[发明专利]离子浓度测定装置及离子浓度测定元件

说明书

技术领域

本发明涉及测定生物体成分中的阳离子，尤其是钠离子和钾离子的离子浓 度测定装置。

背景技术

作为分析生物体成分，尤其是分析血清或血浆中的电解质(钠离子和钾离 子等)的浓度的方法，有火焰光度法和离子选择性电极法等。其中，离子选择 性电极法仅通过与参比电极一起浸入试样液，就可以定量测出试样中的离子浓 度，因此目前被广泛利用。在医疗领域中，有效利用可以小型化及自动化的优 点而组装于生物化学自动分析装置上。

液膜型离子选择性电极具有添加了离子载体(配体(ligand))的电极膜， 其中的离子载体可以选择性地与特定的离子相互作用，根据测定对象离子来改 变添加于电极膜的配体，从而能够以各种离子作为分析对象。在钠离子和钾离 子等的阳离子选择性电极上，使用称为中性载体的离子感应物质。冠醚是代表 性的中性载体，可以有选择地识别符合冠醚环的空孔径的阳离子。一般而言， 对于锂离子适用12-冠(crown)-4，对于钠离子适用15-冠-5，对于钾离子适用 18-冠-6。另外，通过以二个冠醚环夹住阳离子，与单冠醚相比可以提高对阳 离子的选择性，对于钠离子适用14-冠-4，对于钾离子适用15-冠-5。

使用冠醚化合物的离子选择性电极，由于存在受到亲油性阴离子妨碍的问 题，所以在膜支持体即聚氯乙烯(PVC)中除配体外还混合有可塑剂或阴离子 去除剂。通常，可塑剂使用对苯二甲酸二辛酯(DOPP)或硝基苯辛醚(NPOE)， 阴离子去除剂使用亲油性盐即四苯硼钠盐。另外，为了防止从亲油性PVC膜 中配体溶出而引起离子选择性电极性能恶化，在配体上附加疏水性的侧链(例 如，长的烷基链)，使得配体的结构很复杂。在实际的测定中，由于要在将与 内部溶液连接的电极膜浸入试样溶液的条件下进行，所以在组装离子选择性电 极的时，除了电极膜的制作之外，还需要对内部标准液容器粘贴等的作业。

为了解决上述的液膜型离子选择性电极的问题，简化结构及制作方法，对 应未来的分析装置的小型化，有人提出将配体在金电极表面固定的离子选择性 电极。作为钠离子选择性电极的例子，有将作为中性载体型配体的巯基冠醚化 合物在金电极上固定的报告(J.Am.Chem.Soc.，120(1998)4652-4657)。另外， 作为锂离子选择性电极的例子，同样将中性载体型配体利用硫醇与金的结合在 金电极表面固定(Anal.Chem.，78(2006)7132-7137及WO2006/113440)。

专利文献1：WO2006/113440

非专利文献2：J.Am.Chem.Soc.，120(1998)4652-4657

非专利文献3：Anal.Chem.，78(2006)7132-7137

发明内容

在将上述的配体在金电极表面固定的离子选择性电极中，没有考虑到金电 极表面的绝缘性和配体周围的环境，不是测定电位，而是测定阻抗，得到期望 的离子浓度。在现有的在金电极表面固定的离子选择性电极中，没有考虑金电 极表面与溶液之间的测定溶液间的绝缘性，在实际的测定中，由于在电极表面 受漏电流的影响，不能稳定地测定界面电位。阻抗测定法将由金或白金等作成 的工作电极和对置电极、用于使工作电极的电位保持恒定的参比电极配置于溶 液中，使用电流测定装置即恒电位仪，通过电流值测定相对施加于工作电极与 对置电极之间的电压的频率应答性。此时，需要向测定溶液中加入电化学活性 物质即氧化还原物质。因此，仅通过与参比电极一起浸入试样液，就可以测定 试样中的离子浓度，不需要利用现有的离子选择性电极法的优点。另外，在阻 抗测定法中，由于是电流测定法，所以在原理上存在测定浓度范围狭窄的问题。

本发明的目的在于提供一种仅通过与参比电极一起浸入试样液，就能测定 试样中的离子浓度，保持现有的离子选择性电极法的优点及测定浓度范围等的 基本性能，简化离子选择性电极的结构及制作方法的离子浓度测定装置。