DK172854B1 - Membran til føler af ensymelektrodetypen samt føler omfattende denne - Google Patents

Description

i DK 172854 B1

Den foreliggende opfindelse angår en membran med forbedrede egenskaber til en føler af enzymelektrodetypen, en føler af enzymelektrodetypen, hvilken føler omfatter den forbedrede membran og anvendelse af en føler af enzym-elektrodetypen, som 5 omfatter en forbedret membran.

Enzymelektroder anvendes i stigende grad i medicinske og andre laboratorier, især til bestemmelse af sådanne materialer, såsom glucose og urinstof i prøver af blod og andre fysiologiske væsker. Sådanne elektroder er beskrevet i mange publikationer, 10 især en artikel af Clark og Lyons (Annals of the New York Academy of Science, 102, 29 - 45, 1962) og US-patentskrifterne nr. 3.539.455 og 3.979.274. Enzymelektroder anvendes generelt til bestemmelse af materialer, som ikke selv er elektrokemisk aktive, men som i nærværelse af hensigtsmæssige enzymer tager 15 del i reaktioner, hvori der fremstilles stoffer, der nemt kan påvises af elektroderne. I enzymelektroder er enzymerne ofte anbragt på polymere membraner i nær kontakt med den underliggende elektrode.

Der er blevet forsket meget i en forbedring af egenskaberne 2 0 hos membraner til anvendelse i enzymelektroder og mange membraner til dette formål er blevet beskrevet. Et eksempel på en membrantype, som ofte anvendes, er den laminerede membran, der er beskrevet i US-patentskrift nr. 3.979.274. Denne membran omfatter et indre lag af et i alt væsentligt homogent materia-25 le, f.eks. celluloseacetat, som kan forhindre passagen af materialer selv med lav molekylvægt, som sandsynligvis vil gribe ind i det enzymformidlede signal, et lag af selve enzymet, der vender tæt op herimod (med eller uden sådanne andre materialer, der kan blandes med det), og et ydre lag af en porøs un-30 derstøttelsesfilm, som kan forhindre passagen af cellulære og kolloide elementer.

Glucosebestemmelsen kan tages som et eksempel på bestemmelsen af et materiale ved hjælp af en enzymelektrode. I nærværelse af enzymet glucoseoxidase sker der følgende reaktion: 2 DK 172854 B1 D-glucose + 02 + H20 g^ucose~ D-gluconsyre + H202 oxidase

Det ved denne reaktion dannede hydrogenperoxid passerer gennem det indre lag af en membran, såsom membranen ifølge US-patent-5 skrift nr. 3.979.274, og kan bestemmes under anvendelse af elektroden. Eftersom det dannede hydrogenperoxid afhænger af den glucose, som er til stede i en prøve, kan glucosekoncen-trationen bestemmes under anvendelse af en passende kalibreret føler.

10 Til dato har et antal vanskeligheder begrænset anvendeligheden af enzymelektroder og begrænset deres anvendelsesudstrækning inden for rutineanalyse af f.eks. blodprøver. En vigtig vanskelighed er indvirkningen af forstyrrende forbindelser i prøven, der undersøges, hvilke forbindelser selv kan give anled-15 ning til et signal og derved forøge det samlede signal og forårsage, at en elektrode giver en aflæsning, som er for høj.

For eksempel når en enzymelektrode anvendes til at måle glucose i blod, kan det frembragte enzymformidlede signal være passende, men det observerede signal kan være forhøjet af en ræk-20 ke andre forbindelser i blodet, såsom ascorbinsyre, som kan give direkte elektrokemiske signaler ved den hydrogenperoxid-påvisende elektrode.

Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes en membran til en føler af enzymelektrodetypen, der er permeabel for væ-25 sker og opløste stoffer, og hvilken membran omfatter et enzym-holdigt lag og et eller flere materialelag, hvoriblandt i det mindste ét materialelag er dannet ud fra en sulfoneret eller usulfoneret polyarylsulfon eller en sulfoneret eller usulfone-ret polyarylketon.

