202577. lajstromszámú szabadalom • Rögzített enzimelektródok
19 HU 202 577 B 20 cióideje (1-2 másodperc) arra mutat, hogy rendkívül gyors elektronátvitel következik be az elektródra; ez nemcsak magas enzimaktivitást igényel, de elő is segíthető magán az elektródon kellő számú elektron receptor hely jelenléte. Ezeket a platinával bevont finom szén részecskék nagy sűrűsége biztosítja, amelyek igen nagy felületen oszlanak el a mikroszerkezeten belül. Ez maximálissá teszi annak a valószínűségét, hogy a felületi platina csomópontok hozzáférnek az enzim aktív helyeihez. Annak kimutatására, hogy más gyanták mint kötőanyagok is alkalmazhatók a találmány szerinti enzimelektródokban, és más platinacsoportbeli fémeket is választhatunk, glukózoxidáz elektródokat alakítunk ki kötőanyagként polivinilacetát és platinacsoportbcli fémként palládium felhasználásával. Az előbbi esetben a glukózoxidáz elektródot úgy alakítjuk ki, hogy az előbbiekben leírt A eljárással glukőzoxidázt rögzítünk platinával bevont karbonpapír elektródra, amelyet lényegében a 2. példa szerint állítottunk elő, kötőanyagként 50 tömeg% poli-vinil-acetátot használva fel poli-tetra-fluor-etilén helyett. Ha ugyanezzel a módosított Rank-f. elektródrendszerrel 325 mV-on végezzük a vizsgálatot, lényegében lineáris választ kapunk, amint ezt a 13. ábrán bemutatjuk. Az utóbbi esetben a glukózoxidáz elektródot úgy állítjuk elő, hogy a glukózoxidázt az előbbiekben leírt A eljárással rögzítjük a palládiummal bevont kartonpapír elektród felületén - amelyet úgy állítunk elő, hogy kolloidális platinát vittünk fel egy szénpor felületére (Vulcan XC-72, névleges részecskenagyság 30 nm), majd a palládiummal bevont szénport 0,1 mm-es vékonyrétegként kötéssel felvittük egy elektromosan vezetőképes karbonpapír felületére, a palládiummal bevont szénpor tömegére vonatkoztatva 50 tömeg% mennyiségű politetrafluoretilént használva kötőanyagként. A kezelt, palládiummal bevont kartonpapírból 2 mm átmérőjű korongot vágunk ki és ezt felvisszük a 16. ábrával kapcsolatban leírt 2 elektródos cella platina érintkezésére, majd megvizsgáljuk, 325 mV-on, a glukózra adott válaszreakciót. Az eredményeket a 14. ábrán mutatjuk be. Ebben az esetben is lényegében lineáris válasz észlelhető, ami az áramsűrűségnek a glukóz koncentrációtól való függését illeti. Annak alapján, hogy a 4 293 396 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint gázdiffúziós elektródokban kifejezett egyenértékűség áll fenn a Pt, Pd, Ru és Rh, ill. más platinacsoportbeli fémek között, az várható, hogy más platinacsoportbeli fémek, pl. a ruténium és a ródium is hatásosak lehetnek a platina és a palládium alternatívájaként - a találmány szerinti elektródokban. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Enzimelektród, amely megfelelő szubsztrát jelenlétében a vizsgálandó enzim katalitikus aktivitása hatására amperometriás válasz adására képes, és amely az enzimet egy elektromosan vezető hordozó elem felületén rögzítve vagy adszorbeálva tartalmazza, azzal jellemezve, hogy az elektromosan vezető hordozó elem gyantával megkötött szén vagy grafitrészecskék porózus rétegből áll, vagy ilyet tartalmaz, ahol az említett részecskék finoman eloszlatott platinacsoportbeli fémekkel vannak homogénen összekeverve, vagy az említett részecskék felülete finoman eloszlatott platinacsoportbeli fémekkel van bevonva, vagy az említett részecskék felületére finoman eloszlatott platinacsoportbeli fémek vannak adszorbeálva, így olyan porózus szubsztrát réteg van kialakítva, amelyre az említett enzim adszorbeálható vagy immobilizálható, ilyen módon a porózus réteg összességében gyantával megkötött szén- vagy grafit részecskéknek és ezeken belül lényegében egyenletesen eloszlatott, említett platinacsoportbeli fémeknek lényegében heterogén rétegéből áll. 2. Az 1. igénypont szerinti enzimelektród, azzal jellemezve, hogy az említett platinacsoportbeli fémként platinát vagy palládiumot tartalmaz. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti enzimelektród, azzal jellemezve, hogy szintetikus gyanta kötőanyagként fluorkarbon gyantát vagy poli-vinil-acetátot tartalmaz. 4. A 3. igénypont szerinti enzimelektród, azzal jellemezve, hogy szintetikus gyanta kötőanyagként poli-tetra-fluor-elilént tartalmaz. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti enzimelektród, azzal jellemezve, hogy a hordozó felületére rögzített vagy adszorbeált enzimként redox enzimet tartalmaz. 6. Az 5. igénypont szerinti enzimelektród, azzal jellemezve, hogy redox enzimként glukózoxidázt tartalmaz. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti enzimelektród, azzal jellemezve, hogy az elektromosan vezető hordozóelem egy elektromosan vezető alappal azonos, amely megkötve, felületi rétegként tartalmazza az említett, gyantával kötött szén vagy grafit részecskéket, amelyek az említett finom eloszlású platinacsoportbeli fémet tartalmazzák mint a keverék komponensét, vagy felületükre adszorbeálva, vagy bevonatként 8. A 7. igénypont szerinti enzimelektród, azzal jellemezve, hogy elektromosan vezető hordozóelemként egy elektromosan vezető karbonpapírt tartalmaz. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti enzimelektród, azzal jellemezve, hogy az említett porózus réteg gyantával megkötött szén vagy grafit részecskéket tartalmaz, amelyek az említett gyantával való kötés kialakítása előtt - az egyes részecskék felületére - leválasztott vagy adszorbeált, említett platinacsoportbeli fémet tartalmaznak. 10. A 9. igénypont szerinti enzimelektród, azzal jellemezve, hogy az említett porózus réteg gyantával kötött, platinával bevont szénporból áll, amely pornak a részecskenagysága az 5-30 nm tartományba esik és felületén adszorbeálva az 1,5-2,5 nm tartományba eső részecskenagyságú kolloid platinát tartalmaz. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti enzimelektród, azzal jellemezve, hogy felületén egy mikroporózus membrán van, amely permeábilis az enzim szubsztrátumára. 12. A 11. igénypont szerinti enzimelektród, azzal jellemezve, hogy az említett membránként egy polikarbonát membránt tartalmaz. 13. Bioszenzor, oldatok összetételének meghatározására, azzal jellemezve, hogy valamely 1-12. igénypont szerinti enzimelektródot tartalmaz egy vagy több megfelelő védőburkolattal, továbbá áramjeltovábbító vezetékkel együtt. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 11
