DE3687370T2

DE3687370T2 - Membran.

Info

Publication number: DE3687370T2
Application number: DE8686303907T
Authority: DE
Inventors: Pankaj Maganlal Vadgama
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1985-06-05
Filing date: 1986-05-22
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2006-05-23
Also published as: GB8514176D0; AU590571B2; US4886740A; EP0204468A2; JPS6212847A; JPH0679003B2; AU5801986A; NZ216419A; EP0204468A3; DE3687370D1; EP0204468B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Membrane, die zur Verbesserung ihrer Eigenschaften behandelt wurde, auf ein Verfahren zur Behandlung einer Membrane, auf einen Sensor der Enzymelektroden-Type, der eine behandelte Membran enthält, und auf eine analytische Methode, die einen Sensor der Enzymelektroden-Type verwendet, die eine behandelte Membrane enthält.
Enzymelektroden werden in medizinischen und anderen Laboratorien immer mehr verwendet insbesondere zur Bestimmung von Stoffen, wie beispielsweise Glukose und Harnstoff, in Proben von Blut und anderen physiologischen Flüssigkeiten. Solche Elektroden werden in vielen Veröffentlichungen beschrieben, insbesondere einem Artikel von Clark and Lyons (Annals of the New York Academy of Sciences, 102 (1962) 29-45) und in den US-Patentschriften 3 539 455 u. 3 979 274 von Clark bzw. Newman. Enzymelektroden werden im allgemeinen zur Bestimmung von Materialien verwendet, die selbst nicht elektrochemisch aktiv sind, die aber Spezies erzeugen, die sich leicht von den Elektroden feststellen lassen. In Enzymelektroden werden die Enzyme häufig auf Polymermembranen angesiedelt in engem Kontakt mit der darunterliegenden Elektrode.
Eine beträchtliche Menge Forschung wurde durchgeführt, um die Eigenschaften von Membranen zum Einsatz in Enzymelektroden zu verbessern, und viele Membranen für diesen Zweck wurden offenbart. Ein Beispiel dieser Art Membrane, die oft verwendet wird, ist die von Newman in US Patent 3 979 274 offenbarte Schichtstoffmembrane. Diese Membrane besteht aus einer ersten oder inneren Schicht eines im wesentlichen homogenen Werkstoffs, beispielsweise Celluloseacetat, die den Durchgang von Materialien selbst von geringem Molekulargewicht, die wahrscheinlich auf das Enzymsignal einwirken, verhindern kann, eine eng anhaftende Schicht des Enzyms selbst (mit oder ohne etwaige andere Stoffe, die darunter gemischt sein können), und eine zweite Schicht (in diesem Fall eine äußere Schicht) einer durchlässigen Filmunterlage, die den Durchgang von Zell- und Kolloidelementen verhindern kann.
Die Bestimmung von Glukose kann als Beispiel für die Bestimmung eines Stoffes durch eine Enzymelektrode genommen werden. Bei Anwesenheit des Enzyms Glukoseoxidase tritt folgende Reaktion ein: Glukose Glukose + O&sub2; Oxidase Glukonsäure + H&sub2;O&sub2;
Das in dieser Reaktion hergestellte Wasserstoffperoxid geht durch die Filmunterlage einer Membrane wie derjenigen nach US Patent 3 979 274 und kann mit der Elektrode bestimmt werden. Da das produzierte Wasserstoffperoxid von der in der Probe vorhandenen Glukose abhängig ist, kann die Glukosekonzentration durch einen entsprechend geeichten Sensor bestimmt werden.
Bis heute haben mehrere Schwierigkeiten die Nützlichkeit von Enzymelektroden begrenzt und den Einsatzbereich ihrer Anwendung in Routineanalysen, wie beispielsweise Blutproben, eingeschränkt. Es folgen zwei dieser Schwierigkeiten:
1. Eine Tendenz von Bestandteilen in physiologischen Flüssigkeiten, insbesondere Blut, die Poren zu verstopfen oder die durchlässigen Membranoberflächen zu überziehen und die Betriebsdauer der Membranen zu reduzieren.
2. Die begrenzte Linearität der Empfindlichkeit der Elektroden gegenüber Analysematerial wie beispielsweise Glukose oder Laktat, die Substrate für die enzymkatalisierten Reaktionen sind. Die Empfindlichkeit ist nur über einen begrenzten Bereich niedriger Konzentrationen des Analyten linear, daher müssen die Konzentrationen der zu bestimmenden Stoffe niedrig sein, und im allgemeinen müssen stark verdünnte Proben verwendet werden für Prüflinge zur Analyse mit Enzymelektroden. Verdünnte Proben für routinemäßige Analyse außerhalb des Laboratoriums herzustellen, ist nicht immer praktisch durchführbar und für in vivo Überwachung ist es unmöglich.
Der vorliegenden Erfindung gemäß stellen wir eine für Flüssigkeiten und gelöste Stoffe durchlässige Membrane zur Verfügung, die eine oder mehrere Schichten aus polymerem Material enthält, und worin mindestens eine Schicht mit einem Medium behandelt worden ist, das ein Organosilan mit reaktiven Gruppen enthält.
Erfindungsgemäß bieten wir außerdem ein Verfahren zur Behandlung einer für Flüssigkeiten und gelöste Stoffe durchlässigen Membrane, welche eine oder mehrere Schichten aus polymerem Material aufweist, bei welchem ein ein Organosilan mit reaktiven Gruppen enthaltendes Medium auf mindestens eine Schicht in der Membran aufgebracht wird.
Erfindungsgemäß bieten wir außerdem einen Sensor der Enzymelektroden-Type, der eine für Flüssigkeiten und gelöste Stoffe durchlässige Membran besitzt, die ein Enzym und eine oder mehrere Schichten eines polymeren Materials aufweist, und eine äußere Schicht besitzt, die mit einer Probe in Berührung gebracht werden kann, welche ein Analyt enthält, das in Gegenwart des Enzyms in einen Stoff überführt werden kann, der vom Sensor festgestellt werden kann, wobei die erwähnte äußere Schicht und/oder eine weitere Schicht zwischen dem Sensor und dem Enzym mit einem Medium behandelt worden ist, das ein Organosilan mit reaktiven Gruppen enthält.
Erfindungsgemäß bieten wir außerdem ein Verfahren zur Bestimmung eines Analyts in einer Probe, wobei die Probe mit der äußeren Schicht einer für Flüssigkeiten und gelöste Stoffe durchlässigen Membrane in Berührung gebracht wird, die ein Enzym enthält, in dessen Gegenwart das Analyt in einen Stoff überführbar ist, der durch einen Sensor festgestellt werden kann, der die Membrane und eine oder mehrere Schichten aus polymerem Material enthält, und wobei die Empfindlichkeit des Sensors gegenüber dem Stoff gemessen wird, worin die äußere Schicht und/oder eine andere Schicht zwischen ihm und dem Enzym mit einem Medium behandelt worden ist, das ein Organosilan mit reaktiven Gruppen enthält.
Die Hauptanwendung der erfindungsgemäßen Membranen liegt in Sensoren der Enzymelektroden-Type. Die Membranen haben jedoch andere Anwendungen in Situationen, in denen gegenüber Flüssigkeiten und gelösten Stoffen durchlässige Membranen erforderlich sind, insbesondere in medizinischen Anwendungen. Beispiele anderer medizinischer Anwendungen der Membranen umfassen den Einsatz als Dialysemembranen und als in Implantationen oder zum Einkapseln von Zellen verwendete Membranen.
Die erfindungsgemäße Membrane kann in jeder Type eines Enzymelektroden-Sensors verwendet werden. In seiner einfachsten Form besteht ein solcher Sensor aus einer enzymhaltigen Schicht und einer aus einem polymerischen Material gebildeten Schicht. Die Schicht des polymerischen Stoffes ist die äußere Schicht in dieser einfachen Form der Membrane und wird direkt von der Probe berührt in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung eines Analyten.
Es ist jedoch vorzuziehen, daß die Membrane eine Schichtstoffmembrane der Type ist, die als ein Beispiel im US Patent 3 979 274 geoffenbart wurde. Solch eine Membrane besteht aus einer ersten oder inneren Schicht aus einem polymerischen Material, das sich zwischen der enzymhaltigen Schicht und einer zweiten Schicht aus polymerischem Material auf der anderen Seite der enzymhaltigen Schicht befindet, wobei die zweite Schicht gewöhnlich die mit Silan behandelte Schicht ist.
Der nachstehend beschriebene, erfindungsgemäße Sensor wird in dieser Spezifikation eine Schichtstoffmembrane der Type enthalten, von der die in US Patent 3 979 274 beschriebene Membrane mit erster und zweiter Schicht ein Beispiel ist, wobei die Schicht mit dem Silan die zweite Schicht ist.
