JPH03100462A - 溶液のイオン濃度、比重または浸透圧の測定器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、溶液中のイオン濃度、比重または浸透圧の測
定器具に関するものである。

（従来の技術） 溶液の比重の測定は、食品工業や醗酵工業あるいは臨床
検査の分野で多く行なわれている。例えば、臨床検査の
分野では、尿中の比重測定による腎臓病の診断等が行な
われている。

尿比重は、尿中の溶質量を示すもので、腎臓の機能のバ
ロメータとして有用である。また、その値は、尿中のイ
オン濃度および浸透圧と良好な相関性を示すことが知ら
れている。通常、健常人の尿比重は、１．０１６〜１．
０２２であるが、その値が該範囲よりも小さい場合には
尿崩症、急性腎不全、腎孟炎等の疑いがあり、一方、大
きい場合には、ネフローゼ症候群、種々の水分喪失量等
が考えられる。尿比重は、従来、比重瓶、比重計（浮秤
）等を使用するか、あるいは尿比重と相関性がある尿屈
折計または浸透圧計を用いて測定されてきた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、比重瓶、比重計等を用いるこれらの方法
では、高価な測定器具を必要とするばかりでなく、破損
し難い器具を使用せざるを得ない、あるいは複雑な操作
を必要とするなど多くの問題点を有していた。

このような問題点を解決するために、液体の比重もしく
はオスモラティーの関数である検知可能な応答をなすこ
とができる物質を封入し、浸透による圧に対して壊れや
すくかつ半透明性の高分子膜の壁を有する少なくとも有
効数のマイクロカプセルからなり、該マイクロカプセル
がカプセル内外に一定の浸透圧勾配が生じた時に、膜壁
を介して封入された内容物を放出し、検知可能な応答を
生じることよりなる供試液体の比重もしくはオスモラリ
ティーの測定用組成物および該組成物を用いてなる測定
器具（特公昭６０−４６，３７４号）、（Ｂ）弱酸性も
しくは弱塩基性の多価高分子電解質および該電解質と試
験対象の試料との間のイオン交換に対して検知可能な応
答を生起せしめることができるｐＨ支持物質とからなる
液体試料のイオン強度測定用組成物（特公昭６２−１２
．８５８号）および（Ｃ）水溶液のイオン強度に対応す
る吸水量を示す湿潤性物質と、該吸水量の変動幅に対応
する溶解度を示すことにより透明度の変化を生じる吸水
指示物質を含む試験層および該試験層の光学的バックグ
ランドとなる支持体よりなる水溶液試料の比重試験用具
（特開昭６２−９５，４６２号）が知られている。

しかしながら、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の組成物を
使用する方法は、いずれもコスト高となるだけでなく、
測定作業も煩雑であり、しかも、充分な精度が得られな
いという問題があった。

したがって、本発明の目的は、溶液のイオン濃度、比重
または浸透圧の新規な測定器具を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的は、溶液中のイオン濃度に溶解度が相関する色
素を担持してなる試薬層と、該試薬層に隣接して設けら
れた展開層とよりなり、被測定溶液のイオン濃度に応じ
て該試薬層より該展開層への色素溶出量が変化し、該イ
オン濃度が該展開層表面の呈色濃度に反映されるように
構成したことを特徴とする該溶液のイオン濃度、比重ま
たは浸透圧の測定器具により達成される。

本発明は、該色素がイオン性官能基を有する水溶性色素
である上記測定器具である。本発明はまた、該試薬層が
水透過性担体に色素を担持したものである上記測定器具
である。本発明はさらに、該担体が濾紙または布帛であ
る上記測定器具である。本発明は、該試薬層は色素また
は微粒子に吸着させた色素を高分子材料とともに担体に
吸着分散させてなる上記測定器具である。本発明はまた
、該高分子材料がポリビニルピロリドン、ポリビニルア
ルコール、ヒドロキシプロピルセルロースおよびゼラチ
ンよりなる群から選ばれた少なくとも１種のものである
上記測定器具である。本発明はさらに、該微粒子がセラ
イト、シリカゲル、ポリアミドおよびアルミナよりなる
群から選ばれた少なくとも１種のものである上記測定器
具である。

本発明は、展開層が濾紙または布帛である上記測定器具
である。本発明はまた、展開層に界面活性剤または湿潤
剤が付与されてなる上記測定器具である。本発明はさら
に、該展開層が測定イオン濃度範囲調整用の塩と一定量
含有してなる上記測定器具である。本発明はまた、上記
記載の試験用具を支持体に担持してなる溶液のイオン濃
度、比重または浸透圧の測定器具である。

（作用）′ 本発明による測定器具は、基本的には、溶液中のイオン
濃度に溶解度が相関する色素を担持してなる試薬層と、
該試薬層に隣接して設けられた展開層とよりなるもので
あり、該試薬層内の色素は被測定溶液のイオン濃度に応
じて該試薬層より該展開層への溶出全が変化して、該展
開層表面の呈色濃度に反映されるものである。また、浸
透圧は、一定世の溶媒中の溶質の粒子数に比例するため
、電解質溶液中のイオン数、すなわち、イオン濃度と相
関するので、これにより浸透圧が測定される。

本発明における色素としては、イオン濃度に溶解度が相
関する水溶性色素であれば、いずれも使用できる。すな
わち、該色素は、その溶解度が、溶液のイオン濃度によ
って変化することを必要条件とする。溶液中のイオン濃
度に溶解度が相関する色素は、通常イオン性の官能基を
有しており、反対イオンでカウンターされた形である。

例えば、インジゴカルミンの場合、イオン性官能基とし
てスルホン酸基を有し、ナトリウムイオンでカウンター
されている。

本発明で使用される色素としては、インジゴカルミン、
ベーシックブルー３、ベーシックレッド９、ベーシック
レッド２９、アシッドブルー１２０、アシッドレッド１
１、アシッドレッド９７、クリスタルバイオレット、ブ
リリアントブルー０１ナフトールグリーンＧ１プロジオ
ンブルーＨＢ等がある。

被測定溶液にこのような色素を接触させたとき、非溶解
物と溶解物との間で下記のようなイオン平衡が形成され
る。

Ｐ−Ａ”Ｂ−コ　Ｐ−Ａ”　＋Ｂ−（Ｉ）Ｐ−Ｂ−Ａ”
　：　　Ｐ−Ｂ−＋Ａ”　　　　（ＩＩ）ただし、（Ｉ
）は塩基性呈色物質の場合であり（ＩＩ）は酸性呈色物
質の場合である。

溶液中のイオン濃度が高いときには、解離平衡が左向き
、すなわち、イオン化しない方向へ傾き、一方、溶液中
のイオン濃度が低いときには、解離平衡が右向き、すな
わち、イオン化し易い方へ傾く。したがって、イオン濃
度が低いほど色素は溶液に溶解し易く、一方、イオン濃
度が高いほど色素は溶液に溶解し難くなる。

本発明を図面を参照しながら説明すると、つぎのとおり
である。第１図は、本発明の第１の実施態様を示すもの
である。なすわち、本発明による測定器具は、基本的に
は、試薬層１と、該試薬層１に隣接して設けられた展開
層２とよりなり、該試薬層１には、必要により支持体３
が両面粘着テープ４または接着剤層（図示せず）等を介
して取付けられる。

試薬層は前記色素が担持されかつ水透過性のものであれ
ばいずれでもよく、通常、該色素は、担体に直接担持さ
せるかあるいは微粒子に吸着させた色素を分散担持させ
る。この際、バインダーとしての水溶性高分子材料とと
もに担持させれば、色素が均一に分散して安定的に担持
され、しかも使用時に水溶液と接触すると容易に溶解す
るからである。

担体としては、濾紙あるいは織布、不織布、綿布等の水
透過性担体が用いられる。また、バインダーとして使用
される水溶性高分子材料としては、ポリビニルピロリド
ン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロ
ース、ゼラチン等があり、これらの１種または２種以−
ヒを組合わせて用いられる。

微粒子としては、色素に対して吸着性を有するものであ
ればいずれも使用でき、その平均粒径は１０〜４００μ
ｍ１好ましくは５０〜１５０μｍである。−例を挙げる
と、例えばセライト、シリカゲル、ポリアミド、アルミ
ナ等があり、これらの１種または２種以上を組合わせて
も用いられる。

展開層は、適当な厚さと濾水時間を有する吸水性物質で
あり、例えば濾紙あるいは織布、不織布、編布等の布帛
が好適に使用される。また、この展開層に界面活性剤な
いし湿潤剤を付与することにより良好な呈色が得られる
場合がある。

界面活性剤ないし湿潤剤としては、例えば、アルキルサ
ルフェート、アルキルベンゼンスルホネート、コハク酸
ジアルキルエステルスルホン酸ナトリウム、アミドスル
ホネート、リシノール酸エステルの硫酸エステルナトリ
ウム、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩、モノラジ
ウムα−スルホノ脂肪酸エステル、ソジウムジアルキル
ホスフ工−ト等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチ
レンアルキルフェノール、ポリオキシエチレン−ポリオ
キシプロピレン−ポリオキシエチレングリコール、ポリ
オキシエチレン−９，１０−オクタデカンジオール、ポ
リオキシエチレン−９，１０−ジヒドロキシステアロニ
トリル、直鎖二級アルコールのエチレンオキサイド付加
物等の非イオン界面活性剤等がある。

本発明による測定器具を製造するに際して、色素あるい
は色素を吸着させた微粒子をバインダーに分散させて試
薬層を形成する場合には、色素を溶解または懸濁させた
バインダーを含有する溶媒をコーティングマシンまたは
スプレーガンを用いて担体に塗布、含浸させることによ
り試薬層が得られる。このようにして得られる試薬層は
、必要により接着剤を用いて展開層を積層することによ
り本発明の測定器具が得られる。また、さらに両面テー
プ、接着剤を用いて支持体を固着することもできる。

また、必要により界面活性剤ないし湿潤剤で処理された
展開層の一面から前記色素を溶解または懸濁させたバイ
ンダーを含有する溶媒を一面に塗布または展開層を残し
て部分的に含浸させて試薬層と展開層を一体的に形成し
てもよい。

第２図は、本発明の第２の実施態様を示すもので、試薬
層１１と展開層１２とを一体的に形成し、保持部１５を
備えた支持体１３に固定してなるものである。また、第
３図は、本発明の第３の実施態様を示すもので、試薬層
２１と展開層２２とを一体的に形成し、透明フィルム２
６を介して保持部２５および開口部２７を備えた支持体
２３に固定してなるものである。

本発明による測定器具は、被測定溶液に浸漬させること
により前記色素が前記式■または■によってイオンに解
離し、その解離度に応じて呈色濃度が変化して展開層に
現われるので、これを例えば、展開層に特定波長の光を
投射し、反射吸光度を測定することにより測定される。

また、標準呈色温度表との比較によって測定することも
できる。

さらに、第３図に示す測定器具の場合には、上方より試
薬層２１に被Ｍｌ定溶液、例えば血液を滴下すると、血
液中の血球成分は試薬層２１で濾過されて血漿成分が主
として試薬層２１を通過して展開層２２に至るので、そ
の間に色素が解離されてそのイオン濃度に対応して展開
層２２の呈色濃度が変化する。これを下方の開口部２７
より光を投射し、その反射吸光度を測定することにより
、血液のような着色溶液であっても、着色成分の影響を
受けることなく呈色濃度を測定することができる。

なお、第４図はインジゴカルミン、第５図はベーシック
ブルー３、第６図はベーシックレッド２９の場合の溶解
度曲線をそれぞれ示す。

このような吸光度は、後記実施例から明らかなように、
被測定溶液の濃度および比重と相関関係にあるので、該
吸光度を測定することにより該濃度および比重を測定す
ることができる。また、該吸光度は、イオン濃度、すな
わち浸透圧とも相関するので、該吸光度を測定すること
により浸透圧を測定することができる。さらに、検出は
比色によって行なうこともできる。

（実施例） つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する
。

実施例１ 濾紙（アトバンチツクＮｏ、２０２）を０．５％トライ
トンＸ　−１００（Ｔｒｉｔｏｎ　Ｘ−１００）　　（
ロームΦアンド・ハース社製アルキルアリルポリエーテ
ルアルコール非イオン界面活性剤）を含有するエタノー
ルに浸漬して含浸させたのち、６０℃で３０分間乾燥し
て展開層とした。

一方、濾紙（アトバンチツクＮｏ、４６２）を、４％の
インジゴカルミン水溶液に浸漬して含浸させたのち、６
０℃で３０分間乾燥し、適当な大きさに切断したものを
試薬層として用いた。得られた試薬層と展開層とをホル
ダーに封入して試験具を得た。

実施例２ 実施例１と同様の方法で得られた展開層の裏面に、２％
のインジゴカルミンおよび２％のポリビニルピロリドン
に−３０００を含有するクロロホルムよりなる色素懸濁
液をスプレーし、室温で３０分間乾燥させて試験層を形
成させた。得られた試薬層を形成させた展開層を適当な
大きさに切断し、両面テープでポリスチレンフィルムの
支持体の一端に接着し、試験具を得た。

実施例３ ２％インジゴカルミンおよび２％のポリビニルピロリド
ンに−３０００を含有するクロロホルムよりなる色素懸
濁液を両面テープにスプレーし、室温で３０分間乾燥さ
せて試薬層を形成させた。

得られた試薬層を付与した両面テープの試薬層側を、実
施例１と同様の方法で得られた展開層と接着し、適当な
大きさに切断し、ポリスチレンフィルムの支持体の一端
に接着し、試験具を得た。

実施例４ ２％のインジゴカルミンおよび２％のポリビニルピロリ
ドンに−３０００を含有するメタノールよりなる色素溶
液を両面テープにスプレーし、室温で３０分間乾燥させ
て試薬層を形成させた。得られた試薬層を付与した両面
テープの試薬層側を、実施例１と同様方法で得られた展
開層と接着し、適当な大きさに切断し、支持体の一端に
接着し、試験具を得た。

実施例５ セライト３ｇを３％インジゴカルミン水溶液３ｍｌ中で
８時間攪拌後濾過し、デシケータで乾燥して色素吸着微
粒子を調製した。２％の色素吸着微粒子および２％のポ
リビニルピロリドンに−３０００を含有するクロロホル
ムよりなる色素吸着微粒子懸濁液を、実施例１と同様の
方法で得られた展開層の裏面スプレーし、室温で３０分
間乾燥させて試薬層を形成させた。得られた試薬層を付
与した展開層を適当な大きさに切断し、両面テープでポ
リスチレンフィルムの支持体の一端に接着し、試験具を
得た。

実施例６ 不織布（セーレン５Ｋ−７０６）を、０．５％トライト
ンＸ−１００を含有するエタノール中に没潰して含浸さ
せ、６０℃で３０分間乾燥して展開層とした。ついで、
２％インジゴイドカルミンおよび２％ポリビニルピロリ
ドンに−３０００を含有するクロロホルムよりなる色素
懸濁液を上記展開層の裏面にスプレーし、室温で３０分
間乾燥させて試薬層を形成させた。得られた試薬層を付
与した展開層を適当な大きさに切断し、両面テープでポ
リエチレンフィルム支持体の一端に接着し、試験具を得
た。

［試験具の評価コ 実施例２の水（比重１．０００標準液）滴下後３分間の
波長６０８ｎｍにおける、展開層表面の反射吸光度の変
化と時間の関係を第７図に示す。測定は大塚電子社製の
ＭＣＰＤ−２００を用いて行った。

実施例７ 実施例１〜６で作成した試験具について比重１゜０００
〜１．０３０の塩化ナトリウム水溶液を展開層表面より
滴下し、１分後の６０３ｎｍの反射吸光度を測定した。

その結果を第１表に示す。

第１表のごとく、それぞれの比重に相関した呈色が獲ら
れた。さらに、ベーシックブルー３、ベーシックレッド
２９を用いた場合も同じような比重と呈色の相関か得ら
れた。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明は、溶液中のイオン濃度に溶
解度が相関する色素を担持してなる試薬層と、該試薬層
に隣接して設けられた展開層とよりなり、被測定溶液の
イオン濃度に応じて該試薬層より該展開層への色素溶出
量が変化し、該展開層表面の呈色濃度に反映されるよう
に構成したことを特徴とする該溶液のイオン濃度、比重
または浸透圧の測定器具であるから、従来品に比してよ
り簡便で、しかも精度の高い測定結果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明による測定用具の各実施態様を示す
断面図、第４〜６図は各色素の吸光度と比重との関係を
示すグラフであり、また第７図は展開層表面の反射吸光
度の変化を示すグラフであ１．１１．２１・・・試薬層
、 ２．１２．２２・・・展開層、 ３．１３．２３・・・支持体。 第１ 第２ 図 図

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶液中のイオン濃度に溶解度が相関する色素を担
   持してなる試薬層と、該試薬層に隣接して設けられた展
   開層とよりなり、被測定溶液のイオン濃度に応じて該試
   薬層より該展開層への色素溶出量が変化し、該イオン濃
   度が該展開層表面の呈色濃度に反映されるように構成し
   たことを特徴とする該溶液のイオン濃度、比重または浸
   透圧の測定器具。
2. （２）該色素がイオン官能性を有する水溶性色素である
   請求項１に記載の溶液のイオン濃度、比重または浸透圧
   の測定器具。
3. （３）該試薬層が水透過性担体に色素を担持したもので
   ある請求項１に記載の溶液のイオン濃度、比重または浸
   透圧の測定器具。
4. （４）該担体が濾紙または布帛である請求項２に記載の
   溶液のイオン濃度、比重または浸透圧の測定器具。
5. （５）該試薬層は色素または微粒子に吸着させた色素を
   高分子材料とともに担体に吸着分散させてなる請求項３
   または４に記載の溶液のイオン濃度、比重または浸透圧
   の測定器具。
6. （６）該高分子材料がポリビニルピロリドン、ポリビニ
   ルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロースおよびゼ
   ラチンよりなる群から選ばれた少なくとも１種のもので
   ある請求項５に記載の溶液のイオン濃度、比重または浸
   透圧の測定器具。
7. （７）該微粒子がセライト、シリカゲル、ポリアミドお
   よびアルミナよりなる群から選ばれた少なくとも１種の
   ものである請求項５に記載の溶液のイオン濃度、比重ま
   たは浸透圧の測定器具。
8. （８）展開層が濾紙または布帛である請求項１に記載の
   溶液のイオン濃度、比重または浸透圧の測定器具。
9. （９）展開層に界面活性剤または湿潤剤が付与されてな
   る請求項８に記載の溶液のイオン濃度、比重または浸透
   圧の測定器具。
10. （１０）該展開層が測定イオン濃度範囲調整用の塩と一
    定量含有してなる溶液のイオン濃度、比重または浸透圧
    の測定器具。
11. （１１）請求項１〜１０に記載の試験用具を支持体に担
    持してなる溶液のイオン濃度、比重または浸透圧の測定
    器具。