JPH07325063A - イオン電極法電解質分析装置の校正液 - Google Patents
イオン電極法電解質分析装置の校正液Info
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- JPH07325063A JPH07325063A JP14232794A JP14232794A JPH07325063A JP H07325063 A JPH07325063 A JP H07325063A JP 14232794 A JP14232794 A JP 14232794A JP 14232794 A JP14232794 A JP 14232794A JP H07325063 A JPH07325063 A JP H07325063A
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Abstract
できる検量線を作成できる校正液を見つける。 【構成】2種類の校正液のうちの1点目の校正液は人の
血清の正常範囲付近の濃度のものとし、2点目の校正液
の中の1つの目的成分濃度をCMC2としたとき、目的イ
オンに対して妨害イオンとなるイオンの濃度CNC2を 近傍にする。KMNは目的イオンに対する妨害イオンの選
択係数で最悪値付近のもの、CMC1は1点目の校正液の
目的イオン濃度、CNC1は1点目の校正液の妨害イオン
濃度、CXは尿レベルでの目的イオンの正常値上限付近
又は測定範囲上限付近の濃度、CNXは尿レベルでの妨害
イオンの正常値付近の濃度。
Description
a+、K+、Cl-イオン濃度を測定するイオン電極を用
いた希釈方式による臨床用電解質分析装置に用いる校正
液に関するものである。
用いた臨床用のNa+/K+/Cl-分析装置は、主とし
て血液(血清)と尿の分析に用いられている。イオン電
極には校正が不可欠であり、少なくとも1日に2回は行
なう必要がある。これはイオン電極の出力が温度変化や
汚れなどによる劣化によって変化するためであり、通常
2種類の濃度で校正が行なわれている。
隔をもつこと、pHが中性付近(pH6〜8)である
こと、及びイオン強度が試料と大きく変わらないこ
と、の3点を重視して決められている。イオン強度は血
清のイオン強度に近い120〜180mmol/lに合わ
せるように作られている。例えば、Na+/K+/Cl-
のイオン濃度をmmol/lで表わして、例えば1点目を
血清の標準値である140/4/100付近とし、2点
目を100/8/60、120/10/70、又は16
0/6/140などとすることにより、2点の校正液間
でイオン強度を大きく変えないように設定されている。
イオン強度を大きく変えない理由は、イオン強度が増減
すると目的イオンの活量係数が変化し、濃度に換算した
ときに誤差が生じるからである。
て次のように表現される。 E=E0 +(RT/zF)lnaM =E0 +NlogaM ……(1) ここで、aMはMイオンの活量、Nはネルンスト定数
で、25℃で59.15mVである。なお、この式は1
価の陽イオンの場合である。活量は活量係数f×濃度C
であるから、 E=E0 +Nlogf+NlogCM ……(2) となる。活量係数がほぼ等しい校正液−試料系ではNlo
gfは定数と考えられるので、 E=E0'+NlogCM ……(3) となる。すなわち、図1に示されるように、校正液C1
とC2の2点で校正して検量線を引き、未知濃度xの試
料の検出電位から濃度Cxを計算することになる。これ
が従来からの校正及び測定系であり、希釈法であるか非
希釈法であるかを問わず、下記の式で濃度が計算され
る。
度範囲が大いに異なる。特にK+では血液中の濃度は3
〜6mmol/lであるのに対して、尿では10〜100
mmol/lに分布している。そのため、血液レベルで校
正を行なっても尿レベルでは値が合わないといわれてお
り、血液用と尿用とでそれぞれ2種類ずつの校正液を用
意して校正を行なっている。
る校正液を使用することになれば校正の手数が2倍にな
る。イオン電極では校正の回数が多く必要になるので、
作業者の負担もそれだけ大きくなる。そこで、血液用と
尿用とで共通の校正液を調製することができないかどう
かという観点で検討を進めた。
尿を測定すると値が合わないのはどういう理由であるか
については、従来は血液と尿とでは濃度範囲が異なるた
めに電極の応答速度が異なるためであるとする説と、試
料のマトリックスが異なるためにイオン強度などが異な
るためであるする説などがある。しかし、本発明者はこ
れらの説に拘束されることなく検討を進めた結果、イオ
ン電極の選択性が大きく影響していることを知り、血液
レベルの校正液の濃度が不適切であるために、妨害イオ
ン濃度の大きく異なる尿では大きく値が変動することを
見出した。本発明は血液の測定に対しても尿の測定に対
しても適用できる検量線を作成することのできる校正液
を提供することを目的とするものである。
いた希釈方式による臨床用電解質分析装置の校正液であ
って、2種類の校正液のうちの1点目の校正液は人の血
清の正常範囲付近の濃度のものとし、2点目の校正液の
中の1つの目的成分濃度をCMC2としたとき、その目的
イオンに対して妨害イオンとなるイオンの濃度CNC2を
オンの選択係数で最悪値付近と考えられるもの、CMC1
は1点目の校正液の目的イオン濃度、CNC1は1点目の
校正液の妨害イオン濃度、CXは尿レベルでの目的イオ
ンの正常値上限付近又は測定範囲上限付近の濃度、CNX
は尿レベルでの妨害イオンの正常値付近の濃度である。
る応答、すなわち妨害は程度の差こそあれ避けられな
