JPH0476578B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は水性液体試料、例えば酒類、飲用物、
水道水、特に生物体液（血液、尿、唾液等）中の
特定のイオンの活量（または濃度）をポテンシオ
メトリーで定量分析するためのイオン活量測定器
具に関するものである。

（従来の技術） 液体試料を点着して、その中に含まれる特定の
イオンの活量を測定することのできるスライド型
のイオン活量測定器具が特開昭58−211648号、特
開昭59−30055号、特開昭60−155960号等に開示
されている。

これらのうち、特開昭58−211648号および特開
昭60−155960号に記載されたイオン活量測定器具
には特定イオンに選択的に応答するイオン選択層
を最外層に有する複数組のイオン選択電極対が設
けられ、これらのイオン選択電極対の下部は下部
支持枠に固定され、上部は前記イオン選択電極の
各々に対応する位置に少なくとも１個ずつ貫通す
る液受孔を有する水不透性部材層に覆われ、前記
水不透性部材層上には綿包帯布もしくはポリエス
テルメツシユ等からなる一対の多孔性液分配部材
が前記複数組のイオン選択電極対の各一方のイオ
ン選択電極に対応する位置に設けられた各１組の
前記液受孔をそれぞれ連絡するように配置され、
さらに前記一対の多孔性液分配部材にそれぞれ貫
通する一対の液供給孔（点着孔）を有する上部枠
が前記下部支持枠と整合するように前記一対の多
孔性液分配部材上に設けられている。また、これ
らのイオン活量測定器具には前記一対の液点着孔
の一方に点着供給された試料液と他方に点着供給
された参照液との電気的導通（液絡）を達成する
多孔性ブリツジ（繊維よりなる撚り糸）が通常は
前記上部枠上に設けられている。

このように構成されたイオン活量測定器具にお
いて、例えば複数組のイオン選択電極対がそれぞ
れNa 、Ｋ 、Cl に応答するものである場合、
これらのイオンの活量が既知である参照液を一対
の液点着孔の一方に点着し、前記イオンの活量が
未知である試料液を他方に点着する両液はそれぞ
れ多孔性液分配部材に浸透し、液受孔を経て対応
するイオン選択電極に到達する。他方、多孔性ブ
リツジの中央付近において両液の界面が接触（液
絡）し、電気的導通が成立する。この結果、各イ
オン選択電極対の電極間に試料液と参照液との各
イオンの活量の差に対応する電位差が生じるた
め、この電位差を測定すれば、その測定値と予め
求めておいた検量線（原理はネルンストの式によ
る）により、試料液中のNa 、Ｋ 、Cl のイ
オン活量が同時、順次もしくは随時に測定でき
る。

上記のように、このようなイオン活量測定器具
は試料液および参照液をそれぞれ１回少量点着供
給するだけで複数のイオン活量が測定できるた
め、水性液体試料の分析、特に血液等、人体から
採取した試料の臨床分析において極めて有用なも
のである。

しかしながら、従来のイオン活量測定器具にお
いては試料液または参照液を点着した際、試料液
または参照液が多孔性液分配部材中に浸透して各
イオン選択電極面に到達するまでにはある程度時
間がかかる。したがつて電位差測定が可能になる
までに時間を要した。試料液が全血である場合に
は、全血と接触する多孔性液分配部材の量（表面
積）が多いと、溶血がしばしば起こり、特にK⁺
イオンの測定において問題を生じていた。

さらに、従来のイオン活量測定器具において
は、試料液または参照液を点着したとき、多孔性
液分配部材に液が接触する際に気泡が発生し、こ
れが電極面に移行してとじこめられることによつ
て電極電位の測定に誤差を生ずることがあつた。

（発明の目的） 本発明の目的は、試料液や参照液の電極面への
到達時間が短く、従つてイオン活量測定に要する
時間が短縮され、全血試料液の溶血による影響が
防止され、かつ気泡の発生による測定の障害が生
ずることのないイオン活量測定器具を提供するこ
とにある。

