DD244823A1 - METHOD FOR ELIMINATING OXYGEN IN OXYGEN-PROCESSED PROCESSES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eliminierung von Sauerstoff bei durch Sauerstoff gestoerten Prozessen, die in fluessigen Phasen ablaufen. Ziel ist es, auf einfache und sparsame Weise den Zutritt von Sauerstoff zu verhindern. Aufgabe ist es, eine effektive Anordnung von sauerstoffverbrauchendem Enzym zur Verhinderung des Zutritts von stoerendem Sauerstoff zu erreichen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass eine mit Sauerstoff verbrauchendem Enzym beladene Membran zwischen dem Sauerstoff liefernden Medium und dem System angeordnet wird, in dem der durch Sauerstoff gestoerte Prozess ablaeuft, wobei das Substrat des Sauerstoff verbrauchenden Enzyms ueber eine fluessige Phase in die Membran transportiert wird. Die Erfindung wird in Forschung und Produktion der photochemischen und biotechnologischen Industrie, aber auch in klinischen Labors angewendet.The invention relates to a method for the elimination of oxygen in oxygen-perturbed processes that take place in liquid phases. The aim is to prevent the access of oxygen in a simple and economical way. The object is to achieve an effective arrangement of oxygen-consuming enzyme to prevent the entry of interfering oxygen. According to the invention, the object is achieved by arranging a membrane loaded with oxygen-consuming enzyme between the oxygen-supplying medium and the system in which the process disturbed by oxygen takes place, the substrate of the oxygen-consuming enzyme being transported into the membrane via a liquid phase becomes. The invention is used in research and production of the photochemical and biotechnological industry, but also in clinical laboratories.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eliminierung von Sauerstoff bei durch Sauerstoff gestörten Prozessen. Das Verfahren wird in bei Normaltemperatur und in flüssiger Phase ablaufenden Prozessen, wie elektrochemische, biochemische und photochemische Prozesse, angewendet.The invention relates to a method for the elimination of oxygen in oxygen-disrupted processes. The process is used in normal temperature and liquid phase processes such as electrochemical, biochemical and photochemical processes.
Der Einsatz erfolgt in Forschung und Produktion der photochemischen und biotechnologischen Industrie, aber auch in klinischen Labors.It is used in research and production of the photochemical and biotechnological industry as well as in clinical laboratories.
Bisher war es üblich, störenden Sauerstoff durch Schaffung einer sauerstofffreien Atmosphäre, z. B. durch Begasen mit Stickstoff oder Edelgasen, von durch Sauerstoff gestörten Prozessen fernzuhalten. Das Begasen erfordert einen hohen Zeit- und Kostenaufwand und gewährleistet oft keine vollständige Entfernung des Sauerstoffs, insbesondere gelösten Sauerstoffs, ausSo far, it has been common to disturbing oxygen by creating an oxygen-free atmosphere, eg. B. by gassing with nitrogen or noble gases, disturbed by oxygen-disrupted processes. Fumigating requires a great deal of time and expense, and often does not ensure complete removal of the oxygen, especially dissolved oxygen
dem Medium. · ·the medium. · ·
Um insbesondere gelösten Sauerstoff aus flüssigen Medien zu entfernen, werden in der Bier- und Konservenindustrie häufig Glukoseoxidase und Katalase eingesetzt. Da diese Enzyme jedoch nur einmal verwendet werden können, ist ihr Einsatz sehr kostenaufwendig.In order to remove in particular dissolved oxygen from liquid media, glucose oxidase and catalase are frequently used in the beer and canning industry. However, since these enzymes can only be used once, their use is very costly.
Ziel der Erfindung ist es, auf einfache und sparsame Weise den Zutritt von Sauerstoff zu durch Sauerstoff gestörten Prozeßabläufen in flüssigen Phasen zu verhindern.The aim of the invention is to prevent in a simple and economical way the access of oxygen to oxygen-disrupted processes in liquid phases.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine effektive Anordnung von sauerstoffverbrauchendem Enzym zur Verhinderung des Zutritts von störendem Sauerstoff zu erreichen.The object of the invention is to achieve an effective arrangement of oxygen-consuming enzyme for preventing the entry of interfering oxygen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß eine mit Sauerstoff verbrauchende^ Enzymbeladene Membran zwischen dem Sauerstoff liefernden Medium und dem System angeordnet wird, in dem der durch O2 gestörte Prozeß abläuft, wobei das Substrat des O2 verbrauchenden Enzyms über eine flüssige Phase in die Membran transportiert wird.The object is achieved according to the invention by arranging an oxygen-consuming membrane loaded with oxygen between the oxygen-supplying medium and the system in which the process disturbed by O 2 takes place, the substrate of the O 2- consuming enzyme being introduced via a liquid phase the membrane is transported.
Aus dem sauerstoffhaltigen Medium diffundieren sowohl gelöster Sauerstoff als auch die Reaktanten der sauerstoffsensitiven Reaktionen durch die Membran. Der gelöste Sauerstoff wird dabei durch die vorgelagerte sauerstoffverbrauchende Enzymschicht in gebundene Formen überführt, wenn dem sauerstoffhaltigen Gemisch oder der Enzymschicht eine bestimmte Menge des spezifischen Substrates der jeweiligen Oxidase zugesetzt wird.From the oxygen-containing medium both dissolved oxygen and the reactants of the oxygen-sensitive reactions diffuse through the membrane. The dissolved oxygen is converted into bonded forms by the upstream oxygen-consuming enzyme layer when the oxygen-containing mixture or the enzyme layer, a certain amount of the specific substrate of the respective oxidase is added.
Reaktanten > ReaktantenReactants> Reactants
iten O2 O 2
Substrat+O2 ; ^Oxidase gebundenerSubstrate + O 2 ; ^ Oxidase bound
Sauerstoff + OxidationsproduktOxygen + oxidation product
(Enzymschicht)(Enzyme layer)
sauerstoffhaltiges Membran Reaktionsraum deroxygenated membrane reaction space of
Medium durch O2 gestörtenMedium disturbed by O 2
Reaktionreaction
Falls bestimmte Formen des gebundenen Sauerstoffs (z. B. H2O2) ebenfalls die Realisierung der unempfindlichen Reaktion behindern, werden zusätzliche Enzyme wie Kätalase oder Peroxidase in die Enzymschicht eingearbeitet, die nichtstörende Formen des gebundenen Sauerstoffs bilden (z. B. Wasser).If certain forms of bound oxygen (eg H 2 O 2 ) also hinder the realization of the insensitive reaction, additional enzymes such as catalase or peroxidase are incorporated into the enzyme layer forming non-interfering forms of bound oxygen (eg water). ,
Es hat sich gezeigt, daß die enzymatische Sauerstoffentfernung unter Verwendung von in oder auf Membranen immobilisierten Oxidasen und ggf. Kätalase sowei ggf. der spezifischen Substrate der jeweiligen Oxidasen eine sehr wirkungsvolle und sparsame Methode (hohe Lebensdauer, geringer Enzymverbrauch und Wiederverwendbarkeit) dargestellt. Insbesondere die Eigenschaften von Membranen, sich praktisch jeder Form anzupassen und für Reaktanten durchlässig zu sein, ermöglichen ein breites Anwendungsgebiet.It has been found that the enzymatic oxygen removal using immobilized in or on membranes oxidases and optionally Kätalase sowei and possibly the specific substrates of the respective oxidases a very effective and economical method (high life, low enzyme consumption and reusability). In particular, the properties of membranes, which can be adapted to virtually any shape and permeable to reactants, allow a wide range of applications.
Die Erfindung wird nachstehend an 2 Ausführungsbeispielen erläutert.The invention will be explained below with reference to two exemplary embodiments.
Eineflache, mit einer Dialysemembran (Dicke 15μ,ηη) bedeckte Hg-E!ektrode(d = 2 mm) wird mit einer Enzymmembran, diel mg Glukoseoxidase (50U) und 5000U Kätalase je cm2 in Gelatine immobilisiert enthält, bedeckt. Die Enzymmembran ist von einer weiteren Dialysemembran abgedeckt. Die so präparierte Elektrode taucht in 5 ml 0,075 M Phosphatpuffer, pH 5,5, der 5OmM Glukose sowie Luft enthält. Die Elektrode wird mittels eines Polarographen auf-1,2V bzw. —1,5V gegen eine Kalomelelektrode polarisiert. Als Gegenelektrode dient eine Pt-Elektrode. Die Pufferlösung wird mit einem Magnetrührer gerührt. Durch 5malige Zugabe von jeweils 50/xl 1OmM NAD+wird eine Kalibrierungskurve aufgenommen. Zur Messung der Laktatdehydrogenase (LDH)-Aktivität in Serum werden 100μΙ der Serumprobe mit 1OmM Laktat und 1 mM NADH in 5ml Phosphatpuffer, pH 5,5, inkubiert. Die Strom-Zeit-Kurve bei —1,2V wird mit einem Schreiber registriert und aus dem Anstieg über die Eichkurve die LDH-Aktivität der Serumprobe ermittelt.A flat Hg electrode (d = 2 mm) covered with a dialysis membrane (thickness 15 μ, ηη) is covered with an enzyme membrane which contains immobilized mg mg glucose oxidase (50 U) and 5000 U catalase per cm 2 immobilized in gelatin. The enzyme membrane is covered by another dialysis membrane. The prepared electrode is immersed in 5 ml of 0.075 M phosphate buffer, pH 5.5, containing 5 mM of glucose and air. The electrode is polarized by means of a polarograph to-1.2V or -1.5V against a calomel electrode. The counter electrode is a Pt electrode. The buffer solution is stirred with a magnetic stirrer. 5 times the addition of 50 / xl 1OmM NAD + a calibration curve is recorded. To measure lactate dehydrogenase (LDH) activity in serum, 100 μM of the serum sample are incubated with 10 mM lactate and 1 mM NADH in 5 mL phosphate buffer, pH 5.5. The current-time curve at -1.2 V is recorded with a recorder and the LDH activity of the serum sample is determined from the increase over the calibration curve.
