JPH0355893Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、一対の電極をフローセル流路の小孔
に固定化膜を介して圧着させ、フローセル流路内
の溶液中における成分濃度等を定量的に検出する
電気化学的センサーに関するものである。これら
の電気化学的センサに用いられる固定化膜として
は酵素、微生物、抗体、組織等を固定した膜があ
り、又その電極もこれらの固定化膜で検知可能な
電気化学測定電極が用いられる。例えば、グルコ
ースオキシターゼを固定した固定化膜に当接させ
る電極として酸素電極、過酸化電極、PH電極等を
使用することにより、いずれの場合も溶液中のグ
ルコース濃度を検出することができる。したがつ
てこの電気化学的センサーは臨床検査、食品中の
成分濃度検査、産業公害を測定する上下水路中の
成分検査等に広く使用できる。

〈従来の技術〉 従来の電気化学的センサは測定用途に応じて薄
く可とう性を有した固定化膜を電気化学測定電極
体検出部にＯ−リング等によつて装着して製造す
ることが一般的である。そしてこのセンサーを一
定量の検査せんとする溶液に浸すか又はフローセ
ルの流路に配置することにより使用されている。

これらの電気化学的センサにあつては固定化膜
が長く使用されると活性が低下したり、又破損し
た場合には、その固定化膜のみを交換する。従つ
て、この交換が容易に行われること、及び製造組
立に薄い固定化膜を破損しない様な構造でなくて
はならない。

〈本考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら従来の構造にあつては、測定電極
に前記のような性状の薄い膜を微小な検出部表面
に装着することは製造組立時は勿論、固定化膜の
交換時においても注意と熟練が必要である。又、
固定化膜を装着した電気化学的センサをフローセ
ルの流路の一定箇所に押込み又はネジ込みする時
には製造組立並びに分解、再組立に手間取るばか
りでなく、その組立時に固定化膜が破損する惧れ
がある。しかも、測定電極体のリード部と信号処
理回路間に配設されるリード線が電極の回転とと
もによじれる惧れもある。従つて、リード線を外
した状態で作業する必要があり、作業が更に面倒
である。

そこで本考案は以上の不都合点に鑑みなされた
もので、微小で薄く、軽弱な固定化膜を電極検体
部に装着するのでなく、フローセルの流路の小孔
に固定化膜を置きその上に電極検体部を押圧する
ことにより、固定化膜を破損することなく、又測
定電極体をフローセルに対してワンタツチで脱着
させる極めて作業操作の単純なフローセル−体型
の電気化学的センサーを提供することを目的とす
る。

〈問題を解決するための手段〉 以上の目的を達成するために本考案のフローセ
ル一体型電気化学的センサは、 ａ 先端検出部が曲面で形成された棒状電極体
と、 ｂ 一端面から前記電極体の先端検出部が突出
し、他端に前記電極体のリード部を導出させる
とともに一端近傍外周面に外周係止部を設けた
電極ケースと、 ｃ 内部にフローセル流路を有した基台と、前記
電極体の先端検出部と略等しい曲面底部を持
ち、該底部に前記フローセル流路とを連なる小
孔を有して前記先端検出部を受入れる凹部及び
該凹部と連続して形成され前記電極ケースの一
端を受入れる筒状空間を内部に有し、その筒状
空間を形成した内周壁に前記電極ケースの外周
係止部と直接又は間接的に係合して前記電極ケ
ースの回動を規制する内周係止部を、又、外周
壁に外周係止部を各々設けて前記基台から突出
した中空円筒部とよりなるフローセルと、 ｄ 前記電極ケースの他端を入れる空間部を有す
るとともに、その電極ケース受入側端部内面に
前記中空円筒部の前記外周係止部と互いに脱着
可能に嵌合係止し合う内周係止部を設け、この
内周係止部を前記外周係止部に嵌合係止させて
前記中空円筒部の外周壁に固定された電極ホル
ダと、 ｅ 前記電極ホルダ内に収納されて前記電極ケー
スをフローセル側へ押圧しているバネ手段、 とを備え、前記電極体の先端検出部を前記フロー
セルの前記凹部内に固定化膜を介在させて配置す
るようにしてなる構成とした。

〈作用〉 以上の構成による本考案のフローセル一体型電
気化学的センサは、電極体を保持した電極ケース
外周壁とこの電極ケースの一部を受入れるフロー
セルの中空円筒部内周壁との間に、各々直接又は
間接的に係合して電極ケースの回動を規制する係
止部を設けている。この回動を規制した状態でフ
ローセルの流路の小孔に固定化膜を介して電極体
の先端検出部を押圧するので、組付時における固
定化膜に対する捩り応力をなくすことができ、固
定化膜の破損を防止することができる。

又、フローセルの中空円筒部外周壁と電極ホル
ダ内周壁との間に、各々脱着可能に嵌合係止し合
う係止部を設けている。この係止部間でワンタツ
チ脱着をさせているので、製造時の組付及び分解
時の再組付を簡単にすることができる。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例について図面を参照して
説明する。

第１図は本考案のフローセル一体型電気化学セ
ンサに係る第１の実施例を示す軸方向一部縦断面
図、第２図は第１図の一部分解縦断面図である。

図に於いて、センサ１はフローセル２と電極ホ
ルダ３とで形成された空間部内に、電極体４を保
持した電極ケース５と、リング状のパツキン６
と、固定化膜７と、摺動筒体８と、コイルスプリ
ング９等を組込んだ構造のものである。

電極体４はアクリル樹脂製の棒状電極ケース５
内にインサート成形された形で収納されている。
そして電極体４の検出部１０は電極ケース５の一
端面から突出されており、又、リード部（不図
示）はリード線１１を介して電極ケース５の他端
から導出されている。このリード線１１の端部に
はコネクター１２が取付けられており、このコネ
クター１２を介して電極体４は測定器に接続され
る。又、検出部１０はガラス管４０で互いに絶縁
されている一対の測定電極１０Ａ，１０Ｂで形成
されており（第５図参照）、その先端面は曲面形
状となつている。この測定電極１０Ａ，１０Ｂ
は、センサ１の用途に応じて酸素電極、過酸化水
素電極、PH電極等が使用される。

電極ケース５は中間部に全周に亘つて形成され
た鍔部５Ａを有し、又、電極体４の検出部１０が
突出した一端と鍔部５Ａとの間にピン状に形成さ
れた外周係止部５Ｂが一体に設けられている。

フローセル２は、フローセル流路２Ａを有した
基台１３と、この基台１３から突出した中空円筒
部１４とをアクリル樹脂で一体形成してなる。基
台１３にはフローセル流路２Ａと流路接続された
固定接続管１５がインサート成形されている。こ
の基台１３から突出された固定接続管１５には、
被検体を供給するパイプ１６が接続される。又、
中空円筒部１４の外周壁上には、外方へ突出した
ピン状の外周係合部１７，１７を略180°変位した
位置に各々設けている。又、中空円筒部１４の内
部には、電極体４の検出部１０を受入れる凹部１
８とこの凹部１８と連続形成されて電極ケース５
の一端を受入れる筒状空間部１９とが形成されて
いる。その凹部１８の底面１８Ａは、電極体４の
検出部１０の先端面の曲率と略等しい曲面で形成
されており、又、底面１８Ａにはフローセル流路
２Ａと連通した小孔２０が形成されている。そし
て、筒状空間部１９の内径は前記電極ケース５の
外周径と略等しく形成されている。又、その内壁
面には、この筒状空間部１９内に電極ケース５の
一端が挿入されるとき、電極ケース５の外周係止
部５Ｂが嵌合されて、この外周係止部５Ｂを逃が
す溝状の内周係止部２１が設けられている。この
内周係止部２１の溝は、開口端面に挿入口を有し
奥部に向かつて延びるように直線状に形成されて
いる。

電極ホルダ３は、アクリル樹脂で形成された筒
状部材３１と、この筒状部材３１の後端面に取付
けられた同じくアクリル樹脂製の円板状端蓋３２
とからなる。こ端蓋３２は、その外周縁近傍に一
端面からリング状に突出された嵌合突出壁３２Ａ
を有し、この嵌合突出壁３２Ａを筒状部材３１の
後端開口に嵌合させて取付けられる。又、端蓋３
２の中心部には電極ケース５の後端部を逃す開口
３２Ｂが設けられている。筒状部材３１は、前端
開口側の内周壁面がフローセル２の中空円筒部１
４の外径寸法と略等しい内径を持つ小径部３３と
なつている。この小径部３３には、中心側に開口
を有し、その深さが中空円筒部１４に形成された
外周係止部１７の突出量に略等しく、又、幅も外
周係止部１７の外径寸法に略等しいリング状の溝
で形成された内周係止部２２を有している。又、
この内周係止部２２は、開口端面に受入開口を有
し、その中心に沿つて溝状に形成された切欠２３
と連なつて形成されている。この切欠２３は略
180°変位した位置に各々形成され、フローセル
80°変位した位置に各々形成され、フローセル２
の中空円筒部１４への取付時に、中空円筒部１４
の外周係止部１７を逃して内周係止部２２へ導
く。

摺動筒体８はアクリル樹脂で筒状に形成されて
おり、その一端部に電極ホルダ３の内径と略等し
い鍔部８Ａを形成している。そして、この摺動筒
体８は電極ホルダ３内に受入れられた電極ケース
５の他端を、その内周壁と鍔部８Ａで受けて保持
する。

コイルスプリング９は摺動筒体８の外周を覆う
ようにして電極ホルダ３内に取付けられる。そし
て、その一端は摺動筒体８の鍔部８Ａに当接さ
れ、他端は端蓋３２の内面に当接して圧縮状態に
配置されており、常時、電極ケース５をフローセ
ル２側へ押圧するバネ手段を摺動筒体８とともに
形成している。

リング状のパッキン６は、シリコンゴム等で形
成され、外径が電極ケース５の外径寸法に等し
く、又、内径が電極体４の検出部１０の外径寸法
と等しい寸法で、検出部１０の外周に取付けられ
て電極ケース５の一端面と対向位置する。

この様に形成されているセンサ１は、フローセ
ル２に対して電極体４を取付ける場合、所望の固
定化膜７が単品として用意される。この固定化膜
７は、前述の測定電極１０Ａ，１０Ｂと同様に、
センサ１の用途に応じて、酸素膜、微生物膜、抗
体膜、組織膜等が使用される。この単品として用
意された固定化膜７が、フローセル２の中空円筒
部１４の凹部１８を覆うようにして先づ落し込ま
れる。次に、電極体４を保持した電極ケース５
を、電極体４の検出部１０側より、電極ケース５
の外周係止部５Ｂが中空円筒部１４内の内周係止
部２１と対応した状態で挿入する。この電極ケー
ス５の挿入によつて、固定化膜７は電極体４の検
出部１０の先端で凹部１８の底面１８Ａに押付け
られ、この固定化膜７で小孔２０を閉じた形にな
る。そして、この状態にあつては電極ケース５の
外周係止部５Ｂと中空円筒部１４の内周係止部と
が互いに係合し合つているので、電極ケース５の
回動変位は確実に阻止された状態にある。

この状態において、リード線１１が既に電極ホ
ルダ３の内部を貫通している電極ケース５の後方
から摺動筒体８を介して電極ホルダ３内に電極ケ
ース５の後部を収納する。この状態で電極ホルダ
３の切欠部２３を中空円筒部１４の外周係止部１
７に対応させて、電極ホルダ３をフローセル２側
へ押圧する。この時、コイルスプリング９の付勢
力を受けるが、この付勢力に抗して押圧し、外周
係止部１７が内周係止部２２と対応した状態とす
る。この状態で、電極ホルダ３を所定角度回動さ
せると外周係止部１７の突起が内周係止部２２の
溝に係合され、フローセル２の中空円筒部１４に
電極ホルダ３がワンタツチで固定され、第１図に
示す状態となる。この状態にあつては、コイルス
プリング９の付勢力で外周係止部１７と内周係止
部２２間に適度の圧着力が付与され、中空円筒部
１４と電極ホルダ３間のガタは除去されている。
又、このコイルスプリング９の付勢力で、電極ケ
ース５はフローセル２側へ常時付勢された状態に
あり、電極体４の検知部１０が固定化膜７を凹部
底面１８Ａに押圧した状態にある。

そして、固定化膜７を交換するためには、電極
ホルダ３を切欠部２３が中空円筒部１４の外周係
止部１７と対応する位置まで回動させることによ
り、組立時と同様にワンタツチで電極ホルダ３を
外して交換することができる。

尚、上記実施例にあつては、各々内周係止部５
Ｂ，２２を溝とし、外周係止部２１，１７をこの
溝に係止されるピンとしているが、これは逆の構
成、すなわち内周係止部５Ｂ，２２をピンとし、
外周係止部２１，１７を溝とした構成であつても
良い。

第７図乃至第１０図は、本考案のフローセル一
体型電気化学的センサに係る第２の実施例を示す
図である。その第７図は軸方向に沿う一部断面
図、第８図はその軸方向の一部分解断面図であ
る。

尚、第７図乃至第１０図に於いて、第１図乃至
第６図と同じ符号が符された部材は同じ働きをす
る同一部材であるので、その重複説明は省略す
る。この第２の実施例は、第１図乃至第６図に示
した第１の実施例が、中空円筒部１４内への固定
化膜７の着脱を固定化膜単体で行なつていたのに
対して、更に着脱交換を容易にするために固定化
膜７をユニツト化したものである。

このユニツト固定化膜７０は、第９図にその分
解図を示す様に、アクリル樹脂製内側円筒部材７
１の一端面に、この一端面よりも大きい固定化膜
７を当接させた状態で、更にこの内側円筒部材７
１の外周に被せられるアクリル樹脂製の外側円筒
部材７２を用意する。そして、内側円筒部材７１
に外側円筒部材７２を被せる際に、内側円筒部材
７１の一端面から外方へ突出した固定化膜７の部
分を内側円筒部材７１の外周面へ巻込む様にして
取付ける。この様にして固定化膜７を内側円筒部
材７１と外側円筒部材７２とでユニツト化が図ら
れる。

そして、ユニツト固定化膜７０の内側円筒部材
７１の内径寸法は電極ケース５の外径寸法に略等
しく、又、電極ケース５の外周係止部５Ｂを受入
れ係止する溝で形成された内周係止部２１′が設
けられている。又、外側円筒部材７２の外径寸法
は、中空円筒部１４の筒状空間部１９の内径と略
等しく、中空円筒部１４の内周係止部２１に嵌合
係止されるピン状の外周係止部５B′が外周面に
形成されている。

従つて、このユニツト固定化膜７０は、センサ
１の組立にあたり、先ず外側円筒部材７２の外周
係止部５B′を中空円筒部１４の内周係止部２１
と対応させて筒状空間部１９内に落し込む。

これで、固定化膜７は中空円筒部１４内の凹部
１８を適確に覆つた状態に置かれる。又、ユニツ
ト固定化膜７０は、外周係止部５B′と内周係止
部２１との係合で筒状空間部１９内での回動が阻
止された状態にある。次いで、電極体４を保持し
た電極ケース５を、電極ケース５の外周係止部５
Ｂが内側円筒部材７１の内周係止部２１′と対応
した状態で、電極体４の検出部１０側より挿入す
る。この電極ケース５の挿入によつて、固定化膜
７は電極体４の検出部１０の先端で凹部１８の底
面１８Ａに押付けられ、この固定化膜７で小孔２
０を閉じた形になる。そして、この状態にあつて
は、電極ケース５の外周係止部５Ｂと内側円筒部
材７１の内周係止部２１′とが係合し合つている。
すなわち、電極ケース５の外周係止部５Ｂは、固
定化膜７の余裕部を挟持した内側円筒部材７と外
側円筒部材７２間の嵌合を介して中空円筒部１４
の内周係止部２１と間接的に係合された状態にあ
るので、電極ケース５の回動は阻止された状態に
ある。

この状態から電極ホルダ３を第１実施例で説明
したのと同様にして取付けることによりワンタツ
チで脱着を行わせることができる。

尚、上記実施例にあつても、内周係止部２１，
２１′を溝とし、外周係止部５Ｂ，５B′をピンと
しているが、この逆の構成であつても良い。

〈考案の効果〉 以上説明したとおり、本考案はフローセル、固
定化膜、測定電極体を一体化させたもので、微小
で薄く軽弱な固定化膜を容易に電極検体部に圧着
させ、フローセル流路と連通した小孔を通して検
体に触れ定量的に濃度測定できる電気化学的セン
サーである。

又、センサの組立時に、固定化膜を押圧する電
極体を保持した電極ケースは回転を規制している
ので、固定化膜に対する捩り応力が付与されるこ
とがなく固定化膜の破損を防止することができ
る。又、フローセルと電極ホルダー間をワンタツ
チ脱着可能な係止手段を設けているので、製造時
の取付及び分解時の再取付が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本考案のフローセル一体型
電気化学的センサの第１の実施例を示すもので、
第１図はその軸方向一部縦断面図、第２図は第１
図の一部分解縦断面図、第３図は第１図のＡ−
A′線矢視平面図、第４図は第３図のＢ−B′線矢
視断面図、第５図は第２図のＣ−C′線矢視方向よ
り見た電極体、電極ケース、パツキンを夫々示し
た平面図、第６図は第２図のＤ−D′線矢視断面
図、第７図乃至第１０図は本考案の第２の実施例
を示すもので、第７図はその軸方向一部縦断面
図、第８図はその軸方向一部分解断面図、第９図
は第１０図示のユニツト固定化膜の分解図、第１
０図は第８図のＥ−E′矢視方向よりユニツト固定
化膜を見た平面図である。 １…センサ、２…フローセル、２Ａ…フローセ
ル流路、３…電極ホルダ、４…電極体、５…電極
ケース、７…固定化膜、８…コイルスプリングと
ともにバネ手段を構成する摺動筒体、９…摺同筒
体とともにバネ手段を構成するコイルスプリン
グ、１０…検出部、１４…中空円筒部、１８…凹
部、１８Ａ…曲面底部、１９…筒状空間部、２０
…小孔、５Ｂ，５B′，１７…外周係止部、２１，
２１′，２２…内周係止部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ａ 先端検出部が曲面で形成された棒状電極体
   と、 ｂ 一端面から前記電極体の先端検出部が突出
   し、他端に前記電極体のリード部を導出させる
   とともに一端近傍外周面に外周係止部を設けた
   電極ケースと、 ｃ 内部にフローセル流路を有した基台と、前記
   電極体の先端検出部と略等しい曲面底部を持
   ち、該底部に前記フローセル流路と連なる小孔
   を有して前記先端検出部を受入れる凹部及び該
   凹部と連続して形成され前記電極ケースの一端
   を受入れる筒状空間を内部に有し、その筒状空
   間を形成した内周壁に前記電極ケースの外周係
   止部と直接又は間接的に係合して前記電極ケー
   スの回動を規制する内周係止部を、又、外周壁
   に外周係止部を各々設けて前記基台から突出し
   た中空円筒部とよりなるフローセルと、 ｄ 前記電極ケースの他端を受入れる空間部を有
   するとともに、その電極ケース受入側端部内面
   に前記中空円筒部の前記外周係止部と互いに脱
   着可能に嵌合係止し合う内周係止部を設け、こ
   の内周係止部を前記外周係止部に嵌合係止させ
   て前記中空円筒部の外周壁に固定された電極ホ
   ルダと、 ｅ 前記電極ホルダ内に収納されて前記電極ケー
   スをフローセル側への押圧しているバネ手段、
   とを備え、前記電極体の先端検出部を前記フロ
   ーセルの前記凹部内に固定化膜を介在させて配
   置するようにしてなるフローセル−体型電気化
   学的センサ。