JPH03100461A

JPH03100461A - 溶液のイオン濃度、比重または浸透圧の測定方法

Info

Publication number: JPH03100461A
Application number: JP23692389A
Authority: JP
Inventors: Tetsuaki Kawanishi; 徹朗川西; Nobuko Suzuki; 鈴木　伸子; Hiroshi Suzuki; 宏鈴木
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-04-25

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】（産業上の利用分野）本発明は、溶液中のイオン濃度、比重または浸透圧の測
定方法に関するものである。

（従来の技術）溶液の比重の測定は、食品工業や醗酵工業あるいは臨床
検査の分野で多く行なわれている。例えば、臨床検査の
分野では、尿中の比重測定による腎臓病の診断等が行な
われている。

尿比重は、尿中の溶質量を示すもので、腎臓の機能のバ
ロメータとして有用である。また、その値は、尿中のイ
オン濃度および浸透圧と良好な相関性を示すことが知ら
れている。通常、健常人の尿比重は、１．０１６〜１．
０２２であるが、その値が該範囲よりも小さい場合には
尿崩症、急性腎不全、腎孟炎等の疑いがあり、一方、大
きい場合には、ネフローゼ症候群、種々の水分喪失量等
が考えられる。尿比重は、従来、比重瓶、比重計（浮秤
）等を使用するか、あるいは尿比重と相関性がある尿屈
折計または浸透圧計を用いて測定されてきた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、比重瓶、比重計等を用いるこれらの方法
では、高価な測定器具を必要とするばかりでなく、破損
し難い器具を使用せざるを得ない、あるいは複雑な操作
を必要とするなど多くの問題点を有していた。

このような問題点を解決するために、液体の比重もしく
はオスモラティーの関数である検知可能な応答をなすこ
とができる物質を封入し、浸透による圧に対して壊れや
すくかつ半透明性の高分子膜の壁を有する少なくとも有
効数のマイクロカプセルからなり、該マイクロカプセル
がカプセル内外に一定の浸透圧勾配が生じた時に、膜壁
を介して封入された内容物を放出し、検知可能な応答を
生じることよりなる供試液体の比重もしくはオスモラリ
ティーの測定用組成物および該組成物を用いてなる測定
器具（特公昭６０−４６．３７４号）（Ｂ）弱酸性もし
くは弱塩基性の多価高分子電解質および該電解質と試験
対象の試料との間のイオン交換に対して検知可能な応答
を生起せしめることができるｐＨ支持物質とからなる液
体試料のイオン強度測定用組成物（特公昭６２−１２，
８５８号）および（Ｃ）水溶液のイオン強度に対応する
吸水量を示す湿潤性物質と、該吸水量の変動幅に対応す
る溶解度を示すことにより透明度の変化を生じる吸水指
示物質を含む試験層および該試験層の光学的バックグラ
ンドとなる支持体よりなる水溶液試料の比重試験用具（
特開昭６２−９５゜４６２号）が知られている。

しかしながら、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の組成物を
使用する方法は、いずれもコスト高となるだけでなく、
測定作業も煩雑であり、しかも、充分な精度が得られな
いという問題があった。

したがって、本発明の目的は、溶液のイオン濃度、比重
または浸透圧の新規な測定方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的は、溶液中のイオン濃度に溶解度が相関する色
素または色素前駆体よりなる呈色物質を被測定溶液に接
触せしめ、該呈色物質の該溶液中の溶解量を検出するこ
とを特徴とする該溶液のイオン濃度、比重または浸透圧
の測定方法により達成される。

本発明は、該呈色物質がイオン性官能基を有する色素で
ある上記測定方法である。本発明はまた、色素よりなる
該呈色物質の溶解量の検出方法が、該溶液の吸光度測定
によってなされる上記測定方法である。本発明はさらに
、色素前駆体よりなる該呈色物質の溶解量の検出方法が
、該溶液に顕色剤を加えて呈色反応を行なった後の溶液
の吸光度測定によってなされる上記測定方法である。本
発明はまた、該色素前駆体である呈色物質がフェノール
化合物またはアニリン化合物であり、かっ該顕色剤が酸
化縮合呈色型化合物またはジアゾカップリング型化合物
である上記測定方法である。本発明はまた、測定イオン
濃度範囲を調整するために予め一定濃度の塩を添加して
行なわれる上記測定方法である。

（作用）本発明によれば、被測定溶液中に色素または色素前駆体
よりなる呈色物質を添加し、該呈色物質の該溶液に対す
る溶解量を検出することにより該溶液のイオン濃度が測
定され、このイオン濃度は該溶液の比重と相関するので
、これにより比重が測定され、また浸透圧は、一定量の
溶媒中の溶質の粒子数に比例するため、電解質溶液中の
イオン数、すなわちイオン濃度と相関するので、これに
より浸透圧が測定される。

呈色物質としては、イオン濃度に溶解度が相関する色素
または色素前駆体であれば、いずれも使用できる。すな
わち、該呈色物質は、その溶解度が、溶液のイオン濃度
によって変化することを必要条件とする。溶液中のイオ
ン濃度に溶解度が相関する色素または色素前駆体よりな
る呈色物質は、通常イオン性の官能基を有しており、反
対イオンでカウンターされた形である。例えば、インジ
ゴカルミンの場合、イオン性官能基としてスルホン酸基
を有し、ナトリウムイオンでカウンターされている。

本発明で使用される色素としては、インジゴカルミン、
ベーシックブルー３、ベーシックレ・ノド９、ベーシッ
クレッド２９、アシッドブルー１２０、アシッドレッド
１１、アシッドレッド９７、クリスタルバイオレット、
ブリリアントブルー０１ナフトールグリーンＧ１プロジ
オンブルーＨＢ等がある。

また、呈色物質として水溶性色素前駆体を使用する場合
には、それ自体では呈色しないので、顕色剤を添加して
発色させてから検出を行う必要がある。このような色素
前駆体としては、例えば（１）フェノール、レゾルシノ
ール、ピロカテコール、ハイドロキノン、サリチル酸、
ｍ−、ｐ　−ヒドロキシサルチル酸、ｏ−、ｐ−クロロ
フェノール、ｏ、ｐ−ブロモフェノール、フロログルシ
ノール等のフェノール化合物、（２）アニリン、Ｎ、Ｎ
−ジメチルアニリン、Ｎ、Ｎ−ジエチルアニリン、Ｎ−
スルホプロピルアニリン、Ｎ−メチル−Ｎ−スルホプロ
ピルアニリン、Ｎ−エチル−Ｎ−スルホプロピルアニリ
ン、Ｎ−エチル−付−スルホプロピルトルイジン、Ｎ−
メチル−Ｎ−スルホプロピルヒドロキシアニリン、Ｎ−
エチル−Ｎ−スルホプロピルヒドロキシアニリン等のア
ニリン化合物等がある。また、顕色剤としては、（Ａ）
４−アミノアンチピリン、３−メチル−２−ベンゾチア
ゾリノン等の酸化縮合呈色型化合物（呈色反応時にフェ
リシアン化カリ等の酸化剤を必要とする）、（Ｂ）ファ
ーストレッドＢソルト、ファーストレッドＡＬソルト、
ファーストレッドＩＴＲソルト、ファーストレッドバイ
オレットＬＢソルト、ファーストバイオレットＢソルト
、ファーストブルーＢソルト、ファーストブルーＢＢソ
ルト１、ファーストブルーＲＲソルト等のジアゾカップ
リング型化合物等があり、（Ａ）および（Ｂ）のいずれ
の顕色剤も、（１）および（２）の色素前駆体に使用可
能である。

これらの呈色物質は、被測定溶液に対して飽和濃度ない
しはやや過剰量使用することが好ましい。

被測定溶液にこのような呈色物質を接触させたとき、非
溶解物と溶解物との間で下記のようなイオン平衡が形成
される。

Ｐ−Ａ”Ｂ−コ　Ｐ−Ａ”　＋Ｂ−（Ｉ）Ｐ−Ｂ”−Ａ
＋　コ　Ｐ−Ｂ−＋Ａ”　　　　（ＩＩ）ただし、（１
）は塩基性呈色物質の場合であり（ＩＩ）は酸性呈色物
質の場合である。

