JPH01501086A - 分析装置と分析方法 - 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】 分析装置と分析方法 本発明は分析用の方法とＩｌ！、特に溶液中の物質検出を伴なう分析、例えば直 接分析、試薬添加分析、および既知■添加分析、滴定等のための方法と装置に係 る。

背頻技術 溶液中の物質を自動的に検出測定する方法としては古くから色々な方法が知られ ており、概ねバッチ分析と流通分析に分類される。本発明のもつ利点と新規性を 十分に理解するために、まず先行技術の方法および手段の本質的特徴と限界につ いて簡単に説明する。霜気イヒ学的分析に関連する分野の総説には、Ｆｅｈｅｒ 、ＺＳ　：　ＮａＱＶ　、Ｇ　：　丁ｏｔｈ　、Ｋ　：　ｐｕｎｇｏｒ　、Ｉｇ 、らの論文、　ＣＲＣＣｒ１ｔ　、Ｒｅｖ、　Ａｎａｌ　、　ＣｈｅＩｌ、　１ ９８３．１４゜１７５−２３０収録（以後”　ｌ：　（４ｉ１６ｒ　ｅｔａｌ” と称する）がある。先行技術に関する記載はこの他にも、ｒ　Ｉ　ｎ５ｔｒｕｉ ｅｎｔａｌ　Ｍｅｔｈｏｄｏｆ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｊ　、第６版、　Ｗｉｌｌ ａｒｄ、　Ｍｅｒｒｉｔｔ、　Ｄｅａｎ　。

５ｅｔｔｌｅ　署、　Ｗａｄｗｏｒｔｈ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｏ　Ｃｏｍｐａｎ ｙ、　１９８１などの参考書にも見られる。

１、バッチ技術 （ａ）自動バッチ直接分析法 この方法は他の物質を添加することなく直接的に試料のｉ＋＋定を行なう分析法 である。

（ｂ）自動バッチ試ｇｋ添加分析法 本発明の目的上、「試薬添加分析」という用語は、その目的とは関係なく流体試 料に何らかの溶液を添加することを指し、下記のものを含む。

（ｉ）　１種類の試薬と試料を用いる簡単な反応。

（１１）試料と同時にかまたは連続して反応させることのでき（ｉｉｉ）試料と 反応しないが感度強化、干渉の抑制、ＤＨやイオン強度等の反応変数の固定、検 出システムの洗浄など色々な目的で添加される溶液の添加。

（ｉｖ）　分析したい物質を既知量、既知濃度で既知量の試料に添加する既知添 加。

（Ｃ）自動バッチ滴定。この方法についてはＦｅｈｅｒ　ｅｔａｌの１７５〜１ ８８頁に記載されている。

一般にバッチ技術は試料の残余を最小にして高精度が得られる点て優れているが 、一定量の試料の測定、試薬または滴定標準液の添加、混合および／または検出 システムへの転送１分析終了毎に行なう検出システムの洗浄等を要するため機械 的に複雑であり、オンライン測定には余り適さない。自動バッチ滴定法の欠点を 具体的に挙げると次のようなものがある。

（ｉ　）　試料の容量分析精度が全体的精度に対して不利を及ぼす。精度を低下 させないようにするためには比較的多量の試料を要するのが普通である。一般に 滴定は精度と関係なく１ミリリツトル以下の試料に関して行なわないのが普通で ある。

（１１）　この方法はオンライン測定に適さない上、１梗類の試料からのアリコ ートの測定にも適さない。

（ｉｉｉ）センサの特性、特に遅延時間を滴定前に予め決定しておく必要があり 、滴定剤を添加した復電にセンサを安定化するのに十分な時間を要する。このた め、粘度を落とさずに滴定を行なうことのできる速度を低下させる結果となる。

（ｉｖ）　滴定を行なうことのできる速度は滴定剤と試料の混合速度によって決 まる。使用する試料の量が比較的大きいため、混合ｖｉ間は例え短かくても、精 度を低下させることなく滴定を行なえる速度が相当低下される結果となる。

（ｖ　）　緩慢反応に適さない。

（ｖｉ）　自動式試料採取はセンサ、撹拌例滴定容器の洗浄や新試料の調合を要 する複雑な手続きであるため、試料採取の頻度が低Ｍする。

（ｖｉｉ）嫌気性測定に余り適さない。

２、流通法 本発明の目的上、流体流路の検出地点より前（すなわち上流側）に配置されるポ ンプを１正のポンプ」と称し、流体流路の検出地点より後（すなわち下流側）に 配置されるポンプを「負のポンプ」と称することにする。

（ｄ）自動流通式直接分析 例えば米国特許第３５５６９５０号に記載されているように、較正用手段を備え た正のポンプまたは負のポンプそれぞれ１台によって試料を流体路にそって推進 する。

（ｅ）自ｔｊｊ流通式試薬添加分析 １台またはそれ以上の正のポンプを用いる技術は下記のように幾つか周知となっ ている。

（ｉ　）　逆Ｆ！流動分析 Ｆｅｈｅｒ　ｅｔａｌ　、２１６頁にその一例が見られる。

（ｉｉ）　空間分割分析 この方法にライてはＦｅｈｅｒ　ｅｔａｌ　、７９１〜２００頁に記載されてい る。

（ｉｉｉ）流通噴射分析 この方法と手段についてはＲｕｚｉｃａ　、　Ｊ、　、ｒ　Ｆｌｏｗｌ　ｎｊｅ ｃｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｊ　Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　ａｎｄ　３ｏｎｓ 　。

１９８１、米国特許第４００２２５７５号、およびＦｅｈｅｒ　ｅｔａｌ　、２ ００〜２１５頁に記載されている。

（ｆ）自動流通式滴定法 Ｆｅｈｅｒ　ｅｔａｌ　、２１９〜２２７頁に記載されているように、負のポン プを１台またはそれ以上用いる技術が下記のように幾つか周知となっている。

（ｉ　）　連続流動滴定法 （１１）希釈試料または滴定剤の勾配滴定法。

（ｉｉｉ）電気北学的に生成した滴定剤の勾配滴定法。

（ｉｖ）　希釈滴定剤による勾配流通噴射分析。

連続流動滴定法については米国特許第２９７７１９９号。

第３１８６８００号、第３１９２０１７号、第４１２０６５７号、西独狛訂第２ ０３１３３６号、フランス特許第２３２７５４３号、欧州特許公開第１５９２４ ３号に例が見られる。

流量に基いて分析を行なうという概念はバッチ分析法の限界を克服する見通しを 与えるものであるが、（ｄ）　、　（ｅ）　。

（ｆ）の流通法に関する先行技術の方法と手段には下記のように共通の限界が幾 つかある。

（ｉ）このような技術で普通使用されるぜん動式ポンプの流量精度が低い。これ によって特に技術（ｅ）と（ｆ）に関して再現性を低下する結果となる。ぜん動 式ポンプはある種の検出器の問題、例えば静電気が生成されて電俊差検出器に影 響を及ぼすと言った問題を生じる。

（ｉｉ）　ぜん動式ポンプに使用される各種の可撓管は有機性溶剤と相容れない のが普通であり、配管を行なう前に溶剤の種類または分析回数を制限する必要が ある。

（山）溶解されない固体を含有する試料が流路を閉塞したり検出器のは能を害す る場合がある。このことは特に小佳日の流路を用いる（ｅ）（ｉｉｉ）の技術に ついて言える。

さらに、（ｅ）と（ｆ）の技術は下記のような特有の欠点を有している。

（ｉＶ）　（ｅ）（ｉ）および（ｆ）（ｉ）の技術はオンライン分析に限定され 、個々の少槌の試料の分析の場合は少楢の試料が流路に分散するため適さない。

（Ｖ　）（ｅ）（ｉｉ）の技術は高圧または可変圧力に抗してオンライン使用で きるものではなく、（ｅ）（山）の技術はオンライン測定のためには？！雑な噴 射システムを要する。

（Ｖｉ）　（ｅ）（ｉｉおよび１１１）の技術の時間に暴く混合方法は試料採取 の頻度を低減する。通常１回の分析に少なくとも１０秒を要する。

（Ｖｉ）　（ｅ）（ｉｉおよびｉｉｉ　）の技術は指数関数的にかすが残るため １つの試料から次の試料にキャリーオーバーが存在する。

これが精度低下や試料採取頻度の低減につながる。

（Ｖｉｉ）　（ｅ）（ｉｉおよび１１１）の技術は噴射試料と測定反応生成物の 間の混合が不完全であるため、両者間の定量的関係を欠く。

このため較正用に広範囲の標準液を要し、感度が落ちる。

（ｉｘ）　（ｅ）（ｉｉおよびｉｉｉ　）の技術に適さない検出器が幾つかある 。例えば温度検出器は長い配管の中で熱損失するため適さない。

（Ｘ　）　（ｅ）（ｉｉ）の技術は特定の分析の設定に相当の時間を要し、短期 間試料分析に適さないのが普通である。

（ｘｉ）　（ｆ）　（ｉｔ、　ｉｉｉおよびｉｖ）は滴定剤と試料を混合する前 に滴定剤の勾配を要し、１回の滴定に少なくとも１分を要する比較的遅い方法で ある上、再現率も約１％にとどまる。

（ｘｉｉ）　（Ｄ（ｉｉｉ　）の技術はごく限られた滴定剤しか使用できない。

（Ｘｉｉｉ　）　（ｆ）（ｉｖ）の技術も（ｅ）（ｉｉｉ）と同じ欠点を有する 。

先行技術の方法および手段は、（ｆ）（ｉ）の技術を除く全てが測定中一定の流 速望で動作する。

一般的に言って先行技術は試料送出用と滴定剤または試薬の送出中に別々のポン プを用いるか、あるいは両方の成分をスポイトや同様装置を用いて連続吸引する 構成となっている。

発明のｍ要 本発明は精度の点でバッチ技術に劣らず、しかも上に挙げたような流量に基く技 術のもつ欠点を少なくとも幾つか無くした流通分析法を実現する方法と装置を提 供する。

本発明の主たる目的は、試料の量の測定および装置内への試料の噴射あるいは注 入を要さずに試料の直接分析、試薬添加分析または滴定を行なえるようにするこ とである。

本発明の別の目的は下記の用途に適用し得る分析方法を提供することである。

（ａ）高圧または可変圧力に抗しての連続的オンライン分析。

（ｂ）個々の試料。

（Ｃ）１種類の試料のアリコート分析。

以上のような目的に沿って実質的な利益を実現するために、本発明では新規の分 析用構成、すなわちそれぞれ異なる制御可能流速で動作する複数のポンプによっ て試薬や滴定剤のような制御流体を流体接合を介して検出位置へ積極的に送出す ると共に相極的に吸引し、流体接合において制Ｗ流体の中に試料を吸引させる構 成を使用するか会手場必要がある。

従って本発明の提供する分析方法は、 制御された第１流速で第１流体を流体接合を介して検出位置へ送出する段階と、 それと同時に前記第１流体を含む流体を前記第１流逮より大きい流速で検出位置 へ吸引することにより前記流体接合の前記第１流体の中に別の流体を吸引させる 段階と、検出位置において流体状態を検出する段階とを含んで成る。

同時に行なう吸引段階は、検出位置へ流体をＩ′Ｏ１的に吸込むようにするのが 望ましい。望ましくは大きい方の流速を実質的に一定として、前記第１流速を制 御可能で変化させる。流体接合と流体状態検出位置との間で第１流体と別の流体 を確実に混合するのが有利である。

有利な方法として、流体を導管内に閉じ込めて前記送出および吸引段階前の一定 期間前訂流速を等しく保持することにより、前記第１流体で導管をフラッシング する段階も含む。

滴定法を適用するためには、前記第１流体として滴定剤を使用し、検出個所にお いて終点が検出されるまで前記第１流速を連続的に変化させた後、流速比率を用 いて分析を完了する。

試薬添加法を適用するためには、前記第１流体として試薬を使用し、流速間の比 率と前記検出結果を用いて分析を完了する。

流体には溶液等の液体を用いることができる。

本発明による分析装置は第１ポンプおよび第２ポンプと、第１ポンプ用の１対の 出入口と第２ポンプ用の少なくとも１つの出入口とを含んで成る。導管が第１ポ ンプの第１出入口から第２ポンプの前記出入口まで流体を連通させる。流体接合 はこの導管の中の前記第２ポンプの一出入口から距離をあけた地点に配回し、導 管に別の流体が入れるようにする。Ｓ管に関連して設けられたセンサが、少なく とも流体接合と第２ポンプの前記出入口との間にある検出位置においてＳ管内の 流体状態を検出する。第１ポンプと第２ポンプとはそれぞれ制御可能な第１速度 で第１流体を導管に送出すると共に前記第１速度より大きい速度で導管から流体 を引き出すことにより、新たな流体を導管内の流体接合に吸引するように動作す る。

第１ポンプと第２ポンプが本明細書で使用づる用語法による正のポンプと負のポ ンプをそれぞれ構成することが理解されよう。

第１ポンプはピストン・シリンダ構造とするのが有利であり、第１流体を前記第 １流速で送出する段階と第１ポンプの充填中は第１流体を８１管に送出しない段 階とを含む断続的流動動作周期で動作する。

導管内の流体接合と検出位置との間にｌ管内の流体を混合する手段を設けるのが 望ましい。

本発明の装置はさらに、第１ポンプに動作的に連結されて所定のプログラムに従 って少なくとも第１ポンプの流速を変化させる手段を含むのが望ましい。それぞ れの弁に各出入口の制御を行なわせ、２つのポンプおよび弁の動作を周期化する 手段を設けると有利である。

流体接合はＴ形接合とするのが望ましいが、導管を部分的に流体の中に浸漬する 場合は開口部としてそこから流体を吸引させるとこも多い。ここで使用する「Ｔ 形」という用語は必ずしも実際の流体接合の形状を指すものではなく、その形状 、形態とは関係なく２つまたはそれ以上の流体の流れが流入して合体し、共通の 出口から流出する流体接合を全て含めて指すもので本発明の理解と実施を容易に するため、次に添付図面を参照しながら好適実７＋１！態様と動作方法の例につ いて詳述する。

第１図は分析を要する対象溶液が１種類のみの場合に本発明の方法を実施する分 析装置の基本的構成を示す組合せブロック図である。

第２図は分析を要する対象溶液が１種類以上の場合を含む本発明の方法を実施す る分析装置の別の構成を概略的に示すと共に、個々の部品の位置や性質において 可能な変形例も示す。

第３図は本発明による装置のいくらか概略化した断面図であり、第１図のブロッ ク図を詳細化したものである。

第４．５．６図は特定の分析プログラムに関してピストン運動、流速およびセン サ出力を表わすグラフである。

発明の実施方法 第１図に概略的に示した分析装＠１００は、流体路７を介して溶液１０の容器９ と連結される正のポンプ１を含む。負のポンプ２は排液路８を介して排液口に接 続される。Ｔ形流体接合３が正の流体路４によって正のポンプ１に、負“の流体 路５によってれている。流体路５，６と流体接合３とで両ポンプ間に流体を連通 させる８１管手段を構成する。正常分析中の流れは正のポンプ１から負のポンプ ２に向かう。負のポンプ２の流速（Ｆｏ）の方が正のポンプ１の流速（Ｆ−より 大きい時は、試料１１が試料流体路６沿いにＴ形流体接合に向かって導出され、 流速Ｆｘで接合３から負の流体路５に吸引される。混合機１５が流体路５内で溶 液１０と試料１１を均等に混合した後、センサ１３が流体路５内の流体状態を検 出して分析回路１４に出力信号を送る。

Ｆｘ　：ＦＤの比率を変えることで多数の分析プログラムを生成できることは明 らかであろう。次の３つの方法で所望の時に所望のＦ　：Ｆ　を獲（９できるこ とに注意を要する。

ｘｐ （１）Ｆ　を一定に保ちながらＦ　を変える、ｎ （２）Ｆ　を一定に保ちながらＦ　を変える、ｐ （３）Ｆ　とＦ　の両方を変える。

ｎ 但し、（２）の方法に下記のような利点がある。

（ｉ　）　センサ１３を通過する流速が一定になる。このことはセンサ応答が流 量に従属する場合に望ましい。

（ｉｉ）　Ｔ形流体接合３から流体が流れるのに要する時間が一定になるため、 特に滴定の場合に分析が簡単になる。

（市）両方のポンプの流速ではなく１つのポンプの流速、すなわちＦｏを変える ことで各種の分析プログラムを作成できる。

好適な（２）の方法によると、正のポンプ１が下記の特性を備える必要がある。

（ａ）少なくとも測定に関する段階に関してパルスが無いこと。

（ｂ）プログラムされた流速の変化（すなわち減衰ではない）に瞬間的に応答す ること。

（Ｃ）分析プログラムを繰返し実行する場合に流速再現率が高いこと。

正のポンプ１の好適実施態様は送入弁と排出弁を備えたピストン・シリンダポン プであり、測定を行なう前進工程１回と後退１稈１回を１回の動作周期において 完遂する。負のポンプ２もこの形式とすると、精度の高い流量制御と後述するよ うな逆流洗浄を行なうことができるが、弁を必要とする。生成溶液が汚れていた り、高精度制御や逆流洗浄を必要としない場合はぜん動ポンプのようなポンプが 望ましい。

上記のような実施態様を第２ａ図に示づと共に第３図にさらに詳しく示す。第２ ａ図において正のポンプ１と負のポンプ２は溶液弁１６．正の弁１７．負の弁１ ８．祷液弁１９と共に動作するピストン・シリンダ形ポンプである。ピストンの 前進運動または後退運動と同期させて４つの弁を開閉することで１回の動作周期 につき下記の２つの状態が生まれる。

（ｉ　）　試Ｆ１１１および／または試料溶液１０を負の流体路５に流して測定 を行なう流れ状Ｂ０ （ｉｉ）　試料１１および／または溶液１０を正の流体路４並びに負の流体路５ に流さず正のポンプ１に溶液を充填すると同時に、出流体路８に放出する流れ停 止状態。

従ってこの分析装置１００が断続的な動作周期を有するものであることが理解さ れよう。

第３図は第１図および第２ａ図の好適実施態様をさらに詳細に示す断面図である 。

正のポンプ１はシリンダ４６とＯリングシール４７とピストン４８を含んで成る 。正の弁１７と溶液弁１６は、連結ロッド５０に連結されたカム４９によって機 械的に作動することができる。この他、弁１６．１７を流体圧の変化で作動する １弁としたり、スイッチ作動式のソレノイド弁としたり、あるいはモータ駆動式 ３方向タツプとしてもよい。弁１６と弁１７は正のポンプ１が溶液１０を充填中 か正の流体路４に沿って溶液１０を放出中かによって相互に反対の段階（開放段 階と閉塞段階）で動作する。

負のポンプ２も同様にシリンダ５１とＯリングシール５２とピストン５３を含ん で成る。Ｏリングシールを設ける代わりに、ピストン４８．５３の終端部にテフ ロンスポイトのようなやや可撓性の流体シールを設けてもよい。負の弁１８と排 出弁１９は弁１６．１７と同期して動作する。シリンダ５１の容量の方がシリン ダ４６より大きい。ピストン４８は、ピストン４８がシリンダ４６の中に前進し てシリンダ４６内にある溶液１０を正の流体路４に沿って押し出す前進工程と、 ピストン４８がシリンダ４６から＠退して溶液１０を容器９から溶液流体路７に 沿って導入する後退行程の２つの状態で動作する。ピストン５３もこれと同様に 、ピストン５３がシリンダ５１内に入ってその内容物を流体路８に押し出す前進 行程と、ピストン５３がシリンダ５１から後退して流体（試料１１．溶液１０ま たは反応生成物）を負の流体路５を介してシリンダ５１内に導入する後退行程の ２つの状態で動作する。ピストン４８とピストン５３は弁１６．１７．１８．１ ９と関連して同期的に、但し反対の状態で動作する。溶液弁１６が閉塞している 時に正の弁１７が開いてピストン４８がシリンダ４６内に入る。それと同時に負 の弁１８が開いて排出弁１９が閉じ、ピストン５３はシリンダ５１から引き出さ れる。この時ピストン５３の後退行程で変位される量の方が同じ時間でピストン ４８の前進行程で変位される量より大きく、その差が流体路５の中に吸りｌされ る試料１１の量と等しくなる。それと逆に弁１６が開放している時は弁１７が閉 じてピストン４８がシリンダ４６から引き出される。同時に弁１８が閉じて弁１ ９が開き、ピストン５３がシリンダ５１の中に進入する。

流体路４，５．６は断面が円環状の管で構成するのが望ましい。感度を最適化す るように内径はできるだけ小さくするのが望ましいが、余り小さくし過ぎると詰 まる危険性が生じる。内径の好適範囲は０．５〜２．０門、より望ましくは１０ 〜１８５Ｍである。各流体路の長さも実際上可能な限り短かくして、流れ抵抗を 小さくし、検出の遅れを最小化できるようにするのが望ましいが、特に流体路５ はＴ形接合３と有効検出位置との間の距離を十分にとって所要の分析のために適 正な反応を行なわせる必要がある（「反応区域」）。この反応区域の長さは大抵 の用途において１０〜３０ｍｍの範囲とするのが有利である。

ピストン４８オよびピストン５３の変位は、例えば次のような手段で達成かつ制 御することができる。

（１）個別にプログラムした線形アクチュエータ、（２）速度制御を個別にプロ グラムしたモータ、（３）特定の分析プログラムに合うように輪郭取りして共通 の駆動軸に連結したカム。

（１）と（２）の技術はプログラムの柔軟性という利点があるが、負荷がかかる と同期しないために、非常に高速の周期動作に適さない。これに対して（３）の 技術は負荷下でも正確に同期し、可変周期または高速周期に容易に適合させるこ とができるが、柔軟性を欠き、分析プロゲラ、ムが変わる毎に異なるカムを必要 とする。それでもこの方法は、例えば固定設置などに非常に望ましい方法である 。

第３図は（３）の技術を示しており、シャフト５６に１対のカム５４、５５を設 けて使用している。カム５４．５５はステンレス鋼のような摩耗しガく耐腐食性 の材料で構成される。「ワイヤカッタ」として周知の装置を用いて、カムの輪郭 線を非常に高精度で所望の数学的曲線に切断するとよい。これによってピストン の変位を１つの動作周期から次の周期へ正確に再現できるようになる。カム５４ ．５５はシャフト５７を介してモータ５６に連結される。

