JPS5925179B2 - 電解液中の小量のイオン化物質の検出および測定の方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電解液中に含まれる小量のイオン化された物
質を検出し測定するための方法および装置に関する。

水溶液試料（以下標本という）内に含まれているイオン
化物質を電解的手段で定性ならびに定量的に試験し、そ
して電極でのイオンの析出する電位を記録することは既
に古くから可能であつた。

電離もしくは解離電解電量計測として知られているこの
ような試験の１つの実施形態においては、先ずイオンを
電極に析出し、しかる後に電極電位を連続的に変動して
析出した物質を電極から溶出（以下解離という）し標本
液内に再溶解している。この方法は、電解電離電量計測
として知られており、そして通常は陰極モードで析出を
行ない陽極モードで析出物質の解離を行なつて金属イオ
ンを検出し測定しているところから、しばしば陽極電離
電解電量計測と呼称されている。この陽極電離電解電量
計測によれば、適当な物質の微痕跡量を測定するために
比較的迅速簡単にしかも正確な試験を実施し得ることが
知られている。最近、環境問題の研究と関連して、危険
な汚染物の存在について試験するために大気または他の
環境個所から小量の汚染不純物を集めることが重要にな
つている。特に、人の血液流内の情報を提供する、もし
くは危険な不純物の存在に関する試験の必要性が緊急の
関心事になつている。そしてこのような試験の実施に陽
極電離型電解電量計測の使用が可能であることが判明し
ている。本願の発明者等は多年に亘りこの種の一般分野
に関する問題に取組んできた。特に、本願の発明者等は
米国特許願第１６７３３０号明細書に開示されているよ
うな陽極電離電解電量計測にとつて或る種の有用な装置
ならびに同上国特許願第１６８１６１号および第３２７
７８８号各明細書に開示されているような改良された電
極を案出し開発した。この発明は、極めて迅速に且つ極
めて正確に痕跡物質を分析することができる陽極電離型
または陰極電離型の電解電量計測のための一体化された
システムを提供するものである。特に本発明による装置
は、現場または普通の環境下で人の血液標本を田こ数百
の割合で分析することができ、そして血液標本を実際に
人から採取した後約１分以内で血液内の鉛、カドミウム
、亜鉛等のような不純物の存在に関する重要な出力デー
タを得ることができ、したがつて標本採取は被験者が現
に存在する環境内で行なうことができるのである。試験
結果判明の迅速性は非常に重要である。このことは、郊
外のスラム域で試験を受けた者が、一旦試験場所を去ら
せてしまうと、そのうちの７％の者が後に探し出せない
という経験に微しても明らかである。この発明は、電気
化学的試験のための好ましくは自動化された一体化され
た装置を対象とする。

その普通の具体例においては、装置は陽極電離型電解電
量計測のための自動化された装置である。本発明の１つ
の好ましい具体例によれば、非常に大きく平滑な活性電
極表面を有する特殊な電極を受けるように標本ホルダが
着脱自在に配置される。スイツチを入れると、電気装置
が作動して電極に陰極電位を印加し該電極に陽イオンが
析出する。しかる後に電気装置は電極に陽極電位を印加
して析出した陽イオンを解離させる。この際、電位およ
び電流をモニタ即ち監視する。上述の陽極解理電位はパ
ネル状であることが望ましく、そしてこのパルス電圧は
ステツプ・バイ・ステツプ・モード即ち階段状に変化さ
せるのが好ましい。

各ステツプにおける最初の２，３のパルスは無視し、残
りのパルスを計数し測定する。読出しは図表式に行なつ
ても良いしまたデイジタル表示しても良い。電解電流が
流れる電位で、解離されているイオン化物質の識別がな
され、そして電流の大きさで当該陽イオンの定量測定が
行なわれる。本発明の好ましい用途および応用分野は、
人の血液流内の鉛のような重金属の測定である。

血液標本を採取し、Ｃｒ３＋またはＣａ２＋のような金
属イオンを含有する水性溶液を添加して血液と結合して
いる鉛と置換させる。次いで標本を装置の動作位置に設
置してスイツチを入れる。血液１００Ｔ１１１当り４０
μｇの鉛含量が、一般に認められている人の血液流内の
鉛含有量の危険レベルの標準値である。より広い用途お
よび応用において、血液内の種々な金属の識別および測
定は医学上の診断において価値を有するものと考えられ
る。例えば、亜鉛および銅の検出は、白血球増加病の１
つの診断検査になると考えられる。本発明による装置は
、種々な異なつた試験を行なつたり、また数多の電気的
または化学的問題に対処するために種々な種類の電圧波
形を使用することができる。

出力は図表もしくはグラフ表示しても良いが、より有利
な結果を得る上で、本質的に自動的にしかも最終単位に
直接較正されて直接ディジタル読出しを得ることができ
る。実際上、例えば、血液標本内の鉛のデイジタル読出
しは、直接血液１００ｍ１当りの鉛μｇ量の単位で行な
うことができる。このように較正されたデイジタル読出
し方法を用いれば、取扱い者が行なう必要があるのは、
単に１つの数値を記録することだけである。セルおよび
電極構造には、内部および（または）外部活性表面を有
する中空の電極が用いられる。

同軸方向で撹拌することにより、異常な程に迅速な時間
で信頼性があり再生可能な結果が得られ、そして好まし
い化学的イオン交換過程と本発明の装置構造および方法
とが相俟つて結果を即座に表示する。実際に使用した場
合、本装置は１分または２分内で生物学的標本の試験結
果を表示し、そして他の種の標本についても同様に迅速
な結果を得るのに良く適している。本発明はまた大きな
融通性を有し普通の調合された（熟成された）標本でも
未熟成標本でも使用できるし、血液または組織のような
生物学的標本や塗料、ガソリンその他の「環境」物質の
ような非生物学的標本を使用して鉛その他の金属を検査
したり、また鉛、カドミウム、銅、亜鉛、タリウム、銀
、金およびビスマス等種々な金属の検査に使用すること
ができる。

以下、図面を参照し本発明の具体例について説明する。

第１図を参照するに、この図には参照数字１０で全体を
示すキヤビネツトが図示されており、このキヤビネツト
にはセルおよびモータを支持するのに用いられる支持組
立体１１が取付けられている。

支持組立体１１にはモータ１２が取付けられ、そして支
持組立体１１の下側には電極ヘツド１４に保持された電
極１３が取付けられている。電極１３は標本ホルダ（図
示せず）内に嵌入するよう適応されている。標本ホルダ
は実際にはほぼ試験管形状をしたプラスチツクまたはガ
ラス製の部材であつて試験を行おうとする検出可能な量
の金属が存在しない材料から造られていることを特徴と
している。本発明による装置の１つの主たる用途は鉛の
痕跡量を検出することにあるので、標本ホルダは鉛の痕
跡量を除去すべく付加的に処理された鉛のないガラスま
たはプラスチツクから造られている。支持組立体１１は
取付けピン１６によつてキヤビネツトに枢着するのが望
ましい。このようにすれば蝙ヘツドと標本ホルダとの間
の滑嵌めで保持されているヘツドから標本ホルダを容易
に取外したりまたヘツドに容易に挿入できる位置に組立
体全体を回転したり該位置から離間させることができる
。キヤビネツトには、その適当な個所に開閉スイツチ１
７、開閉モータ・スイツチ１８そして望ましくはりセツ
ト・スイツチ１９が設けられている。

また、キヤビネツトの前面には、電圧または電流を読出
すためのメータ２０、−記録装置開閉スイツチ２１、掃
引オフセツト・ボタン２２および記録装置オフセツト・
ボタン２３が設けられている。さらに、キヤビネツト面
には電流範囲表示計２４を配設するのが望ましい。第２
図には、セルおよびモータ組立体の詳細が示されている
。

支持組立体１１にはモータ１２が取付けられており、こ
のモータからは軸２６が突出している。この軸２６は、
カツプリング２７によつてプロペラ軸２８に連結されて
おり、そして後者は電極遮蔽部１４内でその底部近傍に
位置するプロペラ羽根２９で終端している。支持組立体
１１の底部には電極ホルダ３１が取付けられており、こ
のホルダは電極遮蔽部１４を保持するように適応され且
つ位置決めされている。電極遮蔽部１４内には該遮蔽部
を受け且つそれに対接するストツパ３２が取付けられて
いる。一方、電極３３はストツパ３２内に配置されそし
て該ストツパによりその適正位置に保持されている。電
極内には隔壁３５が設けられ、この隔壁は内部電極区割
室を形成し、この中にプロペラ軸が貫走している。実際
この区割室は主としてプロペラ軸の案内としての働きを
するものである。実施例では３つの隔壁が用いられて区
割室を形成している。電極区割室の底部にある軸受３６
はプロペラ軸を回転自在に保持し案内する。細管３７ま
たは窒素管路が電極遮蔽部および電極を貫通して配設さ
れており、そのノズルは電極区割室内に位置して中性雰
囲気を維持する。電極３３は電解的に析出溶出（以下析
出解離という）またはその他の電極化学作用をなすよう
に適応されそのように構成されている。

電極３３は、好ましくはその側部に１つもしくは２つ以
上の開口４１を有する中空の円筒形電極４０から成る。
本発明の１実施形態に由る電極体４０は、パラフイン・
ワツクスまたは同様物のような被膜形成材料を含浸され
てその表面に例えば水銀層のような付着電極表面層を有
するグラフアイト製の中空円筒体である。電極表面層は
、各々がグラフアイトの局地点に付着されて含浸された
ワツクス表面の１部により囲繞されている多数のドツト
もしくはアイライド（島状斑点）の形態で存在する。こ
の電極は、グラフアイト棒にワツクスを含浸し、グラフ
アイト表面からワツクスを掻離して多数のグラフアイト
点状個所を露出し、そしてグラフアイト体を陰極として
使用して電解鍍金により水銀を被覆することにより造る
ことができる。水銀被覆グラフアイト電極の製法に関し
ては、先に引用した米国特許願第１６８１６１号明細書
に記述してある。本発明の１具体例によれば電極領域３
３の少なくとも露出した活性領域において、電極体４０
の外表面４２および内表面４３は上述のように電極金属
で被覆されている。

本発明の装置が鉛の痕跡元素の検出もしくは試験に用い
られる場合には、電極金属は水銀とするのが好ましい。
このようにして水銀電極表面は標本ホルダ内に垂直位で
配置され、そして標本容積に対し極めて高い表面積比を
有する。面積／容積比は標本１ｍ１当り少なくとも３（
１−JモVＦの電極面積とすべきであり、好ましくは４：
１もしくはそれ以上とすべきである。本例では、標本対
電極比は、３．６ｍ１の標本に対し２０？である。プロ
ペラ軸２８は電極３３の中央を貫通し、そしてプロペラ
羽根２９は電極の基底近くに配置されて、電極本体４０
の内外で標本液の循環を生ぜしめるように適応されてい
る。上述の型の装置は手動開閉装置および手動制御装置
を使用して析出解離に用いることができる。

このような手動操作においては、被験液を収容している
標本ホルダが定位置に置かれ、そして電極組立体が被験
液内に浸積される。電極を適当な電源に接続して陰極モ
ードとし、イオン成分を電極面に析出させる。特に装置
が鉛の存在の検出に用いられる場合には、鉛は電解的に
水銀電極表面上に付着もしくは析出して合金化する。電
極表面における陰極析出後に、電極を陽極モードに切換
えてそこに加わる電圧を徐々に上昇して電解電流をモニ
タする。金属元素は、電極から金属の痕跡量が陽極的に
解離されていることを示す電流による電圧によつて識別
さ粍そして元素の痕跡量は陽極電流の大きさによつて測
定される。第３図には変形した電極組立体が示されてい
る。

この例においては電極１３は支持体またはホルダ３１に
取付けられそして第２図の組立体の場合と同様に適当な
標本ホルダ（図示せず）内に嵌着されるよう適応されて
いる。カツプリング２７がモータ１２（第１図参照）を
プロペラ軸２８と連結し、そして後者はホルダ３１を軸
線方向に貫通して電極１３とほぼ同一レベルまで達して
いる。電極１３は第２図に示した電極と同様に中空であ
つて、中空電極内にはかなり大きな直径のプロペラ軸２
８が存在し、従つて軸２８と電極１３の内面との間には
比較的小さな空間しか存在しない。この例においてもま
た、軸２８の底部にはプロペラ羽根２９が設けられてい
る。対向電極３０は電極ホルダ３１を貫通して延び標本
ホルダ内の標本内に浸漬するよう位置付けられている。
基準電極３４もまたホルダ３１を貫通して標本内の位置
に達している。対向電極３０は溶液と直接々触するのが
望ましく、そして本例の場合には多孔性のガラス区割室
もしくは殼内に収容された白金電極線とするのが好まし
い。基準電極は飽和塩化ナトリウム溶液内に浸漬された
銀または塩化銀線（ワイヤ）とするのが好ましい。また
、プロペラ軸２８は１つまたは幾つかの軸受２１を貫通
するのが望ましい。好ましい構造形態においては、電極
ホルダ３１は標本ホルダ内に滑り嵌めするように適応さ
れ、動作中標本ホルダは手で嵌装された位置に取外し可
能ではあるがしつかりと保持される。第３図に示すよう
な本発明の１実施形態においては、電極１３はその外部
または露出表面に被覆１５を有する。この被覆は、活性
電極の外側に緊縮されたプラスチツク管状物である。被
覆が用いられる場合には、電極は一般に偶発的な損傷か
ら保護されそして実際にも電極を標本から取出す折に注
意深く取扱うことができる。定置した状態においては、
電極と標本ホルダとの間には比較的小さな間隙がありそ
して電極と撹拌部材２８の下端との間にも比較的小さな
間隙がある。さらに撹拌部材は、下端の方が上端よりも
若干大きく、僅かにテーパが付けられており、したがつ
てこの撹拌部材と電極内面との間の空間も頂部よりも底
部が狭いテーパ状になつている。電極内で撹拌部材が回
転すると、このテーパ形状に由り、被験液の流れが局部
化されるばかりでなく、撹拌部材と電極間の空間内に下
方に向けての液体の全体的流れを惹起せしめる。高速標
本試験においては、標本液が良く循環することが肝要で
あるが、しかしながらまた電極に隣接する比較的静止し
ている層ができるだけ薄いことが望ましい。

ネルンスト（Ｎｅｒｎｓｔ）層と呼ばれるこの層は第３
図の装置の場合には約１ないし２μであると思わる。第
４図には本発明の１具体例に依る装置の自動化のための
電気制御装置がプロツク・ダイヤグラムで示されている
。

クロツク発生器およびタイマで制御されるシーケンスが
全べての動作に対して制御メカニズムとして利用される
。析出・解離制御装置５１は、電極に析出電位を印加し
そしてタイマ５０の制御下で１分または３分ないし５分
のうち選ばれた期間このような制御電圧を加える。モー
タ５２は撹拌機構（プロペラ軸２８およびプロペラ２９
）を付勢しそしてタイマ５０の制御下で析出電位の印加
中標本の撹拌を行う。掃引発生器５３は、電極３２に解
離電圧を供給するように適応されており、そして析出解
離制御装置５１およびモータ５２がタイマ５０によつて
切り離した後に１０秒間この電圧を供給する。

掃引発生器５３は本質的に段階状電圧発生器であつて、
１ステツプ当り１００ミリ秒の割合で１０ｍＶづつ逓降
する。装置が鉛の検出および測定に用いられる場合には
、析出圧力は−１．０でありそして掃引発生器は約９秒
の経過時間中９０ステツプで−１．０ボルトから０．１
ボルトに逓降する。掃引発生器は電極給電部５４を介し
て動作する。撹拌中そして場合によつては析出中電極か
ら読出しを行なうために−Ｅ変換器が設けられており、
この変換器は増幅するのに良く適した信号を得るために
電流を電圧に変換する働きをなす。１一Ｅ変換器５５は
適当な析出図表記録装置５６に信号を与える。

後節で説明するように、第４図に示す諸素子の制御下に
ある装置は直接ディジタル読出しを行なうが図表読出し
が望ましい場合があり第４図にはこの例が示されている
。この読出し装置は、用いられる場合、通例の作図装置
であつて電流量対時間関係をグラフ状に描くものである
。この場合電流は−Ｅ変換器５５からの電圧出力で表わ
される。時間ベクトルは掃引発生器５３の出力、識別・
解離電圧に関係する。したがつて、図もしくはグラフは
電極からの読出しを表わしそして図にはアナログ・セレ
クタ５７として示されている。標本化・保持・Ｉ−Ｅ零
りセツト装置（以後略してＳ−Ｈ・−Ｅ零りセツト装置
とも呼ぶ）５９は、電極出力を計数する前に例えば２０
ミリ秒とすることができる選択された時間だけ遅延する
。

解離電位が逓降する際の各ステツプ変化における初期雑
音を除去するために、−Ｅ零セレクタ６０は積分区間以
前に零点に対して１００±５０ミリボルトに設定される
。電源６１への接続はスイツチ６２を介して行なわれ種
々な電気素子、タイマ５０及び前述ならびに後述する他
の動力装置を付勢する。

