JPS60157044A - アミラ−ゼ分析装置 - Google Patents
アミラ−ゼ分析装置Info
- Publication number
- JPS60157044A JPS60157044A JP59011937A JP1193784A JPS60157044A JP S60157044 A JPS60157044 A JP S60157044A JP 59011937 A JP59011937 A JP 59011937A JP 1193784 A JP1193784 A JP 1193784A JP S60157044 A JPS60157044 A JP S60157044A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glucose
- amylase
- amt
- cell
- electrode
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme electrodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は酵素電極を匣用した試料中のα−アミラーゼの
活性(以下、単にアミラーゼと略称する)の分析装置に
係夛、更に詳細には1本の酵素電極を用いて、試料中に
当初より存在するグル刑−スの妨害を受けずにアミラー
ゼを分析する装置に関する。
活性(以下、単にアミラーゼと略称する)の分析装置に
係夛、更に詳細には1本の酵素電極を用いて、試料中に
当初より存在するグル刑−スの妨害を受けずにアミラー
ゼを分析する装置に関する。
、アミラーゼは、その基質であるデンプン、デキストリ
ン、グリコーゲン、ペクチン等の多糖類をマルトースに
分解する酵素でメジ、人間を含む動物の臓器や植物、微
生物中に存在する。そして血液などの生体液中のアミラ
ーゼを定量することによシ各種疾患の診断が可能のため
、近時アミラーゼの定量が特に注目されている。
ン、グリコーゲン、ペクチン等の多糖類をマルトースに
分解する酵素でメジ、人間を含む動物の臓器や植物、微
生物中に存在する。そして血液などの生体液中のアミラ
ーゼを定量することによシ各種疾患の診断が可能のため
、近時アミラーゼの定量が特に注目されている。
従来、アミラーゼの定蓋方法としては、(1)デンゾ/
がデミラーゼによって次第に分解されるのをヨードデン
プン反応で追跡するアミロクラスチック法、(2)アミ
ラーゼによシ分解されて生じたマルトースの還元力を測
定するサツカロジェニック法、基質としてアミラーゼの
作用で遊離し次回溶性色素を比色測定するクロモジェニ
ックサブストレート法等がるる。しかし、これらの方法
は特に試料が生体液でるる場合、その中に言まれでいる
各種の声質、例えば、尿素、尿酸、タンバク質、糖、ビ
タミンC等が測定妨害物質となシ、このため測定精度に
欠ける難点をもち、又、分析操作が煩雑であシ、分析時
間も長い等の欠点を有する。
がデミラーゼによって次第に分解されるのをヨードデン
プン反応で追跡するアミロクラスチック法、(2)アミ
ラーゼによシ分解されて生じたマルトースの還元力を測
定するサツカロジェニック法、基質としてアミラーゼの
作用で遊離し次回溶性色素を比色測定するクロモジェニ
ックサブストレート法等がるる。しかし、これらの方法
は特に試料が生体液でるる場合、その中に言まれでいる
各種の声質、例えば、尿素、尿酸、タンバク質、糖、ビ
タミンC等が測定妨害物質となシ、このため測定精度に
欠ける難点をもち、又、分析操作が煩雑であシ、分析時
間も長い等の欠点を有する。
こうした欠点を解消する方法として、近時酵素法が開発
され、これに属するものとしては、(4)可溶性デンプ
ンを善質としてα−アミラーゼによシ生成したマルトー
スをマルトフォスフアリラーゼによシ分解し、史にβ−
フオスフオグルコムターゼ、グルコース−6−リン酸脱
水t、W素、6−−yオスフオグルコン酸脱水素酵素を
用いる3段階の酵素反応を経て、最終的に生じたNAD
H(還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)J
tを測定スるマルトース・ホスホリブーゼ法、(5)α
−グルコシダーゼによりマルトースをグルコースに分解
し、このグルコースを測定するα−グルコシダーゼ法等
がある。これらの酵素法は酵素の基質特異性を利用する
ため、前記(1)〜(3)の方法に比し、測定妨害物質
の影#を受けない長所かめるが、しかし、全血の@l定
は不可能で分析時間が長く、酵素や補酵素の分析試薬が
高価であシ、又、装置が複雑でめるなどの欠点があった
。
され、これに属するものとしては、(4)可溶性デンプ
ンを善質としてα−アミラーゼによシ生成したマルトー
スをマルトフォスフアリラーゼによシ分解し、史にβ−
フオスフオグルコムターゼ、グルコース−6−リン酸脱
水t、W素、6−−yオスフオグルコン酸脱水素酵素を
用いる3段階の酵素反応を経て、最終的に生じたNAD
H(還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)J
tを測定スるマルトース・ホスホリブーゼ法、(5)α
−グルコシダーゼによりマルトースをグルコースに分解
し、このグルコースを測定するα−グルコシダーゼ法等
がある。これらの酵素法は酵素の基質特異性を利用する
ため、前記(1)〜(3)の方法に比し、測定妨害物質
の影#を受けない長所かめるが、しかし、全血の@l定
は不可能で分析時間が長く、酵素や補酵素の分析試薬が
高価であシ、又、装置が複雑でめるなどの欠点があった
。
本発明は前記の現状に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、全血の測定が可能で測定妨害物質に影
響を受けることなく測定精度が高く、分析時間が短く、
分析操作も簡便で、高価な分析試薬も必要とせず、かつ
、構造も簡単なアミラーゼ分析装置を提供することであ
る。
とするところは、全血の測定が可能で測定妨害物質に影
響を受けることなく測定精度が高く、分析時間が短く、
分析操作も簡便で、高価な分析試薬も必要とせず、かつ
、構造も簡単なアミラーゼ分析装置を提供することであ
る。
本発明のアミラーゼ分析装置は、酵素電極を使用する試
料゛Φに含まれるアミラーゼの測定において、試料を緩
衝液にガロえ、この混合液をグリコースとマルトース量
を測定できる酵素電極(以下酵素電極と称する)に接触
させて試料中に当初よシ存在するグルコース量を測定し
、次にこの混曾液にアミラーゼの基質を加え、試料中の
アミラーゼによシマルトースを生成せしめ、このマルト
ース量を前記の電極で測定し、マルトース由来のグルコ
ースを測定し、このグルコースの増加速度よシアミラー
ゼを分析することを特徴とする分析装置である。
料゛Φに含まれるアミラーゼの測定において、試料を緩
衝液にガロえ、この混合液をグリコースとマルトース量
を測定できる酵素電極(以下酵素電極と称する)に接触
させて試料中に当初よシ存在するグルコース量を測定し
、次にこの混曾液にアミラーゼの基質を加え、試料中の
アミラーゼによシマルトースを生成せしめ、このマルト
ース量を前記の電極で測定し、マルトース由来のグルコ
ースを測定し、このグルコースの増加速度よシアミラー
ゼを分析することを特徴とする分析装置である。
本発明は、1本の酵素電極を用い、その検知特異性を有
効に利用するものでアシ、その原理は下記の酵素反応に
よシ説明される。
効に利用するものでアシ、その原理は下記の酵素反応に
よシ説明される。
(デンゾ:4)
ライド (D
α−マルトース+H202グルコース (II)グルコ
ースオキシダーゼ グルコース+HxO十〇z −−二一一−−→ グルコ
ン酸十ル02 (m すなわち、グルコースを測定する場合には酵素としてグ
ルコースオキシダーゼを用いグルコースの酸化反応を行
なわせると上記(2)式に従って酸素02が消費され過
酸化水素)(鵞0 *が生成する。この酸素又は過酸化
水素はグルコースと異なシミ気化学的な測、定の対象と
なシうるので、消費に伴う酸識量の減少又は生成に伴う
過酸化水素量を電気化学的に測定して間接的にグルコー
ス濃度の測定が可能となる。マルトースの測定では、上
記(1)式に従い試料中のα−アミラーゼの作用にょ多
糖類(基質)から分解生成したα−マルトースが、(J
D弐に従って酵素−α−グルコシダーゼの作用にょシ水
と反応して2分子のグルコースになシ、とのグk :j
−スカ(ト)式に従って酵素グルコースオキシダーゼ
の作用によシ水及び酸素と反応してグルコン酸と過酸化
水素を生成する。この場合、過酸化水素量の生成又は酸
素量の減少を電気化学的に測定することによシ間接的に
グルコース量の測定が可能になることはグルコースを測
定する゛場合と同じであるが、ここで測定されるグルコ
ース量は、α−アミラーゼによシ基質から分解生成した
α−マルトースに由来するグルコースである。このグル
コース増加速度を測定することがらα−アミラーゼを測
定するのである。
ースオキシダーゼ グルコース+HxO十〇z −−二一一−−→ グルコ
ン酸十ル02 (m すなわち、グルコースを測定する場合には酵素としてグ
ルコースオキシダーゼを用いグルコースの酸化反応を行
なわせると上記(2)式に従って酸素02が消費され過
酸化水素)(鵞0 *が生成する。この酸素又は過酸化
水素はグルコースと異なシミ気化学的な測、定の対象と
なシうるので、消費に伴う酸識量の減少又は生成に伴う
過酸化水素量を電気化学的に測定して間接的にグルコー
ス濃度の測定が可能となる。マルトースの測定では、上
記(1)式に従い試料中のα−アミラーゼの作用にょ多
糖類(基質)から分解生成したα−マルトースが、(J
D弐に従って酵素−α−グルコシダーゼの作用にょシ水
と反応して2分子のグルコースになシ、とのグk :j
−スカ(ト)式に従って酵素グルコースオキシダーゼ
の作用によシ水及び酸素と反応してグルコン酸と過酸化
水素を生成する。この場合、過酸化水素量の生成又は酸
素量の減少を電気化学的に測定することによシ間接的に
グルコース量の測定が可能になることはグルコースを測
定する゛場合と同じであるが、ここで測定されるグルコ
ース量は、α−アミラーゼによシ基質から分解生成した
α−マルトースに由来するグルコースである。このグル
コース増加速度を測定することがらα−アミラーゼを測
定するのである。
本発明で用いられる酵素′電極はグルコースオキシダー
ゼとα−グルコシダーゼが固定しである固定化酵素膜と
、これらの酵素の触媒作用によって起った化学反応の増
減物を電気化学的に測定することのできるトランスジュ
ーサから成る。トランスジューサとしては市販のカルバ
ニ型およびボーラロ型の酸素電極、またはボーロラ型の
過酸化水素電極を用いることができる。
ゼとα−グルコシダーゼが固定しである固定化酵素膜と
、これらの酵素の触媒作用によって起った化学反応の増
減物を電気化学的に測定することのできるトランスジュ
ーサから成る。トランスジューサとしては市販のカルバ
ニ型およびボーラロ型の酸素電極、またはボーロラ型の
過酸化水素電極を用いることができる。
本輌明に用いられる基質としては、可溶性デンプン、ア
ミロース、アミロペクチン等の多糖類やマルトペンタオ
ース、マルトラオース等の少糖類が必るが、一般には少
糖類が望ましい。これらは一般に緩衝液等に溶し水溶液
の形で用いられる。
ミロース、アミロペクチン等の多糖類やマルトペンタオ
ース、マルトラオース等の少糖類が必るが、一般には少
糖類が望ましい。これらは一般に緩衝液等に溶し水溶液
の形で用いられる。
また、本発明に用いられる緩衝液としては、アミラーゼ
、α−グルコシダーゼ、グルコースオキシダーゼの3種
の酵素の安定領域でかつ、それらの至適なl)H領域に
近いpH領域を持つ緩衝液であればよく、具体的には例
えばリン酸緩衝液等が適当である。
、α−グルコシダーゼ、グルコースオキシダーゼの3種
の酵素の安定領域でかつ、それらの至適なl)H領域に
近いpH領域を持つ緩衝液であればよく、具体的には例
えばリン酸緩衝液等が適当である。
以下、本発明を図面によって説明する。第1図は本発明
の一実施例である酵素電極の概略図を示し、図中1は酸
素、または過酸化水素電極でめシ、2はその作用面でめ
る。α−グルコシダーゼとグルコースオキシダーゼの2
棟の酵素を固定イヒ゛した酵素膜(以下酵素膜と略称す
る)4は酸素又は過酸化水素電極1の作用面2の外側に
0−リング3で固定されている。5はリード線である。
の一実施例である酵素電極の概略図を示し、図中1は酸
素、または過酸化水素電極でめシ、2はその作用面でめ
る。α−グルコシダーゼとグルコースオキシダーゼの2
棟の酵素を固定イヒ゛した酵素膜(以下酵素膜と略称す
る)4は酸素又は過酸化水素電極1の作用面2の外側に
0−リング3で固定されている。5はリード線である。
第2図は本発明の一実施例である分析装置を示す。図中
6は前記の酵素成極で、恒温装置7と攪拌装置8の付い
た測定セル9に装着されている。
6は前記の酵素成極で、恒温装置7と攪拌装置8の付い
た測定セル9に装着されている。
測定セルフに一定量のリン酸緩衝液を注入装置10よシ
注入する。ここに試料を注入すると、試料中に当初よシ
存在するグルコースが酵素電極6に接触し、前記(2)
式の反応を起す。このとき得られた出力信号は壇巾器1
1で増巾され制御11ill装置12に送られる。この
電流値は、当初より試料中に存在するグルコースは有限
なので、ある時間経過すると定席状態になる。制御装置
12はこれを検知し、10の注入装置に今腋は一定量の
アミラーゼの基質ケ測定セル9に注入することを指令し
、これを実行させる。すると試料中にるるアミラーゼの
作用により前記(I)式の反応が起9α・−マルトース
を生じる。このα−マルトースは酵素′に極に接触し1
、前記(1)、(ID式で示す反応を起す。この出力信
号である屯匠直の増加はアミラーゼの作用によるもので
あり、この−流直はグルコース測定時と同様に稙巾器1
1、制御装置1t12に送られ、ここで電流値の増加割
合が測定され、この割合はアミラーゼ量に比haするの
でこれが測定できる。測建紹果は記録装置13iCより
記録される。これらの電流imf化の状態をg3図に示
す。第3図において、toは試料を注入した時点、tI
は基質全人nた時点でめる。i+は当初よ多試料φに存
在するグルコースやマルトースに起因する電流値でアシ
、それ以上の電流値の増加がアミラーゼに起因するもの
である。この電流値の増加割合虹をΔを 測定することによシアミラーゼが測定できる。測定が終
ると、・電磁弁12が開@廃液を排出する。
注入する。ここに試料を注入すると、試料中に当初よシ
存在するグルコースが酵素電極6に接触し、前記(2)
式の反応を起す。このとき得られた出力信号は壇巾器1
1で増巾され制御11ill装置12に送られる。この
電流値は、当初より試料中に存在するグルコースは有限
なので、ある時間経過すると定席状態になる。制御装置
12はこれを検知し、10の注入装置に今腋は一定量の
アミラーゼの基質ケ測定セル9に注入することを指令し
、これを実行させる。すると試料中にるるアミラーゼの
作用により前記(I)式の反応が起9α・−マルトース
を生じる。このα−マルトースは酵素′に極に接触し1
、前記(1)、(ID式で示す反応を起す。この出力信
号である屯匠直の増加はアミラーゼの作用によるもので
あり、この−流直はグルコース測定時と同様に稙巾器1
1、制御装置1t12に送られ、ここで電流値の増加割
合が測定され、この割合はアミラーゼ量に比haするの
でこれが測定できる。測建紹果は記録装置13iCより
記録される。これらの電流imf化の状態をg3図に示
す。第3図において、toは試料を注入した時点、tI
は基質全人nた時点でめる。i+は当初よ多試料φに存
在するグルコースやマルトースに起因する電流値でアシ
、それ以上の電流値の増加がアミラーゼに起因するもの
である。この電流値の増加割合虹をΔを 測定することによシアミラーゼが測定できる。測定が終
ると、・電磁弁12が開@廃液を排出する。
排出が終ると前記リン酸緩衝液で測定セル9は洗浄され
電磁弁14が閉じ、次の測定に備える。これらの動作は
制御装置12の指令によシ行われる。
電磁弁14が閉じ、次の測定に備える。これらの動作は
制御装置12の指令によシ行われる。
実施例1
米国特杵第4307195に記載された固定化酵素膜の
製造方法に準じてα−グルコシダーゼとグルコースオキ
シダーゼを固定化したアセチルセルロース製の酵素膜を
得た。この酵素膜は厚さ30μmでα−グルコシダーゼ
の活性が21U/c1n”でグルコースオキシダーゼの
活性が51 U/cm” 。
製造方法に準じてα−グルコシダーゼとグルコースオキ
シダーゼを固定化したアセチルセルロース製の酵素膜を
得た。この酵素膜は厚さ30μmでα−グルコシダーゼ
の活性が21U/c1n”でグルコースオキシダーゼの
活性が51 U/cm” 。
である。この酵素膜を過酸化水素電極に装着して酵素電
極を得た。この酵素電極を用いて第2図に示すような分
析装置を組立てた。この測定セルを37C’に保ちp
H7,0,0,1モル/lのリン酸バッファーを満たし
、ここに試料としてアミラーゼと80 m g / d
tのグルコース全含むI#r理血清25μtを注入し
た。このとき、第3図においてΔi tlは20秒、11は100 n A 17 tは5.
nA/mであった。
極を得た。この酵素電極を用いて第2図に示すような分
析装置を組立てた。この測定セルを37C’に保ちp
H7,0,0,1モル/lのリン酸バッファーを満たし
、ここに試料としてアミラーゼと80 m g / d
tのグルコース全含むI#r理血清25μtを注入し
た。このとき、第3図においてΔi tlは20秒、11は100 n A 17 tは5.
nA/mであった。
実施例2
実施例1と同様な方法で血清を分析し、同時にこの試料
を従来法で多用されているブルースターチ云(クロモジ
ェニックサブストノート法の一柚)で分析し、その結果
を比較した。このときの相関係数は0.995(n=2
0)となり従来法とよく一致することがわかった。
を従来法で多用されているブルースターチ云(クロモジ
ェニックサブストノート法の一柚)で分析し、その結果
を比較した。このときの相関係数は0.995(n=2
0)となり従来法とよく一致することがわかった。
以上説明したように、本発明の分析装置によれば、生木
液に含まれるα−アミラーゼが高価な分析試楽を使わず
に簡便な方法及び装置で短時間に測定できる。又、その
分析結果は、グルコースやマルトース等の測定妨害物の
影響を受けず測定精度において極めて優れている。
液に含まれるα−アミラーゼが高価な分析試楽を使わず
に簡便な方法及び装置で短時間に測定できる。又、その
分析結果は、グルコースやマルトース等の測定妨害物の
影響を受けず測定精度において極めて優れている。
したがって、本発明は、特に生体献中のα−アミラーゼ
菫を測定して疾病の診断に役立たせる臨床検査の分野に
おいて極めて有用な分析装置である。また、更にはアミ
ラーゼばかりではなく、グルコースやマルトースおヨヒ
グルコース、マルトースを生成する物質も測定できるこ
とはいうまでもない。
菫を測定して疾病の診断に役立たせる臨床検査の分野に
おいて極めて有用な分析装置である。また、更にはアミ
ラーゼばかりではなく、グルコースやマルトースおヨヒ
グルコース、マルトースを生成する物質も測定できるこ
とはいうまでもない。
第、1図は本発明で用いられる酵素電極の概略図、第2
図は本発明の一実施例になる分析装置、第3図は不発明
の分析方法で得られた出力16号の変化を示す図である
。 1・・・酸素又は過ぼ化水素電極、2・・・作用面、3
・・・0−リング、4・・・固定化酵素膜(α−グルコ
シダーゼとグルコースオキシダーゼが固定化しである)
、5・・・リード線、6・・・酵素電極、7・・・恒温
装置、8・・で攪拌装置、9・・・測定セル、1o・・
・緩衝液および基質の注入装置、11・・・増巾器、1
2・・・制御装置、第 2 図 第 3の む。 t。
図は本発明の一実施例になる分析装置、第3図は不発明
の分析方法で得られた出力16号の変化を示す図である
。 1・・・酸素又は過ぼ化水素電極、2・・・作用面、3
・・・0−リング、4・・・固定化酵素膜(α−グルコ
シダーゼとグルコースオキシダーゼが固定化しである)
、5・・・リード線、6・・・酵素電極、7・・・恒温
装置、8・・で攪拌装置、9・・・測定セル、1o・・
・緩衝液および基質の注入装置、11・・・増巾器、1
2・・・制御装置、第 2 図 第 3の む。 t。
Claims (1)
- 1.41測定物質を保持するセル、該セル中のグルコー
ス及びマルトース量を分析するための酵素電極、上記被
測定物質中に当初よシ存在するグルコース量を上記酵素
電極によシ測定し、上記測定匝が得られたのちに上記セ
ルにアミラーゼ基質を加えるための手段、上記電極によ
シアミラーゼ基質を加えたことにより増加するグルコー
ス量を検知し、その値によシアミラーゼtt分析するた
めの手段を有することを特徴とするα−アミラーゼ盛分
析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59011937A JPS60157044A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | アミラ−ゼ分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59011937A JPS60157044A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | アミラ−ゼ分析装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60157044A true JPS60157044A (ja) | 1985-08-17 |
Family
ID=11791565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59011937A Pending JPS60157044A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | アミラ−ゼ分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60157044A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002021986A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-01-23 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 分離型歯車箱、及び、半割箱鋳造用鋳型 |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP59011937A patent/JPS60157044A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002021986A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-01-23 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 分離型歯車箱、及び、半割箱鋳造用鋳型 |
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