JPS60218059A - 液体中のアナライト定量装置および方法 - 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】 本発明は、液体中のアナライト定量装置および方法に関
し、評言すれば、試験モジュールユニット、電極ホルダ
、液体のイオン活性度定量方法、電極試験薄膜密封方法
、第１モジユラ測定室ユニツト、第１試験モジユールユ
ニツト、および第１サンプリング室洗浄および較正方法
に関するものである。

従来、種々の電気化学測定装置においては多数の測定室
ユニットが使用されている。アメリカ合衆国特許第４．
１６０．７１４号はｐＨ値、ガス値のために使用される
単一ユニット測定室を記載しておりそして血液のごとき
体液中の金属イオンを含有する種々のアナライトを測定
するのに使用するため他の型式が知られている。

基準電極を使用しかつ基準電極と流体が該流体のイオン
含有量を定量すべくその上に通される薄膜の下に取り付
けられた電極との間の起電力を測定することが知られて
いる。カリウム、ナトリウム等のごときイオンはこのよ
うな設備によって医学研究室において慣習上試験される
。通常のエレクトロニクス、ボンピングおよび流量計等
が測定室および電極を含む測定用ユニットと相互に接続
される。

本発明の目的は、例えば血液のごとき液体中の種々のイ
オン濃度を迅速かつ効果的に定量する手段および方法を
提供することにある。　゛本発明の他の目的は、広い範
囲にわたってサンプルの汚染を回避する有効な方法にお
いて極端に小量の体液のイオン成分の高精度での迅速な
定量のため他のモジュールユニットとともに使用される
ことができる新規かつ改良された試験モジュールユニッ
トを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ユニットを通される単一サ
ンプル内の複数のイオンを迅速かつ効果的に定量すぺ〈
複数のインラインイオン試験を供給するように順次積み
重ねられることができる前記目的によるモジュラユニッ
トを提供することにある。

本発明の他の目的は、基準電極充填溶液まｆｃＦｉ他の
汚染源により較正溶液を汚染することなく迅速かつ効果
的に複数のモジュラユニットの選択された感知部分への
較正溶液導入手段および方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ホルダが取付けおよび適切
な位置決めする薄膜を備えかつ迅速かつ効果的な方法で
薄膜の交換を許容する本発明によるモジュラユニット装
置において使用するための新規な電極ホルダおよびマウ
ントを提供することにある。

本発明によれば、試験モジュールユニットハ液体中のア
ナライトを試験するため少なくとも１つの他のモジュー
ルユニットとともに使用されるべく寸法付けられかつ配
置される。モジュールユニットは本体および狭い直径の
貫通路を有する。通路は該通路の端部間に拡大室を有し
、該拡大室は薄膜の一側に形成されその薄膜は導電性流
体を介してその他側で電極に接続される。室は好ましく
は実質的に開口に閉じ込められる乱流を生じるように平
面に対しである角度において室の入口に開口している通
路の第１部分と同一平面内に横たわる一方開口を越える
平滑な流れを許容しそれにより室はその入口でディフュ
ーザとしてかつその出口においてノズルとして作用する
。好ましくは室は実質上ダイヤモンドまたは長円形形状
でありそして室に接続する通路はその細長い軸線に沿う
その断面積が０．０１５インチから０．０５インチの直
径に実質上等しいように小さな大きさの直径を有する〇
好ましくは電極薄膜はモジュールの拡大室を通る変動圧
力および流れがあるとしてもモジュール室に関連して実
質上平らな状態において薄膜を支持するように室と反対
の内部基準電極に向い合う側にその内面を支持するゲル
を有する。

好適な実施例の試験モジュールユニットに関連して好ま
しくは使用される電極ホルダ構体は導電性液体で充填さ
れる仕切り室に延びかつ本体の第１室からなる内部電極
として作用する塩化銀端部を有する伝導ワイヤをもつ細
長い電極本体を有する。第２仕切り室は好ましくは取外
し可能なキャップからなり該キャップは導電性ゲルで充
填されかつまず液体充填仕切り室と相互に接続しかつ終
りに化学的に鋭敏なイオン試験薄膜と相互に接続し、そ
れによりゼラチン状の導電性材料からなるゲルで充填さ
れた第２室を供給する一方第１室は導電性液体で充填さ
れる。内部電極と試験薄膜との間には電気的連続性があ
る。好ましくはゲル充填仕切り室または第２室は所望な
らば薄膜の交換のため除去されることができそしてホル
ダ本体の一部として一致させられかつ密封される電極キ
ャップにより画成される。

本発明の方法によれば、体液または血液のごとき流体の
イオン活性度は第１測定または感知電極と第２測定基準
１！極との間の流れに液体を通すことにより測定される
。第１測定または感知電極はサンプリング室の一部分か
らなる。第１測定または感知電極は薄膜およびセンサ薄
膜の下に横たわりかつ薄膜と伝導液によって取り囲まれ
る内部基準電極との間に置かれる導電性材料からなるゲ
ルを有する。起電力は最初に記載した測定センサ電極と
その関連の内部基準電極および第２または最後に記載し
た測定基準電極との間で測定される。

測定は液体の静止または流動状態中実節されることがで
きる。共通の実施例において、２つの異なるイオンの種
類の測定は本発明による２つのモジュールユニットの２
つの室内で実施される一方第３％ジュールユニットは関
連の基準電極を収納する。測定間の合間に、補助通路が
基準電極充填溶液により較正液を汚染することなく測定
室を較正するようにこれらの測定室を通して較正液を流
すように使用されてもよくそして同時にすべての１ンブ
ル通路および室を迅速に洗浄する手段を備える。

