DE2062710A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von enzymhemmenden Stoffen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von enzymhemmenden Stoffen

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DE2062710A1 DE19702062710 DE2062710A DE2062710A1 DE 2062710 A1 DE2062710 A1 DE 2062710A1 DE 19702062710 DE19702062710 DE 19702062710 DE 2062710 A DE2062710 A DE 2062710A DE 2062710 A1 DE2062710 A1 DE 2062710A1
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Leendert Dr. Rijswijk; Barendsz Anton Wilhelm Katwijk aan Zee; Smit Dick Heemstede Ginjaar (Niederlande)
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING 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
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/34Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase
    • C12Q1/44Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase involving esterase
    • C12Q1/46Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase involving esterase involving cholinesterase
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von enzymhemmenden Stoffen.
  • Bin in einem Reagene getränkter und getrockneter Detektioflsstreifen ist seit langem bekannt. Beispiele dafür sind das Lackmuspapier und das Kaliumjodid-Stärkepapier.
  • Bei diesem letzten Beispiel wird durch ein Oxydationemittel Jod freigemacht, wodurch die Stärke die bekannte blaue Farbe erhält. Der eigentliche Indikator (die Stärke) reagiert auf ein durch den nachzuweisenden Stoff verursachtes Reaktionsprodukt, das durch Reaktion des zu detektierenden Stoffes mit einem auf dem Papier vorhandenen Reagens entsteht.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur qualitativen bzw.
  • quantitativen Bestimmung von gasförmigen, flüssigen bzw.
  • gelösten Stoffen mit enzymhemmender Wirkung, sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Die Erfindung Besteht darin dap zumindest ein geeigneter Untergrund als Reagenzträger verwendet wird, der eine Menge eines Enzyms enthält, dessen Wirkung durch die zudétektierenden Stoffe gehemmt wird, daß dieser Reagenzträger mit dem zu untersuchenden Milieu in Kontakt gebracht wird und dann, wenn nötig, doch noch befeuchtet wird, dap danach mit dem behandelten Trager eine Wartezeit beachtet wird, daß weiterhin ein anderer geeigneter Reagenz träger verwendet wird, der eine geeignet Konzentration eines Substrats enthält, das unter dem Einfluß des Enzyme eine Farbreaktion erfährt, dap danach die beiden erwähnten Reagenzträger nährend 10 bis 300 Sekunden miteinander in Kontakt gebracht werden, und dap danach das wohl oder nicht Auftreten einer Farbveranderung beurteilt wird.
  • Das Ganze kann als zusammengesetzter Detektionsstreifen bezeichnet werden.
  • Die Erfindung umfaßt gleichzeitig die Anbringung eines geringe Konzentration eines nicht-iogenen oberflächenaktiven Stoffes im enzymenthaltenden Reagenzträger, so daß die diesbezüglichen Reagenzträger auch nach einer langeren Lagerzeit noch reprodusierbar befeuchtet werden können.
  • Die ist insbesondere in Nachstehenden fur die Farbreaktion mancher organischen Ester ausgearbeitet1 deren Hydrolyse durch das Enzym Cholinesterase katalysiert wird. Die Wirkung dieses Enzyms wird durch die Anwesenheit von Cholineßterase-Hemmern, wie gewisse organische Phosphorverbindungen und Carbamate, spezifisch gehemmt.
  • Geignete Cholinesterase-Enzyme sind zum Beispiel das Pseudocholinesterase oder Azetylcholinesterase, Ein geeignetes Reagens fur die zu katalysierende Reaktion ist zum Beispiel 2, 6-Dichorbenzenonindophenylazetat (DIBIA) oder eine Kombination von a-Naphtylazetat und Diazoniumblau.
  • Bei der Hydrolyse dieser Verbindungen wird unter Einfluß des Enzyms eine tiefblaue Farbung erhalten.
  • Cholinesterase-hemmende Verbindungen finden besonders in der Landwirtschaft und im Gartenbau zur Insektenvertilgung Anwendung. "Nervengase" die bei einer chemischen Kriegsführung verwendet werden könnten, gehören auch in diese.
  • Kategorie.
  • In Anbetracht der toxischen Eigenschaften derartiger Verbindungen sind geeignete qualitative und quantitative Bestimmungsmethoden äußerst wichtig.
  • Eine Anzahl chemischer und physikalischer Methoden sind bekannt als qualitative and quantitative Bestimmungsmethoden für die betreffenden Verbindungen. In einem polaren Lösungamittel konnen eine Anzahl organische Phosphorverbindungen mit Hilfe eines Peroxyds und Dianisidins spektralphotometrisch bestimmt werden. Auch sind polarographische und spektralfluorimetrische Bestimmungsmethoden beschrieben. 1-spezifische Bentimmungsmethoden werden mit gaschromatographischen Detektoren erhalten, die auf spezifischer Flammionisation, Flammemission oder Elektronenfang basieren, wobei oft nur die Elemente P, S und Cl gemessen werden.
  • Cholinesterase-hemmende Verbindungen lassen sich auch biochemisch bestimmen, ihrer spezifischen Eigenschaft gemäß, nämlich die Hemmung des Enzyms Cholineßterase. Das Cholinesterase-Enzym läßt man während einer bestimmten Zeit mit verschiedenen bekannten Inhibitorkonzentrationen reagieren.
  • Die Reaktion wird durch Zufügung einer Natriumlaurylsulfatlösung gestoppt, wonach ein geeignetes Substrat hinzugefügt wird.
  • Das Substrat hydrolysiert unter dem Einfluß des restlichen Enzyms, wobei Parbbildung auftritt, An B«nd einer spektralphotometrisch bestimmten Bichlinie können unbekannte Inhibitorkonzentrationen bestimmt werden.
  • Derartige, bekannte biochemische Bestimmungsmethoden werden jedoch immer in lösung ausgeführt.
  • Alle umschriebenen chemischen, biochemischen und physikalischen Bestimmungemethoden erfordern eine große analytische Fertigkeit und ein ausgebreitetes Instrumentarium. Sie sind deshalb für Kontrollzwecke wenig verlockend, Der erfindungsgemäße Detektionsstreifen ermöglicht ungelerntem Personal in sehr beschränkter Zeitdauer chne ausgebreitetes Instrumentarium die Bestimmung der KonzentratAon ton gasförmigen, flüssigen bzw. aufgelösten Stoffen mit cholinesterses-hemmender Wirkung, ungeachtet deren chemische Struktur.
  • Der Anwendungsbersuich eines derartigen Detektionsstreifens ist deshalb sehr groß.
  • So ist es um Beispiel möglich in Treibhäusern, Fabrikhallen oder auf Fabrikgeländen, abhängig von der Ausführungsform des Detektion streifens zu bestimmen, ob eine gestellte Grenzkonzentration an Cholinesterase-hemmenden Stoffen in der betreffenden Atmoephäre überschritten wird, oder wie oß die diesbezügliche konzentration ist, 80 lassen sich auf einfache Weise im Abwasser von Insektisiden-produzierenden oder -Verarbeitenden Fabriken und von landwirtschafts- und Gartenbaubetrieben Gholinosterssehemmende Stoffe qualitaitv und quantitativ bestimmen.
  • Auch kann die Oberfläche der zu konsumierenden Waren auf einfache Weiee auf die Anwesenheit von Cholineeterasehemmenden Stoffen kontrolliert werden. Betriebe, die CholinesteraÇe-hemmende Stoffe verarbeiten und nicht über gelerntes Personal verfügen - eine Situation, die in den Entwicklungsländern vorkommen kann - sind mit dem erfundenen Detektionsstreifen imstande auf zuverlässige, einfache und schnelle Weise an Ort und Stelle die Ubersohreitung der Grenzkonzentrationen nachzuweisen und diese Konzentrationen gleichzeitig quantitativ zu bestimmen.
