Um den pH-Wert des Blutes bei Hämodialysepatienten kontinuierlich zu überwachen und die Sterblichkeitsrate dieser Patienten zu senken, wurde basierend auf dem Prinzip der elektrochemischen Sensorik und der Mikrofluidik-Technologie ein Chip entwickelt, der eine kontinuierliche Überwachung von Blut-pH und PCO₂ ermöglicht. Der pH-Elektrode und der CO₃^2--Elektrode auf dem Chip nutzen eine gemeinsame Referenzelektrode zur kombinierten Messung von pH und PCO₂. Die miniaturisierte Testkammer gewährleistet einen kontinuierlichen Blutfluss und die Messung, verhindert die Beeinflussung durch Luft und verbessert die Genauigkeit der Blut-pH- und PCO₂-Messungen. Die pH-Erkennungsleistung des Chips wurde mit Tris-HCl-Lösungen im Bereich von pH 6,00 bis 9,00 getestet. Die Empfindlichkeit erreichte 61,2 mV/pH, die Standardabweichung bei der kontinuierlichen Messung derselben Probe lag unter 0,01 (n=10), und der durchschnittliche relative Reproduktionsfehler betrug 0,46% (n=6). Innerhalb des pH-Bereichs 6,00–9,00 wurde eine genaue pH-Erfassung der Probenlösung erzielt. Mit dem kombinierten Sensorsystem wurden Blutgas-Kontrolllösungen und Bluttests durchgeführt. Die absoluten Fehler bei der Messung von pH und PCO₂ in der Blutgaskontrolllösung lagen unter 0,04 und 306,64 Pa (2,30 mmHg), bei durchschnittlichem relativen Fehler von 0,23% und 1,94%. Im Blut lagen die absoluten Fehler unter 0,05 und 466,63 Pa (3,50 mmHg) mit durchschnittlichen relativen Fehlern von 0,36% und 2,60%. Im Vergleich zu einem Blutgasanalysator ist der Chip klein und kann zur kontinuierlichen Online-Überwachung von pH und PCO₂ im Blut an die Hämodialyseleitung angeschlossen werden.

Mikrofluidik-Technologie;Hämodialyse;säure-base-Gleichgewicht;elektrochemische Sensoren;kontinuierliche Blutüberwachung