CH619266A5 - Shaped article with enzymatically active surface. - Google Patents

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CH619266A5
CH619266A5 CH1027975A CH1027975A CH619266A5 CH 619266 A5 CH619266 A5 CH 619266A5 CH 1027975 A CH1027975 A CH 1027975A CH 1027975 A CH1027975 A CH 1027975A CH 619266 A5 CH619266 A5 CH 619266A5
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Juergen Dr Horn
Sigmar Dr Klose
Helmut Prof Dr Determann
Hans Ulrich Prof Dr Bergmeyer
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Boehringer Mannheim Gmbh
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Description

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PATENTANSPRÜCHE
1. Formgegenstand mit enzymatisch aktiver Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Formgegenstandes mindestens teilweise mit Klebstoff überzogen ist und auf der Klebstoffschicht sich Partikel befinden, welche mindestens ein auf einem Träger immobilisiertes Enzym enthalten.
2. Formgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiswerkstoff aus Kunststoff, Metall oder Glas besteht, der Klebstoff aus einem synthetischen Kleber besteht und der Träger des immobilisierten Enzyms ein Polymer ist, das überwiegend aus Acrylamideinheiten besteht.
3.Verfahren zur Herstellung des Formgegenstandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den flüssigen Klebstoff auf die Oberfläche des Formgegenstandes aufbringt, antrocknen lässt, dann die Partikel mit immobilisiertem Enzym aufbringt und den Klebstoff aushärten bzw. trocknen lässt.
4. Verwendung eines Formgegenstandes nach Anspruch 1 als Reaktor in der chemischen oder klinischen enzymatischen Analyse.
An einen festen, unlöslichen Träger fixierte Enzyme, sogenannte immobilisierte Enzyme, erlangen in vielen Anwendungsbereichen wie Forschung, Industrie und Medizin, zunehmende Bedeutung. Die immobilisierten Enzyme werden je nach dem Verfahren ihrer Immobilisierung in gebundene, eingeschlossene und vernetzte Enzyme unterteilt. Gebundene Enzyme lassen sich durch covalente Bindung an aktive Träger, heteropolare Bindung und/oder van der Waals'sche Wechselwirkung an Ionenaustauscher sowie Adsorbentien erhalten. Als eingeschlossene Enzyme werden in vernetzte Polymere, Mikrokapseln sowie regenerierte Cellulosederivate mechanisch immobilisierte Enzyme bezeichnet. Schliesslich können Enzyme auch mit bisfunktionellen niedermolekularen Reagen-tien vernetzt und damit unlöslich gemacht werden.
Ein Nachteil der immobilisierten Enzyme besteht darin, dass die zur Fixierung geeigneten Träger vielfach mechanisch wenig zufriedenstellende Eigenschaften aufweisen und überhaupt nicht oder nur schwierig zur Formkörpern mit enzymatisch aktiver Oberfläche verarbeitet werden können. Denn grundsätzlich sind nur solche Träger wie Kunststoff, Biopolymeren oder anorganischen Substanzen geeignet, bei denen reaktive Gruppen vorhanden sind oder erzeugt werden können und welche möglichst hydrophile Gruppen bzw. Zentren enthalten. Andererseits sind aber für viele Anwendungsbereiche der immobilisierten Enzyme mechanisch stabile Formkörper erforderlich. So eignen sich Membranen, Folien, Schläuche und andere Formkörper mit enzymatisch aktiver Oberfläche für viele Zwecke weit besser als die üblichen Granulate und ermöglichen beispielsweise weit höhere Durchflussgeschwindigkeiten der Substratlösung, verminderte Diffusion und den Einsatz in Festbettreaktoren.
Auch im Bereich der chemischen Analyse und der therapeutischen Medizin wären derartige enzymatisch aktive Formkörper sehr erwünscht.
Es ist bereits bekannt, schlauchförmiges Nylon oberflächlich zu hydrolysieren und dann an die Oberfläche mittels Glutardial-dehyd Enzyme zu fixieren. Dieses Verfahren ist jedoch relativ umständlich und lässt sich nicht auf andere Materialien übertragen:
Ferner ist es bekannt, Enzyme an der Oberfläche von Formkörpern, z. B. auf Glaskugeln, durch Vernetzung mit bisfunktionellen Reagentien wie Glutardialdehyd zu binden. Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass der «Enzymfilm» sehr empfindlich ist und die enzymatische Aktivität bei mechanischer Beanspruchung infolge Denaturierung des Enzyms leicht verlorengeht. Ausserdem lässt sich diese Methode nur schwierig auf Träger mit hydrophoben Oberflächen anwenden. Bekannt ist weiter die Beschichtung eines Formkörpers mit einem als Enzymträger geeigneten Material und anschliessende adsorptive oder covalente Bindung des Enzyms an den Träger in üblicher Weise.
All diesen Verfahren ist gemeinsam, dass das aktive lösliche Enzym nach den bisher bekannten Methoden der Enzymimmobilisierung auf dem Formkörper fixiert wird. Da diese Fixierung unter genau geregelten Umgebungsbedingungen, insbesondere hinsichtlich pH-Wert und Temperatur, erfolgen muss, wird die Herstellung sehr erschwert und die Ausbeute ist äusserst niedrig. Diese bekannten Verfahren lassen es auch kaum zu, mehrere Enzyme gleichzeitig zu fixieren. Da hierbei stets ein aktivierter Träger vorhanden sein muss, kommt weiter hinzu, dass geladene Substrate oder Reaktanten adsorbiert werden, das pH-Optimum der Enzyme verschoben und die Michaeliskonstanten verändert werden, bei vernetzten Enzymen hohe Aktivitätsverluste durch irreversible Denaturierung in Kauf genommen werden müssen und die Fixierung teilweise nur adsorptiv erfolgt und daher die Aktivität rasch ausblutet. Aufgabe der Erfingung ist es daher, diese Nachteile zu beseitigen und einen Formgegenstand mit enzymatisch aktiver Oberfläche zu schaffen, der sich möglichst universell in der analytischen und präparativen Chemie sowie der medizinischen Technik einsetzen lässt und der andererseits auf einfache Weise hergestellt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss durch einen Formgegenstand mit enzymatisch aktiver Oberfläche, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Oberfläche des Formgegenstandes zumindest teilweise mit einer Klebstoffschicht überzogen ist und auf der Klebstoffschicht sich Partikel befinden, welche mindestens ein auf einem Träger immobilisiertes Enzym enthalten. Die erfindungsgemässen Formgegenstände können aus beliebigem organischem oder anorganischem Material bestehen und können beliebig geformt sein. So können die Formgegenstände aus anorganischen Materialien wie Glas, Metall, Korund oder dgl. oder aus einem organischen Material wie natürlichen und synthetischen Polymeren, Kunststoffen und dgl. bestehen. Sie können in Form von Kugeln, Rohren, Schläuchen, Stäben, Folien, Füllkörpern oder beliebigen anderen Formen vorliegen, für welche eine enzymatisch aktive Oberfläche erwünscht ist, beispielsweise bei Reaktionsbehältern.
Die Oberfläche des erfindungsgemässen Formgegenstandes ist ganz oder teüweise von einer Klebstoffschicht überzogen. Üblicherweise wird die Klebstoffschicht auf denjenigen Teilen der Oberfläche vorhanden sein, auf denen eine enzymatische Aktivität erwünscht ist. Als Klebstoff kommen die bekannten und üblichen Klebstoffarten in Frage. Hierzu gehören wasserunlösliche pflanzliche Klebstoffe wie z. B. Klebstoffe aus Kautschuk, natürlichen Harzen oder in organischen Lösungsmitteln löslichen Cellulosederivaten sowie synthetische Klebstoffe wie z. B. Celluloseester, Butadien-, Styrol und Acrylnitril-Mischpolymerisate, Polychlorbutadien, Phenoplaste, z. B. Phenolformaldehyd-Kondensationsprodukte, und Resorcinformaldehyd-Kondensationsprodukte, Aminoplaste wie z. B. Harnstoff- und Melaminformaldehyd-Kondensations-produkte, Polyester, Polyisocyanate, Epoxyharze, Süikone, Polyvinylklebstoffe, z. B. Polyvinylchlorid, Polyisobutylen, Polystyrol, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Polyvinyläther und Polyacryl- und Polymethacrylsäureester sowie deren Mischungen.
