DE1932581A1 - Verfahren und Anordnung zur Bestimmung des Glukose-Gehaltes von biologischen Fluessigkeiten - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Bestimmung des Glukose-Gehaltes von biologischen Fluessigkeiten

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Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH
Böblingen, 16. Juni 1969 sa-hn
Anmelderin:
International Business Machines Corporation, Ar monk, N. Y. 10 504
Amtliches Aktenzeichen:
N euanm eldung
Aktenzeichen der Anmelderin:
Docket YO 9-68-002
Verfahren und Anordnung zur Bestimmung des Glukose-Gehaltes von biologisehen Flüssigkeiten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Glukosegehaltes von biologischen Flüssigkeiten, bei welchem die Glukose durch aerobische Oxydation unter der katalytisch en Einwirkung des Enzyms Glukose-Oxydase in Glukon-Säure und Wasserstoff-Peroxyd zerlegt wird, und eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
ι ·
Die Bestimmung der Konzentration organischer Bestandteile in biologischen Flüssigkeiten, wie Blut, ist für die Medizin und die Biochemie von großer Bedeutung. Insbesondere ist die direkte, genaue, schnelle und einfache Bestimmung der Konzentration von Glukose in biologischen Flüssigkeiten, beispielsweise im Blut, für den behandelnden und den diagnostizierenden Arzt ein Hilfsmittel von großem Wert. Zur Verdeutlichung der Bedeutung dieses Hilfsmittels sei auf Diabetiker hingewiesen, die durch entsprechende Diät ihre Z ucker auf nähme regeln müssen und die durch regelmäßige "Messung
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ihres Blutzuckergehaltes hierzu angeleitet werden müssen. Noch größere Bedeutung kommt der genauen und empfindlichen Bestimmung der Glukose-Konzentration bei der Früherkennung von Zuckerkrankheit zu.
Ein bekanntes Verfahren zur Analyse der in biologischen Flüssigkeiten vorhandenen Glukose benutzt die katalytisch^ Wirkung des Enzyms Glukose-Oxydase auf eine Probe der zu untersuchenden Glukose. Bei diesem Verfahren wird die Glukose durch aerobische Oxydation in Glukon-Säure und Wasserstoff-Peroxyd zerlegt. Dabei sind die Reaktionsgeschwindigkeit und die Menge der erzeugten Reaktionsprodukte eine Funktion der in der Probe vorhandenen Glukose. Bei diesen bekannten Verfahren wird eine schwerfällige, kolometrische Messanordnung verwendet, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu bestimmen. Dabei sind komplizierte Zeitgebungseinrichtungeri erforderlich, um Messungen in genau abgestimmten Zeitintervallen durchzuführen. ; '.
Das eigentliche Problem der kolometri sehen Messmethoden bei der Analyse von organischen Bestandteilen in biologischen Flüssigkeiten liegt darin, daß die Messung nicht direkt ist, sondern daß eine Reihe von komplizierten Anordnungen in Verbindung mit mehreren Verfahrensschritten verwendet werden muß, um eine lediglich indirekte Bestimmung zu ermöglichen. So müssen beispielsweise in vielen Fällen vor der Messung Trennungsprozesse durchgeführt werden, um bestimmte Bestandteile aus der Gesamtflüssigkeit auszusondern. Bei den bekannten Verfahren müssen außerdem für jede Messung sorgfältig präparierte Reagenzien; und genau abgemessene Proben vorbereitet werden»
Die Kompliziertheit dieser bekannten Verfahren und Verfahrensschritte führt in vielen Fällen dazu» daß es zweifelhaft 'erscheint,- ob die erhaltenen Messergebnis se die ursprüngliche Zusariirtteiisetzußg der Probe richtig wiedergeben. Dies tritt besonders danft in Erscheinung, wenn die Pro-
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; BADORIGINAL
ben drastischen Veränderungen unterworfen werden. Durch solche Veränderungen wird gewöhnlich auch die Probe zerstört, so daß sie danach nicht mehr verwendet werden kann. Dieser Nachteil fällt besonders dann ins Gewicht, wenn relativ große Proben erforderlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung des Glukosegehaltes von biologischen Flüssigkeiten a'nzugeben, das eine sehr einfache, schnelle, direkte und zerstörungsfreie Messung ermöglicht. Die zu untersuchende, biologische Flüssigkeit soll als Ganzes verwendet werden können und es sollen nur kleine Mengen der Flüssigkeit als zu analysierende Proben erforderlich sein. Das Verfahren soll kontinuierlich arbeiten und keine externe Energiequelle benötigen. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, die sich durch einfachen und kompakten Aufbau auszeichnet.
