DD220142A1 - PROCESS FOR DETERMINING NATURAL MATERIALS BY MEANS OF SELECTIVE MICROBIOLOGICAL ELECTRODES - Google Patents

PROCESS FOR DETERMINING NATURAL MATERIALS BY MEANS OF SELECTIVE MICROBIOLOGICAL ELECTRODES Download PDF

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DD220142A1
DD220142A1 DD25615183A DD25615183A DD220142A1 DD 220142 A1 DD220142 A1 DD 220142A1 DD 25615183 A DD25615183 A DD 25615183A DD 25615183 A DD25615183 A DD 25615183A DD 220142 A1 DD220142 A1 DD 220142A1
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microbiological
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DD25615183A
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Reinhard Renneberg
Hartmut Weise
Peter Liebs
Klaus Riedel
Frieder Scheller
Inge Dorn
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Adw Ddr
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spezifischen Bestimmung von Naturstoffen mittels mikrobiologischer Elektroden. Sie hat das Ziel, durch Einsatz mikrobiologischer Elektroden eine den Enzymelektroden vergleichbare Spezifitaet und Schnelligkeit bei der Bestimmung zu erhalten. Erfindungsgemaess werden die fuer die Bestimmung eines Naturstoffes in mikrobiologischen Elektroden benutzten Mikroorganismen in Naehrloesungen mit diesem bestimmten Stoff angezogen. Nach Dosierung des zu bestimmenden Substrates in die Messzelle wird die Aenderungsgeschwindigkeit der Atmung als Mass fuer dessen Konzentration genutzt. Dabei wird Stromstaerkeaenderung pro Zeit gemessen. Das Verfahren ist geeignet fuer den Einsatz in der Mikrobiologie, der Landwirtschaft, der Lebensmittelindustrie und -analytik, der Pharmazie und Toxikologie sowie im Umweltschutz.The invention relates to a method for the specific determination of natural substances by means of microbiological electrodes. Its aim is to obtain a specificity and speed of determination comparable to those of the enzyme electrodes by using microbiological electrodes. According to the invention, the microorganisms used for the determination of a natural substance in microbiological electrodes are attracted to nutrient solutions with this particular substance. After dosing the substrate to be determined in the measuring cell, the rate of change of the breathing is used as a measure of its concentration. Current current change is measured per time. The method is suitable for use in microbiology, agriculture, food industry and analysis, pharmacy and toxicology, and environmental protection.

Description

Riedel .Riedel.

RennebergRenneberg

.Weise.Wise

Scheller ,Scheller,

* f * f

"Verfahren zur Bestimmung von Naturstoffen mittels selektiver mikrobiologischer Elektroden" - . "Method for the determination of natural products by means of selective microbiological electrodes".

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spezifischen Bestimmung von Naturstoffen (Kohlenhydraten, organischen Säuren, Alkoholen, Aminosäuren usw.) in komplexen Lösungen mit mikrobiologischen Sensoren, die spezifisch wirkende Mikroorganismen enthalten.The invention relates to a method for the specific determination of natural products (carbohydrates, organic acids, alcohols, amino acids, etc.) in complex solutions with microbiological sensors containing specific microorganisms.

Das Verfahren ist geeignet fpr den Einsatz in der Mikrobiologie, der Landwirtschaft, der Lebensraittelindustrie und -ana- . lytik, der Pharmazie und Toxikologie sowie im Umweltschutz.The method is suitable fpr use in microbiology, agriculture, Lebensraittelindustrie and -Ana-. lytics, pharmacy, toxicology and environmental protection.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen ι Für die Bestimmung natürlicher Substrate, wie Kohlenhydrate, Alkohole, organische Säuren und Aminosäuren werden neben den Characteristic of the known technical solutions For the determination of natural substrates, such as carbohydrates, alcohols, organic acids and amino acids are in addition to the

