RU2049991C1 - Method and active member for detecting metabolites in biological fluids - Google Patents
Method and active member for detecting metabolites in biological fluids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2049991C1 RU2049991C1 SU5049428A RU2049991C1 RU 2049991 C1 RU2049991 C1 RU 2049991C1 SU 5049428 A SU5049428 A SU 5049428A RU 2049991 C1 RU2049991 C1 RU 2049991C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxidase
- electrode
- hydrogen peroxide
- biological fluids
- peroxidase
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 title claims abstract description 9
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 108040007629 peroxidase activity proteins Proteins 0.000 claims abstract description 10
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 claims abstract 7
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 claims abstract 7
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 12
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 12
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 claims description 6
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 claims description 6
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 claims description 6
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 claims description 6
- 108010089254 Cholesterol oxidase Proteins 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- HNTGIJLWHDPAFN-UHFFFAOYSA-N 1-bromohexadecane Chemical group CCCCCCCCCCCCCCCCBr HNTGIJLWHDPAFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 108010000659 Choline oxidase Proteins 0.000 claims description 2
- 108010092464 Urate Oxidase Proteins 0.000 claims description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 2
- RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N bromoethane Chemical group CCBr RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940005267 urate oxidase Drugs 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 claims 1
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 claims 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 208000030159 metabolic disease Diseases 0.000 abstract description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 16
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 16
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 11
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 8
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 5
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N Uric acid Natural products N1C(=O)NC(=O)C2NC(=O)NC21 TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 4
- 229940116269 uric acid Drugs 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010073450 Lactate 2-monooxygenase Proteins 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010093096 Immobilized Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- 238000004082 amperometric method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229940072107 ascorbate Drugs 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229960001231 choline Drugs 0.000 description 1
- OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N choline Chemical compound C[N+](C)(C)CCO OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002999 depolarising effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004313 potentiometry Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- -1 uratoxidase Proteins 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к методам диагностики различных патологий, связанных с нарушениями обмена метаболитов (таких как глюкоза, холестерин, лактат, мочевая кислота и др.) и может быть использовано и поэтому рентабельны в применении только для крупных клиник. Кроме того, данные методы не обеспечивают достаточной экспрессности анализа и отличаются значительной дороговизной за счет высокой стоимости оборудования и большого расхода реактивов. The invention relates to methods for diagnosing various pathologies associated with metabolic metabolic disorders (such as glucose, cholesterol, lactate, uric acid, etc.) and can be used and therefore are cost-effective in use only for large clinics. In addition, these methods do not provide sufficient rapidity of analysis and are significantly expensive due to the high cost of equipment and high consumption of reagents.
Биосенсорный анализ метаболитов в большинстве случаев лишен перечисленных недостатков. Сейчас в коммерческих биосенсорах в основном применяется амперометрический принцип детекции. В этом случае метаболиты окисляются на мембране в присутствие соответствующего иммобилизованного фермента, а образующийся пероксид водорода детектируется на электроде амперометрически. Амперометрический способ детекции отличается от потенциометрического более сложной приборной частью и высокими требованиями к квалификации обслуживающего персонала. The biosensor analysis of metabolites in most cases is devoid of the above disadvantages. Now in commercial biosensors the amperometric principle of detection is mainly applied. In this case, the metabolites are oxidized on the membrane in the presence of the corresponding immobilized enzyme, and the resulting hydrogen peroxide is detected amperometrically on the electrode. The amperometric method of detection differs from the potentiometric method in a more complex instrument part and high requirements for the qualification of staff.
Прототипом изобретения является способ определения глюкозы и активный элемент (электрод) на основе глюкозооксидазы иммобилизованной на поверхности платины. При этом определение глюкозы осуществляется амперометрически по пероксиду водорода, образующемуся в ходе ферментативного окисления глюкозы в присутствии глюкозооксидазы. The prototype of the invention is a method for determining glucose and an active element (electrode) based on glucose oxidase immobilized on the surface of platinum. In this case, glucose is determined amperometrically using hydrogen peroxide formed during the enzymatic oxidation of glucose in the presence of glucose oxidase.
Целью изобретения является разработка простого, прецизионного, инструментального метода для определения содержания метаболитов, способных к ферментативному окислению с образованием пероксида водорода (глюкоза, холестерин, лактат, мочевая кислота и др.), и активных элементов для его проведения. Метод предназначен для широкого использования в диагностике, установления общей клинической картины пациентов и для скрининга среди больших групп населения (диспансерное обслуживание и обследование групп риска). The aim of the invention is to develop a simple, precise, instrumental method for determining the content of metabolites capable of enzymatic oxidation with the formation of hydrogen peroxide (glucose, cholesterol, lactate, uric acid, etc.), and active elements for its implementation. The method is intended for widespread use in diagnostics, establishing the general clinical picture of patients and for screening among large groups of the population (dispensary care and examination of risk groups).
Сущность нового подхода определения метаболитов в биологических жидкостях заключается в использовании явления безмедиаторного биоэлектрокатализа, позволяющего за счет ферментативного снятия перенапряжения детектировать образование пероксида водорода в присутствии иммобилизованной на электроде пероксидазы. Это свойство положено в основу селективной потенциометрической детекции метаболитов, способных к ферментативному окислению с образованием пероксида водорода. Активный элемент состоит из композитного углеродистого материала и соиммобилизованных на поверхности электрода их пероксидазу и фермент катализатор окисления аналита (глюкозооксидазу или лактатоксидазу, уратоксидазу, холестериноксидазу и т.п.). Каталитическое окисление аналита приводит к образованию пероксида водорода. Безмедиаторный катализ пероксидазой электровосстановления пероксида водорода обуславливает сдвиг электродного потенциала за счет каталитического снятия перенапряжения. При этом скорость роста электродного потенциала пропорциональна концентрации аналита. The essence of a new approach for the determination of metabolites in biological fluids is to use the phenomenon of mediatorless bioelectrocatalysis, which allows the formation of hydrogen peroxide in the presence of peroxidase immobilized on the electrode due to enzymatic removal of overvoltage. This property underlies the selective potentiometric detection of metabolites capable of enzymatic oxidation with the formation of hydrogen peroxide. The active element consists of a composite carbon material and their peroxidase and an analyte oxidation catalyst (glucose oxidase or lactate oxidase, uratoxidase, cholesterol oxidase, etc.) that are immobilized on the electrode surface. The catalytic oxidation of the analyte leads to the formation of hydrogen peroxide. The mediator-free catalysis of hydrogen peroxide electroreduction by peroxidase causes a shift in the electrode potential due to catalytic overvoltage relief. In this case, the growth rate of the electrode potential is proportional to the analyte concentration.
Для проведения таких измерений разработан активный элемент (электрод), методика произведения измерений и прибор (биосенсор) для анализа метаболитов. To carry out such measurements, an active element (electrode), a measurement technique, and a device (biosensor) for metabolite analysis have been developed.
Преимущества данного подхода обусловлены тем фактом, что изменение электродного потенциала в присутствии пероксида водорода обусловлено прямым биоэлектрокатализом реакции электровосстановления последнего. Этот факт дает возможность отказаться от использования низкомолекулярных медиаторов. Отказ от использования низкомолекулярных медиаторов позволяет реализовать потенциометрическую схему многоразового анализа при отсутствии каких-либо дополнительных реагентов кроме буферного раствора. The advantages of this approach are due to the fact that the change in the electrode potential in the presence of hydrogen peroxide is due to direct bioelectrocatalysis of the electroreduction reaction of the latter. This fact makes it possible to abandon the use of low molecular weight mediators. The rejection of the use of low molecular weight mediators allows for the implementation of a potentiometric reusable assay scheme in the absence of any additional reagents other than a buffer solution.
Особенность нового подхода заключается в том, что он отличается методической простотой. Электронная часть аппаратурного оформления по существу представляет собой вольтметр с высоким входным импедансом и блок преобразования сигнала. Активные элементы (электроды) исключительно просты в изготовлении и миниатюризированы. A feature of the new approach is that it differs in methodological simplicity. The electronic part of the hardware is essentially a voltmeter with a high input impedance and a signal conversion unit. Active elements (electrodes) are extremely simple to manufacture and miniaturized.
Способ осуществляют следующим образом:
П р и м е р 1. Изготовление активных элементов (электродов).The method is as follows:
PRI me R 1. The manufacture of active elements (electrodes).
В 0,5 мл раствора полимера (полиэтиленимина модифицированного последовательно этилбромидом и цетилбромидом по известному методу в бензоле (10 мг/мл) суспендируют 30 мг сажи ПМ-100 с удельной поверхностью 98 м2/г, суспензию наносили на электрод из углеродистого материала (пирографит, графитовое волокно) и высушивают. Электрод обрабатывают в течение 10 ч в 7,5%-ном растворе глутарового альдегида в 0,01 М фосфатном буфере рН 6,8 при 310 К. Затем помещали в раствор пероксидазы и фермента-катализатора окисления аналита в 0,01 М фосфатном буфере рН 6,8, инкубируют в течение 4 ч при 277 К. Ферменты-катализаторы окисления аналита для соответствующих аналитов используются следующие: глюкозооксидаза (глюкоза), холестериноксидаза (холестерин), лактатоксидаза (лактат), уратоксидаза (мочевая кислота). Отношение концентрации фермента к концентрации пероксидазы составляет от 1:5 до 5:1 в зависимости от природы фермента-катализатора окисления аналита.In a 0.5 ml polymer solution (polyethyleneimine sequentially modified with ethyl bromide and cetyl bromide according to the known method in benzene (10 mg / ml), 30 mg of PM-100 carbon black with a specific surface area of 98 m 2 / g was suspended, the suspension was applied to an electrode made of carbon material (pyrographite , graphite fiber) and dried.The electrode is treated for 10 h in a 7.5% solution of glutaraldehyde in 0.01 M phosphate buffer pH 6.8 at 310 K. Then it was placed in a solution of peroxidase and an analyte oxidation enzyme in 0.01 M phosphate buffer pH 6.8, incubate t for 4 hours at 277 K. The analyte oxidation enzymes for the corresponding analytes are as follows: glucose oxidase (glucose), cholesterol oxidase (cholesterol), lactate oxidase (lactate), urate oxidase (uric acid). The ratio of the concentration of the enzyme to the concentration of peroxidase is from 1 : 5 to 5: 1, depending on the nature of the analyte oxidation enzyme.
Полимер, входящий в состав композитного материала активного элемента выполняет следующие основные функции: служит связующим для сажи при сохранении проводимости последней; предоставляет аминогруппы для иммобилизации ферментов на поверхности электрода. Кроме того, модифицированный полиэтиленимин препятствует неспецифической сорбции белков на поверхности электрода, благодаря своим поверхностно-активным свойствам. The polymer that is part of the composite material of the active element performs the following main functions: serves as a binder for soot while maintaining the conductivity of the latter; provides amino groups for immobilizing enzymes on the surface of the electrode. In addition, modified polyethyleneimine prevents nonspecific sorption of proteins on the electrode surface due to its surface-active properties.
П р и м е р 2. Определение глюкозы. PRI me R 2. Determination of glucose.
1. Анализ глюкозы в водных растворах. Измерения производят в 0,01 М Na-фосфатном буфере рН 6,8, содержащим 0,05 M NaCl в измерительной ячейке объемом 0,1-1 мл. Электродом сравнения служит Ag/AgCl электрод или электрод из материала активного элемента, не содержащего иммобилизованных ферментов. Регистрация потенциала производится при помощи вольтметра с высоким входным импедансом, имеющим выход на самописец или блок обработки сигнала. Объем вводимой пробы составляет 10% от объема измерительной ячейки. 1. Analysis of glucose in aqueous solutions. Measurements are made in 0.01 M Na-phosphate buffer pH 6.8, containing 0.05 M NaCl in a measuring cell with a volume of 0.1-1 ml. The reference electrode is an Ag / AgCl electrode or an electrode made of an active element material that does not contain immobilized enzymes. The potential is recorded using a voltmeter with a high input impedance, which has an output to the recorder or signal processing unit. The volume of the injected sample is 10% of the volume of the measuring cell.
