DD235462A1 - ANALYTICAL ELEMENT FOR THE DETERMINATION OF OLIGOSACCHARIDES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein analytisches Element zur Bestimmung von Oligosacchariden. Ziel der Erfindung ist die schnelle und unkomplizierte Durchfuehrung der quantitativen Analyse. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines analytischen Elementes, insbesondere eines Teststreifens, der es erlaubt, durch eine Farbreaktion geloeste Oligosaccharide sicher quantitativ zu bestimmen. Die Aufgabe wird mit einem Teststreifen geloest, der ein Glucosenachweissystem und ein oligosaccharidspaltendes Enzymsystem enthaelt, wobei gegebenenfalls Mutarotase zugesetzt wird. Der Teststreifen besteht aus einer transparenten Unterlage, auf der sich das Testfeld befindet, das mehrschichtig aufgebaut ist und die Nachweisreagenzien in Gelatine eingearbeitet enthaelt. Die Erfindung wird in der Lebensmittel- und Getraenkeindustrie angewendet.The invention relates to an analytical element for the determination of oligosaccharides. The aim of the invention is the rapid and uncomplicated performance of the quantitative analysis. The object of the invention is to provide an analytical element, in particular a test strip, which allows quantification of dissolved oligosaccharides reliably by a color reaction. The object is achieved with a test strip containing a glucose detection system and an oligosaccharide-cleaving enzyme system, optionally with mutarotase added. The test strip consists of a transparent base on which the test field is located, which has a multilayer structure and contains the detection reagents incorporated into gelatin. The invention is used in the food and beverage industry.
Description
3. Analytisches Element nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als saugfähiges Material Filterpapier und Vlies verwendet werden.3. Analytical element according to item 1 and 2, characterized in that are used as the absorbent material filter paper and nonwoven.
4. Analytisches Element nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß als polymeres quellfähiges Bindemittel insbesondere Gelatine verwendet wird.4. Analytical element according to item 1 to 3, characterized in that is used as the polymeric swellable binder in particular gelatin.
Die Erfindung betrifft ein analytisches Element zur Bestimmung von glucosehaltigen Oligosacchariden, d. h. von Sacchariden, die aus zwei bis zehn Monomeren bestehen. Die Erfindung wird insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie, bei der Getränkeherstellung und in der mikrobiologischen Industrie angewendet.The invention relates to an analytical element for the determination of glucose-containing oligosaccharides, d. H. of saccharides consisting of two to ten monomers. The invention is used in particular in the food industry, in beverage production and in the microbiological industry.
Die analytische Bestimmung von glucosehaltigen Oligosacchariden erfolgt gegenwärtig,fast ausschließlich enzymatisch. Die noch gelegentlich angewandte polarimetrische Bestimmung erfordert klare Lösungen. Für die enzymatische Bestimmung läßt man ein geeignetes Enzym zum Zwecke der Spaltung in Monosaccharide auf die Probe einwirken. Das entstehende Monosaccharid (Glucose) wird anschließend ebenfalls enzymatisch bestimmt. Bevorzugte Nachweisreaktion für die Glucose ist die Zunahme der Extinktion von NADPH bzw. NADH im langwelligen UV-Licht. Folgende Reaktionen laufen beispielsweise dabei ab:The analytical determination of glucose-containing oligosaccharides is currently carried out, almost exclusively enzymatically. The still occasionally used polarimetric determination requires clear solutions. For the enzymatic determination, a suitable enzyme is allowed to act on the sample for the purpose of cleavage into monosaccharides. The resulting monosaccharide (glucose) is then also determined enzymatically. The preferred detection reaction for the glucose is the increase in the extinction of NADPH or NADH in the long-wave UV light. The following reactions occur, for example:
Maltose 2 GlucoseMaltose 2 glucose
Glucose Glucose-6-phosphat + ADPGlucose glucose 6-phosphate + ADP
Glucose-6-phosphat Glucoee-e-phosghat-Dehydrogenaae^Glucose-6-phosphate Glucoee-e-phosghat-dehydrogenaea ^
Gluconat-6-phosphat + NADPH Saccharose Glucose + Fructose (Glucosebestimmung wie oben)Gluconate-6-phosphate + NADPH sucrose glucose + fructose (glucose determination as above)
Lactose Galactose + GlucoseLactose galactose + glucose
Galactose Galactose-Dehydro9enase> Gaiactonoiacton + NADHGalactose galactose-dehydro- 9- enase > Ga i act onoiactone + NADH
Alle diese Methoden sind sogenannte Küvettentests. Für ihre Durchführung ist ein gut ausgestattetes Labor notwendig, wie z. B. das Vorhandensein eines UV-Spektralphotometers. Außerdem erfordern diese Methoden einen größeren Zeitaufwand und einen höheren Verbrauch an Chemikalien, insbesondere an Enzymen. Mit Hilfe von Küvettentests ist eine unkomplizierte schnelle Analyse unter Produktionsbedingungen, d. h. in unmittelbarer Nähe der Produktionsanlage nicht möglich.All of these methods are so-called cuvette tests. For their implementation, a well-equipped laboratory is necessary, such. B. the presence of a UV spectrophotometer. In addition, these methods require more time and consumption of chemicals, especially enzymes. With the help of cuvette tests, an uncomplicated rapid analysis under production conditions, i. H. not possible in the immediate vicinity of the production plant.