herkömmlichen spektrometrischen und chromatographischen Verfahren in zunehmendem Maße elektrochemische Sensoren in Form von Enzym- und Mikroorganismenelektroden eingesetzt (GUILBAULT, G. G., Enzyme raicrob. Technol., 2, 258 - 264 (1980), SUZUKI, S. and KARUBE, I., Proc. 6. Int. Ferm. Symp., London (Canada), Vol. III, ρ 355 - 360 (1980), FUKUI and TANAKA, Ann. Rev. Microbiol«, 36,145 - 172 (1982)). Der Einsatz von Enzymelektroden ist dabei im wesentlichen auf solche Reaktionen beschränkt, die zur Bildung bzw. Verbrauch von 0„ und HJDp führen in Verbindung mit dem polarographischen Nachweis. Weiterhin limitiert die Verfügbarkeit von Enzymen, die teilweise sehr aufwendige Präparation und gerin-Electrochemical sensors in the form of enzyme and microorganism electrodes are increasingly used in conventional spectrometric and chromatographic processes (GUILBAULT, GG, Enzymes raicrob.Techn., 2, 258-264 (1980), SUZUKI, S. and KARUBE, I., Proc. Int. Ferm. Symp., London (Canada), Vol. III, ρ 355-360 (1980), FUKUI and TANAKA, Ann. Rev. Microbiol, 36, 145-172 (1982)). The use of enzyme electrodes is essentially limited to those reactions which lead to the formation or consumption of 0 "and HJDp in conjunction with the polarographic detection. Furthermore, the availability of enzymes, which in some cases requires very extensive preparation and low

ge Stabilität deren Einsatzbreite. Die Kofaktor.negenerienjng bereitet ebenfalls große Schwierigkeiten·, Mikrobiologische Elektroden können überall dort, wo durch Substratnutzung O2 verbraucht wird, eingesetzt werden. Eine aufwendige Enzympräparation und eine Kofaktorregenerierung entfällt, Multienzymreaktionen können sehr einfach durch Mikroorganismen durchgeführt werden. Diese Vorteile der mikrobiologischen Elektroden werden "aber durch den Nachteil der unspezifischen Wirkung zum Teil wieder aufgehoben. Ein spezifischer Nachweis bestimmter , Stoffe in komplexen Lösungen, z. 8. Fermentationslösungen, ist deshalb mit mikrobiologischen Elektroden nur unter Einschränkungen möglich. ., ·ge stability of their use. The cofactor.negenerienjng also presents great difficulties ·, microbiological electrodes can be used wherever O 2 is consumed by substrate use. A complex enzyme preparation and a cofactor regeneration eliminated, multi-enzyme reactions can be easily carried out by microorganisms. These advantages of the microbiological electrodes are, however, partially reversed by the disadvantage of the unspecific effect, which is why specific detection of certain substances in complex solutions, eg fermentation solutions, is only possible with microbiological electrodes.

Ziel der ErfindungObject of the invention

.Die Erfindung hat das Ziel, o. g. Nachteil der mikrobiologischen Elektrode zu beseitigen und eine den Enzymelektroden vergleichbare Spezifität und Schnelligkeit einer Messung zu erhalten. .The invention has the object, o. Disadvantage of the microbiological electrode to eliminate and to obtain the enzyme electrodes comparable specificity and speed of measurement. ,

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, mittels mikrobiologischer Elektroden spezifische Naturstoffe in, natürlichen Systemen und komplexen Lösungen zu bestimmen. Erfindungsgemäß werden die in den Mikroorganismenelektroden eingesetzten Mikroorganismen kultiviert, indem jeweils die für die Analytik eines bestimmten Naturstoffes (Kohlenhydrate, organische Säuren, Alkohole, Aminosäuren usw.) benutzten Mikroorganismen in einem Nährraedium angezogen werden, das bevorzugt diesen Naturstoff als C-Quelle enthält. Durch diese Anzucht wird das für den entsprechenden Naturstoff benötigte Aufnahmesystem der Mikroorganismen induziert und andere Transportsysteme (deren Substrate nicht vorhanden sind) nicht oder nur schwach ausgebildet. Die Nutzung der jeweiligen spezifischen Transportsysteme der Mikroorganismen für die Substratanalytik er-The object of the invention is to determine specific natural substances in natural systems and complex solutions by means of microbiological electrodes. According to the invention, the microorganisms used in the microorganism electrodes are cultured by each of the microorganisms used for the analysis of a particular natural product (carbohydrates, organic acids, alcohols, amino acids, etc.) are grown in a Nährraedium, which preferably contains this natural product as C source. This cultivation induces the microorganism uptake system required for the corresponding natural product and does not or only weakly forms other transport systems (whose substrates are not present). The use of the respective specific transport systems of the microorganisms for the substrate analysis

