CS242997B1 - Method of application and following of insymatical reactions and device for application of this method - Google Patents
Method of application and following of insymatical reactions and device for application of this method Download PDFInfo
- Publication number
- CS242997B1 CS242997B1 CS844639A CS463984A CS242997B1 CS 242997 B1 CS242997 B1 CS 242997B1 CS 844639 A CS844639 A CS 844639A CS 463984 A CS463984 A CS 463984A CS 242997 B1 CS242997 B1 CS 242997B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- reactor
- enzyme
- membrane
- solution
- stirrer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 24
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 108010093096 Immobilized Enzymes Proteins 0.000 claims description 5
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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.Enzymatic material is fixed on the surface agitators or other easily removable surfaces fixed parts installed inside the reactor, separately from the measuring sensor equipment in an amount sufficient to maintain concentration of the substance to be measured on the surface enzyme layers in a series of measurements at values between 0 and 3%, based on concentration in the starting solution. Enzymatic material in this case it is separated from the solution by a membrane, permeable substrates and reaction products. To the inside of the sensor-equipped reactor and with a stirrer, it engages a hollow body containing stabilized enzyme solution separated from the inside of the reactor with another membrane permeable substrates and reaction products, impermeable to enzymatic material.
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.The invention relates to a method and apparatus for carrying out and monitoring enzymatic reactions using immobilized enzymes, wherein the enzymatic material is fixed on the surface of a stirrer or on the surface of another readily removable immovable component installed inside the reactor separately from the sensor of the measuring device in an amount sufficient to maintain the concentration of the test substance on the surface of the enzyme layer in a series of measurements at values between 0 and 3%, based on the concentration in the starting solution.
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.In order to be able to vary the extent of the external diffusion rate of the substrate to the surface of the enzyme film, the viscosity enhancers, for example, carboxymethylcellulose or polyvinyl alcohol, may be added to the liquid to be measured in the known procedure described above.
pále je z tohoto čs. A.O. známo zařízení s míchadlem, výhodně magnetickým, nebo jinou lehce vyjímatelnou pevnou součástí, opatřenou vrstvou fixovaného enzymatického materiálu.Pale is from this MS. A.O. known apparatus with a stirrer, preferably a magnetic or other easily removable solid component, provided with a layer of fixed enzymatic material.
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.With this arrangement, calibration is easy with the ability to perform a series of measurements using the linear portion of the calibration curve. This eliminates the dependence of the signal of interest, for example the oxygen probe signal, on the kinetics of the enzymatic reaction by working in an area where the rate of the enzymatic reaction is controlled by the rate of external diffusion of the reactants to the anchored enzyme surface. the distance from the surface of the anchored enzyme.
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.Sufficient distance means that the sensor of the sensor is located in the core of the liquid, where a uniform concentration of all components is achieved by vigorously stirring the batch. Thus, the sensor is located outside the region of the diffusion film formed at the surface of the anchored enzyme, in which all the concentration gradient between the liquid core and the surface of the enzyme is concentrated.
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.The area of linearity of the calibration dependence of the instrument is the wider the higher the resistance to the external diffusion of the substrate, for example glucose, towards the surface of the enzyme. Further improving the method of performing and monitoring enzymatic reactions using immobilized enzymes, wherein the enzymatic material is fixed to the surface of the stirrer or the surface of another readily removable immovable component installed within the reactor, separately from the sensor of the measuring device in an amount sufficient to maintain layers in a series of measurements at values between 0 and 3%, based on the concentration in the starting solution, by ensuring that the enzymatic material is separated from the solution by a membrane permitting substrates and fumes of the reaction.
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.According to a further feature of the invention, the enzyme material is relatively immobilized by enclosing it in a space separated from the determined solution by a membrane permeable to the reaction product substrates 1 and impermeable to the enzyme material.
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.The principle of the device according to the invention consists in that a hollow body, comprising a stabilized enzyme solution separated from the reactor interior by another membrane, permits substrates and reaction products and is impermeable to the enzyme material, extends into the interior of the reactor.
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.The main advantage of the process according to the invention consists in achieving a lower rate of external diffusion of the substrate to the surface of the enzyme by covering the layer of enzymatic material with a membrane permeable to all involved dissolved substrates and reaction products.
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.When using a sufficiently thick cover membrane in which all resistance to the sharing of substrate mass to the enzyme surface is concentrated, calibration is not dependent on the mixing intensity of the reactor liquid batch.
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.This is particularly important because no agitator speed regulator or viscosity enhancers need be used. A stabilized enzyme solution may also be used in place of the anchored enzyme.
