DE10228088A1

DE10228088A1 - Electrochemical sensor to register components in condensation of exhaled breath, has a coating over the electrodes which is biologically active and water-permeable

Info

Publication number: DE10228088A1
Application number: DE2002128088
Authority: DE
Inventors: Gunther Dr.med. Becher; Rüdiger EICHLER; Claudia Dr.rer.nat. Lehmann; Stefan Dietze
Original assignee: FILT LUNGEN und THORAXDIAGNOST; FILT LUNGEN- und THORAXDIAGNOSTIK GmbH
Current assignee: FILT LUNGEN und THORAXDIAGNOST; FILT LUNGEN- und THORAXDIAGNOSTIK GmbH
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: DE10228088B4

Abstract

Electrochemical sensor (1) registers components in condensation from exhaled breath flowing through channel (8). Working electrode (3) and reference electrode (4) are mounted to ceramic carrier (2), covered by biologically active and water-permeable coating (7). Electrodes are each on number of layer strips (5) in comb formations which mesh together over open length of flow channel towards sensor.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Sensor mit biologisch aktiver Beschichtung zur Analyse der Bestandteile des Atemkondensates.The invention relates to an electrochemical Sensor with a biologically active coating for analysis of the components of the breath condensate.

Elektrochemische Sensoren mit biologisch aktiver Beschichtung zur Analyse des Atemkondensates sind bekannt. So wird durch die Radeberger Hybridelektronik GmbH unter der Bezeichnung DSE Variante 22 ein mit einer keramischen Trägerplatte versehener elektrochemischer Sensor vertrieben, dessen Referenzelektrode aus einer dreiviertelkreisringförmigen Schicht besteht, und bei dem im Mittelpunkt des Kreisringes als Vollkreisschicht die Arbeitselektrode angeordnet ist. Die Arbeitselektrode besteht aus Platin und die Referenzelektrode aus Silber und Silberchlorid. Von den Elektroden führen jeweils Leiterbahnen zu den Abnahmekontakten. Auf den Elektroden ist übergreifend eine wasserdurchlässige biologisch aktive Beschichtung angeordnet. Der Nachteil dieses elektrochemischen Sensors besteht in der kleinen Reaktionsfläche.Electrochemical sensors with biologically active Coating for analyzing the breath condensate is known. So will by the Radeberger Hybridelektronik GmbH under the name DSE variant 22 an electrochemical provided with a ceramic carrier plate Sensor sold, the reference electrode of a three-quarter-circular layer exists, and in the center of the annulus as a full circle layer the working electrode is arranged. The working electrode is there made of platinum and the reference electrode made of silver and silver chloride. Lead from the electrodes each conductor tracks to the acceptance contacts. On the electrodes is comprehensive a water permeable biological active coating arranged. The disadvantage of this electrochemical Sensor consists in the small reaction area.

Dieses Problem wird noch verstärkt, wenn der Sensor ein in einem Kanal strömendes Proben-Medium messen soll.This problem is exacerbated when the Sensor flowing in a channel Should measure the sample medium.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Reaktionsfläche eines elektronischen Sensors mit biologisch aktiver Beschichtung zu verbessern, so dass er insbesondere zum Messen strömender Proben eingesetzt werden kann.The object of the invention is that reaction surface an electronic sensor with a biologically active coating improve so that it is particularly suitable for measuring flowing samples can be used.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, ein Verfahren zur Herstellung beschreibt Anspruch 11 und eine bevorzugte Anordnung wird mit Anspruch 14 vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This task is solved with the Features of claim 1, describes a method of manufacture Claim 11 and a preferred arrangement is presented with claim 14. Advantageous refinements are the subject of the dependent claims.

Der erfindungsgemäße elektrochemische Sensor zur Bestimmung von Bestandteilen von in einem Kanal strömenden Atemkondensat besteht aus auf einem Keramikträger angeordneter Arbeitselektrode und Referenzelektrode über die übergreifend eine wasserdurchlässige biologisch aktive Beschichtung angeordnet ist, und die mit Anschlusskontakten versehen sind, wobei die Arbeits- und die Referenzelektrode jeweils aus mindestens einem Schichtstreifen bestehen, bei mehreren Schichtstreifen einer Elektrode diese kammartig angeordnet sind und die Schichtstreifen beider Elektroden dann miteinander kämmen.The electrochemical sensor according to the invention for determining components of breathing condensate flowing in a channel consists of on a ceramic support arranged working electrode and reference electrode across the one water-permeable biologically active coating is arranged, and which are provided with connection contacts are, the working and the reference electrode each of at least one layer strip, with several layer strips of an electrode these are arranged like a comb and the layer strips of both electrodes then comb them together.

Das Kämmen der Schichtstreifen der Arbeits- und der Referenzelektrode erstreckt sich dabei bevorzugt über einen Abschnitt der Länge des Kanals, wobei die Schichtstreifen der Arbeits- und der Referenzelektrode quer, längs oder schräg zur Strömungsrichtung des Atemkondensates angeordnet sein können.Combing the layered strips Working and the reference electrode preferably extends over one Section of length of the channel, the layer strips of the working and the reference electrode across, along or oblique to the direction of flow of the breathing condensate can be arranged.

Die biologisch aktive Beschichtung besteht bevorzugt aus einer Mischung aus Polyurethan, Enzym und Redoxmediator.The biologically active coating consists preferably of a mixture of polyurethane, enzyme and Redox mediator.

Der Vorteil dieses elektrochemischen Sensors besteht darin, dass die Messung so selbst bei kleinen Probenmengen verlängert wird und zu auswertbaren Ergebnissen führt.The advantage of this electrochemical Sensor is that the measurement is so even with small amounts of sample extended and leads to evaluable results.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mehrere Sensoren in Parallel- oder Reihenanordnung auf einem Keramikträger angeordnet sind, so dass sie nacheinander oder gleichzeitig, gegebenenfalls mit geringer zeitlicher Verzögerung vom strömenden Atemkondensat kontaktiert werden. Die biologisch aktive Beschichtung dieser Sensoren kann gleich oder unterschiedlich sein, unterschiedlich insbesondere durch Verwendung unterschiedlicher Enzyme und/oder Redoxmediatoren.In a further advantageous embodiment provided that several sensors arranged in parallel or in series on a ceramic support are arranged so that they are sequential or simultaneous, if necessary with little delay from the flowing Respiratory condensate can be contacted. The biologically active coating these sensors can be the same or different, different in particular by using different enzymes and / or Redox mediators.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von elektrochemischen Sensoren, bei dem das Layout einer Vielzahl von Sensoren rasterartig auf einem Keramikträger aufgebracht wird, bei dem ein Trennen des Keramikträgers in Einzelsensoren erfolgt, bei dem Elektroden einer elektrochemische Behandlung unterzogen werden und bei dem auf den Sensoren biologisch aktive Schichten angeordnet werden.A method for manufacturing is known of electrochemical sensors where the layout of a variety is applied in a grid-like manner by sensors on a ceramic carrier in which a separation of the ceramic carrier takes place in individual sensors, with an electrochemical electrode Be subjected to treatment and where biological on the sensors active layers are arranged.

Durch den erfindungsgemäßen Sensor, dessen Layout jeweils aus kammartig angeordneten Schichtstreifen von Arbeits- und Referenzelektroden, Anschlusskontakten für die Elektroden sowie aus Verbindungsleitern zwischen den Elektroden und den Anschlusskontakten besteht, wobei die Schichtstreifen von Arbeits- und Referenzelektroden miteinander kämmen, bestehen nunmehr die Voraussetzungen, dieses Verfahren dahingehend zu verbessern, dass mit dem Ausbringen des Layouts der Sensoren auf den gemeinsamen Keramikträger oder im Anschluss jeweils eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den durch elektrochemische Behandlung zu verändernden Elektroden hergestellt wird, der gesamte Keramikträger der elektrochemischen Behandlung unterzogen wird, nach entsprechender Reinigung und Vorbehandlung die biologisch aktive Schicht über die Elektroden jedes Sensors übergreifend aufgebracht wird, und ein Trennen des Keramikträgers in Einzelsensoren unter Zerstörung der Verbindung zwischen den Elektroden unterschiedlicher Sensoren erfolgt. Dabei werden Elektroden im Raster benachbarter Sensoren für die elektronische Behandlung miteinander verbunden, wie beispielsweise die Referenzelektroden, die beim Ausbringen des Layouts aus Silber bestehen und durch Elektrolyse oberflächlich in Silberchlorid umgewandelt werden. Das vereinfacht die herkömmliche Technologie wesentlich.Through the sensor according to the invention, its layout consists of layered strips arranged in a comb-like manner of working and reference electrodes, connection contacts for the electrodes as well as connecting conductors between the electrodes and the connection contacts exists, the layer strips of working and reference electrodes comb with each other, there are now the prerequisites for this procedure to improve that by deploying the layout of the sensors on the common ceramic support or in each case an electrically conductive connection between the electrodes produced by electrochemical treatment the entire ceramic support undergoes the electrochemical treatment, after the corresponding Cleaning and pre-treatment of the biologically active layer Cross electrodes of each sensor is applied, and a separation of the ceramic carrier in individual sensors destruction the connection between the electrodes of different sensors. Here electrodes in the grid of neighboring sensors for the electronic Treatment connected together, such as the reference electrodes, which are made of silver when the layout is applied and by electrolysis superficial be converted into silver chloride. This simplifies the conventional one Technology essential.

Diese Technologie kann analog angewendet werden, wenn mehrere Sensoren auf einem Keramikträger angeordnet sein sollen.This technology can be applied analogously if several sensors are to be arranged on a ceramic carrier.

Die Anordnung des oder der elektrochemischen Sensoren mit biologisch aktiver Beschichtung zur Analyse der Bestandteile des Atemkondensats erfolgt bevorzugt über einem sensorseitig offenen Kanal, der vom Atemkondensat durchströmt ist.The arrangement of the electrochemical sensor or sensors with a biologically active coating to analyze the components of the breathing condensate is preferably carried out via a channel open on the sensor side, through which the breathing condensate flows.

Der Kanal kann dabei wie beschrieben über die Länge des Kanals sensorseitig geöffnet sein oder es erfolgt eine Auffächerung des Kanals in einzelne Arme, die dann wiederum sensorseitig geöffnet sind. Die Öffnung des Kanals oder der Arme kann dabei durchgängig oder für jeden Sensor gesondert vorhanden sein. Das Auffächern kann in parallel, sternförmig oder strahlenförmig oder Kombinationen daraus angeordnete Arme erfolgen Ein solcher Kanal ist bei einer vorteilhaften Ausbildung in einer geschlossenen Kassette angeordnet, wobei die Kassette Vorratsbehälter enthält mit Lösungen zur Spülung und/oder mit Lösungen zur Konditionierung des Sensors und/oder mit Lösungen zur Kalibrierung und/oder mit Stoffen zur Herstellung einer Kalibrierlösung und/oder zur Verdünnung der Probenlösung und/oder zur Erhöhung der Ionenkonzentration oder der Leitfähigkeit der Probenlösung, wobei die Vorratsbehälter durch Mittel, die von außen durch die Kassettenwände auf sie einwirken, ihren Inhalt vollständig oder dosiert in den Kanal und damit auf den Sensor abgeben und die Kassette über mindestens eine Öffnung zum Einbringen der Probelösung in den Kanal und damit auf den Sensor verfügt.The channel can be as described via the Length of Channel open on the sensor side or there is a fanning out of the channel into individual arms, which in turn are then opened on the sensor side. The opening of the The channel or the arms can be provided continuously or separately for each sensor his. Fanning out can be in parallel, star-shaped or radiating or combinations of arms arranged therefrom With an advantageous training, the channel is closed Cassette arranged, the cassette containing storage containers with solutions for Flushing and / or with solutions for conditioning the sensor and / or with solutions for calibration and / or with substances for the preparation of a calibration solution and / or for dilution of the Sample solution and / or to increase the ion concentration or the conductivity of the sample solution, where the storage containers by means from outside through the cassette walls act on them, their contents completely or dosed into the channel and thus deliver it to the sensor and the cassette to at least one opening Introduce the sample solution in the channel and thus on the sensor.

