JP2747933B2 - Concentration measuring method and concentration measuring device - Google Patents

Concentration measuring method and concentration measuring device

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JP2747933B2 JP1342520A JP34252089A JP2747933B2 JP 2747933 B2 JP2747933 B2 JP 2747933B2 JP 1342520 A JP1342520 A JP 1342520A JP 34252089 A JP34252089 A JP 34252089A JP 2747933 B2 JP2747933 B2 JP 2747933B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本第1発明及び本第2発明は被検液中の被測定物質の
濃度を測定する方法に関し、本第3〜8発明はその方法
を実施するための装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The first invention and the second invention relate to a method for measuring the concentration of a substance to be measured in a test solution, and the third to eighth inventions relate to the method. An apparatus for performing the same.

本発明は、食品、医薬品、農業、畜産業、水産業の工
程管理、環境計測又は医療診断、計測等に、更にはグル
コース等の濃度を測定するバイオセンサ等に利用され
る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for process control, environmental measurement or medical diagnosis, measurement, and the like of food, medicine, agriculture, animal husbandry, and fisheries, and further, for example, a biosensor for measuring the concentration of glucose and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の被測定物質の濃度測定及び装置としては、電流
測定法及び電位測定法の電気的手法による方法及びその
装置、又は発色若しくは発光する物質を用い、光電子倍
増管、フォトダイオード等により、吸収若しくは発光ス
ペクトル等の強度から所定物質の濃度を求める光学的方
法及びその装置が知られている。
Conventional methods for measuring and measuring the concentration of a substance to be measured include a method and an apparatus using an electric method of an electric current measuring method and an electric potential measuring method, or a substance that emits or emits light, and is absorbed or absorbed by a photomultiplier tube, a photodiode, or the like. An optical method and an apparatus for obtaining the concentration of a predetermined substance from the intensity of an emission spectrum or the like are known.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記電気的手法による測定方法及び装置は、電気的ノ
イズの影響を受けやすく、かつ精密な計測装置が必要で
ある。また、上記光学的方法による測定方法及び装置
は、特別な発色剤が必要になりかつ精密で高価な計測器
が必要である。更に、両方法とも連続計測に適さない。
The measuring method and apparatus using the above-mentioned electric method are susceptible to electric noise and require a precise measuring apparatus. Further, the measuring method and the apparatus by the above-mentioned optical method require a special coloring agent and require a precise and expensive measuring instrument. Furthermore, neither method is suitable for continuous measurement.

本発明は、上記観点に鑑みてなされたものであり、外
壁又は内壁における触媒反応による発熱、吸熱又は物質
濃度分布により管状体内部の流体の半径方向に屈折率分
布を生じさせることにより、ここを通過する射出光の収
束状態、具体的には収束点の位置、又は所定位置でのビ
ーム径等がその濃度により異なることを見出して完成さ
れたものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned viewpoints, and generates a refractive index distribution in a radial direction of a fluid inside a tubular body by heat generation, heat absorption, or substance concentration distribution due to a catalytic reaction on an outer wall or an inner wall, thereby forming the refractive index distribution. It has been completed by finding that the convergence state of the passing outgoing light, specifically, the position of the convergence point or the beam diameter at a predetermined position differs depending on the density.

本発明は、連続測定に好適で、電気ノイズを受けにく
く、簡便で安価で、多くの反応系を適用でき、並びに光
源の照度変動、小さな気泡等の不意の混入等の影響を受
けにくく、更に必要に応じて工程の遠隔管理ができる濃
度測定方法及びその装置を提供することを目的とする。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for continuous measurement, is less susceptible to electric noise, is simple and inexpensive, can be applied to many reaction systems, is less susceptible to fluctuations in illuminance of a light source, unexpected mixing of small bubbles, and the like. It is an object of the present invention to provide a concentration measurement method and a device thereof that can remotely control a process as needed.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本第1発明の「少なくとも外壁若しくは内壁が有する
触媒」、本第3発明の「少なくとも外壁に・・・触媒を
有する」及び本第4発明の「少なくとも内壁に・・・触
媒を有する」とは、管状体の外周面上又は内周面上に触
媒層を被覆形成させてもよいし、管状体自身を触媒物質
で構成してもよい意味に用いる。この触媒層又は管状体
自身は、触媒物質のみからなってもよいし、触媒を主体
とするものからなってもよい。この触媒層を形成する場
合には通常、被検液と接触する外壁面又は内壁面に被覆
させるが、その一部でもよいし又は被検液と接触しない
外周面も含む管状体全外周面であってもよい。この被覆
層の膜厚、気孔率、その形成方法等は問わない。
"At least the outer wall or the inner wall has a catalyst" of the first invention, "At least the outer wall has a catalyst" of the third invention and "At least the inner wall has a catalyst" of the fourth invention are The catalyst layer may be formed on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the tubular body, or the tubular body itself may be composed of a catalyst substance. The catalyst layer or the tubular body itself may be composed only of a catalyst substance or may be composed mainly of a catalyst. When this catalyst layer is formed, it is usually coated on the outer wall surface or inner wall surface that comes into contact with the test liquid, but it may be a part of the outer wall surface or the outer peripheral surface that does not come into contact with the test liquid. There may be. The thickness, porosity, formation method, and the like of the coating layer are not limited.

第1発明において、管状体内に流される「流体」と
は、媒体又は被検液である。そして、管状体の少なくと
も内壁に触媒を有する場合は、流体としての被検液が管
状体内に流され、それ以外の触媒の配置構成の場合に
は、流体としての媒体が管状体内に流される。尚、ここ
で、媒体とは、触媒と反応しないようなものを広くい
う。
In the first invention, the “fluid” flowing through the tubular body is a medium or a test liquid. When the catalyst has a catalyst on at least the inner wall of the tubular body, the test liquid as a fluid flows through the tubular body, and when the catalyst has a configuration other than that, a medium as the fluid flows through the tubular body. Here, the medium widely refers to a medium that does not react with the catalyst.

第3発明において、触媒作用をもつ管状体の場合、管
状体内部の流体と触媒反応を生じる場合にはその内壁に
被覆膜を形成して触媒反応を阻止する構成でもよい。
In the third aspect, in the case of a tubular body having a catalytic action, when a catalytic reaction occurs with a fluid inside the tubular body, a coating film may be formed on an inner wall of the tubular body to prevent the catalytic reaction.

本第5発明の装置において、触媒反応手段は、上記外
枠体外に配設され、この外枠体の導入口に接続されるも
のである。この「触媒反応手段」の形態は特に問わない
が、通常、所定の担体に所定の触媒を担持させた粒状品
を容器内に多数充填したもの、又は内壁に触媒を担持さ
せたハニカム形状体等が使用される。
In the apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the catalytic reaction means is provided outside the outer frame and connected to an inlet of the outer frame. The form of the "catalytic reaction means" is not particularly limited, but usually, a container is filled with a large number of granular articles having a predetermined catalyst supported on a predetermined carrier, or a honeycomb-shaped body having a catalyst supported on an inner wall thereof. Is used.

本第6発明の装置において、触媒反応手段は、上記管
状体と上記外枠体間に充填、保持された触媒体(これは
担体に触媒を担持させたもの)からなることを特徴とす
る。この触媒体も上記第5発明において使用されるもの
が使用される。
In the apparatus according to the sixth aspect of the present invention, the catalyst reaction means comprises a catalyst body filled and held between the tubular body and the outer frame body (this is a carrier in which a catalyst is carried on a carrier). The catalyst body used in the fifth invention is also used.

本第7発明の装置において、触媒反応手段は、管状体
の外周面に密着して配設され、ここで触媒反応を行わせ
ることによりこの管状体を加熱又は冷却することを特徴
とする。この密着される面は、通常、管状体の一部の
面、即ちその下面又は半周面等である。尚、この触媒反
応手段の形態は上記第1発明で説明したもの等を用いる
ことができる。
The apparatus according to the seventh aspect of the present invention is characterized in that the catalytic reaction means is disposed in close contact with the outer peripheral surface of the tubular body, and heats or cools the tubular body by performing a catalytic reaction here. The surface to be adhered is usually a partial surface of the tubular body, that is, a lower surface or a semi-peripheral surface thereof. The form of the catalytic reaction means may be the one described in the first invention.

第1〜8発明において使用される「触媒」は、被測定
物質の種類に応じて、適宜選択することができる。これ
は、例えば、グルコースを酸化させてグルコノラクトン
及び過酸化水素を生成するグルコースオキシダーゼ等の
酵素、更には微生物、抗体等も使用できる。これを用い
たものは、いわゆるバイオリアクターといわれ、バイオ
センサとして応用できる。また、これは有機、無機反応
系のものであってもよい。更に、この反応は発熱反応で
も吸熱反応でもよい。
The “catalyst” used in the first to eighth inventions can be appropriately selected according to the type of the substance to be measured. For example, enzymes such as glucose oxidase that oxidizes glucose to produce gluconolactone and hydrogen peroxide, as well as microorganisms and antibodies can be used. The one using this is called a so-called bioreactor and can be applied as a biosensor. It may be of an organic or inorganic reaction type. Further, the reaction may be exothermic or endothermic.

上記「媒体」は、第4発明の場合を除いて用いられ、
上記管状体内を流通するものであり、通常、液体である
が、気体でもよい。
The above “medium” is used except for the case of the fourth invention,
It flows through the above-mentioned tubular body, and is usually a liquid, but may be a gas.

尚、被検液は、第3、5〜7発明の装置では管状体の
外側、第4発明の装置ではその内側に流される。第1発
明の測定方法ではこのどちらに流してもよく、第3〜8
発明の装置いずれにも適用でき、管状体の内部を流れる
流体は、被検液でも水等の媒体でもよい。
The test liquid flows outside the tubular body in the devices of the third, fifth to seventh inventions, and inside the tubular body in the device of the fourth invention. In the measuring method according to the first invention, it may flow to either one of them.
The fluid flowing inside the tubular body may be a test liquid or a medium such as water.

上記第3、5〜7発明における外枠体は、被検液を保
持又は流通させるものであればよく、その形状、大きさ
等は問わず、通常、第2図、第3図、第13図及び第14図
のように外側管状体であるが、槽等とすることもでき
る。
The outer frame in the third, fifth to seventh inventions may be any as long as it holds or circulates the test liquid, regardless of its shape, size, and the like. Although it is an outer tubular body as shown in FIG. 14 and FIG. 14, it may be a tank or the like.

〔作用〕[Action]

本測定方法の作用を、例えば第4図図示の本第3発明
の装置を用いて以下に説明する。
The operation of this measuring method will be described below using, for example, the apparatus of the third invention shown in FIG.

管状体1の外壁に固定化された触媒2は被検液Bに含
まれる基質(被測定物)の反応を触媒し、発熱又は吸熱
作用を示す。一方、管状体1の内部を流れる媒体(流
体)Aは管状体1の壁部から加熱又は冷却を受ける。こ
の加熱の場合には、この媒体は周辺部において熱膨張を
起こし、中心部の媒体より密度が小さくなる。冷却の場
合は逆の傾向となる。従って、第7図に示すように、管
状体の中心軸に対称な密度分布即ち屈折率の分布を生じ
る。同図(イ)は加熱の場合、同図(ロ)は冷却の場合
を示す。
The catalyst 2 immobilized on the outer wall of the tubular body 1 catalyzes the reaction of the substrate (measured substance) contained in the test solution B, and exhibits heat generation or endothermic action. On the other hand, the medium (fluid) A flowing inside the tubular body 1 is heated or cooled from the wall of the tubular body 1. In the case of this heating, the medium undergoes thermal expansion in the peripheral portion, and has a lower density than the medium in the central portion. In the case of cooling, the opposite tendency occurs. Therefore, as shown in FIG. 7, a density distribution, that is, a refractive index distribution, is generated symmetrically with respect to the central axis of the tubular body. FIG. 2A shows the case of heating, and FIG. 2B shows the case of cooling.

そして第4図に示すように、媒体Aへ入射した光は、
第7図(イ)の場合は、内側に曲げられ、管状体の他端
から射出光を外部へ取り出し、この射出光はある位置P
0にて収束する。また、第7図(ロ)の場合には、外側
に曲げられるが第11図等に示すように凸レンズ9を介在
させることにより、射出光はある位置POにて収束す
る。この射出光の収束点位置は、例えば射出光のエネル
ギー密度が射出方向に対して最も高くなる位置を求める
ことにより測定される。尚、この射出光の収束状態は、
この収束点位置に限らず、受光部での射出光のビーム径
等によって検出することもできる。この射出光の収束点
位置等の変化の程度は、被測定物の濃度により異なる。
Then, as shown in FIG. 4, the light incident on the medium A is
In the case of FIG. 7 (a), the light is bent inward, and the emitted light is taken out from the other end of the tubular body.
It converges at 0 . In the case of Figure 7 (b), by but are bent outward to interpose a convex lens 9 as shown in FIG. 11 or the like, emitted light is converged at a certain position P O. The position of the convergence point of the emitted light is measured, for example, by finding a position where the energy density of the emitted light is highest in the emission direction. The convergence state of the emitted light is
Not only the convergence point position but also the detection can be performed based on the beam diameter of the light emitted from the light receiving unit. The degree of change in the position of the convergence point of the emitted light and the like differs depending on the concentration of the measured object.

以上より、その変化量と被測定物の濃度は一定の関係
を示すこととなるので、この変化量を検出することによ
りその濃度を測定できる。
As described above, since the amount of change and the concentration of the object to be measured show a fixed relationship, the concentration can be measured by detecting the amount of change.

本第4発明の装置においても、第9図に示すように、
被検液Bが管状体1の内部を通過して行く間に、内壁と
液の界面部分では、触媒反応が生じる。この場合、反応
物の消滅と生成物の発生が起こり、各物質の濃度は、A
+B→C+D式の反応でいえば、例えば第10図(イ)〜
(ニ)に示すように、各物質は半径方向に所定の濃度分
布を示し、ひいては、その各々の物質の有する拡散性の
相違等により、反応物及び生成物全体としては、管状体
の半径方向に屈折率の分布をもつこととなる。この分布
は、反応系により又は反応物若しくは生成物の種類、拡
散程度等により異なり、更には反応に伴う発熱、吸熱に
よる効果も加わり、例えば、第7図(イ)又は(ロ)に
示すような分布になる。従って、この場合も同様に、被
測定物の濃度と収束点の位置が一定の関係をもつので、
同様に測定できる。
In the device of the fourth invention, as shown in FIG.
While the test liquid B passes through the inside of the tubular body 1, a catalytic reaction occurs at the interface between the inner wall and the liquid. In this case, the disappearance of the reactants and the generation of products occur, and the concentration of each substance is A
Speaking of the reaction of + B → C + D equation, for example, FIG.
As shown in (d), each substance has a predetermined concentration distribution in the radial direction. As a result, due to the difference in diffusivity of each substance, the reactant and the product as a whole are in the radial direction of the tubular body. Has a distribution of the refractive index. This distribution differs depending on the reaction system or the type of the reactant or the product, the degree of diffusion, etc., and further includes the effect of heat generation and heat absorption accompanying the reaction. For example, as shown in FIG. 7 (a) or (b) Distribution. Therefore, also in this case, similarly, since the concentration of the measured object and the position of the convergence point have a fixed relationship,
It can be measured similarly.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.

実施例1 本実施例は、管状体の外壁に触媒を有するもので、射
出光の収束点を検出することによりグルコース濃度を測
定するものである。
Example 1 In this example, a catalyst is provided on the outer wall of a tubular body, and a glucose concentration is measured by detecting a convergence point of emitted light.

(1) 装置の構成及び製作方法 本装置は、第1図及び第2図に示すように、内側管状
体1と触媒層2と媒体導入手段3と媒体導出手段4と外
枠体としての外側管状体5とHe-Neレーザ6と収束点検
出手段7とを具備する。
(1) Apparatus Configuration and Manufacturing Method As shown in FIG. 1 and FIG. 2, this apparatus comprises an inner tubular body 1, a catalyst layer 2, a medium introducing means 3, a medium deriving means 4, and an outer frame body. It comprises a tubular body 5, a He-Ne laser 6, and a convergence point detecting means 7.

この内側管状体1は内径が1.7mmφ、外径2.3mmφ、長
さ120mmの両端開口のアルミナ管である。この管状体1
の外壁の先端側(被検液導入側)約半分には酵素を固定
し、その後端側半分には四三酸化鉛(Pb34)層が形成
されている。この管状体1の両端部には、内側に配置さ
れる鍔部31、41と端部に配置されるガラス窓33、43とそ
の間に配置される筒部32、42とこの筒部32、42の側部に
取りつけられる媒体導入口34又は媒体導出口44とからな
る媒体導入手段3又は媒体導出手段4が、取外しができ
るように取付けられている。媒体Aは、フィルター81及
びポンプ82を介して、この導入口34に入り、導出口44か
ら出る構成となっている。尚、媒体の導入、導出は上記
と逆にしてもよい。
The inner tubular body 1 is an alumina tube having an inner diameter of 1.7 mmφ, an outer diameter of 2.3 mmφ, and a length of 120 mm and having both ends open. This tubular body 1
An enzyme is immobilized on about half of the outer wall at the front end side (test liquid introduction side), and a lead trioxide (Pb 3 O 4 ) layer is formed on the rear half. At both ends of the tubular body 1, flanges 31 and 41 disposed on the inside, glass windows 33 and 43 disposed at the ends, and tubular portions 32 and 42 disposed therebetween, and the tubular portions 32 and 42 A medium introduction means 3 or a medium discharge means 4 comprising a medium introduction port 34 or a medium discharge port 44 attached to the side of the medium is detachably attached. The medium A enters the inlet 34 via the filter 81 and the pump 82 and exits from the outlet 44. Note that the introduction and derivation of the medium may be reversed.

尚、媒体A及び被検液Bは各々恒温槽83にて恒温とさ
れている。
The medium A and the test liquid B are each kept at a constant temperature in a constant temperature bath 83.

He-Neレーザ6は発光源となり、このレーザ光がガラ
ス窓33を介して管状体1内部に送光される。他端のガラ
ス窓43側には収束点検出手段7が配置されている。この
検出手段7は、第5図に示すように、光束量を検出する
光ファイバ71付きオプチカルメータ72とこの光ファイバ
(コア径50μm)を固定する固定具73と位置を決定する
ノギス74からなる。尚、実際には第1図に示すように装
置を小型化するために2枚の反射鏡8a、8bを備える。
The He-Ne laser 6 serves as a light emission source, and this laser light is transmitted through the glass window 33 into the inside of the tubular body 1. The convergence point detecting means 7 is arranged on the other side of the glass window 43 side. As shown in FIG. 5, the detecting means 7 comprises an optical meter 72 with an optical fiber 71 for detecting the amount of light flux, a fixture 73 for fixing the optical fiber (core diameter 50 μm), and a caliper 74 for determining the position. . In practice, as shown in FIG. 1, two reflecting mirrors 8a and 8b are provided to reduce the size of the apparatus.

本装置は以下のようにして製作された。即ち、まず、
上記アルミナ管を用意する。別にアルミナ懸濁液(アル
ミナ粒径0.5μm、アルミナ純度99.95%、水分60%)を
調製し、このアルミナ管をこの懸濁液に浸漬し、引き上
げてその外表面に塗布した。次に、これを1150℃、3時
間、電気炉で焼成して、厚さ約10μmの多孔質膜(平均
気孔径は0.21μm、気孔率は48%)を形成した。
This device was manufactured as follows. That is, first,
Prepare the above alumina tube. Separately, an alumina suspension (alumina particle size: 0.5 μm, alumina purity: 99.95%, water content: 60%) was prepared, and this alumina tube was immersed in the suspension, pulled up, and applied to the outer surface thereof. Next, this was fired in an electric furnace at 1150 ° C. for 3 hours to form a porous film having a thickness of about 10 μm (average pore diameter: 0.21 μm, porosity: 48%).

その後、別に四酸化三鉛の懸濁液(その粒径0.3μ
m、試薬特級、水分40%)を調製し、上記管状体の外表
面の全長の約半分を浸漬し、塗布する。次に、これを43
0℃、1時間大気雰囲気中、電気炉で焼成して、厚さ約
3μmの多孔質酸化鉛の層を形成した。更に、カーボン
ブラック(試薬)を桐油とともに乳鉢で、十分に混練
し、上記管状体の内面に塗布し、60℃、15時間乾燥し、
黒い皮膜を形成した。
After that, a suspension of trilead tetroxide (with a particle size of 0.3μ)
m, special grade of reagent, water 40%) is prepared, and about half of the entire length of the outer surface of the tubular body is dipped and applied. Then, change this to 43
The resultant was fired in an electric furnace at 0 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to form a porous lead oxide layer having a thickness of about 3 μm. Further, carbon black (reagent) is thoroughly kneaded with tung oil in a mortar, applied to the inner surface of the tubular body, dried at 60 ° C. for 15 hours,
A black film formed.

次に、上記管状体のアルミナ多孔質露出側の半分を濃
塩酸に1時間浸漬し、その後脱イオン水で洗浄する。そ
の後、同様に、この露出側を濃度10%のγ−アミノプロ
ピルエトキシシランのアセトン溶液中に15時間浸漬し、
シラン化処理をした。
Next, the half of the tubular body on the exposed side of the porous alumina is immersed in concentrated hydrochloric acid for 1 hour, and then washed with deionized water. Thereafter, similarly, the exposed side was immersed in an acetone solution of γ-aminopropylethoxysilane having a concentration of 10% for 15 hours,
A silanization treatment was performed.

次いで、これを取り出した後、5時間自然乾燥し、そ
の後5%のグルタルアルデヒド/0.05Mリン酸緩衝液(pH
7.0)中で4時間処理をした。更に、これをグルコース
オキシダーゼ1gを含む0.05Mリン酸緩衝液(pH7.0)60ml
中に浸漬して、酵素を固定化して、触媒2付き内側管状
体1を製作した。尚、少なくとも両端面側の窓33、43は
透明のガラス又は樹脂で構成される。この酵素固定化管
状体を保存したい場合は、0.5Mリン酸緩衝液中(pH7.
0)に浸漬しておく。
Next, after taking out this, it was air-dried for 5 hours, and then 5% glutaraldehyde / 0.05M phosphate buffer (pH
7.0) for 4 hours. Further, this was mixed with 60 ml of a 0.05 M phosphate buffer (pH 7.0) containing 1 g of glucose oxidase.
It was immersed in the solution to immobilize the enzyme, thereby producing the inner tubular body 1 with the catalyst 2. Note that at least the windows 33 and 43 on both ends are made of transparent glass or resin. If you want to preserve this enzyme-immobilized tubular body, use 0.5M phosphate buffer (pH 7.
0).

