DE112021003794T5

DE112021003794T5 - Elektrolytanalayse-teststreifen und elektrolytanalysevorrichtung

Info

Publication number: DE112021003794T5
Application number: DE112021003794.3T
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Yamashita; Tatsuya Kobayashi; Maya Makita; Kazuya Kitayama; Satoshi Nakajima
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2023-06-15
Also published as: CN116034270A; US20230204531A1; JP2022077851A; WO2022102649A1; JP7512855B2

Abstract

Der Elektrolytanalyse-Teststreifen der vorliegenden Erfindung weist ein Substrat (31) auf, das in einer Richtung (X-Richtung) verläuft. Eine erste ionensensitive Schicht (41i), die in einem spezifischen Gebiet an der Seite des einen Endes (31e) in der X-Richtung vorgesehen ist, und eine erste Extraktionselektrode (43), die von der ersten ionensensitiven Schicht (41i) zu der Seite des anderen Endes (31f) verläuft, sind auf einer Hauptfläche (31a) des Substrats (31) vorgesehen. Eine zweite ionensensitive Schicht (42i), die in einem spezifischen Gebiet an der Seite des einen Endes (31e) vorgesehen ist und eine zweite Extraktionselektrode (44), die von der zweiten ionensensitiven Schicht (42i) zu der Seite des anderen Endes (31f) verläuft, sind auf der anderen Hauptfläche (31b) des Substrats (31) vorgesehen. Die erste ionensensitive Schicht (41i) und die zweite ionensensitive Schicht (42i) kommen in Kontakt mit einem Elektrolyt, um jeweils ein erstes Potenzial entsprechend einer Konzentration einer ersten Ionenart und ein zweites Potenzial entsprechend einer Konzentration der zweiten Ionenart zu erzeugen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Elektrolytanalyse-Teststreifen und im Besonderen auf einen Teststreifen zum Messen eines Konzentrationsverhältnisses zwischen einer ersten Ionenart und einer zweiten Ionenart, die in einem Elektrolyt enthalten sind. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenso auf eine Elektrolytanalysevorrichtung, die einen solchen Elektrolytanalyse-Teststreifen aufweist und ein Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart misst.
STAND DER TECHNIK
Als diese Art von Elektrolytanalyse-Teststreifen ist bereits ein Elektrolytanalyse-Teststreifen bekannt, in dem ein Spitzenbereich einer Fläche eines längsförmigen Substrats (laminierten Substrats), eine kreisförmige Natriumionenelektrode und eine kreisförmige Kaliumionenelektrode nebeneinander in einer Reihe entlang einer Längsrichtung des Substrats angeordnet sind, wie zum Beispiel in der Patentliteratur 1 (Japanisches Patent Nr. 5809969) offengelegt wurde. Die Natriumionenelektrode und die Kaliumionenelektrode weisen eine kreisförmige ionensensitive Schicht auf, die jeweils in ausgewählter Weise mit Natriumionen und Kaliumionen reagiert, und eine leitfähige Schicht, die direkt unter der ionensensitiven Schicht ausgebildet ist.
Ein Elektrolytanalyse-Teststreifen ist ebenso bekannt, in dem ein Spitzenbereich von einer Fläche eines längsförmigen Substrats, einer kreisförmigen Natriumionenelektrode und einer kreisförmigen Kaliumionenelektrode in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Substrats (in einer Breitenrichtung) angeordnet sind, wie zum Beispiel in Patentliteratur 2 (Japanisches Patent Nr. 6127460) offengelegt. Die Natriumionenelektrode und die Kaliumionenelektrode weisen eine kreisförmige ionensensitive Schicht auf, die in ausgewählter Weise jeweils mit Natriumionen und Kaliumionen reagiert, und eine leitfähige Schicht, die direkt unter der ionensensitiven Schicht ausgebildet ist, wie bei denjenigen des Elektrolytanalyse-Teststreifens von Patentliteratur 1.
LISTE DER ZITIERTEN LITERATUR
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Japanisches Patent mit der Nr. 5809969
Patentliteratur 2: Japanisches Patent mit der Nr. 6127460

ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
TECHNISCHE PROBLEMSTELLUNGEN
Eine jede ionensensitive Schicht wird ausgebildet, indem eine Materiallösung (Lösung, die ein organisches Lösungsmittel enthält) auf das Substrat durch ein Tintenstrahldruckverfahren oder Ähnliches aufgebracht wird und die Materiallösung getrocknet und ausgehärtet wird. Aus diesem Grund besteht bei den Gestaltungen der Teststreifen in der Patentliteratur 1 und 2 ein Problem darin, dass sich in der Herstellungsphase verschiedene Materiallösungen ausbreiten und miteinander in Kontakt kommen, nachdem die Materialflüssigkeit aufgetragen wurde und vor dem Verdunsten eines organischen Lösungsmittels. In der Folge werden die Eigenschaften der ausgebildeten ionensensitiven Schichten beeinträchtigt.
Um dieses Problem zu verhindern, schlägt Patentliteratur 1 (Japanisches Patent Nr. 5809969) vor, dass das Substrat mit einer konvexen Wand oder einer konkaven Nut vorgesehen wird, die zwischen der Natriumionen-sensitiven Schicht und der Kaliumionen-sensitiven Schicht trennt. Wenn jedoch das Substrat mit einer solchen konvexen Wand oder einer konkaven Nut vorgesehen wird, erhöht sich die Größe des Substrats in unvorteilhafter Weise.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Elektrolytanalyse-Teststreifen zum Messen eines Konzentrationsverhältnisses zwischen einer in einem Elektrolyt enthaltenen ersten Ionenart und einer zweiten Ionenart vorzusehen, der in einer kleinen Größe hergestellt werden kann, während die Materiallösungen zum Ausbilden von ionensensitiven Schichten nicht miteinander in Kontakt kommen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Elektrolytanalysevorrichtung vorzusehen, die einen solchen Elektrolytanalyse-Teststreifen aufweist und die ein Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart misst.
LÖSUNGEN FÜR DIE PROBLEMSTELLUNGEN
Um die Aufgabe zu lösen, ist ein Elektrolytanalyse-Teststreifen der vorliegenden Offenlegung ein Elektrolytanalyse-Teststreifen zum Messen eines Konzentrationsverhältnisses zwischen einer ersten Ionenart und einer zweiten Ionenart, die in einem Elektrolyt enthalten sind, wobei der Elektrolytanalyse-Teststreifen aufweist:

ein Substrat, das in einer Richtung verläuft;
eine erste ionensensitive Schicht, die in einem spezifischen Gebiet an einer Endseite in der einen Richtung auf einer Hauptfläche des Substrats vorgesehen ist und in Kontakt mit dem Elektrolyt kommt, um ein erstes Potenzial zu erzeugen, das einer Konzentration der ersten Ionenart entspricht;
eine erste Extraktionselektrode, die von der ersten ionensensitiven Schicht zu einer anderen Endseite gegenüberliegend zu der einen Endseite an der einen Hauptfläche verläuft;
eine zweite ionensensitive Schicht, die in einem spezifischen Gebiet an der einen Endseite an einer anderen Hauptfläche gegenüberliegend zu der einen Hauptfläche des Substrats vorgesehen ist und in Kontakt mit dem Elektrolyt kommt, um ein zweites Potenzial zu erzeugen, das einer Konzentration der zweiten Ionenart entspricht; und
eine zweite Extraktionselektrode, die von der zweiten ionensensitiven Schicht zu der anderen Endseite an der anderen Hauptfläche verläuft.

