JPS60177256A - イオンセンサ− - Google Patents
イオンセンサ−Info
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- JPS60177256A JPS60177256A JP59033677A JP3367784A JPS60177256A JP S60177256 A JPS60177256 A JP S60177256A JP 59033677 A JP59033677 A JP 59033677A JP 3367784 A JP3367784 A JP 3367784A JP S60177256 A JPS60177256 A JP S60177256A
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- Japan
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- ion
- film
- inorganic solid
- sensitive
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
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- Pathology (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、イオンセンサーに関する。さらに詳しくは
、耐久性の優れた不均一膜型イオン感応膜を有するイオ
ンセンサーに関する。
、耐久性の優れた不均一膜型イオン感応膜を有するイオ
ンセンサーに関する。
（ロ）従来技術
従来、種々のイオン感応物質をポリ塩化ビニノペポリア
クリル酸エステル、等の疎水性有機高分子中に分散保持
させた膜がイオン選択性電極のイオン感応膜として用い
られている。そして上記イオン感応物質としては、有機
リン化合物のようなイオン交換体や、パリノマイシン、
モネンシン、クラウンエーテル類等のニュートラルキャ
リアーが用いられている。
クリル酸エステル、等の疎水性有機高分子中に分散保持
させた膜がイオン選択性電極のイオン感応膜として用い
られている。そして上記イオン感応物質としては、有機
リン化合物のようなイオン交換体や、パリノマイシン、
モネンシン、クラウンエーテル類等のニュートラルキャ
リアーが用いられている。
これらのイオン感応膜は、疎水性有機高分子をマトリッ
クスとしてイオン感応物質を保持した所謂不均一膜であ
り、通常、適宜可塑剤等を加えて膜状に成形してイオン
選択性電極基体に０−リング等で取り付けて用いられて
いる。
クスとしてイオン感応物質を保持した所謂不均一膜であ
り、通常、適宜可塑剤等を加えて膜状に成形してイオン
選択性電極基体に０−リング等で取り付けて用いられて
いる。
一方、イオン選択性電極等のイオンセンサーの小型化、
複合化は従来から強くめられており、半導体技術を応用
したイオン選択性電界効果型トランジスタ（Ｉ ５−Ｆ
ＥＴ’）が提案されている。
複合化は従来から強くめられており、半導体技術を応用
したイオン選択性電界効果型トランジスタ（Ｉ ５−Ｆ
ＥＴ’）が提案されている。
かかるｌ５−ＦＥＴは所謂電界効果型トランジスタ（Ｆ
ＥＴ）のゲート電極を取り除いてそこにイオン感応膜゛
を形成させたものである。しかし、このゲート膜はＳ
ｉ０２系ガラス膜やＳｉＮ４系ガラス膜のようなケイ素
を主体とする無機固体膜からなるため、その上に形成し
つるイオン感応膜も限られており、前述のごとき疎水性
有機高分子をマトリックスとする不均一膜型の感応膜を
形成して使用することは実用上困難であった。すなわち
、イオン感応膜とゲート膜との接着性が悪く測定対象水
中に浸漬すると短時間で剥離が生じるからである。
ＥＴ）のゲート電極を取り除いてそこにイオン感応膜゛
を形成させたものである。しかし、このゲート膜はＳ
ｉ０２系ガラス膜やＳｉＮ４系ガラス膜のようなケイ素
を主体とする無機固体膜からなるため、その上に形成し
つるイオン感応膜も限られており、前述のごとき疎水性
有機高分子をマトリックスとする不均一膜型の感応膜を
