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成分浓度测定用电极及浓度测定装置

Abstract

本发明的目的在于在反应槽内导入缓冲液,通过电极反应部安装有膜体的传感器在缓冲液中检测试样中目标物浓度的浓度测定装置中,在进行稳定测定的同时,使传感器的耐久性提高,使浓度测定装置的维护性提高。为此本发明提供一种用传感器进行检测的浓度测定装置,其中将经脱气的缓冲液装入能防止与空气接触的容器内,在将该容器内的缓冲液用于浓度测定及洗涤的同时,将脱气达到30℃的饱和空气量以下的缓冲液导入作为恒温槽的反应槽(24)中,将经脱气的缓冲液装入能防止与空气接触的容器内,将该容器内的缓冲液用于浓度测定及洗涤。

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CN1332197C

China

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English
Inventor
清水晃二
小野喜广
本乡义清
Current Assignee
Arkray Inc

Worldwide applications
2003 CN

Application CNB2003101045618A events
2007-08-15
Application granted
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Expired - Lifetime

Description

成分浓度测定用电极及浓度测定装置
技术领域
本发明涉及一种在所采取的试样中,测定特定成分浓度的测定装置。特别地,涉及一种在电极上安装有酶固定膜等反应膜,通过电极检测的值测定浓度的测定装置。
背景技术
作为葡萄糖的浓度测定装置,已知有使用如下的测定方法的浓度测定装置:用作为葡萄糖分解酶的葡萄糖氧化酶(GOD)将试样中的葡萄糖分解,测定用过氧化氢电极对分解时生成的过氧化氢量进行检测而产生的电流量,用该电流量的测定结果求得试样中葡萄糖浓度。
作为这样葡萄糖浓度测定装置,其将固定了GOD的反应膜安装到传感器电极上,用该传感器电极对反应槽内的葡萄糖浓度进行测定。而且,将反应膜安装到传感器电极上时,为了提高密着性和防止安装时混入气泡,在反应膜和电极之间点涂缓冲液。或调整温度使得送到传感器电极的缓冲液等的输送温度与电极环境温度相一致,且溶存了空气的液体中的空气量达到饱和,防止气泡产生。
又,在葡萄糖浓度的测定装置中,为了提高测定精度的稳定性及葡萄糖氧化酶固定膜的耐久性,进行了各种尝试。
例如在特开平6-174680号公报中所示的技术。其在GOD固定膜的被包膜表面使某种亲水性单体进行接枝聚合,以提高作为反应膜的GOD固定膜及被包膜的洗涤性。
发明内容
本发明的发明者们在葡萄糖的浓度测定装置中以提高测定精度的稳定性和反应膜的耐久性为目的,反复进行了大量实验,发现由于作业环境的温度差而溶存于缓冲液中的空气量对测定的稳定性及反应膜的耐久性有很大影响。
当安装有反应膜的环境温度比设置电极的环境温度(反应槽的温度)低时,由于液体中溶存空气量的差,反应槽内成为容易产生气泡的状态。而且,当输送到反应膜的缓冲液中溶存的空气量超过电极设置环境温度下的饱和空气量时,容易产生气泡。
又,当提高输送到反应膜的缓冲液的温度时,由于水分的蒸发,缓冲液的浓度上升,有可能对测定产生影响。
又,反应膜由多张膜粘合而构成,当该反应膜内产生气泡时,由于气泡使膜相互分离,有可能使反应膜破坏。
本发明的目的如上所述,本发明的发明者们通过在浓度测定装置中反复进行大量实验,发现使缓冲液脱气达到30℃的饱和空气量以下再使用,可以确保良好的稳定性。
以下对用于达到该目的的手段进行说明。
本发明提供一种用于在将缓冲液导入反应槽内后,在缓冲液中测定试样中目标成分浓度的电极,将经脱气的缓冲液点涂于电极反应部,且将反应膜安装到电极反应部上。
在一个实施方案中,上述点涂的缓冲液为经脱气到30℃的饱和空气量以下的缓冲液。
本发明还提供一种在将缓冲液导入反应槽内,并通过浓度测定用电极在缓冲液中测定试样中目标成分浓度的浓度测定装置,其中将经脱气的缓冲液导入反应槽中。
在一个实施方案中,导入反应槽内的上述缓冲液为经脱气到30℃的饱和空气量以下的缓冲液。
在另一个实施方案中,在将缓冲液导入上述反应槽的配管部的反应槽之前配置溶存空气除去部。
本发明又提供一种在将缓冲液导入反应槽内,并通过浓度测定用电极在缓冲液中测定试样中目标成分浓度的浓度测定装置,其中在将缓冲液导入上述反应槽的配管部的反应槽之前配置溶存空气除去部,在上述溶存空气除去部将缓冲液加温到测定温度以上。
本发明也提供一种在将缓冲液导入安装有成分浓度测定用电极的反应槽内,在缓冲液中测定试样中目标成分浓度的浓度测定装置,其中所述成分浓度测定用电极的电极反应部安装有反应膜,其中将经脱气的缓冲液点涂于电极反应部,将经脱气到30℃的饱和空气量以下的缓冲液装入能防止与空气接触的容器内,并且将该容器内的缓冲液导入到上述反应槽中。
附图说明
图1为血液检查装置的整体图。
图2为表示血液检查装置构成的简图。
图3表示将葡萄糖传感器安装到反应槽内时的安装构成。
图4表示葡萄糖传感器的测定原理。
图5为电极的部分侧面的断面图。
图6表示电极前端部的构成。
图7为表示缓冲液的脱气构成的简图。
图8表示将GOD膜安装到电极时的顺序。
具体实施方式
以下对本发明的实施形态进行说明。
本发明的浓度测定装置可以将反应膜体安装到电极上,对目标物的浓度进行测定。用葡萄糖浓度测定装置作为本发明具体的实施例进行说明。
图1为血液检查装置的整体图,图2为表示血液检查装置构成的简图。
用血液检查装置作为利用本发明的装置的一例进行说明。该血液检查装置由主体部10、样品供给部11和瓶单元12构成,在主体部10设置有输出经过分析得到的测定值的打印部14和将测定值表示于面板的显示面板13。
而且,其由喷嘴驱动部19、泵体部20、构成于主体部10内部的反应检测部22和配置有脱气模块72的脱气单元21等部分构成。脱气单元21的脱气模块72也是溶存空气除去部123构成的一部分。脱气模块72用于进行气泡去除,在溶存空气除去部123中,用配置于脱气模块72前段的加温部23对缓冲液进行加热,溶存气体作为气泡在脱气模块72中被去除。
又,在血液检查装置的侧方配置有由多个瓶构成的瓶单元12,其由STD液用瓶18、洗涤液瓶15、缓冲液瓶16、废液瓶17等构成。
在样品供给部11中连续地设置作为密封容器的真空采血管40。真空采血管40的内部装有作为试样的血液,通过试样吸引管采取该血液作为试样。然后,从样品供给部11连续供给到真空采血管40,贯穿真空采血管40的栓体41,通过喷嘴驱动部19进行取样。
血液检查装置主体内部由将瓶单元12的液体供给到各部分的泵体20构成。反应检测部22的内部配置有洗涤槽25和反应槽24。在从该洗涤槽25通向反应槽24的流路内配置有开关电磁阀9。
在瓶单元12部分配置有STD液用瓶18、洗涤液瓶15、缓冲液瓶16和废液瓶17。
在血液检查装置中,在样品供给部11中连续配置、供给的真空采血管的内部使喷嘴驱动部19的取样喷嘴1贯通。用该取样喷嘴1吸取血液,在洗涤槽25的部分将附着于该取样喷嘴1外侧的多余血液洗涤。
然后,将精密采取定量的试样供给到反应槽24中,通过开关电磁阀9、26、132的开放将混合的试样排出。
从缓冲液瓶16中精密测定的定量的缓冲液借助于溶存空气除去部123,通过开关电磁阀26的开关被供给到该反应槽24中。又,在反应槽24的前段设置有恒温箱线圈74,其用于将导入反应槽24的缓冲液调节到进行测定的温度。例如,利用葡萄糖氧化酶时,温度被设定在37℃。
然后,在反应槽24中进行试样成分的测定。测定结果通过打印部14输出,显示于显示面板13上。
在泵体部20中,配置有4台往复活塞泵,缓冲液泵27吸引、供给缓冲液瓶16内的缓冲液,洗涤液泵28将洗涤液瓶15内的洗涤液供给到吸引喷嘴上。又,STD液泵29将STD液用瓶18内的STD液供给到洗涤槽25的部分。废液泵30将分析完了的废液排出到废液瓶17内。
以下对作为电极的一例子,葡萄糖传感器的构成进行说明。
图3表示葡萄糖传感器安装到反应槽内时的安装构成,图4表示葡萄糖传感器的测定原理。
葡萄糖传感器41由电极42及葡萄糖氧化酶固定酶膜(以下称为GOD膜)43构成,用于进行反应槽44内的葡萄糖测定。葡萄糖传感器41在将作为反应膜体的GOD膜43安装到电极42的状态下插入到反应槽44内。
将缓冲液导入反应槽44内,用在电极42前端露出部安装有作为膜体的GOD膜43的葡萄糖传感器41在缓冲液中对试样中目标物浓度进行浓度测定。
