JPS62112049A - Method of measuring alcohol content in water liquation organic system - Google Patents

Method of measuring alcohol content in water liquation organic system

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JPS62112049A
JPS62112049A JP60248699A JP24869985A JPS62112049A JP S62112049 A JPS62112049 A JP S62112049A JP 60248699 A JP60248699 A JP 60248699A JP 24869985 A JP24869985 A JP 24869985A JP S62112049 A JPS62112049 A JP S62112049A
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JP
Japan
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alcohol
alcohol oxidase
electrode
water
concentration
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Pending
Application number
JP60248699A
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Japanese (ja)
Inventor
ドナルド オリバー ヒツツマン
トーマス アール.ホプキンズ
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Phillips Petroleum Co
Original Assignee
Phillips Petroleum Co
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Publication date
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Publication of JPS62112049A publication Critical patent/JPS62112049A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水不混和性有機系中のアルコール濃度の測定方
法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for determining alcohol concentration in water-immiscible organic systems.

低級鎖長のアルコール濃度の測定にアルコールオキシダ
ーゼ試験プローブを使用することは当業者にとって既知
である。このような酵素プローブは、血液等のような生
物学的流体中のアルコールレベルの測定に有用にある。
The use of alcohol oxidase test probes to measure lower chain length alcohol concentrations is known to those skilled in the art. Such enzyme probes are useful for measuring alcohol levels in biological fluids such as blood and the like.

しかしながら、このような酵素プローブの有機系中のア
ルコール含有量測定能力は、酵素の構造が実質的に非水
性系中で変えられ、かくしてそれらの特徴的触v1.活
竹を現わすことができなくなることから、重大に制限さ
れる。
However, the ability of such enzyme probes to measure alcohol content in organic systems is limited by the fact that the structure of the enzymes is substantially altered in non-aqueous systems and thus their characteristic catalytic activity v1. This is severely limited by the inability to expose live bamboo.

現時点で、有機系中のアルコール含有ωの単純で迅速で
、しかも正確な測定方法が要求されている。このような
分析法はガソホール(すなわら、ガソリンとエチル ア
ルコールとの配合物)中のアルコールS右型を測定する
ために特に望まれている。
There is currently a need for a simple, rapid, and accurate method for measuring alcohol content ω in organic systems. Such analytical methods are particularly desired for the determination of alcohol type S in gasohol (ie, a blend of gasoline and ethyl alcohol).

従って、本発明の目的は水不混和性有様系中に存在する
アルコールの量を測定するための分析的に正確な方法を
提供することにある。
It is therefore an object of the present invention to provide an analytically accurate method for determining the amount of alcohol present in water-immiscible systems.

本発明に従い、実質的に水不混和性の有機系のアルコー
ル含有量を単純で迅速な方法で正確に測定できることが
見い出された。本発明によるこの方法はアルコールを約
0.01%(重量/容聞〉より小さい濃度で含有する有
機系の試料をそこに不動化されているアルコール オキ
シダーゼを有する溶解酸素電極(dissolved 
oxygen electrode)よりなる酵素プロ
ーブと接触させ、その後不動化したアルコール オキシ
ダーゼ酵素層中の酸素濃度の変化を測定することを包含
する。
In accordance with the present invention, it has been found that the alcohol content of substantially water-immiscible organic systems can be accurately determined in a simple and rapid manner. This method according to the present invention involves preparing an organic sample containing alcohol at a concentration of less than about 0.01% (weight/volume) using a dissolved oxygen electrode having alcohol oxidase immobilized therein.
This method involves contacting an enzyme probe consisting of an alcohol oxidase (oxygen electron) and then measuring changes in oxygen concentration in an immobilized alcohol oxidase enzyme layer.

本発明において、測定しようとするアルコールは直鎖状
C1〜C4アルコール、最も代表的にはメタノールおJ
:びエタノールである。
In the present invention, the alcohol to be measured is a linear C1-C4 alcohol, most typically methanol or J
: and ethanol.

本発明の目的に対して、実質的に水不混和性の有機系な
る用語は水中で約5%(重量/容は)より小さい溶解度
を有するいづれかの液体有機物質であると定義する。こ
のような実質的に水不混和性の系の例としてはクロロホ
ルム、エーテル、脂肪族酸のアルコール エステル、炭
化水素等が包含される。アルコールを含有できる代表的
な実質的に水不混和性の有機物質は前記であげたガソリ
ンである。ガソリンは代表的には、原油の蒸留および天
然ガスのストリッピングまたは綜合のような処理により
得られる精油ナフサである。
For purposes of this invention, the term substantially water-immiscible organic system is defined as any liquid organic material that has a solubility in water of less than about 5% (weight/volume). Examples of such substantially water-immiscible systems include chloroform, ethers, alcohol esters of aliphatic acids, hydrocarbons, and the like. A typical substantially water-immiscible organic material that can contain alcohol is the gasoline listed above. Gasoline is typically refined naphtha obtained by processes such as distillation of crude oil and stripping or aggregation of natural gas.

