HU218903B - Biocompatible ionselective electrode - Google Patents

Biocompatible ionselective electrode Download PDF

Info

Publication number
HU218903B
HU218903B HU9700281A HUP9700281A HU218903B HU 218903 B HU218903 B HU 218903B HU 9700281 A HU9700281 A HU 9700281A HU P9700281 A HUP9700281 A HU P9700281A HU 218903 B HU218903 B HU 218903B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
polyvinyl chloride
ion
biocompatible
weight
electrode
Prior art date
Application number
HU9700281A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Jenő Havas
Miklós Berszán
Lajos Kecskés
Ernő Lindner
Károlyné Rozbora
Original Assignee
Jenő Havas
Miklós Berszán
Lajos Kecskés
Ernő Lindner
Károlyné Rozbora
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 Jenő Havas, Miklós Berszán, Lajos Kecskés, Ernő Lindner, Károlyné Rozbora filed Critical Jenő Havas
Priority to HU9700281A priority Critical patent/HU218903B/en
Publication of HU9700281D0 publication Critical patent/HU9700281D0/en
Publication of HUP9700281A2 publication Critical patent/HUP9700281A2/en
Publication of HUP9700281A3 publication Critical patent/HUP9700281A3/en
Publication of HU218903B publication Critical patent/HU218903B/en

Links

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

The sensor (2) of a biocompatible ion selective electrode is constructed of 10-80 wt.% of polyurethane. This contains PVC and PVC complete with carboxy and/or hydroxy groups. The sensor contains active matter (e.g. a complexing compound) either in a molecular dispersion form or applied from its solution. Optionally, plasticiser and additives are also present the sensor (2), and a supporting phase, preferably netting, containing surface dispersed active matter or being impregnated by a solution of active matter.

Description

A találmány tárgya ionok koncentrációjának meghatározására alkalmas biokompatibilis ionszelektív elektród, amelynek érzékelőeleme aktív anyagot tartalmazó alifás poliuretánból, valamint speciális funkciós csoportokkal rendelkező poli(vinil-klorid) és poli(vinil-klorid) keverékéből van kiképezve.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a biocompatible ion-selective electrode for determining ion concentration, the sensing element of which is an aliphatic polyurethane containing an active substance and a mixture of polyvinyl chloride and polyvinyl chloride having special functional groups.

A testfolyadékokban jelen lévő különböző ionok például kálium-, nátriumionok koncentrációjának gyors és pontos meghatározása diagnosztikai jelentőségű. A különböző ionok koncentrációjának szelektív in vitro és in vivő meghatározása a leggyorsabban és legkényelmesebben ionszelektív elektródok segítségével potenciometriásan valósítható meg.The rapid and accurate determination of the concentration of various ions present in body fluids, such as potassium and sodium, is of diagnostic importance. Selective in vitro and in vivo determinations of the concentration of various ions can be achieved most rapidly and conveniently using ion-selective electrodes potentiometrically.

Az ionszelektív elektród membrán alakú érzékelőelemébe aktív anyag (például komplexképző vegyület, csapadék) van építve, amely a minta meghatározandó ionjával elektrokémiai egyensúly kialakítására alkalmas. Az egyensúly eredményeképpen a mintával érintkező érzékelőelem felületén, a mérendő ion koncentrációjától (aktivitásától) függő nagyságú potenciál lép fel. Az ionszelektív elektródból és egy állandó potenciálú vonatkozási elektródból álló elektrokémiai mérőcella cellafeszültsége tehát mennyiségi információt hordoz: mért nagyságából kiszámítható (megfelelő készülék segítségével közvetlenül kijelezhető) a kérdéses ion keresett koncentrációja (aktivitása).The membrane sensing element of the ion selective electrode contains an active substance (e.g., a complexing compound, a precipitate) which is capable of electrochemically equilibrating with the ion to be determined in the sample. As a result of this equilibrium, the potential of the sensor contacting the sample is dependent on the concentration (activity) of the ion to be measured. The cell voltage of an electrochemical measuring cell consisting of an ion-selective electrode and a constant-potential reference electrode therefore carries quantitative information: its desired magnitude (activity) can be calculated (can be directly displayed by a suitable device).

Az irodalomban (Havas J.: A kémia újabb eredményei című sorozat 48. kötete: Ion- és molekulaszelektív elektródok biológiai rendszerekben. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1980) ismertetett elektródkonstrukciók közül kiemelendők azok, amelyek érzékelőeleme a szilárd aktív anyagot heterogén eloszlásban hordozó műanyag [előnyösen poli(vinil-klorid)] membrán. A membrán alakú érzékelőelem merev poli(vinil-klorid) cső, az úgynevezett elektródtest végére ugyancsak poli(vinil-klorid) oldatával mint ragasztóval van rögzítve. Az elektródtest elektrolitoldatot tartalmaz, ezzel van érintkezésben az érzékelőelem elektródtest felőli felülete. Az elektrolitoldatba állandó potenciálú, úgynevezett belső vonatkozási elektród merül.Among the electrode constructions described in the literature (J. Havas: New Results in Chemistry, Volume 48: Ion and Molecular Selective Electrodes in Biological Systems. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1980), the sensing element of a plastic material containing a heterogeneous distribution of the solid active substance polyvinyl chloride] membrane. The membrane-shaped sensing element is attached to the end of a so-called electrode body by a rigid polyvinyl chloride tube, also with a solution of polyvinyl chloride as an adhesive. The electrode body contains an electrolyte solution, which contacts the electrode body surface of the sensor element. A so-called internal reference electrode is immersed in the electrolyte solution.

A poli(vinil-klorid)-alapú membránok egyik hátrányos sajátsága az úgynevezett mátrixhatás (aktív anyagot nem tartalmazó membránok esetében mérhető, nem szelektív elektródfünkció) csökkentésére született megoldás, amelyet az 199 994 B lajstromszámú magyar szabadalom ismertet. E találmány szerinti szilikongumitartalmú, poli(vinil-klorid)-alapú érzékelőelem azonban nyomásérzékeny, igen sérülékeny, továbbá megbízhatatlanul ragasztható poli(vinil-klorid) elektródtesthez. Ezek a hátrányos sajátságok jelentősen korlátozzák a találmány szerinti elektródok élettartamát.One disadvantage of polyvinyl chloride-based membranes is the reduction of the so-called matrix effect (non-selective electrode function in the case of non-active membranes), which is described in Hungarian Patent No. 199,994B. However, the silicone rubber-containing, polyvinyl chloride-based sensor element of the present invention is pressure sensitive, highly vulnerable, and reliably adhesive to a polyvinyl chloride electrode body. These disadvantages significantly limit the life of the electrodes of the invention.

Az ismert poli(vinil-klorid)-alapú membránok másik hátrányos sajátsága, hogy szilárd felületen rosszul tapadó réteget képeznek, ezért az úgynevezett szilárd elvezetésű, egyszer használatos szenzorlemezek előállítására alkalmatlanok.Another disadvantage of the known polyvinyl chloride-based membranes is that they form a poorly adherent layer on a solid surface and are therefore unsuitable for producing so-called solid-conducting, disposable sensor plates.

További hátrányos sajátságuk, hogy nem biokompatibilisek, és biológiai folyadékokkal (például vérrel) érintkezve a felületükön adszorbeálják a fehérjéket. A változó nagyságú, felületi fehérjeréteg lerontja az elektród érzékenységét, reprodukálóképességét és élettartamát.A further disadvantage is that they are not biocompatible and adsorb proteins on their surface in contact with biological fluids (such as blood). The variable surface protein layer degrades the sensitivity, reproducibility and lifetime of the electrode.

A találmány célja olyan elektródkonstrukció kialakítása, amely az ismertetett hátrányos sajátságokat (fehérjeérzékenység, biokompatibilitáshiány) kiküszöböli, ragasztással megbízhatóan rögzíthető az elektródtesthez, továbbá jól tapadó réteget képez szilárd felületen.The object of the present invention is to provide an electrode structure which eliminates the described disadvantages (protein sensitivity, lack of biocompatibility), can be reliably adhered to the electrode body by gluing, and forms a good adhesive layer on a solid surface.

A találmány alapja az a felismerés, hogy az előzőkben ismertetett hátrányos sajátságok gyakorlatilag teljesen kiküszöbölhetők, ha az érzékelőelemet mint hordozót olyan biokompatibilis alifás poliuretánból alakítjuk ki, amely az aktív anyagon kívül funkciós csoportjai révén jól tapadó réteget képező, speciális funkciós csoporttal vagy csoportokkal (például -COOH, -OH) rendelkező poli(vinil-klorid)-ot és ragaszthatóságot biztosító poli(vinil-klorid)-ot is tartalmaz.The present invention is based on the discovery that the disadvantages described above can be practically completely eliminated by forming the sensor element as a carrier from a biocompatible aliphatic polyurethane with a special functional group or groups forming an adherent layer through its functional groups (e.g. - Contains polyvinyl chloride having COOH, -OH) and polyvinyl chloride having adhesive properties.

A találmány tárgya biokompatibilis ionszelektív elektród, amelynek előnyösen korong alakú (membrán) érzékelőeleme 10-80 tömeg% speciális funkciós csoporttal rendelkező poli(vinil-klorid)-ot és poli(vinilklorid)-ot tartalmazó poliuretánból van kiképezve, és a hordozófázis molekuláris eloszlású aktív anyagot vagy oldószerben oldott aktív anyagot, adott esetben ismert lágyítót és anionzavarást csökkentő adalékanyagokat tartalmaz.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a biocompatible ion-selective electrode, preferably having a disc-shaped (membrane) sensing element made of polyurethane containing 10-80% by weight of a special functional group polyvinyl chloride and polyvinyl chloride, and the carrier phase having a molecular distribution of active or an active ingredient in a solvent, optionally known plasticizers and anionic suppressants.

A találmány szerinti elektród úgy is kialakítható, hogy az érzékelőelem az ismert aktív anyag oldatával kezelt (például duzzasztott) támasztófázist (például hálót) tartalmaz.The electrode of the present invention may also be configured such that the sensing member comprises a support phase (e.g., a mesh) treated with a solution of the known active material (e.g., swollen).

A találmány szerinti biokompatibilis ionszelektív elektródot egy kiviteli példa alapján 1. ábrán mutatjuk be vázlatosan metszeti rajz formájában.The biocompatible ion-selective electrode of the present invention is shown schematically in sectional view in accordance with one embodiment.

Az 1. ábrán csőszerű poli(vinil-klorid)-ból kiképzett 1 elektródtest egyik végére korong alakú 2 érzékelőelem van rögzítve. Az 1 elektródtest belsejében 0,1 mol/1 koncentrációjú kálium-klorid 3 elektrolitoldat helyezkedik el, amelybe ezüst/ezüst-klorid másodfajú elektród mint 4 potenciálelvezető merül. Az 1 elektródtest másik végét a 4 potenciálelvezetőt magában foglaló poli(vinil-klorid) 5 szigetelőelem zárja le. A 2 érzékelőelem összetétele: 1,06 g poliuretán, 0,1 g karboxilezett poli(vinil-klorid), 0,16 g poli(vinil-klorid), 0,10 g valinomycin aktív anyag, 2,70 g bisz(2-etil-hexil)-szebacát lágyító, 0,02 g kálium-tetrakisz-(4-klór-fenil)-borát adalékanyag.In Figure 1, a disc-shaped sensor element 2 is attached to one end of a tubular polyvinyl chloride electrode body 1. Inside the electrode body 1 is a 0.1 mol / l potassium chloride electrolyte solution 3, into which a silver / silver chloride secondary electrode is immersed as a potential conductor 4. The other end of the electrode body 1 is enclosed by a polyvinyl chloride insulating element 5 including a potential drain 4. Composition of the 2 sensing elements: 1.06 g polyurethane, 0.1 g carboxylated polyvinyl chloride, 0.16 g polyvinyl chloride, 0.10 g valinomycin active ingredient, 2.70 g bis (2- ethylhexyl) sebacate softener, 0.02 g potassium tetrakis (4-chlorophenyl) borate additive.

A korong alakú 2 érzékelőelemet ismert eljárással formába öntéssel alakítjuk ki oly módon, hogy az érzékelőelemet felépítő komponenseket tetrahidrofurán oldószerben (a példa szerinti mennyiséget 14 g-ban) oldjuk, és a formába öntés után az oldószert szobahőmérsékleten elpárologtatjuk. A 2 érzékelőelemet és 5 szigetelő elemet poli(vinil-klorid) tetrahidrofurános oldatával mint ragasztószerrel rögzítjük a poli(vinil-klorid) elektródtest végéhez.The disc-shaped sensor element 2 is formed by molding in a known manner by dissolving the sensor component components in a tetrahydrofuran solvent (14 g in an exemplary amount) and evaporating the solvent at room temperature. The sensor element 2 and the insulator element 5 are fixed with a solution of polyvinyl chloride in tetrahydrofuran as an adhesive to the end of the polyvinyl chloride electrode body.

A találmány szerinti elektródnak az ismertekhez viszonyított előnyei a következők:The advantages of the electrode according to the invention over the known ones are as follows:

a) biokompatibilisek (patkányok hátbőre alá implantált érzékelőelem esetében 14 nap elteltével meghatározott leukocitaszám a poli(vinil-klorid) érzékelőelem esetében mértnek csupán a ti2(a) Biocompatible (leukocyte count determined after 14 days in the case of a rat implanted detector in the abdomen) measured in the polyvinyl chloride detector only in ti2

HU 218 903 Β zede), az érzékelő felületén elhanyagolható mértékben adszorbeálják a fehérjéket, így élettartamuk néhány hónapról 10-12 hónapra nő, és alkalmasak in vivő felhasználásra,EN 218 903 ede zede), adsorb negligibly on the surface of the sensor to increase their lifespan from a few months to 10-12 months, and are suitable for in vivo use,

b) poli(vinil-klorid) és poliuretán elektródtesthez egyaránt rögzíthetők ragasztással, és jól tapadó réteget képeznek szilárd felületen,(b) they can be bonded to both the polyvinyl chloride and polyurethane electrode bodies and form a highly adherent layer on a solid surface;

c) mechanikailag ellenállóak, ezért nem sérülékenyek, és nem nyomásérzékenyek.(c) they are mechanically resistant and therefore not vulnerable and not pressure sensitive.

Claims (2)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Biokompatibilis ionszelektív elektród oldat ionkoncentrációjának és/vagy ionaktivitásának meghatározására, amely komplexképző vegyület vagy csapadék aktív anyagot tartalmazó műanyag membránból mint érzékelőelemből, ezt oly módon magában foglaló, csőszerűén kiképzett műanyag elektródtestből van felépítve, hogy a membrán egyik felülete mérendő oldattal, másik felülete potenciálelvezetővei vagy állandó ionaktivitású elektrolitoldattal, utóbbiban elhelyezett potenciálelveze5 tővel van kapcsolatban, azzal jellemezve, hogy az érzékelőelem (2) 10-80 tömeg% karboxil és/vagy hidroxil funkciós csoporttal rendelkező poli(vinil-klorid) és poli(vinil-klorid)-tartalmú poliuretán, az érzékelőelem (2) molekuláris eloszlású 1,2-2,4 tömeg% aktív anya10 got - előnyösen valinomycint - vagy oldószerben oldott aktív anyagot foglal magában, és adott esetben 40-60 tömeg% lágyítót és 0,2-0,5 tömeg% adalékanyagot tartalmaz.CLAIMS 1. A biocompatible ion-selective electrode solution for determining ion concentration and / or ion activity of a complexing compound or precipitate of a plastic membrane containing an active substance comprising a tubularly formed plastic electrode body comprising: or a electrolyte solution having a constant ionic activity, the latter being a potential drain, characterized in that the sensing element (2) comprises 10 to 80% by weight of polyvinyl chloride and polyvinyl chloride containing carboxyl and / or hydroxyl functional groups. , the sensing element (2) having a molecular weight of 1.2-2.4% by weight of active material, preferably valinomycin, or in a solvent, and optionally 40-60% by weight of plasticizer and 0.2-0.5% by weight Contains% Additive. 2. Az 1. igénypont szerinti biokompatibilis ionsze15 lektív elektród, azzal jellemezve, hogy az érzékelőelem (2) aktív anyaggal vagy oldószerben oldott aktív anyaggal átitatott felületkezelt diszperz vagy difform támasztófázist, előnyösen hálót tartalmaz.A biocompatible ion-selective electrode according to claim 1, characterized in that the sensing element (2) comprises a surface-treated disperse or diffusive support phase impregnated with an active substance or a solvent dissolved in a solvent, preferably a web.
HU9700281A 1997-01-30 1997-01-30 Biocompatible ionselective electrode HU218903B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU9700281A HU218903B (en) 1997-01-30 1997-01-30 Biocompatible ionselective electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU9700281A HU218903B (en) 1997-01-30 1997-01-30 Biocompatible ionselective electrode

Publications (4)

Publication Number Publication Date
HU9700281D0 HU9700281D0 (en) 1997-03-28
HUP9700281A2 HUP9700281A2 (en) 1998-08-28
HUP9700281A3 HUP9700281A3 (en) 1999-07-28
HU218903B true HU218903B (en) 2000-12-28

Family

ID=89994688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9700281A HU218903B (en) 1997-01-30 1997-01-30 Biocompatible ionselective electrode

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU218903B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
HU9700281D0 (en) 1997-03-28
HUP9700281A3 (en) 1999-07-28
HUP9700281A2 (en) 1998-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4813424A (en) Long-life membrane electrode for non-ionic species
Lambrechts et al. Biosensors: microelectrochemical devices
US4440175A (en) Membrane electrode for non-ionic species
Mădăraş et al. Microfabricated amperometric creatine and creatinine biosensors
US6663756B2 (en) Microchip-type oxygen gas sensor based on differential potentiometry
ES2453906T3 (en) Electrochemical urea sensors and methods for manufacturing them
US5453171A (en) Heparin-selective polymeric membrane electrode
JP2002540424A (en) Small solid-state reference electrode with self-diagnosis function
Dong et al. An electrochemical microsensor for chloride
US5078856A (en) Ion carrier membrane, and ion sensor having same
EP0630472A1 (en) Heparin-selective polymeric membrane electrode
Lindner et al. Electroanalytical and biocompatibility studies on microfabricated array sensors
US20040188252A1 (en) Reference electrode assembly
Kell et al. Continuous monitoring of the electrical potential across energy-transducing membranes using ion-selective electrodes Application to submitochondrial particles and chromatophores
Cosofret et al. Planar micro sensors for in vivo myocardial pH measurements
US7083709B2 (en) Potentiometric, ion-selective electrode
EP1327879B1 (en) Ion sensor with reactive adhesive
HU218903B (en) Biocompatible ionselective electrode
Lim et al. Protein adsorption to planar electrochemical sensors and sensor materials
USRE31299E (en) Ion-selective electrode device for polarographic measurement of oxygen
Javanbakht et al. PVC‐Based on thiopyrilium derivatives membrane electrodes for determination of histamine
EP0316380A1 (en) Electrochemical sensor with solid phase electrolyte.
Nikolelis et al. Electrochemical investigation of interactions of bilayer lipid membranes (BLMs) with incorporated resorcin [4] arene receptor with ephedrine for the development of a stabilized lipid film biosensor for ephedrine
Marrazza et al. Silicone‐based calcium‐selective electrode
JPH0128903B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee