Способ измерения парциального давления кислорода в биологических тканях

) (11 51)5 0 01 й 27/28г,е,п о к 4 еггцЗ, о ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ Оо (1 +1 1 02)о Р 02)ткт атклевей в варительно ским электм токам восподвижном , насыщен- улы ь ог 1г сстановлеИ 11 И 12кислорода ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА В БИОЛОГИЧЕСКИХХ ТКАНЯХ(57) Изобретение относится к электрохимическим способам измерения, а именно к полярографическому анализу, и может быть использовано для определения парциального давления кислорода в биологических тканях. Целью изобретения является повышение достоверности определения парциального давления в биологических тканях.Поставленная цель достигается измерени. ем диффузионных токов 0,14-0,9-ного раствора хлористого натрия и биологической ткани в течение 5-30 с путем введения в них открытого поляризуемого неподвижного торцового микроэлектрода в паре с Изобретение относится к электрохимическим способам измерения, а именно к полярографическому анализу, и может быть использовано для определения парциального давления кислорода в условиях усложненной диффузии, в частности для измерения парциального давления кислорода (РО 2) в живых биологических тканях,Целью изобретения является повышение точности способа,Способ осуществляется следующим образом.Открытый неподвижный кончиковый микроэлектрод со скошенным торцом, имеющий активную поверхность, произвольной хлорсеребрянным электродом и вычис ния парциального давления по формуле где т и 1 т - сила тока, проходящего через электрод в ткани и в физиологическом растворе в момент времени т; ао и атк - коэффициенты растворимости кислорода в физиологическом растворе и в ткани; Оот и Откт - коэффициенты диффузии кислорода в физиологическом растворе и ткани в момент времени т; Йо - эффективный радиус электрода; (РО 2)о - парциал ьное давление кислорода в физиологическом растворе, 3 Предлагаемый способ позволяет в течение времени определить изменение козффици- И ентов диффузии в физиологическом растворе и биологической ткани и таким образом повысить точность расчета (РО 2)о и также диффузионных токов геометрической формы, . предмоделируют идеальным сферичеродом, вычисляя йо по стартовыстановления кислорода в нефизиологическом растворе йаСного воздухом, с помощью Форм( - , - 1) О11й11 -- т /т де 11 и 12- значения силы тока в ия кислорода в моменты времОо - коэффициент диффузи физиологическом растворе.Затем, вводя тот же электрод в исследуемую ткань, на основании стартовых токов ВОССтанОВЛЕНИЯ 02, ИЗМЕРЕННЫХ В ДИВПаЗО- не 5-30 с при потенциале поляризации, соответствующем диффузионному току, определяют локальный коэффициент диффузии кислорода в живой ткани по формуле2Б 7 и )йо(2) 0- - 1,); т 111 где 1 и 2 - значения силы тОка Восстановле- кия кислорода на электроде в ткани в моменты времени 11 и 12;Но - эффективный радиус электрода, вычисленный по формуле (1),Парциальное давление кислорода в ткани вычисляется по формуле 1 Оойо (я +)1 1 (РО 2)тк- Г- - (РО 2)о О) гдеи- Сила тока восстановления кислорода на электроде в ткани и в физиологическом растворе, насыщенном воздухом, соответственно в момент времени т,Оо и Отк - коэффициенты диффузии кислорода в физиологическом растворе и живой ткани;о И ГХтк КОЭФФИЦИЕКТЫ РВСТВОРИМОСТИ кислорОда В физиологическом раствоэе и ткани;(Р 02)о- парциальноедавление кислорода в физиологическом растворе,П р и и е р. Определение РО 2 в дерме кожи предплечья и лучеплечеаой мышце у практически здоровых людей.Измерения Р 02 производят с помощью кончикового микрозлектрода со скошенным торцом, имеющего активную поверхность приблизительно эллиптической формы и изготовленного из платиновой (спектрально чистая рт) проволоки диаметром 0,010 см, вмонтированной в инъекционную иглу диаметром 0,040 см. Стартовые токи восстановления 02 регистрируются малоинерционным ( т ф 0,4 с) и ВысокочувстВительным униаар. сальным полярографом ПУ- . Индикаторный электрод используется в паре с хлорсеребряным электродом, при этом от внешнего источника подается напряжение 0,7 В.С помощью малоинерционного прибора регистрируются изменения силы диффузионного тока восстановления кислорода ка неподвижном твердом микрозлектроде в течение 20 с в стандартном совершенно неподвижном 0,9-ном растворе йаС, насыщенном воздухом, г,ри комнатной температуре, В целях предотвращения ис 5 10 15 20 кажающей тепловой конвекции электродустанавлиаают а пристеночной области (слой Прандтля) на максимально возможной глубине сосуда или в тампоне гигроскопической ваты, помещенной в тот же раствор, Кривая- Т запоминается. Продолжительность регистрации 20 с, затем вычисляется Во - характерный размер электрода как фун- КЦИИ 1, 2,11, 12 И Оо В СтаНДаРткОМ РаСтВОРЕ.В результате проведения моделирования микроэлектрода в растворе ха С с известным коэффициентом диффузии 02 при комнатной температуре (Оо=2,3 10 см Й-5 при Т=23 С) определяют эффективный радиус используемого микроэлектрода Во=(0,0151 - 0,0005) см,Вводя аттестованный таким образом микроэлектрод в живую ткань, определяют в ней коэффициент диффузии Ог. В результате проведения 20 измерений у практически здоровых людей получаютдерма кожи предплечья Этк=(6,3 0,5)х х 10 См /С; ц= " 610 см lг25 лучеплечеаая мышца Отк=(7,0 + 0,5)х10 5 СМГс;у= .-1,6 .10 см /с,По значениям силы стартового тока восстановления 02, регистрируемых а момент30 времени электролиза 1 в биологической ткани и что и а физрастворе, используя полученные Во и Отк, определяют по Формуле (3)значениЯ (Р 02)ткдарма Кажи ПрЕдПЛЕЧЬя (Р 02)тк=(38,235 +:3,5) мм рт.ст.;ЛуЧЕПЛЕЧЕВая МЬ 1 Шца (Р 02)тк=(404)мм рт,с,При расчетах принимается, что ао=3,0 1023 03 апри22 о С0-2 340 0 Ь Р атм пр т=37 С,Предлагаемый способ измерения в условиях усложненной диффузии, напряжения кислорода в живых тканях позволяетполучать результаты а абсолютных едини 45 цах (мм рт. ст,), отличается низкой температурной зависимостью, достаточно прост,надежен и ке требует длительного времениизмерения, Он позволяет также проводитьизмерения в режиме постоянного включения измерительной 1 цепи и Вести непрерывную регистрацию измекений РО 2 в живойткани организма.Ф ор мул а и зоб рете н и яСпособ измерения парциального давления кислорода а биологических тканях пу-тем введения поляризуемого открытогонеподвижного торцового микроэлектрода впаре с хлорсеребряным электродом в сосудс физиологическим раствором хлористого