DD301250A7 - Measuring apparatus and method for automatically determining the concentration of biocatalyst substrates - Google Patents

Measuring apparatus and method for automatically determining the concentration of biocatalyst substrates Download PDF

Info

Publication number
DD301250A7
DD301250A7 DD32884589A DD32884589A DD301250A7 DD 301250 A7 DD301250 A7 DD 301250A7 DD 32884589 A DD32884589 A DD 32884589A DD 32884589 A DD32884589 A DD 32884589A DD 301250 A7 DD301250 A7 DD 301250A7
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
measuring
solution
calibration
substrates
concentration
Prior art date
Application number
DD32884589A
Other languages
German (de)
Inventor
Manfred Dr Rer Nat Dipl Chem Kuehn
Martin Dockhorn
Norbert Boettcher
Horst Kagelmaker
Sabine Eckardt
Original Assignee
Akad Wissenschaften Ddr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akad Wissenschaften Ddr filed Critical Akad Wissenschaften Ddr
Priority to DD32884589A priority Critical patent/DD301250A7/en
Priority to DE19904011428 priority patent/DE4011428A1/en
Publication of DD301250A7 publication Critical patent/DD301250A7/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/001—Enzyme electrodes
    • C12Q1/004—Enzyme electrodes mediator-assisted

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Meßvorrichtung und Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Substraten von Biokatalysatoren. Anwendung ist in der Chemie, Biochemie, Pharmazie, Medizin und im Umweltschutz. Die rechnergestützte Meßvorrichtung besteht aus einem ein Biosensorsystem enthaltenden, kalibrierten Meßsystem, das über einen AD-Wandler mit einer ebenfalls über den Rechner gesteuerten Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, einer Dateneingabeeinheit zum Dialog mit der Meßvorrichtung und einer Anzeigevorrichtung beziehungsweise einem Dokumentationsgerät zur Meßergebnisausgabe. Mit dem Verfahren werden mittels der Meßvorrichtung Konzentrationen von Substraten der Biokatalysatoren in Gegenwart von die Meßergebnisse verfälschenden Störsubstanzen in Meßproben unterschiedlichster Herkunft schnell und mit guter Präzision bei Wegfall zeitaufwendiger, manueller Arbeitsschritte bestimmt.Measuring device and method for the quantitative determination of substrates of biocatalysts. Application is in chemistry, biochemistry, pharmacy, medicine and environmental protection. The computer-aided measuring device consists of a biosensor system containing a calibrated measuring system which is connected via an AD converter with a likewise controlled via the computer control and evaluation, a data input unit for dialogue with the measuring device and a display device or a documentation device for measuring result output. By means of the measuring device, concentrations of substrates of the biocatalysts in the presence of interfering substances which distort the measurement results are determined quickly and with good precision in the absence of time-consuming manual work steps in test samples of various origins.

Description

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Analysenverfahren zur quantitativen Bestimmung chemischer Substanzen unter Verwendung von biologisch aktiven Verbindungen als Analysereagenz sind aus der modernen Analytik nicht mehr wegzudenken. Von herausragender Bedeutung sind dabei Enzyme und in neuerer Zeit auch höher integrierte Systeme, wie z. B. Mikroorganismen. Als Reagentien in löslichen Analysensystemen werden diese Biokatalysatoren bzw. Biokatalysatorsysteme schon seit vielen Jahren angewendet. Dabei zeigt sich aber, daß in vielen Fällen Enzyme und Mikroorganismen trotz ihrer unbestreitbaren Vorteile, wie hoher Spezifität, in löslichen Analysensystemen wegen ihrer nur einmaligen Verwendbarkeit viel zu teure Reagentien sind, um eine breite und umfangreiche Anwendung zu finden. Deshalb wird auch seit vielen Jahren nach Analysenmethoden und Vorrichtungen gesucht, bei denen die teuren Biokatalysatoren mehrfach eingesetzt werden können. In den Biosensorsystemen hat man mit Sicherheit Vorrichtungen entwickelt, bei denen diese Forderungen erfüllt sind („Biosensors: Fundamentals and Applications" Oxford Univ. Press, 1987, Ed. by A. P. F. Turner, I. Karube and G. S. Wilson).Analytical methods for the quantitative determination of chemical substances using biologically active compounds as an analytical reagent have become indispensable in modern analytics. Of paramount importance are enzymes and in recent times also higher integrated systems, such. B. microorganisms. As reagents in soluble analysis systems, these biocatalysts or biocatalyst systems have been used for many years. It turns out, however, that in many cases enzymes and microorganisms, despite their undeniable advantages such as high specificity, are far too expensive reagents in soluble analysis systems because of their unique utility to find a broad and extensive application. For this reason, analytical methods and devices have been sought for many years in which the expensive biocatalysts can be used multiple times. Biosensor systems have certainly evolved devices that meet these requirements ("Biosensors: Fundamentals and Applications" Oxford Univ. Press, 1987, Ed. By A.P.F. Turner, I. Karube and G.S. Wilson).

Gegenwärtig besitzen unter den Biosensoren die Enzymelektroden die größte Bedeutung. In Enzymelektroden, bei denen die Biokatalysatorkomponente Enzym immobilisiert und damit wiederverwendbar ist, sind die Vorteile der elektrochemischen Transduktoren, wie hohe Sensitivität und schnelle Meßwertbereitstellung, mit den Vorteilen der Enzyme, wie hohe Spezifität. miteinander verbunden. Diose aufgeführten Vorteile von Enzymelektroden erklären auch ihren Entwicklungsvorsprung untor den Biosensortypen, was auch in der Bereitstellung kommerzieller Geräte auf der Basis von Enzymelektroden zum Ausdruck kommt (F. W. Serieller et al., Biosensors 1 [1985] 135-160). Insbesondere kommerzielle Vorrichtungen mit Enzymelektroden, die auf dem amperometrischen Meßprinzip beruhen, besitzen einen hohen Entwicklungsstand und werden in klinischen Einrichtungen und Biotechnologiezentren eingesetzt.Currently, among the biosensors, the enzyme electrodes are the most important. In enzyme electrodes in which the biocatalyst component enzyme is immobilized and thus reusable, the advantages of the electrochemical transducers, such as high sensitivity and fast measurement providing, with the advantages of the enzymes, such as high specificity. connected with each other. The advantages of enzyme electrodes, which are also mentioned, also explain their developmental advantage over the types of biosensors, which is also reflected in the provision of commercial devices based on enzyme electrodes (F.W. Serieller et al., Biosensors 1 [1985] 135-160). In particular, commercial devices with enzyme electrodes based on the amperometric measuring principle are highly developed and are used in clinical facilities and biotechnology centers.

Unter den potentiometrischen Enzymelektroden mit immobilisierten Enzymon, die ionenselektive Elektroden eis elektrochemische Transduktoren nutzen, sind jedoch bisher lediglich solche auf, der Basis der teuren, gassensitiven Elektroden kommerziell erhältlich (F. W. Scheller et al., Biosensors 1 (1985] 135-160). Potentiometrische Enzymsensoren mit pH-Elektroden oder pH-sensitiven, ionenselektiven Feldeffekttransistoren als elektrochemische Transduktorelomente dagegen haben bisher lediglich als grundlegende Neuentwicklungen bzw. Labormuster Bedeutung erlangt, weil die auf der Basis dieser elektrochemischen Transduktoren entwickelten Enzymsensoren erhebliche Nachteile haben (Kirstein et al.,-Biosensors 1 [1985] 117-130), wie wechselnde Sensitivitäten beim Vermessen gepufferter Analytlösungen oder unerwünschte Einflußnahme der lonenaktivität, insbesondere aber der Wasserstoffionenaktivität auf das Meßergebnis. Diese Einflußnahme sich ständig verändernder Analvtlösungsparameter, wie pH-Wert oder Pufferkapazität erlauben keine exakte Bestimmung der Analytkonzentration. Diese Probleme erklären auch das Fehlen von geeigneten Vorrichtungen und Geräten potentiometrischer Enzymsensoren mit pH-Elektroden und pH-ISFET's als Transducerelemente zur quantitativen, schnellen und effektiven Konzentrationsbestimmung der von erheblicher analytischer Bedeutung und im wesentlichen nur mit diesen Enzymsensortypen quantitativ zu bestimmenden chemischen Verbindungen, wie Harnstoff, Penicillin, Kreatinin, Lysin, Glutamat, Acetylcholin und Glutamin in biologischen Lösungen, wie z.B. Blut, Serum, Urin, Milch oder Fermentationslösungen.Among the potentiometric enzyme electrodes with immobilized enzyme, which use ion-selective electrodes eis electrochemical transducers, but so far only those on the basis of expensive, gas-sensitive electrodes are commercially available (FW Scheller et al., Biosensors 1 (1985) 135-160) However, enzyme sensors with pH electrodes or pH-sensitive, ion-selective field effect transistors as electrochemical transducer moments have hitherto only become significant as fundamental new developments or laboratory samples because the enzyme sensors developed on the basis of these electrochemical transductors have considerable disadvantages (Kirstein et al., -Biosensors 1 [1985] 117-130), such as changing sensitivities in the measurement of buffered analyte solutions or undesired influence of the ion activity, but especially of the hydrogen ion activity, on the measurement result. such as pH or buffer capacity do not allow accurate determination of analyte concentration. These problems also explain the lack of suitable pH electrode and pH-ISFET potentiometric enzyme sensors as transducer elements for quantitative, rapid and effective concentration determination of the chemical compounds, such as urea, to be quantitatively determined to be of quantitative analytical importance and substantially only with these types of enzyme sensors , Penicillin, creatinine, lysine, glutamate, acetylcholine and glutamine in biological solutions, such as Blood, serum, urine, milk or fermentation solutions.

Aber auch die bei potentiometrischen Enzymsensorsystemen, bei denen lösliche Enzyme verwendet werden, vorgeschlagenen Lösungen sind auf potentiometrische Enzymsensorsysteme mit immobilisierten Enzymen nicht anwendbar. Sie beseitigen lediglich den Einfluß unterschiedlicher pH-Werte der Analytlösungen. Darüber hinaus erfordern sie einen erheblichen Geräteaufwand zur Dosierung exakter Mengen von Meß-, Analyt- und Enzymlösungen, wobei letztere nach jedem Meßvorgang wie bei den bisherigen traditionellen Analytbestimmungsmethoden mit löslichen Enzymen auch verworfen werden (M. Ripamonti, A. Mosca, E. Rovida et al., CMn. Chem. 1984,30,556-559).However, the solutions proposed in potentiometric enzyme sensor systems using soluble enzymes are also not applicable to immobilized enzyme potentiometric enzyme sensor systems. They merely eliminate the influence of different pH values of the analyte solutions. In addition, they require a considerable amount of equipment for metering exact amounts of measurement, analyte and enzyme solutions, the latter also being discarded after each measurement procedure as in the traditional soluble enzyme-based analyte determination methods (M. Ripamonti, A. Mosca, E. Rovida et al., CMn. Chem. 1984, 30, 566-559).

Potentiometrische Biosensorsysteme mit immobilisierten Biokatalysatoren, wiy sie in der Literatur beschrieben sind (R. B. Kobos in: lon-seloctive Electrodes in Anal. Chem., Plenum Press, New York and London, 1980,1-84, Ed. by H. Freiser oder DD-WP 2534255) arbeiten auch lediglich nur in Meß- und Probenlösungen mit einheitlichen und vergleichbaren Eigenschaften zuverlässig und richtig bzw. vernachlässigen, wie im Falle des genannten Patentes, die die Meßergebnisse verfälschenden Einflüsse unterschiedlicher Pufferkapazitäten der Meßproben oder die unterschiedlichen Ansprechverhalten der elektrochemischen Transduktoren in diesen Zweielektrodensystemen.Immobilized biosensor potentiometric biosensor systems as described in the literature (RB Kobos in: Ion-selective Electrodes in Anal. Chem., Plenum Press, New York and London, 1980, 1-84, Ed. By H. Freiser or DD -WP 2534255) work reliably only in measuring and sample solutions with uniform and comparable properties and properly or neglect, as in the case of the said patent, the falsifying effects of different buffer capacities of the test samples or the different responses of the electrochemical transducers in these two electrode systems.

