JPH095271A - 尿素センサー - Google Patents
尿素センサーInfo
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- JPH095271A JPH095271A JP7154915A JP15491595A JPH095271A JP H095271 A JPH095271 A JP H095271A JP 7154915 A JP7154915 A JP 7154915A JP 15491595 A JP15491595 A JP 15491595A JP H095271 A JPH095271 A JP H095271A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- urea
- urease
- comb
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型軽量でかつ取扱が簡単な尿素センサーを
提供する。 【構成】 電極が絶縁性の下地上に設けられているセン
サー素子１０と、このセンサー素子の電極を覆うように
して設けた有機感応膜１２と、この有機感応膜上に設け
たガス透過膜１４と、このガス透過膜上に設けたウレア
ーゼ固定化膜１６とを具えている。
提供する。 【構成】 電極が絶縁性の下地上に設けられているセン
サー素子１０と、このセンサー素子の電極を覆うように
して設けた有機感応膜１２と、この有機感応膜上に設け
たガス透過膜１４と、このガス透過膜上に設けたウレア
ーゼ固定化膜１６とを具えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、尿素センサーに関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、尿素センサーは、腎臓疾患の患者
の治療を行うために用いる人工透析の現場で広く利用さ
れている。人工透析では、血中尿素の排除量を透析状態
の指標としており、尿素の定量は発光反応に基づく分光
分析法を用いて行われている。しかし、上述した発光分
析方法は、測定分析に時間がかかり、リアルタイムでの
測定分析ができなかった。しかも、尿素検出のための分
析装置自体も大型で、かつ高価であった。そこで、簡便
でかつリアルタイムに尿素の測定分析ができる分析手段
として尿素センサーの開発が進展している。このような
尿素センサーとして例えば文献（「バイオセンサー」、
鈴木修一編、講談社サイエンティフック刊、１９８４
年、ｐｐ．１０５〜１０７）に開示されたものがある。
この尿素センサーは、アンモニア電極上に設けられたア
ンモニアガス透過膜の表面にウレアーゼをグルタールア
ルデヒドなどの方法で固定したもの、すなわちゲルに固
定したウレアーゼをアンモニアガス透過膜の表面に固定
（装着）したものを用いている。この尿素センサーは、
少なくとも２０日間は安定で検量線の傾きは１０ー4〜１
０-2Ｍの尿素濃度の範囲で５６〜５７．５ｍＶ／（Δｌ
ｏｇ［尿素］＝１）を得ることができたと報告されてい
る。
の治療を行うために用いる人工透析の現場で広く利用さ
れている。人工透析では、血中尿素の排除量を透析状態
の指標としており、尿素の定量は発光反応に基づく分光
分析法を用いて行われている。しかし、上述した発光分
析方法は、測定分析に時間がかかり、リアルタイムでの
測定分析ができなかった。しかも、尿素検出のための分
析装置自体も大型で、かつ高価であった。そこで、簡便
でかつリアルタイムに尿素の測定分析ができる分析手段
として尿素センサーの開発が進展している。このような
尿素センサーとして例えば文献（「バイオセンサー」、
鈴木修一編、講談社サイエンティフック刊、１９８４
年、ｐｐ．１０５〜１０７）に開示されたものがある。
この尿素センサーは、アンモニア電極上に設けられたア
ンモニアガス透過膜の表面にウレアーゼをグルタールア
ルデヒドなどの方法で固定したもの、すなわちゲルに固
定したウレアーゼをアンモニアガス透過膜の表面に固定
（装着）したものを用いている。この尿素センサーは、
少なくとも２０日間は安定で検量線の傾きは１０ー4〜１
