179570. lajstromszámú szabadalom • Molekula-szelektív érzékelő és eljárás annak előállítására

5

17957C

6

lemerítjük a burkoló-testben levő elektrolit oldatba oly módon, hogy a jelzöeiektród felülete a membrán közvetlen közelében helyezkedjen el. Az elektródokat rögzítjük. Ezzel az érzékelőt mérőképes állapotba helyeztük.

1. példa

Az érzékelővel a minta keresett glükóz-koncentrációjának meghatározása kalibrációs görbe felvételével vagy addíciós módszerrel valósítható meg. Az alábbiakban az addíciós módszer előnyös változatát a 5 sorozatos minta-addícíós módszert ismertetjük.

Megállapítást nyert, hogy a mért áramerősség csökkenés (Ai) és az oldat glükóz-koncentrációja (C) között az alábbi összefüggés áll fenn:

Az 1. ábra a találmány szerinti glükóz-szelektív 10 érzékelő példakénti kiviteli alakját szemlélteti részben metszetben.

1 burkoló-test üregében van elhelyezve a puffer-sajátságú, klorid-tartalmú 2 elektrolit oldat, amelybe 3 hordozó-testbe foglalt platina 4 jelzőelektród és i5 ezüst - ezüst-klorid - 5 vonatkozási elektród merül.

1 burkoló-test végét 4 jelzőelektróddal érintkező polipropilén 6 gázátjárható hártya zárja le. 6 gázátjárható hártyával glutáraldehiddel immobilizált glükóz-oxidáz enzimet (E.C. 1.1.3.4.) tartalmazó ke- >0 reskedelmi sertésbél, mint természetes eredetű 7 membrán érintkezik. 6 gázátjárható hártyát és a természetes eredetű 7 membránt 8 gumigyűrű rögzíti 1 burkoló-testhez.

1 burkoló-test másik végét műanyag 9 elektród- 25 kupak zárja le. 4 jelzőelektróddal és 5 vonatkozási elektróddal összekötött 10 kábel polarizáló feszültségforrással és áramerősség mérő áramkör bemenetéivel van kapcsolatban.

A glükóz-szelektív érzékelő előállítását a követ- 30 kező módon valósítjuk meg. A kereskedelmi forgalomban kapható sózott sertésbél adott részletét desztillált vízben 10 ... 15 percig áztatjuk. A duzzasztott membrán 15 pl vastag gázátjárható pl. polipropilén hártyával együtt kifeszített állapotban az érzékelő 35 burkoló-testének végére rögzítjük. (A polipropilén hártya burkoló-test ürege felőli oldalon helyezkedjen el.) 20 percig száradni hagyjuk a membránt. Ezután 60 mg glükóz-oxidáz enzimet (E.C. 1.1.3.4.) 0,5 ml

7,4 pH-értékű pufferoldatban szuszpendálunk és hoz- 40 záadunk 25 pl 25%-os glutáraldehid oldatot. A homogenizátumból 20 pl-t membrán felületén egyenletesen eloszlatunk. 20 percig száradni hagyjuk a membránt, majd felületéről desztillált vizes mosással eltávolítjuk az immobilizálatlan enzimet és a glutáraldehid mara- 45 dékot. Az így elkészített, a glükóz-oxidázt immobilizáltan tartalmazó membrán mérőkész vagy tárolásra kész állapotban van.

Az aktivált membrán elkészítése után a hordozó-testbe ismert módon elhelyezett platina jelzőelekt- 50 ródot készítjük elő. A jelzőelektród felületét üveglapra cseppentett 6 mol|dm3 koncentrációjú salétromsavban áztatjuk 2 ... 3 percig. A salétromsavat desztillált vízzel lemossuk. A mosást követően a jelzőelektród felületét frissen készített 2%-os aszkorbinsav 55 oldatban áztatjuk 20 ... 30 percig. Az áztatás után az aszkorbinsavat desztillált vizes mosással távolítjuk el a jelzőelektród felületéről. A mosás befejeztével a jelzőelektród mérésre kész állapotban van. (A salétromsavas és aszkorbinsavás áztatási műveletet a mérések 60 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. 65

* = k ~~ , (1)

1 + —

C

ahol

V — a maximális reakciósebesség,

K — az enzim-szubsztrát reakció

Michaelis-állandója k — arányossági tényező.

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:

Cn = ink

(Cn-1 + K)2

K4- V

(2) egyenlet alapján a minta koncentrációja:

(2)

VA + £an

C5 11

n ~ '-n----------ahol

an -az n-edik minta térfogata,

VA - a standard oldatok adagolása után az oldat térfogata.

(3)

Vér és vizelet esetében a sorozatos minta-addíciós módszerrel a méréseket az alábbiak szerint valósítjuk meg.

37 °C hőmérsékletű, termosztált cellába 6,6 ml

7,4 pH-értékű pufferoldatot mérünk. Az oldatban elhelyezzük az érzékelőt. 50-50 pl 2 x 10'2 mol/dm3 koncentrációjú glükóz oldat adagolása után mért áramerősség értékekből numerikusán vagy gépi úton meghatározzuk V és K értékét. Ezután a pufferoldatba a minták ismert térfogatait mérjük be és meghatározzuk az áramerősség csökkenéseket. (A vizsgált vérminta várható glükóz-tartalmától függően a mintatérfogat 60 ... 200 mg% között 100 pl, ennél hígabb minta esetében 200 pl, töményebbnél 50 pl legyen. 0-1 g%-ú vizeletminta esetében a bemérés 25 pl, ennél töményebb mintáknál tízszeres hígítást végzünk és abból 25-50 pl-t veszünk ki.) A mért áramerősség csökkenés értékekből (2) egyenlettel numerikusán vagy gépi úton számítjuk a minták keresett glükózkon centrációját.

A glükóz-szelektív érzékelővel mért értékeket néhány minta esetében az I. táblázatban mutatjuk be.

Az I. táblázatból látható, hogy a glükóz-szelektív érzékelővel mért értékek szórása lényegesen kisebb, mint az ismert módszereké, amelyeknél a szórás értéke gyakran meghaladja a 10%-ot is.

3