WO1992004465A1 - Immobilisierung von organischen makromolekülen oder biopolymeren in einer polymermembran - Google Patents

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WO1992004465A1
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polymer dispersion
mixture
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Norbert Hampp
Juliane Scholze
Christoph BRÄUCHLE
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Bayer Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method for immobilizing organic macromolecules or biopolymers in a polymer film or a polymer membrane. In particular, this involves the immobilization of
  • Enzymes, antibodies, antigens, DNA / RNA and microorganisms e.g. Bacterial cells.
  • Such membranes are an important component of transducers for biosensors and have chemically selective properties. Furthermore, such membranes can be analyzed optically in reflection or transmission. The main areas of application of this analytical measurement method with the help of membranes are in the field of medical diagnostics, but also in environmental analysis.
  • biosensors in particular those based on electrochemical transducers, it has been a problem that has so far been solved technologically only inadequately, the biological component (s) on the actual transducer. to apply, which are used as indicators (antibodies, antigens, DNA, RNA) or catalysts (enzymes).
  • Denaturation of the biopolymers can be expected. It is necessary that immobilization be carried out with the exclusion of non-aqueous solvents.
  • the most common technique is covalent immobilization across side groups of the biopolymer using a radical reaction. This is linked to an already existing polymer with e.g. Aldehyde side groups.
  • ISFETs Semiconductor transducers for biosensors, e.g. ISFETs are also often unstable to radical
  • the invention has for its object to immobilize biopolymers in a polymer membrane while maintaining the biological activity.
  • a solid substrate e.g. Paper, ceramics, metal, glass or plastic
  • applied polymer film with the immobilized biopolymer should be storable dry and have a high biological activity after rehydration.
  • this object is achieved in that the macromolecules or biopolymers to be immobilized are mixed with a liquid, solvent-free, nonionic polymer dispersion and in that this
  • aqueous, liquid phase of the dispersion should therefore contain neither organic nor inorganic solvents.
  • “Gentle drying” is understood to mean that the drying temperature and drying time are kept so low or so short that damage to the biopolymer is avoided. Damage to the biopolymer can be determined from the loss of activity. As a rule, good results are achieved if the polymer film is dried at room temperature. The aim of immobilization is therefore to fix a large amount of biopolymer, for example an enzyme, in a membrane with a high activity yield.
  • Non-ionic means that apart from the polymer side and end groups which are in principle present, there are no anionic or cationic groups. This means that globally uncharged polymers are used. Ionogenic groups can lead to sensitive disturbances if the polymer material is used in electrochemical measurement processes.
  • a polydisperse polymer dispersion is advantageously used to produce the film or membrane, which has a proportion of 60% to 99%, preferably 90% to 97%, of particles with a diameter of 0.1 to 1 ⁇ m and the remainder of which has a particle diameter of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the diameter of the main proportion of the particles is preferably in the range from 0.3 ⁇ m to 0.8 ⁇ m, during the
  • the diameter of the remaining portion is in the range from 2 ⁇ m to 5 ⁇ m. It has been found that, because of their large total surface area, the small particles are of essential importance for the absorption of the biopolymers or for their matrix inclusion. They are also responsible for the actual film formation and film adhesion and thus for the biopolymer immobilization.
  • the parts with larger particle diameters serve, i.e. 1 ⁇ m to 10 ⁇ m (preferably 2 ⁇ m to 5 ⁇ m) of the structure formation of the film determine the
  • the sensor-relevant properties can be varied and adjusted.
  • Another improvement is that the polymer dispersion, internal and / or external plasticizers are added.
  • Internal plasticizers that are introduced into polymers, for example, by copolymerization with ethylene can increase the flexibility of the film and have a positive effect on the durability even with temperature fluctuations.
  • DBP dibutyl lphthalate
  • the membrane properties can be laminated with other membranes / types and the cold and thermal expansion properties (long-term flexibility) and thus the adhesion to surfaces with different thermal expansion coefficients, e.g. Ceramics, epoxies, paper etc. can be improved.
  • Polyvinyl alcohol has proven to be a very well enzyme-compatible protective colloid that helps stabilize the polymer dispersion.
  • the polymer film After drying, the polymer film can be removed from the substrate and then forms a closed, coherent membrane with a constant porosity in relation to the surface. That way you can Membranes with high elasticity (approx. 550%) and tensile strength (approx. 4 N / mm 2 ) can be produced. For most applications, however, the membrane is not detached, but remains on the substrate.
  • Biosensor which in this case is the substrate, is coated with a polymer membrane by the method according to the invention.
  • Suitable transducers for biosensors can be made using thick-film or
  • Thin-film circuits are manufactured and combined with semiconductor components, such as field effect transistors and their modifications (ISFET, ChemFET).
  • An advantageous method for reproducible coating of the substrate is that a predetermined amount of the biopolymer / polymer dispersion mixture is metered in a time-controlled manner by means of compressed air from a cartridge onto the substrate surface.
  • the SMD dosers customary in electronic manufacturing technology can be used to carry out this method. Due to the exact positioning of the outlet opening of the dosing device, the application point on the substrate can be determined with high precision. The reproducibility of the dosage is typically 1%.
  • a major advantage of this method is that due to the small area of the dosing tip
  • Metal or graphite dust can increase the electrical conductivity of the membrane. Electrical conductivity is important if charge carriers, e.g. come from redox processes that have to be removed.
