JPS6129751A - 溶液中イオンの活量又は濃度決定用測定装置 - Google Patents

溶液中イオンの活量又は濃度決定用測定装置

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JPS6129751A
JPS6129751A JP9768585A JP9768585A JPS6129751A JP S6129751 A JPS6129751 A JP S6129751A JP 9768585 A JP9768585 A JP 9768585A JP 9768585 A JP9768585 A JP 9768585A JP S6129751 A JPS6129751 A JP S6129751A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流路と互いに連通ずる、少くとも１個の測定
電極及び基準電極を有し、流路の第１の出口が環境と連
通し、第２の出口が第１のポンプと少くとも１個の弁を
挿設した第１の導管を介して、少くとも１個の校正溶液
容器と連通して成る。溶液中のイオンの活量又は濃度の
決定のための測定装置に一関する。
〔従来の技術〕
冒頭に述べた種類の測定装置は例えば米国特許第４２０
６２２７号、第３１５１０５２号及び第３５５６９５０
号明細書並びにカール・カンマン（Ｋａｒ）Ｃａｍｍａ
ｉ＋ｎ　）の研究論文「イオン選択性電極の使用Ｊ　（
Ｄａｓ　Ａｒｂｅｉｔｅｎ　ｍｉｔ　ｊｏｎｅｎｓｅｌ
＠ｋｔｔｖｓｎ　Ｅｌａｋｔｒｏｄｅｎ）シニプリンガ
ー出版社（Ｓｐｒｉｎｇｅｔ　−Ｖａｒｌａｇ　）　１
９　Ｑ−１９４頁で公知である。
上記の装置はいずれも複数個の電極から成る。
電極は互１１ｈＫ隣接して配列され、流路によつて互い
に連結される。こうして電極は１つの貫流構造を構成す
る。貫流構造は一方では導管を介して、単数又は複数の
標準溶液及び測定溶液を有する容器と、他方ではポンプ
と連通ずる。容器と貫流構造を連通ずるために５貫流構
造−１の連結管に多方弁が設けられ、制御装置によって
適当に開閉される。
上記の貫流構造は、％定の種類のイオン、例えばナトリ
ウム又はカリウム・イオンの測定のために使用される複
数個の異なる電極１例えばイオン選択性電極を有する。
また貫流構造は通常、基準点として基準電極を有する。
このような構造でまず試料の測定が行われ。
校正がそれに続く。その場合、まず第１の標準溶液が多
方弁を介して供給管に接続され、次にポンプによル貫流
栴造に圧送され、その上で全系の校正が行われる。
次の測定まで貫流構造に残る第２又はその他の標準溶液
の校正が、同様にして行われる。
公知の装置では、上記の校正と測定が一方ではすこぶる
面倒であシ、他方では大きな誤差を伴なう、これは例え
ば流路系統への供給ホースと流路系統自体に、最後に測
定した液の残余が残ル、その結果２次の液が前に測定し
た液で汚染されることに原因がある。従って前に測定し
た液の残余の完全な除去が保証されるまで、まず供給管
全体と流路系統自体を別の溶液で洗浄しなければならな
い。
このような方法は時間がかかるばかシでなく。
材料を消費するので、全体として見て上記の装置の使用
は不利である。
別の公知の装置においてはポンプが貫流装置の上手で供
給管に設けられ、試料接続部位貫流構造の下手にある。
この装置の場合１校正溶液はポンプの右回９によって貫
流構造に送られ、一方、試料はポンプの左回シによって
貫流構造に吸引され、ここからポンプを通りて廃液へ吐
出される。前述の装置と同様に、ポンプの上手に多方弁
、又はそれぞれ弁を挿設した複数個の導管の分岐が設け
られる。
この構造も、試料を吸出した後に貫流構造と多方弁の間
の連絡管に試料の残余が残り、このため第１の校正溶液
を供給する時に１ホースと多方弁で校正溶液と試料の残
余が混合する欠点がある。
また多方弁又は分配器が試料溶液、−例えば血液の残余
によって持続的に汚れる可能性がある。
血液は固着するからである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで１本発明の目的とするところは、正確な測定のた
めになるべく短い消費時間で、なるべく少量の標準溶液
と測定溶液で済むように。
冒頭に述べた種類の測定装置を改良することである。
〔問題点を解決するための手段、作用５発明の効果〕 本発明に基づき、第１のポンプと流路の間で第１の導管
から排出管が分岐し、ここに第２のポンプと遮断部が挿
設され、流路の第１の出口が試料供給管を具備し、かつ
センサがそれぞれ流路の出口の区域に設けられ、これら
のセンサによつて流路の充填が制御されることによＱ。
あるｈは蘂ｌの出口に圧力補償容器が設けてあシ、別の
ポンプを具備する吸出管が上記圧力補償容器の中に沈下
し、かつセ／すがそれぞれ流路の出口の区域九設けられ
、これらのセンチによつて流路の充填が制御されること
によル、上記の目的が達成される。
本発明に基づく測定装置は、まず、第一に、混合区域す
なわち校正溶液と測定溶液の混合が必然的に起こる区域
が極力小さくされる利点がある。第１実施態様では校正
溶液供給管が測定装置の入口にｒ／Ｉ４接して分岐管を
有し、この分岐管を測定された液（校正溶液又は測定溶
液）の排出のために使用することによって、上記の利点
が得られる。その結果、供給管全体がもはや被測定溶液
と接触しないのである。
このようにしてナベでの液が貫流しなければならない区
域は、実質的に測定装置自体の流路に限定される。
更に分岐管にポンプが設けられ、被圧送液がこのポンプ
によって測定装置と分岐管に頁送される。このポンプは
、少くとも供給管に配設されたポンプと同様の吐出能力
を持っものとする。
複動式の、すなわち、供給管と排出管をそれぞれローリ
ング・チューブポンプのポンプセグメントに挿入した。
嬬動ローリングポンプの形の単一のポンプを使用するこ
とが好ましい。ホースの内径を適尚に選択することによ
つて、不変又は可変吐出量を定めることができる。供給
ホースの内径は排出ホースよシ小さい。すなわち排出ホ
ースの吐出量は供給ホースの吐出量よシ大きい。
また第１実施例では、汚染した校正溶液が貫流構造に流
入することを防止することができる。
このことヒ、複動式ポングが校正溶液を分岐点まで圧送
することによつて達成される。供給された校正溶液は、
別のポンプセグメントのポンプ作用の結果５分岐管を経
て押出されるから、校正溶液は貫流構造を通過して吐出
口へ圧送される。供給分岐に粗大な汚れがある場合、こ
れが除去されるまで、この圧送方式が行われる。
ポンプセグメントの下手で排出分岐に配設された弁が次
に閉鎖され、その結果、このポンプセグメントはもはや
送シ出しをしない。このため必然的Ｊ／Ｃ，純粋な校正
溶液が貫流構造に圧入される。なぜなら供給管の一方の
ポンプセグメントが引続き送ル出すからである。
測定装置の中の流路が完全に充填されるまで。
校正溶液の送給が行われる。校正溶液容器の出口に配設
された弁が、続いて閉鎖される。
ｐ−リング・チｊ−プポンプはこの弁の閉鎖の後、動作
し続け、ホースを絶えず閉塞すること釦よって、ホース
と貫流構造の中の液柱Ｏ脈動を生じる。このため特に貫
流構造においては。
残留するすべての粗大な汚れ、すなわち流路の壁面に付
着している試料成分も校正溶液によって吸収され１校正
溶液に分配される。
次に、排出管にある弁が再び開放されると。
全貫流構造に負圧が生じ、その結果、全流路内Ｑ液柱が
排出口に送られる。それと共に供給管に説けた弁が閉鎖
される。
続いて排田弁が閉鎖され５校正溶液容器の下手にある弁
が再び開放され、それによつて再び純粋な校正溶液が流
路に流入する。従ってこの段階で純粋な校正溶液が貫流
構造の測定範囲内にあるから、ここでこの貫流構造の校
正を行うことができる。
第１の校正溶液による校正の後に、ｔｉｃｚその他の校
正溶液による校正のために、上述の段階が繰返される。
校正が完了した後、測定値の検出が行われる。
測定装置への測定溶液の導入及び校正から成る新しい測
定サイクルがそれに続く、測定溶液の供給紘供給路の別
の開口から毛細管によって行われ、その際、排出管側の
ポンプが運転を続け。
そこにある弁が開放される。流路の充填の後。
電極と後置の解析装置によつてパラメータの測定が行わ
れる。
測定の後に再び校正溶液により、前述のように校正が行
われる。
別の好適な実施態様においては１校正溶液の供給側にも
う一つの導管が設けられ、ここＫも弁が挿設される。こ
の導管によって空気が供給される。この空気供給は、そ
れぞれ特定の液量だけを供給管に圧送することができ、
当該の校正溶液容器に属する弁を閉じた時に、送られた
液柱が負圧によシ静止することかないという利点がある
。
その結果、この実施態様では系に給気することによって
多量の液を節約することができる。
本発明に基づく測定装置の第２の好適な実施態様では、
流路への液体の送給が一方の方向にだけ行われる。この
実施態様の場合１本発明測定装置の流路の一端が供給管
と連通し、校正溶液容器又は環境（空気）と連通ずる導
管がそれぞれ供給管から分岐する。この分岐管を適当な
弁で遮断してもよい。この弁の下手でこの分岐管にやは
シボ／プか挿設され、送給される流体はこのポンプを介
して測定路に送られる。
測定路の他方の側では、排出管が集液槽に接続する。こ
の集液槽は、ポンプを挿設した排出管と連通ずる。前に
第１実施態様で説明したように、このポンプは供給管の
ポンプと組合わせて、複動式ポンプにまとめることが好
ましい。
カニユーレを測定路の手前に配設された仕切に貫挿して
測定路に導入することによ）、測定溶液の供給が供給管
側で直接に測定路に行われる。この構造は、特に注射器
による採血の場合に有利であって、注射器を測定路に直
接に挿入することができる。
〔実施例〕
本発明のその他の特徴、利点及び実施態様を以下の記述
で図面を参照しつつ説明する。
本発明の第１の好適な実施態様である測定器２０を＃Ｉ
１図に示す。
この測定器２０は電極ブロック２２を有する。
本実施例の場合この電極ブロックは４個の電極から成る
。上記の電極ブロックは、第４図に示す所に従って、後
述する。
この電極ブロック２２を流路２４が貫通し。
その際すべての電極がそれぞれこの流路の一部を有する
。電極を組立てると、これらの部分が同軸に整列されて
一線に並び、こうして流路２４を形成する。
流路２４は電極ブロックＱ中に２つの端部区域２６及び
２８を有し、これらの区域は分岐管３０及び３２と連結
される。
導管３０はこうして端部区域２６から遠のき側に伸張し
、好ましくは情動ローリング・チェープポンプとして構
成されたポンプ３４を通る。
その場合ポンプ３４は第１図に示すように、セグメント
の中に挿入される。導管３０はポンプの上手に分岐点又
は混合点３６を有し、ここから数本の導管、すなわち導
管３８．４０及び４２が分岐する。これらの導管３８〜
４２にそれぞれ遮断部４４．４６及び４８が挿設される
。
導管３８の末端は第１の校正溶液のための容器５Ｑと連
通し、導管４２は第２の校正溶液の容器５２と連通ずる
。導管４０は空気接続管をなし、ｍ境と連通して圧力を
均衡する。
ポンプ３４と電極ブロック２２（Ｄ端部区域２６０間の
分岐点５６で、導管３０から排出管５４が分岐する。こ
の導管５４も導管３０と同様にポンプ３４に挿入される
から、この場合もまたポンプ３４のセグメントが導管５
４に作用する。好ましくは情動ローリングポンプとして
構成されたポンプ３４は、このようにしてニオに作用す
る。もちろんこの複動式ポンプ３４を２個のポンプに置
き換えることもでき、その場合は各ポンプが導管３０又
は５４に作用する。
情動ローリングポンプ３４を使用する場合。
好ましくはホースとして構成された導管３０及び５４の
吐出量は使用するホースの内部断面積に依存するから、
導管５４が少くとも導管３０と同様の吐出量を許容する
ことが好ましい。特に導管５４の吐出量は導管３０よシ
大きい。すなわち導管５４の内部断面積は導管３０より
大きい。同様にして別設のポンプの吐出量も、導管６４
と連通ずるポンプが少くとも導管３０に挿置されたポン
プと等しい吐出量を有するように構成する。両方のポン
プの吐出量が等しいことが好ましい。
ポンプ３４の下手で、導管５４に弁５８が挿設される。
導管５４の端部６０は、使用済の液を収容するための廃
液容器６２に開口する。
電極ブロック２２の他方の端部区域２８は一前述のよう
に一導管３２を介してアダプタ６４と連結される。アダ
プタ６４は交換可能な吸入カニユーレ６６を受けるよう
に設計されている。
全構造を任意に配設することができるように。
導管３２も吸入カニユーレ６６も柔軟に構成することが
好ましい、１回の使用後に再び交換することができる柔
軟なプラスチック管の形の吸入カニユーレ６６を使用す
るのが適当である。
また他方では１例えば採血に使用した注射器のカニユー
レをアダプタ６４に挿着してもよい。
第１図に示すように、吸入カニユーレ６６は。
被測定液を収容する容器６８の中に沈下する。
端部区域２６及び２８に隣接して、導管３゜及び３２は
それぞれセンサ７０及び７２を有する。導管３０及び３
２を経て到着する液柱の位置を、このセンサで確実に識
別し、監視することができる。センサ７０及び７２とし
て赤外線光或バリアーを使用することが好ましい。
別の上記センサ７６が、ポンプ３４と分岐点５６の間の
導管３０に配設される。最後に、もう一つのセンサ７６
が、弁５Ｂと管端６ｏの間の導管５４の区域にある。
今述べたセンサも赤外線光電バリアーとして構成するこ
とが好ましい。
センサ７０及び７２によって測定用毛細管。
吸入カニユーレ、導管３２．流路２４．導管３０の正確
な充填が制御される。
センサ７４は容器５０及び５２からの校正溶液又は空気
の供給のモニターとして利用される。
センサ７６は好ましくは排出管５４を制御し。
ポンプの逆送により、すなわちポンプの回転方向を変え
ることによ）、廃液容器６２が一杯であるかどうかを検
査する。この目的のために導管５４の管端６０は廃液容
器６２の上級の僅かに下に配設されている。廃液がこの
管端６ｏに達すると、当該の液柱が引上げられてセンチ
７６に信号が生じる。
第１図で明らかなように、弁４４，４６゜４８及び５８
は導線７８〜８４を介して弁制御装置８６に接続する。
弁制御装置８６は導線８８を介して全般的制御装置９０
に接続する。
電極ブロック２２の電極は導線９２を介して電極接続装
置９４に接続し、電極接続装置９４は導線９６を介して
同じく制御装置９０に接続される。
最後に、センサ７０．７２　、７４及び７６は導線９８
〜１０２を介してセンサ制御装置１０４に接続され、セ
ンサ制御装置Ｊｋｌｏ４は導線１０６を介して制御装置
９０に接続される。
更に制御装置９０は導＃１０８を介してモータ３４に接
続される。
もちろん装置８６，９０．９４及び１０４を単一の装置
に統合することもでき、この場合はそれが好都合である
。
弁４４〜４８又は５８は弁制御装置８６を介して、制御
装置９０の命令に応じて開閉される。
この制御装置はセンサ制御装置１０４の信号も受領し、
これを適当に鱗胡し、その際、弁制御装置８６又はモー
タ３４が導線１０８を介して適当に駆動される。
最後に、制御装置９０は嵐極徽続装置９４の信号も受領
し、を他信号を変換し、解析する。
第１図に示す測定器２０は次のように動作する。
電極ブロック２２のイオン選択性貫流電極を溶液中の特
定の種類のイオンの活量と濃度の決定に使用するには、
それぞれの試料測定毎に組成が正確に知られている溶液
で、電極の校正を行うことが必要である。そのために試
料を排出した後にその都度、電極の通路に校正液を圧入
しなければならず、その際、試料の残余と校正液が混合
することを回避しなければならない。
この要求は測定器２０によって満足される。
吸入カニユーレ６６を介して試料を吸入するために、弁
５８を開放して、ポンプ３４によシ容器６８から分岐５
６まで試料が吸込まれ、その際センサ７０及び７２が流
路２４の適正な充填を監視する。液柱がセンサ７０に到
達すると。
ポンプは更に成る時間間隔の間１作動し続け。
流路２４の中の校正溶液の残留物が測定区域から排出管
へ完全に除去されることを保証する。
試料は送入の稜、吸入カニユーレ６６の長さだけ先へ送
ることが好ましい。それによって吸入カニユーレ６６が
空になル、試料の滴下が防止される。同時に測定毛細管
又は流路２４の中の残液によって特に汚染された。試料
の最初の部分が電極ブロック２２から押出され、こうし
て試料の量を増大せずに試料の残存が減少される。
次いで所望のパラメータの測定が行われ、その際、ポン
プ３４はこの目的のために制御装置９０によって停止さ
れる。
好ましくは電極接続装置９４に表示される所望のパラメ
ータの測定が完了すると、試料が排出管５４を経゛て廃
液容器６２に完全に圧送されるまで、弁６８の開放のも
とてポンプ３４が作動させられる。
続いてあらゆる環境条件に対して電極の実際の傾度を考
慮することができるように、測定の都度、二点校正を行
うことが好ましい。
他方１発生する誤差が推定できるならば、一点校正を行
ってもよい。
しかし二点校正の場合は特定の時間又は回数の測定の後
に、従来の方法で必要であった再校正は行わず、この処
置をしないでも誤差が増加する恐れはない。試料と校正
液の温度が等しいことだけが前提条件である。測定器２
０は通常、環境温度にあり、試料（代表的には数百μ）
）と比較して遥かに大きな熱容量を有するから１通常、
上述の条件を保証することができる。例えば３７℃の血
液試料は数秒以内に環境温度を取るのである。
電導度とイオン活量係数も明瞭な温度依存性を有する。
通常これらの量は環境温度を一定して測定され、数値的
又は回路技術的に２５℃の値に変換される。
この場合、有利に使用される二点校正においては、この
ような温度補償が実質的に不要である。試料と校正液の
温度と温度係数が十分に正確に一致するならば、特定の
温度１例えば２５℃で校正液の活量と電導度の正確な決
定を行え′ばよいつ そして提示された試料の任意の温度での電極電圧を５校
正液の電極電圧と比較する。校正液の限界値の間で線形
補間することによって２５℃試料アドミタンスが得られ
る。すなわちＬＰ（試料）＝ＬＦ（１）＋　（ＬＰ（２
）−１，Ｆ’（１））　　Ｘ　　（Ｕ（Ｐ）−υ（ＩＩ
Ｉ／　（Ｕ（２）−（７（１）　、ｌ。活量Ａにも同様
のことが当てはまる。その場合。
ｄ　Ｕ　＝　８　（Ｔ）　Ｘ　ｊｇ　ｄＡＸ　ｄＵ　（
妨害）が成シ立つことが考慮される。（Ｓ：傾き、Ｔ：
温度、　ＬＦ（１）又は（２）：溶液１又は２の電導度
の値、Ｕ：電位、Ｐ：試料） なお、この相対的方法では低周波検出器の幾何学的形状
は無関係である。
試料を吸出した後、弁４４が開放されるから。
第１の校正液は導管３８を経て導管３０に入）。
分岐点５６に達し、そこから、他方のポンプセグメント
が生じた負圧によル導管５４に更に圧送される。こうし
て予め残留していた校正溶液の残余が導管３０から除去
される。
所定の時間間隔の後に排出管６４の弁５８が閉鎖され、
その結果１校正溶液が流路２４に進入する。ｆａｌの校
正液の液柱が流路２４全体を貫いて圧送され、セ／す７
２に到達し、センサ７２が弁４４の閉鎖のための適当な
信号を制御装置９０に送出した時に、初めてポンプの動
作が中断される。しかしポンプ３４は圧送を続け。
その情動的性格に基づき管路内に脈動を誘起するから、
液柱全体が通常、試料の残余がある表面をも檄しく湿潤
する。そこで電極は既にこの時点で新しい溶液に対して
始動を開始する。
所定の時間の後に排出管の弁５８が再び開放されるから
、流路２４にある液量が再び吸出される。
次に再び新しい校正溶液を流路２４に導入するために、
弁５８が閉鎖され、弁４４が再び開放される。センサ７
２による保持信号の後に。
電極プルツク２２Ｃ）電極による本来の測定が行われる
。
＃Ｅ１の校正液について述べた手順が、第２の校正液で
も同様に適用される。
試料の残存による測定誤差に対して、次の事が成ル立っ
。
νが流路内の残留試料の容積比（シ：数パーセント）で
あるとすれば、中間洗浄の間の試料の残存の値はν×ν
（１’１００未満）と推定することができる。従って校
正溶液線測定精度の範囲内で歪められていない。
また中間洗浄によって電極は既に測定の前に被測定溶液
と接触する。このため新しい測定溶液に電極をなじませ
るために利用し得る時間が増加し、又は測定時間の必要
が減少する。
校正の際に確かめた値を、予め電極装置９４に記憶され
た値と比較し、場合によってはこの値に対して関係づけ
る。次に試料の本来の測定が行われ、再び二点校正がこ
れに続く。
次の試料測定のために、シリコンホース（導管３２）又
はアダプタ６４に保持された柔軟なプラスチックカニユ
ーレを交換する。従りて固定カニユーレの場合のように
、このカニユーレが試料の残存に関与することはない。
しかし全導管３ｏを校正液で満たさないことが好ましい
。この目的のために、流１に２４の充填のために必要な
液量が容器５ｏ又は５２がら抽出されるまでの間だけ、
弁４４又は４８が開放される０次に弁４４又は４８が閉
鎖され、弁４Ｇが開放されるから、空気が進入すること
ができる。すなわち導管３ｏの中に負圧が発生しない。
さもなければ負圧が導管３ｏの中に液柱を保持すること
になる。液柱がセンサ７２に到達すると、この弁４６が
閉鎖される。その他の点について、以後の手順は前述の
方法と同様である。
本発明に基づく測定器の第２実施態様である測定器１２
０を第２図に示す。第２図で明らかなように、第１図と
同じ部材には同じ参照符号を使用し九。
すなわち測定器ｉｚｏは、流路２４が貫通する電極ブロ
ック２２を有する。流路はやはシ供給管３０と連通し、
センサ７４．ポンプ３４の一方のセグメント、混合点３
６．導管３８゜４０及び４２．弁４４，４６及び４８．
容器５０．５２が供給管３０に接続される。但し導管３
０は直接に流路２４の端部区域２６に接続しないで１通
路１２２と連通する。通路１２２の軸線は流路Ｊ４Ｏ軸
線に対しておおむね一直でア）、この流路２４と流れを
連通する。上記の通路１２２は、カニユーレの先端部を
貫刺することができるゴム又はプラスチック製仕切１２
６を有する仕切付アダプタ１２４の中に配設される。仕
切は仕切付アダプタの適当な穴のする。この栓は中心通
路１３６を有し１通路１３６は流路２４と一線に並び、
その直径は流路の直径におおむね等しい。通路１３６は
、仕切を貫いて通路２４に導入される注射器又はカニエ
ーレ先端部のための導入用具の役割をする。
この目的のために注射器アダプタは更に通路片１３８を
具備する。通路片１３８は通路１２２から直角に分岐し
、流路２４と一線に並ぶ。
また電極ブロック２２と仕切付アダプタ１２４の間にセ
ンサΦケース１４０が配設され、センサ１０を収容し、
中はル流路２４と一線に差ぶ通路片１４２によつて貫通
される。
別の出口又は端部区域２８は、センサ１２を具備する導
管１４４と連通する。この導管１４４砿圧力補償檜１４
６に開口する。圧力補償檀１４６の底部区域鉱尖った形
罠なっていることが好ましい。
ポンプ３４の他方のセグメントに挿入され。
第１図の導管５４のように廃液容器６２で終わる吸出管
１４８．が、底部まで導かれている。またこの吸出管１
４Ｂにやはシセンサ７６が配設される。センサ７６Ｌ本
実施例では、第１図に示す実施態様と同様に、ポンプ３
４の下手に配設されている。
第２図に示すように、圧力補償される導管１４４は好ま
しくは電極ブロック２２の端部区域２８に隣接して配設
され、その際この端部区域は電極ブロック２２０基準電
＊１ｊＯに構成することが好ましい。基準電極１５０の
圧力の変動が極力小さくされるので、上述の構成は有利
である。その結果、圧力補償容器１４６拡基準電極１５
０の直近にあル、ホース１４４の端部は大気圧にある。
このため基準電極１５０の隔膜にはこの値の周辺の僅か
な変動しか生じないから、基準電極への注入、それと共
に電位の急変等が防止される。液体の断片が導管に押込
まれることによって璽解液管に過圧が発生することから
１．このような注入の恐れが生じることになる。導管の
長さ及び導管内の液体断片の数と共にこの過圧が増大す
る。本発明によれば。
上記に原因する基準電極のドリフトが、圧力補償１ＰＩ
１１４６の配設によって回避される。
また導管１４８のホースの大きさは、廃液管１４８の吐
出量が導管１４４又は流路２４よル大きくなるように設
計されている。こうして圧力補償槽１４６があふれるこ
とが防止される。
圧力補償槽１４６はプラスチック材料から成〕。
故障の場合に交換できるように、ディスポーザブルとし
て設計することが好ましい。また廃液管１４８を剛直な
プラスチック毛細管で容器尖端部まで導くならば、圧力
補償容器１４６の中に少くとも１力月の間は沈殿も細菌
発生も起こらない。
第２図の実施例で明らかなように、廃液管１４８に第１
図の弁５８はない。
なお測定器１２００個々の部材の電気的接続は、第１図
による実施態様と同じである。
第２図で明らかなように、注射器で試料を送入する場合
は、測定方法が次のように変更される。
液柱は流路２４を貫く方向にだけ押しやられる。スター
トの際にまず空気弁４６を開放することＫよって、通路
１８１１，１４２及び２４から湿潤液（校正溶液２）が
送られる。空気はポンプ３４によシ導管３０と通路１２
２，１３８゜１４２及び２４．導管１４４に圧送され、
それと共に液柱を前方へ押しやる。液柱は圧力補償容器
１４６に到達し、導管１４８から成る別のポンプ回路を
介して、ここから廃液容器６２へ圧送される。続いて測
定器１２０が試料送入の準備完了を通報する。測定物が
注射器によって流路２４に送入され、センｆ１２に到達
すれば。
測定器１２０が送入過程の終了を知らせる。待機時間の
間に電極ブロック２２の電極は始動し。
続いて測定過程が始まる。
試料測定の終了後、ポンプ３４が再び始動され、空気弁
４６が開放されるから、試料が圧力補償容器１４６へ、
そこから廃液容器６２へ圧送される。
空気弁４６と第１校正溶液供給弁４４を交互に開放及び
閉鎖することによって、液体の断片が電極通路に押しや
られる。その際、気液境界面の大きな表面張力が、測定
通路すなわち流路２４の良好な清掃を行わせる。また介
在する空気による液体断片の分離は、断片間の液体の交
換を著しく抑制する。この方法は僅かな電解液消費と低
い供給速度で、良好な清掃と僅少な試料の残存を可能に
する。
流路２４を洗浄した後、弁４４又絋４８を適宜開放する
ことＫよって測定のために両容器５０、ｉｓの一方から
大きな液体断片が導入されて、２個のセンサ７０及び７
２が一後述のように一溶液を通報するように、すなわち
適当な信号を送出するように１位置決めされる。
最初の校正過程の後に第２の校正溶液による校正が行わ
れ、それだれ中間段階として洗浄操作が行われる。空気
弁４６の開放とポンプ３４による圧送によって、流路２
４から溶液が排出される。第２の校正溶液自体は、新し
い測定溶液が供給されるまで、電極の湿潤のために測定
器１１０に留まる。
前述のように、測定器２０及び１２０で液柱を確実に識
別し位置決めするために、好ましくは赤外線光電バリア
ーとして構成されたセ／す１０〜７６が使用される。
ｆｓｓ図に第１図■−■線に沿ったセンサ７４の断面図
を示す。
このセンサ７４は実質的にホトダイオード１６０とホト
トランジスタ１６２に対設したものである。ホトダイオ
ード１６０もホトトランジスタも光電バリアーのケース
１６４の中に配設され、ケース１６４は空欠部１６６を
有し。
ここに二ツ割のホース案内１６８が配設される。
なお空欠部１６６の側壁がホトダイオード１６０とホト
トランジスタ１６２を収容する。
ホース案内は、導管３０に相幽するホース１７２を受け
るための穴１７０を有する。
ホース案内１６８とホース１７２は赤外光に対して透明
であるから、持続的な監視が保証される。
光電バリアーの監視によって輸液の欠陥５例えば不完全
な試料送入、空の校正溶液容器、弁の粘着、気泡、欠陥
のあるボンプチェープ等が確実に識別される。一方、こ
のことは、携帯式「ベッドサイド」セットにとつて不可
避である液容器、ポンプ、ホース系統の隠設のための前
提条件である。
光電バリアーは＃念とんど点状の送信器と受信器を有す
る。第３図に示すように、透明なシリ；ンホース又はガ
ラス毛細管を光路に適当に入れることによつて、血液１
［解質水溶液又は空気に対して明瞭に相違する出力信号
が得られる。
血液の場合は大部分の光が吸収される。これに対して電
解質溶液では毛細管（ホース）が円柱レンズのように作
用し、光を受容体に集束する。
受容体はホトトランジスタとして構成され、血液ではご
く微弱に、水溶液では強く、空気の場合は中間的領域で
駆動される。この性質は試料の判別のために利用するこ
とができ、一方では全血液に対し、他方では血清、血漿
