JPH0723738Y2

JPH0723738Y2 - 電極組立体、電極装置および分析用キツト

Info

Publication number: JPH0723738Y2
Application number: JP1989600018U
Authority: JP
Inventors: デニスマクニール、ジャック; レビン、マーク; ハーベイビアリイ、ジェイ
Original assignee: ベックマンインスツルメンツインコーポレーテッド
Priority date: 1987-09-11
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2003-08-31
Also published as: CA1287108C; EP0333818A1; US4889613A; JPH01500007U; WO1989002591A1

Description

【考案の詳細な説明】考案の分野本考案は一般的には分析システムの分野に関し、格別に
は装置、選択性電極、および選択性電極とともに使用す
るための試料容器を含む低コストの臨床分析システムに
関する。

考案の背景電気化学は血液試料の種々のアナライト（analyte）の
測定のために広く使用されている。電気化学において
は、例えばナトリウムイオン、カリウムイオン、塩化物
イオン、リチウムイオンまたはカルシウムイオンに特に
感じるイオン選択性または感知性の電極が患者の試料内
に置かれる。前記イオン選択性電極で検出される電気的
活量は対応アナライトの濃度に比例し、迅速で正確でし
かも反復可能のアナライト濃度の測定を実現する。

血清または血漿中の電解質の測定のためのイオン選択性
電極を用いる単一使用のキャリアまたはカセットを利用
するシステムがある。このシステムでは前記カセットの
二つの分離セクションへの試料およびキャリブレータの
双方の同時ピペット操作を必要とする。このシステムは
電解質および試料を測定するために前記キャリブレータ
および試料間の電位差を測定する。前記システムは単一
使用の使い捨て可能のカセットを利用して適切に実行す
るが、前記カセットは、それ自体が複雑でしかも高価な
分析器で使用されなければならない。さらに、前記シス
テムはカセットの二セクション間の電位差を測定するた
め、任意のカセットの各セクションは正確に同一実行し
なければならない。この要求は製造上の問題を生じさ
せ、また、製造および品質管理のコストを増大させる。

イオン選択性電極を使用する電解質の測定に対する他の
システムは、例えばカルシウム、ナトリウムおよび塩化
物とともに試料のペーハーを測定するのに適当ないくつ
かのイオン選択性電極を保持する単一使用のプラスチッ
ク製のセンサーカードを用いる。前記カードに保持され
た貯蔵所がキャリブレータ液を収容する室と、患者の試
料を受け入れる空室とを含む。使用の際、患者の試料が
前記貯蔵所に加えられ、前記カードは分析器に挿入され
る。前記貯蔵所は検定位置まで回転され、キャリブレー
タ液がイオン選択性電極を横切って流れるようにしかつ
各電極に関して前記分析器に測定値を与える。検定値が
固定し、前記分析器に記録されると、前記貯蔵所は前記
試料が前記電極を横切って流動することができるように
さらに回転される。前記試料の流れは、前記電極の表面
からキャリブレータ液を取り除き、測定のために電極に
試料を引き合わせるために使用される。

残念なことに、このシステムは完全なカードに組み立て
られるべき多数の部品の製造を必要とし、センサーカー
ドを高価にするとともに試験ごとのコストを増大させ
る。前記キャリブレータ、試料貯蔵所は前記装置からの
刺激に応じて手動で回転されなければならず、このた
め、分析の間、オペレータの注意が必要である。また、
試料の流れが前記電極表面からキャリブレータ液を取り
除くために使用されるため、試料の流れが一様でないか
または連行の気泡を含むときはキャリブレータの汚染が
生じ得る。

したがって、イオン選択性電極で測定可能の電解質また
は他のアナライトの測定のための簡単で安価な電気化学
システムの必要性がある。また、安価な分析器および対
応して安価な電極を使用するシステムの必要性がある。
恐らく、そのようなシステムは、分析器に適当な電極お
よび患者の試料が供給されると、オペレータは単に分析
サイクルを開始するだけでよくまた分析が行なわれてい
る間は他の事を行なうことができる完全に自動化された
ものであるはずである。

考案の概要本考案は前記した制限および欠点を克服し、安価で簡単
な電極組立体を使用する安価で簡単な自動分析器を提供
する。前記電極組立体は特に大量生産方式に適合可能で
あり、電極のコストおよび一試験当りのコストを低減す
る。

本考案に従う電極組立体は、複数の導体が置かれ、印刷
されまたは張り付けられる不導性の基質とその一部を覆
う絶縁層とを含む。前記導体は接触領域と、標準電極お
よびイオン選択性電極が置かれたベース領域とを含む。
前記標準電極は、標準電極に標準電位を与える標準ゲル
を収容する取り囲まれた窪みの中に配置されている。前
記電極組立体は、さらに、イオン選択性電極が配置され
た伸長部と、前記標準ゲルに接し、前記伸長部から露出
する液絡部とを含む。出荷のために、前記伸長部はスリ
ーブに取り外し可能に挿入される。前記スリーブは、保
存および出荷中に前記電極を整えておくために前記イオ
ン感知電極と移動可能の接触状態におかれるコンディシ
ョニングゲルを含む。

本考案に従う分析用キットは電極組立体と試料容器また
はカップとを含む。前記試料容器は、試料貯蔵室と、キ
ャリブレータ貯蔵室と、前記試料貯蔵室および前記キャ
リブレータ貯蔵室間に配置される吸収材料を保持するス
ロットとを備える。前記試料貯蔵室は、第１の貯蔵室、
および第２の大きい貯蔵室であって第１および第２の両
貯蔵室に掛かり、両貯蔵室間の流体の流動を許す窪みを
有する第２の貯蔵室の形態を取る。また、前記キャリブ
レータ貯蔵室は適当なキャリブレータ試薬で満たされ、
また、密封材またはカバーで密封されている。前記密封
材またはカバーは前記キャリブレータ試薬をさらすべく
穿孔または引き剥される。前記試料容器の一端部に形成
されたハンドルはユーザーによる取扱いを便利にする。

前記電極組立体および試料容器は、共に、使用するため
に単純で安価な移送装置に特に適合される。この装置は
前記試料容器を支持する支持テーブルを含む。前記支持
テーブルは次いでピボットおよびカム従節で支持され
る。前記カム従節は、回転可能のカムに保持された溝に
支持されて運動しかつこれに従う。前記電極組立体は、
前記電極組立体上の導体との電気的接触を与える支持体
によって前記移送装置に関する固定位置に保持される。

前記カムの完全な１回転が、試料容器内に収容された試
料の分析を行なうために静止電極組立体に関して前記支
持テーブルおよび試料容器を移動させる。前記試料テー
ブルの運動は、最初に、上に配置された複数の電極を含
む前記伸長部を前記キャリブレータ試薬に浸すべく前記
試料容器を移動させる。前記試料容器は、前記キャリブ
レータ試薬から前記伸長部を移動し、前記伸長部が前記
スロット内にあるように前記試料容器を再配置するため
に、下降され、水平に移動され、また上昇される。前記
試料容器は、試料の測定のために前記伸長部を前記試料
室に配置すべく垂直および水平に移動される。前記試料
の測定が行なわれた後、前記支持テーブルは前記試料容
器をその開始位置に戻す。前記カムは、さらに装置を簡
単にしかつそのコストを低減すべく安価なモータにより
駆動される。

図面の簡単な説明第１図は電極組立体、試料容器および移送装置の斜視図
である。

第２図は第１図の線２−２に沿って得た前記装置の断面
図である。

第３図は第１図および第２図の電極組立体の正面図であ
る。

第４図は第３図の線４−４に沿って得た電極組立体の断
面図である。

第５図は第３図の電極組立体に保持されたイオン選択性
電極の拡大部分断面図である。

第６図は第３図の電極組立体の構造に用いられている絶
縁体の正面図である。

第７図は本考案の電極組立体とともに使用するのに適当
なスリーブまたはホルダの正面図である。

第８図は第７図の線８−８に沿って得たスリーブの断面
図である。

第９図は第７図の線９−９に沿って得たスリーブの断面
図である。

第10図は第７図の線10−10に沿って得たスリーブの断面
図である。

第11図は第１図の移送装置とともに使用するのに適当な
電極組立体用支持体である。

第12図は試料容器の平面図である。

第13図は第12図の線13−13に沿って得た試料容器の断面
図である。

第14図は第１図および第２図の移送装置に含まれるカム
の平面図である。

第15図および第16図は、それぞれ、第14図のカムによっ
て設定された、放射方向および垂直方向の変位の図表で
ある。

第17図は他の例の試料容器の平面図である。

考案の詳細な説明第１図および第２図を参照すると、移送装置12、試料容
器14、イオン選択性電極組立体16および電極組立体の支
持体18が示されている。簡単に言えば、移送装置12は試
料容器14を支持し、また、支持体18に静止状態に保持さ
れた電極組立体16に関して水平方向および垂直方向の双
方に試料容器14を移動する。試料容器14は、電極組立体
16をキャリブレータにさらし、電極組立体16から前記キ
ャリブレータを拭き取り、また電極組立体16を試料にさ
らすために移動される。電極組立体16および試料容器14
は、次いで、継の試料分析サイクルのために取り替えら
れる。

移送装置12に戻ると、枢着された支持テーブル20が試料
容器14を支持する矩形部22を備える。アーム24が矩形部
22と一体に形成され、また、ピボット26により自由端で
支持されている。矩形部22は試料容器14を受け入れかつ
保持するように寸法取られた凹所28を含む。一体に形成
されたばね部材30が、試料容器14が凹所28の端部32に係
合するように強制し、その結果、支持テーブル20に関し
て試料容器14を正確に整合させる。

ここに開示の実施例におけるビボット26は、ボールおよ
びトラニオンの形態を有する。ピボット26はピン36の球
面の一部から成る表面により受け止められかつ支持され
た半球形のソケット34を含む。ピン36は、例えば本考案
を利用する分析器（図示せず）のフレーム部材38に支持
されている。ソケット34はキャップ40によりピン36上に
保持されており、キャップ40は明確にするために第１図
ではソケット34から移動されている。キャップ40はソケ
ット34をピン36と係合するように強制し、支持テーブル
20がピボット26の回りに水平方向および垂直方向に揺動
されることを可能にする。キャップ40は、また、例えば
本考案を利用する分析器の他のフレーム部材42の一部分
として形成される。

支持テーブル20はまたピン68およびリテーナ70の形態の
カム従節66を含む。カム従節66は矩形部22の端部であっ
て矩形部22とアーム24との交差部の近傍に形成されてい
る。ピン68は球面の一部から成る下面72を有し、また、
リテーナ70はピン68に向けられたアーム74を有する。

支持テーブル20はカム78により水平および垂直に変位さ
れる。カム78は歯車80の形態にあるベースを有し、歯車
80はその周辺において垂下する歯82を有する。カム78の
上部は、曲線状の溝86を規定する本体84の形態をとる。
溝86の底部87は表面72の半径と調和するように半径を定
められている。リップ88が溝86に近接して形成され、溝
86に平行であるように溝86の中心線89から予め定められ
た一定の距離をおかれている。第１図および第２図に示
されているように、ピン68は溝86に受け入れられるよう
に寸法取りされ、またアーム74の上表面がリップ88の下
表面に重なるように適合されている。好ましくは、ピン
68が中心線89によって描かれた通路を正確になぞるよう
に、ピン68の表面を溝86の底部87に接触させるべくアー
ム74のわずかに半径方向に伸びる上表面90がリップ88の
下表面92を圧する。

カム78が、該カムに形成された中央開口98の内部に保持
されているシャフト96により回転可能にベース94に支持
されている。開口98はカム78の歯車80と同軸的に整列さ
れ、カム78の中央垂直軸線100を規定する。軸線100に関
する中心線89の通り道は第14図および第15図を参照して
後述されている。

シャフト96の回りのカム78の回転位置は、光検出器114
と協働する遮光板110,112により検出される。光検出器1
14は、それぞれが発光ダイオードおよび光電検出器のよ
うな光源を有する上部検出器および下部検出器を含む二
レベル型検出器である。両遮光板110,112は歯車80の下
表面116に固定され、該下表面とともに回転する。遮光
板110は検出器114における上の光路のみを遮断する高さ
である。しかし、遮光板112は、検出器114の上の光路の
みを遮断する第１の部分118と、検出器114の両光路を遮
断するに十分な高さの第２の部分120とを含む。したが
って、二つの明瞭な状態が光検出器114によって検出さ
れ、遮光板110,112および光検出器114がカム78の種々の
回転位置とカム78のための定位置または開始位置とを指
示することを可能にする。例えば、遮光板110とカム112
の第１の短い部分118とがカム78の種々の回転位置を検
出するために利用され、また、第２の長い部分120がカ
ム78のための定位置または開始位置を検出すべく利用さ
れる。

カム78は歯車モータ121により駆動される。歯車モータ1
21はピニオン123を支持するシャフト122を有する。ピニ
オン123は歯車80の歯82と噛合し、カム78の回転と、第1
4図および第15図を参照して後述する支持テーブル20の
対応する移動とを与える。

支持テーブル20とカム78とは従来の任意の方法で形成さ
れる。一例としては、支持テーブル20とカム78とは射出
成形される。これらの部品の一つはアセタール樹脂から
成形され、また、他は耐摩耗性を高めかつ部品間の摩擦
を低減するためにナイロン樹脂から成形される。

第３図ないし第６図を参照すると、電極組立体16は、全
体に、矩形部（第１の部分）124および伸長部（第２の
部分）126から成る本体を有する。伸長部126は矩形部12
4に関してわずかに偏心し、また、伸長部126の最も遠い
伸長部分に尖端128を有する。電極組立体16の構造に関
して、電極組立体16は、例えば約0.50mm厚さの硬質PVC
プラスチックから形成された基質層130を含む。基質層1
30は水、氷酢酸およびエタノールで洗浄され、また、一
例としてカーボンを含む薄いフィルムポリマー導電性イ
ンクが基質層130上に他の適当な方法で印刷または積層
されたスクリーンである。第３図に示すように、導電性
部材である四つの接触パッド134−137、導線138,140、
パッド141、導線142,144およびパッド146,147を規定す
るように導電性のインクが積層されている。

より詳細には、四つの接触パッド134−137は基質層130
上に電極組立体16の全体にわたる長手方向に沿ってのほ
ぼ中間に配置されている。接触パッド134および135は導
線138により接続されている。導線140は第３図に示すよ
うに基質層130の縁部近傍で上方に向けられ、後述する
標準電極を受け入れるパッド141へ横方向に接続する。
さらに、導線142および144はそれぞれ接触パッド136,13
7から、電極組立体16の全体にわたる長手方向に平行
に、第３図に示すように下方に向けてパッド146,147へ
形成されている。パッド146は第５図に拡大して描かれ
ている。

糸148が基質層130に対向して配置されている。この糸
は、例えば、シルケット加工されていない綿タイプの糸
であり、その目的は後述する。第３図から明らかなよう
に、糸148は電極組立体16の長手方向に平行に配置さ
れ、導線142および144に平行でありかつ該導線間の中程
にあることが必要である。

パッド134−137,141,146,147および導線138,140,144が
基質層130上に堆積されると、絶縁層として、0.004イン
チ厚さのPVCプラスチック絶縁体150（第６図）が、例え
ば特にカード・ラミネータによって行なうことができる
熱積層処理を介して基質層130上に積層される。糸148
は、絶縁体150が基質層130に積層されるときに適所に保
持される。絶縁体150が適所に積層されるように、糸148
の横断面が絶縁体150と基質層130との間で尖端128にお
いて露出される。

絶縁体150はこれを貫通するように形成された開口152a
−152gを有する。開口152a−152eのそれぞれは各パッド
141,136,137,146および147に関して整列され、これらの
開口はそれぞれこれらのパッドよりわずかに大きい直径
を有する。開口152fは第３図から明らかなように糸148
の上方に整列され、また、長円の開口152gはパッド134
および135の双方を露出させる。

第３図および第４図に示すように、窪みまたはタブ154
が、積層された基質層130および絶縁体150に形成されて
いる。ここに開示の実施例では、タブ154の容積は約100
ulである。タブ154は、例えば積層された基質層130およ
び絶縁体150をダイおよびアーバ間でプレスすることに
よる冷間成形処理、または積層された基質層130および
絶縁体150が熱間成形処理を行なうために最初に加熱さ
れることにより形成される。

電極パッド141,146,147は、パッド141,146,147を銀シア
ン化物の溶液に浸すことおよび前記溶液とパッド141,14
6,147とを介してのメッキ電流の付与により、銀メッキ
される。メッキされたパッド141,146,147は脱イオン水
で洗浄され、次いで、銀メッキは、パッド141,146,147
を0.1モル濃度のカリウム塩化物溶液に浸し、従来の方
法で前記溶液中に配置された炭素および銀電極を介して
電流を通すことにより、クロロダイズ（chlorodize）さ
れる。好ましくは、パッド141,146および147は、パッド
141,146および147上に堆積された銀の酸化を防止するた
めに一時間以内の銀メッキの間にクロロダイズされる。
次に、積層された基質層130および絶縁体150は脱イオン
水中で洗浄され、乾燥される。クロロダイズされた銀メ
ッキのパッド141は標準電極手段である標準電極163を形
成し、これは第３図にパッド141を露出させるために一
部を切欠いて示されている。

電気化学的に活性な手段すなわちイオン選択性手段の１
つであるナトリウムイオン選択性膜材料（第５図におい
て明瞭にするために誇張した厚さで示されている）の二
つの層160,162が電極パッド146に張り付けられている。
さらに、カリウムイオン選択性電極膜材料が電極パッド
147に張り付けられ、これにより、イオン選択性ナトリ
ウムおよびカリウム測定電極164および165を形成する。
この二つの層160,162と、カリウム電極165上の二つの層
の膜材料とが、パッド146,147を見せるために第３図に
おいて一部切欠いて示されている。前記膜材料は本考案
には重大なことでなく、例えば、この技術分野で周知の
技術に従って製造される従来のイオン選択性膜材料でよ
い。膜材料の二つの例を実施例１および２に後述する。

透明な接着剤が裏張りされたポリエステルテープ166の
長いものがタブ154上を絶縁体150に張り付けられ、タブ
154を覆っている。標準媒体である標準ゲル168が、タブ
154とそのカバーであるテープ166とにより規定された貯
蔵所にテープ166を通して注入される。標準ゲル168はこ
の技術分野で周知の任意の適当なゲルでよく、また、正
確なフォーミュエーション（forumuation）は本考案に
は重大なことではない。標準ゲル168は、開口152fを介
して標準電極163と糸148とを接触させる。標準ゲル168
は毛管作用により糸148に十分にしみ込もうとする。適
当な標準ゲル168の構成の例は、実例３に後述する。

第３図に示すように、切込み170および172がタブ154の
上方において矩形部124の相対する縁部に切り込まれて
いる。切込み172は切込み170により大きく、また、両切
込み170,172は、伸長部126が下方向に向けられるように
一のみの方向において支持体18により電極組立体16が受
け入れられるように、電極組立体の支持体18（第11図に
関して後述する）と協働する。

貯蔵および出荷の前に、電極組立体16がスリーブ180
（第７図ないし第10図）に挿入される。前記スリーブは
硬質の透明なプラスチック材料で形成されている。側縁
部182,184が、第８図に示すように折り返された各耳18
6,188によって形成されている。スリーブ180の下部上の
耳190がスリーブ180の前部に折り返されかつ溶接線192
に沿って溶接されている。スリーブ180の表面上の一部1
94がふくらんでおり、また、耳190の一部196も同様にふ
くらんでおり、コンディショニング媒体手段であるゲル
198を収容する室または貯蔵所を規定する。

電極組立体16（第７図ないし第10図に想像線で示されて
いる）がスリーブ180に挿入されると、耳199が電極組立
体16の頂部上に折り返され、貯蔵および出荷のためにス
リーブ180内に電極組立体16を保持する。ナトリウムお
よびカリウムの電極164および165がゲル198に接触し、
使用のために電極組立体16がスリーブ180から取り除か
れるまで、ゲル198との接触を維持する。ゲル198は、こ
の技術分野で全て周知である、電極組立体16とともに使
用されるキャリブレータに似たイオン混合物である。ゲ
ル198は、また、出荷および貯蔵の間、糸148を尖端128
における糸148の露出横断面を介して濡らし、また、電
極164,165を整えかつ保護する。ゲル198は、好ましく
は、電極組立体16がスリーブ180から取り除かれるとき
にゲル198が伸長部128からきれいに離れることを可能に
するアガロースベースを用いる。ふくらみ部分194は、
電極組立体16が電極164,165に対する損傷なしにスリー
ブ180から取り除くことができかつゲル198が電極組立体
16とスリーブ180との間で流動しないように、電極組立
体16とスリーブ180との間に隙間を与える。ゲル198の組
成の例は実例４に後述する。

都合のよいことに、電極の構造は大量若しくは連続（ウ
エブ）の生産方法に向いている。例えば、基質層130お
よび絶縁体150は、共に、初めは、電極組立体16の全体
の寸法より大きい個々に矩形状のピース材料、または連
続したウエブ若しくはロール材のような半完成品の形態
をとることが可能である。導電性のインクが基質層130
の半完成品に塗布され、開口152a−152gが絶縁体150の
半完成品に形成される。糸148が基質層130の半完成品上
に配置され、基質層130の半完成品および絶縁体150の半
完成品が前記したように重ね合わされる。重ね合わされ
た基質層130の半完成品と絶縁体150の半完成品とは、次
に、切込み170,172を含む第２図に示す外形を形成すべ
く打ち抜かれる。電極組立体16の加工は前記したように
継続する。

第12図および第13図を参照すると、試料容器14は本体20
0と、ハンドル202とを含む。本体200は全体に矩形状を
呈し、矩形の校正室（第１の流体室）204と、拭き取り
スロット206と、試料室（第２の流体室）208と、試料の
オーバーフロー室210とを規定する。室204,208,210およ
びスロット206は、第13図に示すように、これらの頂部
で開放している。

キャリブレータ室204は、第12図に部分的に切欠いて示
されまた第13図に仮想線で示された密封材214を受け入
れるように適合されている立上がり上縁部212を備え
る。密封材214は、例えば、縁部212に熱溶着または接着
剤で固定される、箔の密封材料または重ね合わされた箔
の蓋材料である。

拭き取りスロット206は全体に矩形状を呈する。スロッ
ト206には、折り重ねられ、スロット206に挿入された紙
タオルまたは濾紙のような吸湿材から形成されている拭
き取りエレメント216が配置されている。拭き取りエレ
メント216は、全体にＵ形状に伸び、側部および底部に
拭き取りエレメント216が並べられている溝218を規定す
る。

第12図に示すように、試料室208は、後述する操作の
間、ピボット26の回りの支持テーブル20のわずかな放射
方向移動を調節するために拭き取りスロット206に関し
てわずかに角度をおかれている。試料室208は全体に三
角形状のコーナー部材222と、スロット206の頂部でかつ
コーナー部材222の反対側の斜面224とを含む。

試料室208と、試料のオーバーフロー室210とは壁232を
共有する。二つの室208,210間に余水路を規定すべく、
試料室208と試料のオーバーフロー室210との間の壁232
に窪み234が形成されている。

本体200は接続部材236,238を含む。接続部材236はキャ
リブレータ室204を拭き取りスロット206に接続し、ま
た、矩形の開口240を規定する。接続部材238は拭き取り
スロット206を試料室208に接続し、また、三角形の開口
242を規定する。

キャリブレータ試薬246が密封材214によりキャリブレー
タ室204内に保持される。キャリブレータ246は、従来方
法において全てが当該技術分野で周知である、電極164,
165のための校正点を与える適当な混合物の一である。

ハンドル202は、試料容器14を把持しまた取り扱う際の
補助のために、両側に複数のリブ250を備える。ハンド
ル202は、接続部材236と反対のキャリブレータ室204の
側部252に形成され、また、矩形の本体200の長手方向に
整列されている。ハンドル202とキャリブレータ室204と
の交差線は、第２図に関して説明した端部32に隣接する
ように適合された表面254および256を形成すべく側部25
2を分割する。

電極組立体の支持体18（第11図）は、例えば本考案を具
体化する分析器のケースと一体に形成されるレール258
を含む。レール258は四つのばね力が負荷された接触子2
59（第１図に分解組立型に示されている）を支持する。
二つのハンガー260,261がレール258から突出している。
ハンガー260は電極組立体16の切込み170に嵌まるように
寸法を定められ、また、ハンガー260より大きいハンガ
ー261が大きい切込み172に嵌まるように寸法が定められ
ている。ハンガー260,261間の間隔は、電極組立体16の
切込み170,172間の寸法と一致するように適合されてい
る。

第２図に断面で示されているカバー262はヒンジ263にお
いてヒンジ結合されている。カバー262は本考案を利用
する分析器のケースの一部であってもよい。第２図に想
像線で示されているようにカバー262が開位置にあると
き、切込み170,172をハンガー260,261に係合させること
により電極組立体16がハンガー260,261（第11図）に吊
り下げられる。このように配置されると、ばね力負荷の
接触子259が電極組立体16の下部を外方に向けてかつレ
ール258から離れるように強制する。次いで、カバー262
が第２図に示すその閉位置へ下方に向けて揺動され、電
極組立体16をレール258に対向するように強制する。次
に適当な配線により従来の特性の電位計測および分析回
路（図示せず）に接続される接触子259が接触子パッド1
34−137に向けて強制される。

使用の際、カバー262は支持テーブル20と電極組立体の
支持体18とを現わすために開けられる。密封材214がキ
ャリブレータ室204から取り除かれ、キャリブレータ246
をさらす（変更例として、密封材214は、後記する本考
案の操作の間に電極組立体16により自動的に穿孔され
る。）。血液、血漿または血清のような患者の試料が、
余分な試料が窪み234を通って試料のオーバーフロー室2
10に流れ込むように、試料室208内にピペットで量り取
られる。変更例として、患者の試料がオーバーフロー室
210に注ぎ込まれ、室210が満ちると、患者の試料は窪み
234を経て試料室208に流れ込む。試料容器14は、次に、
凹所28内に配置され、ばね部材30を圧縮し、これによ
り、試料容器14を凹所28内に保持する。電極組立体16が
スリーブ180から取り除かれ、前記したように、電極支
持体18に取り付けられる。カバー262は、伸長部126を有
する電極組立体16が垂直に配置されるように電極組立体
16をレール258に向けて堅固に固定すべく閉じられる。

初めに、伸長部126の幅が試料室208の長さ方向に平行と
なり、伸長部126が試料室208の上方に垂直に整列される
ように支持テーブル20が位置決めされる。試料容器14が
適所におかれると、前記したように、モータ121が起動
され、第１図および第14図に矢印268で示すように時計
方向にカム78を回転させる。カム78が回転すると、溝86
およびリップ88によって描かれた水平および垂直の各変
位にピン68が従う。このようにして、伸長部126の下端
部をキャリブレータ246に浸すために支持テーブル20し
たがってまた試料容器14が先ず水平に次いで垂直に移動
される。密封材料214がキャリブレータ室204から除去さ
れていない場合には、試料容器14が支持テーブル20によ
って伸長部126に向けて上昇されるとき、尖端128が密封
材214に穴をあける。

伸長部126の端部がキャリブレータ246に挿入されると、
ナトリウムおよびカリウム測定電極164,165がキャリブ
レータ246内のナトリウムおよびカリウムのイオン濃度
に比例する電位を発現させる。これらの電位は、電極組
立体16のための校正点を確立するための標準電極163に
よって発現された電位に関して従来の方法で測定され
る。校正曲線のための校正定数が、接触子259に接続さ
れた測定装置に外部から与えられ、全て従来の方法で、
前記試料中のナトリウムおよびカリウムのイオン濃度の
測定のために必要な校正関係を確立する。

試料容器14および支持テーブル20は、次いで、伸長部12
6を拭き取りスロット206内に位置決めるために垂直にま
た水平に移動され、伸長部126の表面からキャリブレー
タ246を拭き取りまたは吸い取るために伸長部126を拭き
取りエレメント216に向けて強制する。試料容器14およ
び支持テーブル20は再び垂直および水平に移動され、最
後に、試料室208内に伸長部126を位置決める。試料室20
8のコーナー部材222および斜面224は、イオン感知電極1
64,165が試料室208の側壁から間隔をおかれるように試
料容器14が伸長部126に向けて上昇されるとき、試料室2
08へ伸長部126を案内する。このように試料室208に含ま
れる試料中に配置されると、ナトリウムおよびカリウム
電極164,165は前記試料中のナトリウムイオンおよびカ
リウムイオンの濃度に比例する電位を発現する。これら
の電位は、この技術分野で周知であるように、ナトリウ
ムおよびカリウムのイオン濃度を決定するために標準電
極163によって発現され電位と比較される。

試料の測定が終わると、試料容器14と支持テーブル20と
が再び停止位置、すなわち前記した最初の位置と同じ位
置まで垂直に移動される。カバー262が開けられ、次い
で電極組立体16と試料容器14とが機構12から取り除か
れ、捨てられる。

糸148が標準ゲル168と、調整および保存ゲル198とによ
って浸透され、イオン塩橋または導体として作用する液
絡部を形成する。伸長部126が前記キャリブレータまた
は前記試料のような流体中におかれると、糸148はナト
リウムおよびカリウムの測定電極164,165と標準電極163
との間に電子の流路を与える。

カム78によってプログラムされる測定サイクルは、第14
図、第15図および第16図に関してより明瞭に示されてい
る。第14図はカム78の平面図をあらわし、カム78の垂直
軸線100からの溝86の放射方向距離を詳細に示す。軸線1
00からの中心線89の放射方向距離ｒは第15図の曲線Ａに
よって表わされている。また、初めの０°位置270（第1
4図）に関する中心線89の垂直変位は第16図の曲線Ｂに
よって表わされている。

初めの位置270で、カム78とピン68とは前記したように
試料容器14と支持テーブル20とを、試料容器14と支持テ
ーブル20とがこれらの最下方位置にありかつ伸長部126
が試料室208に整列するように位置決める。第15図およ
び第16図の曲線ＡおよびＢを参照すると、カム78が初め
の位置270（０°）からカム78の約50°の回転を時計方
向に回転するとき、溝の中心線89が溝部分272a（第14
図）および対応曲線Ａの一部分272b（第15図）によって
表わされているように、放射方向内方へ変位される。ピ
ン68が溝86に従動すると、支持テーブル20と試料容器14
とが軸線100に向けて引き寄せられ、キャリブレータ室2
04を伸長部126の下方に位置決める。

カム78の約50°から144°までの回転において、溝86の
中心線は、溝部分274aおよび曲線Ａの一部分274bによっ
て表わされているように、軸線100からの同じ放射方向
距離を維持する。しかし、カム78の約50°から93°まで
の回転では、曲線Ｂの一部分276（第16図）により表わ
されているように、中心線89が垂直方向上方に変位さ
れ、これにより、キャリブレータ室204内に収容された
キャリブレータに伸長部126が挿入されるように支持テ
ーブル20および試料容器14を上昇させる。カム78の93°
および101°間の回転では、モーター121が停止され、カ
ム78の回転を止めてキャリブレータ246内に伸長部126を
とどめることを可能にする。接触子239を介して電極163
−165に接続された測定回路（図示せず）が、校正値が
得られたことを測定すると、モーター121が再び起動さ
れる。溝の中心線89は曲線Ｂの位置部分278によって表
わされているように垂直方向下方へ変位される。したが
って、支持テーブル20および試料容器14は下方向へ移動
され、試料容器14を伸長部126から離す。

約144°のカム78の回転において、溝部分280aおよび曲
線Ｂの部分280bで表わされているように垂直方向移動が
完了しまた放射方向移動が外方に向けて開始する。溝部
分282aおよび曲線Ａの部分282bで表わされているよう
に、放射方向移動が完了すると、伸長部126が拭き取り
スロット206に整列される。カム78の約190°回転の始ま
りにおいて、曲線Ｂの部分284で示されているように、
溝の中心線89が再び上方に向けて変位される。支持テー
ブル20および試料容器14は上昇され、拭き取りスロット
206内および、より詳細には拭き取りエレメント216内に
伸長部126を位置決める。

カム78の約218°から242°までの回転において、溝部分
286aおよび288aと曲線Ａの部分286bおよび288bとで表わ
されているように、溝の中心線89は放射方向へわずかに
外方および内方に変位される。伸長部126は拭き取りエ
レメント216の一方の表面、次いで拭き取りエレメント2
16の他の表面に押し付けられ、伸長部126の両側部から
キャリブレータを吸い取る。

吸い取り作業が完了すると、溝の中心線89が曲線Ｂの部
分290で表わされているように垂直方向下方に変位さ
れ、これにより、拭き取りスロット206から伸長部126を
引き出し、同時に伸長部126の背面を拭う。前記垂直変
位は、時間と不必要な運動とを節減するために、曲線Ｂ
の部分276、278および284により表わされた変位よりわ
ずかに小さい。このわずかに小さい垂直変位は、伸長部
126の尖端128がキャリブレータ室204の回りの立上がり
縁部212を通り抜ける必要がないために可能である。

カム78の約269度の回転の始めに、試料室208を伸長部12
6と整列するように配置するために、溝の中心線89が放
射方向外方に変位され、これにより支持テーブル20と試
料容器14とを移動させる。溝の中心線89の放射方向変位
は溝部分294aおよび曲線Ａの部分294bにより表わされて
いる。キャリブレータ室204および拭き取りスロット206
に関する試料室208の角度的関係は、溝86に従う間に支
持テーブル20がピボット26の回りに揺動するときに支持
テーブル20のわずかな角度的変位に適応させる。

支持テーブル20と試料容器14とがこのように配置される
と、試料室208内に収容された試料中に伸長部126を浸す
ため、曲線Ｂの部分296により表わされているように溝
の中心線89が再び垂直方向上方へ変位される。伸長部12
6によって移された容量は、窪み234を介して試料のオー
バーフロー室210にオーバーフローすることが可能であ
る。伸長部126が試料室208内に位置決められると、カム
78の回転が約321°および329°間でモーター121が停止
される。この停止は、ナトリウムおよびカリウムの測定
電極164,165が平衡に達し、また、前記測定回路が前記
したような電極により発現された電位を測定することを
可能にする。

前記測定回路が、平衡が達成され、適当な電位値が得ら
れたことを測定すると、モーター121が再び起動され
る。カム78の約329°の回転の始まりに、溝の中心線89
が曲線Ｂの部分298により表わされているように垂直方
向下方へ変位され、試料室208から伸長部126を引き上げ
る。

カム78の352°の回転を完了すると、カム78が本質的に
最初のまたは０°の位置270に再配置されることになる
ようにモーター121が停止される。したがって、移送装
置12は電極組立体16および試料容器14を除去しおよび再
配置することにより、次の分析のためにリセットされ
る。ここに開示の実施例では、カム78の完全な360°の
回転によって表わされた完全サイクルは約２分間で達成
される。

本考案に関する種々の変更が可能である。例えば、試料
容器14は追加の室を付加するように変更可能である。第
17図を参照すると、このような拡張された試料容器350
は、試料容器14のハンドル202と、キャリブレータ室204
と、キャリブレータ246と、密封材214と、拭き取りスロ
ット206と、拭き取りエレメント216と、試料室208と、
試料のオーバーフロー室210とにそれぞれ類似のハンド
ル352と、キャリブレータ室353と、キャリブレータ354
と、密封材355と、拭き取りスロット356と、拭き取りエ
レメント358と、試料室360と、試料のオーバーフロー室
362とを含む。

試料容器350は、付加的に、スロット356とエレメント35
8とに類似の第２の拭き取りスロット364と、該スロット
内に保持された第２の拭き取りエレメント366とを含
む。コントロール試薬室368がキャリブレータ室354に類
似し、また、密封材355に類似の密封材370を含む。コン
トロール試薬372は、キャリブレータ流体354が室353内
に収容されているのと同様の方法で室368内に収容され
ている。コントロール試薬372は、この技術分野で周知
の他の方法での電極組立体16の性能試験を与えるべく従
来の方法で公式化されている。

使用の際、試料容器14に関して先に説明したように、試
料容器350に試料が加えられる。次いで、試料容器350は
第１の装置12に類似の装置とともに使用される。ばね部
材30の位置および凹所38の長さは、試料容器350の大き
い長さに適応させるべく適合されている。また、伸長部
126が試料室360から移動された後、スロット364内の伸
長部126の下端を拭うべく追加の水平および垂直方向の
変位を付加するために溝がカム78に似たカムに形成され
る。次に、試料容器350は、伸長部126の端部をコントロ
ール372内に浸すために再び垂直方向、水平方向および
垂直方向へ変位される。この方法では、試料容器350
は、電極組立体16とともに使用するためのキャリブレー
タ354を提供するだけでなく、電極組立体16の性能を証
明しまたは確認するためのコントロール372を提供す
る。

当業者には本考案に関する他の変更が容易に明らかとな
ろう。例えば、電極組立体16は、例えばリチウム、ペー
ハー、イオン化カルシウム、およびマグネシウムのよう
な他のアナライトのための選択的なイオン選択性電極、
または、グルコースおよびコレステロールの測定のため
の酵素応答電極を用いることにより、他の電気化学的に
活性の組立体を形成すべく変更可能である。さらに、三
以上のアナライトが同時に測定されるように、三以上の
イオン選択性電極を電極組立体16の伸長部126に配置す
ることができる。さらに、試料流体内の蛍光変化を検出
するためにファイバーオプティックセンサーを用いるい
わゆる「オプトデス（optodes）」のような他の感知方
式を用いる、電極組立体16に似た感知組立体が当業者に
は容易に明らかとなろう。また、前記したような本質的
に同一の方法で同一の結果を得る間に、試料容器14に関
するカムにより電極組立体16が運動するようにすること
ができる。

したがって、本考案は、この技術分野でこれまでに未知
であった、アナライトの測定に対して簡単で安価なアプ
ローチを与える。本考案によって行なわれる分析は自動
化されているとともに迅速かつ簡単であり、本考案の使
用者が分析が行なわれている間に他の仕事に関心を向け
ることを可能にする。80ulほどの少ない量の試料が各試
料容器14および350の試料室208および360を満たすのに
十分であり、したがって、小児科学および老人病学の使
用に適合する装置を提供する。本考案は、小型で持運び
に便利で、安価で使用および操作が簡単な分析器の設計
を可能にする。

実例実例１ナトリウムイオン選択性膜重量％ビス（12−クラウン−４）（ドジンダラブス）〔BIS （12−crown−４）（Dojinda Labs）〕２ PVCパウダー（フルカケミカル）〔RVC powder（Fluka
Chemical）〕 28.5 ジイソデシルアジペート（サイエンティフィックポリ
マープロダクツＰ−140）〔di−isodecyl adipate（S
cientific Polymer Products P−140）〕 69 カリウムテトラキス（４−クロロフェニル）ホウ酸塩
（フルカケミカルナンバー60591、ピューラムグ
レード）〔potassium tetrakis（４−chlorophenyl）bo
rate（Fulka Chem.＃60591,purum grade）〕 0.5実例２カリウムイオン選択性膜重量％バリノマイシン〔Valinomycin〕 1.4 ジイソデシルアジペート 69 PVCパウダー 29.6 実例３標準ゲルの組成重量％カルボキシルメチルセルロース（CMC）〔Carbony M
ethil Celluose（CMC）〕 4.7％ NaCl 0.5％ NaHCO₃ 0.38％ KCl 0.03％トリズマベース〔Trizma base〕 3.6％ H₂O 残り実例４調整、貯蔵ゲルの組成重量％ MEアガロース〔ME Agarose〕１％ NaCl 0.5％ HaHCO₃ 0.38％ KCl 0.03％トリズマベース 3.6％ H₂O 残り本考案はここに開示の特定の実施例に制限されることな
ぐ、添付の請求の範囲の全範囲およびこれと均等な全て
を許されるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｇ０１Ｎ 35/04 Ｚ 8506−2ＪＧ０１Ｎ 27/30 ３７１Ｌ (72)考案者ビアリイ、ジェイハーベイアメリカ合衆国 90631 カリフォルニア州ラハブラエヌサイプレスストリート 540 (56)参考文献特開昭60−71943（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−35250（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−142584（ＪＰ，Ａ) 特表昭63−500539（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】基質と、前記基質上に堆積された複数の導
電性部材と、前記導電性部材を覆うように適用されかつ
前記基質に固定された絶縁層であって各導電性部材の少
なくとも一部を露出させる開口を含む絶縁層と、前記絶
縁層によって露出された導電性部材の一つに堆積された
イオン選択性手段と、前記絶縁層によって露出された前
記導電性部材の第２の一つに堆積された標準電極手段
と、前記基質および絶縁層に形成され前記標準電極手段
を含む窪みと、前記窪みに配置され、前記標準電極手段
と接触する標準媒体と、前記標準媒体を前記窪み内に密
封するための前記窪みを覆って配置されたカバーと、前
記標準媒体に接しかつ前記基質および前記絶縁層から露
出する液絡部とを含む、イオン選択性電極組立体。
【請求項２】前記絶縁体が前記基質に熱で積層されてい
る、請求項１に記載のイオン選択性電極組立体。
【請求項３】前記カバーで覆われている前記窪みの容積
は約100マイクロリットルである、請求項１に記載のイ
オン選択性電極組立体。
【請求項４】前記基質が、前記窪みが形成されている第
１の部分と、前記イオン選択性手段が堆積されている第
２の伸長部とを含む、請求項１に記載のイオン選択性電
極組立体。
【請求項５】前記第２の伸長部は鋭利な先端の形態の端
部を含む、請求項４に記載のイオン選択性電極組立体。
【請求項６】前記基質は硬質のPVCのシート材料から形
成されている、請求項１に記載の載のイオン選択性電極
組立体。
【請求項７】請求項４に記載のイオン選択性電極組立体
と、前記イオン選択性電極組立体の第２の伸長部を受け
入れるように適合されたスリーブであってコンディショ
ニング媒体手段を保持する室を含むスリーブとを含む、
電極装置。
【請求項８】矩形部と伸長部とを備える本体であってシ
ート状のPVC材料から形成された基質と、前記基質上に
堆積された複数の導電性部材と、前記導電性部材を覆う
ように前記基質に熱積層され、前記伸長部上に配置され
ている第１の開口および前記矩形部上に配置されている
第２の開口を含む、各導電性部材の少なくとも一部を露
出する開口を有する絶縁層とを備える本体と、前記第１
の開口により露出された前記導電性部材の一部に堆積さ
れたイオン選択性手段と、前記第２の開口によって露出
された前記導電性部材の一部に堆積された標準電極手段
と、前記基質および絶縁層に形成され、前記標準電極手
段を含む窪みと、前記窪みに配置され、前記標準電極手
段と接触する標準媒体と、前記窪み内に前記標準媒体を
密封するための前記窪みを覆うように配置されたカバー
と、前記標準媒体に接しかつ前記基質および前記絶縁層
から露出する液絡部とを含む、イオン選択性電極組立
体。
【請求項９】前記カバーで覆われている前記窪みの容積
は約100マイクロリットルであり、また、前記伸長部は
鋭利な先端の形態の端部を含む、請求項８に記載のイオ
ン選択性電極組立体。
【請求項１０】基質と、前記基質上に堆積された複数の
導電性部材と、前記導電性部材を覆うように適用されか
つ前記基質に固定された絶縁層であって各導電性部材の
少なくとも一部を露出させる開口を含む絶縁層と、前記
絶縁層によって露出された導電性部材の一つに堆積され
た電気化学的に活性の手段と、前記絶縁層によって露出
された前記導電性部材の第２の一つに堆積された標準電
極手段と、前記基質および絶縁層に形成された窪みであ
って前記標準電極手段を含む窪みと、前記窪みに配置さ
れ、前記標準電極手段と接触する標準媒体と、前記標準
媒体を前記窪み内に密封するための前記窪みを覆って配
置されたカバーと、前記標準媒体に接しかつ前記基質お
よび前記絶縁層から露出する液絡部とを含む、電気化学
的に活性の電極組立体。
【請求項１１】電極組立体と試料容器とを含む分析用キ
ットであって、前記電極組立体が、矩形部および伸長部
を有する基質と、前記基質上に堆積された複数の導電性
部材と、前記導電性部材を覆うように前記基質に固定さ
れ、前記伸長部上に配置されている第１の開口および前
記矩形部上に配置されている第２の開口を含む、各導電
性部材の少なくとも一部を露出する開口を有する絶縁層
と、前記第１の開口により露出された前記導電性部材の
一部に堆積されたイオン選択性手段と、前記第２の開口
によって露出された前記導電性部材の一部に堆積された
標準電極手段と、前記基質および絶縁層に形成され、前
記標準電極手段を含む窪みと、前記窪みに配置され、前
記標準電極手段と接触する標準媒体と、前記窪み内に前
記標準媒体を密封するための前記窪みを覆うように配置
されたカバーと、前記標準媒体に接しかつ前記基質およ
び前記絶縁層から露出する液絡部とを含み、前記試料容
器が、前記電極組立体の前記伸長部を受け入れるように
適合された第１および第２の流体室を備え、また、前記
試料容器が前記第１および第２の室の中間のスロット
と、前記スロット内に保持された吸収材料とを備え、前
記スロットが前記電極組立体の前記伸長部を受け入れる
ように寸法設定されている、分析用キット。