[发明专利]用于实时提供气体校准溶液的气体平衡线圈

说明书

发明背景

技术领域

本发明总体上涉及用于电极的校准用标准。具体地，本发明涉及用于质量控制的气体控制液体和/或气体分析器设备如血液气体分析器和水气体分析器的校准。

背景技术

多种不同的液体分析装置用于测试和测量液体中的气体和/或电解质水平。例如，这些装置在医疗和环境应用中用于测量血液、尿、水及其它液体中的气体和/或电解质水平。

当用于测试液体样本时，液体分析装置必须频繁进行校准。常见的做法是利用控制溶液来验证这些分析装置的准确度和可靠性。例如，血液气体分析器通常包括测量血液样本的pH、二氧化碳分压力(pCO₂)和氧气分压力(pO₂)的电极。这些电极通常在用于测量血液样本之前进行校准。

电极的校准涉及使电极接触具有已知所分析物质浓度的标准溶液或气体。电极提供用于产生校准斜率的电响应。之后，电极与待测样本接触，这产生另外的电响应。校准斜率用于将该电响应转换为样本中物质的浓度。例如，血液气体分析器中的电极定期校准，因为电极对特定样本提供的响应趋于随着时间的过去而漂移(即改变)。

通常，参考或校准容器容纳参考或校准溶液，其在溶液中包含已知分压力的气体如氧气和二氧化碳。由于这些分压力以相当精确的程度已知，参考或校准溶液可用于在已测试液体样本之后准确地校准液体分析机器。

封装在密封容器中的带气体气压计的水溶液已用作氧气和二氧化碳电极的校准用标准。带气体气压计的溶液的生产环境需要精确的温度和压力控制以确保校准用标准的准确度。还必须在使用这些带气压计的溶液校准分析器中的电极之前使它们平衡到已知温度。

已提出其它液气控制产品，这些产品基于人血液的成分或被提议用作血液代用品的成分如碳氟化合物和硅酮化合物乳剂。

一些控制/校准溶液已提供在气密、密封安瓿中并包含已知浓度的溶解氧和二氧化碳。

分析器如血液气体分析器使用多种不同的校准液体封装方法，使得溶解的气体水平在一时间段期间稳定；通常，这些校准液体的储存寿命为18个月或更长。袋/容器材料及用于接近袋/容器的包容物的设备选择成根据多个不同的因素如大气压和温度使得进或出袋/容器的气体扩散最小化。

发明内容

现有技术校准和/或控制溶液具有多个缺点。例如，通过商业途径可得及制备的水气体控制液体充分模拟血液的pH和pCO₂水平，但没有足够的氧缓冲量，因为它们不能溶解足够量的氧。在存在相当小量的外部氧污染时，这样的控制容易不准确，且很可能错误地表明某些类型的仪器故障。

基于乳剂的校准/控制溶液具有下述缺点：分析器设备的测量室中的气泡导致清洗困难及导致样本控制推迟。在校准时制备控制样本具有其自身的缺点。由于制备过程技术上相当复杂，这引起包括格外多的劳动、昂贵的附加设备及不确定性等在内的问题。

用于校准溶液的容器中使用的、设计成使气体扩散最小化的材料和配件同样具有缺点。在校准包装中使氧在长时间段保持稳定水平特别富有挑战性，尤其在大气和所储存的试剂之间的平衡差大的情形下。此外，氧与容器材料或试剂的反应性也非常富有挑战性。

本发明的目标在于在液体试剂和/或校准/标准溶液中提供非预先做的且非预先包装的气体校准用标准以在气液分析器中使用。

本发明通过提供能够将液体试剂和/或校准/标准溶液中的溶解气体值实时驱动到受控水平的装置从而使用该试剂或溶液用于气体校准目的而实现这些及其它目标。

广义地讲，本发明采用卷绕在保持在高温如37℃的热温控心轴上的长、薄壁、透气管，也称为用于实时提供气液分析器中使用的气体校准溶液的气液平衡线圈。心轴和管周围的气体环境在温度和气体浓度方面也被接近地控制。可用在本发明中的容易得到且便宜的气体的一个例子为大气。管材料选择成具有高透气性，如高氧渗透性。当试剂和/或校准溶液以高温通过线圈时，试剂和/或校准溶液基于大气压、温度和线圈周围空间中的气体百分比快速呈现新平衡。通过知道确切的大气压或者心轴和管位于其中的室内的气压，可计算该时刻的准确气体值，从而可用于校准目的。