(57)【要約】  固定化されたプロテアーゼと、固定化されたケトアミンオキシダーゼと、過酸化水素検出部と、を備える糖化タンパク質センサを提供する。
2019221264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定化されたプロテアーゼと、
固定化されたケトアミンオキシダーゼと、
過酸化水素検出部と、
を備える糖化タンパク質センサ。
【請求項２】
前記固定化されたケトアミンオキシダーゼは前記過酸化水素検出部に近接して配置された、
請求項１に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項３】
前記固定化されたプロテアーゼは前記固定化されたケトアミンオキシダーゼに近接して配置された、
請求項２に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項４】
測定対象である液体を収容する液体収容部を更に備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項５】
前記液体収容部の容積は１００μＬ以下である、
請求項４に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項６】
過酸化水素検出部と、
前記過酸化水素検出部上に配置され、固定化されたプロテアーゼと固定化されたケトアミンオキシダーゼとを含む酵素層と、
を備える糖化タンパク質センサ。
【請求項７】
前記酵素層は、固定化されたプロテアーゼを含むプロテアーゼ層と固定化されたケトアミンオキシダーゼを含むケトアミンオキシダーゼ層とを積層して有する、
請求項６に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項８】
前記ケトアミンオキシダーゼ層と前記プロテアーゼ層とは、前記過酸化水素検出部に近い方から、前記ケトアミンオキシダーゼ層、前記プロテアーゼ層の順に積層されている、
請求項７に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項９】
前記ケトアミンオキシダーゼ層は、第一のケトアミンオキシダーゼ層と第二のケトアミンオキシダーゼ層とを含み、
前記第一のケトアミンオキシダーゼ層と前記プロテアーゼ層と第二のケトアミンオキシダーゼ層とがこの順に積層されている、
請求項７に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項１０】
前記酵素層は、固定化されたケトアミンオキシダーゼを含むケトアミンオキシダーゼ層と、前記ケトアミンオキシダーゼ層の前記過酸化水素検出部に対して反対側の面に固定化されたプロテアーゼとを備える、
請求項６に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項１１】
前記過酸化水素検出部と前記酵素層との間に配置されたイオン交換樹脂を更に備える、
請求項６から１０のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項１２】
前記固定化されたプロテアーゼは、前記固定化されたケトアミンオキシダーゼから離れて配置された、
請求項１に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項１３】
前記固定化されたプロテアーゼを収容するプロテアーゼ収容部と、
前記固定化されたケトアミンオキシダーゼを収容し、前記プロテアーゼ収容部と流体連結されたケトアミンオキシダーゼ収容部と、
前記プロテアーゼ収容部から前記ケトアミンオキシダーゼ収容部に液体を送る送液機構と、
を備える、
請求項１２に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項１４】
前記プロテアーゼ部及び／又は前記ケトアミンオキシダーゼ部を加熱するヒータを更に備える、
請求項１２又は１３に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項１５】
前記プロテアーゼ収容部を加熱するプロテアーゼ用ヒータを更に備える、
請求項１２又は１３に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項１６】
前記プロテアーゼ用ヒータは、前記プロテアーゼ収容部を、４０℃以上に加熱するように構成された、
請求項１５に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項１７】
前記プロテアーゼ収容部又はプロテアーゼの温度を測定するプロテアーゼ用温度センサを更に備える、
請求項１５又は１６に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項１８】
前記プロテアーゼ用温度センサからの情報に基づいて、前記プロテアーゼ用ヒータの発熱量を制御する温度制御機構を更に備える、
請求項１５から１７のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項１９】
前記ケトアミンオキシダーゼ収容部を加熱するケトアミンオキシダーゼ用ヒータを更に備える、
請求項１５から１８のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項２０】
前記ケトアミンオキシダーゼ用ヒータは、前記ケトアミンオキシダーゼ収容部を、４０℃以下の温度で加熱するように構成された、
請求項１９に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項２１】
前記ケトアミンオキシダーゼ収容部又はケトアミンオキシダーゼの温度を測定するケトアミンオキシダーゼ用温度センサを更に備える、
請求項１９又は２０に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項２２】
前記ケトアミンオキシダーゼ用温度センサからの情報に基づいて、前記ケトアミンオキシダーゼ用ヒータの発熱量を制御する温度制御機構を更に備える、
請求項１９から２１のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項２３】
前記プロテアーゼ収容部と前記ケトアミンオキシダーゼ収容部との間に、双方に流体連結されて配置され、冷却機構を備える冷却部を更に備える、
請求項１５から２２のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項２４】
被験物質を含む溶液の上流方向から、
前記固定化されたプロテアーゼ、
前記固定化されたケトアミンオキシダーゼ、
前記過酸化水素検出部、
の順に配置された、
請求項１に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項２５】
前記プロテアーゼは基材に固定されている、
請求項２４に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項２６】
前記プロテアーゼはビーズに固定されている、
請求項２５に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項２７】
前記過酸化水素検出部は過酸化水素電極を含む、
請求項１から２６のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項２８】
過酸化水素検出器は光検出器を含む、
請求項１から２６のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項２９】
過酸化水素検出器は、過酸化水素と反応する発光試薬と光検出器とを含む、
請求項１から２６のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項３０】
第一の固定化されたプロテアーゼと、
第一の固定化されたケトアミンオキシダーゼと、
第一過酸化水素検出部と、
を備える第一センサと、
第二の固定化されたケトアミンオキシダーゼと、
第二過酸化水素検出部と、
を備える第二センサと、
を備える糖化タンパク質センサ。
【請求項３１】
第一過酸化水素検出部と、
前記第一過酸化水素検出部上に配置され、固定化されたプロテアーゼと固定化されたケトアミンオキシダーゼとを含む第一酵素層と、
第二過酸化水素検出部と、
前記第二過酸化水素検出部上に配置され、実質的に前記固定化されたケトアミンオキシダーゼからなる酵素を含む第二酵素層と、
を備える糖化タンパク質センサ。
【請求項３２】
前記第一過酸化水素検出部と前記第二過酸化水素検出部とは過酸化水素電極を含む、
請求項３１に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項３３】
前記第一過酸化水素検出部は、第一作用極と、対極及び参照極の一方とを備え、
前記第二過酸化水素検出部は、第二作用極と、対極及び参照極の他方とを備える、
請求項３２に記載の糖化タンパク質センサ
【請求項３４】
前記対極に電位を印加し、前記第一作用極に流れる電流と前記第二作用極に流れる電流とを測定する電流測定回路を更に備える、
請求項３２又は３３に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項３５】
前記糖化タンパク質は糖化アルブミンを含む、
請求項１から３４のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項３６】
アルブミンセンサを更に備える、
請求項３５に記載の糖化タンパク質センサ。
【請求項３７】
糖化タンパク質を含む測定溶液を用意することと、
前記測定溶液を固定化されたプロテアーゼに導入することと、
前記固定化されたプロテアーゼを用いて、前記糖化タンパク質を断片化してペプチド断片を生成することと、
固定化されたケトアミンオキシダーゼを用いて、前記ペプチド断片のうち、糖化されたアミノ酸残基を含むペプチド断片から、過酸化水素を発生させることと、
過酸化水素検出器を用いて、前記ケトアミンオキシダーゼにより発生した前記過酸化水素を検出すること、
を備える、糖化タンパク質の測定方法。
【請求項３８】
固定化されたプロテアーゼと、
固定化されたケトアミンオキシダーゼと、
過酸化水素検出部と、
を備える糖化タンパク質センサを用意することと、
糖化タンパク質を含む測定溶液を用意することと、
前記測定溶液を前記糖化タンパク質センサに導入することと、
前記糖化タンパク質センサを用いて前記測定溶液中の前記糖化タンパク質を検出すること、
を備える、糖化タンパク質の測定方法。
【請求項３９】
前記過酸化水素検出部からの出力信号と関連付けられた糖化タンパク質の濃度を求めることを更に備える、
請求項３８に記載の、糖化タンパク質の測定方法。
【請求項４０】
前記糖化タンパク質は、糖化アルブミン又は糖化ヘモグロビンであって、
前記方法は、
アルブミンの濃度又はヘモグロビンの濃度を求めることと、
前記糖化アルブミンの濃度又は前記糖化ヘモグロビンの濃度と、前記アルブミンの濃度又は前記ヘモグロビンの濃度との比率である糖化アルブミン値又は糖化ヘモグロビン値を求めることと、
を更に備える、
請求項３８又は３９に記載の、糖化タンパク質の測定方法。
【請求項４１】
１週間、２週間、３週間、４週間又は１か月ごとに、ユーザに対して糖化タンパク質濃度の測定を行うべきことを報知すること、
を更に備える、
請求項３８から４０のいずれか一項に記載の、糖化タンパク質の測定方法。
【請求項４２】
前記アルブミンの濃度又はヘモグロビンの濃度を求めることと、
前記糖化アルブミンの濃度又は前記糖化ヘモグロビンの濃度と、前記アルブミンの濃度又は前記ヘモグロビンの濃度との比率である糖化アルブミン値又は糖化ヘモグロビン値を求めることと、
を繰り返して行うことを更に備える、
請求項３８から４１のいずれか一項に記載の、糖化タンパク質の測定方法。
【請求項４３】
複数回の前記アルブミンの濃度又は前記ヘモグロビンの濃度との比率から、平均血糖値を換算して求めることを更に備える、
請求項４２に記載の、糖化タンパク質の測定方法。
【請求項４４】
請求項３８から４１のいずれか一項に記載の測定方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項４５】
前記糖化タンパク質は糖化アルブミンを含む、
請求項４１から４４のいずれか一項に記載の、糖化タンパク質の測定方法。
【請求項４６】
第一過酸化水素検出部と、
前記第一過酸化水素検出部上に配置され、固定化されたプロテアーゼと固定化されたケトアミンオキシダーゼとを含む第一酵素層と、
前記第二過酸化水素検出部上に配置され、実質的に前記固定化されたケトアミンオキシダーゼからなる酵素を含む第二酵素層と、
を備える糖化タンパク質センサを用意することと、
糖化タンパク質を含む測定溶液を前記糖化タンパク質センサに導入することと、
前記第一過酸化水素検出部からの出力信号と、前記第二過酸化水素検出部からの出力信号とから、これらの出力信号と関連付けられた糖化タンパク質の濃度を求めること、
を備える、糖化タンパク質の測定方法。
【請求項４７】
基板を用意することと、
前記基板上に過酸化水素検出部を配置することと、
前記基板上にケトアミンオキシダーゼを固定化することと、
前記基板上にプロテアーゼを固定化することと、
を備える、糖化タンパク質センサの製造方法。
【請求項４８】
前記基板上にケトアミンオキシダーゼを固定化することは、前記過酸化水素検出部上にケトアミンオキシダーゼを固定化することを含み、
前記基板上にプロテアーゼを固定化することは、前記過酸化水素検出部上にプロテアーゼを固定化することを含む、
請求項４７に記載の、糖化タンパク質センサの製造方法。
【請求項４９】
前記過酸化水素検出部上にケトアミンオキシダーゼを固定化することは、第一基材にケトアミンオキシダーゼが固定されたケトアミンオキシダーゼ層を形成することを含み、
前記過酸化水素検出部上にプロテアーゼを固定化することは、前記ケトアミンオキシダーゼ層上に、第二基材にプロテアーゼが固定されたプロテアーゼ層を形成することを含む、
請求項４８に記載の製造方法。
【請求項５０】
前記過酸化水素検出部上にケトアミンオキシダーゼを固定化することは、前記プロテアーゼ層上に、第三基材にケトアミンオキシダーゼが固定された第二のケトアミンオキシダーゼ層を形成することを更に含む、
請求項４９に記載の製造方法。
【請求項５１】
前記過酸化水素検出部上にケトアミンオキシダーゼを固定化することと、前記過酸化水素検出部上にプロテアーゼを固定化することとは、前記過酸化水素検出部上に、前記ケトアミンオキシダーゼと前記プロテアーゼとが共通基材に固定された同一の酵素層を形成することを含む、
請求項４８に記載の製造方法。
【請求項５２】
基板を用意することと、
前記基板上に第一過酸化水素検出部と第二過酸化水素検出部とを形成することと、
前記第一過酸化水素検出部上に、第一ケトアミンオキシダーゼとプロテアーゼとを固定することと、
前記第二過酸化水素検出部上に、第二ケトアミンオキシダーゼを固定することと、
を備える、
糖化タンパク質センサの製造方法。
【請求項５３】
前記基板を用意することは、第一基板と第二基板とを用意することを備え、
前記基板上に第一過酸化水素検出部と第二過酸化水素検出部とを形成することは、前記第一基板上に第一過酸化水素検出部を形成し、前記第二基板上に第二過酸化水素検出部を形成することを備え、
本体基板を用意することと、
前記本体基板上に、前記第一基板と前記第二基板とを接合することと、
を更に備える、
請求項５２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、糖化タンパク質センサ、測定方法、プログラム及びセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
糖尿病の診断や血糖コントロールの管理指標として、糖化タンパク質の測定が行われている。一例として、糖化ヘモグロビンと糖化アルブミンは、臨床の現場で頻繁に測定されている。糖化タンパク質の測定方法としては、電気泳動法、イオン交換クロマトグラフィー法、アフィニティクロマトグラフィー法、免疫法、酵素法が知られているが、正確でありながら簡便かつ迅速な測定が望まれることから、近年は酵素法が主流となっている。【０００３】
一般的な酵素法による糖化タンパク質の測定方法は、まず、第一ステップでプロテアーゼによりタンパク質をアミノ酸に分解し、第二ステップでそれらアミノ酸のうち糖化したアミノ酸のみをケトアミンオキシダーゼを作用させて過酸化水素を発生させ、第三ステップでその過酸化水素を発色反応に変換して吸光度を測定する。
【発明の概要】
【０００４】
従来の糖化タンパク質測定法においては、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼの共存によって酵素どうしの分解反応が生じるため、高い精度での測定が困難であった。また、従来の糖化タンパク質測定法では、測定のための工程が複数に渡るため、迅速な測定が困難であるとともに、検査担当者の手技によって測定誤差が生じやすい問題があった。
【０００５】
本開示の一実施形態によれば、糖化タンパク質又はフルクトサミンセンサは、固定化されたプロテアーゼと、固定化されたケトアミンオキシダーゼと、過酸化水素検出部と、を備える。
【０００６】
被験試料は、溶液であってもよい。溶液は、体液でもよく、体液由来の溶液でもよく、体液の希釈液であってもよい。溶液は、体液でない（非体液由来）溶液でもよく、体液又は体液由来の溶液と非体液由来の溶液の混合液であってもよい。溶液は、サンプル測定に使用される溶液であってもよく、校正用の測定に使用される溶液であってもよい。例えば、溶液は、標準液や校正液であってもよい。
【０００７】
「体液」は、血液、血清、血漿、リンパ液であってもよく、組織間液、細胞間液、間質液などの組織液であってもよく、体腔液、漿膜腔液、胸水、腹水、心嚢液、脳脊髄液（髄液）、関節液（滑液）、眼房水（房水）であってもよい。体液は、唾液、胃液、胆汁、膵液、腸液などの消化液であってもよく、汗、涙、鼻水、尿、精液、膣液、羊水、乳汁であってもよい。体液は、動物の体液であってもよく、ヒトの体液であってもよい。「体液」は、動物由来のタンパク質を含む食品中の液体（牛乳、乳製品など）であってもよい。体液は、植物の体液、植物生体液、又は植物由来の液体であってもよい。例えば、体液は植物の果汁、密、樹液であってもよい。「体液」は溶液であってもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態では、溶液は生理緩衝液を含んでいてもよい。溶液は、測定対象物を含んでいてもよい。緩衝液は、いわゆるグッドバッファと呼ばれる緩衝液であってもよい。緩衝液は、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）や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緩衝液（ＴＥＳ）を含んでいてもよい。緩衝液は、２−モルホリノエタンスルホン酸（ＭＥＳ）、３−モルホリノプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、２−ヒドロキシ−３−モルホリノプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳＯ）、ピペラジン−１，４−ビス（２−ヒドロキシ−３−プロパンスルホン酸）二水和物（ＰＯＰＳＯ）、Ｎ−（２−アセトアミド）イミノ二酢酸（ＡＤＡ）、ピペラジン―１，４−ビス（２−エタンスルホン酸）一ナトリウム（ＰＩＰＥＳ）、Ｎ−（２−アセトアミド）−２−アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、コラミン塩酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）―２−アミノエタンスルホン酸（ＢＥＳ）、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）、４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジンエタンスルホン酸（ＨＥＰＥＳ）、２−[４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル]エタンスルホン酸ナトリウム（ＨＥＰＥＳ−Ｎａ）、アセトアミドグリシン、トリシン、グリシンアミド、ビシン、ビス（２−ヒドロキシエチル）イミノトリス（ヒドロキシメチル）メタン（Ｂｉｓ−Ｔｒｉｓ）、Ｎ−シクロヘキシル−３−アミノプロパンスルホン酸（ＣＡＰＳ）、Ｎ−シクロヘキシル−２−ヒドロキシ―３−アミノプロパンスルホン酸（ＣＡＰＳＯ）、Ｎ−シクロヘキシル−２−アミノエタンスルホン酸（ＣＨＥＳ）、３−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノ］―２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＤＩＰＳＯ）、３−[４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル]プロパンスルホン酸（ＨＥＰＰＳ）、２−ヒドロキシ−３−[４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル] プロパンスルホン酸一水和物（ＨＥＰＰＳＯ）、Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−３−アミノプロパンスルホン酸（ＴＡＰＳ）、及び２−ヒドロキシ−Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）メチル−３−アミノプロパンスルホン酸（ＴＡＰＳＯ）のいずれか一つ又は混合液を含んでいてもよい。
【０００９】
溶液は、測定対象物質を含んでいてもよい。例えば、溶液は涙であって、測定対象物質は涙中に含まれるグリコアルブミンであってもよい。あるいは、測定対象物は、血液又は血清中のアルブミン、グリコアルブミン、ヘモグロビン、グリコヘモグロビンであってもよく、間質液中のアルブミン、グリコアルブミンであってもよく、涙中のアルブミン、グリコアルブミンであってもよく、尿中のアルブミン、グリコアルブミンであってもよく、唾液中のアルブミン、グリコアルブミンであってもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、センシングする対象は、フルクトサミンであってもよい。いくつかの実施形態では、センサは、フルクトサミンセンサであってもよい。フルクトサミンは、糖化タンパク質であってもよく、糖化ペプチドであってもよく、糖化アミノ酸であってもよい。糖化タンパク質は、糖化アルブミンであってもよく、糖化ヘモグロビンであってもよい。糖化タンパク質は、ＡＧＥ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｇｌｙｃａｔｉｏｎ Ｅｎｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、終末糖化産物、後期糖化生成物）であってもよい。いくつかの実施形態では、センシングする対象は、糖化脂質であってもよい。
【００１１】
「固定化」は、酵素（プロテアーゼ、ケトアミンオキシダーゼ）などを基板もしくは基材に対して固定化することを意味する。これらの酵素は、基板に対して固定された基材に固定化されていてもよい。いくつかの実施形態では、酵素はデバイス本体、流路内壁、チャンバ又は収容部の壁面に対して直接的又は間接的に固定されていてもよい。酵素は、固定化を目的として部材を介して固定対象に対して固定化されていてもよい。酵素は、固定化を本来の目的としない一つ又は複数の部材を介して固定対象に対して固定されていてもよい。いくつかの実施形態では、酵素が固定化された固定対象は、デバイス本体等に対して実質的に移動可能であってもよい。例えば、酵素はビーズに固定され、当該ビーズは溶液の移動とともに、流路に対して移動可能であってもよい。
【００１２】
固定化方法としては、例示的には、共有結合法、物理吸着法、イオン結合法、架橋法、包括法、生物化学的特異結合法などがある。使用される酵素に応じて、酵素が失活しないような固定化方法が選択されてもよく、複数の固定化方法を組み合わして用いてもよい。いくつかの実施形態では、基材としてタンパク質を用い、これに酵素を混ぜ合わせてからグルタルアルデヒドなどの架橋剤で固化してもよい。これにより、比較的高価な酵素を用いてもコストを低減することができる。いくつかの実施形態は、フッ素系樹脂、水硬性樹脂、光硬化性樹脂、固体高分子電解質、ポリイオンコンプレックスを用いて固定化してもよく、ナイロン、エチルセルロース、アセチルセルロース、ポリスチレンなどの水に不溶性の半透膜を用いて酵素を閉じ込めてもよく、リン脂質を用いてリポソームや逆ミセル中に閉じ込めてもよい。
【００１３】
基材を基板に固定するために、シランカップリング剤などの接着剤を用いてもよい。接着剤は、基板と基材の間に層（シランカップリング層）として形成してもよい。過酸化水素検出部とその上の層とは、例えば接合剤を介して接合されていてよい。接合剤は、本開示の測定原理を実質的に阻害しない限りにおいて様々なものを用いてよい。接合剤は例えば、無機材料と有機材料を接合する材料を含んでいてもよい。接合剤は、例えばシランカップリング剤でもよい。シランカップリング剤は例示的に以下が挙げられる。
ビニル系：ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、７−オクテニルトリメトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリス（トリメチルシロキシ）シラン、４−ビニルフェニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、５−（トリエトキシシリル）−２−ノルボルネン；
スチリル系：ｐ−スチリルトリメトキシシラン；
メタクリル系：３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シラン、３−メタクリロキシプロピルトリアリルシラン、８−メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン；
アクリル系：３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリアリルシラン；
エポキシ系：３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、８−グリシドキシオクチルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン；
アミノ系：Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−８−アミノオクチルトリメトキシシラン、Ｎ−６−（アミノヘキシル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−メチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス[３−（トリメトキシシリル）−プロピル]アミン、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩；
ウレイド系：３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン；
アジド系：１１−アジドウンデシルトリメトキシシラン；
イソシアネート系：３−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン；
イソシアヌレート系：トリス−（トリメトキシシリルプロピル）イソシアヌレート；
メルカプト系：３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン；
又は、酸無水物：３−トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物。
【００１４】
基板は、ＳｉＯ２を主成分として含有していてもよく、ガラス基板でもよい。基板は、高分子又は樹脂を含んでいてもよい。基板は透明高分子材料を含んでいてもよい。基板は例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などの樹脂材料を含んで構成されていてもよい。基板は、透明基板でもよく、不透明基板でもよい。基板は、柔軟性のある（フレキシブル）基板でもよい。基板は、サファイア基板でもよい。
【００１５】
基材の主成分は、高分子であってもよい。基材の主成分は、生体高分子であってもよく、有機高分子であってもよく、無機高分子であってもよい。例えば、基材は、シリカゲル、ガラス、アルミナ、モレキュラーシーブ、セライト、木炭、などの多孔質の無機材料、カオリナイト、セラミック、ヒドロキシアパタイトなどの陶磁性物質、ベントナイトなどの粘土質、酸性白土、ポリアクリルアミドゲル、ポリビニルアルコール樹脂、ウレタンポリマー、シリコーン樹脂、スチレン樹脂、パーフルオロスルホン酸樹脂、漆、セルロース、アガロース（寒天）、アルギン酸、カラギーナンなどの多糖類、コラーゲン（膠やゼラチン）、キチン、キトサン、ポリペプチド、ポリリジンであってもよく、含んでいてもよい。
【００１６】
基材の主成分は、タンパク質であってもよい。基材の主成分は、ウシ血清アルブミン（ｂｏｖｉｎｅ  ｓｅｒｕｍ  ａｌｂｕｍｉｎ、ＢＳＡ)であってもよい。基材をタンパク質で構成する場合には、一般的に、架橋剤を用いて、酵素と基材のタンパク質を架橋して固定化する。基材の主成分となるタンパク質と架橋剤とを併せて「基材」と呼んでもよい。架橋剤は、感光硬化性樹脂、水硬化性樹脂、又は熱硬化性であってもよい。架橋剤は、グルタルアルデヒドなどの二官能基性の試薬であってもよい。架橋剤は、ホルムアルデヒドであってもよく、グリオキサールやマロンジアルデヒド、スクシンアルデヒド、及びグルタルアルデヒドから選ばれる二官能基性の試薬であってもよい。
【００１７】
基材の主成分は、イオンマトリックスであってもよく、ポリイオンコンプレックス（以下単にイオンコンプレックスと呼ぶ。）であってもよい。ポリアニオンとポリカチオンを水溶液中で混合することにより、強い静電相互作用によるポリイオンコンプレックスが形成される。イオンマトリックスは、静電的に基板に固定されてもよい。イオンマトリックスは、静電的に酵素をマトリックス内に閉じ込めることができる。例えばポリアミノ酸などの反対電荷（カチオンとアニオン）の高分子を混合することで静電相互作用によって複合体を形成し、その中に酵素などを閉じ込めることができる。イオンマトリックスは、酵素に直接結合しないため、酵素の活性低下を低減又は回避することができる。イオンマトリックスは、架橋法で失活してしまう酵素に用いてもよい。
【００１８】
基材は、ビーズであってもよい。ビーズは、カーボン微粒子（カーボンビーズ）であってもよく、シリカ（ＳｉＯ２）微粒子（シリカビーズ）であってもよい。ビーズは、高分子ビーズであってもよい。ビーズの材料は、キチン、キトサンやアルギン酸などの高分子多糖類であってもよい。ビーズは、金属微粒子や可磁化物質を含んだビーズであってもよく、磁性ビーズであってもよい。ビーズのサイズは、その平均粒径で１０ｎｍ以上であってもよく、２００ｎｍ以下であってもよい。酵素は、ビーズに対して架橋されてもよい。ビーズは、基板や他の基材に対して直接固定されていてもよく、基板や基材等に固定されなくても、所定の容積内に収容されるように配置されてもよい。ビーズは、デバイス本体に固定されずに、溶液の流れとともに移動可能であってもよい。ビーズは、それを収容する収容部に対して直接は固定されていなくても、その収容部から実質的に出ないように配置されていてもよい。これにより例えば、希釈液や洗浄液などで流し又はリンスして、不要な物質を除去しつつ、ビーズをその位置に維持できる。これにより例えば、繰り返し使用が可能になる。
【００１９】
基材は、多孔質材料を含んでいてもよい。多孔質材料はセラミックスでもよく、カーボン材料であってもよい。基材は、ゼオライトであってもよい。基材は、金属有機構造体であってもよい。
【００２０】
「プロテアーゼ」は一般に、タンパク質やポリペプチドを加水分解して異化する、ペプチド結合加水分解酵素の総称である。プロテアーゼは、タンパク質をペプチド断片に分解する酵素であってもよい。タンパク質が糖化されたアミノ酸残基を含む場合、プロテアーゼの作用によって生じたペプチド断片には、糖化されたアミノ酸残基を含むペプチド断片と、全く糖化されていないペプチド断片が存在し得る。
【００２１】
「プロテアーゼ」は、動物由来のプロテアーゼであってもよく、植物由来のプロテアーゼであってもよく、微生物由来のプロテアーゼであってもよい。プロテアーゼは、エキソペプチダーゼであってもよく、エンドペプチダーゼであってもよい。プロテアーゼは、アスパルティックプロテアーゼ、金属プロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、又はチオールプロテアーゼであってもよい。
【００２２】
「プロテアーゼ」は、複数のタイプ又は種類のプロテアーゼを含んでいてもよく、一つのタイプ又は種類のプロテアーゼを含んでいてもよい。例えばプロテアーゼは、プロテイナーゼとペプチダーゼとの一方を含んでいてもよく、両方を含んでいてもよい。複数のプロテアーゼを混合することで、分解効率を上げられる場合がある。プロテアーゼは、改変型プロテアーゼ又は改変されたプロテアーゼを含んでいてもよい。プロテアーゼは添加剤とともに使用してもよい。添加剤は、例えば、界面活性剤、尿素であってもよい。添加剤は、非限定的に例えば、タンパク質を不安定化又は変性させることができる。改変型プロテアーゼや添加剤の使用により、非限定的に例えば、タンパク質の分解効率や基質の選択性を向上することができる。
【００２３】
動物由来のプロテアーゼは、トリプシン、キモトリプシン、ペプシン、エラスターゼ、牛膵臓プロテアーゼ、カテプシン、カルパイン、プロテアーゼタイプ−Ｉ、プロテアーゼタイプ−ＸＸ、アミノペプチダーゼＮ、カルボキシペプチダーゼ、パンクレアチン（プロテアーゼやアミラーゼなど複数の酵素の混合物）などであってもよい。
【００２４】
植物由来のプロテアーゼは、パパイン、ブロメライン、ジンギパイン、カリクレイン、フィシン、キモパパイン、アクチニジン、カルボキシペプチターゼＷなどであってもよい。
【００２５】
微生物由来のプロテアーゼは、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属（又は由来、以下同様）、ゲオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、とパエニバチルス（Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ）属、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）属、ペニシリウム（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ）属、ストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属、リソバクター（Ｌｙｓｏｂａｃｔｅｒ）属、酵母（Ｙｅａｓｔ）由来、トリチラチウム（Ｔｒｉｔｉｒａｃｈｉｕｍ）属、サーマス（Ｔｈｅｒｍｕｓ）属、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属、アクロモバクター（Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ）属、リゾプス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ）属、スタフィロコッカス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）属などのプロテアーゼであってもよい。
【００２６】
プロテアーゼは、例えば吸光度測定によるタンパク質の消化又は分解効率に基づいて選択されてもよい。いくつかの実施形態では、アルブミン（ＨＳＡ）の分解の前後の吸光度の差が１００ｍＡｂｓ以上のプロテアーゼが用いられてもよい。アルブミン（ＨＳＡ）の分解の前後の吸光度の差が９０ｍＡｂｓ以上であってもよい。アルブミン（ＨＳＡ）の分解の前後の吸光度の差が１１０ｍＡｂｓ以上であってもよい。
【００２７】
プロテアーゼは、プロテアーゼ―タイプＸＸＩＶ、オリエンターゼ２２ＢＦ、オリエンターゼ９０Ｎ、トヨチームＮＥＰ−１６０、及びアルカロフィリックプロテアーゼからなる群から選ばれてもよい。プロテアーゼは、プロテアーゼ―タイプＸＸＩＶ、オリエンターゼ２２ＢＦ、オリエンターゼ９０Ｎ、トヨチームＮＥＰ−１６０、及びアルカロフィリックプロテアーゼからなる群から選ばれてもよい。プロテアーゼは、プロナーゼ、プロテアーゼ−タイプＸＩＶからなる群から選ばれてもよい。
【００２８】
プロテアーゼは、中性プロテアーゼ、酸性プロテアーゼ、アルカリ性プロテアーゼのいずれかであってもよい。例えば、涙を測定する場合には、中性又は弱アルカリ性プロテアーゼを採用してもよい。プロテアーゼは、高温域（例えば６０℃以上）でも活性を保つ耐熱性プロテアーゼ（例えばサーモリシン）であってもよい。プロテアーゼは、低温域（例えば３０℃以下）でも活性を保つ低温活性プロテアーゼであってもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、プロテアーゼは、センサ内に乾燥状態で配置されていてもよい。プロテアーゼは、非限定的に例えば、自然乾燥、フリーズドライ法又はスプレードライ法で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、溶液に溶解した状態で配置されていてもよい。溶液に溶けたプロテアーゼは、使用まで冷却保存されてもよい。プロテアーゼは溶液ともに凍結され、使用時には溶かして使用されてもよい。プロテアーゼは、乾燥してはおらず水分を含んだ環境に保持されていてもよい。例えば、プロテアーゼは、ゲルの中に配置されていてもよい。
【００３０】
「ケトアミンオキシダーゼ」は、糖化アミノ酸又は糖化されたアミノ酸残基を含むペプチド又はペプチド断片のケトアミン構造を認識し、糖化アミノ酸を酸化して、アミノ酸、グルコソン（α−ケトアルデヒド）及び過酸化水素を生じさせる酸化酵素である。したがって、ケトアミンオキシダーゼは、認識する糖化アミノ酸又は糖化されたアミノ酸残基を含むペプチド又はペプチド断片の量に比例する又は関連した量の過酸化水素を生成する。
【００３１】
ケトアミンオキシダーゼは、デヒドロゲナーゼであってもよく、キナーゼであってもよく、オキシダーゼであってもよい。ケトアミンオキシダーゼは、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ（ＦＡＯＤ）、フルクトシルペプチドオキシダーゼ、フルクトシルバリルヒスチジンオキシダーゼ、フルクトシルアミンオキシダーゼ、アマドリアーゼ、フルクトシルアミンデグリカーゼやそれらの改変型であってもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼは、ε−アミノ基が糖化されたアミノ酸またはペプチドに作用するオキシダーゼであってもよい。アミノ酸は、リジンであってもよい。ε-アミノ基が糖化されたアミノ酸またはペプチドに選択的に作用するオキシダーゼを用いることで、グリコアルブミンセンサを構成することができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼは、α−アミノ基が糖化されたアミノ酸またはペプチドに作用するオキシダーゼであってもよい。アミノ酸は、バリンであってもよい。α−アミノ基が糖化されたアミノ酸またはペプチドに作用するオキシダーゼを用いることで、糖化ヘモグロビンセンサ又は糖化ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）センサを構成することができる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、センサは検出部を備えていてもよい。検出部は過酸化水素検出部であってもよい。「過酸化水素検出部」（過酸化水素センサ）は、電気化学方式の電極であってもよく、過酸化水素電極であってもよい。過酸化水素電極は、対極、参照極、および作用極を有していてもよい。いくつかの実施形態では、検出部は、酸素を検出してもよい。例えば、酵素反応で減少する酸素の量又は濃度を検出してもよい。酸素検出は比較的、ノイズ源となる分子やイオンに対して感度が低く、干渉に強いと考えられている。酸素検出により、酸素の消費量を計測してもよい。涙は採取時に大気飽和になっているので、検出部は涙中の酵素のセンシングに使用してもよい。検出部は、複数の検出方法を選択的に又は組み合わせて行うことができるように構成されていてもよい。
【００３５】
過酸化水素の検出は、光学式検出でもよい。光学式検出は、吸光度や発光の測定を含んでいてもよい。例えば、ペルオキシダーゼと４―アミノアンチピリンと発色剤を加えることで、酸化縮合により生じるキノン色素の色変化を、例えば透明基板の裏面から測定してもよい。いくつかの実施形態では、検出部は、発光試薬と光検出器を含んでいても良い。例えば、発光試薬としてルミノールを用いてもよい。ルミノールは粉末状で配置されてもよい。過酸化水素をルミノールと反応させ、ルミノール反応による発光（波長４６０ｎｍ）の強度を測定してもよい。試薬は更に、ヘキサシアノ鉄酸カリウムや水酸化ナトリウムなどを含んでいてもよい。ルミノール反応は、金電極、白金電極や酸化インジウムスズの透明電極（ＩＴＯ電極）を用い、交流駆動する電気化学発光法で測定してもよい。その他蛍光反応を検出する場合には、シュウ酸エステルと蛍光物質の組合せを用いてもよく、ルシゲニン（アクリジニウム、ビス（N−メチルアクリジニウム））を用いてもよい。検出部は、それ以外の方式の過酸化水素センサであってもよい。
【００３６】
「検出部上」とは、検出部の表面の一部の上部であってもよく、検出部の全体を覆うように配置されてもよい。また、基板上に形成された検出部上であってもよい。基板の表面全体を覆ってもよく、検出部上を覆いつつ基板の一部を覆っていてもよい。
【００３７】
センサは、液体収容部を有していてもよい。液体収容部は、固定されたプロテアーゼと固定されたケトアミンオキシダーゼと検出部との一つ、二つ又はすべてを含んでいてもよい。液体収容部は長手方向に延在していてもよい。液体収容部の容積は、１ｍＬ、５００μＬ、３００μＬ、２００μＬ、１００μＬ、５０μＬ、３０μＬ、２０μＬ、１０μＬ、５μＬ、４μＬ、３μＬ、２μＬ、１μＬ、０．９μＬ、０．８μＬ、０．７μＬ、０．６μＬ、０．５μＬ、０．４μＬ、０．３μＬ、０．２μＬ、０．１μＬの値以下又は未満であってもよい。液体収容部は、液体導入口を有していてもよい。液体収容部は、液体出口を有していても良い。液体収容部は、空気孔を有していてもよい。空気孔は、液体が液体収容部に導入される際に液体収容部にあった気体がセンサ外部に排出される機能を有していてもよい。
【００３８】
本開示の糖化タンパク質センサ等による、例示的又は潜在的な作用効果を説明する。
プロテアーゼは、他のプロテアーゼを分解し得る。プロテアーゼはまた、（ケトアミン）オキシダーゼを分解し得る。固定されていないプロテアーゼは、液体内を拡散などで移動し、他のプロテアーゼやケトアミンオキシダーゼに遭遇し、それらを分解し得る。プロテアーゼの溶液は保存に適しておらず、固体のプロテアーゼを毎回秤量する必要がある。予めデバイス内にプロテアーゼを固定化することにより、測定手順を効率化することができる。固定化されたプロテアーゼは、繰り返し使用することができる。本発明のケトアミンオキシダーゼとプロテアーゼは固定化することにより、繰り返し測定が可能になり、１測定当たりのランニングコストを大幅に低減できる。測定間にデバイス内を洗浄してもよい。本開示の糖化タンパク質センサは小型化することができる。また、過酸化水素検出部とケトアミンオキシダーゼ固定化層が近接していると、過酸化水素の拡散距離が短くなり、過酸化水素と反応する体液中の干渉物質の影響を受け難くなる。ケトアミンオキシダーゼ、プロテアーゼの固定化層は、例えば1マイクロメートル（μｍ）以下の薄膜としてそれぞれ形成して過酸化水素掲出部上に形成すると、お互いが近接するため、高感度な測定が可能になる。さらに試薬としては高価な酵素の量が少なくても所定の感度を得られ、製造コストを低減することも可能になる。
【００３９】
なお、上記に挙げた本開示の一または複数の特徴を任意に組み合わせた実施形態も本開示の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図２】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図３】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図４】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図５】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図６】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図７】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図８】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図９】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図１０】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図１１】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図１２】本開示の一実施形態に係るセンサの断面模式図
【図１３】本開示の一実施形態に係るセンサの構成を示す模式図
【図１４】本開示の一実施形態に係るセンサの構成を示す模式図
【図１５】本開示の一実施形態に係るセンサの構成を示す模式図
【図１６】本開示の一実施形態に係るセンサの平面模式図
【図１７】本開示の一実施形態に係るセンサの構成を示す模式図
【図１８】本開示の一実施形態に係るセンサチップの平面模式図
【図１９】本開示の一実施形態に係るセンサチップの平面模式図
【図２０】本開示の一実施形態に係るセンサチップの平面模式図
【図２１】本開示の一実施形態に係るセンサチップの平面模式図
【図２２】本開示の一実施形態に係るセンサチップの平面模式図
【図２３Ａ】本開示の一実施形態に係るセンサの製造工程を示す断面模式図
【図２３Ｂ】本開示の一実施形態に係るセンサの製造工程を示す断面模式図
【図２３Ｃ】本開示の一実施形態に係るセンサの製造工程を示す断面模式図
【図２３Ｄ】本開示の一実施形態に係るセンサの製造工程を示す断面模式図
【図２３Ｅ】本開示の一実施形態に係るセンサの製造工程を示す断面模式図
【図２３Ｆ】本開示の一実施形態に係るセンサの製造工程を示す断面模式図
【図２３Ｇ】本開示の一実施形態に係るセンサの製造工程を示す断面模式図
【図２３Ｈ】本開示の一実施形態に係るセンサの製造工程を示す断面模式図
【図２３Ｉ】本開示の一実施形態に係るセンサの製造工程を示す断面模式図
【図２４】本開示の一実施形態に係るセンサの一部の構成を示す模式図
【図２５】本開示の一実施形態に係るセンサの一部の構成を示す模式図
【図２６】各プロテアーゼの消化率を示すグラフ
【図２７】各プロテアーゼでのセンサ出力を示すグラフ
【図２８】プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼの動作の温度への依存性を示すグラフ
【図２９】センサ出力のグリコアルブミン濃度への依存性を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００４１】
１．センサの構造
図１を用い、本開示の一実施形態に係る糖化タンパク質センサの構成について説明する。図１に示すセンサ１００は、プロテアーゼ１０１とケトアミンオキシダーゼ１０２と過酸化水素検出部１０３を有している。プロテアーゼ１０１とケトアミンオキシダーゼ１０２は、基材であるウシ血清アルブミン１０５に架橋剤であるグルタルアルデヒド１０６により架橋されている。ウシ血清アルブミン１０５も互いに架橋されている。これらが固定化層１０４を形成している。固定化層１０４は、シランカップリング剤１０７により過酸化水素検出部１０３に対して繋がっている。これにより、プロテアーゼ１０１とケトアミンオキシダーゼ１０２とは、過酸化水素検出部１０３又はセンサ１００全体に対して固定化されている。固定化層１０４とそれが固定するプロテアーゼ１０１とケトアミンオキシダーゼ１０２とを併せて酵素層１１１を形成している。
【００４２】
センサ１００に対して、糖化タンパク質１５１が導入される。糖化タンパク質１５１は、タンパク質１５２に糖１５３が結びついている構造をしている。糖化タンパク質１５１がプロテアーゼ１０１により分解されて、ペプチド断片が生じる。
【００４３】
ペプチド断片には、糖化されたペプチド断片１５４と糖化されていないペプチド断片１５５とがある。これらのペプチド断片は、固定化膜１０４内を拡散していくと考えられる。糖化されたペプチド断片１５４がケトアミンオキシダーゼ１０２と反応すると、グルコソン（図示せず）と過酸化水素１５６が生じる。
【００４４】
この過酸化水素１５６も固定化膜１０４内を拡散していくと考えられる。過酸化水素検出部１０３はこの過酸化水素１５６を検出し、その濃度に関連した信号を出力する。
【００４５】
過酸化水素検出部１０３が過酸化水素電極である場合には、過酸化水素電極で過酸化水素１５６が分解され、放出される電子が電流として検出される。この反応は以下のように記載することができる。
Ｈ２Ｏ２  →  ２Ｈ＋  +  Ｏ２  +  ２ｅ−
【００４６】
過酸化水素１５６は過酸化水素電極１０３で消費される。したがって、固定化膜１０４中の過酸化水素１５６の濃度は、過酸化水素検出部１０３近傍で最も低く、過酸化水素検出部１０３から遠ざかるにしたがって上昇する。つまり、固定化膜１０４内には、過酸化水素１５６の濃度勾配が存在する。この濃度勾配は、測定開始直後に変化し、所定の時間後にほぼ安定する。この安定したときに、過酸化水素電極１０３が検出する過酸化水素１５６の濃度は、センサ１００に導入される糖化タンパク質１５１の濃度に関連している。予め、糖化タンパク質１５１の濃度と過酸化水素電極１０３で発生する電流値との関連性を求める。実際の測定を行う際には、この較正に基づき、過酸化水素電極１０３で発生する電流値から、被検体溶液中の糖化タンパク質１５１の濃度を算定することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態によるセンサは、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼとが同じ基材に固定されていてもよい（一体型）。
【００４８】
図２は、いくつかの実施形態（第二の実施形態）に係る一体型のセンサの構造を示している。センサ２００は、プロテアーゼ２０１とケトアミンオキシダーゼ２０２と基材２０４と過酸化水素検出部２０３とを有している。プロテアーゼ２０１とケトアミンオキシダーゼ２０２とは基材２０４に固定化され、基材２０４は過酸化水素検出部２０３に固定化されている。図２に示すセンサ２００では、同じ基材２０４が過酸化水素検出部２０３上に層又は膜として形成され、過酸化水素検出部２０３上にプロテアーゼ２０１とケトアミンオキシダーゼ２０２とが基材２０４に固定化されている酵素層２１１が形成されている。プロテアーゼ２０１とケトアミンオキシダーゼ２０２は、この同じ基材２０４中に固定化されている。
【００４９】
図３は、いくつかの実施形態（第三の実施形態）に係るセンサの構造を示している。センサ３００は、プロテアーゼ３０１とケトアミンオキシダーゼ３０２とこれらが固定化された基材３０４と基材３０４が固定化された過酸化水素検出部３０３とを有している。図３に示すセンサ３００では、同じ基材３０４が過酸化水素検出部３０３上に層又は膜として形成され、過酸化水素検出部３０３上にプロテアーゼ３０１とケトアミンオキシダーゼ３０２とが基材３０４に固定化されている酵素層３１１が形成されている。図３に示すセンサ３００は更に、基材３０４と過酸化水素検出部３０３との間に両者を接着する接着剤又は接合剤３０５を有している。この接合剤３０５はシランカップリング剤であってもよい。シランカップリング剤は、過酸化水素検出部３０３が電極のような金属（図示せず）をその表面に有する場合に、当該金属と有機材料からなる基材３０４とを比較的強固に接合することができる。
【００５０】
図４は、いくつかの実施形態に係るセンサ（第四の実施形態）の構造を示している。センサ４００は、プロテアーゼ４０１とケトアミンオキシダーゼ４０２とこれらが固定化された基材４０４，４１４と基材４１４が固定化された過酸化水素検出部４０３とを有している。より詳細には、過酸化水素検出部４０３上にケトアミンオキシダーゼ４０２を含む基材４１４の層（ケトアミンオキシダーゼ層４１２）が形成されている。このケトアミンオキシダーゼ層４１２の上に、つまり過酸化水素検出部４０３と反対側の面上に、プロテアーゼ４０１を含む基材４０４の層（プロテアーゼ層４１１）が形成されている。すなわち、過酸化水素検出部４０３上に、ケトアミンオキシダーゼ層４１２とプロテアーゼ層４１１とがこの順に積層されている。
【００５１】
本開示のセンサでは、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼは、検出部上に積層されていてもよく、積層されていなくてもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼは、検出部に近接して配置されてもよく、検出部の近傍に配置されてもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、プロテアーゼ層、ケトアミンオキシダーゼ層又は酵素層の厚さは、１００μｍ、５０μｍ、２０μｍ、１０μｍ、１μｍ、５００ｎｍ、３００ｎｍ、２５０ｎｍ、２００ｎｍ、１００ｎｍ、５０ｎｍなどの値以下又は未満であってもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼ層、ケトアミンオキシダーゼ層又は酵素層の厚さは、１０ｎｍ、２０ｎｍ、２５ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍなどの値以上又はより大きくてもよい。
【００５３】
いくつかの実施形態によるセンサは、ケトアミンオキシダーゼ部がプロテアーゼ部を包囲するように配置されていてもよい（包囲型）。
【００５４】
図５は、いくつかの実施形態に係るセンサ（第五の実施形態）の構造を示している。センサ５００は、プロテアーゼ５０１とケトアミンオキシダーゼ５０２とこれらが固定化された基材５０４，５１４と基材５１４が固定化された過酸化水素検出部５０３と基板５０６とを有している。より詳細には、基板５０６に過酸化水素検出部５０３が設けられている。過酸化水素検出部５０３上にケトアミンオキシダーゼ５０２が固定化された基材５１４（固定化ケトアミンオキシダーゼ部５１２）が形成されている。固定化ケトアミンオキシダーゼ部５１２を囲むように、プロテアーゼ５０１が固定化された基材５０４（固定化プロテアーゼ部５１１）が形成されている。換言すれば、基板５０６上で、実質的に過酸化水素検出部５０３が配置された部分に固定化ケトアミンオキシダーゼ部５１２が配置され、固定化ケトアミンオキシダーゼ部５１２と過酸化水素検出部５０３がない基板５０６の表面とを覆うように固定化プロテアーゼ部５１１が配置されている。このような構造により、ケトアミンオキシダーゼの固定化量と比較して、プロテアーゼの固定化量を相対的に大きくすることができる。これにより、例えば、大きな分子であるタンパク質のプロテアーゼによる分解又は消化が律速となる場合などに、センサの応答速度や検出感度などを向上することができる。
【００５５】
酵素は基材内に固定化されてもよく、基材の外面に固定化されてもよい（直接接合型）。
【００５６】
図６に示すセンサ６００は、直接接合型であり、プロテアーゼ６０１とケトアミンオキシダーゼ６０２とこれらが固定化された過酸化水素検出部６０３とを有している。より詳細には、過酸化水素検出部６０３上にケトアミンオキシダーゼ６０２が固定された基材６１４（ケトアミンオキシダーゼ層６１２）が形成されている。プロテアーゼ６０１は、このケトアミンオキシダーゼ層６１２の上部面に架橋剤６０４により固定されている。図６のプロテアーゼ６０１は、基材６１４に固定されている。プロテアーゼ６０１はケトアミンオキシダーゼ６０２に架橋されていてもよい。
【００５７】
図７は、過酸化水素電極を有するセンサ構造の一例を示している。図７では、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼの固定化の一例として、図４のような積層構造が示されている。しかし、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼの固定化の態様は、これに限定されず、上記例示的に説明したように、積層構造でも図７以外の構造でもよく、積層でない構造でもよい。
【００５８】
図７に示すセンサ７００は、絶縁基板７０６上に形成された過酸化水素電極７３０と、過酸化水素電極７３０上に配置されたケトアミンオキシダーゼ７０２とそれを固定する基材７１４（ケトアミンオキシダーゼ層７１２）と、ケトアミンオキシダーゼ層７１２上に配置されたプロテアーゼ７０１とそれを固定する基材７０４（プロテアーゼ層７１１）とを有している。過酸化水素電極７３０とケトアミンオキシダーゼ層７１２との間には、電極７３０の表面と基材７１４とを接着するシランカップリング剤７０５が塗布されている。
【００５９】
図７に示す過酸化水素電極７３０は、三電極法用の電極であり、対極７３１と参照極７３２と作用極７３３とを有して構成されている。図７に示すセンサ７００は更に、過酸化水素電極７３０に接続された電気回路７７０を有している。この電気回路７７０は、オペアンプ７７１と電圧発生回路７７２と電流測定回路７７３とを備えている。オペアンプの出力（ＯＵＴ）は対極７３１に接続され、反転入力（−ＩＮ）は参照極７３２に接続され、非反転入力（＋ＩＮ）は電圧発生回路７７２に接続されている。
【００６０】
三電極法は、溶液や体液と接触するように対極、参照極および作用極を設置し、対極と作用極の間に所定の電位差を持たせ、対極から作用極に流れる電流を測定する方法である。一般的に、金属や金属酸化物などの物質が電解液に入ると、その物質と電解液の間に界面電位と呼ばれる電位差が生じる。この電位差までを考慮した上で、対極と作用極の間に電圧を印加すると、対極からが電流が流れ、対極と溶液の間の電位差が変化し得る。この電位差の変化により、所望の電圧が溶液に対して正確に加わらない場合がある。三電極法では、これを回避するために、参照極が対極の印加した電位を測定し、その電位が所望の値に定まるように、対極に印加する電圧を制御することができる。また、参照極で測定された電位を、対極を制御する回路に帰還（フィードバック）するフィードバック回路が存在する。
【００６１】
２．夾雑物に起因するノイズの低減
溶液には、夾雑物が含まれ得る。例えば、体液中のタンパク質を測定する場合に、測定対象であるタンパク質以外のタンパク質、ペプチド断片、核酸、イオンなど種々の夾雑物により測定ノイズが生じる。これらの夾雑物によるノイズは、測定エラーや測定誤差の原因となる。したがって、本開示のいくつかの実施形態に係るセンサは、夾雑物の測定信号に与える影響を低減する構成を有していてもよい。
【００６２】
＜イオン交換樹脂を用いたノイズ低減＞
いくつかの実施形態に係るセンサは検出器上にイオン交換樹脂を有していてもよい。
【００６３】
図８に示すセンサ８００は、過酸化水素電極８０３と、過酸化水素電極８０３上に配置されたケトアミンオキシダーゼ８０２とそれを固定する基材８１４（ケトアミンオキシダーゼ層８１２）と、ケトアミンオキシダーゼ層８１４上に配置されたプロテアーゼ８０１とそれを固定する基材８０４（プロテアーゼ層８１１）とを有している。図８に示すセンサ８００は更に、ケトアミンオキシダーゼ層８１２と過酸化水素電極８０３との間にイオン交換樹脂８０７を有している。
【００６４】
例えばナフィオン（登録商標）を初めとする陽イオン交換樹脂を用いて、体液内に存在するアスコルビン酸や尿酸、特にマイナスイオンなどが透過して検出部に到達することを抑制し又は妨ぐことができる。例えばポリピロールなどの陰イオン交換樹脂を用いて、ドーパミンなど、特にプラスイオンなどが透過して検出部に到達することを抑制し又は妨ぐことができる。
【００６５】
イオン交換樹脂は、一つ、複数又は少なくとも一つの種類のイオン交換樹脂を含んでいてもよい。イオン交換樹脂は、一つ、複数又は少なくとも一つの種類の層を有して構成されていてもよい。
【００６６】