30 Ifølge opfindelsen tilvejebringes endvidere en føler af enzymelektrodetypen, hvori der er indbefattet en membran, som er permeabel for væsker og opløste stoffer, og som omfatter et enzymholdigt lag og et eller flere materialelag, hvori i det 3 DK 172854 B1 mindste ét materialelag er dannet ud fra en sulfoneret eller usulfoneret polyarylsulfon eller en sulfoneret eller usulfone-ret polyarylketon.

Membranen ifølge opfindelsen kan endvidere fortrinsvis anven-5 des til bestemmelse af en analyt i en prøve ved, at man bringer prøven i kontakt med den ydre side af en membran ifølge opfindelsen, som er permeabel for væsker og opløste stoffer, og som omfatter et enzym, i hvis nærværelse analytten kan omdannes til et stof, der kan påvises af en føler, der indbefat-10 ter membranen og et eller flere materialelag, og at man måler følerens respons over for stoffet, hvori i det mindste ét materialelag er dannet ud fra en sulfoneret eller usulfoneret polyarylsulfon eller en sulfoneret eller usulfoneret polyarylketon.

15 I det følgende af denne beskrivelse vil udtrykket "sulfoneret eller usulfoneret polyarylsulfon" blive forkortet til PAS og udtrykket "sulfoneret eller usulfoneret polyarylketon" vil blive forkortet til PAK.

Når føleren ifølge opfindelsen er en føler af enzymelektrode-20 typen, består den simpleste form af membranen i føleren og den simpleste form af membranen ifølge opfindelsen af det enzym-holdige lag og det lag, der er dannet af en PAS eller PAK med det sidstnævnte lag fortrinsvis anbragt mellem det enzymhol-dige lag og elektroden.

25 Det foretrækkes imidlertid at membranen ifølge opfindelsen og membranen i enzymelektrodetypefølere ifølge opfindelsen er en lamineret membran af den type, som den i US-patentskrift nr. 3.979.274 beskrevne er et eksempel på. En sådan membran omfatter et første eller indre materialelag anbragt mellem det en-30 zymholdige lag og elektroden, det enzymholdige lag og et andet materialelag på den anden side af det enzymholdige lag, hvilket andet lag kan være et lag, som har begrænset permeabilitet. Det foretrækkes meget at det første lag dannes fra en PAS

4 DK 172854 B1 eller en PAK.

Det porøse materiale med begrænset permeabilitet, der anvendes i det andet lag, vil sædvanligvis være et polymert materiale, men andre hensigtsmæssige materialer kan anvendes. Det andet 5 lag kan således være dannet af glas eller metal med porer, som er udskåret med laser.

I denne beskrivelse vil i det følgende føleren af enzymelek-trodetypen ifølge opfindelsen, som beskrives, indeholde en lamineret membran af den type, som den i US-patentskrift nr.

10 3.979.274 beskrevne er et eksempel på, og som har et første og et andet polymerlag.

Det må forstås, at membranen ifølge opfindelsen kan indeholde flere end to materialelag. For eksempel er det andet lag ikke nødvendigvis membranens yderste lag. Der kan være et eller 15 flere yderligere materialelag, dvs. tredje, fjerde osv. lag, mellem det andet lag og prøven. Det andet lag vil imidlertid ofte være det ydre lag og dets ydre side vil blive bragt i kontakt med prøven ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

En hvilken som helst hensigtsmæssig PAS eller PAK kan anvendes 20 i membranen ifølge opfindelsen. Imidlertid vil mange af de polymerer, der anvendes, være materialer, som indeholder gentagelsesenheder med den generelle formel A: -(-Ar - Y-)- A, hvori 25 Ar er en divalent aromatisk gruppe og eventuelt, men fortrinsvis, er i det mindste nogle af grupperne Ar sulfoneret, og Y er - S02 - eller - CO -.

