ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СЕНСОР ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ КИСНЮ У БІОЛОГІЧНИХ РІДИНАХ
The sensor is designed to measure the concentration of the dissolved oxygen in biological liquids, particularly in the blood stream or blood drop, and can be used in medical practice. Thus, in the treatment of hypoxia, which develops in the tissues due to the violation of the cell’s ability to absor...
Saved in:
| Date: | 2020 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2020
|
| Online Access: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/126 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Download file: |  |
Institution
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871465412348084224 |
|---|---|
| author | Kolbasov, Gennadii |
| author_facet | Kolbasov, Gennadii |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Gennadii Kolbasov",
"institution": "Vernadsky Institute of general and inorganic chemistry of the Ukrainian National Academy of Sciences"
}
] |
| author_sort | Kolbasov, Gennadii |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:42Z |
| description | The sensor is designed to measure the concentration of the dissolved oxygen in biological liquids, particularly in the blood stream or blood drop, and can be used in medical practice. Thus, in the treatment of hypoxia, which develops in the tissues due to the violation of the cell’s ability to absorb oxygen, it is necessary to control the part of the oxygen in the blood plasma that is not bound by hemoglobin. The same analysis is necessary for hyperbaric oxygenation of the blood in diseases of the lungs caused, particularly, in case of the coronavirus....... |
| doi_str_mv | 10.33609/0041-6045.86.2.2020.97-99 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:24Z |
| format | Article |
| fulltext |
Фізична хімія
© Ф.Д. Манілевич, Ю.К. Пірський, А.В. Куций, Б.І. Данильцев, 2020
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, № 2 97
УДК 544.52 : 541.138: 546.21 doi: 10.33609/0041-6045.86.2.2020.97-99
H. Y. Kolbasov
ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DETERMINATION OF THE OXYGEN
CONCENTRATIONS IN BIOLOGICAL LIQUIDS
VI Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry, NAS of Ukraine
* e-mail kolbasov@ionc.kiev.ua
The sensor is designed to measure the
concentration of the dissolved oxygen in
biological liquids, particularly in the blood
stream or blood drop, and can be used in
medical practice. Thus, in the treatment of
hypoxia, which develops in the tissues due
to the violation of the cell’s ability to absorb
oxygen, it is necessary to control the part of
the oxygen in the blood plasma that is not
bound by hemoglobin. The same analysis is
necessary for hyperbaric oxygenation of the
blood in diseases of the lungs caused, partic-
ularly, in case of the coronavirus.
The advantages of the developed sensor
compared to the known oxygen sensors are
to minimize size, speed and selectivity. In
existing sensors, platinum is used as the
active electrode, which adsorbs oxygen
and other solutes, resulting in measure-
ment instability and the need to use the Tef-
lon membrane through which oxygen dif-
fuses. The sensors developed at IGIC NAS
of Ukraine, are not need to use a Teflon
membrane. Due these the size of the sensor
minimizes, increases the speed of the meas-
urements and the limit of the volume of the
sample with dissolved oxygen decreases.
The selectivity of the sensor is achieved by
the vortex of the potential region where the
electrode is sensitive to oxygen.
Figure.1 Electrochemical oxygen sensor designed to measure oxygen concentrations in a
small volume of biological fluid and indicator microelectrodes of the sensor.
http://www.nas.gov.ua/EN/PersonalSite/Pages/default.aspx?PersonID=0000006002
mailto:kolbasov@ionc.kiev.ua
Electrochemical sensor for determination of the oxygen concentrations in biological liquids
98 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, № 2
The selectivity of the sensor is achieved
by selecting the potential region where the
electrode is sensitive to oxygen.
A laboratory model of a microsensor for
medical and biological purposes has been
developed. Its design is made according to a
two-electrode scheme containing indicator
and auxiliary electrodes. The multi-sensor
includes interchangeable microelectrodes
and anti-electrode cuffs (figure 1).
Sensitivity of the sensor to dissolved ox-
ygen - (6-15) • 10-8 mol / l; accuracy of
measurement of oxygen concentration - 5-
8%. Sensor performance is 7-12 sec. The
sensor is simple to manufacture, does not
require scarce materials and sophisticated
technologies.
ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СЕНСОР ДЛЯ ВИ-
ЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ КИСНЮ У
БІОЛОГІЧНИХ РІДИНАХ
Г. Я. Колбасов
Інститут загальної та неорганічної хімії
ім.В.І.Вернадського НАН України
Е-mail:kolbasov@ionc.kiev.ua
Датчик призначений для вимірювання
концентрації розчиненого кисню в біологіч-
них рідинах, особливості в потоці крові або
краплі крові, і може використовуватися в ме-
дичній практиці. Таким чином, при лікуванні
гіпоксії, яка розвивається в тканинах через
порушення здатності клітини засвоювати ки-
сень, необхідно контролювати ту частину
кисню в плазмі крові, яка не пов'язана гемо-
глобіном. Цей же аналіз необхідний для гіпе-
рбаричної оксигенації крові при захворюван-
нях легенів, спричинених, зокрема, при ко-
ронавірусі. Переваги розробленого сенсора у
порівнянні з відомими сенсорами кисню по-
лягають у мінімізації розмірів, швидкодії та
селективності. В існуючих сенсорах як акти-
вний електрод використовується платина, яка
адсорбує кисень та інші розчинені речовини,
що призводить до нестабільності вимірів і
необхідності використання тефлонової мем-
брани, через яку дифундує кисень. При за-
стосуванні сенсорних елементів, розроблених
в ІЗНХ НАНУ, відпадає необхідність вико-
ристання тефлонової мембрани, що призво-
дить до мінімізації розмірів сенсорного еле-
менту, підвищення швидкодії сенсора і до-
зволяє визначати концентрацію розчиненого
кисню у малому об’ємі. Селективність сенсо-
ру досягається за рахунок вибору області по-
тенціалів, де електрод чутливий до кисню.
Розроблено лабораторний макет мікросе-
нсора для медико-біологічного призначення.
Його конструкцію виконано за двоелектрод-
ною схемою, що містить індикаторний та до-
поміжний електроди. До складу мультисен-
сора входять змінні мікроелектроди та проти-
електрод-манжет (рисунок 1).
Чутливість сенсора до розчиненого
кисню – (6-15)·10-8 моль/л, точність вимірю-
вання концентрації кисню –5-8%. Швидко-
дія сенсора 7-12 с. Сенсор простий у вигото-
вленні, не потребує дефіцитних матеріалів та
складних технологій.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ КИ-
СЛОРОДА В БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКО-
СТЯХ
Г. Я. Колбасов
Институт общей и неорганической химии
им. В.И.Вернадского НАН Украины
Е-mail:kolbasov@ionc.kiev.ua
Датчик предназначен для измерения концен-
трации растворенного кислорода в биологи-
mailto:kolbasov@ionc.kiev.ua
mailto:kolbasov@ionc.kiev.ua
H. Y. Kolbasov
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, № 2 99
ческих жидкостях, особенности в токе крови
или капли крови, и может использоваться в
медицинской практике. Таким образом, при
лечении гипоксии, которая развивается в
тканях через нарушение способности клетки
усваивать кислород, необходимо контроли-
ровать ту часть кислорода в плазме крови,
которая не связана гемоглобином. Этот же
анализ необходим для гипербарической ок-
сигенации крови при заболеваниях легких,
вызванных, в частности, при коронавирусе.
Преимущества разработанного сенсора в
сравнении с известными сенсорами кислоро-
да - минимизация размеров, быстродействие
и селективность. В существующих сенсорах
как активный электрод используется плати-
на, которая адсорбирует кислород и другие
растворенные вещества, что приводит к не-
стабильности измерений и необходимости
использования тефлоновой мембраны, через
которую диффундирует кислород. При при-
менении сенсорных элементов, разработан-
ных в ИОНХ НАНУ, отпадает необходи-
мость использования тефлоновой мембраны,
которая приводит к минимизации размеров
сенсорного элемента, повышения быстродей-
ствия сенсора и позволяет определять кон-
центрацию растворенного кислорода в малом
объеме. Селективность сенсора достигается
за счет выбора области потенциалов, где
электрод чувствителен к кислороду. Разрабо-
тан лабораторный макет микросенсора для
медико-биологического назначения. Его кон-
струкция выполнена по двухэлектродной
схеме, которая содержит индикаторный и
вспомогательный электроды. В состав муль-
тисенсора входят сменные микроэлектроды и
противоэлектрод - манжет (рисунок 1). Чув-
ствительность сенсора к растворенному ки-
слороду - (6-15) - 10-8 моль/л, точность из-
мерения концентрации кислорода - 5-8 %.
Быстродействие сенсора 7-12 с. Сенсор про-
стой в изготовлении, не нуждается в дефи-
цитных материалах и сложных технологиях.
Received 30.01.2020
http://www.nas.gov.ua/EN/PersonalSite/Pages/default.aspx?PersonID=0000006002
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-126 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:01:37Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/f1/d7ca723f0f9be9b4015d3b1ca5e479f1.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-1262026-07-22T08:23:42Z ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DETERMINATION OF THE OXYGEN CONCENTRATIONS IN BIOLOGICAL LIQUIDS ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ КИСЛОРОДА В БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СЕНСОР ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ КИСНЮ У БІОЛОГІЧНИХ РІДИНАХ Kolbasov, Gennadii The sensor is designed to measure the concentration of the dissolved oxygen in biological liquids, particularly in the blood stream or blood drop, and can be used in medical practice. Thus, in the treatment of hypoxia, which develops in the tissues due to the violation of the cell’s ability to absorb oxygen, it is necessary to control the part of the oxygen in the blood plasma that is not bound by hemoglobin. The same analysis is necessary for hyperbaric oxygenation of the blood in diseases of the lungs caused, particularly, in case of the coronavirus....... V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2020-02-05 Article Article Physical chemistry Физическая xимия Фізична xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/126 10.33609/0041-6045.86.2.2020.97-99 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 86 No. 2 (2020): Ukrainian Chemistry Journal; 97-99 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 86 ##issue.no## 2 (2020): Украинский химический журнал; 97-99 Український хімічний журнал; Том 86 № 2 (2020): Український хімічний журнал; 97-99 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/126/81 Copyright (c) 2020 Gennadii Kolbasov https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Kolbasov, Gennadii ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СЕНСОР ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ КИСНЮ У БІОЛОГІЧНИХ РІДИНАХ |
| title | ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СЕНСОР ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ КИСНЮ У БІОЛОГІЧНИХ РІДИНАХ |
| title_alt | ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DETERMINATION OF THE OXYGEN CONCENTRATIONS IN BIOLOGICAL LIQUIDS ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ КИСЛОРОДА В БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ |
| title_full | ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СЕНСОР ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ КИСНЮ У БІОЛОГІЧНИХ РІДИНАХ |
| title_fullStr | ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СЕНСОР ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ КИСНЮ У БІОЛОГІЧНИХ РІДИНАХ |
| title_full_unstemmed | ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СЕНСОР ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ КИСНЮ У БІОЛОГІЧНИХ РІДИНАХ |
| title_short | ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ СЕНСОР ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ КИСНЮ У БІОЛОГІЧНИХ РІДИНАХ |
| title_sort | електрохімічний сенсор для визначення концентрації кисню у біологічних рідинах |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/126 |
| work_keys_str_mv | AT kolbasovgennadii electrochemicalsensorfordeterminationoftheoxygenconcentrationsinbiologicalliquids AT kolbasovgennadii élektrohimičeskijsensordlâopredeleniâkoncentracijkislorodavbiologičeskihžidkostâh AT kolbasovgennadii elektrohímíčnijsensordlâviznačennâkoncentracííkisnûubíologíčnihrídinah |