Auf der Klebstoffschicht befinden sich Partikel, die aus einem festen Träger bestehen, auf welchem das oder die gewünschten Enzyme fixiert sind. Hierunter werden im Rahmen der Erfindung sowohl natürliche Träger, also Mikroorganismen, Zellen und Zellbruchstücke, welche das Enzym tragen oder enthalten,
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als auch übliche auf festen Trägern künstlich immobilisierte Enzyme, insbesondere covalent an feste Träger fixierte Enzyme verstanden. Darunter sind beispielsweise die bekannten und teilweise im Handel erhältlichen immobilisierten Enzyme zu verstehen, wie sie beispielsweise in den deutschen Offenlegungsschriften 2 128 743,2 260 185,1 908 290, 1 935 711 beschrieben sind. Bevorzugt werden im Rahmen der Erfindung solche Partikel, welche nach dem Verfahren der «Proteincopolymerisation» durch Einführung einer polymerisationsfähigen Gruppe in das Enzym und anschliessende Copolymerisation mit kunststoffbildenden Monomeren erhalten werden. Andere Arten von immobilisierten Enzymen können jedoch ebenfalls im Rahmen der Erfindung verwendet werden.
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Formgegenstände besteht darin, dass der flüssige Klebstoff auf die Oberfläche des Formgegenstandes gebracht, antrocknen gelassen, dann Partikel mit immobilisiertem Enzym aufgebracht und der Klebstoff aushärten gelassen wird. Überraschenderweise wird durch die beim Abbinden und Aushärten des Klebstoffes freiwerdenden organischen Lösungsmittel oder durch die Vernetzungsreaktion die enzymatische Aktivität des aufgebrachten immobilisierten Enzyms nicht zerstört, obwohl die üblicherweise in Klebstoffen verwendeten Lösungsmittel Enzyme denaturieren und ihre Aktivitäten zerstören. Man hat deshalb auch bisher komplizierte und aufwendige Verfahren benutzt und ist an der Möglichkeit, die Enzyme durch einfache Verklebung aufzubringen, vorbeigegangen. Die immobilisierten Enzyme werden zweckmässig in Form möglichst feinteiliger Partikel für das Verfahren der Erfindung eingesetzt, wenn sie nicht ohnehin auf von Natur aus feinteiligen Trägern wie Zellen vorliegen. Derartige feinteilige Partikel lassen sich leicht durch mechanische Zerkleinerung der üblichen immobilisierten Enzymteilchen, die zumeist in Granulatform vorliegen, erhalten. Vorzugsweise werden staubfein zerteilte immobilisierte Enzyme verwendet.
Das Auftragen des flüssigen Klebstoffes auf die Oberfläche des Formgegenstandes bzw. der Hebstoffkomponenten erfolgt zweckmässig in der hierfür bekannten und üblichen Weise. Ein näheres Eingehen hierauf erübrigt sich daher. Das Antrocknen lassen geschieht ebenfalls zweckmässig in üblicher Weise bis zur Erreichung einer möglichst hohen Klebfähigkeit. Die anschliessend erfolgende Aufbringung des partikelförmigen immobilisierten Enzyms bzw. der Enzyme oder Enzymgemische kann dann durch übliche Aufbringungsverfahren erfolgen, beispielsweise durch Aufblasen, Aufstreuen, Eintauchen des Formgegenstandes in das partikelförmige immobilisierte Enzym, Aufbringung im Fliessbett, elektrostatische Ausflok-kung mit zusätzlichen Hilfsträgern wie Celluloseflocken oder Polyamidflocken und andere vergleichbare Methoden. Beispielsweise werden Schläuche im Innern enzymatisch aktiv durch Einblasen von staubförmigen immobilisiertem Enzym auf die mit Klebstoff beschichtete Innenfläche, enzymatisch aktive Kugeln, Stäbe, Füllkörper, Rührer und dgl. durch Auftragen bzw. Bewegen des Formkörpers im teilchenförmigen immobilisierten Enzym oder einer Suspension desselben erhalten.
Nach dem Aushärten des Klebstoffes werden die Formkörper vorzugsweise mit Pufferlösung zur Entfernung von mechanisch nicht fest gebundenen Partikeln und chemischen Komponenten des Klebstoffes gewaschen. Danach sind die erhaltenen Formkörper unmittelbar verwendbar. Sie können aber auch unter den für trägergebundene Enzyme üblichen Bedingungen langzeitig gelagert werden.
Im Rahmen der Erfindung können auch Formgegenstände verwendet werden, deren Oberfläche sich durch eine chemische oder physikalische Behandlung in situ in einen Klebstoff überführen lässt. Dies ist beispielsweise bei bestimmten Kunststoffen wie Polyvinylchlorid (PVC) möglich durch Behandlung mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel und/oder Weichmacher bzw. Modifizierungsmittel.
Die Partikel des verwendeten trägergebundenen immobilisierten Enzyms können zwischen etwa 0,0001 und etwa 1 mm liegen, bevorzugt wird der Bereich zwischen 0,001 und 0,1 mm. Die jeweils bestgeeignete Korngrösse der Partikel hängt ab vom fixierten Enzym, vom jeweiligen Träger sowie vom Klebstoff, insbesondere von dem im Klebstoff verwendeten organischen Lösungsmittel. Bei besonders empfindlichen Enzymen wird eine Partikelgrösse in der oberen Hälfte des angegebenen Korngrössenbereiches bevorzugt. Je stabiler das immobilisierte Enzym ist, desto geringer kann auch die Korngrösse sein.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, dass enzymatisch aktive Formkörper geschaffen werden können, die in ihren physikalischen Eigenschaften praktisch unabhängig sind von den physikalischen Eigenschaften der «Primärträger», d. h. des für die Immobilisierung des Enzyms verwendeten partikelförmigen Trägermaterials. Der eigentliche Formkörper braucht nicht in eine aktive Form überführt zu werden und es lassen sich grundsätzlich nach allen Immobilisierungsmethoden hergestellte trägergebundene Enzyme für die enzymatische Aktivierung der Formkörperoberfläche einsetzen. Ausser covalent gebundenen Enzymen, vorzugsweise durch Proteincopolymerisation covalent gebundenen Enzymen, können auch durch Einschluss immobilisierte Enzyme im Rahmen der Erfindung vorteilhaft verwendet werden.
Die erfindungsgemässen Formkörper eignen sich wie bereits erwähnt für eine Vielzahl von Anwendungsarten. Beispielsweise können sie in Form von Schläuchen, Membranen und sonstigen Formkörpern in Geräten für die enzymatische Analyse eingesetzt werden. So ist es beispielsweise möglich, durch Verwendung von Schlauchmaterial mit enzymatisch aktiver innerer Oberfläche enzymatische Analysen unter Verwendung herkömmlicher Photometer durchzuführen, welche mit Durch-flussküvetten arbeiten. Eine andere Anwendungsmöglichkeit ist bei Analysenautomaten, die mit Dialysemembranen arbeiten, die Verwendung von enzymatisch aktiven Dialysemem-branen. Für einfache Nachweisreaktionen können enzymatisch aktive Reagenzgläser und Objektträger verwendet werden. Für den Einsatz in der präparativen Chemie eignen sich insbesondere erfindungsgemässe Formkörper als Reaktionsgefässe, Rohrleitungen und Säulenfüllkörper.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung weiter.
