JPS6283647A - 溶存二酸化炭素計測方法及び装置 - Google Patents
溶存二酸化炭素計測方法及び装置Info
- Publication number
- JPS6283647A JPS6283647A JP60223785A JP22378585A JPS6283647A JP S6283647 A JPS6283647 A JP S6283647A JP 60223785 A JP60223785 A JP 60223785A JP 22378585 A JP22378585 A JP 22378585A JP S6283647 A JPS6283647 A JP S6283647A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- sensor
- container
- solution
- measuring
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- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
溶液中の溶存二酸化炭素の計測に当って大きな問題とな
っている二酸化炭素濃度の変動を抑えた溶存二酸化炭素
計測方法及び装置が開示される。
っている二酸化炭素濃度の変動を抑えた溶存二酸化炭素
計測方法及び装置が開示される。
したがって、本発明によれば、生物電気化学センサーを
用いて溶存二酸化炭素の濃度を測定する際、少ない誤差
で、すなわち、正確にそれを行なうことが可能になる。
用いて溶存二酸化炭素の濃度を測定する際、少ない誤差
で、すなわち、正確にそれを行なうことが可能になる。
本発明は、溶存二酸化炭素計測方法及び装置に関する。
本発明は、さらに詳しく述べると、溶液中に溶存せる二
酸化炭素の濃度を例えば酵素センサー、微生物センサー
などのような生物電気化学センサーを用いて測定するた
めの計測方法及び装置(計測システム)に関する。本発
明は、醗酵プロセス、医療、環境をはじめとする数多く
の計測分野において有利に利用することができる。
酸化炭素の濃度を例えば酵素センサー、微生物センサー
などのような生物電気化学センサーを用いて測定するた
めの計測方法及び装置(計測システム)に関する。本発
明は、醗酵プロセス、医療、環境をはじめとする数多く
の計測分野において有利に利用することができる。
溶液中の溶存二酸化炭素の計測は醗酵プロセス。
医療等の分野で重要視されている。このような計測のた
め、例えば酵素センサー、微生物センサーなどのような
生物電気化学センサーが開発され、そして実用的に供さ
れている。ここで、“生物電気化学センサー”とは、周
知の通り、生体関連物質あるいは細胞を固定化した生物
機能性膜と電気化学デバイスとから構成されるものであ
って、高価な生体関連物質を繰り返し使用できる、試料
を直接分析できる、簡単な操作及び少量の試料で分析で
きる、短時間で測定が終了する、分析結果が電気信号と
して得られるので自動計測に適している、などの数多(
の利点を有している。なお、このようなセンサーのうち
特に二酸化炭素を計測の対象とするものを、以下、二酸
化炭素センサーと呼ぶ。
め、例えば酵素センサー、微生物センサーなどのような
生物電気化学センサーが開発され、そして実用的に供さ
れている。ここで、“生物電気化学センサー”とは、周
知の通り、生体関連物質あるいは細胞を固定化した生物
機能性膜と電気化学デバイスとから構成されるものであ
って、高価な生体関連物質を繰り返し使用できる、試料
を直接分析できる、簡単な操作及び少量の試料で分析で
きる、短時間で測定が終了する、分析結果が電気信号と
して得られるので自動計測に適している、などの数多(
の利点を有している。なお、このようなセンサーのうち
特に二酸化炭素を計測の対象とするものを、以下、二酸
化炭素センサーと呼ぶ。
二酸化炭素センサーを用いて計測を行なう場合、溶存二
酸化炭素の濃度を正確に測定し得なければ、その目的が
果せたことにならない。しかしながら、実際には、空気
中の二酸化炭素が測定中に供試溶液中に溶は込んだり、
逆に供試溶液中の二酸化炭素が脱離して空気中に散逸し
てしまうという解決困難な問題があるので、試料採取後
ごく短時間のうちに測定を完了しないかぎり、大きな測
定誤差を覚悟しなければならなかった。この測定誤差の
問題は、感度の良い、応答時間が早い二酸化炭素センサ
ーが開発されている昨今でも、未だ満足し得る程度に解
決されるに至っていない。また、現在用いられている溶
存二酸化炭素測定用センサーの安定時間は、このような
測定誤差が十分に問題になり得る程度の時間であり、し
たがって、測定システム、センサーの両面からも問題の
解決が望まれている。
酸化炭素の濃度を正確に測定し得なければ、その目的が
果せたことにならない。しかしながら、実際には、空気
中の二酸化炭素が測定中に供試溶液中に溶は込んだり、
逆に供試溶液中の二酸化炭素が脱離して空気中に散逸し
てしまうという解決困難な問題があるので、試料採取後
ごく短時間のうちに測定を完了しないかぎり、大きな測
定誤差を覚悟しなければならなかった。この測定誤差の
問題は、感度の良い、応答時間が早い二酸化炭素センサ
ーが開発されている昨今でも、未だ満足し得る程度に解
決されるに至っていない。また、現在用いられている溶
存二酸化炭素測定用センサーの安定時間は、このような
測定誤差が十分に問題になり得る程度の時間であり、し
たがって、測定システム、センサーの両面からも問題の
解決が望まれている。
上記したような従来の溶存二酸化炭素計測法において解
決されなければならない問題点が、合本発明が解決しよ
うとする問題点である。換言すると、本発明の目的は、
溶存二酸化炭素の計測系に二酸化炭素の溶は込みや散逸
を防ぐ工夫を加え、溶存二酸化炭素の濃度を少ない誤差
で測定可能な計測方法及び装置を提供することにある。
決されなければならない問題点が、合本発明が解決しよ
うとする問題点である。換言すると、本発明の目的は、
溶存二酸化炭素の計測系に二酸化炭素の溶は込みや散逸
を防ぐ工夫を加え、溶存二酸化炭素の濃度を少ない誤差
で測定可能な計測方法及び装置を提供することにある。
本発明者らは、二酸化炭素は他の気体に比べて水に対す
る溶解度が非常に大きく、また逆にpHによりその溶解
度が大きく変わり、特に酸性領域では空気中に散逸しや
すいという傾向を持っている事実に着目して研究を進め
た結果、二酸化炭素センサーの感応部の近傍を小容積の
空間中に密閉し、あわせて試料添加時にも二酸化炭素濃
度の変動が少なくなるように工夫することによって、上
記問題点を解決し得るということを見い出した。
る溶解度が非常に大きく、また逆にpHによりその溶解
度が大きく変わり、特に酸性領域では空気中に散逸しや
すいという傾向を持っている事実に着目して研究を進め
た結果、二酸化炭素センサーの感応部の近傍を小容積の
空間中に密閉し、あわせて試料添加時にも二酸化炭素濃
度の変動が少なくなるように工夫することによって、上
記問題点を解決し得るということを見い出した。
本発明は、その1つの面によれば、例えば体液(血液等
)などのような溶液中に溶存せる二酸化炭素の濃度を二
酸化炭素センサー(生物電気化学センサー)を用いて測
定するための計測方法であって、前記センサーの感応部
とその近傍の雰囲気及び前記溶液を外気から遮断した状
態において測定を行なうことを特徴とする溶存二酸化炭
素計測方法にある。
)などのような溶液中に溶存せる二酸化炭素の濃度を二
酸化炭素センサー(生物電気化学センサー)を用いて測
定するための計測方法であって、前記センサーの感応部
とその近傍の雰囲気及び前記溶液を外気から遮断した状
態において測定を行なうことを特徴とする溶存二酸化炭
素計測方法にある。
また、本発明は、そのもう1つの面によれば、上記計測
方法を実施する二酸化炭素計測装置(システム)であっ
て、二酸化炭素センサーと、該センサーを収容可能であ
って供試溶液等を注入するための複数個のコック付き注
入口を有する容器ど、該容器の密閉手段とを含んでなる
ことを特徴とする溶存二酸化炭素計測装置にある。
方法を実施する二酸化炭素計測装置(システム)であっ
て、二酸化炭素センサーと、該センサーを収容可能であ
って供試溶液等を注入するための複数個のコック付き注
入口を有する容器ど、該容器の密閉手段とを含んでなる
ことを特徴とする溶存二酸化炭素計測装置にある。
本発明の実施において用いられる二酸化炭素センサーは
、先に定義した通り、この技術分野において広く認識さ
れている生物電気化学センサーに同じであり、例えば醇
素センサー、微生物センサーなどを包含する。また、こ
のセンサーは、いわゆるイオン選択性電極のようなタイ
プのセンサーも包含することができる。
、先に定義した通り、この技術分野において広く認識さ
れている生物電気化学センサーに同じであり、例えば醇
素センサー、微生物センサーなどを包含する。また、こ
のセンサーは、いわゆるイオン選択性電極のようなタイ
プのセンサーも包含することができる。
本発明の二酸化炭素センサーの感応部は、用いられる計
測方法のタイプに応じて、密閉容器内のいろいろな位置
に配置することができる。例えば、供試?8液から敗逸
せる二酸化炭素を定量する計測方法を用いるならば、そ
の供試溶液上の空間に、センサーの感応部を浸さないよ
うに注意して、センサーを配置することができる。また
、供試)8液中に熔存せる二酸化炭素を上記のように敗
逸せしめることなく直接的に定量する計測方法を用いる
ならば、その供試溶液中の適当な位置にセンサーの感応
部を浸漬することができる。
測方法のタイプに応じて、密閉容器内のいろいろな位置
に配置することができる。例えば、供試?8液から敗逸
せる二酸化炭素を定量する計測方法を用いるならば、そ
の供試溶液上の空間に、センサーの感応部を浸さないよ
うに注意して、センサーを配置することができる。また
、供試)8液中に熔存せる二酸化炭素を上記のように敗
逸せしめることなく直接的に定量する計測方法を用いる
ならば、その供試溶液中の適当な位置にセンサーの感応
部を浸漬することができる。
供試溶液やセンサーが収容される容器は、それを密閉し
てその内容物を外気から遮断するため、例えばゴム栓な
どの密閉手段を使用することができる。また、このよう
にして形成される密閉容器内の空間には、二酸化炭素を
含まないガス、例えばアルゴンのような不活性ガスを充
満させておくことが好ましい。このようなガスの充填に
は、密閉容器に付属のコック付き注入口を有利に使用す
ることができる。
てその内容物を外気から遮断するため、例えばゴム栓な
どの密閉手段を使用することができる。また、このよう
にして形成される密閉容器内の空間には、二酸化炭素を
含まないガス、例えばアルゴンのような不活性ガスを充
満させておくことが好ましい。このようなガスの充填に
は、密閉容器に付属のコック付き注入口を有利に使用す
ることができる。
次に、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい1実
施例を説明する。
施例を説明する。
第1図は、本発明による二酸化炭素計測装置の好ましい
1例を示した構造図である。図中の7が二酸化炭素セン
サーであり、容器(セル)10に差し込んでから容器密
閉用ゴム栓16で固定されている。容器10には、図示
される通り、それぞれ緩衝液注入用、供試液注入用、そ
して塩酸注入用のコック付き注入口11.12及び13
が取り付けられている。また、容器10内の供試溶液、
すなわち、緩衝液と試料液のど昆合液を十分に攪拌する
ため、容器10内に回転子15が、また、容器10の下
にマグネティックスクーラー19が、それぞれ配置され
ている。図中の17は恒温槽であり、水18が入れられ
ている。また、センサー7ば、それに順次接続された増
幅器20及び記録9121を有する。
1例を示した構造図である。図中の7が二酸化炭素セン
サーであり、容器(セル)10に差し込んでから容器密
閉用ゴム栓16で固定されている。容器10には、図示
される通り、それぞれ緩衝液注入用、供試液注入用、そ
して塩酸注入用のコック付き注入口11.12及び13
が取り付けられている。また、容器10内の供試溶液、
すなわち、緩衝液と試料液のど昆合液を十分に攪拌する
ため、容器10内に回転子15が、また、容器10の下
にマグネティックスクーラー19が、それぞれ配置され
ている。図中の17は恒温槽であり、水18が入れられ
ている。また、センサー7ば、それに順次接続された増
幅器20及び記録9121を有する。
二酸化炭素センサー7は、例えば、第2図に黙示される
ような構造をもった別途出願の二酸化炭素センサー(微
生物センサー)の形をとることができる。このセンサー
を簡単に説明すると、次の通りである。
ような構造をもった別途出願の二酸化炭素センサー(微
生物センサー)の形をとることができる。このセンサー
を簡単に説明すると、次の通りである。
図中の7はセンサ一本体(酸素電極)であり、カソード
5及びアノード6を有している。酸素電極7は、また、
その内部に電解液8を有している。
5及びアノード6を有している。酸素電極7は、また、
その内部に電解液8を有している。
酸素電極7は、そのカソード5の部分が完全に覆われる
ようにテフロン(商品名)製のガス透過性膜4で被覆さ
れている。さらに、この膜4の外側に配置された微生物
3の固定化膜2もまたテフロン製のガス透過性膜lで被
覆されている。9は、ガス透過性膜を固定するだめの輪
ゴム(0リングでもよい)である。このセンサーの製作
例を以下に示す: 予め殺菌した坂ロフラスコに、ビーフェキス0.3%、
ベプ]−ン0.5%及び蒸留水99.2%からなる液体
培地100n+ 1を加えた。この培地にヒ)Sロゲノ
モナス属TIT/FJ−0001閑(微工研菌寄第84
73号)を接種し、好気的条件下で30’Cで4日間培
養した。次いで、菌を培地ごと5mffの量で採取し、
これを孔径0.2.+1mの多孔性ニトロセルロース製
多孔膜上に吸引濾過し、0.05M KHzPOa/
Na0II緩衝第2図に示されるように、菌体3のつい
ている側をガルバニ型の酸素電極のカソード5の面に向
けて配置し、さらにその外側を菌体固定膜2及び酸素電
極のカソード5の部分が完全に覆われるようにそれぞれ
テフロン製のガス透過性膜1及び4で被覆した。最後に
、輪ゴム9で固定することによって、図示の二酸化炭素
センサーが完成した。
ようにテフロン(商品名)製のガス透過性膜4で被覆さ
れている。さらに、この膜4の外側に配置された微生物
3の固定化膜2もまたテフロン製のガス透過性膜lで被
覆されている。9は、ガス透過性膜を固定するだめの輪
ゴム(0リングでもよい)である。このセンサーの製作
例を以下に示す: 予め殺菌した坂ロフラスコに、ビーフェキス0.3%、
ベプ]−ン0.5%及び蒸留水99.2%からなる液体
培地100n+ 1を加えた。この培地にヒ)Sロゲノ
モナス属TIT/FJ−0001閑(微工研菌寄第84
73号)を接種し、好気的条件下で30’Cで4日間培
養した。次いで、菌を培地ごと5mffの量で採取し、
これを孔径0.2.+1mの多孔性ニトロセルロース製
多孔膜上に吸引濾過し、0.05M KHzPOa/
Na0II緩衝第2図に示されるように、菌体3のつい
ている側をガルバニ型の酸素電極のカソード5の面に向
けて配置し、さらにその外側を菌体固定膜2及び酸素電
極のカソード5の部分が完全に覆われるようにそれぞれ
テフロン製のガス透過性膜1及び4で被覆した。最後に
、輪ゴム9で固定することによって、図示の二酸化炭素
センサーが完成した。
廻−一上
第2図に示した二酸化炭素センサー7を第1図に図示の
ように容積約Loom lの円筒形容器10に差し込み
、そしてゴム栓16で密閉した。センサー7の先端と容
器10の底部の間の間隔はほぼ2cmであった。容器1
0内の空間は予め一定濃度の酸素ガスとアルゴンガスで
満しておいた。
ように容積約Loom lの円筒形容器10に差し込み
、そしてゴム栓16で密閉した。センサー7の先端と容
器10の底部の間の間隔はほぼ2cmであった。容器1
0内の空間は予め一定濃度の酸素ガスとアルゴンガスで
満しておいた。
先ず、注入口11のコックを開け、十分に二酸化炭素を
除去した0、05M KIIZPO4/ Na0II緩
衝液(30’c、pH7,5)の50m7!をシリンジ
(図示せず)により慎重に注入した。この注入の際、泡
が立たないように注意した。注入口11のコックを閉じ
た後、注入口12のコックを開け、一定濃度、一定量の
試料液を、先の場合と同じように泡が立たないように注
意しながら、シリンジ(図示せず)により慎重に注入し
た。ここでもまた、注入の完了後にコックを閉じた。次
いで、注入口13のコックを開け、すでに注入しである
緩衝液と試料液の混合液14のpHが約4.5を示すま
で塩酸(0,IN IIcρ)を注入した。このpH値
のコントロールによって、混合液中に含まれる二酸化炭
素の全量を密閉容器の残りの空間に追い出した。
除去した0、05M KIIZPO4/ Na0II緩
衝液(30’c、pH7,5)の50m7!をシリンジ
(図示せず)により慎重に注入した。この注入の際、泡
が立たないように注意した。注入口11のコックを閉じ
た後、注入口12のコックを開け、一定濃度、一定量の
試料液を、先の場合と同じように泡が立たないように注
意しながら、シリンジ(図示せず)により慎重に注入し
た。ここでもまた、注入の完了後にコックを閉じた。次
いで、注入口13のコックを開け、すでに注入しである
緩衝液と試料液の混合液14のpHが約4.5を示すま
で塩酸(0,IN IIcρ)を注入した。このpH値
のコントロールによって、混合液中に含まれる二酸化炭
素の全量を密閉容器の残りの空間に追い出した。
最後に、混合液14に浸さない状態で保たれた二酸化炭
素センサー7により、空間に抜けてきた二酸化炭素を定
量した。この定量試験の結果から、本例の場合、空気中
の二酸化炭素の溶は込みも、試料液中の二酸化炭素の散
逸も、全く不存在であることが確認された。
素センサー7により、空間に抜けてきた二酸化炭素を定
量した。この定量試験の結果から、本例の場合、空気中
の二酸化炭素の溶は込みも、試料液中の二酸化炭素の散
逸も、全く不存在であることが確認された。
例 2
前記例1に記載の手広を繰り返した。但し、本例の場合
、緩衝液として十分に二酸化炭素を除去した0、05M
K1I2PO4/ Na0tl緩衝)夜(30°c、p
H5,5)を使用し、この緩衝液中に二酸化炭素センサ
ーの感応部を浸した状態で試料液を注入した。本例の場
合には、二酸化炭素を空間に追い出す必要がないので、
塩酸の注入を省略した。緩衝液中の二酸化炭素濃度の変
化を測定したところ、前記例1の場合と同様、二酸化炭
素の溶は込みも散逸も全く確認されなかった。
、緩衝液として十分に二酸化炭素を除去した0、05M
K1I2PO4/ Na0tl緩衝)夜(30°c、p
H5,5)を使用し、この緩衝液中に二酸化炭素センサ
ーの感応部を浸した状態で試料液を注入した。本例の場
合には、二酸化炭素を空間に追い出す必要がないので、
塩酸の注入を省略した。緩衝液中の二酸化炭素濃度の変
化を測定したところ、前記例1の場合と同様、二酸化炭
素の溶は込みも散逸も全く確認されなかった。
本発明によれば、二酸化炭素センサーを用いて二酸化炭
素の計測を実施する間、従来技術では解決し得なかった
二酸化炭素の空気中への11シ逸や試料液中への溶は込
みも抑えることができるので、より正6イ〔な二酸化炭
素ン震度の測定が可能になる。
素の計測を実施する間、従来技術では解決し得なかった
二酸化炭素の空気中への11シ逸や試料液中への溶は込
みも抑えることができるので、より正6イ〔な二酸化炭
素ン震度の測定が可能になる。
第1図は、本発明による二酸化炭素計測装置の好ましい
一例を示した構造図、そして 第2図は、本発明において使用し得る二酸化炭素センサ
ーの好ましい一例を示した構造図である。 図中、7は二酸化炭素センサー、10は容器、11.1
2及び13は注入口、14は供試溶液、15は回転子、
16はゴム栓、そして17は恒温槽である。
一例を示した構造図、そして 第2図は、本発明において使用し得る二酸化炭素センサ
ーの好ましい一例を示した構造図である。 図中、7は二酸化炭素センサー、10は容器、11.1
2及び13は注入口、14は供試溶液、15は回転子、
16はゴム栓、そして17は恒温槽である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、溶液中に溶存せる二酸化炭素の濃度を生物電気化学
センサーを用いて測定するための計測方法であって、前
記センサーの感応部とその近傍の雰囲気及び前記溶液を
外気から遮断した状態において測定を行なうことを特徴
とする溶存二酸化炭素計測方法。 2、外気からの遮断によって密閉された系内に二酸化炭
素を含まないガスを充満させておく、特許請求の範囲第
1項に記載の計測方法。 3、前記ガスが不活性ガスである、特許請求の範囲第2
項に記載の計測方法。 4、前記センサーの感応部を前記溶液上の空間に配置し
て測定を行なう、特許請求の範囲第1項〜第3項のいず
れか1項に記載の計測方法。 5、前記センサーの感応部を前記溶液中に浸漬して測定
を行なう、特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに
記載の計測方法。 6、溶液中に溶存せる二酸化炭素の濃度を生物電気化学
センサーを用いて測定するための計測装置であって、生
物電気化学センサーと、該センサーを収容可能であって
前記溶液等を注入するための複数個のコック付き注入口
を有する容器と、該容器の密閉手段とを含んでなること
を特徴とする溶存二酸化炭素計測装置。 7、密閉された容器内に二酸化炭素を含まないガスが充
満せしめられている、特許請求の範囲第6項に記載の計
測装置。 8、前記ガスが不活性ガスである、特許請求の範囲第7
項に記載の計測装置。 9、前記センサーの感応部が前記容器内の溶液上の空間
に配置されている、特許請求の範囲第6項〜第8項のい
ずれか1項に記載の計測装置。 10、前記センサーの感応部が前記容器内の溶液中に浸
漬せしめられている、特許請求の範囲第6項〜第8項の
いずれか1項に記載の計測装置。 11、前記密閉手段がゴム栓である、特許請求の範囲第
6項〜第10項のいずれか1項に記載の計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60223785A JPS6283647A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 溶存二酸化炭素計測方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60223785A JPS6283647A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 溶存二酸化炭素計測方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283647A true JPS6283647A (ja) | 1987-04-17 |
Family
ID=16803674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60223785A Pending JPS6283647A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 溶存二酸化炭素計測方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283647A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1457778A1 (fr) * | 2003-03-11 | 2004-09-15 | Institut Francais Du Petrole | Méthode et dispositif d'analyse du co2 contenu dans un fluide de forage |
-
1985
- 1985-10-09 JP JP60223785A patent/JPS6283647A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1457778A1 (fr) * | 2003-03-11 | 2004-09-15 | Institut Francais Du Petrole | Méthode et dispositif d'analyse du co2 contenu dans un fluide de forage |
| FR2852396A1 (fr) * | 2003-03-11 | 2004-09-17 | Inst Francais Du Petrole | Methode et dispositif d'analyse du co2 contenu dans un fluide de forage |
| US7666679B2 (en) | 2003-03-11 | 2010-02-23 | Institut Francais Du Petrole | Method and device for analyzing the CO2 contained in a drilling fluid |
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