Es ist zu verstehen, daß die erfindungsgemäße Membrane mehr als zwei Schichten aus polymerischem Material enthalten kann. Beispielsweise ist die zweite Schicht nicht notwendigerweise die äußerste Schicht der Membrane. Es gibt vielleicht eine weitere Schicht oder Schichten aus polymerem Material, d. h. dritte, vierte usw. Schichten, zwischen der zweiten Schicht oder Schicht beschränkter Durchlässigkeit und der Probe. Wenn die Membrane dritte und/oder vierte polymere Schichten enthält, ist es nicht unbedingt die äußerste Schicht, die mit dem Silan behandelt wurde. Es kann eine innere, beispielsweise die zweite Schicht sein. Häufig wird jedoch die zweite Schicht die äußere Schicht sein, und ihre Außenseite wird mit Silan behandelt sein und von der Probe berührt werden. Die erfindungsgemäße Membrane kann als eine abnehmbare Membrane oder als eine anhaftende Membrane über einem Wegwerfsensor verwendet werden. Zu den für geeignete Sensoren verwendeten Werkstoffe gehören Edelmetalle und/oder Kohlenstoff.
Die im Behandlungsverfahren gemäß der Erfindung verwendeten Silane können eines oder mehrere Siliziumatome in ihren Molekülen haben. Vorzugsweise werden Silane mit zwei oder mehr (besonders drei) reaktiven Gruppen verwendet, insbesondere Halidatome, wie beispielsweise Chloratome. Neben den reaktiven Gruppen gibt es andere an die Siliziumatome angehängte Gruppen, zweckmäßigerweise Alkyl-, insbesondere Methyl-Gruppen, aber andere nicht-reaktive Gruppen, z. B. Phenylgruppen, sind möglich. Besonders geeignete Silane sind Phenyltrichlorsilan und Dimethyldichlorsilan und Methyltrichlorsilan. Das Silan kann auf die Außenseite der äußeren Schicht der Membrane tropfenweise in einem Lösungsmittel aufgetragen werden. Geeignete Lösungsmittel sind inerte organische Lösungsmittel, die leicht verdunsten, beispielsweise Trichlorethan. Als Alternative und besser geeignet ist es, die zu behandelnde Schicht in das Silan zu tauchen, ehe die Schichtmembrane gebildet und auf den Sensor aufgelegt wird. Es können daher die eine oder andere, oder beide Seiten der Schicht (z. B. die zweite Schicht) mit Silan behandelt werden. Es gibt viele Möglichkeiten, silanierte Membranen zu bilden, beispielsweise kann das Enzym immobilisiert werden, z. B. durch Vernetzung direkt auf die Innenseite der silanierten Schicht, oder es kann auch als ein vorgebildeter Film auf die Innenseite aufgetragen werden.
Geeignete polymere Materialien für die zweite Schicht einer Schichtstoffmembrane der in der US Patentschrift 3 979 274 geoffenbarten Type umfassen Polykarbonate und modifizierte Cellulose, vorzugsweise Polykarbonate. Eine sehr geeignete, modifizierte Cellulosemembrane ist eine Celluloseacetat/Cellulosenitrat-Mischester Ultrafiltriermembrane. Die zweite Schicht wirkt als eine Diffusionsschranke, die den Durchgang von Verbindungen mit hohem Molekulargewicht verhütet oder einschränkt, und der Membrane ausreichende Stärke verleiht, damit sie ihre Form beibehalten kann und geeignete Berührung mit der Elektrode aufrechterhält. Vorzugsweise hat die zweite Schicht eine Dicke von weniger als 20 Mikron, insbesondere im Bereich 1 bis 10 Mikron. Zweckmäßigerweise hat der Polymerstoff der zweiten Schicht Poren mit einem durchschnittlichen Durchmesser im Bereich von 1 Mikron bis 0,05 Mikron, oder vorzugsweise geringer, wie in unserer gleichzeitig anhängigen GB Patentanmeldung Nr. 8 522 834 beschrieben.
Geeignete Werkstoffe für die erste Schicht einer Schichtstoffmembrane sind Polymethylmethacrylat, Gelluloseacetat, Polyurethan oder andere polymere Materialien, die den Durchgang elektroaktiver, störender Verbindungen wie beispielsweise Askorbinsäure und Tyrosin einschränken bzw. verhindern. Zweckmäßigerweise hat die erste Schicht eine Dicke im Bereich 0,5 bis 1,0 Mikron. Zu den geeigneten Werkstoffen gehören auch Stoffe, die jede Art über einem vorbestimmten Molekulargewicht, z. B. über 100 oder besonders über 50 ausschließen.
Das im erfindungsgemäßen Sensor vorhandene Enzym kann auf jede geeignete Weise auf der Membrane angebracht werden. In einer Schichtmembrane ist es vorzugsweise zwischen den beiden Schichten aus polymerem Material vorhanden, wobei es die Bindung zwischen ihnen bildet. In dieser Situation und auch allgemein wird das Enzym vorzugsweise immobilisiert durch Mischen mit einem Material, das eine Vernetzung hervorruft. Ein zu diesem Zweck sehr geeignetes Material ist Glutaraldehyd, aber Eiweißstoffe wie Album in und andere Stoffe können ebenfalls mit einbezogen werden. Um den Erhalt rascher, stetiger Messungen vom Sensor zu erleichtern, wird vorgezogen, daß die enzymhaltige Schicht dünn ist, d. h. nicht mehr als 5 Mikron dick.
