Электротехническое устройство для определения скорости ферментативных окислительно-восстановительных реакций

Номер патента: 857845

Авторы: Назаров, Ивницкий, Блинов

Скачать ZIP архив.

Текст

Союз Советскии Социалистических Республик(22) Заявлено 300879 (21) 2811819/18-25 (51) М. Кл. с присоединением заявки Йо С 01 М 27/52 1 осударстаенный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯСКОРОСТИ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ ОКИСЛИТЕЛЬНОВОССТАНФВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ 10 Изобретение относится к электро- химическим устройствам, используемым в энзимологии для определения скорости ферментативных реакций, з также соответствующих субстратов, ингибиторов и активаторов.Известно электрохимическое устройство, применяемое для изучения кинетики электродных процессов 11 .Однако оно не позволяет изучать кинетику Ферментативных реакций.Наиболее близким к предлагаемому является электрохимическое устройство для определения скорости Ферментативных окислительно-восстановитель 15 ных реакций, содержащее индикаторный и сравнительный электроды, соединенные с регистрирующим устройством и погруженные в электролит и Фермент, Анализируемое соединение, например глюкоза или холестерин, окисляются в присутствии соответствующего фермента - оксидазы с образованием перекиси водорода. Последняя диффундирует к платиновому аноду полярографической ячейки, окисляется, при этом результирующий ток ячейки пропорционален концентрации Н О и линейно связан с количеством глюкозы или холестерина в пробе. Полярографическая ячейка состоит из Рт-анода и Ад-катода. Между реакционной камерой и полярографической ячейкой расположена мембрана с иммобилизованным Ферментом. Необходимый потенциал ячейки устанавливается с помощью источника питания Г 21.Однако известное электрохимическое устройство не обеспечивает высокой чувствительности и точности. Наличие мембраны между реакционной камерой и полярографической ячейкой существенно увеличивает постоянную времени прибора, снижает его чувствительность,выходной сигнал имеет малую мощность и для его усиления необходим соответствующий преобразователь. При измерениях возможны, погрешности в результате обратимого процесса разрушения перекиси водо- рода 2 Н,О -+2 Н,О + О1 2Кроме того, перед каждым определением приходится проводить дополнительную калибровку электрохимической ячейки.Цель изобретения - повышение чувствительности определения.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве определения скорости ферментативных окислительно-восоановительных реакций, содержащем индикаторный и сравнительный электроды, соединенные с регистрирующимпогруженные в электро лит, электроды выполнены из пористого угля с гидрофильной пропиткой и соединены посредством пористой мембраны, причем индикаторный электрод содержит иммобилизованный ц фермент, 10 связанный с гидрофильной пропиткой из биоспецифического сорбента, торцевая часть сравнительного электрода изолирована, а электролит содержит ионы 1 15О пределе ние с корост и ферме нт ативных окислительно-восстановительных реакций основано на деполяризации рабочего угольного электрода гальванического элемента иодом - продуктом каталитического окисления иодид-ионов перекисью водорода, Деполяризация рабочего электрода сопровождается появлением тока во внешней цепи элемента. В зависимости от скорости изучаемой ферментативной реакции величина тока линейно изменяется от 0 до 10 мкА, что позволяет определять не только активность ферментов оксидаз, но и концентрацию соответствующих субстратов. В качестве изме- ЗО ряющего прибора используют микроамперметр или самопишущий потенциометр (гальванический элемент).Гальванический элемент открытой частью рабочего электрода погружают 35 в анализируемый раствор, содержащий 0,1 М ацетатный буФер (рН 5,6) и 0,001 М КХ. Раствор термостатируется при 37 С; Минимальный объем анализируемого раствора 1 мл, Для непрерыв ного анализа можно исполь овать специальную рабочую камеру проточного типа.Исследуемый субстрат-глюкоза, диффундирует из анализируемого раствора к поверхности рабочего электрода, на котором происходит окисление субстрата под действием иммобилизованнбй глюкозооксидазы до перекиси водорода. Последняя в присутствии иммобилизованной пероксидазы окисляет иодид-ионы до молекулярного иода.Образовавшийся иод электровосстанавливается на рабочем электроде. При этом во внешней цепи элемента появляется ток, непрерывно регистрируемый ,микроамперметром. Изменение тока в электродной системе линейно зависит от скорости Ферментативной реакции и, 60 следовательно, от концентрации определяемого субстрата.ферментативные и электрохимические процессы, протекающие на поверхности угольных электродов гальванического 65элемента можно выразить следующими реакциями: с+о-ф- п+ но фермент оксидаза 2 НО+ 21 + 2 Н 3 +2 НО где С - субстрат; П - продукт ферментативной реакции,На рабочем электроде происходит электровосстановление иода, на вспомогательном электроде осуществляется процесс окисления активного угля.На чертеже изображен гальванический элемент,Гальванический элемент содержит угольные пористые рабочий 1 и вспомогательный 2 электроды, разделенные пористой мембраной 3, например пористым стеклом или пористой керамикой. Оба электрода помещены в корпус 4 так, что только часть рабочего электрода остается непокрытой корпусом. Эта часть электрода погружается в анализируемый раствор. Концы рабочего и вспомогательного электролов соединены с микроамперметром 5,Для получения пористых угольных электродов используется смесь следующего состава: угольный порошок, растворимая в воде соль, например ГГаС 1, гидрофильный материал, который выбирается из числа биоспецифических сорбентов с учетом приооды используемого фермента, например,КМ-целлюлоза, связующее, например эпоксидная смола, Полученная смесь тщательно перемешивается до однородной массы, прессу- ется в прессформе пд небольшим давлением (60-70 кг/сгл ), затем высушивается при комнатной температуре до полного затвердевания смолы и погружается в дистиллированную воду для растворения и вымывания солевых включений (г 1 аС 1) и, следовательно, образования пористости,Рабочий электрод получают путем иммобилизации фермента на поверхности гидрофильного материала, включенного в пористый угольный электрод, Для определения глюкозы рабочий электрод содержит в качестве биоспецифического сорбента КМ-целлюлозу с иммобилизованными на ее поверхности путем адсорбции в 0,1 М ацетатном буферномрастворе (рН 5,6) глюкозооксидазой и пероксидазой.Для работы элемента в гальваническом режиме в качестве вспомогательного электрола использется пористый угольный электрод, который обеспечивает рабочему электродч потенциал (0,205 в отн. А/АцС 1), соответствующий площадке предельного тока электровосстановления иоца,Предлагаемый гальванический элемент может быть использован в качестве топливного элемента, фермент- ного электрода для исси;.лсвания857845 Формула изобретения Составитель И. Рог Техред А, Бабинец оррект Редактор О. Мал Кост 2 Тираж 907 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж. РаушЗаказ 7232/ ПодписноеССР митета открыт ая наб Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект ферментативных окислительно-восстановительных реакций, а также дляколичественного определения различных соединений, в ходе ферментативного превращения которых образуетсяперекись водорода. Электрохимическое устройство для определения скорости Ферментативных окислительно-восстановительных реакций,. содержащее индикаторный и сравнительный электроды, соединенные с регистриюуюшим устройством и погруженные в электролит и Фермент, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения ччвствительности,электооды выполнены из пористого чгляс гидрофильной поопиткой и соединеныпосредством пористой мембраны, причеминдикаторный электрод содержит иммобилизованный фермент, связанный сгипрофильной пропиткой из биоспецифического сорбента, торцевая часть сравнительного электрода изолирована, аэлектролит содержит ионы ЛИсточники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Антропов Л.И. Теоретическаяэлектрохимия, М., 1965, с. 238.

Смотреть

Заявка

2811819, 30.08.1979

САМАРКАНДСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ

ИВНИЦКИЙ ДМИТРИЙ МАРКОВИЧ, БЛИНОВ ВАЛЕРИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ, НАЗАРОВ АБДУВАЛИ ВАХИДОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 27/52

Метки: реакций, скорости, ферментативных, электротехническое, окислительно-восстановительных

Опубликовано: 23.08.1981

Код ссылки

<a href="http://patents.su/3-857845-ehlektrotekhnicheskoe-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-skorosti-fermentativnykh-okislitelno-vosstanovitelnykh-reakcijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Электротехническое устройство для определения скорости ферментативных окислительно-восстановительных реакций</a>

Похожие патенты