Die als erhebliche Nachteile auftretenden Einflüsse von Störsubstanzen auf ein Meßergebnis treten aber nicht nur bei Biosensorsystemen auf, die auf dem potentiometrischen Meßprinzip beruhen. Man findet sie auch bei den weitverbreiteten und erhebliche Bedeutung besitzenden amperometrischen Biosensorsystemen. Diese Störeinflüsse auf das Meßergebnis bei amperometrischen Biosensorsystemen können bis zu einem gewissen Grade durch Immobilisierung zusätzlicher Anti-Interferenzschichten beseitigt werden, weil diese den Zutritt der Störsubstanzen bis zur die gewünschte biokatalytisnhe Reaktion katalysierenden Biokatalysatorschicht bzw. bis zum elektrochemischen Transduktor verhindern (R. Renneberg, F. Schubert, F. Scheller, TIBS, 1986,11,216-220). Diese Vorgehensweise hat aber auch Nachteile, da zum einen schwierig herstellbare Multienzymmembranen verwendet werden müssen und zum anderen die abschirmende Wirkung der Anti-Interferenzschichten nur für vergleichsweise geringe Konzentrationen der Störsubstanzen wirksam sind. Diese Ausschlußkonzentrationen liegen z. B. bei Fermentationslösungen weit unter den Störsubstanzkonzentrationen, so daß die Anti-Interferenzschichten wegen der Überlastung bei hohen Störsubstanzkonzentrationen schnell unwirksam werden.However, the influences of interfering substances on a measurement result that occur as significant disadvantages do not only occur in biosensor systems which are based on the potentiometric measuring principle. They are also found in the widespread and significant meaning of amperometric biosensor systems. These disturbances on the measurement result in amperometric biosensor systems can to a certain extent be eliminated by immobilizing additional anti-interference layers because these prevent the access of the interfering substances to the biocatalyst layer catalyzing the desired biocatalytic reaction or to the electrochemical transducer (R. Renneberg, F Schubert, F. Scheller, TIBS, 1986, 11, 216-220). However, this procedure also has disadvantages, since on the one hand difficult-to-produce multi-enzyme membranes must be used and, on the other hand, the shielding effect of the anti-interference layers is only effective for comparatively low concentrations of the interfering substances. These exclusion concentrations are z. As in fermentation solutions far below the interfering substance concentrations, so that the anti-interference layers are rapidly ineffective due to the overload at high levels of interfering substances.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Meßvorrichtung und ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Biokatalysatorsubstraten zu entwickeln, wobei eine Verringerung manueller Arbeit wie Messen, Steuern und Auswerten bei gleichzeitiger Verbesserung von Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Schnelligkeit angestrebt wirdThe object of the invention is to develop a measuring device and a method for the quantitative determination of biocatalyst substrates, whereby a reduction of manual work such as measuring, controlling and evaluating while improving accuracy, reliability and speed is sought

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung einer automatisch arbeitenden Meßapparatur mit Biosensoren und eines Verfahrens zur Bestimmung von Biokatalysators ibstraten, mit der eine Verringerung der manuellen Arbeiten und eine effektive Bestimmung gewährleistet sind.The object of the invention is to develop an automatic measuring apparatus with biosensors and a method for the determination of biocatalyst ibstraten, with a reduction of manual work and an effective determination are ensured.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung besteht t us einem kalibrierten, mittels eines programmierbaren Rechners) stems gesteuerten Meßsystem, das über einen Analog-L <gital-Wandler mit einer Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist, einer Dateneingabeeinheit zu seiner Bedienung sowie ei.iem Anzeigegerät und/oder einem Dokumentiergerät. Das Meßsystem'enthält als wesentlichen Bestandteil ein Biosensorsystem. Das Biosensorsystem ist in einer thermostatierbaren Durchflußmeßzelle angeordnet und über seine elektrischen Leitungen und über den Analog-Digital-Wandler mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden. Die Durchflußmeßzelle ist so konstruiert, daß in sie für einen Meßvorgang über eine Meßzuflußleitung mit durch die Steuer- und Auswerteeinheit steuerbarem Ventil die Meßlösung mit Hilfe einer Dosierpumpe aus einem Vorratsbehälter dosiert wird. Die Meßlösung wird durch einen Rührer gleichmäßig durchmischt. Die Meßlösung ist auf eine Pufferkonzentration von 2mol/l bis 10~6mol/l mit einem pH-Wert in der Nähe des pH-Optimums des jeweils immobilisierten Biokatalysators eingestellt. Nach einem Meßvorgang wird die Meßlösung mit Hilfe einer Absaugvorrichtung über eine Meßzellenabflußleitung mit durch die Steuer- und Auswerteeinheit steuerbarem, geöffnetem Ventil entfernt. Das Biosensorsystem enthält erfindungsgemäß mindestens drei elektrochemische Sensoren. Dabei dient der Analog-Digital-Wandler der Umwandlung der anfallenden Signale in die durch das Rechnersystem nur verarbeitbaren digitalen Signale. Ein Sensor ist in jedem Falle ein mit mindestens einem Biokatalysator beschichteter, elektrochemischer Se· sor. Mit einem Biokatalysator beschichtet bedeutet, daß Enzyme, Mikroorganismen, tierische, pflanzliche oder humane Zellen, Zellorganellen und andere biokatalytisch aktive Materialien, z. B. mit diesen Biokatalysatoren modifizierte Antikörper, Antigene, Haptene, Hormone oder Gemische der genannten Biokatalysatoren, auf den sensitiven Oberflächen des Sensors immobilisiert sind. Der zweite Sensor ist ebenfalls ein mit mindestens einem Biokatalysator beschichteter, elektrochemischer Sensor, er kann aber auchThe measuring device according to the invention comprises a calibrated measuring system controlled by a programmable computer, which is connected to a control and evaluation unit via an analogue digital converter, a data input unit for its operation, and / or a display device and / or a documenter. The measuring system contains a biosensor system as an essential component. The biosensor system is arranged in a thermostatable flow cell and connected via its electrical lines and the analog-to-digital converter to the control and evaluation unit. The flow cell is constructed so that in it for a measuring operation via a Meßzuflußleitung with controllable by the control and evaluation valve valve, the measuring solution is metered by means of a metering pump from a reservoir. The measuring solution is mixed evenly by a stirrer. The measuring solution is adjusted to a buffer concentration of 2 mol / l to 10 ~ 6 mol / l with a pH close to the pH optimum of the respectively immobilized biocatalyst. After a measuring operation, the measuring solution is removed by means of a suction device via a Meßzellenabflußleitung with controllable by the control and evaluation, open valve. The biosensor system according to the invention contains at least three electrochemical sensors. The analog-to-digital converter is used to convert the resulting signals into the digital signals that can only be processed by the computer system. In any case, a sensor is an electrochemical sensor coated with at least one biocatalyst. Coated with a biocatalyst means that enzymes, microorganisms, animal, plant or human cells, cell organelles and other biocatalytically active materials, eg. B. with these biocatalysts modified antibodies, antigens, haptens, hormones or mixtures of said biocatalysts are immobilized on the sensitive surfaces of the sensor. The second sensor is also an electrochemical sensor coated with at least one biocatalyst, but it can also be

ein unbeschichteter, elektrochemischer Sensor sein, er muß aber von der gleichen Art wie der erste Sensor sein. Liegt dieser zweite Sensor jedoch in beschichteter Form vor, so ist auf der sensitiven Oberfläche dieses elektrochemischen Sensors mindestens ein Biokatalysator immobilisiert, der eine oder mehrere Störsubstanzen für den ersten Sensor umsetzt und damit bestimmen kann. Der dritte elektrochemische Sensor dient als Referenzsensor gegenüber den beiden anderen Sensoren. Er muß nicht in jedem Falle als dritter Sensor sichtbar im Biosonsorsyetem enthalten sein, da auch solche elektrochemsichen Transduktoren für die Entwicklung des Biosensorsystems verwendet werden können, deren integraler und oft unsichtbarer Bestandteil dieser Referenzsensor ist. Sein Vorhandensein ist jedoch für das Funktionieren des Biosensorsystems eine unabdingbare Voraussetzung. Die elektrochemische Transduktoren für die Sensoren können unterschiedlichster Art sein, so daß verschiedenartigste, durch die biokatalytische Reaktion erzeugte, physikalische Meßgrößen durch die Meßvorrichtung quantitativ bestimmt werden können. Erfindungsgemäß werden für die Entwicklung der Meßsensoren des Biosensorsystems ionenselektive Sensoren, z. B. pH-Elektroden bzw. pH-sensitive, ionenselektive Feldeffekttransistoren oder Sauerstoffelektroden vom Typ der Clark-Elektroden bzw. wie diese gleiche Eigenschaften besitzende und mit Mediatoren modifizierte Elektroden oder Leitfähigkeitselektroden verwendet. Bei Biosensorsystemen zur Bestimmung von Biokatalysatorsubstraten wie Harnstoff, Penicillin, Kreatinin, Aminosäuren, Acylcholinen, Peptiden oder einigen Sacchariden sind auf den pH-sensitiven Oberflächen der ionenselektiven Sensoren oder Leilfähigkeitselektroden des ersten Sensors solche Biokatalysatoren immobilisiert, bei deren biokatalytischer Wirkung nach Zugabe obengenannter Biokatalysatorsubstrate zur Meßlösung pH-Änderungen oder Änderungen anderer lonenkonzentrationen auftreten. Solche Biokatalysatoren sind z. B. Enzyme wie Urease, Penicillinase, Penicillinacylase, Kreatininase, Deaminasen, Decarboxylasen, Proteasen und einige Kohlehydrate umsetzenden Enzyme, z. B. Glukoseoxidase, aber auch höher integrierte biokatalytisch aktive Systeme wie Mikroorganismen, Zellen unterschiedlicher Herkunft, Zellorganellen, Organschnitte, die diese Enzymaktivitäten besitzen und mit diesen genannten Biokatalysatoren modifizierte Antikörper, Antigene, Heptene, Hormone und andere biologisch aktive Verbindungen. Biosensorsysteme mit auf diese beschriebene Weise beschichtetem erstem Sensor besitzen im allgemeinen einen unbeschichteten zweiten Sensor und einen Referenzsensor, wie er aus der Elektrochemie für pH-Werte messende Sensorsysteme bekannt ist. In einer anderen Variante ist das Biosensorsystem der Meßvorrichtung so aufgebaut, daß bei Verwendung von Sauerstoffkonzentration oder Konzentrationen seiner Reduktionsprodukte messenden Elektroden bzw. gleiche Eigenschaften besitzenden und mit elektrisch leitenden Verbindungen, den sogenannten Mediatoren, modifizierten Elektroden als Sensoren auf der sensitiven Oberfläche des ersten Sensors Biokatalysatoren immobilisiert sind, bei deren biokatalytischer Wirkung nach Zugabe ihrer Substrate zur Meßlösung Sauerstoff verbraucht oder gebildet wird. Zu diesen Biokatalysatoren zählt man die zu den Oxidoreduktasen gehörenden Enzyme, die in ihrer Vielfalt allein oder in Kombination mit Enzymen aus anderen Enzymklassen, besonders aus der Enzymklasse der Hydrolasen oder als Bestandteil der bereits genannten höher integrierten biokatalytisch aktiven Systeme oder als Teil modifizierter Antikörper, Antigene, Heptene, Hormone und anderer biologsich aktiver Verbindungen auf dem ersten Sensor immobilisiert sind. Ihre Immobilisierung gestattet die quantitative Bestimmung ihrer Substrate. Der zweite Sensor ist bei diesen Systemen auch mit einem Biokatalysator beschichtet. Bevorzugt sind diese immobilisierten Biokatalysatoren ein Enzym oder mehrere Enzyme, die eine mit dem ersten Sensor interferierende Störsubstanz umsetzen und damit deren quantitative Bestimmung erlauben. Weniger bevorzugt werden dafür höher integrierte, biokatalytisch aktive Systeme verwendet. Referenzsensor ist ebenfalls eine aus der elektrochemischen Analytik allgemein bekannte Referenzelektrode. Ein zweites wesentliches Bauteil, das für die automatische Steuerung der Wechselwirkungen der mechanischen und elektronischen Elemente der Meßabläufe und für die Auswertung der Meßsignale zur Ergebnisbildung und -dokumentation verantwortlich ist, ist die rechnergestützte Steuer- und Auswerteeinheit. Sie besteht aus:an uncoated electrochemical sensor, but it must be of the same type as the first sensor. However, if this second sensor is in coated form, then at least one biocatalyst is immobilized on the sensitive surface of this electrochemical sensor, which converts one or more interfering substances for the first sensor and can thus determine it. The third electrochemical sensor serves as a reference sensor with respect to the other two sensors. It does not necessarily have to be present as a third sensor visible in the Biosonsorsyetem, since even such electrochemical transducers can be used for the development of the biosensor system whose integral and often invisible component is this reference sensor. Its presence is, however, an indispensable prerequisite for the functioning of the biosensor system. The electrochemical transducers for the sensors can be of the most varied types, so that the most varied physical measured variables generated by the biocatalytic reaction can be quantitatively determined by the measuring device. According to the invention for the development of the measuring sensors of the biosensor system ion-selective sensors, eg. B. pH electrodes or pH-sensitive, ion-selective field effect transistors or oxygen electrodes of the type of Clark electrodes or as these same properties possessing and modified with mediators used electrodes or conductivity electrodes. In biosensor systems for the determination of biocatalyst substrates such as urea, penicillin, creatinine, amino acids, acylcholines, peptides or some saccharides such biocatalysts are immobilized on the pH-sensitive surfaces of the ion-selective sensors or Leilfähigkeitselektroden the first sensor, whose biocatalytic effect after addition of the above biocatalyst substrates to the measurement solution pH changes or changes in other ion concentrations occur. Such biocatalysts are for. As enzymes such as urease, penicillinase, penicillin acylase, creatininase, deaminases, decarboxylases, proteases and some carbohydrate-converting enzymes, eg. As glucose oxidase, but also more highly integrated biocatalytically active systems such as microorganisms, cells of different origins, cell organelles, organ sections that have these enzyme activities and modified with these biocatalysts antibodies, antigens, heptene, hormones and other biologically active compounds. Biosensor systems coated with this described first sensor generally have an uncoated second sensor and a reference sensor, as it is known from electrochemistry for pH-value measuring sensor systems. In another variant, the biosensor system of the measuring device is constructed so that when using oxygen concentration or concentrations of its reduction products measuring electrodes or same properties and with electrically conductive compounds, the so-called mediators, modified electrodes as sensors on the sensitive surface of the first sensor biocatalysts are immobilized, is consumed or formed in the biocatalytic effect after addition of their substrates to the measurement solution oxygen. These biocatalysts include the enzymes belonging to the oxidoreductases, which in their diversity alone or in combination with enzymes from other classes of enzymes, especially from the enzyme class of hydrolases or as part of the above-mentioned highly integrated biocatalytically active systems or as part of modified antibodies, antigens , Heptene, hormones and other biologically active compounds are immobilized on the first sensor. Their immobilization allows the quantitative determination of their substrates. The second sensor is also coated with a biocatalyst in these systems. These immobilized biocatalysts are preferably one or more enzymes which convert a interfering substance interfering with the first sensor and thus permit their quantitative determination. Less preferred are used for higher integrated, biocatalytically active systems. Reference sensor is also a well-known from electrochemical analysis reference electrode. A second essential component, which is responsible for the automatic control of the interactions of the mechanical and electronic elements of the measuring sequences and for the evaluation of the measuring signals for the formation and documentation of results, is the computer-aided control and evaluation unit. It consists of:

- einer Meßzeiteinrichtung, die so dimensioniert ist, daß die Meßzeiten des Biosensorsystems frei wählbar, bevorzugt aber von 2 Sekunden bis 60 Sekunden festgelegt sind,a measuring time device which is dimensioned so that the measuring times of the biosensor system are freely selectable, but are preferably set from 2 seconds to 60 seconds,

- einer Zeitablaufsteuerung, die das Ende der programmierten Meßzeit nach Meßprobenzugabe zur und Meßprobenerkennung in der Meßlösung bestimmt,a timing control which determines the end of the programmed measurement time after sample addition and measurement sample recognition in the measurement solution,

- einer Meßablaufsteuerung, die den zeitlichen Ablauf aller Meß- und Kontrollvorgänge koordiniert,a measuring sequence control which coordinates the timing of all measuring and checking operations,

- einem Probenerkennungssystem, das nach Meßprobenzugabe zur Meßlösung den Meßzeitbeginn auslöst,a sample recognition system which initiates the measurement time start after the sample has been added to the measurement solution,

- einer Kalibrier- und Meßvorgangssteuerung, die die Reihenfolge der Kalibrier-, Meß- und Kontrollvorgänge der Meßabläufe festlegt,a calibration and measurement control, which determines the sequence of calibration, measurement and control operations of the measurement sequences,

- einem Meßwertaufnahmeüvstem, das die Meßsignale von den Sensoren aufnimmt und ablegt,a Meßwertaufnahmeüvstem which receives the measurement signals from the sensors and stores,

- einer Vorrichtung zur Verarbeitung der Meßsignale und Ergebnisbildung,a device for processing the measurement signals and result generation,

- einem Zwischenspeicher für die Ergebnisse der Kalibrierung, der Kontrolle der Aktivitätszustände der Sensoren des Biosensorsystems und der zu programmierenden Meßzeiten,a buffer for the results of the calibration, the control of the activity states of the sensors of the biosensor system and the measurement times to be programmed,

- einem Erkennungssystem für den Aktivitätszustand der Sensoren des Biosensorsystems unda detection system for the state of activity of the sensors of the biosensor system and

- einem Stromversorgungssystem für sämtliche Aggregate der Meßvorrichtung.- A power supply system for all aggregates of the measuring device.

Essentieller Bestandteil der Kalibrier- und Meßvorgangssteuerung der Auswerte- und Steuereinheit sind Vorrichtungen und Systeme, die gewährleisten, daß vor der Konzentrationsbestimmung der Biokatalysatorsubstratkonzenti ation die Ermittlung der Korrekturfaktoren, die ein unterschiedliches Ansprechverhalten der Sensoren gegenüber auf das Biosensorsystem einwirkenden Störsubstanzen berücksichtigen und eine Kalibrierung mit einer definierten Biokatalysatorsubstratkonzentration, die in einem Kalibrierpuffer mit geeigneter Pufferkapazität aufgelöst ist, ermöglichen. Die Korrekturfaktoren für das Biosensorsystem werden ermittelt, indem Substrate oder Produkte der biokatalytischen Reaktion, die auf dem mit einem Biokatalysator beschichteten ersten Sensor abläuft, in den Mengen und Konzentrationen zur Meßlösung addiert werden, daß etwa gleichgroße Meßsignale erhalten werden, wie sie bei der durch die Biokatalysatoren realisierten biokatalytischen Reaktion nach dor Substratzugabe zur Meßlösung auftreten. Für den Kalibriervorgang ist die Kalibrier- und Meßvorgangssteuerung der Steuer- und Auswerteeinheit so ausgelegt, daß zur Kompensierung von Toleranzen des Meßsystems und von Änderungen der Aktivitätszustände der immobilisierten Biokatalysatorerrdes Biosensorsystems mit Biokatalysatorsubstratkonzentrationen kalibriert wird, die in Kalibrierpuffern aufgelöst ist, deren Pufferkapazitäten sich aus den Mittelwerten der unterschiedlichen Pufferkapazitäten der zu vermessen Meßproben mit den unbekannten Biokatalysatorsubstratkonzentraticnen ergeben, und die nach an sich bekannten Verfahren bestimmt werden. Nach den Kalibrier- und Meßvorgängen werden mit der Vorrichtung zur Meßwertverarbeitung die anfallenden Meßsignale in Meßergebnisse umgewandelt. Dabei wird mit Hilfe von in die Vorrichtung zur Meßwertverarbeitung integrierten Bauteilen die Differenz aus dem Meßsignal des ersten Sensors und dem Meßsignal desAn essential part of the calibration and Meßvorgangssteuerung the evaluation and control unit are devices and systems that ensure that before determining the concentration of Biokatalysatorsubstratkonzenti ation the determination of the correction factors, which take into account a different response of the sensors to acting on the biosensor system interfering substances and a calibration with a defined biocatalyst substrate concentration dissolved in a calibration buffer of suitable buffer capacity. The correction factors for the biosensor system are determined by adding substrates or products of the biocatalytic reaction, which takes place on the first sensor coated with a biocatalyst, in the amounts and concentrations to the measurement solution that approximately the same measurement signals are obtained, as in the by the Biocatalysts realized biocatalytic reaction after dor substrate addition to the measurement solution occur. For the calibration process, the calibration and measurement control of the control and evaluation unit is designed to calibrate tolerances of the measurement system and changes in the activity states of the immobilized biocatalyst of the biosensor system with biocatalyst substrate concentrations dissolved in calibration buffers whose buffer capacities are averaged the different buffer capacities of the measured samples to be measured with the unknown Biokatalysatorsubstratkonzentraticnen determined, and which are determined by methods known per se. After the calibration and measuring processes, the resulting measuring signals are converted into measurement results with the device for measured value processing. In this case, the difference between the measured signal of the first sensor and the measuring signal of the integrated with the device for measured value processing components

zweiten Sensor gebildet, die mit dem Korrekturfaktor multipliziert wird, dieser Wert mit dem Wert für die Kalibrierkonzentration verglichen wird und der Vergleichswert nach Umrechnung in Konzentrationseinheiten (oder Aktivitätseinheiten) der zu bestimmenden Biokatalysatorsubstrate als Meßergebnis ermittelt, das durch digitale Anzeige oder über einen Monitor oder Drucker dokumentiert wird. Erfindungs&dmäß wird die Meßvorrichtung zur Bestimmung der Penicillinkonzentration in Fermentationslösungen eingesetzt. Es wird ein Biosensoisystem verwendet, das aus einer pH-Elektrode, die mit einem penicillinspaltenden Enzym beschichte ist, einer unbeschichteten pH-Elektrode und einer Referenzelektrode besteht und in der Meßzelle angeordnet ist. Zur Kalibrierung des Meßsystems wird die zur Ermittlung des Korrekturfaktors erforderliche Konzentration einer Mineralsäure, vorzugsweise Salzsäure, und die Pufferkapazität für den Kalibrierpuffer nach an sich bekannten Verfahren vorher bestimmt.second sensor is formed, which is multiplied by the correction factor, this value is compared with the value for the calibration concentration and the comparison value determined after conversion into concentration units (or activity units) of the biocatalyst substrates to be determined as a measurement result by digital display or via a monitor or printer is documented. According to the invention, the measuring device is used to determine the concentration of penicillin in fermentation solutions. A biosensing system is used which consists of a pH electrode coated with a penicillin-cleaving enzyme, an uncoated pH electrode and a reference electrode and arranged in the measuring cell. For calibrating the measuring system, the concentration of a mineral acid, preferably hydrochloric acid, required for determining the correction factor and the buffering capacity for the calibration buffer are determined in advance by methods known per se.

Die Bestimmung der Penicillinkonzentration und die vorherige Kalibrierung mit der bestimmten Konzentration an Salzsäu e (10~2 η HCI) und einer definierten Penicillinkonzentration (3OmM Penicillin G/l), Pufferkonzentration 1 x 10~2mol/l - 1 x 10"4mol/l, pH = 6,0-8,1, erfolgen automatisch durch die Meßablaufsteuerung mit Hilfe der Meßzeiteinrichtung, der Zeitablaufsteuerung des Probenerkennungssystems und der Kalibrier- und Meßvorgangssteuerung nach der Probenzugabe zur Meßlösung. In Abhängigkeit vom mit penicillinspaltenden Enzym beschichteten Sensor liegt die Meßzoit unter 20 Sekunden.The determination of the penicillin concentration and the prior calibration with the particular concentration of Salzsäu e (10 ~ 2 η HCI) and a defined penicillin concentration (3OmM penicillin G / l), buffer concentration 1 x 10 -2 mol / l - 1 x 10 "4 mol / l, pH = 6.0-8.1, are carried out automatically by the measuring sequence control with the aid of the measuring time device, the time control of the sample recognition system and the calibration and measuring process control after the sample addition to the measuring solution depending on the penicillin-splitting enzyme coated sensor under 20 seconds.

Zur Bestimmung von Harnstoff in Serum wird erfindungsgemäß ein Biosensorsystom elgnesetzt, das aus einer pH-Elektrode, die mit Urease beschichtet ist, aus einer zweiten unbeschichteten pH-Elektrode und einer Referenzelektrode besteht. Zur Ermittlung des Korrekturfaktors verwendet man eine Base, vorzugsweise 0,015n Natronlauge. Die Kalibrierung erfolgt mit einer definierten Menge Harnstofflösung, vorzugsweise 1OmM Harnstoff/l, die Pufferkonzentration ist 1 x 10~3mol/lbls5 χ 10~3mol/l, der pH-Wert 6,8-7,4. Die Meßzeit liegt unter 30 Sekunden.For the determination of urea in serum, according to the invention, a biosensor system consisting of a pH electrode coated with urease, a second uncoated pH electrode and a reference electrode is provided. To determine the correction factor, use is made of a base, preferably 0.015N sodium hydroxide solution. The calibration is carried out with a defined amount of urea solution, preferably 10 mM urea / l, the buffer concentration is 1 × 10 -3 mol / lbls 5 × 10 -3 mol / l, the pH 6.8-7.4. The measuring time is less than 30 seconds.

Die Bestimmung des Disaccharide Saccharose in Gegenwart von Glukose erfolgt mit einem Biosensorsystem, das aus einer mit einer Enzymmembran beschichteten Sauerstoff oder Reduktionsprodukte messenden Elektrode besteht. In der Enzymmembran sind Saccharose (Invertase), Mutarotase und Glukosexodlase enthalten. Die zweite Elektrode ist ebenfalls eine Sauerstoff- oder seine Reduktionsprodukte messende Elektrode, die mit Glukoseoxidase und gegebenenfalls Mutarotase beschichtet ist. Die dritte Elektrode ist eine Referenzelektrode. Der Korrekturfaktor wird mit einer definierten Menge Glukoselösung (1OmM Glukose/l) bestimmt, die Kalibrierung erfolgt mit einer Saccharoselösung (1 OmM Saccharose), die Pufferkonzentration ist 2 mol/l bis 1 x 10~3 mol/l und der pH-Wert 6,0 bis 7,5. Die Meßzeit liegt unter 30 Sekunden.The determination of the disaccharide sucrose in the presence of glucose is carried out with a biosensor system, which consists of an enzyme membrane-coated oxygen or reduction products measuring electrode. The enzyme membrane contains sucrose (invertase), mutarotase and gluco-sexlase. The second electrode is also an oxygen or reduction-measuring electrode coated with glucose oxidase and optionally mutarotase. The third electrode is a reference electrode. The correction factor is determined with a defined amount of glucose solution (10 mM glucose / 1), the calibration is carried out with a sucrose solution (1 OmM sucrose), the buffer concentration is 2 mol / l to 1 x 10 -3 mol / l and the pH is 6 , 0 to 7.5. The measuring time is less than 30 seconds.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Disaccharide Laktose enthält in der Enzymmembran des ersten Sensors die Enzyme ß-Galaktosidase, Mutarotase und Glukoseoxidase und in der Enzymmembran des zweiten Sensors Glukoseoxidase und gegebenenfalls Mutarotase, und die dritte Elektrode ist die Referenzelektrode. Der Korrekturfaktor wird mit einer definierten Menge Glukoselösung (1OmM Glukose/l) bestimmt, die Kalibrierung des Meßsystems erfolgt mit einer definierten Menge Laktoselösung (1OmM Laktose), die Pufferkonzentration ist 2 mol/l bis 1 x 10-3mol/l und der pH-Wert 6,0 bis 7,5. Die Meßzeit liegt im Bereich von weniger als 30 Sekunden.The method according to the invention for determining the disaccharide lactose contains in the enzyme membrane of the first sensor the enzymes β-galactosidase, mutarotase and glucose oxidase and in the enzyme membrane of the second sensor glucose oxidase and optionally mutarotase, and the third electrode is the reference electrode. The correction factor is determined with a defined amount of glucose solution (1OmM glucose / l), the calibration of the measuring system is carried out with a defined amount of lactose solution (1OmM lactose), the buffer concentration is 2 mol / l to 1 x 10 -3 mol / l and the pH Value 6.0 to 7.5. The measuring time is in the range of less than 30 seconds.

Zur Bestimmung des Disaccharids Maltose nach dem erfindungsgemäßen Verfahren enthält die Enzymmembran des ersten Sensors Glukomylase, Mutarotase und Glukoseoxidase und die Enzymmembran des zweiten Sensors Glukoseoxidase und gegebenenfalls Mutarotase. Die dritte Elektrode ist die Referenzelektrode. Der Korrekturfaktor wird auch hier mit einer definierten Menge Glukoselösung (1OmM Glukose/i) bestimmt, und die Kalibrierung des Meßsystems wird mit einer definierten Menge Maltosi jung (1 OmM Maltose) vorgenommen, die Pufferkonzentration ist 2 mol/l bis 1 χ 10"3 mol/l und der pH-Wert 6,0 bis 7,5. Die Melizeit zur Bestimmung einer Meßprobe beträgt weniger als 30 Sekunden.To determine the disaccharide maltose by the process according to the invention, the enzyme membrane of the first sensor contains glucoylase, mutarotase and glucose oxidase and the enzyme membrane of the second sensor glucose oxidase and optionally mutarotase. The third electrode is the reference electrode. The correction factor is also determined here with a defined amount of glucose solution (10 mM glucose / i), and the calibration of the measuring system is carried out with a defined amount of Maltosi young (1 OmM maltose), the buffer concentration is 2 mol / l to 1 χ 10 " 3 mol / l and the pH 6.0 to 7.5 The Melizeit for the determination of a test sample is less than 30 seconds.

Mit der erfindungsgemäßen Moßrichtung kann eine Vielzahl von Biokatalysatorsubstraten schnell und in einfacher Weise quantitativ bestimmt werden. Durch die rechnergestützte, automatisierte Ablaufsteuerung werden noch häufig anzutreffende, manuelle und zeitaufwendige Arbeitsschritte, die sich aus den Meß,- Steuer- und Auswertevorgängan bei Analysenverfahren ergeben, wesentlich verringert. Durch die Beseitigung von bei bisher vorhandenen Meßvorrichtungen auftretenden &}i Fehlerquellen werden mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zusätzlich auch die Richtigkeit und Zuverlässig!»» der Analysenmethoden unter Verwendung von Biosensoren erheblich verbessert.With the Moßrichtung invention a variety of biocatalyst substrates can be determined quickly and easily quantitative. Due to the computer-aided, automated sequence control are still frequently encountered, manual and time-consuming steps, resulting from the measurement, - control and Auswertevorgängan in analytical procedures, significantly reduced. By eliminating occurring in previously existing measuring devices &} i error sources, the accuracy and reliability of the analysis methods using biosensors with the inventive measuring device additionally! "" Greatly improved.

Ausführungsbeispieleembodiments Beispiel 1example 1

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung zur effektiven und automatischen Konzentrationsbestimmung von Biokatalysatorsubstraten wird nachfolgend anhand der durch sie verwirklichten Meßablauffolge beschrieben: Fig. 1 stellt den prinzipiellen Aufbau der Meßvorrichtung dar und wird zur Darstellung der Meßabläufe herangezogen. Zur Bestimmung der Penicillinkonzentration in Fermentationslösungen wird das aus einer mit Penicillinase (EC 3.5.2.6) beschichteten pH-Elektrode als Sensor (15) und einer unbeschichteten pH-Elektrode als Sensor (16)-beide Sensoren werden mit integriertem Referenzsensor (17) verwendet- bestehende Biosensorsystem (7) in der Meßzelle (5) angeordnet. Als nächste vorbere tende Schritte zur Penicillinbestimmung in Fermentationslösungen werden die zur Ermittlung des Korrekturfaktors erforderliche Konzentration einer Mineralsäure und danach die geeignete Pufferkapazität für den Kalibrierpuffer durch Titration von Fermentationslösungen bestimmt. Alle weiteren Arbeitsschritte-ausgenommen die Dosiervorgänge, die nicht Gegenstand dieser erfindungsgemäßon Meßvorrichtung sind, aber durchaus in den automatischen Meßablauf integriert werden können -erfolgen mit Hilfe der Meßzeiteinrichtung (18), der Zeitablaufsteuerung (19), der Meßablaufsteuerung (20), des Probenerkennungssystems (21) und der Kalibrier- und Meßvorgangssteuerung (22) automatisch bzw. werden nach visuallen und über die rechnergestützte Steuer- und Auswerteeinheit (3) gesteuerten Anweisungen ausgeführt. Alle nachfolgend beschriebenen Meßschritte unterliegen einem programmierten Meßablauf, der gesteuert wird durch die Meßablaufsteuerung (20). Zu Beginn des Einsatzes der Meßvorrichtung wird die Meßlösung aus dem Vorratsbehälter (11) mit Hilfe der Dosierpumpe (10) bei geöffnetem Ventil (9) und geschlossenem Ventil (13) über die Meßzellenzuflußloitung (8) in die Meßzelle (5) gepumpt, in die obiges Biosensorsystem (7) eintaucht. Nach Füllen der Meßzelle (5) mit der Meßlösung beginnt das Überprüfen des Grundzustandes der Meßsensoren (15) und (16). Bei nichtkonstanten Ausgangspotentialen der Meßsensoren (15) und (16) werden durch Befehle die Meßzelle geleert, wieder gefüllt und die Meßsensoren (15) und (16) damitThe measuring device according to the invention for the effective and automatic determination of the concentration of biocatalyst substrates is described below with reference to the sequence of measurements realized by them: FIG. 1 shows the basic structure of the measuring device and is used to illustrate the measuring sequences. To determine the penicillin concentration in fermentation solutions, the pH electrode coated with penicillinase (EC 3.5.2.6) is used as sensor (15) and an uncoated pH electrode as sensor (16). Both sensors are used with integrated reference sensor (17). existing biosensor system (7) arranged in the measuring cell (5). The next preparatory steps for determining penicillin in fermentation solutions are the concentration of a mineral acid required to determine the correction factor and then the appropriate buffering capacity for the calibration buffer by titration of fermentation solutions. All further steps except dosing, which are not the subject of this measuring device according to the invention but which can certainly be integrated into the automatic measuring sequence, with the aid of the measuring time device 18, the time control 19, the measuring sequence control 20, the sample recognition system. 21) and the calibration and Meßvorgangssteuerung (22) automatically or are executed visually and via the computer-aided control and evaluation unit (3) controlled instructions. All measurement steps described below are subject to a programmed measurement sequence, which is controlled by the Meßablaufsteuerung (20). At the beginning of the use of the measuring device, the measuring solution from the reservoir (11) by means of the metering pump (10) with the valve (9) and valve closed (13) via the Meßzellenzuflußloitung (8) in the measuring cell (5) is pumped into the the above biosensor system (7) is immersed. After filling the measuring cell (5) with the measuring solution begins to check the ground state of the measuring sensors (15) and (16). With non-constant output potentials of the measuring sensors (15) and (16), the measuring cell is emptied by commands, filled again and the measuring sensors (15) and (16) with it

so lange automatisch equilibriert, bis die Ausgangspotentiale konstant sind. Gelingt das mit fünf der beschriebenen Spülvorgänge nicht, so erfolgt per Befehl über die Meßvorrichtungsteile (27) oder (28) die Ausschrift „Sensorwechsel". Bei konstanten.Ausgangspotentialen wird der Bofehl „Eingabe der Meßzeit" gegeben, der über die Dateneingabeeinheit (4) ausgeführt wird. In Abhängigkeit vom Aktivitätszustand des mit Penicilllnase beschichteten Sensors (15) liegt bei der Bestimmung von Penicillin in Fermentationslösungen die Meßzeit im Bereich von zwei bis fünf Sekunden und ist in diesem Bereich über die Dateneingabeeinheit (4) der Meßzeiteinrichtung (18) der Steuer- und Auswerteeinheit (3) auch mitzuteilen, in der sie für die nachfolgenden Meßvorgänge abgespeichert wird. Als nächster Meßvorgangsschritt erfolgt die Bestimmung des Korrekturfaktors für das Biosensorsystem (7). Zu diesem Zweck werden nach Befehlserteilung 50 μΙ einer 10~2-normalen Salzsäurelösung zur Meßlösung addiert. Unmittelbar nach Erfassung der ersten Potentialänderung durch das Probenerkennungssystem (21), das mit den Sensoren (15) und (16) über den Analog-Digital-Wandler (2) verbunden ist, wird der Meßzeitbeginn durch die in die Meßzeiteinrichtung (18) integrierte Zeitablaufsteuerung (19) ausgelöst. Nach Ablauf der programmierten Meßzeit wird der Meßvorgang - ebenfalls durch die Zeitablaufsteuerung (19) - abgebrochen. Die anfallenden Meßsignale gelangen danach in das Meßwertaufnahmesystem (23), von wo sie zur Berechnung des Korrekturfaktors durch die Vorrichtung zur Meßwertverarbeitung und Ergebnisbildung (24) abgerufen werden. Der hier ermittelte Korrekturfaktor wird zunächst im Zwischenspeicher (25) abgelegt.automatically equilibrated until the output potentials are constant. If this is not successful with five of the rinsing operations described, then the instruction "sensor change" is issued by command via the measuring device parts (27) or (28). is performed. Depending on the state of activity of the penicillinase coated sensor (15), the measuring time in the determination of penicillin in fermentation solutions is in the range of two to five seconds and is in this range via the data input unit (4) of the measuring time device (18) of the control and evaluation unit (3) also communicate in which it is stored for the subsequent measurement operations. The next measurement step is the determination of the correction factor for the biosensor system (7). For this purpose, 50 μΙ of a 10 ~ 2 normal hydrochloric acid solution are added to the measurement solution after instruction has been given. Immediately after detection of the first potential change by the sample detection system (21) connected to the sensors (15) and (16) via the analog-to-digital converter (2), the measurement start time is timed by the timing control incorporated in the measurement time means (18) (19) triggered. After expiration of the programmed measuring time of the measuring process - also by the timing control (19) - aborted. The resulting measurement signals then pass into the Meßwertaufnahmesystem (23), from where they are retrieved for calculating the correction factor by the device for measured value processing and result formation (24). The correction factor determined here is first stored in the intermediate memory (25).