Zur Bestimmung der Aktivität von Pyrovatkinase wird analog wie bei der LDH-Messung verfahren, die Strom-Zeit-Kurve wird bei — 1,5V registriert, die Eichung mit Pyrovat durchgeführt, und die Inkubation erfolgt mit 1OmM Phosphoenolpyrovat und 1 mM ADP.The activity of pyrovatkinase is determined analogously to the LDH measurement, the current-time curve is recorded at -1.5V, the pyrovate is calibrated, and the incubation is carried out with 10 mM phosphoenolpyrovate and 1 mM ADP.
EineHg-Pool-Elektrode(d = 2cm) wird mit einer Membran, diel mg (12U) Laktatoxidaseund5000U Kätalase je cm2 enthält wie. in Beispiel 1 bedeckt. Diese Elektrode wird mittels Potentiosat auf -1,8 V gegen eine Kalomelelektrode polarisiert. Dazu wird eine Pt-Netzelektrode von 10 m2 Oberfläche verwendet. Die Hg-Elektrode taucht in 2 ml 0,5 M Phosphatpuffer, pH 7,0, mit 5OmM Laktat, 1OmM Phenobarbital und 200 mg Lebermikrosomen der Ratte. Bei Zusatz von NADP+erfolgt die kathodische Reduktion zu NADPH, das durch das lebermikrosomale Cytochrom P-450-System für die Umsetzung von Phenobarbital unter Verbrauch von O2 in NADP+ zurückoxidiert wird. Damit wird die O2 maskierte NADP+-Reduktion mit der überfordernden P-450 Katalyse gekoppelt.An Hg pool electrode (d = 2cm) is fitted with a membrane containing mg (12U) lactate oxidase and 5,000U catalase per cm 2 . covered in Example 1. This electrode is polarized by means of potentiosate to -1.8 V against a calomel electrode. For this purpose, a Pt mesh electrode of 10 m 2 surface is used. The Hg electrode is dipped in 2 ml of 0.5 M phosphate buffer, pH 7.0, with 50 mM lactate, 10 mM phenobarbital and 200 mg rat liver microsomes. With the addition of NADP + the cathodic reduction to NADPH, which is reoxidized + lebermikrosomale by the cytochrome P-450 system for the implementation of phenobarbital with the consumption of O 2 in NADP occurs. Thus, the O 2 masked NADP + reduction is coupled with the overburdening P-450 catalysis.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD28536185A DD244823A1 (en) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | METHOD FOR ELIMINATING OXYGEN IN OXYGEN-PROCESSED PROCESSES |
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DD28536185A DD244823A1 (en) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | METHOD FOR ELIMINATING OXYGEN IN OXYGEN-PROCESSED PROCESSES |
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DD (1) | DD244823A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5190870A (en) * | 1989-05-16 | 1993-03-02 | Amoco Corporation | Method for oxidizing hydrocarbons with a hydroxylase from a methane monooxygenase |
US5192672A (en) * | 1989-05-16 | 1993-03-09 | Amoco Corporation | Method for oxidizing hydrocarbons with a hydroxylase from a methane monooxygenase |
-
1985
- 1985-12-24 DD DD28536185A patent/DD244823A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5190870A (en) * | 1989-05-16 | 1993-03-02 | Amoco Corporation | Method for oxidizing hydrocarbons with a hydroxylase from a methane monooxygenase |
US5192672A (en) * | 1989-05-16 | 1993-03-09 | Amoco Corporation | Method for oxidizing hydrocarbons with a hydroxylase from a methane monooxygenase |
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