JPS60168397A - アルコ−ル検出用試験片 - Google Patents

アルコ−ル検出用試験片

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JPS60168397A
JPS60168397A JP2655984A JP2655984A JPS60168397A JP S60168397 A JPS60168397 A JP S60168397A JP 2655984 A JP2655984 A JP 2655984A JP 2655984 A JP2655984 A JP 2655984A JP S60168397 A JPS60168397 A JP S60168397A
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JP
Japan
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alcohol
test piece
detection
dehydrogenase
concentration
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JP2655984A
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Mitsuo Watanabe
光雄 渡辺
Tadao Suzuki
直生 鈴木
Masao Kageyama
影山 雅夫
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、f6液中のアルコール、特にエタノールの濃
度を酵素法で測定する試験片に関するものであり、さら
に詳細には、ニコチンアミド アデニン ジヌクレオチ
ド(以後NADと略す)又は。
ニコチンアミド アデニン ジヌクレオチドフォスフェ
ート(以1iNA叶と略す)と、アルコールデヒドロゲ
ナーゼと、アルデヒドデヒドロゲナーゼと5色素と、担
体とからなるアルコール検出用試験片に関するものであ
る。
溶液中のアルコール濃度の測定は1食品工業や化学工業
において、プロセス管理の目的で頻繁に行われている。
アルコールのうち、特にエタノール濃度の測定は、医学
や臨床検査部門において日常的な測定項目であり、また
、交通法規上では重要な検査項目となっている。
溶液中のアルコール測定に利用されてきた多くの化学的
方法は、アルコールの酸化に要した酸化剤の容量的な変
化や酸化剤の色調変化による方法が採用されている。こ
れらの方法はすべて使用する酸化剤がアルコール以外の
様々な揮発性物質と反応しうるため、特異性を欠くとい
う重大な難点がつきまとった。
このため、目的とする物質のみを特異的に測定する物理
化学的な方法として、ガスクロマトグラフィー、液体ク
ロマトグラフィーによるアルコールの分析方法が196
0年代に開発されたが、それらの方法は正確に定量がで
き、特異的である反面。
分析に長時間を要し、特殊で高価な装置や、それを十分
使いこなしうる人材の育成が必要であり。
汎用性に掛け、即時性、実用性に難点があった。
一方、酵素を用いる生化学的分析方法は、化学的方法や
物理化学的方法に比べると一般的に特異性に優れ、装置
的にも特殊なもの、大型のものを用いる必要がない等の
利点があり、この方法として1アルコールデヒドロゲナ
ーゼを用いた方法(スキヤント・ジェイ・クリニ・ラボ
・アンド インへスト、358頁、 1951年、ボニ
チェセン等著;5cand、 J、 Cl1n、 La
b、 and Invest、、 358.195LR
,Bonnichsen et al)やアルコールオ
キシダーセを用いた方法(バイオキミ・バイオフィシ・
アクタ151巻330〜342頁、 1968年1 ジ
ャンセン等著 ; Biochim、Biophys、
八cta、151. 330〜342゜1968、 F
rank、 W、 、Ianssen et al)が
報告されている。これらの方法はいずれも、溶液中で酵
素反応を行わせ1生成したニコチンアミド アデニンジ
ヌクレオチド還元型(以後NADI+と略す)を3/1
0nmで測定したり、生成した過酸化水素をパーオキシ
ダーゼの作用でオルトジアニシジンと反応させ。
その発色を436nmで測定したりする方法であり。
またNADIIの測定法として、ジアホラーゼと色素を
組合せた報告(アーチ・バイオキミ・バイオフィシ・1
32頁、 1969年、カブラン等著; Arch。
Riochim、 Biochys、+ 132+ 9
1+ 1969+ F、 Kaplanetal)もあ
るが5光学的な方法であるため9分光光度計などの装置
はやはり必要であり、血液や食品などのように混濁した
サンプルの場合は測定が不可能であった。また、酵素反
応を行わせるには3種々の試薬を熔解した上で1反応器
中に所定量ずつ分注する操作が必要で、煩雑であり、熔
解した試薬の保存性も悪く、汎用性に欠けている。
このような欠点を克服するために、酵素的方法と電気化
学的方法とを組合せてアルコールを測定する方法が研究
されており、酵素電極法として例えば、特公昭57−5
6019号公報には、アルコールデヒドロゲナーゼ(ア
ルコール脱水素酵素)を用いた方法が記載されている。
この方法は酵素反応でエタノールから生成した水素を酸
化−還元系を用いて電気的に測定するもので、酵素固定
化膜や電気的な測定装置が必要であり、酵素膜ば耐久性
に乏しく、液体酵素膜は4℃で2日間、酵素固定化膜で
も2週間の安定性しかなく、実用的でない。
また、測定に要するサンプルも電極を十分ひた重量、す
なわち比較的多量のサンプルが必要と考えられ、臨床検
査に用いる時などは採血する面液量に限度があることか
ら、やはりこの方法も汎用性。
一般性、実用性に欠けている。
したがって、当業界では持ち運びが容易で、特別の装置
、技術を要することなく、任意の場所で簡便に、微量の
サンプルでアルコール濃度が測定できる方法が望まれな
がら、それらすべてを満足する方法のないまま今日に至
っているのが現状である。
本発明者らは、先にかかる現状に鑑み1食品製造管理、
急性アルコール中毒症の診断や交通取締りの現場から持
ち運びが容易で特別の装置、技術を要することなく、任
意の場所で簡便に、微量のサンプルで、アルコール濃度
を検出することかで5− きるアルコールの測定について鋭意研究を重ねた結果、
 NAD又はNADPと、アルコールデヒドロゲナーゼ
と、ジアホラーゼと2色素と1担体とからなる試験片が
、極く微量の被検液でも被検液中のアルコールの含有量
に応して発色又は脱色し、アルコール濃度が測定でき、
上記の目的が達成されることを見い出し、特許出願した
。その後、検出感度を高めるべく検討を続けた結果、−
上記組成物中にアルデヒドデヒドロゲナーゼ(アルデヒ
ド脱水素酵素)を加えて担体に含ませると、検出感度が
上昇するとともに、測定に要する時間を大幅に短縮でき
ることを見いだし2本発明を完成するに至った。
すなわち5本発明ば、(a)NAD又はNA叶と。
(b)アルコールデヒドロゲナーゼと、 (C)ジアホ
ラーゼと、 (d)アルデヒドデヒドロゲナーゼと、 
(e)色素と、 (f)担体とからなるアルコール検出
用試験片である。
本発明の試験片は、アルコールを含有する溶液を含浸さ
せると、直ちにアルコールと酵素反応を−〇− 起こし、まずアルコールがNAD又はNADPの存在下
アルコールデヒドロゲナーゼによってアルデヒドとNA
DI+又はNADPI+に変換される段階(反応式−1
)、さらにアルコールデヒドロゲナーゼ反応ニヨり生成
したアルデヒドが、NAD又はNADPの存在下。
アルデヒドデヒドロゲナーゼによって酸とN A D 
II又はN A D P IIに変換される段階(反応
式−2)2次に生成したNAIIH又はNADPHはジ
アホラーゼによって色素に水素を移され、その結果色素
は退色もしくは発色する段階とからなっている(反応式
−3)。アルコール量の測定は試験片をアルコールを含
む溶液に浸し、その退色あるいは発色の程度や速さを視
認することで行われる。
反応式−1 アルコールデヒドロゲナーゼ アルコール アルデヒド 反応式−2 アルデヒドデヒドロゲナーゼ アルデヒド十NAD(P)4酸+NAD (P) H反