好ましくは本発明によるモジュラ測定室ユニットは実質
的に同一の第２ユニツトに関連して使用される。多くの
ユニットが使用されかつ各ユニットに対して撓み得るよ
うに位置決めされている電極とともに係止体によって係
止されることができる。一実施例において、モジュール
ユニットの１つは基準電極支持ユニットである。この基
準電極ユニットは補助通路を有するユニット内の変更さ
れた基準測定サンプリング室から汚染なしに他の隣接ユ
ニットの洗浄を許容する第２通路を含む変更設計からな
る。他の実施例において測定室ユニットは迅速な測定を
高めるように基準室を小さくすぺ〈基準室においてのみ
変更される。

本発明の特徴は複数のモジュラユニットが迅速かつ有効
に順次取り付けられることができるということである。

サンプリング室の流体力学的設計のため、迅速な洗浄を
達成することができる。通路はユニット内にクズを捕え
ることおよびその形成を阻止するように配置されること
ができる。使用されるとき補助通路はサンプル導入場所
から離れてかつ汚染し易い弁をもつサンプル導入場所を
複雑にする必要なく較正流体の迅速かつ有効な導入を供
給することができる。したがってこの通路は較正流体が
それに流れる室が流れによって直接洗浄されかつ較正流
体を測定するのに使用され易いために洗浄通路として使
用する。

ゲルおよび特定の弾性マウントの使用は非常に用途が広
く、迅速に洗浄されかつ容易に較正されそして流体かつ
とくに血液のごとき体液のイオン濃度の迅速かつ有効な
測定を許容する全体装置内へのサンプリング室の正確な
取付けを供給する。

１５秒以下程度の試験用速答時間が使用される小断面通
路および室により得られることができる。

本発明の上記および他の特徴、目的および利点は添付図
面に関連して明細書を読むことによってより良く理解さ
れる。

図面とくに第１図において、試験モジュールユニット装
置は分解図で符号１０によって示され、関連の係止機構
をもつ係止ボルトま九は日ツド１５および１６によりハ
ウジング１４内に取り付けられる３つのモジュールユニ
ツ）１１．１２および１３を有しそしてハウジング内に
取り付けられかつ基準電極である符号１７．１８および
１９で示される３つの電極取付は構体を有する。

好適な実施例の各モジュラユニット１０はユニット１１
が基準電極サンプリング室として作用するように減少さ
れた容積の変更された室４７Ａｉ有する以外使用される
他のユニットと実質上同一でありそして１つのモジュラ
ユニットのミラ十分に説明する。

第１図、第２図および第３図に最良に示されるごとく、
各ユニットは前方面２０、後方面２１および端部２２お
よび２３で見られるような略Ｔ形状断面を有する。該Ｔ
形状断面は好ましくは堅固な金属ハウジング１４の下方
で切断されたＴ形状切欠２６内にきちんと納まって摺動
すべくなされた翼状突起まｆｃはｊ［２４および２５を
備えている。

Ｔ形状切欠２６はユニット１１が順次摺動されることが
できるようにユニット１１の全体断面に適合させる。所
望の複数の試験モジュールユニットを収容するようにハ
ウジングを寸法付けることにより、所望される大きさを
決定することができる。

好適な実施例において、ユニット１１のごとき各モジュ
ールユニットは約１インチの高さおよび約１インチの前
方から後方への深さを有する。翼２４および２５の端部
への全体幅は約１．２５インチである。注意すべきは、
前方壁２０が後方面または壁２１に対して略平行である
とみなされるけれども審美的かつ観察拡大のため幾らか
屈曲されるということである。前方壁２０の特別な形状
はＴまたは他の凹まされた装置が取付は用切欠を設ける
べく使用されることができるように所望のごとく変化す
ることができる。幾つかの場合においては他の取付は手
段も使用することができる。

好適な実施例において、ナラ）３０，３１゜５２．３３
および関連のワッシャ装置３４．３５゜３６．３７を有
する係止ポルト１５および１６は端部材３８および３９
を介して各モジュールユニットに係止される。適宜な孔
４ｏおよび４１は各モジュラユニットを貫通する。底部
および頂部端部材３８および３９は入口管４２および出
口管（図示せず）を有して示されるとと〈略Ｔ形状であ
り、端部材３８に組み立てたユニツ）　１１．１２およ
び１３の一端からユニット通路４４で示される通路によ
って設けられる他方への貫通路を備えている。

各ユニツ）１１．１２および１３の材料は好ましくは剛
性を有する明るいプラスチックである。

可視性ならびに必要な支持を供給する、ポリエチレン、
アクリル、ビニル材料等ならびに他の熱可塑性および熱
硬化性材料が使用されることができる。幾つかの場合に
おいて、ガラスまたは他のセラミックを使用することも
できる。各ブロック１２および１３の円形貫通路４４は
第２通路部分４６に対しである角度で曲げられた第１通
ｉ部分４５、サンプリングまたは測定室４７、第３通路
部分４８および第４通路部分４９を画成する。したがっ
て通路は各ユニットを完全に通る流動室を供給する。

ブロックの頂部および底部平行面での通路端部は符号５
０で示されるパツキンによって取り囲まれる。第１図に
示されるようなモジュラユニット装置に配置されるとき
、単一のパツキンが下方にあるユニットの一致面に係止
しかつ同様にパツキン配置が液体密封を備えるように各
端部ブロックの貫通路４２に設けられることができるの
で、パツキンは各ブロックに１つだけ使用される。ユニ
ット１１にお込て、室４７Ａは通路４４および４８の交
点によって形成される基準電極薄膜に隣接する略長円形
面を有する。

各試験モジュールユニットはさらにそれを隣接するユニ
ットおよび／または端部材と整列かつ連結するための手
段からなる。この手段は好ましくは隣接するモジュール
ユニットの対向面およびビン６１．６２によって示され
る保合装置からなる。

ピン６１．６２は各ユニットの一端から延びかつ隣接す
るユニットの対応する凹所６３．６４と−致させるよう
になされている。ユニットとともに係止するのに種々の
連結装置を使用することができる。

第１図に示した実施例において、係止ボルトは端部材を
貫通し、ナツト５０，３１．３２．３３はブロック内に
横たわりかつともに係止されるすべてのユニツ）１１．
１２および１３と係合されかつ組み立てられる。

相互に係止された試験モジュールユニットはボルト１５
および１６によって構体ユニットとして維持される。図
示のごとく共に結合したユニットは各キュベラ）に対し
て弾性Ｏ−リング８１を押圧スルフェルール８３および
スリーブ８０の組合せによって働かされる圧力によって
単にノーウジング内に維持されることができる。

第１図、第４図および第５図に最良に示されるコトく、
ユニツ）１１．１２および１３の位置決め後、電極構体
は次いで第１図および第２図の配置を形成するように位
置決めされる。これはモジュール１１の面２１に対して
符号８２でかつ第４図に最良に示されるごとくハウジン
グ１４に設けられた適宜な孔内でハウジング１４を通る
端部〇−リング８１を有する筒状段付き電極ホルダスリ
ーブ８０をまず位置決めすることによってなされる。筒
状スリーブ８０はハウジングの内ネジと合うように外ネ
ジが切られる係止フェルール８３によって所定位置に保
持される。また、ハウジング１４に取り付けられた反回
転装置（ピン）３０２およびスリーブ８０の対応スロッ
ト３０３がある。

スリーブ８０はホルダ９０のスロット５０１　ト一致し
かつ保持キャップを取り付けるとき回転を阻止すべくホ
ルダ９０の回転を阻止するように内方に延びるピン３０
０を有する。

筒状スリーブは公知のごときバヨネット受は継手り形回
し金８４を有する。結合ピン８６を有するキャップ８５
はばね９１の偏倚に抗してハウジング内に電極ホルダ９
０を係止すべくなされる。

したがってばね９１が圧縮され、バヨネット回し金およ
び電極ホルダ取付は構体と係合されるキャップは第４図
に示したごとく配置される。

測定電極用電極構体自体は第５図に最良に示される。

ホルダは外部にネジが切られた取外し可能なキャップま
たは電極キャップ１０１と係合するように内ネジが切ら
れた主体部分１００からなる。筒状電極キャップ１０１
は−これに柔軟な、低硬度または弾力があるが固いゴム
まｆｃはｐｖｃ（可塑化された）から好ましくは形成さ
れる筒状マウント１０２を結合した０この材料はカリウ
ムイオン濃度またはナトリウムイオン濃度を測定するた
めまたは基準電極用イオンの流れを供給するため従来一
般に知られた型の化学的に鋭敏な薄膜のごとき薄膜を撓
み得るようにではあるが堅固に取り付ける。マウント１
０２はセットするが弾力的に面２１に対して薄膜を押圧
する。アメリカ合衆国特許第５、５６２．１２９号に開
示された型のバリノミシン薄膜は薄膜１０３に使用され
ることができる薄膜の１つである。薄膜１０３はマウン
ト１０２の平らな面１０４に結合されかつ薄膜の下に横
たわる第１室１０６の一部分を画成する区域１０５を有
する。

薄膜は好ましくは実質上平面でありかつ好ましくはそれ
を通って流れる流体の測定および試験中密封状態を最大
かつ最適にすべく使用においてその外面の平面からｏ、
　ｏｏｓ以上ずれない。ユニット１１において薄膜１０
３は基準液接合薄膜のごとき基準薄膜である。

キャップは所定位置に螺合しかつ薄膜１０３を変化すべ
く取り外されることができる。したがってキャップ構造
は容易な薄膜交換を許容する。係止ピンが主体１００ｔ
−固着しかつ軸方向回転を阻止するのに使用するため、
マウント１０２により行なわれる設定は主体１００が何
等かの理由のため構体から取り外されるとき元位置に正
確に位置決めされることができ、したがって面２１に対
する薄膜の密封が保持される。

シリコンゴムパツキンのごときゴム材からなる０−リン
グ１０７はこれが二次的密封でありかつすべて□の場合
に必要とされないけれども薄膜をもモジュール１１の側
２１に対して密封するように薄膜のまわりに使用される
ことができる。０−リングはしばしば圧力が面２１に対
して薄膜を圧縮するように加えられるとき作用するマウ
ント１０２０弾力性′より省力゛れ・そｔ″に士り面２
１と′ラントとの間の密封を形成しかつサンプリング室
４７を液体に対して密封するサンプリング室４７を封入
する。また、注意すべきは、筒状孔１０５Ａの断面積１
０５は薄膜の下の露出された全伝導材料断面が室内の液
体で充填された面に露出されるようにサンプリング室４
７の断面積より小さいということである。

室１０６は室１０８と整列されかつ事実上それと一致す
る電極ホルダの第２室である。内部電極１０９はキース
レイ・そデル６１６電位計のごとき適当な電位差測定装
置により電極感知面から到来する信号の外部測定を許容
するように導電性である。

電極ホルダ体１００はキャップ部分１０１と同様に硬質
ビニル材料または他のプラスチックからなることができ
る。弾力性を有する好適なマウント材料はそれらが室１
０６および１０８内で液体と相互に作用しない限り多種
の材料によって供給されることができる。キャップマウ
ント１０２は薄膜１０３に結合される。

液体は、好ましくは、例えば１４０ｍＭＮａｃｌ／４ｍ
ＭＫＣｌのごとき公知の型の実質上従来の水性伝導液で
ある。

室１０６は伝導材料からなるゲルで充填される。

ゲルは液体と接触しかつしたがって内部電極１０９とモ
ジュールの第２ユニツトに隣接する基準電極との間の起
電力の電気的感知を許容する電極と薄膜との間の電気的
連続性がある。

