JPH05232029A - 蛍光測光によるｐＨ値測定方法及び装置 - Google Patents
蛍光測光によるｐＨ値測定方法及び装置Info
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- JPH05232029A JPH05232029A JP3273632A JP27363291A JPH05232029A JP H05232029 A JPH05232029 A JP H05232029A JP 3273632 A JP3273632 A JP 3273632A JP 27363291 A JP27363291 A JP 27363291A JP H05232029 A JPH05232029 A JP H05232029A
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- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 claims 2
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- KXXXUIKPSVVSAW-UHFFFAOYSA-K pyranine Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].C1=C2C(O)=CC(S([O-])(=O)=O)=C(C=C3)C2=C2C3=C(S([O-])(=O)=O)C=C(S([O-])(=O)=O)C2=C1 KXXXUIKPSVVSAW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/84—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving inorganic compounds or pH
Abstract
(57)【要約】
【目的】 未知電解質溶液のｐＨ値を蛍光測光により測
定する。 【構成】 式： 【数１】
定する。 【構成】 式： 【数１】
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、未知電解質溶液のｐＨ
値を蛍光測光により測定する方法及び装置に関する。
値を蛍光測光により測定する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ｐＨ電極を用いてｐＨ値を測定するため
の公知の方法及び装置は、被測定試料が変化する電位に
暴露される場合にはさまざまな欠点を有し、それによっ
て測定が狂ってくる。また、試料または試料空間が例え
ば測定装置の供給電圧の電位に暴露されないようにする
ことが要求されることもある。
の公知の方法及び装置は、被測定試料が変化する電位に
暴露される場合にはさまざまな欠点を有し、それによっ
て測定が狂ってくる。また、試料または試料空間が例え
ば測定装置の供給電圧の電位に暴露されないようにする
ことが要求されることもある。
【０００３】これらの欠点は、蛍光測光によるｐＨ値の
測定の場合には回避されうる。ただし、溶液のイオン濃
度に依存する蛍光性ｐＨ指示薬が測定される場合には、
測定されたｐＨ値が被測定電解液のイオン濃度に応じて
実際のｐＨ値とは相違することが判っている。
測定の場合には回避されうる。ただし、溶液のイオン濃
度に依存する蛍光性ｐＨ指示薬が測定される場合には、
測定されたｐＨ値が被測定電解液のイオン濃度に応じて
実際のｐＨ値とは相違することが判っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、未知
イオン濃度を有する溶液のｐＨ値さらに未知電解質溶液
のｐＨ値も蛍光測光により測定できることである。
イオン濃度を有する溶液のｐＨ値さらに未知電解質溶液
のｐＨ値も蛍光測光により測定できることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によ
り、第一指示薬（Ｘ）を用いて測定されたｐＨ値から、
第二指示薬（Ｎ）のｐＨ信号と第一指示薬（Ｘ）のｐＨ
信号との信号差分にイオン価係数（ＷＦ）を乗じた値を
減じること、従って式：
り、第一指示薬（Ｘ）を用いて測定されたｐＨ値から、
第二指示薬（Ｎ）のｐＨ信号と第一指示薬（Ｘ）のｐＨ
信号との信号差分にイオン価係数（ＷＦ）を乗じた値を
減じること、従って式：
【０００６】
【数３】
【０００７】を用いることによって解決される。
【０００８】このような光学的ｐＨ測定方法は、連続的
に行われうるので、例えば有利にプロセス制御のために
利用することができる。
に行われうるので、例えば有利にプロセス制御のために
利用することができる。
【０００９】また該測定方法は、例えば光導体により行
なうことができるので爆発の危険のある室でも利用する
ことができる。これによってこのような室ではすべての
電位、例えば測定装置の供給電圧が回避されうる。
なうことができるので爆発の危険のある室でも利用する
ことができる。これによってこのような室ではすべての
電位、例えば測定装置の供給電圧が回避されうる。
【００１０】また、本発明方法によれば測定値がプロセ
ス計算機及び指示装置に送られる。
ス計算機及び指示装置に送られる。
【００１１】Ｈ+−イオン濃度の代りに任意のイオン濃
度を測定するために、本発明の一実施態様では、水素イ
オンの代りに、光学的及び電気化学的指示薬を用いて測
定可能の他のイオンが測定される。
度を測定するために、本発明の一実施態様では、水素イ
オンの代りに、光学的及び電気化学的指示薬を用いて測
定可能の他のイオンが測定される。
【００１２】前記方法を実施例するための本発明の装置
は、減法装置（Ｄ３）が設けられていて、同装置におい
て第一指示薬（Ｆ１，Ｆ２）を用いて測定されたｐＨ値
の信号から、第二指示薬（Ｉ２）のｐＨ信号と第一指示
薬（Ｉ１）のｐＨ信号との信号差分にイオン価係数（Ｗ
Ｆ）を乗じた値が減じられ、この際イオン価係数（Ｗ
Ｆ）が次の値：
は、減法装置（Ｄ３）が設けられていて、同装置におい
て第一指示薬（Ｆ１，Ｆ２）を用いて測定されたｐＨ値
の信号から、第二指示薬（Ｉ２）のｐＨ信号と第一指示
薬（Ｉ１）のｐＨ信号との信号差分にイオン価係数（Ｗ
Ｆ）を乗じた値が減じられ、この際イオン価係数（Ｗ
Ｆ）が次の値：
【００１３】
【数４】
【００１４】を有しかつ生じる信号が指示装置（Ａ２）
に送られることを特徴としている。
に送られることを特徴としている。
【００１５】この場合、蛍光測光による測定のための第
一指示薬が可及的に大きいイオン価を有する場合が有利
である。
一指示薬が可及的に大きいイオン価を有する場合が有利
である。
【００１６】さて該測定方法は次のように説明される：
出発点は次の式：
出発点は次の式：
【００１７】
【数５】
【００１８】で示される質量作用の法則である。
【００１９】実験から判明したところによると、蛍光測
光的に測定されたｐＨ値の変動は、 ΔｐＫ＝ｐＫ1−ｐＫ2 （２） ｐＫ1＝イオンの強度１の場合のｐＫ値 ｐＫ2＝イオンの強度２の場合ｐＫ値 に比例するので、イオン強度に対する異なる依存性を有
する異種のｐＨ指示薬を用いる該溶液の二つの測定の際
には方程式： ｐＨ＝ｐＨ′（Ｎ）−ΔｐＫ（Ｎ） （３） ｐＨ＝ｐＨ′（Ｘ）−ΔｐＫ（Ｘ） が得られる。
光的に測定されたｐＨ値の変動は、 ΔｐＫ＝ｐＫ1−ｐＫ2 （２） ｐＫ1＝イオンの強度１の場合のｐＫ値 ｐＫ2＝イオンの強度２の場合ｐＫ値 に比例するので、イオン強度に対する異なる依存性を有
する異種のｐＨ指示薬を用いる該溶液の二つの測定の際
には方程式： ｐＨ＝ｐＨ′（Ｎ）−ΔｐＫ（Ｎ） （３） ｐＨ＝ｐＨ′（Ｘ）−ΔｐＫ（Ｘ） が得られる。
【００２０】方程式（３）においてはｐＨ、ΔｐＫ
（Ｎ）、ΔｐＫ（Ｘ）なる量は未知である。この限りで
は解けない方程式（３）はしかし、デバイーヒュッケル
（ＤＥＢＹＥ−ＨＵＥＣＫＥＩ）の式により近似的に偏
差ΔｐＫ（Ｎ）、ΔｐＫ（Ｘ）の関係が存在することを
考慮すると解を得ることができる。すなわちデバイーヒ
ュッケルの式：
（Ｎ）、ΔｐＫ（Ｘ）なる量は未知である。この限りで
は解けない方程式（３）はしかし、デバイーヒュッケル
（ＤＥＢＹＥ−ＨＵＥＣＫＥＩ）の式により近似的に偏
差ΔｐＫ（Ｎ）、ΔｐＫ（Ｘ）の関係が存在することを
考慮すると解を得ることができる。すなわちデバイーヒ
ュッケルの式：
【００２１】
【数６】
【００２２】である。従って（３）式から、近似式：
【００２３】
【数７】
【００２４】を用いて方程式： ΔｐＫ（Ｎ）＝Ｚ（Ｎ）．Ｌ（Ｊ） ΔｐＫ（Ｘ）＝Ｚ（Ｘ）．Ｌ（Ｊ） （８） が得られる。故に関係式：
【００２５】
【数８】
【００２６】実験的には次の曲線が得られる：図１に図
示した実際に最も重要なイオン強度範囲：Ｊ0＜Ｊ＜１
０Ｊ0；Ｊ0＝０．１に関して例えばＨＰＴＳの場合には
示した実際に最も重要なイオン強度範囲：Ｊ0＜Ｊ＜１
０Ｊ0；Ｊ0＝０．１に関して例えばＨＰＴＳの場合には
【００２７】
【数９】
【００２８】のようになる。図１において１はＨＰＴＳ
に関する測定曲線であり、２はデバイーヒュッケルの理
論により期待される曲線であり、３はｂ−Ｍに関する測
定曲線、４はデバイーヒュッケルの理論により期待され
る曲線である。
に関する測定曲線であり、２はデバイーヒュッケルの理
論により期待される曲線であり、３はｂ−Ｍに関する測
定曲線、４はデバイーヒュッケルの理論により期待され
る曲線である。
【００２９】方程式（１２）、（１３）からは換算によ
って、ｐＨ電極及び蛍光測光（指示薬ＨＰＴＳ）による
ｐＨ値の測定の場合には、
って、ｐＨ電極及び蛍光測光（指示薬ＨＰＴＳ）による
ｐＨ値の測定の場合には、
【００３０】
【数１０】
【００３１】が得られ、また２種の蛍光性指示薬、例え
ばＨＰＴＳ及びｂ−メチルウンベリフエロンを用いる測
定の場合には
ばＨＰＴＳ及びｂ−メチルウンベリフエロンを用いる測
定の場合には
【００３２】
【数１１】
