DD211636A5

DD211636A5 - Membran zum regulieren der permeation von glukose

Info

Publication number: DD211636A5
Application number: DD25349783A
Authority: DD
Inventors: Yoshio Kawai; Kaname Ito
Original assignee: Kureha Chemical Ind Co Ltd
Priority date: 1982-07-28
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1984-07-18
Also published as: JPS5922620A; DE3327096A1; FR2530962A1; GB2124545A; GB8320257D0

Abstract

Die Membran zum Regulieren der Permeation von Glukose, welche Membran zum Einbauen in einen Glukose-Sensor vom Enzym-Elektroden-Typ vorgesehen ist, um erhoehte Glukosekonzentration zu messen, ist gekennzeichnet durch ein poroeses hydrophobes Material, dessen Poren einen Durchmesser im Bereich zwischen 10 bis 100 Mikrometer aufweisen, und deren Dichte in der Oberflaeche der Membran 10 bis 10000 Poren/cm hoch 2 betraegt. Es ist von Vorteil, wenn das hydrophobe Material ein Film aus Polytetrafluoraethylen oder Polyaethylen oder Polypropylen oder Poly(vinylidenfluorid) mit einer Porositaet von 25 bis 60 % ist.

Description

Berlin, 30» 1, 1984 62 800 17

Membran zum Regulieren der Permeation von Glukose

Anwendjjn^sf;ebiet_ni der _a Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zinn Befestigen in einem Glukose-Sensor des Enzym-Elektroden-Typs vorgesehene Membran zum Regulieren der Permeation von Glukose*

Charakteristik der bekannt^

Sin Glukose-Sensor zum Bestimmen der Glukose in einer Probe unter Verwendung einer Membran, in die Glukoseoxydase (im folgenden kurz GOD genannt) eingebracht ist, um die Glukose durch den in der Probe gelösten Sauerstoff au binden, ist allgemein bekannt. Das Prinzip der Messung von Glukose in diesem Glukose«Sensor beruht auf der folgenden Reaktion:

GOD

Glukose + O₂ + HpO "—"""~""™"*"* Glukonsäure + EUOp

Dementsprechend wird die Konzentration von Glukose in der Flüssigkeitsprobe (beispielsweise in einer Blutprobe) indirekt bestimmt, durch die Messung der Sauerstoffkonzentration in der Probe oder der Konzentration des Wasserstoffsuperoxyds, das bei der Oxydation der Glukose durch den in der Probe gelösten Sauerstoff in Gegenwart von GOD gebildet wird« Wie aus der oben angegebenen Formel klar ersichtlich ist, wird die obere Grenze der bestimmbaren Glukosekonzentration vom Betrag des in der Probe gelösten Sauerstoffs bestimmt, und es war bisher unmöglich, eine Glukosekonzentration zu messen, die größer war als die der höchsten Konzentration des gelösten Sauerstoffs entsprechende Konzentration, solange ein gebräuchlicher Glukose-Sensor, der eine Membran mit eingebrachtem GOD aufweist, die dicht an einer

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Sensor-Membran für gelösten Sauerstoff angelegt ist, verwen det wurde· Eb war darum·bisher erforderlich, sum Messen von Glukose mit hoher Konzentration in einer Probe, beispiels» ?/eise der Blutprobe eines an Diabetes melitus oder anderen Krankheiten leidenden Patienten, von außen Sauerstoff zuzuleiten oder die Blutprobe zu verdünnen, was zu erheblichen lachteilen führte«

Ziel der Erfindung ist es, den hohen Aufwand und die Hach teile bezüglich der Genauigkeit zu vermeiden*

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Glukose-Sensor zn entwiekeln, der auf hohe Glukosekonzentration in flüssigen Proben, insbesondere in Blutproben, anspricht und Informationen darüber liefert«

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Membran, die zum Befestigen an einem Glukose-Sensor des Enzym-Elsk~ troden-Tjps vorgesehen und zum Regein der Permeation von Glukose geeignet ist und dazu aus einem porösen, hydrophoben Material besteht, das die Permeation von in der Probe gelöstem Sauerstoff ermöglicht und das mit Poren von 10 bis 100 Mikrometer Durchmesser perforiert ist, wobei die Anzahl der Poren auf der Oberfläche 10 bis 10¹OOO Poren/cm² beträgt.

Durch die Anordnung dieser erfindungsgemäßen Membran zum Regulieren der Permeation von Glukose in einem gebräuchlichen Glukose-Sensor wird ermöglicht, eine hohe Glukosekonsentrs-

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tion in einer Probe zu bestimmen, ohne die Probe einer besonderen Behandlung, beispielsweise Verdünnung oder Zuführung von Sauerstoff, zu unterwerfen»

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Membran wird vorzugsweise ein Film aus Polytetrafluoräthylen, Polyäthylen, Polypropylen und PoIyCVinylidenfluorid) mit Mikroporen von weniger als 0,5 Mikrometer und einer Porosität von 25 bis 60 % verwendet·

