaktionsschicht ausgespart wurde. is an exploded perspective view showing a glucose sensor according to another example of the present invention, in which the reaction layer has been omitted.
  • Beste Art, die Erfindung auszuführen Best Mode for Carrying Out the Invention
  • [0022] [0022]
    Es wird eine Struktur des Biosensors beschrieben, der in dem Verfahren zur Bestimmung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. It is described a structure of the biosensor, which is used in the method of determination according to the present invention.
  • [0023] [0023]
    Zuerst wird ein erster Biosensortyp mittels First, a first means is Biosensortyp 1 1 beschrieben. described.
  • [0024] [0024]
    Bei diesem Sensor werden eine Gegenelektrode In this sensor, a counter electrode 6 6 , eine Arbeitselektrode , A working electrode 7 7 und eine dritte Elektrode and a third electrode 8 8 auf einer isolierenden Basisplatte on an insulating base plate 1 1 ausgebildet, die aus Polyethylenterephthalat hergestellt ist, zusammen mit den jeweiligen Zuführungen formed, which is made of polyethylene terephthalate, together with respective leads 2 2 , . 3 3 und and 4 4 , die mit diesen elektrisch verbunden sind. Which are electrically connected thereto. Eine Kohlenstoffschicht A carbon layer 9 9 , die ausgebildet wird, um die Erzeugung einer Reaktionsschicht zu erleich tern, wirkt nicht als Elektrode. That is configured to count the generation of a reaction layer to erleich, does not act as an electrode. Eine runde Reaktionsschicht (nicht gezeigt), die eine Oxidoreductase und einen Elektronenmediator enthält, wird an der Gegenelektrode A round reaction layer (not shown) containing an oxidoreductase and an electron mediator, is applied to the counter electrode 6 6 , der Arbeitselektrode , The working electrode 7 7 und der Kohlenstoffschicht and the carbon layer 9 9 unter Aussparung der dritten Elektrode under recess of the third electrode 8 8 ausgebildet. formed. In der Figur steht die Ziffer In the figure, the figure is 5 5 für eine isolierende Schicht. for an insulating layer.
  • [0025] [0025]
    Dann wird ein zweiter Biosensortyp mittels Then, a second means is Biosensortyp 2 2 beschrieben. described.
  • [0026] [0026]
    Dieser Sensor ist eine Kombination der Basisplatte This sensor is a combination of the base plate 1 1 in in 1 1 mit einem Abdeckelement, umfassend eine Abdeckung with a cover comprising a cover 10 10 und einen Abstandshalter and a spacer 11 11 . , Sie sind miteinander in einer Lagebeziehung verbunden, wie durch die Strichpunktlinie in You are connected to each other in a positional relationship as shown by the dotted line 2 2 gezeigt, um einen Sensor auszubilden. shown to form a sensor.
  • [0027] [0027]
    Ein Schlitz A slot 12 12 zur Ausbildung des Probenlösungszufuhrpfads ist auf dem Abstandshalter for forming the sample solution supply path is on the spacer 11 11 ausgebildet, und eine Lüftungsöffnung formed, and a ventilation opening 13 13 ist auf der Abdeckung is on the cover 10 10 ausgebildet. formed. Das Laminieren der Abdeckung The lamination of the cover 11 11 auf die Basisplatte to the base plate 1 1 über den Abstandshalter via the spacer 11 11 , um sie miteinander zu verbinden, führt zur Bildung eines Hohlraums, der als Probenlösungszufuhrpfad am Schlitz In order to bond them together, resulting in the formation of a cavity as a sample solution supply pathway at the slit 12 12 auf dem Abstandshalter on the spacer 11 11 durch die Basisplatte through the base plate 1 1 , den Abstandshalter , The spacer 11 11 und die Abdeckung and the cover 10 10 dient. is used. Eine Endkante dieses Hohlraums kommuniziert mit der Lüftungsöffnung An end edge of said cavity communicates with the vent 13 13 . ,
  • [0028] [0028]
    Bei diesem Biosensor liegt die Arbeitselektrode In this biosensor, the working electrode is 7 7 an einer Position näher an einem Probenlösungszufuhreinlass at a position closer to a sample solution supply inlet 12a 12a (der einer offenen Kante des Schlitzes (Of an open edge of the slot 12 12 entspricht) als die halbmondförmige Gegenelektrode corresponds to) than the semilunar counter electrode 6 6 , und die dritte Elektrode , And the third electrode 8 8 liegt an einer Position, die noch näher an dem Probenlösungszufuhreinlass is located at a position still closer to the sample solution supply inlet 12a 12a ist, als die Arbeitselektrode is, as the working electrode 7 7 . , Jede dieser Elektroden Each of these electrodes 6 6 , . 7 7 und and 8 8 ist hinsichtlich des oben erwähnten Hohlraums freiliegend. is exposed with respect to the above-mentioned cavity.
  • [0029] [0029]
    Beim Messen der Substratkonzentration unter Verwendung des oben erwähnten Biosensors, wird ein Endabschnitt des Sensors, an dem die Zuführungen In measuring the substrate concentration using the above-mentioned biosensor, an end portion of the sensor at which the leads 2 2 , . 3 3 und and 4 4 bereitgestellt sind, zuerst auf ein Messgerät gesetzt, gefolgt vom Anlegen eines vorbestimmten Potentials auf die dritte Elektrode are provided, first set to a measuring instrument, followed by applying a predetermined potential on the third electrode 8 8 , bezogen auf die Gegenelektrode , Based on the counter electrode 6 6 . , Wenn das Potential angelegt wird, wird eine Probenlösung, die zum Beispiel Ascorbinsäure als Störsubstanz enthält, auf die Reaktionsschicht getropft, um die Reaktionsschicht in der Probenlösung aufzulösen. When the potential is applied, a sample solution containing, for example, ascorbic acid as an interfering substance was dropped on the reaction layer to dissolve the reaction layer in the sample solution.
  • [0030] [0030]
    Beim Heranführen der Probenlösung beginnt ein Flüssigkeitszufuhrdetektionssystem zu arbeiten, das auf einer elektrischen Änderung zwischen der Gegenelektrode When you approach guiding the sample solution, a hydration detection system begins to operate, the on an electrical change between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 des Elektrodensystems basiert, welches seinerseits einen Messtimer startet. the electrode system is based, which in turn starts a measurement timer. Zu diesem Zeitpunkt wird das Potential weiterhin zwischen der Gegenelektrode At this time, the potential will remain between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 angelegt, und es wird ein Stromwert zwischen der Gegenelektrode applied, and it is a current value between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 gemessen, wenn eine bestimmte Zeit nach der Detektion des Heranführens der Probenlösung vergangen ist. measured when a certain time after the detection of pre performing the sample solution is passed. Da auf der Reaktionsschicht die dritte Elektrode Since the reaction layer on the third electrode 8 8 ausgespart ist, dauert es eine kurze Zeit, bis der Elektronenmediator in reduzierter Form, der aus der Enzymreaktion resultiert, die Nähe der dritten Elektrode is recessed, it takes a short time before the electron mediator in reduced form, resulting from the enzyme reaction near the third electrode 8 8 erreicht. reached. Daher muss der oben erwähnte Stromwert von der Oxidationsreaktion der Ascorbinsäure abgeleitet sein, die als Störsubstanz enthalten ist. Therefore, the above-mentioned current value must be derived from the oxidation reaction of the ascorbic acid contained as an interfering substance.
  • [0031] [0031]
    Dann wird die Spannung zwischen der Gegenelektrode Then, the voltage between the counter electrode is 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 entfernt. away.
  • [0032] [0032]
    Nachfolgend wird ein Potential zum Oxidieren des oben erwähnten Elektronenmediators in reduzierter Form auf die Arbeitselektrode Subsequently, a potential for oxidizing the above-mentioned electron mediator in reduced form to the working electrode 7 7 , bezogen auf die Gegenelektrode , Based on the counter electrode 6 6 , angelegt, um einen Stromwert zwischen der Gegenelektrode , Applied to a current value between the counter electrode 6 6 und der Arbeitselektrode and the working electrode 7 7 zu messen. to eat. Dieser Strom ist von den Oxidationsreaktionen des Elektronenmediators in reduzierter Form und der bereits vorhandenen Störsubstanz Ascorbinsäure abgeleitet. This current is derived from the oxidation reactions of the electron mediator in reduced form and the pre-existing interfering substance ascorbic acid. Anders ausgedrückt erzeugt die Ascorbinsäure einen positiven Fehler im Messergebnis. In other words, the ascorbic acid produces a positive error in the measurement result. Der oben erwähnte Stromwert zwischen der Gegenelektrode The above-mentioned current value between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 spiegelt im Wesentlichen nur die Ascorbinsäurekonzentration wieder, so dass die Korrektur des Messergebnisses auf der Basis dieses Stromwerts jeden Einfluss der Ascorbinsäure entfernt, wodurch eine genaue Substratkonzentration bestimmt werden kann. mainly reflects only the concentration of ascorbic acid again so that the correction of the measurement result based on this current value removes any influence of ascorbic acid to give a precise substrate concentration can be determined.
  • [0033] [0033]
    Der zweite Sensortyp detektiert das Heranführen der Probenlösung zwischen der Gegenelektrode The second type of sensor detects the approach guiding the sample solution between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 , so dass der gesamte freiliegende Bereich der Arbeitselektrode So that the entire exposed area of the working electrode 7 7 mit Sicherheit mit der Probenlösung gefüllt ist. is filled with the sample solution with security. Folglich kann das Heranführen der Probenlösung zuverlässiger bestimmt werden. Consequently, the approach guiding the sample solution can be determined reliably.
  • [0034] [0034]
    Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mittels der Beispiele spezifischer beschrieben. Hereinafter, the present invention is more specifically described by means of Examples.
  • Beispiel 1 Example 1
  • [0035] [0035]
    Es wird ein Verfahren zur Glucosebestimmung beschrieben. There is described a method for glucose determination. Die in The in 1 1 gezeigte Basisplatte wurde als Basisplatte eines Glucosesensors verwendet. base plate shown was used as a base plate of a glucose sensor. Der Glucosesensor wurde wie folgt erzeugt. The glucose sensor was produced as follows.
  • [0036] [0036]
    Eine Silberpaste wurde auf die isolierende Basisplatte A silver paste was coated on the insulating base plate 1 1 , die aus Polyethylenterephthalat hergestellt wurde, unter Verwendung von Siebdruck gedruckt, um die jeweiligen Zuführungen , Which was made of polyethylene terephthalate, printed using screen printing, to the respective supply lines 2 2 , . 3 3 und and 4 4 auszubilden. form. Dann wurde des Weiteren eine leitende Kohlenstoffpaste, die einen Harzträger enthält, auf die Basisplatte Then, further, a conductive carbon paste containing a resin binder on the base plate 1 1 gedruckt, um die Gegenelektrode printed to the counter electrode 6 6 , die Arbeitselektrode , The working electrode 7 7 , die dritte Elektrode , The third electrode 8 8 und die Kohlenstoffschicht and the carbon layer 9 9 auszubilden. form. Die Gegenelektrode The counter electrode 6 6 , die Arbeitselektrode , The working electrode 7 7 und die dritte Elektrode and the third electrode 8 8 sind elektrisch mit den Zuführungen are electrically connected to the leads 2 2 , . 3 3 bzw. and 4 4 verbunden. connected.
  • [0037] [0037]
    Dann wurde eine isolierende Paste auf die Basisplatte Then, an insulating paste on the base plate was 1 1 gedruckt, um die isolierende Schicht printed to the insulating layer 5 5 auszubilden. form. Die isolierende Schicht The insulating layer 5 5 bedeckt jeweils einen Rand der Gegenelektrode each cover an edge of the counter electrode 6 6 , der Arbeitselektrode , The working electrode 7 7 , der dritten Elektrode , The third electrode 8 8 und der Kohlenstoffschicht and the carbon layer 9 9 , wodurch jeweils der freiliegende Bereich der Gegenelektrode Whereby each of the exposed area of the counter electrode 6 6 , der Arbeitselektrode , The working electrode 7 7 , der dritten Elektrode , The third electrode 8 8 und der Kohlenstoffschicht and the carbon layer 9 9 konstant gehalten wird. is kept constant. Die isolierende Schicht The insulating layer 5 5 bedeckt die Zuführungen covered the feeds 2 2 , . 3 3 und and 4 4 teilweise. partially.
  • [0038] [0038]
    Dann wurde eine wässrige Lösung aus Carboxymethylcellulose (nachfolgend zu CMC abgekürzt) auf die Gegenelektrode Then, an aqueous solution of carboxymethyl cellulose (hereinafter abbreviated to CMC) on the counter electrode 6 6 , die Arbeitselektrode , The working electrode 7 7 und die Kohlenstoffschicht and the carbon layer 9 9 unter Aussparung der dritten Elektrode under recess of the third electrode 8 8 getropft und getrocknet, um eine CMC-Schicht auszubilden. dropped and dried to form a CMC layer. Das Auftropfen einer wässrigen Lösung, die GOD als Enzym und Kaliumferricyanid als Elektronenmediator enthält, auf die CMC-Schicht, löst einmal die CMC-Schicht, die aus einem hydrophilen Polymer besteht, das durch den nachfolgenden Trocknungsvorgang zu einer Reaktionsschicht ausgebildet wird, wobei CMC mit dem Enzym und dem anderen Bestandteil gemischt wird. The dropping an aqueous solution containing GOD as an enzyme and potassium ferricyanide as an electron mediator on the CMC layer once dissolves the CMC layer composed of a hydrophilic polymer which is formed by the subsequent drying process to a reaction layer, said CMC having the enzyme and the other part is mixed. Die Abwesenheit von Rühren usw. führt jedoch zu einem unvollständigen Vermischen der beiden, wodurch die Fläche des Elektrodensystems nur mit CMC bedeckt wird. However, the absence of agitation, etc. results in incomplete mixing of the both, whereby the surface of the electrode system is covered with only CMC. Anders ausgedrückt, weil kein Kontakt des Enzyms und des Elektronenmediators mit der Fläche des Elektrodensystems erfolgt, kann die Adsorption von Protein auf die Fläche des Elektrodensystems verhindert werden. In other words, because there is no contact of the enzyme and the electron mediator is carried out with the surface of the electrode system, adsorption of protein can be prevented on the surface of the electrode system.