溶液中のイオン濃度が高いときには、解離平衡が左向き
、すなわち、イオン化しない方向へ傾き、一方、溶液中
のイオン濃度が低いときには、解離平衡が右向き、すな
わち、イオン化し易い方へ傾く。したがって、イオン濃
度が低いほど色素は溶液に溶解し易く、一方、イオン濃
度が高いほど色素は溶液に溶解し難くなる。

この溶液のイオン濃度と溶解度の相関を利用して溶液中
のイオン濃度を知るには、飽和濃度より過剰の呈色物質
を添加したのち、溶解した呈色物質量あるいは溶解しな
い呈色物質量のいずれかを検出することによって可能で
ある。例えば、呈色物質として色素を用いる場合には、
飽和濃度より過剰の色素を添加したのち、溶解した色素
量または溶解しない色素量のいずれかを検出することに
より行なわれる。

溶解した色素量を検出するには多くの方法があるが、例
えば未溶解色素を含まない上澄の溶液の吸光度を測定す
ることによって容易に行なわれる。

その際、大抵の場合、溶液は色素が飽和に近い濃度であ
るため、そのまま吸光度測定の試料として用いることは
困難であるが、該上澄溶液を測定可能な濃度にまで希釈
したり、あるいは光路の非常に短いセルを用いることに
より測定することができる。また、呈色物質とて色素前
駆体を用いる場合には、溶解した色素前駆体量を知るた
めに、溶液の一部を採り、顕色剤を反応させて呈色させ
たのちに吸光度を測定する方法が好ましい。

上記方法は、例えば試験管に予め一定量の色素を付与し
た試験具を作成することにより通常の分析に適用するこ
とができる。この場合、被測定溶液を一定量試験管に加
え、撹拌したのち、一部を採り、蒸留水で希釈して吸光
度を測定する。

このような吸光度は、後記実施例から明らかなように、
被測定溶液の濃度および比重と相関関係にあるので、該
吸光度を測定することにより該濃度および比重を測定す
ることができる。また、該吸光度は、イオン濃度、すな
わち浸透圧とも相関するので、該吸光度を測定すること
により浸透圧を測定することができる。さらに、検出は
比色によって行なうこともできる。また、尿試験紙の形
にして反射光強度測定によっても測定することができる
。

（実施例）つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する
。

実施例１塩化ナトリウム水溶液のイオン濃度および比重を測定す
るために、被測定溶液１ｍｌに飽和濃度よりやや過剰の
色素（インジゴカルミン）を添加して撹拌溶解したのち
、上澄の一部をメンブランフィルタ−を装着したシリン
ジにより取出し、１００倍に希釈して吸光度を測定した
。吸光度測定は、分光光度計Ｕ−２０００（株式会社口
立製作所製）を用いて行なった。吸光度と塩化ナトリウ
ム濃度と塩化ナトリウム水溶液の比重との関係を第１図
に示す。同図から明らかなように、溶液のイオン濃度に
応じて吸光度が変化している。このようにして得られた
検曾線を利用して、未知のイオン濃度を有する検体のイ
オン濃度の測定が可能である。

なお、色素としてインジゴカルミンの代りに、ベーシッ
クブルー３およびベーシックレッド２９をそれぞれ用い
た場合も同様な結果が得られた。

実施例２実際の尿に関して、本発明方法と屈折型尿比重針ユリベ
ット（日本光学株式会社製）で測定した結果を比較した
。測定法は、１ｍｌの尿に１０ｍｇインジゴカルミンを
添加し、１分間撹拌したのち、上澄液１μｐを採り、１
ｍｌの蒸留水で希釈して実施例１と同様な方法で吸光度
を測定した。その結果を第２図に示す。

実施例３実施例２と同じ被測定溶液（尿）に関して色素前駆体よ
りなる呈色物質と顕色剤とを用いた系で測定を行なった
。測定法は、１ｍｌの尿に５ａｇのＮ。

Ｎ−ジメチルアニリンを添加し、１分間撹拌したのち、
上澄液に０．５％ファーストブルーＢソルト水溶液ｌＯ
μΩを加えて撹拌し、実施例１と同様な方法で吸光度を
測定した。その結果を第３図に示す。

実施例４尿に予め一定量の塩を加えて実施例２と同様な方法を行
なった。測定法は、１ｍｌの尿に１０ｍｇの塩化ナトリ
ウムを加えて溶解させたのち、１０ｍｇのインジゴカル
ミンを添加して１分間撹拌したのち、上澄液１０μ会を
採り、１ｍｌの蒸留水で希釈して吸光度を測定し。その
結果を第４図に示す。

同図から明らかなように、添加したイオン量だけ吸光度
がシフトしている。すなわち、予め被測定溶液に一定量
の塩を添加することによって測定吸光度範囲をコントロ
ールすることが可能である。

また、測定吸光度範囲が決っている場合、これにより測
定イオン濃度範囲のコントロ、−ルが可能である。

実施例５塩化ナトリウム水溶液のイオン濃度および浸透圧を測定
するために、被測定溶液１ｍｌに飽和濃度よりやや過剰
の色素（インジゴカルミン）を添加して撹拌溶解したの
ち、上澄の一部をメンブランフィルタ−を装着したシリ
ンジにより取出し、浸透圧を測定した。浸透圧は、アド
バンストクライオマチック（商標）オスモメーターモデ
ル３Ｃ２（アドパンストインストルメンツ社製）を用い
て行なった。塩化ナトリウム濃度と塩化ナトリウム水溶
液の浸透圧との関係を第５図に示す。同図から明らかな
ように、溶液のイオン濃度に応じて浸透圧が変化してい
る。また実施例１において求められた吸光度と塩化ナト
リウム濃度との関係を示す第１図のデータと、本実施例
５の塩化ナトリウム濃度と浸透圧との関係を示す第５図
のデータより、塩化ナトリウム水溶液のイオン濃度、吸
光度および浸透圧の関係を第６図に示す。このようにし
て得られた検量線を利用して、未知の浸透圧を有する検
体の浸透圧の測定が可能である。

（発明の効果）以上述べたように、本発明は、溶液中のイオン濃度に溶
解鮮度が相関する色素または色素前駆体よりなる呈色物
質を被測定溶液に接触せしめ、該呈色物質の該溶液中の
溶解量を検出することを特徴とする該溶液のイオン濃度
、比重または浸透圧の測定方法であるから、従来法で必
要であった高価な装置を必要とせず、容易な操作で正確
に溶液のイオン濃度、比重または浸透圧を測定すること
が可能である。

また、使用される呈色物質が色素または色素前駆体であ
るので、イオン濃度の検出が吸光度測定、比色等により
極めて容易にできるのである。したがって、各種溶液あ
るいは尿等の体液のイオン濃度や比重の測定が容易とな
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、溶液の吸光度、比重およびイオン濃度との関
係を示すグラフ、第２〜４図は尿の吸光度と比重との関
係を示すグラフであり、第５図は溶液のイオン濃度と浸
透圧との関係を示すグラフであり、また第６図は溶液の
イオン濃度と吸光度と浸透圧との関係を示すグラフであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）溶液中のイオン濃度に溶解度が相関する色素また
は色素前駆体よりなる呈色物質を被測定溶液に接触せし
め、該呈色物質の該溶液中の溶解量を検出することを特
徴とする該溶液のイオン濃度、比重または浸透圧の測定
方法。
（２）該呈色物質がイオン官能性を有する色素である請
求項１に記載の溶液のイオン濃度、比重または浸透圧の
測定方法。
（３）色素よりなる該呈色物質の溶解量の検出方法が、
該溶液の吸光度測定によって行なわれる請求項１に記載
の溶液のイオン濃度、比重または浸透圧の測定方法。
（４）色素前駆体よりなる該呈色物質の溶解量の検出方
法が、該溶液に顕色剤を加えて、呈色反応を行なった後
の溶液の吸光度測定によって行なわれる請求項１に記載
の溶解のイオン濃度、比重または浸透圧の測定方法。
（５）該色素前駆体である呈色物質がフェノール化合物
またはアニリン化合物であり、かつ該顕色剤が酸化縮合
呈色型化合物またはジアゾカップリング型化合物である
請求項４に記載の溶液のイオン濃度、比重または浸透圧
の測定方法。