グルコース分解用触媒組成物
【課題】有害な副生成物を生成せずに、かつ、液体中で長期間グルコースの分解能を保持できる技術を提供する。
【解決手段】本発明は、固定化されたグルコースオキシダーゼと、グルコースオキシダーゼの作用によるグルコースの分解反応で生じた過酸化水素の分解反応を触媒する固体触媒と、を含む、グルコース分解用触媒組成物である。
【解決手段】本発明は、固定化されたグルコースオキシダーゼと、グルコースオキシダーゼの作用によるグルコースの分解反応で生じた過酸化水素の分解反応を触媒する固体触媒と、を含む、グルコース分解用触媒組成物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グルコース分解用触媒組成物、及びこれを用いたグルコール濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
グルコース濃度測定装置としては、特許文献１に記載の血糖測定装置がある。特許文献１の血糖測定装置では、グルコースに対する触媒となる酵素（グルコースオキシターゼ）と、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）に対する触媒となる酵素（ペルオキシターゼ）と、活性酸素と反応して発色する発色色素とがセンサー部材のメッシュシート側の面に、塗布されており、センサー部材の発色強度等を測定することにより、メッシュシートに含まれるグルコースの量を検知する。
【０００３】
また、グルコース測定装置としては、特許文献２に記載の尿糖計も知られている。特許文献２の尿糖計では、食直前尿糖値、及び、所定時間（好ましくは２時間）経過後の食後尿糖値を測定し、食後尿糖値と食直前尿糖値との差を示す尿糖変化値を演算して、尿糖変化値を出力する。これによると、食直前及び食後だけの測定で、被測定者にとって、手間が少なく信頼性の高い尿糖変化値を提供できるとされている。
【０００４】
こうした従来のバイオセンサでは、感度の較正が必要であるため、使用頻度によって、感度の較正の要否を判定し、較正を要する場合に報知して較正を促すことが行われる。そして、基準液に対するセンサー出力が得られると、センサーを洗浄液で洗浄し、緩衝液等の保存液に浸して、センサー出力のベースラインを安定した状態にする。
【０００５】
これに対し、特許文献３の尿糖計では、尿糖センサーの感度較正に際して、新たに取得された尿糖センサーの出力値が基準値の設定に適しないと判定された場合、洗浄処理が行われないまま、尿糖センサーに、基準液が追加して掛けられ、基準液が付着した状態で、尿糖センサーの他の出力値が取得される。したがって、特許文献３の尿糖計によれば、一の出力値が得られた後に必ず洗浄処理が行われていた従来の測定装置と比較して、簡単かつ短時間にバイオセンサの感度を較正できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７５８０１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３８４９号公報
【特許文献３】特開２００８−２９８６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のバイオセンサでは、感度の較正が必要なため基準液の測定が必要となることに加え、その後に洗浄液でセンサーを洗浄する洗浄工程も要求されていた。これは、基準液に含まれるグルコースが保存液に持ち込まれ、センサーの出力が安定化できなくなるのを防ぐためであるが、ユーザの操作を煩雑にさせる点で問題があった。
【０００８】
そこで、本発明者らは、保存液に、基準液から持ち込まれるグルコースを分解できる機能をもたせれば、基準液の測定後の洗浄工程は不要になると考えた。しかしながら、こうしたグルコースを分解できる機能は、保存液中で長期間活性を維持される必要があり、また、保存液が本来有する、センサー出力の安定化機能を損なわないようにする必要もある。
【０００９】
一方、保存液を害する副生成物を生成せずに、かつ、液体中で長期間活性を維持してグルコースを分解できる技術は、知られていなかった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、有害な副生成物を生成せずに、かつ、液体中で長期間グルコースの分解能を保持できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、
固定化されたグルコースオキシダーゼと、
前記グルコースオキシダーゼの作用によるグルコースの分解反応で生じた過酸化水素の分解反応を触媒する固体触媒と、
を含む、グルコース分解用触媒組成物が提供される。
【００１２】
また、本発明によれば、上記に記載の触媒組成物を用いてグルコースを分解する方法が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、
液体試料に含まれるグルコース濃度を測定するグルコースセンサと、
前記グルコースセンサの出力を安定化させる保存液を含むセンサー保護部と、
を備え、
前記グルコースセンサは、前記保存液に浸漬されており、
前記保存液が、上記の触媒組成物を含む、グルコース濃度測定装置が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、
グルコースが所定濃度に定められた基準液をグルコースセンサに摘下して、前記グルコースセンサの感度を補正するステップと、
補正された前記グルコースセンサを保存液に浸漬して、前記グルコースセンサの出力を安定化するステップと、
安定化された前記グルコースセンサを用いて液体試料中のグルコース濃度を測定するステップと、
を含み、
前記保存液が、上記の触媒組成物を含む、グルコース濃度の測定方法が提供される。
【００１５】
また、本発明によれば、
液体試料に含まれるグルコース濃度を測定するグルコースセンサと、
グルコースが所定濃度に定められた基準液を前記グルコースセンサに摘下することをユーザに案内する操作案内手段と、
前記操作案内手段の案内を受けてユーザがグルコースが所定濃度に定められた基準液に前記グルコースセンサを摘下することによって、前記グルコースセンサの感度を補正する補正手段と、
を有し、
前記補正手段により前記グルコースセンサの感度が補正されたとき、前記操作案内手段は、ユーザに対し、前記グルコースセンサの出力を安定化する保存液に、前記グルコースセンサを浸漬することを案内する、グルコース濃度測定装置が提供される。
【００１６】
この発明によれば、グルコースオキシダーゼを固定化させることで、液体中でグルコースオキシダーゼを変性させずに長期間保存することができる。そのため、グルコースオキシダーゼにより長期間安定にグルコースをグルコン酸と過酸化水素とに分解することができる。また、グルコースの分解により生じた反応性の高い過酸化水素は、固体触媒により速やかに水と酸素とに分解させることができる。したがって、有害な副生成物を生成せずに、かつ、液体中で長期間グルコースの分解能を保持できる技術が実現可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、有害な副生成物を生成せずに、かつ、液体中で長期間グルコーの分解能を保持できる技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の外観を模式的に示した図である。
【図２】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の論理構造を示す模式的なブロック図である。
【図３】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置を用いたグルコース濃度測定方法を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の表示部への表示の一例を示す図である。
【図５】従来のグルコース濃度測定装置を用いたグルコース濃度測定方法を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の効果を説明する図である。
【図７】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の効果を説明する図である。
【図８】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の効果を説明する図である。
【図９】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の効果を説明する図である。
【図１０】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の効果を説明する図である。
【図１１】実施例の結果を示す図である。
【図１２】実施例の結果を示す図である。
【図１３】実施例の結果を示す図である。
【図１４】実施例の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２０】
（第１の実施形態）
本実施の形態は、グルコース分解用触媒組成物である。このグルコース分解用触媒組成物は、固定化されたグルコースオキシダーゼ（固定化ＧＯＸ）と、ＧＯＸの作用によりグルコースから生じる過酸化水素の分解反応を触媒する固体触媒と、を含む。
【００２１】
ＧＯＸの固定化には、包括法、担体結合法、架橋法又はこれらを組合せた複合法を用いることができる。ＧＯＸを固定化することにより、溶媒（特に水）にＧＯＸを不溶化し、ＧＯＸの触媒能を液体中で保持させることができる。包括法でＧＯＸを固定化する場合、有機ゲル等によって、ＧＯＸを包み込むことができる。また、担体結合法でＧＯＸを固定化する場合、ＧＯＸを樹脂等に結合させて不溶化させればよい。中でも、架橋剤で固定化されたもの、あるいは、アルブミン架橋膜で包括することにより固定化されたものが、固定化ＧＯＸとして好ましい。
【００２２】
架橋剤としては、多官能性アルデヒド化合物や多官能性エポシキ化合物を用いることができ、多官能性アルデヒドとしては、グリオキサール、スクシンアルデヒド、グルタルアルデヒド及びマレアルデヒドなる群から選ばれたジアルデヒドなどを用いることができる。また、多官能性エポシキ化合物としては、例えば、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。中でも、使い勝手の良さ、膜厚のコントロールの容易さの観点からグルタルアルデヒドが好ましい。
【００２３】
アルブミン架橋膜は、卵白アルブミン又は動物由来の血清アルブミン、好ましくは牛子牛血清のアルブミン（ＢＳＡ：Ｂｏｖｉｎｅ Ｓｅｒｕｍ Ａｌｂｕｍｉｎｅ）を、架橋剤を用いて架橋化させたものである。アルブミンの架橋剤も、上記例示したＧＯＸの架橋剤と同様のものを用いることができる。
【００２４】
固定化ＧＯＸの製法は、公知の固定化酵素の製造技術を適宜採用し得るが、例えば、ＧＯＸとＢＳＡとグルタルアルデヒドとを任意の溶媒に混合させて、ＧＯＸを固定化させることができる。この場合、溶媒としては、例えば、水、アルコール、ＨＥＰＥＳ（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジンエタンスルホン酸）、ＴＥＳ（Ｎ−［トリス（ヒドロキシメチル）−メチル］−２−アミノエタンスルホン酸）、ＰＩＰＥＳ（４−ピペラジンジエタンスルフォン酸）等の緩衝液を用いることができる。この方法では、ＧＯＸに直接グルタルアルデヒドが架橋したグルタルアルデヒド架橋型ＧＯＸと、ＢＳＡとグルタルアルデヒドとの架橋体により包括されたＢＳＡ包括型ＧＯＸとの混合物からなる固定化ＧＯＸを得ることができる。
