(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素、炭酸ガス又はこれらの混合ガスの測定電極と比較電極よりなるヒーティングパワー式経皮ガス分圧測定装置用電解液であって、（０.００１〜８０）×１０-7ｍｏｌ／Ｌの銀化合物を含有し、溶媒が２０〜９９.５重量％の炭素数２〜４の二価アルコールと水との混合溶媒であり、前記銀化合物が銀錯体化合物であることを特徴とする経皮ガス分圧測定装置用電解液。
【請求項２】
銀化合物が、エチレンジアミン四酢酸の銀醋体又はジエチレントリアミン五酢酸の銀醋体である請求項１記載の経皮ガス分圧測定装置用電解液。
【請求項３】
（０.００１〜３００）×１０-7ｍｏｌ／Ｌの炭素数５以下の飽和脂肪酸を含有する請求項１記載の経皮ガス分圧測定装置用電解液。
【請求項４】
酸素、炭酸ガス又はこれらの混合ガスの測定電極と比較電極よりなるヒーティングパワー式経皮ガス分圧測定装置用電解液であって、（０.００１〜３００）×１０-7ｍｏｌ／Ｌの炭素数５以下の飽和脂肪酸を含有し、溶媒が２０〜９９.５重量％の炭素数２〜４の二価アルコールと水との混合溶媒であることを特徴とする経皮ガス分圧測定装置用電解液。
【請求項５】
酸素、炭酸ガス又はこれらの混合ガスの測定電極と比較電極よりなるヒーティングパワー式経皮ガス分圧測定装置用電解液であって、（０.００１〜８０）×１０-7ｍｏｌ／Ｌのエチレンジアミン四酢酸又はジエチレントリアミン五酢酸を含有し、溶媒が２０〜９９.５重量％の炭素数２〜４の二価アルコールと水との混合溶媒であることを特徴とする経皮ガス分圧測定装置用電解液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、経皮ガス分圧測定装置用電解液に関する。さらに詳しくは、本発明は、ヒーティングパワー方式経皮ガス分圧測定装置が速やかに安定した測定値を示し、較正値からの酸素分圧の初期乖離が少なく、測定継続の際のドリフトも少なく、白金線電極上に堆積する銀の清掃頻度を低減することができる経皮ガス分圧測定装置用電解液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
経皮ガス分圧測定の手法は、酸素分圧測定用の超小型の白金線電極、炭酸ガス分圧測定用のｐＨ硝子電極及び銀・塩化銀比較電極を加熱用ブロックに埋設したセンサーと呼ばれる装置の表面部に、電解液を含浸させたスペーサを載置し、その上にガス透過性のメンブレンをアタッチメントにより固定し、このメンブレンを患者の皮膚に当接してセンサーを加熱することにより、抹消の毛細血管が動脈化される結果、皮膚から発生する酸素及び炭酸ガスをメンブレンを通して電解液が捕捉するものである。図１は、センサーの一例の説明図である。本例のセンサーは、ハウジング１に、ヒーター線２、白金線電極３、ｐＨ硝子電極４、銀・塩化銀電極５及び熱電対６が埋設されている。
スペーサに含浸された電解液に捕捉された酸素は、比較電極である銀・塩化銀電極と、負に荷電された白金線電極との間の電気分解反応によってその分圧が決定され、一方、炭酸ガスの分圧も、解離により発生する水素イオンの電荷に対応して硝子電極が示す電位差を測定することによって決定される。センサーは、上記のように酸素と炭酸ガスの分圧を同時に測定するものもあれば、それぞれを単独に測定するものもある。
この測定法においては、１種類又は２種類の基準ガスによって、センサーの特性や履歴が較正され、その後測定が開始されるわけであるが、較正作業の迅速性、簡易性、あるいはガス分圧の変化に追隨する応答速度などは、メンブレンのガス透過性、スペーサーの空隙構造などの特性の影響するところが大きい。しかし、ガス濃度の差に対応する電解電位差の大小、その検出精度、あるいはその検出精度の継続性、すなわち継続測定におけるドリフトの程度については、電気分解反応をつかさどる電解質溶液の特性に負うところが大きい。特に、ドリフト現象は、その医療機器が継続測定用に価するか否かを決定する重要な要素である。
経皮ガス分圧測定装置は、メンブレンを通じて被測定ガスを電解液中に拡散させ、平衡に達した時点でその発生電位を測定するものであるが、それに先立って、センサーから発する電位をモニターによって基準値を示すように較正しなければならない。較正目標値は、例えば、酸素の場合は常圧の空気中で２０．９３ｋＰａ（１５７ｍｍＨｇ）である。
経皮ガス分圧測定装置は、患者から直接に血液を採取することなく、非侵襲的かつ継続的に、血液の循環代謝の状況を監視する指標が得られる有用な医療用機器である。この継続的測定は、例えば、未熟児の状態管理を行う場合には、１週間以上も連続して行うことは通例であり、また、心臓手術などの周術期の管理に使用する場合でも、１０時間を超える継続測定を行う場合がある。この間における経皮測定値にドリフトのない一定値を求めることは、患者の容態管理の上で当然なことである。
しかしながら、従来の経皮ガス分圧測定においては、残念ながら、この継続的な安定値を求めることは至難と言うべきものであった。すなわち、上述したような基準となる較正用ガスによって較正を行った直後に測定を開始しても、測定初期には電極の状態が不安定であって、正しい値を示さず、漸く安定した後でも、時としてすぐにドリフトによる偏差が認められるという状態も出現する。このドリフトは、電解質溶液の組成及び電極表面の状態に起因するものであるが、ここに重要なことは、後者の電極表面の状態が、電解質溶液の組成に大きく左右されることである。
このような観点から、医療現場では継続測定の時間を３時間程度とし、患者の身体からセンサーを取りはずして、新たに基準ガスによる較正をし直すことによってセンサーの誤差を修正し、再びこれを患者の皮膚に当接することによって測定を継続しているのが実態である。勿論、患者の皮膚から一旦センサーを取りはずして、取り付ける部位を変える理由としては、ヒーティングパワー方式の経皮ガス分圧測定法においては、加熱による皮膚への影響に対する対策も含まれている。
ドリフトの原因としては、電解質が電気分解反応中に対イオンとなって電極周辺に集積して分極電解反応を示すことにもよるが、より基本的な障害としては、比較電極からイオン化して溶出した銀が、白金線電極上に堆積して枝状の核を生成し、ひいては小塊状あるいは瘤状の堆積物となって強固に付着し、結果として電極面積を増大させることによると考えられている。この堆積銀は、現状では定期的に人力によって清掃し、物理的に除去しなければならないが、この清掃による除去は簡単なものではなく、極めて再現性に乏しいものであって、作業者の苦痛の種となっている。また、この堆積銀を除去する方法自体が極めて技術を要するものであって、例えば、ペーパー鑢などで除去すると、白金線電極には新たに不安定な白金面が露出するために、経皮ガス分圧測定の立ち上がりが円滑でなかったり、安定するまでに時間を要したりする。これは、白金の表面を過度に研磨すると尖鋭なバリ状突起が生成し、この突起に電荷が集中する結果、異常な電解電圧を示すことに起因する。
従って、白金線電極の表面は、常に強固な堆積銀の存在がなく、しかも尖鋭かつフレッシュな白金面もなく、理想的には極めて微量の銀の原子によってモノレイヤーが形成されていることが必要とされている。較正後のセンサーが初期において不安定な挙動を示すか否かは、このような白金線電極の表面の構造によるものと思われる。そして、この初期の不安定な挙動とドリフトをなくし、かつ電極表面の煩わしい清掃作業の回数を減少させることが関係者の間で強く要求されている。
特公平３−５１号公報には、このような背景の下に、センサーの熱管理をつかさどるヒーティングブロックが比較電極と同位であることと、電解質溶液に銀化合物又は銀錯体を含むことを組み合わせた電極装置が提案されている。この電解装置における電解液に添加される銀化合物又は銀錯体は、溶解可能な化合物であって、ＡｇＣｌ、ＡｇＣＮ、ＡｇＮＯ３、エチレンジアミン四酢酸の銀錯体、ジエチレントリアミン五酢酸の銀錯体が例示され、電解液に添加される銀の濃度は、典型的に、（１０〜１００）×１０−６ｍｏｌ／Ｌ程度であるとされている。
しかしながら、ＡｇＣｌのような非可溶性銀化合物は、現行センサーの比較電極からイオン化して溶出する銀イオンと異なる堆積物を構築するとは考えられない。電解反応の場における無機銀化合物の解離は、その電離度こそ異なっても同じ形態をとるからである。さらに比較電極の銀は、その表面をＡｇＣｌ化することによって安定した電極として使用し得るのであるから、ＡｇＣｌが銀の堆積の防止に有効であるというならば、比較電極として銀・塩化銀電極を使用している現状にあっては、特公平３−５１号公報に記載されているような銀化合物の添加は必要ない筈である。
また、特公平３−５１号公報に典型的な実施例として挙げられた（１０〜１００）×１０−６ｍｏｌ／Ｌのエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）の銀錯体又はジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）の銀錯体を使用した場合には、較正終了直後から酸素分圧の測定値は急速に下がりはじめ、少なくとも４０分を経過しなければ安定値に達しない。そして安定した後でも、長時間を費やしてしか立ち上がらないので、時には測定の部位を変更するために計画した３時間を経過しても、元の較正値にまで回復しない場合がある。
このことは、結果として患者の血液中の酸素分圧よりも低い値を得ていることになり、従って、経皮ガス分圧測定の信頼性を落とすことにも連なるので、その改良が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ヒーティングパワー方式の経皮ガス分圧測定装置が、較正終了後に速やかに安定した測定値を示し、較正値からの酸素分圧値の初期乖離が少なく、測定継続の際のドリフトも少なく、しかも白金線電極上に堆積する銀の量を減少し、その清掃頻度を大幅に少なくすることができる経皮ガス分圧測定装置用電解液を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、（０.００１〜８０）×１０-7ｍｏｌ／Ｌの銀化合物、（０.００１〜３００）×１０-7ｍｏｌ／Ｌの炭素数５以下の飽和脂肪酸又は（０.００１〜８０）×１０-7ｍｏｌ／Ｌのエチレンジアミン四酢酸若しくはジエチレントリアミン五酢酸を含有し、溶媒が２０〜９９.５重量％の炭素数２〜４の二価アルコールと水との混合溶媒である電解液を用いると、ヒーティングパワー方式の経皮ガス分圧測定装置が、較正終了後に速やかに安定した測定値を示し、測定継続の際のドリフトが少なく、しかも白金線電極上に堆積する銀の量も減少することを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）酸素、炭酸ガス又はこれらの混合ガスの測定電極と比較電極よりなるヒーティングパワー式経皮ガス分圧測定装置用電解液であって、（０.００１〜８０）×１０-7ｍｏｌ／Ｌの銀化合物を含有し、溶媒が２０〜９９.５重量％の炭素数２〜４の二価アルコールと水との混合溶媒であり、前記銀化合物が銀錯体化合物であることを特徴とする経皮ガス分圧測定装置用電解液、
（２）銀化合物が、エチレンジアミン四酢酸の銀醋体又はジエチレントリアミン五酢酸の銀醋体である請求項１記載の経皮ガス分圧測定装置用電解液、
（３）（０.００１〜３００）×１０-7ｍｏｌ／Ｌの炭素数５以下の飽和脂肪酸を含有する請求項１記載の経皮ガス分圧測定装置用電解液、
（４）酸素、炭酸ガス又はこれらの混合ガスの測定電極と比較電極よりなるヒーティングパワー式経皮ガス分圧測定装置用電解液であって、（０.００１〜３００）×１０-7ｍｏｌ／Ｌの炭素数５以下の飽和脂肪酸を含有し、溶媒が２０〜９９.５重量％の炭素数２〜４の二価アルコールと水との混合溶媒であることを特徴とする経皮ガス分圧測定装置用電解液、及び、
（５）酸素、炭酸ガス又はこれらの混合ガスの測定電極と比較電極よりなるヒーティングパワー式経皮ガス分圧測定装置用電解液であって、（０.００１〜８０）×１０-7ｍｏｌ／Ｌのエチレンジアミン四酢酸又はジエチレントリアミン五酢酸を含有し、溶媒が２０〜９９.５重量％の炭素数２〜４の二価アルコールと水との混合溶媒であることを特徴とする経皮ガス分圧測定装置用電解液、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の経皮ガス分圧測定装置用電解液の第一の態様は、酸素、炭酸ガス又はこれらの混合ガスの測定電極と比較電極よりなるヒーティングパワー式経皮ガス分圧測定装置用電解液であって、（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌの銀化合物を含有し、溶媒が２０〜９９．５重量％の炭素数２〜４の二価アルコールと水との混合溶媒である電解液である。
本発明の電解液の第二の態様は、酸素、炭酸ガス又はこれらの混合ガスの測定電極と比較電極よりなるヒーティングパワー式経皮ガス分圧測定装置用電解液であって、（０．００１〜３００）×１０−７ｍｏｌ／Ｌの炭素数５以下の飽和脂肪酸を含有し、溶媒が２０〜９９．５重量％の炭素数２〜４の二価アルコールと水との混合溶媒である電解液である。
本発明の電解液の第三の態様は、酸素、炭酸ガス又はこれらの混合ガスの測定電極と比較電極よりなるヒーティングパワー式経皮ガス分圧測定装置用電解液であって、（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌのエチレンジアミン四酢酸又はジエチレントリアミン五酢酸を含有し、溶媒が２０〜９９．５重量％の炭素数２〜４の二価アルコールと水との混合溶媒である電解液である。
本発明の電解液に用いる溶媒は、２０〜９９．５重量％、より好ましくは５０〜９９重量％、さらに好ましくは６０〜９８重量％の炭素数２〜４の二価アルコールと水との混合溶媒である。混合溶媒中の二価アルコールの含有量が２０重量％未満であると、電解質の過度の電離による結果、副反応生成物が多くなったり、溶媒の蒸発が活発となって、メンブレンの交換頻度が増すおそれがある。混合溶媒中の二価アルコールの含有量が９９．５重量％を超えると、混合溶媒の電気伝導度が低くなりすぎるおそれがある。また、二価アルコールの炭素数が５以上になると、水との混合溶媒としての安定性が不足するおそれがある。また、本発明において、二価アルコールと水との混合溶媒中に、ベンゼン、トルエン、テトラヒドロフラン、低炭素数の脂肪族炭化水素などの電気的に不活性な溶媒を、均一に溶解する範囲で添加した場合でも、本発明の効果は基本的には変わらない。本発明の電解液に溶解する電解質としては、例えば、塩化カリウム、塩化ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、燐酸二水素ナトリウムなどを挙げることができる。本発明の電解液の電解質濃度は、５〜５００ｍｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、１０〜３００ｍｍｏｌ／Ｌであることがより好ましい。
