DE1235038B

DE1235038B - Process and device for determining the acid-base state in small liquid samples

Info

Publication number: DE1235038B
Application number: DE1962E0023739
Authority: DE
Inventors: Rer Nat Dr Med Gerhard Thew Dr; Wilhelm Eschweiler
Original assignee: ESCHWEILER U CO L
Current assignee: ESCHWEILER U CO L
Priority date: 1962-10-24
Filing date: 1962-10-24
Publication date: 1967-02-23

Description

Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung des Säure-Basen-Zustandes in kleinen Flüssigkeitsproben Der Beurteilung des Säure-Basen-Zustandes von Flüssigkeiten, insbesondere des Blutes, kommt in der modernen Medizin eine erhebliche diagnostische Bedeutung zu. In ihm spiegeln sich sowohl metabolische Störungen, die oft das kritische Stadium einer Erkrankung anzeigen, als auch respiratorische Störungen wieder. Es hat sich im Hinblick auf eine genaue Differenzierung der verschiedenen den Säure-Basen-Haushalt beeinflussenden Faktoren als notwendig erwiesen, folgende Größen im Blut des Erkrankten zu bestimmen: 1. den Kohlendioxyddruck (pCO2) im arteriellen Blut, 2. den pH-Wert im Serum des arteriellen Blutes, 3. den Wert für Standardbikarbonat, d. h. die Bikarbonatkonzentration des Blutplasmas bei einem Kohlendioxyddruck von 40 Torr bei vollständiger Sauerstoffsättigung des Hämoglobins, 4. die sogenannte Pufferbase, d. h. die Summe der Pufferanionen im Blut, 5. den Basenüberschuß, der definitionsgemäß für Blut bei pCO2 40 Torr mit pH = 7,38 den Wert 0 hat und dessen positive Werte einen Überschuß an Basen, dessen negative Werte Mangel an Basen anzeigen.Process and device for determining the acid-base state in small liquid samples The assessment of the acid-base state of liquids, in particular of the blood, in modern medicine comes a significant diagnostic Importance to. It reflects both metabolic disorders, which are often the most critical Indicate the stage of a disease as well as respiratory disturbances again. It has become in terms of a precise differentiation of the various the acid-base balance influencing factors proved to be necessary, the following values in the patient's blood to determine: 1. the carbon dioxide pressure (pCO2) in the arterial blood, 2. the pH value in the serum of the arterial blood, 3. the value for standard bicarbonate, d. H. the bicarbonate concentration of blood plasma at a carbon dioxide pressure of 40 Torr with complete oxygen saturation of hemoglobin, 4. the so-called buffer base, d. H. the sum of the buffer anions in the blood, 5. the base excess, which is by definition for blood at pCO2 40 Torr with pH = 7.38 has the value 0 and its positive values an excess of bases, its negative values indicate lack of bases.

Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, nach dem die fünf genannten Werte in einer kleinen Blutprobe aus dem Ohrläppchen in einem Untersuchungssgang ermittelt werden können, ohne daß die bisher notwendige vollständige 2iquilibrierung des Blutes mit analysierten Gasgemischen durchgeführt zu werden braucht. The invention has the object of finding a method according to which the five mentioned values in a small blood sample from the earlobe in one Examination course can be determined without the previously necessary complete 2quilibration of the blood with analyzed gas mixtures to be carried out needs.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Ermittlung des Säure-Basen-Zustandes einer Flüssigkeitsprobe Standardbikarbonat, Pufferbase und Basenüberschuß aus gleichzeitig gemessenen Wertepaaren von pH und pCO2 bei zwei zeitlich nacheinander auftretenden, unterschiedlichen Werten des pCO2 rechnerisch bestimmt werden, wobei erfindungsgemäß die Messung von pH und pCO2 potentiometrisch erfolgt, ohne daß die Flüssigkeitsprobe vorher äquilibriert wird. This object is achieved in that to determine the acid-base state a liquid sample of standard bicarbonate, buffer base and excess base at the same time measured value pairs of pH and pCO2 with two successive, different values of the pCO2 can be determined by calculation, according to the invention the measurement of pH and pCO2 takes place potentiometrically without the liquid sample equilibrated beforehand.

Man geht dabei z. B. folgendermaßen vor: Aus dem hyperämisierten Ohrläppchen des Patienten läuft nach einem Einstich mit einer sterilen Lanzette das Blut in ein Glasröhrchen von etwa 60 1 Inhalt, dessen Innenwand vorher heparinisiert worden ist. You go z. B. Proceed as follows: From the hyperaemized The patient's earlobe runs after being punctured with a sterile lancet the blood in a glass tube of about 60 liters, the inner wall of which is heparinized beforehand has been.

Ein Eisenstift wird mit Hilfe eines außen vorbeigeführten Magneten im Innern des Röhrchens hin-und herbewegt und sorgt für eine gute Mischung des gerinnungshemmenden Heparins mit dem Blut. Das Blut wird in die Meßapparatur eingebracht, in der zunächst pH-Wert und Kohlendioxyddruck gemessen werden. Danach wird durch Einleiten eines Gasgemisches, z. B. Luft, der pCO2-Wert geändert und dieser ebenso wie der neue pW-Wert direkt gemessen. Die beiden Wertepaare gestatten dann die Ermittlung der Werte für Standardbikarbonat, Pufferbase und Basenüberschuß nach einem der gebräuchlichen Nomogramme (z.B. nach 0. Siggaard Anderson und K. Engel).An iron pin is made with the help of an outside magnet Moved back and forth inside the tube and ensures a good mixture of the anticoagulant Heparins with the blood. The blood is introduced into the measuring apparatus, in the first of which pH value and carbon dioxide pressure can be measured. After that, by initiating a Gas mixture, e.g. B. air, the pCO2 value changed and this as well as the new one pW value measured directly. The two pairs of values then allow the determination of the Values for standard bicarbonate, buffer base and base excess according to one of the common ones Nomograms (e.g. after 0. Siggaard Anderson and K. Engel).

Gemäß einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens werden die Messungen mit folgender Einrichtung durchgeführt: Eine Meßkammer 1 von 30 l Inhalt mit einer Einlaßkapillare 10 und einer Auslaßkapillare 11 wird von oben durch eine kunststoffüberzogene Glaselektrode2 mit einer Bikarbonatlösung3 zwischen der Glas- und Kunststoffmembran abgeschlossen. According to a special embodiment of the inventive concept the measurements were carried out with the following equipment: A measuring chamber 1 of 30 l Contents with an inlet capillary 10 and an outlet capillary 11 is through from above a plastic-coated glass electrode2 with a bicarbonate solution3 between the Glass and plastic membrane completed.

Diese Teile bilden eine in die Halterung 12 eingesetzte Einrichtung 9, die zusammen mit einer in derselben Bikarbonatlösung befindlichen Bezugselektrode 4 die direkte Messung des Kohlendioxyddruckes erlaubt.These parts form a device inserted into the holder 12 9, together with a reference electrode in the same bicarbonate solution 4 allows direct measurement of the carbon dioxide pressure.

Die Unterseite der Meßkammer wird von einer in die Halterung 13 eingesetzten Glaselektrode 5 gebildet, die in Kombination mit einer weiteren Bezugselektrode 7 zur Messung des pH-Wertes geeignet ist. The underside of the measuring chamber is inserted into the holder 13 by a device Glass electrode 5 formed in combination with a further reference electrode 7 is suitable for measuring the pH value.

Diese Bezugselektrode wird jeweils zur Messung auf den blutgefüllten kapillaren Einlaufstutzen 6 zur Meßkammer 1 aufgesetzt.This reference electrode is used to measure the blood-filled capillary inlet nozzle 6 attached to the measuring chamber 1.

Die Veränderung des Kohlendioxyddruckes, die zur Erzielung eines zweiten pCO2-pH-Wertepaares notwendig ist, erfolgt durch Einleitung eines Gasgemisches, z. B. Luft, durch Rohr 11, wodurch das Blut aus der Meßkammer 1 in ein mit Löchern versehenes, in den Einlaufstutzen 6 eingesetztes Glasrohr 8 gedrängt wird. Das Blut fließt durch die Löcher in einen kleinen Vorratsraum im Stutzen 6, aus dem es dann wieder vom Auslaufrohr 11 her in die Meßkammer 1 gesaugt wird. Die kurzzeitige Berührung des Blutes mit dem Gasgemisch genügt zur Veränderung des Kohlendioxyddruckes. The change in carbon dioxide pressure necessary to achieve a second pCO2-pH value pair is necessary, takes place by introducing a gas mixture, z. B. air, through tube 11, whereby the blood from the measuring chamber 1 in a with holes provided, inserted into the inlet nozzle 6 glass tube 8 is pushed. The blood flows through the holes into a small storage space in the nozzle 6, the end which it is then sucked back into the measuring chamber 1 from the outlet pipe 11. The short-term Contact of the blood with the gas mixture is sufficient to change the carbon dioxide pressure.

Die gesamte aus Glas hergestellte Apparatur befindet sich im Wasserbad eines Thermostaten. Die beiden Elektrodenketten sind an gebräuchliche Betriebsgeräte für potentiometrische Messungen angeschlossen. The entire apparatus made of glass is in a water bath a thermostat. The two electrode chains are connected to common operating devices connected for potentiometric measurements.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß bei Anwendung des Verfahrens der Säure-Basen-Zustand nicht nur des Blutes, sondern auch anderer Flüssigkeiten ermittelt werden kann. It is within the scope of the invention that when using the method the acid-base state not only of the blood but also of other fluids can be determined.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß es zur Ermittlung der fünf genannten Werte nicht mehr, wie bisher üblich, notwendig ist, das Blut mit zwei analysierten Gasgemischen genau zu äquilibrieren, eine Maßnahme, die bei kleinen Blutproben infolge Zerstörung von Blutzellen zu ungenauen Daten führen kann. Außerdem bedeutet die Durchführung des gesamten Untersuchungsganges in einer einzigen Meßeinheit und der Verzicht auf die Äquilibrierung eine wesentliche Zeitersparnis. The invention has the advantage that it is used to determine of the five values mentioned is no longer necessary, as was previously the case, the blood to precisely equilibrate with two analyzed gas mixtures, a measure that is necessary for small blood samples can lead to inaccurate data due to the destruction of blood cells. In addition, the entire examination process is carried out in a single one Measuring unit and the waiver of the equilibration a significant time saving.

Claims

Claims: 1. Method for determining the acid-base state in small liquid samples by calculating standard bicarbonate, Buffer base and excess base from simultaneously measured pairs of pH and pCO2 in the case of two different pCO2 values occurring one after the other, d a d u r c h indicated that pH and pCO2 are measured potentiometrically, without the liquid samples being equilibrated beforehand.

2. The method according to claim 1, characterized in that the CO2 pressure the liquid samples by contact with a gas mixture, e.g. B. Air, changed will.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that for the simultaneous determination of each pair of values potentiometric Means with at least one pCO2 electrode chain (2 and 4) and at least one pH electrode chain (5 and 7) are provided in the same measuring chamber (1).

4. Apparatus according to claim 3, characterized ge. indicates that for Change in the CO2 pressure of the liquid samples within the range used for measurement Device a gas supply. The pipe (11) on the measuring chamber (1) can be seen at the front.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, there. characterized by that means (6 and 8) allow contact between the liquid samples and one for the CO2 pressure change suitable substance, e.g. B. a gaseous medium is provided are.

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that that to the measuring chamber (1) a storage container (6) is connected, which with a Feed (10) for the substance causing the change in CO2 pressure and for the liquid samples is provided.

7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that that the measuring chamber (1) on opposite sides on both sides of end faces different electrodes (2 and 5) is limited.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the mutual Electrode receptacles (12 and 13) arranged at least approximately coaxially to one another are.

9. Device according to one of claims 3 to 8, characterized in that that two electrode holders (12 and 13) with the measuring chamber (1) and their inputs and The outlet tube (10 and 11) for the test liquid consist of one piece.

10. Device according to one of claims 3 to 9, characterized in that that an electrode holder (12) is designed as a holding member for the electrode housing (9) is.

11. Device according to one of claims 3 to 10, characterized in that that a reference electrode (7) on the inlet pipe (10) of the measuring chamber, expediently below Can be assembled using the storage container (6).

Documents considered: Scand. J. clin. Lab. Invest., Vol. 12, 1960, pp. 172 ff., 177 ff .; Vol. 14, 1962, p. 598 ff.