JPH04186151A - カルシウムイオンセンサ - Google Patents
カルシウムイオンセンサInfo
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- JPH04186151A JPH04186151A JP2313867A JP31386790A JPH04186151A JP H04186151 A JPH04186151 A JP H04186151A JP 2313867 A JP2313867 A JP 2313867A JP 31386790 A JP31386790 A JP 31386790A JP H04186151 A JPH04186151 A JP H04186151A
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Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、特に血液や尿などの生体液中に含まれるカル
シウムイオン濃度を精度良く測定する上で好適な、高分
子支持膜形の感応膜を有するカルシウムイオンセンサに
関する。
シウムイオン濃度を精度良く測定する上で好適な、高分
子支持膜形の感応膜を有するカルシウムイオンセンサに
関する。
イオン選択性電極の感応膜はイオン感応物質、可塑剤及
び７１−リックス材料であるポリ塩化ビニルなどの高分
子物質から構成される。ニュートラルキャリアをイオン
感応物質とするカルシウムイオン選択性電極においては
、Ａｎａｌ、、Ｃｈｅｍ、 、的。
び７１−リックス材料であるポリ塩化ビニルなどの高分
子物質から構成される。ニュートラルキャリアをイオン
感応物質とするカルシウムイオン選択性電極においては
、Ａｎａｌ、、Ｃｈｅｍ、 、的。
２２８２（１９８６）に記載されているようにカルシウ
ムイオン感応物質の濃度は１重量％と他の成分に比して
極めて低いことが知られている。
ムイオン感応物質の濃度は１重量％と他の成分に比して
極めて低いことが知られている。
上記従来技術はカルシウムイオン選択性電極を実用的に
用いる上で、感応膜に含まれるカルシウムイオン感応物
質濃度の最適化の点において充分に配慮されておらず、
電極特性の長期安定性の点に問題があった。
用いる上で、感応膜に含まれるカルシウムイオン感応物
質濃度の最適化の点において充分に配慮されておらず、
電極特性の長期安定性の点に問題があった。
本発明の目的は感度や選択性などの電極特性の経口変化
の少ない、安定性に優れたカルシウムイオン感応膜及び
それを用いたカルシウムイオンセンサを提供することに
ある。
の少ない、安定性に優れたカルシウムイオン感応膜及び
それを用いたカルシウムイオンセンサを提供することに
ある。
上記目的は、カルシウムイオンセンサ用感応膜中に含ま
れるニュートラルキャリア形のカルシウムイオン感応物
質の濃度を一定以上に高めることにより達成される。
れるニュートラルキャリア形のカルシウムイオン感応物
質の濃度を一定以上に高めることにより達成される。
イオン選択性電極用高分子支持膜形の感応膜はイオン感
応物質、マトリックス材として多用されるポリ塩化ビニ
ル（ｐｖｃ）膜を可塑化し、イオン感応物質を溶解する
溶媒としての作用も有する可塑剤などから構成される。
応物質、マトリックス材として多用されるポリ塩化ビニ
ル（ｐｖｃ）膜を可塑化し、イオン感応物質を溶解する
溶媒としての作用も有する可塑剤などから構成される。
ところで、イオン選択性電極の寿命は感応膜からの可塑
剤及びイオン感応物質の溶は出しの有無に依存すると考
えられている。一般に、感応膜中に含まれるそれぞれの
膜材料の濃度はイオン感応物質（マトリックス材〈可塑
剤であり、イオン感応物質の濃度が最も低い。従って、
感応膜からの膜材料の溶は出しによる影響は可塑剤の溶
は出しによる影響よりもイオン感応物質による影響の方
が大きい。通常用いられているカルシウムイオン選択性
電極の感応膜に含まれているニュートラルキャリア形の
カルシウムイオン感応物質の濃度はＡｎａｌ、Ｃｈｅｍ
、、５８．２２８２（１９８６）に代表されるように１
重量％である。従って、初期状態に対するカルシウムイ