  • a laminated layer sequence of membranes with high mutual adhesion is produced by successive application of the solvent-free polymer dispersion, at least one layer being provided with the addition of macromolecules or biopolymers.
  • Such laminated membrane layers are expediently produced using the SMD metering technique described above or by screen printing.
  • Application examples for biosensors with emitted membrane layers are shown below
  • biopolymer-containing membranes produced according to the invention have the following advantageous properties: They are
  • Macroscopic components for example red blood cells or solids in the analyte.
  • the transducers can be coated using the same technology and the same equipment as the biopolymer-containing membrane. In this way, the manufacture of the complete biosensor be simplified, which leads to a cost reduction and opens up a concept for a "disposable sensor" for a single use.
  • FIG. 3 shows a two-layer polymer membrane laminate for a glucose sensor
  • Fig. 4 shows the basic measuring field arrangement in a
  • a polydisperse particle size characteristic also requires an inhomogeneous pore size distribution within the entire polymer.
  • the polymer dispersion must not contain any monomers (incompatibility with enzyme activity).
  • the films or membranes can be produced with very good reproducibility, since only the air humidity and the temperature have to be considered as process parameters and no chemical reaction parameters have to be set or controlled.
  • the polymers should be electrically uncharged, i.e. do not contain ionogenic groups when using the membrane in an electrochemical
  • Vmnapas ® dispersion M54 / 25C from Wacker-Chemie was used for the examples below. It is an externally plasticized homopolymeric polyvinyl acetate dispersion with DibutyIphthal at as a plasticizer and particle sizes in the range of 0.5 to 2 ⁇ m.
  • DibutyIphthal at as a plasticizer and particle sizes in the range of 0.5 to 2 ⁇ m.
  • the enzymes in a buffer solution are mixed with the
  • Vinnapas ® dispersion mixed This enzyme / polymer mixture is storable. 1, with the aid of a microdosing device 1, a drop 2 of the enzyme / polymer mixture is applied to the measuring electrode 4 of a biosensor delimited by a passivation layer 3.
  • the measuring electrode 4 is arranged on a ceramic carrier 5.
  • a biosensor of this type is described in detail in DE 3 827 314. After wetting the measuring electrode 4, which can be assisted by tapping or vibrating, a uniform polymer film forms on the surface, which is dried at room temperature for about 5 to 20 minutes and then a uniform membrane 6 (see FIG. 2) forms in which the enzymes are immobilized.
  • the enzyme / polymer dispersion mixture can also be applied by means of screen printing.
  • the dried polymer layer 6 forms a water-insoluble film which is sufficiently porous to allow the access of molecules, for example glucose, to the immobilized biological components, but which ensures the exclusion of, for example, red blood cells.
  • the dry storage life of these enzyme membranes is very good.
  • a suitable choice of the side chains of the polymers a local buffer system can be generated, which is advantageous for the enzymatic reactions.
  • a higher drying temperature can be selected if the Biocompatibility of the enzyme remains guaranteed; ie if it is ensured that there is no damage to the biological activity during drying.
  • a double-layer membrane covering the electrode zone 7 (laminate of layers 8 and 9) is produced by applying a second membrane layer 9 to the surface of a first, already dried membrane layer 8.
  • the electrode region 7 is in turn located on a ceramic substrate 5 and is plated through to the outside (connection 10).
  • a second enzyme-free membrane 9 with greater porosity is laminated over a membrane 8 containing glucose oxidase (GOD).
  • GOD glucose oxidase
  • a second membrane 9 is laminated with the enzyme catalase via an analog glucose sensor. Free set H 2 O 2 . that occurs in the GOD reaction and is not converted at the electrode is in the
  • a urease-containing membrane 9 is laminated onto a conventional ammonium-selective PVC membrane 8.
  • Layer structures are again to be regarded as the main component of the biosensor described in DE 3 827 314.
  • a multiplicity of measuring electrode fields 4 are applied to a ceramic carrier 5.
  • the measuring fields 4 are embedded in an insulator layer (passivation layer) 3.
  • the measuring fields (measuring electrodes) 4, as just described, are coated with an enzyme / polymer dispersion and are provided with individual contact connection tabs 10.
  • FIG. 5 A completely different measurement application is shown in FIG. 5.
  • Ze arrangement works as an optical Sensor based on the total reflection principle.
  • the enzyme / polymer dispersion layer 11 is applied here to the underside of a glass prism 12.
  • the immobilized enzyme active on the measuring surface is designated by 13.
  • the sensor principle is based on the fact that the intensity of a light beam 14, which is often totally reflected on the measuring surface, is changed in a characteristic manner by enzyme reactions in the medium to be examined and adjacent to the measuring surface.
  • the intensity ratio of emerging light beam 15 and incoming light beam 14 serves as the measured value in a known manner.

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Abstract

Das Verfahren zur Immobilisierung von organischen Makromolekülen oder Biopolymeren, insbesondere von Enzymen, Antikörpern, Antigenen, DNA/RNA und Mikroorganismen besteht darin, daß die zu immobilisierenden Makromoleküle oder Biopolymere mit einer wäßrigen, lösungsmittelfreien Polymerdispersion vermischt werden und daß diese Mischung in Form eines zusammenhängenden Filmes auf ein Substrat aufgetragen wird, der anschließend schonend getrocknet wird. Insbesondere ist vorgesehen, daß der Polymerfilm auf die Meßelektrode eines Transducers für einen Biosensor aufgebracht wird.

