JPS601547A - 陰イオン選択性電極 - Google Patents

陰イオン選択性電極

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JPS601547A
JPS601547A JP58107867A JP10786783A JPS601547A JP S601547 A JPS601547 A JP S601547A JP 58107867 A JP58107867 A JP 58107867A JP 10786783 A JP10786783 A JP 10786783A JP S601547 A JPS601547 A JP S601547A
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潟山 哲哉
Kenichi Sugano
菅野 憲一
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    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/333Ion-selective electrodes or membranes
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は陰イオン選択性電極に関し、更に詳しくは、多
項目型イオン選択性電極において使用される陰イオン選
択性電極に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
イオン選択性電極は従来より液中の特定のイオンの濃度
を選択的に定量できるという特色があり、これまでも、
特定イオンの濃度のモニタ。
水質分析など広い分野において使われてきた。
これは、たとえば陽イオン選択性電極の場合には対象と
する陽イオンの活量町と陽イオン選択性電極が示す電位
Eとの間には E = E0+ 2.303 (RT/ZF) 10i
r a+ ・”””= (1)のようなまた、陰イオン
選択性電極の場合には対象とする陰イオンの活量a−と
陰イオン選択性電極が示す電位Eとの間には E= Eo−2,303(RT/ZF) log a−
−(2)のような活量の対数と電位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
単に計算できるからである。
なお前記(1)式及び(2)式において、Rは気体定数
、Tは絶対温度、2はイオン価、Fはファラデ一定数、
Eoは系の標準電極電位である。
このようにイオン選択性電極を用いれば、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。
また、イオン選択性電極を用い、電極部を小型にするこ
とにより、少量のサンプルでの測定が可能となる。この
ようなイオン選択性電極の便利さのため、最近ではこれ
を医療用、とくに血液中にとけているイオンたとえばN
a”、 K+l cff−などのイオンの定量に用いよ
うとする試みがさかんになり、Na”、 K+。
CQ−のイオン選択性電極をフローセルに配列して組込
んだ形式の生化学自動分析装置が実用化されるまでにな
った。
しかしながら、イオン選択性電極を長時間使用すると、
該電極の先端に設けられたイオン選択膜が劣化して、該
電極の機能が損われてしまう場合があった。特に、イオ
ン選択物質をポリ塩化ビニル等の有機高分子材料及び可
塑剤で結着してなるイオン選択膜が装着されたイオン選
択性電極において、この電極を他のイオン選択性電極と
共に一つのフローセル内に配列して多項目分析を行った
場合、各イオン選択膜中の可塑剤及びイオン選択物質が
70−セル内の被検液中に溶出して他の電極の機能に影
響を及ぼし、その結果、各電極の寿命が短縮化されると
いう問題があった。この問題は、塩素イオン選択性電極
を陽イオン(Na”、に+等)選択性電極と共にフロー
セル内に配列した場合に顕著であり、これは塩素イオン
選択物質が陽イオン選択物質に力える影響が犬であった
ためである。
そこで、従来は、可塑剤及びイオン選択物質の溶出を抑
制するために、イオン選択膜中に三次元構造を有する網
目状の高分子物質を含有させておく方法、又はイオン選
択物質の保持材として他の有機高分子物質を配合する等