Die Größe der Poren kann entsprechend dem verwendeten Material und der Dicke der Membran und/oder dem Konzentx-ationsbereioh der Glukose in der Probe mit einem mittleren Durch«- measer im Bereich zv/ischen 10 und 100 Mikrometer gewählt wer~ den» Me Glukosemoleküle permeieran fast nicht durch eine Membran mit Poren, deren mittlerer Durchmesser weniger als 10 Mikrometer beträgt, während eine Membran, deren Poren einen Durehmesser von mehr als 100 Mikrometer aufweisen, die Permeation der Glukose nicht regulieren kann, Die Form des Porenquerschnitts ist vorzugsweise kreisförmig, obwohl sie die Regulierung der Permeation nicht merklich beeinflußt* Me Anzahl der Poren auf der Oberfläche der erfindungsgemäßen Membran beträgt 10 bis 10Ό00 Poren/cm*" und kann, entsprechend der Konzentration der Glukose in der Probe gewählt werden, wobei die Porenanzahl bei einer geringen Glukosekonsentration in der- Probe vorzugsweise größer und bei hoher Glukosekonzentration vorzugsweise kleiner ist.

Vom Gesichtspunkt der Meßgenauigkeit und der Ansprechzeit ist ein gleichmäßiger Abstand zwischen den Poren anzustreben*

Die erfindungsgemäße Membran ist von Hatur aus für Sauerstoff

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permeabel und wird bis zu einem gewissen Ausmaß durch die in der Oberfläche vorhandenen Poren auch für die Glukose permeabel·

Wenn die erfindungsgemäße Membran von einer Membran, in die GOD eingebaut ist (und die im folgenden als GOD-enthaltende Membran bezeichnet wird) eines der gebräuchlichen Glukose-Sensoren des Enzym-Elektrode-Typs (der eine Sauerstoffelektrode des Clark-Typs oder modifizierten Clark-Typs enthält) angeordnet wird, vermag der solcherart modifizierte Sensor hohe Glukosekonzentrationen in einer Probe zu messen, ohne daß die Probe verdünnt oder zusätzlicher Sauerstoff eingeleitet wird.

Es ist auch möglich, zwei oder mehr der erfindungsgemäßen Membranen, nachdem diese laminiert oder zusammengeklebt wurden, in den Glukose-Sensor einzubauen·

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung mit Hilfe der Pigur an einem Beispiel näher erläutert«

Die Pigur zeigt auf der Abszisse die bekannte Glukosekonaentration einer physiologischen Salzlösung und längs der Ordinate das Ausgangssignal des Glukose-Sensors. Die Kurven I und II entsprechen Messungen mit erfindungsgemäßen Membranen, die Kurve III entspricht einer Messung ohne die erfindungsgemäße Membran·

Zwei erfindungsgeiaäße Membranen A und B wurden hergestellt durch Durchlöchern je eines Polypropylenfilms mit Poren von

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50 bis 100 Mikrometer Durchmesser und einem Mittelpunktabstand von 0,5 mm (Membran A) bzw* 1,0 mm (Membran B). Die beiden Membranen wurden in einem gebräuchlichen Glukose-Sensor, der eine Sauerstoffelektrode des Clark-Q}yps enthielt, eingebaut« Bei der nachfolgenden Verwendung des solcherart modifizierten Sensors wurde dessen Ausgangssignal für eine Serie wässeriger, physiologischer Salzlösungen, in denen eine bekannte Menge Glukose gelöst war, bestimmt·

Die Ergebnisse sind als Kurven I bzw« II in der Figur gezeigt.

Ve rffil e i c.h sbe i spi e 1

Ea wurde das Ausgangssignal des gleichen Sensors wie im vorstehenden Beispiel, aber ohne die Verwendung einer der erfindungsgemäßen Membranen A oder B bestimmt· Dasu wurden die gleichen wässerigen, physiologischen Salzlösungen, in denen bekannte Mengen Glukose gelöst waren, verwendet* Die Ergebnisse sind als Kurve III in der Figur gezeigt.

Wie aus der Figur zu erkennen ist, zeigen die Ausgangssignale des Sensors bei der zusätzlichen Verwendung der erfindungsgemäßen Membranen A und B eine ausgezeichnete Übereinstimmung mit der Glukosekonzentration in den wässerigen, physiologischen Salzlösungen, und zwar in einem, Konzentrationsbereich zwischen 0 bis 700 mg/dl, während die Ausgangssignale des gebräuchlichen Glukose-Sensors ohne die erfindungsgemäßen Membranen im Bereich über 300 mg/dl der Glukosekonzentration nicht mehr entsprechen.

Wie oben aufgezeigt werden konnte, ermöglicht die Verwendung

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der erfindungsgemäßen Membran in einem gebräuchlichen Glukose-Sensor, der eine Sauerstoffelektrode des Clark-Typs enthält, hohe Konzentrationen der Glukose in wässerigen, physiologischen Salzlösungen zu bestimmen.

Claims

62 800 17 - 7 - Erfindungaanspruch

1· Membran zum Regulieren der Permeation von Glukose, gekennzeichnet durch ein poröses hydrophobes Material, dessen Poren einen Durchmesser im Bereich zwischen 10 bis 100 Mikrometer aufweisen, und deren Dichte in der Oberfläche

2 der Membran 10 bis 10¹OOO Poren/cm beträgt.

2» Membran nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das hydrophobe Material ein PiIm aus Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen oder Polypropylen oder Poly(vinyliden-' fluorid) mit einer Porosität von 25 bis 60 % ist»

Hierzu 1 Seite Zeichnung

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