【００２５】
また、グルコースセンサの製造工程で得られるＧＯＸ固定化膜を固定化ＧＯＸとして用いてもよい。具体的には、グルコースセンサは、複数の電極構造が形成された基材上にＧＯＸ固定化膜がスピンコート法により成膜された後、リソグラフィー技術を用いたパターニングを経て、ダイシングによりチップ化されることで形成される。このとき、基材の電極以外の部分（例えば、基材周縁部）は、グルコースセンサの製造工程では不要となるが、ＧＯＸ固定化膜は成膜されている。したがって、この基材周縁部のＧＯＸ固定化膜を削り取るなどすれば、固定化されたＧＯＸを得ることができ、本実施の形態の触媒組成物に用いることができる。なお、グルコースセンサの製造工程におけるＧＯＸ固定化膜の形成方法としては、例えば、昭６２−５４１５５号公報に記載されたものがある。なお、基材の材料としては、グルコースセンサの電極構造を形成できる材料を用いることができ、例えば、プラチナや金を用いることができる。
【００２６】
固定化ＧＯＸは、触媒組成物中０．０１〜５０重量％含むことが好ましく、０．１〜２０重量％含むことがより好ましい。
【００２７】
固体触媒は、溶媒、特に水に不溶性であり、過酸化水素の分解反応を不均一系で触媒する不均一系触媒であれば、限定されないが、活性炭、二酸化マンガン、ゼオライト、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化第２鉄、及び、マグネタイト（三二酸化鉄）からなる少なくとも１種を用いることができ、活性炭、二酸化マンガン、及びゼオライトからなる少なくとも１種を用いることが好ましい。過酸化水素を速やかに分解できるという観点からは、二酸化マンガン及び活性炭が好ましく、二酸化マンガンがより好ましい。グルコース分解用触媒組成物中、後述するように、ｐＨ緩衝剤としてＴＥＳ等のグッド緩衝液を含有する場合、緩衝剤を吸着しないという観点からは、二酸化マンガンが好ましい。グルコース濃度測定装置の保存液に用いたときに、緩衝能を損なわず、長期保存に優れる観点からは、ゼオライトが好ましい。固体触媒は１種のみを用いてもよいし、２種以上併用することもできる。
【００２８】
固体触媒の形状は、限定されず、粒状（破砕状、ペレット状、球状、顆粒状）、粉末状、柱状、円柱状、繊維状いずれであってもよいが、ゼオライトを選択した場合は、球状が好ましい。
【００２９】
ゼオライトは、細孔を有し、アルカリまたはアルカリ土類金属（好ましくはＮａイオン、Ｋイオン、Ｃａイオン）を含む含水アルミノケイ酸である。本発明の固体触媒として用いられるゼオライトは、合成品あるいは天然品のいずれであってもよい。具体的には、Ｘ型、Ｙ型、Ａ型、モルデナイト、及び、フェリライトからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、ｐＨ変化を起こさず、かつ、グルコース分解能にも優れる観点からＸ型ゼオライトがより好ましい。Ｎａイオンを含むものが好ましいが、ＮａイオンがＣａ、Ｍｇ、Ｌｉでイオン交換されたものを用いてもよい。
【００３０】
固体触媒は、触媒組成物中の固形分に対して５０〜９９重量％含むことが好ましく、８０〜９９重量％含むことがより好ましい。
【００３１】
触媒組成物中、固定化ＧＯＸの重量は、固体触媒の重量に対して、０．０１〜１倍であることが好ましく、０．０１〜０．５倍であることがより好ましい。また、固定化ＧＯＸ１０００Ｕあたり、固体触媒を０．２５〜２５ｇ用いることが好ましく、０．２５〜１２．５ｇ用いることがより好ましい。
【００３２】
本実施の形態に係る触媒組成物をグルコースに混合させることで、グルコースを分解することができる。反応は、溶媒を用いて行われることが好ましい。溶媒は、グルコースを溶解できる液体であればよく、水、緩衝液又はこれらの混合液を用いることができる。緩衝液としては、Ｔｒｉｓ緩衝液、グッド緩衝液及び炭酸塩緩衝液と呼ばれるものが好ましく、より好ましくは上述したＨＥＰＥＳ、ＴＥＳ、ＰＩＰＥＳ等のグッド緩衝液が挙げられる。固体触媒として活性炭を用いるときは、水を用いることが好ましい。緩衝液を用いるときは、緩衝能を阻害しないという観点から、固体触媒としてゼオライトを用いることが好ましく、グッド緩衝液とゼオライトとの組み合わせがより好ましい。ｐＨは、６〜８．５であることが好ましく、６〜７．５がより好ましい。グルコースを溶解できる液体は、触媒組成物にあらかじめ混合されていてもよいし、
あらかじめグルコースを溶解できる液体にグルコースを溶解したグルコース溶液と触媒組成物とを混合させてもよい。また、本実施の形態の触媒組成物は、グルコース溶液に添加してもよいし、溶媒に触媒組成物を添加した後、グルコース又はグルコース溶液を添加してもよい。なお、グルコース溶液を用いる場合は、尿、血液などの生体試料であってもよい。
【００３３】
本実施の形態の触媒組成物は、溶媒中、長期間グルコース分解活性を有しており、例えば、水中においても、１月以上グルコース分解能を有している。そのため、溶媒と触媒組成物とをあらかじめ混合させておき、グルコース又はグルコース溶液を添加してグルコースを分解する態様がより好適である。この場合、本実施の形態の触媒組成物は、溶媒中、分散させていてもよいし、また、グルコース及び溶媒が透過できる孔が設けられた包装体に包装して溶媒に浸漬させたり、溶媒に浮遊させたりしてもよい。
【００３４】
グルコースの分解反応において、本実施の形態の触媒組成物は、溶媒中０．０１〜５０ｗ／ｖ％用いると好ましく、０．１〜１０ｗ／ｖ％であるとより好ましい。
【００３５】
本実施の形態の触媒組成物は、分解すべきグルコースを速やかに分解する必要があるため分解の対象となるグルコースの量に対して過剰に用いられることが好ましいが、現実的にはグルコース１ｇ当たり、ＧＯＸを１００〜１００００ユニット含むと好ましく、更には５００〜５０００ユニットを含むのがより好ましい。
【００３６】
本実施の形態の触媒組成物を用いたグルコースの分解反応の反応温度は、特に制限されないが、室温（４〜５０℃）で行うことが好ましい。
【００３７】
本実施の形態の触媒組成物によれば、グルコースオキシダーゼを固定化させることで、液体中でＧＯＸを変性させずに長期間保存することができる。そのため、ＧＯＸにより長期間安定にグルコースをグルコン酸と過酸化水素とに分解することができる。
【００３８】
ＧＯＸにより触媒されるグルコースの分解反応は、下記式（１）で表される。
グルコース＋Ｏ２→グルコノ−δ−ラクトン＋Ｈ２Ｏ２・・・（１）
【００３９】
上記（１）で表されるように、グルコースの分解反応には酸素が必要であるが、触媒組成物の調製、及び、反応液の調製において、特に脱気の操作を加えなければよい。こうすることで、触媒組成物の調製の過程で本実施の形態の触媒組成物に空気中の酸素が混入する。また、反応液の調製において、溶媒中に酸素が溶存する。このように自然に混入した酸素により、上記（１）の反応は、進行する。
【００４０】
また、グルコースの分解により生じた反応性の高い過酸化水素は、固体触媒により速やかに水と酸素とに分解させることができる。
【００４１】
そして、下記（２）の反応が自発的に進行する。
グルコノ−δ−ラクトン＋Ｈ２Ｏ→グルコン酸・・・（２）
【００４２】
なお、溶媒に水を用いた場合は、上記式（１）の反応後、上記式（２）の反応が速やかに起こるためより好ましい。
【００４３】
このように、本実施の形態の触媒組成物によれば、有害な副生成物を算出せずに、かつ、溶媒中で長期間グルコースの分解能を保持することができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
本実施の形態は、グルコース濃度測定装置である。図１は、本実施の形態のグルコース濃度測定装置の外観の一例を示す図である。図２は、図１で示すグルコース濃度測定装置１の論理構造を示す模式的なブロック図である。図１で示すように、液体試料に含まれるグルコース濃度を測定するグルコースセンサ２と、グルコースセンサ２の出力を安定化させる保存液Ｓを含むセンサー保護部３とを備える。グルコースセンサ２は、保存液Ｓに浸漬されている。
【００４５】
保存液Ｓは、第１の実施形態で説明した固定化ＧＯＸと固体触媒とを含む触媒組成物を含有する液体である。保存液に用いられる液体は、グルコースを溶解する液体であればよいが、具体的には、水、緩衝液又はこれらの混合液を用いることができる。中でも、ＨＥＰＥＳ（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジンエタンスルホン酸）、ＴＥＳ（Ｎ−［トリス（ヒドロキシメチル）−メチル］−２−アミノエタンスルホン酸）、ＰＩＰＥＳ（４−ピペラジンジエタンスルフォン酸）等の緩衝液を含むことが好ましく、塩化ナトリウムや塩化カリウムを混合してイオン強度が０．１〜０．１５の範囲に調製されていることが好ましい。また、ｐＨは、６．０〜８．５であることが好ましく、６．０〜７．５がより好ましい。また、保存液Ｓ中、固定化ＧＯＸは、電極の表面積に対して１ｍｍ２当たり０．１〜２００ｍユニットを含むことが好ましく、０．５〜５０ｍユニットを含むことがより好ましい。固体触媒としては、活性炭、二酸化マンガン及びゼオライトの少なくも１種を用いることが好ましいが、保存液Ｓ中のｐＨを保持できるという観点から、ゼオライトがより好ましく、Ｘ型ゼオライトが更に好ましい。保存液Ｓは、本発明の効果を妨げない範囲で、防腐剤等の任意成分を含むことができる。
【００４６】
より具体的には、グルコース濃度測定装置１は、表示部４（操作案内手段）、操作部５、制御部６を有している。
【００４７】
グルコースセンサ２は、液体試料に含まれるグルコース濃度を、電気化学的に検出（測定）するように構成されている。
【００４８】
表示部４（操作案内手段）は、測定値や判定結果や操作ガイダンス等を表示する。
【００４９】
操作部５は、強制的な感度較正モードへの移行や、待機中の過去履歴の呼出などモード切替部６７により動作や表示を変更する。電源オン／オフスイッチはヒンジ部に磁石やプッシュスイッチ等を有してあり、センサー部の開閉によりボタン押し操作なしにオン／オフすることができる。
【００５０】
制御部６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、入出力インターフェース等からなり、表示部４への表示や操作部５からの入力を含んだ、グルコース濃度測定装置１全体の制御を行なうようになっている。加えて、グルコース濃度測定装置１は、図示しないＡ／Ｄ変換部を有しており、このＡ／Ｄ変換部は、グルコースセンサ２で検出された信号を、デジタルデータに変換して制御部６へと出力するように構成されている。
【００５１】
制御部６は、出力取得部６１と、出力判定部６２と、測定値算出部６３と、基準値設定部６４と、測定値記憶部６５と、基準値記憶部６６と、モード切替部６７と、カウンタ部６８とを有している。
【００５２】
出力取得部６１は、グルコースセンサ２に液体試料又は基準液が摘下されたときのグルコースセンサ２の出力をＡ／Ｄ変換部（図示しない）を介して取得する。なお、基準液は、グルコース濃度が所定の濃度に定められたものである。
