JPS6130754A - Electrochemical sensor and inspection apparatus using the same - Google Patents

Electrochemical sensor and inspection apparatus using the same

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JPS6130754A
JPS6130754A JP59153712A JP15371284A JPS6130754A JP S6130754 A JPS6130754 A JP S6130754A JP 59153712 A JP59153712 A JP 59153712A JP 15371284 A JP15371284 A JP 15371284A JP S6130754 A JPS6130754 A JP S6130754A
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thin film
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菅原 研之
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勲夫 進藤
Nobuyoshi Takano
信義 高野
Junji Mori
森 潤二
Hiroshi Mimaki
弘 三巻
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    • 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
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements

Abstract

PURPOSE:To eliminate the deformation of a membrane under negative and positive pressure states, in an electrochemical sensor having the conductive boundary surface contacted with a membrane for passing a chemical substance and an electrode in the opposite side of the membrane. CONSTITUTION:A boundary liquid phase 57 having an electrolyte having conductivity fixed thereto is provided in an electrode body 56 and a Pt-electrode 52 is provided to the inside of the body 56 of said liquid phase 57 and the lead wire 51 of the electrode 52 is connected to an opposed electrode. A membrane 53 for passing a chemical substance in a specimen is provided to the opposite side of the electrode 52 of the liquid phase 57 and a porous membrane 54 for protecting from directly applied pressure is provided to the surface thereof and fixed to the body 56 by rolling 55. Further, when the gas in the specimen is measured as the membrane 53, a gas permeable membrane is used and, when the special substance in the specimen is detected by enzymatic reaction, an enzyme membrane is used.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は検体中の化学物質の定量を電気信号に変換して
行うことのできる電気化学センサーおよびその電気化学
センサーを利用した検査装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an electrochemical sensor capable of quantifying a chemical substance in a specimen by converting it into an electrical signal, and an inspection device using the electrochemical sensor.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の電気化学センサーでは電極表面に検体中の化学物
質が通過する薄膜(例えば検体中のガス成分を測定する
場合はガス透過膜、イオン成分を測定する場合はイオン
透過膜、基成分を酸素反応によって測定する場合は酵素
膜という)と、この薄膜に接し電導性を持つ境界相(主
に電解質溶液である。)と、この液相と薄膜の反対側に
接する電極(トランスジュサー)とから構成されていて
、また、その種類には検体中のガス濃度を測定するガス
センサー(又はガス電極ともいう)と、検体中のイオン
濃度を測定するイオンセンサー(又はイオン電極ともい
う。)と、特別の基質の濃度を酵素反応によって酵素セ
ンサー(又は酵素電極ともいう。)、検体中の微生物量
を測定するバイオセンサーと、検体中の特別抗原を抗体
によって測定する抗原抗体センサーとがあることが知ら
れている(例えば■血液ガスP150〜P188、真興
交易株式会社医書出版部発行、昭和56年出版、■イオ
ン電極と酵素電極1981年出版1講談社サイセンテイ
フイク株式会社出版部発行)。
Conventional electrochemical sensors have a thin film on the electrode surface through which chemical substances in the sample pass (for example, a gas permeable membrane when measuring gas components in the sample, an ion permeable membrane when measuring ionic components, and a thin film that allows the chemical substances in the sample to pass through). A conductive boundary phase (mainly an electrolyte solution) that is in contact with this thin film, and an electrode (transducer) that is in contact with this liquid phase on the opposite side of the thin film. The types include a gas sensor (also referred to as a gas electrode) that measures the gas concentration in a specimen, an ion sensor (also referred to as an ion electrode) that measures the ion concentration in a specimen, There are enzyme sensors (also called enzyme electrodes) that measure the concentration of a special substrate through an enzymatic reaction, biosensors that measure the amount of microorganisms in a specimen, and antigen-antibody sensors that measure a special antigen in a specimen using an antibody. These are known (for example, ■Blood Gas P150 to P188, published by Shinko Trading Co., Ltd., Medical Book Publishing Department, published in 1981; ■Ion Electrode and Enzyme Electrode, published in 1981, published by Kodansha Saisen Teifuku Co., Ltd., Publishing Department).

このような電気化学センサーでは薄膜と電極との間に存
在する境界相内に薄膜を通過してきて存在する化学物質
の種類とその量によって電極が、所定の電気信号を発し
、化学物質の定量を行っている。
In such an electrochemical sensor, the electrode emits a predetermined electrical signal depending on the type and amount of the chemical substance that has passed through the thin film and exists in the boundary phase between the thin film and the electrode, and the amount of the chemical substance is quantified. Is going.

以上のような電気化学センサーの例として検体中のC0
2等のガス濃度を検出するガス電極や血液検体などにお
いて血中のクルコースを酵素反応によって過酸化水素に
変換してクルコースの測定を行う等の酵素電極がある。
As an example of the above electrochemical sensor, C0 in a sample
BACKGROUND ART There are gas electrodes for detecting the concentration of gases such as No. 2, and enzyme electrodes for measuring glucose by converting glucose in blood into hydrogen peroxide in blood samples by enzymatic reaction.

以上のような電気化学センサーでは正確な測定を行うた
めに化学物質量と電極から出力される電気信号を正確に
対応させる必要がある。
In order to perform accurate measurements with the electrochemical sensor described above, it is necessary to accurately match the amount of chemical substances with the electrical signals output from the electrodes.

従って、電気化学センサーの使用に伴い、薄膜と電極と
の間に存在する境界相の組成が変化し、検体中の化学物
質量と電気信号が対応しなくなるために一般に電気化学
センサーには寿命が設けられている。
Therefore, as the electrochemical sensor is used, the composition of the boundary phase that exists between the thin film and the electrode changes, and the amount of chemical substance in the sample no longer corresponds to the electrical signal, so the lifetime of the electrochemical sensor is generally limited. It is provided.

また、薄膜は応答性を良くするために薄く構成されてお
り、電気化学センサーの使用にあたっては、該センサー
が陽圧又は陽圧状態になると薄膜が変形し境界相の厚さ
が薄膜に応じて変化する。
In addition, the thin film is made thin to improve responsiveness, and when using an electrochemical sensor, when the sensor is under positive pressure, the thin film deforms and the thickness of the boundary phase changes depending on the thin film. Change.

従って検体中の化学物質量と境界相における電気信号の
変化が正確に対応しなくなる。又薄膜の変形は薄膜を傷
めることにもなり薄膜の寿命を一層縮めることにもなる
Therefore, the amount of chemical substances in the sample and the change in the electrical signal in the boundary phase do not correspond accurately. Further, deformation of the thin film may damage the thin film, further shortening the life of the thin film.

そこで、以上のような電気化学センサーを用いて、検体
を流しながら検体中の化学物質量の測定を行う検査装置
では電気化学センサーの薄膜に直接陽圧あるいは陽圧が
かからないように大気圧状性で検体中の化学物質の測定
を行っていた。しかし、このような検査装置では、検体
を化学電極が存在する位置まで流路内を流さなければな
らないので、検体をポンプによって測定部位まで引いて
いる。又、流路の一部に高粘性の検体で生じやすい詰ま
りが生じたときには、ポンプで流路内の検体に圧力を加
えて詰まりを取り除かなければならない。
Therefore, in testing equipment that uses the electrochemical sensor described above to measure the amount of chemical substances in a sample while flowing the sample, it is necessary to use atmospheric pressure to prevent direct positive pressure or positive pressure from being applied to the thin film of the electrochemical sensor. The chemical substances in the samples were being measured. However, in such a testing device, since the specimen must flow through the channel to the position where the chemical electrode is present, the specimen is drawn to the measurement site using a pump. Furthermore, if a blockage occurs in a part of the channel, which is likely to occur with a highly viscous sample, the blockage must be removed by applying pressure to the sample in the channel using a pump.

従って電気化学センサーの薄膜は加圧または負圧状態に
なることが避けることができなかった。
Therefore, the thin film of an electrochemical sensor cannot avoid being under pressurized or negative pressure.

そして、このことは電気化学センサーの寿命の一層の短
縮化をもたらすために、この電気化学センサーを用いた
検査装置の精度上問題があった。
This further shortens the life of the electrochemical sensor, which poses a problem in terms of accuracy of an inspection device using this electrochemical sensor.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本願第1の発明目的は、陽圧又は加圧状態で使用しても
、薄膜の変形のおそれのない電気化学センサーを提供す
ることにある。
A first object of the present invention is to provide an electrochemical sensor that is free from deformation of the thin film even when used under positive pressure or pressurized conditions.

本願第2の発明の目的は、従来の電気化学センサーを用
いても精度良く検体中の化学物質量の測定を行うことの
できる検査装置を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide an inspection device that can accurately measure the amount of chemical substances in a sample even when using a conventional electrochemical sensor.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願第1の発明は検体中の化学物質をそのままの形か又
は酵素反応などによって他の化学物質に変化させて該化
学物質を通過させる薄膜と、電導性を宿し、前記薄膜に
接する状態で存在する境界相と、前記境界相に前記薄膜
と反対側で接し、前記薄膜を通過して前記境界相内に存
在する前記化学物質量に応じて電気信号を出力する電極
とを有する電気化学センサーにおいて、前記薄膜の表面
に多孔性の保護膜を設けて前記電気化学センサーの薄膜
が圧力によって変形したり、傷まないようにして、精度
よく検体中の化学物質量全測定できることを特徴とする
電気化学センサーである。
The first invention of the present application includes a thin film that allows the chemical substance in the specimen to pass through either as it is or after being converted into another chemical substance through an enzyme reaction, and a thin film that has electrical conductivity and is in contact with the thin film. An electrochemical sensor comprising: an existing boundary phase; and an electrode that is in contact with the boundary phase on the opposite side of the thin film, passes through the thin film, and outputs an electrical signal according to the amount of the chemical substance present in the boundary phase. In the electrochemical sensor, a porous protective film is provided on the surface of the thin film to prevent the thin film of the electrochemical sensor from being deformed or damaged by pressure, thereby making it possible to accurately measure the total amount of chemical substances in the sample. It is a chemical sensor.

本願第2の発明は検体を流すための流路と、この検体を
流路内に導くためや、流路内に詰まりが生じたときに流
路内にある検体を吸引又は押し出すポンプと、検体中の
化学物質をその1まの形や又は酵素反応などによって他
の化学物質に変化させて該化学物質を通過させる薄膜と
、電導性を有し前記薄膜に接する状態で存在する境界相
と、前記境界相に前記薄膜と反対側で接し、前記薄膜を
通過して前記境界相内に存在する前記化学物質量に応じ
て電気信号を出力する電極とを有する電気化学センサー
と、前記電気化学センサーによって検出された電気信号
を表示する手段とを有して流路内に生じた詰まり等の圧
力の変化を迅速に検知して、流路の詰葦り等を迅速に発
見するとともに前記電気化学センサーの薄膜に過大の圧
力が加わらないようにして精度よく検体中の化学物質量
を測定できることを特徴とする検査装置である。
The second invention of the present application includes a flow channel for flowing a sample, a pump for guiding the sample into the flow channel, or for sucking or pushing out the sample in the flow channel when a blockage occurs in the flow channel, and A thin film that changes the chemical substance in its original form or into another chemical substance through an enzyme reaction, etc., and allows the chemical substance to pass through; a boundary phase that has electrical conductivity and exists in contact with the thin film; an electrochemical sensor having an electrode that contacts the boundary phase on the opposite side of the thin film and outputs an electrical signal according to the amount of the chemical substance that passes through the thin film and is present in the boundary phase; and the electrochemical sensor. means for displaying an electrical signal detected by the electrochemistry system, so as to quickly detect a change in pressure such as a blockage occurring in the flow channel, and quickly discover a blockage in the flow channel. This testing device is characterized by its ability to accurately measure the amount of chemical substances in a sample without applying excessive pressure to the thin film of the sensor.

本願第1の発明の電気化学センサーに用いられる保護膜
は一般に織布であってポリエステル、ナイロン、ボリグ
ロビレン及び炭素繊維等の高分子繊維により厚さが30
0 p、 In以下、孔径が10〜300μmに織られ
たものおよび白金等の化学的に不活性の物質から成る上
記厚さ及び孔径を有するネット状の金属薄膜が好適に用
いられる。上記ネット状のプラスチックあるいは金属薄
膜は、線径が10〜150μInの糸状の繊維からクロ
ス状に織られたものが好捷しく、さらに織布の孔径はメ
ツンユNOとして60〜300メツシュ1インチのもの
が望ましく用いられる。また、繊維の累月となる高分子
樹脂は上記の他にポリエチレン、テフロン等も用いるこ
とができる。
The protective film used in the electrochemical sensor of the first invention of the present application is generally a woven fabric and is made of polymeric fibers such as polyester, nylon, polyglobulene, and carbon fiber, and has a thickness of 30 mm.
A net-like metal thin film having the above-mentioned thickness and pore size and made of a chemically inert substance such as platinum and woven with a pore diameter of 10 to 300 μm or less is preferably used. The above-mentioned net-like plastic or metal thin film is preferably woven in a cross-like manner from thread-like fibers with a wire diameter of 10 to 150 μIn, and the pore size of the woven fabric is 60 to 300 mesh 1 inch as mesh size NO. is preferably used. In addition to the above, polyethylene, Teflon, etc. can also be used as the polymer resin that forms the fibers.

また以上の保護膜は検体中の化学成分によって影響を受
けたり、検体に影響を寿えるおそれのないものであるこ
とが望捷しい。例えば、検体が血液である場合には血液
の凝固を引起さない。化学的に不活性の物質であれば基
本的には使用することができる。この意味で白金等の化
学的に不活性の金属も使用できる。
Further, it is desirable that the above-mentioned protective film is not affected by chemical components in the specimen and is not likely to have any effect on the specimen. For example, when the specimen is blood, it does not cause blood coagulation. Basically, any chemically inert substance can be used. In this sense, chemically inert metals such as platinum can also be used.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

次に本発明の好ましい実施例を添付図面に基づいて詳細
に説明する。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は本願第1の発明にかかる電気化学センサーの実
施例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an electrochemical sensor according to the first invention of the present application.

図において、−気化学センサーの電極ボディ56内には
電導性を有する電解質液が固定された境界液相57があ
り、この液相57のボディ56内側に液相57内に接す
る形で宙、極主としてpt電極52が設けられている。
In the figure, there is a boundary liquid phase 57 in which a conductive electrolyte liquid is fixed inside the electrode body 56 of the vapor chemical sensor, and a space is suspended inside the body 56 of this liquid phase 57 in contact with the liquid phase 57. A PT electrode 52 is mainly provided.

前記電極2には電極52からの電気信号を導く導線51
が設けられており、この導線51は図面には記載してい
ないが、対向電極に接続されている。前記境界液相57
の電極52の反対側に検体中の化学物質を通過させる薄
膜53が境界液相57に接する形で設すられている。
The electrode 2 has a conductive wire 51 for guiding an electric signal from the electrode 52.
Although not shown in the drawings, this conducting wire 51 is connected to a counter electrode. The boundary liquid phase 57
On the opposite side of the electrode 52, a thin film 53 is provided in contact with the boundary liquid phase 57, which allows the chemical substance in the specimen to pass through.

この薄膜53の表面に・は薄膜53に直接かかる圧力か
ら薄膜を保護する多孔質(ネット状のプラスチック織布
)54が設けられている。この多孔質54はローリンク
55によってボディ56に固定されている。
A porous material (a net-like plastic woven fabric) 54 is provided on the surface of the thin film 53 to protect the thin film from pressure directly applied to the thin film 53. This porous material 54 is fixed to a body 56 by a low link 55.

本実施例において多孔質54が設けられであるために、
検体に生ずる圧力が直接に薄い薄膜53にかかることは
ない。
Since the porous material 54 is provided in this embodiment,
The pressure generated on the specimen is not directly applied to the thin film 53.

なお薄膜53には検体中のガスを測定する場合にはカス
透過膜が、検体中の特別の物質を酵素反応によって検出
する場合には酵素膜が用いられる。
Note that the thin film 53 is a scum-permeable membrane when measuring a gas in a specimen, and an enzyme membrane is used when a special substance in a specimen is detected by an enzyme reaction.

また本実施例では境界液相に電導性を有する液相を用い
ている。この他、固相を用いることもできる。また、液
相の組成は検出される化学物質の種類に応じて決定され
るもので例えば血液中のクル=+−ス量を測定する酵素
センサーにおいてはKCIのIMOI溶液などである。
Further, in this embodiment, a liquid phase having electrical conductivity is used as the boundary liquid phase. In addition, a solid phase can also be used. Further, the composition of the liquid phase is determined depending on the type of chemical substance to be detected, and for example, in an enzyme sensor for measuring the amount of glucose in blood, it is an IMOI solution of KCI.

第2図は本願第1の発明にかかる電気化学センサーを検
査装置に用いた一実施例を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment in which the electrochemical sensor according to the first invention of the present application is used in an inspection device.

本実施例では検体に血液を用いた場合について説明する
In this example, a case will be described in which blood is used as a specimen.

本実施例にかかる血液検査装置は大きく別けて3つの流
路系からなっている。その一つはPH2゜PO2、PC
O2等の血液ガスを測定するガス電極部からなる流路系
22であって、その二つはNa、に、CL、Ca等のイ
オン濃度を測定するイオン電極部からなる流路系23で
、その3つは、クルコース、尿素窒素等の酵素反応を利
用してその濃度を測定しようとする酵素電極部からなる
流路系24である。
The blood test apparatus according to the present embodiment consists of three main flow path systems. One of them is PH2゜PO2, PC
A flow path system 22 consisting of a gas electrode section for measuring blood gas such as O2, two of which are a flow path system 23 consisting of an ion electrode section for measuring ion concentrations of Na, CL, Ca, etc. Three of them are a flow path system 24 consisting of an enzyme electrode section that measures the concentration of glucose, urea nitrogen, etc. by utilizing an enzyme reaction.

前記各流路系にはシゴキボンブ1,28.29が設けら
れており、流路出口2からは廃液が排出されるようにな
っている。また各流路にはサンプリングノズル20が設
けられている。
A squeeze bomb 1, 28, 29 is provided in each of the flow path systems, and waste liquid is discharged from the flow path outlet 2. Furthermore, a sampling nozzle 20 is provided in each flow path.

上記流路22の途中には標準液吸入ノズル18が接続さ
れたカットパルプ17が設けられており、さらに液セン
サ3、比較電極9、PH電極4、PO2電極5、PCO
2電極7が設けられている。
A cut pulp 17 to which a standard solution suction nozzle 18 is connected is provided in the middle of the flow path 22, and further includes a liquid sensor 3, a comparison electrode 9, a PH electrode 4, a PO2 electrode 5, a PCO
Two electrodes 7 are provided.

上記流路23の途中には標準液イオン吸入ノズル19と
緩衝液吸入ノズル21か接続されたカットバルブ25が
設けられており、流路23の途中には液センサ8、比較
電極26、Na電極10、K電極11、Ct電極12、
Ca電極13が流路24の途中には、液センサ16、比
較電極27、グルコース電極14、尿素窒素電極15が
設けられている。
A cut valve 25 to which the standard solution ion suction nozzle 19 and the buffer solution suction nozzle 21 are connected is provided in the middle of the flow path 23, and in the middle of the flow path 23, a liquid sensor 8, a reference electrode 26, and an Na electrode are provided. 10, K electrode 11, Ct electrode 12,
A liquid sensor 16 , a reference electrode 27 , a glucose electrode 14 , and a urea nitrogen electrode 15 are provided in the middle of the Ca electrode 13 in the flow path 24 .

ここで、上記イオン電極部23は、一般イオン電極のイ
ミン透過膜が0.2〜0.4trrm程度とその膜厚が
一般に厚いため流路が詰った時、ゾゴキボンプ28によ
り発生する約2〜0゜5 K5+/m” (DO圧:除
圧に容易に耐えることができる。しかしながら、カス電
極部22及び酵素電極部24においては、感応膜の膜厚
が、応答時間を1〜2分以内に抑えるため、10〜30
μmときわめて薄い高分子膜が使用されている。従って
、このような薄膜は前述したシゴキボンブ1,29によ
り発生する陽圧、あるいは防圧下では、安定した状態を
保つことが難しく、特に防圧下においてはガス透過膜や
感応膜が密着しているはずの電気化学デバイスから離れ
てしまい、測定が不可能となったりすることがある。
Here, in the ion electrode section 23, the imine permeable membrane of the general ion electrode is generally thick, about 0.2 to 0.4 trrm.゜5 K5+/m" (DO pressure: can easily withstand pressure removal. However, in the waste electrode section 22 and the enzyme electrode section 24, the thickness of the sensitive membrane is such that the response time is within 1 to 2 minutes. 10-30 to suppress
An extremely thin polymer membrane of micrometers is used. Therefore, it is difficult for such a thin film to maintain a stable state under the positive pressure generated by the above-mentioned squeeze bombs 1, 29 or under pressure, and especially under pressure, the gas permeable membrane and sensitive membrane must be in close contact with each other. may become separated from the electrochemical device, making measurement impossible.

次に本実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

上記各流路22,23.24に設けられたシゴキポンプ
1,28.29の駆動によってサンプリングノズル20
から血液検体がサンプリングされる。この際カットパル
プ17.25は血液検体が上記各流路22,23.24
に流れるようにパルプの制御が行なわれている。
The sampling nozzle 20 is driven by the squeeze pump 1, 28, 29 provided in each of the channels 22, 23, 24.
A blood sample is sampled from. At this time, the cut pulp 17.25 has a blood sample in each of the channels 22, 23, 24.
The pulp is controlled so that it flows smoothly.

血液検体が上記各流路22,23.24に設けられた各
種の電極に血液検体が行きわたると、シゴキポンプ1,
28.29を停止する。これは各流路系22,23.2
4に設けられた電極が加圧、負圧状態で測定を行うと検
体化学物質量と正確に対応した測定を行うことができな
いことによるものである。次に各流路系に設けられた電
極の特性に応じて血液中のガス濃度、電解質濃度、グル
コース尿素等の基質濃度の測定がおこなわれる。この測
定は各流路系22,23.24に設けられた基準電極9
,26.27との各電極に生じた電位を、差をとること
によって、この差に応じて各成分の濃度に換算して行う
When the blood sample has spread to the various electrodes provided in each of the channels 22, 23, 24, the squeeze pump 1,
28. Stop 29. This is for each flow path system 22, 23.2
This is due to the fact that if the electrodes provided at No. 4 were to perform measurements under pressurized or negative pressure conditions, it would not be possible to make measurements that accurately correspond to the amount of the sample chemical substance. Next, the gas concentration, electrolyte concentration, and substrate concentration such as glucose urea in the blood is measured according to the characteristics of the electrodes provided in each channel system. This measurement is carried out using reference electrodes 9 provided in each flow path system 22, 23, 24.
, 26, 27, and the potentials generated at each electrode are calculated, and the concentration of each component is converted according to this difference.

以上の測定が終了したら、カットパルプ17゜25は、
流路22に標準液ガスパルプ18から標準液ガスが流れ
るように、又、流路23に標準液イオンパルプ19から
標準液イオンが、流路24に緩衝液パルプ21から緩衝
液が流れるようにそれぞれ制御され、シゴキポンプ1,
28.29に駆動される。
After the above measurements are completed, the cut pulp 17°25 is
The standard solution gas from the standard solution gas pulp 18 flows into the channel 22, the standard solution ions from the standard solution ion pulp 19 flows into the channel 23, and the buffer solution from the buffer solution pulp 21 flows into the channel 24. Controlled squeeze pump 1,
Driven to 28.29.

そして、シゴキポンプ1,28.29の駆動によってそ
れまで各流路22,23.24に存在した血液が廃液と
して排出され、かわりに各標準液が各流路22,23.
24に満たされて、各流路内の電極部において標準液中
の化学物質量の測定が行われる。このように標準液の測
定を行うのは各電極に生じうる出力の不安定性が測定に
与える影響を消去しても正確な測定を得ようとするため
である。
Then, by driving the squeeze pumps 1, 28, 29, the blood that had been present in each channel 22, 23, 24 is discharged as waste fluid, and each standard solution is replaced by each channel 22, 23, 24.
24, and the amount of chemical substance in the standard solution is measured at the electrode section in each channel. The reason why the standard solution is measured in this manner is to obtain accurate measurements even if the influence of output instability that may occur at each electrode on the measurement is eliminated.

以上の標準液の測定が終了するとンゴキボンプ1.28
.29の駆動とカットパルプ17.25の制御によって
各流路22,23.24が次の血液検体に置換される。
When the measurement of the above standard solutions is completed, the coral bomb 1.28
.. 29 and control of the cut pulp 17.25, each flow path 22, 23.24 is replaced with the next blood sample.

ところで、血液のように細い流路内において、凝集して
詰tりの生じやすいものの場合は正確な測定を行う上で
その詰1りを発見する必要がある。
By the way, if something like blood tends to aggregate and cause clogging in a narrow channel, it is necessary to discover the clogging in order to perform accurate measurements.

その詰まりの発見は各電極における異常測定値によって
行うことができるが、各流路22,23゜24に流路内
の圧力を検出する圧力センサーを設けることによって迅
速に発見することが可能となる。そして詰まりが発見さ
れた時は、シゴキボンプ1,28.29の駆動によって
詰まりを取り除く。
The clogging can be detected by abnormal measurements at each electrode, but it can be detected quickly by providing pressure sensors in each channel 22, 23, 24 to detect the pressure within the channel. . When a blockage is discovered, the blockage is removed by driving the squeeze pumps 1, 28 and 29.

以上のように本実施例によれば、次のような特有の効果
がある。
As described above, this embodiment has the following unique effects.

つまり、従来の血液中のガス成分、電解質成分、クルコ
ース、尿素など特別の基質の濃度を電気化学センサーに
よって測定する検査装置では、応答性を良くするために
、電気化学センサーの表面に設けられたガス透過膜、イ
オン透過膜、酵素膜薄くできている。また検体を測定部
に導く流路か細くなっているために、流路抵抗が増大し
、血液の詰まりが生じやすく、また電解質や次の検体と
の交換が迅速にできない。無理にシゴキボンプの駆動力
を大きくして流路における検体の流れを大きくしようと
すると電気化学センサーが容易に劣化してしまう。した
がって病院内における迅速緊急を要する検査に連座に対
応できなかったが、本実施例の血液検査装置によれば以
上の問題が解測される。
In other words, in conventional testing devices that measure the concentration of special substrates such as gas components, electrolyte components, curcose, and urea in blood using electrochemical sensors, in order to improve responsiveness, Gas permeable membranes, ion permeable membranes, and enzyme membranes are thin. Furthermore, since the flow path leading the sample to the measuring section is narrow, the flow path resistance increases, blood clogs are likely to occur, and electrolytes and the next sample cannot be exchanged quickly. If you forcefully increase the driving force of the squeeze bomb to increase the flow of the sample in the channel, the electrochemical sensor will easily deteriorate. Therefore, it has not been possible to respond to tests that require quick and urgent testing in hospitals, but the blood test apparatus of this embodiment solves the above problems.

また、以上のような検査装置に圧力センサーを設けるこ
とによって、流路内の詰1りが迅速に発見できる他、圧
力センサーによって検知された圧力に応じて測定値に圧
力補正を施こすことにより、電気センサーが大気圧状件
下でなく加圧才たは負圧状態でつ1り検体を流路内に流
しながら連続測定が可能となる。
In addition, by installing a pressure sensor in the above-mentioned inspection equipment, it is possible to quickly discover blockages in the flow path, and by applying pressure correction to the measured value according to the pressure detected by the pressure sensor. This makes it possible for the electric sensor to perform continuous measurements while flowing the sample into the flow path under pressurized or negative pressure conditions, rather than under atmospheric pressure conditions.

第3図は本願第3の発明にかかる検査装置の一実施例を
示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of the inspection device according to the third invention of the present application.

本実施例では第2図の実施例と同様に血液を用いた場合
に説明するが、電気化学センサーには従来の感応膜に保
護膜のないものを用いている点お。
This example will be explained using blood as in the example shown in FIG. 2, but the electrochemical sensor uses a conventional sensitive membrane without a protective film.

よび圧力センサー30,31.32が必らず各流路系に
用いられている点が第2図の実施例と異なる。従って本
実施例において第2図の実施例と同一な符号を付しであ
る部分においては構成および動作とも同じである。
This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 2 in that pressure sensors 30, 31, and 32 are necessarily used in each channel system. Therefore, in this embodiment, the parts designated by the same reference numerals as those in the embodiment of FIG. 2 have the same structure and operation.

本実施例によれば次のような特有の効果がある。This embodiment has the following unique effects.

つまり流路内に血液の詰まりが生じた場合や、流路内の
検体や標準液を他の検体や標準液に置換する場合に、ン
ゴキボンプを駆動する必要がある。
In other words, it is necessary to drive the coral bomb when blood clogs occur in the flow path or when replacing the sample or standard solution in the flow path with another sample or standard solution.

この時必要以上の大きな圧力が電気化学センサーのガス
透過膜やイオン透過膜、酵素膜などの表面にかかるのを
圧力センサーによって流路圧を検知することにより防止
できる。従って電気化学センサーの予想以上の劣化を防
止できることによって測定精度の高い検査装置を得るこ
とができる。
At this time, it is possible to prevent an unnecessarily large pressure from being applied to the surface of the gas permeable membrane, ion permeable membrane, enzyme membrane, etc. of the electrochemical sensor by detecting the channel pressure with a pressure sensor. Therefore, by preventing the electrochemical sensor from deteriorating more than expected, it is possible to obtain an inspection device with high measurement accuracy.

また圧力センサー30,31.32に設けられているこ
とによって第2図に示された実施例と同様検体を流路に
流しながら検体の連続測定を行うことができる。さらに
、圧力センサは常時夫々の流路の圧力を検知しており、
もし流路の圧力が負圧になるような時にはアラームが発
生し、即座にソゴキポンプ1が停止し、ガス及び酵素電
極の膜の破損を防止することができる。
Further, by providing the pressure sensors 30, 31, and 32, continuous measurement of the specimen can be performed while the specimen is flowing through the flow path, similar to the embodiment shown in FIG. Furthermore, the pressure sensor constantly detects the pressure in each flow path.
If the pressure in the flow path becomes negative, an alarm is generated and the Sogoki pump 1 is immediately stopped, thereby preventing damage to the membranes of the gas and enzyme electrodes.

第4図は第2図、第3図実施例に用いられる圧力センサ
ーの構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a pressure sensor used in the embodiments of FIGS. 2 and 3. FIG.

検体が血液である場合に、その粘性等の変化により生じ
る流路内の圧力変化を測定する圧力センサーには、スト
レインゲージ等に代表される半導体圧力センサーが好ま
しく用いられている。この他、キャピラリ状のガラスチ
ューブをU形あるいはスパイラル状に巻いて作ったガラ
スチューブでも液面位置の変動を検知することによって
、流路内の圧力の変動を知ることができる。具体的には
、第4図に示すようにキャピラリ形のガラスチューブあ
るいはプラスチックチューブ44がサンプル流路と十字
管によって連結され、この時キャピラリチューブ内に入
ってくる液面位置をフォトカブラ等で検知すれば、流路
内圧を知ることができる。
When the sample is blood, a semiconductor pressure sensor such as a strain gauge is preferably used as a pressure sensor that measures pressure changes in a flow path caused by changes in the viscosity or the like of blood. In addition, by detecting changes in the liquid level position in a glass tube made by winding a capillary-shaped glass tube in a U shape or in a spiral shape, it is possible to know changes in pressure within the flow path. Specifically, as shown in Fig. 4, a capillary-shaped glass tube or plastic tube 44 is connected to the sample flow path by a cross tube, and at this time, the position of the liquid level entering the capillary tube is detected using a photocoupler or the like. Then, the internal pressure of the flow path can be known.

なお31は、サンブリンク流路出口を46はサンプリン
グ流路入口を示す。
Note that 31 indicates the sampling channel outlet, and 46 indicates the sampling channel inlet.

この圧力センサーに妄求される特性としては、ガス透過
膜あるいは酵素膜のpt電極あるいは過酸化水素電極等
の電気化学デバイスからの離れ現象が生じる前に、流圧
の変動を検知して、シゴキポンプの回転をとめ、オペレ
ータ等にアラームを出す必要があるため、圧変動に対す
る応答性がもつとも重要である。これに適する圧力セン
サーとしては半導体ストレインゲージもさることながら
、液柱方式もきわめて好ましく用いることができる。
The desirable characteristics of this pressure sensor are that it can detect fluctuations in fluid pressure before the gas permeable membrane or enzyme membrane separates from the electrochemical device such as the PT electrode or hydrogen peroxide electrode, and the Since it is necessary to stop rotation and issue an alarm to the operator, etc., responsiveness to pressure fluctuations is also important. Suitable pressure sensors for this purpose include not only semiconductor strain gauges but also liquid column type pressure sensors.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明によれば電気化学センサーの薄膜の
表面に保護膜が設けられであるために薄膜の安定性の向
上を図ることができ、その結果、電気化学センサーの高
寿命化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, since a protective film is provided on the surface of the thin film of an electrochemical sensor, the stability of the thin film can be improved, and as a result, the life of the electrochemical sensor can be extended. be able to.

次にこのような電気化学センサーを用いることによって
検体中の化学物質量の測定を行う検査装置の測定精度の
向上を図ることができる。
Next, by using such an electrochemical sensor, it is possible to improve the measurement accuracy of a test device that measures the amount of chemical substances in a sample.

さらに従来の薄膜に保護膜のない電気化学センサーを用
いて検体中の化学物質量の測定を行う検査装置に、圧力
センサーを設けることによって該検査装置の測定精度の
向上を図ることができる。
Furthermore, by providing a pressure sensor in an inspection device that measures the amount of chemical substances in a specimen using a conventional thin-film electrochemical sensor without a protective film, it is possible to improve the measurement accuracy of the inspection device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本願第1の発明にかかる電気化学センサーの一
実施例を示す構成図、第2図は本願第1の発明にかかる
電気化学センサーを利用した検査装置の一実施例を示す
構成図、第3図は本願第2の発明にかかる検査装置の一
実施例を示す構成図、第4図は圧力センサーの一実施例
を示す構成図である。 1.28.29・・・ンゴキポンプ、22・・・ガス電
極部流路、23・・・イオン電極部流路、24・・・酵
素電極部流路、30,31.32・・・圧力センサー、
52・・・電極、53・・・薄膜、54・・・保護膜、
56・・・ボディ。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an electrochemical sensor according to the first invention of the present application, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an inspection device using the electrochemical sensor according to the first invention of the present application. , FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of an inspection device according to the second invention of the present application, and FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of a pressure sensor. 1.28.29... Coral pump, 22... Gas electrode part flow path, 23... Ion electrode part flow path, 24... Enzyme electrode part flow path, 30, 31. 32... Pressure sensor ,
52... Electrode, 53... Thin film, 54... Protective film,
56...Body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、検体中の化学物質をそのままの形か又は他の化学物
質に変化させて該化学物質を通過させる薄膜と、前記薄
膜に接し、電導性を持つ境界相と、前記境界相に前記薄
膜と反対側で接し、前記薄膜を通過して前記境界相内に
存在する前記化学物質量に応じて電気信号を出力する電
極とを有する電気化学センサーにおいて、前記感応膜の
表面に多孔性の保護膜を設けたことを特徴とする電気化
学センサー。 2、特許請求の範囲第1項記載の発明において、上記保
護膜が不活性金属の薄膜と、高令子繊維の薄膜の少なく
ともどちらか1種であることを特徴とする電気化学セン
サー。 3、特許請求の範囲第1項記載の説明において、上記不
活性金属が白金であることを特徴とする電気化学センサ
ー。 4、検体を流すための流路と、前記流路に検体を流すた
めに前記流路内にある検体を吸引又は押し出すポンプと
、検体中の化学物質をそのまま形か又は他の化学物質に
変化させて該化学物質を通過させる薄膜、前記薄膜に接
し、電導性を持つ境界相、および前記境界相に前記薄膜
と反対側で接し、前記薄膜を通過して前記境界相内に存
在する前記化学物質量に応じて電気信号を出力する電極
とを有する電気化学センサーと、前記電気化学センサー
によつて検出された電気信号を表示する手段とを有する
ことを特徴とする検査装置。
[Claims] 1. A thin film that allows the chemical substance in the sample to pass through either as it is or after changing it into another chemical substance; a boundary phase that is in contact with the thin film and has electrical conductivity; An electrochemical sensor comprising: an electrode that is in contact with the boundary phase on the opposite side of the thin film and that passes through the thin film and outputs an electrical signal according to the amount of the chemical substance present in the boundary phase; An electrochemical sensor characterized by having a porous protective film. 2. The electrochemical sensor according to claim 1, wherein the protective film is at least one of a thin film of an inert metal and a thin film of high quality fiber. 3. An electrochemical sensor as set forth in claim 1, wherein the inert metal is platinum. 4. A flow channel for flowing the sample, a pump that sucks or pushes out the sample in the flow channel to flow the sample into the flow channel, and a chemical substance in the sample as it is or converted into another chemical substance. a thin film through which the chemical substance passes; a boundary phase in contact with the thin film and having electrical conductivity; An inspection device comprising: an electrochemical sensor having an electrode that outputs an electrical signal according to the amount of a substance; and means for displaying the electrical signal detected by the electrochemical sensor.
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