DE1598809B2 - Diagnostiziermittel fuer glukose in fluessigkeiten - Google Patents
Diagnostiziermittel fuer glukose in fluessigkeitenInfo
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Description
Der Nachweis von Glukose in Körperfiüssigkeiten, wie Urin und Blut, ist ebenso wie die quantitative
Bestimmung in diesen von großer Bedeutung für Diabetiker, die ihre Diät hinsichtlich ihrer Zudereinnahri.e
kontrollieren und in dieser Hinsicht häufig überwacht werden müssen durch eine regelmäßige
Kontrolle des Glukosegehaltes in ihren Körperflüssigkeiten Ein Mittel für qualitative und quantitative
Glukosebestimmungen soll ebenso benutzt werden können Tür Routineanalysen von Körperflüssigkeiten
in Krankenhäusern und bei praktizierenden Ärzten, bei Programmen zur Frfassung der Diabetes sowie zur
Unterscheidung der Glukose von anderem Zucker
U- dgl.
Da die Frühdiagnose und fortgesetzte Kontrolle bei Diabetes sehr wichtig ist, muß ein für den Kliniker
geeigneter Glukosetest möglichst schnell und einfach und genügend empfindlich sein, um Unterschiede in
der Verfassung des Patienten wiederzugeben.
Diagnostiziermittel für Glukose in Flüssigkeiten, die auf einem saugfähigen Träger ein Enzym mit Glukoseoxydase-Aktivität,
eine Substanz mit Peroxydase-Aktivität einen Puffer sowie einen Farbindikator enthalten,
sind bekannt (deutsche Patentschrift 1 075 869, 1 121 848 und 1 171 847). Die Reaktionen beim enzymatischen
Nachweis von Glukose sind bekannt. GIukoseoxydase katalysiert die aerobe Oxydation der
Glukose unter bildung von Glukonsäure und Wasser-Stoffperoxid. Eine Verbindung mit Peroxydase-Aktivität
ist dann in der Lage, die Oxydation eines Indikators, wie z. B. o-Tolidin-dihydrochlorid, in Gegenwart
des von der Glukoseoxydase gebildeten Wasserstoffperoxids herbeizuführen. Die Menge an oxydiertem
Indikator und die dementsprechend resultierende Farbstärke steht in direkter Beziehung zu der in der
untersuchten Probe vorhandenen Glukosemenge.
In der USA.-Patentschrift 3 123 443 ist ein Diagnostiziermittel
beschrieben, das bisher zum Nachweis eier Glukose in Flüssigkeiten, wie Urin, benutzt wurde.
Es enthielt ein saugfähiges Material, das mit einem Reagenzgemisch getränkt war. Die Tränklösung enthielt
Glukoseoxydase, Peroxydase, o-Tolidin-dihydrochlorid als Indikator, einen Zitronensäure/Natrium- 6^
citrat-Puffer, Natriumalginat-Gclatine und Polyoxyäthylen-sorbitylmonooleat
als oberflächcnaktivus Mit-Gegenstand eines älteren Patents (deutsche Patentschrift
f 272 019) ist ferner bereits ein Diagnostiziermittel, welches Glukoseoxydase, Peroxydase, ein Puffersystem,
einen Farbindikator sowie Polyvinylpyrrolidon und ein Derivat eines Mischpolymerisats von
Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid, das sich von der Säureform oder der Teilesterform ableiten
kann, enthiilt.
Zwar stellen die oben beschriebenen Reagenzgemische
für das Diagnosliziermittcl einen deutlichen Fortschritt dar, doch weisen sie einige Nachteile Ki
der Herstellung und Anwendung auf. Sie waren in dem zur Herstellung der Tränklösung benutzten wäürigen
Alkohollösungsmittel nicht vollständig löslich, und wenn ein saugfähiges Material mit diesen Lösungen
getränkt und dann getrocknet wu:..e, so führte dies k-icht /u Diagnostiziermitteln, die einen kleine;.
Anteil sichtbarer einzelner Teilchen an der OK. flücK· aufwiesen. Wegen der damit vorhandene;
Ungenauigkeit .>ei der Beurteilung der gebildete!
Farbe sind solche Teilchen unerwünscht. Wird dir
Reagenzlösung auf ein saugfähiges Material mitu-;
eines Mundstückes mit kleinem Durchmesser g<bracht, -o neigen die ungelösten Feststoffteilche .
ferner da/u, die öffnung zu verstopfen und Kein
trachtigen damit eine gute Anwendung des Reagenz gemisches. Das frühere Diagnostiziermittel gem..κ
der ISA.-Patentschrift 3 121443 ermöglichte ferne.
keine ausreichende l'nters-heidung der von den:
Indikator gebildeten larbtiefe. um die gewünscht·:
genaue Feststellung von Glukosemengen bei geringen Glukosekonzentrationen zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Diagnostiziermittel herzustellen, dessen Oberfläche
frei ist von sichtbaren einzelnen leuchen und das außerdem im Vergleich zu früheren Reagenzien
verbesserte Bestimmungscharakteristika aufweist. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch
angegebene Erfindung gelöst.
Die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Diagnostiziermittels
benutzte Glukoseoxydase ist eine flüssige Glukoseoxydase, die im wesentlichen frei ist
von Katalase. Die flüssige Glukoseoxydase wird zweckmäßig in einer Form verwendet, die etwa
1000 Glukoseoxydasecinheiten pro Milliliter flüssige Glukoseoxydase enthält. Die GluKoseoxydaseeinheit
ist dem F.nzymchemikcr bekannt und definiert als die Menge an Glukoseoxydase, die die Oxydation eines
Glukosesubstrates mit 3,3 Gewichtsprozent Glukosemonohydrat, mit 10 6I Sauerstoff pro Minute bei
35 C. einem pH-Wert von 5,1 und nach einer Zeitdauer von 15 Minuten katalysiert. Neben dem genannten
Glukoseoxydasepräparat kann auch jedes andere flüssige Enzymsystem, das Glukoseoxydaseaktivität
besitzt, bei der dargelegten Erfindung benutzt werden.
Als Substanzen mi' peroxydativer Wirkung können bei der vorliegenden Erfindung verschiedene organische
und anorganische Stoffe benutzt werden, z. B. pflanzliche Pcroxydasen, wie Meerrettich-Peroxydase
und Kartoffel-Peroxydase, aber auch kleinere Mengen an Stoffen, die eine geringe Tönung oder einen definierten,
vorher bestimmbaren Farbuntergrund besitzen, wie normales Gesamtblut, rote Blutkörperchen,
lyophilisiertcs Gesamtblut und ähnliche Substanzen mit Oxyaasewirkung. Auch anorganische Verbindungen
mit Peroxydasewirkung können Verwendung finden, wie z. B. Mischungen aus Kaliumiodid und
Natriummolybdat oder andere Jodide, wie Natrii'mend
Ammoniurnjodide bzw. andere Molybdate, wie Natrium- und Ammoniun!molybdate. Darüber hinaus
können Urohemin und eine Anzahl anderer Porphyrin-Verbindungen mit Peroxydasewirkung benutzt
werden. Andere Verbindungen, die keine Enzyme sind, aber Peroxydaseaktivität besitzen, sind z. B.
Eisensuifocyanat, Eisentannat, Fcrri-ferrocyanid, Ka-Jiumchromsulfat
u. dgl.
Bei dem Mischpolymerisat aus Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid, das als Mischungskomponente
für das neue Diagnostiziermittel geeignet ist, handelt es sich um ein äquimolares Reaktionsprodukt
von Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid der Formel
OCH1
CH2-CH-CH-CH —
I I
O = C C= O
wobei »n« eine positive Zahl darstellt mit einem Wert, der im Falle einer Lösung von 1 Gewichtspro-Eent
Polymerisat in Methyläthylketon einer spezifischen Viskosität von etwa 0,1 bis 3,5 entspricht. Ein
solches Mischpolymerisat ist käuflich erhältlich. Löst man das Mischpolymerisat in Wasser auf, bildet es
ein Säurederivat mit der folgenden Formel
OCH3
CH2-CH-CH-CH
O = C
C== O
OH OH
Wird das Mischpolymerisat in Alkohol mit der Formel ROH aufgelöst, wobei R den organischen
Rest darstellt, so wird ein partieller Ester mit der folgenden Formel gebildet
OCH3
CH2-CH-CH-CH
C=O
OH OR
Da das erfindungsgemäße Diagnostiziermittel mittels wäßriger Alkohollösungen hergestellt wird, enthält
das Endprodukt entweder die Säure- oder die Teüesterform
oder ein Gemisch beider.
