JPH0432984B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも１つのセンサーを有する
測定装置に関し、詳しくは、容器中の物質の特性
を測定するため、センサーハウジングに保持され
た少なくとも１つのセンサーを有していると共
に、被検査試料の特性を測定すべく透過性を備え
た膜が、試料容器の壁面の一部を構成するように
試料容器に取り付けられており前記被検査試料と
前記センサーの感知面との間に配置されて前記被
検査試料と前記センーサと前記試料容器とを分離
している一方、前記センサーが前記試料容器に対
して相対的に移動自在であると共に、前記膜と接
触することができるように形成されている測定装
置に関するものである。

液体中の、特に生物液中のイオン濃度の測定の
ために用いられるイオン感知電気化学センサーに
有する装置はよく知られている。またこの分析の
自動化された装置もあり、それによると試料は一
般に分析室に吸い込まれ、その中で試料はセンサ
ーと接触する。この種の装置では分析室の洗浄や
センサーを較正するために使われる標準液の分析
室への供給のために広範囲の下準備が必要であ
る。このような自動測定装置は技術的に高度に複
雑でありそれにともない高い価格となる。

この問題を簡単な方法で解決している電気化学
イオン感知センサー府電解質濃度分析の簡単な装
置が知られている。例えば棒状に形成された複数
のセンサーが試料液を入れた容器中にいつしよに
沈められるものが公知である。この棒状のセンサ
ーは測定終了後ゆすぎ液で洗浄され、続いてこの
ゆすぎ液の残余を取り除かねばならない。この洗
浄及び下準備工程が完全に行なわれない場合試料
との接触が部分的に不都合なものとなつたり、ま
た測定結果が不正確なものとなる。センサー感知
面と試料としての生物液との間の直接的な接触が
センサーを汚染しがちであるという特徴はこれら
公知のシステムに共通のものである。

さらに英国特許1080343には試料とセンサーが
一体形成された装置が示されている。その試料容
器は、コツプ状の容器で構成されており、その内
部に試料を受け入れる膜が配置されている。セン
サーと容器は互いに剛直に接続されており、測定
のために膜内に検査されるべき試料すなわち液体
が注ぎ入れられセンサーを覆う。この公知の装置
では、膜とセンサーの間に少しばかり電解液ろ配
置し、これが膜とセンサーとの間を橋わたしする
ことでセンサーの機能を保証することがよ要求さ
れている。検査すべき試料を注ぎ入れると、膜に
よつて作られたその試料を収容する袋は試料の重
みでふくれ、センサー表面上に立ち上がり、弾性
的に引き伸ばしたり機械的な力をかけセンサー上
に張つたりしなくてもよい。試料を収容する後袋
に形成された膜は機械的強度を持つておらずそし
てセンサー上にきちんと位置させらなれないの
で、膜自体が備えるべき容器、ちようどコツプ状
の容器によつて支えられなければならない。測定
毎に経費のかかる洗浄を行なわなければなおらな
いこの種の測定装置を使つては連続測定は経済的
に行うことはできないしセンサー試料との間の完
璧な接触も望めない。

本発明によれば、初めに挙げた種類の構成にお
いては知られている測定装置の欠点は、そのセン
サーが試料容器と分割されており試料容器に対し
て相対的な移動を行うことができるとともに膜と
接触することができる構成要素として形成されて
おり、かつ検査すべき物質の測定のためにその膜
がセンサー、すなわちのセンサー感知面、によつ
て押し付けられるとができ、弾性的にそしてセン
サー感知面に対して封液的に強く張ることができ
ることによつて避けられる。

センサーを試料を収容している膜から分離する
こと及びセンサーを試料容器と確実に接触できう
ることによつてセンサーの洗浄を避けるとともに
センサーを再びすぐに使用可能としている。さら
に膜とセンサーとの接触が確実であるため再現性
のある測定結果が得られ、また測定装置の取扱い
も簡単化している。もし例えば試料容器の底面が
薄い浸透性の膜から構成されており、その膜がさ
らにその試料容器のその他の壁面と封液性を保つ
て接続されている場合この試料容器はセンサーの
測定感知針あるいは測定感知面上に載せられ、こ
れらセンサー感知部はその薄い浸透性の膜と密着
しスムーズに張りおおわれる。これによつて、試
料自体とセンサーが接触せずとも、試料中あるい
は試料液中の測定すべき物性因子に対するセンサ
ー感知面の直接的接触が起る。

本発明による装置において、こういうやり方で
例えば種々のイオン濃度を測定することができ
る。測定の終了後試料容器は取り除かれ場合によ
つては試料ともども捨てられる。試料とセンサー
は直接の接触を行なつていないのでセンサーは常
に測定可能状態となつている。

すなわち測定終了後すぐに新しい資料容器内の
新しい試料を再びセンサー上に位置させ、新しい
測定を行うことができる。

本発明によれば、そこで、試料容器の開口部を
張つておおつている膜が、検査されるべき物質あ
るいは試料容器と間隔をもつて備えられており、
前記膜がセンサーの圧力で変形可能で前記物質に
接触さらにはその中へ入り込むことが可能である
とすることもできる。

本発明による装置は、イオン感知電気化学セン
サーの使用に限定されるわけではない。ここで
は、各種センサーの中で、試料容器の薄い膜を通
じて十分な浸透が保証され得るような種類のもの
に対するセンサーが考えられる。

例えば、酸素，CO₂，アンモニアからグルコー
ス，乳酸塩，尿素，クレアチニンなどが固有のセ
ンサーで測定可能である。光学センサー、例えば
けい光センサーあるいは熱量センサーなども使用
される。さらにこの装置は生物学的液体に限定さ
れるのではなく、種々の物性、特に物質濃度に対
する全ての公知なセンサーと共に用いることがで
きる。

浸透性と膜を通じてセンサーにより測定される
ことができるすべての物性をセンサーと検査すべ
き物質とが直接に触れることなしに検出すること
ができる。その選択性はセンサー自体によつて保
証されるのでその膜は選択的な浸透性を有してい
てはいけない。しかしながらセンサーの選択性を
浸透選択性の膜を用いて補助することはできる。

迅速な測定のために実用上好ましい実施形態と
して、複数のセンサーが１つのセンサーハウジン
グ内に組み込まれ、センサーハウジング内でセン
サー感知面は１つの面においてはそれぞれがある
間隔をおいて横に並んで配置されており、前記間
隔は、試料容器内に形成された各測定室の間隔、
あるいはまた一体に組み付けられる複数の試料容
器の間隔と一致している測定装置がある。

センサーハウジングは保持装置として構成され
ており、その中で複数のセンサーも一体化させる
ことができ、その際その保持装置はセンサーの測
定感知面すなわちセンサー感知面を位置させてい
る１つの面を備えている。これらの測定感知面
は、例えば保持装置の面に正確に位置させて、そ
の測定感知面を滑らかな平状に形成したり、ある
いは保持装置の面から少し突出させることもでき
る。これに対して用いる試料容器は、その境界面
の一つを例えば底面を薄くてしなやかで、イオン
透過性あるいはガス透過性を有する膜から構成
し、かつこの膜がセンサー感知面によつて強く張
られることが可能なように形づくられる。

更に、本発明はセンサーハウジングが前記セン
サー感知面の周りに保液可能な空間を備えてい
て、この空間に標準液が注入もしくは循環され
て、この液により前記センサー感知面が覆われる
ことが可能とされていると共に、前記センサーハ
ウジングが前記試料容器を嵌合可能に構成されて
いて、両者が嵌合された場合には、前記センサー
ハウジングに形成されている前記空間に保持され
た液が排出されるよになつている。例えば、セン
サーハウジングの試料容器の確実な位置合わせを
得るために、センサーハウジングまたは試料容器
にあるいはその両方に嵌合可能な当り止め、ガイ
ド、突出部そしてくぼみ、みぞ、さらに縁段が形
成されている。

即ち、センサーハウジングの表面上で少なくと
も１つのセンサー感知面のまわりに空間が区画さ
れており、この空間内に較正液あるいは標準液が
注入あるいはまた循環され、この液によりセンサ
ー感知面が覆われる。

これによれば、較正液あるいは標準液用の供
給・排出路が備えられている場合、液面状態が必
要の場合あふれによつて調整できるという長所が
ある。その液によるセンサーへの覆いは、薄い液
膜がもつて行うことができる；センサー感知面を
完全に覆いさえすれば十分である。この目的のた
めの液として例えば標準液が使われるであろう。
標準液は大変純枠に製造されることができ、その
成分は正確に知られているので、センサーと標準
液との直接的な接域は、試料材料あるいは物質と
の直接的な接触に較ベセンサー感知面にとつて害
がないかあるいは害は少ないものである。この種
の構成のものにおいては、センサーの較正がセン
サー取付面の上部にあるセンサーハウジングに設
けられている保液可能な空間内へ直接標準液を供
給することで行なわれることができ、その上へ薄
い透過性の膜をもつた試料容器を射密に保ちなが
ら取り付けることができる。さらに試料容器を取
り付ける際にそのセンサーハウジングに設けられ
ている保液可能な空間に入つていた標準液は極く
薄い境界層になるまで排除される。それによつて
測定を行なうセンサー面と試料材料との接触が保
証される。あふれ式あるいはその他の方式によ
り、測定完了後試料容器を取りはずした後は自動
的に必要な標準液がセンサー感知面上一定の液位
に調整され、再びこのセンサーを較正することが
できることを保証している。この較正は、センサ
ーすなわちセンサー感知面上に取り付けることが
可能でしかも標準液で満たされた試料容器が備え
られていることによつても行なうことができる。
それに対して公知の方法によればセンサーの較正
は取り除かれている。

本発明によれば、センサーハウジングは試料容
器の取り付けが簡単かつ確実に行なえるように形
成されている。

複数の試料容器を一体化として組み込み、その
一体化品をセンサーハウジング上に取り付け、好
ましくは各試料容器に１つのセンサーを配設する
ことも可能である。

さらに試料容器を据え付けたりあるいは装置の
土台として意図したりし、センサーを側面から試
料容器の膜によつて閉じられた面に接触を行なう
ことも意義であると強調できる。

試料容器を保持装置内に配設し、センサーハウ
ジング上への試料容器の正確な位置決めを可能と
する。その際、保持装置は、測定後試料容器を取
りはずし、例えば自動送り出しをも行なう。これ
は連続測定において利点をもつ。

さらに例えば正方体や直方体の試料容器の１つ
の側面をセンサーを受け入れるように形成するこ
とも可能である、この場合は該側面は浸透性の膜
４によつて作られる。

第１図に示されている配置では、試料容器５に
突出部１２よつて境界づけられているみぞ１５が
形成されており、そのみぞにセンサーハウジング
１の縁段１３が差し込まれる。

第１図〜第８図から明らかなように、測定され
た試料をすばやく交換することができ、センサー
面３の洗浄はなくなり、新しい試料容器５を測定
された試料容器の取り外し後すぐに載せるこがで
きる。

第２図に示すセンサーハウジング１では、セン
サー感知面３を覆う液体、好ましくは標準溶液の
ための供給路１０が備えられている。

側面の壁断面１６が液体の流出を防ぎ、その一
定の水準はあふれ口あるいは排出路１１によつて
調整される。第３図と同様にしてセンサーハウジ
ング１上に試料容器５を置くと、その液体は膜４
とセンサー面３との間に入り込み、その測定はセ
ンサー面３に接当し、強く張つた弾性の膜４を通
して行なわれる。もし弾性の膜が使用されていな
い場合、その膜は強く張らずすなわちゆるまして
使用して、試料流体の圧力によつてセンサー面と
の接触を維持する。

第３図は複数のセンサー２、ここでは２個のセ
ンサーを有するセンサーハウジング１を示してお
り、このセンシーハウジング１は試料容器５が上
方より嵌合される途中過程を表している。そのセ
ンサー感知面３はセンサーハウジング１に形成さ
れている空間９の底面１８から突き出しており、
供給路１０から供給され排出路１１より流出する
液体により覆われる。センサーハウジング１を突
出部すなわち縁段１３に試料容器５のみぞ１５を
嵌合する。その試料容器は、下側を膜４によつて
閉鎖された複数の測定室５′を有している。測定
室は、例えば流入口１７により検査すべき物質で
満たされることができ、これに特に再使用可能な
試料容器５を取扱う場合、適用される。この方法
で、多数の試料を多数のセンサー２によつて検査
することができる。

１つの試料容器ハウジングに複数に試料容器を
組み込むことも可能であり、それで１つの試料容
器は第３図で示した試料容器のように作られる。
その個々の試料容器は測定室５′に相当するので
ある。

センサーハウジング１は直方体ブロツクの形状
にすることができ、そこにセンサーを取り外れな
いよう、例えば押し込みで組み付けたり、ネジに
よりり機械的に取り付けたり、あるいは差し込ん
だりする。そのブロツクすなわち試料容器５はセ
ンサー２すなわちセンサーハウジング１に対する
直方形に載せ面すなわち接触面を備え、これに対
応して合わされた外面形状をセンサー２すなわち
センサーハウジング１に備えることで、お互いに
差し込んだりくつつけたりすることすなわちセン
サー感知面３と検査すべき物質６との接触が膜４
を通じ形状に合わせ確実に行なわれる。

本発明による構成をもつて流れ作業的な検査も
可能となる。この場合、検査されるべき液体は試
料容器あるいはまた流路又はそのようなものに導
き入れられ、その中へセンサーが沈められる、試
料容器上にあるいはまた流路上に備えられた膜
は、センサーの液体が直接接触することを防ぎ、
その膜は測定後交換される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る少なくとも１つのセンサー
を有する測定装置の実施例を示し、第１図はセン
サーハウジング上に試料容器を取り付けた概略断
面図、第２図は別態様にかかるセンサーハウジン
グ概略断面図、第３図は更に別態様にかかるセン
サーハウジング上に取り付けられる途中の試料容
器の概略断面図である。 １……センサーハウジング、２……センサー、
３……センサー感知面、４……膜、５……試料容
器、５′……測定室、６……試料、９……空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 容器中の物質の特性を測定するため、センサ
   ーハウジング１に保持された少なくとも１つのセ
   ンサー２を有していると共に、被検査物質６の特
   性を測定すべく透過性を備えた膜４が、試料容器
   ５の壁面の一部を構成するように試料容器５に取
   り付けられており前記被検査試料６と前記センサ
   ー２の感知面３との間に配置されて前記被検査試
   料６と前記センサー２とを遮断して前記センサー
   ２と前記試料容器５とを分離している一方、前記
   センサー２が前記試料容器５に対して相対的に移
   動自在であると共に、前記膜４と接触することが
   できるように形成されている測定装置であつて、
   前記センサーハウジング１が前記センサー感知面
   ３の周りに保液可能な空間９を備えていて、この
   空間９に標準液が注入もしくは循環されて、この
   液により前記センサー感知面３が覆われることが
   可能とされていると共に、前記センサーハウジン
   グ１が前記試料容器５を嵌合可能に構成されて、
   両者が嵌合された場合には、前記センサーハウジ
   ング１に形成されている前記空間９に保持された
   液が排出されるようになつていることを特徴とす
   る少なくとも１つのセンサーを有する測定装置。 ２ 前記試料容器５の開口部を覆つている前記膜
   ４が、前記センサー感知面３の押し付けに対して
   弾性的に変形可能で、封液的に強く張設可能であ
   る特許請求の範囲第１項記載の少なくとも１つの
   センサーを有する測定装置。 ３ 前記試料容器５内に複数の測定室５′が形成
   されていて、これら測定室５′に必要に応じて各
   １個づつ前記センサー２を配置した特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の少なくとも１つのセ
   ンサーを有する測定装置。 ４ 前記センサー２の複数が１つのセンサーハウ
   ジング１内に組み込まれていて、このセンサーハ
   ウジング１内で前記各センサー２の前記センサー
   感知面３は夫々一定間隔をおいて並置されてお
   り、この間隔は、前記試料容器５内に形成された
   各測定室５′の間隔、あるいは一体に形成されて
   いる複数の前記試料容器５の間隔と一致している
   特許請求の範囲第２項または第３項に記載の少な
   くとも１つのセンサーを有する測定装置。 ５ 前記測定室５′は前記センサーハウジング１
   に対向する側が前記膜４によつて封密にされてお
   り、かつ前記センサーハウジング１が前記測定室
   ５′上、あるいは反対に前記試料容器５が前記セ
   ンサーハウジング１上に取り付けられ、その際前
   記センサー感知面３は前記測定室５′内に突き出
   るようになつている特許請求の範囲第３項に記載
   の少なくとも１つのセンサーを有する測定装置。 ６ 前記センサー感知面３が、前記センサーハウ
   ジング１に形成される前記空間９の底面１８から
   凸状に突き出ている特許請求の第３項乃至第５項
   のいずれかに記載の少なくとも１つのセンサーを
   有する測定装置。 ７ 前記センサーハウジング１は、前記試料容器
   ５に対し差込み式あるいはかぶせ式となつている
   特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記
   載の少なくとも１つのセンサーを有する測定装
   置。 ８ 前記センサーハウジング１または前記試料容
   器５には、嵌合可能な当り止め、ガイド、突出部
   １２、くぼみ、みぞ１５、縁段１３が形成されて
   いる特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか
   に記載の少なくとも１つのセンサーを有する測定
   装置。 ９ 前記較正液あるいは標準液の供給・排出のた
   めの流路１０，１１を備え、かつ必要な場合に液
   面が溢流方式により調節されるようになつている
   特許請求の範囲第８項に記載の少なくとも１つの
   センサーを有する測定装置。 １０ 前記測定室５′が前記膜４によつて液体に
   対して密封に閉鎖されており、さらに必要な場合
   被検査試料用の流入路１７を備えている特許請求
   の範囲第１項乃至第９項のいずれかに記載の少な
   くとも１つのセンサーを有する測定装置。 １１ 前記センサー２が、イオン感知電気化学セ
   ンサー、光学センサー、熱量センサーのいずれか
   である特許請求の範囲第１項乃至第１０項のいず
   れかに記載の少なくとも１つのセンサーを有する
   測定装置。 １２ 前記膜４が、イオン透過性もしくはガス透
   過性である特許請求の範囲第１項乃至第１１項の
   いずれかに記載の少なくとも１つのセンサーを有
   する測定装置。