DE3537915A1 - Verfahren zur elektrochemischen wasserstoffmessung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung der im Anspruch 1 angegebenen Anordnung zur Messung von Wasserstoff.

Aus der EP-OS 01 41 178 ist eine solche Anordnung bekannt. Diese ist dort auch im einzelnen näher erläutert, worauf vollinhaltlich Bezug genommen wird.

Es hat sich nun überraschenderweise herausgestellt, daß eine solche Anordnung auch zur Messung der Wasserstoffkonzentration benutzt werden kann.

Dies ist besonders mit entsprechend miniaturisierten Meßeinrichtungen (z. B. an Kathetern oder Kanülen) möglich, vgl. hierzu die Anmeldung des gleichen Anmelders vom gleichen Tage: "Anordnung zur Stabilisierung einer Gas-Bezugselektrode".

Die Wasserstoffmessung ist eine hochempfindliche analytische Methode, z. B. ist Wasserstoff noch nachweisbar, wenn 10 ml einer 100%ig gesättigten Lösung auf einen Liter verdünnt werden.

Andererseits stört sich die Wasserstoffmessung nicht mit der H₂O₂-Messung.

Eine angepaßte Abschrift der EP-OS 01 41 178 schließt sich hier an, um jene hinsichtlich der Meßanordnung vollinhaltlich zum Gegenstand dieser Anmeldung zu machen.

Nachfolgend wird eine Anordnung zum Messen der Konzentration eines Stoffes, im folgenden H₂O₂, geschildert, die sich mutatis mutandis, wie angegeben, auch zur Messung von Wasserstoff verwenden läßt.

Die Anordnung ist auch Bestandteil der beanspruchten Erfindung und ist am Ende noch einmal zusammengefaßt. Eine frühere Anordnung mit gemeinsamen Merkmalen ist aus der DE-PS 27 30 143 bekannt. Die bekannte Anordnung ist für Konzentrationsmessungen insbesondere deswegen besonders vorteilhaft, weil durch das Vorsehen einer (Schutz-)Membran an der Elektrode größere (und damit billigere, einfacher herzustellende und zu handhabende, geringere Impedanz aufweisende) Elektroden verwendbar sind, ohne daß Probleme durch den Diffusionsgradienten, die sonst bei größeren Elektroden auftreten, entstehen und von der Elektrode schädliche, nicht zur Meßreaktion beitragende Stoffe ferngehalten werden können. Es ist daher wünschenswert, die gattungsgemäße Anordnung derart weiterzubilden, daß auch die Konzentration anderer wichtiger, insbesondere physiologisch wichtiger, Stoffe gemessen werden kann. Dies wird erfindungsgemäß durch die Weiterbildung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 erreicht.

Daß der zu messende Stoff im Elektrolytraum vorliegt, bedeutet insbesondere, daß er dorthin aus einem Medium, in dem seine Konzentration letztlich bestimmt werden soll, diffusibel ist oder im Elektrolytraum entsteht, wie im Rahmen der Erfindung unten noch erläutert wird. Daß die Meßelektrode als Anode ausgebildet ist, bedeutet insbesondere, daß sie durch die Polarisationsspannung oder die geeignete Wahl der Referenzelektrode als Anode wirkt.

Unter Grundmembran wird die (bevorzugt aus PVC oder Silikonkautschuk bestehende) Membran vor der Hinzufügung der lipophilen Ionen und/oder der Carrier verstanden, während die Gesamtmembran die Membran nach der Hinzufügung ist.

Durch diese Weiterbildung ist es möglich, die Konzentration des als physiologisches "Abfallprodukt" besonders wichtigen H₂O₂ auf einfache Weise, ohne Drifterscheinungen und ohne Fehler durch einen Diffusionsgradienten, genau zu messen. Dabei war es überraschend, daß eine Protonenundurchlässigkeit die Messung von H₂O₂ ermöglichen würde. Die Reaktionen, die bei der Oxidation des H₂O₂ bei dieser Anordnung ablaufen, sind auch im einzelnen noch nicht geklärt.

In einer besonders vorteilhaften und ein günstiges Reaktionsverhalten bewirkenden Weiterbildung sind die Ionen Anionen. Mit dem besonders bevorzugten Hexa-Decyl-Pyridinium- Chlorid wird eine große Steilheit erreicht. Es wird vermutet, daß die Anionen vorteilhaft zum Entstehen einer Polarisationsschicht an der Grenze Elektroden/Schutzmembran beitragen können. Auch die carriergebundenen Ionen können Anionen sein und sind dann auch im Elektrolyten enthalten.

Besonders vorteilhaft sind die carriergebundenen Ionen Kationen, insbesondere Kaliumionen. Kaliumionen sind vor allem deswegen besonders günstig, weil der Kaliumgehalt physiologischer Flüssigkeiten weitestgehend konstant ist und somit dann, wenn die Anordnung mit solchen Flüssigkeiten zur Messung des Partialdruckes in Verbindung gebracht wird, überschaubare Diffusionsverhältnisse herrschen bzw. der Elektrolyt, der die carriergebundenen Ionen ebenfalls enthält, geeignet eingestellt werden kann, weil der Kaliumgehalt oft vorbekannt ist. Es entstehen also keine osmotischen Probleme.

Besonders vorteilhaft ist der Carrier Valinomycin. Dieser Carrier hat sich in der Praxis bewährt. Ferner ist er ein besonders an das Kalium angepaßter Carrier.

Bevorzugt ist der Carrier ein Kationencarrier von hoher Mobilität und Spezifität, besonders für Protonen, bevorzugt Tri-n-dodecylamin. Mit einem Kationencarrier vom Typ des Tri-n-dodecylamins, der bevorzugt Protonen komplexiert, lassen sich sehr schnelle Ansprech- und Abklingzeiten des Meßwertes erreichen.

Unter Protonenimpermeabilität wird also die (praktische) Protonenimpermeabilität der Grundmembran (z. B. aus PVC) ohne Zusatzstoffe verstanden.

Je nach Art der Zusatzstoffe ergibt sich ein unterschiedliches Verhalten der Gesamtmembran.

1. Die Membran enthält (nur) lipophile Ionen, z. B. das als Puffer (Protonenakzeptor) wirkende Hexa-Decyl-Pyridinium- Chlorid. Hier ist dann auch die Gesamtmembran praktisch protonenimpermeabel, d. h. innerhalb der Grenzen einer H⁺-Ionenpermeabilität, die für eine Off-Reaktion einer Elektrode mit schneller Abklingzeit zu fordern wäre, ist auch die PVC-Gesamtmembran mit Hexa-Decyl-Pyridinium- Chlorid praktisch protonenimpermeabel.

Es ergibt sich ein relativ rascher Anstieg auf den Meßwert, und dieser wird für mehrere Stunden, größenordnungsmäßig bis zu 12 Stunden, gehalten. Eine solche Ausbildung ist vor allem für die Einmalmessung durch Einmal-Einstich- Elektroden, welche Messungen durch ein nachfolgendes System verarbeitet werden sollen, vorteilhaft, da der Meßwert länger ansteht. Auch durch ihre geringen Kosten ist eine solche Membran besonders vorteilhaft.

2. Die Membran enthält Carrier, wie z. B. Valinomycin, die durch ihre, wenn auch geringe, Querempfindlichkeit für Protonen diese befördern. Die H⁺-Komplexierung erfolgt hier an der Elektrodengrenzfläche zwar relativ rasch, aber, da praktisch kein Eimerkettenphänomen auftritt, wird die Protonenabgabe verzögert. Dann erhält man ebenfalls eine relativ schnelle Anstiegszeit auf den Meßwert, aber auch eine etwas schnellere Abklingzeit (z. B. zwei Stunden) als im Falle bspw. des Hexa-Decyl-Pyridinium-Chlorids. Solche Gesamtmembranen ergeben Anordnungen, die den Meßwert für die Verarbeitung ebenfalls länger halten, aber im Laufe des Tages auch mehrfach verwendbar sind.

3. Die Membran enthält einen Protonencarrier von hoher Mobilität. Dann ergeben sich schnelle Anstiegs- und Abklingzeiten, was für fortlaufende Messungen günstig ist.

Besonders bevorzugt ist eine Polarisationsspannungsquelle vorgesehen, deren Pluspol an die Meßelektrode angeschlossen ist. Es hat sich herausgestellt, daß die Anordnung besonders günstig mit einer Polarisationsspannung betrieben wird. Allerdings ist es auch möglich, diese fortzulassen. Dann muß durch die Wahl der Referenzelektrode sichergestellt sein, daß die Meßelektrode die Anode ist.

Besonders bevorzugt ist die Abschlußmembran für H₂O₂ durchlässig. Dadurch ist eine Diffusion des zu messenden Stoffes in den Elektrolytraum, mit dem sich ein Gleichgewicht einstellt, das dann seinerseits durch die Anordnung über das an der Meßelektrode oxidierte H₂O₂ gemessen wird, möglich. Hierfür hat sich Polytetrafluoräthylen besonders bewährt.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist der Elektrolytraum auch als Reaktionsraum ausgebildet, in dem sich ein Enzym befindet, das eine durch die Abschlußmembran in den Elektrolyten diffusible Substanz unter Bildung von H₂O₂ umsetzt. Durch diese Anordnung wird es in sehr einfacher und vorteilhafter Weise möglich, die Konzentration insbesondere wichtiger physiologischer Substanzen zu messen. Dadurch, daß die Substanz durch die Abschlußmembran in den Elektrolyten diffusibel ist, die Abschlußmembran also für diese Substanz durchlässig ist, bildet sich dann, wenn die Anordnung über die Abschlußmembran mit einer die zu messende Substanz enthaltenden Flüssigkeit, z. B. Körperflüssigkeit, in vivo oder in vitro, in Berührung gebracht wird, ein Gleichgewicht zwischen der Substanz in der zu messenden Flüssigkeit und im Elektrolyten aus. Durch die Wahl eines geeigneten Enzyms wird aus der Substanz H₂O₂ gebildet, dessen Konzentration dann wiederum mit Hilfe der membranbedeckten Meßelektrode gemessen wird, wodurch ein Maß für die Konzentration der Substanz in der zu messenden Flüssigkeit gewonnen wird. Die Abschlußmembranen sind in diesem Falle Porenmembranen.

Dabei liegt das Enzym bevorzugt in wässriger Lösung vor. Es kann aber alternativ bevorzugt strukturgebunden vorliegen.

Bevorzugt ist die Abschlußmembran für kleinere Moleküle durchlässig, für größere Moleküle hingegen undurchlässig. Sie ist also eine Porenmembran. Dadurch wird verhindert, daß das Enzym aus dem Elektrolytraum/Reaktionsraum in einen zu messenden Raum diffundiert oder störende andere Enzyme, die für die Umsetzung anderer Substanzen zuständig sind, in den Elektrolytraum geraten. Unter "kleinere Moleküle" sollen hier Molküle bis zu einem Molekulargewicht von ca. 10⁴ Dalton, unter "größere Moleküle" solche von einem Molekulargewicht größer als 10⁴ Dalton verstanden werden. Im Einzelfall wird die Porengröße entsprechend zu wählen sein, um erwünschte Substanzen (noch) durchzulassen und unerwünschte nicht (mehr) durchzulassen.

Bevorzugt ist das Enzym Glucose-Oxidase und ist die Abschlußmembran für Glucose und Gluconsäurelacton durchlässig. Die Messung des Glucosegehaltes im Blut oder anderen Körperflüssigkeiten ist angesichts der großen und wachsenden Zahl von Diabetikern von außergewöhnlicher Bedeutung. Durch die angegebenen Merkmale liegt eine Vorrichtung vor, die die Glucose-Konzentration in Flüssigkeiten mit bisher nicht möglicher Einfachheit und Schnelligkeit und dabei großer Genauigkeit ohne die Notwendigkeit einer Nacheichung in kurzen Abständen (bisher oft sogar Minutenabstand) zu bestimmen gestattet.

Die eben geschilderten Vorzüge lassen sich besonders günstig ausnützen, wenn die Anordnung, ggfs. und bevorzugt einschließlich der Polarisationsspannungsquelle, als integrierte, implantierbare Einheit ausgebildet ist und einen Geber oder Sender für das Meßergebnis aufweist. Eine solche Anordnung kann nämlich in besonders vorteilhafter Weise mit den kürzlich entwickelten implantierbaren Dosierpumpen für Insulin zusammenwirken. Ferner kann dem Träger auch ein direktes Warnsignal gegeben werden, das ihm anzeigt, ob der zuträgliche Bereich der Glucose-Konzentration im Blut unter- bzw. überschritten wird.

Besonders bevorzugt ist die Bezugselektrode eine Edelmetallelektrode, die als Kathode geschaltet ist und die mit einer Membran bedeckt ist, die vorzugsweise einen Protonencarrier, besonders bevorzugt Tri-n-dodecylamin, enthält. Dadurch läßt sich die Genauigkeit der Messung weiter verbessern.

Als besonderer Vorteil der Erfindung ist noch anzumerken, daß der erzielte Meßwert, also das erhaltene Signal, ca. das Doppelte dessen beträgt, was nach der Nernst'schen Potentialgleichung für eine Zwei-Elektronen-Reaktion zu erwarten wäre.

Besonders bevorzugt besteht die lipophile Grundmembran aus PVC oder Silikonkautschuk. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung einer solchen Grundmembran eine Verdoppelung des Nernst-Potentials auftritt.

Bei der Oxidation von H₂O₂ nach der Reaktionsgleichung:

entsteht deshalb eine EMK von 59 mV/Dekade (bei 25°C).

Offenbar können sich unter diesen Bedingungen zwei stabile, serielle Potentialanteile ausbilden. Dies bewirkt einen Signalgewinn von 100%.

Besonders bevorzugt werden Grundmembranen mit geringer Membranstärke, insbesondere solche mit einer Membranstärke von 10 - 50 µm verwendet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, auf die auch bezüglich der Offenbarung ausdrücklich verwiesen wird, noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Schnitt;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils der Ausführungsform nach Fig. 1 zur Verdeutlichung einer Weiterbildung gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Meßelektrode 1, vorzugsweise aus Gold, die aber auch aus Platin sein kann, und eine vorzugsweise ringförmig angeordnete Referenzelektrode 2, über einen Meßverstärker 4 mit einem Eingangswiderstand von 10¹² Ω (für den Fall der Potentialmessung) bzw. einen Meßwiderstand von 10⁶ Ω (für den Fall der amperometrischen Messung), mit dem Plus- bzw. Minuspol einer Polarisationsspannungsquelle 6 verbunden. Der durch das Meßwerk 4 gemessene Spannungs- oder Stromwert wird an ein Anzeigegerät 8 gegeben, das auch, wie symbolisch angedeutet, mit einer Fernanzeige, bspw. einem Sender, versehen ist. Dieser Sender sendet den Meßwert bspw. an einen (nicht gezeigten) Mikroprozessor, der daraus unter Berücksichtigung von Einzelheiten der Meßbedingungen die Konzentration des zu messenden H₂O₂ errechnet und den errechneten Wert ggfs. zum Erstellen weiterer Werte benutzt, wie noch ausgeführt werden wird. Eine Schutzmembran 10 aus einem lipophilen Material, vorzugsweise PVC, schließt die Meßelektrode (Anode) 1 gegen den im Elektrolytraum enthaltenen Elektrolyten 12 ab. Die Membran 10 ist durch Beimischung eines geeigneten Salzes mit lipophilen Anionen versetzt worden. Als Salz hat sich, wie erwähnt, Hexa-Decyl-Pyridinium-Chlorid bewährt. Sie ist ferner H⁺-undurchlässig. In der Membran enthaltene carriergebundene Ionen befinden sich auch im Elektrolyten 12.

Die Referenzelektrode 2 ist vorzugsweise eine Ag/AgCL-Elektrode oder eine Kalomelelektrode. Sie kann ebenfalls mit einer schützenden Referenzelektrodenmembran versehen sein, die aber auch entfallen kann. Der Elektrolyt 12 bedeckt die geschilderte Elektrodenanordnung. Der Elektrolytraum ist im übrigen im wesentlichen an der von den Elektroden abgewandten Seite durch eine H₂O₂-durchlässige, wasserundurchlässige Membran 14, z. B. 25 -100 µ Polytetrafluoräthylen, abgeschlossen. Grenzt diese Membran an ein H₂O₂ enthaltendes Medium, so bildet sich durch Diffusion ein Gleichgewicht zwischen dem H₂O₂ im Außenraum und dem Elektrolyten. Das H₂O₂ im Elektrolyten gelangt teilweise durch die Membran 10 an die Meßelektrode und wird dort oxidiert. Das dabei entstehende Potential bzw. der dabei entstehende Strom wird gemessen und liefert ein Maß für die H₂O₂-Konzentration. Zwischen den Elektroden 1 und 2 befindet sich ein isolierendes, inertes Material 22.

Die ganze Anordnung kann, bis auf die Außenfläche der Membran 14, verkapselt werden, was mit der anhand der Fig. 2 zu schildernden Ausführungsform besonders vorteilhaft ist.

In Fig. 2 ist die Meßelektrode 1 wieder mit der oben geschilderten lipophilen PVC-Membran 10 gegen den Elektrolyten 12 abgedeckt. Im Elektrolyten befindet sich ein Enzym, durch das mittels einer Enzymreaktion aus einer zugehörigen Substanz ein Reaktionsprodukt plus H₂O₂ erzeugt wird. Die (Abschluß-)Membran 14′ ist dabei als Porenmembran so ausgebildet, daß die Substanz, z. B. Glucose, durch die Membran hindurchdiffundieren kann und sich im Elektrolyten ebenfalls eine Gleichgewichtskonzentration der Substanz einstellt. Diese Substanz wird in der Enzymreaktion umgewandelt und das in dieser Ausführungsform erst im Elektrolytraum entstehende H₂O₂ ebenso wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gemessen. Diese Messung erlaubt wiederum Rückschlüsse auf die Menge der vorhandenen Substanz. Dabei ist wichtig, daß das neben H₂O₂ entstehende Endprodukt, im Falle von Glucose und dem Enzym Glucose-Oxidase Gluconsäurelacton, durch die Membran 14′ hinausdiffundieren kann, um eine dauernde Anreicherung im Elektrolytraum und damit auch eine Verschiebung des Reaktionsgleichgewichts zu vermeiden. Hingegen muß die Membran 14′ für die Enzymmoleküle undurchlässig sein, um Verfälschungen des Meßergebnisses zu verhindern.

Mit der Weiterbildung gemäß Fig. 2 versehen kann die verkapselte Gesamtanordnung nach Fig. 1 implantiert werden und über längere Zeiträume z. B. die Glucosekonzentration messen. Die Meßergebnisse werden entweder fortlaufend oder ggfs. auf äußeren Abruf über einen mitverkapselten Signalempfänger, abgegeben, bspw. an einen Mikroprozessor. Dieser stellt fest, ob der zuträgliche Bereich der Glucosekonzentration über- oder unterschritten ist. Es können dann z. B. Warnsignale abgegeben werden oder konkrete Maßnahmen (Menge aufzunehmender Nahrungsmittel) angegeben werden, um das Ungleichgewicht zu beheben. Ferner kann eine Insulinpumpe angesteuert werden. Mit der Anordnung kann auch in bekannter Weise amperometrisch gemessen werden.

Es ist eine Anordnung zum Messen der Konzentration eines Stoffes geschaffen, mit der sich Konzentrationen von H₂O₂ sehr genau und zuverlässig bestimmen lassen. Insbesondere ist eine (Meß-)Elektrode (1) aus Edelmetall, die durch eine lipophile Membran (10) von einem Elektrolyten (12) getrennt ist, angegeben. Dabei enthält die Membran erfindungsgemäß lipophile Ionen, insbesondere Anionen, und/oder carriergebundene Ionen, bspw. Kaliumionen, und ist protonenimpermeabel. Die Meßelektrode (1) ist in der Anordnung die Anode, vorzugsweise durch Anschluß an eine Polarisationsspannungsquelle (6).

Entweder wird die Konzentration von H₂O₂ bestimmt, das durch Diffusion durch eine H₂O₂-durchlässige, wasserundurchlässige Abschlußmembran (14) in den Elektrolyten diffundiert, oder es ist im Elektrolytraum nach einer besonderen Weiterbildung ein Enzym enthalten. Dieses Enzym setzt eine durch eine Porenmembran (14′), die für das Enzym undurchlässig ist, diffusible Substanz u. a. in H₂O₂ um, dessen Konzentration durch die Anordnung gemessen wird und so die Konzentration der Substanz zu bestimmen gestattet.

Anordnung zum Messen der Konzentration eines durch inerte Membranen diffusiblen Stoffes, der zu Redoxreaktionen fähig ist, mit
einer Meßelektrode (1) aus Metall, vorzugsweise Edelmetall, mit einer die Meßelektrode (1) teilweise bedeckenden, lipophilen Membran (10), die zwischen der Meßelektrode und einem in einem Elektrolytraum enthaltenen Elektrolyten (12) angeordnet ist,
und einer Referenzelektrode (2),
wobei der zu messende Stoff im Elektrolytraum vorliegt,
wobei
der Stoff H₂O₂ ist,
die Gesamtmembran (10) lipophile Ionen und/oder, in an sich bekannter Weise, carriergebundene Ionen enthält,
die Grundmembran (10) protonenimpermeabel ist, und
die Meßelektrode als Anode ausgebildet ist.

Anordnung nach dem vorherigen Absatz, wobei die Ionen Anionen sind.

Anordnung nach dem vorherigen oder vorletzten Absatz, wobei die carriergebundenen Ionen Kationen, insbesondere Kaliumionen, sind.

Anordnung nach einem der drei letzten Absätze, wobei der Carrier Valinomycin ist.

Anordnung nach dem viertletzten Absatz, wobei der Carrier ein Kationencarrier von hoher Mobilität und Spezifität, besonders für Protonen, bevorzugt Tri-n-dodecylamin, ist.

Anordnung nach einem der fünf vorhergehenden Absätze, wobei sie eine Polarisationsspannungsquelle (6) aufweist, deren Pluspol an die Meßelektrode (1) angeschlossen ist.

Anordnung nach einem der sechs vorhergehenden Absätze, wobei der Elektrolytraum durch eine Abschlußmembran (14) gegen den Außenraum abgeschlossen ist.

Anordnung nach dem vorigen Absatz, wobei die Abschlußmembran (14) für H₂O₂ durchlässig ist.

Anordnung nach dem vorvorhergehenden Absatz, wobei der Elektrolytraum auch als Reaktionsraum ausgebildet ist, in dem sich ein Enzym befindet, das eine durch die Abschlußmembran (14) in den Elektrolyten (12) diffusible Substanz unter Bildung von H₂O₂ umsetzt.

Anordnung nach dem vorherigen Absatz, wobei das Enzym in wässriger Lösung oder strukturgebunden vorliegt.

Anordnung nach dem vorhergehenden oder vorvorhergehenden Absatz, wobei die Abschlußmembran (14) für kleinere Moleküle durchlässig, für größere Moleküle hingegen undurchlässig ist.

Anordnung nach einem der drei vorhergehenden Absätze, wobei das Enzym Glucose-Oxidase ist und die Abschlußmembran (14) für Glucose und Gluconsäurelacton durchlässig ist.

Anordnung nach einem der vier vorhergehenden Absätze, wobei die Anordnung, ggfs. einschließlich der Polarisationsspannungsquelle (6), als integrierte, implantierbare Einheit (18) ausgebildet ist und einen Geber oder Sender (8) für das Meßergebnis aufweist.

Anordnung nach einem der dreizehn vorhergehenden Absätze, wobei die Bezugselektrode (2) eine Edelmetallelektrode ist, die als Kathode ausgebildet ist, und die mit einer Membran (20) bedeckt ist, die vorzugsweise einen Protonencarrier, besonders bevorzugt Tri-n-dodecylamin, enthält.

Anordnung nach einem der vierzehn vorhergenden Absätze, wobei die Grundmembran aus PVC oder Silikonkautschuk besteht.

Claims (5)

1. Verwendung einer als Anode ausgebildeten Meßelektrode aus Metall, vorzugsweise Edelmetall, mit einer die Meßelektrode teilweise bedeckenden, lipophilen Membran, die zwischen der Meßelektrode und einem in einem Elektrolytraum enthaltenen Elektrolyten angeordnet ist, wobei die Gesamtmembran lipophile Ionen und/oder carriergebundene Ionen und einen Protonencarrier enthält, und wobei die Grundmembran protonenimpermeabel ist, zur Messung von Wasserstoff.

2. Verwendung der Anordnung nach Anspruch 1 zur Messung des Herzzeitvolumens mittels Wasserstoffmessung.

3. Verwendung der Anordnung nach Anspruch 1 zur Messung der Gefäßdurchblutung mittels Wasserstoffmessung.

4. Verwendung der Anordnung nach Anspruch 1 zur Messung der regionalen Durchblutung im Gewebe mittels Wasserstoffmessung.

5. Verwendung der Anordnung nach Anspruch 1 zur Messung der Kapillardurchblutung (Mikrozirkulation) mittels Wasserstoffmessung.