モータ５６は比較的高速のモータであり、変速装置５８によって適当な周期速度 に減速される。モータ５６のシャフトに符号器６０が取付けられており、符号器 ６０は周期速度や周期中の速度変化と無関係に周期毎に一定数のパルスを生成す る。符号器の発するパルスは、分析回路１４を介してセンサ１３の出力に同期化 されると共にタイマ５９によって記録されて周期を中断したい場合に使用される 。このように分析回路１４は常にカム位置、ひいては流速比を直接的に認識して おり、これを次に挙げる例で説明するように試料濃度と関連させることができる 。

ここで第２図に戻ると、本発明を実施する他の装置構成が概略的に提示される。

第２ｂ図は、ピストン・シリンダ形式ではないため弁１８．１９を要さない連続 流形式の負のポンプ２を示す。

このポンプ２はピストン・シリンダ形式の正のポンプ１と関連して動作し、正の ポンプ１の充填中はスイッチ２０によって停止される。

第２Ｃ図はピストン・シリンダ形式であるが弁１８．１９．１１５よび排液路８ を使用しない負のポンプ２を示す。この構成ではピストン・シリンダ形式の正の ポンプ１に溶液１０を充填する際に逆流洗浄を行なうことができる。負のポンプ ２の内容物が負の流体路５に泊って押し戻されて、試料流体路６を通り、流体路 ６の端部に設けたフィルタ２１を通過して試料１１の中に入る。この時、先に試 Ｆ１１１を試料流体路６に導入した際にフィルタ２１に粒子が堆積していればそ れを除去する。この結果試料１１が汚染されるが、個々の静的試料に関して１回 だけ測定を行なう場合には余り問題とならない。１つの試料に関して１回以上測 定を行ないたい場合は、逆流；先手の間容器１２を試料流体路６から取外して汚 染を防止するとよい。試料が流れの場合はこれは不必要である。また、溶液１０ と試料１１の反応で沈殿物が生成される場合は逆流洗浄を行なうことはできない 。

第２ｄ図は並列式の正のポンプ偶成を示しており、正の弁１７と２９をそれぞれ 組込んだ正の流体路４．２４によって正のポンプ１．２２がＹ形流体接合２３に 接続されている。正のポンプ２２は、溶液弁２６を含む溶液流体路２５を介して 溶液２７の容器２８と接続される。この構成では、正のポンプ１．２２を同時に 動作させる複流システムか、あるいは何れか一方のポンプを動作させる「二考択 −」システムとして動作させることができる。複流システムは試薬または滴定剤 が不安定で、かつ試料１１と反応させる前に２種類の成分（溶液１０と２７）か ら調製しなければならない時に有効である。二者択一システムは溶液１０と溶液 ２７が組成や濃度で異なる場合に複式分析や２範囲からの選択に有効に使用でき る。正のポンプ２つ以上を並列に接続することもできる。

第２ｄ図は詳細に示す構成の倒れにでも使用できる検出システムの選択的構成も 示している。センサ１３を同様のセンサ３０と連結して用いて差動センサ対を形 成している。センサ３０は第２ｄ図のように流体路４に配置してもよいし、ある いは第２ｅ図のように試料流体路６、または第２ｆ図のように負の流体路５上の センサ１３への至近距離に配置してもよい。殿後に挙げたような配置をすると第 １次導関数に近い出力が生まれ、電位差滴定に有効である。第２ｄ図は容器１２ での測定の代わりに試料１１を管１２を通る流れとする方法も示している。

第２ｅ図は正のポンプの直列構成を示している。正のポンプ１３が正の弁３４を を含む正の流体路３３によってＴ形流体接合３２に接続され、溶液弁３８を含む 溶液流体路３７を介して溶液３６の容器３５に接続される。混合機３９が混合試 料１１と溶液１０とから生まれる反応生成物と溶液を混合する。この構成では複 数の溶液を用いる連続分析を行なうことができる。２つ以上の正のポンプを直列 接続してもよい。

溶液３６の容器４０を用い、正の弁３４を含む正の流体路３３によってＴ形流体 接合３２に接続している。試料弁４１は正の弁３４と同期であるが反対の状態で 作動する。

第２ｇ図は試料流体路６を除去した構成を示す。正の流体路４と負の流体路５が 試Ｆ１１１の中に浸漬されており、Ｔ形流体接合３が流体路に設けた開口部とな ってそこから試料１１を導入するように構成されていることが注目される。流体 が混合機１５７））らセンサ１３に道するまでのＩｔＩ間は、周期速度の他に混 合機１５とセンサ１３との間の流体路の長さによっても決まる。この長さは試料 １１と溶液１０の反応が速い場合などには非常に知かくし、試料１１と溶液１０ の反応が遅い場合には比較的長くするように変化できる。第２Ｑ図は後者の状態 を概略的に示したものである。

第２Ｑ図はセンサー３を負の流体路５に配置せず流体通過路４２に配置し、従っ て負のポンプ２に導入する流体量に対して実質的影響を及ぼすことなく被分析物 質を流体路５から拡散膜または透析駁４３を介して流体通路４２に通すようにし た構成も示す。

流体通路４２に入った被分析物質は、ポンプ４５から一定速度で流体通路４２沿 いに推進される試薬４４と反応する。

典型的な分析周期は幾つかの段階から成り、その数、性質、継続時間および順序 は特定の分析プログラムに適合させて変更することができる。各段階の継続時間 は時間間隔で特徴付けることができ、全段階の時間間隔を合計した和が周期時間 となる。

複数の正のポンプの流速をＦ　・・・・・・Ｆ２．１台の負のポンプの＋流速を Ｆ　、試料の流速をＦｘとした場合の流速に関する基本式は次のようになる。

Ｆ　＝Ｆ　−（Ｆ　・・・・・・十Ｆ２）ｘ　ｎ　ｐ 選択的な段階として次のようなものがある。

（ａ）溶液フラッシング Ｆ　＝Ｆ　・・・・・・十Ｆ２≠Ｏ：　Ｆｘ−Ｏｎｐ 角の流体路５に試料１１を導入せず、試料１１または反応生成物があればそれを 負の流体路５から排出して代わりに溶液１０を入れる。センサー３は試料１１ま たは反応生成物がセンサー３を通過して後に基線を記録する。

（ｂｌ試料フラッシング Ｆ　＞Ｆ　・・・・・・十Ｆ７≧Ｏ：Ｆ、＞ＯｎＤ Ｆ　が高くなるようにして、試料流体路６の中に残っている試料を短時間で測定 されるべき試料と換える。従って試料流体路６は試料１１で初期化される。第２ Ｑ図の構成の場合は、この段階は不要である。

（Ｃ）試料の測定 Ｆ　−Ｆ　≠ＯＦＦ　・・・十Ｆ２＝Ｏｎ　ｘ　ｐ 負の流体路５に溶液を導入しない。この段階は直接分析に使用する。

（ｄ）標識 Ｆ　＞Ｆ　・−・十Ｆ　≧Ｏ：Ｆｘ〉Ｏｎ　ｐ　ｚ 比較的少量の試料１１を非常に短時間で負の流体路５に導入すると、センサー３ がシャープなスパイク波形を記録するため、これをその後に続く段階の開始点の 標識として使用することができる。この段階は負の流体路５におけるンサ１３の 位置とは関係なく、標識から終点までの時間が試料濃度の測定値となる滴定に有 用である。

（ｅ）試薬添加分析のための単一定量添加にの値は個々の反応および試料のＩＩ Ｉ範囲に適合づるように選択される。センサー３は段差状変化を記録する。この 時段差の高さくｙ）が試料１１の濃度と関連する。段差の継続時間センサー３を 安定化するのに十分な時間として、ｙを平均値にできるようにするのが望ましい 。