Gruppen Ar er fortrinsvis en gruppe, der indeholder i det mindste to aromatiske ringe, som kan være kondenserede eller 5 DK 172854 B1 sammenkædet ved hjælp af en direkte binding, eller sammenkædet ved hjælp af en alifatisk gruppe, et oxygenatom, et svovlatom eller en sulfon- eller ketongruppe.

Fortrinsvis er PAS eller PAK en sulfoneret polymer og er især 5 en sulfoneret polyarylethersulfon eller en sulfoneret poly-aryletherketon, hvori gruppen Ar indeholder i det mindste to aromatiske grupper sammenkædet ved hjælp af et oxygenatom.

Sulfonerede polymerer af denne type omfatter polymerer, som indeholder gentagelsesenheder med formlen B: 10 -[-(-Ph1 - 0-)n-Ph1 - Y-]- B, hvori Y er som defineret,

Ph1 betegner en phenylenrest, fortrinsvis en paraphenylenrest, hvori i det mindste nogle af grupperne Ph1 er sulfoneret, og 15 n er 1 eller 2 og værdien af n kan variere langs med polymerkæden .

Hvis gruppen Y er en - S02 - gruppe i den sulfonerede polymer med formel B, kan værdien af n kun være 1 eller kun 2, men det foretrækkes at anvende en copolymer, hvori n's værdi er i for 20 nogle gentagelsesenheder og 2 for andre gentagelsesenheder.

Sådanne copolymerer og fremstilling deraf er beskrevet i EP-patentbeskrivelse nr. 8894. Hensigtsmæssige sulfonerede poly-sulfoner har gentagelsesenheder med formel C: -(-Ph2 - O - Ph3 - 0 - Ph2 - S02-)- C, 25 sammen med gentagelsesenhedeme med formel D: -(-Ph2 - 0 - Ph2 - S02-)- D, hvori 6 DK 172854 B1 λ

Ph betegner en phenylenrest, fortrinsvis en paraphenylenrest,

Ph3 betegner en phenylenrest, fortrinsvis en paraphenylenrest, med en eller to grupper -SO3M, M er et hydrogenatom, et metalatom og/eller en gruppe NR4, 5 hvori grupperne M kan være den samme eller forskellige og mængden af grupperne M er tilstrækkelig til at forenes med de umættede valenser i gruppen -S03, og R er et hydrogenatom eller en alkylgruppe.

Den sulfonerede polysulfon kan også omfatte en andel usulfone-10 ret copolymer med gentagelsesenheder med formlen E: -(-Ph2 - O - Ph2 - O - Ph2 - S02-)- E, sammen med gentagelsesenhederne med formel D og E, hvori Ph er som ovenfor defineret.

I gentagelsesenhederne med formlen C, når Ph3 er en ortho- el-15 ler para-phenylenrest, er der typisk kun en gruppe - SO3M, hvorimod, når Ph3 er en meta-phenylenrest, er der typisk to grupper -SO3M. Når Ph3 er en ortho-phenylenrest, er -SO3M anbragt i en stilling, som er para til en ethergruppe og meta til den anden ethergruppe, idet grupperne -S04M vil være i 20 indbyrdes metastilling i tilfælde af yderligere sulfonering.

Når Ph3 er en para-phenylenrest, er gruppen -SO3M anbragt i en stilling ortho til en ethergruppe og meta til den anden ethergruppe. Når Ph3 er en meta-phenylenrest, er grupperne -SO3M anbragt i stilling ortho til en ethergruppe og para til den 25 anden ethergruppe.

De sulfonerede copolymerer kan være fremstillet ved sulfonering af en copolymer, der består af gentagelsesenheder D og E, Sulfoneringen udføres nemt ved at opløse copolymeren i koncentreret svovlsyre (98% vægt/vægt) ved omgivelsernes temperatur 7 DK 172854 B1 og omrøre blandingen i en tilstrækkelig tid til sulfonering af i alt væsentlige alle underenhederne - 0 - Ph2 - 0 - i gentagelsesenhederne med formlen E. Copolymererne, som underkastes sulfonering har hensigtsmæssigt fra 1 til 99 mol% enheder E og 5 tilsvarende fra 99 til 1 mol% enheder D, og især fra 5 til 80 mol% enheder E og tilsvarende fra 95 til 2 0 mol% enheder D. Sulfonering udføres ønskeligt for at omdanne mindst 90% af enhederne E til enhederne C.