Description

Immobilisierung von organischen Makromolekülen oder Biopolymeren in einer Polymermembran
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Immobilisierung von organischen Makromolekülen oder Biopolymeren in einem Polymerfilm bzw. einer Polymermembran. Insbesondere handelt es sich dabei um die Immobilisierung von
Enzymen, Antikörpern, Antigenen, DNA/RNA und von Mikroorganismen, z.B. Bakterienzellen. Derartige Membranen sind ein wichtiger Bestandteil von Transducern für Biosensoren und besitzen chemisch-selektive Eigenschaften. Ferner können solche Membranen optisch in Reflexion oder Transmission analytisch untersucht werden. Hauptanwendungsgebiete dieser analytischen Meßmethode mit Hilfe von Membranen liegen auf dem Gebiet der medizinischen Diagnostik, aber auch in der Umweltanalytik.
Stand der Technik
Bei Biosensoren, insbesondere solchen auf der Basis elektrochemischer Transducer, ist es ein technologisch bislang nur unzureichend gelöstes Problem, auf den eigentlichen Transducer die biologische (n) Komponente (n) aufzubringen, die als Indikator (Antikörper, Antigene, DNA, RNA) oder Katalysator (Enzyme) benutzt werden.
Diese Moleküle sind im allgemeinen empfindlich gegenüber organischen Lösungsmitteln. Bei Kontakt mit organischen Lösungsmitteln muß mindestens mit einer partiellen
Denaturierung der Biopolymere gerechnet werden. Es ist notwendig, daß die Immobilisierung unter Ausschluß nichtwäßriger Lösungsmittel erfolgt. Die meist verwendete Technik ist eine kovalente Immobilisierung über Seitengruppen des Biopolymers mittels einer radikalischen Reaktion. Dabei erfolgt Anbindung an ein bereits vorliegendes Polymer mit z.B. Aldehyd-Seitengruppen.
Eine andere Möglichkeit ist die Erzeugung eines Polymers in situ (z.B. Polyacrylamidgele), was in einem physikalischen Einschluß der Makromoleküle resultiert. Radikalische Immobilisierungsreaktionen sind im allgemeinen mit einem hohen Verlust an biologischer Aktivität verbunden, die durch einen höheren kostenintensiven,
Materialeinsatz kompensiert werden muß.
Halbleitertransducer für Biosensoren, wie z.B. ISFETs, sind zudem häufig instabil gegenüber radikalisehen
Immobilisierungsreaktionen auf ihren "Gate"-zonen. Dies führt zu hohen Ausfallraten, da die radikalischen
Agentien auch mit den dünnen Schichten z.B. der "Gate"- isolatoren reagieren und deren Struktur angreifen.
Für die Immobilisierung von Enzymen kommen heute zum Einsatz: 1. Die kovalente Anbindung an aktivierte wasserunlösliche Trägermaterialien. Diese sind meist Polysaccharide, Silikate oder leitfähige Polymere.
2. Die Einbettung in eine Matrix, z.B. Polyacrylamidgele,
3. die Adsorption an Oberflächen.
Eine Übersicht der klassischen Immobilisierungstechniken für Enzyme und andere Biopolymere findet sich u.a. bei P.W, Carr, L.D. Bowers "Immobilized Enzymes in Analytical and Clinical Chemistry" in "Chemical Analysis", Vol. 56 (eds. P.J. Elving, J.D. Winef ordner), J. Wiley & Sons, New York. Für chemische Sensoren bzw. Biosensoren sind zwei spezielle Varianten beschrieben. Zum einen die Immobilisierung von Enzymen mittels bzw. an leit'ähigen Polymeren wie z.B. Polypyrrol (N.C. Foulds, C.R. Löwe
"Enzyme Entrapment in Electrically Conducting Polymers", J . Chem. Soc, Faraday Trans. 1, 8.2 (1986) 1259-1264) sowie die Verwendung von Kohleschlämmen bzw. Pasten, die mit Enzymen gemischt werden und z.B. mittels Siebdruck auf Oberflächen aufgebracht werden (EP 0 351 891 A2). In Abhängigkeit der verwendeten Immobilisierungsmethode muß das Verfahren zur Applikation der Biopolymer-haltigen Schichten auf den Substraten gewählt werden. Meist kann für die Aufbringung der biologisehen Komponenten auf die Transducer und die eigentliche Transducerherstellung nicht die gleiche Technik bzw. das gleiche Verfahren (z.B. der Siebdruck) verwendet werden.
Eine Übersicht der geläufigen Transducer und deren
Konstruktion und Gestaltung findet sich in:
J. Janata, A. Bezegh, "Chemical Sensors", Anal. Chem.
60 (1988) 62R-74R.
