170261. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és mérőszonda a vérbe bevitt, voltammetriásan meghatározható vegyületek in vivo körülmények közötti mérésére
170261 3 4 különbséget létesítünk, amelynél a vérben jelenlevő, illetve belevitt valamely vegyület és/vagy a meghatározandó anyag elektrokémiai reakcióra képes, s a jelentkező áramerősséget valamely árammérő és regisztráló műszerrel kijelezzük. A kapott jelekből -koncentráció mérése esetén az áramlási sebesség ingadozásai következtében keletkezhető hatásokat adott esetben kompenzálva - azokat ismert koncentrációk hatására fellépő, előzőleg mért áramerősségekkel összehasonlítva számítjuk ki az illető szerves anyag koncentrációját. A találmány szerinti eljárás alapját egyrészt az a felismerés képezi, hogy az élő szervezetben végzett voltammetriás méréshez nincs szükség bonyolult, a viszonyító elektródot tartalmazó félcella alkalmazására, hanem az áramló testfolyadékot használjuk a viszonyító elektródként alkalmazott másodfajú elektród kialakításához. Ha például emberi vérben jelenlevő gyógyszer koncentrációját határozzuk meg, azt találtuk, hogy a vér állandó, normális kloridion-aktivitása, elegendő ahhoz, (345-380 mg/100 ml), hogy kloridionra reverzibilis másodfajú elektród (pl. ezüst(ezüstklorid)klorid; platina(hexakloroplatina)klorid] oldatfázisaként stabil elektródpotenciált biztosítson. Az ilyen módon létrehozott ún. áramló viszonyító elektród alkalmazásával kiküszöböljük az egyéb típusú viszonyító elektródok hosszantartó, folyamatos igénybevétele során jelentkező koncentrációs polarizációt. A találmány szerint kialakított áramló elektrolitú viszonyító elektród nem juttat idegen anyagot az élő szervezetbe, és lehetőséget biztosít ana, hogy hosszantartó, folyamatos koncentrációkövetéskor is az elektródpotenciál állandó maradjon. A találmány szerinti eljárás alapja másrészt az a felismerés, hogy az indikátor elektród és a viszonyító elektród közelítésével, adott esetben egybeépítésével olyan minimális értékűre csökkenthetjük az elektródok közötti oldat ellenállását, hogy az oldatban a mérés során létrejövő feszültségesés sem a voltammetriás jelet nem torzítja, sem pedig elektromos ingert nem okoz a szervezet számára. Tekintettel arra, hogy az in vivo méréseknél előforduló áramerősségértékek 10"~8 A nagyságrendűek, a találmány szerinti mérőrendszer ellénáüása'a vérben kb. 100 fi,a kialakuló TO -3 mV nagyságrendű feszültségmérés nem képez elektromos ingerforrást. A merést célszerűen olyan potenciálértéken végezzük, amelynél annak megváltoztatásával az áremerősség értéke alig vagy egyáltalán nem változik, azaz a vérrel felvett feszültség-áramerősség görbének és a mérésnek megfelelő feszültségtartományban elhelyezkedő szakasza a vízszintes feszültség-tengellyel közel párhuzamosan halad. A találmány szerinti módszer azon alapul, hogy ha a vérben megváltozik valamely, voltammetriásan mérhető szervés anyag, pl. gyógyszer koncentrációja, ezzel párhuzamosan a voltammetriás áram intenzitása is megváltozik. A regisztráló műszer által lerajzolt jel azonban in vivo kísérletek esetén a mindenkori koncentrációszintnek megfelelő áramerősség-érték körül oszcillál. Az oszcillálás a vér áramlási sebességének változása folytán lép fel, pl. a szívlüktetés és a légzések hatására. Az áramlási sebességből, illetve ennék ingadozásaiból adódó ezen áramváltozásokat ismert módon elektromos úton csillapíthatjuk. A koncentráció kompenzált mérését úgy is végezhetjük, hogy a szívlüktetés következtébeni sebességváltozásokat a mérőtérrel párhuzamosan mesterségesen kialakított pufferoló térrel egyenlítjük ki, amikor 5 is a testfolyadéknak csupán egy része folyik át a mérőcellát tartalmazó csőszakaszon, a nagyobb része pedig a puffertartályon halad keresztül. Ilyen módon az áramlási sebesség ingadozása nem befolyásolja a mérőcella működését. Ez a pufferolótér, illetve tar-10 tály az érpályába (pl. véredénybe) műtéti úton is csatlakoztatható. A mérendő szervesanyag-tartalom összehasonlító kiszámításánál ágyébként ismert módon úgy járhatunk el, hogy a kapott eredményeket ismert mennyi-15 ségű standard anyagok beadása után felvett kalibrációs görbék segítségével, azokkal összehasonlítva értékeljük ki. Ez esetben a kiszűrni, kompenzálni szándékozott összes tényezőket célszerűen a későbbi mérésnek megfelelő értéken tartjuk, s az így adódó 20 áramerősség-értékek alapján készítjük a kalibrációs görbét. Sok esetben azonban nem szükséges a koncentráció abszolút értékének megállapítása, hanem elegendő a koncentráció időbeni relatív változásának vizsgá-25 lata. Ilyenkor szükségtelen a kalibrációs görbe felvétele. A találmány szerinti mérőszonda lényegében a vér áramlásának fenntartására alkalmas, az érpálya közbeiktatható mérőszakasz és mérőelektródként ehhez 30 rögzített, illetve rögzíthető, heterogén szilikongumi alapú membránelektród/elektródok, valamint vonatkoztatási elektród/elektródok, illetőleg elektródpárok. A mérőszakasz vagy maga a mérendő érpálya vagy 35 pedig záróelemekkel felszerelt, mindkét végén kettős cső végződésű, illetve csatlakozású csőszerű darab, amelynek egy-egy csővégződése az érpályához csatlakozik, és a 2-2 csővégződés között egy-egy csap helyezkedik el. 40 Emberen végzett mérésnél a mérőszakasz maga az érpálya, állatokkal (pl. egér, patkány, macska, kutya stb.) végrehajtott mérések esetén használható az érpályába közbeiktatható mérőszakasz. A mérőszakasznak az érpályába iktatása az ér kettévágásával, és 45 az így kapott érvégződéseknek a mérőszakasz két végére való ráhúzásával történhet. Ez a farmakológiai laboratóriumokban szokásos állatsebészeti technikával egyszerűen megoldható. Előnyösnek találtuk egyes esetekben, ha a mérő-50 elektród(ok) és vonatkoztatási elektród(ok) egymáshoz képest rögzítettek. A találmány szerinti mérőszonda egyik lehetséges kiviteli alakját az 1. ábra szemlélteti. A 3 mérőszakaszban helyezkedik el a 2 mérőelektród és a 7 vonatkoztatási elektród, amelyek 55 1 ill. 6 elektromos kivezetése regisztráló berendezéssel ellátott mérőműszerhez csatlakozik. A vizsgáim kívánt vért vagy közvetlenül a 9 kétfuratú csap előtt vezetjük be a csővégződésbe, vagy pedig a 10 nyomáskiegyenlítő tartály 12 bevezetésén keresztül. A 10 60 nyomáskiegyenlítő tartály 11 folyadéktérből és indifferens gázt, pl. nitrogént vagy argont tartalmazó 13 gáztérből áll. A 13 gáztérben levő közömbös gáz összenyomhatósága biztosítja a zárt rendszerben esetleg fellépő nyomás kiegyenlítését. 65 A találmány szerinti mérőszonda elektródrend-2