Als Indikator wird in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise o-Tolidin-dihydrochlorid benutzt. Dieser
Indikator liefert verschiedene Blau-Farbtiefen, wenn er durch Peroxydase in Gegenwart von Wasserstoffperoxyd,
das von der analysierten Glukose erhalten wird, oxydiert wird.
Das Reagenzgemihch, das bei dem vorliegenden
neuen Diagnostiziermittel für Glukose in Urin benutzt wird, sollte bei einem pH-Wert von etwa 4 bis 6,
vorzugsweise etwa 5, gehalten werden. Dieser pH wird durch das Zitronensäure/Natriumcilrat-Puffersystem
aufrechterhalten.
Durch die Anwesenheit der oben beschriebenen Mischpolymerisate wird die Farbtiefe des oxydierten
Indikators verbessert in Verbindung mit Polyvinylpyrrolidon mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht
von etwa 40 000, einem langkettigen Polymeren von 3,6-Anhydro-D-Galactose und sulfatisierten
D-Galactoseresten. Diese Farbverstärkung ist von Wert für die Unterscheidung verschiedener Farbstärken,
vor allem bei niedrigen Glukosegehalten (etwa Ί,; Gewichtsprozent). Dies ist beispielsweise
besonders wichtig bei einem Glukosetest, der zur Feststellung einer A nfang?diabetes verwendet werden
soll.
Das langkettige Polymerisat von 3,6-Anhydro-D-Gaiactose
und sulfatisierten D-Galactoseresten ist käuflich erhältlich. Das langkettige Po'ymerisat hat
ein Molekulargewicht von mehreren Hunderttausend. Um die gewünschten Lösungseigenschaften zu erhalten,
wurde als oberflächenaktives Mittel das im Handel erhältliche Natriumlauroylsarcosinat zugesetzt.
Vorzugsweise wird ein Farbstoff verwendet, um Tönungen der saugfähigen Komponente zu maskieren
und um eine Untergrundfarbe zu liefern, die zu der von dem Indikator gebildeten Farbe in Kontrast
steht. Zweckmäßigerweise wird eine rote Untergrundfarbe hierbei angewandt als Kontrast zu den blauen
Farben, die von dem o-Tolidin-dihydrochlorid bei Anwesenheit von Glukose gebildet werden. Ein solches
Gemisch erzeugt ein breites Spektrum von R^t (keine
Glukose anwesend) über Violett 'etwa 0,1 Gewichtsprozent Glukose) und Purpur (etwa 0,25 bis 0.5 Gewichtsprozent
Glukose) zu dunklem Purpur (mehr als etwa 0,5 Gewichtsprozent Glukose). Wie schon ausgeführt,
wird das neue Diagnostiziermittel hergestellt durch Tränken einer saugfal.i?en Komponente mit
dem oben beschriebenen, in wäßrigem Alkohol gelösten Reagenzgemisch. Dieses Tränken kann entweder
durch Eintauchen des saugfähigen Materials in die flüssige Mischung erreicht werden oder durch
Aufgießen der flüssigen Mischung auf die Oberfläche des aufsaugendem Materials; das so erhaltene getränkte
Material wird dann in geeigneter Weise getrocknet.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel
näher erläutert: „ . . .
Zu 2,751 destilliertem Wasser bei 85 C werden 25 g eines langkettigen Polymeren aus 3,6-Anhydro-D-Galactose
und sulfatisierten D-Galactoseresten hinzugefügt. Die Mischung wurde dann so lange gerührt,
bis die Feststoffe sich lösten. Dann wurden 25Og Polyvinylpyrrolidon hinzugefügt mit einem mittleren
Molekulargewicht von etwa 40 000, und die Mischung wurde erneut gerührt, bis die Feststoffanteile sich
lösten. Darauf wurde die Lösung auf 25" C herabgekühlt und 250 ml denaturierten Alkohols hinzugefügt.
Durch Mischen von 0,9 g rotem Farbstoff der Nr. 14 700 im »Colour-Index« bzw. Nr. 4 im Verzeichnis
der »U.S.Food, Drug and Cosmetic (FD&C)
und 2,0 g rotem Farbstoff der Nr. 45430 im »Colour-Index« bzw. Nr. 3 im Verzeichnis der FD&C in 450ml
destilliertem Wasser bei Raumtemperatur wurde eine Farbstofflösung erhalten, die dann mit der obengenannten
Lösung gemischt wurde, später als Lösung A bezeichnet.
Eine Indikatorlösung wurde durch Auflösen von 50 g o-Tolidin-dihydrochlorid in 550 ml destilliertem
Wasser bei 950C hergestellt.
Durch Lösen von 154,2 g wasserfreier Zitronensäure
und 679,2 g Natriumeitrat in 2,081 destilliertem Wasser
bei Raumtemperatur wurde eine Pufferlösung hergestellt, zu der dann 1,81 denaturierten Alkohols
zugegeben wurden. Die alkoholische Pufferlösung wurde dann mit der Indikatorlösung gemischt, und
die resultierende Lösung wurde mit der Lösung A zusammeugegeben, um das als Lösung B bezeichnete
Gemisch zu ergeben.
Eine Lösung eines Mischpolymerisates wurde hergestellt durch Mischen von 75 g eines handelsüblichen
Mischpolymerisats aus Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid, mit 1,51 destilliertem Wasser bei
95° C. Nach Ablauf der Reaktion zwischen Mischpolymerisat und Wasser wurde die Lösung auf 25' C gekühit
und mit destilliertem Wasser auf das ursprüngliche Lösungsvolumen nachgefüllt. Diese Lösung
wurde dann zu Lösung B hinzugegeben, um die Lösung C zu erhalten.
Eine Lösung eines oberflächenaktiv :n Stoffes wurde durch Mischen von 25 g Natriumlauroylsarcosinat
mit 250 ml destilliertem Wasser hergestellt. Diese Lösung wurde dann zu Lösung C hinzugefügt, um
die Lösung D zu erhalten. Eine Enzymlösung wurde zubereitet durch Mischen von 5 g Meerrettichperoxydase
und 760 ml eines flüssigen Glukoseoxydase-Produkts mit einer Aktivität von etwa lOOQGIukoseoxydaseeinheiten
pro Milliliter. Diese Enzymlösung wurde dann zur Lösung D hinzugefügt, um die Lösung
E zu bilden.
Ein Streifen saugfähigen Filterpapiers wurde dann durch die Lösung E hindurchgezogen, um das Filierpapier
mit dem Reagenzgemisch der Lösung E zu tränken. Dieses wurde dann bei etwa 10O0C 10 Minuten
lang getrocknet. Das getrocknete, behandelte Testfeld des erhaltenen Streifens hatte gleichmäßige
Farbe und Struktur, keine sichtbaren diskreten Teilchen an der Oberfläche und dementsprechend eine
ästhetisch angenehmes Aussehen.
Das so hergestellte Diagnostiziermittel wurde dann für einen Glukosetest in Urin verwendet. Er zeigte
im Vergleich zu den mit zuvor bekannten Glukosereagenzien erhaltenen Farben eine verbessern Farbdifferenzierung,
besonders bei niedrigen Glukosegehalten.
Das oben hergestellte Diagnostiziermittel zeigte die gewünschte Farbreaktion auf Glukose gleichförmig
über das ganze getränkte Testgebiet und erwies außerdem ein hohes Maß an Stabilität, das eine ausgedehnte
Haltbarkeit gewährt.
Claims (1)
- Patentanspruch:DiagnostiziermiUcl Für Glukose in Flüssigkeiten, enthaltend auf einem saugfähigen Trägermaterial ein Enzym mit Glukoseoxydase-Aktivität, eine Substanz mit Peroxydase-Aktivität, Zitronensäure/Natriumcitrat-Puffer, o-Tolidindihydrochlorid, Polyvinylpyrrolidon, ein Polysaccharid, einen oberflächenaktiven Stoff und ein Derivat eines Mischpolymerisatsvon Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid, das sich von der Säureform oder der Teilesterform ableiten kann, dadurch gekennzeichnet, daß der oberflächenaktive Stoff Natriumlauroylsarcosinat ist und daß das Polysaccharid aus einem langkettigen Polymerisat aus 3,6 - Anhydro - η - Galactose und sulfatierten lvGalactoseresten besteht.
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |