CS242997B1 - Způsob provádění a sledováni enzymatických reakcí a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Enzymatický materiál se fixuje na povrchu míchadla nebo na povrchu jiné lehce vyjímatelné nepohyblivé součásti instalované uvnitř reaktoru, odděleně od senzoru měřicího zařízení v množství postačujícím na udržení koncentrace stanovované látky na povrchu enzymové vrstvy v řadě měření na hodnotách mezi O a 3 %, vztaženo, na koncentraci ve výchozím roztoku. Enzymatický materiál přitom je od roztoku oddělen membránou, propouštějící substráty i zplodiny reakce. Do vnitřku reaktoru, opatřeného senzorem a míchadlem, zasahuje duté těleso, obsahující stabilizovaný roztok enzymu oddělený od vnitřku reaktoru další membránou propouštějící substráty i zplodiny reakce, nepropouštějící enzymatický materiál.

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení k provádění a sledování enzymatických reakcí za použití immobilizovaných enzymů, při němž se enzymatický materiál fixuje na povrchu míchadla nebo na povrchu jiné, lehce vyjímatelné nepohyblivé součásti instalované uvnitř reaktoru, odděleně od senzoru měřicího zařízení, v množství postačujícím na udržení koncentrace stanovované látky na povrchu enzymové vrstvy v řadě měření na hodnotách mezi O a 3 %, vztaženo na koncentraci ve výchozím roztoku.

Aby se při známém, shora popsaném postupu podle autorského osvědčení č. 238 261 mohl měnit rozsah oblasti, v níž má rychlost vnější difúze substrátu k povrchu filmu enzymu řídicí roli, lze přidávat k měřené kapalině látky zvyšující viskozitu, například karboxymethylcelulóza nebo polyvlnyl alkohol.

pále je z tohoto čs. A.O. známo zařízení s míchadlem, výhodně magnetickým, nebo jinou lehce vyjímatelnou pevnou součástí, opatřenou vrstvou fixovaného enzymatického materiálu.

Při tomto uspořádání je snadná kalibrace s možností provádět řadu měření za využití lineární části kalibrační křivky. Eliminuje se tak závislost sledovaného signálu, například signálu kyslíkové sondy, na kinetice enzymatické reakce tím, že se pracuje v oblasti, kde rychlost enzymatické reakce je řízena rychlostí vnější difúze reagujících látek k povrchu kotveného enzymu a změna koncentrace kosubstrátu, například kyslíku se sleduje v dostatečné vzdálenosti .od povrchu kotveného enzymu.

Dostatečná vzdálenost znamená, že čidlo senzoru je umístěno v jádru kapaliny, kde se dosahuje rovnoměrná koncentrace všech složek intenzivním mícháním vsádky. Čidlo je tedy umístěno mimo oblast difúzního filmu vytvořeného při povrchu kotveného enzymu, ve kterém je soustředěn veškerý koncentrační spád mezi jádrem kapaliny a povrchem enzymu.

Oblast linearity kalibrační závislosti přístroje je tím širší, čím je vyšší odpor proti vnější difúzi substrátu, například glukózy, k povrchu enzymu. Dalšího zlepšení způsobu provádění a sledování enzymatických reakcí za použití immobilizovaných enzymů, při němž se enzymatický materiál fixuje na povrchu míchadla nebo na povrchu jiné lehce vyjímatelné nepohyblivé součásti instalované uvnitř reaktoru, odděleně od senzoru měřicího zařízení v množství postačujícím na udržení koncentrace stanovované látky na povrchu enzymové vrstvy v řadě měření na hodnotách mezi O a 3 %, vztaženo na koncentraci ve výchozím roztoku, se dosáhnetím, že enzymatický materiál je od roztoku oddělen membránou, propouštějící substráty i zplodiny reakce.

Podle dalšího význaku vynálezu je enzymatický materiál relativně immobilizován uzavřením do prostoru, odděleného od stanoveného roztoku membránou, propouštějící substráty 1 zplodiny reakce, a nepropouštějící enzymatický materiál.