C. Nylander, "Chemical and bioiogical sensors", J. Phys.
E: Sci. Instrum. 18 (1985) 736-750.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Biopolymere in einer Polymermembran unter Erhaltung der biologischen Aktivität zu immobilisieren. Der auf ein Festkörpersubstrat, z.B. Papier, Keramik, Metall, Glas oder Kunststoff, aufgebrachte Polymerfilm mit dem immobilisierten Biopolymer soll trocken lagerfähig sein und nach Rehydratisierung eine hohe biologische Aktivität aufweisen. Für die Anwendung solcher Membranen bei der Herstellung von Biosensoren ist es ferner wesentlich, daß die Membranen hinsichtlich der Meßempfindlichkeit eine hohe Reproduzierbarkeit aufweisen und bei der Herstellung der Membranen mit den gleichen Maschinen und Vorrichtungen gearbeitet werden kann wie bei der Herstellung der Transducer für die Biosensoren, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu immobilisierenden Makromoleküle oder Biopolymere mit einer flüssigen lösungsmittelfreien, nicht ionogenen Polymerdispersion vermischt werden und daß diese
Mischung in Form eines zusammenhängenden Filmes auf ein Substrat aufgetragen wird, der anschließend schonend getrocknet wird. Die wäßrige, flüssige Phase der Dispersion soll also weder organische noch anorganische Lösungsmittel enthalten. Unter "schonender Trocknung" ist daoei zu verstehen, daß die Trocknungstemperatur und die Trockenzeit so niedrig bzw. so klein gehalten wird, daß eine Schädigung des Biopolymers vermieden wird. Eine Schädigung des Biopolymers kann anhand des Aktivitätsverlustes festgestellt werden. In der Regel werden gute Ergebnisse erzielt, wenn der Polymerfilm bei Zimmertemperatur getrocknet wird. Ziel der Immobilisierung ist also eine hohe Biopolymermenge, z.B. ein Enzym, mit hoher Aktivitätsausbeute in einer Membran zu fixieren. Erwünscht ist dabei die Aufnahmefähigkeit der Membran für Wasser, um die Enzyme in aktiver Form zu erhalten, die Durchlässigkeit für Enzymsubstrate und gegebenenfalls der Ausschluß von bestimmten Komponenten, wie z.B. rote Blutkörperchen. "Nicht ionogen" heißt, daß außer den grundsätzlich vorhandenen Polymerseiten- und Endgruppen keine anionischen oder kationischen Gruppen vorhanden sind. Dies bedeutet, daß mit global ungeladenen Polymeren gearbeitet wird. lonogene Gruppen können zu empfindlichen Störungen führen, wenn die Polymermeraßran bei elektrochemischen Meßverfahren eingesetzt wird.
Vorteilhaft wird zur Herstellung des Films bzw. der Membran eine polydisperse Polymerdispersion verwendet, die einen Anteil von 60 % bis 99 %, vorzugsweise 90 % bis 97 % an Teilchen mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1 μm aufweist und deren restlicher Anteil einen Teilchendurchmesser von 1 μm bis 10 μm besitzt. Vorzugsweise liegt dabei der Durchmesser des Hauptanteils der Teilchen im Bereich von 0,3 μm bis 0,8 μm, während der
Durchmesser des Restanteils im Bereich von 2 μm bis 5 μm liegt. Es wurde gefunden, daß die kleinen Teilchen aufgrund ihrer großen Gesamtoberfläche für die Absorption der Biopolymeren bzw. für deren Matrixeinschluß von wesentlicher Bedeutung sind. Sie sind auch für die eigentliche Filmbildung und die Filmhaftung und damit für die Biopolymerenimmobilisierung verantwortlich.
Dagegen dienen die Anteile mit größeren Teilchendurchmessern, d.h. 1 μm bis 10 μm (vorzugsweise 2 μm bis 5 μm) der Strukturbildung des Films, bestimmen die
Wasseraufnahmefähigkeit und sind maßgeblich verantwortlich für die durchschnittliche Porengrößenverteilung der Filme, welche wiederum für die Substratpermeabilität z.B. für immob i l i s i ert e Enzyme wichtig ist.
Durch die Einstellung des Verhältnisses der Teilchenkonzentrationen in den beiden Größenklassen lassen sich die sensorre levanten Eigenschaften (Substratpermeabilität), Hydrathöhlen für Biopolymere, Immobilisierungskapazität etc.) variieren und anpassen.
Eine weitere Verbesserung besteht darin, daß der Polymerdi spersion innere und/oder äußere, Weichmacher zugesetzt werden. Innere Weichmacher, die z.B. durch Copolymerisation mit Ethylen in Polymere eingeführt werden können, erhöhen die Flexibilität des Filmes und wirken sich positiv auf die Dauerhaftfähigkeit auch bei Temperaturschwankungen aus.
Äußere Weichmacher, z.B. Dibuty lphthalat = DBP, bringen zwar die Gefahr der Ausdiffusicn mit sich, haben sich jedoch insbesondere bei "Sandwich-Membranen", z.B. bei einer darunterliegenden potentiometrisehen auf einer PVC-Matrix basierenden Membran, die ebenfalls mit DBP weich gemacht ist, als vorteilhaft erwiesen. Durch Kombination innerer und äußerer Weichmacher können die Membraneigenschaften im Hinblick auf die Laminierungsfähigkeit mit anderen Membranen/-typen und die Kälte- und Wärmeausdehnungseigenschaften (Dauerflexibilität) und damit die Haftfähigkeit auf Oberflächen mit abweichenden Wärmeausdehnungskoeffizienten, z.B. Keramik, Epoxide, Papier etc., verbessert werden.
Oberflächenaktive Substanzen haben durch ihren Tensidcharakter im allgemeinen eine schädliche Wirkung auf Biopolymere, da sie häufig zur Denaturierung und damit zum Aktivitätsverlust führen.
Polyvinylalkohol hat sich als ein sehr gut enzymverträgliches, zur Stabilisierung der Polymerdispersion beitragendes Schutzkolloid erwiesen.