次いで、これに上記媒体導入手段3、導出手段4及び
外側管状体5を組付けて、第2図図示の二重管構造のモ
ジュールMを製作した。以上より、媒体A若しくは被検
液Bの導入、導出又は光の導入、取り出しを行えるよう
にした。
Then, the above-mentioned medium introducing means 3, lead-out means 4 and outer tubular body 5 were assembled to this, and a module M having a double pipe structure shown in FIG. 2 was manufactured. As described above, the introduction and extraction of the medium A or the test liquid B or the introduction and extraction of light can be performed.

尚、モジュールとしては、第3図に示すように、内側
管状体1aに直接窓ガラス33、43及び媒体導入手段3aとし
ての導入口、導出手段4aとしての導出口を取りつけた二
重管構造とすることもできる。
In addition, as shown in FIG. 3, the module has a double-tube structure in which window glasses 33 and 43 and an inlet as medium introducing means 3a and an outlet as outlet means 4a are directly attached to the inner tubular body 1a. You can also.

更に、上記モジュールMの光導入側の窓33に上記レー
ザ装置6を、光取り出し方向のガラス窓43側に上記収束
点位置検出装置7を配置して、装置を作製した。尚、第
6図に示すように、射出光側には光軸に対して45°に反
射鏡(2枚)8a、8bを配置した。
Further, the laser device 6 was disposed on the window 33 on the light introduction side of the module M, and the convergence point position detection device 7 was disposed on the glass window 43 side in the light extraction direction, thereby producing the device. As shown in FIG. 6, reflecting mirrors (two) 8a and 8b were arranged on the exit light side at 45 ° to the optical axis.

一方、0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)にグルコースを種
々の濃度で溶解させて被検液Bとした。
On the other hand, a test solution B was prepared by dissolving glucose at various concentrations in a 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0).

(2) 測定方法 上記装置において、毎分1.4mlのイソオクタン(試薬
特級、26.0℃)を媒体導入口34に連続的に供給して管状
体内部に液を流すとともに、種々の濃度のグルコース溶
液(26.0℃)を3ml/分の流量で外側管状体5内に送入す
る。
(2) Measuring method In the above apparatus, isooctane (special grade, 26.0 ° C.) at a rate of 1.4 ml / min is continuously supplied to the medium inlet 34 to flow the liquid inside the tubular body, and various concentrations of glucose solution ( 26.0 ° C.) into the outer tubular body 5 at a flow rate of 3 ml / min.

一方、ヘリウム−ネオンレーザ(波長543nm、出力1m
W)を管状体1内に管軸と略平行になるように入射させ
るとともに、光ファイバの受光面を前後させて、最も受
光エネルギー(エネルギー密度)の高い位置を射出光の
収束点位置POとした。
On the other hand, a helium-neon laser (wavelength 543 nm, output 1 m
The W) causes incident so as to be substantially parallel to the tube axis into the tubular body 1, by the front and rear of the light-receiving surface of the optical fiber, most light energy (the convergence point of the emitted light with high potential energy density) position P O And

(3) 実施例の効果 以上による試験結果を第8図に示した。尚、同図中の
収束点の位置は、濃度1000ppmでの位置を基準にした。
(3) Effect of the Example The test results as described above are shown in FIG. The position of the convergence point in the figure is based on the position at a concentration of 1000 ppm.

次いで、比較例として、触媒を有しないことを除いて
上記実施例と同様にして試験を実施し、この結果も同図
に併記した。
Next, as a comparative example, a test was performed in the same manner as in the above example except that the catalyst was not used, and the results are also shown in the same drawing.

この図に示すように、比較例は、グルコース濃度を高
くしても収束点位置と濃度との関係における勾配(変
化)も極めて小さいので、その濃度に対する十分な感度
が得られずその検出には適さない。一方、本実施例で
は、1〜1000ppmの広い濃度範囲において傾きの大きな
良好な直線関係を示したので、広い濃度範囲においてグ
ルコースの濃度を良好にしかも感度よく測定することが
でき、電気的ノイズを受けずに高速度で、連続測定をす
ることもでき、更に光源の照度変動、小さな気泡の混入
等の影響も受けにくい。また、本装置は、全体構造が簡
便でかつ小型とすることができ、特に反射鏡を持つので
その効果が大きい。
As shown in this figure, in the comparative example, even if the glucose concentration was increased, the gradient (change) in the relationship between the convergence point position and the concentration was extremely small, so that sufficient sensitivity to the concentration could not be obtained, and the detection was not possible. Not suitable. On the other hand, in the present example, since a good linear relationship with a large slope was shown in a wide concentration range of 1 to 1000 ppm, glucose concentration could be measured well and sensitively in a wide concentration range, and electrical noise was reduced. Continuous measurement can be performed at a high speed without being affected by the light source, and furthermore, it is hardly affected by fluctuation of the illuminance of the light source, mixing of small bubbles, and the like. In addition, the present device can be simple and small in overall structure, and has a large effect particularly since it has a reflecting mirror.

実施例2 本実施例は、第9図に示すように、ガラス製管状体1
の内壁に酵素2を固定化し、この内壁で触媒反応させる
ものである。被検液Bはこの管状体1内部に流されるも
ので、実施例1のように外側管状体を具備しない。他は
上記実施例1と実質上同じである。本装置では、管状体
1の一端近くの端側側面に被検液導入口11が、その他端
近くの端側側面に被検液導出口12が取付けられている。
尚、管全体は光遮断箱84で覆われている。
Embodiment 2 In this embodiment, as shown in FIG.
Enzyme 2 is immobilized on the inner wall of the substrate and a catalytic reaction is performed on the inner wall. The test liquid B flows through the inside of the tubular body 1 and does not include the outer tubular body as in the first embodiment. Others are substantially the same as the first embodiment. In this apparatus, a test liquid inlet 11 is attached to an end side surface near one end of the tubular body 1, and a test liquid outlet 12 is attached to an end side surface near the other end.
Note that the entire tube is covered with a light shielding box 84.

上記管状体1は実施例1と同様にしてその内壁全面に
酵素(グルコースオキシダーゼ)を固定化して、以下の
生化学反応系においてグルコース濃度を測定するもので
ある。
An enzyme (glucose oxidase) is immobilized on the entire inner wall of the tubular body 1 in the same manner as in Example 1, and the glucose concentration is measured in the following biochemical reaction system.

グルコース(A)+O2(B)→グルコノラクトン
(C)+H22(D) 本実施例では、各反応物及び生成物としては第10図の
(イ)〜(ニ)に示すような濃度分布になるが、その全
体としては第10図(ハ)のような凹型の濃度分布を示
し、屈折率分布は第7図(ロ)に示すように、管状体の
中心側よりも内壁側の方が屈折率が大きくなる凹型分布
を示す。
Glucose (A) + O 2 (B) → gluconolactone (C) + H 2 O 2 (D) In this example, the reactants and products are as shown in (a) to (d) of FIG. As shown in FIG. 10 (c), the refractive index distribution as shown in FIG. 7 (b) has a lower inner wall than the center of the tubular body. The side shows a concave distribution in which the refractive index increases.

従って、本実施例では、第11図に示すようにモジュー
ルMの前方に凸レンズ9を、又は第12図に示すようにそ
の後方に凸レンズ9を配置して、モジュールMの後方の
適当な位置に収束点P0を結ばせるようにして、実施例
1と同様に濃度を測定できる。本実施例の場合も、実施
例1と同様な効果をもつ。このように凹型分布の場合も
適用できるので、実施例1の凸型の場合を合わせると、
大変適用範囲が広くなる。
Therefore, in this embodiment, the convex lens 9 is arranged in front of the module M as shown in FIG. 11 or the convex lens 9 is arranged behind it as shown in FIG. By connecting the convergence points P 0 , the concentration can be measured in the same manner as in the first embodiment. This embodiment also has the same effect as the first embodiment. As described above, the case of the concave distribution can also be applied.
Very wide application range.

尚、このような屈折率の凹型分布は、上記実施例1の
装置を用いて吸熱反応を行わせれば同様となるので、同
様にして濃度の測定ができる。
Incidentally, such a concave distribution of the refractive index becomes the same if an endothermic reaction is carried out using the apparatus of the above-mentioned Example 1, so that the concentration can be measured in the same manner.

尚、本発明においては、上記具体的実施例に示すもの
に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々
変更した実施例とすることができる。即ち、上記管状体
とは、流体を通過させるものであればよく、その大き
さ、長さ、全体形状、断面形状、材質等は、目的、用途
により種々のものを選択することができる。例えば、そ
の全体形状も直管状でなく曲管状であってもよいし、そ
の横断面形状も通常は真円であるが四角、六角、楕円等
とすることもでき、更にはハニカム状又は蓮根状のよう
に複数の流路孔を有してもよい。この管状体は熱伝導が
よく比熱が小さく、密度の小さい材質が好ましい。一層
感度が上がるからである。
It should be noted that the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but may be variously modified within the scope of the present invention in accordance with the purpose and application. That is, the above-mentioned tubular body may be any as long as it allows fluid to pass therethrough, and its size, length, overall shape, cross-sectional shape, material, and the like can be variously selected depending on the purpose and application. For example, the entire shape may be a curved tube instead of a straight tube, and its cross-sectional shape is usually a perfect circle, but may be a square, a hexagon, an ellipse, etc., and further a honeycomb shape or a lotus root shape May have a plurality of flow path holes. This tubular body is preferably made of a material having good heat conductivity, low specific heat, and low density. This is because the sensitivity is further increased.

触媒としては実施例1のように酵素反応と過酸化水素
分解反応を1つのモジュールで行い、実施例2のように
この前者の反応のみを実施したが、これらに限らず2つ
のモジュールに分割、組み合わせてすることもできる
し、後者の反応のみを実施してもよいし、両者の反応を
同時にするような触媒構成とすることもできる。媒体と
しては、上記実施例1のような液体でなく、気体とする
ことができ、また水等の種々の液体とすることもでき
る。
As a catalyst, an enzymatic reaction and a hydrogen peroxide decomposition reaction were carried out in one module as in Example 1, and only the former reaction was carried out as in Example 2. It is possible to combine them, to carry out only the latter reaction, or to adopt a catalyst configuration in which both reactions are carried out simultaneously. The medium may be a gas, instead of the liquid as in the first embodiment, or various liquids such as water.

また、本第5発明の装置の具体例としては、第13図に
示すように、触媒反応手段20を被検液の導入口51に接続
したものとすることができる。管状体1の両端側には、
中間円筒体13a、13bを介して光透過窓12a、12bが配置さ
れる。この管状体1は、内径1.1mm,外径1.5mm,長さ50mm
のアルミニウム管で形成され、光透過窓12a,12bは石英
ガラス製であり、中間円筒体13はアクリル樹脂製であ
る。尚、この各中間円筒体13a、13bには各々、媒体導入
手段3及び媒体導出手段4が配設されている。外枠体5
は、アクリル樹脂管からなり、その一端に被検液の導入
口51、その他端に被検液の導出口52を有する。その内部
には管状体1が配置されている。更に、この外枠体5の
内側には、多孔質ポリエチレン製等の断熱材53が配設さ
れている。そして、触媒反応手段20は、アクリル樹脂管
からなる箱体21と、この箱体21の内側に配置された多孔
質ポリエチレン製円筒体22と、この中に多数充填された
所定の酵素(触媒)を担体に担持させた粒状品(触媒
体)2と、からなり、いわゆるバイオリアクターとなっ
ている。この場合も、上記実施例と同様な作用、効果を
有する。
In addition, as a specific example of the device of the fifth invention, as shown in FIG. 13, the catalyst reaction means 20 can be connected to an inlet 51 of a test liquid. At both ends of the tubular body 1,
Light transmission windows 12a and 12b are arranged via the intermediate cylindrical bodies 13a and 13b. This tubular body 1 has an inner diameter of 1.1 mm, an outer diameter of 1.5 mm, and a length of 50 mm
The light transmission windows 12a and 12b are made of quartz glass, and the intermediate cylindrical body 13 is made of an acrylic resin. The intermediate cylinders 13a and 13b are provided with a medium introduction unit 3 and a medium exit unit 4, respectively. Outer frame 5
Is made of an acrylic resin tube, and has a test liquid inlet 51 at one end and a test liquid outlet 52 at the other end. The tubular body 1 is disposed inside the inside. Further, a heat insulating material 53 made of porous polyethylene or the like is provided inside the outer frame 5. The catalytic reaction means 20 includes a box 21 made of an acrylic resin tube, a porous polyethylene cylinder 22 arranged inside the box 21, and a predetermined enzyme (catalyst) filled in the box 21. (Catalyst body) 2 in which is carried on a carrier, so as to form a so-called bioreactor. In this case, the same operation and effect as those of the above embodiment are obtained.

また、本第6発明の装置において、触媒反応手段20と
しては、第14図に示すように、上記実施例で用いた触媒
を担持させた粒状品2Bを管状体1Bと外枠体5B間に充填、
保持した構成とすることもできる。この場合も、上記実
施例と同様な作用、効果を有する。
Further, in the apparatus of the sixth invention, as shown in FIG. 14, as the catalyst reaction means 20, the granular material 2B supporting the catalyst used in the above embodiment is placed between the tubular body 1B and the outer frame body 5B. filling,
It is also possible to adopt a configuration in which it is held. In this case, the same operation and effect as those of the above embodiment are obtained.

第7発明の装置において、触媒反応手段20Cは、第15
図に示すように、外枠体を有せずに、管状体1Cの一側面
を加熱又は冷却できるように、この管状体1Cの外部に別
個に設けられたような構成としてもよい。この場合、管
状体1Cと触媒反応手段20Cとは、お互いに密着させ易い
形状が好ましく、例えば、横断面が四角形状の管状体の
場合、密着面が平面の直方体形状等の触媒反応手段と
し、横断面が円形の管状体の場合、密着面が半円状凹面
の形態を有する触媒反応手段等とするのが好ましい。こ
の場合も、上記実施例と同様な作用、効果を有する。
In the device of the seventh invention, the catalyst reaction means 20C is
As shown in the drawing, a configuration may be employed in which the side surface of the tubular body 1C is separately provided outside the tubular body 1C so that one side surface of the tubular body 1C can be heated or cooled without having the outer frame body. In this case, the tubular body 1C and the catalytic reaction means 20C preferably have a shape that is easy to adhere to each other.For example, in the case of a tubular body having a rectangular cross section, the contact surface is a catalytic reaction means such as a rectangular parallelepiped having a flat surface, In the case of a tubular body having a circular cross section, it is preferable to use a catalytic reaction means or the like in which the contact surface has a semicircular concave shape. In this case, the same operation and effect as those of the above embodiment are obtained.

