JP2001108621A - イオンオプトードおよびイオンオプトード計 - Google Patents
イオンオプトードおよびイオンオプトード計Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製膜したイオン感応膜の密着性がよく、測定
の応答速度が速く、小型で着脱が容易、かつ測定作業に
手間を要しないイオンオプトードを提供することであ
る。 【解決手段】 イオンオプトード１は、環状の筒体３内
に、光照射用および受光用の２本の光ファイバー２（２
Ａ、２Ｂ）を配置し、表面にイオン感応膜４を製膜した
反射鏡５をファイバー２の端面から一定の距離を開けて
配置し、ファイバーと反射鏡との間に凸レンズ６を設け
てセンサー部を構成し、そのレンズと反射鏡との間の筒
体３の位置に、液体試料の流入用の開口部８を設けて構
成される。ファイバー２Ａから照射された光はレンズ６
で集光され、目的イオンとの反応により色素が発色した
感応膜４を透過して反射鏡５の表面で反射し、再度感応
膜４を透過してレンズ６を経て他方の光ファイバー２Ｂ
に受光され、吸光度を測定することにより、目的イオン
の濃度が求められる。
の応答速度が速く、小型で着脱が容易、かつ測定作業に
手間を要しないイオンオプトードを提供することであ
る。 【解決手段】 イオンオプトード１は、環状の筒体３内
に、光照射用および受光用の２本の光ファイバー２（２
Ａ、２Ｂ）を配置し、表面にイオン感応膜４を製膜した
反射鏡５をファイバー２の端面から一定の距離を開けて
配置し、ファイバーと反射鏡との間に凸レンズ６を設け
てセンサー部を構成し、そのレンズと反射鏡との間の筒
体３の位置に、液体試料の流入用の開口部８を設けて構
成される。ファイバー２Ａから照射された光はレンズ６
で集光され、目的イオンとの反応により色素が発色した
感応膜４を透過して反射鏡５の表面で反射し、再度感応
膜４を透過してレンズ６を経て他方の光ファイバー２Ｂ
に受光され、吸光度を測定することにより、目的イオン
の濃度が求められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶液中のイオン濃
度を測定するイオンオプトード計に関し、詳しくはその
光検出型化学センサーであるイオンオプトードに関する
ものである。
度を測定するイオンオプトード計に関し、詳しくはその
光検出型化学センサーであるイオンオプトードに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、溶液中のイオン濃度を測定する装
置として、光検出型化学センサーを用いたイオンオプト
ード計が知られつつある。この光検出型化学センサーは
イオンオプトード（Ｉon-Ｏptode）と称され、イオン感
応膜を利用して、溶液中のイオンを測定するものであ
る。
置として、光検出型化学センサーを用いたイオンオプト
ード計が知られつつある。この光検出型化学センサーは
イオンオプトード（Ｉon-Ｏptode）と称され、イオン感
応膜を利用して、溶液中のイオンを測定するものであ
る。
【０００３】イオン感応膜はイオン感応物質を含有する
ポリマーの薄膜からなり、イオン感応物質には測定した
いイオンと相互作用する化学物質が用いられ、たとえば
電気的に中性のイオノフォアと変色色素とで構成されて
いる。溶液中のイオンがイオノフォアに結合すると、イ
オノフォアがたとえばプロトンを放出して、このプロト
ンが変色色素に付加して発色する。したがって、感応膜
に可視光を照射して、発色した色素による特定波長の吸
光度を測定すれば、目的のイオンの濃度を知ることがで
きる。
ポリマーの薄膜からなり、イオン感応物質には測定した
いイオンと相互作用する化学物質が用いられ、たとえば
電気的に中性のイオノフォアと変色色素とで構成されて
いる。溶液中のイオンがイオノフォアに結合すると、イ
オノフォアがたとえばプロトンを放出して、このプロト
ンが変色色素に付加して発色する。したがって、感応膜
に可視光を照射して、発色した色素による特定波長の吸
光度を測定すれば、目的のイオンの濃度を知ることがで
きる。
【０００４】イオン感応物質は、測定するイオンが水素
イオン（プロトン）のときは、イオノフォアは省略さ
れ、イオン選択性発色団（Ｃhromophor）と呼ばれる変
色色素のみからなる。
イオン（プロトン）のときは、イオノフォアは省略さ
れ、イオン選択性発色団（Ｃhromophor）と呼ばれる変
色色素のみからなる。
【０００５】従来、イオンオプトードは、主としてつぎ
の２種のセンサー部構成を備えるものが考えられてい
た。
の２種のセンサー部構成を備えるものが考えられてい
た。
【０００６】（１）イオン感応膜をプラスチック板等の
透明板に製膜して、これを縦長の断面矩形のガラス容器
（セル）に挿入して、センサー部を構成する。そしてガ
ラス容器に試料溶液を入れて、容器の側面から光ファイ