０-2Ｍの尿素濃度の範囲で５６〜５７．５ｍＶ／（Δｌ
ｏｇ［尿素］＝１）を得ることができたと報告されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の尿素センサーは、アンモニア電極を用いている
ため、どうしてもセンサーの形状が大きくなってしま
う。また、アンモニア電極領域に電解液を充填している
ため、電極内に電解液を補充する必要があり、取扱が面
倒であった。そこで、小型軽量でかつ取扱いの簡便な尿
素センサーが望まれていた。
た従来の尿素センサーは、アンモニア電極を用いている
ため、どうしてもセンサーの形状が大きくなってしま
う。また、アンモニア電極領域に電解液を充填している
ため、電極内に電解液を補充する必要があり、取扱が面
倒であった。そこで、小型軽量でかつ取扱いの簡便な尿
素センサーが望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため、この発明の尿
素センサーによれば、電極が絶縁性の下地上に設けられ
ているセンサー素子と、センサー素子の電極を覆うよう
にして設けた有機感応膜と、有機感応膜上に設けたガス
透過膜と、ガス透過膜上に設けたウレアーゼ固定化膜と
を具えて成ることを特徴とする。
素センサーによれば、電極が絶縁性の下地上に設けられ
ているセンサー素子と、センサー素子の電極を覆うよう
にして設けた有機感応膜と、有機感応膜上に設けたガス
透過膜と、ガス透過膜上に設けたウレアーゼ固定化膜と
を具えて成ることを特徴とする。
【０００５】また、センサー素子を構成している絶縁性
下地に設けた電極を櫛形電極とし、有機感応膜をフタロ
シアニン類に含まれる１つの材料で形成してあり、ガス
透過膜を多孔質テフロンとし、更に、ウレアーゼ固定化
膜をウレアーゼ固定化多孔質ガラスを用いて形成するの
が良い。
下地に設けた電極を櫛形電極とし、有機感応膜をフタロ
シアニン類に含まれる１つの材料で形成してあり、ガス
透過膜を多孔質テフロンとし、更に、ウレアーゼ固定化
膜をウレアーゼ固定化多孔質ガラスを用いて形成するの
が良い。
【０００６】
【作用】上述したように、この発明の尿素センサーによ
れば、電極が絶縁性の下地上に設けられているセンサー
素子と、このセンサー素子の電極を覆うようにして設け
た有機感応膜と、有機感応膜上に設けたガス透過膜と、
ガス透過膜上に設けたウレアーゼ固定膜を具えている。
このように、この発明では、電極を有するセンサー素子
上に有機感応性膜を設けてあるので、尿素がウレアーゼ
固定化膜中のウレアーゼと反応してアンモニアガスを発
生し、ガス透過膜を透過したアンモニアガスは有機感応
性膜に拡散される。このとき有機感応性膜の電気抵抗の
変化するので、電極間の有機感応性膜の電気抵抗の変化
を測定することにより尿素濃度が検出できる。従って、
この発明の構成は従来のように電解液を用いる必要がな
いので、小型化かつ軽量化が可能になる。また、電解液
を用いない分、電解液の補充を行うといった煩わしさも
なくなるので、取扱が簡単になる。
れば、電極が絶縁性の下地上に設けられているセンサー
素子と、このセンサー素子の電極を覆うようにして設け
た有機感応膜と、有機感応膜上に設けたガス透過膜と、
ガス透過膜上に設けたウレアーゼ固定膜を具えている。
このように、この発明では、電極を有するセンサー素子
上に有機感応性膜を設けてあるので、尿素がウレアーゼ
固定化膜中のウレアーゼと反応してアンモニアガスを発
生し、ガス透過膜を透過したアンモニアガスは有機感応
性膜に拡散される。このとき有機感応性膜の電気抵抗の
変化するので、電極間の有機感応性膜の電気抵抗の変化
を測定することにより尿素濃度が検出できる。従って、
この発明の構成は従来のように電解液を用いる必要がな
いので、小型化かつ軽量化が可能になる。また、電解液
を用いない分、電解液の補充を行うといった煩わしさも
なくなるので、取扱が簡単になる。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の尿素セン
サーの実施例につき説明する。尚、図１〜図２は、この