Das im erfindungsgemäßen Sensor zu verwendende Enzym wird vom Analyten abhängen, dessen Konzentration zu bestimmen ist. Ist der Analyt Glukose, dann wird das Enzym Glukoseoxidase sein. Andere, möglicherweise vorhandene Enzyme umfassen Urikase und Laktatoxidase zur Bestimmung von Harnsäure bzw. Milchsäure.
Das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren kann beispielsweise mittels folgender Schritte durchgeführt werden, um eine Membrane zu erzeugen, die in einem Enzymelektrodensensor zur Bestimmung von Glukose eingesetzt wird :-1. Das Silan (z. B. Dimethyldichlorsilan) wird in einem geeigneten Lösungsmittel (z. B. 1,1,1-Trichloräthan) gelöst, um eine 2%ige Lösung zu ergeben.
2. Ungefähr 200 ug der Lösung wird einer Polykarbonatmembrane von 1 cm², die sich auf einem Objektglas befindet, tropfenweise hinzugefügt.
3. Die Lösung darf einige Sekunden lang in die Membrane eindringen:
4. Die Membrane wird mit einem zweiten Objektglas zugedeckt und die beiden Objektträger werden 5 Minuten lang zusammengeklemmt, während dieser Zeit tritt eine gewisse Polymerisation des Silans ein:
5. Die Membrane wird von den Objektträgem entfernt und in einem Wasserstrahl gespült, um etwa unreagierte Gruppen zu hydrolisieren:
6. Die Membrane wird in Luft getrocknet:
7. 1 mg Glukoseoxydase wird in 50 ul (100 mg/ml) Eiweiß gelöst:
8. 3 ul 12,5%iger Glutaraldehydlösung wird mit 3 ul der Enzym/Eiweißmischung auf einem Mikroskopobjektglas gemischt:
9. 1 ul der im vorausgehenden Schritt erzeugten Mischung wird auf eine Seite der Membrane gebracht:
10. Die obere Oberfläche der Enzymschicht wird sofort mit einer dünnen Celluloseacetatmembrane zugedeckt, und die sich ergebende Schichtmembrane wird 3 Minuten lang zwischen Objektgläser geklemmt. Nach dem Entfernen aus den Objektgläsern kann die durch die obenstehende Schrittfolge produzierte Schichtmembrane auf einer Platinelektrode verwendet werden, wobei die Celluloseacetatmembrane der Elektrode am nächsten ist.
Die Membranen der Erfindung haben den allgemeinen Vorteil, daß die Behandlung mit Organosilan die Neigung der Membranoberflächen, durch geronnenes Blut verschmutzt zu werden, herabsetzt. Dies ist immer dann von Vorteil, wenn die Membranen unter Umständen verwendet werden, in denen sie mit Blut in Berührung gebracht werden, wie bei der Diafiltrationsbehandlung von Nierenkranken. Auf ähnliche Weise mit Organosilan behandelte Dialysemembranen neigen ebenfalls weniger zur Oberflächenverschmutzung, dies ist von Vorteil, wenn solche Membranen während einer Hämodialyse mit Blut in Berührung gebracht werden. Wenn die Membranen in Sensoren zur Bestimmung von Blutbestandteilen verwendet werden, so können sie öfter verwendet werden, da die Oberfläche weniger dazu neigt, von Eiweißstoffen und Zellbestandteilen überzogen oder verstopft zu werden. Dadurch werden Sensoren, die die behandelten Membranen enthalten, nützlicher bei routinemäßigen Blutanalysen.
Wenn die erfindungsgemäß behandelten Membranen in Sensoren verwendet werden, ist ein weiterer Vorteil einer Zunahme im Konzentrationsbereich, über den eine Kurve der Konzentration gegenüber dem Sensoransprechen linear verläuft. Bei unbehandelten Membranen erstreckt sich die Linearität nur bis zu ungefähr einer Konzentration von 3 mM für Glukose. Bei behandelten Membranen ist die Linearität erhöht, und der Bereich erstreckt sich auf Glukosekonzentrationen von 50 mM und sogar darüber. Dies wird dadurch erzielt, daß der Substrateingang in die Enzymschicht begrenzt ist und daher mit einem gewissen Verlust an Sensitivität. Der Bereich kann daher so sein, daß er die Glukosekonzentrationen, die in Blutproben zu erwarten sind, umfaßt, wodurch die Blutglukosespiegel leichter bestimmt werden können. Dies ist ein beträchtlicher Vorteil in Situationen, wo sehr viele Bestimmungen regelmäßig und mit minimaler Probenvorbereitung durchgeführt werden müssen.
Neben ihren medizinischen Anwendungen haben die Enzymelektroden- Sensoren mehrere andere Anwendungen einschließlich Überwachung industrieller Gärungsmedien, Überwachung von Gärungsmedien in Laboratorien und tiermedizinische Anwendungen in vivo und in vitro.
Die Erfindung wird durch folgende Beispiele illustriert.