【０００６】
本発明の電解液は、（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌの銀化合物、（０．００１〜３００）×１０−７ｍｏｌ／Ｌの炭素数５以下の飽和脂肪酸又は（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌのエチレンジアミン四酢酸若しくはジエチレントリアミン五酢酸を含有する。本発明に用いる銀化合物に特に制限はなく、例えば、硝酸銀、硫酸銀、フッ化銀、塩素酸銀、過マンガン酸銀、酢酸銀、乳酸銀、ピクリン酸銀、エチレンジアミン四酢酸の銀錯体、ジエチレントリアミン五酢酸の銀錯体などを挙げることができる。これらの中で、エチレンジアミン四酢酸の銀錯体及びジエチレントリアミン五酢酸の銀錯体を特に好適に用いることができる。本発明に用いる炭素数５以下の飽和脂肪酸に特に制限はなく、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、アルキル基が側鎖を有するこれらの飽和脂肪酸の異性体などを挙げることができる。これらの中で、酢酸及びプロピオン酸を特に好適に用いることができる。飽和脂肪酸の炭素数が６以上であると、溶媒に対する溶解性が低下するとともに、銀塩を形成して電極に堆積混在して電極機能を損なうおそれがある。
炭素数５以下の飽和脂肪酸は、エチレンジアミン四酢酸の銀醋体やジエチレントリアミン五酢酸の銀錯体ほど有効に白金線電極を蔽わないので、その効果は、銀錯体に比べてやや劣る。しかし、電気分解の開始時の電位の降下は少ないので、麻酔手術の前後における循環の監視のように、数時間ないし２４時間の測定には較正値からの乖離が極めて小さいという点から、好適に用いることができる。
【０００７】
電解液に、（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌの銀化合物、（０．００１〜３００）×１０−７ｍｏｌ／Ｌの炭素数５以下の飽和脂肪酸又は（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌのエチレンジアミン四酢酸若しくはジエチレントリアミン五酢酸を含有させることにより、白金線電極を磨きすぎた場合に生ずる異常な不安定電位の発生を抑制することができる。これらの物質により電極が蔽われても電気分解が妨害されることはなく、むしろ、極微量のこれらの物質が電極の界面に存在することにより、電気分解が平滑に開始される。電解液中のこれらの物質の濃度が０．００１×１０−７ｍｏｌ／Ｌ未満であると、その効果が十分に発現せず、センサーによって示される酸素分圧の値が、測定開始当初の較正値から、上方へドリフトするおそれがある。電解液中の銀化合物又はエチレンジアミン四酢酸若しくはジエチレントリアミン五酢酸の濃度が８０×１０−７ｍｏｌ／Ｌを超え、あるいは、炭素数５以下の飽和脂肪酸の濃度が３００×１０−７ｍｏｌ／Ｌを超えると、センサーによって示される酸素分圧の値が、測定開始当初の較正値から、下方にドリフトしたのちに上方へのドリフトに転じるおそれがある。電解液中の銀化合物又はエチレンジアミン四酢酸若しくはジエチレントリアミン五酢酸の濃度を（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌとし、あるいは、炭素数５以下の飽和脂肪酸の濃度を（０．００１〜３００）×１０−７ｍｏｌ／Ｌとすることにより、センサーにより示される酸素分圧の値の測定開始当初の較正値からの経時的なドリフトが防止され、しかも白金線電極を清掃研磨する頻度も格段に減少することができる。
【０００８】
本発明の電解液は、（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌの銀化合物と（０．００１〜３００）×１０−７ｍｏｌ／Ｌの炭素数５以下の飽和脂肪酸の両方を含有することがより好ましい。銀化合物と飽和脂肪酸の両方を含有することにより、示される酸素分圧値をいっそう安定化することができる。飽和脂肪酸は、白金線電極の近傍に存在して、電気分解の進行につれて可溶化泳動してくる銀イオンを待ち受け、結合平衡し、堆積銀の成長を妨害するものと推定される。
経皮ガス分圧測定装置を用いて継続的に電気分解反応を行うと、白金線電極上に銀が堆積し、この堆積銀のために、その後の電気分解の開始に際して酸素分圧値（ｐＯ２値）の急速な立ち上がりが生ずるために、較正作業を行っても安定した値が得られず、モニターが較正不能のエラー信号を発する場合がある。また、辛うじて較正することができたとしても、患者の皮膚に当接して、その酸素分圧値の継続測定中に上向きのドリフトが甚だしく、常識をはずれた酸素分圧値を示す場合がある。さらに、面倒なことには、患者に当接する部位を変更するような際に、何らかの強い衝撃や振動に遭遇すると、大きく堆積成長した銀が剥落して、急激に低い酸素分圧値を示す場合がある。このような現象を防止するために、従来はしばしば白金線電極表面を研磨して堆積銀の除去作業を行わなければならなかった。ところが、作業者らは往々にして、強力に磨くほど、爾後の銀の堆積は少なくなるものと思いがちであって、過度の研磨を行う結果、電極表面に尖鋭な磨き尖端が形成される場合がある。しかし、尖鋭化された磨き尖端は、恰も避雷針が放電現象を誘発するように、解離金属イオンと不安定な電荷の受授を行う活性点となり、電気分解の開始に際して不安定期を発生させやすい。
【０００９】
ところで、電気分解反応が円滑に開始されるためには、白金線電極の表面にモノレイヤーを形成する程度の銀が散在することが必要であると言われる。白金線電極の表面に形成された活性点を蔽い、かつ超微層の銀を散在させるという矛盾を解決するためには、白金線電極の表面に銀イオンを直接近づけないことが好ましい。銀が直接付着すると、その銀を核として、枝状の銀の堆積が加速される種を播くことになる。この現象を防止しつつ、しかも電極としての表面の機能を保持するためには、先づ最初に電極に定着する物質が銀そのものではなく、銀錯体のような大きい分子からなる化合物であって、しかも電子吸引性の分極性の化合物であることが望ましい。つまり電極を広く蔽うことができて、しかも錯体独特の弱い結合によって銀を散在させ、その上、弱い導電層を有するが故に電気分解反応は継続されるというものであることが好ましい。その後、引き続いて行われる継続的な経皮ガス分圧測定に際して、電気分解反応において比較電極からイオン化して溶出する銀イオンは、銀錯体の上に堆積しつつ測定が続けられる。しかし、この堆積銀は電極に定着した銀錯体の層の上に形成されるので、電極との結合が弱く、研磨などの強力な外力によらなくても、メンブレン交換などの弱い振動によって容易に剥離される。このような現象が堆積銀が生長する以前に繰り返されると、測定中の酸素分圧値のドリフトも少なく、究極的には白金線電極の表面を磨く作業も少なくなる。本発明の経皮ガス分圧測定装置用電解液の第一の態様においては、（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌの銀化合物を予め溶解することにより、白金線電極の近傍に極微小量の銀化合物を存在させ、比較電極からの銀イオンが到達する以前に、白金線電極の表面に銀化合物のモノレイヤーを形成しておくことができる。
【００１０】
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体は、式［１］で示される構造を有する安定なキレート型錯体である。
【化１】
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この銀錯体は電子的分極性を有するために、加電された電極に対して配位しやすく、その結果緩徐な電極機能を有するものと想定される。しかし、このような有機銀醋体の導電性は金属電極の導電性よりは小さく、この錯体層が厚く付着しすぎると、電気分解の立ち上がり期には、発生電位はむしろ下がり続けることになる。つまり、その銀錯体の添加量によって、電気分解は支配される。本発明の電解液においては、（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌの銀錯体を含有させることにより、白金線電極研磨後の不安定な尖端活性点を抑えながら、この大分子の銀醋体による測定開始後の下向きのドリフトを解消し、その上、厄介な清掃作業を軽減することができる。
【００１１】
経皮ガス分圧測定装置用の電解液に銀錯体を（１０〜１００）×１０−６ｍｏｌ／Ｌ含有させると、センサーの酸素分圧値の較正直後から示される酸素分圧値は急激に下がり始め、１〜２時間の間下がり続けたのちに徐々に上向きに転じて上昇し始めるが、この間は患者の皮膚から発する酸素分圧よりも大きく隔たる。上記添加量は、エチレンジアミン四酢酸の銀錯体として（７．２〜７２）×１０−３ｇ／Ｌである。示される酸素分圧値と患者の皮膚から発する酸素分圧の乖離は、経皮ガス分圧測定手法の信頼性に関わる問題であって、測定開始から３時間ごとの患者への当接部位の変更までの時間を通じて、較正値から乖離しない電解液でなければならない。電解液に、エチレンジアミン四酢酸の銀錯体又はジエチレントリアミン五酢酸の銀錯体を（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは（０．０１〜５０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌ含有させることにより、初期の較正値からの乖離の少ない酸素分圧値を得ることができる。銀錯体の濃度が高すぎると、白金線電極に付着する銀錯体の層が厚すぎ、さらにこの層は時間の経過とともに厚みを増し、それにつれて研磨によって生成した活性点は、急速に遮蔽されて行くために、酸素分圧を示す電位が急降下し、その後、拡大された銀錯体に比較電極から溶出した銀イオンが堆積することによって電気分解電流は増大して行く結果、酸素分圧値に極小値が出現するものと推定される。
【００１２】
本発明の経皮ガス分圧測定装置用電解液を用いると、測定開始後１〜２時間を経過して電気分解反応が順調に進行する過程での定常的な電圧上昇が少なく、数日間にわたって安定して経皮ガス分圧を測定することができる。このために、新生児集中強化医療施設（ＮＩＣＵ）などで継続的に監視することを目的とする経皮ガス分圧測定に好適に使用することができ、メンブレンやスペーサーの交換頻度を減少することができる。電気分解反応が進行する過程での定常的な電圧上昇は、電気分解による副生成物などによる電解液の汚染によって発生するものと考えられ、白金線電極の表面に付着した銀醋体の層の厚さと面積がどの程度に拡大されており、さらに、その上にどの程度の金属銀が堆積したときに、定常的な電気分解に入り得るかという現象と関連するものと思われる。つまり、電気分極性の低い銀醋体が過度に付着した場合には、この付着に見合う堆積銀量の増大があって、はじめて定常的な電気分解が進行するものの、爾後の堆積や汚染は、増大された表面のために加速される。
本発明の電解液は、（０．００１〜８０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌという低濃度の銀錯体を含有するので、白金線電極に金属銀が過度に堆積することがなく、定常的な電圧上昇が少ない状態で、長時間にわたって安定した経皮ガス分圧の測定を継続することができる。示される酸素分圧値の許容限界は、３時間の継続測定の間に±０．４ｋＰａ（±３ｍｍＨｇ）の誤差が出現しないこと、すなわちち、２０．９３ｋＰａ（１５７ｍｍＨｇ）に較正したとき、常に２０．５３〜２１．３３ｋＰａ（１５４〜１６０ｍｍＨｇ）の範囲にあることであるが、本発明の電解液を用いることにより、容易にこの目標を達成することができる。
【００１３】
本発明の経皮ガス分圧測定装置用電解液を用いると、白金線電極の表面を清拭又は研磨する頻度を大幅に減少することができる。銀化合物、炭素数５以下の飽和脂肪酸又はエチレンジアミン四酢酸若しくはジエチレントリアミン五酢酸を添加しない電解液を使用した場合には、測定を継続する際の酸素分圧値を示す電位の上昇が激しく、較正作業を行うことが困難な状態となるので、メンブレン、スペーサー及び電解液を交換して電位を下げ、較正値を求めなおすという作業を繰り返していたが、それでもなお次第に電位が上昇し、ついには交換しても較正不可能となることが多い。このような状態に到ると、白金線電極の表面を研磨することによって堆積銀を除去するが、これは人為的な作業であって極めて個人差の多い除去法である。本発明の電解液を使用することにより、従来はほぼ１ケ月ごとに行われた研磨作業を、３〜４ケ月に１回程度の頻度に減少することができる。
本発明の経皮ガス分圧測定装置用電解液を用いることにより、ヒーティングパワー方式経皮ガス分圧測定装置が速やかに安定した測定値を示し、較正値からの酸素分圧の初期乖離が少なく、測定継続の際のドリフトも少なく、しかも白金線電極上に堆積する銀の清掃頻度を低減することができる。
【００１４】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例においては、ヒーティングパワー方式経皮ガス分圧測定装置［コーケンメディカル（株）、モニタ９０００］と該装置に付属する白金線電極、ｐＨ硝子電極及び銀・塩化銀電極を金製ヒーティングブロックに埋設したｐＯ２、ｐＣＯ２混合センサー［コーケンメディカル（株）、コンビセンサー］を使用した。
実施例１
２０ｍｍｏｌ／ＬのＫＣｌを含有する７０重量％のエチレングリコールと３０重量％の水からなる混合溶媒に、エチレンジアミン四酢酸の銀錯体を濃度が３０×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加し、経皮ガス分圧測定装置用電解液として用いた。
電解液を多孔性スペーサーに含浸させてセンサー表面に載置し、テフロン製メンブレンをアタッチメント枠によって取り付けた。次いで、酸素含有量２０．６モル％の基準ガスを用いて、センサーを酸素分圧値２０．９３ｋＰａに較正したのち、空気中に曝して電気分解反応を継続した。
示される酸素分圧値は４０分後に２０．６３ｋＰａまで低下したのち、極めてゆるやかに上昇して、３時間後に２０．６６ｋＰａになった。
実施例２
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体を、濃度が７×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加した以外は、実施例１と同様にして測定を行った。
示される酸素分圧値は１時間後に２０．７３ｋＰａまで低下したのち、極めてゆるやかに上昇して、３時間後に２０．７８ｋＰａになった。スペーサ、メンブレン及び電解液を交換しつつ３ケ月間使用を継続したが、なお自動較正を行うことが可能であって、白金線電極の表面を清掃する必要がなかった。
実施例３
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体を、濃度が０．００１×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加した以外は、実施例１と同様にして測定を行った。
示される酸素分圧値は５０分後に２０．８６ｋＰａまで低下したのち、極めてゆるやかに上昇して、３時間後に２０．９６ｋＰａになった。
実施例４
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体の代わりに、ジエチレントリアミン五酢酸の銀錯体を濃度が０．００２×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加した以外は、実施例１と同様にして測定を行った。
示される酸素分圧値は１時間２０分後に２０．８７ｋＰａまで低下したのち、極めてゆるやかに上昇して、３時間後に２０．９６ｋＰａになった。
実施例５
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体の代わりに、酢酸を濃度が３０×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加した以外は、実施例１と同様にして測定を行った。
示される酸素分圧値は４０分後に２０．９６ｋＰａまで上昇したのち、ほぼ一定の値を保ち、３時間後にも２０．９７ｋＰａであった。
実施例６
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体の代わりに、エチレンジアミン四酢酸を濃度が０．５×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加した以外は、実施例１と同様にして測定を行った。
示される酸素分圧値は１時間後に２１．０２ｋＰａまで上昇したのち、ほぼ一定の値を保ち、３時間後にも２１．０１ｋＰａであった。
実施例７
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体を単独に用いる代わりに、エチレンジアミン四酢酸の銀錯体を濃度が５×１０−７ｍｏｌ／Ｌ、酢酸を濃度が５０×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加した以外は、実施例１と同様にして測定を行った。
示される酸素分圧値は２０分後に２０．９２ｋＰａまで低下したのち、ほぼ一定の値を保ち、３時間後にも２０．９３ｋＰａであった。
実施例８
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体の代わりに、硝酸銀を濃度が１×１０−７ｍｏｌ／Ｌ、酢酸を濃度が５０×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加した以外は、実施例１と同様にして測定を行った。
示される酸素分圧値は２０分後に２０．７７ｋＰａまで低下したのち、極めてゆるやかに上昇して、３時間後には２０．７９ｋＰａになった。
比較例１
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体を、濃度が１００×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加した以外は、実施例１と同様にして測定を行った。
示される酸素分圧値は５０分後に２０．２３ｋＰａまで低下したのち、上昇して、３時間後に２０．５３ｋＰａになった。
比較例２
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体を、濃度が２００×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加した以外は、実施例１と同様にして測定を行った。
示される酸素分圧値は１時間２０分後に１８．９０ｋＰａまで低下したのち、上昇して、３時間後に２０．０９ｋＰａになった。
比較例３
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体を、濃度が５００×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加した以外は、実施例１と同様にして測定を行った。
示される酸素分圧値は低下を続け、３時間後に１９．４０ｋＰａに達したのち、上昇に転じた。しかし、なかなか値が較正値まで戻らず、測定値の乖離が甚だしかったので、開始４時間後には再び較正作業を行って、開始時の値に戻さざるを得なかった。それでも、再び下がり始めるという状態であった。
比較例４
エチレンジアミン四酢酸の銀錯体を添加しなかった以外は、実施例１と同様にして測定を行った。
示される酸素分圧値は３０分後に２０．８９ｋＰａまで低下したのち、上昇に転じて、３時間後に２１．２６ｋＰａに達した。
比較例５
比較例４に用いたセンサーを３日間連続使用したのち、酸素分圧値２０．９３ｋＰａに較正し、空気中に曝して電気分解反応を継続した。
示される酸素分圧値は上昇を続けて、３時間後に２１．７４ｋＰａに達し、その後もさらに上昇を続けた。スペーサ、メンブレン及び電解液を交換し、較正を行いながら使用を継続したが、１ケ月には較正が不可能になり、白金線上の堆積銀の除去作業が必要になった。
実施例１〜８及び比較例１〜５について、添加物質の種類と添加濃度及び示される酸素分圧値の３時間以内の極大又は極小値と３時間後の値を第１表に示す。また、示される酸素分圧値の時間的変動の状態を図１及び図２に示す。ただし、図中の点線は、較正を行ったことによる変動である。
【００１５】
【表１】
0003563031.tif 000003
【００１６】
第１表及び図１に見られるように、エチレンジアミン四酢酸の銀錯体を濃度が（０．００１〜３０）×１０−７ｍｏｌ／Ｌになるように添加した実施例１〜３では、示される酸素分圧値のドリフトが少なく、測定開始後３時間以内には、すべて２０．５３〜２１．３３ｋＰａ（１５７±３ｍｍＨｇ）の範囲に入っている。これに対して、同じエチレンジアミン四酢酸の銀錯体を添加しても、その濃度が（１００〜５００）×１０−７ｍｏｌ／Ｌである比較例１〜３では、示される酸素分圧値は下方に大きくドリフトしたのち上昇に転じ、いずれも２０．５３ｋＰａ（１５４ｍｍＨｇ）を下回る期間がある。
また、第１表及び図２に見られるように、ジエチレントリアミン五酢酸の銀錯体０．００２×１０−７ｍｏｌ／Ｌ、酢酸３０×１０−７ｍｏｌ／Ｌ、エチレンジアミン四酢酸０．５×１０−７ｍｏｌ／Ｌ、エチレンジアミン四酢酸の銀錯体５×１０−７ｍｏｌ／Ｌと酢酸５０×１０−７ｍｏｌ／Ｌ又は硝酸銀１×１０−７ｍｏｌ／Ｌと酢酸５０×１０−７ｍｏｌ／Ｌを添加した実施例４〜８でも、示される酸素分圧値のドリフトが少なく、測定開始後３時間以内には、すべて２０．５３〜２１．３３ｋＰａ（１５７±３ｍｍＨｇ）の範囲に入っている。一方、これらの薬剤を添加しない電解液を用いた比較例４〜５では、示される酸素分圧値はおおむね上方へドリフトし、３．５時間以内に２１．３３ｋＰａ（１６０ｍｍＨｇ）を超えている。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の経皮ガス分圧測定装置用電解液を用いることにより、ヒーティングパワー方式経皮ガス分圧測定装置が速やかに安定した測定値を示し、較正値からの酸素分圧の初期乖離が少なく、測定継続の際のドリフトも少なく、しかも白金線電極上に堆積する銀の清掃頻度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、センサーの一例の説明図である。
【図２】図２は、エチレンジアミン四酢酸の銀錯体を含有する電解液についての酸素分圧値変動曲線である。
【図３】図３は、その他の電解液についての酸素分圧値変動曲線である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  ヒーター線
３  白金線電極
４  ｐＨ硝子電極
５  銀・塩化銀電極
６  熱電対
【図１】
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【図２】
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【図３】
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