DE2538010C3 - Vorrichtung zur Rei henanalyse von Blutproben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Reihenanalyse von Blutproben mit Elektroden zur Bestimmung des O2- und CO2-Druckes und zur Messung des Blut-pH-Wertes, welche in einem durch eine thermostatisch gesteuerte Kammer führenden Probenkanal angeordnet sind.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 22 12 801 bekannt. Hierbei wird für die Kalibrierung aller drei Elektroden eine einzige Kalibrierlösung verwendet.

Aufgrund physikalischer Gegebenheiten ist eine w derartige Kalibrierlösung aber nur in engen Grenzen im Gleichgewicht, so daß bei wechselnden Proben Schwierigkeiten auftreten.

Eine weitere Vorrichtung ist aus der US-PS 37 63 422 bekannt. Da hier die Gasmischungen nacheinander und '.i dann die Pufferlösungen bei der Kalibrierung durchgeleitet werden, können aber Verunreinigungen auftreten und die Meßergebnisse beeinflussen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, in der also das Kalibrieren und Spülen erfolgen kann, so auszubilden, daß Pufferlösungen mit beliebigen — je nach Bedarf gewählten — pH-Werten sowie Gasmischungen mit beliebigen O2- und CO2-Gehaiten zum Kalibrieren verwendet werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs definierten Gattung durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanpsruchs angegebenen Merkmale.

Gegenüber dem Stand der Technik besteht der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung in der Trennung des Flüssigkeitskreislaufes bei der Kalibrierung, und zwar in einen für die O2- und CO2-Elektroden und einen für die ρH-Elektroden. Dabei erfolgt die Kalibrierung getrennt aber gleichzeitig.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Uriteransprücnen. In Verbindung mit diesen sind als weitere Vorteile zu erwähnen:

Die Vorrichtung ermöglicht die Messung minimaler Blutprobenmengen etwa von weniger als 100 μΙ, da der tote Raum des Ventils auf einen Bereich von etwa 30 μΐ reduziert werden kann, der aus den zwei Öffnungen für den Einlaß und Auslaß der Kammer für die Gasmessung und die Kapillarelektrode sowie der Nut, die die beiden öffnungen verbindet, besteht.

Sie ermöglicht die Einhaltung einer konstanten und genauen Temperatur der Probe in bezug auf die Umgebung, da der Ventilkörper selbst einen Teil der Vorrichtung bildet und keine zwischengeschalteten Verbindungselemente, wie Rohre od. dgl., vorhanden sind, die den toten Raum vergrößern würden und da das Ventil mit einer Seite an die Kammer grenzt, die die Elektroden enthält und die durch Flüssigkeit thermostatisch gesteuert auf 37° C gehalten wird.

Die Vorrichtung ermöglicht ferner eine maximale Genauigkeit der Kalibrierung, da alle funktionalen Elemente — wie oben erwähnt — in der thermostatisch gesteuerten Kammer untergebracht sind und eine Überwachung des Probenflusses, da die Kammer aus transparentem Material besteht.

Mit den bekannten Vorrichtungen war dies nicht möglich, da die Kammer oft aus Metall bestand, um eine Temperatur von 37°C in den Elektroden und den Proben zu halten. Bei den anderen Vorrichtungen wird Luft, die ein ausgezeichnetes Dielektrikum ist, als Heizelement verwendet, und in diesem Fall ist es notwendig, ausreichend Metalloberflächen zum Wärmeaustausch vorzusehen, da die spezifische Wärme der Luft wesentlich geringer ist als die einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann schließlich mechanisch wie auch automatisch benutzt werden, da die Bedienung des Ventils nicht nur manuell durchgeführt werden kann, sondern auch durch einen kleinen Motor oder durch beispielsweise optische Programmierung und Kodierung der Winkelposition, so daß durch Variation die vom Bediener gewünschten beliebigen Kombinationen erhalten werden können und andererseits die Arbeitsweise der Pumpen, Solenoide oder kleinen Motoren, die alle Bestandteile der Vorrichtung sind, und die die einzelnen Abläufe der Einleitung und Ableitung der Flüssigkeiten, Gase, Spülflüssigkeiten und Proben steuern, ermöglicht werden.

Ein bevorzugtes Ausführiingsbcispicl der Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert werden. l);\bei zeigt

F i g. ί ein schematisches Gesamtschaltbild,
F i g. 2, 3 und 4 eine Seiten-, Auf- bzw. Vorderansicht der Vorrichtung,

Γ i g. 5 eine perspektivische Ansicht des Ventils,
F i g. 6,7 und 8 Dctailansichten des Ventils und

Fig.9A, 9B, 9C und 9D die Verschlußblende in vier Anschlußpositionen.

Wie aus der F i g. 1 ersichtlich, in der eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung innerhalb der gestrichelten Umrandung eingezeichnet ist, enthält die Vorrichtung 4 an sich bekannte elektrochemische Umformer (Sensoren) a, b, cund dzum Messen des Oi- und CCh-Druckes sowie des pH-Wertes einer Blutprobe, die in e vorgewärmt in die Vorrichtung durch den Einlaß /oder (/'; eintritt.

Die zwei Umformer a und b sind so angeordnet, daß sie vor dem Eintritt in das Ventil g umspült werden, während der Dritte c später durchströmt wird. Mit disi die Vergleichselektrode bezeichnet, die über eine Membran m an den Strömungskanal angeschlossen ist. Wenn es die Blutprobenmenge zuläßt, dann können alle drei Umformer a, b und c gleichzeitig arbeiien. Mit h, i und / sind drei Vorerhitzer für die Pufferlösung mit bekanntem pH-Wert bezeichnet, die die Bezugszeichen Ph und P'h aufweisen, sowie für die Spülflüssigkeit LL u und u¹ sind Befeuchter für die Gase in den Probenmischungen M.G. und M'G'. ο ist der Auslaß für die Proben aus der Vorrichtung. Außerhalb der Vorrichtung sind ein Sammelbehälter LS. für die Flüssigkeit, zwei kleine Motoren M, M'zum Antrieb der Pumpen P und P^] für die Spülung und P^u und P^v für die Füllung und Entleerung vorgesehen. £. E' und E" sind Solenoidventile für die Gase, Γ die Programmeinrichtung für die Steuerung der Motoren M und Wund das Ventil g und schließlich ist mit R ein Knopf für die manuelle Füllung bezeichnet. Aus dem Schalt- oder Fließbild ist ersichtlich, welche »Ablenkungen« das Ventil g für die Spülflüssigkeit, die Blutprobe, die Lösungen mit bekanntem pH-Wert und für die Gasmischungen mit bekannten O2- und COvGehalten, entsprechend den Bedienungsvorschriften ausführt, wobei dies unabhängig voneinander und ohne gegenseitige Beeinflussung ausgeführt wird. Das Ventil g kann alle diese Vorgänge allein ausführen, da es in vier vorbestimmte Positionen, die in F i g. 1 mit g*, ge. gcvnd go bezeichnet sind, gebracht werden kann. Die Bezeichnungen entsprechen den Verbindungen in den F i g. 9A, 9B, 9C und 9D zwischen der Blende und dem Ventilkörper.

In der ersten Stellung g* ist die Verbindung zwischen /' und der pH-Elektrode c direkt hergestellt. Die Ab'gänge 1 und V bleiben verbunden, und es ist auch — falls nötig — möglich, Luft in der Elektrode c anzusaugen.

Die zweite Stellung g_B erlaubt die Verbindung der Gasmeßkammer mit der pH-Elektrode durch die Abgänge II und V, die Probennahme und das Spülen. In derdristen Stellung gcsind die Abgänge Il und III sowie V und VI verbunden und damit ist die Einleitung der Mischung M'G'm die Gaskammer und der Pufferlösung Ph'in die pH-Elektrode cmöglich. Die vierte Stellung g» verbindet schließlich die Abgänge II und IV bzw. V und VII und erlaubt die Einleitung der Mischung M.G. in die Gaskammer und der Pufferlösung P'h in die pH-Elektrode c.

In den Fig. 2 bis 4, die eine Seiten-, Auf- bzw. Vorderansicht der Vorrichtung zeigen, sind die vorher beschriebenen Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Mit M¹¹¹ ist ein kleiner Motor bezeichnet, der das Ventil g antreibt. G' ist der Anschluß (Kupplung), CO. eine optische Kodierscheibe für die Ventilstellung, die von der Programmeinrichtung ^gesteuert wird und S.O. der Kodiersensor. Die Pfeile χ geben den thermostatisch gesteuerten Flüssigkeitsweg in der transparenten Kammer A wieder, die die einzelnen Sensoren a, b, c und d enthält. Die einzelnen Teile des Ventils sind in den Fig.5 bis 8 gezeigt, d.h. der Ventilkörper 1, die verdrehbare Blende 2 mit den zwei Nuten 2' und 2" zum Verbinden der Abgänge I bis VII. der Dichtung 3, der Ventilkopf 4, der Ventilsitz 5 und der Anschluß 4' für die Vorrichtung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Reihenanalyse von Blutproben mit Elektroden zur Bestimmung des O2- und CO2-Druckes und zur Messung des Blut-pH-Wertes, welche in einem durch eine thermostatisch gesteuerte Kammer führenden Probenkanal angeordnet sind, gekennzeichnet durch ein in den Probenkanal geschaltetes Ventil (g), das eine gleichzeitige Kalibrierung der O2- und CCb-Elektroden (a, b) einerseits sowie der pH-Elektrode (c) andererseits unter Bildung zweier getrennter Flüssigkeitskreisläufe ermöglicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (g) den Strom von Kalibrierungs-Gasmischungen mit bekanntem O2- und CO2-Gehalt von dem Strom einer Kalibrierungslösung mit bekanntem pH-Wert trennt.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (g) sieben oder mehr Anschlüsse (I —VIl) aufweist, für den Probenkanal sowie für Leitungen zur Zuführung von Spülflüssigkeit (LL, LS.), Pufferlösung (Ph, P'h) mit bekanntem pH-Wert, Gasmischungen (M.G, M'C) mit bekanntem O2- und COj-Gehalt, sowie von Luft, und daß die Anschlüsse einen minimalen Querschnitt zur Messung minimaler Probenmengen besitzen

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil fei mit einer Seite an die den Probenkanal mit den Elektroden enthaltende thermostatisch gesteuerte Kammer (A) angrenzt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der thermostatisch J5 gesteuerten Kammer (A) zusätzlich Befeuchter (u, u') für die Gase und Vorerhitzer (h, i, I) für die Pufferlösung und die Spülflüssigkeit angeordnet sind und daß die Kammer (A) aus transparentem Material besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (g) eine Blende aufweist mit zwei oder mehreren Nuten (2', 2") zum Verbinden der einzelnen Anschlüsse des Ventils.