発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び
配置関係を概略的に示してあるにすぎない。
サーの実施例につき説明する。尚、図１〜図２は、この
発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び
配置関係を概略的に示してあるにすぎない。
【０００８】図１（Ａ）〜（Ｂ）は、この発明の尿素セ
ンサーの構造を説明するための側面図、正面図であり、
図２は、尿素センサーを構成するセンサー素子および有
機感応膜を他の部分から切り離して描いた図である。
尚、図中の斜線は断面を表すものではなく、図面を明確
化するために付した線である。
ンサーの構造を説明するための側面図、正面図であり、
図２は、尿素センサーを構成するセンサー素子および有
機感応膜を他の部分から切り離して描いた図である。
尚、図中の斜線は断面を表すものではなく、図面を明確
化するために付した線である。
【０００９】１．この発明の第１実施例 第１実施例の尿素センサー２１は、センサー素子１０と
有機感応膜１２とガス透過膜１４とウレアーゼ固定化膜
１６とによって構成されている。
有機感応膜１２とガス透過膜１４とウレアーゼ固定化膜
１６とによって構成されている。
【００１０】図２は、尿素センサーの一部を構成してい
るセンサー素子１０および有機感応膜１２を説明するた
めの平面図である。
るセンサー素子１０および有機感応膜１２を説明するた
めの平面図である。
【００１１】センサー素子１０は、絶縁性の下地２２と
電極２４によって構成されている。絶縁性の下地２２と
して、例えばガラス基板を用いる。この実施例では、こ
のガラス基板２２上に２個の電極２４を対向させかつ離
間させて設けてある。ここでは、電極２４の形状を櫛歯
状の電極とする。尚、この実施例では、この電極２４の
一方を第１櫛形電極２４ａと称し、他方の電極２４を第
２櫛形電極２４ｂと称する。また、この第１および第２
櫛形電極２４ａ，２４ｂは、それぞれ複数の櫛歯を具え
ている。
電極２４によって構成されている。絶縁性の下地２２と
して、例えばガラス基板を用いる。この実施例では、こ
のガラス基板２２上に２個の電極２４を対向させかつ離
間させて設けてある。ここでは、電極２４の形状を櫛歯
状の電極とする。尚、この実施例では、この電極２４の
一方を第１櫛形電極２４ａと称し、他方の電極２４を第
２櫛形電極２４ｂと称する。また、この第１および第２
櫛形電極２４ａ，２４ｂは、それぞれ複数の櫛歯を具え
ている。
【００１２】この実施例では、５個の櫛歯が結合されて
いる例を示している。また、それぞれの第１および第２
櫛形電極２４ａ，２４ｂの櫛歯同士は交互に一定の間隔
を持って配設されている。
いる例を示している。また、それぞれの第１および第２
櫛形電極２４ａ，２４ｂの櫛歯同士は交互に一定の間隔
を持って配設されている。
【００１３】また、第１および第２櫛形電極２４ａ，２
４ｂには、電気抵抗計に接続するための引出し線（引出
し配線ともいう）２０が接続されている。尚、ここで
は、ガラス基板２２の縦方向の長さ（ａ）を約１３ｍｍ
とし、横方向の長さ（ｂ）を約１０ｍｍとし、厚さを約
１ｍｍとする。また、この第１実施例では、第１および
第２櫛形電極２４ａ，２４ｂの幅（ｗ）を約２００μｍ
とする。
４ｂには、電気抵抗計に接続するための引出し線（引出
し配線ともいう）２０が接続されている。尚、ここで
は、ガラス基板２２の縦方向の長さ（ａ）を約１３ｍｍ
とし、横方向の長さ（ｂ）を約１０ｍｍとし、厚さを約
１ｍｍとする。また、この第１実施例では、第１および
第２櫛形電極２４ａ，２４ｂの幅（ｗ）を約２００μｍ
とする。
【００１４】また、この第１および第２櫛形電極２４
ａ，２４ｂを覆うようにガラス基板２２の表面に有機感
応膜１２を設けてある。尚、ここでは、この有機感応膜
１２の膜厚を約０．２μｍとし、有機感応膜１２の材料
を銅フタロシアニンとする。また、この実施例では、有
機感応膜１２をフタロシアニン膜とも称する。
ａ，２４ｂを覆うようにガラス基板２２の表面に有機感
応膜１２を設けてある。尚、ここでは、この有機感応膜
１２の膜厚を約０．２μｍとし、有機感応膜１２の材料
