172868. lajstromszámú szabadalom • Mérőelektród és mérőkészülék széndioxid és oxigén parciális nyomásának és nyomáskülönbségének meghatározására
3 172868 4 mérőhelyen a gáznyomáskülönbség egyidejű mérésére. A találmányunk szerinti mérőelektródok lehetővé teszik a gázok vagy folyadékokban oldott széndioxid és oxigén gáz parciális nyomásának rövid idő alatt, pl. 15-20 másodperc, történő szelektív meghatározását. A mérőelektródok által szolgáltatott mérőjel a mintához tartozó átlagértéknek felel meg. A mérőelektródokat hosszú ideig (3-4 hét) nem kell regenerálni. A mérőelektródokhoz kapcsolt mérőkészülék alkalmas gázok vagy folyadékokban oldott gázok parciális nyomásának közvetlen meghatározására, több mérőhely közötti nyomáskülönbség szakaszos vagy folyamatos mérésére, regisztrálására. A találmány szerinti mérőelektródok, a mérőkészülék előnyös tulajdonságai új műszaki hatást eredményeznek, amelyek új felhasználási területekre történő bevezetést tesznek lehetővé. Ezek közül megemlítjük a légzésfunkció vizsgálatokat. A mérőkészüléket ekkor úgy alakítjuk ki, hogy a vizsgált egyén aktuális hőmérsékletére termosztált mérőelektródokat a vizsgált egyén szájnyílása elé helyezett csőbe építjük és a mérőkészüléket regisztrálóval kötjük össze. A mérőelektródok és a mérőkészülék alkalmas a szöveti gáznyomás átlagértékének mérésére in vivo körülmények között. Ez az újszerű alkalmazás azáltal válik lehetővé, hogy a mérőelektródok gyorsan követik a gáznyomás átlagértékének változását. A mérőelektródok és a mérőkészülék alkalmas továbbá biológiai szennyvíz tisztításánál alkalmazott baktérium ágyak hatékonyságának vizsgálatára, technológiai folyamat optimalizálására. A mérőkészülék gáznyomáskülönbség mérését megvalósító változata olyan orvosbiológiai mérések kivitelezését biztosítja, amelyekre eddig nem volt lehetőség. Kvantitatív értékelhető, egyidejűleg összehasonlítható az egészséges és kóros, pl. rákos sejtkeverék, a mintaoldat és a vizsgálandó sejttenyészet életfunkcióival kapcsolatos gáznyomás v&tozás. E mérések diagnosztikai jelentősége felbecsülhetetlen. A találmány tárgya mérőelektród és mérőkészülék gázok és folyadékokban oldott gázok, széndioxid és oxigén gáz parciális nyomásának, a nyomás átlagértékének, az átlagértékek különbségének szakaszos vagy folyamatos meghatározására. A mérőelektródok felépítése olyan, hogy az érzékelőt és a vonatkozási elektródot körülvevő elektrolit oldat, pl. széndioxid mérőelektród esetében hidrogénkarbonát oldat katalizátort, pl. karboanhidratáz enzimet vagy az elektrolit oldatot a mintától elválasztó membrán pl. teflon, katalizátort tartalmaz. A katalizátor, pl. karboanhidratáz enzim olyan anyag, amely a meghatározandó vagy a mérés szempontjából inert gáz, pl. széndioxid és az elektrolit oldat, pl. hidrogénkarbonát oldat között létrejött kémiai egyensúlyi reakció, pl. hidrolízis sebességét gyorsítja. A mérőelektród úgy is kialakítható, hogy egymástól elkülönített több, pl. 20 db érzékelőt tartalmaz, miáltal a minta gáznyomásának átlagérték képzésére alkalmas. A mérőelektród egyik lehetséges kiviteli alakja olyan felépítésű, hogy membránjának felülete az érzékelők helyének megfelelő felületei részletét kivéve összefüggő fémréteggel van borítva. A fémréteg meggátolja az inert és mérendő gáznak a mérőelektród élettartama szempontjából hátrányos, a membrán egész felületén történő átdiffundálását. A mérőkészülék mérőelektródjai a mérőkészülék mérőműszerének bemenetére kapcsolódnak. A mérőműszer villamos felépítése olyan, hogy alkalmas egy vagy több mérőelektród vagy a polaritásnak megfelelően vagy ellenkezően soros vagy párhuzamos kötésű mérőelektródok által szolgáltatott áram vagy feszültség mérőjel és/vagy mérőjel különbség képzésére erősítésére és kijelzésére. A találmány példakénti kiviteli alakját a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1. ábra a széndioxid és a 2. ábra az oxigén mérőelektródot vázlat alapján mutatja be. Az 1. ábrán az 1 belső vonatkozási elektród, pl. Ag/AgCl elektród 2 standard oldatba pl. KC1 tartalmú pufferoldatba merül. Az 1. és 2. ábrán 3 belső elektródtest pl. üvegcső végén vagy elektródtestben pl. üvegrúdban helyezkedik el 4 érzékelő^) a széndioxid mérőelektród esetében pl. üvegréteg, az oxigén mérőelektród esetében pl. 20 mikron átmérőjű platina huzalok. 3 belső elektródtest 5 elektrolit oldatba pl. kloridion és katalizátor pl. karboanhidratáz, dtokrom tartalmú pufferoldatba merül, ugyancsak ebben helyezkedik el 6 vonatkozási elektród pl. Ag/AgCl elektród is, mindezeket 7 külső elektródtest pl. műanyag cső foglalja magába. A 7 külső elektródtest egyik végét a mérendő gáz számára átjárható 8 membrán pl. teflon, polipropilén zárja le. A 8 membrán felülete 9 fémréteggel pl. platina réteggel van borítva. A mérőkészülék 1. és 2. ábrán bemutatott mérőelektródjainak 6 vonatkozási elektródjai és 1. ábra szerinti vonatkozási elektródja, valamint 2. ábra szerinti 4 érzékelői a mérőkészülék mérőműszerének bemeneteire kapcsolódnak. A mérőelektródok elektrokémiai viselkedésének és a mérőműszer villamos tulajdonságainak illesztése ismert parciális nyomású gázokkal vagy folyadékokkal történik. Szabadalmi igénypontok: 1. Mérőelektródok széndioxid vagy oxigén gáz parciális nyomásának meghatározására, amelynek elektrolit oldatba (5) merülő érzékelőjét (4) és vonatkozási elektródját (6) a széndioxid vagy oxigén gáz számára átjárható membrán (8) választja el a mintától, azzal jellemezve, hogy az elektrolit oldat (5) IO-8 -2, előnyösen ÍO^-IO'1 mól/dm3 katalizátort vagy enzimet tartalmaz, és/vagy a membrán (8) vagy a membrán (8) felülete vagy a membrán (8) felületi részletezi) 10“8-2, előnyösen 10"4-10_1 mól/dm3 katalizátort vagy enzimet tartalmaznak és/vagy a membrán (8) vagy a membrán (8) felülete vagy felületi részletei 10"8-2, előnyösen 10-4—10_1 mól/dm3 katalizátort vagy enzimet tartalmazó anyag rétegével vannak kapcsolatban. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
