DE3853029T2

DE3853029T2 - Sensor.

Info

Publication number: DE3853029T2
Application number: DE3853029T
Authority: DE
Inventors: Lian Xiang Tang; Pankaj Maganlal Vadgama
Original assignee: University of Manchester
Current assignee: University of Manchester
Priority date: 1987-08-04
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2008-07-29
Also published as: PT88183A; GB8718430D0; NZ225672A; EP0302661A1; JP2614277B2; NO883441L; DK433588A; IL87263A; DK170656B1; NO302846B1; AU2035588A; FI91331B; CA1290015C; IL87263A0; JPH01131446A; FI883622A; IE67374B1; FI883622A0; US4919767A; IE882303L

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Meßfühler vom Typ einer Enzymelektrode mit einer verbesserten Membrane und auf eine analytische Methode unter Verwendung des Meßfühlers.
Enzymelektroden werden in medizinischen und anderen Laboratorien immer mehr verwendet insbesondere zur Bestimmung von Stoffen wie beispielsweise Glukose und Harnstoffe in Blutproben und anderen physiologischen Flüssigkeiten. Solche Elektroden werden in vielen Veröffentlichungen beschrieben, insbesondere in einem Artikel von Clark und Lyons (Annals of the New York Academy of Science, 102, 29-45, 1962) und US Patente 3539455 und 3979274 von Clark bzw. Newman. Enzymelektroden werden im allgemeinen verwendet, um Stoffe zu bestimmen, die selbst elektrochemisch nicht aktiv sind, die aber in Gegenwart geeigneter Enzyme an Reaktionen beteiligt sind, die Arten erzeugen, die durch die Elektroden leicht nachgewiesen werden können. In Enzymelektroden sind die Enzyme häufig innerhalb polymerer Stoffe in nächster Nähe zu der unterliegenden Elektrode lokalisiert.
Sehr viel Forschungsarbeiten wurden durchgeführt, um die Eigenschaften der Membranen zur Verwendung in Enzymelektroden zu verbessern, und viele Membranen wurden für diesen Zweck geoffenbart. Ein Beispiel einer Membrane dieses Typs, die oft verwendet wird, ist die von Newman im US Patent 3979274 geoffenbarte laminierte Membrane. Diese Membrane besteht aus einer ersten oder inneren Schicht eines im wesentlichen homogenen Stoffes, beispielsweise Celluloseacetat, das den Durchgang von Materialien mit niedrigem Molekulargewicht, die wahrscheinlich das Enzymsignal stören, verhindern kann, eine eng haftende Schicht des Enzyms selbst (mit oder ohne solch andere Materialien, die damit vermischt sein können), und eine zweite Schicht (in diesem Fall eine äußere Schicht) einer porösen Trägerfolie, die den Durchgang zellförmiger und kolloidaler Elemente verhindern kann.
Die Bestimmung von Glukose kann als Beispiel der Bestimmung eines Materials durch eine Enzymelektrode dienen. In Gegenwart der Enzym Glukoseoxidase tritt folgende Reaktion auf :-Glukose Glukoseoxidase Gluconsäure
Das in dieser Reaktion erzeugte Wasserstoffperoxid geht durch die erste Schicht einer Membrane, wie beispielsweise derjenigen nach US Patent 3979274, und kann mit der Elektrode bestimmt werden. Da das erzeugte Wasserstoffperoxid von der in der Probe gegenwärtigen Glukose abhängt, kann die Glukosekonzentration mit einem zweckentsprechend geeichten Meßfühler bestimmt werden.
Bisher haben mehrere Schwierigkeiten die Nützlichkeit von Enzymelektroden begrenzt und das Ausmaß ihrer Verwendung in Routineanalysen von beispielsweise Blutproben beschränkt. Bedeutend ist unter diesen Schwierigkeiten die begrenzte Linearität der Elektrodenreaktion gegenüber Analyten, wie beispielsweise Glukose oder Laktat, die Substrate für die von den Enzymen katalytisch beeinflußten Reaktionen sind. Die Reaktion ist nur über einen begrenzten Bereich niedriger Konzentrationen der Analyten linear, daher müssen die Konzentrationen der zu bestimmenden Materialien niedrig sein, und im allgemeinen müssen für Prüfgut zur Analyse mit Enzymelektroden verdünnte Proben verwendet werden. Es ist nicht immer durchführbar, für Routineanalysen außerhalb des Laboratoriums verdünnte Proben herzustellen, und für invasive Überwachung wäre es unmöglich.