を銅フタロシアニンとする。また、この実施例では、有
機感応膜１２をフタロシアニン膜とも称する。
【００１５】また、このフタロシアニン膜１２上にガス
透過膜１４を重ね合わせて設けてある。ここでは、ガス
透過膜１４として直径１０ｍｍの多孔質テフロン（Ｇｏ
ｒｅ−Ｔｅｘ社製）を用いる。また、ガス透過膜１４の
材料を多孔質テフロンとする。
透過膜１４を重ね合わせて設けてある。ここでは、ガス
透過膜１４として直径１０ｍｍの多孔質テフロン（Ｇｏ
ｒｅ−Ｔｅｘ社製）を用いる。また、ガス透過膜１４の
材料を多孔質テフロンとする。
【００１６】次に、ガス透過膜膜１４の表面にウレアー
ゼ固定化膜１６を重ね合わせて設けてある。尚、この第
１実施例では、ウレアーゼ固定化膜１６としてウレアー
ゼ固定化多孔質ガラスを用い、この膜１６の直径をガス
透過膜１４と同じ直径（約１０ｍｍ）にしてある。
ゼ固定化膜１６を重ね合わせて設けてある。尚、この第
１実施例では、ウレアーゼ固定化膜１６としてウレアー
ゼ固定化多孔質ガラスを用い、この膜１６の直径をガス
透過膜１４と同じ直径（約１０ｍｍ）にしてある。
【００１７】更に、フタロシアニン膜１２、ガス透過膜
１４およびウレアーゼ固定化膜１６の外周面の領域をモ
ールド層１８で埋め込んである。尚、、ここでは、モー
ルド層１８の材料をエポキシ樹脂とする。尚、この実施
例では、完成した尿素センサーの厚さ（ｃ）を５ｍｍと
する。
１４およびウレアーゼ固定化膜１６の外周面の領域をモ
ールド層１８で埋め込んである。尚、、ここでは、モー
ルド層１８の材料をエポキシ樹脂とする。尚、この実施
例では、完成した尿素センサーの厚さ（ｃ）を５ｍｍと
する。
【００１８】次に、第１実施例の尿素センサーの形成方
法につき図１および図２を参照して説明する。
法につき図１および図２を参照して説明する。
【００１９】まず、センサー素子１０は、上述したよう
にガラス基板２２上に例えば蒸着法を用いて第１および
第２櫛形電極２４ａ，２４ｂを形成する。
にガラス基板２２上に例えば蒸着法を用いて第１および
第２櫛形電極２４ａ，２４ｂを形成する。
【００２０】次に、蒸着法を用いて、この第１および第
２櫛形電極２４ａ，２４ｂの一部を覆うようにフタロシ
アニン膜１２を形成する。このときのフタロシアニン膜
１２を成膜するための蒸着条件は以下の通りとする。
２櫛形電極２４ａ，２４ｂの一部を覆うようにフタロシ
アニン膜１２を形成する。このときのフタロシアニン膜
１２を成膜するための蒸着条件は以下の通りとする。
【００２１】真空度 ：２．５×１０-6Ｔｏｒｒ 基板温度：約５４０℃ 蒸着速度：１７ｎｍ／秒 尚、この第１実施例では、既に説明したようにフタロシ
アニン膜１２の材料として銅フタロシアニンを用いる。
アニン膜１２の材料として銅フタロシアニンを用いる。
【００２２】次に、このフタロシアニン膜１２上に直径
１０ｍｍのガス透過膜１４を重ね合わせる。更に、ガス
透過膜１４上にウレアーゼ固定化膜１６を重ね合わせ
る。この実施例では、ウレアーゼ固定化膜１６は、以下
のようにして形成する。
１０ｍｍのガス透過膜１４を重ね合わせる。更に、ガス
透過膜１４上にウレアーゼ固定化膜１６を重ね合わせ
る。この実施例では、ウレアーゼ固定化膜１６は、以下
のようにして形成する。
【００２３】ウレアーゼ固定化膜１６の固定化膜とし
て、多孔質ガラス膜（図示せず）を用いる。この多孔質
ガラス膜をシランカップリング材であるアミノプロピル
トリエトキシシラン（例えばチッソ社製）水溶液（１ｗ
ｔ％）に浸漬する。このとき、多孔質ガラス膜を室温
（２５℃）で１時間浸漬する。次に、浸漬済みの多孔質
ガラス膜を純水（１００ｍｌ）の入ったビーカ中に入
れ、超音波洗浄（周波数２０ＫＨｚ、３０分間）を行っ
て多孔質ガラス膜を洗浄する。その後、洗浄済みの多孔
質ガラス膜を乾燥（１１０℃、２０分間）する。このよ
うな処理によってアミノプロピルトリエトキシシランと
多孔質ガラスとの間に共有結合を形成することができ
る。その後、得られた多孔質ガラス膜をグルタールアル
デヒド水溶液（１ｗｔ％）に１時間浸漬する。このと
き、多孔質ガラス膜にグルタールアルデヒドが結合す
る。
て、多孔質ガラス膜（図示せず）を用いる。この多孔質
ガラス膜をシランカップリング材であるアミノプロピル
トリエトキシシラン（例えばチッソ社製）水溶液（１ｗ
ｔ％）に浸漬する。このとき、多孔質ガラス膜を室温
（２５℃）で１時間浸漬する。次に、浸漬済みの多孔質
ガラス膜を純水（１００ｍｌ）の入ったビーカ中に入
れ、超音波洗浄（周波数２０ＫＨｚ、３０分間）を行っ
て多孔質ガラス膜を洗浄する。その後、洗浄済みの多孔
質ガラス膜を乾燥（１１０℃、２０分間）する。このよ
うな処理によってアミノプロピルトリエトキシシランと
多孔質ガラスとの間に共有結合を形成することができ
る。その後、得られた多孔質ガラス膜をグルタールアル
デヒド水溶液（１ｗｔ％）に１時間浸漬する。このと
き、多孔質ガラス膜にグルタールアルデヒドが結合す
る。
【００２４】次に、処理済みの多孔質ガラス膜を純水
（１００ｍｌ）の入ったビーカ中に入れ、再度超音波洗
浄（周波数２０ＫＨｚ、３０分間）を行う。続いて、ウ
レアーゼ（１ｍｇ）を含む燐酸緩衝液（１００ｍｌ，ｐ
Ｈ７．２）中に洗浄済みの多孔質ガラス膜を２時間浸漬
させる。このような処理により、ウレアーゼを多孔質ガ
ラス膜に固定させる。このとき、未反応のウレアーゼ
（多孔質ガラス膜に固定しないウレアーゼ）は、燐酸緩
衝液で洗浄することによって除去する。
（１００ｍｌ）の入ったビーカ中に入れ、再度超音波洗
浄（周波数２０ＫＨｚ、３０分間）を行う。続いて、ウ
レアーゼ（１ｍｇ）を含む燐酸緩衝液（１００ｍｌ，ｐ
Ｈ７．２）中に洗浄済みの多孔質ガラス膜を２時間浸漬
させる。このような処理により、ウレアーゼを多孔質ガ
ラス膜に固定させる。このとき、未反応のウレアーゼ
（多孔質ガラス膜に固定しないウレアーゼ）は、燐酸緩
衝液で洗浄することによって除去する。
【００２５】上述のような方法で作製したウレアーゼ固
定化膜１６を、ガス透過膜１４の上に重ねる。その後、
エポキシ樹脂を用いて、有機感応膜１２、ガス透過膜１
４およびウレアーゼ固定化膜１６の外周面の領域を埋め
込み、エポキシ樹脂を乾燥させてモールド層を形成す
る。このような工程を経て尿素センサーが完成する。
定化膜１６を、ガス透過膜１４の上に重ねる。その後、
エポキシ樹脂を用いて、有機感応膜１２、ガス透過膜１
４およびウレアーゼ固定化膜１６の外周面の領域を埋め
込み、エポキシ樹脂を乾燥させてモールド層を形成す
る。このような工程を経て尿素センサーが完成する。
【００２６】次に、図１の（Ａ）および（Ｂ）を参照し
て、第１実施例の尿素センサーを用いて尿素を測定する
方法につき説明する。
て、第１実施例の尿素センサーを用いて尿素を測定する
方法につき説明する。
【００２７】この第１実施例では、センサー素子１０を
構成しているガラス基板２２上に第１および第２櫛形電
極２４ａ，２４ｂを設け、この第１および第２櫛形電極
２４ａ，２４ｂの櫛歯部分を覆うようにしてフタロシア
ニン膜１２を設けてある。このため、ウレアーゼ固定化
膜１６が尿素を感知すると、尿素はウレアーゼと反応し
てアンモニアガスを発生する。ガス透過膜１４はアンモ
ニアガスのみを透過するので、ガス透過膜１４を通過し
たアンモニアガスはフタロシアニン膜１２に拡散する。
このとき、フタロシアニン膜１２の電気抵抗値が変化す
るので、第１および第２櫛形電極１４ａ，２４ｂに接続
してある引出し線２０間に電圧を印加することにより、
尿素を感知する前の電気抵抗と尿素を感知した後の電気
抵抗の変化を測定することができる。
構成しているガラス基板２２上に第１および第２櫛形電
極２４ａ，２４ｂを設け、この第１および第２櫛形電極
２４ａ，２４ｂの櫛歯部分を覆うようにしてフタロシア
ニン膜１２を設けてある。このため、ウレアーゼ固定化
膜１６が尿素を感知すると、尿素はウレアーゼと反応し
てアンモニアガスを発生する。ガス透過膜１４はアンモ
ニアガスのみを透過するので、ガス透過膜１４を通過し
たアンモニアガスはフタロシアニン膜１２に拡散する。
このとき、フタロシアニン膜１２の電気抵抗値が変化す
るので、第１および第２櫛形電極１４ａ，２４ｂに接続
してある引出し線２０間に電圧を印加することにより、
尿素を感知する前の電気抵抗と尿素を感知した後の電気
抵抗の変化を測定することができる。
【００２８】図３は、フタロシアニン膜１２を銅フタロ
シアニンとした場合の尿素濃度の検量線を示す図であ
る。図中、横軸に尿素濃度（ｍｇ／ｄｌ）を取り、縦軸
に電気抵抗の変化量を取って表している。尚、縦軸のＲ
0 は尿素導入前のフタロシアニン膜の電気抵抗（Ω）を
示し、Ｒ1 は尿素導入後の電気抵抗（Ω）を示してい
る。そして、縦軸を抵抗変化量（（Ｒ1 −Ｒ0 ）／Ｒ
0 ）で表している。
シアニンとした場合の尿素濃度の検量線を示す図であ
る。図中、横軸に尿素濃度（ｍｇ／ｄｌ）を取り、縦軸
に電気抵抗の変化量を取って表している。尚、縦軸のＲ
0 は尿素導入前のフタロシアニン膜の電気抵抗（Ω）を
示し、Ｒ1 は尿素導入後の電気抵抗（Ω）を示してい
る。そして、縦軸を抵抗変化量（（Ｒ1 −Ｒ0 ）／Ｒ
0 ）で表している。
【００２９】図３からも理解できるように、尿素濃度が
０〜１００ｍｇ／ｄｌの範囲ではほぼ直線の電気抵抗の
変化量を示している。従って、第１実施例の尿素センサ
ーは、０〜１００ｍｇ／ｄｌの範囲で尿素濃度を測定す
ることが可能であることがわかった。
０〜１００ｍｇ／ｄｌの範囲ではほぼ直線の電気抵抗の
変化量を示している。従って、第１実施例の尿素センサ
ーは、０〜１００ｍｇ／ｄｌの範囲で尿素濃度を測定す
ることが可能であることがわかった。
【００３０】表１は、本願発明の尿素センサーと従来例
（ラジオメーター社製アンモンニアセンサー）との構成
を比較して表す。
（ラジオメーター社製アンモンニアセンサー）との構成
を比較して表す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から理解できるように、製品の大きさ
は従来例では、１ｃｍ×１ｃｍ×１３ｃｍ（１３ｃｍ
3 ）であるのに対して第１実施例では１ｃｍ×１．３ｃ
ｍ×０．５ｃｍ（０．６５ｃｍ3 ）であり、容積比で見
ると２０分の１になる。
は従来例では、１ｃｍ×１ｃｍ×１３ｃｍ（１３ｃｍ
3 ）であるのに対して第１実施例では１ｃｍ×１．３ｃ
ｍ×０．５ｃｍ（０．６５ｃｍ3 ）であり、容積比で見
ると２０分の１になる。
【００３３】また、製品の重量は、従来例のものが１５
ｇであるのに対して、第１実施例では０．７ｇになり、
従来に比べて２０分の１以下になる。また、従来例で
は、電極部分に電解液が必要であるのに対し、この第１
実施例では有機感応膜を用いるため、電解液を必要とし
ない。このため、本発明の尿素センサーは、電界液を補
充する必要がなく取扱いが極めて簡単になる。
ｇであるのに対して、第１実施例では０．７ｇになり、
従来に比べて２０分の１以下になる。また、従来例で
は、電極部分に電解液が必要であるのに対し、この第１
実施例では有機感応膜を用いるため、電解液を必要とし
ない。このため、本発明の尿素センサーは、電界液を補
充する必要がなく取扱いが極めて簡単になる。
【００３４】２．この発明の第２実施例 第２実施例は、有機感応膜１２として銅フタロシアニン
の代わりに鉛フタロシアニンを用いた例である。その他
の構成は第１実施例と同様であるので、ここでは詳細な
説明を省略する。
の代わりに鉛フタロシアニンを用いた例である。その他
の構成は第１実施例と同様であるので、ここでは詳細な
説明を省略する。
【００３５】第２実施例の有機感応膜１２の形成方法は
以下のようにして行う。第１および第２櫛形電極２４
ａ，２４ｂを有するガラス基板からなるセンサー素子の
表面に蒸着法を用いて鉛フタロシアニン膜を形成する。
尚、この第２実施例では、蒸着条件を真空度２．５×１
０-6Ｔｏｒｒとし、基板温度を５２０℃とし、蒸着速度
を１７ｎｍ／秒する。このときの鉛フタロシアニン膜の
膜厚を０．２μｍとする。
以下のようにして行う。第１および第２櫛形電極２４
ａ，２４ｂを有するガラス基板からなるセンサー素子の
表面に蒸着法を用いて鉛フタロシアニン膜を形成する。
尚、この第２実施例では、蒸着条件を真空度２．５×１
０-6Ｔｏｒｒとし、基板温度を５２０℃とし、蒸着速度
を１７ｎｍ／秒する。このときの鉛フタロシアニン膜の
膜厚を０．２μｍとする。
【００３６】また、第２実施例の尿素センサーを用いて
尿素を検出する方法は上述した第１実施例と同様にして
行うので、ここではその説明を省略する。
尿素を検出する方法は上述した第１実施例と同様にして
行うので、ここではその説明を省略する。
【００３７】図４は、第２実施例を用いて尿素濃度の検
量線を測定した結果を示す図である。図４からも理解で
きるように、０〜７５ｍｇ／ｄｌの範囲の尿素濃度は電
気抵抗変化量はほぼ直線性を示しており、尿素センサー
の尿素の検量線として十分利用できる。また、第２実施
例の尿素検量線は、第１実施例の検量線より応答性が若
干低くなるが実用上問題になる値ではない。
量線を測定した結果を示す図である。図４からも理解で
きるように、０〜７５ｍｇ／ｄｌの範囲の尿素濃度は電
気抵抗変化量はほぼ直線性を示しており、尿素センサー
の尿素の検量線として十分利用できる。また、第２実施
例の尿素検量線は、第１実施例の検量線より応答性が若
干低くなるが実用上問題になる値ではない。
【００３８】上述した構成からも明らかなように、この
発明の尿素センサーは従来のように電解液を必要とせず
有機感応膜を用いているため、小型軽量でかつ極めて取
扱が簡単になる。また、この実施例では、有機感応膜に
拡散したアンモニアの有無により有機感応膜の電気抵抗
が変化するので、この抵抗変化を既存の抵抗計を用いて
簡便に精度良く測定することができるという利点もあ
る。
発明の尿素センサーは従来のように電解液を必要とせず
有機感応膜を用いているため、小型軽量でかつ極めて取
扱が簡単になる。また、この実施例では、有機感応膜に
拡散したアンモニアの有無により有機感応膜の電気抵抗
が変化するので、この抵抗変化を既存の抵抗計を用いて
簡便に精度良く測定することができるという利点もあ
る。
【００３９】また、この実施例では、有機感応膜として
銅フタロシアニンと鉛フタロシアニンを用いたが、この
材料に何ら限定されるのではなく、例えば鉄（Ｆｅ）フ
タロシアニン、マグネシウム（Ｍｇ）フタロシアニン、
塩化インジウム（ＩｎＣｌ）フタロシアニンおよび水素
（Ｈ2 ）フタロシアニンを用いても良い。このような、
フタロシアニン類を用いても実施例と同等な特性が得ら
れるものと考えられる。
銅フタロシアニンと鉛フタロシアニンを用いたが、この
材料に何ら限定されるのではなく、例えば鉄（Ｆｅ）フ
タロシアニン、マグネシウム（Ｍｇ）フタロシアニン、
塩化インジウム（ＩｎＣｌ）フタロシアニンおよび水素
（Ｈ2 ）フタロシアニンを用いても良い。このような、
フタロシアニン類を用いても実施例と同等な特性が得ら
れるものと考えられる。
【００４０】
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の尿素センサーよれば、センサー素子の電極を覆
うように有機感応膜を設けてある。このため、従来のよ
うに電解液を用いる必要がなくなるので、尿素センサー
の小型化かつ軽量化を図ることができる。また、尿素を
検出する際には、アンモニアガスが有機感応膜に拡散し
て膜の電気抵抗が変化するので、電極に接続された引出
し線に抵抗計を接続することにより、極めて簡単に尿素
濃度を検出することができる。
の発明の尿素センサーよれば、センサー素子の電極を覆
うように有機感応膜を設けてある。このため、従来のよ
うに電解液を用いる必要がなくなるので、尿素センサー
の小型化かつ軽量化を図ることができる。また、尿素を
検出する際には、アンモニアガスが有機感応膜に拡散し
て膜の電気抵抗が変化するので、電極に接続された引出
し線に抵抗計を接続することにより、極めて簡単に尿素
濃度を検出することができる。
【図１】（Ａ）〜（Ｂ）は、この発明の尿素センサーを
説明するために供する側面図および正面図である。
説明するために供する側面図および正面図である。
【図２】この発明の尿素センサーの構成の一部であるセ
ンサー素子および有機感応膜の形状を説明するために供
する正面図である。
ンサー素子および有機感応膜の形状を説明するために供
する正面図である。
【図３】有機感応膜に銅フタロシアニンを用いて（第１
実施例）尿素濃度と電気抵抗の変化量を示す検量線図で
ある。
実施例）尿素濃度と電気抵抗の変化量を示す検量線図で
ある。
【図４】有機感応膜に鉛フタロシアニンを用いて（第２
