JP4652877B2 - イオン活量測定用溶液 - Google Patents

Description

本発明は、イオン選択性電極を用いたイオン活量測定装置のための測定用溶液に関し、特に、希釈液及び内部標準液に関する。

イオン活量を測定するためのイオン選択性電極を用いた自動分析装置には、テフロン（登録商標）チューブやタイゴン（登録商標）チューブが多く使用されている。また、指示電極内部や基準電極のための流路は、典型的には塩化ビニル製である。さらに、被検液のための希釈液や内部標準液を保存するボトルは、ポリエチレン製である。

これらのように、樹脂から成る素材で作製された部品は、撥水性が高く、特に電極や配管が新品である場合、被検液や内部標準液が接触又は通過した際に気泡が生じやすいという問題がある。また、ポリエチレン製のボトルは、溶液の保管時に内部表面に気泡が発生し、この気泡が測定の際に流路に入り込む現象が生じる。

配管内で発生したり、ボトル中で発生したりした気泡は、測定の際に移動し、指示電極の感応膜に付着する場合がある。また或いは、感応膜部分で気泡が発生して付着する場合もある。感応膜に気泡が付着すると、正常なイオン選択がされないために正規の電位が得られず、測定精度に大きく影響する。

また、気泡が指示電極と基準電極との間の配管内に付着した場合は、発生電位が不安定となり、測定精度を低下させる。これらのことから、特に高い精度が要求されるＮａ、Ｋ、Ｃｌイオンの測定において、再現性が極めて悪化するという問題があった。

しかしながら、従来は、主に電極の劣化や溶液の腐敗などが問題にされるのみであり（例えば、特許文献１）、このような気泡の発生によって生じる測定精度の悪化については検討されていなかった。
特開平０６−９４６６８号公報

上記問題に鑑み、本発明は、イオン選択性電極を用いた自動分析装置内部や溶液の保管時における気泡の発生を防ぎ、高精度で再現性の高いイオン活量の測定を可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に従えば、イオン選択性電極を用いたイオン活量測定装置のための、緩衝液を主成分とする測定用溶液であって、非イオン性界面活性剤を0.02〜0.2 v/v％の割合で含み、該測定用溶液と、該溶液を移送するための配管又は保持するための容器の内壁とが接触した際に発生する気泡が抑制されることを特徴とする、イオン活量測定装置のための測定用溶液が提供される。

前記測定用溶液は、イオン活量を測定される被検液のための希釈液又は内部標準液であることが好ましい。

また、前記非イオン性界面活性剤は、エーテル型非イオン性界面活性剤、及びエチレン型非イオン性界面活性剤から選択されることが好ましい。さらに、前記エーテル型非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルを好適に使用できるが、これに限定されない。

本発明の他の側面に従えば、イオン選択性電極を用いたイオン活量測定装置を用いてイオン活量を測定する方法であって、緩衝液を主成分とし、非イオン性界面活性剤を0.02〜0.2 v/v％の割合で含有する測定溶液を用い、該測定用溶液と、該溶液を移送するための配管又は保持するための容器の内壁とが接触した際に発生する気泡を抑制することによって、測定精度を改善したことを特徴とするイオン活量の測定方法が提供される。

本発明に従えば、イオン活量を測定する際に用いられる測定用溶液に、非イオン性界面活性剤を0.02〜0.2 v/v％含有させることにより、測定時又は保管時の溶液中における気泡の発生を抑制し、高精度で再現性の高いイオン活量測定を可能にすることができる。これにより、Ｎａ、Ｋ、Ｃｌ等のイオンであっても、高精度で安定に測定することが可能である。

本発明は、イオン選択性電極を用いたイオン活量測定装置によって、イオン活量を測定する際に使用するための測定用溶液に関する。

イオン選択性電極には、例えば円筒形の本体の先端部にイオン選択性膜（感応膜）を貼り付け、内部液を満たし、そこにAg/AgCl電極を挿入したものを用いてもよいが、これに限定されない。

