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酸素濃度

概要

Chartソフトウェアをインストールしたe-corderを、様々な種類の酸素メータやプローブと併用することで溶存酸素濃度が記録できます。

電気化学技法

この種の測定方法は溶液が封入されている電極（円筒状の陽極と陰極とで構成されている）を使用します。電極の先端はプラスチック（通常はテフロンかポリエチレン）フィルムで覆われていて、酸素分子はこのフィルムを透過拡散します。

ガルバニック酸素電極はプラチナ極と鉛陽極を使用してます。酸素はカソードで自然減少し、鉛アノードはゆっくりと鉛酸化物に変化します。 陽極から陰極を通過する電流量は溶液の酸素量に比例します。これがガルバニック酸素電極の原理です。この電極は短絡抵抗を内蔵しているので、フロー電流量は電圧信号に変換され、e-corderのすべてのモデルに接続することができます。 この種の電極は学生が授業で使用するには問題ありませんが、精度を要求する研究分野での使用にはお勧めできません。

Clark(またはポラログラフやアンペロメトリ）メソッドは酸素の減少を起こす（例えば、水酸化物に変換）-0.7Vから-0.8Vの極性電圧を保つ陰極を使用してます。陽極は通常銀でできています。陽極から陰極に流れる電流量は溶液中の酸素含有量に比例します。これらの電極は極性電圧を提供し、電流フローを測定し、e-coderが記録可能な信号に変換するために特別のメータを必要とします。メータによっては適正使用のために極性電圧の調整が可能なものがあります。研究分野におけるほとんどの実験にClark電極が使用されています。

Clarkとガルバニック酸素電極は両方とも、測定中に酸素を消費するという欠点があります。選択した電極がモニタリングしている反応よりかなり遅いレートで酸素を消費している場合は注意してください。実際、これは重大な問題ではありませんが、密封された少量の溶液中でセルまたはミトコンドリアの呼吸系実験を行う場合は、小型電極を選択してください（電極の活動表面エリアが小さい程、酸素消費が少なくなります）。 製造業者から電極の酸素消費の仕様が提供されているはずです。これらの電極から得られた小さな信号は干渉を受けやすくなるので、多くの場合実験をシールドすることが大切です。

Clark とガルバニック酸素電極での測定はサンプル溶液からの酸素の拡散に影響されます。反応時間は遅くなります。通常速くて数秒です。従って、データ のサンプリング速度は遅くて（4/秒またはそれ以下）も問題ありません。e-corderの1Hzまでのローパスフィルターを使って、ノイズのない信号が記録できます。実験中に一定速度で溶液を撹拌することも重要です。これにより拡散の速度が一定に保たれます。

生体組織内酸素濃度モニター

電極とメータは以下の会社からご購入できます

通常はメータと電極を同じ製造元から購入するのが理想的です。感度が一致しているからです。メータにアナログ記録出力が備わっているかどうかを確認してください。この出力をe-corderに接続します。

  • Microelectrodes Inc.
    小型電極。OM4または02-ADPTメータ付属のMI-730 電極(または8-730または16-730 'Flow Thru'モデル )を参照ください。
  • ABTech Scientific
    OS-418 小型酸素センサー、 OSI-2 メータ。
  • Instech
    モデル 203デュアルチャンネルメータを参照ください。セル/ミトコンドリア呼吸系実験用アクセサリーも揃っています。
  • 栄行科学
    小型電極 (0.2 mm 直径)、 PO2-150Dデュアルチャンネルメータ。
  • Rank Brothers
    セル/ミトコンドリア呼吸系実験用アクセサリーも揃っています。
  • Mettler-Toledo
    メータと電極。
  • Innovative Instruments
  • Diamond General
    小型 (2-3 ミクロン直径) ニードル電極。セル/ミトコンドリア呼吸系実験用アクセサリーも揃っています。
  • Phoenix Electrodes
  • WPI
  • Lazar Laboratories
    DO-166NP pO2 プローブ。充分な回路が組み込まれているので、e-corderに直接に接続できます。別個にメータは必要ありません。

光ファイバーシステム

酸素濃度は特別な光ファイバープローブとメータでも測定できます。このシステムはClarkまたはガルバニック電極を使用するよりも費用がかかりますが、電気的な絶縁とゼロ酸素消費の利点があります。

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