JPS5868656A - イオン濃度測定装置 - Google Patents

イオン濃度測定装置

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JPS5868656A
JPS5868656A JP56166471A JP16647181A JPS5868656A JP S5868656 A JPS5868656 A JP S5868656A JP 56166471 A JP56166471 A JP 56166471A JP 16647181 A JP16647181 A JP 16647181A JP S5868656 A JPS5868656 A JP S5868656A
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JP
Japan
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ion
electrode
selective
liquid
selective electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP56166471A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Sugano
菅野 憲一
Tetsuya Katayama
潟山 哲哉
Masao Koyama
小山 昌夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5868656A publication Critical patent/JPS5868656A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Pathology (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、イオン選択性電極の劣化表示機構を具備し九
イオンI11度測定装置に関する。
イオン選択性電極は液中の特定のイオン濃度を選択的に
定量できる%徴があり、これまでも特定イオンのモニタ
ー、水翼分析など広い分野において用いられてきている
。これは、例えは陽イオン選択性電極の場合にけ対象と
する陽イオンの活量a+と陽イオン選択性電極が示す電
位Eとの間には、 E = E0+2.303 (”T/ZF) log 
a+ ・・・・・・(1)のような、また隙イオン選択
性電極の場合には対象とする陰イオンの活量a−と陰イ
オン選択性電極の示す電位Eとの間には、 E = E’+2.303 (RT/zF) log 
a−+++++・(2)のような活量の対数と電位が比
例する′@係が成立し、電位の測定値から目的とするイ
オンの活量を簡単に計算できるからである。
なお、式(1)及び(2)において、Rは気体定数、T
は絶対温度、Zはイオン価、Fii7アシデ一定数 E
(lは系の標準電極電位である。
このように、イオン選択性電極を用いれば電位を測定す
るだけで広い濃度範囲でのイオン濃度の定量が可能とな
る。また、イオン選択性電極を用い、電極部を小型にす
れば少量のサンプルでの測定が可能となる。このように
、イオン選択性電極は便利なので、最近ではこれを医用
、とくに血液中に存在するイオン、例えばNa 。
K”、Cノーなどの各糧イオンの定量に用いる試みが盛
んKなっている。
まえ、実際に前記イオン選択性電極を用い九分析装置も
多S類考案されていて、血液の分析とか医用関係の分析
装置としての用途が広まりつりおる。
しかしながら、イオン選択性電極には継&tl!用中に
劣化する性質があり、いずれは劣化した電極を交換する
とか劣化し九電他を再生する必要が生じてくる。とくに
、実際に電極を使用している間に劣化するのが大きな間
亀であり、イオン選択性電極が劣化しているのか否かを
判定する丸めのイオン選択性膜41にの劣化判定機構を
てくる。従来からも知られていてしばしば使われてきた
イオン選択性電極の劣化判定法としては、1)イオン選
択性!極が(11式または(2)式で示し九ようなネル
/ストb答をボしているか否か。
あるいはE−1oga士関係の勾配が充分な大きさを保
っているか否か、蝋)イオン選択性電極の応答速度が充
分に速いかなどを調べることに基づく方法が考えられ、
前記1)、 1)の方法を用いたイオン選択性電極の劣
化判定機構を組み込んだイオン濃度の測定装置が考えら
れる。
具体的には、例えば、1)の方法を用いる場合には被測
定イオン濃度の異なるいくつかの溶液を準備しておき、
それらのイオン濃度に対応したイオン選択性電極の指示
する電位を調べていけばよい。また、―)の方法を用い
る場合には、例えば、異なった濃度の被測定イオンを含
む溶液を夫々準備しておき、低濃度液から為濃度液に前
記イオン選択性電極を浸しかえたときの電位の応答速度
の大小を見ればよい。
しかしながら、これら従来のイオン選択性電極の劣化0
判定法には、f’lえば1)の方法の場合には、■各1
1II濃度の被測定イオン浴液を調製しなければならな
い、■各11濃度の被測定イオン溶液について応答電位
を測定せねばならない、■測定し九応答電位よシ、E−
1ozm+関係の勾配を求めねばならない、などの欠点
があシ、操作が複雑であり、結果を得るまでに長時間を
喪するという欠点がある。また、 I)の方法の場合に
は、■少なくとも2つの真なる濃度の被測定イオン溶液
を調製しなければならない、■イオン選択性電極を異な
るイオン濃度の浴液に浸しかえたときの前記電極の電位
変化を長時間にわ゛たシ注意深く追跡していく必要があ
る。などの欠点がある。
本発明は上記のような従来のイオン選択性電極の劣化判
定機構を組み込んボイオン#1度の測定装置の欠点を解
消せんとしてなされ友もので、操作が簡単で、しかも、
結果が速やかに判るイオン選択性電極の劣化の判定機構
を組み込んだイオン濃度の測定装置を提供しようとする
−のである。
すなわち1本発明は、中性キャリヤーをグラスチック中
に固定したイオン選択性膜を有するイオン選択性電極、
対極および基準電極からなる電極群と、被測定液を収容
し且つ前記電極群にてイオン濃度測定を行うためのイオ
ン濃度測定セルと、この測定セルに被測定液を導入し、
測定後の廃液を排出する機構と、前記電極群の電位測定
の結果より被測定液のイオン濃度を測定する機構と、所
定容量のコ/デンすに必要な電荷を充電する機構と、液
中にある前記イオン選択性電極及び対極間に前記コンデ
ンサの電荷を放電する機構と、前記コンデンサの放電の
際の端子電圧変化を測定し前記イオン選択性電極の劣化
を判定表示する機構とを具備することを特徴とするイオ
ンII f #J定装置に係るものである。
本発明の実施例を図面によって説明すれば、図面は崩液
中ON!+イオン、K+イオンを定量するためのイオン
濃度測定装置の構成図で、中性中ヤリャーであるモネル
シ/と可畿剤であるジオクチルアジペートをポリ塩化ビ
ニル中に同定してなるN1+イオン選択性膜を有するN
a+イオン選択性電極11と、中性キャリヤーであるパ
リノマイシンと可朧剤であるジオクチルアジペートをポ
リ塩化ビニル中に固定してなるに+イオン選択性電極有
するに+イオン選択性電極認と、これ等電極の劣化の判
定に用いる対極13及び銀−塩化銀電極よりなる基準電
極14からなる電極群と、被測定液を収容し且つ前記電
極群に対してイオン−を測定を行うだめのイオン濃1を
一定セル巧と。
この測定セルに被測定液を4人する流路16及び測定に
供するサンプリングされた被測定液である血清を導入す
るパイプ17と、4人された血清を希釈する九めO希釈
室18と、この希釈室へ希釈液及び洗浄液を導入するた
めのパイプ19と、−記希釈室内に設は友攪拌子加と、
この攪拌子を1動するモーター力と、#記被#iIIだ
液が關定され終了後の廃液を測定セルより外部に排出す
るパイプ洗浄液を貯蔵するタンクムと、このタンクに貯
蔵され丸洗浄液を希釈室比に導くためのポンプbと、希
釈室18及びイオン濃度#j定セル巧との流路を断続す
る電磁弁部より構成され、前記電極群の出力は切換回路
ρを経てイオン選択性電極の電位測定機構公を通り、血
清中のNa+イオン濃度、に+イオン濃度を計算し表示
する計算表示機構四に接続されている。か\る構成にお
いて、本発明は更に、破線内に示すように所定容量のコ
ンデンサ51に必要な電荷を充電する電池52、可変抵
抗犯、スイッチ飄よりなる充電する機構と、所定の光電
電荷を液中にあるイオン選択性電極及び対極°関に放電
するだめのスイッチ機構5が設けられ、充電電荷は前記
切換回路部を経て電極に加えられる。一方、コンデンt
51の放電の際の端子電圧の変化は電圧−」定s56に
より測定され、その結果よりイオン選択性電極の劣化の
度合を判定1表示する機41157によって判定される
。又、装置のすべては制御回路薗によって制御され、所
定の順序で装置が作動するように構成される。
次に1本発明のイオン濃度測定装置の作動について説明
すれば、まず、電磁弁脂を閉じ良状態でパイプ17より
濃度測定を希望するイオンを含む所定量の血清を希釈室
18に導き、続いて。
ポンプbの働きによって希釈室18に血清の9倍量の希
釈・洗浄液が導入される。そこで、モーター力により°
〔前記攪拌子加が回転し、血清は10倍に希釈される。
10倍に希釈された進清紘続いて電磁介立が開くことと
、ボンプムによって徐々に濃度測定セルである70−セ
ル15の方へ導かれる。フローセルの被測定液の流路が
10倍希釈の血清でみたされ友とき、前記イオン選択性
電極11 、12と基準電極14と電位測定機構28に
よシ前記イオン選択性電極の電位が測定される。
このとき、前記接続を切に換える機構27社前記イオン
選択性電極11 、12と基準電極14の出力は前記電
位測定機構あの方へ接続されるように作動する。続いて
電位の測定結果は計算・表示機構四に送られ、解析して
得られたNa”、に+イオン濃度が表示される。この間
ポングムは動作しているが前記希釈wi詔の被鉤定液が
なくなった時点で動作を停止し、同時に*m弁加も閉じ
る。
続いて希釈室中には前記希釈・洗浄液がみたされ、続い
て再び電磁介立が開き、ポンプるが作動するとともに前
記フローセル15.イオン選択性電極11 、12と基
準電極14と対極13の洗浄が行なわれる。洗浄液が流
路16やパイプnからなくなるまでポンプおけ作動する
。続いて、電磁弁がか閉じられ、再ひもとO#j定操作
がくシ返される。なお、図のイオン濃度測定装置は予め
既知濃度のNa  、K  イオン溶液を血清の代わり
に用いることにより随時、イオン選択性電極の較正がで
きるようになっている。
本装置のイオン選択性電極の劣化判定機構を作動させる
に酸欠のようにする。すなわち、前記接続を切り換える
機構27に通ずる。2本のリード線(片方はコンデンサ
51と電圧測定部圀に接続され、他方はスイッチング機
構と電圧測定部製に接続されている。)がまず前記接続
を切シ換える機構の中で片方は前記対極13へ、他方は
前記Na+イオン選択性電&1mまたは前記に+イオン
選択性電極臆のいずれか一方へ接続される。続いてスイ
ッチヌが閉じられ、前記コ/デンt51が所定電圧まで
充電される。続いて、スイッチ機構団が作動し、前記コ
ンデンt51に蓄わ見られ死所定量の電荷が前記イオン
選択性電極11ま九#iνと対極13との間に放電され
る。このときの前記コンデンサの電圧変化が前記電圧測
定部56により測定され、その結果は判定・表示機構に
て解析され、かつ、イオン選択性電極が劣化しているか
否かの表示を行なう。ただし、劣化判定中には70−セ
ルbには前記希釈・洗浄液がみえされている。
とζろで、前記の如く記録され九コンデンナの電圧をV
cとすれば、Vcは一般に時間tの関数であってVc−
を曲線は通常単調減少曲線となる。Vcの減少する理由
としてはイオン選択性電極lit九はνと前記対極口と
の間でのコンデンサ51に蓄わ見られていた電荷の放電
が考えられるが前記電極11ま九は臣と13との間で放
電が起こるためにはイオン選択性を他11fi九u 1
2 、前記希釈・洗浄液、対極Bおよび前記イオン選択
性電極11またFitZおよび対極13に通ずるリード
線などで形成される閉回路中で電子ないしはイオンの移
動が起こる必要がある。上記の回路中で電子またはイオ
ンの移動を大きく紡げる部分はイオン選択性電極の表向
にあり、被掬定液と接しているイオン性lIs分である
。しかもイオン選択性膜と被銅定液界面での電荷の移動
は通常被測定イオンが前記イオン選択性膜表面に取シ込
まれるかまたは逆に前記イオン選択性膜表面よシ被測定
イオンが前記被#1定液中に放出されるために起こると
考えられる。
イオン選択性膜が劣化せずイオン選択性電極が良い性能
を保っている間は前記界面にてそれだけすみやかな電荷
の移動が起こシ、一方、イオン選択性膜が劣化し、イオ
ン選択性電極の性能が悪くなると前記界面での電荷の移
動が妨けられるようになる・ 前記界面での電荷の移動のスピードは前記コンデンす5
1に予め蓄わ見られていた電荷の放電の速さに対応して
いるのでVcの時間変化を調べることにより前記イオン
選択性電極の劣化を判定できる。具体的KFi九とえば
電極製作直後のVc −を曲線を記録しておき、前記V
c −t 曲線とイオン選択性電極の劣化を判定し丸い
時点でのVc−を−線とを比較すればよい。
本発明の装置を用いることにより、イオン選択性電極を
装置にセットし九ままの状態でイオン選択性電極が劣化
しているか否かの判定を迅速にできる。41に本装置は
血液などの分析に用いる場合に社イオン選択性電極は劣
化しやすく、早めに、前もって電極が劣化しているか否
かを知ることは緊急測定をするためにも、ま九誤診を防
ぐ上でも重要なことで、本装置の如くイオン選択性電極
の劣化判定機構を組み込んだイオン濃度測定装置の価値
は大である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明のイオン濃度測定装置の構成図である。 11 、12・・・イオン選択性電極。 13・・・対極%     14・・・基準電極、15
・・・イオン員度測定セル、 16・・−流路、17 、19 、 ?2・・・パイプ
、18・−・希釈室、    加・・・攪拌子、2I・
−・モーター、23.25・・・ポンプ、ス・・・タン
ク、     あ19.電磁弁。 r・・・切換i路、   あ・・・電位測定回路、6・
・・計算・表示機構、30・・・制御回路、51−・コ
ンデンサ、  認・・・電池。 S・−可変抵抗、54・・・スイッチ、5・・・スイッ
チ機構、 %・・・電圧測定部、57・−・判定表示機
構。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 中性中ヤリャーをプラスチック中に固定し九イオン選択
    性膜を有するイオン選択性電極、対極および基準電極か
    らなる電極群と、被測定液を収容し且つ前記電極群にて
    イオノ濃fil定を行う丸めのイオン濃度測定セルと、
    この糊定竜ルに被測定液を導入し、測定後の廃液を排出
    する機構と、前記電極群の電位測定の結果よ妙被創定t
    oイオ/員度を測定する機構と、所定容量のコンデンナ
    に必要な電荷を充電する機構と、液中にある前記イオン
    選択性電極及び対極間に前記コンテ/′g#″の電荷を
    放電する機構と、前記コンデ/すの放電の際の端子電圧
    変化を測定し前記イオン選択性電極の劣化を判定表示す
    る機構とを具備することを特徴とするイオン濃度調定装
    置。
JP56166471A 1981-10-20 1981-10-20 イオン濃度測定装置 Pending JPS5868656A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112654862A (zh) * 2018-09-13 2021-04-13 株式会社日立高新技术 电解质浓度测量装置

Cited By (4)

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