JPH07111410B2 - イオン活量測定用アナライザ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスライド型イオン活量測定器具を用いて水性液
体試料、例えば酒類、飲用物、水道水、特に生物体液
（血液、尿、唾液等）中の特定のイオンの活量（または
濃度）をポテンシオメトリーで定量分析するためのアナ
ライザーに関するものである。

（従来の技術） 液体試料を点着して、その中に含まれる特定イオンのイ
オン活量を測定することができるスライド型のイオン活
量測定器具が特公昭58−4981号、特開昭58−156848号、
特開昭58−211648号等に開示されている。

このスライド型イオン活量測定器具（以下、「スライ
ド」ということもある）は、特定イオンのイオン活量に
対応する電位を発生するイオン選択極からなる少なくと
も１対のイオン選択電極対と、このイオン選択電極対の
両電極間を連絡するように配された多孔性ブリッジとを
有するもので、特定イオンのイオン活量が既知である参
照液および該イオンのイオン活量が未知である試料液を
前記イオン選択電極対の一方および他方の電極にそれぞ
れ点着供給し、前記多孔性ブリッジの作用により両液の
界面を接触（液絡）させて電気的導通を成立させると両
電極間には前記参照液と試料液との間に存在する前記イ
オンのイオン活量の差に対応して電位差が生じるため、
この電位差を測定すれば予め求めておいた検量線（原理
はネルンストの式による）に基づいて前記試料液中の特
定のイオンのイオン活量が求まるようになっている。

このようなスライド型イオン活量測定器具を用いてイオ
ン活量を測定するには、参照液および試料液の点着供給
と、電位差の測定とを行なう機能を備えたアナライザー
を使用することが好ましい。このようなアナライザーは
例えば米国特許第4,257,862号および特願昭59−12794号
（特開昭60−155961号公報）等に記載されている。この
種の従来のアナライザーは、参照液および試料液の点着
後、スライド型イオン活量測定器具をマニュアル操作で
電位差測定部へ送り、そこで電位測定用ポローブをプロ
ーブを接触させるような構成になっているが、このよう
な構成の場合にはスライドを送る際の振動によって両液
およびそれらの間の液絡状態に乱れが生じ、その結果、
測定誤差が生ずることがあった。スライドの送り操作を
慎重に行なえば上記不具合の発生もある程度防止される
が、そのようにすると今度は作業能率が低下するという
問題が生じる。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであ
り、前述のスライド型イオン活量測定器具を用いて能率
良くイオン活量の測定を行なうことができ、そしてスラ
イドの振動による測定誤差の発生も防止しうるイオン活
量測定アナライザーを提供することを目的とするもので
ある。

（発明の構成） 本発明によるイオン活量測定用アナライザー（以下、
「アナライザー」ということもある）はスライド型イオ
ン活量測定器具を用いて前述のようにイオン活量を測定
するアナライザーにおいて、 上記スライド型イオン活量測定器具を載置するための器
具載置台を形成して該載置台に、前記参照液および試料
液の点着を行なうための液点着部と、電位差側定部と、
スライドを載置台外に排出するための器具排出部とを設
け、 そしてさらに、この器具載置台上において上記測定器具
を保持する器具ホルダー、 この器具ホルダーに保持された測定器具を上記器具載置
台の各部へ順次送るように該ホルダーを移動させるホル
ダー移動手段、 前記イオン選択電極対の両電極間の電位差を測定するよ
うにこの両電極に接触可能に形成された電位差測定用プ
ローブ、および 上記ホルダー移動手段と連動して、測定器具が上記器具
載置台の電位差測定部に送り込まれたとき上記プローブ
を前記電極に接触させる一方、この測定器具が電位差測
定部から送り出されるのに先行して該プローブを前記電
極から離間させるプローブ移動手段を設けたことを特徴
とするものである。

（実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明を詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施態様によるイオン活量測定用ア
ナライザーを示すものであり、また第２、３および４図
はその要部を示すものである。第１図に示されるように
アナライザー10の外面はカバ−11で覆われており、この
カバー11には、スライド型イオン活量測定器具スラライ
ド）20をセットしてそこに参照液、試料液を点着するす
るための開口12と、電位差測定済みのスライド20を排出
するための排出口13とが設けられている。またこのアナ
ライザー10には、スタートボタン14、イオン活量表示部
15、イオン活量記録部16等が設けられている。

