JP2005127974A - Apparatus and method for measuring hydrogen ion concentration - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療用あるいは化学計測分野で用いられる水素イオン濃度測定装置および測定方法に関するものである。 The present invention relates to a hydrogen ion concentration measuring apparatus and measuring method used in the medical or chemical measurement field.
溶液中のイオン濃度は、通常、イオン電極で測定される。イオン電極は溶液中の特定のイオン濃度に応じて電極電位が変化するもので、H+ を始めNa+ 、K+ 、Ca2+等各種イオンに対する電極が知られている。これらのイオン電極でイオン濃度を測定するためには、溶液中のイオン濃度によって電位が変動しない比較電極を併用し、比較電極に対するイオン電極の電位を測定することが必要である。 The ion concentration in the solution is usually measured with an ion electrode. An ion electrode has an electrode potential that changes according to a specific ion concentration in a solution, and electrodes for various ions such as H + , Na + , K + , and Ca 2+ are known. In order to measure the ion concentration with these ion electrodes, it is necessary to use a comparison electrode whose potential does not vary depending on the ion concentration in the solution, and to measure the potential of the ion electrode with respect to the comparison electrode.
よく用いられる比較電極として、例えば銀/塩化銀電極が知られている。この比較電極は銀/塩化銀の電位が溶液中の塩素イオン濃度が一定であれば一定の値を示すことを利用したもので、これらの比較電極の電位を一定に保つためには、銀/塩化銀を一定濃度の塩素イオンの溶液、例えば飽和KCl液に浸漬しておくことが必要である。 As a comparative electrode often used, for example, a silver / silver chloride electrode is known. This reference electrode utilizes the fact that the potential of silver / silver chloride shows a constant value if the chlorine ion concentration in the solution is constant. In order to keep the potential of these comparison electrodes constant, It is necessary to immerse silver chloride in a solution of chlorine ions having a constant concentration, for example, saturated KCl solution.
そのために、この比較電極は、通常、液絡式比較電極という形態をとる。これは液絡部を有する容器に一定濃度の塩素イオンの溶液(内部溶液)を充填し、これに表面が塩素化された銀線を浸漬したものである。 Therefore, this reference electrode usually takes the form of a liquid junction type reference electrode. In this case, a container having a liquid junction is filled with a solution (internal solution) of a certain concentration of chlorine ions, and a silver wire whose surface is chlorinated is immersed therein.
このような液絡式の比較電極は使用とともに内部溶液内の塩素イオンが液絡部から測定溶液に漏れ出て、内部溶液内の塩素イオンの濃度が変化する。 With such a liquid junction type reference electrode, chlorine ions in the internal solution leak into the measurement solution from the liquid junction with use, and the concentration of chlorine ions in the internal solution changes.
また内部溶液そのものも減少する。そのために、常に新しい内部溶液を補充することが必要であり、その意味で保守が面倒であり、これが従来のイオン濃度測定技術における第1の課題であった。 Also, the internal solution itself is reduced. Therefore, it is necessary to always replenish a new internal solution, and maintenance is troublesome in this sense, and this is the first problem in the conventional ion concentration measurement technique.
イオン電極によるイオン濃度の測定における第2の課題は校正が必要なことである。イオン電極のゼロ点および感度は経時的に変動する。そのために、イオン濃度の測定に先立ち、イオンの標準溶液を用いてゼロ点校正と感度校正を行うことが必要である。
イオン電極の感度の変動が小さく、ゼロ点の変化が大きい場合はゼロ点校正のみ行われる。ゼロ点校正はイオン濃度既知の1種類の標準溶液を用いて行われる。ゼロ点と感度の両方が変化する場合は、イオン濃度の異なる2種類の標準溶液を用いて、ゼロ点と感度の両方の校正が行われる。
A second problem in the measurement of ion concentration with an ion electrode is that calibration is necessary. The zero point and sensitivity of the ion electrode vary over time. Therefore, prior to the measurement of ion concentration, it is necessary to perform zero point calibration and sensitivity calibration using a standard solution of ions.
When the fluctuation of the sensitivity of the ion electrode is small and the change of the zero point is large, only the zero point calibration is performed. Zero point calibration is performed using one standard solution with a known ion concentration. When both the zero point and the sensitivity change, calibration of both the zero point and the sensitivity is performed using two types of standard solutions having different ion concentrations.
イオン電極によるイオン濃度の測定における第3の課題は、多数検体のイオン濃度を測定する時、ある検体の測定を終了し、次の検体の測定に移る前に、電極を純水等で洗浄し、さらに電極に付着した純水をふき取らなければならないことである。この操作を怠ると、前の検体で後の検体を汚染することになり、正確な測定が妨げられる。 The third problem in the measurement of ion concentration with an ion electrode is that when measuring the ion concentration of a large number of samples, the measurement of one sample is completed, and the electrode is washed with pure water before moving to the next sample measurement. Furthermore, it is necessary to wipe off the pure water adhering to the electrode. If this operation is neglected, the subsequent sample is contaminated by the previous sample, and accurate measurement is hindered.
以上に述べたように従来のイオンセンサによるイオン濃度の測定においては下記の3つの課題があった。
1)比較電極として保守の面倒な液絡式比較電極を用いていた。
2)イオン濃度の測定に先立ち、ゼロ点や感度の校正が必要であった。
3)複数の検体の測定を行う時、イオンセンサの洗浄や洗浄液のふき取りを行うことが必要であった。
As described above, there are the following three problems in the measurement of ion concentration using a conventional ion sensor.
1) A liquid junction reference electrode, which is troublesome to maintain, was used as the reference electrode.
2) Prior to the measurement of ion concentration, calibration of the zero point and sensitivity was necessary.
3) When measuring a plurality of specimens, it was necessary to clean the ion sensor or wipe off the cleaning liquid.
そこで、1つの流路の一端側に測定用イオンセンサ、他端側に参照用イオンセンサを配置し、この流路に前記他端側から基質溶液を供給して前記一端側から溢れるようにしてこの流路を洗浄し、次に前記一端側から検体溶液を上記流路内に吸引させて上記流路内の液体を前記他端側方向に移動させ、測定用イオンセンサは検体溶液内にあるが、参照用イオンセンサは依然基質溶液内にある状態にし、そのときの測定用および参照用イオンセンサの出力から検体溶液のイオン濃度を測定したものがある(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, an ion sensor for measurement is arranged on one end side of one flow path and a reference ion sensor is arranged on the other end side, and a substrate solution is supplied to the flow path from the other end side so as to overflow from the one end side. The flow path is washed, and then the sample solution is sucked into the flow path from the one end side to move the liquid in the flow path toward the other end side, and the ion sensor for measurement is in the sample solution However, the reference ion sensor is still in the substrate solution, and the ion concentration of the sample solution is measured from the outputs of the measurement and reference ion sensors at that time (see, for example, Patent Document 1).
しかし、このような従来の装置に用いられるイオンセンサは、検体溶液のpH緩衝能の強弱と応答性は関係ないものとして、さらには、その応答性とpH測定精度とは関係ないものとして選択されていた。このため、従来はpH緩衝能の弱い検体溶液に対しては測定に時間を要し、さらに測定結果が不正確であった。
また、従来の装置では、多数の検体溶液を測定する場合は検体の取り入れ口まで操作者が1つ1つの検体を持ち運んで注ぎ込んでいたので、測定に長時間を要していた。
Further, in the conventional apparatus, when a large number of sample solutions are measured, since the operator carries and injects each sample to the sample intake port, it takes a long time for the measurement.
このように、従来は、多数の検体の測定に長時間を要し、さらにpH緩衝能の弱い検体溶液に対しては測定結果が不正確であった。本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、多数の検体の測定を短時間で行うことができ、pH緩衝能の強弱に拘らず精度良く水素イオン濃度の測定ができるようにすることである。 As described above, conventionally, it takes a long time to measure a large number of samples, and the measurement result is inaccurate for a sample solution having a weak pH buffering ability. The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to measure a large number of specimens in a short time and to accurately detect hydrogen regardless of the strength of pH buffering ability. It is to be able to measure the ion concentration.
請求項1の発明は、ノズル部、第1の収容室、第1の流路、第2の収容室、第2の流路の順でそれぞれが連結されて成り、全体で1つの液体流路が形成されている液体流路部と、前記第2の流路に連結され、該第2の流路から前記液体流路部内に液体を供給することまたは前記ノズル部から前記液体流路部内に液体を吸引することのいずれも可能なポンプと、前記第1の収容室内に配置され液体中の水素イオンを検知する測定用水素イオンセンサと、前記第2の収容室内に配置された疑似比較電極と、前記第2の収容室内に配置され液体中の水素イオンを検知する参照用水素イオンセンサと、を具備する水素イオン濃度測定装置において、前記測定用水素イオンセンサおよび前記参照用水素イオンセンサは、pH感応性ISFETであり、該pH感応性ISFETのゲート上にはpH感応膜として、5酸化タンタル膜がスパッタリング法で形成されていることを特徴とする。
The invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載の測定装置を用いた水素イオン濃度測定方法であって、前記ポンプにより、水素イオン濃度が既知の液体を前記液体流路部内に導いて、少なくとも前記第1の収容室と前記第2の収容室に前記水素イオン濃度が既知の液体を収容した状態とし、そのときの前記測定用水素イオンセンサ、前記参照用水素イオンセンサおよび前記疑似比較電極の出力に基づいて校正値を求める第1の工程と、次に、前記ポンプにより、検体溶液を前記液体流路部内に導いて、前記第1の収容室には前記検体溶液を収容し、前記第2の収容室には前記水素イオン濃度が既知の液体を収容した状態とし、そのときの前記測定用水素イオンセンサ、前記参照用水素イオンセンサおよび前記疑似比較電極の出力と前記校正値とに基づいて前記第2の液体の水素イオン濃度を測定する工程と、を有することを特徴とする。
Invention of
請求項3の発明は、請求項2に記載の水素イオン濃度測定方法において、前記水素イオン濃度が既知の液体は、β値が0.04〜0.13mmole/L/pHの範囲内であることを特徴とする。
The invention of
請求項4の発明は、ノズル部、第1の収容室、第1の流路、第2の収容室、第2の流路の順でそれぞれが連結されて成り、全体で1つの液体流路が形成されている液体流路部と、前記第2の流路に連結され、該第2の流路から前記液体流路部内に液体を供給することまたは記前記ノズル部から前記液体流路部内に液体を吸引することのいずれも可能なポンプと、前記第1の収容室内に配置され液体中の水素イオンを検知する測定用水素イオンセンサと、前記第2の収容室内に配置された疑似比較電極と、前記第2の収容室内に配置され液体中の水素イオンを検知する参照用水素イオンセンサと、を具備する水素イオン濃度測定装置において、前記液体流路部と、前記測定用水素イオンセンサ、前記参照用イオンセンサおよび前記疑似比較電極は一体化されてプローブが構成されており、検体溶液を収容する複数の検体溶液収容部を有する検体溶液収容部材を備え、前記ノズル部を下方に向けた状態で前記プローブを移動させるプローブ移動手段、および/または前記検体溶液収容部材を移動させる検体溶液収容部材移動手段を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the nozzle portion, the first storage chamber, the first flow path, the second storage chamber, and the second flow path are connected in this order, and one liquid flow path is formed as a whole. A liquid flow path section formed with the liquid flow path section connected to the second flow path and supplying a liquid from the second flow path into the liquid flow path section, or from the nozzle section into the liquid flow path section. A pump capable of sucking a liquid into the first chamber, a measurement hydrogen ion sensor disposed in the first storage chamber for detecting hydrogen ions in the liquid, and a pseudo comparison disposed in the second storage chamber In the hydrogen ion concentration measuring apparatus, comprising: an electrode; and a reference hydrogen ion sensor that is disposed in the second storage chamber and detects hydrogen ions in the liquid, the liquid channel portion, and the measurement hydrogen ion sensor , The reference ion sensor and the pseudo-reference electrode A probe moving means that is integrated with a probe, includes a sample solution storage member having a plurality of sample solution storage units for storing a sample solution, and moves the probe with the nozzle portion facing downward; And / or a sample solution containing member moving means for moving the sample solution containing member.
請求項5の発明は、請求項4に記載の装置において、前記測定用水素イオンセンサおよび前記参照用水素イオンセンサは、pH感応性ISFETであり、該pH感応性ISFETのゲート上にはpH感応膜として、5酸化タンタル膜がスパッタリング法で形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the apparatus according to the fourth aspect, the measurement hydrogen ion sensor and the reference hydrogen ion sensor are pH-sensitive ISFETs, and a pH-sensitive ISFET is provided on a gate of the pH-sensitive ISFET. As the film, a tantalum pentoxide film is formed by a sputtering method.
請求項1の発明によれば、測定用水素イオンセンサおよび参照用水素イオンセンサは、強いpH緩衝能の溶液に対しても弱いpH緩衝能の溶液に対しても高速応答性を有し、かつ精度が高いので、測定すべき溶液のpH緩衝能の強弱に拘らず、高速にかつ精度良く水素イオン濃度の測定を行うことができる。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、測定作業が簡単であるので、装置の自動化が容易となり、省力化に有効である。このため多数検体の高速測定が一層容易となる。 According to the second aspect of the invention, since the measurement work is simple, the automation of the apparatus is facilitated, which is effective for labor saving. This makes it easier to measure a large number of specimens at high speed.
請求項3の発明によれば、より一層短時間で精度良く水素イオン濃度を測定することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、2つの水素イオンセンサと疑似比較電極が設けられた液体流路部全体がプローブとされており、これが移動するか、および/または検体溶液収容部材が移動するので、プローブのノズルから直接検体溶液を吸引できるので、検体溶液の流路を短くすることができる。このため、測定に必要な検体の容量を微量化でき、多数検体の高速測定が可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the entire liquid flow path portion provided with the two hydrogen ion sensors and the pseudo comparison electrode is used as a probe, and this moves and / or the sample solution storage member moves. Since the sample solution can be sucked directly from the nozzle of the probe, the flow path of the sample solution can be shortened. For this reason, the volume of the sample required for the measurement can be reduced, and a large number of samples can be measured at high speed.
請求項5の発明によれば、さらに高速測定が可能となる。
According to the invention of
図1に本発明の装置の基本構成を示した。図1において、測定室1(第1の収容室)にはノズル2が設けられている。測定室1には測定用水素イオンセンサ3が収納されている。測定室1は流路4(第1の流路)によって参照室5と連通されており、参照室5(第2の収容室)には参照用水素イオンセンサ6と疑似比較電極7が収納されている。参照室5は流路8(第2の流路)によってポンプ9と連通され、ポンプ9は水素イオン濃度が既知であるベースライン溶液を収容する容器11から流路10を介してベースライン溶液が与えられるようになっている。
ノズル2、測定室1、流路4、参照室5および流路8から液体流路部が形成されている。
FIG. 1 shows the basic configuration of the apparatus of the present invention. In FIG. 1, a
A liquid flow path portion is formed from the
図1に示した水素イオン濃度測定装置によるイオン濃度の測定の工程は以下の通りである。
1)ゼロ点校正工程
ポンプ9により、容器11中のベースライン溶液を流路8に送液することによって、液体流路部の流路全体を当該ベースライン溶液で置換し、さらにノズル2からベースライン溶液を排出させる。少なくとも参照室5と測定室1がベースライン溶液で満たされたときに、そのときの測定用水素イオンセンサ3の出力Vm0と参照用水素イオンセンサ6の出力Vr0を測定し、その差ΔV0 を求める。すなわち、
ΔV0 =Vm0−Vr0 (1)
を求める。本例では、後に校正のために用いるこのΔV0 (校正値と称する)を求めることが、ゼロ点校正工程である。
なお、測定用水素イオンセンサ3の出力と参照用水素イオンセンサ6の出力は、疑似比較電極7の出力を基準としている。
The steps of measuring the ion concentration by the hydrogen ion concentration measuring apparatus shown in FIG. 1 are as follows.
1) Zero point calibration process By sending the baseline solution in the
ΔV0 = Vm0−Vr0 (1)
Ask for. In this example, obtaining this ΔV0 (referred to as a calibration value) used for calibration later is a zero point calibration process.
The output of the measurement
2)検体吸引および測定工程
次に、ポンプ9を停止させ、ノズル2の先端を検体溶液に入れ、ポンプ9を逆転駆動して、検体溶液を測定室1まで吸引するが、参照室5までは流入しないようにしてポンプ9を停止させる。この時の測定用水素イオンセンサの出力Vm1と参照用水素イオンセンサの出力Vr1を測定し、その差ΔV1 を求める。すなわち、
ΔV1 =Vm1−Vr1 (2)
を求める。
水素イオンセンサ3、6の出力は通常のイオン電極と同様に水素イオン濃度(活量)の対数に比例するので、ベースライン溶液のイオン濃度(活量)をC0 モル/Lとすると、検体溶液中の水素イオン濃度(活量)C1 モル/Lは下式から求まる。
logC1 /logC0 =ΔΔV/S (3)
ここで、ΔΔVは上記差動出力ΔV1 とΔV0 の差である。
ΔΔV=ΔV1 −ΔV0 (4)
また、Sは水素イオンセンサの感度である。水素イオンセンサが通常のイオン電極である場合は、Sは下記のネルンストの式で求まる値にだいたい一致する。
S=RT/nF (5)
ここで、Rはガス定数、Tは絶対温度、nは測定対象イオンの価数、Fはファラデー定数である。Sの理論値は1価のイオンで25℃において約60mV/decadeである。
2) Sample Aspiration and Measurement Step Next, the
ΔV1 = Vm1−Vr1 (2)
Ask for.
Since the outputs of the
logC1 / logC0 = ΔΔV / S (3)
Here, ΔΔV is the difference between the differential outputs ΔV1 and ΔV0.
ΔΔV = ΔV1 -ΔV0 (4)
S is the sensitivity of the hydrogen ion sensor. When the hydrogen ion sensor is a normal ion electrode, S roughly matches the value obtained by the following Nernst equation.
S = RT / nF (5)
Here, R is a gas constant, T is an absolute temperature, n is a valence of an ion to be measured, and F is a Faraday constant. The theoretical value of S is about 60 mV / decade at 25 ° C. with monovalent ions.
Sが既知で経時的に変化しないと仮定すれば、ΔΔVを実測することにより、(3)式よりC1 を求めることができる。さらに、1)と2)の工程を繰り返すことによって、多数検体のpH測定を行うことができる。 Assuming that S is known and does not change over time, C1 can be obtained from equation (3) by actually measuring ΔΔV. Further, by repeating the steps 1) and 2), it is possible to measure the pH of a large number of specimens.
なお、上記の例では、あくまでもベースライン溶液のイオン濃度を基準としてゼロ点校正を行ったが、検体として1つないし複数のイオン濃度基準液を入れておき、それらに対するΔΔVから下記の検量線を求めて、イオン濃度を算出することも可能である。
logC1 =A+ΔΔV/S (6)
ここで、Aは定数である。Sが既知の場合は、イオン濃度基準液として1種類の溶液を用いて、Aを求める(1点校正)。S,A共に未知の場合は、2濃度のイオン濃度基準液を用いてそれらを求める(2点校正)。さらには2濃度以上のイオン濃度基準液を用いて、最小2乗法でSとAを求めることも可能である。
In the above example, zero point calibration was performed based on the ion concentration of the baseline solution, but one or more ion concentration reference solutions were put as specimens, and the following calibration curve was obtained from ΔΔV for them. It is also possible to calculate the ion concentration.
logC1 = A + ΔΔV / S (6)
Here, A is a constant. When S is known, A is obtained by using one kind of solution as the ion concentration reference solution (one-point calibration). When both S and A are unknown, they are obtained using a two-concentration ion concentration reference solution (two-point calibration). Furthermore, it is also possible to obtain S and A by the least square method using an ion concentration reference solution having two or more concentrations.
本発明に用いられるベースライン溶液は既知濃度の測定対象イオンを含有する溶液である。ベースライン溶液中の水素イオンの濃度としては、検体中の水素イオンの濃度域に近い濃度を選択することが望ましい。さらに、ベースライン溶液のpH緩衝能が適切であることも重要となる。ベースライン溶液のpH緩衝能が弱すぎると、ゼロ点校正工程において、測定室の検体をベースライン溶液で押し出す時に、測定室のpHがベースライン溶液のpHに戻るのに長時間を必要とするようになる。一方、ベースライン溶液のpH緩衝能が強すぎると、測定工程において検体溶液を測定室に吸引した時、測定室に微量に残存するベースライン溶液の影響を受けて、実測のpH値がベースライン溶液のpHの方に偏るという誤差を生じる。従って、ベースライン溶液としては、ゼロ点校正が速やかに行われ、かつ測定工程において検体のpHに影響を与えない程度のpH緩衝能を有する溶液を用いることが必要である。pH緩衝能を表す尺度として一般的にβ値(その溶液のpHを1変化させるに必要な塩酸のモル濃度)が用いられるが、本発明のpH測定システムにおいては、ベースライン溶液のβ値としては実施例3に具体的に示すように0.04〜0.13mmole/L/pHであることが望ましい The baseline solution used in the present invention is a solution containing a known concentration of ions to be measured. As the concentration of hydrogen ions in the baseline solution, it is desirable to select a concentration close to the concentration range of hydrogen ions in the specimen. It is also important that the pH buffering capacity of the baseline solution is appropriate. If the pH buffering capacity of the baseline solution is too weak, it takes a long time for the measurement chamber pH to return to the baseline solution pH when the sample in the measurement chamber is pushed out with the baseline solution in the zero point calibration process. It becomes like this. On the other hand, if the pH buffering capacity of the baseline solution is too strong, when the sample solution is aspirated into the measurement chamber in the measurement process, the measured pH value is affected by the trace amount of the baseline solution remaining in the measurement chamber. An error occurs that is biased toward the pH of the solution. Therefore, as the baseline solution, it is necessary to use a solution having a pH buffering ability that allows zero-point calibration promptly and does not affect the pH of the specimen in the measurement process. In general, the β value (molar concentration of hydrochloric acid necessary to change the pH of the solution by 1) is used as a measure representing the pH buffering capacity. In the pH measurement system of the present invention, the β value of the baseline solution is Is preferably 0.04 to 0.13 mmole / L / pH as specifically shown in Example 3.
本発明の水素イオン濃度測定装置はいくつかの特徴を有する。その第1は本発明の測定器が2重差動のイオンセンサであることである。上記の説明で明らかなように、本発明の水素イオン濃度測定装置は、測定用と参照用の水素イオンセンサを用いる点において、差動型の水素イオンセンサである。さらに、検体吸引前後の差動出力の差、ΔΔVを用いるという意味においても差動型であり、2重の意味での差動型水素イオンセンサであると言える。2重差動出力を採用することにより、1点校正、あるいは2点校正後の水素イオンセンサのベースラインドリフトその他各種のノイズを相殺し、精度の高い測定を行うことが可能である。 The hydrogen ion concentration measuring apparatus of the present invention has several features. The first is that the measuring instrument of the present invention is a double differential ion sensor. As is apparent from the above description, the hydrogen ion concentration measuring apparatus of the present invention is a differential hydrogen ion sensor in that the measurement and reference hydrogen ion sensors are used. Furthermore, it is a differential type in terms of using a differential output difference ΔΔV before and after sample aspiration, and can be said to be a differential type hydrogen ion sensor in a double sense. By adopting the double differential output, it is possible to cancel the baseline drift of the hydrogen ion sensor after the one-point calibration or the two-point calibration and other various noises, and perform highly accurate measurement.
第2の特徴は参照用センサとして従来の液絡式比較電極の代わりに、参照用水素イオンセンサ6と疑似比較電極7を用いている点である。これにより、液絡式比較電極の内部溶液補充の必要がない。
The second feature is that a reference
第3の特徴は、水素イオンセンサのゼロ点校正を自動的に行える点である。すなわち、ベースライン溶液を参照室と測定室に送液することにより、参照用と測定用水素イオンセンサのゼロ点校正を行うことができる。 The third feature is that the zero point calibration of the hydrogen ion sensor can be automatically performed. That is, zero point calibration of the reference and measurement hydrogen ion sensors can be performed by feeding the baseline solution to the reference chamber and the measurement chamber.
次に、本発明の水素イオン濃度測定装置の各部について説明する。まず測定室1とノズル2は検体溶液を吸引した時、それまであったベースライン溶液が検体溶液によって置換される空間である。従ってこの部分の内容積は小さいほど測定に必要な検体の量が少なくてすむ。
Next, each part of the hydrogen ion concentration measuring apparatus of the present invention will be described. First, the
測定室とノズルの内部の死容積としては2μL未満であることが望ましい。さらには1μL以下であることが望ましい。そうすることによって1μL程度の微量の検体溶液を吸引することによって水素イオン濃度の測定を行うことができる。 The dead volume inside the measurement chamber and the nozzle is preferably less than 2 μL. Furthermore, it is desirable that it be 1 μL or less. By doing so, the hydrogen ion concentration can be measured by aspirating a minute sample solution of about 1 μL.
水素イオンセンサ3および6としてはイオン感応性電界効果トランジスタ(ISFET)等が用いられる。
As the
上記のように微量の検体溶液の水素イオン濃度を測定するためには、水素イオンセンサも微小なものであることが望ましい。 As described above, in order to measure the hydrogen ion concentration of a small amount of the sample solution, it is desirable that the hydrogen ion sensor is also minute.
疑似比較電極7としては金、銀、白金等の金属電極、あるいは導電性の炭素電極等が用いられる。
As the
流路4は測定室と参照室を隔離する役割も有する。すなわち、検体溶液を測定室に吸引して水素イオンセンサの出力を読みとる間、測定室内の検体が自然拡散して参照室に到達しないよう十分な容積を確保することが必要である。
The
ポンプ9としてはローラチューブポンプ、プランジャーポンプ、シリンジポンプ等、各種のポンプが使用される。
As the
ゼロ点校正時には比較的早い流速でベースライン溶液を送液し、測定時には微量の検体溶液を吸引するために、その両方の機能を有するポンプを用いることが望ましい。測定対象イオンのベースライン溶液としては、可能な限り検体中の当該水素イオンの濃度に近い濃度の溶液を用いることが望ましい。 It is desirable to use a pump having both functions in order to feed the baseline solution at a relatively fast flow rate during zero point calibration and to aspirate a small amount of sample solution during measurement. As a baseline solution of ions to be measured, it is desirable to use a solution having a concentration as close as possible to the concentration of the hydrogen ions in the specimen.
本発明によって多数の検体の水素イオン濃度を測定する場合の装置の概略を図2に示した。図2において、図1に示した要素と同じ要素には同じ番号を付している。 An outline of an apparatus for measuring the hydrogen ion concentration of a large number of specimens according to the present invention is shown in FIG. In FIG. 2, the same elements as those shown in FIG.
ここでは、測定室1、ノズル2、測定用水素イオンセンサ3、流路4、参照室5、参照用水素イオンセンサ6、疑似比較電極7および流路8は一体化されプローブ20を形成している。流路8には図示せぬポンプを介してベースライン溶液が供給されるようになっている。
Here, the
図2に示す架台12にはマイクロプレート14と、廃液ウエル16とその廃液ウエル16の上方で連通する廃液路17を備えている。マイクロプレート14には検体溶液を収容する複数のウエル15が設けられている。マイクロプレート14に設けられたウエル15の数は例えば96個、384個等である。
The
架台12は水平に支持されており、プローブ20はノズル2を下方に向けた状態にあってマイクロプレート14の上方で保持されている。
The
図3はゼロ点校正時のプローブ20と架台12の相対的位置を示している。ここでノズル2は廃液ウエル16の中に挿入されている。まずこの状態で、ベースライン溶液を流路8に供給する。このとき、ベースライン溶液は、参照室5、流路4および測定室1を経てノズル2から廃液ウエル16中に送出される。廃液ウエル16に送出されたベースライン溶液はそこで一杯になれば廃液路17から排出される。このようにして、測定室1と参照室5をベースライン溶液で満たし、上記1)に述べたゼロ点校正を行うと共に廃液ウエル16内をオーバーフロするベースライン溶液によってノズル2の外壁に付着した前回測定の検体溶液を洗浄する。
FIG. 3 shows the relative positions of the
図4は検体吸引および測定工程におけるノズル2の配置を示す。この時は、ベースライン溶液の供給を停止した状態でノズル2をマイクロプレート14のウエル15の選択された1つに挿入し、その後、流路8からプローブ20内のベースライン溶液を吸引して、ウエル15から所定量の検体溶液を吸引する。その吸引量は測定室1内の一部または全部のベースライン溶液が検体溶液で置換されるが、参照室3までには至らない量とする。その後、吸引を停止して上記2)に述べたセンサ出力の読み取りと演算を行い、イオン濃度C1 を求める。
FIG. 4 shows the arrangement of the
この1)ゼロ点校正工程と2)吸引及び測定工程をマイクロプレート14の各ウエル15について繰り返すことによって、各ウエル15の検体溶液の水素イオン濃度を順次測定する。このためには、プローブ20を前後、左右、上下に駆動させる装置、あるいはマイクロプレート14と廃液ウエル16を搭載している架台12を前後、左右、上下に駆動させる装置を設けてもよい。あるいは、架台12は前後、左右に駆動させ、プローブ20は上下のみに駆動させる装置を設けてもよい。また、多数検体用の容器として、マイクロプレート14以外に、サンプルチューブを用いてもよい。その場合は、駆動架台としてターンテーブルを用いてもよい。
By repeating this 1) zero point calibration process and 2) suction and measurement process for each well 15 of the
このように本発明では流路に設けられる各センサを含む部分を一体化してプローブとしたので、特にプローブを上下動させ、多数検体を保持するため大型で重いマイクロプレートやターンテーブル等(検体溶液収容部材)を少なくとも上下動させないようにすれば、各部を駆動するための駆動機構の簡素化、多数検体測定処理の高速化および消費エネルギーの低減化を図ることができる。 As described above, in the present invention, the probe including the parts including the respective sensors provided in the flow path is integrated into a probe. In particular, a large and heavy microplate, turntable, etc. (sample solution) If the housing member is not moved up and down at least, it is possible to simplify the drive mechanism for driving each part, speed up the multiple sample measurement process, and reduce the energy consumption.
本発明の水素イオン濃度測定装置は多数かつ微量の検体の水素イオン濃度を高速で測定する装置として好適である。高速測定をさらに可能にするためには、水素イオンセンサとして応答速度の速いものを用いることが望ましい。測定対象がpHの場合、通常のガラス電極を用いると寸法が大きいために微量検体の測定が困難であるのみならず、特にpH緩衝能の弱い検体のpHに数分から10分程度の長時間を要する。そのために通常のガラス電極を高速pH測定システムに応用することは難しい。本発明者は高速pH測定システム用として好適なpH感応性ISFETについて検討し、その結果、pH感応性ISFETにも、弱い緩衝能の溶液に対して応答の早いものと遅いものがあることを見出した。図5にその結果を示す。 The hydrogen ion concentration measuring apparatus of the present invention is suitable as an apparatus for measuring the hydrogen ion concentration of a large number and a very small amount of specimen at high speed. In order to further enable high-speed measurement, it is desirable to use a hydrogen ion sensor having a high response speed. When the object to be measured is pH, not only is it difficult to measure a small amount of sample due to its large size when using a normal glass electrode, but in particular, the sample of a sample having a weak pH buffering ability has a long time of several minutes to 10 minutes. Cost. Therefore, it is difficult to apply a normal glass electrode to a high-speed pH measurement system. The present inventor has studied a pH-sensitive ISFET suitable for a high-speed pH measurement system. As a result, the pH-sensitive ISFET has been found to have a fast response and a slow response to a weak buffer capacity solution. It was. FIG. 5 shows the result.
図5の試験は、図2のような測定装置において、ベースライン溶液として、市販の6.86pH緩衝液を生理食塩液によって1000倍に希釈した溶液(pH6.12)を、検体溶液として市販の1.68pH緩衝液およびそれを生理食塩液で125倍希釈した溶液を用いて、行われた。時刻0以前にポンプを正転させて、プローブにベースライン溶液を流して、ゼロ点校正を行った。
In the test of FIG. 5, in the measurement apparatus as shown in FIG. 2, a commercially available solution (pH 6.12) obtained by diluting a commercially available 6.86 pH buffer solution 1000 times with physiological saline is used as a baseline solution. This was done using a 1.68 pH buffer and a solution diluted 125-fold with saline. Before the
時刻0秒でポンプを停止し、時刻10秒でポンプを逆転させて、約1μLの検体溶液を吸引し、時刻46秒でポンプを正転させた。図5において、実線では、ゲート部にpH感応膜として特開昭62−245956号の方法により、5酸化タンタルをターゲットとするスパッタリング法で製膜したISFETを用いた(以下、タイプAのISFETと称す)。それに対して、破線では、ゲート上にタンタルアルコキシドを原料とする化学蒸着(CVD)法で5酸化タンタルを製膜したISFET(以下タイプBのISFETと称す)を用いた。図5から下記のことが明らかである。
The pump was stopped at
(1)タイプAのISFETを用いた場合、pH緩衝能の強い検体(pH1.68緩衝液、緩衝能β=50mmole/L/pH)はもちろんのことpH緩衝能の弱い検体(pH1.68緩衝液を125倍希釈した溶液、緩衝能β=0.25mmole/L/pH)に対しても、検体吸引の2秒後には約90%の応答が得られる。また測定終了後、ポンプを正転させた場合、正転開始後6秒以内で出力がベースラインに戻る。 (1) When a type A ISFET is used, a specimen having a strong pH buffering capacity (pH 1.68 buffer, buffering capacity β = 50 mmole / L / pH) as well as a specimen having a weak pH buffering capacity (pH 1.68 buffer) A response of about 90% is obtained 2 seconds after sample aspiration, even for a solution obtained by diluting the solution 125 times (buffer capacity β = 0.25 mmole / L / pH). When the pump is rotated forward after the measurement is completed, the output returns to the baseline within 6 seconds after the start of forward rotation.
(2)それに対してタイプBのISFETを用いた場合、pH緩衝能の強い検体(pH1.68緩衝液)では応答が早く、検体吸引後4秒以内に100%応答が得られるが、pH緩衝能の弱い検体(pH1.68緩衝液を125倍希釈Lた溶液)では、応答が極めて遅く、約90%の応答を得るのに17秒以上必要となる。また、検体吸引後5秒の時点での応答は20mVで、吸引後46秒での応答は102mVの1/5程度である。またポンプ正転後の出力の戻りも遅く、正転後14秒後でも2mV程度の出力が残る。 (2) In contrast, when a type B ISFET is used, a sample with a strong pH buffering ability (pH 1.68 buffer solution) responds quickly, and a 100% response can be obtained within 4 seconds after the sample is aspirated. A sample having a weak ability (a solution obtained by diluting 125 times the pH 1.68 buffer solution) has a very slow response, and it takes 17 seconds or more to obtain a response of about 90%. Further, the response at the time of 5 seconds after the sample suction is 20 mV, and the response at 46 seconds after the suction is about 1/5 of 102 mV. Moreover, the return of the output after the forward rotation of the pump is slow, and an output of about 2 mV remains even 14 seconds after the forward rotation.
図6に本発明の測定装置におけるプローブの具体的な例を示した。このプローブ40は測定用pH感応性ISFET22、参照用pH感応性ISFET25、および疑似比較電極28を含む差動型pHセンサである。また、このプローブ40は、ノズル21、測定室32、流路33、参照室34および流路31が合成樹脂によって形成され、一体化されている。ここに用いられているISFET22、25は特公昭57−43863に開示されている先端部全周が酸化珪素/窒化珪素で絶縁されたタイプのものである。ISFET22、25他端側にはボンディングパド24、27があり、リード線30が接続されている。このISFET22、25の寸法は幅450μm、厚み180μm、長さ550μmである。ISFET22、25のボンディングパド24、27、リード線30の一部は絶縁樹脂29により封止されている。各ISFET22、25ゲート部23、26にはpH感応膜として5酸化タンタルが、特開昭62−245956の方法により、5酸化タンタルをターゲットとするスパッタリング法で製膜されている(タイプA)。疑似比較電極28としては表面がAgCl化された銀線が用いられた。ゼロ点校正工程においては、ベースライン溶液が流路31からポンプで送液され、参照室34、流路33、および測定室32を経て、ノズル21から排出される。検体吸引及び測定工程においては約1μlの検体溶液がノズルから吸引される。この吸引量は、検体溶液が丁度測定室32を満たすが、参照室34には入らない量として選択された値である。
FIG. 6 shows a specific example of the probe in the measuring apparatus of the present invention. The
図6に示したプローブ40を用いて、図7に示すようにマイクロプレート46の複数のウエル中の検体溶液のpHを測定するシステムを製作した。図7において、プローブ40は上下動駆動部41によって上下方向(Z方向)に駆動可能とされている。一方マイクロプレー卜46と廃液ウエル47はテーブル42の上に搭載されている。テーブル42は、テーブル駆動部42Aによって水平面(X−Y平面)上を移動するように駆動される。プローブ40には容器45からベースライン溶液がポンプ43によって送液される。ポンプ43としてはマイクロステッピングモータ駆動のチュープポンプが使用され、ベースライン溶液の送液と検体溶液の吸引がこれによって行われる。このシステム全体はCPUおよびメモリを含む制御装置44によって制御される。制御装置44は、入力手段44Aから与えられる指示に基づいて、上下動駆動部41、テーブル駆動部42Aおよびポンプ43を制御すると共に、プローブ40内の各センサおよび疑似比較電極の出力を読み取り、それらに基づいてデータ処理を行い、その結果を表示装置44Bに出力するものである。
Using the
このシステムの動作を説明する。制御装置44には、予めマイクロプレート46の処理すべきウエルの順序を指示しておく。そして、制御装置44は、測定開始の指示により、テーブル42とプローブ40を基準位置に設定する。すなわち制御装置44は、プローブ40のノズル21の真下に廃液ウエル47が至るようにテーブル42を移動させ、プローブ40を下方に移動させ、そのノズル21を、廃液ウエル47内に挿入された状態とする。以下、ゼロ点校正工程と、検体吸引および測定工程を図8のフローチャートを参照して説明する。
The operation of this system will be described. The controller 44 is instructed in advance the order of wells to be processed in the
1)ゼロ点校正工程
制御装置44は、ポンプ43を正転させ、容器45中のベースライン溶液をプローブ40に10秒間送液する(ステップ101)。このとき、ノズル21からベースライン溶液は溢れ出て廃液ウエル47に収容される。そして本工程の最終段階で制御装置44は2つのセンサの差動出力ΔV0 を読み取る(ステップ102)。
1) Zero point calibration process The control device 44 rotates the
2)検体吸引および測定工程
次に、制御装置44は、ポンプ43を停止させ、プローブ40を廃液ウエル内47から引き上げて上方に戻し(ステップ103)、次にテーブル42を移動させて、指定された1番目のウエルをプローブ40のノズル21の真下に移動させ、そのノズル21をウエル内に下げる(ステップ104)。この間の移動に要する時間は3秒である。次に制御装置44はポンプ43を所定ステップだけ逆転させて1μLの検体溶液をセンサ内に逆流させ(ステップ105)、逆流開始から3秒後の差動出力ΔV1 を読み取り(ステップ106)、ΔΔV=ΔV1 −ΔV0 を求め(ステップ107)、さらに、
pHa=pHb+ΔΔV/S (7)
によって検体溶液のpH(pHa)を求め、表示する(ステップ108)。ここでpHbはベースライン溶液のpH、Sは測定用ISFET22のpH感度である。次に制御装置44はノズル21をウエル内から引き上げ、水平駆動テーブル42を駆動させて、ノズル21の真下に廃液ウエル47を移動させて、プローブ40を下げて、ノズル21を廃液ウエル内に挿入する(ステップ109)。この間の移動に3秒を要する。
2) Specimen Aspiration and Measurement Step Next, the controller 44 stops the
pHa = pHb + ΔΔV / S (7)
To obtain and display the pH (pHa) of the sample solution (step 108). Here, pHb is the pH of the baseline solution, and S is the pH sensitivity of the ISFET 22 for measurement. Next, the control device 44 pulls up the
次に制御装置44は、2番目以降の各ウエルについて順次上記の工程のステップ101〜109を繰り返し行い、各ウエル内の検体溶液のpHを測定する。1検体溶液当たりの測定時間は約20秒である。ベースライン溶液として、市販のpH6.86緩衝液を生理食塩液で1000倍に希釈した溶液(25℃におけるpH=6.12)を使用した。検体として、市販のpH9.18、7.41、4.01および1.68のpH緩衝液、さらに9.18と1.68の緩衝液を5倍〜54 倍まで純水で希釈した溶液を用いた。測定結果を表1にpHobs として示した。この測定に要した時間は4分であった。表1において、pHtheol は市販のガラス電極pHメータを用いて1検体溶液当たり10分間の時間を費やして測定したpH値である。
Next, the control device 44 sequentially
表1から明らかなように、市販のpH緩衝液のみならず、それを純水で希釈して緩衝能を弱めた溶液においても、本発明の測定装置を用いることによってそのpHを正確に測定することが可能である。表1の12検体に対する測定誤差の絶対値の平均値は0.09pHであった。 As apparent from Table 1, not only a commercially available pH buffer solution but also a solution diluted with pure water to weaken the buffer capacity, the pH is accurately measured by using the measuring device of the present invention. It is possible. The average absolute value of the measurement error for the 12 specimens in Table 1 was 0.09 pH.
[比較例1]
pH感応性ISFETとして、ゲート上にタンタルアルコキシドを原料とする化学蒸着(CVD)法で5酸化タンタルを製膜したもの(タイプB)を用い、それ以外は実施例と同様の条件で各種溶液のpHを測定した。その結果を表2のpHobs の欄に示した。このpH感応性ISFETは理由は不明であるが、図5に示したように、緩衝能の弱い溶液に対する応答が遅い。表2から明らかなように、このISFETを用いた場合、9.18、7.41、4.01及び1.68緩衝液に関しては比較的小さい誤差でpHが測定されたが、9.18緩衝液を5から54 倍に希釈した溶液、および1.68緩衝液を53 から54 倍希釈した溶液では大きな誤差が生じた。表2の12検体に対する測定誤差の絶対値の平均値は0.31pHであった。このようにpH緩衝能の弱い溶液に対して応答の遅いISFETを用いると、緩衝能の弱い検体のpH測定が不正確となることが判明した。
[Comparative Example 1]
As the pH sensitive ISFET, a tantalum pentoxide film formed by chemical vapor deposition (CVD) method using tantalum alkoxide as a raw material on the gate (type B) was used, and the other solutions were prepared under the same conditions as in the examples. The pH was measured. The results are shown in the column of pHobs in Table 2. The reason for this pH-sensitive ISFET is unknown, but as shown in FIG. 5, the response to a solution with a weak buffer capacity is slow. As is apparent from Table 2, when this ISFET was used, the pH was measured with a relatively small error for the 9.18, 7.41, 4.01 and 1.68 buffers, but the 9.18 buffer. liquid large error arises a solution diluted 5 4
ベースライン溶液として、2mmole/Lの塩化アンモニウムを含有する生理食塩液(pH5.41,β=0.13mmole/L/pH)を用いる以外は実施例1と同じ条件で、市販のpH1.68緩衝液及びそれを5〜54 倍希釈した溶液を検体として、各3回測定し、その再現性を調べ、その結果を表3に示した。また、図9に検体番号13と14の繰り返し測定におけるpH応答曲線を示した。この結果、本発明のpH測定システムの再現性は標準偏差で0.020pH以下と、良好であることが判明した。
A commercially available pH 1.68 buffer under the same conditions as in Example 1 except that a physiological saline solution (pH 5.41, β = 0.13 mmole / L / pH) containing 2 mmole / L ammonium chloride was used as the baseline solution. the liquid and solution it was diluted 5-5 4-fold as a sample, it was measured three times each, examine its reproducibility, and the results are shown in Table 3. FIG. 9 shows a pH response curve in the repeated measurement of
ベースライン溶液として、BS1は2mmole/L塩化アンモニウム(NH4 Cl)/生理食塩液、BS2は0.1mmole/L塩化アンモニウム溶液、BS3は6.86緩衝液をRO水で1000倍希釈、BS4は6.86緩衝液をRO水で100倍希釈、BS5は6.86緩衝液をRO水で10倍希釈、BS6は15mmole/L塩化カリウム(KCl)、BS7は生理食塩液を用いた。実施例1の検体と同じ検体を用い、検体1、6、7、8(黒印)を用いて最小2乗法で作成した検量線、および希釈検体2、3、4、5、9、10、11、12の測定点(白印)を図10〜16に示した。各図の中に挿入されたA,Sは検量線の切片と傾き((6)式を参照)、rは最小2乗法の相関係数である。切片Aの値は理論的にはベースライン溶液のpHに、傾きSは測定用pHセンサの感度に相当する。この結果、図10に示したように、BS1をベースライン溶液としたとき、希釈検体の検量線からのズレは比較的小さい。それに対し、例えば図14に示したBS5をベースライン溶液とした場合、希釈検体の検量線からのズレが大きい。このような希釈検体の検量線からのズレの大きさからベースライン溶液を評価した結果を表4に示した。表4には各ベースライン溶液のpH値(ガラス電極で測定した値)とβ値も示している。この結果から、ベースライン溶液の緩衝能としては0.04〜0.13mmole/Lの範囲が好ましいことが判る。
As a baseline solution, BS1 is 2 mmole / L ammonium chloride (NH4Cl) / saline solution, BS2 is 0.1 mmole / L ammonium chloride solution, BS3 is 6.86 buffer diluted 1000 times with RO water, BS4 is 6 .86 buffer was diluted 100 times with RO water, BS5 was diluted 6.86 buffer with
1 測定室
2 開口ノズル
3 測定用水素イオンセンサ
4 流路
5 参照室
6 参照用水素イオンセンサ
7 疑似比較電極
8 流路
9 ポンプ
10 流路
11 容器
12 架台
14 マイクロプレー卜
15 ウエル
16 廃液ウエル
17 廃液路
20 水素イオンセンサ
21 ノズル
22 測定用pH感応性ISFET
23、26 pH感応部
24、27 ボンディングパド
25 参照用pH感応性ISFET
28 疑似比較電極
29 絶縁樹脂
30 リード線
31 流路
32 測定室
33 流路
34 参照室
40 プローブ
41 上下動駆動部
42 テーブル
43 ポンプ
44 制御装置
45 容器
46 マイクロプレー卜
47 廃液ウエル
DESCRIPTION OF
23, 26 pH
28
Claims (5)
前記第2の流路に連結され、該第2の流路から前記液体流路部内に液体を供給することまたは前記ノズル部から前記液体流路部内に液体を吸引することのいずれも可能なポンプと、
前記第1の収容室内に配置され液体中の水素イオンを検知する測定用水素イオンセンサと、
前記第2の収容室内に配置された疑似比較電極と、
前記第2の収容室内に配置され液体中の水素イオンを検知する参照用水素イオンセンサと、
を具備する水素イオン濃度測定装置において、
前記測定用水素イオンセンサおよび前記参照用水素イオンセンサは、pH感応性ISFETであり、該pH感応性ISFETのゲート上にはpH感応膜として、5酸化タンタル膜がスパッタリング法で形成されていることを特徴とする水素イオン濃度測定装置。 A liquid flow in which a nozzle portion, a first storage chamber, a first flow path, a second storage chamber, and a second flow path are connected in this order, and one liquid flow path is formed as a whole. The road,
A pump connected to the second flow path and capable of either supplying a liquid from the second flow path into the liquid flow path section or sucking a liquid from the nozzle section into the liquid flow path section. When,
A hydrogen ion sensor for measurement that is arranged in the first storage chamber and detects hydrogen ions in the liquid;
A pseudo-reference electrode disposed in the second storage chamber;
A hydrogen ion sensor for reference that is arranged in the second storage chamber and detects hydrogen ions in the liquid;
In a hydrogen ion concentration measuring apparatus comprising:
The measurement hydrogen ion sensor and the reference hydrogen ion sensor are pH-sensitive ISFETs, and a tantalum pentoxide film is formed on the gate of the pH-sensitive ISFET as a pH-sensitive film by a sputtering method. A hydrogen ion concentration measuring device characterized by.
次に、前記ポンプにより、検体溶液を前記液体流路部内に導いて、前記第1の収容室には前記検体溶液を収容し、前記第2の収容室には前記水素イオン濃度が既知の液体を収容した状態とし、そのときの前記測定用水素イオンセンサ、前記参照用水素イオンセンサおよび前記疑似比較電極の出力と前記校正値とに基づいて前記第2の液体の水素イオン濃度を測定する第2の工程と
を有する水素イオン濃度測定方法。 It is a hydrogen ion concentration measuring method using the hydrogen ion concentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the pump introduces a liquid having a known hydrogen ion concentration into the liquid flow path section, and at least the first accommodation. Calibration is performed based on outputs of the measurement hydrogen ion sensor, the reference hydrogen ion sensor, and the pseudo comparison electrode at that time, with the liquid having a known hydrogen ion concentration being contained in the chamber and the second accommodation chamber. A first step for determining a value;
Next, the sample solution is guided into the liquid flow path portion by the pump, the sample solution is stored in the first storage chamber, and the hydrogen ion concentration is known in the second storage chamber. And measuring the hydrogen ion concentration of the second liquid based on the output and the calibration value of the measurement hydrogen ion sensor, the reference hydrogen ion sensor, and the pseudo comparison electrode at that time. A method for measuring a hydrogen ion concentration, comprising two steps.
前記第2の流路に連結され、該第2の流路から前記液体流路部内に液体を供給することまたは前記ノズル部から前記液体流路部内に液体を吸引することのいずれも可能なポンプと、
前記第1の収容室内に配置され液体中の水素イオンを検知する測定用水素イオンセンサと、
前記第2の収容室内に配置された疑似比較電極と、
前記第2の収容室内に配置され液体中の水素イオンを検知する参照用水素イオンセンサと、
を具備する水素イオン濃度測定装置において、
前記液体流路部と、前記測定用水素イオンセンサ、前記参照用イオンセンサおよび前記疑似比較電極は一体化されてプローブが構成されており、
検体溶液を収容する複数の検体溶液収容部を有する検体溶液収容部材を備え、
前記ノズル部を下方に向けた状態で前記プローブを移動させるプローブ移動手段、および/または前記検体溶液収容部材を移動させる検体溶液収容部材移動手段を備えることを特徴とする水素イオン濃度測定装置。 A liquid flow in which a nozzle portion, a first storage chamber, a first flow path, a second storage chamber, and a second flow path are connected in this order, and one liquid flow path is formed as a whole. The road,
A pump connected to the second flow path and capable of either supplying a liquid from the second flow path into the liquid flow path section or sucking a liquid from the nozzle section into the liquid flow path section. When,
A hydrogen ion sensor for measurement that is arranged in the first storage chamber and detects hydrogen ions in the liquid;
A pseudo-reference electrode disposed in the second storage chamber;
A hydrogen ion sensor for reference that is arranged in the second storage chamber and detects hydrogen ions in the liquid;
In a hydrogen ion concentration measuring apparatus comprising:
The liquid channel section, the measurement hydrogen ion sensor, the reference ion sensor, and the pseudo comparison electrode are integrated to form a probe,
A sample solution storage member having a plurality of sample solution storage units for storing the sample solution;
A hydrogen ion concentration measuring apparatus comprising probe moving means for moving the probe in a state where the nozzle portion is directed downward and / or a sample solution containing member moving means for moving the sample solution containing member.
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