In unserer veröffentlichten, europäischen Patentanmeldung Nr. 216577 beschreiben und beanspruchen wir einen Meßfühler zur Bestimmung eines Analyten, der zwischen seiner Elektrode und einer Probe des zu prüfenden Analyten eine Membrane hat. Vorzugsweise ist die Membrane eine Membrane wie diejenige des US Patents 3979274. In der Membrane des Meßfühlers der europäischen Anmeldung Nr. 216577 gibt es jedoch eine Materialschicht mit beschränkter Durchlässigkeit zwischen der enzymhaltigen Schicht und der Probe, diese Schicht mit beschränkter Durchlässigkeit enthält einen Bereich, durch den Analyt hindurchgehen kann, und der aus einem porösen Material mit beschrankter Durchlässigkeit gebildet wurde, seine Porosität ist höchstens 5 %.
Gemäß der gegenwärtigen Erfindung bieten wir einen Meßfühler vom Typ der Enzymelektrode zur Bestimmung eines Analyten, wobei der genannte Analyt in Gegenwart eines Enzyms in eine Art verwandelt werden kann, die vom Meßfühler festgestellt werden kann, der aus einer Elektrode und einer für Flüssigkeiten und Lösungen durchlässigen Membrane, die zwischen der Elektrode und einer den Analyten enthaltenden Probe angeordnet ist, besteht, die genannte Membrane besteht aus einem oder mehr Enzymen und einer Materialschicht, die zwischen der enzymhaltigen Schicht und der Probe positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Materialschicht eine Fläche enthält, durch die der Analyt hindurchgehen kann, und die aus einem porösen Material gebildet wurde, das behandelt worden ist, um seine Poren ganz oder teilweise mit einer in Wasser nicht besonders löslichen Flüssigkeit beschränkter Flüchtigkeit zu füllen, wodurch eine gestützte Flüssigkeitsmembrane gebildet wird.
Außerdem bieten wir unserer Erfindung gemäß eine Methode zur Bestimmung eines Analyten in einer Probe, die in der Berührung der Probe mit der Außenschicht einer Membrane besteht, die gegenüber Flüssigkeiten und Lösungen durchlässig ist und ein oder mehr Enzyme enthält in deren Gegenwart der Analyt in eine Art verwandelbar ist, die von einem die Membrane und eine oder mehr Materialschichten enthaltenden Meßfühler nachgewiesen werden kann, und die Reaktion des Meßfühlers auf die Art mißt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht in der Membrane zwischen dem Enzym und der Probe eine Fläche enthält, durch die ein Analyt hindurchgehen kann, und die aus einem porösen Material gebildet wird, das behandelt wurde, um seine Poren ganz oder teilweise mit einer Flüssigkeit von begrenzter Flüchtigkeit und in Wasser nicht sehr löslich zu füllen, wodurch eine gestützte Flüssigkeitsmembrane gebildet wird.
Die Flüssigkeit ist begrenzt flüchtig und in Wasser nicht besonders löslich, so daß Verlust der Flüssigkeit von der Membrane durch Verdunsten bzw. Auflösen reduziert und daher die Beständigkeit der Flüssigkeitsmembrane verbessert wird. Die Flüssigkeit ist in gewissem Grad ein Lösungsmittel für den Analyt, so daß der Analyt durch die Flüssigkeit in der Flüssigkeitsmembrane hindurchgehen kann, um das Enzym zu erreichen.
Der Ausdruck "Flüssigkeit begrenzter Flüchtigkeit" umfaßt Systeme, in denen eine flüchtige Flüssigkeit unter einer anderen Flüssigkeit mit geringer Flüchtigkeit gehalten wird, solche Systeme haben jedoch begrenzte Nützlichkeit in den erfindungsgemäßen Meßfühlern. Vorzugsweise ist die Flüssigkeit begrenzter Flüchtigkeit kein Lösungsmittel für störende Arten, wie beispielsweise Ascorbinsäure, die zu Signalen führen, die diejenigen des Analyten stören, oder sie ist nur in begrenztem Maße ein Lösungsmittel für solche störenden Arten.
Die Flüssigkeit kann die Form einer Lösung haben. Die Flüssigkeit kann ein Lipid oder einen Fettsäureester enthalten. Die mit Flüssigkeit behandelte Schicht kann durch Eintauchen einer Membrane in eine geeignete Flüssigkeit, insbesondere Lipidlösungen, z. B. in n-Butanol oder n-Decan oder Mischungen als Lösungsmittel, gebildet werden. Bevorzugte Lipide zu Flüssigkeitsbehandlungen sind Isopropylmyristat (IPM) und Lecithin. Diese Lipide werden, wenn sie in Konzentrationen von ungefähr 0,5 mM verwendet werden, Catechin und Glukose gestatten, durch sie hindurchzugehen, sind aber gegenüber störenden Arten, wie beispielsweise Ascorbinsäure, Harnsäure, Wasserstoffperoxid und Paracetamol im wesentlichen undurchdringlich.
Eine geeignete Technik zur Bildung der behandelten Schicht ist das Eintauchen der Membrane in die Flüssigkeit, z. B. eine Lipidlösung, für kurze Zeit, z. B. 2 bis 4 Minuten. Nach dieser Zeit wird die Membrane mit einem Seidenpapier entfernt, ehe die Membrane auf die Elektrode angebracht wird. Es wurde festgestellt, daß die mit Flüssigkeit behandelte Membrane im Laufe der Zeit recht stabil ist.
Der erfindungsgemäße Meßfühler ist in bezug auf den Analyten selektiv und gibt eine Reaktion, die über einen unserer veröffentlichten europäischen Patentanmeldung Nr. 216577 ähnlichen Bereich linear ist. Es gestattet, daß dieser ähnliche Grad der Linearität durch Verwendung von Membranen mit Schichten beschränkter Durchlässigkeit, die größere Poren bzw. größere Porositäten als diejenigen von Membranen der europäischen Anmeldung Nr. 216577 haben, erzielt werden kann.
Der behandelte Bereich verursacht beschränkte Durchlässigkeit für die Schicht, die ihn enthält. Vorzugsweise ist der ganze wirksame Bereich dieser Schicht oder der größte Teil davon behandelt worden.
In ihrer einfachsten Form besteht die Membrane im erfindungsgemäßen Meßfühler aus der enzymhaltigen Schicht und der behandelten Schicht. Die behandelte Schicht ist die äußere Schicht in dieser einfachen Form der Membrane und wird in der erfindungsgemäßen Methode zur Bestimmung des Analyten direkt von der Probe berührt.
Es ist jedoch möglich, daß die Membrane eine laminierte Membrane von der Art ist, für die die in US Patent 3979274 veröffentlichte Membrane ein Beispiel ist. Eine solche Membrane hat eine erste oder innere Materialschicht, die zwischen die enzymhaltige Lage und die Elektrode positioniert ist, die enzymhaltige Schicht und eine zweite Materialschicht auf der anderen Seite der enzymhaltigen Lage, wobei diese zweite Schicht die behandelte Schicht ist.
Nachstehend wird in dieser Spezifikation der beschriebene, erfindungsgemäße Meßfühler eine laminierte Membrane von der Art enthalten, für die die in US Patent 3979274 beschriebene Membrane ein Beispiel ist, mit ersten und zweiten Schichten, wobei die zweite Schicht die behandelte Schicht ist.
Es ist zu verstehen, daß der erfindungsgemäße Meßfühler zusätzlich zu der enzymhaltigen Schicht mehr als zwei Materialschichten enthalten kann. Beispielsweise ist die zweite Schicht, d. h. die behandelte Schicht, nicht notwendigerweise die äußerste Schicht der Membrane. Es kann eine weitere Materialschicht oder -schichten geben, d.h. dritte, vierte usw. Schichten zwischen der zweiten Schicht oder behandelten Schicht und der Probe. Häufig wird jedoch die zweite Schicht die äußere Schicht sein und ihre äußere Seite wird von der Probe berührt.
Im allgemeinen wird das poröse Material der behandelten Schicht ein polymeres Material sein, aber andere geeignete Stoffe können verwendet werden. Die behandelte Schicht kann so aus porösem Glas, einem Metall, beispielsweise einem gesinterten Metall, das durch Laser geschnittene Poren hat, oder aus poröser, geätzter und gesinterter Keramik, wie beispielsweise Tonerden, gebildet werden.
Geeigneterweise wird die behandelte Materialschicht aus Material gebildet, das eine Porosität im Bereich von 0,05 bis 20 % hat.
Die Porengröße wird so ausgewählt, daß die Flüssigkeit begrenzter Flüchtigkeit die Poren ganz oder teilweise füllt, um eine gestützte Flüssigkeitsmembrane zu bilden. Die Durchschnittsdurchmesser der Poren können weniger als 5 um und vorzugsweise 3 um oder weniger sein. Beispielsweise können die Durchschnittsdurchmesser der Poren im Bereich von 3 um bis zu 0,05 um liegen insbesondere für den Fall, wo die Flüssigkeit Isopropylmyristat ist und die Schicht aus Polycarbonat gebildet wird.
Der erfindungsgemäße Meßfühler kann eine abnehmbare Membrane haben, oder es kann ein Einmal-Meßfühler mit einer anhaftenden Membrane sein. Zu den in der Bildung geeigneter Elektroden für die Meßfühler verwendeten Materialien gehören inerte Metalle bzw. Kohle.
Wenn der Meßfühler eine laminierte Membrane des in US Patent Nr. 3979274 veröffentlichten Typs ist, wird dessen erste Schicht, die zwischen der Enzymschicht und der Elektrode anzuordnen ist, günstigerweise aus Polymethylmethacrylat, Polyurethan, Celluloseacetat oder einem anderen porösen Material gebildet, das den Durchgang elektroaktiv störender Mischungen, wie beispielsweise Ascorbinsäure und Tyrosin, beschränkt oder verhindert. Geeigneter weise hat die erste Schicht eine Dicke im Bereich von 0,1 um bis 1,0 um. Vorzugsweise enthält die Membrane eine Schicht, die aus einem Polyarylsulfon oder einem Polyarylketon, wie in unserer veröffentlichten europäischen Patentanmeldung Nr. 225094 beschrieben, gebildet wurde.
Zu den geeigneten porösen Materialien für die zweite Schicht gehören poröse Polycarbonate, Polyurethane und modifizierte Cellulose, insbesondere Cellulosenitrat, Celluloseacetat und regenerierte Cellulose.
Das im erfindungsgemäßen Meßfühler vorhandene Enzym kann in jeder geeigneten Weise in der Membrane angeordnet werden. In einer laminierten Membrane befindet es sich vorzugsweise zwischen den ersten und zweiten Materialschichten und bildet die Bindung zwischen ihnen. In dieser Situation und auch im allgemeinen wird das Enzym vorzugsweise in einem Gel immobilisiert. Ein für diesen Zweck sehr geeigneter Stoff ist Glutaraldehyd; Eiweißkörper wie beispielsweise Albumin und andere Stoffe können ebenfalls mit dazugehören. Um den Erhalt rascher, stabiler Anzeigen vom Meßfühler zu erleichtern, ist die enzymhaltige Schicht vorzugsweise dünn, d. h. nicht mehr als 5 um dick.
Das im erfindungsgemäßen Meßfühler zu verwendende Enzym ist vom Analyt abhängig, dessen Konzentration zu bestimmen ist. Ist der Analyt Glukose, wird das Enzym beispielsweise Glukoseoxidase sein. Andere möglicherweise vorhandene Enzyme können Uricase und Lactatoxidase zur Bestimmung von Harnstoff bzw. Milchsäure sein. Enzymsysteme, die aus zwei oder mehr Enzymen bestehen, können ebenfalls anwesend sein.
Eine laminierte Membrane, die im erfindungsgemäßen Meßfühler zur Bestimmung von Glukose zu verwenden ist, kann durch eine Methode mit folgenden Schritten vorbereitet werden: -
1. Eine poröse Polycarbonatfolie mit einer Porosität von weniger als 20 % und Poren mit einem Durchmesser von weniger als 10 um und vorzugsweise weniger als 5 um wird in Isopropylmyristat in n-Butanol 3 Minuten lang eingetaucht, um sie zu behandeln. Wenn sie aus der Lösung entfernt wurde, wird die überschüssige Flüssigkeit mit einem Seidenpapier von der Folie entfernt:
2. 1 mg Glukoseoxidase wird in 50 ul (100 mg/ml) Albumen aufgelöst:
3. 3 ul 12,5 % Glutaraldehydlösung wird mit 3 ul Enzym/Albumenmischung auf einem Glas-Mikroskopobjektträger gemischt:
4. 1 ul Mischung, die im vorhergehenden Schritt hergestellt wurde, wird auf eine Seite des in Schritt 1 hergestellten 1 cm² Polycarbonats aufgetragen:
5. Die andere Oberfläche der Enzymschicht wird sofort mit einem dünnen Celluloseacetatfilm bedeckt, und die sich ergebende laminierte Membrane wird 3 Minuten lang zwischen Glasobjektträger geklemmt.
6. Die Membrane wird auf eine Platinelektrode aufgebracht, um den erfindungsgemäßen Meßfühler zu bilden, wobei der Celluloseacetatfilm der Elektrode am nächsten ist und die erste Schicht bildet.
Die Verwendung der Erfindungsmethode hat den Vorteil, den Konzentrationsbereich, über den eine Konzentrationskurve gegen eine Meßfühlerreaktion linear verläuft, zu erweitern. Mit herkömmlichen Methoden wurde die Linearität im allgemeinen nur bis zu ungefähr einer Konzentration von 3 m Mol pro Liter für Glukose ausgedehnt. Durch Verwendung der Erfindungsmethode wird die Linearität erhöht und der Bereich erstreckt sich auf Glukosekonzentrationen von 50 m Mol pro Liter und sogar noch höher. Dies wird durch die Begrenzung des Substrateingangs in die Enzymschicht erzielt, und daher durch einen gewissen Verlust der Empfindlichkeit. Der Bereich umfaßt daher die in Blutproben zu erwartenden Glukosekonzentrationen, wodurch die Blutglukosespiegel leichter bestimmt werden können. Dies ist ein beträchtlicher Vorteil in Situationen, wo sehr viele Bestimmungen regelmäßig und mit minimaler Probenvorbereitung gemacht werden müssen. Auch wird die Linearität dadurch erweitert, daß ein Medium auf die zweite Schicht der Membrane aufgetragen wird, wobei das Medium ein Organosilan mit reaktiven Gruppen, wie in unserer veröffentlichten europäischen Patentanmeldung Nr. 204468, enthält. Diese Behandlung kann auf die zweite Schicht der Membrane im erfindungsgemäßen Meßfühler angewandt werden, um einen kombinierten Effekt und weitere verbesserte Linearität zu erzeugen.
Die Erfindung wird durch Abbildung 1 der beigefügten Zeichnungen illustriert.
In Abbildung 1, Bezugsnummer 1 ist die zweite Schicht der Membrane, die aus einem Polycarbonatfilm gebildet wird, der mit einer 30 % Isopropylmyristat (IPM) Lösung behandelt wurde, 2 ist eine Schicht Glukoseoxidaseenzym, das in Albumin gelöst und mit Glutaraldehyd gemischt ist, 3 ist die aus Celluloseacetat gebildete erste Schicht, 4 ist die Arbeitselektrode aus Platin und 5 ist die aus Silber. 1, 2 und 3 zusammen bilden eine laminierte Membrane. Die Arbeitselektrode aus Platin 4 fungiert als eine Anode, während die Vergleichselektrode 5 aus Silber als Kathode fungiert. Die Membrane wird auf der Elektrode durch einen Perspexring an Ort und Stelle gehalten, der auf die äußere Schicht 1 gegen ihre äußeren Kanten bei 6 hinunterdrückt.
Die Verwendung des in Abbildung 1 gezeigten Meßfühlers wird in folgendem Beispiel illustriert: -

Beispiel

Mit den Meßfühlern, die in der oben beschriebenen Weise vorbereitete Membranen haben, wurden Versuche durchgeführt. Die zweite oder äußere Schichten der verwendeten Membranen wurden aus Polycarbonatfilm gebildet, der durch Eintauchen in Lipidlösungen in n-Butanol, n-Decan und Mischungen dieser Lösungen behandelt wurde. Die verwendeten Lipide waren Lecithin und Isopropylmyristat. Es wurde festgestellt, daß diese behandelten Membranen gegenüber Catechol leicht durchlässig waren, jedoch gegenüber Arten wie beispielsweise Wasserstoffperoxid, Ascorbinsäure, Paracetamol und Phloroglucinol nur schwer durchlässig waren (Konzentrationen der verwendeten Arten waren 0,5 mM). Dies wird in der folgenden Tabelle dargestellt, die die Reduzierung der für jede der störenden Arten beobachteten Signalgröße zeigt, wenn Polycarbonatmembranen mit Porengrößen 0,8 um und 0,2 um mit IPM behandelt werden. Arten Reduzierung der Signalgröße (%) Porengröße Wasserstoffperoxid Ascorbinsäure Harnsäure Paracetamol Phloroglucinol
Die behandelten Membranen waren gegenüber Glukose durchlässig, selbst wenn die Größe der vom Meßfühler registrierten Reaktion reduziert wurde. Es wurde festgestellt, daß der Linearitätsbereich der in einer Versuchsserie mit anderen Glukosekonzentrationen erhaltenen Reaktionen in behandelten Membranen erhöht wurde.
Dies wird durch die in Abbildungen 2 bis 10 der Zeichnungen, in denen die Reaktionsgröße gegen die Glukosekonzentration (mM) graphisch dargestellt wurde, in Kurven illustriert. Die behandelten Membranen, auf die Bezug genommen wurde, sind Polycarbonatmembranen, die mit IPM behandelt wurden.
Wie in Abbildung 2 gezeigt, ist die (in willkürlichen Einheiten) erhaltene Reaktion mit Membranen, die mit IPM behandelt wurden (Kurve A), bis zu mindestens 50 mM linear, im Gegensatz zur Reaktion (Kurve B), die mit der unbehandelten Membrane erzielt wurde.
Abbildungen 3 bis 10 illustrieren weiter das in Abbildung 2 gezeigte Ergebnis und zeigen auch die Wirkung der Porengröße auf die Linearität der Reaktion. In Abbildung 3 ist Kurve B die Reaktion, die mit einer unbehandelten Membrane mit einer Porengröße von 2 um erhalten wurde, und Kurve A ist die mit einer mit IPM behandelten Membrane erhaltenen Reaktion. Für die behandelte Membrane ist daher die Linearität erhöht.
Abbildung 4 zeigt die mit Membranen mit einer Porengröße von 0,2 um erhaltene Reaktion. Die unbehandelte Membrane gibt nur bis zu einer Konzentration von knapp über 2 mM Glukose (siehe Kurve B) eine lineare Reaktion; während die behandelte Membrane (Kurve A) mindestens bis zu einer Konzentration von 10 mM eine lineare Reaktion gibt.
Wie in Abbildungen 5 und 6 gezeigt, ist die mit einer unbehandelten Membrane mit einer Porengröße von 0,05 um erhaltene Reaktion bis zu einer Konzentration von 4 mM Glukose (Abbildung 5) linear; während die behandelte Membrane eine lineare Reaktion bis zu mindestens 60 mM Glukose (Abbildung 6) gibt.
Die mit Membranen mit einer Porengröße von 0,8 um erhaltene Reaktion wird in Abbildungen 7 und 8 gezeigt. Wie in Abbildung 7 gezeigt, gibt die unbehandelte Membrane eine lineare Reaktion nur bis zu einer Konzentration von 2 mM Glukose (Kurve B). Eine mit IPM behandelte Membrane gibt jedoch eine lineare Reaktion bis zu einer Konzentration von ungefähr 20 mM Glukose (siehe Kurve A Abbildung 7 und Abbildung 8).
Eine Zunahme der Linearität der Reaktion wurde in ähnlicher Weise bei einer Porengröße von 0,015 um beobachtet, wenn mit IPM behandelt wurde - siehe Abbildung 9 (unbehandelte Membrane) und Abbildung 10 (behandelte Membrane).
Die Versuche, auf die oben Bezug genommen wurde, illustrieren, daß der Linearitätsbereich mit behandelten Membranen erhöht wird. Es wurde auch beobachtet, daß die obere Konzentrationsgrenze des Bereichs je nach der Konzentration der Flüssigkeit unterschiedlich sein kann. Beispielsweise gab eine unbehandelte Polycarbonatmembrane (Porengröße 0,2 um) eine lineare Reaktion bis zu knapp über 2 mM Glukose; während eine mit 100 % IPM behandelte Membrane bis zu 30 mM Glukose linear war, und eine mit 90 % IPM/10% n-Decanol behandelte Membrane war bis zu mindestens 60 mM Glukose linear.
Versuche haben auch gezeigt, daß mit den Fettsäureestern Methyloleat und Methyllinoleat behandelte Membranen die Linearität der Reaktion in ähnlicher Weise wie IPM erhöhten. Mit Lezithin behandelte Membranen haben sich in ähnlicher Weise wie diejenigen, die mit IPM behandelt wurden, verhalten.