如图4所示,电极42为过氧化氢电极。在GOD膜43中,用电极42测定在葡萄糖分解为葡糖酸的过程中生成的过氧化氢。从而测定反应槽44中葡萄糖的浓度。
对到达电极42的过氧化氢施加外部电压,从而引起氧化还原反应,在电极42的阳极和阴极间产生电流。通过测定该电流求得葡萄糖浓度,从而得到其构成。
GOD膜43被聚碳酸酯膜和纤维素醋酸酯膜包覆,在电极侧配置纤维素醋酸酯膜。在聚碳酸酯膜上开有300的孔,使得比葡萄糖大的物质不能通过。
通过该聚碳酸酯膜的葡萄糖由于GOD的作用而分解为葡糖酸和过氧化氢。
生成的过氧化氢通过纤维素醋酸酯膜到达电极。在纤维素醋酸酯膜上开有5~6的孔,使过氧化氢通过且不受还原物质产生的干扰反应的影响而到达电极。
对到达电极的过氧化氢施加外部电压,则引起氧化还原反应,在阳极和阴极间产生电流。然后,测定在阳极由于过氧化氢分解而产生的电子的量,用终点法求得葡萄糖的浓度。
以下对电极42的构成进行说明。
图5为电极的部分侧面的断面图。
电极42在固定于托座52的状态下被装入到反应槽44中。电极42在插嵌固定于筒体56的状态下被插入到托座52内。然后,用导线将插头54、54连接到电极42的后端。
在电极42的后端和托座52的后端内侧之间配置有弹簧53,构成的电极42可以在托座52内具有一定的滑动。当GOD膜43的托座与电极42的前端部连接时,使得电极42向后方滑动的同时,被弹簧53顶到GOD膜43侧。这样在保持电极42的前端部与GOD膜43的托座连接的状态下,使电极42和GOD膜43的间隔保持一定。
在保持电极42的筒体56的前端部设置有定位销钉51,该构成使电极42与筒体56不能相对转动,通过确定该筒体56的位置从而也使电极42的位置得以确定。
定位销钉51用的插入部构成于反应槽44的托座52装入部中,将定位销钉51插入该插入部,使电极42与反应槽24的位置得以确定。
将盖55装入、输送及保持到电极42上。
以下对电极前端部的构成进行说明。
图6表示电极前端部的构成,图6(a)为电极的侧面图,图6(b)为电极前端部的侧面部分断面图,图6(c)为电极前端部的正面图。
如图6(a)所示,电极42的构成为后部及中央部的直径比前端部A的直径大。正面看为圆形的阳极61配置于前端部A的中心。阳极61的侧面圆周部被绝缘层62所包覆,绝缘层62的外侧被阴极63所包覆。因此阳极61和阴极63在电极42中通过绝缘层62绝缘。
阴极63的外侧被硬质树脂层64包覆。电极42的构成为整体被该硬质树脂层64包覆,阳极61及阴极63在前端部A露出。
电极42的前端部成为阳极61及阴极63露出的部分。这样,在电极42的露出面用阳极61及阴极63进行测定。
如图6(c)所示,在前端部A的正面刻有沟65、65··。
沟65在前端部A的正面从硬质树脂层64设置到阳极63及绝缘层62。沟65的构成为正面看为椭圆形状,其设置从硬质树脂层64指向阳极61。
沟65在电极42外侧的宽度宽,深度大。
从外侧向阳极61看时,沟65的形状为底面形状为圆弧状,其构成为沟侧部浅,沟中央部深。又,在沿沟65的延伸方向的断面上,底面呈直线构成。在电极42的外侧部沟65深,在中央部附近浅。
沟65的宽度与阳极61的宽度大致相同或略小。
阳极61及阴极63比绝缘层向前方略突出。
以下对缓冲液的脱气结构进行说明。
如上所述,在电极42中由于在阳极发生的反应而产生氧。因此,将空气溶存量少的缓冲液供给到电极部,可以抑制在电极处产生气泡。
通过预先进行脱气,将溶存空气量减少的缓冲液供给到反应槽24中,可以进行稳定的测定。
以下用图7对缓冲液的脱气构成进行说明。
图7为表示缓冲液脱气构成的简图,图7(a)为脱气路径的简图,图7(b)为脱气模块的简图。
进行缓冲液脱气的构成主要由加温部23、脱气模块72、气泵73构成。
缓冲液瓶16内的缓冲液被导入到加温部23中,使缓冲液的温度达到37℃,然后供给到脱气模块72中。气泵73与脱气模块72相连接,通过脱气模块72的缓冲液中溶存的氧等被脱出。
通过了脱气模块72的缓冲液通过三向阀被导入到缓冲液泵27中,进而从缓冲液泵27通过恒温箱被供给到反应槽中。
由于将上述缓冲液的脱气结构设置在浓度测定用反应槽之前,因此可以将溶存空气少的缓冲液供给到反应槽中。这样便可以进行稳定的浓度测定。
对脱气模块72的构成进行说明。
脱气模块72由真空室82及气体透过性管81构成。气体透过性管81设置在真空室82内,缓冲液在气体透过性管81内通过。
上述气泵73与真空室82相连接,从而进行真空室82内的减压。这样通过气体透过性管81内的缓冲液便被减压脱气。
也可以将压力传感器83与真空室82连接,通过压力传感器83的值对气泵73进行控制。通过压力传感器83可以知道对真空室82内的压力,将压力传感器83和气泵73与控制器84连接。这样便可以用控制器84控制气泵73的驱动,对真空室82内的压力进行调节。
测定时,将37℃的缓冲液导入反应槽24中,葡萄糖浓度的测定在37℃下进行。由于将缓冲液加温到测定温度以上,因此可以抑制在测定时产生气泡。
因此,在前恒温箱中将缓冲液加热到37℃,然后导入脱气模块72中。由于在37℃下进行脱气,因此可以减少测定条件下氧的溶存量,可以有效地进行脱气。
反复试验的结果发现,通过经脱气到30℃的饱和空气量以下或用氧量换算为经脱气到7.5mg/L以下,可以进行稳定的测定。
通过使用缓冲液瓶16内的缓冲液预先脱气再使用,可以使电极内的反应稳定,使测定精度稳定。
通过使用经脱气到30℃的饱和空气量以下的缓冲液,可以减轻脱气模块72所承担的负荷。这样可以使缓冲液的供给速度提高,使处理时间缩短。
又,也可以将经脱气的缓冲液封入能防止与空气接触的容器中,作为缓冲液的供给源。例如,将经脱气的缓冲液封入收缩自如的容器中,将缓冲液从该容器中取出,则伴随着缓冲液的减少,容器的容积减少,容器内的缓冲液不会与空气接触。这样可以防止氧等溶入容器内的缓冲液中,使氧的溶存量少的缓冲液稳定并将其供给。
通过将该缓冲液用于浓度测定及洗涤,在进行浓度测定的部分,不易产生气泡,可以进行稳定的测定,测定精度稳定。
以下对将GOD膜安装到电极时,使用经脱气的缓冲液的手法进行说明。
图8表示将GOD膜安装到电极时的顺序。
将GOD膜安装到电极时,首先,如图8(a)所示,将经脱气的缓冲液滴到GOD膜43的表面。然后,如图8(b)所示,将电极42的前端部朝向上方,将经脱气的缓冲液滴到前端正面上阳极及阴极露出的面上。
然后,如图8(c)所示,将用经脱气的缓冲液润湿的GOD膜43组合到前端部附着了经脱气的缓冲液的电极42上。这样可以使GOD膜43内及GOD膜和电极42间的缓冲液中溶存氧气量减少,可以进行稳定的测定。
本发明所提供的一种用于在将缓冲液导入反应槽内后,并在缓冲液中测定试样中目标成分浓度的电极,由于将经脱气的缓冲液点涂于电极反应部,且将反应膜安装到电极反应部上,因此电极反应部的反应稳定,实现了测定精度的稳定化。进而气泡不易与膜体接触,可以使膜体的耐久性提高,可以使浓度测定装置的维护性提高。
在一个实施方案中,由于使点涂的缓冲液成为经脱气到30℃的饱和空气量以下的缓冲液,因此在葡萄糖的浓度测定等利用酶的浓度测定中,可以进行稳定的测定,可以抑制气泡产生所导致的弊害。
本发明所提供的一种在将缓冲液导入反应槽内,用浓度测定用电极在缓冲液中测定试样中目标成分浓度的浓度测定装置,由于将经脱气的缓冲液导入反应槽中,可以抑制反应槽中气泡的产生,使电极反应部的反应稳定,浓度测定精度提高。进而在反应槽中不易产生气泡,降低气泡对膜体等产生的影响。
在一个实施方案中,由于导入反应槽内的缓冲液为经脱气到30℃的饱和空气量以下的缓冲液,因此在葡萄糖的浓度测定等利用酶的浓度测定中,可以抑制反应槽中气泡的产生,进行稳定的测定,可以抑制气泡产生所导致的弊害。
在另一个实施方案中,由于在将缓冲液导入上述反应槽的配管部的反应槽之前配置溶存空气除去部,因此确实可以抑制反应槽中气泡的产生。这样在进行稳定的浓度测定的同时,可以使测定精度提高。
本发明所提供的另一种在将缓冲液导入反应槽内,并通过浓度测定用电极在缓冲液中测定试样中目标成分浓度的浓度测定装置,由于在将缓冲液导入上述反应槽的配管部的反应槽之前配置溶存空气除去部,在上述溶存空气除去部将缓冲液加温到测定温度以上,因此可以抑制反应槽中气泡的产生,稳定地进行浓度测定。又,可以降低气泡产生的影响,使测定精度提高。
本发明所提供的又一种在将缓冲液导入安装有成分浓度测定用电极的反应槽内,并测定缓冲液中试样中目标成分浓度的浓度测定装置,其中成分浓度测定用电极的电极反应部安装有反应膜,将经脱气的缓冲液点涂于电极反应部上,由于将经脱气到30℃的饱和空气量以下的缓冲液装入能防止与空气接触的容器内,将该容器内的缓冲液导入上述反应槽,因此在浓度测定装置中,可以使维护后到测定装置稳定所需时间缩短。又,实现测定精度的稳定化。进而气泡不易与膜体接触,可以使膜体的耐久性提高,使浓度测定装置的维护性提高。

Claims (5)
Hide Dependent

1、一种成分浓度测定用电极,其用于在将缓冲液导入反应槽内后,在缓冲液中测定试样中目标成分浓度,其特征在于,将经脱气的缓冲液点涂于电极反应部,然后将反应膜安装到电极反应部上,所述缓冲液为经脱气到30℃的饱和空气量以下的缓冲液。
2、一种浓度测定方法,该方法包括将缓冲液导入反应槽内,并在缓冲液中用浓度测定用电极测定试样中的目标成分浓度,其中所述缓冲液是经脱气到30℃的饱和空气量以下的缓冲液。
3、一种浓度测定装置,其用于将缓冲液导入反应槽内,并用浓度测定用电极在缓冲液中测定试样中的目标成分浓度,其特征在于,在将所述缓冲液导入所述反应槽的配管部的反应槽之前配置了溶存空气除去部,其中所述缓冲液是经脱气到30℃的饱和空气量以下的缓冲液。
4、根据权利要求3记载的浓度测定装置,其中在所述溶存空气除去部中配置了用于将缓冲液加温到测定温度以上的加温部。
5、一种浓度测定装置,其用于将缓冲液导入安装有成分浓度测定用电极的反应槽内,并在缓冲液中测定试样中的目标成分浓度,所述成分浓度测定用电极是通过将经脱气的缓冲液点涂于电极反应部,然后将反应膜安装到电极反应部上而得到的,其特征在于,在所述反应槽之前配置了装有经脱气到30℃的饱和空气量以下的所述缓冲液且可防止与空气接触的容器。