DE1228080B - Vorrichtung zum Messen des pH-Wertes von Substanzen des lebenden Koerpers - Google Patents
Vorrichtung zum Messen des pH-Wertes von Substanzen des lebenden KoerpersInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
GOIn
Deutsche Kl.: 421-3/05
Nummer: 1228 080
Aktenzeichen: M 52456IX b/421
Anmeldetag: 10. April 1962
Auslegetag: 3. November 1966
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des pH-Wertes (Wasserstoffionenkonzentration)
von Substanzen des lebenden Körpers.
Es ist bekannt, pH-Wertmessungen durch Feststellen des elektrischen Potentialunterschiedes zwisehen
zwei in die zu messende Substanz eingetauchten Elektroden, einer Meßelektrode und einer Bezugselektrode,
durchzuführen. Die Meßelektrode besteht aus einer am Ende geschlossenen Glasröhre
aus einem besonderen Glas, die mit einer leitenden Flüssigkeit gefüllt ist und in die eine elektrisch angeschlossene
Metallelektrode eintaucht. Die Bezugselektrode ist eine mit einer Bezugsflüssigkeit gefüllte
Glasröhre, in die ebenfalls eine elektrisch angeschlossene Metallelektrode eintaucht, die jedoch am
Ende mit einer sehr kleinen Öffnung versehen ist, durch die die Bezugsflüssigkeit während des Meßvorganges
mit der zu messenden Substanz in Berührung steht.
Aus der österreichischen Patentschrift 188 845 und der Patentschrift 14023 des Amtes für Erfindungs-
und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands ist es bereits bekannt,
zur Messung des pH-Wertes od. dgl. mittels einer Injektionsnadel Blut aus dem lebenden Körper in
eine Meßkammer zu saugen und hier mittels verschiedener Elektrodenanordnungen die eigentliche
Messung durchzuführen. Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß das in die Meßkammer
eingesaugte Blut dem natürlichen Kreislauf des Körpers entzogen ist, so daß keine natürlichen
Bedingungen mehr vorliegen. Kurzzeitige Änderungen des pH-Wertes des Blutes im Kreislauf des
Körpers können nicht festgestellt werden, weil hierzu erst eine neue Probe entnommen werden müßte, und
zwar zum richtigen Zeitpunkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Messen des pH-Wertes
von Substanzen des lebenden Körpers zu schaffen, mit der eine kontinuierliche Messung in situ möglieh
ist.
In der USA.-Patentschrift 2 637 316 ist bereits eine Vorrichtung zum Messen eines elektrischen Potentialunterschiedes
beschrieben, deren Elektroden in einer Injektionsnadel untergebracht sind und die eine
Messung in situ in einem lebenden Körper gestattet. Die eine Elektrode wird durch die Injektionsnadel
selbst gebildet, während die andere koaxial im Hohlraum der Nadel angeordnet ist und aus der Spitze
hervorsteht. Da mit dieser bekannten Vorrichtung nur eine reine Potentialmessung vorgenommen werden
kann, sind die Elektroden verhältnismäßig Vorrichtung zum Messen des pH-Wertes von
Substanzen des lebenden Körpers
Substanzen des lebenden Körpers
Anmelder:
Honeywell Inc., Minneapolis, Minn. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. R. Mertens, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40-42
Als Erfinder benannt:
Henry James Hroch Von Dalebor,
Littleton, Col. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. April 1961 (101 946)
robust, so daß es keine Schwierigkeiten bereitet, diese in verhältnismäßig kleinem Raum unterzubringen.
Diese Konstruktion ist jedoch für eine Messung des pH-Wertes nicht geeignet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen des pH-Wertes unter Verwendung einer hohlen Einstechnadel
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektrode und die Bezugselektrode sich in die hohle
Einstechnadel erstrecken und gegen deren innere Wandung durch Isoliermaterial isoliert und abgedichtet
sind, daß die Einstechnadel in ihrer Seitenwand kurz vor ihrem Ende eine längliche, einen Teil
der Meßelektrode frei legende Öffnung hat und daß die Öffnung der Bezugselektrode am offenen Ende
der Einstechnadel angeordnet ist.
Zum Erreichen besonders kleiner Maße der Einstechnadel ist diese an einem Handgriff befestigt, in
dem sich zwei voneinander getrennte Behälter befinden, die je eine an ein elektrisches Kabel angeschlossene
Metallelektrode enthalten, wobei der erste Behälter mit der Meßelektrode und der zweite Behälter
mit der Bezugselektrode in Verbindung steht.
Die Bezugselektrode und die Meßelektrode können in der hohlen Einstechnadel entweder nebeneinander
oder koaxial zueinander angeordnet sein. Sind die beiden Elektroden koaxial zueinander angeordnet,
so kann der erste Behälter durch den Innenraum des Handgriffes selbst gebildet werden und mit der
Meßelektrode in Verbindung stehen.
Weitere Merkmale des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu entneh
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3 4
F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfin- Die Meßelektrode 17 besteht zumindest in dem freidungsgemäßen
Meßvorrichtung, einen Meßverstärker gelegten Teil aus einem besonderen Glasmaterial,
und ein Registriergerät; das eine pH-Wertmessung des mit dieser Elektrode
Fig. 2 A und 2 B zeigen einen Längsschnitt durch in Verbindung stehenden Mediums zuläßt. Die Be-
die erfindungsgemäße Meßanordnung; 5 zugselektrode 28 steht um einen kleinen Betrag aus
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Vorderteils der der schrägen Fläche 9 der Nadelspitze hervor und
Hohlnadel; hat an ihrem Ende eine kleine Öffnung 30, durch die
F i g. 4 zeigt einen Längsschnitt in der Ebene 4-4 die Bezugsflüssigkeit 29 mit der zu messenden Sub-
der F i g. 2B; stanz in Berührung gebracht werden kann.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt in der Ebene 5-5 der io Soll nun z.B. der pH-Wert des Blutes in einem
Fig. 2B; lebenden Körper gemessen werden, so wird der vor-
Fig. 6A und 6B zeigen einen Längsschnitt durch dere Teil der Nadel 2 in eine Vene so weit einge-
ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä- führt, daß die seitliche Öffnung 8 vollkommen be-
ßen Meßvorrichtung; deckt ist. Es kann nun eine kontinuierliche Messung
F i g. 7 zeigt eine Seitenansicht des Vorderteils der 15 vorgenommen werden, ohne daß dabei der natür-
HohlnaäelnachFig.6B; liehe Kreislauf des Blutes gestört wird und ohne daß
F i g. 8 zeigt einen Längsschnitt durch den oberen laufend neue Proben entnommen werden müssen.
Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfin- Damit sehr lange Messungen ohne Störung vorge-
dungsgemäßen Meßvorrichtung. nommen werden können, ist der durch die Öffnung 8
In der F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Meßvor- 2° freigelegte Teil der Meßelektrode 17 mit einem Stoff,
richtung 1 gezeigt, deren Kabel 4 über einen Meß- z. B. Chlorsilane, überzogen, der als Antikoagulant
verstärker 6 an ein Registriergerät 7 angeschlossen für Proteine wirkt.
sind. Die Meßvorrichtung 1 ist in der Art einer In- Während in dem ersten Ausführungsbeispiel die
jektionsspritze aufgebaut mit einem Handgriff 3 und Meßelektrode 17 und die Bezugselektrode 28 nebeneiner
an diesem befestigten Hohlnadel 2. Die Hohl- 25 einander liegen, sind diese Elektroden in dem Ausnadel
2 hat an ihrem Ende eine offene Spitze 9 und führungsbeispiel der Fig. 6A, 6B und 7 koaxial zuan
der Seite kurz vor dem Ende eine längliche Öff- einander angeordnet. Die Meßelektrode 49 liegt darning
8, die sich etwa über den halben Querschnitt bei außen und erstreckt sich direkt in den als Behälder
Nadel erstreckt. Aus den Fig. 2A, 2B, 3, 4 ter wirkenden Handgriff 3, wobei der Innenraum der
und 5 sind weitere Einzelheiten des ersten Ausfüh- 30 Meßelektrode 49 über eine Öffnung 51 mit dem Inrungsbeispiels
zu ersehen. nenraum des Behälters 3 in Verbindung steht. Die
An einem als Handgriff ausgebildeten Behälter- Metallelektrode 18 ist unmittelbar vor dieser Öffnung
teil 3 ist durch ein Flanschstück 11 die Hohlnadel 2 5I angeordnet. Die Bezugselektrode 43 steht in ähnbefestigt.
Innerhalb des Handgriffes 3 sind zwei Glas- ücher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel aus
behälter 16 und 27 untergebracht und enthalten in 35 der Spitze 9 hervor und hat eine Öffnung 45. Die Beihrem
oberen Ende je eine Metallelektrode 18, 26, zugselektrode 43 verläuft innerhalb der Meßelekdie
an nach außen führende Kabel 4 angeschlossen trode 49 bis in den Behälter 42, der innerhalb des
sind. Die Abdichtung der beiden Behälter 16 und 27 Behälters 3 angeordnet ist. Die Meßelektrode 49 ist
erfolgt durch Dichtungsstücke 23, die vorzugsweise mit ihrem Ende 53 gegenüber der Außenwand des
aus Silikonkautschuk bestehen. Der obere Teil des 40 Behälters 42 abgedichtet. Durch diese koaxiale AnHandgriffes
3 ist ebenfalls mit einem Dichtungsstück Ordnung ergibt sich bei gleichen Maßen der Nadel 2
37 aus Silikonkautschuk abgedichtet. eme wesentlich größere äußere Oberfläche der Meß-
Innerhalb des Hohlraumse des Einstechnadel 2 er- elektrode 49, was eine erhöhte Meßempfindlichkeit
strecken sich die Meßelektrode 17 und die Bezugs- und Meßgenauigkeit bedeutet,
elektrode 18, die durch Isoliermaterial 24, z. B. SiIi- 45 Eine weitere, ebenfalls koaxiale Ausführungsform konkautschuk, in dem Hohlraum fest eingebettet ist in der Fig. 8 gezeigt. Der einzige Unterschied sind. Die Meßelektrode 17 ist außerhalb des Berei- gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 6A, ches der Öffnung 8 zusätzlich mit einer Isolierschicht 6 B und 7 besteht darm, daß das Ende 56 der Meßüberzogen, um Kriechströme zu vermeiden. Die Meß- elektrode 49 am Eingang des Behälters 3 offen ist, elektrode 17 steht mit dem unteren Ende des Behäl- 50 was eine einfachere Herstellung bedeutet,
ters 16 in Verbindung, und die Bezugselektrode 28 Um eine Größenvorstellung der Einzelteile der steht mit dem unteren Ende des Behälters 27 in Ver- erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zu vermitteln,' bindung. Der Behälter 16 und die Meßelektrode 17 seien nachfolgend einige Angaben der Vorrichtung sind mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit 19, der Fig. 6 A, 6B und 7 gemacht:
z. B. verdünnter HCI, gefüllt, in die die Metallelek- 55
trode 18 eintaucht. Der Behälter 27 und die Bezugs- Durchmesser
elektrode 18, die durch Isoliermaterial 24, z. B. SiIi- 45 Eine weitere, ebenfalls koaxiale Ausführungsform konkautschuk, in dem Hohlraum fest eingebettet ist in der Fig. 8 gezeigt. Der einzige Unterschied sind. Die Meßelektrode 17 ist außerhalb des Berei- gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 6A, ches der Öffnung 8 zusätzlich mit einer Isolierschicht 6 B und 7 besteht darm, daß das Ende 56 der Meßüberzogen, um Kriechströme zu vermeiden. Die Meß- elektrode 49 am Eingang des Behälters 3 offen ist, elektrode 17 steht mit dem unteren Ende des Behäl- 50 was eine einfachere Herstellung bedeutet,
ters 16 in Verbindung, und die Bezugselektrode 28 Um eine Größenvorstellung der Einzelteile der steht mit dem unteren Ende des Behälters 27 in Ver- erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zu vermitteln,' bindung. Der Behälter 16 und die Meßelektrode 17 seien nachfolgend einige Angaben der Vorrichtung sind mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit 19, der Fig. 6 A, 6B und 7 gemacht:
z. B. verdünnter HCI, gefüllt, in die die Metallelek- 55
trode 18 eintaucht. Der Behälter 27 und die Bezugs- Durchmesser
elektrode 28 sind mit einer Bezugsflüssigkeit 29, z. B. der Einstechnadel 2 etwa 1 mm
gesättigter KCl-Lösung, gefüllt, in die die Metall- Inhalt des Behälters 3 5 cm3
elektrode 26 eintaucht. Zum Nachfüllen des Behäl- Länge der Öffnung 8 20 mm
ters 27 mit Bezugsflüssigkeit 29 ist über ein An- 60 Durchmesser der Metallelektroden 18
schlußstück 35 ein Füllrohr 34 verbunden, das aus un(j 26 3 bis 4 mm
dem oberen Dichtungsstück 37 herausragt und am Außendurchmesser ' des' Behälters 42 5 mm
Ende emen Druckbalg 36 tragt.
Ende emen Druckbalg 36 tragt.
Das vordere TeU der Einstechnadel 2 hat kurz vor Außendurchmesser der Bezugs-
der Spitze 9 eine längliche Öffnung 8, die sich über 65 elektrode 0,1 mm
den halben Querschnitt der Nadel erstreckt. Durch Spitzenöffnung 45 2 bis 3 μ
diese Öffnung 8 werden die beiden Elektroden 17 Außendurchmesser der Meß-
und 28 freigelegt, insbesondere die Meßelektrode 17. elektrode 49 etwa 0,6 mm
Claims (9)
1. Vorrichtung zum Messen des pH-Wertes von Substanzen des lebenden Körpers, in den
während des Meßvorganges eine hohle Einstechnadel eingeführt wird, mit einer am Ende geschlossenen
und mit einer leitenden Flüssigkeit gefüllten Glaselektrode als Meßelektrode und
einer Bezugselektrode, die mit einer Bezugsflüssigkeit gefüllt ist, die während des Meßvor-
ganges über eine kleine Öffnung in der Bezugselektrode mit der zu messenden Substanz in Berührung
steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektrode (17, 49) und die Bezugselektrode
(28, 43) sich in die hohle Einstechnadel (2) erstrecken und gegen deren innere Wandung
durch Isoliermaterial (24) isoliert und abgedichtet sind, daß die Einstechnadel (2) in ihrer Seitenwand
kurz vor ihrem Ende eine längliche, einen Teil der Meßelektrode (17, 49) frei legende
Öffnung (8) hat und daß diese Öffnung (30, 45) der Bezugselektrode (28, 43) am offenen Ende
(9) der Einstechnadel (2) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstechnadel (2) an einem Handgriff (3) befestigt ist, in dem sich zwei voneinander
getrennte Behälter befinden, die je eine an ein elektrisches Kabel (4) angeschlossene Metallelektrode
(18, 26) enthalten, daß der erste Behälter (16, 3) mit der Meßelektrode (17, 49)
und der zweite Behälter (27, 42) mit der Bezugselektrode (28, 43) in Verbindung steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der hohlen Einstechnadel
(2) die Bezugselektrode (28) und die Meßelektrode (17) nebeneinander angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der hohlen Einstechnadel
(2) die Bezugselektrode (43) innerhalb der Meßelektrode (49) koaxial angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des
Handgriffes (3) den ersten Behälter (3) bildet und daß der zweite Behälter (42) in dem ersten
Behälter (3) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Behälterseite liegende
Ende (53) der Meßelektrode (49) gegenüber der Bezugselektrode (43) abgedichtet ist und
an der Seite eine Öffnung (51) in den ersten Behälter (3) hat, in deren Nähe die zugeordnete
Metallelektrode (18) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Behälterseite liegende
Ende (56) der Meßelektrode (49) offen ist und daß in dessen Nähe die zugeordnete Metallelektrode
(18) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Innenraum der Bezugselektrode (28, 43) ein Füllrohr (34) verbunden
ist, das einen Vorrat an Bezugsflüssigkeit (29) enthält und am Ende mit einem Druckballon
(36) versehen ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die in der Einstechnadel frei liegenden Teile der Meßelektrode und der Bezugselektrode
mit einem Stoff, z. B. Chlorsilane, überzogen sind, der als Antikoagulant für Proteine
wirkt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 637 316;
österreichische Patentschrift Nr. 188 845;
schweizerische Patentschrift Nr. 336 622;
Zeitschrift für experimentelle Medizin, 109 (1941), S. 546 bis 565.
USA.-Patentschrift Nr. 2 637 316;
österreichische Patentschrift Nr. 188 845;
schweizerische Patentschrift Nr. 336 622;
Zeitschrift für experimentelle Medizin, 109 (1941), S. 546 bis 565.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
6D9 709/268 10. 66 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US101946A US3224433A (en) | 1961-04-10 | 1961-04-10 | ph electrodes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1228080B true DE1228080B (de) | 1966-11-03 |
Family
ID=22287311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEM52456A Pending DE1228080B (de) | 1961-04-10 | 1962-04-10 | Vorrichtung zum Messen des pH-Wertes von Substanzen des lebenden Koerpers |
Country Status (3)
| Country | Link |
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| US (1) | US3224433A (de) |
| DE (1) | DE1228080B (de) |
| GB (1) | GB1009508A (de) |
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