  • [0039] [0039]
    Um die Glucosekonzentrationen unter Verwendung dieses Sensors zu messen, wurde ein Endabschnitt des Sensors, an dem die Zuführungen In order to measure glucose concentrations using this sensor, an end portion of the sensor was on which the inlets 2 2 , . 3 3 und and 4 4 bereitgestellt sind, zuerst auf ein Messgerät gesetzt und ein Potential von 500 mV wurde auf die dritte Elektrode are provided, first put on a meter and a potential of 500 mV was applied to the third electrode 8 8 , bezogen auf die Gegenelektrode , Based on the counter electrode 6 6 , angelegt. Created. Während das Potential weiterhin angelegt wurde, wurde eine wässrige Glucoselösung, die Ascorbinsäure als Störsubstanz enthielt, als Probenlösung mit 30 μl auf die Reaktionsschicht getropft. While the potential was further applied, an aqueous glucose solution containing ascorbic acid as an interfering substance was dropped as a sample solution with 30 ul of the reaction layer. Die Reaktionsschicht auf dem Elektrodensystem löste sich in der aufgetropften Probenlösung auf. The reaction layer on the electrode system dissolved into the spotted sample solution.
  • [0040] [0040]
    Beim Heranführen der Probenlösung begann ein Flüssigkeitszufuhrdetektionssystem zu arbeiten, das auf einer elektrischen Änderung zwischen der Gegenelektrode When you approach guiding the sample solution, a hydration detection system began to work on the electrical change between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 des Elektrodensystems basiert. of the electrode system is based. Dieses startete einen Messtimer. This started a measurement timer. Zu diesem Zeitpunkt wird das Potential weiterhin zwischen der Gegenelektrode At this time, the potential will remain between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 angelegt, und nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach der Detektion des Heranführens der Probenlösung wurde ein Strom zwischen der Gegenelektrode applied, and after a certain time after detection of the pre-passing of the sample solution, a current between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 gemessen. measured. Der Strom wurde aus der Oxidationsreaktion der Ascorbinsäure, die als Störsubstanz enthalten war, abgeleitet, und hatte eine proportionale Beziehung zu deren Konzentration. The current was derived from the oxidation reaction of the ascorbic acid contained as an interfering substance was derived, and had a proportional relationship with its concentration. Nach dem Messen des Stroms zwischen der Gegenelektrode After measuring the current between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 wurde die Spannung zwischen den beiden Elektroden entfernt. the voltage between the two electrodes was removed.
  • [0041] [0041]
    Wie oben erwähnt wurde die Reaktionsschicht nicht auf der dritten Elektrode The reaction layer is not as mentioned above to the third electrode 8 8 angeordnet. arranged. Daher dauert es eine kurze Zeit bis zur Ankunft von Ferrocyanidionen, die aus der Enzymreaktion resultieren, in der Nähe der dritten Elektrode Therefore, it takes a short time until arrival of ferrocyanide ions resulting from enzyme reaction near the third electrode 8 8 . , Der Stromwert zwischen der Gegenelektrode The current value between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 während eines Intervalls bis zur Ankunft der Ferrocyanidionen spiegelt nämlich im Wesentlichen nur die Ascorbinsäurekonzentration. during an interval until the arrival of ferrocyanide ions namely reflects only the ascorbic acid concentration substantially.
  • [0042] [0042]
    Des Weiteren wurden 25 Sekunden nach der Detektion der Probenlösung 500 mV auf die Arbeitselektrode Furthermore, 25 seconds after detection of sample solution, 500 mV to the working electrode 7 7 , bezogen auf die Gegenelektrode , Based on the counter electrode 6 6 , angelegt, und nach 5 Sekunden wurde ein Stromwert zwischen der Gegenelektrode , Applied, and after 5 seconds, a current value between the counter electrode 6 6 und der Arbeitselektrode and the working electrode 7 7 gemessen. measured.
  • [0043] [0043]
    Die Reaktion von Ferricyanidionen, Glucose und GOD in der Lösung oxidiert schließlich Glucose zu Gluconolacton und reduziert die Ferricyanidionen zu Ferrocyanidionen. The reaction of ferricyanide ions, glucose and GOD in the solution eventually oxidizes glucose to gluconolactone and reduces the ferricyanide to ferrocyanide ions. Die Konzentration an Ferrocyanidionen ist proportional zur Glucosekonzentration. The concentration of ferrocyanide ion is proportional to the glucose concentration. Ein Strom zwischen der Gegenelektrode A current between the counter electrode 6 6 und der Arbeitselektrode and the working electrode 7 7 wird nach 30 Sekunden Detektion der Probenlösung von den Oxidationsreaktionen der Ferrocyanidionen und der bereits vorhandenen Ascorbinsäure abgeleitet. is derived after 30 seconds of detection of the sample solution from the oxidation reactions of ferrocyanide and the existing ascorbic acid. Dies bedeutet, dass Ascorbinsäure einen positiven Fehler im Messergebnis erzeugt. This means that ascorbic acid produces a positive error in the measurement result. Wie jedoch zuvor beschrieben, spiegelt der Stromwert zwischen der Gegenelektrode However, as described above, reflects the current value between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 im Wesentlichen nur die Ascorbinsäurekonzentration. essentially only the ascorbic acid concentration. Daher kann die Korrektur des Messergebnisses, basierend auf diesem Ergebnis, alle Effekte der Ascorbinsäure entfernen, wodurch die Bestimmung der genauen Glucosekonzentration ermöglicht wird. Therefore, the correction of the measurement result based on that result remove any effects of ascorbic acid, thereby determining the precise concentration of glucose is possible.
  • Beispiel 2 Example 2
  • [0044] [0044]
    Die Elektroden The electrodes 6 6 , . 7 7 , . 8 8 und die Kohlenstoffschicht and the carbon layer 9 9 wurden auf der Basisplatte were on the base plate 1 1 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ausgebildet. formed in the same manner as in Example 1. Dann wurde eine wässrige CMC-Lösung auf die Gegenelektrode Then, an aqueous CMC solution on the counter electrode was 6 6 , die Arbeitselektrode , The working electrode 7 7 und die Kohlenstoffschicht and the carbon layer 9 9 getropft, wobei die dritte Elektrode dropped, wherein said third electrode 8 8 ausgespart wurde, und getrocknet, um die CMC-Schicht auszubilden, auf die des Weiteren eine wässrige Lösung, die GOD als Enzym und Kaliumferricyanid als Elektronenmediator enthält, aufgetropft und getrocknet wurde, um die Reaktionsschicht auszubilden. was cut out, and dried to form the CMC layer, on which further contains an aqueous solution containing GOD as an enzyme and potassium ferricyanide as the electron mediator was dropped and dried to form the reaction layer.
  • [0045] [0045]
    Dann wurde, um des Weiteren das Heranführen der Probenlösung zur Reaktionsschicht zu vereinfachen, eine organische Lösemittel-Lecithinlösung, wie zum Beispiel eine Toluenlösung, vom Probenlösungszufuhreinlass zur Reaktionsschicht verteilt und getrocknet, um eine Lecithinschicht auf der Reaktionsschicht auszubilden. Then, in order to simplify further comprising introduce the sample solution to the reaction layer, an organic solvent-lecithin solution such as a toluene, distributed by the sample solution supply inlet to the reaction layer and dried to form a lecithin layer on the reaction layer. Dann wurden die Abdeckung Then, the cover were 10 10 und der Abstandshalter and the spacer 11 11 mit der Basisplatte with the base plate 1 1 in einer Lagebeziehung verbunden, wie durch die Strichpunktlinie in connected in a positional relationship as shown by the chain line 2 2 gezeigt, um einen Glucosesensor auszubilden. shown to form a glucose sensor.
  • [0046] [0046]
    Der Sensor wurde auf ein Messgerät gesetzt und es wurde ein Potential von 500 mV auf die dritte Elektrode The sensor was placed on a meter and it has a potential of 500 mV to the third electrode 8 8 , bezogen auf die Gegenelektrode , Based on the counter electrode 6 6 , angelegt. Created. Während das Potential weiterhin angelegt wurde, wurde eine wässrige Glucoselösung, die Ascorbinsäure als Störsubstanz enthielt, als Probenlösung mit 3 μl durch den Probenlösungszufuhreinlass While the potential was further applied, an aqueous glucose solution containing ascorbic acid as an interfering substance, as a sample solution with 3 ul of the sample solution supply inlet 12a 12a zugeführt. supplied. Die Probenlösung erreichte den Lufteinlass The sample solution reached the air inlet 13 13 , indem es den Probenlösungszufuhrpfad passierte, und löste die Reaktionsschicht auf dem Elektrodensystem auf. By it passed through the sample solution supply path and dissolved the reaction layer on the electrode system on.
  • [0047] [0047]
    Beim Heranführen der Probenlösung begann ein Flüssigkeitszufuhrdetektionssystem zu arbeiten, das auf einer elektrischen Änderung zwischen der Gegenelektrode When you approach guiding the sample solution, a hydration detection system began to work on the electrical change between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 des Elektrodensystems basiert. of the electrode system is based. Dieses startete einen Messtimer. This started a measurement timer. Zu diesem Zeitpunkt wird das Potential weiterhin zwischen der Gegenelektrode At this time, the potential will remain between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 angelegt, und nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach der Detektion des Heranführens der Probenlösung wurde ein Strom zwischen der Gegenelektrode applied, and after a certain time after detection of the pre-passing of the sample solution, a current between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 gemessen. measured. Der Strom wurde aus der Oxidationsreaktion der Ascorbinsäure, die als Störsubstanz enthalten war, abgeleitet, und hatte eine proportionale Beziehung zu deren Konzentration. The current was derived from the oxidation reaction of the ascorbic acid contained as an interfering substance was derived, and had a proportional relationship with its concentration. Nach dem Messen des Stroms zwischen der Gegenelektrode After measuring the current between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 wurde die Spannung zwischen den beiden Elektroden entfernt. the voltage between the two electrodes was removed.
  • [0048] [0048]
    Wie oben erwähnt wurde die Reaktionsschicht nicht auf der dritten Elektrode The reaction layer is not as mentioned above to the third electrode 8 8 angeordnet. arranged. Daher dauert es eine kurze Zeit bis zur Ankunft von Ferrocyanidionen, die aus der Enzymreaktion resultieren, in der Nähe der dritten Elektrode Therefore, it takes a short time until arrival of ferrocyanide ions resulting from enzyme reaction near the third electrode 8 8 . , Der Stromwert zwischen der Gegenelektrode The current value between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 während eines Intervalls bis zur Ankunft der Ferrocyanidionen spiegelt nämlich im Wesentlichen nur die Ascorbinsäurekonzentration. during an interval until the arrival of ferrocyanide ions namely reflects only the ascorbic acid concentration substantially.
  • [0049] [0049]
    Des Weiteren wurden 25 Sekunden nach der Detektion der Probenlösung 500 mV auf die Arbeitselektrode Furthermore, 25 seconds after detection of sample solution, 500 mV to the working electrode 7 7 , bezogen auf die Gegenelektrode , Based on the counter electrode 6 6 , angelegt, und nach 5 Sekunden wurde ein Stromwert zwischen der Gegenelektrode , Applied, and after 5 seconds, a current value between the counter electrode 6 6 und der Arbeitselektrode and the working electrode 7 7 gemessen. measured.
  • [0050] [0050]
    Die Reaktion von Ferricyanidionen, Glucose und GOD in der Lösung oxidiert schließlich Glucose zu Gluconolacton und reduziert die Ferricyanidionen zu Ferrocyanidionen. The reaction of ferricyanide ions, glucose and GOD in the solution eventually oxidizes glucose to gluconolactone and reduces the ferricyanide to ferrocyanide ions. Die Konzentration an Ferrocyanidionen ist proportional zur Glucosekonzentration. The concentration of ferrocyanide ion is proportional to the glucose concentration. Ein Strom zwischen der Gegenelektrode A current between the counter electrode 6 6 und der Arbeitselektrode and the working electrode 7 7 wird nach 30 Sekunden Detektion der Probenlösung von den Oxidationsreaktionen der Ferrocyanidionen und der bereits vorhandenen Ascorbinsäure abgeleitet. is derived after 30 seconds of detection of the sample solution from the oxidation reactions of ferrocyanide and the existing ascorbic acid. Dies bedeutet, dass Ascorbinsäure einen positiven Fehler im Messergebnis erzeugt. This means that ascorbic acid produces a positive error in the measurement result. Wie jedoch zuvor beschrieben, spiegelt der Stromwert zwischen der Gegenelektrode However, as described above, reflects the current value between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 im Wesentlichen nur die Ascorbinsäurekonzentration. essentially only the ascorbic acid concentration. Daher kann die Korrektur des Messergebnisses, basierend auf diesem Ergebnis, alle Effekte der Ascorbinsäure entfernen, wodurch die Bestimmung der genauen Glucosekonzentration ermöglicht wird. Therefore, the correction of the measurement result based on that result remove any effects of ascorbic acid, thereby determining the precise concentration of glucose is possible.
