JPH11295261A - イオン選択性電極およびその製造方法 - Google Patents

イオン選択性電極およびその製造方法

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JPH11295261A
JPH11295261A JP10101639A JP10163998A JPH11295261A JP H11295261 A JPH11295261 A JP H11295261A JP 10101639 A JP10101639 A JP 10101639A JP 10163998 A JP10163998 A JP 10163998A JP H11295261 A JPH11295261 A JP H11295261A
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JP
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electrode
ion
electrolyte solution
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Kyuji Mutsukawa
玖治 六川
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    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で洗浄後の試料の残留の少ないイオン選
択性電極およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 電解質溶液を収容する収容部材を構成
し、開口部を有する半円筒形状の電極本体1は、塩化ビ
ニールにて形成され、その中心に被検液を流す流路1a
が貫通し、隔壁1dによって隔てられた各セルには、そ
れぞれ内部液槽1b,内部液槽1eが形成され、感応膜
穴1c,感応膜穴1fにそれぞれ感応膜4(K膜),感
応膜7(Na膜)が形成されている。電極本体1の開口
部には半円筒形状の蓋2,5が被さり、半円筒形状の電
極本体1と合わせて円筒形状の収容部材を構成し、その
内部に電解質溶液を収容する。蓋2,5には、それぞれ
Ag/AgCl電極3,6が貫通固定され、電解質溶液
に浸されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料溶液中の電解
質濃度を測定するイオン選択性電極に関する。
【0002】
【従来の技術】試料溶液中の電解質濃度の測定方法に
は、比色法、炎光法、原子吸光法、電量滴定法および電
極法などが知られている。これらの中で、電極法が近年
幅広く用いられるようになってきた。特に、臨床検査分
野において、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素
イオンなどの電解質の濃度測定では、電極法が主流とな
っている。
【0003】電極法は、測定しようとするイオンに対す
る感応物質を封じ込めた膜(感応膜)を用いて、イオン
と感応物質との反応を電気化学的に検出する方法であ
る。感応膜からの電気信号の検出方法としては、電解質
溶液(内部液)を介して銀/塩化銀電極で検出する方法
(液膜方式)が一般的である。この場合、感応膜は、被
検液(検体)と内部液との隔壁の役割をも果たしてい
る。なお、検体としては、血清、血漿、尿などを希釈し
て用いるのが一般的である。
【0004】従来このような電極法に用いられるイオン
選択性電極においては、感応膜をあらかじめキャスティ
ングなどの方法で成形しておき、その断片を電極本体に
貼り付ける製造方法をとっていた。
【0005】また、臨床検査で検体中の電解質濃度測定
を行うとき、多くの場合ナトリウム、カリウム、塩素な
ど複数のイオンを同時に測定する。このため、これらの
イオンを測定するために用いられるイオン選択性電極
は、それぞれ単独ではなく、組み合わせによる複合電極
として用いられてきた。この場合、従来は個々の電極を
Oリングなどのパッキングを用いて一体化したり、接着
することによって連結させて複合化していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、形成し
た感応膜を電極本体に貼り付ける製造方法では、かなり
の接着面を必要とするので、電極本体を大きくせざるを
得なかった。なぜなら、接着面が狭いと接着作業が困難
となると共に、接着強度が確保できないからである。こ
のため、電極の小型化にも限界があった。
【0007】一方、感応膜を銀/塩化銀電極に直接貼り
付ける方法(CWE方式)も実用化されている。この場
合、内部液が不要なので電極本体を小型化できるが、感
応膜材を銀/塩化銀電極に塗布することによって、膜を
形成する必要があるが、この場合感応膜表面が不均一と
なり、検体測定後、校正液(イオン濃度一定)で洗浄し
ても検査に使用した試料が残りやすい。
【0008】また、複数のイオン選択性電極を組み合わ
せて複合化すると、電極内で試料溶液を流す流路が長く
なると共に、各電極の接合面が滑らかでないため、その
部分で試料溶液の残留が発生しやすくなっていた。本発
明は、小型で洗浄後試料の残留の少ないイオン選択性電
極およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の請求項1に記載のイオン選択性電極は、電
解質溶液を収容する収容部材と、前記収容部材を貫通
し、その壁全体またはその一部をイオン感応膜で形成し
た流路と、前記電解質溶液に浸漬された電極と、を具備
することを特徴とする。
【0010】以上の構成によって、収容部材を貫通する
流路に被検液を流し、電解質溶液に浸漬された電極でイ
オン濃度測定できる。本発明の請求項2に記載のイオン
選択性電極は、電解質溶液を収容する収容部材と、前記
収容部材を貫通し、その壁の一部を異なる複数のイオン
に対する感応膜で形成した流路と、前記流路を除く前記
収容部材内部を前記異なる複数のイオンに対する感応膜
毎に分離する分離手段と、前記異なる複数のイオンに対
する感応膜毎に対応して設けられ、前記電解質溶液に浸
漬された電極と、を具備することを特徴とする。
【0011】以上の構成によって、異なる複数のイオン
に対する感応膜を有するイオン選択性電極にて、複数の
種類のイオンを同時に測定できる。本発明の請求項3に
記載のイオン選択性電極の製造方法は、開口部を有する
収容部材に貫通して設けられた流路に金属ピンを挿入
し、前記収容部材内の流路における前記金属ピンの露出
した部分に、イオンに対する感応物質を溶解した溶液を
塗布し、この塗布した溶液が乾燥した後、前記金属ピン
を抜き、前記収容部材の開口部を、電極が設けられかつ
孔が開けられた蓋で塞ぎ、前記電極が電解質溶液に浸漬
されるように前記孔から電解質溶液を注入した後、前記
孔を塞ぐことを特徴とする。以上の構成によって、滑ら
かな流路を確保して、イオン検出性能の良い感応膜を容
易に形成できると共に、小型で一体構成のイオン選択性
電極を制作できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明のイオン選
択性電極の構成を示す分解斜視図である。本図では、二
つのイオン検出電極を組み合わせた例を示す。電解質溶
液を収容する収容部材を構成し、開口部を有する半円筒
形状の電極本体1は、塩化ビニール(PVC)にて形成
され、その中心に被検液を流す流路1aが貫通し、隔壁
1dによって隔てられた各セル(1単位電極)には、そ
れぞれ内部液槽1b,内部液槽1eが形成され、感応膜
穴1c,感応膜穴1fにそれぞれ感応膜4(K膜),感
応膜7(Na膜)が形成されている。電極本体1の開口
部には半円筒形状の蓋2,5が被さり、半円筒形状の電
極本体1と合わせて円筒形状の収容部材を構成し、その
内部に電解質溶液を収容する。蓋2,5には、それぞれ
Ag/AgCl電極3,6が貫通固定され、電解質溶液
に浸されている。また蓋2,5には、電解質溶液を注入
する内液注入孔2b,5bおよび空気抜き孔2a,5a
が開けられている。
【0013】図2は、本発明のイオン選択性電極の概略
断面図である。本実施の形態では、それぞれセルを構成
する電極A、電極B、電極Cが、円筒軸方向に一体に配
置され、分離手段を構成する隔壁1d,1gによって分
離されている。
【0014】次に、図1および図2を参照しながら、本
発明のイオン選択性電極の製造方法を説明する。PVC
にて形成され、収容部材を構成する電極本体の流路1a
に、その内径に適合したステンレススチール(SUS)
ピンなどの金属ピンを挿入し、感応膜穴1c,感応膜穴
1fを塞いでおく。金属ピンの材質は、イオン感応物質
と反応しないものであればあれば何でもよいが、一般に
はSUSが用いられる。PVCは、SUSと接着性がな
いので、感応膜形成後、SUSピンを流路から抜くこと
によって、感応膜が形成された滑らかな流路を確保する
ことができる。
【0015】次にSUSピンの露出した感応膜穴1c,
感応膜穴1fに、PVCを基本にイオン感応物質、可塑
剤などを添加したものを有機溶剤(例えば、テトラハイ
ドロフラン)に溶解させた感応膜溶液を、ディスペンサ
などを用いて塗布する。このとき、1回あたりの塗布量
と塗布回数とを制御することによって、膜厚が決められ
る。感応膜溶液を少量ずつ繰り返し塗布することによっ
て、均一かつ安定な感応膜を感応膜穴1c,感応膜穴1
fに形成できる。膜塗布後は、乾燥気流中で十分に膜を
乾燥させた後、SUSピンを流路1aから抜く。
【0016】次に、あらかじめ表面に塩化銀を電解析出
させたAg/AgCl電極3,6をそれぞれ蓋2,5に
貫通固定する。この蓋2,5を、感応膜4(K膜),感
応膜7(Na膜)を形成した電極本体1に接着剤で接着
する。そして、蓋2,5の内液注入孔2b,5bから内
部液槽1b,内部液槽1eに、それぞれ電解質溶液を注
入する。電解質溶液を注入後、内液注入孔2b,5bお
よび空気抜き孔2a,5aを接着剤などで塞ぎ、内部液
が漏れないようにする。
【0017】以上のようにして組み立てられたイオン選
択性電極を参照電極(電位一定)と組み合わせて、繰り
返し測定した結果を図3および図4に示す。図3は、ナ
トリウムイオンについて、20回の測定を行った結果を
示し、最大値140.9、最小値139.9、レンジ
1.0である。ナトリウムイオンの場合、レンジが2以
下ならば安定と判定できるので、本発明のイオン選択性
電極は十分に安定であると判断できる。
【0018】図4は、カリウムイオンについて、20回
の測定を行った結果を示し、最大値4.20、最小値
4.15、レンジ0.05である。カリウムイオンの場
合、レンジが0.2以下ならば安定と判定できるので、
本発明のイオン選択性電極は十分に安定であると判断で
きる。
【0019】また、電極A,Bについて、性能確認を行
った結果を図5に示す。膜電位は、Na、K共に従来の
イオン選択性電極と変わらない。また、感度も一般に8
5%以上ならば良好と判定できるので、電極A,B共に
良好と判断できる。再現性も、上記図3および図4にて
説明したように、良好な結果が得られた。
【0020】以上述べたように、本願発明では、従来個
々に作られていたイオン選択性電極を、一体化した状態
で制作する。すなわち、一つの電極本体の中に隔壁によ
って分割された複数のセルを形成する。これらのセルが
従来の個々のイオン選択性電極に相当する。このように
一体形成することによって、個々のセル間のデッドスペ
ースが最小化され、電極内の流路を短くすることがで
き、電極を小型化することができる。さらに、個々の電
極(セル)を連結するためのパッキングや接着剤も必要
なく、滑らかな電極内の流路を確保することができるの
で、流路内の試料の残留を無くすことができる。また、
複数のセルを一体構成としたので、一体に形成された短
い流路の小型のイオン選択性電極で複数の種類のイオン
を同時に測定でき、少ない量の被検液でも効率よくイオ
ン濃度測定できる。また、滑らかな流路を確保しつつイ
オン検出性能の良く、均一かつ安定なイオン感応膜を容
易に形成することができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、小
型で洗浄後の試料の残留の少ないイオン選択性電極およ
びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のイオン選択性電極の構成を示す分解斜
視図である。
【図2】本発明のイオン選択性電極の概略断面図であ
る。
【図3】ナトリウムイオンの測定結果を示す図である。
【図4】カリウムイオンの測定結果を示す図である。
【図5】電極A,Bの性能確認結果を示す図である。
【符号の説明】
1…電極本体,1a…流路,1b…内部液槽,1c…感
応膜穴,1d…隔壁,1e…内部液槽,1f…感応膜
穴,2…蓋,2a…空気抜き孔,2b…内液注入孔,3
…Ag/AgCl電極,4…感応膜(K膜),5…蓋,
5a…空気抜き孔,5b…内液注入孔,6…Ag/Ag
Cl電極,7…感応膜(Na膜)。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解質溶液を収容する収容部材と、 前記収容部材を貫通し、その壁全体またはその一部をイ
    オン感応膜で形成した流路と、 前記電解質溶液に浸漬された電極と、を具備することを
    特徴とするイオン選択性電極。
  2. 【請求項2】 電解質溶液を収容する収容部材と、 前記収容部材を貫通し、その壁の一部を異なる複数のイ
    オンに対する感応膜で形成した流路と、 前記流路を除く前記収容部材内部を前記異なる複数のイ
    オンに対する感応膜毎に分離する分離手段と、 前記異なる複数のイオンに対する感応膜毎に対応して設
    けられ、前記電解質溶液に浸漬された電極と、を具備す
    ることを特徴とするイオン選択性電極。
  3. 【請求項3】 開口部を有する収容部材に貫通して設け
    られた流路に金属ピンを挿入し、前記収容部材内の流路
    における前記金属ピンの露出した部分に、イオンに対す
    る感応物質を溶解した溶液を塗布し、この塗布した溶液
    が乾燥した後、前記金属ピンを抜き、前記収容部材の開
    口部を、電極が設けられかつ孔が開けられた蓋で塞ぎ、
    前記電極が電解質溶液に浸漬されるように前記孔から電
    解質溶液を注入した後、前記孔を塞ぐことを特徴とする
    イオン選択性電極の製造方法。
JP10101639A 1998-04-14 1998-04-14 イオン選択性電極およびその製造方法 Pending JPH11295261A (ja)

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