図８では、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼの固定化の一例として、図４のような積層構造が示されている。しかし、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼの固定化の態様は、これに限定されず、上記例示的に説明したように、積層構造でも図８以外の構造でもよく、積層でない構造でもよい。
【００６７】
＜差分センサによるノイズ低減＞
いくつかの実施形態に係るセンサでは、一対の又は一組の差動又は差分センサであってもよい。センサは、複数の対又は複数の組の差動又は差分センサを含んでいてもよい。この差分型のセンサが有する一組の差分センサは、メインセンサとサブセンサとを有して構成されていてもよい。メインセンサは、固定化されたプロテアーゼと固定化されたケトアミンオキシダーゼと検出部とを備える。サブセンサは、メインセンサが検出する主たる測定対象物質（被験物質）に対しては感度が低く、しかしノイズ原因となる分子に対してはメインセンサと実質的に同じ又は同様の感度を有している。
【００６８】
一例として、センサとして体液中の糖化タンパク質を測定するためのセンサを考える。体液中には、被験物質であるタンパク質以外のタンパク質、ペプチド、ビタミンＣ、イオンなどが含まれている。例えばペプチド断片はケトアミンオキシダーゼが認識することで過酸化水素が発生する原因となる。また体液中のイオンは過酸化水素検出部により検出され得る。
【００６９】
したがって、サブセンサは、これらを含むノイズ原因がメインセンサとほぼ同じ程度又はある関連性を有する態様で検出するようなセンサであってもよい。サブセンサは、例えば、メインセンサに対して、プロテアーゼを含んでおらず（プロテアーゼ非含有）、その他の構造がほぼ同じであってよい。例えば、サブセンサにおいては、基材と酵素とを含む部分の表面積や高さ寸法、基材の種類、製造方法などが、メインセンサのそれとほぼ同様であってもよい。メインセンサとサブセンサのプロテアーゼ以外の材料、構造、製法などは、同じでなくてもよい。その場合は、較正などで互いの関連性を求めればよい。
【００７０】
いくつかの実施形態では、差分センサのメインセンサとサブセンサの両方又は一方における過酸化水素検出器をイオン交換樹脂で覆ってもよく、過酸化水素検出器の表面にイオン交換樹脂の層又は膜を配置してもよい。
【００７１】
いくつかの実施形態では、メインセンサの構成は、例えば図３のような酵素層一体型であってもよい。
【００７２】
図９に係るセンサ１０００は、酵素層一体型のメインセンサ１０００ａとサブセンサ１０００ｂとを有している。
【００７３】
図９に示すメインセンサ１０００ａは、図２又は図３のような酵素層一体型である。具体的には、メインセンサ１０００ａは、プロテアーゼ１００１とケトアミンオキシダーゼ１００２とこれらが固定化された基材１００４と基材１００４が固定化された過酸化水素検出部１００３ａとを有している。図９に示すメインセンサ１０００ａでは、同じ基材１００４が過酸化水素検出部１００３ａ上に層又は膜として形成され、過酸化水素検出部１００３ａ上にプロテアーゼ１００１とケトアミンオキシダーゼ１００２とが基材１００４に固定化されている酵素層１０１１ａが形成されている。プロテアーゼ１００１とケトアミンオキシダーゼ１００２の酵素分子は、この同じ基材１００４中に固定化されている。
【００７４】
一方、図９に示すサブセンサ１０００ｂは、メインセンサ１０００ａとほぼ同様の構成でプロテアーゼ１００１を含んでいない（非含有）。具体的には、サブセンサ１０００ｂは、メインセンサ１０００ａと同様のケトアミンオキシダーゼ１００２と基材１０１４と過酸化水素検出部１００３ｂとを有している。ケトアミンオキシダーゼ１００２と基材１０１４とを有するサブセンサ１０００ｂの酵素層１０１１ｂは、メインセンサの酵素層１０１１ａとほぼ同じ寸法であってもよい。
【００７５】
メインセンサ１０００ａとサブセンサ１０００ｂの過酸化水素検出器１００３ａ，１００３ｂはそれぞれ測定用電気回路１０７０ａ，１０７０ｂに接続されている。これらの電気回路１０７０ａ，１０７０ｂは、各過酸化水素検出器１００３ａ，１００３ｂからの電流などの出力信号を受けて、その値をデジタルに変換してＣＰＵなどの演算部１０３０に送る。いくつかの実施形態では、電気回路１０７０ａ，１０７０ｂから演算部１０３０への送信は、電気や光による有線でもよく、無線でもよい。
【００７６】
演算部１０３０は、メインセンサ１０００ａとサブセンサ１０００ｂからの信号につき差分などの演算を行ってもよい。メインセンサ１０００ａの出力信号から、サブセンサ１０００ｂからの信号を基に夾雑物等のノイズに該当する出力を除去することにより、測定対象物質についての信号をより高い精度で検出することができる。演算部１０３０は、送信部を更に備えていてもよく（図示せず）、また外部の送信部に接続されていてもよい。送信部は信号を、光、電気又は電磁気的に、有線又は無線で送信することができる。送信する信号は、演算部１０３０で差分演算を行った後の信号でもよい。別の実施形態では、送信部は、メインセンサ１０００ａとサブセンサ１０００ｂからの信号を個別に送信してもよい。送信先で、差分等の演算を行ってもよい。これらの演算部の構成又は機能は、本実施形態に限られず他の実施形態に適用されてもよい。演算部は、内部に記憶媒体を備えていてもよく、演算部の外部に配置された記憶媒体に接続され又は接続されるように構成されていてもよい。
【００７７】
差分型センサにおいてメインセンサの構成は、例えば図４のような積層型であってもよい。
【００７８】
図１０に示すセンサ１１００は、積層型のメインセンサ１１００ａとサブセンサ１１００ｂとを有している。
【００７９】
図１０に示すメインセンサ１１００ａは、図４のような積層型である。図１０に示すメインセンサ１１００ａは、プロテアーゼ１１０１とケトアミンオキシダーゼ１１０２とこれらが固定化された基材１１０４，１１１４と基材１１１４が固定化された過酸化水素検出部１１０３ａとを有している。より詳細には、過酸化水素検出部１１０３ａ上にケトアミンオキシダーゼ１１０２を含む基材１１１４の層（ケトアミンオキシダーゼ層１１１２ａ）が形成されている。このケトアミンオキシダーゼ層１１１２ａの上に、つまり過酸化水素検出部１１０３ａと反対側の面上に、プロテアーゼ１１０１を含む基材１１０４の層（プロテアーゼ層１１１１ａ）が形成されている。すなわち、過酸化水素検出部１１０３ａ上に、ケトアミンオキシダーゼ層１１１２ａとプロテアーゼ層１１１１ａとがこの順に積層されている。
【００８０】
いくつかの実施形態では、各層での基材に異なる材料を用いてもよい。例えば、ケトアミンオキシダーゼ層にはタンパク質を主成分とする基材を用い、プロテアーゼ層には光架橋性樹脂を主成分とする基材を用いてもよい。
【００８１】
一方、図１０に示すサブセンサ１１００ｂは、メインセンサ１１００ａとほぼ同様の構成でプロテアーゼ１１０１やその基材１１０４を含んでいない、又は非含有である。具体的には、サブセンサ１１００ｂは、センサ１１００ａと同様のケトアミンオキシダーゼ１１０２と基材１１２４と過酸化水素検出部１１０３ｂとを有している。ケトアミンオキシダーゼ１１０２と基材１１２４とを有するサブセンサ１１００ｂの酵素層１１１２ｂは、メインセンサの酵素層１１１１ａ，１１１２ｂ全体とほぼ同じ寸法であってもよい。
【００８２】
メインセンサとサブセンサ間で酵素層の厚さが異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、サブセンサのケトアミンオキシダーゼ層の厚さは、メインセンサのケトアミンオキシダーゼ層の厚さと同じでもよい。各センサの膜厚は、同一又は異なる較正溶液を用いて得られる信号強度などの相関に基づいて調節してもよい。酵素の濃度や全体量は、メインセンサとサブセンサ間で同じであってもよく、異なっていてもよく、センサに応じて調整されてもよい。基材の材質も、メインセンサとサブセンサ間で同じでもよく、異なっていてもよい。
【００８３】
メインセンサ１１００ａとサブセンサ１１００ｂの過酸化水素検出器１１０３ａ，１１０３ｂはそれぞれ測定用電気回路１１７０ａ，１１７０ｂに接続されている。これらの電気回路１１７０ａ，１１７０ｂは、各過酸化水素検出器１１０３ａ，１１０３ｂからの電流などの出力信号を受けて、その値をデジタルでＣＰＵなどの演算部１１３０に送る。
【００８４】
いくつかの実施形態では、差分型センサにおいてメインセンサの構成は、例えば図５のような包囲型であってもよい。
【００８５】
いくつかの実施形態では、差分型センサにおいてメインセンサの構成は、例えば図６のような直接接合型であってもよい。
【００８６】
図１１に示すセンサ１２００は、直接接合型のメインセンサ１２００ａとサブセンサ１２００ｂとを有している。
【００８７】
図１１に示すメインセンサ１２００ａは、図４のような直接接合型センサであり、プロテアーゼ１２０１とケトアミンオキシダーゼ１２０２とこれらが固定化された過酸化水素検出部１２０３ａとを有している。より詳細には、過酸化水素検出部１２０３ａ上にケトアミンオキシダーゼ１２０２が固定された基材１２１４（ケトアミンオキシダーゼ層１２１２ａ）が形成されている。プロテアーゼ１２０１は、このケトアミンオキシダーゼ層１２１２ａの上部面に架橋剤１２０４により固定されている。図１１のプロテアーゼ１２０１は、基材１２１４に固定されている。プロテアーゼ１２０１はケトアミンオキシダーゼ１２０２に架橋されていてもよい。
【００８８】
一方、図１１に示すサブセンサ１２００ｂは、プロテアーゼ１２０１を含んでいない、又は非含有である。具体的には、サブセンサ１２００ｂは、メインセンサ１２００ａと同様のケトアミンオキシダーゼ１２０２と基材１２２４と過酸化水素検出部１２０３ｂとを有している。換言すれば、過酸化水素検出部１２０３ｂ上に、ケトアミンオキシダーゼ１２０２と基材１２２４とを含む酵素層１２１２ｂが構成されている。
【００８９】
メインセンサ１２００ａでは、ケトアミンオキシダーゼ層１２１２ａ上にプロテアーゼ１２０１が直接接合されている。これに対し、サブセンサ１２００ｂの最表面は実質的に基材１２２４で構成されているといってよい。これにより、メインセンサ１２００ａとサブセンサ１２００ｂとでは、最表面における分子やイオンの基材内部への透過性などの特性において必ずしも同一ではない、又は異なる可能性があると考えられる。したがって、メインセンサ１２００ａとサブセンサ１２００ｂとの特性が実質的に同じになるように、あるいは関連性を有するように、サブセンサ１２００ｂの酵素層１２１２ｂの構成、例えば厚さ、基材１２２４の種類、ケトアミンオキシダーゼ１２０２の濃度、製造方法などを、相対的に調節してもよい。
【００９０】
メインセンサ１２００ａとサブセンサ１２００ｂの過酸化水素検出器１２０３ａ，１２０３ｂはそれぞれ測定用電気回路１２７０ａ，１２７０ｂに接続されている。これらの電気回路１２７０ａ，１２７０ｂは、各過酸化水素検出器１２０３a，１２０３ｂからの電流などの出力信号を受けて、その値をデジタルでＣＰＵなどの演算部１２３０に送る。
【００９１】
差分センサのメインセンサとサブセンサは、それぞれ、過酸化水素検出部に過酸化水素電極を含んでいてもよい。例えば図７に示す過酸化水素電極７３０と電気回路７７０をメインセンサに配置し、同様あるいは相対的に異なる構成の過酸化水素電極と電気回路とをサブセンサに配置してもよい。
【００９２】
差分センサのメインセンサとサブセンサとで、過酸化水素検出部の一部の構成を共有してもよい。例えば、過酸化水素検出部に過酸化水素電極を配置する場合には、作用極をそれぞれのセンサに配置して、対極と参照極をいずれかのセンサに配置して共有してもよい。
【００９３】
図１２に示す差分センサ１３００においては、基板１３０６上にメインセンサ１３００ａとサブセンサ１３００ｂとが配置されている。
【００９４】
図１２に示すメインセンサ１３００ａは、過酸化水素電極１３３０ａの上に、シランカップリング剤１３０５ａを介して酵素層１３１１ａが配置されている。酵素層１３１１ａは、プロテアーゼ１３０１とケトアミンオキシダーゼ１３０２とを基材１３０４内に含有している。図１２に示すサブセンサ１３００ｂは、過酸化水素電極１３３０ｂの上に、シランカップリング剤１３０５ｂを介して酵素層１３１１ｂが配置されている。酵素層１３１１ｂは、プロテアーゼ１３０１を含まず、ケトアミンオキシダーゼ１３０２を基材１３２４内に含有している。
【００９５】
メインセンサ１３００ａの過酸化水素電極１３３０ａは、メインセンサ用作用極１３３３ａと対極１３３１とを含んでいる。一方、サブセンサ１３００ｂの過酸化水素電極１３３０ｂはサブセンサ用作用極１３３３ｂと参照極１３３２とを含んでいる。これらの電極は電気回路１３７０に接続されている。
【００９６】
言い換えれば、図１２に示す過酸化水素電極１３３０ａ，１３３０ｂは、三電極法用の電極であり、作用極１３３３ａ，１３３３ｂは、メインセンサ１３００ａとサブセンサ１３００ｂとにそれぞれ配置されている。一方、対極１３３１と参照極１３３２とはメインセンサ１３００ａとサブセンサ１３００ｂとのいずれか一方にのみ配置されている。
【００９７】
図１２に示すセンサ１３００は更に、過酸化水素電極１３３０ａ，１３３０ｂに接続された電気回路１３７０を有している。この電気回路１３７０は、オペアンプ１３７１と電圧発生回路１３７２と、メインセンサ１３００ａとサブセンサ１３００ｂとにそれぞれ接続された電流測定回路１３７３ａ，１３７３ｂとを備えている。オペアンプの出力（ＯＵＴ）は対極１３３１に接続され、反転入力（−ＩＮ）は参照極１３３２に接続され、非反転入力（＋ＩＮ）は電圧発生回路１３７２に接続されている。
【００９８】
測定時には被験物質（測定対象物質、被測定物質）を含む溶液（図示せず）が、メインセンサ１３００ａとサブセンサ１３００ｂとの両方に接触する。したがって、対極１３３１は、参照極１３３２の電位に対して一定の電位差を生じさせつつ、メインセンサ用作用極１３３３ａとサブセンサ用作用極１３３３ｂとの両方に対して、所望の電圧を印加することができる。電流測定回路１３７３ａ，１３７３ｂはそれぞれ、メインセンサ１３００ａとサブセンサ１３００ｂからの出力信号を検出し、外部（図示せず）に出力信号を提供する。このような構成により、電極の面積を小さくし、センサ及びデバイスを小型化することができる。
【００９９】
図１２のメインセンサ１３００ａの酵素層は、図２のような一体型の構成を有しているが、これに限定されない。図１２のサブセンサ１３００ｂも同様のこれに限定されない。メインセンサ１３００ａ及びサブセンサ１３００ｂはいずれの他の態様で構成されていてもよい。
【０１００】
図１２では、メインセンサ１３００ａとサブセンサ１３００ｂとのそれぞれに電流測定回路１３７３ａ，１３７３ｂが配置されているが、この構成に限られない。一つの電流測定回路とスイッチング回路を配置し、メインセンサ用作用極１３３３ａとサブセンサ用作用極１３３３ｂとからの信号を、スイッチング回路を用いて、交互あるいは所定のタイミングで、電流測定回路に提供し検出又は測定してもよい。
【０１０１】
プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼと検出部は、積層されるなど、同一箇所や近接して配置されなくてもよい。いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼと検出部とが積層又は近接して配置され、プロテアーゼはこれらから離間して配置されてもよい。別の実施形態では、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼと検出部は、互いに離間して配置されてもよい。プロテアーゼを他の構成から離間して固定して配置することで、プロテアーゼによる分解反応の時間、温度を含む種々の条件を効率化又は最適化することができる。プロテアーゼによる分解反応を十分に行ったあとに、反応生成物であるペプチド断片をケトアミンオキシダーゼに送ることができる。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼと検出部は、溶液の上流から、あるいは上流側から下流側に、更に言い換えれば溶液の導入方向又は反応の順番の方向にしたがって、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼと検出部の順に配置されてもよい。これにより、各反応での反応生成物を次の反応に効率よく搬送することができる。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼと検出部が、それぞれに画定された収容部（チャンバ）内に収容されていてもよい。各反応が対応する収容部内で起こり、またある反応を他の反応と分けて行うことができる。これにより、他の反応の条件や作成条件から受ける制限や影響を低減、所望の反応を効率的に行うことができる。例えば、プロテアーゼで糖化タンパク質をペプチド断片にする時間を十分にとり、所望の時間後に、ペプチド断片をケトアミンオキシダーゼに送ることができる。
【０１０４】
図１３に示すセンサ１４００では、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼと検出部が互いに離間して配置されている。更に、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼと検出部が溶液の導入方向又は反応の順番の方向にしたがって、上流側から下流側にプロテアーゼとケトアミンオキシダーゼと検出部の順に配置されている。さらに、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼと検出部が、それぞれに画定された収容部（チャンバ）内に収容され、互いに流体連結されている。
【０１０５】
図１３をより詳細に説明する。液体導入口１４５２から入ってきた液体が、プロテアーゼ収容部１４５５に入る。液体は液体導入口１４５２まで流路を通って入ってきてもよい。液体は、溶液導入口１４５２まで毛細管現象により送液されてもよい。プロテアーゼ収容部１４５５には、プロテアーゼ１４０１がビーズ１４０４に固定された状態で収容されている。いくつかの実施形態では、ビーズ１４０４は収容部１４５５の内壁に固定されていてもよい。別の実施形態では、ビーズ１４０４は収容部１４５５に対して直接固定されなくてもよい。例えば十分大きなビーズ１４０４に対して流路を細くすることで、実質的にビーズ１４０４は収容部１４５５内に固定されている状態になっている。
【０１０６】
図１３に示すプロテアーゼ収容部１４５５には、ヒータ１４６０が配置されている。ヒータ１４６０はプロテアーゼ収容部１４５５内の溶液又はプロテアーゼ１４０１を加熱し又はその温度を制御して、プロテアーゼによる分解反応の速度を上げるなど、反応を効率化又は最適化することができる。図１３では電流によるヒータが記載されているが、これに限らない。ヒータは、電気以外の加熱方式が採用されてもよい。別の実施形態では、温度調節器が配置されても良い。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、プロテアーゼの温度を制御してもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼ、ケトアミンオキシダーゼの温度を一緒に又は個別に制御してもよい。いくつかの実施形態では、センサ又はセンサチップの一部又は全体の温度を制御してもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼ収容部の温度を制御してもよい。プロテアーゼ等の加熱時間や温度プロファイルが制御されてもよい。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、プロテアーゼの温度は、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、５５℃、及び６０℃のいずれか以上又はいずれかより高くてもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼの温度は、８０℃、７５℃、７０℃、６５℃、６０℃、５５℃、５０℃、４５℃、４０℃、及び３５℃のいずれか以下又はいずれかより低くてもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼの温度は、そのプロテアーゼの至適温度の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼの温度は失活する温度より低くてもよい。
【０１０９】
プロテアーゼ収容部１４５５内で、生成されたペプチド断片は、ケトアミンオキシダーゼ１４０２が基材１４１４に固定されているケトアミンオキシダーゼ収容部１４５６に搬送される。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、プロテアーゼ収容部１４５５からケトアミンオキシダーゼ収容部１４５６への溶液状態のプロテアーゼの搬送は、毛細管現象で行われてもよい。例えば、各収容部とその間の流路の断面積や距離などの形状、内壁の親水性又は疎水性などの材質などを選択又は調節して、溶液状態のプロテアーゼのプロテアーゼ収容部１４５５内での滞留時間や、ケトアミンオキシダーゼ収容部１４５６への送液のタイミングなどを調節することができる。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、プロテアーゼ収容部１４５５をシリコーンなどの柔軟性又は弾性物質で容積可変に構成し、所定のタイミングで外部から圧力をかけて変形させることにより、プロテアーゼ収容部１４５５から液体を排出するようにしてもよい。その際、液体が液体導入口１４５２に逆流しないように液体導入口１４５２が閉じられるように構成されてもよい。
【０１１２】
ケトアミンオキシダーゼ収容部１４５６では、ケトアミンオキシダーゼ１４０２が基材１４１４に固定されている。図１３では、基材１４１４とケトアミンオキシダーゼ１４０２は、ケトアミンオキシダーゼ収容部１４５６内に固定化層として形成されている。ケトアミンオキシダーゼ収容部１４５６内に搬送されたペプチド断片は、ケトアミンオキシダーゼ１４０２と反応して、その結果過酸化水素が発生する。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼの温度を制御してもよい。いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼ収容部の温度を制御してもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼの温度とケトアミンオキシダーゼの温度とが異なるようにそれぞれの温度を制御してもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼの温度を、ケトアミンオキシダーゼの温度より高くなるようにそれぞれの温度を制御してもよく、あるいは、ケトアミンオキシダーゼの温度を、プロテアーゼの温度より低くなるようにそれぞれの温度を制御してもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼの温度制御とケトアミンオキシダーゼの温度制御とを、同時に行ってもよく、異なる時間帯に行ってもよく、又は一部の時間帯が重なるように行ってもよい。いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼ等の加熱時間や温度プロファイルが制御されてもよい。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼの制御温度は、１０℃、１２℃、１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃及び３７℃のいずれか以上又はいずれかより高くてもよい。いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼの制御温度は、７０℃、６０℃、５５℃、５０℃、４５℃、４０℃、３７℃及び３５℃のいずれか以下又はいずれかより低くてもよい。ケトアミンオキシダーゼの温度制御は、加熱、冷却、又は加熱と冷却の組み合わせで行ってもよい。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、測定時にケトアミンオキシダーゼは室温で保持されてもよい。いくつかの実施形態では、測定時のケトアミンオキシダーゼの温度を測定して、検出器による結果に対して温度補正を行ってもよい。例えば、ケトアミンオキシダーゼを室温に保ちつつ測定を行い、測定結果に対して温度補正を行ってもよい。いくつかの実施形態では、測定時又はペプチド断片化の際のプロテアーゼの温度を測定して、検出器による結果に対して温度補正を行ってもよい。いくつかの実施形態では、測定時又はペプチド断片化の際のプロテアーゼの温度と、測定時のケトアミンオキシダーゼの温度とに基づいて、測定結果に対して温度補正を行ってもよい。例示的に、温度補正を行うことで、ケトアミンオキシダーゼ及びプロテアーゼの少なくとも一方の温度制御を簡略化することができる。それにより例えば、電源を電池にし、センサ構成を小型化することができる。
【０１１６】
過酸化水素は、検出反応器１４５７に搬送され検出器１４３１によって検出される。図１３では、検出反応器１４５７内部にルミノールを含む試薬１４３１が配置され、外部に光検出器（フォトダイオード）１４３２が配置され、ルミノール反応による発光を検出する。
【０１１７】
ケトアミンオキシダーゼは固定化層内で基材に固定されていなくてもよい。ケトアミンオキシダーゼは、ビーズに固定されてもよい。
【０１１８】
図１４に示すセンサ１５００では、図１３に示すセンサ１４００の構成と部分的に似ているが、ケトアミンオキシダーゼ１５０２はビーズ１５０４に固定され、ケトアミンオキシダーゼ収容部１５５６内に収容されている。
【０１１９】
図１３に示すセンサ１４００や図１４に示すセンサ１５００では、検出器はルミノール反応のための試薬と発光を検出する光検出器とを有して構成されている。しかし同様の構成で、検出器を他の検出器としてもよい。検出器として、その他の光検出器を用いてもよく、過酸化水素電極を用いてもよい。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼと過酸化水素検出器は接触又は近接させ、プロテアーゼをこれらから離間して配置してもよい。ケトアミンオキシダーゼと過酸化水素検出器と近接して配置することは、過酸化水素検出器の検出するノイズ要因の影響を低減し又は過酸化水素の検出感度を向上する一つの方法である。
【０１２１】
図１５に示すセンサ１６００では、ケトアミンオキシダーゼ１６０２が過酸化水素検出器１６０３に近接して固定され、プロテアーゼ１６０１がこれらから離間して配置されている。
【０１２２】
液体導入口１６５２から入ってきた液体が、プロテアーゼ収容部１６５５に入る。プロテアーゼ収容部１６５５には、プロテアーゼ１６０１がビーズ１６０４に固定された状態で収容されている。
【０１２３】
図１５に示すプロテアーゼ収容部１６５５には、ヒータ１６６０が配置されている。ヒータ１６６０はプロテアーゼ収容部１６５５内の溶液又はプロテアーゼ１６０１を加熱し又はその温度を制御して、プロテアーゼによる分解反応を効率化又は最適化することができる。図１５では電流によるヒータが記載されているが、これに限らない。ヒータも電気以外の加熱方式が採用されてもよい。別の実施形態では、温度調節器が配置されても良い。
【０１２４】
プロテアーゼ収容部１６５５内で、生成されたペプチド断片は、固定されたケトアミンオキシダーゼ１６０２と過酸化水素検出器１６０３が収容されたケトアミンオキシダーゼ収容部１６５６に搬送される。
【０１２５】
ケトアミンオキシダーゼ収容部１６５６では、ケトアミンオキシダーゼ１６０２が基材１６１４に固定されて、酵素層１６１１を形成している。図１５では、基材１６１４とケトアミンオキシダーゼ１６０２は、ケトアミンオキシダーゼ収容部１６５６内に固定化層として形成されている。ケトアミンオキシダーゼ収容部１６５６内に搬送されたペプチド断片は、ケトアミンオキシダーゼ１６０２と反応して、その結果過酸化水素が発生する。発生した過酸化水素は近接して配置されている過酸化水素検出器１６０３で検出される。
【０１２６】
プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼとを離間配置する構成においても、溶液内の物質などにおけるノイズ原因は存在し得る。本開示に係るセンサは、そのようなノイズを低減するための機構を更に有していてもよく、同機構に接続されるように構成されていてもよい。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、過酸化水素検出器をイオン交換樹脂で覆ってもよく、過酸化水素検出器の表面にイオン交換樹脂の層又は膜を配置してもよい。
【０１２８】
いくつかの実施形態に係るセンサは、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼとを離間配置する構成を有する、一対の又は一組の差動又は差分センサであってもよい。
【０１２９】
いくつかの実施形態に係る差分センサでは、過酸化水素検出器をイオン交換樹脂で覆ってもよく、過酸化水素検出器の表面にイオン交換樹脂の層又は膜を配置してもよい。
【０１３０】
図１６に示すセンサ１７００では、プロテアーゼがケトアミンオキシダーゼに対して分離し個別の収容部内に配置されている。
【０１３１】
導入口１７５２から導入された溶液は、メインセンサ１７００ａとサブセンサ１７００ｂとに分流される。溶液は、メインセンサ１７００ａではプロテアーゼ収容部１７５５ａに導入される。プロテアーゼ収容部１７５５ａには、プロテアーゼが固定化された酵素層１７１１ａが配置されている。プロテアーゼ収容部１７５５ａで生じたペプチド断片は、流路を通りケトアミンオキシダーゼ収容容器１７５６ａに搬送される。図１６に示すケトアミンオキシダーゼ収容容器１７５６ａ内には、ケトアミンオキシダーゼが固定化されたケトアミンオキシダーゼ層１７１２ａと過酸化水素検出器１７０３ａが配置されている。ケトアミンオキシダーゼ収容容器１７５６ａの反応により、糖化されたペプチド断片が最終的に過酸化水素として検出される。
【０１３２】
一方サブセンサ１７００ｂの流路や収容部はメインセンサ１７００ａと同様に構成されているが、プロテアーゼが配置されていない。すなわち、溶液がまず導入されるチャンバ１７５５ｂは、メインセンサ１７００ａのプロテアーゼ収容部１７５５ａと同様の構造をしているが、プロテアーゼを収容していない。プロテアーゼがないチャンバ１７５５ｂの次のチャンバ（収容部）としては、ケトアミンオキシダーゼ収容容器１７５６ｂが配置されている。サブセンサ１７００ｂのケトアミンオキシダーゼ収容容器１７５６ｂ内には、メインセンサ１７００ａのケトアミンオキシダーゼ収容容器１７５６ａと同様に、ケトアミンオキシダーゼが固定化されたケトアミンオキシダーゼ層１７１２ｂと過酸化水素検出器１７０３ｂが配置されている。
【０１３３】
メインセンサ１７００ａのプロテアーゼ収容部１７５５ａと、サブセンサ１７００ｂの対応するチャンバ１７５５ｂとには、ヒータ１７６０が設けられている。これにより、プロテアーゼ収容部１７５５ａ内のプロテアーゼによる分解反応の速度を上げ、同反応を効率化し又は最適化できる。さらには、サブセンサ１７００ｂの流路の構成や条件を、プロテアーゼがないこと以外はメインセンサ１７００ａのそれと出来る限り同じ又は同様にすることができる。
【０１３４】
メインセンサ１７００ａの過酸化水素検出器１７０３ａからの出力信号と、サブセンサ１７００ｂの過酸化水素検出器１７０３ｂからの出力信号との差分信号を計算することができる。この差分演算から、過酸化水素検出器１７１２ａでの対象とする過酸化水素の濃度、そしてそれに関連する当初の溶液内の被験物質である糖化タンパク質の濃度を求めることができる。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼとを別々に温度制御をしてもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼとのそれぞれに対する温度制御デバイスが配置されていてもよい。温度制御デバイスは、加熱デバイスであってもよく、冷却デバイスであってもよく、それら両方を有していてもよく、温冷制御可能なデバイスであってもよい。
【０１３６】
いくつかの実施形態では、センサは、プロテアーゼ収容部とケトアミンオキシダーゼ収容部との間に温度制御用収容部を有していてもよい。いくつかの実施形態では、温度制御用収容部は、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼとでの動作温度が異なる場合に、プロテアーゼ収容部から送られてくる溶液の温度を変化又は制御して、ケトアミンオキシダーゼの動作温度に近づけてもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼに対して加熱デバイスが配置され、温度制御用収容部では冷却デバイスが配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼに対して加熱デバイスが配置されていてもよい。
【０１３７】
図１７に示すセンサ１８００は、シリアルに流体連結された、プロテアーゼ収容部１８５５と冷却用溶液収容部（冷却部）１８５８とケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６とを有している。プロテアーゼ収容部１８５５は、液体導入口１８５２を備え、ここからプロテアーゼ収容部１８５５内に溶液を導入できる。プロテアーゼ収容部１８５５には、プロテアーゼ１８０１がビーズ１８０４に固定された状態で収容されている。
【０１３８】
図１７に示すプロテアーゼ収容部１８５５には、ヒータ１８６０が配置されている。ヒータ１８６０はプロテアーゼ収容部１８５５内の溶液又はプロテアーゼ１８０１を加熱し又はその温度を制御して、プロテアーゼ反応の速度を上げるなど、反応の効率化又は最適化することができる。
【０１３９】
プロテアーゼ収容部１８５５内で生成されたペプチド断片は、冷却用溶液収容部１８５８を介して流体連結されたケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６まで送液される。ケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６には、固定されたケトアミンオキシダーゼ１８０２と過酸化水素検出器１８０３が収容されている。過酸化水素検出器１８０３は、測定器（不図示）に接続され、これに対して電気信号を送信することができる。
【０１４０】
ケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６では、ケトアミンオキシダーゼ１８０２が基材１８１４に固定されて、酵素層１８１１を形成している。図１７では、基材１８１４とケトアミンオキシダーゼ１８０２は、ケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６内に固定化層として形成されている。ケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６内に搬送されたペプチド断片は、ケトアミンオキシダーゼ１８０２と反応して、その結果過酸化水素が発生する。発生した過酸化水素は近接して配置されている過酸化水素検出器１８０３で検出される。
【０１４１】
ケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６には、ヒータ１８６１が配置されている。ヒータ１８６１はケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６内の溶液又はケトアミンオキシダーゼ１８０２を加熱し又はその温度を制御して、酵素反応の速度を上げるなど、反応を効率化し又は最適化することができる。
【０１４２】
図１７では、プロテアーゼ収容部１８５５とケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６とのそれぞれに個別のヒータ１８６０，１８６１が配置されている。これにより、プロテアーゼ１８０１とケトアミンオキシダーゼ１８０２に対して、個別に温度制御又は加熱をすることができる。これにより例えば、時間的又は温度、又はその両方において、独立した温度制御を行うことができる。いつかの実施形態では、プロテアーゼ収容部１８５５又はプロテアーゼ１８０１の温度を、ケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６又はケトアミンオキシダーゼ１８０２の温度よりも高く制御することができる。いつかの実施形態では、プロテアーゼ収容部１８５５又はプロテアーゼ１８０１の温度を、ケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６又はケトアミンオキシダーゼ１８０２の温度よりも低く制御することができる。
【０１４３】
もしプロテアーゼ収容部１８５５で加熱された溶液が、ケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６に送られると、その溶液がケトアミンオキシダーゼ１８０２にとって適正な温度になるまでに時間がかかり非効率であり、又は正確な測定ができなくなる場合がある。そのため、ケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６に導入される前に、溶液を一旦冷却してもよい。図１７に示すようなセンサ１８００は、加熱されたプロテアーゼ収容部１８５５で加熱された溶液を、冷却用溶液収容部１８５８内に滞留させることができる。溶液を、冷却デバイス（回路／素子）１８６２（例えばペルチェ素子）を用いて冷却し、ケトアミンオキシダーゼ１８０２の至適温度又は使用温度に近づける。その後溶液を、ケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６に送ることができる。これにより例えば、測定を効率的にまたは正確に行うことができる。
【０１４４】
図１７に示すセンサ１８００は一例として次のように使用してもよい。すなわち、まず、測定対象物質を含む溶液をプロテアーゼ収容部１８５５に導入する。プロテアーゼ収容部１８５５は、溶液導入前に加熱を開始してもよく、溶液導入後に加熱を開始してもよい。プロテアーゼ収容部１８５５でペプチド断片化を行った後、溶液を冷却用溶液収容部１８５８に送る。冷却用溶液収容部１８５８は、溶液導入前に冷却を開始してもよく、溶液導入後に冷却を開始してもよい。冷却用溶液収容部１８５８で十分に又は適切な温度まで冷却を行った後、溶液をケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６に送ってもよい。ケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６は、溶液導入後に加熱を開始してもよい。
【０１４５】
いくつかの実施形態では、送液は、溶液導入口１８５２から圧力を掛けることで行ってもよい。いくつかの実施形態では、送液は、各収容部１８５５，１８５６，１８５８の容積を変化させて又は各収容部に対して圧力を掛けることで行ってもよい。プロテアーゼ収容部１８５５は、空気孔（不図示）を有していてもよい。いくつかの実施形態では、送液の際の圧力は陽圧であってもよい。いくつかの実施形態では、送液の際の圧力は陰圧であってもよい。いくつかの実施形態では、各収容部の入口と出口とのそれぞれ又は両方の近傍に、バルブが配置されていてもよい。バルブは、各収容部の温度の違いなどによって発生しうる泡を、流路から取り除くように機能してもよい。
【０１４６】
いくつかの実施形態では、溶液を、プロテアーゼ収容部から出す際に、プロテアーゼとビーズとがプロテアーゼ収容部から出てもよい。例えば、プロテアーゼとビーズは、冷却用収容部まで入ってもよく、ケトアミンオキシダーゼ収容部まで入ってもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼとビーズとは送液の際に実質的にプロテアーゼ収容部に残るように、センサが構成されてもよい。
【０１４７】
図１７では、電流によるヒータ１８６０，１８６１と冷却デバイス１８６２が記載されているが、これに限らない。ヒータ１８６０，１８６１は、電気以外の加熱方式を採用してもよい。冷却デバイス１８６２は、ペルチェ素子以外の冷却方式を採用してもよい。別の実施形態では、他の温度調節器が配置されてもよい。
【０１４８】
いくつかの実施形態では、溶液導入口１８５２、プロテアーゼ収容部１８５５、冷却用溶液収容部１８５８とケトアミンオキシダーゼ収容部１８５６とは、一つの部品、例えばカセットや使い捨ての流体デバイスであってもよい。いくつかの実施形態では、ヒータ１８６０，１８６１と冷却デバイス１８６２とは、本体に固定されていてもよい。上記流体デバイスが、この本体に挿入され又は固定されるように、センサ１８００が構成されていてもよい。ヒータ１８６０，１８６１と冷却デバイス１８６２との間には断熱材が配置されていてもよい。これにより例えば、温度制御の効率を上げることができる。
【０１４９】
３．過酸化水素電極の配置
過酸化水素電極のレイアウト又は配置は種々の構成が可能である。以下、過酸化水素電極の構成を例示的に説明する。
【０１５０】
＜電極配置例１＞
本開示で示す過酸化水素電極は、糖化タンパク質又はフルクトサミンの測定用途に限られず、溶液の電気化学的測定を含む他の用途に用いることもできる。すなわち、本開示の一実施形態に係るセンサ又はセンサチップは、過酸化水素電極を含む。過酸化水素電極の参照極は、対極と作用極に挟まれていてもよい。センサチップは、液体収容部を有していてもよい。液体収容部は長手方向に延在していてもよい。液体収容部の容積は、１０μＬ、５μＬ、４μＬ、３μＬ、２μＬ、１μＬ、０．９μＬ、０．８μＬ、０．７μＬ、０．６μＬ、０．５μＬ、０．４μＬ、０．３μＬ、０．２μＬ、０．１μＬの値以下又は未満であってもよい。液体収容部は、液体導入口を有していてもよい。液体収容部は、液体出口を有していても良い。液体収容部は、空気孔を有していてもよい。空気孔は、液体が液体収容部に導入される際に液体収容部にあった気体がセンサチップ外部に排出される機能を有していてもよい。センサチップは、電気回路を有していても良く、電気回路に接続されるように構成されていてもよい。センサチップは、電気回路と接続されるための出力端子を有していてもよい。
【０１５１】
図１８は一つの実施形態としてのセンサチップの電極構成を模式的に示す上面図である。図１８のセンサチップ２０００では、基板２００６上に、導入された溶液に接触するように対極２０３１、参照極２０３２、作用極２０３３が配置され、これらの電極を覆うように酵素層２０１１が配置されている。
【０１５２】
センサチップ２０００は、流路又は液体収容部を画定する部材、例えばチップカバーを更に有していてもよく、そのようなチップカバーがないセンサチップとして形成されてもよい。図１８には、流路と液体収容部を規定するセンサチップカバー（図示せず）がセンサチップの上面に被せてある。液体収容部に対応するセンサチップ上の部分２０５１が規定され、液体は導入口２０５２から液体収容部２０５１に導入される。チップカバーは、液体収容部２０５１に関して液体導入口２０５２の反対側に空気孔２０５３を有している。
【０１５３】
過酸化水素電極２０３１，２０３２，２０３３は互いに平行に、液体収容部２０５１に沿って長手方向に延在するように配置されている。液体は導入口２０５２側で、作用極２０３３の端部は、他電極すなわち対極２０３１、参照極２０３２の端部に対して、短く構成されている。導入口２０５２から導入された液体は、液体収容部２０５１内をその長手方向に進展する。液体が最初にあるいは他電極と同時に作用極２０３３に接触すると、大きな電流が流れ電極に損傷を与える可能性がある。このような構成にすることで、電極の損傷を回避することができる。
【０１５４】
図１８に示すセンサチップ２０００は更に、液体検出電極２０３４を液体収容部内に有している。図１８では、電極２０３４は、液体収容部２０５１内で液体が進入する際に、液体が最後に接触する位置に配置されている。液体検出電極２０３４での液体の有無を検出することで、液体収容部２０５１又は過酸化水素電極２０３１，２０３２，２０３３が十分に液体で充満されたことを確認することができる。液体検出電極２０３４で液体が検出された場合には、液体の収集を終了したことをユーザに報知してもよい。あるいは、所定の時間以上に待っても、液体検出電極２０３４で液体が検出されない場合には、液体が十分に収集できなかったとして測定を開始しない、あるいはユーザに対して液体の収集をやり直す、他のチップの使用を進めるなどの報知を行ってもよい。
【０１５５】
図１８に示すセンサチップ２０００は、対極２０３１、参照極２０３２、作用極２０３３、液体検出電極２０３４に対応し電気的に接続された出力端子２０４１，２０４２，２０４３，２０４４を有している。センサチップは、電気回路又は電気回路を有する他のデバイス（いずれも図示せず）に差し込み式又は着脱可能に接続するように構成されていてもよい。図１８に示すセンサチップ２０００では、この着脱部に上記出力端子が配置されている。
【０１５６】
図１８では１つの検出電極のみが記載されている。しかし、いくつかの実施形態では、複数の検出電極を配置してもよい。複数の電極を流路内に液体の進行方向に設置してもよい。例えば、検出電極は、検出部が液体と最初に触れる箇所、検出部が完全に液体と接触した箇所、そしてその中間に配置してもよい。例えば、最初の検出電極は、液体が検出部、流路、あるいは液体収容部に進入し始めたことを検知することが出来る。中間の電極は、液体が進入しているか否かを検知することができる。中間の電極まで液体が進入しなかった場合は、検出部の一部のみを用いているため、測定不可能であることを報知するため、あるいは誤差の大きい測定になり得ることを報知するために用いられてもよい。
【０１５７】
以下その他の配置やヴァリエーションについて例示的に説明する。配置や説明は一部省略する場合がある。各実施形態や例示において、他の構成を適用してもよい。
【０１５８】
＜複数の電極配置＞
センサチップの液体収容部には複数個又は複数種類のセンサ又は過酸化水素電極を配置してもよい。複数のセンサは同種のセンサであってもよく、上記のような差分計測のためのメインセンサとサブセンサの組み合わせでもよい。
【０１５９】
＜電極配置例２＞
図１９に示すセンサチップ２１００は、液体収容部２１５１内にその長手方向に、複数のセンサ２１００ａ，２１００ｂが互いに平行に配置されている。なお、複数のセンサ２１００ａ，２１００ｂの参照極と対極は、回路上は参照極同士、作用極同士し接続されて共通になっている。液体は、流体導入口２１５２から導入され、毛管現象と親水性の含水性ポリマーとしても機能する固定化膜の作用などにより、液体収容部２１５１を進展し、内部の空気を空気孔２１５３から押し出しつつ、液体収容部２１５１を充満し、最終的に検出電極２１３４に至る。
【０１６０】
＜電極配置例３＞
図２０に示すセンサチップ２２００は、図１２で示したような過酸化水素電極の一部を複数のセンサで共有している。すなわち、図２０に示すセンサチップ２２００は、メインセンサ２２２０ａとサブセンサ２２２０ｂとを有している。メインセンサ２２２０ａでは、基板２２０６上に作用極２２３３ａと対極２１３１が配置され、これらの電極の上にメインセンサ用の酵素層２２２１ａが配置されている。サブセンサ２２２０ｂでは、基板２２０６上に作用極２２３３ｂと参照極２２３２が配置され、これらの電極の上にサブセンサ用の酵素層２２２１ｂが配置されている。参照極２２３２は、基板２２０６上で対極２２３１と作用極２２３３ｂとの間に配置され、あるいは挟まれている。
【０１６１】
＜複数センサのアセンブリ型＞
複数のセンサを同じセンサチップに配置する場合に、センサチップの本体基板上にすべてのセンサを直接形成しなくてもよい。例えば、作製した各センサを本体基板上に接合してもよい。
【０１６２】
図２１に示すセンサチップ２３００では、本体基板２３６０上に二つの既に作成されたセンサ２３００ａ，２３００ｂが接合されている。
【０１６３】
センサ２３００ａ，２３００ｂの酵素層２３１１ａ，２３１１ｂ又は過酸化水素電極２３３０ａ，２３３０ｂは、液体収容部２３５１の、液体導入口２３５２から空気孔２３５３に向けて延びる長手方向に延在するように形成されている。
【０１６４】
図２１のセンサチップ２３００では、本体基板２３６０上と各センサ上とに、それぞれ対応するボンディングパッド２３４０ａ，２３４０ｂ，２３４１ａ，２３４１ｂが形成されている。これらのボンディングパッドは、センサ２３００ａ，２３００ｂの本体基板２３６０上への接合後又は接合の際に、電気的に接合される。例えば、ボンディンパッド間をワイヤボンディングで接続してもよい。
【０１６５】
図２１のセンサチップ２３００では、本体基板２３６０に電気回路（図示せず）などと接続可能な出力端子２３４０が配置されている。これらの出力端子２３４０は対応するボンディングパッド２３４１ａ，２３４１ｂと配線で接続されている。対極と参照極はセンサチップ２３００又は電気回路を介して短絡されていてもよい。このような構成により、例えば、酵素層の耐久性やその他の層の構成によっては、１つのチップ内に２つのセンサを同時に製造することが難しい、もしくは２つのセンサの歩留まりが著しく異なった場合に、別々に製造して、良品を組み合わせることでトータルの製造コストを抑えることができる。
【０１６６】
＜他の電極方向＞
過酸化水素電極は、細長い液体収容部の長手方向以外の方向に沿って形成されてもよい。
【０１６７】
例えば、図２２に示すセンサチップ２４００のように、液体収容部２４５１の長手方向に垂直方向に延びた各電極が基板２４０６上に配置されてもよい。より具体的には、図２２の過酸化水素電極は、液体収容部２４５１内で液体導入口２４５２から空気孔２４５３に向かう長手方向に垂直な方向に、対極２４３１、参照極２４３２、作用極２４３３が配置されている。参照極２４３２は、対極２４３１と作用極２４３３との間に挟まれている。作用極２４３３は、液体導入の際の液体進展方向で過酸化水素電極の３つの電極の内最後の位置に配置されている。これらの過酸化水素電極の後に液体検出電極２４３４が配置されている。過酸化水素電極の上に、酵素層２４１１が形成されている。この電極構成のように参照極２４３２は対極２４３１と作用極２４３３とに挟まれることで、例えば、外部ノイズを低減し、液体が液体収容部２４５１に進入する際に最後に作用極２４３３に接触することで、過大な電流が流れることを避けて安全な測定が可能になる。
【０１６８】
４．センサの製造方法
以下図２３Ａから図２３Ｉの断面模式図を用いて、本開示の一実施形態であるデュアル糖化タンパク質センサの製造方法について説明する。
【０１６９】
＜過酸化水素電極の形成＞
図２３Ａに示すように、絶縁基板３００６上に、２組の電極、すなわち第一の過酸化水素電極３０３０ａと第二の過酸化水素電極３０３０ｂを形成する。絶縁基板３００６は、ガラス、石英、セラミックスを主成分とする基板であってもよい。絶縁基板３００６は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）樹脂などであってもよい。これらは、耐水性、耐熱性、耐薬品性および上記電極との密着性に優れた材料として知られている。
【０１７０】
それぞれの組の過酸化水素電極３０３０ａ，３０３０ｂは、Ｔｉ/Ｐｔを積層した作用極と、Ｔｉ/Ｐｔ/Ａｇ/ＡｇＣｌを積層した参照極と、Ｔｉ/Ｐｔを積層した対極が形成されている。図ではこれらの積層構造は図示されていない。これらの電極は、例示的に、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、ケミカル・ベーパー・ディポジッション（ＣＶＤ）法、電解法、スクリーン印刷などを用いて形成することができる。スパッタリング法は、比較的、短時間で、精度よく薄膜の白金膜を形成できる。例えば、まずチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）の順に成膜しパターニングする。次に、作用極と対極を覆い、参照極上に銀（Ａｇ）を製膜する。最後に銀の表面に対して塩化処理を行う。これにより、上記のような積層電極構造を形成することができる。なお、Ｔｉは基板とＰｔとの接着力を高める目的で製膜される場合が多い。しがって、基板や製膜条件によって、過酸化水素電極のＴｉ層を省いてもよい。例えば、ＰＥＴ樹脂やＣＯＰ樹脂等のフレキシブルシートの絶縁基板を用いた場合は、過酸化水素電極のＴｉ層を省いてもよい。
【０１７１】
＜サブセンサ用酵素層の形成＞
最初に図２３Ｂに示すように、半導体製造などのフォトリソグラフィー工程で用いられるポジ型フォトレジスト３００９を絶縁基板３００６上にスピン塗布し、２組の過酸化水素電極３０３０ａ，３０３０ｂをカバーする。
【０１７２】
続いて、図２３Ｃに示すように、露光、現像、エッチングでレジスト３００９に対してパターニングを行い、第二の過酸化水素電極上３０３０ｂを開口させる。
【０１７３】
図２３Ｄに示すように、シランカップリング剤３００５ｂである３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）溶液を、回転数３，０００ｒｐｍ、３０秒でスピン塗布し、乾燥させる。その後、基材３０１４となるＢＳＡとケトアミンオキシダーゼ３００２を含む溶液をグルタルアルデヒドと混合させる。そして、この混合液を基板上にスピン塗布する。グルタルアルデヒドの架橋反応によってケトアミンオキシダーゼ３００２を固化させる。
【０１７４】
レジスト３００９をアセトン中で超音波処理してリフトオフする。第二の過酸化水素電極上３０３０ｂ上にのみ、シランカップリング剤３００５ｂを介して、基材３０１４となるＢＳＡとケトアミンオキシダーゼ３００２とを含む酵素膜３０１１ｂが残る。これにより、絶縁基板３００６上にサブセンサ３０００ｂが形成され、メインセンサ用の第一の過酸化水素電極３０３０ａが露出される。（図２３Ｅ）
【０１７５】
図２３Ｂで説明した工程と同様に、再度レジスト３０９１を絶縁基板３００６全体にスピン塗布する。塗布後、酵素が失活しないようにレジスト３０９１を固化させる（図２３Ｆ）。
【０１７６】
＜メインセンサ用酵素層の形成＞
まず、露光、現像、エッチングでレジスト３０９１に対してパターニングを行い、第一の過酸化水素電極上を開口させる（図２３Ｇ）。
【０１７７】
第一の過酸化水素電極３０３０ａ上に開口部がある状態で、図２３Ｄと同様に、シランカップリング剤３００５ａである３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）溶液を、回転数３，０００ｒｐｍ、３０秒でスピン塗布し、乾燥させる。その後、基材３００４となるＢＳＡとケトアミンオキシダーゼ３００２及びプロテアーゼ３００１とを含む溶液をグルタルアルデヒドと混合させる。そして、この混合液を基板上にスピン塗布する。グルタルアルデヒドの架橋反応によってケトアミンオキシダーゼ３００２とプロテアーゼ３００１を固化させる（図２３Ｈ）。
【０１７８】
レジスト３０９１をアセトン中で超音波処理してリフトオフする。こうして、絶縁基板３００６上の第一と第二の過酸化水素電極３３３０ａ，３３３０ｂ上にそれぞれ、シランカップリング剤３００５ａ，３００５ｂを介して、それぞれ基材であるＢＳＡ３００４に固定されたプロテアーゼ３００１とケトアミンオキシダーゼ３００２を含む酵素層３０１１ａと、酵素としてケトアミンオキシダーゼ３００２のみを含み、これが基材であるＢＳＡ３０１４に固定された酵素層３０１１ｂが残るセンサが作成された。すなわち、絶縁基板上３００６にメインセンサ３０００ａとサブセンサ３０００ｂが形成された。このようにして、プロテアーゼ３００１の有無だけが異なる差動型のデュアル糖化アルブミンセンサ酵素層を有するセンサ３０００を作成することができる（図２３Ｉ）。
【０１７９】
なお、本実施例ではレジストによるパターニングの製造方法を示したが、第一の過酸化水素電極上に開口部を有するメタルマスクと、第二の過酸化水素電極上に開口部を有するメタルマスクを使用しても良い。
【０１８０】
いくつかの実施形態では、糖化タンパク質センサ（検出部、検出器）はアルブミンセンサ（検出部、検出器）を備えていてもよい。糖化タンパク質センサとアルブミンセンサを併せてセンサと呼んでもよく、糖化タンパク質とアルブミンの両方を測定できるように構成されたシステムを糖化タンパク質センサと呼んでもよい。同一の採集から得られた体液や液体が、糖化タンパク質センサとアルブミンセンサの両方に適用されるように、センサが構成されていてもよい。別の実施形態では、異なるタイミングで採集された体液や液体が、糖化タンパク質センサとアルブミンセンサとに供給されるようにセンサが構成されてもよい。いくつかの実施形態では、糖化タンパク質センサは、アルブミンセンサに接続されるように構成されていてもよい。アルブミンセンサと協働することで、グリコアルブミン（ＧＡ）値をより簡易、効率的に測定することができる。
【０１８１】
アルブミンセンサとしては、例えば、アルブミンがブロモクレゾールグリーン（ＢＣＧ）、ブロモクレゾールパープル（ＢＣＰ）などの色素に結合する際の吸収波長又は吸収スペクトルの変化を利用する色素結合法や電気化学的方法による測定が可能である。また、抗体を用いた免疫法などに基づくデバイスや装置であってもよい。
【０１８２】
いくつかの実施形態では、酵素（ケトアミンオキシダーゼ及び／又はプロテアーゼ）は、保護剤で覆ってもよい。保護剤は、保護層、保護膜、又は保護コーティングでもよい。
【０１８３】
図２４に示すように、保護剤は、酵素層を覆うように配置してもよい。図２４では、ケトアミンオキシダーゼ部が示され、プロテアーゼやその他の素子や構成は省略されている。基板４００６上に過酸化水素検出器４００３が配置され、その上に基材４０１４内にケトアミンオキシダーゼ４００２が包含され、ケトアミンオキシダーゼ層４０１２が形成されている。ケトアミンオキシダーゼ４００２又はケトアミンオキシダーゼ層４０１２を覆うように保護膜４００８が配置されている。保護膜４００８は、過酸化水素検出器４００３も覆うように配置されてもよい。
【０１８４】
図２５に示すように、保護剤は、各酵素分子を覆うように配置してもよく、あるいは酵素の部分又は酵素分子の集合体を覆うように配置してもよい。図２５では、ケトアミンオキシダーゼ部が示され、プロテアーゼやその他の素子や構成は省略されている。基板４１０６上に過酸化水素検出器４１０３が配置され、その上に基材４１１４内にケトアミンオキシダーゼ４１０２が包含され、ケトアミンオキシダーゼ層４１１２が形成されている。保護コーティングは、ケトアミンオキシダーゼ４１０２を、個別に又は分子ごとに覆ってもよい。複数のケトアミンオキシダーゼ４１０２を覆うように形成されてもよい。
【０１８５】
いくつかの実施形態では、酵素の保護剤は、基材の材料から選ばれてもよい。いくつかの実施形態では、酵素の保護剤は、酵素の基材と同じ材料であってもよい。酵素の基材と保護剤とが同じ材料で形成されていると、例えば測定中の加熱とか、室温の温度変化などによる、熱膨張係数の違いによる熱応力による剥離や破損を回避できる。保護剤は、非限定的に例えば、酵素の劣化を回避し又は寿命を延ばすことができる。例えば、デバイス本体に対して固定化されていないプロテアーゼ、又は固定化されたプロテアーゼの一部が外れて流れてくることで、ケトアミンオキシダーゼに触れてこれを分解し又は変性させ得る。保護剤は、例えばこのようなケトアミンオキシダーゼの分解を回避又は抑制することができる。いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼの保護剤は、プロテアーゼに分解されにくい材料で形成されていてもよい。
【０１８６】
保護剤の形成方法として、ＦＯＡＤ膜を塗布（例えばスピンコートやバーコート）、架橋させ（放置、架橋時間）、乾燥した後に、保護膜を形成してもよい。保護膜は、均一な膜厚を有するように形成されてもよい。保護膜は、使用する溶液の性質によって、スピンコート法、バーコート法、ブレードコート法、スプレーコート法、又はディップ法により塗布してもよい。塗布された保護膜は、所定時間、所定温度に保持してもよい。塗布後の処理により、必要な膜厚を得てもよい。
【０１８７】
保護剤は、非限定的に例えば、フッ素系樹脂、光硬化樹脂、水硬化樹脂、セルロース（エチルセルロース、アセチルセルロースなど）、ナイロン、ポリスチレン、非たんぱく系樹脂、ポリイオンコンプレックス、錯体、無機高分子、固体高分子電解質、多孔性高分子金属錯体（例えばＺＩＦ−８）、金属有機構造体、又はリン脂質であってもよい。いくつかの実施形態では、ケトアミンオキシダーゼの保護剤は、アルブミンを含んでいてもよく、実質的にアルブミンからなっていてもよい。いくつかの実施形態では、保護剤としてのアルブミンはＢＳＡであってもよい。保護剤なしでケトアミンオキシダーゼの寿命が１週間の系において、ＢＳＡによる保護剤で覆うことで、ケトアミンオキシダーゼの寿命が1カ月ほどに延びたこと、出力が半分になる時間が倍に延びたことが確認された。
【０１８８】
保護剤により、非限定的な例示として、液による熱振動などによる寿命への影響を低減できる。酵素は、基材により包括固定してもよく、部分的に固定されてよく、基材により被覆されてもよい。一つの解釈として、保護剤は、基材の表面に露出している酵素分子の部分を保護していてもよい。一つの解釈として、酵素を保護剤により保護すると寿命が延びると考えることもできる。非限定的に例えば、夾雑物の酵素の活性や酵素反応効率などに対する影響を低減できる。非限定的に例えば、保護膜などは、酵素が基材から脱落又は脱離することを回避又は低減することができる。非限定的に例えば、保護膜は、送液などの際に受ける外圧、ｐＨ、塩濃度などのパラメータの急激な変化による変性（たんぱく変性）を回避することができる。
