[發(fā)明專利]使用葡萄糖脫氫酶的葡萄糖濃度測(cè)定方法及葡萄糖傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210001930.X
• 申請(qǐng)日: 2003-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102533939A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山岡秀亮;星島光博;辻本朋吾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 愛(ài)科來(lái)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C12Q1/54
• 分類號(hào): C12Q1/54;C12Q1/32
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭

本申請(qǐng)是分案申請(qǐng)，其原申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?3814252.X，申請(qǐng)日為2003年6月16日，發(fā)明名稱為“使用葡萄糖脫氫酶的葡萄糖濃度測(cè)定方法及葡萄糖傳感器”。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于測(cè)定試料液(例如血液等的生化試料或其調(diào)整液)的葡萄糖濃度的技術(shù)。

背景技術(shù)

對(duì)于糖尿病患者，為了管理血糖值而在平日掌握自己的血糖值是很重要的。而由于頻繁地到醫(yī)院去是非常麻煩的，所以那種患者自己可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的血糖值測(cè)定，而且在外出時(shí)也可以輕松地進(jìn)行血糖值測(cè)定的可以放在手掌里那樣大小的便攜式的簡(jiǎn)易血糖值測(cè)定裝置就得到了應(yīng)用。

在使用便攜式的簡(jiǎn)易血糖值測(cè)定裝置時(shí)，將提供有酶反應(yīng)場(chǎng)的葡萄糖傳感器裝在血糖測(cè)定裝置上，通過(guò)向葡萄糖傳感器供給血液(試樣)而進(jìn)行血糖值的測(cè)定。在這種情況下，一般使用切開(kāi)測(cè)定者的皮膚后采血、而將該血液作為試料液供給至葡萄糖傳感器的方法。在這種方法中，從減小采血對(duì)于測(cè)定者的負(fù)擔(dān)的角度看，由于要采取的血液量最好較少，所以為了能用少量的血液(試樣)而能夠進(jìn)行血糖值測(cè)定，進(jìn)行了各種各樣的研究改進(jìn)。

葡萄糖傳感器被作成例如在基板上形成電極及試藥層的同時(shí)，以將該試藥層收容到內(nèi)部的形態(tài)設(shè)置毛細(xì)管的結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D2及圖3)。雖然試藥層是作為包含氧化還原酶和電子傳遞物質(zhì)而構(gòu)成的，但是普遍使用GOD或PQQGDH作為氧化還原酶，使用鐵氰化鉀作為電子傳遞物質(zhì)(例如日本國(guó)特開(kāi)2000-65778號(hào)公報(bào))。在這種葡萄糖傳感器中，利用毛細(xì)管向試藥層供給試樣時(shí)，在毛細(xì)管的內(nèi)部構(gòu)筑液相的反應(yīng)體系。這時(shí)，由氧化還原酶催化例如葡萄糖的氧化反應(yīng)，而又催化電子傳遞物質(zhì)的還原反應(yīng)。

與此相對(duì)，在簡(jiǎn)易血糖值測(cè)定裝置中，利用葡萄糖傳感器的電極，通過(guò)對(duì)反應(yīng)體系施加電壓從而測(cè)定響應(yīng)電流值。該響應(yīng)電流值，起因于還原型的電子傳遞物質(zhì)的量(與葡萄糖的濃度相關(guān)的量)，被作為計(jì)算葡萄糖濃度時(shí)的基礎(chǔ)。在計(jì)算葡萄糖濃度時(shí)，采用電量檢測(cè)法或電流檢測(cè)法。電量檢測(cè)法是試樣中的幾乎全部的葡萄糖反應(yīng)后、取得計(jì)算用的響應(yīng)電流值的累積值、根據(jù)累積值(電量)計(jì)算葡萄糖濃度的方法。而電流檢測(cè)法則是在反應(yīng)開(kāi)始經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后取得響應(yīng)電流值、根據(jù)該響應(yīng)電流值計(jì)算葡萄糖濃度的方法。

由于GOD與葡萄糖的反應(yīng)速度較小(Km(米氏常數(shù))較大)，所以在使試樣中的大部分葡萄糖反應(yīng)而取得運(yùn)算用的電量的電量檢測(cè)法中，測(cè)定時(shí)間顯著地增長(zhǎng)。因此，在使用GOD作為氧化還原酶以短時(shí)間測(cè)定葡萄糖濃度的情況下，要利用電流檢測(cè)法。

但是，在電流檢測(cè)法中，在葡萄糖濃度較小的情況下，在取得響應(yīng)電流值的階段，也許酶反應(yīng)幾乎結(jié)束了，所得到的響應(yīng)電流值要小，低濃度區(qū)域的測(cè)定精度變差。在微量試樣時(shí)，由于葡萄糖的絕對(duì)量小，所以會(huì)產(chǎn)生同樣的問(wèn)題。為了消除這種缺陷，使所使用的酶量變少即可。但是，在酶量較少的情況下，由于葡萄糖的反應(yīng)速度較小，所以在一定以上的葡萄糖濃度的試樣中，葡萄糖反應(yīng)量之差不能反映出葡萄糖濃度之差。其結(jié)果是，若酶量較少，則在高濃度區(qū)域不能以響應(yīng)電流值之差得到葡萄糖濃度之差，分解能惡化。因此，可以說(shuō)電流檢測(cè)法是測(cè)定范圍小、不適于微量試樣的測(cè)定的方法。

而且，GOD與電子傳遞物質(zhì)的反應(yīng)性也不那么大。因此，為了縮短測(cè)定時(shí)間，需要多量地使用電子傳遞物質(zhì)。其結(jié)果是，難以使葡萄糖傳感器(正確地說(shuō)是試藥層和毛細(xì)管)小型化，隨之也要使必要的試樣量增多。從這點(diǎn)上來(lái)看，可以說(shuō)使用GOD的方法也不適于測(cè)定微量試樣的情形。

根據(jù)這些情況，在使用GOD的電流檢測(cè)法中，可以精度良好地測(cè)定葡萄糖的試樣量，最小為0.6μL，測(cè)定時(shí)間最小為15秒，測(cè)定范圍限于葡萄糖濃度為10～600mg/dL。

另一方面，在采用PQQGDH作為氧化還原酶的情況下，若采用電量檢測(cè)法，即使是0.3μL的微量試樣，也可以測(cè)定血糖值，這是已知的。可是，如上所述，由于電量檢測(cè)法是利用試樣中的幾乎全部的葡萄糖來(lái)計(jì)算葡萄糖濃度的方法，所以與電流檢測(cè)法相比，在葡萄糖高濃度區(qū)域存在著測(cè)定時(shí)間相對(duì)地變長(zhǎng)的傾向。例如，為了確保實(shí)用上所需要的最低限的測(cè)定范圍(10～600mg/dL)，需要確保15～30秒的測(cè)定時(shí)間。