Nach der Trocknung kann der Polymerfilm vom Substrat abgezogen werden und bildet dann eine geschlossene zusammenhängende Membran mit einer auf die Fläche bezogenen, konstanten Porosität. Auf diese Weise können Membranen mit hoher Dehnbarkeit (ca. 550 % ) und Reißfestigkeit (ca. 4 N/mm2 ) hergestellt werden. Für die meisten Anwendungen wird die Membran jedoch nicht abgelöst, sondern bleibt auf dem Substrat. Insbesondere kann die Meßelektrode eines Transducers für einen
Biosensor, der in diesem Fall das Substrat darstellt, nach dem erf indungsgemäßen Verfahren mit einer Polymermembran beschichtet werden. Geeignete Transducer für Biosensoren können mit Hilfe von Dickschicht- oder
Dünnschichtschaltungen hergestellt werden und mit Halbleiterbausteinen, wie Feldeffekttransistoren und deren Modifikationen (ISFET, ChemFET) kombiniert werden.
Eine vorteilhafte Methode zur reproduzierbaren Beschichtung des Substrats besteht darin, daß eine vorgegebene Menge der Biopolymer-/Polymerdispersionsmischung zeitgesteuert mittels Druckluft aus einer Kartusche auf die Substratoberflache dosiert wird. Zur Durchführung dieses Verfahrens können die in der elektronischen Fertigungstechnik üblichen SMD-Dosierer benutzt werden. Durch die exakte Positionierung der Austrittsöffnung der Dosiereinrichtung kann die Auftragsstelle auf dem Substrat mit hoher Präzision festgelegt werden. Die Reproduzierbarkeit der Dosiermenge ist typischerweise 1 %. Ein wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß durch die geringe Fläche der Dosierspitze ein
Verlust an Wasser praktisch ausgeschlossen ist und die Zusammensetzung der Biopolymer-/Polymerdispersionsmischung sich auch während längerer Verarbeitungsperioden nicht ändert. Außerdem ermöglicht diese Technik praktisch eine vollständige Verarbeitung der aufgrund des Biopolymergehalts gegebenenfalls sehr wertvollen Mischung. Die Flexibilität dieses Verfahrens ermöglicht ferner d i e Be s ch i chtung e i ne s Trans du c e r s mi t ve r s ch i e denen Membranen in einem einzigen Arbeitsgang. Die Verwendung von Mehrfachdosierern (z.B. mit Revolverhalterung) erlaubt es nach einmaliger Positionierung des Transducers, alle Elektrodenpunkte mit den unterschiedlichen Membranen in einem Arbeitsgang zu beschichten.
Durch Zusatz von lipophilen Farbstoffen zu der Biopolymer-/Polymerdispersionsmischung kann man erreichen, daß die Membran lichtundurchlässig wird, wodurch störende Photoeffekte an den Elektrodenoberflächen eliminiert werden können. Des weiteren kann durch Zusatz von
Metall- oder Graphitstaub die elektrische Leitfähigkeit der Membran heraufgesetzt werden. Die elektrische Leitfähigkeit ist von Bedeutung, wenn Ladungsträger, die z.B. aus Redox-Prozessen stammen, abgeführt werden müssen.
Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung wird eine laminierte Schichtfolge von Membranen mit hoher wechselseitiger Adhäsion durch sukzessives Auftragen der lösungsmittelfreien Polymerdispersion hergestellt, wobei mindestens eine Schicht mit dem Zusatz von Makromolekülen bzw. Biopolymeren versehen ist. Die Herstellung derartiger laminierter Membranschichten erfolgt zweckmäßig mit der oben beschriebenen SMD-Dosiertechnik oder durch Siebdruck. Anwendungsbeispiele für Biosensoren mit eminierten Membr nschichten werden weiter unten
beschrieben. Die erfindungsgemäß hergestellten biopolymerhaltigen Membranen weisen folgende vorteilhafte Eigenschaften auf: Sie sind
- dauerelastisch; d.h. sie bleiben auch bei mechanischer Beanspruchung in innigem Kontakt mit dem Substrat
- trockenlagerfähig; d.h. während der Lagerung tritt kein Verlust an Enzymaktivität auf
- dauerhaft fähig; d.h. sie sind kaum oder nur schwer vom Substrat abzulösen
- wasserunlöslich; d.h. sie zeigen bei dem Kontakt mit dem Analyten keinerlei Auflösungserscheinungen, was einen Dauereinsatz verbieten würde
- wasseraufnahmefähig; d.h. eine Rehydratisierung der immobilisierten Biopolymere ist gewährleistet und
- in reproduzierbarer Weise porös, d.h. für den Durchtritt kleiner Moleküle, wie z.B. Enzymsubsträte, geeignet, aber andererseits undurchlässig für
makroskopische Komponenten, z.B. rote Blutkörperchen oder Feststoffanteile im Analyten, Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt ferner darin, daß die Beschichtung der Transducer mit der gleichen Technik und den gleichen Einrichtungen erfolgen kann wie die Herstellung der biopolymerhaltigen Membran. Auf diese Weise kann die Herstellung des kompletten Biosensors vereinfacht werden, was zu einer Kostenreduktion führt und ein Konzept für einen "Einweg-Sensor" für einen einmaligen Gebrauch eröffnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 und Fig. 2
die Beschichtung einer Meßelektrode in einem Biosensor mit einer Biopolymer-/Polymerdispersion
Fig. 3 ein aus zwei Schichten bestehendes Polymermembranlaminat für einen Glukose-Sensor
Fig. 4 die prinzipielle Meßfeldanordnung bei einem
Dickschicht-Hybrid-Sensor und
Fig. 5 ein nach dem Totalreflexionsprinzip arbeiten- der optischer Sensor mit einer Biopolymer-/
Polymerschicht.
