FI65333C - Foerfarande foer aostadkommande av vaetskekontakt med en laongsam vaetskestroemning - Google Patents

Description

1 65333

MENETELMÄ NESTEKONTAKTIN AIKAANSAAMISEKSI HITAALLA NESTE-VIRTAUKSELLA - PÖRFARANDE FÖR ÄSTADKOMMANDE AV VÄTSKE-KONTAKT MED EN LÄNGSAM VÄTSKESTRÖMNING

Tämä keksintö kohdistuu menetelmään nestekontaktin aikaansaamiseksi hitaalla nestevirtauksella sellaista mittausta varten, jossa mitataan potentiaaliero kahden nesteen välillä, joista toinen, tunnettu neste sijaitsee referenssikana-5 vassa ja toinen, mitattava neste sijaitsee näytenestekana-vassa.

Ioniselektiivisellä analysaattorilla mitataan nesteistä, esimerkiksi verestä eri ainepitoisuuksia, kuten kaliumia, 10 natriumia tai kalsiumia. Mittaus perustuu potentiaalieroon ns. referenssielektrodin ja mitattavalle aineelle kuten kaliumille herkän elektrodin välillä. Referenssikanavassa oleva elektrodi on liuoksessa, jonka koostumus tunnetaan ja jota liuosta johdetaan mitattavaan nesteeseen, jotta saa-1J täisiin aikaan suljettu virtapiiri ( = nestekontakti).

Ongelmana referenssi liuoksen johtamiseksi mitattavaan nes,-teeseen on yleisesti se, että referenssiliuoksen virtausnopeus on ollut vaikeasti aseteltavissa. Turhan suuren liuosmäärän käyttö on kallista ja hankaloittavaa, ja liian ^ pienen liuosmäärän käyttö saattaa johtaa siihen, että yh teys referenssiliuoksen ja mitattavan nesteen välillä katkeaa. Lisäksi täytyy estää mitattavan nesteen pääsy refe-renssikänävaan. Jos mitattavaa nestettä pääsee referenssi-kanavaan, muuttuu kanavassa olevan liuoksen koostumus ja

'« K

samalla muuttuu potentiaaliero referenssielektrodin ja muiden elektrodien välillä, mikä aiheuttaa virheellisen mittaustuloksen.

Ennestään tunnetuissa analysaattoreissa mittausanturin 30 referenssikanava on valmistettu esimerkiksi hiomalla kaksi kappaletta kartion muotoisesti yhteen ja jättämällä hiotut pinnat juuri sen verran karkeiksi, että pintojen välistä vuotaa referenssiliuosta mitattavan nesteen sekaan. Epäkohtana tämän tapaisella menetelmällä on sen kalleus ja 2 65333 mittausanturin haittapuolena on sen suuri koko. Tällöin on referenssikanavan ja mittauskanavien välimatka suuri, mikä johtaa siihen, että mitattavan nesteen määränkin pitää olla suuri. Jos pyritään mahdollisimman pieneen mitattavan nes-5 teen eli näytteen määrään on näytenestekanava tehtävä läpimitaltaan pieneksi. Tämä taas johtaa lukuisiin epäkohtiin, joita ovat mm. näytenestekanavan tukkeutumisvaara sekä ilmakuplavaara. Ilmakupla voi pienessä kanavassa katkaista sähköisen yhteyden, jolloin saadaan luonnollisesti 10 väärä mittaustulos.

Eräässä toisessa tunnetussa menetelmässä valmistetaan re-ferenssikanavan liittymä näytenestekanavan kanssa sint-ratusta lasipulverista. Tämän menetelmän ja anturin epä-15 kohtana on edelleen suuri koko ja siitä aiheutuvat haitat, jotka on jo edellä kerrottu. On ollut hyvin vaikeaa saada lasisintteripalasta kiinnitetyksi referenssikanavaau* Lisäksi lasilla on se ominaisuus, että se likaantuu pikkuhiljaa esimerkiksi näytteestä, joka useimmiten on verta.

20

On myös tunnettua käyttää nykyaikaisia hydrofobisia muovi-materiaaleja kuten teflonia huokoisten välikalvojen muodostamiseksi näytteen ja referenssiliuoksen välillä. Tällaiseen rakenteeseen perustuvia elektrodeja on esitetty esim. 25 sveitsiläisessä patenttijulkaisussa 520 928. Samantapaisia ratkaisuja on esitetty myös yhdysvaltalaisessa patenttijulkaisussa 4 053 382, jossa keksinnön kohteena on teflon-tyyppisistä aineista muodostetun välikalvon pintaan muodostuvien potentiaalierojen pienentäminen. Tavanomaisten kallo vojen tai seinämien muodossa olevien nestekontaktielimien haittoina ovat paitsi muodostuva korkeahko potentiaaliero kalvon ja nesteiden välillä myös niiden huono käytettävyys nykyaikaisten sarjaan kytkettyjen näytekanavien kanssa.

15 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt 3 65333 epäkohdat ja aikaansaada menetelmä, jolla voidaan valmistaa taloudellisia, luotettavia ja pienikokoisia referenssielek-trodeja ioniselektiivisten analysaattoreiden mittaantureita varten. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista b se, että referenssikanavan ja näytenestekanavan väliin puristetaan puristettaessa kuitumaiseksi muotoutuvaa granu-lattia kuten teflonia. Menetelmän etuna on sen helppous ja nopeus. Lisäksi muovigranulaatti on halpaa ja sitä tarvitaan yhteen referenssikanavaan vain hyvin pieni määrä. 10 Eritysesti Teflon on luonnostaan nestettä hylkivää, joten likaantumis- ja tukkeutumisvaara on pieni. Teflonrakeet muodostuvat kuiduiksi puristettaessa, jolloin aikaansaadaan rakoja, joita pitkin referenssiliuos valuu näytenesteeseen. Tämän menettelyn ansiosta voidaan helposti puristaa muoviin ainetta myös useampia, sarjaan kytkettyjä näytenestekanavia varten yhtäaikaisesti. Nesteeseen nähden epätasaisesta rintamasta johtuen eivät esim. Teflonille ominainen korkea potentiaaliero pinnassa pääse olennaisesti vaikuttamaan haitallisesti.

20

Erään edullisen sovellutusmuodon mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että granulaatti pidetään puristusvaiheessa kosteana.

25 Keksintö kohdistuu myös edellä mainitun menetelmän mukaisesti valmistettuun mittausanturiin, jossa on näyteneste-kanava, tähän yhdistetyt mittauskanavat kutakin mitattavaa ainetta varten sekä referenssikanava. Keksinnön mukaiselle mittausanturille on tunnusomaista se, että referenssikana-30 van ja näytenestekanavan välissä on kuitumaista, nestettä hylkivää ainetta kuten teflonia.

Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 4 65333 kuvio 1 esittää teflonsintterin puristusta referenssikana-vaan; mittausanturi on halkileikattuna ja kuvio 2 esittää halkileikkausta valmiista mittausanturista.

5

Mittausanturi voidaan valmistaa esimerkiksi akryylimuovista. Runko-osaan 1 tehdään kanava re£erenssiliuosta ja re-ferenssielektrodia 6 varten. Tätä kanavaa kutsutaan refe-renssikanavaksi 2. Samoin tehdään runko-osaan mittauskana-10 vat 3, 4 ja 5 elektrodeille 7, 8 ja 9, joiden avulla mita taan eri ainepitoisuuksia, esimerkiksi natriumia, kaliumia ja kalsiumia. Yksinkertaisimmin kanavat 2-5 tehdään poraamalla. Lisäksi anturiin porataan näytenestekanava 10 ja re£erenssiliuoksen tulokanava 11. Näytenestekanava 10 on 15 yhteydessä kanaviin 2 - 5 suppilomaisen supistusosan 23 välityksellä. Vastaavasti referenssiliuoksen tulokanava 11 on yhteydessä referenssikanavaan 2. Mittauskanavien 3-5 supistusosaan valetaan sinänsä tunnettu ioniselektiivinen kalvo 18, 19 ja 20, joka on tietylle aineelle herkkä; esi-20 merkiksi juuri natriumille, kaliumille ja kalsiumille kullekin erikseen. Lisäksi mittauskanavat varustetaan elektrodeilla 7 - 9. Referenssikanavan 2 supistusosaan 23 va rattu teflongranulaatti laitetaan työkaluun 21, jolla gra-nulaatti 17 puristetaan referenssikanavan 2 supistusosaan 25 23. Näytenestekanavassa 10 on vaste 22, jota vasten tef- longranulaatti puristetaan. Puristettaessa, esimerkiksi hydraulisella puristimella, granulaatti "sintraantuu", jolloin teflonrakeet muuttuvat kuitumaisiksi. Muodostuneiden kuitujen väleissä voi referenssineste virrata. Puris-30 tustiukkuudella voidaan säätää tietty virtausnopeus. Vir tausnopeutta voidaan säätää myös teflonkerroksen paksuudella. Puristus suoritetaan kosteana, jolloin teflonkuitu-jen väliin jää nestettä. Tällöin kapillaarivoima, joka vaikuttaa kuitujen välissä, ylläpitää pientä vuotoa puris-35 tetussa teflonmassassa.

5 65333

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei rajoitu yksinomaan edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan että keksinnön eri sovellutusmuodot voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.

/

Claims (3)

65333

1. Menetelmä nestekontaktin aikaansaamiseksi hitaalla nestevirtauksella sellaista mittausta varten, jossa mitataan potentiaaliero kahden nesteen välillä, joista toinen, tunnettu neste sijaitsee referenssikänavassa (2) ja toi-5 nen, mitattava neste sijaitsee näytenestekanavassa (10), tunnettu siitä, että referenssikanavan (2) ja näytenestekanavan (10) väliin puristetaan puristettaessa kuitumaiseksi muotoutuvaa granulaattia kuten teflonia (17).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että granulaatti pidetään puristusvaiheessa kosteana.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä valmis-15 tettava mittausanturi, jossa on näytenestekanava (10Γ; tähän yhdistetyt mittauskanavat (3-5) kutakin mitattavaa ainetta varten sekä referenssikanava (2), tunnettu siitä, että referenssikanavan (2) ja näytenestekanavan (10) välissä on kuitumaista, nestettä hylkivää ainetta kuten 20 teflonia (17).