"* «J ""*" J "

möglicht nicht nur eine hohe Spezifität, sondern auch "eine sehr schnelle,Messung, indem die Änderung der Atmungsgeschwindigkeit als Folge der Substrataufnahme erfaßt wird. Die auf o. g· Art und Weise angezüchteten Mikroorganismen werden immobilisiert bzw.-fixiert zur Herstellung mikrobiologischer Elektroden benutzt. Nach Dosierung des zu bestimmenden Stoffes in die Meßzelle wird die Änderungsgeschwindigkeit der Atmung als Maß für die Substratkonzentration genutzt·not only allows a high specificity, but also a very rapid measurement by detecting the change in respiratory rate as a result of substrate uptake The microorganisms grown in the above-mentioned manner are immobilized or used for the production of microbiological electrodes After metering the substance to be determined into the measuring cell, the rate of change of the respiration is used as a measure of the substrate concentration.

. Diese Änderung wird als Stromstärke pro Zeiteinheit gemessen. Der Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß Naturstoffe, mit denen die verwendeten Mikroorganismen kultiviert wurden, .ohne großen zeitlichen Aufwand bestimmt werden können. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit der simultanen Substratbestimmung. Dabei werden mehrere selektive mikrobiologische Elektroden eingesetzt., This change is measured as current per unit time. The advantage of the method is that natural substances with which the microorganisms used have been cultivated can be determined without great expenditure of time. Another advantage is the possibility of simultaneous substrate determination. Several selective microbiological electrodes are used.

Ausführungsbeispiele ' Exemplary embodiments

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert* 'The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments.

1. Seispiel . 1st example .

Glukosebestimmung mittels im Glukosemediura angezogenenDetermination of glucose by means attracted by the glucose mediura

Bacillus subtilis-ZellenBacillus subtilis cells

In einem Glukose enthaltenden Medium (20 g Glukose, 5 g Casamino acids, 5 g Aramoniurachlorid, 20 ml Stammlösung Salze ad 1 1 0,134 M Phosphatpuffer pH 6,0; Stammlösung Salze: 0,4 % FeCl3. 6H2O, 0,13 % CaCl2, 0,2 % ZnSO4 . 7H2O,, 2,46 % MgSO4 · 7H2O, 3,7 % HCl) angezogene B. subtilis-Zellen werden nach 18 - 20stündiger Kultivierung auf Rotationsschüttlern bei 300C zu Beginn der stationären Phase geerntet und zur Herstellung einer mikrobiologischen Elektrode nach der in DD-WP G 01 N/238 412/8 beschriebenen Art und Weise benutzt. Hierzu werden 100 .ul Kulturlösung auf'ein Filterplättchen von 2-5 ram Durchmesser zentrifugiert, so daß eine Zellkon-In a glucose-containing medium (20 g glucose, 5 g Casamino acids, 5 g Aramoniurachlorid, 20 ml stock solution salts ad 1 1 0.134 M phosphate buffer pH 6.0; stock solution salts: 0.4 % FeCl 3 .6H 2 O, 0, 13 % CaCl 2 , 0.2 % ZnSO 4 .7H 2 O ,, 2.46 % MgSO 4 .7H 2 O, 3.7 % HCl), B. subtilis cells are grown after 30 to 20 hours of culture on rotary shakers 0 C at the beginning of the stationary phase and used to prepare a microbiological electrode according to the manner described in DD-WP G 01 N / 238 412/8. For this purpose, 100 .mu.l of culture solution are centrifuged on a filter plate of 2-5 ram diameter, so that a Zellkon-