い。妨害のある場合の電極電位Eは次の Eisenman - Ni
colsky の式で表わされる。 E=E0' +Nlog(CM+KMNCN) ……(6) KMNは選択係数であり、(6)式は活量を濃度に変換し
たもので、目的イオン濃度CM、妨害イオン濃度CNとも
に1価の陽イオンの場合である。血液中と尿中で通常最
も妨害を与えるのは、Na電極に対するK+、K電極に
対するNa+、Cl電極に対するHCO3 -である。それ
ぞれの選択係数が0に近ければ(6)式は実質的に
(3)式と同じになり、問題は生じない。しかし、実際
は選択係数KMNは0ではないし、またK+,Na+,Cl-
電極に用いられるPVC膜型の電極の特性上、使用して
いるうちに膜から感応物質や可塑剤が流出し、徐々に劣
化して、選択係数が大きくなっていく傾向がある。その
ため、図1と同じように校正を行ない、試料を測定する
と、校正液、試料ともに妨害物質が含まれているため、
測定値が真値からずれることになる。
図2のように表わされる。ここで、CMC1は校正液1中
の目的イオン濃度、CNC1は校正液1中の妨害イオン濃
度、CMC2は校正液2中の目的イオン濃度、CNC2は校正
液2中の妨害イオン濃度、CNXは試料中の妨害イオン濃
度である。
で表わされる。
の差が誤差となる。誤差を少なくするためには、(4)
式で計算されるCXと、(7)式で計算されるCXが同じ
であればよい。したがって、(4)式から
した次の式が得られる。
の正常値付近の濃度(CMC1,CNC1)に定め、CXは尿
レベルでの目的イオンの正常値上限付近又は測定範囲上
限付近の濃度、CNXは尿レベルでの妨害イオンの正常値
付近の濃度とし、選択係数KMNとして最悪の選択性を仮
定し、2点目の校正液の目的イオン濃度(CMC2)を尿
中の適当な濃度に選ぶと、その中に含まれるべき最適な
妨害イオン濃度(CNC2)が決定される。
正液1の濃度は血液中の正常値と同じ値とし、Na+/
K+/Cl-/HCO3 -が140/4/100/25(m
mol/l)とする。選択係数KMNは、 KNa,K=0.02〜0.2 KK,Na=0.001〜0.01 KCl,HCO3-=0.05〜0.2 と仮定し、最悪付近の数値を採用する。尿試料で妨害イ
オンの影響がある場合とない場合とで濃度測定値が一致
する点をNa+/K+/Cl-=400/50/400と
仮定する。また、尿での妨害イオンの正常値をK+/N
a+/HCO3 -=40/100/0と仮定する。これら
の数値は実際の尿の測定値から経験的に仮定したもので
あり、許容できる範囲内で数値を変更することは容易で
ある。
フとして表示したのが図3(A)〜(C)である。
(A)はNa+濃度に対する妨害イオンK+の許容される
濃度範囲、(B)はK+濃度に対する妨害イオンNa+の
許容される濃度範囲、(A)はCl-濃度に対する妨害
イオンHCO3 -の許容される濃度範囲を表わしており、
△マークと+マークは±1%の幅を表わしている。した
がって、両マークの曲線に挾まれた領域の妨害イオン濃
度をもつように校正液を調整すれば、最適の校正液濃度
となる。仮定した数値は実際に近いものであるが、数値
を多少変化させて再計算させることは容易にできる。例
えば、図3(B)より、2点目の校正液のNa/K濃度
はK+の観点から見れば170/6,200/8,22
0/12などという比率がよい、ということがわかる。
K測定という観点から見た最適のNa濃度とNa測定と
いう観点から見た最適のK濃度は一致しないが、範囲の
広いKを重視して濃度を定めるのがより正確である。
除くということは行なわれているが、選択係数自体が温
度や時間経過に伴って変動し、一定でないということか
ら、不適当な校正液濃度ではやはり誤差が大きくなる。
実際に選択係数を求めて補正すれば最も正確であるが、
そのためには校正液が3種類以上必要となり、測定装置
が複雑化する。
分析装置の一般的構成を概略的に示す。サンプリング部
2で吸入された校正液や試料は希釈部4で希釈液によっ
て希釈され、電極部6でイオン電極によりそれぞれのイ
オンの起電力が検出される。8は校正液や試料を流路に
流すための送液部である。
こともあれば、オートサンプラーから試料と同様に吸引
されることもある。いずれにしても同一の希釈系を通っ
て電極部6に供給されることが望ましい。また、校正液
1は試料測定ごとに試料と同様に電極部6に流して測定
することが望ましい。これは、電極での温度変動などに
よるドリフトを防ぐためである。
O3 -濃度を140/4/100/25(mmol/l)と
する。これは例えば以下のような組成の溶液(単位は全
てmmol/l)である。 NaCl 100 KH2PO4 4 NaHCO3 25 Na2HPO4 7.5 又は NaCl 96 KCl 4 NaHCO3 25 Na2B4O7 9.5 tris-(hydroxymethyl)aminomethane 20 H3BO3 65 校正液2の濃度は次のように設定した。
/8/60とする。これは例えば以下のような組成の溶
液(単位は全てmmol/l)である。 NaCl 32 KCl 8 NaHCO3 48 tris-(hydroxymethyl)aminomethane 20 H3BO3 65
/6/140とする。これは例えば以下のような組成の
溶液(単位は全てmmol/l)である。 NaCl 137 KCl 3 KH2PO4 3 Na2HPO4 11.5
/K+/Cl-=200/7/160/26とする。これ
は例えば以下のような組成の溶液(単位は全てmmol/