好ましくは、ゲルは２５℃で少なくとも１５．０００セ
ンチボワーズの粘度を有する。ゲル用材料は、好ましく
は水性ペースのポリアクリルアミドで、該ポリアクリル
アミドは例えば２〜２５重量％のポリアクリルアミドの
ような小量の交差結合剤とともにゲル全体の３ないし３
０重量俤である。さらに、ゲルは従来の銀／塩化銀内部
電極であってもよい電極を取り囲む液体のため従来公知
であるような導電性イオンを含んでいる。この液は通常
の内部充填溶液でありかつ例えば１４ＱｍＭＮａｃｌ　
／　４　Ｉｎ　Ｍ　Ｋ（！ｌからなっても良い。

好ましくは、薄膜の下に横たわる作動区域１０５は約０
．０００３０平方インチから約０．０２平方インチ以上
でない範囲にある断面積を有する。これはゲルを使用す
るような薄膜の撓みを最小にする。ゲルはこれが液体と
ゲルとの間の密封および正確な直接接触により液体充填
室部分に隣接して取外し可能な先端キャップの位置決め
を可能にすることによってさらに他の機能を有する。画
部分が液体で充填されるならばこれを行ない難いが第５
図に符号１１０で最良に示されるごとく端キャップの端
部を越えて延びるゲルの一部分を有することは簡単であ
る。また、ゲルの使用は感知薄膜のすぐ後ろにトラップ
されている泡の危険を除去する。

ポリアクリルアミド以外のゲルも使用することができそ
して寒天およびプラウエア州つイルミントンのパーキュ
リーズ拳カンパニの商標を付した製品、ナトロゾルのご
とき工業製品を含むことができる。

第３Ｃ図は１１のごときモジュラユニットノ変更実施例
２１１であり、差異は記載されるような補助通路２１２
にある。

第３Ａ図は実質上ダイヤモンドまたは長円形状の測定室
４７を示す。注意すべきは、測定室の一側が薄膜１０３
の側部またはｗ２極の端部によって実際に形成される一
方試験モジュラユニットの本体の凹みが測定装置の他の
部分を形成するということである。入口１３０および出
口１２０はディフューザおよびノズル配置をそれぞれ供
給する。

これは室内での粒状物の形成を阻止しかつ急速な流れを
許容する。これは実質上液体路内の「死空間」を減少し
、したがって代表的に死空間内に残る不循環液体汚染物
を効果的に除去する。流路は液体が室に入ると急速に膨
張しかつ略ダイヤモンド形状室の略直立側壁によってゆ
っくり′ノズル噴射される。好ましくは流動死空間を最
小にするように室の壁の接合点に半径がある。そのいず
れかが入口として使用される室通路部分４６および４８
が第２図に最良に示したように室４７の実質的な平面に
対しである角度で曲げられるため、洗浄作用を有する成
る乱流が形成されるが、乱流作用は記載されたノズルお
よびディフューザ配置のため集中される。

幾つかの変更は室の有用な作用を許容するけれども出口
の中心に向かう拡大および縮減は直立壁に沿って選ばれ
る。室は内部電極と作動的かつ電気的に接続される薄膜
の部分を取り囲む。好ましくは、流れの方向に対して垂
直な各室４７の断面積は各ユニットを通る通路の断面積
の約１０倍以下でありそし溶各室４７の長さはその幅よ
り小さくないかまたはその幅の５倍より多くない。

符号２１１で示されるようなモジュラユニットの変形に
おいて、このモジュラユニット２１１のすべての部分は
補助通路２１２がユニット２１１内に設けられる以外前
述されたようなユニット１１に一致する。この補助通路
は前述された通路４５に平行でありかつ第１基準サンプ
リング室４７Ａを越えてではあるが第６図に示されるよ
うな隣接子ジュールユニットの第２サンプリング室４７
の前に符号２１３で示す通路の第２部１分に延びる。

したがって体液を試験するとき、流れは矢印２１４にお
けるように形成されそして前述のとと〈２１１のサンプ
リング室４７Ａは基準電極と反対でかつ１２の室はバリ
ノミシンの薄膜電極と反対である。

血液または他のサンプル試験後、中性または較正溶液は
洗浄のため使用されることができかつ矢印２１５におけ
るように逆の方向に通路を通過することができる。

第７図ないし第１０図において、簡単な試験、洗浄およ
び較正の一連の段階を示す。各図において、２１１．１
２および１３のごときブロックは組み立てた形で第１図
に示した型のモジュラ構体に整列されかつライン４０１
および４０２に示されたごとく相互に接続された液体ペ
リストルテイツクボンプ４０３および４０４を有する４
００゜４０１．４０２のごとき適宜な液体導管と相互に
接続される。血液または他のサンプル用サンプリングホ
ルダは４１０、較正液源は４１１および廃棄または処理
容器は４１２で示す。

代表例において、基準電極は室４７Ａに隣接して位置決
めされそしてブロック１２の室４７に隣接する測定電極
およびユニット１３の室４７に隣接する第２測定電極に
よりその一部を形成する。

２つの測定電極は例えばカリウムを測定するためのバリ
ノミシン薄膜、およびナトリウムを測定するためのナト
リウムガラス薄膜であってもよい。

第７図において、サンプル液はポンプ４０５の作動によ
り約符号４１３０レベルに達する矢印２１４の方向に引
き出される一方ボンブ４０４は静止している。ポンプ４
０４が静止しているため、ライン４０２内の較正液は純
粋な較正液として残り、したがって通路２１２は該通路
２１２へのサンプルの通過を阻止すぺ〈閉止されるスト
ツノくまたは弁として作用する。したがってポンプ４０
３は作動されかつポンプ４０４は静止しており、サンプ
ル４１５は室４７に内の基準電極の薄膜に関連するブロ
ック１３内の室４７の薄膜との間の電位差について測定
されかつ同時に室４７Ａの基準電極に関連してブロック
１２の室４７内の簿膜に関連して測定される。この測定
周期は極端に短かい０ 第７図の最初の測定後、流れは較正液がすべてのサンプ
ルを除去する廃液に室４７Ａ、４７を洗浄するまで較正
液室４１１から矢印２１５の方向に液体流を生ずるよう
にポンプ４０３を作動することによって逆にされる。ポ
ンプ４０４は再びライン４０２および通路２１２内に流
れがないように静止したままである。これは３つのすべ
ての室を洗浄するような洗浄段階である。しかしながら
、較正液が室４７Ａの基準電極を通って流れているとき
、ブロック１２および１３の室４７を汚染するような所
望しないイオンを支持する基準薄膜の表面から所望しな
いイ゛オンを良好に取り出すことができる。