【００５３】
出力判定部６２は、出力取得部６１により取得された基準液のグルコースセンサ２の出力値を、基準値設定部６４により設定された基準値と比較する。
【００５４】
測定値算出部６３は、出力取得部６１により取得された測定試料のグルコースセンサ２の出力値を、基準値設定部６４により設定された基準値と比較する。
【００５５】
基準値設定部６４は、出力判定部６２により基準値の設定に適すると判定されたグルコースセンサ２の出力値を用いて、基準値を設定する。この基準値は、基準値記憶部６６に格納される。なお、製品出荷時には、基準値が初期値として予め記憶されている。
【００５６】
モード切替部６７は、グルコース濃度を測定するための測定モードと、グルコースセンサ２の感度を補正するための較正モードとを切り替える。測定モードのとき、出力取得部６１は、グルコースセンサ２の出力を測定値算出部６３に送出する。また、測定モードでは、制御部６が、その他図示しない構成によりグルコース濃度の測定全般を制御する。測定モードにおいてグルコース濃度を測定した回数が、カウンタ部６８によって、グルコースセンサ２の使用頻度に相当する値としてカウントされる。モード切替部６７は、カウンタ部６８によりカウントされたグルコース濃度の測定回数が所定回数に達した場合に、較正（センサーの感度補正）が必要であると判定すると共に、較正が必要である旨を表示部４に表示し、較正モードに切り替えるようになっている。較正モードでは、出力取得部６１は、グルコースセンサ２の出力を出力判定部６２に送出する。また、較正モードでは、制御部６が、その他図示しない構成によりグルコースセンサ２の較正全般を制御し、グルコースセンサ２の感度を補正する（補正手段）。
【００５７】
これらの構成のグルコース濃度測定装置１において、制御部６は、次に図３のフローチャートに示す流れで、各処理を実行する。グルコース濃度測定装置１の電源がオフされている状態で、使用者が操作部５上の電源オン／オフスイッチを押すと、ステップＳ１にて、グルコース濃度測定装置１が測定モードで起動される。
【００５８】
ステップＳ２では、モード切替部６７は、カウンタ部６８でカウントされたグルコース濃度の測定回数によって、グルコースセンサ２の感度を補正する必要があるか否かを判定する。このステップＳ２における感度補正の要否は、例えば、前回、較正モードに変換した時からの経過時間を計時して、その経過時間が所定時間に達したか否かによって判定してもよい。
【００５９】
ステップＳ２で感度補正の必要がないと判定された場合、即ち、グルコース濃度の測定回数が所定回数よりも少ない場合には（ステップＳ２にてＮＯ）、ステップＳ３で、表示部４がユーザに測定を案内する表示をする。このとき例えば、図４（ａ）で示す表示がされる。
【００６０】
そして、表示部４の表示をみて、ユーザがグルコースセンサ２に液体試料、例えば、尿を摘下すると、制御部６内の出力取得部６１が、グルコースセンサ２からの出力を取得する。そして、測定値算出部６３は、基準値設定部６４が設定した基準値を用いて、出力取得部６１が取得した出力値から、グルコース濃度を算出する。
【００６１】
このグルコース濃度の測定が完了すると、制御部６は、ユーザに対して、算出されたグルコース濃度を表示部４に表示する。このとき、制御部６は、算出した測定値を測定値記憶部６５に記憶してもよい（ステップＳ４）。
【００６２】
そして、モード切替部６７により、較正モードに切り替えられ、ステップＳ５において、制御部６は、表示部４に、グルコースセンサ２に基準液を摘下するよう指示するガイダンスを表示するように制御する。このとき、表示部４は、図４（ｂ）で示すように、グルコース濃度とともに、基準液を摘下する旨のガイダンスを同時に表示してもよい。そして、表示部４でのガイダンス表示に従って、ユーザがグルコースセンサ２に基準液を摘下すると、出力取得部６１により、グルコースセンサ２の出力値が取得される。ここでは、取得された出力値が、時系列に沿って、ＲＡＭ上に記憶されていくようになっている。
【００６３】
次に、ステップＳ６で、出力判定部６２は、取得された最新の出力値（以下、「最新値」という）と、過去に取得されている出力値とを比較して、過去の出力値からの最新値の変化の大きさが許容範囲内に収まり、出力値が安定しているか否かを判定する。ここでは、過去の出力値として、前回の測定時における出力値（以下、「前回値」という）を用いるものとし、最新値とこの前回値とが比較されて出力値が安定しているか否かが判定される。これによって、出力判定部６２は、最新値が、上記基準値として適しているか否かを判定する。
【００６４】
即ち、出力判定部６２は、基準液に対する出力変化の許容限界値をＡとし、前回値と最新値との差分が、この許容限界値Ａ以下であるか否かを判定する。但し、前回値となる出力が測定されていないとき、前回値として、製品出荷時に、予め設定され基準値記憶部６６に記憶されていた基準値が用いられる。
【００６５】
上記差分が許容限界値Ａ以下である場合（ステップＳ６にてＹＥＳ）、最新値が基準値に適していると判断されて、ステップＳ７へと進む。このステップＳ７では、基準値設定部６４により、その最新値が、新たな基準値として、基準値記憶部６６に既に記憶されていた基準値に置き換えられる。そして、ステップＳ９で、制御部６は、表示部４にユーザに収納の促す旨を表示し（例えば、図４（ｃ））、ユーザは、グルコースセンサ２を保存液Ｓに浸漬し、グルコース濃度測定装置１の電源はオフされ、本処理は終了する。
【００６６】
また、上記差分が許容限界値Ａよりも大きい場合（ステップＳ６にてＮＯ）、この最新値は基準値に適していないと判断されて、制御部６は、表示部４にエラー表示をさせる（ステップＳ８、図４（ｄ）））。例えば、摘下した基準液が必要量に満たないときには、得られた最新値は基準値に適していないと判断される可能性が高い。そして、ステップＳ８で、制御部６は、表示部４にユーザに収納の促す旨を表示し（例えば、図４（ｃ））、ユーザは、グルコースセンサ２を保存液Ｓに浸漬し、グルコース濃度測定装置１の電源はオフされ、本処理は終了する。この場合、ユーザは、使用説明書より、所定の対処をするよう案内される。
【００６７】
また、上記ステップＳ２において、較正モードにする必要があると判定された場合、即ち、グルコース濃度測定回数が所定回数以上である場合（ステップＳ２にてＹＥＳ）、モード切替部６７は較正モードへ切り替え、ステップＳ５以降の感度補正に係る処理が実行される。
【００６８】
ここで、保存液が第１の実施形態の触媒組成物を含まない場合のフローチャートを図５に示す。図５の例の場合、グルコース濃度測定装置が測定モードで起動され（ステップＳ８１）、ステップＳ８２では、ステップＳ２と同様に、較正モードにする必要がないと判定された場合（ステップＳ８２にてＮＯ）、ステップＳ８３で、表示部がユーザに測定を案内する表示をする。そして、表示部の表示をみて、ユーザがグルコースセンサに液体試料、例えば、尿を摘下すると、ステップＳ４と同様にグルコース濃度が算出され、記憶される（ステップＳ８４）。
【００６９】
そして、表示部には、ユーザに対し洗浄する旨の案内が表示される（ステップＳ８５）。これは、触媒組成物を含まない、従来の保存液に尿が持ち込まれると、グルコース濃度が増加して、グルコースセンサの出力を安定化できなくなり、測定精度が低下するためである。したがって、ユーザは、グルコースセンサを水で洗浄する手間を要求されてしまう。
【００７０】
また、上記ステップＳ８２において、較正の必要があると判定された場合（ステップＳ８２にてＹＥＳ）、モード切替部６７により較正モードへ切り替えられ、ステップＳ５〜８と同様な感度補正に係る処理が実行される（ステップＳ８５〜８８）。
【００７１】
そして、図５の例では、ステップＳ８７又はＳ８８の後、ユーザに対し洗浄する旨の案内が表示部に表示される（ステップＳ８９）。これは、触媒組成物を含まない、従来の保存液に基準液が持ち込まれると、グルコース濃度が増加して、グルコースセンサの出力を安定化できなくなり、測定精度が低下するためである。したがって、ユーザは、グルコースセンサを水で洗浄する手間を要求されてしまう。
【００７２】
ステップＳ９０では、ステップＳ９と同様に、表示部にユーザに収納の促す旨が表示され、ユーザは、グルコースセンサを保存液に浸漬し、グルコース濃度測定装置の電源はオフされ、本処理は終了する。
【００７３】
一方、本実施の形態のグルコース濃度測定装置１によれば、保存液Ｓにグルコースの分解機能を持たせたため、従来、測定後又は基準合わせ後に必要とされた洗浄処理が不要となる。したがって、液体試料中のグルコース濃度を簡便に測定することが可能になる。
【００７４】
図６（ａ）、図７〜１０は、グルコース濃度測定装置１の出力取得部６１が取得するセンサー出力を模式的に示す図である。図６（ａ）では、ステップＳ１、Ｓ２ＹＥＳ、Ｓ５を経て基準液をグルコースセンサ２に摘下した後、ステップＳ７、Ｓ９を経て保存液に収納した例を示す。図６（ｂ）は、従来のグルコース濃度測定装置のセンサー出力を模式的に示す図である。図６（ｂ）では、ステップＳ８１、Ｓ８２ＹＥＳ、Ｓ８５〜Ｓ８７を経て基準液をセンサーに摘下後、水で洗浄を行い（ステップＳ８９）、ステップＳ９０を経て保存液に収納したときのセンサー出力を示す。グルコース濃度測定装置１では、保存液Ｓ中でグルコースセンサ２に残存した基準液のグルコースが分解されるため、図６（ａ）では、図６（ｂ）と同じように、保存液Ｓに浸漬されたグルコースセンサ２が安定した出力を示す。
【００７５】
図７では、尿を測定した例を示す。図７では、ステップＳ１、Ｓ２ＮＯ、Ｓ３を経て、尿をグルコースセンサ２に摘下し、さらに、ステップＳ４、Ｓ５を経て、基準液を摘下して、ステップＳ６ＹＥＳ、Ｓ７、Ｓ９を経て保存液に収納する例を示す。図７（ａ）では、高濃度（１０００〜２０００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖が検出される例を示し、図７（ｂ）では、低濃度（５０〜１００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖が検出される例を示す。図７で示すように、保存液Ｓに浸漬されたグルコースセンサ２は、安定した出力を示す。
【００７６】
図８、９では、感度補正をした後に、尿を測定した例を示す。図８、９では、ステップＳ１、Ｓ２ＹＥＳ、Ｓ５を経て、基準液をグルコースセンサ２に摘下し、さらに、ステップＳ６ＹＥＳ、Ｓ７を経て、保存液Ｓに収納し、さらに、保存液Ｓからグルコースセンサ２を取りだして、ステップＳ１、Ｓ２ＮＯ、Ｓ３を経て、尿をグルコースセンサ２に摘下し、さらに、ステップＳ４、Ｓ５を経て、基準液を摘下して、ステップＳ６ＹＥＳ、Ｓ７、Ｓ９を経て保存液Ｓに収納する例を示す。図８では、高濃度（２００〜５００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖が検出される例を示し、図９では、低濃度（５０〜１００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖が検出される例を示す。図８、９で示すように、保存液に浸漬されたグルコースセンサ２は、安定した出力を示す。
【００７７】
