DD251002A1 - Analytisches element zur bestimmung von substraten in ascorbinsaeurehaltigen fluessigkeiten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung gehoert in das Gebiet biochemischer Nachweisverfahren. Sie hat das Ziel, das Spektrum der ascorbinsaeurehaltigen Fluessigkeiten zu verbreitern, in denen Substrate bestimmt werden. Die Aufgabe der Erfindung ist, den Bereich der Wasserstoffionenkonzentration der ascorbinsaeurehaltigen Probefluessigkeit fuer die Substratbestimmung zu erweitern. Sie wird dadurch geloest, dass in einer, die Reaktionsschicht umhuellenden Schicht, Kupfer(II)-Ionen eingearbeitet werden. Die Erfindung wird angewendet in der medizinischen Labordiagnostik, Lebensmittelindustrie und Mikrobiologie.

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein analytisches Element zur Bestimmung von Substraten in ascorbinsäurehaltigen Flüssigkeiten.

Die Erfindung wird angewendet auf dem Gebiet der medizinischen Labordiagnostik, Lebensmittelindustrie und Mikrobiologie.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In den letzten zwei Jahrzehnten ist die Bestimmung von Substanzen unter Benutzung der Festphasen-Technik, insbesondere der Nachweis und die Bestimmung von Inhaltsstoffen von Körperflüssigkeiten für die Belange der medizinischen Labordiagnostik sprunghaft angestiegen, wie eine neuere Übersicht von J. G. Libeer in J. Chlin. Chem. Clin. Biochem. 23 (1985) 645 belegt. Bei der Bestimmung von Glucose, Harnsäure, Triglyceriden und anderen Substanzen werden zumeist gekoppelte enzymatische Reaktionen benutzt. Dabei wird im ersten Reaktionsschritt das Substrat durch Einwirkung einer spezifischen Oxidase in Gegenwart von Sauerstoff oxydiert. Das Substrat kann sowohl die eigentlich nachzuweisende Substanz sein, als auch ein daraus entstandenes Zwischenprodukt. Im ersten Reaktionsschritt entsteht neben dem oxydierten Substrat Wasserstoffperoxid, das im zweiten Reaktionsschritt ein Chromogen zu einem Farbstoff umwandelt. Hierbei kann die Umwandlung des Chromogens mit Hilfe einer Peroxidase als auch ohne enzymatische Katalyse erfolgen. Der entstandene Farbstoff ist Indikator und Maß der zu bestimmenden Substanz. Informationsverluste in dem analytischen System entstehen häufig dadurch, daß Wasserstoffperoxid relativ leicht mit anderen oxydierbaren Substanzen in Nebenreaktionen reagiert und dann nicht mehr in vollem Umfang für die Indikatorreaktion zur Verfügung steht. Unter den oxydierbaren Substanzen, die auf solche Weise eine Störung der Indikatorreaktion verursachen, ist, innerhalb des Anwendungsgebietes der Erfindung, die Ascorbinsäure die bedeutungsvollste.

Im DD-Patent 157834 (1981) wird versucht, den Störeinfluß der Ascorbinsäure dadurch zu beseitigen, daß dem Testsystem von Festphasentests J odat zu gesetzt wird. Das Jodat oxydiert die Ascorbinsäure und eliminiert so den Störfaktor. Bei der Oxydation der Ascorbinsäure entsteht aus dem Jodat in Abhängigkeit von der Wasserstoffionenkonzentration Jod oder Jodid. Letzteres kann, wieder in Abhängigkeit vom pH-Wert, mit überschüssigem Jodat zu Jod reagieren. Da das Jod leicht durch Wasserstoffperoxid oxydierbar ist, wird das Jod nun seinerseits zum Störfaktor der Indikatorreaktion. Aus diesem Grunde ist Jodat nur unter eingegrenzten Bedingungen zur Beseitigung des Störeinflusses der Ascorbinsäure geeignet.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, das Spektrum der ascorbinsäurehaltigen Flüssigkeiten zu verbreitern, in denen durch Oxidasen umsetzbare Substrate bestimmt werden.

Darstellung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Bereich der Wasserstoffionenkonzentration der zu untersuchenden Probeflüssigkeit, bei Einsatz von Redoxsystemen zur Beseitigung des Störeinflusses der Ascorbinsäure, unter Anwendung von analytischen Elementen zu erweitern. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine, die Reaktionszone umhüllende Schicht, die Kupfer(ll)-ionen enthält.

Die Tatsache, daß Ascorbinsäure durch Kupfer(ll)-ionen sehr schnell oxydiert wird, ist seit langem bekannt, z. B. Barron, DeMeio und Klemperer (1936), J. biol. Chem. 112, 625. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung stören überraschenderweise die Schwermetallionen nicht die durch Wasserstoffperoxid direkt bewirkte oder mittels Peroxidase katalysierte Umwandlung eines Chromogens in einen Farbstoff.

Die erfindungsgemäße Anordnung eines Überschusses von Kupfer(ll)-ionen gegenüber Ascorbinsäure in einer für niedermolekulare Verbindungen durchlässigen, die Reaktionszone umhüllenden Schicht ermöglicht die Oxydation der Ascorbinsäure in dieser umhüllenden Schicht. Dadurch wird der Störeinfluß der Ascorbinsäure beseitigt, bevor die Probeflüssigkeit die Reaktionszone erreicht.

Bei dem erfindungsgemäßen analytischen Element wird eine vorgefertigte Reaktionszone mit einer Kupfer(ll)-ionenhaltigen Schicht aus natürlichen oder synthetischen makromolekularen Verbindungen umhüllt. Das Umhüllen der Reaktionszone kann auf verschiedene technisch bekannte Weisen wie Begießen, Einsiegeln u.a. geschehen.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen analytischen Elementes ist die Erweiterung des pH-Bereiches der zu untersuchenden Probeflüssigkeit. Ein weiterer Vorteil ist der, daß die bei der Oxydation der Ascorbinsäure entstehenden Cu(l)-Ionenautoxydativ wieder zu Cu(ll)-Ionen werden und dadurch nicht zu Störfaktoren der Indikatorreaktion werden.

Ausfuhrungsbeispiel

Auf ein an sich bekanntes analytisches Element, wie z. B. im EP 160847 beschrieben, wird eine 7%ige Gelatinelösung aufgebracht, die auf einen pH-Wert zwischen 4,5 bis 4,9 eingestellt ist und entsprechende Zusätze an, in der Filmtechnologie üblichen Emulgatoren und vernetzenden Reagenzien enthält, und in der2mmol Kupfersulfat/l Gelatineemulsion gelöst sind. Die Schichtdicke der Kupferionen-haltigen Gelatineschicht beträgt etwa 10>m. Mit dem erhaltenen analytischen Element können Glucosebestimmungen im Blut und in Lebensmittelextrakten durch Auftropfen der Probelösung oder durch Eintauchen in die Probelösung im Konzentrationsbereich von ca. 3 bis 40mmol/l durchgeführt werden. Ascorbinsäurekonzentrationen bis 1 mmol/l stören die Glucosebestimmung nicht.

Claims (4)

1. Analytisches Element zur Bestimmung von durch Oxidasen umsetzbaren Substraten in ascorbinsäurehaltigen Flüssigkeiten, bestehend aus einer oder mehreren Trägerschichten, die mindestens eine Oxidase und ein wasserstoffperioxidnachweisendes Indikatorsystem enthalten und die auf einer Stützschicht angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in einer, die Reaktionszone umhüllenden Schicht, Kupfer(ll)-ionen eingearbeitet sind.

2. Analytisches Element nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kupfer(!l)-ionen im Vergleich zur Ascorbinsäure im 2- bis 40fachen molaren Überschuß vorliegen.

3. Analytisches Element nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die die Reaktionszone umhüllende, Kupfer(ll)-ionen enthaltende Schicht, für niedermolekulare Verbindungen durchlässig ist.

4. Analytisches Element nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Kupfer(ll)-ionen enthaltende Schicht aus natürlichen oder synthetischen makromolekularen Verbindungen besteht, wie z. B. Cellulose, Gelatine, synthetische Hochpolymere, sowie vliesartigen oder gewebeartigen Materialien.