Die sensorseitige Öffnung oder die Öffnungen des Kanals oder der Arme des Kanals sind bevorzugt als Längsschlitz ausgebildet und werden durch den oder die eingesetzten Sensoren dann vollständig verschlossen. Der oder die Sensoren können dazu über die sensorseitige Öffnung oder die Öffnungen des Kanals oder dessen Arme geklebt werden oder als Einschub in die Kassette und damit über die sensorseitige Öffnung oder die Öffnungen des Kanals oder dessen Arme ausgebildet sein.The sensor-side opening or the openings of the channel or the arms of the channel are preferred as a longitudinal slot trained and are by the sensor or sensors used then completely locked. The sensor or sensors can for this purpose via the sensor-side opening or the openings of the channel or its arms can be glued or as an insert in the cassette and thus over the sensor-side opening or the openings of the channel or its arms.

In einer bevorzugten Ausführung ist die sensorseitige Öffnung des Kanals oder dessen Arme als Durchbruch oder Durchbrüche durch die Außenwand der Kassette ausgebildet und werden durch den oder die Sensoren verschlossen.In a preferred embodiment the sensor-side opening of the channel or its arms as a breakthrough or breakthroughs the outer wall of the Cassette trained and are closed by the sensor or sensors.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1: Sensorvariante A, 1 : Sensor variant A,

2: Sensorvariante B, 2 : Sensor variant B,

3: mehrere Sensoren auf einem Keramikträger, 3 : several sensors on a ceramic carrier,

4: Herstellung der Sensoren, 4 : Manufacture of sensors,

5: mehrere Sensoren in Reihe auf einem Kanal 5 : several sensors in series on one channel

6: mehrere Sensoren auf einem in parallele Arme geteilten Kanal und 6 : several sensors on a channel divided into parallel arms and

7: Sensoren auf sternförmig verlaufenden Armen des Kanals und 7 : Sensors on star-shaped arms of the canal and

8: Anordnung eines Sensors an einer Messkassette. 8th : Arrangement of a sensor on a measuring cassette.

1 zeigt eine Variante A eines elektrochemischen Sensor 1 zur Bestimmung von Bestandteilen von in einem Kanal 8 strömenden Atemkondensat, der aus einer auf einem Keramikträger 2 angeordneten Arbeitselektrode 3 und einer Referenzelektrode 4 besteht, über die übergreifend eine wasserdurchlässige biologisch aktive Beschichtung 7 angeordnet ist. Die Arbeits- und die Referenzelektrode 3, 4 setzen sich jeweils aus mehreren Schichtstreifen 5 zusammen, die kammartig angeordnet sind und die Schichtstreifen 5 beider Elektroden 3, 4 kämmen miteinander. Weiterhin sind die Arbeits- und die Referenzelektrode 3, 4 mit Anschlusskontakten 6 versehen. Die Arbeitselektrode 3 besteht aus Platin und die Referenzelektrode 4 aus Silber und Silberchlorid. Die biologisch aktive Beschichtung 7 setzt sich aus einer Mischung aus Polyurethan, Enzym und TTF zusammen. 1 shows a variant A of an electrochemical sensor 1 for determining components of in a channel 8th pouring breath condensate from a on a ceramic support 2 arranged working electrode 3 and a reference electrode 4 consists of a water-permeable, biologically active coating 7 is arranged. The working and reference electrodes 3 . 4 each consist of several layer strips 5 together, which are arranged like a comb and the layer strips 5 both electrodes 3 . 4 comb together. Furthermore, the working and reference electrodes 3, 4 are provided with connection contacts 6 Mistake. The working electrode 3 consists of platinum and the reference electrode 4 made of silver and silver chloride. The biologically active coating 7 is composed of a mixture of polyurethane, enzyme and TTF.

Das Kämmen der Schichtstreifen 5 der Arbeits- und der Referenzelektrode 3, 4 erstreckt sich im wesentlichen über die zum Sensor 1 hin offene Länge des Kanals 8, wobei die Schichtstreifen 5 der Arbeits- und der Referenzelektrode 3, 4 quer zur Strömungsrichtung des Atemkondensates angeordnet sind.Combing the layer strips 5 the working and reference electrodes 3 . 4 extends essentially over to the sensor 1 open length of the channel 8th , with the layer strips 5 the working and reference electrodes 3 . 4 are arranged transversely to the direction of flow of the breathing condensate.

In 2 wird eine Variante B des Sensors 1 vorgestellt, bei dem die Schichtstreifen 5 der Arbeits- und der Referenzelektrode 3, 4 längs zur Strömungsrichtung des Atemkondensates angeordnet sind. Die Arbeitselektrode 3 besteht hier aus einem Schichtstreifen 5, der zwischen zwei Schichtstreifen 5 der Referenzelektrode 4 angeordnet ist.In 2 becomes a variant B of the sensor 1 presented, in which the layer strips 5 the working and reference electrodes 3 . 4 are arranged longitudinally to the direction of flow of the breathing condensate. The working electrode 3 here consists of a layer strip 5 between two stripes 5 the reference electrode 4 is arranged.

3 zeigt eine Anordnung von mehreren Sensoren 1a–d auf einem Keramikträger 2 in Reihenanordnung über dem Kanal 8. Der Kanal 8 ist hier durchgängig mit einer sensorseitigen Öffnung versehen, d. h. die Öffnung hat dann z. B. eine Länge ≤ der des Keramikträgers 2. Möglich ist es aber auch, dass der Kanal 8 für jeden Sensor eine eigene Öffnung aufweist. Die Sensoren 1a–d werden so nacheinander vom Atemkondensat überströmt. Das kämmen der Schichtstreifen 5 der jeweiligen Arbeits- und der Referenzelektroden 3, 4 erstreckt sich im Wesentlichen über die zu den Sensoren 1a–d hin jeweils offene Länge des Kanals 8, wobei die Schichtstreifen 5 quer zur Strömungsrichtung des Atemkondensates angeordnet sind. Möglich ist natürlich auch eine Anordnung der Schichtstreifen schräg oder in Längsrichtung zur Strömungsrichtung des Atemkondensates. Weiterhin bietet diese Anordnung die Möglichkeit, Referenzelektroden 4 der Sensoren 1a–d miteinander zu verbinden. 3 shows an arrangement of several sensors 1a - d on a ceramic support 2 arranged in rows over the canal 8th , The channel 8th is consistently provided with an opening on the sensor side, ie the opening has z. B. a length ≤ that of the ceramic carrier 2 , But it is also possible that the channel 8th has a separate opening for each sensor. The sensors 1a - d are then successively overflowed by the breathing condensate. Combing the layer strips 5 the respective working and reference electrodes 3 . 4 extends essentially over to the sensors 1a - d open length of the channel 8th , with the layer strips 5 are arranged transversely to the direction of flow of the breathing condensate. It is of course also possible to arrange the layer strips obliquely or in the longitudinal direction to the direction of flow of the breathing condensate. Furthermore, this arrangement offers the possibility of reference electrodes 4 of the sensors 1a - d connect with each other.

Die 4a und 4b zeigen die Anordnung des Layout einer Vielzahl von Sensoren 1 rasterartig auf einem Keramikträger 2 aufgebracht im Prozess der Herstellung. Das Layout jedes Sensors 1 besteht aus kammartig angeordneten Schichtstreifen 5 von Arbeits- und Referenzelektroden 3, 4, Anschlusskontakten 6 für die Elektroden sowie aus Verbindungsleitern zwischen den Elektroden und den Anschlusskontakten, wobei die Schichtstreifen 5 von Arbeits- und Referenzelektroden 3, 4 miteinander kämmen. Mit dem Ausbringen des Layouts der Sensoren 1 auf den gemeinsamen Keramikträger 2 wurde jeweils eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Referenzelektroden 4 im Raster benachbarter Sensoren 1 für eine elektrochemische Behandlung hergestellt.The 4a and 4b show the layout of a variety of sensors 1 grid-like on a ceramic support 2 upset in the manufacturing process. The layout of each sensor 1 consists of layered strips arranged in a comb-like manner 5 of working and reference electrodes 3 . 4 , Connecting contacts 6 for the electrodes and from connecting conductors between the electrodes and the Connection contacts, the layer strips 5 of working and reference electrodes 3 . 4 comb together. With the deployment of the layout of the sensors 1 on the common ceramic support 2 was an electrically conductive connection between the reference electrodes 4 in the grid of neighboring sensors 1 manufactured for an electrochemical treatment.

Der gesamte Keramikträger 2 kann so der elektrochemischen Behandlung durch Elektrolyse unterzogen werden, wobei das Silber der Referenzelektroden 4 sich oberflächlich in Silberchlorid umgewandelt. Nach entsprechender Reinigung und Vorbehandlung kann die biologisch aktive Schicht 7 jeweils über die Elektroden 3, 4 übergreifend aufgebracht werden und dann erfolgt ein Trennen des Keramikträgers 2 in Einzelsensoren 1 unter Zerstörung der Verbindung 9.The entire ceramic support 2 can thus be subjected to the electrochemical treatment by electrolysis, the silver being the reference electrodes 4 superficially converted to silver chloride. After appropriate cleaning and pretreatment, the biologically active layer can 7 each over the electrodes 3 . 4 applied across and then separating the ceramic carrier 2 in individual sensors 1 while destroying the connection 9 ,

Diese Technologie ist auch anwendbar, wenn mehrere Sensoren 1a–d auf einem Keramikträger 2 angeordnet werden. In 3 ist dies an den "abgebrochenen" Enden der Referenzelektroden 4 am Rand des Keramikträgers 2 angedeutet. Die Trennlinien 9 für die Keramikträger 2 müssen nur entsprechend angepasst werden.This technology is also applicable when multiple sensors 1a - d on a ceramic support 2 to be ordered. In 3 this is at the "broken" ends of the reference electrodes 4 on the edge of the ceramic support 2 indicated. The dividing lines 9 for the ceramic carrier 2 just have to be adjusted accordingly.

Die 5 bis 7 zeigen die Anordnung der Sensoren 1a–d in Längsrichtung des Kanals 8 und bei einem in Arme aufgefächerten Kanal 8, jeweils über Öffnungen des Kanals 8 oder dessen Arme. Das Auffächern kann in parallel, sternförmig oder strahlenförmig angeordnete Arme erfolgen, wobei die Arme auch unter einem Winkel zum Kanal 8 angeordnet sein können. Während bei 5 die Sensoren 1a–d nacheinander vom Atemkondensat überströmt werden, erfolgt dies beim aufgefächerten Kanal 8 der 6 zeitlich verzögert und beim sternförmig aufgefächerten Kanal 8 nach 7 gleichzeitig. Die aufgefächerten Arme des Kanals 8 werden nach den Messstellen wieder zusammengeführt.The 5 to 7 show the arrangement of the sensors 1a - d in the longitudinal direction of the channel 8th and with a channel fanned out in arms 8th , each through openings in the channel 8th or his arms. The fanning out can take place in parallel, star-shaped or radiating arms, the arms also at an angle to the channel 8th can be arranged. While at 5 the sensors 1a - d If the breath condensate flows over one after the other, this takes place in the fanned-out channel 8th the 6 delayed and with the star-shaped fanned channel 8th to 7 simultaneously. The fanned arms of the canal 8th are brought together again after the measuring points.

Derartige Anordnungen der Sensoren 1 und 1a–d bieten zusammen mit der Ausbildung der Sensoren 1 und 1a–d aus kammenden Schichtstreifen 5 von Arbeits- und Referenzelektrode 3, 4 die Möglichkeit, die Messung selbst bei kleinen Probenmengen noch weiter zu verlängern und bei Verwendung unterschiedlicher Sensoren unterschiedliche Bestandteile zu messen.Such arrangements of the sensors 1 and 1a - d offer together with the training of the sensors 1 and 1a - d from combing layered strips 5 of working and reference electrodes 3 . 4 the possibility to extend the measurement even with small sample quantities and to measure different components when using different sensors.

Die 8a zeigt die Anordnung des elektrochemischen Sensors 1 mit biologisch aktiver Beschichtung 7 zur Analyse der Bestandteile des Atemkondensats über einem sensorseitig offenen Kanal 8, der vom Atemkondensat durchströmt ist.The 8a shows the arrangement of the electrochemical sensor 1 with biologically active coating 7 for analysis of the components of the breathing condensate via a channel open on the sensor side 8th , which is flowed through by the breath condensate.

Der Kanal 8 ist in einer geschlossenen Kassette 10 angeordnet, die Vorratsbehälter mit Lösungen zur Spülung und/oder mit Lösungen zur Konditionierung des Sensors 1 und/oder mit Lösungen zur Kalibrierung und/oder mit Stoffen zur Herstellung einer Kalibrierlösung und/oder zur Verdünnung der Probenlösung und/oder zur Erhöhung der Ionenkonzentration oder der Leitfähigkeit der Probenlösung enthält, wobei die Vorratsbehälter durch Mittel, die von außen durch die Kassettenwände auf sie einwirken, ihren Inhalt vollständig oder dosiert in den Kanal 8 und damit auf den Sensor 1 abgeben. Weiterhin verfügt die Kassette 10 über mindestens eine Öffnung 11 zum Einbringen der Probelösung in den Kanal 8 und damit auf den Sensor 1. Wie in 8b gezeigt, ist die sensorseitige Öffnung des Kanals 8 als Längsschlitz und Durchbruch durch die Außenwand der Kassette 10 ausgebildet und wird dann durch den Sensor 1 vollständig verschlossen. Das kann praktischerweise durch Verkleben erfolgen.The channel 8th is in a closed cassette 10 arranged, the storage container with solutions for rinsing and / or with solutions for conditioning the sensor 1 and / or with solutions for calibration and / or with substances for the preparation of a calibration solution and / or for the dilution of the sample solution and / or for increasing the ion concentration or the conductivity of the sample solution, wherein the storage containers by means of the outside through the cassette walls they act, their contents completely or dosed into the channel 8th and thus on the sensor 1 submit. Furthermore, the cassette 10 through at least one opening 11 for introducing the sample solution into the channel 8th and thus on the sensor 1 , As in 8b shown is the sensor-side opening of the channel 8th as a longitudinal slot and opening through the outer wall of the cassette 10 trained and is then by the sensor 1 completely closed. This can conveniently be done by gluing.

Möglich ist es aber auch, den Sensor 1 als Einschub in die Kassette 10 und damit über die sensorseitige Öffnung des Kanals 8 auszubilden.But it is also possible, the sensor 1 as an insert in the cassette 10 and thus via the sensor-side opening of the channel 8th train.

Natürlich kann bei einer derartigen Kassette 10 auch mit mehreren Sensoren 1a–d gearbeitet werden, wobei der Kanal 8 eine der vorab genannten Ausbildungen aufweist.Of course, with such a cassette 10 also with several sensors 1a - d be worked, the channel 8th has one of the aforementioned training.

11: Sensorsensor
22: Keramikträgerceramic carrier
33: Arbeitselektrodeworking electrode
44: Referenzelektrodereference electrode
55: Schichtstreifenlayer strip
66: Anschlusskontakteterminals
77: biologisch aktive Beschichtungbiological active coating
88th: Kanalchannel
99: Verbindungconnection
1010: Kassettecassette
1111: Öffnungopening
1313: Trennlinieparting line

Claims

Electrochemical sensor ( 1 ) to determine components of in a channel ( 8th ) flowing breath condensate, consisting of on a ceramic support ( 2 ) arranged working electrode ( 3 ) and reference electrode ( 4 ) across a water-permeable, biologically active coating ( 7 ) is arranged, and that with connection contacts ( 6 ) are provided, the working and reference electrodes ( 3 . 4 ) each from at least one layer strip ( 5 ) exist with several layer strips ( 5 ) an electrode ( 3 . 4 ) these are arranged like a comb and the layer strips ( 5 ) of both electrodes ( 3 . 4 ) then comb them together.

Electrochemical sensor according to claim 1, characterized in that the combing of the layer strips ( 5 ) of the working and reference electrodes ( 3 . 4 ) over a length of the channel ( 8th ) extends.

Electrochemical sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the layer strips ( 5 ) the working and reference electrodes ( 3 . 4 ) are arranged transversely to the direction of flow of the breathing condensate.

Electrochemical sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the layer strips ( 5 ) of the working and reference electrodes ( 3 . 4 ) are arranged longitudinally to the direction of flow of the breathing condensate.

Electrochemical sensor according to claim 4, characterized in that the working electrode ( 3 ) from a layer strip ( 5 ) that exists between two layer strips ( 5 ) of the reference electrode ( 4 ) is arranged.

Electrochemical sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the layer strips ( 5 ) of the working and reference electrodes ( 3 . 4 ) are arranged at an angle to the direction of flow of the breathing condensate.

Electrochemical sensor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the biologically active coating ( 7 ) consists of a mixture of polyurethane, enzyme (s) and redox mediator (s) or polyurethane and enzymes).

Electrochemical sensor according to one of claims 1 to 7, characterized in that a plurality of sensors ( 1a - d ) arranged in parallel or in rows on a ceramic support ( 2 ) are arranged so that they are in succession or simultaneously, possibly with a slight time delay from the in the channel ( 8th ) flowing breathing condensate can be contacted.

Electrochemical sensor according to claim 8, characterized in that the biologically active coating ( 7 ) of the sensors ( 1a - d ) is the same or different, different in particular by using different enzymes and / or redox mediators.

Electrochemical sensor according to claim 8 or 9, characterized in that reference electrodes ( 4 ) of the sensors ( 1a - d ) are connected.

Process for the manufacture of electrochemical sensors according to Claim 1, in which the layout of a plurality of sensors is grid-like on a ceramic support is applied, in which a separation of the ceramic carrier in Individual sensors are used, with an electrochemical electrode Be subjected to treatment, and where biological on the sensors active layers are arranged, characterized in that the layout of each sensor from comb-like layer strips of Working and reference electrodes, connection contacts for the electrodes as well as connecting conductors between the electrodes and the connection contacts exists, the layer strips of working and reference electrodes comb with each other, with the application of the layout of the sensors on the common ceramic carrier or followed by an electrically conductive connection between each electrodes produced by electrochemical treatment the entire ceramic carrier undergoes the electrochemical treatment, after the corresponding Cleaning and pre-treatment of the biologically active layer Across electrodes is applied, and a separation of the ceramic carrier in individual sensors or Sensor groups under destruction the connection between the electrodes of different sensors or sensor groups.

A method according to claim 11, characterized in that electrodes in a grid of neighboring sensors for electrochemical treatment with each other get connected.

A method according to claim 11 or 12, characterized in that the reference electrodes when applying the layout made of silver exist, are connected to each other and superficially by electrolysis Silver chloride can be converted.

Arrangement of the electrochemical sensor ( 1 ) or the sensors ( 1a - d ) with a biologically active coating ( 7 ) to analyze the components of the breathing condensate via a channel open on the sensor side ( 8th ) through which the breathing condensate flows.

Arrangement according to claim 14, characterized in that the opening of the channel ( 8th ) for the sensors ( 1a - d ) continuously or for each sensor ( 1a - d ) is individually designed.

Arrangement according to claim 14, characterized in that the channel ( 8th ) is fanned out into parallel, star-shaped or radiating arms or combinations thereof and the arms have sensor-side openings for analyzing the components of the breathing condensate.

Arrangement according to claim 16, characterized in that the parallel, star-shaped or radiating arms of the channel ( 8th ) at an angle to the inflow of the canal ( 8th ) are arranged.

Arrangement according to one of claims 14 to 17, characterized in that the channel ( 8th ) in a closed cassette ( 10 ) is arranged and the cassette ( 10 ) Reservoir contains with solutions for rinsing and / or with solutions for conditioning the sensor ( 1 ) and / or with solutions for calibration and / or with substances for production ner calibration solution and / or for dilution of the sample solution and / or for increasing the ion concentration or the conductivity of the sample solution, the contents of the storage containers by means of agents which act on them from the outside through the cassette walls, completely or metered into the channel ( 8th ) and thus on the sensor ( 1 ) and the cassette ( 10 ) via at least one opening ( 11 ) for introducing the sample solution into the channel ( 8th ) and thus on the sensor ( 1 ) has.

Arrangement according to one of claims 14 to 18, characterized in that the sensor-side opening of the channel ( 8th ) or the sensor-side opening of the arms of the channel ( 8th ) are designed as longitudinal slits and by the sensor ( 1 ) or the sensors ( 1a - d ) are completely closed.

Arrangement according to one of claims 14 to 19, characterized in that the sensor ( 1 ) or the sensors ( 1a - d ) via the sensor-side opening of the duct ( 8th ) or via the sensor-side openings in the arms of the duct ( 8th ) are glued.

Arrangement according to one of claims 14 to 20, characterized in that the sensor ( 1 ) or the sensors ( 1a - d ) as an insert in the cassette ( 10 ) and thus via the sensor-side opening of the channel ( 8th ) or the arms of the canal ( 8th ) is trained.

Arrangement according to one of claims 14 to 21, characterized in that the sensor-side opening of the channel ( 8th ) or the sensor-side openings of the arms of the channel as a breakthrough through the outer wall of the cassette ( 10 ) are formed and by the sensor ( 1 ) or the sensors ( 1a - d ) are closed.