CZ32361U1 - Kolorimetrický biosenzor inhibitorů cholinesteráz s dynamickým etalonem - Google Patents
Kolorimetrický biosenzor inhibitorů cholinesteráz s dynamickým etalonem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ32361U1 CZ32361U1 CZ2018-35268U CZ201835268U CZ32361U1 CZ 32361 U1 CZ32361 U1 CZ 32361U1 CZ 201835268 U CZ201835268 U CZ 201835268U CZ 32361 U1 CZ32361 U1 CZ 32361U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- dynamic
- biosensor
- cholinesterase inhibitors
- colorimetric
- etalon
- Prior art date
Links
- 239000000544 cholinesterase inhibitor Substances 0.000 title claims description 10
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 108010093096 Immobilized Enzymes Proteins 0.000 claims description 2
- 102000003914 Cholinesterases Human genes 0.000 description 4
- 108090000322 Cholinesterases Proteins 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 3
- 229940122041 Cholinesterase inhibitor Drugs 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229940048961 cholinesterase Drugs 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001769 paralizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- CCBICDLNWJRFPO-UHFFFAOYSA-N 2,6-dichloroindophenol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1N=C1C=C(Cl)C(=O)C(Cl)=C1 CCBICDLNWJRFPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DWHIUNMOTRUVPG-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-[2-[2-[2-(2-dodecoxyethoxy)ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethanol Chemical compound CCCCCCCCCCCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCOCCO DWHIUNMOTRUVPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTBLZMAMTZXLBP-UHFFFAOYSA-M 2-acetylsulfanylethyl(trimethyl)azanium;iodide Chemical compound [I-].CC(=O)SCC[N+](C)(C)C NTBLZMAMTZXLBP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WEQAAFZDJROSBF-UHFFFAOYSA-M 2-butanoylsulfanylethyl(trimethyl)azanium;iodide Chemical compound [I-].CCCC(=O)SCC[N+](C)(C)C WEQAAFZDJROSBF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KIUMMUBSPKGMOY-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Dithiobis(6-nitrobenzoic acid) Chemical compound C1=C([N+]([O-])=O)C(C(=O)O)=CC(SSC=2C=C(C(=CC=2)[N+]([O-])=O)C(O)=O)=C1 KIUMMUBSPKGMOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 3-sulfophenyl Chemical group 0.000 description 1
- 102100033639 Acetylcholinesterase Human genes 0.000 description 1
- 108010022752 Acetylcholinesterase Proteins 0.000 description 1
- 108010053652 Butyrylcholinesterase Proteins 0.000 description 1
- 102100032404 Cholinesterase Human genes 0.000 description 1
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKTMIJODWOEBKO-UHFFFAOYSA-M Guinee green B Chemical compound [Na+].C=1C=C(C(=C2C=CC(C=C2)=[N+](CC)CC=2C=C(C=CC=2)S([O-])(=O)=O)C=2C=CC=CC=2)C=CC=1N(CC)CC1=CC=CC(S([O-])(=O)=O)=C1 XKTMIJODWOEBKO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002575 chemical warfare agent Substances 0.000 description 1
- 239000012916 chromogenic reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229940031674 laureth-7 Drugs 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000001639 phenylmethylene group Chemical group [H]C(=*)C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N triphenylmethane Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004457 water analysis Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Description
Kolorimetrický biosenzor inhibitorů cholinesteráz s dynamickým etalonem
Oblast techniky
Technické řešení se týká konstrukce jednoduchého kolorimetrického biosenzoru nervově paralytických látek a jiných vysoce toxických inhibitoru cholinesteráz ve vodě, v ovzduší i na kontaminovaných površích.
Dosavadní stav techniky
Kolorimetrické detektory, chemosenzory a biosenzory jsou z uživatelského hlediska jednoduché technické prostředky ke zjišťování nejrůznějších chemických látek. Příkladem takových prostředků mohou být indikační papírky, pásky a detekční trubičky. Tyto prostředky se používají také k detekci bojových chemických látek včetně nervově paralytických látek, které účinkují jako mohutné inhibitory cholinesteráz. Zejména kolorimetrické biosenzory inhibitorů cholinesteráz jsou vhodné pro rychlou, jednoduchou, a přitom selektivní terénní i laboratorní analýzu. Jejich nezastupitelné místo je při ochraně jednotlivce ve zvláště obtížných podmínkách, zejména pak když jsou odkázáni pouze na sebe. Mohou být použity ke kontrole ovzduší, vody i povrchů. [Halámek E., Kobliha Z., Pitschmann V.: Analýza bojových chemických látek. Univerzita obrany, Brno 2007]. Příkladem takových biosenzorů, používaných jako osobní detektory, je český prostředek DETEHIT, kanadský NAVD. francouzský DET INDIV mle Fl, izraelský CDK nebo americký M256A1.
Všechny kolorimetrické biosenzory inhibitoru cholinesteráz jsou založené na enzymatické (cholinesterázové) reakci, tj. na katalytické hydrolýze vhodného substrátu cholinesterázou a barevné indikaci jeho hydro lyrického produktu. Stupeň inhibice enzymu, daný rychlostí barevné změny, je pak úměrný koncentraci škodliviny. Nejbližším řešením je biosenzor/osobní detektor DETEHIT, který obsahuje enzym acetylcholinesterázu, substrát acetylthiocholin jodid a kyselinu 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoovou). V nepřítomnosti inhibitoru dochází k hydrolýze substrátu na thiocholin, jímž je chromogenní indikátor redukován na žlutě zbarvený produkt; v důsledku inhibice enzymu žádné zabarvení nevzniká, respektive vzniká později [Tušarová I., Halámek E.: CZ 288576 (2001)]. Známé modifikace biosenzoru DETEHIT obsahují chromogenní indikátory s výraznějším barevným efektem, např. 2,6-dichlorfenolindofenol nebo některé látky ze skupiny trifenylmetanových barviv [Pitschmann V., Matějovský L.: C7 30 380 (2017); Pitschmann V., Matějovský L.: CZ 30 670 (2017); Pitschmann V., Matějovský L.: CZ 30 996 (2017; Pitschmann V., Matějovský L.: CZ 31 941 (2018)].
Jednou z hlavních předností jednoduchých kolorimetrických biosenzorů je možnost vyhodnocení barevného efektu vizuálně (volným okem). Tento způsob vyhodnocení je zcela namístě při orientačním zjišťování přítomnosti inhibitorů cholinesteráz ve vzorku, může však činit potíže při pokusu o jejich kvantitativní, resp. semikvantitativní stanovení. Tento nedostatek odstraňuje nebo podstatně omezuje konstrukce biosenzoru podle technického řešení.
Podstata technického řešeni
Podstatou technického řešení je kolorimetrický biosenzor inhibitorů cholinesteráz v ovzduší, ve vodě i na površích, který je tvořen plastovou podložkou 1, na níž jsou nalepeny dvě tkaniny 2 a 3 s imobilizovaným enzymem, přičemž jedna z nich slouží jako detekční tkanina 2 a druhá jako dynamický etalon 3, a dále dva filtrační papíry 4 impregnované substrátem a indikátorem.
Základním prvkem technického řešení je zavedení dynamického etalonu, jenž nemá funkci obyčejného barevného standardu, jak je tomu u známých biosenzorů inhibitorů cholinesteráz.
- 1 CZ 32361 UI
Naopak, tento dynamický etalon, jehož složení je stejné jako složení detekční tkaniny (indikační zóny), slouží k provedení srovnávacího (slepého) testu. Zakomponováním dynamického etalonu do konstrukce biosenzoru se významně zvyšuje spolehlivost provedeného testu a zároveň zvyšuje jeho citlivost (nižší detekční limit), neboť o přítomnosti inhibitoru cholinesteráz ve vzorku lze rozhodnout už při malém časovém rozdílu změny zabarvení indikační zóny a etalonu.
Příklad uskutečnění technického řešení
Biosenzor, jehož konstrukční schéma je znázorněno na výkrese, je tvořen podložkou z plastu 1, na níž je nalepena detekční tkanina 2, dynamický etalon 3 a dva filtrační papíry 4 impregnované substrátem a indikátorem.
Detekční tkanina 2 a dynamický etalon 3 se připraví tak, že bílá celulózová tkanina se ponoří na dobu 25 minut do roztoku, který obsahuje butyrylcholinesterázu o specifické aktivitě 10 nkat/ml, 3,5 % (hmotn.) dextranu a 1,5 % (hmotn.) neiontové povrchově aktivní látky (C12-14 alkohol 7EO, Laureth-7) v tlumivém roztoku pH 7,4. Po impregnaci se tkanina vysuší při teplotě 20 až 25°C.
Papír se substrátem a chromogenním činidlem 4 se připraví tak, že filtrační papír se ponoří na dobu 5 minut do roztoku, který obsahuje 0,4 % (hmotn.) butyrylthiocholin jodidu a
0,2 % (hmotn.) N-ethyl-N-[4-[4[ethyl(3-sulfofenyl)methyl[amino]fenyl]fenylmethylen]-2,5-cyklohexadien]-l-yliden]-3-sulfo-benzenmethan aminiumnatrium hydroxidu - vnitřní soli (CAS 4680-78-8) v methanolu. Impregnovaný papír se vysuší při teplotě 20 až 25°C.
Použití biosenzoru pro analýzu vody je následující. Detekční tkanina 2 se ponoří do analyzovaného vzorku, po uplynutí 1 minuty se detektor vyjme a ponechá nejméně 1 minutu inkubovat. Exponovaná detekční tkanina 2 se opláchne nekontaminovanou vodou a ovlhčí se i etalon 3. Plastová podložka 1 se přeloží a obě ramena se přitisknou (po dobu minimálně 1 minuty) tak, aby tkaniny 2 a 3 s enzymem přiléhaly k filtračním papírům se substrátem a indikátorem. Po oddělení zón se sleduje změna zabarvení detekční tkaniny 2 ve srovnání s etalonem 3. Podobně se postupuje i při kontrole ovzduší nebo povrchů, s tím rozdílem, že detekční tkanina 2 se před použitím biosenzoru navlhčí vodou.
Průmyslová využitelnost
Technické řešení lze využít při výrobě kolorimetrického biosenzoru inhibitorů cholinesteráz, jenž je určen pro speciální jednotky Armády České republiky, Hasičského záchranného sboru České republiky a ostatních složek integrovaného záchranného systému ke kontrole vojensky významných nervově paralytických látek nebo organofosforových a karbamátových insekticidů ve vodě, ovzduší a na površích.
Claims (1)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Kolorimetrický detektor inhibitorů cholinesteráz v ovzduší, ve vodě i na površích, vyznačující se tím, 6 že je tvořen plastovou podložkou (1), na níž jsou nalepeny dvě tkaniny (2) a (3) s imobilizovaným enzymem, přičemž jedna z nich slouží jako detekční tkanina (2) a druhá jako dynamický etalon (3), a dále dva filtrační papíry (4) impregnované substrátem a indikátorem.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35268U CZ32361U1 (cs) | 2018-08-20 | 2018-08-20 | Kolorimetrický biosenzor inhibitorů cholinesteráz s dynamickým etalonem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35268U CZ32361U1 (cs) | 2018-08-20 | 2018-08-20 | Kolorimetrický biosenzor inhibitorů cholinesteráz s dynamickým etalonem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ32361U1 true CZ32361U1 (cs) | 2018-11-26 |
Family
ID=64456587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35268U CZ32361U1 (cs) | 2018-08-20 | 2018-08-20 | Kolorimetrický biosenzor inhibitorů cholinesteráz s dynamickým etalonem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ32361U1 (cs) |
-
2018
- 2018-08-20 CZ CZ2018-35268U patent/CZ32361U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chouteau et al. | Development of novel conductometric biosensors based on immobilised whole cell Chlorella vulgaris microalgae | |
| US6498041B1 (en) | Optical sensors for rapid, sensitive detection and quantitation of bacterial spores | |
| Cheng et al. | One-step competitive lateral flow biosensor running on an independent quantification system for smart phones based in-situ detection of trace Hg (II) in tap water | |
| WO2006117557A3 (en) | Distinguishing cells in a sample by inactivating extracellular enzyme before releasing intracellular enzyme | |
| Zeng et al. | A target-induced and equipment-free biosensor for amplified visual detection of pesticide acetamiprid with high sensitivity and selectivity | |
| FI78926B (fi) | Bestaemning av esterasaktivitet i ett flytande prov. | |
| Han et al. | Chromogenic platform based on recombinant Drosophila melanogaster acetylcholinesterase for visible unidirectional assay of organophosphate and carbamate insecticide residues | |
| US10458916B2 (en) | Rapid tests for the detection of inhibitors of enzymes and human exposure to the same | |
| Pohanka et al. | Preparation and performance of a colorimetric biosensor using acetylcholinesterase and indoxylacetate for assay of nerve agents and drugs | |
| Sinha et al. | A novel RP-HPLC method for quantification of cholinesterase activity in human blood: An application for assessing organophosphate and carbamate insecticide exposure | |
| CZ32361U1 (cs) | Kolorimetrický biosenzor inhibitorů cholinesteráz s dynamickým etalonem | |
| US20150368691A1 (en) | One-step Rapid Assay for the Detection of Inhibitors of Enzymes | |
| Zhang et al. | Detection of organophosphorus pesticides using potentiometric enzymatic membrane biosensor based on methylcellulose immobilization | |
| Barni et al. | α‐Amylase Kinetic Test in Bodily Single and Mixed Stains | |
| JPH0630633B2 (ja) | アレルギーの検出法並びに該方法に好適な試薬及び装置、及びアレルギー用薬及び抗炎症剤の測定法 | |
| CA3089526A1 (en) | Improved method for measurement of microbial biomass | |
| CA2143618A1 (en) | Biosensor for detection of and distinguishing between cholinesterases inhibitors | |
| CZ30670U1 (cs) | Osobní detektor nervově paralytických látek a jiných inhibitorů cholinesteráz | |
| Baxter et al. | The identification of saliva in stains in forensic casework | |
| Pitschmann et al. | Cholinesterase inhibitor biosensors | |
| Miller et al. | Validation of Abacus SALIgAE® test for the forensic identification of saliva | |
| CZ30380U1 (cs) | Osobní detektor inhibitorů cholinesteráz | |
| RU2557535C1 (ru) | Способ биохимической идентификации высокотоксичных антихолинэстеразных ядов | |
| JP3821773B2 (ja) | ピロ燐酸定量用乾式分析素子 | |
| US20050054025A1 (en) | Stabilized enzymes for detecting and monitoring chemical toxins |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20181126 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20220820 |