JP2953505B2 - 液体成分測定装置 - Google Patents
液体成分測定装置Info
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- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体試料中の特定
成分を測定する液体成分測定装置に関し、特に酵素電
極、電流検出型の電極およびバイオセンサを用いた液体
成分測定装置に関する。
成分を測定する液体成分測定装置に関し、特に酵素電
極、電流検出型の電極およびバイオセンサを用いた液体
成分測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の液体成分測定装置は、例
えば、特開平３−２７３１５３号に示されているよう
に、臨床検査等において試料中の特定成分を高い精度
で、連続して、かつ簡単に測定するために用いられてい
る。
えば、特開平３−２７３１５３号に示されているよう
に、臨床検査等において試料中の特定成分を高い精度
で、連続して、かつ簡単に測定するために用いられてい
る。
【０００３】図７は、かかる従来の液体成分測定装置の
断面図で、同図において、被測定液体採取口３７から被
測定液体吸引口３８に続く液体成分の採取経路上にはバ
ルブ３２が設置されている。バルブ３２には液体成分の
貯留室を兼ねる通孔３３が形成されており、この通孔３
３はバルブ３２の回動により希釈液導入口３９とセル３
４に連結する。セル３４の内部には、撹拌子１７および
センサ１５が設けられており、排出口４０を備えてい
る。
断面図で、同図において、被測定液体採取口３７から被
測定液体吸引口３８に続く液体成分の採取経路上にはバ
ルブ３２が設置されている。バルブ３２には液体成分の
貯留室を兼ねる通孔３３が形成されており、この通孔３
３はバルブ３２の回動により希釈液導入口３９とセル３
４に連結する。セル３４の内部には、撹拌子１７および
センサ１５が設けられており、排出口４０を備えてい
る。
【０００４】図８は上記従来例の動作手順を示す説明図
である。以下、上記従来例の装置を用いて体液、例えば
浸出液中のグルコース濃度を測定するための手順を示
す。図８では図示を明瞭にするために、体液と希釈液、
および希釈された体液だけをハッチングしている。
である。以下、上記従来例の装置を用いて体液、例えば
浸出液中のグルコース濃度を測定するための手順を示
す。図８では図示を明瞭にするために、体液と希釈液、
および希釈された体液だけをハッチングしている。
【０００５】まず、図８（ａ）において、前記バルブは
通孔３３が水平であるような位置になっていて、希釈液
導入口３９から希釈液４１例えば２０ｍＭ，ｐＨ７．５
のＨＥＰＥＳ緩衝液を導入し、バルブの通孔３３および
セル３４の内部を満たす。
通孔３３が水平であるような位置になっていて、希釈液
導入口３９から希釈液４１例えば２０ｍＭ，ｐＨ７．５
のＨＥＰＥＳ緩衝液を導入し、バルブの通孔３３および
セル３４の内部を満たす。
【０００６】次に図８（ｂ）に示すように、バルブを９
０度回転し、バルブの通孔３３を被測定液体採取口３７
と被測定液体吸引口３８を結ぶ液体成分の採取経路上に
位置させて通孔３３を体液４２で満たす。
０度回転し、バルブの通孔３３を被測定液体採取口３７
と被測定液体吸引口３８を結ぶ液体成分の採取経路上に
位置させて通孔３３を体液４２で満たす。
【０００７】さらに、図８（ｃ）に示すように、バルブ
を９０度回転し、希釈液導入口３９から希釈液４１を送
り、この希釈液４１により、通孔３３内の体液４２をセ
ル３４の内部に押し出す。セル３４の内部に押し出され
た体液４２は撹拌子１７により撹拌、希釈され、セルの
内部に設けられたグルコースセンサにより、グルコース
濃度が測定される（図８（ｄ））。
を９０度回転し、希釈液導入口３９から希釈液４１を送
り、この希釈液４１により、通孔３３内の体液４２をセ
ル３４の内部に押し出す。セル３４の内部に押し出され
た体液４２は撹拌子１７により撹拌、希釈され、セルの
内部に設けられたグルコースセンサにより、グルコース
濃度が測定される（図８（ｄ））。
【０００８】このとき、体液の希釈率はバルブの通孔３
３の体積とセル３４の実効体積の比で正確に決定され、
精度の良い希釈が可能になる。また、体液のｐＨやｐＨ
緩衝能は一般に一定ではないが、ｐＨ及びｐＨ緩衝能、
イオン強度が一定で、かつ酵素濃度が十分なｐＨ緩衝液
を希釈液に使用することにより、被測定試料のｐＨおよ
びｐＨ緩衝能、イオン強度、酸素濃度を制御でき、精度
の良い測定が可能になる。
３の体積とセル３４の実効体積の比で正確に決定され、
精度の良い希釈が可能になる。また、体液のｐＨやｐＨ
緩衝能は一般に一定ではないが、ｐＨ及びｐＨ緩衝能、
イオン強度が一定で、かつ酵素濃度が十分なｐＨ緩衝液
を希釈液に使用することにより、被測定試料のｐＨおよ
びｐＨ緩衝能、イオン強度、酸素濃度を制御でき、精度
の良い測定が可能になる。
【０００９】以上に示した従来例の他に、セル３４に既
知の成分を持つ液体を導入できる口をさらに設けること
により、センサの較正を行うことも可能である。また、
測定対象の液体も浸出液や血液に限らず、種々な液体に
適用でき、センサの種類も測定対象に合わせて選ぶこと
も可能である。
知の成分を持つ液体を導入できる口をさらに設けること
により、センサの較正を行うことも可能である。また、
測定対象の液体も浸出液や血液に限らず、種々な液体に
適用でき、センサの種類も測定対象に合わせて選ぶこと
も可能である。
【００１０】さらに、この種の液体成分分析装置は、Ｕ
ｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ＰａｔｅｎｔのＰａｔｅｎ
ｔ Ｎｎｍｂｅｒ５，４２９，７２６にも示されている
ように、清涼飲料水中のＬ−Ａｓｐ−Ｌ−Ｐｈｅｍｅｔ
ｈｙ ｓｅｔｅｒを高い精度で、連続して、かつ簡単に
測定するために用いられている。
ｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ＰａｔｅｎｔのＰａｔｅｎ
ｔ Ｎｎｍｂｅｒ５，４２９，７２６にも示されている
ように、清涼飲料水中のＬ−Ａｓｐ−Ｌ−Ｐｈｅｍｅｔ
ｈｙ ｓｅｔｅｒを高い精度で、連続して、かつ簡単に
測定するために用いられている。
【００１１】図９に、この米国特許に開示された液体成
分分析装置の断面図を示す。
分分析装置の断面図を示す。
【００１２】同図において、ポーラログラフィセル１０
０はガラスやプラスチックのような適当な絶縁体を材料
としている電気的絶縁コンテナ５４で構成されている。
電気的絶縁コンテナ５４は電気的に絶縁なキャップ５６
で覆われていて、このキャップ５６は電解質６０がセル
に注入されるときに通過する隙間５８で構成されてい
る。キャップ５６からセルの中に下方に伸びている電気
的絶縁ロッドやカラム６２は、導体６４を提供してい
る。導体６４の先端は、白金、金、銀、グラファイトや
その他の物質でできている作用極もしくはセンサの電極
６６とつながっている。また、導体６４の先は直流電源
６８とつながっている。
０はガラスやプラスチックのような適当な絶縁体を材料
としている電気的絶縁コンテナ５４で構成されている。
電気的絶縁コンテナ５４は電気的に絶縁なキャップ５６
で覆われていて、このキャップ５６は電解質６０がセル
に注入されるときに通過する隙間５８で構成されてい
る。キャップ５６からセルの中に下方に伸びている電気
的絶縁ロッドやカラム６２は、導体６４を提供してい
る。導体６４の先端は、白金、金、銀、グラファイトや
その他の物質でできている作用極もしくはセンサの電極
６６とつながっている。また、導体６４の先は直流電源
６８とつながっている。
【００１３】参照電極７０はカラム６２とコンテナ５４
の壁面との間にある。電極７０は塩化銀でコーティング
された銀ワイヤーでできている。電解質６０は参照電極
７０と作用極６６との空間を満たしている。
の壁面との間にある。電極７０は塩化銀でコーティング
された銀ワイヤーでできている。電解質６０は参照電極
７０と作用極６６との空間を満たしている。
【００１４】コンテナ５４の下部には積層した酵素膜７
８が、コンテナ５４の外壁に環状の細い溝７６の中へＯ
リング７４のスナップで、コンテナ５４の底の全体を液
漏れの無いように確実に装着されている。ポーラログラ
フセル１００の底の一部の周りには、試料もしくは緩衝
液を入れるための液溜め２００がある。液溜め漕２００
には分析試料注入口２０２と、緩衝液の注入口２０４が
ある。そして、装置から出る廃液は廃水口２０６から排
出される。
８が、コンテナ５４の外壁に環状の細い溝７６の中へＯ
リング７４のスナップで、コンテナ５４の底の全体を液
漏れの無いように確実に装着されている。ポーラログラ
フセル１００の底の一部の周りには、試料もしくは緩衝
液を入れるための液溜め２００がある。液溜め漕２００
には分析試料注入口２０２と、緩衝液の注入口２０４が
ある。そして、装置から出る廃液は廃水口２０６から排
出される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の液体成
分測定装置においては、液体を秤量するには、精度の高
い定量送液ポンプや、送液時や排液時の流路の切り替え
バルブを必要とするため、装置全体が大きくなり、持ち
運びや測定場所が限定される問題があった。
分測定装置においては、液体を秤量するには、精度の高
い定量送液ポンプや、送液時や排液時の流路の切り替え
バルブを必要とするため、装置全体が大きくなり、持ち
運びや測定場所が限定される問題があった。
【００１６】また、バルブ、バルブを駆動するモータ
ー、通孔、被測定液体採取口、希釈液導入口および被測
定液体吸引口て構成されているハウジングと、センサ、
撹拌子および排出口で構成されている測定セルとで構成
されているため、個々の部品数が多く、構造が複雑にな
る問題もある。
ー、通孔、被測定液体採取口、希釈液導入口および被測
定液体吸引口て構成されているハウジングと、センサ、
撹拌子および排出口で構成されている測定セルとで構成
されているため、個々の部品数が多く、構造が複雑にな
る問題もある。
【００１７】更に、センサが電気化学反応層等に組み込
まれているため、センサの交換のためには少なくとも電
気化学反応層の一部分を分解する必要があるため、セン
サの交換が煩雑になるという問題もあった。
まれているため、センサの交換のためには少なくとも電
気化学反応層の一部分を分解する必要があるため、セン
サの交換が煩雑になるという問題もあった。
【００１８】更にまた、この液体成分測定装置で液体等
の試料を測定すると、試料中に異物や不純物、例えばタ
ンパク質が凝集沈殿したものおよび気泡等が混入する
と、希釈倍率に誤差が生じたり、セル内の洗浄が十分に
行えないため試料によっては測定精度が低下するという
問題もある。
の試料を測定すると、試料中に異物や不純物、例えばタ
ンパク質が凝集沈殿したものおよび気泡等が混入する
と、希釈倍率に誤差が生じたり、セル内の洗浄が十分に
行えないため試料によっては測定精度が低下するという
問題もある。
【００１９】加えて、前述したように液体成分測定装置
を構成している部品数が多いことや、複雑な製造工程が
発生するため、構造が複雑な分、製造コストが増加する
問題もある。
を構成している部品数が多いことや、複雑な製造工程が
発生するため、構造が複雑な分、製造コストが増加する
問題もある。
【００２０】本発明の目的は、試料を希釈して測定する
装置構成が簡素化され、小型化された液体成分測定装置
を提供することにある。
装置構成が簡素化され、小型化された液体成分測定装置
を提供することにある。
【００２１】本発明の他の目的は、微量な試料中の成分
を測定することができる測定精度の向上した液体成分測
定装置を提供することにある。
を測定することができる測定精度の向上した液体成分測
定装置を提供することにある。
【００２２】本発明のその他の目的は、センサの交換を
簡単にすることができる液体成分測定装置を提供するこ
とにある。
簡単にすることができる液体成分測定装置を提供するこ
とにある。
【００２３】本発明の更にその他の目的は、生産性の向
上した液体成分測定装置を提供することにある。
上した液体成分測定装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、分析
室、緩衝液の注入口と排水口、および液体試料の注入口
を有する液体試料測定セルを備え、前記緩衝液に前記液
体試料を添加して希釈測定する液体成分測定装置におい
て、前記緩衝液の注入口が前記分析室の下部に連結さ
れ、当該分析室の上部が尖状に形成されるとともに開口
されて液体の通口となり、前記緩衝液の秤量を行なう秤
量部を兼ねるとともに、当該開口が前記液体試料の注入
口として使用され、前記分析室の内部に、当該分析室内
部に位置する液体に接触する少なくとも一つの電極と、
前記液体を攪拌する機構とを備えるとともに、前記分析
室の開口よりあふれ出た液体を一時的に貯留する液溜め
部を有し、該液溜め部に前記緩衝液の排水口を連結した
こと、を特徴とする液体成分測定装置が得られる。
室、緩衝液の注入口と排水口、および液体試料の注入口
を有する液体試料測定セルを備え、前記緩衝液に前記液
体試料を添加して希釈測定する液体成分測定装置におい
て、前記緩衝液の注入口が前記分析室の下部に連結さ
れ、当該分析室の上部が尖状に形成されるとともに開口
されて液体の通口となり、前記緩衝液の秤量を行なう秤
量部を兼ねるとともに、当該開口が前記液体試料の注入
口として使用され、前記分析室の内部に、当該分析室内
部に位置する液体に接触する少なくとも一つの電極と、
前記液体を攪拌する機構とを備えるとともに、前記分析
室の開口よりあふれ出た液体を一時的に貯留する液溜め
部を有し、該液溜め部に前記緩衝液の排水口を連結した
こと、を特徴とする液体成分測定装置が得られる。
【００２５】また、本発明によれば、前記秤量部は円錐
もしくは多角錐の形状に形成されていることを特徴とす
る液体成分測定装置が得られる。
もしくは多角錐の形状に形成されていることを特徴とす
る液体成分測定装置が得られる。
【００２６】また、本発明によれば、前記液体試料測定
セルの秤量部において、円錐もしくは多角錐の頂点に設
置されている液体の通口の角度が６０度以上１２０度以
下であることを特徴とする液体成分測定装置が得られ
る。
セルの秤量部において、円錐もしくは多角錐の頂点に設
置されている液体の通口の角度が６０度以上１２０度以
下であることを特徴とする液体成分測定装置が得られ
る。
【００２７】また、本発明によれば、前記液体試料測定
セルの少なくとも秤量部の液体に接触する部分の材料
が、酸化した金属、耐腐食性の金属もしくは疎水性の高
分子であることを特徴とする液体成分測定装置が得られ
る。
セルの少なくとも秤量部の液体に接触する部分の材料
が、酸化した金属、耐腐食性の金属もしくは疎水性の高
分子であることを特徴とする液体成分測定装置が得られ
る。
【００２８】また、本発明によれば、前記液体試料測定
セルの少なくとも秤量部の液体に接触する部分の材料が
ステンレス鋼であることを特徴とする液体成分測定装置
が得られる。
セルの少なくとも秤量部の液体に接触する部分の材料が
ステンレス鋼であることを特徴とする液体成分測定装置
が得られる。
【００２９】また、本発明によれば、前記液体試料測定
セルの少なくとも秤量部の液体に接触する部分の材料が
フッ素系高分子、もしくはポリアルキルシロキサンであ
ることを特徴とする液体成分測定装置が得られる。
セルの少なくとも秤量部の液体に接触する部分の材料が
フッ素系高分子、もしくはポリアルキルシロキサンであ
ることを特徴とする液体成分測定装置が得られる。
【００３０】また、本発明によれば、前記材料であるス
テンレス鋼と、前記材料であるフッ素系高分子やポリア
ルキルシロキサンが、部分的に液体試料測定セルに組み
合わさっていることを特徴とする液体成分測定装置が得
られる。
テンレス鋼と、前記材料であるフッ素系高分子やポリア
ルキルシロキサンが、部分的に液体試料測定セルに組み
合わさっていることを特徴とする液体成分測定装置が得
られる。
【００３１】また、本発明によれば、前記秤量部の底面
にＯリングを介して酵素電極が実装された液体成分測定
セルにおいて、装置本体が少なくとも一つの送液ポン
プ、緩衝液タンク、廃液タンク、参照電極およびそれら
を接続する流路からなり、さらに撹拌装置、計測回路、
データ処理装置およびデータ表示装置で構成されてい
て、液体試料測定セルが装置本体の撹拌装置の上部に設
置され、酵素電極が計測回路に接続され、そして緩衝液
の注入口および排出口が装置本体の流路を介して緩衝液
タンクおよび廃液タンクに接続され、酵素電極の交換は
液体試料測定セルの単位で行われることを特徴とする液
体成分測定装置が得られる。
にＯリングを介して酵素電極が実装された液体成分測定
セルにおいて、装置本体が少なくとも一つの送液ポン
プ、緩衝液タンク、廃液タンク、参照電極およびそれら
を接続する流路からなり、さらに撹拌装置、計測回路、
データ処理装置およびデータ表示装置で構成されてい
て、液体試料測定セルが装置本体の撹拌装置の上部に設
置され、酵素電極が計測回路に接続され、そして緩衝液
の注入口および排出口が装置本体の流路を介して緩衝液
タンクおよび廃液タンクに接続され、酵素電極の交換は
液体試料測定セルの単位で行われることを特徴とする液
体成分測定装置が得られる。
【００３２】更に、前記酵素電極が絶縁支持基板上に参
照電極、作用極および対極と、それらの電極上に形成さ
れた酵素膜からなり、酵素膜の周囲に酵素膜よりも厚く
形成した樹脂層を形成したセンサを液体試料測定セルに
実装して、Ｏリングと装置本体の参照電極を不要にした
ことを特徴とする液体成分測定装置が得られる。
照電極、作用極および対極と、それらの電極上に形成さ
れた酵素膜からなり、酵素膜の周囲に酵素膜よりも厚く
形成した樹脂層を形成したセンサを液体試料測定セルに
実装して、Ｏリングと装置本体の参照電極を不要にした
ことを特徴とする液体成分測定装置が得られる。
【００３３】
【作用】測定セルの秤量部の上部を円錐型もしくは多角
錐型にし、この頂点に試料注入口を設けることによっ
て、高精度の定量送液用ポンプを使用しなくても、自動
的に秤量部の緩衝液の定量と洗浄を容易に行うことが可
能となる。また、測定セルの秤量部の底面にＯリングを
介してセンサを実装することによって、測定セルの部品
数を減らすことができ、セル内が簡単な構造であるた
め、測定セルの交換が容易であり、測定サンプル中に異
物や不純物等が混入しても、すみやかにこれらの混入物
を液溜めや廃液タンクに排出することができる。
錐型にし、この頂点に試料注入口を設けることによっ
て、高精度の定量送液用ポンプを使用しなくても、自動
的に秤量部の緩衝液の定量と洗浄を容易に行うことが可
能となる。また、測定セルの秤量部の底面にＯリングを
介してセンサを実装することによって、測定セルの部品
数を減らすことができ、セル内が簡単な構造であるた
め、測定セルの交換が容易であり、測定サンプル中に異
物や不純物等が混入しても、すみやかにこれらの混入物
を液溜めや廃液タンクに排出することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】本発明の液体成分測定装置（図
１）は、センサ（図２（ａ）の１５）を実装した測定セ
ル（図１の１１、図２（ａ）、図２（ｂ））と、データ
処理装置（図１の１）、計測回路（図１の２）、配線
（図１の３）、チューブ（図１の４）、緩衝液タンク
（図１の５）、撹拌装置（図１の６）、廃液タンク（図
１の７）、参照電極（図１の８）、送液用ポンプ（図１
の９）、排出用ポンプ（図１の１０）、緩衝液（図１の
２２）、データ表示装置（図１の３０）で構成されてい
る。特に、この測定セル（図１の１１、図２（ａ）およ
び図２（ｂ））はＯリング（図２（ａ）の１６）、撹拌
子（図２（ａ）の１７）、秤量部（図２（ａ）および図
２（ｂ）の１２）、液溜め（図２（ａ）および図２
（ｂ）の１３）、緩衝液の排出口（図２（ａ）および図
２（ｂ）の１４）、緩衝液の注入口（図２（ａ）および
図２（ｂ）の１８）、試料の注入口（図２（ａ）および
図２（ｂ）の１９）を有する。秤量部（図２（ａ）およ
び図２（ｂ）の１２）の表面の材料は、酸化した金属、
または緩衝液（図１の２２）や測定試料に対する耐腐食
性が高い金属、もしくは表面を疎水処理した材料または
疎水性の高分子材料が望ましい。好ましくはステンレ
ス、フッ素系高分子による表面処理を行った材料または
フッ素系高分子、もしくはポリアルキルシロキサンが望
ましい。また、秤量部（図２（ａ）および図２（ｂ）の
１２）の上部の形状は円錐型、もしくは多角錐型であ
り、円錐もしくは多角錐の秤量部における頂点に設置さ
れている液体の通口の角度は、０度以上１８０度未満で
あればよいが、６０度以上１２０度以下が望ましい。試
料注入口（図２（ａ）および図２（ｂ）の１９）は秤量
部（図２（ａ）および図２（ｂ）の１２）の上部に設置
され、試料の注入および秤量部（図２（ａ）および図２
（ｂ）の１２）の緩衝液（図１の２２）の秤量を行う機
能を合わせ持つ。この緩衝液（図１の２２）は緩衝液の
注入口（図２（ａ）および図２（ｂ）の１８）、秤量部
（図２（ａ）および図２（ｂ）の１２）、試料注入口
（図２（ａ）および図２（ｂ）の１９）、液溜め（図２
（ａ）および図２（ｂ）の１３）、緩衝液の排出口（図
２（ａ）および図２（ｂ）の１４）の順に流れる。そし
て、センサ（図２（ａ）の１５）を測定セル（図２
（ａ）および図２（ｂ））の秤量部（図２（ａ）および
図２（ｂ）の１２）と撹拌装置（図２（ａ）および図２
（ｂ）の６）との間にＯリング（図２の１６）を介して
測定セルに実装する。
１）は、センサ（図２（ａ）の１５）を実装した測定セ
ル（図１の１１、図２（ａ）、図２（ｂ））と、データ
処理装置（図１の１）、計測回路（図１の２）、配線
（図１の３）、チューブ（図１の４）、緩衝液タンク
（図１の５）、撹拌装置（図１の６）、廃液タンク（図
１の７）、参照電極（図１の８）、送液用ポンプ（図１
の９）、排出用ポンプ（図１の１０）、緩衝液（図１の
２２）、データ表示装置（図１の３０）で構成されてい
る。特に、この測定セル（図１の１１、図２（ａ）およ
び図２（ｂ））はＯリング（図２（ａ）の１６）、撹拌
子（図２（ａ）の１７）、秤量部（図２（ａ）および図
２（ｂ）の１２）、液溜め（図２（ａ）および図２
（ｂ）の１３）、緩衝液の排出口（図２（ａ）および図
２（ｂ）の１４）、緩衝液の注入口（図２（ａ）および
図２（ｂ）の１８）、試料の注入口（図２（ａ）および
図２（ｂ）の１９）を有する。秤量部（図２（ａ）およ
び図２（ｂ）の１２）の表面の材料は、酸化した金属、
または緩衝液（図１の２２）や測定試料に対する耐腐食
性が高い金属、もしくは表面を疎水処理した材料または
疎水性の高分子材料が望ましい。好ましくはステンレ
ス、フッ素系高分子による表面処理を行った材料または
フッ素系高分子、もしくはポリアルキルシロキサンが望
ましい。また、秤量部（図２（ａ）および図２（ｂ）の
１２）の上部の形状は円錐型、もしくは多角錐型であ
り、円錐もしくは多角錐の秤量部における頂点に設置さ
れている液体の通口の角度は、０度以上１８０度未満で
あればよいが、６０度以上１２０度以下が望ましい。試
料注入口（図２（ａ）および図２（ｂ）の１９）は秤量
部（図２（ａ）および図２（ｂ）の１２）の上部に設置
され、試料の注入および秤量部（図２（ａ）および図２
（ｂ）の１２）の緩衝液（図１の２２）の秤量を行う機
能を合わせ持つ。この緩衝液（図１の２２）は緩衝液の
注入口（図２（ａ）および図２（ｂ）の１８）、秤量部
（図２（ａ）および図２（ｂ）の１２）、試料注入口
（図２（ａ）および図２（ｂ）の１９）、液溜め（図２
（ａ）および図２（ｂ）の１３）、緩衝液の排出口（図
２（ａ）および図２（ｂ）の１４）の順に流れる。そし
て、センサ（図２（ａ）の１５）を測定セル（図２
（ａ）および図２（ｂ））の秤量部（図２（ａ）および
図２（ｂ）の１２）と撹拌装置（図２（ａ）および図２
（ｂ）の６）との間にＯリング（図２の１６）を介して
測定セルに実装する。
【００３５】さて、本発明の第１の実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】図１は、本実施形態の液体成分測定装置の
全体の構成を示してある。図１を参照すると、本実施形
態の液体成分測定装置は、センサを実装した測定セル１
１、データ表示装置３０、計測回路２、得られた信号を
数値データとして処理するデータ処理装置１、電気化学
測定に使用する参照電極８、撹拌装置６、参照電極８と
測定セル１１と計測回路２とデータ処理装置１とデータ
表示装置３０とを接続する配線３、緩衝液２２を貯めて
おく緩衝液タンク５、送液用ポンプ９および排出用ポン
プ１０、測定後の緩衝液２２や液体等の試料を含む緩衝
液２２を溜めておく廃液タンク７と、これらを連結する
チューブ４とで構成されていればよい。使用するセンサ
は過酸化水素検出方式によるもので、触媒反応等で過酸
化水素を発生するものであれば特に制限されないが、酵
素電極としては乳酸、グルコース、ガラクトース、ラク
トース、スクロース、エタノール、メタノール、スター
チ、尿酸、ピルビン酸、アミノ酸、モノアミン、コレス
テロール、コリン等が挙げられる。また、測定セル１１
に実装されているセンサは白金、金、銀および炭素等の
作用極と対極で構成されている。送液用ポンプ９および
排出用ポンプ１０は、上記チューブ４を接続できるもの
であればよいが、ペリスタポンプ等のチューブをしごく
タイプのポンプでもよい。測定セル１１はチューブ４で
緩衝液タンク５、送液用ポンプ９、排出用ポンプ１０お
よび廃液タンク７とつながっている。測定セル内１１へ
の緩衝液タンク５中の緩衝液２２の送液および排液は、
送液用のポンプ９および排液用ポンプ１０を作動させて
行う。緩衝液２２としては、例えば測定セル１１に乳酸
センサを実装して、液体中の乳酸を測定する場合、ｐＨ
を６−８に調製した０．０１−０．５Ｍの硫酸ナトリウ
ム、または塩化ナトリウムを含む、０．０１−１ＭのＮ
−トリスメチル−２−アミノエタンスルホン酸を使用す
る。
全体の構成を示してある。図１を参照すると、本実施形
態の液体成分測定装置は、センサを実装した測定セル１
１、データ表示装置３０、計測回路２、得られた信号を
数値データとして処理するデータ処理装置１、電気化学
測定に使用する参照電極８、撹拌装置６、参照電極８と
測定セル１１と計測回路２とデータ処理装置１とデータ
表示装置３０とを接続する配線３、緩衝液２２を貯めて
おく緩衝液タンク５、送液用ポンプ９および排出用ポン
プ１０、測定後の緩衝液２２や液体等の試料を含む緩衝
液２２を溜めておく廃液タンク７と、これらを連結する
チューブ４とで構成されていればよい。使用するセンサ
は過酸化水素検出方式によるもので、触媒反応等で過酸
化水素を発生するものであれば特に制限されないが、酵
素電極としては乳酸、グルコース、ガラクトース、ラク
トース、スクロース、エタノール、メタノール、スター
チ、尿酸、ピルビン酸、アミノ酸、モノアミン、コレス
テロール、コリン等が挙げられる。また、測定セル１１
に実装されているセンサは白金、金、銀および炭素等の
作用極と対極で構成されている。送液用ポンプ９および
排出用ポンプ１０は、上記チューブ４を接続できるもの
であればよいが、ペリスタポンプ等のチューブをしごく
タイプのポンプでもよい。測定セル１１はチューブ４で
緩衝液タンク５、送液用ポンプ９、排出用ポンプ１０お
よび廃液タンク７とつながっている。測定セル内１１へ
の緩衝液タンク５中の緩衝液２２の送液および排液は、
送液用のポンプ９および排液用ポンプ１０を作動させて
行う。緩衝液２２としては、例えば測定セル１１に乳酸
センサを実装して、液体中の乳酸を測定する場合、ｐＨ
を６−８に調製した０．０１−０．５Ｍの硫酸ナトリウ
ム、または塩化ナトリウムを含む、０．０１−１ＭのＮ
−トリスメチル−２−アミノエタンスルホン酸を使用す
る。
【００３７】次に、図２を用いて、図１の測定セル１１
の詳細な構成について説明する。
の詳細な構成について説明する。
【００３８】図２（ａ）は、図１に示した液体成分測定
装置の測定セル１１の断面図である。図２（ｂ）は、図
１に示した液体成分測定装置の測定セル１１の平面図で
ある。図２（ａ）と図２（ｂ）を参照すると、測定セル
１１は撹拌子１７、撹拌子１７を回転させる撹拌装置
６、緩衝液２２を秤量する秤量部１２、緩衝液の注入口
１８、緩衝液の排出口１４、秤量部１２からあふれた緩
衝液２２を一時的に貯めておく液溜め１３、試料を注入
する試料注入口１９、センサ１５およびセンサ１５を秤
量部の下に密着させるＯリング１６で構成されている。
緩衝液２２は緩衝液の注入口１８、秤量部１２、試料注
入口１９、液溜め１３、緩衝液の排出口１４の順に流れ
る。秤量部１２の上部は試料注入口１９を備え、円錐
型、もしくは多角錐型であり、頂点の角度は０度以上１
８０度未満であればよいが、６０−１２０度が望まし
い。秤量部１２は一定量以上送液された緩衝液２２を試
料注入口１９からすみやかに排出し、秤量を行う機能を
合わせ持つ。また、秤量部１２の表面の材料は、酸化し
た金属、または緩衝液２２や測定試料に対する耐腐食性
が高い金属、もしくは疎水性の高分子が望ましい。その
好ましい材料としては、ステンレスたとえばＳＵＳ３０
４やフッ素系高分子たとえばポリテトラフルオロエチレ
ン、およびポリアルキルシロキサンたとえばジメチルポ
リシロキサンが望ましい。撹拌子１７は表面を疎水処理
した材料、もしくは疎水性の材料でできていることが望
ましい。好ましくはフッ素系高分子やフッ素系高分子で
加工されたもの、たとえばポリテトラフルオロエチレ
ン、もしくはポリアルキルシロキサンで加工されたも
の、たとえばジメチルポリシロキサンが望ましい。緩衝
液の注入口１８、緩衝液の排出口１４、液溜め１３は塩
化ビニール、アクリル、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性プラス
チックス、もしくは熱硬化性プラスチックス製、もしく
はシリコンや金属性の材料であればよい。
装置の測定セル１１の断面図である。図２（ｂ）は、図
１に示した液体成分測定装置の測定セル１１の平面図で
ある。図２（ａ）と図２（ｂ）を参照すると、測定セル
１１は撹拌子１７、撹拌子１７を回転させる撹拌装置
６、緩衝液２２を秤量する秤量部１２、緩衝液の注入口
１８、緩衝液の排出口１４、秤量部１２からあふれた緩
衝液２２を一時的に貯めておく液溜め１３、試料を注入
する試料注入口１９、センサ１５およびセンサ１５を秤
量部の下に密着させるＯリング１６で構成されている。
緩衝液２２は緩衝液の注入口１８、秤量部１２、試料注
入口１９、液溜め１３、緩衝液の排出口１４の順に流れ
る。秤量部１２の上部は試料注入口１９を備え、円錐
型、もしくは多角錐型であり、頂点の角度は０度以上１
８０度未満であればよいが、６０−１２０度が望まし
い。秤量部１２は一定量以上送液された緩衝液２２を試
料注入口１９からすみやかに排出し、秤量を行う機能を
合わせ持つ。また、秤量部１２の表面の材料は、酸化し
た金属、または緩衝液２２や測定試料に対する耐腐食性
が高い金属、もしくは疎水性の高分子が望ましい。その
好ましい材料としては、ステンレスたとえばＳＵＳ３０
４やフッ素系高分子たとえばポリテトラフルオロエチレ
ン、およびポリアルキルシロキサンたとえばジメチルポ
リシロキサンが望ましい。撹拌子１７は表面を疎水処理
した材料、もしくは疎水性の材料でできていることが望
ましい。好ましくはフッ素系高分子やフッ素系高分子で
加工されたもの、たとえばポリテトラフルオロエチレ
ン、もしくはポリアルキルシロキサンで加工されたも
の、たとえばジメチルポリシロキサンが望ましい。緩衝
液の注入口１８、緩衝液の排出口１４、液溜め１３は塩
化ビニール、アクリル、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性プラス
チックス、もしくは熱硬化性プラスチックス製、もしく
はシリコンや金属性の材料であればよい。
【００３９】次に、図１、図３および図４を参照して、
本実施形態の動作について説明する。
本実施形態の動作について説明する。
【００４０】図３は図１に示した液体成分測定装置の測
定セル１１を拡大した断面図であり、測定前、測定中お
よび測定後の緩衝液２２の状態を示す。
定セル１１を拡大した断面図であり、測定前、測定中お
よび測定後の緩衝液２２の状態を示す。
【００４１】図３（ａ）は緩衝液２２が送液される前の
緩衝液の注入口１８、秤量部１２、液溜め１３および緩
衝液の排出口１４の初期状態を示す。撹拌子１７は停止
している状態である。
緩衝液の注入口１８、秤量部１２、液溜め１３および緩
衝液の排出口１４の初期状態を示す。撹拌子１７は停止
している状態である。
【００４２】図３（ｂ）は測定前の準備工程である。は
じめに送液用ポンプ９を作動させ、緩衝液タンク５中の
緩衝液２２をチューブ４、緩衝液の注入口１８、そして
秤量部１２に順次注入し、試料注入口１９から緩衝液２
２があふれ出た状態で送液ポンプ９を停止させる。この
ときは一定量の緩衝液２２が秤量部１２に完全に満たさ
れた状態である。例えば、秤量部１２が１００μｌ容積
のとき、緩衝液２２で完全に満たされ、かつ不純物や気
泡等を取り除くために最適な送液速度は、０．０５−
０．５ｍｌ／ｓ、好ましい流速は０．１ｍｌ／ｓ、送液
時間は１−１０秒間、好ましくは４秒間である。この際
に余分な緩衝液２２は、試料注入口１９からすみやかに
排出されて液溜め１３に溜まる。撹拌子１７は停止もし
くは回転している状態である。なお、試料注入口１９は
測定する試料を注入するだけでなく、同時に緩衝液２２
を秤量する機能を備え持つ。
じめに送液用ポンプ９を作動させ、緩衝液タンク５中の
緩衝液２２をチューブ４、緩衝液の注入口１８、そして
秤量部１２に順次注入し、試料注入口１９から緩衝液２
２があふれ出た状態で送液ポンプ９を停止させる。この
ときは一定量の緩衝液２２が秤量部１２に完全に満たさ
れた状態である。例えば、秤量部１２が１００μｌ容積
のとき、緩衝液２２で完全に満たされ、かつ不純物や気
泡等を取り除くために最適な送液速度は、０．０５−
０．５ｍｌ／ｓ、好ましい流速は０．１ｍｌ／ｓ、送液
時間は１−１０秒間、好ましくは４秒間である。この際
に余分な緩衝液２２は、試料注入口１９からすみやかに
排出されて液溜め１３に溜まる。撹拌子１７は停止もし
くは回転している状態である。なお、試料注入口１９は
測定する試料を注入するだけでなく、同時に緩衝液２２
を秤量する機能を備え持つ。
【００４３】図３（ｃ）は測定時であり、攪拌子１７を
回転させながら、計測回路２で参照電極８に対して０．
５−０．９Ｖ、好ましくは０．７Ｖをセンサ１５の作用
極に印加し、液体試料を測定セル１１の試料注入口１９
から秤量部１２に２−１０μｌ、好ましくは４μｌをピ
ペットやシリンジ等で注入して、センサ１５の作用極か
ら得られる電流値を計測回路２で測定し、得られた電流
値からデータ処理装置１で特定成分を分析し、データ表
示装置３０で分析値を表示させる。このように、秤量部
１２は、分析室として利用される。また、同時に排水用
ポンプ１０を作動させて液溜め１３の緩衝液２２を排出
させる。
回転させながら、計測回路２で参照電極８に対して０．
５−０．９Ｖ、好ましくは０．７Ｖをセンサ１５の作用
極に印加し、液体試料を測定セル１１の試料注入口１９
から秤量部１２に２−１０μｌ、好ましくは４μｌをピ
ペットやシリンジ等で注入して、センサ１５の作用極か
ら得られる電流値を計測回路２で測定し、得られた電流
値からデータ処理装置１で特定成分を分析し、データ表
示装置３０で分析値を表示させる。このように、秤量部
１２は、分析室として利用される。また、同時に排水用
ポンプ１０を作動させて液溜め１３の緩衝液２２を排出
させる。
【００４４】図３（ｄ）は、測定後の試料を含む緩衝液
２２が液溜め１３にあふれた状態である。この状態は測
定後、送液用ポンプ９および排出用ポンプ１０を４秒間
以上作動させ、秤量部１２に緩衝液２２を注入し、測定
後の試料を含む緩衝液２２が、試料注入口１９から液溜
め１３にあふれることによって生じる。そして、測定後
の試料を含む緩衝液２２はチューブ４を通して廃液タン
ク７に排出される。撹拌子１７は停止もしくは回転して
いる状態である。
２２が液溜め１３にあふれた状態である。この状態は測
定後、送液用ポンプ９および排出用ポンプ１０を４秒間
以上作動させ、秤量部１２に緩衝液２２を注入し、測定
後の試料を含む緩衝液２２が、試料注入口１９から液溜
め１３にあふれることによって生じる。そして、測定後
の試料を含む緩衝液２２はチューブ４を通して廃液タン
ク７に排出される。撹拌子１７は停止もしくは回転して
いる状態である。
【００４５】図３（ｅ）は、次の測定試料中の特定成分
を測定することが可能となった状態である。撹拌子１７
は停止している状態である。この状態になると、再び次
の試料の測定が可能となる。その後は（ｃ），（ｄ），
（ｅ）の操作を繰り返す。
を測定することが可能となった状態である。撹拌子１７
は停止している状態である。この状態になると、再び次
の試料の測定が可能となる。その後は（ｃ），（ｄ），
（ｅ）の操作を繰り返す。
【００４６】図４は、４秒間送液用ポンプ９と排出用ポ
ンプ１０を作動させて、緩衝液２２を注入および排出さ
せ、実際に液体成分を測定したときのセンサ出力の特性
である。図４は試料注入時刻２３から約５秒でセンサ出
力が安定し、ポンプ作動時刻２４から１５秒程度で次の
測定が可能となることを示している。
ンプ１０を作動させて、緩衝液２２を注入および排出さ
せ、実際に液体成分を測定したときのセンサ出力の特性
である。図４は試料注入時刻２３から約５秒でセンサ出
力が安定し、ポンプ作動時刻２４から１５秒程度で次の
測定が可能となることを示している。
【００４７】以上の動作によって測定、洗浄の繰り返し
が可能になる。
が可能になる。
【００４８】
【実施例】次に、本発明による実施例について詳細に説
明する。
明する。
【００４９】［実施例１］測定セルに乳酸およびグルコ
ースを検出するセンサを実装し、試料の注入量を４μ
ｌ、秤量部の容積を１００μｌ、ポンプによる送液時間
を４秒（送液速度０．１ｍｌ／ｓ）として、血清中の乳
酸とグルコースを測定したときの繰り返し再現性の結果
を表１に示す。
ースを検出するセンサを実装し、試料の注入量を４μ
ｌ、秤量部の容積を１００μｌ、ポンプによる送液時間
を４秒（送液速度０．１ｍｌ／ｓ）として、血清中の乳
酸とグルコースを測定したときの繰り返し再現性の結果
を表１に示す。
【００５０】
【表１】 繰り返し再現性は同一の血清試料を１５回繰り返して測
定したときの測定値の標準偏差を平均値で割り、１００
倍したときの値である。
定したときの測定値の標準偏差を平均値で割り、１００
倍したときの値である。
【００５１】［実施例２］測定セルに乳酸を検出するセ
ンサを実装し、試料の注入量を４μｌ、秤量部の容積を
１００μｌ、ポンプによる送液時間を４，１０秒（送液
速度０．１ｍｌ／ｓ）として、血清中の乳酸を１５回繰
り返して測定したときの繰り返し再現性の結果を表２に
示す。
ンサを実装し、試料の注入量を４μｌ、秤量部の容積を
１００μｌ、ポンプによる送液時間を４，１０秒（送液
速度０．１ｍｌ／ｓ）として、血清中の乳酸を１５回繰
り返して測定したときの繰り返し再現性の結果を表２に
示す。
【００５２】
【表２】 繰り返し再現性は同一の血清試料を１５回繰り返して測
定したときの測定値の標準偏差を平均値で割り、１００
倍したときの値である。
定したときの測定値の標準偏差を平均値で割り、１００
倍したときの値である。
【００５３】［実施例３］測定セルに乳酸を検出するセ
ンサを実装し、試料の注入量を４，１０μｌ、秤量部の
容積を１００μｌ、ポンプによる送液時間を４秒（送液
速度０．１ｍｌ／ｓ）として、血清中の乳酸を１５回繰
り返して測定したときの繰り返し再現性の結果を表３に
示す。
ンサを実装し、試料の注入量を４，１０μｌ、秤量部の
容積を１００μｌ、ポンプによる送液時間を４秒（送液
速度０．１ｍｌ／ｓ）として、血清中の乳酸を１５回繰
り返して測定したときの繰り返し再現性の結果を表３に
示す。
【００５４】
【表３】 繰り返し再現性は同一の血清試料を１５回繰り返して測
定したときの測定値の標準偏差を平均値で割り、１００
倍したときの値である。
定したときの測定値の標準偏差を平均値で割り、１００
倍したときの値である。
【００５５】［実施例４］測定セルに乳酸を検出するセ
ンサを実装し、試料の注入量を４μｌ、秤量部の容積を
１００μｌ、ポンプによる送液速度を０．１，０．３ｍ
ｌ／ｓ（送液時間４秒）として、血清中の乳酸を１５回
繰り返して測定したときの繰り返し再現性の結果を表４
に示す。
ンサを実装し、試料の注入量を４μｌ、秤量部の容積を
１００μｌ、ポンプによる送液速度を０．１，０．３ｍ
ｌ／ｓ（送液時間４秒）として、血清中の乳酸を１５回
繰り返して測定したときの繰り返し再現性の結果を表４
に示す。
【００５６】
【表４】 繰り返し再現性は同一の血清試料を１５回繰り返して測
定したときの測定値の標準偏差を平均値で割り、１００
倍したときの値である。
定したときの測定値の標準偏差を平均値で割り、１００
倍したときの値である。
【００５７】［実施例５］測定セルに乳酸を検出するセ
ンサを実装し、秤量部の容積を５０，１００μｌ、試料
の注入量を４μｌ、ポンプによる送液速度を０．１ｍｌ
／ｓ（送液時間４秒）として、血清中の乳酸を１５回繰
り返して測定したときの繰り返し再現性の結果を表５に
示す。
ンサを実装し、秤量部の容積を５０，１００μｌ、試料
の注入量を４μｌ、ポンプによる送液速度を０．１ｍｌ
／ｓ（送液時間４秒）として、血清中の乳酸を１５回繰
り返して測定したときの繰り返し再現性の結果を表５に
示す。
【００５８】
【表５】 繰り返し再現性は同一の血清試料を１５回繰り返して測
定したときの測定値の標準偏差を平均値で割り、１００
倍したときの値である。
定したときの測定値の標準偏差を平均値で割り、１００
倍したときの値である。
【００５９】次に、本発明の第２の実施の形態について
図１、図２および図５を用いて詳細に説明する。
図１、図２および図５を用いて詳細に説明する。
【００６０】図５は絶縁支持基板２１上に参照電極２
６、作用極２７、対極２８を形成して酵素膜２９を積層
し、両側にフォトレジスト２０を酵素膜２９よりも厚く
形成した状態である。本実施形態では測定セル１１内の
秤量部１２とセンサ１５との間のＯリング１６を省略す
ることが可能である。これはＯリング１６の代わりに絶
縁支持基板２１上の酵素膜２９の両側に、酵素膜２９よ
りも厚い絶縁性の感光性樹脂層を形成する。そしてこの
樹脂層の上の秤量部１２を密着させて測定セル１１に組
み込む。これによって、Ｏリング１６を使用せず、酵素
膜２９の破損および液漏れを防ぐことが可能となり、別
途設置していた参照電極８も不要になり、電極や測定セ
ル１１をさらに簡素化し、しかも製造コストを下げる効
果を有する。
６、作用極２７、対極２８を形成して酵素膜２９を積層
し、両側にフォトレジスト２０を酵素膜２９よりも厚く
形成した状態である。本実施形態では測定セル１１内の
秤量部１２とセンサ１５との間のＯリング１６を省略す
ることが可能である。これはＯリング１６の代わりに絶
縁支持基板２１上の酵素膜２９の両側に、酵素膜２９よ
りも厚い絶縁性の感光性樹脂層を形成する。そしてこの
樹脂層の上の秤量部１２を密着させて測定セル１１に組
み込む。これによって、Ｏリング１６を使用せず、酵素
膜２９の破損および液漏れを防ぐことが可能となり、別
途設置していた参照電極８も不要になり、電極や測定セ
ル１１をさらに簡素化し、しかも製造コストを下げる効
果を有する。
【００６１】次に、本発明の第３の実施の形態について
図１と図６を用いて詳細に説明する。
図１と図６を用いて詳細に説明する。
【００６２】図６は一台のポンプ２５で測定セル１１へ
の緩衝液２２の注入と排水を可能にする構造である。緩
衝液タンク５につながっている送液用ポンプ９のチュー
ブ４と、廃液タンク７につながっている排出用ポンプ１
０のチューブ４を図６に示すように、ポンプ２５の両側
に設置することによって、一台のポンプ２５で測定セル
１１への緩衝液２２の送液および、排水が可能になる。
これはポンプ２５のチューブ４をしごく方向が、送液と
排水では、逆方向であるためである。ただしこの実施の
形態では、緩衝液２２を測定セル１１に注入する側のチ
ューブ４の口径を、緩衝液２２を測定セル１１から排出
する側のチューブ４の口径よりも少なくとも太くしてお
く必要がある。これはチューブ４の口径を変えることに
よって緩衝液２２の送液および排水速度が変わるためで
ある。
の緩衝液２２の注入と排水を可能にする構造である。緩
衝液タンク５につながっている送液用ポンプ９のチュー
ブ４と、廃液タンク７につながっている排出用ポンプ１
０のチューブ４を図６に示すように、ポンプ２５の両側
に設置することによって、一台のポンプ２５で測定セル
１１への緩衝液２２の送液および、排水が可能になる。
これはポンプ２５のチューブ４をしごく方向が、送液と
排水では、逆方向であるためである。ただしこの実施の
形態では、緩衝液２２を測定セル１１に注入する側のチ
ューブ４の口径を、緩衝液２２を測定セル１１から排出
する側のチューブ４の口径よりも少なくとも太くしてお
く必要がある。これはチューブ４の口径を変えることに
よって緩衝液２２の送液および排水速度が変わるためで
ある。
【００６３】
【発明の効果】セルへの試料の注入は上部にある試料注
入口から注入し、緩衝液の測定セルへの注入、定量およ
び排出は、定量機能を備えたポンプを必要とせず、注入
・排出用のポンプを作動させるだけで自動的に行われる
ため、測定セルを簡素化することができ、低価格で製造
可能な液体成分測定装置を得ることができる。
入口から注入し、緩衝液の測定セルへの注入、定量およ
び排出は、定量機能を備えたポンプを必要とせず、注入
・排出用のポンプを作動させるだけで自動的に行われる
ため、測定セルを簡素化することができ、低価格で製造
可能な液体成分測定装置を得ることができる。
【００６４】また、複雑な切り替えバルブを実装する必
要がないため、小型化することが可能であり、持ち運び
や、測定場所の制限を受けない。
要がないため、小型化することが可能であり、持ち運び
や、測定場所の制限を受けない。
【００６５】更に、センサのみを交換するのではなく
て、センサを実装してある測定セル本体と一緒にセンサ
も交換できるため、取り扱いが容易になる。
て、センサを実装してある測定セル本体と一緒にセンサ
も交換できるため、取り扱いが容易になる。
【００６６】更にまた、測定セル中に試料中の不純物等
や気泡が混入しても、上部にある試料注入口からすみや
かに、液溜めに排出されるため、測定精度が高くなる。
や気泡が混入しても、上部にある試料注入口からすみや
かに、液溜めに排出されるため、測定精度が高くなる。
【図１】本発明の一実施形態に係る液体成分測定装置の
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図２】図１に示した液体成分測定装置の測定セルの構
造を示す図であり、（ａ）は、測定セルの断面図、
（ｂ）は、測定セルの平面図である。
造を示す図であり、（ａ）は、測定セルの断面図、
（ｂ）は、測定セルの平面図である。
【図３】測定セルの緩衝液の注入と排水を示す図であ
り、（ａ）は、測定セルに緩衝液を注入する前の図、
（ｂ）は、測定セルに緩衝液を注入し、緩衝液を秤量部
で定量したときの図、（ｃ）は、測定後に再び測定セル
に緩衝液を注入し、秤量部の試料を含む緩衝液をあふれ
させ、液溜めに流し込む図、（ｄ）は、液溜めの廃液
を、廃液ポンプで排水したときの図、（ｅ）は、次の測
定試料中の特定成分を測定することが可能となったとき
の状態の図である。
り、（ａ）は、測定セルに緩衝液を注入する前の図、
（ｂ）は、測定セルに緩衝液を注入し、緩衝液を秤量部
で定量したときの図、（ｃ）は、測定後に再び測定セル
に緩衝液を注入し、秤量部の試料を含む緩衝液をあふれ
させ、液溜めに流し込む図、（ｄ）は、液溜めの廃液
を、廃液ポンプで排水したときの図、（ｅ）は、次の測
定試料中の特定成分を測定することが可能となったとき
の状態の図である。
【図４】図１に示した液体成分測定装置で試料中の特定
成分を測定したときに得られるセンサ出力の特性を示す
グラフである。
成分を測定したときに得られるセンサ出力の特性を示す
グラフである。
【図５】絶縁支持基板上に参照電極、作用極および対極
を形成して、さらに酵素膜を積層し、両側に絶縁性の感
光性樹脂であるフォトレジストを酵素膜よりも厚く形成
した状態を示す図である。
を形成して、さらに酵素膜を積層し、両側に絶縁性の感
光性樹脂であるフォトレジストを酵素膜よりも厚く形成
した状態を示す図である。
【図６】液体成分測定装置の測定セルへの緩衝液の注入
および排出を一台のポンプで行うときの図である。
および排出を一台のポンプで行うときの図である。
【図７】従来の液体成分測定装置の一例を示す断面図で
ある。
ある。
【図８】図７に示した従来の液体成分測定装置を用いて
浸出液を採取、測定する手順を示す説明図であり、
（ａ）は、希釈液導入口から希釈液を導入し、バルブの
通孔とセルの内部を満した状態を示す図、（ｂ）は、バ
ルブの通孔を液体成分の採取経路上に位置させて通孔を
体液で満した状態を示す図、（ｃ）は、バルブを９０度
回転し、希釈液導入口から送る希釈液により通孔内の体
液をセルの内部に押し出した状態を示す図、（ｄ）は、
セル内部に押し出された体液が撹拌、希釈され、センサ
によりグルコース濃度が測定される状態を示す図であ
る。
浸出液を採取、測定する手順を示す説明図であり、
（ａ）は、希釈液導入口から希釈液を導入し、バルブの
通孔とセルの内部を満した状態を示す図、（ｂ）は、バ
ルブの通孔を液体成分の採取経路上に位置させて通孔を
体液で満した状態を示す図、（ｃ）は、バルブを９０度
回転し、希釈液導入口から送る希釈液により通孔内の体
液をセルの内部に押し出した状態を示す図、（ｄ）は、
セル内部に押し出された体液が撹拌、希釈され、センサ
によりグルコース濃度が測定される状態を示す図であ
る。
【図９】従来の他の液体成分測定装置の測定セルの断面
図である。
図である。
１ データ処理装置 ２ 計測回路 ３ 配線 ４ チューブ ５ 緩衝液タンク ６ 撹拌装置 ７ 廃液タンク ８ 参照電極 ９ 送液用ポンブ １０ 排出用ポンプ １１ 測定セル １２ 秤量部 １３ 液溜め １４ 緩衝液の排出口 １５ センサ １６ ０リング １７ 撹拌子 １８ 緩衝液の注入口 １９ 試料の注入口 ２０ フォトレジスト ２１ 絶縁支持基板 ２２ 緩衝液 ２３ 試料注入時刻 ２４ ポンプ作動時刻 ２５ ポンプ ２６ 参照電極 ２７ 作用極 ２８ 対極 ２９ 酵素膜 ３０ データ表示装置 ３１ ハウジング ３２ バルブ ３３ 通孔 ３４ セル ３７ 被測定液体採取口 ３８ 被測定液体吸引口 ３９ 希釈液導入口 ４０ 排出口 ４１ 希釈液 ４２ 体液 ４３ 希釈された体液 ５４ コンテナ ５６ キャッブ ５８ 隙間 ６０ 電解質 ６２ ロッド（カラム） ６４ 導体 ６６ 作用極（センサの電極） ６８ 直流電源 ７０ 参照電極 ７４ ０リング ７６ 環状の細い溝 １００ ポーラログラフィセル ２００ 液溜め漕 ２０２ 分析試料注入口 ２０４ 緩衝液の注入口 ２０６ 排水口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/28 321 G01N 27/416 G01N 35/00 - 35/08
Claims (9)
- 【請求項１】 分析室、緩衝液の注入口と排水口、およ
び液体試料の注入口を有する液体試料測定セルを備え、
前記緩衝液に前記液体試料を添加して希釈測定する液体
成分測定装置において、 前記緩衝液の注入口が前記分析室の下部に連結され、 当該分析室の上部が尖状に形成されるとともに開口され
て液体の通口となり、前記緩衝液の秤量を行なう秤量部
を兼ねるとともに、当該開口が前記液体試料の注入口と
して使用され、 前記分析室の内部に、当該分析室内部に位置する液体に
接触する少なくとも一つの電極と、前記液体を攪拌する
機構とを備えるとともに、 前記分析室の開口よりあふれ出た液体を一時的に貯留す
る液溜め部を有し、 該液溜め部に前記緩衝液の排水口を連結したこと、 を特徴とする液体成分測定装置。 - 【請求項２】 前記秤量部は円錐もしくは多角錐の形状
に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体
成分測定装置。 - 【請求項３】 前記液体試料測定セルの秤量部におい
て、円錐もしくは多角錐の頂点に設置されている液体の
通口の角度が６０度以上１２０度以下であることを特徴
とする請求項２記載の液体成分測定装置。 - 【請求項４】 前記液体試料測定セルの少なくとも秤量
部の液体に接触する部分の材料が、酸化した金属、耐腐
食性の金属もしくは疎水性の高分子であることを特徴と
する請求項１記載の液体成分測定装置。 - 【請求項５】 前記液体試料測定セルの少なくとも秤量
部の液体に接触する部分の材料がステンレス鋼であるこ
とを特徴とする請求項１記載の液体成分測定装置。 - 【請求項６】 前記液体試料測定セルの少なくとも秤量
部の液体に接触する部分の材料がフッ素系高分子、もし
くはポリアルキルシロキサンであることを特徴とする請
求項１記載の液体成分測定装置。 - 【請求項７】 請求項５記載の材料であるステンレス鋼
と、請求項６記載の材料であるフッ素系高分子やポリア
ルキルシロキサンが、部分的に液体試料測定セルに組み
合わさっていることを特徴とする請求項３記載の液体成
分測定装置。 - 【請求項８】 請求項１記載の秤量部の底面にＯリング
を介して酵素電極が実装された液体成分測定セルであっ
て、装置本体が少なくとも一つの緩衝液タンクと、該緩
衝液タンク内の緩衝液の送液を行う送液ポンプと、測定
後の緩衝液等を溜めておく廃液タンクと、電気化学測定
に使用する参照電極およびそれらを接続する流路からな
り、さらに撹拌装置、計測回路、データ処理装置および
データ表示装置で構成されていて、液体試料測定セルが
装置本体の撹拌装置の上部に設置され、酵素電極が計測
回路に接続され、そして緩衝液の注入口および排出口が
装置本体の流路を介して緩衝液タンクおよび廃液タンク
に接続され、酵素電極の交換は液体試料測定セルの単位
で行われることを特徴とする請求項１記載の液体成分測
定装置。 - 【請求項９】 前記酵素電極が絶縁支持基板上に参照電
極、作用極および対極と、それらの電極上に形成された
酵素膜からなり、酵素膜の周囲に酵素膜よりも厚く形成
した樹脂層を形成したセンサを液体試料測定セルに実装
したことを特徴とする請求項８記載の液体成分測定装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8233120A JP2953505B2 (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 液体成分測定装置 |
| US08/922,674 US5961799A (en) | 1996-09-03 | 1997-09-03 | Compact apparatus for measuring a liquid component in a liquid sample |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8233120A JP2953505B2 (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 液体成分測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1078405A JPH1078405A (ja) | 1998-03-24 |
| JP2953505B2 true JP2953505B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=16950081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8233120A Expired - Fee Related JP2953505B2 (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 液体成分測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5961799A (ja) |
| JP (1) | JP2953505B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT500427B1 (de) * | 2002-05-29 | 2009-02-15 | Anagnostics Bioanalysis Gmbh | Vorrichtung zur analyse von bestandteilen einer probe |
| AT502549B1 (de) * | 2005-10-07 | 2007-06-15 | Anagnostics Bioanalysis Gmbh | Vorrichtung zur analyse von flüssigen proben |
| US10705081B2 (en) * | 2016-09-04 | 2020-07-07 | Sympano, Inc. | Nano-field electrical sensor |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3701716A (en) * | 1969-04-15 | 1972-10-31 | Beckman Instruments Inc | Liquid analysis apparatus |
| US3979274A (en) * | 1975-09-24 | 1976-09-07 | The Yellow Springs Instrument Company, Inc. | Membrane for enzyme electrodes |
| SU1281988A1 (ru) * | 1984-03-15 | 1987-01-07 | Институт биохимии АН ЛитССР | Электрохимический датчик дл измерени концентрации глюкозы |
| US4894137A (en) * | 1986-09-12 | 1990-01-16 | Omron Tateisi Electronics Co. | Enzyme electrode |
| JP2630005B2 (ja) * | 1990-03-23 | 1997-07-16 | 日本電気株式会社 | 液体成分測定装置および測定方法 |
| US5264103A (en) * | 1991-10-18 | 1993-11-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biosensor and a method for measuring a concentration of a substrate in a sample |
| US5429726A (en) * | 1993-04-30 | 1995-07-04 | The Yellow Springs Instrument Company, Inc. | Methods for reducing level of interferants in biosensor systems and solutions used in these methods |
| US5507935A (en) * | 1994-01-27 | 1996-04-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | On-line reactant analysis system |
| US5651869A (en) * | 1995-02-28 | 1997-07-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biosensor |
-
1996
- 1996-09-03 JP JP8233120A patent/JP2953505B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-09-03 US US08/922,674 patent/US5961799A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5961799A (en) | 1999-10-05 |
| JPH1078405A (ja) | 1998-03-24 |
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