zen-tration von ca. 0,2 mg Trockengewicht pro Filter erreicht vvird. Das Filter wird auf eine Polyäthylenmembran einer Sauerstoffelektrode plaziert und durch eine Dialyseraembran zur Lösungsseite abgeschlossen. In eine gerührte bei 300C temperierte Meßzelle wird 2,5 ml 0,1 mol Phosphatpqffer pH 6,8 eingebracht. Die Sauerstoffkonzentration wird in Ampere mittels Meßverstärker bei einer angelegten Spannung von -600 mV gemessen bzw. die Änderung der Stromstärke nach Dosierung des Substrates in A/min, Diese Änderungsgeschwindigkeit wird als Maß für die Substratkonzentration genutzt. Nach Dosierung von 100 yUl Glukose enthaltende Lösung fällt die Sauerstoffkonzentration (gemessen als Strom) infolge der verstärkten Atmung rapid. Diese Änderung der Stromstärke pro Zeiteinheit (A/min) ist proportional der Glukosekonzentration (Tabelle 1). Oie Ansprechzeit der Elektrode beträgt 2 sek. Werden Maltoselösungen dosiert, tritt nur eine äußerst geringe Änderung der Stromstärke, d. h. des Sauerstoffverbrauchs auf (Tabelle I)* Nach einer Substratbestimmung wird die Meßzelle 2 mal mit Phosphatpuffer gespült.ct concentration of about 0.2 mg dry weight per filter achieved. The filter is placed on a polyethylene membrane of an oxygen electrode and closed by a dialysis membrane to the solution side. In a stirred at 30 0 C tempered measuring cell 2.5 ml of 0.1 mol Phosphatpqffer pH 6.8 is introduced. The oxygen concentration is measured in amps by means of a measuring amplifier at an applied voltage of -600 mV or the change in the current intensity after metering of the substrate in A / min, this rate of change is used as a measure of the substrate concentration. After dosing 100 μUl glucose containing solution, the oxygen concentration (measured as current) drops rapidly due to increased respiration. This change in current per unit time (A / min) is proportional to the glucose concentration (Table 1). The response time of the electrode is 2 sec. If maltose solutions are metered, only an extremely small change in the current intensity, ie the oxygen consumption, occurs (Table I). After a substrate determination, the measuring cell is rinsed twice with phosphate buffer.

Tabelle 1 / Table 1 /

Glukosebestimmung mittels glukoseselektiver Mikroorga-nismenelektrode (B· subtilis) im Glukoseraedium angezogen.Determination of glucose by means of glucose-selective microorganism electrode (B. subtilis) in the glucose medium.

Zur Kontrolle wird die Änderungsgeschwindigkeit der Strom- stärke pro min. nach Maltosedosierung angegebenAs a check, the rate of change of the current intensity per min. indicated after Maltosedosierung

Substrat Konz. /raM/ ' Änderung der Stromstärke pro Zeitein- : '' · ; ·. > , :heit.Substrate Conc. / RaM / 'Amperage change per time : ''·; ·. >,.

minmin

00 00 Glukoseglucose 0,150.15 0,140.14 0,60.6 0,640.64 1,21.2 5 0,39 ' 5 0.39 ' - - 00 00 Maltosemaltose 0,150.15 0,020.02 0,60.6 0,03 ·0.03 · 1,21.2 0,040.04

'bndkonzentration imMeßansatz, d. h. bei Dosierung von 100 yul Lösung enthält diese das 25fache.Concentration in the measuring approach, d. H. at dosage of 100 yul solution this contains 25 times.

2. Beispiel2nd example

Maltosebestimmung mittels in Maltose, angezogener B. subtilis·Maltose determination by means of maltose, B. subtilis

Zellen _______ Cells _______

Die zur Präparation einer raaltoseselektiven Mikroorganismenelektrode benutzten B. subtilis-Zellen werden in dem im Beispiel 1 beschriebenen Medium, das an Stelle von Glukose 20 g Maltose enthält, angezogen. Anzucht, Herstellung der Elektro· de und Art der Messung entspricht der Beschreibung in Beispiel 1.The B.subtilis cells used to prepare a root-selective microorganism electrode are grown in the medium described in Example 1, which contains 20 g of maltose instead of glucose. Cultivation, production of the electrodes and type of measurement correspond to the description in Example 1.

Tabelle 2 demonstriert die Abhängigkeit der Änderung der Stromstärke pro Minute von der Maltose und Glukosekonzentration. Ein Vergleich mit den in der Tabelle 1 glukoseangezogenen Zellen verdeutlicht die selektive Wirkung der Anzucht.Table 2 demonstrates the dependence of the change in current per minute on maltose and glucose concentration. A comparison with the glucose-attracted cells in Table 1 illustrates the selective effect of culture.

Tabelle 2Table 2

Maltosebestitnmung mitte,ls raaltoseselektiver Mikroorganismenelektrode (B. subtilis).Maltosebestitnmung center, ls raaltoseselective microorganism electrode (B. subtilis).

Zur Kontrolle wird die Änderungsgeschwindigkeit der Stromstärke pro min. nach Glukosedosierung angegebenTo control the rate of change of the current per min. indicated after glucose dosage

Substrat Konz. /ΐπΜ/ ' Änderung der Stromstärke pro Zeitein·Substrate Conc. / Ϊ́πΜ / 'Change in current intensity per time

Γ ι ι Λ 1 Γ ι ι Λ 1

hextconjures

Maltose O OMaltose O O

0,15 0,250.15 0.25

0,6 ' "- O',81 1,2 ; 0,76 0.6 '"- O', 81 1.2 , 0.76

Glukose O ' O.Glucose O 'O.

0,15 . 0,090.15. 0.09

0,6 0,210.6 0.21

, 1,2, 1,2 \\ 0,220.22

' siehe Anmerkung Tabelle 1 'See Note Table 1

3» Beispiel . , 3 »Example . .

Gleichzeitige Bestimmung von Maltose und Glukose in LösungenSimultaneous determination of maltose and glucose in solutions

mittels selektiver Mikroorganismenelektrodenby means of selective microorganism electrodes - */ - * /

Eine simultane Bestimmung von Glukose und Maltose in natürlichen Lösungen wird durch den gleichzeitigen einsatz von maltose- und glukoseselektiven Mikroorganismenelektroden in einer Meßzelle erreicht. Die selektiven Elektroden werden wie in Beispiel 1 und 2 beschrieben, bereitet ,und in eine Doppelmeßzelle eingebracht. , _, Durch Glukoseeichlösungen werden die Elektroden eingeeicht und die verschiedenen Empfindlichkeiten der Elektroden ausgeglichen (mit Hilfe verschiedener Empfindlichkeitseinstellungen an den Meßverstärkern), d. h. die Empfindlichkeit der glukoseselektiven Elektrode wird auf die Empfindlichkeit der maltoseselektiven Elektrode eingestellt, da die Glukose-Elektrode, wie aus dem Vergleich Beispiel :1 und 2 ersichtlich, empfindlicher auf Glukose reagiert.A simultaneous determination of glucose and maltose in natural solutions is achieved by the simultaneous use of maltose- and glucose-selective microorganism electrodes in a measuring cell. The selective electrodes are prepared as described in Examples 1 and 2, and introduced into a double measuring cell. Glucose liquor solutions calibrate the electrodes and compensate for the different sensitivities of the electrodes (using different sensitivity settings on the sense amplifiers), i. H. the sensitivity of the glucose-selective electrode is adjusted to the sensitivity of the maltose-selective electrode, since the glucose electrode, as can be seen from the comparison example: 1 and 2, is more sensitive to glucose.

Oie glukoseselektive Elektrode zeigt die Glukosekonzentration direkt an. Die Differenz der Stromstärke der maltose- und glukoseselektiven Elektrode entspricht der Maltosemenge (Tabelle 3)v ' . . . 'The glucose-selective electrode directly indicates the glucose concentration. The difference in the current intensity of the maltose- and glucose-selective electrode corresponds to the maltose quantity (Table 3) v '. , , '

Tabelle 3 · Table 3 ·

Simultane Glukose- und Maltosebestimraung mit Hilfe von selek tiven MikroorqanismenelektrodenSimultaneous determination of glucose and maltose with the help of selective microorganism electrodes

Testlösungen /mMol/Test solutions / mmol /

Änderung der Stromstärke pro trmittelte Kon-Zeiteinheit / /u / zentrationenChange in the current intensity per unit time / / u / concentrations

/ht-ioX?/ Ht-lox?

tromstroms

£ Ϊ £ Ϊ

Glukose, Maltose Glukose- Maltose- DifferenzGlucose, maltose glucose-maltose difference

selekti- selekti- Maltoseve Elek- ve Elek- elektr. trode trode Glukoseelektrodeselective- maltoseve Elek- Elekelectr. electrode trode glucose electrode

Glukose MaltoseGlucose maltose

0,150.15 __ 0,060.06 0,060.06 OO 0,150.15 - - 0,600.60 -- 0,200.20 0,200.20 00 0,600.60 0,150.15 -- 0,150.15 0,010.01 0,250.25 0,240.24 -- 0,6 .0.6. -- 0,60.6 0,020.02 0,810.81 0,790.79 - - 0,160.16 0,150.15 .0,15.0,15 0,060.06 0,310.31 0,250.25 0,150.15 .0,61.0,61 0,150.15 0,60.6 0,070.07 0,870.87 0,800.80 0,170.17 0,150.15 0,50.5 0,150.15 0,200.20 0,260.26 0,060.06 0,600.60 0,590.59 0,60.6 0,60.6 0,220.22 1,001.00 0,780.78 0,650.65 4. Seispiel4. Seispiel die inin the GlutaminsäurebestimmungGlutaminsäurebestimmung mittelsby means of B. subtilis-Zellen,B. subtilis cells, rdenrden einem glutaminsäureenthaltendena glutamic acid containing Medium angezogen wuMedium dressed wu

Die zur Glutaminsäurebestimmung benutzte Elektrode wurde, im Seispiel 1 beschreiben, präpariert, wobei die B. subtilis Zellen ohne Kohlenhydrate angezogen werden. Hierdurch wird zwar eine 8fache Erhöhung der Empfindlichkeit gegenüber Glutaminsäure im Vergleich zu Zellen, die in einem Glukoseme diura angezogen wurden, erreicht, die Glukoseerapfindlichkeit wird aber nur um 50 % reduziert (Tabelle 5), so daß eine direkte Glutaminsäurebestimmung mit einer Elektrode in Gegenwart von Glukose nicht möglich ist. Durch Nutzung von 2The electrode used for determination of glutamic acid was prepared as described in Example 1, whereby the B.subtilis cells were grown without carbohydrates. Although this achieves an 8-fold increase in sensitivity to glutamic acid compared to cells grown in a glucose diura, the glucose sensitivity is only reduced by 50 % (Table 5), so that a direct determination of glutamic acid with an electrode in the presence of Glucose is not possible. By using 2

Elektroden, einer glukosespezifischen Elektrode (mit Zellen., die_im Glukosemediura angezogen werden), die nicht auf Glutaminsäure anspricht, und einer sog· glutaminsäureselekti ven Elektrode (Zellen kohlenhydratfrei angezogen), die eine Empfindlichkeit gegenüber Glutaminsäure aufweist, aber noch Glukose anzeigt, ist es möglich, durch Differenzbildung Glutaminsäure mittels mikrobiologischer Elektroden zu bestim men.Electrodes, a glucose-specific electrode (with cells that are attracted to the glucose medium) that does not respond to glutamic acid, and a so-called glutamic acid-selective electrode (cells carbohydrate-attracted), which has sensitivity to glutamic acid, but still indicates glucose, it is possible to determine by subtraction glutamic acid by means of microbiological electrodes.

Tabelle' 4 - Table '4 -

Glutaminsäurebestimmung mittels glutaminsäureempfindlicher Mikroorganismenelektrode , .Glutamic acid determination by means of glutamic acid sensitive microorganism electrode,.

Zum Vergleich wird die Änderung der Stromstärke nach Dosierung von Glutaminsäure und Glukose einer Elektrode, die in Glukose angezogene Zellen enthält, angegeben.For comparison, the change in current intensity after dosing of glutamic acid and glucose is given to an electrode containing glucose-attracted cells.

