JPH0351B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、媒体の酸素分圧と炭酸ガス分圧の複
合測定のための電極装置、特に複数の測定電極、
基準電極、これらの電極を覆う隔膜、及びこれら
の電極とこの隔膜との間の電解液層を含む電極装
置に関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

この種の電極は、センサとも呼ばれ、なかでも
血液中の部分炭酸ガス圧力及び部分酸素圧力に関
する皮膚測定用として知られている。この目的の
ために、皮膚組織が、この電極装置内に配置され
た加熱装置によつて測定箇所を加熱される結果、
（静脈血の）動脈血化が行われる。

測定電極は、専門家に周知のように、炭酸ガス
分圧（pCO₂）間接測定用のいわゆるPHガラス電
極と酸素分圧（pO₂）測定用のプラチナ超小形陰
極とで、実現される。基準電極は、従来の銀／塩
化銀電極である。

この種のセンサを使つた以前の経験の示すとこ
ろによれば、操作上生じる誤差の原因には、次の
ような二つの代表的な型式がある。

１ 銀の不規則な堆積、文献によつては樹枝状結
晶と称される、が、プラチナ超小形陰極の形を
通常とる測定電極上に形成される。これらの堆
績は、陰極面積を次第に増大させ、その結果、
センサの測定感度の非再現的なまた無制御なド
リフトの原因となる。この銀堆積はある程度機
械的に不安定であるので、たとえば、センサが
清掃されるときに、隔膜表面にかかる軽い圧力
によつてプラチナ陰極から分離されることがあ
る。この結果、測定感度に急激な変化が起こる
が、これを使用者が気が付かない場合が多い。

２ 無制御なこの銀の堆積のために、部分酸素圧
力測定用の従来のセンサは、その陰極表面を規
則的にかつ注意深く清掃されることを必要とす
る。この清掃は、研磨布を使つてする陰極表面
の複雑な手動取扱い（研磨）を要求し、使用者
にとつてこの取扱いは多くの場合、面倒であ
る。もしこれが注意深く行われるならば、清掃
によつて銀堆積は完全に除去され、プラチナ陰
極表面はその純粋な状態を回復する。センサが
最初に使用されるか又は注意深い清掃の後再使
用される場合は、予め充分に長い時間が経過し
てからでないと安定した測定をすることができ
ない。この時間は、非再現的であつて、清掃が
いかに注意深く行われたかにかかつている。多
くの場合、測定電流を安定させるために要求さ
れる時間は、清掃がより注意深く実施される程
これに比例して長くなる。使用者はこのことを
理解できず失敗したと見るのは明かであつて、
これは致命点的な欠点である。

予期しなかつたことであるが、酸素分圧
（pO₂）の安定した測定にはプラチナ電極上の薄
い銀層の存在が必要であることが見出されてい
る。新しい電極には銀層がないが、一方、すでに
使用された電極上に操作中形成された銀層は、電
極表面が徹底した清掃（研磨）を受けるときに規
則的に除去される。

酸素分圧測定に専用される電極の場合の樹枝状
結晶の形成を減少させる問題の解決は、酸素分圧
及び炭酸ガス分圧の複合測定センサに対しては使
用不可能である。酸素分圧測定のみが必要な場
合、基準電極面積は極端に縮少され得るので、基
準電極から電解液へ入る銀イオンの量は無視され
る程度に少くなる。このように基準電極を最小面
積にとる必要があるので、上述の段階を炭酸ガス
分圧測定に使用することはできない。この最小面
積をとる理由は、酸素分圧測定によつて生じた電
流密度がきわめて低く維持されることによつて酸
素分圧測定電流が基準電極電位に無視されるほど
の影響しか与えないように保証することである。

本発明は、酸素分圧及び炭酸ガス分圧複合測定
センサの酸素分圧測定電極上の無制御な銀の樹枝
状結晶堆積を回避しかつまた炭酸ガス分圧測定電
極上に規定された銀層を生成させる問題を解決す
ることを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

従つて、本発明によれば、基準電極はそのまわ
りに金製遮へい体を配置されこの遮へい体は基準
電極と同電位にあり、かつ電解液は規定された濃
度の銀化合物又は銀錯体を溶解した状態で含む。

〔実施例〕

本発明の実施例を、以下に付図を参照して説明
する。

第１図及び第２図から判るように、電極装置
は、従来のように、外被１、及びこの内部に配置
され、まわりに加熱巻線３を配置されている金属
ブロツクの加熱装置２を含む。加熱装置２は、陽
極酸化アルミニウム製であつて、その露出表面−
付図中では底側表面−上には中実金製遮へい体４
が配置されている。酸素分圧測定電極５、炭酸ガ
ス分圧測定電極６、及び基準電極７が加熱装置２
内に配置される。酸素分圧測定電極５は陰極であ
つて、本発明の場合、超小型陰極である。この電
極はプラチナ線で実現され、これは直径約30μｍ
かつその端面を露出してガラス内に投入される。

炭酸ガス分圧測定電極６は、従来のガラス電極
であつてエポキシ樹脂で以つてその相当するシリ
ンダ孔内に取り付けられる。

基準電極７は部分炭酸ガス測定電極６に対して
陽極として接続されるものであつて、銀製であり
かつその端面を塩素処理される。この種の既知の
皮膚測定センサにおいては、基準電極は、通常、
測定電極のまわりの環として配置される。本発明
の場合は、面積を縮少するために、基準電極は比
較的小形の円形素子であつて環状のものではな
い。電流密度を低く維持するという先に引用した
理由によつて、基準電極を縮少することのできる
程度には、もちろん、限界がある。基準電極は、
センサの全活性領域の少くとも1/10かつ多くとも
１／３の直径を有する。

測定電極５，６と、基準電極７とは、共通の突
面状端面すなわち測定表面８を形成するように加
熱装置２内に配置される。測定表面８は電解液層
９で覆われ、この液層はさらに半透過性隔膜１０
によつて覆われ、隔膜は締付け環１１によつて保
持かつ締付けられる。

隔膜１０は、この特定応用に対してはテフロン
製又は他の既知のプラスチツク製であつてかつ従
来的なものである。

基準電極の寸法縮少は電解溶液内に入る銀の量
を減少させ、したがつて、陰極上の樹枝状結晶形
成を減少させる。もちろん、基準電極を縮少する
ことのできる程度の限界は樹枝状結晶の形成に対
する適当な障壁であるわけではないが、しかしな
がら、基準電極のまわりに完全に拡がる金製遮へ
い体が、これがなければ超小形陰極にさらに到達
するであろう銀イオンを遮断する。金製遮へい体
のこの遮断作用は、それゆえ、樹枝状結晶形成の
傾向を無視されるほど小さな比率に減少させる。

銀の溶解又は基準電極への到達が少ないので、
裸の超小形陰極に銀が堆積するのに、したがつて
測定の安定に到達するのに、それだけ長い時間が
かかる。陰極上に銀の制御された分離を確実にす
るために、銀を溶解可能な化合物の形で又は溶解
可能な錯体の形で電解液に添加する。この段階
は、制御された銀の分離の結果として、測定の安
定に到達する要する時間を短縮することを可能に
する。

溶解可能な銀化合物として、次の化合物が考え
られる、すなわち、AgCl、AgCN、AgNO₃。銀
の錯体剤としては、たとえば、エチレンジアミン
四酢酸（EDTA）、ジエチレントリアミン五酢酸
（DTPA）が考えられる。電解液に添加される銀
の濃度は、典型的に、10から100.10^-6mol／の
程度である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電極装置の実施例の、
隔膜を取り去つた、酸素分圧と炭酸ガス分圧の複
合皮膚測定センサの測定領域の平面図であり、第
２図は、第１図のセンサの線Ａ−Ａに沿う断面
図、である。 〔符号の説明〕、１：外被、２：加熱装置、
３：加熱巻線、４：金製遮へい体、５：酸素分圧
測定電極、６：炭酸ガス分圧測定電極、７：基準
電極、８：測定表面、９：電解液層、１０：半透
過性隔膜、１１：締付け環。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 測定電極と、基準電極と、前記電極を覆う隔
   膜と、前記電極と隔膜との間の電解液層とを包
   む、媒体の酸素分圧および炭酸ガス分圧の複合測
   定のための電極装置であつて、前記基準電極は該
   電極と同電位の金製遮へい体を自己のまわりに配
   置されていることと、前記電解液は溶解性の銀化
   合物又は銀錯体を含むこととを特徴とする前記電
   極装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の電極装置におい
   て、前記基準電極は全測定領域の直径の少くとも
   １／１０かつ多くとも1/3の直径を有する円形表面の
   形をしていることを特徴とする前記電極装置。