Beispiel 1
Enzygel Glucose-Oxydase/Katalase auf Schläuchen Ausgangsmaterial:
Schlauch auf Polyvinylacetat-Polyäthylen-Copolymer, innerer Durchmesser 1,5 mm
5 ml Klebstoff auf Kunstkautschukbasis (Uhu-Kontakt®
2000)
10 ml Methylenchlorid 100 mg eines auf vernetzten! Polyacrylamidträger covalent gebundenen Glucoseoxidase (GOD)-Katalase (Kat)-Mischenzyms gemäss DE-OS 2260185 (Enzygel® GOD/Kat), fein pulverisiert
Methode:
Die mit Methylenchlorid verdünnte Kleberlösung wird mit einer Spritze in den vertikal aufgehängten Schlauch (Länge 10 -70 cm) eingefüllt. Sobald die Lösung ganz durchgelaufen ist (nach 1-2 min) wird eine auf beiden Seiten offene kegelförmige Pipetten-Spitze mit ihrer unteren Öffnung in den Schlauch eingeführt. Der Pipetten-Kunststoffkegel enthält das Enzympulver. An den anderen Teil des Kegels mit einer Öffnung von
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ca. 8 - 12 mm wird ein Druckschlauch angeschlossen. Anschliessend wird das Enzympulver mit ca. 1 - 3 atü Pressluft oder Stickstoff in den klebstoffbeschichteten Schlauch geblasen. Überschüssiges Enzympulver kann am unteren Ende des Schlauches wieder aufgefangen und erneut verwendet werden.
Der mit Enzympulver beklebte Schlauch wird nach dem Trocknen (ca. 1 Std.) mit Pufferlösung gespült, bis sich keine Enzympartikel mehr ablösen. Der fertige Enzymschlauch wird dann zur automatischen Analyse von Glucose eingesetzt. Ein Schlauchstück von ca. 48 cm Länge zeigt bei einer Probenfrequenz von 24/Std. und einem Verhältnis von Probe zu wash von 1:4 die in Figur 1 der Zeichnung gezeigte Aktivität. Die Probenfrequenz lässt sich auf ca. 40/Std. steigern.
Die Analyse erfolgte mit einer Geräteanordnung nach dem in Figur 2 der Zeichnung dargestellten Schema.
Die Einzelheiten der Geräte- und Messanordung sind nachstehend aufgeführt:
Photometer: Eppendorf 1101M Durchflussküvette: HellmaNr. 178,1 cm Schichttiefe Pumpe: Ismatic MP13 G J—10 Conector (Luftzuführung): DO, H, Technicon Nr.116-0203-00
Coil: 14 Windungen, Technicon, innerer Durchmesser 2 mm Luftabscheider: C-5, Technicon Nr. 116-0202—05 Schläuche: 1. Luft, innerer Durchmesser 1 mm
2. Probe, innerer Durchmesser 2,5 mm
3. Reagens, innerer Durchmesser 2,5 mm
4. Enzymschlauch, innerer Durchmesser 1,5 mm, Länge 48 cm
Probelösung: Glucose, 0,25 mg/100 ml — 200 mg/100 ml in 0,1 M Phosphat-Puffer, pH = 7,0 Reagens: 1,1 g 2,2'-Azino-di-[3-äthyl-benzthiazolin]-
sulfonat(6) (ABTS) + 0,6 ml Peroxydase (Boehringer, POD-1) in 1000 ml 0,1 M Phosphat-Puffer Messwellenlänge: 405 nm, Temperatur 25 ° C
Analog wie beim Technicon-AutoAnalyzer® werden sowohl Probe als auch Reagenslösung im Schlauch durch Luftblasen segmentiert und kontinuierlich die Substratkonzentration durch Vergleich mit einer Standardlösung gemessen.