  • [0051] [0051]
    Im vorliegenden Beispiel wird aufgrund der Detektion des Heranführens der Probenlösung zwischen der Gegenelektrode In the present example, due to the detection of the pre-passing of the sample solution between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 , der gesamte freiliegende Abschnitt der Arbeitselektrode , The entire exposed portion of the working electrode 7 7 mit Sicherheit mit der Probenlösung gefüllt. filled with security with the sample solution. Dies ermöglicht eine noch zuverlässigere Bestimmung des Heranführens der Probenlösung. This allows for a reliable determination of the pre performing the sample solution.
  • Beispiel 3 Example 3
  • [0052] [0052]
    Ein Glucosesensor wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 erzeugt. A glucose sensor was produced in the same manner as in Example 2.
  • [0053] [0053]
    Der Sensor wurde auf ein Messgerät gesetzt und es wurde ein Potential von 500 mV auf die dritte Elektrode The sensor was placed on a meter and it has a potential of 500 mV to the third electrode 8 8 , bezogen auf die Gegenelektrode , Based on the counter electrode 6 6 , angelegt. Created. Während das Potential weiterhin angelegt wurde, wurde eine wässrige Glucoselösung, die Ascorbinsäure als Störsubstanz enthielt, als Probenlösung mit 3 μl durch den Probenlösungszufuhreinlass While the potential was further applied, an aqueous glucose solution containing ascorbic acid as an interfering substance, as a sample solution with 3 ul of the sample solution supply inlet 12a 12a zugeführt. supplied. Die Probenlösung erreichte den Lufteinlass The sample solution reached the air inlet 13 13 , indem es den Probenlösungszufuhrpfad passierte, und löste die Reaktionsschicht auf dem Elektrodensystem auf. By it passed through the sample solution supply path and dissolved the reaction layer on the electrode system on.
  • [0054] [0054]
    Beim Heranführen der Probenlösung begann ein Flüssigkeitszufuhrdetektionssystem zu arbeiten, das auf einer elektrischen Änderung zwischen der Gegenelektrode When you approach guiding the sample solution, a hydration detection system began to work on the electrical change between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 des Elektrodensystems basiert, welches dann einen Messtimer startete. of the electrode system is based, which then initiated a measurement timer. Zu diesem Zeitpunkt wird das Potential weiterhin zwischen der Gegenelektrode At this time, the potential will remain between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 angelegt, und nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach der Detektion des Heranführens der Probenlösung wurde ein Strom zwischen der Gegenelektrode applied, and after a certain time after detection of the pre-passing of the sample solution, a current between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 gemessen. measured. Der Strom wurde aus der Oxidationsreaktion der Ascorbinsäure, die als Störsubstanz enthalten war, abgeleitet, und hatte eine proportionale Beziehung zu deren Konzentration. The current was derived from the oxidation reaction of the ascorbic acid contained as an interfering substance was derived, and had a proportional relationship with its concentration. Nach dem Messen des Stroms zwischen der Gegenelektrode After measuring the current between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 wurde die Spannung zwischen den beiden Elektroden entfernt. the voltage between the two electrodes was removed.
  • [0055] [0055]
    Wie oben erwähnt wurde die Reaktionsschicht nicht auf der dritten Elektrode The reaction layer is not as mentioned above to the third electrode 8 8 angeordnet. arranged. Daher dauert es eine kurze Zeit bis zur Ankunft von Ferrocyanidionen, die aus der Enzymreaktion resultieren, in der Nähe der dritten Elektrode Therefore, it takes a short time until arrival of ferrocyanide ions resulting from enzyme reaction near the third electrode 8 8 . , Der Stromwert zwischen der Gegenelektrode The current value between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 während eines Intervalls bis zur Ankunft der Ferrocyanidionen spiegelt nämlich im Wesentlichen nur die Ascorbinsäurekonzentration. during an interval until the arrival of ferrocyanide ions namely reflects only the ascorbic acid concentration substantially.
  • [0056] [0056]
    Des Weiteren wurden 25 Sekunden nach der Detektion der Probenlösung 500 mV auf die Arbeitselektrode Furthermore, 25 seconds after detection of sample solution, 500 mV to the working electrode 7 7 , bezogen auf die dritte Elektrode , Based on the third electrode 8 8 , angelegt, und nach 5 Sekunden wurde ein Stromwert zwischen der Gegenelektrode , Applied, and after 5 seconds, a current value between the counter electrode 6 6 und der Arbeitselektrode and the working electrode 7 7 gemessen. measured.
  • [0057] [0057]
    Die Reaktion von Ferricyanidionen, Glucose und GOD in der Lösung oxidiert schließlich Glucose zu Gluconolacton und reduziert die Ferricyanidionen zu Ferrocyanidionen. The reaction of ferricyanide ions, glucose and GOD in the solution eventually oxidizes glucose to gluconolactone and reduces the ferricyanide to ferrocyanide ions. Die Konzentration an Ferrocyanidionen ist proportional zur Glucosekonzentration. The concentration of ferrocyanide ion is proportional to the glucose concentration. Ein Strom zwischen der Gegenelektrode A current between the counter electrode 6 6 und der Arbeitselektrode and the working electrode 7 7 wird nach 30 Sekunden Detektion der Probenlösung von den Oxidationsreaktionen der Ferrocyanidionen und der bereits vorhandenen Ascorbinsäure abgeleitet. is derived after 30 seconds of detection of the sample solution from the oxidation reactions of ferrocyanide and the existing ascorbic acid. Dies bedeutet, dass Ascorbinsäure einen positiven Fehler im Messergebnis erzeugt. This means that ascorbic acid produces a positive error in the measurement result. Wie jedoch zuvor beschrieben, spiegelt der Stromwert zwischen der Gegenelektrode However, as described above, reflects the current value between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 im Wesentlichen nur die Ascorbinsäurekonzentration. essentially only the ascorbic acid concentration. Daher kann die Korrektur des Messergebnisses, basierend auf diesem Ergebnis, alle Effekte der Ascorbinsäure entfernen, wodurch die Bestimmung der genauen Glucosekonzentration ermöglicht wird. Therefore, the correction of the measurement result based on that result remove any effects of ascorbic acid, thereby determining the precise concentration of glucose is possible.
  • [0058] [0058]
    Die zusätzliche Messung eines Potentials der dritten Elektrode The additional measurement of a potential of the third electrode 8 8 während des Anlegens des Potentials auf die Arbeitselektrode during the application of the potential on the working electrode 7 7 , bezogen auf eine Silber/Silberchloridelektrode bewies fast keine Potentialänderung der dritten Elektrode , Relative to a silver / silver chloride electrode demonstrated almost no change in potential of the third electrode 8 8 , obwohl eine Oxidationsreaktion an der Arbeitselektrode , Although an oxidation reaction at the working electrode 7 7 stattfand. took place. Abweichungen beim Ansprechen des Sensors wurden im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, die Flüssigflüssig-Grenzflächen basierend auf einer Änderung des Widerstands zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode detektieren, ebenfalls verringert. Variations in the sensor response were also decreased compared to conventional methods that detect liquid-liquid interfaces based on a change in resistance between the working electrode and the counter electrode.
  • Beispiel 4 Example 4
  • [0059] [0059]
    Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 wurde die Reaktionsschicht auf der Gegenelektrode In the same manner as in Example 2, the reaction layer on the counter electrode was 6 6 , der Arbeitselektrode , The working electrode 7 7 und der Kohlenstoffschicht and the carbon layer 9 9 ausgebildet, wobei die dritte Elektrode formed, wherein the third electrode 8 8 ausgespart wurde. was omitted.
  • [0060] [0060]
    Dann wurde eine organische Lösemittel-Lecithinlösung, wie zum Beispiel eine Toluenlösung, auf einer Rille, die auf dem Abdeckelement zum Ausbilden des Probenlösungszufuhrpfads ausgebildet wurde, verteilt und getrocknet, um dadurch die Lecithinschicht auszubilden, mit dem Ziel, das Heranführen der Probenlösung zur Reaktionsschicht noch weiter zu vereinfachen. Then, an organic solvent-lecithin solution, such as a toluene solution, on a groove which has been formed on the cover member for forming the sample solution supply path, distributed, and dried, thereby to form the lecithin layer, with the goal that introduce the sample solution to the reaction layer or to further simplify. Dann wurden die Abdeckung Then, the cover were 10 10 und der Abstandshalter and the spacer 11 11 mit der Basisplatte with the base plate 1 1 in einer Lagebeziehung verbunden, wie durch die Strichpunktlinie in connected in a positional relationship as shown by the chain line 2 2 gezeigt, was einen Glucosesensor ergab. shown what a glucose sensor showed.
  • [0061] [0061]
    Die Positionierung der Lecithinschicht von der Reaktionsschicht über die dritte Elektrode The positioning of the lecithin layer from the reaction layer over the third electrode 8 8 kann manchmal die Abweichungen der Ansprechmerkmale des Sensors aufgrund einer Änderung der Fläche der dritten Elektrode durch die Lecithinschicht erhöhen. can sometimes increase the deviations of the response characteristics of the sensor due to a change in the area of the third electrode by the lecithin layer. Die Positionierung der Lecithinschicht auf die Abdeckelementseite, wie oben gezeigt, führte zu einer Verringerung solcher Abweichungen, und die Ansprechmerkmale wurden verbessert. The positioning of the lecithin layer on the Abdeckelementseite, as shown above, resulted in a reduction of such deviations, and the response characteristics were improved.
  • Beispiel 5 Example 5
  • [0062] [0062]
    Ein Glucosesensor wurde auf gänzlich gleiche Weise erzeugt wie in Beispiel 2, abgesehen von der Aussparung der CMC-Schicht von der Reaktionsschicht. A glucose sensor was produced in the entirely same manner as in Example 2, apart from the recess of the CMC layer from the reaction layer.
  • [0063] [0063]
    Und das Ergebnis der auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 durchgeführten Messung zeigte ein Abhängigkeit von den Ascorbinsäure- und Glucosekonzentrationen, trotz der erhöhten Abweichungen beim Ansprechen des Sensors, verglichen mit dem Fall, bei dem die CMC-Schicht enthalten war. And the result of the carried out in the same manner as in Example 2 showed a measurement depending on the ascorbic acid and glucose concentrations despite increased variations in sensor response as compared with the case where the CMC layer was contained.
  • Beispiel 6 Example 6
  • [0064] [0064]
    Ein Glucosesensor wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 erzeugt. A glucose sensor was produced in the same manner as in Example 4.
  • [0065] [0065]
    Der Sensor wurde auf ein Messgerät gesetzt und es wurde ein Potential von –1.300 mV auf die dritte Elektrode The sensor was placed on a meter and it has a potential of -1300 mV to the third electrode 8 8 , bezogen auf die Gegenelektrode , Based on the counter electrode 6 6 , angelegt. Created. Während das Potential weiterhin angelegt wurde, wurde eine luftgesättigte wässrige Glucoselösung mit 3 μl als Probenlösung durch den Probenlösungszufuhreinlass While the potential was further applied, was an air-saturated aqueous glucose solution with 3 .mu.l sample solution as the sample solution by supplying inlet 12a 12a zugeführt. supplied. Die Probenlösung erreichte den Lufteinlass The sample solution reached the air inlet 13 13 , indem es den Probenlösungszufuhrpfad passierte, und löste die Reaktionsschicht auf dem Elektrodensystem auf. By it passed through the sample solution supply path and dissolved the reaction layer on the electrode system on.
  • [0066] [0066]
    Beim Heranführen der Probenlösung begann ein Flüssigkeitszufuhrdetektionssystem zu arbeiten, das auf einer elektrischen Änderung zwischen der Gegenelektrode When you approach guiding the sample solution, a hydration detection system began to work on the electrical change between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 des Elektrodensystems basiert, welches einen Messtimer startete. of the electrode system is based, which started a measurement timer. Zu diesem Zeitpunkt wird das Potential weiterhin zwischen der Gegenelektrode At this time, the potential will remain between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 angelegt, und nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach der Detektion des Heranführens der Probenlösung wurde ein Strom zwischen der Gegenelektrode applied, and after a certain time after detection of the pre-passing of the sample solution, a current between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 gemessen. measured. Der Strom wurde aus der Reduktionsreaktion des gelösten Sauerstoffs abgeleitet. The current was derived from the reduction reaction of dissolved oxygen.
  • [0067] [0067]
    Wenn eine Glucoselösung, die mit Argon entgast wurde, zugeführt wurde, verringerte sich der Reduktionsstrom drastisch. When a glucose solution degassed with argon was supplied, the reduction current decreased drastically. Nach dem Messen des Stroms zwischen der Gegenelektrode After measuring the current between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 wurde die Spannung zwischen den beiden Elektroden entfernt. the voltage between the two electrodes was removed.
  • [0068] [0068]
    Wie oben erwähnt wurde die Reaktionsschicht nicht auf der dritten Elektrode The reaction layer is not as mentioned above to the third electrode 8 8 angeordnet. arranged. Daher dauert es eine kurze Zeit bis zur Ankunft von Ferrocyanidionen in der Reaktionsschicht in der Nähe der dritten Elektrode Therefore, it takes a short time until arrival of ferrocyanide ions in the reaction layer near the third electrode 8 8 . , Der Stromwert zwischen der Gegenelektrode The current value between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 während eines Intervalls bis zur Ankunft der Ferricyanidionen spiegelt nämlich im Wesentlichen nur die Konzentration an gelöstem Sauerstoff. during an interval until arrival of ferricyanide ions mainly reflects only namely the concentration of dissolved oxygen.
