JPS61122846A - Ｐｏ↓２，ｐｃｏ↓２電気化学的検出器 - Google Patents

Ｐｏ↓２，ｐｃｏ↓２電気化学的検出器

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JPS61122846A
JPS61122846A JP60226624A JP22662485A JPS61122846A JP S61122846 A JPS61122846 A JP S61122846A JP 60226624 A JP60226624 A JP 60226624A JP 22662485 A JP22662485 A JP 22662485A JP S61122846 A JPS61122846 A JP S61122846A
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electrolyte
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oxygen
electrodes
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ダウツド　パーカー
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ORENJI MEDICAL INSTR Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体中の酸素分圧ＰＯ２及び二酸化炭素分圧
ｐｃｏ、を同時に連続的に測定するための電気化学的検
出器装置に関する。本発明の電気化学的検出器は、特に
血液中のＰＣＯ２及びＰｏ２を動脈内測定するのく有用
であり、加熱用素子及びわずかな形状の変化を加えるこ
とにより２等血液中のガスを皮膚から測定するのに容易
に適用することができる。
従来のＰＯ２、ＰＣＯ２検出器は、電解質と電気的に接
続した一対の金属電極を、電解質及び検査しようとする
流体と接触した酸素透過性膜中に入れたものからなって
いる。一方の電極であるカソードは、膜を通過する酸素
を電気化学的に還元することができる金属からなり、そ
れにより流体中の酸素分圧に関連した電流を生ずる。
従来のＰＣＯ２検出器も一対の電極と電解質及び、この
場合には二酸化炭素に対し透過性の膜からなる。検出器
は、水が通る膜を二酸化炭素が通過して酊解し、炭酸を
生じ、その炭酸の解離により次式に従って水素イオンを
生成することＫよって起きる一変化の効果ｔ−記録する
動きをする。
ＣＯ２＋　Ｈ：ρ−−−−−−−＞ＨＰ。
ｎ、、、Ｃｏ、４；１−ニラＨ”　＋ＨＣＯ３−二酸化
炭素・酸素検出用微小電極単一装置は、Ｒｅ５Ｔ１１ｒ
ａｔｉｏｎ　Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇ７　２３　３７　／　
−％？　７９Ｃ／９７！ｆ）に記載されている。この糸
は白金カソードと銀・塩化銀アノードをキンヒドロン（
ｑｕＬｎｈｙｄｒｏｎ　）　／塩化カリウム電解質中に
入れたものを含んでいる。この系はＰＣＯ□　とＰｏ２
を同時ではないが別々に測定するのに用いることができ
る。
本発明の範囲には次のものが入る。
流体中のＰｏ２及びＰＣＯ２１に同時に且つ連続的に測
定する九めの電気化学的検出器において、（ａ）　　二
酸化炭素の存在によって生ずる一変化に感応する第１［
極、 電気化学的にａＣ１″還元することができる第２１戸−
で：　茅１電手シ・／：＃ａｌ咬しｌＩトざ（１２電右
ト、第１及び！８２電極の各々に対する又はそれらに共
通する対照＊極、 第１ｔ極、第コ■４極及び対照電極を離して絶縁して保
持する九めの部材、及び 対照電極及び第１及び？Ａ２電極と接触する、好ましく
はアルカリ性電解質である電解質、を内部ＫＮするｔ他
案、 （１））＠／及び第λの面！ｊ−有する酸素及び二酸、
化炭素に透過性の膜で、第１ｔｈｌが電解質と接触し、
第２面が試験しようとする流体からの二酸化炭素分圧に
入れるようにし、兜に電解質が固体の場合にも水にも透
過性である膜、 からなるＳ［気的検出器０ ｆＪ４１Ｉ１１他と対照電極との間の二酸化炭素及び第
ａＩＩＣ他と対照電憎との間の酸素によって生ずる一気
的変化を同時に測定する丸めの装置が各電極に接続され
ている。
一具体例として、検出器は血液中のＰｏ　　とＰ００２
を測定するための動脈内カテーテルの先端に取シ付けて
用いられる。二酸化炭素の変化に感応する電極は−ガラ
ス電極である＠酸素ｔ−電気化学的に還元するための電
極は、銀又は白金から作られ、対照電極は銀／塩化銀で
あシ、膜は水、二酸化炭素及び＃＊に透過性の４リスチ
レンである。そし″て電解質は炭酸水素ナトリウム及び
塩化カリウムの水溶液からりくつ九乾燥した又は半固体
の層である。
膜は、好ましくは生物学的に不活性の１合体から作られ
ているが二酸化炭素と酸素に対し透過性である。もし固
体のＩＩｃＰＮｙｉＬｔ−用いるならは、腺は水にも透
過性でなけれはならない０過当な腕は、電′Ｓ買ｍａセ
／　ｆ　−（ａｓｎａｓｒ　）　　ｆ　ＣＯ２１０ｔ２
０透過性ポリスチレン膜で浸漬被覆することによって作
ることができる。この形のセンサーを作るには、電＆を
先ずカテーテル先端にとりつけ、その先端管固体電解質
で仮積し、それを今度は０□／ＣＯ□″ハ、０　透過住
良で浸漬被臘する。両方の被覆は完全に電極を欄ってい
る。
他の具体例として、二酸化炭素と酸素に対し進退性の膜
は、皮膚に接触して束は皮膚に接近して置けるように配
置されており、そのＭ果二酸化炭素と酸素が血液から皮
膚を通り、膜を造って電解質中へ入ることができる。
この後者の具体例は、制御された加熱用素子（即ちサー
ミスターで制御され次素子）を取りつけ、それによって
検出器を加熱して、その検出器と接触している皮膚の部
分中の血液流を増大するのに遇し九編度に維持するのが
Ｍ利である。
斯様に、本発明の電装な具体例は、皮膚を通って拡散す
るガスのＰＯ２及びＰ（ＰＯ２を決定することにより、
皮膚を通るＰＯ２及びＰＣＯ２を測定することかできる
皮膚からの検出器である。本発明の検出口のそのような
＾体側の一例は、一つ以上の鉄０２電極と、測定しよう
とする皮膚の所の部分の血ｍａｔ−ｍ大するための制御
さ１次加熱用素子とｆ：＠み込んだ環状対照電極で一１
ゴラスＣＯ２電極を取９ｔいたものからなる。電極の露
出表面は適当な電解質と接触しており、その電解質は液
体でもよく、その装置に対しては動脈内検出器の場合に
必要な程厳格な殺菌法は用いなくてもよい。最後に電解
質を０２７００７２透過性編で被覆する・もし湿潤又に
液体電解質が用いられるならば、水透過性は心組ではな
い。この検出器は、血液西を増大するようにプーンスタ
ー飼＃がりい次電気的加熱用素子で局部的に加熱した皮
膚Ｋ［接遇用し、皮膚を通って拡散するガスから血液の
ＰＯ２とＰＣＯ２のＯ１顆性のある測定を行なうことが
できる＠本発明による検出器のどの型のものくついても
、　００２電極と０２％極に少なくとも或ゐ機曵対照電
極によって離し、Ｃｏ２電他に存在する水素イオンと、
０２電他で発生する水酸イオンとのＦＩｌｏの干渉を出
来るだけ小姑くすることか好ましい。
二酸化民業の存在によって生ずる声変化に感応する第１
電極は、ｐ？ｉ、ｌスミ極であるのが好ましいＯ １！！素ｔ−電気化学的に還元することができる第−Ｉ
Ｅ他は、銀、金、日を、Ｒ累又は適当な半環体材料のよ
うな、分極′ｗｔＲで酸素を電気化学的に還元する必要
な性質１に有するどのような？ｒ科から作ることができ
る。
対照電極は、ゾロツク又は巻線機の銀／塩化鋏であるの
が好ましい。
酸素の電気化学的還元による出力は、分極用電源及び電
流＃幅器を用い次従来のボーク、７２７回路によす測定
する。−ガラス電極の出力は、高インピーダンス電圧層
＠器により測定する。酸素と二酸化炭素は、干渉するこ
となく同時に動脈中又は皮膚から測定場れる。エレクト
■ニクスの分野の当業者であれはｓ　００２／　０２に
より急き起される電極中Ｊ）変化を測定する手段として
役に立つ、禎々の電気的部品を知っているであろう。
好鷹しい電解質材料は、非緩衝状態でアルカリ性で、遊
離のハクＪｆ″／イオンを含むものである。
電解質の選択は、電極材料の選択によって指定される。
一ガ２スＣ０２％他、銀／埴化餡対照電極及び銀酸素電
極と共に用いるのに好ましい電解質は、ＮａＨＣＯ，と
ＫＣＸとの混合物である。電解質はａｍ（液体）又は半
固体状でもよい。エチレングリーール中に炭酸水素ナト
リウム／塩化カリを入れ次ものは、本発噂の皮膚透過域
検出ａＫ適したアルカリ性電解質である。
ここに記載し次検出器の皮膚透：ｉｉｌ型のものは、ガ
ラス円血液のＰＯ２及びＰＣ０２ｔ−測定するのく用い
ることもできる。この場合には、検出器の膜は血液の試
料と接触して保ち、電極は血液から膜を通って拡散して
くる面木及び二酸化炭素の分圧を測定する。
第１図に関し、電気化学的検出器がｊＦポリ塩化ビニル
カテーテル１の先端に取り付けである。
電気化学的検出りは、カテーテルの端に取りつけたｐＨ
ガクス頭部の形の二駿化Ｒ素感応電極をＭする。着累を
電気化学的に還元するための電４に３は、／ｇＯｕｒｎ
径の製線である。１１Ｌ極２及び３に対し、会／塙化銀
対照１１他４は共通になっている。電極を肩するカテー
テルのその区域は、半固体の１ｉｔＷＩ水素ナトリクム
／塩化カリ電解質からなるアルカリ性電解質５０層で被
＆されてｉ？９、その層は今Ｋ　Ｆｉ　Ｏ２／　ＣＯＢ
　／　Ｈ２０透過性ポリスチレン［６で被ａ１されてい
る。酸素還元用電極、銀線３は、アルカリ性電解質層５
と接触している。普通の電気的接続部７．８及び９が各
電極から伸ひている。−Ｉクスｔ＆２は、シリコンゴ９
ムシール１１で島いだ中空鉛ガラスシャフト１０上に取
りつけである。
ガラスシャフトの内腔は塩素イオンデル化電解質又ｈｓ
ｌｃＬ性エポキシ宵脂１２で満されている。二酸化炭素
感応ＩＩ！他２及び酸素を電気化学的に還元する危めの
電極３は、この具体伺では２〜１１ｗ５離れている。
第一図に関し、皮膚透過機検出器は、二酬化炭素を測定
する次めの−ｌｆ２ス電極２２が内部の中心部に配置さ
れた検出器本体２１からなる。ｐＨ電極を収９巷いて環
状＠／塩化銀対照アノード２４があり、それから陥れて
径方向に二つ相対して白金酸素電極２３が内部に配置さ
ｊしている。
対照７ノード２４には、加熱器２５が備えられており、
その温度は対照電極中に配置したサーミスター２１３に
よって制御されている。電極の露出ａｈは、エチレ／グ
リコール中に０．１モルＭａＨＣＯ３１０，／　−ｅ　
ルＫＣＩ　＄＊　ｆ入し次電解質２Ｔと接触している。
寛解質は酸素・二酸化炭素透過性膜２８によって保持さ
れ、その膜はＰＴＦＩＣリング２ｓ及びねじ付保持リン
グ３０によって適所に保持ちれており、それによってア
ルカリ性電解質を電極室内に密封し、酸素が動物の皮膚
から属を通過してアルカリ性電解質中へ入れるようにし
てｂる０ ００２電極のインピーダンスを低下させる九めに、フィ
ールド効果（ｆｉｅｌ　ｅｆｆｅｃｔ　）　）　２ンゾ
スター３１か配置さｎている。使用する４会、検出器を
、ｅ、ｔＯ＆肩と景触葛ぜるか又はその近くに置き、加
熱器を働かせてｆｆｉ膚の温度を血液流を局部的に増大
させるのに光分な値迄上昇嘔ぜる。血液中の＃票と二ｒ
ＹＪ化炭素は酸素カンード及び−ガラス電極によって夫
々横出逼れ、電流を過当に記録する。
謝３図は銀／塙化鈑対照電億２４の中にあるがそｎから
絶縁名ｎている二つの径方向に配置された白金酸素電極
２３を例示している。
【図面の簡単な説明】
＃！、／図はカテーテルの先端に取り付は九電気化学的
検出簡の断面図である。Ｍ２図は二演化炭素及び酸素を
皮膚を通して測定する次めの電気化学的検出器のＷ＋面
図である。８３図は二酸化弐累及び酸素の皮Ｓ１全通し
て測定するための電気化学的検出器の平ｉｉ図である。 １・・・・・・・・・・・・用力ｆ　−チル２．２２・
・・・・・−ガラス電極 ３．２３・・・・・・酸素還元用電極 ４・・・・・・川・・・・・・対焦電他５．２７・・・
・・・電解質

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）流体中のＰＯ＿２とＰＣＯ＿２を同時に連続的に
    測定するための電気化学的検出器において、 （ａ）二酸化炭素の存在によって生じたｐＨ変化に感応
    する第１電極、 電気化学的に酸素を還元することができる第２電極で、
    第１電極に比較して小さい第２電極、第１及び第２電極
    の各々に対する又は両者に共通の対照電極、 第１電極、第２電極及び対照電極を離して絶縁して保持
    するための部材、 対照電極及び第１及び第２電極と接触している電解質、 を内部に有する電極室、 （ｂ）第１及び第２の面を有する酸素及び二酸化炭素に
    透過性の膜で、第１面が前記電解質と接触し、第２面が
    試験しようとする流体からの二酸化炭素及び酸素ガスに
    触れることができるようになっており、然も電解質と電
    極とが接触した状態に保持し、酸素及び二酸化炭素ガス
    が電解質中に入れるようにし、更にアルカリ性電解質が
    固体の時には水にも透過性である膜、 からなるＰＯ＿２、ＰＣＯ＿２検出器。
  2. （２）電解質がアルカリ性電解質である前記第１項に記
    載の電気化学的検出器。
  3. （３）第１電極と対照電極との間の二酸化炭素及び第２
    電極と対照電極との間の酸素によって生じた電気的変化
    を同時に測定するための装置と組み合さった前記第１項
    又は第２項に記載の電気化学的検出器。
  4. （４）第１電極がｐＨガラス電極である前記第１、２又
    は３項に記載の電気化学的検出器。
  5. （５）第２電極が銀又は白金である前記第１、２又は３
    項に記載の電気化学的検出器。
  6. （６）対照電極が銀／塩化銀から作られている前記第１
    、２又は３項に記載の電気化学的検出器。
  7. （７）膜がポリスチレンから作られている前記第１、２
    又は３項に記載の電気化学的検出器。
JP60226624A 1977-07-26 1985-10-11 Ｐｏ↓２，ｐｃｏ↓２電気化学的検出器 Pending JPS61122846A (ja)

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GB3127377 1977-07-26

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