JPS60259947A - イオン選択性電極 - Google Patents

イオン選択性電極

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JPS60259947A
JPS60259947A JP11464384A JP11464384A JPS60259947A JP S60259947 A JPS60259947 A JP S60259947A JP 11464384 A JP11464384 A JP 11464384A JP 11464384 A JP11464384 A JP 11464384A JP S60259947 A JPS60259947 A JP S60259947A
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JP
Japan
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ion
measured
liquid
temperature
heat
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Pending
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JP11464384A
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English (en)
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Toshiaki Imai
敏明 今井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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
    • G01N27/28Electrolytic cell components

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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は特定のイオン濃度を選択的に測定することがで
きるイオン選択性電極に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
イオン選択性電極は従来よシ液巾の特定のイオンの濃度
を選択的に定量出来るという特色があシ、これまでも、
特定イオンの濃度のモニタ、水質分析などの広い分野に
おいて使用されてきた。
これは、例えば、陽イオン選択性電極の場合に対象とす
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 = E’+ 2,303CRT/zF )lot 
a+・−(11のように、また、陰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
性電極が示す電位との間には、 E=E −2,3’03(RT/zF)lofa−・<
21のように活量の対数と電位とが比例する関係が成立
しているので、電位の測定値から目的とするイオンの活
量が簡単に計算出来る。
尚、前記(1)式および(2)式において、Rは気体定
数、Tは絶対温度、2はイオン価、Fはファラデ一定数
、E゛′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彦ので、最近ではこれを医療
用、特に、血液中に存在するイオン、例えば、Na+、
K+、C1々どの各種イオンの定量に用いる試みが盛ん
になっている。
また、実際に、前記イオン選択性電極を用いた分析装置
が多種類考案されておシ、血液等の医療用の分析装置と
して、その用途が広まりつつある。
これらのイオン選択性電極のうち、最近、内部電解質溶
液がなく、金属に直接、イオン感応膜を形成した簡素な
構造のイオン選択性電極が、特に、電極の製造、取扱、
保守等が簡単なため、注目を浴びている。
また、被測定液中の複数の種類のイオンのそれぞれの濃
度を連続的に測定する方法として、被測定液の流通路に
複数のイオン選択性電極を並設し、各々の電極からの電
気信号を解析する、所謂、フローセル方式が便利である
ことが知られている。
更に、最近、上記内部電解質溶液を有しないイオン選択
性電極を一体的に70−セル方式で結合せしめた流通型
イオンセンサ体が開発されている。
この流通型イオンセンサ体は、被測定液の流通路面が複
数のイオン選択性電極の電極面によって構成されている
ため、小型かつ多機能となシ、シかも、イオン分析に要
する被測定液量が少量で足りるという利点を有している
しかし、実際の電位測定においては、温度係数は理論値
以上に大きく影響するものでアシ、そのため温度が一定
でない状態もしくは、温度が不明な状態での測定は大き
な誤差を含む可能性がある。
このようなイオン選択性電極装置の場合、従来は温度を
一定に保つため、例えはプレヒートとして恒温水を用い
た恒温系中で入ってくる被測定液を恒温して、起電力の
測定を行なっていた。そのため測定系が大がかシとなシ
例えばフロースルーセル前のチューブか長くなり検体間
のキャリーオーバーが大きくなシ測定精度が低下する欠
点があった。又、このキャリーオーバーを少なくするた
め、各検体間に洗浄用液を流すので分析処理数が小さく
なる欠点もあった。
さらに、恒温水を用いずに例えばヒートブロック等によ
って、恒温系を実現する場合には、電極の熱伝導が悪い
ため、恒温精度が悪いと言う欠点があった。
第5図は従来性なわれていた電極の温度制御を示し、符
号51,52.53及び54はそれぞれナトリウム、カ
リウム、塩素イオン選択性電極及び照合電極をあられす
。これらイオン選択性電極51.52.53及び照合電
極54は電気絶縁部拐55を介して、それぞれの貫通孔
が被測定液の流通路を形成するべく相互に一体的に連結
されている。さらに、この流通型イオンセンサ体は、上
記貫通孔と連結する被測定液流入口56及び被測定液流
出口57ならびリード線58 a、58 b。
58c及び58dを外部に導出する電気信号出力口を有
する外装59で囲繞されている。この外装59は発熱体
であるヒータ60を内装した外筒61に収納されてお9
、図示しない温度センサで温度を測定しながら温度制御
を行なうものである。
しかしながら、この方法では、発熱体と貫通孔を流通す
る被測定液との間に空間が生じ大きな熱容量を持った熱
の不良導体が存在するため、被測定液の温度制御に時間
を必要としたシ、正確な温度制御が難かしい等の欠点が
あった。
〔発明の目的〕 本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、被測定
液の温度制御を速やかにかつ精度良く行々うことによシ
、被測定液の正確な測定を行々うと共に製作が容易なイ
オン選択性電極を提供することを目的とするものである
〔発明の概要〕
前・記目的を達成するための本発明の概要は異種のイオ
ン感応膜と、被測定液を流入する貫通孔と、この貫通孔
と上記イオン感応膜に直接又は他の付属部材を介して接
触する熱伝導性の良い熱伝体と、この熱伝体に接触配置
されかつ通電することによシ発熱又は放熱する熱電子素
子とを備え、上記熱電子素子により熱伝体を介して上記
イオン感応膜及び被測定液を加熱又は冷却することを特
徴とするイオン選択性電極である。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を後照して説明する。
第1図は本発明に係わるナトリウムイオン選択性電極の
断面図を示し、このナトリウムイオン選択性電極11は
、中心に貫通孔12を有する例えば円盤状の絶縁体板例
えばエポキシ樹脂板13から成る。上記貫通孔12の内
周面の一部には導電部材である銀14が塗布され、この
銀14の表面はさらに塩化銀層15で覆われている。エ
ポキシ樹脂板13の貫通孔12側の両側にはポリ塩化ビ
ニル系樹脂から成るリング16が埋設されている。
これら塩化銀層15及びリング16の貫通孔12側には
イオン感応膜17が塗布されている。尚、18は銀14
の一端に接続され、外部に導出しているり−:・°線で
ある。
第2図は本発明に係わる熱伝体の断面図を示し、この熱
伝体21は、中心に貫通孔22を有する例えば円盤状の
熱伝導性の良い銅板23から成る。
この銅板23の両側は、同様に貫通孔22を有する絶縁
板であるポリ塩化ビニル系樹脂板24によシ挟、まれて
いる。そして、これら鋼板23及びポリ塩化ビニル系樹
脂板24の内周面はポリ塩化ビニル系樹脂膜25で被覆
され、電気的に絶縁保護されている。
第3図は本発明のイオン選択性電極ので実施例を示す断
面図である。図中、31は第1図におけるナトリウムイ
オン選択性電極を示す。また32゜33、及び34はそ
れぞれカリウム、塩素イオン選択性電極及び照合電極を
示し、上記ナトリウムイオン選択性電極と同一構成であ
るが、相違する点は前記イオン感応膜17がそれぞれ異
なるイオンに対して感応する点だけである。35は第2
図における熱伝体を示す。これらの電極31,32゜3
3及び34はそれぞれの間に熱伝体35を介在し、各貫
通孔12及び22を被測定液の流通路36とするべく相
互に一体的に連結されている。被測定液流通路36の中
央付近における例えば塩素イオン選択性電極33と熱伝
体35の接着面には上記流通路36に可及的に近接させ
て温度検知用センサ37が埋設されている。とのセンサ
37にはサーミスタ導線38が接続されておシ、外部の
図示しない温度制御回路などに接続している。各電極3
1,32,33.34及び熱伝体35は各電極に接続し
ているリード線39 a、39 b、39C,39d及
びサーミスタ導線38を外部に導出する電気信号出力口
を有する外装40により囲繞されておシ、熱伝体35の
円周外側はサーマルコンパウンド41と熱的に接触され
て、外装40に囲まれている。さらに、外装40の外側
には、リード線39 a、39 b、39 c、39 
d及びサーミスタ導線38を外部に導出する電気信号出
力口を有する熱電子素子42が外装40と熱的に接触し
、かつ着脱自在に取付けられている。この熱電子素子4
2としては例えば周知のベルチェ素子)すなわち2種の
金属と半導体とを接合してそこに電流を流すとその接合
点でジュール熱以外に熱の発生又は吸収が起る効果を有
するものを使用できる。
以上のように構成されたイオン選択性電極の作用につい
て詳述する。
イオン選択性電極は図示しない適宜の生化学分析装置に
装着して使用される。先ず、被測定液のイオン分析を行
なうにあたり、温度安定状態で被測定液が流通路36の
一端の流入口から吸引されて、他端の流出口まで充填さ
れる。流通路36の近傍に埋設されている温度検知用セ
ンサ37は被測定液の温度を検知し、例えばその温度が
設定温度以下であれば図示しない温度制御回路が駆動し
て、熱電子素子42を動作させて、発熱させる。
この熱電子素子42の発熱は外装40.サーマルコンパ
ウンド41及び熱伝体35を介して流通路36内の被測
定液及び各電極31. 32. 33゜34内のイオン
感応膜17を加熱させる。この際、熱電子素子42.外
装40.サーマルコンパウンド41及び熱伝体35(ζ
熱的に接触していると共に熱伝体35は熱伝導性の良い
物質から成るために、熱電子素子42の熱は速やかに伝
導される。
センサ37が被測定液の温度を設定温度と一致したと判
断すると熱電子素子42は発熱を止める。
以後、被測定液の近傍に埋設されているセンサ37は被
?ll+1穴液の微妙な温度変化を検知できるため、そ
の際熱電子素子42をQ作させ加熱・冷却を制御して、
常に被測定液を一定の温度に保持させる。
第5図は従来と本発明のイオン選択性電極の温度安定性
の比較実験結果を示すグラフである。同グラフは被測定
液の時間に対する温度変化を示し、Aは従来、Bは本発
明のイオン選択性電極の結果を示す。例えば設定温度を
37℃とし、あらかじめ電極は37℃に恒温されている
。そして流通路内に500μlの35℃の水を被測定液
として充填し流通路内に温度検知用センサを入れて温度
の変化を測定した。同グラフに示すように設定温度37
℃に対して被測定液が37℃±0.1℃になる時間は従
来例Aでは40秒かかるが、本発明Bでは約半分つ20
秒しか必要とせず、温度が非常に速やかに設定温度に達
し、また設定温度に達すると時間に対する温度変化が小
さくて、一定の温度を保持することがわかる。
このように本発明によれば、温度制御を正確に行なうこ
とができるため、利足精度が向上する。
また、設定温度(達するのが速いため、従来のようにプ
レビートを必要とせず、チューブを短かくできるのでキ
ャリーオーバーが小さくなシ、測定精度が向上する。さ
らに、洗浄液を流す必要がないため、分析処理数が多く
なる利点もある。また、このように簡単な構成でイオン
選択性電極を組み合わせることができるので工業的価値
r、1極めて大である。
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨の範囲内で種々の変形例を包含することは言うま
でもない。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明によれば、被測定液の温度
制御を速やかにかつ精度良く行なうことによシ、被測定
液の正確な測定を行なうと共に製作が容易なイオン選択
性電極を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わるナトリウムイオン選択性電極の
一実施例を示す断面図、第2図は本発明に係わる熱伝体
の一実施例を示す断面図、第3図は本発明のイオン選択
性電極の一実施例を示す断面図、第4図は従来と本発明
のイオン選択性電極の時間対温度の変化を示すグラフ、
第5図は従来のイオン選択性電極を示す断面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)異種のイオン感応膜と、被測定液を流入する貫通
    孔と、この貫通孔と上記イオン感応膜に直接又は他の付
    属部材を介して接触する熱伝導性の良い熱伝体と、この
    熱伝体に接触配置されかつ通電することによシ発熱又は
    放熱する熱電子素子とを備え、上記熱電子素子によυ熱
    伝体を介して上記イオン感応膜及び被測定液を加熱又は
    冷却することを特徴とするイオン選択性電極。
  2. (2)貫通孔と異種のイオン感応膜を有する複数のイオ
    ン選択性電極と、貫通孔を有する熱伝体とをそれぞれの
    貫通孔が被測定液の流通路となるべく交互に一体的に連
    結されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のイオン選択性電極0
JP11464384A 1984-06-06 1984-06-06 イオン選択性電極 Pending JPS60259947A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01217263A (ja) * 1988-02-26 1989-08-30 Showa Denko Kk カテコールアミン及び/又はその代謝物の分析方法と電気化学検出器
JPH02147852A (ja) * 1988-11-29 1990-06-06 Toshiba Corp イオン濃度分析計
JPH03197859A (ja) * 1989-12-26 1991-08-29 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 電気分析用検出器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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