Substrat Konz. Änderung der Stromstärke pro Zeitein-Substrate Conc. Change in current intensity per time

L min ' L min '

ibM '· . Elektrode mit Zellen Elektrode mitibM '·. Electrode with cells Electrode with

_ : aus Glutaminsäure- Zellen aus Glukomedium semedium _: glutamic acid cells from Gluko medium semedium

Glukose 0,15 .0,13 0,25Glucose 0,15 .0,13 0,25

Glutaminsäure 1,2 0,16 ; 0,02 Glutamic acid 1.2, 0.16 ; 0.02

-'Anmerkung: Tabelle 1-'Note: Table 1

5. Beispiel - ',·... 5th example - ', ...

Glukosebestimraung mittels immobilisierter, auf Glukose ange-, zogener S. subtilis-Zellen \ vDetermination of glucose by means of immobilized, glucose- attracted S. subtilis cells \ v

Die Kultivierung erfolgt wie im Beispiel 1. Die speziell auf Glucose kultivierten Zellen werden durch Zentrifugation von der Nährboillon abgetrennt, wobei 100 ml verwendet werden. Der Rückstand wird mit 10 ml Phosphatpuffer versetzt und aufgerührt. \The cultivation is carried out as in Example 1. The cells specially cultivated on glucose are separated from the broth by centrifugation, using 100 ml. The residue is mixed with 10 ml of phosphate buffer and stirred. \

5 /Ul der Kleberlösung (2,5 g handelsüblicher Kleber, Epasol-Kontakt, wird mit 30 ml Essigsäuraäthylester gemischt) werden auf eine Polyäthylenfolie gegeben. Direkt auf den trocknenden Kleber werden 10 ,ul der Zellsuspension aufgebracht. Die so präparierte Polyäthylenfolie wird 20 Minuten in einem Exikator unter Vakuum aufbewahrt. Danach werden auf die Zellen weitere 5 ,ul der Kleberlösung gegeben und mit einer Dialysemembran abgedeckt.5 / μl of the adhesive solution (2.5 g of commercial adhesive, Epasol contact, mixed with 30 ml of ethyl acetate) are placed on a polyethylene film. Directly on the drying adhesive is applied 10 μl of the cell suspension. The thus prepared polyethylene film is stored under vacuum for 20 minutes in a desiccator. Then another 5 μl of the adhesive solution are added to the cells and covered with a dialysis membrane.

Am nächsten Tag wird die trägerfixierte Mikroorganismen-Folie zum Bespannen einer Sauerstoffelektrode benutzt. Die Herstellung der Elektrode und die Art der Messung entsprechen dem im Beispiel 1 Beschriebenen!. Tabelle 5 gibt die Stromwerte für' Glukose und Maltose wieder.The next day, the carrier-fixed microorganism film is used to cover an oxygen electrode. The preparation of the electrode and the type of measurement correspond to those described in Example 1 !. Table 5 gives the current values for glucose and maltose.

Tabelletable 55 1. Messung1st measurement B. subtilis-ZellenB. subtilis cells immobilisierter,immobilized, Glukose-glucose 2. Messung2nd measurement Glukosezugab^:Glucose train ^: • und Maltosebestimraung mittels• and Maltosebestimraung means 3. Messung3rd measurement ; 0,15 mM AuA/min/; 0.15 mM AuA / min / Maltosezügabe:Maltosezügabe: glukoseselektiverglucose-selective 4. Messung4. Measurement 0,12   0.12 0,15 mM ^",uÄ/min/7 0.15 mM ", uÄ / min / 7 1. Messung1st measurement 0,11 .. l 0.11 .. l :' 0: '0 2. Messung2nd measurement 0,130.13 o , · : .' o, ·:. ' 1. Tag1 day 3. Messung3rd measurement 0,120.12 00 . - , - 1. Messung1st measurement 0,110.11 00 2. Messung2nd measurement ; 0,12; 0.12 00 3. Messung3rd measurement 0,10   0.10 °-° - 2. Tag2 day 1. Messung1st measurement 0,110.11 . ο ·  , ο · 2. Messung2nd measurement ' : '; 0,10' : '; 0.10 · '.-·.· ο "! · ' · '.- · · · o' ! · ' 3. Messung3rd measurement . 0,10°, 0.10 ° - ' 0 ..- '0 .. 3. Tag3rd day 6. Beispiel6th example . 0,09, 0.09 : 0 .·  : 0 · MaltosebesjcimmungMaltosebesjcimmung 0,100.10 oO zogenercoated . , 0,09, , 0.09 00 6. Tag 6th day 00 mittels immobilisiertimmobilized by means of " .'  ". ' B. subtilis-ZellenB. subtilis cells er, auf Maltose ange-he, on maltose,

