JPH0743342B2 - Lithium ion sensor - Google Patents

Lithium ion sensor

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JPH0743342B2
JPH0743342B2 JP62234956A JP23495687A JPH0743342B2 JP H0743342 B2 JPH0743342 B2 JP H0743342B2 JP 62234956 A JP62234956 A JP 62234956A JP 23495687 A JP23495687 A JP 23495687A JP H0743342 B2 JPH0743342 B2 JP H0743342B2
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JP
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lithium ion
ion sensor
redox
functional layer
sensor according
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JP62234956A
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JPS6478146A (en
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昇 小山
利之 庄野
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Terumo Corp
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Terumo Corp
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  • Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はリチウムイオンセンサ、特に躁欝病の治療に用
いられる炭酸リチウムの投与により変化する、体内の循
環器系でのリチウムイオン濃度を測定するリチウムイオ
ンセンサに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention measures a lithium ion sensor, and in particular, the concentration of lithium ion in the circulatory system in the body, which is changed by the administration of lithium carbonate used for the treatment of manic depression. The present invention relates to a lithium ion sensor that does.

[従来の技術] 躁欝病の病体生理に関しては、脳内モノアミンを枯渇さ
せるレセルピンによつて欝状態が生じること、および欝
状態の治療(抗欝薬)がモノアミンの作用を増強する性
質があることから、欝病はノルアドレナリンまたはセロ
トニンが単独あるいは、共に低下した状態であり、逆に
これらが、上昇した場合が躁状態であろうとするモノア
ミン仮説が生まれた。しかし、患者の血液,尿,骨髄液
および脳組織の分析から、この仮説を支持する確実な証
拠は未だ得られていない。そこで、躁状態の治療には炭
酸リチウムがよく用いられ、脳内ノルアドレナリン,セ
ロトニンの作用を抑制すると予想されている。
[Prior Art] With regard to the pathophysiology of manic depression, depression occurs due to reserpine that depletes brain monoamines, and treatment of depression (antidepressant) has the property of enhancing the action of monoamines. From this, the monoamine hypothesis was born that depression is a condition in which noradrenaline or serotonin is decreased alone or together, and conversely, when these are increased, it is in a manic state. However, solid blood, urine, bone marrow fluid, and brain tissue analyzes of patients have not yet provided conclusive evidence to support this hypothesis. Therefore, lithium carbonate is often used for the treatment of manic state, and it is expected to suppress the actions of noradrenaline and serotonin in the brain.

この炭酸リチウムによる体内の循環器系でのリチウムイ
オン濃度及びその変化を知ることは、躁欝病の原因研究
や治療方法の進歩にかかせない。ところが、応答が速く
精度の良いリチウムイオンセンサは現在ない。又、循環
器系あるいは体内での長時間に渡る継続的な測定にも安
全であり、その特性が安定しているセンサが必要とされ
ている。
To know the lithium ion concentration in the circulatory system in the body due to this lithium carbonate and its change are indispensable for the research on the cause of mania and the treatment method. However, there is currently no lithium ion sensor that has a fast response and high accuracy. Further, there is a need for a sensor that is safe for continuous measurement in the circulatory system or the body for a long time and has stable characteristics.

[発明が解決しようとする課題] 本願出願人に譲渡された特開昭61−266952号には、導電
性炭素の表面にキノン−ヒドロキノン型あるいはアミン
−キノイド型の酸化還元膜を被覆し、更にその表面にカ
リウムイオンキヤリア膜を被覆したカリウムイオンセン
サが開示されている。
[Problems to be Solved by the Invention] Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-266952 assigned to the applicant of the present invention discloses that a conductive carbon surface is coated with a quinone-hydroquinone type or amine-quinoid type redox film, and A potassium ion sensor whose surface is coated with a potassium ion carrier film is disclosed.

また、本出願人に譲渡された特願昭61−15344号には
(特開昭62−254050号に公報)、MOSFETのゲート絶縁膜
表面あるいはそれを導電性炭素等の導電性層で被覆した
表面を酸化還元機能層で被覆し、更にその表面を種々の
イオン選択性層で被覆したイオン選択性FETセンサが、
特願昭61−275250号(特開昭63−131056号公報には、半
導体基盤上へのカーボン薄膜の被覆、またMOSFETののゲ
ート絶縁膜表面を有機薄膜で被覆したFET電極、更にそ
の表面に水素イオン選択性層で被覆したFET電極が報告
されている。
In addition, in Japanese Patent Application No. 61-15344 assigned to the present applicant (Japanese Patent Laid-Open No. 62-254050), the surface of the gate insulating film of MOSFET or its surface is coated with a conductive layer such as conductive carbon. An ion-selective FET sensor whose surface is coated with a redox functional layer, and whose surface is further coated with various ion-selective layers,
Japanese Patent Application No. 61-275250 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-131056 discloses that a carbon thin film is coated on a semiconductor substrate, a gate insulating film surface of a MOSFET is covered with an organic thin film, and an FET film is further formed on the surface. FET electrodes coated with a hydrogen ion selective layer have been reported.

しかしながら、応答速度が速く精度の良い、且つ長時間
の継続測定にも安全で特性の安定したリチウムイオンセ
ンサの構成、すなわち好適なリチウムイオン感応層とこ
のリチウムイオン感応層を電気的あるいは物理的接着性
を良好に保ちFETのゲート絶縁膜あるいは導電性材料の
表面を被覆する構成とは、共に言及されていない。
However, the structure of a lithium ion sensor that has a fast response speed, good accuracy, and is safe and stable for long-term continuous measurement, that is, a suitable lithium ion sensitive layer and this lithium ion sensitive layer are electrically or physically bonded No mention is made of a structure in which the property is kept good and the surface of the gate insulating film of the FET or the surface of the conductive material is covered.

本発明は、応答が速く測定精度の良いリチウムイオンセ
ンサを提供する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a lithium ion sensor that has a fast response and a high measurement accuracy.

又、体内でも安全であり、長時間安定して測定のできる
リチウムイオンセンサを提供する。
Further, the present invention provides a lithium ion sensor which is safe in the body and can be stably measured for a long time.

又、長時間の保存が可能なリチウムイオンセンサを提供
する。
In addition, a lithium ion sensor that can be stored for a long time is provided.

[課題を解決するための手段] この課題を解決するために、、本発明のリチウムイオン
センサは、FETと、該FETのゲート絶縁膜上を被覆する酸
化還元機能を発現する酸化還元機能層と、該酸化還元機
能層を被覆し、ジベンジル−14−クラウン−4またはジ
オキサヘプチル−ドデシル−14−クラウン−4またはジ
エトキシホスホリオキシエチル−ドデシル−14−クラウ
ン−4、および/またはその誘導体を含むポリ塩化ビニ
ル層からなり、リチウムイオンに選択的に感応するリチ
ウムイオン感応層とを備えることを特徴とする。
[Means for Solving the Problem] In order to solve this problem, a lithium ion sensor of the present invention includes a FET, and a redox functional layer that covers the gate insulating film of the FET and exhibits a redox function. Coating the redox functional layer with dibenzyl-14-crown-4 or dioxaheptyl-dodecyl-14-crown-4 or diethoxyphosphorioxyethyl-dodecyl-14-crown-4, and / or its derivatives. And a lithium ion sensitive layer selectively sensitive to lithium ions.

また、少なくとも表面が導電性材料から成る導電性基体
と、該導電性基体の表面を被覆する酸化還元機能を発現
する酸化還元機能層と、該酸化還元機能層を被覆し、ジ
ベンジル−14−クラウン−4またはジオキサヘプチル−
ドデシル−14−クラウン−4またはジエトキシホスホリ
オキシエチル−ドデシル−14−クラウン−4、および/
またはその誘導体を含むポリ塩化ビニル層からなり、リ
チウムイオンに選択的に感応するリチウムイオン感応層
とを備えることを特徴とする。
Further, a conductive substrate having at least a surface made of a conductive material, a redox functional layer for covering the surface of the conductive substrate and exhibiting a redox function, and a redox functional layer coated to form a dibenzyl-14-crown. -4 or dioxaheptyl-
Dodecyl-14-crown-4 or diethoxyphosphorioxyethyl-dodecyl-14-crown-4, and / or
Or a polyvinyl chloride layer containing a derivative thereof, and a lithium ion sensitive layer selectively sensitive to lithium ions.

[実施例] 本発明に使用されるFETとしては、MOSFETがある。[Example] As an FET used in the present invention, there is a MOSFET.

特に本発明において使用されるMOSFETとしては、公知の
ISFETに使用されるもので、ゲート絶縁層(以下、ゲー
ト絶縁膜ということがある)が利用できるものであれ
ば、いずれも使用することができ[松尾、江刺「電気化
学と工業物理化学」50,64(1982)]、例えばシリコン
又はサフアイア基板上にSi−SiO2ゲート絶縁層を有する
FETを形成したものが挙げられ、更に分離ゲートタイプ
のものが好適に使用される。シリコン基板を用いたもの
は、比較的安価であることから汎用性があり、サフアイ
ア基板のものは、マルチ化が容易、絶縁が取り易い、小
型化が容易である等、機能面で優れている。
In particular, as the MOSFET used in the present invention,
Any material can be used as long as it can be used for ISFET and has a gate insulating layer (hereinafter sometimes referred to as a gate insulating film) [Matsuo, Esashi "Electrical Chemistry and Industrial Physical Chemistry" 50 , 64 (1982)], eg having a Si-SiO 2 gate insulating layer on a silicon or sapphire substrate
An FET formed is used, and an isolation gate type is preferably used. The one using a silicon substrate is versatile because it is relatively inexpensive, and the one using a sapphire substrate is superior in terms of functionality, such as easy multi-processing, easy insulation, and easy miniaturization. .

MOSFETは、従来のプレナー技術やイオン注入技術等を利
用して作成することができる。MOSFETのゲート絶縁層の
表面にSi3N4等よりなる絶縁膜をCVD法(化学的気相蒸着
法)又はスパツタリング法を用いて形成することによ
る、ゲート部の絶縁性能を更に向上させることができ
る。
The MOSFET can be manufactured by using the conventional planar technology, ion implantation technology, or the like. By forming an insulating film made of Si 3 N 4 etc. on the surface of the gate insulating layer of the MOSFET by using the CVD method (chemical vapor deposition method) or the sputtering method, it is possible to further improve the insulating performance of the gate section. it can.

又、本発明のイオンセンサに使用される導電性基体とし
ては、例えばベーサル・プレーン・ピロリテイツク・グ
ラフアイト(basal plane pyrolytic graphite;以下BPG
という),グラツシーカーボン等の導電性炭素材料;
金,白金,銅,パラジウム,ニツケル,鉄等の金属、特
に貴金属又はこれらの金属の表面に酸化イリジウム,酸
化スズ等の半導体を被覆したものが挙げられる。就中、
導電性炭素材料が好ましく、BPGが特に好ましい。
The conductive substrate used in the ion sensor of the present invention is, for example, basal plane pyrolytic graphite (hereinafter referred to as BPG).
,), Conductive carbon materials such as glassy carbon;
Examples thereof include metals such as gold, platinum, copper, palladium, nickel, and iron, particularly noble metals or those whose surfaces are coated with a semiconductor such as iridium oxide or tin oxide. Above all,
A conductive carbon material is preferable, and BPG is particularly preferable.

導電性基体は、イオンセンサを小型のものとするため、
ステイツク状のものが使用され、その外周面あるいは外
周面及び先端面の1〜2mm2に酸化還元機能を有する酸化
還元機能層が被着される。これより面積が小さいと膜抵
抗が50MΩを越えてしまうので好ましくなく、また大き
いとイオンセンサが小型でなくなつてしまう。ステイツ
クとしては、円柱状,角柱状等のいずれを問わないが、
成形性及び膜の被着性の点で先端を丸めた円柱形のもの
が特に好ましい。
Since the conductive base makes the ion sensor small,
A stick-shaped one is used, and an redox functional layer having a redox function is applied to the outer peripheral surface or 1 to 2 mm 2 of the outer peripheral surface and the tip surface. If the area is smaller than this, the membrane resistance will exceed 50 MΩ, which is not preferable, and if it is larger, the ion sensor will not be small. The stick may be cylindrical, prismatic, etc.,
From the viewpoint of moldability and film adherence, a cylindrical shape with a rounded tip is particularly preferable.

従来、BPGは主としてベーサル面が電極面として利用さ
れてきた。しかし、本発明者は、BPGのエツジ面をも有
効に利用しうること、従つてBPGではあつてもステイツ
ク状の電極を作成できることを見出した。BPGはセンサ
の動作の安定性の点で特に優れている。BPGのステイツ
クは、例えば円柱形の場合、強度の点から直径0.1〜2mm
とするのが好ましい。
Conventionally, BPG has mainly been used as a basal surface as an electrode surface. However, the present inventor has found that the edge surface of the BPG can be effectively used, and accordingly, even if the BPG is used, a stick-shaped electrode can be formed. BPG is particularly excellent in terms of stability of sensor operation. For example, in the case of a cylindrical shape, the BPG stick has a diameter of 0.1 to 2 mm from the viewpoint of strength.
Is preferred.

更に導電性基体としては、金属,半導体基板をベースと
したもの、又は分離ゲート型の電解効果型トランジスタ
(FET)と組み合わせたものの上に、炭素材料を含む炭
素膜を被覆したもの、又、プリント基板の導線上を炭素
材料で被覆したもの等、その用途に応じて種々の材料が
使用される。プリント基板の使用等により、複合センサ
も作成できる。
Further, as the conductive substrate, one based on a metal or semiconductor substrate, or one combined with a separation gate type field effect transistor (FET), coated with a carbon film containing a carbon material, or printed Various materials are used depending on the application, such as those in which the conductive wire of the substrate is coated with a carbon material. A composite sensor can also be created by using a printed circuit board or the like.

酸化還元機能層とは、それを表面に被着してなるFETの
ゲート絶縁膜あるいは導電性基体に酸化還元反応によつ
て一定電位を発生しうる性質を有するものであり、本発
明においては特に酸素ガス分圧によつて電位が変動しな
いものが好ましい。斯かる酸化還元機能層としては、例
えばキノン−ヒドロキノン型の酸化還元反応を行なう
ことができる有機化合物膜若しくは高分子膜、アミン
−キノイド型の酸化還元反応を行なうことができる有機
化合物膜若しくは高分子膜、ポリ(ピロール),ポリ
(チエニレン)等の導電性物質等が好適なものとして挙
げられる。
The redox functional layer has a property that a constant potential can be generated by a redox reaction in a gate insulating film of a FET or a conductive substrate formed by depositing it on the surface, and in the present invention, it is particularly preferable. It is preferable that the potential does not fluctuate due to the partial pressure of oxygen gas. Examples of such a redox functional layer include an organic compound film or a polymer film capable of performing a quinone-hydroquinone type redox reaction, an organic compound film or a polymer capable of performing an amine-quinoid type redox reaction. Suitable examples include membranes and conductive substances such as poly (pyrrole) and poly (thienylene).

なお、ここでキノン−ヒドロキノン型の酸化還元反応と
は、重合体の場合を例にとれば、例えば次の反応式で表
わされるものをいう。
Here, the quinone-hydroquinone type redox reaction means, for example, in the case of a polymer, a reaction represented by the following reaction formula.

(式中、R1,R2は例えば芳香族含有構造の化合物を示
す) また、アミン−キノイド型の酸化還元反応とは、前記同
様重合体の場合を例にとれば、例えば、次の反応式で表
わされるものをいう。
(In the formula, R 1 and R 2 represent, for example, a compound having an aromatic-containing structure.) The amine-quinoid type redox reaction is, for example, in the case of a polymer similar to the above, for example, the following reaction Refers to something expressed by a formula.

(式中、R3,R4は例えば芳香族含有構造の化合物を示
す) このような酸化還元機能を有する層を形成しうる化合物
としては、例えば次の(a)〜(d)の化合物が挙げら
れる。
(In the formula, R 3 and R 4 represent, for example, a compound having an aromatic-containing structure) Examples of the compound capable of forming the layer having a redox function include the following compounds (a) to (d): Can be mentioned.

(式中、Ar1は芳香核、各R5は置換基、m2は1ないしAr1
の有効原子価数、n2は0ないしAr1有効原子価数−1を
示す)で表わされるヒドロキシ芳香族化合物。
(In the formula, Ar 1 is an aromatic nucleus, each R 5 is a substituent, m 2 is 1 to Ar 1
The effective aromatic valence number, n 2 represents 0 to Ar 1 effective valence number -1).

Ar1の芳香核は、例えばベンゼン核のように単環のもの
であつても、アントラセン核、ピレン核、クリセン核、
ペリレン核、コロネン核等のように多環のものであつて
もよく、またベンゼン骨核のみならず複素環骨核のもの
であつてもよい。置換基R5としては、例えばメチル基等
のアルキル基、フエニル基等のアリール基、およびハロ
ゲン原子等が挙げられる。
The aromatic nucleus of Ar 1 is a monocyclic ring such as a benzene nucleus, anthracene nucleus, pyrene nucleus, chrysene nucleus,
It may be a polycyclic nucleus such as a perylene nucleus or a coronene nucleus, and may be a heterocyclic bone nucleus as well as a benzene skeleton nucleus. Examples of the substituent R 5 include an alkyl group such as a methyl group, an aryl group such as a phenyl group, and a halogen atom.

具体的には、例えば、ジメチルフエノール、フエノー
ル、ヒドロキシピリジン、o−またはm−ベンジルアル
コール、o−、m−またはp−ヒドロキシベンズアルデ
ヒド、o−またはm−ヒドロキシアセトフエノン、o
−、m−またはp−ヒドロキシプロピオフエノン、o
−、m−またはp−ヒドロキシベンゾフエノン、o−、
m−またはp−カルボキシフエノール、ジフエニルフエ
ノール、2−メチル−8−ヒドロキシキノリン、5−ヒ
ドロキシ−1,4−ナフトキノン、4−(p−ヒドロキシ
フエニル)2−ブタノン、1,5−ジヒドロキシ−1,2,3,4
−テトラヒドロナフタレン、ビスフエノールA、サリチ
ルアニリド、5−ヒドロキシキノリン、8−ヒドロキシ
キノリン、1,8−ジヒドロキシアントラキノン、5−ヒ
ドロキシ−1,4−ナフトキノン等が挙げられる。
Specifically, for example, dimethylphenol, phenol, hydroxypyridine, o- or m-benzyl alcohol, o-, m- or p-hydroxybenzaldehyde, o- or m-hydroxyacetophenone, o.
-, M- or p-hydroxypropiophenone, o
-, M- or p-hydroxybenzophenone, o-,
m- or p-carboxyphenol, diphenylphenol, 2-methyl-8-hydroxyquinoline, 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone, 4- (p-hydroxyphenyl) 2-butanone, 1,5-dihydroxy- 1,2,3,4
-Tetrahydronaphthalene, bisphenol A, salicylanilide, 5-hydroxyquinoline, 8-hydroxyquinoline, 1,8-dihydroxyanthraquinone, 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone and the like can be mentioned.

(b)次式 (式中、Ar2は芳香核、各R6は置換基、m3は1ないしAr2
の有効原子価数、n3は0ないしAr2の有効原子価数−1
を示す)で表わされるアミノ芳香族化合物。
(B) The following formula (In the formula, Ar 2 is an aromatic nucleus, each R 6 is a substituent, m 3 is 1 to Ar 2
N 3 is 0 to Ar 2 −1.
Represents an amino aromatic compound.

Ar2の芳香核、置換基R6としては化合物(a)におけ
る、Ar1,置換基R5と夫々同様のものが使用される。アミ
ノ芳香族化合物の具体例を挙げると、アニリン、1,2−
ジアミノベンゼン、アミノピレン、ジアミノピレン、ア
ミノクリセン、ジアミノクリセン、1−アミノフエナン
トレン、9−アミノフエナントレン、9,10−ジアミノフ
エナントレン、1−アミノアントラキノン、p−フエノ
キシアニリン、o−フエニレンジアミン、p−クロロア
ニリン、3,5−ジクロロアニリン、2,4,6−トリクロロア
ニリン、N−メチルアニリン、N−フエニル−p−フエ
ニレンジアミン等である。
As the aromatic nucleus of Ar 2 and the substituent R 6 , those similar to Ar 1 and the substituent R 5 in the compound (a) are used. Specific examples of the amino aromatic compound include aniline and 1,2-
Diaminobenzene, aminopyrene, diaminopyrene, aminochrysene, diaminochrysene, 1-aminophenanthrene, 9-aminophenanthrene, 9,10-diaminophenanthrene, 1-aminoanthraquinone, p-phenoxyaniline, o -Phenylenediamine, p-chloroaniline, 3,5-dichloroaniline, 2,4,6-trichloroaniline, N-methylaniline, N-phenyl-p-phenylenediamine and the like.

(c)1,6−ピレンキノン、1,2,5,8−テトラヒドロキシ
アリザリン、フエナントレンキノン、1−アミノアント
ラキノン、プルプリン、1−アミノ−4−ヒドロキシア
ントラキノン、アントラルフイン等のキノン類。
(C) Quinones such as 1,6-pyrenequinone, 1,2,5,8-tetrahydroxyalizarin, phenanthrenequinone, 1-aminoanthraquinone, purpurine, 1-amino-4-hydroxyanthraquinone and anthralphine.

これらの化合物のうち、特に2,6−キシレノール、1−
アミノピレンが好ましい。
Among these compounds, especially 2,6-xylenol, 1-
Aminopyrene is preferred.

(d)ピロールおよびその誘導体(例えばN−メチルピ
ロール)、チオフエンおよびその誘導体(例えば、メチ
ルチオフエン)等である。
(D) Pyrrole and its derivatives (for example, N-methylpyrrole), thiophene and its derivatives (for example, methylthiophene) and the like.

更に、本発明に係る酸化還元機能を形成しうる化合物と
しては、ポリ(N−メチルアニリン)[大貫、松田、小
山、日本化学会誌、1801−1809(1984)],ポリ(2,6
−ジメチル−1,4−フエニレンエーテル)、ポリ(o−
フエニレンジアミン)、ポリ(フエノール)、ポリキシ
レノール;ピラゾロキノン系ビニルモノマーの重合体、
イソアロキサジン系ビニルモノマーの重合体等のキノン
系ビニルポリマー縮重合化合物のような(a)〜(d)
の化合物を含有する有機化合物、(a)〜(d)の化合
物の低重合度高分子化合物(オリゴマー)、あるいは、
(a)〜(d)をポリビニル化合物、ポリアミド化合物
の高分子化合物に固定したもの等の当該酸化還元反応性
を有するものが挙げられる。なお、本明細書において、
重合体という語は単独重合体及び共重合体等の相互重合
体の双方を含む。
Furthermore, examples of the compound capable of forming the redox function according to the present invention include poly (N-methylaniline) [Oonuki, Matsuda, Koyama, Journal of Chemical Society of Japan, 1801-1809 (1984)], poly (2,6).
-Dimethyl-1,4-phenylene ether), poly (o-
(Phenylenediamine), poly (phenol), polyxylenol; polymers of pyrazoloquinone vinyl monomers,
(A) to (d) such as quinone-based vinyl polymer polycondensation compounds such as polymers of isoalloxazine-based vinyl monomers
An organic compound containing a compound of (a) to (d), a low-polymerization degree high molecular compound (oligomer) of the compound of (a) to (d), or
The thing which has the said redox reactivity, such as what fixed (a)-(d) to the high molecular compound of a polyvinyl compound and a polyamide compound, is mentioned. In the present specification,
The term polymer includes both homopolymers and interpolymers such as copolymers.

本発明において、叙上の酸化還元機能層を形成しうる化
合物をFETのゲート絶縁膜上あるいは導電性基体上に被
着するためには、アミノ芳香族化合物,ヒドロキシ芳香
族化合物等を電解酸化重合法または電解析出法によつ
て、FETのゲート絶縁膜あるいは導電性炭素,貴金属等
の導電性基体上で合成した重合体あるいは電子線照射,
光,熱などの適用によつて合成した重合体を溶媒に溶解
したものを、FETのゲート絶縁膜上あるいは導電性基体
上に塗布または浸漬により被着させる方法、真空下気相
中で反応させ直接FETのゲート絶縁膜上あるいは導電性
基体上に析出させ被着する方法、光・熱・放射線等を照
射して直接FETのゲート絶縁膜上あるいは導電性基体上
に被着する方法等を取ることができる。これらの方法の
中では特に、電解酸化重合法によるのが好ましい。電解
酸化重合法は、溶媒中で適当な支持電解質の存在下、ア
ミノ芳香族化合物、ヒドロキシ芳香族化合物等を電解酸
化重合させ、FETのゲート絶縁膜上あるいは導電性基体
の表面に重合体層が被覆されることにより実施される。
In the present invention, in order to deposit the compound capable of forming the above redox functional layer on the gate insulating film of the FET or on the conductive substrate, an amino aromatic compound, a hydroxy aromatic compound or the like is electrolytically oxidized. Polymer or electron beam irradiation synthesized on the gate insulating film of FET or conductive substrate such as conductive carbon or noble metal by the chemical method or electrolytic deposition method,
A method in which a polymer synthesized by application of light, heat, etc. is dissolved in a solvent and applied or dipped on the FET gate insulating film or conductive substrate by reacting in a gas phase under vacuum. Direct deposition on the gate insulating film of FET or conductive substrate, deposition, direct irradiation on the gate insulating film of FET or conductive substrate by irradiation of light, heat, radiation, etc. be able to. Among these methods, the electrolytic oxidation polymerization method is particularly preferable. In the electrolytic oxidative polymerization method, an aminoaromatic compound, a hydroxyaromatic compound, etc. are electrolytically oxidatively polymerized in the presence of a suitable supporting electrolyte in a solvent to form a polymer layer on the gate insulating film of FET or the surface of a conductive substrate. It is carried out by being coated.

溶媒としては、例えばアセトニトリル、水、ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルスルホキシド、プロピレンカーボ
ネートメタノール等が使用される。
As the solvent, for example, acetonitrile, water, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, propylene carbonate methanol, etc. are used.

また支持電解質としては、例えば過塩素酸ナトリウム、
硫酸、硫酸二ナトリウム、リン酸、ホウ酸、テトラフル
オロリン酸カリウム、4級アンモニウム塩などが好適な
ものとして挙げられる。
Examples of the supporting electrolyte include sodium perchlorate,
Suitable examples include sulfuric acid, disodium sulfate, phosphoric acid, boric acid, potassium tetrafluorophosphate, and quaternary ammonium salt.

酸化還元機能層の膜厚は、0.01μm〜1.0mm、特に0.1μ
m〜0.1mmとなるようにするのが好ましい。0.01μmよ
り薄い場合には、本発明の効果を十分奏さず、また、1.
0mmより厚くすることはセンサを小型化する上で好まし
くない。
The thickness of the redox functional layer is 0.01 μm to 1.0 mm, especially 0.1 μm.
It is preferable that the thickness is m to 0.1 mm. When the thickness is less than 0.01 μm, the effect of the present invention is not sufficiently exerted, and 1.
Making the thickness larger than 0 mm is not preferable for downsizing the sensor.

また、本発明に使用される酸化還元機能層は、これに電
解質を含侵させて使用することができる。電解質として
は、例えばリン酸、リン酸水素二カリウム、過塩素酸ナ
トリウム、硫酸、テトラフルオロホウ酸塩、テトラフエ
ニルホウ酸塩等が挙げられる。酸化還元機能層に電解質
を含侵させるには、酸化還元機能層が導電性基体に被覆
された後、これを電解質溶液に浸漬する方法が簡便であ
る。
The redox functional layer used in the present invention can be used by impregnating it with an electrolyte. Examples of the electrolyte include phosphoric acid, dipotassium hydrogen phosphate, sodium perchlorate, sulfuric acid, tetrafluoroborate, and tetraphenylborate. In order to impregnate the redox functional layer with the electrolyte, it is convenient to immerse the redox functional layer in the electrolyte solution after the conductive substrate is coated.

より好適には、リチウムイオン感応層の可塑剤への移行
を防ぎ、センサの安定性を高めるため、電解反応をモノ
マーから出発せずに2量体以上から出発して重合反応を
生起することにより、緻密で溶媒耐久性の高い、酸化還
元機能層を得られる。
More preferably, in order to prevent the transfer of the lithium ion sensitive layer to the plasticizer and enhance the stability of the sensor, the polymerization reaction is initiated by starting from a dimer or more instead of starting the electrolytic reaction from the monomer. It is possible to obtain a redox functional layer that is dense and has high solvent durability.

このような2量体以上の多量体としては、 ヒドロキシ化合物、あるいは、アミノ化合物の多量体を
重合したものであつて、特に次の構造 但し、R11,R12はOHまたはNH2を示す。
Such a dimer or higher multimer is obtained by polymerizing a multimer of a hydroxy compound or an amino compound. However, R 11 and R 12 represent OH or NH 2 .

または、 但し、R11,R12,R13,R14はOHまたは/およびNH2を示す。Or However, R 11 , R 12 , R 13 and R 14 represent OH and / or NH 2 .

または、 但し、R11,R12はOHまたはNH2を示し、 で表わせるものが良い。Or However, R 11 and R 12 represent OH or NH 2 , What can be represented by is good.

特にo,o′−ビフエノール重合体、p,p′−ビフエノール
重合体が良い。
In particular, o, o'-biphenol polymer and p, p'-biphenol polymer are preferable.

次にリチウムイオン感応層4としては、ジベンジル−14
−クラウン−4および/またはその誘導体を含むポリ塩
化ビニル膜,あるいはジオキサヘプチル−ドデシル−14
−クラウン−4またはジエトキシホスホリオキシエチル
−ドデシル−14−クラウン−4および/またはその誘導
体を含むポリ塩化ビニル層が使用される。
Next, as the lithium ion sensitive layer 4, dibenzyl-14
-Polyvinyl chloride film containing crown-4 and / or its derivatives, or dioxaheptyl-dodecyl-14
A polyvinyl chloride layer containing crown-4 or diethoxyphosphorioxyethyl-dodecyl-14-crown-4 and / or its derivatives is used.

以下の実施例では、導電性基板としてベーサルプレーン
ピロリテイツクグラフアイト(以下BPG:ユニオンカーバ
イト社製)を使用し、この表面を電解ポリ(p,p′−ビ
フエノール)重合体層、更に、その表面をリチウムイオ
ン感応層であるジベンジル−14−クラウン−4を含むポ
リ塩化ビニル層で被覆し、このBPG電極をMOSFETのゲー
ト端子部に接続して、リチウムイオンセンサを作成し
た。又、電解ポリ(p,p′−ビフエノール)重合体層を
被覆せず、直接リチウムイオン感応層を被覆したリチウ
ムイオンセンサも作成した。
In the following examples, using basal plane pyrrolytic graphite ((BPG: Union Carbite Co., Ltd.) as a conductive substrate, an electrolytic poly (p, p'-biphenol) polymer layer on this surface, The surface was covered with a polyvinyl chloride layer containing dibenzyl-14-crown-4, which is a lithium ion sensitive layer, and this BPG electrode was connected to the gate terminal of the MOSFET to prepare a lithium ion sensor. A lithium ion sensor was also prepared in which the electrolytic poly (p, p'-biphenol) polymer layer was not coated and the lithium ion sensitive layer was directly coated.

<実施例> 導電性炭素電極上への膜被覆の例を示す。<Example> An example of film coating on a conductive carbon electrode is shown.

第1図に本実施例のリチウムイオンセンサの構造模式図
を示す。尚、第1図においては、寸法は考慮されていな
い。
FIG. 1 shows a structural schematic view of the lithium ion sensor of this example. Incidentally, the dimensions are not taken into consideration in FIG.

ベーサルプレーンプロリテイツクグラフアイト(BPC:ユ
ニオンカーバイト社製)の板から、直径1mm、長さ3mmの
円柱1を切り出し(0.2cm2)、その片方の底面にリード
線3(0.1mmφのウレメツト線)を導電性接着剤2(ア
ミコン社製:C−850−6)を用いて接着したのち、テフ
ロンチユーブ6(内径1.3mm)内に挿入し、絶縁性接着
剤7(スリーボンド社製:TB2067)で絶縁した、BPG電極
を作成した。
A cylinder 1 with a diameter of 1 mm and a length of 3 mm is cut out (0.2 cm 2 ) from a plate of basal plane proliferating graphite (BPC: Union Carbide), and a lead wire 3 (0.1 mmφ uremet is attached to the bottom of one of them). After being bonded with a conductive adhesive 2 (Amicon: C-850-6), it is inserted into a Teflon tube 6 (inner diameter 1.3 mm), and an insulating adhesive 7 (ThreeBond: TB2067). ), The BPG electrode insulated was produced.

この導電性BPG電極を作用電極とし、基準極を飽和塩化
ナトリウムカロメル電極(SSCE)、対極を白金網とする
3電極セルを用いて、以下の電解酸化条件の電解重合反
応により、酸化還元機能層そしてp,p′−ビフエノール
重合体膜5を作成した。
Using this conductive BPG electrode as the working electrode, a saturated sodium chloride calomel electrode (SSCE) as the reference electrode, and a platinum mesh as the counter electrode, a redox functional layer was formed by electrolytic polymerization reaction under the following electrolytic oxidation conditions. Then, a p, p'-biphenol polymer film 5 was prepared.

(電解酸化反応条件) 電解液: 0.05M p,p′−ビフエノール 0.2M 過塩素酸ナトリウム 溶媒 アセトニトリル溶液 電解温度:23℃ 電解条件:−0.2〜+1.5ボルト(対SSCE),掃引速度50
mV/秒で、27回掃引して、30分間にわたり電解反応を行
つた。
(Electrolytic oxidation reaction conditions) Electrolyte solution: 0.05M p, p'-biphenol 0.2M sodium perchlorate solvent Acetonitrile solution Electrolysis temperature: 23 ℃ Electrolysis condition: -0.2 to +1.5 volts (vs SSCE), sweep speed 50
The electrolytic reaction was performed for 30 minutes by sweeping 27 times at mV / sec.

電解反応のサイクリツクボルタモグラムを第6図(a)
に示す。
Figure 6 (a) shows a cyclic voltammogram of the electrolytic reaction.
Shown in.

第6図(b)にはポリ(p,p′−ビフエノール)膜厚が1
0μmの時に、0.2M過塩素酸ナトリウム溶液中でpHを変
化させ、200mV/sで掃引した場合の応答を示す。
In Fig. 6 (b), the poly (p, p'-biphenol) film thickness is 1
The response when the pH was changed in a 0.2 M sodium perchlorate solution at 0 μm and the sweep was performed at 200 mV / s is shown.

次いで、このポリ(p,p′−ビフエノール)重合体膜5
にリチウムイオン感応層4を、次の条件でデイツピング
した。膜厚は500μmとした。
Then, this poly (p, p'-biphenol) polymer film 5
The lithium ion sensitive layer 4 was dated under the following conditions. The film thickness was 500 μm.

(リチウムイオン感応層組成) ジベンジル−14−クラウン−4(6,6−ジベンジル−1,
4,,8,11−テトラオキサシクロ・テトラデカン) … 1.1
重量部 オー−ニトロフエニルオクチルエーテル …70.2重量部 カリウムテトラキス(p−クロロフエニル)ボレート
(K−TCPB) …0.7重量部 ポリ塩化ビニル(PVC) …28.0重量部 THF溶液 … 3ml 次いで、リード線3の他端をMOSFET8のゲート部に接続
し、リチウムイオン感応性電解効果トランジスタ(以下
Li−ISFET)を作成した。これをPBP/LSM被覆センサと呼
ぶ。
(Lithium ion sensitive layer composition) Dibenzyl-14-crown-4 (6,6-dibenzyl-1,
4,, 8,11-Tetraoxacyclotetradecane) 1.1
Parts by weight Au-nitrophenyl octyl ether 70.2 parts by weight potassium tetrakis (p-chlorophenyl) borate (K-TCPB) 0.7 parts by weight polyvinyl chloride (PVC) 28.0 parts by weight THF solution 3 ml The other end is connected to the gate of MOSFET8, and a lithium ion sensitive field effect transistor (below
Li-ISFET) was created. This is called a PBP / LSM coated sensor.

<比較例> 実施例ポリ(p,p′−ビフエノール)重合体膜5を被覆
せずに、直接実施例と同じ組成のリチウムイオン感応層
を被覆したLi−ISFETを作成した。これをLSM被覆センサ
と呼ぶ。
<Comparative Example> Example Li-ISFET was prepared in which the poly (p, p'-biphenol) polymer film 5 was not coated and a lithium ion sensitive layer having the same composition as in Example was directly coated. This is called an LSM coated sensor.

<実験例1> 実施例及び比較例で作成されLi−ISFETの応答を150mMの
NaCl溶液中で、Liの濃度を1.86mMから3.00mMに変化させ
てテストした。
<Experimental Example 1> The response of the Li-ISFET made in the Examples and Comparative Examples was 150 mM.
In the NaCl solution, the concentration of Li was changed from 1.86 mM to 3.00 mM and tested.

結果を第2図に示す。実施例では90%応答まで10秒、比
較例では90%応答まで2〜3秒であり、共に応答速度と
しては十分である。
Results are shown in FIG. In the example, 90% response is 10 seconds, and in the comparative example, 90% response is 2 to 3 seconds, both of which are sufficient as the response speed.

<実験例2> 実施例及び比較例で作成されたLi−ISFETのLi+イオン濃
度と出力電圧との関係とをNaClを150mMで一定にし、窒
素雰囲気下、室温25℃でpLiを−5.2から−1.9まで変え
てテストした。
<Experimental Example 2> The relationship between the Li + ion concentration and the output voltage of the Li-ISFETs produced in Examples and Comparative Examples was kept constant at 150 mM NaCl, and pLi was changed from -5.2 at room temperature 25 ° C in a nitrogen atmosphere. I changed it to -1.9 and tested it.

結果を第3図に示す。結果からpLiが1.9〜2.7の範囲で
直線性を示し、このときの勾配はどちらも52mV/pLiであ
つた。躁欝病の人にかかわるLi+イオン濃度は10-3M前後
であるので、直線部での測定が可能であり、精度良い測
定結果が期待できる。
Results are shown in FIG. The results showed that pLi showed a linearity in the range of 1.9 to 2.7, and the gradient at this time was 52 mV / pLi in both cases. Since the Li + ion concentration related to people with manic depression is around 10 -3 M, it is possible to measure in the linear part, and accurate measurement results can be expected.

<実験例3> 実施例及び比較例で作成したLi−ISFETのナトリウムイ
オンあるいはカリウムイオンに対する選択係数▲KPot
Li・Na▼,▲KPot Li・k▼を測定した。
<Experimental Example 3> Selection coefficient ▲ K Pot of sodium- or potassium-ion of Li-ISFET prepared in the examples and comparative examples
Li · Na ▼ and ▲ K Pot Li · k ▼ were measured.

結果は、▲KPot Li.Na▼が3.3×10-10,▲KPot Li・k▼が
6.2×10-3であつた。更に他のイオンに対してはナトリ
ウムイオン,カリウムイオン以下であると考えられる。
The result is that ▲ K Pot Li.Na ▼ is 3.3 × 10 -10 , ▲ K Pot Li ・ k
It was 6.2 × 10 -3 . It is considered to be less than sodium and potassium ions for other ions.

<実験例4> 実施例及び比較例で作成したLi−ISFETの溶存酸素ガス
の影響を1mMのLiClを含むNaCl150mM(pH5.55±0.03)溶
液にO2ガスとN2ガスを交互に注入してテストした。
<Experimental Example 4> The effect of dissolved oxygen gas in the Li-ISFETs produced in Examples and Comparative Examples was examined by injecting O 2 gas and N 2 gas alternately into a 150 mM NaCl solution (pH 5.55 ± 0.03) containing 1 mM LiCl. Tested.

結果を第4図に示す。図から実施例のポリ(p,p′−ビ
フエノール)重合体膜を被覆したLi−ISFETの方が酸素
ガスの影響を受けないことが分かる。
Results are shown in FIG. From the figure, it can be seen that the Li-ISFET coated with the poly (p, p'-biphenol) polymer film of the example is less affected by oxygen gas.

<実験例5> 実施例及び比較例のLi−ISFETの150mMのNaCl溶液中でLi
イオン濃度を増加させたときの傾きの経時変化をテスト
した。これらの実験の間、電極部は150mMNaClに1mMのLi
Clを含む水溶液中に保存した。
<Experimental Example 5> Li in a 150 mM NaCl solution of Li-ISFETs of Examples and Comparative Examples.
The change of the slope with time when the ion concentration was increased was tested. During these experiments, the electrode part was 150 mM NaCl in 1 mM Li
It was stored in an aqueous solution containing Cl.

結果を第5図に示す。経時変化の点でもポリ(p,p′−
ビフエノール)重合体膜で被覆したものが十分安定した
特性を示した。尚、ジベンジル−14−クラウン−4のか
わりに、その誘導体を用いても同様の効果が得られた。
Results are shown in FIG. In terms of change over time, poly (p, p′−
Those coated with a biphenol) polymer film showed sufficiently stable characteristics. The same effect was obtained even when a derivative thereof was used instead of dibenzyl-14-crown-4.

以上、説明したように、本実施例のリチウムイオンセン
サは、体内のリチウム濃度を正確に検出,測定できる。
又、ナトリウムイオン,カリウムイオン等の他イオンに
よる影響が小さい。
As described above, the lithium ion sensor of this embodiment can accurately detect and measure the lithium concentration in the body.
Also, the influence of other ions such as sodium ions and potassium ions is small.

又、太さを髪の毛よりはるかに細かくでき、生体内に苦
痛なくさしこむことが出来る。
In addition, the thickness can be made much finer than that of hair, so that it can be inserted into a living body without pain.

又、酸素ガスによる影響がなく、一ケ月以上安定して使
用できる。
In addition, it is not affected by oxygen gas and can be used stably for more than one month.

又、固体形のセンサなので加熱蒸気で滅菌ができ、取り
扱いも簡単である。
Moreover, since it is a solid type sensor, it can be sterilized by heating steam and is easy to handle.

又、リチウムイオン感応層が有機薄膜であり生体中の血
液の凝固などの影響を受けにくく、そのための対策も容
易である。
In addition, since the lithium ion sensitive layer is an organic thin film, it is unlikely to be affected by blood coagulation in the living body, and measures for that are easy.

尚、本実施例で作成したリチウムセンサの構造は、好適
な一例を示したものであり、本明細書の実施例の項の始
めで述べたように、FETのゲート絶縁膜上を直接被覆し
たもの、他例の導電性基体を使用したもの、又酸化還元
機能層とリチウムイオン感応層においても、他に示した
材料の使用により、本実施例同様の効果が達成されるの
は明らかである。
Incidentally, the structure of the lithium sensor prepared in this example shows a suitable example, and as described at the beginning of the section of the examples of the present specification, the gate insulating film of the FET is directly coated. It is apparent that the same effects as those of the present embodiment can be achieved by using the materials other than those described above, also using the conductive substrate of the other examples, and the redox functional layer and the lithium ion sensitive layer. .

[発明の効果] 本発明により応答が速く測定精度の良いリチウムイオン
センサを提供できる。
EFFECTS OF THE INVENTION The present invention can provide a lithium ion sensor that has a fast response and a high measurement accuracy.

又、体内でも安全であり、長時間安定して測定のできる
リチウムイオンセンサを提供できる。
Further, it is possible to provide a lithium ion sensor which is safe in the body and can be stably measured for a long time.

又、長時間の保存が可能なリチウムイオンセンサを提供
できる。
Further, it is possible to provide a lithium ion sensor that can be stored for a long time.

更に詳細には、生体のリチウム濃度を正確に検出,測定
できる。又、ナトリウムイオン,カリウムイオン等の他
イオンによる影響が小さい。
More specifically, the lithium concentration in the living body can be accurately detected and measured. Also, the influence of other ions such as sodium ions and potassium ions is small.

又、太さを髪の毛よりはるかに細かくでき、生体内に苦
痛なくさしこむことが出来る。
In addition, the thickness can be made much finer than that of hair, so that it can be inserted into a living body without pain.

又、酸素ガスによる影響がなく、一ケ月以上安定して使
用できる。
In addition, it is not affected by oxygen gas and can be used stably for more than one month.

又、固体形のセンサなので滅菌ができ、取り扱いも簡単
である。
Moreover, since it is a solid type sensor, it can be sterilized and is easy to handle.

又、リチウムイオン感応層が有機薄膜であり生体中の血
液の凝固などの影響を受けにくく、そのための対策も容
易である。
In addition, since the lithium ion sensitive layer is an organic thin film, it is unlikely to be affected by blood coagulation in the living body, and measures for that are easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本実施例のリチウムイオンセンサの構成を示す
模式図、 第2図は本実施例のリチウムイオンセンサの応答速度の
測定を示す図、 第3図は本実施例のリチウムイオンセンサのリチウム濃
度対出力電位を示す図、 第4図は本実施例のリチウムイオンセンサの酸素ガスに
よる影響を示す図、 第5図は本実施例のリチウムイオンセンサの経時変化を
示す図、 第6図(a)はサイクリツクボルタノグラムを示す図、 第6図(b)はポリ(p,p′−ビフエノール)膜の電位
応答を示す図である。 図中、1……BPG、2……導電性接着剤、3……リード
線、4……リチウムイオン感応層、5……ポリ(p,p′
−ビフエノール)重合体膜、6……テフロンチユーブ、
7……絶縁性接着剤、8……MOSFETである。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the lithium ion sensor of this embodiment, FIG. 2 is a diagram showing the measurement of the response speed of the lithium ion sensor of this embodiment, and FIG. 3 is of the lithium ion sensor of this embodiment. FIG. 4 is a diagram showing the lithium concentration vs. output potential, FIG. 4 is a diagram showing the effect of oxygen gas on the lithium ion sensor of this embodiment, and FIG. 5 is a diagram showing the change over time of the lithium ion sensor of this embodiment. (A) is a diagram showing a cyclic voltammogram, and FIG. 6 (b) is a diagram showing a potential response of a poly (p, p'-biphenol) film. In the figure, 1 ... BPG, 2 ... conductive adhesive, 3 ... lead wire, 4 ... lithium ion sensitive layer, 5 ... poly (p, p '
-Biphenol) polymer film, 6 ... Teflon tube,
7 ... Insulating adhesive, 8 ... MOSFET.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 27/30 331 A 331 J ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location G01N 27/30 331 A 331 J

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】FETと、 該FETのゲート絶縁膜上を被覆する酸化還元機能を発現
する酸化還元機能層と、 該酸化還元機能層を被覆し、ジベンジル−14−クラウン
−4−またはジオキサヘプチル−ドデシル−14−クラウ
ン−4またはジエトキシホスホリオキシエチル−ドデシ
ル−14−クラウン−4、および/またはその誘導体を含
むポリ塩化ビニル層からなり、リチウムイオンに選択的
に感応するリチウムイオン感応層とを備えることを特徴
とするリチウムイオンセンサ。
1. A FET, a redox functional layer that exhibits a redox function that covers the gate insulating film of the FET, and a redox functional layer that covers the FET, and comprises dibenzyl-14-crown-4- or dioxalate. Lithium ion-sensitive, comprising a polyvinyl chloride layer containing heptyl-dodecyl-14-crown-4 or diethoxyphosphorioxyethyl-dodecyl-14-crown-4, and / or its derivatives, and selectively sensitive to lithium ions A lithium ion sensor comprising: a layer.
【請求項2】FETはMOSFETであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載のリチウムイオンセンサ。
2. The lithium ion sensor according to claim 1, wherein the FET is a MOSFET.
【請求項3】酸化還元機能層は、ヒドロキシ化合物ある
いはアミノ化合物の多量体を重合したものであつて、 特に次の構造 但し、R11,R12はOHまたはNH2を示す。 または、 但し、R11,R12,R13,R14はOHまたは/およびNH2を示す。 または、 但し、R11,R12はOHまたはNH2を示し、 で表わせるものから選ばれることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のリチウムイオンセンサ。
3. The redox functional layer is obtained by polymerizing a multimer of a hydroxy compound or an amino compound, and particularly has the following structure. However, R 11 and R 12 represent OH or NH 2 . Or However, R 11 , R 12 , R 13 and R 14 represent OH and / or NH 2 . Or However, R 11 and R 12 represent OH or NH 2 , The lithium ion sensor according to claim 1, wherein the lithium ion sensor is selected from those represented by:
【請求項4】酸化還元機能層は、o,o′−ビフエノール
重合体、p,p′−ビフエノール重合体から選ばれること
を特徴とする特許請求の範囲第3項記載のリチウムイオ
ンセンサ。
4. The lithium ion sensor according to claim 3, wherein the redox functional layer is selected from an o, o'-biphenol polymer and a p, p'-biphenol polymer.
【請求項5】酸化還元機能層は、キノン−ヒドロキノン
型の酸化還元反応を行う物質のグループから選ばれるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のリチウムイ
オンセンサ。
5. The lithium ion sensor according to claim 1, wherein the redox functional layer is selected from the group of substances that perform a quinone-hydroquinone type redox reaction.
【請求項6】酸化還元機能層は、アミン−キノイド型の
酸化還元反応を行う物質のグループから選ばれることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のリチウムイオン
センサ。
6. The lithium ion sensor according to claim 1, wherein the redox functional layer is selected from the group of substances that perform an amine-quinoid type redox reaction.
【請求項7】酸化還元機能層は、ポリ(ピロール)、ポ
リ(チエニレン)等の導電性物質のグループから選ばれ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のリチウ
ムイオンセンサ。
7. The lithium ion sensor according to claim 1, wherein the redox functional layer is selected from the group of conductive substances such as poly (pyrrole) and poly (thienylene).
【請求項8】少なくとも表面が導電性材料から成る導電
性基体と、 該導電性基体の表面を被覆する酸化還元機能を発現する
酸化還元機能層と、 該酸化還元機能層を被覆し、ジベンジル−14−クラウン
−4またはジオキサヘプチル−ドデシル−14−クラウン
−4またはジエトキシホスホリオキシエチル−ドデシル
−14−クラウン−4、および/またはその誘導体を含む
ポリ塩化ビニル層からなり、リチウムイオンに選択的に
感応するリチウムイオン感応層とを備えることを特徴と
するリチウムイオンセンサ。
8. A conductive substrate, at least the surface of which is made of a conductive material, a redox functional layer for exhibiting a redox function for coating the surface of the conductive substrate, and a dibenzyl-functional coating for coating the redox functional layer. 14-crown-4 or dioxaheptyl-dodecyl-14-crown-4 or diethoxyphosphorioxyethyl-dodecyl-14-crown-4, and / or a derivative thereof comprising a polyvinyl chloride layer containing a lithium ion. A lithium ion sensor comprising a lithium ion sensitive layer that is selectively sensitive.
【請求項9】導電性基体は、金属、半導体基板をベース
としたものの上に炭素材料を含む炭素膜を被覆したも
の、又は分離ゲート型の電解効果型トランジスタ(FE
T)でゲート表面から導電性材料により延長された分離
ゲート上に炭素材料を含む炭素膜を被覆したものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第8項記載のリチウム
イオンセンサ。
9. The conductive substrate comprises a metal, a semiconductor substrate as a base coated with a carbon film containing a carbon material, or an isolation gate type field effect transistor (FE).
9. The lithium ion sensor according to claim 8, wherein the separation gate extended from the gate surface with a conductive material in T) is coated with a carbon film containing a carbon material.
【請求項10】導電性基体は、導電性の炭素材料である
ことを特徴とする特許請求の範囲第8項記載のリチウム
イオンセンサ。
10. The lithium ion sensor according to claim 8, wherein the conductive substrate is a conductive carbon material.
【請求項11】酸化還元機能層は、ヒドロキシ化合物あ
るいはアミノ化合物の多量体を重合したものであつて、 特に次の構造 但し、R1,R2はOHまたはNH2を示す。 または、 但し、R1,R2,R3,R4はOHまたは/およびNH2を示す。 または、 但し、R1,R2はOHまたはNH2を示し、 で表わせるものから選ばれることを特徴とする特許請求
の範囲第8項記載のリチウムイオンセンサ。
11. The redox functional layer is obtained by polymerizing a multimer of a hydroxy compound or an amino compound, and particularly has the following structure: However, R 1 and R 2 represent OH or NH 2 . Or However, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent OH and / or NH 2 . Or However, R 1 and R 2 represent OH or NH 2 , The lithium ion sensor according to claim 8, wherein the lithium ion sensor is selected from those represented by:
【請求項12】酸化還元機能層は、o,o′−ビフエノー
ル重合体、p,p′−ビフエノール重合体から選ばれるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第11項記載のリチウムイ
オンセンサ。
12. The lithium ion sensor according to claim 11, wherein the redox functional layer is selected from an o, o'-biphenol polymer and a p, p'-biphenol polymer.
【請求項13】酸化還元機能層は、キノン−ヒドロキノ
ン型の酸化還元反応を行う物質のグループから選ばれる
ことを特徴とする特許請求の範囲第8項記載のリチウム
イオンセンサ。
13. The lithium ion sensor according to claim 8, wherein the redox functional layer is selected from the group of substances that perform a quinone-hydroquinone type redox reaction.
【請求項14】酸化還元機能層は、アミン−キノイド型
の酸化還元反応を行う物質のグループから選ばれること
を特徴とする特許請求の範囲第8項記載のリチウムイオ
ンセンサ。
14. The lithium ion sensor according to claim 8, wherein the redox functional layer is selected from the group of substances that perform an amine-quinoid type redox reaction.
【請求項15】酸化還元機能層は、ポリ(ピロール)、
ポリ(チエニレン)等の導電性物質のグループから選ば
れることを特徴とする特許請求の範囲第8項記載のリチ
ウムイオンセンサ。
15. The redox functional layer comprises poly (pyrrole),
9. The lithium ion sensor according to claim 8, wherein the lithium ion sensor is selected from the group of conductive materials such as poly (thienylene).
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