Při použití krycí membrány propustné i pro enzymy, například mikroporézní filtr, lze použít enzym immobllizovaný známým způsobem na vhodné matrici, například na hydrogelu.When using an enzyme-permeable cover membrane, for example a microporous filter, an enzyme immobilized in a known manner on a suitable matrix, for example a hydrogel, can be used.
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.The method and apparatus of the present invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a vertical cross section of a propeller; Fig. 2 shows a vertical section through a reactor;
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_.FIG. 1 schematically shows a vertical section through a magnetic stirrer 1 provided with a layer 2 of immobilized enzymatic material covered by a membrane 3, for example a cuprophan, fixed with an O-ring 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.Giant. 2 shows schematically a vertical cross-section of a reactor 5 provided with a sensor 6, a magnetic stirrer 7a and a hollow body 8, with a ground joint 9, an O-ring and a headspace 10 filled with stabilized enzyme solution and separated from the reactor 5 by another membrane 11, e.g. substrates and reaction products, but enzyme-impermeable, as shown in Figure 3.
Alternativně může být čelní prostor 10 vyplněn kotveným enzymem na vhodné matrici, například ze syntetického hydrogelu, jako je řídce zesítěný polyakrylamid.Alternatively, the front space 10 may be filled with an anchored enzyme on a suitable matrix, for example of a synthetic hydrogel such as a sparsely crosslinked polyacrylamide.
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.Fig. 4 is a diagram comparing the calibration curve A of the Certificate No. 238261 to the calibration curve B using the stirrers of Fig. 1. The vertical axis shows the measured data on the horizontal substrate concentrations, in this case glucose. Obviously, the linearity region between the vertical axis and the bend point of the curves is considerably wider in case of B.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS844639A CS242997B1 (en) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | Method of application and following of insymatical reactions and device for application of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS844639A CS242997B1 (en) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | Method of application and following of insymatical reactions and device for application of this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS463984A1 CS463984A1 (en) | 1985-08-15 |
| CS242997B1 true CS242997B1 (en) | 1986-05-15 |
Family
ID=5389617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS844639A CS242997B1 (en) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | Method of application and following of insymatical reactions and device for application of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS242997B1 (en) |
-
1984
- 1984-06-18 CS CS844639A patent/CS242997B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS463984A1 (en) | 1985-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4374013A (en) | Oxygen stabilized enzyme electrode | |
| US9907500B2 (en) | Lyotropic liquid crystal coated analyte monitoring device and methods of use | |
| EP0136362B1 (en) | Biosensor | |
| Jimenez et al. | Use of photopolymerizable membranes based on polyacrylamide hydrogels for enzymatic microsensor construction | |
| US5171689A (en) | Solid state bio-sensor | |
| JPS60173459A (en) | Biosensor | |
| US4272484A (en) | Filling for optodes | |
| Ley et al. | An electrochemical microtiter plate for parallel spectroelectrochemical measurements | |
| JPH046907B2 (en) | ||
| Stredansky et al. | Determination of D-fructose in foodstuffs by an improved amperometric biosensor based on a solid binding matrix | |
| Kirstein et al. | Enzyme electrode for urea with amperometric indication: Part I—Basic principle | |
| Durand et al. | An enzyme electrode for acetylcholine | |
| Pemberton et al. | An assay for the enzyme N-acetyl-β-D-glucosaminidase (NAGase) based on electrochemical detection using screen-printed carbon electrodes (SPCEs) | |
| Wollenberger et al. | Laccase/glucose oxidase electrode for determination of glucose | |
| EP1151134B1 (en) | Ph-sensitive amperometric biosensor | |
| Saurina et al. | Potentiometric biosensor for lysine analysis based on a chemically immobilized lysine oxidase membrane | |
| Budnikov et al. | Electrochemical biosensors for inhibitor determination: selectivity and sensitivity control | |
| CS242997B1 (en) | Method of application and following of insymatical reactions and device for application of this method | |
| US20040209340A1 (en) | Enzymatic degradation chains | |
| ERTAŞ et al. | Specific determination of hydrogen peroxide with a catalase biosensor based on mercury thin film electrodes | |
| JPS6024444A (en) | Bio-sensor | |
| CA1218289A (en) | Method for performing and tracing enzymatic reactions and a device for carrying out the said method | |
| GB2063479A (en) | Apparatus for Continuous Determination of a Plurality of Solution Components | |
| JPH01265150A (en) | Biosensor | |
| CA2577600A1 (en) | Method for electrochemically measuring phosphoric acid and/or phosphate ester |