203864. lajstromszámú szabadalom • Oxigénmentes kalibráló oldat
1 HU 203 864 B 2 A találmány redukálószert, indikátort, valamint adott esetben pH-módosító és/vagy ozmózisnyomás-beállító adalékanyagokat tartalmazó oxigénmentes kalibráló oldat vérgázanalizátorok és oxigénmérők kalibrálására, amely a felhasználhatóság hatását színváltozással jelzi. Az elektroanalitikai, amperometriai elven működő oxigénmérő készülékek a felhasználás célja szempontjából a következő csoportokra oszthatók: — vérgázanalizátorok (pl. AVL 947, Coming 178, ABL 333, II System 1312, RADELKIS Op-215, OP-216), GV- transcutan oxigénméiők (pl. RADIOMETER TCM 3, CONTRON MicroGas 7640, SensoMedics Transed, Novametrics, RADELKIS OH-704), ----- légteri oxigénmérők (pl. RADELKIS OH-703), oldott oxigénmérők (pl. RADELKIS OH-113, OH-503). A kialakításukban és külső megjelenésükben rendkívül eltérő készülékek megegyeznek abban, hogy a méréseket megelőzően két, ismert oxigén-fugacitású, illetve aktivitású fluidummal kalibrálni kell azokat. Ezek közül egyikben — gyakorlati és célszerűségi okokból — az oxigén fugacitása 0 kPa, azaz a közeg oxigénmentes. Az oxigénelektródon ekkor átfolyó áram, az ún. maradékáram számértéke kihasználható az elektród jóságának jellemzésére is. A felhasználásra kerülő közegeknek két fő típusa ismert: oxigént nem tartalmazó gáz vagy gázkeverék, illetve nátrium-szulfittal telített vizes oldat. A kalibrálásra használható gázokat és gázkeverékeket nagynyomású palackokból nyerik, melyek töltése gázgyárakban történik. A gázokat a felhasználás igényeinek megfelelően vagy telítik vízgőzzel (folyadékon történő átbuborékoltatással) vagy közvetlenül az elektródokhoz vezetik a palackokból. A telített nátrium-szulfit-oldatot mindig frissen készítik kalibrálás előtt, majd egyszeri felhasználás után kiöntik. A gyártók a rendelkezésre álló lehetőségek közül mindig azt választják, amelyik az adott készülék esetén a legegyszerűbben kivitelezhető. Az előbb felsorolt oxigénmentes közegeknek azonban igen komoly hátrányai is vannak mind kényelmi, mind technikai és egyes esetekben környezetvédelmi szempontból. A készülékekhez rendszeresített palackok általában nagy méretűek, nehezek, kezelésük kényelmetlen. Sok esetben, különösen intenzív terápiás osztályokon nehézséget jelent az elhelyezésük. A folyamatos használat során elkerülhetetlenül felmerül a palackok töltésének, illetve cseréjének állandóan visszatérő problémája. Száraz gáz kalibrálásra való felhasználása esetén az elektród membránja hamar kiszárad, néhány mérés után membráncsere — következésképpen az elektród újraszerelése és kondicionálása — válik szükségessé. A vízgőzzel telített gáz alkalmazása vérgázanalizátorok esetében ugyan elméletileg pontosabb eredményeket szolgáltat, de a telítés és a telítésre használt, eredendően levegővel telített folyadék oxigén-tartalmának „kiűzése” hosszú időt vesz igénybe, és így a kalibrálás ideje szempontjából jelent elháríthatatlan akadályt. A telített nátrium-szulfit-oldat kalibrálásra történő felhasználása során is több probléma adódik. Az oldatot mindig frissen kell elkészíteni, a folyadékhoz képest sok sót kell felhasználni, hogy az oxigénmentesítés biztos legyen. Mivel a kalibráló folyadék a kalibrálásra alkalmas állapotát ismeretlen ideig tartja meg, a pontos mérés érdekében az erősen redukáló hatású oldatot csak egyszer használják, utána kiöntik. Amellett, hogy ez nyilvánvaló pazarlás, ezzel jelentős környezetszennyezést is okoznak. A telített nátrium-szulfit-oldat ozmózisnyomása az érzékelők belső töltőoldatához képest nagy. Ez azt eredményezi, hogy az oldat használata során az érzékelő membránján keresztül jelentős mértékű oldószer-diffúzió indul meg. Emiatt csökken a folyadék-film vastagsága a katód és a membrán között, nő az oldott anyagok aktivitása. Mindez kedvezőtlenül befolyásolja az érzékelők érzékenységét, és csökkenti a két szerelés közti maximális időt. Az ismertetett nehézségek kiküszöbölését tűztük ki célul olyan oxigénmentes oldat előállításával, amely feleslegessé teszi gázpalackok vagy pedig a telített nátrium-szulfit-oldat használatát oxigénmérő készülékek nulla oxigénfugacitásra történő kalibrálása esetén. Gazdasági és környezetvédelmi szempontokat figyelembe véve előnyös tulajdonsága ennek az oldatnak, hogy elkészítéséhez csak a minimálisan szükséges anyagmennyiségeket kell felhasználni. További előny, hogy ez az oldat színváltozással jelzi felhasználhatóságának határát. Az oldat ozmózisnyomása a célnak megfelelően beállítható, miáltal kalibrálás során nem változik az elektród érzékenysége és két szerelés közötti maximális idő nő. A találmányi gondolat alapján az a felismerés képezi, hogy a kitűzött feladatnak megfelelő oxigénmentes oldat állítható elő, ha az optimális koncentrációjú redukálószer(eke)t és indikátor(oka)t, valamint adott eseten pH-módosító és/vagy inert anyag(ok)at egyidejűleg tartalmaz. A találmány szerinti oldatban a redukálószer(ek) az oxigén redukciója során oxidálódik (oxidálódnak), mialatt az oldat összetétele és a pH megváltozik. Ezt a pH-változást, adott esetben pH-beállító adalékanyag közbeiktatásával, alkalmasan megválasztott átcsapási intervallumú sav-bázis indikátor festék(ek) jelzi(k). Az oldat pH-ja a 7,5-10,5 tartományban van, ezért az ott használatos fenol-, illetve timolszármazék indikátorok valamelyike vagy azok keveréke használható, a feladatnak megfelelően. Ilyen indikátorok pl.: Krezolvörös, 1-Naftoftalein, O-krezolftalein, fenolftalein, timolkék, timolftalein. Az indikátorokról bővebb információ pl. Analitikusok kézikönyve, Főszerk. Pungor Ernő, Műszaki Könyvkiadó 1987. Az inert adalékanyag szerepe az oldat optimális ozmózisnyomásának beállításában van. A találmány szerinti oldatot és annak működését az alábbi példákon szemléltetjük anélkül, hogy találmányunk oltalmi körét e példára korlátoznánk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
