DK157046B - Analysesystem til at maale en parameter i en vaeskeproeve - Google Patents

Description

DK 157046 B

Opfindelsen angâr et analysesystem af den i krav l's indledning angivne art. Et sâdant analysesystem anvendes især til at mâle paramétré for kostbare “væsker f.eks. blod.

5

Ofte pnskes en npjagtig mâling af to eller flere be-standdele af et lille rumfang af en væskeprpve. F.eks. kan værdierne af bestemte bestanddele af en blodpr0ve være gavnlige til at opnâ diagnostisk information eller 10 til styring af apparater til at opretholde livet. I sær-lige tilfælde bibringer pH, pC02 og pC>2 værdierne af blodprpver vigtig kemisk information, og der har været udviklet analysesystemer med anvendelse af elektrokemis-ke elektroder til sâdan analyse. Eksempler pâ sâdanne 15 systemer til blodanalyse er beskrevet i USA patenterne nr. 3 658 478 og nr. 3 961 498. I sâdanne systemer skal væsken, som skal analyseres, bringes til og holdes ved en pnsket stabil mâletemperatur, eftersom mâleelektro-derne i sâdanne systemer er temperaturfplsomme. F.eks.

20 bliver blodpr0ver, som skal analyseres, hyppigt afkplet.

Hvis elektrodesystemerne udsættes for forskellige kali-breringsmaterialer eller forskellige temperaturer eller . referenceelektrolytmaterialer, kan reaktionen fra f0le-elektroden 0delægges.

25

If0lge opfindelsen er der ved det i krav l's kendeteg-nende del angivne opnâet et analysesystem, som medfprer forbedret ydelse udtrykt ved prpvestprrelse, npjagtighed og præcision med en konstant omgivelsestemperatur for de 30 mâlende elektroder, pr0vecuvette og hjælpekomponenter.

Ved et aspekt ifplge opfindelsen er der tilvejebragt et analysesystem til at mâle et antal paramétré i en væske-pr0ve, hvilket System omfatter en gennemstr0mningscelle.

35 Gennemstr0mningscellen har modstâende sider med mindst et mâlehulrum i hver side. En pr0vestr0msbane omfatter 2

DK 157046 B

en serpentinedel i gennemstrpmningscellen, som i sérié forbinder nævnte mâlehulrum og strækker sig fra en ind-l0bsport til et mâlehulrum i en side, dernæst til et mâlehulrum i den modsatte side og sâ til en udlobsport.

5 Delen af serpentinestr0mningsbanen, som forbinder de to mâlehulrum, er et lige kanalsegment, som strækker sig fra toppen af et mâlehulrum til bunden af mâlehulrummet i den modsatte side. En mâleelektrode er anbragt i tæt-ningsforbindelse med hver side med et pærelignende frem-10 spring i mâlehulrummet for at tilvejebringe et analyse-kammer, i hvilket væskepr0ven, som skal analyseres, str0mmer over det pærelignende fremspring. Portrinsvis er de modstâende cellesider plane og har mindre afstand end 5 cm, og rumfanget af serpentine str0mningsbanen 15 imellem indl0bs- og udlbbsportene er mindre end 2/100 μΐ. Systemet medfprer et ringe proverumfang, som tilla-der n0jagtig mâling af to eller flere bestanddele af pr0ven, som skal analyseres.

20 Ved et andet aspekt if0lge opfindelsen er der tilveje-bragt et analysesystem til at mâle en parameter i en væskepr0ve, som omfatter en gennemstr0mningscelle med en generelt lodret forl0bende side. Et mâlehulrum med halv-kugleform har en âbning i den side, og en mâleelektrode 25 er beliggende mod siden af gennemstrdmningscellen med et pærelignende f0lende fremspring i det halvkugleformede mâlehulrum. Mâlehulrummet har et indl0b forneden og en indl0bspassage skrâner opad til indl0bet, og et udl0b foroven i mâlehulrummet har en udl0bspassage, som skrâ-30 ner opad bort fra mâlehulrummet. Denne udformning af mâlehulrummet udsætter hele den f0lsomme overflade af mâ-leelektroden (f.eks. en pH-f0lsom glasdel) i kammeret for pr0ven med et mindst muligt pr0vevolumen i en op-stilling, som nedsætter tendensen til indfangning af 35 bobler til et minimum, I en bestemt udfprelsesform har indl0bs- og udl0bspassagerne en diameter pâ omkrîng 0,7 3

DK 157046 B

ram, det halvkugleformede hulrum har en diameter pâ min-dre end 5 mm og en dybde pâ mindre end 5 mm, idet ende-overfladen af det pærelignende fremspring har mindre af-stand end 2 mm fra hulrummets endevæg. Udlpbet fra hul-5 rummet kan fortrinsvis være gjort lidt stprre for at forpge den optimale strpmningskarakteristik og prpvein-tegritet i mâlehulrummet.

