DE3812442A1 - Unit for enzyme preparation - Google Patents

Unit for enzyme preparation

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

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Abstract

Unit for enzyme preparation of a substrate to be investigated using an electrode and a gas-permeable membrane onto which the enzyme, which is embedded in a gel, is applied, which results in the enzyme gel layer being enclosed between the gas-permeable membrane and the two membranes not being permeable for the enzyme.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur En­ zympräparation gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Enzympräparationen werden zum Einsatz in der selektiven Analytik von Einzelkomponenten von komplexen Stoffgemi­ schen verwendet.The invention relates to a device for En zym preparation according to the preamble of claim 1. Such Enzyme preparations are used in the selective Analysis of individual components of complex substances used.

Bisher wurde das in das Gel eingebettete Enzym manuell auf die Membran, die sauerstoff- oder gasdurchlässig ist, aufgebracht. Hinter der Membran befindet sich dann zwischen der Elektrode Wasser oder eine andere Flüssig­ keit. Der Anstieg des Sauerstoffgehaltes im Wasser bzw. Anstieg des pH-Wertes oder der Konzentration von Koh­ lendioxid wird dann mittels der Elektrode gemessen.So far, the enzyme embedded in the gel has been manual on the membrane, which is permeable to oxygen or gas is upset. Then there is behind the membrane between the electrode water or another liquid speed. The increase in the oxygen content in the water or Increase in pH or concentration of Koh Linen dioxide is then measured using the electrode.

Die bisherige Aufbringung des Enzyms auf die Membran hat jedoch erhebliche Nachteile:The previous application of the enzyme to the membrane has however significant disadvantages:

Das Enzym liegt meistens ungleichmäßig verteilt vor, die Gelmasse altert unkontrolliert und ändert sich auch. Weiterhin ist die Dicke der Gelschicht ungleichmäßig. Darüber hinaus läßt sich die Membran dann noch schlecht handhaben. Aufgrund dieser Tatsachen ist die Reproduzier­ barkeit des Meßergebnisses dann unbefriedigend. Deshalb muß die Meßeinrichtung dann öfters nachgeeicht werden.The enzyme is usually unevenly distributed Gel mass ages uncontrollably and also changes. Furthermore, the thickness of the gel layer is uneven. In addition, the membrane can then still poorly handle. Because of these facts, the reproducer Availability of the measurement result is then unsatisfactory. That's why the measuring device must then be re-calibrated more often.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Einrichtung zur Enzympräparation dahingehend zu verbessern, daß diese Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll die Enzympräparation standardisiert und leicht handhabbar sein.The object of the invention is to provide the device Enzyme preparation to improve that Disadvantages are avoided. In particular, the Enzyme preparation standardized and easy to handle be.

Diese Aufgabe wurde durch die erfindungsgemäße Einrich­ tung zur Enzympräparation nach Anspruch 1 gelöst. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen dieser Einrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object was achieved by the device according to the invention tion for enzyme preparation according to claim 1 solved. Advantage sticky designs of this facility are in the Subclaims specified.

Die in den Ansprüchen 2 und 3 angegebenen Maßnahmen gewäh­ ren eine standardisierte Dicke der Gel- und Enzymschicht.The measures specified in claims 2 and 3 selected a standardized thickness of the gel and enzyme layer.

Die Maßnahmen 3 und 4 gewährleisten die einfache Handhab­ barkeit der Enzympräparation.Measures 3 and 4 ensure easy handling Availability of the enzyme preparation.

Nach Anspruch 6 können die Enzyme auf der Membran auch anders immobilisiert werden und müssen nicht in einem Gel vorliegen.According to claim 6, the enzymes on the membrane can also be immobilized differently and do not have to be in one Gel present.

Diese neue Enzympräparation kann leicht standardisiert und konfektioniert werden, so daß die Anwendung für das Labor wesentlich vereinfacht wird.This new enzyme preparation can easily be standardized and made up so that the application for the Laboratory is significantly simplified.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Enzympräparation anhand von drei Lösungswegen kurz beschrieben.The enzyme preparation according to the invention is described below briefly described using three possible solutions.

Fig. 1 zeigt die Gesamtanordnung, Fig. 1 shows the overall arrangement,

Fig. 2a und 2b die erfindungsgemäße Einrichtung mit und ohne Halterung, FIGS. 2a and 2b, the device of the invention with and without support,

Fig. 3 die Einrichtung mit fixierten Enzymen, Fig. 3 shows the device with fixed enzymes

Fig. 4 die Einrichtung nur mit einem Distanzstück. Fig. 4 shows the device only with a spacer.

1. Lösungsweg (Fig. 2a, 2b)1. Solution ( Fig. 2a, 2b)

Auf einem O-Ring a von ca. 1 cm Durchmesser wird eine erste sauerstoffpermeable Membran angebracht. Auf einem zweiten O-Ring b eine sauerstoff- und substratdurchläs­ sige Membran und darauf zusätzlich eine Gel-Enzym- Schicht. Durch das gleichzeitige Befestigen beider Mem­ branen auf der Sauerstoffelektrode (pH-, Kohlendioxyd- Elektrode) wird eine definierte Form und Dichte der Enzymschicht erreicht. Beide Membranen mit den O-Ringen werden mit einer steckbaren Haltevorrichtung mit integrier­ tem Rührer auf der Sauerstoffelektrode fixiert. Der Rüh­ rer bewirkt, daß das Substrat an der substrat durchläs­ sigen Membran anliegt und durchmischt wird. Der Sauerstoff­ anstieg (durch die erste Membran) im Wasser wird dann von der Sauerstoffelektrode detektiert.A first oxygen-permeable membrane is attached to an O-ring a of approximately 1 cm in diameter. On a second O-ring b an oxygen- and substrate-permeable membrane and on top of that a gel-enzyme layer. By attaching both membranes to the oxygen electrode (pH, carbon dioxide electrode) at the same time, a defined shape and density of the enzyme layer is achieved. Both membranes with the O-rings are fixed on the oxygen electrode with a plug-in holding device with an integrated stirrer. The stirrer causes the substrate to bear against the substrate permeable membrane and to be mixed. The oxygen rise (through the first membrane) in the water is then detected by the oxygen electrode.

2. Lösungsweg (Fig. 3)2. Solution ( Fig. 3)

Eine zweite sauerstoff- und substratdurchlässige Membran wird mit N-terminalen chemischen Gruppen so belegt, daß eine Immobilisierung über kovalente Verbindungen mit dem Enzym erreicht wird. Dann wird die Membran mit einem O-Ring versehen und zusammen mit einer darüber angebrach­ ten ersten sauerstoffdurchlässigen Membran mittels einer steckbaren Halterung auf der Sauerstoffelektrode fi­ xiert.A second membrane that is permeable to oxygen and substrates is covered with N-terminal chemical groups so that immobilization via covalent connections with the Enzyme is reached. Then the membrane with a Provide O-ring and attached together with one above th first oxygen-permeable membrane by means of a pluggable bracket on the oxygen electrode fi xiert.

3. Lösungsweg (Fig. 4)3. Solution ( Fig. 4)

Die zu verwendende Enzymmenge wird homogen in einer Immobilisierungsmasse verteilt, auf die sauerstoffdurch­ lässige Membran in definierter Stärke bzw. Dicke aufge­ bracht und mit einer zweiten sauerstoff- und substrat­ permeablen Membran abgedeckt. Dann werden die Membranen in geeigneter Art und Weise miteinander verbunden (schweißen, kleben) und geformt, so daß ein für die bestimmungsgemäße Anwendung geeignete Form erzielt wird. Mit einer steckbaren Haltevorrichtung werden die so präparierten Membranen auf der Sauerstoffelektrode fixiert.The amount of enzyme to be used becomes homogeneous in one Immobilization mass distributed on the oxygen through casual membrane in a defined thickness brings and with a second oxygen and substrate permeable membrane covered. Then the membranes connected in a suitable manner  (welding, gluing) and shaped so that one for the Intended use appropriate form is achieved. With a plug-in holding device, the so prepared membranes on the oxygen electrode fixed.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Enzympräparation eines zu untersu­ chenden Substrates unter Verwendung einer Elektrode und einer gasdurchlässigen Membran auf die das in einem Gel eingebettete Enzym aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Enzym-Gelschicht zwischen der gasdurchläs­ sigen und einer weiteren gas- und substratdurchläs­ sigen Membran eingeschlossen ist, und daß beide Membranen nicht für das Enzym permeabel sind.1. Device for enzyme preparation of a substrate to be examined using an electrode and a gas-permeable membrane to which the enzyme embedded in a gel is applied, characterized in that the enzyme gel layer between the gas-permeable and another gas- and substrate-permeable membrane is included, and that both membranes are not permeable to the enzyme. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Membranen, zwischen denen ein Distanz­ stück liegt, untereinander verbunden sind.2. Device according to claim 1, characterized, that the two membranes, between which a distance piece lies, are interconnected. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück ein O-Ring ist. 3. Device according to claim 1, characterized, that the spacer is an O-ring.   4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter O-Ring zur Fixierung der eingebetteten Schicht an der Elektrode vorgesehen ist.4. Device according to claim 1 and 2, characterized, that a second O-ring for fixation the embedded layer on the electrode is provided. 5. Einrichtung nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite O-Ring an oder auf einer steckbaren Halterung anbringbar ist.5. Device according to claims 1-3, characterized, that the second O-ring on or on a pluggable Bracket is attachable. 6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enzyme auf der gas- und substratdurchläs­ sigen Membran mittels N-terminaler Gruppen, die auf der Membran angebracht sind, über kovalente Bindun­ gen immobilisierbar sind.6. Device according to claims 1-4, characterized, that the enzymes on the gas and substrate pass sigen membrane using N-terminal groups that attached to the membrane, via covalent bond are immobilizable.
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