DK173381B1 - Fremgangsmåde til at regulere følsomheden af en mikrosensor samt mikrosensor, der gør brug af fremgangsmåden - Google Patents

Description

i DK 173381 B1

Opfindelsens tekniske område

Opfindelsen angår elektrokemisk måleudstyr og fremgangsmåde til måling af koncentrationen af elektrisk ladede bestanddele 1 en væske. Nærmere bestemt angår opfindelsen en fremgangsmåde og et apparat (en mikrosensor), hvormed det er muligt 5 at bestemme ovennævnte koncentration, ved at måle koncentrationen af et sekundært stof, hvis koncentration er proportional med koncentrationen af førstnævnte bestanddele (det primære stof), således som det fremgår af den indledende del af krav 1.

Opfindelsens baggrund 10 En N03- mikrosensor baseret på immobiliseret nitratreduktion er beskrevet af

Willner, E., Katz, E. og Lapidot, N., 1992, “Bioelectroanalyzed reduction of nitrate utilizing polythiophene bipyridinium enzyme electrodes", Bioelectrochem. Bioenerg., 29, p.29-45. Heri modtager en negativt ladet guldkatode elektroner stammende fra reduktionen af N03- til N02-, og den elektriske forbindelse imellem katoden og enzymer 15 bringes i stand af redox-virksomme copolymerer. Elektronstrømmen fra katoden til en referenceelektrode blev påvist at være proportional med N03- koncentrationen i en puffer, og elektroden kunne muligvis anvendes til kvantitativ bestemmelse af N03- i vandige opløsninger. Det er imidlertid ikke klart, hvorvidt denne biosensor kan fungere i naturlige omgivelser med variabel kemisk sammensætning.

20 I international patent ansøgning PCT/DK96/00488 beskrives en mikrosensor primært beregnet til kontinuert (on-line) måling af koncentrationen af metan baseret på en bakteriel omdannelse af metan under forbrug af ilt, og måling af koncentrationen af ilten. Opfindelsen muliggør måling af metan-koncentrationen med stor rumlig opløsning selv i områder, hvor der forekommer stejle koncentrationsgradienter. Det er imid-25 lertid ikke muligt at styre (kalibrere) følsomheden ved målingen af metankoncentrationen ifølge denne opfindelse.

I japansk patentansøgning 55072853 A beskrives en mikrosensor til måling af koncentrationen af ammoniak i en given opløsning ved hjælp af bakteriel omdannelse af ammoniak med ilt. Sensoren består af et tyndt lag bakterier anbragt på et passende 30 støtteorgan, (en skærm, filter e.l.) efterfulgt af en målesensor til måling af iltkoncentrationen, som i sig selv er af kendt teknik. Heller ikke i dette tilfælde er det mulighed for at foretage en kalibrering af sensorens følsomhed.

I modsætning til ovennævnte systemer beskriver U.S. patent no. 5,234,566 en biosensor bestående afen lipid membran indeholdende mindst én styret ionkanal, hvis DK 173381 B1 2 elektriske ledeevne afhænger af den elektriske potentialforskel hen over membranen.

Det er således principielt muligt at foretage en kalibrering af denne sensor, ved at variere den påtrykte potentialforskel. I dette system indgår der ingen bakteriel omsætning af et primært stof (hvis koncentration ønskes målt) til et sekundært stof (hvis kon-5 centration kan måles med kendt teknik), idet patentet kun beskriver forholdene omkring selve ovennævnte membran.

U.S. Patent 5,474,660 beskriver en sensor til måling af ammoniumion koncentrationen i en opløsning, hvor ovennævnte sensor fungerer ved at måle koncentrationen af ammoniak. Omdannelsen af ammoniumioner til luftformig ammoniak foregår 10 ved hjælp af en elektrokemisk generator omfattende et elektrodesystem, der frembringer hydroxidioner i området udenfor spidsen af sensoren. Denne hydroxidion-frembringelse styres ved hjælp af ovennævnte elektrodesystem. Der indgår ingen mikrobiel medvirken ved målingen.

Fra U.S. patent nr. 5.611.900 kendes en biosensor omfattende en katode 15 (måleelektroden) og en anode (referenceelektroden) befindende sig i et hus, der indeholder en elektrolyt. Det indre af huset står via en membran i forbindelse med et mikrobiologisk grænselag og herigennem med det omgivende medium, hvis koncentration ønskes målt. Kalibreringen af sensoren foregår ved at påtrykke katoden en fast negativ spænding i forhold til referenceelektroden og herefter at måle sensorens ud-20 gangsstrøm ved nedsænkning i et medium med en koncentration på henholdsvis 0% og 100% oxygen. Sensoren har herefter ét fast arbejdsområde, og dens følsomhed kan ikke ændres.

Sammenfatning af opfindelsen 25 Mikrosensorer har leveret betydningsfulde oplysninger om nedbrydningen af kvælstof i naturen, men Især N03- sensorer har givet anledning til problemer på grund af forstyrrelser og ustabilitet af det afgivne signal, hvilket er beskrevet af Jensen, K., Revsbech, N.P. og Nielsen, L.P., 1993, "Microscale distribution of nitrification activity in sediment determined with a shielded microsensor for nitrate”, Appl. Environ. Microbiol.

30 59, p. 3287-3296.

Den foreliggende opfindelse kombinerer målingen af koncentrationen af et primært stof igennem en bakteriel omdannelse til et sekundært stof, hvis koncentration kan måles på kendt måde ved hjælp af en måleelektrode, med muligheden for udefra at styre (kalibrere) følsomheden af målingen af koncentrationen af det primære DK 173381 B1 3 stof. Den beskrevne opfindelse drejer sig specielt - men ikke udelukkende - om en mikrosensor beregnet til kontinuerlig (on-line) måling af koncentrationen af nitrationer N03- ved bakteriel konsumering af disse, hvorved der udvikles lattergas (N20). Koncentrationen af lattergas måles ifølge kendt teknik, og det kan vises (se Larsen, L.H., 5 Kjær, T, Recsbech, N.P. (1997), “A Microscal N03-Biosensor for Environmental Applications, Analytical Chemistry, Vol 96, No 17, pp 3527-3531) at der indenfor et stort måleområde er proportionalitet imellem koncentrationen af nitrationer og koncentrationen af lattergas.

Det er således formålet med opfindelsen at tilvejebringe en fremgangsmåde 10 samt mindst én konkret mikrosensor, der gør brug af denne fremgangsmåde, til kontinuerlig (on-line) måling af koncentrationen af et primært stof omfattende elektrisk ladede partikler i en opløsning på en sådan måde, at følsomheden af ovennævnte måling kan varieres, hvorved det bl.a. bliver muligt at foretage en enklere kalibrering af mikrosensoren.

15 Opfindelsen består i det væsentlige af følgende tre grundbestanddele: 1) en måleelektrode til måling af koncentrationen af et sekundært stof på en i sig selv kendt måde, hvor det ovennævnte stof i den efterfølgende beskrevne udførelsesform er lattergas (N20), 2) Et område, i det efterfølgende benævnt ’reaktionskammer’', indeholdende bakterier, der bevirker en omdannelse af et primært stof, hvis koncentration 20 ønskes målt, til ovennævnte sekundære stof, og hvor ovennævnte reaktionskammer befinder sig på grænsefladen imellem ovennævnte målesonde og det medium, der indeholder det primære stof, hvis koncentration ønskes målt, og 3) et passende elektrodearrangement ved hjælp af hvilket det er muligt at påtrykke en elektrisk potentialforskel imellem mediet indeholdt i ovennævnte reaktionskammer og ovennævnte om-25 givende medium, indeholdende de bestanddele, hvis koncentration ønskes målt, på en sådan måde, at det igennem variation af ovennævnte elektriske potentialforskel bliver muligt, at variere følsomheden af målingen af ovennævnte primære stof.

