JPH0476427B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流路と互いに連通する、少くとも１
個の測定電極及び基準電極を有し、流路の第１の
出口が環境と連通し、第２の出口が第１のポンプ
と少くとも１個の弁を挿設した第１の導管を介し
て、少くとも１個の校正溶液容器と連通して成
る、溶液中のイオンの活量又は濃度の決定のため
の測定装置に関する。

〔従来の技術〕

冒頭に述べた種類の測定装置は例えば米国特許
第4206227号、第3151052号及び第3556950号明細
書並びにカール・カンマン（Karl Cammann）
の研究論文「イオン選択性電極の使用」（Das
Arbeiten mit jonenselektiven Elektroden）シ
ユプリンガー出版社（Springer−Verlag）190−
194頁で公知である。

上記の装置はいずれも複数個の電極から成る。
電極は互いに隣接して配列され、流路によつて互
いに連結される。こうして電極は１つの貫流構造
を構成する。貫流構造は一方では導管を介して、
単数又は複数の標準溶液及び測定溶液を有する容
器と、他方ではポンプと連通する。容器と貫流構
造を連通するために、貫流構造への連結管に多方
弁が設けられ、制御装置によつて適当に開閉され
る。

上記の貫流構造は、特定の種類のイオン、例え
ばナトリウム又はカリウム・イオンの測定のため
に使用される複数個の異なる電極、例えばイオン
選択性電極を有する。また貫流構造は通常、基準
点として基準電極を有する。

このような構造でまず試料の測定が行われ、校
正がそれに続く。その場合、まず第１の標準溶液
が多方弁を介して供給管に接続され、次にポンプ
により貫流構造に圧送され、その上で全系の校正
が行われる。

次の測定まで貫流構造に残る第２又はその他の
標準溶液の校正が、同様にして行われる。

公知の装置では、上記の校正と測定が一方では
すこぶる面倒であり、他方では大きな誤差を伴な
う。これは例えば流路系統への供給ホースと流路
系統自体に、最後に測定した液の残余が残り、そ
の結果、次の液が前に測定した液で汚染されるこ
とに原因がある。従つて前に測定した液の残余の
完全な除去が保証されるまで、まず供給管全体と
流路系統自体を別の溶液で洗浄しなければならな
い。

このような方法は時間がかかるばかりでなく、
材料を消費するので、全体として見て上記の装置
の使用は不利である。

別の公知の装置においてはポンプが貫流装置の
上手で供給管に設けられ、試料接続部は貫流構造
の下手にある。

この装置の場合、校正溶液はポンプの右回りに
よつて貫流構造に送られ、一方、試料はポンプの
左回りによつて貫流構造に吸引され、ここからポ
ンプを通つて廃液へ吐出される。前述の装置と同
様に、ポンプの上手に多方弁、又はそれぞれ弁を
挿設した複数個の導管の分岐が設けられる。

この構造も、試料を吸出した後に貫流構造と多
方弁の間の連絡管に試料の残余が残り、このため
第１の校正溶液を供給する時に、ホースと多方弁
で校正溶液と試料の残余が混合する欠点がある。

また多方弁又は分配器が試料溶液、例えば血液
の残余によつて持続的に汚れる可能性がある。血
液は固着するからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明の目的とするところは、正確な
測定のためになるべく短い消費時間で、なるべく
少量の標準溶液と測定溶液で済むように、冒頭に
述べた種類の測定装置を改良することである。

〔問題点を解決するための手段、作用、発明の効果〕

本発明に基づき、第１のポンプと流路の間で第
１の導管から排出管が分岐し、ここに第２のポン
プと遮断部が挿設され、流路の第１の出口が試料
供給管を具備し、かつセンサがそれぞれ流路の出
口の区域に設けられ、これらのセンサによつて流
路の充填が制御されることにより、あるいは第１
の出口に圧力補償容器が設けてあり、別のポンプ
を具備する吸出管が上記圧力補償容器の中に沈下
し、かつセンサがそれぞれ流路の出口の区域に設
けられ、これらのセンサによつて流路の充填が制
御されることにより、上記の目的が達成される。

本発明に基づく測定装置は、まず、第一に、混
合区域すなわち校正溶液と測定溶液の混合が必然
的に起こる区域が極力小さくされる利点がある。
第１実施態様では校正溶液供給管が測定装置の入
口に隣接して分岐管を有し、この分岐管を測定さ
れた液（校正溶液又は測定溶液）の排出のために
使用することによつて、上記の利点が得られる。
その結果、供給管全体がもはや被測定溶液と接触
しないのである。

このようにしてすべての液が貫流しなければな
らない区域は、実質的に測定装置自体の流路に限
定される。

更に分岐管にポンプが設けられ、被圧送液がこ
のポンプによつて測定装置と分岐管に貫送され
る。このポンプは、少くとも供給管に配設された
ポンプと同様の吐出能力を持つものとする。

複動式の、すなわち、供給管と排出管をそれぞ
れローリング・チユーブポンプのポンプセグメン
トに挿入した、蠕動ローリングポンプの形の単一
のポンプを使用することが好ましい。ホースの内
径を適当に選択することによつて、不変又は可変
吐出量を定めることができる。供給ホースの内径
は排出ホースより小さい。すなわち排出ホースの
吐出量は供給ホースの吐出量より大きい。

また第１実施例では、汚染した校正溶液が貫流
構造に流入することを防止することができる。こ
のことは、複動式ポンプが校正溶液を分岐点まで
圧送することによつて達成される。供給された校
正溶液は、別のポンプセグメントのポンプ作用の
結果、分岐管を経て押出されるから、校正溶液は
貫流構造を通過して吐出口へ圧送される。供給分
岐に粗大な汚れがある場合、これが除去されるま
で、この圧送方式が行われる。ポンプセグメント
の下手で排出分岐に配設された弁が次に閉鎖さ
れ、その結果、このポンプセグメントはもはや送
り出しをしない。このため必然的に、純粋な校正
溶液が貫流構造に圧入される。なぜなら供給管の
一方のポンプセグメントが引続き送り出すからで
ある。

測定装置の中の流路が完全に充填されるまで、
校正溶液の送給が行われる。校正溶液容器の出口
に配設された弁が、続いて閉鎖される。

ローリング・チユーブポンプはこの弁の閉鎖の
後、動作し続け、ホースを絶えず閉塞することに
よつて、ホースと貫流構造の中の液柱の脈動を生
じる。このため特に貫流構造においては、残留す
るすべての粗大な汚れ、すなわち流路の壁面に付
着している試料成分も校正溶液によつて吸収さ
れ、校正溶液に分配される。

次に、排出管にある弁が再び開放されると、全
貫流構造に負圧が生じ、その結果、全流路内の液
柱が排出口に送られる。それと共に供給管に説け
た弁が閉鎖される。

続いて排出弁が閉鎖され、校正溶液容器の下手
にある弁が再び開放され、それによつて再び純粋
な校正溶液が流路に流入する。従つてこの段階で
純粋な校正溶液が貫流構造の測定範囲内にあるか
ら、ここでこの貫流構造の校正を行うことができ
る。

第１の校正溶液による校正の後に、第２その他
の校正溶液による校正のために、上述の段階が繰
返される。

校正が完了した後、測定値の検出が行われる。
測定装置への測定溶液の導入及び校正から成る新
しい測定サイクルがそれに続く。測定溶液の供給
は供給路の別の開口から毛細管によつて行われ、
その際、排出管側のポンプが運転を続け、そこに
ある弁が開放される。流路の充填の後、電極と後
置の解析装置によつてパラメータの測定が行われ
る。

測定の後に再び校正溶液により、前述のように
校正が行われる。

別の好適な実施態様においては、校正溶液の供
給側にもう一つの導管が設けられ、ここにも弁が
挿設される。この導管によつて空気が供給され
る。この空気供給は、それぞれ特定の液量だけを
供給管に圧送することができ、当該の校正溶液容
器に属する弁を閉じた時に、送られた液柱が負圧
により静止することがないという利点がある。

その結果、この実施態様では系に給気すること
によつて多量の液を節約することができる。

本発明に基づく測定装置の第２の好適な実施態
様では、流路への液体の送給が一方の方向にだけ
行われる。この実施態様の場合、本発明測定装置
の流路の一端が供給管と連通し、校正溶液容器又
は環境（空気）と連通する導管がそれぞれ供給管
から分岐する。この分岐管を適当な弁で遮断して
もよい。この弁の下手でこの分岐管にやはりポン
プが挿設され、送給される流体はこのポンプを介
して測定路に送られる。

測定路の他方の側では、排出管が集液槽に接続
する。この集液槽は、ポンプを挿設した排出管と
連通する。前に第１実施態様で説明したように、
このポンプは供給管のポンプと組合わせて、複動
式ポンプにまとめることが好ましい。

カニユーレを測定路の手前に配設された仕切に
貫挿して測定路に導入することにより、測定溶液
の供給が供給管側で直接に測定路に行われる。こ
の構造は、特に注射器による採血の場合に有利で
あつて、注射器を測定路に直接に挿入することが
できる。

〔実施例〕

本発明のその他の特徴、利点及び実施態様を以
下の記述で図面を参照しつつ説明する。

本発明の第１の好適な実施態様である測定器２
０を第１図に示す。

この測定器２０は電極ブロツク２２を有する。
本実施例の場合この電極ブロツクは４個の電極か
ら成る。上記の電極ブロツクは、第４図に示す所
に従つて、後述する。

この電極ブロツク２２を流路２４が貫通し、そ
の際すべての電極がそれぞれこの流路の一部を有
する。電極を組立てると、これらの部分が同軸に
整列されて一線に並び、こうして流路２４を形成
する。

流路２４は電極ブロツクの中に２つの端部区域
２６及び２８を有し、これらの区域は分岐導管３
０及び３２と連結される。

導管３０はこうして端部区域２６から離れた側
に伸張し、好ましくは蠕動ローリング・チユーブ
ポンプとして構成されたポンプ３４を通る。その
場合ポンプ３４は第１図に示すように、セグメン
トの中に挿入される。導管３０はポンプの上手に
分岐点又は混合点３６を有し、ここから数本の導
管、すなわち導管３８，４０及び４２が分岐す
る。これらの導管３８〜４２にそれぞれ遮断部４
４，４６及び４８が挿設される。

導管３８の末端は第１の校正溶液のための容器
５０と連通し、導管４２は第２の校正溶液の容器
５２と連通する。導管４０は空気接続管をなし、
外部と連通して圧力を均衡する。

ポンプ３４と電極ブロツク２２の端部区域２６
の間の分岐点５６で、導管３０から排出導管５４
が分岐する。この導管５４も導管３０と同様にポ
ンプ３４に挿入されるから、この場合もまたポン
プ３４のセグメントが導管５４に作用する。好ま
しくは蠕動ローリングポンプとして構成されたポ
ンプ３４は、このようにして二方に作用する。も
ちろんこの複動式ポンプ３４を２個のポンプに置
き換えることもでき、その場合は各ポンプが導管
３０，５４に作用する。

蠕動ローリングポンプ３４を使用する場合、好
ましくはホースとして構成された導管３０及び５
４の吐出量は使用するホースの内部断面積に依存
するから、導管５４が少くとも導管３０と同様の
吐出量を許容することが好ましい。特に導管５４
の吐出量は導管３０より大きい。すなわち導管５
４の内部断面積は導管３０より大きい。同様にし
て別設のポンプの吐出量も、導管５４と連通する
ポンプが少くとも導管３０に挿置されたポンプと
等しい吐出量を有するように構成する。両方のポ
ンプの吐出量が等しいことが好ましい。

ポンプ３４の下手で、導管５４に弁５８が挿設
される。

導管５４の端部６０は、使用済の液を収容する
ための廃液容器６２に開口する。

電極ブロツク２２の他方の端部区域２８は−前
述のように−導管３２を介してアダプタ６４と連
結される。アダプタ６４は交換可能な吸入カニユ
ーレ６６を受けるように設計されている。

全構造を任意に配設することができるように、
導管３２も吸入カニユーレ６６も柔軟に構成する
ことが好ましい。１回の使用後に再び交換するこ
とができる柔軟なプラスチツク管の形の吸収カニ
ユーレ６６を使用するのが適当である。

また他方では、例えば採血に使用した注射器の
カニユーレをアダプタ６４に挿着してもよい。

第１図に示すように、吸入カニユーレ６６は、
被測定液を収容する容器６８の中に沈下する。

端部区域２６及び２８に隣接して、導管３０及
び３２はそれぞれセンサ７０及び７２を有する。
導管３０及び３２を経て到着する液柱の位置を、
このセンサで確実に識別し、監視することができ
る。センサ７０及び７２として赤外線光電バリア
ーを使用することが好ましい。

別の上記上記と同様のセンサ７４が、ポンプ３
４と分岐点５６の間の導管３０に配設される。最
後に、もう一つのセンサ７６が、弁５８と管端６
０の間の導管５４の区域にある。

今述べたセンサも赤外線光電バリアーとして構
成することが好ましい。

センサ７０及び７２によつて測定用毛細管、吸
入カニユーレ、導管３２、流路２４、導管３０の
正確な充填が制御される。

センサ７４は容器５０及び５２からの校正溶液
又は空気の供給のモニターとして利用される。

センサ７６は好ましくは排出管５４を制御し、
ポンプの逆送により、すなわちポンプの回転方向
を変えることにより、廃液容器６２が一杯である
かどうかを検査する。この目的のために導管５４
の管端６０は廃液容器６２の上縁の僅かに下に配
設されている。廃液がこの管端６０に達すると、
当該の液柱が引上げられてセンサ７６に信号が生
じる。

第１図で明らかなように、弁４４，４６，４８
及び５８は導線７８〜８４を介して弁制御装置８
６に接続する。弁制御装置８６は導線８８を介し
て全般的制御装置９０に接続する。

電極ブロツク２２の電極は導線９２を介して電
極接続装置９４に接続し、電極接続装置９４は導
線９６を介して同じく制御装置９０に接続され
る。

最後に、センサ７０，７２，７４及び７６は導
線９８〜１０２を介してセンサ制御装置１０４に
接続され、センサ制御装置１０４は導線１０６を
介して制御装置９０に接続される。

更に制御装置９０は導線１０８を介してモータ
３４に接続される。

もちろん装置８６，９０，９４及び１０４を単
一の装置に統合することもでき、この場合はそれ
が好都合である。

弁４４〜４８、５８は弁制御装置８６を介し
て、制御装置９０の命令に応じて開閉される。こ
の制御装置はセンサ制御装置１０４の信号も受領
し、これを適当に解析し、その際、弁制御装置８
６又はモータ３４が導線１０８を介して適当に駆
動される。

最後に、制御装置９０は電極接続装置９４の信
号も受領し、電極信号を変換し、解析する。

第１図に示す測定器２０は次のように動作す
る。

電極ブロツク２２のイオン選択性貫流電流を溶
液中の特定の種類のイオンの活量と濃度の決定に
使用するには、それぞれの試料測定毎に組成が正
確に知られている溶液で、電極の校正を行うこと
が必要である。そのために試料を排出した後にそ
の都度、電極の通路に校正液を圧入しなければな
らず、その際、試料の残余と校正液が混合するこ
とを回避しなければならない。

この要求は測定器２０によつて満足される。

吸入カニユーレ６６を介して試料を吸入するた
めに、弁５８を開放して、ポンプ３４により容器
６８から分岐５６まで試料が吸込まれ、その際セ
ンサ７０及び７２が流路２４の適正な充填を監視
する。液柱がセンサ７０に到達すると、ポンプは
更に或る時間間隔の間、作動し続け、流路２４の
中の校正溶液の残留物が測定区域から排出管へ完
全に除去されることを保証する。試料は送入の
後、吸入カニユーレ６６の長さだけ先へ送ること
が好ましい。それによつて吸入カニユーレ６６が
空になり、試料の滴下が防止される。同時に測定
毛細管又は流路２４の中の残液によつて特に汚染
された、試料の最初の部分が電極ブロツク２２か
ら押出され、こうして試料の量を増大せずに試料
の残存が減少される。

次いで所望のパラメータの測定が行われ、その
際、ポンプ３４はこの目的のために制御装置９０
によつて停止される。

好ましくは電極接続装置９４に表示される所望
のパラメータの測定が完了すると、試料が排出管
５４を経て廃液容器６２に完全に圧送されるま
で、弁５８の開放のもとでポンプ３４が作動させ
られる。

続いてあらゆる環境条件に対して電極の実際の
傾度を考慮することができるように、測定の都
度、二点校正を行うことが好ましい。

他方、発生する誤差が推定できるならば、一点
校正を行つてもよい。

しかし二点校正の場合は特定の時間又は回数の
測定の後に、従来の方法で必要であつた再校正は
行わず、この処置をしないでも誤差が増加する恐
れはない。試料と校正液の温度が等しいことだけ
が前提条件である。測定器２０は通常、環境温度
にあり、試料（代表的には数百μ）と比較して
遥かに大きな熱容量を有するから、通常、上述の
条件を保証することができる。例えば37℃の血液
試料は数秒以内に環境温度を取るのである。

電導度とイオン活量係数も明瞭な温度依存性を
有する。通常これらの量は環境温度を一定して測
定され、数値的又は回路技術的に25℃の値に変換
される。

この場合、有利に使用される二点校正において
は、このような温度補償が実質的に不要である。
試料と校正液の温度と温度係数が十分に正確に一
致するならば、特定の温度、例えば25℃で校正液
の活量と電導度の正確な決定を行えばよい。

そして提示された試料の任意の温度での電極電
圧を、校正液の電極電圧と比較する。校正液の限
界値の間で線形補間することによつて25℃試料ア
ドミタンスが得られる。すなわちLF（試料）＝LF
(1)＋〔LF(2)−LF(1)〕×〔Ｕ(P)−Ｕ(1)〕／〔Ｕ(2)−
Ｕ(1)〕。活量Ａにも同様のことが当てはまる。そ
の場合、 dU＝Ｓ(T)×lg dA×dU（妨害） が成り立つことが考慮される。（Ｓ：傾き、Ｔ：
温度、LE(1)又は(2)：溶液１又は２の電導度の値、
Ｕ：電位、Ｐ：試料） なお、この相対的方法では低周波検出器の幾何
学的形状は無関係である。

試料を吸出した後、弁４４が開放されるから、
第１の校正液は導管３８を経て導管３０に入り、
分岐点５６に達し、そこから、他方のポンプセグ
メントが生じた負圧により導管５４に更に圧送さ
れる。こうして予め残留していた校正溶液の残余
が導管３０から除去される。

所定の時間間隔の後に排出管５４の弁５８が閉
鎖され、その結果、校正溶液が流路２４に進入す
る。第１の校正液の液柱が流路２４全体を貫いて
圧送され、センサ７２に到達し、センサ７２が弁
４４の閉鎖のための適当な信号を制御装置９０に
送出す迄、ポンプの動作は中断されない。しかし
ポンプ３４は圧送を続け、その蠕動的性格に基づ
き管路内に脈動を誘起するから、液柱全体が通
常、試料の残余がある表面をも激しく湿潤する。
そこで電極は既にこの時点で新しい溶液に対して
始動を開始する。

所定の時間の後に排出管の弁５８が再び開放さ
れるから、流路２４にある液量が再び吸出され
る。

次に再び新しい校正溶液を流路２４に導入する
ために、弁５８が閉鎖され、弁４４が再び開放さ
れる。センサ７２による保持信号の後に、電極ブ
ロツク２２の電極による本来の測定が行われる。

第１の校正液について述べた手順が、第２の校
正液でも同様に適用される。

試料の残存による測定誤差に対して、次の事が
成り立つ。

νが流路内の残留試料の容積比（ν：数パーセ
ント）であるとすれば、中間洗浄の間の試料の残
存の値はν×ν（1°／00未満）と推定することが
できる。従つて校正溶液は測定精度の範囲内で歪
められていない。

また中間洗浄によつて電極は既に測定の前に被
測定溶液と接触する。このため新しい測定溶液に
電極をなじませるために利用し得る時間が増加
し、又は測定時間の必要が減少する。

校正の際に確かめた値を、予め電極装置９４に
記憶された値と比較し、場合によつてはこの値に
対して関係づける。次に試料の本来の測定が行わ
れ、再び二点校正がこれに続く。

次の試料測定のために、シリコンホース（導管
３２）又はアダプタ６４に保持された柔軟なプラ
スチツクカニユーレを交換する。従つて固定カニ
ユーレの場合のように、このカニユーレが試料の
残存に関与することはない。

しかし全導管３０を校正液で満たさないことが
好ましい。この目的のために、流路２４の充填の
ために必要な液量が容器５０又は５２から抽出さ
れるまでの間だけ、弁４４又は４８が開放され
る。次に弁４４又は４８が閉鎖され、弁４６が開
放されるから、空気が進入することができる。す
なわち導管３０の中に負圧が発生しない。さもな
ければ負圧が導管３０の中に液柱を保持すること
になる。液柱がセンサ７２に到達すると、この弁
４６が閉鎖される。その他の点について、以後の
手順は前述の方法と同様である。

本発明に基づく測定器の第２実施態様である測
定器１２０を第２図に示す。第２図で明らかなよ
うに、第１図と同じ部材には同じ参照符号を使用
した。

すなわち測定器１２０は、流路２４が貫通する
電極ブロツク２２を有する。流路はやはり供給管
３０と連通し、センサ７４、ポンプ３４の一方の
セグメント、混合点３６、導管３８，４０及び４
２、弁４４，４６及び４８、容器５０，５２が供
給管３０に接続される。但し導管３０は直接に流
路２４の端部区域２６に接続しないで、通路１２
２と連通する。通路１２２の軸線は流路２４の軸
線に対しておおむね垂直であり、この流路２４と
流れを連通する。上記の通路１２２は、カニユー
レの先端部を貫刺することができるゴム又はプラ
スチツク製仕切１２６を有する仕切付アダプタ１
２４の中に配設される。仕切は仕切付アダプタの
適当な穴の中に配設される。穴の内面の一部はね
じ山１３０を具備する。このねじ山に対応するね
じ山１３４を具備する栓１３２がねじ込まれ、仕
切を固定する。この栓は中心通路１３６を有し、
通路１３６は流路２４と一線に並び、その直径は
流路の直径におおむね等しい。通路１３６は、仕
切を貫いて通路２４に導入される注射器又はカニ
ユーレ先端部のための導入用具の役割をする。こ
の目的のために注射器アダプタは更に通路片１３
８を具備する。通路片１３８は通路１２２から直
角に分岐し、流路２４と一線に並ぶ。

また電極ブロツク２２と仕切付アダプタ１２４
の間にセンサ・ケース１４０が配設され、センサ
７０を収容し、やはり流路２４と一線に並ぶ通路
片１４２によつて貫通される。

別の出口又は端部区域２８は、センサ７２を具
備する導管１４４と連通する。この導管１４４は
圧力補償槽１４６に開口する。圧力補償槽１４６
の底部区域は尖つた形になつていることが好まし
い。

ポンプ３４の他方のセグメントに挿入され、第
１図の導管５４のように廃液容器６２で終わる吸
出管１４８が、底部まで導かれている。またこの
吸出管１４８にやはりセンサ７６が配設される。
センサ７６は本実施例では、第１図に示す実施態
様と同様に、ポンプ３４の下手に配設されてい
る。

第２図に示すように、圧力補償される導管１４
４は好ましくは電極ブロツク２２の端部区域２８
に隣接して配設され、その際この端部区域は電極
ブロツク２２の基準電極１５０に構成することが
好ましい。基準電極１５０の圧力の変動が極力小
さくされるので、上述の構成は有利である。その
結果、圧力補償容器１４６は基準電極１５０の直
近にあり、ホース１４４の端部は大気圧にある。
このため基準電極１５０の隔膜にはこの値の周辺
の僅かな変動しか生じないから、基準電極への注
入、それと共に電位の急変等が防止される。液体
の断片が導管に押込まれることによつて電解液管
に過圧が発生することから、このような注入の恐
れが生じることになる。導管の長さ及び導管内の
液体断片の数と共にこの過圧が増大する。本発明
によれば、上記に原因する基準電極のドリフト
が、圧力補償槽１４６の配設によつて回避され
る。

また導管１４８のホースの大きさは、廃液管１
４８の吐出量が導管１４４又は流路２４より大き
くなるように設計されている。こうして圧力補償
槽１４６があふれることが防止される。圧力補償
槽１４６はプラスチツク材料から成り、故障の場
合に交換できるように、デイスポーザブルとして
設計することが好ましい。また廃液管１４８を剛
直なプラスチツク毛細管で容器尖端部まで導くな
らば、圧力補償容器１４６の中に少くとも１カ月
の間は沈殿も細菌発生も起こらない。

第２図の実施例で明らかなように、廃液管１４
８に第１図の弁５８はない。

なお測定器１２０の個々の部材の電気的接続
は、第１図による実施態様と同じである。

第２図で明らかなように、注射器で試料を送入
する場合は、測定方法が次のように変更される。

液柱は流路２４を貫く方向にだけ押しやられ
る。スタートの際に、まずポンプ３４を駆動する
と共に、空気弁４６を開放することによつて、通
路１４２、通路片１３８並びに流路２４に残つて
いる湿潤液（校正溶液２）が排出される。即ち、
空気弁４６を介して導入された空気は、ポンプ３
４により導管３０と、通路１２２と、通路片１３
８と、通路１４２と、導管１４４とに順次圧送さ
れて、これらに残つている湿潤液を前方に押しや
る。液柱は圧力補償容器１４６に到達し、導管１
４８から成る別のポンプ回路を介して、これらの
廃液容器６２へ圧送される。続いて測定器１２０
が試料送入の準備完了を通報する。測定物が注射
器によつて流路２４に送入され、センサ７２に到
達すれば、測定器１２０が送入過程の終了を知ら
せる。待機時間の間に電極ブロツク２２の電極は
始動し、続いて測定過程が始まる。

試料測定の終了後、ポンプ３４が再び始動さ
れ、空気弁４６が開放されるから、試料が圧力補
償容器１４６へ、そこから廃液容器６２へ圧送さ
れる。

空気弁４６と第１校正溶液供給弁４４を交互に
開放及び閉鎖することによつて、液体の断片が電
極通路に押しやられる。その際、気液境界面の大
きな表面張力が、測定通路すなわち流路２４の良
好な清掃を行わせる。また介在する空気による液
体断片の分離は、断片間の液体の交換を著しく抑
制する。この方法は僅かな電解液消費と低い供給
速度で、良好な清掃と僅少な試料の残存を可能に
する。

流路２４を洗浄した後、弁４４又は４８を適宜
開放することによつて測定のために両容器５０，
５２の一方から大きな液体断片が導入されて、２
個のセンサ７０及び７２が−後述のように−溶液
を通報するように、すなわち適当な信号を送出す
るように、位置決めされる。

最初の校正過程の後に第２の校正溶液による校
正が行われ、各工程の中間工程として洗浄操作が
行われる。空気弁４６の開放とポンプ３４による
圧送によつて、流路２４から溶液が排出される。
第２の校正溶液自体は、新しい測定溶液が供給さ
れるまで、電極の湿潤のために測定器１２０に留
まる。

前述のように、測定器２０及び１２０で液柱を
確実に識別し位置決めするために、好ましくは赤
外線光電バリアーとして構成されたセンサ７０〜
７６が使用される。

第３図に第１図−線に沿つたセンサ７４の
断面図を示す。

このセンサ７４は実質的にホトダイオード１６
０とホトトランジスタ１６２に対設したものであ
る。ホトダイオード１６０もホトトランジスタも
光電バリアーのケース１６４の中に配設され、ケ
ース１６４は空欠部１６６を有し、ここに二ツ割
のホース案内１６８が配設される。なお空欠部１
６６の側壁がホトダイオード１６０とホトトラン
ジスタ１６２を収容する。

ホース案内は、導管３０に相当するホース１７
２を受けるための穴１７０を有する。

ホース案内１６８とホース１７２は赤外光に対
して透明であるから、持続的な監視が保証され
る。

光電バリアーの監視によつて輸液の欠陥、例え
ば不完全な試料送入、空の校正溶液容器、弁の粘
着、気泡、欠陥のあるポンプチユーブ等が確実に
識別される。一方、このことは、携帯式「ベツト
サイド」セツトにとつて不可避である液容器、ポ
ンプ、ホース系統の隠設のための前提条件であ
る。

光電バリアーはほとんど点状の送信器と受信器
を有する。第３図に示すように、透明なシリコン
ホース又はガラス毛細管を光路に適当に入れるこ
とによつて、血液、電解質水溶液又は空気に対し
て明瞭に相違する出力信号が得られる。血液の場
合は大部分の光が吸収される。これに対して電解
質溶液では毛細管（ホース）が円柱レンズのよう
に作用し、光を受容体に集束する。受容体はホト
トランジスタとして構成され、血液ではごく微弱
に、水溶液では強く、空気の場合は中間的領域で
駆動される。この性質は試料の判別のために利用
することができ、一方では全血液に対し、他方で
は血清、血漿、電解質溶液に対して特定の測定プ
ログラムを接続するために役立つ。

第４図ないし第１０図に電極ブロツク及び電極
ブロツクに収容された電極の特殊な実施態様を示
す。

第４図と第５図で明らかなように、電極ブロツ
ク２２は４個の電極１８０−１８６を有し、中で
も電極１８０を特に詳しく説明し、第５図に個別
電極として示す。

これらの電極１８０−１８６のそれぞれは横穴
を有し、この横穴が流路２４を構成する。組立て
た状態で電極１８０−１８６の個々の横穴１８８
は一線に並び、こうして流路２４を構成する。

また各電極１８０−１８６は横穴１８８の軸線
に対して垂直に穴１９０を有する。この穴は横穴
１８８の近傍に至る。この横穴１８８と接触させ
るために、同心の、但し細い穴１９２が穴１９０
に設けられている。

穴１９０の底部区域は実質的に完全に液体不透
過膜１９４で蔽われている。この膜１９４をイオ
ン選択性物質に対するキヤリア膜として利用する
ことが好ましい。

この膜１９４に、第５図及び第１０図に示す挿
入物の形の保持部材１９６が接続する。この第１
０図でも判るように、第５図の横穴１８８を折れ
曲がつた横穴１９８として山形に構成することも
できる。このようなＶ形構造は、第５図の穴１９
２によつて形成される段差がなくなるので、膜１
９４への流れの到達が有利になる利点がある。

穴１９０は上縁にねじ山２００を有し、ここに
栓２０２がねじ込まれる。栓２０２は保持部材１
９６を膜１９４の上に押し付けて、これを固定す
る。

栓２０２は穴１９０に臨む側に、円周状の環状
溝２０４を具備することが好ましい。栓２０２を
ねじ込んだ時に穴１９０の壁面に密接して、電解
液の流出を阻止するＯリングを、上記の環状溝２
０４を挿着する。

この栓２０２をAg／AgCl製の誘導ピン２０８
が貫通する。誘導ピン２０８は保持部材１９６も
貫いて突出し、電解液と電気的に接触する。

穴１９０は案内部材２１２を収容する縦溝２１
０を有することが好ましい。案内部材２１２は保
持部材１９６に固着され、こうして栓２０２をね
じ込む時に保持部材１９６が回動することを防止
する。

膜１９４の平面的構造の代りに、管状の膜２１
６を使用することもできる。管状膜２１６はイオ
ン選択性ガラスとして構成されている。この実施
態様を特に第６図に、電極１８４について示し
た。この実施態様によれば管状電極２１６が電極
本体２１８を貫いて伸張する。電極本体２１８は
これに嵌合する横穴２２０及び２２２を有する。
この中に管状電極を接着することが好ましい。管
状電極の外周は、これに直角に設けた穴２２４の
区域で穴２２４と連通する。穴２２４は第１０図
の穴１９０とおおむね同様であるが、更に下へ続
いて盲孔を形成するから、管状電極２１６は完全
に電解液に取囲まれる。同様に穴２２４は誘導ピ
ン２０８を備えた栓２０２が閉鎖される。

水密の電極ブロツク２２を作るために、電極１
８０−１８６は片側にそれぞれ横穴１８８又は２
２０，２２２と同心の穴２２６を有することが好
ましい。穴２２６は盲孔として形成されている。
この穴２２６は密封のために底部区域に環状溝２
２８を有し、ここにＯリング２３０が挿着され
る。

反対側は円柱形突起部２３２を有し、これが別
の電極の穴２２６に確定対偶的に嵌合し、組立て
るとＯリングを据込み、第４図と第５図で明らか
なように全構造が密閉される。

電極１８０−１８６は、固定するために取付台
２３４に緊定される。取付台は一方の当て金２３
６と他方の当て金２３８からなり、止ねじ２４０
でこれらの当て金を螺合することができる。その
場合、止ねじは当て金２３８と、電極１８０−１
８６の裏側を通る当て金２３６の支脚とを連結す
る。これらの当て金２３６及び２３８も同様に、
第６図及び第１０図の電極の穴２２６又は突起部
２１２に対応する空欠部２４２と円柱形突起部２
４４を有する。

またこれらの当て金に横穴２４６及び２４８が
穿設されている。この横穴は電極ブロツクの横穴
２４と一線に並び、こうして貫流構造を構成す
る。更にこれらの当て金は外側にそれぞれ接続管
２５０及び２５２を具備し、ここに適当なホー
ス、例えば導管３０及び３２のためのホースを接
続することができる。

また当て金２３６は垂直孔２５４を有し、ここ
に案内ピン２５６を挿入することができる。電極
ブロツクはこの案内ピン２５６により、図示しな
い外被に螺着固定される。

また本発明測定装置は、第５図の電極１８６に
略図で示した電導度検出器を有することができ
る。これは電導度測定ユニツト２６０として、そ
れぞれパツキンデイスク２５８で互いに隔離され
た３枚の黒鉛板２６２，２６４，２６６を有す
る。すべての円板、すなわち低周波測定ユニツト
に、測定路と一線に並ぶ横穴２７０が穿設され
る。この横穴２７０はそれぞれ低周波測定ユニツ
トに直結する。

外側の黒鉛板２６２及び２６６から共通の導線
２７２が出ており、中間の黒鉛板２６４は導線２
７４と結合される。２本の導線２７４及び２７４
は電極接続装置２９４と、例えば導線９２の形で
結合される。

電導度の測定は常法により周波数１−10KHz、
好ましくは3KHzで交流電流抵抗の測定を介して
行われる。

電極ブロツクのすべての電極１８０−１８６は
好ましくは透明のプラスチツクガラス、例えばア
クリルガラスから成り、好ましくは約１mmの直径
を有する測定用毛細管、すなわち流路２４の間隙
のない点検を可能にする。

高オーム電極１８０−１８６を静電界から守る
ために、前面を除き電極ブロツク２２をアルミニ
ウムに納めることが好ましい。本例の場合、これ
は保持装置２３４によつて実現される。

前面は透明であつて、電導性外被、例えばInO
外被で被覆することが好ましい。

電極本体１８６の一様な大きさは簡便な交換と
任意の電極配列を可能にする。例えばNa感受性
電極、Ｋ感受性電極又は低周波電極を並設するこ
とができる。他方、配列が次の通りであつてもよ
い。

Na、Na、Na又はＫ、pH、Na 任意に作成されたホース接続管を廃止した電極
１８０−１８６のコンパクトな構造は短い測定路
を可能にするから、３種のパラメータを同時に測
定する場合でも試料の量は少く、流路２４として
比較的広い毛細管を使用することにより、閉塞に
対する安全性が大である。電極の選択は使用目的
によつて決まり、それ自体問題でない。従つて慣
用のイオン選択性電極、例えばガラス電極、イオ
ン選択性材料、例えばバリノマイシンを有する
PVCプラスチツク電極その他を使用することが
できる。穴１９０及び２２４は慣用の電解質溶
液、例えばナトリウムないしは塩化ナトリウム溶
液で満たされている。

第７図ないし第１０図に電極ブロツク２８２と
組合せた基準電極２８０の特殊な実施態様を示
す。この電極ブロツクは基準電極２８０と並んで
複数個の電極２８４−２８８を有する。その形状
と配列は前述の電極１８０−１８６に相当するか
ら、これを参照する。

基準電極２８０だけは特殊な構造である。この
ことは特に第７図ないし第９図で明らかである。
基準電極はやはり垂直孔２９０を有する。垂直孔
２９０は直方体状の電極本体２９２の中に伸張す
る。この電極本体２９２に、電極２８４−２８８
の前面を蔽う中空側辺部２９４が接続し、直角に
折曲げられて水平に配設された、すべての電極の
下に張り出す中空側面部２９６と流れを連通す
る。また中空側辺部２９４は流路２９８を介して
穴２９０と流れを連通し、その結果、すべての中
空側辺部２９４及び２９６に穴２９０から基準電
解液を充填することができる。

この基準電極の、その他の構造は第１０図の電
極と同様であるが、膜１９４はなるべく少量の液
を二方に通すように構成されている。

このようにして基準電解液を充填したプレート
又は中空側辺部２９４及び２９６は測定電極２８
４−２８８の前部と下部を取囲み、イオン電解質
の良好な電動性により、妨害に敏感な高オーム測
定電極２８４−２８８を、イオン移動がもはや観
察されない、従つてもはや妨害しない限界周波数
に至るまで外部電界から遮蔽する。

このような密閉した基準電極２８０の最大寿命
は約６週間ないし６カ月に過ぎない。寿命の制約
は妨害イオンや沈殿物による膜１９４の汚染、膜
１９４を介する交換による内部電界質の濃度の低
下、誘導ピン２０８のAgCl接点の性質の劣化に
原因がある。しかし第７図ないし第１０図に示す
基準電極２８０は比較的複雑な構造であるが、摩
耗部材がたやすく交換され、電極本体２９２を継
続使用することができるので、保守がすこぶる良
好である。栓２０２をねじ戻して外し、保持又は
挿着部材１９６を取外すことによつて、膜１９４
を交換することができる。その場合、膜１９４は
支持面の上に載つて露出し、取外して新しい膜と
取替えることができる。次に保持部材１９６と栓
２０２を再び挿着し、その際、栓２０２はねじ込
むことによつて保持部材１９６及び膜１９４を固
定する。同様にして栓２０２を取外し、液を注射
針で取出し、新しい液と取替えることによつて、
内部電界質溶液を交換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施態様による本発明測定装置の
概略図、第２図は第２実施態様による本発明測定
装置の概略図、第３図は第１図−線に沿つた
光電バリアー装置の断面図、第４図並びに第５図
は第１図並びに第２図に示す電極ブロツクを一部
切断して夫々示す平面図並びに側面図、第６図は
第４図に示す電極ブロツクの１つの電極を拡大し
て示す断面図、第７図並びに第８図は基準電極を
備えた電極ブロツクの変形例を夫々示す平面図並
びに一部を断面した側面図、第９図は第７図−
線に沿つた基準電極の断面図、第１０図は第８
図による基準電極の一部の拡大横断面図を示す。 ２４……流路、２８……圧力補償槽の第１の
口、３０……第１の導管、３２……試料供給管、
３４……第１のポンプ、５４……排出管、７０…
…センサ、７２……センサ、１４６……圧力補償
槽、１４８……吸出管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の端部２６と第２の端部２８とを有する
   流路２４と、この流路を流れる溶液の測定をする
   基準電極並びに少なくとも１個の測定電極とを有
   する測定器と、 前記流路の第１の端部を、流体の流れを制御す
   る第１の弁手段４４，４６，４８を介して、少な
   くとも１個の校正溶液容器５０，５２に、連通さ
   せる第１の導管３０と、 この第１の導管に設けられ、第１の導管中での
   流体の流れを果たす第１のポンプ手段３４と、 前記流路２４の第１の端部２６近くで、前記第
   １の導管に連通された排出管５４と、 排出管に設けられ、この排出管中での流体の流
   れを果たす第２のポンプ手段、並びに排出管中の
   流体の流れを制御する第２の弁手段５８と、 前記流路に試料を供給するように、流路の第２
   の端部２８に連通された試料供給管３２と、 前記流路の第１並びに第２の端部に夫々配置さ
   れ、液体の流れの先端の有無を検出する第１並び
   に第２のセンサ７０，７２と、 前記センサと、ポンプ手段と、弁手段とに接続
   され、ポンプ手段と弁手段とを制御する制御手段
   とを具備することを特徴とする溶液中イオンの活
   量又は濃度決定用測定装置。 ２ 前記第２のポンプ手段は第１のポンプ手段と
   少なくとも等しい吐出量を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の溶液中イオンの
   活量又は濃度決定用測定装置。 ３ 前記第１並びに第２のポンプ手段は蠕動チユ
   ーブポンプであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項もしくは第２項に記載の溶液中イオンの
   活量又は濃度決定用測定装置。 ４ 前記第１の導管３０には、前記排出管５４と
   第１の配管３０との接続部と第１のポンプ手段と
   の間に配置されこの第１の導管３０中の流体の流
   れの先端の有無を検出する第３のセンサ７４が設
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第３項のいずれか１に記載の溶液中イ
   オンの活量又は濃度決定用測定装置。 ５ 前記排出管５４には、廃液容器６２の水位を
   検出する第４のセンサ７６が設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれか１に記載の溶液中イオンの活量又は濃
   度決定用測定装置。 ６ 前記試料供給管３２は、吸入カニユーレ６８
   を交換可能に支持するアダプタ６４が設けられて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第５項のいずれか１に記載の溶液中イオンの活
   量又は濃度決定用測定装置。 ７ 前記第１の導管３０は第１のポンプ手段の上
   手の分岐点３６で３つの導管３８，４０，４２に
   分岐され、これら分岐した導管に前記第１の弁手
   段が設けられ、分岐された２つの導管３８，４２
   には夫々前記校正溶液容器５０，５２が接続さ
   れ、分岐された他の導管は大気に連通しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６
   項のいずれか１に記載の溶液中イオンの活量又は
   濃度決定用測定装置。 ８ 前記センサ７０，７２，７４，７６は光電セ
   ンサであり、光電バリアーのケース１６４と、こ
   の中に配設されたホトダイオード１６０並びにホ
   トトランジスタ１６２と、配管を支持し、ホトト
   ランジスタからの光を透過させる案内部材１６８
   とを有することを特徴とする特許請求の範囲第５
   項に記載の溶液中イオンの活量又は濃度決定用測
   定装置。 ９ 前記測定器２０は、複数の電極１８０，１８
   ２，１８４，１８６を有し、前記流路２４が中を
   延出した電極ブロツク２２を具備し、これら各電
   極は一側側に設けられ、流路と同心的な円柱形突
   起部２３２と、他側側に形成され、隣接する電極
   の円柱形突起部が挿入される円形穴２２６とを有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第８項のいずれか１に記載の溶液中イオンの活
   量又は濃度決定用測定装置。 １０ 前記穴２２６は、密封用Ｏリング２３０を
   収容する環状溝２２８を有し、前記電極ブロツク
   ２２は取付台２３２に支持され、この取付台２３
   ２は第１並びに第２の当て金２３６，２３８から
   なり、これら当て金が止めねじ２４０により相互
   に固定されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第９項に記載の溶液中イオンの活量又は濃度決
   定用測定装置。 １１ 前記電極１８４は、前記流路２４の軸線と
   直交した軸線を有する穴２２４を有し、この穴
   は、これと螺合して着脱可能な栓２０２により閉
   成され、この栓には誘導ピン２０８が貫通してお
   り、この穴は電解液が満たされると共に、管形も
   しくは偏平な電極片によつて流路から隔離され、
   前記誘導ピンはこの電解液中に延出していること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項もしくは１０
   項記載の溶液中イオンの活量又は濃度決定用測定
   装置。 １２ 前記基準電極は、電解液で満たされると共
   に測定電極の下側並びに前側に延出して水平及び
   垂直の中空側辺部２９４，２９６を形成する隔室
   を有し、測定電極を高抵抗妨害電界から遮蔽する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   溶液中イオンの活量又は濃度決定用測定装置。