第２、３および４図に示す機構は、上記開口12が設けら
れた部分の下側に配設されたものであり、平らな器具載
置台と、この器具載置台30の両端に固定された１対の側
板31,31と、器具載置台30と平行に配されて側板31,31を
連結する６本のロッド32,32,33,33,34,34とを有してい
る。上記器具載置台30の中央部には液点着部30Aが設け
られ、またこの液点着部30Aをはさんで電位差測定部30B
と器具排出部30Cとが設けられている。この器具載置台3
0は、上記液点着部30Aが前記開口12の真下に位置するよ
うにして、カバー11内に配置されている。また上記電位
差測定部30Bにおいて胃具載置台30には貫通孔35が設け
られ、この貫通孔35内には上下動可能な加熱板36が組み
込まれている。そして器具載置台の表面と所定間隔をお
いて上記加熱板36と対向する位置には、スライド押え板
37が配設されている。一方器具排出部30Cにおいて器具
載置台30には、スライド排出孔38が設けられている。こ
のスライド排出孔38は前述のスライド20よりも大きく形
成され、傾斜した通路39および側板31の開口40を介し
て、前記カバー11の排出口13と連結している。

器具載置台30の上には、スライドセット孔（貫通孔）41
を有する器具ホルダー42が配されている。この器具ホル
ダー42の両端部は前記１対のロッド32,32に摺動自在に
嵌装されており、したがって該器具ホルダー42は器具載
置台30上を矢印Ａ、Ｂ方向に（すなわち液点着部30A、
電位差側定部30B、器具排出部30Cに順次移行できるよう
に）移動可能となっている。なお前記スライド押え板37
は、この器具ホルダー42が加熱板36の上まで移動できる
ように、該器具ホルダー42の厚さ以上器具載置台30の表
面から離して配置されている。一方器具載置台30の下方
には、ホルダー移動台43が配設されている。このホルダ
ー移動台43の両端部は前記１対のロッド33,33に摺動自
在に嵌装されており、したがってこのホルダー移動台43
も上記矢印Ａ、Ｂ方向に移動可能となっている。このホ
ルダー移動台43の下部には雌ネジ44（第４図参照）が取
り付けられており、この雌ネジ44は、上記ロッド33と平
行に配された駆動ネジ（雄ネジ）45に螺合されている。
この駆動ネジ45は、側板31に固定されたモータ46によ
り、歯車47,48を介して正逆回転されるようになってお
り、このように駆動ネジ45が回転されることによりホル
ダー移動台43は矢印Ａ、Ｂ方向に移動する。ホルダー移
動台43の両端部にはそれぞれ、上方に突出した連結部材
49が設けられており、これらの連結部材49の後面（ずな
わちホルダー移動台43が液点着部30A近傍にあるとき器
具排出部30C側を向く面）には磁石50が固定されてい
る。一方器具ホルダー42の両端部には下方に突出した連
結部材51が設けられており、この連結部材51には、上記
磁石50に対向する磁石52が固定されている。これら両磁
石50,52は、互いに吸着し合うように極性の向きが設定
されている。したがって前述のように駆動ネジ45が回転
されていホルダー移動台43が矢印Ａ方向に移動すると
き、両磁石50,52は吸着し合った状態にされていれば、
器具ホルダー42はこのホルダー移動台43に牽引されて矢
印Ａ方向に移動する。一方ホルダー移動台43が矢印Ｂ方
向に移動された場合、器具ホルダー42はホルダー移動台
43に押されて同様に矢印Ｂ方向に移動する。なおホルダ
ー移動台43の中央部には、プローブ移動手段としてのカ
ム部材53が設けられている。このカム部材53は上方に突
出し、器具排出部30C側が高く電位差測定部30B側が低く
なるように形成されたカム面53aを有している。