発光素子としては発光ダイオードを用いることもでき
る。発光素子による光の照射方法は、管状体端面全体を
ほぼ均等に照射してもよいし、ほぼ中心に照射してもよ
いし、管壁に近い所、中心に近い所等に照射することも
できる。この管壁に近い所の場合には、感度を向上させ
る効果がある。また光束径も目的等により種々選択す
る。
A light emitting diode can be used as the light emitting element. The method of irradiating light by the light-emitting element may irradiate the entire end surface of the tubular body almost uniformly, may irradiate substantially the center, or may irradiate a place near the tube wall, a place near the center, or the like. it can. In the case of a place near this tube wall, there is an effect of improving the sensitivity. The beam diameter is also selected variously depending on the purpose and the like.

前記検出手段としても種々の公知の手段を用いること
ができる。例えば、射出光の収束状態の検出方法(装
置)としては、前記収束点方法のみならず、所定位置に
レーザビームアナライザを配置しこれにビーム径を検出
する方法等を用いることができる。また、これらの検出
は、前記実施例のような手動操作ではなくて、自動操
作、機械操作とすることができる。例えば、受光面の移
動、受光エネルギーの測定及び記憶、並びに収束点若し
くはビーム径の決定、濃度への換算等の操作を自動化す
ることもでき、所定のデータテーブルをメモリに記憶さ
せておき、測定データを与えることにより、自動的に濃
度データを演算させて表示させることもできる。
Various known means can be used as the detection means. For example, as a method (apparatus) of detecting the convergence state of the emitted light, not only the convergence point method but also a method of arranging a laser beam analyzer at a predetermined position and detecting a beam diameter at the laser beam analyzer can be used. In addition, these detections can be performed by automatic operation or mechanical operation, instead of manual operation as in the above embodiment. For example, it is possible to automate operations such as movement of a light receiving surface, measurement and storage of received light energy, determination of a convergence point or a beam diameter, conversion into a concentration, and the like. By giving the data, the density data can be automatically calculated and displayed.

尚、本発明の濃度測定方法は、収束点位置又はビーム
径等により検出される射出光の収束状態から被液中の被
測定物の濃度を測定するものであるが、この収束状態に
加えて、所定位置における射出光の受光量の変化を検出
してもよい。同様に、本発明の濃度測定装置は、収束点
位置又はビーム径等による収束状態の検出に加えて、所
定位置における射出光の受光量を検出する検出手段を有
してもよい。このように、被測定物の濃度に応じた屈折
率分布を、収束状態と受光量という二種類の方法により
検出することにより、濃度測定の感度や信頼性をより向
上させることができる。
Note that the concentration measurement method of the present invention measures the concentration of the object in the liquid to be measured from the convergence state of the emitted light detected by the convergence point position or the beam diameter, etc. Alternatively, a change in the amount of emitted light received at a predetermined position may be detected. Similarly, the concentration measuring device of the present invention may include a detecting unit that detects the amount of emitted light received at a predetermined position in addition to detecting the convergence state based on the convergence point position or the beam diameter. As described above, the sensitivity and reliability of the density measurement can be further improved by detecting the refractive index distribution according to the density of the object to be measured by the two methods of the convergence state and the received light amount.

光ファイバをその両方またはその一方に配置してもよ
く、この場合は遠隔操作に便利である。更に、この光フ
ァイバを直接に管状体に取りつけた構成としてもよい
し、更には素子を直接取りつけた構成としてもよい。光
ファイバの長さ、太さ、材質、形態、取付け位置等も種
々選択でき、例えば材質は樹脂に限らずガラスでもよ
い。
Optical fibers may be placed on either or both, which is convenient for remote operation. Furthermore, a configuration in which this optical fiber is directly attached to the tubular body, or a configuration in which the element is directly attached may be adopted. The length, thickness, material, form, mounting position, and the like of the optical fiber can be variously selected. For example, the material is not limited to resin but may be glass.

更に、本発明は、濃度測定のみならず、被検液の温度
により媒体の半径方向の屈折率分布が異なるので、温度
センサとして用いることもできる。
Furthermore, the present invention can be used as a temperature sensor because the refractive index distribution in the radial direction of the medium varies depending on the temperature of the test liquid as well as the concentration measurement.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上記作用に示すように、本測定方法においては、測定
用物質の広い濃度範囲まで、その濃度と収束点の位置、
ビーム径等の収束状態との間に良好な一定の関係、特に
直線性を示すので、その測定に極めて好都合である。ま
た、光学的方法と異なり連続測定ができ、pHに影響され
ず、電気的方法と比べて電気的ノイズを受けにくいので
安定して測定することができ、しかも簡便な装置であり
安価である。更に、触媒反応も発熱及び吸熱反応を自由
に選択でき、しかも発熱又は吸熱をしさえすれば適用で
きるので大変多くの反応系を用いることができ、その適
用範囲は大変広い。また、媒体の特性(例えば比熱、熱
伝導度、密度、熱膨張率等)を異なったものを用いるこ
とにより、望みの感度のものを自由に選択できる。
As shown in the above operation, in the present measurement method, the concentration and the position of the convergence point, up to a wide concentration range of the substance for measurement,
Since it shows a good constant relationship with the convergence state such as the beam diameter, especially linearity, it is very convenient for the measurement. In addition, unlike the optical method, continuous measurement can be performed, the measurement is not affected by pH, and is less susceptible to electric noise as compared with the electric method. Therefore, the measurement can be performed stably, and the apparatus is simple and inexpensive. In addition, the catalytic reaction can be freely selected from exothermic and endothermic reactions, and can be applied as long as the exothermic or endothermic reaction occurs, so that a large number of reaction systems can be used, and the applicable range is very wide. Further, by using a medium having different characteristics (for example, specific heat, thermal conductivity, density, thermal expansion coefficient, etc.), a medium having a desired sensitivity can be freely selected.

また、光源の照度変動、小さな気泡等の不意の混入等
の影響を受けにくいので、測定の信頼性が高い。しか
も、特別に高精度の受光素子又は安定な光源を必要とし
ないので、簡便かつ安価な方法とすることができる。
In addition, the measurement is highly reliable because it is less susceptible to fluctuations in the illuminance of the light source and unexpected mixing of small bubbles and the like. In addition, since a special high-accuracy light receiving element or a stable light source is not required, a simple and inexpensive method can be realized.

更に、光ファイバを用いる場合には、この光ファイバ
を延長することにより工程の遠隔管理ができ、大変有用
である。
Further, when an optical fiber is used, the process can be remotely controlled by extending the optical fiber, which is very useful.

本発明はいずれも上記効果を具備できる装置であり、
極めて有用である。
The present invention is a device that can have the above effects,
Extremely useful.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は実施例1に係わる濃度測定装置の模式図、第2
図は実施例1で用いるモジュールの説明断面図、第3図
は他のモジュールの説明断面図、第4図は実施例1にお
いて管状体を通過する光が収束する状態を示す説明図、
第5図は実施例1において収束点位置の検出手段を示す
説明図、第6図は実施例1において反射鏡を用いて収束
点位置を検出する説明図、第7図は管状体の半径方向に
屈折率の分布が生じることを示す説明図で、(イ)は凸
型分布、(ロ)は凹型分布を示し、第8図は実施例1に
おいてグルコース濃度と収束点位置との関係を示すグラ
フ、第9図は実施例2で用いるモジュールの説明断面
図、第10図は各反応物又は生成物の管状体の半径方向に
濃度の分布が生じることを示す説明図で、(イ)はA物
質、(ロ)はB物質、(ハ)はC物質、(ニ)はD物質
を示し、第11図は屈折率分布が凹型の場合の収束状態を
示す説明図、第12図は屈折率分布が凹型の場合の他の収
束状態を示す説明図、 第13図は第5発明に係わる装置の全体説明図、第14図は
第6発明に係わる装置の要部説明図、第15図は第7発明
に係わる装置の要部説明図である。 1;管状体、2;触媒(層、体)、20;触媒反応手段、3;媒
体導入手段、4;媒体導出手段、5;外枠体(外側管状
体)、6;レーザ装置、7;収束点位置検出装置、8;反射
鏡、9;凸レンズ、A;媒体、B;被検液。
FIG. 1 is a schematic view of a concentration measuring apparatus according to Embodiment 1, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory sectional view of a module used in the first embodiment, FIG. 3 is an explanatory sectional view of another module, FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which light passing through the tubular body in the first embodiment is converged,
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a means for detecting a convergence point position in the first embodiment, FIG. 6 is an explanatory diagram for detecting a convergence point position using a reflecting mirror in the first embodiment, and FIG. Is an explanatory view showing that a refractive index distribution occurs in (a), (a) shows a convex distribution, (b) shows a concave distribution, and FIG. 8 shows the relationship between the glucose concentration and the convergence point position in Example 1. FIG. 9 is an explanatory sectional view of the module used in Example 2, and FIG. 10 is an explanatory view showing that a concentration distribution occurs in the radial direction of the tubular body of each reactant or product. A substance, (B) shows B substance, (C) shows C substance, and (D) shows D substance. Fig. 11 is an explanatory view showing a converged state when the refractive index distribution is concave, and Fig. 12 is refraction. FIG. 13 is an explanatory diagram showing another convergence state when the rate distribution is concave, FIG. 13 is an overall explanatory diagram of the device according to the fifth invention, and FIG. Main part illustration of an apparatus according to the sixth invention, FIG. 15 illustrates the main part of the apparatus according to the seventh invention. 1; tubular body, 2; catalyst (layer, body), 20; catalytic reaction means, 3; medium introducing means, 4; medium outlet means, 5; outer frame (outer tubular body), 6; laser device, 7; Convergent point position detector, 8; reflecting mirror, 9; convex lens, A; medium, B: test liquid.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水嶋 康之 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 大蔵 常利 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 徳本 淳一 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊陶業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−76648(JP,A) 特開 昭63−247646(JP,A) 特公 平7−14337(JP,B2) 特許2517388(JP,B2) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuyuki Mizushima 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture Inside Japan Specialty Ceramics Co., Ltd. 18 Japan Special Ceramics Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Tokumoto 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Japan Special Ceramics Co., Ltd. (56) References JP-A-60-76648 (JP, A) 63-247646 (JP, A) Japanese Patent Publication No. 7-14337 (JP, B2) Patent 2517388 (JP, B2)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(a)管状体の少なくとも外壁若しくは内
壁が有する触媒、若しくは(b)該管状体と該管状体の
外周側に配置された外枠体との間に配置されるか又は該
外枠体外に配置された担体に担持された触媒、によって
被検液中に含まれる反応物の反応を促進させることによ
り、該管状体内を流れる流体に該管状体の半径方向に屈
折率分布を生じさせ、該管状体内に該流体を流しながら
該管状体の一端から光を入射させ他端から射出光を外部
へ取り出し、 その後、該射出光の収束状態を検出して、上記被検液中
の被測定物の濃度を測定することを特徴とする濃度測定
方法。
(1) (a) a catalyst provided on at least an outer wall or an inner wall of a tubular body, or (b) placed between the tubular body and an outer frame body disposed on an outer peripheral side of the tubular body, or By promoting the reaction of the reactant contained in the test liquid by the catalyst supported on the carrier disposed outside the outer frame, the fluid flowing through the tubular body has a refractive index distribution in the radial direction of the tubular body. While the fluid is flowing through the tubular body, light is incident from one end of the tubular body, and emitted light is taken out from the other end. Thereafter, a convergence state of the emitted light is detected, and the convergence state of the emitted light is detected. Measuring the concentration of the object to be measured.
【請求項2】上記収束状態の検出は、上記射出光の収束
点位置又はビーム径を測定することにより行われる、特
許請求の範囲第1項に記載の濃度測定方法。
2. The concentration measuring method according to claim 1, wherein the detection of the convergence state is performed by measuring a convergence point position or a beam diameter of the emitted light.
【請求項3】触媒によって被検液中に含まれる反応物の
反応を促進させることにより管状体内の媒体に該管状体
の半径方向に屈折率分布を生じさせ、該管状体の一端か
ら該管状体内に光を入射させ他端から射出光を外部へ取
り出し、その後、該射出光の収束状態を検出して上記被
検液中の被測定物の濃度を測定する濃度測定装置であっ
て、 少なくとも外壁に被検液中に含まれる反応物の反応を促
進する触媒を有する管状体と、 該管状体の一端側に取り付けられ該管状体の内部に媒体
を導入する導入手段と、 該管状体の他端側に取り付けられ該管状体から上記媒体
を導出する導出手段と、 上記管状体の外周側に配置され上記触媒と接触する上記
被検液を保持し又は流通させ該被検液を導入するための
導入口及び導出するための導出口を備える外枠体と、 上記管状体の一端側に、直接に又は送光用光ファイバを
介して配置される発光素子と、 上記管状体の他端から外部へ取り出された射出光の収束
状態を検出する検出手段と、を具備することを特徴とす
る濃度測定装置。
3. A reaction in a reactant contained in a test solution is promoted by a catalyst to cause a medium in the tubular body to have a refractive index distribution in a radial direction of the tubular body. A concentration measuring device for injecting light into the body, taking out emission light from the other end to the outside, and thereafter detecting a convergence state of the emission light to measure the concentration of the analyte in the test solution, A tubular body having a catalyst on its outer wall that promotes a reaction of a reactant contained in the test solution; an introduction means attached to one end of the tubular body for introducing a medium into the tubular body; A deriving means attached to the other end side for deriving the medium from the tubular body, and holding or flowing the test liquid disposed on the outer peripheral side of the tubular body and in contact with the catalyst to introduce the test liquid. With an inlet for outflow and an outlet for outflow An outer frame, a light emitting element disposed directly or via an optical fiber for light transmission on one end side of the tubular body, and detecting a convergence state of emission light taken out from the other end of the tubular body to the outside. A concentration measuring device comprising:
【請求項4】触媒によって被検液中に含まれる反応物の
反応を促進させることにより管状体内の該被検液に該管
状体の半径方向に屈折率分布を生じさせ、該管状体の一
端から該管状体内に光を入射させ他端から射出光を外部
へ取り出し、その後、該射出光の収束状態を検出して上
記被検液中の被測定物の濃度を測定する濃度測定装置で
あって、 少なくとも内壁に被検液中に含まれる反応物の反応を促
進する触媒を有する管状体と、 該管状体の一端側に取り付けられ該管状体の内部に被検
液を導入する導入手段と、 上記管状体の他端側に取り付けられ該管状体から上記被
検液を導出する導出手段と、 該管状体の一端側に、直接に又は送光用光ファイバを介
して配置される発光素子と、 上記管状体の他端から外部へ取り出された射出光の収束
状態を検出する検出手段と、を具備することを特徴とす
る濃度測定装置。
4. The catalyst promotes a reaction of a reactant contained in the test liquid to cause a refractive index distribution in the test liquid in the tubular body in a radial direction of the tubular body, thereby forming one end of the tubular body. From the other end, emits light to the outside from the other end, and thereafter detects the convergence state of the emitted light to measure the concentration of the analyte in the test solution. A tubular body having a catalyst on at least an inner wall thereof for promoting a reaction of a reactant contained in the test liquid; and an introduction means attached to one end of the tubular body for introducing the test liquid into the tubular body. A deriving means attached to the other end of the tubular body for deriving the test liquid from the tubular body; and a light emitting element disposed directly or via an optical fiber for light transmission on one end of the tubular body. And convergence of the emitted light taken out from the other end of the tubular body Concentration measuring apparatus characterized by comprising detecting means for detecting a condition, a.
【請求項5】触媒によって被検液中に含まれる反応物の
反応を促進させることにより管状体内の媒体に該管状体
の半径方向に屈折率分布を生じさせ、該管状体の一端か
ら該管状体内に光を入射させ他端から射出光を外部へ取
り出し、その後、該射出光の収束状態を検出して上記被
検液中の被測定物の濃度を測定する濃度測定装置であっ
て、 媒体を保持し又は流通させる管状体と、 該管状体の一端側に取り付けられ該管状体の内部に上記
媒体を導入する導入手段と、 上記管状体の他端側に取り付けられ該管状体から上記媒
体を導出する導出手段と、 上記管状体の外周側に配置され被検液を導入するための
導入口及び被検液を導出するための導出口を備える外枠
体と、 該外枠体外に配設され上記外枠体の上記導入口に接続さ
れ触媒反応を行わせる触媒を備える触媒反応手段と、 上記管状体の一端側に、直接に又は送光用光ファイバを
介して配置される発光素子と、 上記管状体の他端から外部へ取り出された射出光の収束
状態を検出する検出手段と、を具備することを特徴とす
る濃度測定装置。
5. A catalyst which promotes the reaction of a reactant contained in a test liquid to cause a medium in the tubular body to have a refractive index distribution in a radial direction of the tubular body. A concentration measuring device for injecting light into the body, taking out emitted light from the other end to the outside, and thereafter detecting a convergence state of the emitted light to measure the concentration of the test object in the test liquid, A tubular body that holds or circulates the fluid; an introduction means attached to one end of the tubular body to introduce the medium into the inside of the tubular body; and a medium attached to the other end of the tubular body from the tubular body. An outer frame body provided on the outer peripheral side of the tubular body and having an inlet for introducing a test liquid and an outlet for extracting the test liquid, and an outer frame body arranged outside the outer frame body. Connected to the inlet of the outer frame to perform a catalytic reaction. A light emitting element disposed directly or via an optical fiber for light transmission on one end side of the tubular body, and a light emitting element taken out from the other end of the tubular body to the outside. A concentration measuring device comprising: a detecting unit that detects a convergence state.
【請求項6】触媒によって被検液中に含まれる反応物の
反応を促進させることにより管状体内の媒体に該管状体
の半径方向に屈折率分布を生じさせ、該管状体の一端か
ら該管状体内に光を入射させ他端から射出光を外部へ取
り出し、その後、該射出光の収束状態を検出して上記被
検液中の被測定物の濃度を測定する濃度測定装置であっ
て、 媒体を保持し又は流通させる管状体と、 該管状体の一端側に取り付けられ該管状体の内部に媒体
を導入する導入手段と、 上記管状体の他端側に取り付けられ該管状体から上記媒
体を導出する導出手段と、 上記管状体の外周側に配置され被検液を導入するための
導入口及び被検液を導出するための導出口を備える外枠
体と、 該外枠体と上記管状体間に充填、保持された、触媒反応
を行わせる触媒を備える触媒反応手段と、 上記管状体の一端側に、直接に又は送光用光ファイバを
介して配置される発光素子と、 上記管状体の他端から外部へ取り出された射出光の収束
状態を検出する検出手段と、を具備することを特徴とす
る濃度測定装置。
6. The catalyst promotes the reaction of a reactant contained in the test liquid to cause a medium in the tubular body to have a refractive index distribution in a radial direction of the tubular body, and to cause the tubular body to have a refractive index distribution from one end of the tubular body. A concentration measuring device for injecting light into the body, taking out emitted light from the other end to the outside, and thereafter detecting a convergence state of the emitted light to measure the concentration of the test object in the test liquid, A tubular body that holds or circulates, an introduction means attached to one end of the tubular body to introduce a medium into the inside of the tubular body, and a medium attached to the other end of the tubular body. A deriving means for deriving, an outer frame body provided on the outer peripheral side of the tubular body and having an inlet for introducing a test liquid and an outlet for deriving the test liquid, and the outer frame and the tubular body Equipped with a catalyst that performs a catalytic reaction filled and held between the bodies Catalytic reaction means, a light emitting element disposed directly or via an optical fiber for light transmission on one end side of the tubular body, and detecting a convergence state of emitted light taken out from the other end of the tubular body to the outside. A concentration measuring device comprising:
【請求項7】触媒によって被検液中に含まれる反応物の
反応を促進させることにより管状体内の媒体に該管状体
の半径方向に屈折率分布を生じさせ、該管状体の一端か
ら該管状体内に光を入射させ他端から射出光を外部へ取
り出し、その後、該射出光の収束状態を検出して上記被
検液中の被測定物の濃度を測定する濃度測定装置であっ
て、 媒体を保持し又は流通させる管状体と、 該管状体の一端側に取り付けられ該管状体の内部に上記
媒体を導入する導入手段と、 上記管状体の他端側に取り付けられ該管状体から上記媒
体を導出する導出手段と、 該管状体の外周面に密着して配設され、触媒反応を行わ
せる触媒を備え、被検液を導入するための導入口及び被
検液を導出するための導出口を備える触媒反応手段と、 上記管状体の一端側に、直接に又は送光用光ファイバを
介して配置される発光素子と、 上記管状体の他端から外部へ取り出された射出光の収束
状態を検出する検出手段と、を具備することを特徴とす
る濃度測定装置。
7. A catalyst which promotes the reaction of a reactant contained in a test liquid to cause a medium in the tubular body to have a refractive index distribution in a radial direction of the tubular body, and from one end of the tubular body to the tubular body. A concentration measuring device for injecting light into the body, taking out emitted light from the other end to the outside, and thereafter detecting a convergence state of the emitted light to measure the concentration of the test object in the test liquid, A tubular body that holds or circulates the fluid; an introduction means attached to one end of the tubular body to introduce the medium into the inside of the tubular body; and a medium attached to the other end of the tubular body from the tubular body. A deriving means for deriving a test solution, a catalyst for causing a catalytic reaction to be provided in close contact with the outer peripheral surface of the tubular body, an inlet for introducing a test solution, and a guide for deriving the test solution. Catalytic reaction means having an outlet, on one end side of the tubular body, A light-emitting element disposed in contact with or via a light-transmitting optical fiber; and detecting means for detecting a convergence state of emitted light taken out from the other end of the tubular body to the outside. Concentration measuring device.
【請求項8】上記検出手段は、上記射出光の収束点位置
又はビーム径を測定することにより上記収束状態を検出
する、特許請求の範囲第3項から第7項のいずれか一項
に記載の濃度測定装置。
8. The apparatus according to claim 3, wherein said detecting means detects said convergence state by measuring a convergence point position or a beam diameter of said emission light. Concentration measuring device.
JP1342520A 1989-05-11 1989-12-27 Concentration measuring method and concentration measuring device Expired - Fee Related JP2747933B2 (en)

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