【００３３】が成立する。任意の指示薬Ｘに関しては
【００３４】
【数１２】
【００３５】が適用される。
【００３６】ここでＦ（Ｎ）は次のように確定すること
ができる：方程式（１４）における指数Ｆ＝２．２２は
ほぼ曲線（１２）の勾配０．４５の逆数である。この勾
配は有利には実験的に特定されるが、原理的にはまたデ
バイーヒュッケルの理論により確定することもできる。
ができる：方程式（１４）における指数Ｆ＝２．２２は
ほぼ曲線（１２）の勾配０．４５の逆数である。この勾
配は有利には実験的に特定されるが、原理的にはまたデ
バイーヒュッケルの理論により確定することもできる。
【００３７】この場合標準化は任意であり、また他のす
べての指示薬に対しても標準化が可能である。
べての指示薬に対しても標準化が可能である。
【００３８】このことは同様に任意のイオンに関しても
あてはまる。それというのも特定イオン種の特性が前提
とされてはならないからである。しかし特定イオン種の
測定のために必要な２種の指示薬は溶液のイオン強度依
存性は相違していなければならない。
あてはまる。それというのも特定イオン種の特性が前提
とされてはならないからである。しかし特定イオン種の
測定のために必要な２種の指示薬は溶液のイオン強度依
存性は相違していなければならない。
【００３９】図２は、本発明による方法をそれを用いて
実施することのできる簡単な装置を示す。
実施することのできる簡単な装置を示す。
【００４０】図２の場合、ｐＨ感受性指示薬Ｉ１，Ｉ２
に対して調節された２個の蛍光光度計Ｆ１，Ｆ２で容器
Ｋ中の当該溶液ＬのｐＨ値が測定され、減法装置Ｄ２で
Ｆ１及びＦ２からの信号の差分が形成される。指示薬Ｉ
１の信号から生じるこの信号は、イオン価係数ＷＦの乗
法後にもう一回Ｄ３で減法を施されて指示装置Ａ２によ
って表示される。イオン強度に対する平行測定は、信号
差分が累乗ユニットＰ１に送られ、累乗後に指示装置Ａ
４で表示されうることによって行なわれる。計算機
（Ｒ）では、イオン強度の表示と平行して信号の換算が
行われ、その結果、指示装置Ａ３では同時に他の導出可
能の信号が表示されうる。
に対して調節された２個の蛍光光度計Ｆ１，Ｆ２で容器
Ｋ中の当該溶液ＬのｐＨ値が測定され、減法装置Ｄ２で
Ｆ１及びＦ２からの信号の差分が形成される。指示薬Ｉ
１の信号から生じるこの信号は、イオン価係数ＷＦの乗
法後にもう一回Ｄ３で減法を施されて指示装置Ａ２によ
って表示される。イオン強度に対する平行測定は、信号
差分が累乗ユニットＰ１に送られ、累乗後に指示装置Ａ
４で表示されうることによって行なわれる。計算機
（Ｒ）では、イオン強度の表示と平行して信号の換算が
行われ、その結果、指示装置Ａ３では同時に他の導出可
能の信号が表示されうる。
【図１】
【数１３】
【図２】本発明による方法を実施するための装置のフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
Ｉ１ 第一指示薬 Ｉ２ 第二指示薬 Ｆ１，Ｆ２ 蛍光光度計 Ｄ２，Ｄ３ 減法装置 Ｐ１ 累乗ユニット Ａ２，Ａ３，Ａ４ 指示装置
Claims (6)
- 【請求項１】 未知電解質溶液のｐＨ値を蛍光測光によ
り測定するに当り、第一指示薬（Ｘ）を用いて測定され
たｐＨ値から、第二指示薬（Ｎ）のｐＨ信号と第一指示
薬（Ｘ）のｐＨ信号との信号差分にイオン価係数（Ｗ
Ｆ）を乗じた値を減じること、従って式： 【数１】 を用いることを特徴とする未知電解質溶液のｐＨ値の蛍
光測光による測定方法。 - 【請求項２】 測定値がプロセス計算機及び指示装置に
送られる請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 水素イオンの代りに、光学的及び電気化
学的指示薬を用いて測定可能の他のイオンが測定される
請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の方法を実施するための装
置において、減法装置（Ｄ３）が設けられていて、同装
置において第一指示薬（Ｉ１，Ｆ１）を用いて測定され
たｐＨ値の信号から、第二指示薬（Ｉ２）のｐＨ信号と
第一指示薬（Ｉ１）のｐＨ信号との信号差分にイオン価
係数（ＷＦ）を乗じた値が減じられ、この際イオン価係
数（ＷＦ）が次の値： 【数２】 を有しかつ生じる信号が指示装置（Ａ２）に送られるこ
とを特徴とする、前記装置。 - 【請求項５】 蛍光測光による測定のための第一指示薬
が可及的に大きいイオン価を有する請求項４記載の装
置。 - 【請求項６】 水素イオン測定のための装置の代りに、
光学的又は電気化学的指示薬を用いて測定可能の他のイ
オンの測定装置が使用される請求項４又は５記載の装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823222325 DE3222325A1 (de) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | Verfahren und anordnung zur messung der ionenstaerke |
| DE3222325.0 | 1982-06-14 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58104350A Division JPS595953A (ja) | 1982-06-14 | 1983-06-13 | イオン強度の測定方法及び測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232029A true JPH05232029A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=6166035
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58104350A Granted JPS595953A (ja) | 1982-06-14 | 1983-06-13 | イオン強度の測定方法及び測定装置 |
| JP3273632A Pending JPH05232029A (ja) | 1982-06-14 | 1991-10-22 | 蛍光測光によるｐＨ値測定方法及び装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58104350A Granted JPS595953A (ja) | 1982-06-14 | 1983-06-13 | イオン強度の測定方法及び測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4511660A (ja) |
| EP (1) | EP0096840B1 (ja) |
| JP (2) | JPS595953A (ja) |
| AT (1) | ATE26183T1 (ja) |
| DE (2) | DE3222325A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT381172B (de) * | 1983-08-26 | 1986-09-10 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Verfahren zur bestimmung der ionenstaerke einer elektrolytloesung sowie messeinrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US5049358A (en) * | 1988-09-30 | 1991-09-17 | Miles Inc. | Composition and test device for assaying for proteins |
| US5077222A (en) * | 1988-09-30 | 1991-12-31 | Miles Inc. | Method for assaying for proteins using a dual indicator reagent composition |
| US5155046A (en) * | 1990-08-10 | 1992-10-13 | Puritan-Bennett Corporation | System and method for measuring oxygen in the presence of halothane |
| US5502388A (en) * | 1993-02-04 | 1996-03-26 | Hoechst Aktiengesellschaft | Method of measuring the pH value of a test solution with glass-electrode measuring cells and of simultaneously calibrating the measuring cells |
| US5424211A (en) * | 1994-05-16 | 1995-06-13 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Composition for detecting uranyl |
| DE19530183A1 (de) * | 1995-08-17 | 1997-02-20 | Macherey Nagel & Co Chem | Photometrische pH-Messung |
| US6355158B1 (en) * | 1999-01-07 | 2002-03-12 | Bayer Corporation | Method of measuring pH |
| DE10239204B3 (de) * | 2002-08-21 | 2004-06-09 | Frank Dipl.-Ing. Zahn | Ionenstärke-Sensor |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3894917A (en) * | 1971-06-16 | 1975-07-15 | Orion Research | Electrochemical measuring systems and method of measuring ionic strength in a flow stream |
| DE2159096A1 (de) * | 1971-11-29 | 1973-05-30 | Intec Ind Technik Robert R Sch | Rechenschaltung zur korrektur oder normierung multiplikativ stoergroessenabhaengiger messwerte |
| DE2508637C3 (de) | 1975-02-28 | 1979-11-22 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V., 3400 Goettingen | Anordnung zur optischen Messung von Blutgasen |
| US4028196A (en) * | 1975-06-19 | 1977-06-07 | Owens-Illinois, Inc. | PH Responsive glass compositions and electrodes |
| DE2548518C3 (de) * | 1975-10-29 | 1979-10-25 | Heinzgert 7129 Gueglingen Ammer | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Ionenkonzentration |
| US4002428A (en) * | 1976-05-21 | 1977-01-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Deductive method for measuring ion concentration electrically |
| DE2632556C2 (de) | 1976-07-20 | 1984-09-20 | Max Planck Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen | Lichtzuführung für eine Vorrichtung zur optischen Messung von Stoffkonzentrationen |
| DE2929387C3 (de) * | 1979-07-20 | 1982-01-07 | Drägerwerk AG, 2400 Lübeck | Elektronische Kalibrierung elektrochemischer Sensoren |
-
1982
- 1982-06-14 DE DE19823222325 patent/DE3222325A1/de active Granted
- 1982-06-14 DE DE3250066A patent/DE3250066C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-06-08 AT AT83105620T patent/ATE26183T1/de active
- 1983-06-08 EP EP83105620A patent/EP0096840B1/de not_active Expired
- 1983-06-10 US US06/503,251 patent/US4511660A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-06-13 JP JP58104350A patent/JPS595953A/ja active Granted
-
1991
- 1991-10-22 JP JP3273632A patent/JPH05232029A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3222325C2 (ja) | 1992-02-06 |
| EP0096840A1 (de) | 1983-12-28 |
| JPS595953A (ja) | 1984-01-12 |
| DE3222325A1 (de) | 1983-12-15 |
| ATE26183T1 (de) | 1987-04-15 |
| US4511660A (en) | 1985-04-16 |
| EP0096840B1 (de) | 1987-03-25 |
| DE3250066C2 (de) | 1994-04-28 |
| JPH0454898B2 (ja) | 1992-09-01 |
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