第９図の第３段階において、ポンプ４０４は矢印４１６
の方向に流れを生じるように作動される一方ボンプ４０
３は静止したままでそれを通る流れを遮断する。したが
って較正灘は４１１から取られかつ室４７Ａに入ること
なくブロック１２および１３の室４７を洗浄するように
流れるｏしたがってブロック１２および１３の室４７は
入念に洗浄されかつ他の試験サイクルに備えられる。

第１０図に示した次の段階において、ポンプ４０４は静
止し一方ボンプ４０３は清潔な較正液が３つのサンプリ
ング室４７Ａ、４７．４７の各々にありかつ電気的測定
が各室４７と基準室４７Ａとの間の電位差を測定して行
なわれるように第９図に示した液体ラインにトラップさ
れるのに使用する矢印２１４の方向に僅かに上向きに液
体の流れを向けるように作動される。

このようにして装置全体の較正のためかつ第７図におい
て得られた判断と比較の九めの判断が得られる。

上述した方法は変形例を有することができる０したがっ
て第１０図の較正の前に、第７図の段階が所望ならば洗
浄段階後繰り返されることができる。較正液は第８図の
段階における洗浄液と交換されることができる。

バイパスまｆｃは補助通路は較正用室の実質上直接使用
を許容すべく所望ならば装置の極めて迅速な洗浄に設け
ることができる。静止液で充填されたとき通路２１３は
一方向弁として作用する。もちろん幾つかの装置におい
て補助通路は急速かつ連続流が記載されるような補助通
路のなしに形成されることができるので使用される必要
がない。

本発明の方法において、体液および血液のごとき液体の
イオン活性度は第１測定電極と第２測定または基準電極
との間の流れに液体を通すことにより定量される。した
がって、第２図に示したごとく、通路を通る流れは第２
上方室内の基準電極測定と比較して第１下方室内のイオ
ン測定を許容することができる。下方室の下の第３室は
他のイオン用試験について他の電極により試験を許容す
べく設けられる。例えば、カリウムは１万の室で基準電
極に関連してかつす）　ＩＪウムは従来公知のごとく他
方の室で試験されることができる。モジュラ性質のユニ
ットのため、３つ以上が複数のイオン濃度を試験するの
に使用されることができる。

室は逆にされることができるかすべての場合において試
験されるべきサンプル液は基準測定室４７Ａをもつ測定
室４７を通って下流にかつ最後にライン内に流れるかま
たは吸引される。

好適な測定電極構造は第５図に示されているけれども、
単一モジュラ配置において使用される基準電極と他の電
極は幾らか変化できることを理解すべきである。したが
って、幾つかの場合において、基準電極は薄膜取付けを
有しないがセラミックフリットまたは開放液体接合点の
ごとき他の公知の構造を有しかつサンプリング室の部分
を形成することができる。

好適な実施例において、各サンプリング室が試験または
サンプリングユニットまたはキュベツトによって形成さ
れる。単一基準電極を有する二重試験のため少なくとも
３つがともに接続される０使用される電極は試験サンプ
ルの調整のごと〈従来公知である。極めて小さなサンプ
ルが試験されることができる０通路がサンプリング室に
関連して角度的に配置されるとしても、洗浄は試験して
いるごとく簡単かつ迅速である０ 使用される電極、充填溶液等は従来公知のようにするこ
とができ、例えばそれらは１９７６年にロンドンで発行
されたベイリーの「イオン選択電極による分析」に記載
されている。

本発明のとくに好適なモジュラ配置において、ハウジン
グ１４は高さ２．８インチ、幅１．７５インチおよび深
さ２．２８インチを有する。ブロック１１および各ブロ
ック１２および１３は高さ０．９６インチ、前方から後
方への寸法０．８１インチ、Ｔ軸幅１．２５インチおよ
びフランジ前方から後方への寸法０．３１インチを有す
る。

各室は容積１２マイクロリツトルを有しかつ各通路は一
端から他端に実質的に均一である断面積０．０００６平
方インチを有する。モジュール１１．１２および１３は
アクリル材料から形成される。ハウジング１４は金属か
らなる。使用される内部基準電極は銀／塩化銀内部電極
にすることができる。

ユニット１１は透析薄膜を含む。

バリノミシン薄膜の後ろのゲルは、電極がカリウム電極
であるとき、ユニット１２内で２５℃でｉｓ、ｏｏｏセ
ンチボワーズより大きい粘度を有する５チ交差結合剤を
もつポリアクリルアミド３０チ水性ゲルであっても良い
。充填溶液は１４０ｍＭＮａ１ｌ　／　４　ｍ　Ｍ　Ｋ
ｃｌにすることができる。

ユニット１３は実質的に上述されたようにその後ろに薄
膜電極構造を有するが、薄膜はナトリウムを測定するた
めの代りのｐｖｃ薄膜にすることができる。

本発明の特別な実施例が説述されたが、多くの変更が可
能である。すべての場合において通路は作業速度を高め
かつ図示されるような通路形状の使用にエリ清潔な流体
力学的流れを供給するように設計されるが幾つかの場合
に追加の補助的通路を有する。

種々の分析は本発明による装置において試験されること
ができる。２チヤンネルのナトリウム／カリウム分析は
第１図において示した好適な実施例におけると同様に可
能である。しかしながら、試験されるべきアナライトは
ＰＯ，、ＰＣＯ，。

ＰＮＩＩ３．塩化物、リチウム、マグネシウム、カルシ
ウム、グルコース、尿素、ラクテート、重炭酸塩および
従来公知の他のものを含むことができる。使用される薄
膜は非常に変化するが好ましくは中性担体またはイオン
交換薄膜のような従来公知のものである。

本発明の特徴は改良されたキュベツト電極インターフェ
ースの使用によりサンプルの汚染減少、電極およびキュ
ベツト用共通構成要素の多重使用による製造コストの減
少を含む。さらに他の特徴は平らな電極キュベツトイン
ナーフェース、高サンプル可視において要求される小量
のサンプル、簡単な保守および修理手順および高速作業
を含んでいる。速答は整列されたユニットのサンプル貫
通路４５を吸引しかつ電極からの読みを得るために約７
．５秒の範囲においてかつすべての場合において好適な
最大２０秒により得られることができる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモジュラサンプリング室の好適なモジ
ュラユニット装置を示す分解斜視図、第２図は第１図に
示したモジュラ測定室ユニットの断面図、 第３Ａ図は第２図に示した一般的な型の単一モジュラ測
定ユニットの後面図、 第３Ｂ図は基準測定またはサンプリング室ユニットとし
て単に作用するようにその室において変更される単一モ
ジュラ測定ユニットの後面図、第３Ｃ図は第３Ｂ図に示
したモジュラユニットの他の実施例の後面図、 第４図は詳しく示した電極ホルダおよび断面で示した取
付はスリーブおよび取付は構体を有する第１図に示した
モジュラユニットの一部分の断面図、 第５図は第１図および第４図の電極ホルダの断面図、 第６図は本発明の第３図の他の実施例によって変更され
ているモジュラユニットの１つを有する２つのモジュラ
ユニットの配置における第６図の他の実施例の断面図、 第１図ないし第１０図は本発明の他の実施例の使用を略
示する説明図である。 図中、符号１０は試験モジュールユニット装置、１１．
１２．１５はモジュールユニット、１４はハウジング、
１７，１８．１９は基準電極、２２゜２３は端部、４２
，４４，４６，４８．４９は通路、４７．４７Ａｔｆサ
ンプリングまたは測定室、８０はスリーブ、８１は０−
リング、８３はフェルール、８５はキャップ、９０鉱電
極ホルダ、１００は電極ホルダ本体、１０１は電極キャ
ップ、１０２はマウント、１０３は薄膜、１０６，１０
８は室、１０９は内部電極、１２０はノズル、ｉ３０は
ディフューザである。 ＦＩＧ、／ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、３Ｅ ＦＩＧ、９ ＦＩＧ、３Ａ ＦＩｏ、８ ＦＩＧ、Ｉθ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）液体中のアナライトを試験するための装置におい
   て少なくとも１つの他のモジュールユニットとともに使
   用されるべく寸法付けられかつ配置された試験モジュー
   ルユニットにおいて、前記モジュールユニットが本体お
   よび狭い径の貫通路を有し、 前記貫通路が咳貫通路の端部間に拡大室を有し、該拡大
   室が一側に電極の薄膜によって形成され、前記拡大室は
   該拡大室の入口に開口している前記貫通路の第１部分と
   実質上同じ平面内に、前記開口に実質上閉じ込められた
   乱流を生じるように前Ｓｉｌ！平面に対しである角度を
   なして横たわる一方前記開口を越えて平滑な流れを許容
   しそれにより前記拡大室はその入口においてディフュー
   ザとしてかつその出口においてノズルとして作用するこ
   と金特徴とする試験モジュールユニット。 （２）前記拡大室入口は前記開口から出口への断面を変
   化する前記室と反対の出口を有し、前記変化断面は前記
   室の中心に向って拡大されかツ略ダイヤモンド形状に前
   記出口において縮減され、 前記通路は０．０１５インチから０．０５インチの直径
   に対応する断面積を有し、 前記室は前記通路の断面積の１０倍以下の最大断面積を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   試験モジュールユニット。 （８）さらに、前記薄膜によって画成される区域より大
   きい区域を画成する前記室からなりそれにより前記薄膜
   が前記室によって完全に取り囲まれることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項に記載の試験モジュールユニット
   。 （４）さらに前記室側と反対の側に前記薄膜を支持する
   粘度を増したゲルを有する前記薄膜からなることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項に記載の試験モジュールユ
   ニット。 （６）前記ゲルは水性媒体中の複数の塩および糊稠剤か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の
   試験子ジュールユニット。 （６）前記ゲルは前記薄膜に直接当接する部分を有しそ
   して前記薄膜はパリノミシン薄膜であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項に記載の試験モジュールユニッ
   ト。 （７）さらに中間液導電性水溶液を介して前記ゲルと作
   動的に係合される電極からなり、 前記ユニットが２０秒以下で前記アナライトの試験を許
   容することができることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項に記載の試験モジュールユニット。 （８）試験モジュールユニットにおいて使用するための
   電極ホルダにおいて、 前記電極ホルダは第１室内に横たわる内部電極に接続さ
   れた電源を有する細長い電極体からなり、前記第１室は
   細長くされかつ化学的に鋭敏なイオン試験薄膜の下に横
   たわる第２室に開口され、前記給２室はゼラチン状の導
   電材料で充填されそして前記ｓｇ１室は導電液で充填さ
   れそれにより前記内部電極と前記試験薄膜との間には電
   気的連続性があることを特徴とする電極ホルダ。 （９）前記第２室は前記ゲルを前記ゲルを前記液体と正
   しく接触させるように密封係合において前記第１本体部
   分と一致されるようになされた第２電極本体部分によっ
   で画成されることを特徴とする特許請求の範囲第８項に
   記載の電極ホルダ。 α場前記第２電極体部分は前記ゲルそこに延ばす端面を
   有する取外し可能なキャップの形であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第９項に記載の電極ホルダ。 ０℃前記薄膜がそれに取着されかつ実質上平面形状に維
   持される平面を画成する前記薄膜用の柔軟な弾性の撓み
   得るマウントからなり、 前記マウントは前記薄膜の上に横たわっているキュベツ
   トに対して密封するように弾性的に圧縮されるべくなさ
   れそれにより密封された室は前記薄膜および前記キュベ
   ツトによって一部分画成されることを特徴とする特許請
   求の範囲第８項に記載の電極ホルダ。 （２）前記ゲルはアクリルアミド、寒天およびナトロゾ
   ルからなるグループから選ばれた糊稠剤を含有する水を
   基礎にしたゲルであることを特徴とする特許請求の範囲
   第８項に記載の電極ホルダ。 （１ｓ）　ｆｍ記ゲルは約０．０００５平方インチから
   ０．０２平方インチの範囲にある前記薄膜の区域で前記
   可撓性薄膜の下に横たわることを特徴とする特許請求の
   範囲第８項に記載の電極ホルダ。 α→第１測定電極と第２測定基準電極との間の流れに流
   体を通すことにより流体のイオン活性度定量方法におい
   て、 前記第１測定電極はサンプリング室の一部分からなり、
   前記第１測定電極は前記薄膜の下に横たわりかつそれと
   伝導性流体によって取り囲まれた内部電極部分との間に
   散在させられる導電性材料からなるゲルを備えた薄膜含
   有し、 前記基準電極と前記測定電極との間の起電力を測定する
   ことを特徴とする流体のイオン活性度定量方法。 （ロ）さらに流動状態にある前記流体からなりそして前
   記起電力を連続的に監視することを特徴とする特許請求
   の範囲第１４項に記載の流体のイオン活性度定量方法。 ６６）前記流体は前記測定中静止することを特徴とする
   特許請求の範囲第１４項に記載の流体のイオン活性度定
   量方法。 αり前記ゲルは２５℃で１５，０００センチボワーズよ
   り大きい粘度を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１４項に記載の流体のイオン活性度定量方法。 （２））前記室は該室に通じる通路より大きい容積を０
   ．０１５インチから０．０５インチの範囲にある直径に
   等しい断面全体を画成する前記室に通じる前記通路によ
   り画成することを特徴とする特許請求の範囲第１４項に
   記載の液体のイオン活性度定量方法。 α鋳前記通路内の前記流体の流れは前記室に対しである
   角度で向けられそれにより局部的な乱流が前記室をまず
   ディフューザとしてかつ次に前記室を通過する前記流体
   用ノズルとして作用する前記室により浄化すべく通路の
   出口に形成され、前記室は該室の前記断面の１０倍を越
   えない断面を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １８項に記載の液体のイオン活性度定量方法。 （社）前記第１測定電極は第１試験そジュラユニット内
   にありそして前記測定電極はサンプル流体の流れを許容
   するように前記ユニットを貫通する前記通路により第２
   試験モジユラユニツト内にあることを特徴とする特許請
   求の範囲第１８項に記載の液体のイオン活性度定量方法
   。 継）前記第２モジユラユニツト内の他のイオン活性度測
   定を許容すべく第３測定電極を支持する前記第１および
   第２ユニツトを整列された第３試験モジユラユニツトを
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第２０項に記載の
   液体のイオン活性度定量方法。 一試験用キュペット内圧電極試験薄膜を密封する方法に
   おいて、 前記薄膜を凹みを画成するキュベツトの側に弾性的に押
   圧しそれにより前記薄膜と前−己キュペットとの間にサ
   ンプリング室を画成し、 前記薄膜をゲルおよび導電性媒体を介して前記薄膜と作
   動的に接続された電極により裏打ちしそして前記薄膜を
   通る電位を検出してなることを特徴とする電極試験薄膜
   密封方法。 −）少なくとも１つの他のモジュラ測定室ユニットとと
   もに使用するための第１モジユラ測定室ユニツトにおい
   て、 前記第１モジユラ試験ユニツトは観察用外面および平ら
   な部分を有しかつ前記外方観察部分と略対向する下面を
   有する明るいプラスチック体からなり、 前記下面はサンプリング室として作用する拡大凹所およ
   び封入サンプリング室を画成すべく平らな薄膜面と一致
   するための平らな区域を画成し、第１通路は前記サンプ
   リング室の開口に通じかつ第２通路は前記サンプリング
   室から通じ、前記両通路はｏ、ｏｉｓインチから０．０
   ５インチの直径を有する円形断面に対応することを特徴
   とする第１モジユラ測定室ユニツト。 一前記サンプリング室の平面から距離を置いた平面内の
   第１部分および前記サンプリング室の平面に対しである
   角度で前記サンプリング室に入るべくある角度に曲げら
   れた第２部分を有する前記第１通路、および 前記ユニットを構体において実質的に一致する第２モジ
   ユラ測定室と相互に接続する手段からなることを特徴と
   する第１モジユラ測定室ユニツト。 に）前記サンプリング室が前記室への開口および前記室
   からの前記出口の中間に拡大断面域を画成し、そこで帥
   記室はディフューザとしてかつ前記第１通路から前記第
   ２通路に通る流体用ノズルとして作用することを特徴と
   する特許請求の範囲第２４項に記載の第１モジユラ測定
   室ユニツト。 （財）複数の少なくとも２つの同一ユニットが互いによ
   り構体を形成して前記第２ユニツトの前記第２通路と整
   列されかつそれに接続された前記第１ユニツトの前記第
   １通路を有する整列された第１および第２測定室ユニツ
   トを形成すべく一致させた関係において積み重ねられる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２５項に記載の第１
   モジユラ測定室ユニツト。 （ロ）前記第２ユニツトの前記第１通路から間隔が置か
   れかつ前記サンプリング室を越えて前記第２通路と相互
   に接続される入口を有する補助通路を含みそれにより較
   正流体は１つのユニットに導入されかつ所望ならば他の
   ユニットに導入されないことを特徴とする特許請求の範
   囲第２６項に記載の第１モジユラ測定室ユニツト。 （至））液体中のアナライトを試験するための製蓋にお
   いて少なくとも１つの他の同一モジュールユニットとと
   もに使用されるべく寸法付けられかつ配置される第１試
   験モジユールユニツトにおいて、前記モジュールユニッ
   トは本体、後方面および狭い直径の貫通路を有し、 前記通路は前記通路の端部間に拡大室を有し、該拡大室
   は一側で電極の薄膜によって形成され、前記拡大室は該
   拡大室の入口に開口された前記貫通路の第１部分と実質
   上同じ平面内に、前記開口に実質上閉じ込められた乱流
   を生じるように前記平面に対しである角度をなして横た
   わる一方前記聞口を越えて平滑な流れを許容しそれによ
   り前記拡大室はその入口においてディフューザとしてか
   つその出口においてノズルとして作用し、前記薄膜は電
   極ホルダに取り付けられ、前記電極ホルダは前記室側に
   向って弾性的に押圧されることを特徴とする第１試験モ
   ジユールユニツト。 （２９）前記後方面と密封するような位置にスリーブを
   取り囲みかつそれを押圧するフェルールからなり、前記
   ホルダが前記スリーブ内に保持されることを特徴とする
   特許請求の範囲第２８項に記載のｍ１試験モジユールユ
   ニツト。 −）柔軟な弾性薄膜マウントを有し、該マウントにより
   前記室の一部分として前記薄膜を密封すべく前記後方面
   に対して弾性的に押圧されることを特徴とする特許請求
   の範囲第２９項に記載の第１試験モジユールユニツト。 （８１）前記薄膜は一次密封として作用する前記電極ホ
   ルダの撓み得る薄膜マウントによって前記ユニットに対
   して弾性的に維持されることを特徴とする特許請求の範
   囲第２′８項に記載の第１試験モジユールユニツト。 −ゲルは前記薄膜の一側で前記薄膜の画成された区域の
   下に横たわり、前記室は前記薄膜の他側で前記ゲルの断
   面積より大きい前記薄膜の区域を画成することを特徴と
   する特許請求の範囲第３１項に記載の第１試験モジユー
   ルユニツト。 （財）前記通路は０．０１５インチから６．０５インチ
   の直径に対応する断面積を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第２８項に記載の第１試験モジユールユニツ
   ト。 一前記第１試験モジュールユニットと端と端とをつない
   で整列された第２試験モジユラユニツトからなり、該第
   ２ユニツトは前記貫通路と一致している貫通路を有し、 前記第１および第２ユニツトは各々外方に向って延びる
   側方翼部および後方面を有し、前記側方翼部はハウジン
   グ内に順次取り付けられ、 前記ハウジングはこれを貫通しかつ前＃ｅ第１および第
   ２試験モジユラユニツトの後方面に近接して横たわる第
   １および第２孔を画成し、少なくとも１つの孔が電極ホ
   ルダを支持し、前記電極ホルダはユニットの後方面に係
   合する０−リング密封体を介してスリーブを圧縮するネ
   ジ付きフェルールによって所定位置に維持され、前記ホ
   ルダの電極体は前記スリーブに取り付けられた端キャッ
   プにより係合された弾力ばねにより前記スリーブに取り
   付けられることを特徴とする特許請求の範囲第２８項に
   記載の第１試験モジユールユニツト。 に）前記ユニットを通りかつ前記サンプリング室を越え
   て前記第１通路と交差する第２通路からなりそれにより
   前記第２通路は一方向弁として作用することができるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２３項に記載の第１モ
   ジユラ測定室ユニツト。 Ｑ１０）基準電極第２室を含んでいる第２モジユラユニ
   ツトに隣接して位置決めされるモジュラ測定室ユニット
   内に含まれる第１サンプリング室を洗浄かつ較正する方
   法において、 前記ユニットは前記室と前記ユニットとの間に通路を画
   成し、 第２の一方向弁の通路は前記基準電極第２室と前記サン
   プリング測定室との間の前記通路と交差し、 液体サンプルを前記通路を介して前記サンプリング測定
   室から前記基準室に通しそれにより電位の測定が前記サ
   ンプル以外の第２流体によシ充填された前記第２通路を
   維持しながら前記室間で行なわれることができ、 流体で充填された前記第２通路を維持しながらサンプル
   流体を除去すべく前記サンプリング測定室を介して前記
   基準室から洗浄流体を通すことにより前記基準室とサン
   プリング測定室間の流体の流れを逆にし、 洗浄液の流れが前記基準室に最初に通ることなく前記洗
   浄液の流れを前記第２通路を介して前記サンプリング測
   定室に通し、 較正流体を前記サンプリング室から前記基準室へ再び通
   すべく流れを逆にする一方前記第２通路が静止流体を維
   持しそれにより較正測定が前記サンプリング室と前記基
   準室との間の電位を測定するようになされることができ
   ることを特徴とする第１サンプリング室洗浄および較正
   方法。 −サンプル流体の流れ以外のすべての流体の流れが較正
   液からなることを特徴とする特許請求の範囲第３６項に
   記載の第１サンプリング室洗浄および較正方法〇 一前記最初の流れ逆転工程が静止流体で充填された第２
   通路を維持しながら行なわれることを特徴とする特許請
   求の範囲第３６項に記載の第１サンプリング室洗浄およ
   び較正方法。