DE112008000740T5 - Method for measuring urea concentration and device for measuring urea concentration - Google Patents
Method for measuring urea concentration and device for measuring urea concentration Download PDFInfo
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Abstract
Verfahren zum Messen der Harnstoffkonzentration, bei dem die Harnstoffkonzentration in einer Probenlösung gemessen wird, wobei das Verfahren das Messen der Chemilumineszenz umfasst, die durch eine Reaktion von Harnstoff mit unterhalogenigen Säureionen, die in dem System als ein Ergebnis der Elektrolyse erzeugt werden, emittiert wird, wodurch die Harnstoffkonzentration bestimmt wird.A method of measuring urea concentration, wherein the urea concentration in a sample solution is measured, the method comprising measuring the chemiluminescence emitted by a reaction of urea with hypohalous acid ions generated in the system as a result of the electrolysis, whereby the urea concentration is determined.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Harnstoffkonzentration, bei dem die Harnstoffkonzentration in einer Probenlösung bestimmt wird, und eine Vorrichtung zum Messen der Harnstoffkonzentration, die dafür verwendet wird.The The present invention relates to a method for measuring urea concentration, in which the urea concentration in a sample solution is determined, and a device for measuring the urea concentration, which is used for this.
HINTERGRUNDTECHNIKBACKGROUND ART
Bei einer medizinischen Behandlung künstlicher Hämodialyse wird ein schlauchförmiger Hohlfaseraufbau aus einer semipermeablen Membran mit einem Innendurchmesser von etwa 100 μm verwendet, der Dialysator genannt wird. Ein gelöster Stoff, wie Harnstoff, der im Blut vorliegt, wird durch Permeieren in eine Dialyseflüssigkeit in dem Verfahren des Leitens durch den Dialysator aus dem Körper entfernt. Üblicherweise wurde die Menge an Harnstoff im Blut analysiert, indem eine Blutprobe genommen wurde, die in Bezug auf Blutharnstoffstickstoff (hierin nachstehend als „BUN” abgekürzt) bewertet wurde.at a medical treatment for artificial hemodialysis is a tubular hollow fiber structure of a semi-permeable Used membrane with an inner diameter of about 100 microns, the dialyzer is called. A solute, such as urea, which is present in the blood, by permeating into a dialysis fluid in the process of passing through the dialyzer from the body away. Usually, the amount of urea was in the Blood was analyzed by taking a blood sample related to on blood urea nitrogen (hereinafter abbreviated as "BUN") was rated.
Als Verfahren zum Messen der Harnstoffkonzentration in einer Probenlösung, die Harnstoff enthält, waren beispielsweise Verfahren bekannt, einschließlich eines kolorimetrischen Verfahrens, bei dem ein Reagens verwendet wird, das mit Harnstoff reagiert, wodurch eine Farbe entwickelt wird, und die Harnstoffkonzentration durch Vergleichen mit einer Standard-Farbe des Reagens gemessen wird, eines Enzymthermistorverfahrens, bei dem eine Urease, die speziell mit Harnstoff reagieren kann, um Glaskügelchen immobilisiert wird und die Harnstoffkonzentration durch Messen der Reaktionswärme, die während der Hydrolysereaktion von Harnstoff erzeugt wird, gemessen wird, eines Chemilumineszenzverfahrens, bei dem die Harnstoffkonzentration aus der Intensität der Chemilumineszenz (kann hierin nachstehend als „CL” abgekürzt sein) unter Verwendung eines Oxidationsmittels, das mit Harnstoff reagieren kann, wodurch Chemilumineszenz emittiert wird, beispielsweise eines unterhalogenigen Säuresalzes und dergleichen, gemessen wird.When Method for measuring urea concentration in a sample solution, containing urea, for example, methods have been known including a colorimetric method, in which a reagent is used which reacts with urea, whereby a color is developed, and the urea concentration through Comparing with a standard color of the reagent being measured, an enzyme thermistor process in which a urease, specifically react with urea to immobilized glass beads and the urea concentration by measuring the heat of reaction, which is generated during the hydrolysis reaction of urea, is measured, a chemiluminescence method in which the urea concentration from the intensity of chemiluminescence (can be found hereinafter abbreviated as "CL") using a Oxidant that can react with urea, causing chemiluminescence is emitted, for example, a hypohalous acid salt and the like.