  • Die irreversible Hemmung der Cholinesterase darf durch eine Reaktionsgleiohung zweiter Ordnung dargestellt werden Die Abnahme von [Bg wird proportional «u der bimolekularen Geschwindigkeitskonstante (k) (auch wohl Hemmungskonstante genannt) verlaufen, die Enzymkonzentration [E] und die Hemmerkonzentration [I] nach FUr eine bestimmte Verbindung mit ensymhemmender Wirkung wird die Situation vorkommen, wie in Figur 1 dargestellt ist.
  • Bei iner auflaufenden Inkubationszeit t wird pro Enzym konzentration die Detektionsgrenze niedriger werden.
  • Bei abnehmender Enzymkonzentration ([E]4 > [E]3 > [E]2 > [E]1 wird die, Detektionsgrenze bei gleicher Inkubationszeit niedriger werden. Durch Variation der Enzynkonzentrationen und der Intubationszeiten(Wertezeiten) läßt sich die Detektionsgrenze innerhalb eines bestimmten Gebietes variieren, wodurch die Möglichkeit besteht, auf diesem Prinzip eine quantitative Bestimmung zu realisieren.
  • Die Hemmungskonstante k variiert für die verschiedenen Cholinesterasse-hemmenden Stoffe von etwa 102 imol -1min-1 bis etwa 108 lmol-1min-1.
  • Infolge der Zerlegung des Enzyms weist ein Reagenztrager, der ein Enzym enthält, allmählich hydrophobe Eigenschaften auf.
  • Dies verursacht eine ungenaue, nicht reproduzierbare Befeuchtung des enzymenthaltenden Reagenzträgers, mit als Folge eine ungenügend genaue Konzentrationsbestimmung.
  • Die gebräuchlichen Mittel, einem Reagenzträger hydrophile Eigenschaften zu verleihen, sind oberflächenaktive Stoffe. Diese Stoffe haben. jedoch den Nachteil, daß sie sich an den aktiven Stellen im Enzym festsetzen, wodurch die Aktivität stark abnimmt. Zufügung ines obertlächenaktiven Stoff es ist sogar ein bekanntes Mittel zur abrupten Abbrechung einer enzymatischen Reaktion.
  • Ein großer Vorteil der Erfindung ist es, daß eine Gruppe von oberflächenaktiven Stoffen gefunden wurde, die das Enzym Cholinesterase nicht an Aktivität verringern und dem Untergrund gute hydrophile Eigenschaften vermitteln. Dies sind die nicht-iogenen obertlächenaktiven Stoffe aus der Klasse der Alkoholathoxylate mit der allgemeinen Struktur wie in -Figur 2 dargestellt ist.
  • Gute Ergebnisse wurden uit einen Stoff erzielt, bei dei n + a I 14 und x " 12 in einer Konzentration zwischen 0,005-1,0 Gew. % bezogen auf die Flüssigkeit mit der der Untergrund imprägnlert wird, Für praktische Anwendungen wird verlangt, da sich das papier mindestens ein Jahr halt. Ein Papier, dem ein Alkohloähtoxylat hinzugefät wurde, ist mindestens zwei Jahre brauchbar.
  • Eine der Ausführungsformen besteht darin, daß eine Probe Luft Dampf oder Flüssigkeit sowohl qualitativ wie quantitativ auf Stoffe mit enzyemmender Wirkung analysiert wird.
  • Zwei andere Ausführungen ermöglichen die Bestimmung in einer Flusig kettsprobe fur Kontr lzwecke, ob eine Grenkonzentration übersxhritten wird.
  • Fur ein gasförmiges Milieu wurde eine Vorrichtung entworfen, bei der die Luftprobe durch ein Vorsatzstück gesaugt wird, das einen enzymimprägnierten Reagenztrager enthalt, in dem außerdem ein Ad sorbens (wie Silika, Bentonit und dergleichen) verarbeitet worden ist. Auch hierait wird die Uberschreitung eines Grenzwertes bestimmt.
  • Dieses Vorsatzstück kann auf einer Gasmaske angeordnet werden oder in einer mit einer Luftpumpe angetriebenen Vorrichtung zur Probeentnahme und auf diese Weise während einiger Zeit die Gelegenheit zur Adsorbtion der in geringen Mengen anwesenden Gase erhalten. Danach ist es notwendig den Trager mit einigen Tropfen Wasser zu befeuchten, da sonst die Hemmungsrezktion nicht stattfinden kann. Die "Wartezeit" beginnt im Augenblick des Berfeuchtans.
  • Der erfindungsgemaß zu verwendende Reagenzträger kann verschiedener Art sein. Bei der Wahl des Trägermaterials, du mit Enzym imprägniert werden soll, sind eine Anzahl Faktoren wichtig. Einerseits müssen die adsorbierenden Eigenschaften des Trägermaterilas eine homogene Imprägnierung nit Enzym ermöglichen und andererseits nuß das Tragermaterial derart rein ein, daß die Enzymaktivität nicht gestört wird.
  • Auch muß bei der Detektion einer Flüssigkeit der enzymenthaltende Trager eine reproduzierbare Befeuchtung ermögllehen können.
  • Als Reagenztrager lassen sich viele Stoffe verwenden, wie Folien aus Polyvinylalkohol, gewebte und ungewebte Textilien, Papier und dergleichen. In der Vorzugsausführung wird Papier verwendet, das aus gereinigter Zellulose besteht. Diese Papier, das sogenannte "Pellepapier", das zum Beispiel unter dem Handelsnamen "Ederol 281" erhältlich ist, hat außerdem einen niedrigen Luftwiderstand, was für die Detektion von gasförmigen Inhibitoren erwünscht ist.
  • Der Reagenzträger wird abhängig von dem zu detektierenden Stoff mit einem Enzym imprägniert. Für Cholinesterase-hemmende Stoffe wird ein Cholinesterase-Enzym verwendet. Es sind verschiedene Typen Cholinesterase brauchbar. Eine geeignete Cholinesterase ist Pseudocholinesterase.
  • Die Aktivität der Pseudocholinesterase ist vom pH abhangig und ist bei einem pH von etwa 8 maximal.
  • Demzufolge empfielt es sich im Reagenzträger neben dem Enzym einen Purferstoff vorzunehmen, so dap reproduzierbare Bestimmungen in wasserigem Milieu mit einem pH, das zwischen etwa 4 und etwa 10 schwankt, durchgeführt werden können.
  • Ein geeignetes Puffersyetem ist Tri (hydroxymethyl) methylamin mit einer Starke zwischen 0,01-1 molar auf die Flüssigkeit bezogen, mit der der Reagenzträger imprägniert wird.
  • Der Reagenztrager wird mit dem zu untersuchenden Milieu in Kontakt gebracht. Wird die umringende Atmosphare durch einen ein Adsorbens (und oberflächenaktiven Stoff) enthaltenden Trager geaogen, eo werden die zu detektierenden Stoffe an Ort und Stelle adsorbiert werden. Mittels einer derartigen konzentrierenden Wirkung können sehr niedrige Konzentraionen Cholinesterase-hemmende Stoffe detektiert werden.
  • In einem Flüs keitamilieu, in dem zu detektierende Stoffe gelost sind, oder in das kleine Tropfen der zu detektierenden Stoffe geraten sind, wird eine andere Technik der Probeentnahme angewendet.
  • Der enzym enthaltende Reagenztrager kan zum Beispiel in die Flüssigkeit getaucht oder damit bespritzt werden.
  • Aus analytischen Erwägungen werden die bekannten Methoden, um eine abgemessene Probemenge auf dem Papier anzubringen, vorteilhaft benutzt.
  • In der Vorzugsausführung wird die Fliissigkeitsprobe durch die Aufsaugfänigkeit des Pellepapiers dosiert.
  • Der Rand des enzymenthaltenden Papiers wird zu diesem Zweck während einer Zeit, die von 1 bis 60 Sekunden dauern kann, in die Flüssig keit getaucht. Eine genaue Menge der zu untersuchenden Lösung wird hineingesaugt, wonach das qualitative oder das quantitative Verfahren durchgeführt wird.
  • Zur Bestimmung von Spuren der enzymhemmenden Stoffen auf Leitungen, Tanks, Füllöffnungen und landwirtschaftlichen Geraten konnen die zu untersuchenden Oberflachen mit feucht ei Enzympapier mittels Reiben in Kontakt gebracht werden. Auf derartige Weise kann auch untersucht werden, ob auf den zu konsumierenden Waren eine unzulzässige Konzentration vorhanden ist.
  • Mit dem Papier, das mit dem zu zu untersuchenden Milieu in Kontakt gebracht worden ist, werden verschiedene Wartezeiten beachtet.
  • Abhängig von der Konzentration des zu detektierenden Stoffes, von dessen Hemmungskonstante und von der beachteten Wartezeit wird die Aktivität des Enzyms abnehmen.
  • Durch die Anbringung einer geeigneten Enzymkonzentration auf dem Papier und durch die Beachtung einer geeigneten Einwirkungazeit bzv. Wartezeit ist eine quantitative Bestimmung der enzymhemmenden Stoffe möglich.
  • Die Einwirkungszeiten lassen sich von einigen Sekunden bis auf viele Minuten variieren. In den meisten Fällen liegt die Ein wirkungszeit zwischen 15 Sekunden und 20 Minuten.
  • Nachdem das Enzym mit den zu detektierenden Stoffen reagiert hat, wird ein anderer geeigneter Reagenzträger, dr eine geeignete Menge eines Substrats enthalt, das unter dem Einfluß des Enzyms eine Farbreaktion erfährt, mit dem enzymenthaltenden Reagenztrager in Kontakt gebracht.
  • Als Trägermaterial fur" dieses Substrat lassen sich verschiedene adsorbierende Stoffe verwenden, wie zum Beispiel gewebte und ungewebte Textilien, Filtrierpapier, Glasfaserpapier und Silikapapier.
  • In den Vorzugsausführungen wird Filtrierpapier d.s unter dem Handelsnamen "thatman Papier Nr. 1" bekannten Typs verwendet.
  • Als Substrat können verschiedene chromogene Systeme verwendet werden, dessen Hydrolyse von mindestens einem Komponenten durch das Enzym katalysiert werden konnen maß.
  • Die Hydrolyse-Produkte bilden selbst oder in Kombination mit anderen Stoffen des chromogenen Systems eine farbige Verbindung.
  • Ein bekanntes System ist a-Naphthylazetat mit Diazoniumblau.
  • In den Vorzugosusführungen wird 2,6-Dichlorbenzenonindophenylazetat (Dibia) verwendet, das bei Hydrolyse unter dem einfluß des Enzyms eine tiefblaue bildet.
  • Im Zusammenhang damit, dap es eine durch Cholinesterase katalyaierte Hydrolyse von DIBIA betrifft, kann das Substrat in großem übermaß vorhanden sein. Die einzige Einschränkung, die in bezug auf eine angewandte Konzentration gemacht wird, ist die minimale Konzentration, die eine Farbwahrnehmung ermoglicht.
  • Vorzugsweise wird das verwendete Filtrierpapier mit einer Lösung, die 0,1-2 mgr/ml DIBIA enthalt, impragniert.
  • Danach werden der Substart- und der enzymhaltige Trager wahrend 10 bis 300 Sekunden miteinander in Kontakt gebracht. Diese Zeit ist eine wenig kritische Göße. Bei einer hohen Aktivität des Enzyms wird die Farbbildung bereits nach einigen Sekunden auftreten. Falle nur wenig nichtgehemmtes Enzym vorhanden ist, wird die Farbe langsamer gebildet werden.
  • Das Kriteriun bei der Bestimmung ist das wohl oder nicht Erscheinen einer Farbe. Indem keine Farbe aufkommt, ist das Enzym während der Wargeteit vollig gehemmt. Indem wöhl eine Farbe gebildet wird, ist das Enzym nicht oder nur teilweise gehemmt. Damit kleine Farbintensitatsunterschiede in der Zone der Detektiongrenze auf ihren Wert beurteilt werden konnen, ist eine vergleichende "Blanko"-Bestimmung durchzuführen. Bei einer "Blank"-Bestimmung wird eine tiefblaue Farbe gebildet.
  • Für die qualitative und quantitative Bestimmung von gasförmigen, rlüsßigen bzw. gelösten Stoffen mit enzymhemmender Wirkung kann bei Stoffen mit einer starken enzymhemmenden Wirkung von einer ganzen Reabenzträger-Reihe, die unterschiedene Enzymkonzentrationen enthält, vorteilhaft Gebrauch gemacht werden. Bei Stoffen mit einer geringen enzymhemmenden Wirkung wird vorteiljaft die Wartezeit variiert.
  • Unter Stoffen mit einer starken enzymhemmenden Wirkung versteht man Stoffe mit einer Hemmungskonstante zwischen 106 bis 108lmol-1min-1 min Ein Stoff mit einer Hemmungskonstante von 102 bis 10 lmol min wird ein Stoff mit geringer enzymhemmender Wirkung genannt.
  • Bei Stoffen mit einer Hemmungskonstante zwischen 103 und 107 lmol-1min-1 lassen sich sowohl die Enzymkonzentration wie die Wartezeit variieren.
  • Die Erfindung wird weiter an Hand der Zeichnung erläutert.
  • Darin ist: Fig. 1 die bereits erwahnte graphische Darstellung des Verlaufs der Detektionegrenze für eine Anzahl verschiedener Enzymkonzentrationen LE mit der Inkubationszeit t und der Hemmungskonzentration [I] Fig. 2 die allgemeine Formel des vorzugsweise anzuwendenden nicht iogenen oberflachenaktiven Stoffes; Fig.3 eine Kombination von zwei einzelnen Streifen; Fig. 4 ein geeignetes Gefge, bei dem die Streifen nach der Einwirkungs zeit dirch Zusammenfaltung des Gefges miteinander in Kontakt gebracht werden können; Fig. 9 eine Draufsicht der mittels eines Drahtes oder einer Kette verbundenen in runde (Plastik) halter gefaßten Streifen, die nach der Einwirkungszeit aufeinander gedrückt werden kannen; Fig. 6 ein Durchschnitt durch die Streifenhalter nach Fig. 5 und Fig. 7a und 7b eine schematisch dargestellte Ausfuhrungsform zur quantitativen Bestimmung der Enzymhemmer.
  • Die beiden Streifen 1 und 2 von Fig. 3 sind aus starken Kunstharzstoff (zum Beispiel Polystyren), während jeweils an einem Ende ein präpariertes Stuck Papierdetektionsstreifen 3 bzw. 4 befestigt ist (zum Beispiel mit einem doppelseitig klebenden Klebeband).
  • Man kann auch die Enden eines jeden Kunstharzstreifens durch eine bestimmte Handlung porös machen und die porösen Enden mit einer geeigneten Konzentration des Enzyms und des Reagens versehen. Es empfiehlt sich die Streifen deutlich mit einem Zeichem zu versehen, damit kein Zweifel ensteht, welches der Streifen der mit dem Enzym ist, der in das zu untersuchende Wasser getaucht werden kann.
  • Der zusammengesetzte Streifen nach Fig. 4 besteht aus einem mit einer Faltrille 5 versehenen ueberzug aus wasserdichtem Material, wie zum Beispiel Polyäthylen oder Teflon. In einem hohlen Teil 7 dieses Uberzuge ist ein mit dem Enzym praparierter Papierstreifen 8 angeordnet, der einige Millimeter aus der Umhüllung ragt. Bei 9 ist eine Vffnung in die Umhüllung gemacht und symmetrisch zur Faltlinie 5 ist an der Umhüllung ein Stück 10 des mit dem Substrat behandelten Papiers angebracht. Man traucht den herauaragenden Teil des Enzym papiers 8 während einiger Sekunden in das zu untersuchende Wasser und nach einiger Zeit des Wartens faltet man Umhüllung zusammen, sp daß die Streifenteile 9 und 10 einander bedecken und hält den Streifen einige Minuten in dieser Lage. Danach kann man ihn auseinanderfalten und die gegebenenfalls verurzachte Frabenänderung beobachten4 Die ausführung mit dem Detektions "knopf" nach den Figuren 5 und 6 ist ein wenig robuster. Der mit einigen Durchbohrungen 11 versehene Knopfkörper 12 hat einen enzympräparierten Reagenzträger 13.
  • Man saugt wahrend einiger Minuten das zu untersuchende gasförmige Medium durch den Knopfkörper 12 und befeuchtet das Papier mit einigen Tropfen reinen IJassers Nach einigen Minuten des Wartens wird der Drucker 15, der an der Unterseite mit einem mit dem Substrat präparierten adsorbierenden Reagenzträger 16 versehen ist, auf den Knopf gedrückt und nach wieder einigen Minuten werden beide Teile wieder auseinandergezogen und die eventuelle Verfärbung beurteilt. Die beiden Teile des 'Knopfes" sind, wenn dies auch nicht von wesentlichem Belang ist, vorteilhaft durch eine geschmeidige Schnur oder eine Kordel 17 miteinander verbunden.
  • Für wässerige Lösungen wurde ein Hilfsgerät für eine quantitative Bestimmungsmethode für eine Bereich von etwa 100-0,01 ppm entworfen.
  • Die allgemeine Form einer Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung von gaßförmigen, flüssigen bzw gelösten Stoffen mit enzymhemmender Wirkung nach der Erfindung besteht einerseits aus einem Träger 20 (Fig. ?a) von einem geeigneten Kunststoff, wie Polystyren, auf dem mehrere Streifen 21 mit variierenden Konzentrationen enzymenthaltenden Reagenzträger angebracht sind, wie neben der Figur dargestellt ist.
  • Für einen bestimmten zu detektierenden Stoff kann unter jedem Streifenteil angegeben werden, bei welcher Konzentration an dem Stoff gerade eine sichtbare Verfärbung auftritt (vorausgesetzt, dap die angegebenen Standardwartezeiten beachtet werden). In der Figur ist dies angegeben mit [I]1' usw. und tl, usw.
  • Andererseits besteht die Vorrichtung aus räumlich davon gestrennten Streifen 24 mit verschiedenen Reagenzträger, die jeweils eine geeignete Konzentration Substrat enthälten und auf einem Träger 23 angebracht sind (Fig. 7b), dies alles in einer Weise, dap der substratenthaltende Untergrund nach verchiedenen Wartezeiten mit dem enzymenthaltenden Untergrund in Kontakt gebracht werden kann.
  • Die Enzympapierstreifen 21 werden vorteilhaft mit Hilfe von doppelseitig klebendem Klebeband auf dem Träger 20 angebracht.
  • Unter jedem Streifen sind eine Anzahl poröse Stellen oder Löcher 22 angebracht, sowohl im Klebeband wie auch im Träger 20. Durch Untertauchen oder Ubergießen der Probe über die Rückseite desTrägers werden alle Streifen gleichzeitig und reproduzierbar befeuchtet. Nach Befeuchtung wird eine initielle Wartezeit tl beachtet, wonach der erste Teil der Streifen wahrend 60 Sekunden mit einem Substratpapier 24 in Kontakt gebracht wird.
  • Diese selbe Handlung wird hintereinander mit sich steigernden Wartezeiten auf Teilen des Streifensystems durchgefkrt.
  • Das Auftragen des Substratpapiers kann auf verschiedene Arten gesehen' zum Beispiel mittels einer Rolle, die in axialer Richtung mit einer Anzahl Streifen Substratpapier 24 versehen ist oder mit einem in Harmonika-Art gefaltenen Halter mit einer Anzahl Streifen Substratpapier, mit dem stets nach einer bestimmten Zeit ein folgender Streifen auf die bekannten Stellen gedrückt wird.
  • Die Brauchbarkeit derartiger Systeme kann durch Klemmvorrichtungen erhöht werden.

Claims (12)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    0 Verfahren zur qualitativen bzw. quantitativen Bestimmung von gasförmigen, flüssigen bzw. gelösten Stoffen mit enzymhemmender Wirkung, dadurch gekennzeichnet, da zumindeet ein geeigneter Reagenztrager~verwendet wird, der eine Menge eines Enzyms enthält, dessen Wirkung durch die zu detektierenden Stoffe gehemmt wird, dap dieser Träger mit dem zu untersuchenden Milieu in Kontakt gebracht wird und danach, wenn nötig, doch noch befeuchtet wird, dap sodann mit dem Träger eine Wartezeit beachtet wird, dap ferner ein anderer Reagenzträger verwendet wird, der eine geeignete Konzentration eines Substrat enthalt, das unter dem Einfluß des Enzyms eine Farbreaktion erfährt, dap sodann die erwahnten Trager sorten wahrend 10 bis 300 Sekunden miteinander in Kontakt gebracht werden und dap danach des wohl oder nicht Stattfinden einer Farbveränderung beurteilt wird.
  2. 2. Verfahren nach Patenanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dap der enzymenthaltende Reagenzträger einen nicht-iogenen cberflächenaktiven Stoff enthalt.
  3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der enzymenthaltende Reganezträger einen nicht-iogenen oberflächenaktiven Stoff aus der Klasse der linearen Alkoholäthoxylate enthält.
  4. 4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichtnet, dap bei Stoffen mit einer starken enzymenhemmenden Wirkung mehr als ein Reagenzträger verwendet wird, der unterverschiedene Konzentrationen Enzym enthalten.
  5. 5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stoffen mit einer geringer enzymhemmenden Wirkung die Wartezeit variiert wird.
  6. 6. Verfahren nach den Patentansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Enzym eine Cholinesterase verwendet wird.
  7. 7. Verfahren nach Patentansprüch 6, dadurch gekennzeichnet, dap als Enzym Ps eudo cholinesterase verwendet wird.
  8. 8. Verfahren nach den Patentansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß als Indikator-Substrat 2,6-Dichlorbenzenonindophenylazetat servendot werden kann.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchfu"hrung des Verfahrens nach den Patentanßpruchen 18, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Gefüge von zwei raumlich getrennten Indikatorstreifen, je einen Reagenzträger enthalten, wovon der eine Trager eine geeignete Konzentration eines Indikatorsubstrat enthält und der andere Trager eine geeignete Konzentration eines enzyms.
  10. 10 Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung von gasförmigen, flüssigen bzr. gelösten Stoffen mit enzymhemmender Wirkung nach dem Verfahren der Patentansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Trager ein oder mehrere Streifen mit variierenden Konzentrationen an enzymenthaltenden Reagenzträger angebracht sind, und durch rauslich davon getrennten Reagenzträger, der eine geeignete Konzentration Substrat enthalt, dies alles in solcher Weise, daß die Substratenthaltenden Reganezträger nach verschiedenen Wartezeiten mit den enzymenthaltenden Reagenzträger in kontakt gebracht werden können,
  11. 11. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach einem oder mehreren der Patentanansprüche 1-8, gekennzeichnet durch ein Gefüge aus einem enzymenthaltenden und einem substratenthaltenden und großenteils durch räumlich verbundene tunstharzfolien umhüllten Reasensträgerstreifen, wobei derartige Aussparungen in der Umhüllung angeordnet sind, dap durch rillenliniengemapes Falten der eine Reagenzträgerstreife mit dem anderen Reagenzträgerstreife in Kontakt gebracht werden kann.
  12. 12 Vorrichtungen zur Bestimmung von gasförmigen Stoffen mit enzymhemmender Wirkung nach dem Verfahren der Patenansprüche 2-8, gekennzeichnet durch zwei auseinandernehmbare ineinander- oder aufeinander passende Teile, von denen die beimEinpassen oder Aufpassen einander zugekehrten beiden Oberflächen beide mit einem Reangesträget versehen sind, wovon der-eine ein geeignetes Substrat, und eine gereinge Konzentration nicht-iogenen oberflächenaktiven Stoff enthält.
    L e e r s e i t e
DE19702062710 1970-09-21 1970-12-19 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von enzymhemmenden Stoffen Pending DE2062710A1 (de)

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