（ｆ）多重定ε添加 すなわちに、に２・・・・・・Ｋ、を変更することによって上昇まま たは下降する一連の段差状変化を生み出すことができる。センサが一連の段差の 高さ￥、’／２．・・・・・・ｙｏを記録するが、その差は等しい場合と等しく ない場合がある。定量添加段階は既知侶試薬添加分析に使用される。

（９）簡単な滴定または試薬添加分析のための単一勾配形成ｆ（ｔ）を例えば線 形または非線形関数など段階時間に関する上昇または下降関係とする時、 の時に開始、終了する。

＜１）　Ｉ限大、すなわちＦ　・・・・・・十Ｆ２＝Ｏ■　ゼロ、すなわちＦ　 ＝０ × ０）　特定範囲の試料潤度に合わせて変えることのできる）（ａ（開始定数）と Ｋｂ（終了定数）。初期値対最終値の比率いて一連の勾配を生み出すことができ る。例えば、ｆｌ　（ｔ）＝ｆ２　（ｔ）は中心点を中心しとて対称の上昇／下 降二重滴定を生む。勾配は滴定の他、試薬添加分析にも用いることができる。

この段階は反応時間を遅くして、試Ｆｌ流体路６の完成または移動を行なうのに 有効である。

（ｊ）弁の変更 第２図および第３図に示した弁は何れも開放状態か閉塞状態にあり、他の弁と同 期してまたは独立して変更することができる。

（ｋ）充填 弁で正と負の流体路を閉じた状態で、正のポンプに溶液容器から溶液を充填する 。

（１）排出 弁で正と負の流体路を閉じた状態で、負のピストン形ポンプの内容物を排水路に 排出する。これは（ｋ）の段階と同時に行なわれる。

（ｍ）移転 路５流体の流れが生じない状態で試料流体路６を別の試料に移転することができ る。

のピストン形ポンプ２の内容物を上述のように負の流体路５に沿って押し戻す。

囲繞に説明した本発明による分析装置の構成は、周知の流通法と同じく精密に量 測定を行なう必要をなくしただけでなく、これまでの流通法に共通する問題であ った試料を流路の中に噴射または注入する必要性も無くした点で、先行技術より はるかに優れている。噴射用の装置は比較的複雑であり、試料から試料へ汚染す る虞れもある。本発明のように複式ポンプを用いて試料を吸引させる構成は比較 的簡単であり、フラッシングが容易なため汚染の問題も無い上、非常に高精度で ある。また、先行技術では好んで用いられたが問題の多いぜん動式ポンプの代わ りに、単純なピストンポンプを使用することができる。

本発明の分析！方法は非常に少（至）（１ｄ以下）の試料をこれまでの流通法に 比べて高速に、しかも高再現率で処理することができる。空気分割分析法（ａｉ ｒ−ｓｃｇｎ＋ｅｎｔｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ）は１回２０秒で分析を行なうこ とができ、フロー噴射分析法は１回１０〜２０秒で行なえるが、本発明の方法で は反応時間およびセンサ応答にもよるが１回１秒以Ｆで行なうことができる。分 析と分析の切換時にも、本発明の装置は試料と試薬を速やかに交換できる。再現 率は滴定の場合で０．１％より良く、試薬添加分析の場合で１％より良いことが 照明されている。

本発明の方法の中に積極的な混合動作を含む場合は、試薬添加分析において注入 された試料と測定反応生成物との間に再現可能で密接な發的関係が存在すると考 えられる。これによって種ないし２ｅｌ類の標準液で十分である。

本発明の方法の融通性についても以上の説明から明らかであトに応用することが できる。

本発明がこの他にもつ重要な利点は、ピストン・シリンダポンプにより高精度の 流速制御を達成し得る点に関連する。このため予想される終点値近辺の非常に狭 い流速範囲の中で滴定を行なうことができる。このため感度が増し、範囲の微細 度は周知の流通法に暴く技術の場合より小さくなる。

本発明の分析装置を断続繰返し動作させることによって、勅を組入れることがで き、試料流路の７ラツシングおよび付随するフィルタの洗浄を行なうことができ る。

最後に注目すべき点は、これまで流通法またはバッチ技術の何れかを用いてしか 達成されなかった幾つかの特徴を１つの技術に結合した点である。中でも注目さ れる）ｔｌｆｉは溶剤に対する制限が無くなり、広い範囲から検出システムを選 択することができ（バッチ技術により可能）、嫌気性測定、緩浸反応、ｆ２つの センサを用いての差動検出または誘導〆検出、およびセンサ遅延の自動補償に応 用することができる（全で、従来の流通法を１つまたはそれ以上用いて可能）。

より詳細に言うと、本発明の％Ｈ５ｉはステンレス鋼、ガラス。

ポリプロピレン、テフロン等の化学的不活性のＩＩＩでその全体を構成できるた め、化学的に強力な溶液と共に使用することができる。さらに、高速反応の場合 、混合が完全であることと混法している。システムが外気に対して閉塞されてお り、開放されることがないため、嫌気性分析を行なうことも可能である。

例　１ 実現可能な分析プログラムが無限にある中で、（ｊｌ）、（ｂ）の段階をこの順 序で（上で用いた符号を使用）含む多重定量試薬添加分析を分析プログラムの一 例として選択し、これについて詳細に検討することにより動作原理について説明 する。また直接分析および滴定に関する他の例についても、既に説明した／各段 階に関連して簡単に検討することにする。

この例に関して、第４ａ図がピストン４８の行程長、第４ｂ図がピストン５３の 行程長を示し、第４Ｃ図がＦ。、第４ｄ図がＦ　１第４ｅ図がＦ８をそれぞれブ １」ツｌ〜しており、第４ｆ図はセンサー３の出力を示してる。全て同じ水平的 間軸上にとった動作周期時間を関数としてプロットしており、Ｏの点く左側）か らＯの点（右側）までの時間が１周期を表わす。第４ｆ図は流体がＴ形流体接合 ３からセンサー３まで移動する時間をとっているため、第４８．ｂ、Ｃ，ｄ、８ 図に関しＣずれている。この遅延は時間点０から時間点０１までの間隔で表わさ れている。

第４ａ図と第４ｂ図の関係を明確に説明するために、ピストン４８とピストン５ ３の断面積を等しいと仮定するが、これは決して本質的条件でないことは理解さ れよう。また、やはりこの例の目的上、センサー３が試薬１０と試料１１から形 成される反応生成物生物を測定し、試薬１０にも試料１１にも応答しなと仮定す る。

次に各段階につい詳細に説明することにする。

段階（ｊｌ） ０からｔｌまでの時間間隔において、弁１６と弁１９が閉塞され、同時に弁１７ と弁１８が開放される。０から１１までの時間にピストン４８もピストン５３も 移動し、ないため、弁の変更と共に流体路４．５に圧力サージが発生するのが防 止される。

段階（ｂ） ｔ　から１２の時間間隔において、弁１６と１９が閉じ弁１７と１８が開いた状 態でピストン５３がシリンダ５１から後退し、０から１の位置へ移！Ｉｌｌする ため、流体が流速Ｆ。で流体路５に沿って４前から含まれていた試料が測定すべ き試料１１によってＴ形流体接合３へ、さらに流体路６に沿って誘導される。反 応生成物が形成されないため、メセンサー３は基線を記録する。Ｆ、がぜ口であ る必要はないが、試料のフラッシングが最短時間で終わるように比較的小さい値 にする必要はある。

段階（ａｌ） ｔ　から１３までの時間間隔において、弁１６と１９が閉じ弁１７と１８が開い て、ピストン５３がシリンダ５１から後退し、位置ｌから位置ｍまで移動し、流 体が流速Ｆ。で流体路５に沿って尋人される。それと同時にピストン４８はｔ　 からｔ３までの間にシリング４６の中に進入し、位置Ｏから位置Ｑへ移動するた め、溶液１０（この場合は試薬）がＦ。と等しいＦ、〆で流れるようになる。試 Ｆ１１１は流体路６に沿って流れず、Ｔ形流体接合３までの流体路６の中に収容 されており、流体路５から排出されて溶分析器１４は基線を記録する。

段階（ｆ） ｔ　から１４までの時間間隔において弁１６と１９が閉じ、弁１７と１８が開い てピストン５３がシリンダ５１から後退し、位１ｉｒｎから佼四ｎへ移動するた め、流体が流速Ｆ　で流体路５に導入されｎ る。それと同時に１３から１４までの時間間隔においてピストン４８がシリンダ ４６の中へさらに進入し、位置ｑから位＋ｉｈへ移動するため、試薬１０が流体 路４に沿ってＦ。以下の流速で流れるようになる。試料１１はＴ形流体接合３に 吸引され、そこで試薬１０と合流し、混合機１５によって混合されてセンサー３ を通過し状出力が得られる。これはセンサの応答曲線に関する情報を与えるもの であり、もしこの増分差（すなわちｙ４−１３　、１−ｙ２．ｙ２−ｙ１′ｒｊ ＠しくない場合は、試料と標準液の間での数を初めに決定する。混合が終了する と、試料の濃度と高ざｙｉ　、ｙ２．ｙ３　、ＶＵの間に定量的関係が存在する ようになる。

から位置ｐまで移動するため、流体が流体路５に沿って流速４６に進入して位置 りから位！ｉまで移動し、溶液１０がＦ。に等しい流速で流れるようになる。試 料１１は試料流体路６に沿って流れず、反応生成物が流体路５から排出されて溶 液１０と入替るわる。）分析器１４は前のように基線を記録する。

までの時間間隔はピストン４８の全後退行程とピストン５３の全前進行程を表わ しており、両ピストン共最初の始動位置、すなわちｔ。の位置にもどる。

メピストン４８もピストン５３も移動しないため、弁の変更を行なうのに伴なっ て流体路４．５に圧力サージが発生するのが防止される。

段階（ｋ、ｊ） ｔ６から０までの時間間隔において、弁１６と１９が開き、弁１７と１８が閉じ た状態でピストン５３がシリンダ５１に進入して位ｔＪＤから位置Ｏまで移動す るため、内容物が流体路８に沿って排水口へと押し出される。それと同時にｔ６ から０までの時間間隔においてピストン４８がシリンダ４６から後退し、位１５ ｉから位置Ｏへ移動するため、溶液１０が流体路７に沿って流れてシリンダ４６ に入るようになる。流体路４．５では溶液１０の流れは生じないいが、どちらの 流体路にも溶液１０が存在している。この間に試料流体路６を別の試料に移すこ とができる。こうして次の動作周期を再開する。

本発明の装置の有用性を立証するために、次のような分析を行なった。１リツト ルにつきそれぞれ５００マイクログラムと１ｏｏｏマイクログラムの沃化物標準 液と低詣訪牛乳を装置内に別々に吸引し、沃化物イオン選択電極と単一のＡＱ／ ＡＱＣＩＩ／ＩＭ　ＫＣ［単電極を含むフロースルーセル（容ＷＡ１０マイクロ リットル）をセンサとして用いて１リツトルにつき１０００マイクログラムの沃 化物標準液に０．ＯＩＭの塩化カリウム（「試薬」）を既知量添加することによ って測定し、内径１．６Ｍの８管内部において２０Ｈｚで振Ｉ＠ｌｖるマイクロ リード（２０ｓ　Ｘ　Ｏ，７ｔｔａ　）により混合した。１回の動作周期で吸引 される溶液の旦と消費される試薬の茄は、ポンプの特性および変位速度から判断 して、１回の動作周期時間を１５秒とし、２段階定量添加法を採用して吸引溶液 対試薬の比をそれぞれ６０：４０と４０：６０とした場合、それぞれ０．９ａｅ であった。この測定を数回反復した結果、再現率は１％以内であった。また２つ の標準液から牛乳中の沃化物の量は、１リツトルにつき７６０マイクログラムで あると算出された。

例　２ 第５図は（ｊ、＞、（ｂ）、（ａｌ）、（ｄ）、（Ｇ）。

（ａ２）、（Ｊ２　）、（ｊ、ｍ）の段階から成る標識付き申−勾配プログラム を図示したものであり、説明の都合上この例は特に電位差滴定、より訂細には従 来の結合ｐＨ電極をセンサとして用いる酸塩基滴定に関するものとする。段階（ ｂ）は前の試料を排出して測定されるべき試料に換える段階を示す。標識段階（ ｄ）は滴定の開始を定めるシャープなスパイクを示す。

この場合の勾配段階（Ｑ）はＦＩ）において制御された下降直線を示し、Ｆｘに おいて上昇直線を示しているが、勾配が線形でンサ応答に遅延が生じると標識と 終点の両方を同じ！ｌｋ間間隔だ１ノ変更づるためである。滴定範囲はＦ／Ｆ、 （段階（Ｑ）のＸ 開始）対Ｆ／Ｆ、（段階（ｇ＞の終了）の比によって決定し、× 特定の試料群の濃度のばらつきに適合するように選択すれば良い。

滴定分析を下記のように行なった。

塩素がそれぞれ２．Ｏｐｌ）ｍ　、２．５ｐｐｍ　、３．５ｐｐｍの次亜ｉＭｉ 酸ナトナトリウム標準溶液系処理した水道水を別々にＶＸ置内吸引し、沃素化物 イオン選択電極と単−ＡＱ／／ＩＪＣｊ！／ＩＭ　ＫＣｊ！基準電極を含むフロ ースルーセル（容積１０マイクロリツトル）をセンサとして用いてｐＨ４，７＠ １液中で５ｘ　１０−５Ｍの沃化物に対して滴定し、内径１．６Ｍの導管内部に おいて２０１１ｚで振動するマイクロリード（２０ａｍ　Ｘ　０．７ｒｎｍ　） により混合した。動作周期時間を３０秒とし、単一の線形勾配を採用して滴定範 囲を４とづると、この場合もやはり吸引された溶液諺とＷｊ費された滴定剤の量 はそれぞれ０．９ｄであった。終点を第１次導関数から測定し、開始から終点ま でかかった時間を性格に測定した。各測定を数回反復したｖ３果、再現率は０． １％以内であり、水道水の中に残留するＦ２素の総りは標準液から２．８ｐｐｍ と算出された。

例　３ 第６図は（ｊ　）、（ｂ）（ａｌ）（ｃ）、（ａ２＞。

（ｊ、２）、（ｎ）の段階から成る逆流洗浄を含む直接分析プログラムを図示す る。

この場合の溶液１０は通常の場合、分析すべき物質を既知潤度で含む標準液であ り、これをセンサー３はどちらの段階（ａ）においても基線として記録する。段 階（Ｃ）では溶液１０が流体路５に流入しないため、この段階でセンサー３の記 録する高さｙｘが試料１１の濃度の測定値となる。この場合、弁の変更（」２） は弁１６と１７にのみ関連して行なう。逆流洗浄段階（ｎ）において、シリンダ ５１の中に含まれる試＄１１１と溶液１０の混合物が流体路５および試料流体路 ６に沿って押し戻される。シリンダ５１の内容物がシリンダ５１内部に均等に分 布されるわけではないので、センサー３は不規則な曲線を記録する。

より詳細な例として、超小型ｐＨｆｆ１極と基＊ｉ極を含むフロースルーセル（ 有効セル容積５０マイクロリツトル）を通して０、９ｄの水道水を３０秒周期で 吸引し、ＮＢ８６．８８燐酸塩緩衝液の基線と比較して水道水のｐＨを測定した 。ＩＩＨ測定値は７．５２であり、再現率は０．０１　ｐＨより優れていた。

補正塵の写しく翻訳文）提出Ｎ（特許法第１８４条の７第１項）昭和６２年７月 ６日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿　画 １、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＡＵ　８６１００３２３２、発明の名称　分析装 置と分析方法 ３、特許出願人 住　所　オーストラリア連邦、イン・ザ・ステイト・オブ・クイーンズランド、 テニスン・４１０５、ウォーカー・ストリート・１８ 名　称　アイオノード・プロプライアタリイ・リミテッド代表者　パティ。ジョ ン・ディピッド 国　籍　オーストラリア連邦 ４、代　理　人　東京都新宿区新宿１丁目１番１４号　山田ビル５、補正塵の提 出年月日　１９８７年４月１６日６、添附書類の目録 〈１〉補正塵の翻訳文　１通 ◎ 請求の範囲の補正 １、（補正）１対の出入口を含む第１ポンプ手段および少なくとも１つの出入口 を含む第２ポンプ手段と、前記第１ポンプの第１出入口から前記第２ポンプの前 記１つの出入口まで流体の流れを連通させる導管手段と、前記導管内に別の流体 を入れるべく、前記第２ポンプ手段の前記１つの出入口から間隔をあけて前記８ １管手段内に設けられている流体接合と、 前記導管手段と関連して設けられて、前記流体接合と前記第２ポンプ手段の前記 １つの出入口との間の少なくとも１つの検出位置において前記導管手段内の流体 の状態を検出するセンサ手段と、 前記第１および第２ポンプ手段の少なくとも何れか一力に動作的に連結されて、 少なくとも前記一方のポンプ手段の流速を制御的に変化せしめることにより前記 第１および第２ポンプ手段の複数の流速比率を、前記流速比率の１つまたはそれ 以上によってそれぞれ定義される機能段階の順序に従がって生み出すように構成 される流速制御手段とを含んで成る分析装置であって、 前記機能段階の少なくとも１つが前記第１および第２ポンプ手段をそれぞれ作動 して第１ポンプ手段に第１流体を制御口Ｉ能な第１流速で導体手段に送出させる と共に第２ポンプ手段に前記第１流速より大きい流速で導管手段から流体を吸引 させることにより、前記別の流体を前記流体接合の導管手段内に吸引せしめ、そ れにより分析を行なうために前記検出位置へ導かれることから成り、 検出位置において分析される流体の状態が前記第１流速とそれより大きい流速の 比率によって決定される分析Ｈｉｔ。

２、前記第１ポンプ手段がピストン・シリンダ構成のポンプであり、前記第１速 度での第１流体の送出段階と、第１ポンプ手段の充填中に導管手段に第１流体を 送出しない段階とを含む断続的流動動作周期を有づる、請求の範囲１１に記載の 分析装置。

３、流体接合と前記検出位置との間の前記導管手段内に配置されて導管手段内の 流体を混合する手段をさらに含む、請求の範囲１または２に記載の分析装置。

４、（補正）前記流速制御手段が前記第１ポンプ手段に動作的に連結されて前記 第１ポンプ手段の流速を制御的に変化させ得るように構成されている、請求の範 囲１．２または３に記載の分析装置。

５、前記出入口を制御するそれぞれの弁と、前記両ポンプと弁の動作を同期化さ せるための手段をさらに含んで成る、前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装 置。

６、前記流体接合がＴ形接合である、前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装 置。

７、前記流体接合が前記導管手段に設けた開口部であり、導管手段を前記別の流 体内に部分的に浸漬した時に該別の流体を吸引するように構成されている、請求 の範囲１から５のいずれかに記載の分析装置。

８、（補正）前記センサ手段が近接距離をあけて配置された２個所の検出位置に おいて導管手段内の流体状態を検出することにより誘導関数出力を獲得するよう に構成されている、前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装置。

９、前記センサ手段が流体接合のいずれかの側に向かう導管手段内の流体状態を 検出するように前記センサ手段が前記導管手段と１１１１連して設けられている 、前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装置。

１０、（補正）前記第２ポンプがピストン・シリンダ構成のポンプであり、前記 大きい方の流速で流体を吸引する前記段階と、第２ポンプ手段の吐出中に前記導 体手段を介して前記流体を吸引しない段階を含む断続的流動動作周期を有する、 前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装置。

１１、第１ポンプ手段の第２出入口へ流体を送出するように連結されている前記 第１流体用の容器をさらに含んで成る、前記請求の範囲のいずれかに記載の分析 装置。

１２、（補正）前記センサ手段と前記ポンプ手段に連結されて、前記第１流体と 前記別の流体の混合物を流速比率の関数として分析し、かつ分析値を出力する電 子手段をさらに含んで成る、前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装置。

１３、前記導管手段に対して前記第１ポンプ手段と並列に連結される出口を備え ておって、該導管手段にそれぞれの付加流体を送出する少なくとも１つの補助ポ ンプ手段をさらに含む、前記請求のいずれかに記載の分析装置。

１４、前記流体接合と関連して設けられたフィルタをさらに含み、前記別の流体 が吸引される時に該フィルタを通過し、前記２ポンプ手段の後退動作によって送 出される逆流洗浄流体によって該フィルタを洗浄できるように構成されている、 前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装置。

１５、（補正）第１流体を１つまたは複数の第１流速で流体接合へ送出する段階 と、 それと同時に前記第１流体を含む流体を１つまたは複数の第２流速で検出位置へ 吸引する段階と、 前記流速の少なくとも１つを制御的に変更して前記第１流速と第２流速に関する 複数の比率を、それぞれ前記流速比率の１つまたはそれ以上によって定義される 機能的段階の順序で生み出す段階と、 分析を行なうために検出位置において流体の状態を検出する段階とを含んで成る 分析方法であって、前記機能的段階の少なくとも１つが前記第１流体を前記第１ 流速より大きい流速で検出位置へ同時に吸引することにより１、前記流体接合へ 別の流体を吸引させた後前記検出位置へ導くことから成り、検出位置において分 析される流体状態が前記第１流速と第２ＰＬ速の比率によって決定される分析方 法。

１６、（抹消） １７、（補正）前記第１流速を制御可能で変化させると共に前記大きい方の速度 を実質的に一定に保持する、請求の範囲１５奸啓に記載の方法。

１８、（補正）前記流体接合と流体状態検出位置との間で前記第１流体と前記別 の流体を積極的に混合する段階をさらに含んで成る、請求の範囲１５舅または１ ７に記載の方法。

１つ、（補正）流体を導管内に閉じ込める段階をさらに含んで成ングすることか ら成る、請求の範囲１５から１８のいずれかに記載前記機能的段階の別の１つが 前記第１流速を一定期間ゼロに保持することにより導管を前記別の流体でフラッ シングすることから成る、請求の範囲１５から１８のいずれかに記載の方法。

２１、（補正）前記第１流体として滴定剤を使用し、検出個所において終点が検 出されるまで前記流速を連続的に変化せしめた後、流速間の比率Ｉを用いて分析 を完成する段階を含んで成る、請求の範囲１５から２０のいずれかに記載の滴定 方法。

２２、前記第１流体として試薬を使用し、流速間の比率と前記検出の結果を用い て分析を完成する段階を含んで成る、請求の範囲１５から２０のいずれかに記載 の試薬添加分析方法。

２３、前記流体が例えば溶液のような液体である、請求の範囲１５から２２のい ずれかに記載の方法。

２４、（新規）前記分析が直接分析または試薬添加分析または滴定である、請求 の範囲１５から２３のいずれかに記載の方法。

２５、（新規）前記流速制御手段が前記ポンプ手段の動作を非増分形の実質的に パルスの無い動作とづ゛る、に請求の範囲１から１４のいずれかに記載の分析装 置。

２６、（新規）前記流速制御手段がポンプ手段の動作を制御するカム手段から成 る、請求の範囲１から１４および２５のいずれかに記載の分析装置。

２７、（新規）前記流速制御手段がポンプ手段の動作を制御する直流または交流 モータから成る、請求の範囲１から１４および２５のいずれかに記載の分析装置 。

２８、（新規）前記流速制御手段が前記センサ手段からの動的制御に従って変更 される、請求の範囲１から１４および２５から２７のいずれかに記載の分析装置 。

２９、（新規）前記センサ手段が直接分析、試薬添加分析および滴定のうち１つ またはそれ以上に適合する、請求の範囲１から１４および２５から２８のいずれ かに記載の分析装置。

３０、（１１′Ｔ規）前記センサ手段が補助導管とそれにイ」目するポンプ手段 および前記検出位置に接続されるセンサをさらに含んで成り、流体またはその成 分を別の検出位置へ移送するように構成されている、請求の範囲１から１４およ び２５から２９のいずれかに記載の分析装置。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸＴｏＴＨＥＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＳＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴＯ ＮＡＵ　１７Ｅ１５８／８３　ＣＡ　１１９６８３６　ＥＰ　１０７３３３　Ｊ Ｐ５９１１６５５０υＳ　４４４１３７４　ＤＥ　３０３９１２６　ＪＰ　５６ ０５７９５４ＦＲ２３２７５４３ＤＥ　２６４２８５９　ＦＲ２３２７５４３Ｅ Ｐ　１５９２４３　ＦＲ２５６１７８２

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．１対の出入口を含む第１ポンプ手段および少なくとも１つの出入口を含む第 ２ポンプ手段と、 前記第１ポンプの第１出入口から前記第２ポンプの前記１つの出入口まで流体の 流れを連通させる導管手段と、前記導管内に別の流体を入れるべく、前記第２ポ ンプ手段の前記１つの出入口から間隔をあけて前記導管手段内に設けられている 流体接合と、 前記導管手段と関連して設けられて、前記流体接合と前記第２ポンプ手段の前記 １つの出入口との間の少なくとも１つの検出位置において前記導管手段内の流体 の状態を検出するセンサ手段とを含んで成る分析装置であって、前記第１ポンプ 手段が第１速度で流体を送出すると共に前記第２ポンプ手段が前記第１速度より 大きい速度で導管手段から流体を引出すように動作することにより、前記流体接 合において前記別の流体を導管内に吸引するように構成されてる分析装置。
2. ２．前記第１ポンプ手段がピストン・シリンダ構成のポンプであり、前記第１速 度での第１流体の送出段階と、第１ポンプ手段の充填中に導管手段に第１流体を 送出しない段階とを含む断続的流動動作周期を有する、請求の範囲１に記載の分 析装置。
3. ３．流体接合と前記検出位置との間の前記導管手段内に配置されて導管手段内の 流体を混合する手段をさらに含む、請求の範囲１または２に記載の分析装置。
4. ４．前記第１ポンプ手段に動作的に連結されて少なくとも第１ポンプ手段の第１ 速度を所定のプログラムに従って変化させる手段をさらに含んで成る、請求の範 囲１，２または３に記載の分析装置。
5. ５．前記出入口を制御するそれぞれの弁と、前記両ポンプと弁の動作を同期化さ せるための手段をさらに含んで成る、前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装 置。
6. ６．前記流体接合がＴ形接合である、前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装 置。
7. ７．前記流体接合が前記導管手段に設けた開口部であり、導管手段を前記別の流 体内に部分的に浸漬した時に該別の流体を吸引するように構成されている、請求 の範囲１から５のいずれかに記載の分析装置。
8. ８．センサ手段が近接距離をあけて設けた２個所の検出位置において導管手段内 の流体の状態を検出するように設けられ、これにより誘導関数出力を獲得する、 前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装置。
9. ９．前記センサ手段が流体接合のいずれかの側に向かう導管手段内の流体状態を 検出するように前記センサ手段が前記導管手段と関連して設けられている、前記 請求の範囲のいずれかに記載の分析装置。
10. １０．前記第２ポンプがピストン・シリンダ構成のポンプである、前記請求の範 囲のいずれかに記載の分析装置。
11. １１．第１ポンプ手段の第２出入口へ流体を送出するように連結されている前記 第１流体用の容器をさらに含んで成る、前記請求の範囲のいずれかに記載の分析 装置。
12. １２．前記センサ手段およびポンプ手段に連結されて、前記第１流体と前記別の 流体との反応生成物を流速比率の関数として分析し、かつ分析値を出力する電子 手段をさらに含んで成る、前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装置。
13. １３．前記導管手段に対して前記第１ポンプ手段と並列に連結される出口を備え ておって、該導管手段にそれぞれの付加流体を送出する少なくとも１つの補助ポ ンプ手段をさらに含む、前記請求のいずれかに記載の分析装置。
14. １４．前記流体接合と関連して設けられたフィルタをさらに含み、前記別の流体 が吸引される時に該フィルタを通過し、前記２ボンブ手段の後退動作によって送 出される逆流洗浄流体によって該フィルタを洗浄できるように構成されている、 前記請求の範囲のいずれかに記載の分析装置。
15. １５．第１流体を制御された第１流れ速度で流体接合を介して検出位置へ送出す る段階と、 それと同時に前記第１流体を含む流体を前記第１速度よりも大きい速度で検出位 置へくみ上げることにより前記流体接合において前記第１流体の中に別の流体を 吸引させる段階と、検出位置において流体の状態を検出する段階とを含んで成る 分析方法。
16. １６．前記同時に行なうくみ上げ動作が流体を検出位置へ同時に吸引することか ら成る、請求の範囲１５に記載の方法。
17. １７．前記第１流速を制御可能で変化させると共に前記大きい方の速度を実質的 に一定に保持する、請求の範囲１５及び１６に記載の方法。
18. １８．前記流体接合と流体状態検出位置との間で前記第１流体と前記別の流体を 積極的に混合する段階をさらに含んで成る、請求の範囲１５，１６または１７に 記載の方法。
19. １９．流体を導管内に閉じ込めて、前記送出および吸引段階前の一定期間前記流 速を等しく保持することにより第１流体で導管をフラッシングする段階をさらに 含んで成る、請求の範囲１５から１８のいずれかに記載の方法。 茅
20. ２０．流体を導管に閉じ込めて、前記第１流速を一定期間ゼロに保持することに より導管を前記別の流体でフラッシングする段階をさらに含んで成る、請求の範 囲１５から１８のいずれかに記載の方法。
21. ２１．前記第１流体として滴定剤を使用し、検出個所において終点が検出される まで前記流速を連続的に変化せしめた後、流速間の比率差を用いて分析を完成す る段階を含んで成る、請求の範囲１５から２０のいずれかに記載の滴定方法。
22. ２２．前記第１流体として試薬を使用し、流速間の比率と前記検出の結果を用い て分析を完成する段階を含んで成る、請求の範囲１５から２０のいずれかに記載 の試薬添加分析方法。
23. ２３．前記流体が例えば溶液のような液体である、請求の範囲１５から２２のい ずれかに記載の方法。