本発明の好ましい具体例であるデイジタル読出しにあた
つては、２重勾配積分器６４が出力信号を積分してアナ
ログ信号をデイジタル表示に変換する。Ｓ−Ｈ積分器６
５は２重勾配積分器６４から動作を受けて電流信号が生
ずる解離電位区間を識別し隔離する。Ｓ−Ｈ遅延アナロ
グ装置６６により標本化・保持時間における変動が許容
される。この調節可能性は、装置を単一の用途に用いる
場合、即ち本例の場合のように鉛の検出に用いられて単
一の析出物解離電位しか必要とされない場合には、不要
である。積分設定点および論理回路６８は読出し信号を
受けそして予め定められた値よりも小さい初期信号を雑
音として除去する。

この積分設定点および論理回路６８は、２重勾配積分器
６４からの出力信号と共にその出力信号を可逆計数論理
回路６９に供給する。この可逆計数制御論理回路６９は
その最初の計数作動に当つて６回だけ計数内容を数え下
げ、即ち逆方向に計数し、そして次に１２個の計数に対
して数上げ、即ち順方向に計数し、それに続く１４番目
の計数で再び６回だけ数え下げ、斯くして計数を出力信
号からのデイジタル出力に均等なものにする。可逆計数
制御論理回路６９はその信号を可逆計数器７０およびデ
ータ・ラツチ回路７１に与える。該ラツチ回路はそのデ
ータを最終的にディジタル読出し装置７２に与える。可
逆計数器７０は、可逆計数制御論理回路６９から受ける
信号の数を該論理回路により規定された方向および数に
おいて計数するだけのものである。データ・ラツチ回路
７１は所望区間における信号が完結した後に処理過程を
停止させる。可逆計数器７０からの全計数値から得られ
るデイジタル信号は、金属またはその他のイオンの検出
および測定量のデイジタル表示に対応するデイジタル読
出し値に変換される。実際において、この読出しは血液
標本１００ｅｅ当り鉛のマイクロ・グラム量の直接読出
しをデイジタル表示するようにして実施することができ
る。デイジタル読出し装置７２は、したがつて信号を任
意所望のデイジタル・スケ一ールでの値に変換するよう
設定することができる。第５図には、第４図のダイヤグ
ラムに基ずいて操作することができる装置のパネルが示
されている。パネルの上部は通常見ることができ、一方
その下側部分は適格な設定および較正がなされた後にカ
バーで閉ざされる。ディジタル表示装置８０は読出しを
行ないそして試験のデイジタル記録を表示する。

他方、メータ８１は動作中電流量または電圧を表示する
ことができる。表示ランプパネルは、動作の位相を示す
「準備完了」８３、「析出」８４および「溶出（解離）
」８５に対する発行体を持つている。「分析中止」と表
示されているプツシユ・ボタン８６は作動されると分析
動作を中断して出発状態即ち零状態に戻す。右上隅の「
分析開始」と表示されているプツシユ・ボタン８７はタ
イマ５０を起動するように適応されており、そしてこの
ボタンを押すに当つて操作者がなすべきことは前以つて
標本を定位置に入れることである。モータ・ランプ８８
はモータ５２が動作している時に点灯する。予備設定お
よび較正には下側のパネルが利用される。

ポテンシヨメータ９０は調節可能であり、読出しが直接
正しいデイジタル単位でなされるように第４図のデイジ
タル読取し装置７２を所望のように制御するよう適応さ
れている。血液内の鉛の検出試験においては、読出し量
が血液１００ｍ１当り鉛ミクログラム数で表示されるよ
うに既知の標準標本を基準に読出し装置の設定がなされ
る。ロータリ・スイツチ９１は必要に応じて所望の尺度
切換を選択しそして零点修正ポテンシヨメータ９２は所
望の零点を設定できるように調節可能である。パネルの
左下隅には、初期電位、掃引速度、記録装置設定点およ
び積分動作のための設定用スクリユーポテンシヨメータ
９４，９５，９６，９７および９８を備えた運転表示器
９３が設けられている。

最後に右下隅には、幻配修正設定装置９９，タイマ５０
のための幾つかの自動時間制御のうちの１つを選択する
ロータリ・スイツチ１００−このスイツチはまた手動制
御の選択にも使用できる および較正その他の目的で
ダミーセルもしくは分析セルを選択するための「機能試
験」スイツチ１０１が設けられている。第５図のパネル
は計器を取付けたり動作を明示するのに用いられる。

熟練した操作者であれば、先ず特定の試験条件に対して
計器を設定し較正することができる。しかる後には未熟
な操作者であつても予め定められた量の標本を標本ホル
ダ内に容れ、該ホルダを装置に設置し「分析開始」ボタ
ン８７を押せば１分後には結果がデイジタル表示器８０
に表示される。本発明に由る上に述べた装置は、亜鉛、
カドミウム、鉛、銅、ビスマス、銀、金およびタリウム
を含む或る種の重金属の痕跡量の検出および測定に用い
るべく意図されているものである。

分析は、数秒から１分ないし時により数分の時間内にこ
れ等痕跡金属のナノグラム台で行なうことが可能である
。特に、人の血液流内のこれ等痕跡元素のうちの或るも
のの量の検出および測定が可能である。この発明の非常
に重要な社会的目的は人の血液流特に市街のスラム区域
に居住している子供の血液流内の微量の鉛の検出および
測定にある。このような鉛の検出および測定にとつては
、所望の標本ホルダは鉛を含有しないガラスまたはプラ
スチツクから造られた試験管状のプラスチツクまたはガ
ラス容器である。

なお、標本ホルダは、最初から存在し得るかも知れない
痕跡量の鉛をガラスから電解溶出する電気化学的処理に
より予備処理しておくのが望ましい。反応溶液は溶解し
たクロムまたはカルシウムのイオン物質Ｃｒ＋３または
Ｃａ＋２を含有させて前以つて調合しておく。血液の被
測定標本は人の血液流から取出す。小量のクロムまたは
カルシウム反応剤を添加する。本例では混合したカルシ
ウム−クロム反応剤を用いるのが好ましい。正確な量お
よび濃度は、標準操作がなされ適当な較正がなされれば
適宣に調整することができる。０．００１ないし０．０
２モルのＨＣｌ中の０．０３ないし０．０４モルのＣｒ
＋３で調合したＣｒｃｌ３を用いて満足な結果が得られ
た。

このクロム・イオン溶液は血液標本１００μｌ中の鉛と
置換するために３．６ＣＣの量で用いることができよう
。現在は、塩化カルシウム、三塩化クロム、水素イオン
、過塩素酸イオンおよび分散剤（スルフィノール（Ｓｕ
ｒｆｙｎＯｌ）１０４が一般に用いられている分散剤で
あり非イオン性高級アルコール湿化剤であると考えられ
る）から成る稀釈溶液が用いられている。実験室段階で
の標準化された試験で用いた試薬成分は次の通りである
。ＣａＣｌ２Ｏ．Ｏ８ＦＣｒＣｌ３Ｏ．Ｏ４ＦＨｇＣｌ
２Ｏ．ＯＯＯ２２ ５ＦＨ２ＮＮＨ２ −（ＨＣｌ）２０．０１９Ｆ スルフイノール１０４０．００１重量％ ＣｌＯ４Ｏ．Ｏ４５８ＦＨ ＋ ０．０３９８ （ＰＨを１．４にするため） 上述の試薬の１つを本発明による装置および方法で使用
した場合、カルシウム・イオンおよび（または）クロム
・イオンの混合物が血液中の結合状態にある鉛を遊離せ
しめ、その結果血液中の鉛の全濃度を効果的に測定する
ことができた。

他の標本物質に結合状態で存在する重金属も遊離するこ
とができる。例えば、０．０１モルの臭化物イオン、０
．１モルのＮａＣＩ，Ｏ．ＯｌモルのＨＮＯ３および０
．０１％のトリトン（ＴｒｉｔＯｎ）Ｘ−１００（ポリ
アルコールの１種）から成る混合物はガソリン中の鉛を
遊離するのに適している。広汎に亘る種類の有機物標本
から種々な重金属を遊離するのに同じまたは他の遊離用
成分を使用することができる。要するに遊離成分として
用いられるのは、被験金属の検出および測定で使用され
る析出または解離電位で析出したり或いは解離したりす
ることなく被１験金属と置換するような金属イオンまた
はその混合物である。被験材料を遊離試薬で処理した後
、或いはまた熟成のような場合により必要となる他の標
本処理および必要に応じての稀釈または濃縮の後に、標
本ホルダ内の標本を装置の定位置に置ぎそして装置を作
動状態に投入する。

溶液中のクロム・イオンは血液標本の成分と形成してい
る。結合状態から鉛を遊離するように作用する。クロム
は鉛分析に用いられる動作電位では析出することはない
。６０秒の動作時間内で、装置は鉛の大部分を水銀電極
被覆上または被覆内に析出せしめ、しかる後鉛は電極か
ら陽極解離し、識別および定量測定がなされる。

本発明の重要な利点は、血液流から血液標本を採取した
後に検出および測定を１分ないしは２分以下の時間内で
実施できる点にある。したがつて、被験者は、試験結果
について直ぐに知ることができ、一旦戻つて次の機会に
とか、または長時間待たされるようなことはない。標本
ホルダは、工場で予め調合検査された試薬入りのものを
用いるのが好ましい。

例えば、該ホルダは容積が５ＣＣで、クロム・イオン、
水銀、水素および塩化水素酸から成る試薬液を３．６ｍ
１収容した円筒形のプラスチツク製標本ホルダとするこ
とができる。このホルダは滅菌され鉛を除去するよう、
或いはまた試験される他の金属イオンを除去するように
純化処理され、定量されて密封されているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による試験装置の１具体例を示す斜視図
、第２図は第１図の装置の標本支持部を一部断面で示す
前面図、第３図は本発明の別の具体例において用いられ
る電極組立体を１部断面で示す前面図、第４図は本発明
の装置の１つの具体例と関連して用いられる電気系統を
示すプロツク・ダイヤグラム、そして第５図は本発明に
よる装置の更に他の具体例の制御用フロント・パネルを
示す前面図である。 １０・・・・・・キヤビネツト、１１・・・・・・支持
体、１２・・・・・・モータ、１３・・・・・・電極、
１４・・・・・・電極ヘツド、１６・・・・・・枢支ピ
ン、１７，１８，１９・・・・・・スイツチ、２０・・
・・・・電圧計、２１・・・・・・スイツチ、２２，２
３・・・・・・スイツチ、２４・・・・・・電流範囲表
示計、２６・・・・・・軸、２７・・・・・・カツプリ
ング、２８・・・・・・プロペラ軸、２９・・・・・・
プロペラ羽根、３１・・・・・・電極ホルダ、３２・・
・・・・ストツパ、３３・・・・・・電極、３５・・・
・・・隔壁、３６・・・・・・軸受、３７・・・・・・
不活性雰囲気管、４０・・・・・・電極体、５１・・・
・・・析出・解離制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試料溶液を電気化学的に分析するための検出および
   測定装置であつて、試料溶液の体積を収容する包囲体と
   、 この包囲体内に位置して試料溶液と接触する対向電極と
   、この包囲体内に位置して試料溶液と接触し、かつ軸方
   向に中空な電極体の内面に形成した活性電極面を有する
   動作電極と、（ｉ）この動作電極の電極体の中空部内に
   延在し、中空部の内面から隔たつて、対向電極の近傍に
   位置し、（ｉｉ）動作電極の活性電極面を横切つて試料
   溶液に流れを生じさせるのに適した回転可能な撹拌手段
   とを組合せて有し、かつ前記活性電極の表面積対試料溶
   液の体積の比が少なくとも３ｃｍ＾２／ｍｌである装置
   。 ２ 痕跡量の少なくとも一つの重金属を含む有機化合物
   試料溶液を電気化学的に分析するための検出および測定
   方法であつて、（ｉ）検出すべき重金属を実質的に含ま
   ず、この重金属を有機化学的結合から解離するのに適し
   、かつこの重金属を電解的に析出させる電位においてこ
   の重金属とともに析出しない特性を有する。 測定された量の少なくとも一つの解離用金属イオンを含
   むマトリックスからなる試薬と、（ｉｉ）測定された量
   の前記有機化合物試料とを混合し、この混合物に、前記
   重金属を試験電極上に析出させる陰極的電解電位を印加
   し、その後、この電極に次第に変化する陽極的電位を印
   加して、この電極から前記析出した重金属を溶出し、こ
   の溶出電位によつて前記重金属を検出して同定し、かつ
   この溶出電位における電解電流によつて前記重金属の量
   を測定する方法。