WO2023013222A1 - 電解質分析装置および分析方法 - Google Patents

電解質分析装置および分析方法 Download PDF

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WO2023013222A1
WO2023013222A1 PCT/JP2022/022023 JP2022022023W WO2023013222A1 WO 2023013222 A1 WO2023013222 A1 WO 2023013222A1 JP 2022022023 W JP2022022023 W JP 2022022023W WO 2023013222 A1 WO2023013222 A1 WO 2023013222A1
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concentration
water quality
diluent
electrolyte analyzer
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フタミラハユ ラーマ
雅文 三宅
遇哲 山本
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株式会社日立ハイテク
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/333—Ion-selective electrodes or membranes

Definitions

  • the present invention relates to an electrolyte analyzer and an analysis method.
  • An electrolyte analyzer is a device that measures the concentration of specific electrolytes contained in electrolyte solutions (hereinafter sometimes referred to as specimens) such as blood and urine of the human body. Electrode) is used to measure the concentration using an ion-selective electrode method.
  • an electrolyte analyzer for example, a flow-type electrolyte analyzer is known. In a flow-type electrolyte analyzer, serum as an electrolyte solution or a sample solution diluted with a sample diluent is supplied to an ion-selective electrode, and the liquid junction potential between the ion-selective electrode and a reference electrode solution is measured. .
  • a standard solution with a known electrolyte concentration is supplied to the ion-selective electrode, and the inter-liquid potential with the reference electrode solution is measured in the same manner as the serum (or sample solution). Then, the electrolyte concentration of the serum (or sample solution) can be calculated from the two liquid junction potentials of the standard solution and serum (or sample solution).
  • Patent Document 1 discloses that a chloride ion selective electrode and a reference electrode are immersed in a liquid to be measured, and the chloride ion concentration in the liquid to be measured is measured by the potential difference between the two electrodes. In doing so, a method for measuring chloride ion concentration is disclosed in which a silver/silver chloride electrode is used as the chloride ion selective electrode, and silver chloride is dissolved in a solution in contact with the electrode at a saturated concentration.
  • a drug substance is supplied from a drug substance supply unit that supplies a drug substance corresponding to a reagent contained in a bottle, a pure water supply unit that supplies pure water to the bottle, and a drug substance supply unit.
  • a drug substance supply unit that supplies a drug substance corresponding to a reagent contained in a bottle
  • a pure water supply unit that supplies pure water to the bottle
  • a drug substance supply unit Disclosed is an electrolyte concentration measuring device provided with a stirring mechanism section for stirring and mixing the pure water with the drug substance inside the bottle to which the pure water is supplied from the pure water supply section.
  • a silver nitrate solution (AgNO3) is used as a diluent.
  • AgNO3 silver nitrate solution
  • wastewater treatment is essential in consideration of the environmental load, and this wastewater treatment causes an increase in treatment cost and treatment time.
  • the amount of diluent used and the amount of wastewater used is large, so the running costs and other burdens are enormous.
  • the diluted solution is produced by mixing the undiluted solution and pure water.
  • wastewater treatment is essential.
  • pure water is used to dilute the stock solution, since pure water is not standardized in the field of clinical testing, unspecified ions contained in the pure water may interfere with the measurement results of the electrolyte analyzer. An error may occur.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide an electrolyte analyzer and an analysis method that can suppress the burden associated with measurement while suppressing deterioration in the accuracy of measurement results.
  • the present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems, and to give an example, an ion-selective electrode used for measuring specific ions, an electrolyte analysis section including a reference electrode, and a reagent or specimen diluted and a control device for measuring the ion concentration in the liquid, wherein the control device dilutes a reagent of known concentration with the diluent A plurality of different concentrations of the diluent reagent having a known specific ion concentration are measured, and the water quality determination process of the diluent is performed based on the slope obtained from the measurement results.
  • FIG. 1 A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of an electrolyte analyzer according to an embodiment of the present invention.
  • an electrolyte analyzer a flow-type electrolyte analyzer (hereinafter simply referred to as an electrolyte analyzer) using an ion selective electrode (ISE) will be described. .
  • ISE ion selective electrode
  • an electrolyte analyzer 100 includes a specimen pipetting device 101, an ion-selective electrode group 102, a reference electrode 103, an internal standard solution bottle 104, a reference electrode solution bottle 105, a dilution tank 106, a water supply tank 107, and a syringe 108a. 108d, valves 109a to 109k, a waste liquid tank 110, and a control device 111.
  • the specimen dispensing device 101 includes a sample probe 101a and a sample container 101b.
  • a sample probe 101 a performs a dispensing process of aspirating a sample (such as a patient's specimen) held in a sample container 101 b and discharging it into the dilution tank 106 .
  • a sample such as a patient's specimen
  • the term "specimen” is a general term for analysis targets collected from a patient's living body, such as blood and urine.
  • the specimen may be one obtained by pre-treating these analytes.
  • the water supply tank 107 stores high-purity water (hereinafter referred to as system water) that is generally used in the electrolyte analyzer.
  • System water is supplied to the water supply tank 107 via a valve 109a from a pure water production device (not shown) or the like.
  • the system water stored in the water supply tank 107 is discharged to the dilution tank 106 through the system water nozzle 107a by the operation of the syringe (system water syringe) 108a and the valves 109b and 109c.
  • the internal standard solution bottle 104 contains a standard solution with a predetermined known ion concentration for the ion species to be measured by the electrolyte analyzer 100 .
  • the internal standard solution contained in the internal standard solution bottle 104 is generated to contain, for example, sodium ions (Na+), potassium ions (K+), chloride ions (Cl-), and the like.
  • the internal standard solution stored in the internal standard solution bottle 104 is discharged to the dilution tank 106 through the internal standard solution nozzle 104a by the operation of the syringe (internal standard solution syringe) 108b and the valves 109d and 109e.
  • a temperature controller 116 is provided in the channels of the system water nozzle 107a and the internal standard liquid nozzle 104a, and the temperature of the system water and the internal standard liquid passing through the channels is within a predetermined temperature range. adjusted to be
  • the reference electrode liquid bottle 105 contains a reference electrode liquid having a predetermined known ion concentration.
  • the reference electrode liquid stored in the reference electrode liquid bottle 105 is, for example, an aqueous solution of potassium chloride (KCl) containing potassium ions (K+) and chloride ions (Cl-).
  • the reference electrode liquid stored in the reference electrode liquid bottle 105 is sent to the reference electrode 103 by the operation of the syringe (reference electrode liquid syringe) 108c and the valves 109f and 109g.
  • the sample dispensed into the dilution tank 106 is diluted with system water discharged from the water supply tank 107 into the dilution tank 106 through the system water nozzle 107a by the operation of the syringe (system water syringe) 108a and the valves 109b and 109c. , is stirred.
  • system water system water syringe
  • the sample may be diluted using other diluents.
  • the sample diluted with system water in the dilution tank 106 is sent to the ion-selective electrode group 102 through the sipper nozzle 102a by the operation of the syringe (sipper syringe) 108d and the valves 109h and 109i.
  • the pinch valve 112 provided in the channel between the ion-selective electrode group 102 and the reference electrode 103 is temporarily opened.
  • the internal standard solution discharged to the dilution tank 106 is also sent to the ion-selective electrode group 102 through the sipper nozzle 102a by the operation of the syringe (sipper syringe) 108d and the valves 109h and 109i. be.
  • a plurality of ion-selective electrodes constituting the ion-selective electrode group 102 have specific ions (for example, sodium ions (Na+), potassium ions (K+), chloride ions (Cl-), etc.) in the sample solution.
  • An ion-sensitive film is attached that has the property that the electromotive force changes according to the temperature. As a result, the ion-selective electrode group 102 outputs an electromotive force corresponding to each ion concentration in the sample solution.
  • the pinch valve 112 When the pinch valve 112 is opened in a state in which the reference electrode solution is respectively sent to the reference electrode 103, the sample diluted to the ion-selective electrode group 102 is compared with the diluted sample sent to the channel.
  • the electrode liquid is brought into contact with the ion-selective electrode group 102 and the reference electrode 103 to electrically conduct in the channel.
  • the potential difference between each ion selective electrode of the ion selective electrode group 102 and the reference electrode 103 is measured by the voltmeter 113, and the measurement result (electrical signal) is sent to the controller 111 via the amplifier 114. Also, before or after the measurement of the diluted sample, the internal standard solution is measured in the same manner as the measurement of the diluted sample.
  • control device 111 controls the overall operation of the electrolyte analyzer 100, and includes an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory) and an HHD (Hard Disk Drive). ) and an input/output device such as an I/O port.
  • the storage device and the input/output device are configured to be able to exchange data with the processor via an internal bus or the like.
  • the input/output device is connected to each mechanism of the electrolyte analyzer 100, and the control device 111 controls the operation of each mechanism via the input/output device.
  • the controller 111 calculates the concentration of the specific electrolyte contained in the sample based on the potential difference between each ion selective electrode of the ion selective electrode group 102 and the reference electrode 103 . Further, by performing calibration based on the measurement results of the internal standard solution, the electrolyte concentration of the sample can be measured more accurately. A specific calibration method can be appropriately designed by those skilled in the art based on known techniques.
  • the control device 111 stores the ion concentration calculated for each ion in a storage unit (not shown) and outputs it to an output device (for example, a display device).
  • the sample and internal standard solution remaining in the dilution tank 106 are sucked by the waste liquid nozzle 115a through the operation of the vacuum bottle 115 and the valves 109j and 109k and sent to the waste liquid tank 110.
  • the ion concentration of the system water in the water supply tank 107 is measured by the water quality measurement unit 200 (the ion selective electrode group 102, the reference electrode 103, and the voltmeter 113). Then, the control device 111 performs water quality determination processing to determine whether the water quality of the system water is normal or abnormal based on the measurement results.
  • Figure 2 shows the potential difference between the ion-selective electrode and the reference electrode and the measurement target when measuring system water (hereinafter referred to as ionic solution) in which the ions to be measured by the ion-selective electrode are dissolved with an electrolyte analyzer. and the concentration of ions.
  • ionic solution system water
  • the ions to be measured are at a high concentration.
  • the concentration logarithm (mmol/l) and the potential difference (mV) exhibit a proportional relationship regardless of whether the concentration is low or low.
  • the relationship between the concentration logarithm value (mmol/l) and the potential difference (mV) is proportional when the concentration of the ions to be measured is low.
  • a plurality of types of ionic solutions with known concentrations of the ions to be measured are generated for each of the high concentration region and the low concentration region, and the ion selective electrode group 102 and the reference electrode 103 , and obtain the slope of the relationship between the degree logarithm value (mmol/l) and the potential difference (mV) to estimate the concentration of interfering ions contained in the system water.
  • the influence on the measurement accuracy of the electrolyte analyzer 100 can be reduced. Since it is possible to obtain the slope at the boundary between allowable and unacceptable interfering ion concentrations, this slope is used as a threshold to determine whether the system water quality is good (normal) or abnormal. Water quality judgment processing can be performed.
  • chloride ions (Cl-) are measured using a diluted internal standard solution prepared by diluting an internal standard solution with system water as an ion solution
  • Water quality determination processing is performed based on the results of measuring a plurality of types (for example, two types) of diluted internal standard solutions with different known concentrations in the high-concentration region and the low-concentration region.
  • the electrolyte analyzer 100 in FIG. 1 can perform water quality judgment processing even with sodium ions (Na+) and potassium ions (K+). Also, if you have an ion-selective electrode that measures magnesium ions (Mg++) or an ion-selective electrode that measures lithium ions (Li+), water quality judgment processing is also performed with magnesium ions (Mg++) and lithium ions (Li+). It is possible.
  • a diluted internal standard solution is used as an ionic solution
  • a reference electrode solution or a calibrator used for calibration instead of the internal standard solution.
  • Reagents with different known concentrations may be used, such as using an internal standard solution and a calibrator for each of the low concentration range and the high concentration range.
  • the internal standard solution in the internal standard solution bottle 104 is discharged into the dilution tank 106 through the internal standard solution nozzle 104a, and the system water in the water supply tank 107 is discharged through the system water nozzle 107a into the dilution tank. Dispense to 106 .
  • a diluted internal standard solution is generated by diluting an internal standard solution with a known concentration with system water at a predetermined ratio.
  • the concentrations of the diluted internal standard solutions are, for example, two kinds of chloride ion (Cl-) concentrations of 80 (mmol/l) and 120 (mmol/l) in the high concentration region.
  • the potential difference between the ion-selective electrode group 102 and the reference electrode 103 is measured with a voltmeter 113 for each of the diluted internal standard solutions having two different concentrations. Plot the measurement results. Then, a linear regression line is drawn between the two measurement results, and its slope is obtained. Let this slope be the slope at high density (SL1).
  • the concentration of the diluted internal standard solution in the low concentration range is, for example, two kinds of chloride ion (Cl-) concentrations of 8 (mmol/l) and 12 (mmol/1).
  • the potential difference between the ion-selective electrode group 102 and the reference electrode 103 is measured by the voltmeter 113 for the diluted internal standard solutions of these two concentrations, and the horizontal axis is the electrolyte concentration (logarithm).
  • a linear regression line is drawn between the two measurement results, and its slope is obtained. Let this slope be the slope at low density (SL2).
  • the measurement lower limit of each ion selective electrode of the ion selective electrode group 102 is sufficiently lower than 0.2 (mmol / l)
  • the ratio of slope SL2 (SL2/SL1 x 100) based on slope SL1 is 100 (%). lower.
  • the threshold value of the concentration of interfering ions set in consideration of the influence of interfering ions on measurement accuracy is 1.0 (mmol/l)
  • the ratio of slope SL2 to slope SL1 (SL2/SL1 ⁇ 100) is 92. (%) or less, it can be determined that the influence on the measurement accuracy is unacceptable, that is, the water quality of the system water is abnormal.
  • the concentration range of the high-concentration region is about 10 times or more that of the low-concentration region. The greater the concentration difference between the high-concentration region and the low-concentration region, the more pronounced the difference in slope, and the more accurately water quality abnormalities can be determined.
  • the appropriate concentration range varies depending on the type of ion, and when water quality determination processing is performed with chloride ions (Cl-), the high concentration range is 80-120 (mmol/l), and the low concentration range is 8-12 (mmol/l). , 3-7 (mmol/l) when using potassium ions (K+), low concentration range 0.3-0.7 (mmol/l), high concentration range 120-160 when using sodium ions (Na+) (mmol/l), and a low concentration range of 12-16 (mmol/l) is suitable.
  • the accuracy of the water quality determination process can be improved by performing the water quality determination process within the concentration range described above, the water quality determination process can be performed even outside the above concentration range.
  • Equation 1 EMFH is the measured electromotive force of the high-concentration diluted internal standard solution
  • EMFL is the measured electromotive force of the low-concentration diluted internal standard solution
  • CH is the concentration specified value of the high-concentration diluted internal standard solution
  • CL is the low Concentration specified value of diluted internal standard solution.
  • concentration specified value of the high-concentration diluted internal standard solution and the concentration specified value of the low-concentration diluted internal standard solution are high concentration or low concentration concentration specified values in each concentration range.
  • the concentration of the internal standard solution is determined by the following (Equation 2) and (Equation 3).
  • CIS CL ⁇ 10a (Formula 2)
  • a (EMFIS ⁇ EMFL)/SL (Formula 3)
  • CIS is the concentration of the internal standard solution
  • EMFIS is the electromotive force of the internal standard solution
  • CS is the sample concentration
  • E is the potential difference (mV) generated between the ion-selective electrode and the reference electrode
  • E0 is the reference potential (mV)
  • R is the gas constant (8.3144 J mol-1 K-1 )
  • T is the absolute temperature (273.15+° C.)
  • n is the ionic valence
  • F is the Faraday constant (96.485 C ⁇ mol).
  • FIG. 3 is a flowchart showing water quality determination processing.
  • control device 111 when the control device 111 is instructed to start analysis, it first performs a reset operation (step S100).
  • diluted internal standard solutions of multiple concentrations are generated and measured by the water quality measurement unit 200 (ion selective electrode group 102, reference electrode 103, voltmeter 113), and the electromotive force (potential difference) of each is measured (step S110).
  • the slopes SL1 and SL2 are calculated from the measurement results of the diluted internal standard solution in the high concentration range and the diluted internal standard solution in the low concentration range (step S120), and whether or not the slope SL2 is within the reference range is determined. Determine (step S130).
  • whether or not the slope SL2 is within the reference range is, for example, whether or not the ratio of the slope SL2 to the slope SL1 (SL2/SL1 ⁇ 100) is 92(%) or more. .
  • step S130 If the determination result in step S130 is YES, it is determined that the water quality of the system water is normal (good), the sample concentration measurement operation is performed (step S140), and the measurement result is output (step S150). ) and terminate the process. At this time, since the water quality of the system water is guaranteed, the measurement result can be obtained with high accuracy.
  • step S130 determines whether the water quality of the system water is abnormal. If the determination result in step S130 is NO, it is determined that the water quality of the system water is abnormal, a water quality abnormality alarm is issued (step S131), and the operation of the device is stopped (step S132). ) and terminate the process. At this time, it is detected that the water quality of the system water is abnormal, and the sample is not measured. can prompt improvement and restoration of the abnormal state promptly.
  • an electrolyte analysis section including an ion-selective electrode used for measuring specific ions and a reference electrode, and a diluent supply for supplying a diluent for diluting a reagent or a specimen are provided. and a control device, wherein the control device dilutes a reagent of known concentration with a diluent to generate a plurality of different concentrations of specific ions. measures each of the known diluted reagents, and performs the water quality determination process of the diluted solution based on the slope obtained from the measurement results. can be suppressed.
  • This embodiment describes an example of calculating a correction coefficient instead of issuing an alarm when the concentration of interfering ions is not within the reference range.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment, and only points different from the first embodiment will be described.
  • FIG. 4 is a flowchart showing water quality determination processing according to the present embodiment. Since the processing when the slope is within the reference range (that is, the processing of steps S100 to S150) is the same as in the first embodiment, only the processing of steps S231 to S232 will be described in this embodiment.
  • step S130 determines that the water quality of the system water is abnormal.
  • the correction coefficient is calculated (step S231), and the specimen concentration measurement operation is performed (step 232).
  • the sample measurement result is corrected (step S233), and the process ends.
  • the correction factor corrects the variation in the measurement result of the specimen due to the influence of the interfering ions.
  • the correction coefficient according to the concentration of the interfering ions to the measurement result of the sample, it is possible to obtain a more accurate measurement result.
  • the measurement result of the sample is corrected according to the interfering ion concentration, so that the sample measurement operation can be performed with high accuracy without stopping the measurement operation. can be done.
  • the water supply tank 107 is periodically washed by the user with detergent.
  • Detergents are, for example, sodium hypochlorite containing chloride ions (Cl-) and sodium ions (Na+), chloride ions (Cl-) chlorine dioxide, and if rinsing after washing is not enough, the ions in the detergent Interfering ions may affect the measurement results of the sample. Therefore, in the present embodiment, an example in which water quality determination processing is performed after cleaning the water supply tank 107 will be described.
  • FIG. 5 is a flow chart showing cleaning processing according to the present embodiment.
  • step S300 when washing is instructed, detergent is first put into the water supply tank 107 to wash the water supply tank (step S300). Rinsing is performed (step S310). Subsequently, in order to check whether detergent remains in the water supply tank after the rinsing operation, the electromotive forces of the ionic solutions of multiple concentrations are measured (step S320), and a slope is generated from the measurement results (step S330). ). Subsequently, it is determined whether or not the slope SL2 is within the reference range (step S340). Since the processes of steps S320 to S330 are the same as those of steps S110 to S130 of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
  • step S340 If the determination result in step S340 is YES, it is determined that no detergent remains (rinsing is sufficient), and the process ends. Further, if the determination result in step S340 is NO, it is determined that the rinsing is insufficient and the detergent remains, the process returns to step 310, and the processing of steps S310 to S330 is repeated until the determination result becomes YES. Repeat the rinsing action.
  • the ionic solution contains at least the ions contained in the detergent and to be measured by the ion-selective electrode. There is a need.
  • steps S320 to S330 are performed by the user instructing the execution of the water quality determination process, and it is notified whether or not the detergent remains. If so, the user can be prompted for an additional rinse.
  • SL1 and SL2 were obtained by measuring the ion solution in the high concentration range and the ion solution in the low concentration range, and the water quality determination process was performed. was not measured.
  • a theoretical value may be obtained instead of SL1. Since the theoretical value and the measured value are different, the accuracy of water quality judgment is lower than when measuring the ion solution and obtaining SL1, but the slope when interfering ions are not included can be calculated with the theoretical value, and the water quality judgment It is possible to save the reagents used for the treatment. Further, in the above-described embodiment, the high-concentration ionic solution and the low-concentration ionic solution are measured in the high-concentration range and the low-concentration range, respectively.
  • SL1 and SL2 may be obtained by using the same concentration ion solution as the high concentration ion solution in the low concentration region. As mentioned above, if there is a concentration range difference of about 10 times between the high concentration area and the low concentration area, it is possible to judge the water quality with high accuracy. Determination can be performed, and reagents used for water quality determination processing can be saved.
  • Electrolyte analyzer 101... Specimen dispensing apparatus, 101a... Sample probe, 101b... Sample container, 102... Ion-selective electrode group, 102a... Sipper nozzle, 103... Reference electrode, 104... Internal standard liquid bottle , 104a... Internal standard solution nozzle, 105... Reference electrode solution bottle, 106... Dilution tank, 107... Water supply tank, 107a... System water nozzle, 108a... System water syringe, 108b... Internal standard solution syringe, 108c... Reference electrode solution syringe , 108d... Sipper syringe, 109a to 109k... Valve, 110... Waste liquid tank, 111... Control device, 112... Pinch valve, 113... Voltmeter, 114... Amplifier, 115... Vacuum bottle, 115a... Waste liquid nozzle, 116... Temperature adjustment Instrument, 200... Water quality measuring part

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Abstract

特定のイオンの測定に用いるイオン選択性電極と、比較電極とを含む電解質分析部と、試薬または検体を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給部と、制御装置と、を有し、液体中のイオン濃度を測定する電解質分析装置において、制御装置は、希釈液により既知濃度の試薬を希釈し生成した異なる複数濃度の、特定のイオンの濃度が既知の希釈試薬を、それぞれ測定し、測定結果から得られる傾きに基づいて、希釈液の水質判定処理を行う。これにより、測定結果の精度の低下を抑制しつつ、測定に係る負担を抑制することができる。

Description

電解質分析装置および分析方法
　本発明は、電解質分析装置および分析方法に関する。
　電解質分析装置は、人体の血液、尿等の電解質溶液（以下、検体と称することがある）中に含まれる特定の電解質濃度を測定する装置であり、例えば、イオン選択性電極（ＩＳＥ： Ion Selective Electrode）を利用して濃度測定を行うイオン選択性電極法を用いるものがある。電解質分析装置としては、例えば、フロー型電解質分析装置が知られている。フロー型電解質分析装置では、電解質溶液としての血清を直接、あるいは検体希釈液により希釈したサンプル溶液を、イオン選択性電極に供給し、イオン選択性電極と比較電極液との液間電位を測定する。続いて（又は測定に先立って）、イオン選択性電極に電解質濃度が既知である標準液を供給し、血清（又はサンプル溶液）と同様に比較電極液との液間電位を測定する。そして、標準液の液間電位と血清（又はサンプル溶液）の液間電位の２つの液間電位から血清（又はサンプル溶液）の電解質濃度を算出することができる。
　このような電解質分析装置による測定方法として、例えば、特許文献１には、塩素イオン選択性電極及び基準電極を被測定液に浸し、前記両電極の電位差により被測定液中の塩素イオン濃度を測定するにあたり、前記塩素イオン選択性電極として銀／塩化銀電極を用い、かつ電極に接触する溶液には塩化銀が飽和濃度溶存している塩素イオン濃度の測定方法が開示されている。
　また、特許文献２には、ボトルに収容する試薬に応じた原薬を供給する原薬供給部と、ボトルに純水を供給する純水供給部と、原薬供給部から原薬が供給され純水供給部から純水が供給されたボトルの内部で原薬記純水とを撹拌混合する撹拌機構部とを備えた電解質濃度測定装置が開示されている。
特開平８－２１１０１６号公報 特開２０１８－１７５４３号公報
　上記特許文献１に記載の従来技術においては、硝酸銀溶液（ＡｇＮＯ３）を希釈液として用いている。しかしながら、希釈液に硝酸銀溶液を用いる場合には、環境負荷を考慮して排水処理が必要不可欠となり、この排水処理が処理コストや処理時間の増大を招いてしまう。特に、多くの測定処理を行う大規模な病院や臨床検査センターなどでは、希釈液の使用量や排水量が多くなるため、ランニングコストなどの負担が膨大なものとなってしまう。
　また、上記特許文献２に記載の従来技術においては、希釈液の原液と、純水とを混合することによって希釈液を生成している。しかしながら、この場合においても環境負荷を考慮すると排水処理が必要不可欠である。また、原液の希釈に純水を用いているが、臨床検査分野において純水は規格化されたものではないため、その純水に含まれる不特定のイオンによって、電解質分析装置での測定結果に誤差が生じてしまう可能性がある。
　本発明は上記に鑑みてなされたものであり、測定結果の精度の低下を抑制しつつ、測定に係る負担を抑制することができる電解質分析装置および分析方法を提供することを目的とする。
　本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、特定のイオンの測定に用いるイオン選択性電極と、比較電極とを含む電解質分析部と、試薬または検体を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給部と、制御装置と、を有し、液体中のイオン濃度を測定する電解質分析装置において、前記制御装置は、前記希釈液により既知濃度の試薬を希釈し生成した異なる複数濃度の、前記特定のイオンの濃度が既知の希釈試薬を、それぞれ測定し、測定結果から得られる傾きに基づいて、前記希釈液の水質判定処理を行う。
　測定結果の精度の低下を抑制しつつ、測定に係る負担を抑制することができる。
第１の実施の形態に係る電解質分析装置の全体構成を概略的に示す図である。 電解質分析装置で、イオン選択性電極の測定対象のイオンを溶かしたシステム水を測定した場合の、イオン選択性電極と比較電極との間の電位差と測定対象のイオンの濃度との関係を示す図である。 第１の実施の形態に係る水質判定処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る水質判定処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係る水質判定処理を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
　＜第１の実施の形態＞
  本発明の第１の実施の形態を図１～図３を参照しつつ詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施の形態に係る電解質分析装置の全体構成を概略的に示す図である。なお、本実施の形態においては、電解質分析装置の一例として、イオン選択性電極（ＩＳＥ：Ion Selective Electrode）を用いたフロー型電解質分析装置（以降、単に電解質分析装置と称する）を示して説明する。
　図１において、電解質分析装置１００は、検体分注装置１０１、イオン選択性電極群１０２、比較電極１０３、内部標準液ボトル１０４、比較電極液ボトル１０５、希釈槽１０６、給水タンク１０７、シリンジ１０８ａ～１０８ｄ、バルブ１０９ａ～１０９ｋ、廃液タンク１１０、及び制御装置１１１から概略構成されている。
　検体分注装置１０１は、サンプルプローブ１０１ａおよびサンプル容器１０１ｂを含む。サンプルプローブ１０１ａによって、サンプル容器１０１ｂ内に保持された試料（患者の検体など）を吸引して希釈槽１０６に吐出する分注処理を行う。ここで、検体とは、患者の生体から採取される分析対象の総称であり、例えば血液や尿などである。また、検体は、これらの分析対象に対して前処理を行ったものであってもよい。
　給水タンク１０７には、電解質分析装置内で汎用的に使用される純度の高い水（以下、システム水と称する）が貯留されている。システム水は、図示しない純水製造装置などからバルブ１０９ａを介して給水タンク１０７に供給される。給水タンク１０７に貯留されたシステム水は、シリンジ（システム水シリンジ）１０８ａ及びバルブ１０９ｂ，１０９ｃの動作により、システム水ノズル１０７ａを介して希釈槽１０６に吐出される。
　内部標準液ボトル１０４には、電解質分析装置１００で測定対象とするイオン種について予め定めた既知のイオン濃度の標準液が収容されている。内部標準液ボトル１０４に収容される内部標準液は、例えば、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、カリウムイオン（Ｋ＋）、クロールイオン（Ｃｌ－）などを含むように生成されている。内部標準液ボトル１０４に収容された内部標準液は、シリンジ（内部標準液シリンジ）１０８ｂ及びバルブ１０９ｄ，１０９ｅの動作により、内部標準液ノズル１０４ａを介して希釈槽１０６に吐出される。
　システム水ノズル１０７ａおよび内部標準液ノズル１０４ａの流路には、温度調整器１１６が設けられており、流路内を通るシステム水や内部標準液の温度は、予め定めた一定の温度範囲内となるように調整される。
　比較電極液ボトル１０５には、予め定めた既知のイオン濃度の比較電極液が収容されている。比較電極液ボトル１０５に収容される比較電極液は、例えば、カリウムイオン（Ｋ＋）やクロールイオン（Ｃｌ－）を含む、塩化カリウム（ＫＣｌ）の水溶液である。比較電極液ボトル１０５に収容された比較電極液は、シリンジ（比較電極液シリンジ）１０８ｃ及びバルブ１０９ｆ，１０９ｇの動作により、比較電極１０３に送液される。
　希釈槽１０６に分注された試料は、給水タンク１０７からシリンジ（システム水シリンジ）１０８ａ及びバルブ１０９ｂ，１０９ｃの動作により、システム水ノズル１０７ａを介して希釈槽１０６に吐出されるシステム水によって希釈され、撹拌される。なお、本実施の形態においては、試料を希釈する希釈液としてシステム水を用いる場合を例示しているが、他の希釈液を用いて試料の希釈を行っても良い。希釈槽１０６でシステム水により希釈された試料は、シリンジ（シッパシリンジ）１０８ｄ及びバルブ１０９ｈ，１０９ｉの動作により、シッパノズル１０２ａを介してイオン選択性電極群１０２に送液される。なお、このとき、イオン選択性電極群１０２と比較電極１０３の間の流路に設けられたピンチ弁１１２は一時的に開状態となる。
　また、希釈槽１０６に吐出された内部標準液も希釈された試料と同様にシリンジ（シッパシリンジ）１０８ｄ及びバルブ１０９ｈ，１０９ｉの動作により、シッパノズル１０２ａを介してイオン選択性電極群１０２に送液される。
　イオン選択性電極群１０２を構成する複数のイオン選択性電極には、サンプル溶液中の特定のイオン（例えば、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、カリウムイオン（Ｋ＋）、クロールイオン（Ｃｌ－）など）の濃度に応じて起電力が変化する性質を持つイオン感応膜が貼り付けられている。これによって、イオン選択性電極群１０２は、サンプル溶液中の各イオン濃度に応じた起電力を出力する。
　イオン選択性電極群１０２に希釈された試料が、比較電極１０３に比較電極液がそれぞれ送液された状態でピンチ弁１１２が開放されると、流路に送液された希釈された試料と比較電極液とが接液し、イオン選択性電極群１０２と比較電極１０３とが流路において電気的に導通する。
　イオン選択性電極群１０２の各イオン選択性電極と比較電極１０３との間の電位差は電圧計１１３によって計測され、計測結果（電気信号）はアンプ１１４を介して制御装置１１１に送られる。また、希釈した試料の測定の前または後に、希釈した試料の測定と同様に、内部標準液の測定を行う。
　制御装置１１１は、図示は省略するが、電解質分析装置１００の全体の動作を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＨＨＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置と、Ｉ／Ｏポート等の入出力装置とを備えたコンピュータにより構成することができる。記憶装置および入出力装置は、内部バス等を介して演算手装置データ交換可能に構成される。入出力装置は、電解質分析装置１００の各機構に接続されており、制御装置１１１は、入出力装置を介して各機構の動作を制御する。
　制御装置１１１では、イオン選択性電極群１０２の各イオン選択性電極と比較電極１０３との間の電位差に基づいて、試料に含まれる特定の電解質の濃度を算出する。また、内部標準液についての測定結果に基づいて較正を行うことで、より正確に試料の電解質濃度を測定することができる。なお、較正の具体的な方法は、当業者であれば公知技術等に基づいて適宜設計可能である。制御装置１１１は、各イオンについて算出したイオン濃度を図示しない記憶部に記憶するとともに、出力装置（例えば、表示装置）に出力する。
　希釈槽１０６に残った試料や内部標準液は、真空ビン１１５及びバルブ１０９ｊ，１０９ｋの動作により廃液ノズル１１５ａにより吸引され、廃液タンク１１０に送られる。
　以上のように構成した本実施の形態の電解質分析装置１００では、給水タンク１０７のシステム水のイオン濃度を水質測定部２００（イオン選択性電極群１０２、比較電極１０３、及び電圧計１１３）で測定し、制御装置１１１はその測定結果に基づいてシステム水の水質が正常か異常かを判定する水質判定処理を行う。
　まず、本実施の形態の水質判定処理の原理を説明する。
　図２は、電解質分析装置で、イオン選択性電極の測定対象のイオンを溶かしたシステム水(以降、イオン溶液)を測定した場合の、イオン選択性電極と比較電極との間の電位差と測定対象のイオンの濃度との関係を示す図である。
　図２に示すように、例えば、イオン溶液にイオン選択性電極群１０２のイオン選択性を阻害するイオン（以降、妨害イオンと称する）が含まれていない場合には、測定対象のイオンが高濃度であるか低濃度であるかによらず、濃度対数値（ｍｍｏｌ／ｌ）と電位差（ｍＶ）とは、比例関係を示す。一方、イオン溶液に一定量以上の妨害イオンが含まれている場合には、測定対象のイオンが低濃度である場合に、濃度対数値（ｍｍｏｌ／ｌ）と電位差（ｍＶ）の関係が比例関係から外れ、濃度対数値（ｍｍｏｌ／ｌ）と電位差（ｍＶ）の関係の傾きが変化する。この傾きの変化は、妨害イオンの濃度が高いほど顕著となる。なお、測定対象のイオンが高濃度である場合には、妨害イオンの有無によらず（ただし、測定対象のイオンの濃度に比べてイオンの濃度が十分に低い場合）には、度対数値（ｍｍｏｌ／ｌ）と電位差（ｍＶ）の関係の傾きはほぼ変化しない。
　そこで、システム水を用いて、測定対象のイオンが既知の濃度の複数種類のイオン溶液を、高濃度域と低濃度域のそれぞれについて生成し、イオン選択性電極群１０２と比較電極１０３との間の電位差を測定して、度対数値（ｍｍｏｌ／ｌ）と電位差（ｍＶ）の関係の傾きを得ることにより、システム水に含まれる妨害イオンの濃度を推定する。また、システム水に対する妨害イオンの濃度を変化させて度対数値（ｍｍｏｌ／ｌ）と電位差（ｍＶ）の関係の傾きを実験的に取得することで、電解質分析装置１００の測定精度への影響が許容できる妨害イオンの濃度と許容できない濃度との境界における傾きを得ることができるため、この傾きを閾値とすることで、システム水の水質が良好（正常）であるか異常であるかを判定する水質判定処理を行うことができる。
　本実施の形態においては、イオン溶液として、内部標準液をシステム水により希釈して作成した希釈内部標準液を用いて、クロールイオン（Ｃｌ－）を測定した場合を例に説明する。高濃度域及び低濃度域で、それぞれ既知の濃度の異なる複数種類（例えば、２種類）の希釈内部標準液を測定した結果に基づいて、水質判定処理を行う。
　本実施の形態では内部標準液を用いたクロールイオン（Ｃｌ－）の測定を例に詳細を説明するが、イオン選択性電極の測定対象の特定のイオンを含む、既知濃度のイオン溶液であれば同様に水質判定処理を行うことができ、イオンの種類や試薬の種類に限定されない。図１中の電解質分析装置１００ではナトリウムイオン（Ｎａ＋）やカリウムイオン（Ｋ＋）でも水質判定処理が可能である。また、マグネシウムイオン(Ｍｇ＋＋)を測定するイオン選択性電極や、リチウムイオン（Ｌｉ＋）を測定するイオン選択性電極を有する場合は、マグネシウムイオン(Ｍｇ＋＋)やリチウムイオン（Ｌｉ＋）で水質判定処理も行うこと可能である。また本実施の形態では、希釈内部標準液をイオン溶液に用いる場合を例に詳細を説明するが、比較電極液や、キャリブレーションに用いるキャリブレータを内部標準液の代わりに用いることも可能である。低濃度域と高濃度域でそれぞれ内部標準液とキャリブレータを用いる等、既知濃度の異なる試薬を用いてもよい。
　具体的には、内部標準液ボトル１０４の内部標準液を、内部標準液ノズル１０４ａを介して希釈槽１０６に吐出しするとともに、給水タンク１０７のシステム水を、システム水ノズル１０７ａを介して希釈槽１０６に吐出する。既知の濃度の内部標準液をシステム水によって所定の倍率で希釈することで希釈内部標準液を生成する。希釈内部標準液の濃度は、例えば、高濃度域のクロールイオン（Ｃｌ－）濃度が８０（ｍｍｏｌ／ｌ）および１２０（ｍｍｏｌ／ｌ）の２種類である。この２種類の濃度の希釈内部標準液について、イオン選択性電極群１０２と比較電極１０３の間の電位差を電圧計１１３によりそれぞれ測定し、横軸を電解質濃度（対数）、縦軸を電位差として、測定結果をプロットする。そして、測定結果の２点間に一次回帰直線を引き、その傾き（スロープ）を求める。この傾きを高濃度時の傾き（ＳＬ１）とする。
　また、低濃度域の希釈内部標準液の濃度は、例えば、クロールイオン（Ｃｌ－）濃度が８（ｍｍｏｌ／ｌ）および１２（ｍｍｏｌ／１）の２種類である。高濃度域と同様に、この２種類の濃度の希釈内部標準液について、イオン選択性電極群１０２と比較電極１０３の間の電位差を電圧計１１３によりそれぞれ測定し、横軸を電解質濃度（対数）、縦軸を電位差として、測定結果をプロットする。そして、測定結果の２点間に一次回帰直線を引き、その傾き（スロープ）を求める。この傾きを低濃度時の傾き（ＳＬ２）とする。
　例えば、イオン選択性電極群１０２の各イオン選択性電極の測定下限値が０．２（ｍｍｏｌ／ｌ）よりも十分に低い場合、システム水に妨害イオンが含まれない場合には、高濃度域の希釈内部標準液で求めたスロープＳＬ１と低濃度域の希釈内部標準液で求めたスロープＳＬ２とは同じ値を示す。そのため、スロープＳＬ１を基準としたスロープＳＬ２の比率は(ＳＬ２／ＳＬ１×１００)＝１００（％）となる。一方、システム水に妨害イオンが含まれる場合、妨害イオンの影響により低濃度域における測定感度が低下する為、スロープＳＬ１を基準としたスロープＳＬ２の比率(ＳＬ２／ＳＬ１×１００)は１００（％）より低くなる。例えば、妨害イオンによる測定精度への影響を考慮して設定した妨害イオンの濃度の閾値を１．０（ｍｍｏｌ／ｌ）とすると、スロープＳＬ１に対するスロープＳＬ２の比率（ＳＬ２／ＳＬ１×１００）が９２（％）以下となった場合に、測定精度への影響が許容できない、すなわち、システム水の水質が異常であると判定することができる。
　具体的なクロールイオン（Ｃｌ－）濃度を例に詳細を説明したが上記濃度に限らず、高濃度域と低濃度域でそれぞれ傾きが求められればよい。検討したところ、高濃度域の濃度範囲が低濃度域の約１０倍以上が好適であることが分かった。高濃度域と低濃度域での濃度差が大きい方が傾きの違いが顕著にあらわれ高い精度で水質の異常を判定できる。
　また、イオンの種類により適切な濃度範囲は異なり、水質判定処理を、クロールイオン（Ｃｌ－）で行う場合高濃度域８０－１２０（ｍｍｏｌ／ｌ）、低濃度域８－１２（ｍｍｏｌ／ｌ）、カリウムイオン（Ｋ＋）で行う場合、３－７（ｍｍｏｌ／ｌ）、低濃度域０．３－０．７（ｍｍｏｌ／ｌ）、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）で行う場合、高濃度域１２０-１６０（ｍｍｏｌ／ｌ）、低濃度域１２-１６（ｍｍｏｌ／ｌ）が好適である。なお、上述した濃度範囲で水質判定処理を行うことにより水質判定処理の精度を向上できるが、上記濃度範囲外でも水質判定処理は可能である。
　なお、上述したスロープＳＬ１，ＳＬ２は、下記の（式１）によりそれぞれ求めることができる。
　ＳＬ＝（ＥＭＦＨ－ＥＭＦＬ）／（ＬｏｇＣＨ－ＬｏｇＣＬ）…（式１）
　式１中の、ＥＭＦＨは高濃度の希釈内部標準液の測定起電力、ＥＭＦＬは低濃度の希釈内部標準液の測定起電力、ＣＨは高濃度の希釈内部標準液の濃度規定値、ＣＬは低濃度の希釈内部標準液の濃度規定値である。なお、高濃度の希釈内部標準液の濃度規定値と低濃度の希釈内部標準液の濃度規定値は、各濃度域での高濃度または低濃度の濃度規定値である。
　また、内部標準液の濃度は、下記の（式２）（式３）により求められる。
　ＣＩＳ＝ＣL×１０ａ…（式２）
　ａ＝（ＥＭＦＩＳ－ＥＭＦＬ）／ＳＬ…（式３）
　ただし、ＣＩＳは内部標準液濃度、ＥＭＦＩＳは内部標準液の起電力である。
　また、試料の濃度算出は、下記の（式４）により行う。
　Ｅ＝Ｅ０＋（２．３０３ＲＴ／ｚＦ）・ｌｏｇＣＳ…（式４）
　ただし、ＣＳは試料濃度、Ｅはイオン選択性電極と比較電極との間に生じる電位差（ｍＶ）、Ｅ０は基準電位（ｍＶ）、Ｒは気体定数（８．３１４４Ｊ・ｍｏｌ－１・Ｋ－１）、Ｔは絶対温度（２７３．１５＋℃）、ｎはイオン価数、Ｆはファラデー定数（９６．４８５Ｃ・ｍｏｌ）である。
　図３は、水質判定処理を示すフローチャートである。
　図３において、制御装置１１１は、分析開始が指示されると、まず、リセット動作を行う（ステップＳ１００）。
　続いて、複数濃度の希釈内部標準液を生成して水質測定部２００（イオン選択性電極群１０２、比較電極１０３、電圧計１１３）で測定を行い、それぞれの起電力（電位差）を測定する（ステップＳ１１０）。
　続いて、高濃度域の希釈内部標準液と低濃度域の希釈内部標準液との測定結果でそれぞれスロープＳＬ１，ＳＬ２を算出し（ステップＳ１２０）、スロープＳＬ２が基準範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、スロープＳＬ２が基準範囲内であるか否かとは、例えば、上述したように、スロープＳＬ１に対するスロープＳＬ２の比率（ＳＬ２／ＳＬ１×１００）が９２（％）以上であるか否かである。
　ステップＳ１３０での判定結果がＹＥＳの場合には、システム水の水質が正常（良好）であると判定して、検体の濃度測定動作を行い（ステップＳ１４０）、測定結果を出力して（ステップＳ１５０）、処理を終了する。このとき、システム水の水質が担保されているため、測定結果を高い精度で得ることができる。
　また、ステップＳ１３０での判定結果がＮＯの場合には、システム水の水質が異常であると判定して、水質異常アラームを発報し（ステップＳ１３１）、装置の動作を停止して（ステップＳ１３２）、処理を終了する。このとき、システム水の水質が異常であることを検出して、検体の測定を行わないため、精度の低い（信頼性の低い）測定を行うことを防止することができ、また、オペレータに異常を報知することで速やかな異常状態の改善および復帰を促すことができる。
　図３のフローチャートでは、分析開始時に水質判定処理を行うことを例に詳細を説明したが、任意のタイミングで水質判定処理のみ行うことも可能である。
　以上のように構成した本実施の形態における効果を説明する。
　硝酸銀溶液（ＡｇＮＯ３）を希釈液として用いるような従来技術においては、環境負荷を考慮して排水処理が必要不可欠となり、この排水処理が処理コストや処理時間の増大を招いてしまう。特に、多くの測定処理を行う大規模な病院や臨床検査センターなどでは、希釈液の使用量や排水量が多くなるため、ランニングコストなどの負担が膨大なものとなってしまう。希釈液の原液と、純水とを混合することによって希釈液を生成するような従来技術においては、純水は規格化されたものではないため、その純水に含まれる不特定のイオンによって、電解質分析装置での測定結果に誤差が生じてしまう可能性がある。
　これに対して本実施の形態においては、特定のイオンの測定に用いるイオン選択性電極と、比較電極とを含む電解質分析部と、試薬または検体を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給部と、制御装置と、を有し、液体中のイオン濃度を測定する電解質分析装置において、制御装置は、希釈液により既知濃度の試薬を希釈し生成した異なる複数濃度の、特定のイオンの濃度が既知の希釈試薬を、それぞれ測定し、測定結果から得られる傾きに基づいて、希釈液の水質判定処理を行うように構成したので、測定結果の精度の低下を抑制しつつ、測定に係る負担を抑制することができる。
　＜第２の実施形態＞
  本発明の第２の実施形態を、図４を参照し説明する。
　本実施の形態は、妨害イオン濃度が基準範囲内でなかった場合にアラームを出すのではなく、補正係数を算出する例を説明する。その他の構成は第１の実施形態と同様であり、第１の実施形態との異なる点のみ説明する。
　図４は、本実施の形態に係る水質判定処理を示すフローチャートである。スロープが基準範囲内の場合の処理（すなわち、ステップＳ１００～Ｓ１５０の処理）は第１の実施形態と同様のため、ステップＳ２３１～ステップＳ２３２の処理についてのみ本実施の形態では説明する。
　図４において、ステップＳ１３０での判定結果がＮＯの場合、システム水の水質が異常であると判定して補正係数を算出し（ステップＳ２３１）、検体の濃度測定動作を行う（ステップ２３２）。検体の測定結果に補正係数を適用することで、検体の測定結果の補正し（ステップＳ２３３）、処理を終了する。
　ここで、補正係数とは、妨害イオンの影響による検体の測定結果の変動を補正するものであり、例えば、妨害イオン濃度に対する検体の測定結果の変動量を予め実験的に求めておき、測定された妨害イオンの濃度に応じた補正係数を検体の測定結果に適用することで、より精度の高い測定結果を得ることができる。すなわち、システム水の水質が異常であることを検出した場合にも、検体の測定結果を妨害イオン濃度に応じて補正するため、検体の測定動作を停止することなく、精度の高い測定を行うことができる。
　以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、水質の異常であることを検出した場合も測定を継続して行うことが可能となる。
＜第３の実施形態＞
  本発明の第３の実施形態を、図５を参照し説明する。
　本実施の形態は、給水タンク１０７洗浄後の水質判定処理を説明する。
　システム水を正常に保つため、給水タンク１０７は定期的にユーザが洗剤をいれ洗浄する。洗剤はたとえば、クロールイオン（Ｃｌ－）やナトリウムイオン（Ｎａ＋）を含む次亜塩素酸ナトリウムや、クロールイオン（Ｃｌ－）二酸化塩素であり、洗浄後のすすぎか十分でない場合、洗剤中のイオンが妨害イオンとして検体の測定結果に影響を及ぼすおそれがある。そこで本実施の形態は給水タンク１０７の洗浄後に水質判定処理を行う例を説明する。
　図５は本実施の形態に係る洗浄処理を示すフローチャートである。
　図５において、洗浄を指示されると、まず給水タンク１０７に洗剤を投入して給水タンクの洗浄を行い（ステップＳ３００）、洗剤をいれた給水タンク１０７内のシステム水を入れ替えて給水タンク内のすすぎを行う（ステップＳ３１０）。続いて、すすぎ動作を行ったあとの給水タンク内に洗剤が残っていないか確認するため、複数濃度のイオン溶液の起電力を測定し（ステップＳ３２０）、測定結果からスロープを生成する（ステップＳ３３０）。続いて、スロープＳＬ２が基準範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ３４０）。ステップＳ３２０～Ｓ３３０の処理は第１の実施形態のステップＳ１１０～Ｓ１３０と同様のため詳細の説明は省略する。
　ステップＳ３４０での判定結果がＹＥＳの場合には、洗剤が残っていない（すすぎが充分である）と判定して、処理を終了する。また、ステップＳ３４０での判定結果がＮＯの場合には、すすぎが不十分で洗剤が残っていると判定してステップ３１０に戻り、判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ３１０～Ｓ３３０の処理を繰り返すことですすぎ動作を繰り返し行う。
　なお、本実施の形態では洗剤に含まれるイオンの濃度を検出することですすぎが充分か検出するため、イオン溶液には少なくとも洗剤に含まれるかつイオン選択性電極の測定対象のイオンを含んでいる必要がある。
　本実施の形態では、給水タンク１０７の洗浄処理後に洗剤が残っていないことを確認することができるため、洗剤が検体の測定結果に影響を及ぼすことを防ぐことができる。
　また、上記で洗浄動作とすすぎ動作を自動で行う例を示したが、洗浄動作とすすぎ動作をユーザが手動で行う場合もある。ユーザが手動で行う場合は、ユーザが水質判定処理の実施を指示することでステップＳ３２０～Ｓ３３０を行い、洗剤が残っているかを報知し、ステップＳ３４０でスロープＳＬ２が基準範囲外で洗剤が残っていると判定された場合は、ユーザに追加のすすぎを促すことが可能である。
　＜その他の実施の形態＞
  本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。
　例えば第１～第３の実施の形態においては、高濃度域のイオン溶液と低濃度域のイオン溶液を測定することでＳＬ１とＳＬ２を求め水質判定処理を行ったが、高濃度域のイオン溶液は測定せず。ＳＬ１の代わりに理論値を求めてもよい。理論値と実測値は異なるため、イオン溶液を測定しＳＬ１を求める場合と比較し水質判定の精度は低下するが、妨害イオンを含まない場合の傾きは理論値で算出することができ、水質判定処理に用いる試薬を節約することが可能となる。また、上述の実施の形態において、高濃度域と低濃度域でそれぞれ、高濃度のイオン溶液と低濃度のイオン溶液を測定することを示したが、高濃度域の低濃度のイオン溶液と、低濃度域の高濃度のイオン溶液とで同じ濃度のイオン溶液を用いてそれぞれＳＬ１とＳＬ２を求めてもよい。上述したように高濃度域と低濃度域とに１０倍程の濃度範囲の差があった方が高精度に水質判定が行えるが、低濃度域と高濃度域との傾きがひかくできれば水質判定を行うことができ、水質判定処理に用いる試薬を節約することが可能となる。
　＜付記＞
  なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。
　１００，１００Ａ，１００Ｂ…電解質分析装置、１０１…検体分注装置、１０１ａ…サンプルプローブ、１０１ｂ…サンプル容器、１０２…イオン選択性電極群、１０２ａ…シッパノズル、１０３…比較電極、１０４…内部標準液ボトル、１０４ａ…内部標準液ノズル、１０５…比較電極液ボトル、１０６…希釈槽、１０７…給水タンク、１０７ａ…システム水ノズル、１０８ａ…システム水シリンジ、１０８ｂ…内部標準液シリンジ、１０８ｃ…比較電極液シリンジ、１０８ｄ…シッパシリンジ、１０９ａ～１０９ｋ…バルブ、１１０…廃液タンク、１１１…制御装置、１１２…ピンチ弁、１１３…電圧計、１１４…アンプ、１１５…真空ビン、１１５ａ…廃液ノズル、１１６…温度調整器、２００…水質測定部

Claims (15)

  1. 　特定のイオンの測定に用いるイオン選択性電極と、比較電極とを含む電解質分析部と、
    　試薬または検体を希釈するための希釈液を供給する希釈液供給部と、
    　制御装置と、
    を有し、液体中のイオン濃度を測定する電解質分析装置において、
    　前記制御装置は、前記希釈液により既知濃度の試薬を希釈し生成した異なる複数濃度の、前記特定のイオンの濃度が既知の希釈試薬を、それぞれ測定し、
    　測定結果から得られる傾きに基づいて、前記希釈液の水質判定処理を行うことを特徴とする電解質分析装置。
  2. 　請求項１記載の電解質分析装置において、
    　前記既知濃度の試薬は、内部標準液、キャリブレータまたは比較電極液であることを特徴とする電解質分析装置。
  3. 　請求項１記載の電解質分析装置において、
    　前記制御装置は、異なる４濃度の前記希釈試薬を測定し、高濃度域の２濃度の測定結果から得られる傾きと、低濃度域の２濃度の測定結果から得られる傾きとに基づいて、前記希釈液の水質判定処理を行うことを特徴とする電解質分析装置。
  4. 　請求項３記載の電解質分析装置において、
    　前記高濃度域の濃度は、前記低濃度域の濃度の１０倍以上であることを特徴とする電解質分析装置。
  5. 　請求項４記載の電解質分析装置において、
    　前記特定のイオンが
    　クロールイオン（Ｃｌ－）の場合、低濃度域の濃度範囲は８－１２（ｍｍｏｌ／ｌ）、
    　カリウムイオン（Ｋ＋）の場合、低濃度域の濃度範囲は０．３－０．７（ｍｍｏｌ／ｌ）、
    　ナトリウムイオン（Ｎａ＋）の場合、低濃度域の濃度範囲は１２-１６（ｍｍｏｌ／ｌ）
    　であることを特徴とする電解質分析装置。
  6. 　請求項１又は２記載の電解質分析装置において、
    　前記特定のイオンが
    　クロールイオン（Ｃｌ－）の場合８－１２（ｍｍｏｌ／ｌ）、
    　カリウムイオン（Ｋ＋）の場合０．３－０．７（ｍｍｏｌ／ｌ）、
    　ナトリウムイオン（Ｎａ＋）の場合１２-１６（ｍｍｏｌ／ｌ）、
    　の範囲から選択されるイオンの濃度の希釈試薬を複数濃度で測定した結果から得られる傾きに基づいて、前記希釈液の水質判定処理を行うことを特徴とする電解質分析装置。
  7. 　請求項１～６の何れか一項に記載の電解質分析装置において、
    　前記制御装置は、前記水質判定処理において、前記希釈液の水質が異常であると判定された場合に、前記希釈液のイオン濃度に応じて予め定めた補正係数を用いて、前記イオン選択性電極による前記検体の測定結果を補正することを特徴とする電解質分析装置。
  8. 　請求項１～６の何れか一項に記載の電解質分析装置において、
    　前記水質判定処理において、前記希釈液の水質が異常であると判定された場合に、アラームを発することを特徴とする電解質分析装置。
  9. 　請求項１～６の何れか一項に記載の電解質分析装置において、
    　前記希釈液を貯留する給水タンクを有し、
    　前記給水タンクの洗剤を用いた洗浄及びすすぎを含む洗浄処理後の前記水質判定処理において、前記希釈液の水質が異常であると判定された場合は、洗剤が残留していると判定することを特徴とする電解質分析装置。
  10. 　請求項１～８の何れか一項に記載の電解質分析装置において、
    　前記希釈液はシステム水であることを特徴とする電解質分析装置。
  11. 　イオン選択性電極と、比較電極との電位差に基づき液体中の特定のイオンのイオン濃度を測定する分析方法において、
    　試薬または検体を希釈するための希釈液により既知濃度の試薬を希釈し生成した複数濃度の、前記特定のイオンの濃度が既知の希釈試薬をそれぞれ測定した結果から得られる傾きに基づいて、前記希釈液の水質判定処理を行うことを特徴とする分析方法。
  12. 　請求項１１記載の分析方法において、
    　異なる４濃度の前記希釈試薬を測定し得られた測定結果のうち、高濃度域の２濃度の測定結果から得られる傾きと、低濃度域の２濃度の測定結果から得られる傾きとに基づいて、前記希釈液の水質判定処理を行うことを特徴とする分析方法。
  13. 　請求項１１記載の分析方法において、
    　前記特定のイオンが
    　クロールイオン（Ｃｌ－）の場合８－１２（ｍｍｏｌ／ｌ）、
    　カリウムイオン（Ｋ＋）の場合０．３－０．７（ｍｍｏｌ／ｌ）、
    　ナトリウムイオン（Ｎａ＋）の場合１２-１６（ｍｍｏｌ／ｌ）、
    　の範囲から選択されるイオンの濃度の希釈試薬を複数濃度で測定した結果から得られる傾きに基づいて、前記希釈液の水質判定処理を行うことを特徴とする分析方法。
  14. 　請求項１１～１３の何れか一項に記載の分析方法において、
    　前記水質判定処理により、希釈壁の水質が異常と判断された場合に、前記希釈液のイオン濃度に応じて予め定めた補正係数を用いて、前記イオン選択性電極による前記検体の測定結果を補正することを特徴とする分析方法。
  15. 　請求項１１～１３の何れか一項に記載の分析方法において、
    　希釈液を貯留する給水タンクの洗剤を用いた洗浄処理とすすぎ処理とを含む洗浄工程を有し、
    　前記洗浄工程後の前記水質判定処理において、前記希釈液の水質が異常であると判定された場合は、洗剤が残留していると判定することを特徴とする分析方法。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04291147A (ja) * 1991-03-20 1992-10-15 Hitachi Ltd 電解質測定装置
JPH08220050A (ja) * 1995-02-08 1996-08-30 Hitachi Ltd 電解質分析装置
JPH1062375A (ja) * 1996-08-26 1998-03-06 Shimadzu Corp 電解質分析装置
JP2001004586A (ja) * 1999-06-16 2001-01-12 Hitachi Ltd 電解質分析装置
JP2001264283A (ja) * 2000-03-22 2001-09-26 Hitachi Ltd 電解質測定装置および測定方法
JP2011122823A (ja) * 2009-12-08 2011-06-23 Hitachi High-Technologies Corp 電解質分析装置
WO2021161704A1 (ja) * 2020-02-14 2021-08-19 株式会社日立ハイテク 電解質分析装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04291147A (ja) * 1991-03-20 1992-10-15 Hitachi Ltd 電解質測定装置
JPH08220050A (ja) * 1995-02-08 1996-08-30 Hitachi Ltd 電解質分析装置
JPH1062375A (ja) * 1996-08-26 1998-03-06 Shimadzu Corp 電解質分析装置
JP2001004586A (ja) * 1999-06-16 2001-01-12 Hitachi Ltd 電解質分析装置
JP2001264283A (ja) * 2000-03-22 2001-09-26 Hitachi Ltd 電解質測定装置および測定方法
JP2011122823A (ja) * 2009-12-08 2011-06-23 Hitachi High-Technologies Corp 電解質分析装置
WO2021161704A1 (ja) * 2020-02-14 2021-08-19 株式会社日立ハイテク 電解質分析装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANONYMOUS: "Primer: Ion selective measurement in online analysis", YSI, 1 January 2012 (2012-01-01), XP093031871, Retrieved from the Internet <URL:https://www.ysi.com/File%20Library/Documents/Manuals/ba76001-Online-ISE-Primer-e01.pdf> [retrieved on 20230315] *

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