バーにより光をイオン感応膜に照射して、感応膜を透過
した光を容器の他方の側面で光ファイバーにより受光
し、その受光光を分光器に導いて吸光度を検出すること
により、溶液中の目的イオン濃度を測定する。
透明板に製膜して、これを縦長の断面矩形のガラス容器
（セル）に挿入して、センサー部を構成する。そしてガ
ラス容器に試料溶液を入れて、容器の側面から光ファイ
バーにより光をイオン感応膜に照射して、感応膜を透過
した光を容器の他方の側面で光ファイバーにより受光
し、その受光光を分光器に導いて吸光度を検出すること
により、溶液中の目的イオン濃度を測定する。
【０００７】（２）イオン感応膜をプラスチックフィル
ム等の透明板に製膜して、これを２本の光ファイバーの
端面に直接貼り付け、その下方に反射鏡を配置し、透明
板を貼り付けた光ファイバーと反射鏡との間に、光路
（導波路）を形成するレンズを設置してセンサー部を構
成する。そしてセンサー部を試料溶液中に浸漬し、一方
の照射用の光ファイバーから感応膜に光を照射して、そ
の透過光をレンズを経て反射鏡に集光して反射させ、反
射光をレンズを経て再度感応膜を通過させて、他方の受
光用光ファイバーにより受光し、その後は同様にして、
溶液中の目的イオン濃度を測定する。
ム等の透明板に製膜して、これを２本の光ファイバーの
端面に直接貼り付け、その下方に反射鏡を配置し、透明
板を貼り付けた光ファイバーと反射鏡との間に、光路
（導波路）を形成するレンズを設置してセンサー部を構
成する。そしてセンサー部を試料溶液中に浸漬し、一方
の照射用の光ファイバーから感応膜に光を照射して、そ
の透過光をレンズを経て反射鏡に集光して反射させ、反
射光をレンズを経て再度感応膜を通過させて、他方の受
光用光ファイバーにより受光し、その後は同様にして、
溶液中の目的イオン濃度を測定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（１）のタイプのイオンオプトードでは、ガラス容器に
イオン感応膜を設けた透明板を入れてセンサー部を構成
しているので、センサー部が大きくなり、イオンオプト
ードが大型化する難点があった。またガラス容器に試料
溶液を入れて測定するので、その容器の洗浄、容器に対
する試料溶液の挿入、排出が面倒で、測定作業に手間が
かかる問題もあった。
（１）のタイプのイオンオプトードでは、ガラス容器に
イオン感応膜を設けた透明板を入れてセンサー部を構成
しているので、センサー部が大きくなり、イオンオプト
ードが大型化する難点があった。またガラス容器に試料
溶液を入れて測定するので、その容器の洗浄、容器に対
する試料溶液の挿入、排出が面倒で、測定作業に手間が
かかる問題もあった。
【０００９】一方、（２）のタイプのイオンオプトード
では、イオン感応膜を設けたプラスチックフィルム等の
透明板を光ファイバーの端面に直接貼り付けるので、光
ファイバーとイオン感応膜を再現性良く均一に密着させ
ることが困難であり、これらの間に空気や液が侵入する
だけで、光の屈折率が変化して吸光度が変化してしま
い、測定誤差を招く問題があった。
では、イオン感応膜を設けたプラスチックフィルム等の
透明板を光ファイバーの端面に直接貼り付けるので、光
ファイバーとイオン感応膜を再現性良く均一に密着させ
ることが困難であり、これらの間に空気や液が侵入する
だけで、光の屈折率が変化して吸光度が変化してしま
い、測定誤差を招く問題があった。
【００１０】この（２）のイオンオプトードに対し、イ
オン感応膜を光ファイバーの端面に直接貼り付ける方法
もあるが、薄い均一な感応膜を密着させることが困難で
あり、測定の応答速度が極端に遅くなる問題があった。
オン感応膜を光ファイバーの端面に直接貼り付ける方法
もあるが、薄い均一な感応膜を密着させることが困難で
あり、測定の応答速度が極端に遅くなる問題があった。
【００１１】したがって、本発明の目的は、製膜したイ
オン感応膜の密着性がよく、測定の応答速度が速く、小
型で着脱が容易、かつ測定作業に手間を要しないイオン
オプトードおよびイオンオプトード計を提供することで
ある。
オン感応膜の密着性がよく、測定の応答速度が速く、小
型で着脱が容易、かつ測定作業に手間を要しないイオン
オプトードおよびイオンオプトード計を提供することで
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かるイオンオプトードおよびイオンオプトード計にて達
成される。要約すれば、本発明は、試料溶液中に浸漬し
て試料溶液のイオン濃度を測定するイオンオプトードで
あって、イオン感応物質を含有するポリマーからなるイ
オン感応膜を表面上に製膜した反射鏡と、その反射鏡の
イオン感応膜側の面に光を照射して反射光を受光する光
ファイバーとを備え、前記反射鏡を光ファイバーの端面
との間に一定の距離を開けて配置したことを特徴とする
イオンオプトードである。
かるイオンオプトードおよびイオンオプトード計にて達
成される。要約すれば、本発明は、試料溶液中に浸漬し
て試料溶液のイオン濃度を測定するイオンオプトードで
あって、イオン感応物質を含有するポリマーからなるイ
オン感応膜を表面上に製膜した反射鏡と、その反射鏡の
イオン感応膜側の面に光を照射して反射光を受光する光
ファイバーとを備え、前記反射鏡を光ファイバーの端面
との間に一定の距離を開けて配置したことを特徴とする
イオンオプトードである。
【００１３】本発明によれば、イオン感応物質が電気的
に中性のイオノフォアと変色色素とで構成され、もしく
はイオン選択性発色団のみから構成される。前記反射鏡
および光ファイバーが筒体内に固定配置され、反射鏡と
光ファイバー間の筒体の側面位置に、試料溶液を流入さ
せる開口部を有する。好ましくは、前記反射鏡が、前記
筒体内に装着自在に固定され、より好ましくは、前記反
射鏡が、前記筒体内に光ファイバーとは反対側の端部か
ら挿入して固定手段により固定される。
に中性のイオノフォアと変色色素とで構成され、もしく
はイオン選択性発色団のみから構成される。前記反射鏡
および光ファイバーが筒体内に固定配置され、反射鏡と
光ファイバー間の筒体の側面位置に、試料溶液を流入さ
せる開口部を有する。好ましくは、前記反射鏡が、前記
筒体内に装着自在に固定され、より好ましくは、前記反
射鏡が、前記筒体内に光ファイバーとは反対側の端部か
ら挿入して固定手段により固定される。
【００１４】また本発明によれば、光ファイバーが、前
記反射鏡表面の法線に対し同一の傾斜角度で配置され
た、光を照射する１本の光ファイバーと、反射光を受光
する１本の光ファイバーである。あるいは、光ファイバ
ーが、前記反射鏡表面に対し垂直に配置された、光を照
射する１本の光ファイバーと反射光を受光する１本の光
ファイバーであり、これら光ファイバーと反射鏡との間
に光路を形成するレンズを設置する。あるいは、光ファ
イバーが、前記反射鏡表面に対し垂直に配置された反射
光を受光する１本の光ファイバーと、これと平行かつ同
心円状に配置された光を照射する複数本の光ファイバー
であり、これら光ファイバーと反射鏡との間に光路を形
成するレンズを設置する。
記反射鏡表面の法線に対し同一の傾斜角度で配置され
た、光を照射する１本の光ファイバーと、反射光を受光
する１本の光ファイバーである。あるいは、光ファイバ
ーが、前記反射鏡表面に対し垂直に配置された、光を照
射する１本の光ファイバーと反射光を受光する１本の光
ファイバーであり、これら光ファイバーと反射鏡との間
に光路を形成するレンズを設置する。あるいは、光ファ
イバーが、前記反射鏡表面に対し垂直に配置された反射
光を受光する１本の光ファイバーと、これと平行かつ同
心円状に配置された光を照射する複数本の光ファイバー
であり、これら光ファイバーと反射鏡との間に光路を形
成するレンズを設置する。
【００１５】また本発明は、イオンオプトード、光源、
分光器およびデータ処理装置を備えたイオンオプトード
計において、前記イオンオプトードが上記のイオンオプ
トードであるイオンオプトード計である。
分光器およびデータ処理装置を備えたイオンオプトード
計において、前記イオンオプトードが上記のイオンオプ
トードであるイオンオプトード計である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を詳細に説
明する。
明する。
【００１７】図１は、本発明のイオンオプトード計を示
す模式図、図２は、図１のイオンオプトード計に設置さ
れたイオンオプトードである。
す模式図、図２は、図１のイオンオプトード計に設置さ
れたイオンオプトードである。
【００１８】イオンオプトード計２０は、イオンオプト
ード１、このオプトード１からの光照射用および光受光
用の２本の光ファイバー２で接続されたオプトード計本
体２１、およびオプトード計本体２１に接続されたデー
タ処理装置２２とからなっており、オプトード計本体２
１には、光源２３、ダイクロックミラー（ハーフミラ
ー）２４および分光器２５が備えられている。
ード１、このオプトード１からの光照射用および光受光
用の２本の光ファイバー２で接続されたオプトード計本
体２１、およびオプトード計本体２１に接続されたデー
タ処理装置２２とからなっており、オプトード計本体２
１には、光源２３、ダイクロックミラー（ハーフミラ
ー）２４および分光器２５が備えられている。
【００１９】イオンオプトード１は、容器１１に入った
イオン濃度を測定したい液体試料（試料溶液）１０中に
浸漬して使用される。光源２３で発生した光は、ダイク
ロックミラー２４で反射して光照射用の光ファイバー２
に挿入され、光ファイバー２を通ってイオンオプトード
１に供給して、試料１０の目的のイオンの濃度測定に使
用される。濃度を測定してイオンオプトード１から受光
用の光ファイバー２を通って戻ってきた光は、ダイクロ
ックミラー２４を通過して分光器２５に挿入され、そこ
で吸光度が測定される。得られた吸光度データは、パー
ソナルコンピュータ（ＰＣ）などのデータ処理装置２２
により処理され、目的のイオン濃度が得られる。
イオン濃度を測定したい液体試料（試料溶液）１０中に
浸漬して使用される。光源２３で発生した光は、ダイク
ロックミラー２４で反射して光照射用の光ファイバー２
に挿入され、光ファイバー２を通ってイオンオプトード
１に供給して、試料１０の目的のイオンの濃度測定に使
用される。濃度を測定してイオンオプトード１から受光
用の光ファイバー２を通って戻ってきた光は、ダイクロ
ックミラー２４を通過して分光器２５に挿入され、そこ
で吸光度が測定される。得られた吸光度データは、パー
ソナルコンピュータ（ＰＣ）などのデータ処理装置２２
により処理され、目的のイオン濃度が得られる。
【００２０】光検出型化学センサーであるイオンオプト
ード１は、図２（ａ）に示すように、環状の筒体３内
に、光照射用および受光用の２本の光ファイバー２Ａ、
２Ｂ、表面にイオン感応膜４を製膜した反射鏡５および
凸レンズ６を設けて、センサー部を構成しており、筒体
３の側面には試料測定用の開口部８が設けられている。
ード１は、図２（ａ）に示すように、環状の筒体３内
に、光照射用および受光用の２本の光ファイバー２Ａ、
２Ｂ、表面にイオン感応膜４を製膜した反射鏡５および
凸レンズ６を設けて、センサー部を構成しており、筒体
３の側面には試料測定用の開口部８が設けられている。
【００２１】２本の光ファイバー２（２Ａ、２Ｂ）は直
径０．２〜０．４ｍｍを有し、互いに間隔を開けて平行
に配列して、周囲を被覆体７で覆うことにより一条の線
材に構成され、筒体３内の中途まで挿入して固定設置さ
れている。筒体３の直径はたとえば７ｍｍ、長さは６０
ｍｍとされる。
径０．２〜０．４ｍｍを有し、互いに間隔を開けて平行
に配列して、周囲を被覆体７で覆うことにより一条の線
材に構成され、筒体３内の中途まで挿入して固定設置さ
れている。筒体３の直径はたとえば７ｍｍ、長さは６０
ｍｍとされる。
【００２２】反射鏡５は、イオン感応膜４を製膜した側
を光ファイバー２に向けて、光ファイバー２下端の端面
と一定の距離を開けて筒体３内に配置されている。この
距離はたとえば５〜１５ｍｍ程度とされる。
を光ファイバー２に向けて、光ファイバー２下端の端面
と一定の距離を開けて筒体３内に配置されている。この
距離はたとえば５〜１５ｍｍ程度とされる。
【００２３】反射鏡５は、円盤状ガラスの表面を鏡面に
形成してなっており、イオン感応膜４は、その反射鏡５
の鏡面とされた表面上に製膜されている。イオン感応膜
４は、イオン感応物質を含有するポリマーの薄膜からな
り、反射鏡５の表面にスピンコートにより設けている。
反射鏡５の表面上にスピンコートによりプラスチックフ
ィルムを設け、その上にスピンコートによりイオン感応
膜を形成することもできる。
形成してなっており、イオン感応膜４は、その反射鏡５
の鏡面とされた表面上に製膜されている。イオン感応膜
４は、イオン感応物質を含有するポリマーの薄膜からな
り、反射鏡５の表面にスピンコートにより設けている。
反射鏡５の表面上にスピンコートによりプラスチックフ
ィルムを設け、その上にスピンコートによりイオン感応
膜を形成することもできる。
【００２４】このように、反射鏡５の表面、もしくはこ
れにスピンコートにより均一に設けたプラスチックフィ
ルム上に、スピンコートによりイオン感応膜４を設けて
いるので、均一な感応膜を良好な密着性で形成すること
ができる。
れにスピンコートにより均一に設けたプラスチックフィ
ルム上に、スピンコートによりイオン感応膜４を設けて
いるので、均一な感応膜を良好な密着性で形成すること
ができる。
【００２５】イオン感応物質は、電気的に中性のイオノ
フォアと変色色素とで構成される。目的のイオンが水素
イオンのときは、イオン感応物質はイオン選択性発色団
のみからなる。
フォアと変色色素とで構成される。目的のイオンが水素
イオンのときは、イオン感応物質はイオン選択性発色団
のみからなる。
【００２６】凸レンズ６は、光ファイバー２の端面と反
射鏡５との間の筒体３内の位置に固定設置されている。
このレンズ６の設置により、一方の光照射用の光ファイ
バー２Ａから照射された光が凸レンズ６を通って反射鏡
５の表面に集光し、その反射光がレンズ６を通って他方
の受光用の光ファイバー２Ｂに挿入されるように、光フ
ァイバー２の端面と反射鏡５との間に光路（導波路）が
形成されている。
射鏡５との間の筒体３内の位置に固定設置されている。
このレンズ６の設置により、一方の光照射用の光ファイ
バー２Ａから照射された光が凸レンズ６を通って反射鏡
５の表面に集光し、その反射光がレンズ６を通って他方
の受光用の光ファイバー２Ｂに挿入されるように、光フ
ァイバー２の端面と反射鏡５との間に光路（導波路）が
形成されている。
【００２７】本実施例では、イオンオプトード１を、イ
オン感応膜４を製膜した反射鏡５の取り替えだけで、他
の種類のイオン濃度を測定できるようにするために、反
射鏡５を筒体３に着脱自在に設置している。図２（ａ）
に示すように、筒体３下部の内面に段部３ａを設け、筒
体３内に下端からイオン感応膜４を設けた反射鏡５を入
れ、その反射鏡５に押しネジからなる固定台９を当て
て、固定台９の外面に切ったネジ９ａを筒体３の内面に
切ったネジ３ｂに螺合し、固定台９を回転して反射鏡５
の上面が筒体３の段部３ａに当たるまで締め付ける。筒
体３の段部３ａを所定位置に設定することにより、光フ
ァイバー２端面と反射鏡５の間に所定の距離を得た状態
で反射鏡５を固定できる。
オン感応膜４を製膜した反射鏡５の取り替えだけで、他
の種類のイオン濃度を測定できるようにするために、反
射鏡５を筒体３に着脱自在に設置している。図２（ａ）
に示すように、筒体３下部の内面に段部３ａを設け、筒
体３内に下端からイオン感応膜４を設けた反射鏡５を入
れ、その反射鏡５に押しネジからなる固定台９を当て
て、固定台９の外面に切ったネジ９ａを筒体３の内面に
切ったネジ３ｂに螺合し、固定台９を回転して反射鏡５
の上面が筒体３の段部３ａに当たるまで締め付ける。筒
体３の段部３ａを所定位置に設定することにより、光フ
ァイバー２端面と反射鏡５の間に所定の距離を得た状態
で反射鏡５を固定できる。
【００２８】開口部８は筒体３内に液体試料を流入させ
るためのもので、開口部８は反射鏡５の直上の筒体３の
位置に設けられている。この開口部８は二方以上に設け
ることが好ましく、本例では四方に設けている。容器１
１の試料１０に浸漬したイオンオプトード１は、筒体３
の開口部８から試料が流入して、反射鏡５とレンズ６と
の間の空隙を満たし、イオン濃度の測定に供される。
るためのもので、開口部８は反射鏡５の直上の筒体３の
位置に設けられている。この開口部８は二方以上に設け
ることが好ましく、本例では四方に設けている。容器１
１の試料１０に浸漬したイオンオプトード１は、筒体３
の開口部８から試料が流入して、反射鏡５とレンズ６と
の間の空隙を満たし、イオン濃度の測定に供される。
【００２９】その試料中の目的のイオンが反射鏡５上の
感応膜４と反応して、感応膜４中の色素が発色する。一
方の光ファイバー２Ａからレンズ６を経て反射鏡５に照
射された光は、感応膜４を透過して反射鏡５の表面で反
射し、再度感応膜４を透過してレンズ６を経て他方の光
ファイバー２Ｂに受光され、目的イオン濃度が測定され
る。イオン濃度は、上述したように、イオンオプトード
計本体２１の分光器２５で吸光度を測定し、吸光度デー
タをデータ処理装置２２で処理することにより求められ
る。
感応膜４と反応して、感応膜４中の色素が発色する。一
方の光ファイバー２Ａからレンズ６を経て反射鏡５に照
射された光は、感応膜４を透過して反射鏡５の表面で反
射し、再度感応膜４を透過してレンズ６を経て他方の光
ファイバー２Ｂに受光され、目的イオン濃度が測定され
る。イオン濃度は、上述したように、イオンオプトード
計本体２１の分光器２５で吸光度を測定し、吸光度デー
タをデータ処理装置２２で処理することにより求められ
る。
【００３０】吸光度からイオン濃度を求めるには、一般
に、濃度既知の標準試料について吸光度を測定して検量
線を作成しておき、濃度未知の試料について測定した吸
光度を検量線に対比させて濃度を求める検量線法が使用
される。
に、濃度既知の標準試料について吸光度を測定して検量
線を作成しておき、濃度未知の試料について測定した吸
光度を検量線に対比させて濃度を求める検量線法が使用
される。
【００３１】本発明のイオンオプトード計２０は、以上
のように、筒体３内に、光照射用および受光用の光ファ
イバー２と、イオン感応膜４を製膜した反射鏡５と、レ
ンズ６を配置してオプトード１を構成しているので、オ
プトード１を小型にすることができる。またオプトード
１のイオン感応膜４を反射鏡５もしくはその上の均一な
プラスチックフィルム上に製膜しているので、均一かつ
密着性が良好な感応膜が確実に得られ、測定の応答速度
が速い。さらにオプトード１を試料中に浸漬して測定す
るので、測定作業に手間がかからない。またイオン感応
膜を設けた反射鏡５を筒体３に着脱自在に設けたので、
測定イオンの異なるイオン感応膜を設けた反射鏡に変え
ることにより、種々のイオンの濃度測定に対処すること
ができる。
のように、筒体３内に、光照射用および受光用の光ファ
イバー２と、イオン感応膜４を製膜した反射鏡５と、レ
ンズ６を配置してオプトード１を構成しているので、オ
プトード１を小型にすることができる。またオプトード
１のイオン感応膜４を反射鏡５もしくはその上の均一な
プラスチックフィルム上に製膜しているので、均一かつ
密着性が良好な感応膜が確実に得られ、測定の応答速度
が速い。さらにオプトード１を試料中に浸漬して測定す
るので、測定作業に手間がかからない。またイオン感応
膜を設けた反射鏡５を筒体３に着脱自在に設けたので、