  • [0069] [0069]
    Des Weiteren wurden 25 Sekunden nach der Detektion der Probenlösung 500 mV auf die Arbeitselektrode Furthermore, 25 seconds after detection of sample solution, 500 mV to the working electrode 7 7 , bezogen auf die dritte Elektrode , Based on the third electrode 8 8 , angelegt, und nach 5 Sekunden wurde ein Stromwert zwischen der Gegenelektrode , Applied, and after 5 seconds, a current value between the counter electrode 6 6 und der Arbeitselektrode and the working electrode 7 7 gemessen. measured.
  • [0070] [0070]
    Die Reaktion von Ferricyanidionen, Glucose und GOD in der Lösung oxidiert schließlich Glucose zu Gluconolacton und die Reduktion von Ferricyanidionen zu Ferrocyanidionen findet mit dieser Oxidationsreaktion statt. Reaction of ferricyanide ions, glucose and GOD in the solution eventually oxidizes glucose to gluconolactone and reduction of ferricyanide ions to ferrocyanide ions occurs with this oxidation reaction.
  • [0071] [0071]
    Wenn andererseits gleichzeitig eine Reaktion als Konkurrenzreaktion abläuft, bei der gelöster Sauerstoff zu Wasserstoffperoxid reduziert wird, wenn die Glucose zu Gluconolacton reduziert wird, aufgrund der Wirkung des gelösten Sauerstoff in der Probenlösung als Elektronenmediator. On the other hand simultaneously takes place a reaction as a competing reaction, is reduced in the dissolved oxygen to hydrogen peroxide, when the glucose is reduced to gluconolactone due to the action of the dissolved oxygen in the sample solution as an electron mediator. Das durch diese Reaktion generierte Wasserstoffperoxid reoxidiert Ferrocyanidionen zu Ferricyanidionen. The generated by this reaction, hydrogen peroxide ferrocyanide to ferricyanide ions reoxidized. Wenn daher die Glucosekonzentration basierend auf einem Oxidationsstrom des Ferrocyanidions gemessen werden soll, kann solch ein gelöster Sauerstoff einen negativen Fehler im Messergebnis erzeugen. Therefore, when the glucose concentration is to be measured based on an oxidation current of ferrocyanide ion, such dissolved oxygen can produce a negative error in the measurement result.
  • [0072] [0072]
    Wie jedoch zuvor erwähnt, spiegelt der Stromwert zwischen der Gegenelektrode However, as mentioned above, reflects the current value between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 im Wesentlichen nur die Konzentration an gelöstem Sauerstoff. essentially only the concentration of dissolved oxygen. Daher kann die Korrektur des Messergebnisses, basierend auf diesem Ergebnis, alle Effekte des gelösten Sauerstoffs entfernen, wodurch die Bestimmung der genauen Glucosekonzentration ermöglicht wird. Therefore, the correction of the measurement result based on that result, to remove all effects of the dissolved oxygen, whereby the determination of the precise glucose concentration is enabled.
  • Beispiel 7 Example 7
  • [0073] [0073]
    Ein Glucosesensor wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 erzeugt. A glucose sensor was produced in the same manner as in Example 4.
  • [0074] [0074]
    Der Sensor wurde auf ein Messgerät gesetzt und es wurde ein Potential von 500 mV auf die dritte Elektrode The sensor was placed on a meter and it has a potential of 500 mV to the third electrode 8 8 , bezogen auf die Gegenelektrode , Based on the counter electrode 6 6 , angelegt. Created. Während das Potential weiterhin angelegt wurde, wurde eine wässrige Glucoselösung, die Ascorbinsäure als Störsubstanz enthielt, als Probenlösung mit 3 μl durch den Probenlösungszufuhreinlass While the potential was further applied, an aqueous glucose solution containing ascorbic acid as an interfering substance, as a sample solution with 3 ul of the sample solution supply inlet 12a 12a zugeführt. supplied. Die Probenlösung erreichte den Lufteinlass The sample solution reached the air inlet 13 13 , indem es den Probenlösungszufuhrpfad passierte, und löste die Reaktionsschicht auf dem Elektrodensystem auf. By it passed through the sample solution supply path and dissolved the reaction layer on the electrode system on.
  • [0075] [0075]
    Beim Heranführen der Probenlösung begann ein Flüssigkeitszufuhrdetektionssystem zu arbeiten, das auf einer elektrischen Änderung zwischen der Gegenelektrode When you approach guiding the sample solution, a hydration detection system began to work on the electrical change between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 des Elektrodensystems basiert, welches einen Messtimer startete. of the electrode system is based, which started a measurement timer. Zu diesem Zeitpunkt wird das Potential weiter zwischen der Gegenelektrode At this time, the potential between the counter electrode is further 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 angelegt. created. Zwei Sekunden nach der Detektion des Heranführens der Probenlösung wurde das Potential, das an die dritte Elektrode Two seconds after detection of the pre-passing of the sample solution was added the potential applied to the third electrode 8 8 angelegt werden soll, auf –1.300 mV geändert. should be created, changed to -1300 mV. Der Strom zwischen der Gegenelektrode The current between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 wurde zu zwei Zeitpunkten unmittelbar vor und 3 Sekunden nach der Potentialänderung auf –1.300 mV gemessen. was measured at two time points immediately before and 3 seconds after the potential change to -1,300 mV. Der Strom unmittelbar vor der Potentialänderung hängt im Wesentlichen von der Ascorbinsäurekonzentration ab. The stream immediately before the change in potential depends essentially on the ascorbic acid concentration. Andererseits hängt der Strom 3 Sekunden nach der Potentialänderung auf –1.300 mV im Wesentlichen von der Konzentration an gelöstem Sauerstoff in der Probenlösung ab. On the other hand, the current 3 seconds after the potential depends on -1300 mV change substantially from the concentration of dissolved oxygen in the sample solution.
  • [0076] [0076]
    Nach dem Messen des Stroms zwischen der Gegenelektrode After measuring the current between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 nach 2 und 5 Sekunden des Heranführens der Probenlösung wurde die Spannung zwischen den beiden Elektroden entfernt. after 2 and 5 seconds of the pre-passing of the sample solution, the voltage between the two electrodes was removed.
  • [0077] [0077]
    Fünfundzwanzig Sekunden nach der Detektion der Probenlösung wurden des Weiteren 500 mV auf die Arbeitselektrode Twenty-five seconds after detection of sample solution were further 500 mV to the working electrode 7 7 , bezogen auf die dritte Elektrode , Based on the third electrode 8 8 , angelegt, und nach 5 Sekunden wurde der Strom zwischen der Gegenelektrode , Applied, and after 5 seconds the current between the counter electrode was 6 6 und der Arbeitselektrode and the working electrode 7 7 gemessen. measured.
