JPS60174944A - イオン活量測定装置用プロ−ブアセンブリ− - 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】 （発明の技術分野） 本発明はイオン活量測定装置用プローブアセンブリーに
関するものである。ここで、イオン活量測定装置とは、
水性液体試料、特に、生物の体液、ずなわら、血液、血
漿、血清、尿等、あるいは酒、飲料水等に含まれる電解
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
等のイオン活量をポテンシオメトリカルに測定するため
の装置（電解質アナライザー）のことをいう。また、プ
ローブアセンブリーとは、イオン選択固体電極の電気接
続端子部に接続され電位差測定回路にイオン選択電極の
電位を伝えるプローブを複数個設りたアセンブリーを意
味する。

詳しくは、本発明は、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イオン選択固体電極対を設け
たイオン活量測定器具の前記電極対の電気接続端子部に
接続され、前記測定器具に点着される被検液と参照液の
前記イオンのイオン活量の差に対応して生じる前記電極
間の電位差を測定するためのプローブ対を少なくとも２
対有するプローブアセンブリーにおいて、特に測定され
た電位における電気的ノイズの影響を減少させる機能を
有するものに関する。

（発明の技術的背景） 血液、血漿、血清、尿等の生物の体液中に含まれる電解
質イオン、特にＮａ”、Ｋ（り、ＣＩ　、Ｃａ２Φ　、
ＨＣＯ３”　（！ｊｃはｃＯ３２ｅ　）　等（Ｄイオン
活量測定は臨床化学検査において重要な意義を有するも
のである。イオン活量の測定法としては、炎の中に被検
液を注入し発光光の波長から特定イオンの測定を行なう
炎光法、被検液中で電解を行ない、流れた電気量から前
記イオン量を測定する電量法、およびイオン選択電極を
使用し、被検液中の特定イオンのイオン活量の対数に比
例して発生する電位差を測定し、前記活量を測定する電
位差法が主として知られているが、中でも電位差法は安
全性、迅速性、簡便性等の点で炎光法および電量法より
優れており、近年注目を集めている測定方法である。

このような電位差法を利用したイオン活量測定にはイオ
ン選択電極を備えたイオン活量測定器具が使用されるが
、この種の器具としてドライタイプのフィルム状イオン
選択電極を備えたスライド状（薄板状）の器具が開発さ
れている。（例えば特開昭５２−１４２５８４号、特開
昭５８−２１１６４８号、特願昭５９−１１７４４号等
）このイオン活量測定器具は最外層にイオン選択層を有
する少なくとも一対の固体電極と、一対のイオン選択層
の間に毛細管作用し得る多孔性ブリッジを配置した基本
構成を備えたスライド状のもので、このスライド状器具
の電極対の一方のイオン選択層上に参照液を、他方のイ
オン選択層上に被検液をそれぞれ点着供給し、前記電極
間の電位差を測定して被検液中の所定のイオン活量を測
定するようにしたものである。このうち、少なくとも２
対の固体電極を有するものは同時もしくは順次に異種イ
オンの測定ができるため、特に好ましい。

このようなイオン活量測定器具を使用し、特願昭５９−
１２７９６号等に記載されたイオン活量測定装置におい
て参照液と被検液の点着、電位差の測定および測定電位
差のイオン活ｍへの変換等が行なわれる。

前記イオン活量測定装置においては、前記イオン活量測
定器具の電極の電気接続端子部に電位を伝えるためのプ
ローブ対が接触し、前記電極間の電位差を測定回路に入
力する。ここで用いられるプローブを備えたプローブア
センブリーの一例は特願昭５８−６３０６３号等に記載
されている。

このようなプローブアセンブリーを前記イオン活量測定
装置に使用することにより、電位差の測定は迅速かつ容
易に行なえるようになった。

しかしながら、前記プローブによっ〔前記電極間に検出
される電位差は通常、数＋７／Ｌ　Ｖ〜百数十ｍＶと極
めて小さく、また前記電極の電気抵抗値は極めて高く、
１０８〜１０”Ω以上に達することもあるため、電位差
信号の電気インピーダンスも極めて高く、前記プローブ
と前記電極の接触部分から測定回路に至る回路（もしく
は配線）において電気的ノイズが混入すると電位差信号
のＳ／Ｎ比が大幅に劣化し、正確な測定値が得られなか
った。特に、異種イオンを同時（または順次）に測定Ｊ
−るためにプローブ数を多くした場合には、プローブか
ら測定回路に至る回路（もしくは配線）間で相互に電気
的干渉が起こったり、電気的ノイズが混入または発生す
るため、電位のずれや電位差信号におけるＳ／Ｎ比の劣
下が顕著となる傾向があった。

（発明の目的） 本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑み、特にプ
ローブから測定回路に至る複数の回路の相互干渉に起因
する電位のずれや電気的ノイズの混入による影響の少な
い、良好な電位差信号を得ることのできる少なくとも２
対の電位を伝えるためのプローブを有するイオン活量測
定装置用プローブアセンブリーを提供することを目的と
するものである。

（発明の組成） 本発明によるイオン活量測定装置用プローブアセンブリ
ーは前述した少なくとも２対のイオン選択固体電極を有
するイオン活量測定器具のイオン選択固体電極それぞれ
の電気接続端子部と接触し、各電極対に発生した電位差
をそれぞれ別個の電気インピーダンス低下手段に入力す
る少なくとも２対の電位伝達用プローブを有し、かつ前
記電気インピーダンス低下手段のアースを接続するアー
ス端子が、前記イオン活量測定器具に点着供給された溶
液（被検液もしくは参照液）に接触するように設けられ
ていることを特徴とするものである。

本発明において、［電気インピーダンス低下手段」とは
検出された電気信号の電気インピーダンスを低下させる
機能を有ｌる手段全てを意味し、利得の増大を伴うもの
であっても、伴わないものであってもよい。この電気イ
ンピーダンス低下手段は本発明のプローブアセンブリー
と一体化して゛設けられることがノイズを少なくする上
で好ましいが、プローブアセンブリーと空間的に離れた
位置に設電）られていてもよ（、例えば、イオン活口測
定装置の電位差測定回路の構成要素であってもよい。

前記アース端子は前記プローブが前記固体電極に接触す
る際、すなわち前記電位差が前記電気インピーダンス低
下手段に入力される際に前記溶液と電気的に接触する限
りにおいて、いかなる位置に配置してもよく、プローブ
アセンブリ一本体と空間的に離れた位置に配置すること
も可能である。

例えば、プローブアセンブリ一本体と独立したアース端
子を設け、このアース端子をイオン活量測定器具に点着
供給された液と接触するように配置し−Ｃもよい。

前記イオン活は測定器具において前記アース端子が前記
溶液と接触し得る部位には、参照液および被検液用の点
着孔、空気抜き孔、前記ブリッジ等があるが、特に参照
液点着孔またはブリッジが配置されていない参照液側の
空気抜き孔において接触づることが被検液およびアース
端子の汚染を防ぐ上で好ましい。

なお、前記アース端子は複数の電気インピーダンス低下
手段に対して別個に設ける必要はなく、共通に１個設け
ればよい。

（発明の効果） 本発明によるイオン活量測定用プローブアセンブリーは
プローブ多対に電気インピーダンス低下手段が接続され
ているため、検出される電位差信号の電気インピーダン
スを低下せしめることができる。しかもこの電気インピ
ーダンス低下手段のアースが、電位差測定の行なわれる
溶液系に接続されるため、前記手段と該溶液系の電位の
基準値が一致し、したがって安定した電位差の読み出し
が可能となる。そして、複数のプローブ対にそれぞれ接
続されている電気インピーダンス低下手段の相互干渉が
このアースによって妨げられるため、これらの相互干渉
に起因する電位のずれおよび電気的ノイズが減少する。

このようにして、本発明のプローブアセンブリーによっ
−で電位差測定回路に入力される電位差信号は正確かつ
Ｓ／Ｎ比の優れたものとなり、この電位差に基づいたイ
オン酒母の測定値は精度の高いものとなる。

（発明の実施態様） 以下、図面によって本発明のイオン活量測定装置用プロ
ーブアセンブリーを詳細に説明する。

第１図は本発明のプローブアセンブリーの接続されるス
ライド状イオン活量測定器具の一例を示す斜視図である
。このイオン活量測定器具は、下部スライド枠１と上部
スライド枠２の間にイオン選択ＩＩ（図示せず）を最外
層に有する３対のイオン選択電極３．１Ａ、３．１Ｂ；
３．２Ａ、３゜２Ｂ：３．３Ａ、３．３Ｂを挾持してな
るもので、上部スライド枠２の中央部２Ａには３対の貫
通孔６Ａ、６８　；　７Ａ、７８　；　８Ａ、８Ｂが形
成されている。３対の貫通孔のうち、７Ａ、７Ｂは液点
着孔（参照液と被検液用〉、残りの６Ａ、６Ｂ；８Ａ、
８Ｂは空気抜き孔で、７Ａ、７Ｂから点着された液はそ
れぞれ（７Ａから）６Ａと８Ａへ、（７Ｂから）６Ｂと
８Ｂへ多孔性液分配部材（包帯布またはガーゼ、図示せ
ず）を介して拡散する。

貫通孔６Ａ、６Ｂの間には毛細管作用し得る多孔性ブリ
ッジ（撚り糸ブリッジ）５が配設されている。空気抜き
孔６Ａ、６Ｂから滴状にもりあがった液は糸ブリッジ中
を拡散し、糸ブリッジの中はどで両液が接触して電気的
導通が達成される。これら３対の電極は、種類の異なる
イオンの活量測定のためのもので、例えば中央の７Ａ、
７Ｂの点着孔の一方７Ａに参照液を点着し、他方７Ｂに
３種のイオンの活量を測定するためのサンプル（被検液
）を点着し、−例として ３．１Ａ、３．１８間　Ｎａｅイーオン活量３．２Ａ、
３．２８間　Ｋ■　イオン活量３．３Ａ、３．３８間　
Ｃｌｅイｔンｌｉｉの測定のため電位差をそれぞれ測定
する。

第１図に示すような異種のイオンの活量測定を１つの器
具（イオン活量測定スライド）で測定できるようにした
ものは、例えば本件出願人による特開昭５８−２１１６
４８号および特願昭５９−１１７４４号明細書に詳細に
示されている。

第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図は本発明のプローブアセ
ンブリーの一例を示す平面図、該平面図のＥ−Ｅ断面に
おける側断面図、および上記イオン活量測定器具との接
触時における斜視図である。

これらの図面に示すプローブアセンブリー１０は３対の
プローブ（１１Ａと１１Ｂ、１２Ａと１２８．１３Ａと
１３Ｂ）を支持部材１４によって一体化したものであり
、支持軸１４Ａを介してイオン活量測定装置本体（図示
せず）に上下動可能に支持される。支持部拐１４内には
前記プローブと接触する回路基板１５が設けられており
、この基板には前記プローブ多対のプローブ間に１回路
が接続するように３つのプリアンプ回路が形成されてい
る。これらプリアンプ回路の出力は出力端部１５Ａでイ
オン活鰻測定装置の電位差測定回路に接続されている。

これらプリアンプ回路のアースはアース端子１６Ａに接
続されている。このアース端子１６Ａは前記プローブが
イオン活量測定器具の前記電極と接触する際に参照液用
点着孔７Ａまたは空気抜き孔８Ａ内部の参照液と接触す
るように配置されている。

第３図は前記３つのプリアンプ回路と、プローブとイオ
ン活量測定器具に対応する等価回路との間に形成される
回路を示す配線図である。プリアンプ回路２０ａ、２０
ｂ、２０ｃは同等の回路であり、それぞれプローブ対１
１Ａ、１１Ｂ；１２Ａ、１２Ｂ；１３Ａ、１３Ｂの間に
接続される。

プローブ１１Ａ、ＩＩＢ、１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、１
３Ｂが溶液の点着供給された前記イオン活量測定器具の
各電極と接触する際に生じる発生電位および電気抵抗は
それぞれ、３．１Ａ、３．１Ｂ、３．２Ａ、３．２Ｂ、
３．３Ａ、３．３Ｂ（イオン選択電極と同じ記号）で表
わされる。Ｒは前記イオン活量測定器具のブリッジの抵
抗を表わし、Ｇは該プリアンプ回路のアース端部を表ね
ツ。２４と２５は高入力インピーダンスＦＥＴアンプ、
２６は通常のオペアーンブである。各プリアンプ回路の
出力端２７Ａ、２７Ｂ　：　２８Ａ、２８Ｂ　：　２９
Ａ、２９Ｂはコネクター等からなる出ノｊ端部を介して
電位差測定回路に接続される。

以下、イオン活膳測定装置における上記プローブアセン
ブリーの作用を説明する。

第１図に示したスライド状イオン活量測定器具（以下、
「スライド」）には、イオン活量測定装置の点着部にお
いて、参照液が点着孔７Ａ、被検液が点着孔７Ｂにそれ
ぞれ点着供給される。

点着の完了したスライドは前記装置内で移動され、測定
部に至る。前述のように本発明のプローブアセンブリー
は該測定部に上下動可能に支持されており、前記スライ
ドが適当な測定地点に至ると公知の駆動手段により上下
動され、第２Ｃ図Ｊ３よび第４Ａ図に示すように各プロ
ーブがスライドの各電極と接触する。ここではプローブ
ＩＩＡ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、１３Ｂが電
極３．１Ａ、３．１Ｂ、３．２Ａ、３．２Ｂ、３゜３Ａ
、３．３８の電気接続端子部とそれぞれ接触している。

例えば、前述のように電１３．１Ａと３．１８がＮａ０
イオン選択電極として作用する場合には、参照液と被検
液それぞれのＮａ”イオン活量の差に対応して電極３．
１Ａと３．１Ｂの間に生じた電位差がプローブ１１Ａお
よびＩＩＢによって検出される。

この電位差は回路基板１５に設けられたプリアンプ回路
２０ａの入ノｊ端に入力され、増幅されて出力端２７Ａ
、２７Ｂから・測定装置内の電位差測定回路に入力され
る。

他のイオン（例えばＫ（Ｄおよび０１ｅ）のイオン活量
に応じた電位差を検出するプローブ対１２Ａと１２Ｂ、
１３Ａと１３Ｂにおいても同様の作用が同時もしくは順
次に行なわれる。

プローブが前記電極に接する際、第４Ａ図に示すように
アース端子１６Ａは前記イオン活量測定器具の参照液点
着孔７Ａまたは空気抜き孔８Ａの内部で参照液と接触し
、プリアンプ回路２０ａ、２０ｂ、２０Ｃのアースを参
照液に接続する。

本発明によるイオン活量測定用プローブアセンブリーは
上述の実施態様に限定されることなく、様々な変更が可
能であることは言うまでもない。

例えばアース端子は参照液点着孔７Ａに限らず、他の部
位に例えば第４Ｃ図に示すように空気抜き孔８Ａ内に接
触するように配置してもよい。

すなわち、第４Ｂ図に示す実施態様のようにアー　ス端
子１６Ｂを前記ブリッジ５に接触するように配置しても
よく、あるいは第４Ｃ図に示す実施態様のようにアース
端子１６Ｃを空気抜ぎ孔８Ａ内で拡散してきた参照液に
接触づ゛るように配置してもよい。なお、図示してない
が、アース端子をプローブアセンブリーから離して別体
として配置し、電位差測定時に器具に点着供給された液
（好ましくは参照液）に接触するようにすることも可能
である。

また、特願昭５８−６３０６３号に記載されるようにプ
ローブを電極と弾性的に接触するような形状とすれば電
気的接触抵抗がより小さくなり、測定上好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプローブアセンブリーの測定対象とな
る電位差法によるイオン活量測定器具の一例を示す斜視
図、 第２Ａ図は本発明のプローブアセンブリーの一実施態様
を示１平面図、 第２Ｂ図は第２Ａ図のＥ−Ｅ断面における側断面図、 第２Ｃ図は第１図に示したイオン活量測定器具との接触
時におけるその斜視図、 第３図は該接触時において形成される等価回路を示す配
線図、 第４Ａ図は該接触時におけるプローブおよびアース端子
の配置を示す斜視図、 第４Ｂ図および第４Ｃ図は前記アース端子のそれぞれ異
なった配置例を示す斜視図である。 １・・・下部スライド枠　２・・・上部スライド枠３．
１Ａ１３．１８；３．２Ａ、３．２Ｂ；３．３Ａ、３．
３Ｂ・・・イオン選択電極（同数字のＡと８が対をなづ
） ５・・・多孔性ブリッジ（撚り糸ブリッジ）６Ａ、６８
　：　８Ａ、８Ｂ・・・空気抜き孔７Ａ、７Ｂ・・・点
着孔 １０・・・プローブアセンブリー １１Ａ、１１Ｂ：１２Ａ、１２Ｂ：１３Ａ。 １３Ｂ・・・プローブ対

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　点着供給された溶液中の特定イオンのイオン活
   量に対応する電位を発生する少なくとも２対のイオン選
   択固体電極を有するイオン活１測定器具の前記固体電極
   それぞれの電気接続端子部と接触して前記電位をそれぞ
   れ別個の電気インピーダンス低下手段に入力する少なく
   とも２対のプローブ、および □前記イオン活量測定器具に点着供給された溶液に前記
   電気インピーダンス低下手段のアースを接続するアース
   端子を有することを特徴とするイオン活量測定装置用プ
   ローブアセンブリー。
2. （２）　前記アース端子が前記イオン活」器具に点着供
   給された参照液に接続されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のプロー７アセンブリー。
3. （３）　前記アース端子が一体に構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項記載の
   アセンブリー。
4. （４）　前記アース端子が別体に構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項記載の
   アセンブリー。