【０１８９】
以降、プロテアーゼとケトアミンオキシダーゼについていくつかの実施例を用いて説明する。
【０１９０】
＜実施例１＞
各種プロテアーゼの動作特性を比較した。
プロテアーゼとして、オリエンターゼ２２ＢＦ（エイチビィアイ株式会社製）１６ｍｇ、ヌクレイシン（エイチビィアイ株式会社製）１３３ｍｇ、オリエンターゼＡＹ（エイチビィアイ株式会社製）１２．８ｍｇ、オリエンターゼＯＰ（エイチビィアイ株式会社製）８．０ｍｇ、スミチームＭＰ（新日本化学工業株式会社製）１６ｍｇ、プロテアーゼＸＩＶ（シグマアルドリッチジャパン合同会社）４ｍｇを、それぞれ、ＴＥＳ緩衝液４００μＬに溶解させ一晩透析した溶液を、プロテアーゼ溶液として用いた。サーモリシン（富士フイルム和光純薬株式会社製）４ｍｇ、トリプシン（富士フイルム和光純薬株式会社製）４ｍｇ、α―キモトリプシン（東京化成工業株式会社製）４ｍｇ、パパイン（ナカライテスク株式会社製）４ｍｇ、ブロメライン（富士フイルム和光純薬株式会社製）４ｍｇも、それぞれＴＥＳ緩衝液４００μＬに溶解させそのまま使用した。
【０１９１】
グリコアルブミンキットルシカＧＡ−Ｌ（旭化成ファーマ株式会社）のＧＡ−Ｌキャリブレータ（ＧＡ濃度：１４．９ｍｇ／ｍＬ、アルブミン濃度：４７．９ｍｇ／ｍＬ）１２μＬとＴＥＳ緩衝液９３μＬを混合、そこにプロテアーゼ溶液１５μＬを加えた。その混合溶液を、アルミブロックインキュベータを用いて３７℃または６０℃で１０分間加熱した。当該混合溶液をアルミブロックから外し、余熱や室温で消化が進行しないようにすぐに冷蔵庫に入れ、その後低温で保管した。これをＧＡ消化サンプルと呼ぶ。一方、プロテアーゼ溶液とＴＥＳ緩衝液とを混合した。この混合溶液を同様に加熱処理した。これをプロテアーゼ自己消化サンプルと呼ぶ。
【０１９２】
市販のグリコアルブミンキットルシカのＡＬＢ  Ｒ−２液とマイクロプレートリーダを用いて吸光度測定を行った。ＧＡ消化サンプルの消化前後での吸光度変化から各プロテアーゼのアルブミンの消化率をもとめた。
【０１９３】
図２６に、加熱温度３７℃と６０℃とでの消化率を示す。３７℃ではオリエンターゼ２２ＢＦとプロテアーゼＸＩＶが比較的高い消化率を示した。６０℃ではオリエンターゼ２２ＢＦ、プロテアーゼＸＩＶ、スミチームＭＰ、サーモリシンが比較的高い消化率を示した。オリエンターゼ２２ＢＦ、プロテアーゼＸＩＶ、スミチームＭＰ、サーモリシンは、いずれも細菌由来のプロテアーゼである。一つの解釈として、細菌由来のプロテアーゼは、動物由来、植物由来のプロテアーゼより消化率が高い、あるいは、動物由来、植物由来のプロテアーゼは細菌由来のプロテアーゼよりも低い消化率であるということもできる。この解釈は一つの考えを示すものであり、他の理論又は実験結果があってもよい。本実験結果に基づいて、いくつかの実施形態では、アルブミンの消化に用いるプロテアーゼとして、オリエンターゼ２２ＢＦ、プロテアーゼＸＩＶ、スミチームＭＰ、及びサーモリシンの群から選択されるプロテアーゼを用いてもよい。あるいは、それらの内の複数のプロテアーゼを組み合わせて用いてもよい。
【０１９４】
図２７に、ＦＡＯＤ電極を用いてＧＡ消化サンプルの電流値を測定した。消化ＧＡサンプルの出力とプロテアーゼ自己消化サンプルの出力との差分から、消化したＧＡによる正味の出力を示す。
図２７に示すように、オリエンターゼ２２ＢＦ、プロテアーゼＸＩＶ及びスミチームＭＰが比較的高い出力を与えた。一つの解釈として、オリエンターゼ２２ＢＦ、プロテアーゼＸＩＶ及びスミチームＭＰは、ＦＡＯＤが反応しうる大きさの糖化ペプチド断片までアルブミンを消化するのに好ましいプロテアーゼであるということもできる。この解釈は一つの考えを示すものであり、他の理論又は実験結果があってもよい。
【０１９５】
＜実施例２＞
プロテアーゼの動作温度を検討した。
オリエンターゼ２２ＢＦ（エイチビィアイ株式会社製）１６ｍｇをＴＥＳ緩衝液４００μＬに溶解させ一晩透析した溶液をプロテアーゼ溶液とした。  
【０１９６】
グリコアルブミンキットルシカＧＡ−Ｌ（旭化成ファーマ株式会社）のＧＡ−Ｌキャリブレータ（ＧＡ濃度：１４．８ｍｇ／ｍＬ、アルブミン濃度：４７．５ｍｇ／ｍＬ）１２μＬとＴＥＳ緩衝液９３μＬを混合、そこにプロテアーゼ溶液１５μＬを加えた。同時に、プロテアーゼのみを含むサンプル溶液、キャリブレータのみを含むサンプル溶液も調整した。これらを、アルミブロックインキュベータを用いて２０℃、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃の各温度で２．５分または１０分間保持した。その後、各溶液をアルミブロックから外し、余熱や室温で消化が進行しないようにすぐに冷蔵庫に入れ、その後低温で保管した。
【０１９７】
ＧＡ消化サンプルを導入した際のＦＡＯＤ電極の出力電流値を測定した。このＧＡ消化サンプルの出力電流値から、プロテアーゼのみのサンプル溶液（プロテアーゼ自己消化サンプル）の出力電流値とＧＡのみのサンプル溶液（ＧＡ消化サンプル）の出力電流値との差分、すなわち、［ＧＡ消化サンプルの出力電流値］−［プロテアーゼのみのサンプル溶液の出力電流値］−［ＧＡのみのサンプル溶液の出力電流値］を正味の消化したＧＡの出力電流値とした。図２８に、正味の消化したＧＡの出力電流値を消化処理の温度（消化温度）の関数としてプロットした（ａ）。
【０１９８】
図２８に示すように、ＦＡＯＤ電極からの出力電流値は、６０℃付近あるいは６０℃から７０℃の間で最も高くなった。いくつかの実施形態では、プロテアーゼの消化温度は、ＦＡＯＤ電極からの出力電流値が高い範囲に設定してもよい。例えばプロテアーゼの消化温度は、図２８でＦＡＯＤ電極からの出力電流値が高い６０℃付近あるいは６０℃から７０℃の間に設定してもよい。プロテアーゼの消化温度は、５０℃、５５℃、又は６０より高く、又はそれ以上であってもよい。プロテアーゼの消化温度は、プロテアーゼの失活温度以下又は未満であってもよい。いくつかの実施形態では、プロテアーゼの消化温度は、ＦＡＯＤの至適温度範囲と異なっていてもよい。
【０１９９】
＜実施例３＞
ケトアミンオキシダーゼ（ＦＡＯＤ）の動作温度を検討した。
Ｎ−ε−（１−デオキシフルクトシル）−Ｌ−リジン（ＦＫ）のトリフルオロ酢酸塩（株式会社ペプチド研究所）をＴＥＳ緩衝液に溶かして１２．８μＭのＦＫ溶液を作成した。このＦＫ溶液を導入した際の、ＦＡＯＤ電極からの出力電流値を、１０℃、２０℃、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃の各温度において測定した（図２８の（ｂ））。
【０２００】
図２８に示すように、ＦＡＯＤ電極からの出力電流値は、４０℃付近で最も高くなった。一つの解釈として、ＦＡＯＤ電極の至適温度範囲は４０℃付近であるといえる。ＦＡＯＤ電極又はその近傍の温度を４０℃付近に設定してもよい。いくつかの実施形態では、ＦＡＯＤ電極又はその近傍の温度は、プロテアーゼの至適温度又は温度範囲と異なっていてもよい。
【０２０１】
＜実施例４＞
ＦＡＯＤ電極の出力電流のＧＡ濃度への依存性を検討した。
ＧＡ値の異なるアルブミン粉末をＴＥＳ緩衝液に溶解した各溶液を、ＧＡサンプル溶液として準備した。
プロテアーゼＸＩＶ（シグマアルドリッチジャパン合同会社）４ｍｇ、オリエンターゼ２２ＢＦ（エイチビィアイ株式会社製）１６ｍｇをそれぞれＴＥＳ緩衝液４００μＬに溶解させ、一晩透析した溶液をプロテアーゼ溶液として準備した。
【０２０２】
ラテックスビーズ（ＩＭＭＵＴＥＸ  Ｐ０１１３、コスモ・バイオ株式会社）分散溶液４０μＬをＴＥＳ緩衝液４００μＬと混合し、そこに５０ｍｇの４−（４，６−ジメトキシ−１，３，５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロリド（ＤＭＴ−ＭＭ、東京化成工業株式会社）を加えて溶解させ、この溶液を室温で２時間攪拌した。遠心分離（１２，０００ｒｐｍ、２０分間）して上澄みを除いた。ＴＥＳ緩衝液４００μＬを追加して、この溶液を攪拌した。同じ操作を３回繰り返してビーズを洗浄し、余剰分のＤＭＴ−ＭＭを除いた。３回目に上澄みを除いた後に、透析したプロテアーゼ溶液４００μＬを加えて、この溶液を冷蔵庫内で４時間攪拌した。ＴＥＳ緩衝液を４００μＬ追加して遠心分離（１２，０００ｒｐｍ、２０分間）後、上澄みを除いた。ＴＥＳ緩衝液８００μＬを加えて、この溶液を攪拌した。同じ操作を３回繰り返してビーズを洗浄し、余剰分のプロテアーゼを除いた。３回目に上澄みを除いた後に、２００μＬのＴＥＳ緩衝液を加えて、この溶液を冷蔵庫内で保存した。
【０２０３】
１．６７ｍｇ／ｍＬのＧＡサンプル溶液６０μＬとプロテアーゼ固定化ビーズ溶液２０μＬとをよく混合した。この混合溶液を、アルミブロックインキュベータを用いて３７℃で３０分間加熱した。３０分後にＴＥＳ緩衝液４０μＬを加え、遠心分離（１２，０００ｒｐｍ、３０分間）後、その上澄みを分取した。この溶液を、消化ＧＡサンプルとした。
【０２０４】
消化ＧＡサンプル液を導入して、ＦＡＯＤ電極からの出力電流値を測定した。図２９に、この出力電流値をＧＡ濃度の関数として示す。図２９に示すように、プロテアーゼによって切片の値が異なるものの、ＧＡ濃度と消化ＧＡサンプル液によるＦＡＯＤ電極からの出力電流値との間には直線的な関係があった。さらに、ＧＡ溶液をビーズに固定化したプロテアーゼを用いて消化し、その消化液によるＦＡＯＤ電極からの出力電流値は、系のＧＡ濃度に依存して変化することが分かった。したがって、固定化したプロテアーゼとＦＡＯＤ電極を用いてＧＡ濃度測定が可能であることが示された。
【０２０５】
６．測定方法
以下、本開示に係る測定方法のいくつかの実施形態について説明する。
【０２０６】
糖化タンパク質を含む測定溶液がセンサに導入される。固定化されたプロテアーゼは、糖化タンパク質を含む測定溶液と接触して、この糖化タンパク質を断片化してペプチド断片を生成する。生成後、ペプチド断片は拡散し、固定化されたケトアミンオキシダーゼに至る。固定化されたケトアミンオキシダーゼは、ペプチド断片のうち、糖化されたアミノ酸残基を含むペプチド断片から、過酸化水素を発生させる。過酸化水素検出器は、前記ケトアミンオキシダーゼで発生した過酸化水素を検出する。
【０２０７】
いくつかの実施形態では、測定する糖化タンパク質は、糖化アルブミンであってもよい。
【０２０８】
いくつかの実施形態では、まず、固定化されたプロテアーゼと固定化されたケトアミンオキシダーゼと過酸化水素検出部とを備える糖化タンパク質センサを用意する。また、糖化タンパク質を含む測定溶液を用意する。次に、測定溶液を糖化タンパク質センサに導入する。糖化タンパク質センサを用いて測定溶液中の糖化タンパク質を検出する。
【０２０９】
いくつかの実施形態では、過酸化水素検出器の出力信号から、糖化タンパク質の濃度を求めてもよい。測定溶液中の糖化タンパク質を検出することが、測定溶液中の糖化タンパク質の濃度を求める又は算出することを含んでいてもよい。
【０２１０】
過酸化水素検出部からの出力信号と関連付けられた糖化タンパク質の濃度を求めてもよい。予め又は目的とする測定の前に、較正用溶液中の糖化タンパク質の濃度と過酸化水素検出器の出力信号との関連性、相関関係、関数などを求めてもよい。このようにして得られた参照データ、参照テーブル、関連性、相関関係、関数などを用いて又は参照して、測定溶液から得られた過酸化水素検出器の出力信号から、測定溶液中の糖化タンパク質の濃度を求めてもよい。例えば、検出器が電流を測定する場合には、その電流値と糖化タンパク質の濃度とが関連付けられたテーブル（較正線）に基づいて、電気回路で測定された電流値から、このテーブルを参照して、糖化タンパク質の濃度を求める演算をしてもよい。関連性などは、メイン（第一）センサからの電流値に基づく濃度換算値と、サブ（第二）センサからの電流値に基づく濃度換算値との差分を求める演算であってもよい。
【０２１１】
いくつかの実施形態では、糖化タンパク質を検出してもよく、ある閾値以上あるいはより高い場合の糖化タンパク質があることを検出してもよく、糖化タンパク質の濃度を求めてもよく、糖化タンパク質を定量してもよく、タンパク質の糖化度を求めてもよい。
【０２１２】
いくつかの実施形態では、測定溶液中での測定対象である糖化タンパク質（糖化タンパク質）とそれに対応する非糖化タンパク質を併せた総タンパク質の量又はその溶液中濃度を求めてもよい。糖化タンパク質は糖化アルブミンであってもよい。
【０２１３】
いくつかの実施形態では、対象タンパク質の総量の濃度に対する糖化タンパク質（対象タンパク質のうち糖化されたもの）の濃度の比率又は割合を求めてもよい。いくつかの実施形態では、さらにこの比率から前回の測定から今回の測定までの期間での平均血糖値を換算して求めてもよい。いくつかの実施形態では、連続する２回の測定から求めた当該比率から、該当する期間の平均血糖値を換算して求めてもよい。いくつかの実施形態では、複数回の測定から得られた当該比率から該当する期間の平均血糖値を求めてもよい。いくつかの実施形態では、平均血糖値は、複数回の測定から得られた当該比率の和を当該回数で割ることで求めてもよい。いくつかの実施形態では、平均血糖値は、各回で得られた当該比率について重み付けを施した関数として求めてもよく、その関数は一例として、重み付けは、より新しい測定回で得られた当該比率についてより大きく設定された関数として求めてもよい。
【０２１４】
いくつかの実施形態では、糖化タンパク質濃度の測定をユーザに注意喚起などの報知をしてもよい。
【０２１５】
ユーザとは、実際に糖化タンパク質センサを使用する者であってもよく、自己又は他人の糖化タンパク質の測定をしている者、測定を予定している者、測定を義務付けられ又は推奨されている者などを意味する。ユーザは、個人であってもよく、一人であってもよく複数人であってもよく、少なくとも一人であってもよい。ユーザは、一つ、複数又は少なくとも一つの法人や会社などの組織であってもよい。
【０２１６】
ユーザに対する報知は、所定あるいは適切なタイミングで行われてもよい。１回目以降の測定については、一定又は不定の間隔で報知が行われてもよい。任意の二つの測定の間隔は、３日、５日、６日、７日、１０日、１５日、２０日、３０日、４０日、５０日、６０日、１週間、２週間、３週間、４週間、５週間、６週間、７週間、８週間、９週間、１０週間、１か月、２か月月、３か月、４か月、５か月、６か月であってもよく、その他の期間であってもよい。糖化アルブミンの測定には、７日、１０日、１５日、２０日、１週間、２週間、３週間などの期間で報知されてもよい。
【０２１７】
いくつかの実施形態では、複数の測定の間に洗浄を行ってもよい。洗浄は、固定化されたプロテアーゼと固定化されたケトアミンオキシダーゼと検出部との全体又は部分に対して、純水、生理食塩水、ＴＥＳなどの緩衝液を流すことを含んでいてもよい。
【０２１８】
本開示のいくつかの実施形態に係るプログラム又はコンピュータプログラムは、本出願に記載の測定方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させてもよく、コンピュータに読み出して実行させてもよい。本開示のいくつかの実施形態に係るコンピュータ可読記憶媒体は、本出願に記載の測定方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行さるためのプログラム又はコンピュータプログラムを記憶していてもよい。
【０２１９】
Ａ０１
固定化されたプロテアーゼと、
固定化されたケトアミンオキシダーゼと、
過酸化水素検出部と、
を備える糖化タンパク質センサ。
Ａ０１ａ
前記固定化されたケトアミンオキシダーゼは前記過酸化水素検出部に近接して配置された、
実施形態Ａ０１に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ０１ｂ
前記固定化されたプロテアーゼは前記固定化されたケトアミンオキシダーゼに近接して配置された、
実施形態Ａ０１ａに記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ０１ｃ
測定対象である液体を収容する液体収容部を更に備える、
実施形態Ａ０１からＡ０１ｂのいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ０１ｄ
前記液体収容部の容積は１００μＬ以下である、
実施形態Ａ０１ｃに記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ０２
過酸化水素検出部と、
前記過酸化水素検出部上に配置され、固定化されたプロテアーゼと固定化されたケトアミンオキシダーゼとを含む酵素層と、
を備える糖化タンパク質センサ。
Ａ０３
前記酵素層は、固定化されたプロテアーゼを含むプロテアーゼ層と固定化されたケトアミンオキシダーゼを含むケトアミンオキシダーゼ層とを積層して有する、
実施形態Ａ０２に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ０４
前記ケトアミンオキシダーゼ層と前記プロテアーゼ層とは、前記過酸化水素検出部に近い方から、前記ケトアミンオキシダーゼ層、前記プロテアーゼ層の順に積層されている、
実施形態Ａ０３に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ０５
前記ケトアミンオキシダーゼ層は、第一のケトアミンオキシダーゼ層と第二のケトアミンオキシダーゼ層とを含み、
前記第一のケトアミンオキシダーゼ層と前記プロテアーゼ層と第二のケトアミンオキシダーゼ層とがこの順に積層されている、
実施形態Ａ０３に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ０６
前記酵素層は、固定化されたケトアミンオキシダーゼを含むケトアミンオキシダーゼ層と、前記ケトアミンオキシダーゼ層の前記過酸化水素検出部に対して反対側の面に固定化されたプロテアーゼとを備える、
実施形態Ａ０２に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ０７
前記過酸化水素検出部と前記酵素層との間に配置されたイオン交換樹脂を更に備える、
実施形態Ａ０２からＡ０６のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ０８
前記固定化されたプロテアーゼは、前記固定化されたケトアミンオキシダーゼから離れて配置された、
実施形態Ａ０１に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ０９
前記固定化されたプロテアーゼを収容するプロテアーゼ収容部と、
前記固定化されたケトアミンオキシダーゼを収容し、前記プロテアーゼ収容部と流体連結されたケトアミンオキシダーゼ収容部と、
前記プロテアーゼ収容部から前記ケトアミンオキシダーゼ収容部に液体を送る送液機構と、
を備える、
実施形態Ａ０８に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ１０
前記プロテアーゼ及び／又は前記ケトアミンオキシダーゼを加熱するヒータを更に備える、
実施形態Ａ０８又はＡ０９に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ１１
前記プロテアーゼ収容部を加熱するプロテアーゼ用ヒータを更に備える、
実施形態Ａ０８又はＡ０９に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ１２
前記プロテアーゼ用ヒータは、前記プロテアーゼ収容部を、４０℃以上又は５０℃以上に加熱するように構成された、
実施形態Ａ１１に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ１３
前記プロテアーゼ収容部又はプロテアーゼの温度を測定するプロテアーゼ用温度センサを更に備える、
実施形態Ａ１１又はＡ１２に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ１４
前記プロテアーゼ用温度センサからの情報に基づいて、前記プロテアーゼ用ヒータの発熱量を制御する温度制御機構を更に備える、
実施形態Ａ１１からＡ１３のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ１５
前記ケトアミンオキシダーゼ収容部を加熱するケトアミンオキシダーゼ用ヒータを更に備える、
実施形態１１からＡ１４のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ１６
前記ケトアミンオキシダーゼ用ヒータは、前記ケトアミンオキシダーゼ収容部を、室温以上５０℃以下の温度で加熱するように構成された、
実施形態Ａ１５に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ１７
前記ケトアミンオキシダーゼ収容部又はケトアミンオキシダーゼの温度を測定するケトアミンオキシダーゼ用温度センサを更に備える、
実施形態Ａ１５又はＡ１６に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ１８
前記ケトアミンオキシダーゼ用温度センサからの情報に基づいて、前記ケトアミンオキシダーゼ用ヒータの発熱量を制御する温度制御機構を更に備える、
実施形態Ａ１５からＡ１７のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ１９
前記プロテアーゼ収容部と前記ケトアミンオキシダーゼ収容部との間に、双方に流体連結されて配置され、冷却機構を備える冷却部を更に備える、
実施形態Ａ１１からＡ１８のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ２１
被験物質を含む溶液の上流方向から、
前記固定化されたプロテアーゼ、
前記固定化されたケトアミンオキシダーゼ、
前記過酸化水素検出部、
の順に配置された、
実施形態１に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ２２
前記プロテアーゼは基材に固定されている、
実施形態Ａ０１からＡ２１のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ２３
前記プロテアーゼはビーズに固定されている、
実施形態Ａ２２に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ２４
前記過酸化水素検出部は過酸化水素電極を含む、
実施形態Ａ０１からＡ２３のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ２５
過酸化水素検出器は光検出器を含む、
実施形態Ａ０１からＡ２３のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ２６
過酸化水素検出器は、過酸化水素と反応する発光試薬と光検出器とを含む、
実施形態Ａ０１からＡ２３のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ２７
第一の固定化されたプロテアーゼと、
第一の固定化されたケトアミンオキシダーゼと、
第一過酸化水素検出部と、
を備える第一センサと、
第二の固定化されたケトアミンオキシダーゼと、
第二過酸化水素検出部と、
を備える第二センサと、
を備える糖化タンパク質センサ。
Ａ２８
第一過酸化水素検出部と、
前記第一過酸化水素検出部上に配置され、固定化されたプロテアーゼと固定化されたケトアミンオキシダーゼとを含む第一酵素層と、
第二過酸化水素検出部と、
前記第二過酸化水素検出部上に配置され、実質的に前記固定化されたケトアミンオキシダーゼからなる酵素を含む第二酵素層と、
を備える糖化タンパク質センサ。
Ａ２９
前記第一過酸化水素検出部と前記第二過酸化水素検出部とは過酸化水素電極を含む、
実施形態Ａ２８に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ３０
前記第一過酸化水素検出部は、第一作用極と、対極及び参照極の一方とを備え、
前記第二過酸化水素検出部は、第二作用極と、対極及び参照極の他方とを備える、
実施形態Ａ２９に記載の糖化タンパク質センサ
Ａ３１
前記対極に電位を印加し、前記第一作用極に流れる電流と前記第二作用極に流れる電流とを測定する電流測定回路を更に備える、
実施形態Ａ２９又はＡ３０に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ３２
前記糖化タンパク質は糖化アルブミンを含む、
実施形態Ａ０１からＡ３１のいずれか一項に記載の糖化タンパク質センサ。
Ａ３３
アルブミンセンサを更に備える、
実施形態Ａ３２に記載の糖化タンパク質センサ。
Ｂ０１
糖化タンパク質を含む測定溶液を用意する(provide)ことと、
前記測定溶液を固定化されたプロテアーゼに導入する(direct)ことと、
前記固定化されたプロテアーゼを用いて、前記糖化タンパク質を断片化してペプチド断片を生成することと、
固定化されたケトアミンオキシダーゼを用いて、前記ペプチド断片のうち、糖化されたアミノ酸残基を含むペプチド断片から、過酸化水素を発生させることと、
過酸化水素検出器を用いて、前記ケトアミンオキシダーゼで発生した過酸化水素を検出すること、
を備える、糖化タンパク質の測定方法。
Ｂ０２
固定化されたプロテアーゼと、
固定化されたケトアミンオキシダーゼと、
過酸化水素検出部と、
を備える糖化タンパク質センサを用意することと、
糖化タンパク質を含む測定溶液を用意する(provide)ことと、
前記測定溶液を前記糖化タンパク質センサに導入することと、
前記糖化タンパク質センサを用いて前記測定溶液中の前記糖化タンパク質を検出すること、
を備える、糖化タンパク質の測定方法。
Ｂ０３
前記過酸化水素検出部からの出力信号と関連付けられた糖化タンパク質の濃度を求めることを更に備える、
実施形態Ｂ０２に記載の、糖化タンパク質の測定方法。
Ｂ０４
前記糖化タンパク質は、糖化アルブミン又は糖化ヘモグロビンであって、
前記方法は、
アルブミンの濃度又はヘモグロビンの濃度を求めることと、
前記糖化アルブミンの濃度又は前記糖化ヘモグロビンの濃度と、前記アルブミンの濃度又は前記ヘモグロビンの濃度との比率である糖化アルブミン値又は糖化ヘモグロビン値を求めることと、
を更に備える、
実施形態Ｂ０２又はＢ０３に記載の、糖化タンパク質の測定方法。
Ｂ０５
１週間、２週間、３週間、４週間又は１月ごとに、ユーザに対して糖化タンパク質濃度の測定を行うべきことを報知すること、
を更に備える、
実施形態Ｂ０２からＢ０４のいずれか一項に記載の、糖化タンパク質の測定方法。
Ｂ０６
前記糖化タンパク質は糖化アルブミンを含む、
実施形態Ｂ０２からＢ０５のいずれか一項に記載の、糖化タンパク質の測定方法。
Ｂ０７
複数回の前記アルブミンの濃度又は前記ヘモグロビンの濃度との比率から、平均血糖値を換算して求めることを更に備える、
実施形態Ｂ０６に記載の、糖化タンパク質の測定方法。
Ｂ０８
実施形態Ｂ０２からＢ０７のいずれか一項に記載の測定方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
Ｂ０９
実施形態Ｂ０７に記載のプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体。
Ｂ１０
第一過酸化水素検出部と、
前記第一過酸化水素検出部上に配置され、固定化されたプロテアーゼと固定化されたケトアミンオキシダーゼとを含む第一酵素層と、
前記第二過酸化水素検出部上に配置され、実質的に前記固定化されたプロテアーゼからなる酵素を含む第二酵素層と、
を備える糖化タンパク質センサを用意することと、
糖化タンパク質を含む測定溶液を前記糖化タンパク質センサに導入することと、
前記第一過酸化水素検出部からの出力信号と、前記第二過酸化水素検出部からの出力信号とから、これらの出力信号と関連付けられた糖化タンパク質の濃度を求めること、
を備える、糖化タンパク質の測定方法。
Ｃ０１
基板を用意することと、
前記基板上に過酸化水素検出部を配置することと、
前記基板上にケトアミンオキシダーゼを固定化することと、
前記基板上にプロテアーゼを固定化することと、
を備える、糖化タンパク質センサの製造方法。
Ｃ０２
前記基板上にケトアミンオキシダーゼを固定化することは、前記過酸化水素検出部上にケトアミンオキシダーゼを固定化することを含み、
前記基板上にプロテアーゼを固定化することは、前記過酸化水素検出部上にプロテアーゼを固定化することを含む、
実施形態Ｃ０１に記載の、糖化タンパク質センサの製造方法。
Ｃ０３
前記過酸化水素検出部上にケトアミンオキシダーゼを固定化することは、第一基材にケトアミンオキシダーゼが固定されたケトアミンオキシダーゼ層を形成することを含み、
前記過酸化水素検出部上にプロテアーゼを固定化することは、前記ケトアミンオキシダーゼ層上に、第二基材にプロテアーゼが固定されたプロテアーゼ層を形成することを含む、
実施形態Ｃ０２に記載の製造方法。
Ｃ０４
前記過酸化水素検出部上にケトアミンオキシダーゼを固定化することは、前記プロテアーゼ層上に、第三基材にケトアミンオキシダーゼが固定された第二のケトアミンオキシダーゼ層を形成することを更に含む、
実施形態Ｃ０３に記載の製造方法。
Ｃ０５
前記過酸化水素検出部上にケトアミンオキシダーゼを固定化することと、前記過酸化水素部上にプロテアーゼを固定化することとは、前記ケトアミンオキシダーゼと前記プロテアーゼとを共通基材と混合して、前記過酸化水素部上に同一の酵素層を形成することを含む、
実施形態Ｃ０２に記載の製造方法。
Ｃ０６
基板を用意することと、
前記基板上に第一過酸化水素検出部と第二過酸化水素検出部とを形成することと、
前記第一過酸化水素検出部上に、第一ケトアミンオキシダーゼとプロテアーゼとを固定することと、
前記第二過酸化水素検出部上に、第二ケトアミンオキシダーゼを固定することと、
を備える、
糖化タンパク質センサの製造方法。
Ｃ０７
前記基板を用意することは、第一基板と第二基板とを用意することを備え、
前記基板上に第一過酸化水素検出部と第二過酸化水素検出部とを形成することは、前記第一基板上に第一過酸化水素検出部を形成し、前記第二基板上に第二過酸化水素検出部を形成することを備え、
本体基板を用意することと、
前記本体基板上に、前記第一基板と前記第二基板とを接合することと、
を更に備える、
実施形態Ｃ０６に記載の製造方法。
【０２２０】
以上、本開示の幾つかの実施形態及び実施例について説明したが、これらの実施形態及び実施例は、本開示を例示的に説明するものである。例えば、上記各実施形態は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必要に応じて寸法、構成、材質、回路を追加変更してもよい。特許請求の範囲は、本開示の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態及び実施例は、例示のために示されたものであり、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。
【符号の説明】
【０２２１】
１００  センサ
１０１  プロテアーゼ
１０２  ケトアミンオキシダーゼ
１０３  過酸化水素検出部
１０４  固定化層
１０５  基材
１０６  架橋剤
１０７  シランカップリング剤
１１１  酵素層
１５１  糖化タンパク質
１５２  タンパク質
１５３  糖
１５４  糖化されたペプチド断片
１５５  糖化されていないペプチド断片
１５６  過酸化水素
２００  センサ
２０１  プロテアーゼ
２０２  ケトアミンオキシダーゼ
２０３  過酸化水素検出部
２０４  基材
２１１  酵素層
３００  センサ
３０１  プロテアーゼ
３０２  ケトアミンオキシダーゼ
３０３  過酸化水素検出部
３０４  基材
３０５  接合剤
３１１  酵素層
４００  センサ
４０１  プロテアーゼ
４０２  ケトアミンオキシダーゼ
４０３  過酸化水素検出部
４０４，４１４  基材
４１１  プロテアーゼ層
４１２  ケトアミンオキシダーゼ層
５００  センサ
５０１  プロテアーゼ
５０２  ケトアミンオキシダーゼ
５０３  過酸化水素検出部
５０６  基板
５０４，５１４  基材
５１１  固定化プロテアーゼ部
５１２  固定化ケトアミンオキシダーゼ部
６００  センサ
６０１  プロテアーゼ
６０２  ケトアミンオキシダーゼ
６０３  過酸化水素検出部
６０４  架橋剤
６１２  ケトアミンオキシダーゼ層
６１４  基材
７００  センサ
７０１  プロテアーゼ
７０２  ケトアミンオキシダーゼ
７０４，７１４  基材
７０５  シランカップリング剤
７０６  絶縁基板
７１１  プロテアーゼ層
７１２  ケトアミンオキシダーゼ層
７３０  過酸化水素電極
７３１  対極
７３２  参照極
７３３  作用極
７７０  電気回路
７７１  オペアンプ
７７２  電圧発生回路
７７３  電流測定回路
８００  センサ
８０１  プロテアーゼ
８０２  ケトアミンオキシダーゼ
８０４，８１４  基材
８０７  イオン交換樹脂
８１１  プロテアーゼ層
８１２  ケトアミンオキシダーゼ層
１０００  センサ
１０００ａ  メインセンサ
１０００ｂ  サブセンサ
１００１  プロテアーゼ
１００２  ケトアミンオキシダーゼ
１００３ａ，１００３ｂ  過酸化水素検出部
１００４，１０１４  基材
１０１１ａ，１０１１ｂ  酵素層
１０３０  演算部
１０７０ａ，１０７０ｂ  電気回路
１１００  センサ
１１００ａ  メインセンサ
１１００ｂ  サブセンサ
１１０１  プロテアーゼ
１１０２  ケトアミンオキシダーゼ
１１０３ａ，１１０３ｂ  過酸化水素検出部
１１０４，１１１４，１１２４  基材
１１１１ａ，１１１１ｂ  プロテアーゼ層
１１１２ａ  ケトアミンオキシダーゼ層
１０１１ａ，１０１１ｂ  酵素層
１１３０  演算部
１１７０ａ，１１７０ｂ  電気回路
１２００  センサ
１２００ａ  メインセンサ
１２００ｂ  サブセンサ
１２０１  プロテアーゼ
１２０２  ケトアミンオキシダーゼ
１２０３ａ，１２０３ｂ  過酸化水素検出部
１２０４  架橋剤
１２１４，１２２４  基材
１２１２ａ  ケトアミンオキシダーゼ層
１２１２ｂ  酵素層
１２３０  演算部
１２７０ａ，１２７０ｂ  電気回路
１３００  センサ
１３００ａ  メインセンサ
１３００ｂ  サブセンサ
１３０１  プロテアーゼ
１３０２  ケトアミンオキシダーゼ
１３０４，１３２４  基材
１３０５ａ，１３０５ｂ  シランカップリング剤
１３０６  基板
１３１１ａ，１３１１ｂ  酵素層
１３３０ａ，１３３０ｂ  過酸化水素電極
１３３１  対極
１３３２  参照極
１３３３ａ，１３３３ｂ  作用極
１３７０  電気回路
１３７１  オペアンプ
１３７２  電圧発生回路
１３７３ａ，１３７３ｂ  電流測定回路
１４００  センサ
１４０１  プロテアーゼ
１４０２  ケトアミンオキシダーゼ
１４０４  ビーズ
１４１４  基材
１４３１  試薬
１４３２  光検出器
１４５２  液体導入口
１４５５  プロテアーゼ収容部
１４５６  ケトアミンオキシダーゼ収容部
１４５７  検出反応器
１４６０  ヒータ
１５００  センサ
１５０２  ケトアミンオキシダーゼ
１５０４  ビーズ
１６００  センサ
１６０１  プロテアーゼ
１６０２  ケトアミンオキシダーゼ
１６０３  過酸化水素検出器
１６０４  ビーズ
１６１１  酵素層
１６１４  基材
１６５２  液体導入口
１６５５  プロテアーゼ収容部
１６５６  ケトアミンオキシダーゼ収容部
１６６０  ヒータ
１７００  センサ
１７００ａ  メインセンサ
１７００ｂ  サブセンサ
１７０３ａ，１７０３ｂ  過酸化水素検出器
１７１１ａ  酵素層
１７１２ａ，１７１２ｂ  ケトアミンオキシダーゼ層
１７５２  液体導入口
１７５５ａ  プロテアーゼ収容部
１７５５ｂ  プロテアーゼがないチャンバ
１７５６ａ，１７５６ｂ  ケトアミンオキシダーゼ収容容器
１７６０  ヒータ
１８００  センサ
１８０１  プロテアーゼ
１８０２  ケトアミンオキシダーゼ
１８０３  過酸化水素検出器
１８０４  ビーズ
１８１１  酵素層
１８１４  基材
１８５２  液体導入口
１８５５  プロテアーゼ収容部
１８５６  ケトアミンオキシダーゼ収容部
１８５８  冷却部／冷却用溶液収容部
１８６０，１８６１  ヒータ
１８６２  冷却回路／素子
２０００  センサチップ
２００６  基板
２０１１  酵素層
２０３１  対極
２０３２  参照極
２０３３  作用極
２０３４  液体検出電極
２０４１，２０４２，２０４３，２０４４  出力端子
２０５１  液体収容部
２０５２  流体導入口
２０５３  空気孔
２１００  センサチップ
２１００ａ，２１００ｂ  センサ
２１３４  液体検出電極
２１５１  液体収容部
２１５２  流体導入口
２１５３  空気孔
２２００  センサチップ
２２００ａ  メインセンサ
２２００ｂ  サブセンサ
２２０６  基板
２２２１ａ，２２２１ｂ  酵素層
２２３１  対極
２２３２  参照極
２２３３ａ，２２３３ｂ  作用極
２３００  センサチップ
２３００ａ，２３００ｂ  センサ
２３１１ａ，２３１１ｂ  酵素層
２３３０ａ，２３３０ｂ  過酸化水素電極
２３４０  出力端子
２３４０ａ，２３４０ｂ，２３４１ａ，２３４１ｂ  ボンディングパッド
２３５１  液体収容部
２３５２  流体導入口
２３５３  空気孔
２３６０  基板
２４００  センサチップ
２４０６  基板
２４１１  酵素層
２４３１  対極
２４３２  参照極
２４３３  作用極
２４３４  液体検出電極
２４５１  液体収容部
２４５２  流体導入口
２４５３  空気孔
３０００  センサ
３０００ａ  メインセンサ
３０００ｂ  サブセンサ
３００１  プロテアーゼ
３００２  ケトアミンオキシダーゼ
３００４，３０１４  基材（ＢＳＡ）
３００５ａ，３００５ｂ  シランカップリング剤
３００６  絶縁基板
３００９，３０９１  レジスト
３０１１ａ，３０１１ｂ  酵素層
３０３０ａ，３０３０ｂ  過酸化水素電極
４００２，４１０２  ケトアミンオキシダーゼ
４００３，４１０３  過酸化水素検出器
４００６，４１０６  基板
４００８，４１０８  保護
４０１２，４１１２  ケトアミンオキシダーゼ層
４０１４，４１１４  基材
【図１】
2019221264.tif 000003
【図２】
2019221264.tif 000004
【図３】
2019221264.tif 000005
【図４】
2019221264.tif 000006
【図５】
2019221264.tif 000007
【図６】
2019221264.tif 000008
【図７】
2019221264.tif 000009
【図８】
2019221264.tif 000010
【図９】
2019221264.tif 000011
【図１０】
2019221264.tif 000012
【図１１】
2019221264.tif 000013
【図１２】
2019221264.tif 000014
【図１３】
2019221264.tif 000015
【図１４】
2019221264.tif 000016
【図１５】
2019221264.tif 000017
【図１６】
2019221264.tif 000018
【図１７】
2019221264.tif 000019
【図１８】
2019221264.tif 000020
【図１９】
2019221264.tif 000021
【図２０】
2019221264.tif 000022
【図２１】
2019221264.tif 000023
【図２２】
2019221264.tif 000024
【図２３Ａ】
2019221264.tif 000025
【図２３Ｂ】
2019221264.tif 000026
【図２３Ｃ】
2019221264.tif 000027
【図２３Ｄ】
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【図２３Ｅ】
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【図２３Ｆ】
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【図２３Ｇ】
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【図２３Ｈ】
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【図２３Ｉ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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