の方法が検削されてきた。しかしながら、前者の方法で
は著しい抑制効果が得られず、また、後者9方法にあっ
ては、血液等の生化学試料用の支持材はポリ塩化ビニル
が最適であって、現在のところ他に優れた材料が見当ら
ないことから、いずれの方法によっても電極の長寿命化
を図ることができなかった。
〔発明の目的〕
本発明は、フローセル内に多項目のイオン選択性電極を
配列してイオン湯度測定を行った場合に、他の陽イオン
選択性電極に対して悪影響を与えることがなく、長寿命
化することが可能な陰イオン選択性電極を提供すること
を目的とする。
〔発明の概要〕
本発明者らは、上記目的を達成すべく、鋭意研究を重ね
た結果、陰イオン選択膜中に陽イオン選択物質を分散し
てなる陰イオン選択性電極は、長期間に亘って安定した
出力感度を示し、かつ他の陽イオン選択性電極に悪影響
を及ぼさないことを見出し、本発明を完成するに至った
すなわち、本発明は、四級アンモニウム塩とその支持材
とからなるイオン選択膜を有する陰イオン選択性電極に
おいて、該イオン選択膜中に陽イオン選択物質が分散さ
れていることを特徴とする。
以下、本発明の陰イオン選択性電極を第1図に示したー
電極例に基づき説明する。図示した電極は、電極筒体1
の端部に陰イオン選択膜2を取着し、内部電解液3が満
たされた該電極筒体1内に内部基準電極4を設けてなる
ものである。
該電極において、陰イオン選択膜の組成以外の構成は従
来と同一であり、例えば、電極筒体の材質としてはポリ
塩化ビニル等、内部電解液としては塩化カリウム水溶液
等、内部基準電極としてはAg/AgC1等が使用され
る。
陰イオン選択膜は、陽イオン選択物質を含有しているこ
と以外は、従来のものと同様の構成を有する。通常、本
発明の選択膜は、陰イオン(CQ’)選択物質である四
級アイモニウム塩、陽イオン選択物質及びこれらの物質
の支持材である有機高分子物質とからなるが、この他に
も可塑剤等の添加剤を含有していてもよい。ここで、本
発明において使用される四級アンモニウム塩としては、
陰イオン選択物質として知られている全ての化合物が使
用可能であるが、メチルトリオクチルアンモニウムクロ
リド、メチルトリテトラデシルアンモニウムクロリド、
メチルトリドデシルアンモニウムクロリド等が好ましい
また、陽イオン選択物質としては、例えばNa”IK+
又はCa2+等の陽イオン選択物質であるモネンシン、
ノナクチン、ジナクチン、テトラナクチン、グラミシジ
ン、ニゲリシン、パリノマイシン等が挙げられる。イオ
ン選択膜の支持材である有機高分子物質としては、例え
ばポリウレタン、シリコーンゴム、ポリスチレン、ポリ
メチルメタクリレート等が挙げられる。更に可塑剤とし
ては、例えばアジピン酸ジオクチル、フタル酸ジオクチ
ル、オルトニトロフェニルオクチルエーテル等を用いる
ことが好ましい。以上の陰イオン選択膜において、陽イ
オン選択物質は、四級アンモニウム塩に対して、通常同
モル量以上5倍モル以下、好ましくは同モル量以上2倍
モル以下の範囲で添加される。なお、四級アンモニウム
塩は、該膜中に、通常0.2〜70重量%、好ましくは
5〜25重量%の範囲で添加される。
本発明のイオン選択性電極は、格別第1図に示した構造
であることに限定されず、上記組成からなる陰イオン選
択膜を有する電極であればいかなるものであってもよい
本発明電極は、例えば次のようKして製造される。まず
、陰イオン並びに陽イオン選択物質、有機高分子物質及
び必要であれば可塑剤等を溶媒に溶解してイオン選択膜
剤を調整し、これをガラスシャーレに流し込んだ後、溶
媒を蒸発乾燥して陰イオン選択膜を製造する。なお、溶
媒としては、例えばアセトン、ベンゼン、四塩化炭素、
テトラヒドロフラン等が用いられる。次いで、得られた
陰イオン選択膜を電極筒体の端部に取着し、最後に該筒
体内に内部電解液を満たし、内部基準電極を設けること
により、本発明電極が得られる。
次に、本発明電極の使用例を第2図に基づき説明する。
本発明電極21は、陽イオン選択物質@n及び比較電極
おと共にフローセル24に装着され、該フローセル24
内に吸引された被検液5中の陰イオンを検知する。測定
後は、洗浄用イオン交換水加によってフローセル回内が
洗浄される。なお、被検液5及びイオン交換水訪は、三
方コックnの初度えとポンプ路による吸引によって、連
続的にフローセル内に供給される。
イオンを検出した各電極の出力信号は、リード線を介し
て該電極と接続されたエレクトロメーター四で読み取ら
れ、イオン濃度値が表示される。
〔発明の効果〕
本発明の陰イオン選択性電極によれば、陰イオン選択膜
中に陽イオン選択物質が予め分散されているので、陰イ
オン選択物質と陽イオン選択物質とは互いに結合してお
り、その結果、該電極中から被検液中に陰イオン選択物
質が単独で溶出するおそれはない。従って、被検液を介
して隣接する陽イオン選択性電極中の陽イオン選択物質
が溶出した陰イオン選択物質によって捕捉されることは
ないので、該陽イオン選択性電極は機能が低下すること
なく一安定した感度を有し、長寿命化が図られる。一方
、本発明の陰イオン選択性電極にあっても、陰イオン選
択物質はイオン感応部位以外の箇所で陽イオン選択物質
と結合していると考えられるため、従来と同様に安定な
感度を有している。よって、その工業的価値は極めて犬
である。
〔発明の実施例〕
実施例 まず、メチルト・リドデシルアンモニウムクロリド50
■、パリノマイシン200 m9、カリウムテトラフェ
ニルボレート2■、アジピン酸ジオクチル850mg及
びポリ塩化ビニル560りをテトラヒドロフラン20T
nlに充分に攪拌混合した後、これをガラスシャーレ中
に流し込み、溶媒のテトラヒドロフランを蒸発乾燥させ
て厚さ300μmの塩素イオン選択膜を得た。この塩素
イオン選択膜を第1図に示した電極に装着し、塩素イオ
ン選択性電極とした。
次に、パリノマイシン20ダ、カリウムテトラフェニル
ボレート2 m9、アジピン酸ジオクチル850■21
![ポリ塩化ビニル560 W19から成るカリウムイ
オン選択膜を同様の方法で調製し、カリウムイオン選択
性電極を得た。
一方、本発明の一極と性能を比較するために、メチルト
リドデシルアンモニウムクロリド50ダ、カリウムテト
ラフェニルボレート2 m9、アジピン酸ジオクチル8
50m9及びポリ塩化ビニル560叩の組成の塩素イオ
ン選択膜を調製し、従来の塩素イオン選択性電極を得た
得られたイオン選択性電極の性能を評価するため、第4
図に示した装置を製造した。本発明の塩素イオン選択性
電極21とカリウムイオン選択性電極n及び比較電極膿
をフローセル冴に装着し、まず血清δを30秒間フロー
セル冴円内貯留せしめ、次いで三方コック27を切変え
て洗浄用イオン交換水26を30秒間、ポンプ部を駆動
して50μQ/分の流速で70−セル列内に通流せしめ
るという操作を繰返した。イオン濃度についての各々の
電極の出力信号をエレクトロメーター29で読取り、得
られた結果を第3図に示した。その結果、塩素イオン選
択性電極(図中、黒丸−℃示す)もカリウムイオン選択
性電極(図中、白丸で示す)も、どちらも感度が低下し
ていないことが判明した。
比較のために、上記と同様な評価系を用いて従来の塩素
イオン選択性電極21をフローセル別に装着して連続測
定した結果を第4図に示した。
図から明らかなように、塩素イオン選択性電極(黒丸)
には感度の低下は入られないが、同じフローセル内に装
着されたカリウムイオン選択性電極(白丸)は20日経
過後から急速に感度が低下していた。
以上、述べた第3図と第4図に示した結果を検討すると
、従来の塩素イオン選択性電極は隣接するカリウムイオ
ン選択性電極の寿命を短かくしていることが明らかで、
本発明の塩素イオン選択性電極が性能的に優れ℃いるこ
とが判る。
試験例 陰イオン選択膜中に各種の濃度で陽イオン選択物質を添
加した場合、 該選択物質が陰イオン選択性電極に与え
る影響について調べた。実験にあたっては、第1図に示
した′一極を用いた。
該電極において用いた陰イオン選択性膜は、ポリ塩化ビ
ニル、メチルトリドデシルアンモニウムクロリド(MT
DA −CQ )、アジピン酸ジオクチル及びパリノマ
イシンからなり、MTDA −CQ含有量を一定(8X
10 モル)にして、パリノマイシン含有量をモル比で
0.5倍から3倍まで変化させたものである。
第5図はこれらの陰イオン選択膜を取付けたイオン選択
性電極の塩化カリウム水溶液中の塩素イオンに対する感
度を示したものである。図から明らかな如く、カリウム
イオン選択物質であるパリノマイシンの含有量がMTD
A−CQの3倍のモル量まで増しても塩素イオンに対す
る感度は何ら変化せず、陰イオンに対する感度が優先的
に働いていることが判明した0 次に、第6図は上記と同様のイオン選択膜を用い水溶液
中の塩素イオン濃度を10倍にした時の95%応答速度
を示したものである。図から明らかなように、その応答
速度はパリノマイシンの添加によってほとんど影響され
ないことが判明した。したがってカリウムイオン選択性
物質であるパリノマイシンを広範囲の濃度でイオン選択
膜中に分散させても、MTDA−(4の陰イオン選択能
は正常に働き、塩素イオン選択性電極として従来の電極
に劣ることなく機能することが判明した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の陰イオン選択性電極の縦断面図X 第
2図は陰イオン選択性電極及び陽イオン選択性電極を用
いて各種イオンの多項目測定を行う場合の使用態様を示
した図、第3図及び第4図は、各々、本発明の陰イオン
選択性電極及び従来の陰イオン選択性電極が陽イオン選
択性電極に与える影響を示した図、第5図及び第6図は
、各々、本発明電極の陰イオン選択膜中に添加された各
種のパリノマイシン量に対する感度及び応答性の関係を
示した図である。 l・・・電極筒体、 2・・・イオン選択膜、3・・・
内部電解液、4・・・内部基準電極、21・・・塩素イ
オン選択性電極、 22・・・カリウムイオン選択性電極、お・・・比較基
準電極、冴・・・フローセル、5・・・血清、 26・
・・イオン交換水、27・・・三方コック、 四・・・
ポンプ、29・・・エレクトロメーター。 第1[1 第21;:;1 10 20 30 40 1a& +0 20 30 40 神歓− 第5 (21 第6[1 バリノマインン1j=r七ルR)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)四級アンモニウム塩とその支持材とからなるイオ
    ン選択膜を有する陰イオン選択性電極において、 該イオン選択膜中に陽イオン選択物質が分散されている
    ことを特徴とする陰イオン選択性電極。
  2. (2)陽イオン選択物質が、四級アンモニウム塩に対し
    て同モル量以上5倍モル以下添加されている一特許請求
    の範囲第1項記載の陰イオン選択性電極。
JP58107867A 1983-06-17 1983-06-17 陰イオン選択性電極 Granted JPS601547A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58107867A JPS601547A (ja) 1983-06-17 1983-06-17 陰イオン選択性電極

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JP58107867A JPS601547A (ja) 1983-06-17 1983-06-17 陰イオン選択性電極

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JPS601547A true JPS601547A (ja) 1985-01-07
JPH0469335B2 JPH0469335B2 (ja) 1992-11-05

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01197647A (ja) * 1988-02-03 1989-08-09 Tokuyama Soda Co Ltd イオン感応膜
US6096275A (en) * 1998-05-01 2000-08-01 Biological Technologies International, Inc. Biological fluid testing device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01197647A (ja) * 1988-02-03 1989-08-09 Tokuyama Soda Co Ltd イオン感応膜
US6096275A (en) * 1998-05-01 2000-08-01 Biological Technologies International, Inc. Biological fluid testing device

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