l)である。 NaCl 156 KCl 4 NaHCO3 26 KH2PO4 3 Na2HPO4 9
ついて、コンピュータにより計算させた結果を図5
(A)〜(C)に示す。(A)はNa+を測定する場合
であり、妨害イオンK+の選択係数を最悪の0.2とし、
K+濃度を40mmol/lで一定とした。(B)はK+を
測定する場合であり、妨害イオンNa+の選択係数を悪
い値の0.005とし、Na+濃度を100mmol/lで
一定とした。(C)はCl-を測定する場合であり、妨
害イオンHCO3 -の選択係数を最悪の0.2とし、HC
O3 -濃度を0mmol/lで一定とした。
液を用いると高濃度領域で正確度が増すことが明らかで
ある。図5は選択性が劣化した場合(選択係数を大きめ
にしている)を示したものであって、選択性がよければ
図5よりも全てy=xの直線に近づくことになる。実施
例は一例であって、図3に示した線上のポイントのどこ
を選んでもほぼ同様の結果を得ることができる。
量の変化について述べる。イオン強度μは計算上次のよ
うになる。 校正液1 0.1515, 0.15
35 校正液2 従来例1 0.108 従来例2 0.1775 実施例 0.216 希釈率を1/25として、活量係数fを
宗森信、日色和夫訳、1977年、共立出版、参照)で計算
すると、次のようになる。 活量係数f 校正液1との比率 校正液1 0.9057 校正液2 従来例1 0.9209 1.017 従来例2 0.8981 0.992 実施例 0.8873 0.980
とによってイオン強度の差は小さくなる。したがって、
実際上は測定誤差となって現れることはない。希釈液中
に電解質(Na+,K+,Cl-)が入っている場合もあ
り、その場合は式は異なるが同様に計算することはでき
る。その計算式は次の通りである。
したが、正常値から外れた場合でも式にあてはめて校正
液2の濃度を計算できることは明らかである。ただし、
測定の正確性や安定性という点からみれば好ましいこと
ではない。また、Na+,K+,Cl-に限らず、同様の
考え方でCa2+,Mg2+,Li+,HCO3 -にも適用で
きることは明らかである。
目の校正液は人の血清の正常範囲付近の濃度のものと
し、2点目の校正液は妨害イオンの選択係数を最悪値付
近と考えられるものに設定して妨害イオン濃度を定める
ことにより、妨害イオンによっても濃度測定値があまり
ずれないように組成を設定したので、2点の校正液で作
成した検量線を用いて血液と尿で共通に測定を行なうこ
とができ、しかも選択性が変動したり劣化が起こっても
正確度が大きくずれない。そのため、校正に要する煩わ
しさを軽減することができる。
ある。
に本発明により妨害イオンの影響を少なくする範囲を示
す図である。
を概略的に示すブロック図である。
に実施例と従来例を比較する測定値の図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 イオン電極を用いた希釈方式による臨床
用電解質分析装置の校正液であって、 2種類の校正液のうちの1点目の校正液は人の血清の正
常範囲付近の濃度のものとし、 2点目の校正液の中の1つの目的成分濃度をCMC2とし
たとき、その目的イオンに対して妨害イオンとなるイオ
ンの濃度CNC2を 【数1】 近傍にしたことを特徴とする校正液。ここで、KMNは目
的イオンに対する妨害イオンの選択係数で最悪値付近と
考えられるもの、CMC1は1点目の校正液の目的イオン
濃度、CNC1は1点目の校正液の妨害イオン濃度、CXは
尿レベルでの目的イオンの正常値上限付近又は測定範囲
上限付近の濃度、CNXは尿レベルでの妨害イオンの正常
値付近の濃度である。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14232794A JP2760282B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | イオン電極法電解質分析装置の校正液 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07325063A true JPH07325063A (ja) | 1995-12-12 |
JP2760282B2 JP2760282B2 (ja) | 1998-05-28 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14232794A Expired - Fee Related JP2760282B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | イオン電極法電解質分析装置の校正液 |
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---|---|---|---|---|
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CN102809590A (zh) * | 2011-06-02 | 2012-12-05 | 深圳中科优瑞医疗科技有限公司 | 一种用于电解质分析仪锂离子测试的方法 |
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-
1994
- 1994-05-31 JP JP14232794A patent/JP2760282B2/ja not_active Expired - Fee Related
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