JPH0572195A - 試薬の濃度を測定する装置 - Google Patents
試薬の濃度を測定する装置Info
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Abstract
て充填でき、緩衝溶液の濃度を測定までにあるいは個々
の測定の間にできる限り一定に維持できる、試薬の濃度
を測定する装置を提供する。 【構成】 ケース1に配設された試料室6と、イオン非
透過性で気体透過性の薄膜9によって試料室7から分離
している反応室8で pH 値を測定する装置4とを備え、
反応室8がイオン透過性のチャンネル7を介して pH 値
を測定する装置4の外で緩衝溶液を満たすことのできる
容器11に連結していることによって、反応室8に緩衝
溶液を充填するのが容易になっている。
Description
室と、この試料室とはイオン非透過性で気体透過性の薄
膜によって分離されている反応室で pH 値を測定する装
置とを装備して、水性雰囲気中で酸または塩基性の反応
ガスの一群、および液状または気体状の試料中の揮発性
酸と塩基から成る試薬の濃度を測定する装置に関する。
その分圧(pCO2) を測定するには、pH測定に帰着するこ
とが知られている。これには、一般に試料とはイオン非
透過性でガス透過性の薄膜によって仕切られていて、し
かも pH 値を測定する反応室が必要である。この pH 値
は測定する品物の pCO2 値によって定まる。 pH値を算
出するために、以下の等式を使用する。即ち、 ここで、 pK ・・・ pK =−log KC (Kc =解離定数)
を有する炭酸の pK 値 α・・・・ CO2の解離度 cHCO3 - ・・・HCO3 - イオンの濃度 同様に、反応室の pH 値は SO2によって変わる。 pH値
の変化は、例えば揮発性で電気的に中性の酸(例えば、
酢酸)あるいは塩基(例えば、アンモニヤ)が気体透過
性の薄膜を透過して反応室に達した場合にも生じる。
料の実際の pH 値によって影響されなく、試料と反応室
の間の気体交換が可能であると言うことが保証される必
要がある。
が行われ、例えば pH に依存する蛍光染料、 pH に依存
する吸収染料を用いる光学的な方法、あるいは電気化学
的な測定チェーンを介してイオン選択性気体電極、ある
いはイオンに敏感なまたはイオン選択性の電界効果トラ
ンジスタで電位測定によって行え、この場合 pH に依存
する電位の飛びの程度がドレイン・ソースの電流に影響
を与えることが知られている。 pH を測定する他の装置
としては、 pH に敏感な固体系(例えば、貴金属と貴金
属酸化物の系)、レドクス系(キンヒドロン電極)ある
いはアンチモン電極がある。
トリヤ特許第 390517号明細書により公知である。そこ
に記載されている CO2センサは、光学的に透過性の支持
被膜と、 pH に敏感な指示被膜と、光学的に透過性の膜
や、光学的に不透明なハイドロゲル被膜と、試料側に付
けた CO2を透過させ、イオンを通さない薄膜とで構成さ
れている。ハイドロゲル被膜は緩衝液に含浸されてい
る。この方法で、 CO2の分圧を指示被膜に接するハイド
ロゲル被膜の pH 値の変化から測定できる。
室の緩衝液の温度や濃度に依存する。緩衝液の一定の温
度と濃度では、反応室の pH 値はは試料の pCO2 にのみ
依存する。
温蒸留によって水も通すので、試料室と反応室の間の気
体の交換の外に、水の交換も行われる。これによって、
緩衝溶液の濃度も変わる。この不利な効果は、反応室の
緩衝溶液が試料室の保管媒体あるいは試料とは異なった
蒸気圧を有する場合に必ず生じる。
なった時に、初めて平衡状態になる。交換過程の速度
は、使用する物質の種類と厚さに依存する。測定装置を
長時間安定にするため、あるいは反応室の乾燥を防止す
るため、測定前に反応室の媒体と同じ浸透圧を有する保
存媒体を試料室に満たす必要がある。
37号明細書により公知の装置でも生じる。この装置で
は、平坦な指示空間が測定すべき血液成分に対して選択
的に透過する薄膜によって測定物から分離されている。
pH の測定は pH に依存する蛍光指示装置によって光学
的な方法で行われる。
より、反応空間が水性の液滴あるは吸湿性の場所占有物
質の形態にして気体透過性の高分子薄膜に一様に分布し
ていることが知られている。 pH の測定は粒子または場
所占有物質中に含まれているpH に依存する蛍光指示装
置を介して行われる。
反応室に一定の塩基性組成の緩衝溶液を充填すること、
あるいは緩衝溶液の濃度を一定に維持することが技術的
に非常に経費がかかる。原理的には、先ずフォイルを緩
衝溶液に浸し、次いで乾燥させてイオン非透過性の膜を
作製する前に反応室を形成するヒドロゲルの層に入れる
ことができる。水は次いで元素を入れた後に試料室に等
浸透圧の緩衝溶液を満たし、等温蒸留することによって
反応空間に導入できる。しかし、反応室に水をこの方法
で充填することは比較的ゆっくりと行われ、この種の充
填の再現性は製造プロセスに非常の高度な要求を設定す
る。
題は、反応室に緩衝溶液を早くしかも再現性をもって充
填することを保証し、その場合、緩衝溶液の濃度も、測
定までに、あるいは個々の測定の間にできる限り一定に
維持される、冒頭に述べた種類の装置を提供することに
ある。
により、によって解決されている。
請求項に記載されている。
液の容器として機能し、イオン透過性のチャンネルがイ
オン非透過性で気体を通す薄膜と交換して反応室を試料
室に接続する。この実施例では、試料室が同時に緩衝溶
液の容器として利用されると有利である。インオ透過性
のチャンネルは、比較的短い測定時間内で測定製品の陽
子が反応室に達し得ないが、保管中あるいは測定の間に
非常に良好な容器として利用される試料室と反応室の間
のイオン交換が行われる。拡散時間は、チャンネルの案
内あるいはイオン透過性のチャンネルにイオン透過性の
物質を充填して長くされる。
オン非透過性で気体透過性の薄膜によって被覆された指
示層で構成されている。この指示層はイオン透過性のチ
ャンネルに接している。
とイオン非透過性で気体透過性の薄膜から成るセンサが
二部品のケースの下部部分の窪みに接着されていか、彫
ってあるか、あるいは挟持されていることに特徴があ
る。この場合、窪みの横方向切欠がイオン透過性のチャ
ンネルを形成し、指示層が横に接する。同じような多数
の測定装置を作製するためには、先ず反応室を形成する
指示層と、気体を透過しイオンを透過しない被膜とが、
支持膜としての高分子フォイルの上に広い面積にわたっ
て付けてあり、同じ様式の多数の要素が高分子フォイル
から打ち抜きさ、2部品のケースの下部の適当に成形さ
れた窪みに彫り込み、挟持あるいは接着によって固定さ
れると、有利である。
独立した試料導入部あるいは試料排出部が装備されてい
て、試料導入部または試料排出部が分岐部を有し、この
分岐を介して試料室に緩衝溶液を導入でき、反応室から
でるイオン透過性のチャンネルはこの分岐部に合流す
る。この測定装置は、多重測定に対して特に有利に使用
できる。何故なら、測定製品が試料室に達しないからで
ある。
に指示層の指示物質が溶解されている可能性がある。
例に基づきこの発明をより詳しく説明する。
の pCO2 の濃度を測定する装置には、二部品のケース1
がある。このケースは下部3の窪み2に pH 値を測定す
る装置のセンサ17が付けてある。ケース1の上部品5
には、試料室6が形成されている。この室はイオン透過
性のチャンネル7を介して反応室に連結している。図示
した実施態様では、反応室8にイオン非透過性で気体透
過性の薄膜8によって被覆された指示層10がある。こ
の層はイオン透過性のチャンネル7に横向きに接触して
いる。試料室は、ここでは同時に緩衝溶液の容器11と
して使用される。この場合、イオン透過性のチャンネル
7がイオン非透過性の薄膜を迂回して反応室8を試料室
6に接続させる。反応室は、試料導入部12あるいは試
料排出部13を介してチャンネル7によって簡単に緩衝
溶液を充填でき、同時に試料室に緩衝溶液を導入し、こ
の室は測定装置を保持している間、あるいは二つ測定の
間に容器として使用される。
介して装置に達し、試料室6から緩衝溶液を排除する。
試料が反応室8または指示層10に接触することは、短
時間の間に、チャンネル7が毛細管で形成されている
か、あるいはイオン透過性の物質が充填されるかによっ
て防止される。しかし、保管の間に、あるいは個々の測
定の間で、容器11と反応室8の間のイオン交換を可能
するため、期間が充分長い。
は、ただ模式的に示してある。ここでは、明細書の導入
部に述べた、適当な反応室で pH 値を測定する他の装置
も使用できることが判る。
6、指示層10およびイオン非透過性で気体透過性の薄
膜9がセンサ17を形成する。このセンサは押圧部18
によってケース1の下部3に保持されている。
例は、センサ17の固定法の相違を別にすれば、図1と
図2の実施例に相当している。
は下部3の窪み2に完全に平坦にして貼り付けてある。
この場合、窪み2の横の切欠はイオン透過性チャンネル
7を形成している。
径を有するケース1の上部5の試料室6を窪み2あるい
はその中にあるセンサ17として作製することが可能で
ある。ケース1を下部3と上部5から組み立てると、セ
ンサ17は上部5の突き出た壁部分19によってセンサ
位置に保持されるか、あるいは挟持される。
に分岐箇所20がある。この分岐箇所を経由して試料室
12あるいは容器11に緩衝溶液を導入できる。イオン
透過性のチャンネル7はこの分岐部20に合流している
ので、緩衝溶液は同時に反応室8にも達する。試料が試
料導入部12を経由して導入されると、分岐部20およ
びチャンネル7にある緩衝溶液が比較的短い測定時間の
間、試料あるいは試料の成分が反応室8に進入すること
を阻止する。
では、反応室8がイオン透過性のチャンネル7を経由し
て独立した容器11に連結している。他の全ての実施例
では緩衝溶液が同時に保存媒体として作用するが、ここ
では保存媒体は緩衝溶液の化学組成の点で異なった同じ
浸透性の媒体であってもよい。
薬の濃度を測定する装置を用いれば、反応室に緩衝溶液
を早くしかも再現性をもって充填することを保証し、そ
の場合、緩衝溶液の濃度も、測定までに、あるいは個々
の測定の間にできる限り一定に維持される。
よる装置の断面図である。
る。
る。
る。
る。
ある。
ある。
Claims (7)
- 【請求項1】 ケース内にある試料室と、この試料室と
はイオン非透過性で気体透過性の薄膜によって分離され
ている反応室で pH 値を測定する装置とを装備して、水
性雰囲気中で酸または塩基性の反応ガスの一群、および
液状または気体状の試料中の揮発性酸と塩基から成る試
薬の濃度を測定する装置において、反応室(8)はイオ
ン透過性チャンネル(7)を経由して pH 値を測定する
装置(4)の外部で緩衝溶液を充填できる容器(11)
に接続していることを特徴とする装置。 - 【請求項2】 試料室(6)は緩衝溶液の容器(11)
として機能し、イオン透過性のチャンネル(7)はイオ
ン非透過性で気体透過性の薄膜(9)を迂回して反応室
(8)を試料室(6)に接続させることを特徴とする請
求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 反応室(8)にはイオン非透過性で気体
透過性の薄膜(9)によって被覆された指示層(10)
があり、この指示層はイオン透過性のチャンネル(7)
に接触していることを特徴とする請求項1または2に記
載の装置。 - 【請求項4】 支持層(16)、指示層(10)とイオ
ン非透過性で気体透過性の薄膜(9)から成るセンサ
(17)は、二部品のケース(1)の下部(3)の窪み
(2)に接着するか、彫り込むか、あるいは挟持され、
窪み(2)の横切欠はイオン透過性のチャンネル(7)
を形成し、指示層(10)が横に接していることを特徴
とする請求項3に記載の装置。 - 【請求項5】 試料室(6)は独立した試料導入部(1
2)と試料排出部(13)を装備していて、試料導入部
(12)または試料排出部(13)は分岐部(20)を
有し、この分岐部を経由して試料室(6)に緩衝溶液を
導入でき、反応室(8)から出るイオン透過性チャンネ
ル(7)がこの分岐部(20)に合流することを特徴と
する請求項2または3に記載の装置。 - 【請求項6】 イオン透過性チャンネル(7)には、イ
オン透過性の物質が充填されることを特徴とする請求項
1〜5の何れか1項に記載の装置。 - 【請求項7】 緩衝溶液には、指示層(10)の指示物
質が溶解していることを特徴とする請求項3〜6の何れ
か1項に記載の装置。
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