Claims

1. Ein Meßfühler vom Typ einer Enzymelektrode zur Bestimmung eines Analyten, wobei sich dieser Analyt in Gegenwart eines Enzyms in eine Form verwandeln läßt, die durch den Meßfühler nachgewiesen werden kann, der aus einer Elektrode und einer gegenüber Flüssigkeiten und gelösten Stoffen durchlässigen Membrane besteht, die zwischen Elektrode und einer den Analyten enthaltenden Probe angeordnet ist, wobei die genannte Membrane aus einem oder mehreren Enzymen und einer Lage Material, das zwischen der enzymhaltigen Schicht und der Probe angeordnet ist, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Materialschicht eine Fläche enthält, durch die der Analyt hindurchgehen kann, und die aus einem pörösen Material gebildet wurde, das behandelt worden ist, um seine Poren ganz oder teilweise mit einer in Wasser nicht besonders löslichen Flüssigkeit begrenzter Flüchtigkeit zu füllen, wodurch eine gestützte Flüssigkeitsmembrane gebildet wird.

2. Ein Meßfühler gemäß Anspruch 1, der eine Schichtstoffmembrane enthält, die aus einer enzymhaltigen Schicht besteht, die zwischen einer ersten Materialschicht und einer zweiten Materialschicht angeordnet ist, wobei die erste Materialschicht zwischen der enzymhaltigen Schicht und einer Elektrode im Meßfühler liegt, und das zweite Material die behandelte Schicht ist.

3. Ein Meßfühler gemäß Anspruch 2, in dem die erste Materialschicht aus Poly(methylmethacrylat), Polyurethan oder Celluloseacetat gebildet ist.

4. Ein Meßfühler gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, in dem die behandelte Schicht aus einem Polycarbonat, einem Polyurethan oder einer modifizierten Cellulose gebildet ist.

5. Ein Meßfühler gemäß Anspruch 1 bis 4, in dem die behandelte Schicht aus einem Material gebildet ist, das eine Porosität im Bereich von 0,05 bis 20 % hat.

6. Ein Meßfühler gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, in dem der durchschnittliche Porendurchmesser weniger als 5 um ist.

7. Ein Meßfühler gemäß Anspruch 6, in dem der durchschnittliche Porendurchmesser im Bereich von 3 um bis 0,05 um liegt.

8. Ein Meßfühler gemäß irgendeines der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Flüssigkeit aus einem Lipid besteht.

9. Ein Meßfühler gemäß Anspruch 8, in dem die Flüssigkeit aus Isopropylmyristat besteht.

10. Ein Meßfühler gemäß Anspruch 8, in dem die Flüssigkeit aus Lecithin besteht.

11. Ein Meßfühler gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, in dem die Flüssigkeit aus einem Fettsäureester besteht.

12. Ein Meßfühler gemäß Anspruch 11, in dem die Flüssigkeit aus Methyloleat oder Methyllinoleat besteht.

13. Ein Meßfühler gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Membrane ein von einem Polyarylsulfon oder einem Polyarylketon gebildete Schicht enthält.

14. Eine Methode zur Bestimmung eines Analyten in einer Probe, wozu das Berühren der Probe mit der Außenschicht einer gegenüber Flüssigkeiten und gelösten Stoffen durchlässigen Membrane gehört, die aus einem oder mehreren Enzymen, in deren Gegenwart sich der Analyt in eine Form umwandeln läßt, die von einem die Membrane enthaltenden Meßfühler nachgewiesen werden kann, und aus einer oder mehreren Materialschichten besteht, und die Reaktion des Meßfühlers auf die Art mißt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht in der Membrane zwischen dem Enzym und der Probe eine Fläche enthält, durch die ein Analyt hindurchgehen kann, und die aus einem porösen Material gebildet wird, das behandelt wurde, um seine Poren ganz oder teilweise mit einer Flüssigkeit von begrenzter Flüchtigkeit und in Wasser nicht sehr löslich zu füllen, wodurch eine unterstützte Flüssigkeitsmembrane gebildet wird.