JPH0747731Y2

JPH0747731Y2 - 電解質濃度測定装置

Info

Publication number: JPH0747731Y2
Application number: JP1987043004U
Authority: JP
Inventors: 満仁藤村; 静男野村; 泰宏奥野; 達人藤原
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1987-03-23
Publication date: 1995-11-01
Anticipated expiration: 2002-03-23
Also published as: JPS63150366U

Description

【考案の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この考案は電解質濃度測定装置に関する。さらに詳しく
は血液、血漿、血清、尿その他体液分泌液等の検体分析
用のフロースルー方式の電解質濃度測定装置に関する。

（ロ）従来の技術血液等の体液中に含有されている電解質は、生体内のホ
メオスタシスにより、正常時、狭い範囲内で一定濃度に
保持されている。従ってこれらの電解質濃度の変動を測
定することにより生体内環境が正常であるかどうかを調
べることができ、治療指針として重要になっている。こ
とに脱水、ショック等手術後回復期または人工透析治療
に際しては、一刻も早く輸液等の適正な治療を行わなけ
ればならないので、これら電解質濃度の測定は正確かつ
迅速に行われる必要がある。

このような電解質濃度測定装置として、検体等の被検液
が移送される測定流路と該測定流路に接しイオン選択性
膜を露出させて設定されたイオン電極および比較電極か
らなる電位差測定セルとを備えたフロースルー方式の電
解質濃度測定装置が知られている。この装置は上記測定
流路端部に吸引ノズルが設けられており、該吸引ノズル
が被検液吸引位置に移動して吸引するいわゆるディスク
リート型のもので、混合・調製される各被検液をその都
度吸引して上記電位差測定セルに移送しうるよう構成さ
れた吸引機構を有している。

（ハ）考案が解決しようとする問題点しかしながら、上記装置のごとく吸引ノズルによる被検
液吸引・移送を実施する構造は、例えば検体を希釈して
測定する場合、吸引ノズルが、希釈・混合された被検液
吸引位置に移動して吸引する構成なので吸引機構が複雑
になり、また多数の検体を連続して測定するときは操作
が煩雑である。またさらに被検液として全血、血漿また
は血清を希釈しないでそのまま測定に供する場合、該被
検液中の脂質や蛋白質が電極表面に付着しやすく感度の
低下をきたしやすいので測定を安定に行うために、上記
被検液と標準液とを交互に吸引して測定するようにして
いるが、この場合でも上記と同様吸引機構が複雑にな
り、操作が煩雑であり、さらにいずれにおいてもコスト
が高くつく構成となる。

この考案はかかる状況に鑑みなされたものであり、こと
に被検液吸引機構の簡単な電解質濃度測定装置を提供し
ようとするものである。

（ニ）問題点を解決するための手段かくしてこの考案によれば、被検液測定流路と、該流路
に接するイオン電極および比較電極からなる電位差測定
セルとを有し、該流路を流れる被検液中の電解質濃度を
上記セルにより測定しうるよう構成されたフロースルー
方式の電解質濃度測定装置であって、検体供給手段、希釈液供給手段、エアポンプによる洗浄
液・標準液供給手段、導入空気による攪拌手段および排
液手段を有して被検液調製、被検液攪拌、洗浄および排
液をしうるよう構成された被検液貯留槽が上記被検液測
定流路の上流に接続され、上記貯留槽内の被検液を吸引
移送する吸引手段が前記被検液測定流路の下流に設定さ
れてなるとともに、前記攪拌手段の導入空気が洗浄液・
標準液供給手段のエアポンプからの空気である電解質濃
度測定装置が提供される。

この考案は、被検液貯留槽が、検体および希釈液等の分
注による被検液の調製、該被検液の攪拌、貯留液の排液
および貯留槽洗浄が行われるように構成され、さらに調
製される被検液を上記貯留槽から直接被検液測定流路に
吸引して該測定流路下流に移送し、上記調製被検液中の
電解質濃度を測定するように構成されたことを特徴とす
る。

この考案において、被検液貯留槽と被検液測定流路との
接続は、貯留される被検液内に被検液測定流路の開口末
端を有するように構成される。該構成としては、被検液
測定流路を形成する管路の開口末端が被検液内まで延設
された構成であってもよく、また被検液内に開口末端を
有しかつ被検液貯留槽構成体内に一体に形成されさらに
該槽外に連通するよう形成される連通路とこの連通路に
接続される被検液測定流路形成用管路とで構成されるも
のであってもよい。

この考案において上記被検液貯留槽に具備される攪拌装
置としては、貯留槽内への導入空気によるバブリングを
利用し、導入空気は洗浄液・標準液供給手段のエアポン
プからの空気を用いる。この構成例としては、貯留され
る被検液内に開口される開口端を有するように空気導入
用管路が設定される等が挙げられる。この場合上記空気
導入用管路は、前記被検液測定流路の設定と同様に構成
されてもよい。またさらに前記被検液貯留槽に形成され
る連通路と連通して形成される空気導入用の連通路に空
気導入用管路が接続される構成であってもよい。詳しく
は後述する実施例が参照される。

この考案の被検液貯留槽に具備される検体供給手段、希
釈液供給手段および洗浄液供給手段としては、それぞれ
独立した各液貯留槽と分注器とで構成されるものであっ
てもよいが、圧搾空気および弁の作用でそれぞれの意図
する量が分注されるよう管路構成されたものが好まし
い。詳しくは後述する実施例が参照される。

また上記貯留槽の洗浄機構としては、上記貯留槽内に供
給される洗浄液のオーバーフローにより貯留槽内を洗浄
して清浄化する機構が適しており、従って被検液貯留槽
は内槽および外槽からなる二重構造にして、内槽に被検
液等を貯留し、外槽に液排出口を設定した構成のものが
好ましい。

この考案の前記貯留槽に具備される排液手段としては、
該槽に管路接続されドレインポートまたはドレインへ延
設される排液用管路により構成される。貯留槽が上記の
ごとく二重構造である場合は、内槽に貯留される液を直
接排出する排出用管路と外槽に形成される排出口に接続
される排出用管路とが設定されることが好ましい。

この考案の被検液測定流路においては、被検液貯留槽と
電位差測定セルとの間の流路に、被検液の流通が可能に
構成された脱気装置が介設されることが、被検液内に含
有される気泡を除去して測定を安定にしうる点で好まし
い。この脱気装置としては、液体導入口および液体排出
口とを有しかつ上記導入口から排出口までの全部または
主要部が気体透過性多孔質材料で構成される気体分離用
管路と、該気体分離用管路の少なくとも気体透過性多孔
質材料構成部の周囲を減圧雰囲気に保持しうる減圧手段
とから構成されたものが好ましい。

この考案の被検液流路下流に設定される吸引手段として
は、通常の吸引ポンプが使用される。

この考案に用いられる電位差測定セルは、当該分野で公
知のものが使用される。すなわちイオン選択性膜部を被
検液流路に露出させたもので、例えば、ナトリウムイオ
ン電極、カリウムイオン電極、塩素イオン電極等のイオ
ン電極および比較電極を備える比較電極室からなるもの
等が挙げられる。

イオン電極としては、例えばナトリウムイオン電極とし
てはガラス膜電極が、カリウムイオン電極としてはバリ
ノマイシン膜電極が、塩素イオン電極としてはイオン交
換性ポリスチレン膜電極が、カルシウム電極としてはイ
オン交換体として有機リン酸カルシウムを用いた液体膜
電極がそれぞれ挙げられる。また比較電極室は電極液供
給手段が付設されたものが好ましい。

（ホ）作用この考案によれば、被検液貯留槽に供給される検体およ
び希釈液が混合・攪拌されて調製された被検液は、該液
内に開口した被検液測定流路から直接吸引・移送され、
該測定流路に設定された電位差測定セルを接触通過する
ことにより被検液中の電解質濃度が測定される。その後
貯留槽には洗浄液が供給されかつ排液されて貯留槽が洗
浄され、次の被検液が調製される。

以下実施例によりこの考案を詳細に説明するが、これに
よりこの考案は限定されるものではない。

（ヘ）実施例第１図はこの考案の電解質濃度測定装置の一実施例の構
成説明図である。図において、電解質濃度測定装置
（１）は、イオン電極（21）および比較電極（22）から
なる電位差測定セル（２）を介設した被検液流路（ａ）
と、該被検液流路（ａ）の上記測定セル（２）の上流に
設置された被検液貯留ポット（３）と、前記被検液流路
（ａ）の上記測定セル（２）の下流に三方電磁弁（V₁）
および（V₂）を介して設定された吸引ポンプ（P₁）とか
ら主として構成されている。

上記被検液貯留ポット（３）は、底部（31）が肉厚に形
成されその上部が内槽（32）および外槽（33）からなる
二重槽に形成された容器体から構成され、肉厚底部（3
1）には、内槽（32）底面に開口しかつ該内槽と容器体
外部とを上下に連通する連通路（ｂ）と、該連通路
（ｂ）と交差しかつ上記肉厚底部（31）側面を一方から
他方に貫通する貫通路（ｃ）とが内設されている。上記
連通路（ｂ）下端からは、二方電磁弁（V₅）を有する排
液管路（d₁）がドレインタンク（12）まで延設されてい
る。また上記貫通路（ｃ）の一端（イ）には、二方電磁
弁（V₆）および流量調整弁（V₇）を介してエアポンプ
（４）に接続される空気導入用管路（ｅ）が管路接続さ
れており、他端（ロ）は前記被検液流路（ａ）に管路接
続されている。なお、上記被検液貯留ポット外槽（33）
には該槽底部に排出口（34）が設けられており、該排出
口（34）からはドレインポート（13）に排液管路（d₂）
が接続されている。

前記電位差測定セル（２）において、イオン電極（21）
は上流側から順に、塩素イオン電極、カリウムイオン電
極、ナトリウムイオン電極が設置されている。また比較
電極（22）からは、二方電磁弁（V₈）、送液ポンプ
（P₂）、二方電磁弁（V₉）をこの順に介して比較電極液
タンク（５）まで電極液供給管路（ｒ）が接続されてい
る。

前記被検液貯留ポット（３）には被検液調製手段が付設
されている。この被検液調製手段は大きく分けて、検体
分注手段と、標準液および洗浄液供給手段と、希釈液供
給手段とから構成されている。検体分注手段は被検液貯
留ポット内槽（32）内に検体を分注する検体分注ピペッ
タ（６）から構成されている。標準液および洗浄液供給
手段は、前記エアポンプ（４）からそれぞれ加圧用管路
（f₁），（f₂）および（f₃）により加圧状態を保持され
た第１標準液タンク（７）、第２標準液タンク（８）お
よび洗浄液タンク（９）と、第１標準液タンク（７）か
ら三方電磁弁（V₄）、二方電磁弁（V₁₀）、三方電磁弁
（V₃）をこの順に接続して被検液貯留ポット内槽（32）
に延設される第１標準液供給用管路（g₁）と、第２標準
液タンク（８）から上記三方電磁弁（V₃）に接続される
第２標準液供給管路（g₂）と、洗浄液タンク（９）から
上記三方電磁弁（V₄）に接続される洗浄液供給管路
（ｈ）とから構成されている。また希釈液供給手段は、
希釈液タンク（10）から二方電磁弁（V₁₁）、送液ポン
プ（P₃）、二方電磁弁（V₁₂）をこの順に接続して上記
被検液貯留ポット内槽（32）に延設される希釈液供給管
路（ｉ）から構成されている。上記第１標準液タンク
（７）にはゼロ点較正用緩衝液が貯留されており、第２
標準液タンク（８）には感度較正用の標準液が貯留され
ている。

前記三方電磁弁（V₁）にはさらにドレインポート（13）
への排液管路（d₃）が接続されており、前記三方電磁弁
（V₂）にはさらに吸引ポンプ洗浄水用の洗浄水リザーバ
（11）への管路（ｊ）が接続されている。なお、図中
（M₁）、（M₂）および（M₃）はそれぞれポンプ（P₁）、
（P₂）および（P₃）駆動用のモータである。この場合モ
ータ（M₁）および（M₂）を１つにまとめて、吸引ポンプ
（P₁）および送液ポンプ（P₂）をそれぞれ所定の駆動間
隔で連動して駆動するように設定されていてもよい。ま
た、すべて三方電磁弁は通電時はNO側に、非通電時はNC
側に設定されるようになっている。