Wie Fig. 2 der Zeichnung zeigt, wird die Probelösung (2) vor Eintritt in den Enzymreaktor mit Luftblasen segmentiert (1) und anschliessend im Enzym-Schlauch (oder von einer in einer bifilar gefrästen Spirale befindlichen Enzymfolie) umgesetzt. Durch Zusatz von Reagenslösung (3) erfolgt die Farbreaktion (bzw. andere Indikatorreaktionen), die nach Austritt der Luftblasen (unmittelbar vor der Durchflussküvette) photometrisch gemessen werden können.
Die mit einem Schreiber registrierten Ausschläge sind der Substratkonzentration direkt proportional.
Beispiel 2 Glucose-Oxydase/Katalase auf Folie
Ausgangsmaterial:
Polyamid-Polyester-Wirrfaservlies (Viledon®-Vliesstoff,
H 3003)
5 ml Klebstoff wie in Beispiel 1 7 ml Methylenchlorid
500 mg des gleichen Enzympartikelpräparats wie in Beispiel 1 Methode:
Der Klebstoff wird mit Methylenchlorid verdünnt und dünn auf die Folie ausgestrichen. Nach einiger Zeit wird auf die noch feuchte und klebrige Folie das fein verteilte Enzympulver mit einem Sieb aufgetragen. Nach langsamem Antrocknen wird die Folie in einer 0,1 M Phosphat-Pufferlösung, pH = 7,0, langsam gerührt und auf diese Weise die nicht gebundenen Teilchen entfernt. Diese Folie wird anschliessend in eine bifilar s gefräste Spirale überführt und ähnlich dem Enzymschlauch zur Substratbestimmung eingesetzt.
1 cm2 der nach o. g. Verfahren hergestellten Folie wiegt im getrockneten Zustand 23,3 mg und zeigt eine enzymatische Aktivität von 16,lU/g, entsprechend 0,188 U/cm2.
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Beispiel 3 Beschichten einer Glasspitze
Ausgangsmaterial:
ls 1 ml Klebstoff-wie in Beispiel 1 1,5 ml Methylenchlorid 50 mg Enzympulver wie in B eispiel 1
Methode:
20 Die Glasspitze wird 1- bis 2mal in die verdünnte Klebstofflösung eingetaucht und nach wenigen Sekunden in das Enzympulver getaucht. Nach langsamem Trocknen wird in eine 0,1 M Pufferlösung, pH = 7,0 überführt und nach ca. 12 Std. getestet. Bei einer Spitze von 1-2 mm Durchmesser und einer 2s Länge von 2-3 mm wird eine durchschnittliche Aktivität von 0,5 U/Spitze erhalten.
Beispiel 4
Ein Polystyrol-Rundstab von 2,4 mm Durchmesser wurde mit 30 einem Klebstoff beschichtet, der aus 6 g eines PVC-Klebstoffs (Tangit der Fa. Henkel) und 2 ml Tetrahydrofuran erhalten wurde. Dann wurde der Stab in ein feingepulvertes Enzympräparat eingetaucht, welches GOD (230 U/g) und Kat (3 600 U/g) über Acryloxychlorid nach dem Verfahren der Enzymco-3s polymérisation auf Polyacrylamidträger fixiert aufwies bzw. daraus bestand. Dann wurde trocknen gelassen, mit Puffer gewaschen und die Aktivität bestimmt. Sie betrug für GOD 0,49 U/mm2 Oberfläche.
