comparison of the glucose oxidase method for glucose determination by manual assay and automated...

4
Comparison of the glucose oxidase method for glucose determination by manual assay and automated analyzer Violet G. Yuen, John H. McNeill* Faculty of Pharmaceutical Sciences, University of British Columbia, 2146 East Mall, Vancouver, BC, Canada V6T 1Z3 Received 15 December 2000; accepted 19 January 2001 Abstract In experimental models of diabetes, glucose levels in plasma and blood are commonly determined by colorimetric assay and by automated analyzers based on the glucose oxidase conversion of glucose and O 2 to gluconate and H 2 O 2 . We have compared the glucose levels obtained by these two methods in control Wistar rats, streptozotocin diabetic Wistar rats, Zucker fa/fa fatty rats and Zucker Diabetic Fatty rats. We found that the manual glucose assay and the glucose analyzer produced comparable values up to concentrations of about 25 mM. Above this level, samples should be diluted. D 2001 Elsevier Science Inc. All rights reserved. Keywords: Glucose; Diabetes; Zucker; ZDF 1. Introduction There are multiple methods currently in use for the determination of glucose levels in experimental animal models of diabetes mellitus Bradley & Kaslow, 1989; Kluwe, 1981; Rosevear, Pfaff, Service, Molnar, & Acker- man, 1969; Wright, Rainwater, & Tolle, 1971; Yao, Halsall, Heineman, & Jenkins, 1995; Ziegenhorn, Neu- mann, Hagen, Bablok, & Stinshoff, 1977). In the devel- opment of effective diabetic treatments, it is essential in the assessment of therapeutic regimes under development that an accurate determination of glucose levels be read- ily available. In this laboratory, we have used a commercially avail- able colorimetric assay for determination of plasma glu- cose levels in a wide variety of animal models of diabetes mellitus. Due to the large number of samples that we were processing, we obtained a Beckman Glucose Analyzer 2 to provide a rapid automated method of glucose determina- tion. Plasma glucose levels can range from as low as 2 mM, in hypoglycemic animals, to as high as 40 mM in the STZ-diabetic rat a level not encountered in diabetic patients) during treatment interventions Peterson, Shaw, Neel, Little, & Eichberg, 1990; Tokuyama et al., 1995; Yuen, Orvig, & McNeill, 1994; Yuen, Pederson, Dai, Orvig, & McNeill, 1996). Therefore, it is necessary to have a method that is accurate over a wide range of values. The elevated plasma lipid levels, which occur in Zucker fatty and Zucker Diabetic Fatty ZDF) rats, result in a high degree of turbidity in plasma samples which may interfere with the determination of glucose levels Hubsch, Houot, & Henny, 1980). Thus, the method chosen must give an accurate glucose reading even in samples with a high lipid content. Both the colorimetric glucose assay and the Beckman Glucose Analyzer 2 use the same glucose oxidase enzy- matic reaction for the determination of plasma glucose levels. While there have been a number of studies that validate the glucose oxidase method of glucose determina- tion as compared to other methods Giampietro, Pilo, Buzzigoli, Boni, & Navalesi, 1982), the manual and auto- mated glucose oxidase procedures have not been directly compared to one another. The aim of this work was to assess the accuracy and reliability of two methods of glucose determination: the colorimetric assay using the commercial kit from Roche Peridochrom Glucose) and the Glucose Analyzer 2 Beckman, Fullerton, CA) in a glucose standard curve and in plasma samples obtained from a variety of rat models of diabetes. 1056-8719/01/$ ± see front matter D 2001 Elsevier Science Inc. All rights reserved. PII:S1056-871901)00117-4 * Corresponding author. Tel.: +1-604-822-9373; fax: +1-604-822- 8001. E-mail address: [email protected] J.H. McNeill). Journal of Pharmacological and Toxicological Methods 44 2000) 543± 546

Upload: violet-g-yuen

Post on 19-Sep-2016

213 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

��������� � �� ������ ������ � ���� �� ������ � � ������� ��

����� ����� �� ������� � ����� �

���� � �� �� � ��� �� ��� ���

������� � ��� ��������� ��������� ���������� � ������� ���� ���� ���� ���� ����� ���������� ��� ���� � ��! �"#

! � �" � #$ % � �� � &'''( ��� �� � #) ������ &''#

��������

* �� ��� ��� ��� �� � ���� � �� ������ � " �� � ������ �� ����� �� ������� � � ��� � �� ������� ���� ����� �� �� ������� �

����� �� ��� � � �� ������ ������ ��" ���� � ������ �� +& �� ������� �� �&+&� , ��" ������ � �� ������ � " �� ����� �

�� �� � �-� � ����� � ������ ,����� ����� ��� ��������� ���� ��� ,����� ����� .��/ � �$� ���� ���� �� .��/ � %��� ��� 0���� ����� ,

��� ���� �� ����� ������ ����� �� �� ������ ����� � ������ � ��������� "��� � �� �� ��� ������� � ����� &$ ��� 1��" ����

� " �� ����� � ������ � ����� �� � &''# 2�� "� � 3�� � *�� 1�� ������ � � �" ��

%��&�� �' ������ ( %��� � �( .��/ �( .%0

� ���� ������

4� � �� ������� � ����� ���� ��� � �� �� ��

� � ������� � ������ � " �� � �� ��� ��� �����

��� �� � ���� � � � ������ 56���� � 7 8����-� #)9)(

8��- � #)9#( !�� " ��� :�� 3 �"�� � ������ 7 1�/ �;

��� #)<)( ,������ !��-�� �� 7 4��� � #)=#( ����

�������� � � ��� 7 � /��� #))$( .� � ���� � �;

��� ��� � 6����/� 7 3������ #)==>� * �� � " �;

��� � � ���" ���� ��� �� ��� ��� �� �� �� ���� �

�� ��� ��� � � �� ��� ���� � ��� � �� � � " ���� �

���� � ������� � � ������� � ������ � " �� � � ��;

��� �"������ �

* ���� ����������� - ��" �� � � ���� ������� �"���;

��� ������� ���� ����� �� � � ������� � ������ ���;

��� � " �� � � -�� "��� �� � ����� ��� �� � ���� � �

� ������� %� �� �� ���� ��� � � ����� � ���� - - �

���� ����� - ����� � � 6 �/�� ������ 1���� � & ��

���"�� � ����� ������� � � ���� � ������ � � ����;

���� :����� ������ � " �� �� ��� ��� �� ��- �� &

��� � �������� ��� ������� �� �� ���� �� ?' �� � ��

34.;���� ��� ��� 5� � " � �� ���� � � � ���� ���

���� ��> ����� �� ��� � �� �" ���� 5: � ���� 3��-�

� �� @���� � 7 2���� ��� #))'( 4�/����� � ���� #))$(

�� � +�"��� 7 ��� ���� #))?( �� � : � ���� %���

+�"��� 7 ��� ���� #))<>� 4� � �� � �� �� � ����� ��

��" � � ���� ���� �� ������� �" � � -�� ��� � "��� ��

4� � "�� � ������ ����� � " ��� -���� ����� � .��/ �

���� �� .��/ � %��� ��� 0���� 5.%0> ����� � ���� � �

���� � �� � ��������� � ������ ����� � -���� ���

�� � � -��� �� � � ������� � ������ � " �� 5�������

������ 7 � �� #)9'>� 4���� �� � ���� ���� ����

��" � ������� ������ � ���� " � ����� � -��� �

���� ����� ��� ��

6��� �� ������� ���� ������ ����� �� �� 6 �/��

������ 1���� � & �� �� ��� ������ ������ ��;

����� � ����� �� �� � � ������� � ������ ������

� " ��� ,��� �� � ��" � � ��� � � ����� � ����

"������ �� ������ ������ � ���� � ������ � � ����;

��� �� ������ � �� ��� � � ����� 5������ ���� :����

6��������� 6��� 7 ��"�� ��� #)9&>� �� ����� �� ����;

��� � ������ ������ ���� ��� � ��" �� � ��� ����

������ � �� � ���� �� 4� ��� � ���� -��/ -�� ��

��� �� �� �������� �� � ��������� � �-� � ����� �

������ � � �������A �� ������� ���� ����� ���� ��

���� ����� /�� ��� !��� 5: ��������� ������ > ��

�� ������ 1���� � & 56 �/��� 0��� ���� �1> � �

������ ������� ���" �� � ������ ����� � ����� �

��� � "��� �� � ��� ��� �� � ���� � ��

#'$<;9=#)B'#BC D � ��� ���� � � &''# 2�� "� � 3�� � *�� 1�� ������ � � �" ��

:**A 3#'$< ;9=#) 5'# >''##= ;?

���� ������ ������� 4 ��A E#;<'?;9&&;)F=F( ��A E#;<'?;9&&;

9''#�

�( ��� � ����A G�� ���H�� ����� ������� 5���� ��� ���>�

������ � :�������������� �� 4������������ � ����� ?? 5&'''> $?FD$?<

� ����� � �� ���������

�)�) *������ ���� �� �����

1 � � � ���" -�� �������� � � /�- ������

��� ������� �� �� ��������� � �-� � ����� �� � ��

� � ��� ������ � " ��A �� ������ ����� �� �� ������

����� �� 2��� ��� ������ -�� � ���� � � ����� � ���

��� � �� ���� � ������ 4� ���" -�� �� ��� � -��� %;

������ 53����> �� ����-�A

�)�) *������ ����� ����

������ � " �� - � � � ��� � �� � ������� �����;

�� � ��� ������ ������ ����� ���� ������� �"������ ���

!��� 5������� 6� ���� � ��� ��>� 4� ����� �������

� � A ������ � +& � �&+������ ������ ������� � �&+&�

3��� I� ���� �� � �� � � ����� � �- �&+& �� ����;

�� ��� �� �� �� �� ������ � � � ����� ����� ���� �

1 #';�� ����� -�� ��� � -��� & �� � � �� � ��

������ � �� F' �� �� ���� � �� ����� 5&'D&$��>� 4� �������� � �� ����� -�� � �� �� � -�" � ��� � $''

� � � :�9'' ������� � � 56��/��� , ������� ��>� *

������� -�� � I��� �� �� ����� -�� ����� � #A& � '�)J

���� �� � � ����� �����������

�)#) *������ �����+�� ����

������ � " �� - � � � ��� � �� � ���� ���

� ���� ���� ������ � 6 �/�� ���� � ����� ����

� ���� � �� ��� � ���� � ���� ��������� � �

������� � �� � �������� 4� ����� ������� ��A

������ � +& � �&+������ ������ ������� � �&+&� 4 �

���� I� � � ������ �� ������ ������� � ����� ��

�������� �� �� " � � ������� � ���� �� � ��"

�� �&+& ��� �� � ������ 1 #';�� ����� �� ������� �

��� �� � ����� ����� � -��� � 6 �/�� 1�������/ :�� ��

4� � ����� �� ��������� ������� � -���� # �� � ��� ����

�� ����� � * ������� -�� � I��� �� �� ����� -�� ����� �

#A& � ������� � -�� � �� � � ����� � �����������

�)�) ,�� �� �� -���

:����� ����� � ��� ,����� ������� ,����� 34.;