イオン活量測定装置は、イオン選択性電極と基準電極との電位差を検出することによって、検査対象の被検液のイオン活量を測定する装置である。ここで基準電極には、公知のものが特に限定されず用いられるが、例えばカロメル電極、銀-塩化銀電極、白金板、カーボングラファイト等が好適に用いられる。

イオン活量の測定は、基準溶液（内部標準液）中の基準電極と、イオン活量既知である標準溶液中のイオン選択性電極との電位差を検出して、予め検量線を作成しておき、次いで、基準溶液と被検液との電位差を検量線と対比することによって、被検液中のイオン活量を測定することによって行う。

本発明においてイオン活量が測定される被検液は、特に限定されず測定目的のイオンを含むものであれば如何なるものであってもよい。一般には、臨床検査用としては例えば血清、血漿、尿及び体液があり、工業用としては河川、海水、排水、その他各種のプロセス中の被検液があげられる。

基準溶液（内部標準液）は、濃度が一定の伝導性溶液が特に限定されず用いられ、一般には飽和又は非飽和の塩水溶液が好適に使用される。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属又はマグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属の塩化物或いはこれらの硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩等の水溶液、好ましくは緩衝液が好適に用いられる。この基準溶液は、被検液中の測定する目的イオンに応じて適宜決定して使用すればよい。

また、標準溶液は検量線を測定するために必要な標準溶液であるので、測定する目的イオンに応じて濃度の既知の塩溶液、例えば上記例示の塩水溶液が使用される。

これらの被検液、基準溶液（内部標準液）及び検量線作成に使用する標準溶液等は、しばしば濃度調製のために希釈液によって希釈される。

希釈液は通常、主として緩衝液から構成される。該緩衝液には公知のものが特に限定されず使用できるが、例えば、ジエタノールアミン-塩酸溶液、ジエタノールアミン-リン酸溶液、ジエタノールアミン-硫酸溶液、ジエタノールアミン-ホウ酸溶液、トリエタノールアミン-塩酸溶液、トリエタノールアミン-硫酸溶液、トリエタノールアミン-リン酸溶液、トリエタノールアミン-ホウ酸溶液等が好適に用いられる。

本発明における測定用水溶液とは、イオン活量の測定のために用いられる溶液であれば何れのものでもよいが、特に希釈液及び内部標準液が意図される。

本発明において用いられるイオン活量測定装置は、バッチ形測定装置であってもよいが、フロー形測定装置であってもよく、例えば自動で測定を行う自動分析装置などであってもよい。

一般に、イオン活量測定装置のチューブや溶液を保存するためのボトル等は、塩化ビニルやポリエチレン等の樹脂によって作製されることが多い。これらの樹脂は撥水性が高く、上記で述べたような種々の溶液が、チューブ管内を通過したり、保存容器や測定容器の器壁に接触したりする際に気泡が生じやすい。これは特に、電極や配管が新品である場合に顕著である。

生じた気泡が溶液中を移動すると、イオン選択性電極の感応膜に付着したり、イオン選択性電極と基準電極との間の配管内に付着したりして、測定精度を低下させる原因になる。

そこで、本発明者らは、配管やイオン電極内部の流路部品、及び保存容器などの濡れ性を高めることによって気泡の発生を防ぐ方法を検討した。

流路部品等の濡れ性を高めるためには、測定溶液に界面活性剤を添加することが考えられるが、界面活性剤は溶液中でイオンを乖離し妨害イオンとなり、イオン選択性電極の感応膜を劣化させることは周知である。

しかしながら本発明者らは、非イオン性界面活性剤を微量濃度で添加することによって、感応膜の劣化を極力防ぎながらも、気泡の発生が抑制可能であることを発見した。

本発明で用いられる非イオン性界面活性剤は、電極の感応膜への影響が少なく、また、測定溶液に添加しても濁りが発生せず、流路部品や保存用ボトルの内部表面への泡の付着が抑制されるものであれば、何れのものでもよい。

一つの好ましい態様において、非イオン性界面活性剤は、例えば、エーテル型非イオン界面活性剤（例えばポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル）が用いられる。

所望の非イオン性界面活性剤が、測定溶液に濁りを発生させるか否かは、例えば、各測定溶液に非イオン性界面活性剤を２％濃度で添加し、５０℃の恒温槽で１２時間以上静置し、室温において１分後に観察し、濁りの発生を目視で観察することによって確認することができる。

また、所望の非イオン性界面活性剤が、壁面への泡付着を抑制するか否かは、例えば遠沈管に測定液と０．２％濃度の界面活性剤を添加し、１０秒間上下に振って攪拌し、１分後に遠沈管内壁面への泡付着を観察することによって確認することができる。なお、このときの泡の高さは、界面活性剤の添加濃度を決定する際の参考にすることができる。

非イオン性界面活性剤の添加濃度は、流路部品又は保存容器等の濡れ性が確保される濃度であり、且つ、イオン電極の感応膜へ影響を与えず、従って電極の耐久性に影響しない濃度であり、好ましくは0.02〜0.2 v/v％の濃度範囲で添加される。この濃度範囲において、上記の条件を満たす濃度が実験によって決定されるものとする。

例えば、リン酸緩衝液から成る希釈液又は内部標準液には、非イオン性界面活性剤0.05 v/v％を添加してよい。

なお、非イオン性界面活性剤は、さらに防腐効果を有するものを用いることが好ましい。

さらに、本発明の他の側面に従えば、上記のような非イオン性界面活性剤を0.02〜0.2 v/v％の割合で含有する測定用溶液を用いて、イオン活量を測定する方法が提供される。本方法によれば、測定用溶液と、該溶液を移送するための配管又は保持するための容器の内壁とが接触した際に発生する気泡を抑制することによって、イオン活量の測定精度を改善し、高精度で再現性の高い測定が可能である。

以下に、測定溶液（Ｎａ、Ｃｌ、Ｋ水溶液）に非イオン性界面活性剤（第一化学製、リンス液）を添加し、Ｎａ，Ｋ，Ｃｌのイオン活量を測定した例を示す。界面活性剤は、0.005 v/v％、0.02 v/v％、0.2 v/v％の濃度で添加し、対照は無添加とした。測定は、オリンパスＡＵ５４００型自動分析装置で行った。

上記の結果から、非イオン性界面活性剤を0.02％及び0.2％添加した系では、無添加の系と比較して、Ｎａ，Ｋ，Ｃｌのイオン活量の測定結果の変動係数が減少し、測定精度が改善されることが示された。

また、非イオン性界面活性剤を0.005％添加した系では、変動係数の減少が比較的少なく、測定精度を改善する効果は認められなかった。

従って、0.02％以上の非イオン性活性剤を測定溶液に添加することにより、Ｎａ，Ｋ，Ｃｌ等のイオン活量の測定精度が向上し、また、再現性が改善されることが示された。

Claims (5)

1. イオン選択性電極を用いたイオン活量測定装置のための、緩衝液を主成分とする測定用溶液であって、非イオン性界面活性剤を0.02〜0.2 v/v％の割合で含み、該測定用溶液と、該溶液を移送するための配管又は保持するための容器の内壁とが接触した際に発生する気泡が抑制されることを特徴とする、イオン活量測定装置のための測定用溶液。
2. 前記測定用溶液は、イオン活量を測定される被検液のための希釈液又は内部標準液である、請求項１に記載のイオン活量測定装置のための測定用溶液。
3. 前記非イオン性界面活性剤は、エーテル型非イオン性界面活性剤であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のイオン活量測定装置のための測定用溶液。
4. 前記エーテル型非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルであることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載のイオン活量測定装置のための測定用溶液。
5. イオン選択性電極を用いたイオン活量測定装置を用いてイオン活量を測定する方法であって、緩衝液を主成分とし、非イオン性界面活性剤を0.02〜0.2 v/v％の割合で含有する測定用溶液を用い、該測定用溶液と、該溶液を移送するための配管又は保持するための容器の内壁とが接触した際に発生する気泡を抑制することによって、測定精度を改善したことを特徴とするイオン活量の測定方法。