JPS59188550A - イオン活量測定装置用電気接続端子アセンブリ− - Google Patents

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】 （１）発明の技術分野 本発明はイオン活喰測定装置用接続端子アセンブリーに
関する。水性液体試料、特に、生物の体液、すなわち、
血液、血漿、血清、尿などや酒、飲料、水などに含まれ
る電解質イオンや液体中の成分を反応させた後に生ずる
生成物などのイオン活量をポテンシオメトリカルに測定
するためのイオン活量測定装置（電解質アナライザー）
に使用される電気接続端子アセンブリーに関する。詳し
くは、特定イオンに対して選択的に感応するイオン選択
膜を有するフィルム状固体電極の対を使用し、この固体
電極の対の一方に被検液を、他方に標準液を、夫々点着
して夫々の電極に発生する電圧の差を測定するイオン活
量測定装置に使用される電気接続端子アセンブリーにお
いて、測定時間を短縮し、測定操作を簡便になすための
改良に関する。

（２）技術の背景 血液、血漿、血清、尿などの生物の体液中に含まれる電
解質イオン、特に、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）　、カ
リウムイオン（Ｋ”）、カルシウムイオン（Ｃａ”）、
　　クロリドイオン（ｉｌｌ：Ｉ−）　、炭酸水素イオ
ン（）１００３−）　、炭酸イオン（ＧＯ３”−）等の
イオン活量の測定は臨床化学検査において重要な意義を
有する。

これらの電解質イオンの活量の測定には、電解質アナラ
イザーと称される測定機器を使用することが一般である
。かかるイオン活量の測定に対して要求されることは、
（イ）測定精度が良好であり、かつ、再現性が良好であ
ること、（ロ）周囲の安全性が保持されていること、（
ハ）迅速に測定結果が得られること、（ニ）機器の取り
扱い及び測定操作が簡便であること等である。上記（イ
）及び（ロ）の要件はこの電解質イオン活量の測定に限
らず、臨床化学検査全般に望まれることであるが、（ハ
）及び（ニ）の要件は電解質イオン活量の測定にとって
特に重要な要件である。

ナトリウムイオン、カリウムイオン等は、緊急検査項目
に含まれているため、できる限り迅速に結果が得られる
ことが望ましく、又、緊急検査にあっては測定者を選ば
ずに測定が行われることが現実だからである。

ところで、電解質アナライザーをその測定原理から分類
すると、（１）炎光法を利用したものと、（２）電量法
を利用したものと、（３）電位差法を利用したものとに
大別することができる。

但し、この他にもクロマトグラフィー法を利用したもの
があり、ガスクロマトグラフィー法等が炭酸水素イオン
等の測定に使用される場合もあるが、これは操作が複雑
である上に測定に長時間を要するため、通常の臨床化学
検査には適当ではない。（１）は炎光光度計を組み込ん
だ装置であり、炎の中に被検液を注入してその物質特有
の光を発光させ、この光の波長を観測して被検液の組成
を特定する手法であり、主として、ナトリウムイオン、
カリウムイオン等の測定に用いられる。

この装置は測定値の再現性が良好であるという利点を有
するが、装置の取り扱い、特に保守が煩雑であり、又、
常時ガスを使用するため周囲の安全を保持するために特
別の配慮が必要である。（２）は流れた電気量によりイ
オン活量を測定する装置である。（３）はイオン活量を
ボテンシオメトリカルに測定する装置であり、参照電極
及び別個別個のイオン選択電極を具備することが一般で
ある。参照電極及び別個のイオン選択電極を同時に同一
被検液中に浸漬すると、電気化学的電池が構成されポテ
ンシャルが発生する。このポテンシャルは、被検液中の
特定イオンの活量の対数に比例し、これらの関係は周知
のネルンストの式で表わせる。電極間のポテンシャルの
測定には電気的測定装置が使用され、通常電位差測定回
路が使用される。