Beispiel 1:

Eine Schichtmembrane wurde nach der in Schritten 1 bis 10 oben beschriebenen Behandlungsweise hergestellt und über die Oberfläche eines polarografischen Elektrodensystems gelegt, deren Arbeits(Platin)Elektrode bei +0,6 V im Vergleich zu einer silbernen Bezugselektrode eingestellt war. Das sich daraus ergebende membranüberzogene Elektrodensystem wird in einer Querschnittszeichnung in Abb. 1 der Zeichnungen gezeigt. In Abbildung 1 ist die Bezugsnummer 1 eine zweite oder äußere Schicht, die aus einem mit Dimethyldichlorosilan überzogenen Polycarbonatfilm mit Porengröße 0,05 Mikron gebildet wurde, 2 ist eine Schicht Glukoseoxidaseenzym, das in Eiweiß gelöst und mit Glutaraldhyd vermischt ist, 3 ist eine erste oder innere aus Celluloseacetat gebildete Schicht, 4 ist die Platin- Arbeitselektrode und 5 ist die Silber-Pseudoreferenzelektrode. Die Platin- Arbeitselektrode 4 wirkt als eine Anode, während die Silber-Pseudoreferenzelektrode 5 als eine Kathode wirkt. Die Membran wird auf der Elektrode durch einen Perspexring festgehalten, der auf die zweite Schicht 1 drückt gegen deren äußere Kanten bei 6.
Die Membrane wurde zuerst mit glukosefreiem Elektrolyt (0,9% NaCl-Lösung) befeuchtet, um eine Meßbasis-Stromstärke zu liefern. Eine Serie wäßriger Standard-Glukoselösungen unterschiedlicher Konzentrationen wurde dann aufgetragen, jede der Reihe nach als ein einziger Tropfen, um die Arbeitselektrode 4 zu bedecken. Stabile Messungen wurden für jede Standardlösung durchgeführt. Zwischen jeder Analyse wurde die Membranoberfläche mit Puffer abgespült und mit Filterpapier abgetupft, um überschüssige Flüssigkeit zu entfernen.
Die mit der Glukoselösung erhaltenen stabilen Messungen wurden verwendet, um die in Abbildung 2 der Zeichnungen dargestellte Eichkurve zu erstellen. In dieser Eichkurve ist die Ordinate die Stromausgabe in Mikroamps pro cm² und die Abszisse ist die Glukosekonzentration in m Mol/l.
Aus der Eichkurve von Abbildung 2 ist ersichtlich, daß die Kurve linear verläuft, zumindest bis zu Glukosekonzentrationen von 50 m mol/l. Dies deckt den Konzentrationsbereich, der klinisch wichtig ist.

Beispiel 2:

Eine Schichtmembrane wurde ähnlich wie unter Beispiel 1 beschrieben vorbereitet mit der Ausnahme, daß die zweite oder äußere Schicht 1 in Abbildung 1 aus einer Polyestermembrane mit einer Porengröße von 0,2 u gebildet wurde, die von Nucleopore hergestellt und mit Methyltrichlorosilan in derselben Weise behandelt wurde, wie oben beschrieben unter Verwendung von Dimethyldichlorosilan.
Eine Eichkurve wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, erstellt unter Verwendung von Messungen, die mit mehreren Glukoselösungen verschiedener Konzentrationen gemacht wurden. In diesem Falle ist die Kurve bis zu 8 mM fast linear. Dies ist im Vergleich zu den Ergebnissen, die mit einer auf ähnliche Weise gebauten Vergleichsmembrane erhalten wurden, in der die zweite Schicht nicht silanisiert wurde, und mit der keine bedeutende Zunahme im Ansprechen auf Glukosekonzentrationen über 2 mM erzielt wurden, eine merkliche Verbesserung.
Die Eichkurve wird in Abbildung 3 der Zeichnungen dargestellt. Darin ist die Ordinate Stromausgabe in Mikroamps pro cm². und die Abszisse ist die Glukosekonzentration in m mol/l.

Beispiel 3:

Eine Schichtmembrane wurde, ähnlich wie unter Beispiel 1 beschrieben, vorbereitet mit der Ausnahme, daß die zweite oder äußere Schicht 1 in Abbildung 1 aus einer Polycarbonatmembrane mit einer Porengröße von 0,05 u gebildet wurde, die mit Methyltrichlorosilan behandelt wurde unter Verwendung des oben für Behandlungen mit Dimethyldichlorosilan beschriebenen Verfahrens.
Eine Eichkurve wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, erstellt unter Verwendung von Messungen, die mit mehreren Glukoselösungen verschiedener Konzentrationen gemacht wurden. In diesem Falle ist die Kurve bis zu 10 mM linear (und möglicherweise höher, wenn Messungen fortgesetzt worden wären). Dies ist eine deutliche Verbesserung in den Ergebnissen, die bei Verwendung (a) einer Membrane des in US Patent 3 979 274 beschriebenen Typs und einer Vergleichsmembrane, in der die zweite Schicht nicht silanisiert worden war, erzielt wurden. Sowohl mit der Membrane des US Patents 3 979 274 als auch mit dem Vergleich gab es keine bedeutende Erhöhung des Ansprechens auf Glukosekonzentrationen über 2 mM.
Die Eichkurve ist in Abbildung 4 der Zeichnungen dargestellt, in der die Koordinaten dieselben sind wie in Abbildungen 2 und 3.

Beispiel 4:

Silanisierte Schichtmembranen wurden mit der oben beschriebenen Behandlung und unter Verwendung mehrerer Silane hergestellt. Es wurden Messungen durchgeführt mit mehreren Glukoselösungen und das größte Ausmaß der Linearität für jedes unterschiedliche Silan wurde gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 vorgelegt. Eine Vergleichsmembrane, die nicht mit Silan behandelt worden war, ergab eine maximale Linearität von 5 mM.
Die maximale Linearität ist je nach dem angewandten Silan unterschiedlich. In zwei Fällen wurden sehr hohe maximale Linearitäten beobachtet. Solche Linearitäten liegen erheblich außerhalb des für medizinische Anwendungen erforderlichen Bereichs. Sie sind jedoch in gewissen industriellen Anwendungen, beispielsweise Messen der Glukosekonzentration in einem Gärstoff, nützlich. Tabelle 1 Silan Maximale Glukosekonzentration (mM) bis zu der Ansprechen linear war Methyltrichlorosilan Phenyltrichlorosilan Dimethyldichlorosilan Methyldichlorosilan Ohne Silanbehandlung

Beispiel 5:

Die Wirkung von Blut auf die Empfindlichkeit eines Enzymelektrodensensors wurde untersucht, indem das Ansprechen einer Enzymelektrode auf ganzes, verdünntes Blut untersucht wurde. Das Ansprechen wurde untersucht (a) wenn die Elektrode mit einem an ein Plasma-Eiweiß vernetztes Enzym überzogen war sonst aber unbedeckt gelassen wurde, (b) wenn die Enzymschicht mit einer glatten Schicht "CUPROPHAN" (eingetragenes Warenzeichen) modifizierter Gellulosepolymer bedeckt war, und (c) wenn die Enzymschicht mit einer Schicht mit Methyltrichlorosilan behandelten CUPROPHAN bedeckt war. Die erste Polymerschicht, die der Enzymschicht zugrundelag, war ein nicht selektiver Film, da für diese Studien nur der Ansprechverlust von Interesse war. Das verwendete Blut wurde 1 zu 50 verdünnt und in gerührtem Phosphatpuffer (pH-Wert 7,4) analysiert. Bestimmungen wurden mit einer 10 u mol/l Glukose-Standardlösung gemacht.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß in (a) oben der Ansprechverlust äußerst schnell war, während er in (b) oben weniger schnell war. Bei Verwendung der mit Silan behandelten Membrane von (c) oben, war jedoch der Ansprechverlust erheblich vermindert. Tabelle 2 Deckende Membran Zeit in ganzem, verdünnten Blut (Minuten) Verlust im Ansprechen (a) keine (b) unbehandeltes "CUPROPHAN" (c) mit Silan behandelt "CUPROPHAN"