図１０では、測定試料として尿を測定した例を示す。図１０では、ステップＳ１、Ｓ２ＮＯ、Ｓ３を経て、尿をグルコースセンサ２に摘下し、高濃度（２００〜５００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖を検出した後、ステップＳ４、５を経て、基準液をグルコースセンサ２に摘下し、さらに、ステップＳ６ＹＥＳ、Ｓ７を経て、保存液Ｓに収納し、さらに、保存液Ｓからグルコースセンサ２を取りだして、ステップＳ１、Ｓ２ＮＯ、Ｓ３を経て、尿をグルコースセンサ２に摘下し、低濃度（５０〜１００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖を検出した後、さらに、ステップＳ４、Ｓ５を経て、基準液を摘下して、ステップＳ６ＹＥＳ、Ｓ７、Ｓ９を経て保存液Ｓに収納する例を示す。図１０で示すように、保存液Ｓに浸漬されたグルコースセンサ２が安定した出力を示す。
【００７８】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
たとえば、本実施の形態では、操作案内手段として表示部を例に挙げて説明したが、表示部に代えて、あるいは、表示部とともに、音声による案内をさせる構成を採用しても良い。
また、実施の形態では、グルコース濃度測定装置の測定試料として、尿をあげて説明したが、本発明のグルコース濃度測定装置は、グルコースが溶解したあらゆる液体試料のグルコース濃度を測定することができ、血液など、グルコースが含まれる生体試料を用いることもできる。
【実施例】
【００７９】
製造例１
［固定化ＧＯＸの調製］
下記の方法でＢＳＡ液、ＧＯＸ液及びＧＡ水溶液をそれぞれ調整した。
・ＢＳＡ液：牛血清アルブミン（ＢＳＡ、和光純薬社製）を、緩衝液（１００ｍｍｏｌ／ｌ Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンスルホン酸（ＴＥＳ）、１５０ｍｍｏｌ／ｌ塩化ナトリウム水溶液）で２０％（ｗ／ｖ）に調整した液を用意した。
・ＧＯＸ液（天野製薬社製）：グルコースオキシダーゼを上記の緩衝液で３８０００Ｕ／ｍｌに調整した。
・ＧＡ水溶液：グルタルアルデヒド（ＧＡ、和光純薬社製）の１０％（ｗ／ｖ）水溶液を用意した。
調整したＢＳＡ液、ＧＯＸ液及びＧＡ水溶液を混合し、プラチナ表面（面積１．４３ｍｍ２）にスピン塗布して厚み０．６μｍの固定化ＧＯＸ膜を形成し、上記スピン塗布の過程において周囲に飛散したＧＯＸ、ＢＳＡ、ＧＡの混合物からなる固定化酵素膜を回収し、粉末化して約２５０００Ｕ／ｇの固定化ＣＯＸを約０．５ｇ得た。
【００８０】
製造例２
［保存液の調製］
１０ｍｍｏｌ／ｌのＴＥＳ緩衝液を用意し、塩化ナトリウムでイオン強度を０．１５に、水酸化ナトリウムでｐＨ７に調製した。
【００８１】
実施例１〜４
製造例１で調製した固定化ＧＯＸと顆粒状の活性炭（０３４−０２１２５、和光純薬工業社製）とを混合して表１に示す組成の触媒組成物を得た。
【００８２】
【表１】
【００８３】
［評価］
製造例２で調製した保存液８０ｍＬに実施例１〜４の触媒組成物を加えたものと、実施例１〜４の触媒組成物を加えないものとを用意し、さらに、５００ｍｇ／ｄＬのグルコース水溶液３ｍＬを入れ替えた。７日経過後、保存液中のグルコース濃度を測定したところ（全自動グルコース測定装置グルコースオートアンドスタット、型番ＧＡ−１１５２、アークレイ社製）、実施例１〜４の触媒組成物は、グルコースは検出されなかったが、実施例１〜４の触媒組成物を加えないものは、添加したグルコースの量だけ、グルコースが検出された。また、測定後に５００ｍｇ／ｄＬのグルコース水溶液３ｍＬを入れ替え、１週間後に測定を同様にして行ない、２か月間後にも測定を同様にして行ったところ、いずれにおいてもグルコースは検出されなかった。
【００８４】
実施例５
製造例２で調製した保存液５０ｍＬに、製造例１で調製した固定化ＧＯＸ０．３ｇと顆粒状の活性炭（０３４−０２１２５、和光純薬工業社製）０．５ｇとを混合した触媒組成物を加え、更にグルコースを０．５ｇ添加し、２５℃で放置した。４、２４、４８時間をそれぞれ経過したときに、保存液中のグルコース濃度を測定した（全自動グルコース測定装置グルコースオートアンドスタット、型番ＧＡ−１１５２、アークレイ社製）。結果を図１１に示す。
【００８５】
実施例６
実施例５において、活性炭に換えて粒状の二酸化マンガン（ＩＶ）０．５ｇを用いた以外は、実施例５と同様にした。結果を図１１に示す。
【００８６】
比較例１
実施例５において、活性炭を加えない以外は、実施例５と同様にした。結果を図１１に示す。
【００８７】
図１１に示すとおり、固体触媒を加えた実施例５、６では、グルコース濃度が速やかに低下したが、固体触媒を加えない比較例１では、グルコース濃度の低下がほとんど見られなかった。なお、使用したグルコース濃度測定装置（アークレイ社製の全自動グルコース測定装置）は、過酸化水素反応出力を測定しグルコース換算しているため、比較例１の結果は、実質的には、保存液中で過酸化水素が分解されていない結果を示すものと考察された。
【００８８】
実施例７
製造例２で調製した保存液５０ｍＬに、製造例１で調製した固定化ＧＯＸを０．１ｇと、球状のゼオライト（Ｆ−９、ＮａＸ型、比表面積５９１ｍ２／ｇ、Ｓｉ／Ａｌ＝２．５、和光純薬工業社製）５ｇとを混合した触媒組成物を加えて、２５℃で１５日間放置した。なお、４日目、９日目にグルコースを５ｍｇずつ添加した。保存液中のグルコース濃度を毎日測定した（全自動グルコース測定装置グルコースオートアンドスタット、型番ＧＡ−１１５２、アークレイ社製）。結果を図１２に示す。
【００８９】
実施例８
実施例７において、球状のゼオライトに換えて、粉末のゼオライト（ＨＳ−３４１、ＮＨ３Ｙ型、比表面積７００ｍ２／ｇ、Ｓｉ／Ａｌ＝５．５、和光純薬工業社製）５ｇを用いた以外は、実施例７と同様にした。結果を図１２に示す。
【００９０】
実施例９
実施例７において、球状のゼオライトに換えて、粉末のゼオライト（ＨＳ−７２０、Ｋフェリライト、比表面積１７０ｍ２／ｇ、Ｓｉ／Ａｌ＝１８．２、和光純薬工業社製）５ｇを用いた以外は、実施例７と同様にした。結果を図１２に示す。
【００９１】
図１２で示すように、実施例７〜９では、グルコースを添加後数日以内で、グルコース濃度の低下が見られた。また、図１３には、実施例７、９について、ｐＨを毎日測定した結果を示すが、図１３で示すように、実施例７、９ではｐＨの変化もほとんど見られず、ｐＨ７を保持していた。なお、ｐＨは、２５℃でｐＨメータ（新電元工業株式会社製、ｐＨ計 ＫＳ７２３）により測定した。
【００９２】
実施例１０
製造例２で調製した保存液５０ｍＬに、実施例７で用いた触媒組成物を加えて、２５℃で１５０時間放置した。なお、０、６８、１０４時間後にグルコースを５ｍｇずつ添加した。０．５、２、２４時間後に保存液中のグルコース濃度を測定した（全自動グルコース測定装置グルコースオートアンドスタット、型番ＧＡ−１１５２、アークレイ社製）。結果を図１４に示す。
【００９３】
実施例１１
実施例１０において、実施例７で用いた触媒組成物のうち、固定化ＧＯＸを０．３ｇ用いた以外は、実施例１０と同様にした。結果を図１４に示す。
【００９４】
実施例１０、１１ではいずれもグルコース濃度の低下がみられたが、この保存液をグルコースセンサ（製品番号ＵＧ２０１、タニタ社製）に用いると、実施例１１では出力が小さくなるという変化が見られた。これは、固体触媒に対して固定化ＧＯＸの量が多すぎると、過酸化水素の分解が間に合わなくなるためと考えられた。
【符号の説明】
【００９５】
１ グルコース濃度測定装置
２ グルコースセンサ
３ センサー保護部
４ 表示部
５ 操作部
６ 制御部
６１ 出力取得部
６２ 出力判定部
６３ 測定値算出部
６４ 基準値設定部
６５ 測定値記憶部
６６ 基準値記憶部
６７ モード切替部
６８ カウンタ部
Ｓ 保存液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グルコース分解用触媒組成物、及びこれを用いたグルコール濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
グルコース濃度測定装置としては、特許文献１に記載の血糖測定装置がある。特許文献１の血糖測定装置では、グルコースに対する触媒となる酵素（グルコースオキシターゼ）と、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）に対する触媒となる酵素（ペルオキシターゼ）と、活性酸素と反応して発色する発色色素とがセンサー部材のメッシュシート側の面に、塗布されており、センサー部材の発色強度等を測定することにより、メッシュシートに含まれるグルコースの量を検知する。
【０００３】
また、グルコース測定装置としては、特許文献２に記載の尿糖計も知られている。特許文献２の尿糖計では、食直前尿糖値、及び、所定時間（好ましくは２時間）経過後の食後尿糖値を測定し、食後尿糖値と食直前尿糖値との差を示す尿糖変化値を演算して、尿糖変化値を出力する。これによると、食直前及び食後だけの測定で、被測定者にとって、手間が少なく信頼性の高い尿糖変化値を提供できるとされている。
【０００４】
こうした従来のバイオセンサでは、感度の較正が必要であるため、使用頻度によって、感度の較正の要否を判定し、較正を要する場合に報知して較正を促すことが行われる。そして、基準液に対するセンサー出力が得られると、センサーを洗浄液で洗浄し、緩衝液等の保存液に浸して、センサー出力のベースラインを安定した状態にする。
【０００５】
これに対し、特許文献３の尿糖計では、尿糖センサーの感度較正に際して、新たに取得された尿糖センサーの出力値が基準値の設定に適しないと判定された場合、洗浄処理が行われないまま、尿糖センサーに、基準液が追加して掛けられ、基準液が付着した状態で、尿糖センサーの他の出力値が取得される。したがって、特許文献３の尿糖計によれば、一の出力値が得られた後に必ず洗浄処理が行われていた従来の測定装置と比較して、簡単かつ短時間にバイオセンサの感度を較正できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７５８０１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３８４９号公報
【特許文献３】特開２００８−２９８６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のバイオセンサでは、感度の較正が必要なため基準液の測定が必要となることに加え、その後に洗浄液でセンサーを洗浄する洗浄工程も要求されていた。これは、基準液に含まれるグルコースが保存液に持ち込まれ、センサーの出力が安定化できなくなるのを防ぐためであるが、ユーザの操作を煩雑にさせる点で問題があった。
【０００８】
そこで、本発明者らは、保存液に、基準液から持ち込まれるグルコースを分解できる機能をもたせれば、基準液の測定後の洗浄工程は不要になると考えた。しかしながら、こうしたグルコースを分解できる機能は、保存液中で長期間活性を維持される必要があり、また、保存液が本来有する、センサー出力の安定化機能を損なわないようにする必要もある。
【０００９】
一方、保存液を害する副生成物を生成せずに、かつ、液体中で長期間活性を維持してグルコースを分解できる技術は、知られていなかった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、有害な副生成物を生成せずに、かつ、液体中で長期間グルコースの分解能を保持できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、
固定化されたグルコースオキシダーゼと、
前記グルコースオキシダーゼの作用によるグルコースの分解反応で生じた過酸化水素の分解反応を触媒する固体触媒と、
を含む、グルコース分解用触媒組成物が提供される。
【００１２】
また、本発明によれば、上記に記載の触媒組成物を用いてグルコースを分解する方法が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、
液体試料に含まれるグルコース濃度を測定するグルコースセンサと、
前記グルコースセンサの出力を安定化させる保存液を含むセンサー保護部と、
を備え、
前記グルコースセンサは、前記保存液に浸漬されており、
前記保存液が、上記の触媒組成物を含む、グルコース濃度測定装置が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、
グルコースが所定濃度に定められた基準液をグルコースセンサに摘下して、前記グルコースセンサの感度を補正するステップと、
補正された前記グルコースセンサを保存液に浸漬して、前記グルコースセンサの出力を安定化するステップと、
安定化された前記グルコースセンサを用いて液体試料中のグルコース濃度を測定するステップと、
を含み、
前記保存液が、上記の触媒組成物を含む、グルコース濃度の測定方法が提供される。
【００１５】
また、本発明によれば、
液体試料に含まれるグルコース濃度を測定するグルコースセンサと、
グルコースが所定濃度に定められた基準液を前記グルコースセンサに摘下することをユーザに案内する操作案内手段と、
前記操作案内手段の案内を受けてユーザがグルコースが所定濃度に定められた基準液に前記グルコースセンサを摘下することによって、前記グルコースセンサの感度を補正する補正手段と、
を有し、
前記補正手段により前記グルコースセンサの感度が補正されたとき、前記操作案内手段は、ユーザに対し、前記グルコースセンサの出力を安定化する保存液に、前記グルコースセンサを浸漬することを案内する、グルコース濃度測定装置が提供される。
【００１６】
この発明によれば、グルコースオキシダーゼを固定化させることで、液体中でグルコースオキシダーゼを変性させずに長期間保存することができる。そのため、グルコースオキシダーゼにより長期間安定にグルコースをグルコン酸と過酸化水素とに分解することができる。また、グルコースの分解により生じた反応性の高い過酸化水素は、固体触媒により速やかに水と酸素とに分解させることができる。したがって、有害な副生成物を生成せずに、かつ、液体中で長期間グルコースの分解能を保持できる技術が実現可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、有害な副生成物を生成せずに、かつ、液体中で長期間グルコーの分解能を保持できる技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の外観を模式的に示した図である。
【図２】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の論理構造を示す模式的なブロック図である。
【図３】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置を用いたグルコース濃度測定方法を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の表示部への表示の一例を示す図である。
【図５】従来のグルコース濃度測定装置を用いたグルコース濃度測定方法を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の効果を説明する図である。
【図７】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の効果を説明する図である。
【図８】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の効果を説明する図である。
【図９】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の効果を説明する図である。
【図１０】実施の形態に係るグルコース濃度測定装置の効果を説明する図である。
【図１１】実施例の結果を示す図である。
【図１２】実施例の結果を示す図である。
【図１３】実施例の結果を示す図である。
【図１４】実施例の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２０】
（第１の実施形態）
本実施の形態は、グルコース分解用触媒組成物である。このグルコース分解用触媒組成物は、固定化されたグルコースオキシダーゼ（固定化ＧＯＸ）と、ＧＯＸの作用によりグルコースから生じる過酸化水素の分解反応を触媒する固体触媒と、を含む。
【００２１】
ＧＯＸの固定化には、包括法、担体結合法、架橋法又はこれらを組合せた複合法を用いることができる。ＧＯＸを固定化することにより、溶媒（特に水）にＧＯＸを不溶化し、ＧＯＸの触媒能を液体中で保持させることができる。包括法でＧＯＸを固定化する場合、有機ゲル等によって、ＧＯＸを包み込むことができる。また、担体結合法でＧＯＸを固定化する場合、ＧＯＸを樹脂等に結合させて不溶化させればよい。中でも、架橋剤で固定化されたもの、あるいは、アルブミン架橋膜で包括することにより固定化されたものが、固定化ＧＯＸとして好ましい。
【００２２】
架橋剤としては、多官能性アルデヒド化合物や多官能性エポシキ化合物を用いることができ、多官能性アルデヒドとしては、グリオキサール、スクシンアルデヒド、グルタルアルデヒド及びマレアルデヒドなる群から選ばれたジアルデヒドなどを用いることができる。また、多官能性エポシキ化合物としては、例えば、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。中でも、使い勝手の良さ、膜厚のコントロールの容易さの観点からグルタルアルデヒドが好ましい。
【００２３】
アルブミン架橋膜は、卵白アルブミン又は動物由来の血清アルブミン、好ましくは牛子牛血清のアルブミン（ＢＳＡ：Ｂｏｖｉｎｅ Ｓｅｒｕｍ Ａｌｂｕｍｉｎｅ）を、架橋剤を用いて架橋化させたものである。アルブミンの架橋剤も、上記例示したＧＯＸの架橋剤と同様のものを用いることができる。
【００２４】
固定化ＧＯＸの製法は、公知の固定化酵素の製造技術を適宜採用し得るが、例えば、ＧＯＸとＢＳＡとグルタルアルデヒドとを任意の溶媒に混合させて、ＧＯＸを固定化させることができる。この場合、溶媒としては、例えば、水、アルコール、ＨＥＰＥＳ（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジンエタンスルホン酸）、ＴＥＳ（Ｎ−［トリス（ヒドロキシメチル）−メチル］−２−アミノエタンスルホン酸）、ＰＩＰＥＳ（４−ピペラジンジエタンスルフォン酸）等の緩衝液を用いることができる。この方法では、ＧＯＸに直接グルタルアルデヒドが架橋したグルタルアルデヒド架橋型ＧＯＸと、ＢＳＡとグルタルアルデヒドとの架橋体により包括されたＢＳＡ包括型ＧＯＸとの混合物からなる固定化ＧＯＸを得ることができる。
【００２５】
また、グルコースセンサの製造工程で得られるＧＯＸ固定化膜を固定化ＧＯＸとして用いてもよい。具体的には、グルコースセンサは、複数の電極構造が形成された基材上にＧＯＸ固定化膜がスピンコート法により成膜された後、リソグラフィー技術を用いたパターニングを経て、ダイシングによりチップ化されることで形成される。このとき、基材の電極以外の部分（例えば、基材周縁部）は、グルコースセンサの製造工程では不要となるが、ＧＯＸ固定化膜は成膜されている。したがって、この基材周縁部のＧＯＸ固定化膜を削り取るなどすれば、固定化されたＧＯＸを得ることができ、本実施の形態の触媒組成物に用いることができる。なお、グルコースセンサの製造工程におけるＧＯＸ固定化膜の形成方法としては、例えば、昭６２−５４１５５号公報に記載されたものがある。なお、基材の材料としては、グルコースセンサの電極構造を形成できる材料を用いることができ、例えば、プラチナや金を用いることができる。
【００２６】
固定化ＧＯＸは、触媒組成物中０．０１〜５０重量％含むことが好ましく、０．１〜２０重量％含むことがより好ましい。
【００２７】
固体触媒は、溶媒、特に水に不溶性であり、過酸化水素の分解反応を不均一系で触媒する不均一系触媒であれば、限定されないが、活性炭、二酸化マンガン、ゼオライト、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化第２鉄、及び、マグネタイト（三二酸化鉄）からなる少なくとも１種を用いることができ、活性炭、二酸化マンガン、及びゼオライトからなる少なくとも１種を用いることが好ましい。過酸化水素を速やかに分解できるという観点からは、二酸化マンガン及び活性炭が好ましく、二酸化マンガンがより好ましい。グルコース分解用触媒組成物中、後述するように、ｐＨ緩衝剤としてＴＥＳ等のグッド緩衝液を含有する場合、緩衝剤を吸着しないという観点からは、二酸化マンガンが好ましい。グルコース濃度測定装置の保存液に用いたときに、緩衝能を損なわず、長期保存に優れる観点からは、ゼオライトが好ましい。固体触媒は１種のみを用いてもよいし、２種以上併用することもできる。
【００２８】
固体触媒の形状は、限定されず、粒状（破砕状、ペレット状、球状、顆粒状）、粉末状、柱状、円柱状、繊維状いずれであってもよいが、ゼオライトを選択した場合は、球状が好ましい。
【００２９】
ゼオライトは、細孔を有し、アルカリまたはアルカリ土類金属（好ましくはＮａイオン、Ｋイオン、Ｃａイオン）を含む含水アルミノケイ酸である。本発明の固体触媒として用いられるゼオライトは、合成品あるいは天然品のいずれであってもよい。具体的には、Ｘ型、Ｙ型、Ａ型、モルデナイト、及び、フェリライトからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、ｐＨ変化を起こさず、かつ、グルコース分解能にも優れる観点からＸ型ゼオライトがより好ましい。Ｎａイオンを含むものが好ましいが、ＮａイオンがＣａ、Ｍｇ、Ｌｉでイオン交換されたものを用いてもよい。
【００３０】
固体触媒は、触媒組成物中の固形分に対して５０〜９９重量％含むことが好ましく、８０〜９９重量％含むことがより好ましい。
【００３１】
触媒組成物中、固定化ＧＯＸの重量は、固体触媒の重量に対して、０．０１〜１倍であることが好ましく、０．０１〜０．５倍であることがより好ましい。また、固定化ＧＯＸ１０００Ｕあたり、固体触媒を０．２５〜２５ｇ用いることが好ましく、０．２５〜１２．５ｇ用いることがより好ましい。
【００３２】
本実施の形態に係る触媒組成物をグルコースに混合させることで、グルコースを分解することができる。反応は、溶媒を用いて行われることが好ましい。溶媒は、グルコースを溶解できる液体であればよく、水、緩衝液又はこれらの混合液を用いることができる。緩衝液としては、Ｔｒｉｓ緩衝液、グッド緩衝液及び炭酸塩緩衝液と呼ばれるものが好ましく、より好ましくは上述したＨＥＰＥＳ、ＴＥＳ、ＰＩＰＥＳ等のグッド緩衝液が挙げられる。固体触媒として活性炭を用いるときは、水を用いることが好ましい。緩衝液を用いるときは、緩衝能を阻害しないという観点から、固体触媒としてゼオライトを用いることが好ましく、グッド緩衝液とゼオライトとの組み合わせがより好ましい。ｐＨは、６〜８．５であることが好ましく、６〜７．５がより好ましい。グルコースを溶解できる液体は、触媒組成物にあらかじめ混合されていてもよいし、
あらかじめグルコースを溶解できる液体にグルコースを溶解したグルコース溶液と触媒組成物とを混合させてもよい。また、本実施の形態の触媒組成物は、グルコース溶液に添加してもよいし、溶媒に触媒組成物を添加した後、グルコース又はグルコース溶液を添加してもよい。なお、グルコース溶液を用いる場合は、尿、血液などの生体試料であってもよい。
【００３３】
本実施の形態の触媒組成物は、溶媒中、長期間グルコース分解活性を有しており、例えば、水中においても、１月以上グルコース分解能を有している。そのため、溶媒と触媒組成物とをあらかじめ混合させておき、グルコース又はグルコース溶液を添加してグルコースを分解する態様がより好適である。この場合、本実施の形態の触媒組成物は、溶媒中、分散させていてもよいし、また、グルコース及び溶媒が透過できる孔が設けられた包装体に包装して溶媒に浸漬させたり、溶媒に浮遊させたりしてもよい。
【００３４】
グルコースの分解反応において、本実施の形態の触媒組成物は、溶媒中０．０１〜５０ｗ／ｖ％用いると好ましく、０．１〜１０ｗ／ｖ％であるとより好ましい。
【００３５】
本実施の形態の触媒組成物は、分解すべきグルコースを速やかに分解する必要があるため分解の対象となるグルコースの量に対して過剰に用いられることが好ましいが、現実的にはグルコース１ｇ当たり、ＧＯＸを１００〜１００００ユニット含むと好ましく、更には５００〜５０００ユニットを含むのがより好ましい。
【００３６】
本実施の形態の触媒組成物を用いたグルコースの分解反応の反応温度は、特に制限されないが、室温（４〜５０℃）で行うことが好ましい。
【００３７】
本実施の形態の触媒組成物によれば、グルコースオキシダーゼを固定化させることで、液体中でＧＯＸを変性させずに長期間保存することができる。そのため、ＧＯＸにより長期間安定にグルコースをグルコン酸と過酸化水素とに分解することができる。
【００３８】
ＧＯＸにより触媒されるグルコースの分解反応は、下記式（１）で表される。
グルコース＋Ｏ２→グルコノ−δ−ラクトン＋Ｈ２Ｏ２・・・（１）
【００３９】
上記（１）で表されるように、グルコースの分解反応には酸素が必要であるが、触媒組成物の調製、及び、反応液の調製において、特に脱気の操作を加えなければよい。こうすることで、触媒組成物の調製の過程で本実施の形態の触媒組成物に空気中の酸素が混入する。また、反応液の調製において、溶媒中に酸素が溶存する。このように自然に混入した酸素により、上記（１）の反応は、進行する。
【００４０】
また、グルコースの分解により生じた反応性の高い過酸化水素は、固体触媒により速やかに水と酸素とに分解させることができる。
【００４１】
そして、下記（２）の反応が自発的に進行する。
グルコノ−δ−ラクトン＋Ｈ２Ｏ→グルコン酸・・・（２）
【００４２】
なお、溶媒に水を用いた場合は、上記式（１）の反応後、上記式（２）の反応が速やかに起こるためより好ましい。
【００４３】
このように、本実施の形態の触媒組成物によれば、有害な副生成物を算出せずに、かつ、溶媒中で長期間グルコースの分解能を保持することができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
本実施の形態は、グルコース濃度測定装置である。図１は、本実施の形態のグルコース濃度測定装置の外観の一例を示す図である。図２は、図１で示すグルコース濃度測定装置１の論理構造を示す模式的なブロック図である。図１で示すように、液体試料に含まれるグルコース濃度を測定するグルコースセンサ２と、グルコースセンサ２の出力を安定化させる保存液Ｓを含むセンサー保護部３とを備える。グルコースセンサ２は、保存液Ｓに浸漬されている。
【００４５】
保存液Ｓは、第１の実施形態で説明した固定化ＧＯＸと固体触媒とを含む触媒組成物を含有する液体である。保存液に用いられる液体は、グルコースを溶解する液体であればよいが、具体的には、水、緩衝液又はこれらの混合液を用いることができる。中でも、ＨＥＰＥＳ（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジンエタンスルホン酸）、ＴＥＳ（Ｎ−［トリス（ヒドロキシメチル）−メチル］−２−アミノエタンスルホン酸）、ＰＩＰＥＳ（４−ピペラジンジエタンスルフォン酸）等の緩衝液を含むことが好ましく、塩化ナトリウムや塩化カリウムを混合してイオン強度が０．１〜０．１５の範囲に調製されていることが好ましい。また、ｐＨは、６．０〜８．５であることが好ましく、６．０〜７．５がより好ましい。また、保存液Ｓ中、固定化ＧＯＸは、電極の表面積に対して１ｍｍ２当たり０．１〜２００ｍユニットを含むことが好ましく、０．５〜５０ｍユニットを含むことがより好ましい。固体触媒としては、活性炭、二酸化マンガン及びゼオライトの少なくも１種を用いることが好ましいが、保存液Ｓ中のｐＨを保持できるという観点から、ゼオライトがより好ましく、Ｘ型ゼオライトが更に好ましい。保存液Ｓは、本発明の効果を妨げない範囲で、防腐剤等の任意成分を含むことができる。
【００４６】
より具体的には、グルコース濃度測定装置１は、表示部４（操作案内手段）、操作部５、制御部６を有している。
【００４７】
グルコースセンサ２は、液体試料に含まれるグルコース濃度を、電気化学的に検出（測定）するように構成されている。
【００４８】
表示部４（操作案内手段）は、測定値や判定結果や操作ガイダンス等を表示する。
【００４９】
操作部５は、強制的な感度較正モードへの移行や、待機中の過去履歴の呼出などモード切替部６７により動作や表示を変更する。電源オン／オフスイッチはヒンジ部に磁石やプッシュスイッチ等を有してあり、センサー部の開閉によりボタン押し操作なしにオン／オフすることができる。
【００５０】
制御部６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、入出力インターフェース等からなり、表示部４への表示や操作部５からの入力を含んだ、グルコース濃度測定装置１全体の制御を行なうようになっている。加えて、グルコース濃度測定装置１は、図示しないＡ／Ｄ変換部を有しており、このＡ／Ｄ変換部は、グルコースセンサ２で検出された信号を、デジタルデータに変換して制御部６へと出力するように構成されている。
【００５１】
制御部６は、出力取得部６１と、出力判定部６２と、測定値算出部６３と、基準値設定部６４と、測定値記憶部６５と、基準値記憶部６６と、モード切替部６７と、カウンタ部６８とを有している。
【００５２】
出力取得部６１は、グルコースセンサ２に液体試料又は基準液が摘下されたときのグルコースセンサ２の出力をＡ／Ｄ変換部（図示しない）を介して取得する。なお、基準液は、グルコース濃度が所定の濃度に定められたものである。
【００５３】
出力判定部６２は、出力取得部６１により取得された基準液のグルコースセンサ２の出力値を、基準値設定部６４により設定された基準値と比較する。
【００５４】
測定値算出部６３は、出力取得部６１により取得された測定試料のグルコースセンサ２の出力値を、基準値設定部６４により設定された基準値と比較する。
【００５５】
基準値設定部６４は、出力判定部６２により基準値の設定に適すると判定されたグルコースセンサ２の出力値を用いて、基準値を設定する。この基準値は、基準値記憶部６６に格納される。なお、製品出荷時には、基準値が初期値として予め記憶されている。
【００５６】
モード切替部６７は、グルコース濃度を測定するための測定モードと、グルコースセンサ２の感度を補正するための較正モードとを切り替える。測定モードのとき、出力取得部６１は、グルコースセンサ２の出力を測定値算出部６３に送出する。また、測定モードでは、制御部６が、その他図示しない構成によりグルコース濃度の測定全般を制御する。測定モードにおいてグルコース濃度を測定した回数が、カウンタ部６８によって、グルコースセンサ２の使用頻度に相当する値としてカウントされる。モード切替部６７は、カウンタ部６８によりカウントされたグルコース濃度の測定回数が所定回数に達した場合に、較正（センサーの感度補正）が必要であると判定すると共に、較正が必要である旨を表示部４に表示し、較正モードに切り替えるようになっている。較正モードでは、出力取得部６１は、グルコースセンサ２の出力を出力判定部６２に送出する。また、較正モードでは、制御部６が、その他図示しない構成によりグルコースセンサ２の較正全般を制御し、グルコースセンサ２の感度を補正する（補正手段）。
【００５７】
これらの構成のグルコース濃度測定装置１において、制御部６は、次に図３のフローチャートに示す流れで、各処理を実行する。グルコース濃度測定装置１の電源がオフされている状態で、使用者が操作部５上の電源オン／オフスイッチを押すと、ステップＳ１にて、グルコース濃度測定装置１が測定モードで起動される。
【００５８】
ステップＳ２では、モード切替部６７は、カウンタ部６８でカウントされたグルコース濃度の測定回数によって、グルコースセンサ２の感度を補正する必要があるか否かを判定する。このステップＳ２における感度補正の要否は、例えば、前回、較正モードに変換した時からの経過時間を計時して、その経過時間が所定時間に達したか否かによって判定してもよい。
【００５９】
ステップＳ２で感度補正の必要がないと判定された場合、即ち、グルコース濃度の測定回数が所定回数よりも少ない場合には（ステップＳ２にてＮＯ）、ステップＳ３で、表示部４がユーザに測定を案内する表示をする。このとき例えば、図４（ａ）で示す表示がされる。
【００６０】
そして、表示部４の表示をみて、ユーザがグルコースセンサ２に液体試料、例えば、尿を摘下すると、制御部６内の出力取得部６１が、グルコースセンサ２からの出力を取得する。そして、測定値算出部６３は、基準値設定部６４が設定した基準値を用いて、出力取得部６１が取得した出力値から、グルコース濃度を算出する。
【００６１】
このグルコース濃度の測定が完了すると、制御部６は、ユーザに対して、算出されたグルコース濃度を表示部４に表示する。このとき、制御部６は、算出した測定値を測定値記憶部６５に記憶してもよい（ステップＳ４）。
【００６２】
そして、モード切替部６７により、較正モードに切り替えられ、ステップＳ５において、制御部６は、表示部４に、グルコースセンサ２に基準液を摘下するよう指示するガイダンスを表示するように制御する。このとき、表示部４は、図４（ｂ）で示すように、グルコース濃度とともに、基準液を摘下する旨のガイダンスを同時に表示してもよい。そして、表示部４でのガイダンス表示に従って、ユーザがグルコースセンサ２に基準液を摘下すると、出力取得部６１により、グルコースセンサ２の出力値が取得される。ここでは、取得された出力値が、時系列に沿って、ＲＡＭ上に記憶されていくようになっている。
【００６３】
次に、ステップＳ６で、出力判定部６２は、取得された最新の出力値（以下、「最新値」という）と、過去に取得されている出力値とを比較して、過去の出力値からの最新値の変化の大きさが許容範囲内に収まり、出力値が安定しているか否かを判定する。ここでは、過去の出力値として、前回の測定時における出力値（以下、「前回値」という）を用いるものとし、最新値とこの前回値とが比較されて出力値が安定しているか否かが判定される。これによって、出力判定部６２は、最新値が、上記基準値として適しているか否かを判定する。
