NO179953B - Kvantitativ metode for bestemmelse av 1,4-dihydronikotinamid-adenin-dinukleotid i opplösning, samt engangs enzymelektrode - Google Patents
Kvantitativ metode for bestemmelse av 1,4-dihydronikotinamid-adenin-dinukleotid i opplösning, samt engangs enzymelektrode Download PDFInfo
- Publication number
- NO179953B NO179953B NO885836A NO885836A NO179953B NO 179953 B NO179953 B NO 179953B NO 885836 A NO885836 A NO 885836A NO 885836 A NO885836 A NO 885836A NO 179953 B NO179953 B NO 179953B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- carbon
- electrode
- nadh
- resin
- graphite particles
- Prior art date
Links
- BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N nicotinamide-adenine dinucleotide Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N 0.000 title claims description 72
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 title claims description 27
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 title claims description 27
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 title 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 135
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 claims description 70
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 56
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 44
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 19
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 229950006238 nadide Drugs 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 7
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical group FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 4
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 18
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 102000003855 L-lactate dehydrogenase Human genes 0.000 description 11
- 108700023483 L-lactate dehydrogenases Proteins 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 11
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 9
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N Pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 8
- 102000007698 Alcohol dehydrogenase Human genes 0.000 description 6
- 108010021809 Alcohol dehydrogenase Proteins 0.000 description 6
- 229910003446 platinum oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 229940058401 polytetrafluoroethylene Drugs 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 4
- 108010050375 Glucose 1-Dehydrogenase Proteins 0.000 description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 4
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M Pyruvate Chemical compound CC(=O)C([O-])=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 229940076788 pyruvate Drugs 0.000 description 4
- 229940107700 pyruvic acid Drugs 0.000 description 4
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N oxoplatinum Chemical compound [Pt]=O MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910003445 palladium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- JQPTYAILLJKUCY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) oxide Chemical compound [O-2].[Pd+2] JQPTYAILLJKUCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 description 2
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 2
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 description 2
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MASUWVVNWALEEM-UHFFFAOYSA-M 1-methoxy-5-methylphenazin-5-ium;methyl sulfate Chemical compound COS([O-])(=O)=O.C1=CC=C2N=C3C(OC)=CC=CC3=[N+](C)C2=C1 MASUWVVNWALEEM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000005288 Annona lutescens Nutrition 0.000 description 1
- 244000030795 Annona lutescens Species 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 101100283604 Caenorhabditis elegans pigk-1 gene Proteins 0.000 description 1
- PHOQVHQSTUBQQK-SQOUGZDYSA-N D-glucono-1,5-lactone Chemical compound OC[C@H]1OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O PHOQVHQSTUBQQK-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 239000013032 Hydrocarbon resin Substances 0.000 description 1
- 108010093096 Immobilized Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N Uric acid Natural products N1C(=O)NC(=O)C2NC(=O)NC21 TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XJLXINKUBYWONI-DQQFMEOOSA-N [[(2r,3r,4r,5r)-5-(6-aminopurin-9-yl)-3-hydroxy-4-phosphonooxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] [(2s,3r,4s,5s)-5-(3-carbamoylpyridin-1-ium-1-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methyl phosphate Chemical compound NC(=O)C1=CC=C[N+]([C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@H](COP([O-])(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=C1 XJLXINKUBYWONI-DQQFMEOOSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229960001484 edetic acid Drugs 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 235000012209 glucono delta-lactone Nutrition 0.000 description 1
- 229960003681 gluconolactone Drugs 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 229920006270 hydrocarbon resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- UKVIEHSSVKSQBA-UHFFFAOYSA-N methane;palladium Chemical class C.[Pd] UKVIEHSSVKSQBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920002587 poly(1,3-butadiene) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 229920001483 poly(ethyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006289 polycarbonate film Polymers 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 229920000306 polymethylpentene Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229940116269 uric acid Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/40—Apparatus specially designed for the use of free, immobilised, or carrier-bound enzymes, e.g. apparatus containing a fluidised bed of immobilised enzymes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
- G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
- G01N33/5438—Electrodes
-
- 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
- C12Q1/005—Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/817—Enzyme or microbe electrode
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse omhandler en metode for kvantitativ bestemmelse av 1,4-dihydronikotinamid-adenin-dinukleotid (NADH) i oppløsninger.
NADH og dets oksyderte motpart NAD er kofaktorer i fler-foldige enzymkatalyserte redox-reaksjoner. I enkelte oksyderes et enzymsubstrat i nærvær av kofaktor NAD og en passende oksydase eller dehydrogenase for å gi NADH i oppløsning, i andre reduseres et enzymsubstrat ved nærvær av kofaktor NADH for å gi NAD i oppløsning. I mange tilfeller kan bestemmelse av NADH-konsentrasjonen bli brukt som en indikator for substratkonsentrasjonen eller som en mulighet for å følge forløpet av enzymreaksjonen som involverer NADH (eller NAD).
Det er kjent at NADH-konsentrasjonen i oppløsning kan måles koiorimetrisk, men koiorimetriske metoder er i det store og hele ufordelaktige. Enda mer ufordelaktige er elektro-kjemiske metoder, men forsøk på å bestemme NADH elektrokjemisk har til nå ikke vært svært vellykket. Det er f.eks. kjent at NADH-konsentrasjonen kan bestemmes ved et amperometrisk assay hvor NADH oksyderes ved en elektrode ved en fast, kontrollert spenning og hvor strømmen som passerer under egnede forhold er proporsjonal med NADH-konsentrasjonen. Uheldigvis krever den elektrokjemsike oksydasjon av NADH et stort overpotensiale, og NADH oksyderes vanligvis ikke rent ved elektrodeoverflaten; f.eks. blir elektrodeoverflaten i mange tilfeller forurenset raskt av dannelsen av en overflatefilm som påvirker størrelsen og hastigheten av den kjemiske reaksjon: I. Miroux og P.J. Elving, J.Amer.-Chem.Soc. (1980) 102, 6533-6538 og D.G. Johnson, M.D. Ryen og G.S. Wilson, Analyt.Chem.(1986) 58, 42R.
Det har blitt gjort mange forsøk på å unngå disse problemer. F.eks. har det blitt foreslått å bruke modifiserte elektroder belagt med et lag av ledende organiske salter: J.J. Kulys, Biosensors (1986) 2, 3-13. Alternativt har det blitt foreslått å bruke en adsorbert redox-mediator såsom - Meldola<*>s blått for å koble oksydasjonsreaksjonen mer effektivt til elektroden og/eller for å senke oksydasjons-potensialet: L. Gorton et al. J. Electroanalyt. Chem.
(1984), 161, 103-20. I et annet forslag har redox-media-torer blitt brukt i fri oppløsning. F.eks. har metoksy-phenazin metosulfat blitt brukt med en modifisert pyro-lytisk grafittelektrode: Y. Kimura og K. Nihi, Analytical Sciences (1985), 1, 271-4. Andre eksperimenter har blitt utført med platina, grafitt eller glaserte karbonelektroder, man foreløpig har ingen elektrokjemisk metode for bestemmelse av NADH blitt utviklet sem er både rask og reproduserbar.
I samsvar med foreliggende oppfinnelse har det blitt oppdaget at NADH kan bli oksydert rent, med god ampercmetrisk respons, både i bufferopp-løsninger inneholdende NADH alene samt i oppløsninger inneholdende enzym, enzymsubstrat og NADH, ved å bruke en fremgangsmåte sem omfatter de trinn sem er angitt i krav 1's karakteriserende del. Ifølge denne fremgangsmåte blir aktivert karbonelektrode av en type brukt i brenselcelle-teknologi og som omfatter et heterogent resin-bundet lag av edelmetall inneholdende fortrinnsvis platinisert eller paladisert (hvilke uttrykk som brukt heri innebefatter materialer.'.inneholdende eller behandlet med platina og/eller palladiumoksyd såvel som materialer inneholdende eller behandlet med platina eller palladium-metall) karbon eller grafittpartikler, bundet med et naturlig eller syntetisk resin bindemiddel, fortrinnsvis et syntetisk, hydrofobisk bindemiddel såsom et fluorkarbon-resin, mest foretrukket polytetrafluoretylen. Fortrinnsvis blir en platinisert eller paladisert aktivert karbonelektrode benyttet hvor karbon eller grafittpartiklene er platinisert eller paladisert ved å adsorbere eller avleire kollodialt platina eller palladium-metall, eller platina eller palladium-oksyd, på overflaten av pulverpartiklene før binding, hvor den resulterende elektrode omfatter et heterogent, porøst, aktivert karbonpulverlag med kollodialt platina eller palladium, eller de tilsvarende oksyder, fordelt i hovedsak uniformt gjennom laget. Det resin-bundede lag av platinisert eller palladisert aktivert karbon eller grafitt-partikler kan være selv-bærende, men vil vanligvis være båret av et støtte-materiale, fortrinnsvis et elektrisk ledende støttemateriale, og fortrinnsvis et lag av elektrisk ledende karbonpapir til hvilket de platiniserte eller palladiserte karbon eller grafitt-partikler er bundet som et overflatelag, eller impregnert i karbonfiberbanen. Selv om platiniserte eller palladiserte materialer er foretrukket, kan andre edelmetall-inneholdende aktiverte karbonelekt-order, såsom gull-inneholdende elektroder, bli brukt.
Heri innebefatter uttrykkene "platinisert" og "palladisert" oksydene, medmidere sammenhengen krever noe annet.
Heri refererer også uttrykkene "aktivert" karbon, "aktivert" grafitt osv. seg til høyporøse karbon- og grafitt-materialer med stor overflate med et overflateareale på 50 m<2>/g eller, mer, og mer vanlig over 200 m<2>/g, såsom fra 200 til 600 m<2>/g eller høyere. Slike materialer med stor overflate erholdes f.eks., ved varmebehandling av karbon eller grafitt-pulvere i damp eller C02 for å gi et produkt med stor overflate, generelt referert til som "aktivert karbon".
Bortsett fra stabiliteten, reporduserbarheten og den raske reaksjonstid som allerede er nevnt, er en ytterligere spesiell fordel ved foreliggende materialer at de kan bli brukt til å overvåke NADH-konsentrasjoner ved relativt lave potensialer, såsom i området 0 til 600 mV eller også ved negative potensialer under referanse til standard Ag/AgCl referanse-elektroder, som mot 750 mV og oppad kreves for å overvåke NADH-konsentrasjoner ved å bruke glasert karbon eller grafitt-elektroder. Foreliggende elektroder er således særpreget ved deres lave reaksjon på potensielt innvirkende materialer såsom urinsyre som ofte er tilstede i biologiske eller kliniske prøver.
De foretrukne elektrodesubstrater som anvendes i samsvar med foreliggende oppfinnelse, er faktisk kommersielt tilgjengelige materialer solgt av Prototech Company of Newton Highlands, Massachusets, og er tidligere brukt som elektro-katalytiske gass-diffusjonselektroder i brenselceller. Fremstillingen av slike materialer er beskrevet
i detalj i US-A-4.044.193, US-A-4.166.193,
US-A-4.293.396 og US-A-4.478.696, hvortil
referanse burde foretas for fulle detaljer. Generelt blir imidlertid f.eks. kollodialt platina med en partikkel-størrelse i området 15-25 Ångstrøm (1,5 til 2,5 nm) adsorbert på overflaten av forstøvet karbon (partikkel-størrelse 50 til 300 Ångstrøm : 5 til 30 nm) under dannelse av en platinasol in situ i nærvær av forstøvet karbon som virker som et nukleeringsmiddel for solen. De platiniserte karbonpartikler blir så formet på en elektrisk ledende støttestruktur, f.eks. elektrisk ledende karbonpapir, ved å bruke et syntetisk resin-bindemiddel, fortrinnsvis et fluorinert hydrokarbonresin, og spesielt polytetrafluoretylen. Alternativt kan platina eller palladiumoksyd med et lignende partikkelstørrelsesområde bli brukt istedet for det kollodiale platina, og adsorbert på karbon eller grafittpartiklene på en lignende måte.
I et alternativ, beskrevet i US-A-4.293.396, blir de platiniserte karbonpartikler impregnert i et på forhånd dannet porøst karbonklede og bundet i dette ved å bruke et fluorkarbonresin, fortrinnsvis polytetrafluoretylen. Det er imidlertid underforstått at foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til bruken av Prototech-materialer, men omfatter andre lignende substratmaterialer omfattende et porøst resin-bundet lag av platiniserte eller palladiserte eller andre edelmetall-inneholdende aktiverte karbon eller grafitt-partikler.
Selv om de foretrukne resin-bindemidler som brukes for å binde de platiniserte eller palladiserte karbon-eller grafitt-partikler er hydrofobe fluorkarbon resiner, spesielt polytetrafluoretylen, kan andre egnede naturlige eller syntetiske resin-bindemidler bli brukt, f.eks. polyetyl-metakrylat, polyvinylacetat, polyvinylklorid, polykarbo-nater, poly(4-metylpenten-l)polyisopren, polykloropren, poly(1,3-butadien), silikongummi og gelatin.
Andelen av bindemiddel til edelmetall-inneholdende aktiverte karbon eller grafitt-partikler, på vektbasis, kan ligge i området fra 10 til 75% bindemiddel og 90 til 25% aktivert karbon eller grafitt, fortrinnsvis 2 0 til 50% bindemiddel og, tilsvarende, 80 til 50% aktivert karbon eller grafitt. Påføringen av edelmetall, såsom platina eller palladium eller deres tilsvarende oksyder, eller gull, på de aktiverte karbon-eller grafitt-partikler kan ligge i området fra 1 til 10% basert på den totale vekt av det aktivert karbon eller grafitt samt bindemiddel, fortrinnsvis fra 2 til 8%, mest foretrukket fra 4 til 6%.
Istedet for å forme resinet/aktivert platinisert eller palladisert karbonpulver direkte på overflaten av et passende bæremateriale, f.eks. direkte på overflaten av elektrisk ledende karbonpapir, kan blandingen av bindemiddel og platinisert eller palladisert karbonpulver bli suspendert i et passende inert medium, og påført overflaten av substratet med en lagtrykkende teknikk for derved å fremskaffe en tynn film av resinbundede platiniserte eller palladiserte karbonpartikler på overflaten av substratet.
I tillegg til den direkte kvantitative måling av NADH i opp-løsning, kan elektrodene og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse bli brukt ved kvantitativ bestemmelse av NADH dannet eller forbrukt in situ, f.eks. ved den enzymatiske reaksjon mellom et enzym og dets kofaktor. Slike reaksjoner innebefatter f.eks. omdannelsen av pyruvat til laktat av laktatdehydrogenase, dvs. reaksjonen
hvilken reaksjon kan overvåkes ved minkningen av NADH-konsentras j onen og oksydasjonen av glukose til glukonolakton ved reaksjonen
som kan overvåkes ved økningen i NADH-konsentrasjonen ettersom reaksjonen går fremover. For dette formål kan de aktiverte platiniserte eller palladiniserte karbonelektroder benyttet i samsvar med foreliggende oppfinnelse ha et enzym såsom laktat dehydrogenase eller glukose dehydrogenase innesluttet i eller immobilisert på det resin-bundede karbonlag ved hjelp av enhver av de fagmessig kjente enzym immobiliseringsteknikker, f.eks. beskrevet i EP-A-0.247.850.
I en ytterligere modifisering av dette konsept fremstilles ifølge foreliggende oppfinnelse en engangs enzymelektrode for bruk i en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, slik som angitt i krav 14, hvori enzymelektroden i seg selv omfatter ikke bare det immobiliserte enzym, men også den passende kofaktor for enzymet, enten NAD eller NADH, hvor enzymelektroden således har egenskapen å reagere amperometrisk på aktiviteten av enzymet, som bestemt ved for-andringen i NADH-konsentrasjonen, når denne er i kontakt med en prøve, f.eks. en klinisk eller biologisk prøve, inneholdende det relevante substrat for dette enzym, uavhengig av om prøven inneholder den nødvendige kofaktor siden denne tilføres av elektroden selv. NAD eller NADH-kofaktoren kan innebefattes i elektroden på enhver passende måte såsom ved impregnering med en passende oppløsning av enten NAD eller NADH og tørking.
Som også velkjent i faget enten kan eller kan ikke overflaten av elektrodematerialet være beskyttet av en porøs membran, såsom en polykarbonatfilm med en porestørrelse på f.eks. ca. 0,03 p. Andre egnede mambranmaterialer kan også brukes.