  • [0078] [0078]
    Wie oben beschrieben, spiegelt der Stromwert zwischen der Gegenelektrode As described above, reflects the current value between the counter electrode 6 6 und der dritten Elektrode and the third electrode 8 8 im Wesentlichen die Konzentrationen an Ascorbinsäure gelöstem Sauerstoff. substantially, the concentrations of ascorbic acid dissolved oxygen. Daher können die Konzentrationen dieser beiden Substanzen basierend auf diesem Stromwert bestimmt werden. Therefore, the concentrations of these two substances can be determined based on this current value. Daher kann die Korrektur des Messergebnisses, basierend auf diesem Ergebnis, alle Effekte der Ascorbinsäure und des gelösten Sauerstoffs entfernen, wodurch die Bestimmung der genauen Glucosekonzentration ermöglicht wird. Therefore, the correction of the measurement result based on that result remove any effects of ascorbic acid and dissolved oxygen, thereby determining the precise concentration of glucose is possible.
  • [0079] [0079]
    Wenngleich in den vorgenannten Beispielen das Potential, das auf die dritte Elektrode Although the potential in the abovementioned examples, the electrode on the third 8 8 anzulegen ist, um das Heranführen der Probenlösung abzutasten, um Ascorbinsäure oder gelösten Sauerstoff zu detektieren, 500 mV oder –1.300 mV betrug, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Potentialwerte beschränkt. To create is to sense the approach guiding the sample solution to detect or ascorbic acid dissolved oxygen, -1300 mV or 500 mV was, the present invention is not limited to these potential values. Überdies ist, wenngleich ein Potential von 500 mV auf die Arbeitselektrode Moreover, although a potential of 500 mV to the working electrode 7 7 angelegt wurde, um einen Ansprechstrom zu erhalten, die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Potentialwert beschränkt, und es kann jedes Potential verwendet werden, wenn es den Elektronenmediator in reduzierter Form oxidieren kann, der aus einer Reaktionsserie resultiert. The present invention has been applied, to obtain a response current, not limited to this potential value and any potential may be used if it can oxidize the electron mediator in reduced form, which results from a reaction series. Der Zeitpunkt zum Messen des Stromwerts ist ebenfalls nicht auf jene beschränkt, die in den vorgenannten Beispielen verwendet wurden. The timing for measuring the current value is also not limited to those which have been used in the abovementioned examples.
  • [0080] [0080]
    Wenngleich in den vorgenannten Beispielen Carboxymethylcellulose als hydrophiles Polymer verwendet wurde, kann eine Vielzahl von hydrophilen Polymeren verwendet werden, um die hydrophile Polymerschicht auszubilden. Although carboxymethyl cellulose was used as the hydrophilic polymer in the above examples, a variety of hydrophilic polymers can be used to form the hydrophilic polymer layer. Beispielhafte hydrophile Polymere beinhalten Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Methylcellulose, Ethylcellulose, Ethylhydroxyethylcellulose, Carboxymethylethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol, Polyaminosäure, wie etwa Polylysin, Polystyrolsulfonat, Gelatine und deren Derivate, Polyacrylsäure und deren Salze, Polymethacrylsäure und deren Salze, Stärke und deren Derivate, und Maleinsäureanhydrid- oder Maleatpolymer. Exemplary hydrophilic polymers include hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, ethylhydroxyethyl cellulose, carboxymethylethyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyamino acid such as polylysine, polystyrene sulfonate, gelatin and derivatives thereof, polyacrylic acid and its salts, polymethacrylic acid and salts thereof, starch and derivatives thereof, and maleic anhydride - or maleate. Darunter sind Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und Hydroxypropylcellulose bevorzugt. Including carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose are preferred.
  • [0081] [0081]
    Die Oxidoreductase die in der Reaktionsschicht enthalten sein muss, wird abhängig von dem Substrat ausgewählt, das in der Probenlösung enthalten ist. The oxidoreductase to be contained in the reaction layer is selected depending on the substrate contained in the sample solution. Beispielhafte Oxidoreductasen beinhalten Fructosedehydrogenase, Glucoseoxidase, Alkoholoxidase, Lactatoxidase, Cholesteroloxidase, Xenthinoxidase und Aminosäureoxidase. Exemplary oxidoreductases include fructose dehydrogenase, glucose oxidase, alcohol oxidase, lactate oxidase, cholesterol, Xenthinoxidase and amino acid oxidase.
  • [0082] [0082]
    Als Elektronenmediator können Kaliumferricyanid, p-Benzochinon, Phenazinmethosulfat, Methylenblau und Ferrocenderivat beispielhaft genannt werden. As the electron mediator potassium ferricyanide, p-benzoquinone, phenazine methosulfate, methylene blue, and ferrocene derivative can be exemplified. Diese Elektronenmediatoren können allein oder in einer Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden. These electron mediators may be used alone or in combination of two or more.
  • [0083] [0083]
    Die oben beispielhaft erwähnten Enzyme und Elektronenmediatoren können in der Probenlösung aufgelöst werden, oder es kann verhindert werden, dass sie sich in der Probenlösung auflösen, indem die Reaktionsschicht auf die Basisplatte fixiert wird, und so weiter. The example above mentioned enzymes and electron mediators can be dissolved in the sample solution, or it can be prevented that they dissolve in the sample solution by the reaction layer is fixed to the base plate, and so on. Wenn das Enzym und der Elektronenmediator fixiert werden sollen, enthält die Reaktionsschicht bevorzugt das hydrophile Polymer. When the enzyme and the electron mediator are to be fixed, the reaction layer preferably contains the hydrophilic polymer.
  • [0084] [0084]
    In den oben genannten Beispielen wurden spezifische Elektrodensysteme gezeigt, aber die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die Form der Elektrode und die Lage der Elektroden und Zuführungen nicht auf diese Elektrodensysteme beschränkt. In the above examples, specific electrode systems were shown, but the present invention is not limited with regard to the shape of the electrode and the location of the electrodes and leads on these electrode systems.
  • [0085] [0085]
    Wenngleich in den oben genannten Beispielen Kohlenstoff als Material für die dritte Elektrode verwendet wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Kohlenstoffelektrode beschränkt, und es können auch Elektroden verwendet werden, die aus anderem leitenden Material hergestellt sind, oder eine Silber/Silverchloridelektrode. Although carbon was used as the material for the third electrode in the above examples, the present invention is not limited to a carbon electrode, and it is also possible electrodes are used, which are made of other conductive material or a silver / silver chloride electrode.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit Commercial Applications
  • [0086] [0086]
    Wie oben diskutiert ermöglicht die vorliegende Erfindung die Substratbestimmung mit hoher Zuverlässigkeit. As discussed above, the present invention allows the substrate determination of high reliability.
Classifications
International ClassificationC12Q1/00, G01N27/327
Cooperative ClassificationC12Q1/004
European ClassificationC12Q1/00B4