【００６４】
即ち、出力判定部６２は、基準液に対する出力変化の許容限界値をＡとし、前回値と最新値との差分が、この許容限界値Ａ以下であるか否かを判定する。但し、前回値となる出力が測定されていないとき、前回値として、製品出荷時に、予め設定され基準値記憶部６６に記憶されていた基準値が用いられる。
【００６５】
上記差分が許容限界値Ａ以下である場合（ステップＳ６にてＹＥＳ）、最新値が基準値に適していると判断されて、ステップＳ７へと進む。このステップＳ７では、基準値設定部６４により、その最新値が、新たな基準値として、基準値記憶部６６に既に記憶されていた基準値に置き換えられる。そして、ステップＳ９で、制御部６は、表示部４にユーザに収納の促す旨を表示し（例えば、図４（ｃ））、ユーザは、グルコースセンサ２を保存液Ｓに浸漬し、グルコース濃度測定装置１の電源はオフされ、本処理は終了する。
【００６６】
また、上記差分が許容限界値Ａよりも大きい場合（ステップＳ６にてＮＯ）、この最新値は基準値に適していないと判断されて、制御部６は、表示部４にエラー表示をさせる（ステップＳ８、図４（ｄ）））。例えば、摘下した基準液が必要量に満たないときには、得られた最新値は基準値に適していないと判断される可能性が高い。そして、ステップＳ８で、制御部６は、表示部４にユーザに収納の促す旨を表示し（例えば、図４（ｃ））、ユーザは、グルコースセンサ２を保存液Ｓに浸漬し、グルコース濃度測定装置１の電源はオフされ、本処理は終了する。この場合、ユーザは、使用説明書より、所定の対処をするよう案内される。
【００６７】
また、上記ステップＳ２において、較正モードにする必要があると判定された場合、即ち、グルコース濃度測定回数が所定回数以上である場合（ステップＳ２にてＹＥＳ）、モード切替部６７は較正モードへ切り替え、ステップＳ５以降の感度補正に係る処理が実行される。
【００６８】
ここで、保存液が第１の実施形態の触媒組成物を含まない場合のフローチャートを図５に示す。図５の例の場合、グルコース濃度測定装置が測定モードで起動され（ステップＳ８１）、ステップＳ８２では、ステップＳ２と同様に、較正モードにする必要がないと判定された場合（ステップＳ８２にてＮＯ）、ステップＳ８３で、表示部がユーザに測定を案内する表示をする。そして、表示部の表示をみて、ユーザがグルコースセンサに液体試料、例えば、尿を摘下すると、ステップＳ４と同様にグルコース濃度が算出され、記憶される（ステップＳ８４）。
【００６９】
そして、表示部には、ユーザに対し洗浄する旨の案内が表示される（ステップＳ８５）。これは、触媒組成物を含まない、従来の保存液に尿が持ち込まれると、グルコース濃度が増加して、グルコースセンサの出力を安定化できなくなり、測定精度が低下するためである。したがって、ユーザは、グルコースセンサを水で洗浄する手間を要求されてしまう。
【００７０】
また、上記ステップＳ８２において、較正の必要があると判定された場合（ステップＳ８２にてＹＥＳ）、モード切替部６７により較正モードへ切り替えられ、ステップＳ５〜８と同様な感度補正に係る処理が実行される（ステップＳ８５〜８８）。
【００７１】
そして、図５の例では、ステップＳ８７又はＳ８８の後、ユーザに対し洗浄する旨の案内が表示部に表示される（ステップＳ８９）。これは、触媒組成物を含まない、従来の保存液に基準液が持ち込まれると、グルコース濃度が増加して、グルコースセンサの出力を安定化できなくなり、測定精度が低下するためである。したがって、ユーザは、グルコースセンサを水で洗浄する手間を要求されてしまう。
【００７２】
ステップＳ９０では、ステップＳ９と同様に、表示部にユーザに収納の促す旨が表示され、ユーザは、グルコースセンサを保存液に浸漬し、グルコース濃度測定装置の電源はオフされ、本処理は終了する。
【００７３】
一方、本実施の形態のグルコース濃度測定装置１によれば、保存液Ｓにグルコースの分解機能を持たせたため、従来、測定後又は基準合わせ後に必要とされた洗浄処理が不要となる。したがって、液体試料中のグルコース濃度を簡便に測定することが可能になる。
【００７４】
図６（ａ）、図７〜１０は、グルコース濃度測定装置１の出力取得部６１が取得するセンサー出力を模式的に示す図である。図６（ａ）では、ステップＳ１、Ｓ２ＹＥＳ、Ｓ５を経て基準液をグルコースセンサ２に摘下した後、ステップＳ７、Ｓ９を経て保存液に収納した例を示す。図６（ｂ）は、従来のグルコース濃度測定装置のセンサー出力を模式的に示す図である。図６（ｂ）では、ステップＳ８１、Ｓ８２ＹＥＳ、Ｓ８５〜Ｓ８７を経て基準液をセンサーに摘下後、水で洗浄を行い（ステップＳ８９）、ステップＳ９０を経て保存液に収納したときのセンサー出力を示す。グルコース濃度測定装置１では、保存液Ｓ中でグルコースセンサ２に残存した基準液のグルコースが分解されるため、図６（ａ）では、図６（ｂ）と同じように、保存液Ｓに浸漬されたグルコースセンサ２が安定した出力を示す。
【００７５】
図７では、尿を測定した例を示す。図７では、ステップＳ１、Ｓ２ＮＯ、Ｓ３を経て、尿をグルコースセンサ２に摘下し、さらに、ステップＳ４、Ｓ５を経て、基準液を摘下して、ステップＳ６ＹＥＳ、Ｓ７、Ｓ９を経て保存液に収納する例を示す。図７（ａ）では、高濃度（１０００〜２０００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖が検出される例を示し、図７（ｂ）では、低濃度（５０〜１００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖が検出される例を示す。図７で示すように、保存液Ｓに浸漬されたグルコースセンサ２は、安定した出力を示す。
【００７６】
図８、９では、感度補正をした後に、尿を測定した例を示す。図８、９では、ステップＳ１、Ｓ２ＹＥＳ、Ｓ５を経て、基準液をグルコースセンサ２に摘下し、さらに、ステップＳ６ＹＥＳ、Ｓ７を経て、保存液Ｓに収納し、さらに、保存液Ｓからグルコースセンサ２を取りだして、ステップＳ１、Ｓ２ＮＯ、Ｓ３を経て、尿をグルコースセンサ２に摘下し、さらに、ステップＳ４、Ｓ５を経て、基準液を摘下して、ステップＳ６ＹＥＳ、Ｓ７、Ｓ９を経て保存液Ｓに収納する例を示す。図８では、高濃度（２００〜５００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖が検出される例を示し、図９では、低濃度（５０〜１００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖が検出される例を示す。図８、９で示すように、保存液に浸漬されたグルコースセンサ２は、安定した出力を示す。
【００７７】
図１０では、測定試料として尿を測定した例を示す。図１０では、ステップＳ１、Ｓ２ＮＯ、Ｓ３を経て、尿をグルコースセンサ２に摘下し、高濃度（２００〜５００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖を検出した後、ステップＳ４、５を経て、基準液をグルコースセンサ２に摘下し、さらに、ステップＳ６ＹＥＳ、Ｓ７を経て、保存液Ｓに収納し、さらに、保存液Ｓからグルコースセンサ２を取りだして、ステップＳ１、Ｓ２ＮＯ、Ｓ３を経て、尿をグルコースセンサ２に摘下し、低濃度（５０〜１００ｍｇ／ｄＬ）の尿糖を検出した後、さらに、ステップＳ４、Ｓ５を経て、基準液を摘下して、ステップＳ６ＹＥＳ、Ｓ７、Ｓ９を経て保存液Ｓに収納する例を示す。図１０で示すように、保存液Ｓに浸漬されたグルコースセンサ２が安定した出力を示す。
【００７８】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
たとえば、本実施の形態では、操作案内手段として表示部を例に挙げて説明したが、表示部に代えて、あるいは、表示部とともに、音声による案内をさせる構成を採用しても良い。
また、実施の形態では、グルコース濃度測定装置の測定試料として、尿をあげて説明したが、本発明のグルコース濃度測定装置は、グルコースが溶解したあらゆる液体試料のグルコース濃度を測定することができ、血液など、グルコースが含まれる生体試料を用いることもできる。
【実施例】
【００７９】
製造例１
［固定化ＧＯＸの調製］
下記の方法でＢＳＡ液、ＧＯＸ液及びＧＡ水溶液をそれぞれ調整した。
・ＢＳＡ液：牛血清アルブミン（ＢＳＡ、和光純薬社製）を、緩衝液（１００ｍｍｏｌ／ｌ Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−２−アミノエタンスルホン酸（ＴＥＳ）、１５０ｍｍｏｌ／ｌ塩化ナトリウム水溶液）で２０％（ｗ／ｖ）に調整した液を用意した。
・ＧＯＸ液（天野製薬社製）：グルコースオキシダーゼを上記の緩衝液で３８０００Ｕ／ｍｌに調整した。
・ＧＡ水溶液：グルタルアルデヒド（ＧＡ、和光純薬社製）の１０％（ｗ／ｖ）水溶液を用意した。
調整したＢＳＡ液、ＧＯＸ液及びＧＡ水溶液を混合し、プラチナ表面（面積１．４３ｍｍ２）にスピン塗布して厚み０．６μｍの固定化ＧＯＸ膜を形成し、上記スピン塗布の過程において周囲に飛散したＧＯＸ、ＢＳＡ、ＧＡの混合物からなる固定化酵素膜を回収し、粉末化して約２５０００Ｕ／ｇの固定化ＣＯＸを約０．５ｇ得た。
【００８０】
製造例２
［保存液の調製］
１０ｍｍｏｌ／ｌのＴＥＳ緩衝液を用意し、塩化ナトリウムでイオン強度を０．１５に、水酸化ナトリウムでｐＨ７に調製した。
【００８１】
実施例１〜４
製造例１で調製した固定化ＧＯＸと顆粒状の活性炭（０３４−０２１２５、和光純薬工業社製）とを混合して表１に示す組成の触媒組成物を得た。
【００８２】
【表１】
【００８３】
［評価］
製造例２で調製した保存液８０ｍＬに実施例１〜４の触媒組成物を加えたものと、実施例１〜４の触媒組成物を加えないものとを用意し、さらに、５００ｍｇ／ｄＬのグルコース水溶液３ｍＬを入れ替えた。７日経過後、保存液中のグルコース濃度を測定したところ（全自動グルコース測定装置グルコースオートアンドスタット、型番ＧＡ−１１５２、アークレイ社製）、実施例１〜４の触媒組成物は、グルコースは検出されなかったが、実施例１〜４の触媒組成物を加えないものは、添加したグルコースの量だけ、グルコースが検出された。また、測定後に５００ｍｇ／ｄＬのグルコース水溶液３ｍＬを入れ替え、１週間後に測定を同様にして行ない、２か月間後にも測定を同様にして行ったところ、いずれにおいてもグルコースは検出されなかった。
【００８４】
実施例５
製造例２で調製した保存液５０ｍＬに、製造例１で調製した固定化ＧＯＸ０．３ｇと顆粒状の活性炭（０３４−０２１２５、和光純薬工業社製）０．５ｇとを混合した触媒組成物を加え、更にグルコースを０．５ｇ添加し、２５℃で放置した。４、２４、４８時間をそれぞれ経過したときに、保存液中のグルコース濃度を測定した（全自動グルコース測定装置グルコースオートアンドスタット、型番ＧＡ−１１５２、アークレイ社製）。結果を図１１に示す。
【００８５】
実施例６
実施例５において、活性炭に換えて粒状の二酸化マンガン（ＩＶ）０．５ｇを用いた以外は、実施例５と同様にした。結果を図１１に示す。
【００８６】
比較例１
実施例５において、活性炭を加えない以外は、実施例５と同様にした。結果を図１１に示す。