次に前記加熱板36周辺の構造について、第５、６図も参
照して説明する。なおこれら第５、６図はそれぞれ、第
３図に示すＶ−Ｖ線、VI−VI線に沿った部分の断面形状
を示すものである。電位差測定部30Bにおいて器具載置
台30の下面には、１対のプローブホルダー保持ロッド6
0,60が固定されている。これらの保持ロッド60,60は前
記加熱板36を間に挟むように配され、そして該保持ロッ
ド60,60には、プローブホルダー61が上下方向に摺動自
在に嵌装されている。なおプローブホルダー61は、各保
持ロッド60,60の下端に取り付けられた座金62,62によっ
て下方から受け止められている。また該プローブホルダ
ー61には、１対の加熱板保持ロッド63,63が上下方向に
摺動自在に挿通されており、これら保持ロッド63,63の
上端に前記加熱板36が固定されている。この加熱板36と
プローブホルダー61との間において保持ロッド63のまわ
りにはスプリング64が縮装されており、このスプリング
64により両者は互いに離間する方向に付勢されている。
なおこのように付勢されたプローブホルダー61は、加熱
板保持ロッド63,63の下端に取り付けられた座金65,65に
受け止められる。保持ロッド60,60および63,63の長さ
は、こうしてプローブホルダー61の下面が座金65,65お
よび上記座金62,62に受け止められた状態において、加
熱板36の上表面が器具載置台30の表面と整合するように
設定されている。またプローブホルダー61には１対のガ
イドロッド66,66の下端が固定されている。これらのガ
イドロッド66,66は加熱板36を間に挟むように配され、
それらの上端部は具載置台30に設けられた貫通孔30dか
ら上方に突出可能となっている。そして該器具載置台30
とプローブホルダー61との間において、ガイドロッド66
のまわりにはスプリング67が縮装されている。したがっ
てプローブホルダー61が下方から上方側に押されると、
該プローブホルダー61は前記ロッド60,60に沿って加熱
板36とともに上方に弾力的に移動し、このとき加熱板36
が上方から押さえられると、プローブホルダー61は該加
熱板36に対して弾力的に相対移動する。

また上記プローブホルダー61には一例として３対の電位
差測定用プローブ68a,68b,69a,69b,70a,70bが、上方に
向けて突設されている。プローブ68a,68b,69a,69bおよ
び70a,70bはそれぞれ、加熱板36に設けられた切欠きや
貫通孔を通って上方に突出可能となっている。すなわち
加熱板36とプローブホルダー61とがスプリング64の作用
で最も大きく離間している状態（第４図図示の状態）に
おいては、各プローブ68a〜70bの先端は加熱板36の内部
に位置するが、上述のようにプローブホルダー61が加熱
板36に対して相対移動すると、上記先端は加熱板36の表
面から上方に突出する。またプローブホルダー61の下部
には、前記ホルダー移動台43のカム部材53に対向する位
置において、ローラ71が取り付けられている。そして液
点着部30Aと電位差側定部30Bとの間において器具載置台
30には貫通孔72が設けられ、この貫通孔72の下側にはバ
ーコードセンサ73が取り付けられている。

以下、上記構成のアナライザー10の作動について説明す
る。イオン活量の測定を行なう際、器具ホルダー42は後
述するようにしてホルダー移動台43と連結した状態とな
っており、そして公知の位置検出センサや駆動制御回路
によってモータ46が駆動制御され、該器具ホルダー42は
液点着部30Aに配置される。前述したようにこの状態で
は器具ホルダー42がカバー11の開口12の真下に位置する
ので、該開口12を通してスライド20をこの器具ホルダー
42のスライドセット孔41内にセットする。

このスライド20は前述したように例えば特開昭58−2116
48号等に示される公知のものであるが、ここで第７図を
参照して簡単に説明する。スライド20は、下部支持枠10
0、３種のイオン選択電極対201（同一のイオン選択電極
211および221からなる）、202（同212および222からな
る）、203（同213および223からなる）、上記各イオン
選択電極に対向する液受孔311,312,313,321,322,323が
設けられ両面に接着剤層を有する水不透性部材層300、
液受孔311,312,313（イオン選択電極211,212,213に対向
する液受孔）と、液受孔321,322,323（イオン選択電極2
21,222,223に対向する液受孔）とをそれぞれ連絡する一
対の多孔性液分配部材（綿包帯布もしくは綿不織布、ポ
リエチレンテレフタレートメッシュ等）410と420、上部
枠500、および多孔性ブリッジ（好ましくは具体例：ポ
リエチレンテレフタレート繊維製撚り糸ブリッジ）600
を有している。上部枠500には多孔性液分配部材410と42
0にそれぞれ対向する液点着孔510と520、該液分配部材
中における液の分配を促進するための空気抜き孔531,53
2,541,542および凹陥部551,552,555が設けられている。
液点着孔510および520の外側にそれぞれ配置された凹陥
部551および552には、多孔性ブリッジ600の両端が固定
されている。

このようなスライド（イオン活量測定器具）において、
例えばイオン選択電極対201,202,203をそれぞれNa ,K
,Cl 用のイオン選択電極対とし、これらのイオン活
量が既知である参照液を液点着孔510に点着し、イオン
活量が未知である試料液を液点着孔520に点着すれば、
参照液は多孔性液分配部材410内に浸透して液受孔311,3
12,313に、試料液は多孔性液分配部材420内に浸透して
液受孔321,322,323に分配されるイオン、両液は多孔性
ブリッジ600中央付近で連絡する。この結果、イオン選
択電極211および221の間、同212および222の間、同213
および223の間にそれぞれ参照液と試料液との間のNa ,
K ,Cl の該イオン活量の差に対応する電位差が発生す
るので、下部支持枠100に設けたプローブ挿入口561,56
2,563,571,572,573に電位差測定用プローブを挿入して
各電極と接触させ、電位差を測定すれば予め求めておい
た検量線に基づいて試料液中の前記イオン活量が測定で
きる。なお上記下部支持枠100には、スライド20を識別
するためのバーコード（図示せず）が記されている。

上記スライド20は、上部枠500を上側に向けて前記スラ
イドセット孔41内にセットされる。そして例えば二連ピ
ペット等を用いて、前記参照液と試料液とがそれぞれ液
点着孔510,520内に点着される。この点着が終了した後
スタートボタン14（第１図参照）が押されると、モータ
46が駆動され、ホルダー移動台43は前記矢印Ａ方向に移
動される。するとこのホルダー移動台43に牽引されて器
具ホルダー42も電位差測定部30B側に移動し、ストッパ9
0に当接して、セットされているスライド20が加熱板36
と向かい合う所定位置で停止する。モータ46はそれぞれ
以後も引き続き駆動し、ホルダー移動台43をさらに所定
距離だけ移動させる。このとき器具ホルダー42は移動し
得ないので前記両磁石50,52が引き離され、ホルダー移
動台43は単独で上記のように移動する。このようにホル
ダー移動台43が移動すると、そのカム部材53のカム面53
aがプローブホルダー61のローラ71に接するようにな
り、ホルダー移動台43の移動にともなってプローブホル
ダー61が押し上げられる。すると先に述べたように加熱
板36が押し上げられ、該加熱板36は器具ホルダー42に保
持されていたスライド20を押え板37に押圧固定する。な
おこのとき、プローブホルダー61の上昇にともなってガ
イドロッド66,66が器具載置台30上に突出し、器具ホル
ダー42のガイド孔91,91内に進入して器具ホルダー42を
（すなわちスライド20）を所定位置に位置決めする。上
記のようにスライド20を押え板37に押圧すると、それ以
降加熱板36の上昇は阻止されるが、プローブホルダー61
はさらに所定長押し上げられ、それにより加熱板の表面
からプローブ68a,68b,69a,69bおよび70a,70bが上方に突
出する、。こうして突出したプローブ68a,68bはスライ
ド20のプローブ挿入口561,571内に進入して各々イオン
選択電極211,221と接触する。同様にしてプローブ69a,6
9bはプローブ挿入口562,572内に進入してそれぞれイオ
ン選択電極212,222と接触し、またプローブ70a,70bはプ
ローブ挿入口563,573内に進入してそれぞれイオン選択
電極213,223と接触する。なおこれらのプローブ68a〜70
bを、コイルスプリング等の弾発部材を介してプローブ
ホルダー61に取り付けておけば、各イオン選択電極との
接触がより確実になって好ましい。

この状態でモータ46は停止され、次いで加熱板36によっ
てスライド20が所定温度に加熱される。その後所定時間
が経過したところで、上記プローブ69a〜70bに接続する
公知の電位差測定回路（図示せず）により、イオン選択
電極対201,202,203間の電位差がそれぞれ測定される、
先に述べた通り、これらの電位差を測定することによ
り、Na ,K ,Cl のイオン活量が測定される。こうし
て測定されたイオン活量は、前記表示部15において表示
されたり、あるいは記録部16において記録紙17に記録さ
れたりする（第１図参照）。なお電位差測定に供された
スライド20の前記バーコードがバーコードセンサ73によ
って読み取れら、上記イオン活量は、スライド20の識別
コードと共に表示あるいは記録される。

以上述べた電位差測定が終了すると、モータ46が前述の
場合とは逆方向に駆動される。それによりホルダー移動
台43は矢印Ｂ方向に移動される。するとカム部材53がプ
ローブホルダー61のローラ71から次第に離れるので、該
プローブホルダー61が下降する。するとまず各プローブ
69a〜70bがスライド20から離れ、ガイドロッド66,66が
器具ホルダー42のガイド孔91,91から下方に抜け、次い
で加熱板36もその表面が器具載置台30の表面と整合する
位置まで下降する。モータ46はそのままさらに駆動さ
れ、ホルダー移動台43が移動し続けるので、該ホルダー
移動台43の連結部材49が磁石50,52を介して連結部材51
を押し、器具ホルダー42も矢印Ｂ方向に移動されるよう
になる。したがって電位差測定済みのスライド20は、該
器具ホルダー42によって電位差測定部30Bから液点着部3
0A側に送り出される。モータ46は、器具ホルダー42が器
具排出部30C上に来るまで駆動される。器具ホルダー42
が器具排出部30Cに来ると、該器具ホルダー42に保持さ
れていたスライド20はスライド排出孔38内に落とされ
る。このスライド20は、前記通路39を通って排出口13か
ら排出される。次いでモータ46が逆転されて器具ホルダ
ー42は液点着部30Aに送られ、そこで停止して次回の点
着に備える。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明のアナライザーにおいて
は、器具載置台上でスライド型イオン活量測定器具に参
照液、試料液の点着がなされた後、この測定器具をホル
ダーで保持して器具載置台上を電位差測定部まで自動的
に移動させるようにしているので、このアナライザーに
よれば測定器具の振動に起因する測定誤差の発生を防止
できしかも測定を素早く能率的に行なうことが可能とな
る。また本発明のアナライザーにおいては、電位差測定
済みの測定器具を自動的に器具載置台上から排出できる
ようにしているので、この点からもイオン活量測定作業
の能率向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施態様によるアナライザーを示す
斜視図、 第２、３および４図はそれぞれ、上記アナライザーの要
部を示す斜視図、平面図および側断面図、 第５図は第３図のＶ−Ｖ線に沿った部分の側断面図、 第６図は第３図のVI−VI線に沿った部分の側断面図、 第７図は本発明のアナライザーにおいて用いられるスラ
イド型イオン活量測定器具の一例を示す分解斜視図であ
る。 10……アナライザー 20……スライド型イオン活量測定器具 30……器具載置台、30A……液点着部 30B……電位差測定部、30C……器具排出部 36……加熱板、37……スライド押え板 41……スライドセット孔、42……器具ホルダー 43……ホルダー移動台、44……雌ネジ 45……駆動ネジ、46……モータ 47,48……歯車、49,51……連結部材 50,52……磁石、53……カム部材 60……プローブホルダー保持ロッド 61……プローブホルダー、63……加熱板保持ロッド 64,67……スプリング、66……ガイドロッド 68a,68b,69a,69b,70a,70b……電位差測定用プローブ 201,202,203……イオン選択電極対 561,562,563,571,572,573……プローブ挿入口 600……多孔性ブリッジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】特定イオンのイオン活量に対応する電位を
   発生する少なくとも１対のイオン選択電極対と、このイ
   オン選択電極対の両電極間を連絡するように配された多
   孔性ブリッジとを有するイオン活量測定器具を用いてイ
   オン活量の測定を行うためのアナライザーであって、 供給された前記イオン活量測定器具のイオン選択電極対
   の一方に参照液、他方に試料液を点着供給するための液
   点着部と、電位差測定部と、前記測定器具を排出するた
   めの器具排出部とが設けられた器具載置台、 この器具載置台上において前記測定器具を保持する器具
   ホルダー、 この器具ホルダーに保持された前記測定器具を前記器具
   載置台の各部へ順次送るように該ホルダーを移動させる
   ホルダー移動手段、 前記イオン選択電極対の両電極間の電位差を測定するよ
   うにこの両電極に接触可能に形成された電位差測定用プ
   ローブ、および 前記ホルダー移動手段と連動し、前記測定器具が前記器
   具載置台の電位差測定部に送り込まれたとき前記プロー
   ブを前記電極に接触させる一方、該測定器具が電位差測
   定部から送り出されるのに先行して該プローブを前記電
   極から離間させるプローブ移動手段が設けられたことを
   特徴とするイオン活量測定用アナライザー。