[发明专利]用于分析血液中存在的气体的传感器和仪器

说明书

本发明涉及用于分析血液中存在的气体的传感器和仪器，尤其用于确定以 百万分率或更低量级的最小量而存在于血液中的气体，例如氨气、硫化氢和一 氧化氮。

众所周知，可以通过分析血液中存在的气体来识别多种病理情形。通常用 于这些分析的技术需要通过各种方法来提取血液样本，以及随后在隔离、恒温 等条件下的环境中存储这些样本，直到进行实际分析时。对本领域技术人员来 说这具有各种缺点是已知的，以及对血液中存在的各种气体压力进行连续监测 的不可能性。为了克服这些缺点，已经建议省却提取血液样本，并通过另一种 方式来样本对血液中存在的气体进行确定，诸如通过经皮方式即时进行或通过 分析唾液样本。除了非侵入性以外，这些技术还允许对血液气体的连续监测以 及尤其通过经皮方式对气体进行采样的技术，在用于确定血液中存在的氧气和 CO₂的产前诊断开始之后就使用所述经皮方式。

用于分析血液气体的仪器是已知的，通常由气体采样探针组成，所述探针 经由管道连接至设置有用于测量气体的传感器的仪器。用于分析血液气体的多 种传感器是已知的，如基于测量用原电池的传感器，所述原电池允许测量一种 或多种气体的浓度。

如专利US5007424描述了一种极谱/电流传感器，其用于通过克拉克(Clark)- 型电极布置来测量血液中的氧气分压。所述传感器设置有用于同时确定血液中 CO₂分压的pH电极。

专利US4840179公开了用于基于电解液中pH测量原理同时并持续测量血 液中存在的氧气和CO₂的恒温装置。经皮地进行气体采样。但是，为了确保氧 气和CO₂的满意测量，有必要将皮肤加热到大约42℃，以加强其渗透性和由此 的气体流动。

本领域已知的电流型电流型传感器(galvanic sensor)的问题为它们不允许 探测微量的血液气体(诸如氨、硫化氢和一氧化氮)的存在，而这些气体会涉及多 种病理情形。尤其是，血液中存在的气态氨可显示出肝功能紊乱和肾功能紊乱， 在所述情形中，其浓度会增加到超过0.1-0.6ppm的生理值。

气态氨的测量和监测允许快速且有保证地诊断诸如高氨血症和低氨血症， 糖尿病和高血压之类的疾病，以及对幽门螺旋菌(Helicobacter Pylori)感染的诊 断。气态氨的经皮确定还可用在血液透析治疗和定期检验中。

K.Nose等人发表在《分析科学》(Analytical Sciences)2005年12月，vol.21 第1471页及其后的文章“对从人体皮肤散发出来气体中的氨气的识别及其与血 液中的氢气的相互关系(Identification of ammonia in gas emanated from human skin and its correlation with that in blood)”中描述了一种实验性研究，通过所述实验性 研究，对源自皮肤的气态氨的存在的检测以及对其量的测量是可能的。该文章 强调了通过使用对病人无痛且实时的方法来经皮采集气态氨的必要，由此允许 连续监测血液中气态氨的变化，以及使得测量仪器也用于家庭使用。

因此，本发明的一个目的在于提供一种传感器及一种装置，用于实时地并 通过非侵入、非人工操作和非破坏方式确定血液气体，尤其是微量气体，诸如 氨、硫化氢和一氧化氮。通过一种传感器和一种仪器可达到所述目的，其主要 特征分别在权利要求1和11中进行了描述，而其它特征在其他权利要求中进行 了描述。

根据本发明的传感器是一种为探测和测量如下气体而定制的测量原电池， 所述气体像氨、硫化氢和一氧化氮，并以百万分之一或更小量级的数量存在于 血液中。

根据本发明的传感器的一个优点在于其具有秒级的响应和恢复时间，由此 可有利地用于实时和连续测量。

而且，根据本发明的传感器不需要为增强其对血液气体的渗透性而对患者 皮肤进行任何加热。事实上，受益于测量电极的小型化，最小量气体对进行正 确且精确的测量来说足够的。因此完全消除了皮肤烧灼的危险。

另一个优点在于传感器是非常紧凑的，由此允许低成本地制造具有减小尺 寸、便携的并且同样适合家庭使用的测量仪器。

根据本发明的传感器的又一个优点在于其可以与不同类型的采样探针一起 使用，适合于经皮采样和在体分析血液或唾液样本，由此允许最大弹性地使用 所述具有探针插入其中的测量仪器。