Nach der Bestimmung des Korrekturfaktors wird bei geschlossenem Ventil (9) und geöffnetem Ventil (13) die Meßzelle automatisch geleert und mit Meßlösung gefüllt, um den Grundzustand der Sensoren (15) und (16) wieder zu erreichen. Werden nach fünf Spülvorgängen die Ausgangspotentiale nicht erreicht, so wird wieder der Befehl „Sonsorwechsel" erteilt und der Meßvorgang von Beginn an wiederholt. Bei Erreichen der Potentialgrundzustände wird als nächstes mit Hilfe der Kalibrier- und Meßvorgangssteuerung (22) das Meßsystem (1), genau genommen die Meßzelle (G) mit dem Biosensorsystem (7), mit einer definierten Penicillinkonzentration kalibriert. Dazu wird nach Befehlserteilung zunächst über die Dateneingabeeinheit (4) die Kalibrierkonzentration von Penicillin G der Steuer- und, Auswerteeinheit (3) mitgeteilt, wo sie im Zwischenspeicher (25) abgelegt wird. Die darauffolgende Aufforderung zur Kalibrierprobendosierung wird durch Addition von 50μΙ einer Kalibrierlösung, die ein 1 χ 10~2molarer Phosphatpuffer vom pH-Wert 7,0 mit 3OmM Penicillin G ist, zur Meßlösung in der Meßzelle (5) ausgeführt. Durch den Magnetrührer (6) wird die nun penicillinhaltigo Meßlösung durchmischt, und das Penicillin G dringt in die Enzymmembran des Sensors (15) ein, wo auf Grund der biokatalytischen Reaktion das Penicillin G innerhalb der programmierten Meßzeit umgesetzt wird und damit eine pH-Änderung in der En/ymmembran verursacht wird. Der zweite Meßsensor (16) übt beim Kalibriervorgang noch keine Funktion aus, da im allgemeinen davon auszugehen ist, daß Meßlösung und Kalibrierlösung den gleichen pH-Wert besitzen. In gleicherweise wie bei der Bestimmung des Korrekturfaktors beschrieben, wird unmittelbar nach Erfassung erster Potentialänderungen am Sensor (15) durch das Probenerkennungssystem (21) der Meßbeginn gestartet und die Meßzeit auch beendet. Am Ende der Meßzeit liegt eine der Penicillinkonzentration entsprechende pH-Wertänderung bzw. eine dieser entsprechende Spannung an, die durch das Meßwertaufnahmesystem (23) aufgenommen und als Meßsignal für die Kalibrierkonzentration ebenfalls im Zwischenspeicher (25) abgelegt wird. Die nächsten automatischen Meßablaufschritte sind, wie oben beschrieben, wieder die Spülvorgängo zum Erlangen des Grundzustandes des Meßsensors (15), einschließlich des eventuell erforderlichen Befehls zum „Sensorwechsel" mit nachfolgender „Eingabe der Meßzeit" als erneuter Meßablaufbeginn mit neuem Biosensorsystem (7). Der Kalibriervorgang kann gleichzeitig verbunden werden mit der-wegen des unvermeidlichen Aktivitätsverlustes der Enzymschicht-notwendigen Bestimmung des Aktivitätszustandes des Sensors (15). Dazu wurde in ei tem der Kalibrier- und Meßvorgangssteuerung (22) folgendem Erkennungssystem (26) für den Aktivitätszustand des Sensors (15) ein Mindestwert der zu erreichenden Spannung für die Kalibrierkonzentration des Penicillin G eingegeben und abgespeichert. Wird dieser Spannungswert nach Zugabe der Kalibrierlösung zur Meßlösung nicht erreicht, so erfolgt als erstes der Befehl über die Meßvorrichtungsteile (27) oder (28) „Verdoppelung des Kalibrierlösungsvolumens". Das bedeutet, daß man mit 50μΙ einer 10~2normalen Salzsäure und 100μΙ Kalibrierlösungsvolumen den Meßablauf von „Eingabe der Meßzeit" an wiederholt. Wird auch dann der Wert für din vorgegebene Mindestspannung nicht erreicht, so erfolgt wieder der Befehl „Sensorwechsel". Erst nach der beschriebenen Ermittlung des Korrekturfaktors und Kalibrierung des Meßsystems (1) ist die quantitative Bestimmung von Penicillin G in Fermentationslösungen möglich. Dazu werden auf den Befehl „Probendosierung" 50μΙ (bei Kalibrierung mit 100μΙ Kalibrierlösung ΙΟΟμΙ) Fermentationslösung zur Meßlösung dosiert, wobei bei der weiteren Beschreibung des Meßablaufes davon ausgegangen wird, daß der pH-Wert der Fermentationslösung von dem der Meßlösung abweicht. Durch den Sensor (15) wird nach der Probenzugabe zur gerührten Meßlösung die durch die biokatalytische Reaktion -verursachte pH-Wert- bzw. Spannungsänderung und die pH-Wert- bzw. Spannungsdifferenz wischen Meßlösung und Fermentationslösung in der gleichen Weise gemessen wie es bei der Bestimmung des Korrekturfaktors und der Darstellung des Kalibriervorganges beschrieben wurde. Der Gesamtspannungswert vom Sensor (15) wird vom Meßwertaufnahmesystem (23) aufgenommen und danach im Zwischenspeicher (25) abgelegt. Gleichzeitig mit der Erfassung der Spannungssignale am Sensor (15) wird am Sensor (16) allein die pH-Wertdifferenz bzw. die ihr entsprechende Spannungsdifferenz zwischen Meßlösung und Fermentationslösung gemessen, die auch im Zwischenspeicher (25) abgelegt wird. Nach Abruf aus dem Zwischenspeicher (25) wird durch die Vorrichtung (24) die Differenz aus den Meßsignalen des Sensors (15) und des Sensors (16) gebildet, und dieser Wert wird ebenfalls im Zwischenspeicher (25) abgelegt.After determining the correction factor, the measuring cell is automatically emptied and filled with measuring solution with closed valve (9) and open valve (13) to reach the ground state of the sensors (15) and (16) again. If the output potentials are not reached after five rinsing operations, the "Sonsorwechsel" command is issued again and the measuring process is repeated from the beginning The measuring cell (G) is calibrated with the biosensor system (7) with a defined concentration of penicillin, after which the calibrating concentration of penicillin G is first communicated to the control and evaluation unit (3) via the data entry unit (4), where it is stored in the buffer (25) is stored. the subsequent call for Kalibrierprobendosierung is ~ 2 molar phosphate buffer, pH 7.0 with 3OmM penicillin G by the addition of 50μΙ a calibration solution containing a 1 χ 10 for the measuring solution in the measuring cell (5) is carried out Through the magnetic stirrer (6), the now penicillinhaltigo measuring solution is mixed, and the penicillin G penetrates into the enzyme membrane of the sensor (15), where due to the biocatalytic reaction, the penicillin G is reacted within the programmed measurement time and thus a pH change in the En / ymmembran is caused. The second measuring sensor (16) does not perform any function during the calibration process, since in general it can be assumed that the measuring solution and the calibration solution have the same pH. Described in the same way as in the determination of the correction factor, immediately after detection of first potential changes at the sensor (15) by the sample recognition system (21), the start of measurement is started and the measurement time is also ended. At the end of the measuring time, there is a pH value change corresponding to the penicillin concentration or a voltage corresponding thereto which is picked up by the measuring value recording system (23) and likewise stored in the intermediate memory (25) as a measuring signal for the calibration concentration. The next automatic Meßablaufschritte are, as described above, again the Spülvorgängo to obtain the basic state of the measuring sensor (15), including the possibly required command for "sensor change" with subsequent "input of the measuring time" as a renewed Meßablaufbegin with new biosensor system (7). The calibration process can be connected simultaneously with the-because of the inevitable loss of activity of the enzyme layer-necessary determination of the activity state of the sensor (15). For this purpose, a minimum value of the voltage to be reached for the calibration concentration of the penicillin G was input and stored in the calibration and measuring process control (22) following the recognition system (26) for the activity state of the sensor (15). If this voltage value by the addition of the calibration solution to the test solution is not reached, takes place the first of the command of the Meßvorrichtungsteile (27) or (28) "doubling of Kalibrierlösungsvolumens". This means that with 50μΙ a 10 ~ 2 normal hydrochloric acid and 100μΙ Kalibrierlösungsvolumen the measuring sequence of "input of the measuring time" repeated. If the value for the specified minimum voltage is not reached, the command "sensor change" is again executed, and the quantification of penicillin G in fermentation solutions is only possible after the correction factor has been determined and the measuring system (1) has been calibrated Command "Sample dosing" 50μΙ (for calibration with 100μΙ calibration solution ΙΟΟμΙ) dosing of the fermentation solution to the measuring solution, it being assumed in the further description of the measuring procedure that the pH of the fermentation solution deviates from that of the measuring solution. By the sensor (15), after the addition of the sample to the stirred measuring solution, the pH or voltage change caused by the biocatalytic reaction and the pH or voltage difference between the measuring solution and the fermentation solution are measured in the same way as in the determination the correction factor and the representation of the calibration process has been described. The total voltage value from the sensor (15) is picked up by the measured value recording system (23) and then stored in the intermediate memory (25). Simultaneously with the detection of the voltage signals at the sensor (15), the pH difference or the corresponding voltage difference between the measuring solution and the fermentation solution is measured at the sensor (16), which is also stored in the intermediate memory (25). After being fetched from the intermediate memory (25), the difference (24) from the measuring signals of the sensor (15) and the sensor (16) is formed by the device (24), and this value is also stored in the intermediate memory (25).

Nach Beendigung des Meßvorganges mit der penicillinhaltigen Fermentationslösungsprobe werden wieder die oben beschriebenen Spülvorgänge zum Erlangen der Grundzustände der Moßsensoren (15) und (16) automatisch ausgeführt, wobei nachfolgend in Abhängigkeit von den angezeigten Befehlen entweder die nächste, penicillinhaltige Fermentationsprobe vermessen wird oder wegen zu niedrigen Aktivitäszustandes des Sensors (15) infolge Aktivitätsverlustes in der Enzymmembran bei zu langem Meßeinsatz neu kalibriert bzw. ein Sensorwechsel vorgenommen werden muß. Kürzere Meßunterbrechungen von größer fünf Minuten werden durch die Meßablaufsteuerung (20) der Steuer- und Auswerteeinheit (3) automatisch mit der Überprüfung der Grundzustände der Meßsensoren (15) und (16) beantwortet und solche Meßunterbrechungen von mehr als sechzig Minuten grundsätzlich mit einem neuen Meßbeginn durch den Befehl „Eingabe der Meßzeit" mit den sich anschließenden, beschriebenen Meßabläufen. Durch die Meßablaufsteuerung (20) wird auch nach einer über die Udieneingabeeinheit (4) programmierten und damit frei wählbaren Zeit, vorteilhafterweise aber nach 60 Minuten, der Befehl zur Neukalibrierung des Meßsystems (1) gegeben. Weiter gehört zum durch die Meßablaufsteuerung (20) gesteuertenAfter completion of the measurement procedure with the penicillin-containing fermentation solution sample, the above-described rinsing operations for obtaining the basic states of the measuring sensors (15) and (16) are again carried out automatically, subsequently measuring either the next penicillin-containing fermentation sample or too low depending on the commands displayed Aktivitäszustandes the sensor (15) recalibrated due to loss of activity in the enzyme membrane at too long a measurement mission or a sensor change must be made. Shorter measurement interruptions of more than five minutes are automatically answered by the Meßablaufsteuerung (20) of the control and evaluation unit (3) with the verification of the ground states of the measuring sensors (15) and (16) and such Meßunterbrechungen of more than sixty minutes basically with a new measurement start By the measuring sequence control (20), the command for recalibrating of the., Programmed by the Udieneingabeeinheit (4) and thus freely selectable time, but advantageously after 60 minutes, the command The measuring system (1) is also controlled by the measuring sequence control (20)

Meßablaufprogramm, daß nach jedem über die Dateneingabeeinheit (4) vorzunehmenden Auslösen eines Meßvorganges die Meßzellezunächst geleert und wieder mit Meßlösung gefüllt wird. Die Berechnung der in der Fermentationslösung enthaltenen Penicillinkonzentration wird durch die in die Steuer- und Auswerteeinheit (4) integrierte Vorrichtung zur Meßwertverarbeitung und Ergebnisbildung (24) übernommen, die dazu die im Zwischenspeicher (25) abgespeicherten Werte des Korrekturfaktors für das Biosensorsystem (7) und die Differenzwerte als Ergebnis der Probenmessungen abruft. Der Wert des Korrekturfaktors und die Differenzwerte werden miteinander multipliziert, so daß Spannungswerte erhalten werden, die den wahren Penicillinkonzentrationen in der Fermentationslösung entsprechen. Gleichzeitig mit der Berechnung wird durch das Meßvorrichtungsteil (24) der Spannungswert für die Kalibrierkonzentration von 3OmM Penicillin Q pro Liter Kalibrierpuffer aus dem Zwischenspeicher (25) abgerufen und im letzten Berechnungsschritt das Ergebnis der Konzentrationsbestimmung von Penicillin Q in Fermentationslösungen durch einen Vergleich des gemessenen und korrigierten Spannungswertes mit dem Spannungswert für dio bekannte Kalibrierkonzentration ermittelt. Dieses durch Vergleich erhaltene Meßergebnis wird zum Abschluß des Meßvorganges über das Anzeigerät (27) digital oder über das Dokumentationsgerät (28), das ein Drucker oder Monitor sein kann, in Konzentrationseinheiten pro Volumoneinheit - aber auch nach entsprechender Kalibrierung oder Umrechnung in Aktivitätseinheiten pro Volumeneinheit- angezeigt bzw. ausgegeben. Mit der beschriebenen Meßvorrichtung wurden bei der Penicillinbestimmung folgende Lel°t'jngsparameter erreicht:Meßablaufprogramm that after each via the data input unit (4) to be initiated triggering a measurement process, the measuring cell emptied and filled again with measuring solution. The calculation of the penicillin concentration contained in the fermentation solution is carried out by the device for measuring value processing and result formation (24) integrated into the control and evaluation unit (4), which stores the values of the correction factor for the biosensor system (7) and retrieves the difference values as a result of the sample measurements. The value of the correction factor and the difference values are multiplied together to obtain voltage values corresponding to the true penicillin concentrations in the fermentation solution. Simultaneously with the calculation, the voltage value for the calibration concentration of 3OmM penicillin Q per liter calibration buffer is retrieved from the buffer (25) by the measuring device part (24) and in the last calculation step the result of the concentration determination of penicillin Q in fermentation solutions by comparing the measured and corrected Voltage value determined with the voltage value for the known calibration concentration. This measurement result obtained by comparison is at the end of the measurement process via the display device (27) digitally or via the documentation device (28), which may be a printer or monitor, in concentration units per unit volume - but also after appropriate calibration or conversion into activity units per unit volume- displayed or output. With the measuring device described, the following parameters of the penicillin determination were achieved:

- Ansprechzeit des Biosensorsystems (7): 2 bis 5 Sekunden- Response time of the biosensor system (7): 2 to 5 seconds

- Meßzeit für eine Meßprobe einschließlich Eich- und Spülvorgänge: 15 bis 20 Sekunden- Measurement time for a sample including calibration and rinsing: 15 to 20 seconds

- Variationskoeffizient (20 Proben): ^2%- Coefficient of variation (20 samples): ^ 2%

- Geradengleichung für den Methodenvergleich (Regressionsanalyse für 25 Proben): Y = (1,017 ± 0,049) χ - (1,135 ± 1,180)- Line equation for the method comparison (regression analysis for 25 samples): Y = (1,017 ± 0,049) χ - (1,135 ± 1,180)

- Korrelationskoeffizient: r (xy) = 0,9911.- Correlation coefficient: r (xy) = 0.9911.

Beispiel 2Example 2 Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung wird benutzt zur Bestimmung von Harnstoff in Serum. Meßprinzip und MeßablaufThe measuring device according to the invention is used for the determination of urea in serum. Measuring principle and measuring procedure

entsprechen den in Beispiel 1 beschriebenen. Die pH-sensitive Oberfläche des Meßsensors (15) des Biosensorsystems (7)wurde mit Urease beschichtet, während der Meßsensor (16) auch in diesem Falle unbeschichtet bleibt. Als Meßlösung wird einevon der Dialyse mit der künstlichen Niere her bekannte Dialyselösung verwendet, deren pH-Wert 7,4 ist. Der Korrekturfaktor fürdas Biosensorsystem (7) wird mit einer 0,015η Natronlauge bestimmt. Kalibriert wird das Meßsystem (1) mit einer10 millimolaren Harnstoffkalibrierlösung.correspond to those described in Example 1. The pH-sensitive surface of the measuring sensor (15) of the biosensor system (7) was coated with urease, while the measuring sensor (16) remains uncoated in this case. As the measuring solution, a dialysis solution known from dialysis with the artificial kidney whose pH is 7.4 is used. The correction factor for the biosensor system (7) is determined with a 0.015 N sodium hydroxide solution. The measuring system (1) is calibrated with a 10 millimolar urea calibration solution.

Folgende Leistungsparameter wurden bei der Harnstoffbestimmung erreicht:The following performance parameters were achieved in the determination of urea:

- Ansprechzeit des Biosensorsystems (7): 10 bis 15 Sekunden- Response time of the biosensor system (7): 10 to 15 seconds

- Meßzeit für eine Meßprobe: <30 Sekunden- Measurement time for a sample: <30 seconds

Die analytischen Parameter entsprechen denen des Beispiels 1.The analytical parameters correspond to those of Example 1. Beispiel 3Example 3

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung wird benutzt zur Bestimmung von Disacchariden in Gegenwart von Glukose. Bei der Saccharosebestimmung in Gegenwart von Glukose sieht das Biosensorsystem (7) wie nachfolgend beschrieben aus. Die Meßsensoren (15) und (16) sind Sauerstoff oder seine Reduktionsprodukte messende Sensoren mit Refarenzsensor (17) und mit entsprechenden, die Meßsignale bildenden, kommerziellen Bauteilen. Der Meßsensor (15) ist beschichtet mit einer Enzymmembran, die Saccharase (Invertase), Mutarotase und Glukoseoxidase enthält, der Sensor (16) hingegen ist nur mit einer Glukoseoxidase enthaltenden Membran, die gegebenenfalls noch Mutarotase enthalten kann, beschichtet. Als Meßlösung dient ein Phosphatpuffer (0,1 mol/l) vom pH-Wert im Bereich von 6 bis 7,5. Der Korrekturfaktor für das Biosensorsystem (7) wird mit einer Glukoselösung (1OmM) bestimmt, und kalibriert wird mit einer Saccharoselösung (1OmM). Zur Ergebnisbiidung wird die 1 .Ableitung des Stromes nach der Zeit des Maximalwertes des Meßstromes als Meßsignal herangezogen. Innerhalb von 10 bis 15 Sekunden steht das Meßergebnis zur Verfügung, und die Gesamtmeßzeit für eine Meßprobe beträgt weniger als 30 Sekunden.The measuring device according to the invention is used for the determination of disaccharides in the presence of glucose. In sucrose determination in the presence of glucose, the biosensor system (7) looks like described below. The measuring sensors (15) and (16) are oxygen or sensors measuring its reduction products with a refractory sensor (17) and with corresponding commercial components forming the measuring signals. The measuring sensor (15) is coated with an enzyme membrane containing sucrase (invertase), mutarotase and glucose oxidase, the sensor (16), however, is coated only with a glucose oxidase-containing membrane, which may optionally contain mutarotase. The measuring solution used is a phosphate buffer (0.1 mol / l) of pH in the range from 6 to 7.5. The correction factor for the biosensor system (7) is determined with a glucose solution (10 mM) and calibrated with a sucrose solution (10 mM). For the result the 1 .Ableitung of the current is used after the time of the maximum value of the measuring current as a measuring signal. Within 10 to 15 seconds, the measurement result is available and the total measurement time for a sample is less than 30 seconds.

Biosensorsysteme (7) der Meßvorrichtung mit gleichen Leistungsparametern können zur Bestimmung anderer Disaccharide wie Laktose oder Maltose herangezogen werden, wenn die Enzymzusammensetzung des Sensors (15) verändert wird bei unverändertem Sensor (16). Zur Bestimmung von Laktose besteht die Enzymmembran des Meßsensors (15) aus den immobilisierten Enzymen ß-Galaktosidase, Mutarotase und Glukoseoxidase und für die Maltosebestimmung aus den immobilisierten Enzymen Glukoamylase, Mutarotase und Glukoseoxidase. während der Meßsensor (16) wie beim Beispiel der Saccharosebestimmung aufgebaut ist.Biosensor systems (7) of the measuring device with the same performance parameters can be used to determine other disaccharides, such as lactose or maltose, if the enzyme composition of the sensor (15) is changed with the sensor (16) unchanged. For the determination of lactose, the enzyme membrane of the measuring sensor (15) consists of the immobilized enzymes β-galactosidase, mutarotase and glucose oxidase and for the determination of maltose from the immobilized enzymes glucoamylase, mutarotase and glucose oxidase. while the measuring sensor (16) is constructed as in the example of sucrose determination.

Claims (15)

