JPS62851A - イオン濃度の測定方法 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は被Ａ）Ｉ定ｔｊ、？Ｔｊｃ中のイオン濃度の測
定を行なうイオンセンサ体を用いたイオン濃度の測定方
法、さらに詳しくはノイズの混入を少なくできるイオン
濃度の測定方法に関する。

〔発明の技術的背云とその問題点〕

従来より液中の特定のイオンの濃度を選択的に電層でき
るイオン選択性電極が特定イオンのモニターや水質分析
等の広い分野で用いられている。

イオン選択性電極はこの電極から発生する電位と同じ測
定系に配置された参照電極から得られる基′Ｌ＄電位と
の間に生ずる電位差ΔＥが特定イオンの濃度の対数と直
線関係にあることを用いるものであり、これより測定し
たΔＥの値からイオン濃度が容易に求められる。このよ
うなイオン選択性電極を利用して、近年では特に血液中
のるＮａ＋、Ｋ”、Ｃ１″等の各種イオンの定量などが
さかんに行なわれている。そしてその構造も最近では内
部に電解質液を持たず、金属等の導電部材に直接イオン
感応膜を形成したイオン選択性電極が用いられ、さらに
はこれらのイオン選択性電極を参照電極とともに披Ａν
１定液の流通路に並設して一体化し、次数の種類のイオ
ンの濃度を測定するフローセル方式のイオンセンサ体等
が考案されている。このようなイオン選択性電極及び参
照電極を組み合わせてなるイオンセンサ体は近年ますま
す小型化されて、多くの種類のイオンの定量分析が少量
の被ｆｉｌ定液で行えるようになってきている。

しかしながら、このように小型化されたイオンセンサ体
においても原理的に基準電位を生じる参照電極が必要で
あるが、従来の参照電極では、他のイオン選択性ｍ１Ｍ
とともに小型化一体化するのに次のような問題点を有し
ていた。すなわち従来の参照電極の構成は、■内部電解
質液及び前記内部電解質液と被測定液との間の導通をと
るため微量の液が流通する程度の大きさの孔すなわち液
絡部とを有した飽和せコウ電極や、ＫＣｌ等の飽和溶液
中に銀／塩化銀７Ｂ極材を浸してなる電極等が用いられ
ていたり、あるいは■銀／塩化銀電極材をＫＣ１含有Ｐ
　Ｖ　Ｃ１１％で成田し、さらにその上をシリコーン系
ポリマー膜等の保護膜で被覆した参照電極が用いられて
いた。しかしながら■の内部電解質および液絡部を存し
た構成からなる参照電極では、その液絡部の流通状態に
よって電極内の内部電解質液が披ＡＩＪ定液で汚染され
やすく、また小型化されているので内部電解質液が少量
しか入らないため短寿命であり、参照電極としての電位
が変動しやすかった。そしてこのような構成を存した小
型の参照電極を作成する場合、液絡部の形成や内部電解
質液を保持する構造の形成等が難かしく、液絡部のわず
かな形状、大きさ等のちがいによって出力される双＄電
極が大きく異なり、参照電極としての充分な信頼性が得
難かった。また■のｍ／塩化銀電極材をＫＣ１含有ＰＶ
Ｃで波目した構成からなる参照電極では、ＡＰＪ定を行
なうに従って前記ＰＶＣ膜からなるＫＣでか溶出しその
結果参照電極としての基ｉｌｌ電位が早期に不安定にな
り、電極の寿命も短い等の問題点を有していた。

さらに、前記問題点を解消するものとしてＡＩ定に関係
ない項目に対応するイオン選択性電極を擬似参照電極と
して組み込んだ流通型イオンセンサ体がある。前記流通
型イオンセンサ体では前記擬似参照電極として使われる
イオン選択性電極が一般にインピーダンスの高いイオン
感応膜ををしている。したがって、前、￥Ｃ！擬似参照
電極を基準にしてイオン濃度を測定しようとすると、通
常のイオン選択性電極もまた、高インピーダンスのイオ
ン感応膜を有しているため、実際のイオン濃度測定の際
に、ノイズの混入が大きな問題となる。これは高インピ
ーダンスのイオン感応膜を介して被測定液のイオン濃度
を測定しているためと考えられる。

ところで、上記流通型イオセンサ体の中に前記第１のイ
オン選択性電極群の中に前記導電部材として銀、前記イ
オン感応膜として塩化銀層を有する銀／塩化銀電極を塩
素イオン選択性電極として含む流通型イオンセンサ体が
ある。このタイプの電極においては銀／塩化銀電極だけ
は低インピーダンスであり、前記高インピーダンスを有
する擬似参照電極を基準にＡ）Ｊ定する場合でもノイズ
の影響を回避できることが考えられる。しかし、塩素イ
オン濃度以外の８Ｆ１定項目においては高インピーダン
スのイオン選択性電極と高インピーダンスの擬似参照Ｔ
ｈｈとを介して測定が行なわれるため、上：このノイズ
の影響を受（すること１こなる。

［発明の目的〕 本発明は上記欠点に対処するために提案されたものであ
る。すなわち、Δ）Ｉ定しようとするイオンに対するイ
オン選択性電極群が塩素イオン選択性α 電極としてのＡｇ／Ａｇ４Ｚ電極と高インピーダ極とか
ら成り、これらの電極群と高インピーダンスの擬似電極
としてのイオン選択性電極とが一体化された流通型イオ
ンセンサ体においてノイズの影響を受けずに測定できる
イオン濃度のＤＩ定方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は絶縁材料からなる基体に穿設された貫通孔の内
周面の少なくとも一部を形成するように配設された導電
部材と前記貫通孔の内周面を形成する導電部材表面を被
覆するイオン感応膜とからなり被１１Ｆ１定液中に含ま
れた測定対象物質に感応する第１のイオン選択性電極群
と、絶縁材料からなる基体に穿設された貫通孔の内周面
の少なくとも一部を形成するように配設された導電部材
と、前：己貫通孔の内周面を形成する導電部材表面を被
覆する膜抵抗がｌｏｋΩ以上のイオン感応膜からなり被
測定液中に含まれた測定対象物質に感応しない第２のイ
オン選択性電極よりなる参照電極とが、互いに導電部材
間に電気絶縁性を保って連結され、かつ前記第１のイオ
ン選択性電極群及び第２のイオン選択性電極の貫通孔が
連結されて前記披ルｐｊ定試料の流通路を形成するよう
に一体化されている流通型イオンセンサ体で、前記第１
のイオン選択性電極群の中に前記導電部材として銀、前
記イオン感応膜として塩化銀層を有する銀／塩化銀電極
を塩素イオン選択性電極として含む流通型イオンセンサ
体を用いるイオン濃度の測定方法において、塩素イオン
濃度の測定は前：己第１の電極群の１個である銀／塩化
銀電極と前記参照電極としての前記第２のイオン選択性
電極との電位差の、［ＦＪ定により行ない、塩素イオン
以外のイオン濃度をΔＰ１定する場合には、前記第１の
イオン選択性電極と前記参照電極としての第２のイオン
選択性電極とともに第３の電極として前記銀／塩化銀電
極を用いることにより、　■　前記第３の電極に対する
前記第１のイオン選択性の電位と　■　前記第３の電極
に対する前記第２の参照電極としてのイオン選択性電極
が電位との差として求めた第１のイオン選択性電極の電
位から算出することを特徴とするイオン濃度の測定方法
であり、新たに自余電極などの低インピーダンスの電極
を加えることなしに、内蔵されている低インピーダンス
の塩素イオン選択性電極としての銀／塩化銀電極を活用
したノイズの影響が少ないイオン濃度の測定方法である
。

［発明の効果］ 本発明はインピーダンスの低い銀／塩化銀電極を巧みに
利用することによって、安価でインピーダンスの比較的
高い電極を用いても構造が簡単で測定ノイズの少ないイ
オン濃度をΔＰｊ定出来るという特徴を有するもので工
業的にすぐれ実用任値が大である。

［発明の実施例］ 以下、本発明を実施例にもとづきさらに詳しく説明する
。第１図は本発明のＡＩ定方法によるか１定回路の一実
施例を示す模式図である。

（１）は高インピーダンスであるナトリウムイオン（Ｎ
ａ　　）カリウムイオン（Ｋ　　”）選択性電極（第１
電極）及び擬似参照電極としてＣａ２＋イオン選択性電
極と、低インピーダンスである銀／塩化銀（Ａｇ／Ａｇ
ｃｊりから成るＣ１イオン選択性電極とを一体に構成し
た流通型イオンセンサ体である。（４ａ）　、　（５ａ
）　＝　（［ｉａ）および（７ａ）はそれぞれ、＋　　
　　　　＋ 前記Ｎａ、に、Ｃｌイオン選択性電極および擬似参照電
極としてのＣａ２＋センサからのリード線２ａは測定液
の流入路、２ｂは測定液の流出路である。（８）、（９
）はそれぞれ演算増幅器、（１０）、（１０°）はそれ
ぞれ切換えスイッチ、（１１）は電位差計である。この
回路では塩素イオン濃度を測定する場合には塩素イオン
選択性電極と参照電極からの出力が切換えスイッチのａ
接点と演算増幅器（８）を経由して電位差計（１１）に
送られる。この場合には塩素イオンセンサが低インピー
ダンスであり、ノイズの影響は受けない。続いてナトリ
ウム、カリウムイオン濃度をρｊ定するときは低インピ
ーダンスである塩素イオンセンサからの出力は演算増幅
器（８）、黍９）のコム（ＣＯＭ）に接続され、また擬
似参照電極としてのＣａ”Ｋオンセンサとナトリウム、
カリウムイオンセンサからの出力は夫々演算増幅器（８
）、（９）の高インピーダンス入力回路へ接続されて°
いる。この場合には被ＡνＩ定液は低インピーダンスの
塩素イオンセンサを通じてアースされることによってノ
イズが減少されることになる。

第２図は本発明の測定法の適用対象となる流通型イオン
センサ体（１）の詳細図である。図中４はナトリウムイ
オン選択性電極、５はカリウムイオン選択性電極、６は
塩素イオン選択性電極、７は参照電極としてのカルシウ
ムイオン選択性電極である。ここで、前記塩素イオン選
択性電極のみは低インピーダンスのＡ　ｇ　／　Ａ　ｇ
　ｒ　ｌ　％極であり、その他は高インピーダンスの高
分子イオン感応膜を有するイオン選択性電極である。こ
れらの各イオン選択性電極は電気絶縁部材３を介するこ
とにより互いに電気絶縁性を保ってセルボディー（１ａ
）内に連結一体化して配設されている。そして各々の電
極には信号を取り出すリード線（４）ａ、　（５）ａ、
　（Ｂ）ａ（７）ａがそれぞれ接続されている。この電
極は絶縁材料からなる基体に穿設された貫通孔の内周面
にイオン感応部が設けられており、これらの電極の貫通
孔が連絡して流通路（２ａ）　、　（２ｂ）を形成して
いる。また、これらの電極のイオン感応部は、前記貫通
孔の内周面の少なくとも一部を形成するように配設され
た導電部材を被覆したイオン感応膜からな・っており、
このイオン感応膜（１２）はＮａ　　、Ｋ　　、Ｃａ２
＋イオン選択性電極に関して＋ はイオン選択性物質を分散させた高分子膜、ＣＩ−イオ
ン選択性電極に関しては導電部材として用いた銀の上に
形成した塩化銀より成る感応層よりなっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明測定方法の一実施例を説明するためのＡ
ＩＪ定回路図、第２図は検出部の詳細断面図（４）、）
（５）、（６）、（７）は電極。 代理人弁理士　　間近　憲佑（ほか１名）第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 絶縁材料からなる基本に穿設された貫通孔の内周面の少
   なくとも一部を形成するように配設された導電部材と前
   記貫通孔の内周面を形成する導電部材表面を被覆するイ
   オン感応膜とからなり被測定液中に含まれた測定対象物
   質に感応する第１のイオン選択性電極群と、絶縁材料か
   らなる基体に穿設された貫通孔の内周面の少なくとも一
   部を形成するように配設された導電部材と、前記貫通孔
   の内周面を形成する導電部材表面を被覆する膜抵抗が１
   ０ｋΩ以上のイオン感応膜とからなり被測定液中に含ま
   れた測定対象物質に感応しない第２のイオン選択性電極
   よりなる参照電極とが、互いに導電部材間に電気絶縁性
   を保って連結され、かつ前記第１のイオン選択性電極群
   及び第２のイオン選択性電極の貫通孔が連結されて前記
   被測定試料の流通路を形成するように一体化されている
   流通型イオンセンサ体で、前記第１のイオン選択性電極
   群の中に、前記導電部材として銀、前記イオン感応膜と
   して塩化銀層を有する銀／塩化銀電極を塩素イオン選択
   性電極として含む流通型イオンセンサ体を用いるイオン
   濃度の測定方法において、塩素イオン濃度の測定は前記
   第１の電極群の１個である銀／塩化銀電極と前記参照電
   極としての前記第２のイオン選択性電極との電位差の測
   定により行ない、塩素イオン以外のイオン濃度を測定す
   る場合に、前記第１のイオン選択性電極と前記参照電極
   としての第２のイオン選択性電極とともに第３の電極と
   して前記銀／塩化銀電極を用いることにより、前記第３
   の電極に対する前 記第１のイオン選択性電極の電位と前記第 ３の電極に対する前記第２の参照電極としてのイオン選
   択性電極の電位との差として求めた第１のイオン選択性
   電極の電位から算出することを特徴とするイオン濃度の
   測定方法。