De sulfonerede polysulfoner er polymere materialer med høj mo-10 lekylvægt, således at polymerens viskositetstal (RV) (målt som en 1 vægt% opløsning af polymeren i dimethyl formamid ved 25°C) er mindst 0,2 og fortrinsvis mindst 0,4. Polymeren kan være sådan, at der opnås en RV på op til 2,5, men det foretrækkes sædvanligvis at polymerens RV ikke overstiger 2,0.

15 Den sulfonerede polysulfon indeholder grupperne - SO3M, hvor M kan være hydrogen, et metalatom eller en gruppe NR4. Sulfonerede polysulfoner, hvori M er en divalent metalion, især et jordalkalimetal, er omhandlet i ansøgerens publicerede EP-pa-tentansøgning nr. 145305, hvori der også beskrives en frem-20 gangsmåde til fremstilling af sådanne divalente metalsalte og anvendelse deraf til produktion af asymmetriske semi-permeable membraner.

Mindre foretrukket kan membranen indeholde et lag dannet fra et materiale med formel B, hvori gruppen Y er en ketongruppe.

25 Sulfonerede polyketoner, som kan anvendes, omfatter polymerer, som omfatter gentagelsesenheder med formlen F: -[-(-Ph1 - O -Jn-Ph1 - CO-)-]- F, hvori Ph1 og n er som ovenfor defineret.

Den sulfonerede polyketon kan være et materiale, hvori værdien 30 af n kun er 1 eller kun er 2, eller hvori værdien af n varierer langs med polymerkæden og er både 1 og 2 ved forskellige 8 DK 172854 B1 steder langs med kæden. Således kan den sulfonerede polyketon være et materiale opnået ved sulfonering af en polyketon, der kun har gentagelsesenhederne G: -(-Ph2 - 0 - Ph2 - 0 - Ph2 - CO-)- G, 5 eller kun gentagelsesenhederne H: -(-Ph2 - 0 - Ph2 - CO-)- H, hvori Ph2 er som ovenfor defineret.

Alternativt kan den sulfonerede polyketon opnås ved sulfonering af en copolymer, der har både gentagelsesenhederne G og 10 gentagelsesenhederne Η. I polyketonen, som skal sulfoneres, n foretrækkes det, at grupperne Ph er para-phenylengrupper.

Sulfonerede polyketoner, som kan anvendes, er beskrevet i den kendte teknik, f.eks. i EP-patentbeskrivelse nr. 8895 og nr.

41780. Således er det muligt at anvende produkterne, der opnås 15 ved sulfonering af en polymer med gentagelsesenhederne med formlen G, eventuelt sammen med andre gentagelsesenheder. Sulfonering kan udføres ved at opløse polyketonen i koncentreret svovlsyre (98% vægt/vægt) og omrøre opløsningen indtil polymeren er blevet sulfoneret i den ønskede udstrækning. Sulfone-20 ringen i koncentreret svovlsyre kan udføres ved omgivelsernes temperatur eller ved en forhøjet temperatur, f.eks. ved mindst 50°C, afhængig af den polyketon, der skal sulfoneres.

Polyketonen, som er sulfoneret, er fortrinsvis én, der kun indeholder gentagelsesenhederne med formlen G eller en copoly-25 mer, der indeholder gentagelsesenhederne med formel G sammen med op til 50 mol% comonomerenhederne med formel J: -(-Ph2 - O - Ph2 - Y-)- J, eller comonomerenheder med formel E (som heri beskrevet) , hvor 9 DK 172854 B1 •y

Ph* og Y begge er som ovenfor defineret.

Foretrukne sulfonerede polyketoner indeholder gentagelsesenhederne K: -(-Ph2 - 0 - Ph3 - 0 - Ph2 - CO-)- K, 5 sammen med gentagelsesenhederne G og eventuelt også gentagelsesenhederne H, hvori Ph2 og Ph3 begge er som ovenfor defineret .

