JPH04112785A - イオン・センシング・テープ，酵素テープ，テープ・カセットおよびこれらを用いたセンサ - 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】 発明の背景 技術分野 この発明はイオン・センシング・テープ、酵素テープ、
テープ・カセットおよびこれらを用いたセンサに関し、
さらに詳しくは、オプティカルｐＨセンサを含むオプテ
ィカル・イオン・センサ用のイオン・センシング・テー
プ、オプティカル酵素センサ用の酵素テープ、ポテンシ
ョメトリック・イオン・センサ用のイオン拳センシング
・テープ、ポテンショメトリック酵素センサ用の酵素テ
ープ、アンペロメトリック・イオン・センサ用のイオン
・センシング・テープ、アンペロメトリック酵素センサ
用の酵素テープ、これらのイオン−センシング・テープ
および酵素テープをカセット・タイプにコンパクトにま
とめたテープ・カセット、ならびに上記イオン・センシ
ング・テープ、酵素テープまたはテープ・カセットを用
いてｐＨ値を含むイオン濃度を測定するためのオプティ
カル、ポテンショメトリック、アンペロメトリック・イ
オン・センサ（ｐＨセンサを含む）、および基質濃度を
測定するためのオプティカル、ポテンショメトリック、
アンペロメトリック酵素センサに関する。

従来技術とその問題点 ｐＨセンサを例にとって説明する。ｐＨセンサには、　
　ｐＨ指示薬、ガラスｐＨ電極、　　ｐＨＰＥＴなどが
ある。このうち、ガラスｐＨ電極は、信頼度が最も高く
、前処理すれば繰返し使用できるので、医薬品１食品、
化学薬品の品質管理、健康管理、環境計測、バイオテク
ノロジーなど多くの分野にわたってよく利用されている
。

しかしながら、ガラス　ｐＨ電極にはつぎのような問題
点がある。

（ａ）時間のかかる前処理（後に詳述する）を測定のた
びごとにしなければならない。

（ｂ）医薬品２食品、化学薬品の品質管理は、インライ
ンで使用できるｐＨセンサがないこともあって、バッチ
式で行なわれており１人手がかかる。

（Ｃ）多成分同時測定ができない。

（ｄ）連続測定ができない。

（ｅ）ガラスｐＨ電極は、基準電極として使用している
銀／塩化銀電極から微少量ではあるが銀イオンが溶液に
混入する。

これらの多くは他のイオン吻センサや酵素センサにもあ
てはまる共通の問題点であり、解決が望まれていた。

ガラスｐＨ電極を用いて正確なｐＨ値を得るためには、
つぎの前処理を測定のたびごとにしなければならない。

ここでは、酸性溶液のｐＨ値を評価するときの手順を一
例とて示す。

（１）ガラスｐＨ電極をｐＨ８，８６（中性）の標準緩
衝液に浸し、センサ部の表示がｐＨ６，８８を示すよう
に調整する。

（２）ガラスｐＨ電極を水洗し、水滴を拭き取る。

（３）ガラスｐＨ電極をｐＨ４，０１（酸性）の標準緩
衝液に浸し、センサ部の表示がｐＨ４，０１を示すよう
に調整する。

（４）ガラスｐＨ電極を水洗し、水滴を拭き取る。

（５）（１）および（３）の調整が不要になるまで、（
１）〜（４）の操作を繰返す。通常２〜３回程度の繰返
しが必要である。

発明の概要 発明の目的 この発明はイオン・センサに適したイオン・センシング
・テープを提供することを目的とする。

この発明は酵素センサに適した酵素テープを提供するこ
とを目的とする。

この発明は上記イオン・センシング・テープや酵素テー
プをコンパクトにまとめたテープ・カセットを提供する
ことを目的とする。

この発明は上記イオン・センシング・テープ。

酵素テープまたはテープ・カセットを用いてイオン濃度
や基質濃度を測定するためのセンサ（イオン・センサ、
ｐＨセンサ、酵素センサ）を提供することを目的とする
。

発明の構成９作用および効果 この発明によるオプティカル・イオン・センサのための
イオン・センシング・テープは、検出すべきイオン濃度
に応じて特定波長または特定波長帯の吸光度が変化する
イオン選択性膜が一面上に長手方向にそって設けられて
いることを特徴とする。

この発明によるオプティカル水素イオン・センサ（ｐＨ
センサ）のための水素イオン壷センシング・テープは、
水素イオン濃度に応じて特定波長または特定波長帯の吸
光度が変化する水素イオン選択性膜が一面上に長手方向
にそって設けられていることを特徴とする。

この発明によるオプティカル酵素センサのための酵素テ
ープは、検出すべき基質と反応して水素イオンを生じさ
せる酵素と、水素イオン濃度に応じて特定波長または特
定波長帯の吸光度が変化する水素イオン選択性物質とを
含む酵素膜が一面上に長手方向にそって設けられている
ことを特徴とする。

上記イオン・センシング・テープ、水素イオン・センシ
ング・テープおよび酵素テープ（これらをまとめてセン
ス・テープという）において。

上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜または酵素膜
はテープの長手方向に連続して設けてもよいし、テープ
の長手方向に所定間隔ごとに分離して設けてもよい。

また、上記センス・テープにおいて、上記イオン選択性
膜、水素イオン選択性膜または酵素膜の試料溶液滴下場
所に２滴下された試料溶液を保持してその流出を防止す
るためのくぼみを形成しておくとよい。

この発明によるポテンショメトリック・イオン中センサ
のためのイオン・センシング・テープは、検出すべきイ
オン濃度に応じて電位が変化するイオン電極と基準電極
との相互に間隔をはなしかつ絶縁された状態で配置され
てなる対が一面上に長手方向にそって所定間隔ごとに設
けられていることを特徴とする。

この発明によるポテンショメトリック水素イオン中セン
サ（ｐＨセンサ）のためのイオン・センシング・テープ
は、水素イオン濃度に応じて電位が変化する水素イオン
電極と基準電極との相互に間隔をはなしかつ絶縁された
状態で配置されてなる対が一面上に長手方向にそって所
定間隔ごとに設けられていることを特徴とする。

この発明によるポテンショメトリック酵素センサのため
の酵素テープは、検出すべき基質と反応する酵素を含み
、この反応に応じて電位が変化する酵素電極と基準電極
との相互に間隔をはなしがつ絶縁された状態で配置され
てなる対が一面上に長手方向にそって所定間隔ごとに設
けられていることを特徴とする。この酵素テープにおい
て、上記酵素電極は、たとえば検出すべき基質と反応し
て水素イオンを生じさせる酵素と、水素イオン濃度に応
じて電位が変化する水素イオン選択性物質とを含んでい
る。

この発明によるアンペロメトリック・イオン・センサの
ためのイオン争センシング・テープは。

検出すべきイオン濃度に応じて電流が変化する作用電極
と対向電極との相互に間隔をはなしかつ絶縁された状態
で配置されてなる対が一面上に長手方向にそって所定間
隔ごとに設けられていることを特徴とする。

この発明によるアンペロメトリック酵素センサのための
酵素テープは、検出すべき基質と反応する酵素を含み、
この反応に応じて電流が変化する作用電極と対向電極と
の相互に間隔をはなしかつ絶縁された状態で配置されて
なる対が一面上に長手方向にそって所定間隔ごとに設け
られていることを特徴とする。この酵素テープの一実施
態様において、上記作用電極は、検出すべき基質と反応
して水素イオンを生じさせる酵素と、水素イオン濃度に
応じて電流が変化する水素イオン選択性物質とを含んで
いる。