【００８７】
図１１に示すとおり、固体触媒を加えた実施例５、６では、グルコース濃度が速やかに低下したが、固体触媒を加えない比較例１では、グルコース濃度の低下がほとんど見られなかった。なお、使用したグルコース濃度測定装置（アークレイ社製の全自動グルコース測定装置）は、過酸化水素反応出力を測定しグルコース換算しているため、比較例１の結果は、実質的には、保存液中で過酸化水素が分解されていない結果を示すものと考察された。
【００８８】
実施例７
製造例２で調製した保存液５０ｍＬに、製造例１で調製した固定化ＧＯＸを０．１ｇと、球状のゼオライト（Ｆ−９、ＮａＸ型、比表面積５９１ｍ２／ｇ、Ｓｉ／Ａｌ＝２．５、和光純薬工業社製）５ｇとを混合した触媒組成物を加えて、２５℃で１５日間放置した。なお、４日目、９日目にグルコースを５ｍｇずつ添加した。保存液中のグルコース濃度を毎日測定した（全自動グルコース測定装置グルコースオートアンドスタット、型番ＧＡ−１１５２、アークレイ社製）。結果を図１２に示す。
【００８９】
実施例８
実施例７において、球状のゼオライトに換えて、粉末のゼオライト（ＨＳ−３４１、ＮＨ３Ｙ型、比表面積７００ｍ２／ｇ、Ｓｉ／Ａｌ＝５．５、和光純薬工業社製）５ｇを用いた以外は、実施例７と同様にした。結果を図１２に示す。
【００９０】
実施例９
実施例７において、球状のゼオライトに換えて、粉末のゼオライト（ＨＳ−７２０、Ｋフェリライト、比表面積１７０ｍ２／ｇ、Ｓｉ／Ａｌ＝１８．２、和光純薬工業社製）５ｇを用いた以外は、実施例７と同様にした。結果を図１２に示す。
【００９１】
図１２で示すように、実施例７〜９では、グルコースを添加後数日以内で、グルコース濃度の低下が見られた。また、図１３には、実施例７、９について、ｐＨを毎日測定した結果を示すが、図１３で示すように、実施例７、９ではｐＨの変化もほとんど見られず、ｐＨ７を保持していた。なお、ｐＨは、２５℃でｐＨメータ（新電元工業株式会社製、ｐＨ計 ＫＳ７２３）により測定した。
【００９２】
実施例１０
製造例２で調製した保存液５０ｍＬに、実施例７で用いた触媒組成物を加えて、２５℃で１５０時間放置した。なお、０、６８、１０４時間後にグルコースを５ｍｇずつ添加した。０．５、２、２４時間後に保存液中のグルコース濃度を測定した（全自動グルコース測定装置グルコースオートアンドスタット、型番ＧＡ−１１５２、アークレイ社製）。結果を図１４に示す。
【００９３】
実施例１１
実施例１０において、実施例７で用いた触媒組成物のうち、固定化ＧＯＸを０．３ｇ用いた以外は、実施例１０と同様にした。結果を図１４に示す。
【００９４】
実施例１０、１１ではいずれもグルコース濃度の低下がみられたが、この保存液をグルコースセンサ（製品番号ＵＧ２０１、タニタ社製）に用いると、実施例１１では出力が小さくなるという変化が見られた。これは、固体触媒に対して固定化ＧＯＸの量が多すぎると、過酸化水素の分解が間に合わなくなるためと考えられた。
【符号の説明】
【００９５】
１ グルコース濃度測定装置
２ グルコースセンサ
３ センサー保護部
４ 表示部
５ 操作部
６ 制御部
６１ 出力取得部
６２ 出力判定部
６３ 測定値算出部
６４ 基準値設定部
６５ 測定値記憶部
６６ 基準値記憶部
６７ モード切替部
６８ カウンタ部
Ｓ 保存液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定化されたグルコースオキシダーゼと、
前記グルコースオキシダーゼの作用によるグルコースの分解反応で生じた過酸化水素の分解反応を触媒する固体触媒と、
を含む、グルコース分解用触媒組成物。
【請求項２】
前記グルコースオキシダーゼは、グルタルアルデヒドが架橋して固定化されている、請求項１に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項３】
前記グルコースオキシダーゼは、アルブミンとグルタルアルデヒドとの架橋膜により固定化されている、請求項２に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項４】
前記固体触媒が、活性炭、二酸化マンガン、及び、ゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１乃至３いずれか１項に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項５】
前記ゼオライトが、Ｘ型、Ｙ型、Ａ型、モルデナイト、及び、フェリライトからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項４に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項６】
グルコースを溶解する液体をさらに含む、請求項１乃至５いずれか１項に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項７】
前記固体触媒がゼオライトを含み、前記液体がグッド緩衝液を含む、請求項６に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれか１項に記載の触媒組成物を用いてグルコースを分解する方法。
【請求項９】
液体試料に含まれるグルコース濃度を測定するグルコースセンサと、
前記グルコースセンサの出力を安定化させる保存液を含むセンサー保護部と、
を備え、
前記グルコースセンサは、前記保存液に浸漬されており、
前記保存液が、請求項１乃至７いずれか１項に記載の触媒組成物を含む、グルコース濃度測定装置。
【請求項１０】
グルコースが所定濃度に定められた基準液をグルコースセンサに摘下して、前記グルコースセンサの感度を補正するステップと、
補正された前記グルコースセンサを保存液に浸漬して、前記グルコースセンサの出力を安定化するステップと、
安定化された前記グルコースセンサを用いて液体試料中のグルコース濃度を測定するステップと、
を含み、
前記保存液が、請求項１乃至７いずれか１項に記載の触媒組成物を含む、グルコース濃度の測定方法。
【請求項１１】
前記液体試料が尿である、請求項１０に記載のグルコース濃度の測定方法。
【請求項１２】
液体試料に含まれるグルコース濃度を測定するグルコースセンサと、
グルコースが所定濃度に定められた基準液を前記グルコースセンサに摘下することをユーザに案内する操作案内手段と、
前記操作案内手段の案内を受けてユーザがグルコースが所定濃度に定められた基準液に前記グルコースセンサを摘下することによって、前記グルコースセンサの感度を補正する補正手段と、
を有し、
前記補正手段により前記グルコースセンサの感度が補正されたとき、前記操作案内手段は、ユーザに対し、前記グルコースセンサの出力を安定化する保存液に、前記グルコースセンサを浸漬することを案内する、グルコース濃度測定装置。
【請求項１３】
前記液体試料が尿である、請求項９又は１２に記載のグルコース濃度測定装置。
【請求項１】
固定化されたグルコースオキシダーゼと、
前記グルコースオキシダーゼの作用によるグルコースの分解反応で生じた過酸化水素の分解反応を触媒する固体触媒と、
を含む、グルコース分解用触媒組成物。
【請求項２】
前記グルコースオキシダーゼは、グルタルアルデヒドが架橋して固定化されている、請求項１に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項３】
前記グルコースオキシダーゼは、アルブミンとグルタルアルデヒドとの架橋膜により固定化されている、請求項２に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項４】
前記固体触媒が、活性炭、二酸化マンガン、及び、ゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１乃至３いずれか１項に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項５】
前記ゼオライトが、Ｘ型、Ｙ型、Ａ型、モルデナイト、及び、フェリライトからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項４に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項６】
グルコースを溶解する液体をさらに含む、請求項１乃至５いずれか１項に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項７】
前記固体触媒がゼオライトを含み、前記液体がグッド緩衝液を含む、請求項６に記載のグルコース分解用触媒組成物。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれか１項に記載の触媒組成物を用いてグルコースを分解する方法。
【請求項９】
液体試料に含まれるグルコース濃度を測定するグルコースセンサと、
前記グルコースセンサの出力を安定化させる保存液を含むセンサー保護部と、
を備え、
前記グルコースセンサは、前記保存液に浸漬されており、
前記保存液が、請求項１乃至７いずれか１項に記載の触媒組成物を含む、グルコース濃度測定装置。
【請求項１０】
グルコースが所定濃度に定められた基準液をグルコースセンサに摘下して、前記グルコースセンサの感度を補正するステップと、
補正された前記グルコースセンサを保存液に浸漬して、前記グルコースセンサの出力を安定化するステップと、
安定化された前記グルコースセンサを用いて液体試料中のグルコース濃度を測定するステップと、
を含み、
前記保存液が、請求項１乃至７いずれか１項に記載の触媒組成物を含む、グルコース濃度の測定方法。
【請求項１１】
前記液体試料が尿である、請求項１０に記載のグルコース濃度の測定方法。
【請求項１２】
液体試料に含まれるグルコース濃度を測定するグルコースセンサと、
グルコースが所定濃度に定められた基準液を前記グルコースセンサに摘下することをユーザに案内する操作案内手段と、
前記操作案内手段の案内を受けてユーザがグルコースが所定濃度に定められた基準液に前記グルコースセンサを摘下することによって、前記グルコースセンサの感度を補正する補正手段と、
を有し、
前記補正手段により前記グルコースセンサの感度が補正されたとき、前記操作案内手段は、ユーザに対し、前記グルコースセンサの出力を安定化する保存液に、前記グルコースセンサを浸漬することを案内する、グルコース濃度測定装置。
【請求項１３】
前記液体試料が尿である、請求項９又は１２に記載のグルコース濃度測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２４９６２８（Ｐ２０１２−２４９６２８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６４２０３（Ｐ２０１２−６４２０３）
【出願日】平成２４年３月２１日（２０１２．３．２１）
【出願人】（０００１３３１７９）株式会社タニタ (303)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２１日（２０１２．３．２１）
【出願人】（０００１３３１７９）株式会社タニタ (303)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]