JPS61145450A - イオン活量測定器具 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は水性液体試料、例えば酒類、飲用物、水道水、
特に生物体液（血液、尿、唾液等）中の特定のイオンの
活量（または濃度）をボテンシオメトリーで定量分析す
るためのイオン活量測定器具に関するものである。

（従来技術） 液体試料を点着して、その中に含まれる特定のイオンの
活量を測定することのできるスライド型のイオン活量測
定器具が特開昭５８−２１１６４８号、特開昭５９−３
００５５号、特願昭５９−１１７４４号等に開示されて
いる。

これらのイオン活量測定器具には特定イオンに選択的に
応答するイオン選択層を最外層に有する同種の２つのイ
オン選択電極からなるイオン選択電極対の少なくとも１
対が設けられ、このイオン選択電極対の下部は下部支持
枠に固定され、上部には一対の貫通する液点着孔を有す
る上部枠が前記下部支持枠と整合するように設けられて
いる。

また、イオン選択電極対と上部枠との間には通常、イオ
ン選択電極の各々に対応する位置に少なくとも１個ずつ
貫通する液受孔を有する水不透性部材層が設けられ、さ
らにイオン選択電極対を複数組設けた場合には前記水不
透性部材層上に線色帯布もしくはポリエステルメツシュ
等からなる一対の多孔性液分配部材が前記複数組のイオ
ン選択電極対の各一方のイオン選択電極に対パ応する位
置に設けられた各１組の前記液受孔をそれぞれ連絡する
ように配置されている。前記液点着孔は通常、イオン選
択電極対が１組の場合には前記液受孔と整合（位置が対
応する）し、複数組の場合には前記多孔性液分配部材と
整合している。また、これらのイオン活量測定器具には
前記一対の液点着孔の一方に点着供給された試料液と他
方に点着供給された参照液との電気的導通（液絡）を達
成する多孔性ブリッジ（例、繊維よりなる撚り糸）が通
常は前記上部枠上に設けられている。

このように構成されたイオン活量測定器具において、例
えば複数組のイオン選択電極対がそれぞれＮ　６６Ｂ　
、　Ｋｅ　、　Ｏｌ　ｅに応答するものである場合、こ
れらのイオンの活量が既知である参照液を一対の液点着
孔の一方に点着し、前記イオンの活量が未知である試料
液を他方に点着すると両液はそれぞれ多孔性液分配部材
に浸透し、液受孔を経て対応するイオン選択電極に到達
する。他方、多孔性ブリッジの中央付近において両液の
界面が接触（液絡）し、電気的導通が成立する。この結
果、各イオン選択電極対の電極間に試料液と参照液との
各イオンの活量の差に対応する電位差が生じるため、こ
の電位差を測定すれば、その測定値と参照液の前記イオ
ン活量から予め求めておいた検量線（原理はネルンスト
の式による）により、試料液中のＮａ”、にΦ、Ｃ１４
：ｌイオンの活量が同時、順次もしくは随時に測定でき
る。

上記のように、このようなイオン活量測定器具は試料液
および参照液をそれぞれ少量（液滴量、すなわち約１０
μｍ〜約１００μｍ）点着供給するだけでイオン活量が
容易に測定できるため、水性液体試料の分析、特に血液
等、人体から採取した試料の臨床分析において極めて有
用なものである。

しかしながら、このようなイオン活８測定器具において
は液点着孔がイオン選択電極もしくは多孔性液分配部材
を整合する位置に設けられているため、液の点着供給時
にピペット等の先端がイオン選択電極もしくは多孔性液
分配部材と接触し、これらに損傷を与えることがある。

イオン選択電極の最外層すなわちイオン選択膜に損傷が
生じた場合にはイオン選択電極の機能に欠陥が生じ、ま
た多孔性液分配部材に損傷が生じた場合には液の分配が
不十分なものとなる。また、点着供給時の液中に気泡が
混入した場合に点着孔から気泡が逃げにくく、この気泡
のために十分な量の液がイオン選択電極に供給されなく
なることもある。ざらに、糸ブリッジは通常液点着孔上
部に設けられている−ため、液点着時に外部ブリッジが
起こりやすい。これらはいずれもイオン活量測定上好ま
しくない現象であるため、このような欠点のないイオン
活量測定器具が望まれている。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、液の点着供給時
にイオン選択電極および多孔性液分配部材の傷つく危険
がなく、また液中に含まれ得る気泡を容易に除去するこ
とができ、また液点着時に外部ブリッジの起こりにくい
イオン活量測定器具を提供することを目的とするもので
ある。