В отсутствие глюкозы в среде на электроде устанавливается потенциал 0-100 мВ. Рост электродного потенциала после инжектирования глюкозы в реакционную ячейку происходит с начальными скоростями в десятки-сотни мВ/мин в зависимости от концентрации глюкозы. Предельное значение потенциала электрода обуславливается снятием перенапряжения электровосстановления пероксида водорода и соответствует приблизительно 400 мВ. Для надежного определения начальной скорости достаточно 10-и секунд. После каждого измерения необходимо снять поляризацию электрода кратковременной (несколько секунд) принудительной катодной поляризацией с использованием вспомогательного электрода. Вспомогательный электрод может быть выполнен из углеродистого материала (пирографит, углеродистое волокно). Рабочий электрод подключают к катоду, а вспомогательный к аноду источника питания (напряжение 1 В). После падения потенциала рабочего электрода ниже фонового значения цепь размыкают. После установления на рабочем электроде фонового значения потенциала можно производить последующее измерение (фиг. 1). Эта процедура достаточно проста и отнимает вместе с промывкой электрода и ячейки не более 1 мин. In the absence of glucose in the medium, a potential of 0-100 mV is established on the electrode. The growth of the electrode potential after injection of glucose into the reaction cell occurs with initial velocities of tens to hundreds of mV / min depending on the glucose concentration. The limit value of the electrode potential is determined by the removal of the overvoltage of the electroreduction of hydrogen peroxide and corresponds to approximately 400 mV. For a reliable determination of the initial speed, 10 seconds are enough. After each measurement, it is necessary to remove the electrode polarization by short-term (several seconds) forced cathodic polarization using an auxiliary electrode. The auxiliary electrode may be made of carbon material (pyrographite, carbon fiber). The working electrode is connected to the cathode, and the auxiliary to the anode of the power source (voltage 1 V). After the potential of the working electrode drops below the background value, the circuit is opened. After establishing the background value of the potential at the working electrode, a subsequent measurement can be made (Fig. 1). This procedure is quite simple and takes together with washing the electrode and the cell no more than 1 min.
На фиг. 2 приведена калибровочная зависимость скорости роста потенциала активного элемента (электрода) от концентрации глюкозы. Зависимость линейна в диапазоне концентрации глюкозы 0,25-20 мМ (с учетом десятикратного разбавления пробы при инжектировании), что полностью покрывает необходимый клинический диапазон концентраций в крови и моче. Анализ глюкозы в крови ведут аналогично. Способ позволяет определять глюкозу как в плазме так и в цельной крови. In FIG. Figure 2 shows the calibration dependence of the growth rate of the potential of the active element (electrode) on glucose concentration. The dependence is linear in the range of glucose concentration of 0.25-20 mM (taking into account tenfold dilution of the sample during injection), which completely covers the necessary clinical range of concentrations in blood and urine. Blood glucose analysis is carried out similarly. The method allows to determine glucose both in plasma and in whole blood.
Устройство для проведения измерения концентрации глюкозы (фиг. 3) включает в себя: электрохимическую ячейку, содержащую рабочий электрод (активный элемент), электрод сравнения (Ag/AgСl электрод), вспомогательный электрод (угольный электрод); инжектор пробы; измерительный прибор (вольтметр с входным сопротивлением не ниже 100 МОм); устройство для обработки сигнала (самописец); источник деполяризующего напряжения (гальванический элемент на 1 В). Основным фактором крови (мочи), который может существенно влиять на результаты анализа является аскорбиновая кислота. Аскорбиновая кислота является субстратом пероксидазы и ее наличие приводит к занижению реального значения концентрации аналита при концентрации аскорбата в анализируемой среде свыше 0,1 мМ. A device for measuring glucose concentration (Fig. 3) includes: an electrochemical cell containing a working electrode (active element), a reference electrode (Ag / AgCl electrode), an auxiliary electrode (carbon electrode); sample injector; measuring device (voltmeter with an input resistance of at least 100 megohms); signal processing device (recorder); depolarizing voltage source (1 V galvanic cell). The main factor in the blood (urine), which can significantly affect the results of the analysis, is ascorbic acid. Ascorbic acid is a substrate of peroxidase and its presence leads to an underestimation of the real value of the analyte concentration at an ascorbate concentration in the analyzed medium of more than 0.1 mM.
П р и м е р 3. Определение холестерина в биологических жидкостях. Активный элемент готовят аналогично примеру 1, в качестве фермента катализатора окисления аналита используется холестериноксидаза. Измерения ведут аналогично примеру 2. Диапазон определяемых концентраций: 0,5-15 мМ. PRI me R 3. Determination of cholesterol in biological fluids. The active element is prepared analogously to example 1, cholesterol oxidase is used as the enzyme of the analyte oxidation catalyst. The measurements are carried out analogously to example 2. The range of determined concentrations: 0.5-15 mm.
П р и м е р 4. Определение лактата в биологических жидкостях. Активный элемент готовят аналогично примеру 1, в качестве фермента катализатора окисления аналита используется лактатоксидаза. Измерение ведут аналогично примеру 2. Диапазон определяемых концентраций: 0,1-15 мМ. PRI me
П р и м е р 5. Определение мочевой кислоты в биологических жидкостях. Активный элемент готовят аналогично примеру 1, в качестве фермента катализатора окисления аналита используется уратоксидаза. Измерения ведут аналогично примеру 2. Диапазон определяемых концентраций: 1-20 мМ. PRI me
П р и м е р 6. Определение холина в биологических жидкостях. Активный элемент готовят аналогично примеру 1, в качестве фермента катализатора окисления аналита используется холиноксидаза. Измерения ведут аналогично примеру 2. Диапазон определяемых концентраций: 0,2-10 мМ. PRI me R 6. Determination of choline in biological fluids. The active element is prepared analogously to example 1, choline oxidase is used as the enzyme of the analyte oxidation catalyst. The measurements are carried out analogously to example 2. The range of determined concentrations: 0.2-10 mm.
Таким образом, описанный метод имеет высокую производительность (до 30 анализов в час), отличается методической простотой (не требует дополнительных реагентов кроме буферного раствора), дешевизной (расход ферментов на 1 активный элемент не превышает 10 мкг, активный элемент выдерживает от 100 до 1000 анализов), и может быть реализован аппаратурно на простой элементной базе. Thus, the described method has high productivity (up to 30 analyzes per hour), differs in methodological simplicity (does not require additional reagents except a buffer solution), cheapness (the consumption of enzymes per 1 active element does not exceed 10 μg, the active element withstands from 100 to 1000 analyzes ), and can be implemented in hardware on a simple element base.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5049428 RU2049991C1 (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Method and active member for detecting metabolites in biological fluids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5049428 RU2049991C1 (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Method and active member for detecting metabolites in biological fluids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2049991C1 true RU2049991C1 (en) | 1995-12-10 |
Family
ID=21607852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5049428 RU2049991C1 (en) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Method and active member for detecting metabolites in biological fluids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2049991C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998035053A3 (en) * | 1997-02-11 | 1998-09-17 | Heller E & Co | Electrochemical analyte sensors using thermostable soybean peroxidase |
| US6689265B2 (en) | 1995-10-11 | 2004-02-10 | Therasense, Inc. | Electrochemical analyte sensors using thermostable soybean peroxidase |
| RU2267131C2 (en) * | 2000-03-31 | 2005-12-27 | Лайфскен, Инк. | Electrically conducting structures for controlling medical device filling |
| RU2548778C1 (en) * | 2014-02-10 | 2015-04-20 | Виталий Юрьевич Мишланов | Diagnostic technique for blood serum glucose, total protein and electrolytes by multi-frequency impedance analysis |
| RU2580288C2 (en) * | 2013-04-29 | 2016-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Русенс" | Method of making microbiosensor for determining glucose or lactate |
| RU2651064C2 (en) * | 2013-06-25 | 2018-04-18 | Энимас Корпорейшн | Glucose-measurement systems and methods of presenting icons |
-
1992
- 1992-06-25 RU SU5049428 patent/RU2049991C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Anal.Chimica Acta, 1991, v.242, p.275-278. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5972199A (en) * | 1995-10-11 | 1999-10-26 | E. Heller & Company | Electrochemical analyte sensors using thermostable peroxidase |
| US6689265B2 (en) | 1995-10-11 | 2004-02-10 | Therasense, Inc. | Electrochemical analyte sensors using thermostable soybean peroxidase |
| WO1998035053A3 (en) * | 1997-02-11 | 1998-09-17 | Heller E & Co | Electrochemical analyte sensors using thermostable soybean peroxidase |
| RU2267131C2 (en) * | 2000-03-31 | 2005-12-27 | Лайфскен, Инк. | Electrically conducting structures for controlling medical device filling |
| RU2580288C2 (en) * | 2013-04-29 | 2016-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Русенс" | Method of making microbiosensor for determining glucose or lactate |
| RU2651064C2 (en) * | 2013-06-25 | 2018-04-18 | Энимас Корпорейшн | Glucose-measurement systems and methods of presenting icons |
| RU2548778C1 (en) * | 2014-02-10 | 2015-04-20 | Виталий Юрьевич Мишланов | Diagnostic technique for blood serum glucose, total protein and electrolytes by multi-frequency impedance analysis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN2372689Y (en) | Current biological sensor | |
| CA1177735A (en) | Method of polarographic analysis of lactic acid and lactate | |
| Keedy et al. | Determination of urate in undiluted whole blood by enzyme electrode | |
| Clark Jr et al. | Differential anodic enzyme polarography for the measurement of glucose | |
| Sprules et al. | Evaluation of a new disposable screen‐printed sensor strip for the measurement of NADH and its modification to produce a lactate biosensor employing microliter volumes | |
| US4127448A (en) | Amperometric-non-enzymatic method of determining sugars and other polyhydroxy compounds | |
| JP2838484B2 (en) | Biosensor for gas measurement and method for producing the same | |
| Hilditch et al. | Disposable electrochemical biosensors | |
| US4340448A (en) | Potentiometric detection of hydrogen peroxide and apparatus therefor | |
| Wangsa et al. | Fiber-optic biosensors based on the fluorometric detection of reduced nicotinamide adenine dinucleotide | |
| JPH0617889B2 (en) | Biochemical sensor | |
| Clark Jr | [41] The hydrogen peroxide sensing platinum anode as an analytical enzyme electrode | |
| Mao et al. | Miniaturized amperometric biosensor based on xanthine oxidase for monitoring hypoxanthine in cell culture media | |
| McMahon et al. | Design variations of a polymer–enzyme composite biosensor for glucose: Enhanced analyte sensitivity without increased oxygen dependence | |
| JP2003525053A (en) | Enzyme-electrochemical measurement device | |
| RU2049991C1 (en) | Method and active member for detecting metabolites in biological fluids | |
| Petersson | Amperometric assay of glucose and lactic acid by flow injection analysis | |
| McNeil et al. | Amperometric biosensor for rapid measurement of 3-hydroxybutyrate in undiluted whole blood and plasma | |
| McNeil et al. | Amperometric enzyme electrode for determination of theophylline in serum | |
| CA2512279C (en) | Method for preparing lactate biosensing strip | |
| GB2185318A (en) | Creatinine assay | |
| CA2176632A1 (en) | Method for the determination of lactic acid in organic materials of alimentary interest and biosensor for putting this method into effect | |
| CN100404687C (en) | Lactic acid biosensing strip | |
| Kuntawong et al. | A Prussian Blue Modified Electrode Based Amperometric Sensor for Lactate Determination | |
| EP1578985B1 (en) | Lactate biosensing strip |