イオン選択電極は古くはガラス製円筒の先端にイオン選
択性のガラス膜を取り付けた構造であった。この装置は
（１）の炎光法に比して安全性が高いという利点を有す
るが、ガラス電極は高価で脆弱であり、又、測定前の調
整及び日常の保守が煩雑であるという欠点を有する。更
に、体液のような未調整液に対しては測定値の再現性が
悪いという不利益も避は難い。

そこで、最近、溶液中のイオン活量を測定する装置とし
て、従来のガラス電極のかわりに有機イオン選択膜を用
いたイオン選択電極が開発され、それを使用したイオン
活量測定器具（電解質スライドを用いて測定するための
アナライザー）が提案されている。さらに、微量の試料
液体で電位を測定しうるドライタイプのフィルム状イオ
ン選択電極も提案されている。（特開間第５２−１４２
５８４号）。このドライタイプのイオン選択電極は全体
がフィルム状に構成された積層体よりなっており、第１
図にその基本構成の一例を示す。図において、１は絶縁
性支持体であり、２は金属層であり、３は不溶性金属塩
層であり、４は参照電解質層であり、５がイオン選択膜
である。このフィルム状のイオン選択電極は、管理面、
取り扱い及び操作の簡易性、製造コスト等の点で従来の
ガラス電極より優れている。特に、このフィルム状電極
は使い捨てであり、測定後は廃棄すればよいため、衛生
面においても有利である。

このようなフィルム状のイオン選択電極を用いてイオン
活量を測定する方法の概念的構成を第２図に示す。図に
おい・て、Ａ、Ａ’は上記せるイオン選択電極であり、
６は被検液であり、７は標準液であり、８は電極Ａ、Ａ
’の電気的導通を達成するために設けられた毛細管現象
ブリッジ（以下、単にブリッジという。）であり、９は
電位差測定装置である。まず、被検液６と標準液７とを
夫々電極Ａ、Ａ’の上面の定位置に点着すると、電極Ａ
、Ａ°内に夫々被検液のイオン活量と標準液のイオン活
量によって決定される電圧が発生する。そこで、電極Ａ
、Ａ’の金属層（銀層）２の間に接続された電位差測定
装置９を使用して電位差が測定され被検液の中の求める
イオン活量（またはイオン濃度）を測定することができ
る。又、フィルム状イオン選択電極Ａ、Ａ’の最外層を
なすイオン選択膜５は、一般にイオンキャリヤおよび必
要に応じて配合されるイオンキャリヤ溶媒を含有する重
合体バインダーからなっていて、イオンキャリヤおよび
イオンキャリヤ溶媒を適宜選択することにより各種のイ
オンに特異的な感応性を有するイオン選択膜を製造する
ことができる。

（３）従来技術と問題点 第３図は従来技術における１対の固体電極Ｂ、Ｂ′を有
するイオン活量測定器具（イオン活量測定スライド）１
１の基本構成の斜視概念図である。これは、共通の絶縁
性支持体１１１を有し、この支持体１１１　Ｊ−に溝１
１０により隔離して設けられ、同一の層構造を有し、か
つ、溝１１０により電気的に互いに絶縁されている一対
の固体電極Ｂ、Ｂ’を有する。図において、１１２　、
１１２°は金属よりなる導電層であり、このうち露出し
ている領域（スライド１１の両端の斜線をもって示され
る領域）が電気接続端子部、すなわち、電気接続端子が
接触する部分である。又、１１３　、１１３°は不溶性
金属塩層であり、１１５　、　［５°は最上層となるイ
オン選択層であり、８は多孔性ブリッジであり、８１．
８１’　は液体点着孔であり、ｃ、ｃ’は夫々被検液、
標準液の点着位置である。なお、一般に、導電層として
は銀（Ａｇ）層が、又、不溶性金属塩層としては塩化銀
（ＡｇＣ１）層が用いられる。イオン選択層は実質的に
電気絶縁性であるので、第３図に示すように二つの固体
電極をおおうひとつの連続層でもよいし、第２図に示す
ように個々の固体電極ごとに分離された層であってもよ
い。また、多孔性ブリッジとしては特願間第５７−１３
４５７５号等の明細書に記載のより糸からなるブリッジ
を用いることができ、この場合スライドとしては第９図
に示した斜視分解模式図で示される構造のイオン活量測
定スライド（完成したスライドとしては下部スライド枠
０１と上蓋０２とがあわされ一体に接合されている）等
が好ましい具体例としてあげられる。このスライドに電
気接続端子（以下、単に接続端子ということがある。）
アセンブリーを確実に接触させることにより対をなす各
電極間の電位差が測定され、結果としてイオン活量を測
定することができる。

第４図は、イオン活量測定スライドを使用してイオン活
量の測定をする方法を示す概念図である６図において、
イオン活量測定スライドのフィルム状固体電極対１１の
導電層１１２　、１１２°と接続端子アセンブリー２１
に設けられた針状の電気接続端子２１１　、２１１’と
が接触している。　１１０　、１１１゜１１２　、１１
２’、１１３　、１１３°、１１５　、１１５’、８．
８１．８１′、ｃ、ｃ’は上記のとおりであり、２１２
は接続端子支持部材であり、２１３　、２１３’は導線
接続用ｉ子であり、　３１はポテンシオメータであり、
３２．３２“は導線である。又、１０８　、１０７は夫
々被検液と標準液とであり、夫々、点着孔８１．８１°
に点着される。そして、被検液１０６と標準液１０７夫
々のイオン活量に対応して夫々の電極において発生する
電圧の差を接続端子２１１と２１１°との間に検出して
ポテンシオメータ３１をもって測定し、被検液のイオン
活量を決定する。接続端子２１１と２１１°との間に検
出される電圧は通常極めて小さく数十騰り、または、た
かだか百数十ｍＶ程度であるから、接続端子２１１と２
１１°は図に示す如き導電層１１２　、１１２’との接
触時、すなわち、電位差の測定時には、一対の導電層１
１２　、１１２’とできる限り小さな接触抵抗をもって
接触することが望ましい。

ところで、上記のスライ、ドは、１個につき１種類のみ
のイオン活量を測定するものであるから、通常の臨床化
学検査のように、測定すべきイオンが数種あり、しかも
被検液の数も多い場合には、測定操作も煩雑であり、又
、測定に要する時間も長くなり、結果として、極めて非
能率的であるという欠点を有する。したがって、異種の
イオンを同時に測定しうるイオン活量測定器具（スライ
ド）およびアナライザーの要請が強い。

（４）発明の目的 本発明の目的は、この要請に応えることにあり、特定イ
オンに対してのみ選択的に感応するイオン選択膜を有す
るフィルム状固体電極の対を配設したイオン活量測定器
具（イオン活量測定スライド）を使用して電解質イオン
のイオン活量をポテンシオメトリカルに測定するための
イオン活量測定装置に使用される電気接続端子アセンブ
リーにおいて、少なくとも２種類のイオンを同時に測定
することができ、測定に要する時間が短縮されており、
しかも、操作の簡便なイオン活量測定装置用電気接続端
子アセンブリーを提供することにある。

（５）発明の構成 本発明の構成は、特定のイオンのイオン活量に対応して
特定の電圧を発生する固体電極を少なく１ とも２種類有するイオン活量測定器具の固体電極の夫々
と接触する電気接続端子を有し、上記の固体電極相互間
の電位差を計測して被検液に含まれるイオンのイオン活
量を測定するためのイオン活量測定装置に用いられる電
気接続端子アセンブリーにおいて、この接続端子アセン
ブリーは少なくとも３個の接続端子を有することにある
。

この構成において、電気接続端子アセンブリーは上記の
接続端子（または接続端子部）の夫々と対向する夫々の
固体電極に同時または順次に接触させる支持部材と、こ
の支持部材によって弾性部材を介して支持される接続端
子とを有するか、または、この支持部材により、自身が
弾性を有する接続端子が支持されることが有利である。

又、実用上の観点からは、上記接続端子は上記固体電極
対ごとに設け、かつ接続端子対の数は固体電極の対の数
に等しいことが有利である。複数種の測定対象イオンに
対し標準液を点着する側の電極として共通の１個の電極
を用いることにより、標準液側の接続端子を共通の１個
とすることができる。

２ 更に、」８記の接続端子の出力端は着脱可能なプラグカ
セット式接続具を介してイオン活量測定装置の電位差測
定部分に接続することとなせば実用上便利である。

従来技術における欠点を解消し、イオン活量測定の能率
を向上させるためには、同時に数種のイオン活量を測定
すればよく、そのためには相異なるイオン測定用イオン
選択電極を少なくとも２個配置したイオン活量測定器具
を用い、電気接続端子アセンブリーには少なくとも３個
の接続端子を設けておき、接続端子対が少なくとも２個
のイオン選択電極対に同時にまたは順次に接触すること
となせばよい。

本発明はこの着想にもとづいてなされたものであり、本
発明の発明者は例えば並列に配置した各イオン選択電極
対の接続端子部の夫々と正確に接触可能な間隔をもって
複数対の接続端子が配設された電気接続端子アセンブリ
ーの効果を確認して本発明を完成した。なお、この接続
端子アセンブリーにあっては、電位差測定時に、接続端
子とスライドの接続端子部の夫々とが確実に接触するよ
うに接続端子は弾性的に支持されていることが望ましい
。

（６）発明の実施例 以下図面を参照しつつ、本発明の実施態様に係るイオン
活量測定装置用電気接続端子アセンブリー数例について
説明し、本発明の構成と特有の効果とを明らかにする。

第５図（ａ）、（ｂ）は−例として３対の針状の（また
は釘状）の電気接続端子の組を有する電気接続端子アセ
ンブリーの平面図とＥ−Ｅ断面図とである。図において
、４１は電気接続端子アセンブリーであり、４１８は支
持部材であり、支持軸４１６Ａをもってイオン活量測定
装置本体（図示せず）に回動可能に支持される。４１１
は針状の電気接続端子であり、上下に位置の調節が可能
であるフランジ４１２をその中間に有する針状部材であ
り、支持部材４１Ｂに設けられた四部４１３内に配設さ
れる。四部４１３の上半部には絶縁筒４１４が挿入され
ており、針状の接続端子４１１の上部はこの絶縁部４１
４の内壁をスライド可能である。更に、針状の接続端子
４１１のフランジ４１２はその上面を押圧しているスプ
リング４１７によって下方に押し下げられており、又、
フランジ４１２の下面は支持部材４１Ｂの下Ｍ４１８に
よって支持される。このような構造により、針状の接続
端子４１１は図において垂直方向に支持されるとともに
、下方向の付勢による接触圧力が確保され、かつ、接触
抵抗も小さくされる。図（ａ）より明らかなように、針
状の接続端子２１１のそれぞれは３個のスライドの３対
の導電層１１２のそれぞれと接触するように配設されて
いる。それぞれの針状の接続端子の上端からはり一ド３
２が導出されているが、このリード３２はプラグ型ソケ
ット等の集合接続具を介してイオン活量測定装置本体と
着脱可能に接続されることが現実的である。リード３２
が着脱可能なプラグ型ソケット等により測定装置本体に
接続されるよう構成される場合には、アセンブリ−４１
全体が着脱可能なプラグ型ソケット等の接続具を介して
測定装置本体に接続されることが望ましく、また現実的
５ である。この場合、支持軸４１６Ａはアセンブリー側に
設けられても、測定装置本体側のプラグ受け（またはソ
ケット受け）側に設けられてもよい。

更に、」８記の電気接続端子アセンブリーをイオン活量
測定装置に使用するにあたっては、別の態様である第６
図に示すように、電気接続端子アセンブリ−４１全体が
支持軸４１６Ａを支点（回転中心点）として回動されて
イオン活量測定スライドの支持枠５１に収容配設された
イオン選択電極対１１の接続端子部と対向する位置（測
定位置）にもたらされる。このとき、スプリング４１７
がその長さを縮少して、針状の接続端子４１１を導電層
１１２の面を押圧して接触する。この態様においては、
針状の接続端子は絶縁筒４１４の内部で終っており、リ
ードワイヤ４１９を介して端子部４１５に接続されてお
り、さらに端子部４１５からり一ド３２が導出されてい
る。このように、針状の接続端子の長さを短くすること
により電気接続端子アセンブリーの支持部材４１Ｂの上
部から接続端子の一端が突出することがないので、取り
扱い上便利である。

１に れらの実施態様においては、針状の接続端子のそれぞれ
が平行に設置され、しかも、フランジの位置を調節する
ことによりバネによる付勢の強さが調節可能であるから
すべての接続端子は実質的に同一の接触抵抗をもって、
同時または順次にスライドと接触することができる。

電気接続端子（または電気接続端子片）の固体電極の電
気接続端子部に接触する部分の形状は上記２例の実施態
様におけるように針状（または釘状）にかぎらず、固体
電極側に凸部を有するスパチュラ状（第７図　４２１）
などの種々の形状をとることができる。さらに上記２例
の実施態様においては弾性部材としてバネを別個に用い
て接続端子を付勢するものであるが、電気接続端子その
ものを弾性部材で構成して別個のバネ等の付勢部材を省
略することもできる。弾性部材で構成した電気接続端子
の具体例として、第７図に示す１字型の接続端子、第８
図に示す接続端子の一部分がコ。

イルバネ構造をもつ接続端子等をあげることができる。

また、いずれの形状の場合にも、電気接続端子の固体電
極の電気接続端子部に接触する部分に酸化等の化学変化
を受けにくい貴金属または貴金属合金を溶着またはメッ
キする等の公知の耐蝕または対酸化処理を実施すること
ができる。

」８記実施態様では電気接続端子アセンブリーは（着脱
可能なプラグ型ソケットの場合を含めて）支持軸４１６
Ａを支点（回転中心点）として回動しうる構成としたが
、回動にかえてアセンブリー全体が上下動可能に構成す
ることもできることはいうまでもない。

通常の臨床化学検査にあっては、１被検液、すなわち、
ｌ患者に対してナトリウムイオン、カリウムイオン、ク
ロリドイオンの３種類のイオンを１組にしてこれらの活
量を測定することが一般である。したがって、上記の電
気接続端子アセンブリーを使用すれば、−回の操作で、
同時にこれら３種のイオン活量を測定することができ、
操作が簡便となり、しかも、測定時間が大幅に短縮され
る等の利益を実現することができる。

（７）発明の効果 以上説明せるとおり；本発明によれば、イオン選択固体
電極を配設したイオン活量測定器具を使用し、電解質イ
オンのイオン活量をボテンシオメトリカルに測定するた
めのイオン活量測定装置に使用される電気接続端子アセ
ンブリーにおいて、少なくとも２種類のイオンを同時に
測定することができ、測定に要する時間が短縮されてお
り、しかも、操作の簡便なイオン活量測定装置用電気接
続端子アセンブリーを提供することができる。

本発明の好ましい実施態様は下記のとおりである。

（１）特定イオンのイオン活量に対応して特定の電圧を
発生する固体電極を少なくとも２種類有するイオン活量
測定器具の該固体電極の夫々と接触する電気接続端子を
有し、前記固体電極相互間の電位差を計測して被検液に
含まれるイオンのイオン活量を測定するためのイオン活
量測定装置に用いられる電気接続端子アセンブリーにお
いて、該電気接続端子アセンブリーは少なくとも３個の
電気接続端子を有することを特徴とするイオン活量　９ 測定装置用電気接続端子アセンブリー。

（２）前記固体電極が固体電極対であり、その数が相異
なる種類の電極対の少なくとも２種類であり、かつ前記
接続端子の数が少なくとも２対である（１）に記載の接
続端子アセンブリー。

（３）前記接続端子アセンブリーが前記接続端子を弾性
部材を介して支持する支持部材を有する（１）または（
２）に記載の接続端子アセンブリー。

（４）前記接続端子アセンブリーが弾性を有する接続端
子を支持する支持部材を有する（１）または（２）に記
載の接続端子アセンブリー。

（５）前記接続端子対の数は前記固体電極対の数に等し
い（２）ないしく４）のいずれかに記載の接続端子アセ
ンブリー。

（６）前記接続端子の出力端が着脱可能な接続具を介し
て前記イオン活量測定装置に接続される（１）ないしく
５）のいずれかに記載の接続端子アセンブリー。

（７）前記接続端子アセンブリーが着脱可能な接０ 続具をなすように構成されていて前記イオン活量測定装
置に接続される（６）に記載の接続端子アセンブリー。

（８）前記電気接続端子の固体電極に接触する部分の形
状が１個または複数の先細の鋭い先端をなす（１）ない
しく７）のいずれかに記載の接続端子アセンブリー。

（９）前記接続端子の固体電極に接触する部分の形状が
固体電極側に凸部を有するスパチュラ−状である（１）
ないしく８）のいずれかに記載の接続端子アセンブリー
。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィルム状固体電極の基本層構成の一例を示す
図であり、第２図はこのフィルム状固体電極を使用して
イオン活量を測定する方法を示す概念的構成図であり、
第３図は実際にイオン活量測定器具（イオン活量測定ス
ライド）に使用されているフィルム状固体電極対および
多孔性ブリッジの斜視概念図であり、第４図は従来技術
においてスライドと電気接続端子アセンブリーとを使用
してなすイオン活量測定方法を示す構成図である。 第５図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例に係る針状の
電気接続端子アセンブリーの平面図とそのＥ−Ｅ断面図
とである。 第６図は第５図に示す針状の電気接続端子アセンブリー
を使用してイオン活量の測定が行われている状態を示す
断面図である。 第７図および第８図は本発明の電気接続端子アセンブリ
ーに用いることができる他の形状の電気接続端子の具体
例を示す斜視模式図である。 第９図はより糸からなるブリッジを用いた３種類のイオ
ンの活量を測定するためのイオン活量測定スライドの構
成を説明するための斜視分解模式％式％ ） 熱電解質層、　５．１１５　、１１５°・・・イオン選
択膜、　６．１０６・・Φ被検液、　７．１０７・・・
標準液、　８・・・ブリッジ、　８０・・・より糸から
なるブリッジ、　８１．８１’、・・・液体試料点着孔
、　８２．８２°◆・・液供給孔、　９．３１・・・ポ
テンシオメータまたは電位差測定装置、１１・・・イオ
ン選択電極対、　　２１　・・・従来技術における電気
接続端子アセンブリー、　２１１．２１１’−・・針上
の電気接続端子、　２１２　・・・支持部材、　２１３
　、２１３°・・・端子、　３２・・・リード、　　　
４１　・・・本発明に係る電気接続端子アセンブリー、
　４１１　・・・針状の電気接続端子、４１２　・・・
フランジ、　４１３　・舎・支持部材に設けられた四部
、　　４１４−・・絶縁筒、　４１５＃・・端子、４１
６　・・拳支持部材、　４１６Ａ・・・支持部材の支持
点、　４１？　　・　・　争スプリング、４１８　・拳
・支持部材の下蓋、　４１９　・・・リードワイヤ、　
４２１　・・・スパチュラ状の電気接続端子、５１・・
・スライド収容用支持枠、Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’−・・固
体電極、　ｃ、ｃ’・・・被検液、標準液の点着位置、
　　０１・・拳下部スライド枠、０２・・拳上部スライ
ド枠（上蓋）、　０３．０３°　・３ ・・貯液槽、０４．０４°　Φ拳・多孔性分配部材（分
配布）、　０５・・・水不浸透性部材層（両面接着テー
プ等）。 代理人　弁理士　寒　川　誠　− ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定イオンのイオン活量に対応して特定の電圧を
   発生する固体電極を少なくとも２種類有するイオン活量
   Ｊｌｌ定器具の該固体電極の夫々と接触する電気接続端
   子を有し、前記固体電極相互間の電位差を計Ｊｌｌｌ　
   Ｌで被検液に含まれるイオンのイオン活量を測定するた
   めのイオン活量測定装置に用いられる電気接続端子アセ
   ンブリーにおいて、該電気接続端子アセンブリーは少な
   くとも３個の電気接続端子を有することを特徴とするイ
   オン活量測定装置用電気接続端子アセンブリー。