DK151394B - Polarografisk oxygenelektrodeanordning af clark-type med pt-sort katalysator og membran til anvendelse i elektrodeanordningen - Google Patents

Polarografisk oxygenelektrodeanordning af clark-type med pt-sort katalysator og membran til anvendelse i elektrodeanordningen Download PDF

Info

Publication number
DK151394B
DK151394B DK273885A DK273885A DK151394B DK 151394 B DK151394 B DK 151394B DK 273885 A DK273885 A DK 273885A DK 273885 A DK273885 A DK 273885A DK 151394 B DK151394 B DK 151394B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
electrode device
oxygen
membrane
sub
electrolyte
Prior art date
Application number
DK273885A
Other languages
English (en)
Other versions
DK273885A (da
DK151394C (da
DK273885D0 (da
Inventor
Torben Falch Christiansen
Finn Kokholm
Original Assignee
Radiometer As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Radiometer As filed Critical Radiometer As
Publication of DK273885D0 publication Critical patent/DK273885D0/da
Priority to DK273885A priority Critical patent/DK151394C/da
Priority to EP86108303A priority patent/EP0212126B1/en
Priority to AT86108303T priority patent/ATE81205T1/de
Priority to DE8686108303T priority patent/DE3686855T2/de
Priority to JP61143974A priority patent/JPH07104317B2/ja
Publication of DK273885A publication Critical patent/DK273885A/da
Priority to US07/106,959 priority patent/US4780192A/en
Publication of DK151394B publication Critical patent/DK151394B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK151394C publication Critical patent/DK151394C/da
Priority to US07/213,243 priority patent/US4874501A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/404Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Coin-Freed Apparatuses For Hiring Articles (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

i 151394
Opfindelsen angår en polarografisk oxygenelektrodean-ordning af CLARK-type udvisende en membrandækket og elektrolytdækket oxygenreducerende katodeflade.
Betegnelsen "polarografisk oxygenelektrodeanordning af 5 CLARK-type" dækker et velkendt begreb inden for måle-elektrodeteknologien. Denne elektrodeanordning er for første gang beskrevet af Clark ved et årsmøde afholdt af American Society for Artificial Internal Organs i 1956 og i US PS 2.913.386.og adskiller sig fra de indtil da kend-ΊΟ te polarografiske oxygenelektrodeanordninger ved, at en oxygenpermeabel membran separerer anoden og katoden fra målemediet, og at der mellem membranen og de aktive elektrodeflader er tilvejebragt en elektrolyt.
Der er siden CLARK1 s første omtale af denne elektrode 15 publiceret et uhyre stort antal patentskrifter og artikler. som omhandler CLARK-elektroden. forbedringer eller modifikationer heraf og anvendelse af sådanne elektroder.
1 korte træk er disse elektroder karakteriseret ved, 20 at de har en frontflade med en blotlagt oxygenreducerende katodeflade, en anode, en membran dækkende frontfladen med den blotlagte katodeflade, og et af membranen og frontfladen afgrænset elektrolytrum indeholdende en elektrolyt, som elektrolytiek forbinder 25 anoden og den blotlagte katodeflade.
Katoden er af et metal, som katalyserer katodisk reduktion af oxygen, og anoden er af et oxyderbart me tal. Egnede katodemetaller er ædelmetaller såsom platin og guld og et egnet anodemetal er sølv. Elektro-30 lytten er normalt en pH-stabiliseret chloridionholdig 2 151394 vandig oplåsning, men opløsningsmediet kan også være et organisk opløsningsmiddel såsom en glycol. Membranen er et folieformet plastmateriale med hensigtsmæssige oxygendiffusionsegenskaber, f.eks. polyethylen.
5 polypropylen, polytetrafluorethylen eller passende kombinationer heraf. Der etableres en potentialdifferens mellem katoden og anoden på ca. -0.6V, hvorved oxygen bliver reduceret ved katoden, hvilket giver anledning til en koncentrationsafhængig strøm (elektro-10 deresponset).
En oxygenelektrodeanordning af CLARK-typen er specielt anvendelig til måling på fysiologiske væsker som følge af, at den direkte kontakt mellem den oxygenreducerende katodeflade og prøven undgås. Herved undgås måle-15 fejl forårsaget af tilstedeværelse af andre stoffer, f.eks. proteiner, som kan give anledning til den såkaldte "forgiftning" af katoden.
Ved anvendelse af en elektrodeanordning af CLARK-type opstår imidlertid andre måletekniske problemer. Efter 20 en vis tids brug af elektroden vil elektroderesponset ved skift mellem prøver med forskellige oxygenniveauer få et langsomt indsvingsforløb (elektrodeanordningens tidskonstant bliver høj). Forårsaget af det langsomme indsvingsforløb vil elektrodeanordningen udvise hyste-25 rese ved visse anvendelser såsom i automatiske oxygen-• analysatorer, hvor elektroderesponset efter forholdsvis kort tid af størrelsesordenen 1-2 minutter anvendes til beregning af en ukendt prøves oxygenniveau.
3 151394
Hystereseeffekten bevirker, at for en given prøve vil måleresultatet afhænge af oxygenindholdet i forudgående prøver.
Det langsomme indsvingsforløb er således især uhel-5 digt, når elektrodeanordningen anvendes i automatisk analyseapparatur, hvor en meget høj analysefrekvens tilstræbes.
1 en notits i Proceedings of the Physiological Society, December 1969, 29P-30P, er beskrevet en pola- 10 rografisk oxygenelektrodeanordning af CLARK-typen, hvor disse effekter er forklaret ved H2C>2-ophob-ning i elektrolytten. For at eliminere effekterne foreslås det at opløse det H202-spaltende enzym ka-talase i elektrolytten. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 H2C>2—ophobningen i elektrolytten kan forklares 2 ved. at den katodiske reduktion af til li O sker 3 ved en totrinsreaktion, hvor H2C>2 er mellempro 4 dukt. Reaktionens andet trin, hvori mellemproduktet 5 H202 nedbrydes til H20. er i en ældet oxygen- 6 elektrodeanordning hæmmet. De to reaktionstrin er: 7 02 + 2H+ + 2e" H202 (1) 8 H202 + 2H+ + 2e” 2H20 (2) 9
Bruttoprocessen er 10 02 + 4H* + 4e~ 2H20 (3) 11
Idet hastighedskonstanten for (^-nedbrydningen 4 151394 ifølge trin (1) er høj, er hastigheden af trin (1) høj. Hastigheden af trin (2) bestemmes af hastighedskonstanten for H202 nedbrydningen, og denne hastighedskonstant synes meget lavere i en sidet elek-5 trodeanordning end i en ikke sidet elektrodeanordning. For den ældede elektrodeanordning vil trin (2) være hastighedsbestemmende for bruttoprocessen.
I en ikke-sldet oxygenelektrodeanordning. hvor trin (2) ikke er hæmmet, vil diffusionsforholdene fra prøve 10 til katode være hastighedsbestemmende for bruttoprocessen. I en sådan oxygenelektrodeanordning ses - som følge af den høje hastighedskonstant for trin (2) -ingen H202~ophobning.
Det langsomme forløb af trin (2) i en ældet oxygen-15 elektrodeanordning, bevirker, at i en sådan ældet oxygenelektrodeanordning, som befinder sig i steady-state tilstand med et konstant oxygenniveau i omgivelserne, vil den del af elektrolytten, som ligger nær ved katoden indeholde en vis mængde H202 (ligevsgtskoncen-20 trationen af H2C>2). Ligevægtskoncentrationen af H202 indstiller sig på en sådant niveau, at dannelseshastigheden for H O ifølge trin (1) og sum-men af nedbrydningshastigheden for H O ifølge trin (2) og den hastighed, hvormed H2C>2 diffunde-25 rer væk fra den del af elektrolytten, som ligger nær ved katoden og ud i den tilgrænsende elektrolyt, svarer til hinanden.
Som det ses. vil oxygenelektrodeanordningens respons være en strøm, som består af to komponenter: en kompo-30 nent. som skyldes oxygenreduktionen ifølge trin (1), og en komponent, som skyldes H202-reduktionen ifølge trin (2).
5 151394
Det vil på denne baggrund kunne forstås, at såfremt omgivelsernes oxygenniveau ændres. f. eks. ved at en pr ave med afvigende oxygenniveau bringes i kontakt med oxygenelektrodeanordningen. vil elektrodeanordningen 5 først afgive et stabilt respons (ligevægtestrøm), når den nye H202-Iigevægtskoncentration i elektrolytten er nået.
Det vil ligeledes kunne forstås, at en automatisk beregning af oxygenkoncentrationen på basis af elektro-10 destrømroen til et tidspunkt, hvor elektrodestrømmen afviger fra ligevægtsstrømmen, vil give resultater, som afviger fra de resultater, der opnås med en elektrodeanordning. der befinder sig i ligevægtstilstanden.
Ved at modificere elektrodeanordningen ved tilvejebrin-15 gelse af en katalysator for spaltning af H202 til H20+l/2 02, således at H202-koncentrationen holdes på eller neget nær ved O, bliver delprocesserne: 02 + 2H+ + 2 e" -» H202 (4) 3c3.*fc H2°2 "* »2° * 1/Z02 <5> 20 Bruttoprocessen er som ovenfor: 02 + 4H+ 4 4e~ 2H20 (6)
Eftersom trin (5) forløber hurtigt, vil der ikke ophobes H202 i elektrolytten, og diffusionsforholdene for oxygen fra prøve til katode vil være hastigheds-25 bestemmende for bruttoprocessen. Som følge heraf vil en sådan elektrodeanordning hurtigt efter en ændring i omgivelsernes oxygenniveau afgive et stabilt respons.
, 151394 6
Den ovenfor omtalte reduktion af H O -niveauet i elektrolytten ved katalase-tilsætning er ikke velegnet til forbedring af en oxygenelektrodeanordning. som anvendes ved rutinemæssige kliniske analyser, f. eks. i 5 de sikaldte blodgasanalysatorer. som er opstillet pi hospitaler i forbindelse med operationsafsnit eller pi centrallaboratorier.
For at en blodgasanalysator kan vinde accept hos brugerne, er det af største betydning, at vedligeholdel-10 sesarbejdet er beskedent og i det væsentlige baserer sig på brugsklare produkter, hvilket del6 reducerer tidsforbruget til vedligeholdelsesarbejdet, og dels reducerer risikoen for fejlanalyser forirsaget af. at en operatør har begiet fejl i forbindelse med vedlige-15 holdelsesarbejdet.
Ved den rutinemæssige vedligeholdelse af en i en blodgasanalysator anvendt CLARK-oxygenelektrodeanordning skiftes membran og elektrolyt ca. 1 gang om mineden.
En elektrolyt indeholdende katalase vil ikke kunne 20 fremstilles som et brugsklart produkt, idet katalasens aktivitetsfald i løbet af de lagertider, som mi anses for normale, vil være for stort.
Tilsætning af katalase til den friske elektrolyt pi brugsstedet umiddelbart inden elektrolytskift mi lige- 25. ledes anses for en løsning, som ikke vil vinde accept, idet hospitalspersonalet ikke er indstillet pi Belv at skulle foretage præparationsarbejde, sisom at fremstille reagenser eller andre væskeblandinger.
7 151394
Opfindelsens formål er derfor at tilvejebringe en forbedret CLARK-oxygenelektrodeanordning. som giver et reproducerbart og hurtigt respons uafhængigt af elektrodens alder og forhistorie, og eom samtidig er lige 5 så let at vedligeholde for brugerne som de hidtil kendte CLARK-oxygenelektrodeanordninger.
Dette opnås med elektrodeanordningen ifølge opfindelsen. som er ejendommelig ved, at der er tilvejebragt Pt-sort i et område nær elektrodeanordningens oxygen reducerende 10 katodeflade, idet Pt-sort katalyserer spaltningen af H2C2.
Soro det vil fremgå af figurerne og den tilhørende beskrivelse opnås de tilstræbte gode responsforhold roed elektrodeanordningen ifølge opfindelsen. Endvidere er det særdeles let at fremstille forpræparerede elektro-15 deanordninger ifølge opfindelsen eller forpræparerede komponenter til anvendelse i elektrodeanordningerne ifølge opfindelsen, og der konstateres ikke holdbar-hedsprobleroer i forbindelse med de forpræparerede elektrodeanordninger/komponenter.
20 Det bemærkes, at andre uorganiske katalysatorer for ^C^-nedbrydning ikke giver den ønskede effekt.
Der er gennemført forsøg med kolloidt sølv. brunsten og aktivt kul. og ingen af disse er anvendelige i forbindelse med CLARK-oxygenelektrodeanordninger. 1 2 3 4 5 6 i en foretrukket udførelsesform for opfindelsen anven 2 des partikelformigt Pt-sort, hvor de enkelte partik 3 lers største tværsnitsareal er væsentligt mindre end 4 arealet af den oxygenreducerende katodeflade. Spe 5 cielt foretrækkes det at det partikelformige Pt-sort i 6 alt væsentligt udgøres af partikler, for hvilke den største partikeldiameter for de enkelte partikler er mindre end 1 jim.
151394 8
Det partikelformige Pt-6ort er fortrinsvis lokaliseret p& en overflade i eller ved den foran den oxygenreducerende katodeflade beliggende del af elektrolytrummet. Ved at fiksere Pt-sort partiklerne til en over-5 flade, sikres at ^2°2 "spaltningen forløber det rigtige sted i forhold til katodefladen.
Pt-sort partiklerne kan være lokaliseret på membranen, på elektrodeanordningens frontflade omkring den aktive katodeflade eller på et element beliggende i elektro-10 lytrummet mellem elektrodeanordningens frontflade og membranen.
For at sikre effektiv ^Opspaltning i hele det afsnit af elektrolytrummet, som kommunikerer med katodefladen, foretrækkes det/ at 15 Pt-sort partiklerne er tilvejebragt i en sådan mængde og med en sådan placering, at H^O^-koncentrationen i alt væsentligt er O i den del af elektrolytten, som er beliggende i et afsnit af elektrolytrummet, som har den oxygenreducerende katodeflade som centrum, og som 20 ligger inden for en afstand af 100 x katodediameteren fra katodefladen.
I forbindelse med en oxygenelektrodeanordning ifølge opfindelsen med en Pt-katode med diameteren 20 pm, og hvor katalysatormembranen er en 20puri polypropy lenraem-25 ’ bran, som ligger i en afstand af højst ca. 5pun fra elektrodeanordningens frontflade ved den aktive katodeflade. foretrækkes det at Pt-sort partiklerne er tilvejebragt på membranen med en overfladetæthed på 1-6000 2 2 pg/cm , fortrinsvis 20-600 jag/cm .
9 151394
Pt-sort partiklerne kan ligge i direkte kontakt ned elektrolytten. Alternativt kan Pt-sort partiklerne inkorporeres i et materiale, der er gennemtrængeligt for H202 og vand. således at elektronledende kon-5 takt mellem Pt-sort partiklerne og katoden undgås.
Egnede materialer er celluloseacetat, polyvinylacetat og cellophan.
Opfindelsen angår også et membranelement til brug i en polarografis.k oxygenelektrodeanordning, hvilket mem-10 braneletnent omfatter et folieformet plastmateriale og er ejendommeligt ved, at der på et område af det folieformede plastmateriale er tilvejebragt Pt-sort partikler .
Et sådant membranelement kan fx fremstilles ved, at en 15 opslemning af Pt-sort partikler i en organisk væske påføres det folieformede plastmateriale, den organiske væske afdampes, plastmaterialet opvarmes til en temperatur over sin blødgøringstemperatur, og at Pt-sort partiklerne presses ind i det blødgjorte plastmateriale.
20
Eksempler på egnede opslemningsmidler er benzen og ethanol.
Også andre påføringsmetoder end den her nævnte skønnes at være anvendelige til fremstilling af membranelemen-25 tet ifølge opfindelsen. Eksempelvis kunne partiklerne påføres ved en trykningsproces eller klæbes på foliematerialet.
30 10 151394
Opfindelsen vil nu blive beskrevet nærmere i forbindelse med tegningen, hvor FI6. 1 og mere detaljeret FIG. 5 viser en udførelsesform for en polarografisk oxygenelektrodeanord-5 ning ifølge opfindelsen til in vitro måling af Po2 i en blodgasanalysator.
FIG. 2 viser et membranelement ifølge opfindelsen.
FIG. 3 viser indsvingsforløbet for hhv. en elektrodeanordning ifølge opfindelsen med Pt-sort og 10 samme elektrodeanordning uden Pt-sort. i det til fælde hvor en prøve med et lavt oxygenniveau bringes i kontakt med elektrodeanordningen.
FIG. 4 viser indsvingsforløbet for hhv. en elektrodeanordning ifølge opfindelsen med Pt-sort og 15 samme elektrodeanordning uden Pt-sort. i det til fælde hvor en prøve med et højt oxygenniveau bringes i kontakt med elektrodeanordningen.
FIG. 1 og FIG. 5 viser en elektrodeanordning 10 ifølge opfindelsen til måling af Po2 i blod. I et plasthus 12 20 cr tilvejebragt en platinkatode 14 i form af en i en blyglasstav 16 indsmeltet platintråd med diameteren 20yum. Platinkatoden 14 har en aktiv katodeflade 20, som er blotlagt ved elektrodeanordningens frontflade og i kontakt med en elektrolyt, som befinder sig i et af en 25 cxygenpermeabel membran 24 og elektrodeanordningens frontflade afgrænset elektrolytrum 22. Elektrolytrummet har en udvidet del 26 beliggende tilbagetrukket i forhold til elektrolytrummet 22. En anode 18 i form 11 151394 af en chloreret selvbelægning kontakter elektrolytten i elektrolytrummets udvidede del 26. på membranen 24 er der i et område 42 ud for den aktive katodeflade 20 påført Pt-sort partikler med en partikelstørrelse pS 5 mindre end 1 pm som vist mere detaljeret på FIG. 2.
Membranen 24 fastholdes af en O-ring 30. Elektrolytten er en vandig opløsning med sammensætningen: 191 mmol KH_PO., 298 mmol Na.HPO., 2H90, 139 mmol KC1, 0,26 mmol AgCl samt thymol som germicid. I måle-10 situationen er elektroden påtrykt en polarisations-spænding på -630 mV, og elektroderesponset udtages via en afledningsanordning 34. Elektrodeanordningen er anbragt i en målecelle 36 af den type, som er beskrevet i beskrivelsen til US patent nr. 4160714 og via 15 afledningsanordningen 34 forbundet med elektronisk udstyr 32. 1 udstyret 32 forstærkes elektrodesignalet, hvorefter det A/D konverteres og benyttes til beregning af oxygenpartialtrykket, som udlæses på displayet 38. Et yderligere display 40 viser digitalt den strøm, der genereres af elektrodeanordningen.
20 FIG. 2 viser mere detaljeret membranen eller membranelementet 7. Membranelementet 7 har form af et cirkulært stykke af biaxialt orienteret polypropylenfolie med tykkelsen 20 um. Diameteren af membranelementet 25 er 13 mm, og den prøvekontaktende del af membranelementet 7 har en diameter på ca. 5 mm og er beliggende centralt. På membranelementets centrale del, som svarer til området 11, er indpresset Pt-sort partikler.
- 2
Arealet af området 11 er 7 mm .
3° Pt-sort partiklerne er partikler, som er fremstillet ved formaling af kommercielt tilgængeligt Pt-sort af typen FLUKA nr. 81110. Det kommercielt tilgængelige Pt-sort har en variabel kornstørrelse omkring 5 jim.
12 151394
Ved fremstillingen af det formalede Pt-sort afvejes 1 g, som opslemmes i benzen i en koncentration på ca.
20 mg/ml. Opslemningen overføres til et bægerglas fyldt med småkugler af glas. og omrøres på en 5 magnetomrører af sædvanlig laboratorietype i et døgn.
Herved fås særdeles finfordelt Pt-sort (støv) med forholdsvis ensartet partikelstørrelsesfordeling, og med en middelpartikeldiameter <0.5 pm.
Pt-sort støvet lader sig let suspendere i opslemnings-10 midlet.
Ved fremstillingen af membranelementet ifølge opfindelsen udtages 10 pi af suspensionen med en Carls-berg-pipette. og overføres til det cirkulære polypropylens tykke. Efter ca. 5 minutters henstand er sus-15 pensionsmidlet fuldstændigt fordampet, og polypropy-lenstykket med Pt-sort støves dækkes forsigtigt med et stykke TEFLON-folie, hvis smeltetemperatur overstiger o 175 C. Sandwich1en bestående af polypropylenstyk- ke, Pt-sort støv og TEFLON-foliestykke placeres i en 2 20 presse, som udøver et pressetryk på ca. 300 kg/cm 6 2 o (29,4 x 10 N/m ) og er opvarmet til ca. 130 C.
Efter 10 minutters presning afbrydes opvarmningen, og man lader pressen henstå, til systemet igen har nået stuetemperatur.
25 Herefter kan TEFLON-membranen let fjernes, og Pt-sort støvet vil klæbe fuldstændig fast til polypropylenmem-branen.
F16. 3 viser en sammenligning af indsvingsforløbet for en ældet oxygenelektrodeanordning ifølge opfindelsen 13 151394 med et nenbcanelement fremstillet som beskrevet i forbindelse med omtalen af F1G. 2 09 indsvingsforløbet for samme elektrodeanordning med et polypropylenmem-branelement af traditionel type.
5 Indsvingsforløbene blev bestemt ved et eksperiment, hvor elektrodeanordningen var monteret i en opstilling af den på Fig. 1 viste type til måling af oxygenpar-tialtryk på gasprøver. I opstillingen blev der hvert 6. minut ledt en atmosfærisk luft mættet med vanddamp.
10 det vil sige med et oxygenpartialtryk på 145 mm Hg (19,3 kPa), gennem apparatets målecelle forbi oxygen-elektrodeanordningen.
Efter at oxygenelektrodeanordningen havde været monteret i måleopstillingen i ca. 3 døgn. blev en prøve med 15 sammensætningen 95% argon. 5% C02, det vil sige med et oxygenpartialtryk på O, ledt gennem målecellen. Elektrodeanordningens respons i digitaliseret form blev opsamlet hvert 2. sekund og omsat til mm Hg på basis af kalibreringsdata ved 145 mm Hg. På basis af 20 de således opsamlede responsdata er de to indsvingskurver på FIG. 3 optegnet.
Det ses klart, at efter 90 sekunder svarer elektrode-strømmen for en traditionel elektrodeanordning til et oxygenpartialtryk på ca. 9 mm Hg (kurve A), medens elektrode-25 strømmen for en elektrodeanordning ifølge opfindelsen allerede efter 45 sekunder har nået en stabil værdi svarende til 2 mm Hg (kurve B). Det ses således, at indsvinget for elektrodeanordningen ifølge opfindelsen væsentligt hurtigere når sit stabile niveau end indsvinget for 30 den traditionelle elektrodeanordning.
14 151394
Ud fra indledningsvis givne teoretiske betragtninger omkring indsvingsforløbet, er det klart, at responskurven for den traditionelle ældede oxygenelektrodean-ordning vil ligge over responskurven for elektrodean-5 ordningen ifølge opfindelsen, når oxygenniveauet i prøven er lavere end det oxygenniveau, hvorved elektrodeanordningen har stabiliseret sig. Dette skyldes, at Højniveauet i elektrolytten under indsvingsforløbet vil ligge over det forventede og dermed give 10 et højere responsbidrag end det forventede.
Indsvingsforløbets hastighed udtrykkes normalt ved elektrodeanordningens tidskonstant, som for en ik-ke-ældet traditionel oxygenelektrodeanordning er ca. 5 sekunder. Samme værdi findes for elektrodeanordninger 15 ifølge opfindelsen. Ældede traditionelle oxygenelek-trodeanordninger har en lille tidekonstant i den første del af indsvingsforløbet og en høj tidskonstant i den sidste del af indsvingsforløbet.
Ved målinger på prøver med et oxygenniveau, der er 20 lavere end det oxygenniveau, hvorved elektrodeanordningen har stabiliseret eig (145 mm Hg), er tidskonstanten i den sidste del af indsvingeforløbet for ældede traditionelle oxygenelektrodeanordninger eksperimentelt fundet til mere end 15 sek..
25 pg basis af indsvingskurverne vurderes det, at analysetiden kan nedsættes til mindre end det halve i et analyseapparat, hvori elektrodeanordningen ifølge opfindelsen erstatter den traditionelle.
15 151394 FIG. 4 viser ligeledes en sammenligning af indsvings-forløbet for en ældet oxygenelektrodeanordning ifølge opfindelsen med et membranelement fremstillet som beskrevet i forbindelse med omtalen af FIG. 2 (kurve D) og ind-5 svingsforløbet for 6amme elektrodeanordning med et po-lypropylenmembranelement af traditionel type (kurve C) .
Med den ene undtagelse, at der anvendtes en prøve med et højt oxygenniveau (80% O . 5% CO . 15% N ) i » » w stedet for en prøve med oxygenniveauet O, udførtes det 10 eksperimentelle arbejde, der førte til optegnelsen af FIG. 4 på samme måde som beskrevet i forbindelse med FIG. 3.
I dette tilfælde ses som forventet et lavere oxygenindhold med den traditionelle elektrodeanordning end 15 med elektrodeanordningen ifølge opfindelsen.

Claims (9)

1513
1. Polarografisk oxygenelektrodeanordning af·Clark-type omfattende en frontflade med en blotlagt oxygenreducerende katodeflade, en anode, en membran dækkende front-5 fladen med den blotlagte katodeflade, og et af membranen og frontfladen afgrænset elektrolytrum indeholdende en elektrolyt, som elektrolytisk forbinder anoden og den blotlagte katodeflade, kendetegnet ved, at der er tilvejebragt Pt-sort i et område nær den blotlagte kato-10 deflade.
2 Polarografisk oxygenelektrodeanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved. at Pt-sort ligger i 15 direkte kontakt med elektrolytten.
3. Polarografisk oxygenelektrodeanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved. at Pt-sort er inkorporeret i et materiale, der er gennemtrænge-20 ligt for H202 og vand.
4. Polarografisk oxygenelektrodeanordning ifølge et hvilket 3om helst af kravene 1-3, kendetegnet ved. at der anvendes partikelformigt Pt-6ort, hvor de enkelte partik-25 lers største tværsnitsareal er væsentligt mindre end arealet af den oxygenreducerende katodeflade. 151394
5. Polarografisk oxygenelektrodeanordning ifølge et hvilket soir. helst af kravene 1-4, kendetegnet ved.at det partikelfor-mige Pt-sort udgøres af 5 partikler, hvor de enkelte partikler har en største partikeldiameter på < 1 pm.
6. Polarografisk oxygenelektrodeanordning ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det partikelfor-10 mige Pt-sort er lokaliseret på en overflade i el ler ved den foran den oxygenreducerende katodeflade beliggende del af elektrolytrummet.
7. Polarografisk oxygenelektrodeanordning ifølge krav 6, 15 kendetegnet ved. at overfladen udgø res af en del af membranens mod elektrolytrummet vendende overflade.
8· Polarografisk oxygenelektrodeanordning ifølge krav 20 kendetegnet ved. at Pt-sort partik lerne er tilvejebragt på overfladen med en over- 2 fladetæthed på 1-6000 pg/cm . fortrinsvis 2 20-600 pg/cm .
9. Membranelement til brug i en polarografisk oxygenelektrodeanordning ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8, hvilket membranelenent omfatter et folieformet plastmateriale, kendetegnet ved. at der på et område af det folieformede plastmateriale er tilvejebragt Pt-sort partikler.
DK273885A 1985-06-18 1985-06-18 Polarografisk oxygenelektrodeanordning af clark-type med pt-sort katalysator og membran til anvendelse i elektrodeanordningen DK151394C (da)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK273885A DK151394C (da) 1985-06-18 1985-06-18 Polarografisk oxygenelektrodeanordning af clark-type med pt-sort katalysator og membran til anvendelse i elektrodeanordningen
EP86108303A EP0212126B1 (en) 1985-06-18 1986-06-18 Polarographic measuring electrode device
AT86108303T ATE81205T1 (de) 1985-06-18 1986-06-18 Polarographische elektrodenmessvorrichtung.
DE8686108303T DE3686855T2 (de) 1985-06-18 1986-06-18 Polarographische elektrodenmessvorrichtung.
JP61143974A JPH07104317B2 (ja) 1985-06-18 1986-06-18 酸素分圧測定電極デバイス
US07/106,959 US4780192A (en) 1985-06-18 1987-10-14 Polarographic measuring electrode device
US07/213,243 US4874501A (en) 1985-06-18 1988-06-29 Membrane for an electrochemical measuring electrode device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK273885A DK151394C (da) 1985-06-18 1985-06-18 Polarografisk oxygenelektrodeanordning af clark-type med pt-sort katalysator og membran til anvendelse i elektrodeanordningen
DK273885 1985-06-18