オン感応物質の溶は出しによる影響は大きい。それ故、
このカルシウムイオン感応物質の濃度を高めれば感応膜
からの溶は出しによる影響を低減することかで門、カル
シウムイオン選択性電極の特性の安定化を図ることがで
きる。
剤及びイオン感応物質の溶は出しの有無に依存すると考
えられている。一般に、感応膜中に含まれるそれぞれの
膜材料の濃度はイオン感応物質（マトリックス材〈可塑
剤であり、イオン感応物質の濃度が最も低い。従って、
感応膜からの膜材料の溶は出しによる影響は可塑剤の溶
は出しによる影響よりもイオン感応物質による影響の方
が大きい。通常用いられているカルシウムイオン選択性
電極の感応膜に含まれているニュートラルキャリア形の
カルシウムイオン感応物質の濃度はＡｎａｌ、Ｃｈｅｍ
、、５８．２２８２（１９８６）に代表されるように１
重量％である。従って、初期状態に対するカルシウムイ
オン感応物質の溶は出しによる影響は大きい。それ故、
このカルシウムイオン感応物質の濃度を高めれば感応膜
からの溶は出しによる影響を低減することかで門、カル
シウムイオン選択性電極の特性の安定化を図ることがで
きる。
以下、本発明の詳細な説明する。第１図は本発明が適用
されるカルシウムイオン選択性電極の構成断面図の一例
である。当然ながら、電極形状はこれに限るものではな
く、カルシウムイオン感応膜を用いたものであればどの
ような形状のものでも良い。電極筒１には１０ｍｍｏｎ
／Ｑの塩化カルシウムを含む内部溶液２が収容されてお
り、この内部溶液２内に銀／塩化銀からなる内部電極３
が浸漬されている。電極筒１の端部には感応膜４が形成
されている。この感応膜４にはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ
）などの高分子物質がマトリックス材として含まれ、カ
ルシウムイオン感応物質および可塑剤などと共にそれぞ
れが適当な重量濃度となるように分散されている。
されるカルシウムイオン選択性電極の構成断面図の一例
である。当然ながら、電極形状はこれに限るものではな
く、カルシウムイオン感応膜を用いたものであればどの
ような形状のものでも良い。電極筒１には１０ｍｍｏｎ
／Ｑの塩化カルシウムを含む内部溶液２が収容されてお
り、この内部溶液２内に銀／塩化銀からなる内部電極３
が浸漬されている。電極筒１の端部には感応膜４が形成
されている。この感応膜４にはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ
）などの高分子物質がマトリックス材として含まれ、カ
ルシウムイオン感応物質および可塑剤などと共にそれぞ
れが適当な重量濃度となるように分散されている。
本発明の第１の実施例では膜材料にカルシウムイオン感
応物質として（−）−（Ｒ，Ｒ）−Ｎ。
応物質として（−）−（Ｒ，Ｒ）−Ｎ。
Ｎ’ −Ｂｉｓ ［ｌ １− （ｅｔｈｏｘｙ−ｃａｒ
ｂｏｎｙｌ）、ｕｎｄｅｃｙｌｌＮ ｒ Ｎ ’ ４
＋ ５ ｔｅｔｒａ ｍｅｔｈｙｌ ３ ＋ ６
−ｄｉｏｘａｏｃｔａｎｅ −ｄｉａｍｉｄｅ （以後
、リガンドＡと略記）、可塑剤として誘電率が４のアジ
ピン酸ジオクチル（以後、ＤＯＡと略記）、添加剤とし
てテトラキスパラクロロフェニルホウ酸カリウム（以後
、ＫＴｐＣＱＰＩ３と略記）、マトリックス材としてＰ
ｖＣを用いた。ここで、各膜材料の濃度は次のようにし
た。ｐｖｃ濃度は３３重量％、ＫＴｐＣｔｖ ｐＢ１度
はりガントＡに対して７０モル％と一定にし、リガンド
Ａの濃度を０．５〜１５重量％と変化させた。
ｂｏｎｙｌ）、ｕｎｄｅｃｙｌｌＮ ｒ Ｎ ’ ４
＋ ５ ｔｅｔｒａ ｍｅｔｈｙｌ ３ ＋ ６
−ｄｉｏｘａｏｃｔａｎｅ −ｄｉａｍｉｄｅ （以後
、リガンドＡと略記）、可塑剤として誘電率が４のアジ
ピン酸ジオクチル（以後、ＤＯＡと略記）、添加剤とし
てテトラキスパラクロロフェニルホウ酸カリウム（以後
、ＫＴｐＣＱＰＩ３と略記）、マトリックス材としてＰ
ｖＣを用いた。ここで、各膜材料の濃度は次のようにし
た。ｐｖｃ濃度は３３重量％、ＫＴｐＣｔｖ ｐＢ１度
はりガントＡに対して７０モル％と一定にし、リガンド
Ａの濃度を０．５〜１５重量％と変化させた。
残りは全てＤＯＡである。このような重量比のもとに感
応膜を調製し、これを用いてカルシウムイオン選択性電
極を形成した。上記のカルシウムイオン選択性電極の初
期のスロープ感度、共存イオンに対する選択性を測定し
た後、電極を血清に浸漬して経口的な電極特性の変化を
調べた。第２図には一例として血清浸漬１０日後の初期
に対するスロープ感度の変化を示した。数値が大きくな
るほど変化が大きいことを意味する。このように、リガ
ンドＡの濃度が高くなると共にスロープ感度の経口変化
は小さくなり、長期的に電極感度の維持が図れることが
分かった。次に血液の中で最も多く共存するす１−リウ
ムイオンに対する選択性の血清浸漬による経口変化につ
いて調べた結果を第３図に示す。初期の選択性はりガン
トＡの濃度が高いほど良い傾向を示した。また、電極を
血清に浸漬すると選択性はカルシウムイオン感応物質の
濃度によって異なる傾向を示した。即ち、スロープ感度
と同様にリガンドへの濃度が高くなると共にナトリウム
イオンに対する選択性の変化は小さくなる傾向が見られ
た。このように従来の感応物質濃度（１重量％）の感応
膜に基づくカルシウムイオン選択性電極ではスロープ感
度及び選択性の初期に対する変化が大きいことがわかる
。このような結果から、カルシウムイオン選択性電極の
特性を長期的に維持するにはカルシウムイオン感応物質
の濃度を高くすること、具体的には３％以上、１５％ま
でとすることが効果的であることが分かった。しかし、
イオン感応物質は一般に高価であるため、電極特性と経
済性の観点からカルシウムイオン感応物質の濃度は３〜
１０重量％が望ましいと考えられる。以上の結果をもと
に、−例としてリガンドＡを３．５重量％、ＤＯＡを６
１．７重量％、ＫＴｐＣＱ ＰＢを１．８ 重量％、ｐ
ｖｃを３３．０重量％とした感応膜を有するカルシウム
イオン選択性電極を用い、血液試料を非希釈法により測
定した。その結果、血液試料を３０００検体測定した後
のスロープ感度は初期とほぼ同じ＜２７．ｍＶ／ｄｅｃ
、であった。また、ナトリウムイオンに対する選択係数
は３Ｘ１０−’であった。
応膜を調製し、これを用いてカルシウムイオン選択性電
極を形成した。上記のカルシウムイオン選択性電極の初
期のスロープ感度、共存イオンに対する選択性を測定し
た後、電極を血清に浸漬して経口的な電極特性の変化を
調べた。第２図には一例として血清浸漬１０日後の初期
に対するスロープ感度の変化を示した。数値が大きくな
るほど変化が大きいことを意味する。このように、リガ
ンドＡの濃度が高くなると共にスロープ感度の経口変化
は小さくなり、長期的に電極感度の維持が図れることが
分かった。次に血液の中で最も多く共存するす１−リウ
ムイオンに対する選択性の血清浸漬による経口変化につ
いて調べた結果を第３図に示す。初期の選択性はりガン
トＡの濃度が高いほど良い傾向を示した。また、電極を
血清に浸漬すると選択性はカルシウムイオン感応物質の
濃度によって異なる傾向を示した。即ち、スロープ感度
と同様にリガンドへの濃度が高くなると共にナトリウム
イオンに対する選択性の変化は小さくなる傾向が見られ
た。このように従来の感応物質濃度（１重量％）の感応
膜に基づくカルシウムイオン選択性電極ではスロープ感
度及び選択性の初期に対する変化が大きいことがわかる
。このような結果から、カルシウムイオン選択性電極の
特性を長期的に維持するにはカルシウムイオン感応物質
の濃度を高くすること、具体的には３％以上、１５％ま
でとすることが効果的であることが分かった。しかし、
イオン感応物質は一般に高価であるため、電極特性と経
済性の観点からカルシウムイオン感応物質の濃度は３〜
１０重量％が望ましいと考えられる。以上の結果をもと
に、−例としてリガンドＡを３．５重量％、ＤＯＡを６
１．７重量％、ＫＴｐＣＱ ＰＢを１．８ 重量％、ｐ
ｖｃを３３．０重量％とした感応膜を有するカルシウム
イオン選択性電極を用い、血液試料を非希釈法により測
定した。その結果、血液試料を３０００検体測定した後
のスロープ感度は初期とほぼ同じ＜２７．ｍＶ／ｄｅｃ
、であった。また、ナトリウムイオンに対する選択係数
は３Ｘ１０−’であった。
第２の実施例ではカルシウムイオン感応物質、添加剤、
ｐｖｃの濃度は第１の実施例と同じであるが、可塑剤に
ＤＯＡと０−ニトロフェニルオクチルエーテル（誘電率
２４）を９：１の比で混合した混合可塑剤を用い、カル
シウムイオン選択性感応膜及びカルシウムイオン選択性
電極を構成した。
ｐｖｃの濃度は第１の実施例と同じであるが、可塑剤に
ＤＯＡと０−ニトロフェニルオクチルエーテル（誘電率
２４）を９：１の比で混合した混合可塑剤を用い、カル
シウムイオン選択性感応膜及びカルシウムイオン選択性
電極を構成した。
第３の実施例ではニュートラルキャリア形カルシウムイ
オン感応物質としてＮ、Ｎ、Ｎ’ 、Ｎ’−ｔｅｔｒａ
ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ −３−ｏｘａｐｅｎｔａｎｅｃ
ｌｊ ａｍｉｄｅ （以後、リガンドＢと略記）を用い
た。可塑剤、添加剤及びマトリックス材は実施例１と同
じである。それぞれの成分の濃度はりガントＢが５．０
重量％、ＤＯＡが５９．３重量％、ＫＴｐＣＱ ＰＢ
を２．７重量％、ＰｖＣを３３．０重量％とじた。初期
のスロープ感度及びカルシウムイオンに対する選択係数
はそれぞれ、２６ ｍ Ｖ ／ｄｅｃ、及び３Ｘ１０”
−５であった。
オン感応物質としてＮ、Ｎ、Ｎ’ 、Ｎ’−ｔｅｔｒａ
ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ −３−ｏｘａｐｅｎｔａｎｅｃ
ｌｊ ａｍｉｄｅ （以後、リガンドＢと略記）を用い
た。可塑剤、添加剤及びマトリックス材は実施例１と同
じである。それぞれの成分の濃度はりガントＢが５．０
重量％、ＤＯＡが５９．３重量％、ＫＴｐＣＱ ＰＢ
を２．７重量％、ＰｖＣを３３．０重量％とじた。初期
のスロープ感度及びカルシウムイオンに対する選択係数
はそれぞれ、２６ ｍ Ｖ ／ｄｅｃ、及び３Ｘ１０”
−５であった。
血液試料を３０００検体測定した後のスロープ感度は初
期とほぼ同じ＜ ２５ ｍ Ｖ ／ｄｅｃ、であり、カ
ルシウムイオンに対する選択係数は１０−４であった。
期とほぼ同じ＜ ２５ ｍ Ｖ ／ｄｅｃ、であり、カ
ルシウムイオンに対する選択係数は１０−４であった。
第４の実施例では第１の実施例と同し感応膜を用い、こ
れを電界効果形トランジスタに適用してカルシウムイオ
ンセンサを形成した。第４図はその断面構成図を示す。
れを電界効果形トランジスタに適用してカルシウムイオ
ンセンサを形成した。第４図はその断面構成図を示す。
ｎ形のソース５及びドレイン６をシリコン基板７上に形
成し、その上をＳｉｎ。
成し、その上をＳｉｎ。
膜８及びＳｉ、Ｎ、絶縁膜９で被覆する。その後、実施
例１と同じ感応膜４を８１３Ｎ４絶縁膜９上に形成して
カルシウムイオン測定用電界効果形１〜ランジスタを形
成した。本実施例では第１の実施例に基づく感応膜を用
いたが、これに限定されるものではなく、本発明に沿っ
たその他の組成に基づく感応膜を用いても差しされりは
ない。
例１と同じ感応膜４を８１３Ｎ４絶縁膜９上に形成して
カルシウムイオン測定用電界効果形１〜ランジスタを形
成した。本実施例では第１の実施例に基づく感応膜を用
いたが、これに限定されるものではなく、本発明に沿っ
たその他の組成に基づく感応膜を用いても差しされりは
ない。
本実施例によれば、従来のカルシウムイオンセンサより
も安定性に優れた性能が得られる効果がある。
も安定性に優れた性能が得られる効果がある。
本発明によれば、カルシウムイオンセンサの長期安定性
を改善できるので、生体液中のカルシウムイオン濃度を
測定する上で、センサの信頼性を向上できる効果がある
。
を改善できるので、生体液中のカルシウムイオン濃度を
測定する上で、センサの信頼性を向上できる効果がある
。
第１図は本発明が適用されるカルシウムイオン選択性電
極の構成断面図、第２図は各種カルシウムイオン選択性
電極のスロープ感度の変化を示す図、第３図は各種カル
シウムイオン選択性電極のナトリウムイオンに対する選
択係数の経口変化を示す図、第４図はカルシウムイオン
測定用電界効果形トランジスタの構成を示す図である。 １・・電極筒、２・・内部溶液、３・内部電極、４・・
・感応膜、５・ソース、６・・・ドレイン、７・・・シ
リコ＼ メ＼ Ｎ （１） 寸 め”’−６
ｏ 褐 ０−＜ 菌 （
極の構成断面図、第２図は各種カルシウムイオン選択性
電極のスロープ感度の変化を示す図、第３図は各種カル
シウムイオン選択性電極のナトリウムイオンに対する選
択係数の経口変化を示す図、第４図はカルシウムイオン
測定用電界効果形トランジスタの構成を示す図である。 １・・電極筒、２・・内部溶液、３・内部電極、４・・
・感応膜、５・ソース、６・・・ドレイン、７・・・シ
リコ＼ メ＼ Ｎ （１） 寸 め”’−６
ｏ 褐 ０−＜ 菌 （
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高分子物質、可塑剤及びニュートラルキャリア形カ
ルシウムイオン感応物質などから構成される感応膜を有
する高分子支持膜形カルシウムイオン感応膜において、
ニュートラルキャリア形カルシウムイオン感応物質の濃
度を３〜１５重量％とすることを特徴とする高分子支持
膜形カルシウムイオン感応膜。 ２、請求項第１項記載の高分子支持形カルシウムイオン
感応膜において、ニュートラルキャリア形カルシウムイ
オン感応物質は非環状のジアミド化合物であることを特
徴とする高分子支持膜形カルシウムイオン感応膜。 ３、請求項第１項記載の高分子支持膜形カルシウムイオ
ン感応膜において、単独又は混合可塑剤の誘電率は１０
以下であることを特徴とする高分子支持膜形カルシウム
イオン感応膜。 ４、請求項第１項記載の高分子支持膜形カルシウムイオ
ン感応膜において、該感応膜をイオン選択性電極及び電
界効果形トランジスタに用いたことを特徴とするカルシ
ウムイオンセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2313867A JPH04186151A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | カルシウムイオンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2313867A JPH04186151A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | カルシウムイオンセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04186151A true JPH04186151A (ja) | 1992-07-02 |
Family
ID=18046462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2313867A Pending JPH04186151A (ja) | 1990-11-21 | 1990-11-21 | カルシウムイオンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04186151A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105433911A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-03-30 | 李卓东 | 基于离子感应原理的在体液量测定方法及在体液量测量仪 |
-
1990
- 1990-11-21 JP JP2313867A patent/JPH04186151A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105433911A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-03-30 | 李卓东 | 基于离子感应原理的在体液量测定方法及在体液量测量仪 |
| CN105433911B (zh) * | 2016-01-05 | 2019-08-13 | 成都凡米科技有限公司 | 基于离子感应原理的在体液量测定方法及在体液量测量仪 |
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