この考案の他の実施例として第２図に、被検液貯留槽
（３）と電位差測定セル（図示しない）との間の被検液
測定流路（ａ）に、脱気装置を介設した電解質濃度測定
装置の部分構成説明図を示す。図において脱気装置は、
上記被検液測定流路（ａ）に管路接続された液体導入口
（A₁）および液体排出口（A₂）を有しかつ気体透過性多
孔質材料でできた螺旋状の気体分離用管路（Ａ）と、上
記気体分離用管路（Ａ）全体を密閉収納する減圧室
（Ｂ）と、該減圧室（Ｂ）を意図する減圧状態に調整保
持しうる減圧手段（Ｄ）とから構成されている。上記気
体透過性多孔質材料としてはテフロンチューブが用いら
れており、減圧手段（Ｄ）は圧力センサ（D₁）、コント
ロールボックス（D₂）および真空ポンプ（D₃）から構成
されている。この脱気装置は上記減圧室（Ｂ）内の圧力
を−0.5〜−0.8atm程度に調整保持することにより、被
検液測定流路（ａ）に移送され、上記気体分離用管路
（Ａ）に流入される被検液内の気泡を効率良く除去でき
ることとなる。

次にこの電解質濃度測定装置（１）の作動を第１図に基
づいて説明する。

この装置（１）が、電位差測定セル（２）のゼロ点較正
→被検液の測定の順で使用されるとすると、まず、三方
電磁弁（V₃）および（V₄）がNO側に切換設定されかつ二
方電磁弁（V₁₀）が開放されて、加圧空気により第１標
準液タンク（７）からゼロ点較正用標準液が第１標準液
供給管路（g₁）を経て被検液貯留ポット内槽（32）に供
給される。所定時間後、上記二方電磁弁（V₁₀）が閉止
され、被検液貯留ポット内槽（32）に所定量のゼロ点較
正用標準液が貯留される。次いで前記のごとく三方電磁
弁（V₁）および（V₂）の切換作動と呼応する吸引ポンプ
（P₁）の吸引・排出駆動により、上記標準液がイオン電
極（21）まで吸引輸送される。同時に二方電磁弁（V₈）
および（V₉）の開閉とこれに呼応するモータ（M₂）によ
る送液ポンプ（P₂）の吸引・排出駆動により、比較電極
液タンク（５）から所定量の電極液が電極液供給管路
（ｒ）を通じて比較電極（22）に供給され、上記標準液
と液絡される。これにより該標準液中の電解質に関して
電位差が測定され、電位差測定セル（２）のゼロ点較正
が行われる。その後該標準液は三方電磁弁（V₁）および
（V₂）の切換作動と吸引ポンプ（P₁）の吸引・排出駆動
を繰り返すことにより、被検液流路（ａ）→三方電磁弁
（V₁）→排液管路（d₃）を通じてドレインポート（13）
に排出される。

次いで、測定すべき検体の所定量が検体分注ピペッタ
（６）により被検液貯留ポット内槽（32）に分注され、
二方電磁弁（V₁₁）および（V₁₂）の開閉とこれに呼応す
るモータ（M₃）による送液ポンプ（P₃）の吸引・排出駆
動により、希釈液タンク（10）から所定量の希釈液が希
釈液供給管路（ｉ）を通じて被検液貯留ポット内槽（3
2）に供給され、さらに二方電磁弁（V₆）の開放により
エアポンプ（４）から空気が、空気導入用管路（ｅ）→
貫通路（ｃ）→連通路（ｂ）を通じて上記ポット内槽
（32）に導入されて上記被検液が撹拌され、所定濃度に
希釈された被検液が調製される。その後二方電磁弁
（V₆）を閉止し、撹拌がおさまってから、前記と同様に
三方電磁弁（V₁）および（V₂）の切換作動とこれに呼応
する吸引ポンプ（P₁）の吸引・排出駆動により、上記調
製被検液をイオン電極（21）まで吸引輸送して電極に接
触させる。同時に上記と同様に比較電極（22）に電極液
が供給されて上記被検液と液絡され、該被検液中の電解
質（塩素イオン、カリウムイオン、ナトリウムイオン）
に関する電位差が測定される。測定終了後三方電磁弁
（V₁）および（V₂）の切換作動とこれに呼応する吸引ポ
ンプ（P₁）の吸引・排出駆動により測定後の被検液が排
液管路（d₃）を通じてドレインポート（13）に排出され
る。