応式−3 ジアホラーゼ NAD (P) H十色素(酸化型)==台NAD(P
)十色素(還元型) 本発明に用いられる酵素のうち,アルコールデヒドロゲ
ナーゼは,一般に,八Icohol : NAr]ox
idoreductase, EC l+1+1+1や
 Alcohol ; NAD(P) oxidore
ductase, EC l+1+1+2に分類される
ものであって,測定しようとするアルコールを脱水素で
きるものならいずれでもよく,例えば、エタノールを測
定しようとする場合は,ウマ肝臓由来,細菌由来のいず
れをも用いることができ,それらはすでに数社より全世
界的に市販されている(ベーリンガー マン ハイム山
之内社.オリエンタル酵母社)。また好熱性細菌由来の
アルコールデヒドロゲナーゼを用いる場合には.常法に
従って精製すればよく,例えば、バチルス ステアロサ
ーモフィラス(Bacillus stearothe
rmo hilus)からアルコールデヒドロゲナーゼ
を精製するには,バイオケミカル ジャーナル 127
巻,3号63〜64頁. 1972年(Biochem
. J. 127, 3. 63−64。
1972、 A.八TKINSON ”)や、エフ、イ
ー、ビー、ニス、レター、33巻,1号1〜3頁, 1
973年(F.E。
B.S.Lett.、33+ 1+ 1〜3+ 197
3+ Bridgen, John)の方法を用いるこ
とができる。
また、アルデヒドデヒドロゲナーゼは,一般に八Ide
hyde:NAD oxidoreductase, 
E C+1.2.1.3やAldehyde:NADP
 oxidoreductase, E C+1.2.
1.4あるいは八Idehyde:NAD(P) ox
idoreductase+ EC 1.2。
1、5に分類されるものであって,測定しようとするア
ルコールに対応するアルデヒドを脱水素できるものなら
いずれででもよく,例えばエタノールを測定しようとす
る場合,すでに数社(ベーリンガーマンハイム山之内社
,シグマ社,オリエンタル酵母社)より市販されている
またジアホラーゼは, NADH : lipoami
de oxido−reductase E C 1.
6.4.3や,ジアホラーゼNAI′lll:dye 
oxidoreductase E C 1.6.99
に分類されるものであって.用いる色素を還元できるも
のであればいかなるものでもよく,これもブタ心臓,微
生−9= 物由来のものがすでに市販されている(ベーリンガー 
マンハイム山之内社,東洋紡社)。また好熱性細菌由来
のジアホラーゼを用いることもでき。
例えばバチルス ステアロサーモフィラスのジアホラー
ゼを得るには,バイオケミカル ジャーナル 191巻
, 457 〜465頁, 1980年(Bioche
m。
J. 19L 457〜465. 1980 )に従え
ばよい。
さらにNAD, NADPも試薬として,例えば各社(
ベーリンガーマンハイム山之内社.オリエンタル酵母社
,シグマ社.生化学工業社)から市販されているものを
用いればよい。色素としては.ジアホラーゼの作用によ
って発色もしくは退色するものならいかなるものでもよ
く.例えばフェリシアン化合物や一般にホルマザン色素
と呼ばれるものがあり,前者の例としては,フェリシア
ン化カリウム、後者の例としては.ヨードニトロテトラ
ゾリウム塩を用いることができる。またその他の色素と
して,メチレンブルー、2,6ジクロルフエノールイン
ドフエノール、インジゴカルミン、アマランスなどをあ
げることができ,測定者の安全10− 衛生上の観点から安全性が確認されている色素。
すなわち食品添加物として許可されているものや。
医薬として用いられているインジゴカルミン、アマラン
ス、メチレンブルーを用いるのが好ましい。
このように安全が確認されている色素を用いたアルコー
ル検出用試験片は、唾液中のアルコール濃度の検出に最
適で、交通法規上のエタノール測定にメリットが甚大で
ある。
また1本発明の試験片に用いる担体としては。
常温で水に不溶性もしくは難溶性(溶解度1.0%以下
、25℃)のものならばいかなるものでもよく。
例えばゼラチン、寒天、サイクロデキストリン。
セルロース、紙、キチン、グルカンなどに代表される天
然物の低分子から高分子のものや、レーヨン、ビニロン
、ポリエステル、ある種のポリビニルアルコール、ナイ
ロン、アクリルなどの半合成から合成高分子のいずれを
も用いることができる。
大きさや厚さ、形状は任意のものを用いればよい。
本発明の試験片を作るにあたって、それぞれの試薬の濃
度は次のようにすればよい。例えば、1モル/βの濃度
のアルコール検出用試験片を作る場合1色素は0.01
〜10モル/1.好ましくは0.1〜2.0モル/l、
最も好ましくは0.2〜1.0モル/lとすればよく、
アルコールデヒドロゲナーゼやアルデヒドデヒドロゲナ
ーゼやジアホラーゼはそれぞれ102〜1011ユニッ
ト/p、好ましくは104〜108ユニット/jl!、
最も好ましくは106〜108ユニツト/lとすればよ
い。またNADやNADPば、0.001〜2.0モル
/n、好ましくは0.01〜1.5モル/ρ、最も好ま
しくは0.1〜1.0モル/pとすればよい。これらを
溶解する緩衝液はいかなる種類のものでも用いることが
できる。そのpl+としては4〜12.好ましくは6〜
11.最も好ましくば7.0〜9.5であればよく、そ
の濃度としては。
0.01〜2モル/β、好ましくは0.1〜1.0モル
/LQも好ましくは0.2〜0.8モル/ρとすればよ
い。このような緩衝液としては7例えば、トリス−塩酸
緩衝液があげられる。検出しようとするアルコール濃度
が1モル/7!より低い時には、その低い割合に応じて
、各成分を減少させればよいが、実際には酵素反応に要
する時間が長くなるので9色素のみを減少させることが
普通である。また、用いる酵素の性質によって、 NA
Dのみ、 NADPのみ、あるいは両者を一緒に加えて
もよい。添加する酵素の単位ユニットとは9国際車位で
あり、1分間に基質1マイクロモルを25〜30℃の反
応条件で変化させる活性をいう。
本発明の試験片を作るには1例えば、水不溶性あるいは
難溶性の担体の1部あるいは全部を上記試薬の熔解液に
含浸せしめればよく、引き上げた後、そのまま使ったり
、あるいは乾燥後、使用に供すればよい。大きな担体を
用いた場合は、上記試薬の溶解液にひたしたのち、適当
な大きさ1例えば幅5mm、長さ40mm <らいに細
断すればよい。
乾燥を行う際には、酵素が元来熱に対して不安定である
ので、低温乾燥や凍結乾燥などを行う方がよい。乾燥し
たものは、室温保存1力月後にも十分使用に供すること
ができる。
本発明の試験片で実際に溶液中のアルコール濃度を測定
するには1例えば測定に適した濃度の試13− 駒片を測定する溶液にひたし、引き上げて室温にてその
色素の退色もしくは発色に要する時間を測定することで
行うことができる。また色調変化によってもアルコール
濃度を測定することができる。
唾液中のアルコール濃度を測定する場合も、唾液にアル
コール検出用試験片をひたし、退色に要する時間を測定
したり、あるいは色調変化を視認することで唾液中のア
ルコール濃度の測定ができる。
本発明のアルコール検出用試験片は、持ち運びが非常に
容易であることはもちろん、ジアホラーゼと色素とが加
わっているために、酵素反応の結果を視認で判断できる
ため2分光光度針や電気化学的な特殊な装置を全く必要
とせず、任意の場所で簡便に、微量のサンプルで短時間
のうちにアルコール濃度を検出することができる。特に
アルコールデヒドロゲナーゼを用いることにより、検出
感度が上昇するとともに、測定に要する時間を大幅に短
縮でき、しかも、乾燥した試験片は1力月以上の長期保
存性に優れており、さらに、好熱性細菌由来の酵素を用
いた場合には、−要保存性が14− 優れた試験片が得られることから、急性アルコール中毒
の診断のように急を要する場合や、交通法規上の使用に
非常に有益であり2社会生活上、公衆が得る利益ははか
り知れないものがある。
次に本発明を実施例により具体的に説明する。
この実施例では下記の試薬を用いた。
1、 NAD又はNAI)P iオリエンタル酵母社製
2、アルコールデヒドロゲナーゼ;オリエンタル酵母社
製カタログ隘 八D11−01゜ 3、ジアホラーゼ;ベーリンガ−マンハイム山之内社製
カタログNo、411558゜ 4、アルデヒドデヒドロゲナーゼ;ベーリンガーマンハ
イム山之内社製カタログNo、]7]832なお、アル
コールデヒドロゲナーゼ、アルデヒドデヒドロゲナーゼ
の1ユニツトは、25°Cで1分間に1マイクロモルの
前者ではエタノールf&”!ではアセトアルデヒドを消
費する酵素量であり、ジアホラーゼの1ユニツトは25
℃でヨードニトロテトラゾリウムバイオレット存在下、
1分間に1マイクロモルのNAD)Iを消費する酵素量
である。
実施例1 メチレンブルー4.mM、アルコールデヒドロゲナーゼ
340ユニツト/mL トリトンX−1006ml /
 j! 。
NAD 20mM、l・リス塩酸緩衝液(pH9,0)
 200mM、アルデヒドデヒドロゲナーゼ8ユニツト
/mlからなる溶液を濾紙(東洋科学製定性濾紙11h
2.直径9cm円型、厚さ0.26mm)に含浸させ、
凍結乾燥後幅5mm、長さ40mmの短冊状に細断して
青色の試験片■を得た。
また、アルデヒドデヒドロゲナーゼを添加せず。
他は上記と同様に行って試験片■を作成した。
この試験片■、■を0.5g/ρのエタノール溶液に浸
漬し、取り出した後、室温に放置し、肉眼で観察したと
ころ1両者ともただちに浸漬部分の青色が退色し、無色
となったが、青色が完全に退色するのに要する時間は、
第1表に示すごとく試験片Iは試験片Hの173であり
、アルデヒドデし「ロゲナーゼの添加による測定時間短
縮に及ぼす効果は明らかである。
第1表 一方、浸漬するエタノールの濃度を変化させると、試験
片■の青色が完全に退色するのに要する時間、あるいは
退色の程度が変化した。
すなわち、エタノール濃度が高くなるにつれて退色に要
する時間が短くなり、エタノール濃度が非常に薄くなる
と、退色が完全に行われず色調が薄くなるにとどまった
その結果を第2表に示した。
第2表 ノ 17− 第2表に示したように、退色に要する時間、その色間変
化を視認することで、溶液中のエタノール濃度を測定す
ることができた。上記組成よりなる試験片■は、簡便で
迅速にエタノールを検出するための試験片として使用可
能であり、室温にて1力月以上保存してもその性能は保
たれていた。
また試験片Iはエタノールに対して反応したが。
メタノールには反応せず、特異性が高いことが確認され
た。
実施例2 実施例1で示した組成のうち、メチレンブルーをヨード
ニトロテトラゾリウムハイオレソト4mMに代えて用い
た以外は実施例1と同様にして試験片■(アルデヒドデ
ヒドロゲナーゼ8ユニツト/川1を含む)と試験片■(
アルデヒドデヒドロゲナーゼを含まない)を作成した。
試験片m、IVの作成はすべて暗所で行った。
得られた試験片m、IVはいずれも白色であり。
0.2g/lのエタノール溶液に浸漬し、肉眼で観察し
たところ1両者とも浸漬部分が徐々に赤変し18− たが、1分後の呈色の度合は明らかに試験片■と試験片
■の間で差が認められ、試験片■では赤紫色を呈したの
に対し、試験片■では薄い赤色を呈した。さらにアルコ
ール濃度を下げ、0.02g/#とじたところ、試験片
■では短時間のうちに薄いピンク色を呈し、アルコール
の検出が可能であったのに対して、試験片■では肉眼で
変化を確認するのに長時間を要した。
試験片■は、浸漬するアルコール濃度に応じて呈色の度
合、速さに変化を生じた。
その結果を第3表に示す。
第3表 リウムバイオレソトを用いてもその変色に要する時間や
色調変化から、溶液中のエタノール濃度が測定できた。
しかも試験片■は試験片■に比べ。
さらに高感度であり、迅速で簡単なエタノール検出用試
験片として使用可能であり、暗所で1力月以」−その性
能が保たれていた。
実施例3 実施例1で得られた試験片Iを用いて、唾液中のアルコ
ール濃度の測定を実施した。
すなわち9体重65kgの成人男子に日本酒360m1
を飲酒させ、飲酒後1時間後の唾液を陣取し、ガスクロ
マトグラフィー(島[J作所GC−3BT)を用いて唾
液中のエタノール濃度を測定したところ。
0.52g/βであった。
次に、試験片■にこの唾液をしましたところ。
20秒で濃青色が白色に退色し、実施例1の結果から、
約0.5g/j!のエタノールが含まれていることが認
められた。この結果はガスクロマI・グラフィーで得ら
れた結果とよく一致した。すなわち試験片Iを用いるこ
とによって、唾液中のエタノール濃度を簡便に、測定し
うろことが確認された。
=21− 手続補正書(自発) 昭和59年3月29日 1、事件の表示 特願昭59−26559号 2、発明の名称 アルコール検出用試験片 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 兵庫県尼崎市東本町1丁目50番地〒541 住 所 大阪市東区北久太部町4丁目68番地名 称 
ユ ニ チ カ 株式会社 特許部電話06−281−
5258 (ダイヤルイン)、Q 4、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 5、補正の内容 (1)明細書第1真下第1行目の「ヒドロゲナーゼと、
アルデヒドデヒドロゲナーゼ」を「ヒドロゲナーゼと、
ジアポラ−ゼと、アルデヒドデヒドロゲナーゼ」と訂正
する。
(2)同書第13頁第12行目の「供すればよい。」の
後に「また、一層ずつ積層するような方法で作成しても
よい。」を挿入する。
(3)同書第14頁第15〜16行目の「アルコールデ
ヒドロゲナーゼ」を「アルデヒドデヒドロゲナーゼ」と
訂正する。
(4)同書第16頁第3行目の「340ユニット/m+
」の後に1ジアホラ一ゼ100ユニツト/ml。
」を挿入する。
2−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 fl、1(a)ニコチンアミド アデニン ジヌクレオ
    チド又はニコチンアミド アデニン ジヌクレオチドフ
    ォスフエイトと、 (b)アルコールデヒドロゲナーゼ
    と、 (C)ジアホラーゼと、 (d)アルデヒドデヒ
    ドロゲナーゼと。 (e)色素と、 (f)担体とからなるアルコール検出
    用試験片。
JP2655984A 1984-02-06 1984-02-14 アルコ−ル検出用試験片 Pending JPS60168397A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2655984A JPS60168397A (ja) 1984-02-14 1984-02-14 アルコ−ル検出用試験片
EP85300748A EP0154409A3 (en) 1984-02-06 1985-02-05 Testing material for detecting alcohols

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JP2655984A JPS60168397A (ja) 1984-02-14 1984-02-14 アルコ−ル検出用試験片

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013172676A (ja) * 2012-02-24 2013-09-05 Sapporo Breweries Ltd ノンアルコール飲料の品質を保証するキット及び方法
JP2013172675A (ja) * 2012-02-24 2013-09-05 Sapporo Breweries Ltd ノンアルコール飲料の品質を保証するキット及び方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013172676A (ja) * 2012-02-24 2013-09-05 Sapporo Breweries Ltd ノンアルコール飲料の品質を保証するキット及び方法
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