JPH01187444A - カード型アンモニアセンサ及びその測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、生体試料の血清、血漿などが含有するアン
モニア態窒素の分析装置に関する。

（ロ）従来の技術 血清又は血漿中のアンモニア態窒素の測定は、特に昏睡
患者などの緊急検査として重要である。

該測定には、採血直後から遠心分離して測定に至るまで
の試料の冷却、採血用具の脱アンモニア処理を要し、さ
らに採血役所定時間内（例えば３０分）に測定しなけれ
ばならない等の点から多検体処理用の自動分析装置では
困難である。このためｌ検体（１被検試料）毎に処理す
る種々の測定装置が考案されているが、そのうちで第５
図に示すごとく、アンモニアガスセンサを用いたフロー
システムで測定するものが知られている。該システムは
、第６図に示すごときアンモニアガス吸着部（通常１ｒ
か用いられている）を有し該感応部に接触しうるアンモ
ニアガスａＷに対応して静電容量を変化しうるよう構成
されたＩｒ−ＭＯ８型半導体からなるアンモニアガスセ
ンサ（３１）と、該センサの吸着部に透過性膜（３２）
を介して測定対象の被検試料に由来するアンモニアガス
を接触させるセル（３３）と、上記センサ（３１）を載
置固定するアルミニウム製基板（３４）およびコネクタ
（３５）とから構成されるアンモニア−Ｎ−感応プロー
ベ（３０）と、緩衝液供給部（３６）、送液ポンプ（３
７）、試料導入部（３８）をこの順に介して上記プロー
ベ（３ｏ）のセル（３３）に管路接続される測定流路（
ｄ）と、上記センサで出力される静電容量変化を電圧変
化として検出する検出手段（３９）および記録計（４０
）とから主として構成されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記システムではデータがドリフトしや
すく安定性に欠けること、また安定化に時間がかかり緊
急検査に適しないこと等が問題でのｌν。

この発明はかかる状況に鑑みなされたらのであり、検体
試料中のアンモニア態窒素を簡便かつ迅速で高精度に測
定できうるカード型アンモニアガスセンサおよびその測
定装置を提供しようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、カード型基板に、その一端
にコネクタ端子を、かつ任意の箇所にアルカリ緩衝剤を
含浸した点着部とその近傍に前記コネクタ端子に接続さ
れる静電容量型アンモニアガスセンサとを設け、さらに
上記点着部とアンモニアガスセンサを気密的に覆い、か
つ点着部への試料導入口を有する密閉カバーを具備して
なるカード型アンモニアセンサが提供される。

この発明のセンサは、１被検試料（１検体）−ｌカード
のシステムで、かつ該カード上の所定の試料点着部に所
定量の被検試料を直接点着するだけでその試料について
のアンモニア態窒素が測定できうるよう構成されたこと
を特徴とする。

この発明の対象とする披検試１４としては、血清、血漿
によびごれらの希釈液等の生体液域１４か好適に用いら
れろ。

この発明のカード型アンモニアセンサ（以下カード型セ
ンサ）に設定される試料点着部は、所定量の被検試料か
点着てきうる多孔性支持体と、該支持体内に含浸保持さ
れるアルカリ緩衝剤とから構成されたものが用いられる
。上記多孔性支持体は上記所定量（通常ＩＯμｇ程度）
の被検試料およびアルカリ緩衝剤を十分含浸保持しうる
大きさに設定される。上記多孔性支持体としては反応試
薬、検体等分析操作を通じて化学的に不活性なものが使
用でき、口紙、ニトロセルロース膜、セルロースアセテ
ート膜、ガラス繊維口紙、ポリアクリルアミドや寒天の
ゲル、シリカゲルやケイソウ土の薄層プレート等が挙げ
られるが、一般に安価で入手し易い口紙（厚み０．２〜
０．７ｍｍ）を用いるのが好適である。また上記アルカ
リ緩衝剤としては、被検試料中のアンモニア態窒素と反
応してアンモニアを発生させうる程度のアルカリ性を有
するもの一４＝ てあればよく、炭酸ナトリウムおにび炭酸水素すトリウ
ムからなる緩衝剤が好ましい。

この発明のカード型センサに用いる静電容量型アンモニ
アガスセンサは、アンモニアガス感応部を有し該感応部
に接触するアンモニアガス濃度に対応して静電容量を変
化しうるちのであり、例えばランドストゥレン（Ｌ　ａ
ｎｄｓｔｒｂｎ）らによって開発されたＩｒ−ＭＯ８型
半導体等当該分野で公知のものをそのまま用いることが
できる。

この発明のカード型センサにおいて、上記試料点着部お
よびアンモニアガスセンサは基板上に近接して載置固定
される。この基板としては通常のプリント基板に用いら
れるものが適している。

上記基板上には、載置固定される試料点着部およびアン
モニアガスセンサを気密に収容しうる密閉カバーが装着
される。該密閉カバーは試料点着部で発生するアンモニ
アガスを貯留する密閉空間を形成するものであり、通常
合成樹脂等で形成される。該密閉カバーにはさらに試料
点着部上部に相当する部分に密閉可能な試料導入口が設
けられる。該専入口として：Ｊ被検試料−は着時には開
口でき、試料点着後密閉でさうる構成であればよく、例
えばセプタ１、構造まｌ二！Ｊ、該導入［コに嵌合して
これを密栓しうろゴム栓を用いる構成等が挙げられる。

上記密閉カバーの大きさは、該カバー内に貯留されるア
ンモニアガスを効率良くアンモニアガスセンサに接触さ
せうる程度の容量のものが選択され、例えば２．６ｍ１
２等が挙げられる。

この発明のカード型センサにおいて、上記基板の一端は
、上述のごとく載置固定される前記アンモニアガスセン
サの外部出力端子が集合配設されたカードエツジ型のコ
ネクタ端子に形成される。

この発明によればまた、上述したカード型アンモニアセ
ンサのコネクタ端子と電気接続できかつ上記センサを挿
入固定しうるカードコネクタ部、該コネクタ部に接続さ
れ、上記アンモニアガスセンサから出力される静電容量
信号に基づいて上記試料点着部から発生し密閉カバー内
に貯留されるアンモニアガス濃度またはこのアンモニア
ガス濃度に基づく被検試料中のアンモニア態窒素量を演
算しうろ信号処理部、該信号処理部で得られるデータを
表示・記録しうるよう表示・記録部並びに上記カードコ
ネクタ部、信号処理部および表示・記録部に作動を指令
する制御部を具備してなるアンモニア測定装置が提供さ
れる。

上記装置においてカードコネクタ部は、前記カード型ア
ンモニアセンサー（以下カード型センサ）を挿設したと
きに該カード型センサが電気接続された旨の検知信号を
出力できうるよう構成される。

上記信号処理部は、上記カード型センサから出力される
静電容量信号に基づく濃度データと、上記密閉カバー内
に貯留されるアンモニア濃度との関係を示す検量線が予
め設定される。該信号処理部には静電容量信号に基づい
て出力される濃度データを記憶する記憶部と、該記憶部
に記憶される任意の濃度データを比較しかつ所定の演算
をする比較演算部とから構成される。この信号処理部に
おい゛て上記濃度データは、上記カード型センサから出
力される静電容量信号を、通常電圧信号に変換（以下Ｃ
−■変換）し次いでＡ／Ｄ変換してデー７＝ ンタル信号として得られることが好ましいかこれに限定
されない。

この発明の装置の制御部は、上記カードコネクタ部から
の検知信号に基づいて、上記信号処理部において該コネ
クタ部に挿入固定された状態のカード型センサの被検状
１′、４点着前の濃度データ（初期レベル）および被検
試料点着後の濃度データ（測定レベル）をそれぞれ記憶
させ、かつ、これらの濃度データの減算値から上記検量
線によりアンモニアガス感度を演算させ、さらに必要に
よりこの得られるアンモニアガス濃度に対応するアンモ
ニア態窒素量への換算に関する演算を行わせ、上記アン
モニアガス濃度またはアンモニア態窒素量を表示・記録
部において表示・記録させるよう制御機構が構成される
。