Die Kultivierung erfolgt wie im Beispiel 2. Die speziell auf '. · . ' ' · ' * / . .Cultivation is carried out as in Example 2. Specifically on '. ·. '' * '* /. ,

Maltose kultivierten Zellen werden entsprechend dem Beispiel 5 auf einer Polyäthylenfolie mit der Kleberlösung trägerfixiert und in gleicher Weise werden, unter Verwendung einer Sauerstoffeleßtrode, jeweils Glukose- bzw. Maltoselösungen vermessen.Cultured maltose cells are fixed in accordance with Example 5 on a polyethylene film with the adhesive solution and in the same way, using an oxygen feed, each glucose or maltose solutions measured.

Tabelle 6Table 6

Maltose- und Glukosebestiiiimung mittelsMaltose and glucose confirmation by means of 1. Messung1st measurement . subtilis-Zellen, subtilis cells immobilisierter.immobilized. maltoses'elektiver Bmaltoses'selective B 2. Messung2nd measurement Glukosezugabe:Glucose addition: \-\ - 3. Messung 3rd measurement 0,15 mM /",uA/min/0.15 mM / ", uA / min / Maltosezugabe:Maltosezugabe: 1. Messung1st measurement 0,020.02 0,15 mM /\uA/min/0.15 mM / μA / min / 1. Tag1 day 2. Messung2nd measurement 0,010.01 0,300.30 3. Messung3rd measurement 0,030.03 0,280.28 1 .Messung1 .Measurement 0,010.01 0,310.31 2. Tag2 day 2. Messung2nd measurement 0,010.01 0,290.29 3. Messung3rd measurement 0,020.02 0,300.30 1. Messung1st measurement 0,010.01 0,300.30 3. Tag3rd day 2. Messung2nd measurement O1OlO 1 oil 0,290.29 3. Messung3rd measurement 0,010.01 0,280.28 0,010.01 .0,30.0,30 6. Tag6th day 0,010.01 0,230.23 0,020.02 0,230.23 0,290.29

Claims (3)

4t Erfindungsgnspruch4t invention claim 1) Verfahren zur Bestimmung von Naturstoffen (Kohlenhydraten, organischen Säuren, Alkoholen, Aminosäuren usw.) in kornplexen Gemischen oder Lösungen mit Mikroorganismenelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Analytik eines bestimmten Stoffes in mikrobiologischen Elektroden benutzten Mikroorganismen in Nährlösungen mit diesem Naturstoff angezogen werden und die Änderungsgeschwindigkeit der Atmung nach Dosierung des bestimmten Stoffes als MaS für dessen Konzentration als Stromstärkeänderung pro Zeit gemessen wird.1) A method for the determination of natural substances (carbohydrates, organic acids, alcohols, amino acids, etc.) in granular mixtures or solutions with microorganism electrodes, characterized in that the microorganisms used for the analysis of a particular substance in microbiological electrodes are grown in nutrient solutions with this natural substance and measuring the rate of change of respiration after dosing the particular substance as MaS for its concentration as a change in current intensity per time. 2) Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach o· g· spezifischer Anzucht erhaltene Mikroorganismen immobilisiert, bzw. fixiert in den mikrobiologischen Elektroden2) Method according to item 1, characterized in that microorganisms obtained after o · g · specific cultivation are immobilized or fixed in the microbiological electrodes ; eingesetzt- werden. ' ' ; be used. '' 3) Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere selektive mikrobiologische Elektroden zur simultanen Substratbestiramung eingesetzt werden.3) Method according to item 1, characterized in that a plurality of selective microbiological electrodes are used for simultaneous Substratbestiramung.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5278048A (en) * 1988-10-21 1994-01-11 Molecular Devices Corporation Methods for detecting the effect of cell affecting agents on living cells

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