測定イオンの異なるイオン感応膜を設けた反射鏡に変え
ることにより、種々のイオンの濃度測定に対処すること
ができる。
【００３２】以上では、光照射用のファイバー２Ａと受
光用のファイバー２Ｂの２本を反射鏡５の表面に対し垂
直かつ互いに平行に配置し、これらファイバーと反射鏡
との間にレンズ６を介挿して、ファイバー２Ａ→反射鏡
５→ファイバー２Ｂの光路を形成させたが、図３
（ａ）、（ｂ）に示すように、１本の受光用の光ファイ
バー２Ｂと、これと平行かつ同心円状の複数本の照射用
の光ファイバー２Ａを反射鏡表面に対し垂直に配置し、
同様に間に介挿したレンズにより、複数本のファイバー
２Ａ→反射鏡→１本のファイバー２Ｂの光路を形成する
ようにしてもよい。さらには、図４（ａ）、（ｂ）に示
すように、１本の照射用ファイバー２Ａと１本の受光用
ファイバー２Ｂとを、反射鏡５との間にレンズを設け
ず、反射鏡表面の法線に対し同一の傾斜角度で配置し
て、ファイバー２Ａ→反射鏡５→ファイバー２Ｂの光路
を形成するようにしてもよい。
光用のファイバー２Ｂの２本を反射鏡５の表面に対し垂
直かつ互いに平行に配置し、これらファイバーと反射鏡
との間にレンズ６を介挿して、ファイバー２Ａ→反射鏡
５→ファイバー２Ｂの光路を形成させたが、図３
（ａ）、（ｂ）に示すように、１本の受光用の光ファイ
バー２Ｂと、これと平行かつ同心円状の複数本の照射用
の光ファイバー２Ａを反射鏡表面に対し垂直に配置し、
同様に間に介挿したレンズにより、複数本のファイバー
２Ａ→反射鏡→１本のファイバー２Ｂの光路を形成する
ようにしてもよい。さらには、図４（ａ）、（ｂ）に示
すように、１本の照射用ファイバー２Ａと１本の受光用
ファイバー２Ｂとを、反射鏡５との間にレンズを設け
ず、反射鏡表面の法線に対し同一の傾斜角度で配置し
て、ファイバー２Ａ→反射鏡５→ファイバー２Ｂの光路
を形成するようにしてもよい。
【００３３】本実施例の具体例について説明する。
【００３４】図２のイオンオプトード１のイオン感応膜
４として、反射鏡５の表面にアンモニウムイオン測定用
の感応膜を作製した。アンモニウムイオノフォアとして
１９−クラウン−６誘導体ＴＤ−１９−クラウン−６
（ＴＴＤ１９Ｃ６）を合成し、これと変色色素のＥＴＨ
５２９４、膜溶媒のＢＢＰＡ、膜剤のＰＶＣの混合溶液
を用いて、直径５ｍｍの反射鏡上にスピンコーティング
して、アンモニウムイオン感応膜を製膜した。このイオ
ン感応膜４を製膜した反射鏡５を押しネジの固定台９に
より筒体３体内に下部から挿入して、光ファイバー２の
端面から５ｍｍの位置に固定し、イオンオプトード１を
構成した。
４として、反射鏡５の表面にアンモニウムイオン測定用
の感応膜を作製した。アンモニウムイオノフォアとして
１９−クラウン−６誘導体ＴＤ−１９−クラウン−６
（ＴＴＤ１９Ｃ６）を合成し、これと変色色素のＥＴＨ
５２９４、膜溶媒のＢＢＰＡ、膜剤のＰＶＣの混合溶液
を用いて、直径５ｍｍの反射鏡上にスピンコーティング
して、アンモニウムイオン感応膜を製膜した。このイオ
ン感応膜４を製膜した反射鏡５を押しネジの固定台９に
より筒体３体内に下部から挿入して、光ファイバー２の
端面から５ｍｍの位置に固定し、イオンオプトード１を
構成した。
【００３５】上記のイオンオプトード１を濃度を段階的
に変えたアンモニウムイオン溶液に浸漬し、濃度に対す
る吸収スペクトルを測定した。波長６６０ｎｍが吸収極
大であった。この波長で吸光度とアンモニウムイオン濃
度［ＮＨ4 +］＝１０-5ｍｏｌ／ｌ〜１０-1ｍｏｌ／ｌと
の間で良好な直線関係が得られた。またこのオプトード
の選択性は、従来、アンモニウムイオンのイオノフォア
として知られているノナクチンと比較して、カリウムイ
オン（Ｋ+）に対しては同等であり、ナトリウムイオン
（Ｎａ+）に対しては選択性が１０倍向上した。
に変えたアンモニウムイオン溶液に浸漬し、濃度に対す
る吸収スペクトルを測定した。波長６６０ｎｍが吸収極
大であった。この波長で吸光度とアンモニウムイオン濃
度［ＮＨ4 +］＝１０-5ｍｏｌ／ｌ〜１０-1ｍｏｌ／ｌと
の間で良好な直線関係が得られた。またこのオプトード
の選択性は、従来、アンモニウムイオンのイオノフォア
として知られているノナクチンと比較して、カリウムイ
オン（Ｋ+）に対しては同等であり、ナトリウムイオン
（Ｎａ+）に対しては選択性が１０倍向上した。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製膜したイオン感応膜の密着性がよく、測定の応答速度
が速く、小型で着脱が容易、かつ測定作業に手間を要し
ないイオンオプトードおよびイオンオプトード計を提供
することができる。
製膜したイオン感応膜の密着性がよく、測定の応答速度
が速く、小型で着脱が容易、かつ測定作業に手間を要し
ないイオンオプトードおよびイオンオプトード計を提供
することができる。
【図１】本発明のイオンオプトード計を示す模式図であ
る。
る。
【図２】図１のイオンオプトード計に設置されたイオン
オプトードを示す図である。
オプトードを示す図である。
【図３】本発明によるイオンオプトードの光ファイバー
の配置の他の例を示す図である。
の配置の他の例を示す図である。
【図４】本発明によるイオンオプトードの光ファイバー
の配置のさらに他の例を示す図である。
の配置のさらに他の例を示す図である。
１ イオンオプトード ２、２Ａ、２Ｂ 光ファイバー ３ 筒体 ４ イオン感応膜 ５ 反射鏡 ６ レンズ ８ 開口部 ９ 固定台 ２０ イオンオプトード計 ２２ データ処理装置 ２３ 光源 ２５ 分光器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 孝治 神奈川県川崎市幸区小倉１番地１ Ａ− 705 (72)発明者 掛札 欣彦 埼玉県狭山市北入曽688−１ アリス電子 工業株式会社入曽工場内 (72)発明者 田中 敏明 埼玉県狭山市北入曽688−１ アリス電子 工業株式会社入曽工場内 (72)発明者 相川 克明 埼玉県狭山市北入曽688−１ アリス電子 工業株式会社入曽工場内 (72)発明者 加藤 明彦 埼玉県狭山市北入曽688−１ アリス電子 工業株式会社入曽工場内 Ｆターム(参考） 2G042 AA01 BB06 CA02 CB03 DA08 FA11 FA20 FB02 2G054 AA02 AB10 CA05 EA04 EB01 EB05 FA16 FA17 FA20 GA03 GB01 JA06 2G059 AA01 BB04 CC02 DD01 EE01 EE12 FF07 GG00 HH02 HH06 JJ07 JJ11 JJ17 JJ22 KK10
Claims (10)
- 【請求項１】 試料溶液中に浸漬して試料溶液のイオン
濃度を測定するイオンオプトードであって、イオン感応
物質を含有するポリマーからなるイオン感応膜を表面上
に製膜した反射鏡と、その反射鏡のイオン感応膜側の面
に光を照射して反射光を受光する光ファイバーとを備
え、前記反射鏡を光ファイバーの端面との間に一定の距
離を開けて配置したことを特徴とするイオンオプトー
ド。 - 【請求項２】 イオン感応物質が電気的に中性のイオノ
フォアと変色色素とで構成される請求項１のイオンオプ
トード。 - 【請求項３】 イオン感応物質がイオン選択性発色団の
みから構成される請求項１のイオンオプトード。 - 【請求項４】 前記反射鏡および光ファイバーが筒体内
に固定配置され、反射鏡と光ファイバー間の筒体の側面
位置に、試料溶液を流入させる開口部を有する請求項１
〜３のいずれかの項に記載のイオンオプトード。 - 【請求項５】 前記反射鏡が、前記筒体内に装着自在に
固定される請求項４のイオンオプトード。 - 【請求項６】 前記反射鏡が、前記筒体内に光ファイバ
ーとは反対側の端部から挿入して固定手段により固定さ
れる請求項５のイオンオプトード。 - 【請求項７】 光ファイバーが、前記反射鏡表面の法線
に対し同一の傾斜角度で配置された、光を照射する１本
の光ファイバーと、反射光を受光する１本の光ファイバ
ーである請求項１〜６のいずれかの項に記載のイオンオ
プトード。 - 【請求項８】 光ファイバーが、前記反射鏡表面に対し
垂直に配置された、光を照射する１本の光ファイバーと
反射光を受光する１本の光ファイバーであり、これら光
ファイバーと反射鏡との間に光路を形成するレンズを設
置した請求項１〜６のいずれかの項に記載のイオンオプ
トード。 - 【請求項９】 光ファイバーが、前記反射鏡表面に対し
垂直に配置された反射光を受光する１本の光ファイバー
と、これと平行かつ同心円状に配置された光を照射する
複数本の光ファイバーであり、これら光ファイバーと反
射鏡との間に光路を形成するレンズを設置した請求項１
〜６のいずれかの項に記載のイオンオプトード。 - 【請求項１０】 イオンオプトード、光源、分光器およ
びデータ処理装置を備えたイオンオプトード計におい
て、前記イオンオプトードが請求項１〜９のいずれかの
イオンオプトードであるイオンオプトード計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29008499A JP2001108621A (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | イオンオプトードおよびイオンオプトード計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29008499A JP2001108621A (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | イオンオプトードおよびイオンオプトード計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001108621A true JP2001108621A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17751599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29008499A Pending JP2001108621A (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | イオンオプトードおよびイオンオプトード計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001108621A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004004045A (ja) * | 2002-04-23 | 2004-01-08 | Japan Organo Co Ltd | 水処理用薬品の濃度管理方法及び濃度管理装置 |
| JP2008505324A (ja) * | 2004-07-02 | 2008-02-21 | バイエル・ヘルスケア・エルエルシー | 流体試料中の検体の判定を行うために使用される光導体検査センサ、およびその製作方法 |
| JP2011085576A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-04-28 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光ファイバ水素センサ及びそれを備えた光ファイバ水素センサシステム |
| JP2011247627A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Kurabo Ind Ltd | 光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置 |
| JP2012032184A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Kurabo Ind Ltd | 光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置 |
-
1999
- 1999-10-12 JP JP29008499A patent/JP2001108621A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004004045A (ja) * | 2002-04-23 | 2004-01-08 | Japan Organo Co Ltd | 水処理用薬品の濃度管理方法及び濃度管理装置 |
| JP2008505324A (ja) * | 2004-07-02 | 2008-02-21 | バイエル・ヘルスケア・エルエルシー | 流体試料中の検体の判定を行うために使用される光導体検査センサ、およびその製作方法 |
| JP2012145583A (ja) * | 2004-07-02 | 2012-08-02 | Bayer Healthcare Llc | 流体試料中の検体の判定を行うために使用される光導体検査センサ、およびその製作方法 |
| US8383414B2 (en) | 2004-07-02 | 2013-02-26 | Bayer Healthcare Llc | Methods of manufacturing a light guide test sensor |
| US8940237B2 (en) | 2004-07-02 | 2015-01-27 | Bayer Healthcare Llc | Light guide test sensor |
| JP2011085576A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-04-28 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光ファイバ水素センサ及びそれを備えた光ファイバ水素センサシステム |
| JP2011247627A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Kurabo Ind Ltd | 光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置 |
| JP2012032184A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Kurabo Ind Ltd | 光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置 |
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