Entwicklung alternativer Methoden zur Nukleotid- Analytik in der ...

4. Zusammenfassung und Diskussion 151
Analysesystem mit einem Durchsatz von etwa 70 Proben/h integrieren. Die
Analysenzeit von ca. 45 s wurde dabei größtenteils durch den Transport der Probe
durch das Schlauchsystem bestimmt, die Detektion trug mit einer Ansprechzeit der
Elektrode im Bereich von 1 – 2 s nur unwesentlich zu dieser Dauer bei. Bei den
beiden in der Literatur beschriebenen ATP-Elektroden handelte es sich um
Detektoren, die lediglich in Batch-Systemen einsetzbar waren, da sie eine Ansprechzeit
von 2-3 min (Compagnone und Guilbault, 1997) bzw. 5–10 min (Scheller und
Pfeiffer, 1980) bis zum Erreichen eines steady states besaßen, wodurch sich die
Probenfrequenz deutlich reduzierte.
4.1.3 Beurteilung des ATP-Sensors gegenüber Verstärkungs- und Luciferasesystemen
Enzymatische Verstärkungsysteme
Enzymatische Verstärkungssysteme, die auf der optischen Detektion von NADH be-
ruhen, das in einer dritten durch die Glucose-6-Phosphatdehydrogenase katalysierten
Reaktion gebildet wurde, sind sowohl in Fließ- als auch in Batchsystemen
eingesetzt worden (Hansen et al., 1993; Schubert, 1993). Die von Schubert (1993)
beschriebene Co-Immobilisierung der drei Enzyme auf einer Polyurethanmembran,
die anschließend auf eine optische Faser aufgebracht wurde, führte im Batchsystem
mit einer 90-fachen Verstärkung zu einem Detektionslimit von 0,1 µM, wobei der
Sensor eine Ansprechzeit von 12 min benötigte. Hansen et al. (1993) nutzten das-
selbe Enzymsystem zur ATP-Bestimmung im Durchfluß. Hexokinase, Pyruvatkinase
und Glucose-6-Phosphatdehydrogenase wurden hierzu auf Glas-Beads immobilisiert,
mit denen anschließend ein Kartuschenreaktor beschickt wurde. Als Detektor diente
in dem FIA-System ein Durchfluß-Fluorometer, mit dem bei einer Fließrate von 0,33
ml . min -1 oder einer Stoppzeit von 5 min eine Nachweisgrenze von 6 nM ATP erreicht
wurde. Auch in Bezug auf die Lagerstabilität unterschieden sich diese beiden
Systeme deutlich: während der Enzymreaktor über einen Zeitraum von zwei Monaten
stabil blieb, verringerte sich die Sensitivität der Enzymmembran aufgrund der
Deaktivierung der Pyruvatkinase bereits nach 48 h drastisch und wies damit eine mit
der entwickelten Bi-Enzymelektrode vergleichbare Lagerstabilität auf.
Trotz der größeren Empfindlichkeit der Verstärkungssysteme weisen diese drei
entscheidende Nachteile gegenüber dem GOD/HK-Sensor auf: