SU830229A1 - Ферментный электрод дл опреде-лЕНи глюКОзы - Google Patents

Description

Изобретение относитс  в аналитической биохимии и может быть использовано в научно-исследовательской работе, пищевой и микробиологической промыиленности, бродильном произведстве , клинических исследовани х. Известен фенментный электрод дл  определени  глюкозы, содержащий электро и полупроницаемую мембрану, между которыми содержитс  нативна  или иммобилизованна  глюкозооксидаза В качестве акцепторов электронов используют хинон или ферроцианид, добавл емые в измерительную  чейку. Концентрацию глюкозы определ ют по скорости ферментативной реакции, регистриру  величину тока окислени  восстановленного акцептора, образующегос  в результате ферментативного процесса D-l ; .

Однако используег 1е акцепторы низкомолекул рны и не могут находить с  в реакционной зоне за полупроницаемой мембраной и, следовательно, 1таход тс  ,в исследуемой системе. Нет достаток существенно сужает область применени  данного устройства, которое преимущественно используют дл  анализа дискретных проб.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому  вл етс  ферментный электрод, содержащий индикаторный электрод, глюкозооксидазу и полупроницаемую мембрану. Измерение скорости ферментного процесса регистрируют по величине тока восстановлени  кислорода на кислородном электроде.

-Такое устройство обладает тем преимуществом , что протекание реакции и нужный аналитический сигнал обеспечиваютс  легко диффундирующим через мембрану кислородом, растворенным в исследуемом образцу, наход щимс  в контакте с воздухом, и не требует использовани  искусственных акцепторов электронов fz .

Claims (2)

1. Недостатком такого устройства  вл етс  невозможность проведени  анализа в бескислородном растворе и плоха  воспроизводимость аналитического сигнала при проведении реакции в токе раствора с измен ющимс  содержанием растворенного кислорода, например , цельной крови. Действительно, согласно законам ферментативной кинетики скорость ферментативной реакции пр мо пропорциональна концентрации глюкозы и кислорода, если последние наход тс  в концентраци х ниже соответствующих значений величин константы Михалиса (К). Растворимость кислорода при нормальных услови х 240 мЛМ несколько ниже К глюкозооксидазы, дл  кислорода 820 мкМ. Следовательно, при фиксиро ванной концентрации глюкозы и переi менной концентрации кислорода ферментный электрод обеспечивает ложны аналитический сигнал. Цель изобретени  - возможность проведени  анализа глюкозы безреагентным способом в бескислородных жидкост х и повышение надежности из мерений при анализе глюкозы в токе раствора с измен ющимс  содержанием растворенного кислорода. Поставленна  цель достигаетс  те что пространство в ферментном элект роде между электрохимическим датчиком и полупроницаемой мембраной содержит раствор глюкозооксидазы и окислительно-восстановительный поли мер, содержащий в основной или боко вой цепи субстраты-акцепторы глюкоз оксидазы в насыщающих дл  глюкозооксидазы концентраци х, например, хинон или виологен. Отличительной чертой устройства  вл етс  то, что оно содержит в качестве акцепторов электронов окисли тельно-восстановительный полимерный субстрат, Устройство работает следующим образом. Глюкоза образца диффундирует через мембрану в реакционную зону фер ментного электрода, где. протекает р акци  . Механизм реакции окислени  О-глю козы под действием глюкозооксидазы следующий . глюконо-б-лактон+Е Н О-глюкоза+Е il 0 и EH,j где Е окисленна  и восстановленна  форг/и фермента; V окисленна  и восстано ленна  форма акцепторов электронов. Окисление восстановленной формы глюкозооксидазы происходит под действием полимерного акцептора, легко удерживаемого как и фермент в реакционной зоне полупроницаемой мембра ной . О концентрации глюкозы суд т либ по начальной, скорости ферментной ре акции - по скорости увеличени  тока окислени  накапливающейс  восстанов ленной формы полимерного акцептора на графитовом электроде, либо по ст ционарным -значени м тока окислени  Пример 1. В пространство между графитовым электродом и полупроницаемой мембраной помещено 10 м раствора полибензилвиологена в концентрации SlO - м и 10 мкл раство ра глюкозооксидазы в концентрации 10 М. Ферментный электрод помещают в 1 мл  чейку, содержащую бескислородный фосфатный буферный раствор рН 7,6 и, добавл  , стандартные количества 56 мкл калбированных раствором глюкозы, измер ют стационарные значени  тока окислени  полибензилвиологена при потенциале 0,2В(НКЭ). Концентраци  глюкозы в калиброванных растворах от 25 - 400 мг%, На основании полученных данных стро т калибровочный график зависимости стационарных значений тока окислени  полимера от концентрации глюкозы. Пример 2, Аналогично примеру 1, но вместо полибензилвиологена, используют раствор полихинона в концентрации М. На графитовой электрод подают потенциал 0,4 В (НКЭ) Использование предлагаемого устройства ферментного электрода дл  определени  глюкозы обеспечивает по сравнению с известным следующие технико-экономические преимущества: позвол ет проводить анализ глюкозы безреагентным способом в бескислородной , среде; повышает надежность получени  достоверных данных о концентрации глюкозы в токе растворов с измен ющимс  содержанием кислорода , например, в токе цельной крови и может быть использовано при проведении процессов ферментации в микробиологической промышленности, в бродильном производстве, в фармацевтической промышелнности, в научных исследовани х , преимущественно дл  анализа глюкозы в Протоке сложных по составу жидкост х, например, в токе цельной крови, что важно при проведении большого числа хирургических операций. Решение задачи по созданию искусственной поджелудочной железы и автоматического регистрирующего дозатора инсулина, имплантируемого больным диабетом. Формула изобретени  Ферментный электрод дл  определени  глюкозы, содержащий индикаторный электрод, полупроницаемую мембрану и раствор глюкозооксидазы, отличающий с  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства и повышени  точности измерений в растворах с измен ющимс  содержанием кислорода, пространство между индикаторным электродом и полупроницаемой мембраной заполнено раствором глюкозооксилазы и окислительновосстановительным полимером, содер- жащим в основной или боковой цепи субстраты-акцепторы глюкозоо ссидазы в насыщающих дл  глюкоэооксидазы концентраци х.. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США W 3838033, кл..204-195, опублик. 1973.
2. 2. Патент США № 354662, кл. 204-195, опублик. 1972 (прототип ),