DD236553A1 - METHOD AND BEZYME ELECTRODE FOR DETERMINING GELOUS SUBSTANCES IN MIXTURES - Google Patents
METHOD AND BEZYME ELECTRODE FOR DETERMINING GELOUS SUBSTANCES IN MIXTURES Download PDFInfo
- Publication number
- DD236553A1 DD236553A1 DD27550985A DD27550985A DD236553A1 DD 236553 A1 DD236553 A1 DD 236553A1 DD 27550985 A DD27550985 A DD 27550985A DD 27550985 A DD27550985 A DD 27550985A DD 236553 A1 DD236553 A1 DD 236553A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- enzyme
- interfering
- substances
- substance
- electrode
- Prior art date
Links
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Bienzymelektrode zur quantitativen Bestimmung geloester Stoffe in Gemischen. Die Bienzymelektrode besitzt eine Enzymschicht, die sowohl ein die zu bestimmende Substanz in ein elektroaktives Produkt umwandelndes Enzym (Indikatorenzym) als auch ein die interferierenden Substanzen in elektrochemisch nicht interferierende Substanzen umsetzendes Enzym (Eliminatorenzym) enthaelt. Interferierende Substanzen, die nicht effektiv durch das Eliminatorenzym umgesetzt werden, koennen durch eine vorgeschaltete chemische Reaktion in der Messloesung in nicht interferierende Substanzen und eine interferierende Substanz, die ein Substrat des Eliminatorenzyms ist, umgesetzt werden.The invention relates to a method and a bienzyme electrode for the quantitative determination of dissolved substances in mixtures. The bienzyme electrode has an enzyme layer which contains both an enzyme (indicator enzyme) converting the substance to be determined into an electroactive product and an enzyme (eliminator enzyme) converting the interfering substances into electrochemically non-interfering substances. Interfering substances that are not effectively reacted by the eliminator enzyme can be converted to non-interfering substances by an upstream chemical reaction in the measuring solution and an interfering substance which is a substrate of the eliminator enzyme.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Bienzymelektrode zur Konzentrationsbestimmung gelöster Stoffe in Gemischen, die neben der Meßsubstanz eine oder mehrere die Bestimmung störende Substanzen enthält.The invention relates to a method and a Bienzymelektrode for determining the concentration of dissolved substances in mixtures containing one or more substances interfering with the determination in addition to the substance to be measured.
Das Verfahren und die Bienzymelektrode sind besonders für Analysatoren in klinischen und biologischen Labors und der Lebensmittelindustrie geeignet.The method and the bienzyme electrode are particularly suitable for analyzers in clinical and biological laboratories and the food industry.
Die Anwendung enzymatischer Reaktionen in der Analytik mit Enzymelektroden basiert im allgemeinen auf der spezifischen Umsetzung der zu bestimmenden Substanz (enzymatische Substratwandlung) durch ein Enzym und einer elektrochemischen Anzeigereaktion, z. B. die anodische Oxidation von H2O2. Diese elektrochemische Reaktion besitzt eine relativ geringe Spezifität, d.h. auch andere Bestandteile der Meßprobe (die Störsubstanzen) können beim Potential der Oxidation von H2O2 oxidiert werden und so das Meßsignal verfälschen.The use of enzymatic reactions in the analysis with enzyme electrodes is generally based on the specific reaction of the substance to be determined (enzymatic substrate conversion) by an enzyme and an electrochemical indicator reaction, for. B. the anodic oxidation of H 2 O 2 . This electrochemical reaction has a relatively low specificity, ie other constituents of the test sample (the interfering substances) can be oxidized at the potential of the oxidation of H 2 O 2 and thus distort the measurement signal.
In Enzymelektroden werden Störsubstanzen bisher hauptsächlich durch Differenzmessung, eine zusätzliche Eliminatorelektrode (DD-Pat.G 01 N/2389663), durch die Verwendung selektiver Membranen (US-Patent 3, 979, 274; US-Patent 4, 073, 713) oder die Einführung einer zusätzlichen enzymatischen Sperrschicht (DD-Pat.211460) vermindert.In enzyme electrodes interfering substances so far mainly by differential measurement, an additional Eliminatorelektrode (DD Pat.G 01 N / 2389663), by the use of selective membranes (US Patent 3, 979, 274, US Patent 4, 073, 713) or the Introduction of an additional enzymatic barrier layer (DD Pat.211460) reduced.
Die Differenzmessung und die Verwendung einer Eliminatorelektrode erfordern einen erhöhten apparativen Aufwand und sind dadurch erheblich teurer als einfache Messungen, wobei die Eliminatorelektrode nicht zum vollständigen Ausschluß der Interferenz führt.The difference measurement and the use of an Eliminatorelektrode require an increased expenditure on equipment and thus are considerably more expensive than simple measurements, the Eliminatorelektrode does not lead to the complete exclusion of interference.
Selektive Membranen sind ebenfalls sehr kostenaufwendig, dabei sehr dünn und wenig stabil.Selective membranes are also very expensive, but very thin and not very stable.
Durch die Verwendung von mehreren übereinanderliegenden Enzymschichten werden die Messungen wesentlich verlangsamt, wodurch sie für den Einsatz in üblichen Analysatoren nicht geeignet sind.The use of several superimposed enzyme layers slows down the measurements significantly, making them unsuitable for use in conventional analyzers.
Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Lösungen zu umgehen und ein Verfahren und eine Bienzymelektrode zu entwickeln, die es erlauben enzymatische Konzentrationsbestimmungen gelöster Stoffe in solchen Gemischen wie Blut, Serum, Urin und Lebensmittelproben richtigerund genauerals mit der Monoenzymelektrode und schnellerals mit Multienzymschichten mit üblichen Analysatoren durchzuführen.The aim of the invention is to overcome the disadvantages of the known solutions and to develop a method and a bienzyme electrode which allow enzymatic concentration determinations of solutes in such mixtures as blood, serum, urine and food samples more correctly and more accurately than with the monoenzyme electrode and faster than with multi-enzyme layers to carry out usual analyzers.
Die Aufgrbe der Erfindung besteht darin, Störsubstanzen der elektrochemischen Anzeigereaktion in üblichen Enzymelektroden-Analysaioren auszuschalten und auf diese Weise Richtigkeit und Schnelligkeit der Messung der betreffenden Stoffkonzentration zu erhöhen.The Aufgrbe of the invention is to eliminate interfering substances of the electrochemical indicator reaction in conventional Enzymeelektroden-Analysaioren and thus increase the accuracy and speed of measurement of the relevant substance concentration.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur quantitativen Bestimmung gelöster Stoffe in Gemischen eine Bienzymelektrode, die eine Enzymschicht besitzt, die sowohl ein die zu bestimmende Substanz in ein elektroaktives Produkt umwandelndes Enzym (Indikatorenzym) als auch ein die interferierenden Substanzen in elektrochemisch nicht interferierende Substanzen umsetzendes Enzym (Eliminatorenzym) enthält, in einem üblichen Enzymelektroden-Analysator eingesetzt wird, wobei gegebenenfalls interferierende Substanzen, die nicht effektiv durch das Eliminatorenzym umgesetzt werden-können durch eine vorgeschaltete chemische Reaktion in der Meßlösung in nicht interferierende Substanzen und eine interferierende Substanz, die ein Substrat des Eliminatorenzyms ist, umgesetzt werden.According to the invention the object is achieved in that for the quantitative determination of solutes in mixtures a Bienzymelektrode having an enzyme layer, both a substance to be determined in an electroactive product converting enzyme (indicator enzyme) as well as the interfering substances in electrochemically non-interfering substances is used in a conventional enzyme electrode analyzer, optionally interfering substances which can not be effectively reacted by the Eliminatorenzi- can by an upstream chemical reaction in the measurement solution in non-interfering substances and an interfering substance, the Substrate of the eliminator enzyme is to be reacted.
In der einschichtigen Bienzymmembran werden als Indikatorenzym, entsprechend der'zu bestimmenden Substanz, spezifische Oxidoreduktasen, beispielsweise Glukoseoxidase (GOD) oder Uratoxidase oder Cholesteroloxidase (COD) oder Laktatoxidase (LOD) oder Pyruvatoxidase oder Glutamatoxidase oder Sarcosinoxidase oder Alkoholoxidase und das Eliminatorenzym Laccase oder NADH-monooxygenase oder Laktatmonooxygenase oder Ascorbatoxidase verwendet.In the monolayer Bienzymmembran are as indicator enzyme, according to the substance to be determined, specific oxidoreductases, such as glucose oxidase (GOD) or urate oxidase or cholesterol oxidase (COD) or lactate oxidase (LOD) or pyruvate or glutamate or sarcosine oxidase or alcohol oxidase and the Eliminatorenzym laccase or NADH- monooxygenase or lactate monooxygenase or ascorbate oxidase.
-2- 755 09-2- 755 09
. O2 + Störsubstanz Eliminatorenzym t nicht störende Pro_, O 2 + Interfering substance Eliminator enzyme Not disturbing Pro _
(elektroaktiv) dukte + HpO(electroactive) products + HpO
zu bestimmende Substanz + O0 Indikatorenzym^ E 0 substance to be determined + O 0 indicator enzyme ^ E 0
c- .22 + Pro- c- .22 + pro-
(elektr.o- dukt aktiv)(electr. product active)
Für interferierende Substanzen z. B. Ascorbinsäure oder Glutathion, die nicht effektiv durch das Eliminatorenzym z. B. Laccase umgesetzt werden, wird durch eine vorgeschaltete chemische Oxidation z. B. mit Kaliumferricyanid eine Umwandlung in nicht interferierende Produkte durchgeführt, wobei das elektrochemisch interferierende Kaliumferrocyanid entsteht. Das Ferrocyanid wird in der Enzymschicht durch das Eliminatorenzym Laccase in das nicht interferierende Ferricyanid zurückgebildet. Damit erfolgt eine effektive Ausschaltung der elektrochemischen Interferenz z. B. bei der H2O2-Anzeige.For interfering substances z. As ascorbic acid or glutathione, which is not effective by the Eliminatorenzym z. B. laccase be implemented by an upstream chemical oxidation z. For example, potassium ferricyanide is converted to non-interfering products to form the electrochemically interfering potassium ferrocyanide. The ferrocyanide is re-formed in the enzyme layer by the elimination enzyme laccase into the non-interfering ferricyanide. This is an effective elimination of electrochemical interference z. B. in the H 2 O 2 indicator.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Messung gelöster Stoffe in Gemischen schneller und richtiger als nach den bekannten Methoden erfolgt.The invention has the advantage that the measurement of dissolved substances in mixtures is faster and more accurate than according to the known methods.
1. Beispiel1st example
Ein etwa 3 mm2 großes Stück der Bienzymmembran, bestehend aus in Gelantine eingeschlosser Glukoseoxidase (46 U/cm2) und Laccase (120 U/cm2), wird zwischen zwei Dialysemembranen unmittelbar vor die auf +60OmV polarisierte modifizierte Sauerstoffelektrode gespannt.An approximately 3 mm 2 piece of the bienzyme membrane, consisting of glucose oxidase enclosed in gelatin (46 U / cm 2 ) and laccase (120 U / cm 2 ), is stretched between two dialysis membranes directly in front of the modified oxygen electrode polarized to + 60OmV.
Diese Bienzymelektrode wird in eine temperierte Meßzelle eingesetzt und mit einem Polarographen verbunden. In der Meßzelle befinden sich 2ml einer Phosphatpufferlösung (nach Sörensen) pH = 5,0 mit 5,0mmol/l Kaliumferricyanid. Nach Zugabe von 50μ\ einer Lösung, die sowohl Glukose als auch Ascorbinsäure enthält, laufen folgende Reaktionen ab:This bienzyme electrode is inserted in a tempered measuring cell and connected to a polarograph. The measuring cell contains 2 ml of a phosphate buffer solution (Sörensen) pH = 5.0 with 5.0 mmol / l potassium ferricyanide. After addition of 50 μl of a solution containing both glucose and ascorbic acid, the following reactions take place:
— Die in der Meßlösung vorhandene Ascorbinsäure wird durch Kaliumferricyanid unter Bildung von Kaliumferrocyanid oxidiert.The ascorbic acid present in the test solution is oxidized by potassium ferricyanide to form potassium ferrocyanide.
— Die immobilisierte Lacca'se katalysiert die vollständige Oxidation des in der Membran diffundierten Ferrocyanids.- The immobilized Lacca'se catalyzes the complete oxidation of the diffused in the membrane ferrocyanide.
— Glukose diffundiert in die Enzymschicht und wird durch die Glukoseoxidase in Glukonolakton und H2O2 umgewandelt.- Glucose diffuses into the enzyme layer and is converted by the glucose oxidase into gluconolactone and H 2 O 2 .
— H2O2 wird an der Elektrode anodisch oxidiert. Der Oxidationsstrom dient als glukosekonzentrationsabhängiges Meßsignal. Mit einer solchen Meßanordnung wird Glukose im Konzentrationsbereich von 1,0 bis 50mmol/l, ohne Störung durch Ascorbinsäure (mindestens bis 15mmol/l), richtig gemessen.- H 2 O 2 is anodized at the electrode. The oxidation current serves as a glucose concentration-dependent measurement signal. With such a measuring arrangement glucose in the concentration range of 1.0 to 50mmol / l, without interference by ascorbic acid (at least up to 15mmol / l), measured correctly.
2. Beispiel2nd example
Die im 1. Beispiel beschriebene Bienzymelektrode wird im Glukosemeßgerät GKM 02 (ZWG der AdW der DDR) eingesetzt. Die Polarisationsspannung der Platin-Indikatorelektrode beträgt +60OmV. Die präparierte Bienzymelektrode taucht in 2 ml einer gerührten Meßvorlage (5mmol/l Kaliumferricyanid in Phosphatpuffer nach Sörensen, pH 5,0). Glukosestandardlösungen zwischen 0,75 und 40mmol/l werden mit der Pufferlösung im Verhältnis 1:10 vorverdünnt. Durch Zugabe von jeweils 500μΙ einer solchen Standardlösung zur Meßvorlage wird das Meßgerät geeicht und/oder mit dem angeschlossenen y-t-Schreiber eine Glukoseeichkurve aufgezeichnet. Als konzentrationsabhängiges Meßsignal dient in beiden Fällen die erste Ableitung des H202-Oxidationsstromes, die digital angezeigt oder mit dem Schreiber aufgenommen wird.The bienzyme electrode described in example 1 is used in the glucose meter GKM 02 (ZWG of the AdW of the GDR). The polarization voltage of the platinum indicator electrode is +60 ohms. The prepared Bienzymelektrode immersed in 2 ml of a stirred Meßvorlage (5mmol / l potassium ferricyanide in phosphate buffer to Sörensen, pH 5.0). Glucose standard solutions between 0.75 and 40 mmol / l are prediluted with the buffer solution in the ratio 1:10. By adding in each case 500 μl of such a standard solution for the measurement template, the measuring instrument is calibrated and / or a glucose calibration curve is recorded with the connected yt recorder. As a concentration-dependent measurement signal is used in both cases, the first derivative of H 2 0 2 -Oxidationsstromes that is displayed digitally or recorded with the recorder.
Die Urinprobe wird mit der Meßvorlage im Verhältnis 1:10 vorverdünnt. Reduzierte Bestandteile, die bei +60OmV anodisch oxidiert werden, werden durch Ferricyanid umgesetzt. Dabei wird Ferrocyanid gebildet.The urine sample is prediluted with the measurement template in the ratio 1:10. Reduced constituents, which are oxidized anodically at + 60mV, are converted by ferricyanide. This forms ferrocyanide.
~ In die gefüllte Meßzelle werden 500^l der mit Ferricyanidpuffer (Meßvorlage) versetzten Urinprobe gegeben. Ferrocyanid wird durch Laccase oxidiert. Die im Urin enthaltene Glukose gelangt an die Glukoseoxidase und wird umgewandelt. Das dabei . produzierte H2O2 kann jetzt ohne elektrochemische Interferenzen oxidiert werden. Am Meßgerät ist die Glukosekonzentration der Probe direkt ablesbar.~ Fill the filled measuring cell with 500 μl of the urine sample mixed with ferricyanide buffer (measurement template). Ferrocyanide is oxidized by laccase. The glucose contained in the urine passes to the glucose oxidase and is converted. That here. produced H 2 O 2 can now be oxidized without electrochemical interference. The glucose concentration of the sample can be read directly on the measuring instrument.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27550985A DD236553A1 (en) | 1985-04-24 | 1985-04-24 | METHOD AND BEZYME ELECTRODE FOR DETERMINING GELOUS SUBSTANCES IN MIXTURES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27550985A DD236553A1 (en) | 1985-04-24 | 1985-04-24 | METHOD AND BEZYME ELECTRODE FOR DETERMINING GELOUS SUBSTANCES IN MIXTURES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD236553A1 true DD236553A1 (en) | 1986-06-11 |
Family
ID=5567147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD27550985A DD236553A1 (en) | 1985-04-24 | 1985-04-24 | METHOD AND BEZYME ELECTRODE FOR DETERMINING GELOUS SUBSTANCES IN MIXTURES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD236553A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3824258C2 (en) * | 1987-07-23 | 1999-04-29 | Bst Bio Sensor Tech Gmbh | Modified enzyme membrane for enzyme electrodes with high selectivity and process for their application |
-
1985
- 1985-04-24 DD DD27550985A patent/DD236553A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3824258C2 (en) * | 1987-07-23 | 1999-04-29 | Bst Bio Sensor Tech Gmbh | Modified enzyme membrane for enzyme electrodes with high selectivity and process for their application |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Free et al. | Simple specific test for urine glucose | |
| Campanella et al. | New biosensor for superoxide radical used to evidence molecules of biomedical and pharmaceutical interest having radical scavenging properties | |
| EP0020623B1 (en) | Analytical process and means for measuring the amount of hydrogen peroxide in aqueous media and of organic substrates generating hydrogen peroxide by enzymatic oxidation | |
| JP2002535615A (en) | Disposable test strip with integrated reagent / blood separation layer | |
| Gonzalez et al. | Amperometric sensor for hypoxanthine and xanthine based on the detection of uric acid | |
| CN102227505B (en) | For low total salt reagent composition and the system of biology sensor | |
| EP1259800A2 (en) | Enzymatic-electrochemical measuring device | |
| Stredansky et al. | Determination of D-fructose in foodstuffs by an improved amperometric biosensor based on a solid binding matrix | |
| DE69832909T2 (en) | METHOD FOR DETERMINING L-PHENYLALANINE AND AN L-PHENYL ALANINE SENSOR | |
| Anthony et al. | Method for determining paracetamol in whole blood by chronoamperometry following enzymatic hydrolysis | |
| DE2701168A1 (en) | PROCEDURE FOR DETERMINING THE AETHANOL CONCENTRATION IN BODY FLUIDS | |
| McNeil et al. | Amperometric biosensor for rapid measurement of 3-hydroxybutyrate in undiluted whole blood and plasma | |
| Gooding et al. | Bioanalytical experiments for the undergraduate laboratory: Monitoring glucose in sports drinks | |
| DD236553A1 (en) | METHOD AND BEZYME ELECTRODE FOR DETERMINING GELOUS SUBSTANCES IN MIXTURES | |
| Kuntawong et al. | A Prussian Blue Modified Electrode Based Amperometric Sensor for Lactate Determination | |
| DE4314417A1 (en) | Biosensor | |
| Kovar et al. | Determination of cholesterol in sera | |
| DE19619056C2 (en) | Method and sensor for the enzymatic-electrochemical determination of substrates NAD · + · - and NAD (P) · + · -dependent dehydrogenases | |
| DD291846A5 (en) | METHOD FOR SENSITIVELY DETERMINING SUBSTANCES WITH A BIOSENSOR | |
| DD241132A1 (en) | ENZYME ELECTRODE AND METHOD FOR DETERMINING MULTIPLE SUBSTANCES IN MIXTURES | |
| DD150656A1 (en) | ENZYME ELECTRODE FOR THE DETERMINATION OF PEROXIDASE SUBSTRATES | |
| DD280790A1 (en) | BIOSENSOR AND METHOD FOR DETERMINING MEDIATORS | |
| DD211460A3 (en) | PROCESS FOR DETERMINING GELOUS SUBSTANCES IN MIXTURES | |
| JPS6131954A (en) | Maltose sensor | |
| CN111624246A (en) | Detection formula of uric acid biosensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |