SK71596A3 - Non-enzymatic method of determination of reducing sugars content in aqueous sulution - Google Patents
Non-enzymatic method of determination of reducing sugars content in aqueous sulution Download PDFInfo
- Publication number
- SK71596A3 SK71596A3 SK715-96A SK71596A SK71596A3 SK 71596 A3 SK71596 A3 SK 71596A3 SK 71596 A SK71596 A SK 71596A SK 71596 A3 SK71596 A3 SK 71596A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- electrode
- hydroxide
- reducing sugars
- cfd
- working electrode
- Prior art date
Links
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 title claims abstract description 83
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 title claims abstract description 43
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 title claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 60
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 49
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 23
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000004460 silage Substances 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 14
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 7
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000012085 test solution Substances 0.000 claims description 6
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 1
- -1 potassium ferricyanide Chemical compound 0.000 abstract description 16
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 31
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 31
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 31
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 26
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 230000004044 response Effects 0.000 description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 17
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 16
- 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 14
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 14
- UETZVSHORCDDTH-UHFFFAOYSA-N iron(2+);hexacyanide Chemical compound [Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] UETZVSHORCDDTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000003869 coulometry Methods 0.000 description 13
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 11
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 10
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 5
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 5
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 5
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 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 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 3
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 3
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 3
- YAGKRVSRTSUGEY-UHFFFAOYSA-N ferricyanide Chemical compound [Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] YAGKRVSRTSUGEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 3
- DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);octadecacyanide Chemical compound [Fe+2].[Fe+2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 3
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 description 2
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 2
- 239000012482 calibration solution Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 description 2
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PJVXUVWGSCCGHT-ZPYZYFCMSA-N (2r,3s,4r,5r)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;(3s,4r,5r)-1,3,4,5,6-pentahydroxyhexan-2-one Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C(=O)CO PJVXUVWGSCCGHT-ZPYZYFCMSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000008458 Glucose Oxidase Reagent Methods 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 206010067584 Type 1 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000000835 electrochemical detection Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 229940073322 ferric hexacyanoferrate Drugs 0.000 description 1
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002231 fructose derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000002402 hexoses Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000000276 potassium ferrocyanide Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;iron(2+);hexacyanide Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWDBHOZBRXWRKS-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;iron(6+);hexacyanide Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[Fe+6].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] AWDBHOZBRXWRKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000004832 voltammetry Methods 0.000 description 1
- 238000007704 wet chemistry method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
Vynález sa týka spôsobov a zariadenia na uskutočňovanie elektrochemických meraní a z jedného aspektu sa zaoberá elektrochemickým stanovením obsahu redukujúcich cukrov vo vodnom roztoku, so zvláštnou ale nie výlučnou aplikáciou na stanovenie obsahu redukujúcich cukrov v tekutinách poľnohospodárskej siláže.
Doterajší stav techniky
Je dobre známe, že siláž sa má spracovať a uložiť za zvláštnych podmienok tak, aby sa v najväčšej možnej miere zachoval jej výživný obsah na zimné kŕmenie. Počas uskladnenia prebiehajú početné chemické zmeny a môže byť dôležité poznať viaceré nutrične parametre siláže, napríklad na uľahčenie určenia, kedy je siláž pripravená na použitie. Jedným z naj dôležitých parametrov je obsah redukujúcich cukrov. Rovnako je veľa prípadov, všeobecne pri výrobe potravín a nápojov pre spotrebu ľudí a zvierat a pri iných biologických tekutinách, keď by bolo cenné vedieť ľahko ohodnotiť obsah redukujúcich cukrov.
Pre siláž je už známy analytický systém, ktorý je schopný stanoviť viaceré nutrične parametre kvapalín získaných stlačením vzorky siláže, ktorý zahrňuje obsah voľného cukru. Tento systém je však relatívne drahý a zložitý a závisí od mokrej chémie. Takýto systém je opísaný v GB 2202637A.
V oblasti biosenzorov je z EP 0170375A známe kapilárne zariadenie (CFD) (capillary-fill device). V bežnej forme zahrnuje dve platne oddelené medzerou dostatočne malou na to, aby do neho bola kvapalina nasávaná kapilárnymi silami. Vnútorné strany platní nesú elektródy z tlačených spojov a tiež môžu niesť zachytenú vrstvu reagentu, napríklad sieťotlačou.
- 2 Táto vrstva reagentu sa vyberá vzhľadom na kvapalinu, ktorá sa má nasávať pri uskutočňovaní konkrétneho testu. EP 0255291A opisuje CFD zariadenie, ktoré zahrnuje enzým oxidázu, špecifický pre konkrétny stanovovaný cukor, napríklad oxidáza glukózy na stanovenie koncentrácie glukózy v kvapaline, napríklad vo vzorke krvi. Toto zariadenie je teda špecifické pre určitý cukor, a teda v tom istom čase sa môže stanoviť len jeden konkrétny cukor.
Známe je tiež stanovenie obsahu cukrov v roztoku s využitím redukčných vlastností cukrov, napríklad zahrnujúc redukciu hexakyanoželezitanového iónu na hexakyanoželeznatanový ión. Výsledný hexakyanoželeznatan sa potom deteguje vhodnou metódou, napríklad spektrofotometricky, alebo sa môže detegovať elektrochemický, hoci spektrofotometrické metódy sú všeobecne výhodné (napríklad meraním poklesu žltej farby roztoku, keď sa používa hexakyanoželeznatanový systém). Tradične sa toto robí pri alkalickom pH, napríklad 9 až 12, v horúcom roztoku v prítomnosti katalyzátora (napríklad Ni , Co ). Takáto metodika obvykle zaberie okolo tridsať minút, kým poskytne užívateľovi výsledok.
Kvantitatívne stanovenie cukrov s využitím ich redukujúcich vlastností sa tiež robilo pri kyslých pH; avšak v tomto prípade sa detegované produkty tvoria inou cestou, pri ktorej sa cukor hydrolyzuje. Stanovenie celkových redukujúcich cukrov sa robí meraním koncentrácie redukovanej formy zlúčeniny reaktantu, napríklad koncentrácie hexakyanoželeznatanových iónov, obvykle spektrofotometrickou metódou, alebo občas potenciometricky.
Stanovenie redukujúcich cukrov v roztoku pomocou konvenčných spektrofotometrických metód vyžadovalo zariadenia a školený personál laboratória. Metódy a techniky tradične používané na stanovenie celkového obsahu redukujúcich cukrov v roztoku boli často tiež časovo náročné a prácne.
Ďalšou známou technikou stanovenia cukrov je pulzová ampérmetrická detekcia, napríklad ako je opísané v TriplePulse Amperometric detection of Carbohydrates after Chromatographic separation, Hughes a Johnson, Analytica Chimica
- 3 *
Acta, 149. (2983), 1 až 10. Táto technika zahrnuje oxidáciu cukru vo vzorke priamo na pracovnej elektróde. Táto technika je najvšeobecnejšie aplikovateľná na stanovenie jednotlivých cukrov (tak ako napríklad pri analýze po elúcii vzorky z chromatografickej kolóny), a je aplikovateľná len na relatívne malé množstvá cukru (poriadku nanomolov). Táto technika má tiež tú nevýhodu, že vyžaduje aplikáciu viacerých rôznych potenciálov na skúšobné zariadenie, preto vyžaduje uskutočňovanie metódy vo viacerých odlišných krokoch. Metóda sa tiež dá uskutočňovať len v analytickom laboratóriu a vyžaduje použitie drahého zariadenia a skúsených pracovníkov.
Nielen na testovanie silážnych kvapalín,, ale na testovanie rôznych vodných kvapalín pri výrobe potravín a nápojov, by bolo veľmi výhodné poskytnúť jednoduchú metódu a prenosné zariadenie na meranie obsahu cukru a konkrétnej šie s cieľom merania celkového obsahu redukujúcich cukrov v tekutine.
Podstata vynálezu
Preto sa podľa jedného aspektu vynálezu poskytuje spôsoba stanovenia obsahu redukujúcich cukrov vo vodnom roztoku, ktorý zahrnuje tvorbu tenkej vrstvy testovaného roztoku v alkalickom prostredí a v prítomnosti rozpustného redoxného mediátora; a elektrochemické stanovenie množstva redukovaného produktu redoxného mediátora.
Treba poznamenať, že redoxný mediátor nie je špecifický ku niektorému cukru, a že reakcia, ktorá prebieha v zariadení nie je enzymatická. Avšak na zabránenie hydrolýzy cukru je potrebná prítomnosť redoxného reagenta v alkalickom prostredí. To sa môže dosiahnuť napríklad začlenením do mediátora rozpustnej alkalitu tvoriacej látky, napríklad rozpustného hydroxidu. Alternatívne sa alkalické prostredie môže tvoriť in situ technikou opísanou v V094/15207.
Metóda sa vhodne uskutočňuje v tenkovrstvovom elektrochemickom zariadení, ako napríklad CFD zariadení, ktorého vnútorný povrch zahrnuje pokrytie najmenej jedným redoxným ώ mediátorom, a môže zahrnovať rozpustnú látku tvoriacu alkalitu, ako napríklad hydroxid alkalického kovu.
S elektrochemickým tenkovrstvovým zariadením sa meranie môže uskutočňovať potenciometricky alebo coulometricky, obe meracie techniky sa môžu použiť v uskutočnení tohto vynálezu. Obe techniky sú dobre známe v oblasti elektrochemických biosenzorov a nebudú sa podrobne opisovať na tomto mieste. Technika potenciometrického merania však meria zmeny potenciálu pracovnej elektródy vzhľadom k referenčnej elektróde; coulometrická technika meria náboj alebo prúd prechádzajúci pracovnou elektródou.
Zistilo sa, že nech sa použije ktorákoľvek meracia technika, presnosť merania môže byť nepriaznivo ovplyvnená difúziou iónov smerom k pracovnej elektróde. Presnosť merania závisí od počtu iónov tvorených v objeme kvapaliny v blízkosti pracovnej elektródy. Následne sa redukované ióny reoxidujú na pracovnej elektróde a suma takto vymenených elektrónov je hodnotou požadovaného merania. Ak redukované ióny z okolia pracovného objemu difundujú do pracovného objemu a sú začlenené do merania, meranie sa stane nesprávnym.
Podľa druhého aspektu vynálezu sa preto poskytuje elektrochemické meracie zariadenie, ktoré má pracovnú elektródu a referenčnú elektródu na vnútornom povrchu, ktorý sa pokrýva kvapalinou, kde pracovná elektróda a referenčná elektróda majú medzi sebou ochrannú elektródu, ktorá má v podstate rovnaký potenciál ako pracovná elektróda.
Pri použití pôsobí ochranná elektróda tak, že zabráni difúzii redukovaných iónov do objemu kvapaliny v blízkosti pracovnej elektródy, od ktorej meranie závisí. Teda v prípade kde podľa prvého aspektu vynálezu redukované ióny redoxného páru redoxného mediátora majú tendenciu migrovať smerom k pracovnej elektróde, sa tieto ióny oxidujú, keď dosiahnu ochrannú elektródu, ktorá je spojená v inom okruhu s pracovnou elektródou, a zabráni sa im teda prispieť chybne k meranému napätiu alebo prúdu. Treba však objasniť, že kým ochranná elektróda podľa druhého aspektu tohto vynálezu je zvlášť užitočná v metóde podľa prvého aspektu tohto vynále5 zu, nie je obmedzená na použitie pri tejto metóde a môže nájsť aplikáciu v zariadeniach na elektrochemické merania v tenkej vrstve používaných pri iných metódach a aplikáciách .
Prvý aspekt tohto vynálezu sa zvlášť zaoberá s meraním obsahu redukujúcich cukrov vo vodných kvapalinách, ako napríklad silážnej tekutine, napríklad pomocou tenkovrstvového elektrochemického senzora. Výhodne je tenkovrstvovým elektrochemickým senzorom kapilárne zariadenie (CFD).
CFD zariadenia zahrnujú dve platne, napríklad z keramického, skleného alebo plastického materiálu, oddelené malou medzerou. Na vnútornom povrchu jednej platne je zachytená referenčná elektróda a oddelená od nej je na povrchu platne pracovná elektróda. Pracovná elektróda sa udržuje pri relatívne vysokom potenciáli. Na vnútornom povrchu druhej platne môže byť sieťotlačou nanesená vrstva reagentu vhodného pre testovanú látku v kvapalnej vzorke. Kontaktné podložky, napríklad uhlík, na elektródach umožňujú pripojenie meracej sondy do elektrického meracieho okruhu na detegovanie napätia alebo prúdu na pracovnej elektróde vzhľadom na referenčnú elektródu pri použití zariadenia. CFD zariadenia tejto formy samotné sú známe, napríklad opísané v EP 170375 A, a boli použité na rôzne účely, napríklad nai. meranie hodnôt pH, na meranie obsahu glukózy vo vzorkách krvi a plazmy, na meranie obsahu kyseliny mliečnej a meranie koncentrácie fosforečnanov alebo dusičnanov. Pri meraní obsahu glukózy vo vzorke krvi je chemickým základom reakcia glukózy s hexakyanoželezitanom prítomným vo veľkom prebytku, katalyzovaná oxidázou glukózy. Hexakyanoželeznatan tvorený reakciou sa meria monitorovaním prúdu medzi porovnávacou a pracovnou elektródou.
Vo všetkých vyššie uvedených prípadoch, sa však detekcia uskutočňuje s jedinou látkou v relatívne jednoduchej vzorke, pomocou reagentu, obvykle enzýmu, špecifického k detegovanej látke.
Naproti tomu tento vynález navrhuje reagent tvoriaci redoxný mediátor v alkalickom prostredí s cieľom merania celkového obsahu redukujúcich cukrov vo vodnom roztoku, ktorý môže obsahovať mnohé cukry. Napríklad silážna tekutina, pri bežnom prevládajúcom obsahu glukózy a fruktózy, môže tiež obsahovať iné cukry, ako napríklad xylózu a arabinózu.
Redoxný mediátor použitý v tomto vynáleze vyžaduje splnenie početných kritérií, z ktorých je väčšina všeobecne dobre známa z predchádzajúceho použitia redoxných mediátorov v enzymatických systémoch. V prípade CFD zariadenia, a pre uskutočňovanie tohto vynálezu, je spomedzi iných kritérií potrebné, aby redoxný mediátor bol rýchle rozpustný, reagoval rýchlo s analytom a tvoril redoxný pár, ktorý má rýchlu a reverzibilňú elektrochémiu s pracovnou elektródou vhodnou na praktické použitie v CFD zariadeniach. Hoci je možné použiť redoxný mediátor, ako napríklad hexamoruténium, hexakyanoželezitanový ión je menej drahý a bol vyskúšaný v CFD zariadeniach na testovanie vzoriek krvi.
Vo výhodnom uskutočnení tohto vynálezu je teda redoxným reagentom hexakyanoželezitanový ión, výhodne prítomný v takom množstve, aby po rozpustení vytvoril v podstate nasýtený roztok (okolo 1 mol/1), kým výhodná látka na vytvorenie alkality je hydroxid lítny, použitý s koncentráciou medzi 1 až 3 mol/1 a výhodne okolo 2,5 mol/1, hoci sú tiež použiteľné akékoľvek iné hydroxidy alkalických kovov, ako napríklad hydroxid sodný. Ak je to vhodné, môže byť s redoxným reagentom a látkou tvoriacou alkalitu začlenené vhodné spojivo.
Na tomto mieste treba objasniť, že je známe v laboratórnom kadičkovom rozsahu, merať obsah cukru vo vodných roztokoch pomocou redoxnej reakcie, pri ktorej sa ako reagenty používajú hexakyanoželezitanový ión a hydroxid sodný. Avšak táto reakcia musí byť podporovaná zvýšenou teplotou, typicky okolo 80 °C a aj potom meranie zaberie asi 30 minút. Analýza sa dosiahne detegovaním množstva vytvoreného hexakyanoželeznatanu. Toto sa obyčajne uskutočňuje spektrofotometrickou technikou.
Pozoruhodne sa však podľa tohto vynálezu môže metóda uskutočniť v CFD zariadení pri laboratórnej teplote a meranie je všeobecne skončené za asi 1 minútu a vždy za menej
- 7 ako 2 minúty.
Normálna reakcia, ktorá tu prebieha, je katalytická oxidácia fruktózy, napríklad s hexakyanoželezitanom a za alkalických podmienok:
ch2oh-choh-(choh)2-co-ch2oh --->
---> CH20H-C0-(CH0H)2-C0-CH20H + 2H+ + 2 elektróny
Hoci mechanizmus,' ktorým sa to deje nie je úplne známy, v metóde podľa tohto vynálezu používajúcej tenkovrstvový elektrochemický senzor, požadovaná reakcia nielen prebieha veľmi rýchlo pri laboratórnej teplote, ale sa pri nej vymieňa oveľa viac elektrónov, než sa očakáva. Zdá sa, že je možné, že v obmedzenom priestore CFD zariadenia je veľký prebytok alebo vysoká koncentrácia hexakyanoželezitanových iónov a alkálie, a spolu s rýchlou kinetikou tenkovrstvovej vzorky sú zodpovedné za zvýšenú reakciu, ktorá tu prebieha. Experimenty zjavne ukazujú, že rýchlosť reakcie značne spomaľuje, ak je prítomná vysoká koncentrácia cukru a teda relatívne nižšia koncentrácia hexakyanoželezitanových a hydroxidových iónov. Metóda sa teda javí ako najvhodnejšia pre roztoky, ktoré obsahujú cukor v koncentrácii od 0 do 25 mmol/1. Koncentrácie na tejto úrovni sa typicky vyskytujú v silážnych tekutinách a mnohých iných biologických kvapalinách.