Das kolorimetrische Verfahren hat dahingehend ein Problem, dass die Herstellung eines Reagens, das durch Umsetzen mit Harnstoff die Farbe ändert, arbeitsaufwendig ist, was zu Messfehlern führt, und die Beendigung der Messungen lange dauert. Ferner war das kolorimetrische Verfahren für die Überwachung von Konzentrationsänderungen über die Zeit auch nicht geeignet.The Colorimetric method has a problem in that the Preparation of a reagent which by reacting with urea the Color changes, labor intensive, resulting in measurement errors, and the completion of the measurements takes a long time. Furthermore, the colorimetric was Method for monitoring concentration changes over the Time not suitable.
In dem Enzymthermistorverfahren wird das Enzym bei jeder Wiederholung der Messungen abgebaut, was mit der Zeit zu großen Veränderungen in dem Enzym führt, und folglich war es schwierig, stabile Messungen über einen langen Zeitraum durchzuführen. Das Enzymthermistorverfahren kann zum Überwachen der Harnstoffkon zentration verwendet werden, ist jedoch im Hinblick auf die Genauigkeit für eine Vielzahl von Messungen nicht geeignet.In the enzyme thermistor method becomes the enzyme at each repetition the measurements degraded, which over time led to major changes in the enzyme, and consequently it was difficult to obtain stable Perform measurements over a long period of time. The enzyme thermistor method can be used to monitor the urea con However, concentration is used in terms of accuracy not suitable for a large number of measurements.
Es wird in Betracht gezogen, dass Chemilumineszenz emittiert wird, wenn angeregter Stickstoff, der während des Reaktionsverfahrens von Harnstoff mit unterhalogenigen Säureionen erzeugt wird, in seinen Normalzustand zurückfällt (Nicht-Patentdokument 1). Das Chemilumineszenzverfahren kann als Mittel verwendet werden, um das zeitlich abgestimmte Ende einer Hämodialysebehandlung zu identifizieren, insbesondere während medizinischen Behandlungen künstlicher Hämodialyse, da die Harnstoffkonzentration in Echtzeit gemessen werden kann. Beispielsweise beschreibt Nicht-Patentdokument 2 die Harnstoffkonzentration in einem verbrauchten Dialysat, die gemessen wird, um einen BUN-Wert zu identifizieren. Speziell wird ein Verfahren zum Messen der Harnstoffkonzentration durch Messen der Chemilumineszenz, die durch das Umsetzen von Harnstoff in dem verbrauchten Dialysat mit Natriumhypobromit emittiert wird, beschrieben. Da ein Oxidationsmittel wie Natriumhypobromit jedoch eine unzulängliche Stabilität hat und die Konzentration wahrscheinlich variiert, bedarf es einer Verbesserung.
- Nicht-Patentdokument 1:
Xincheng Hu et al., „Bull. Chem. Soc. Jpn.”, 1996, Bd. 69, Nr. 5, S. 1179–1185 - Nicht-Patentdokument 2:
Tohru Okabayashi et al., „Clinical Dialysis”, 2006, Bd. 22, Nr. 8,5. 1199–1204
- Non-Patent Document 1:
Xincheng Hu et al., Bull. Chem. Soc. Jpn., 1996, Vol. 69, No. 5, pp. 1179-1185 - Non-Patent Document 2:
Tohru Okabayashi et al., Clinical Dialysis, 2006, Vol. 22, No. 8.5. 1199-1204
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEMETO BE SOLVED BY THE INVENTION PROBLEMS
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und ein Gegenstand dieser ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Messen der Harnstoffkonzentration, was die Erzeugung von unterhalogenigen Säureionen in dem System als ein Ergebnis der Elektrolyse ermöglicht, und folglich ist die direkte Handhabung eines irritativen unterhalogenigen Säuresalzes nicht notwendig, was im Hinblick auf die Kosten vorteilhaft ist. Ein weiterer Gegenstand ist die Bereitstellung einer bevorzugten Anwendung für das Messverfahren.The The present invention has been made to overcome the problems described above to solve, and an object of this is the provision a method for measuring the urea concentration, which is the Generation of hypohalous acid ions in the system as a result of electrolysis, and consequently is the direct handling of an irritating hypohalous acid salt not necessary, which is advantageous in terms of cost. Another object is to provide a preferred one Application for the measuring method.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEMEMEANS TO SOLUTION THE PROBLEMS
Der obige Gegenstand kann durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Messen der Harnstoffkonzentration, bei dem die Harnstoffkonzentration in einer Probenlösung gemessen wird, erreicht werden, wobei das Verfahren das Messen der Chemilumineszenz umfasst, die durch eine Reaktion von Harnstoff mit unterhalogenigen Säureionen, die in dem System als ein Ergebnis der Elektrolyse erzeugt werden, emittiert wird, wodurch die Harnstoffkonzentration bestimmt wird.The above object can be achieved by providing a method for measuring the urea concentration at which the urea concentration in a sample solution is measured, which method comprises measuring chemiluminescence resulting from a reaction of urea with hypohalous acid ions present in the system as a result of the electrolysis are generated is emitted, whereby the urea concentration is determined.
Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst das Einführen einer wässerigen Lösung, die Halogenionen enthält, und der Probenlösung, die Harnstoff enthält, in einen Behälter, in dem eine Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode angeordnet sind; das Anlegen von Strom zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode und das Messen der Chemilumineszenz, die durch eine Reaktion von Harnstoff mit unterhalogenigen Säureionen, die in dem System als ein Ergebnis der Elektrolyse erzeugt werden, emittiert wird. Eine andere bevorzugte Ausführungsform umfasst das Einführen einer wässerigen Lösung, die Halogenionen enthält, in einen Behälter, in dem eine Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode angeordnet sind; das Anlegen von Strom zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode; das Einführen der Probenlösung, die Harnstoff enthält; und das Messen der Chemilumineszenz, die durch eine Reaktion von Harnstoff mit unterhalogenigen Säureionen, die in dem System als ein Ergebnis der Elektrolyse erzeugt werden, emittiert wird. Noch eine andere bevorzugte Ausführungsform umfasst das Einführen der Probenlösung, die Halogenionen und Harnstoff enthält, in einen Behälter, in dem eine Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode angeordnet sind; das Anlegen von Strom zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode und das Messen der Chemilumineszenz, die durch eine Reaktion von Harnstoff mit unterhalogenigen Säureionen, die in dem System als ein Ergebnis der Elektrolyse erzeugt werden, emittiert wird. In dem obigen Messverfahren ist es bevorzugt, dass die unterhalogenigen Säureionen mindestens eine Art von Ionen sind, die aus unterbromigen Säureionen und unterchlorigen Säureionen ausgewählt sind, und es ist bevorzugt, dass die Probenlösung ein verbrauchtes Dialysat ist, und es ist auch bevorzugt, dass während der Elektrolyse gerührt wird.A preferred embodiment comprises the insertion an aqueous solution containing halogen ions, and the sample solution containing urea in a container in which a working electrode and a counter electrode are arranged; the application of current between the working electrode and the counter electrode and measuring the chemiluminescence passing through a reaction of urea with hypohalous acid ions, which are generated in the system as a result of the electrolysis emitted becomes. Another preferred embodiment comprises Introducing an aqueous solution containing Contains halogen ions, in a container in which a working electrode and a counter electrode are arranged; the Applying current between the working electrode and the counter electrode; introducing the sample solution, the urea contains; and measuring chemiluminescence by a Reaction of urea with hypohalous acid ions, which are generated in the system as a result of the electrolysis, is emitted. Yet another preferred embodiment involves introducing the sample solution, the halogen ions and urea, into a container in which a working electrode and a counter electrode are arranged; the Applying current between the working electrode and the counter electrode and measuring chemiluminescence caused by a reaction of urea with hypohalous acid ions used in the system as a result of the electrolysis being generated is emitted. In In the above measurement method, it is preferable that the hypohalous Acid ions are at least one type of ion that is made up of unterbromigen acid ions and hypochlorous acid ions are selected, and it is preferred that the sample solution is a spent dialysate, and it is also preferred that during the electrolysis is stirred.
Die obigen Gegenstände werden auch erreicht, indem eine Vorrichtung zum Messen der Harnstoffkonzentration bereitgestellt wird, umfassend einen Behälter, in dem eine Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode angeordnet sind; Mittel zum Einführen einer Probenlösung, die Harnstoff enthält, in den Behälter; Mittel zum Anlegen von Strom zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode und Mittel zum Messen der Chemilumineszenz, die durch eine Reaktion von Harnstoff mit unterhalogenigen Säureionen, die in dem System als ein Ergebnis der Elektrolyse erzeugt werden, emittiert wird.The The above objects are also achieved by a device for measuring urea concentration, comprising a container in which a working electrode and a counter electrode are arranged; Means for introducing a sample solution, containing urea, into the container; medium for applying current between the working electrode and the counter electrode and means for measuring chemiluminescence by a reaction of urea with hypohalous acid ions, which in the System generated as a result of the electrolysis emitted becomes.
Eine Vorrichtung für künstliche Hämodialyse, dadurch gekennzeichnet, dass die Harnstoffkonzentration in einem verbrauchten Dialysat mittels der obigen Vorrichtung zum Messen der Harnstoffkonzentration gemessen wird, ist auch eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.A Device for artificial hemodialysis, by characterized in that the urea concentration in a spent Dialysate by means of the above device for measuring urea concentration is measured is also a preferred embodiment of the present invention.
WIRKUNG DER ERFINDUNGEFFECT OF THE INVENTION
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Messen der Harnstoffkonzentration können unterhalogenige Säureionen gegebenenfalls durch Elektrolyse erzeugt werden. Folglich ist die direkte Handhabung eines irritativen unterhalogeni gen Säuresalzes nicht notwendig, und das Verfahren ist im Hinblick auf die Kosten vorteilhaft. Das Verfahren kann vorzugsweise auf eine Vorrichtung für künstliche Hämodialyse angewandt werden, um das zeitlich abgestimmte Ende einer Hämodialyse zu identifizieren, da die Harnstoffkonzentration in Echtzeit gemessen werden kann.According to the Method of the present invention for measuring urea concentration may optionally undergo hypohalous acid ions Electrolysis are generated. Consequently, the direct handling an irritating hypohalogenated acid salt is not necessary, and the method is advantageous in terms of cost. The Method may preferably be applied to a device for artificial Hemodialysis can be applied to the timed End of hemodialysis to identify the urea concentration can be measured in real time.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
- 11
- Vorrichtung zum Messen der Harnstoffkonzentrationcontraption for measuring the urea concentration
- 22
- Einlass zur Einführen einer Harnstoff enthaltenden Probenlösunginlet for introducing a urea-containing sample solution
- 33
- Schlauchpumpeperistaltic pump
- 44
- Halogenionen enthaltende wässerige Lösunghalogen ions containing aqueous solution
- 55
- Behältercontainer
- 66
- VentilValve
- 77
- Behälter (Reaktionskammer)container (Reaction Chamber)
- 88th
- Gegenelektrodecounter electrode
- 99
- Arbeitselektrodeworking electrode
- 1010
- Rührerstirrer
- 1111
- Magnetrührermagnetic
- 1212
- KonstantstromquelleConstant current source
- 1313
- Photomultiplierphotomultiplier
- 1414
- PCPC
- 1515
- VentilValve
- 1616
- Auslassoutlet
BESTE WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNGBEST WAY TO IMPLEMENT THE INVENTION
Die
vorliegende Erfindung wird in Bezug auf die anhängenden
Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Die
Vorrichtung
In
dem Behälter
In
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Messen der Harnstoffkonzentration
werden in dem Fall, dass die wässerige Halogenionen enthaltende
Lösung
Es
gibt keine bestimmte Einschränkung in Bezug auf die Arbeitselektrode
In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Messen der Harnstoffkonzentration ist, da unterhalogenige Säureionen in dem System durch Elektrolyse erzeugt werden können, die direkte Handhabung eines irritativen unterhalogenigen Säuresalzes nicht notwendig, was im Hinblick auf die Kosten vorteilhaft ist.In the method of the present invention for measuring urea concentration is because hypohalous acid ions in the system by Electrolysis can be generated, the direct handling an irritant hypohalous acid salt is not necessary, which is advantageous in terms of cost.
In
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Messen der Harnstoffkonzentration
kann die Elektrolyse nach dem Einführen der wässerigen
Halogenionen enthaltenden Lösung
Die
Vorrichtung
Die
Vorrichtung
BEISPIELEEXAMPLES
Die vorliegende Erfindung wird mittels der Beispiele ausführlicher beschrieben.The The present invention will be more fully understood by way of example described.
Beispiel 1example 1
Unter
Verwendung einer Vorrichtung
Beispiel 2Example 2
Die
Chemilumineszenz wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen,
außer dass der konstante Strom (600 mA) in Beispiel 1 für
330 Sekunden ohne Rühren angelegt wurde, gefolgt von Anlegen
eines konstanten Stroms für 40 Sekunden. Das resultierende
Diagramm, das die Kurvenform einer CL-Reaktion zeigt, ist in
Beispiel 3Example 3
Die
Chemilumineszenz wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen,
außer dass die Harnstoff enthaltende Probenlösung
nach dem Durchführen der Elektrolyse unter Rühren
wie in Beispiel 1 eingeführt wurde. Das resultierende Diagramm,
das die Kurvenform einer CL-Reaktion zeigt, ist in
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
30
ml einer gemischten wässerigen Lösung von Natriumhypobromit
und Natriumhydroxid (Natriumhypohalogenitkonzentration von 1,0 × 10–3 M, Natriumhydroxidkonzentration
von 0,2 M) und 7 ml wässeriger Harnstofflösungen
(UN-Wert: 0,28, 0,56, 1,4, 2,8, 5,6, 14, 28, 56 und 140 mg/dl),
die jeweils einen eingestellten Wert hatten, wurden für
20 Sekunden in einem Reaktionsgefäß gerührt,
so dass sie zusammen eine Wirbelströmung erzeugten, und
dann wurde die CL-Intensität durch ein Photonenzählungsverfahren
gemessen. Ein Diagramm, das die Korrelation zwischen der Harnstoffkonzentration
und der CL-Intensität zeigt, ist in
Wie
aus einem Vergleich zwischen einem Diagramm der
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Es wird ein Verfahren zum Messen der Harnstoffkonzentration offenbart, bei dem die Harnstoffkonzentration in einer Probenlösung gemessen wird, wobei das Verfahren das Messen der Chemilumineszenz, die durch eine Reaktion von Harnstoff mit unterhalogenigen Säureionen, die in dem System als ein Ergebnis der Elektrolyse erzeugt werden, emittiert wird, und folglich das Bestimmen der Harnstoffkonzentration umfasst. Indem ein solches Verfahren zum Messen der Harnstoffkonzentration bereitgestellt wird, können unterhalogenige Säureionen in dem System als ein Ergebnis der Elektrolyse erzeugt werden. Folglich ist die direkte Handhabung eines irritativen unterhalogenigen Säuresalzes nicht notwendig, was im Hinblick auf die Kosten vorteilhaft ist.It a method for measuring urea concentration is disclosed, in which the urea concentration in a sample solution measuring the chemiluminescence, caused by a reaction of urea with hypohalous acid ions, which are generated in the system as a result of the electrolysis, is emitted, and thus determining the urea concentration includes. By such a method for measuring urea concentration can be provided, hypohalous acid ions be generated in the system as a result of the electrolysis. consequently is the direct handling of an irritating hypohalous acid salt not necessary, which is advantageous in terms of cost.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - Tohru Okabayashi et al., „Clinical Dialysis”, 2006, Bd. 22, Nr. 8,5. 1199–1204 [0006] Tohru Okabayashi et al., "Clinical Dialysis", 2006, Vol. 22, No. 8.5. 1199-1204 [0006]
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