実施例）尿素濃度と電気抵抗の変化量を示す検量線図で
ある。
実施例）尿素濃度と電気抵抗の変化量を示す検量線図で
ある。
１０：センサー素子 １２：有機感応膜 １４：ガス透過膜 １６：ウレアーゼ固定化膜 １８：モールド層 ２０：引出し線 ２１：尿素センサー ２２：ガラス基板 ２４：櫛形電極 ２４ａ：第１櫛形電極 ２４ｂ：第２櫛形電極
Claims (7)
- 【請求項１】 電極が絶縁性の下地上に設けられている
センサー素子と、 該センサー素子の前記電極を覆うようにして設けた有機
感応膜と、 該有機感応膜上に設けたガス透過膜と、 該ガス透過膜上に設けたウレアーゼ固定化膜とを具えて
成ることを特徴とする尿素センサー。 - 【請求項２】 請求項１に記載の尿素センサーにおい
て、 前記電極を櫛形電極としたことを特徴とする尿素センサ
ー。 - 【請求項３】 請求項１に記載の尿素センサーにおい
て、 前記有機感応膜をフタロシアニン類に含まれる１つの材
料で形成してあることを特徴とする尿素センサー。 - 【請求項４】 請求項３に記載の尿素センサーにおい
て、 前記材料を銅フタロシアニンまたは鉛フタロシアニンと
することを特徴とする尿素センサー。 - 【請求項５】 請求項１に記載の尿素センサーにおい
て、 前記ガス透過膜を多孔質テフロン（登録商標）とするこ
とを特徴とする尿素センサー。 - 【請求項６】 請求項１に記載の尿素センサーにおい
て、 前記ウレアーゼ固定化膜をウレアーゼ固定化多孔質ガラ
スを用いて形成してあることを特徴とする尿素センサ
ー。 - 【請求項７】 請求項１に記載の尿素センサーにおい
て、 前記有機感応性膜、前記ガス透過膜およびウレアーゼ固
定化膜の外周面をモールド層で埋込んで成ることを特徴
とする尿素センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7154915A JPH095271A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 尿素センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7154915A JPH095271A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 尿素センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095271A true JPH095271A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15594747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7154915A Pending JPH095271A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 尿素センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH095271A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7776265B2 (en) | 2004-03-18 | 2010-08-17 | Cummins Filtration Ip, Inc. | System for diagnosing reagent solution quality |
-
1995
- 1995-06-21 JP JP7154915A patent/JPH095271A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7776265B2 (en) | 2004-03-18 | 2010-08-17 | Cummins Filtration Ip, Inc. | System for diagnosing reagent solution quality |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030819 |