In der vorliegenden Beschreibung beziehen sich „eine Hauptfläche“ und die „andere Hauptfläche“ eines Substrats auf ein Paar von Plattenflächen, die sich im Raum erstrecken und sich in den Endflächen unterscheiden.
Die „eine Endseite“ bezieht sich auf eine Seite näher an dem einen Ende von dem einen Ende und dem anderen Ende in der einen Richtung. Die „andere Endseite“ bezieht sich auf eine Seite näher an dem anderen Ende von dem einen Ende und dem anderen Ende in der einen Richtung.
In dem Elektrolytanalyse-Teststreifen der vorliegenden Offenlegung ist die erste ionensensitive Schicht auf einer Hauptfläche des Substrats vorgesehen, und die zweite ionensensitive Schicht ist auf der anderen Hauptfläche des Substrats vorgesehen, die der einen Hauptfläche gegenüberliegt. D. h., die erste ionensensitive Schicht und die zweite ionensensitive Schicht sind nicht nebeneinander auf einer Hauptfläche des Substrats angeordnet, sondern auf Hauptflächen gegenüberliegend zueinander angeordnet. Für diese Anordnung werden bei der Herstellungsphase des Elektrolytanalyse-Teststreifens die Aufbringung und das Aushärten der Materiallösung zum Ausbilden der ersten ionensensitiven Schicht an der einen Hauptfläche und die Aufbringung und das Aushärten der Materiallösung zum Ausbilden der zweiten ionensensitiven Schicht auf der anderen Hauptfläche nicht nebeneinander durchgeführt, sondern werden auf unterschiedlichen Hauptflächen durchgeführt. Daher kann der Elektrolytanalyse-Teststreifen hergestellt werden, während die Materiallösungen zum Ausbilden der ersten ionensensitiven Schicht und der zweiten ionensensitiven Schicht nicht miteinander in Kontakt kommen. In der Folge sind in dem Elektrolytanalyse-Teststreifen die Eigenschaften der ersten ionensensitiven Schicht und der zweiten ionensensitiven Schicht nicht beeinträchtigt. Wenn jeweils die Positionen der ersten ionensensitiven Schicht und der ersten Extraktionselektrode an der einen Hauptfläche mit den Positionen der zweiten ionensensitiven Schicht und der zweiten Extraktionselektrode auf der anderen Hauptfläche bezüglich der Vorder- und Rückseite des Substrats zusammenfallen, kann die Größe des Teststreifens auf im Wesentlichen die Hälfte im Vergleich zu einem Fall reduziert werden, in dem beide der ionensensitiven Schichten nebeneinander in einer Breitenrichtung auf einer Hauptfläche angeordnet sind.
Die Ausbildung der ersten ionensensitiven Schicht auf der einen Hauptfläche und die Ausbildung der zweiten ionensensitiven Schicht auf der anderen Hauptfläche kann zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt werden, beispielsweise wird die erste ionensensitive Schicht auf der einen Hauptfläche ausgebildet, gefolgt von der Ausbildung der zweiten ionensensitiven Schicht auf der anderen Hauptfläche.
Während der Nutzungsphase des Elektrolytanalyse-Teststreifens, wenn zum Beispiel die eine Endseite (Spitzenbereich) des Substrats in ein Elektrolyt eingetaucht wird, kommt der Elektrolyt in Kontakt mit der ersten ionensensitiven Schicht und der zweiten ionensensitiven Schicht. Dadurch erzeugt die erste ionensensitive Schicht ein erstes Potenzial, das der Konzentration der ersten Ionenart entspricht, und die zweite ionensensitive Schicht erzeugt ein zweites Potenzial, das der Konzentration der zweiten Ionenart entspricht. Das von der ersten ionensensitiven Schicht erzeugte erste Potenzial und das von der zweiten ionensensitiven Schicht erzeugte zweite Potenzial werden jeweils zur anderen Endseite des Substrats über die erste Extraktionselektrode und die zweite Extraktionselektrode übertragen. Ein Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart wird basierend auf einer Potenzialdifferenz zwischen dem ersten Potenzial und dem zweiten Potenzial berechnet. Auf diese Weise kann das Konzentrationsverhältnis zwischen der im Elektrolyt enthaltenen ersten Ionenart und der zweiten Ionenart gemessen werden.
In dem Elektrolytanalyse-Teststreifen nach einer Ausführungsform weist das Substrat ein erstes Substrat und ein zweites Substrat auf, die aneinander laminiert und verklebt sind,
ist die eine Hauptfläche eine, die weiter von dem zweiten Substrat von den zwei Hauptflächen des ersten Substrats entfernt ist, und
ist die andere Hauptfläche eine, die weiter von dem ersten Substrat von den zwei Hauptflächen des zweiten Substrats entfernt ist.
In dem Elektrolytanalyse-Teststreifen gemäß dieser einen Ausführungsform werden eine Ausbildung der ersten ionensensitiven Schicht und eine Ausbildung der zweiten ionensensitiven Schicht durchgeführt, bevor das erste Substrat und das zweite Substrat aneinander laminiert und verklebt werden. In diesem Fall können die Ausbildung der ersten ionensensitiven Schicht an der einen Hauptfläche des ersten Substrats und die Ausbildung der zweiten ionensensitiven Schicht auf der anderen Hauptfläche des zweiten Substrats räumlich vollständig getrennt durchgeführt werden. Daher können die erste ionensensitive Schicht und die zweite ionensensitiv Schicht hergestellt werden, während die Materiallösungen zum Ausbilden der ionensensitiven Schichten nicht miteinander in Kontakt kommen. In der Folge sind in dem Elektrolytanalyse-Teststreifen die Eigenschaften der ersten ionensensitiven Schicht und der zweiten ionensensitiven Schicht nicht beeinträchtigt.
Die Ausbildung der ersten ionensensitiven Schicht auf der einen Hauptfläche des ersten Substrats und die Ausbildung der zweiten ionensensitiven Schicht auf der anderen Hauptfläche des zweiten Substrats können zeitlich parallel oder zu verschiedenen Zeitpunkten durchgeführt werden.
Nachdem die Ausbildung der ersten ionensensitiv Schicht und die Ausbildung der zweiten ionensensitiven Schicht durchgeführt sind, werden eine weitere Hauptfläche des ersten Substrats (eine Hauptfläche, an der die erste ionensensitive Schicht nicht ausgebildet ist) und eine andere Hauptfläche des zweiten Substrats (eine Hauptfläche, an der die zweite ionensensitive Schicht nicht ausgebildet ist) einander zugewandt, laminiert und miteinander verklebt.
In dem Elektrolytanalyse-Teststreifen gemäß einer Ausführungsform hat das Substrat an der einen Endseite in der einen Richtung eine Durchgangsöffnung hat, die von der einen Hauptfläche zu der anderen Hauptfläche in einem Gebiet verläuft, das sich von dem Gebiet unterscheidet, das von den ersten und zweiten ionensensitiven Schichten und den ersten und zweiten Extraktionselektroden belegt wird.
In dem Elektrolytanalyse-Teststreifen gemäß dieser einen Ausführungsform richtet in der Benutzungsphase der Benutzer die eine Endseite (Spitzenbereich) des Teststreifens schräg nach unten und bespritzt beispielsweise den Elektrolyt über den Spitzenbereich. Dann kommt der Elektrolyt in Kontakt mit der ionensensitiven Schicht (zum Beispiel der ersten ionensensitiven Schicht) an der Oberflächenseite, läuft durch die Durchgangsöffnung zur unteren Flächenseite und kommt in Kontakt mit der ionensensitiven Schicht (in diesem Beispiel der zweiten ionensensitiven Schicht) an der unteren Flächenseite. Somit kann das Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart, die im Elektrolyt enthalten sind, gemessen werden. Auf diese Weise kann das Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart, die im Elektrolyt enthalten sind, durch eine einfache Handhabung gemessen werden, bei der der Benutzer den Elektrolyt über den Spitzenbereich des Teststreifens spritzt. In diesem Fall muss der Benutzer nicht im Besonderen einen Behälter für den zu messenden Elektrolyt bereitstellen.
Der Elektrolytanalyse-Teststreifen nach einer Ausführungsform weist weiterhin ein durchlässiges Element auf, das aus einem Material ausgebildet ist, das für der Elektrolyt durchlässig ist, wobei
das durchlässige Element räumlich fortlaufend die erste ionensensitive Schicht und die zweite ionensensitive Schicht abdeckt, wobei es über einer Endfläche des Substrats von der einen Hauptfläche zu der anderen Hauptfläche liegt.
„Elektrolyt-durchlässiges Material“ bezieht sich zum Beispiel auf eine gewickelte Faser (Strang), Schwamm, Tissuepapier, Gaze oder saugfähige Baumwolle.
In dem Elektrolytanalyse-Teststreifen gemäß dieser einen Ausführungsform richtet der Benutzer in der Benutzungsphase beispielsweise die eine Endseite (Spitzenbereich) des Teststreifens schräg nach unten aus und spritzt den Elektrolyt über den Spitzenbereich, in dem das durchlässigen Element vorgesehen ist. Dann durchdringt der Elektrolyt das durchlässige Element in der Dickenrichtung, um mit der ionensensitiven Schicht (zum Beispiel der ersten ionensensitiven Schicht) an der Oberflächenseite in Kontakt zu kommen, und dringt ebenso über die Endfläche des Substrats von der Oberflächenseite zur unteren Flächenseite entlang dem durchlässigen Element durch, um in Kontakt mit der ionensensitiven Schicht (in diesem Beispiel die zweite ionensensitive Schicht) an der unteren Flächenseite zu kommen. Somit kann das Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart, die im Elektrolyt enthalten sind, gemessen werden. Auf diese Weise kann das Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart, die im Elektrolyt enthalten sind, durch eine einfache Handhabung gemessen werden, bei der der Benutzer den Elektrolyt über den Spitzenbereich des Teststreifens (an dem das durchlässige Element vorgesehen ist) spritzt. In diesem Fall muss der Benutzer nicht im Besonderen einen Behälter für den zu messenden Elektrolyt bereitstellen.
In dem Elektrolytanalyse-Teststreifen nach einer Ausführungsform
ist der Elektrolyt Urin,
ist die erste Ionenart ein Natriumion, und
ist die zweite Ionenart ein Kaliumion.
In dem Elektrolytanalyse-Teststreifen gemäß dieser einen Ausführungsform kann ein Konzentrationsverhältnis zwischen Natriumionen und Kaliumionen im Urin durch eine einfache Handhabung durch den Benutzer gemessen werden (eine Handhabung, bei der die eine Endseite (Spitzenbereich) des Teststreifens in Urin eingetaucht wird oder eine Handhabung, bei der Urin über die eine Endseite (Spitzenbereich) des Teststreifens gespritzt wird).
In dem Elektrolytanalyse-Teststreifen nach der einen Ausführungsform sind die Sensitivität der ersten ionensensitiven Schicht und die Sensitivität der zweiten ionensensitiven Schicht zueinander gleichwertig, und die Selektivität der ersten ionensensitiven Schicht und die Selektivität der zweiten ionensensitiven Schicht sind zueinander gleichwertig.
Die „Sensitivität“ der ionensensitive Schicht steht für den Änderungsbetrag im Potenzial, der von der sensitiven Schicht erzeugt wird, bezüglich einer Änderung in der Ionenkonzentration eines zu messenden Objekts. Zum Beispiel wird die Sensitivität in der Einheit mV/dec als Änderungsbetrag im Potenzial gemessen, wenn sich die Ionenkonzentration um eine Ziffer ändert. „Selektivität“ der ionensensitiven Schicht bedeutet den Einflussbetrag einer Interferenzsubstanz auf ein Potenzial, das von der sensitiven Schicht erzeugt wurde. Zum Beispiel hat die Natriumionen-sensitive Substanz Bis(12-Krone-4), die eine Kronenether-basierte sensitive Substanz ist, eine Selektivität von etwa 1/100 für Kaliumionen. Die Kaliumionen-sensitive Substanz Bis(Benzo-15-Krone-5) hat eine Selektivität von 1/1000 oder mehr für Natriumionen.
Für das Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart in dem Elektrolytanalyse-Teststreifen gemäß dieser einen Ausführungsform kann das Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart ohne eine Referenzelektrode nur auf Basis der Potenzialdifferenz berechnet werden, die von der ersten und zweiten ionensensitiven Schicht erzeugt wird.
In einem anderen Aspekt ist eine Elektrolytanalysevorrichtung der vorliegenden Offenlegung eine Elektrolytanalysevorrichtung zum Messen eines Konzentrationsverhältnisses zwischen einer ersten Ionenart und einer zweiten Ionenart, die in einem Elektrolyt enthalten sind, wobei die Elektrolytanalysevorrichtung aufweist:

einen oben beschriebenen Elektrolytanalyse-Teststreifen; und
einen Hauptkörper, wobei der Hauptkörper aufweist
- ein Verbindungselement, in das die andere Endseite des Elektrolytanalyse-Teststreifen eingesetzt wird, wobei das Verbindungselement eine erste Kontaktelektrode und eine zweite Kontaktelektrode aufweist, die jeweils in Kontakt mit der ersten Extraktionselektrode und der zweiten Extraktionselektrode stehen, und
- eine Berechnungseinheit, die ein Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart, die in dem Elektrolyt enthalten sind, basierend auf einer Potenzialdifferenz zwischen dem ersten Potenzial und dem zweiten Potenzial, die über die erste Kontaktelektrode und die zweite Kontaktelektrode des Verbindungselements erhalten werden, berechnet, wenn die ersten und zweiten ionensensitiven Schichten des Elektrolytanalyse-Teststreifens mit dem Elektrolyt in Kontakt kommen.

In der Elektrolytanalysevorrichtung der vorliegenden Offenlegung wird während der Benutzungsphase des Elektrolytanalyse-Teststreifens die andere Endseite des Elektrolytanalyse-Teststreifens in das Verbindungselement eingesetzt. Die erste Kontaktelektrode und die zweite Kontaktelektrode des Verbindungselements sind jeweils in Kontakt mit der ersten Extraktionselektrode und der zweiten Extraktionselektrode. Auf diese Weise werden, wenn die erste und zweite ionensensitive Schicht des Elektrolytanalyse-Teststreifens in Kontakt mit dem Elektrolyt kommt, jeweils ein von der ersten ionensensitiven Schicht erzeugtes erstes Potenzial und ein von der zweiten ionensensitiven Schicht erzeugtes zweites Potenzial an der ersten Kontaktelektrode und der zweiten Kontaktelektrode erhalten. Basierend auf einer Potenzialdifferenz zwischen dem ersten Potenzial und dem zweiten Potenzial berechnet die Berechnungseinheit ein Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart, die im Elektrolyt enthalten sind. Auf diese Weise kann das Konzentrationsverhältnis zwischen der im Elektrolyt enthaltenen ersten Ionenart und der zweiten Ionenart gemessen werden.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Wie aus dem Obigen ersichtlich, kann der Elektrolytanalyse-Teststreifen der vorliegenden Offenlegung, der ein Teststreifen zum Messen eines Konzentrationsverhältnisses zwischen einer in einem Elektrolyt enthaltenen ersten Ionenart und einer zweiten Ionenart ist, in einer kleinen Größe hergestellt werden, wobei die Materiallösungen zum Ausbilden von ionensensitiven Schichten nicht miteinander in Kontakt kommen. Die Elektrolytanalysevorrichtung der vorliegenden Offenlegung weist einen solchen Elektrolytanalyse-Teststreifen auf und kann ein Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart messen.
Figurenliste

