[其他]酶電極

無效

• 申請號: 85107223
• 申請日: 1985-09-28
• 公開（公告）號: CN85107223A
• 公開（公告）日: 1986-07-09
• 發明（設計）人: 千田貢;池田篤治;片所功
• 申請（專利權）人: 株式會社島津制作所
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 余剛

本發明涉及到酶電極，更具體地說，它涉及一種以測量電流的方法來測定電解液中的一些物質濃度的電極，這些被測的物質可以是氧化酶的底物，比如葡萄糖，半乳糖之類，或者是脫氫酶的底粉，比如乳酸，酒精，甘油之類。

這些年來，人們不斷增加對固定化氧化還原酶電極（以下稱為酶電極）的注意（多考文獻：池田（T·IKeda），安島（S·Ando）和泉田（M·Senda），日本化學協會公報（Bull·Chem·Soc·Jpn.）54，2189（1981）。這些電極相當于酶反應中化學電子傳遞體的替代物，人們一直提議，這些電極可用于酶電極、流動系統中的檢測器，生化燃料電池和酶反應器。〔參考文獻：安島（S·Ando），池田（T·IKeda），角谷（T·Kakutani），和泉田（M·Senda），極譜評論（Rev·Polarogr.）（京都），26，19（1980）;文章的摘要在1980.10.福岡舉行的極譜年會（Annual????Meeting????on????Polarogra????phy）上發表。〕

這些酶電極屬于直接利用與酶反應有關的電流和電壓類型的電極。

與那些通過測量酶反應中所產生的物質（比如所產生的過氧化氫的量）來間接估計供給酶反應的底物量類型的電極是不同的，后者是采用稱為氧電極和鉑電極的電極進行測量的，在該電極的敏感表面上涂有固定化酶膜。

在這個方面，本發明的發明者們以前就發現，利用石墨作為載體的固定化葡萄糖氧化酶電極，對于在電子傳遞媒介體（如溶液中的對-苯醌）存在下的葡萄糖的電氧化能起生物電催化電極的作用〔參考文獻：池田（T·IKeda），片鹽（I·Katasho），龜井（M·Kamei），和泉田（M·Senda），農業生物化學（Agrie.Biol.Chem.），48，（8）（1984）〕。

然而，這種氧化酶電極在過去的實際運用上是有一些問題的。例如，（a）每次測量的時候，需要把一種作為電子傳遞媒介體而參與酶反應的物質加到被測的溶液中去;（b）由于能夠對反應起作用的這種物質的量是由溶液中該物質的濃度控制的，并且由于在電解中非濃差極化作用而移動，使之不能把這種物質作為恒定的高濃度加到反應系統中去，因此，響應速度和靈敏度是不夠的;（c）被測溶液中的共存物質，溶液的PH、溶液中所含的氧等以及光對這種物質的影響都不能夠忽略不計。

另一方面，有人還提議利用固定化脫氫酶與作為電子傳遞媒介體的菸酰胺腺嘌雙核苷酸（NAD）相結合形成一個氧化-還原系統，并把該系統用于電極反應。為了使每次測量都在被測溶液中不加NAD的情況下進行（如上所述），還有人一直嘗試把NAD與酶固定在一起，這些試驗的代表是：（1）用化學方法把NAD和一種高分子化合物（比如瓊脂糖或葡萄糖）結合列一起，然后把得到的NAD-高分子化合物埋入與酶結合在一起的合適的底物可透膜的內表面，并把這個膜固定到鉑或石墨電極上而制成的電極，（2）通過化學的方法把NAD直接與底物可透膜結合在一起，同時把酶埋入該膜的內表面，并把該膜固定到鉑或石墨電極上而制成的電極，（3）對底物可透膜進行化學處理，使它完成NAD幾乎不可透過的膜，然后把酶埋入該膜的內表面，并將該膜固定到鉑電極或石墨電極上而制成的電極，以及類似的可建議的電極等。

然而，上述的酶電極（1）和（2）存在以下問題，即由于把NAD轉變成為高分子化合物，所以NAD本身的酶活力大大降低了;而電極（3）存在的問題是，NAD的漏泄不能被完全防止，并且酶活力隨著時間的推移而降低。

本發明正是鑒于上述的各種問題而提出的，其目的之一是提供一些能夠長期保持高活力的固定化酶，而無需對被測溶液加入任何電子傳遞媒介體的酶電極。

本發明提供一種由以下組份構成的酶電極：載體;固定在載體部分表面上的酶;涂在酶所固定部位上的涂層薄膜，該膜可透過酶的底物，以及能夠把電壓加到酶所固定的表面的內電極;所述的載體是被一種起電子傳遞媒介體作用的物質浸漬過的。

本發明的這些酶電極對于測量在生命必需物質（如血清、血獎、尿素）的樣品中或酶反應器中的底物濃度是很有用的，用作酶反應器或燃料電池的電極也是有價值的。

圖1、圖6、圖13和圖16的每張圖都是表示本發明酶電極的一種實施方案的結構圖。

圖2A和圖2B的每張圖都是實施例1的酶電極的循環伏安圖，A為不加葡萄糖的情況，而B為加41mM葡萄糖的情況。在這些圖中，虛線C和d是糊狀物中不含對一苯醌的電極（參考例子的電極）的伏安曲線，實線a和b是本發明的電極的伏安曲線。