JP2010014422A - Planar type electrode - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁基板上に作用極や参照極が形成されたプレーナー型電極に関するものであり、特に、安定性に優れた参照極を構築するための技術に関する。 The present invention relates to a planar electrode in which a working electrode and a reference electrode are formed on an insulating substrate, and more particularly to a technique for constructing a reference electrode having excellent stability.
各種試料溶液の電気化学的特性を電気信号として検出する電気化学検出センサーにおいては、取り扱いが容易であることから、形状が平板状であるプレーナー型の電極が広く用いられている。プレーナ型電極は、絶縁基板上に導電性材料をパターニングすることにより作用極や対極、参照極等を形成したもので、試料溶液を滴下することで簡単に電気信号の測定が可能である。また、プレーナー型電極は、印刷技術を利用して各電極を形成することが可能であるので、大量生産が可能であるという利点も有する。 In electrochemical detection sensors that detect the electrochemical characteristics of various sample solutions as electrical signals, planar electrodes having a flat plate shape are widely used because they are easy to handle. A planar electrode is obtained by patterning a conductive material on an insulating substrate to form a working electrode, a counter electrode, a reference electrode, and the like, and an electric signal can be easily measured by dropping a sample solution. Further, the planar type electrode has an advantage that mass production is possible because each electrode can be formed by using a printing technique.
ただし、前記プレーナー型電極においても、全く問題がないわけではない。プレーナー型電極において、参照極は、例えばカーボン配線上に銀/塩化銀を含むインクを塗布することで形成するが、このようにして形成された参照極においては、周囲の溶液の塩素イオン濃度やpHの影響を受けたり、その電位が時間経過とともに変化してしまう等の問題が生じている。参照極の電極電位の不安定さは測定誤差に繋がるおそれがあり、プレーナー型電極の信頼性を著しく損なうことになる。 However, the planar electrode is not completely free of problems. In the planar electrode, the reference electrode is formed, for example, by applying an ink containing silver / silver chloride on the carbon wiring. In the reference electrode formed in this way, the chlorine ion concentration of the surrounding solution and There are problems such as the influence of pH and the potential changing with time. Instability of the electrode potential of the reference electrode may lead to measurement errors, and the reliability of the planar electrode is significantly impaired.
このような状況から、プレーナー型電極における参照極の安定化に関する検討が進められている(例えば、特許文献1等を参照)。特許文献1に記載された電位差測定用参照電極では、絶縁性基板上に形成された導電性金属材料からなり、未使用時には乾燥状態で保持され、使用時に校正液及び/又はサンプル液で測定極と導通されるように構成された参照電極において、導電性金属材料として難溶性塩を含む金属材料を使用し、導電性金属材料上に水保持層を設けている。そして、この水保持層に予め必要量の塩化物イオン(参照電極安定成分)を含有させることで、参照電極の電極電位を安定させている。水保持層に予め参照電極安定成分を含有させておくことで、校正液やサンプル液における参照電極安定成分濃度に依存することなく、常に、導電性金属材料からなる層の上に必要量の参照電極安定成分を確保することができるからである。
確かに、参照極上に参照電極安定成分を含む水保持層を形成しておけば、塩化物イオン濃度の変動による電極電位の変化を抑えることが可能である。しかしながら、プレーナー型電極の実使用を考えた場合、これだけでは不十分である。 Certainly, if a water retention layer containing a reference electrode stabilizing component is formed on the reference electrode, it is possible to suppress changes in electrode potential due to fluctuations in chloride ion concentration. However, this is not sufficient when considering the practical use of planar electrodes.
例えば、前記参照電極安定成分を含む水保持層を塗布形成した場合、保存性等を考慮すると、これを乾燥しておく必要がある。しかしながら、通常の塗布乾燥により前記水保持層を乾燥させた場合、溶液が再浸透し難くなり、水保持層への浸透も端部から次第に進むことになるので、溶液を滴下してから測定を開始するまでに長時間を要することになる。凍結乾燥を行えば再浸透し易い状態にすることができるが、乾燥に大がかりな装置が必要になり、コスト増等の要因となる。 For example, when the water retention layer containing the reference electrode stabilizing component is applied and formed, it is necessary to dry it in consideration of storage stability and the like. However, when the water retention layer is dried by normal coating drying, the solution is difficult to re-penetrate, and the penetration into the water retention layer also proceeds gradually from the end. It will take a long time to start. If freeze-drying is performed, re-penetration can be easily achieved. However, a large-scale apparatus is required for drying, which increases costs.
また、水保持層への溶液の再浸透に伴い、参照極上に溶液が浸潤してくるが、平衡状態においては、滴下する溶液量にもよるが、参照極部分に必要以上の溶液が浸潤することによって、参照極に導入する溶液量を調整できないという問題もある。参照極上への多量の溶液の流入は、安定成分を含む水保持層を形成した場合においても、安定成分の濃度変動の要因になり、電極電位を安定化する上でも好ましいものではない。 In addition, as the solution re-penetrates into the water retention layer, the solution infiltrates onto the reference electrode, but in an equilibrium state, more than necessary solution infiltrates into the reference electrode portion, although depending on the amount of solution dropped. Therefore, there is also a problem that the amount of the solution introduced into the reference electrode cannot be adjusted. Inflow of a large amount of solution onto the reference electrode causes a variation in the concentration of the stable component even when a water retention layer containing the stable component is formed, and is not preferable in terms of stabilizing the electrode potential.
本発明は、従来技術が抱える前記問題を解消することを目的に提案されたものであり、通常の乾燥状態であっても溶液を速やかに再浸透させることができ、短時間のうちに測定を行うことが可能なプレーナー型電極を提供することを目的とする。また、本発明は、必要な溶液量を調整することができ、電極電位の安定性にも優れたプレーナー型電極を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed for the purpose of solving the above-mentioned problems of the prior art, and can quickly re-permeate the solution even in a normal dry state, and measurement can be performed within a short time. An object of the present invention is to provide a planar electrode that can be used. Another object of the present invention is to provide a planar electrode that can adjust the required amount of solution and is excellent in the stability of the electrode potential.
前述の目的を達成するために、本発明に係るプレーナー型電極は、支持基板上に少なくとも作用極と参照極とが形成されてなるプレーナー型電極であって、前記参照極の表面が塩化物を含む安定化層により覆われるとともに、少なくとも安定化層との対向面が親水処理された親水性カバーが、前記安定化層と参照極の重なり部分を覆うように且つ前記安定化層に対して所定の間隙を有する状態で設置され、前記安定化層と親水性カバーの間隙に溶液が導入されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a planar electrode according to the present invention is a planar electrode in which at least a working electrode and a reference electrode are formed on a support substrate, and the surface of the reference electrode is made of chloride. A hydrophilic cover that is covered with a stabilizing layer and that has at least a surface facing the stabilizing layer that is subjected to a hydrophilic treatment so as to cover an overlapping portion of the stabilizing layer and the reference electrode, and to the stabilizing layer And the solution is introduced into the gap between the stabilization layer and the hydrophilic cover.
本発明のプレーナー型電極においては、参照極上に安定化層を形成しているが、それだけではなく、その上を親水性カバーで覆っている。このような構成を採用した場合、親水性カバーの安定化層との対向面が親水処理されていること及び毛細管現象によって、溶液は安定化層と親水性カバーとの間隙に速やかに浸透する。その結果、安定化層表面全体が短時間のうちに溶液と接して再浸透が行われ、溶液を滴下してから測定開始までに要する時間が大幅に短縮される。安定化層は、凍結乾燥する必要はなく、通常の塗布、乾燥により形成することができるので、形成に際して大がかりな装置(凍結乾燥装置)は不要である。 In the planar type electrode of the present invention, a stabilizing layer is formed on the reference electrode, but not only that, but also a hydrophilic cover. When such a configuration is employed, the solution quickly penetrates into the gap between the stabilization layer and the hydrophilic cover due to the hydrophilic treatment of the surface facing the stabilization layer of the hydrophilic cover and the capillary phenomenon. As a result, the entire surface of the stabilization layer comes into contact with the solution in a short time and re-permeation takes place, and the time required from when the solution is dropped to the start of measurement is greatly reduced. The stabilization layer does not need to be lyophilized and can be formed by ordinary coating and drying, so that a large-scale apparatus (lyophilization apparatus) is not required for formation.
また、前記親水性カバーの設置は、必要な溶液量を抑制し、安定化成分である塩化物イオン濃度の変動を抑える上でも有効である。すなわち、前記親水性カバーを設置することで、溶液が流入し得る空間が親水性カバーと安定化層間の僅かな空間に限られ、参照極に流入する溶液量が大幅に削減される。また、前記溶液量が限られることから、安定化層に含まれる塩化物イオン濃度の変動が最小限に抑えられ、電極電位の安定化に繋がる。 In addition, the installation of the hydrophilic cover is effective in suppressing the required amount of solution and suppressing fluctuations in the concentration of chloride ions, which are stabilizing components. That is, by installing the hydrophilic cover, the space where the solution can flow is limited to a small space between the hydrophilic cover and the stabilization layer, and the amount of the solution flowing into the reference electrode is greatly reduced. In addition, since the amount of the solution is limited, fluctuations in the chloride ion concentration contained in the stabilization layer are minimized, leading to stabilization of the electrode potential.
本発明のプレーナー型電極によれば、安定化層が通常の乾燥状態であっても溶液を速やかに再浸透させることができ、短時間のうちに測定を行うことが可能である。また、本発明のプレーナー型電極によれば、試料溶液等の溶液量が少なくても測定を行うことが可能であり、電極電位の安定性もより一層向上させることができる。 According to the planar electrode of the present invention, even when the stabilization layer is in a normal dry state, the solution can be rapidly re-permeated and measurement can be performed within a short time. In addition, according to the planar electrode of the present invention, measurement can be performed even when the amount of the sample solution or the like is small, and the stability of the electrode potential can be further improved.
以下、本発明を適用したプレーナー型電極について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a planar electrode to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用したプレーナー型電極の概略構成を分解して示す図である。本実施形態のプレーナー型電極は、図1に示すように、支持基板である絶縁性基板1上に所定の電極、ここでは作用極2、対極3、及び参照極4を形成することにより構成されるものである。
FIG. 1 is an exploded view showing a schematic configuration of a planar electrode to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the planar electrode of the present embodiment is configured by forming a predetermined electrode, here a working
前記絶縁性基板1は、絶縁性材料により形成された板状部材である。絶縁性基板1を個性する絶縁材料としては、セラミック、ガラス、ガラスエポキシ樹脂複合材料等の他、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の各種プラスチックも使用可能である。プラスチックにより形成する場合には、熱可塑性のプラスチック、熱硬化性のプラスチックのいずれであってもよいが、耐薬品性や耐溶剤性を有することが好ましい。
The
前記作用極2や対極3の形状等は任意であるが、本実施形態の場合、作用極2が概ね円形に形成されるとともに、対極3がその周囲を取り囲むように形成されている。これら作用極2や対極3は、導電性材料、例えば金属やカーボン、グラファイト等を用いて形成されるが、コスト面やその疎水性(親水性)、インク適性等の観点からカーボンインクを用いて印刷形成することが好ましい。
The shape of the working
本実施形態のプレーナー型電極は、例えばコネクタ5の接続口に挿入することで各電極(作用極2や対極3、参照極4)が測定機器(図示は省略する。)の測定回路と電気的に接続され、電気化学検出センサとして用いられる。すなわち、前記作用極2や対極3等の電位等が測定機器(図示は省略する。)によって計測される。
The planar type electrode of this embodiment is inserted into the connection port of the connector 5, for example, so that each electrode (the working
以上がプレーナー型電極の概略構成であるが、本発明は、このような構成を有するプレーナー型電極の参照極4周辺の構造に大きな特徴事項を有する。以下、参照極4周辺の構造について詳述する。 The above is the schematic configuration of the planar electrode, but the present invention has a significant feature in the structure around the reference electrode 4 of the planar electrode having such a configuration. Hereinafter, the structure around the reference electrode 4 will be described in detail.
図2は、参照極4周辺の概略構成を示す分解斜視図であり、図3は平面図、図4は図3x−x線における断面図である。 2 is an exploded perspective view showing a schematic configuration around the reference electrode 4, FIG. 3 is a plan view, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 3xx.
参照極4は、これら図面に示すように、引き出し配線(接続を保つための配線)であるカーボン配線11の先端近傍に当該カーボン配線11と一部重なるように形成されており、例えば銀/塩化銀等により形成されている。
As shown in these drawings, the reference electrode 4 is formed so as to partially overlap the
参照極4が銀/塩化銀により形成されている場合、作用極2をA電極、参照極4をB電極として、これらを塩化物イオンを十分に含む溶液中に浸漬すると、B電極である参照極4において、下記化1で示される反応が起こり、その電位は、標準水素電極と比較して約0.2Vプラスとなる。
When the reference electrode 4 is formed of silver / silver chloride, the working
ここで、外部から任意の電圧を加えてもB極電位はほぼ一定となり、これにより、A電極(作用極2)は印加させる電位を変化させることができ、かつ、目的の電位を印加することができる。参照極4は、電気化学検出の際に作用極2に目的の電位を印加するための電極であり、作用極2や対極3から得られる検出データの電位基準として用いられる。
Here, even when an arbitrary voltage is applied from the outside, the B-pole potential becomes almost constant, and thus the potential applied to the A-electrode (working electrode 2) can be changed and the target potential can be applied. Can do. The reference electrode 4 is an electrode for applying a target potential to the working
前記参照極4における電極電位は、周辺の塩素イオン濃度やpH等によって変動し、結果として作用極2等からの検出データの誤差の要因となる。そこで、本実施形態においては、前記参照極4の全体を覆って安定化層12が形成されている。安定化層12は高濃度の塩素イオン(塩化物)を含むものであり、例えば高濃度のKClを含むインクを印刷することにより形成されている。塩化物としては、KClの他、NaCl、CaCl2等も使用可能である。なお、安定化層12は、飽和KClを留めておくためのイオン透過性のゲルや樹脂が必要である。したがって、安定化層12の形成に用いられるインクは、前記ゲルや樹脂として、例えばポリビニルピロリドン(PVP)やカルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリエチレングリコール(PEG)、アルギン酸ナトリウム等を含んでいる。
The electrode potential at the reference electrode 4 fluctuates depending on the surrounding chlorine ion concentration, pH, and the like, resulting in an error in detection data from the working
このように参照極4を覆って安定化層12を形成することにより、参照極4近傍での塩素イオン濃度の変動が抑えられ、参照極4の電位が安定化される。
By forming the
ただし、前記のように参照極4を覆って安定化層12を形成しただけでは、例えば速やかな立ち上がりを期待することはできない。安定化層12は、印刷形成の後、特別な操作をしなくとも長期保存が可能なように乾燥した状態とされるが、通常の乾燥により安定化層12を乾燥した場合、乾いた安定化層12や参照極4に溶液が再浸透するのに時間を要する。これが立ち上がりに時間を要する要因となる。
However, if the
また、参照極4上には、作用極2側から溶液が流入するが、参照極4上が開放された状態であると、滴下する溶液量にもよるが、参照極4に必要以上の溶液が浸潤してしまい、参照極に導入する溶液量を調整できないという問題も生ずる。
In addition, the solution flows into the reference electrode 4 from the working
そこで、本実施形態では、参照極4を安定化層12で覆うだけでなく、親水性カバー13を設置することで、前述の問題を解消するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, not only the reference electrode 4 is covered with the
親水性カバー13は、少なくとも参照極4や安定化層12と対向する面が親水化処理されたフィルム等により形成されるものであり、本実施形態の場合、参照極4を平面状に取り囲むように形成された絶縁層(ここではレジスト層14)の上面に貼り付ける形で設置されている。したがって、前記親水性カバー13は、少なくとも安定化層12と参照極4の重なり部分を覆うように設置される。
The
なお、親水性カバー13は、前記の通り少なくとも参照極4や安定化層12と対向する面が親水化処理されたものであればよく、フィルム全体が親水性を有するものであってもよい。また、レジスト層14が未硬化のうちに親水性カバー13をレジスト層14上に重ねれば、レジスト層14の硬化によって親水性カバー13が接着固定された形になり、別途接着剤により接着する必要がない。
As described above, the
前述のように、親水性カバー13をレジスト層14の上面に貼り付けることで、当該親水性カバー13が安定化層12との間に所定の間隙をもって配置されることになる。すなわち、親水性カバー13は、安定化層12の上に接するように重ねられるのではなく、安定化層12との間に所定の隙間が形成されるように設置される。
As described above, by sticking the
このように安定化層12に対して所定の間隙をもって親水性カバー13を設置すると、作用極2上に滴下された溶液が参照極4上に導入されるに際し、安定化層12と親水性カバーの間隙に進入する形になる。この時、親水性カバー13の親水性、及び安定化層12と親水性カバー13間の隙間における毛細管現象により溶液が速やかに進入し、図5に示すように、安定化層12と親水性カバー13の間の間隙が溶液Sで満たされる。すると、安定化層12の全体から溶液Sが再浸透することになり、速やかな再浸透が可能になる。通常の乾燥により乾燥状態とした安定化層12では、溶液が再浸透し難く親水性も低下していることから、安定化層12の端部から次第に溶液が再浸透することになり、全体に再浸透するまでに長時間を要する。これに対して、親水性カバー13を設置しておけば、安定化層12と親水性カバー13の間に溶液Sが速やかに入り込み、安定化層12の表面全体から再浸透が進行し、短時間のうちに再浸透が行われる。
Thus, when the
また、前記親水性カバー13の設置は、参照極4上に供給される溶液量を制限する上でも有効である。親水性カバー13が設置されていない場合、参照極4(安定化層12)上は開放空間となり、作用極2上と同様、表面張力により液滴が載置される形で溶液が溜まる。したがって、参照極4上の溶液の液面の高さが作用極2上の液面の高さと同じになるまで参照極4上に溶液は流れ込む。これに対して、親水性カバー13を設置した場合、参照極4上の溶液の量は、安定化層12と親水性カバー13の間の間隙によって制約されて僅かなものとなり、参照極へ流入する溶液量を調整することができる。
The installation of the
以上のように親水性カバー13を設置することにより、種々の利点を得ることが可能であるが、親水性カバー13の設置に際しては、いくつかのパラメータを最適化することが好ましい。
Although various advantages can be obtained by installing the
例えば、親水性カバー13の後端縁13aの位置であるが、図6に示すように、平面投影した場合に参照極4の後端縁4aよりもカーボン配線11側に位置することが好ましい。すなわち、参照極4のカーボン配線11が引き出される側の端縁(後端縁4a)において、前記親水性カバー13の端縁(後端縁13a)が参照極4よりもカーボン配線11側(図3において左側)に突出し、カーボン配線11の参照極4と重なっていない部分と親水性カバー13とが若干重なる形とされていることが好ましい。本発明者らの実験によれば、前記設定とすることにより特性の改善が認められた。ただし、カーボン配線11の参照極4と重なっていない部分と親水性カバー13とが重なっている部分(図6中、斜線で示す領域)の面積(重なり面積)があまり大き過ぎると却って特性の低下を招くことから、前記斜線部分の面積が1mm2以下となるように親水性カバー13の設置位置を調整することが好ましい。
For example, the position of the
また、前記レジスト層14についても、最適化することが望ましい。図7に示すように、レジスト層14は参照極4の周囲を取り囲むように形成され、前記安定化層12と親水性カバー13の間の間隙において、当該レジスト層14によって囲まれる空間内に溶液が導入される。したがって、レジスト層14の作用極2側の辺14aには開口部14bを形成しておく必要がある。前記開口部14bが前記空間における溶液導入口となる。この時、前記開口部14bの開口幅W1があまり小さいと、前記空間への円滑な溶液の導入が難しくなり、応答性が低下する虞れがある。逆に、開口部14bの開口幅W1があまり大きいと、レジスト層14内の溶液に含まれる塩化物イオンが外部溶液中に流出してしまい、安定化層12を形成し参照極4近傍の塩化物イオン濃度を一定にするという目的が損なわれる虞れがある。したがって、前記開口部14bの開口幅W1は、塩化物イオンの外部溶液中への流出を抑えることを目的に、レジスト層14により形成される空間の幅W2よりも小さい範囲(W1<W2)で、すなわちレジスト層14の辺14aに突出部14c,14dが形成される範囲で、円滑な溶液の導入を実現し得るように、なるべく大きくすることが好ましい。
It is also desirable to optimize the resist
レジスト層14の作用極2側の辺14aの幅L1についても同様である。すなわち、レジスト層14の作用極2側の辺14aの幅L1が大きすぎると、前記空間への円滑な溶液の導入が難しくなり、応答性が低下する虞れがある。逆に、レジスト層14の作用極2側の辺14aの幅L1が小さすぎると、レジスト層14内の溶液に含まれる塩化物イオンが外部溶液中に流出してしまい、安定化層12を形成し参照極4近傍の塩化物イオン濃度を一定にするという目的が損なわれる虞れがある。したがって、前記レジスト層14の作用極2側の辺14aの幅L1は、円滑な溶液の導入を実現するために、レジスト層14により形成される空間の幅L2よりも小さい範囲(L1<L2)で、塩化物イオンの外部溶液中への流出を抑え得るように、なるべく大きくすることが好ましい。
The same applies to the width L1 of the
さらに、前記レジスト層14と親水性カバー13により構成される空間から空気を排出するためのエアー抜き孔を形成することが好ましい。前述のように、レジスト層14と親水性カバー13により構成される空間には、レジスト層14の作用極2側の辺14aに設けた開口部14bより溶液が導入される。この時、レジスト層14と親水性カバー13により構成される空間が閉塞されていると、前記空間内の空気が抜け難く、溶液を円滑に導入することができない。そこで、本実施形態においては、親水性カバー13の後端縁13aと、レジスト層14の前記開口部14bが形成された辺14aとは反対側の辺14eの間に、若干の隙間を形成してエア抜き孔を形成、ここから空気が抜けるようにしている。これにより、レジスト層14と親水性カバー13により構成される空間から速やかに空気が抜けるようになり、溶液が当該空間内に円滑に導入される。なお、ここでは親水性カバー13とレジスト層14の間に隙間を設けることにより空気が抜けるようにしたが、例えばレジスト層14の前記開口部14bが形成された辺14aとは反対側の辺14eに空気抜きのための開口部を形成することも可能である。
Furthermore, it is preferable to form an air vent hole for exhausting air from the space constituted by the resist
以上のように構成されるプレーナー型電極においては、安定化層12を通常の乾燥方法により乾燥させて保存可能とした場合にも、溶液を速やかに再浸透させることができ、短時間のうちに測定を行うことが可能である。また、参照極4における溶液量が親水性カバー13によって制約されるので、試料溶液等の溶液量が少なくても測定を行うことが可能である。さらに、レジスト層14の開口部14b等を適正に形成することで、応答性を良好なものとしながら、塩化物イオンの流失による電位変動を抑えることができ、正確且つ迅速な測定が可能である。
In the planar electrode configured as described above, even when the
さらにまた、本実施形態のプレーナー型電極では、カーボン配線11、参照極4、安定化層12、及びレジスト層14を印刷法により形成することができ、親水性カバー13もレジスト層14の接着性を利用してフィルムを貼り付けるだけで設置することができる。したがって、作製工程を大幅に簡略化することができ、量産性に優れるとともに、製造コストを削減することが可能である。
Furthermore, in the planar electrode of the present embodiment, the
以下、本発明について、具体的な実験結果に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on specific experimental results.
実験1
本実験では、溶液中のKCl濃度を変化させた場合の参照極の電位変化を調べた。作製したプレーナー型電極は、先の実施形態において説明した構成を有するものであり、参照極は銀/塩化銀により形成されている。また、安定化層は、高濃度のKClを含み、樹脂としてアルギン酸ナトリウムを含む。このような構成を有するプレーナー型電極において、KCl濃度を変化させて参照極の電位を測定し、安定化層の有無による電位変化の相違を調べた。結果を図8に示す。
In this experiment, the change in the potential of the reference electrode when the KCl concentration in the solution was changed was examined. The produced planar electrode has the configuration described in the previous embodiment, and the reference electrode is made of silver / silver chloride. The stabilization layer contains a high concentration of KCl and contains sodium alginate as a resin. In the planar electrode having such a configuration, the potential of the reference electrode was measured by changing the KCl concentration, and the difference in potential change due to the presence or absence of the stabilizing layer was examined. The results are shown in FIG.
図8から明らかなように、参照極を覆う安定化層が形成されていない場合、銀/塩化銀により形成される参照極が剥き出しになっているため、溶液のKCl濃度の影響を非常に強く受け、KCl濃度によって参照極の電位が大きく変化している。これに対し、安定化層により参照極を被覆した場合には、溶液のKCl濃度の影響をほとんど受けることがなく、KCl濃度によらず参照極の電位はほぼ一定であった。 As is clear from FIG. 8, when the stabilizing layer covering the reference electrode is not formed, the reference electrode formed by silver / silver chloride is exposed, so that the influence of the KCl concentration of the solution is very strong. As a result, the potential of the reference electrode varies greatly depending on the KCl concentration. On the other hand, when the reference electrode was covered with the stabilizing layer, it was hardly affected by the KCl concentration of the solution, and the potential of the reference electrode was almost constant regardless of the KCl concentration.
実験2
本実験では、溶液を滴下してからの時間変化を調べた。使用したプレーナー型電極の構成は先の実験1と同様であり、溶液を滴下した後、参照極の電位変化を測定した。同様の実験を安定化層を形成した場合と安定化層を形成していない場合のそれぞれについて行った。結果を図9に示す。
In this experiment, the time change after dropping the solution was examined. The structure of the planar type electrode used was the same as in
図9から明らかなように、参照極を覆う安定化層が形成されていない場合、銀/塩化銀が溶け出しているため、参照極の電位に経時的な変化が認められる。これに対して、安定化層により参照極を被覆した場合、参照極の電位に経時変化はほとんど見られない。また、親水性カバーを設置しているため、参照極の電位の立ち上がりも速い。 As is apparent from FIG. 9, when the stabilizing layer covering the reference electrode is not formed, since the silver / silver chloride is dissolved, a change with time in the potential of the reference electrode is recognized. On the other hand, when the reference electrode is covered with the stabilizing layer, the potential of the reference electrode hardly changes with time. In addition, since the hydrophilic cover is provided, the potential of the reference electrode rises quickly.
1 絶縁性基板、2 作用極、3 対極、4 参照極、5 コネクタ、11 カーボン配線、12 安定化層、13 親水性カバー、14 レジスト層、14b 開口部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記参照極の表面が塩化物を含む安定化層により覆われるとともに、少なくとも安定化層との対向面が親水処理された親水性カバーが、前記安定化層と参照極の重なり部分を覆うように且つ前記安定化層に対して所定の間隙を有する状態で設置され、前記安定化層と親水性カバーの間隙に溶液が導入されることを特徴とするプレーナー型電極。 A planar electrode in which at least a working electrode and a reference electrode are formed on a support substrate,
The surface of the reference electrode is covered with a stabilization layer containing chloride, and at least a hydrophilic cover whose surface facing the stabilization layer is subjected to a hydrophilic treatment covers an overlapping portion of the stabilization layer and the reference electrode. The planar electrode is installed with a predetermined gap with respect to the stabilizing layer, and a solution is introduced into the gap between the stabilizing layer and the hydrophilic cover.
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