Uppfinnelsen blir ytterligere beskrevet under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor:
Figur 1 er et skjematisk snitt gjennom en modifisert Rank Brothers elektrokjemisk celle benyttet for å undersøke NADH-responsen av de aktiverte karbonelektroder i samsvar med oppfinnelsen; Figur 2 viser elektroderesponsen til påfølgende tilsetninger av NADH til cellen ved å bruke en platinisert karbonpapir-(CPC)-elektrode i samsvar med foreliggende oppfinnelse; Figur 3 viser responsen til CPC-elektroden overfor NADH ved forskjellige faste spenninger mot en Ag/AgCl referanseelektrode; Figur 4 viser responsen av elektroden overfor pyro-druesyre ved nærvær av laktat-dehydrogenase (LDH); Figur 5 viser resposen til elektroden mot acetaldehyd ved nærvær av alkoholdehydrogenase (ADH); Figur 6 er en annen kurve som viser responsen av platiniserte karbonpapirelektroder på NADH-konsentrasjonen i samsvar med foreliggende oppfinnelse; Figur 7 viser resultatene av et annet forsøk som innebefatter responsen av elektroden overfor pyro-druesyre; Figur 8 viser responsen av elektroden overfor NADH dannet in situ ved en enzymatiske oksydasjon av glukose ved å bruke glukose-dehydrogenase; Figur 9 viser den tilsvarende responskurve for en platinaoksyd-inneholdende elektrode; og Figur 10 viser responskurven for en aktivert palladisert karbonelektrode.
I de følgende eksempler ble forskjellige platiniserte eller palladiniserte carbonapair-(CPC)-elektroder undersøkt for sin respons mot NADH i et modifisert Rank oksygenelektrode-system (Rank Brothers, Bottisham, Cambridge) som vist i de medfølgende tegninger (Figur 1). Det modifiserte Rank cellesystem omfatter en to-delt celle med en base (1) og en ringformet kappe (2) som omslutter et vannkanoner (h) gjennom hvilket vann kan sirkuleres for å kontrollere temperaturen av cellen, hvor de to deler er koblet sammen med den innesluttede gjengede krave (3). Sentralt beliggende i basen (1) er en platina kontakt-knapp (d) på hvilken det er plassert er prøveskål (a) av papirelektrodemateriale og som holdes på plass på platinakontakten av gummi 0-ring for-seglinger (e) og (f) når de to deler av cellen kobles sammen.
Satt inn i toppen av cellen, som selvfølgelig vil inneholde den NADH-bærende forsøksoppløsning, er en propp (4) båret av en justerbar krave (g) og i hvilken det er montert en platina motelektrode (b) og en Ag/AgCl referanse-elektrode (c). Forsøkene ble utført med arbeidselektroden satt ved forskjellige spenninger i området 100 til 600 mV med referanse til Ag/AgCl-elektroden. Andre forsøk ble utført i en to-elektrodecelle som vist i figur 16 i EP-A-0.247.850 og som beskrevet detljert deri. I utførelsesformen med to elektroder holdes elektrodematerialet mot en platina kontaktknapp i basen av cellen ved hjelp av en polykarbonat (0,03 jim porestørrelse) membran og til hvilken den NADH-inneholdende prøve tilføres. Omsluttende platinakontakten i basen av cellen, men adskilt fra denne med en isoleremde krave, er en ringformet Ag/AgCl referanse-elektrode. Elektrodecellen blir polarisert ved forskjellige spenninger relativt til Ag/AgCl-elektroden og den utførte strømstyrke overvåkes ved de forskjellige spenninger.
Oppfinnelsen er illustrert ved de følgende eksempler hvor elektrodematerialet er et platinisert karbonpapir (PCP) som forhandlet av the Prototech Company of Newton Highlands, Massachusets og utviklet av disse som gassdiffusjons-elektroder. PCP elektrodematerialet fremstiles i samsvar med US-A-4.044.193 ved initielt å platinisere karbonpulver-partikler (Vulkan XC-72, nominell partikkelstørrelse 30nm) ved oksydativ nedbrytning av en kompleks platinasulfittsyre i nærvær av karbonpulveret ved å bruke H202/ for derved å avleire kollodialt platina, partikkelstørrelse 1,5 til 2,5 nm, på overflaten av karbonpulverpartiklene. Etter platini-sering blir det platiniserte karbonpulver derpå formet og bundet på overflaten av et kommersielt grafittisert elektrisk ledende karbonpapir ved å bruke ca. 50 vekt%, på basis av platinisert karbonpulver, av polytetrafluoretylen som bindemiddel. Det resulterende platiniserte karbonpapir elektrodemateriale har en tykkelse i størrelsesorden 0,1 til 0,5 mm, og en platinamengde på 0,24 mg/cm<2>. Til de etter-følgende forsøk (Eksempel 1 til 3), ble karbonpapirelektroden skåret i skiver med 5 mm diameter og montert på den platiniserte arbeidselektrode av cellesystemet vist i Figur 1 og i de medfølgende tegninger. Det faktiske areale av karbonpapirelektroden som ble eksponert til prøven i hvert tilfelle var ca. 0,16 cm<2>.
De erholdte resultater er som følger:
Eksempel 1
elektrokjemisk oksydasion av NADH på <p>latinisert karbonpapir rPCP).
Ved å bruke en standard potensiostatisk prosedyre ble prøver av en 20 mM NADH-oppløsning i Tris/HCl pH 9 buffer satt til en celle inneholdende 2 ml av en 0,1 M pH 7 fosfat/l M KC1 bufferoppløsning. Den platiniserte karbonpapirelektrode (PCP) ble plassert ved forskjellige potensialer med hensyn til Ag/AgCl referanse-elektroden. Motelektroden var platina. Stabile strømnivåer ble erholdt (Figur 2) og som var proporsjonale med NADH-konsentrasjonen (Tabell 1 og
Figur 3).
Eksempel 2
Respons av NADH- elektrodesystem overfor pvrodruesyre ved nærvær av laktat deh<y>drogenase ( LDH)
En liknende celle ble satt opp inneholdende 12,5 mM NADH og 10 mM pyrodruesyre i 2 ml pH 7 fosfat/KCl buffer ved 25°C. Arbeids-, mot- og referanse-elektrodene var som i Eksempel 1. Arbeidselektroden ble plassert ved 400 mV og gav et stødig signal på 170 ^uA over bakgrunnen. Ved tilsetning av 12 0 enheter LDH (bovin hjerte type XV) sank strømmen med en initiell hastighet på 92 jiA/min (Figur 4), noe som viser at den enzymatiske omdannelsen av pyruvat til laktat blir effektivt overvåket via innvirkningen av NADH som er elektrokjemsik koblet til elektroden.
Eksempel 3
Respons av NADH elektrodesvstem overfor acetaldehyd i nærvær av alkoholdehvdroqenase ( ADH) på en PCP- elektrode.
Cellen ble satt opp inneholdende 3 mM NADH og 35 mM acetaldehyd i 2 ml pH 9 Tris/HCl-buffer ved 25°C. Arbeids-, mot- og referanse-elektrodene var som i Eksempel 1. Arbeidselektroden ble plassert ved 400 mV og gav et stødig signal på 40 jiA over bakgrunnen. Ved tilsetning av 2 enheter ADH (hestelever) sank strømmen med en initiell hastighet på 130 jiA/min (Figur 5) , noe som viste at den enzymatsike omdannelsen av acetaldehyd til etanol blir effektivt overvåket via innvirkningen av NADH elektrokjemisk koblet til elektroden.
I de følgende eksempler ble enten en to-elektrode-celle eller en tre-elektrode-celle sammensetning benyttet. Tre-elektrode-cellen var som heri beskrevet og illustrert i Figur 1. To-elektrode-cellen var identisk i oppbygning med den som er vist i Figur 16 av EP-A-0.247.850 hvortil referanse bør foretas for ytterligere detaljer.
Eksempel 4 ( Figur 6) .
Dataene ble funnet ved å bruke to-elektrode-sammensetningen polarisert ved 200 mV. En buffer på 16 mmol/1 NaH2P04, 53 mmol/1 Na2HP04, 52 mmol/1 NaCl, 1,5 mmol/1 etylendiamin-tetraeddiksyre, pH 7,4 ble benyttet. Etter å ha oppnådd en stabil bakgrunnsstrøm i denne buffer, ble bufferen tørket av membranen og erstattet med prøver av NADH i samme buffer. Maksimalstrømmen ble målt. Figur 6 viser responsene fra en platinisert karbonpapirelektrode som er kommersielt til-gjengelig fra the Prototech Company og som består av resinbundede platiniserte karbonpartikler på et elektrisk ledende karbonpapir støtteark, hvor det resin-bundede platiniserte karbonlag består av, på vektbasis, 50% poly-tetraf luoretylen, 45% finfordelt karbon (Vulcan XC72) og 5% kollodialt platina preadsorbert på karbonpulveret. For å minimalisere bakgrunns-strømmen ble en 5 mg/ml protein-oppløsning (glukose oksydase) adsorbert på elektroden overnatten før NADH-målingene. Det bør bemerkes at glukose oksydasen kun er et eksempel på et passende protein.
Eksempel 5 ( Figur 7).
Dette illusterer anvendbarheten av oppfinnelsen for å måle substrater av NADH-tilknyttede enzymer. En tre-elektrode-celle ble brukt som tidligere beskrevet, men utstyrt med en magnetisk rørestav. Arbeidselektroden var platinisert karbonpapir som i Eksempel 4, men L- laktat ««dehydrogenase (EC 1.1.1.27 fra oksehjerte) ble immobilisert på elektroden via karbodiimid-kobling, se EP-A-0.247.850, men ved å bruke en 1 mg/ml oppløsning av laktat*dehydrogenase (fra Sigma - Chemicals, type XV, 500 enheter pr. mg protein). Cellen inneholdt 12,5 mmol/1 NADH opprinnelig, i 0,1 mol/l fosfat/l mol/l KCl-buffer pH 7. Det polariserende potensial var 350 mV. Apparaturen kunne bli brukt for å overvåke forbruket av NADH når porsjoner pyrodruesyre ble satt til cellen, som vist i figuren.
Eksempel 6 ( Figur 8).
Eksempel 5 ble gjentatt, bortsett fra at den immobiliserte laktat-dehydrogenase var erstattet med glukose-dehydrogenase (EC 1.1.1.47 fra Bacillus spp, forhandlet av Sigma, 100-300 U/mg protein) immobilisert på elektroden på en lignende måte. Mens laktat-dehydrogenase blir brukt til å måle pyruvat ved å overvåke NADH-forbruk
blir glukose*dehydrogenase brukt til å måle glukose ved en følgende NADH-produksjon:
Cellen inneholdt 0,1 mol/l fosfat/0,1 mol/l KCl/2,4 mmol/1 NAD, pH 7.
Eksempel 7 ( Figur 9) .
Ved å følge fremgangsmåten skissert i Eksempel 4, blir stømutførselen til en platinaoksyd-inneholdende karbon-elektrode målt ved 200 mV (mot en Ag/AgCl referanseelektrode i en to-elektrodecelle ved forskjellige NADH-konsentrasjoner, og viser en i hovedsak lineær respons tilsvarende den av de platiniserte karbonpapirelektroder. I dette tilfelle består elektrodematerialet av et lag resin-bundete (polytetrafluoretylen) karbonpartikler (Vulkan XC72) med 5 vekt% (basert på den totale vekt av de resin-bundede partikler) platinaoksyd preadsorbert på karbonpulverpartiklene, bindemiddel 50 vekt%, karbon 45 vekt%, og bundet til overflaten av elektrisk ledende Toray (varemerke) karbonpapir.
Eksempel 8 ( Figur 10)
Igjen ved å følge fremgangsmåten skissert i Eksempel 4, blir strømutførselen av en palladisert karbonpapireleketrode målt ved 200 mV (mot Ag/AgCl) ved å bruke to-elelktrode celle-sammensetningen ved forskjellige NADH-konsentrasjoner. Igjen er responsen (Figur 10) i hovedsak lineær. Elektrodematerialet er som beskrevet i Eksempel 7, bortsett fra at de resin-bundede karbonpartikler omfatter 5 vekt% finfordelt palladium.
De ovenfor angitte eksempler viser bruken av elektrodematerialer for å danne en rask og reproduserbar oksydasjon av NADH. Responsene er i markert kontrast til de som er gitt for de fleste andre elektrodematerialer, som vist i sammenligningseksempler som bruker platina, glasert karbon eller grafitt elektrodematerialer, som (med sjeldne unntak) generelt er trege, relativt ufølsome og har meget dårliger reproduserbarhet. Effektviteten til de platiniserte eller palladiserte karbonelektroder som er brukt, synes å være et resultat av deres spesielle heterogene struktur, samt deres kompatibilitet med biologiske molekyler såsom NADH og enzymer. Oksydasjonen av NADH foregår også effektivt ved nærvær av enzymer og substrater og kan bli brukt som et grunnlag for raske NADH-koblede assays. Potensialet for effektive assay av pyruvat (ved å bruke LDH) og acetaldehyd (ved å bruke ADH) er klart ut fra ovenstående eksempler, men et meget stort antall lignende assays er også tilgjengelige ved å bruke andre enzymer og substrater.
Selv om oppfinnelsen har blitt beskrevet heri alene under referanse til bestemmelsen av NADH i oppløsning, kari fosforylert 1,4-dihydro-nikotinamidadenindinukleotid (NADPH), dvs. fosforylert NADH, kan bestemmes med nøyaktig samme teknikk. I tillegg, siden NADPH (eller NADP) er en kofaktor for en adskilt gruppe enzymkatalyserte reaksjoner, istedet for NADH (eller NAD), tillater teknikken ifølge oppfinnelsen slike reaksjoner å bli overvåket på nøyaktig samme måte, dvs. ved amperometrisk bestemmelse av enten forbruk eller dannelse av NADPH i oppløsning. Således skal alle referanser heri til NADH eller NAD bli tatt for å innebefatte deres fosforylerte derivat, medmindere sammenhengen krever noe annet.
Claims (16)
1. Fremgangsmåte ved kvantitativ bestemmelse av 1,4-dihydro-nikotinamidadenindinukleotid (NADH) i oppløsning, karakterisert ved at den omfatter å sette den NADH-inneholdende oppløsning i kontakt med en aktivert karbonelektrode, opprettholde karbonelektroden ved en kontrollert, fast spenning som er effektiv til å forårsake oksydasjon av NADH ved elektrodeoverflaten, og måle strømutføringen fra karbonelektroden, hvor det blir benyttet en aktivert karbonelektrode inneholdende et platina-gruppe-metall med atomnummer 44, 45, 46, 76, 77, 78, bestående av et porøst, heterogent, resin-bundet lag av aktiverte karbon- eller grafitt-partikler med et finfordelt platina-gruppe-metall med atomnummer 44, 45, 46, 76, 77, 78 eller tilsvarende oksyder preadsorbert på de aktiverte karbon- eller grafittpartikler og bundet sammen med et naturlig eller syntetisk resinbindemiddel.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at resin-bindemiddelet er et fluorokarbon-resin.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved fluorokarbon-resinet er polytetrafluoretylen.
4. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1 til 3, karakterisert ved at de resin-bundne karbon- eller grafitt-partikler inneholdende et platina-gruppe-metall med atomnummer 44, 45, 46, 76, 77, 78 er dannet som et resin-bundet overflatelag på et underliggende støttemateriale.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det underliggende støttematerialet er elektrisk ledende.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det elektrisk ledende støttemateriale er et lag av elektrisk ledende karbonpapir til hvilket karbon- eller grafittpartiklene inneholdende et platinagruppe-metall med atomnummer 44, 45, 46, 76, 77, 78 er bundet som et overflatelag.
7. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1 til 3, karakterisert ved at de resin-bundne karbon- eller grafittpartiklene inneholdende et platimi-gruppe-metall med atomnummer 44, 45, 46, 76, 77, 78 er impregnert i og støttet av en karbonfiberbane.
8. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1 til 7, karakterisert ved at karbon- eller grafittpartiklene inneholdende et platinagruppe-metall med atomnummer 44, 45, 46, 76, 77, 78 har en partikkelstør--relse i størrelsesorden 5 til 30 nm.
9. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1 til 8, karakterisert ved at karbon- eller grafittpartiklene er pre-platiniserte eller pre-palladiniserte partikler med finfordelt platina eller palladium eller de tilsvarende oksyder, preadsorbert på grafitt-ener karbon-partiklene.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at det anvendes en platinisert eller palladinisert karbonelektrode omfattemde som nevnte pre-platiniserte eller pre-palladiniserte karbon- eller grafittpartikler, karbon eller grafitt-partikler med partikler av kolloidalt platina- eller palladium-metall preadsorbert på overflaten derav, hvor de kolloidale platina- eller palladium-partikler har en partikkelstørrelse i størrelsesorden 1,5 til 2,5 nm.
11. Anvendelse av fremgangsmåten ifølge ethvert av kravene 1-8 ved overvåkning av produksjon eller forbruk av NADH i en enzymatisk reaksjon mellom et enzym og dets substrat som innbefatter enten NADH eller NAD som en kofaktor.
12. Anvendelse ifølge krav 11, hvor enzymet er inkorpo-rert i en karbonelektrode inneholdende et platinagruppe-metall med atomnummer 44, 45, 46, 76 og/eller 78.
13. Anvendelse ifølge krav 12, hvor kofaktoren innføres i prøven via elektroden.
14. Engangs enzymelektrode for bruk i fremgangsmåte ifølge krav 13,
karakterisert ved at den omfatter en aktivert karbonelektrode bestående av et porøst, resin-bundet, heterogent lag av aktiverte karbon- eller grafitt-partikler med et finfordelt platinagruppe-metall med atomnummer 44, 45, 46, 76, 77, 78, eller tilsvarende oksyd, preadsorbert på de aktiverte karbon- eller grafittpartiklene og bundet sammen med et syntetisk hydrofobisk resinbindemiddel, hvor resinbindemiddel-laget har et enzym immobilisert deri eller derpå i sammenheng med NAD eller NADH som en kofaktor for enzymet, og hvor elektroden reagerer amperometrisk på enzymets aktivitet når den er i nærvær av sitt substrat og enten NAD eller NADH.
15. Engangs enzymelektrode ifølge krav 14, karakterisert ved at den aktiverte karbonelektrode omfatter et porøst, resinbundet, heterogent overflatelag av pre-platiniserte eller pre-palladiniserte aktiverte karbon- eller grafittpartikler bundet med et fluorokarbon-resin, og støttet på et underliggende støttelag og med enzymet eller kofaktoren immobilisert deri eller derpå.
16. Engangs enzymelektrode ifølge krav 15, karakterisert ved at det underliggende støttelag for det resinbundne lag av pre-platiniserte eller pre-palladiniserte karbon- eller grafittpartikler består av et elektrisk ledende karbonpapir.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB878710472A GB8710472D0 (en) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | Amperometric method |
| PCT/GB1988/000338 WO1988008447A1 (en) | 1987-05-01 | 1988-04-29 | Amperometric method for the quantitative determination of 1,4-dihydronicotinamide adenine dinucleotide (nadh) in solution |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO885836L NO885836L (no) | 1988-12-30 |
| NO885836D0 NO885836D0 (no) | 1988-12-30 |
| NO179953B true NO179953B (no) | 1996-10-07 |
| NO179953C NO179953C (no) | 1997-01-15 |
Family
ID=10616757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO885836A NO179953C (no) | 1987-05-01 | 1988-12-30 | Kvantitativ metode for bestemmelse av 1,4-dihydronikotinamid-adenin-dinukleotid i opplösning, samt engangs enzymelektrode |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5122456A (no) |
| EP (2) | EP0289345A1 (no) |
| JP (2) | JPH01503409A (no) |
| KR (1) | KR960001501B1 (no) |
| AU (2) | AU1686188A (no) |
| CA (1) | CA1304127C (no) |
| DE (1) | DE3882078T2 (no) |
| DK (1) | DK169559B1 (no) |
| ES (1) | ES2058271T3 (no) |
| FI (1) | FI92221C (no) |
| GB (3) | GB8710472D0 (no) |
| HU (1) | HU205625B (no) |
| IE (1) | IE60238B1 (no) |
| IL (2) | IL86223A (no) |
| MX (1) | MX167769B (no) |
| NO (1) | NO179953C (no) |
| RU (1) | RU1806187C (no) |
| WO (2) | WO1988008446A1 (no) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8710472D0 (en) * | 1987-05-01 | 1987-06-03 | Cambridge Life Sciences | Amperometric method |
| GB8817997D0 (en) * | 1988-07-28 | 1988-09-01 | Cambridge Life Sciences | Enzyme electrodes & improvements in manufacture thereof |
| DE3932247A1 (de) * | 1989-09-27 | 1991-04-04 | Biotechnolog Forschung Gmbh | Elektrodenmaterial, elektroden, verfahren zur herstellung und verwendung der elektrode |
| TW279133B (no) * | 1990-12-13 | 1996-06-21 | Elan Med Tech | |
| AT397513B (de) * | 1992-12-15 | 1994-04-25 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Amperometrische enzymelektrode |
| US5429735A (en) * | 1994-06-27 | 1995-07-04 | Miles Inc. | Method of making and amperometric electrodes |
| IE72524B1 (en) * | 1994-11-04 | 1997-04-23 | Elan Med Tech | Analyte-controlled liquid delivery device and analyte monitor |
| DE4442253A1 (de) * | 1994-11-28 | 1996-05-30 | Bayer Corp N D Ges D Staates I | Elektrochemischer Enzymbiosensor |
| US6413410B1 (en) | 1996-06-19 | 2002-07-02 | Lifescan, Inc. | Electrochemical cell |
| FR2743575B1 (fr) * | 1996-01-17 | 1998-03-13 | Univ Toulouse | Procede perfectionne de modification en surface d'une electrode pour la realisation d'un reaction electrochimique et electrodes obtenues |
| DE69730612T2 (de) | 1996-11-07 | 2005-01-27 | Cambridge Sensors Ltd., Godmanchester | Elektroden und ihre verwendung in assays |
| WO1998058250A2 (en) | 1997-06-16 | 1998-12-23 | Elan Corporation, Plc | Methods of calibrating and testing a sensor for in vivo measurement of an analyte and devices for use in such methods |
| KR100491316B1 (ko) * | 2002-05-29 | 2005-05-24 | 삼성엔지니어링 주식회사 | 망간이 고정된 흑연 또는 뉴트랄 레드가 결합된 흑연을포함하는 ｎａｄ(ｐ)+ 또는 ｎａｄ(ｐ)ｈ의 직접 환원또는 산화용 전극 |
| ES2441361T3 (es) | 2007-09-18 | 2014-02-04 | Ultizyme International Ltd. | Electrodo enzimático |
| JP5362406B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2013-12-11 | 三洋電機株式会社 | 燃料電池 |
| JP5930810B2 (ja) | 2011-04-26 | 2016-06-08 | アークレイ株式会社 | 分析用具 |
| US9660240B2 (en) * | 2011-07-07 | 2017-05-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Secondary battery including separator containing electroconductive porous layer sandwiched between electroconductive material-free porous layers |
| WO2020148414A1 (en) | 2019-01-18 | 2020-07-23 | Frieslandcampina Nederland B.V. | Shaped cheese product |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4044193A (en) * | 1971-06-16 | 1977-08-23 | Prototech Company | Finely particulated colloidal platinum compound and sol for producing the same, and method of preparation of fuel cell electrodes and the like employing the same |
| SU593439A1 (ru) * | 1975-08-04 | 1980-10-07 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химических Наук Ан Казахской Сср | Способ получени электропроводных фермент-ковакторных систем |
| US4166143A (en) * | 1977-01-24 | 1979-08-28 | Prototech Company | Control of the interaction of novel platinum-on-carbon electrocatalysts with fluorinated hydrocarbon resins in the preparation of fuel cell electrodes |
| US4321123A (en) * | 1978-04-21 | 1982-03-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Coenzyme immobilized electrode |
| JPS5816695B2 (ja) * | 1978-04-24 | 1983-04-01 | 松下電器産業株式会社 | 酵素電極 |
| JPS584982B2 (ja) * | 1978-10-31 | 1983-01-28 | 松下電器産業株式会社 | 酵素電極 |
| US4293396A (en) * | 1979-09-27 | 1981-10-06 | Prototech Company | Thin carbon-cloth-based electrocatalytic gas diffusion electrodes, and electrochemical cells comprising the same |
| US4478696A (en) * | 1982-07-21 | 1984-10-23 | Prototech Company | Ionizable reducing and oxidizing gaseous supply means and process for catalytic barriers and electrodes |
| GB8606824D0 (en) * | 1986-03-19 | 1986-04-23 | Univ Strathclyde | Biochemical detector |
| GB8612861D0 (en) * | 1986-05-27 | 1986-07-02 | Cambridge Life Sciences | Immobilised enzyme biosensors |
| GB8710472D0 (en) * | 1987-05-01 | 1987-06-03 | Cambridge Life Sciences | Amperometric method |
-
1987
- 1987-05-01 GB GB878710472A patent/GB8710472D0/en active Pending
-
1988
- 1988-04-28 IL IL86223A patent/IL86223A/xx not_active IP Right Cessation
- 1988-04-28 IL IL86222A patent/IL86222A0/xx unknown
- 1988-04-28 IE IE127488A patent/IE60238B1/en not_active IP Right Cessation
- 1988-04-29 JP JP63503839A patent/JPH01503409A/ja active Pending
- 1988-04-29 AU AU16861/88A patent/AU1686188A/en not_active Abandoned
- 1988-04-29 JP JP63503840A patent/JP2528956B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-29 KR KR1019880701786A patent/KR960001501B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-04-29 HU HU883273A patent/HU205625B/hu unknown
- 1988-04-29 GB GB8810180A patent/GB2204415B/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-29 ES ES88303921T patent/ES2058271T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-29 EP EP88303922A patent/EP0289345A1/en not_active Withdrawn
- 1988-04-29 AU AU16862/88A patent/AU612366B2/en not_active Expired
- 1988-04-29 GB GB8810181A patent/GB2204698B/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-29 EP EP88303921A patent/EP0289344B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-29 US US07/295,035 patent/US5122456A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-29 WO PCT/GB1988/000337 patent/WO1988008446A1/en unknown
- 1988-04-29 WO PCT/GB1988/000338 patent/WO1988008447A1/en active IP Right Grant
- 1988-04-29 DE DE88303921T patent/DE3882078T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-02 MX MX011347A patent/MX167769B/es unknown
- 1988-05-02 CA CA000565696A patent/CA1304127C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-30 RU SU884613363A patent/RU1806187C/ru active
- 1988-12-30 NO NO885836A patent/NO179953C/no not_active IP Right Cessation
- 1988-12-30 FI FI886050A patent/FI92221C/fi not_active IP Right Cessation
- 1988-12-30 DK DK731988A patent/DK169559B1/da not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO176920B (no) | Enzymelektrode | |
| NO179953B (no) | Kvantitativ metode for bestemmelse av 1,4-dihydronikotinamid-adenin-dinukleotid i opplösning, samt engangs enzymelektrode | |
| NO300144B1 (no) | Fremgangsmåte ved fremstilling av enzymelektroder | |
| ITMI951441A1 (it) | Nuovi biosensori elettrochimici basati su nuovi trasduttori compositi | |
| US20170191105A1 (en) | Enzyme electrode | |
| Jiang et al. | Amperometric ethanol biosensor based on integration of alcohol dehydrogenase with Meldola's blue/ordered mesoporous carbon electrode | |
| Sahin et al. | Development of voltammetric glucose-6-phosphate biosensors based on the immobilization of glucose-6-phosphate dehydrogenase on polypyrrole-and chitosan-coated Fe 3 O 4 nanoparticles/polypyrrole nanocomposite films | |
| Ghindilis et al. | Glucose potentiometric electrodes based on mediatorless bioelectrocatalysis. A new approach | |
| Loughran et al. | Amperometric detection of histamine at a quinoprotein dehydrogenase enzyme electrode | |
| Mani et al. | Immobilization of enzymes and redox proteins and their electrochemical biosensor applications | |
| Liu et al. | A reagentless biosensor highly sensitive to hydrogen peroxide based on new methylene blue N dispersed in Nafion® gel as the electron shuttle | |
| JPH0721479B2 (ja) | 酵素電極及びこれを用いたセンサ、定量分析方法 | |
| CN111208180B (zh) | 一种利用还原氧化石墨烯纳米材料改良生物电极构建的方法 | |
| JPH10239273A (ja) | グルコースセンサ | |
| EP1578986A1 (en) | Process for preparation of enzyme electrode | |
| Yao et al. | Enzyme sensors based on a direct electron transfer between graphite electrode and adsorbed horseradish peroxidase | |
| CA2512380A1 (en) | Cholesterol enzyme electrode | |
| LAURINAVIýIUS et al. | PQQ-dehydrogenases as a Favorable Components for Biosensor Design |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK1K | Patent expired |