[go: up one dir, main page]

DE19612105A1 - Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten in Biogewebe - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten in Biogewebe

Info

Publication number
DE19612105A1
DE19612105A1 DE1996112105 DE19612105A DE19612105A1 DE 19612105 A1 DE19612105 A1 DE 19612105A1 DE 1996112105 DE1996112105 DE 1996112105 DE 19612105 A DE19612105 A DE 19612105A DE 19612105 A1 DE19612105 A1 DE 19612105A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metabolite
oxygen
dialysate
concentration
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1996112105
Other languages
English (en)
Other versions
DE19612105C2 (de
Inventor
Ernst F Prof Pfeiffer
Udo Hos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INST DIABETESTECHNOLOGIE GEMEI
Original Assignee
INST DIABETESTECHNOLOGIE GEMEI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INST DIABETESTECHNOLOGIE GEMEI filed Critical INST DIABETESTECHNOLOGIE GEMEI
Priority to DE1996112105 priority Critical patent/DE19612105C2/de
Priority to PCT/EP1997/001076 priority patent/WO1997035511A1/de
Publication of DE19612105A1 publication Critical patent/DE19612105A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19612105C2 publication Critical patent/DE19612105C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/1468Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
    • A61B5/1486Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase
    • A61B5/14865Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase invasive, e.g. introduced into the body by a catheter or needle or using implanted sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/14525Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using microdialysis
    • A61B5/14528Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using microdialysis invasively
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/686Permanently implanted devices, e.g. pacemakers, other stimulators, biochips