（発明の構成） 本発明によるイオン活量測定器具は従来の点着孔に代え
てイオン選択電極対の各電極にそれぞれ連絡する液供給
孔およびこの各液供給孔にそれぞれ連絡する液点着部を
上部枠に設けたことを特徴とするものである。

液点着部は液供給孔に対して１個ずつ設ければ足りるが
、１個の液供給孔に対して２個ずつ、多孔性ブリッジに
関して対称な位置に向い合うように設けるとより好まし
い。なお、例えば従来の液点着孔の周辺に液点着部を設
けることによって従来の液点着孔を本発明における液供
給孔として用いることも可能である。

また、本発明において液供給孔と前記各電極とは直接連
絡していなくてもよく、特に一対の液供給孔に対して複
数のイオン電極対を設けた場合に　　　・は、両者の間
に多孔性液分配部材を配することにより連絡を達成する
ことが好ましい。

（実　施　態　様） 以下、図面を参照して本発明の好ましい実施態様とその
主たる作用につき説明する。

第１図は本発明の一実施態様である単−測定項目型イオ
ン活量測定器具の斜視分解図、第２図はその組立後の斜
視図である。これらの図面に示すイオン活量測定器具は
下部支持枠１０：イオン選択電極対２０（同一のイオン
選択電極２１および２２からなる）、前記イオン電極２
１および２２にそれぞれ貫通する液供給孔（液受孔とし
ても機能する）３１および３２を設けた両面に接着剤層
を有する水不透性部材層３０；上部枠５０：および多孔
性ブリッジ（好ましい具体例：ポリエチレンテレフタレ
ート繊維製撚り糸ブリッジ）６０からなる。上部枠５０
には貫通する一対の液供給孔５１および５２：前記液供
給孔５１および５２にそれぞれ段差を有して連絡するよ
うに配置された凹陥部からなる液点着部５３および５４
：凹陥部５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ；および前記イオン選
択電極２１および２２にそれぞれ貫通する測定用プロー
ブ挿入口５６および５７が設けられている。

なお、水不透性部材層３０の電極側表面にはイオン電極
層のイオン選択層に親和性があり、かつイオン選択層を
実質的に損なわない接着剤層（例、ホットメルト型接着
剤層）を設けることが好ましく、また上部枠側表面にも
接着剤層（例、常温で粘着性の感圧性接着剤層）を設け
ることが好ましいが、これらは必須ではない。また、液
供給孔５１および５２を挾んで対向する位置に設けられ
た凹陥部５５Ａおよび５５Ｂには多孔性ブリッジ６０の
両端が固定されている。凹陥部５５Ｇは多孔性ブリッジ
６０と上部枠面との間に起こる毛管作用に起因する外部
ブリッジ現象を防止するためのものである。

第３図は第２図の■−■線を断面とする一部拡大断面図
であり、液点着時におけるミクロピペット７０の位置も
同時に示している。本図面に示すように液点着時におい
てミクロピペット７０は液点着部５４上に配置される。

このミクロピペットから点着される液は液点着部５４を
経由して液供給孔５２に供給され、水不透性部材層３０
内の液供給孔３２を経てイオン選択電極２２に到達する
。

なお、本実施態様のように液点着部を液供給孔に対して
段差を形成するように設けると供給孔への液の移動に時
間を要するが、液中の気泡を除去するためには効果的で
ある。また、液点着部には界面活性剤（好ましい例、ノ
ニオン性界面活性剤）水溶液を塗布乾燥しておくと液点
着時に液の液供給孔への移動を促進することができる。

水不透性部材層３０（イオン選択電極端面における短絡
およびイオン活量測定器具側面からの液もれを防止する
もの）は省略してもよい。

このようなイオン活量測定器具において、イオン選択電
極対２０をある特定イオンに応答するものとし、このイ
オンの活量が既知である参照液を液点着部５３に点着し
、このイオン活量が未知である試料液を液点着部５４に
点着すれば、参照液は液供給孔３１に、試料液は液供給
孔３２に供給される。また、参照液および試料液の界面
は多孔性ブリッジ６０の中央付近で液絡する。この結果
イオン選択電極２１および２２の間に参照液と試料液と
の間の前記イオン活量の差に対応する電位差が発生する
ため、測定用プローブ挿入口５６および５７に電位測定
装置の測定用プローブを挿入して両電極と接触させ、前
記電位差を測定すれば従来のイオン活量測定器具と同様
にして試料液中の前記イオン活量が測定できる。

第４図は本発明のもう１つの実施態様である多項目型イ
オン活量測定器具の斜視分解図、第５図はその組立後の
斜視図である。これらの図面に示すイオン活量測定器具
は下部支持枠１００：３種のイオン選択電極対２０１（
同一のイオン選択電極２１１および２２１からなる＞、
２０２（同２１２および２２２からなる）、２０３（同
２１３および２２３からなる）：前記各イオン選択電極
に貫通する液供給孔３１１．３１２．３１３．３２１．
３２２．３２３を設けた両面に接着剤層を有する水不透
性部材層３００；液供給孔３１１．３１２．３１３（す
なわち、前記イオン選択電極２１１．２１２．２１３に
貫通する液受孔）および液供給孔３２１．３２２．３２
３（すなわち、前記イオン選択電極２２１．２２２．２
２３に開口する液供給孔）をそれぞれ連絡する一対の多
孔性液分配部材（線色帯布もしくは綿不織布、ポリエチ
レンテレフタレートメツシュ等）４１０および４２０：
上部枠５００；および多孔性ブリッジ（好ましい具体例
：ポリエチレンテレフタレート繊維製撚り糸ブリッジ）
６００からなる。上部枠５００には多孔性液分配部材４
１０および４２０にそれぞれ貫通する液供給孔５１０お
よび５２０前記液供給孔５１０および５２０にそれぞれ
傾斜を有して連絡する凹陥部からなる液点着部５３０お
よび５４０：凹陥部５５１．５５２．５５５；イオン選
択電極２１１．２１２．２１３．２２１．２２２．２２
３にそれぞれ貫通する測定用プローブ挿入口５６１．５
６２．５６３．５７１．５７２．５７３：および前記多
孔性液分配部材４１０および４２０中における液の分配
を促進するための空気抜き孔５８１．５８２．５９１．
５９２が設けられている。液供給孔５１０および５２０
を挾んで対向する位置に配置された凹陥領域５５１およ
び５５２には多孔性ブリッジ６００の両端が固定されて
いる。また、凹陥部５５５は多孔性ブリッジ６００と上
部枠面との間に起こる毛管作用に起因する外部ブリッジ
現象を防止するためのものである。

第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線を断面とする一部拡大断
面図であり、液点着時におけるごベット７００の位置も
同時に示している。本図面に示すように液点着時におい
てピペット７００は液点着部５４０上に配置される。こ
のとベットから点着される液は傾斜を有する点着部５４
０を経由して液供給孔５２０に供給され、多孔性液分配
部材４２０によって液供給孔３２１．３２２．３２３に
分配され、イオン選択電極２２１．２２２．２２３に到
達する。本実施態様のように液点着部を液供給孔に対し
て傾斜させると前述の実施態様のような段差の有るもの
よりも液の供給が迅速に行なわれるため、イオン活量測
定時間を短縮する上では好ましい。

このようなイオン活量測定器具において、例えばイオン
選択電極対２０１．２０２．２０３をそれぞれＮａ＠、
にΦ、Ｃ１ｅ用のイオン選択電極対とし、これらのイオ
ン活量が既知である参照液を液点着部５３０に点着し、
これらのイオン活量が未知である試料液を液点着部５４
０に点着すれば、参照液は多孔性液分配部材４１０内に
浸透して液、供給孔３１１．３１２．３１３に、試料液
は多孔性液分配部材４２０内に浸透して液供給孔３２１
．３２２．３２３に分配される。一方、参照液および試
料液の界面は多孔性ブリッジ６００の中央付近で液絡す
る。この結果、イオン選択電極２１１および２２１の間
、同２１２および２２２の間、同２１３および２２３の
間にそれぞれ参照液と試料液との間のＮａ＠、Ｋ”、Ｃ
１θの各イオン活量の差に対応する電位差が発生するた
め、測定用プローブ挿入口５６１．５６２．５６３．５
７１．５７２．５７３に電位測定装置の測定用ブＯ−ブ
を挿入して各電極と接触させ、前記電位差を測定すれば
従来の多項目型イオン活量測定器具と同様に試料液中の
前記イオン活量が測定できる。

第７図に示すイオン活量測定器具は、上部枠６００の液
供給孔５１０．５２０のそれぞれに対して多孔性ブリッ
ジ６００に関して対称な位置に液点肴部５３０Ａ、５３
０８；５４０Ａ、５４０Ｂが２つずつ向い合うように設
けられている他は第４図および第５図に示す３被検項目
型イオン活量測定器具と同様の構成を有するものである
。このように１つの液供給孔に関して２つずつ液点着部
を設けると多孔性ブリッジを中心として液供給孔の左右
どちら側から液を点着することも可能とな　　　するた
め、液点着時における自由度が増大する。このような構
成は第１図および第２図に示す単−被　　４゜検項目型
のイオン活量測定器具にも適用できるものであり、特に
単一被検項目型器具においては液　　　ｊ点着時に器具
の向きを２方向とすることができるため、特に好ましい
態様である。

（発明の効果） 本発明のイオン活量測定器具においては液供給孔に連絡
する液点着部が設けられているため、液の点着供給をイ
オン選択電極もしくは多孔性液分配部材と整合する位置
で行なう必要はない。したがって、液の点着供給時にピ
ペット等の先端がイオン選択電極もしくは多孔性液分配
部材に接触する危険性が少なくなる。また、液が点着部
から液供給孔に移動する間に気泡の除去が促進されるた
め、測定時における気泡の影響も小さくなる。また、点
着部と糸ブリッジとを離して配置できるため、点着時に
外部ブリッジの起こる危険性も少なくなる。すなわち、
本発明のイオン活量測定器具によれば、より正確なイオ
ン活量測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様であるイオン活量量定器具
を示す斜視分解図、 第２図はその組立後を示す斜視図、 第３図は第２図の■−■線を断面とする一部拡大断面図
、 第４図は本発明の別の一実施態様であるイオン活量測定
器具を示す斜視分解図、 第５図はその組立後を示す斜視図、 第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線を断面とする一部拡大断
面図、 第７図は第５図のイオン活量測定器具の一部変更例を示
す斜視図である。 １０．１００・・・下部支持枠 ２０．２０１．２０２．２０３・・・イオン選択電極対
２０Ａ、　２０１　Ａ、　２０２　Ａ、　２０３　Ａ・
・・機能層２１．２１１．２１２．２１３・・・一方の
イオン選択電極２２．２２１．２２２．２２３・・・他
方のイオン選択電極３０、　３００・・・水不透性部材
層 ３１．３１１．３１２．３１３・・・一方の液供給孔３
２．３２１．３２２．３２３・・・他方の液供給孔４１
０．４２０・・・多孔性液分配部材５０．５００・・・
上　部　枠 ５１．５１０・・・一方の液供給孔 ５２．５２０・・・他方の液供給孔 ５３．５３０．５３０Ａ　、　　５３０Ｂ・・・一方の
液点着部５４．５４０．５４０Ａ　、　　５４０Ｂ・・
・他方の液点着部５５Ａ　、　５５Ｂ　、　５５０　、
　５５１．５５２．５５５・・・凹陥部５６．５６１．
５６２．５６３・・・一方の測定用プローブ挿入口 ５１．５７１．５７２．５７３・・・他方の測定用プロ
ーブ挿入口 ５８１．５８２．５９１．５９２・・・空気抜き孔６０
．６００・・・多孔性ブリッジ（撚り糸ブリッジ）１０
．１００・・・ミクロピペット 第２ｖＡ 凰 第３図 第５図 ■ 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）下部支持枠、（ｂ）前記支持枠上に配置され
   た同種の２つのイオン選択電極からなるイオン選択電極
   対の少なくとも１対、（ｃ）前記イオン選択電極対の各
   電極にそれぞれ連絡する液供給孔およびこの各液供給孔
   にそれぞれ連絡する少なくとも１個の液点着部を有する
   上部枠、および（ｄ）前記液点着部の一方より点着供給
   された試料液および他方より点着供給された参照液を電
   気的に導通する少なくとも１本の多孔性ブリッジを有す
   るイオン活量測定器具。 ２）前記イオン選択電極対の各イオン選択電極に対応す
   る領域に各１個の貫通孔からなる液供給孔を有する水不
   透性部材層が前記電極対と前記上部枠との間に介在して
   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
   ン活量測定器具。 ３）前記水不透性部材層の電極対側表面がイオン選択電
   極のイオン選択層に接着し得る接着剤層を有しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のイオン活量
   測定器具。 ４）前記イオン選択電極対の数が少なくとも２個であり
   、前記水不透性部材層と前記上部枠との間に２つの独立
   した多孔性液分配部材が前記イオン選択電極対間を連絡
   するように設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載のイオン活量測定器具。 ５）前記液点着部が前記上部枠の液供給孔１個に対して
   １個ずつ設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項〜第４項のいずれか１項記載のイオン活量測定
   器具。 ６）前記液点着部が前記上部枠の液供給孔１個に対して
   ２個ずつ、前記多孔性ブリッジに関して対称な位置に向
   い合って設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項〜第４項のいずれか１項記載のイオン活量測定
   器具。