���� ���� .��/ � �$� ���� �� .��/ � %��� ��� 0����

���� - � ���� �� � ����-�� � $;� ���� 6���� -��

���� �� � ��� �� ���� �� ��/�� �� ��� � �� ����

�� ��� ���� ����� ��� � ������ � ��������� ��� ��

4� ����� -�� � ����� � �� #'�'''� . �� #$ ��( ��

������ -�� ���� �� � �� ��� ���� �� ����� � ��

������ ��� � �� ���� �� ������� ���� ����� �� ��

������ ����� ��

0��� #� ������ ��� ������ ���" � �� �� : ��������� ������ ����� ��

�� 6 �/�� ������ 1���� � & �� ������ � �� � /�- ������� ���" �

51> 4� ������ ����� -�� ���������� ��- � ��� �� �� �� � "��� � ��

��� ������� �� �� � ��� &$ ��� 4� ������ ����� � -�� ����������

���� � ��� �� �� � "��� � �� F$ �� ?' ��� 56> 1 #A& ������� � ��

���� � ��� ������� 5 K &$ ��> ���� �� � �� "������� ��� �� �� �� �

"��� � �� ���� �� ������ ����� �� �� ������ ����� �� ���� � ��

�� � � � �� �� � � L ������� ���� � �� � � �� ��� � � �������� ��

��� ��� ������� 3���������� ������� -�� �� �� ����� � � � ��� M �'$�

4� � �� � 5�> ������ � ���������� �� � � ��� �� �� � "��� ��

������

- ���� 5�>

N�������

������� � -�� �

"���� 5��>

%������

�����

��� ������

5����B�>

'�'=& #' ' ?'

'�'<F #' ' F$

'�'$? #' ' F'

'�'?$ #' ' &$

'�'F< #' ' &'

' 9 #A& � F' �� #$

' 9 #A& � &' �� #'

' ? #A& � #$ �� =�$

' ? #A& � #' �� $

' ? #A& � =�$ �� F�=$

' ? #A& � $ �� &�$

��������

��������

�)*) /���� 0)1) ��2���� $ 0������ � ��� �����.���� �� !�3�����.���� ����� � �� 4�5556 7�#87��$??

�)7) ����������� ��������

���� � �� �� � � � �� �� � � L �� ������� ���� �

�� � �� 3���������� �� � � � - � � � ��� � �� � � ���

M �'$�

� �������

#)�) *������ ���� �� �����

4� ������� ���" � �� ���� �� ������ ����� �� ��

������ ����� � - � �� �� � � ��� �� �� � "��� �

��� &�$ �� &' �� ��� �������� 1� ��� �������

�� �� � ��� &$ ��� �� ������ ����� ��� ��- � ������

� " ��� -� � ��� �� ������ ����� � ��� ���� � ������

� " �� �� ��� ������� �� �� � ��� F' �� 50��� #1>� 4�

���������� ������� � �� ����� �� � ����� � �� "������

������ � ���" � �� ���� �� ������ ����� �� �� ������

����� � ���� - � �� �� � � ��� �� �� �� � "��� �

50��� #6>�

#)�) ��� � �� -���

4� � -�� � �� � � � ������ ������ � " �� ��

������ � �� ��� � �� ����� �� �� ����� � � ������

,����� ���� �� � �$� ���� .��/ � ���� 54��� #>� ��- " ��

� �� ��� ����� ��� ����� �� �� ������ ����� ������ �

������ "��� � ���� - � ���������� ��- � ��� �� ��;

��� � � ����� � ���� �� 34.;���� ��� ,����� ��� 5#' L #J>

�� �� .��/ � %��� ��� 0���� ���� 59 L &J>� 1� -��

��� �" � � �� ������� ���" �� ��� �� � �� 34.;

���� ��� ���� � -���� ������ � " �� � ��� � ������� "���

� &<�< ��� �� ����� �� � ������ � �� ������ � " ��

5#' L #J>� * �� .��/ � %��� ��� 0���� ����� ������ ������

� " �� - � � �� �� � F' �� � < ��� � #' ������ ��

�� 6 �/�� ������ 1���� � & �������� � � ������

��� ������ � ���� ����� � ���� - � ���������� ���� �

�� � �" ��� � = L #J 50��� &>� 4� ������ ����� � ���

�� 34.;���� ��� �� �� .��/ � %��� ��� 0���� ���� - �

�� ����� � #A& �� � � �� � �� ���� �� ������ ����� ��

�� ������ ����� �� 0����-�� ������� � �� ����� � �� �

-�� � �� � � � �- �� ������ "��� � ����� � ���

��� � �� ����� �� �� ����� � 54��� #>�

� ����������

1� ���� � ������ � " ��� ���� �� ����� �� �� ����� �

- � �������� � * �� ������ ������� ���" �� � ��

������ ����� �� �� ����� �� � ������ � �� ����� �

������ �� � � � �� ����� �� ��� ������� �� �� � ���

&$ ��� *� -�� ��� ���� � �������� � ���� �� �� �

��� '�= -�� ������ �� �� �� ������ � �� ���" �� ����

������� � �� ����� � ���� � �� �������� � �� ������

4� �������� � � �� ����� � ��� ���� � ���� ��

������� � ���� � �� ������� �" � � ��� � "��� � ���

F �� &$ ��� +�� ����� ���- � ���� �� ����� � �" �;

������ � ������ � " �� �� ��� ������� �� �� � ��� F'

��� 1� -��� �� ������ ������� � �� ����� � ���� � ��

�������� � �� ����� ��

4� ������ ����� � ����� � ��� ���� ������ � .��/ �

���� - � ������ ������ �� �� �� � " �� � ������ � ��

4��� #

4� � � ������� � ������ ������ � " �� � ��� ����� ��� �� ����

�-� ��������� � �����

+������ ����� 3���� ����� � #A&

3� �� � 5�O #'> 1���� 1���� � 1���� 1���� �

������ =�) L '�$ 9�# L '�$ ��� � I��� � ��� � I��� �

!�� ?�)D)�& $D)�&

%��� ��� &&�$ L '�= &$�' L '�?� &?�) L '�$� &$�' L '�?

!�� &'�=D&$�F &F�)D&<�9 &FD&<�< &F�9D&<�9

.��/ � �$� ##�9 L '�? ##�= L '�$ ��� � I��� � ��� � I��� �

!�� #'�FD#F�& #'D#&�)

.%0 &<�< L #�$ F'�< L #�9� &)�9 L &�#� &)�F L #�<�

!�� #9�$DF#�F #)�#DF<�= #)�&DF$�= #)DF$

3���������� ������� -�� �� �� ���� � � � ��� M �'$�� 1���� �� �� � � ��� ����� ��� 4� ����� � ����� �� ���������� �� � � ��� �� � �� ���"

������� ����� �

0��� &� ��������� � ������ ������ � " �� � .��/ � %��� ��� 0���� �����

�� � � ��� � �� �� 6 �/�� ������ 1���� � &� � ����� � ��� ������

��� � � ������ � " �� � �� �� �� �� �� � ��� F' �� � �� �� �� �

�������� 1����� -��� ������ ������ � " � � �� ��� F' �� - � ��

�� � � ����-�� #A& �������� 4� � -�� � �������� � ������ � ��

������ ������ "��� � ����� � ����-�� ������� � ������ -��� ������

������ � " � �� �� � ��� F' ��� 3���������� ������� -�� �� �� ���� � �

� ��� M �'$� 4� � �� � 5�> ������ � ���������� �� � � ��� �-

������ � ����� �

�)*) /���� 0)1) ��2���� $ 0������ � ��� �����.���� �� !�3�����.���� ����� � �� 4�5556 7�#87�� $?$

������� 4� �������� � �� ������ � " �� �� � � ��� � ��

�� ����� �� �� ����� � -�� �� � �� � �� �� ����

� " �� � ��������� � �� ������ ����� � ���"�� � ����� �

- � ���������� �� ����� ��

0�� ������ � " �� ���� ����� -���� �� ��� � FD&'

��� ���� � �� � � ���I� � �� ������� �� � ����� �

1��" &' ��� �������� � ��� �� � ��� � �������� ��

�� � � � �� �� �������� ���� ����� F' ��� 1� ���� �

������ � " ��� �� �� � ����� �� ���� ��� ����� ����� � ��

����� ������� � ������ * ����� � � -���� ���� �� � � ���;

���� � �� ��� ����� ��� ������ �� � ������ �� �

�� ��� �� ������ ���� � � ���� �� ���� ��/ ��� ��

����� ����� � �� �� � ��� F' �� -� ������� ��� �

�� : ��������� ������ ����� �� �� 6 �/�� ������

1���� � &�

�������� ������

, -���� ��/ �� ���/ ���� 6��� �� �� 3��"�� ��� ��

��� �� �� �������� � 4��� ����� -�� �� � �� �32!�B4::

5�����> �� �� 8� � / :������ �������� 4� ������

����� � -�� ������� � -��� � ���� ��� �*�! 5�����>�

����������

6���� �� %� ��� 7 8����-� �� !� 5#)9)>� !����� ���� ������ �� ���� ����

������ �� ������ � ,��������� ������ ������ �95� ##D#<�

������ ���� +�� :���� 1�� 6��������� ��� 6��� ��� 7 ��"�� ��� !� 5#)9&>�

0��� � ����� �� ������ ����� ������ � �� "������ ������ ��� ;

������� �� �� � �� � � ������� ��������� �������� ��� ������ �9�

&?'$D&?'=�

������� ��� ������ +�� 7 � �� �� 5#)9'>� *�� � � ��������� �

������ ���� ������A � ���/ ����� ���� ��-��� � �� �� 0������ �

�������� ��� ����� �� �������� ������ ������ �9� #?)D#$$�

8��- � ,� �� 5#)9#>� !����� ������� � � ���� � �� � ������ ���� �

�� ������ ��� �������� 0������ � ��� �����.���� ����� �� 7�

&F$D&?'�

: � ���� !� ��� 3��-� ,� ��� � �� ��� @���� � @� 1�� 7 2���� ��� �� 5#))'>�

.��/ � ���� ��� ���� ��� �� � ��� � �� �;�����;� � � � ���� � �

� ������� :;,< 2�&�� #�� #<D#)�

!�� " ��� �� ,�� :�� 8� ��� 3 �"�� � 0� ��� ������ �� %�� 7 1�/ ���� 2�

5#)<)>� ������ ������ � ���� �� �������� ������� � ����� ���;

��� � � �������� �������� ��� ������ �7� <9'D<)9�

4�/������ ��� 3������ ��� % :����� 1� ��� 4�/ ��� ��� 3�� �� ��� 4��� ���

3�� P�� :����/�� 8� 3�� 7 6 ��� �� *� 5#))$>� 2"������ � �;� ���������� � �� ��� .��/ � ���� ��� ���� ���� =�������� ���

#??=D#?$=�

,������ ,� !�� !��-�� �� �� ��� 7 4��� � @� %� 5#)=#>� ������ �����

���� ��A "������� � � ������� ���� � ��/��� ���� ��� � ��������

��� ������ �>� #'#'D#'#$�

���� ��� �������� 6�� � � ��� ,� !�� 7 � /��� 3� �� 5#))$>� 2� ����;

�� ����� � ������ �� ;��� � ����� ��� ������ � -��� ������

�������� ��� ������ ��� $)#D$)9�

�� � �� ��� +�"��� ��� 7 ��� ���� �� �� 5#))?>� ��������� � �� ���;

��� ;��- ��� ���� ��� � � "����� ����� �� ���5���������>���"��;

����5*�> ����-�� ���� �� ������ ������������� ���� ���

0������ � �������.� �� ��� �����.�� >#� $$D<?�

�� � �� ��� : � ���� !� 1�� %��� 3�� +�"��� ��� 7 ��� ���� �� �� 5#))<>�

2 ��� � ��- �� ���� ��� ������������ � ���5���������>���"��;

����5*�> � �$� .��/ � ����� ���� ��� 0������ � �������.� ��

��� �����.�� >�� #''#D#'')�

.� � ���� ��� � ���� N�� ��� � 1�� 6����/� ,�� 7 3������ 8�

5#)==>� 8� ��� ������� � ���� �� ������� � � � ������� � ���;

��� � ����� �� � ���� 0������ � �������� ��� ����� �� ��������

������ ������ �7� #FD#)�

�)*) /���� 0)1) ��2���� $ 0������ � ��� �����.���� �� !�3�����.���� ����� � �� 4�5556 7�#87��$?<