Grundlagen Der Elektrochemischen Messtechnik; Biosensorik - Trace C2 Control Bedienungsanleitung

Bedienungsanleitung TRACE C2 Control / M4
Die Analyse im TRACE C2 Control erfolgt in Kombination von enzymatischer
Umsetzung und elektrochemischer Detektion. Als Biosensor dient eine mit Oxidasen
beschichtete 2-Kanal-Enzymelektrode bzw. eine Kombination eines Enzymreaktors
mit einer Platinelektrode (Methanol/Ethanol Applikation).
Die Standzeit des Sensorsystems beträgt abhängig von der Anwendung garantierte
30 Tage bzw. 5000 Messungen. Die Abweichung vom mittleren Messwert beträgt bei
einer Messung von 2 g/L Glukose bzw. 1 g/L Laktat weniger als 1,5%.

3.1 Grundlagen der elektrochemischen Messtechnik

Ein elektrochemischer Detektor dient zum Messen eines Stromes, der bei einem
bestimmten an den Elektroden angelegten Potential durch den Analyten in einer
Durchfluss-Messzelle produziert wird. Der elektrochemische Umsatz der Substanz an
der Arbeitselektrode führt in Gegenwart einer Elektrolytlösung zu einer Abgabe oder
Aufnahme von Elektronen (Oxidation bzw. Reduktion). Die Größe des messbaren
Grenzstromes hängt sowohl von Parametern des Faradayschen Gesetzes der
Elektrolyse als auch des Fick´schen Diffusionsgesetzes ab und ist der Konzentration
proportional.
Die Selektivität dieses sensitiven Detektors beruht darauf, dass nicht alle Stoffe
elektrochemisch aktiv sind und somit viele Störsubstanzen in einer Probelösung nicht
detektiert werden. Die Selektivität ist abhängig vom Material der Arbeitselektrode
und dem angelegten Potential.
Um die Selektivität eines elektrochemischen Sensors weiter zu erhöhen, bietet sich
eine Kombination mit Enzymen an – aus der Elektrode wird dadurch ein Biosensor.

3.2 Biosensorik

Die Analyten Glukose und Laktat werden mit Hilfe von enzymatischen Reaktionen
detektiert. In Abbildung 1 ist die enzymatische Umsetzung von Glukose zu
Gluconolacton aufgeführt. Bei Anwesenheit von Wasser erfolgt die sofortige
Hydrolyse von Gluconolacton zu Gluconsäure. Das im ersten Schritt produzierte
Wasserstoffperoxid (H O ) wird durch anodische Oxidation, die zwei Elektronen
2 2
freisetzt, amperometrisch detektiert. In Abbildung 2 ist die enzymatische Umsetzung
von Laktat zu Pyruvat dargestellt. Auch bei dieser Reaktion wird H O gebildet und
2 2
anschließend amperometrisch detektiert.
Enzymreaktionen erfolgen nach dem "Schlüssel-Schloss-Prinzip". Sie sind spezifisch
und somit hochgradig selektiv. Die Reaktion am Enzymsystem ist also eine weitere
Selektion. Die Kombination beider selektiver Prinzipien macht das TRACE C2 Control
weitgehend unempfindlich gegenüber Matrixeffekten und Störstoffen.
18