De sulfonerede polyketoner fremstilles hensigtsmæssigt ved sulfonering af polyetherketoner under anvendelse af fremgangs-10 måderne beskrevet heri og i EP-patentbeskrivelse nr. 8895 og nr. 41780. De polyetherketoner, som sulfoneres, er hensigtsmæssig krystallinske polymerer, der indeholder gentagelsesenhederne G alene eller sammen med andre gentagelsesenheder og har en RV (målt ved 25°C i en 0,1% vægt/vægt opløsning af po-15 lymeren i koncentreret svovlsyre) på mindst 0,7. Sådanne polymerer er mere fuldstændigt beskrevet i EP-patentbeskrivelse nr. 1879.

De sulfonerede polyarylsulfoner er foretrukne frem for de sulfonerede polyarylketoner. Polymererne er hensigtsmæssigt så-2 0 danne, der har et sulfoneringsforhold på mindst 2, f.eks. på mindst 4, og ikke på mere end 20, fortrinsvis ikke på mere end 15. Ved "sulfoneringsforhold" menes forholdet mellem antallet af usulfonerede phenylenrester i den sulfonerede polymer og antallet af sulfonerede phenylenrester i den sulfonerede poly-25 mer. Sulfoneringsforholdet kam bestemmes ved titrering eller ved NMR. I den sulfonerede polysulfon kan gruppen -S03M være på den frie syreform som -SO3H eller den kan være et salt, f.eks. et ammoniumsalt eller et salt af et metal, såsom natrium, calcium, barium eller et metal fra gruppen VIII i det pe-30 riodiske system.

I membranen ifølge opfindelsen er det foretrukket at det før- DK 172854 B1 i o ste materialelag, dvs. materialelaget mellem enzymet og elektroden, er dannet ud fra PAS eller PAK. Hensigtsmæssigt har det første lag en tykkelse i området fra 0,2 til 1,0 mikron.

Det andet polymere lag i membranen ifølge opfindelsen virker 5 som en permeabilitetsbarriere og forhindrer eller begrænser passagen af forbindelser med høj molekylvægt og giver tilstrækkelig styrke til membranen til at gøre den i stand til at bibeholde sin form og bibeholde passende kontakt med elektroden. Hensigtsmæssige polymere materialer til det andet lag 10 omfatter porøse polycarbonater, polyurethaner og modificeret cellulose, såsom celluloseacetat. Hensigtsmæssige materialer omfatter også materialer med en procentuel porøsitet (produktet af poreareal x poredensitet x 100), som ikke er større end 5% og fortrinsvis i området fra 0,001% til 0,5%. Ofte vil så-15 danne materialer have porer med en middeldiameter på mindre end 0,03 mikron. For at sikre hurtig elektrodereaktion er det andet polymere lags tykkelse fortrinsvis mindre end 20 mikron, især i intervallet fra 1 til 10 mikron. Særlig hensigtsmæssige polymere materialer til det andet lag er materialer med en 20 procentuel porøsitet på ikke større end 5%, hvilke anvendes for til lignende formål i følerne i ansøgerens samtidige verserende EP-patentansøgning nr. 86307011.6 (EP-A2-216.577) . I

sådanne materialer er det andet lags permeabilitet begrænset i en udstrækning således, at analyttens gennemtrængningshastig-25 hed tværs over laget er det hastighedsbegrænsende trin for analyttens reaktion med føleren.

Det enzym, der er til stede i membranen ifølge opfindelsen, kan være anbragt deri på en hvilken som helst hensigtsmæssig måde. I en lamineret membran er det fortrinsvis til stede mel-30 lem det første materialelag og det andet materialelag og bevirker at de klæber sammen. I denne situation og også generelt er enzymet fortrinsvis immobiliseret ved blanding med et materiale, som forårsager at der sker tværbinding. Et meget hensigtsmæssigt materiale til dette formål er glutaraldehyd, pro-35 teiner, såsom albumin og andre materialer kan også indbefat- 11 DK 172854 B1 tes. For at lette opnåelsen af hurtige, stabile aflæsninger fra føleren, der indbefatter membranen, foretrækkes det, at det enzymholdige lag er tyndt, dvs. ikke mere end 50 mikron tyk.

5 Det enzym, som skal anvendes i membranen ifølge opfindelsen, vil afhænge af den analyt, hvis koncentration skal bestemmes.

Hvis analytten er glucose, så vil enzymet være f.eks. glucose-oxidase. Andre enzymer, som kan være til stede, omfatter uri-case og lactatoxidase til bestemmelse af henholdsvis urinsyre io og mælkesyre.

Den ydre side af det yderste membranlag, dvs. den side, som er i kontakt med prøven, kan om ønsket være behandlet med et or-gano-silan, som beskrevet i ansøgerens EP-patentansøgning nr. 86303907.9.

15 En lamineret membran til brug i føleren ifølge opfindelsen til bestemmelsen af glucose kan fremstilles ved en fremgangsmåde som omfatter følgende trin: 1. 1 mg glucoseoxidase opløses i 50 μΐ (100 mg/ml) albumin, 2. 3 μΐ 12,5% glutaraldehydqpløsning blandes med 3 μΐ af en- 20 zym/albumin-blandingen på et objektglas, 3. 1 μΐ af den i det foregående trin fremstillede blanding påføres på den ene side af en 1 cm2 polycarbonatfilm med porer med en middeldiameter under 0,03 mikron, 4. den anden overflade af enzymlaget dækkes øjeblikkeligt 25 med en tynd sulfoneret polysul fonf ilm, og den resulterende laminerede membran fastspændes i 3 min. mellem objektglas.

Efter fjernelse fra objektglassene kan den laminerede membran, som er fremstillet ved den ovenfor angivne trinsekvens, påføres en platinelektrode til dannelse af føleren 30 ifølge opfindelsen, idet den sulfonerede polysulfonfilm er nærmest elektroden og danner det første lag.

Ud over den ovenfor beskrevne fremgangsmåde, hvori det første 12 DK 172854 B1 eller indre lag PAS dannes ved at udpresse en dråbe polymeropløsning mellem 2 objektglas, er andre fremgangsmåder mulige.

For eksempel kan en "spindecoater" anvendes med optimering af dråbestørrelse, polymerkoncentration, spindehastighed og tid.

5 En hvilken som helst type spindecoater kan anvendes indbefattende typen plan overflade (eng: flat chuck type) . En sådan metode skal være i stand til at frembringe film på 1 μπν eller mindre på en reproducerbar måde. Andre metoder omfatter en række forskellige trykmetoder, såsom skabelontryk og grave-10 ringstryk, og anvendelse af en vand- eller anden væskeoverflade, på hvilken filmen støbes. Støbning på vand giver mulighed for at der opnås ekstremt tynde film og kontrol af orientering og overfladetæthed. Disse metoder gør det muligt at støbe en film direkte på en elektrodesamling, eller når det 15 drejer sig om væskeoverfladen, kan filmen anbringes på elektroden, hvorved der undgås unødvendig håndtering.

Føleren ifølge opfindelsen kan have en aftagelig membran eller den kan være en engangsføler med en klæbende membran. Materialer, der anvendes til dannelsen af hensigtsmæssige elektroder 20 til følerne, omfatter inerte metaller og/eller carbon. Elektrodesamlingen kan dannes ved vakuumfordampningskatodeforstøvning eller ionaflejring (plettering) på et substrat.

Anvendelse af den analytiske fremgangsmåde ifølge opfindelsen har den fordel, at det gør det muligt at forstyrrende forbin-25 delsers virkning på signalet, der måles af føleren, i høj grad bliver formindsket eller i nogle tilfælde effektivt elimine ret. Dette forøger i høj grad pålideligheden af enzymelektro-defølerne ifølge opfindelsen.

Opfindelsen illustreres af fig. 1 og 2 på den vedføjede teg-30 ning, hvori fig. 1 viser i tværsnit en del af en føler af enzymelektrode-typen med en membran ifølge opfindelsen vedhæftet dertil, og 13 DK 172854 B1 fig. 2 er et eksploderet tværsnit af en del af en føler ifølge opfindelsen til bestemmelsen af hydrogenperoxid.

På fig. 1 er referencenummer 1 et andet polymert lag af en membran dannet ud fra en polycarbonatfilm med porer med en 5 middeldiameter under 0,03 mikron og med en procentuel porøsitet som ikke er større end 5%, 2 er et lag af glucoseoxidase-enzym opløst i albumin og blandet med glutaraldehyd, 3 er et første polymert lag dannet ud fra en sulfoneret polysulfon, 4 er en platinarbejdselektrode og 5 er en sølvreferenceelektro-10 de. l, 2 og 3 danner tilsammen en lamineret membran. Platinar-bejdselektroden 4 virker som en anode, mens sølvreferenceelek-troden 5 virker som en katode. Membranen holdes på plads på elektroden af en perspex-ring, der presser ned på det ydre lag 1 mod dens ydre kanter ved 6.

15 På fig. 2 er referencenummer 7 en platinarbejdselektrode polariseret ved +6,50 mV mod en referenceelektrode, 8 er en sølv/-sølvchlorid-referenceelektrode, 9 er en forseglende O'-ring, 10 er en sulfoneret polysulfonmembran, 11 er en strømmåler og kilde for polariseringsspanding, og 12 er en skruetilpasset 20 top med prøverum. For at bringe denne føler i en brugstilstand, påføres få dråber af en pufferopløsning, der indeholder 50 mmol l"1 natriumchlorid til overfladen af føleren for at tilvejebringe elektrolytisk kontakt mellem arbejdselektroden og referenceelektroden henholdsvis 7 og 8. Den sulfonerede po-25 lysulfonmembran 10 placeres derefter over arbejdselektroden 7 og holdes på plads af den skruetilpassede top 12 af elektrodelegemet. Føleren er nu parat til at måle vandige opløsninger af hydrogenperoxid.

Membrandannelse 30 De sulfonerede polysulfonfilm til membranerne i føleren af enzymelektrode typen i fig. 1 og til føleren i fig. 2 blev støbt ud fra en 10% vægt/vol. opløsning af sulfoneret polysulfon (5, 10 eller 20 sulfoneringsforhold forsøgt: typen 10 er illustre- 14 DK 172854 B1 ret heri) i dimethylsulfoxid. 50 μΐ opløsning blev spredt jævnt over en glasplade med et overfladeareal på 20 cm2. Pladen blev placeret i en vakuumovn og efterladt ved 0,1 mm Hg og 50°C i 6 timer.

5 N£: Polymererne havde de følgende RV: 5 - RV = 0,95: 10 - RV = 0,86 og 20 - RV = 0,70.

Anvendelse af føleren af enzymelektrodetypen som vist i fig. 1 er illustreret i det følgende eksempel.

Eksempel.

10 Et af hovedproblemerne ved anvendelse af glucoseenzymelektro-der til målinger af blod er virkningen af forstyrrende forbindelser i blodet, såsom ascorbinsyre, som giver et direkte elektrokemisk signal ved en H2O2-påvisende elektrode. Dette eksempel illustrerer, hvordan det sulfonerede polysulfonlag i 15 membranen ifølge opfindelsen kan anvendes til at udskille disse forstyrrende forbindelser og tillade selektiv måling af H202, der er dannet ud fra omsætningen mellem enzymglucoseoxi-dase (EC 1.1.3.4) og dets substrater, glucose og oxygen.

En opløsning (10 /zl) , der indeholder 3 mg/ml glucoseoxidase og 20 200 mg/ml serumalbumin, blev blandet med en 5% vandig opløs ning af glutaraldehyd (5 μΐ), og efterladt for blive viskos. 2 μΐ af blandingen blev påført til den ene side af en polycarbo-natfilm (1 cm2) med porer med en middeldiameter på 0,015 μιη.

På enzymlaget blev der presset et 1 cm2 stykke sulfoneret po-25 lysulfonfilm og laminatet blev efterladt for at lade enzymet tværbinde yderligere. Laminatet kan derefter anvendes som en erstatning for den almindelige sulfonerede polysulfonmembran i føleren i fig. 2 eller kan anvendes i føleren i fig. 1 til at tilvejebringe en enzymelektrode, der er reaktionsdygtig over 30 for glucoseopløsninger. I føleren blev laminatet anbragt med det første sulfonerede polysulfonlag vendende mod følerens overflade.

15 DK 172854 B1 I tabellen er anført resultaterne, der blev opnået, når lamina tmembranen blev anvendt i nærværelse af glucose og glucose med forskellige forstyrrende forbindelser. I tabellen er resultaterne sammenlignet med de resultater, der blev opnået med 5 en membran uden det sulfonerede polysulfonlag. Det kan ses, at membranen med det sulfonerede polysulfonlag gav en reaktion, som var meget mindre påvirket af forstyrrende forbindelser end den konventionelle membrans reaktion.

Tabel.

10 Opløste Reaktion stoffer Konventionel % Enzymmembran % enzymmembran forøgelse med sulfoneret forøg-(arbitrære polysulfon, else enheder) første lag.

15 a) 1 mmol I"1 glucose - alene 9 4,2 b) +0,2 mmol l-1 ascorbin- 20 syre 14,5 60 4,3 2 c) 00,1 mmol l"1 cystein 9,9 10 4,2 0 d) +1 mmol l-1 glutathion 11,5 28 4,2 0 25 e) +0,5 mmol l-1 urat 26 190 4,2 0 f) en opløsning indeholdende alle de ovennævnte 30 bestanddele 33 270 4,4 5 g) 1 mmol l-1 glucose + 1 mmol 1_1 acetaminophen 78 770 5,0 20

Claims (8)

1. Membran til en føler af enzymelektrode typen, der er perme-abel for væsker og opløste stoffer, og omfatter et enzymhol- 5 digt lag og et eller flere materialelag, kendetegnet ved, at mindst et materialelag er dannet ud fra en sulfoneret eller usulfoneret polyarylsulfon eller en sulfoneret eller usulfoneret polyarylketon.

2. Membran ifølge krav l, kendetegnet ved, at 10 laget, der er dannet ud fra polyarylsulfon eller polyarylketon, er dannet ud fra en sulfoneret polyarylethersulfon.

3. Membran ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den sulfonerede polyarylethersulfon har et sulfoneringsforhold i området fra 2 til 20. 15

4. Føler af enzymelektrodetypen, som indbefatter en membran, der er permeabel for væsker og opløste stoffer, og som omfatter et enzymholdigt lag og et eller flere materialelag, kendetegnet ved, at mindst ét materialelag er dannet ud fra en sulfoneret eller usulfoneret polyarylsulfon eller en 20 sulfoneret eller usulfoneret polyarylketon.

5. Føler ifølge krav 4, kendetegnet ved, at membranen omfatter et første materialelag, der er anbragt mellem det enzymholdige lag og elektroden, det enzymholdige lag og et andet materialelag på den anden side af det enzymholdige lag, 2. hvor det første lag er dannet ud fra en sulfoneret eller usulfoneret polyarylsulfon eller en sulfoneret eller usulfoneret polyarylketon.

6. Føler ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det første lag har en tykkelse i området fra 0,2 til 1,0 mikron. 30

7. Føler ifølge et hvilket som helst af kravene 4 - 6, k e n- DK 172854 B1 detegnet ved, at det andet lag er dannet ud fra et polymert materiale med en procentuel porøsitet i området fra 0,001% til 0,5%.

8. Anvendelse af en føler af enzymelektrode typen ifølge krav 5 1-7 til bestemmelse af en analyt i en prøve.