JPWO2021131521A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、pH測定装置等に用いられる電気化学測定ユニット、電気化学測定装置及び電気化学測定方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrochemical measurement unit, an electrochemical measurement device, and an electrochemical measurement method, which are used in, for example, a pH measuring device.
従来、フロー型のpH測定装置としては、特許文献1及び特許文献2のように、サンプル液が流れる流路内に感応部を備える測定電極と液絡部を備える比較電極とをそれぞれ別個に配置したものがある。 Conventionally, as a flow-type pH measuring device, a measurement electrode having a sensitive part and a reference electrode having a liquid junction are separately arranged in a channel through which a sample liquid flows, as in Patent Documents 1 and 2. there is something
このようなフロー型の測定装置では、流路内に測定電極と比較電極とがそれぞれ別個に配置されているので、pH測定時に前記感応部と前記液絡部とが、異なる位置を流れるサンプル液に接触することになり、測定に誤差が生じてしまうという問題がある。 In such a flow-type measuring device, the measuring electrode and the reference electrode are separately arranged in the flow path, so that the sample liquid flows through different positions in the sensing section and the liquid junction section during pH measurement. There is a problem that an error occurs in the measurement due to contact with the
また、フロー型の測定装置では、サンプル液中に気泡が混入し前記感応部や液絡部に気泡が付着すると、pH測定に悪影響を与えてしまうという問題がある。特にサンプル液が微量である場合には、サンプル液に対して気泡が占める体積が大きくなり、気泡による測定への影響が顕著に表れてしまう。 Further, in the flow-type measuring apparatus, there is a problem that if air bubbles are mixed in the sample liquid and attached to the sensitive part or the liquid junction part, the pH measurement is adversely affected. In particular, when the amount of sample liquid is very small, the volume occupied by air bubbles becomes large with respect to the sample liquid, and the influence of air bubbles on the measurement appears remarkably.
本発明は、前述したような課題に鑑みてなされたものであり、フロー型の測定装置において、例えば、微量なサンプル液であってもそのpH等の電気化学特性値を簡単な構成で精度よく測定することを主な目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in a flow-type measuring device, for example, even if it is a trace amount of sample liquid, the electrochemical characteristic value such as pH can be measured with a simple configuration and with high accuracy. Main purpose is to measure.
すなわち、本発明に係る電気化学測定ユニットは、サンプル液が流れる流路に設けられるものであって、前記サンプル液を導入する導入口及び導出する導出口を有し、サンプル液を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留されたサンプル液の電気化学特性を測定する複合電極とを備え、前記導入口が前記導出口よりも下方に位置し、前記複合電極の感応部は、前記導出口よりも下方に位置するように設けられていることを特徴とするものである。
なお、本明細書中での上下方向とは、鉛直方向に沿った上下方向を指す。下方とは、鉛直方向における下方だけでなく、鉛直方向に対して斜めの下方も含むものである。
That is, the electrochemical measurement unit according to the present invention is provided in a flow path through which a sample liquid flows, has an inlet for introducing the sample liquid and an outlet for discharging the sample liquid, and has a reservoir for storing the sample liquid. and a composite electrode for measuring the electrochemical properties of the sample liquid stored in the reservoir, wherein the introduction port is positioned below the outlet, and the sensitive portion of the composite electrode is located below the outlet. is provided so as to be positioned downward.
In addition, the vertical direction in this specification refers to the vertical direction along the vertical direction. Downward includes not only downward in the vertical direction but also oblique downward with respect to the vertical direction.
このように構成された電気化学測定ユニットによれば、複合電極を使用しているので、感応部と液絡部との位置をできるだけ近づけることができる。その結果、感応部と液絡部とがほぼ同じ位置を流れるサンプル液に接触することができるので、チップ型等の特殊な電極を使用することなく、pH等の電気化学的特性を精度よく測定することができる。 According to the electrochemical measurement unit configured in this way, since the composite electrode is used, the positions of the sensitive part and the liquid junction part can be brought as close as possible. As a result, the sensing part and the liquid junction part can come into contact with the sample liquid flowing at almost the same position, so electrochemical characteristics such as pH can be accurately measured without using a special electrode such as a chip type. can do.
また、複合電極を使用しているので、貯留部内に測定電極と比較電極とを別々に配置する必要がなく、貯留部をできるだけ小型化することができる。 Moreover, since a composite electrode is used, there is no need to dispose the measurement electrode and the reference electrode separately in the reservoir, and the reservoir can be made as small as possible.
さらに、前記導入口が前記導出口よりも下方に位置し、前記複合電極の感応部が、前記導出口よりも下方に位置しているので、前記導入口から前記貯留部内に流れ込んだサンプル液が前記貯留部の下方から上方に向かって流れる。
その結果、サンプル液中に気泡が含まれている場合であっても、気泡を前記導出口から外部へ排出しやすいので、気泡による影響をさらに抑えて、pH等の電気化学的特性をより精度よく測定することができる。
Furthermore, since the inlet is positioned below the outlet, and the sensitive portion of the composite electrode is positioned below the outlet, the sample liquid flowing into the reservoir from the inlet is It flows upward from below the reservoir.
As a result, even if the sample liquid contains air bubbles, the air bubbles can be easily discharged from the outlet. can be measured well.
前記感応部が前記導入口よりも上方に位置するように設けられているので、前記感応部は貯留部の底壁よりも上に位置していることになる。
そのため、前記複合電極の液絡部から滲出した内部液が比重の大きいものであり、前記貯留部の下部に内部液が滞留する場合であっても、電気化学測定への内部液の影響を小さく抑えることができる。
Since the sensitive part is provided above the introduction port, the sensitive part is positioned above the bottom wall of the reservoir.
Therefore, even if the internal liquid exuding from the liquid junction of the composite electrode has a large specific gravity and stays in the lower part of the reservoir, the influence of the internal liquid on the electrochemical measurement can be reduced. can be suppressed.
前記複合電極に備えられた液絡部が、前記導出口に対向するように設けられていれば、液絡部から滲出する内部液を該導出口から前記貯留部の外へ排出しやすい。
そのため、前記貯留部内に内部液が滞留することによるサンプル液のpH等への影響を抑えることができる。
If the liquid junction provided in the composite electrode is provided so as to face the outlet, the internal liquid exuding from the liquid junction can be easily discharged from the outlet to the outside of the reservoir.
Therefore, it is possible to suppress the influence of the retention of the internal liquid in the reservoir on the pH and the like of the sample liquid.
前記導出口の径が、前記導入口の径よりも大きいものであれば、前記貯留部へのサンプル液の流入による前記貯留部の内圧上昇を抑制することができる。
その結果、前記複合電極の液絡部からサンプル液が該複合電極内部に流入することによる測定への悪影響を抑えることができる。
If the diameter of the outlet port is larger than the diameter of the inlet port, it is possible to suppress an increase in the internal pressure of the reservoir due to the inflow of the sample liquid into the reservoir.
As a result, it is possible to suppress adverse effects on the measurement due to the sample liquid flowing into the composite electrode from the liquid junction of the composite electrode.
本発明に係る電気化学測定ユニットを備えた電気化学測定装置としては、例えば、前述したような電気化学測定ユニットと、前記導入口及び前記導出口に接続されて、該電気化学測定ユニットにサンプル液を流通させる流路と、前記複合電極によって測定された測定値に基づいてサンプル液の電気化学特性値を算出する算出部とを備えるものを挙げることができる。 As an electrochemical measurement apparatus equipped with an electrochemical measurement unit according to the present invention, for example, the electrochemical measurement unit as described above is connected to the introduction port and the outlet port, and a sample liquid is supplied to the electrochemical measurement unit. and a calculator for calculating the electrochemical characteristic value of the sample liquid based on the measured value measured by the composite electrode.
サンプル液を導入する導入口及び導出する導出口を有し、前記サンプル液を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留されたサンプル液の電気化学特性を測定する複合電極とを備えた電気化学測定ユニットを使用し、前記複合電極の感応部を前記導出口よりも下方に設けてサンプル液の電気化学特性を測定することを特徴とする電気化学特性測定方法によっても、同様に本発明の効果を奏することができる。 Electrochemistry comprising: an inlet for introducing a sample liquid and an outlet for discharging the sample liquid, a reservoir for storing the sample liquid, and a composite electrode for measuring the electrochemical properties of the sample liquid stored in the reservoir The same effects of the present invention can also be obtained by an electrochemical characteristic measuring method characterized by using a measuring unit and providing the sensitive part of the composite electrode below the outlet to measure the electrochemical characteristic of the sample liquid. can be played.
本発明によれば、フロー型の測定装置において、例えば、微量なサンプル液であってもそのpH等の電気化学特性値を簡単な構成で精度よく測定できる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in a flow-type measuring device, for example, even a very small amount of sample liquid can be accurately measured with a simple configuration for its electrochemical characteristic value such as pH.
100 ・・・電気化学測定装置
1 ・・・電気化学測定ユニット
11 ・・・貯留部
11a ・・・導入口
11b ・・・導出口
12 ・・・複合電極
121b・・・感応部
122b・・・液絡部
2 ・・・流路
6 ・・・取付機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100...Electrochemical measuring apparatus 1...Electrochemical measuring unit 11...Storage part 11a...Introduction port 11b...Outlet port 12...Composite electrode 121b...Sensory part 122b... Liquid junction 2 ... Flow path 6 ... Mounting mechanism
本発明の一実施形態に係る電気化学測定ユニット1及び電気化学測定装置100について、図面を参照しながら説明する。 An electrochemical measurement unit 1 and an electrochemical measurement device 100 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る電気化学測定装置100は、例えば、図1に示すように、分析装置Aから流出する微量のサンプル液のpH等を測定するフロー型の測定装置である。
なお、本明細書において、微量とは、前記電気化学測定ユニット1に供給されるサンプル液の流速が2ml/min以下の場合を指す。
An electrochemical measuring device 100 according to this embodiment is, for example, a flow-type measuring device for measuring the pH and the like of a minute amount of sample liquid flowing out from an analyzer A, as shown in FIG.
In the present specification, a very small amount refers to the case where the flow rate of the sample liquid supplied to the electrochemical measurement unit 1 is 2 ml/min or less.
前記分析装置Aは、例えば、イオンクロマトグラフ等の液体クロマトグラフである。より具体的には、前記分析装置Aは、例えば、ナノ液体クロマトグラフ、キャピラリー液体クロマトグラフ、マイクロ液体クロマトグラフ等と呼ばれる低流量液体クロマトグラフ装置である。 The analysis device A is, for example, a liquid chromatograph such as an ion chromatograph. More specifically, the analysis device A is, for example, a low-flow liquid chromatograph called nano liquid chromatograph, capillary liquid chromatograph, micro liquid chromatograph, or the like.
この電気化学測定装置100は、例えば、サンプル液を流通する流路2と、該流路内に設けられてサンプル液の電気化学特性を測定する電気化学測定ユニット1と、前記電気化学測定ユニット1からの測定信号に基づいてpH等の電気化学特性値を算出する算出部3と、該算出部3によって算出された電気化学特性値を表示する表示部4とを備えるものである。 This electrochemical measurement apparatus 100 includes, for example, a channel 2 through which a sample liquid flows, an electrochemical measurement unit 1 provided in the channel for measuring the electrochemical properties of the sample liquid, and the electrochemical measurement unit 1 A calculator 3 for calculating an electrochemical characteristic value such as pH based on a measurement signal from the calculator 3 and a display unit 4 for displaying the electrochemical characteristic value calculated by the calculator 3 .
前記流路2は、例えば、液体クロマトグラフ装置などから流出する微量のサンプル液を前記電気化学測定ユニット1に流通させるものであり、前記電気化学測定ユニット1にサンプル液を導入する導入流路21と、前記電気化学測定ユニット1からサンプル液を導出する導出流路22とを備えている。 The channel 2 circulates a small amount of sample liquid flowing out from, for example, a liquid chromatograph device or the like to the electrochemical measurement unit 1, and an introduction channel 21 for introducing the sample liquid into the electrochemical measurement unit 1. and a lead-out channel 22 for leading the sample liquid from the electrochemical measurement unit 1 .
前記導入流路21は、例えば、液体クロマトグラフなどから流出するサンプル液を前記電気化学測定ユニット1に導入するものであり、例えば、1/16インチのフッ素樹脂からなるチューブなど、汎用のチューブによって形成されているもの等を挙げることができる。なお、前記導入流路21の下流側の端部には、該導入流路21を前記電気化学測定ユニット1に接続するための接続ポートが設けられている。 The introduction channel 21, for example, introduces a sample liquid flowing out from a liquid chromatograph or the like into the electrochemical measurement unit 1. For example, a general-purpose tube such as a 1/16-inch tube made of fluororesin is used. Those which are formed can be exemplified. A connection port for connecting the introduction channel 21 to the electrochemical measurement unit 1 is provided at the downstream end of the introduction channel 21 .
前記導出流路22は、前記電気化学測定ユニット1からサンプル液を外部に導出するものであり、前記導入流路21と同様に、例えば、1/16インチのフッ素樹脂からなるチューブなど、汎用のチューブによって形成されているもの等を挙げることができる。なお、前記導出流路22の上流側の端部には、該導出流路22を前記電気化学測定ユニット1に接続するための接続ポートが設けられている。 The lead-out channel 22 leads the sample liquid from the electrochemical measurement unit 1 to the outside. One formed by a tube, etc. can be mentioned. A connection port for connecting the outlet channel 22 to the electrochemical measurement unit 1 is provided at the upstream end of the outlet channel 22 .
前記算出部3は、前記電気化学測定ユニット1からの測定信号に基づいてpH等の電気化学特性値を算出するものである。この算出部3は、例えば、CPUやメモリ、通信ポート等のデジタル電気回路の他、アナログ増幅器やバッファなどのアナログ電気回路、及びこれらを繋ぐADC、DACなどを具備した情報処理回路が、前記メモリに記憶させた所定のプログラムに従ってCPUやその周辺機器が協働することによって、その機能を担うものである。
前記算出部3は、前記電気化学測定ユニット1内に備えられていても良いし、外部に別途用意した汎用のPCなどに設けられているものとしても良い。
The calculator 3 calculates electrochemical characteristic values such as pH based on the measurement signal from the electrochemical measurement unit 1 . The calculation unit 3 includes, for example, a digital electric circuit such as a CPU, a memory, and a communication port, an analog electric circuit such as an analog amplifier and a buffer, and an information processing circuit equipped with an ADC and a DAC that connect these circuits. The functions are carried out by the cooperation of the CPU and its peripheral devices according to a predetermined program stored in the device.
The calculator 3 may be provided in the electrochemical measurement unit 1, or may be provided in a general-purpose PC prepared separately outside.
前記表示部4は、前記算出部3によって算出されたpH値などの電気化学特性値を表示するものであり、例えば、汎用のPCのディスプレイなどを利用するものとしてもよいし、前記電気化学測定ユニット1の外面に取り付けられたディスプレイを使用するようにしてもよい。 The display unit 4 displays the electrochemical characteristic values such as the pH value calculated by the calculation unit 3. For example, the display of a general-purpose PC may be used. A display attached to the outer surface of the unit 1 may be used.
前記電気化学測定装置100が、サンプル液の流れを制御するバルブやポンプなどを備えた図示しない流量制御部をさらに備えていても良い。前記制御部は、必ずしも必須の構成ではなく、液体クロマトグラフ装置等が備える流量制御部を利用するようにしても良い。 The electrochemical measurement apparatus 100 may further include a flow control unit (not shown) including valves, pumps, and the like for controlling the flow of the sample liquid. The control unit is not necessarily an essential component, and a flow control unit provided in a liquid chromatograph or the like may be used.
前記電気化学測定ユニット1は、図2に示すように、サンプル液を導入する導入口11a及び導出する導出口11bを有しサンプル液を貯留する貯留部(電気化学測定用セルともいう。)11と、前記貯留部11に貯留されたサンプル液の電気化学特性を測定する複合電極12とを備えるものである。 As shown in FIG. 2, the electrochemical measurement unit 1 has an inlet 11a for introducing a sample liquid and an outlet 11b for leading out a sample liquid, and a storage section (also referred to as an electrochemical measurement cell) 11 for storing the sample liquid. and a composite electrode 12 for measuring the electrochemical properties of the sample liquid stored in the storage part 11 .
前記貯留部11は、サンプル液を内部に貯留する貯留空間11cと、前記貯留空間に連通してサンプル液を導入する導入口11aと、前記貯留空間に連通してサンプル液を導出する導出口11bとを備えたものである。 The storage section 11 includes a storage space 11c for storing a sample liquid therein, an inlet 11a communicating with the storage space to introduce the sample liquid, and an outlet 11b communicating with the storage space for leading out the sample liquid. and
より具体的に説明すると、前記貯留部11は、例えば、ガラス、塩化ビニル又はPFA(パーフルオロアルコキシフッ素樹脂)などで形成された縦2cm、横3cm、幅1cm程の直方体形状の樹脂ブロックの内部に貯留空間11cを形成したものである。前記貯留空間11cは、例えば、上下方向に延びる円筒状の空間である。この貯留空間11cは、複合電極のサンプル液に浸漬される部分の外径(例えば5mm)に応じた空間の大きさとし、できるだけ微量のサンプル液で正確な測定ができるように小型化することが望ましい。該貯留空間11cの体積は、例えば、0.1cm3以上10cm3以下であることが好ましく、より好ましくは、0.1cm3以上5cm3以下であることが好ましく、0.1cm3以上2cm3以下であることが特に好ましい。本実施形態では、この貯留空間11cは、例えば、直径が5mm程度、上下方向の高さが1cm程度のものである。 More specifically, the reservoir 11 is made of, for example, glass, vinyl chloride, PFA (perfluoroalkoxy fluororesin), or the like, and has a rectangular parallelepiped shape with a length of 2 cm, a width of 3 cm, and a width of 1 cm. is formed with a storage space 11c. The storage space 11c is, for example, a cylindrical space extending vertically. This storage space 11c has a size corresponding to the outer diameter (for example, 5 mm) of the portion of the composite electrode that is immersed in the sample liquid, and is desirably miniaturized so that accurate measurement can be performed with as little sample liquid as possible. . The volume of the storage space 11c is, for example, preferably 0.1 cm 3 or more and 10 cm 3 or less, more preferably 0.1 cm 3 or more and 5 cm 3 or less, and 0.1 cm 3 or more and 2 cm 3 or less. is particularly preferred. In this embodiment, the storage space 11c has, for example, a diameter of about 5 mm and a vertical height of about 1 cm.
前記導入口11aは、前記導入流路21に接続され、前記導入流路21から流れ込むサンプル液を前記貯留空間11cに供給するものである。本実施形態では、前記導入口11aは、例えば、前記樹脂ブロックの側面に開口しているものであり、前記導入口11aの上端が前記貯留空間11cの上下方向の長さの中央Cよりも下側に位置するように形成されている。また、前記導入口11aは、例えば、その下端が貯留部11の底壁と同じ高さになるように形成してある。前記導入口11aは、例えば、水平方向に形成された同じ直径の連通路によって前記貯留空間11cに連通しているものであり、その直径が0.8mm程度の円形状の開口である。 The introduction port 11a is connected to the introduction channel 21 and supplies the sample liquid flowing from the introduction channel 21 to the storage space 11c. In this embodiment, the introduction port 11a is, for example, an opening in the side surface of the resin block, and the upper end of the introduction port 11a is below the center C of the storage space 11c in the vertical direction. It is formed so as to be located on the side. Further, the introduction port 11a is formed, for example, so that its lower end is at the same height as the bottom wall of the reservoir 11. As shown in FIG. The introduction port 11a is, for example, a circular opening with a diameter of about 0.8 mm, which communicates with the storage space 11c through a communicating passage formed in the horizontal direction and having the same diameter.
前記導出口11bは、前記導出流路22に接続され、前記貯留空間11cから流れ出るサンプル液を前記導出流路22に導出するものである。前記導出口11bは、前記導入口11aよりも上側に形成されたものであり、本実施形態では、前記導出口11bは、例えば、前記樹脂ブロックの側面に開口しているものであり、前記導出口11bの下端が前記貯留空間11cの上下方向の長さの中央Cよりも上側に位置するように形成されている。前記導出口11bは、例えば、水平方向に形成された同じ直径の連通路によって前記貯留空間11cに連通しているものであり、その直径が1.0mm程度の円形状の開口である。
これら導入口11aと導出口11bは、例えば、図3に示すように、前記貯留空間11cを挟んで互いに対向するように設けられている。
The outlet port 11 b is connected to the outlet channel 22 and guides the sample liquid flowing out from the storage space 11 c to the outlet channel 22 . The lead-out port 11b is formed above the lead-in port 11a. The lower end of the outlet 11b is positioned above the center C of the storage space 11c in the vertical direction. The outlet port 11b is, for example, a circular opening with a diameter of about 1.0 mm, which communicates with the storage space 11c through a communication passage formed in the horizontal direction and having the same diameter.
For example, as shown in FIG. 3, the inlet 11a and the outlet 11b are provided so as to face each other across the storage space 11c.
前記複合電極12は、図2に示すように、pH電極121(以下、測定電極ともいう。)と比較電極122とが一体構成されているものであり、当該複合電極12には、円筒状のpH電極支持管121aと、その外周を取り巻くように比較電極支持管122aとが一体に設けられている。なお、これらpH電極支持管121a及び比較電極支持管122aはいずれも同一組成のガラスから構成されている。 As shown in FIG. 2, the composite electrode 12 includes a pH electrode 121 (hereinafter also referred to as a measurement electrode) and a reference electrode 122 integrally formed. A pH electrode support tube 121a and a reference electrode support tube 122a are integrally provided so as to surround the outer periphery thereof. Both the pH electrode support tube 121a and the reference electrode support tube 122a are made of glass having the same composition.
比較電極支持管122aよりも若干先端部が突出させてあるpH電極支持管121aの先端部には感応部121bである応答ガラスが接合されており、前記比較電極支持管122aの外側周面には前記応答ガラスにできるだけ近い位置になるように液絡部122bが設けてある。なお、サンプル液に浸漬される部分の比較電極支持管122aはサンプル液に浸漬されない部分よりも細く成形されている。具体的には、サンプル液に浸漬される部分の比較電極支持管122aは、外径が3mm程度の円筒状にしてあり、それ以外のサンプル液に浸漬されない部分の比較電極支持管112aの外径は10mm程度の円筒状にしてある。前記応答ガラスは、サンプル液に浸漬される部分の比較電極支持管122aの外径に収まる大きさのものを使用している。本実施形態では、前記比較電極支持管122aとpH電極支持管121aの先端部とがくびれを形成せずに同一面として接合されているドーム型の複合電極12を採用している。 A response glass, which is a sensitive part 121b, is joined to the tip of the pH electrode support tube 121a, the tip of which protrudes slightly from the reference electrode support tube 122a. A liquid junction 122b is provided so as to be positioned as close to the response glass as possible. The portion of the reference electrode support tube 122a that is immersed in the sample liquid is formed thinner than the portion that is not immersed in the sample liquid. Specifically, the portion of the reference electrode support tube 122a that is immersed in the sample liquid has a cylindrical shape with an outer diameter of about 3 mm, and the portion of the reference electrode support tube 112a that is not immersed in the sample liquid has an outer diameter of about 3 mm. is cylindrical with a length of about 10 mm. The responsive glass is sized to fit within the outer diameter of the reference electrode support tube 122a in the portion immersed in the sample solution. In this embodiment, a dome-shaped composite electrode 12 is employed in which the reference electrode support tube 122a and the tip of the pH electrode support tube 121a are joined on the same plane without forming a constriction.
比較電極支持管122a及びpH電極支持管121aには、いずれもAg/AgClからなる比較電極の内部極122c及びpH電極の内部極121cがそれぞれ収容されている。なお、これら内部極としてはAg/AgClからなるものに限定されず、例えば、Ag/AgBr、Ag/AgI、Hg/Hg2Cl2等からなるものを用いることもできる。 The reference electrode support tube 122a and the pH electrode support tube 121a accommodate a reference electrode internal electrode 122c and a pH electrode internal electrode 121c made of Ag/AgCl, respectively. The inner electrodes are not limited to Ag/AgCl, and may be composed of Ag/AgBr, Ag/AgI, Hg/Hg2Cl2, or the like.
比較電極支持管122a及びpH電極支持管121aには、更に、内部液として、高濃度(3.33M~飽和)のKCl溶液が充填してある。なお、比較電極支持管122aの内部液としてはKCl溶液に限定されず、例えば、CaCl2、NH4Cl、LiCl、NaCl等の水溶液を用いることもできる。 The reference electrode support tube 122a and the pH electrode support tube 121a are further filled with a high-concentration (3.33 M to saturated) KCl solution as an internal liquid. The internal liquid of the reference electrode support tube 122a is not limited to the KCl solution, and for example, an aqueous solution of CaCl2, NH4Cl, LiCl, NaCl, or the like can be used.
前記複合電極12は、前記貯留部11の内部に貯留されたサンプル液にその感応部121b及び液絡部122bが浸漬するように、前記樹脂ブロックに形成された電極挿入口5を介して前記貯留部11内に先端部が下方に向くように挿入されている。前記電極挿入口5は、前記樹脂ブロックの上壁から前記貯留部11に連通するように形成されている。 The composite electrode 12 is inserted through the electrode insertion port 5 formed in the resin block so that the sensitive part 121b and the liquid junction part 122b are immersed in the sample liquid stored inside the storage part 11. It is inserted into the portion 11 so that the tip faces downward. The electrode insertion port 5 is formed so as to communicate with the reservoir 11 from the upper wall of the resin block.
<貯留部に対する複合電極の取付構造>
次に、前記貯留部11に対する前記複合電極12の取付構造について説明する。
前記複合電極12は、前記貯留部11に対して前記複合電極12の感応部121bが前記導出口11bよりも下方に位置するように配置されている。ここで下方に配置するとは、前記感応部121bのサンプル液と接する部分の上下方向の長さの半分以上が前記導出口11bの下端よりも下側に位置することを含むものであり、本実施形態では前記感応部121bのサンプル液と接する部分全体が前記導出口11bの下端よりも下側に位置するようにしてある。
<Mounting structure of composite electrode to reservoir>
Next, a structure for attaching the composite electrode 12 to the reservoir 11 will be described.
The composite electrode 12 is arranged with respect to the reservoir 11 so that the sensitive portion 121b of the composite electrode 12 is located below the outlet 11b. Here, "located below" includes that half or more of the length in the vertical direction of the portion of the sensitive part 121b in contact with the sample liquid is located below the lower end of the outlet 11b. In terms of form, the entire portion of the sensitive part 121b that comes into contact with the sample liquid is positioned below the lower end of the outlet 11b.
また、前記複合電極12は、前記貯留部11に対して前記複合電極12の感応部121bが前記導入口11aよりも上方に位置するように配置されている。ここで上方に配置するとは、前記感応部121bのサンプル液と接する部分の上下方向の長さの半分以上が前記導入口11aの上端よりも上側にあることを含むものであり、本実施形態では前記感応部121bのサンプル液と接する部分全体が前記導入口11aの上端よりも上側に位置するようにしてある。このような位置関係で前記貯留部11に前記複合電極12を取り付けると、前記複合電極12の感応部121bの下端は、貯留部11の底壁よりも上側に離間して配置されることになる。より具体的に説明すると、前記複合電極12は、前記貯留部11に対して、貯留空間11c空間の底壁と前記感応部121bの下端との距離が1mm以上離れるように取り付けられている。本実施形態では、前記複合電極12の感応部121bの下端と、貯留空間11cの底壁との間の距離が2mm程度離れるように複合電極が取り付けられるようにしてある。 Further, the composite electrode 12 is arranged with respect to the reservoir 11 so that the sensitive portion 121b of the composite electrode 12 is positioned above the introduction port 11a. Here, "arranged above" includes that half or more of the length in the vertical direction of the portion of the sensitive part 121b in contact with the sample liquid is above the upper end of the introduction port 11a. The entire portion of the sensitive part 121b that comes into contact with the sample liquid is positioned above the upper end of the introduction port 11a. When the composite electrode 12 is attached to the reservoir 11 in such a positional relationship, the lower end of the sensitive portion 121b of the composite electrode 12 is arranged above the bottom wall of the reservoir 11 with a space therebetween. . More specifically, the composite electrode 12 is attached to the storage portion 11 so that the bottom wall of the storage space 11c and the lower end of the sensitive portion 121b are separated by 1 mm or more. In this embodiment, the composite electrode is attached so that the distance between the lower end of the sensitive portion 121b of the composite electrode 12 and the bottom wall of the storage space 11c is about 2 mm.
さらに、前記複合電極12は前記感応部121bよりも上方に設けられた前記液絡部122bが、前記導出口11bが形成されている側を向いて対向するように配置してある。このときの液絡部122bの高さは、前記導出口11bとほぼ同じ高さになるように配置されるのが好ましい。
なお、本実施形態では、前記複合電極12と前記貯留空間11cとが同軸上に配置されるようにしてある。
Further, the composite electrode 12 is arranged such that the liquid junction portion 122b provided above the sensitive portion 121b faces the side where the lead-out port 11b is formed. At this time, the height of the liquid junction 122b is preferably arranged to be approximately the same height as the outlet 11b.
In this embodiment, the composite electrode 12 and the storage space 11c are coaxially arranged.
上述したような位置関係は、前記複合電極12を前記貯留部11に取り付ける取付機構6によってもたらされるものである。 The positional relationship as described above is provided by the attachment mechanism 6 for attaching the composite electrode 12 to the reservoir 11 .
前記取付機構6は、例えば、図4に示すように、前記複合電極12を保持する保持部材61と、該保持部材61を前記貯留部11に対して固定する固定部62とを備えるものである。 The attachment mechanism 6 includes, for example, a holding member 61 that holds the composite electrode 12 and a fixing portion 62 that fixes the holding member 61 to the storage portion 11, as shown in FIG. .
前記保持部材61は、前記複合電極12が、その内部に嵌まり込む電極保持孔を有し、該電極保持孔の内側周面と前記複合電極12の外側周面が接することによって前記複合電極12を保持するものである。 The holding member 61 has an electrode holding hole in which the composite electrode 12 is fitted. holds.
より詳しく説明すると、前記電極保持孔の内側周面と前記複合電極の外側周面は、互いに接してはいるものの互いに密着してはいないので、前記複合電極12を前記電極保持孔の内部に挿入した状態で、前記複合電極12を上下に動かしたり、回転させたりすることが可能である。
前記固定部62は、例えば、前記保持部材61の外側周面に形成された雄ねじと、前記電極挿入口5の内側周面に形成され前記雄ねじに螺合する雌ねじとを備えている。
More specifically, the inner peripheral surface of the electrode holding hole and the outer peripheral surface of the composite electrode are in contact with each other but are not in close contact with each other, so that the composite electrode 12 is inserted into the electrode holding hole. In this state, the composite electrode 12 can be moved up and down or rotated.
The fixing portion 62 includes, for example, a male thread formed on the outer peripheral surface of the holding member 61 and a female thread formed on the inner peripheral surface of the electrode insertion port 5 and screwed into the male thread.
本実施形態では、前記保持部材61と、前記貯留部11との間に、例えば、前記複合電極12の外側周面に嵌合するように形成された変形可能な環状部材63が配置されている。この環状部材63は、例えば、樹脂などで形成されたOリングなどである。この環状部材63は、その上面で前記保持部材61と当接しかつ下面が前記樹脂ブロックと当接するものであり、前記上面が周方向外側に向かって下方に傾斜している。 In this embodiment, for example, a deformable annular member 63 is arranged between the holding member 61 and the storage portion 11 so as to be fitted to the outer peripheral surface of the composite electrode 12. . This annular member 63 is, for example, an O-ring made of resin or the like. The annular member 63 has an upper surface in contact with the holding member 61 and a lower surface in contact with the resin block, and the upper surface is inclined downward toward the outer side in the circumferential direction.
前記保持部材61を前記固定部62によって前記貯留部11に固定すると、前記保持部材61の下端が前記環状部材63の上面を押圧し、前記上面の傾斜によって前記環状部材63が前記複合電極12の外側周面に押し付けられて密着する。その結果、前記複合電極12は、上下動又は回動できなくなくなり、前記複合電極12が前記貯留部11に対して固定されるようにしてある。 When the holding member 61 is fixed to the storage portion 11 by the fixing portion 62 , the lower end of the holding member 61 presses the upper surface of the annular member 63 , and the inclination of the upper surface causes the annular member 63 to move toward the composite electrode 12 . It is pressed against the outer peripheral surface and closely attached. As a result, the composite electrode 12 cannot move up and down or rotate, and the composite electrode 12 is fixed with respect to the reservoir 11 .
このように構成した電気化学測定ユニット1及び電気化学測定装置100によれば、感応部121bを有する測定電極121と液絡部122bを有する比較電極122とが一体に形成されている複合電極12を使用しているので、測定電極121と比較電極とを別々に設ける場合に比べて、感応部121bと液絡部122bとの間の距離を小さくすることができる。その結果、サンプル液が常に流れている場合であっても、感応部121bと液絡部122bとがほぼ同じ位置を流れているサンプル液に接触することができるので、pH等の電気化学的特性を精度よく測定することができる。
また、複合電極を使用しているので、貯留部内に測定電極と比較電極とを別々に配置する必要がなく、貯留部の内部容積を例えば10cm3以下とできるなど、できるだけ小型化することができる。
According to the electrochemical measurement unit 1 and the electrochemical measurement apparatus 100 configured as described above, the composite electrode 12 in which the measurement electrode 121 having the sensitive portion 121b and the reference electrode 122 having the liquid junction portion 122b are integrally formed is provided. Therefore, the distance between the sensitive part 121b and the liquid junction part 122b can be reduced compared to the case where the measuring electrode 121 and the reference electrode are provided separately. As a result, even when the sample liquid is constantly flowing, the sensing part 121b and the liquid junction part 122b can come into contact with the sample liquid flowing at almost the same position. can be measured accurately.
In addition, since a composite electrode is used, there is no need to dispose the measurement electrode and the reference electrode separately in the reservoir, and the internal volume of the reservoir can be reduced to, for example, 10 cm 3 or less. .
前記導入口11aが前記導出口11bよりも下方に位置するように設けられているので、前記導入口11aから前記貯留部11内に流れ込んだサンプル液が前記貯留部11の下方から上方に向かって流れる。
その結果、サンプル液中に気泡が含まれている場合であっても、気泡を前記導出口11bから外部へ排出しやすいので、気泡が感応部121bや液絡部122bの周辺に留まりにくく、気泡による測定への悪影響をより低減することができる。
前記貯留部11が、ガラスからなるものであれば、ガラスの親水性によって気泡が貯留部11の壁に密着することを防いで、気泡をより外部へ排出しやすい。もしくは、親水性を付与するコーティング等の処理を行うことでも同様の効果が得られる。
Since the introduction port 11a is positioned below the outlet port 11b, the sample liquid flowing into the reservoir 11 from the introduction port 11a flows upward from the bottom of the reservoir 11. flow.
As a result, even if the sample liquid contains air bubbles, the air bubbles can be easily discharged from the outlet 11b to the outside. It is possible to further reduce the adverse effect on the measurement due to
If the reservoir 11 is made of glass, the hydrophilicity of the glass prevents air bubbles from adhering to the walls of the reservoir 11, making it easier to discharge air bubbles to the outside. Alternatively, a similar effect can be obtained by performing a treatment such as a coating that imparts hydrophilicity.
導入口11aと感応部121bと導出口11bとが、下方からこの順番で並んでいるので、導入口11aから流入したサンプル液が確実に感応部121b付近を流れて導出口11bへ向かう。 Since the inlet 11a, the sensitive part 121b, and the outlet 11b are arranged in this order from the bottom, the sample liquid flowing from the inlet 11a reliably flows near the sensitive part 121b toward the outlet 11b.
液絡部122bが、導出口11bに対向して配置されていれば、液絡部122bから滲出する内部液を該導出口11bから前記貯留部11の外へ排出しやすい。液絡部122bの高さが、導出口11bと同じ高さであれば、内部液を導出口11bから外部へより排出しやすい。 If the liquid junction 122b is arranged to face the outlet 11b, the internal liquid exuding from the liquid junction 122b can be easily discharged out of the storage section 11 through the outlet 11b. If the height of the liquid junction part 122b is the same as that of the outlet 11b, it is easier to discharge the internal liquid from the outlet 11b to the outside.
また、導入口11aの下端が、貯留空間11cの底壁と同じ高さになるように設けられているので、内部液として比重の重いものを使用する場合には、該内部液を導入口11aからも貯留空間の外へ排出しやすい。
そのため、前記貯留部11内に内部液が滞留することによるサンプル液のpH等への影響を抑えることができる。
In addition, since the lower end of the inlet 11a is provided so as to be at the same height as the bottom wall of the storage space 11c, when using a liquid with a high specific gravity as the internal liquid, the internal liquid is introduced into the inlet 11a. It is also easy to discharge from the storage space.
Therefore, it is possible to suppress the influence of the retention of the internal liquid in the reservoir 11 on the pH and the like of the sample liquid.
前記導出口11bの径を、前記導入口11aの径よりも大きくしてあるので、前記貯留部11へのサンプル液の流入による前記貯留部11の内圧上昇を抑制することができる。
その結果、前記複合電極12の液絡部122bからサンプル液が該複合電極12内部に流入することによる測定への悪影響を抑えることができる。
Since the diameter of the outlet port 11b is made larger than the diameter of the inlet port 11a, an increase in the internal pressure of the reservoir 11 due to the inflow of the sample liquid into the reservoir 11 can be suppressed.
As a result, it is possible to suppress adverse effects on the measurement due to the sample liquid flowing into the composite electrode 12 from the liquid junction 122b of the composite electrode 12.
前記複合電極12の感応部121bが、貯留部11の底壁から1mm以上離間するように前記複合電極12を配置してあるので、比重の大きい高濃度KCl水溶液等の内部液が貯留部11の底に滞留したとしても、高濃度のKCL水溶液が溜まっている部分を避けてpH等を測定することができる。 そのため、前記貯留部11の一番下の底壁に前記複合電極12の下端が触れるように前記複合電極12を挿入する場合よりも測定精度を高く保つことができる。 Since the composite electrode 12 is arranged so that the sensitive portion 121b of the composite electrode 12 is separated from the bottom wall of the reservoir 11 by 1 mm or more, the internal liquid such as a high-concentration KCl aqueous solution having a large specific gravity does not reach the reservoir 11. Even if it stays at the bottom, the pH and the like can be measured by avoiding the part where the high-concentration KCL aqueous solution is accumulated. Therefore, the measurement accuracy can be kept higher than when the composite electrode 12 is inserted so that the lower end of the composite electrode 12 touches the lowest bottom wall of the reservoir 11 .
一方で、前記複合電極12の感応部121bの下端が、前記貯留部11の一番下の底壁に前記複合電極12の先端が触れないように前記複合電極12の感応部121bの下端の位置を高くしすぎると、前記貯留空間11cの容積が大きくなりすぎてしまい、サンプル液が微量の場合に、サンプル液のpH等の電気化学特性の変化に対する測定値の応答が悪くなってしまう。 On the other hand, the lower end of the sensitive portion 121b of the composite electrode 12 is positioned so that the tip of the composite electrode 12 does not touch the lowest bottom wall of the storage portion 11. is too high, the volume of the storage space 11c becomes too large, and when the amount of the sample liquid is very small, the response of the measured value to changes in electrochemical properties such as pH of the sample liquid becomes poor.
この点、本実施形態に係る電気化学測定ユニット1によれば、前記感応部121bの下端を2mm程度前記貯留空間11cの底壁から離すようにしているので、前記貯留空間11cの容積が大きくなりすぎず、サンプル液のpH等の電気化学特性の変化に対する測定値の応答の悪化を抑えることができる。
なお、前記貯留部11に前記複合電極12を取り付けた後の貯留空間11cの容積は、前記貯留空間11cの大きさや、前記複合電極12の取り付け位置にもよるが、およそ0.1cm3以上10cm3以下となるようにしてある。
In this regard, according to the electrochemical measurement unit 1 according to the present embodiment, since the lower end of the sensitive part 121b is separated from the bottom wall of the storage space 11c by about 2 mm, the volume of the storage space 11c is increased. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the measured value response to changes in the electrochemical properties such as the pH of the sample liquid .
The volume of the storage space 11c after attaching the composite electrode 12 to the storage part 11 depends on the size of the storage space 11c and the mounting position of the composite electrode 12, but it is about 0.1 cm 3 or more and 10 cm. 3 or less.
前記樹脂ブロックが、薬剤耐性の高い塩化ビニルやPFAなどで形成されているので、サンプル液による貯留部11の劣化が起こりにくい。
前記貯留空間11cが、円筒状のものであるので円筒状の複合電極12を収容しやすく、またサンプル液の流れが前記貯留空間11cの内部でよどむことを抑えることができる。
Since the resin block is made of vinyl chloride, PFA, or the like, which has high chemical resistance, deterioration of the reservoir 11 due to the sample liquid is unlikely to occur.
Since the storage space 11c is cylindrical, it is easy to accommodate the cylindrical composite electrode 12, and the flow of the sample liquid can be prevented from stagnation inside the storage space 11c.
前記樹脂ブロックの内部に形成されている貯留空間11cが、直径が5mm程度、上下方向の高さが1cm程度と比較的小さいものであるので、貯留空間11cの体積が大きい場合に比べて、サンプル液の流れに対する測定の応答を向上させることができる。 Since the storage space 11c formed inside the resin block has a relatively small diameter of about 5 mm and a vertical height of about 1 cm, the volume of the storage space 11c is relatively small compared to when the volume of the storage space 11c is large. Measurement response to liquid flow can be improved.
前記複合電極12がドーム型電極であるので、複合電極12をより小型化することができ、この複合電極を収容する貯留空間11cについても、より小型化することができる。 Since the composite electrode 12 is a dome-shaped electrode, the composite electrode 12 can be further miniaturized, and the storage space 11c that accommodates the composite electrode can also be miniaturized.
本発明に係る電気化学測定ユニット及び電気化学測定装置は、前述した実施形態に限られるものではない。
分析装置は、液体クロマトグラフに限られないが、好ましくは、分析装置本体と、試薬を調合して試薬のpH等を経時的に変化させる試薬調合機構とを備えるものであることが好ましい。
このような試薬調合機構を備える分析装置の後段に、本発明に係る電気化学測定ユニットを配置しておけば、前記試薬調合機構によって調合された試薬のpH等が所望の値からずれていないかどうかを測定によって確認することができる。
さらに、分析装置による分析結果を、実際に測定されたpH等と対応させることもできる。
前記分析装置本体と前記試薬調合機構とが流路を介して接続されている場合には、本発明に係る電気化学測定ユニットを前記試薬調合機構の後段であり、前記分析装置本体の前段に配置するようにしてもよい。
The electrochemical measurement unit and electrochemical measurement device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments.
The analyzer is not limited to a liquid chromatograph, but preferably includes an analyzer main body and a reagent preparation mechanism that prepares a reagent and changes the pH and the like of the reagent over time.
By arranging the electrochemical measurement unit according to the present invention in the rear stage of an analyzer equipped with such a reagent preparation mechanism, it is possible to check whether the pH of the reagent prepared by the reagent preparation mechanism deviates from the desired value. It can be confirmed by measurement.
Furthermore, the analysis result by the analyzer can be associated with the actually measured pH or the like.
When the analyzer main body and the reagent preparation mechanism are connected via a flow path, the electrochemical measurement unit according to the present invention is arranged behind the reagent preparation mechanism and before the analyzer main body. You may make it
前記分析装置又は前記試薬調合機構から流出する液を全て前記電気化学測定装置に導入するものに限らず、例えば、図5に示すように、前記分析装置又は前記試薬調合機構と前記電気化学測定装置とを接続する流路を、例えば、チーズ接手などを使用して分岐させても良い。
このようにすれば、前記分析装置又は前記試薬調合機構から流出する液が流れる主流路とは別のバイパス流路上に前記電気化学測定装置を設けることもできる。
分岐した流路のうち、どちらに液を流すかについては、例えば、各流路の内径によって調節しても良いし、それぞれの分岐流路にニードルバルブやオリフィス等を設けて調節するようにしても良いし、流路を切り替える三方弁等を設けても良い。
It is not limited to introducing all of the liquid flowing out of the analysis device or the reagent preparation mechanism into the electrochemical measurement device. For example, as shown in FIG. may be branched using, for example, a cheese joint or the like.
In this way, the electrochemical measurement device can be provided on a bypass flow channel separate from the main flow channel through which the liquid flowing out from the analysis device or the reagent preparation mechanism flows.
Which of the branched flow paths the liquid is to flow may be adjusted, for example, by the inner diameter of each flow path, or may be adjusted by providing a needle valve, an orifice, or the like in each branched flow path. Alternatively, a three-way valve or the like for switching the flow path may be provided.
また、図5に示すように、前記電気化学測定装置から流出する流路についても分岐させて、電気化学測定装置の前段の流路と同様に流路を切替られるようにしても良い。特に前記電気化学測定装置から流出する液をサンプル流路に戻す場合や、後段に設けられた別の分析装置に流入する場合には、このように後段の流路を分岐させておけば、前記電気化学測定装置から流出する液をサンプル流路又は分析装置に導入するかドレインから排出するのかを選択することができる。 Further, as shown in FIG. 5, the flow path outflowing from the electrochemical measurement apparatus may also be branched so that the flow path can be switched in the same manner as the flow path in the preceding stage of the electrochemical measurement apparatus. In particular, when the liquid flowing out of the electrochemical measurement device is returned to the sample channel or flows into another analysis device provided in the subsequent stage, branching the latter channel in this way can It is possible to select whether the liquid flowing out of the electrochemical measurement device is introduced into the sample channel or the analysis device or is discharged from the drain.
前記導入口と前記導出口は、前記貯留空間を挟んで互いに対向するように設けられているものに限らず、例えば、図6(a)、(b)及び(c)に示したように、前記貯留空間に対して同じ側に設けられていても良いし、前記貯留空間を形成している壁のうち、互いに隣り合う壁にそれぞれ設けられていても良い。また、図6に示した電気化学測定用セルは、前記導入口よりも前記導出口が上側に位置するように流路に取り付けられてさえいれば、どのような向きで取り付けられていても良い。 前記導入口は、前記導入口の下端の高さが前記貯留部の底壁と同じ高さにあるものに限らず、例えば、前記貯留部の底壁よりも高い位置になる等、前記導入口の下端の高さが前記貯留部の底壁とは異なる高さになるように設けられていても良い。 The introduction port and the outlet port are not limited to those provided so as to face each other across the storage space. For example, as shown in FIGS. They may be provided on the same side with respect to the storage space, or may be provided on adjacent walls among the walls forming the storage space. Further, the electrochemical measurement cell shown in FIG. 6 may be attached in any direction as long as it is attached to the flow channel so that the outlet is located above the inlet. . The introduction port is not limited to one in which the lower end of the introduction port is at the same height as the bottom wall of the storage section. may be provided so that the height of the lower end of is different from the height of the bottom wall of the reservoir.
前記導出口は前記導入口よりも大きくしてあったが、これに限られず、例えば、前記導出口と前記導入口の大きさを等しくしても良い。
前記液絡部は、必ずしも前記導出口と同じ高さに配置されている必要はなく、前記導出口よりも高い位置や、前記導出口よりも低い位置に配置されていても良い。
Although the outlet is made larger than the inlet, the present invention is not limited to this. For example, the outlet and the inlet may be equal in size.
The liquid junction does not necessarily need to be arranged at the same height as the outlet, and may be arranged at a position higher than or lower than the outlet.
前記実施形態では、前記導出口及び前記導入口が前記樹脂ブロックの側面に位置する向きで、前記樹脂ブロックが前記流路に接続されていたが、例えば、図7に示すように、前記導出口及び前記導入口が前記樹脂ブロックの上面と下面にそれぞれ配置されるように前記樹脂ブロックが前記流路に接続されていても良いし、これらとは異なる任意の角度で前記樹脂ブロックが前記流路に接続されていても良い。 In the above embodiment, the resin block is connected to the flow channel in such a direction that the outlet and the inlet are located on the side surface of the resin block. and the resin block may be connected to the channel so that the inlets are arranged on the upper surface and the lower surface of the resin block, respectively, or the resin block may be connected to the channel at an arbitrary angle different from these. may be connected to
なお、前記樹脂ブロックを前記流路に接続したときの前記樹脂ブロックの角度に関わらず、上下方向とは鉛直方向に沿った上下方向を意味し、前記貯留部の底壁とは、前記貯留部を流路に接続した状態で、前記貯留空間の鉛直方向の最下面を形成している壁を指す。 Note that regardless of the angle of the resin block when the resin block is connected to the flow path, the vertical direction means the vertical direction along the vertical direction, and the bottom wall of the reservoir means the reservoir. is connected to the channel and forms the lowermost surface in the vertical direction of the storage space.
前記流路を前記導入口又は前記導出口に接続する接続ポートは、Oリングを介在させてねじによって接続するものとしても良いが、これに限られず、例えば、前記流路を前記導入口又は前記導出口に接着又は溶着してもよいし、シールテープなどを使用して接続しても良いし、フェラルなどによってねじ込むようにしても良いし、ワンタッチ接手などを使用して接続しても良い。 The connection port that connects the flow path to the inlet or the outlet may be connected by a screw with an O-ring interposed, but is not limited to this. It may be adhered or welded to the outlet, may be connected using a sealing tape or the like, may be screwed with a ferrule or the like, or may be connected using a one-touch joint or the like.
前述した樹脂ブロック、貯留部、導入口、導出口、複合電極、流路径などの大きさは、測定するサンプル液の流量などによって適宜変更することができる。
前記貯留部の形状は、複合電極の形状に合わせて適宜変更してもよい。
前記複合電極の形状は、円筒形状に限らず、角柱状であっても良いし、異形筒状であってもよい。
前記貯留空間の形状は、前記複合電極の形状に合わせて変更しても良く、角柱状や、異形筒状のものであっても良い。
導入口及び導出口の形状は、円形状に限らず、多角形状であっても良いし、異形状であっても良い。
The sizes of the aforementioned resin block, reservoir, inlet, outlet, composite electrode, channel diameter, etc. can be appropriately changed depending on the flow rate of the sample liquid to be measured.
The shape of the reservoir may be changed as appropriate according to the shape of the composite electrode.
The shape of the composite electrode is not limited to a cylindrical shape, and may be a prismatic shape or an irregular cylindrical shape.
The shape of the storage space may be changed in accordance with the shape of the composite electrode, and may be prismatic or deformed cylindrical.
The shape of the inlet and the outlet is not limited to circular, but may be polygonal or irregular.
前記実施形態では、測定電極がpH電極であるものを記載したが、測定電極はpH電極にかぎらず、イオン選択性電極であっても良いし、酸化還元電位を測定するための測定電極であっても良い。
酸化還元電位を測定する測定電極の場合には、応答ガラスではなく、内部極の一部をサンプル液側に露出させたものを感応部として使用すればよい。
In the above embodiment, the measurement electrode is described as a pH electrode, but the measurement electrode is not limited to the pH electrode, and may be an ion-selective electrode or a measurement electrode for measuring the oxidation-reduction potential. can be
In the case of the measuring electrode for measuring the oxidation-reduction potential, instead of the response glass, a part of the internal electrode exposed to the sample liquid side may be used as the sensitive part.
前記複合電極は、前記樹脂ブロックの上面から挿入されているものに限らず、例えば、図7に示すように、前記樹脂ブロックの側面から挿入されていても良いし、前記樹脂ブロックに斜め方向から前記貯留部に挿入されていても良い。 The composite electrode is not limited to being inserted from the upper surface of the resin block. For example, as shown in FIG. It may be inserted into the storage section.
前記複合電極が前記樹脂ブロックの側面から挿入されている場合や、前記樹脂ブロックに対して斜め方向から挿入されている場合には、前記液絡部が上方を向くように前記複合電極を配置しておくと、前記液絡部からサンプル液中に滲出する内部液の量を少なく抑えることができる。 When the composite electrode is inserted from the side surface of the resin block or when it is inserted obliquely into the resin block, the composite electrode is arranged so that the liquid junction faces upward. By doing so, it is possible to reduce the amount of the internal liquid that seeps into the sample liquid from the liquid junction.
前記取付構造は、前記保持部材が前記樹脂ブロックに当接する当たり面を有し、このあたり面が前記樹脂ブロックに当接することによって、前記複合電極の上下の位置を位置決めするようにしても良い。 In the mounting structure, the holding member has a contact surface that contacts the resin block, and the contact surface contacts the resin block to position the composite electrode vertically.
前記樹脂ブロックは、例えば、図8に示すように、これら樹脂ブロック11及び複合電極12を内部に収容する筐体CSやこれら樹脂ブロック11を背後から支持する背板に対して固定されているものとしても良い。
より具体的には、前記樹脂ブロック11は、例えば、該樹脂ブロック11に形成されたねじ穴Hと前記筐体CSに設けられたねじ穴Hとをボルトなどで締め付けることによって前記筐体CSに固定されるようにしても良い。ただし、このような取り付け方に限られるものではない。
For example, as shown in FIG. 8, the resin block is fixed to a housing CS in which the resin block 11 and the composite electrode 12 are housed or to a back plate supporting the resin block 11 from behind. It is good as
More specifically, the resin block 11 is attached to the housing CS by, for example, tightening a screw hole H formed in the resin block 11 and a screw hole H provided in the housing CS with a bolt or the like. It may be fixed. However, the mounting method is not limited to this.
前記複合電極12は、例えば、図8に示すように、前記複合電極12のサンプル液に浸漬されない部分の一部を前記筐体CS又は前記背板に樹脂からなる1つ又は複数のバンドBなどで固定されていても良いし、図9に示すように、前記サンプル液に浸漬されない部分に設けられたフックFを前記筐体CS又は前記背板に設けられたフック受けFHにひっかけるようにして固定しても良い。
また、前記複合電極12は、図10に示すような位置決め部材Vによって前記樹脂ブロック11に対して位置決めされていても良い。前記位置決め部材Vは、前記複合電極12のサンプル液に浸される部分の側面だけでなく、前記複合電極12のサンプル液に浸されない部分の側面をも覆うように、前記複合電極12を内部に収容するものであり、例えば、直方体状のブロックに前記複合電極12の外形に沿った貫通孔が形成されたものである。前記位置決め部材Vは、前記複合電極12を前記貫通孔の内部に収容することによって前記複合電極12のサンプル液に浸されない部分とそれ以外の部分との間に形成された肩の部分を保持して、前記複合電極12の高さを位置決めするものである。位置決め部材Vは、前記樹脂ブロック11とは別体として形成されていても、前記樹脂ブロック11と一体に形成されていても良い。
For example, as shown in FIG. 8, the composite electrode 12 has one or a plurality of bands B made of resin attached to the housing CS or the back plate, part of the portion of the composite electrode 12 not immersed in the sample liquid. Alternatively, as shown in FIG. 9, a hook F provided in a portion not immersed in the sample liquid is hooked on a hook receiver FH provided on the housing CS or the back plate. You can fix it.
Also, the composite electrode 12 may be positioned with respect to the resin block 11 by a positioning member V as shown in FIG. The positioning member V accommodates the composite electrode 12 inside so as to cover not only the side surface of the portion of the composite electrode 12 that is immersed in the sample liquid, but also the side surface of the portion of the composite electrode 12 that is not immersed in the sample liquid. For example, a rectangular parallelepiped block is formed with a through hole along the outer shape of the composite electrode 12 . The positioning member V holds the shoulder portion formed between the portion of the composite electrode 12 which is not immersed in the sample liquid and the other portion by accommodating the composite electrode 12 inside the through hole. , to position the height of the composite electrode 12 . The positioning member V may be formed separately from the resin block 11 or integrally with the resin block 11 .
以上に説明したように前記複合電極のサンプル液に浸されない部分を支えておけば、外径の細い前記複合電極のサンプル液に浸される部分のみを前記取付構造によって前記樹脂ブロックに固定している場合に比べて、前記複合電極が折れてしまう危険性を低く抑えることができる。 As described above, if the portion of the composite electrode not immersed in the sample liquid is supported, only the portion of the composite electrode with a small outer diameter that is immersed in the sample liquid can be fixed to the resin block by the mounting structure. The risk of the composite electrode breaking can be reduced as compared with the case where the composite electrode is provided.
前記電気化学測定ユニットは、1つのみで使用するものに限らず、例えば、図11に示すように、複数の電気化学測定ユニットを接続して使用するようにしても良い。この場合、複数のユニットは、同じ種類のものであっても良いし、異なる種類のものであっても良い。
例えば、電気伝導率等を測定する電磁気センサを有する測定ユニットや、pH以外のイオン濃度を測定する測定ユニット、酸化還元電位を測定する測定ユニットなどを並べてOリングなどを介して液密に接続するようにしても良い。この場合には、例えば図11に示すように、それぞれの電気化学測定ユニットの電気化学測定用セル同士を、いずれのセルにおいてもサンプル液が下から上に流れるように、下流側のセルの導出口が上流側のセルの導出口よりも上方になるように接続することが好ましい。
前述したような複数の電気化学測定用セルが、1つの樹脂ブロックとして一体に形成されていても良い。これらの電気化学測定ユニットは、必ずしも前述した複合電極のようなロッド状の電極が差し込まれているものに限らず、例えば、内部の貯留空間や流路内に面状のセンサがはめ込まれているようなものであっても良い。
その他、本発明の趣旨に反しない範囲での種々の変更や組み合わせが可能である。
The electrochemical measurement unit is not limited to one that is used alone. For example, as shown in FIG. 11, a plurality of electrochemical measurement units may be connected and used. In this case, the multiple units may be of the same type or of different types.
For example, a measurement unit having an electromagnetic sensor for measuring electrical conductivity, etc., a measurement unit for measuring ion concentrations other than pH, a measurement unit for measuring oxidation-reduction potential, etc. are arranged and liquid-tightly connected via an O-ring or the like. You can do it. In this case, for example, as shown in FIG. 11, the electrochemical measurement cells of the respective electrochemical measurement units are arranged such that the sample liquid flows from bottom to top in each cell. It is preferable to connect so that the outlet is higher than the outlet of the upstream cell.
A plurality of electrochemical measurement cells as described above may be integrally formed as one resin block. These electrochemical measurement units are not necessarily limited to those in which a rod-shaped electrode such as the composite electrode described above is inserted, and for example, a planar sensor is fitted in an internal storage space or flow path. It may be something like
In addition, various modifications and combinations are possible without departing from the gist of the present invention.
以下に、本発明の実施例を詳細に述べるが、本発明はこれらに限られるものでないことは言うまでもない。
この実施例では、貯留部内でのサンプル液の流れる方向による測定結果への影響を調べた。さらに、貯留部内での感応部の位置による測定結果への影響についても調べた。
Examples of the present invention will be described in detail below, but it goes without saying that the present invention is not limited to these.
In this example, the effect of the flow direction of the sample liquid in the reservoir on the measurement results was investigated. In addition, we investigated the influence of the position of the sensor in the reservoir on the measurement results.
(実施例1)
前記実施形態で説明したものと同じ(導出口の位置を感応部よりも上方に配置し、導入口を感応部よりも下方に配置し、複合電極の先端に配置した感応部を貯留部の底壁から2mm程度上方に位置するように配置した)電気化学測定ユニットを備えた電気化学測定装置を用いてサンプル液のpHを測定した。
(Example 1)
Same as described in the above embodiment (the outlet is positioned above the sensitive part, the inlet is positioned below the sensitive part, and the sensitive part positioned at the tip of the composite electrode is positioned at the bottom of the storage part). The pH of the sample liquid was measured using an electrochemical measurement device equipped with an electrochemical measurement unit (located about 2 mm above the wall).
(実施例2)
複合電極の先端に配置した応答ガラスを貯留部の底壁に当接する位置に配置した以外は実施例1と同じ電気化学測定ユニットを備えた電気化学測定装置を用いてサンプル液のpHを測定した。
(Example 2)
The pH of the sample solution was measured using the same electrochemical measurement apparatus equipped with the same electrochemical measurement unit as in Example 1, except that the responsive glass placed at the tip of the composite electrode was placed in contact with the bottom wall of the reservoir. .
(比較例1)
導出口の位置を感応部よりも下方に配置し、導入口の位置を感応部よりも上方に配置した以外は実施例1と同じ電気化学測定ユニットを備えた電気化学測定装置を用いてサンプル液のpHを測定した。
(Comparative example 1)
Using the same electrochemical measurement device as in Example 1 except that the outlet was positioned below the sensitive part and the inlet was positioned above the sensitive part, the sample liquid was measured. was measured.
<応答速度>
これら実施例1又は比較例1の電気化学測定装置を用いて、サンプル液をpH4の標準液から水道水に切り替えた際の応答速度(T95)を調べた。結果を図12及び図13に示す。図12はサンプル液の流速が、450μl/minの場合を、図13はサンプル液の流速が2000μl/minの場合の結果を示す。
<Response speed>
Using the electrochemical measurement apparatus of Example 1 or Comparative Example 1, the response speed (T95) when the sample liquid was switched from the pH 4 standard solution to tap water was investigated. The results are shown in FIGS. 12 and 13. FIG. FIG. 12 shows the results when the flow rate of the sample liquid is 450 μl/min, and FIG. 13 shows the results when the flow rate of the sample liquid is 2000 μl/min.
図12及び図13の結果から、実施例1の電気化学測定装置を使用した場合には、流速が2000μl/minのときのT95が70秒と、フロー型のpH測定に十分に使用できるものであることがわかった。一方、比較例1の電気化学測定装置を使用した場合には、測定値がドリフトし、応答速度を特定することができなかった。 12 and 13, when the electrochemical measurement device of Example 1 is used, T95 is 70 seconds at a flow rate of 2000 μl/min, which is sufficient for flow-type pH measurement. It turns out there is. On the other hand, when the electrochemical measuring device of Comparative Example 1 was used, the measured values drifted and the response speed could not be specified.
サンプル液が貯留部の上方から下方に向かって流れる比較例1において、測定値がドリフトしてしまった原因は、内部液によるものではないかと考えられる。比較例1の測定装置では、サンプル液が貯留部の上方から下方に向かって流れるので、液絡部から滲出した内部液(3.3MのKCl水溶液)もこの流れに従って液絡部よりも下方に配置されている感応部の方向に流れて応答ガラス表面でのpH応答に影響を与えているのではないかと考えられる。 In Comparative Example 1, in which the sample liquid flows downward from the top of the reservoir, the cause of the drift in the measured value is considered to be the internal liquid. In the measurement device of Comparative Example 1, the sample liquid flows downward from the top of the reservoir, so the internal liquid (3.3 M KCl aqueous solution) that seeps out of the liquid junction also follows this flow downward from the liquid junction. It is thought that the water flows in the direction of the arranged sensitive part and affects the pH response on the surface of the responsive glass.
<サンプル液の流速による測定結果への影響>
次に、流速によるpH測定への影響を調べた。サンプル液としては、pH4の標準液を使用し、流速を0μl/min、450μl/min、1000μl/min又は2000μl/minとした場合の測定結果を図14~図16に示す。
<Influence of sample liquid flow rate on measurement results>
Next, the effect of flow rate on pH measurement was investigated. A pH 4 standard solution was used as the sample solution, and the measurement results when the flow rate was 0 μl/min, 450 μl/min, 1000 μl/min or 2000 μl/min are shown in FIGS. 14 to 16. FIG.
図14は、実施例1の電気化学測定装置に各流速でサンプル液を供給した場合のpH測定結果を示すグラフである。
図15は、実施例2の電気化学測定装置に各流速でサンプル液を供給した場合のpH測定結果を示すグラフである。
図16は、比較例1の電気化学測定装置に各流速でサンプル液を供給した場合のpH測定結果を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing pH measurement results when sample liquids were supplied to the electrochemical measurement apparatus of Example 1 at various flow rates.
FIG. 15 is a graph showing pH measurement results when sample liquids were supplied to the electrochemical measurement apparatus of Example 2 at various flow rates.
FIG. 16 is a graph showing pH measurement results when sample liquids were supplied to the electrochemical measurement apparatus of Comparative Example 1 at various flow rates.
これらの結果のうち、流速が0μl/min以外の場合の各グラフを見比べると、実施例1及び実施例2では、流速に関わらず測定されるpH値が安定している(±0.01pH以内)のに対して、比較例1では、流速が2000μl/minの場合に、測定開始から15分以降にpH値が大きくぶれていることがわかる。これはサンプル液中に気泡が混入したことによるものであると思われる。 Among these results, comparing each graph when the flow rate is other than 0 μl/min, in Examples 1 and 2, the measured pH value is stable regardless of the flow rate (within ±0.01 pH ), in Comparative Example 1, when the flow rate was 2000 μl/min, the pH value fluctuated greatly after 15 minutes from the start of measurement. It is considered that this is due to the inclusion of air bubbles in the sample liquid.
実施例1や実施例2の場合には、たとえサンプル液中に気泡が存在していたとしても、サンプル液が貯留部の下方から上方に向かって流れているので、サンプル液の流速に関わらず気泡が導出口から排出されやすく、気泡によるpH測定への影響はほとんどないものと考えられる。 In the case of Examples 1 and 2, even if bubbles exist in the sample liquid, the sample liquid flows upward from the bottom of the reservoir, so regardless of the flow rate of the sample liquid, Air bubbles are easily discharged from the outlet, and it is considered that the air bubbles have almost no effect on pH measurement.
一方で、比較例1では、サンプル液が貯留部の上方から下方に向かって流れるので、いったん貯留部に気泡が入ってしまうとなかなか気泡が抜けず、特にサンプル液の流速が遅い場合には、気泡が液絡部や応答ガラスの表面に付着してしまって、pH測定にも大きな影響を与えてしまったと考えられる。 On the other hand, in Comparative Example 1, the sample liquid flows downward from the top of the reservoir. It is thought that the bubbles adhered to the liquid junction and the surface of the responsive glass, which greatly affected the pH measurement.
ところで、流速が0μl/minの場合の実施例1と実施例2との結果を比較すると、実施例2では、時間がたつにつれてだんだんとpH値が低下している。
これは、サンプル液の流れが無いので、液絡部から滲出した内部液が貯留部の底部に滞留してしまい、この内部液が滞留している部分に複合電極の先端に配置された応答ガラスが位置しているので、この部分におけるpHが時間とともに変化していることが原因であると考えられる。
By the way, when comparing the results of Example 1 and Example 2 when the flow rate is 0 μl/min, in Example 2, the pH value gradually decreases with time.
This is because the sample liquid does not flow, so the internal liquid seeping from the liquid junction stays at the bottom of the reservoir, and the response glass placed at the tip of the composite electrode where this internal liquid stays. is located, it is thought that the cause is that the pH in this part changes with time.
<ポンプ脈動による測定値への影響>
実施例1及び比較例1において、サンプル液としてpH4の標準液を使用し、さらにサンプル液の流速を遅くした場合の測定結果が、それぞれ図17及び図18である。サンプル液の流速が遅くなると、サンプル液中に滲出する内部液による測定値への影響が表れることがわかる。
<Influence of pump pulsation on measured values>
FIG. 17 and FIG. 18 respectively show the measurement results when the standard solution of pH 4 is used as the sample solution and the flow rate of the sample solution is decreased in Example 1 and Comparative Example 1. FIG. It can be seen that when the flow rate of the sample liquid slows down, the influence of the internal liquid seeping into the sample liquid appears on the measured values.
図17から、実施例1の電気化学測定装置を使用した場合には、ポンプ脈動によってpH値が変動してはいるものの、変動は規則的であり測定値は比較的安定している。
これに対して、図18の比較例1の場合には、ポンプ脈動によるpH値の変動が大きく測定値が安定していないことが分かる。
From FIG. 17, when the electrochemical measuring device of Example 1 is used, although the pH value fluctuates due to pump pulsation, the fluctuation is regular and the measured value is relatively stable.
On the other hand, in the case of Comparative Example 1 in FIG. 18, it can be seen that the fluctuation of the pH value due to pump pulsation is large and the measured value is not stable.
これは、比較例1では、サンプル液が貯留部内を上から下に向かって流れているので、液絡部から滲出した内部液がサンプル液の流れによって液絡部よりも下方にある感応部の周囲に内部液が流れてしまうからであると考えられる。 This is because, in Comparative Example 1, the sample liquid flows from top to bottom in the storage section, so that the internal liquid exuding from the liquid junction flows into the sensing section below the liquid junction due to the flow of the sample liquid. It is considered that this is because the internal liquid flows around.
<連続測定>
実施例1の電気化学測定装置を使用し、連続して長時間pH4の標準液のpHを測定をした結果を図19に示す。この結果から、サンプル液の温度によって測定値がぶれているように見えるものの、実施例1の電気化学測定装置であれば、±0.01pH/24時間という非常に安定した測定ができることがわかった。
図19では、サンプル液中に気泡が混入していたが、気泡によるpH測定への影響はなかった。
<Continuous measurement>
FIG. 19 shows the results of continuous long-term pH measurement of a pH 4 standard solution using the electrochemical measurement apparatus of Example 1. FIG. From this result, it was found that although the measured value seems to fluctuate depending on the temperature of the sample liquid, the electrochemical measurement apparatus of Example 1 can perform a very stable measurement of ±0.01 pH/24 hours. .
In FIG. 19, air bubbles were mixed in the sample liquid, but the air bubbles did not affect the pH measurement.
本発明によれば、フロー型の測定装置において、例えば、微量なサンプル液であってもそのpH等の電気化学特性値を簡単な構成で精度よく測定することができる。
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in a flow-type measuring device, for example, even a very small amount of sample liquid can be accurately measured with a simple configuration for its electrochemical characteristic value such as pH.
Claims (12)
前記サンプル液を導入する導入口及び導出する導出口を有し、前記サンプル液を貯留する貯留部と、
前記貯留部に貯留されたサンプル液の電気化学特性を測定する複合電極とを備え、
前記導入口が、前記導出口よりも下方に位置するように設けられ、
前記複合電極の感応部は、前記貯留部において、前記導出口よりも下方に位置するように設けられていることを特徴とする電気化学測定ユニット。 It is provided in a channel through which a sample liquid flows,
a reservoir for storing the sample liquid, having an inlet for introducing the sample liquid and an outlet for discharging the sample liquid;
a composite electrode for measuring the electrochemical properties of the sample liquid stored in the storage unit;
The inlet is provided so as to be positioned below the outlet,
The electrochemical measurement unit, wherein the sensitive part of the composite electrode is provided so as to be located below the outlet in the storage part.
前記感応部の下端が、前記貯留空間の底壁から上方に1mm以上離間した位置に配置されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電気化学測定ユニット。 the storage unit has a storage space for storing the sample liquid,
6. The electrochemical measurement unit according to any one of claims 1 to 5, wherein the lower end of the sensitive part is arranged at a position spaced upward by 1 mm or more from the bottom wall of the storage space.
前記導出口及び前記導入口に接続されて該電気化学測定ユニットにサンプル液を流通させる流路と、
前記複合電極によって測定された測定値に基づいてサンプル液の電気化学特性値を算出する算出部とを備える電気化学測定装置。 an electrochemical measurement unit according to claim 1;
a channel connected to the outlet and the inlet for circulating the sample liquid to the electrochemical measurement unit;
an electrochemical measuring device comprising: a calculator that calculates an electrochemical characteristic value of the sample liquid based on the measured value measured by the composite electrode.
前記貯留部に貯留された前記サンプル液の電気化学特性を測定する複合電極とを備えた電気化学測定ユニットを使用し、
前記導入口が前記導出口よりも下方に設けられており、
前記複合電極の感応部を前記導出口よりも下方に設けて前記サンプル液の電気化学特性を測定することを特徴とする電気化学特性測定方法。 a reservoir for storing the sample liquid, having an inlet for introducing the sample liquid and an outlet for discharging the sample liquid;
using an electrochemical measurement unit comprising a composite electrode for measuring the electrochemical properties of the sample liquid stored in the storage part;
The inlet is provided below the outlet,
A method for measuring electrochemical characteristics, wherein the sensitive part of the composite electrode is provided below the outlet to measure the electrochemical characteristics of the sample liquid.
前記サンプル液を導入する導入口及び導出する導出口と、
前記サンプル液を貯留する貯留空間と、
サンプル液の電気化学特性を測定する複合電極を前記貯留空間に挿入するための電極挿入口とを備え、
前記導入口が、前記導出口よりも下方に位置するように設けられていることを特徴とする電気化学測定用セル。 It is provided in a channel through which a sample liquid flows,
an inlet for introducing the sample liquid and an outlet for leading it out;
a storage space for storing the sample liquid;
an electrode insertion port for inserting a composite electrode for measuring the electrochemical properties of the sample liquid into the storage space;
An electrochemical measurement cell, wherein the introduction port is positioned below the outlet port.
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