40 Beispiel 5
Das Verfahren von Beispiel 4 wurde wiederholt unter Verwendung einer auf den gleichen Träger gebundenen alkalischen Phosphatase mit einer Aktivität von 200 U/g. Der Polystyrolstab wurde nach dem Eintauchen in den Klebstoff 15 bis 30 45 Sekunden an der Luft trocknen gelassen, dann wurde der Enzymstaub aufgestreut, trocknen gelassen und wie oben angegeben mit Puffer gewaschen. Die gefundene Aktivität betrug 0,23 U/mm2 Oberfläche.
so Beispiel 6
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde wiederholt unter Verwendung eines Enzympulvers, welches 5 U/g Trypsin auf einem Maleinsäureanhydrid-Acrylamidträger gemäss DT-AS 1 908 290 enthielt. Die Aktivität des Formkörpers war 55 0,003 U/mm2 Oberfläche.
Beispiel 7
Beispiel 5 wurde wiederholt unter Verwendung eines Zwei-komponenten-Epoxyharzklebestoffes (Uhuplus® und dem GOD/Kat-Pulver von Beispiel 4. Die gemessene Aktivität 60 des Formkörpers betrug 0,5 U/mm2 Oberfläche.
Beispiel 8
Es wurde das Verfahren von Beispiel 5 wiederholt unter Verwendung eines Kontaktklebers auf Basis von Polychlorbuta-65 dien mit Zusatz von Harzen und organischen Lösungsmitteln (Pattex® der Fa. Henkel) sowie des Enzympulvers von Beispiel 4. Die gemessene Aktivität des Formkörpers betrug 0,45 U/mm2.
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Beispiel 9
Das Verfahren von Beispiel 8 wurde wiederholt unter Verwendung des Enzympulvers mit alkalischer Phosphatase als Enzym gemäss Beispiel 5. Die gemessene Aktivität des Formkörpers war 0,021 U/mm2. s
Beispiel 10
Beispiel 5 wurde wiederholt unter Verwendung eines handelsüblichen Klebstoffes auf Basis eines Polyvinylharzes mit Aceton und Essigester als Lösungsmittel (Uhu Alleskleber) und des Enzympulvers von Beispiel 4. Die am Formkörper gemessene enzymatische Aktivität war 0,5 U/mm2.
Beispiel 11
Beispiel 10 wurde wiederholt unter Verwendung des Enzympulvers von Beispiel 6. Die gemessene Aktivität war 0,0026 U/mm2.
Beispiel 12
Ein PVC-Rundstab von 3 mm Durchmesser wurde oberflächlich mit Cyclohexan angelöst bis die Oberfläche eine klebrige Beschaffenheit aufwies. Dann wurde das Enzympulver von Beispiel 4 aufgestreut, der Stab trocknen gelassen und mit Pufferlösung nachgewaschen. Die enzymatische Aktivität des Formkörpers betrug 0,38 U/mm2.
Beispiel 13
Beispiel 12 wurde wiederholt unter Verwendung des Enzympulvers mit alkalischer Phosphatase gemäss Beispiel 5. Die enzymatische Aktivität des Formkörpers war 0,117 U/mm2.
Beispiel 14
Das Verfahren von Beispiel 12 wurde wiederholt unter Verwendung des Trypsin-haltigen Enzympulvers von Beispiel 6. Die enzymatische Aktivität des Formkörpers betrug 0,0042 U/mm2.
Beispiel 15
Ein Glasstab von 2,4 mm Durchmesser wurde in den Klebstoff von Beispiel 8 eingetaucht, danach 15 bis 30 Sekunden an der 40 Luft trocknen gelassen und mit dem Enzympulver von Beispiel 4 bestreut. Nach dem Trocknen des Stabes wurde mit Puffer gewaschen. Die enzymatische Aktivität des fertigen Formkörpers war 0,66 U/mm2.
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Beispiel 16
Ein Stahldraht von 1 mm Durchmesser wurde in den Klebstoff von Beispiel 8 getaucht, 15 bis 30 Sekunden an der Luft trocknen gelassen und dann mit dem Enzympulver von Beispiel 4 bestreut. Die enzymatische Aktivität des fertigen Formkörpers so wurde zu 0,80 U/mm2 bestimmt.
Beispiel 17
Das Verfahren von Beispiel 16 wurde wiederholt unter Verwendung des Enzympulvers mit alkalischer Phosphatase gemäss Beispiel 5. Die enzymatische Aktivität des Formkörpers wurde zu 0,003 U/mm2 bestimmt.
Beispiel 18
Beispiel 4 wurde wiederholt, anstelle eines Polystyrolstabes wurde jedoch ein mit Teflon überzogener Magnetrührstab von 6,5 X 10,9 mm verwendet. Die enzymatische Aktivität des Formkörpers wurde zu 0,15 U/mm2 bestimmt.
Beispiel 19
Beispiel 5 wurde wiederholt, anstelle des Polystyrolstabes wurde jedoch der mit Teflon überzogene Magnetrührstab von Beispiel 18 verwendet. Die enzymatische Aktivität des Formkörpers war 0,135 U/mm2.
Beispiel 20
Zwei Folien werden mit dem Kleber J 6610-21 (50%iger Polyacrylester) von Henkel beschichtet. Die Schichtdicke beträgt 25 |x bzw. 50 |x. Auf je 50 cm2 der Folien werden Aspergillus niger-Zellen aufgetragen. Die Folien werden über Nacht in Phosphat-Puffer, pH 7,0, kräftig gerührt, um nicht fixierte Zellen zu entfernen. Die Menge der verklebten Aspergillus niger-Zellen wird durch Auswiegen nach dem Trocknen der Folie bestimmt. Auf der 25 [x-Folie werden 0,18 mg Aspergillus niger-Zellen und auf der 50[x-Folie 0,20 mg Aspergülus niger-Zellen pro cm2 festgestellt. Die Aktivität der mit Mikroorganismen beschichteten Folien beträgt bei der Folie mit 25 [X Kleberschicht 0,027 U/cm2 GOD und bei der Folie mit 50 pi Kleberschicht 0,032 U/cm2. Der Nachlauf beträgt 15 %. Da zum Verkleben Aspergillus niger-Zellen mit 200 U/g GOD Aktivitäten verwendet wurden, errechnet sich hieraus eine Aktivitätsausbeute bei der 25 [i-Folie von 75% und bei der 50-[i-Folie von 80%.
Beispiel 21
Auf den gleichen Folien wie in Beispiel 20 werden Nocardia erythropolis-Mirkoorganismen verklebt. Die Nocardia erythro-poIis-Mikroorganismen wiesen eine Aktivität von 16 U/g Cholesterin-Oxydase auf. Auf der 25 [j,-Folie werden 0,2 mg Zellen pro cm2 festgestellt mit einer Aktivität von 0,002 U/cm2, was einer Ausbeute von 62,5 % entspricht. Bei der 50-(x-Folie werden 0,38 mg Zellen pro cm2 festgestellt mit einer Aktivität von 0,005 U/cm2, was einer Aktivitätsausbeute von 64% entspricht. Kein Nachlauf.
Beispiel 22
An den gleichen Folien wie in Beispiel 20 wird GOD/Kat gemeinsam an polymeren Träger gebunden mit einer Aktivität von 300 U/g verklebt. Auf der 25|i-Folie werden 0,2 mg/cm2 Enzygel festgestellt mit einer Akt. von 0,047 U/cm2. Dies entspricht einer Aktivitätsausbeute von 78,3%. Auf der 50 (X-Folie werden ebenfalls 0,2 mg Enzygel pro cm2 mit einer Aktivität von 0,049 U/cm2 festgestellt. Dies entspricht einer Aktivitätsausbeute von 81,6%. Kein Nachlauf.
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1 Blatt Zeichnungen
CH1027975A 1974-08-09 1975-08-06 Shaped article with enzymatically active surface. CH619266A5 (en)

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DE2438436A DE2438436B2 (de) 1974-08-09 1974-08-09 Formgegenstand mit enzymatisch aktiver Oberfläche und Verfahren zu seiner Herstellung

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