その後三方電磁弁（V₁）がNO側に切換設定された状態
で、三方電磁弁（V₂）のNO・NC切換作動とこれに呼応す
る吸引ポンプ（P₁）の吸引・排出駆動により、洗浄水リ
ザーバ（11）から洗浄水が該ポンプ内→三方電磁弁
（V₂）→三方電磁弁（V₁）→排液管路（d₃）を順に経て
ドレインポート（13）に排出され、これにより吸引ポン
プ（P₁）ポンプ内が洗浄される。

以後、以上述べた操作の繰返えしにより順次検体の電解
質濃度が測定される。ある程度の検体数が測定される
と、第２標準液タンク（８）内に用意された感度較正用
標準液が前述のごとく電位差測定セル（２）に用いられ
て感度が較正される。なお、ある程度の検体数が測定さ
れた後、洗浄タンク（９）内に用意された洗浄液を電位
差測定セル（２）に用いて電極を洗浄する動作が行われ
る。

（ト）考案の効果この考案によれば、被検液貯留ポットに調製された被検
液は、直接被検液流路に吸引・移送されるので、吸引ノ
ズルを用いない安価で簡単な被検液吸引機構を有する電
解質濃度測定装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の電解質濃度測定装置の一実施例の構
成説明図、第２図はこの考案の他の実施例の部分構成説
明図である。（２）……電位差測定セル、（３）……被検液貯留ポッ
ト、（４）……エアポンプ、（５）……比較電極液タン
ク、（６）……検体分注ピペッタ、（７）……第１標準
液タンク、（８）……第２標準液タンク、（９）……洗
浄液タンク、（10）……希釈液タンク、（11）……洗浄
水リザーバ、（21）……イオン電極、（22）……比較電
極、（V₁），（V₂），（V₃），（V₄）……三方電磁弁、
（V₅）〜（V₆），（V₈）〜（V₁₂）……二方電磁弁、（P
₁）……吸引ポンプ、（P₂），（P₃）……送液ポンプ、
（M₁）〜（M₃）……モータ、（ａ）……被検液流路、
（ｂ）……連通路、（ｃ）……貫通路、（d₁）〜（d₃）
……排液管路、（ｅ）……空気導入用管路、（f₁）〜
（f₃）……加圧用管路、（g₁）……第１標準液供給管
路、（g₂）……第２標準液供給管路、（ｈ）……洗浄液
供給管路、（ｉ）……希釈液供給管路、（ｒ）……電極
液供給管路、（A₁）……液体導入口、（A₂）……液体排
出口、（Ａ）……気体分離用管路、（Ｂ）……減圧室、
（Ｄ）……減圧手段、（D₁）……圧力センサ（D₁）、
（D₂）……コントロールボックス、（D₃）……真空ポン
プ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者奥野泰宏京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所三条工場内 (72)考案者藤原達人京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地株式会社島津製作所三条工場内 (56)参考文献特開昭57−171267（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−195468（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−155479（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−66859（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−35870（ＪＰ，Ｕ) 特公昭53−40915（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】被検液測定流路と、該流路に接するイオン
電極および比較電極からなる電位差測定セルとを有し、
該流路を流れる被検液中の電解質濃度を上記セルにより
測定しうるよう構成されたフロースルー方式の電解質濃
度測定装置であって、検体供給手段、希釈液供給手段、エアポンプによる洗浄
液・標準液供給手段、導入空気による攪拌手段および排
液手段を有して被検液調整、被検液攪拌、洗浄および排
液をしうるよう構成された被検液貯留槽が上記被検液測
定流路の上流に接続され、上記貯留槽内の被検液を吸引
移送する吸引手段が前記被検液測定流路の下流に設定さ
れてなるとともに、前記攪拌手段の導入空気が洗浄液・標準液供給手段のエ
アポンプからの空気であることを特徴とする電解質濃度
測定装置。