EP1274858A1 - Method for determining the concentration of carnitine in fluids - Google Patents

Method for determining the concentration of carnitine in fluids

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Publication number
EP1274858A1
EP1274858A1 EP01921009A EP01921009A EP1274858A1 EP 1274858 A1 EP1274858 A1 EP 1274858A1 EP 01921009 A EP01921009 A EP 01921009A EP 01921009 A EP01921009 A EP 01921009A EP 1274858 A1 EP1274858 A1 EP 1274858A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cdh
carnitine
concentration
nad
immobilization
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.)
Withdrawn
Application number
EP01921009A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Fritz Pittner
Alfred Lohninger
Thomas Schalkhammer
Christian Mayer
Matthias Lepek
Claudia Micaela Dietrich-Ostry
Christian Vater
Alexander Piller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Befa Handelsgesellschaft mbH
Original Assignee
Befa Handelsgesellschaft mbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Befa Handelsgesellschaft mbH filed Critical Befa Handelsgesellschaft mbH
Publication of EP1274858A1 publication Critical patent/EP1274858A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING 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
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/26Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase
    • C12Q1/32Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving oxidoreductase involving dehydrogenase

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the concentration of carnitine in biological liquids, in which the carnitine-containing biological liquid is at least partially oxidized with a carnitine dehydrogenase (CDH) with the aid of NAD + , whereupon the concentration of at least one reaction product, in particular the concentration of NADH, is determined.
  • CDH carnitine dehydrogenase
  • Carnitine (ß-hydroxy- ⁇ -N-trimethylammoniumbutanoic acid) occurs ubiquitously in nature and is characterized by a number of essential functions in the intermediary metabolism.
  • the carnitine system transports activated short, medium and long chain fatty acids in the entire cell area in the form of acyl carinitine esters. Long-chain fatty acids can only enter the mitochondria as carnitine esters, where they are oxidized for energy.
  • Carnitine is also characterized by a regulatory role in controlling the ratio of acyl-coenzyme A to free CoASH. Fatty acid residues of coenzyme A are transferred through specific acyltransferases.
  • Carnitine also plays an important role in detoxification, since poorly usable intermediates of the metabolism are accumulated as coenzyme A esters in the cells and can thus inhibit mitochondrial function. As carnitine esters, these compounds can be released by the cell and excreted by the kidneys. Finally, carnitine is of particular importance in the activation of immunocompetent cells and for the stability of many membranes as well as for membrane synthesis and repair, in particular the erythrocyte membrane.
  • the specific parameters to be observed for the determination can be found in detail and it can be seen in particular that the fluorometric determination with the required sensitivity can only be achieved in a known method if an amplifier is used , The reaction takes place with carnitine dehydrogenase and diaphorase, with resazurin being converted to resorufin in order to form a corresponding fluorescent dye with which the desired sensitivity is achieved.
  • the proposed device for fluorometric measurement thus requires two reactors and, moreover, can only be addressed as linear in a narrow concentration range.
  • FR 2 596 865 A1 proposes a method for dosing carnitine, again using diaphorase and proposing an electrochemical determination. Electrochemical determinations are usually disturbed by a large number of redox-active substances, to which, for example, paracetamol, vitamin C or the like. count which are also found in the serum and can therefore impair the determination.
  • the method according to the invention essentially consists in that the sample is injected into a carrier stream and is guided on the way to a detector via a CDH immobilized on a carrier, that aminosilanized glass bodies with controlled pore size (CPGs) before the immobilization of the CDH blocked with BSA at those sites where proteins can physisorb without activation, that the CPGs are rinsed with DTT solution before the immobilization of the CDH, that the CDH is stabilized by using a combination of DTT, NAD + and EDTA and that the Determination of the NADH concentration is carried out spectrophotometrically or directly by fluorescence measurement.
  • CPGs controlled pore size
  • the blockade with BSA that was carried out prior to the immobilization of the CDH leads to the immobilized enzyme being protected and stabilized against oxidation.
  • BSA Bovine serum albumin
  • the addition of BSA on the one hand leads to a stabilization of the conformation of the CDH, but on the other hand both carboxyl and amino groups are made available by the BSA.
  • the combination of CPG - Linker - BSA - CDH can increase the yield of the immobilization and thus more enzyme can be immobilized on the carrier, which enables the simple measurement method.
  • DTT DiThioThreitol
  • SH groups in the area of the active center, the addition of DTT has an effect above all by improving the catalytic activity.
  • the catalytic activity improved in this way allows an immediate determination to be achieved in a particularly simple and rapid method, for example by spectrophotometric determination of the NADH concentration. If a fluorescence measurement is carried out within the scope of the method according to the invention, this can be carried out immediately with the aid of the improvement in sensitivity achieved and without the aid of further reactions.
  • L-carnitine dehydrogenase from Agrobacterium sp. Is preferred as the carnitine dehydrogenase. used, this L-carnitine dehydrogenase L-carnitine using NAD + to dehydro-camitin (ß-oxo- ⁇ -N-trimethyl-ammoniur ⁇ butanoic acid) oxidized.
  • NAD + to dehydro-camitin ß-oxo- ⁇ -N-trimethyl-ammoniur ⁇ butanoic acid
  • L-carnitine dehydrogenase requires NAD + as a coenzyme and has a molecular weight of 114 kD.
  • the enzyme is highly specific for L-carnitine and NAD + and uses NADP + and the closely related substances D-carnitine, D, L-4-amino-3-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, choline, tartrate, malate , Ethanol and isopropanol not.
  • a weak (10%) side activity was only observed with D, L-Carnitinairdd.
  • dehydrogenase There are 2 different forms of dehydrogenase, one with high and one with low affinity for carnitine.
  • the K values for the forms with high and low affinity for L-carnitine are 0.29 and 6.1 mM (V max 4.74 and 4.9 U / mol) and for NAD + 0.018 bwz. 0.042 mM.
  • the enzyme is produced by detergents (cetyltrimethylammonium bromide and SDS) and by the heavy Metal ions Ag + , Hg + , Co + , Hg 2+ , Zn 2+ , Cu + , Mn 2+ , Ni 2+ , Pb 2+ as well as through D-carnitine, p-chloro mercuribenzonate, choline, hydroxy laminate, borate and Hydrazine hydrate inhibited and activated by magnesium and lithium.
  • the active form of the enzyme is a dimer, which has an isoelectric point at 5.4.
  • the enzyme is thermally stable over a long period of time up to 34 ° C, and has a temperature optimization of 45 ° C with a measuring time of 100 seconds.
  • the NADH formed in the above reaction can be measured in a simple manner photometrically or directly flourimetrically, a significant increase in the absorption being observed.
  • acetyl-carnitine can also be determined in the same way, provided that such acetyl-carnitine is first converted to carnitine.
  • Carnitine transferases, esterases or lipases or basic hydrolysis can be used for the conversion of acetyl-carnitine to carnitine.
  • the actual method of determination consists in measuring the concentration of NADH from the reaction of carnitine with carnitine dehydrogenase (CDH).
  • the NADH concentration is determined according to the invention by spectrophotometry or by fluorescence measurement.
  • the spectrophotometric determination can preferably be carried out at about 340 nm, whereas the direct fluorescence measurement at wavelengths of 375 or 520 nm is particularly easy.
  • CDH is therefore significantly superior for the specific determination of carnitine in the previously known methods with regard to the specific implementation of carnitine.
  • the sensitivity can also can be increased significantly due to the specific enzyme, with significantly lower costs.
  • the procedure is advantageously such that the sample is diluted with a measurement buffer containing NAD + , in particular Tris / HCl buffer, and brought into contact with CDH before the reaction with CDH becomes.
  • a measurement buffer containing NAD + in particular Tris / HCl buffer
  • Another advantage of the method according to the invention is also the relatively short reaction time, so that reproducible signals can be achieved after a short time even if the conversion is not complete.
  • FIA fluid injection analysis
  • the procedure according to the invention is such that the sample is injected into a carrier stream and is guided on the way to a detector via a CDH immobilized on a carrier.
  • CDH immobilized on a carrier represents a further simplification and improvement of the reproducibility of the method according to the invention, the immobilization of CDH being possible by observing special conditions.
  • the procedure is such that the CDH is immobilized on aminosilanized glass, the immobilization of CDH on aminosilanized glass being accomplished in a particularly simple manner by means of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC).
  • EDC 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide
  • Aminosilanized vitreous bodies with controlled pore size (CPGs) are used as carriers, which block those sites before the immobilization of the CDH with BSA on which proteins can physisorb without activation.
  • the immobilization takes place by covalent binding of the enzyme, whereby the selected EDC coupling has proven to be a particularly easy to handle and efficient method of immobilization on the surfaces of aminosilanized glass with a controlled pore size.
  • the vitreous with the immobilized enzyme can then be filled into columns and used in this way.
  • Carnitine dehydrogenase like most enzymes, shows a decrease in activity over time.
  • DTT Dithiotreitol
  • the sensitivity can be increased further by adding dyes in the measuring cell of the detector.
  • a precisely defined amount of the liquid sample is injected into a continuously flowing carrier stream and transported to a detector, the FIA method being used.
  • the sample first gets into one Autosampier 1 and is injected into a continuously flowing carrier stream and finally transported to a detector 2.
  • the sample mixes with a flow buffer 3, whereby dye can also be added here.
  • the use of a dye makes the measurement even more efficient and sensitive.
  • the control of the sample or the carrier flow takes place via the pump 4 using injection valves 5, which are controlled fully automatically via software of a connected computer 6.
  • the sample After supplying NAD + buffer from the container 7, the sample reaches a reaction reactor 9 via the pump 8, which contains the CDH immobilized on a carrier.
  • the carnitine is converted and a reaction product is formed, which can be measured.
  • the conversion product NADH generates a signal in the spectrophotometer or detector 2, which can be made visible in the form of a peek on the monitor 10 of the computer 6. With fully automatic processing of the signals, the carnitine content can be displayed immediately.
  • reaction module i.e. With a filling of vitreous bodies with immobilized CDH, almost a thousand determinations can be carried out, which corresponds to a service life of about 4 months in normal laboratory operation.
  • the system can be re-calibrated at any time and can be operated without special knowledge after a short training period.
  • flow injection analysis describes a technique in which a precisely defined amount of a liquid sample is injected into a continuously flowing carrier stream and is subsequently transported to a detector.
  • the sample mixes on the way to the detector with the carrier solution surrounding it, the carrier solution either only serving to transport the sample to the detector or also containing reagents for converting the analyte.
  • the dispersion of the sample zone can be controlled by various parameters, and in particular by the type and size of a mixing loop, which is indicated by 11 in the drawing. is characterized, as well as by the diameter of the lines used or by changing the sample volume.
  • the flow injection analysis produces reproducible signals in the form of peeks, although the mixing of the sample with the running buffer is not homogeneous and chemical reactions do not necessarily have to reach their equilibrium in the system sequence.
  • the reproducibility of the FIA signals is based on the fact that the dwell time of the samples in the system and all parameters influencing the dispersion of the sample are kept constant.
  • Aminopropyl-methyldiethoxysilane in toluene was used for the aminosilanization of vitreous bodies with a controlled pore size.
  • the immobilization on such aminosilanized CPG's is preferably carried out with l-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC), which converts a carboxyl group into a very active ester intermediate, which then contains both amines (amide bond) and thiols (Thioester bond) react as well as can decompose again into a carboxyl group and inactive EDC by hydrolysis.
  • EDC l-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide
  • CDH has proven to be relatively susceptible to oxidation, it is advantageous to largely rule out denaturing properties of the surface of the CPGs.
  • Blocking the CPGs with BSA (Bovine Serum Albumin) and subsequent rinsing with DTT (dithiotreitol) are suitable for this purpose. Blocking occupies all of the CPGs' physisorbing sites with BSA, whereas the subsequent rinsing with DTT both washes away excess BSA and imparts reducing properties to each capillary.
  • a protease inhibitor can also be used.

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Abstract

The invention relates to a 'fluid injection analysis' (FIA) method for determining the concentration of carnitine in biological fluids. According to said method, the biological fluid containing carnitine is at least partially oxidized with a carnitine dehydrogenase (CDH) with the help of NAD+, at which point the concentration of at least one reaction product, in particular the concentration of NADH, is determined.

Description

Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Carnitin in flüssigen SubstanzenMethod for determining the concentration of carnitine in liquid substances
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Carnitin in biologischen Flüssigkeiten, bei welchem die carnitinhältige biologische Flüssigkeit mit einer Carnitindehydrogenase (CDH) mit Hilfe von NAD+ zumindest teilweise oxidiert wird, worauf die Konzentration wenigstens eines Umsetzungsproduktes, insbesondere die Konzentration von NADH, bestimmt wird.The invention relates to a method for determining the concentration of carnitine in biological liquids, in which the carnitine-containing biological liquid is at least partially oxidized with a carnitine dehydrogenase (CDH) with the aid of NAD + , whereupon the concentration of at least one reaction product, in particular the concentration of NADH, is determined.
Zahlreiche klinische Studien über den Carnitinstoffwechsel legen den Schluß nahe, daß sekundäre Carnitinmangelzustände bei zahlreichen Mangelerkrankungen ein Teil des klinischen Zustands- bildes sind. Erniedrigte Carnitinspiegel finden sich bei jeder Schwangerschaft, bei Frühgeborenen, Infektionen, Streß sowie generell bei einem Stoffwechsel mit erhöhtem Lipidumsatz. Eine einfache und routinemäßig durchführbare Methode, bei welcher unmittelbar in Routinelabors oder beim Facharzt eine entsprechende Analyse möglich würde, ist bisher nicht bekannt geworden. Vor allem die begleitende Kontrolle während der Schwangerschaft könnte sich mit einer derartigen einfachen Methodik effizienter gestalten und aufgrund einer verbesserten Diagnostik die Behandlungskosten im Bereich der Neonatologie und Gynäkologie senken helfen.Numerous clinical studies on carnitine metabolism suggest that secondary carnitine deficiency states are part of the clinical picture in numerous deficiency diseases. Lower carnitine levels can be found in every pregnancy, in premature babies, infections, stress and generally in a metabolism with increased lipid turnover. A simple method that can be carried out routinely and in which a corresponding analysis would be possible directly in routine laboratories or at a specialist has not been disclosed to date. Above all, the accompanying control during pregnancy could be made more efficient with such a simple methodology and, thanks to improved diagnostics, help to reduce the treatment costs in the area of neonatology and gynecology.
Carnitin (ß-hydroxy-γ-N-trimethylammoniumbutansäure) kommt ubi- quitär in der Natur vor und zeichnet sich durch eine Reihe von essentiellen Funktionen im Intermediärstoffwechsel aus. Insbe- sondere transportiert das Carnitinsystem aktivierte kurz-, mittel- und langkettige Fettsäuren im gesamten Zellbereich in Form von Acyl-Carinitinestern. Langkettige Fettsäuren können lediglich als Carnitinester in die Mitochondrien gelangen, wo sie zur Energiegewinnung oxidiert werden. Carnitin zeichnet sich weiters durch eine regulative Rolle bei der Kontrolle des Verhältnisses Acyl-Coenzym A zu freiem CoASH aus. Durch spezifische Acyltransferasen werden Fettsäurereste von Coenzym A übertragen. Carnitin spielt auch eine wesentliche Rolle bei der Entgif tung, da schlecht verwertbare Zwischenprodukte des Stof fwechsels als Coenzym A-Ester in den Zellen angereichert werden und so die Mitochondrienfunktion hemmen können . Als Carnitinester können diese Verbindungen von der Zelle abgegeben und über die Nieren ausgeschieden werden. Schließlich ist Carnitin unter anderem bei der Aktivierung von immunkompetenten Zellen und für die Stabilität vieler Membranen sowie für die Membransynthese und Reparatur, insbesondere der Erythrocytenmembran, von besonderer Wichtigkeit .Carnitine (ß-hydroxy-γ-N-trimethylammoniumbutanoic acid) occurs ubiquitously in nature and is characterized by a number of essential functions in the intermediary metabolism. In particular, the carnitine system transports activated short, medium and long chain fatty acids in the entire cell area in the form of acyl carinitine esters. Long-chain fatty acids can only enter the mitochondria as carnitine esters, where they are oxidized for energy. Carnitine is also characterized by a regulatory role in controlling the ratio of acyl-coenzyme A to free CoASH. Fatty acid residues of coenzyme A are transferred through specific acyltransferases. Carnitine also plays an important role in detoxification, since poorly usable intermediates of the metabolism are accumulated as coenzyme A esters in the cells and can thus inhibit mitochondrial function. As carnitine esters, these compounds can be released by the cell and excreted by the kidneys. Finally, carnitine is of particular importance in the activation of immunocompetent cells and for the stability of many membranes as well as for membrane synthesis and repair, in particular the erythrocyte membrane.
Die prinzipielle Umsetzung von Carnitin mit einer Carnitinde- hydrogenase , bei welche mit Hilfe von NAD+ eine zumindest teilweise Oxidation vorgenommen wurde und in der Folge das U - setzungsprodukt , nämlich NADH , bestimmt wird, ist in der Literatur bereits beschrieben. Im einzelnen ist hier auf die EP 437 373 AI zu verweisen . Den entsprechenden wissenschaftlichen Publikationen in CLIN . CHEM. 36/12 , 2072-2076 (1990 ) sind die speziellen für die Bestimmung einzuhaltenden Parameter im Detail zu entnehmen und es ist insbesondere ersichtlich, daß die fluorometrische Bestimmung mit der geforderten Empfindlichkeit in einem bekannten Verfahren nur dann erzielt wird, wenn ein Verstärker eingesetzt wird. Die Umsetzung erfolgt mit Carnitin- dehydrogenase und Diaphorase, wobei Resazurin zu Resorufin umge- setzt wird, um einen entsprechend fluoreszierenden Farbstof f auszubilden, mit welchem die gewünschte Empfindlichkeit erzielt wird. Die vorgeschlagene Vorrichtung zur fluorometrische Messung erfordert somit zwei Reaktoren und ist darüberhinaus nur in einem engen Konzentrationsbereich als linear anzusprechen.The basic implementation of carnitine with a carnitine hydrogenase, in which an at least partial oxidation was carried out with the aid of NAD + and the reaction product, namely NADH, is subsequently determined, has already been described in the literature. In particular, reference is made to EP 437 373 AI. The corresponding scientific publications in CLIN. CHEM. 36/12, 2072-2076 (1990), the specific parameters to be observed for the determination can be found in detail and it can be seen in particular that the fluorometric determination with the required sensitivity can only be achieved in a known method if an amplifier is used , The reaction takes place with carnitine dehydrogenase and diaphorase, with resazurin being converted to resorufin in order to form a corresponding fluorescent dye with which the desired sensitivity is achieved. The proposed device for fluorometric measurement thus requires two reactors and, moreover, can only be addressed as linear in a narrow concentration range.
Neben dem Mehraufwand für einen zweiten Reaktor stellen die zusätzlichen Reaktanden naturgemäß weitere Störungsquellen bei der Bestimmung dar. In der FR 2 596 865 AI wird ein Verfahren zum Dosieren von Carnitin vorgeschlagen, wobei auch hier wiederum Diaphorase eingesetzt und eine elektrochemische Bestimmung vorgeschlagen wird. Elektrochemische Bestimmungen werden in der Regel von einer großen Anzahl redoxaktiver Substanzen gestört, zu welchen beispielsweise Paracetamol , Vitamin C od. dgl . zählen, welche gleichfalls im Serum anzutreffen sind und daher die Bestimmung beeinträchtigen können.In addition to the additional effort for a second reactor, the additional reactants naturally represent further sources of interference in the determination. FR 2 596 865 A1 proposes a method for dosing carnitine, again using diaphorase and proposing an electrochemical determination. Electrochemical determinations are usually disturbed by a large number of redox-active substances, to which, for example, paracetamol, vitamin C or the like. count which are also found in the serum and can therefore impair the determination.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein einfaches und rasches Verfahren zu schaffen, mit welchem bei verringertem apparativen Aufwand eine quantitative Bestimmung von Carnitin im Blut bzw. im Serum ermöglicht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß die Probe in einen Trägerstrom injiziert und auf dem Weg zu einem Detektor über eine an einem Träger immobilisierte CDH geführt wird, daß aminosilanisierte Glaskörper mit kontrollierter Porengröße (CPGs) vor der Immobilisierung der CDH mit BSA an denjenigen Stellen blockiert werden, an welchen Proteine ohne Aktivierung physisorbieren können, daß die CPGs vor der Immobilisierung der CDH mit DTT-Lösung gespült werden, daß die CDH durch Einsatz einer Kombination von DTT, NAD+ und EDTA stabilisiert wird und daß die Bestimmung der NADH-Konzentration spektrophotometrisch oder unmittelbar durch Fluoreszenzmessung vorgenommen wird. Da- durch, daß die Probe lediglich in einen Trägerstrom injiziert wird, wird eine einfache Messmethodik vorgeschlagen, welche mit geringem apparativem Aufwand auskommt, wobei durch die speziellen Maßnahmen im Zusammenhang mit der Immobilisierung der CDH und der Vorbereitung der Träger die Empfindlichkeit soweit ge- steigert werden kann, daß eine unmittelbare Bestimmung ohne Verwendung von Verstärkern oder anderen Hilfsreagenzien gelingt. Im einzelnen führt die vor der Immobilisierung der CDH vorgenommene Blockade mit BSA dazu, daß das immobilisierte Enzym gegen Oxidation geschützt und stabilisiert wird. BSA (Bovine serum albumin) ist eine protease- und nucleasefreie Präparation von Serum Albumin. Die Zugabe von BSA führt einerseits zu einer Stabilisierung der Konformation der CDH, andererseits werden aber durch das BSA sowohl Carboxyl als auch Aminogruppen zur Verfügung gestellt. Durch die Kombination CPG - Linker - BSA - CDH kann die Ausbeute der Immobilisierung gesteigert werden und es kann somit mehr Enzym am Träger immobilisiert werden, wodurch das einfache Messverfahren ermöglicht wird. Das weiters im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte DTT (DiThioThreitol) wirkt als stabilisierendes Reagenz für Proteine, die SH-Gruppen tragen. DTT reduziert Disulfid-Brücken und schützt freie SH-Gruppen. Bei SH-Gruppen im Bereich des aktiven Zentrums wirkt sich die Zugabe von DTT vor allem durch eine Verbesserung der katalytischen Aktivität aus. Die auf diese Weise verbesserte katalytische Aktivität erlaubt es, eine unmittelbare Bestimmung in einem besonders einfachen und raschen Verfahren, beispielsweise durch spektrophotometrische Bestimmung der NADH-Konzentration zu erzielen. Soferne im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Fluoreszenzmessung vorgenommen wird, kann diese mit Rücksicht auf die erzielte Verbesserung der Empfindlichkeit unmittelbar und ohne Zuhilfenahme weiterer Reaktionen vorgenommen werden.The invention now aims to provide a simple and rapid method by means of which quantitative determination of carnitine in the blood or in the serum is made possible with reduced expenditure on equipment. To achieve this object, the method according to the invention essentially consists in that the sample is injected into a carrier stream and is guided on the way to a detector via a CDH immobilized on a carrier, that aminosilanized glass bodies with controlled pore size (CPGs) before the immobilization of the CDH blocked with BSA at those sites where proteins can physisorb without activation, that the CPGs are rinsed with DTT solution before the immobilization of the CDH, that the CDH is stabilized by using a combination of DTT, NAD + and EDTA and that the Determination of the NADH concentration is carried out spectrophotometrically or directly by fluorescence measurement. The fact that the sample is only injected into a carrier stream suggests a simple measuring method which requires little equipment, the sensitivity being increased so far by the special measures in connection with the immobilization of the CDH and the preparation of the carrier can be that an immediate determination without the use of amplifiers or other auxiliary reagents succeed. In particular, the blockade with BSA that was carried out prior to the immobilization of the CDH leads to the immobilized enzyme being protected and stabilized against oxidation. BSA (Bovine serum albumin) is a protease and nuclease-free preparation of serum albumin. The addition of BSA on the one hand leads to a stabilization of the conformation of the CDH, but on the other hand both carboxyl and amino groups are made available by the BSA. The combination of CPG - Linker - BSA - CDH can increase the yield of the immobilization and thus more enzyme can be immobilized on the carrier, which enables the simple measurement method. The further in DTT (DiThioThreitol) used in the process according to the invention acts as a stabilizing reagent for proteins which carry SH groups. DTT reduces disulfide bridges and protects free SH groups. In the case of SH groups in the area of the active center, the addition of DTT has an effect above all by improving the catalytic activity. The catalytic activity improved in this way allows an immediate determination to be achieved in a particularly simple and rapid method, for example by spectrophotometric determination of the NADH concentration. If a fluorescence measurement is carried out within the scope of the method according to the invention, this can be carried out immediately with the aid of the improvement in sensitivity achieved and without the aid of further reactions.
Als Carnitindehydrogenase wird hierbei bevorzugt L-Carnitin- dehydrogenase aus Agrobacterium sp. eingesetzt, wobei diese L- Carnitindehydrogenase L-Carnitin mit Hilfe von NAD+ zu Dehydro- camitin (ß-oxo-γ-N-trimethyl-ammoniurαbutansäure) oxidiert. Die Reaktion läuft nach folgender Gleichung ab:L-carnitine dehydrogenase from Agrobacterium sp. Is preferred as the carnitine dehydrogenase. used, this L-carnitine dehydrogenase L-carnitine using NAD + to dehydro-camitin (ß-oxo-γ-N-trimethyl-ammoniurαbutanoic acid) oxidized. The reaction proceeds according to the following equation:
L-Camitin + NAD+ Carnitindehydroqenase Dehydrocamitin + NADH + H+ L- C amitin + NAD + Carnitindeh y dro q enase dehydrocamitin + NADH + H +
L-Carnitindehyrogenase benötigt NAD+ als Coenzym und hat ein Molekulargewicht von 114 kD. Das Enzym ist hoch spezifisch für L-Carnitin und NAD+ und setzt NADP+ sowie die nahe verwandten Substanzen D-Carnitin, D, L-4-Amino-3-Hydroxybuttersäure, 3-Hy- droxy-buttersäure, Cholin, Tartrat, Malat, Ethanol und Isopro- panol nicht um. Nur bei D, L-Carnitinairdd wurde eine schwache (10%) Nebenaktivität beobachtet.L-carnitine dehydrogenase requires NAD + as a coenzyme and has a molecular weight of 114 kD. The enzyme is highly specific for L-carnitine and NAD + and uses NADP + and the closely related substances D-carnitine, D, L-4-amino-3-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, choline, tartrate, malate , Ethanol and isopropanol not. A weak (10%) side activity was only observed with D, L-Carnitinairdd.
Es existieren 2 unterschiedliche Formen der Dehydrogenase, eine mit hoher und eine mit niedriger Affinität für Carnitin. Die K Werte für die Formen mit hoher bzw. niedriger Affinität für L- Carnitin sind 0,29 bzw. 6,1 mM (Vmax 4,74 und 4,9 U/mol) und für NAD+ 0,018 bwz . 0,042 mM. Das Enzym wird durch Detergentien (Cetyltrimethylammoniumbromid und SDS) und durch die Schwer- etallionen Ag+ , Hg+ , Co+ , Hg2+, Zn2+, Cu + , Mn2+, Ni2+, Pb2+ sowie durch D-Carnitin, p-Chlormercuribenzonat, Cholin, Hydroxy- lamin, Borat und Hydrazinhydrat inhibiert und durch Magnesium und Lithium aktiviert. Die aktive Form des Enzyms ist ein Dimer, welches einen isoelektrischen Punkt bei 5.4 aufweist. Die Hinreaktion besitzt ein Optimum um pH = 9, die Rückreaktion bei pH = 7. Das Enzym ist über längere Zeit thermisch stabil bis 34° C, und hat ein Temperaturoptimun von 45° C bei 100 Sekunden Meßzeit. Das bei der obigen Umsetzung gebildete NADH kann in ein- facher Weise photometrisch oder unmittelbar flourimetrisch gemessen werden, wobei eine deutliche Zunahme der Absorption beobachtet wird. Prinzipiell kann auf dem gleichen Wege auch Acetyl-Carnitin bestimmt werden, sofern derartiges Acetyl- Carnitin zunächst zu Carnitin umgesetzt wird. Für die Umsetzung von Acetyl-Carnitin zu Carnitin können Carnitintransferasen, -esterasen bzw. -lipasen oder eine basische Hydrolyse zum Einsatz gelangen. Die eigentliche Bestimmungsmethode besteht aber in jedem Fall in der Messung der Konzentration von NADH aus der Umsetzung vom Carnitin mit Carnitindehydrogenäse (CDH) .There are 2 different forms of dehydrogenase, one with high and one with low affinity for carnitine. The K values for the forms with high and low affinity for L-carnitine are 0.29 and 6.1 mM (V max 4.74 and 4.9 U / mol) and for NAD + 0.018 bwz. 0.042 mM. The enzyme is produced by detergents (cetyltrimethylammonium bromide and SDS) and by the heavy Metal ions Ag + , Hg + , Co + , Hg 2+ , Zn 2+ , Cu + , Mn 2+ , Ni 2+ , Pb 2+ as well as through D-carnitine, p-chloro mercuribenzonate, choline, hydroxy laminate, borate and Hydrazine hydrate inhibited and activated by magnesium and lithium. The active form of the enzyme is a dimer, which has an isoelectric point at 5.4. The forward reaction has an optimum around pH = 9, the reverse reaction at pH = 7. The enzyme is thermally stable over a long period of time up to 34 ° C, and has a temperature optimization of 45 ° C with a measuring time of 100 seconds. The NADH formed in the above reaction can be measured in a simple manner photometrically or directly flourimetrically, a significant increase in the absorption being observed. In principle, acetyl-carnitine can also be determined in the same way, provided that such acetyl-carnitine is first converted to carnitine. Carnitine transferases, esterases or lipases or basic hydrolysis can be used for the conversion of acetyl-carnitine to carnitine. In any case, the actual method of determination consists in measuring the concentration of NADH from the reaction of carnitine with carnitine dehydrogenase (CDH).
Die Bestimmung der NADH-Konzentration erfolgt er findungs gemäß spektrophotometrisch oder durch Fluoreszenzmessung. Die spektro- photometrische Bestimmung kann hierbei bevorzugt bei etwa 340 nm erfolgen, wohingegen die direkte Fluoreszenzmessung bei Wellen- längen von 375 bzw. 520 nm besonders einfach gelingt .The NADH concentration is determined according to the invention by spectrophotometry or by fluorescence measurement. The spectrophotometric determination can preferably be carried out at about 340 nm, whereas the direct fluorescence measurement at wavelengths of 375 or 520 nm is particularly easy.
Gegenüber der bisher bekannten, relativ aufwendigen Bestimmungsmethode, bei welcher Acetyl-carnitintransferase, d . h. Acetyl- CoA-Carnitin-O-Acetyltransferase eingesetzt wird, zeichnet sich das er findungs gemäße Verfahren unter Verwendung von CDH durch ein wesentlich geringers Substratspektrum des Enzyms aus und Störungen, wie sie beispielsweise im Falle von Acetyl-Carnitin- transferasen durch Anwesenheit von Cholin oder Tris- Hydroxymethyl-Mehylglycin zu beobachten sind, werden vermieden. CDH ist somit für die spezifische Bestimmung von Carnitin in den bisher bekannten Methoden in Bezug auf die spezifische Umsetzung von Carnitin wesentlich überlegen. Die Empfindlichkeit kann auch aufgrund des spezifischen Enzyms wesentlich gesteigert werden, wobei wesentlich geringere Kosten entstehen. Um ein Dauerspülen des Systems mit NAD+ und die damit verbundenen Kosten zu reduzieren, wird mit Vorteil so vorgegangen, daß die Probe vor der Umsetzung mit CDH mit einem NAD+ enthaltenden Meßpuffer, insbesondere Tris/HCl-Puffer verdünnt und mit CDH in Kontakt gebracht wird.Compared to the previously known, relatively complex determination method in which acetyl-carnitine transferase, i. H. Acetyl-CoA-carnitine-O-acetyltransferase is used, the method according to the invention using CDH is characterized by a substantially smaller substrate spectrum of the enzyme and disorders such as those in the case of acetyl-carnitine transferases by the presence of choline or Tris-hydroxymethyl-methylglycine can be observed are avoided. CDH is therefore significantly superior for the specific determination of carnitine in the previously known methods with regard to the specific implementation of carnitine. The sensitivity can also can be increased significantly due to the specific enzyme, with significantly lower costs. In order to reduce continuous rinsing of the system with NAD + and the associated costs, the procedure is advantageously such that the sample is diluted with a measurement buffer containing NAD + , in particular Tris / HCl buffer, and brought into contact with CDH before the reaction with CDH becomes.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht neben der höheren spezifischen Empfindlichkeit auch in der relativ kurzen Reaktionszeit, sodaß reproduzierbare Signale auch im Falle einer nicht vollständigen Umsetzung bereits nach kurzer Zeit erzielt werden können. Während beispielsweise bei "steady- stäte"-Messungen Probelösungen so lange über das Enzym geleitet wird, bis ein konstantes Signal erhalten wird, kommt erfindungsgemäß eine wesentlich schnellere Meßmethode, welche unter der Bezeichnung "fluid-injection-analysis" (FIA) bekannt geworden ist, zum Einsatz. Es wird somit anstelle einer Gleichgewichts- meßanordnung mit einer Durchflußzelle eine FIA-Messung gewählt, bei welcher nicht mehr die gesamte Fläche sondern lediglich die Höhe des Signals unmittelbaren Aufschluß über die Konzentration ergibt. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß so vorgegangen, daß die Probe in einen Trägerstrom injiziert und auf dem Weg zu einem Detektor über eine an einem Träger immobilisierte CDH geführt wird.Another advantage of the method according to the invention, in addition to the higher specific sensitivity, is also the relatively short reaction time, so that reproducible signals can be achieved after a short time even if the conversion is not complete. While, for example, in "steady state" measurements, sample solutions are passed over the enzyme until a constant signal is obtained, according to the invention there is a much faster measurement method, which has become known as "fluid injection analysis" (FIA) , for use. Instead of an equilibrium measuring arrangement with a flow cell, an FIA measurement is therefore selected, in which it is no longer the entire area but only the height of the signal that provides direct information about the concentration. For this purpose, the procedure according to the invention is such that the sample is injected into a carrier stream and is guided on the way to a detector via a CDH immobilized on a carrier.
Die Verwendung von an einem Träger immobilisierter CDH stellt eine weitere Vereinfachung und Verbesserung der Reproduzierbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, wobei die Immobili- sierung von CDH durch Einhaltung spezieller Bedingungen gelingt. Zu diesem Zweck wird so vorgegangen, daß die CDH an amino- silanisiertem Glas immobilisiert wird, wobei die Immobilisierung von CDH an aminosilanisiertem Glas in besonderes einfacher Weise mittels l-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimid (EDC) ge- lingt. Als Träger gelangen aminosilanisierte Glaskörper mit kontrollierter Porengröße (CPGs) zum Einsatz, welche vor der Immobilisierung des CDH mit BSA an denjenigen Stellen blockiert werden, an welchen Proteine ohne Aktivierung physisorbieren können. Die Immobilisierung erfolgt hierbei durch kovalente Bindung des Enzyms, wobei die gewählte EDC-Koppelung sich als besonders einfach zu handhabende und effizienteste Methode der Immobilisierung an den Oberflächen von aminosilanisiertem Glas mit kontrollierter Porengröße erwiesen hat. Die Glaskörper mit dem immobilisierten Enzym können in der Folge in Säulen gefüllt werden und in dieser Weise zum Einsatz gelangen.The use of CDH immobilized on a carrier represents a further simplification and improvement of the reproducibility of the method according to the invention, the immobilization of CDH being possible by observing special conditions. For this purpose, the procedure is such that the CDH is immobilized on aminosilanized glass, the immobilization of CDH on aminosilanized glass being accomplished in a particularly simple manner by means of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC). Aminosilanized vitreous bodies with controlled pore size (CPGs) are used as carriers, which block those sites before the immobilization of the CDH with BSA on which proteins can physisorb without activation. The immobilization takes place by covalent binding of the enzyme, whereby the selected EDC coupling has proven to be a particularly easy to handle and efficient method of immobilization on the surfaces of aminosilanized glass with a controlled pore size. The vitreous with the immobilized enzyme can then be filled into columns and used in this way.
Carnitindehydrogenase weist wie die meisten Enzyme einen Aktivitätsabfall über die Zeit auf. Um den Abbau der Carnitinde- hydrogenaseaktivität so gering wie nur möglich zu halten, muß zunächst sichergestellt werden, daß die CDH bei der Immobilisierung nicht bereits oxidiert wird, wofür so vorgegangen wird, daß die CPGs vor der Immobilisierung der CDH mit DTT-Lösung gespült werden. Dithiotreitol (DTT) hat sich auch als hervorragender Stabilisator für das Enzym CDH herausgestellt, und es wird daher im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens so vorgegangen, daß die CDH durch Einsatz einer Kombination von DTT, NAD+ und EDTA stabilisiert wird.Carnitine dehydrogenase, like most enzymes, shows a decrease in activity over time. In order to keep the degradation of the carnitine hydrogenase activity as low as possible, it must first be ensured that the CDH is not already oxidized during the immobilization, for which purpose the CPGs are rinsed with DTT solution before the CDH is immobilized , Dithiotreitol (DTT) has also proven to be an excellent stabilizer for the enzyme CDH, and the procedure according to the invention is therefore such that the CDH is stabilized by using a combination of DTT, NAD + and EDTA.
Im Rahmen der photospektrometrischen Messung oder auch der Fluoreszenzmessung kann die Empfindlichkeit dadurch weiter gesteigert werden, daß Farbstoffe in der Meßzelle des Detektors zugesetzt werden.In the context of the photospectrometric measurement or also the fluorescence measurement, the sensitivity can be increased further by adding dyes in the measuring cell of the detector.
Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Stabilisatoren DTT, NAD und EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) hat sich der Zusatz von Proteaseinhibitoren zur Stabilisierung der Carnitindehydroge- naseaktivität als besonders vorteilhaft erwiesen.In addition to the stabilizers DTT, NAD and EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) already described, the addition of protease inhibitors to stabilize the carnitine dehydrogenase activity has proven to be particularly advantageous.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Bestimmungsmethoden wird eine genau definierte Menge der flüssigen Probe in einen kontinuierlich fließenden Trägerstrom injiziert und zu einem Detektor transportiert, wobei die FIA-Methodik angewandt wird. In der Zeichung ist die apparative Anordnung zur Durchführung dieser Methodik näher erläutert. Die Probe gelangt zunächst in einen Autosampier 1 und wird in einen kontinuierlich fließenden Trägerstrom injiziert und abschließend zu einem Detektor 2 transportiert. Auf dem Weg zum Detektor vermischt sich die Probe mit einem Flowpuffer 3, wobei hier auch noch Farbstoff zugesetzt werden kann. Der Einsatz eines Farbstoffes macht die Messung noch effizienter und empfindlicher. Die Steuerung der Probe bzw. des Trägerstroms erfolgt über die Pumpe 4 unter Verwendung von Injektionsventilen 5, welche vollautomatisch über Software eines angeschlossenen Computers 6 gesteuert werden. Die Probe gelangt nach Zufuhr von NAD+-Puffer aus dem Behälter 7 über die Pumpe 8 in einen Reaktionsreaktor 9, welcher die an einem Träger immobi- liserten CDH enthält. Im Bioreaktor 9 wird das Carnitin umgesetzt und ein Umsetzungsprodukt gebildet, welches gemessen werden kann. Das Umsetzungsprodukt NADH erzeugt im Spektrophoto- meter bzw. Detektor 2 ein Signal, das in Form eines Peeks am Monitor 10 des Computers 6 sichtbar gemacht werden kann. Bei vollautomatischer Verarbeitung der Signale kann hier unmittelbar der Carnitingehalt angezeigt werden.Within the scope of the determination methods according to the invention, a precisely defined amount of the liquid sample is injected into a continuously flowing carrier stream and transported to a detector, the FIA method being used. In the drawing, the apparatus arrangement for implementing this methodology is explained in more detail. The sample first gets into one Autosampier 1 and is injected into a continuously flowing carrier stream and finally transported to a detector 2. On the way to the detector, the sample mixes with a flow buffer 3, whereby dye can also be added here. The use of a dye makes the measurement even more efficient and sensitive. The control of the sample or the carrier flow takes place via the pump 4 using injection valves 5, which are controlled fully automatically via software of a connected computer 6. After supplying NAD + buffer from the container 7, the sample reaches a reaction reactor 9 via the pump 8, which contains the CDH immobilized on a carrier. In the bioreactor 9, the carnitine is converted and a reaction product is formed, which can be measured. The conversion product NADH generates a signal in the spectrophotometer or detector 2, which can be made visible in the form of a peek on the monitor 10 of the computer 6. With fully automatic processing of the signals, the carnitine content can be displayed immediately.
Mit einem Reaktionsmodul, d.h. mit einer Füllung an Glaskörpern mit immobilisierter CDH können nahezu tausend Bestimmungen durchgeführt werden, was im normalen Laborbetrieb einer Standzeit von etwa 4 Monaten entspricht. Das System kann jederzeit nachgeeicht werden und ist ohne besondere Kenntnisse nach kurzer Einschulung zu bedienen.With a reaction module, i.e. With a filling of vitreous bodies with immobilized CDH, almost a thousand determinations can be carried out, which corresponds to a service life of about 4 months in normal laboratory operation. The system can be re-calibrated at any time and can be operated without special knowledge after a short training period.
Mit dem Begriff flow-injection-analysis (FIA) wird eine Technik beschrieben, bei der eine genau definierte Menge einer flüssigen Probe in einen kontinuierlich fließenden Trägerstrom injiziert wird, und in der Folge zu einen Detektor transportiert wird. Die Probe vermischt sich hierbei auf dem Weg zum Detektor mit der sie umgebenden Trägerlösung, wobei die Trägerlösung entweder nur den Transport der Probe zum Detektor dient oder auch Reagentien zum Umsatz des Analyten enthalten kann. Die Dispersion der Probenzone läßt sich je nach Anforderung durch verschiedene Parameter kontrollieren, und insbesondere durch Art und Größe einer Mischungsschleife, welche in der Zeichnung mit 11 be- zeichnet ist, sowie durch den Durchmesser der verwendeten Leitungen oder auch durch eine Veränderung des Probevolumens beeinflussen. Im Gegensatz zu Durchflußmethoden werden bei der Fließinjektionsanalyse reproduzierbare Signale in Form von Peeks er- halten, obwohl die Durchmischung der Probe mit dem Laufpuffer nicht homogen ist und im Systemablauf chemische Reaktionen nicht unbedingt ihr Gleichgewicht erreichen müssen. Die Reproduzierbarkeit der FIA-Signale beruht darauf, daß die Verweilzeit der Proben im System und alle die Dispersion der Probe beeinflussen- den Parameter konstant gehalten werden.The term flow injection analysis (FIA) describes a technique in which a precisely defined amount of a liquid sample is injected into a continuously flowing carrier stream and is subsequently transported to a detector. The sample mixes on the way to the detector with the carrier solution surrounding it, the carrier solution either only serving to transport the sample to the detector or also containing reagents for converting the analyte. Depending on the requirements, the dispersion of the sample zone can be controlled by various parameters, and in particular by the type and size of a mixing loop, which is indicated by 11 in the drawing. is characterized, as well as by the diameter of the lines used or by changing the sample volume. In contrast to flow methods, the flow injection analysis produces reproducible signals in the form of peeks, although the mixing of the sample with the running buffer is not homogeneous and chemical reactions do not necessarily have to reach their equilibrium in the system sequence. The reproducibility of the FIA signals is based on the fact that the dwell time of the samples in the system and all parameters influencing the dispersion of the sample are kept constant.
Für die Aminosilanisierung von Glaskörpern mit kontrollierter Porengröße wurde Aminopropyl-methyldiethoxysilan in Toluol eingesetzt. Die Immobilisierung an derartigen aminosilanisierten CPG's erfolgt, wie eingangs erwähnt, bevorzugt mit l-Ethyl-3- (3- dimethylaminopropyl) carbodiimid (EDC), welches eine Carboxylgruppe in ein sehr aktives Esterzwischenprodukt umformt, welches dann sowohl mit Aminen (Amidbindung) und Thiolen (Thio- esterbindung) reagieren als auch durch Hydrolyse wieder in eine Carboxylgruppe und inaktives EDC zerfallen kann. Da CDH sich gegen Oxidation relativ anfällig erwiesen hat, ist es von Vorteil, denaturierende Eigenschaften der Oberfläche der CPGs wei- testgehend auszuschließen. Zu diesem Zweck eignet sich das Blocken der CPGs mit BSA (Bovine Serum Albumin) und ein nach- folgendes Spülen mit DTT (Dithiotreitol) . Das Blocken besetzt sämtliche pysisorbierenden Stellen der CPGs mit BSA, wohingegen das nachfolgende Spülen mit DTT sowohl überschüssiges BSA auswäscht, als auch jeder Kapillare reduzierende Eigenschaften vermittelt. Zusätzlich kann ein Proteaseinhibitor eingesetzt werden. Mit derartig vorbehandelten CPGs konnten nach Immobilisierung von CDH im Rahmen der erfindungsgemäßen Meßmethode nach relativ kurzer Vorlaufzeiten reproduzierbare Messungen im μmol/1-Bereich erzielt werden. Aminopropyl-methyldiethoxysilane in toluene was used for the aminosilanization of vitreous bodies with a controlled pore size. The immobilization on such aminosilanized CPG's, as mentioned at the beginning, is preferably carried out with l-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC), which converts a carboxyl group into a very active ester intermediate, which then contains both amines (amide bond) and thiols (Thioester bond) react as well as can decompose again into a carboxyl group and inactive EDC by hydrolysis. Since CDH has proven to be relatively susceptible to oxidation, it is advantageous to largely rule out denaturing properties of the surface of the CPGs. Blocking the CPGs with BSA (Bovine Serum Albumin) and subsequent rinsing with DTT (dithiotreitol) are suitable for this purpose. Blocking occupies all of the CPGs' physisorbing sites with BSA, whereas the subsequent rinsing with DTT both washes away excess BSA and imparts reducing properties to each capillary. A protease inhibitor can also be used. With CPGs pretreated in this way, after immobilization of CDH within the scope of the measurement method according to the invention, reproducible measurements in the μmol / 1 range could be achieved after a relatively short lead time.

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Carnitin in biologischen Flüssigkeiten, bei welchem die carnitinhältige biologische Flüssigkeit mit einer Carnitindehydrogenase (CDH) mit Hilfe von NAD+ zumindest teilweise oxidiert wird, worauf die Konzentration wenigstens eines Umsetzungsproduktes, insbesondere die Konzentration von NADH, bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe in einen Trägerstrom injiziert und auf dem Weg zu einem Detektor über eine an einem Träger immobilisierte CDH geführt wird, daß aminosilanisierte Glaskörper mit kontrollierter Porengröße (CPGs) vor der Immobilisierung der CDH mit BSA an denjenigen Stellen blockiert werden, an welchen Proteine ohne Aktivierung physisorbieren können, daß die CPGs vor der Immobilisierung der CDH mit DTT-Lösung gespült werden, daß die CDH durch Einsatz einer Kombination von DTT, NAD+ und EDTA stabilisiert wird und daß die Bestimmung der NADH-Konzen- tration spektrophotometrisch oder unmittelbar durch Fluoreszenzmessung vorgenommen wird.1. A method for determining the concentration of carnitine in biological liquids, in which the carnitine-containing biological liquid is at least partially oxidized with a carnitine dehydrogenase (CDH) with the aid of NAD + , whereupon the concentration of at least one reaction product, in particular the concentration of NADH, is determined , characterized in that the sample is injected into a carrier stream and passed on the way to a detector via a CDH immobilized on a carrier, in that aminosilanized vitreous bodies with controlled pore size (CPGs) are blocked at those locations before the immobilization of the CDH with BSA, on which proteins can physisorb without activation, that the CPGs are rinsed with DTT solution before the immobilization of the CDH, that the CDH is stabilized by using a combination of DTT, NAD + and EDTA and that the determination of the NADH concentration is spectrophotometric or immediately by h fluorescence measurement is carried out.
2 . Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die Probe vor der Umsetzung mit CDH mit einem NAD+ enthaltenden Meßpuffer, insbesondere Tris /HCl-Puf fer verdünnt und mit CDH in Kontakt gebracht wird.2nd Method according to Claim 1, characterized in that the sample is diluted with a measurement buffer containing NAD + , in particular Tris / HCl buffer, before the reaction with CDH and brought into contact with CDH.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Immobilisierung von CDH an aminosilanisiertem Glas mittels EDC vorgenommen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the immobilization of CDH on aminosilanized glass is carried out by means of EDC.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Empfindlichkeit Farbstoffe in der Meßzelle des Detektors zugesetzt werden. 4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that dyes are added in the measuring cell of the detector to increase the sensitivity.
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