形成して使用することは実用上困難であった。すなわち
、イオン感応膜とゲート膜との接着性が悪く測定対象水
中に浸漬すると短時間で剥離が生じるからである。
従って、無機固体膜に不均一膜型のイオン感応膜を密着
させる技術が要望されていた。
させる技術が要望されていた。
このことは、コーテッドワイヤー型のイオン選択性電極
についても同様である。そして密着が可能であれば通常
のイオン選択性電極においても不均一膜を予め造膜成形
した後に取り付ける手間は不要で、直接基材としてのガ
ラス膜上に形成させることができ有利である。
についても同様である。そして密着が可能であれば通常
のイオン選択性電極においても不均一膜を予め造膜成形
した後に取り付ける手間は不要で、直接基材としてのガ
ラス膜上に形成させることができ有利である。
（ハ）目的
この発明は、かような点に鑑みなされたものであり、ガ
ラスのごとき無機固体膜上に不均一膜型のイオン感応膜
を強固に密着させてなるイオンセンサーを提供すること
を一つの目的とするものである。
ラスのごとき無機固体膜上に不均一膜型のイオン感応膜
を強固に密着させてなるイオンセンサーを提供すること
を一つの目的とするものである。
に）構成
かくしてこの発明によれば、イオンセンサーの感応部が
、ケイ素を主体とする無機固体膜と、その上に形成され
たイオン感応物質を疎水性有機高分子中に分散保持して
なるイオン感応膜とからなり、上記疎水性有機高分子が
、無機固体膜表面にシランカップリング剤残基を介して
グラフト状に固定化された有機ポリマー鎖によって支持
されてなることを特徴とするイオンセンサーが提供され
る。
、ケイ素を主体とする無機固体膜と、その上に形成され
たイオン感応物質を疎水性有機高分子中に分散保持して
なるイオン感応膜とからなり、上記疎水性有機高分子が
、無機固体膜表面にシランカップリング剤残基を介して
グラフト状に固定化された有機ポリマー鎖によって支持
されてなることを特徴とするイオンセンサーが提供され
る。
上記無機固体膜の具体的な材質としては、５ｉ０２系高
分子（ガラス）、Ｓ １ＢＮ４系高分子、ｓ ＋ （Ｏ
Ｈ）４系ゲル等が挙げられこれらは複合膜であってもよ
く、また不純物を有するものであってもよい。例えば、
ｌ５−ＦＥＴを意図とする際には前述のとと＜５ｉ０２
系無機固体や表面に５ｉＢＮ４層を有する５ｉ０２系無
機固体からなるＦＥＴのゲート膜自体を対象とすること
ができ、イオン選択性ｗ１極を意図とする際には例えば
ｐＨイオン選択性ＮｔＭの感応部となるｐＨイオン感応
ガラス膜（不純物を含む５ｉ０２系高分子）自体を対象
とすることができる。もちろんこれらの膜上に新たに形
成した５ｉ（ＯＨ）ａ系ゲル膜を対象とすることもでき
る。
分子（ガラス）、Ｓ １ＢＮ４系高分子、ｓ ＋ （Ｏ
Ｈ）４系ゲル等が挙げられこれらは複合膜であってもよ
く、また不純物を有するものであってもよい。例えば、
ｌ５−ＦＥＴを意図とする際には前述のとと＜５ｉ０２
系無機固体や表面に５ｉＢＮ４層を有する５ｉ０２系無
機固体からなるＦＥＴのゲート膜自体を対象とすること
ができ、イオン選択性ｗ１極を意図とする際には例えば
ｐＨイオン選択性ＮｔＭの感応部となるｐＨイオン感応
ガラス膜（不純物を含む５ｉ０２系高分子）自体を対象
とすることができる。もちろんこれらの膜上に新たに形
成した５ｉ（ＯＨ）ａ系ゲル膜を対象とすることもでき
る。
この発明のイオンセンサーは、通常、上記のごときイオ
ンセンサー基体の感応部を構成する無機固体膜表面に、
シランカップリング剤を結合させ、この上に■上記シラ
ンカップリング剤に結合しかつ縮合重合しうる１種又は
２種以上のモノマーと、■イオン感応物質と、■疎水性
有機高分子と■必要に応じて可塑剤、とからなる混合物
又はその溶剤希釈液を塗布し、上記縮合重合しうるモノ
マーの重合温度下（通常、１０〜１００℃）で保持して
縮合重合によるポリマー鎖をグラフト状に成長させ、必
要に応じて溶剤を除去することにより作製できる。シラ
ンカップリング剤とこれに結合しかつ縮合重合しうるモ
ノマーの組合せとしては、３−アミノプロピルトリエト
キシランのごときアミノ基を有する低級アルキルトリ低
級アルコキシシラン（シランカップリング剤）と、グル
タルアルデヒド及び１，８−ジアミノオクタンの組合せ
のごときアルキルジアルデヒド頬とアルキルジアミン類
との縮合重合系のモノマーの組合せが好適である。この
組合せにおいて得られる有機ポリマー鎖は、例えば下式
（Ｉ） Ａ Ｂ Ｃ で示されるととくシッフ塩基（−ＣＨ＝Ｎ−’）で結合
された縮合ポリマーからなるものである。なお、Ａはシ
ランカップリング剤残基、Ｂはグルタルアルデヒド残基
、Ｃはジアミノオクタン残基をそれぞれ示す。これらの
ポリマー鎖はその主鎖が少なくとも無機固体膜にグラフ
ト状に化学結合して固定化された形態であればよく、そ
れぞれの主鎖同士が架橋された三次元構造を有するポリ
マー鎖であってもよい。かかる三次元構造を有するポリ
マー鎖は三官能性以上のモノマー、例えばトリアルデヒ
ド類やトリアミン類を前記二官能性のモノマー中に加え
ることによって同様に形成しうる。
ンセンサー基体の感応部を構成する無機固体膜表面に、
シランカップリング剤を結合させ、この上に■上記シラ
ンカップリング剤に結合しかつ縮合重合しうる１種又は
２種以上のモノマーと、■イオン感応物質と、■疎水性
有機高分子と■必要に応じて可塑剤、とからなる混合物
又はその溶剤希釈液を塗布し、上記縮合重合しうるモノ
マーの重合温度下（通常、１０〜１００℃）で保持して
縮合重合によるポリマー鎖をグラフト状に成長させ、必
要に応じて溶剤を除去することにより作製できる。シラ
ンカップリング剤とこれに結合しかつ縮合重合しうるモ
ノマーの組合せとしては、３−アミノプロピルトリエト
キシランのごときアミノ基を有する低級アルキルトリ低
級アルコキシシラン（シランカップリング剤）と、グル
タルアルデヒド及び１，８−ジアミノオクタンの組合せ
のごときアルキルジアルデヒド頬とアルキルジアミン類
との縮合重合系のモノマーの組合せが好適である。この
組合せにおいて得られる有機ポリマー鎖は、例えば下式
（Ｉ） Ａ Ｂ Ｃ で示されるととくシッフ塩基（−ＣＨ＝Ｎ−’）で結合
された縮合ポリマーからなるものである。なお、Ａはシ
ランカップリング剤残基、Ｂはグルタルアルデヒド残基
、Ｃはジアミノオクタン残基をそれぞれ示す。これらの
ポリマー鎖はその主鎖が少なくとも無機固体膜にグラフ
ト状に化学結合して固定化された形態であればよく、そ
れぞれの主鎖同士が架橋された三次元構造を有するポリ
マー鎖であってもよい。かかる三次元構造を有するポリ
マー鎖は三官能性以上のモノマー、例えばトリアルデヒ
ド類やトリアミン類を前記二官能性のモノマー中に加え
ることによって同様に形成しうる。
なお、シランカップリング剤の無機固体膜への固定化は
、固定化酵素の分野で知られた方法に準じて行なうこと
ができ例えば、塩酸、硝酸等の強酸や水酸化すｌ−’Ｊ
ウム等の強アルカリで処理して水酸基を導入した後、シ
ランカップリング剤の約１０％程度の酸性水溶液と接触
させ、３０〜１００℃下の加温条件で３〜１５時間保持
させ、次いで未反応のカップリング剤を水洗により除去
することにより行なわれる。該溶媒としては水に限らず
トルエン等の有機溶媒を用いてもよい。しかしながら、
Ｓｉ（ＯＨ）４系無機固体膜を対象とする場合にはそれ
自身表面に多数の水酸基を有しているため上記水酸基導
入工程は不要である。さらにＳｉ（ＯＨ）４系無機固体
膜を用いた際にはイオン感応膜の密着性もより大である
。従って、Ｓ １（ＯＨ）４系無機固体膜を用いるのが
好ましく、ＳｉＯ２やＳｉ８Ｎ４系の固体膜を対象とす
る際にもその表面にＳｉ（ＯＨ）４糸面体膜を形成させ
た複合膜としてイオン感応膜の形成に供するのが好まし
い。かような５ｔ（ＯＨ）４系無機固体膜は、例えばテ
トラエトキシシランのごとき低級アルコキシシランの水
性溶媒溶液（例えば、含水メタノールや含水エタノール
溶液）を酸性に調整した後塗布し放置してその場で低級
アルコキシシランの加水分解溶“液を乾燥してゲル化す
ることにより簡便に形成することができる。
、固定化酵素の分野で知られた方法に準じて行なうこと
ができ例えば、塩酸、硝酸等の強酸や水酸化すｌ−’Ｊ
ウム等の強アルカリで処理して水酸基を導入した後、シ
ランカップリング剤の約１０％程度の酸性水溶液と接触
させ、３０〜１００℃下の加温条件で３〜１５時間保持