I en særlig udfprelsesform er gennemstrpmningscellen af 10 transparent materiale, sâledes at væskeprpven i serpen-tinestromningsbanen kan iagttages visuelt, og serpenti-nestr0mningsbanen indeholder et antal rette passageseg-menter, som hver strækker sig gennem gennemstrpmnings-cellen fra et halvkugleformet mâlehulrum til den ene si-15 de til et halvkugleformet mâlehulrum i den modsatte si-de, idet hvert passagesegment strækker sig fra toppen af hulrummet i den ene side til bunden af hulrummet i den modsatte side, hvilke passagesegmenter er anbragt, sa de danner en vinkel pâ mindst 15 0 med vandret. Hver passa-20 gesegment har kapillardimension (mindre end en millime-ter i diameter), idet de modstâende celleoverflader er plane og har mindre afstand end 1 1/2 centimeter og vo-luminet af serpentinestr0mnîngsbanen i gennemstrpmnings-cellen imellem indl0bet og udl0bet er omkring 55 ul, soin 25 omfatter fluidumkontrolstrukturen, som tillader selektiv indf0ring af kalibreringsfluida i str0mningsbanen. Denne fluidumkontrol har en f0rste arbejdsmâde, ved hvilken âbningerne til mâlehulrummene er serieforbundet med ind-l0bene, sâledes at fluidum fra samme pr0ve kan str0mme i 30 sérié fra indl0bet til âbningen til mâlehulrummet for samtidig at registreres med mâleelektroder, og en anden arbejdsmâde, ved hvilken en f0rste âbning er i fluidum-forbindelse med et f0rste kalibrerende fluidumindl0b, og en anden âbning er i fluidumforbindelse med et andet ka-35 librerende fluidumindl0b og âbningerne er indbyrdes iso-lerede over for fluidum, sâledes at mâleelektroderne kan 4

DK 157046 B

kalibreres saintidig og indbyrdes uafhængigt.

I denne særlige udfprelsesform strækker strpmningsbanen i gennemstr0mningscellen sig i generelt lodret retning, 5 idet pr0ven, som skal analyseres, str0mmer opad igennem strpmningsbanen ved hjælp af en pumpe, som er forbundet til udl0bet, og en skylleoplpsning ledes nedad (i modsat retning) gennem str0mningsbanen. En referenceâbning i en af celleoverfladerne star i forbindelse med strpmnings-10 banen og en top eller slojfeagtig fælde er tilvejebragt i str0mningsbanen for at forhindre, at referenceelektro-lyt strpmmer fra referenceporten til et mâlehulrum.

I overensstemmelse med et yderligere aspekt ved opfin-15 delsen er der tilvejebragt et analysesystem til at mâle en parameter af en væskeprpve, som indeholder to varme-blokke med en gennemstrpniningscelle imellem dem. Gennem-strpmningscellen har modstâende sider, og hver varmeblok har en overflade i afpasset varmevekslingskontakt ved en 20 tilsvarende side af cellen. En strpmningspassage gennem cellen har et indl0b, et udl0b og mindst et mâlehulrum. Opvarmningsstruktur er tilvejebragt pâ hver varmeblok for at opretholde en stabil temperatur af varmeblokkene og gennemstr0mningscellen. En pr0veanalyseelektrode 25 strækker sig gennem et hul i en varmeblok med en fplende spids anbragt i tætningsforbindelse i mâlehulrummet, og en del af strpmningsbanen er udformet sâledes, at væske-prpven, som skal analyseres, ber0rer elektrodens spids-overflade. Fortrinsvis er varmeblokkene elektrisk jord-30 forbundne metalblokke med plane overflader i afpasset varmevekslingsber0ring med tilsvarende plane modstâende cellesider i en sandwichopstilling.

I en særlig udf0relsesform er gennemstr0mningscellen af 35 transparent materiale, og en transparent forvsg er be- liggende mod de forreste overflader af varmeblokkene. To 5

DK 157046 B

kamre i denne forvæg indeholder kalibreringsgas kondi-tionerende væsker, sâledes at temperaturen af konditio-neringsvæskerne er stabiliseret ved i det væsentlige den stabile systemtemperatur, son» frembringes af de to var-5 meblokke, og tillader, at strpmningshastigheder i kali-breringsgasserne kan indstilles ved at observere bob-lingshastighederne i kamrene. Gennemstrpmningsvarmeveks-lingsstrukturer ci monteret pâ den pverste og nederste overflade af varmeblokkene for str0mning af kalibrerings 10 og skyllefluida for at bringe disse fluida til systemets temperatur, nâr de flyder ind i systeraet. I den bestemte udf0relsesform bliver prpven, som skal analyseres, ind-f0rt gennem en forvarmer gennem en passage i en af var-meblokkene pâ Unie med indlobet i gennemstrpmningscel-15 len. En f0rste elektrode er tilsluttet til at mâle en gasholdig parameter i fluidumprpven ved et f0rste mâle-hulrum, og en anden f0ler er forbundet til at mâle en ionisk parameter i fluidumpr0ven ved et andet mâlehul-rum, og fluidumkontrollen er tilsluttet imellem det f0r-20 ste og det andet mâlehulrum.

Systemet indeholder yderligere en række prpvedetektorer, som er· anbragt vedfordelte punkter i prpvebanens længde for at detekterer tilstedeværelsen af pr0vefluidum ved 25 punkterne fordelt langs denne bane, hvilke pr0vedetekto-rer er komponenter af et prpvepositionsmâlesystem af den elektrisk ledende type. Ved en arbejdsmâde mâles tre paramétré af en 120 μιη prove samtidigt, og ved en anden arbejdsmâde mâles paramétré af en 65 μιη pr0ve i række-30 f0lge med provepositionen overvâget med prpvepositions-detektorerne.

Selvom en foretrukken udfprelsesform if0lge opfindelsen er konstrueret til at mâle en ionisk parameter og par-35 tialtryk i gasser fra blod og blodderivater, er opfindelsen ikke begrænset til blodgasmâlinger og kan anven- 6

DK 157046 B

des med andre f0lende systemer.

Opfindelsen skal i det fplgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvorpâ: 5 fig. 1 er et perspektivisk billede af et rnodul ifplge opfindelsen til blodgasanalyse, fig. 2 er et perspektivisk billede, som viser bagsiden 10 af det i fig. 1 viste rnodul, fig. 3 er et sprængbillede af komponenterne i modulet i fig. 1, 15 fig. 4 er et perspektivisk billede af et undersystem af celledelen og elektrodemuffer, fig. 5A er et sidebillede af celledelen, 20 fig. 5B er et diagrammæssigt tværsnitsbillede, som viser pr0vestr0mningsbanen gennem celledelen, fig. 6 er et tværsnitsbillede, som viser den drejelige spoleventil 66 i en kalibreringsposition, 25 fig. 7A er et sprængbillede set bagfra af varmeblokkene 100, 102 og forbindelsespladen 110, fig. 7B er et kredsl0bsdiagram af opvarmningskredsl0bet, 30 fig. 8 er et tværsnitsbillede gennem en varmeblok, som viser detaljer ved prpveforvarmeren, fig. 9 er et sprængbillede, som forfra viser komponen-35 terne i modulet i fig. 1 med celledelen 30 og var meblokkene 100 og 102 samlet, 7

DK 157046 B

fig. 10A er et delbillede, sorti viser pr0vestr0mningsba-nen gennem celledelen, fig. 10B er et tværsnitsbillede i stor mâlestok af en 5 del af pr0vestr0mningsbanen i fig. 10A, fig. 11 er et diagrammæssigt billede, som viser place-ringen af positionsf0lere i prpvestrpmningsbanen i modulet i fig. 1, 10 fig. 12 og 13 er diagrammæssige billeder, som svarer til fig. 11 og viser to steder med en mindre pr0ve (vo-lumen 65 μπι) til analyse, 15 fig. 14 er et diagram svarende til fig. 11 og viser skyllestr0msbanen, og fig. 15 er et diagram, som ligner fig. 11 og viser str0mningsbanen af kalibreringsfluida ved en af ka-20 libreringsmaderne.

Et modul til analyse af blodgas til anvendelse i et System if0lge opfindelsen til blodgasanalyse er vist i fig. 1. Dette modul indeholder et hus 10, som har et 25 forsidevindue 12, og som modtager et pÜ2 elektrodesystem 14 og et pH elektrodesystem 16 ved den ene ende. Som vist i fig. 2 i det perspektiviske billede af modulet set bagfra, modtager huset et pCC>2 elektrodesystem 18 og et referenceelektrodesystem 20 ved den anden ende. Modu-30 let har et pr0veindl0b 22 ved den ene ende under kuldi-oxidsystemet 18 og et udl0b 24 ved sin bagside. En ven-tilstamme 26 rager ogsâ ud fra modulets bagside. I den 0verste overflade af modulet findes et vindue 28 til at f0re lys til en gennemstrpmningscelle 30 inde i modulet 35 10. Pâ hver side af vinduet 12 findes et kammer, som er lukket med en fyldningshaette 32, og som indeholder vand 8

DK 157046 B

til fugtning af kalibreringsgasser for kalibrering af hver gaselektrode. Porte 34, 35, 36 og 37 til forbindel-se til kilder for kalibreringsfluida findes ved den ven-stre ende af analysemodulet.

5

Yderligere detaljer ved analysemodulet fremgâr af fig.

3. Gennemstr0mningscellen 30 er fremstillet af et klart farvel0st (acryl) materiale og har fire muffer 40, 42, 44 og 46 af samme materiale, som er klæbet til cellen 30 10 til dannelse af en læksikker enhed. Den bageste overfla-de 48 af cellen 30 har en reflekterende belægning, som i kombination med det lysindslippende topvindue 28 og den brede âbning af vinduet 12 forpger synligheden af pr0-ven, som skal analyseres, i str0mningsbanen 50, som 15 strækker sig gennem cellen 30. Som vist i det perspekti-viske billede pâ fig. 4, sidebilledet pâ fig. 5A og det diagrammæssige snitsbillede pâ fig. 5B forl0ber denne str0mningsbane fra en indlpbsport 52 pâ omkring 0,7 mm i diameter gennem et f0rste passagesegment 54, som skrâner 20 opad under en vinkel pâ omkring 50° til et mâlehulrum 56, som har en diameter pâ omkring 2,8 mm og en dybde pâ omkring 1,3 mm; gennem et andet passagesegment 58, som skrâner opad under en vinkel pâ omkring 30° til et andet mâlehulrum 60, som har en diameter pâ omkring 4 mm og en 25 dybde pâ omkring 2,3 mm; gennem et tredie passagesegment 62, som skrâner opad under en vinkel pâ omkring 50° til et cylindrisk kammer 64, som ruinmer et stromningsstyren-de ventillegeme 66, hvori der findes en gennemstr0m-ningspassage 68; gennem et passagesegment 70 til et tre-30 die mâlehulrum 72, som har en diameter pâ omkring 3,5 mm og dybde pâ omkring 2,5 mm; gennem passagesegmenter 74 og 76 med en top 77 ved deres skæring med et reference-indl0b 78 pâ omkring 0,8 mm i længde (toppen 77 ved skæ-ringen mellem passagesegmenterne 74 og 76 har en h0jde 35 pâ omkring 1 mm over indl0bet 78; og sâ gennem passagesegmenter 80 og 82 til en udgangsâbning 83 ved cellens 9

DK 157046 B

30 bageste overflade 48. Âbningerne for mâlehulrummene 56 og 72 vender mod den plane celleside 84, mens âbnin- gerne for mâlehulrummet 60 og referenceelektroden 20 vender imod den modstâende plane side 86. Diameteren af 5 hvert passagesegment er ornkring 0,7 mm; afstanden mellem celleoverfladerne 84 og 86 er ornkring 13 mm; og den vo-lumetriske fortraengning af prpvestrpmningsbanen imellem indl0bsporten 52 og udlpbsporten 83 ved den bageste side af cellen 30 er ornkring 55 μιη. Selvom mange slags venti-10 1er 66 kan benyttes, er en hensigtsmæssig fluidumventil beskrevet i patentanspgning nr. 104 296 indleveret 17. december 1979 og betegnet Spool- Valve. Som vist i fig. 4 har ventilen 66 en gennemgâende passage 68. I ventilen 66 findes desuden kalibreringspassager 88, hvoraf to er 15 vist i tværsnitsbilledet i fig. 6. Hver kalibrerings- passage 88 strækker sig til en âbning 90 i ventilens 66 cylindriske overflade. Hver âbning 90 er tætnet med en O-ring 92 og en holdeplade 94 er fastgjort med en skrue 96.

20

Som vist pâ fig. 3 er der pâ hver side af cellen 30 en aluminiumsvarmeblok 100, 102, som begge har en plan overflade 104, som er klemt i varmeoverf0ringsforbindel-se med de tilsvarende plane overflader 84 og 86 i cellen 25 30. Pâ forsiden af hver varmeblok er fastgjort en varme- pude 106 med en terminalforbindelse 108. En fælles for-bindelsesplade 110 er som vist i fig. 7 boltet til bag-siden af varmeblokkene 100, 102. En temperaturstyrings-f0ler 112 er monteret i en fordybning 114 i blokken 102 30 mellem elektrodemuffehuller 116 og 118. Lignende elek-trodemuffehuller 120 og 122 er udformet i varmeblokken 100. Som vist i fig. 7B er en fplende thermistor 112 forbundet i et brokredslpb 113, hvortil en regulerings-spænding fpres fra et spændingsreferencekredsl0b 111.

35 Balancerede spasndingsforstaerkere 115A, 115B f0der et strpmforstærkningskredslpb 117 til en styreeffekttran- 10

DK 157046 B

sistor 119, som igen styrer str0mmen gennem varmepuden 106. En tilbagekoblingsslpjfe er tilvejebragt igennem en modstand 121 og en reference er frembragt med en grovju-stering 123 og finjustering 125. En temperaturmonitor 5 127 er forbundet til kredslpbet med en elektronisk kon- takt 129. Varmepuderne 106 er parallelt forbundet med det proportionale styreorgan, som regulerer temperaturen af varmeblokken 100 og 102 og en termisk udskæring 124 danner beskyttelse mod overopvarmning.

10 I et hul 126 i varmeblokken 102 (se fig. 8) findes en prpveforvarmer 130, som indeholder en aluminiumsmuffe 132, et konisk r0rstykke 134 af rustfrit stâl og et gen-nemgâende rustfrit stâlrpr 136. En epoxybelægning med 15 stor elektrisk modstand pâ den udvendige overflade af aluminiummuffen 132 isolerer denne fra varmeblokken 102.

En elastomer tætning 138 er indsat i varmeblokken 102 og den koniske ende af rprstykket 134 er igen beliggende tæt i den elastomere tætning 138. Der findes en isola-20 torendeplade 140, som er boltet til den udvendige ende af hver varmeblok. En klemplade 144 gâr i indgreb ved en udækket overflade 144 af varmemuffen 132 og danner en elektrisk forbindelse gennem en skrue 146 til en f0ler-leder 148 som en komponent i f0lersystemet for pr0vepo-25 sitionens elektriske ledningsevne.

Pâ fig. 3 indeholder modulets forvæg en klar plastdel (acryl) 150, hvori findes modulet 12, som pâ begge sider er omgivet af et fugtningskammer 152, 154, som er lukket 30 med et dæksel 32. Kalibreringsgas fra indlpbet 37 str0m-mer gennem et r0r 156 ind i kammeret 152 og ud gennem et r0r 158, som er anbragt i et hul 160 i varmeblokken 100.

En anden kalibreringsgas fra indl0bet 36 strpmmer gennem et r0r 162 til fugtningskammeret 154 og ud gennem et r0r 35 164, som er anbragt i et hul 166 i varmeblokken 102.

Temperaturen af det fugtende vand i hvert kammer 152,

DK 157046 B

n 154 holdes hovedsageligt ved det stabile Systems tempe-ratur (som bestemmes af temperataren af varmeblokkene 100 og 102), idet acryldelen 150 er tætnet mod de for-reste overflader af varmeblokkene, og gasstr0mningshas-5 tigheden gennem hvert kammer kan styres ved observation af bobler gennem hvert vandreservoir 152, 154.

Som vist i det i fig. 9 viste undersystem er muffer 40 og 42 indf0rt gennem huiler 120 og 122 i varmeblokken 10 100, og muffer 44 og 46 er tilsvarende indsat gennem huiler 116 og 118 i varmeblokken 102. Som vist i fig.

10A er C>2 elektrodesystemet 14 sammen med holderen 170 og den elastomere tætning 172 indsat gennem muffen 40 og tætnet ved cellens 30 mâlehulrum 56. CO2 elektrodesyste-15 met 18, pH elektrodesystemet 16 og referenceelektroden 20 er tilsvarende lejret ved mâlehulrum henholdsvis 60, 72 og 78. Hvert pærelignende fremspring 174 i et elek-trodesystem er modtaget i dets mâlehulrum, idet tætnin-gen 172 lukker hulrummet tæt. En trykfjeder presser hver 20 elektrode i aksial retning til opretholdelse af tætnin-gen. Hvert kapillarr0rssegment skrâner som vist i fig.

10A og fig. 10B opad og strækker sig til et indl0b 173 ved skæringen mellem hulrumsoverfladen 176 og den plane celleside, mod hvilken tætningen 172 er beliggende, og 25 hvert udl0bskapillarrpr skrâner opad bort fra et udl0b 175 ved hulrummets top. Hvert hulrum er sâledes dimen-sioneret, at hele den pH fplsomme del 177 af det pære-formede fremspring 174 er anbragt inden i mâlehulrummet og helt udsat for prpven i strpmningsbanen, idet perife-30 rien af det pærelignende fremspring 174 har en afstand pâ omkring 1/2 min fra hulrummets væg, og spidsen af det pærelignende fremspring har en afstand pâ omkring 1,5 mm fra bunden af hulrummet. Prpvevæske strpmmer op gennem str0mningsbanen omkring og over den fplsomme overflade 35 177 af mâleelektroden i et analysekammer af minimalt vo- lumen, hvilket kammer sammen med det skrâ kapillarr0rs 12

DK 157046 B

str0mningsbane nedsætter tendensen til at indfange skyl-leopl0sning eller pr0ve i hulrummet. Udl0bet 175 ved hvert hulrums top kan være udvidet med en rille 178 for yderligere at afhjælpe mulig indespærring af gasser.

5 Pâ toppen af varmeblokkene 100, 102 er en renseoplps-ningsforvarmer 192 monteret pâ en elektrisk isolatorpla-de 190; og tilsvarende bufferoplpsningsforvarmere 194, 196 er monteret pâ bundoverfladerne af blokkene hen-10 holdsvis 100 og 102. En med fiberglas isoleret muffe 198 er anbragt over overside, bagside og bund af dette un-dersystem og er indesluttet i huset 10. Sâledes stabili-serer varmebeskyttelsesblokkene 100, 102 af aluminium, som holdes ved 37 °C, temperaturen af gennemstr0mnings-15 cellen 30, gaskonditioneringskamrene 152, 154 og forvar-merne 192, 194, 196 i et modul, som er omkring 15 cm langt, og 8 cm hpjt og omkring 6 cm dybt. Blokkene 100, 102 er elektrisk jordforbundet, og danner skærm for elektroderne 14, 16, 18 og 20.

20

Pr0vestr0mningsbanen gennem modulet er vist i diagrammet i fig. 11. Pr0ven, som skal analyseres, tages fra en pr0vebeholder 200 med en provenâl 202 og som str0mmer gennem en f0rste positionsfpler 204 til indl0bet 22 i 25 pr0veforvarmeren 113. Pr0ven kommer ud fra den koniske spids 134 i forvarmeren 134 og strpmmer gennem serpenti-nebanen i mâlecellen 30 fra indlpbsporten 52 i række forbi mâlehulrummet 56, mâlehulrummet 60, gennem venti-len 66, mâlehulrummet 72 og referenceelektrodeâbningen 30 78, gennem den anden positionsf0ler 206 og den tredie positionsfoler 208 og en fjerde positionsfpler 210 ind i skylleforvarmeren 192 pâ toppen af varmeblokken og der-næst ud fra udl0bet 24 ved modulets bagside. Positions-f0lerne 204, 206, 208 og 210 tjener i et positionsfple-35 System, som udnytter pr0vens elektriske ledningsevne til at afslutte elektriske kredslob, i forbindelse med pr0- 13

DK 157046 B

veforvarmeren 130 og den roterende ventil 66. Et 210 Hertz signal tilf0res til prpveforvarmeren 130 og til ventilen 66 for prpvepositionsregistreringsformâl.

5 Str0mningsstyreventilen 66 har tre arbejdspositioner, en analyseposition, i hvilken den tværgâende passage gennem ventiltolden er pâ Unie med passagesegmenterne 62 og 70; en f0rste kalibreringsposition (som vist i fig. 6), i hvilken kalibreringsgas fra indlpbet 37 bobler gennem 10 fugtningskammeret 152 og dernæst strpmmer til ventilpas-sagen 88a i tolden, som er forbundet til passagesegmen-tet 62, og en buffervæske fra indlpbet 35 str0mmer gennem forvarmeren 194 og det overste indl0b 88b til pas-sagesegmentet 70; og en anden kalibreringsposition (med 15 tolden 66 drejet yderligere 60 °), i hvilken en kalibre-ringsgas fra indlpbet 30 strpmmer gennem boblekamret 154 og porten 88c af toldventilen for strpmning ind i kanal-segmentet 62 til ventilindlpbet 88d til kanalsegmentet 70.

20

Det mâlende modul har fem arbejdsrutiner: to kalibre-ringsrutiner, to prpveanalyserutiner, (en 65 μΐ prpve-rutiner og en 120 μΐ prpverutine), og en skyllerutine.

En udvendig mikroprocessor vælger de rigtigt fluidum-25 strpmningsbaner for hver funktion.

Ved 120 μΐ prpveanalysen bliver ventilen 66 drejet til prpvepositionen som vist i fig. 11. Prpvenâlen 202 ind-fpres i prpvebeholderen 200 og den peristaltiske pumpe, 30 som er forbundet til udlpbet 24, betjenes til indfpring af omkring 120 μΐ blod til forvarmeren 130. Blodprpvens ledningsevne slutter et kredslpb imellem forvarmeren 130 og prpvenâlen 206, hvilket giver signal om prpvens ind-fpring, og pumpen standses for at tillade tilbagetræk-35 ning af nâlen 202 fra beholderen 200. Pumpen fprer sâ prpven hen til ventilen 66, og pumpen standses for at 14

DK 157046 B

bringe ligevægt imellem oxygenelektroden 14 og kuldio-xidelektroden 18. Pumpen fprer sa 120 μΐ pr0ven til f0-leren 210. Toppen 77 danner elektrolytisk isolering imellem referenceelektroden 20 og pH elektroden 16. Ef-5 ter at blodpr0ven, som skal analyseres, er str0mmet sâ-ledes og anbragt samtidig ved de tre f0leâbninger og referenceelektrodeâbninger, bliver dataoversætnings-kredsl0bet udl0st, og mâlinger af pH, pCC>2, pC>2 opnâs samtidigt.

10 Nâr det 0nskes at analyserer et mindre (65 μΐ) pr0vevo-lumen, bliver pr0ven, soin skal analyseres, kun indf0rt til f0leren 204, og sa trækkes prpvenâlen tilbage fra pr0vebeholderen. Prpven f0res f0rst gennem forvarmeren 15 130 til pr0venâlen 206 (fig. 12), hvor der er en pause for opnâelse af ligevægt mellem kuldioxid og pH elektro-derne. Pâ dette tidspunkt bliver dataoversættelseskreds-l0bet for oxygenelektroden 14 frigjort og en pC>2 mâling pâ mikropr0ven udfpres. Pr0ven f0res sa til fpleren 208 20 (til den i fig. 13 viste position) og pH og kuldioxid-mâlinger udfpres. Efter at mâlingerne er blevet afslut-tet, skylles pr0ven fra modulet.

Skyllestr0mningsbanen er vist i fig. 14. Ved skylningen 25 forbliver styreventilen 66 i prpvepositionen, og rens-ningen udf0res ved tilbageskylning under tryk med skyl-leopl0sning, som purnpes gennem skylleforvarmeren 192 og serpentinekanalen i cellen 30 og gennem forvarmeren 130 og pr0venâlen 202 til spilde langs banen som vist i fig.

30 14.

Str0mningsbanen ved kalibrering er vist i fig. 15. Ved kalibrering indekseres ventilen (drejet 60°) til en f0rste kalibreringsposition og indekseres dernæst yder-35 ligere 60° til en anden kalibreringsposition. I hver kalibreringsposition er et kalibreringsboblekammer for-

DK 157046 B

15 bundet til ventilens 66 indl0b og kalibreringsgas fugtes ved bobling gennem boblekammeret og strpmmer sa gennem ventilen ind i kanalsegmentet 62 og forbi mâlehulrummene 60 og 56 og ud fra pr0veforvarmeren. Samtidig pumpes 5 bufferopl0sning raed en til udlpbet 24 tilsluttet suge- pumpe gennem den valgte bufferforvarmer og ventilkanalen til kanalsegmentet 70 til str0mning forbi mâlehulrummet 72 og referenceindlpbet 78.

10 15 20 25 30 35

Claims (12)

16 DK 157046 B Patentkrav :

1. Analysesystem til at mâle en parameter i en væskepr0-5 ve, hvilket System omfatter: en gennemstrpmningscelle (30), som har en âbning til et mâlehulrum (72) af halvkugleform i cellen (30), og 10 en mâleelektrode (16) med et pærelignende fremspring (174), som strækker sig gennem âbningen ind i det halv-kugleformede hulrum (72), kendetegnet ved, at cellen (30) har en generelt lodret forlpbende side (84) med âbningen i nævnte side, 15 et indlpb (173) ved bunden af mâlehulrummet (72) i for-bindelse med en i cellen (30) forl0bende indl0bspassage (70), som skrâner opad til indlobet (173), og 20 et udl0b (175) fra hulrummets (72) top i forbindelse med en i cellen (30) forl0bende udl0bspassage (74), som skrâner opad bort fra mâlehulrummet (72).

2. System if0lge krav 1, kendetegnet ved, at 25 cellen har modstâende sider (84, 86) med mindst ét mâlehulrum (60, 72) i hver side, organer, som danner en pr0vestr0mningsbane inklusive en serpentinedel (54, 58, 62, 70, 74) i cellen, som i sérié forbinder et celleind-10b (22), nævnte mâlehulrum og et celleudl0b (24), og 30 indeholder et lige kanalsegment (68), som strækker sig fra et mâlehulrum i den ene side til et mâlehulrum i den anden side.

3. System if0lge krav 2, kendetegnet ved, at 35 serpentinedelen indeholder et antal lige kanalsegmenter (58, 62, 68, 70), som hvert strækker sig gennem cellen 17 DK 157046 B (30) fra et mâlehulrum (56) ved den ene af de nævnte si-der til et mâlehulrum (60) ved den anden af de nævnte sider, hvilke lige kanalsegmenter ved hvert mâlehulrum er anbragt sâledes, at de danner en vinkel med hinanden. 5

4. System if0lge krav 2 eller 3, kendetegnet ved et opvarmningsorgan (108) til at holde temperaturen af gennemstr0mnîngscellen (30) pâ en forudbestemt værdi, hvilket opvarmningsorgan (108) indeholder en metalvarme- 10 blok (100, 102) pâ hver side af gennemstrpmningscellen (30), idet hver varmeblok (100, 102) har en overflade (104) i varmevekslingsberpring med hver sin af de mod-stâende cellesider, og hver varmeblok har en gennemgâen-de passage (116, 118, 120, 122) til at modtage en elek-15 trode til anbringelse pâ Unie med et tilsvarende mâlehulrum.

5. System ifplge krav 4, kendetegnet ved 20 en temperaturf0ler (112) til at registrere temperaturen af en metalvarmeblok (102), et styrekredsl0b, som er f0lsomt over for temperaturfp-leren (112) til aktivering af opvarmningsorganet (108) 25 til opretholdelse af temperaturen i varmeblokken (100, 102. og cellen (30) pâ en forudbestemt værdi, en gennemstr0mningsvarmeveksler (192) i fysisk berpring med metalvarmeblokkene (100, 102) og forbundet til cel-30 leudl0bet (24) fra str0mningsbanen til stabilisering af temperaturen af en skylleoplpsning, som skal strpmme gennem pr0vestr0mningsbanen, og et forvarmegennemstrpm-ningsorgan (130), som er anbragt i én af metalvarmeblokkene og forbundet med celleindl0bet (22) til opvarmning 35 af pr0vematerialet, som ledes til gennemstr0mningscellen (30) for analyse. 18 DK 157046 B

6. System if0lge ethvert af de foregâende krav, k e n -detegnet ved, at gennemstr0mnîngscellen (30) be-stâr af et gennemsigtigt materiale, sâledes at væskeprp-ven i str0mningsbanen kan iagttages visuelt. 5

7. System ifplge ethvert af kravene 2-6, k e n detegnet ved et fluidumstyreorgan (66) i cellens ser-pentinedel, hvilket fluidumstyreorgan har en fprste ar-bejdsrutine, ved hvilken mâlehulrummene (56, 60, 72) er 10 serieforbundne med indlpbsporten sâledes, at fluidum fra samme prpve kan strpmme i sérié fra indlpbsporten til mâlehulrummene (56, 60, 72) for samtidigt at registreres af elektroderne, og en anden arbejdsrutine, i hvilken det fprste mâlehulrum (56) er i fluidumforbindelse med 15 et fprste indlpb for kalibreringsfluidum, et andet mâlehulrum (72) er i fluidumforbindelse med et andet ind-lpb for kalibreringsfluidum, og de nævnte mâlehulrum (56, 72) er fluidumisoleret fra hinanden, sâledes at elektroderne kan kalibreres samtidigt og indbyrdes uaf-20 hængigt.

8. System ifplge ethvert af kravene 2-7, k e n detegnet ved et referenceindlpb (78) i en af celleov-erfladerne i forbindelse med serpentinebanen, som har en 25 afspærringsdel (77) til at forhindre, at referenceelek- trolyt strpmmer fra referenceindlpbet (78) til et mâlehulrum.

9. System ifplge ethvert af kravene 2-8, k e n d e - 30. e g n e t ved, at serpentinestrpmningsbanen i gennem-strpmningscellen (30) strækker sig i generelt lodret retning og yderligere indeholder midler til at lade prp-ven, som skal analyseres, strpmme op gennem serpentine-strpmningsbanen, og til at lade en skylleoplpsning 35 strpmme ned gennem serpentinestrpmningsbanen. DK 157046 B 19

10. System if0lge ethvert af kravene 2-9, kende-t e g n e t ved, at hvert kanalsegment (54, 58, 62 70, 74, 76, 80) har kapillardimension (mindre end 1 mm i diameter), at de modstâende celleoverflader (84, 86) er 5 plane og har en mindre indbyrdes afstand end 5 cm, og at rumfanget af str0mningsbanen mellem celleindl0bet (22) og udl0bet (24) er mindre end 200 μΐ.

11. System if0lge ethvert af de foregâende krav, k e n -10 detegnet ved, at det halvkugleformede hulrum (72) har en dybde pâ mindre end 5 mm og en diameter pâ mindre end 5 mm, idet endeoverfladen af det pærelignende frem-spring (174) har en afstand pâ mindre end 2 mm fra siden af det halvkugleformede hulrum, og nævnte indl0b (173) 15 til hulrummet (72) er anbragt umiddelbart i nærheden af nævnte side af gennemstr0mningscellen (30) og er mindre end 1 mm i bredden.

12. System if0lge ethvert af de foregâende krav, k e n -20 detegnet ved, at hulrummets udl0b (175) er st0rre end hulrummets indl0b (173). 25 30 35