（発明の構成） 本発明の上記目的は、シート状の多孔性液体分
配部材の端部側面から被測定液（試料液および参
照液）が供給される構造を採ることによつて達成
された。

すなわち、本発明の上記目的は、互いに電気的
に分離されておりイオン選択層が表面に設けられ
た少なくとも１対のシート状イオン選択電極、そ
れぞれのイオン選択電極のイオン選択層表面に参
照液および試料液をそれぞれ供給するための多孔
性液体分配部材および、参照液と試料液を互いに
電気的に導通させるブリツジを有するイオン活量
測定器具であつて、多孔性液体分配部材が前記液
体分配部材を収容する枠体の底の一部のみを覆つ
ており、かつその端部が、枠体に設けられた液供
給孔下方の領域の一部に突出するように設けられ
ていることを特徴とするイオン活量測定器具によ
つて達成された。なお、本明細書中において「突
出する」および「臨む」という表現は液供給孔と
液体分配部材とが側面の一部分のみで互いに接し
ているような場合をも含むものである。「枠体」
とは一般にイオン選択電極および／またはブリツ
ジを少なくとも保持するために設けられる枠体を
いう。「液供給孔」とはそのような枠体を貫通し
て試料液または参照液をイオン活量測定器具の外
からピペツト等の液体計量容器を用いて注入する
ためにもうけられた開口部を意味する。

多孔性液体部材の端部の（液分配の進む方向に
垂直な方向から見た投影面の）形状は特に問わな
いが直線でもよいし、円弧（凸または凹）その他
の曲線をなしてもよい。また多角形（たとえば六
角形、八角形）の一部をなす形状でもよい。

２つ以上の分配部材を液供給孔に臨んで配置す
ることもできる。

線包帯布、綿ガーゼ、PETガーゼ、編物（例、
綿トリコツト）等の織目もしくは編目が比較的小
さい織物もしくは編物、または綿繊維、再生セル
ロース繊維もしくは合成ポリマー繊維からなる小
サイズの連続空隙を有する不織布（例えばベンリ
ーゼ）もしくは紙等からなる多孔性液分配部材
においては、粘度が比較的高い試料液を繊維の長
手方向に垂直な方向から点着した場合には試料液
の滲透に比較的時間がかかる。したがつて、これ
らの小さい織目、編目または連続空隙を有する多
孔性部材においては本発明における構造とする
（すなわち主として繊維の切口から液が供給され
る）ことが重要である。

多孔性液分配部材は端部が液供給孔に突出する
よう位置させる。液供給孔は、円形、楕円形、多
角形などのいずれの形状でもよく、そのサイズは
直径約1.5mmから約８mmの円またはその円に内接
する楕円形または多角形である。液分配部材が複
数である場合、液が分配される方向におけるその
間隔は約１mmから約６mm、好ましくは約２mmから
約３mmである。

（実施態様） 以下、図面を参照して本発明の好ましい実施態
様とその主たる作用につき説明するが、本発明は
これらに限定されるものではない。

第１図は本発明の一実施態様である多項目型イ
オン活量測定器具の斜視分解図、第２図はその組
立後の斜視図である。これらの図面に示すイオン
活量測定器具は下部支持枠１００；３種のイオン
選択電極対２０１（同一のイオン選択電極２１１
および２２１からなる）、２０２（同２１２およ
び２２２からなる）、２０３（同２１３および２
２３からなる）；前記各イオン電極に貫通する液
受孔３１１，３１２，３１３，３２１，３２２，
３２３を設けた、両面に接着剤層を有する水不透
性部材層３００；液受孔３１１，３１２，３１３
（すなわち、前記イオン選択電極２１１，２１２，
２１３に貫通する液受孔）および液受孔３２１，
３２２，３２３（すなわち、前記イオン選択電極
２２１，２２２，２２３に貫通する液受孔）をそ
れぞれ連絡する２対の綿または再生セルロース繊
維製連続空隙含有不織布からなる多孔性液分配４
１０Ａ，４１０Ｂおよび４２０Ａ，４２０Ｂ；上
部枠５００；および多孔性ブリツジ（好ましい具
体例：ポリエチレンテレフタレート繊維製撚り糸
ブリツジ）６００を有している。多孔性液分配部
材４１０Ａ，４１０Ｂは液点着孔５１０に臨み、
多孔性液分配部材４２０Ａ，４２０Ｂは液点着孔
５２０に対して同称の関係に設けられている。上
部枠５００には多孔性液分配部材４１０Ａ，４１
０Ｂおよび４２０Ａ，４２０Ｂにそれぞれ貫通す
る液点着孔５１０および５２０；該液分配部材中
における液の分配を促進するための空気抜き孔５
３１，５３２，５４１，５４２およびイオン選択
電極２１１，２１２，２１３，２２１，２２２，
２２３にそれぞれ貫通する測定用プローブ挿入孔
５６１，５６２，５６３，５７１，５７２，５７
３が設けられている。液点着孔５１０および５２
０を挾んで対向する位置に多孔性ブリツジ６００
の両端が固定されている。

このようなイオン活量測定器具において、例え
ばイオン選択電極２０１，２０２，２０３をそれ
ぞれNa 、Ｋ 、Cl 用のイオン選択電極対と
し、これらのイオン活量が既知である参照液を液
点着孔５１０に点着し、前記イオンの活量が未知
である試料液を液点着孔５２０に点着すれば、参
照液は多孔性液分配部材４１０Ａ，４１０Ｂ内に
浸透して液受孔３１１，３１２，３１３に、試料
液は多孔性液分配部材４２０Ａ，４２０Ｂ内に浸
透して液受孔３２１，３２２，３２３に分配され
る。前述のように、本実施態様に示すイオン活量
測定器具においては多孔性液分配部材４１０Ａと
４１０Ｂが間隙４３０によつて、多孔性液分配部
材４２０Ａと４２０Ｂが間隙４４０によつてへだ
てられているため、試料液または参照液はこれら
の間隙から多孔性液体分配部材４１０Ａ，４１０
Ｂ，４２０Ａ，４２０Ｂの端部側面に供給され
る。このようにして液受孔３１１，３１２，３１
３に参照液が、液受孔３２１，３２２，３２３に
試料液が分配される結果、イオン選択電極２１１
および２２１の間、同２１２および２２２の間、
同２１３および２２３の間にそれぞれ参照液と試
料液との間のNa 、Ｋ 、Cl の各イオン活量
の差に対応する電位差が発生するため、測定用プ
ローブ挿入口５６１，５６２，５６３，５７１，
５７２，５７３に電位測定用プローブを挿入して
各電極と接触させ、電位差を測定すれば従来のマ
ルチタイプ（多項目測定型）のイオン活量測定器
具と同様に試料液中の前記イオン活量が測定でき
る。

第３図は本実施態様による多孔性試料液分配部
材を示す平面図である。

第３図に示す多孔性液分配部材は２つの部分４
２０Ａ，４２０Ｂに切断されており、間隙４４０
がそれらの間に形成されるように配置されてい
る。この間隙４４０は液点着孔５２０の幅よりも
狭いため、液分配部材４２０Ａおよび４２０Ｂの
一端部側面は該点着孔５２０下方の領域の一部に
突出する。

添付図面に示したイオン活量測定器具を参照し
ながらさらに別の実施態様につき詳しく説明す
る。

第４図は、本発明のイオン活量測定器具の一例
を示す斜視図である。第４Ａ図は、第４図に示し
たイオン活量測定器具のＡ−Ａ線に沿つた立面断
面図、第４Ｂ図は第４図に示したイオン活量測定
器具の底面図、そして第４Ｃ図は第４Ａ図に示し
た立面断面図の円で囲つた部分Ｘの拡大図であ
る。

第５図は、第４図に示したイオン活量測定器具
を構成する各部材を詳しく説明するために、各構
成部材を分離して示した図である。

これらの図に示した態様のイオン活量測定器具
には、最上部にイオン選択層を備えた３対のシー
ト状イオン選択電極（１対のイオン選択電極は、
互いに電気的に分離された参照液用イオン選択電
極と試料液用イオン選択電極との組合せからなつ
ている）１１ａ，１１ｂ，１１ｃが、イオン選択
層が下側となるように配置されている。シート状
イオン選択電極は、第４Ｃ図に示されているよう
に、たとえばプラスチツクシート製の支持体１１
１上に、金属銀蒸着層１１２、塩化銀層１１３、
電解質層１１４、そしてイオン選択層１１５の各
層が積層されて構成されており、このように構成
されたシート状イオン選択電極は測定器具内に支
持体が上を向いた状態で配置されている。

第４Ａ図に示されているように、イオン選択電
極のイオン選択層表面への参照液と試料液の付与
のための液体付与部は、上方の液供給孔１３、液
体を次いでイオン選択層表面の直下に水平方向に
移動させる水平通路１４、および、液体を次いで
各々のイオン選択層の表面位置にまで上昇させる
上昇通路１５ａ，１５ｂ，１５ｃから構成されて
いる。水平通路１４には、毛管現象を生じうる連
続微細間隙を有する（本明細書ではこれを多孔性
という）液体移送用部材１６が収容されている。
なお、液体移送用部材は、上昇通路１５ａ，１５
ｂ，１５ｃにも収容してもよい。

水平通路１４の先端部には液の移送を円滑にす
るための空気抜き孔１７が備えられている。

３対のイオン選択電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
はプラスチツク製の上部枠体１８に収容され、固
定されている。この上部枠体１８には液体付与の
ための２個の開口部１２が設けられており、この
２個の液体付与のための開口部（参照液付与用開
口部と試料液付与用開口部）を横切るようにし
て、それぞれの開口部に付与された液体（参照液
と試料液）を互いに電気的に導通させるためのブ
リツジ（たとえば、ポリエチレンテレフタレート
繊維加撚糸（紡績糸）などの糸ブリツジ）１９が
備えられている。

なお図には示していないが、液付与開口部１２
の周囲には小突起領域を設け、点着供給される液
が開口の外側に溢れ出すのを防ぐとともに、これ
を液の点着を容易に確実にガイドすることができ
る。

上部枠体１８の下部にはシート状の水不透過性
中間部材（プラスチツク製のマスク）２０が設け
られる。点着供給された液体の下降通路１３の一
部、および液体の上昇通路１５ａ，１５ｂ，１５
ｃは、このシート状水不透過性中間部材２０に開
口として形成されている。水不透過性中間部材２
０は、上部枠体１８の下面に感熱接着剤より接合
されている。

シート状水不透過性中間部材２０の下側には、
プラスチツク製の下部枠体２１が配設される。

水平通路１４は、この下部枠体２１に凹陥部と
して形成されている。この水平通路１４に多孔性
液分配部材１６が収容され、そしてその端部が液
体供給孔１３に臨むように、しかしその底の一部
だけをおおうように固定されている。

下部枠体１２の両側部には、イオン選択電極１
１ａ，１１ｂ，１１ｃの各々の電気接続用領域２
２ａ，２２ｂ，２２ｃを下方に向けて露出させる
（第４Ｂ図参照）ための切欠き部２３が設けられ
ている。

下部枠体２１は水不透過性中間部材２０の下面
に、感熱接着剤により接合されている。

第６図は、本発明のイオン活量測定器具の別の
態様を、前記第５図と同様に、イオン活量測定器
具を構成する各部材を詳しく説明するように、各
構成部材を分離して示した図である。

この図に示した態様のイオン活量測定器具にお
いても、最上部にイオン選択層を備えた３対のシ
ート状イオン選択電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
が、イオン選択層が下向きとなるように配置され
ている。

３対のイオン選択電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
は、プラスチツク製の上部枠体３８に収容され、
固定されている。この上部枠体３８には液体供給
孔３２が設けられている。

第６図では、３対のイオン選択電極が液体供給
孔３３の左右に１対と２対とに振り分けられてい
る。このような構成とすることによつて、液体供
給孔３３と最も遠いイオン選択電極との間の距離
が第４〜５図に示した例の測定器具に比較して近
くなるため、たとえば全血のように粘度の高い液
体を試料として用いる場合に有利となる。

上部枠体３８には２個の液体供給孔５１を横切
るようにして、液体供給孔の各々に付与された液
体（参照液と試料液）を互いに電気的に導通させ
るためのブリツジ３９が備えられている。

イオン選択電極３１ａ，３１ｂ，３１ｃの下側
にはシート状水不透過性中間部材（たとえば、プ
ラスチツク製のマスク）４０が設けられる。液体
供給通路３３の一部、および液体の上昇通路３５
ａ，３５ｂ，３５ｃは、このシート状水不透過性
中間部材４０に開口部として形成されている。水
不透過性中間部材４０は、ブリツジ支持部材５２
および上部枠体３８の下面に接着剤（感圧接着
剤、感熱接着剤など）より接合されている。

シート状水不透過性中間部材４０の下側には、
プラスチツク製の下部枠体４１が配設される。

水平通路３４は、この下部枠体４１に凹陥部と
して形成されている。そして、この水平通路３４
内に、４つの部分からなる多孔性液体分配部材３
６が充填される。この液体分配用多孔性部材３６
はそれぞれの部分の端部が液体供給孔３３に臨む
ように、しかし供給孔３３の底の一部だけを覆う
ように固定される。

下部枠体４１の両側部には、イオン選択電極３
１ａ，３１ｂ，３１ｃの各々の電気接続用領域を
下側に向けて露出（第４Ｂ図参照）させるための
切欠き部４３が設けられている。

また第６図に示した態様の測定器具では、３個
のイオン選択電極対が液体の下降通路３３の両側
に振り分けられているため、下部枠体４１の両端
部に空気抜き孔３７ａ，３７ｂが設けられてい
る。

下部枠体４１は水不透過性中間部材４０の下面
に、感熱接着剤により接合されている。

本発明のイオン活量測定器具において２組の多
孔性液分配部材の双方に間隙を設けることは必ず
しも必要ではなく、特に参照液の粘度が低い場合
には、試料液を分配するための多孔性液分配部材
のみに間隙を設ければ足り、参照液側は特開昭58
−211648号のものを用いることができる。

（発明の効果） 以上、詳細に述べたように本発明のイオン活量
測定器具は多孔性液分配部材の少なくとも一方を
液供給孔に突出させたことにより、全血試料液の
溶血防止と液に含まれる気泡の除去とを実現した
ものであり、特に全血の測定用に適したイオン活
量測定器具である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様であるイオン活量
測定器具を示す斜視分解図、第２図はその組立後
を示す斜視図、第３図は本発明の一実施態様の多
孔性液分配部材を示す平面図、第４図は、本発明
のイオン活量測定器具の一例を示す斜視図、第４
Ａ図は、第４図に示したイオン活量測定器具のＡ
−Ａ線に沿つた立面断面図、第４Ｂ図は、第４図
に示したイオン活量測定器具の底面図、第４Ｃ図
は、第４Ａ図に示した立面断面図の円で囲つた部
分Ｘの拡大図、第５図は、第４図に示したイオン
活量測定器具を構成する各部材を詳しく説明する
ために、各構成部材を分離して示した図、第６図
は、本発明のイオン活量測定器具の別の態様を、
上記第５図と同様に、イオン活量測定器具を構成
する各部材を詳しく説明するように、各構成部材
を分離して示した図である。 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ……イオン選択電極、
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ……イオン選択電極、１
１１……プラスチツクシート製支持体、１１２…
…金属銀蒸着層、１１３……塩化銀層、１１４…
…電解質層、１１５……イオン選択層、１２，３
２……液付与開口部、１３，３３……液体の下降
通路（液供給孔）、１４，３４……液体の水平通
路、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ……液体の上昇通
路、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ……液体の上昇通
路、１６，３６……液体移送用多孔性部材、１
７，３７ａ，３７ｂ……空気抜き孔、１８，３８
……上部枠体、１９，３９……ブリツジ、２０，
４０……水不透過性中間部材（マスク）、２１，
４１……下部枠体、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ……
イオン選択電極の電気接続用領域、２３，４３…
…切欠き部、１００……下部支持枠、２０１，２
０２，２０３……イオン選択電極対、２１１，２
１２，２１３……一方のイオン選択電極、２２
１，２２２，２２３……他方のイオン選択電極、
３００……水不透過性部材層、３１１，３１２，
３１３……一方の液受孔、３２１，３２２，３２
３……他方の液受孔、４１０Ａ，４１０Ｂ，４２
０Ａ，４２０Ｂ……多孔性液分配部材、４３０，
４４０……液分配部材の間隙、５００……上部
枠、５１０……一方の液点着孔（液供給孔）、５
２０……他方の液点着孔（液供給孔）、５３１，
５３２……一方の空気抜き孔、５４１，５４２…
…他方の空気抜き孔、５５１，５５２……多孔性
ブリツジ固定部、５６１，５６２，５６３……一
方の測定用プローブ挿入孔、５７１，５７２，５
７３……他方の測定用プローブ挿入孔、６００…
…多孔性ブリツジ（撚り糸ブリツジ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イオン選択層を表面に有する互いに電気的に
   分離された少なくとも１対のシート状イオン選択
   電極と、該イオン選択電極それぞれのイオン選択
   層に参照液および試料液を供給するための少なく
   とも１対の多孔性液体分配部材と、該液体分配部
   材それぞれの上方に配され、前記参照液および試
   料液を各別に前記液体分配部材に供給するための
   １対の液供給孔を備え、前記イオン選択電極また
   は多孔性液体分配部材を内部に収容する枠体と、
   前記１対の液供給孔に点着された前記参照液およ
   び試料液を電気的に導通させる多孔性ブリツジと
   を有するイオン活量測定器具において、前記液体
   分配部材のうちの少なくとも１つの液体分配部材
   が前記液体分配部材を収容する枠体の底の一部の
   みを覆つており、かつその端部が前記液供給孔下
   方の領域の一部に突出して、端部側面からの液の
   浸入が可能となつていることを特徴とするイオン
   活量測定器具。 ２ 前記液体分配部材のうち少なくとも試料液を
   供給するための多孔性液体分配部材の端部が前記
   液供給孔下方の領域の一部に突出して、端部側面
   からの液の浸入が可能となつていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のイオン活量測定
   器具。