Er findung s gemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Glukose in eine elektrolytische Flüssigkeit eindiffundiert wird und das bei der Zerlegung der Glukose im Elektrolyten gebildete Wasserstoff-Peroxyd durch die Ionen des Elektrolyten zersetzt wird, daß die bei der Zersetzung des Wasserstoff-Peroxyds verbrauchten Ionen des Elektrolyten durch galvanische, coulometrisehe Reduktion regeneriert werden, und daß der dabei fließende Strom, welcher der Diffusionsgeschwindigkeit der Glukose in den Elektrolyten und damit der Glukose-Konzentration proportional ist, zur Anzeige gebracht wird.
Das erfindungs gemäße Verfahren ist in vorteilhafter Weise so ausgebildet, daß das bei der Zerlegung der Glukose gebildete Wasserstoff-Peroxyd im Elektrolyten mit Jödid-Ionen zur Reaktion gebracht wird, die unter Zersetzung des Wasserstoff-Peroxyds zu Jod oxydiert und durch galvanische, coulometris ehe Reduktion regeneriert werden. Dabei ist es von besonde-, rem Vorteil, daß die für die galvanische, coulometris ehe Reduktion zur
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Regenerierung der Jodid-Ionen erforderlichen Elektronen durch ein Quecksilber -Kalomel-Elektrodensystem erzeugt werden.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht weiterhin darin, daß die Glukose in den Elektrolyten unter der Wirkung des Konzentrationsgradienten durch eine semipermeable Membran eindiffundiert wird, durch welche gleichzeitig das Heraus diffundier en des Enzyms Glukose- Oxydase aus dem Elektrolyten verhindert wird.
Eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß in einer, einen Jodid-Ionen aufweisenden Elektrolyten und das Enzym Glukose-Oxydase enthaltenden Reaktionskammer, in welche die Glukose der zu untersuchenden Flüssigkeit von einer Vorratskammer durch eine semipermeable Membran eindiffundierbar ist, ein Quecksilber -Kalomel-Elektrodensystem und eine Platin-Gegenelektrode angeordnet sind, die durch einen Strommesser verbunden sind.
Die Erfindung wird anhand eines durch eine Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispieles beschrieben.
Die Figur zeigt, in schematischer Darstellung, eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Glukose-Meßverfahrens im Schnitt.
Der in der Figur dargestellten Meßanordnung wird eine biologische Flüssigkeit, z.B. Blut oder Urin, durch die Kapillare 1, wie durch den Pfeil angedeutet, zugeführt. Die Flüssigkeit gelangt als Ganzes in die Vorratskammer 2. Von dieser Kammer diffundiert die Glukose durch die semipermeable Membran"3, in die R eaktions kammer 4, in welcher sich eine elektrolytische Lösung mit dem Enzym Glukose-Oxydase befindet.
Die Membran 3 wird in ihrer Lage durch die Gummidichtung 5 fixiert,
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durch die auch der Gefäßkörper 6 gegen die Innenfläche des Aufsatzes 7 abgedichtet wird. Eine zusätzliche Dichtung wird durch dei Gummiring 8 erzielt. Der Gefäßkörper 6 und der Aufsatz 7 werden durch die Dichtungsmuffe 9 zusammengehalten.
Die mit dem Elektrolyten gefüllte Reaktionskammer 4 ist durch den Kanal 10 mit der ringförmigen Kammer 11 verbunden, so daß zwischen der Kaiomel-Elektrode und der gitterförmigen Platin-Elektrode 13 eine elektrolytische Verbindung vorhanden ist. Als Elektrolyt wird eine der bekannten, starken elektrolytischen Puffer-Lösungen verwendet, die Jodid-Ionen enthält.
Bei der dargestellten Anordnung wurden gute Ergebnisse erzielt mit einer handelsüblichen Standard-Kalomel-Elektrode und einem Elektrolyten, bestehend aus 1 Mol/L KCL, 0, 05 Mol/L KJ, 0, 025 Mol/L KH PO , 0, 001
Mol/L (NHJ0 MO. und 0, 025 Mol/L K0HPO,. In dem Elektrolyten sind 4 2 4 2 4
ferner 0, 5 g/% des Enzyms Glukose-Oxydase in Pulverform enthalten. Das Enzym kann auch in anderer Form, beispielsweise als fester Körper, in die Reaktionskammer eingebracht werden.
Der Gefäßkörper 6 wird oben durch den Deckel 14 abgeschlossen, wobei der Gummiring 15 eine Dichtung zwischen dem Gefäßkörper und der KaIomel-Elektrode 12 bildet. Die Kalomel-Elektrode 12 und die gitterförmige Platin-Elektrode 13 sind durch den Strommesser 16 miteinander verbunden.
Das in dieser Anordnung durchgeführte Meßverfahren verläuft folgendermaßen:
Die in der zu untersuchenden Flüssigkeit als solcher enthaltene Glukose diffundiert durch die semipermeable Membran 3 aus der Vorratskammer
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2 in die Reaktionskammer 4.. Die Membran 3 ist durchlässig für die Glukose, aber undurchlässig für die in der Reaktionskammer enthaltene GIukose-Oxydase. Infolge des Konzentrationsgradienten zwischen der Flüssigkeitsprobe und der Zusammensetzung der Reaktionsprodukte in der Reaktionskammer und der damit verbundenen Energiedifferenz tritt eine spontane Glukose-Diffusion in die Reaktionskammer auf. Dieser Konzentrationsgradient wird, wie noch im einzelnen erläutert wird, dauernd aufrechterhalten durch elektrochemische Maßnahmen, durch welche die Reaktionsprodukte entfernt und verbraucht werden.
Unter der kataly ti sehen Wirkung der Glukose-Oxy da se in der Reaktionskammer 4 wird die durch die\Membran 3 eindiffundierte Glukose unter Bildung von Glukon-Säure und Wasser stoff-Per oxyd oxydiert. Da in der Reaktionskammer 4 Jodf^onen enthalten sind, wird das Wasserstoff-Peroxyd nach folgender Gleichung zersetzt:
H2O2 + 2J~ +. H+ > J2 + 2H2O
Als Katalysator für diese Reaktion sind Spuren von Ammonium-Molybdat der elektrolytischen Lösung zugesetzt.
Die verbrauchten Jodid-Ionen werden aus dem gebildeten Jod durch ein galvanisches, coulometrieches System regeneriert nach der Gleichung:
J2 + 2e = 2J~
Diese galvanische, coulometrie ehe Reduktion erfolgt durch die elektrochemische Reaktion zwischen der Kalomel-Elektrode 12 und der-Platin-Elektrode 13. Die Elektroden sind einerseits durch die elektrolytische Lösung im Kanal 10 und in der Kammer 4 elektrochemisch und andererseits durch den Strommesser 16 elektrisch miteinander verbunden. Einen Teil der
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elektrochemischen Reaktion bildet der Mechanismus der Kalomel-Elektrerde, durch welchen die für die Jodid-Reduktion erforderlichen Elektronen geliefert werden.
Bei diesem Mechanismus wird ein Metall an der Kalomel-Elektrode oxydiert. Bei einer Quecksilber-Quecksilber(I)-Chlorid-Elektrode wird das Quecksilber oxydiert, so daß die für die ·Jodid-Reduktion erforderlichen Elektronen frei werden. Die Platin-Elektrode und das Jod bilden ein System, das diese Elektronen verbraucht. Dabei ist die durch die Kalomel-Elektrode freiwerdende Energie groß genug, um den Prozess aufrechtzuerhalten. Die an der Kalomel-Elektrode freiwerdenden Elektronen bewirken somit die Reduktion des Jod an der Platin-Elektrode und der im. Strommesser 16 gemessene Strom zeigt die Reduktionsgeschwindigkeit an. Die bei diesem Prozess regenerierten Jodid-Ionen stehen ihrerseits wieder für die Zersetzung des Wasserstoff-Peroxyds zur Verfügung.
Das galvanische, coulometrische System verhält sich somit wie eine Brennstoffzelle, die das als Reaktionsprodukt entstehende Was s er stoff-Per oxyd verbraucht. Eine externe Stromquelle ist dabei nicht erforderlich. Da das gebildete Jod durch elektrochemische Reduktion zu Jodid regeneriert wird, findet in der Zusammensetzung der elektrolytischen Lösung keine Veränderung statt mit der Ausnahme, daß die · Glukon-Säure angereichert werden kann. Diese wird jedoch durch die starke puffernde Wirkung des Elektrolyten neutralisiert.
Unter dem Einfluß des coulometrie chen Systems wirkt die Membran 3 nicht nur in der Weise, daß sie Glukose aus der biologischen Flüssigkeit extrahiert, sondern auch als Regulator zur Steuerung der Geschwindigkeit der gesamten Reaktion, wobei die Diffusionsgeschwindigkeit nur von der -Konzentration abhängt.
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Die Erklärung hierfür ist folgende:
Wenn das Blut beginnt, in die Reaktionskammer hineinzudiffundieren, so ist in der Kammer wenig Glukose vorhanden und die Glukose-Konzentration ist daher klein. Zu diesem Zeitpunkt hängt die Wirkung des Enzyms von der Glukose-Konzentration in der Reaktionskammer ab. Infolgedessen wird nur ein Bruchteil der Glukose-Moleküle zerlegt. Es findet daher in der Reaktionskammer eine Akkumulierung von Glukose statt. Der durch den Strommesser 16 fließende Strom zeigt dabei eine wachsende Konzentration in der Reaktionskammer 4 an. ·
Mit dem Anwachsen des Glukose-Anteils in der Reaktionskammer erhöht sich auch die Reaktionsgeschwindigkeit des Enzyms. Die Reaktionsgeschwindigkeit kann dabei durch Katalysatoren erhöht werden, indem beispielsweise Spuren von Gelatine zugefügt werden oder indem das Enzym in einer eisenhaltigen Suspension eingebracht wird. Das Anwachsen der Geschwindigkeit der Enzymreaktion wird entsprechend dem Massenwir*· kungsgesetz durch das Wirksamwerden des coulometrisclien Systems unterstützt.
Die Ansammlung von Glukose und die damit verbundene Steigerung der Glukose-Konzentration in der Reaktionskammer bewirkt ein Abnehmen der Diffusionsgeschwindigkeit der Glukose durch die Membran. Bei dieser Verringerung der Diffusionsgeschwindigkeit, bei der auch das Anwachsen der Glukose-Konzentration verringert wird, wird ein Gleichgewichtszustand erreicht, in welchem die Diffusionsgeschwindigkeit der Glukose der Zersetzung s geschwindigkeit bei der Enzym-Reaktion entspricht. ^Zu diesem Zeitpunkt ist die Glukose-Konzentration in der Reaktionskammer konstant geworden, da die Anzahl der durch die Enzymreaktion pro Zeiteinheit zerlegten Glukose -Moleküle der Anzahl der durch die. Membran 3 pro Zeiteinheit diffundierenden Moleküle entspricht. i
Trotz der Ta -tsachü, daß Glukose kontinuierlich konvertiert wird, ergibt
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sich somit ein Gleichstrom unveränderlicher Stärke. Das angewendete Meßverfahren ist somit unabhängig von der Reaktionsgeschwindigkeit und liefert eine Anzeige der Glukose-Konzentration durch einen kontinuierlichen Gleichstrom. Wenn die Glukose in der Reaktionskammer 4 ihre konstante Konzentration erreicht hat, hängt die Anzeige am Strommesser 16 nur von der Diffusions ges chwindigkeit der Glukose durch die Membran ab. Zu diesem Zeitpunkt ist die Glukose-Diffus ion, die eine lineare Funktion der Glukose-Konzentration ist, der einzige Mechanismus, der die Geschwindigkeit bestimmt, und der Faktor, durch den die Stromstärke gesteuert wird.
Es hat sich gezeigt, daß das beschriebene Meßverfahren bei Proben von nur 20 Mikroliter verwendbar ist und daß es empfindlich genug ist, um
3 Messungen von 0 bis 10 mg Glukose pro 100 cm Urin und von 0 bis
1000 mg Glukose pro 100 cm Blut zu ermöglichen. Durch diese Empfindlichkeit ist das Verfahren sowohl für die Früherkennung als auch für schwere Fälle von Zuckerkrankheit geeignet. Das beschriebene Meßverfahren hat dank seiner erwähnten vorteilhaften Eigenschaften ein weites Anwendungsgebiet. Dieses erstreckt sich von einer durch einen Computer gesteuerten, biologischen Analyse bis zu einer tragbaren Meßeinrichtung.
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Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE -
    Verfahren zur Bestimmung des Glukose-Gehaltes von biologischen Flüssigkeiten, bei welchem die Glukose durch aerobische Oxydation unter der katalytischen Einwirkung des Enzyms Glukose-Öxydase in Glukon-Säure und Was ser stoff-Peroxyd zerlegt wird, dadurch gekennzeichnet, _ daß die Glukose in eine elektrolytische Flüssigkeit eindiffundiert wird und das bei der Zerlegung der Glukose im Elektrolyten gebildete Wasser stoff-Per oxy d durch die Ionen des Elektrolyten zersetzt wird, daß die bei der Zersetzung des" Wasserstoff-Per-oxyds verbrauchten Ionen des Elektrolyten durch galvanische, coulometrische Reduktion regeneriert werden, und daß der dabei fließende Strom, welcher der Diffusionsgeschwindigkeit der Glukose in den Elektrolyten und damit der Glukose-Konzentration proportional ist, zur Anzeige gebracht wird. .
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Zerlegung der Glukose gebildete Wasserstoff-Peroxyd im Elektroly-, ten mit Jodid-Ionen zur Reaktion gebracht wird, die unter Zersetzurg des Wa s s er s to ff-P er oxy ds zu Jod oxydiert und durch galvanische, . coulometrie ehe Reduktion regeneriert werden.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die galvanische, coulometrie ehe Reduktion zur Regenerierung der Jodid-Ionen erforderlichen Elektronen durch ein Q^cksilber-Kalomel-Elektrodensystem erzeugt werden.
  4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glukose in den Elektrolyten unter der Wirkung des Konzentrationsgradienten durch eine semipermeable Membran eindiffundiert wird, durch welche gleichzeitig das H er aus diffundier en des Enzyms
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    Glukose-Oxy da se aus dem Elektrolyten verhindert wird.
  5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten Ammonium-Molybdat als Katalysator bei der Zersetzung des Wasserstöff-Peroxyds beigefügt wird.
  6. 6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer, einen Jodid-Ionen aufweisenden Elektrolyten und das Enzym Glukose-Oxy das e enthaltenden R eaktions kammer (4), in welche die Glukose der zu untersuchenden . Flüssigkeit von einer Vorratskammer (2) durch eine semipermeable Membran (3) eindiffundierbar ist, ein Quecksilber -Kalomel-Elektrodensystem (12) und eine Platin-Gegenelektrode (13) angeordnet sind, die durch einen Strommesser (16) verbunden sind.
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    OBlGlNAU
    L e e r s e r t e
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FR (1) FR2014604A1 (de)
GB (1) GB1246746A (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2530962A1 (fr) * 1982-07-28 1984-02-03 Kureha Chemical Ind Co Ltd Membrane pour regler la permeation du glucose a travers elle
EP0141178A2 (de) * 1983-09-10 1985-05-15 Kessler, Manfred, Prof. Dr. med. Anordnung zum Messen der Konzentration eines Stoffes
WO1995020761A1 (en) * 1994-01-31 1995-08-03 The University Of Dayton Voltammetric method for measurig peroxide concentration

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3787291A (en) * 1969-04-15 1974-01-22 Beckman Instruments Inc Liquid analysis apparatus
US3755125A (en) * 1971-01-14 1973-08-28 Envirometrics Inc Electrochemical gas analyzer
US3937615A (en) * 1974-12-17 1976-02-10 Leeds & Northrup Company Auto-ranging glucose measuring system
US4071020A (en) * 1976-06-03 1978-01-31 Xienta, Inc. Apparatus and methods for performing in-vivo measurements of enzyme activity
US4326200A (en) * 1979-05-18 1982-04-20 Neotronics Limited Gas detecting and measuring apparatus
DE2927361C2 (de) * 1979-07-06 1984-07-05 Eppendorf Gerätebau Netheler + Hinz GmbH, 2000 Hamburg Elektrodenanordnung
JPS5624983A (en) * 1979-08-08 1981-03-10 Nec Corp Photo coupler
JPS5624984A (en) * 1979-08-08 1981-03-10 Nec Corp Light and electric hybrid integrated circuit
US4353867A (en) * 1980-09-30 1982-10-12 Massimo Luzzana Method and apparatus for the determination of substances in biological solutions by differential pH measurement
EP0078636B2 (de) * 1981-10-23 1997-04-02 MediSense, Inc. Sensor für Bestandteile einer Flüssigkeitsmischung
JPS58155779A (ja) * 1982-03-12 1983-09-16 Stanley Electric Co Ltd ホトカプラ−及びその製造方法
CA1219040A (en) * 1983-05-05 1987-03-10 Elliot V. Plotkin Measurement of enzyme-catalysed reactions
GB8411448D0 (en) * 1984-05-04 1984-06-13 Albery Wyndham John Gas sensor
GB8500813D0 (en) * 1985-01-14 1985-02-20 Bergman I Electrochemical sensor
US4680268A (en) * 1985-09-18 1987-07-14 Children's Hospital Medical Center Implantable gas-containing biosensor and method for measuring an analyte such as glucose
GB8618022D0 (en) * 1986-07-23 1986-08-28 Unilever Plc Electrochemical measurements
US4935346A (en) 1986-08-13 1990-06-19 Lifescan, Inc. Minimum procedure system for the determination of analytes
US5100775A (en) * 1988-03-16 1992-03-31 Smyczek Peter J Method for conducting nucleic acid hybridization in chamber with precise fluid delivery
US4908319A (en) * 1988-03-16 1990-03-13 Smyczek Peter J Laboratory apparatus
JPH01143153U (de) * 1988-03-23 1989-10-02
US5104804A (en) * 1990-06-04 1992-04-14 Molecular Devices Corporation Cell assay device used in a microphysiometer
US5746898A (en) * 1990-08-10 1998-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Electrochemical-enzymatic sensor
US6458326B1 (en) 1999-11-24 2002-10-01 Home Diagnostics, Inc. Protective test strip platform
US6541266B2 (en) 2001-02-28 2003-04-01 Home Diagnostics, Inc. Method for determining concentration of an analyte in a test strip
US6525330B2 (en) 2001-02-28 2003-02-25 Home Diagnostics, Inc. Method of strip insertion detection
US6562625B2 (en) 2001-02-28 2003-05-13 Home Diagnostics, Inc. Distinguishing test types through spectral analysis
US7118909B2 (en) * 2001-05-30 2006-10-10 Gevaert Matthew R Apparatus and method for biomaterial assay
DE102005052676A1 (de) * 2005-11-04 2007-05-16 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung der Oberflächenbehandlung von Werkstücken

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2530962A1 (fr) * 1982-07-28 1984-02-03 Kureha Chemical Ind Co Ltd Membrane pour regler la permeation du glucose a travers elle
EP0141178A2 (de) * 1983-09-10 1985-05-15 Kessler, Manfred, Prof. Dr. med. Anordnung zum Messen der Konzentration eines Stoffes
EP0141178A3 (en) * 1983-09-10 1987-10-28 Manfred Prof. Dr. Med. Kessler Device for measuring the concentration of a compound
WO1995020761A1 (en) * 1994-01-31 1995-08-03 The University Of Dayton Voltammetric method for measurig peroxide concentration

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DE1932581B2 (de) 1974-01-03
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JPS5320874B1 (de) 1978-06-29
US3591480A (en) 1971-07-06
FR2014604A1 (de) 1970-04-17
CA919068A (en) 1973-01-16

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