Ďalšou a neočakávanou výhodou metódy podľa tohto vynálezu je, že je možné vyladiť citlivosť elektrochemickej reakcie pre stanovenie redukujúcich cukrov v závislosti od koncentrácie redukujúcich cukrov v testovanej vzorke. Napríklad, ak je v testovanom roztoku prítomné relatívne veľké množstvo redukujúceho cukru, stanovenie sa môže uskutočniť pri relatívne nízkej koncentrácii látky tvoriacej alkalitu. S dostatočne vysokými koncentráciami redukujúcich cukrov vo vzorke, je dokonca možné, že koncentrácia látky tvoriacej alkalitu použitá v tenkovrstvovom meracom zariadení môže byť menej ako 1 mol/1. Naopak, ak sa predpokladá, že vo vzorke je prítomné relatívne nízke množstvo redukujúceho cukru, potom sa stanovenie môže uskutočniť pri relatívne vysokej kon centrácii látky tvoriacej alkalitu (napríklad 4 až 5 mol/1), čím sa tvorí relatívne veľký prúd pre dané množstvo redukujúceho cukru vo vzorke. Teda pri meraní relatívne veľkého množstva cukru, elektricky meraná hodnota nemusí byť mimo rozsah; namiesto toho sa meranie môže uskutočniť pri nižšej koncentrácii látky tvoriacej alkalitu. Výhodou vynálezu teda je, že môže byť použitý na analýzu vzoriek, ktoré obsahujú širší rozsah koncentrácii redukujúcich cukrov, než bolo možné doteraz.
Ďalšou výhodou metódy podľa tohto vynálezu je, že sa môže použiť na stanovenie celkového obsahu cukrov v roztoku, ak sa testovaný roztok spracuje známym spôsobom konverzie neredukujúcich cukrov vo vzorke na redukujúce cukry. Vhodne sa táto konverzia môže uskutočniť ako predúprava vzorky. Vhodná predúprava môže zahrnovať napríklad konverziu neredukuj úcich cukrov na redukujúce cukry pomocou vhodných enzýmov. Takéto techniky budú ľahko známe pre odborníkov v tejto oblasti.
Množstvo redukujúcich cukrov vo vzorke sa potom môže stanoviť tak, ako je opísané vyššie.
Hoci hrúbka tenkej vrstvy kvapalnej vzorky v zariadení nie je kritická, je tiež zjavné, že vyššie opísaná reakcia sa zvyšuje, keď je priestor medzi platňami CFD zariadenia menej ako 1 mm, výhodne menej ako 5 mm, a najvýhodnejšie v rozsahu od 0,1 do 0,2 mm. Podobne sa ukazuje, že kinetika reakčného systému, ktorá je vždy v prípade v CFD zariadenia rýchla, sa ešte ďalej zrýchľuje, ak sa hrúbka kvapalnej vrstvy zmenšuj e.
Výber elektródových materiálov v tenkovrstvovom elektrochemickom zariadení má tiež istý význam. Prvou požiadavkou na referenčnú elektródu je, že má byť čo najmenej citlivá na analyt. V tomto vynáleze je najčastejšie referenčnou elektródou argentochloridová elektróda. Z druhej strany pracovná elektróda musí mať vysokú odozvu na analyt, aby sa obnovil redoxný pár. V tomto vynáleze sa výhodne používa uhlíková alebo zlatá pracovná elektróda, najvýhodnejšie zlatá elektróda. Keď sa používa ochranná elektróda, je výhodne z rovná9 kého materiálu ako pracovná elektróda.
Vyššie opísané CFD zariadenie bolo úspešne použité na uskutočnenie metódy podľa tohto vynálezu pre mnohé vodné roztoky obsahujúce redukujúce cukry. Zistilo sa však, že odozva zariadenia na rôzne typy cukrov je podriadená istým variáciám, ak sa požaduje presné kvantitatívne hodnotenie. Hoci existuje odozva na monosacharidy aj disacharidy, odozvy pre niektoré cukry, ako napríklad sacharózu sú kvantitatívne menšie, ako pre iné redukujúce cukry, ako napríklad glukózu a fruktózu. Avšak pre mnohé vodné roztoky obsahujúce cukor, napríklad silážne tekutiny, kde glukóza a fruktóza sú dominantné, poskytuje metóda presné výsledky a po prvý krát poskytuje CFD zariadenie, ktoré sa môže nastaviť, ktoré meria celkový obsah redukujúcich cukrov za krátku dobu pri laboratórnej teplote, čo ho robí vhodným pre prenosné použitie, napríklad v teréne v poľnohospodárstve. Ďalej sa predpokladá, že ďalší vývoj na zvýšenie aktivity senzora povedie k metóde a zariadeniu úplne schopnému merať obsah redukujúcich cukrov vo vodných roztokoch vznikajúcich v mnohých iných oblastiach.
Napríklad ďalšia uvažovaná aplikácia je pri stanovení zrelosti zeleniny a ovocia. Toto by mohlo zahrnovať meranie obsahu redukujúcich cukrov v tekutinách vytlačených zo vzorky ovocia alebo zeleniny.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Na obr. 1 je znázornený vysvetľujúci pohľad na kapilárne zariadenie (CFD) navrhnuté pre coulometrické meranie;
Na obr. 2 je znázornený merací obvod pre coulometrické CFD zariadenie;
Na obr. 3 je znázornený vysvetľujúci pohľad na kapilárne zariadenie (CFD) navrhnuté pre potenciometrické meranie;
Na obr. 4 je znázornený merací obvod pre potenciometrické CFD zariadenie;
Na obr. 5 je znázornený vysvetľujúci graf náboj versus čas vo vzťahu k použitiu ochrannej elektródy v CFD zariade10 ni ;
Na obr. 6 je znázornená voltametrická krivka odozvy prúd versus potenciál pre fruktózu pri skúške CFD zariadenia so scanom napätia;
Na obr. 7 je znázornená krivka koncentrácie fruktózy versus celkový náboj získaná pri skúške CFD zariadenia (bez redoxného páru);
Na obr. 8 je znázornený graf celkového náboja versus čas získaný pre premenlivé koncentrácie fruktózy pri skúške CFD zariadenia naplneného s redoxným mediátorom;
Na obr. 9 až 11 sú znázornené grafy náboj versus koncentrácia ukazujúce výsledky merania získané s praktickým CFD zariadením pre rôzne cukry: fruktózu (obr. 9), glukózu (obr. 10) a galaktózu (obr. 11);
Na obr. 12 je znázornený graf náboj versus koncentrácia cukru, ukazujúci výsledky získané v praktickom CFD zariadení pre silážnu tekutinu;
Na obr. 13 je znázornený schematický diagram cely s vynútenou konvekciou; a
Na obr. 14 až 16 sú znázornené krivky ukazujúce rôzne výsledky testu získané pomocou cely s vynútenou konvekciou.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Ďalšie rysy vynálezu sú zrejmé z nasledujúceho opisu praktickej metódy a zariadenia, uvedeného len pomocou príkladu .
Podrobný opis nákresov
Kapilárne zariadenie (CFD) zahrnuje dve platne oddelené malou medzerou, teda asi 0,2 mm, čím môže byť kvapalná vzorka nasatá do priestoru medzi platne kapilárnymi silami. Ako je uvedené na obr. 1, jedna platňa 10, 10 mm x 20 mm, vyrobená z keramického materiálu nesie na sebe elektródové usporiadanie vhodné pre metódu merania, v tomto prípade coulometrického. Prvá vonkajšia elektróda 12 je argentochloridová referenčná, druhá vnútorná elektróda 14 je pracovná elektróda zo zlata (hoci alternatívne by sa mohol použiť uhlík), a tretia prostredná elektróda 16 je ochranná elektróda, výhodne z toho istého materiálu ako pracovná elektróda. Elektródy sú celkovo 8 μπι hrubé a sú nanesené konvenčnými technikami sieťotlače. Elektródy 14 a 16 sú oddelené medzerou okolo 150 gm. Vodiče 18 presahujúce cez dielektrickú vrstvu 20 spájajú elektródy na zodpovedajúce kontakty alebo koncové podložky 22. Sondy, ktoré tvoria časť elektrického meracieho okruhu uvedené na obr. 2 sú teda schopné detegovať náboj alebo prúd prechádzajúci pracovnou elektródou 14.
Obvod coulometrického merania uvedený na obr. 2 sa považuje za samovysvetľujúci a nebude podrobne opísaný. Stručne, nastavuje a udržiava stabilný referenčný potenciál na referenčnej elektróde; zberá prúd tečúci cez pracovnú elektródu a premieňa ho na analógový merací signál; a udržiava ochrannú elektródu na rovnakom potenciáli ako pracovná elektróda, pričom bráni pred prenikaním prúdu z ochrannej elektródy do meraného signálu. Konečný signál merania sa získa pomocou A/D prevodníka, ktorý dodáva digitálnu informáciu do procesora riadeného softvérovo na výpočet celkového prúdu tečúceho pracovnou elektródou počas danej časovej periódy. Výsledok sa môže zobraziť na LCD.
Pre úplnosť obr. 3 ukazuje CFD zariadenie navrhnuté pre jednoduché potenciometrické meranie. Strieborná referenčná elektróda je označená 24 a uhlíková alebo zlatá redoxná pracovná elektróda je 26 . Vrstva dielektrika 20 premosťuje elektródy. Nie je uvedená ochranná elektróda. Na uskutočnenie tohto vynálezu však môže byť ochranná elektróda výhodná, v tomto prípade keramická platňa môže niesť elektródové usporiadanie podobné ako usporiadanie na obr. 1. Obvod potenciomerického merania je uvedený na obr. 4; pracuje ako napäťový sledovač na meranie celkovej zmeny napätia prejavujúcej sa na pracovnej elektróde počas danej časovej periódy.
Usporiadania z obr. 1 až 4 sú konvenčné s výnimkou ochrannej elektródy, ktorá tvorí dôležitý druhý aspekt tohto vynálezu a bude sa o nej hovoriť znova neskôr. Zvlášť v pri páde elektródového usporiadania typu uvedeného na obr. 1, sa namiesto pravoúhleho usporiadania môže použiť koncentrické kruhové usporiadanie elektród.
Doteraz nebol urobený odkaz na vrstvu reagentu 28., ktorá je nanesená sieťotlačou v prípade oboch usporiadaní na obr. 2 a 3, na druhej (sklenej alebo polykarbonátovej) platni 30 zariadenia CFD. V tomto vynáleze je vrstvou reagenta redoxný mediátor včlenený v látke tvoriacej alkalitu, napríklad hydroxide alkalického kovu, zvlášť hydroxide lítnom, hoci namiesto neho by sa mohli použiť iné hydroxidy alkalických kovov alebo možno všeobecnejšie hydroxidy kovov. Pre praktické účely je redoxný mediátor nesený polymérnym rozpúšťadlom, ako napríklad PVC, acetátom alebo celulózou, čím tvorí atrament pre sieťotlač. Niekedy môže byť nanesený na elektródovej platni namiesto na platni oproti, ako bolo uvedené, alebo môže byť nanesený čiastočne na oboch platniach.
Redoxný mediátor sa vyberá vzhľadom na redukčne/oxidačnú reakciu prebiehajúcu v CFD zariadení, pričom sa tiež uvažuje reverzibilita jej redoxného páru na pracovnej elektróde, v tomto prípade zlatej. V tomto vynáleze teda výhodným redoxným mediátorom je látka rýchlo rozpustná vo vodnom roztoku obsahujúcom cukor, schopná ľahkej redukcie redukujúcim cukrom v roztoku a ľahko obnovovaná na zlatej elektróde. Vybratým redoxným mediátorom teda je hexakyanoželezitanový ión vo forme hexakyanoželezitanu draselného.
Vrstva reagentu je nanesená na takú plochu a s takou hrúbkou, že keď sa kvapalná vzorka nasaje kapilárnymi silami do priestoru medzi platne, najväčšie možné množstvo iónov hexakyanoželezitanu a hydroxidu sa rýchlo dostane do systému. Prebytok hydroxidu lítneho má nepriaznivý účinok na rozpustnosť hexakyanoželezitanu a výhodná vrstva reagentu obsahuje teda 2,5 mol/1 LiOH a 1 mol/1 KjFe(CN)g. Podstatné zníženie množstva hydroxidových iónov nepriaznivo ovplyvňuje reaktivitu systému a je potrebné urobiť kompromisnú kvantitatívnu rovnováhu medzi hydroxidovými a hexakyanoželezitanovými iónmi.
Teraz bude vysvetlený význam ochrannej elektródy v CFD zariadení.
Po prvé, treba rozumieť, že v pracujúcom coulometrickom CFD zariadení, napríklad za použitia hexakyanoželezitanových iónov ako redoxného mediátora pre vzorky obsahujúce redukujúci cukor, je celkový prúd pri meraní spôsobený výmenou elektrónov na pracovnej elektróde, keď sa hexakyanoželeznatanové ióny (ktoré vznikli redukciou cukrom) reoxidujú.
Celkový meraný prúd je prúd vznikajúci z objemu vzorky kvapaliny pokrývajúcej pracovnú elektródu. Vzhľadom na povahu tenkovrstvového elektrochemického meracieho zariadenia ako je CFD zariadenie, redukcia hexakyanoželezitanových iónov na hexakyanoželeznatanové ióny a ich následná reoxidácia prebieha relatívne rýchlo a teda po relatívne krátkej dobe závislosť prúdu od času má dosiahnuť prúdové plató. Ak je však meranie uskutočňované pomocou coulometrickej meracej techniky bez ochrannej elektródy, toto plató sa nerealizuje v dôsledku bočnej difúzie redukovaných iónov do objemu pokrývajúceho pracovnú elektródu zvonka tohto objemu. Požadované meranie takto môže byť nesprávne.
Ak sa však zavedie ochranná elektróda, redukované ióny difundujúce do tohto objemu z vonkajšieho objemu sa reoxidujú pred dosiahnutím pracovnej elektródy a očakávané prúdové plató na grafe prúd versus čas sa dosiahne. Obr. 5 ukazuje účinok zavedenia ochrannej elektródy v coulometrickom CFD zariadení, kde čiarkovaná krivka ukazuje odozvu senzora bez ochrannej elektródy a plná krivka ukazuje odozvu senzora s ochrannou elektródou. Krivky boli získané s glukózovým senzorom za použitia roztoku glukózy 15 mmol/1, s reagentami oxidázou glukózy, hexakyanoželezitanom draselným, fosfátovým pufrom s pH 7. Podobný účinok sa môže ukázať pri potenciometrickom CFD zariadení.
Pre opakované experimentálne testovanie je jednoduchšie urobiť CFD zariadenie bez vrstvy reagentu, než úplne dokončené CFD zariadenia, a početné experimenty sa uskutočňovali týmto’ á&ôsobom, kde sa do CFD zariadenia potrebné prídavky hexakyanoželezitanových aj hydroxidových iónov, ako aj vzor ka obsahujúca cukor, dávali pipetou alebo podobne. Tieto experimenty skúšali účinky rôznych relevantných parametrov systému, ako napríklad rôznych koncentrácií hexakyanoželezitanových a hydroxidových iónov, rôznych zdrojov hydroxidových iónov, rôznych cukrov a rôznych koncentrácií cukru, a rôznych pracovných napätí na pracovnej elektróde. Následne sa pripravené praktické CFD zariadenia testovali a získané výsledky sa porovnávali s optimálnymi výsledkami získanými pri skúšaní v prázdnom CFD zariadení. Teraz budú stručne opísané významné výsledky týchto experimentov.
Teoreticky má byť odozva meraná zmenou redoxného potenciálu riadená Nernstovou rovnicou.
E = E° + RT/zF ln[Mox]/[Mred]
V tejto rovnici je E potenciál odozvy, E° je štandardný elektródový potenciál (V), R je Plynová konštanta (8,13 kJ.mol1.K1), T je teplotei v Kelvinoch, z je počet molov prenesených na mol oxidovanej látky a F je Faradayov náboj (96500 C.mol“1), teda konštanty a [Μθχ] a [Mredl sú koncentrácie oxidovanej a redukovanej formy látky M.
Následne odozva akéhokoľvek zariadenia pracujúceho na tomto princípe musí byť logaritmická. Senzor založený na coulometrickej detekcii má napríklad poskytnúť lineárnu odozvu.
V praxi sa ako výsledok testov s cyklickou voltametriou v CFD zariadení naplnenom so 400 mmol/1 fruktózou a 1 M hydroxidom sodným ukázalo, že oxidačný pík sa na zlatej elektróde prejavuje v rozsahu napätí 200 až 300 milivoltov. Skutočnosti v dôsledku možnej orientácie kryštálov zlatej elektródy sa v tomto rozsahu pozorovali dvoj piky, ale toto nie je významné. Rovnaký test sa uskutočnil s rôznymi koncentráciami hydroxidu sodného od 100 mmol/1 do 5 mol/1, a podobne pre hydroxid draselný a hydroxid lítny. Výsledky týchto experimentov ukazujú, že výhodné napätie pre pracovnú elektródu leží v rozsahu 100 až 400 mV, výhodne okolo 300 mV. Keď sa používa ochranná elektróda, to isté napätie sa javí ako vhodné aj pre túto elektródu. Obr. 6 predstavuje voltametrické krivky odozvy získané pre fruktózu pri týchto pokusoch. Podmienky boli: 1 mol/1 NaNO3, v = 100 mVs-·1·, dusíkom nasýtená fruktóza 400 mmol/1 (reakčný čas 30 s). Potenciál sa menil od -700 mV do 700 mV. Meracou elektródou bol zlatý disk s priemerom 1,6 mm, s Ag/AgCl referenčnou elektródou. Tieto krivky sú uvedené pre 1 mol/1 LiOH, 1 mol/1 NaOH a 1 mol/1 KOH. Analogické výsledky sa získali pre iné cukry.
Skúšky s lineárnou voltametriou ukázali, že poloha a výška píkov napätia na pracovnej elektróde sa môže meniť v obmedzenom rozsahu pre rôzne koncentrácie fruktózy, možno v dôsledku ovplyvnenia potenciálu referenčnej elektródy, ale tieto variácie neboli v svetle následných skúšok významné.
Po tretie, uskutočnili sa skúšky na priamu oxidáciu fruktózy v prítomnosti hydroxidu na pracovnej elektróde, ale nezískali sa použiteľné výsledky.
Testy sa potom rozšírili na pokusy, v ktorých sa redoxný mediátor, hexakyanoželezitanový ión, tiež pridával do prázdneho CFD zariadenia v kombinácii s cukrom a hydroxidovým iónom.
Tak sa ukázalo, že ako sa očakáva podľa teórie, získa sa lineárna odozva celkového náboja (v coulometrickom CFD zariadení) s koncentráciou fruktózy v rozsahu 0 až 50 mmol/1. Zodpovedajúci graf coulometrickej odozvy je uvedený na obr. 7. Podmienky boli 10 μΐ roztoku fruktózy a 40 μΐ (1 mol/1 K3Fe(CN)g, 2,5 mol/1 LiOH), reakčný čas 60 s, potenciál 300 mV.
Druhá séria experimentov podporila predchádzajúce výsledky, že výhodný rozsah napätia pracovnej elektródy je 100 až 400 mV.
Tretia séria experimentov potom testovala účinky zmeny koncentrácie fruktózy v CFD zariadení, ktoré bolo tiež naplnené hexakyanoželezitanovými a hydroxidovými iónmi, na celkový meraný náboj. Grafy na obr. 8 ukazujú coulometrickú odozvu pre fruktózu v prázdnych CFD zariadeniach: účinok reakčného času. Podmienky boli 10 μΐ roztoku fruktózy a 40 μΐ (2,5 mol/1 LiOH/1 mol/1 K3Fe(CN)g). Pracovný potenciál bol
300 mV. Ideálne majú byť krivky v podstate ploché, ale výsledky ukazujú, že nad koncentráciou fruktózy 50 mmol/1 sa prejavujú viaceré efekty, ktoré ovplyvňujú celkový meraný náboj. Nad koncentráciou 100 mmol/1 sa môže prejaviť zmenšenie celkového meraného náboja. Nie je potrebné rozumieť príčinám týchto účinkov, ale predpokladá sa, že adsorpcia fruktózy na striebornú referenčnú elektródu a následne posun potenciálu referenčnej elektródy majú pritom istý význam.
Významnejšie krivky na obr. 8 demonštrujú potenciál užitočnosti metódy podľa tohto vynálezu použitia CFD senzora. Zistili sa veľmi vysoké ľahko merateľné hladiny celkového náboja, oveľa väčšie ako pri meraní v kadičke, ale pri laboratórnej teplote, za veľmi krátky čas nepresahujúci dve minúty. Pre meranie hladiny cukru v rozsahu 0 až 25 mmol/1 zvlášť, ale možno do 50 mmol/1, čo je obsah zistený v mnohých biologických kvapalinách, zahrnujúc silážne tekutiny, sa metóda javí ako veľmi praktická.
Ďalej sa praktické CFD zariadenie podľa obr. 1, pripravené s vrstvou reagentu hexakyanoželezitanových a hydroxidových iónov, testovalo uskutočnením elektrochemických experimentov na rade kalibračných a testovacích roztokov cukru. Tieto budú ďalej stručne diskutované.
Zásobné roztoky cukrov: glukózy, fruktózy a galaktózy sa pripravili rozpustením 9 g cukru v 100 ml vody. Alikvotné podiely zásobného roztoku sa odoberali na prípravu kalibračných roztokov s koncentráciami 1,5, 3,12, 6,25 12,5 25 a 50 mmol/1 zriedením s vhodným objemom vody.
mikrolitrov roztoku cukru sa vložilo do čerstvého CFD zariadenia, ktorého vnútorný povrch niesol vrstvu reagentu obsahujúcu 33 percent hydroxidu lítneho a 67 percent hexakyanoželezitanu v PVC matrici, a ktorá spôsobila (po zriedení s aplikovanou vodnou vzorkou) roztok, ktorý bol nasýtený z hľadiska hexakyanoželezitanu (t. j. koncentrácia okolo 1 mol/1) a okolo 3 až 5 mol/1 z hľadiska hydroxidu lítneho.
Roztok sa ponechal dosiahnuť rovnováhu v CFD zariadení počas približne jednej minúty. Potom sa merala koncentrácia ferokyanidu pomocou coulometrie pri kontrolovanom potenciáli pomocou potenciostatu M270 EG/G. Výsledky sú uvedené v Tabuľke 1 a graficky prezentované na obr. 9 až 11.
Pre obr. 9, náboj = 1,30.kone +3.83. Kórei.= 99,8 %.
Pre obr. 10, náboj = 1,63.kone + 3.13. Kórei.= 99,9 %.
Pre obr. 11, náboj = 1,67.kone + 3.07. Kórei.= 99,9 %.
Tabuľka 1
| Koncentrácia roztoku cukru (mmol/1) | Nameraný náboj v mC | ||
| Fruktóza | Glukóza | Galaktóza | |
| 50 | 68 | 71 | 57 |
| 25 | 38 | 44 | 45 |
| 12,5 | 21 | 24 | 24 |
| 6,25 | 12 | 13 | 13 |
| 3,12 | 7 | 8 | 8 |
| 1,5 | 5 | 5 | 5 |
| 0 | 3 | 3 | 3 |
Po kalibrácii sa analyzovali alikvotné podiely vzoriek silážnej tekutiny so známymi koncentráciami cukrov (stanovenými konvenčnými technikami) v identických CFD zariadeniach, ako boli zariadenia, v ktorých sa uskutočňovali kalibračné experimenty, podľa toho istého experimentálneho postupu, ako je opísané vyššie. Tieto výsledky sú uvedené v Tabuľke 2 a graficky na obr. 12.
Pre obr. 12, náboj = 1,78.kone + 17,65. Kórei.= 95 %.
- iä Tabuľka 2
| Koncentrácia celkových redukujúcich cukrov (mmol/1) | Nameraný náboj (mC) |
| 1 | 19 |
| 5 | 23,5 |
| 7 | 36 |
| 12 | 38 |
| 24 | 55 |
| 28 | 72 |
Výsledky v Tabuľke 2 a zvlášť na obr. 12 ukazujú, že metóda podľa tohto vynálezu používajúca CFD zariadenie je schopná kvantitatívne vyhodnotiť obsah redukujúcich cukrov vo vodnej kvapaline obsahujúcej zmes cukrov s prijateľnou presnosťou.
Bola uskutočnená ďalšia experimentálna práca za použitia cely s vynútenou konvekciou (FCC), ako je uvedená na obr. 13, ktorá je prijatým laboratórnym ekvivalentom CFD.
Cela pozostáva z nádoby 50, ktorá sa naplní testovaným roztokom 52, do ktorej je ponorená argentochloridová referenčná elektróda 54 a platňa 56 nesúca tlačenú zlatú elektródu 58. Uskutočňuje sa vynútené miešanie roztoku a meranie Δ.Ε medzi elektródami.
Táto ďalšia práca sa robila pomocou potenciometrického meracieho obvodu namiesto coulometrického meracieho obvodu.
Pri realizácii sa údaje zaznamenávali s Keithleyovým elektrometrom karty.
prepojeným na
Obr. 14, 15 a 16 meradlo lotus prostredníctvom GPIB ukazujú potenciometrickú odozvu na prídavok roztoku obsahujúci fruktózu do zmesi obsahujúcej hexakyanoželezitan a hydroxid lítny (pri pracovných objemoch
0,25 mol/1 a 2 mol/1) pri použití FCC z obr. 13. Na obr. 14
| a 15 | sú krivky uvedené pre rôzne koncentrácie fruktózy tak- |
| to: | |
| a | 0,016 mol/1 |
| + | 0,031 mol/1 |
| <> | 0,062 mol/1 |
| Δ | 0,125 mol/1 |
| x | 0,25 mol/1 |
| V | 0,5 mol/1 |
| Obr. 15 ukazuje časť krivky z obr. 14 v rozšírenej šká- | |
| le. | Po prídavku hexakyanoželezitanu do roztoku obsahujúceho |
hydroxid lítny sa elektrická polarizácia systému rýchlo obráti, na zápornú na obr. 14. Ako je uvedené na týchto obrázkoch, prídavok roztokov obsahujúcich fruktózu iniciuje obrátenie potenciálu (stane sa pozitívnejším). Pri koncentráciách fruktózy väčších ako 0,125 mol/1 sa dosiahne pôvodná elektrická polarizácia; potenciál sa stane pozitívny pre všetky koncentrácie fruktózy väčšie ako 0,125 mol/1. V bode prechodu medzi negatívnymi a pozitívnymi potenciálmi farba roztoku podlieha zmene zo žltej, farba roztokov obsahujúcich hexakyanoželezitan (oxidovaná forma), do čírej, farba roztoku hexakyanoželeznatanu (redukovaná forma). Toto správanie sa je dôkazom pre (približne) stechiometrickú oxidáciu fruktózy hexakyanoželezitanom. Rovnica opisujúca, redukciu hexakyanoželezitanu je dobre známa:
2FeIII(CN)6(ox) + frured ------> ZFe11(CN)6(red) + fruQX
Reakcia dvoch molov hexakyanoželezitanu potrebných na oxidáciu jedného molu fruktózy je podporená faktom, že rovnaký stechiometrický vzťah existuje pre oxidáciu pomocou hexakyanoželezitanu glukózy, ďalšieho hexózového cukru.
Hexakyanoželezitan sa má používať v koncentrácii 1 mol/1, aby sa úplne oxidovala prítomná fruktóza pri maximálnej koncentrácii 0,5 mol/1. Teda pri hranici rozpustnosti hexakyanoželezitanu. Hoci však nebolo praktické používať roztok 1 mol/1 hexakyanoželezitanu v testoch pre potrebu udržiavania zložiek roztoku oddelene, existuje podpora použitiu 1 mol/1 hexakyanoželezitanu v CFD zariadení.
Použitím sušených tlačených vrstiev solí zahrňujúcich hexakyanoželezitan, sa koncentrácia hexakyanoželezitanu 1 mol/1 rutinne dosahovala v glukózovom CFD zariadení, pôvodne vyvinutom pre monitorovanie glukózy v krvi pre použitie u diabetikov závislých od inzulínu.
Napriek skôr povedaným obmedzeniam je možné demonštrovať vzťah medzi potenciálom odozvy a koncentráciou fruktózy, ktorý je v zhode s Nernstovou rovnicou. Obr. 16 ukazuje potenciál odozvy versus log([fruktóza]) pre testy ilustrované na obr. 14 a 15. Potenciál sa zaznamenal pred obrátením polarizácie elektród, vždy po 50 s po prídavku fruktózy. Smernica na obr. 16 je okolo 0,067 E/log.M.
Konečný bod, ktorý sa vynoril z testov pri použití KOH, NaOH a LiOH a zvlášť posledných dvoch je, že hydroxid lítny, hoci je menej aktívny ako hydroxid sodný, je menej hygroskopický a pri praktickom použití senzora celkového cukru, napríklad na meranie obsahu cukru v siláži v teréne, by hydroxid lítny predstavoval menej problémov pri skladovaní, hoci skladovanie za uzavretých podmienok s vysušovadlom, by zostalo dôležitým. Generovanie alkalického prostredia v zariadení in situ, napríklad použitím techniky opísanej v VO94/ 15207, má výhodu v tom, že prekonáva problémy pri uskladnení, ktoré spôsobuje nestabilita alkalických solí.
Claims (21)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Neenzymatický spôsob stanovenia obsahu redukujúcich cukrov vo vodných roztokoch, vyznačujúci sa tým, že zahrnuje tvorbu tenkej vrstvy testovaného roztoku v alkalickom prostredí v prítomnosti rozpustného redoxného mediátora a v neprítomnosti enzýmov katalyzujúcich reakcie redukujúcich cukrov; elektrochemické stanovenie množstva reakčného produktu redoxného mediátora; a z množstva produktu redukcie stanovenie obsahu redukujúcich cukrov vo vodnom roztoku.\
- 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že redoxný mediátor zahrnuje hexakyanoželezitan.
- 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačuj ú c i sa tým, že mediátor je prítomný v takom množstve aby vytvoril nasýtený roztok.
- 4. Spôsob podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že tenká vrstva má hrúbku menej ako1 mm .
- 5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že tenká vrstva má hrúbku menej ako a‘;ÍL 0,5 mm.
- 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že tenká vrstva má hrúbku menej ako asi 0,2 mm.
- 7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že alkalické prostredie sa tvorí rozpustnou alkalitu produkujúcou látkou.
- 8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že rozpustná alkalitu produkujúca látka zahrnuje hydroxid alkalického kovu, výhodne hydroxid sodný alebo hydroxid lítny.
- 9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci tým, že hydroxid je prítomný s koncentráciou najmenej okolo 1 mol/1.
- 10. Spôsob podľa nároku 9, v y z n a č u j ú c i sa tým, že hydroxid je prítomný s koncentráciou nie vyššou /ako okolo 5 mol/1.
- 11. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že vodný roztok zahrnuje vzorku silážnej tekutiny.
- 12. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že obsah redukujúcich cukrov nie je väčší ako 50 mmol/1, výhodne v rozsahu 0 až 25 mmol/1.
- 13. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa uskutočňuje v tenkovrstvovom elektrochemickom meracom zariadení, ktorého vnútorný povrch má pokrytie najmenej jedným rozpustným redoxným mediátorom, zariadenie zahrnuje prostriedky na tvorbu alkalického prostredia.
- 14. Spôsob podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že rozpustný redoxný mediátor zahrnuje rozpustnú látku produkujúcu alkalitu.
- 15. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že rozpustná látka produkujúca alkalitu zahrnuje hydroxid alkalického kovu, výhodne hydroxid sodný alebo hydroxid lítny.
- 16. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 15, vyznačujúci sa tým, že tenkovrstvové elektrochemické meracie zariadenie, má najmenej pracovnú elektródu a referenčnú elektródu a je uspôsobené na udržanie tenkej vrstvy kvapalnej vzorky, ktorá pri použití premostí elektródy.
- 17. Spôsob podľa nároku 16, vyznačujúci sa tým, že pracovná elektróda a referenčná elektróda sú umiestnené na vnútornom povrchu elektrochemického meracieho zariadenia, ktorý prijíma kvapalinu, a pracovná elektróda a referenčná elektróda majú medzi sebou ochrannú elektródu udržiavanú v podstate pri tom istom potenciáli ako pracovná elektróda.
- 18. Spôsob podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že elektródy sú usporiadané koncentricky.
- 19. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 18, vyznačujúci sa tým, že elektrochemické meracie zariadenie zahrnuje prostriedky na zachytenie kvapaliny zahrnujúce pár v podstate paralelných platní.
- 20. Spôsob podľa nároku 19, vyznačujúci sa tým, že v podstate paralelné platne sú oddelené vzdialenosťou okolo 1 mm a menej.
- 21. Spôsob podľa nároku 20, vyznačujúci sa t ý m, že v podstate paralelné platne sú oddelené vzdialenosťou okolo 0,2 mm a menej.21. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 21, vyznačujúci sa tým, že tenkcivrstvové elektrochemické meracie zariadenie zahrnuje kapilárne zariadenie.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB939325189A GB9325189D0 (en) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | Methods and apparatus for electrochemical measurements |
| PCT/GB1994/002656 WO1995016198A1 (en) | 1993-12-08 | 1994-12-05 | Methods and apparatus for electrochemical measurements |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK71596A3 true SK71596A3 (en) | 1997-06-04 |
Family
ID=10746333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK715-96A SK71596A3 (en) | 1993-12-08 | 1994-12-05 | Non-enzymatic method of determination of reducing sugars content in aqueous sulution |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5645709A (sk) |
| EP (1) | EP0734520A1 (sk) |
| JP (1) | JPH09500450A (sk) |
| CN (1) | CN1142867A (sk) |
| AU (1) | AU1116795A (sk) |
| BR (1) | BR9408250A (sk) |
| CA (1) | CA2178626A1 (sk) |
| GB (1) | GB9325189D0 (sk) |
| HU (1) | HUT76409A (sk) |
| PL (1) | PL314911A1 (sk) |
| SK (1) | SK71596A3 (sk) |
| TR (1) | TR28318A (sk) |
| WO (1) | WO1995016198A1 (sk) |
| ZA (1) | ZA949754B (sk) |
Families Citing this family (75)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPM506894A0 (en) * | 1994-04-14 | 1994-05-05 | Memtec Limited | Novel electrochemical cells |
| AUPN239395A0 (en) * | 1995-04-12 | 1995-05-11 | Memtec Limited | Method of defining an electrode area |
| US6413410B1 (en) | 1996-06-19 | 2002-07-02 | Lifescan, Inc. | Electrochemical cell |
| AUPN363995A0 (en) | 1995-06-19 | 1995-07-13 | Memtec Limited | Electrochemical cell |
| US6521110B1 (en) | 1995-11-16 | 2003-02-18 | Lifescan, Inc. | Electrochemical cell |
| US6863801B2 (en) * | 1995-11-16 | 2005-03-08 | Lifescan, Inc. | Electrochemical cell |
| US6638415B1 (en) | 1995-11-16 | 2003-10-28 | Lifescan, Inc. | Antioxidant sensor |
| AUPN661995A0 (en) * | 1995-11-16 | 1995-12-07 | Memtec America Corporation | Electrochemical cell 2 |
| US6632349B1 (en) | 1996-11-15 | 2003-10-14 | Lifescan, Inc. | Hemoglobin sensor |
| AUPO581397A0 (en) * | 1997-03-21 | 1997-04-17 | Memtec America Corporation | Sensor connection means |
| AUPO585797A0 (en) | 1997-03-25 | 1997-04-24 | Memtec America Corporation | Improved electrochemical cell |
| AUPO855897A0 (en) | 1997-08-13 | 1997-09-04 | Usf Filtration And Separations Group Inc. | Automatic analysing apparatus II |
| US6193865B1 (en) | 1997-09-11 | 2001-02-27 | Usf Filtration And Separations Group, Inc. | Analytic cell |
| US6878251B2 (en) * | 1998-03-12 | 2005-04-12 | Lifescan, Inc. | Heated electrochemical cell |
| US6475360B1 (en) | 1998-03-12 | 2002-11-05 | Lifescan, Inc. | Heated electrochemical cell |
| US6652734B1 (en) * | 1999-03-16 | 2003-11-25 | Lifescan, Inc. | Sensor with improved shelf life |
| US6571651B1 (en) * | 2000-03-27 | 2003-06-03 | Lifescan, Inc. | Method of preventing short sampling of a capillary or wicking fill device |
| US6612111B1 (en) | 2000-03-27 | 2003-09-02 | Lifescan, Inc. | Method and device for sampling and analyzing interstitial fluid and whole blood samples |
| US6444115B1 (en) | 2000-07-14 | 2002-09-03 | Lifescan, Inc. | Electrochemical method for measuring chemical reaction rates |
| RU2278612C2 (ru) * | 2000-07-14 | 2006-06-27 | Лайфскен, Инк. | Иммуносенсор |
| US6887667B2 (en) * | 2000-12-28 | 2005-05-03 | Alfred E. Mann Institute For Biomedical Engineering At The University Of Southern California | Method and apparatus to identify small variations of biomolecules |
| EP1426757B9 (en) | 2001-09-14 | 2012-01-25 | ARKRAY, Inc. | Method, tool and device for measuring concentration |
| CN1920548B (zh) | 2001-10-10 | 2013-05-29 | 生命扫描有限公司 | 一种制造电化学电池的方法 |
| US20060134713A1 (en) | 2002-03-21 | 2006-06-22 | Lifescan, Inc. | Biosensor apparatus and methods of use |
| US20030180814A1 (en) * | 2002-03-21 | 2003-09-25 | Alastair Hodges | Direct immunosensor assay |
| US7727181B2 (en) | 2002-10-09 | 2010-06-01 | Abbott Diabetes Care Inc. | Fluid delivery device with autocalibration |
| EP1552146B1 (en) | 2002-10-09 | 2011-04-20 | Abbott Diabetes Care Inc. | Fluid delivery device, system and method |
| US7993108B2 (en) | 2002-10-09 | 2011-08-09 | Abbott Diabetes Care Inc. | Variable volume, shape memory actuated insulin dispensing pump |
| US7679407B2 (en) | 2003-04-28 | 2010-03-16 | Abbott Diabetes Care Inc. | Method and apparatus for providing peak detection circuitry for data communication systems |
| US8071028B2 (en) | 2003-06-12 | 2011-12-06 | Abbott Diabetes Care Inc. | Method and apparatus for providing power management in data communication systems |
| US7943089B2 (en) * | 2003-12-19 | 2011-05-17 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Laminated assay devices |
| TWI292041B (en) * | 2004-03-03 | 2008-01-01 | Apex Biotechnology Corp | Method for reducing measuring bias in amperometric biosensors |
| RU2418633C2 (ru) | 2004-04-08 | 2011-05-20 | Байоматрика, Инк. | Объединение процессов хранения образцов и управление образцами в медико-биологических науках |
| US20070135697A1 (en) | 2004-04-19 | 2007-06-14 | Therasense, Inc. | Method and apparatus for providing sensor guard for data monitoring and detection systems |
| US8765488B2 (en) | 2004-07-22 | 2014-07-01 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Sensors employing single-walled carbon nanotubes |
| JP4595517B2 (ja) * | 2004-12-13 | 2010-12-08 | パナソニック株式会社 | バイオセンサ、及びその検査装置、ならびにその検査方法 |
| DE102004062052B4 (de) * | 2004-12-23 | 2011-12-01 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Elektrochemischer Sensor |
| DE102005007539A1 (de) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Universität Rostock | Einrichtung zur Bestimmung redoxaktiver Stoffe |
| AU2006226988B2 (en) | 2005-03-21 | 2011-12-01 | Abbott Diabetes Care, Inc. | Method and system for providing integrated medication infusion and analyte monitoring system |
| US7768408B2 (en) | 2005-05-17 | 2010-08-03 | Abbott Diabetes Care Inc. | Method and system for providing data management in data monitoring system |
| US7620437B2 (en) | 2005-06-03 | 2009-11-17 | Abbott Diabetes Care Inc. | Method and apparatus for providing rechargeable power in data monitoring and management systems |
| US7756561B2 (en) | 2005-09-30 | 2010-07-13 | Abbott Diabetes Care Inc. | Method and apparatus for providing rechargeable power in data monitoring and management systems |
| US7583190B2 (en) | 2005-10-31 | 2009-09-01 | Abbott Diabetes Care Inc. | Method and apparatus for providing data communication in data monitoring and management systems |
| US8344966B2 (en) | 2006-01-31 | 2013-01-01 | Abbott Diabetes Care Inc. | Method and system for providing a fault tolerant display unit in an electronic device |
| US8529751B2 (en) | 2006-03-31 | 2013-09-10 | Lifescan, Inc. | Systems and methods for discriminating control solution from a physiological sample |
| US8579853B2 (en) | 2006-10-31 | 2013-11-12 | Abbott Diabetes Care Inc. | Infusion devices and methods |
| CN100489511C (zh) * | 2007-02-09 | 2009-05-20 | 桂林电子科技大学 | 蔗糖含量的实时检测方法和在线检测装置 |
| JP5330381B2 (ja) * | 2007-05-18 | 2013-10-30 | インスティチュート フォー モレキュラー メディスン インコーポレイテッド | 酸化還元電位（ｏｒｐ）を測定及び使用する方法 |
| US8709709B2 (en) | 2007-05-18 | 2014-04-29 | Luoxis Diagnostics, Inc. | Measurement and uses of oxidative status |
| US8778168B2 (en) * | 2007-09-28 | 2014-07-15 | Lifescan, Inc. | Systems and methods of discriminating control solution from a physiological sample |
| US8163146B2 (en) * | 2007-10-12 | 2012-04-24 | Abbott Diabetes Care Inc. | Mediator stabilized reagent compositions for use in biosensor electrodes |
| US8603768B2 (en) | 2008-01-17 | 2013-12-10 | Lifescan, Inc. | System and method for measuring an analyte in a sample |
| WO2009144881A1 (ja) * | 2008-05-16 | 2009-12-03 | パナソニック株式会社 | クレアチニン濃度の測定方法、測定デバイス、及び測定装置、並びにそれらを用いた塩分量の測定方法、測定デバイス、及び測定装置 |
| US8551320B2 (en) | 2008-06-09 | 2013-10-08 | Lifescan, Inc. | System and method for measuring an analyte in a sample |
| US8560082B2 (en) | 2009-01-30 | 2013-10-15 | Abbott Diabetes Care Inc. | Computerized determination of insulin pump therapy parameters using real time and retrospective data processing |
| US8846266B2 (en) * | 2009-04-28 | 2014-09-30 | University Of Hawaii | Carbohydrate anode for fuel cell and battery applications |
| WO2010129375A1 (en) | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Abbott Diabetes Care Inc. | Closed loop blood glucose control algorithm analysis |
| DK3936032T3 (da) | 2009-07-23 | 2024-07-29 | Abbott Diabetes Care Inc | Realtidshåndtering af data relateret til fysiologisk styring af glukoseniveauer |
| US20110127172A1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-06-02 | University Of Hawaii | Systems and methods for carbohydrate detection |
| CA2806670A1 (en) | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Biomatrica, Inc. | Compositions for stabilizing dna, rna and proteins in blood and other biological samples during shipping and storage at ambient temperatures |
| WO2012018639A2 (en) | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Biomatrica, Inc. | Compositions for stabilizing dna, rna and proteins in saliva and other biological samples during shipping and storage at ambient temperatures |
| AU2012223511B2 (en) | 2011-02-28 | 2015-04-09 | Caerus Biotechnologies | Method and apparatus for measuring oxidation-reduction potential |
| EP3677182B1 (en) * | 2011-11-07 | 2022-05-04 | Abbott Diabetes Care Inc. | Analyte monitoring device and methods |
| SG11201406203UA (en) | 2012-04-19 | 2014-11-27 | Aytu Bioscience Inc | Multiple layer gel |
| CA2847665A1 (en) | 2012-10-23 | 2014-04-23 | Raphael Bar-Or | Methods and systems for measuring and using the oxidation-reduction potential of a biological sample |
| US9725703B2 (en) | 2012-12-20 | 2017-08-08 | Biomatrica, Inc. | Formulations and methods for stabilizing PCR reagents |
| CN106572650B (zh) | 2014-06-10 | 2021-08-31 | 生物马特里卡公司 | 在环境温度下稳定凝血细胞 |
| KR102589056B1 (ko) | 2015-12-08 | 2023-10-12 | 바이오매트리카 인코포레이티드 | 적혈구 침강 속도의 감소 |
| WO2019165178A1 (en) | 2018-02-22 | 2019-08-29 | Verily Life Sciences Llc | Sensor interposers employing castellated through-vias |
| WO2020077344A1 (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | Polymer Technology Systems, Inc. | Systems and methods for point-of-care detection of potassium |
| WO2020132099A1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Spectrohm, Inc. | Methods for determining regional impedance characteristics of inhomogenous specimens using guided electromagnetic fields |
| CN112505128B (zh) * | 2020-11-30 | 2022-12-27 | 北方民族大学 | 一种无损检测葡萄酒还原糖的方法及装置 |
| TWI820887B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-11-01 | 超極生技股份有限公司 | 使用電化學試片檢測胃部幽門螺旋桿菌的應用方法 |
| TWI814563B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-09-01 | 超極生技股份有限公司 | 氣體酸鹼度檢測用的氣體採樣袋 |
| TWI814562B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-09-01 | 超極生技股份有限公司 | 用於量測氣體酸鹼度的電化學試片 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4127448A (en) * | 1977-02-28 | 1978-11-28 | Schick Karl G | Amperometric-non-enzymatic method of determining sugars and other polyhydroxy compounds |
| DE2715285C2 (de) * | 1977-04-05 | 1983-08-25 | Vjačeslav Michajlovič Puškino Moskovskaja oblast' Krylov | Elektrochemische Zelle zum Bestimmen von Wasserstoff und wasserstoffhaltigen Reduktionsmitteln |
| US4340458A (en) * | 1980-06-02 | 1982-07-20 | Joslin Diabetes Center, Inc. | Glucose sensor |
| GB2154003B (en) * | 1983-12-16 | 1988-02-17 | Genetics Int Inc | Diagnostic aid |
| ATE143289T1 (de) * | 1984-06-13 | 1996-10-15 | Applied Research Systems | Vorrichtung, mit verwendung in chemischen prüfverfahren |
| EP0186386B1 (en) * | 1984-12-28 | 1992-03-04 | The Procter & Gamble Company | Liquid hypochlorite bleach containing optical brightener solubilized by amine oxide |
| GB8618022D0 (en) * | 1986-07-23 | 1986-08-28 | Unilever Plc | Electrochemical measurements |
| GB8702734D0 (en) * | 1987-02-06 | 1987-03-11 | Unilever Plc | Analysis |
| GB8718304D0 (en) * | 1987-08-03 | 1987-09-09 | Imperial College | Enzymatic assay |
| DE68924026T3 (de) * | 1988-03-31 | 2008-01-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Biosensor und dessen herstellung. |
| DD275924A1 (de) * | 1988-10-03 | 1990-02-07 | Junkalor Dessau | Amperometrische messzelle zur bestimmung von schwefelwasserstoff in gasen und fluessigkeiten |
| US4929545A (en) * | 1989-04-14 | 1990-05-29 | Boehringer Mannheim Corporation | Method and reagent for determination of an analyte via enzymatic means using a ferricyanide/ferric compound system |
| US5192415A (en) * | 1991-03-04 | 1993-03-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biosensor utilizing enzyme and a method for producing the same |
-
1993
- 1993-12-08 GB GB939325189A patent/GB9325189D0/en active Pending
-
1994
- 1994-12-05 SK SK715-96A patent/SK71596A3/sk unknown
- 1994-12-05 AU AU11167/95A patent/AU1116795A/en not_active Abandoned
- 1994-12-05 WO PCT/GB1994/002656 patent/WO1995016198A1/en not_active Application Discontinuation
- 1994-12-05 PL PL94314911A patent/PL314911A1/xx unknown
- 1994-12-05 EP EP95902232A patent/EP0734520A1/en not_active Withdrawn
- 1994-12-05 JP JP7516030A patent/JPH09500450A/ja active Pending
- 1994-12-05 BR BR9408250A patent/BR9408250A/pt not_active Application Discontinuation
- 1994-12-05 CA CA002178626A patent/CA2178626A1/en not_active Abandoned
- 1994-12-05 CN CN94194934A patent/CN1142867A/zh active Pending
- 1994-12-05 HU HU9601575A patent/HUT76409A/hu unknown
- 1994-12-07 US US08/350,862 patent/US5645709A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-07 ZA ZA949754A patent/ZA949754B/xx unknown
- 1994-12-08 TR TR01284/94A patent/TR28318A/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0734520A1 (en) | 1996-10-02 |
| GB9325189D0 (en) | 1994-02-09 |
| US5645709A (en) | 1997-07-08 |
| JPH09500450A (ja) | 1997-01-14 |
| PL314911A1 (en) | 1996-09-30 |
| AU1116795A (en) | 1995-06-27 |
| CN1142867A (zh) | 1997-02-12 |
| HUT76409A (en) | 1997-08-28 |
| TR28318A (tr) | 1996-04-24 |
| WO1995016198A1 (en) | 1995-06-15 |
| HU9601575D0 (en) | 1996-07-29 |
| CA2178626A1 (en) | 1995-06-15 |
| BR9408250A (pt) | 1997-05-27 |
| ZA949754B (en) | 1996-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SK71596A3 (en) | Non-enzymatic method of determination of reducing sugars content in aqueous sulution | |
| CN102778487B (zh) | 作为用于生物传感器的对照溶液的内部参考的可氧化的物质 | |
| EP2284533B1 (en) | A method of discriminating control solution from a physiological sample | |
| EP3438661B1 (en) | Slope-based compensation | |
| US6413411B1 (en) | Method and apparatus for amperometric diagnostic analysis | |
| EP0470649A2 (en) | Method and apparatus for electrochemical measurements | |
| EP4027137B1 (en) | Mixed ionophore ion-selective electrode for the improved detection of urea in blood | |
| Markas | Rapid detection of paracetamol using a disposable, surface-modified screen-printed carbon electrode | |
| JP5215390B2 (ja) | シリカ種の電気化学検出 | |
| Bakker et al. | Beyond potentiometry: robust electrochemical ion sensor concepts in view of remote chemical sensing | |
| US7198708B2 (en) | Electrochemical biosensor | |
| Lewenstam | Design and pitfalls of ion selective electrodes | |
| EP2297574B1 (en) | Bio-sensor | |
| El Anzi et al. | Low-Cost Electrochemical Determination of L-Ascorbic Acid Using Screen-Printed Electrodes and Development of an Electronic Tongue for Juice Analysis. | |
| Uygun et al. | Development of potentiometric lactate biosensor based on composite pH sensor | |
| Gaikwad | BIOSENSOR FOR BRAIN: A REVIEW | |
| Hitchman et al. | Electrochemical methods | |
| KR20050103170A (ko) | 저농도 글루코스 측정용 전기화학 전극 제조 및 측정 장치 | |
| AU2013263743A1 (en) | Systems and methods of discriminating control solution from a physiological sample |