DE4238967C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Redoxpotentialen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Messen von RedoxpotentialenInfo
- Publication number
- DE4238967C2 DE4238967C2 DE19924238967 DE4238967A DE4238967C2 DE 4238967 C2 DE4238967 C2 DE 4238967C2 DE 19924238967 DE19924238967 DE 19924238967 DE 4238967 A DE4238967 A DE 4238967A DE 4238967 C2 DE4238967 C2 DE 4238967C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrolyte
- capillary
- electrode
- analysis material
- analysis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
- G01N33/48707—Physical analysis of biological material of liquid biological material by electrical means
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen
von Redoxpotentialen infolge von radikalbewirkten Änderungen der
Reduktions-Oxidationseigenschaften im biologischen Milieu. Dabei
wird zum notwendigen Schutz des Schliffdiaphragmas der Referen
zelektrode vor direktem Kontakt mit dem Analysematerial eine
Elektrolytkapillare eingesetzt.
Es ist bekannt, Radikalwirkungen im biologischen Milieu im we
sentlichen zu bestimmen bzw. zu erfassen:
- 1. durch eine Messung der Elektronenspinresonanz (ESR),
- 2. mittels der Bestimmung von Malondialdehyd (MDA) über eine Kopplung an Thiobarbitursäure (TBA) als kalorimetrischer Test,
- 3. durch die DIEN-Konjugation (DC-Test) als Index der Lipidperoxidation oder
- 4. über eine Messung der veränderten Fluoreszenzeigenschaften von Proteinen.
In folgenden Literaturstellen sind die angesprochenen Meßmetho
den beschrieben:
Clinical laboratory tests as indicators of free-radical reac
tions. Free Radicals in Molecular Biology, Aging and Disease
by D. ARMSTRONG et al., eds.
RAVEN PRESS, New York, 1984, pp. 267-273.
Free radicals and the origination, evolution and present status
of the free-radical theory of aging.
Free Radicals in Molecular Biology, Aging and Disease
by D. ARMSTRONG et al., eds.
RAVEN PRESS, New York, 1984, pp. 1-12.
Free radicals in autoxidation and in aging.
Free Radicals in Molecular Biology, Aging and Disease
by D. ARMSTRONG et al., eds.
RAVEN PRESS, New York, 1984, pp. 13-41.
Electron spin resonance studies of cancer: Experimental results
and conceptual implications.
Free Radicals in Molecular Biology, Aging and Disease
by D. ARMSTRONG et al., eds.
RAVEN PRESS, New York, 1984, pp. 275-292.
The electron spin resonance study of free radicals formed during
the arachidonic acid cascade and cooxidation of xenobiotics by
prostaglandin synthase.
Free Radicals in Biology, Vol. VI
Academic Press, Inc., 1984, pp. 149-198.
Academic Press, Inc., 1984, pp. 149-198.
Free radicals in inflammatory disease.
Free Radicals in Molecular Biology, Aging and Disease
by D. ARMSTRONG et al., eds.
RAVEN PRESS, New York, 1984, pp. 355-379.
Die Meßmethoden sind größtenteils ungeeignet, kompliziert auszu
führen und aufwendig. Die dazugehörige Meßtechnik ist äußerst
kapitalintensiv. Die gewonnenen Aussagen sind durch eine unzu
reichende Spezifität bzw. auch durch eine unzureichende Sensiti
vität begrenzt.
Weiter ist die Verwendung von Kapillaren als Stromschlüssel be
kannt (Cammann, K. "Das Arbeiten mit ionenselektiven Elektro
den", Kap. 2.3.4, 2.4.1.1, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg,
New York, 1977). Auch wird darin der Einsatz eines reinen Drah
tes aus Silber ( oder eines versilberten Platindrahtes) ange
sprochen, dessen Oberfläche mit Chlorionen konditioniert ist.
Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß sie bei Messun
gen radikalbewirkter Änderungen von Redoxpotentialen im biologi
schen Milieu, das Proteine, Lipoproteine enthält, nicht geeig
net ist. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Der in Ansprüchen angegebenen Erfindung liegt das Problem zu
grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen radikalbe
wirkter Änderungen der Reduktions-Oxidationseigenschaften im
biologischen Milieu vorzuschlagen, mit dem eindeutige quantita
tive Aussagen sowohl bei Anwesenheit von Radikalen als auch nach
dem im Körper eingetretenen Störeinfluß und/oder schädigenden
Folgen durch den erfolgten Umsatz mit körpereigenen Substanzen
möglich sind.
Erfindungsgemäß wird das Problem durch die in den Patentansprü
chen 1 bis 6 angegebenen Merkmale gelöst.
Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:
- 1. In nativen Biomaterialien wie Serum, Plasma, Liquor cerebrospinalis usw. sind redoxanalytische Untersuchungen möglich. Die zur Messung notwendige Referenzelektrode wird über die Elektrolytkapillare mit dem Analysenmaterial lediglich indirekt in Kontakt gebracht. Auf diese Weise bleibt das empfindliche Schliffdiaphragma der Referenz elektrode durch das Analysenmaterial (Proteine, Lipoproteine, Lipide u. a.) unbeeinflußt.
- 2. Die Spülbehandlung der inerten blanken Platinelektrode als Ableitelektrode mittels Kochsalzlösung höherer Konzentration nach jeder Messung bewirkt eine Überwindung der durch Chemisorption beim Kontakt mit dem Analysenmaterial an der Oberfläche fixierten Substanzen. Die Platinoberfläche wird somit ohne eine aggressive Vorbehandlung für weitere Messungen reproduzierbar gereinigt und konditioniert. Routinemessungen großer Probenserien sind ohne größeren Zeitaufwand möglich.
- 3. Durch die Zugabe der Biowirkstoffe bzw. weiterer Redoxindikatoren werden Aussagen über die Reduktions- Oxidationsbedingungen in den Analysenproben erhalten. Die Messungen werden standardisiert vorgenommen. Die Meßergebnisse sind also direkt miteinander vergleichbar. Der die Redoxeigenschaften (Nachgiebigkeit, Beschwerung, rH-Wert, Redoxpufferung) verändernde Einfluß von Radikalreaktionen wird direkt meßbar. Routinemäßig sind Aussagen über den im lebenden Organismus ausgeübten Störeinfluß bzw. über den schädigenden Einfluß durch Radikalwirkungen bis zu Aussagen über sich entwickelnde bzw. mögliche pathologische Zustände zu gewinnen.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. In der beigefügten Zeichnung ist ein schemati
scher Aufbau der Meßvorrichtung dargestellt.
Die in der Figur schematisch dargestellte Meßvorrichtung besteht
aus:
- a) einer Referenzelektrode 1 (als Halbelement mit einem bekannten Potentialwert gegenüber der Normal-Wasser stoff-Elektrode),
- b) einer mit der Referenzelektrode 1 luftdicht und flexibel verbundenen, mit einem Elektrolyt gefüllten Kapillare 3 (Elektrolytkapillare),
- c) einer blanken Platinelektrode als Ableitelektrode 5 sowie
- d) aus einem Voltmeter mit digitaler Meßanzeige 6 (Di gitalvoltmeter).
Die Wirkungsweise wird wie folgt beschrieben:
Mit Hilfe der Elektrolytkapillare 3, gefüllt mit physiologischer Kochsalzlösung (0,9%ig, w/v) als Elektrolyt, isoto nisch zum Analysenmaterial 7, wird das gegenüber der verstopfenden bzw. blockierenden Wirkung der Lipoproteine und anderer Inhaltsstoffe in den Meßproben empfindliche Schliffdiaphragma 2 am unteren Schaftende der Referenz elektrode 1 vom Analysenmaterial 7 im Probengefäß 4 ferngehalten, mit diesem jedoch elektrisch in Kontakt gebracht. Die parallel zur Elektrolytkapillare 3 eintau chende blanke Platinelektrode 5 dient als inerte Ableitelek trode 5 für die Elektronen aus den Übergängen der zu ver folgenden Redoxreaktionen. Die ablaufenden Redoxübergänge werden als Potential (-änderungen) an einem Digitalvolt meter 6 trägheitsfrei abgelesen.
Mit Hilfe der Elektrolytkapillare 3, gefüllt mit physiologischer Kochsalzlösung (0,9%ig, w/v) als Elektrolyt, isoto nisch zum Analysenmaterial 7, wird das gegenüber der verstopfenden bzw. blockierenden Wirkung der Lipoproteine und anderer Inhaltsstoffe in den Meßproben empfindliche Schliffdiaphragma 2 am unteren Schaftende der Referenz elektrode 1 vom Analysenmaterial 7 im Probengefäß 4 ferngehalten, mit diesem jedoch elektrisch in Kontakt gebracht. Die parallel zur Elektrolytkapillare 3 eintau chende blanke Platinelektrode 5 dient als inerte Ableitelek trode 5 für die Elektronen aus den Übergängen der zu ver folgenden Redoxreaktionen. Die ablaufenden Redoxübergänge werden als Potential (-änderungen) an einem Digitalvolt meter 6 trägheitsfrei abgelesen.