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten, wie Glucose oder Lactat, nach den Merkmalen des Oberbe­ griffs des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 12.
Verfahren und Anordnungen dieser Art werden vor allem im Bereich der Humanmedizin zur Langzeitüberwachung des Blutzuckerspiegels angewendet. Für eine praktikable Selbstanwendung durch den Patienten kommt dabei zustat­ ten, daß der Spiegel der Gewebsglucose im Unterhautfett­ gewebe eng mit den Blutzuckerwerten korreliert ist. Bei der Meßführung wird mit Hilfe einer stationär in das Subcutangewebe implantierten Mikrodialysesonde, wie sie beispielsweise in der DE-OS 41 30 742 beschrieben ist, kontinuierlich mit Glucose angereichertes Dialysat entnommen, welches an eine ex vivo situierte Meß­ stelle transportiert und dort auf elektrochemisch-ampe­ rometrische Weise fortlaufend analysiert wird. Das Meßprinzip beruht darauf, daß das Glucosesubstrat in einer durch eine Oxydoreductase katalysierten Redoxre­ aktion umgesetzt wird, und anschließend an der Meßstel­ le die reduzierte Form des Akzeptors elektrolytisch oxidiert wird, wobei die dadurch geänderte Leitfähigkeit des Dialysats in Relation zur Substratkonzentration steht. Als nachteilig hat sich dabei erwiesen, daß die Messung insbesondere bei hohen Glucosekonzentrationen durch Temperaturschwankungen interferiert wird.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Ein­ fluß störender Meßparameter weiter ausgeschaltet wird. Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den unabhängi­ gen Ansprüchen 1 bzw. 12 angegebenen Merkmalskombina­ tionen vorgeschlagen. Die jeweils abhängigen Ansprüche enthalten bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß zur Erzie­ lung eines reproduzierbaren Meßsignals eine quantitati­ ve Oxidation der Glucose im physiologischen Konzentra­ tionsbereich gewährleistet sein muß, weil ansonsten die Meßwerte von der Reaktionszeit und der temperaturabhän­ gigen Reaktionsrate beeinflußt werden.
Um dies zu ermöglichen, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen, daß der Dialysatstrom mit Sau­ erstoff beaufschlagt wird. Damit wird dafür gesorgt, daß das aus dem Gewebe bzw. der Mikrodialysesonde abge­ leitete Dialysat eine ausreichend hohe Sauerstoffkonzen­ tration aufweist, so daß der Metabolit auch bei niedri­ geren Temperaturen und höheren Substratkonzentrationen stets vollständig oxidiert wird.
Vorteilhafterweise wird das Enzym dem Dialysatstrom an einer Mischstelle vorzugsweise als Enzymlösung zuge­ mischt, woraufhin der mit dem Enzym versetzte Dialysat­ strom zwischen der Mischstelle und der Meßstelle mit Sauerstoff beaufschlagt wird. Dies läßt sich auf beson­ ders einfache Weise dadurch erreichen, daß der Dialy­ satstrom nach der Enzymzumischung im Durchfluß durch einen zumindest über einen Teil seiner Begrenzungsfläche sauerstoffdurchlässigen Reaktionsraum mit gasförmigem Sauerstoff aus der Atmosphäre angereichert wird. Dabei kann der Sauerstoffgehalt des Dialysatstroms durch die Dimensionierung des Reaktionsraums auf einen Gleichge­ wichts- oder Überschußwert hinsichtlich des Reaktions­ gleichgewichts der Oxidationsreaktion eingestellt wer­ den.
Vorteilhafterweise ist die Dauer der Sauerstoffbeauf­ schlagung so gewählt, daß der Metabolit im physiolo­ gisch gegebenen Konzentrationsbereich im wesentlichen vollständig oxidiert wird.
Um mit hoher Sicherheit zu verhindern, daß der Dialy­ satlösung zugesetzte Inhaltsstoffe zurück in das Gewebe gelangen, wird der Dialysatstrom mittels einer zwischen der Mikrodialysesonde und der Meßstelle angeordneten ersten Fördereinheit erzeugt, welche somit eine Ventilfunktion besitzt.
Die Enzymlösung läßt sich mittels einer zweiten Förder­ einheit dem Dialysatstrom in einem konstanten Mischungs­ verhältnis im Bereich von 1 : 10 bis 10 : 1, vorzugsweise 1 : 1, zumischen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Er­ findung wird die Temperatur im Dialysatstrom an der Meßstelle gemessen, sodann aus dem Temperaturmeßwert ein Kompensationswert ermittelt und in einem weiteren Verfahrensschritt die Temperaturabhängigkeit des Elek­ trodensignals mittels des Kompensationswerts rechne­ risch eliminiert. Dabei kann der Kompensationswert aus dem Temperaturmeßwert über eine analytische funktionale Beziehung, vorzugsweise eine ein Arrhenius-Temperatur­ verhalten des Elektrodensignals ausgleichende Funktion ermittelt werden. Alternativ dazu kann der Kompensa­ tionswert aus einem dem Temperaturmeßwert zugeordneten, empirisch bestimmten Tabellenwert gegebenenfalls durch Interpolation ermittelt werden.
Bei einer Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß stromauf vor der Meßstelle in der Dialysatleitung insbesondere unmittelbar nach der Mischstelle ein mit Sauerstoff beaufschlagbarer Reaktionskanal angeordnet ist. Auf diese Weise wird der aus der Mikrodialysesonde abgeleitete Dialysatstrom beim Durchfluß durch den Reaktionskanal zusätzlich mit Sauerstoff angereichert. Dies kann auf besonders einfache Weise dadurch gesche­ hen, daß der Reaktionskanal über einen aus sauerstoff­ durchlässigem Material, vorzugsweise aus Silikon oder Teflon bestehenden Wandbereich mit der Atmosphäre kom­ muniziert. Eine weitere Vereinfachung läßt sich dadurch erreichen, daß der Reaktionskanal als vorzugsweise aus Silikon oder Teflon bestehendes sauerstoffdurchlässiges Schlauchstück ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise erfolgt die Konzentrationsbestimmung auf elektrochemisch-amperometrischem Wege, wobei der Meßsensor eine in einer Durchfluß-Meßkammer angeordnete polarisierbare Elektrodenanordnung aufweist, die aus einer Arbeitselektrode aus Platin, einer Gegenelektrode aus Silber und einer Referenzelektrode aus Silber oder Silber/Silberchlorid bestehen kann. Dabei können die Elektroden als mit ihrem freien Ende in die Durchfluß- Meßkammer ragende dünne Drähte ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Er­ findung ist in der Durchflußmeßkammer ein Temperatur­ fühler angeordnet. Mit dem so gewonnenen Temperaturmeß­ wert läßt sich der Temperatureinfluß auf die an den Elektroden ablaufende elektrochemische Reaktion rechne­ risch kompensieren.
Das vorstehend beschriebene Verfahren sowie die Anord­ nung lassen sich bevorzugt zur Regulation des Glucose- Stoffwechsels bei Diabetikern verwenden, wobei eine In­ sulingabe in Abhängigkeit von der Glucosekonzentration vorzugsweise automatisch erfolgt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild einer Meß­ anordnung zur Bestimmung der Glucosekonzentration im Körpergewebe.
Die Meßanordnung besteht im wesentlichen aus einer in das Unterhautfettgewebe 10 eines Patienten implantier­ baren Mikrodialysesonde 12 und einer an einer extrakor­ poralen Meßstelle 14 angeordneten Meß- und Auswerte­ schaltung 16.
Eingangsseitig ist die als doppellumige Nadel ausgebil­ dete Mikrodialysesonde 12 über eine Perfusatleitung 18 mit einem eine Perfusionslösung 20, beispielsweise phos­ phatgepufferte physiologische Kochsalzlösung enthalten­ den Reservoir verbunden. Das äußere, am distalen Ende über eine Dialysemembran 22 mit dem Gewebe 10 kommuni­ zierende Lumen 24 der Mikrodialysesonde 12 ist über ei­ ne Dialysatleitung 26 mit der Eingangsseite einer zwei­ kanaligen Rollendosierpumpe 28 verbunden. Der zweite Kanal der Rollendosierpumpe 28 ist über eine Leitung 30 an ein Enzymlösungsreservoir 32 angeschlossen, welches beispielsweise Glucoseoxidase als Enzym 34 enthält. Die beiden Ausgänge der Rollendosierpumpe 28 sind an einer Mischstelle 36 über ein Y-Verbindungsstück in einem ge­ meinsamem Ausgang totvolumenarm zusammengeführt. Die auf die Leitungen 26,30 gemeinsam einwirkende Rollendo­ sierpumpe gewährleistet mit einfachen Mitteln die Ein­ stellung eines vorgegebenen Verhältnisses zwischen dem aus der Mikrodialysesonde 12 abgesaugtem Dialysat und der aus dem Enzymlösungsreservoir 32 entnommenen Enzym­ lösung 34.
Der Mischstelle 36 nachgeordnet ist ein Reaktionskanal 38, welcher als auf das Y-Verbindungsstück aufsteckba­ rer Silikonschlauch ausgebildet sein kann. An seinem auslaßseitigen Ende mündet der Reaktionskanal 38 in ei­ ne die Meßstelle 14 bildende Durchfluß-Meßkammer 40, deren Auslaß mit einem Auffangbehälter 42 verbunden ist.
Die Meß- und Auswerteschaltung 16 weist einen Meßsensor 44 auf, der mit drei Elektroden (eine Arbeitselektrode 46 aus Platin, eine Gegenelektrode 48 aus Silber und eine Referenzelektrode 50 ebenfalls aus Silber oder Silber/Silberchlorid in die Durchfluß-Meßkammer 40 ein­ greift.
Des weiteren ist ein in die Durchfluß-Meßkammer 40 ein­ greifender Temperaturfühler 52 vorgesehen, welcher die Temperatur des Dialysats in unmittelbarer Nähe der Elektrodenanordnung erfaßt. Die Meßsignale des Tempera­ turfühlers 52 und des Meßsensors 44 werden von einem Mikrocontroller 54 der Meß- und Auswerteschaltung 16 aufbereitet. Weiterhin enthält die Meß- und Auswerte­ schaltung 16 einen mit dem Mikrocontroller 54 zusammen­ wirkenden digitalen Signalprozessor 56.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der vorstehend be­ schriebenen Meßanordnung erläutert. Das in der Mikro­ dialysesonde 12 mit Glucose aus der interstitiellen Ge­ websflüssigkeit angereicherte Dialysat wird in konti­ nuierlichem oder intermittierendem Fluß über die Do­ sierpumpe 28 abgesaugt und der Meßstelle 36 zugeleitet. Nach Zumischung der Glucoseoxidase wird die Glucose un­ ter Sauerstoffverbrauch in Gluconolacton und Wasser­ stoffperoxid umgesetzt:
Die Bildungsrate von Wasserstoffperoxid kann aufgrund der folgenden Reaktion an der positiv polarisierten Platinelektrode 46 des Meßsensors 44 amperometrisch ge­ messen werden:
Die bei der nachfolgenden Elektroreoxidation des Wasser­ stoffperoxids auftretende Leitfähigkeitsänderung bzw. ein entsprechender Spannungsabfall dient als Maß für die Glucosekonzentration. Voraussetzung für eine line­ are Beziehung ist allerdings, daß ein interferierender Einfluß der Sauerstoffkonzentration und Temperatur des Dialysats ausgeschaltet wird. Ein zu geringer Sauer­ stoffgehalt und die temperaturabhängige Reaktionsrate (bzw. die zur Verfügung stehende Reaktionszeit) führen dazu, daß die Enzymreaktionen nach Gleichung (1) u. U. nicht quantitativ abläuft, so daß Meßfehler auftreten und insbesondere bei höheren Glucosekonzentrationen ein "Cut-Off" des Elektrodensignals beobachtet wird. Um dies zuverlässig auszuschließen, wird der Dialysatstrom auf dem Flußweg durch den Reaktionskanal 38 mit Sauer­ stoffgas aus der Atmosphäre beaufschlagt. Dabei werden die Dimensionen des Reaktionskanals 38, insbesondere seine Länge so gewählt, daß über den gesamten geforder­ ten Meßbereich eine weitgehend vollständige Umsetzung der Glucose noch vor der Meßstelle 14 stattfindet. Die resultierende Wasserstoffperoxidkonzentration ist dann auch unabhängig von der Temperatur, bei welcher die Reaktion (1) abläuft. Es verbleibt somit nur noch der Temperatureinfluß auf die Elektrooxidation von H₂O₂.
Die Temperaturabhängigkeit des aus der Reaktion (2) ab­ geleiteten Elektrodensignals S(T) läßt sich im interes­ sierenden Temperaturbereich (ca. 280 bis 315 K) in gu­ ter Näherung durch eine Arrheniusfunktion beschreiben:
S(T) = ν · exp (-EA/kT) (3)
Dabei beschreibt EA die Aktivierungsenergie und ν die Anlauffrequenz der Reaktanten. Die durch die Gleichung (3) beschriebene Temperaturabhängigkeit des Sensorsig­ nals S(T) läßt sich durch eine entsprechende Ausgleichs­ funktion mittels des digitalen Signalprozessors 56 rech­ nerisch kompensieren. Alternativ zu Gleichung (3) kön­ nen auch andere analytische Funktionen die Temperatur­ abhängigkeit des Elektrodensignals in dem geforderten Temperaturbereich beschreiben. Grundsätzlich ist es auch möglich, das Elektrodensignal durch empirisch ge­ wonnene Kompensationswerte zur Ausschaltung des Tempe­ ratureinflusses auszuwerten.
Zum Nachweis von Milchsäure (Lactat) im Dialysat kann bei grundlegend gleichem Meßaufbau mit Lactatoxidase als Enzym-Lactat im Beisein von Sauerstoff in Pyruat unter Freisetzung H₂O₂ oxidiert werden. Auch hier kann die Bildungsrate von H₂O₂ im Sinne der vorstehenden Re­ aktionsgleichung (2) an der Platinanode 46 gemessen werden.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, den Meßsensor 44 mit entgegengesetzter Polarisationsspannung zu betreiben. Damit erhält man eine Reduktion des im Meßdialysat ent­ haltenen Sauerstoffs zunächst zu H₂O₂ und anschließend zu H₂O, wobei das Meßsignal ebenfalls mittelbar als Maß für die Metabolitkonzentration ausgewertet wird.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten in Biogewebe 10, wobei einer in dem Gewebe 10 angeordneten Mikrodialysesonde 12 eine Perfusionslösung 20 zugelei­ tet und unter Anreicherung mit dem Metaboliten als Dia­ lysatstrom abgeleitet wird. Unter Einwirkung eines En­ zyms 34 wird der Metabolit durch Sauerstoff oxidiert und ein von der Konzentration eines Reaktionsteilneh­ mers der Oxidationsreaktion abhängiges Elektrodensignal S(T) wird als Maß für die Konzentration des Metaboliten abgeleitet. Um eine insbesondere bei Temperaturschwan­ kungen störende unvollständige Oxidation des Metaboli­ ten zu verhindern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Dialysatstrom in einem sauerstoffdurchlässigen Re­ aktionskanal 38 vor Erreichen der Meßstelle 14 mit Sau­ erstoff angereichert wird.

Claims (24)

1. Verfahren zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten, wie Glucose oder Lactat, in Biogewebe (10), insbesondere in subcutanem Fettgewebe, bei welchem einer in dem Gewebe (10) angeordneten Mi­ krodialysesonde (12) eine Perfusionslösung (20) zu­ geleitet und unter Anreicherung mit dem Metaboliten als Dialysatstrom abgeleitet wird, bei welchem der Metabolit im Dialysatstrom unter der Einwirkung ei­ nes Enzyms (34), insbesondere Glucoseoxidase oder Lactatoxidase, in einer Oxidationsreaktion durch Sauerstoff oxidiert wird, und bei welchem an einer Meßstelle (14) im Dialysatstrom ein von der Konzen­ tration eines Reaktionsteilnehmers der Oxidations­ reaktion abhängiges Elektrodensignal als Maß für die Konzentration des Metaboliten abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Dialysatstrom mit Sauerstoff beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Enzym (34) dem Dialysatstrom an einer Misch­ stelle (36) vorzugsweise als Enzymlösung zugemischt wird, und daß der mit dem Enzym (34) versetzte Dia­ lysatstrom zwischen der Mischstelle (36) und der Meßstelle (14) mit Sauerstoff beaufschlagt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dialysatstrom nach der Enzymzumischung im Durchfluß durch einen zumindest über einen Teil seiner Begrenzungsfläche sauerstoffdurchlässigen Reaktionsraum (38) mit gasförmigem Sauerstoff aus der Atmosphäre angereichert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt des Dialysatstroms durch die räumliche Dimensionierung des Reaktionsraums (38) auf einen Gleichgewichts- oder Überschußwert hinsichtlich des Reaktionsgleichgewichts der Oxida­ tionsreaktion eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Sauerstoffbeauf­ schlagung des Dialysatstroms so eingestellt wird, daß der Metabolit im physiologisch gegebenen Konzen­ trationsbereich im wesentlichen vollständig oxi­ diert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dialysatstrom über eine zwischen der Mikrodialysesonde (12) und der Misch­ stelle (36) angeordnete erste Fördereinheit (28) erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enzymlösung mittels einer zweiten Fördereinheit dem Dialysatstrom in einem konstanten Mischungsverhältnis im Bereich von 1 : 10 bis 10 : 1, vorzugsweise 1 : 1, bezogen auf den Durch­ satz der Mikrodialysesonde (12), zugemischt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom der Perfu­ sionslösung (20) und der Enzymlösung auf einen Be­ trag von 0,3 bis 10 µl/min eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Dialysatstrom an der Meßstelle (14) gemessen wird, daß aus dem Temperaturmeßwert ein Kompensationswert ermittelt wird, und daß die Temperaturabhängigkeit des Elek­ trodensignals mittels des Kompensationswerts rech­ nerisch eliminiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationswert aus dem Temperaturmeßwert über eine analytische funktionale Beziehung, vor­ zugsweise eine ein Arrhenius-Temperaturverhalten des Elektrodensignals in einem Temperaturbereich von etwa 280 bis 315 K ausgleichende Funktion er­ mittelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationswert aus einem dem Temperatur­ meßwert zugeordneten, empirisch bestimmten Tabel­ lenwert gegebenenfalls durch Interpolation ermit­ telt wird.
12. Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten, wie Glucose oder Lactat, in Biogewebe (10), mit einer im Gewebe (10) implantierbaren, über eine Perfusatleitung (18) mit einer Perfusions­ lösung (20) beaufschlagbaren Mikrodialysesonde (12), einer die in der Mikrodialysesonde (12) mit dem Me­ taboliten angereicherte Perfusionslösung (20) als Dialysatstrom abführenden Dialysatleitung (26), ei­ ner in der Perfusatleitung (28) oder Dialysatlei­ tung (26) angeordneten Mischstelle (36) zur Zumi­ schung eines Enzyms (34) vorzugsweise aus einem En­ zymlösungsreservoir (32), und einer zur Bestimmung der Konzentration des enzymatisch oxidierten Meta­ boliten ausgebildeten Meß- und Auswerteschaltung (16), die einen vorzugsweise extrakorporal in der Dialysatleitung (28) angeordneten elektrochemischen Meßsensor (44) aufweist, gekennzeichnet durch einen stromauf vor der Meßstelle (14) in der Dialysatlei­ tung (28) angeordneten, mit Sauerstoff beaufschlag­ baren Reaktionskanal (38).
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionskanal (38) in Fließrichtung des Dialysatstroms unmittelbar nach der Mischstelle (36) in der Dialysatleitung (28) angeordnet ist.
14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reaktionakanal (38) über einen aus sauerstoffdurchlässigem Material, vorzugsweise aus Silikon oder Teflon bestehenden Wandbereich mit der Atmosphäre kommuniziert.
15. Anordnung nach einer der Ansprüche 12 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß der Reaktionskanal (38) als vorzugsweise aus Silikon oder Teflon bestehen­ des sauerstoffdurchlässiges Schlauchstück ausgebil­ det ist.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mischstelle (36) als ein eingangsseitig mit der Mikrodialysesonde (12) und dem Enzymlösungsreservoir und ausgangsseitig mit dem Reaktionskanal (38) verbundenes Y-Verbin­ dungsstück ausgebildet ist.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß der Meßsensor (44) eine in einer Durchfluß-Meßkammer (40) angeordnete pola­ risierbare Elektrodenanordnung aufweist, die vor­ zugsweise aus einer Arbeitselektrode (46) aus Pla­ tin, einer Gegenelektrode (48) aus Silber und einer Referenzelektrode (50) aus Silber oder Silber/Sil­ berchlorid besteht.
18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (46, 48, 50) als mit ihrem freien Ende in die Durchfluß-Meßkammer (40) ragende dünne Drähte ausgebildet sind.
19. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (46, 48, 50) als die Durchfluß- Meßkammer (40) durchgreifende dünne Drähte ausge­ bildet sind.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, ge­ kennzeichnet durch einen in der Durchfluß-Meßkammer (40) angeordneten Temperaturfühler (52).
21. Anordnung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine den Temperaturfühler (52) und die Elektroden­ anordnung in der Durchfluß-Meßkammer (40) nach außen isolierende Wärmeisolation.
22. Anordnung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meß- und Auswerteschaltung (16) eine das Meßsignal des Temperaturfühlers (52) und der Elektrodenanordnung (46, 48, 50) erfassende, vor­ zugsweise als Mikrocontroller ausgebildete Signal­ aufbereitungseinheit (54) aufweist.
23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und Auswerteschaltung (16) einen mit der Signalaufbereitungseinheit (54) zusammenwirken­ den, zur rechnerischen Kompensation der Temperatur­ abhängigkeit des Meßsignals der Elektrodenanordnung (46, 48, 50) ausgebildeten digitalen Signalprozessor (56) aufweist.
24. Verwendung des Verfahrens oder der Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Regulation des Glucose-Stoffwechsels bei Diabetikern, wobei eine glucosegesteuerte, positiv-rückgekoppelte Insulin­ gabe vorzugsweise automatisch erfolgt.
DE1996112105 1996-03-27 1996-03-27 Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten in Biogewebe Expired - Fee Related DE19612105C2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996112105 DE19612105C2 (de) 1996-03-27 1996-03-27 Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten in Biogewebe
PCT/EP1997/001076 WO1997035511A1 (de) 1996-03-27 1997-03-04 Anordnung zur bestimmung eines metaboliten in biogewebe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996112105 DE19612105C2 (de) 1996-03-27 1996-03-27 Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten in Biogewebe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19612105A1 true DE19612105A1 (de) 1997-10-02
DE19612105C2 DE19612105C2 (de) 1998-11-05

Family

ID=7789581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1996112105 Expired - Fee Related DE19612105C2 (de) 1996-03-27 1996-03-27 Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten in Biogewebe

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19612105C2 (de)
WO (1) WO1997035511A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19848112A1 (de) * 1998-10-19 2000-06-08 Meinhard Knoll Minimalinvasives Sensorsystem
WO2001062149A1 (de) 2000-02-25 2001-08-30 Disetronic Licensing Ag Mikroperfusionsvorrichtung mit sammelbehältnis
WO2007131780A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-22 Joanneum Research Forschungsgesellschaft Mbh Catheter having an oblong slit
WO2008046630A1 (en) * 2006-10-19 2008-04-24 Joanneum Research Forschungsgesellschaft Mbh Devices for and methods of monitoring a parameter of a fluidic sample by microdialysis

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1872714B1 (de) 2006-06-28 2009-01-07 F. Hoffmann-la Roche AG Verfahren zur Überwachung einer Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Analyten in einer Körperflüssigkeit

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3700119A1 (de) * 1987-01-03 1988-07-14 Inst Diabetestechnologie Gemei Implantierbarer elektrochemischer sensor
DE4130742A1 (de) * 1991-09-16 1993-03-18 Inst Diabetestechnologie Gemei Verfahren und anordnung zur bestimmung der konzentration von inhaltsstoffen in koerperfluessigkeiten
US5284140A (en) * 1992-02-11 1994-02-08 Eli Lilly And Company Acrylic copolymer membranes for biosensors
DE4405149C2 (de) * 1993-02-25 1998-11-26 Daimler Benz Aerospace Ag Anordnung zum Bestimmen der Konzentration von Inhaltsstoffen in Körperflüssigkeiten
GB9320850D0 (en) * 1993-10-09 1993-12-01 Terwee Thomas H M Monitoring the concentration of a substance or a group of substances in a body fluid of a human or an animal
DE4401400A1 (de) * 1994-01-19 1995-07-20 Ernst Prof Dr Pfeiffer Verfahren und Anordnung zur kontinuierlichen Überwachung der Konzentration eines Metaboliten
DE4426694C2 (de) * 1994-07-28 1998-07-23 Boehringer Mannheim Gmbh Vorrichtung zur Langzeitbestimmung des Gehaltes von mindestens einer Substanz in Körperflüssigkeiten

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19848112A1 (de) * 1998-10-19 2000-06-08 Meinhard Knoll Minimalinvasives Sensorsystem
DE19848112C2 (de) * 1998-10-19 2001-12-13 Meinhard Knoll Minimalinvasives Sensorsystem
WO2001062149A1 (de) 2000-02-25 2001-08-30 Disetronic Licensing Ag Mikroperfusionsvorrichtung mit sammelbehältnis
DE10008826A1 (de) * 2000-02-25 2001-09-20 Disetronic Licensing Ag Mikroperfusionsvorrichtung mit Sammelbehältnis
DE10008826C2 (de) * 2000-02-25 2002-03-14 Disetronic Licensing Ag Mikroperfusionsvorrichtung mit Sammelbehältnis
WO2007131780A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-22 Joanneum Research Forschungsgesellschaft Mbh Catheter having an oblong slit
WO2008046630A1 (en) * 2006-10-19 2008-04-24 Joanneum Research Forschungsgesellschaft Mbh Devices for and methods of monitoring a parameter of a fluidic sample by microdialysis
US8535537B2 (en) 2006-10-19 2013-09-17 Joanneum Research Forschungsgesellschaft Mbh Devices for and methods of monitoring a parameter of a fluidic sample by microdialysis

Also Published As

Publication number Publication date
WO1997035511A1 (de) 1997-10-02
DE19612105C2 (de) 1998-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0664989B1 (de) Anordnung zur kontinuierlichen Überwachung der Konzentration eines Metaboliten
EP0534074B1 (de) Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Konzentration von Inhaltsstoffen in Körperflüssigkeiten
DE69910007T2 (de) Vorrichtung zum vorhersagen von physiologischen messwerten
Tierney et al. Effect of acetaminophen on the accuracy of glucose measurements obtained with the GlucoWatch biographer
DE69025646T2 (de) Kunst-Pankreas
DE69322968T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Überwachung eines Anolytpegels
Meyerhoff et al. On line continuous monitoring of subcutaneous tissue glucose in men by combining portable glucosensor with microdialysis
DE69307145T2 (de) Kalibrierungslösungen für analysen von biologischen flüssigkeiten und verfahren zu ihrer verwendung
EP1886113B1 (de) Verwendung von mehrfachen datenpunkten und filterung in einem analytsensor
DE3687871T2 (de) Einsetzbarer gas enthaltender biosensor und verfahren zur bestimmung einer analyte wie glukose.
DE69807042T2 (de) Verfahren zum kalibrieren von sensoren in diagnostischen testverfahren
Tierney et al. The GlucoWatch® biographer: a frequent, automatic and noninvasive glucose monitor
DE3687482T2 (de) Elektrochemische sensorzelle zum ununterbrochenen kurzfristigen gebrauch in geweben und blut.
DE3780061T2 (de) System zur ueberwachung von blutbestandteilen.
DE1598079B2 (de) Verfahren zum messen der glukose-konzentration im blut
DE10338280A1 (de) Biosensor für die Überwachung des Analytengehaltes anhand einer hieraus erzeugten Partialspannung
DE202004021824U1 (de) Mikroprozessoren und Vorrichtungen zur Überwachung von physiologischen Analyten
EP0470290A1 (de) Elektrochemisch-enzymatischer Sensor
DE10020352A1 (de) Implantierbares Blutzuckermessgerät
US8114623B2 (en) Method for determining glucose concentration in tissue fluid
DE2658101A1 (de) Verfahren zur messung der konzentration von niedrigmolekularen verbindungen in komplexen medien, vorzugsweise bei medizinischen behandlungen, und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE19612105C2 (de) Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Konzentration eines Metaboliten in Biogewebe
WO2001047408A1 (de) System zur bestimmung des glukosespiegels in interstitieller flüssigkeit
DE6609316U (de) Vorrichtung zur bestimmung der konzentration einer in loesung befindlichen substanz.
Fischer et al. Wick technique: reference method for implanted glucose sensors

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licenses declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee