JPH102876A - 塩素イオンセンサ - Google Patents
塩素イオンセンサInfo
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- JPH102876A JPH102876A JP8153681A JP15368196A JPH102876A JP H102876 A JPH102876 A JP H102876A JP 8153681 A JP8153681 A JP 8153681A JP 15368196 A JP15368196 A JP 15368196A JP H102876 A JPH102876 A JP H102876A
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- ion
- chlorine ion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】イオンセンサとしての特性である長期安定性を
向上させる。 【解決手段】アニオン交換樹脂膜の表面をカチオン交換
基を含む試薬で処理することにより膜表面にカチオン交
換基を結合させることで得られる塩素イオン感応膜と、
感応膜を設けた内部溶液収容容器とこの容器内に配置さ
れた内部電極を備えた塩素イオンセンサで、アニオン交
換樹脂膜の表面を多孔性材料で被覆した。
向上させる。 【解決手段】アニオン交換樹脂膜の表面をカチオン交換
基を含む試薬で処理することにより膜表面にカチオン交
換基を結合させることで得られる塩素イオン感応膜と、
感応膜を設けた内部溶液収容容器とこの容器内に配置さ
れた内部電極を備えた塩素イオンセンサで、アニオン交
換樹脂膜の表面を多孔性材料で被覆した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体液中のイオン
分析に使用する上で好適なイオンセンサに係り、特に、
塩素イオンをポテンショメトリックに測定するのに適し
たイオンセンサに関する。
分析に使用する上で好適なイオンセンサに係り、特に、
塩素イオンをポテンショメトリックに測定するのに適し
たイオンセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】イオンセンサは溶液中の特定のイオン濃
度を選択的に定量できるという特徴があり、特定イオン
の濃度モニタ，水質分析などの広い分野において使用さ
れてきた。特に、医療分野では血液中や尿などの生体液
に含まれるイオン、例えば、塩素イオン，カリウムイオ
ンなどの定量に応用されている。これは、生体液中の特
定のイオン濃度が生体の代謝反応と密接な関係にあるこ
とに基づいており、イオン濃度を測定することにより、
高血圧症状，腎疾患，神経症障害などの種々の診断を行
うものである。イオンセンサは対象とするイオンの活量
ａとイオンセンサが示す電位Ｅとの間には数１のような
活量の対数と電位の変化とが比例する関係が成立し、電
位の測定値から目的とするイオンの活量が簡単に計算で
きる。
度を選択的に定量できるという特徴があり、特定イオン
の濃度モニタ，水質分析などの広い分野において使用さ
れてきた。特に、医療分野では血液中や尿などの生体液
に含まれるイオン、例えば、塩素イオン，カリウムイオ
ンなどの定量に応用されている。これは、生体液中の特
定のイオン濃度が生体の代謝反応と密接な関係にあるこ
とに基づいており、イオン濃度を測定することにより、
高血圧症状，腎疾患，神経症障害などの種々の診断を行
うものである。イオンセンサは対象とするイオンの活量
ａとイオンセンサが示す電位Ｅとの間には数１のような
活量の対数と電位の変化とが比例する関係が成立し、電
位の測定値から目的とするイオンの活量が簡単に計算で
きる。
【０００３】
【数１】Ｅ＝Ｅｏ＋２.３０３（ＲＴ／ＺＦ）ｌｏｇａ 数１でＲは気体定数、Ｔは絶対温度、Ｚはイオン価、Ｆ
はファラデー定数、Ｅｏは系の標準電極電位である。こ
のようにイオンセンサを用いれば、電位を測定するだけ
で広い濃度範囲でのイオンの定量が可能となる。
はファラデー定数、Ｅｏは系の標準電極電位である。こ
のようにイオンセンサを用いれば、電位を測定するだけ
で広い濃度範囲でのイオンの定量が可能となる。
【０００４】イオン感応膜中の塩素イオン選択性リガン
ドには、従来から、第４級アンモニウム塩が用いられて
おり、選択性の向上を目的として様々な研究がなされて
いる（ミクロキミカ アクタ（Mikrochimica Acta）［W
ien］1984 III, 1-16)。なかでもテトラオクタデシルア
ンモニウム塩を用いたセンサは選択性が優れている（特
願昭64−23151 号明細書）。また、イオン交換樹脂膜を
用いるセンサも数多く研究されている（特開昭57−4064
2 号公報）。このような第４級アンモニウム塩以外にも
これまで多くの研究がなされてきたが、近年、有機水銀
を用いる高選択性リガンドも開発された(アナリティカ
キミカ アクタ(Analytica ChimicaActa), 271 (199
3) 135-141)。
ドには、従来から、第４級アンモニウム塩が用いられて
おり、選択性の向上を目的として様々な研究がなされて
いる（ミクロキミカ アクタ（Mikrochimica Acta）［W
ien］1984 III, 1-16)。なかでもテトラオクタデシルア
ンモニウム塩を用いたセンサは選択性が優れている（特
願昭64−23151 号明細書）。また、イオン交換樹脂膜を
用いるセンサも数多く研究されている（特開昭57−4064
2 号公報）。このような第４級アンモニウム塩以外にも
これまで多くの研究がなされてきたが、近年、有機水銀
を用いる高選択性リガンドも開発された(アナリティカ
キミカ アクタ(Analytica ChimicaActa), 271 (199
3) 135-141)。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に、塩素イオンセ
ンサは、有機物バインダ，可塑剤，添加剤及びリガンド
から構成される。特願昭64−23151 号明細書に記載され
ているテトラ型の第４級アンモニウム塩を用いた電極で
は、親水性の炭酸水素イオン、及び親油性の過塩素酸イ
オン等に対する選択性は高い。しかし、生体液中の塩素
イオン分析に使用する場合、対炭酸水素イオン選択性が
必ずしも十分ではない（Lipke etal.,クリニカル ケミ
ストリ（Clin. Chem.）, 39, 364 (1993))。また、上記
の有機水銀を用いるリガンド(Analytica Chimica Act
a, 271 (1993) 135-141）は、第４級アンモニウム塩に
比べて対炭酸水素イオン等の対親水性イオン選択性が優
れているが、臭素イオン等に対する選択性は低い。
ンサは、有機物バインダ，可塑剤，添加剤及びリガンド
から構成される。特願昭64−23151 号明細書に記載され
ているテトラ型の第４級アンモニウム塩を用いた電極で
は、親水性の炭酸水素イオン、及び親油性の過塩素酸イ
オン等に対する選択性は高い。しかし、生体液中の塩素
イオン分析に使用する場合、対炭酸水素イオン選択性が
必ずしも十分ではない（Lipke etal.,クリニカル ケミ
ストリ（Clin. Chem.）, 39, 364 (1993))。また、上記
の有機水銀を用いるリガンド(Analytica Chimica Act
a, 271 (1993) 135-141）は、第４級アンモニウム塩に
比べて対炭酸水素イオン等の対親水性イオン選択性が優
れているが、臭素イオン等に対する選択性は低い。
【０００６】一方、イオン交換樹脂膜をイオン感応物質
とするセンサでは、アニオン交換膜を用いた場合アニオ
ン選択性を示す（特開昭57−40642 号）。イオン交換樹
脂膜に一価アニオン交換膜を用いた場合、二価アニオン
の感応性が残存しているためアルキルベンゼンスルホン
酸等の親油性アニオンを含浸させると選択性の改善がみ
られ、実用上ほぼ十分な選択性が得られている。ところ
が、イオン交換樹脂膜は三次元網目構造を有するため測
定溶液中の成分吸着や膜構成物質の溶出等が起こり、現
状では高安定性のセンサは得られていない。
とするセンサでは、アニオン交換膜を用いた場合アニオ
ン選択性を示す（特開昭57−40642 号）。イオン交換樹
脂膜に一価アニオン交換膜を用いた場合、二価アニオン
の感応性が残存しているためアルキルベンゼンスルホン
酸等の親油性アニオンを含浸させると選択性の改善がみ
られ、実用上ほぼ十分な選択性が得られている。ところ
が、イオン交換樹脂膜は三次元網目構造を有するため測
定溶液中の成分吸着や膜構成物質の溶出等が起こり、現
状では高安定性のセンサは得られていない。
【０００７】本発明の目的は、実用的に使用する上で高
安定性のイオンセンサを提供することにある。
安定性のイオンセンサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、アニオン交
換基とカチオン交換基から構成されるイオン交換樹脂膜
を用いた塩素イオン感応膜の表面を多孔性高分子又は多
孔性ガラスで被覆することにより達成される。
換基とカチオン交換基から構成されるイオン交換樹脂膜
を用いた塩素イオン感応膜の表面を多孔性高分子又は多
孔性ガラスで被覆することにより達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】アニオンセンサに用いられている
アニオン交換樹脂はアニオン交換樹脂膜の表面にＤＢＳ
等の親油性アニオンを含浸させている。このカチオン交
換物質は親油性が必ずしも十分ではないため使用中に膜
外へ抽出され、性能の低下を起こしやすい。
アニオン交換樹脂はアニオン交換樹脂膜の表面にＤＢＳ
等の親油性アニオンを含浸させている。このカチオン交
換物質は親油性が必ずしも十分ではないため使用中に膜
外へ抽出され、性能の低下を起こしやすい。
【００１０】本発明では、アニオン交換基とカチオン交
換基から構成されるイオン交換樹脂膜の表面を多孔性高
分子又は多孔性ガラスで被覆することにより、膜表面に
含浸させたカチオン交換物質の抽出を抑える。
換基から構成されるイオン交換樹脂膜の表面を多孔性高
分子又は多孔性ガラスで被覆することにより、膜表面に
含浸させたカチオン交換物質の抽出を抑える。
【００１１】イオン交換樹脂には主にスチレン−ジビニ
ルベンゼン共重合体が用いられ、その一般的用途は電気
透析である。イオン交換樹脂膜の両側に異種又は同種の
電解質が存在すると、選択的に感応するイオン濃度に準
じた電位差が発生する。また、イオンに対する応答性が
速く、膜抵抗も低い。
ルベンゼン共重合体が用いられ、その一般的用途は電気
透析である。イオン交換樹脂膜の両側に異種又は同種の
電解質が存在すると、選択的に感応するイオン濃度に準
じた電位差が発生する。また、イオンに対する応答性が
速く、膜抵抗も低い。
【００１２】イオン交換樹脂膜をアニオン膜としたとき
のイオン選択性は、イオン透過性と関係しており、一般
にカチオン交換膜はカチオンに対して選択性を示しアニ
オン交換膜はアニオンに対して選択性を示す。イオン交
換樹脂膜はイオンと同極性のイオンに対して透過性を持
つものであり、一般のイオン交換樹脂膜を用いてイオン
センサを構成した場合、カチオン選択性，アニオン選択
性が得られるが、各々の極性のイオンについて電価数に
よる選択性を得ることは難しい。しかし、極性だけでな
く電価数によって透過性が異なるイオン感応膜、例えば
一価カチオン透過性感応膜や一価アニオン透過性感応膜
を用いることで選択性を持たせることができる。
のイオン選択性は、イオン透過性と関係しており、一般
にカチオン交換膜はカチオンに対して選択性を示しアニ
オン交換膜はアニオンに対して選択性を示す。イオン交
換樹脂膜はイオンと同極性のイオンに対して透過性を持
つものであり、一般のイオン交換樹脂膜を用いてイオン
センサを構成した場合、カチオン選択性，アニオン選択
性が得られるが、各々の極性のイオンについて電価数に
よる選択性を得ることは難しい。しかし、極性だけでな
く電価数によって透過性が異なるイオン感応膜、例えば
一価カチオン透過性感応膜や一価アニオン透過性感応膜
を用いることで選択性を持たせることができる。
【００１３】アニオン交換膜はアニオン交換基を含んで
おり、カチオン交換膜はカチオン交換基を含んでいる。
したがって、アニオン交換膜にカチオン交換基を含有さ
せるとアニオンの透過性が阻害されると予想される。こ
の場合カチオン交換基のアニオン透過性阻害作用はカチ
オンの含有量に従い多価アニオンから順に透過性が阻害
されていく。つまり、一価アニオン選択的透過アニオン
交換膜の表面にカチオン交換基を結合させると目的アニ
オンのみ選択性を示すイオンセンサを得ることができ
る。
おり、カチオン交換膜はカチオン交換基を含んでいる。
したがって、アニオン交換膜にカチオン交換基を含有さ
せるとアニオンの透過性が阻害されると予想される。こ
の場合カチオン交換基のアニオン透過性阻害作用はカチ
オンの含有量に従い多価アニオンから順に透過性が阻害
されていく。つまり、一価アニオン選択的透過アニオン
交換膜の表面にカチオン交換基を結合させると目的アニ
オンのみ選択性を示すイオンセンサを得ることができ
る。
【００１４】カチオン交換基にはスルホン酸基，カルボ
ン酸基，ホスホン酸基があるが、なかでもスルホン酸基
を用いると良好な結果が得られる。この場合スルホン酸
水溶液にアニオン交換膜を浸漬しておけばよい。
ン酸基，ホスホン酸基があるが、なかでもスルホン酸基
を用いると良好な結果が得られる。この場合スルホン酸
水溶液にアニオン交換膜を浸漬しておけばよい。
【００１５】本発明は固体イオンセンサにも適用でき
る。イオン感応膜に内部固体電極が直接接するタイプ
と、イオン感応膜と内部固体電極の間に高分子中間層を
導入するタイプがあり、後者における高分子中間層は親
水性高分子及び無機塩などから構成される。この構成物
質に加えて、保湿性を有する無機又は有機化合物を上記
中間層材料に用いることもできる。親水性高分子はポリ
ビニルアルコール，ポリエチレンオキサイド，ポリプロ
ピレンオキサイド，ポリアクリル酸塩，ポリメタクリル
酸塩，ポリスチレンスルホン酸塩，カルボキシメチルセ
ルロース又はそれらの誘導体などを用いることができ
る。また、保湿性を有する化合物としてはエチレングリ
コール，ポリエチレングリコール，グリセリンなどを用
いることができる。
る。イオン感応膜に内部固体電極が直接接するタイプ
と、イオン感応膜と内部固体電極の間に高分子中間層を
導入するタイプがあり、後者における高分子中間層は親
水性高分子及び無機塩などから構成される。この構成物
質に加えて、保湿性を有する無機又は有機化合物を上記
中間層材料に用いることもできる。親水性高分子はポリ
ビニルアルコール，ポリエチレンオキサイド，ポリプロ
ピレンオキサイド，ポリアクリル酸塩，ポリメタクリル
酸塩，ポリスチレンスルホン酸塩，カルボキシメチルセ
ルロース又はそれらの誘導体などを用いることができ
る。また、保湿性を有する化合物としてはエチレングリ
コール，ポリエチレングリコール，グリセリンなどを用
いることができる。
【００１６】内部固体電極は、金属をその金属の不溶性
塩と接触させる構造を有する。例えば、Ａｇ／ＡｇＸ
（Ｘはハロゲン）で表すことができ銀の層をワイヤ又は
プレートとしてハロゲン塩の水溶液中に浸漬することに
より調製できる。金属層はワイヤ，プレート以外に、絶
縁性フィルム等の上に金属を真空蒸着した薄膜であって
もよい。絶縁性フィルムはセルロースアセテート，ポリ
エチレンテレフタレート，ポリカーボネイト，ポリスチ
レン等を挙げることができる。
塩と接触させる構造を有する。例えば、Ａｇ／ＡｇＸ
（Ｘはハロゲン）で表すことができ銀の層をワイヤ又は
プレートとしてハロゲン塩の水溶液中に浸漬することに
より調製できる。金属層はワイヤ，プレート以外に、絶
縁性フィルム等の上に金属を真空蒸着した薄膜であって
もよい。絶縁性フィルムはセルロースアセテート，ポリ
エチレンテレフタレート，ポリカーボネイト，ポリスチ
レン等を挙げることができる。
【００１７】本発明の最も重要な点はイオン交換樹脂膜
を多孔性の樹脂又はガラスで被覆することにある。これ
らの多孔性物質は主に有機物質、特にイオン性有機物質
を実質的に通さず、イオンの拡散透過性を有するが、イ
オン交換樹脂膜と重ね合わせて用いる。
を多孔性の樹脂又はガラスで被覆することにある。これ
らの多孔性物質は主に有機物質、特にイオン性有機物質
を実質的に通さず、イオンの拡散透過性を有するが、イ
オン交換樹脂膜と重ね合わせて用いる。
【００１８】イオン性有機物質にはアニオン性，カチオ
ン性，両性がある。アニオン性有機物質にはスルホン
酸，カルボン酸，リン酸等の官能基を、カチオン性有機
物質には４級アンモニウム塩等の官能基を、両性有機物
質には上記アニオン性及びカチオン性の両官能基を有す
る有機化合物があげられる。具体的には、アニオン性有
機化合物としてベンゼンスルホン酸塩，ナフタレンスル
ホン酸塩，ポリスチレンスルホン酸塩等が、カチオン性
有機物質としてテトラアルキルアンモニウム塩，アルキ
ルピリジニウム塩等が、また両性有機物質としてはアミ
ノ酸等があげられる。
ン性，両性がある。アニオン性有機物質にはスルホン
酸，カルボン酸，リン酸等の官能基を、カチオン性有機
物質には４級アンモニウム塩等の官能基を、両性有機物
質には上記アニオン性及びカチオン性の両官能基を有す
る有機化合物があげられる。具体的には、アニオン性有
機化合物としてベンゼンスルホン酸塩，ナフタレンスル
ホン酸塩，ポリスチレンスルホン酸塩等が、カチオン性
有機物質としてテトラアルキルアンモニウム塩，アルキ
ルピリジニウム塩等が、また両性有機物質としてはアミ
ノ酸等があげられる。
【００１９】本発明で用いる多孔性樹脂又はガラスは電
解質イオンを透過するが、有機物質は実質的に通さない
物質が使用される。一般にはイオン性有機物質より小さ
く、電解質イオンより大きい細孔を有する膜がよい。例
えば、ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリ塩化ビニ
ル，ポリエチレンテレフタレート，セルロースアセテー
ト，ポリスチレン，多孔性プラスチックシート，バイコ
ールガラス等である。
解質イオンを透過するが、有機物質は実質的に通さない
物質が使用される。一般にはイオン性有機物質より小さ
く、電解質イオンより大きい細孔を有する膜がよい。例
えば、ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリ塩化ビニ
ル，ポリエチレンテレフタレート，セルロースアセテー
ト，ポリスチレン，多孔性プラスチックシート，バイコ
ールガラス等である。
【００２０】以下、本発明を実施例及び比較例により説
明する。なお、全ての実施例で用いたイオン交換樹脂膜
はセレミオンＡＳＶ（商品名：旭硝子（株）社製）であ
る。
明する。なお、全ての実施例で用いたイオン交換樹脂膜
はセレミオンＡＳＶ（商品名：旭硝子（株）社製）であ
る。
【００２１】（実施例１）図１に、本発明による塩素イ
オンセンサの第一の実施例を示す。円筒状のポリ塩化ビ
ニル製センサ本体１の端部にイオン交換樹脂膜４を接着
し、センサ本体には内部溶液２を満たしてある。イオン
交換樹脂膜４の試料溶液に接する面にはセルロース膜５
（基準分子分画量５００００）を被覆してある。イオン
交換樹脂膜はアルキルベンゼンスルホン酸水溶液中に１
週間浸漬後用いた。銀／ハロゲン化銀からなる内部固体
電極３を内部溶液中に浸し、この内部電極３の金属部分
に信号取り出し用のリード線６の一端を接続し、他端を
外部測定回路に接続した。
オンセンサの第一の実施例を示す。円筒状のポリ塩化ビ
ニル製センサ本体１の端部にイオン交換樹脂膜４を接着
し、センサ本体には内部溶液２を満たしてある。イオン
交換樹脂膜４の試料溶液に接する面にはセルロース膜５
（基準分子分画量５００００）を被覆してある。イオン
交換樹脂膜はアルキルベンゼンスルホン酸水溶液中に１
週間浸漬後用いた。銀／ハロゲン化銀からなる内部固体
電極３を内部溶液中に浸し、この内部電極３の金属部分
に信号取り出し用のリード線６の一端を接続し、他端を
外部測定回路に接続した。
【００２２】（実施例２）図２，図３に、本発明による
塩素イオンセンサの第二の実施例を示す。図２は、フロ
ーセル型塩素イオンセンサの斜視図である。直方体状の
ポリ塩化ビニル製センサ本体７の一対の面に直径１mmの
貫通孔８を形成し、試料液の流路とする。また、本セン
サを複数個重ねて使用する場合、センサの接合用に円柱
状の凸部９を貫通孔が形成された面の一方に設けた。凸
部９の上面には液洩れ防止用のＯ−リング１０を設置し
た。
塩素イオンセンサの第二の実施例を示す。図２は、フロ
ーセル型塩素イオンセンサの斜視図である。直方体状の
ポリ塩化ビニル製センサ本体７の一対の面に直径１mmの
貫通孔８を形成し、試料液の流路とする。また、本セン
サを複数個重ねて使用する場合、センサの接合用に円柱
状の凸部９を貫通孔が形成された面の一方に設けた。凸
部９の上面には液洩れ防止用のＯ−リング１０を設置し
た。
【００２３】図３は、図２のａ−ａ′線で切った断面図
である。センサ本体７の内部の一部に空洞１１が設けら
れている。空洞１１の一方向に湾曲した内曲面１２は流
路８と交わっており、流路の側面に楕円形の小孔１３が
形成されている。この小孔１３を塞ぐように、曲面１２
に沿ってイオン交換樹脂膜４が流路側に凸になるように
形成されている。
である。センサ本体７の内部の一部に空洞１１が設けら
れている。空洞１１の一方向に湾曲した内曲面１２は流
路８と交わっており、流路の側面に楕円形の小孔１３が
形成されている。この小孔１３を塞ぐように、曲面１２
に沿ってイオン交換樹脂膜４が流路側に凸になるように
形成されている。
【００２４】イオン交換樹脂膜はアルキルベンゼンスル
ホン酸水溶液中に１週間浸漬後用いた。イオン交換樹脂
膜の流路の反対側の空洞１１には内部溶液２を満たして
ある。イオン交換樹脂膜４の試料溶液に接する面にはセ
ルロース膜５（基準分子分画量５００００）を被覆して
ある。銀／ハロゲン化銀からなる内部固体電極３を内部
溶液中に浸し、この内部電極３の金属部分に信号取り出
し用のリード線６の一端を接続し、他端を外部測定回路
に接続した。また、本センサを複数個重ねて使用する場
合、センサの接合用に円柱状の凸部９に合うような凹部
１４を設けた。
ホン酸水溶液中に１週間浸漬後用いた。イオン交換樹脂
膜の流路の反対側の空洞１１には内部溶液２を満たして
ある。イオン交換樹脂膜４の試料溶液に接する面にはセ
ルロース膜５（基準分子分画量５００００）を被覆して
ある。銀／ハロゲン化銀からなる内部固体電極３を内部
溶液中に浸し、この内部電極３の金属部分に信号取り出
し用のリード線６の一端を接続し、他端を外部測定回路
に接続した。また、本センサを複数個重ねて使用する場
合、センサの接合用に円柱状の凸部９に合うような凹部
１４を設けた。
【００２５】この構造では、試料液を順次流路に導入す
ることにより、連続的にイオン濃度を測定できる。
ることにより、連続的にイオン濃度を測定できる。
【００２６】（実施例３）図４に、本発明による塩素イ
オンセンサの第三の実施例を示す。本実施例では、シリ
コン基板１５にソース１６及びドレイン１７を設け、シ
リコン基板表面を二酸化シリコン１８と窒化シリコン１
９の絶縁膜で被覆した電界効果トランジスタで、ソース
１６とドレイン１７の間の窒化シリコン表面にゲート電
極かつイオン感応膜における電位検出電極として銀／ハ
ロゲン化銀からなる内部固体電極（図示せず）を形成し
た。この内部電極上にイオン交換樹脂膜４を積層した。
イオン交換樹脂膜はアルキルベンゼンスルホン酸水溶液
中に１週間浸漬後用いた。イオン交換樹脂膜４の試料溶
液に接する面にはセルロース膜５（基準分子分画量５０
０００）を被覆してある。
オンセンサの第三の実施例を示す。本実施例では、シリ
コン基板１５にソース１６及びドレイン１７を設け、シ
リコン基板表面を二酸化シリコン１８と窒化シリコン１
９の絶縁膜で被覆した電界効果トランジスタで、ソース
１６とドレイン１７の間の窒化シリコン表面にゲート電
極かつイオン感応膜における電位検出電極として銀／ハ
ロゲン化銀からなる内部固体電極（図示せず）を形成し
た。この内部電極上にイオン交換樹脂膜４を積層した。
イオン交換樹脂膜はアルキルベンゼンスルホン酸水溶液
中に１週間浸漬後用いた。イオン交換樹脂膜４の試料溶
液に接する面にはセルロース膜５（基準分子分画量５０
０００）を被覆してある。
【００２７】本実施例では塩素イオンセンサを半導体技
術を用いて製作できるので、センサの小型化，集積化が
可能であり、また大量生産に適しているため安価なセン
サを提供できる。
術を用いて製作できるので、センサの小型化，集積化が
可能であり、また大量生産に適しているため安価なセン
サを提供できる。
【００２８】（実施例４）図５に、本発明による塩素イ
オンセンサの第四の実施例を示す。円筒状のポリ塩化ビ
ニル製センサ本体１の端部にイオン交換樹脂膜４を接
着、その上に高分子中間層２０を積層し、さらに銀／ハ
ロゲン化銀からなる内部固体電極３を接着した。イオン
交換樹脂膜４はアルキルベンゼンスルホン酸水溶液中に
１週間浸漬後用いた。イオン交換樹脂膜４の試料溶液に
接する面にはセルロース膜５（基準分子分画量５０００
０）を被覆してある。この内部電極３の金属部分に信号
取り出し用のリード線６の一端を接続し、他端を外部測
定回路に接続した。
オンセンサの第四の実施例を示す。円筒状のポリ塩化ビ
ニル製センサ本体１の端部にイオン交換樹脂膜４を接
着、その上に高分子中間層２０を積層し、さらに銀／ハ
ロゲン化銀からなる内部固体電極３を接着した。イオン
交換樹脂膜４はアルキルベンゼンスルホン酸水溶液中に
１週間浸漬後用いた。イオン交換樹脂膜４の試料溶液に
接する面にはセルロース膜５（基準分子分画量５０００
０）を被覆してある。この内部電極３の金属部分に信号
取り出し用のリード線６の一端を接続し、他端を外部測
定回路に接続した。
【００２９】（実施例５）実施例１で作製した塩素イオ
ンセンサを、Ａｇ／ＡｇＣｌの外部参照電極と飽和ＫＣ
ｌの塩橋を用いて接続し、外部参照電極とセンサ間の電
位差測定を行いスロープ感度を算出した。従来例ではセ
ルロース膜によるイオン交換樹脂膜の被覆は行っていな
い。１００ｍＭの妨害及び目的イオン水溶液を用い、各
々の選択性は単独溶液法で測定した。スロープ感度の経
時変化の評価結果を図６に示す。同図によれば、従来例
と比べて本発明のセンサは長期的に安定であることがわ
かる。
ンセンサを、Ａｇ／ＡｇＣｌの外部参照電極と飽和ＫＣ
ｌの塩橋を用いて接続し、外部参照電極とセンサ間の電
位差測定を行いスロープ感度を算出した。従来例ではセ
ルロース膜によるイオン交換樹脂膜の被覆は行っていな
い。１００ｍＭの妨害及び目的イオン水溶液を用い、各
々の選択性は単独溶液法で測定した。スロープ感度の経
時変化の評価結果を図６に示す。同図によれば、従来例
と比べて本発明のセンサは長期的に安定であることがわ
かる。
【００３０】（実施例６）実施例１で作製した塩素イオ
ンセンサを、Ａｇ／ＡｇＣｌの外部参照電極と飽和ＫＣ
ｌの塩橋を用いて接続し、外部参照電極とセンサ間の電
位差測定を行いイオン選択性を算出した。イオン交換樹
脂膜はアルキルベンゼンスルホン酸水溶液中に１週間浸
漬後用いた。イオン交換樹脂膜の試料溶液に接する面は
多孔性ガラスで被覆した。従来例では多孔性ガラス膜に
よるイオン交換樹脂膜の被覆は行っていない。１０ｍＭ
の妨害及び目的イオン水溶液を用い、各々の選択性は単
独溶液法で測定した。選択性の経時変化の評価結果を図
７に示す。同図によれば、本発明のセンサではアルキル
ベンゼンスルホン酸がイオン交換樹脂中から抽出されに
くいため、特に硫酸イオンに対する選択性が長期的に維
持されていることがわかる。
ンセンサを、Ａｇ／ＡｇＣｌの外部参照電極と飽和ＫＣ
ｌの塩橋を用いて接続し、外部参照電極とセンサ間の電
位差測定を行いイオン選択性を算出した。イオン交換樹
脂膜はアルキルベンゼンスルホン酸水溶液中に１週間浸
漬後用いた。イオン交換樹脂膜の試料溶液に接する面は
多孔性ガラスで被覆した。従来例では多孔性ガラス膜に
よるイオン交換樹脂膜の被覆は行っていない。１０ｍＭ
の妨害及び目的イオン水溶液を用い、各々の選択性は単
独溶液法で測定した。選択性の経時変化の評価結果を図
７に示す。同図によれば、本発明のセンサではアルキル
ベンゼンスルホン酸がイオン交換樹脂中から抽出されに
くいため、特に硫酸イオンに対する選択性が長期的に維
持されていることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、イオンセンサとしての
特性である長期安定性が向上するため、高い信頼性が得
られる。
特性である長期安定性が向上するため、高い信頼性が得
られる。
【図１】本発明による実施例１の塩素イオンセンサの断
面図。
面図。
【図２】本発明による実施例２の塩素イオンセンサの斜
視図。
視図。
【図３】本発明による実施例２の塩素イオンセンサの断
面図。
面図。
【図４】本発明による実施例３の塩素イオンセンサの断
面図。
面図。
【図５】本発明による実施例４の塩素イオンセンサの断
面図。
面図。
【図６】本発明による実施例５の塩素イオンセンサの性
能を示すグラフ。
能を示すグラフ。
【図７】本発明による実施例６の塩素イオンセンサの性
能を示すグラフ。
能を示すグラフ。
１…センサ本体、２…内部溶液、３…内部電極、４…イ
オン感応膜、５…セルロース膜、６…リード線。
オン感応膜、５…セルロース膜、６…リード線。
Claims (8)
- 【請求項１】アニオン交換基とカチオン交換基から構成
されるイオン交換樹脂膜を用いた塩素イオン感応膜と、
上記塩素イオン感応膜を設けた内部溶液収容容器と上記
容器内に配置された内部電極とを備えた塩素イオンセン
サにおいて、上記イオン交換樹脂膜の表面を多孔性高分
子で被覆したことを特徴とする塩素イオンセンサ。 - 【請求項２】アニオン交換基とカチオン交換基から構成
されるイオン交換樹脂膜を用いた塩素イオン感応膜と、
上記塩素イオン感応膜を設けた内部溶液収容容器と上記
容器内に配置された内部電極を備えた塩素イオンセンサ
において、上記アニオン交換樹脂膜の表面を多孔性ガラ
スで被覆したことを特徴とする塩素イオンセンサ。 - 【請求項３】アニオン交換基とカチオン交換基から構成
されるイオン交換樹脂膜を用いた塩素イオン感応膜と、
上記塩素イオン感応膜を設けた内部溶液収容容器と上記
容器内に配置された内部電極を備えた塩素イオンセンサ
において、上記アニオン交換樹脂膜の表面をポリプロピ
レン，ポリエチレン，ポリ塩化ビニル，ポリエチレンテ
レフタレート，セルロースアセテート，ポリスチレン，
多孔性プラスチックシート等で被覆したことを特徴とす
る塩素イオンセンサ。 - 【請求項４】アニオン交換基とカチオン交換基から構成
されるイオン交換樹脂膜を用いた塩素イオン感応膜と、
上記塩素イオン感応膜を設けた内部溶液収容容器と上記
容器内に配置された内部電極を備えた塩素イオンセンサ
において、上記アニオン交換樹脂膜の表面をバイコール
ガラス等で被覆したことを特徴とする塩素イオンセン
サ。 - 【請求項５】請求項１，２，３または４に記載の上記多
孔性材料で被覆した塩素イオン感応膜をゲート絶縁膜上
に設けた電界効果型トランジスタ。 - 【請求項６】請求項１，２，３または４に記載の上記多
孔性材料で被覆した塩素イオン感応膜を、試料流路の壁
面に設けられた小孔に上記流路の内面に向かって凸にな
るように一方向に湾曲した曲率をつけて、少なくとも一
部を流路に露出させて配置した塩素イオンセンサ。 - 【請求項７】アニオン交換基とカチオン交換基から構成
されるイオン交換樹脂膜を用いた塩素イオン感応膜と、
少なくとも１種類の金属からなる導電性層をその金属の
不溶性塩の層と接触させた金属／金属塩である内部固体
電極とからなる固体イオンセンサにおいて、上記感応膜
を、請求項１，２，３または４に記載の多孔性材料で被
覆した塩素イオンセンサ。 - 【請求項８】アニオン交換基とカチオン交換基から構成
されるイオン交換樹脂膜を用いた塩素イオン感応膜と、
少なくとも１種類の金属からなる導電性層をその金属の
不溶性塩の層と接触させた金属／金属塩である内部固体
電極と、イオン感応膜と内部固体電極の間に設けた高分
子中間層とからなる固体イオンセンサにおいて、上記感
応膜を、請求項１，２，３または４に記載の多孔性材料
で被覆した塩素イオンセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8153681A JPH102876A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 塩素イオンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8153681A JPH102876A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 塩素イオンセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH102876A true JPH102876A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15567842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8153681A Pending JPH102876A (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 塩素イオンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH102876A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115219573A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-10-21 | 宁夏隆基宁光仪表股份有限公司 | 一种多孔电极及其制备方法 |
-
1996
- 1996-06-14 JP JP8153681A patent/JPH102876A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115219573A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-10-21 | 宁夏隆基宁光仪表股份有限公司 | 一种多孔电极及其制备方法 |
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