本発明においで、当分性で既知のまたはシグマケミカフ
1社(Si(重量a ChellliCal Comp
any、 st。
In the present invention, a ChelliCal Comp
any, st.

Louis、 Hissouri )のような市販業者
から入手できる、いづれかのアルコール オキシダーぜ
が使用できる。
Any alcohol oxidase available from commercial sources such as Louis V. Louis, Hissouri) can be used.

別法として、アルコール オキシダーゼはくニア パス
トリス(Pichia pastoris )からTI
J 造することもできる。この醇索を製造するには、@
胞懸濁液を含有する水性流体を均質化処理して均質物を
生成する。この均質物から懸濁固形物を除去で、可溶性
アルコール オキシダーゼ含有111製溶液を生成する
。結晶形の酵素は限外濾過の方法により、および好まし
くは透析により得ることができる。透析は0.05M〜
約0.OIMの範囲のモル イオン強度を有する回収範
囲溶液中のアルコール オキシダーぜを結晶化させるに
有効な細胞濃度を有する水性流体の均質化処理によって
生成される粗製溶液を膜の酵素側に回収溶液が14られ
るように、アルコール オキシダーゼに対して不透過で
あるが透析溶媒の水および存在する場合に緩雨剤分子に
対して透過性である膜を通して透析溶媒に対して透析し
、かくしてアルコール オキシダーゼを結晶どして生成
させ、次いで生成する結晶アルコール オキシダーゼを
透析溶媒から分離採取することを包含する。このような
酵素単離方法を例1に示す。
Alternatively, alcohol oxidase can be obtained from Pichia pastoris with TI
You can also build J. To manufacture this solution, @
The aqueous fluid containing the cell suspension is homogenized to produce a homogenate. Removal of suspended solids from this homogenate produces a 111 solution containing soluble alcohol oxidase. Crystalline forms of the enzyme can be obtained by methods of ultrafiltration and preferably by dialysis. Dialysis is from 0.05M
Approximately 0. Recovery range with a molar ionic strength in the range of OIM Alcohol in the solution The crude solution produced by homogenization of an aqueous fluid with a cell concentration effective to crystallize the oxidase is on the enzyme side of the membrane. The alcohol oxidase is then dialyzed against the dialysis solvent through a membrane that is impermeable to the alcohol oxidase but permeable to the water in the dialysis solvent and to the slowing agent molecules if present, thus freeing the alcohol oxidase from the crystals. and then separating and collecting the resulting crystalline alcohol oxidase from the dialysis solvent. Such an enzyme isolation method is shown in Example 1.

このようにして生成された酵素は次の性質を示す特徴を
有する。これはSDSグル電気泳動により測定して、部
分単位当り78,000の推定分子量を有する8個の部
分単位を有する。この酵素はFAD (フラビン アデ
ニン ジヌクレオチド)補助酵素を有するフラボプロテ
ィンである。メタノールについての見掛は上のミカエリ
ス係数(Km)は約0.7である。この酵素はまた、各
種のアルコールとのその反応に特徴を有する。
The enzyme thus produced has the following characteristics: It has 8 subunits with an estimated molecular weight of 78,000 per subunit as determined by SDS gel electrophoresis. This enzyme is a flavoprotein with FAD (flavin adenine dinucleotide) coenzyme. The apparent Michaelis coefficient (Km) for methanol is approximately 0.7. This enzyme is also characterized by its reaction with various alcohols.

本発明のアルコール オキシダーゼは下記の反応を触媒
作用する: PCI−10f−1+o  −+RCHO+H202(
ここでRは水素または低級アルキル、一般にH−1CH
−1OH−CH,2−およびCI−1(CH)  −−
よりなる群から選ばれる)。
The alcohol oxidase of the present invention catalyzes the following reaction: PCI-10f-1+o −+RCHO+H202(
where R is hydrogen or lower alkyl, generally H-1CH
-1OH-CH,2- and CI-1(CH) --
(selected from the group consisting of).

酵母アルコール オキシダーゼにJ:り触媒されるその
伯のアルコールとしてはプロパルギル アルコール、ア
リル アルコール ノールおよびホルム アルデヒドの水和体が含まれる。
The alcohols catalyzed by yeast alcohol oxidase include propargyl alcohol, allyl alcohol, and formaldehyde hydrates.

この反応中では酸素が消費され、アルデヒドと過酸化水
素とが生成されるので、アルコール オキシダーゼは酵
素活性と両立できる条fI下に流体試料中の短鎖状アル
コール(RCH20H)の1度の測定に使用できる。さ
らに特に、アルコールオキシダーゼはガソホール中のメ
タノールまたはエタノールのような低級アルコールの濃
度の測定に使用できる。
During this reaction, oxygen is consumed and aldehydes and hydrogen peroxide are produced, so alcohol oxidase can be used for one-time determination of short-chain alcohols (RCH20H) in fluid samples under conditions compatible with enzyme activity. Can be used. More particularly, alcohol oxidase can be used to measure the concentration of lower alcohols such as methanol or ethanol in gasohol.

酵素的方法によるこのようなアルツール澹度の特に好適
な測定方法はアルコール オキシダーゼを溶解酸素電極
の頂上部に不動化する方法である。
A particularly preferred method for measuring such Artur enrichment by enzymatic methods is to immobilize alcohol oxidase on top of a dissolved oxygen electrode.

このような配置では、この分析方法は醇素電穫がいづれ
かの添加化学試薬を用いることなく多数回再使用できる
ことから、試薬を用いない方法であると考えることがで
きる。2〜3のこのようなポーラログラフイ式溶解酸素
電極が市販されており、これらはアルコール オキシダ
ーゼ酵素とどちに使用するのに適している。たとえば、
クラーク(Clark )溶解酸素電極が使用できる。
In such a configuration, this analytical method can be considered a reagent-free method, since the fluorophore can be reused many times without the use of any added chemical reagents. A few such polarographic dissolved oxygen electrodes are commercially available and are suitable for use with alcohol oxidase enzymes. for example,
A Clark dissolved oxygen electrode can be used.

化学電池(燃オ′4電池)の原則にもとすく、別のDO
プローブも使用できる。ざらにまた、アルコールのアル
コール オキシダーげ触媒酸化用の製品の1つには、そ
の検知領域上にアルコール オキシダーぜを不動化させ
た)」202電気化学的プローブがある。
Based on the principles of chemical batteries (combustible batteries), another DO
Probes can also be used. Additionally, one product for the catalytic oxidation of alcohol is an electrochemical probe which has an immobilized alcohol oxidase on its sensing region.

アルコール オキシダーぜはいづれか適当な方法により
電極の頂上部上に不動化させることができる。たとえば
、酵素は適当な支持材料と配合して、ペースト状にし、
これをその濃度を測定しようとする化合物に対しては透
過性であるが、酵素それ自体に対しては不透過性である
膜(代表的には水和された形の膜)により薄いフィルム
として電極頂上部上に配置できる。−例として、支持材
料はファーマシア ファイン ケミカル社(Phari
acia Fine Chemicals, Swed
en)からの多糖類イオン交換樹脂である水和DEAE
セファデックス( Sel)adex )であることが
できる。エタノール測定用に適当な膜はこのフィルムを
通るエタノールの移動性が充分なものであるセルロース
アセテ−1〜 フィルムである。酵素はまた適当な電穫
膜に共有的に結合させることができ、あるいは適当な小
合体フィルムに物理的に配合できることは勿論のことで
ある。しかしながら、酵素は不動化し、水不混和性有機
溶媒中のアルコールを水性の酵素相に分配でき、そして
アルコール5%の接触的酸化に関与するように、水性県
境中に存在させねばならない。この水和環境は代表的に
はセルロース アセテートのような水和されている外股
によるか、または水和DEAEセファデックスのような
水和不動化剤によるかのどちらかにより提供される。
The alcohol oxidase can be immobilized on the top of the electrode by any suitable method. For example, enzymes can be mixed with suitable supporting materials to form a paste;
This is carried out as a thin film by a membrane (typically in hydrated form) that is permeable to the compound whose concentration is to be measured but impermeable to the enzyme itself. It can be placed on top of the electrode. - As an example, the support material may be manufactured by Pharmacia Fine Chemical Company (Phari
acia Fine Chemicals, Sweden
Hydrated DEAE, a polysaccharide ion exchange resin from en)
Sephadex (Seladex). A suitable membrane for ethanol measurement is a cellulose acetate-1 film, through which the mobility of ethanol is sufficient. Of course, the enzyme can also be covalently bound to a suitable galvanic membrane, or physically incorporated into a suitable small composite film. However, the enzyme must be present in the aqueous phase so that it can be immobilized and partition the alcohol in the water-immiscible organic solvent into the aqueous enzyme phase and participate in the catalytic oxidation of 5% of the alcohol. This hydration environment is typically provided either by a hydrated shell, such as cellulose acetate, or by a hydrated immobilizer, such as hydrated DEAE Sephadex.

酵素的活性と両立しうる流体の条件には、流体がアルコ
ールを杓0.01%( ffl!fi/容ffi )よ
り小さい濃度で含有すること、および流体試料の温度が
約25℃〜45℃の範囲、好ましくは約25℃であるこ
とが包含される。
Conditions for the fluid that are compatible with enzymatic activity include that the fluid contains alcohol at a concentration of less than 0.01% (ffl!fi/volume ffi), and that the temperature of the fluid sample is between about 25°C and 45°C. preferably about 25°C.

