CS269267B1 - Process for preparing cellulosic materials with immobilized cholinesterase - Google Patents
Process for preparing cellulosic materials with immobilized cholinesterase Download PDFInfo
- Publication number
- CS269267B1 CS269267B1 CS883559A CS355988A CS269267B1 CS 269267 B1 CS269267 B1 CS 269267B1 CS 883559 A CS883559 A CS 883559A CS 355988 A CS355988 A CS 355988A CS 269267 B1 CS269267 B1 CS 269267B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- cellulose
- cholinesterase
- materials
- solution
- enzyme
- Prior art date
Links
Landscapes
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Abstract
Řešení patří do oblasti kontroly ži-i votního prostředí, agrochemie a farmaceutické analýzy a týká se přípravy celulosových materiálů s imobilizovanou cholinesterasou, využitelných pro detekci a stanovení inhibitorů acetylcholinesterasy. Podstatou řešení je způsob přípravy celulosových materiálů s imobilizovanou cholinesterasou, který spočívá v zachycení enzymu na surových nebo bělených celulosových vláknech nebo tkanině, celulosovém filtračním papíru nebo mikrokrystalické a perlové celulose sorpcí z pufrovaného vodného roztoku enzymu, obsahujícího neionogenní tenzid pro zvýšení smáčivosti materiálů a sacharidy jako je dextran nebo sacharosa jako stabilizující přísadu sorpčně vázaného enzymu na celulosovém nosiči. Materiály připravené podle vynálezu mohou být využity při konstrukci kontinuálních detektorů, analyzátorů a reaktorů a pro důkaz a stanoveni malých množství a velmi nízkých koncentrací inhibitorů acetylcholinesterasy z vodných roztorků a extraktů, po záchytu ze vzduchu z hlediska potřeb, monitorování životního prostředí a v zemědělství.The solution belongs to the field of environmental control, agrochemistry and pharmaceutical analysis and concerns the preparation of cellulose materials with immobilized cholinesterase, usable for the detection and determination of acetylcholinesterase inhibitors. The essence of the solution is a method for preparing cellulose materials with immobilized cholinesterase, which consists in capturing the enzyme on raw or bleached cellulose fibers or fabric, cellulose filter paper or microcrystalline and pearl cellulose by sorption from a buffered aqueous solution of the enzyme, containing a non-ionic surfactant to increase the wettability of the materials and carbohydrates such as dextran or sucrose as a stabilizing additive of the sorption-bound enzyme on the cellulose carrier. The materials prepared according to the invention can be used in the construction of continuous detectors, analyzers and reactors and for the detection and determination of small amounts and very low concentrations of acetylcholinesterase inhibitors from aqueous solutions and extracts, after capture from the air for needs, environmental monitoring and in agriculture.
Description
Vynález se týká způsobu přípravy materiálu na bázi celulosy s imobillzovanou cholinesterasou. Tyto filtrační absorpční celulosové materiály s imobilizovanou cholinesterasou řeší řadu problémů spojených převážně se záchytem a stanovením inhibitorů cholinesteras, sloučenin používaných v zemědělství, významných v oblasti průmyslové chemie, při kontrole vody, krmiv, potravin a životního prostředí.The invention relates to a method for preparing a cellulose-based material with immobilized cholinesterase. These filter absorbent cellulose materials with immobilized cholinesterase solve a number of problems associated mainly with the capture and determination of cholinesterase inhibitors, compounds used in agriculture, important in the field of industrial chemistry, in the control of water, feed, food and the environment.
Biochemická cholinesterašová reakce jako velmi citlivá a poměrně selektivní metoda je široce využívána v celé řadě modifikací a aplikací pro detekci a stanovení početného souboru inhibitorů cholinesteras /AMMON, R. - VOSS, G., Pflugers Arch. ges. Physiol., 235 (1935), s. 393; MICHEL, 0., H., J. Lab. clin. Med., 34 (1949), s. 1564/.Na cholinesterasové reakci jsou založeny různé typy technických prostředků k detekci a stanovení inhibitorů cholinesteras, počínaje komplikovanými automatickými analyzátory ovzduší a vody, přes jednodušší provedení, jako jsou trubičkové detektory až po nejjednodušší detekční průkazníkové papíry /FRANKE, S.: Lehrbuch der Militarchemie, Militarverlag DDR, díl II., Berlin 1977, s. 481/. Zásadním problémem použití filtračních nebo sorpčních materiálů včetně papíru je fixace a stabilizace enzymů. Částečným řešením tohoto problému je imobilizace cholinesterasy na nosiči chemickou vazbou. Tento způsob imobilizace je však nevýhodný, něhož je složitý, vyžaduje použití speciálního .derivatizovaného nosiče, drahého vysoce purifikovaného enzymu a je obvykle doprovázen značnou ztrátou aktivity enzymu, přičemž prodloužení exspirace vázaného enzymu není velké /BODOGA, P., BADILESCU, F., CIOBANI, O.: RO č. 82028/. Nejbližším známým řešením způsobu přípravy enzymového průkazníkového papíru je imobilizace na speciálním chromatografickém papíru s iontoměničovou funkcí ve směsi s dextranovým gelem a indikací chromogenním substrátem /DAHLGREN, E., BERGEK, S., MARTENSSON, K.: WO 85-04423/, kdy při prodloužení skladovatelnosti průkazníkových papírů ndoylo dosaženo požadované citlivosti a přitom uvedený postup vyžaduje navíc drahé a obtížně dostupné speciální materiály a chemikálie. Uvedené nedostatky jednotlivých způsobů přípravy materiálů, tj. nedostatečná fixace a stabilizace enzymu na nosiči, krátká exspirace, nízká citlivost, vysoká cena při nedostupnosti speciálních materiálů a purifikovaných enzymů a zejména pak nemožnost opakovaného a dlouhodobého měření, nebo i zpracování velkých objemů vodných vzorků v důsledku i nedostatečné mechanické odolnosti materiálu, jsou odstraněny způsobem přípravy celulosových materiálů s imobilizovanou cholinesterasou podle vynálezu.The biochemical cholinesterase reaction, as a very sensitive and relatively selective method, is widely used in a number of modifications and applications for the detection and determination of a large number of cholinesterase inhibitors /AMMON, R. - VOSS, G., Pflugers Arch. ges. Physiol., 235 (1935), p. 393; MICHEL, 0., H., J. Lab. clin. Med., 34 (1949), p. 1564/. Various types of technical means for the detection and determination of cholinesterase inhibitors are based on the cholinesterase reaction, starting with complicated automatic air and water analyzers, through simpler designs such as tube detectors to the simplest detection identification papers /FRANKE, S.: Lehrbuch der Militarchemie, Militarverlag DDR, vol. II., Berlin 1977, p. 481/. The fundamental problem of using filter or sorption materials including paper is the fixation and stabilization of enzymes. A partial solution to this problem is the immobilization of cholinesterase on a carrier by chemical bonding. However, this method of immobilization is disadvantageous, as it is complex, requires the use of a special derivatized carrier, expensive highly purified enzyme and is usually accompanied by a significant loss of enzyme activity, while the extension of the expiration of the bound enzyme is not great /BODOGA, P., BADILESCU, F., CIOBANI, O.: RO No. 82028/. The closest known solution to the method of preparing enzyme indicator paper is immobilization on special chromatographic paper with ion exchange function in a mixture with dextran gel and indication by chromogenic substrate /DAHLGREN, E., BERGEK, S., MARTENSSON, K.: WO 85-04423/, when the required sensitivity is achieved by extending the shelf life of indicator papers, and the above procedure additionally requires expensive and difficult to obtain special materials and chemicals. The mentioned shortcomings of the individual methods of preparing materials, i.e. insufficient fixation and stabilization of the enzyme on the carrier, short expiration, low sensitivity, high price due to the unavailability of special materials and purified enzymes and especially the impossibility of repeated and long-term measurement, or even processing of large volumes of aqueous samples due to insufficient mechanical resistance of the material, are eliminated by the method of preparing cellulose materials with immobilized cholinesterase according to the invention.
Podstatou vynálezu je způsob přípravy celulosových materiálů s imobilizovanou cholinesterasou, který spočívá v zachycení enzymu sorpcí na vláknech celulosových nosičů, jako jsou surová nebo bělená bavlněná vlákna nebo tkanina nebo celulosový filtrační papír nebo mikrokrystalická a perlová celulosa, ponořením celulosového materiálu do pufrovaného roztoku enzymu obsahujícího neionogenní tenzid a sacharidy nebo nanesením roztoku na tenkou vrstvu celulosového materiálu.The essence of the invention is a method for preparing cellulose materials with immobilized cholinesterase, which consists in capturing the enzyme by sorption on cellulose carrier fibers, such as raw or bleached cotton fibers or fabric or cellulose filter paper or microcrystalline and pearl cellulose, by immersing the cellulose material in a buffered enzyme solution containing a nonionic surfactant and carbohydrates or by applying the solution to a thin layer of cellulose material.
Způsobem přípravy celulosových materiálů s imobilizovanou cholinesterasou je dosahováno nového účinku tím, že připravené filtrační a sorpční materiály je možné opakovaně a dlouhodobě používat až do ztráty hydrolytické aktivity bez nutnosti používat reaktivní materiály vyvinuté pro imobilizaci enzymů nebo speciální chromatografické materiály. Vyššího účinku je dosahováno použitím dalších celulosových materiálů vedle papíru, perlové a mikrokrystalické celulosy i bavlněné tkaniny pro imobilizaci cholinesterasy jako filtračního a sorpčního materiálu umožňujícího vysoce selektivně zachycovat i velmi nízké koncetrace inhibitorů cholinesteras z vody, vodných extraktů, roztoků zbarvených nebo zakalených a po zvlhčení celulosového materiálu i ze vzduchu, plně tak využít vysoké citlivosti jednotlivých modifikací cholinesterasové reakce včetně zařízení, reaktorů a detektorů na této reakci založených. Vyššího účinku je rovněž dosaženo v důsledku podstatně zvýšené termické stálosti, dlouhodobě při teplotách do 70°C, což potvrzuje dobu exspirace delší 5 let. Vyšší účinek se výrazně projevuje i použitím dostupných domácích velmi levných surovin, např. použití surového homogenátuThe method of preparing cellulose materials with immobilized cholinesterase achieves a new effect by allowing the prepared filtration and sorption materials to be used repeatedly and for a long time until the loss of hydrolytic activity without the need to use reactive materials developed for enzyme immobilization or special chromatographic materials. A higher effect is achieved by using other cellulose materials in addition to paper, pearl and microcrystalline cellulose, as well as cotton fabric for cholinesterase immobilization as a filtration and sorption material, allowing highly selective capture of even very low concentrations of cholinesterase inhibitors from water, aqueous extracts, colored or turbid solutions and, after wetting the cellulose material, from the air, thus fully utilizing the high sensitivity of individual modifications of the cholinesterase reaction, including devices, reactors and detectors based on this reaction. A higher effect is also achieved due to significantly increased thermal stability, long-term at temperatures up to 70°C, which is confirmed by an expiration period of more than 5 years. The higher effect is also significantly manifested by the use of available domestically available, very cheap raw materials, e.g. the use of raw homogenate
CS 269 267 Bl hovězí mozkové tkáně náhradou za vysoce purifikované a neobyčejně drahé enzymy.CS 269 267 Bl bovine brain tissue as a substitute for highly purified and extremely expensive enzymes.
Příklad 1 .Example 1.
Příprava roztoku acetylchollnesterasyPreparation of acetylcholinesterase solution
Podle dalSího předpokládaného použití se hovězí mozková tkáň nucleus caudatús zhoznogenizuje v poměru 1 : 20 nebo 1 : 100 v roztoku 0,2 mol.l^· fosfátového pufru pH 7,4 obsahujícím 5 % dextranu pro infusi, 15 % sacharosy a 0,5 % Slovasolu SF-10.According to another envisaged use, bovine caudate nucleus brain tissue is osmogenized in a ratio of 1:20 or 1:100 in a solution of 0.2 mol/l phosphate buffer pH 7.4 containing 5% dextran for infusion, 15% sucrose and 0.5% Slovasol SF-10.
Příklad 2 · .Example 2 · .
Imobilizace acetylchollnesterasy na bavlněné tkanině .Immobilization of acetylcholinesterase on cotton fabric.
Tkanina se na 30 minut ponoří do roztoku připraveného podle příkladu 1, po vyjmutí z roztoku se tkanina při laboratorní teplotě usuší.The fabric is immersed in the solution prepared according to Example 1 for 30 minutes, after removal from the solution the fabric is dried at room temperature.
Příklad 3Example 3
Imobilizace cholinesterasy na perlové celuloseImmobilization of cholinesterase on pearl cellulose
Suchá perlová celulosa se vloží do roztoku připraveného rozpuštěním lyofilizované plazmové cholinesterasy v roztoku pH 8,0 obsahujícím 0,5 % Slovasolu SF-10, 5 % dextranu pro infusi a směs se 30 minut míchá. Po odfiltrování roztoku se perlová celulosa s imobilizovanou cholinesterasou suší při laboratorní teplotě.The dry pearl cellulose is added to a solution prepared by dissolving lyophilized plasma cholinesterase in a pH 8.0 solution containing 0.5% Slovasol SF-10, 5% dextran for infusion and the mixture is stirred for 30 minutes. After filtering the solution, the pearl cellulose with immobilized cholinesterase is dried at room temperature.
Příklad 4Example 4
Použití bavlněné tkaniny sTimobilizovanou acetylcholinestrasou pro detekci inhibitorů cholinesteras ve voděUse of cotton fabric with immobilized acetylcholinesterase for detection of cholinesterase inhibitors in water
Tkanina upravená podle příkladu 2 se vloží na 30 minut do analyzovaného vodného roztoku. Pak se tkanina vyjme a po 10 minutách se na bílou tkaninu přiloží na 1 minutu proužek suchého filtračního papíru nasyceného ethanolovým roztokem s obsahem 0,15 % 5,5'-dithio-bis-2-dinitrobenzoové kyseliny a 0,5 % acetylthiocholinjodidu. Po odstranění papíru se do 1 minuty tkanina zbarví žlutě, za přítomnosti inhibitorů v analyzované vodě zůstane bílá.The fabric treated according to Example 2 is placed in the analyzed aqueous solution for 30 minutes. Then the fabric is removed and after 10 minutes a strip of dry filter paper saturated with an ethanol solution containing 0.15% 5,5'-dithio-bis-2-dinitrobenzoic acid and 0.5% acetylthiocholine iodide is placed on the white fabric for 1 minute. After removing the paper, the fabric turns yellow within 1 minute, in the presence of inhibitors in the analyzed water it remains white.
Příklad 5Example 5
Mez dokazatelnosti mg.l při použití bavlněné tkaniny s imobilizovanou acetylcholinesterasou podle příkladu 4 pro detekci insekticidních přípravků (bez zjištění obsahu aktivní látky) ve vodě a % inhibice acetylchollnesterasy při analýze téhož roztoku spektrofotometrickým postupem dle Ellmana /ELLMAN, G.L., COURTNEY, K.D.,ANDRES, V., FEATHERSTONE, R.M.: Biochem. Pharmacol. 7, 88-95 (1961)/.Limit of detection mg.l when using cotton fabric with immobilized acetylcholinesterase according to example 4 for the detection of insecticidal preparations (without determining the content of the active substance) in water and % inhibition of acetylcholinesterase when analyzing the same solution by the spectrophotometric method according to Ellman /ELLMAN, G.L., COURTNEY, K.D., ANDRES, V., FEATHERSTONE, R.M.: Biochem. Pharmacol. 7, 88-95 (1961)/.
Příklad 6Example 6
Použití perlové celulosy s imobilizovanou cholinesterasou pro detekci inhibitorů ve vzduchuUse of pearl cellulose with immobilized cholinesterase for detection of inhibitors in air
Perlová celuldsa upravená podle příkladu 3, objemu 1 ml ve skleněné koloně se zvlhčí 1 ml vody a kolonou se prosává vzduch. Po ukončení prosávání se do uzavřené kolony vnese 1,5 ml roztorku obsahujícího 0,5 mg butyrylthiocholinjodidu a 0,005 mg 5,5' -dithio-bis-2-dinitrobenzoové kyseliny. Roztok v koloně se do 2 minut .zbarví žlutě, za přítomnosti inhibitorů v analyzovaném vzduchu zůstane bezbarvý.Pearl cellulose prepared according to Example 3, volume 1 ml in a glass column is moistened with 1 ml of water and air is filtered through the column. After the filtration is completed, 1.5 ml of a solution containing 0.5 mg of butyrylthiocholine iodide and 0.005 mg of 5,5'-dithio-bis-2-dinitrobenzoic acid is introduced into the closed column. The solution in the column turns yellow within 2 minutes, and remains colorless in the presence of inhibitors in the analyzed air.
CS 269 267 BlCS 269 267 Bl
Vynálezu může být využito pro přípravu řady typů filtračních a sorpčních materiálů na bázi celuldsy s imobilizovanou cholinesterasou vykazující dlouhodobě hydrolytickou aktivitu vůči substrátům typu acetylcholinu a vysokou afinitu k inhibitorům acetylcholinesterasy. Tyto mohou být využity v řadě odvětví národního hospodářství, farmaceutickém a chemickém průmyslu, v zemědělství, při monitorování životního prostředí, při konstrukci kontinuálních detektorů, analyzátorů a jako náplň reaktorů biotechnických výrob.The invention can be used for the preparation of a number of types of filtration and sorption materials based on cellulose with immobilized cholinesterase exhibiting long-term hydrolytic activity towards substrates of the acetylcholine type and high affinity to acetylcholinesterase inhibitors. These can be used in a number of sectors of the national economy, pharmaceutical and chemical industries, agriculture, in environmental monitoring, in the construction of continuous detectors, analyzers and as a filling for reactors in biotechnical production.
pSedmSt vynálezuThe Seventy-Seventh Invention
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS883559A CS269267B1 (en) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | Process for preparing cellulosic materials with immobilized cholinesterase |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS883559A CS269267B1 (en) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | Process for preparing cellulosic materials with immobilized cholinesterase |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS355988A1 CS355988A1 (en) | 1989-09-12 |
| CS269267B1 true CS269267B1 (en) | 1990-04-11 |
Family
ID=5376029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS883559A CS269267B1 (en) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | Process for preparing cellulosic materials with immobilized cholinesterase |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS269267B1 (en) |
-
1988
- 1988-05-25 CS CS883559A patent/CS269267B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS355988A1 (en) | 1989-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| La Rosa et al. | Amperometric flow-through biosensor for the determination of pesticides | |
| Cammann | Bio-sensors based on ion-selective electrodes | |
| US5118428A (en) | Method to remove red blood cells from whole blood samples | |
| US3235337A (en) | Diagnostic compositions and test indicators | |
| US4324858A (en) | Stabilization of cholinesterase, detector kit using stabilized cholinesterase, and methods of making and using the same | |
| CA2049098A1 (en) | Urine testing apparatus with urinary sediment and device | |
| JPH0252824B2 (en) | ||
| Mattiasson et al. | Enzyme thermistor assay of cholesterol, glucose, lactose and uric acid in standard solutions as well as in biological samples | |
| Liu et al. | Studies on a potentiometric urea biosensor based on an ammonia electrode and urease, immobilized on a γ-aluminum oxide matrix | |
| Caldwell et al. | Immobilization of enzymes based on hydrophobic interaction. I. Preparation and properties of a β‐amylase adsorbate | |
| Cattaneo et al. | Monitoring glutamine in animal cell cultures using a chemiluminescence fiber optic biosensor | |
| US6465202B1 (en) | Method for stabilizing aminotransferase activity in a biological fluid | |
| CS269267B1 (en) | Process for preparing cellulosic materials with immobilized cholinesterase | |
| Kunz et al. | Immobilized glucose oxidase used to measure glucose in serum | |
| Kessler et al. | Utilization of exogenous sugars for biosynthesis of carbohydrates in germinating pollen | |
| Cardoso et al. | The development of an immobilized enzyme reactor containing glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from Trypanosoma cruzi: the effect of species' specific differences on the immobilization | |
| US2850359A (en) | Testing unit and method of testing for glucose | |
| US5015572A (en) | Apparatus for determining a proteolytic or esterolytic substance and method for determining a proteolytic or esterolytic substance using a layered apparatus | |
| Mattiasson et al. | Enzyme thermistor analysis of penicillin in standard solutions and in fermentation broth | |
| JP2681635B2 (en) | Method to improve analysis sensitivity and accuracy | |
| Yamato et al. | Preparation and characterization of immobilized acid phosphatase used for an enzyme reactor: evaluation in flow-injection analysis and pre-column liquid chromatography | |
| SK281395B6 (en) | Biosensor, process for the preparation of immobilised cholinesterase zone, biosensor for detection and differentiation of cholinesterase inhibitors | |
| Olson et al. | Studies on the mechanism of action of ethylene. I. The effects of ethylene on mitochondria prepared from bean cotyledons | |
| CN101691566B (en) | Special solid complex enzyme (ALD, TIM and GDH) reagent for determining content of fructose diphosphate sodium (FDP) | |
| JP3378390B2 (en) | Test equipment |