Claims

1. Für Flüssigkeiten und gelöste Stoffe durchlässige Membrane, welche eine oder mehrere Schichten (1, 3) aus polymerem Material und mindestens eine Schicht (1) aufweist, die mit einem Medium behandelt worden ist, das ein Organosilan mit reaktiven Gruppen enthält.

2. Verfahren zur Behandlung einer für Flüssigkeiten und gelöste Stoffe durchlässigen Membrane, welche eine oder mehrere Schichten (1, 3) aus polymerem Material aufweist, bei welchem ein Medium, das ein Organosilan mit reaktiven Gruppen enthält, auf mindestens eine Schicht (1) in der Membrane aufgebracht wird.

3. Sensor der Enzymelektroden-Type, der eine für Flüssigkeiten und gelöste Stoffe durchlässige Membrane besitzt, die ein Enzym (2) und eine oder mehrere Schichten (1, 3) aus polymerem Material und eine äußere Schicht (1) aufweist, die mit einer Probe in Berührung gebracht werden kann, welche einen Analyt enthält, der in Gegenwart des Enzyms in einen Stoff überführbar ist, der vom Sensor festgestellt werden kann, wobei die äußere Schicht (1) und/oder eine weitere Schicht zwischen letzterer und dem Enzym mit einem Medium behandelt worden ist, das ein Organosilan mit reaktiven Gruppen enthält.

4. Sensor nach Anspruch 3, welcher eine laminierte Membrane besitzt, die eine enzymhaltige Schicht (2) zwischen einer ersten Schicht (3) aus polymerem Material und einer zweiten Schicht (1) aus polymerem Material aufweist, wobei die erste polymere Schicht (3) zwischen der enzymhaltigen Schicht (2) und der Elektrode (4) im Sensor angeordnet ist.

5. Sensor nach Anspruch 4, bei welchem die erste polymere Schicht (3) der Membrane aus Polymethylmethacrylat, Celluloseacetat oder Polyurethan hergestellt ist.

6. Sensor nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem die zweite polymere Schicht (1) der Membrane aus einem Polykarbonat oder einer modifizierten Cellulose hergestellt ist.

7. Sensor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei welchem die zweite polymere Schicht (1) der Membrane aus einem porösen Material mit Poren eines durchschnittlichen Durchmessers von weniger als 0,05 um hergestellt ist.

8. Sensor nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei welchem die äußere Schicht (1) und!oder eine weitere Schicht zwischen letzterer und dem Enzym mit einem Organosilan behandelt worden ist, das in seinem Molekül 3 reaktive Gruppen enthält.

9. Sensor nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei welchem die äußere Schicht (1) und/oder eine weitere Schicht zwischen letzterer und dem Enzym mit Phenyltrichlorosilan, Dimethyldichlorosilan oder Methyltrichlorosilan behandelt worden ist.

10. Verfahren zur Bestimmung eines Analyts in einer Probe, bei welchem die Probe mit der äußeren Schicht (1) einer für Flüssigkeiten und gelöste Stoffe durchlässigen Membrane in Berührung gebracht wird, die ein Enzym (2) enthält, in dessen Gegenwart der Analyt in einen Stoff überführbar ist, der durch einen Sensor festgestellt werden kann, in dem die Membrane vorliegt, und die außerdem eine oder mehrere Schichten (1, 3) aus polymerem Material enthält, und das Ansprechen des Sensors auf den Stoff gemessen wird, wobei die äußere Schicht (1) und/oder eine weitere Schicht zwischen letzterer und dem Enzym mit einem Medium behandelt worden ist, das ein Organosilan mit reaktiven Gruppen enthält.