Устройство для определения содержания газов в крови

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2393 А 1 В 5 ИЗОБРЕТ ОПИСАН К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬ ов, С. Увае бюро азиз в ме1956,1 а 1.пд девдега5. 86 -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Специальное конструкторсканалитического приборостроения(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕ - ЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГАЗОВ В КРОВИ, включающее экстракционную камеру, установленную в термостате, вибратор, приспособление для введения .крови и калибровочного газа, масс-спектрометр, включаюгций систему напуска и форвакуумный насос и соединенный с регистратором, отличаюиееся тем, что, с целью повышения точности определения содержания газов в крови, оно дополнительно снабжено камерой для накопления газов и микроолодильником, соединенным с последней, при этом камера для накопления газов соединена каналами с экстракционной камерой и системой напуска масс-спектрометра, а форвакуумный насос масс-спектрометра соединен каналом с экстракционной камерой, а соотношение объ- Е емов экстракционной камеры и камеры для накопления газов не менее 50:1.5 10 15 20 25 30 35 40 45 Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам измерения транспорта газов кровью, и может быть использовано для оценки газообменных процессов у человека и экспериментальных животных.Известно устройство для определения содержания газов в крови, включающее экстракционную камеру, термостат, вибратор, приспособления для ввода крови и реактивов, напорный сосуд со ртутью, ртутный манометр. Для определения содержания газов в крови проба крови и реактивы для гемолиза вводятся в прогреваемую экстракционную камеру, в которой предварительно с помощью напорного сосуда со ртутью создан вакуум, В условиях вакуума газы экстрагируют из крови, Процесс экстрагирования ускоряется вибрацией камеры. Затем при фракционном поглощении реактивами измеряются парциальные давления экстрагированных газов с помощью ртутного манометра. При этом для повышения точности измерений газы сжимаются с помощью напорного сосуда с ртутью. По парциальным давлениям с учетом знания объема рассчитывается содержание газов в крови 1.Недостатки известного устройства - конструктивная сложность, наличие ртути, громоздкая и длительная методика подготовки и проведения анализа.Известно устройство для определения содержания газов в крови, включающее экстракционную камеру, установленную в термостате, вибратор, приспособление для введения крови и калибровочного газа, массспектрометр, включающий систему напуска и форвакуумный насос и соединенный с регистратором 12,Недостатком указанного устройства является низкая точность определения содержания газов в крови, что связано с измерением крайне малых (менее 20/О) концентраций (парциальных давлений) экстрагированных газов в среде газа-носителя.Кроме того, недостатками устройства являются его сложность и большой расход газа-носителя (65 мл/мин). Велики эксплуатационные расходы, так как к работе допускается персонал, прошедший обучение и сдающий периодические экзамены по правилам работы с газовыми баллонами под давлением.Цель изобретения - повышение точности определения содержания газов в крови.Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее экстракционную камеру, установленную в термостате, вибратор, приспособление для введения пробы крови и калибровочного газа, масс-спектрометр, включающий систему напуска и форвакуумный насос и соединенный с регистра. тором, дополнительно снабжено камерой для накопления газов и микрохолодильником, соединенным с последней, при этом камера для накопления газов соединена каналами с экстракционной камерой и системой напуска масс-спектрометра, а форвакуумный насос масс-спектрометра соединен каналом с экстракционной камерой, а соотношение объемов экстракционной камеры и камеры для накопления газов не менее 50:1.На чертеже изображено устройство для определения содержания газов в крЬви, общий вид.Устройство содержит экстр: кционную камеру 1 с герметичной крышкой, связанную с масс-спектрометром 2, включающим систему запуска и форвакуумный насос (не обозначено) и снабженным регистратором 3 посредством канала 4 с вентилем 5, каналов 6 и 7 с вентилями 8 и 9 и охлаждающей камеры 10 с микрохолодильником 11. Зкстракционная камера находится в термостате 12, соединена с вибратором 13 и снабжена входным каналом с вентилем 14 для введения приспособления 15 (шприца) с пробой крови и калибровочного газа,Устройство работает следующим образом.Температура экстракционной камеры, находящейся в водяной бане термостата, доводится до 37 С, При открытых вентилях 5 и 8 и закрытом вентиле 14 в экстракционной и охлаждающей камерах создается вакуум с помогцью форвакуумного насоса масс-спектрометра. Затем вентили 5 и 8 закрываются. Шприц с пробой крови и калибровочного газа герметично прижимается к входному каналу, открывается вентиль 14, содержимое шприца вводится в экстракционную камеру, после чего вентиль 14 закрывается, Включается вибратор. После выдержки в течение нескольких минут, необходимой для полного экстрагирования в вакуум газов из крови, при закрытом вентиле 9 открывается вентиль 8, чем обеспечивается сообщение экстракционной и охлаждающей камер. Поток газов и водяных паров движется из экстракционной камеры в охлаждающую камеру. При этом водяные пары сорбируются холодными стенками охлаждающей камеры и в ней вследствие замещения происходит накопление газов. Процесс заканчивается когда суммарные давления водяных паров и газов в обоих камерах уравняются. Обратная диффузия газов в экстракционную камеру не происходит вследствие высокого сопротивления газовому потоку трубки 6. После уравнивания давлений в обеих камерах (1 - 2 мин) закрывается вентиль 8, открывается вентиль 9, сообщающий охлаждающую камеру с системой напуска масс-спектром етра, и измеряются относительные концентрации газов.(2) 1 но богаз Составитель Н. Земляк Техред И. Верес Корректор И. Муска Тираж 688 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор А. МотыльЗаказ 1603)3 Процесс уравнивания давлений междукамерами описывается выражением(1)5 где Р - давление водяных паров в экстракционной камере;Цга - давление газов в экстракционнойкамере;Р -давление водяных паров в охаялаф лаждающей камере;10Ра - давление газов в охлаждающейг газкамере.При низком уровне давления газов в экстракционной камере, обеспечивающем полное экстрагирование газов из крови, и низком уровне водяных паров в охлаждающей камере, т. е. когда Р1, Р (с1 гаэ 1 н о 2 гаа йн Овыражение (1) приобретает вид 20 Таким образом, обеспечено многократное увеличение давления газов в охлаждающей камере, что повышает точность измерений.Существенным является выбор отношения объемов экстракционной и охлаждающей камер. В случае, когда это отношение равно отношению давлений в экстракционной камере водяных паров и газов, уравнивание давлений между камерами наступает при переходе всего газа в охлаждающую камеру.Снижение объема охлаждающей камеры приводит к тому, что для уравнивания давлений между камерами не требуется 35 перехода в охлаждающую камеру всего газа. При этом ускоряется процесс уравнивания давлений и уменьшается поступление в охлаждающую камеру водяных паров. Увеличение объема охлаждающей камеры приводит к тому, что даже при переходе всего газа в охлаждающую камеру давление газа в ней остается ниже давления водяных паров в экстракционной камере. Процесс уравнивания давлений между камерами не наступает и в охлаждающую камеру поступает большое количество водяных паров. что снижает точность измерений.Давление газов в охлаждающей камере находится на уровне давления водяных газов в Экстракционной камере и практически не зависит от количества экстрагированных из крови газов, Отсюда ясна необходимость применения калибровочного газа, который является критерием для определения содержания других газов. Этот газ вводится в экстракционную камеру вместе с пробой крови. При известном количестве калибровочного газа содержание остальных газов определяется из отношения показаний масс-спектрометра. Относительные измерения с помощью калибровочного газа исключают погрешность, например, вследствие временного дрейфа чувствительности масс-спектрометра, изменения температуры экстракционной камеры и т. д.Предлагаемое устройство обладает более высокой точностью определения содержания газов в крови благодаря значительному повышению давления исследуемых газов. Это дает возможность работать при крайне низких давлениях газов в экстракционной камере и малых пробах крови. При этом без применения реактивов происходит практически полное экстрагирование газов из пробы крови.