Bei der Auswahl einer geeigneten Polymerdispersion zur Immobilisierung von Biopolymeren in einer Membran spielen folgende Gesichtspunkte eine Rolle:
1. Während der Filmbildung dürfen keine chemischen Reaktionen, insbesondere keine Quervernetzung stattfinden, da sonst Aktivitätsverluste durch kovalente Enzymimmobilisierung eintreten würden. 2. Eine polydisperse Partikelgrößencharakteristik bedingt auch eine inhomogene Porenweitenverteilung innerhalb des ganzen Polymers.
3. Die Polymerdispersion darf keine Monomere enthalten (Unverträglichkeit mit Enzymaktivität).
4. Die Filme bzw. Membranen lassen sich mit sehr guter Reproduzierbarkeit herstellen, da als Verfahrensparameter nur die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur zu beachten sind und keine chemischen Reaktionsparameter eingestellt bzw. kontrolliert werden müssen.
5. Die Polymere sollen elektrisch ungeladen sein, d.h. keine ionogenen Gruppen enthalten, die bei einer Verwendung der Membran in einem elektrochemischen
Sensor zu Interaktionen und Störungen führen können.
6. Die Lagerfähigkeit bleibt auch im tiefgefrorenen Zustand erhalten. Die Filme werden nicht spröde sondern bleiben dauerelastiseh.
Für die nachfolgenden Beispiele wurde eine lösungsmittelfreie wäßrige Vmnapas®-Dispersion M54/25C der Firma Wacker-Chemie verwandt. Es handelt sich dabei um eine äußerlich weichgemachte homopolymere Polyvinylacetat-Dispersion mit DibutyIphthal at als Weichmacher und Teilchengrößen im Bereich von 0,5 bis 2 μm. Zur Herstellung der Biopolymer-/Polymermischung werden die in einer Pufferlösung befindlichen Enzyme mit der
Vinnapas®-Dispersion vermischt, Diese Enzym-/Polymermischung ist lagerfähig. Gemäß Fig. 1 wird mit Hilfe einer Mikrodosiereinrichtung 1 ein Tropfen 2 der Enzym-/Polymermischung auf die mit einer Passivierungsschicht 3 abgegrenzte Meßelektrode 4 eines Biosensors aufgebracht. Die Meßelektrode 4 ist auf einem Keramikträger 5 angeordnet. Ein Biosensor dieser Bauart ist ausführlich in DE 3 827 314 beschrieben. Nach der Benetzung der Meßelektrode 4, die durch Klopfen bzw. Vibration unterstützt werden kann, bildet sich ein gleichmäßiger Polymerfilm auf der Oberfläche aus, der bei Zimmertemperatur ca. 5 bis 20 min getrocknet wird und dann eine gleichmäßige Membran 6 (siehe Fig. 2) bildet, in der die Enzyme immobilisiert sind.
Alternativ kann die Enzym-/Polymerdispersionsmischung auch mittels Siebdruck appliziert werden. Die getrocknete Polymerschicht 6 bildet einen wasserunlöslichen Film, der ausreichend porös ist, um den Zutritt von Molekülen, z.B. Glukose, an die immobilisierten biologischen Komponenten zu gestatten, jedoch einen Ausschluß von z.B. roten Blutkörperchen gewährleistet. Die Trockenlagerfähigkeit dieser Enzymmembranen ist sehr gut. Durch geeignete Wahl der Seitenketten der Polymere kann ein lokales Puffersystem erzeugt werden, welches für die enzymatischen Reaktionen vorteilhaft ist. Eine höhere Trockentemperatur kann gewählt werden, wenn die Biokompatibilität des Enzyms gewährleistet bleibt; d.h. wenn sichergestellt ist, daß keine Schädigung der biologischen Aktivität während der Trocknung eintritt.
Gemäß Fig. 3 wird eine die Elektrodenzone 7 abdeckende Doppelschichtmembran (Laminat aus Schichten 8 und 9) dadurch hergestellt, daß auf die Oberfläche einer ersten, bereits getrockneten Membranschicht 8 eine zweite Membranschicht 9 aufgetragen wird. Die Elsktrodenzone 7 befindet sich wiederum auf einem Keramiksubstrat 5 und ist nach außen hin durchkontakt iert (Anschluß 10). Nachfolgend werden drei Anwendungsbeispiele für derart aufeinander laminierte Membranschichten bei Biosensoren beschrieben.
1. Glukose-Sensor mit größenselektiver Schutzschicht zur Abtrennung von Serum aus Vollblut
über eine Glukose-Oxidase (GOD)-haltige Membran 8 wird eine zweite enzymfreie Membran 9 mit größerer Porosität laminiert. Durch die obere Membran 9 wird eine Abtrennung von Serum aus Vollblut erzielt und die Verfälschung der Glukose-Bestimmung durch unspezifisehe Effekte minimiert. 2. Glukose-Sensor mit erhöhtem Linearitatsbereich
Über einen analog aufgebauten Glukose-Sensor wird eine zweite Membran 9 mit dem Enzym Katalase laminiert. Frei gesetztes H2O2. das oei der GOD-Reaktion entsteht und nicht an der Elektrode umgesetzt wird, wird in der
Katalase-Schicht zu O2 umgesetzt. Dadurch wird der
Linearitätsbereich des Glukose-Sensors in Richtung höherer Glukose-Konzentrationen erweitert.
