DD241132A1 - ENZYME ELECTRODE AND METHOD FOR DETERMINING MULTIPLE SUBSTANCES IN MIXTURES - Google Patents
ENZYME ELECTRODE AND METHOD FOR DETERMINING MULTIPLE SUBSTANCES IN MIXTURES Download PDFInfo
- Publication number
- DD241132A1 DD241132A1 DD28091985A DD28091985A DD241132A1 DD 241132 A1 DD241132 A1 DD 241132A1 DD 28091985 A DD28091985 A DD 28091985A DD 28091985 A DD28091985 A DD 28091985A DD 241132 A1 DD241132 A1 DD 241132A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- enzyme
- electrode
- mixtures
- determination
- substances
- Prior art date
Links
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Enzymelektrode und ein Verfahren zur Bestimmung von mehreren Substanzen in Gemischen. Ziel der Erfindung ist, mit einer einzigen Enzymelektrode die Bestimmung mehrerer Substanzen ohne Wechsel der Enzymmembran zu ermoeglichen. Die erfindungsgemaesse Enzymelektrode ist dadurch gekennzeichnet, dass fuer jede zu messende Substanz ein Enzym in der Enzymschicht vorliegt. Anwendungsgebiet der Erfindung ist die medizinische Diagnostik.The invention relates to an enzyme electrode and a method for the determination of several substances in mixtures. The aim of the invention is to allow the determination of several substances without changing the enzyme membrane with a single enzyme electrode. The enzyme electrode according to the invention is characterized in that an enzyme is present in the enzyme layer for each substance to be measured. Field of application of the invention is medical diagnostics.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Enzymelektrode und ein Verfahren zur Bestimmung mehrerer Substanzen in Gemischen. Sie eignet sich besonders zur Messung von Glukose, Harnsäure, Laktat und Ethanol in physiologischen Flüssigkeiten. Die Enzymelektrode und das Verfahren werden in der medizinischen Diagnostik eingesetzt.The invention relates to an enzyme electrode and a method for determining a plurality of substances in mixtures. It is particularly suitable for the measurement of glucose, uric acid, lactate and ethanol in physiological fluids. The enzyme electrode and the method are used in medical diagnostics.
Mono-Enzymelektroden sind prinzipiell nur zur Messung des Substrats des jeweiligen Enzyms verwendbar. Bei der Umsetzung vieler Substanzen wird kein elektrodenaktives Produkt gebildet. Hier muß eine weitere Enzym reaktion zur Umsetzung des Produktes des ersten Enzyms angekoppelt werden. Bei diesen Enzymsequenzelektroden wird das Substrat jedes Enzyms angezeigt, was zu Störungen bei Substanzgemischen führt (Scheller et al. Biosensors 1,135 [1985]). Zur Ausschaltung dieser Störungen wurde eine zusätzliche Antiinterferenzschicht vor die Enzymsequenzschicht angeordnet (DD 211 460). Für die Messung verschiedener Substanzen ist es notwendig, die jeweiligen Mono-Enzymelektroden nacheinander einzusetzen, oder es werden Anordnungen mit mehreren Enzymelektroden zur gleichzeitigen Messung eingesetzt (D. Pfeiffer et al. Anal. Lett. 13,1179 [1980]). Diese Anordnungen sind aufwendig, da sie für jede Enzymelektrode ein einzelnes Meßgerät erfordern bzw. mit einem Meßgerät nur die sukzessive Messung nach jeweiligem Membranwechsel ermöglichen.Mono-enzyme electrodes are principally usable only for measuring the substrate of the respective enzyme. In the implementation of many substances, no electrode-active product is formed. Here, another enzyme reaction must be coupled to react the product of the first enzyme. In these enzyme sequence electrodes, the substrate of each enzyme is displayed, resulting in interferences in mixtures of substances (Scheller et al., Biosensors 1,135 [1985]). To eliminate these disorders, an additional anti-interference layer was placed in front of the enzyme sequence layer (DD 211 460). For the measurement of various substances, it is necessary to successively employ the respective mono-enzyme electrodes, or arrangements having a plurality of enzyme electrodes are used for simultaneous measurement (Pfeiffer, D., et al., Anal. Lett., 13, 179 [1980]). These arrangements are expensive, since they require a single measuring device for each enzyme electrode or only allow a successive measurement after each membrane change with a measuring device.
Ziel der Erfindung ist es, mit einer einzigen Enzymelektrode die Bestimmung mehrerer Substanzen ohne Wechsel der Enzymmembran zu ermöglichen. Damit sollen eine Zeiteinsparung sowie Vereinfachung des apparativen Aufwandes erzielt werden.The aim of the invention is to allow the determination of several substances without changing the enzyme membrane with a single enzyme electrode. This is intended to save time and simplify the expenditure on equipment.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Enzymelektrode und ein Verfahren zur simultanen oder sukzessiven Bestimmung mehrerer Substrate in Gemischen zu entwickeln. " .The object of the invention is to develop an enzyme electrode and a method for the simultaneous or successive determination of a plurality of substrates in mixtures. ".
Gekennzeichnet ist die Enzymelektrode dadurch, daß die Enzymmembran für die Umsetzung jedes zu bestimmenden Substrates ein Enzym enthält, das die Bildung eines elektrodenaktiven Produktes katalysiert. Die elektrodenaktiven Partner der einzelnen Enzymreaktionen sind unterschiedlich, so daß durch Wahl des Elektrodenpotentials die einzelne Bestimmung jedes Substrates möglich ist.The enzyme electrode is characterized in that the enzyme membrane for the reaction of each substrate to be determined contains an enzyme which catalyzes the formation of an electrode-active product. The electrode-active partners of the individual enzyme reactions are different, so that by selecting the electrode potential, the individual determination of each substrate is possible.
Für die simultane Bestimmung mehrerer Substanzen werden Strom-Potential-Kurven gemessen und die Konzentrationen der einzelnen Substanzen aus den Stromänderungen im Potentialbereich des jeweiligen elektrodenaktiven Partners bestimmt. Als elektrodenaktive Reaktionspartner dienen O2, H2O2, NAD(P)+, NAD(P)H oder künstliche Elektrodenakzeptoren, z. B. Benzochinon, Methylenblau, Ferrizyanid und Methylviologen.For the simultaneous determination of several substances, current-potential curves are measured and the concentrations of the individual substances are determined from the current changes in the potential range of the respective electrode-active partner. As an electrode-active reactants serve O2, H 2 O 2 , NAD (P) + , NAD (P) H or artificial electrode acceptors, eg. Benzoquinone, methylene blue, ferricyanide and methyl viologen.
Für die sukzessive Bestimmung mehrerer Substanzen wird jeweils beim Potential der elektrodenaktiven Komponente gearbeitet, und die Meßlösung enthält die entsprechenden Kofaktoren und Mediatoren.For the successive determination of a plurality of substances, the potential of the electrode-active component is used in each case, and the measurement solution contains the corresponding cofactors and mediators.
Die Erfindung, diezu einer Zeiteinsparung und zu einer Vereinfachung des apparativen Aufwands vor allem in der medizinischen Diagnostik führt, soll nachfolgend durch Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.The invention, which leads to a saving of time and to a simplification of the expenditure on equipment, especially in medical diagnostics, will be explained in more detail below by means of exemplary embodiments.
Die Enzymmembran der Indikatorelektrode enthält 1 mg Glukoseoxidase und 1 mg Urikase pro cm2. Diese Enzyme sind in üblicherweise in Gelatine eingebettet (2 mg/cm2). Ein kreisrundes Stück von 3 mm 0 befindet sich zwischen 2 Zelluloseacetatmembranen (Dicke 10μ.ητι) unmittelbar vor der Pt-Indikatorelektrode (0 0,5mm) einer modifizierten Sauerstoffelektrode. Diese Enzymelektrode ist in eine temperierte Meßzelle mit Magnetrührer (Volumen 3 ml) eingesetzt und an einem Polarographen angeschlossen. In der Meßzelle befinden sich 1 mmol/l Benzochinon in 0,1 M Phosphatpuffer pH 7,5. Nach Einstellen des Stromgrundwertes wird mit dem Polarographen die Strom-Potential-Kurve zwischen Ound +60OmVThe enzyme membrane of the indicator electrode contains 1 mg of glucose oxidase and 1 mg of uricase per cm 2 . These enzymes are usually embedded in gelatin (2 mg / cm 2 ). A circular piece of 3 mm 0 is located between 2 cellulose acetate membranes (thickness 10μ.ητι) immediately before the Pt indicator electrode (0 0.5 mm) of a modified oxygen electrode. This enzyme electrode is inserted in a tempered measuring cell with magnetic stirrer (volume 3 ml) and connected to a polarograph. The measuring cell contains 1 mmol / l benzoquinone in 0.1 M phosphate buffer pH 7.5. After setting the basic current value, the current-potential curve between O and + 60 ohms will be used with the polarograph
aufgenommen. Zur Auf nähme der Bezugskurve werden dreimal nacheinander jeweils 20μΙ einer 6 mmol/l Glukosebezugslösung und 20μ,Ι einer 10Ομ,ιηοΙ/Ι Harnsäurelösung in die Lösung der Meßzelle gegeben und die Strom-Potential-Kurven gemessen. Die Bezugskurve für Glukose ergibt sich aus den Stromanstiegen bei +10OmV (auf Grund der Hydrochinonoxidation), die entsprechende Kurve für Harnsäure wird aus dem Stromanstieg der H2O2-Oxidation bei +60OmV bestimmt. Zur simultanen Bestimmung von Glukose und Harnsäure in Serumproben wird analog zur Messung von Bezugslösungen eine Probe von 20/xl in die Meßzelle gegeben, die Strom-Spannungskurve registriert und die entsprechenden Konzentrationen mittels der Bezugskurven aus den Stromanstiegen ermittelt.added. To take the reference curve three times in succession each 20μΙ a 6 mmol / l glucose solution and 20μ, Ι a 10Ομ, ιηοΙ / Ι uric acid solution in the solution of the measuring cell and measured the current-potential curves measured. The reference curve for glucose results from the current increases at + 10OmV (due to the hydroquinone oxidation), the corresponding curve for uric acid is determined from the increase in the current of H 2 O 2 oxidation at + 60OmV. For the simultaneous determination of glucose and uric acid in serum samples, a sample of 20 / xl is added to the measuring cell analogously to the measurement of reference solutions, the current-voltage curve is registered and the corresponding concentrations are determined by means of the reference curves from the current increases.
Die Enzymmembran enthält pro cm21 mg Alkoholoxidase und 0,5mg Laktatdehydrogenase. Die Enzymelektrode ist, wie in Beispiel 1 beschriebenen einem Polarographen angeschlossen und befindet sich in einer Meßzelle, die 1,5ml 0,1 M Phosphatpuffer pH 6 enthält.The enzyme membrane contains 1 mg of alcohol oxidase per cm 2 and 0.5 mg of lactate dehydrogenase. The enzyme electrode is connected to a polarograph as described in Example 1 and is located in a measuring cell containing 1.5 ml of 0.1 M phosphate buffer pH 6.
Zur Aufnahme der Bezugskurve von Ethanol wird die Enzymelektrode auf +60OmV polarisiert. Nach Einstellung eines konstanten Grundwertes werden dreimal 20μ.Ι einer 1 mmol/l Ethanollösung in die Meßzelle gegeben und die Stromanstiege ausgewertet.To record the reference curve of ethanol, the enzyme electrode is polarized to +60 ohms. After setting a constant basic value, 20μΙΙ of a 1 mmol / l ethanol solution are added to the measuring cell three times and the current increases are evaluated.
Für die Messung von Pyruvat wird der Vorlagelösung 1mM NADH — der reduzierte Kofaktor der Laktatdehydrogenase — zugesetzt. Das Potential wird auf +90OmV eingestellt und die Stromzunahme nach Zugabe von jeweils 20μ11 mmol/l Pyruvatlösung ausgewertet.For the measurement of pyruvate, the template solution 1mM NADH - the reduced cofactor of lactate dehydrogenase - is added. The potential is set to +90 oMV and the current increase is evaluated after adding 20 μ11 mmol / l pyruvate solution.
Zur Bestimmung der Ethanolkonzentration in Fermentationslösungen werden wie bei der Aufnahme der Bezugskurve Proben von jeweils 20μΙ in die Meßzelle gegeben und die Stromanstiege bei +60OmV über die Bezugskurve in Ethanolkonzentrationen umgerechnet.To determine the ethanol concentration in fermentation solutions, samples of 20 μΙ each are added to the measuring cell, as in the acquisition of the reference curve, and the current increases at +60 oMV are converted into ethanol concentrations via the reference curve.