、電解質溶液に対して特定の測定プ四グラムを接続する
ために役立つ。
第４図ないし第１０図に電極ブロック及び電極ブロック
に含まれる電極の特殊な実施態様を示す。
第４図と第５図は電極ブロック１２２の平面図又は側面
図を示し１個別電極鉱略図で示した。
第６図は個別電極の側面図を示す。
、第４図と第５図で明らかなよう例、電極ブロック１２
２は４個の電極１８０−１８６を有し。
中でも電極ＺＳＯｔ−特に詳しく説明し、第５図に個別
電極として示す。
これらの電極７８０−１８６のそれぞれは横穴を有し、
この横穴が流路２４を構成する。組立てた状態′Ｃ電極
１８０−１８６の個々の横穴１８８は一線に並び、こう
して流路２４を構成する。
また各電極１８０−１８６は横穴１８８の軸線に対して
垂直に穴１９０を有する。この穴は横穴１８８の近傍に
至る。この横穴１８８と接触させるために、同心の、但
し細い犬１９２が穴１９０に設けられている。
穴１９０の底部区域は実質的に完全に液体不透過＄　１
９４で蔽′われでいる。この′膜１９４をイオン選択性
物質に対するキャリア膜として利用することが好ましい
。
この膜１９４に、第５図及び第１０図に示す挿入物の形
の保持部材１９６が接続する。こＯ第１０図でも判るよ
うに、第５因の横穴１８８を折れ曲がった横穴１９８と
して山形に構成することもできる。このようなＶ形構造
は、第５図の穴１９２によって形成される段差がなくな
るので、膜１９４への流れの到達が有利になる利点があ
る。
穴１９０は上縁にねじ山２００を有し、ここに栓２０２
がねじ込まれる。栓２０２は保持部材１９６を膜１９４
の上に押し付けて、これを固定する。
栓２０２は穴１９０に臨む側に２円周状の環状ｆ＃２０
４を具備することが好ましい。栓２０２をねじ込んだ時
に穴１９０の壁面に密接して。
電解液の゛流出を阻止する０リングを、上記の環状１１
／ｐ２０４に挿着する。
仁の栓２０２をＡｇ／ＡｇｅＪ製の誘導ピン２０８が貫
通する。誘導ピン２０Ｂは保持部材１９６も貫いて突出
し、電解液と電気的に接触する。
穴１９０は案内部材２１２を収容する縦溝２１０を有す
ることが好ましい。案内部材２１２は保持部材１９６に
固着され、こうして栓２０２をねじ込む時に保持部材１
９６が回動することを防止する。
膜１９４の平面的構造Ｑ代ルに、管状の膜２１６を使用
することもできる。管状膜２ノロはイオン選択性ガラス
として構成されている。
この実施態様を特に第６図に、電極１８４について示し
た。この実施態様によれば管状電極２１６が電極本体２
１８を貫いて伸張する。電極本体２１８はこれに嵌合す
る横穴２２０及び２２２を有する。この中に管状電極を
接着することが好ましい。管状電極の外周は、これに直
角に設けた穴２２４の区域で穴２２４と連通する。穴２
２４は第１０図の穴１９０とおおむね同様であるが、更
に下へ続いて盲孔を形成するから、管状電極２１６は完
全に電解液に取囲まれる。同様に穴２２４は電導ピン２
０８を備えた栓２０２で閉鎖される。
水密の電極ブロック２２を作るためにｔｔ極１８０−１
８６は片側にそれぞれ横穴１８８又は２２０，２２２と
同心の穴２２６を有することが好ましい。穴２２６は盲
孔として形成されている。この穴２２６は密封のために
底部区域に環状溝２２８を有し、ここＫＯリング２３０
が挿着される。
反対側は円柱形突起部２３２を有し、これが別の電極の
穴２２６に確定対偶的に嵌合し１組立てると０リングを
据込み、第４図と第５図で明らかなように全構造が密閉
される。
電極１８０−１８６は、固定するために取付台２３４に
緊定される。取付台は一方の当て金２３６と他方の当て
金２３８からなル、止ねじ２４０でこれらの当て金を螺
合することができる。その場合、止ねじは轟て金２３８
と、電極１８０−１８６の裏側を通る尚て金２３６の支
脚とを連結する。これらの尚て金２３６及び２３８ｑも
同様に、第６図及び第１０図の電極の穴２２６又は突起
部２１２に対応する空欠部２４２と円柱形突起部２４４
を有する。
またこれらの尚て金に横穴２４６及び２４８が穿設され
ている。この横穴は電極ブロックの横穴２４と一線に並
び、こうして貫流構造を構格する。更にこれらの当て金
は外側にそれぞれ接続管２５０及び２５２を具備し、と
乙に適当なホース、例えば導管３０及び３２のためのホ
ースを接続することができる。
また尚て金２３６は画直孔２５４を有し、ここに案内ピ
ン２５６を挿入することができる。
ｉ極ブロックはこの案内ピン２５６によシ１図示しない
外被に螺着固定される。
また本発明測定装置は、第５図の電極１８６に略図で示
した電導度検出器を有すること力；できる。これは電導
度測定ユニット２６０として、それぞれパツキンディス
ク２５８で互いに隔離された３枚の黒鉛板２６２，２６
４，２６６を有する。すべての円板、すなわち低周波測
定ユニットに、測定路と一線に並ぶ横穴２７０が穿設さ
れる。この横穴２７０はそれぞれ低周波測定ユニットに
直結する。
外側の黒鉛板２６２及び２６６から共通の導線２７２が
出ておシ、中間の黒鉛板２６４紘導線２７４と結合され
る。２本の導線２７４及び２７４は電極接続装置２９４
と、例えば導線９２の形で結合される。
電導度の測定は常法によシ周波数１−ＩＱｉＧ（ｚ、　
　−好ましくは３砒で交流電流抵抗の測定を介して行わ
れる。
電極ブロックのすべての電極１８０−Ｊ８６は好ましく
は透明のプラスチックガラス１例えばアクリルガラスか
ら成り好ましくは約１謡の直径を有する測定用毛細管、
すなわち流路２４の間隙のない点検を可能にする。
高オーム電極１８０−Ｊ８６を静電界から守るために、
前面を除き電極プ■ツク２２をアルミニウムに納めるこ
とが好ましい。本例の場合。
これは保持装置２３４によって笑現される。
前面は透明であって、！を導性外被、例えはＩｎＯ簿簀
す外被で被覆することが好ましい。
電極本体１８６の一様な大きさは簡便な交換と任意の電
極配列を可能にする。例えばＮａ　感受性電極、に感受
性電極又は低周波電極を並設することができる。他方、
配列が次Ｑ通シであってもよい。
Ｎａ　、　Ｎａ　、　Ｎａ又はＫ　、　ｐＨ、Ｎａ任意
に作成されたホース接続管を廃止した電極２８ｏ−ｘｓ
ｅのコンパクトな構造は短い測定路を可能にするから、
３種のパラメータを同時に測定する場合でも試料の量は
少く、流路２４として比較的広い毛細管を使用すること
によシ、閉塞に対する安全性が大でおる。電極の選択は
使用目的によって決まル、それ自体問題でない、従って
慣用のイオン選択性電極１例えばガラス電極、イオン選
択性材料１例えばノ（リノマイシンを有するＰＶＣプラ
スチック電極その他を使用することができる。穴１９０
及び２２４は慣用の電解質溶液、例えばナトリウムない
しは塩化ナトリウム溶液で満たされている。
第７図ないし第１０図に電極ブロック２８２と組合せた
基準電極２８０の特殊な実施態様を示す、この電極ブロ
ックは基準電極２８０と並んで複数個の電極Ｊ８４−２
８８を有する。その形状と配列は前述の電極７８０−１
８６に相当するから、これを参照する。
基準電極１１８０だけは特殊な構造である。このことは
特に第７図ないし第９図で明らかである。基準電極はや
はル喬直孔２９０を有する。
僑直孔ｘ　９ａ拡直方体状ＯＸ極本体２９２の中に伸張
する。この電極本体２９２に％電極２８４−２８８の前
面を蔽う中空側辺部２９４が接続し、直角に折曲げられ
て水平に配設された。すべてのＩｉＥ極の下に張り出す
中空側面部２９６と流れを連通する。また中空側辺部２
９４は流路２９８を介して六２９０と流れを連通し、そ
の結果、すべての中空側辺部２９４及び２９６に穴１１
９０から基準電解液を充填することができる。
この基準電極の、その他の構造は第１０図の電極と同様
であるがｓ　Ｊｉ　ｉ　９４はなるべく少量の液をニオ
に通すように構成されている。
このようにして基′１ｊＩ！！電解液を充填したプレー
ト又は中空側辺部２９４及び２９６は測定電極２８４−
２１１８の前部と下部を取囲み、イオン電解質の良好な
電導性によ）、妨害に敏感な高オーム測定電極２８４−
２５８を、イオン移動がもはや観察されない、従っても
はや妨害しない限界周波数に至るまで外部電界から遮蔽
する。
このような密閉した基準電極２８０の最大寿命は約６週
間ないし６力月に過ぎない。寿命の制約は妨害イオンや
沈殿物による１８１９４の汚染、膜１９４を介する交換
による内部電解質の濃度の低下、誘導ピン２０８のＡｇ
Ｃｌ接点の性質の劣化に原因がある。しかし第７図ない
し第１０図に示す基準電極ＸＳＯは比較的複雑な構造で
あるが、摩耗部材がたやすく交換され、電極本体２９２
を継続使用することができるので。
保守がすこぶる良好である。栓２０２をねじ戻して外し
、保持又社挿着部材１９６を取外すことによって＊Ｍｉ
ｓ４を交換することができる。
その場合、膜１９４は支持面の上に載って露出し、取外
して新しい膜と取替えることができる。
次に保持部材１９６と栓２０２を再び挿着し、その際、
栓２０２はねじ込むことによって保持部材１９６及び膜
１９４を固定する。同様にして栓１１０１を取外し、液
を注射針で取出し、新しい液と取替えることによって、
内部電解質溶液を交換することができる。
【図面の簡単な説明】
第１口拡第１実施態様による本発明測定装置の概略図、
＃Ｉ２図は第２夾施態様による本発明測定装置の概略図
、第３図は第１図■−■線に沿った光電バリアー装置Ｏ
ＷＲ面図、第４図は第１図及び＃！２図による電極ブロ
ックの平面図。 第５図は電極ブロックの１１面図、第６図は個別電極の
側面図、＃Ｉ７図は電極ブロックに取付けた基準電極の
平面図、第８図は基準電極の正面図、第９図は第７図Ｉ
Ｘ−ＩＸ線に沿った基準電極の断面図、第１０図は第８
図による基準電極の一部の拡大横断面図を示す。 ２４・・・流路、２８・・・圧力補償檀の１ｇｌの口。 ３０・・・＃！１の導管、３２・・・試料供給管、３４
・・・第１のポンプ、５４・・・排出管、７（＋・・・
センサ。 ７２・・・センサ、１４６・・・圧力補償槽、１４８・
・・吸出管。 出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、６

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）流路と互いに連通する、少くとも１個の測定電極
    及び基準電極を有し、流路の第１の出口が環境と連通し
    、第２の出口が第１のポンプと少くとも１個の弁を挿設
    した第１の導管を介して、少くとも１個の校正溶液容器
    と連通して成る溶液中イオンの活量又は濃度決定用測定
    装置において、第１のポンプ（３４）と流路（２４）の
    間で第１の導管（３０）から排出管（５４）が分岐し、
    ここに第２のポンプと遮断部が挿設され、流路（２４）
    の第１の出口が試料供給管（３２）を具備し、かつセン
    サ（７０、７２）がそれぞれ流路（２４）の出口の区域
    に設けられ、これらのセンサによって流路（２４）の充
    填が制御されることを特徴とする溶液中イオンの活量又
    は濃度決定用測定装置。
  2. （２）第１の出口（２８）に圧力補償容器（１４６）が
    設けてあり、別のポンプを具備する吸出管（１４８）が
    上記圧力補償容器の中に沈下し、かつセンサ（７０、７
    ２）がそれぞれ流路（２４）の出口の区域に設けられ、
    これらのセンサによって流路（２４）の充填が制御され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶液中
    イオンの活量又は濃度決定用測定装置。
  3. （３）排出管（５４）又は吸出管（１４８）に設けたポ
    ンプが、少くとも導管（３０）に設けたポンプ（３４）
    と等しい吐出量を有することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又は第２項に記載の溶液中イオンの活量又は濃
    度決定用測定装置。
  4. （４）別のポンプ及び導管（３０）に設けたポンプが蠕
    動チューブポンプから成り、そのセグメントに導管（３
    ０）と排出管（５４）又は吸出管（１４８）が配置され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
    項に記載の溶液中イオンの活量又は濃度決定用測定装置
    。
  5. （５）流路（２４）に、上手と下手に隣接してセンサ（
    ７０）又はセンサ（７２）を、また供給管（３０）にセ
    ンサ（７４）を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
    第１項又は第２項に記載の溶液中イオンの活量又は濃度
    決定用測定装置。
  6. （６）排出管（５４）又は吸出管（１４８）にセンサ（
    ７６）が設けてあり、このセンサによって廃液容器（６
    ２）の水位が検出されることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又は第２項に記載の溶液中イオンの活量又は濃
    度決定用測定装置。
  7. （７）流路（２４）の下手から導管（３２）が出ており
    、その端部にアダプタ（６４）が設けてあり、ここに変
    換可能な吸入カニューレ（６８）を設けたことを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の溶液中イオンの活量
    又は濃度決定用測定装置。
  8. （８）供給路（３０）が流路（２４）におおむね垂直に
    接続し、接続点で流路（２４）が更に同軸に伸張して、
    栓（１３４）に内設した通路（１３６）に至り、栓（１
    ３４）と流路（２４）の端部区域の間に貫挿可能な仕切
    （１２６）が配設されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第２項に記載の溶液中イオンの活量又は濃度決定
    用測定装置。
  9. （９）導管（３０）がポンプ（３４）の上手の分岐点（
    ３６）で導管（３８、４０、４２）に分岐し、導管（３
    ８、４０、４２）にそれぞれ遮断部（４４、４６、４８
    ）が挿設され、導管（３８）及び（４２）はそれぞれ校
    正溶液容器（５０、５２）に接続し、他方、導管（４０
    ）は環境に連通することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項又は第２項に記載の溶液中イオンの活量又は濃度決
    定用測定装置。
  10. （１０）センサ（７０、７２、７６）が光電センサであ
    って、それぞれホトダイオード（１６０）とホトトラン
    ジスタ（１６２）から成り、光電バリアーのケース（１
    ６４）の中に配設され、ホース案内部材（１６８）を透
    過照射することを特徴とする特許請求の範囲第５項又は
    第６項に記載の溶液中イオンの活量又は濃度決定用測定
    装置。
  11. （１１）流路（２４）が電極要素（１８０、１８２、１
    ８４、１８６）を有する電極ブロック（２２）に内設さ
    れ、上記電極要素がそれぞれ流路（２４）と同心に、一
    方の側に突起部（２３２）を、他方の側に穴（２２６）
    を有し、穴（２２６）が円柱形突起部（２３２）と確定
    対偶的に相互作用することを特徴とする特許請求の範囲
    第１項又は第２項に記載の溶液中イオンの活量又は濃度
    決定用測定装置。
  12. （１２）穴（２２６）が密封用Ｏリング（２３０）の収
    容のための環状溝（２２８）を有し、かつ電極ブロック
    （２２）が取付台（２３４）に緊定され、該取付台が第
    １及び第２の当て金（２３６）又は（２３８）から成り
    、これらの当て金が止ねじ（２４０）によって相互に固
    定されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の溶液中イオンの活量又は濃度決定用測定装置。
  13. （１３）電極要素（１８４）が穴（２２４）を有し、穴
    （２２４）の軸線が流路（２４）の軸線と交差し、かつ
    穴（２２４）がねじ外し可能な栓（２０２）によって密
    閉され、誘導ピン（２０８）が上記の栓（２０２）を貫
    通しており、穴（２２４）が管形の又は扁平に形成され
    た電極（２１６、１９４）によって流路から隔離され、
    穴が電解液で満たされ、その中に誘導ピン（２０８）が
    浸漬されることを特徴とする特許請求の範囲第１１項に
    記載の溶液中イオンの活量又は濃度決定用測定装置。
  14. （１４）電解液で満たされた基準電極（２８０）の隔室
    が測定電極（２８４〜２８８）の下側及び前側に伸張し
    て水平及び垂直の中空側辺部（２９４）及び（２９６）
    を形成し、これらの測定電極（２８４〜２８８）を高オ
    ーム妨害電界から遮蔽することを特徴とする特許請求の
    範囲第１１項に記載の溶液中イオンの活量又は濃度決定
    用測定装置。
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