3. Harnstoff-Sensor
Auf eine konventionelle Ammonium-selektive PVC-Membran 8 wird eine Urease-haltige Membran 9 auflaminiert.
Dadurch entsteht ein Harnstoffsensor.
In allen Fällen sind die Membranschichten 8 und 9 klar voneinander separiert, haften aber andererseits fest aneinander (hohe Adhäsion). Die hier beschriebenen
Schichtstrukturen sind wiederum als Hauptbestandteil des in DE 3 827 314 beschriebenen Biosensors anzusehen.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Dickschicht-Hybrid- Sensor sind eine Vielzahl von Meßelektroden-Feldern 4 auf einem Keramik-Träger 5 aufgebracht. Analog zu der Anordnung gemäß Fig. 1 sind die Meßfelder 4 in eine Isolatorschicht (Passivierungssehicht) 3 eingebettet. Die Meßfelder (Meßelektroden) 4 werden, wie eben beschrieben, mit einer Enzym-/Polymerdispersion beschichtet und sind mit individuellen Kontaktanschlußfahnen 10 versehen.
Eine gänzlich andere meßtechnische Anwendung ist in Fig. 5 daroestellt. Zie Anordnung arbeitet als optischer Sensor nach dem Totalreflexionsprinzip. Die Enzym-/Polymerdispersionsschicht 11 wird hier auf die Unterseite eines Glasprismas 12 aufgebracht. Das an der Meßoberfläche wirksame immobilisierte Enzym ist mit 13 bezeichnet. Das Sensorprinzip beruht darauf, daß die Intensität eines vielfach an der Meßoberfläche total reflektierten Lichtstrahls 14 in charakteristischer Weise durch Enzym- Reaktionen in dem zu untersuchenden, an die Meßoberfläche angrenzenden Medium verändert wird. Als Meßwert dient dabei in bekannter Weise das Intensitätsverhältnis von austretendem Lichtstrahl 15 und eintretendem Lichtstrahl 14.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Immobilisierung von organischen
Makromolekülen oder Biopoiymeren, insbesondere von Enzymen, Antikörpern, Antigenen, DNA/RNA und von Mikroorganismen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu immobilisierenden Makromoleküle oder Biopolymere mit einer wäßrigen, lösungsmittelfreien, nicht ionogenen Polymerdispersion vermischt werden und daß diese Mischung in Form eines zusammenhängenden Filmes auf ein Substrat aufgetragen wird, der anschließend schonend getrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine polydisperse Polymerdispersion verwendet wird, die einen Anteil von 60 % bis 99 % , vorzugsweise 90 % bis 97 % an Teilchen mit einem Durchmesser von 0,1 μm bis 1 μm aufweist und deren restlicher Anteil einen Teilchendurchmesser von 1 um bis 10 μm besitzt. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptanteil der Teilchen einen Durchmesser von 0,
3 μm bis 0,8 μm und der Restanteil der Teilchen einen Durchmesser von 2 μm bis 5 μm aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Po lymerdi spers i on innere und/cder äußere, vorzugsweise mit einem Enzym-verträglichen Schutzkolloid versehene Weichmacher enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat die Meßelektrode eines Transducers für einen Biosensor verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur reproduzierbaren Beschichtung des Substrats eine vorgegebene Menge der Biopolymer-/ Polymerdispersionsmischung zeitgesteuert mittels Druckluft aus einer Kartusche auf die Substratoberfläche dosiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bi opolymer-/Polymermi schung lipophile Farbstoffe zugesetzt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Biopolymer-/Polymermischung durch
Zusätze von Metall- oder Graphitstaub leitfähig gemacht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine laminierte Schichtfolge von
Membranen mit hoher wechselseitiger Adhäsion durch sukzessives Auftragen einer lösungsmittelfreien Polymerdispersion hergestellt wird, wobei mindestens eine Schicht mit dem Zusatz von Makromolekülen bzw. Biopolymeren versehen ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0707064A3 (de) * 1994-10-05 1997-07-30 Avl Medical Instr Ag Verfahren zur Immobilisierung biologischer Komponenten in einer Polymermatrix sowie Biosensoren unter Verwendung derartiger Immobilisate
EP1005652A1 (de) * 1997-08-12 2000-06-07 McIntyre, John A. Antigene, eingebettet in thermoplasten
USRE44693E1 (en) 1996-11-06 2014-01-07 Sequenom, Inc. Beads bound to a solid support and to nucleic acids

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4212912C2 (de) * 1992-04-19 1996-09-05 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung von Biosensoren
DE4301087C2 (de) * 1993-01-16 1998-05-07 Lange Gmbh Dr Bruno Vorrichtung zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs
DE4442253A1 (de) * 1994-11-28 1996-05-30 Bayer Corp N D Ges D Staates I Elektrochemischer Enzymbiosensor
WO1997020203A1 (de) * 1995-11-28 1997-06-05 Thomas Schalkhammer Neuartige membranen und membran-dna/rna-sensoren