Das Ziel der Erfindung ist es, Oligosaccharide ohne großen zeitlichen und materiellen Aufwand — auch unter Produktionsbedingungen — quantitativ zu bestimmen.The aim of the invention is to quantitatively determine oligosaccharides without great expenditure of time and material, even under production conditions.
-2- 740 87-2- 740 87
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Schaffung eines analytischen Elementes eine unkomplizierte, sichere und schnelle Bestimmung von Oligosacchariden zu ermöglichen.The invention is based on the object of enabling an uncomplicated, safe and rapid determination of oligosaccharides by providing an analytical element.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem analytischen Element, dasein Testfeld auf einer transparenten Unterlage aufweist, in dem in mehreren Schichten die notwendigen Chemikalien für den Oligosaccharidnachweis eingearbeitet sind und in dem nach Auftragen der flüssigen oligosaccharidenthaltenden Probe ein Reaktionsmechanismus in Gang gesetzt wird, der im Ergebnis eine dem Oligosaccharidgehalt proportionale Färbung ergibt, die sowohl photometrisch als auch durch Benutzung eines Komparators quantitativ auswertbar ist.The object is achieved with an analytical element having a test field on a transparent support, in which the necessary chemicals for oligosaccharide detection are incorporated in several layers and in which, after application of the liquid oligosaccharide-containing sample, a reaction mechanism is set in motion gives a coloring which is proportional to the oligosaccharide content and which can be evaluated quantitatively both photometrically and by use of a comparator.
Der Aufbau des analytischen Elementes soll im folgenden noch näher erläutert werden.The structure of the analytical element will be explained in more detail below.
Auf einer transparenten Unterlage, für die sich insbesondere die in der Filmindustrie verwendeten Filmfolien, z.B. Folien auf Polyesterbasis eignen, werden nach an sich bekannten Beschichtungstechnologien mindestens zwei Schichten eines quellfähigen und filmbildenden Polymers, in dem ein Glucosenachweissystem und ein oligosaccharidspaltendes System eingearbeitet ist, übereinander aufgetragen. Das Glucosenachsweissystem ist im Prinzip bekannt. Es enthält auf mindestens zwei Schichten verteilt Glucoseoxidase, Peroxidase undo-Tolidin. In der oberen Schicht — von der Unterlage am weitesten entfernt — ist zusätzlich das oligosaccharidspaltende System eingearbeitet. Es enthält die spaltenden Enzyme und ggf. das Enzym Mutarotase, das für die Einstellung des natürlichen Verhältnisses zwischen α- und/3-Glucose notwendig ist für den Fall, daß nur α-Glukose bei der Spaltung entsteht, z. B. bei der Einwirkung von Invertase auf Rohrzucker.On a transparent base, in particular film foils used in the film industry, e.g. On the basis of polyester-based films, at least two layers of a swellable and film-forming polymer, in which a glucose detection system and an oligosaccharide-cleaving system are incorporated, are applied to one another by coating techniques known per se. The glucose axis white system is known in principle. It contains at least two layers of glucose oxidase, peroxidase undo-tolidine. In the upper layer - furthest from the base - the oligosaccharide-cleaving system is additionally incorporated. It contains the cleaving enzymes and possibly the enzyme mutarotase, which is necessary for the adjustment of the natural ratio between α- and / 3-glucose in the event that only α-glucose is formed in the cleavage, z. B. in the action of invertase on cane sugar.
