JPH01501094A - 全炭酸塩含有量、特に生理学的流体中の全炭酸塩含有量の測定方法 - 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】 全炭酸塩含有量、特に生理学的流体中の全炭酸塩含有量の測定方法 本発明は、測定用のイオン選択性電極を用いる全炭酸塩含有量、特に生理学的流 体中の全炭酸塩含有量の測定方法に関するものである。

生理学的流体と称するは、診断の目的でその炭酸塩含有量を決定するために分析 されるもの、特にヒト血液および尿を示すものとする。

流体中の炭酸塩含有量を電気化学的に測定するのに現在用いられている方法は、 ２つの基本的解決方法に基づくものである。このうちの１つには二酸化炭素検出 用に設計された電極が用いられ、一方、他方には炭酸イオンに対する感受性電極 が用いられる。

第１解決方法は米国特許第４４９０２３４号明細書に記載されており、この特許 では、流体中の二酸化炭素の量をガス透過膜とイオン選択性電極との間に配置し た再生可能電解液から成るエレメント（ｅｌｅｍｅｎｔ）により測定することを 包含する流体の全炭酸塩含有量の測定方法が提案されている。

この方法においては、供試流体を酸と予備混合して二酸化炭素を放出する０次い で、ガス化した試料を上記エレメントの方向に圧送すると同時に電解液を圧送す ることにより循環させる。試料がエレメントに到達する際、圧送をやめる０次い で、ガス膜を介して電解液中に拡散し、電解液において生ずる変化がイオン選択 性電極により測定され、全炭酸塩含有量値に換算される。この方法の欠点は、２ 個のチャネルの流体圧送システムの必要性とガス透過膜の使用であり、これらは タンパク質の如き試料中の成分により時間とともに封鎖される。

第２解決方法は米国特許第４１９６０５６号明細書に開示されており、この特許 ではイオン選択性炭酸塩電極を用いる。

この特許文献に記載されている如く、試料は水銀／ＥＤＴＡコンブレクソン（ｃ ｏｍｐｌｅｘｏｎｅ）を含むｐＦＩ緩衝溶液と予備混合される。このことは炭酸 イオンを生成するという主要な作用を有し、次いで生成した炭酸イオンは上記電 極により検出される。この方法の欠点は、まず第一にイオン選択性電極の不完全 性、例えば信号の不安定性、長い応答時間、短い耐久性および他のイオンおよび 物質に対する感受性に関連する。

本発明の目的は、供試流体の全炭酸塩含有量を現存する方法の上述の欠点なく簡 易、迅速および正確に測定する新規な方法を提供することにある。本発明は、ま ず流体を炭酸から解離し得るかまたは解離平衡に影響を及ぼすある種のイオン濃 度をイオン選択性電極を用いて測定する処理に供し、次いで流体を、このように して測定した上記イオンの濃度を変化させる反応性成分を含む他の流体と混合し 、混合した後、上記イオン濃度をイオン選択性電極により再び測定し、かくして 、２個の異なる測定結果を得、これらから全炭酸塩含有量を決定することができ ることを特徴とする。

本発明の方法は、ガスを発生させることなく濃度の測定を可能にする。このこと の利点は、正確な圧力制御および透析膜が必要でないことにある。このことは、 現存する方法に最悪の問題を生ずる膜封鎖の危険を除去する。

更に、本発明の方法の本質的な特徴は、炭酸塩含有量の測定が流体中の種々のイ オンの平衡を制御する化学則に基づくことであり、即ち本方法は信顛できる結果 を確実にする正確な科学的根拠を有するということである。

本発明の方法の一例方法は、炭酸または炭酸水素イオンと複合体を形成する金属 イオン、例えばＣｕ”、Ｐｂ”　、Ｃｄ”　＋Ｍｎ”またはＺｎ”を含有する流 体を用いることを特徴とする。

銅イオンが特に好ましく、その理由は銅イオンを含む試薬が安定でかつ高価でな いからである。銅イオンは次式の如く炭酸水素イオンと反応する。

Ｃｕ”　＋　２ＨＣＯｚ−→ＣｕＣ０）＋　Ｈ２Ｃ０ｉまた、同様の反応が上述 の他の金属イオンとでも起こる。

かくして全ての場合において、反応にはイオンのみ存在し、反応は著しく速い。

本発明の他の例の方法は、電気化学的濃度測定が水素イオンと関連すること、言 い換えれば、炭酸塩を含有する流体のｐｉ（を測定することを特徴とする。測定 は、生理学的流体の検査用に通常に使用される電極と異なり、ガラス電極を用い て行うことができ、この電極は迅速かつ正確で操作において障害がない。

本発明の好適例の方法においては、炭酸塩含有量は、カスケード連結した２個の 測定用セルから成る装置を用い、炭酸塩を含有する流体を第１セルに滞留させ、 この第１セルにおいて、所定のイオン、例えば水素イオンの濃度をこのセルに組 込んだイオン選択性電極で測定し、次いで流体を第１セルから第２セルに圧送し 、流体を第２セルに滞留させ、上記イオン濃度をこのセルに組込んだイオン選択 性電極で再び測定するが、流体を炭酸または炭酸水素イオンと複合体を形成する 成分、例えば金属イオンを含有する他の流体と２個のセルの間で混合し、上記イ オン濃度を変化させることにより測定する。必要な流体の運動を１個の１＝チヤ ネルペリスタル型ポンプで行うことができ、−ｉに、必要とされる装置は構造が 簡単である。

炭酸塩測定下において、流体に添加すべき第２流体は、可溶塩例えばＩ　Ｘｌ０ −３Ｍ〜２．５　Ｘｌ０−”ＦＩの範囲の濃度を有する硝酸塩の形態で金属イオ ン、例えば銅、鉛、カドミウム、マンガンまたは亜鉛イオンを含むのが好ましく 、上記イオンは０．１５Ｍ〜１ｉの範囲の濃度を有することができるキャリヤ電 解液例えば、硝酸カリウムと複合体を形成し、物質は、好ましくはｌＸｌ０−’ 〜１×１０−ＩＭの濃度の金属イオン、例えば過酸化水素またはＦｅ”イオンの 二次反応を呈する。

以下、本発明を図面を参照して実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の方法を適用するために設計した装置の配置図である。

第１図に示す装置は、測定用セル１を備え、この測定用セルはイオン選択性電極 ｌ５ＥＩおよび参照電極Ｒｅｆｌを備え、これら電極間の電位差はポテンシオメ ータｍ〜・１で測定し、また該装置は第２測定用セル２を備え、この測定用セル はイオン選択性電極ｌ５Ｅ２および参照電極Ｒｅｆ２を備え、これら電極間の電 位差はポテンシオメータｍＶ２で測定し、更に該装置は管４，５．６を備え、こ の管はポンプ３に連結し測定用セルに供試流体を通過させる。２個のセルの間の 管５に枝管８と連通している弁７を設け、この枝管を介して、第２流体をセル間 の管５に流れる流体に添加することができる。２個のセルに亥いて測定した電位 差を、第１図において番号９で示すポテンシオメータ出力導線を介してコンピュ ータまたは同様の計算機装置に伝達する。

本発明の最も有利な方法においては、全炭酸塩含有量を測定すべき供試流体、例 えば血液試料を管４，５．６を介して測定用セル１および２を通過させ、両セル において、水素イオンに対して感受性のあるガラス電極を用い、電位差ｐＨ測定 を行う。各測定のために、試料をセル内に滞留させる。セルの間において、第２ 流体を管８を介して導入し試料に添加する。この第２流体は、２価の銅イオン、 キャリヤ電解質としての硝酸カリウムおよび銅イオンの二次反応を呈する過酸化 水素を含有する試薬、例えばｂｔ（ｍｉｌｄ）硝酸銅溶液であるのが好ましい。

銅イオンは試料に含まれる炭酸水素イオンと前述の反応式により示される機構で 反応し、かくして炭酸水素イオンを消費し炭酸を生成し、これにより試料のｐＨ を変化させる。従って、第２セルにおけるｐＨ測定は、第１セルで得られる結果 と異なる結果を示し、試料の全炭酸塩含有量をこれら２個の結果から算出するこ とができる。

全炭酸塩含有量ＣＬは、次式 ％式％（） （式中のＱは、試料の寸法および使用する試薬の量並びに濃度で規定される定数 を示し、 上式においてサブスクリプト「ｌ」および「２」は夫々セル１および２における ｐＨ測定値を示す。定数Ｑおよびに１は、既知ＣＬ値を有する２種の緩衝溶液を 用いて弐（Ｉ）から予め算出される。定数が決定されると、式を用いて全炭酸塩 含有量ＣＬを算出することができる。

本発明が上述の実施例に限定されるものではないことは当業者には明らかであり 、当業者は以下に示す請求の範囲内において種々の変形が可能である。即ち、銅 イオンの夜わりに、炭酸または炭酸水素イオンと複合体を形成する他のイオン、 例えばＰｂ”’　Ｃｄ”、Ｍｎ”またはＺｎ”イオンを用いるかまたは、ｐＨＯ 代わりに、炭酸水素または炭酸イオンの濃度をセル内で測定することができる。

更に、炭酸塩を含む試料および試薬、例えＨｆＩイオンを含む上述の試薬を交換 し、まず、試薬を測定用セル１にもたらし、このセルにおいて試薬の銅含有量を 適当な銅選択性電極で測定するが、炭酸塩を含有する試料を管８を介して試薬に 添加し、かくして得られた混合物の銅含有量を第２セルにおいて銅選択性電極で 測定することができる。次いで、試料の全炭酸塩含有量を得られた測定結果から 算出することができる。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）昭和６３年　６月　１日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＦＴ８７１００１３４ ２、発明の名称 全炭酸塩含有量、特に生理学的流体中の全炭酸塩含有量の測定方法 ３、特許出願人 名称　コーネ・オイ 代表者　サロメキ・ユーハ 同　バカカリ・タピオ 国　籍　フィンランド国 １９８８年　２、特許 請求の範囲（補正） １、　炭酸から解離し得るかまたは解離平衡に作用し流体中に含まれるイオンの 濃度をイオン選択性電極により測定する工程、次いで流体を、第１工程で測定し た上記イオンの濃度を変化させる反応性成分を含有する他の流体と混合し、混合 した後、上記イオン濃度をイオン選択性電極により新たに測定し、かくして２個 の異なる測定結果を得、これらから全炭酸塩含有量を決定することができる第２ 工程を有する全炭酸塩含有量、特に生理学的流体の全炭酸塩含有量を測定する方 法において、炭酸または炭酸水素イオンと複合体を形成するＣｕ”、Ｐｂ”　、 　Ｃｄ”。

Ｍｎ”またはＺｎ”の如き金属イオンを含有する流体を使用することを特徴とす る測定方法。

２、　炭酸塩を含有する流体のｐＨを測定することを特徴とする請求項１記載の 測定方法。

３、炭酸塩含有量を、２個のカスケード連結した測定用セルを備えた装置を用い 、これにより炭酸塩を含有する流体を第１セルに滞留させ、この第１セルにおい て、水素イオンの如き所定イオンの濃度をこのセルに組込んだイオン選択性電極 で測定し、次いで流体を第１セルから第２セルに圧送し、流体を第２セルに滞留 させ、上記イオン濃度を第２セルに組込んだイオン選択性電極で再び測定するが 、流体を炭酸または炭酸水素イオンと複合体を形成する金属イオンを含有する他 の流体と２個のセルの間で混合し、上記イオン濃度を変化させることを特徴とす る請求項１または２記戦の測定方法。

４、上記第２流体が、硝酸カリウムの如きキャリヤ電解質と複合体を形成する硝 酸塩のような可溶塩の形態で銅。

鉛、カドミウム、マンガンまたは亜鉛イオンの如き金属イオンを含有し、過酸化 水素またはＦｅ’°イオンの如き物質が上記金属イオンの二次反応を呈すること を特徴とする請求項１または３記載の測定方法。

国際調査報告 −ミー−Ｉ　Ａｔｅ＆ｔ＠＋＃　ｂｅ　ｐ（７／Ｆ：８７．＃ＱＱ：３１＋

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．全炭酸塩含有量、特に生理学的流体中の全炭酸塩含有量を測定用のイオン選 択性電極を使用して測定するに当たり、まず炭酸から解離し得るかまたは解離平 衡に作用するある種のイオンの濃度を、液体に対してイオン選択性電極により測 定し、次いで流体を、測定した上記イオンの濃度を変化させる反応性成分を含む 他の流体と混合し、混合した後、上記イオン濃度をイオン選択性電極により再び 測定し、かくして２個の異なる測定結果を得、これらから全炭酸塩含有量を決定 することができることを特徴とする測定方法。
2. ２．炭酸イオンまたは炭酸水素イオンと複合体を形放するＣｕ２＋，Ｐｂ２＋， Ｃｄ２＋，Ｍｎ２＋またはＺｎ２＋．の如き金属イオンを含有する法体を使用す ることを特徴とする請求項１記載の測定方法。
3. ３．炭酸塩を含有する流体のｐＨを測定することを特徴とする請求項１または２ 記載の測定方法。
4. ４．炭酸塩含有量を、２個のカスケード連結した測定用セルを備えた装置を用い 、これにより炭酸塩を含有する流体を第１セルに滞留させ、この第１セルにおい て、水素イオンの如き所定イオンの濃度をこのセルに組込んだイオン選択性電極 で測定し、次いで流体を第１セルから第２セルに圧送し、流体を第２セルに滞留 させ、上記イオン濃度をこのセルに組込んだイオン選択性電極で再び測定するが 、流体を炭酸または炭酸水素イオンと複合体を形成する金属イオンの如き成分を 含有する他の流体と２個のセルの間で混合し、上記イオン濃度を変化させること を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の測定方法。
5. ５．上記第２流体が、硝酸カリウムの如きキャリヤ電解質と複合体を形成する硝 酸塩のような可溶塩の形態で銅，鉛，カドミウム，マンガンまたは亜鉛イオンの 如き金属イオンを含有し、過酸化水素またはＦｅ３＋イオンの如き物質が上記金 属イオンの二次反応を呈することを特徴とする請求項２または４記載の測定方法 。