1. Meßvorrichtung zur automatischen Bestimmung der Konzentration von Substraten von Biokatalysatoren mittels Biosensoren, gekennzeichnet durch ein kalibriertes, rechnergesteuertes Meßsystem (1), das aus einerthermostatierbaren Durchflußmeßzelle (5) mit Rührung (6), einem in die Meßzelle eintauchenden Biosensorsystem (7), welches aus einem mit mindestens einem Biokatalysator beschichteten, elektrochemischen Sensor (15), einem zweiten unbeschichteten oder mit mindestens einem Biokatalysator beschichteten, elektrochemischen Sensor (16) und einem gemeinsamen, elektrochemischen Referenzsensor (17) besteht, einer Meßzellenzuflußleitung (8) mit Steuerventil (9) und Dosiervorrichtung (10) für die in einem Vorratsbehälter (11) befindliche Meßlösung, einer Meßzellenabflußleitung (12) mit Steuerventil (13) und Absaugvorrichtung (14) besteht und das über einen Analog-Digital-Wandler (2) mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (3) verbunden ist, die mit einer Dateneingabeeinheit (4) und einem Anzeige- (27) und/oder einem Dokumentiergerät (28) gekoppelt ist.1. A measuring device for automatic determination of the concentration of substrates of biocatalysts by means of biosensors, characterized by a calibrated, computer-controlled measuring system (1) comprising a thermostatable flow measuring cell (5) with stirring (6), a dipping into the measuring cell biosensor system (7) comprising an electrochemical sensor (15) coated with at least one biocatalyst, a second electrochemical sensor (16) coated with at least one biocatalyst and a common, electrochemical reference sensor (17), a measuring cell inflow line (8) with control valve (9) and metering device (10) for the in a reservoir (11) located measuring solution, a Meßzellenabflußleitung (12) with control valve (13) and suction device (14) and that via an analog-to-digital converter (2) with a control and evaluation (3) connected to a data input unit (4) and d is coupled to a display (27) and / or a documentation device (28). 2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (3) aus einer Meßzeiteinrichtung (18), einer Zeitablaufsteuerung (19), einer Meßablaufsteuerung (20), einem Probenerkennungssystem (21), einer Kalibrier- und Meßvorgangssteuerung (22), einem Me.ßwertaufnahmesystem (23), einer Vorrichtung zur Meßwertverarbeitung und Ergebnisbildung (24), einem Zwischenspeicher (25), einem Erkennungssystem für den Aktivitätszustand der Sensoren (26) und einem Stromversorgungssystem (29) besteht.2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the control and evaluation unit (3) from a measuring time means (18), a timing control (19), a Meßablaufsteuerung (20), a sample recognition system (21), a calibration and Meßvorgangssteuerung ( 22), a measured value acquisition system (23), a device for processing measured values and results (24), a buffer (25), an activity state detection system of the sensors (26) and a power supply system (29). 3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (15) und (16) ionenselektive Sensoren zum Beispiel pH-Elektroden oder pH-sensitive, ionenselektive Feldeffekttransistoren, Sauerstoffelektroden vom Typ der Clark-Elektroden beziehungsweise gleiche Eigenschaften besitzende und mit Mediatoren modifizierte Elektroden oder zur Messung von Leitfähigkeiten befähigte Elektroden sind.3. Measuring device according to claim 1, characterized in that the sensors (15) and (16) ion-selective sensors, for example, pH electrodes or pH-sensitive, ion-selective field effect transistors, oxygen electrodes of the type of Clark electrodes or the same properties possessing and modified with mediators Electrodes or electrodes capable of measuring conductivities are. 4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß pH-Elektroden oder pH-sensitive, ionenselektive Feldeffekttransistoren mit Biokatalysatoren immobilisiert sind, die in ihrer biokatalytischen Wirkung nach Zugabe der zu bestimmenden Substrate zur Meßlösung zu pH-Änderungen führen.4. Measuring device according to claim 1 and 3, characterized in that pH electrodes or pH-sensitive, ion-selective field effect transistors are immobilized with biocatalysts, which lead in their biocatalytic activity after addition of the substrates to be determined to the measurement solution to pH changes. 5. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoffelektroden vom Typ der Clark-Elektroden oder gleiche Eigenschaften besitzende und mit Mediatoren modifizierte Elektroden mit Biokatalysatoren immobilisiert sind, die in ihrer biokatalytischen Wirkung nach Zugabe der zu bestimmenden Substrate zur Meßlösung Sauerstoff verbrauchen oder bilden.5. Measuring device according to claim 1 and 3, characterized in that oxygen electrodes of the type of Clark electrodes or properties possessing and modified with mediators electrodes are immobilized with biocatalysts which consume oxygen in their biocatalytic activity after addition of the substrates to be determined for measuring solution or form. 6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Leitfähigkeiten messende Elektroden mit Biokatalysatoren immobilisiert sind, die in ihrer biokatalytischen Wirkung nach Zugabe der zu bestimmenden Substrate zur Meßlösung Ionen - ausgenommen Wasserstoffionen -verbrauchen oder bilden.6. Measuring device according to claim 1 and 3, characterized in that conductance measuring electrodes are immobilized with biocatalysts in their biocatalytic activity after addition of the substrates to be determined to the measuring solution ions - except hydrogen ions -verbrauchen or form. 7. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzeiteirtrichtung (18) so dimensioniert ist, daß die Meßzeiten frei wählbar, vorzugsweise von 2 bis 60 Sekunden eingestellt sind.7. Measuring device according to claim 2, characterized in that the Meßzeiteirtrichtung (18) is dimensioned so that the measuring times are freely selectable, preferably set from 2 to 60 seconds. 8. Meßvorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von Penicillin in Meßproben, vorzugsweise in Fermentationslösungen, nach Anspruch 1 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Biosensorsystem (7) im rechnergesteuerten Meßsystem (1) aus einer pH-Elektrode oder einem pH-sensitiven, ionenselektiven Feldeffekttransistor (15), die mit einem Penicilline spaltenden Enzym beschichtet sind, einer unbeschichteten pH-Elektrode oder einem unbeschichteten, pH-sensitiven, ionenselektiven Feldeffekttransistor (16) und einer gemeinsamen Referenzelektrode (17) besteht und die Meßzeiteinrichtung (18) auf eine Meßzeit von kleiner oder gleich 20 Sekunden eingestellt ist.8. Measuring device for determining the concentration of penicillin in test samples, preferably in fermentation solutions, according to claim 1 to 4 and 7, characterized in that the biosensor system (7) in the computer-controlled measuring system (1) from a pH electrode or a pH-sensitive, Ion-selective field effect transistor (15) coated with a penicillin-cleaving enzyme, an uncoated pH electrode or an uncoated, pH-sensitive, ion-selective field effect transistor (16) and a common reference electrode (17) and the measuring time means (18) to a measuring time is set to less than or equal to 20 seconds. 9. Meßvorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von Harnstoff in Meßproben, vorzugsweise in Serum, nach Anspruch 1 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Biosensorsystem (7) im rechnergesteuerten Meßsystem (1) aus einer pH-Elektrode oder einem pH-sensitiven, ionenselektiven Feldeffekttransistor (15),.die mit Urease beschichtet sind, einer unbeschichteten pH-Elektrode oder einem unbeschichteten, pH-sensitiven, ionenselektiven Feldeffekttransistor (16) undeiner gemeinsamen Referenzelektrode (17) besteht und die Meßzeiteinrichtung (18) auf eine Meßzeit von kleiner oder gleich 30 Sekunden eingestellt ist.9. Measuring device for determining the concentration of urea in test samples, preferably in serum, according to claim 1 to 4 and 7, characterized in that the biosensor system (7) in the computer-controlled measuring system (1) from a pH electrode or a pH-sensitive, ion-selective field effect transistor (15) coated with urease, an uncoated pH electrode or an uncoated, pH-sensitive, ion-selective field effect transistor (16) and a common reference electrode (17) and the measuring time means (18) for a measuring time of less than or equal to is set equal to 30 seconds. 10. Meßvorrichtung zur Bestimmung von glukosehaltigen Disacchariden in Gegenwart von Glukose nach Anspruch 1 bis 3,5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Biosensorsystem (7) im rechnergesteuerten Meßsystem (1) aus einer Sauerstoffelektrode vom Typ der Clark-Elektroden oder einer gleiche Eigenschaften besitzenden und mit Mediatoren modifizierten Elektrode (15), die zur Glukosebildung mit einem Disaccharide spaltenden Enzym und zusätzlich mit Glukoseoxidase und gegebenenfalls Mutarotase beschichtet ist, einer Sauerstoffelektrode vom Typ der Clark-Elektrode oder eine gleiche Eigenschaften besitzende und mit Mediatoren modifizierte Elektrode (16), die mit Glukoseoxidase und gegebenenfalls mit Mutarotase beschichtet ist und einer Referenzelektrode (17) besteht und die Meßzeiteinrichtung (18) auf eine Meßzeit von kleiner oder gleich 30 Sekunden eingestellt ist.10. Measuring device for the determination of glucose-containing disaccharides in the presence of glucose according to claim 1 to 3,5 and 7, characterized in that the biosensor system (7) in the computer-controlled measuring system (1) of an oxygen electrode of the type Clark electrodes or a similar properties possessing and mediator-modified electrode (15), which is coated to form glucose with a disaccharide-cleaving enzyme and additionally with glucose oxidase and optionally mutarotase, an oxygen electrode of the Clark-electrode type or an equal-possessing and mediator-modified electrode (16), which is coated with glucose oxidase and optionally with mutarotase and a reference electrode (17) and the measuring time means (18) is set to a measuring time of less than or equal to 30 seconds. 11. Verfahren zur automatischen Bestimmung der Konzentration von Substraten von Biokatalysatoren mittels einer Meßvorrichtung mit einem Biosensorsystem, dessen Biosensoren mit immobilisierten Biokatalysatoren in eine gepufferte Meßlösung eintauchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlösung, die auf eine Pufferkonzentration von 2,0 bis 10~6mol/l mit einem pH-Wert in der Nähe des pH-Optimums des jeweils immobilisierten Biokatalysators eingestellt ist, aus einem Vorratsbehälter in eine Meßzelle gepumpt wird, der Vorgang zum Erreichen konstanter, elektrischer Ausgangssignale der Sensoren gegebenenfalls bis zu fünfmal im Wechsel mit Leeren der Meßzelle wiederholt wird und gegebenenfalls bei nichtkonstanten Ausgangssignalen ein Sensorwechsel erfolgt, daß bei konstanten Ausgangssignalen die Meßzeit über eine Dateneingabeeinheit einer Meßzeiteinrichtung und einer Steuer- und Auswerteeinheit mitgeteilt wird, daß anschließend zur Bestimmung eines Korrekturfaktors für ein unterschiedliches Ansprechverhalten der Sensoren des Meßsystems die Lösung einer Störsubstanz zur Meßlösung zugegeben wird, die Meßlösung durchmischt wird und nach Erfassung der ersten Meßsignaländerungen an den Sensoren durch ein Probenerkennungssystem, das mit den Sensoren des Meßsystems über einen Analog-Digital-Wandler verbunden ist, der Meßzeitbeginn durch eine in die Meßzeiteinrichtung integrierte Zeitablaufsteuerung ausgelöst wird, nach Ablauf der programmierten Meßzeit der Meßvorgang ebenfalls durch die Zeitablaufsteuerung abgebrochen wird, die Meßsignale danach in ein Meßwertaufnahmesystem gelang' n, ein Korrekturfaktor für das Sensorsystem berechnet und dieser in einem Zwischenspeicher abgelegt wird, anschließend die Meßzelle geleert und erneut mit Meßlösung zur Herstellung der konstanten Grundzustände der Sensoren gefüllt wird, gegebenenfalls die Sensoren nach fünfmaligem Füllen und Leeren der Meßzelle infolge nichtkonstanter Grundzustände gewechselt werden und der Meßvorgang von Beginn an wiederholt wird, daß bei Erreichen konstanter Grundzustände die Meßzelle zur Kalibrierung mit der Lösung definierter Mengen an zu bestimmenden Substraten der Biokatalysatoren zwischen 2 und 50mmol Substrat pro Liter mit Meßlösung gefüllt wird, die Kalibrierwerte über die Dateneingabeeinheit der Steuer- und Auswerteeinheit mitgeteilt und im Zwischenspeicher abgelegt werden, daß nach Zudosierung der Kalibrierlösung die die Substrate der Biokatalysatoren enthaltende Meßlösung durchmischt wird, durch das Probenerkennungssystem der Meßbeginn gestartet und die Meßzeit auch beendet wird, die Meßsignale für die Kalibrierkonzentration durch das Meßwertaufnahmesystem aufgenommen und ebenfalls im Zwischenspeicher abgelegt werden, daß anschließend die Grundzustände der " Sensoren des Meßsystems durch bis zu fünfmaliges Spülen mit der Meßlösung, gegebenenfalls durch Sensorwechsel, wieder hergestellt werden, gegebenenfalls der Kalibriervorgang mit der Bestimmung des Akiivitätszustandes der Biosensoren des Meßsystems verbunden wird, wobei ein zu erreichender Mindestwert der elektrischen Meßsignale für die Kalibrierkonzentration der Kalibrierlösung, der ebenfalls im Zwischenspeicher abgespeichert ist, durch das Probenerkennungssystem mit dem gemessenen Signal für die Kalibrierkonzentration vorglichen wird und bei Nichterreichen dieses Mindestwertes die Aufforderung zum Wechsel der Biosensoren des Meßsystems erfolgt, daß bei Vorliegen eines ausreichenden Aktivitätozustandes der Biosensoren dann die Probendosierung der zu bestimmenden Substrate der Biokatalysatoren zur Meßlösung erfolgt, diese durchmischt wird, die wie oben beschrieben erhaltenen Werte der elektrischen Meßsignale nach Probenzugabe für den ersten und zweiten Sensor vom Meßwertaufnahmesystem aufgenommen werden, durch eine Vorrichtung zur Meßwertverarbeitung und Ergebnisbildung daraus die Differenz aus den Meßsignalen vom ersten Sensor und zweiten Sensor gebildet wird und dieser Differenzwert aus den Meßsignalen beider Sensoren im Zwischenspeicher abgelegt wird, daß danach die Berechnung der Konzentration der Substrate der Biokatalysatoren in der Meßlösung erfolgt, indem durch die in die Steuer- und11. A method for automatically determining the concentration of substrates of biocatalysts by means of a measuring device with a biosensor system whose biosensors with immobilized biocatalysts immersed in a buffered measurement solution, characterized in that the measurement solution, which has a buffer concentration of 2.0 to 10 ~ 6 mol / l is set with a pH close to the pH optimum of each immobilized biocatalyst, is pumped from a reservoir into a measuring cell, the process to achieve constant, electrical output signals of the sensors optionally up to five times in alternation with emptying the measuring cell is repeated and, where appropriate, at non-constant output signals, a sensor change takes place, that at constant output signals, the measuring time via a data input unit of a measuring time and a control and evaluation is communicated that subsequently for determining a correction factor for an unt different response of the sensors of the measuring system, the solution of an interfering substance is added to the measuring solution, the measuring solution is mixed and after detection of the first Meßsignaländerungen to the sensors by a sample detection system, which is connected to the sensors of the measuring system via an analog-to-digital converter, the measuring time start is triggered by an integrated into the measuring time means timing control, after the programmed measuring time of the measuring operation is also canceled by the timing control, the measuring signals then succeeded in a Meßwertaufnahmesystem, calculates a correction factor for the sensor system and this is stored in a buffer, then the Emptied measuring cell and filled again with measuring solution for producing the constant ground states of the sensors, if necessary, the sensors after five times filling and emptying of the measuring cell due to non-constant ground conditions change t and the measurement process is repeated from the beginning that the measuring cell is filled for calibration with the solution of defined amounts of substrates to be determined substrates of biocatalysts between 2 and 50mmol substrate per liter of measuring solution, the calibration values on the data input unit of the control communicated and stored in the buffer that after metering the calibration solution which contains the substrates of the biocatalysts measuring solution is mixed, started by the sample detection system, the measurement start and the measurement time is terminated, the measurement signals for the calibration by the Meßwertaufnahmesystem recorded and also in the Buffer are stored, that then the ground states of the "sensors of the measuring system by up to five times rinsing with the measuring solution, possibly by sensor change, are restored, possibly the caliber is connected to the determination of Akiivitätszustandes the biosensors of the measuring system, wherein to be reached a minimum value of the electrical measurement signals for the calibration concentration of the calibration solution, which is also stored in the buffer is detected by the sample detection system with the measured signal for the calibration concentration and failing to achieve this Minimum value is the request to change the biosensors of the measuring system, that in the presence of a sufficient activity state of the biosensors then the sample dosing of the substrates to be determined of the biocatalysts to the measurement solution, this is mixed, the obtained as described above values of the electrical measurement signals after sample addition for the first and second sensor are received by the Meßwertaufnahmesystem, by a device for measured value processing and result formation thereof, the difference between the measured signals from the first sensor u nd second sensor is formed and this difference value is stored from the measurement signals of both sensors in the buffer, that then the calculation of the concentration of the substrates of the biocatalysts in the measurement solution is carried out by the in the control and Auswerteeinheit integrierte Vorrichtung zur Meßwertverarbeitung und Ergebnisbildung aus dem Zwischenspeicher die Werte für die Korrekturfaktoren und die Differenzwerte als Ergebnis der Probenmessungen abgerufen werden, beide Werte miteinander multipliziert werden, diese den zu bestimmenden Konzentrationen der Substrate der Biokatalysatoren entsprechenden, korrigierten Meßsignalwerte mit den Meßsignalwerten für die Kalibrierkonzentrationen verglichen werden und daß die auf diese Weise ermittelten Konzentrationswerte für die Substrate von . Biokatalysatoren in Probelösungen über ein Anzeigegerät digital oder über ein Dokumentationsgerät in Konzentrationseinheiten pro Volumeneinheit, gegebenenfalls nach entsprechender Eichung auch in Aktivitätseinheiten pro Volumeneinheit oder Mengeneinheit, angezeigt beziehungsweise ausgegeben werden.Evaluation unit integrated device for measured value processing and result generation from the intermediate memory, the values for the correction factors and the difference values are retrieved as a result of the sample measurements, both values are multiplied together, these corresponding to the determined concentrations of the substrates of the biocatalysts, corrected Meßsignalwerte with the measured signal values for the calibration concentrations and that the concentration values for the substrates of. Biocatalysts in sample solutions via a display device digitally or via a documentation device in concentration units per unit volume, optionally after appropriate calibration in activity units per unit volume or unit of quantity, are displayed or output. 12. Verfahren zur Bestimmung von Penicillin nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ermittlung des Korrekturfaktors mit einer Mineralsäure, vorzugsweise einer 0,01 η Salzsäure und die Kalibrierung mit einer Penicülinlösung, vorzugsweise 30mmol Penicillin G/l Pufferlösung durchführt, wobei die Pufferkonzentration in der Meßlösung im Bereich von 0,0001 mol/i bis 0,01 mol/l liegt, der pH-Wert der Meßlösung im Bereich von 6,0 bis 8,1 und die Meßzeit kleiner oder gleich 20 Sekunden beträgt.12. A method for the determination of penicillin according to claim 11, characterized in that one carries out the determination of the correction factor with a mineral acid, preferably a 0.01 η hydrochloric acid and the calibration with a penicillin solution, preferably 30mmol penicillin g / l buffer solution, wherein the buffer concentration in the measuring solution is in the range of 0.0001 mol / i to 0.01 mol / l, the pH of the measuring solution in the range of 6.0 to 8.1 and the measuring time is less than or equal to 20 seconds. 13. Verfahren zur Bestimmung von Harnstoff nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ermittlung des Korrekturfaktors mit einer Base, vorzugsweise einer 0,015 η Natronlauge und die Kalibrierung mit einer Harnstofflösung, vorzugsweise lOmmol Harnstoff/l Pufferlösung durchführt, wobei die Pufferkonzentration in der Meßlösung im Bereich von 0,001 mol/l bis 0,005 mol/l liegt, der pH-Wert der Meßlösung im Bereich von 6,8 bis 7,4 und die Meßzeit kleiner oder gleich 30 Sekunden beträgt.13. A method for the determination of urea according to claim 11, characterized in that one carries out the determination of the correction factor with a base, preferably a 0.015 η sodium hydroxide solution and the calibration with a urea solution, preferably lOmmol urea / l buffer solution, wherein the buffer concentration in the measurement solution in the range of 0.001 mol / l to 0.005 mol / l, the pH of the measuring solution in the range of 6.8 to 7.4 and the measuring time is less than or equal to 30 seconds. 14. Verfahren zur Bestimmung von Disacchariden wie Saccharose, Lactose, Maltose nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ermittlung des Korrekturfaktors mit einer Glukoselösung, vorzugsweise 10 mol Glukose/l Pufferlösung und die Kalibrierung mit einer Disaccharidlösung, vorzugsweise 10mol Disaccharid/I Pufferlösung durchführt, wobei die Pufferkonzentration in der Meßlösung im Bereich von 0,001 mol/l bis 2 mol/l liegt, der pH-Wert der Meßlösung im Bereich von 6,0 bis 7,5 und die Meßzeit kleiner oder gleich 30 Sekunden beträgt.14. A method for the determination of disaccharides such as sucrose, lactose, maltose according to claim 11, characterized in that the determination of the correction factor with a glucose solution, preferably 10 mol glucose / l buffer solution and the calibration with a disaccharide solution, preferably 10 mol disaccharide / I buffer solution wherein the buffer concentration in the measuring solution is in the range of 0.001 mol / l to 2 mol / l, the pH of the measuring solution in the range of 6.0 to 7.5 and the measuring time is less than or equal to 30 seconds. 15. Verfahren nach den Ansprüchen 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Kalibrierlösungen die definierten Konzentrationen der Substrate der Biokatalysatoren zur Kalibrierung des Meßsystems in Kalibrierpuffern oder Kalibrierlösungen mit einer Pufferkapazität aufgelöst werden, die sich aus den durch Titration bestimmton Mittelwerten der unterschiedlichen Pufferkapazitäten der zu vermessenden Proben mit den unbekannten Konzentrationen der Substrate der Biokatalysatoren ergibt.15. The method according to claims 11 to 14, characterized in that for the preparation of the calibration solutions, the defined concentrations of the substrates of the biocatalysts for calibration of the measuring system in calibration buffers or calibration solutions are dissolved with a buffer capacity, which is determined by the titration bestimmton averages the different buffer capacities gives the samples to be measured with the unknown concentrations of the substrates of the biocatalysts. Hierzu 1 Seite Zeichnungen
Anwendungsgebiet der ErfindungFor this 1 page drawings
Field of application of the invention Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Konzentrationsbestimmung von Substraten biokatalytischer Reaktionen. Die Erfindung wird eingesetzt zur quantitativen Bestimmung solcher Substrate, die in Chemie, Biochemie, Biotechnologie, Pharmazie, Medizin und Umweltschutz Bedeutung besitzen. 'The invention relates to a measuring device and a method for automatic concentration determination of substrates of biocatalytic reactions. The invention is used for the quantitative determination of such substrates, which are important in chemistry, biochemistry, biotechnology, pharmacy, medicine and environmental protection. '
DD32884589A 1989-05-24 1989-05-24 Measuring apparatus and method for automatically determining the concentration of biocatalyst substrates DD301250A7 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD32884589A DD301250A7 (en) 1989-05-24 1989-05-24 Measuring apparatus and method for automatically determining the concentration of biocatalyst substrates
DE19904011428 DE4011428A1 (en) 1989-05-24 1990-04-09 Bio-catalyst substrate concn. determn. - based on potentiometric and amperometric cell with bio-tensions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD32884589A DD301250A7 (en) 1989-05-24 1989-05-24 Measuring apparatus and method for automatically determining the concentration of biocatalyst substrates

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DD301250A7 true DD301250A7 (en) 1992-11-05

Family

ID=5609362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DD32884589A DD301250A7 (en) 1989-05-24 1989-05-24 Measuring apparatus and method for automatically determining the concentration of biocatalyst substrates

Country Status (2)

Country Link
DD (1) DD301250A7 (en)
DE (1) DE4011428A1 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4240068C1 (en) * 1992-11-28 1994-06-01 Prominent Dosiertechnik Gmbh Electrochemical sensor
US7494816B2 (en) 1997-12-22 2009-02-24 Roche Diagnostic Operations, Inc. System and method for determining a temperature during analyte measurement
CA2310021C (en) 1997-12-22 2005-02-15 Roche Diagnostics Corporation An apparatus and method for determining the concentration of a component in a fluid
US8071384B2 (en) 1997-12-22 2011-12-06 Roche Diagnostics Operations, Inc. Control and calibration solutions and methods for their use
US8058077B2 (en) 2003-06-20 2011-11-15 Roche Diagnostics Operations, Inc. Method for coding information on a biosensor test strip
US7645421B2 (en) 2003-06-20 2010-01-12 Roche Diagnostics Operations, Inc. System and method for coding information on a biosensor test strip
US7718439B2 (en) 2003-06-20 2010-05-18 Roche Diagnostics Operations, Inc. System and method for coding information on a biosensor test strip
US7452457B2 (en) 2003-06-20 2008-11-18 Roche Diagnostics Operations, Inc. System and method for analyte measurement using dose sufficiency electrodes
US7645373B2 (en) 2003-06-20 2010-01-12 Roche Diagnostic Operations, Inc. System and method for coding information on a biosensor test strip
US8148164B2 (en) 2003-06-20 2012-04-03 Roche Diagnostics Operations, Inc. System and method for determining the concentration of an analyte in a sample fluid
US8206565B2 (en) 2003-06-20 2012-06-26 Roche Diagnostics Operation, Inc. System and method for coding information on a biosensor test strip
US7569126B2 (en) 2004-06-18 2009-08-04 Roche Diagnostics Operations, Inc. System and method for quality assurance of a biosensor test strip
CN109725040A (en) * 2019-03-06 2019-05-07 昆山福拉特自动化设备有限公司 Concentration of silver ions on-line measurement device in a kind of mixed acid solution

Also Published As

Publication number Publication date
DE4011428A1 (en) 1990-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69025470T2 (en) ELECTRICAL ENCYME SENSOR ELECTRODE AND THEIR PRODUCTION METHOD
DE3779967T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS.
DE69832572T2 (en) Biosensor and method for quantitative measurement of a substrate
DE3784734T2 (en) ENZYMATIC SENSOR.
DE69822949T2 (en) Method for the quantitative measurement of a substrate
DE102005003911B4 (en) Method for measuring the concentration or concentration change of a redox-active substance and associated device
DE3805773A1 (en) ENZYME ELECTRODE SENSORS
DD301250A7 (en) Measuring apparatus and method for automatically determining the concentration of biocatalyst substrates
DE3882723T2 (en) Process for the production of enzyme electrodes.
DE2926647A1 (en) INDUSTRIAL MOLECULE SELECTIVE SENSOR AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
DE3784562T2 (en) ENZYME SENSOR.
DE102011007918B4 (en) Biosensor, monitor, program and method
DE2415997A1 (en) BIOCHEMICAL TEMPERATURE-SENSITIVE SENSOR DEVICE AND METHOD FOR MEASURING REACTION AGENT CONCENTRATIONS WITH IT
EP1910831B1 (en) Method and system for determining the concentration of an analyte/enzyme complex or of an analyte/enzyme conjugate, especially for the electrochemical detection of the analyte
EP0546032B1 (en) Immobilization of organic macromolecules or biopolymers in a polymer membrane
DE4310322C2 (en) Assay device and method
DE4132441C2 (en) Thick-film conductivity electrodes as a biosensor
DE2926167C2 (en) Molecular selective sensor
EP0863995B1 (en) Improved method for determining lipase
DE68919426T2 (en) Enzyme electrode for measuring malto-oligosaccharides and measuring device therefor.
DE3851025T2 (en) Method and device for the determination of two different substances in a sample using enzyme electrodes.
DE4216980C2 (en) Immunosensory detection method
DE2551004A1 (en) Determn. of glucose by oxidn. on supported glucose oxidase - and polarographic determn. of hydrogen peroxide formed, esp. for analysis of blood serum
DE10212570B4 (en) Amperometric thick-film biosensor for determining the hydrogen peroxide concentration in a solution and method for producing the sensor
DE10312296B4 (en) Reagent biosensor for detection of nitriles and cyanides

Legal Events

Date Code Title Description
NAC Public notice for inspection of provisional exclusive patent accord. to par 18/2 dd-patg.