DE19621165C1 (de) * 1996-05-24 1997-10-02 Karlsruhe Forschzent Verfahren zur Herstellung einer Probe aus immobilisierten Makromolekülen
DE19817531A1 (de) * 1998-04-09 1999-10-21 Diagnostikforschung Inst Verfahren und Vorrichtung zur Anfertigung von Synthese- oder Analysereihen
GB2386950A (en) * 2002-03-26 2003-10-01 Sensor Tech Ltd A sensing electrode for analysis/detection of an analyte in a test sample
RU2482495C2 (ru) 2006-10-12 2013-05-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Быстрый биосенсор со слоем реагента
TWI515431B (zh) * 2011-08-05 2016-01-01 Univ Chang Gung A single-use polyisopropylacrylamide colloid is used as a biological detection method for the enzyme-embedding material and a biological detector

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075215A1 (de) * 1981-09-16 1983-03-30 Roche Diagnostics GmbH Vorrichtungen zum Nachweis von Mikroorganismen hemmenden Stoffen
EP0238951A2 (de) * 1986-03-24 1987-09-30 MERCK PATENT GmbH Teilchen, geeignet für die Herstellung von Tabletten als diagnostische Reagenzien
WO1989007139A1 (en) * 1988-02-05 1989-08-10 Novo-Nordisk A/S A method for immobilizing a polypeptide in a polymer and a membrane produced thereby

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3776819A (en) * 1969-12-22 1973-12-04 Monsanto Co Urea determination and electrode therefor
US3926734A (en) * 1973-12-21 1975-12-16 Owens Illinois Inc Urea analysis
JPS5950312B2 (ja) * 1976-05-20 1984-12-07 関西ペイント株式会社 酵素もしくは微生物菌体の固定化法
DD212052A1 (de) * 1982-10-04 1984-08-01 Inst F Tech Mikrobiologie Anwendung traegerfixierter mikroorganismen oder organellen fuer sensoren
DE3513168A1 (de) * 1985-04-12 1986-10-16 Thomas 8000 München Dandekar Biosensor bestehend aus einem halbleiter auf silizium oder kohlenstoffbasis (elektronischer teil) und nukleinbasen (od. anderen biol. monomeren)
DE3540333A1 (de) * 1985-11-14 1987-05-21 Bayer Ag Verfahren zur immobilisierung von biologischem material, teilchenfoermige koagulate enthaltend ein immobilisiertes biologisches material und ihre verwendung als katalysator
US4935345A (en) * 1987-04-07 1990-06-19 Arizona Board Of Regents Implantable microelectronic biochemical sensor incorporating thin film thermopile
GB2209836A (en) * 1987-09-16 1989-05-24 Cambridge Life Sciences Multilayer enzyme electrode membrane and method of making same
IT1223320B (it) * 1987-10-23 1990-09-19 Eniricerche Spa Sensore con membrana immunochimica legata chimicamente a un dispositivo semiconduttore
WO1989011649A1 (en) * 1988-05-16 1989-11-30 Wollongong Uniadvice Limited Antibody containing electrode
US5004543A (en) * 1988-06-21 1991-04-02 Millipore Corporation Charge-modified hydrophobic membrane materials and method for making the same
DE68913602T2 (de) * 1988-07-13 1994-06-16 Collaborative Biomed Prod Gewebe-Immobilisierungs- und Zellkultursystem und Verfahren zum Anbringen biologisch wirksamer Teile an einem Substrat.
GB8817997D0 (en) * 1988-07-28 1988-09-01 Cambridge Life Sciences Enzyme electrodes & improvements in manufacture thereof
DD290913A5 (de) * 1988-08-26 1991-06-13 Akad Wissenschaften Verfahren zur immobilisierung biologisch aktiver materialien

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075215A1 (de) * 1981-09-16 1983-03-30 Roche Diagnostics GmbH Vorrichtungen zum Nachweis von Mikroorganismen hemmenden Stoffen
EP0238951A2 (de) * 1986-03-24 1987-09-30 MERCK PATENT GmbH Teilchen, geeignet für die Herstellung von Tabletten als diagnostische Reagenzien
WO1989007139A1 (en) * 1988-02-05 1989-08-10 Novo-Nordisk A/S A method for immobilizing a polypeptide in a polymer and a membrane produced thereby

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0707064A3 (de) * 1994-10-05 1997-07-30 Avl Medical Instr Ag Verfahren zur Immobilisierung biologischer Komponenten in einer Polymermatrix sowie Biosensoren unter Verwendung derartiger Immobilisate
USRE44693E1 (en) 1996-11-06 2014-01-07 Sequenom, Inc. Beads bound to a solid support and to nucleic acids
EP1005652A1 (de) * 1997-08-12 2000-06-07 McIntyre, John A. Antigene, eingebettet in thermoplasten
EP1005652A4 (de) * 1997-08-12 2002-06-26 John A Mcintyre Antigene, eingebettet in thermoplasten
AU753093B2 (en) * 1997-08-12 2002-10-10 Embedded Concepts, Llc Antigens embedded in thermoplastic
EP1715342A1 (de) * 1997-08-12 2006-10-25 Embedded Concepts, LLC Verfahren zur Bestimmung von Analyten mittels Antigenen, die in Thermoplasten eingebettet sind

Also Published As

Publication number Publication date
EP0546032B1 (de) 1996-03-20
JPH06500465A (ja) 1994-01-20
EP0546032A1 (de) 1993-06-16
DE4027728A1 (de) 1992-03-05
DE59107591D1 (de) 1996-04-25
JP3122459B2 (ja) 2001-01-09
ATE135745T1 (de) 1996-04-15

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