DE1193703B - Devices for displaying changes in oxygen concentration as a result of biological organisms housed in an enclosed space - Google Patents
Devices for displaying changes in oxygen concentration as a result of biological organisms housed in an enclosed spaceInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
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Deutsche Kl.: 421-13/03German class: 421-13 / 03
Nummer: 1193 703Number: 1193 703
Aktenzeichen: E 24966IX b/421File number: E 24966IX b / 421
Anmeldetag: 10. Juni 1963 Filing date: June 10, 1963
Auslegetag: 26. Mai 1965Opening day: May 26, 1965
Die Messung von Partialdruckveränderungen bei der Erzeugung und/oder dem Verbrauch von Gas oder Gasen, z. B. des Sauerstoffverbrauchs durch biologische Organismen, erfolgt bisher meist mit der volumetrischen von Warburg angegebenen Apparatur. Diese Apparatur bedingt eine Temperaturkonstanz von einem tausendstel Grad Celsius. Dies erfordert einen erheblichen apparativen Aufwand.The measurement of partial pressure changes in the production and / or consumption of gas or gases, e.g. B. the oxygen consumption by biological organisms, is mostly done with the volumetric apparatus specified by Warburg. This apparatus requires a constant temperature of a thousandth of a degree Celsius. This requires a considerable outlay in terms of equipment.
Ein anderes Gerät, das in der deutschen Patentschrift 1027431 beschrieben ist, dient dazu, den Sauerstoffpartialdruck in einem geschlossenen Gasvolumen durch Kompensation der Sauerstoffpartialdruckänderung auf elektrolytischen Weg konstant zu halten und den Sauerstoffverbrauch durch Messung des Elektrolysestroms zu messen, wobei der Widerstand der Elektrolysezelle oder der Zuleitungen zur Elektrolysezelle druckabhängig verändert wird. Auch diese Anordnung ist sehr aufwendig und überdies zeitraubend, weil das mit dem Sauerstoffpartialdruck behaftete Medium durch lange Kanäle geleitet wird.Another device, which is described in German Patent 1027431, is used to Oxygen partial pressure in a closed gas volume by compensating for the change in oxygen partial pressure to keep constant electrolytically and the oxygen consumption by measurement to measure the electrolysis current, the resistance of the electrolysis cell or the leads to Electrolytic cell is changed depending on the pressure. This arrangement is also very complex and, moreover, Time-consuming because the medium with the partial pressure of oxygen is passed through long channels.
Durch die Erfindungen werden diese Nachteile vermieden. Sie betreffen Geräte zur Anzeige der Sauerstoffkonzentrationsänderungen infolge von in einem geschlossenen Raum untergebrachten, biologischen Organismen, beruhend auf der Absorption des Sauerstoffs in einer Flüssigkeit und Messen der an der Dreiphasengrenzfläche einer galvanischen Kette auftretenden elektrischen Ladungen. Die Erfindungen sind im einzelnen in den Patentansprüchen definiert.The inventions avoid these disadvantages. They concern devices for displaying the Changes in oxygen concentration as a result of biological ones housed in an enclosed space Organisms based on the absorption of oxygen in a liquid and measuring it electrical charges occurring at the three-phase interface of a galvanic chain. The invention are defined in detail in the claims.
Bei den erfindungsgemäßen Geräten ist also nicht nur der apparative Aufwand vermindert, sondern überdies die Empfindlichkeit der Messung wesentlich vergrößert, denn die Veränderung des Partialdrucks eines Gases, beispielsweise von Sauerstoff oder von Kohlensäure, in einer Flüssigkeit ist erheblich größer als der in der Gasphase.In the case of the devices according to the invention, not only the outlay on equipment is reduced, but also In addition, the sensitivity of the measurement is significantly increased, because the change in partial pressure of a gas, for example oxygen or carbonic acid, in a liquid is considerably larger than that in the gas phase.
Als Absorptionsflüssigkeit wird eine Flüssigkeit genutzt, die eine möglichst geringe Löslichkeit für das zu untersuchende Gas aufweist und in der die Organismen leben können. Die Empfindlichkeit der Partialdruckänderungsbestimmung ist dann besonders groß.A liquid is used as the absorption liquid, which has the lowest possible solubility for contains the gas to be examined and in which the organisms can live. The sensitivity of the The determination of the partial pressure change is then particularly large.
Eine solche Flüssigkeit ist insbesondere eine physiologische Kochsalzlösung. Die biologischen Organismen — z. B. Gewebe, kleine Tiere, Einzeller, Bakterien, Infusorien, Pilze, besonders Bier- und Weinhefepilze —, die als Atmer den Sauerstoffgehalt des umgebenden Mediums verändern und deren Stoffwechsel untersucht werden soll, können in ihr ohne Schaden untergebracht werden.Such a liquid is in particular a physiological saline solution. The biological Organisms - e.g. B. tissue, small animals, protozoa, bacteria, infusoria, fungi, especially beer and Wine yeast mushrooms - which, as breathers, change the oxygen content of the surrounding medium and their Metabolism to be examined can be accommodated in it without harm.
Als Meßsysteme dienen bekannte galvanischeKnown galvanic systems are used as measuring systems
Geräte zur Anzeige der Sauerstoffkonzentrationsänderungen infolge von in einem geschlossenen
Raum untergebrachten biologischen OrganismenDevices for displaying the changes in oxygen concentration as a result of in an enclosed space
Room housed biological organisms
Anmelder:Applicant:
L. Eschweiler & Co., Kiel, Muhliusstr. 75L. Eschweiler & Co., Kiel, Muhliusstr. 75
Als Erfinder benannt:
Wilhelm Eschweiler,
Gerhard Thews, KielNamed as inventor:
Wilhelm Eschweiler,
Gerhard Thews, Kiel
Ketten, die gegen die Absorptionsflüssigkeit mit einer der für Sauerstoff durchlässigen Hülle abgeschlossen sind (vgl. zum Beispiel die deutsche Auslege-Chains that are closed against the absorption liquid with a shell that is permeable to oxygen are (see, for example, the German interpretation
ao schrift 1133 923).ao scripture 1133 923).
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Reaktions- und die Meßkammer durch zwei Leitungen verbunden, die im Verhältnis zu den Kammern so bemessen sind, daß im Reaktionsraum eine laminare Strömung auftritt.In a particularly expedient embodiment, the reaction chamber and the measuring chamber are divided by two Lines connected, which are dimensioned in relation to the chambers so that in the reaction space laminar flow occurs.
Die beiden Kammern können durch Ausnehmungen eines nicht metallischen, zweckmäßig quaderförmigen Gehäusekörpers, z. B. Glas- oder Kunststoffkörpers, gebildet sein und durch zwei Rinnen in der Oberfläche des Gehäusekörpers miteinander verbunden sein; beide Kammern können zweckmäßig zusammen mit den Leitungen durch eine Abdeckplatte aus zweckmäßig dem gleichen Material wie der Gehäusekörper abgedeckt sein. Die Ausnehmungen können sich zweckmäßigerweise nach der der Abdeckplatte abgewandten Seite durch den Gehäusekörper hindurch als Aufnahmen für eine Meßelektrode oder ein Elektrodengehäuse und/oder für einen Verschlußstopfen fortsetzen.The two chambers can be formed by recesses of a non-metallic, expediently cuboid Housing body, e.g. B. glass or plastic body, and be formed by two grooves in the surface of the case body be connected to each other; both chambers can be expedient together with the lines through a cover plate made of the same material as the housing body must be covered. The recesses can expediently according to the the side facing away from the cover plate through the housing body as receptacles for a measuring electrode or continue for an electrode housing and / or for a sealing plug.
Die Erfindungen sollen nun an Hand der Zeichnung, in der eine besonders vorteilhafte Ausfuhrungsform
eines der Geräte dargestellt ist, näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch die Analysenapparatur, The inventions will now be explained in more detail with reference to the drawing, in which a particularly advantageous embodiment of one of the devices is shown. It shows
F i g. 1 shows a vertical section through the analysis apparatus,
F i g. 2 eine Draufsicht von unten.
Mit 1 ist ein quaderförmiger Gehäusekörper aus Glas bezeichnet. In diesem befinden sich zwei Durchbrüche,
die oben als konische Schliffe ausgebildet sind und unten zylindrische Gestalt haben. Die beiden
zylindrischen Ausnehmungen sind mit 2 und 3 bezeichnet, wobei 2 die Meßkammer und 3 denF i g. 2 is a plan view from below.
1 with a cuboid housing body made of glass is referred to. In this there are two openings, which are designed as conical cuts at the top and have a cylindrical shape at the bottom. The two cylindrical recesses are denoted by 2 and 3, with 2 being the measuring chamber and 3 being the
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Reaktionsraum bilden. Die Meßkammer2 ist von oben her durch eine galvanische Kette 4 verschlossen, die in die schlifförmige Aufnahme, in die sich die Kammer 2 nach oben hin fortsetzt, eingesetzt ist. Zur Messung der Sauerstoffkonzentration ist diese Elektrodenanordnung 4 mit einer Kunststoffolie gegen den Meßraum abgeschlossen. Die Kathode kann aus Platin sein.Form reaction space. The measuring chamber 2 is closed from above by a galvanic chain 4, which is inserted into the section-shaped receptacle into which the chamber 2 continues upwards. To the Measurement of the oxygen concentration is countered by this electrode arrangement 4 with a plastic film the measuring room closed. The cathode can be made of platinum.
Der Reaktionsraum 3 ist durch einen Stopfen 5 verschlossen, der in die entsprechende obere Aufnähme eingesetzt ist. Auf der Unterseite des Glaskörpers 1 sind die beiden Kammern 2 und 3 durch in den Körper eingeschliffene Rinnen 6 und 7 miteinander verbunden, welche an diametralen Stellen der beiden Kammern ansetzen. Sowohl die Kammern 2 und 3 als auch die beiden rinnenförmigen Leitungen 6 und 7 sind von unten mittels einer Glasplatte 8 abgeschlossen, die auf den Glaskörper 1 aufgesetzt ist. Die beiden Glasteile 1 und 8 sind aufeinander geschliffen, damit eine einwandfreie Abdichtong der Kammern und Leitungen erzielt wird. In der Meßkammer 2 befindet sich ein Schaufelrad 9; es besteht aus Kunststoff oder Glas und hat einen magnetischen bzw. magnetisierbaren Kern. Es wird mittels eines durch einen Motor 10 angetriebenen Magneten, vorzugsweise Dauermagneten 11, gedreht. Hierdurch wird eine starke Durchriihrung und gegebenenfalls Durchwirbelung der in der Meßkammer befindlichen Absorptionsflüssigkeit, beispielsweise physiologischen Kochsalzlösung, erzielt, so daß das zu bestimmende Gas in dieser Flüssigkeit unmittelbar vor der Elektrode stets gleichmäßig verteilt ist. Andererseits bewirkt die schmale Ausbildung der Leitungen 6 und 7, daß in der anderen Kammer, dem Reaktionsraum 3, eine laminare Strömung herrscht, welche zwar eine ständige Umwälzung der Flüssigkeit unter Mitnahme des durch die in der Reaktionskammer befindlichen Atmer erzeugten bzw. verbrauchten Gases bewirkt, ohne jedoch die am Boden des Reaktionsraums 3 befindlichen Atmer selbst mitzureißen oder überhaupt an der Umwälzbewegung teilnehmen zu lassen. The reaction space 3 is closed by a stopper 5 which is inserted into the corresponding upper receptacle. On the underside of the glass body 1, the two chambers 2 and 3 are connected to one another by grooves 6 and 7 ground into the body, which start at diametrical points of the two chambers. Both the chambers 2 and 3 and the two channel-shaped lines 6 and 7 are closed from below by means of a glass plate 8 which is placed on the glass body 1. The two glass parts 1 and 8 are ground on each other so that a perfect sealing of the chambers and lines is achieved. In the measuring chamber 2 there is a paddle wheel 9; it is made of plastic or glass and has a magnetic or magnetizable core. It is rotated by means of a magnet, preferably permanent magnet 11, driven by a motor 10. In this way, the absorption liquid in the measuring chamber, for example physiological saline solution, is strongly circulated and, if necessary, swirled, so that the gas to be determined is always evenly distributed in this liquid immediately in front of the electrode. On the other hand, the narrow design of the lines 6 and 7 has the effect that there is a laminar flow in the other chamber, the reaction chamber 3, which indeed causes a constant circulation of the liquid while entraining the gas generated or consumed by the breathers in the reaction chamber, without, however, entraining the breath located at the bottom of the reaction chamber 3 or even allowing them to participate in the overturning movement .
Grundsätzlich könnten die zu untersuchenden biologischen Organismen bei entnommenen Stopfen 5 von oben in den Reaktionsraum 3 eingebracht werden. Um jedoch unter Umständen auch während der Messungen das Einbringen von Untersuchungsobjekten, d. h. ein Impfen von der physiologischen Kochsalzlösung zu ermöglichen, ist noch ein Einfüllkanal 12 mit einem Einfüllstutzen 13 vorgesehen, durch den bei völlig zusammengesetzten Analysengerät physiologische Kochsalzlösung zum Zweck der Impfung mit entsprechenden Substanzen ein- bzw. nachgefüllt werden kann. Hierbei dient der Stopfen 5 gleichzeitig zum öffnen und Schließen des Kanals 12. Zu diesem Zweck ist der Stopfen 5 mit einer Abschrägung 14 versehen, die so bemessen ist, daß der Stopfen in der dargestellten Stellung die Einfüllöffnung 12 schließt, jedoch der um 180° gedrehten Stellung diese freigibt.In principle, the biological organisms to be examined could with the stoppers removed 5 be introduced into the reaction chamber 3 from above. However, in order to be able to do so during the Measurements the introduction of examination objects, d. H. an inoculation of the physiological saline solution To enable a filler channel 12 with a filler neck 13 is also provided through the If the analyzer is fully assembled, physiological saline solution for the purpose of vaccination can be filled or refilled with appropriate substances. The plug 5 is used here at the same time to open and close the channel 12. For this purpose, the plug 5 is chamfered 14 provided, which is dimensioned so that the plug in the position shown, the filling opening 12 closes, but the position rotated by 180 ° releases it.
Wenn außer dem Sauerstoffverbrauch auch noch die Kohlensäurebildung der Organismen gemessen werden soll, dann kann an Stelle des Stopfens 5 ein zweites galvanisches Meßsystem eingesetzt werden, das also zur Messung der Kohlensäurekonzentrationen geeignet ist. Hierzu wird zweckmäßigerweise eine Glaselektrode verwendet. Statt mit einer Glaselektrode kann die Messung des Kohlensäuregehalts auch durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit einer Flüssigkeit erfolgen, in der die erzeugte Kohlensäure absorbiert wird. Besonders geeignet ist hierfür Natrium-Bikarbonat oder Bariumhydroxyd, dessen Leitfähigkeit zwischen zwei Drahtenden in üblicher Weise, beispielsweise in einer Brückenschaltung, gemessen werden kann.If, in addition to the oxygen consumption, the carbon dioxide formation of the organisms is also measured should be, then a second galvanic measuring system can be used in place of the plug 5, which is therefore suitable for measuring carbon dioxide concentrations. For this purpose, it is expedient a glass electrode is used. Instead of using a glass electrode, you can measure the carbonic acid content can also be done by measuring the electrical conductivity of a liquid in which the carbon dioxide produced is absorbed. Sodium bicarbonate or barium hydroxide is particularly suitable for this Conductivity between two wire ends in the usual way, for example in a bridge circuit, can be measured.
Zur Anpassung an verschiedene Arbeitsbedingungen, beispielsweise verschieden starke Gasdruckänderungen und verschieden große Proben der zu untersuchenden Organismen sind mehrere verschiedene Stopfen 5 vorgesehen, die wahlweise zum Verschluß des Reaktionsraumes 3 dienen können und die einen verschieden großen Raum zwischen der schrägen Bodenfläche 14 des Stopfens 5 und dem Reaktionsraum 3 belassen. Die verschiedenen Stopfen 5 unterscheiden sich dabei im wesentlichen durch eine verschieden starke Abschrägung der Bodenfläche 14.To adapt to different working conditions, for example gas pressure changes of different strengths and samples of the organisms to be examined of different sizes are several different Plugs 5 are provided, which can optionally be used to close the reaction chamber 3 and which have a different size space between the inclined bottom surface 14 of the plug 5 and the Leave reaction space 3. The various plugs 5 differ essentially in terms of how they are used a different bevel of the bottom surface 14.
Die ganze Apparatur befindet sich in einem Waserbad, das jedoch nur auf ein zehntel Grad Celsius konstant gehalten zu werden braucht.The whole apparatus is in a water bath, but only to a tenth of a degree Celsius needs to be kept constant.
Claims (8)
Deutsche Patentschrift Nr. 1027431;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1133 923.Considered publications:
German Patent No. 1027431;
German interpretative document No. 1133 923.
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| DE1133923B (en) * | 1960-07-09 | 1962-07-26 | Dayton Ernest Carritt | Electrolytic measuring device for the determination of gas contents |
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0
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1962
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1963
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- 1963-06-10 DE DEE24966A patent/DE1193703B/en active Pending
- 1963-10-12 DK DK481463A patent/DK128868B/en unknown
- 1963-10-14 GB GB4052563A patent/GB1068661A/en not_active Expired
- 1963-10-14 CH CH1272663A patent/CH469261A/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1133923B (en) * | 1960-07-09 | 1962-07-26 | Dayton Ernest Carritt | Electrolytic measuring device for the determination of gas contents |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1303494B (en) | 1971-12-23 |
| CH469261A (en) | 1969-02-28 |
| DE1498711B2 (en) | 1972-12-07 |
| GB1068661A (en) | 1967-05-10 |
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| DE1498711A1 (en) | 1970-03-19 |
| DK128868B (en) | 1974-07-15 |
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