Die Verfahrensschritte sind folgende:
Die Messungen werden im standardisierten Probenvolumen von 0,5 ml vorgenommen. Die erste Probe wird ohne jegliche Vorbehandlung ausgemessen. Als Ergebnis wird das Leer- oder Basispotential erhalten. Vier weitere Meßproben werden wie folgt vorbehandelt:
Die Messungen werden im standardisierten Probenvolumen von 0,5 ml vorgenommen. Die erste Probe wird ohne jegliche Vorbehandlung ausgemessen. Als Ergebnis wird das Leer- oder Basispotential erhalten. Vier weitere Meßproben werden wie folgt vorbehandelt:
Durch Zugabe von
1. 5 mg ATP
2. 5 mg ATP sowie 50 mikro g Coffein
3. 5 mg GTP
4. 5 mg FAD+.
2. 5 mg ATP sowie 50 mikro g Coffein
3. 5 mg GTP
4. 5 mg FAD+.
Nach einer Inkubationszeit von 60 Minuten bei 20°C wird
in diesen Proben ebenfalls das Oxidations-Reduktions-Poten
tial bestimmt. Im Anschluß an jede Messung werden die Meß
fühler, Platinelektrode 5 und Elektrolytkapillare 3 30 Se
kunden in dreimolarer Kochsalzlösung, anschließend 30 Se
kunden in physiologischer (0,9%iger, w/v) Kochsalzlösung
gespült. Nach dieser Behandlung ist die blanke Platinelek
trode 5 für eine erneute Messung einsetzbar.
Die absoluten Potentialwerte und die relativen Änderungen
des Basispotentials je nach der Vorbehandlung der Proben 7
erlauben Aussagen über erfolgte Umsetzungen bzw. Reaktionen
mit Radikalen (vergl. Tabellen-Anhang!).
Claims (7)
1. Verfahren zum Messen von Redoxpotentialen infolge von radi
kalbewirkten Änderungen der Reduktions-Oxidationseigenschaften
bei relativer Verschiebung des Potentialwertes des Basispoten
tials durch Zugabe der Biowirkstoffe im biologischen Milieu,
dadurch gekennzeichnet, daß bei dem parallel zur Elektrolyt
kapillare (3) in das Analysenmaterial (7) als Ableitelektrode
(5) eine blanke Platinelektrode mit einer durch hohe Konzen
trationen an Chlorionen, vorzugsweise größer/gleich zweimolar
Natriumchlorid in aqua destillata, konditionierten Oberfläche
benutzt wird, daß bei dem als Elektrolyt eine 0,9%ige (w/v)
Lösung von Natriumchlorid in aqua destillata verwendet wird,
daß bei dem bei gestörten Reduktions-Oxydations-Verhältnissen
nach Radikalreaktionen im biologischen Milieu die Wirkstoffe:
- - Adeosintriphosphorsäure-Dinatriumsalz (ATP),
- - ATP plus Coffein,
- - Guanosintriphosphorsäure-Dinatriumsalz (GTP) und
- - Flavinadenindinukleotid/oxidiert (FAD⁺)
eingesetzt und daß die ablaufenden Redoxübergänge als Potential
änderungen an einem Digitalvoltmeter (6) trägheitsfrei gemessen
werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine zum notwendigen Schutz des
Schliffdiaphragmas (2) und zur Vermeidung eines direkten Kon
taktes mit dem Analysematerial (7) benutzte Referenzelektrode
(1) luftdicht und flexibel in einer Elektrolytkapillare (3)
angeordnet ist, daß parallel zu der Elektrolytkapillare (3) in
das Analysenmaterial (7) eine Ableitelektrode (5) eintaucht und
daß zum trägheitsfreiem Messen der die ablaufenden Redoxüber
gänge darstellenden Potentialänderungen ein Digitalvoltmeter (6)
vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
untere Teilstück der Referenzelektrode (1) das Schliffdiaphrag
ma (2) bildet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schliffdiaphragma (2) in einen oben abgedichteten, mit
einem gegenüber dem Analysenmaterial (7) isotonischen Elektrolyt
gefüllten Hohlraum als Erweiterung des Glasmantels der Elektro
lytkapillare (3) hineinragt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das untere, spitze Teilstück der Elektrolytkapillare (3) in
das Probengefäß (4) mit dem Analysenmaterial (7) eintaucht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die parallel zur Elektrolytkapillare (3) in das Analysen
material (7) eintauchende Ableitelektrode (5) eine blanke Pla
tinelektrode ist, die eine durch hohe Konzentrationen an
Chlorionen, vorzugsweise größer/gleich zweimolar Natriumchlorid
in aqua destillata, konditionierte Oberfläche besitzt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924238967 DE4238967C2 (de) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Redoxpotentialen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924238967 DE4238967C2 (de) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Redoxpotentialen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4238967A1 DE4238967A1 (de) | 1994-05-26 |
DE4238967C2 true DE4238967C2 (de) | 1997-07-17 |
Family
ID=6473221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924238967 Expired - Lifetime DE4238967C2 (de) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Redoxpotentialen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4238967C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19907878B4 (de) * | 1999-02-23 | 2009-10-15 | Beßing, Wolf-Dieter, Dr. med. | Verfahren zum Herstellen von Mitteln zur Nahrungsergänzung |
-
1992
- 1992-11-19 DE DE19924238967 patent/DE4238967C2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4238967A1 (de) | 1994-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Metzger et al. | Role of intracellular pH in muscle fatigue | |
DE69220915T2 (de) | Ionenselektive Festkörperelektroden auf Graphitbasis mit Polymermembran | |
Smith et al. | Self‐referencing, non‐invasive, ion selective electrode for single cell detection of trans‐plasma membrane calcium flux | |
DE60220035T2 (de) | Sensor-array-vorrichtung sowie ein verfahren zur überwachung von elektrochemischer korrosion | |
DE2548405A1 (de) | Miniatursonde | |
DE3752278T2 (de) | Verfahren für elektrochemische Messungen | |
Drouin et al. | The effect of reducing extracellular pH on the membrane currents of the Ranvier node | |
Xiong et al. | Investigation of the optimal transient times for chronoamperometric analysis of diffusion coefficients and concentrations in non-aqueous solvents and ionic liquids | |
DE2548402A1 (de) | Multifunktioneller elektrochemischer miniatursensor fuer gleichzeitige co tief 2 -/ph-messungen | |
Khuri et al. | Measurement of intracellular potassium with liquid ion-exchange microelectrodes | |
BR7907830A (pt) | Processo de medir uma caracteristica quimica de um liquido,processo de medir um valor de ph de amostras de sangue,dispositivo para medir as caracteristicas quimicas de um liquido,processo de fazer um eletrodo indicador de ph e,solucao de calibracao e ponte eletrolitica | |
DE2711288A1 (de) | Antigen-membran fuer die anwendung bei der diagnose der syphilis und vorrichtung fuer die syphilis-diagnose | |
Wagner et al. | “On the Interpretation of Corrosion Processes through the Superposition of Electrochemical Partial Processes and on the Potential of Mixed Electrodes,” with a Perspective by F. Mansfeld | |
De Souza et al. | The use of a gold disc microelectrode for the determination of copper in human sweat | |
DE69628895T2 (de) | Anordnung für Referenzelektrode | |
DE4238967C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Redoxpotentialen | |
DE3908918C2 (de) | Verfahren zur Bestimmung von Terbium oder Europium enthaltenden chemischen Komponenten | |
EP0598380B1 (de) | Verfahren zur Feststellung von Bestandteilen in Plattierungsbädern | |
DE4225904A1 (de) | Sensor fuer elektrochemische messungen | |
Silver | The oxygen micro-electrode | |
Haapanen et al. | Recording of the ionic efflux during single action potentials in Nitellopsis obtusa by means of high‐frequency reflectometry | |
DE68908764T2 (de) | Pufferlösungssysteme und Elektrolyten zur Eichung von Analysegeräten. | |
Silver | Microelectrodes in medicine | |
Fernandez et al. | Simple and reliable fabrication of carbon fiber ultramicroelectrodes | |
RU2224997C1 (ru) | Вольтамперометрический способ определения суммарной активности антиоксидантов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8122 | Nonbinding interest in granting licenses declared | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HEINRICH, HERMANN, DR.RER.NAT., 18057 ROSTOCK, DE |
|
8381 | Inventor (new situation) |
Free format text: HEINRICH, HERMANN, DR.RER.NAT., 18057 ROSTOCK, DE HAMANN, DIETER, DR.MED., 18182 GELBENSANDE, (VERSTORBEN), DE |
|
R084 | Declaration of willingness to license | ||
R084 | Declaration of willingness to license | ||
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |