177369. lajstromszámú szabadalom • Ipari molekula-szelektív érzékelő és eljárás annak előállítására
5 177369 6 térhálósít ássál létrehozott gázátjárható vagy ioncserélő sajátságú réteg van kialakítva. A találmány szerinti molekula-szelektív érzékelőket úgy állítjuk elő, hogy az inert térháló képzésére alkalmas monomer vagy poümereket pl. 5 akrilamid és/vagy polivinilalkohol oldatát összekeverjük az aktív térháló képzésére alkalmas inert fehérje és/vagy enzim pl. szérumprotein és glükózoxidáz pufferolt oldatával. Az oldatkeverékhez adunk még bifunkciós térhálósító anyagokat pl. 10 N,N’-metilén-bis-akrilamidot és glutáraldehidet, iniciátort pl. perszulfátot, és adalékanyagokat pl. fenoszulfátot és glicerint. Az oldatkeveréket sima felületen elhelyezett fehérje alapú természetes membránra pl. bélre vagy műanyag pl. polipropilén 15 filmre vagy anyag hálójára pl. folyamhálóra vagy inert műanyag hálóra pl. nylon hálóra vagy magára a sima felületű anyagra visszük fel. Az oldatkeverék térhálósodása és száradása után a kész membránokat a sima felületű anyagról leválasztjuk, majd 20 desztillált vizes fürdőbe helyezzük, ahol az oldható állapotban maradt részeket kioldjuk. A kioldási művelet befejeztével a membránok mérőkész állapotban vannak. A kész membránt adott esetben gáz vagy gáz és oldott anyag számára átjárható 25 filmmel együtt felhelyezzük az érzékelő burkoló testére, a jelző és vonatkozási elektródot pedig belemerítjük a burkoló testben levő elektrolit oldatba, oly módon, hogy a jelzőelektród felülete a membrán közvetlen közelében helyezkedjen el. Az 30 elektródokat rögzítjük. Ezzel az érzékelőt mérőképes állapotba helyeztük. 1 1. példa 35 Az 1. ábra a találmány szerint glükóz-szelektív érzékelő példakénti kiviteli alakját szemlélteti részben metszetben. 1 burkoló test üregében van elhelyezve a puffer 40 sajátságú, klorid-tartalmu 2 elektrolit oldat, amelybe 3 hordozó testbe foglalt platina 4 jelzőelektród és ezüst-ezüst-klorid 5 vonatkozási elektród merül. 1 burkoló test végét 4 jelzőelektróddal érintkező polipropilén 6 gázátjárható hártya zárja le. 6 45 gázátjárható filmmel kereskedelmi seitésbélhez kémiailag kötött állapotú, N,N’-metilén-bisz-akrilamiddal térhálósított polivinilalkohol inert hálóban elhelyezett, glutáraldehiddel térhálósított, albumin és glükozoxidáz enzimet (E.C.l.1.3.4.) tartalmazó 50 aktív hálóból felépített 7 membrán érintkezik. 6 gázátjárható hártyát és 7 membránt 8 gumigyűrű rögzíti 1 burkoló testhez. 1 burkoló test másik végét műanyag 9 elektródkupak zárja le. 4 jelzőelektróddal és 5 vonatkozási 55 elektróddal összekötött 10 kábel polarizáló feszültségforrással és áramerősség mérő áramkör bemenetéivel van kapcsolatban. A glükóz-szelektív érzékelő előállítását a következő módon valósítjuk meg. A kereskedelmi for- g0 galomban kapható sózott sertésbél adott részletét desztillált vízben 10 ... 15 percig áztatjuk. A duzzasztott membránt 15 ß vastag gázátjárható pl. polipropilén hártyával együtt kifeszített állapotban az érzékelő burkoló testének végére rögzítjük. (A 65 polipropilén membrán burkoló test ürege 1 ’! h oldalon helyezkedjen el.) 20 percig száradni hagyjuk a membránt. Edénybe bemérünk 80 mg ho h albumint, 80 mg glükózoxidázt (SIGMA Cin incai Company, Type II.) és 100 mg N,N’-meti]én-bis-akrilamidot és rázogaiársal feloldjuk - m! 7,08 pH-értékű pufferoldatban. Másik edény! •; bemérünk 10súly%-os polivinilalkoholból 2.9/g-ot. Ezután az első edényben levő oldathoz 7,3 ml glicerint, a második edényben levőhöz 100 ul 25%-os glutáraldehid oldatot, 100 //I 5%-cs frissen készült fenoszulfát oldatot adunk. Mindkettőt összekeverjük, majd az oldatokat ósszeöntjük és ismét megkeverjük. Az oldatkeverékhez 2 .. 3 mg kálium-perszulfátot adunk, összekeverjük és 40 pl, illetve 2 ml-et, illetve 8 cm2 felületű sertésbélre vagy polírozott felületű műanyaglapra vagy a polipropilén filmre öntjük. 12 órai szobahőmérsékleten történő állás után a burkoló testen levő vagy a műanyaglapról leválasztott membrán felületéről desztillált vizes mosással eltávolítjuk az immobilizálatlan enzimet és a glutáraldehid maradék' ?. Az így elkészített, a glükózoxidázt immobilizálrtn tartalmazó membrán mérőkész vagy tárolásra kész állapotban van. Az aktivált membrán elkészítése után a hordozó testbe ismert módon elhelyezett platina jelzőelektródot készítjük elő. A jelzőelektród felületét üveglapra cseppentett 6 mól/dm3 koncentrációjú salétromsavban áztatjuk 2 ... 3 percig. A salétromsavat desztillált vízzel mossuk. A mosás befejeztével a jelzőelektród mérésre kész állapotban van. (A salétromsavas mosási műveletet a mérések során 2 ... 3 hetente meg kell ismételni.) Az előkészítési művelet után az 1. ábrának megfelelően összeszereljük a glükóz-szelektív érzékelőt, majd polarizáló feszültségforráshoz és áramerősség mérő egységhez csatlakoztatjuk. Az érzékelővel a minta keresett glükóz-koncentrációjánák meghatározása kalibrációs görbe felvételével vagy addíciós módszerrel valósítható meg. Az alábbiakban az addíciós módszer előnyös változatát a sorozatos minta-addicíós módszert ismertetjük. Megállapítást nyert, hogy a mért áramerősség csökkenés (Ai) és az oldat glükóz-koncentrációja (c) között az alábbi összefüggés áll fenn: Ahol V K Ai = k — a maximális reakciósebesség, — az enzim-szubsztrát reakció Michaelis-állandója, — arányossági tényező. (1) Két ismert koncentrációjú glükóz oldatban mért áramerősség csökkenés értékből meghatározzuk az adott mérési körülményektől és az érzékelőtől függő V és K értékeket, amelynek alapján az n-edik mintát tartalmazó oldat koncentrációja a mért áramerősség csökkenésből az alábbiak szerint számítható: 3