系内でo、oi%(重量/容量)より小さいアルコール
濃度を得るためには、適当な水不混和性有機系により1
0の数乗侶の稀釈が必要である。
In order to obtain an alcohol concentration of less than o, oi% (wt/vol) in the system, 1
A dilution of several powers of 0 is required.

たとえば、ガソホールの場合[この場合のエタノール含
有量は代表的には約10%(重患/容量)である]には
、ガソリンで少なくとも103倍に稀釈して、エタノー
ルの濃度を0.01%(重量/容量)より小さくするこ
とが必要である。
For example, in the case of gasohol, where the ethanol content is typically about 10% (by volume), the concentration of ethanol is 0.01% by diluting it at least 103 times with gasoline. (weight/capacity).

0.01%(重量/容鼠)濃度は、0.01%(Iff
i/容量〉レベル以上の測定物質(アルコール)に対し
ては、アルコール オキシダーゼ プローブが正確な分
析装置としては敏感づぎることがあることから、任意の
限界であるというよりはむしろ実用上の限界である。
The concentration is 0.01% (weight/volume).
This is a practical limit rather than an arbitrary limit, as alcohol oxidase probes can be too sensitive to be accurate analyzers for the analyte (alcohol) above the i/volume level. be.

好適には、分析しようとするアルコールの一連の既知温
度を用いて評価曲線を作成する。アルコール濃度を測定
するには、試料電極を検査しようとするこのように調整
された流体(すなわち水不混和性有礪溶媒中のアルコー
ル)に浸漬する。基質アルコールは膜を横切って拡散し
、酸素の存在下に反応して、アルデヒド生成物と過酸化
水素を生成する。この反応は酵素層の酸素濃度の絶対変
化または変化率を見ることにより追跡できる。この接触
的反応は化学量論的であるので、アルコール(RCI−
1201−1>の濃度は当業者にとって既知の技法によ
り、M素濃度の絶対変化または変化率から決定できる。
Preferably, a series of known temperatures of the alcohol to be analyzed are used to create the evaluation curve. To measure the alcohol concentration, the sample electrode is immersed in the thus prepared fluid to be tested (ie, alcohol in a water-immiscible solvent). The substrate alcohol diffuses across the membrane and reacts in the presence of oxygen to form aldehyde products and hydrogen peroxide. This reaction can be tracked by looking at the absolute change or rate of change in the oxygen concentration of the enzyme layer. Since this catalytic reaction is stoichiometric, alcohol (RCI-
1201-1> can be determined from the absolute change or rate of change in the M elementary concentration by techniques known to those skilled in the art.

八個は本発明をさらに説明するものである。Eight further illustrate the invention.

例1 連続式通気醗酵法において、メタノールおよび水性鉱物
塩類培地を約40対60の容呈比で、酵母菌種ピチア 
パストリス(Pichia pastoris )NR
RL  Y−114,30を接種した醗酵器に、メタノ
ールが生育制限因子であるような速度でそれぞれ装入す
る。この醗酵器は約6101の液量、自動的DH,温度
およびレベル コントロールを有する1 5001泡沫
充填醗酵器である。1000rpmで駆動する2個の慣
用のパドル型タービンにより撹拌する。通気速度は1分
間当り醗酵器内の醗酵物容積当り空気約4容積である(
約3 s psig、13よび約25℃において)。無
水アンモニアを醗酵混合物のpHを約3.5のpHに維
持するような割合て・加える。
Example 1 In a continuous aerated fermentation method, methanol and an aqueous mineral salts medium were added to yeast strain Pichia in a ratio of about 40:60.
Pastoris (Pichia pastoris) NR
Fermenters inoculated with RL Y-114,30 are each charged at a rate such that methanol is the growth limiting factor. This fermenter is a 15001 foam-filled fermenter with approximately 6101 liquid volume, automatic DH, temperature and level control. Stirring is provided by two conventional paddle-type turbines driven at 1000 rpm. The aeration rate is approximately 4 volumes of air per volume of fermented product in the fermenter per minute (
at about 3 s psig, 13 and about 25°C). Anhydrous ammonia is added at a rate to maintain the pH of the fermentation mixture at a pH of about 3.5.

水性鉱?!l塩類培地は水道水11当り75%Hl)O
15,86厩、K 5o49.53gMgno  −7
1−1207,8y、CaCf −2N20 0.6!
l?j5よび85%KOI−(2,6gを混合すること
により製造する。微量鉱物溶液→−ビオチン添加物をメ
タノール流によりメタノール11当り10dの割合で別
に装入する。この微M鉱物溶液→−ビオチン添加物は微
呈鉱物溶液780d、メタノール200d、水20m1
およびビオチン0.032gを混合することにより製造
する。
Water mineral? ! l Salt medium is 75% Hl) O per tap water 11
15,86 stable, K5o49.53gMgno-7
1-1207,8y, CaCf -2N20 0.6!
l? j5 and 85% KOI- (2.6 g). The trace mineral solution → - biotin additive is charged separately by means of a methanol stream at the rate of 10 d/11 methanol. This trace mineral solution → - biotin Additives are 780 d of mineral solution, 200 d of methanol, and 20 ml of water.
and 0.032 g of biotin.

@吊鉱物溶液は溶液11当り、FeSO4・7HO65
!7、Zn5O−7H20 209、Mn5O−HO3,Og 、 CuS0  ・5H○ 6.(1,aH,2So45.
0dおよび全量を11にするに充分な最の脱イオン水を
混合することにより製造する。
@Hanged mineral solution is per solution 11, FeSO4・7HO65
! 7, Zn5O-7H20 209, Mn5O-HO3,Og, CuS0 ・5H○ 6. (1,aH,2So45.
0d and enough deionized water to bring the total volume to 11.

水性鉱物塩類培地は1時間当り31.51の速度でおよ
びメタノールは1時間当り211の速度で装入する。
Aqueous mineral salt medium is charged at a rate of 31.51 per hour and methanol at a rate of 211 per hour.

醗酵は約30℃および約38 psig圧力で行ない、
反応時間は11.6時間である。
Fermentation is conducted at about 30° C. and about 38 psig pressure;
Reaction time is 11.6 hours.

ピチア パストリスNRRL  Y−11430の11
!aFljを前記の代表的方法により行なう。醗酵型流
出物の一部分を取り出し、水酸化アンモニウムでpH7
,5に調整し、次いで0.61容器を用いるダイノーミ
ル■ 七デルK D L (Dyno−HillMod
el KDL )において、30℃ の連続操作でベル
ト コンビネーションNo、3および2O−30d/時
の流速で均質化処理する。ミル中のビーズは0.3〜0
.5Irunの直径を有する鉛を含ま/、ぷいガラスピ
ーズである。生成する均質物を5℃および20,0OO
X(+で30分間遠心分離して細胞を含まない上澄液を
生成する。下記の染料−バーオキシダーゼ法により測定
したこの細胞を含まない上澄液の酵素活性は約33QE
II/dである。このようにしで、粗¥’J !l? 
Ffi均質物を製造する。
Pichia pastoris NRRL Y-11430 no 11
! aFlj is performed according to the representative method described above. A portion of the fermentation effluent was removed and adjusted to pH 7 with ammonium hydroxide.
, 5 and then using a 0.61 container.
el KDL) in continuous operation at 30 DEG C. with belt combination No. 3 and a flow rate of 20-30 d/h. Beads in the mill are 0.3-0
.. The lead-containing glass beads have a diameter of 5 Irun. The resulting homogenate was heated to 5°C and 20,000 ml.
Centrifuge for 30 minutes at
II/d. In this way, it's gross ¥'J! l?
Produce Ffi homogenate.

上澄液130rd部づつ6試石をセルロース アセテー
ト透析袋に入れ、5℃で蒸留本釣81に対して透析する
。4日後に、容袋の水性相はデカンテーションにより分
離する。袋中に残る固形物は2種の固体よりなる。上部
の薄い白色層は注意して取り除き、捨てる。底部の固形
物は褐色−黄色であって、結晶アルコール オキシダー
ゼである。
Six test stones, each containing 130 parts of the supernatant, were placed in a cellulose acetate dialysis bag and dialyzed against 81 liters of distilled water at 5°C. After 4 days, the aqueous phase of the pouch is separated by decantation. The solids remaining in the bag consist of two types of solids. Carefully remove and discard the thin white layer on top. The solid at the bottom is brown-yellow and is crystalline alcohol oxidase.

この結晶アルコール オキシダーゼの一部分を蒸留水(
固形物の容積の約10倍量)に溶解し、後記づる染料−
パーオキシダーぜ法により分析する。
Add a portion of this crystalline alcohol oxidase to distilled water (
(approximately 10 times the volume of the solid material) and dye as described below
Analyze by peroxidase method.

94EIl/7の活性を示す。このアルコール オキシ
ダーゼの比活性は10.41EU/タンパク質ηである
94EIl/7 activity. The specific activity of this alcohol oxidase is 10.41 EU/protein η.

固形アルコール オキシダーゼの試料をSDSゲル電気
泳乃により検出すると、均質で純粋な酵素であることを
示した。既知分子量を有するタンパク質の電気泳動移動
度とこの移動度とを比較すると、約72.000±30
00 (推定)の部分単位分子量を有することが見い出
された。かくして、ビチア バス1〜リスから純粋/:
i:M mアルコール オキシダーゼが製造される。
A sample of solid alcohol oxidase was detected by SDS gel electrophoresis and showed a homogeneous and pure enzyme. Comparing this mobility with the electrophoretic mobility of a protein with a known molecular weight, it is approximately 72.000±30
It was found to have a partial unit molecular weight of 0.00 (estimated). Thus, Vitia Bath 1 ~ Pure from the squirrel/:
i: M m alcohol oxidase is produced.

例2 アルコール オキシダーゼ/溶解酸素プ[]−ブオキシ
ダーぜを下記のとおりにして、溶解酸素主権[ベックマ
ン モデル(Beckman Model )777]
の頂上部に不動化する二本中のアルコール オキシダー
ゼの濃縮溶液(〜1001+19/d>および水和DE
AEt?ファデックスを混合しく約1:1の重量圧)、
ベックマン溶解酸素プローブの頂F部上のテフロン(1
’el’1on)膜に施用Jる。
Example 2 Alcohol oxidase/dissolved oxygen pro[]-buoxidase was prepared as follows to obtain dissolved oxygen sovereignty [Beckman Model 777]
A concentrated solution of alcohol oxidase in two bottles (~1001+19/d> and hydrated DE
AEt? Mix Fadex (approximately 1:1 weight pressure),
Teflon (1
'el'1on) applied to the membrane.

12.000〜14.000の分子量カットオフ値を有
するセルロース アセテ−1−透析膜を使用して、電極
積−り部にアルコール オキシダーゼ−DEAEセファ
デックス混合物を保持させる。電極回路をテフロン透析
膜どセルロース アセテート透析膜との間に保持される
反応混合物からの溶解酸素の分離率に比例するピークの
高さとして分析結果を与えるアナログ型微分回路(d 
i f feren−tiator)に旧続する。溶解
酸素の初期分離率は試料中のアルコールの吊に直接的に
比例する。
A cellulose acetate-1-dialysis membrane with a molecular weight cut-off of 12,000-14,000 is used to retain the alcohol oxidase-DEAE-Sephadex mixture in the electrode compartment. The electrode circuit consists of an analog differential circuit (d
if feren-tiator). The initial rate of separation of dissolved oxygen is directly proportional to the amount of alcohol in the sample.

電極には一連の標準エタノール溶液を用いて目盛をつけ
る。各場合に、25℃で通気処理した0、05 M ’
) >耐力IJ ラム緩tj′a(DII7 、5 >
3、.1Mを含有する電極室内の内部溶液(bulkS
OltltiOn ’)に試料を入れる。ピークの高さ
対アルコール濃度の評価曲線は約0.001容向%アル
コール(10ppm)の内部溶液中の最終濃度まで線状
である。電極は迅速な応答を示しく分析時間は約15秒
である) 、0.211t)II(容量による)はどの
低いエタノール濃度まで感受性である。
The electrodes are calibrated using a series of standard ethanol solutions. In each case 0,05 M' aerated at 25 °C
) > Proof strength IJ Ram slack tj'a (DII7, 5 >
3. The internal solution in the electrode chamber containing 1M (bulkS
Place the sample into the OltltiOn'). The peak height versus alcohol concentration evaluation curve is linear up to a final concentration in the internal solution of approximately 0.001% alcohol by volume (10 ppm). The electrode exhibits a rapid response with an analysis time of approximately 15 seconds), 0.211t) II (by volume) and is sensitive down to low ethanol concentrations.

例3 染料−パーオキシダーゼ 定法 アルコール Aギシダーゼ活性はロイコ染料およびパー
オキシダーゼを使用し、生成されるl」202の吊を定
nづることにより測定覆る。
Example 3 Dye-Peroxidase Method Alcohol Agysidase activity is determined using a leuco dye and peroxidase and by determining the amount of 1"202 produced.

0−ジアニシジン溶液(水中の1小量%O−ジアニシジ
ン>0.1dを通気処理した0、1Mリン酸ナトリウム
緩衝液(DH7,5)12dと混合することにより染料
−緩衝剤混合物を製造Jる。検定混合物は染料−緩衝剤
混合物2.5戒、メタノール50μ11バーオシダーゼ
溶液10μl(ホースラディツシュ パーオキシダーゼ
−シグマ(Sigma ) 、タイプII 1 mg)
およびアルコールオキシダーぜ溶液25μ℃を用いて製
造する。、検定晶合物を4 X 1 X 1 cmのキ
ュベラ1−で25°Cに保持し、460 nmにおける
染料による吸光の増大を2〜4分間記録する。酵素活性
は次式にまり古1算する: 活性(μモル/分/dまたは酵木甲位/me)=げ H2O2を用いて作成した標準曲線にもとづく係数であ
り、そしでΔAは実験期間中の吸光値の変化である)。
Prepare the dye-buffer mixture by mixing 12 d of O-dianisidine solution (1% O-dianisidine in water > 0.1 d with aerated 0,1 M sodium phosphate buffer (DH 7,5). The assay mixture consisted of 2.5 liters of dye-buffer mixture, 50 µl of methanol and 10 µl of peroxidase solution (1 mg of horseradish peroxidase-Sigma, type II).
and alcohol oxidase solution at 25 μC. The assay compound is kept at 25°C in a 4 x 1 x 1 cm cubera 1- and the increase in absorbance by the dye at 460 nm is recorded for 2-4 minutes. Enzyme activity is calculated using the following formula: Activity (μmol/min/d or Koki/me) = coefficient based on the standard curve prepared using H2O2, and ΔA is the experimental period. ).

例4 ガソリンの存nにおけるアルコール オキシダアルコー
ル オキシダーゼの標準水溶液(〜100■/威)を1
0倍けの水で稀釈する。
Example 4 Standard aqueous solution of alcohol oxidase (~100 μ/w) in the presence of gasoline
Dilute with 0x water.

生成する〜10■/−のアルコール オキシダーゼ含有
溶液をこの水性相を炭化水素で飽和するに充分な聞であ
る一定量のガソリンと混合し、次いで酵素活性測定閘門
、室温でインキュベートする。
The resulting ˜10 μ/− alcohol oxidase-containing solution is mixed with a volume of gasoline sufficient to saturate the aqueous phase with hydrocarbons and then incubated at room temperature in an enzyme activity assay lock.

このようにして、アルコール オキシダーゼ含有溶液0
.5Idについて酵素活性を検定し、次いでガソリン2
μlを加え、この試料のアルコールオキシダーぜ活性を
数時間にわたって評(凸する。
In this way, alcohol oxidase-containing solution 0
.. Enzyme activity was assayed for 5Id and then gasoline 2
The alcohol oxidase activity of this sample was evaluated over several hours.

前記染料−パーオキシダーゼ法により測定された酵素単
位([0)/dを次表に示す。
The enzyme units ([0)/d measured by the dye-peroxidase method are shown in the following table.

経過時間     [0/d 5分      125 10分      140 30分      133 1時間     151 2時間     140 3時間     129 4時間     129 この例の結果は酵素アルコール オキシダーぜを比較的
低濃度のガソリンのような疎水性炭化水素に延長された
時間にわたりさらしても酵素活性は有意の作用を受けな
いことを示している。
Elapsed time [0/d 5 minutes 125 10 minutes 140 30 minutes 133 1 hour 151 2 hours 140 3 hours 129 4 hours 129 The results of this example show that the enzyme alcohol oxidase was converted to a relatively low concentration of hydrophobic hydrocarbons such as gasoline. The results show that enzyme activity is not significantly affected by exposure over an extended period of time.

例5 化学電池形溶解酸素プローブをアノードとして銀ワイヤ
ーをおよびカソードとしてアルミニウムを使用して作る
。アノードの頂上部をフルオルカーボン膜で被覆し、次
いでDEAE−セファデックス ゲル中のアルコール 
オキシダーゼの層を被覆し、最後に例2に記載のセルロ
ース アセテート膜の層を被覆する。
Example 5 A chemical cell-type dissolved oxygen probe is made using silver wire as the anode and aluminum as the cathode. The top of the anode was coated with a fluorocarbon film and then alcohol in a DEAE-Sephadex gel.
A layer of oxidase is applied and finally a layer of cellulose acetate membrane as described in Example 2 is applied.

このプローブを次いで小形間口ビーカー内に含有されて
いる水またはシクロヘキ奮ナンのどちらかよりなる撹拌
されている溶剤40d中に入れる。
The probe is then placed in a stirred solvent 40d of either water or cyclohexane contained in a small open beaker.

一定量の0.1%(容量/容量)または1.0%(容量
/容量)エタノールをこの溶剤に加え、溶解酸素シグナ
ル(△H)の相対的減少を記録する。
A fixed amount of 0.1% (vol/vol) or 1.0% (vol/vol) ethanol is added to this solvent and the relative decrease in dissolved oxygen signal (ΔH) is recorded.

得られた結果を下表に示す。The results obtained are shown in the table below.

実験 水溶剤中1.0%エタノールの添加番号    
  (μjり         ΔH1101,6 2508、7 310017,4 シクロヘキサン中0.1%エタノールの添加(μm) 前記実験(4〜6)はこの酔索−電極ブローブがシクロ
ヘギサンのような水不混和性有様系中のエタノール濃度
の測定に実用できるばかりでなく、またエタノールに対
するプローブの感度が水溶剤の場合に測定された結果(
実験1〜3)の約30倍増大させることを証明している
Experiment Addition number of 1.0% ethanol in water solvent
(μj ΔH1101,6 2508,7 310017,4 Addition of 0.1% ethanol in cyclohexane (μm) Not only is it practical for measuring the concentration of ethanol in water, but the sensitivity of the probe to ethanol was also measured in the case of an aqueous solvent (
This has been proven to be approximately 30 times larger than in Experiments 1 to 3).

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)実質的に水不混和性有機系中のC_1〜C_4ア
ルコール濃度の測定方法であつて、 (a)C_1〜C_4アルコールを約0.01%(重量
/容量)より小さい濃度で含有する実質的に水不混和性
の有機系の試料を溶解酸素電極上に不動化したアルコー
ルオキシダーゼの水性層を含む酵素プローブと接触させ
; (b)その後、不動化されたアルコールオキシダーゼ水
性層中の酸素濃度の変化を測定することにより、実質的
に水不混和性の有機系中のアルコール濃度を測定する; 工程を含む方法。
(1) A method for determining the concentration of C_1-C_4 alcohols in a substantially water-immiscible organic system, the method comprising: (a) containing C_1-C_4 alcohols at a concentration of less than about 0.01% (weight/volume); (b) contacting a substantially water-immiscible organic sample with an enzyme probe comprising an aqueous layer of immobilized alcohol oxidase on a dissolved oxygen electrode; A method comprising the steps of: determining alcohol concentration in a substantially water-immiscible organic system by measuring a change in concentration.
(2)電極が溶解酸素含有量測定のための検知領域を有
し、そしてアルコールオキシダーゼが電極の検知領域に
結合した水和支持材料層により電極に不動化されており
、この水和支持材料層がアルコールオキシダーゼ含有水
性相を提供して、水不混和性有機系中のアルコールをこ
の水性相に分配でき、水性相でアルコールオキシダーゼ
による触媒下に酸素により酸化できるようにする、特許
請求の範囲第1項の方法。
(2) the electrode has a sensing region for measuring dissolved oxygen content, and the alcohol oxidase is immobilized on the electrode by a layer of hydrated support material bound to the sensing region of the electrode; provides an alcohol oxidase-containing aqueous phase so that the alcohol in the water-immiscible organic system can be partitioned into this aqueous phase and can be oxidized in the aqueous phase by oxygen under catalysis by the alcohol oxidase. Method in section 1.
(3)有機系が水に対し約5%(重量/容量)より小さ
い溶解度を有する特許請求の範囲第1項または第2項の
方法。
3. The method of claim 1 or claim 2, wherein the organic system has a solubility in water of less than about 5% (weight/volume).
(4)アルコールがメタノールである、特許請求の範囲
第1項〜第3項のいづれか1項の方法。
(4) The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the alcohol is methanol.
(5)アルコールがエタノールである、特許請求の範囲
第1項〜第3項のいづれか1項の方法。
(5) The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the alcohol is ethanol.
(6)有機系がシクロヘキサンである、特許請求の範囲
第1項〜第5項のいづれか1項の方法。
(6) The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the organic system is cyclohexane.
(7)有機系がガソリンである、特許請求の範囲第1項
〜第5項のいづれか1項の方法。
(7) The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the organic system is gasoline.
(8)アルコールオキシダーゼがピチアパストリスから
誘導される特許請求の範囲1項〜第7項のいづれか1項
の方法。
(8) The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the alcohol oxidase is derived from Pichia pastoris.
(9)溶解酸素電極上に不動化したアルコールオキシダ
ーゼの水性層を含むことを特徴とする実質的に水不混和
性の有機系中のアルコール濃度測定用のプローブ。
(9) A probe for measuring alcohol concentration in substantially water-immiscible organic systems, characterized in that it comprises an aqueous layer of immobilized alcohol oxidase on a dissolved oxygen electrode.
(10)電極が溶解酸素含有量測定のための検知領域を
有し、そしてアルコールオキシダーゼが電極の検知領域
に結合している水和支持材料層により電極上に不動化さ
れており、この水和支持材料層はアルコールオキシダー
ゼを含有する水性相を提供して、水混和性有機系中のア
ルコールを水性相に分配でき、アルコールオキシダーゼ
による触媒下に酸素により水性相でアルコールを酸化す
ることができるようになつている、特許請求の範囲第9
項のプローブ。
(10) the electrode has a sensing region for measuring dissolved oxygen content, and alcohol oxidase is immobilized on the electrode by a layer of hydrated support material bound to the sensing region of the electrode; The support material layer provides an aqueous phase containing alcohol oxidase so that the alcohol in the water-miscible organic system can be partitioned into the aqueous phase and the alcohol can be oxidized in the aqueous phase by oxygen under catalysis by the alcohol oxidase. Claim No. 9 has become
term probe.
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