电化学传感器及氢气浓度的获得及氢气治疗模式的建立的制作方法

本发明属于动物疾病治疗辅助设备的设计领域，尤其涉及一种用于测量消化道中的氢气浓度的电化学传感器及消化道中的氢气浓度的获得方法及氢气治疗模式的建立方法。

背景技术：

氢气作为一种非常有潜力的治疗性医学气体，具有渗透性强，安全、高效、选择性清除过氧化物、不影响机体本身抗氧化系统的优点，越来越多的动物实验已经证实，氢气对各类急慢性疾病都具有很好的治疗价值。

而现有对消化道氢气的浓度的监测多是采用呼气测定法，1961年nielsn描述人体呼出气中氢气含量与肠道氢气生成的关系，并建立了呼气中痕量氢气的测定方法——氢气呼吸试验。现有方法的步骤：呼气氢试验(bht)的方法是在清晨空腹时测定呼气氢后，给受试者口服试验糖，定期收集终末呼吸气，测定每次标本中氢和二氧化碳水平，以最低呼气氢浓度作为基线，空腹时，肺泡中氢浓度通常(10ppm)，呼气氢浓度超过基线以上提示试验糖被小肠细菌发酵。呼气氢含量在氢的产生、弥散、排泄和利用等各个环节上均受多种因素影响，bht测试时间常需3、4小时，试验中极易出现一些肠外的影响因素，所以应用bht时应判定试验的标准状态，明确规定试验前应禁用的药物，食物和空腹时间。

由于现有的呼气测定法受干扰因素多，因此缺乏有效的检测消化道中的氢气浓度的监测手段。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于测量消化道中的氢气浓度的电化学传感器及消化道中的氢气浓度的获得方法及氢气治疗模式的建立方法，其能够避免外部因素对氢气浓度测量的干扰，且氢气浓度的监测效率更高。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种用于测量消化道中的氢气浓度的电化学传感器，包括：

壳体；

第一电极单元，作为工作电极和所述消化道中的氢气发生氧化反应；

第二电极单元，作为辅助电极和所述第一电极单元组成极化回路；

第三电极单元，作为参比电极和所述第一电极单元组成测量控制回路，以保持所述第一电极单元的电位的恒定；

其中，

所述第一电极单元、第二电极单元、第三电极单元的主体设于所述壳体内。

根据本发明一实施例，所述第一电极单元、第二电极单元、第三电极单元的电极端集成一体以形成氢气检测部。

根据本发明一实施例，所述第一电极单元的电极端的尺寸不超过0.3mm；所述第二电极单元的电极端的尺寸不超过0.3mm；所述第一电极单元的电极端的尺寸不超过2mm。

根据本发明一实施例，所述第一电极单元、第二电极单元、第三电极单元的电极端集成一体以形成氢气检测部；所述氢气检测部的检测截面的尺寸跨度不超过2.6mm。

根据本发明一实施例，所述第一电极单元和/或所述第二电极单元为玻碳电极、铂电极、金电极、银电极、铅电极中的任意一种。

根据本发明一实施例，所述第三电极为银/氯化银电极；

所述银/氯化银电极包括：

表面覆盖有氯化银层的金属银；

饱和氯化钾溶液；以及

用于储存所述饱和氯化钾溶液的封壳；

其中，

所述封壳的第一端为所述银/氯化银电极的电极端，所述封壳的第一端的端面为多孔隔膜；

所述表面覆盖有氯化银层的金属银放置于所述饱和氯化钾溶液内，且部分伸出于所述封壳的第二端。

根据本发明一实施例，所述多孔隔膜为多孔陶瓷。

一种消化道中的氢气浓度的获得方法，使用上述任意一实施例所述的电化学传感器对消化道中的氢气浓度进行测量；

其中，所述氢气浓度和所述电化学传感器检测的电流呈线性关系。

一种氢气治疗模式的建立方法，所述氢气治疗模式的建立方法为氢气干预动物疾病给药治疗的模式的建立方法，包括如下步骤：

a.建立所述动物疾病治疗的给药模型；

b.在所述给药模型中的给药时间点给所述动物的消化道喂入氢气；

c.设定检测时间长度δt；

d.在给所述动物的消化道喂入氢气δt时间长度之后，使用上述的消化道中的氢气浓度的获得方法得到所述动物的消化道的氢气浓度；

e.比对喂入氢气前后所述动物的病态，分析喂入氢气对所述动物疾病的影响；

f.结合步骤d和步骤e的结果建立所述氢气干预动物疾病给药治疗的模式。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本发明一实施例提供的用于测量消化道中的氢气浓度的电化学传感器能够直接对消化道之内的氢气进行浓度测量，相对于现有的呼气测定法，避免了消化道之外的因素对氢气浓度的影响，测量结果更加准确；另外，采用电化学传感器进行测量能够快速获得测量结果，因此对氢气浓度的监测效率也更高。

2)通过将第一电极单元、第二电极单元、第三电极单元的电极端集成在一起形成氢气检测部，这样更加方便研究人员对消化道进行氢气浓度监测。

3)本发明一实施例提供的一种消化道中的氢气浓度的获得方法通过使用本发明的电化学传感器，利用氢气浓度和电化学传感器检测的电流呈线性关系得到了消化道中的氢气浓度，能够方便研究人员研究动物消化道中的氢气浓度对动物病理特征的影响。

4)本发明一实施例提供的一种氢气治疗模式的建立方法，其是一种氢气干预动物疾病给药治疗的模式的建立方法，通过建立动物疾病治疗的给药模型，在相应的给药时间点给动物的消化道喂入氢气，通过对一段时间后动物的前后病态对比以及一段时间后动物消化道中的氢气浓度，可以分析喂入氢气对动物疾病的影响，并进一步建立氢气干预动物疾病给药治疗的模式。通过建立氢气干预动物疾病给药治疗的模式，可以合理的使用氢气辅助治疗动物的疾病。

附图说明

图1为本发明的氢气电化学传感器的结构示图；

图2为本发明的一种氢气治疗模式的建立方法的流程图。

附图标记说明：

1：第一电极单元；2：第二电极单元；3：第三电极单元；4：饱和氯化钾溶液；5：封壳；6：多孔隔膜。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种用于测量消化道中的氢气浓度的电化学传感器及消化道中的氢气浓度的获得方法及氢气治疗模式的建立方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

参看图1，一种用于测量消化道中的氢气浓度的电化学传感器，包括：壳体；第一电极单元1，作为工作电极和消化道中的氢气发生氧化反应；第二电极单元2，作为辅助电极和第一电极单元1组成极化回路；第三电极单元3，作为参比电极和第一电极单元1组成测量控制回路，以保持第一电极单元1的电位的恒定；其中，第一电极单元1、第二电极单元2、第三电极单元3的主体设于壳体内。

可以知道，电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。本实施例提供的用于测量消化道中的氢气浓度的电化学传感器能够直接对消化道之内的氢气进行浓度测量，相对于现有的呼气测定法，避免了消化道之外的因素对氢气浓度的影响，测量结果更加准确；另外，采用电化学传感器进行测量能够快速获得测量结果，因此对氢气浓度的监测效率也更高。换言之，采用本实施例中的电化学传感器能够直接检测消化道特定部位的氢气浓度，消化道中的氢气不会在测量过程中发生“损耗”。

在一个具体实施方式中，第一电极单元1、第二电极单元2、第三电极单元3的电极端集成一体以形成氢气检测部。可以理解，通过将第一电极单元1、第二电极单元2、第三电极单元3的电极端集成在一起形成氢气检测部，这样更加方便研究人员对消化道进行氢气浓度监测。

具体地，需要监测的动物为老鼠，老鼠的小肠直径为3mm，此时，第一电极单元1的电极端的尺寸不超过0.3mm；第二电极单元2的电极端的尺寸不超过0.3mm；第一电极单元1的电极端的尺寸不超过2mm。氢气检测部的检测截面的尺寸跨度不超过2.6mm。但是应该意识到，上述尺寸并不是不可变化的，需要根据所监测的动物的消化道的尺寸作相应变化。

具体地，第一电极单元1和/或第二电极单元2为玻碳电极、铂电极、金电极、银电极、铅电极中的任意一种。

具体地，第三电极为银/氯化银电极；银/氯化银电极包括：表面覆盖有氯化银层的金属银；

饱和氯化钾溶液4；以及用于储存饱和氯化钾溶液4的封壳5；其中，封壳5的第一端为银/氯化银电极的电极端，封壳5的第一端的端面为多孔隔膜6；

表面覆盖有氯化银层的金属银放置于饱和氯化钾溶液4内，且部分伸出于封壳5的第二端。其中，多孔隔膜6为多孔陶瓷，例如为二氧化锆陶瓷。当然，第三电极也可有别的实施方式，例如为甘汞电极、ag/agcl电极、铜/硫酸铜电极、高纯锌电极等。

基于和上述实施例相同的发明构思，本发明还提供了一种消化道中的氢气浓度的获得方法，使用上述实施例的电化学传感器对消化道中的氢气浓度进行测量；其中，氢气浓度和电化学传感器检测的电流呈线性关系。通过利用氢气浓度和电化学传感器检测的电流呈线性关系得到了消化道中的氢气浓度，能够方便研究人员研究动物消化道中的氢气浓度对动物病理特征的影响。

参看图2，基于和上述实施例相同的发明构思，本发明还提供了一种氢气治疗模式的建立方法，该氢气治疗模式的建立方法为氢气干预动物疾病给药治疗的模式的建立方法，包括如下步骤：

a.建立动物疾病治疗的给药模型；例如疾病可以是坏死性小肠结肠炎(necrotizingenterocolitis,nec)；

b.在给药模型中的给药时间点给动物的消化道喂入氢气；

c.设定检测时间长度δt；

d.在给动物的消化道喂入氢气δt时间长度之后，使用上述的消化道中的氢气浓度的获得方法得到动物的消化道的氢气浓度；

e.比对喂入氢气前后动物的病态，分析喂入氢气对动物疾病的影响；

f.结合步骤d和步骤e的结果建立氢气干预动物疾病给药治疗的模式。

可以理解，该种氢气治疗模式的建立方法，其是一种氢气干预动物疾病给药治疗的模式的建立方法，通过建立动物疾病治疗的给药模型，在相应的给药时间点给动物的消化道喂入氢气，通过对一段时间后动物的前后病态对比以及一段时间后动物消化道中的氢气浓度，可以分析喂入氢气对动物疾病的影响，并进一步建立氢气干预动物疾病给药治疗的模式。通过建立氢气干预动物疾病给药治疗的模式，可以合理的使用氢气辅助治疗动物的疾病。

具体地，可以采用电化学的方法对动物小肠位置的氢气进行测试，通过新生大鼠nec模型，在不同给药时间点，测定模型动物消化道组织内氢气浓度，能够建立氢气在消化道内代谢方程。并尝试氢饱和纯水配制配方乳，建立新的氢气给药模式，为临床氢气的使用提供理论依据，并为进一步推广氢气的代谢研究提供了技术保障。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。