Publications (4)

Publication Number Publication Date
DK273885D0 DK273885D0 (da) 1985-06-18
DK273885A DK273885A (da) 1986-12-19
DK151394B true DK151394B (da) 1987-11-30
DK151394C DK151394C (da) 1988-05-16

Family

ID=8115256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK273885A DK151394C (da) 1985-06-18 1985-06-18 Polarografisk oxygenelektrodeanordning af clark-type med pt-sort katalysator og membran til anvendelse i elektrodeanordningen

Country Status (6)

Country Link
US (2) US4780192A (da)
EP (1) EP0212126B1 (da)
JP (1) JPH07104317B2 (da)
AT (1) ATE81205T1 (da)
DE (1) DE3686855T2 (da)
DK (1) DK151394C (da)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5364510A (en) * 1993-02-12 1994-11-15 Sematech, Inc. Scheme for bath chemistry measurement and control for improved semiconductor wet processing
US5439569A (en) * 1993-02-12 1995-08-08 Sematech, Inc. Concentration measurement and control of hydrogen peroxide and acid/base component in a semiconductor bath
DE69631489T2 (de) * 1995-11-22 2004-07-01 Unisense Aps Microsensor und verwendung eines solchen microsensors
AUPO855897A0 (en) * 1997-08-13 1997-09-04 Usf Filtration And Separations Group Inc. Automatic analysing apparatus II
US6878251B2 (en) * 1998-03-12 2005-04-12 Lifescan, Inc. Heated electrochemical cell
US6475360B1 (en) 1998-03-12 2002-11-05 Lifescan, Inc. Heated electrochemical cell

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4051006A (en) * 1976-03-22 1977-09-27 Beckman Instruments, Inc. Portable electrochemical cell structure
US4073698A (en) * 1976-06-04 1978-02-14 Energetics Science, Inc. Method and device for the detection and measurement of carbon monoxide in the presence of hydrogen
US4201634A (en) * 1978-06-16 1980-05-06 Energetics Science, Inc. Method for the detection of hydrazine
US4290431A (en) * 1979-06-21 1981-09-22 Novametrix Medical Systems, Inc. Transcutaneous oxygen and local perfusion measurement
DE2930074C2 (de) * 1979-07-25 1983-11-17 Fresenius AG, 6380 Bad Homburg Meßvorrichtung für die Bestimmung des Sauerstoffpartialdruckes in Flüssigkeiten und Gasen
DE2936142C2 (de) * 1979-09-07 1984-04-12 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung einer Doppelschicht-Meßelektrode für eine elektrochemische Zelle
US4326927A (en) * 1980-07-25 1982-04-27 Becton, Dickinson And Company Method and device for the detection and measurement of electrochemically active compounds
JPS5746154A (en) * 1980-09-05 1982-03-16 Toyota Motor Corp Detecting method for concentration of oxygen
DE3033796A1 (de) * 1980-09-09 1982-04-22 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Elektrochemischer sensor zum nachweis reduzierender gase, insbesondere von kohlenmonoxid, hydrazin und wasserstoff in luft
SE421100B (sv) * 1981-01-14 1981-11-23 Holmsund Golv Ab Sett for framstellning av en elektriskt ledande kontinuerlig plastmatta
JPS593345A (ja) * 1982-06-30 1984-01-10 Hitachi Ltd 妨害成分除去用電極を装備した溶存酸素計

Also Published As

Publication number Publication date
DE3686855T2 (de) 1993-02-25
JPH07104317B2 (ja) 1995-11-13
EP0212126A3 (en) 1989-02-22
DK273885A (da) 1986-12-19
DE3686855D1 (de) 1992-11-05
EP0212126A2 (en) 1987-03-04
US4780192A (en) 1988-10-25
ATE81205T1 (de) 1992-10-15
DK151394C (da) 1988-05-16
DK273885D0 (da) 1985-06-18
US4874501A (en) 1989-10-17
JPS6254154A (ja) 1987-03-09
EP0212126B1 (en) 1992-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4415666A (en) Enzyme electrode membrane
DK169882B1 (da) Føler af enzymelektrodetypen samt fremgangsmåde til bestemmelse af en analyt i en prøve
US4418148A (en) Multilayer enzyme electrode membrane
EP0086108B1 (en) Method of measuring lactic acid in a liquid
CA2045616C (en) Enzyme electrochemical sensor electrode and method of making it
US4655880A (en) Apparatus and method for sensing species, substances and substrates using oxidase
JP2838484B2 (ja) ガス測定用バイオセンサー及びその製造方法
US4517291A (en) Biological detection process using polymer-coated electrodes
JP3950174B2 (ja) グルコースセンサー
US5746898A (en) Electrochemical-enzymatic sensor
Keedy et al. Determination of urate in undiluted whole blood by enzyme electrode
Suzuki et al. Micromachined Clark oxygen electrode
EP0025110A2 (en) Electrochemical measuring apparatus provided with an enzyme electrode
JPS6026978B2 (ja) ポーラログラフ分析法
DK151394B (da) Polarografisk oxygenelektrodeanordning af clark-type med pt-sort katalysator og membran til anvendelse i elektrodeanordningen
DK174989B1 (da) Enzymelektrode og fremgangsmåde til assay
Santoni et al. Enzyme electrode for glucose determination in whole blood
JPH04326054A (ja) グルコースセンサ
JPS585642A (ja) 酵素電極
Mascini et al. Glucose biosensor with extended linearity
EP0078990A1 (en) Enzyme electrode membrane wherein enzyme is protectively encapsulated and method of making same
JPH0344653B2 (da)
Bergman Amperometric oxygen sensors: problems with cathodes and anodes of metals other than silver
JP2001208722A (ja) 限界電流式ガスセンサ
JP2021131304A (ja) 水素センサ及び水素利用装置

Legal Events

Date Code Title Description
PUP Patent expired