1A ist eine Ansicht, die einen Querschnitt eines Elektrolytanalyse-Teststreifens gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, der entlang einer Längsrichtung (X-Richtung) erstellt wurde. 1B ist eine perspektivische Ansicht, die den Teststreifen im Explosionsansichtszustand darstellt.
2 ist ein Diagramm, das einen Ablauf eines Herstellungsprozesses zum Herstellen des Teststreifens darstellt.
3A1 und 3B1 sind perspektivische Ansichten, die Gestaltungen von Gegenständen in dem Prozess in einigen im Herstellungsprozess enthaltenen Schritten darstellen. 3A2 und 3B2 sind Ansichten, die jeweils Querschnitte eines Teils von Gegenständen in dem Prozess in 3A1 und 3B1 darstellen.
4A1 und 4B2 sind perspektivische Ansichten, die Gestaltungen von Gegenständen im Prozess in einigen im Herstellungsprozess enthaltenen Schritten darstellen. 4A2 und 4B2 sind Ansichten, die jeweils Querschnitte eines Teils von Gegenständen in dem Prozess in 3A1 und 3B1 darstellen.
5A1 und 5B1 sind perspektivische Ansichten, die Gestaltungen von Gegenständen in dem Prozess in einigen Schritten darstellen, die im Herstellungsprozess enthalten sind. 5A2 und 5B2 sind Ansichten, die jeweils Querschnitte eines Teils von Gegenständen in dem Prozess in 5A1 und 5B1 darstellen.
6A1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gestaltung eines Teststreifens darstellt, der durch den oben beschriebenen Herstellungsprozess hergestellt wurde. 6A2 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt eines Spitzenbereichs des Teststreifens in 6A1 darstellt. 6B1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gestaltung darstellt, in der Durchgangsöffnungen im Teststreifen von 6A1 ausgebildet sind. 6B2 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt des Teststreifens von 6B1 darstellt, der entlang einer Längsrichtung (X-Richtung) erstellt wurde.
7A1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gestaltung zeigt, in der der Spitzenbereich des Teststreifens von 6A1 mit einem durchlässigen Element bedeckt ist. 7A2 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt eines Spitzenbereichs des Teststreifens in 7A1 darstellt.
8 ist ein Diagramm, das eine Vorgehensweise zum Festlegen eines zulässigen Kriteriumbereichs für eine Sensitivitätsdifferenz zwischen einer Natriumionenelektrode als eine erste ionensensitive Elektrode und einer Kaliumionenelektrode als eine zweite ionensensitive Elektrode darstellt.
9A ist ein Diagramm, das eine schematische Gestaltung eines elektrochemischen Sensors als eine Elektrolytanalysevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 9B ist ein Diagramm, das eine Vorgehensweise zum Verbinden des Teststreifens mit dem Hauptkörper des elektrochemischen Sensors darstellt.
10A ist ein Diagramm, das eine Vorgehensweise darstellt, in der ein Benutzer ein Konzentrationsverhältnis zwischen Natriumionen und Kaliumionen misst, indem ein Spitzenbereich des Teststreifens in in einem Behälter enthaltenen Urin eingetaucht wird. 10B ist ein Diagramm, das eine Vorgehensweise darstellt, in der ein Benutzer ein Konzentrationsverhältnis zwischen Natriumionen und Kaliumionen misst, indem Urin über einen Spitzenbereich des Teststreifens, in dem eine Durchgangsöffnung ausgebildet ist, gespritzt wird. 10C ist ein Diagramm, das eine Vorgehensweise darstellt, in der ein Benutzer ein Konzentrationsverhältnis zwischen Natriumionen und Kaliumionen misst, indem Urin über einen Spitzenbereich des Teststreifens, der mit einem durchlässigen Element bedeckt ist, gespritzt wird.
11A ist eine Ansicht, die einen Querschnitt eines Elektrolytanalyse-Teststreifens gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, der entlang einer Längsrichtung (X-Richtung) erstellt wurde. 11A ist eine perspektivische Ansicht, die den Teststreifen im Explosionsansichtszustand darstellt.
12 ist ein Diagramm, das einen Ablauf eines Herstellungsprozesses zum Herstellen des Teststreifens von 11A darstellt.
13A1 und 13B1 sind perspektivische Ansichten, die Gestaltungen von Gegenständen in dem Prozess in einigen im Herstellungsprozess enthaltenen Schritten darstellen. 13A2 und 13B2 sind Ansichten, die jeweils Querschnitte eines Teils von Gegenständen in dem Prozess in 13A1 und 13B1 darstellen.
14A1 und 14B1 sind perspektivische Ansichten, die Gestaltungen von Gegenständen in dem Prozess in einigen im Herstellungsprozess enthaltenen Schritten darstellen. 14A2 und 14B2 sind Ansichten, die jeweils Querschnitte eines Teils von Gegenständen in dem Prozess in 14A1 und 14B1 darstellen.
15A1 und 15B1 sind perspektivische Ansichten, die Gestaltungen von Gegenständen in dem Prozess in einigen Schritten darstellen, die im Herstellungsprozess enthalten sind. 15A2 und 15B2 sind Ansichten, die jeweils Querschnitte eines Teils von Gegenständen in dem Prozess in 15A1 und 15B1 darstellen.
16A1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Vorgehensweise eines Verbindungsschritts des ersten Substrats und des zweiten Substrats Rücken an Rücken darstellt, der im Herstellungsprozess enthalten ist. 16A2 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt des Teils der Gegenstände im Prozess in 16A1 darstellt.
17A1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gestaltung eines Teststreifens darstellt, der von dem oben beschriebenen Herstellungsprozess hergestellt wurde. 17A2 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt eines Spitzenbereichs eines Teststreifens von 17A1 darstellt, der entlang einer Breitenrichtung (Y-Richtung) erstellt wurde. 17B1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gestaltung zeigt, in der der Spitzenbereich des Teststreifens von 17A1 mit einem durchlässigen Element bedeckt ist. 17A2 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt eines Spitzenbereichs des Teststreifens in 17B1 darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
1A stellt einen Querschnitt eines Elektrolytanalyse-Teststreifens 30 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, der entlang einer Längsrichtung (X-Richtung) erstellt wurde. 1B stellt den Teststreifen 30 im Explosionsansichtszustand dar. In einigen später beschriebenen Zeichnungen ist ebenso ein orthogonales Koordinatensystem XYZ zum einfachen Verständnis in geeigneter Weise dargestellt. Der Teststreifen 30 wird zum Messen eines Konzentrationsverhältnisses zwischen einer ersten Ionenart und einer zweiten Ionenart, die in einem Elektrolyt enthalten sind, verwendet. In diesem Beispiel ist der Elektrolyt Urin, die erste Ionenart ist ein Natriumion und die zweite Ionenart ist ein Kaliumion.
Wie aus 1A und 1B ersichtlich ist, weist der Teststreifen 30 ein Substrat 31 auf, das längsförmig in einer X-Richtung als einer Richtung verläuft, eine erste Extraktionselektrode 43, die an einer Fläche 31a als eine Hauptfläche des Substrats 31 ausgebildet ist, und eine zweite Extraktionselektrode 44, die an einer Rückfläche 31b als die andere Hauptfläche gegenüberliegend der Fläche 31a des Substrats 31 ausgebildet ist.
Die erste Extraktionselektrode 43 hat auf der Fläche 31a des Substrats 31 eine Struktur, die einen Basisbereich 43a aufweist, der in einem kreisförmigen spezifischen Gebiet an der Seite des einen Endes 31e in der X-Richtung vorgesehen ist, einen Führungsbereich 43b, der längsförmig vom Basisbereich 43a zur Seite des anderen Endes 31f verläuft, und einen Elektrodenpadbereich 43c, der an der Seite des anderen Endes 31f als Fortsetzung des Führungsbereichs 43b vorgesehen ist und eine Breite größer als die des Führungsbereichs 43b hat. Die zweite Extraktionselektrode 44 hat an der Rückfläche 31b des Substrats 31 eine Struktur, die einen Basisbereich 44a aufweist, der in einem kreisförmigen spezifischen Gebiet an der Seite des einen Endes 31e in der X-Richtung vorgesehen ist, einen Führungsbereich 44b, der längsförmig vom Basisbereich 44a zur Seite des anderen Ende 31f verläuft, und einen Elektrodenpadbereich 44c, der an der Seite des anderen Endes 31f als Fortsetzung des Führungsbereichs 44b vorgesehen ist und eine Breite größer als die des Führungsbereichs 44b hat. Die Struktur der ersten Extraktionselektrode 43 und die Struktur der zweiten Extraktionselektrode 44 sind festgelegt, um miteinander in der X-Y-Ebene zusammenzufallen, in der das Substrat 31 verläuft.
Die „Seite des einen Endes 31e“ bezieht sich auf eine Seite näher an dem einen Ende 31e von dem einen Ende 31e und dem anderen Ende 3 1f in der X-Richtung. Die „Seite am andere Ende 31f“ bezieht sich auf eine Seite näher an dem anderen Ende 31f von dem einen Ende 31e und dem anderen Ende 3 1f in der X-Richtung.
Die Fläche 31a des Substrats 31 ist im Allgemeinen mit einer Isolationsschicht 51 als eine Schutzschicht abgedeckt. Die Isolationsschicht 51 deckt einen Bereich von dem Ende 31e zu genau einer Grenze zwischen dem Führungsbereich 43b und dem Elektrodenpadbereich 43c in der X-Richtung ab. Ebenso wird die Fläche 31b des Substrats 31 im Allgemeinen von einer Isolationsschicht 52 als einer Schutzschicht abgedeckt. Die Isolationsschicht 52 deckt einen Bereich von dem einem Ende 31e zu genau einer Grenze zwischen dem Führungsbereich 44b und dem Elektrodenpadbereich 44c in der X-Richtung ab. Daher werden die Führungsbereiche 43b und 44b jeweils durch die Isolationsschichten 51 und 52 geschützt. Andererseits werden die Elektrodenpadbereiche 43c und 44c von den Isolationsschichten 51 und 52 freigelegt, um elektrisch mit einem Verbindungselement des Hauptkörpers verbunden zu sein, was später beschrieben wird.
An der Seite der Fläche 31a des Substrats 31 hat die Isolationsschicht 51 eine kreisförmige Öffnung 51w, die dem Basisbereich 43a der ersten Extraktionselektrode 43 entspricht. Durch die Öffnung 51b wird eine Natriumionen-sensitive Schicht 41i als eine erste ionensensitive Schicht am Basisbereich 43a vorgesehen, um so in elektrischem Kontakt mit dem Basisbereich 43a zu sein. Ebenso hat an der Rückfläche 31b des Substrats 31 die Isolationsschicht 52 eine kreisförmige Öffnung 52w, die dem Basisbereich 44a der zweiten Extraktionselektrode 44 entspricht. Durch die Öffnung 52w wird eine Kaliumionen-sensitive Schicht 42i als eine zweite ionensensitive Schicht am Basisbereich 44a vorgesehen, um so in elektrischem Kontakt mit dem Basisbereich 44a zu sein. Im Folgenden werden der Basisbereich 43a und die Natriumionen-sensitive Schicht 41i zusammen als eine Natriumionen-sensitive Elektrode 41 bezeichnet. Der Basisbereich 44a und die Kaliumionen-sensitive Schicht 42i werden zusammen als eine Kaliumionen-sensitive Elektrode 42 bezeichnet. Die Natriumionen-sensitive Elektrode 41 und die Kaliumionen-sensitive Elektrode 42 kommen mit einem zu messenden Elektrolyt in Kontakt (in diesem Beispiel Urin) und erzeugen jeweils ein erstes Potenzial entsprechend einer Konzentration der Natriumionen (als E₁ bezeichnet) und einem zweiten Potenzial entsprechend der Konzentration der Kaliumionen (als E₂ bezeichnet). Die wirksamen Gebiete (funktionalen Gebiete) der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42 werden jeweils durch die Größen der Öffnungen 51w und 52w definiert (in diesem Beispiel etwa 4 mm im Durchmesser).
Das Substrat 31 wird aus einem Isolationsmaterial wie Polyethylen-Terephthalat (PET), Glas, Silizium, einer Polyimidschicht, Epoxidglas, Polycarbonat oder Acryl ausgebildet. Daher haben die Fläche 31a und die Rückfläche 31b ebenso eine Isolationsqualität. In diesem Beispiel wird die Größe des Substrats 31 auf etwa 50 mm als eine Abmessung in der X-Richtung (Längsrichtung), etwa 10 bis 15 mm als eine Abmessung in der Y- Richtung (Breitenrichtung) und etwa 200 µm als Abmessung in der Z-Richtung (Dickenrichtung) festgelegt.
Die erste Extraktionselektrode 43 und die zweite Extraktionselektrode 44 sind beide aus seinem leitfähigen Material ausgebildet wie Pt, Ag, Au, Ir, C oder IrO₂. Die erste Extraktionselektrode 43 und die zweite Extraktionselektrode 44 haben beide eine Stärke von etwa 10 µm.
Die Isolationsschichten 51 und 52 sind beide aus einem fotohärtbaren oder thermohärtbaren Isolationsfotolack oder einer Abdichtung, einer Lage, einem Band oder Ähnlichem mit Isolationsqualität ausgebildet. Die Isolationsschichten 51 und 52 haben eine Dicke von etwa 30 µm bis 100 µm.
In diesem Beispiel wird eine Lösung, die durch Auflösen von Bis(12-Krone-4), Polyvinylchlorid (PVC), 2-Nitrophenyloctylether (NPOE) und Kaliumtetrakis-(4-chlorphenyl)borat (K-TCPB) in Tetrahydrofuran (THF) erhalten wird, als Materiallösung zum Ausbilden der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i verwendet. In diesem Beispiel wird eine Lösung, die durch Auflösen von Bis(Benzo-15-Krone-5), PVC, NPOE und K-TCPB in THF erhalten wird, als Materiallösung zum Ausbilden der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i verwendet. Die Materiallösungen werden in einem später beschrieben Herstellungsprozess getrocknet und ausgehärtet.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, hat der Teststreifen 30 die Natriumionen-sensitive Schicht 41i, die auf der Fläche 31a des Substrats 31 vorgesehen ist, und die Kaliumionen-sensitive Schicht 42i, die an der Rückfläche 31b gegenüberliegend der Fläche 31a des Substrats 31 vorgesehen ist. D. h., die Natriumionen-sensitive Schicht 41i und die Kaliumionen-sensitive Schicht 42i sind nicht nebeneinander auf einer Hauptfläche (die Fläche 31a oder die Rückfläche 31b) des Substrats angeordnet, sondern sind an Hauptflächen gegenüberliegend zueinander angeordnet.
(Verfahren zum Herstellen von Elektrolytanalyse-Teststreifen)
2 zeigt einen Ablauf eines Herstellungsprozesses zum Herstellen des Teststreifens 30. 3A1, 3B1, 4A1, 4B1, 5A1, 5B1 und 6A1 zeigen Gestaltungen von Gegenständen im Prozess (oder den hergestellten Teststreifen 30) in im Herstellungsprozess enthaltenen Schritten, wenn das Substrat 31 schräg betrachtet wird. 3A2, 3B2, 4A2, 4B2, 5A2, 5B2 und 6A2 zeigen jeweils Querschnitte eines Teils der Gegenstände in 3A1, 3B1, 4A1, 4B1, 5A1, 5B1 und 6A1 (im Besonderen zum Beispiel in Querschnitt eines Teils, das einem Spitzenbereich des herzustellenden Teststreifens 30 entspricht, wobei das Teil betrachtet wird, wie durch die Pfeile A2 und A2 in 3A1 angegeben).
Als Erstes wird, wie in Schritt S1 von 2 dargestellt, die erste Extraktionselektrode 43 auf der Fläche 31a des Substrats 31 durch ein Siebdruckverfahren ausgebildet. Im Besonderen sind auf der Fläche 31a des Substrats 31, das entlang der Ebene X-Y verläuft, die ersten Extraktionselektroden 43, 43, ... in einer Matrixform in der X-Richtung und der Y- Richtung strukturiert, wie in 3A1 dargestellt. Eine jede erste Extraktionselektrode 43 hat den kreisförmigen Basisbereich 43a, den Führungsbereich 43b und den Elektrodenpadbereich 43c und ist als eine in der X-Richtung längsförmige Struktur ausgebildet. Wie in 3A2 dargestellt, ist die erste Extraktionselektrode 43 (im Besonderen der Basisbereich 43a) in einer flachen Schichtform ausgebildet.
Als Nächstes, wie in Schritt S2 von 2 dargestellt, wird die Isolationsschicht 51 auf der Fläche 31a des Substrats 31 durch ein Siebdruckverfahren ausgebildet. Im Besonderen, wie in 3B1 dargestellt, wird die Isolationsschicht 51 als eine streifenförmige Struktur ausgebildet, die sich über eine Vielzahl von ersten Extraktionselektroden 43, 43, ... in der Y-Richtung erstreckt und für eine jede der Reihen der ersten Extraktionselektroden 43 (in der Y- Richtung angeordnete Reihen) in der X-Richtung unterteilt ist, um so die Elektrodenpadbereiche 43c, 43c, ... freizulegen. Wie in 3B2 dargestellt, hat die Isolationsschicht 51 eine kreisförmige Öffnung 51w, die dem Basisbereich 43a der individuellen ersten Extraktionselektroden 43 entspricht.
Als Nächstes wird, wie in Schritt S3 von 2 dargestellt, die zweite Extraktionselektrode 44 an der Rückfläche 31b des Substrats 31 durch ein Siebdruckverfahren ausgebildet. Im Besonderen sind die Vorder- und Rückseiten 31a des Substrats 31 umgedreht, und die Rückfläche 31b des Substrats 31 verläuft entlang der X-Y-Ebene, die zweiten Extraktionselektroden 44, 44, ... sind in einer Matrixform in der X-Richtung und der Y-Richtung strukturiert, wie in 4A1 dargestellt. Eine jede zweite Extraktionselektrode 44 hat den kreisförmigen Basisbereich 44a, den Führungsbereich 44b und den Elektrodenpadbereich 44c und ist als eine in der X-Richtung längsförmige Struktur ausgebildet. Die Struktur der zweiten Extraktionselektrode 44 ist an einer Position ausgebildet, um der Struktur der ersten Extraktionselektrode 43 bezüglich der Vorder- und Rückseiten des Substrats 31 zu entsprechen und damit zusammenzufallen. Wie in 4A2 dargestellt, ist die zweite Extraktionselektrode 44 (im Besonderen der Basisbereich 44a) in einer flachen Schichtform ausgebildet. In 4A2 und den nachfolgenden Schnittansichten sind die Vorder- und Rückseiten des Substrats 31 nicht umgekehrt und werden zum einfacheren Verständnis unverändert abgebildet.
Als Nächstes, wie in Schritt S4 von 2 dargestellt, wird die Isolationsschicht 52 an der Rückfläche 31b des Substrats 31 durch ein Siebdruckverfahren ausgebildet. Im Besonderen, wie in 4B1 dargestellt, wird die Isolationsschicht 52 als eine streifenförmige Struktur ausgebildet, die sich über eine Vielzahl vom ersten Extraktionselektroden 44, 44, ... in der Y- Richtung erstreckt und für eine jede der Reihen der zweiten Extraktionselektroden 44 (in der Y- Richtung angeordnete Reihen) in der X-Richtung unterteilt ist, um so die Elektrodenpadbereiche 44c, 44c, ... freizulegen. Die Struktur der zweiten Isolationsschicht 52 ist ebenso an einer Position ausgebildet, um der Struktur der Isolationsschicht 51 bezüglich der Vorder- und Rückseite des Substrats 31 zu entsprechen und damit zusammenzufallen. Wie in 4B2 dargestellt, hat die Isolationsschicht 52 kreisförmige Öffnungen 52w, die jeweils den Basisbereichen 44a der einzelnen zweiten Extraktionselektroden 44 entsprechen.
Die Verarbeitung in den Schritten S1 und S2 und die Verarbeitung in den Schritten S3 und S4 in 2 kann in einer umgekehrten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden. Der Basisbereich 43a und der Führungsbereich 43b können durch Drucken in zwei Phasen unter Verwendung von verschiedenen Materialien ausgebildet werden. Ebenso können der Basisbereich 44a und der Führungsbereich 44b durch Drucken in zwei Phasen unter Verwendung von verschiedenen Materialien ausgebildet werden.
Als Nächstes, wie in Schritt S5 von 2 dargestellt, wird die Materiallösung zum Ausbilden der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i als die erste ionensensitive Schicht auf die Fläche 31a des Substrats 31 durch ein Tintenstrahldruckverfahren aufgetragen. Im Besonderen wird auf die Fläche 31a des Substrats 31 die Materiallösung auf Gebiete aufgetragen, die jeweils den kreisförmigen Öffnungen 51w, 51w, ... der Isolationsschicht 51 entsprechen (siehe 3B1), um so in Kontakt mit dem Basisbereich 43a zukommen, wie in 5A1 dargestellt. Dann werden die aufgetragenen Materiallösungen getrocknet und ausgehärtet, um Natriumionen-sensitive Schichten 41i, 41i, ... in den Gebieten zu bilden, die jeweils den Öffnungen 51w, 51w, .. entsprechen. Wie in 5A2 dargestellt, hat die ausgebildete Natriumionen-sensitive Schicht 41i aufgrund der Oberflächenspannung einen kugelförmigen Querschnitt. Der Basisbereich 43a und die Natriumionen-sensitive Schicht 41i bilden zusammen die Natriumionen-sensitive Elektrode 41.
Als Nächstes wird, wie in Schritt S6 von 2 dargestellt, die Materiallösung zum Ausbilden der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i als die zweite ionensensitive Schicht auf die Rückfläche 31b des Substrats 31 durch ein Tintenstrahldruckverfahren aufgetragen. Im Besonderen sind die Vorder- und Rückseite des Substrats 31 umgekehrt, und an der Rückfläche 31b des Substrats 31 wird die Materiallösung auf Gebiete aufgetragen, die jeweils den kreisförmigen Öffnungen 52w, 52w, ... der Isolationsschicht 52 entsprechen (siehe 4B1), um so mit dem Basisbereich 44a in Kontakt zu kommen, wie in 5B1 dargestellt. Dann werden die aufgetragenen Materiallösungen getrocknet und ausgehärtet, um Kaliumionen-sensitive Schichten 42i, 42i, ... in den Gebieten zu bilden, die jeweils den Öffnungen 52w, 52w, ... entsprechen. Wie in 5B2 dargestellt, hat die ausgebildete Kaliumionen-sensitive Schicht 42i aufgrund der Oberflächenspannung einen kugelförmigen Querschnitt. Der Basisbereich 44a und die Kaliumionen-sensitive Schicht 42i bilden miteinander eine Kaliumionen-sensitive Elektrode 42.
Die Verarbeitung in Schritt S5 und die Verarbeitung in Schritt S6 in 2 können in einer umgekehrten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden.
Als Nächstes, wie in Schritt S7 von 2 dargestellt, wird jeweils die Sensitivität der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i als die erste ionensensitive Schicht, die auf der Fläche 31a des Substrats 31 (als S₁) ausgebildet ist, und die Sensitivität der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i die als die zweite ionensensitive Schicht, die auf der Rückfläche 31b des Substrats als (S₂ bezeichnet) ausgebildet ist, untersucht. Hier ist es empirisch bekannt, dass wenn die Losgrößen der aufgetragenen Materiallösungen gleich sind, die Sensitivität S₁ der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und die Sensitivität S₂ der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i jeweils in der X-Y-Ebene des Substrats 31 konstant sind. Daher ist es in Schritt S7 ausreichend, die Sensitivität S₁ der repräsentativen Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und die Sensitivität S₂ der repräsentativen Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i in der X-Y-Ebene des Substrats 31 auszuwerten.
Nachfolgend, wie in Schritt S8 von 2 dargestellt, wird bestimmt, ob die Sensitivität S₁ der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und die Sensitivität S₂ der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i zueinander gleich sind, d. h., ob die Sensitivitätsdifferenz |S₁ - S₂| zwischen beiden von den ionensensitiven Schichten im vorbestimmten kritischen Bereich liegt. Hier wird, wenn die Sensitivitätsdifferenz |S₁ - S₂| außerhalb des kritischen Bereichs liegt (NEIN in Schritt S8) der Gegenstand im Prozess als ungeeigneter Gegenstand entsorgt (zum Beispiel weggeworfen) (Schritt S9). Ein Bestimmungskriterium für die Sensitivitätsdifferenz in Schritt S8 wird später beschrieben.
Hier müssen die Selektivität der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i, die auf der Fläche 31a des Substrats 31 ausgebildet wird (als k₁ bezeichnet), und die Selektivität der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i, die an der Rückfläche 31b des Substrats 31 ausgebildet wird (als k₂ bezeichnet), ebenso zueinander gleichwertig sein. Diese Bedingung wird erfüllt, indem die Materiallösung zum Ausbilden der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und die Materiallösung zum Ausbilden der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i wie oben beschrieben ausgestaltet wird. Daher wird in diesem Herstellungsprozess der Untersuchungsschritt für die Selektivität weggelassen.
Andererseits, wenn sich die Sensitivitätsdifferenz |S₁ - S₂| im Schritt S8 im kritischen Bereich befindet (JA in Schritt S8), wird das Substrat 31 geschnitten (oder gestanzt), wie in Schritt S 10 dargestellt. Auf diese Weise werden einzelne Teststreifen 30 erhalten, wie in 6A1 und 6A2 dargestellt.
Wie in 6B1 und 6B2 dargestellt, können Durchgangsöffnungen 30w und 30w im Substrat 31 während des Stanzens in Schritt S10 von 2 ausgebildet werden. Im Besonderen sind die Durchgangsöffnungen 30w und 30w so ausgebildet, um von der Fläche 3 1a zu der Rückfläche 31b in Gebieten zu verlaufen, die sich von denen, die von den ionensensitiven Elektroden 41 und 42 und den ersten und zweiten Extraktionselektroden 43 und 44 (im Besonderen den Führungsbereichen 43b und 44b) an der Seite des einen Endes 31i (Spitzenbereich 30e) in der X-Richtung belegt werden, unterscheiden. In diesem Beispiel sind die Durchgangsöffnungen 30w und 30w an beiden Seiten der Führungsbereiche 43b und 44b in der Y- Richtung ausgebildet. Dies wird als ein Teststreifen 30A bezeichnet.
Die Verarbeitung in Schritt S8 und die Verarbeitung in Schritt S10 in 2 können in einer umgekehrten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden.
Durch Hinzufügen von Schritt S11 von 2 kann ein durchlässiges Element 59, das aus einem Material ausgebildet ist, das für den zu messenden Elektrolyt (in diesem Beispiel Urin) durchlässig ist, am Umfang des Spitzenbereichs 30e des Teststreifens 30 angebracht werden (im Besonderen der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42) wie in 7A1 und 7A2 dargestellt. Dies wird als ein Teststreifen 30B bezeichnet. Das angebrachte durchlässige Element 59 deckt räumlich fortlaufend die Natriumionen-sensitive Schicht 41i und die Kaliumionen-sensitive Schicht 42i ab, wobei es über die Endfläche des Substrats 31 von der Fläche 31a zur Rückfläche 31b liegt. Als durchlässiges Element 59 wird zum Beispiel eine gewickelte Faser (Strang), Schwamm, Tissuepapier, Gaze oder saugfähige Baumwolle verwendet.
Wenn der Teststreifen 30 (oder 30A oder 30B) wie oben beschrieben hergestellt wird, werden die Aufbringung und das Aushärten der Materiallösung zum Ausbilden der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i auf der Fläche 31a und die Aufbringung und das Aushärten der Materiallösung zum Ausbilden der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i auf der Rückfläche 31b in den Schritten S5 und S6 von 2 nicht basierend auf einer nebeneinanderliegenden Position durchgeführt, sondern werden auf unterschiedlichen Hauptflächen durchgeführt. Daher kann der Teststreifen 30 hergestellt werden, während die Materiallösungen zum Ausbilden der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i nicht miteinander in Kontakt kommen. In der Folge sind in dem Teststreifen 30 die Eigenschaften der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i nicht beeinträchtigt. Im Teststreifen 30 fallen darüber hinaus die Positionen der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und der ersten Extraktionselektrode 43 auf der Fläche 31a mit den Positionen der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i und der zweiten Extraktionselektrode 44 an der Rückfläche 31b jeweils bezüglich der Vorder- und Rückseiten des Substrats 31 zusammen. Daher kann die Größe des Teststreifens 30 um die Hälfte im Vergleich zur Gestaltung (herkömmliches Beispiel) verringert werden, bei der zwei ionensensitive Schichten nebeneinander in der Y- Richtung (Breitenrichtung) auf einer Hauptfläche angeordnet sind.
(Bestimmungskriterium für die Sensitivitätsdifferenz))
Ein Bestimmungskriterium (zulässiger kritischer Bereich) für die Sensitivitätsdifferenz in Schritt S8 von 2 wird später beschrieben. Die Genauigkeit der Messung des Konzentrationsverhältnisses Ms zwischen Natriumionen und Kaliumionen durch einen elektrochemischen Sensors 90 sollte zum Beispiel in einen Bereich von ± 10% über einen möglichen Konzentrationsbereich von in der zu messenden Flüssigkeit (in diesem Beispiel Urin) enthaltenen Natriumionen und Kaliumionen fallen. Um diese Anforderung zu erfüllen, wird ein Kriterium zum Steuern der Differenz (Sensitivitätsdifferenz) |S₁ - S₂| zwischen der Sensitivität S₁ der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und der Sensitivität S₂ der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42 festgelegt.
Im Allgemeinen ist bekannt, dass in Urin die Natriumionenkonzentration C₁ im Bereich von 50 bis 100 mmol/L liegt und die Kaliumionenkonzentration C₁ im Bereich von 10 bis 100 mmol/L liegt. Es wird davon ausgegangen, dass die Sensitivität S₁ der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und die Sensitivität S₂ der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42 im Allgemeinen 55 mV/dec ist.
Hier wird davon ausgegangen, dass für Urin, in dem die Natriumionenkonzentration C₁ = 100 mmol/L ist und die Kaliumionenkonzentration C₂ = 10 mmol/L ist (als „niedrig konzentrierter Urin“ bezeichnet), das Konzentrationsverhältnis zwischen den Natriumionen und den Kaliumionen exakt als Ms = (C₁/C₂) = 10 gemessen werden kann. Basierend auf dieser Annahme wird von einem Fall ausgegangen, in dem die Messung mit einer Messgenauigkeit von ± 10% für Urin vorgenommen werden kann, in dem die Natriumionenkonzentration C₁ = 500 mmol/L ist und die Kaliumionenkonzentration C₂ = 50 mmol/L ist (als „hochkonzentrierte Urin“ bezeichnet).

i) Zuerst wird die Messgenauigkeit durch die Sensitivität und die Potenzialreproduzierbarkeit definiert (eine Differenz in der Potenzialausgabe, wenn eine Flüssigkeitsprobe wiederholt gemessen wird). Wenn die Sensitivität S₁ der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und die Sensitivität S₂ der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42 bei etwas 55 mV/dec liegen, beträgt das reproduzierte Potenzial, das eine Messgenauigkeit von ± 10% erfüllt, ± 2,3 mV.
ii) Als Nächstes wird eine Potenzialdifferenz (eine Potenzialdifferenz ΔE zwischen der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42), die durch Messung des Urins mit niedriger Konzentration erhalten wird, als E_L definiert, und eine Potenzialdifferenz, die durch Messung des Urins mit hoher Konzentration erhalten wird, wird als E_H definiert. Die Potenzialdifferenzen E_L und E_H sind wie in 8 dargestellt, wo eine Kalibrierungslinie Cref1 für die Natriumionen-sensitive Elektrode 41 und eine Kalibrierungslinie Cref2 für die Kaliumionen-sensitive Elektrode 42 verwendet werden. Wenn in diesem Fall die Sensitivität der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 auf S₁ = 55 mV/dec festgesetzt ist und die Sensitivität S₂ der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42 als S_K [mV/dec] variabel definiert ist, werden die Potenzialdifferenzen E_L und E_H jeweils ausgedrückt als: $E_{L} = 55 {log}_{10} (100) - S_{K} log10 (10)$
$E_{H} = 55 {log}_{10} (500) - S_{K} log10 (50) .$

Daher lautet die Differenz zwischen den beiden Potentialen |E_H - E_L| wie folgt: $\begin{array}{l} | E_{H} - E_{L} | = 55 {log}_{10} (5) - S_{K} {log}_{10} (5) \\ = {log}_{10} (5) \cdot (55 - S_{K}) (Einheit: mV) \end{array}$

iii) Wenn die Differenz |E_H - E_L| kleiner als (die Größenordnung) des reproduzierten Potenzials 2,3 mV, im obigen i dargestellt) ist, fällt die Messgenauigkeit in einen Bereich von ± 10% im Urin mit niedriger Konzentration bis zum Urin mit hoher Konzentration, d. h. oberhalb des möglichen Konzentrationsbereichs von Natriumionen und Kaliumionen, die im Urin enthalten sind. Im Besonderen wird festgelegt, dass |E_H - E_L| < 2.3. Da die Bedingung lautet $| {log}_{10} (5) \cdot (55 - S_{K}) | < 2,3,$
wird dies dann ausgedrückt als: $| 55 - S_{K} | < 3,3$

Daher wird in diesem Beispiel das Bestimmungskriterium (der zulässige Kriteriumsbereich) der Sensitivitätsdifferenz |S₁ - S₂| auf 3,3 mV festgelegt.
(Gestaltung des elektrochemischen Sensors)
9A zeigt eine Blockgestaltung des elektrochemischen Sensors 90 als eine Elektrolytanalysevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der elektrochemische Sensor 90 weist im Allgemeinen den oben beschriebenen Teststreifen 30 und einen Hauptkörper 10 auf, der ein Gehäuse 10' hat. Der Hauptkörper 10 weist ein Verbindungselement 21 auf, an dem der Teststreifen 30 entfernbar angebracht ist. Das Verbindungselement 21 ist in einer Weise vorgesehen, dass es durch eine Wandfläche des Gehäuses 10' hindurchgeht. Eine Steuereinheit 11, eine Dateneingabeeinheit 12, eine Betriebseinheit 13, einen Sensorkopf-Verbindungserfassungseinheit 14 und eine Anzeigeeinheit 20 sind im Hauptkörper 10 angebracht und aufgenommen.
In diesem Beispiel hat der Hauptkörper 10 eine längsförmigen prismatische Außenform, die von der Hand des Benutzers ergriffen werden kann (siehe zum Beispiel 10B). In der Folge wird der elektrochemische Sensor 90 als eine in der Hand gehaltene Vorrichtung ausgestaltet, in der der Benutzer den Körper 10 in seiner/ihrer Hand hält.
Wie in 9B dargestellt, hat das Verbindungselement 21 in 9A einen Schlitz 22, in den das andere Ende 31f des Teststreifens 30 eingesetzt ist. Im Schlitz 22 sind eine erste Kontaktelektrode 23 und eine zweite Kontaktelektrode 24, die jeweils eine gebogene Plattenfeder aufweisen, an Positionen vorgesehen, die den Elektrodenpadbereichen 43c und 44c des Teststreifens 30 entsprechen. Wenn der Benutzer das andere Ende 31f des Teststreifens 30 in den Schlitz 22 in einer Richtung einsetzt, die durch Pfeil X1 angegeben wird, kommen die Elektrodenpadbereiche 43c und 44c jeweils in Kontakt mit der ersten Kontaktelektrode 23 und der zweiten Kontaktelektrode 24 und leiten. In der Folge werden das erste Potenzial E₁, das von der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 des Teststreifen 30 erzeugt wird, und das zweite Potenzial E₂, das von der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42 erzeugt wird, jeweils an die erste Kontaktelektrode 23 und die zweite Kontaktelektrode 24 übertragen und in den Hauptkörper 10 eingegeben.
Die im Hauptkörper 10 angebrachte Dateneingabeeinheit 12 gibt eine Potenzialdifferenz ΔE zwischen der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42 des Teststreifens 30 ein. Die Sensorkopf-Verbindungserfassungseinheit14 erfasst basierend darauf, ob ein Raum zwischen den Kontaktelektrode 23 und 24 des Verbindungselements 21 offen ist oder nicht, ob der Teststreifen 30 am Hauptkörper 10 angebracht ist oder nicht. In diesem Beispiel weist die Betriebseinheit 13 eine Drückschalterstaste auf und fungiert zum Eingeben einer Anweisung, um die Messung eines Benutzers einer zu messenden Flüssigkeit zu beginnen. In diesem Beispiel weist die Anzeigeeinheit 20 eine Flüssigkristallanzeige (LCD) auf und zeigt verschiedene Arten von Informationen als Ergebnisse der Berechnung durch die Steuereinheit 11 an. Die Steuereinheit 11 weist eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) auf, die von Software betrieben wird, und steuert den Gesamtbetrieb es elektrochemischen Sensors 90. Im Besonderen fungiert die Steuereinheit 11 als eine Berechnungseinheit, um ein Konzentrationsverhältnis zwischen den Konzentrationen der Natriumionen und der Kaliumionen zu berechnen, die im zu messenden Elektrolyt (in diesem Beispiel Urin) enthalten sind, indem die Potenzialdifferenz ΔE zwischen dem ersten Potenzial E₁ und dem zweiten Potenzial E₂, die in den Hauptkörper 10 eingegeben werden, verwendet wird. Die Steuereinheit 11 weist einen Speicher 18 auf, der temporär die Potenzialdifferenz ΔE zwischen der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42 speichert.
Im elektrochemischen Sensor 90 wird das Konzentrationsverhältnis (C₁/C₂) zwischen Natriumionen und Kaliumionen, die in einer zu messenden Flüssigkeit enthalten sind, basierend auf dem folgenden Prinzip bestimmt. Wie oben beschrieben, sind jeweils die Sensitivität S₁ und die Selektivität k₁ der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 gleichwertig zu der Sensitivität S₂ und der Selektivität k₂ der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42. Das heißt, $S_{1} - S_{2} ≑ 0, {und k}_{1} - k_{2} ≑ 0.$
In diesem Fall wird, wie in der Patentliteratur 2 (japanisches Patent mit der Nummer 6127460) offengelegt, die Potenzialdifferenz ΔE zwischen der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und der Kaliumionen-sensitiven Elektroden 42 durch den folgenden vereinfachten Ausdruck ausgedrückt (Gl. 1) $Δ E = E_{1}^{0} - E_{2}^{0} + S_{1} log (C_{1} / C_{2})$
Hier ist E₁ ⁰ - E₂ ⁰ eine Konstante. Wenn ΔE für ein Elektrolyt gemessen wird, das jeweils ein bekanntes Konzentrationsverhältnis zwischen Natriumionen und Kaliumionen (Standardlösung) und E₁ ⁰ - E₂ ⁰ als eine Konstante hat und die Sensitivität S₁ vorab bestimmt wird, kann das Konzentrationsverhältnis Ms (= C₁/C₂) zwischen den Natriumionen und den Kaliumionen im zu messenden Elektrolyt basierend auf im Ausdruck (Gl. 1) durch Messen der Potenzialdifferenz ΔE für den zu messenden Elektrolyt berechnet werden.
(Messung durch Benutzer)
Zum Beispiel füllt der Benutzer, wie in 10A dargestellt, Urin 99 in einen Behälter 98 ein, hält den Hauptkörper 10 in seiner/ihrer Hand und taucht den Spitzenbereich 30e des Teststreifens 30 in den Urin 99 ein. Dann kommt der Urin 99 in Kontakt mit der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42, die an beiden Flächen des Substrats 31 vorgesehen sind. Auf diese Weise erzeugt die Natriumionen-sensitive Elektrode 41 das erste Potenzial E₁ entsprechend der Natriumionenkonzentration C₁ und die Kaliumionen-sensitive Elektrode 42 erzeugt das zweite Potenzial E₂ entsprechend der Kaliumionenkonzentration C₂. Das erste von der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 erzeugte Potenzial E₁ und das zweite von der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42 erzeugte Potenzial E₂ werden an den Hauptkörper 10 über die erste Extraktionselektrode 43, die zweite Extraktionselektrode 44 und die erste Kontaktelektrode 23 und die zweite Kontaktelektrode 24 des Verbindungselements 21 übertragen. Dann wird das Konzentrationsverhältnis MS (= C₁/C₂) zwischen den Natriumionen und den Kaliumionen im Urin 99 durch die Steuereinheit 11 wie oben beschrieben berechnet. Das berechnete Konzentrationsverhältnis Ms zwischen den Natriumionen und den Kaliumionen im Urin 99 wird auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigt, die an der Außenfläche des Hauptkörpers 10 vorgesehen ist. Auf diese Weise kann das Konzentrationsverhältnis Ms zwischen den Natriumionen und den Kaliumionen durch eine einfache Handhabung eines Benutzers gemessen werden.
Der Benutzer kann den in 6B1 und 6B2 dargestellten Teststreifen 30A verwenden (im Besonderen einen, der eine Gestaltung hat, in der die Durchgangsöffnungen 30w und 30w im Teststreifen 30 ausgebildet sind). In diesem Fall, wie in 10B dargestellt, hält der Benutzer den Hauptkörper 10 in seiner/ihrer Hand, richtet den Spitzenbereich 30e des Teststreifens 30A schräg nach unten und spritzt das Urin 99 über den Spitzenbereich 30e. Dann kommt der Urin 99 in Kontakt mit der ionensensitiven Elektrode an der Oberflächenseite (in diesem Beispiel die Natriumionen-sensitive Elektrode 41), läuft durch die Durchgangsöffnungen 30w und 30w zur unteren Flächenseite und kommt in Kontakt mit der ionensensitiven Elektrode an der unteren Flächenseite (in diesem Beispiel die Kaliumionen-sensitive Elektrode 42). Dadurch kann das Konzentrationsverhältnis Ms (=C₁/C₂) zwischen den im Urin 99 enthaltenen Natriumionen und den Kaliumionen gemessen werden. Auf diese Weise kann das Konzentrationsverhältnis Ms zwischen im Urin enthaltenen Natriumionen und Kaliumionen durch eine einfache Handhabung gemessen werden, bei der der Benutzer den Urin 99 über den Spitzenbereich 30e des Teststreifens 30A spritzt. In diesem Fall muss der Benutzer nicht im Besonderen einen Behälter 98 für den zu messenden Urin 99 bereitstellen.
In einem Beispiel des Teststreifens 30A sind die Durchgangsöffnungen 30w an beiden Seiten der ersten und zweiten Extraktionselektrode 43 und 44 vorgesehen (im Besonderen Führungsbereiche 43b und 44b) in der Breitenrichtung (Y-Richtung) des Substrats 31, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Eine Durchgangsöffnung kann an einem Mittelpunkt in der Breitenrichtung (Y-Richtung) des Substrats 31 vorgesehen sein, wobei die ersten und zweiten Extraktionselektroden 43 und 44 (im Besonderen die Führungsbereiche 43b und 44b) die Durchgangsöffnungen umgehen.
Der Benutzer kann den in 7A1 und 7A2 dargestellten Teststreifen 30B verwenden (im Besonderen einen, der eine Gestaltung hat, in der der Spitzenbereich 30e mit dem durchlässigen Element 59 im Teststreifen 30 abgedeckt ist). In diesem Fall, wie in 10C dargestellt, hält der Benutzer den Hauptkörper 10 in seiner/ihrer Hand, richtet den Spitzenbereich 30e des Teststreifens 30B schräg nach unten und spritzt den Urin 99 über das durchlässige Element 59. Dann durchdringt der Urin 99 das durchlässige Element 59 in der Dickenrichtung, um mit der ionensensitiven Elektrode an der oberen Flächenseite in Kontakt zu kommen (in diesem Beispiel die Natriumionen-sensitive Elektrode 41), und dringt ebenso über die Endfläche des Substrats 31 von der Oberflächenseite zur unteren Flächenseite entlang dem durchlässigen Element 59, um in Kontakt mit der ionensensitiven Schicht an der unteren Flächenseite (in diesem Beispiel die zweite ionensensitive Elektrode 42) zu kommen. Dadurch kann das Konzentrationsverhältnis (C₁/C₂) zwischen den im Urin 99 enthaltenen Natriumionen und den Kaliumionen gemessen werden. Auf diese Weise kann das Konzentrationsverhältnis (C₁/C₂) zwischen den im Urin 99 enthaltenen Natriumionen und Kaliumionen mit einer einfachen Handhabung gemessen werden, indem der Benutzer den Urin 99 über das durchlässige Element 59 spritzt. In diesem Fall muss der Benutzer nicht im Besonderen einen Behälter 98 für den zu messenden Urin 99 bereitstellen.
In einem Beispiel des Teststreifens 30B deckt das durchlässige Element 59 nur den Spitzenbereich 30e des Teststreifens 30B ab, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Das durchlässige Element 59 kann im Wesentlichen die gesamte Fläche (andere Gebiete als die Elektrodenpadbereiche 43c und 44c) des Teststreifens 30B abdecken.
Natürlich kann der Benutzer ebenso die Messung durch eine Gestaltung durchführen, bei der der Teststreifen 30A oder 30B in den im Behälter 98 enthaltenen Urin 99 eingetaucht wird.
(Zweite Ausführungsform)
11A stellt einen Querschnitt eines Elektrolytanalyse-Teststreifens 30C gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, der entlang einer Längsrichtung (X-Richtung) erstellt wurde. 11B stellt den Teststreifen 30C in einem Explosionsansichtszustand dar. Wie der oben beschriebene Teststreifen 30, wird der Teststreifen 30C zum Messen des Konzentrationsverhältnisses zwischen den Natriumionen als die erste Ionenart und den Kaliumionen als die zweite Ionenart verwendet, die im zu messenden Urin enthalten sind.
Wie aus 11A und 11B zu sehen, unterscheidet sich der Teststreifen 30C prinzipiell dadurch, dass der Teststreifen 30 zwei Substrate (ein erstes Substrat 31A und ein zweites Substrat 31B) enthält, die miteinander laminiert und verklebt sind, anstelle von einem Substrat 31 im Teststreifen 30 gemäß der ersten Ausführungsform. Das erste Substrat 31A und das zweite Substrat 31B werden miteinander als ein Substrat 31' bezeichnet. In 11A und 11B und den nachfolgenden Zeichnungen werden an Komponenten, die mit denjenigen in 1A und 1B identisch sind, ähnliche Bezugszeichen vergeben und auf eine doppelte Beschreibung wird in geeigneter Weise verzichtet.
An einer Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A, die eine Hauptfläche des Substrats 3 1' ist, sind eine erste Extraktionselektrode 43, eine Isolationsschicht 51, die eine Öffnung 51w hat, und eine Natriumionen-sensitive Schicht 41i als eine erste ionensensitive Schicht vorgesehen. Die erste Extraktionselektrode 43 hat auf der Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A eine Struktur, die einen Basisbereich 43a aufweist, der in einem kreisförmigen spezifischen Gebiet an der Seite des einen Endes 31e in der X-Richtung vorgesehen ist, einen Führungsbereich 43b, der längsförmig vom Basisbereich 43a zur Seite des anderen Endes 31f verläuft, und einen Elektrodenpadbereich 43c, der an der Seite des anderen Endes 31f als Fortsetzung des Führungsbereichs 43b vorgesehen ist und eine Breite größer als die des Führungsbereichs 43b hat. Durch die Öffnung 51w der Isolationsschicht 51 wird eine Natriumionen-sensitive Schicht 41i als eine erste ionensensitive Schicht am Basisbereich 43a vorgesehen, um so in elektrischem Kontakt mit dem Basisbereich 43a zu sein.
An einer Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B, die die andere Hauptfläche des Substrats 31' ist, sind eine zweite Extraktionselektrode 44, eine Isolationsschicht 52, die eine Öffnung 52w hat, und eine Natriumionen-sensitive Schicht 42i als eine zweite ionensensitive Schicht vorgesehen. Die zweite Extraktionselektrode 44 hat auf der Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B eine Struktur, die einen Basisbereich 44a aufweist, der in einem kreisförmigen spezifischen Gebiet an der Seite des einen Endes 31e in der X-Richtung vorgesehen ist, einen Führungsbereich 44b, der längsförmig vom Basisbereich 44a zur Seite des anderen Ende 31f verläuft, und einen Elektrodenpadbereich 44c, der an der Seite des anderen Endes 31f als Fortsetzung des Führungsbereichs 44b vorgesehen ist und eine Breite größer als die des Führungsbereichs 44b hat. Die Struktur der ersten Extraktionselektrode 43 und die Struktur der zweiten Extraktionselektrode 44 sind festgelegt, um miteinander in der X-Y-Ebene zusammenzufallen, in der das Substrat 31' verläuft. Durch die Öffnung 52w der Isolationsschicht 52 wird eine Kaliumionen-sensitive Schicht 42i als eine zweite ionensensitive Schicht am Basisbereich 44a vorgesehen, um so in elektrischem Kontakt mit dem Basisbereich 44a zu sein.
Im Folgenden werden wie in der ersten Ausführungsform der Basisbereich 43a und die Natriumionen-sensitive Schicht 41i zusammen als eine Natriumionen-sensitive Elektrode 41 bezeichnet. Der Basisbereich 44a und die Kaliumionen-sensitive Schicht 42i werden zusammen als eine Kaliumionen-sensitive Elektrode 42 bezeichnet. Die Natriumionen-sensitive Elektrode 41 und die Kaliumionen-sensitive Elektrode 42 kommen mit einem zu messenden Elektrolyt in Kontakt (in diesem Beispiel Urin) und erzeugen jeweils ein erstes Potenzial E₁ entsprechend einer Konzentration der Natriumionen und ein zweites Potenzial E₂ entsprechend einer Konzentration der Kaliumionen. Die wirksamen Gebiete (funktionalen Gebiete) der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42 werden jeweils durch die Größen der Öffnungen 51w und 52w definiert (in diesem Beispiel etwa 4 mm im Durchmesser).
Das erste Substrat 31A und das zweite Substrat 31B, die das Substrat 31' bilden, sind beide aus einem Isolationsmaterial wie Polyethylen-Terephthalat (PET), Glas, Silizium, einer Polyimidschicht, Epoxidglas, Polycarbonat oder Acryl ausgebildet. Daher haben die Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A und die Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B ebenso eine Isolationsqualität. Die Größe des ersten Substrats 31A und die Größe des zweiten Substrats 31B sind festgelegt, um miteinander zusammenzufallen. In diesem Beispiel werden die Größe des ersten Substrats 31A und die Größe des zweiten Substrats 31B auf etwa 50 mm als eine Abmessung in der X-Richtung (Längsrichtung), etwa 10 bis 15 mm als eine Abmessung in der Y- Richtung (Breitenrichtung) und etwa 200 µm als eine Abmessung in der Z-Richtung (Dickenrichtung) festgelegt.
Die erste Extraktionselektrode 43, die zweite Extraktionselektrode 44 und die Isolationsschichten 51 und 52 sind alle aus den gleichen Materialien wie in der ersten Ausführungsform ausgebildet und wie im vorhergehenden Beispiel auf die gleichen Abmessungen festgelegt.
Wie im ersten Beispiel wird eine Lösung, die durch Auflösen von Bis(12-Krone-4), Polyvinylchlorid (PVC), 2-Nitrophenyloctylether (NPOE) und Kaliumtetrakis-(4-chlorphenyl)borat (K-TCPB) in Tetrahydrofuran (THF) erhalten wird, als Materiallösung zum Ausbilden der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i verwendet. Wie in der ersten Ausführungsform, wird eine Lösung, die durch Auflösen von Bis(Benzo-15-Krone-5), PVC, NPOE und K-TCPB in THF erhalten wird, als Materiallösung zum Ausbilden der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i verwendet. Die Materiallösungen werden in einem später beschrieben Herstellungsprozess getrocknet und ausgehärtet.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, hat der Teststreifen 30C die Natriumionen-sensitive Schicht 41i, die auf der Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A vorgesehen ist und die Kaliumionen-sensitive Schicht 42i, die auf der Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B gegenüberliegend zur Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A vorgesehen ist. D. h., die Natriumionen-sensitive Schicht 41i und die Kaliumionen-sensitive Schicht 42i sind nicht nebeneinander auf einer Hauptfläche (die Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A oder die Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B) des Substrats 31 angeordnet, sondern sind an Hauptflächen gegenüberliegend zueinander angeordnet.
(Verfahren zum Herstellen von Elektrolytanalyse-Teststreifen)
12 zeigt einen Ablauf eines Herstellungsprozesses zum Herstellen des Teststreifens 30C. 13A1, 13B1, 14A1, 14B1, 15A1, 15B1, 16A1 und 17A1 zeigen die Gestaltungen von Gegenständen im Prozess (oder dem hergestellten Teststreifen 30C) in Schritten, die im Herstellungsprozess enthalten sind, wenn das erste Substrat 31A oder das zweite Substrat 31B schräg betrachtet werden. 13A2, 13B2, 14A2, 14B2, 15A2, 15B2, 16A2 und 17A2 zeigen jeweils Querschnitte eines Teils der Gegenstände in 13A1, 13B1, 14A1, 14B1, 15A1, 15B1, 16A1 und 17AI (im Besonderen zum Beispiel einen Querschnitt eines Teils, das einem Spitzenbereich des herzustellenden Teststreifens 30C entspricht, wobei das Teil betrachtet wird, wie durch die Pfeile A2 und A2 in 13A1 angegeben).
Als Erstes, wie in Schritt S101 von 12 dargestellt, wird die erste Extraktionselektrode 43 auf der Fläche 31a des Substrats 31Aa durch ein Siebdruckverfahren ausgebildet. Im Besonderen sind auf der Fläche 31Aa des ersten Substrats 31, das entlang der Ebene X-Y verläuft, die ersten Extraktionselektroden 43, 43, ... in einer Matrixform in der X-Richtung und der Y-Richtung strukturiert, wie in 13A1 dargestellt. Eine jede erste Extraktionselektrode 43 hat den kreisförmigen Basisbereich 43a, den Führungsbereich 43b und den Elektrodenpadbereich 43c und ist als eine in der X-Richtung längsförmige Struktur ausgebildet. Wie in 13A2 dargestellt, ist die erste Extraktionselektrode 43 (im Besonderen der Basisbereich 43a) in einer flachen Schichtform ausgebildet.
Als Nächstes wird, wie in Schritt S102 von 12 dargestellt, die Isolationsschicht 51 auf der Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A durch ein Siebdruckverfahren ausgebildet. Im Besonderen wird, wie in 13B1 dargestellt, die Isolationsschicht 51 als eine streifenförmige Struktur ausgebildet, die sich über eine Vielzahl vom ersten Extraktionselektroden 43, 43, ... in der Y- Richtung erstreckt und für eine jede der Reihen der ersten Extraktionselektrode 43 (in der Y-Richtung angeordnete Reihen) in der X-Richtung unterteilt ist, um so die Elektrodenpadbereiche 43c, 43c, ... freizulegen. Wie in 13B2 dargestellt, hat die Isolationsschicht 51 kreisförmige Öffnungen 51w, die jeweils den Basisbereichen 43a der individuellen ersten Extraktionselektroden 43 entsprechen.
Als Nächstes, wie in Schritt S103 von 12 dargestellt, wird die zweite Extraktionselektrode 44 auf der Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B durch ein Siebdruckverfahren ausgebildet. Im Besonderen sind auf der Fläche 31Ba des Substrats 31B, das entlang der Ebene X-Y verläuft, die zweite Extraktionselektroden 44, 44, ... in einer Matrixform in der X-Richtung und der Y- Richtung strukturiert, wie in 14A1 dargestellt. Eine jede zweite Extraktionselektrode 44 hat den kreisförmigen Basisbereich 44a, den Führungsbereich 44b und den Elektrodenpadbereich 44c und ist als eine in der X-Richtung längsförmige Struktur ausgebildet. Die Struktur der zweiten Extraktionselektrode 44 auf der Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B ist an einer Position ausgebildet, um der Struktur der ersten Extraktionselektrode 43 auf der Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A entsprechen und damit zusammenzufallen. Wie in 14A2 dargestellt, ist die zweite Extraktionselektrode 44 (im Besonderen der Basisbereich 44a) in einer flachen Schichtform ausgebildet.
Als Nächstes wird, wie in Schritt S104 von 12 dargestellt, die Isolationsschicht 52 auf der Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B durch ein Siebdruckverfahren ausgebildet. Im Besonderen, wie in 14B1 dargestellt, wird die Isolationsschicht 52 als eine streifenförmige Struktur ausgebildet, die sich über eine Vielzahl von zweiten Extraktionselektroden 44, 44, ... in der Y- Richtung erstreckt und für eine jede der Reihen der zweiten Extraktionselektrode 44 (in der Y-Richtung angeordnete Reihen) in der X-Richtung unterteilt ist, um so die Elektrodenpadbereiche 44c, 44c, ... freizulegen. Die Struktur der Isolationsschicht 52 auf der Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B ist ebenso an einer Position ausgebildet, um der Struktur der Isolationsschicht 51 auf der Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A zu entsprechen und damit zusammenzufallen. Wie in 14B2 dargestellt, hat die Isolationsschicht 52 kreisförmige Öffnungen 52w, die jeweils den Basisbereichen 44a der einzelnen zweiten Extraktionselektroden 44 entsprechen.
Die Verarbeitung in den Schritten S101 und S102 und die Verarbeitung in den Schritten S103 und S104 in 12 kann in einer umgekehrten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden.
Als Nächstes wird, wie in Schritt S105 von 12 dargestellt, die Materiallösung zum Ausbilden der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i als die erste ionensensitive Schicht auf die Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A durch ein Tintenstrahldruckverfahren aufgetragen. Im Besonderen wird auf der Fläche 31aa des ersten Substrats 31A die Materiallösung auf Gebiete aufgetragen, die jeweils den kreisförmigen Öffnungen 51w, 51w, ... der Isolationsschicht 51 entsprechen (siehe 13B1), um so in Kontakt mit den Basisbereich 43a zu kommen, wie in 15A1 dargestellt. Dann werden die aufgetragenen Materiallösungen getrocknet und ausgehärtet, um Natriumionen-sensitive Schichten 41i, 41i, ... in den Gebieten zu bilden, die jeweils den Öffnungen 51w, 51w, ... entsprechen. Wie in 15A2 dargestellt, hat die ausgebildete Natriumionen-sensitive Schicht 41i aufgrund der Oberflächenspannung einen kugelförmigen Querschnitt. Der Basisbereich 43a und die Natriumionen-sensitive Schicht 41i bilden zusammen die Natriumionen-sensitive Elektrode 41.
Als Nächstes wird, wie in Schritt S106 von 12 dargestellt, die Materiallösung zum Ausbilden der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i als die zweite ionensensitive Schicht auf die Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B durch ein Tintenstrahldruckverfahren aufgetragen. Im Besonderen wird auf der Fläche 31a des zweiten Substrats 31B die Materiallösung auf Gebiete aufgetragen, die jeweils den kreisförmigen Öffnungen 52w, 52w, ... der Isolationsschicht 52 entsprechen (siehe 14B1), um so in Kontakt mit dem Basisbereich 44a zukommen, wie in 15B1 dargestellt. Dann werden die aufgetragenen Materiallösungen getrocknet und ausgehärtet, um Kaliumionen-sensitive Schichten 42i, 42i, ... in den Gebieten zu bilden, die jeweils den Öffnungen 52w, 52w, ... entsprechen. Wie in 15B2 dargestellt, hat die ausgebildete Kaliumionen-sensitive Schicht 42i aufgrund der Oberflächenspannung einen kugelförmigen Querschnitt. Der Basisbereich 44a und die Kaliumionen-sensitive Schicht 42i bilden miteinander eine Kaliumionen-sensitive Elektrode 42.
Die Verarbeitung in Schritt S 105 und die Verarbeitung in Schritt S 106 in 12 kann in einer umgekehrten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden.
Als Nächstes wird, wie in Schritt S107 von 12 dargestellt, die Sensitivität S₁ der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i als die erste ionensensitive Schicht auf dem ersten Substrat 31A untersucht. Parallel dazu, wie in Schritt S108 dargestellt, wird die Sensitivität S₂ der Natriumionen-sensitiven Schicht 42i als die zweite ionensensitive Schicht auf dem zweiten Substrat 31B untersucht. Hier ist es empirisch bekannt, dass wenn die Losgrößen der aufgetragene Materiallösungen gleich sind, die Sensitivität S₁ der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und die Sensitivität S₂ der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i jeweils in der X-Y-Ebene des ersten Substrats 31A und in der X-Y-Ebene des zweiten Substrats 31B konstant sind. Daher ist es in den Schritten S107 und S108 ausreichend, die Sensitivität S₁ der repräsentativen Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und die Sensitivität S₂ der repräsentativen Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i jeweils in der X-Y-Ebene des ersten Substrats 3 1A und der X-Y-Ebene des zweiten Substrats 31B auszuwerten.
Nachfolgend, wie in Schritt S 109 von 12 dargestellt, wird eine Kombination aus erstem Substrat 31A und zweitem Substrat 31B ausgewählt. Im Besonderen werden zum Beispiel eine Vielzahl von Gegenständen im Prozess, die durch Durchführung der Verarbeitung von bis zu Schritt S107 auf dem ersten Substrat 31A erhalten werden, und eine Vielzahl von Gegenständen im Prozess, die durch Durchführung der Verarbeitung von bis zu Schritt S108 auf dem zweiten Substrat 31B erhalten werden, vorgesehen. Unter diesen Gegenständen im Prozess wird eine Kombination eines Gegenstands im Prozess (das erste Substrat 31 A und das zweite Substrat 31B) ausgewählt, bei dem die Sensitivität S₁ der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und die Sensitivität S₂ der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i zueinander gleichwertig sind. Hier bedeutet der Ausdruck „die Sensitivität S₁ der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und die Sensitivität S₂ der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i sind zueinander gleichwertig „dass die Sensitivitätsdifferenz |S₁ - S₂| wie in der ersten Ausführungsform in einem vorbestimmten kritischen Bereich liegt. Durch Auswahl dieser Kombination kann ein Entsorgen (zum Beispiel Wegwerfen) von Gegenständen im Prozess als ungeeignete Gegenstände vermieden werden.
Hier ist wie in der ersten Ausführungsform eine ausgewählte Kombination von Gegenständen im Prozess (das erste Substrat 31A und das zweite Substrat 31B) ebenso erforderlich, um sicherzustellen, dass die Selektivität k₁ der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i, die auf der Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A ausgebildet ist, und die Selektivität k₂ der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i, die auf der Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B ausgebildet sind, zueinander gleichwertig sind. Diese Bedingung wird erfüllt, indem die Materiallösung zum Ausbilden der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und die Materiallösung zum Ausbilden der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i wie oben beschrieben ausgestaltet wird. Daher wird in diesem Herstellungsprozess der Untersuchungsschritt für die Selektivität als ein Auswahlelement weggelassen.
Als Nächstes, wie in Schritt S110 von 12 dargestellt, werden das erste Substrat 31A des ausgewählten Gegenstands im Prozess und das zweite Substrat 31B des ausgewählten Gegenstands im Prozess miteinander Rücken an Rücken verbunden. Im Besonderen, wie in 16A1 und 16A2 dargestellt, sind die Rückfläche 31Ab des ersten Substrats 31A und die Rückfläche 31Bb des zweiten Substrats 31B, auf den beiden nichts ausgebildet ist, zueinander zugewandt, wobei die Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A nach oben zeigt (+ Z-Richtung) und die Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B nach unten zeigt (- Z-Richtung). Wie durch den Pfeil Z1 in 16A1 dargestellt, sind die Rückfläche 31Ab des ersten Substrats 31A und die Rückfläche 31Bb des zweiten Substrats 31B laminiert und miteinander zum Beispiel mit einem Kleber (nicht dargestellt) verklebt. Natürlich können die Rückfläche 31Ab des ersten Substrats 31A und die Rückfläche 31Bb des zweiten Substrats 31B zueinander zugewandt und miteinander verklebt sein, wobei die Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A nach unten zeigt (-Z-Richtung) und die Fläche 31B a des zweiten Substrats 31B nach oben zeigt (+ Z-Richtung). Das erste Substrat 31A und das zweite Substrat 31B können miteinander unter Verwendung beispielsweise eines doppelseitigen Klebebands verklebt sein.
Als Nächstes wird, wie in Schritt S111 von 12 dargestellt, das Substrat 31' geschnitten (oder gestanzt). Auf diese Weise werden einzelne Teststreifen 30C erhalten, wie in 17A1 und 17A2 dargestellt.
Wie in 6B1 und 6B2 für die erste Ausführungsform dargestellt, können die Durchgangsöffnungen 30w und 30w im Substrat 31' während des Stanzens in Schritt S111 von 12 ausgebildet werden.
Durch Hinzufügen von Schritt S112 von 12 kann ein durchlässiges Element 59, das aus einem Material ausgebildet ist, das für den zu messenden Elektrolyt durchlässig ist (in diesem Beispiel Urin), am Umfang des Spitzenbereichs 30e des Teststreifens 30C angebracht sein (im Besonderen der Natriumionen-sensitiven Elektrode 41 und der Kaliumionen-sensitiven Elektrode 42), wie in 17B1 und 7B2 dargestellt. Dies wird als ein Teststreifen 30D bezeichnet. Das angebrachte durchlässige Element 59 deckt räumlich fortlaufend die Natriumionen-sensitive Schicht 41i und die Kaliumionen-sensitive Schicht 42i ab, wobei es über die Endfläche des Substrats 31 von der Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A zur Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B liegt. Als durchlässiges Element 59 wird zum Beispiel eine gewickelte Faser (Strang), Schwamm, Tissuepapier, Gaze oder saugfähige Baumwolle verwendet.
Wenn der Teststreifen 30 (oder 30D) wie oben beschrieben hergestellt wird, werden die Aufbringung und das Aushärten der Materiallösung zum Ausbilden der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i auf der Fläche 31Aa des ersten Substrats 31A und die Aufbringung und das Aushärten der Materiallösung zum Ausbilden der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i auf der Fläche 31Ba des zweiten Substrats 31B in den Schritten S105 bis S106 von 12 nicht basierend auf einer nebeneinanderliegenden Position durchgeführt, sondern werden räumlich vollständig getrennt durchgeführt. Daher kann der Teststreifen 30C hergestellt werden, während die Materiallösungen zum Ausbilden der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i nicht miteinander in Kontakt kommen. In der Folge sind in dem Teststreifen 30C die Eigenschaften der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42i nicht beeinträchtigt. Im Teststreifen 30C fallen darüber hinaus die Positionen der Natriumionen-sensitiven Schicht 41i und der ersten Extraktionselektrode 43 des ersten Substrats 31Amit den Positionen der Kaliumionen-sensitiven Schicht 42 i und der zweiten Extraktionselektrode 44 des zweiten Substrats 31B jeweils bezüglich der Vorder- und Rückseiten des Substrats 31' zusammen, Daher kann die Größe des Teststreifens 30 um die Hälfte im Vergleich zu einer Gestaltung (herkömmliches Beispiel) verringert werden, bei der zwei ionensensitive Schichten nebeneinander in der Y- Richtung (Breitenrichtung) auf einer Hauptfläche angeordnet sind.
Selbst bei den Teststreifen 30C und 30D gemäß der zweiten Ausführungsform kann der Benutzer eine Messung auf eine Art und Weise durchführen, bei der der Spitzenbereich 30e des Teststreifens 30C oder 30D in den im Behälter 98 enthaltenen Urin 99 eingetaucht wird (siehe 10A) oder in einer Weise, bei der der Urin über den Spitzenbereich 30e des Teststreifens 30C oder 30D (siehe 10C) gespritzt wird, wie in der ersten Ausführungsform dargestellt. Dies heißt, die Messung kann durch eine einfache Handhabung durchgeführt werden.
In den obigen Ausführungsformen wurde ein Fall beschrieben, in dem ein Konzentrationsverhältnis zwischen Natriumionen und Kaliumionen als erste und zweite Ionenart gemessen wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der Elektrolytanalyse-Teststreifen der vorliegenden Erfindung und ein elektrochemischer Sensor, der den Teststreifen aufweist, können zusätzlich zu Natriumionen und Kaliumionen auf ein Konzentrationsverhältnis zwischen verschiedenen Ionen angewendet werden, wie Calciumionen, Chloridionen, Lithiumionen, Nitrationen, Nitritionen, Sulfationen, Sulfidionen, Jodionen, Magnesiumionen, Bromidionen, Perchlorationen und Wasserstoffionen. Zur Berechnung basierend nur auf der Potenzialdifferenz, die von der ersten und zweiten ionensensitiven Schicht ohne eine Referenzelektrode erzeugt wird, ist es jedoch erforderlich, dass die Ionenvalenzen der ersten und zweiten Ionenart gleichwertig sind.
Die obigen Ausführungsformen sind veranschaulichend und in einer Vielzahl von Hinweisen abänderbar, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es ist hervorzuheben, dass die oben beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen für sich selbst einzelnen in jeder Ausführungsform zweckdienlich sind, die unterschiedlichen Ausführungsform aber auch kombiniert werden können. Es ist ebenso hervorzuheben, dass verschiedene Merkmale in unterschiedlichen Ausführungsformen für sich selbst einzelnen zweckmäßig sind, die Merkmale in unterschiedlichen Ausführungsform jedoch kombiniert werden können.
Bezugszeichenliste

10: Hauptkörper
21: Verbindungselement
30, 30A, 30B, 30C, 30D: Elektrolytanalyse-Teststreifen
30w: Durchgangsöffnung
41: Natriumionen-sensitive Elektrode
41: Natriumionen-sensitive Schicht
42: Kaliumionen-sensitive Elektrode
41: Kaliumionen-sensitive Schicht
43: Erste Extraktionselektrode
44: Zweite Extraktionselektrode
59: Durchlässiges Element
90: Elektrochemischer Sensor

Claims

Elektrolytanalyse-Teststreifen zum Messen eines Konzentrationsverhältnisses zwischen einer ersten Ionenart und einer zweiten Ionenart, die in einem Elektrolyt enthalten sind, wobei der Elektrolytanalyse-Teststreifen aufweist: ein Substrat, das in einer Richtung verläuft; eine erste ionensensitive Schicht, die in einem spezifischen Gebiet an einer Endseite in der einen Richtung auf einer Hauptfläche des Substrats vorgesehen ist und in Kontakt mit dem Elektrolyt kommt, um ein erstes Potenzial zu erzeugen, das einer Konzentration der ersten Ionenart entspricht; eine erste Extraktionselektrode, die von der ersten ionensensitiven Schicht zu einer anderen Endseite gegenüberliegend zu der einen Endseite der einen Hauptfläche verläuft; eine zweite ionensensitive Schicht, die in einem spezifischen Gebiet an der einen Endseite auf einer anderen Hauptfläche gegenüberliegend zu der einen Hauptfläche des Substrats vorgesehen ist und in Kontakt mit dem Elektrolyt kommt, um ein zweites Potenzial zu erzeugen, das einer Konzentration der zweiten Ionenart entspricht; und eine zweite Extraktionselektrode, die von der zweiten ionensensitiven Schicht zu der anderen Endseite auf der anderen Hauptfläche verläuft.
Elektrolytanalyse-Teststreifen nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein erstes Substrat und ein zweites Substrat aufweist, die miteinander laminiert und verklebt sind, die eine Hauptfläche eine ist, die von dem zweiten Substrat von den zwei Hauptflächen des ersten Substrats weiter entfernt ist, und die andere Hauptfläche eine ist, die von dem ersten Substrat von den zwei Hauptflächen des zweiten Substrats weiter entfernt ist.
Elektrolytanalyse-Teststreifen nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Substrat an der einen Endseite in der einen Richtung eine Durchgangsöffnung hat, die von der einen Hauptfläche zu der anderen Hauptfläche in einem Gebiet verläuft, das sich von dem Gebiet unterscheidet, das von den ersten und zweiten ionensensitiven Schichten und den ersten und zweiten Extraktionselektroden belegt wird.
Elektrolytanalyse-Teststreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der weiterhin ein durchlässiges Element aufweist, das aus einem Material ausgebildet ist, das für den Elektrolyt durchlässig ist, wobei das durchlässige Element räumlich fortlaufend die erste ionensensitive Schicht und die zweite ionensensitive Schicht abdeckt, wobei es über einer Endfläche des Substrats von der einen Hauptfläche zu der anderen Hauptfläche liegt.
Elektrolytanalyse-Teststreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Elektrolyt Urin ist, die erste Ionenart ein Natriumion ist, und die zweite Ionenart ein Kaliumion ist.
Elektrolytanalyse-Teststreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Sensitivität der ersten ionensensitiven Schicht und die Sensitivität der zweiten ionensensitiven Schicht zueinander gleichwertig sind, und die Selektivität der ersten ionensensitiven Schicht und die Selektivität der zweiten ionensensitiven Schicht zueinander gleichwertig sind.
Elektrolytanalysevorrichtung zum Messen eines Konzentrationsverhältnisses zwischen einer ersten Ionenart und einer zweiten Ionenart, die in einem Elektrolyt enthalten sind, wobei die Elektrolytanalysevorrichtung aufweist: den Elektrolytanalyse-Teststreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6; und einen Hauptkörper, wobei der Hauptkörper aufweist ein Verbindungselement, in das die andere Endseite des Elektrolytanalyse-Teststreifen eingesetzt ist, wobei das Verbindungselement eine erste Kontaktelektrode und eine zweite Kontaktelektrode aufweist, die jeweils in Kontakt mit der ersten Extraktionselektrode und der zweiten Extraktionselektrode stehen, und eine Berechnungseinheit, die ein Konzentrationsverhältnis zwischen der ersten Ionenart und der zweiten Ionenart berechnet, die in dem Elektrolyt enthalten sind, basierend auf einer Potenzialdifferenz zwischen dem ersten Potenzial und dem zweiten Potenzial, die über die erste Kontaktelektrode und die zweite Kontaktelektrode des Verbindungselements erhalten werden, wenn die ersten und zweiten ionensensitiven Schichten des Elektrolytanalyse-Teststreifens mit dem Elektrolyt in Kontakt kommen.