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公開番号2025166542
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-06
出願番号2024070634
出願日2024-04-24
発明の名称アノード電極
出願人花王株式会社
代理人弁理士法人アルガ特許事務所
主分類G01N 27/327 20060101AFI20251029BHJP(測定;試験)
要約【課題】簡便な方法にて電極における電流密度の上昇を可能とする、アノード電極およびその製造方法、並びに、当該アノード電極を含む電気化学的デバイスを提供する。
【解決手段】本開示は、一態様において、導電層と、前記導電層に接した試薬層とを含むアノード電極に関する。前記試薬層は、導電性材料を含む試薬層本体と、前記試薬層本体に担持された、酵素架橋体と電子移動促進剤とを含む。前記酵素架橋体は、第1級アミノ基および第2級アミノ基から選ばれる少なくとも1種のアミノ基を含むアノード酵素と1分子中に1つ以上のエポキシ基を含み数平均分子量が600以上のポリアルキレングリコール誘導体との反応生成物である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
導電層と、前記導電層に接した試薬層とを含み、
前記試薬層は、導電性材料を含む試薬層本体と、前記試薬層本体に担持された、酵素架橋体と電子移動促進剤とを含み、
前記酵素架橋体は、第１級アミノ基および第２級アミノ基から選ばれる少なくとも１種のアミノ基を含むアノード酵素と１分子中に１つ以上のエポキシ基を含み数平均分子量が６００以上のポリアルキレングリコール誘導体との反応生成物である、アノード電極。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記試薬層本体は、多孔質炭素を含む、請求項１に記載のアノード電極。
【請求項３】
前記アノード酵素は、乳酸オキシターゼである、請求項１に記載のアノード電極。
【請求項４】
前記電子移動促進剤は、チオニン酢酸塩である、請求項１に記載のアノード電極。
【請求項５】
前記ポリアルキレングリコール誘導体は、両方末端にエポキシ基を有するポリエチレングリコース誘導体である、請求項１に記載のアノード電極。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載のアノード電極の製造方法であり、
前記試薬層本体に、電子移動促進剤を含む溶液を塗布し、塗布された前記溶液を乾燥させて、前記試薬層本体に前記電子移動促進剤を担持させること、
前記試薬層本体に、第１級アミノ基および第２級アミノ基から選ばれる少なくとも１種のアミノ基を含むアノード酵素と１分子中に１つ以上のエポキシ基を含み数平均分子量が６００以上のポリアルキレングリコール誘導体とを含む酵素架橋体調製用溶液を塗布し、塗布された前記酵素架橋体調製用溶液を乾燥させること、を含むアノード電極の製造方法。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかの項に記載のアノード電極を含む電気化学的デバイス。
【請求項８】
前記電気化学的デバイスは、所望の基質の濃度を測定する酵素センサーである請求項７に記載の電気化学的デバイス。
【請求項９】
前記電気化学的デバイスは、バイオ燃料電池である請求項７に記載の電気化学的デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、アノード電極およびその製造方法、並びに前記アノード電極を含む電気化学的デバイスに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、健康志向の高まりに伴い、身体の状態をモニターするために、汗、唾液、尿、涙、血液等の生体液中の有機物質を選択的に検出するセンサーのニーズが高まっており、中でも血液採取を行わないような被験者の身体を傷つけない非侵襲的な測定が注目されている。
【０００３】
特許文献１は、液体中のグルコース濃度を測定するセンサーを開示しており、当該センサーは、親水性官能基を有するメディエータ（電子移動促進剤）をグルコースデヒドロゲナーゼ（酵素）と混合し塗布することで形成された試薬層を含む。しかし、メディエータ（電子移動促進剤）や酵素が測定溶液に溶出するため、応答の繰り返し再現性が得られない課題があった。
特許文献２は、メディエータや酵素の溶出を防ぐことを目的として、電極の形成のために、メディエータ（電子移動促進剤）が導入されたポリマーと酵素とマルチエポキシ化化合物とを含む混合液を用いている。前記混合液を用いることで、メディエータ単体と、酵素と、マルチエポキシ化化合物とを含む混合液を用いるよりも、高い電流密度が示され、高い電流密度をより長く維持できることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１９４４８４号公報
特開２０２３－１２８５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記メディエータをベースポリマーに結合させて得た前記ポリマーの使用は、生産性の観点から不利である。そのため、より簡便な方法にて電極における電流密度の上昇が達せられることが望まれる。酵素およびメディアータが水溶性である場合は、これらの溶出により電流密度の低下が顕著な問題である。
【０００６】
本開示は、簡便な方法にて電極における電流密度の上昇を可能とする、アノード電極およびその製造方法、並びに、当該アノード電極を含む電気化学的デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、一態様において、導電層と、前記導電層に接した試薬層とを含み、
前記試薬層は、導電性材料を含む試薬層本体と、前記試薬層本体に担持された、酵素架橋体と電子移動促進剤とを含み、
前記酵素架橋体は、第１級アミノ基および第２級アミノ基から選ばれる少なくとも１種のアミノ基を含むアノード酵素と１分子中に１つ以上のエポキシ基を含み数平均分子量が６００以上のポリアルキレングリコール誘導体との反応生成物である、アノード電極に関する。
【０００８】
本開示は、一態様において、本開示のアノード電極の製造方法であり、
前記試薬層本体に、電子移動促進剤を含む溶液を塗布し、塗布された前記溶液を乾燥させて、前記試薬層本体に前記電子移動促進剤を担持させること、
前記試薬層本体に、第１級アミノ基および第２級アミノ基から選ばれる少なくとも１種のアミノ基を含むアノード酵素と１分子中に１つ以上のエポキシ基を含み数平均分子量が６００以上のポリアルキレングリコール誘導体とを含む酵素架橋体調製用溶液を塗布し、塗布された前記酵素架橋体調製用溶液を乾燥させること、を含むアノード電極の製造方法に関する。
【０００９】
本開示は、一態様において、本開示のアノード電極を含む電気化学的デバイスに関する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、簡便な方法にて電流密度の上昇を可能とする、アノード電極およびその製造方法、並びに、当該アノード電極を含む電気化学的デバイスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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