Podstata zařízení k provádění způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že do vnitřku reaktoru opatřeného senzorem a míchadlem.zasahuje duté těleso, obsahující stabilizovaný roztok enzymu oddělený od vnitřku reaktoru další membránou, propouštějící substráty i zplodiny reakce a nepropouštějící enzymatický materiál.

Základní výhoda způsobu podle vynálezu spbčívá v dosažení nižší rychlosti vnější difúze substrátu k povrchu enzymu tak, že se vrstva enzymatického materiálu překryje membránou, propustnou pro všechny zúčastněné rozpuštěné substráty a produkty reakce.

Při použití dostatečně tlusté krycí membrány, v níž je soustředěn veškerý odpor proti sdílení hmoty substrátu k povrchu enzymu, není kalibrace závislá na intenzitě míchání kapalné vsádky reaktoru.

To má význam především proto, že se nemusí použít regulátoru otáček míchadla ani přísady látek zvyšujících viskozitu. Místo kotveného enzymu lze použít i stabilizovaný roztok enzymu.

Při použití krycí membrány propustné i pro enzymy, například mikroporézní filtr, lze použít enzym immobllizovaný známým způsobem na vhodné matrici, například na hydrogelu.

Způsob a zařízení podle vynálezu jsou dále blíže popsány podle připojených výkresů, na nichž obr. 1 značí svislý řez míohadlem, obr. 2 svislý řez reaktorem, obr. 3 detail dutého tělesa a obr. 4 kalibrační křivky.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn svislý řez magnetickým míohadlem _1, opatřeným vrstvou 2_, immobilizovaného enzymatického materiálu, překrytou membránou 3., například kuprofanovou, fixovanou 0 kroužkem 4_.

Obr. 2 znázorňuje schematicky svislý průřez reaktoru 5_, opatřeného senzorem 6., magnetickým míchadlem 7a dutým tělesem 8, se zábrusem 9, O kroužkem a čelním prostorem IQ, naplněným stabilizovaným roztokem enzymu a odděleným od vnitřku reaktoru 5_ další membránou 1í, například kuprofanovou, propustnou pro substráty a zplodiny reakce, ale nepropustnou pro enzym, jak je znázorněno na obr. 3.

Alternativně může být čelní prostor 10 vyplněn kotveným enzymem na vhodné matrici, například ze syntetického hydrogelu, jako je řídce zesítěný polyakrylamid.

Na obr. 4 je diagram srovnávající kalibrační křivku A podle autorského osvědčení č. 238261 s kalibrační křivkou B, používající míchadla podle obr. 1. Na svislé ose jsou měřené údaje, na vodorovné koncentrace substrátu, v tomto případě glukózy. Je zřejmé, že oblast linearity mezi svislou osou a bodem ohybu křivek je v případě B značně širší.

Claims (4)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU λ

1. Způsob provádění a sledování enzymatických reakcí za použití immobilizovaných enzymů, při němž se enzymatický materiál fixuje na povrchu míchadla nebo na povrchu jiné, lehce vyjímatelné nepohyblivé součásti instalované uvnitř reaktoru, odděleně od senzoru měřicího zařízení v množství postačujícím na udržení koncentrace stanovované látky na povrchu enzymové vrstvy v řadě měření na hodnotách mezi 0 a 3%, vztaženo na koncentraci ve výchozím roztoku, vyznačený tím, že enzymatický materiál je od roztoku oddělen membránou, propouštějící substráty i zplodiny reakce.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že enzymatický materiál je relativně immobilizován uzavřením do prostoru, odděleného od stanoveného roztoku membránou, propouštějící substráty i zplodiny reakce a nepropouštějící enzymatický materiál.

3. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, sestávající z reaktoru, do něhož zasahuje senzor, a z odděleného vyjímatelného tělesa, výhodně míchadla opatřeného alespoň na části svého povrchu vrstvou s immobilizovaným enzymatickým materiálem, vyznačené tím, že vrstva s immobilizovaným enzymatickým materiálem je překryta membránou /3/.

4. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1 a 2, vyznačené tím, že do vnitřku reaktoru /5/, opatřeného senzorem /6/ a míchadlem /1/, zasahuje duté těleso /8/, obsahující stabilizovaný roztok enzymu oddělený od vnitřku reaktoru /5/ další membránou /11/.