またこの装置においては、上記初期レベルの測定が終了
したことを知らせるブザー等が具備されることが好まし
い。

（ホ）作用 この発明によれば、カード型アンモニアセンサのコネク
タ端子を所定のコネクタ部に電気接続した後、該カード
上の試料点着部に所定の被検状１．１を直接点着すると
、点着部に含浸保持されｆニアルカリ緩衝剤の作用によ
り被検試料中に含有されているアンモニア態窒素量に相
当するアンモニアガスが発生し、密閉カバー内に貯留さ
れる。この密閉カバー内に拡散したアンモニアガスは試
料点着部近傍に設定されたアンモニアガスセンサに接触
し、該センサによりそのアンモニア濃度に基づく静電容
量信号が出力されることとなる。

以下実施例によりこの発明の詳細な説明するが、これに
よりこの発明は限定されるものではない。

（へ）実施例 この発明のカード型アンモニアセンサの一実施例につい
て第１図および第２図により説明する。

第１図は密閉カバーを取り付けていないときの平面図（
イ）および側面図（ロ）であり、第２図は第１図に示さ
れるものに密閉カバーを取り付けたときの平面図（イ）
および側面図（ロ）である。・第１図および第２図にお
いて、このカード型アンモニアセンサ（１）は、アンモ
ニアガスセンサ（２）、点着部（３）、プリント基板（
４）、密閉カバー（５）から主として構成さメ１ている
。

アンモニアガスセンサ（２］：Ｊ、第３図に示すごとき
構成および寸法（単位・ｍｍ）に設定されたＩｒ−ＭＯ
８型半導体である。該図において（２１）はＩｒ、（２
２）はＰｄ、　（２３）はＳｉｎ、、（２４）はＡｕで
それぞれ形成され、（ａ、）＝１５．　（ａ２）−６、
（ａ３）＝　３　。

（ａ４）＝ｔｏに設定されている。上記アンモニアガス
センサ（２）はアンモニアガスの１　ｒ　（２１）への
吸着を静電容量の変化として測定できうるよう構成され
ている。

点着部（３）はアルカリ緩衝剤が含浸された口紙（８Ｘ
８ｍｍ）が使用されている。該アルカリ緩衝剤として（
炭酸ナトリウム＋炭酸水素ナトリウム）溶液が用いられ
ている。

プリント基板（４）は、第１図に示されるごとき形状お
よび寸法（単位：ｍｍ）のものが用いられている。該図
において（４１）は基板引き抜き用穴、（４２）は上記
アンモニアガスセンサ（２）の外部端子を集合配設した
カードエツジ型のコネクタ端子部、（４３）　：ま差し
込み検知用の導通パターンであり、（ｂ、）＝６０．　
（ｂｔ）”３０．　（ｂ３）−１０，（ｂ、）＝２５．
　（ｂ５）−φ１６に設定されている。

密閉カバー（５）は、第２図に示されるごとき形状およ
び寸法を有するプラスデック成形体で構成されている。

該図において（５１）は被検試料導入口であり、各寸法
は（ｃ、）−２２，（ｃｚ）＝２４．　（ａ３）＝　８
　。

（ｃ、）＝φ６（単位：ｍｍ）に設定されている。なお
上記導入口（５１）にはこれを密閉しうる図示しないセ
プタムが用いられる。上記密閉カバー（５）内にガスが
貯留しうる実質的な容量（以下セル容量）は２３７６ｕ
　Ｑ　　（’−’カバー内容量：　２１ＷＸ　１８ＤＸ
　７　Ｈ。

アンモニアガスセンサ（２）体積・１５Ｗｘ　６　Ｄｘ
　３１（）となっている。なお上記密閉カバー（５）は
プリント基板（４）上に接着剤で接着され、導入口（５
１）が密閉された場合、この密閉カバーにより気密性が
保持された測定セルが構成されることとなる。

次に第４図に上記カード型アンモニアセンサ（１）を用
いたこの発明のアンモニア測定装置の一例の構成説明図
を示す。該図において、（１）はカード型アンモニアセ
ンサ、（６）はコネクタ部、（７）ｉＪ静電容量−電圧
変換器（以下Ｃ，−Ｖ変換器）　、（８）ｉＪＡ／Ｄ変
換器、（９）（：ｌインタフェース、（１０）はＣＰＬ
Ｉ、（１１）デイスプレィ、（１２）はキーボード、（
１３）はブザー、（１４）はザーミスタ、（１５）はヒ
ータ、（１６）は温調回路である。

コネクタ部（６）は、カード型アンモニアセンサ（１）
（以下カード型センサ）を挿入固定できかつ上記カード
型センサのコネクタ端子部（４２）と電気接続でき、さ
らに該コネクタ端子部の導通パターン（４３）によって
挿入固定を検知する信号を出力しうるよう構成されてい
る。該挿入固定検知信号はインタフェース（９）を介し
てＣＰ　Ｕ　（１０）に出力される。

上記のごとく挿入固定されたカード型センサ（１）のア
ンモニアガスセンサ（２）から出力される静電容量信号
は、Ｃ−■変換器（７）により電圧信号に変換されさら
にＡ／Ｄ変換器（８）によりデジタル信号に変換されて
インタフェース（９）を介してＣ１）Ｕ（１０）に出力
される。

、温調回路（１６）は、ザーミスタ（１４）から出力さ
れる温度検知信号をインタフェース（９）を介してＣＰ
Ｕ（！０）に出力すると共に、ＣＰ　Ｕ　（１０）から
出ツＪされる温度制御信号に基づいてヒータ（１５）を
調節するよう構成されている。

ＣＰＵ（１０）には、前記センサ（２）から出力されて
くる静電容量信号に基づくデジタル信号を対応するアン
モニア濃度値に演算できうる検量線が予め設定されいる
。そして各デジタル信号に対応する各アンモニア濃度値
を記憶し、該記憶値から所定の２つを比較・減算し、得
られる減算値をデイスプレィ（１１）上に表示するよう
プログラムが設定されている。　　　　′ キーボード（１２）は、インタフェース（９）を介して
ＣＰ　Ｕ　（１０）に測定手順を入力設定できるよう構
成されている。

ブザー（１３）は、挿入固定検知信号が出力された後、
カード型センサに接触するアンモニア濃度の測定（すな
わち初期レベルおよび測定レベル）終了ｆｌｊに【）＼
Ｊ〆ｔろよう、〕−め設定ざ〆−でいる。

次に」記装置の測定＋＋　＋；の作動について説明４−
ろ。

温調回路によ−て一定の安定な温度に調節されたコネク
タ部に、−ヒ述のカード型アンモニアセンサ（以下カー
ド型センサ）を挿入固定すると、挿入固定検知信号がＣ
ＰＵに出力され、上記カー１：型センサが挿入固定され
電気接続されたことが検知される。このとき同時にカー
ド型センサ上の密閉カバー内（以下測定セル内）のアン
モニア濃度が測定される（初期レベルの測定）。所定時
間（約５秒）経過するとブザーが鳴りこの測定が終了し
たことを知らせ、必要によりデイスプレィ上に試料を点
着する旨（例えばＳＥＴ　ＳＡλ！ＰＬＥ等）表示され
る。

次いで被検試料（例えば全血）２０μＱを、密閉カバー
のセプタムを介して上記セル内の試料点着部に点着する
。点着部に含浸されているアルカリ緩衝剤と被検試料が
混和され、約ｐＨ１０程度になり、被検試料中のアンモ
ニア態窒素がアンモニアガスとなって発生し、測定セル
内に拡散し貯留される。これが近接するアンモニアガス
センサに検知されその静電容量の変化が電圧変化に変換
さメ１、ざらにデジタル量に変換される。一定時間（例
えば１分程度）経過後のデジタル量が、予め設定されて
いる検量線と比較され、アンモニアガス濃度が演算され
、該値はデイスプレィ上に表示される。

この測定が終了するとブザーが鳴り、必要に応じてデイ
スプレィ上に所定の表示（例えばＴＡＫＥ　０ＵＴＣＡ
ＲＤ等）がなされ、所定の１被検試料についての測定が
終了し、別のカード型センサが用意され次の被検試料に
ついての測定が行われる。

（ト）発明の効果 この発明によれば、被検試料中のアンモニア態窒素が簡
便かつ迅速に測定できる。測定操作が簡単である。従来
のブローベに比べて構成が簡単でありかつ安価であるた
め使い捨て用と七て経済的である。被検試料共存物質の
影響を受けない測定値を得ることができる。アンモニア
測定装置自体の構成も簡単にでき、かつ、測定も簡単で
迅速に行えるので、緊急検査に好適な装置を提供するこ
とかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明カート型アンモニアセンサの一実施例
において密閉カバーを除いたときの構成説明図、第２図
は第１図のカード型アンモニアセンサに密閉カバーを取
り付けたときの構成説明図、第３図はアンモニアガスセ
ンサの構成説明図、第４図はこの発明のアンモニア測定
装置の一例の構成説明図、第５図は従来例のアンモニア
測定装置の構成説明図、第６図は第５図の装置に用いら
れるアンモニア−Ｎ−感応プローベの構成説明図である
。 （１）・・・・カード型アンモニアセンサ、（２）・・
・　アンモニアガスセンサ、（３）・・・・試料点着部
、　　（４）・・・・・プリント基板、（５）・・・・
・・密閉カバー、　　（６）・・・・・・コネクタ部、
（７）・・・・・・Ｃ−■変換器、　（８）・・・・・
・Ａ／Ｄ変換器、（９）・・・・・・インタフェース、
（１０）・・・・・ＣＰＵ。 （１１）・・・・・・デイスプレィ、（１２）・・・・
・・キーボード、（１３）・・・・ブザー、　　　　（
１４）・・・・・サーミスタ、（１５）・・・ヒータ、
　　　（１６）・・・・・温調回路、（２１）−−１ｒ
、　　　　　　（２２）−−Ｐ　（１、（２３）・・−
Ｓ　ｉ　Ｏ２、（２４）・−・・−Ａ　ｕ。 （４１）・・・・・基板引き抜き用穴、（４２）・・・
　コネクタ端子部、 （５１）・・・・試料導入口、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カード型基板に、その一端にコネクタ端子を、かつ
   任意の箇所にアルカリ緩衝剤を含浸した点着部とその近
   傍に前記コネクタ端子に接続される静電容量型アンモニ
   アガスセンサとを設け、さらに上記点着部とアンモニア
   ガスセンサを気密的に覆い、かつ点着部への試料導入口
   を有する密閉カバーを具備してなるカード型アンモニア
   センサ。 ２、第１項のカード型アンモニアセンサのコネクタ端子
   と電気接続できかつ上記センサを挿入固定しうるカード
   コネクタ部、該コネクタ部に接続され、上記アンモニア
   ガスセンサから出力される静電容量信号に基づいて上記
   試料点着部から発生し密閉カバー内に貯留されるアンモ
   ニアガス濃度またはこのアンモニアガス濃度に基づく被
   検試料中のアンモニア態窒素量を演算しうる信号処理部
   、該信号処理部で得られるデータを表示・記録しうるよ
   う表示・記録部並びに上記カードコネクタ部、信号処理
   部および表示・記録部に作動を指令する制御部を具備し
   てなるアンモニア測定装置。