Die absoluten Konzentrationen der Reagenzien, insbesondere der Enzyme, richten sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck des analytischen Elementes. Höher konzentrierte Proben erfordern hohe Enzymkonzentrationen bzw. ein Anpassen der Probenlösungen durch Verdünnen. Wesentlich sind jedoch die Konzentrationsverhältnisse der Enzyme in den Schichten. Das Glucosenachweissystem ist so aufgebaut, daß in der oberen Schicht eine höhere Konzentration an GOD und POD vorliegt, als in der unteren Schicht. Das Verhältnis von GOD zu POD beträgt etwa 1:1 bis 1:100.The absolute concentrations of the reagents, in particular of the enzymes, depend on the particular intended use of the analytical element. Higher concentration samples require high enzyme concentrations or adaptation of the sample solutions by dilution. However, the concentration ratios of the enzymes in the layers are important. The glucose detection system is constructed so that there is a higher concentration of GOD and POD in the upper layer than in the lower layer. The ratio of GOD to POD is about 1: 1 to 1: 100.
Die Konzentration an oligosaccharidspaltenden Enzym entspricht größenordnungsmäßig der Konzentration an GOD.The concentration of oligosaccharide-cleaving enzyme corresponds on the order of magnitude to the concentration of GOD.
Dementsprechend liegt auch die einzusetzende Konzentration an Mutarotase fest, wenn im Ergebnis der Spaltung nur α-Glucose entsteht.Accordingly, the concentration of mutarotase to be used is fixed if only α-glucose is produced as a result of the cleavage.
Das oligosaccharidspaltende System wird zweckmäßigerweise in die obere Schicht des Glucosenachweissystems eingearbeitet.The oligosaccharide cleaving system is conveniently incorporated into the top layer of the glucose detection system.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine zusätzliche Schicht auf das Glucosenachweissystem aufgebracht, die das oligosaccharidspaltende System enthält. Diese Schicht kann ebenfalls aus einem quellfähigen, filmbildenden Polymer bestehen und wird nach bekannter Technologie aufgebracht. In einer dritten Variante kann diese Schicht auch aus einem saugfähigen Material, wie z. B. Filterpapier oder Vlies, bestehen, in das durch Tränkung und anschließendes Trocknen das oligosaccharidspaltende System eingearbeitet wurde.In another embodiment of the invention, an additional layer is applied to the glucose detection system containing the oligosaccharide cleaving system. This layer can also consist of a swellable, film-forming polymer and is applied by known technology. In a third variant, this layer can also be made of an absorbent material such. B. filter paper or nonwoven, consist, was incorporated into the impregnation and subsequent drying the oligosaccharidspaltende system.
Die transparente Unterlage liegt als geschnittener Streifen vor, auf dem aneinemEnde das mehrschichtige Testfeld aufgebracht ist. Der Streifen mit dem Testfeld kann mit weiteren Materialien zur besseren Handhabbarkeit kombiniert werden. Beispielsweise ermöglicht eine auf der Rückseite angebrachte weiße Reflexionsschicht Auswertungen im Auflicht.The transparent backing is in the form of a cut strip with the multilayer test panel applied to one end. The strip with the test field can be combined with other materials for better handling. For example, a white reflection layer attached to the rear allows evaluations in incident light.
Bei der Benutzung des analytischen Elementes wird die zu untersuchende Probenflüssigkeit mit der obersten Schicht in Kontakt gebracht. Das erfolgt zweckmäßigerweise durch Auftropfen, Einwirkenlassen und ggf. Entfernen der Tropfen reste. Das polymere Bindemittel quillt, und dadurch sind innerhalb der Schicht Transportvorgänge durch Diffusion möglich. In der obersten Schicht wird das zu bestimmende Oligosaccharid durch die anwesenden Enzyme zu Glucose gespalten und ggf. durch Mutarotase das natürliche Verhältnis von α-Glucose zu ß-Glucose eingestellt. Beim Diffundieren der Glucose in die darunterliegenden Schichten bzw. gleich bei der Entstehung erfolgt der an sich bekannte enzymatische Nachweis der Glucose durch Umsetzung mit Glucoseoxidase zu H2O2 und die Oxidation einer Farbstoffvorstufe — in diesem Fall o-Tolidin — unter katalytischer Mitwirkung von Peroxidase zu einem Farbstoff, der dann im Durchlicht bzw. Auflicht pthotometrisch oder mit einem Komparator ausgemessen wird.When using the analytical element, the sample liquid to be examined is brought into contact with the uppermost layer. This is conveniently carried out by dripping, letting it in and possibly removing the drops. The polymeric binder swells, and thereby transport processes by diffusion are possible within the layer. In the uppermost layer, the oligosaccharide to be determined is cleaved to glucose by the enzymes present and, if appropriate, the natural ratio of α-glucose to β-glucose is adjusted by mutarotase. When diffusing the glucose into the layers below or at the same time the known enzymatic detection of glucose by reaction with glucose oxidase to H 2 O 2 and the oxidation of a dye precursor - in this case o-tolidine - with catalytic participation of peroxidase to a dye, which is then measured by transmitted light or incident light pthotometrisch or with a comparator.
Folgende Enzyme, die bei ihrer Einwirkung auf Oligosaccharide Glucose freisetzen, können einzeln aber auch im Gemisch Bestandteil des analytischen Elementes sein:The following enzymes, which release glucose when they act on oligosaccharides, may individually but also as a mixture be part of the analytical element:
Als quellfähiges polymeres Bindemittel wird in der Regel Gelatine verwendet.As swellable polymeric binder usually gelatin is used.
Das analytische Element arbeitet schnell und mit großer Präzision. Es erlaubt ohne großen Aufwand, den Gehalt an niedermolekularen glucosehaltigen Sacchariden zu bestimmen, so daß beispielsweise eine einfache Prozeßkontrolle möglich ist, ohne ein größeres chemisches Labor betreiben zu müssen. Das hat vor allen Dingen in kleinen Betrieben der Lebensmittel- und Getränkeindustrie Bedeutung.The analytical element works fast and with great precision. It allows without much effort to determine the content of low molecular weight glucose-containing saccharides, so that, for example, a simple process control is possible without having to operate a larger chemical laboratory. This is especially important in small businesses in the food and beverage industry.
Ausführungsbeispiel Beispiel 1Embodiment Example 1
Einer 7%igen Gelatinelösung werden Glucoseoxidase (80 mg/l) und Peroxidase (400mg/l) sowie Tolidin-hydrochlorid (3g/l) zugesetzt. Diese Lösung wird auf eine transparente Unterlage aufgetragen (z. B. Ac- oder Polyesterfolie). Nach der Verfestigung der Gelatine wird auf diese Gelatineschicht eine weitere Gelatinelösung aufgetragen, die außer Glucoseoxidase (40mg/ml), Peroxidase (400mg/l) und Tolidin-hydrochlorid (3g/l) noch Glucoamylase (100mg/l) enthält. Nach Festwerden auch dieser 2. Gelatineschicht kann die Probelösung aufgetragen werden. Man läßt diese eine definierte Zeit einwirken (z. B. 1 Minute). Nach weiteren 10 Minuten kann die Konzentration photometrisch oder durch visuellen Farbvergleich ermittelt werden. Erfaßt werden Maltose, Maltotriose und längerkettige Oligosaccharide, die aus a-1,4-verknüpfter Glucose bestehen.Glucose oxidase (80 mg / l) and peroxidase (400 mg / l) and tolidine hydrochloride (3 g / l) are added to a 7% gelatin solution. This solution is applied to a transparent base (eg Ac or polyester film). After solidification of the gelatin, another gelatin solution containing glucoamylase (100 mg / l) in addition to glucose oxidase (40 mg / ml), peroxidase (400 mg / l) and tolidine hydrochloride (3 g / l) is applied to this gelatin layer. After solidification of this second gelatin layer, the sample solution can be applied. This is allowed to act for a defined time (eg 1 minute). After a further 10 minutes, the concentration can be determined photometrically or by visual color comparison. Included are maltose, maltotriose and longer chain oligosaccharides consisting of α-1,4 linked glucose.
-з- 740-z- 740
Wie Beispiel 1, jedoch istdieGlucoamylase nicht in der 2. Gelatineschicht enthalten, sondern befindet sich in einer gesonderten 3.Gelatineschicht (= oberste Schicht).As in Example 1, however, the glucoamylase is not contained in the second gelatin layer but is in a separate 3rd gelatin layer (= top layer).
Wie Beispiel 1, jedoch istdieGlucoamylase nicht in der 2. Gelatineschicht enthalten, sondern befindet sich in einem aus Zellulose bestehenden Material, das auf die Gelatineschicht aufgelegt und nach der Einwirkung der Proben entfernt wird.However, as in Example 1, the glucoamylase is not contained in the second gelatin layer but is contained in a cellulosic material which is placed on top of the gelatin layer and removed after exposure to the samples.
Wie Beispiel 1, jedoch fehlt der 2. Gelatineschicht die Glucoamylase. An ihre Stelle treten Invertase (50 mg/l) und Mutarotase (25mg/l). Erfaßt wird damit Saccharose.Like example 1, however, the second gelatin layer lacks glucoamylase. Invertase (50 mg / l) and mutarotase (25 mg / l) replace it. This captures sucrose.
Wie Beispiel 4, jedoch sind die Invertase (50mg/l) und Mutarotase (25mg/l) nicht in der 2. Gelatineschicht enthalten, sondern befinden sich in einer gesonderten 3. Gelatineschicht (= oberste Schicht).As in Example 4, however, the invertase (50 mg / l) and mutarotase (25 mg / l) are not contained in the second gelatine layer, but are in a separate third gelatin layer (= uppermost layer).
Wie Beispiel 4, jedoch sind die Invertase (50mg/l) und Mutarotase (25mg/l) nicht in der 2. Gelatineschicht sondern befinden sich in einem aus Zellulose bestehenden Material, das auf die Gelatineschicht aufgelegt und nach der Einwirkung der Probe entfernt wird.As in Example 4, however, the invertase (50mg / L) and mutarotase (25mg / L) are not in the second gelatin layer but are in a cellulosic material placed on the gelatin layer and removed after exposure to the sample.
Wie Beispiel 1, jedoch fehlt der 2. Gelatineschicht die Glucoamylase. An ihre Stelle treten Lactase (60mg/l) und Mutarotase (15mg/l). Erfaßt wird damit Lactose.Like example 1, however, the second gelatin layer lacks glucoamylase. They are replaced by lactase (60mg / l) and mutarotase (15mg / l). It covers lactose.
Wie Beispiel 7, jedoch sind die Lactase (60mg/l) und Mutarotase (15mg/l) nicht in der 2. Gelatine-Schicht enthalten, sondern, befinden sich in einer gesonderten 3. Gelatineschicht (= oberste Schicht).Like example 7, however, the lactase (60 mg / l) and mutarotase (15 mg / l) are not contained in the second gelatin layer, but are in a separate third gelatin layer (= uppermost layer).
Wie Beispiel 7, jedoch befinden sich die Lactase (60mg/l) und die Mutarotase (15mg/l) in einem aus Zellulose bestehenden Material, das auf die Gelatine aufgelegt und nach der Einwirkung der Probe entfernt wird.Like example 7, however, the lactase (60 mg / l) and the mutarotase (15 mg / l) are contained in a cellulosic material which is applied to the gelatin and removed after exposure to the sample.
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27408785A DD235462A1 (en) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | ANALYTICAL ELEMENT FOR THE DETERMINATION OF OLIGOSACCHARIDES |
| EP85104140A EP0160847A1 (en) | 1984-04-09 | 1985-04-04 | An analytical element for the determination of glucose, glucose-containing oligosaccharides and uric acid |
Applications Claiming Priority (1)
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| DD27408785A DD235462A1 (en) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | ANALYTICAL ELEMENT FOR THE DETERMINATION OF OLIGOSACCHARIDES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD235462A1 true DD235462A1 (en) | 1986-05-07 |
Family
ID=5566020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DD27408785A DD235462A1 (en) | 1984-04-09 | 1985-03-13 | ANALYTICAL ELEMENT FOR THE DETERMINATION OF OLIGOSACCHARIDES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD235462A1 (en) |
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1985
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