Fordelene ved ovennævnte opfindelse består i, at det bl.a. i modsætning til tidligere omtalte US-patent nr. 5.611.900 bliver muligt udefra at variere følsomheden af målin-30 gen af koncentrationen af det primære stof, således at det er muligt at tilpasse denne følsomhed til de forhold, der hersker i den aktuelle målesituation. Specielt opnås herved den fordel, at det ved polarisering af potentialet i reaktionskammeret med samme ladningsfortegn som den elektriske ladning af de bestanddele hvis koncentration ønskes målt, bliver muligt at bestemme mikrosensorens nulstrøm. Endvidere bliver det DK 173381 B1 4 muligt ved at påtrykke reaktionskammeret en stor elektrisk potentialforskel i forhold til det omgivende medium med modsat fortegn i forhold til de elektrisk ladede bestanddele, hvis koncentration ønskes bestemt, at bestemme mikrosensorens maksimale signalstørrelse, det vil sige den koncentration af det primære stof, hvorefter der ikke læn-5 gere består proportionalitet imellem koncentrationen af det primære og det sekundære stof. En kalibreringskurve for sensoren kan derved fastlægges ved hjælp af kun en opløsning af det primære medie, hvis koncentration er bestemt med anden fremgangsmåde. Opfindelsen kan generelt sammenfattes under begrebet Migrational Sensitivity Control (MSC).

10

Kortfattet beskrivelse af tegningerne

Fig. 1. Skematisk fremstilling af mikrosonden ifølge opfindelsen.

Fig.2. Sensorens signal som funktion af potentialforskellen mellem mediekammer og det omgivende medie.

15 Fig.3. Sensorens signal som funktion af strømmen mellem medie kammer og det omgivende medie.

Fig.4. Kalibreringskurver for en nitratsensor ifølge opfindelsen ved forskellige niveauer af ion-indtrækning.

20 Detaljeret beskrivelse af opfindelsen I det følgende beskrives en enkelt udførelsesform af mikrosensoren 1 ifølge opfindelsen. Denne består ifølge fig.1. af en elektrokemisk lattergastransducer (3), som ifølge den efterfølgende beskrivelse f.eks. kan bestå af en sølvelektrode eller en palladiumelektrode, hvor mængden af lattergas per tidsenhed, der bliver reduceret på 25 dennes katode, fastlægger nitratsensorens signalstørrelse. Matematisk kan mængden af lattergas, der ankommer til katoden (FlowN2o) beskrives ved følgende udtryk: FIownjo = (1/2)(A/I)Cno3- cInc»- (1) hvor CNo3- er koncentrationen af nitrat udenfor sensorspidsen, dN03- er den effektive 30 diffussionskoefficient af nitrat i reaktionskammeret og A/l er forholdet imellem tværsnitsarealet og længden af reaktionskammeret.

Lattergastransduceren 3 omfatter en katode 12 der over hovedparten af sin udstrækning er omgivet af en kappe 13 der fortrinsvis består af glas. I mellemrummet DK 173381 B1 5 mellem glaskappen og ydervæggen af transduceren 3 befinder der sig en passende elektrolyt. Transduceren 3 er i den nederste ende afsluttet af en siliconemembran 14 igennem hvilken transduceren 3 står i forbindelse med reaktionskammeret 2. Umiddelbart indenfor siliconemembranen befinder sig den blotlagte spids 15 af katoden 12.

5 Omkring den nederste ende af ovennævnte lattergastransducer 3 befinder der sig et mediekammer 6 omgivet af et uigennemtrængeligt hylster (16). Nedadtil er mediekammeret 6 afsluttet i en porøs membran 10, igennem hvilken nitratsensoren 1 står i forbindelse med det omgivende medium 5, hvis nitrationkoncentration skal måles.

Den nederste del af mediekammeret 6 indeholder omkring spidsen af lattergastrans-10 duceren 3 et reaktionskammer 2 indeholdende bakterier 4, der bevirker en reduktion af nitrat (det primære stof) til lattergas (det sekundære stof) ved samtidigt at oxidere kulstofforbindelser fra mediekammeret 6. Reduktionsprocessen starter med det primære stof og slutter med det sekundære stof, men undervejs i processen er der mellemfaser, idet nitrat bliver til nitrit, der igen bliver til kvælstofoxid (NO) og slutteligt til 15 lattergas. Sensoren vil derfor også være i stand til at måle nitrit eller kvælstofoxid.

Endvidere befinder der sig i mediekammeret 6 en elektrode 7, som tjener til påtrykning af en elektrisk potentialforskel imellem mediekammeret 6 og det omgivende medium 5, hvis nitrationkoncentration ønskes målt. Til påtrykning af ovennævnte potentialforskel befinder der sig i det omgivende medium 5 en referenceelek-20 trode 9, og indskudt imellem denne og ovennævnte elektrode 7 befinder der sig en variabel spændingsforsyning 8 og eventuelt en måleindretning 17 som for eksempel et amperemeter.

Afstanden mellem referenceelektroden 9 og mikrosensorens spids indeholdende den porøse membran 10 er ikke kritisk og kan vælges op til 1 meter. Da ion-25 indtrækningen kun virker mellem referenceelektroden og sensorspidsen er en mindste afstand på 2-3 mm nødvendig. Det er endvidere muligt at sammenbygge referenceelektroden 9 med sensoren 3, f.eks. ved anbringelse af referenceelektroden 9 i en reces i den ydre overflade af sensorhuset og udføring af mundingen af referenceelektroden i området foran den porøse membran 10. Herved opnås en let håndterbar en-30 hed.

Fig. 1 viser en skematisk fremstilling af ion-indtrækningsmekanismen, der er grundlaget for ovennævnte variation af følsomheden af mikrosensoren 1 ifølge opfindelsen. Strømmen af ioner fra det omgivende medium 5 ind i mikrosensoren 1 igennem den porøse membran 10 foregår som resultatet af såvel den tilstedeværende DK 173381 B1 6 kemiske gradient (diffusionen) over membranen 10 som af den udefra påtrykte elektriske gradient. Den elektriske gradient kaldes også migration. Disse to gradienter tilsammen (den elektrokemiske gradient) er således den effektive gradient, som de elektrisk ladede bestanddele bliver udsat for. Disse to gradienter virker forskelligt som 5 funktion af afstanden, idet diffusionen (dvs. den kemiske gradient) er meget effektiv over korte afstande, mens den elektriske gradient også er virksom over store afstande.

Det er derfor muligt at tiltrække elektrisk ladede bestanddele i det omgivende medium 5 over store områder og derved at måle meget små koncentrationer. Den resulterende hastighed af ionvandring ind i sensoren er resultat af den kemiske gradient og den 10 påtrykte elektriske gradient og giver anledning til en nettodiffusionshastighed af ioner ind i sensoren. Afhængigt af fortegnet af den elektriske potentialforskel imellem mediekammeret 6 og det omgivende medium 5, eller af den (styrede) strømretning og -styrke, vil den totale transport af elektrisk ladede bestanddele ind i mikrosensoren 1 blive forstærket i forhold til det rent kemiske (diffusions) bidrag eller hæmmet i forhold 15 hertil.

Fig. 2 viser signalstørrelsen fra det omgivende medie (5) indeholdende 100 μΜ nitrat som funktion af det påtrykte elektriske potentiale. Det fremgår, at der ved at påtrykke mediekammeret 6 en negativ polarisering på - 0.1V eller derunder i forhold til målemediet opstår en så lille nettovandring af negative ioner, at der ikke kan registre-20 res et signal fra sensoren. I polariseringsintervallet + 0.1 til + 0.6V stiger signalet lineært som funktion af polariseringen. Ved højere positive polariseringer af mediekammeret 6 stiger signalstørrelsen kun lidt, da den maksimale nitrat reducerende kapacitet af reaktionskammeret 2 er nået. Sensorens maksimale lineære område er således ca.

150pA.

25 Fig. 3 viser signalstørrelsen som funktion af strømstyrken mellem mediekam meret 6 og det omgivende medium 5 med 100μΜ nitrat. Det ses, at der løber en strøm i kredsen, uden at der er påtrykt en potentialforskel mellem mediekammeret 6 og det omgivende medium 5. Dette skyldes det elektriske potentiale, som er opstået på grund af forskellig diffusionskoefficient for de dominerende positive og negative ioner i me-30 diekammeret 6.

Fig. 4 viser kalibreringskurver for en sensor ved forskellige niveauer af ionindtrækning. Af figuren fremgår, hvorledes det med ion-indtrækningen er muligt at optimere sensorens følsomhed og/eller måleområde til en given situation. Det ses, at ved stigende polarisationsspænding formindskes sensorens lineære område. Dette skyl- DK 173381 B1 7 des, at de anvendte bakterier 4 (af stammen Agrobacterium Radiobacter) er negativt ladede og derfor også bliver trukket væk fra sensorspidsen hvorved de forhindres I at metabolisere det primære stof nitrat. Problemet er særligt udtalt ved små koncentrationer af nitrat, fordi polarisationsspændingen skal være stor. Ved i stedet at anvende 5 positive bakterier opnås, at disse bevæger sig mod sensorspidsen ved måling af lave nitrat-koncentrationer, men ved en ompolarisering for at formindske nitratfølsomheden vil bakterierne i stedet mlgrere op i sensoren. Ladede bakterier vil derfor generelt ikke være anvendelige ved både lave og høje koncentrationer af nitrat. En måde at løse dette problem på er at bruge neutrale bakterier, men disse kan med tiden muligvis bli-10 ve elektrisk ladedeved ændringer af det omgivende medium. En anden løsning på problemet med bakterie-vandringen er at anvende en bakterietype, som producerer exo-polymerer, der fastholder bakterierne. Exo-polymerer udskilles fra bakterierne i form af slim for at de kan hænge fast på overflader. Det vil også være muligt at binde bakterierne indbyrdes under anvendelse af kalciumioner (Ca++) eller et andet passen-15 de kemikalie.

Et væsentligt problem i forbindelse med anvendelse af en mikrosensor af ovenfor beskrevne type består i ældning af den porøse membran 10, der gør at en ren spændingsstyring af ion-indtrækningen med tiden vil føre til forkerte resultater, idet membranen efterhånden som den ældes vil blive impermeabel, mens resistansen af 20 bakteriematrixen vil stige på grund af tilstedeværelsen af døde bakterier. Ved at anvende en strømstyret ion-indtrækning elimineres denne ældningsproblematik fuldstændigt. Imidlertid vil en sensor baseret på en strømstyret ion-indtrækning være følsom overfor ændringer i ionstyrken af det omgivende medium 5.

Resistansen afhænger også af diffusionskoefficienten af de ioner der giver 25 anledning til den elektriske strøm igennem den porøse membran, indeni en typisk sensor er koncentrationen af ioner meget større end udenfor. Som følge heraf resulterer den elektriske strøm primært af ioner kommende indefra sensoren. Osmolytten anvendt i forbindelse med de resultater der er vist på fig. 2 og 3 er lithiumklorid. En negativ strøm er således primært resultat af bevægelsen af lithiumioner indefra og udefter.

30 Klorid diffunderer 1.5 til 2 gange bedre end lithium. Derfor vil resistansen ændre sig afhængigt af om strømmen ind i sensoren er negativ eller positiv.

Den på fig. 2 og 3 viste ion-indtrækning som funktion af den påtrykte potentialforskel eller strøm giver mulighed for opnåelse af tre ting: DK 173381 B1 8 1. Ved at polarisere mediekammeret 6 med samme fortegn som de elektrisk ladede bestanddele i det omgivende medium 5, er det muligt at bestemme mikrosensoren 1’s nulstrøm. Denne værdi er meget vigtig for eksempel ved anvendelse I rensningsanlæg, hvor beluftningen af anlægget startes, når nitrationkoncentrationen er nul.

5 2. Ved at polarisere mediekammeret 6 med modsat fortegn i forhold til de elektrisk ladede bestanddele i det omgivende medium 5, vil der løbe en stor strøm af disse ind i mikrosensoren 1. Det bliver på denne måde muligt at bestemme den maksimale signalstørrelse, som mikrosensoren 1 er i stand til at afgive (mætningspunktet på fig. 2 og 3).

10 3. Det bliver igennem regulering af den påtrykte elektriske potentialforskel eller strøm muligt at optimere følsomheden af mikrosensoren 1 med hensyn til det aktuelle omgivende medium 5.

Den i det foregående omtalte måleelektrode, der måler koncentrationen af det sekundære stof (f.eks. lattergas) har hidtil fungeret ved hjælp af en sølv- eller platin· 15 katode. Andre forskere (se Kudo, A., Mine, A.: “Electrocatalysis for N20 reduction on metal electrodes", Journal of Electroanalytical Chemistry, 1996, Vol 408, p. 267-269) har dog vist, at andre metaller også kan have en katalytisk aktivitet med hensyn til lattergasreduktion. Det har vist sig, at ved at anvende en palladiumelektrode i stedet for en sølvelektrode kan O-strømmen reduceres med 90-95 %.

20 Endvidere giver en palladiumelektrode typisk det dobbelte signalniveau ved en given lattergaskoncentration i forhold til en sølvelektrode. I en foretrukken udførelsesform af lattergaselektroden som vist skematisk på fig.1 placeres en platintråd med palladiumoverflade 18 der over cirka 2/3 af sin længde er dækket af en Isolerende kappe 19 langs siden af måleelektroden (12. 13. 15), og platintråden polariseres med 25 samme spænding som målekatoden 12. Herved opnås der den fordel, at elektrolytten reduceres, hvorved også O-strømmen på målekatoden reduceres. En anden og vigtig funktion af denne metaltråd med palladiumoverflade er, at den opsamler stoffer, der ellers ville forurene målekatoden, og derved ødelægge dennes katalytiske aktivitet.

Uden denne elektrolytrensende foranstaltning har palladiumelektroden en kort levetid.

30 Ved hjælp af den variable spændingsforsyning 21 påtrykkes der en passende potentialforskel mellem målekatoden 12 hhv. palladiumelektroden 18 og den omgivende elektrolyt, hvori den anden referenceelektrode 20 befinder sig. Ved hjælp af pico-amperemetret 22 kan koncentrationen af lattergas og dermed den ønskede nitration-koncentration måles.

Claims (12)

1. Fremgangsmåde til måling af koncentrationen af et primært stof bestående af elektrisk ladede bestanddele (som f.eks. ioner) i et fluid medium (5) bestående i, at bakterier (4) omsætter det primære stof indeholdt i ovennævnte fluide medium (5) og 5 hvis koncentration ønskes målt til et sekundært stof, således at det gennem måling af koncentrationen af det sekundære stof bliver muligt at bestemme koncentrationen af det primære stof, kendetegnet ved, at nettodiffusionshastigheden af elektrisk ladede partikler fra det fluide medium (5) ind i det område (2), der indeholder bakterier (4) styres ved at påtrykke en elektrisk potentialforskel eller lade en given elektrisk 10 strøm løbe imellem ovennævnte område (2) indeholdende bakterier og det omgivende medium (5).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det gennem ovennævnte styring af nettodiffusionshastigheden bliver muligt at variere følsomheden af målingen af det primære stof i det fluide medium (5).

3. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at ovennævnte bakterier består af denitrificerende bakterier, der bevirker en omdannelse af nitrationer (N03-) til lattergas (N20), således at det ved at bestemme koncentrationen af N20 bliver muligt at bestemme koncentrationen af nitrationer i det fluide medium (5).

4. Mikrosensor (1) til måling af koncentrationen af elektrisk ladede bestandde le (som f.eks. ioner) i et fluid medium (5), hvor ovennævnte mikrosensor omfatter en transducer (3) anbragt i et hylster forsynet med en porøs membran (14) til måling af et sekundært stof, og hvor ovennævnte transducers nederste ende befinder sig i et omgivende mediekammer (6), hvis nederste ende omkring transduceren udgøres af et 25 reaktionskammer (2) indeholdende bakterier (4), der kan bevirke en omsætning af et primært stof indeholdt i det fluide medium (5) til ovennævnte sekundære stof, således at det ved at måle det sekundære stof ved hjælp af ovennævnte transducer (3) bliver muligt at bestemme koncentrationen af det primære stof, og hvor området indeholdende ovennævnte bakterier (4) står i forbindelse med det omgivende medium (5) 30 igennem en porøs membran (10), kendetegnet ved, at ovennævnte mediekammer (6) omfatter en elektrode (7), der befinder sig i en given afstand fra ovennævnte membran (10)'s ene side. der er forbundet med en spændingsforsyning (8), der påtrykker elektroden (7) et elektrisk potentiale i forhold til en i det omgivende medium (5) 10 DK 173381 B1 anbragt referenceelektrode (9), og en måleindretning (17) er indskudt imellem elektroden (7) og referenceelektroden (9).

5. Mikrosensor ifølge krav 4, kendetegnet ved, at ovennævnte elektriske potential-forskel/strøm kan varieres, på en sådan måde, at det bliver muligt at va- 5 riere følsomheden af mikrosensoren (1) med hensyn til koncentrationen af det primære stof.

6. Mikrosensor ifølge krav 4 og 5, kendetegnet ved, at følsomheden af mikrosensoren holdes konstant med hensyn til det primære stof, ved at strømmen mellem mediekammeret (6) og det omgivende medie (5) holdes konstant, men at det 10 påtrykte potentiale kan varieres.

7. Mikrosensor ifølge krav 4, kendetegnet ved, at bakterierne (4) i reaktionskammeret (2) fikseres ved enten at anvende bakterier med en neutral elektrisk ladning eller ved at anvende exo-polymer producerende bakterier eller ved kemisk at binde bakterierne sammen, eksempelvis ved hjælp af Ca++.

8. Mikrosensor ifølge ethvert af kravene 4 til 6, kendetegnet ved, at ovennævnte reaktionskammer (2) indeholder denitrificerende bakterier, der bevirker en omdannelse af nitrationer (N03-) til lattergas (N20), og at ovennævnte mikrosensor (1) er udformet til at bestemme koncentrationen af nitrationer i det omgivende medium (5) ved med transduceren (3) at måle koncentrationen af lattergas frembragt igennem 20 de denitrificerende bakteriers konsumering af nitrationer i det omgivende medium (5).

9. Mikrosensor ifølge ethvert af kravene 4 til 7, kendetegnet ved, at ovennævnte transducer (3) til måling af koncentrationen af lattergas omfatter en sølvelektrode.

10. Mikrosensor ifølge ethvert af kravene 4 til 8, kendetegnet ved, at 25 transduceren (3) til måling af koncentrationen af lattergas omfatter en palladiumelektrode som målekatode (12).

11. Mikrosensor ifølge ethvert af kravene 4 til 7, kendetegnet ved, at ovennævnte transducer (3) til måling af koncentrationen af lattergas omfatter en metaltråd med palladiumoverflade (18).

12. Mikrosensor ifølge krav 10, kendetegnet ved, at metaltråden med palladiumoverflade (18) er polariseret med samme potentiale som målekatoden. «