Lexikon der Chemie: Enzymelektroden
Enzymelektroden, die am häufigsten in der Literatur beschriebenen und kommerziell angebotenen Biosensoren, bei denen immobilisierte Enzyme als Rezeptor und ein elektrochemisches Meßsystem als Transduktor fungiert. Die eingesetzten Enzyme liefern durch Bildung oder Abbau elektrodenaktiver Produkte bzw. Substrate ein direktes und ausreichend sensitives chemisches Signal, das vom Transduktor in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. In vielen Fällen gewährleisten Coenzyme (z. B. NAD(P)+ bei Oxidoreductasen) über Redoxmediatoren die Verknüpfung mit elektrochemischen oder optischen Sensorelementen. Neben Einzelenzymen (und Mikroorganismen) können auch mehrere in einer Membran (z. B. Kollagen) coimmobilisierte Enzyme (Coimmobilisierung) eingesetzt werden. Beim Saccharose-Sensor sind es die Invertase, Mutarotase und Glucoseoxidase:
Saccharose + H2O
α-D-Glucose + D-Fructose
α-D-Glucose
β-D-Glucose
β-D-Glucose + O2 + H2O
D-Glucose-δ-lacton + H2O2
Neben Faktoren, die die Enzymaktivität beeinflussen können (Aktivatoren, Inhibitoren u. a.), hängt die Empfindlichkeit des Sensors auch von der Art des Transduktors ab. Die Nachweisgrenze einfacher amperometrischer Elektroden liegt bei etwa 100 nmol/l, bei potentiometrischen bei ca. 100 μmol/l.
E. finden breite Anwendung in der klinisch-chemischen Laboratoriumsdiagnostik (z. B. Bestimmung von Glucose) und biotechnologischen Industrie (z. B. E. für Saccharose, Ethanol).
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