Analog dazu wird zur Messung von Pyruvat der Stromanstieg bei +900 mV über die Bezugskurve ausgewertet. Damit ist es möglich, ohne Wechsel der Enzymelektrode verschiedene Substanzen zu bestimmen.Analogously, for the measurement of pyruvate, the current increase at +900 mV is evaluated via the reference curve. This makes it possible to determine different substances without changing the enzyme electrode.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28091985A DD241132A1 (en) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | ENZYME ELECTRODE AND METHOD FOR DETERMINING MULTIPLE SUBSTANCES IN MIXTURES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28091985A DD241132A1 (en) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | ENZYME ELECTRODE AND METHOD FOR DETERMINING MULTIPLE SUBSTANCES IN MIXTURES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD241132A1 true DD241132A1 (en) | 1986-11-26 |
Family
ID=5571507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD28091985A DD241132A1 (en) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | ENZYME ELECTRODE AND METHOD FOR DETERMINING MULTIPLE SUBSTANCES IN MIXTURES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD241132A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3824258A1 (en) * | 1987-07-23 | 1989-02-16 | Akad Wissenschaften Ddr | MODIFIED ENZYME MEMBRANE FOR ENZYME ELECTRODES WITH HIGH SELECTIVITY AND METHOD FOR THEIR USE |
-
1985
- 1985-09-24 DD DD28091985A patent/DD241132A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3824258A1 (en) * | 1987-07-23 | 1989-02-16 | Akad Wissenschaften Ddr | MODIFIED ENZYME MEMBRANE FOR ENZYME ELECTRODES WITH HIGH SELECTIVITY AND METHOD FOR THEIR USE |
| 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 |
|---|---|---|
| Bisenberger et al. | A triple-step potential waveform at enzyme multisensors with thick-film gold electrodes for detection of glucose and sucrose | |
| US5236567A (en) | Enzyme sensor | |
| Boujtita et al. | Development of a disposable ethanol biosensor based on a chemically modified screen-printed electrode coated with alcohol oxidase for the analysis of beer | |
| Park et al. | Determination of breath alcohol using a differential-type amperometric biosensor based on alcohol dehydrogenase | |
| Miertuš et al. | Amperometric biosensors based on solid binding matrices applied in food quality monitoring | |
| Crouch et al. | Amperometric, screen-printed, glucose biosensor for analysis of human plasma samples using a biocomposite water-based carbon ink incorporating glucose oxidase | |
| Hnaien et al. | A rapid and sensitive alcohol oxidase/catalase conductometric biosensor for alcohol determination | |
| CN102227505B (en) | For low total salt reagent composition and the system of biology sensor | |
| EP1259800B1 (en) | Enzymatic-electrochemical measuring device | |
| DE4310322C2 (en) | Assay device and method | |
| DE69832909T2 (en) | METHOD FOR DETERMINING L-PHENYLALANINE AND AN L-PHENYL ALANINE SENSOR | |
| CN102192938A (en) | Homogeneous compound catalyst/enzyme structure, fabricating method thereof and application thereof | |
| DD241132A1 (en) | ENZYME ELECTRODE AND METHOD FOR DETERMINING MULTIPLE SUBSTANCES IN MIXTURES | |
| RU2049991C1 (en) | Method and active member for detecting metabolites in biological fluids | |
| Kuntawong et al. | A Prussian Blue Modified Electrode Based Amperometric Sensor for Lactate Determination | |
| Vokhmyanina et al. | Prussian Blue-Based Thin-Layer Flow-Injection Multibiosensor for Simultaneous Determination of Glucose and Lactate | |
| DE4314417A1 (en) | Biosensor | |
| DD280790A1 (en) | BIOSENSOR AND METHOD FOR DETERMINING MEDIATORS | |
| DE4317958A1 (en) | Device and method for the analysis of optical isomers | |
| DD291846A5 (en) | METHOD FOR SENSITIVELY DETERMINING SUBSTANCES WITH A BIOSENSOR | |
| SATO et al. | Bioelectrochemical sensing of copper (II) ions using an immobilized apoenzyme column | |
| Kriz et al. | SIRE-technology. Part I. Amperometric biosensor based on flow injection of the recognition element and differential measurements | |
| DE19619056C2 (en) | Method and sensor for the enzymatic-electrochemical determination of substrates NAD · + · - and NAD (P) · + · -dependent dehydrogenases | |
| SU1180771A1 (en) | Method of glucose electrochemical determination and electrode for accomplishment of same | |
| DD228827A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING SUBSTRATES OF COFACTOR-DEPENDENT DEHYDROGENASES |
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 |