DK158167B - Elektrokemisk maaleelektrodeindretning, membran til en elektrokemisk maaleelektrodeindretning og et membranmonteringssaet til montering af en membran paa en elektrokemisk maaleelektrodeindretning - Google Patents

Elektrokemisk maaleelektrodeindretning, membran til en elektrokemisk maaleelektrodeindretning og et membranmonteringssaet til montering af en membran paa en elektrokemisk maaleelektrodeindretning Download PDF

Info

Publication number
DK158167B
DK158167B DK317082A DK317082A DK158167B DK 158167 B DK158167 B DK 158167B DK 317082 A DK317082 A DK 317082A DK 317082 A DK317082 A DK 317082A DK 158167 B DK158167 B DK 158167B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
electrode
membrane
measuring
gas
layer
Prior art date
Application number
DK317082A
Other languages
English (en)
Other versions
DK317082A (da
DK158167C (da
Inventor
Knud Groenlund Pedersen
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
Priority to DK317082A priority Critical patent/DK158167C/da
Priority to AT83106737T priority patent/ATE30193T1/de
Priority to DE8383106737T priority patent/DE3374029D1/de
Priority to EP83106737A priority patent/EP0100463B1/en
Priority to JP58126821A priority patent/JPS5928950A/ja
Publication of DK317082A publication Critical patent/DK317082A/da
Priority to US07/129,428 priority patent/US4836907A/en
Publication of DK158167B publication Critical patent/DK158167B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK158167C publication Critical patent/DK158167C/da

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14542Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring blood gases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1468Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
    • A61B5/1477Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means non-invasive
    • 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

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Cable Accessories (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Description

i
DK 158167 B
Den foreliggende opfindelse vedrører en elektrokemisk måleelektrodeindretning til samtidig måling af partialtrykkene af to gasser i et medium med begrænset gastilgængelighed, af hvilke det ene måles po-tentiometrisk og det andet polarografisk og af den i patentkrav l's 5 indledning angivne art. Opfindelsen vedrører også en membran af den i patentkrav 13's indledning angivne art.
Ved potentiometrisk måling af partialtrykket af en gas, som i en vandig opløsning frembringer en syre eller en base, benyttes der en elektrokemisk måleelektrodeindretning, der i overensstemmelse med 10 Stow-Severinghaus-princippet omfatter et potentiometrisk elektrode- system, der indeholder en pH-elektrode og en referenceelektrode, en elektrolyopløsning, der står i forbindelse med elektrodesystemet, og en membran, der er indrettet til at indeslutte en elektrolytopløsning i kontakt med elektrodesystemet, og som er permeabel over for den 15 gas, der skal måles.
Ved polarografisk måling af partialtrykket af en gas benyttes der tilsvarende en elektrokemisk måleelektrodeindretning, der i overensstemmelse med Clark-måleprincippet omfatter et polarografisk elektrodesystem, der indeholder en katode og en anode, en elektrolytopløs-20 ning, der står i forbindelse med elektrodesystemet, og en membran, der er indrettet til at indeslutte elektrolytopløsningen i kontakt med elektrodesystemet, og som er permeabel over for den gas, der skal måles.
Ved brug af en Stow-Severinghaus-elektrodeindretning til potentiome-25 trisk måling af partialtrykket af en gas, som i en vandig opløsning frembringer en syre eller en base, specielt carbondioxid, trænger den pågældende gas gennem membranen og opløses i elektrolytopløsningen, hvorved der frembringes en ændring i pH, fx: CO2+H2 CO3 30 H2C03!3++HC03.
Ved brug af en Clark-elektrodeindretning, fx ved måling af partialtrykket af O2, trænger den gas, der skal måles, tilsvarende gennem
DK 158167 B
2 membranen og reduceres ved katoden, dvs. den pågældende gas forbruges af det polarografiske elektrodesystem, fx: 02+2H++4e "-»-2OH".
De seneste udviklinger inden for elektrokemiske måleelektrodeindret-5 ninger, specielt til kemisk måling af gaspartialtryk i blod, har frembragt indretninger til samtidig måling af partialtrykkene af to gasser, normalt 02 og C02, af hvilke det ene måles potentiometrisk og det andet polarografisk.
I britisk patentansøgning nr. 2.005.418 A er der således vist en 10 elektrodeindretning til samtidig måling af pC02 og p02, specielt transcutant, og med en første elektrode, der er en pH-reagerende elektrode, en anden elektrode, der er i stand til elektrokemisk reduktion af oxygen, en referenceelektrode til hver af eller fælles for den pH-reagerende elektrode og den oxygenreducerende elektrode, 15 en elektrolyt, der er i kontakt med elektroderne, samt en membran, der er permeabel over for oxygen og carbondioxid.
I international patentansøgning nr. PCT/DK/81/00035 er der vist en elektrodeindretning til måling af partialtrykket af oxygen og af en gas, som i en vandig opløsning frembringer en syre eller en base, 20 såsom carbondioxid, specielt transcutant, hvilken indretning omfatter potentiometriske og polarografiske måleelektrodesystemer af de ovenfor beskrevne typer samt yderligere en kompensationselektrode, der er indrettet til elektrokemisk at forbruge hydroxylioner i en mængde, der er støkiometrisk lig den mængde hydroxylioner, som frembringes 25 ved den oxygenreducerende elektrode, dvs. katoden, for at eliminere påvirkningen fra de hydroxylioner, der frembringes ved den oxygenreducerende elektrode, på pH-værdien i elektrolytopløsningen og dermed på målingen af partialtrykket af den gas, som i en vandig opløsning frembringer en syre eller en base. I en artikel: "A Combined 30 Transcutaneous p02-pC02 Electrode with Electrochemical HCO3 Stabilisation", af John W. Severinghaus, offentliggjort i Journal of Applied Physiology, vol. 51, nr. 4, siderne 1027-1032, fra marts 1981 er der vist en tilsvarende kombineret elektrokemisk måleelektrodeindretning omfattende en kompensationselektrode.
DK 158167 B
3
Det potentiometriske måleprincip og det polarografiske måleprincip er i sig selv forskellige fra hinanden. I overensstemmelse med det potentiometriske pH-måleprincip detekteres en ligevægtsændring forårsaget af en ændring i partialtrykket af den pågældende gas ved 5 måling af pH-ændringen i elektrolytopløsningen. I modsætning hertil medfører det polarografiske måleprincip kontinuerligt forbrug af den gas, hvis partialtryk skal måles, og følgelig opstår der ved måling af partialtrykket af en gas i et medium, fx ved transcutan måling på små blodprøver, problemer med at korrelere den strøm, der frembringes 10 ved reduktion af den pågældende gas ved katoden i det polarografiske elektrodesystem, og det stationære gaspartialtryk uden for membranen, eftersom et stort gasforbrug, der svarer til en stor strøm, påvirker den stationære tilstand uden for membranen og dermed medfører en formindskelse af gaspartialtrykket uden for membranen, hvilket med-15 fører fejlagtige måleresultater. Af denne grund er membranen til polarografiske elektrodeindretninger normalt fremstillet af et materiale, der fremviser relativ lille permeabilitet over for den gas, der skal måles, for at reducere forbruget af denne gas.
Den foreliggende opfindelse tilvejebringer en elektrokemisk målee-20 lektrodeindretning og en membran, der tillader meget nøjagtige og meget hurtigt reagerende måling af partialtrykkene af to gasser i et medium med begrænset gastilgængelighed, af hvilke det ene måles potentiometrisk og det andet polarografisk.
Måleindretningen, der er af den i krav l's indledning angivne art, er 25 ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del angivne.
Membranen, der er af den i krav 13's indledning angivne art, er ejendommelig ved det i krav 13's kendetegnende del angivne.
Den gas, hvis partialtryk måles polarografisk, er normalt oxygen, og den gas, hvis partialtryk måles potentiometrisk, er normalt carbondi-30 oxid. Derfor vil der i den efterfølgende beskrivelse blive henvist til disse to gasser.
4
DK 15 816 7 B
I en foretrukken udførelsesform for opfindelsen er katoden en mikro-katode. Udtrykket "mikrokatode" angiver en katode, af hvilken i det mindste én dimension af katodens blotlagte måleflade er så lille, at gasforbruget ved katoden ikke medfører nogen nævneværdig tømning af 5 den gas, der skal måles polarografisk. Denne dimension kan typisk være mindre end fx 75 μπι.
Katodens blotlagte måleflade kan have en vilkårlig passende form, fx være kvadratisk, trekantet, langstrakt, ringformet eller skruelinje- formet. Det foretrækkes imidlertid, at katodens blotlagte måleflade 10 er i alt væsentligt cirkulær, fortrinsvis en mikrokatodeflade med en diameter, der er mindre end 75 μπι, mere fordelagtigt en diameter på
ca. 25 am, og således udgør et blotlagt måleareal på mindre end »3 n _3 O
4 x 10 mm , mere fordelagtigt ca. 0,5 x 10 mm . Ved brug af en mikrokatode kan det polarografiske målesystems følsomhed reduceres 15 til 5pA/mm Hg eller mindre. I forbindelse med passende valg af den anden membrandel i henseende til permeabilitet, således som det vil blive forklaret nedenfor, medfører en så lille følsomhed og et til svarende lille O2-forbrug meget lineære målinger af partialtrykket af oxygen og dermed en høj grad af identitet mellem en måling i et me- 20 dium med begrænset oxygentilgængelighed og en måling i et medium med ubegrænset oxygentilgængelighed.
Opfyldelsen af det ovennævnte krav, at svartiderne for de to måleelektrodesystemer skal ligge inden for den samme størrelsesorden, vil i praksis normalt være baseret på et potentiometrisk målesystem, der 25 er meget hurtigt reagerende, og en tilsvarende tilpasning af det polarografiske målesystem til stor reaktionsevne, men med behørig hensyntagen til nødvendigheden af en tilstrækkelig lille oxygenperme-abilitet af den anden membrandel i forhold til katodens oxygenforbrug for opnåelse af i alt væsentligt identitet mellem en måling i et 30 medium med begrænset oxygentilgængelighed og en måling i et medium med ubegrænset oxygentilgængelighed. Som det vil fremgå af den efterfølgende detaljerede beskrivelse, tilvejebringer den foreliggende opfindelse elektrodeindretninger til transcutan samtidig måling af partialtrykkene af O2 og CO2, hvilke elektrodeindretninger har de 35 samme svartider af størrelsesordenen 0,5 min. for det potentiometri-ske og det polarografiske målesystem.
DK 158167 B
5
Til de fleste kliniske formål er kravet til stor reaktionsevne ufravigeligt, ligesom det er vigtigt, at svartiderne for det potentio-metriske og det polarografiske målesystem ligger inden for den samme størrelsesorden. Dette gælder både for transcutane målinger og for 5 målinger på små blodprøver, dvs. blodprøver på mindre end 100 μΐ, fx 50 /il, hvor den foreliggende opfindelse tilvejebringer meget lineære og meget hurtige målinger af partialtrykkene af O2 og CO2.
Et af hovedtrækkene ved den foreliggende opfindelse er valget af individuelle membrandele til det polarografiske og det potentiometri-10 ske målesystem for opnåelse af henholdsvis en relativ lille og en relativ stor permeabilitet over for de respektive gasser.
Eftersom de fleste materialer, der fremviser stor permeabilitet over for den gas, der skal måles potentiometrisk, fx CO2, også fremviser stor permeabilitet over for den gas, der skal måles polarografisk, fx 15 O2, og omvendt, kan membranen bestå af et basismembranlag og et dæk lag, der dækker en del af basismembranlaget, idet et udækket område af basismembranlaget udgør den nævnte første membrandel, og idet et dækket område af basismembranlaget sammen med dæklaget udgør den nævnte anden membrandel.
20 Den første membrandel kan være fremstillet af et vilkårligt materiale, der fremviser stor permeabilitet over for den gas, der skal måles potentiometrisk, såsom siliconegummi eller LD-polyethylen (low density polyethylene). Den første membrandel er imidlertid fortrinsvis fremstillet af polytetrafluorethylen (PTFE) eller fluorethylenpropy-25 len (FEP) med en tykkelse, der er mindre end 50 /im, såsom 8-50 μια, fortrinsvis 8-25 μm, mest fordelagtigt ca. 12 μια, eller tilsvarende materialer, der fremviser ækvivalente permeabilitetsegenskaber. Herved opnås der en permeabilitet over for 02-diffusion og C02*diffusion på henholdsvis mindst 80 x 10 9 cm3/cm2 x s x cm Hg og mindst 30 200 x 10 9 cm3/cm2 x s x cm Hg (tykkelse mindre end 50 /im), såsom henholdsvis 80 x 10"9 - 500 x 10 9 cm3/cm2 x s x cm Hg og 200 x 10"9 - 1250 x 109 cm3/cm2 x s x cm Hg (tykkelse 8-50 μτα), fortrinsvis en permeabilitet på henholdsvis 160 x 10 9 - 500 x 10 9 cm3/cm2 x s x cm Hg og 400 x 10’9 - 1250 x 10”9 cm3/cm2 x s x cm Hg (tykkelse
DK 158167 B
6 8-25 μπι), mest fordelagtigt en permeabilitet på henholdsvis 330 X 10*Q q λ -η q λ y cnrycnn x s x cm Hg og 830 x 10 3 enr/cmz x s x cm Hg (tykkelse ca. 12 μπι).
Den anden membrandel kan omfatte et vilkårligt materiale, der fremvi-5 ser lille permeabilitet over for den gas, der skal måles polarogra-fisk, specielt oxygen, såsom LD-polyethylen (low density polyethylene) , fluorethylenpropylen (FEP) eller polytetrafluorethylen (PTFE) af en passende tykkelse. Den anden membrandel omfatter imidlertid fortrinsvis et polypropylenlag med en tykkelse på 5-30 μπι, fortrinsvis 10 5-20 μπι, mest fordelagtigt ca. 15 μπι, eller tilsvarende materialer, der fremviser tilsvarende permeabilitetsegenskaber. Herved opnås der en permeabilitet over for 02*diffusion og (^-diffusion på henholdsvis 33 x 10 ^ - 200 x 10 ^ cm^/cm^ x s x cm Hg og 160 x 10 ® - 1000 x 10 9 cm^/cm^ x s x cm Hg (tykkelse 5-30 μπι), fortrinsvis 50 x 10 ^ -15 200 x 10 ^ cm^/cm^ x s x cm Hg og 250 x 10 ^ - 1000 x 10 ^ cm^/cm^ x s x cm Hg (tykkelse 5-20 μπι), mest fordelagtigt henholdsvis 66 x 10 ^ cm^/cm^ x s x cm Hg og 330 x 10 ^ cm^/cm^ x s x cm Hg (tykkelse ca.
15 μπι) .
Af det ovenfor anførte fremgår det, at et polytetrafluorethylen-20 (PTFE)- eller fluorethylenpropylen-(FEP)-lag med en tykkelse på 8-50 μπι giver en permeabilitet i forhold til C02-diffusion på 200 x 10'^ 1250 x 10 ^ cm^/cm^ x s x cm Hg, og at et polypropylenlag med en tykkelse på 5-30 μm giver en permeabilitet over for 02-diffusion på 33 x 10 ^ - 200 x 10 ^ cm^/cm^ x s x cm Hg.
25 Der opnås en specielt simpel og elegant udførelsesform for elektrodeindretningen ifølge opfindelsen, når basismembranlagets dæklag er et ringformet dæklag.
Selv om en vilkårlig side af den sammensatte membran kan placeres vendende mod elektrolytopløsningen, foretrækkes det, at basismem-30 branlagets dæklag placeres mellem basismembranlaget og elektrodelegemet, så at der opnås et elektrolytreservoir foran pH-elektroden.
For at holde membranen og pH-elektroden i indbyrdes afstand kan 7 basismembranlagets udækkede område være placeret i afstand fra elektrodelegemet ved hjælp af et afstandsorgan, en såkaldt "spacer".
I en praktisk og foretrukken udførelsesform udgøres spaceren af en perforeret del af dæklaget. For at sikre en hensigtsmæssig gennem-5 trængning af den gas, der skal måles potentiometrisk, udgør det perforerede område af spaceren fortrinsvis mindst 50%, fortrinsvis 50-70%, af det udækkede område foran pH-elektroden.
For at reducere de totale dimensioner af elektrodeindretningen ifølge opfindelsen og reducere antallet af komponenter og dermed reducere 10 måleelektrodeindretningens komplexitet kan referenceelektroden i det potentiometriske elektrodesystem og anoden i det polarografiske elektrodesystem udgøres af elektrodelegemet. I denne udførelsesform, der har en kombineret referenceleketrode og anode, er elektrodelegemet fortrinsvis et sølvlegeme med en kloreret flade vendende mod elek-15 trolytopløsningen, og katoden er fortrinsvis en platinkatode med en diameter, der er mindre end 75 μτα, fortrinsvis en diameter på ca.
25 /zm.
Til kliniske formål, dvs. ved måling af blodgaspartialtrykkene af CO2 og O2 i overensstemmelse med det transcutane måleprincip kan elek-20 trodeindretningen ifølge opfindelsen være forsynet med termostate- ringsorganer til termostatisk kontrolleret opvarmning af indretningen til en højere temperatur, såsom en temperatur lidt over hudtemperaturen. Termostateringsorganerne kan omfatte et vilkårligt konventionelt temperaturopvarmnings- og temperaturreguleringsorgan, såsom 25 henholdsvis en Zenerdiode eller en opvarmningsmodstand og en termistor eller en NTC-modstand.
I en artikel: "Investigation of Transcutaneous O2-CO2 Sensors and Their Application on Human Adult and Newborns", af Anthony V. Beran et al., publiceret i: "Birth defects: Original Article Series", 30 Volume XV, nr. 4, siderne 421-430, copyright 1979 The National Foundation, er der vist en elektrodeindretning til transcutan måling af partialtrykkene af O2 og CO2. Elektrodeindretningen omfatter et potentiometrisk elektrodesystem med en pH-glaselektrode, der er placeret centralt i et sølvlegeme, som udgør en referenceelektrode,
DK 158167 B
8 og et polarografisk elektrodesystem med en anode, der udgøres af sølvelektrodelegemet, og en katode, der udgøres af en guldtråd med en ydre diameter på 0,1 cm. Membranen er sammensat af et 75 pm poly-vinylchlorid-(PVC)-lag, på hvilket der er fastgjort en cirkulær 12,5 5 pm siliconegummimembran ved hjælp af en ring af Scotch klæbeoverføringstape. I centrum af denne klæbering er PVC-laget perforeret med ca. 20 huller med diametre på 0,2 mm.
Denne kendte O2-CO2 måleelektrodeindretning giver imidlertid ikke de fordele, der er kendetegnende for indretningerne ifølge den forelig-10 gende opfindelse. Under måling frembringer elektrodeindretningens p02*målesystem således en stor strøm, der skyldes elektrodeindretningens store katode (elektrodeindretningen har en følsomhed på 120 pA/mm Hg i området 0-150 mm Hg), og dermed forbruges der en betydelig mængde O2, hvilket som forklaret ovenfor kan medføre fejlagtige 15 målinger. Artiklen angiver intet om dette problem, der er relateret til det polarografiske målesystem, og endnu mindre foreslår den en løsning på problemet. De i artiklen viste membranmaterialer er ikke af en type, der tillader opnåelse af meget hurtigt reagerende polarografiske og potentiometriske målinger, således som det klart fremgår 20 af måleresultater, der er beskrevet mere detaljeret nedenfor.
Egenskaberne ved membranen samt de foretrukne udførelsesformer for samme er forklaret detaljeret ovenfor.
Opfindelsen angår desuden et membranmonteringssæt til montering af en membran på en elektrokemisk måleelektrodeindretning til samtidig må-25 ling af partialtrykkene af to gasser i et medium med begrænset gas-tilgængelighed, af hvilke det ene måles potentiometrisk og det andet polarografisk, hvilket membranmonteringssæt er ejendommeligt ved, at det har en membranunderstøtningskonstruktion, der er indrettet til at samarbej de med et membranmonteringsværktøj , når membranen monteres på 30 elektrodeindretningen, samt en membran ifølge et hvilket som helst af kravene 13-17.
Selv om membranunderstøtningskonstruktionen sammen med membranen ifølge opfindelsen kan udgøre en enkelt komponent, der er indrettet til blive indført i et membranmonteringsværktøj , når membranen mon- 9
DK 153167 B
teres på en elektrodeindretning, foretrækkes det, at membranunderstøtningskonstruktionen sammen med membranen udgør en komponent i et engangsmembranmonteringsværktøj.
Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvis-5 ning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser delvis i snit en foretrukken udførelsesform for én elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge opfindelsen, fig. 2 i større målestok en detalje ved den i fig. 1 viste udførelsesform, 10 fig. 3a en plan afbildning af en første udførelsesform for en membran ifølge opfindelsen, fig. 3b en plan afbildning af en anden foretrukken udførelsesform for en membran ifølge opfindelsen, fig, 4 den i fig. 1 viste udførelsesform for den elektrokemiske måle-15 elektrodeindretning før montering af membranen på elektrodeindretningen ved hjælp af et monteringsværktøj, fig. 5 svarende til fig. 4 den elektrokemiske måleelektrodeindretning og monteringsværktøjet under montering af membranen, fig. 6 et diagram, der viser CO2- og 02-svar for henholdsvis en 20 konventionel elektrokemisk måleelektrodeindretning og for en foretrukken udførelsesform for den elektrokemiske måleelektrodeindretning ifølge opfindelsen ved måling in vitro, og fig. 7 et diagram, der viser målinger frembragt ved hjælp af den elektrokemiske måleelektrodeindretning ifølge opfindelsen ved måling 25 in vivo.
I fig. 1 er der vist en foretrukken udførelsesform for en elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge opfindelsen under ét angivet med henvisningsbetegnelsen 10. Elektrodeindretningen 10 omfatter et elektrodehus 11, der er fremstillet af plast, fx acrylnitril-butadi-30 en-styrenplast (ABS-plast), og ved sin nederste ende har huset 11 en del 12, som har reduceret diameter og er forsynet med ydre gevind 13 og 14, der er indrettet til at samarbejde med tilsvarende indre gevind i en fastgørelsesring (ikke vist i figuren). Huset 11's øverste del er forsynet med et låg 15, der er støbt eller svejset til 35 elektrodehuset 11. Huset 11 er desuden forsynet med en externt ud-
DK 158167B
10 ragende studs 16, der er indrettet til at samarbejde med et mangele-derkabel 17 til elektrisk forbindelse til extemt udstyr.
Inden i elektrodehuset 11 er der anbragt et elektrodelegeme 18, der rager frem fra den nederste ende af elektrodehuset 11's del 12, som 5 har reduceret diameter. Elektrodelegemet 18 er et sølvlegeme, der har en chloreret underside. Inden i elektrodehuset 11 afgrænses der mellem elektrodelegemet 18's overside og låget 15's underside et indre rum, der er fyldt med en udstøbning af fx epoxy (ikke vist i figuren) . Elektrodelegemet 18 er yderligere forsynet med termostate-10 ringsorganer, fx et opvarmningsorgan og et temperaturreguleringsorgan, såsom henholdsvis en opvarmningsmodstand eller en Zenerdiode og en NTC-modstand (ikke vist i figuren). Sådanne termostateringsorganer er beskrevet i USA-patentskrift nr. 4.324.256.
I et centralt hul i elektrodelegemet 18 er anbragt en pH-glaselektro-15 de 19. Elektrodelegemet 18 og pH-glaselektroden 19 udgør sammen et elektrodesystem til potentiometrisk måling af partialtrykket af en gas, der i en vandig opløsning frembringer en syre eller en base, såsom CO2. pH-Glaselektroden 19 kan være af den type, som findes beskrevet i ansøgernes PCT-ansøgning nr. PCT/DK82/00024 og som også 20 er beskrevet i eksempel 1 nedenfor og omfatter et stamrør 35 og en glasmembran 36, der er fastgjort til dette.
Elektrodeindretningen omfatter yderligere et polarografisk målelek-trodesystem, der består af et katodeaggregat 20 samt det ovenfor beskrevne elektrodelegeme 18. Katodeaggregatet 20, der er vist mere 25 detaljeret i fig. 2, indeholder en metaltråd 22, fx en platintråd, der er anbragt i et rørformet legeme 23. Katodeaggregatet 20 fremstilles fortrinsvis ved anbringelse af metaltråden 22 i det rørformede legeme 23 og ved efterfølgende opvarmning af aggregatet til en sådan temperatur, at det rørformede legeme 23 smelter i tæt kontakt 30 med metaltråden 22. Det rørformede legeme '23 er fastgjort i en gennemgående passage i elektrodelegemet 18, fx ved limning eller støbning, fortrinsvis under bevarelse af en god termisk ledningsevne, fx ved hjælp af en varmeledende epoxyharpiks, og fremstillet af et isolerende materiale, såsom glas.
DK 158167B
11 I den i fig. 1 viste udførelsesform for opfindelsen er der også indeholdt et kompensationselektrodeaggregat, der er angivet med henvisningsbetegnelsen 21, af den type, som findes beskrevet i ansøgernes ovenfor nævnte PCT-ansøgning nr. PCT/DK81/00035. Det skal imidlertid 5 understreges, at kompensationselektrodeaggregatet ikke er nødvendigt for den foreliggende opfindelse og kan udelades. Kompensationselektrodeaggregatet 21 indeholder en metaltråd 24, fortrinsvis en platin-tråd, der er indlejret i et rørformet legeme 25, som også tjener fastgørelses- og isolationsformål, og som fortrinsvis fremstilles på 10 den ovenfor beskrevne måde. Som det fremgår af fig. 1, er diameteren af metaltråden 24 i kompensationselektrodeaggregatet 21 betydeligt større end diameteren af metaltråden 22 i katodeaggregatet 20. Den blotlagte underside af metaltråden 22 udgør således en såkaldt mikro-katode, fx en katode, der har et blotlagt cirkulært måleareal med en 15 diameter på mindre end 75 μια, og dermed et areal på mindre end 4 x 10 ^ mm^.
Ved sin nederste cirkulære flade er elektrodelegemet 18 forsynet med en ringformet reces 26, der er indrettet til at samarbejde med en O-ring 27 til fastgørelse af en membran, der er angivet med henvis-20 ningsbetegnelsen 30, i forhold til elektrodelegemet 18. O-Ringen 27 tjener også til tætning af et rum, der afgrænses mellem membranen 30 og elektrodelegemets underside, under hvilket der er indesluttet en elektrolytopløsning 28. Som det fremgår af fig. 2, er membranen 30 sammensat af to lag, der er angivet med henvisningsbetegnelserne 25 henholdsvis 31 og 32, og som udgør henholdsvis et yderste lag og et inderste lag. Det yderste lag 31 udgør en basiskomponent i membranen og er fremstillet af et materiale, der fremviser stor permeabilitet over for den gas, der skal måles ved hjælp af det potentiometriske elektrodesystem, dvs. stor permeabilitet over for CO2. Som angivet 30 ovenfor fremviser de fleste materialer, der fremviser stor permeabilitet over for CO2, også stor permeabilitet over for O2 og omvendt. Inderlaget 32 er derfor udformet på en sådan måde, at det udgør et diffusionsbegrænsende lag i forhold til den gas, som skal måles ved hjælp af det polarografiske måleelektrodesystem, dvs. O2. I området 35 foran pH-glaselektroden 19 er det diffusionsbegrænsende lag udeladt, således som det er vist i fig. 1, eller i stedet, som vist i fig. 2, forsynet med huller 33, der i alt væsentligt ikke medfører nogen
DK 158167 B
12 diffusionsbegrænsning, for frembringelse af en første membrandel, der fremviser stor permeabilitet over for CO2, og som er anbragt foran pH-elektrodens blotlagte måleflade. De to lag 31 og 32 udgør sammen en anden membrandel, der fremviser lille permeabilitet over for O2, 5 og som er anbragt foran katodens blotlagte måleflade.
I fig. 3a er der vist en plan afbildning af en første udførelsesform for membranen 30. Den i fig. 3a viste membran svarer til den i fig. 2 viste membran. Som det fremgår af fig. 3, er hullerne 33 udformet som perforeringer af området i inderlaget 32 foran pH-glaselektroden, så 10 at hullerne 33's areal udgør 50-70% af det samlede areal foran pH-glaselektroden 19. Den perforerede del giver desuden en spacer-virkning foran pH-glaselektroden.
I fig. 3b er vist en plan afbildning af en anden foretrukken udførelsesform for membranen 30 svarende til den i fig. 1 viste membran. Det 15 diffusionsbegrænsende lag eller inderlaget 31 er forsynet med et centralt hul 34, der er indrettet til at blive anbragt foran pH-glas-elektroden 19 som vist i fig. 1. I det centrale hul 34 eller i stedet i hullerne 33 kan der være anbragt et enzym, såsom carbonsyreanhy-drase.
20 Membranen 30 kan fremstilles ved anbringelse af membranen 30's to lag 31 og 32 oven på hinanden. De to lag 31 og 32 kan i stedet lamineres sammen. Ved én fremgangsmåde til fremstilling af membranen 30 kan hullerne 33 i den i fig. 3a viste udførelsesform eller i stedet det store centrale hul 34 i den i fig. 3b viste udførelsesform være 25 fremstillet før anbringelse af de to lag sammen. Ved en anden fremgangsmåde til fremstilling af membranen 30 laserskydes hullerne 33, efter at lagene 31 og 32 er blevet anbragt sammen. Ved denne anden fremgangsmåde til fremstilling af membranen 30 er hullerne 33 i princippet kraterformede, så at kanterne af de kraterformede huller giver 30 en yderligere spacervirkning, når membranen monteres foran elektrodeindretningen 10's underside.
I fig. 4 og 5 er der vist et membranmonteringsværktøj 40, der er indrettet til at samarbejde med elektrodeindretningen 10 til montering af membranen 30 og O-ringen 27 på elektrodeindretningen. I
DK 158167 B
13 fig. 4 er membranmonteringsværktøjet 40 vist i en uaktiveret stilling før montering af membranen 30 og O-ringen 27 på elektrodeindretningen 10. Membranmonteringsværktøjet 40 omfatter et ydre rørformet legeme 41, der er indrettet til at samarbejde med dels en membranfastholdel-5 sesring 42 og dels et indre rørformet legeme 43. Membranen 30 fastholdes mellem det ydre rørformede legeme og membranfastholdelses-ringen 42, der er indføjet i hinanden i en prespasning. Det ydre rørformede legeme 41 er forsynet med spalter 44, der strækker sig i længderetningen, og som er forsynet med begrænsninger 45, 46 og 47 og 10 indrettet til at samarbejde med externt udragende knaster 48 på det indre rørformede legeme 43. I den i fig. 4 viste uaktiverede stilling for membranmonteringsværktøjet 40 er knasterne 48 placeret i begrænsningerne 46 og 47 i spalterne 44, og de to rørformede legemer 41 og 42 er således fastgjort udløseligt til hinanden. Støbt ud i ét med 15 det indre rørformede legeme 43 rager et opslidset rør 49 ind i det indre rum, der afgrænses inden i de to rørformede legemer. Inden i det opslidsede rør 49 er der placeret et hult stempellegeme 50, der har en hul, i alt væsentligt keglestubformet øverste del og en hul, i alt væsentligt cylindrisk nederste del. Ved stempellegemet 50's 20 øverste ende, dvs. ved den øverste ende af den hule, i alt væsentligt keglestubformede øverste del af stempellegemet, er der placeret en trykpude 51. I den i fig. 4 viste stilling af membranmonteringsværktøjet 40, dvs. når knasterne 48 hviler i begrænsningerne 46 og 47, hviler trykpuden 51 mod membranen 30's underside. O-Ringen 27 fast-25 holdes ved stempellegemet 50's hule, i alt væsentligt keglestubformede øverste dels nederste grænse i en i alt væsentligt udstrakt stilling og hviler mod det opslidsede rør 49's øverste ende.
Før indføring af elektrodeindretningen 10 i membranmonteringsværktøjet 40 anbringes der én eller to dråber af elektrolytopløsningen 28 30 på den ydre underside af elektrodelegemet 18. Når elektrodeindretningen 10 indføres i membranmonteringsværktøjet 40, bringes undersiden af elektrodelegemet 18, der har et par dråber af elektrolytopløsningen 28 anbragt på sin ydre underside, i kontakt med membranen 30's overside. Når elektrodeindretningen 10 presses ned i membran-35 monteringsværktøjet 40, bringes knasterne 48 ud af kontakt med begrænsningerne 46 og 47, og det ydre rørformede legeme 41 bliver i
DK 158167 B
14 stand til at bevæge sig nedefter styret af knasterne 48 og spalterne 44.
Når elektrodeindretningen 10 presses ned i membranmonteringsværktøjet 40 og dermed flytter det ydre rørformede legeme 41 i forhold til det 5 nederste rørformede legeme 43, presses stempellegemet 50 ind i det opslidsede rør 49's indre, medens membranen 30 holdes i en fast stilling i forhold til elektrodelegemet 18's underside. Trykpuden 51 tilvejebringer konformitet mellem elektrodelegemets underside og membranen 30. Når stempellegemet 50 presses ind i det opslidsede rør 10 49's indre, tvinges det opslidsede rør 49 til at ekspandere og tvin ger O-ringen 27 til at ekspandere i konformitet med ydersiden af stempellegemet 50's øverste i alt væsentligt keglestubformede del.
I fig. 5 er membranmonteringsværktøjet 40 vist i en stilling, i hvilken O-ringen 27 bringes i kontakt med membranen 30's underside, 15 og i hvilken knasterne 48 bringes i kontakt med begrænsningerne 45 i spalterne 44. Følgelig skal der tilføres en lidt større kraft til elektrodeindretningen 10 for at tvinge knasterne 48 forbi begrænsningerne 45 ind i en såkaldt snappasning. Herved brydes fastholdelsen af membranen 30 mellem det ydre rørformede legeme 41 og membranfast-20 holdelsesringen 42, og O-ringen 27 anbringes i en snappasning i den ringformede udsparing 26, medens membranen 30 anbringes i en fast stilling i forhold til eléktrodelegemet 18's underside styret af trykpuden 51.
Det skal understreges, at membranen 30 sammen med membranfas thol-25 delsesringen 42 og en øverste del af det ydre rørformede legeme 41, der samarbejder med membranfastholdelsesringen 42, kan udformes som en separat del, der er indrettet til at samarbejde med de resterende dele i membranmonteringsværktøjet 40, når membranen 30 monteres på elektrodeindretningen.
30 EKSEMPEL
1 en foretrukken udførelsesform for opfindelsen vist i fig. 1 og fig.
2 var elektrodelegemet et sølvlegeme med en chloreret underside og en
DK 158167 B
15 ydre diameter på 9 mm. pH-Glaselektroden var anbragt i et 4,5 mm hul i sølvlegemet og omfattede et stamrør fremstillet af blyglas samt en glasmembran, der var smeltet på stamrøret. Inden i pH-glaselektroden var der anbragt en indre elektrolytopløsning samt en referenceelek-5 trode. Den indre elektrolytopløsning havde en sammensætning bestående af: 0,5 M phenylphosphonsyre, 0,75 M NaOH og 0,01 M NaCl, pH = 6,84 (25°C). Den indre referenceelektrode i pH-glaselektroden var en sølvleder med en tykkelse på 0,25 mm nedsænket i den indre élektroly-topløsning i pH-glaselektroden. Katodeaggregatet omfattede en 25 /an 10 platintråd indlejret i et glasrør fremstillet af blyglas med en ydre . diameter på 1,4 mm. Kompensationselektroden omfattede en 100 /an platintråd indlejret i et glasrør fremstillet af blyglas ligeledes med en yderdiameter på 1,4 mm. 0-Ringen var en neopren-0- ring, og elektrodehuset var et acrylnitril-butadien-styren (ABS) elektrodehus 15 af typen Radiometer. Membranen bestod af et basismembranlag fremstillet af polytetrafluorethylen (PTFE) med en tykkelse på 12 /an.
Det oxygendiffusionsbegrænsende inderlag var fremstillet af polypropylen med en tykkelse på 15 μπι og havde et hul svarende til pR-gla-selektrodens blotlagte ydre overfladeareal, dvs. et hul med en diame-20 ter på 4,5 mm. Elektrolytopløsningen havde en sammensætning af 41% propylenglycol (1,2-propandiol), 42,5% glycerin (1,2,3-propantriol), 16,5% vand og KHCO3/KCI 20/100 m mol/liter, alle de ovennævnte procenter efter vægt. På elektrodelegemets yderside blev der før anbringelse af membranen på den ovenfor beskrevne måde påført to dråber 25 af elektrolytopløsningen. Ved anbringelse af en membran på elektrodeindretningens underside blev overskydende væske presset ud, og inden i det mellem elektrodeindretningens underside og membranen afgrænsede rum blev der ca. 10 /il elektrolytopløsning tilbage. Zener-dioden havde en zenerspænding V =12 volt, og NTC-modstanden var en 30 5,6 kfl NTC-modstand. 0£ elektrodesystemets polarisationsspænding var 680 millivolt, og O2 elektrodesystemets følsomhed var 5 pA/mm Hg bestemt ved kalibrering af elektrodeindretningen ved hjælp af en gasblanding med kendt sammensætning, dvs. 5% CO2 i atmofærisk luft.
I fig. 6 er der vist to diagrammer, som angiver tidssvarsegenskaberne 35 for CO2- og O2-målesystemerne i henholdsvis en elektrokemisk måleelektrodeindretning indeholdende en membran af kendt konstruktion og i en elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge opfindelsen. Diagram-
DK 158167 B
16 merne blev frembragt ved hjælp af et registreringsapparat af typen Radiometer TCR 2, medens O2-måleelektrodesystemet var forbundet til et apparat af typen Radiometer TCM 1, der ligeledes tjener termosta-teringsformål, og medens CO2-måleelektrodesystemet var forbundet til 5 et apparat af typen Radiometer TCM 10. Den kendte membran omfattede et basismembranlag af siliconegummi med en tykkelse på 25 μη og et 02-diffusionsbegrænsende inderlag af polyvinylchlorid (PVC) med en tykkelse på 50 μη. Denne kendte membran er principielt af den type, der findes beskrevet i den ovennævnte artikel "Investigation of 10 transcutaneous O2-CO2 sensors and their application on human adults and newborns" af Anthony V. Beran et al., publiceret i "Birth defects: Original Article Series", vol. XV, nr. 4, siderne 421-430, copyright 1979 The National Foundation. Membranen i den elektrokemiske måleelektrodeindretning ifølge opfindelsen var den type, der er 15 beskrevet ovenfor, dvs. en membran omfattende et basismembranlag fremstillet af polytetrafluorethylen (PTFE) med en tykkelse på 12 μη og et O2 diffusionsbegrænsende lag fremstillet af polypropylen med en tykkelse på 15 μπι. De to kurver, der er vist i den øverste del af fig. 6, og som er optegnet med fuldt optrukken linje og punkteret 20 linje og angiver henholdsvis CO2-svarkurven og O2-svarkurven, fremkom ved brug af den ovenfor beskrevne konventionelt konstruerede membran, og de to kurver, der er vist i den nederste del af fig. 6, og som er optegnet med fuldt optrukken linje og punkteret linje, fremkom ved brug af membranen ifølge opfindelsen, idet elektrodeindretningen blev 25 udsat for en kendt gassammensætningsændring. Elektrodeindretningen blev først udsat for en gas med en sammensætning af 5% CO2, 10% O2 og 85% N2. Derefter blev elektrodeindretningen udsat for en gas med et indhold af 8,21% C02 og 91,79% 02.
Som det fremgår af fig. 6, er CO2-målesystemets og O2-målesystemets 30 tidskonstanter, der er angivet med henholdsvis t^ og t2, for den elektrokemiske måleelektrodeindretning indeholdende en kendt membran meget forskellige. Tidskonstanten t^ er af størrelsesordenen 0,5 min., medens tidskonstanten t2 er af størrelsesordenen 10 min. I modsætning hertil er CO2-målesystemets og O2-målesystemets tidskon-35 stanter, der er angivet med henholdsvis t3 og t^, for den.elektrokemiske elektrodeindretning ifølge opfindelsen principielt identiske.
Således er tidskonstanterne og t^ af størrelsesordenen 0,5 min.
DK 158167B
17 I fig. 7 er der vist to kurver, én med punkteret linje og én med fuldt optrukken linje og visende henholdsvis O2- og CC^-svar, frembragt ved hjælp af den elektrokemiske måleelektrodeindretning ifølge opfindelsen, når denne er forbundet til det ovenfor i forbindelse med 5 fig· 6 beskrevne apparatur ved måling in vivo. De i fig. 7 viste kurver fremkom på følgende måde: én enkelt elektrokemisk måleelektrodeindretning af en serie på fire blev benyttet, medens den blev termostateret til en temperatur på 44°C. På underarmen af en forsøgsperson blev der anbragt fire fikseringsringe af den ovenfor 10 nævnte type tæt ved siden af hinanden, hvorefter der i fikseringsringene blev anbragt to eller tre dråber af en kontaktvæske med en sammensætning af 50% propylenglycol og 50% vand. Derefter blev elektrodeindretningen monteret i en første fikseringsring og fik lov til i alt væsentligt at nå en stabil tilstand. Derefter blev elektrodein-15 dretningen flyttet til en anden fikseringsring og fik lov til i alt væsentligt at nå en stabil tilstand osv. Følgelig fremviser de i fig.
7 viste kurver fire individuelle sektioner. Som det fremgår af fig.
1, angiver den første sektion af O2- og CO2-svarkurverne en større tidsperiode sammenlignet med den anden, tredje og fjerde sektion af 20 svarkurverne, eftersom der i hudområdet på forsøgspersonens underarm før opnåelse af en stabil tilstand skulle frembringe hypertermi. Forskydningen mellem de to i fig. 7 viste kurver skyldes en forskydning mellem pennene (pen offset) i det registreringsapparat, som blev benyttet til registrering af kurverne.
25 Det skal understreges, at begge målesystemerne i den elektrokemiske måleelektrodeindretning ifølge opfindelsen er fri for hysterese, og at de to kurver er i princippet ensartede, således som det skulle forventes ud fra de ovennævnte tidskonstanter bestemt in vitro og vist i fig. 6. De nedefter rettede spidser på 02-kurven skyldes 30 forstyrrelser, når den elektrokemiske måleelektrodeindretning afmonteres fra sin fikseringsring og flyttes til en anden fikserings-ring.

Claims (19)

1. Elektrokemisk måleelektrodeindretning (10) til samtidig måling af partialtrykkene af to gasser i et medium med begrænset gastilgænge-lighed, af hvilke det ene måles potentiometrisk og det andet polaro-5 grafisk, og med: et elektrodelegeme (18), et potentiometrisk elektrodesystem, der er placeret i legemet (18), og som omfatter en referenceelektrode (18) og en pH-elek-trode (19), 10 et polarografisk elektrodesystem, der er placeret i lege met (18), og som omfatter en katode (20, 22, 23) og en anode (18), en elektrolytopløsning (28), der står i forbindelse med de to elektrodesystemer, og som indesluttes i alt væsentligt mellem legemet (18) og en membran (30), samt 15 membranen (30), der udviser permeabilitet over for den første og den anden gas og er anbragt foran elektrodelegemet (18), hvilken membran (30) omfatter et basismembranlag (31) og et dæklag (32), der delvis dækker basismembranlaget (31), idet et udækket område af basismembranlaget (31) udgør en første membrandel, og idet et dækket 20 område af basismembranlaget (31) sammen med dæklaget (32) udgør en anden membrandel, hvilken første del (31), er placeret foran den blotlagte måleflade på pH-elektroden (19) i det potentiometriske elektrodesystem, og som sammen med det potentiometriske elektrodesystem og elektrolytopløsningen (28) udgør et første målesystem til 25 måling af partialtrykket af den første gas, og idet den anden del (31 og 32) er placeret foran den blotlagte måleflade på katoden (20, 22, 23. i det polarografiske elektrodesystem, og som sammen med det polarografiske elektrodesystem og elektrolytopløsningen (28) udgør et andet målesystem til måling af partialtrykket af den anden gas, 30 hvorhos permeabiliteten af membranens (30) anden del (31 og 32) over for den anden gas er mindre end permeabiliteten af membranens (30) første del (31) over for den første gas, kendetegnet ved, at tykkelsen af og materialerne af den første og den anden del (henholdsvis 31 og 31 samt 32) af membranen 35 (30) er indrettet til at frembringe svartider for det første og det andet målesystem, hvilke svartider højst adskiller sig fra hinanden med en faktor 10. DK 158167B
2. Elektrokemisk måleelektrodeindretning (10) ifølge krav 1, kendetegnet ved, at dimensionerne af den blotlagte måleflade på katoden (20, 22, 23) og den anden membrandels (31 og 32) permeabilitet over for den anden gas er tilpasset hinanden på en 5 sådan måde, at det andet målesystems svartid ved måling i et medium med begrænset gastilgængelighed maksimalt er en faktor 0,85 forskellig fra det andet målesystems svartid ved måling i et medium med ubegrænset gastilgængelighed.
3. Elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge krav 1 eller 2, 10 kendetegnet ved, at katoden (20) er en mikrokatode.
4. Elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at basismembranlaget (31) er fremstillet af polytetrafluorethylen (PTFE) eller fluorethylenpropylen (FEP) med 15 en tykkelse, der er mindre end 50 μπι, såsom 8-50 μπι, fortrinsvis 8-25 μπι, mest fordelagtigt ca. 12 μπι.
5. Elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at dæklaget (32) er fremstillet af poly-20 propylen med en tykkelse på 5-30 μπι, fortrinsvis 5-20 μπι, mest fordelagtigt ca. 15 μπι.
6. Elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at dæklaget (32) er et ringformet dæklag.
7. Elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at dæklaget (32) er placeret mellem basismembranlaget (31) og elektrodelegemet (18).
8. Elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge krav 7, 30 kendetegnet ved, at det udækkede område af basismembran- DK 158167 B laget (31) holdes i afstand fra elektrodelegemet (18) ved hjælp af en spacer, der dannes af en perforeret del (33) af dæklaget (32).
9. Elektrokemisk måleelektrode ifølge krav 8, kendetegnet ved, at det perforerede område (33) af space-5 ren udgør mindst 50%, fortrinsvis 50-70% af det udækkede område.
10. Elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at referenceelektroden (18) i det poten-tiometriske elektrodesystem og anoden (18) i det polarografiske elek-10 trodesystem udgøres af elektrodelegemet (18).
11. Elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge krav 10, kendetegnet ved, at elektrodelegemet (18) er et sølvlegeme med en chloreret flade, der vender mod elektrolytopløsningen (28), og at katoden (20, 22, 23) er en platintråd (22) med en diameter, der er 15 mindre end 75 /xm, fortrinsvis en diameter på ca. 25 μπι.
12. Elektrokemisk måleelektrodeindretning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav og indrettet til transcutan måling af partial-trykkene af CO2 og O2, kendetegnet ved, at den omfatter termostateringsorganer 20 til termostatisk kontrolleret opvarmning af indretningen til en forudbestemt temperatur.
13. Membran (30) til en elektrokemisk måleelektrodeindretning (10) til samtidig måling af partialtrykkene af to gasser i et medium med begrænset gastilgængelighed, af hvilke det ene måles potentiometrisk 25 og det andet polarografisk, og med: et basismembranlag (31) og et dæklag (32), der delvis dækker basismembranlaget (31), idet et udækket område af basismembranlaget (31) udgør en første membrandel, og idet et dækket område af basismembranlaget (31) sammen med dæklaget (32) udgør en anden membrandel, 30 hvilken første del (31) udviser permeabilitet over for den første gas og er indrettet til at blive anbragt foran en blotlagt måleflade på en pH-elektrode (19) i et potentiometrisk pH-måleelektrodesystem og til sammen med det potentiometriske pH-måleelektrodesystem og en DK 158167 B elektrolytopløsning (28) at udgøre et første målesystem til måling af partialtrykket af den første gas, og hvilken anden del (31 og 32) udviser permeabilitet over for den anden gas og er indrettet til at blive anbragt foran en blotlagt måleflade på en katode (20, 22, 23) i 5 et polarografisk elektrodesystem og til sammen med det polarografiske elektrodesystem og elektrolytopløsningen (28) at udgøre et andet målesystem til måling af partialtrykket af den anden gas, kendetegnet ved, at tykkelserne af og materialerne i den første og den anden del (henholdsvis 31 og 31 samt 32) i membranen 10 (30) er indrettet til at frembringe svartider for det første og det andet målesystem, hvilke svartider maksimalt adskiller sig i en faktor 10 fra hinanden.
14. Membran (30) ifølge krav 13, kendetegnet ved, at den anden membrandels (31 og 32) 15 permeabilitet er tilpasset til dimensionerne af katodens (20, 22, 23) blotlagte måleflade på en sådan måde, at det andet målesystems svartid ved måling i et medium med begrænset gastilgængelighed maksimalt er en faktor 0,85 forskellig fra det andet målesystems svartid ved måling i et medium med ubegrænset gastilgængelighed.
15. Membran (30) ifølge krav 13 eller 14, kendetegnet ved, at basismembranlaget (31) er fremstillet af polytetrafluorethylen (PTFE) eller fluorethylenpropylen (FEP) med en tykkelse, der er mindre end 50 μτα, såsom 8-50 jum, fortrinsvis 8-25 /zm, mest fordelagtigt ca. 12 /zm.
16. Membran (30) ifølge et hvilket som helst af kravene 13-15, kendetegnet ved, at dæklaget (32) er fremstillet af polypropylen med en tykkelse på 5-30 μια, fortrinsvis 5-20 /zm, mest fordelagtigt ca. 15 μτη.
17. Membran ifølge et hvilket som helst af kravene 13-16 30 kendetegnet ved, at dæklaget (32) er et ringformet dæklag.
18. Membranmonteringssæt (40) til montering af en membran (30) på en elektrokemisk måleelektrodeindretning (10) til samtidig måling af partialtrykkene af to gasser i et medium med begrænset gastilgænge DK 158167 B lighed, af hvilke det ene måles potentiometrisk og det andet polaro-grafisk, kendetegnet ved, at membranmonteringssættet (40) har en membranunderstøtningskonstruktion (51), der er indrettet til at 5 samarbejde med et membranmonteringsværktøj (49, 51), når membranen (30) monteres på elektrodeindretningen (10), samt en membran (30) ifølge et hvilket som helst af kravene 13-17.
19. Membranmonteringssæt (40) ifølge krav 18, kendetegnet ved, at membranunderstøtningskonstruktionen 10 (51) sammen med membranen (30) udgør en del i et membranmonterings - værktøj (40) til engangsbrug.
DK317082A 1982-07-14 1982-07-14 Elektrokemisk maaleelektrodeindretning, membran til en elektrokemisk maaleelektrodeindretning og et membranmonteringssaet til montering af en membran paa en elektrokemisk maaleelektrodeindretning DK158167C (da)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK317082A DK158167C (da) 1982-07-14 1982-07-14 Elektrokemisk maaleelektrodeindretning, membran til en elektrokemisk maaleelektrodeindretning og et membranmonteringssaet til montering af en membran paa en elektrokemisk maaleelektrodeindretning
AT83106737T ATE30193T1 (de) 1982-07-14 1983-07-08 Elektrochemische messzelle zur gleichzeitigen partialdruckmessung zweier gase.
DE8383106737T DE3374029D1 (en) 1982-07-14 1983-07-08 Electrochemical measuring electrode device for simultaneously measuring the partial pressures of two gasses
EP83106737A EP0100463B1 (en) 1982-07-14 1983-07-08 Electrochemical measuring electrode device for simultaneously measuring the partial pressures of two gasses
JP58126821A JPS5928950A (ja) 1982-07-14 1983-07-12 電気化学的測定電極装置
US07/129,428 US4836907A (en) 1982-07-14 1987-11-25 Electrochemical measuring electrode device for simultaneously measuring the partial pressures of two gasses

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK317082 1982-07-14
DK317082A DK158167C (da) 1982-07-14 1982-07-14 Elektrokemisk maaleelektrodeindretning, membran til en elektrokemisk maaleelektrodeindretning og et membranmonteringssaet til montering af en membran paa en elektrokemisk maaleelektrodeindretning

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK317082A DK317082A (da) 1984-01-15
DK158167B true DK158167B (da) 1990-04-02
DK158167C DK158167C (da) 1990-09-17

Family

ID=8119884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK317082A DK158167C (da) 1982-07-14 1982-07-14 Elektrokemisk maaleelektrodeindretning, membran til en elektrokemisk maaleelektrodeindretning og et membranmonteringssaet til montering af en membran paa en elektrokemisk maaleelektrodeindretning

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4836907A (da)
EP (1) EP0100463B1 (da)
JP (1) JPS5928950A (da)
AT (1) ATE30193T1 (da)
DE (1) DE3374029D1 (da)
DK (1) DK158167C (da)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59174748A (ja) * 1983-03-25 1984-10-03 Hitachi Ltd 溶存ガス濃度測定装置
US4932410A (en) * 1988-10-18 1990-06-12 Novametrix Medical Systems, Inc. Dual membrane mounting for transcutaneous oxygen and carbon dioxide sensor
US5158083A (en) * 1989-10-23 1992-10-27 Mountpelier Investments, S.A. Miniature pco2 probe for in vivo biomedical applications
DK163944C (da) * 1990-02-07 1992-09-21 Radiometer As Glaselektrode og anvendelse af denne
US5415164A (en) * 1991-11-04 1995-05-16 Biofield Corp. Apparatus and method for screening and diagnosing trauma or disease in body tissues
EP0624074A1 (en) * 1992-02-01 1994-11-17 The Victoria University Of Manchester Electrode
US5841021A (en) * 1995-09-05 1998-11-24 De Castro; Emory S. Solid state gas sensor and filter assembly
US6259937B1 (en) * 1997-09-12 2001-07-10 Alfred E. Mann Foundation Implantable substrate sensor
US6119028A (en) * 1997-10-20 2000-09-12 Alfred E. Mann Foundation Implantable enzyme-based monitoring systems having improved longevity due to improved exterior surfaces
US6091975A (en) * 1998-04-01 2000-07-18 Alza Corporation Minimally invasive detecting device
US8906013B2 (en) * 2010-04-09 2014-12-09 Endosense Sa Control handle for a contact force ablation catheter
CN104280442B (zh) * 2013-07-12 2018-04-27 株式会社杰士汤浅国际 伽伐尼电池式氧传感器
WO2016112248A1 (en) 2015-01-09 2016-07-14 Exhalix Llc Transdermal sampling strip and method for analyzing transdermally emitted gases

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3575836A (en) * 1969-02-14 1971-04-20 Beckman Instruments Inc Polarographic sensor
US4092233A (en) * 1975-12-18 1978-05-30 Miles Laboratories, Inc. Membrane apparatus
DK139895B (da) * 1976-06-01 1979-05-14 Radiometer As Elektrokemisk måleelektrode til transcutan måling.
GB2005418B (en) * 1977-07-26 1982-04-21 Searle & Co Electrochemical sensor system
JPS54155682A (en) * 1978-05-29 1979-12-07 Sumitomo Electric Industries Sensor for measuring oxygen concentration in percutaneous blood
CA1131708A (en) * 1978-09-11 1982-09-14 Wolfgang Mindt Electrode for cutaneous po2 measurement
US4280505A (en) * 1979-06-20 1981-07-28 Novametrix Medical Systems, Inc. Fixation ring for transcutaneous gas sensor probe
DK133280A (da) * 1980-03-27 1981-09-28 Radiometer As Elektrodeanordning
WO1981002831A1 (en) * 1980-04-11 1981-10-15 Radiometer As Apparatus and method for measuring the partial pressure of oxygen and of a gas which in aqueous solution generates an acid or a base
DE3114441A1 (de) * 1980-04-11 1982-03-04 Radiometer A/S, 2400 Koebenhavn Elektrochemische messelektrodeneinrichtung
GB2097931B (en) * 1981-04-30 1984-11-28 Nat Res Dev Carbon dioxide measurement

Also Published As

Publication number Publication date
DK317082A (da) 1984-01-15
ATE30193T1 (de) 1987-10-15
DK158167C (da) 1990-09-17
DE3374029D1 (en) 1987-11-12
EP0100463A1 (en) 1984-02-15
JPS5928950A (ja) 1984-02-15
US4836907A (en) 1989-06-06
JPH0435174B2 (da) 1992-06-10
EP0100463B1 (en) 1987-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE434437B (sv) Anordning for transkutan metning av det arteriella syrepartialtrycket
DK158167B (da) Elektrokemisk maaleelektrodeindretning, membran til en elektrokemisk maaleelektrodeindretning og et membranmonteringssaet til montering af en membran paa en elektrokemisk maaleelektrodeindretning
CA1202079A (en) Ph and co.sub.2 sensing device
JPS6156777B2 (da)
US4265250A (en) Electrode
JPS60881Y2 (ja) 血液状態検出装置
JPS61122846A (ja) Po↓2,pco↓2電気化学的検出器
US3498899A (en) Electrochemical electrode assembly
JPS60501397A (ja) 血中ガスパラメ−タの経皮測定用および生物電気的信号検出用電極装置ならびに該電極装置からなる電極アセンブリ−
US4303076A (en) Probe for transcutaneous sampling
GB2270982A (en) Electrochemical gas sensor.
US4948496A (en) Gas sensor
US4407291A (en) Transcutaneous blood oxygen measuring device
KR890000606B1 (ko) 가스분석기
JP6989448B2 (ja) 定電位電解式酸素センサ
JPS5962039A (ja) 生体中の二酸化炭素分圧の経皮的測定のための電気化学的センサ
GB1587879A (en) Oxygen measuring electrode assembly
JPS63234146A (ja) Pco↓2電極の製造方法
JPS6212472B2 (da)
JPH031817Y2 (da)
JP5402881B2 (ja) 電極体
JPH041496Y2 (da)
JPH0230256B2 (da)
JPS5931325B2 (ja) 経皮酸素測定用電極装置
JPS5931327B2 (ja) 炭酸ガス経皮計測電極装置

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed