JP2011510280A5

JP2011510280A5 -

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Publication number: JP2011510280A5
Application number: JP2010542588A
Authority: JP
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2029-01-16

Claims

水性測定媒体中に溶解したガス検体を測定するための電気化学センサであって、
(a)作用電極及び対電極と、
(b)前記作用電極と前記対電極との間に配置された電解質層と、
(c)前記作用電極、前記対電極及び前記電解質層を、前記水性測定媒体から空間的に分離するように働く気体浸透性カバー層と、を備える電気化学センサにおいて、
前記電解質層が、多孔性の非膨潤性骨格構造をともに形成する少なくとも一つの粒子材料及び少なくとも一つのバインダを含み、前記非膨潤性骨格構造の孔が、液体電解質を吸収するように設けられるか、又は液体電解質を含むことを特徴とする電気化学センサ。
前記粒子材料が、(i)制御された多孔質ガラス（ＣＰＧ）、シリカゲル、ケイ酸塩及びアルモシリケートから成る群から選択された無機粒子材料であるか、又は／及び(ii)自然に発生するアルモシリケート若しくは合成アルモシリケート、具体的には合成アルモシリケートであるか、又は／及び(iii)ゼオライト、具体的にはフォージャサイトであることを特徴とする請求項１に記載の電気化学センサ。
前記粒子材料が、チャンネル、具体的には約０．１ｎｍから約１０ｎｍの間の直径を有するチャンネルを有し、任意的にイオン交換体群を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気化学センサ。
前記粒子材料の粒子が、約０．１μｍから約１０μｍまで、具体的には約１．０μｍから約５．０μｍまでの平均粒径を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気化学センサ。
前記バインダが有機バインダであり、前記有機バインダが架橋又は非架橋の合成ポリマーを含み、前記架橋又は非架橋の合成ポリマーが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、ＰＶＣ共重合体、二成分のエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂系及びＵＶ硬化性ポリアクリレートモノマー混合物から成る群から選択される化合物であり、具体的にはフェノール樹脂であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気化学センサ。
（i）前記非膨潤性骨格構造の孔が、約５００ｎｍから約５μｍまで、具体的には約１μｍから約３μｍまでの直径を有するか、又は／及び（ii）前記多孔性の非膨潤性骨格構造が、前記多孔性の非膨潤性骨格構造の乾燥重量に基づいて、約２０重量％から約５０重量％まで、好ましくは約２６重量％から約４４重量％までの、液体の相対的吸収を引き起こすことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気化学センサ。
前記電解質層が、約５μｍから約３０μｍまで、具体的には約１０μｍから約２０μｍまでの厚さを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電気化学センサ。
前記液体電解質が、（i）アルカリ金属塩化物及びｐＨ緩衝液系、及び（ii）選択的に水溶性ポリマー、具体的にはポリエチレングリコール及び／又はポリビニルピロリドン、又は酵素、具体的には炭酸脱水酵素を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気化学センサ。
前記センサが動作に入る前に、前記電解質層が前記液体電解質の不揮発性成分を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電気化学センサ。
前記気体浸透性カバー層が、（i）前記水性測定媒体のイオン及び不揮発性成分に対して不浸透性であり、又は／並びに（ii）シロキサン、ポリスルホン及び/若しくはポリテトラフルオロエチレンを含み、又は／並びに（iii）約５．０μｍから約３０μｍまで、好ましくは約８．０μｍから約１５μｍまでの厚さを有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の電気化学センサ。
請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気化学センサを製造する方法であって、
(a)少なくとも一つの粒子材料を用意するステップと、
(b)前記粒子材料を、少なくとも一つのバインダと混合し、適切であれば更なる物質と混合するステップと、
(c)ステップ(b)で得られた混合物をペーストに加工するステップと、
(d)ステップ(c)で得られた前記ペーストを支持体に加えるステップと、
(e)前記支持体に加えられた前記ペーストを硬化させて、多孔性の非膨潤性骨格構造を形成するステップと、
(f)ステップ(e)で得られた前記多孔性の非膨潤性骨格構造を電解質層として含み、作用電極、対電極及び気体浸透性カバー層も含む電気化学センサを作製するステップとを含む方法。
（i）前記多孔性の非膨潤性骨格構造の中に不揮発性電解質成分を含む液体を導入し、続いて前記液体の前記揮発性成分を蒸発させるステップを更に含み、又は（ii）ステップ(c)で得られた前記ペーストの中に不揮発性電解質成分を含む液体を導入するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
前記電気化学センサを活性化させるステップであって、前記電気化学センサを液体、具体的には水性の液体と接触させることによって前記活性化を引き起こすステップを更に含み、前記液体が、多孔性の非膨潤性骨格構造の中に吸収された液体電解質の浸透圧に一致する浸透圧を有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
水性測定媒体中に溶解したガス検体を測定する方法であって、
(a)前記水性測定媒体を、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気化学センサと接触させるステップと、
(b)前記電気化学センサによって生成された信号を測定することにより、前記水性測定媒体中に溶解した前記ガス検体を測定するステップと、を含む方法。