上記ポテンショメトリックおよびアンペロメトリック・
イオン−センサのためのイオン・センシング・テープ、
ならびにポテンショメトリックおよびアンペロメトリッ
ク酵素センサのための酵素テープ（これらもまた、まと
めてセンス・テープと総称する）において、上記イオン
電極、水素イオン電極もしくは酵素電極と基準電極との
対向する部分、または上記作用電極と対向電極との対向
する部分に２滴下された試料溶液を保持するための凹部
を形成することが好ましい。

上記すべての種類のセンス・テープにおいて。

上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜、酵素膜、イ
オン電極と基準電極との対、水素イオン電極と基準電極
との対、酵素電極と基準電極との対、または作用電極と
対向電極との対を基板上に形成し１　この基板をテープ
に接着するようにしてもよい。

さらに、上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜、酵
素膜、イオン電極と基準電極との対、水素イオン電極と
基準電極との対、酵素電極と基準電極との対、または作
用電極と対向電極との対を、テープの幅方向に２列（２
トラツク）以上にわたって設けることによりマルチ・タ
イプのセンス・テープが実現する。イオン選択性膜と酵
素膜というように、異種物質測定のための複数の膜また
は電極対を１つのテープ上に設けてもよい。これにより
多成分同時測定が可能となる この発明によるオプティカル・センサ（イオン・センサ
、水素イオン・センサ、酵素センサ）のためのテープ・
カセットは１回転自在に支持されかつ所定間隔はなれて
設けられた第１および第２のリールを備え、第１のリー
ルに上述したオプティカル−センサのためのセンスＱテ
ープか巻回され　このセンス・テープが第１のリールか
ら所定の走行路を経て第２のリールに巻取られるように
構成されていることを特徴とする。

この発明によるポテンショメトリック・センサのための
テープ・カセットは１回転自在に支持されかつ所定間隔
はなれて設けられた第１および第２のリールを備え、第
１のリールに上述したオプティカル・センサのためのセ
ンス・テープが巻回され、このセンス・テープが第１の
リールから所定の走行路を経て第２のリールに巻取られ
るように構成されていることを特徴とする。

この発明によるアンペロメトリツク中センサのためのテ
ープ・カセットは１回転自在に支持されかつ所定間隔は
なれて設けられた第１および第２のリールを備え、第１
のリールに上述したアンペロメトリック・センサのため
のセンス・テープが巻回され、このセンス・テープが第
１のリールから所定の走行路を経て第２のリールに巻取
られるように構成されていることを特徴とする。

上記すべての種類のテープ・カセットにおいて８回転自
在に支持された第３のリールを設け。

第３のリールに吸水テープを巻回しておき、この吸水テ
ープを第２のリールにセンス拳テープと重ねて巻取られ
るように構成するとよい。これによりセンス・テープ上
に滴下されかつ測定の終了した試料溶液が第２のリール
に巻取られるときに吸水テープに吸い込まれ、試料溶液
がこぼれ落ちたりする問題か解決される。

さらに上記テープ・カセットにおいて、センス・テープ
の走行路にそって、この走行路を走行するセンス・テー
プを支持する支持板を設けるとよい。これにより、測定
時等におけるセンス・テープのたるみが防止され１正確
な測定が担保される。

上記テープ・カセットをセンサ本体に固定するために永
久磁石を設ジオるとよい。

この発明によるオプティカル・センサは上述したオプテ
ィカル・センサのためのセンス・テープを用いる。この
センス・テープ上の上記イオン選択性膜、水素イオン選
択性膜または酵素膜の上に試料溶液が滴下される。上記
オプティカル・センサは、上記センス・テープの巻取機
構、上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜または酵
素膜の吸光度を測定するための光源と光検出器、および
上記光検出器の出力信号が表わす値をイオン濃度または
基質濃度に換算する演算手段を備えている。

この発明によるオプティカル・センサは上述したオプテ
ィカル・センサのためのテープ・カセットを用いる。こ
のオプティカル・センサは、上記テープ・カセットを装
着するためのカセット装着機構、上記第２のリールを回
転させて少なくとも上記センス・テープを巻取るための
巻取機構、上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜ま
たは酵素膜上に試料溶液が滴下されたときに、これらの
膜の吸光度を測定するための光源と光検出器、および上
記光検出器の出力信号か表わす値をイオン濃度または基
質濃度に換算する演算手段を備えている。

上記オプティカル・センサには好ましくは、換算された
イオン濃度または基質濃度を表わす値を表示する表示装
置を設ける。

この発明のオプティカル・センサによると、試料溶液に
含まれるイオン（水素イオンを含む）の濃度または基質
の濃度が上記イオン選択性膜または酵素膜等の吸光度の
変化として検出され、これに基づいて算出される。

オプティカル・センサには透過形と反射形とがある。

この発明によるポテンショメトリック・センサは上述し
たポテンショメトリック・センサのためのセンス・テー
プを用いる。このセンス・テープ上の上記イオン電極、
水素イオン電極もしくは酵素電極と基準電極との間には
試料溶液が滴下される。上記ポテンショメトリック・セ
ンサは、上記センス・テープの巻取機構、上記イオン電
極、水素イオン電極もしくは酵素電極と基準電極とにそ
れぞれ接触する接触子を備え、これらの電極間の電位差
を測定する電位差計、および上記電位差計の出力信号が
表わす値をイオン濃度または基質濃度に換算する演算手
段を備えている。

この発明によるポテンショメトリック・センサは上述し
たポテンショメトリック・センサのためのテープ・カセ
ットを用いる。このポテンショメトリック・センサは上
記テープ・カセットを装着するためのカセット装着機構
、上記第２のリールを回転させて少なくとも上記センス
・テープを巻取るための巻取機構、上記イオン電極、水
素イオン電極もしくは酵素電極と基準電極とにそれぞれ
接触する接触子を備え、これらの電極間に試料溶液が滴
下されたときに生じる電位差を測定する電位差計、およ
び上記電位差計の出力信号が表わす値をイオン濃度また
は基質濃度に換算する演算手段を備えている。

このポテンショメトリック・センサはさ、らに上記接触
子を上記電極に接触離間させる機構を備えている。

好ましくは換算されたイオン濃度または基質濃度を表わ
す値を表示する表示装置を設ける。

この発明のポテンショメトリック・センサによると　試
料溶液に含まれるイオン濃度または基質濃度に応じて上
記電極間に電位差が生じ、この電位差を検出することに
よりイオン濃度または基質濃度が測定される。

この発明によるアンペロメトリック・センサは上述した
アンペロメトリック・センサのためのセンス・テープを
用いる。このセンス−テープ上の上記作用電極と対向電
極との間に試料溶液が滴下される。上記アンペロメトリ
ック・センサは、上記センス・テープの巻取機構、上記
作用電極と対向電極とにそれぞれ接触する接触子を備え
、これらの電極間に流れる電流を測定する電流計、およ
び上記電流計の出力信号が表わす値をイオン濃度または
基質濃度に換算する演算手段を備えている。

この発明によるアンペロメトリック・センサは　上述し
たアンペロメトリック・センサのためのテープ・カセッ
トを用いる。このアンペロメトリック・センサは、上記
テープ・カセ・ソトを装着するためのカセット装着機構
、上記第２のリールを回転させて少なくとも上記センス
・テープを巻取るための巻取機構、上記作用電極と対向
電極とにそれぞれ接触する接触子を備え、これらの電極
間に試料溶液が滴下されたときに流れる電流を測定する
電流計、および上記電流計の出力信号が表わす値をイオ
ン濃度または基質濃度に換算する演算手段を備えている
。

このアンペロメトリック・センサはさらに、上記接触子
を上記電極に接触離間させる機構を備えている。

好ましくは換算されたイオン濃度または基質濃度を表わ
す値を表示する表示装置を設ける。

この発明のアンペロメトリック・センサによると、試料
溶液に含まれるイオン濃度または基質濃度に応じて上記
電極間に電流が流れ、この電流を検出することによりイ
オン濃度または基質濃度が測定される。

この発明によると、試料溶液をセンス・テープ上に微少
量滴下するだけで測定が可能であるから微少量の試料溶
液で足り、かつ試料溶液をよごすことがない。

また、センス・テープ、テープ・カセットは使い捨てで
あり、取扱いか簡便である。とくにカセット・タイプに
することにより交換が容易となる。

従来のガラスｐＨ電極のような前処理が不要であるから
、迅速な測定が可能となる。

さらに、試料溶液の滴下、センス・テープの送りは自動
化することが可能であり、また連続測定も可能となるか
ら２人手を要することなく多量の試料の測定が短時間で
できる。そして、インラインに対応が可能となる。

実施例の説明 （１）オプティカル・センサ オプティカル・センサ（光学的または光検出型センサ）
の例として、まずカセット・テープ式ｐＨセンサについ
て説明する。

第１図はカセット−テープ式ｐＨセンサの使用状態を線
図的に表わしたものであり、第２図はその電気的構成を
示すブロック図である。第３図はｐＨセンサ本体の外観
を示し、第４図はカセット・タイプの水素イオン（Ｈ）
センシング・テープ（テープ・カセット）を拡大して示
すものである。

主に第１図、第３図および第４図を参照して。

ｐＨセンサ本体１０はその前面の上半部に光検出器１２
と表示器１３とを備えている。ｐＨセンサ本体１０の前
面の下半部はテープ・カセット３０を装着するための部
分であり、左右の上部に支持ビン１７および１８が、高
さの中間部にリール駆動軸１４ならびに従動軸１５およ
び１６がそれぞれ前方に突出するように設けられている
。支持ビン１７および１８は本体１０に固定されている
。駆動軸１４．従動軸１５および１６は回転自在であり
、かつこれらの軸の周面には所定角度間隔で軸の長さ方
向にのびる凸条が形成されている。さらにｐＨセンサ本
体１０の前面の下半部の各軸１４〜１Ｂよりも少し上の
位置には前方に突出するように光源１１が設けられてい
る。この光源１１の真上の位置に上述した光検出器１２
が位置し。

光源１１からの投射光を受光する。ｐＨセンサ本体１０
のケースがプラスチック等の非磁性材料で構成される場
合には本体前面において光源１１の下方の位置に、磁性
体板（たとえば鉄板）１９が取付けられる。

テープ・カセット３０のケースにはその左右の上部の位
置に孔３７および３８があけられている。また、永久磁
石３９が設けられている。テープ・カセット３０は孔３
７および３８にピン１７および１８がそれぞれ挿入され
ることにより、ｐＨセンサ本体１０の前面下半部に装着
される。このとき、永久磁石３９がｐＨセンサ本体１０
の前面板（前面板が磁性体の場合）または磁性体板１９
に吸着することにより。

テープ・カセット３０が固定される。

テープ・カセット３０内には３個のリール８４．３５お
よび３Ｂが回転自在に支持されている。リール３５は水
素イオン・センシング・テープ５０を巻回しておくもの
、リール３Ｂは吸水テープ６０を巻回しておくもの、リ
ール３４は水素イオン中センシング・テープ５０および
吸水テープ６０を重ねて一緒に巻取るものである。水素
イオン・センシング・テープ５０の詳細については後述
するが、第１図および第４図ではテープ上に設けられた
水素イオン選択性膜等の図示が省略されている。吸水テ
ープ６０はたとえば吸水紙によって、または吸水紙を合
成樹脂テープで補強することによって構成される。

テープ・カセット３０のケース３１の前、後面板にはリ
ール３４〜３６をそれぞれ支持する部分に孔があけられ
、ここに回転支持機構が設けられている。

リール３５に関して回転支持機構を説明すると。

ケース３１の前、後面板にあけられた孔の内周縁にケー
ス内方に突出した環状突部３１ａが形成されている。一
方、リール３５の中央の孔の内周壁の両面側の入口部分
には環状の溝３５ｂか形成されている。そして、ケース
３１の前、後面板の環状突部３１ａがリールの環状溝３
５ｂに両側からゆるくはまることにより１　リール３５
は回転自在に支持されている。他のリール３４および３
６についても同様である。

さらにリール３４．３５および３６の中央の孔の内周壁
には内側に突出する複数の突起３４ａ、　３５ａおよび
３８ａがそれぞれ設けられている。テープ・カセット３
０がｐＨセンサ本体１０に装着されたときに、各軸１４
．１５および１６がこれらのリール３４．３５および３
Ｂの中央孔内に入りかつ各軸１４．１５および１６の凸
条がこれらの突起３４ａ、　３５ａおよび３６ａと噛み
合う。これにより、駆動軸１４の回転に伴ってリール３
４が回転し、リール３４によるテープ５０および６０の
巻取りに伴ってリール３５および３６がそれぞれ回転し
、これに噛み合う従動軸１５および１６も回転する。

ケース３１において、リール３５．３４および３６の上
方の位置には、ケース３１の前、後面板に固定された軸
４１ａ　、　４２ａ　、　４３ａおよび４４ａにローラ
４１４２、４３および４４がそれぞれ回転自在に支持さ
れている。リール３５に巻回された水素イオン・センシ
ング・テープ５０はローラ４１および４２を経てリール
３４に達し、ケース３１内の左半分の上部に走行路を形
成する。吸水テープ６０はリール３６からローラ４４お
よび４３を経てリール３４に巻取られる。

テープ・カセット３０のケース３１の上面において、リ
ール３５と３４との間の位置には窓３３かあけられてい
る。この窓３３は、　　ｐＨを測定すべき試料溶液をテ
ープ５０上に滴下するとともに、光源１１からの光を通
すためである。この窓３３の下方の位置には、テープ５
０の走行路にそってテープ５０のたわみをなくするため
の透明支持板４０か設けられ、ケース３１に固定される
。さらに、ケース３１の後面板（本体１０に接する側の
板）には、テープ・カセット３０がｐＨセンサ本体１０
に装着されたときに、光源１１がケース３１内に侵入す
るのを許容するための穴３２があけられている。テープ
・カセット３０がｐＨセンサ本体１０に装着されると、
光源１１と光検出器１２との間に透明支持板４０．水素
イオン・センシング・テープ５０および窓３３が位置す
ることになる。

第２図を参照して、　　ｐＨセンサ本本体ｌ−は、上述
した光源１１．光検出器１２および表示器１３に加えて
、演算制御回路２０．モータ２１．モータ駆動回路２２
等が内蔵されている。演算制御回路２０は、光検出器１
２から得られる信号を用いて、所定の演算式またはテー
ブルにしたがってｐＨ値を算出するとともに、この得ら
れたｐＨ値を表示器１３に表示するよう制御する。光検
出器１２の出力信号は一般的にはディジタル信号に変換
され、演算制御回路２０ではディジタル処理が行なわれ
るであろう。モータ２１は駆動軸１４を回転駆動するた
めのものである。もちろん本体１０内にはモータ２１の
回転出力を減速する機構を含むテープ駆動のための機構
が内蔵されている。ＰＨセンサ本体１０はコンピュータ
（たとえば、いわゆるパーソナル・コンピュータ）に接
続されており、測定条件の設定等はこのコンピュータに
よって行なわれる。そして、演算制御回路２０およびモ
ータ駆動回路２２はコンピュータからの指令に応答して
動作し、演算制御回路２０で得られる　ｐＨ値はコンピ
ュータに転送される。

ｐＨセンサ本体ＩＯにはさらに必要ならば、水素イオン
・センシング・テープ５０を一定長ずつ送るためのテー
プ送り制御回路等も設けられるであろつ◎ 第５図は水素イオン・センシング・テープ５０の一例を
、第６図は同テープ５０の他の例を、第７図は第５図ま
たは第６図の■−■線にそう拡大断面図をそれぞれ示し
ている。第７図ならびに後述する第８図、第１０図、第
１２図および第１３図の断面図、ならびに第１７図から
第２０図の斜視図において、より分りやすくするととも
に作図の便宜上。

厚さ方向か拡大して描かれている。

テープ５０それ自体はたとえば合成樹脂による薄い透明
テープであり、このテープ５０上に水素イオン選択性（
感応性）膜５２を設けることにより水素イオン・センシ
ング・テープが構成される。

水素イオン選択性膜５２の一例としてポリアニリン膜ま
たはその誘導体膜を挙げることができる。

ポリアニリン膜またはその誘導体膜はそれか接触する試
料溶液中の水素イオン濃度（Ｈ濃度またはｐＨ濃度）に
応じて吸収スペクトルが変化するので、光源１１から特
定波長または特定波長帯の光を投射し、その光の吸光度
を光検出器１２を用いて測定することにより水素イオン
濃度を検出することができる。この場合、水素イオン濃
度と吸光度とは直線関係にある。ポリアニリン膜を電解
重合法で形成するときには電極か必要となるので。

テープ５０上にあらかじめ透明電極（ＮＥＳＡ／　ＩＴ
Ｏ膜など）５１を設けておく。ポリアニリン膜を化学重
合法で作成するときには電極５Ｉは不要である。

水素イオン選択性膜５２の他の例としては、　　ｐＨ指
示薬（チモールブルー、メチルオレンジ、メチルレッド
、フェノールフタレイン等の一般に用いられる　ｐＨ指
示薬でよい）を透明な高分子（アセチルセルロースなど
）を用いて固定化した膜を挙げることかできる。これら
のｐＨ指示薬はｐＨ値に応じて色が変化するので、この
色の変化を光源１１と光検出器１２で検知することによ
り、試料溶液のｐＨ範囲を知ることができる。色の変化
の検出も特定の波長または波長帯の光に関するｐＨ指示
薬固定化膜の吸光度の測定により行なわれる。

このようなテープ５０上に設けられた水素イオン選択性
膜５２の表面には同形または楕円形の液溜め用くぼみ５
３が形成されている。このくほみ５３は水素イオン選択
性膜５２上に滴下された試料溶液かこほれ落ちないよう
にするためてあり、できるだけ大きくするとよい。この
ようなくぼみ５３は丸味をもつ棒の端面を水素イオン選
択性膜５２に押しあてることにより容易に形成すること
ができる。

水素イオン選択性膜５２は第５図に示すようにテープ５
２の一面上に連続的に設けてもよいし、第６図に示すよ
うに、一定間隔ごとに相互に分離した形で設けることも
できる。さらに、ポリアニリン膜を電解重合法で形成す
るときのように電極が必要な場合には、第８図に示すよ
うに、あらかしめ薄い透明基板５４上に透明電極５１を
形成しておき、この透明基板５４上の透明電極５１上に
ポリアニリン膜５２を形成し、このようなポリアニリン
膜５２を有する基板５４をテープ５０上に接着するよう
にしてもよい。

必要ならばテープ５０の一側または両側の縁部などに、
テープ５０の長手方向に一定間隔てマーカを記入してお
く。このマーカを光検出器１２または他のフォトセンサ
で読取り９その読取り信号に基づいてテープ５０の送り
（巻取り）を制御することかできる。

第１図に戻って、テープ・カセット３ｏはｐＨセンサ本
体１０に装着されている。

ｐＨ測定を自動的に行なう場合には連続分注装置７０が
用いられる。連続分注装置７ｏの各ノズル７１からはｐ
Ｈを測定すべき試料溶液が順次、一定時間間隔て、光検
出器Ｉ２よりもリール３５寄りの位置において、カセッ
ト３０の窓３３を通して、水素イオン・センシング・テ
ープ５０上の水素イオン選択性膜５２のくほみ５３内に
滴下される。

連続分注装置７０を用いずに９作業員がピボット、スポ
イト等の分注器を用いて手動で試料溶液を水素イオン選
択性１１ｉ５２のくぼみ５３内に滴下するようにしても
よい。この場合にはｐＨセンサ本体１０に押ボタン・ス
イッチ等を設けておき、試料溶液を滴下後作業具がこの
スイッチを押すと、このスイッチ入力に応答してくぼみ
５３内の試料溶液を測定位置（光源１１から光検出器１
２に向う投射光が照射される位置）まで移動させるよつ
にテープ５０か駆動、制御されるようにするとよい。

いずれにしても試料溶液が水素イオン選択性膜５２のく
ぼみ５３に滴下されると、水素イオン選択性膜５２はこ
の試料溶液と反応して変色する。水素イオン・センシン
グφテープ５０はモータ２１によって駆動される巻取リ
ール３４の回転により移動し、試料溶液を受けたくぼみ
５３が測定位置までくる。この測定位置において　光源
１１からの光がこのくぼみ５３の位置を通過して光検出
器１２によって受光されることにより反応した水素イオ
ン選択性膜５２の吸光度が測定される。

上述のように、水素イオン選択性膜５２かポリアニリン
またはその誘導体膜の場合には吸光度と試料溶液のｐＨ
値とは直線関係にある。光検出器１２の出力信号か表わ
す吸光度か演算制御回路２０において、あらかじめ設定
された上記直線関係を表わす式またはテーブル等を用い
てｐＨ値に換算され、そのｐＨ値が表示器１３に表示さ
れるとともにコンピュータに伝送される。この測定時に
おいて透明支持板４０の存在によってテープ５０かたわ
むことはない。

測定が終了すると水素イオン選択性膜５２は巻取リール
３４によってさらに巻取られる。このときテープ５０の
くぼみ５３側の面に重ねて吸水テープ６０が巻取られる
ので、くぼみ５３内の試料溶液は吸水テープ６０に吸取
られ、ケース３１内等にこぼれ落ちることはない。

上記動作において、くぼみ５３か測定位置にきたときに
一旦停止し、測定後再び送るというように、テープ５０
を間欠的に移送するようにしてもよいし、ゆっくりとし
た速度で連続的に移送してもよい。また１　テープ５０
の移送をより正確に行なうために　巻取り駆動軸１４と
は別に、　　ｐＨセンサ本体１０の前面にピンチ・ロー
ラ等を含むテープ送り機構を設け、テープ・カセット３
０がｐＨセンサ本体１０に装着されたときにテープ５０
をピンチ・ローラて挾み、送るようにしてもよい。

第９図および第１０図はマルチタイプの水素イオン・セ
ンシング・テープの例を示している。テープ５０上に２
列（２トラツク）にわたって水素イオン選択性膜５２が
形成されている。このようなテープを用いることにより
同時に二種類の試料溶液のｐＨ値を測定することが可能
となる。

発光素子１１Ａとこの発光素子１１Ａからの広がる出射
光を比較的幅の広い平行光に変換するレンズ系１１Ｂと
を光源１１に設け　光源１１の出射光によってテープ５
０上の２列の水素イオン選択性膜５２の両方を照射する
ようにすると光源１１は１個で足りる。光検出器１２に
は各水素イオン選択性膜５２を透過する光をそれぞれ受
光する２つの受光素子１２Ａおよび１２Ｂか設けられて
いる。これらの受光素子１２Ａおよび１２Ｂの出力信号
はマルチプレクサのような切換スイッチで交互に切換え
られて演算制御回路２０に与えられる。もちろん、２つ
の水素イオン選択性膜５２のそれぞれに対して別個の光
源を設けてもよいのはいうまでもない。

テープ５０上には３トラツク以上の水素イオン選択性膜
を形成してもよいのはいうまでもない。水素イオン選択
性膜は第６図に示すように所定長さごとに分離すること
もできるのはいうまでもない。また、上述したように電
極５１を設けない場合もあり、第８図に示すように透明
基板５４を設ける場合もある。

上記実施例と同じ原理により水素イオン濃度以外の他の
イオン濃度の測定も可能である。この場合には測定すべ
きイオンに反応して吸光度が変化する物質からなるイオ
ン選択性膜が設けられたイオン・センシング・テープを
用いればよい。

次にオプティカル・センサの他の例として、カセット・
テープ式酵素センサについて説明する。

酵素センサにおいても基本的には第１図から第４図に示
す構成がそのままあてはまる。以下に。

上述したｐＨセンサと異なる点について述べる。

酵素センサのためのテープ・カセットには、上述した水
素イオン・センシング・テープ５０に代えて酵素テープ
が用いられる。この酵素テープ８０の一例が第１１図お
よび第１２図に示されている。テープ８０その自体は透
明な合成樹脂テープであり、その上に酵素膜８５か一定
長さごとに相互に分離して設けられている。この酵素膜
８５は、試料溶液中の基質と酵素が反応するときに生成
する有機酸による　ｐＨ濃度の変化に応じて特定波長ま
たは特定波長帯の吸光度が変化するものである。

第１２図に示される酵素膜８５は多層膜であり。

テープ８０上の透明電極層８１とこの上に積層された水
素イオン選択性層８２とその上に積層された固定化酵素
層８３とから構成され、固定化酵素層８３には試料溶液
を保持するためのくほみ８６が形成されている。水素イ
オン選択性層８２はたとえば上述したポリアニリン層ま
たはその誘導体層である。固定化酵素層８３の代表例と
しては尿素濃度を検出する場合に用いるウレアーゼ固定
化層、グルコース濃度を検出する場合に用いるグルコー
スオキシダーゼ固定化層等がある。固定化酵素層８３は
そのくほみ８６に滴下された試料溶液中の基質を分解し
て酸またはアルカリを生じさせ、この酸またはアルカリ
によるｐＨ濃度の変化に応じてポリアニリン層またはそ
の誘導体層の吸収スペクトルが変化するので、上述した
光源１１と光検出器１２との組合せによって吸光度の変
化を測定し、この吸光度を演算制御回路によって試料溶
液中の基質濃度に換算することができる。

第１３図は酵素膜＆５の他の例を示すもので、この酵素
膜８５は、透明電極８１とその上に形成された固定化酵
素層８４とからなり、固定化酵素層８４はポリアニリン
層またはその誘導体層に酵素を固定化したものである。

第１２図および第１３図において透明電極８１は必ずし
もなくてもよい。また、第８図を参照して説明したよう
に、基板上に酵素膜８５を設け、この基板をテープに接
着することにより酵素テープを構成することもてきる。

さらに酵素テープの例としては、テープ上（こ酵素とｐ
Ｈ指示薬をアセチルセルロース等の透明高分子を用いて
固定化した酵素膜を形成したものを挙げることかできよ
う。

第１１図においては酵素膜８５はテープ上に一定間隔で
分離して設けられているが、第５図１こ示すように連続
した酵素膜８５をテープ上に形成してもよい。

さらに、第９図および第１Ω図を参照して説明したよう
に、透明テープ上に２トラ・ツク以上の連続したまたは
分離した酵素膜を設けてマルチタイプの酵素テープを構
成することもてきる。この場合に、あるトラックには上
述したイオン選択性膜を、他のトラックには酵素膜をそ
れぞれ設け、イオン・センサと酵素センサの両方の機能
をもたせるようにすることもできる。

上記ような酵素テープを内蔵したテープ・カセットを用
いた酵素センサの全体的な動作は第１図を参照して説明
したｐＨセンサの動作と同じである。

上記実施例ではいずれも、光源からの光をイオン選択性
膜または酵素膜を透過させ、この透過光を光検出器で検
出しているが１反射型にもこの発明は適用できる。すな
わち、光源からの光をイオン選択性膜または酵素膜に投
射し、その反射光を光検出器で検出する。反射光量の測
定により結果的に吸光度が測定される。この場合にはテ
ープ・カセットには穴３２が不要となろう。

（２）ポテンショメトリック・センサ ポテンショメトリック・センサ（電位検出型センサ）の
例としてまずカセット・テープ式ｐＨセンサについて第
１４図から第１８図を参照して説明する。

第１４図および第１５図は、上述した第１図および第２
図に対応する図面であり、これらの図面と同一物には同
一符号を付して説明を省略し、異なる点についてのみ言
及する。第１６図は水素イオン・センシング・テープの
平面図、第１７図および第１８図はｐＨ測定時の様子を
示す斜視図である。

第１４図および第１５図を参照して、ポテンショメトリ
ック　ｐＨセンサでは水素イオン電極（作用電極）と基
準電極との間の電位差を測定するために電位え計２３が
設けられ、ｐＨセンサ本体９０内に内蔵されている。電
位差計２３は各電極に接触する２つの接触子９２を備え
、これら接触子９２は保持部材９１に相互に絶縁された
状態で取付けられている。

接触子９２は針状のもので保持部材９１から下方にのび
ている。保持部材９１は昇降機構２５に昇降自在に支持
されている。昇降機構２５はｐＨセンサ本体９０におい
て、オプティカルｐＨセンサ本体１．０（ｍ１図）にお
ける光検出器１２の位置に設けられている。ポテンショ
メトリック　ｐＨセンサではオプティカルｐＨセンサに
おける光源１１に対応するものは設けられていない。

テープ・カセット３０Ａにおいて、上述した水素イオン
・センシング・テープ５０に代えてポテンショメトリッ
ク　ｐＨセンサ用の水素イオン・センシング・テープ１
００が備えられている。このテープ１００の構成につい
ては後述する。支持板４０は透明である必要はない。ま
た穴３２も不要である。

昇降機構２５は演算制御回路２４．モータ駆動回路２２
等とともにコンピュータからの指令に応答して接触子９
２をもつ保持部材９１を昇降する。その昇降動作につい
ては後述する。演算制御回路２４は電位差／　ｐＨ換算
機能をもっている。

第１６図および第１７図を参照して、ポテンショメトリ
ック　ｐＨセンサ用の水素イオン・センシング・テープ
１００のテープそれ自体は合成樹脂等でつくられた薄い
テープである。このテープは透明である必要はないが、
少なくともその表面は、好ましくは全体的に電気的絶縁
性をもっていることが必要である（後述するように絶縁
性基板を設けた場合にはその必要はない）。テープの一
面上には、水素イオン電極１０５と基準電極１０Ｂとの
対が、一定間隔でその長手方向に配列されて設けられて
いる。水素イオン電極１０５と基準電極１０Ｂはテープ
の幅方向に間隔をおいて並べられ、かつ互いに平行であ
る。

水素イオン電極１０５は電極１０１とその上に形成され
た水素イオン選択性膜１０２とから構成されている。水
素イオン選択性膜１０２としては、ポリアニリン膜、ポ
リピロール膜またはそれらの誘導体膜を用いることかで
きる。ポリアニリン膜等はそれに接触する溶液のｐＨ濃
度に応じて電極電位が変化する。したがって、水素イオ
ン電極１０５と基準電極１０６にそれぞれ接触子９２を
接触させてこれらの接触子９２間の電位差を電位差計２
３で測定することにより　ｐＨ値を検出することが可能
である。

電位差と　ｐＨ値とは直線関係にある。基準電極１０６
としては塩化銀／銀電極などが用いられる。

さらに水素イオン電極１０５と基準電極１０Ｇとには、
それらの対向する部分に１滴下された試料溶液の流れを
防止するためのくぼみを形成するように、凹部１０７が
形成されている。この凹部１０７は電極１０５　、１０
６の接触子９２が接触する部分とは少し離れた場所に形
成することが好ましい。

第１８図は水素イオン電極１０５の変形例を示しており
、水素イオン電極１０５を構成する電極１０１が水素イ
オン選択性膜１０２よりも大きくつくられ。

１１Ｅ　極１０１の一部が露出している。この露出して
いる部分に接触子９２が接触するように配置することに
より、電極１０５と接触子９２との接触が確実となる。

水素イオン電極の他の例としては、　　５ｎＯ２（酸化
第二スズ）またはＴｉＮ　（窒化チタン）などのｐＨ感
応膜を用いることもでき、これらのｐＨ感応膜はテープ
上に設けられる。

水素イオン電極と基準電極とを絶縁性基板の上にあらか
じめ形成し、この絶縁性基板をテープに接着してもよい
。この場合に基板にもくぼみを形成することもできる。

第１４図を参照して、連続分注装置７０を用いてまたは
作業員が手動で試料溶液を水素イオン・センシング・テ
ープ１００上の対をなす電極１０５と１０［ｉの凹部１
０７のところに画電極１０５　、１０８にともに接触す
るように滴下すると、水素イオン電極１０５はこの試料
溶液と反応して電位が変化する。水素イオン・センシン
グ・テープ１００は巻取リール３４の回転により移動し
、試料溶液が滴下された電極１０５と１０６の凹部１０
７以外の部分が測定位置までくる。すると、昇降機構２
５によって接触子９２が下降し、水素イオン電極１０５
と基準電極１０Ｂのそれぞれに接触し１両電極１０５　
、１０６間の電位差が電位差計２３により測定される。

上述のように水素イオン電極１０５がポリアニリン膜等
を含む場合には電位差と試料溶液のｐＨ値は直線関係に
ある。電位差計２３からの電位差を表わす信号が演算制
御回路２４に与えられ、この回路２４において、あらか
じめ設定された上記直線関係を表わす式またはテーブル
等を用いて電位差がｐＨ値に換算され、そのｐＨ値が表
示器１３に表示されるとともにコンピュータに伝送され
る。この測定時において支持板４０がテープ１００を下
方から受けているので、接触子９２は電極１０５　、　
ｔｏｅに確実に接触する。

電位差の測定が終了すると、接触子９２は昇降機構２５
によって上方に移動され、所定高さ位置で待機する。ま
た、水素イオン選択性膜１００は９巻取リール３４によ
って巻取られる。このとき、テープ１００の電極１０５
　、１０６が設けられた面に重ねて吸水テープ６０か巻
取られるので、電極１０５　、１０６間の試料溶液は吸
水テープ６０に吸取られる。

ポテンショメトリック　ｐＨセンサに適用される水素イ
オン・センシング・テープにおいても、水素イオン電極
と基準電極との対をテープの幅方向に２列（２トラツク
）以上にわたって配列してマルチ化することも可能であ
る。この場合には保持部材９１には２対以上の接触子が
設けられるであろつＯ 上記実施例と同じ原理により水素イオン濃度以外の他の
イオン濃度を測定するポテンショメトリック・イオン・
センサを構成することも可能である。この場合には測定
すべきイオンに反応して電位が変化する物質からなるイ
オン電極とこれに対向する基準電極とか設けられたイオ
ン・センシング・テープを用いればよい。

次にポテンショメトリツク・センサの他の例として、カ
セット・テープ式酵素センサについて説明する。

酵素センサにおいても基本的には第１４図および第１５
図に示す構成かそのままあてはまる。以下に　上述した
ポテンショメトリ・ツク　ｐＨセンサと異なる点につい
て述べる。

酵素センサのためのテープ・カセットには、上述した水
素イオン・センシング・テープ１００に代えて酵素テー
プが用いられる。この酵素テープ１１０の例か第１９図
および第２０図に示されている。

テープ１１０上には、酵素電極１１５と基準電極１１６
との対が、テープの長手方向に所定間隔で配列して設け
られている。酵素電極１１５と基準電極１１Ｂとはテー
プの幅方向に間隔をあけて平行に配置されている。酵素
電極１１５は、試料溶液中の基質と酵素が反応するとき
に生成する有機酸による　ｐＨ濃度の変化に応じて電極
電位が変化するものである。

第１９図に示される酵素電極１１５は多層膜であり、テ
ープ上の電極層ｉｌｌとこの上に積層された水素イオン
選択性膜１１２とその上に積層された固定化酵素層１１
３とから構成されている。水素イオン選択性層１１２は
たとえば上述したポリアニリン層、ポリピロール層また
はその誘導体層である。

固定化酵素層１１３の代表例としては尿素濃度を検出す
る場合に用いるウレアーゼ固定化層、グルコース濃度を
検出する場合に用いるグルコースオキシダーゼ固定化層
等かある。基準電極１１６はたとえば塩化銀／銀電極を
用いて構成することかできる。これらの酵素電極１１５
と基準電極１１６の接触子９２が接触する部分以外のと
ころには試料溶液を保持する液溜めを形成するための四
部１１７が形成されている。

固定化酵素層１１３は凹部１１７に滴下された試料溶液
中の基質を分解して酸またはアルカリを生じさせ、この
酸またはアルカリによるｐＨ濃度の変化に応じてポリア
ニリン層、ポリピロール層またはその誘導体層１１２の
電位が変化するので、酵素電極１１５と基準電極ｌ１６
に接触子９２をそれぞれ接触させ、接触子９２間の電位
差を測定することにより、この電位差を演算制御回路に
よって試料溶液中の基質濃度に換算することができる。

水素イオン選択性層１１２の他の例としては。

５ｎＯ２（酸化第二スズ）、ＴｉＮ（窒化チタン）等を
用いることもてきる。

第２０図は酵素電極１１５の他の例を示すもので。

この酵素電極１１５は、電極層１１１とその上に形成さ
れた固定化酵素層１１４とからなり、固定化酵素層１１
４はポリアニリン層、ポリピロール層またはその誘導体
層（イオン選択性層）に酵素を固定化したものである。

これらの酵素電極１１５においても第１８図に示すよう
に電極層１１１を大きく形成してその一部を露出させて
もよい。また、酵素電極１１５と基準電極１１６を薄い
絶縁性基板上に形成し、この絶縁性基板をテープに取付
けてもよい。さらに１テープ上に２トラツク以上にわた
って、酵素電極と基準電極の対を設けてもよい。

上記のような酵素テープを内蔵したテープ・カセットを
用いたポテンショメトリ・ツク酵素センサの全体的な動
作は第１４図を参照して説明したポテンショメトリック
　ｐＨセンサの動作と同じである。

（３）アンペロメトリック・センサ アンペロメトリック・センサの例としてアンペロメトリ
ック酵素センサについて説明する。

アンペロメトリック酵素センサの外観は第１４図に示す
ものと同しである。酵素センサ本体に内蔵される電気的
構成例か第２１図に示されている。接触子９２間には定
電圧電源２７によって所定電圧が印加されている（ポリ
アニリン膜を用いる場合）。

接触子９２が作用電極と対向電極にそれぞれ接触し、こ
のとき流れる電流が電流計２６によって測定され、電流
計２６の測定値か演算制御回路２８によって基質濃度に
変換される。

アンペロメトリック酵素センサに適用されるテープ・カ
セットに内蔵される酵素テープの外観は第１９図または
第２０図に示すものと同じである。

酵素電極１１５が作用電極に、基準電極１１Ｂか対向電
極にそれぞれ置きかえられる。すなわち、酵素テープに
は１作用電極と対向電極との対がその長手方向に所定間
隔で配列されている。作用電極と対向電極はテープの幅
方向に間隙をあけて平行に配置され、一部に液溜め用の
凹部か形成される。

作用電極と対向電極の構成は次のような多層または単層
構造となっている。

例１．［作用電極］固定化酵素層／電極層［対向電極］
電極層 例２．［作用電極］固定化酵素層／ポリアニリン層／電
極層 ［対向電極コポリアニリン層／電極層 例３．［作用電極］酵素を固定化したポリアニリン層／
電極層 ［対向電極］電極層 上記において固定化酵素層は酵素を固定化した層である
。ポリアニリン層は水素イオン選択性層の代表例として
挙げられている。

作用電極と対向電極の凹部に滴下された試料溶液と作用
電極が反応して流れる電流が接触子９２を通して測定さ
れる。この電流値は溶液の基質濃度に依存するので、電
流値を基質濃度に換算することができる。アンペロメト
リック酵素センサにおける測定動作は上述したポテンシ
ョメトリックｐＨセンサの動作と同じである。

酵素センサ以外にもアンペロメトリック・イオン・セン
サを同じようにして構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はオプティカルｐＨセンサの全体構成を線図的に
表わす斜視図である。 第２図は上記オプティカルｐＨセンサの電気的構成を示
すブロック図である。 第３図はオプティカルｐＨセンサ本体を示す斜視図であ
る。 第４図はオプティカルｐＨセンサに用いるテープ・カセ
ットの構成を示すための一部切欠き拡大斜視図である。 第５図および第６図はオプティカルｐＨセンサのための
水素イオン・センシング・テープの例をそれぞれ示す平
面図である。 第７図は第５図または第６図の■−■線にそう拡大断面
図、第８図は水素イオン・センシング・テープの他の例
を示す第７図相当の断面図である。 第９図はマルチタイプの水素イオン・センシング・テー
プを示す平面図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線にそう拡
大断面図である。 第１１図はオプティカル酵素センサに用いる酵素テープ
の例を示す平面図、第１２図は第１１図のＸ１ｌ−Ｘｌ
ｌ線にそう拡大断面図、第１３図は酵素テープの他の例
を示す第１２図相当の拡大断面図である。 第１４図はポテンショメトリック　ｐＨセンサの全体構
成を線図的に表わす斜視図である。 第１５図はポテンショメトリック　ｐＨセンサの電気的
構成を示すブロック図である。 第１６図はポテンショメトリック　ｐＨセンサのための
水素イオン・センシング・テープの例を示す平面図、第
１７図は同テープの斜視図、第１８図は他の例を示す斜
視図である。 第１９図および第２０図はポテンショメトリ・ツク酵素
センサのための酵素テープの例をそれぞれ示す斜視図で
ある。 第２１図はアンペロメトリック酵素センサの電気的構成
を示すブロック図である。 １０・・・オプティカルｐＨセンサ本体。 １１・・・光源。 １２・・・光検出器。 １３・・・表示器。 １４・・・リール駆動軸。 １５、１６・・・リール従動輪。 １７゜１８・・・支持ビン。 ２０、２４．２８・・・演算制御回路。 ２１・・・テープ駆動モータ。 ２３・・・電位差計。 ２５・・・昇降機構。 ２６・・・電流計。 ３０、３０Ａ・・・テープ中力セット。 ３３・・・窓。 ３４、　３５．　３８・・・リール。 ３７、３１３・・・支持孔。 ３９・・・永久磁石 ４０・・・テープ支持板 ５０・・・ポテンショメトリック　ｐＨセンサ用水素イ
オン・センシング・テープ。 ５２・・・水素イオン選択性膜。 ５３・・・くぼみ。 ５４・・・基板。 ６０・・・吸水テープ。 ８０・・・ポテンショメトリック酵素センサ用酵素テー
プ。 ８１・・・電極層。 ８２・・・水素イオン選択性層 ８３・・・固定化酵素層。 ８４・・・酵素を固定化した水素イオン選択性層。 ８５・・・酵素膜。 ８６・・・くぼみ。 ９０・・・ポテンショメトリック　ｐＨセンサ本体。 ９２・・・接触子。 １００・・・ポテンショメトリック　ｐＨセンサ用水素
イオン・センシング・テープ。 、１１１・・・電極層。 、１１２・・・水素イオン選択性層。 ・・・水素イオン電極。 、１１６・・・基準電極。 、１１７・・・くぼみ。 ・・・固定化酵素層。 ・・・酵素を固定化した水素イオン 選択性層。 １１５・・・酵素電極。 ｏｔ 以　　上

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. （１）検出すべきイオン濃度に応じて特定波長または特
   定波長帯の吸光度が変化するイオン選択性膜が一面上に
   長手方向にそって設けられたイオン・センシング・テー
   プ。
2. （２）水素イオン濃度に応じて特定波長または特定波長
   帯の吸光度が変化する水素イオン選択性膜が一面上に長
   手方向にそって設けられた水素イオン・センシング・テ
   ープ。
3. （３）検出すべき基質と反応して水素イオンを生じさせ
   る酵素と、水素イオン濃度に応じて特定波長または特定
   波長帯の吸光度が変化する水素イオン選択性物質とを含
   む酵素膜が一面上に長手方向にそって設けられた酵素テ
   ープ。
4. （４）上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜または
   酵素膜がテープの長手方向に連続して設けられている請
   求項（１）、（２）または（３）に記載のテープ。
5. （５）上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜または
   酵素膜がテープの長手方向に所定間隔ごとに設けられて
   いる請求項（１）、（２）または（３）に記載のテープ
   。
6. （６）上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜または
   酵素膜の試料溶液滴下場所にくぼみが形成されている請
   求項（１）から（５）のいずれか一項に記載のテープ。
7. （７）検出すべきイオン濃度に応じて電位が変化するイ
   オン電極と基準電極との相互に間隔をはなしかつ絶縁さ
   れた状態で配置されてなる対が一面上に長手方向にそっ
   て所定間隔ごとに設けられたイオン・センシング・テー
   プ。
8. （８）水素イオン濃度に応じて電位が変化する水素イオ
   ン電極と基準電極との相互に間隔をはなしかつ絶縁され
   た状態で配置されてなる対が一面上に長手方向にそって
   所定間隔ごとに設けられたイオン・センシング・テープ
   。
9. （９）検出すべき基質と反応する酵素を含み、この反応
   に応じて電位が変化する酵素電極と基準電極との相互に
   間隔をはなしかつ絶縁された状態で配置されてなる対が
   一面上に長手方向にそって所定間隔ごとに設けられた酵
   素テープ。
10. （１０）上記酵素電極が、検出すべき基質と反応して水
    素イオンを生じさせる酵素と、水素イオン濃度に応じて
    電位が変化する水素イオン選択性物質とを含んでいる請
    求項（９）に記載の酵素テープ。
11. （１１）検出すべきイオン濃度に応じて電流が変化する
    作用電極と対向電極との相互に間隔をはなしかつ絶縁さ
    れた状態で配置されてなる対が一面上に長手方向にそっ
    て所定間隔ごとに設けられたイオン・センシング・テー
    プ。
12. （１２）検出すべき基質と反応する酵素を含み、この反
    応に応じて電流が変化する作用電極と対向電極との相互
    に間隔をはなしかつ絶縁された状態で配置されてなる対
    が一面上に長手方向にそって所定間隔ごとに設けられた
    酵素テープ。
13. （１３）上記作用電極が、検出すべき基質と反応して水
    素イオンを生じさせる酵素と、水素イオン濃度に応じて
    電流が変化する水素イオン選択性物質とを含んでいる請
    求項（１２）に記載の酵素テープ。
14. （１４）上記イオン電極、水素イオン電極もしくは酵素
    電極と基準電極との対向する部分、または上記作用電極
    と対向電極との対向する部分に、滴下された試料溶液を
    保持するための凹部が形成されている請求項（７）から
    （１３）のいずれか一項に記載のテープ。
15. （１５）上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜、酵
    素膜、イオン電極と基準電極との対、水素イオン電極と
    基準電極との対、酵素電極と基準電極との対、または作
    用電極と対向電極との対が基板上に形成され、この基板
    がテープに接着されている請求項（１）から（１４）の
    いずれか一項に記載のテープ。
16. （１６）上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜、酵
    素膜、イオン電極と基準電極との対、水素イオン電極と
    基準電極との対、酵素電極と基準電極との対、または作
    用電極と対向電極との対が、テープの幅方向に２列以上
    にわたって設けられている請求項（１）から（１５）の
    いずれか一項に記載のテープ。
17. （１７）回転自在に支持されかつ所定間隔はなれて設け
    られた第１および第２のリールを備え、第１のリールに
    請求項（１）から（６）のいずれか一項に記載のセンス
    ・テープが巻回され、このセンス・テープが第１のリー
    ルから所定の走行路を経て第２のリールに巻取られるよ
    うに構成されているオプティカル・センサ用テープ・カ
    セット。
18. （１８）回転自在に支持されかつ所定間隔はなれて設け
    られた第１および第２のリールを備え、第１のリールに
    請求項（７）から（１０）のいずれか一項に記載のセン
    ス・テープが巻回され、このセンス・テープが第１のリ
    ールから所定の走行路を経て第２のリールに巻取られる
    ように構成されているポテンショメトリック・センサ用
    テープ・カセット。
19. （１９）回転自在に支持されかつ所定間隔はなれて設け
    られた第１および第２のリールを備え、第１のリールに
    請求項（１１）から（１３）のいずれか一項に記載のセ
    ンス・テープが巻回され、このセンス・テープが第１の
    リールから所定の走行路を経て第２のリールに巻取られ
    るように構成されているアンペロメトリック・センサ用
    テープ・カセット。
20. （２０）回転自在に支持された第３のリールを備え、第
    ３のリールに吸水テープが巻回され、この吸水テープが
    第２のリールにセンス・テープと重ねて巻取られるよう
    に構成されている請求項（１７）、（１８）または（１
    ９）に記載のテープ・カセット。
21. （２１）センス・テープの走行路にそって設けられ、こ
    の走行路を走行するセンス・テープを支持する支持板を
    備えている請求項（１７）から（２０）のいずれか一項
    に記載のテープ・カセット。
22. （２２）上記走行路の上方に窓があけられている請求項
    （１７）から（２１）のいずれか一項に記載のテープ・
    カセット。
23. （２３）固定保持用の永久磁石を備えている請求項（１
    ７）から（２２）のいずれか一項に記載のテープ・カセ
    ット。
24. （２４）上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜また
    は酵素膜の上に試料溶液が滴下された請求項（１）から
    （６）のいずれか一項に記載のセンス・テープを用いる
    ものであって、 上記センス・テープの巻取機構、 上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜または酵素膜
    の吸光度を測定するための光源と光検出器、および 上記光検出器の出力信号が表わす値をイオン濃度または
    基質濃度に換算する演算手段、 を備えたオプティカル・センサ。
25. （２５）請求項（１７）に記載のテープ・カセットを装
    着するためのカセット装着機構、 上記第２のリールを回転させて少なくとも上記センス・
    テープを巻取るための巻取機構、 上記イオン選択性膜、水素イオン選択性膜または酵素膜
    上に試料溶液が滴下されたときに、これらの膜の吸光度
    を測定するための光源と光検出器、および 上記光検出器の出力信号が表わす値をイオン濃度または
    基質濃度に換算する演算手段、 を備えたオプティカル・センサ。
26. （２６）換算されたイオン濃度または基質濃度を表わす
    値を表示する表示装置を備えている請求項（２４）また
    は（２５）に記載のオプティカル・センサ。
27. （２７）上記イオン電極、水素イオン電極もしくは酵素
    電極と基準電極との間に試料溶液が滴下された請求項（
    ７）から（１０）のいずれか一項に記載のセンス・テー
    プを用いるものであって、 上記センス・テープの巻取機構、 上記イオン電極、水素イオン電極もしくは酵素電極と基
    準電極とにそれぞれ接触する接触子を備え、これらの電
    極間の電位差を測定する電位差計、および 上記電位差計の出力信号が表わす値をイオン濃度または
    基質濃度に換算する演算手段、 を備えたポテンショメトリック・センサ。
28. （２８）請求項（１８）に記載のテープ・カセットを装
    着するためのカセット装着機構、 上記第２のリールを回転させて少なくとも上記センス・
    テープを巻取るための巻取機構、 上記イオン電極、水素イオン電極もしくは酵素電極と基
    準電極とにそれぞれ接触する接触子を備え、これらの電
    極間に試料溶液が滴下されたときに生じる電位差を測定
    する電位差計、および上記電位差計の出力信号が表わす
    値をイオン濃度または基質濃度に換算する演算手段、 を備えたポテンショメトリック・センサ。
29. （２９）上記接触子を上記電極に接触離間させる機構を
    備えている請求項（２８）に記載のポテンショメトリッ
    ク・センサ。
30. （３０）換算されたイオン濃度または基質濃度を表わす
    値を表示する表示装置を備えている請求項（２７）、（
    ２８）または（２９）に記載のポテンショメトリック・
    センサ。
31. （３１）上記作用電極と対向電極との間に試料溶液が滴
    下された請求項（１１）から（１３）のいずれか一項に
    記載のセンス・テープを用いるものであって、上記セン
    ス・テープの巻取機構、 上記作用電極と対向電極とにそれぞれ接触する接触子を
    備え、これらの電極間に流れる電流を測定する電流計、
    および 上記電流計の出力信号が表わす値をイオン濃度または基
    質濃度に換算する演算手段、 を備えたアンペロメトリック・センサ。
32. （３２）請求項（１９）に記載のテープ・カセットを装
    着するためのカセット装着機構、 上記第２のリールを回転させて少なくとも上記センス・
    テープを巻取るための巻取機構、 上記作用電極と対向電極とにそれぞれ接触する接触子を
    備え、これらの電極間に試料溶液が滴下されたときに流
    れる電流を測定する電流計、および 上記電流計の出力信号が表わす値をイオン濃度または基
    質濃度に換算する演算手段、 を備えたアンペロメトリック・センサ。
33. （３３）上記接触子を上記電極に接触離間させる機構を
    備えている請求項（３２）に記載のアンペロメトリック
    ・センサ。
34. （３４）換算されたイオン濃度または基質濃度を表わす
    値を表示する表示装置を備えている請求項（３１）、（
    ３２）または（３３）に記載のアンペロメトリック・セ
    ンサ。