させ、次いで未反応のカップリング剤を水洗により除去
することにより行なわれる。該溶媒としては水に限らず
トルエン等の有機溶媒を用いてもよい。しかしながら、
Ｓｉ（ＯＨ）４系無機固体膜を対象とする場合にはそれ
自身表面に多数の水酸基を有しているため上記水酸基導
入工程は不要である。さらにＳｉ（ＯＨ）４系無機固体
膜を用いた際にはイオン感応膜の密着性もより大である
。従って、Ｓ １（ＯＨ）４系無機固体膜を用いるのが
好ましく、ＳｉＯ２やＳｉ８Ｎ４系の固体膜を対象とす
る際にもその表面にＳｉ（ＯＨ）４糸面体膜を形成させ
た複合膜としてイオン感応膜の形成に供するのが好まし
い。かような５ｔ（ＯＨ）４系無機固体膜は、例えばテ
トラエトキシシランのごとき低級アルコキシシランの水
性溶媒溶液（例えば、含水メタノールや含水エタノール
溶液）を酸性に調整した後塗布し放置してその場で低級
アルコキシシランの加水分解溶“液を乾燥してゲル化す
ることにより簡便に形成することができる。
なあ、イオン感応物質、疎水性有機高分子、可塑剤等は
意図する対象イオンに応じて当該分野で知られた種々の
ものを組合せて用いることができる。例えば、イオン感
応物質としてカリウムイオン選択性のパリノマイシンや
クラウンエーテルのようなニュートラルキャリアーを用
い、疎水性有機高分子としてポリ塩化ビニルを用いる際
には前者を後者に対し０．５〜２０重量％としかつポリ
塩化ビニルと同量ないしは５倍量の可塑剤（例えばジオ
クチルフタレート、０−ニトロフェニルオクチルエーテ
ル等）を用い、これらを適当な溶剤（例えばテトラヒド
ロフラン）中で均一に混合してイオン感応膜のベースと
し、この中に前記モノマーを加えて塗布処理に供すれば
よい。
意図する対象イオンに応じて当該分野で知られた種々の
ものを組合せて用いることができる。例えば、イオン感
応物質としてカリウムイオン選択性のパリノマイシンや
クラウンエーテルのようなニュートラルキャリアーを用
い、疎水性有機高分子としてポリ塩化ビニルを用いる際
には前者を後者に対し０．５〜２０重量％としかつポリ
塩化ビニルと同量ないしは５倍量の可塑剤（例えばジオ
クチルフタレート、０−ニトロフェニルオクチルエーテ
ル等）を用い、これらを適当な溶剤（例えばテトラヒド
ロフラン）中で均一に混合してイオン感応膜のベースと
し、この中に前記モノマーを加えて塗布処理に供すれば
よい。
また、形成させるイオン感応膜の厚みはイオン選択性電
極の場合は数μｍ〜１厘の範囲が好ましく、ｌ５−ＦＥ
Ｔで（ま１００人〜５０１ｔｍとするのが好ましい。
極の場合は数μｍ〜１厘の範囲が好ましく、ｌ５−ＦＥ
Ｔで（ま１００人〜５０１ｔｍとするのが好ましい。
このようにして形成されたイオン感応部は、模式的に第
１図に示すようにケイ素を主体とする無機固体膜（１）
上に、疎水性有機高分子（２）中にイオン感応物質（３
）を分散保持してなるイオン感応膜（５）を形成してな
り、疎水性有機高分子（２）層中には、無機固体膜（１
）からグラフト状に伸びる多数の有機ポリマー鎖（４）
が形成されてなる。従って、疎水性有機高分子（２）は
、有機ポリマー鎖（４）によってアンカー的効果により
固体膜表面ｔ１＞に支持されており、結局イオン感応膜
（５）全体が固体膜表面に強固に密着されることとなる
。従って有機ポリマー鎖を形成しない単なる塗布膜に比
して膜の耐久性が顕著に改善されており、長時間の水浸
漬にも充分耐えうる膜を形成させることができる。
１図に示すようにケイ素を主体とする無機固体膜（１）
上に、疎水性有機高分子（２）中にイオン感応物質（３
）を分散保持してなるイオン感応膜（５）を形成してな
り、疎水性有機高分子（２）層中には、無機固体膜（１
）からグラフト状に伸びる多数の有機ポリマー鎖（４）
が形成されてなる。従って、疎水性有機高分子（２）は
、有機ポリマー鎖（４）によってアンカー的効果により
固体膜表面ｔ１＞に支持されており、結局イオン感応膜
（５）全体が固体膜表面に強固に密着されることとなる
。従って有機ポリマー鎖を形成しない単なる塗布膜に比
して膜の耐久性が顕著に改善されており、長時間の水浸
漬にも充分耐えうる膜を形成させることができる。
かような感応部は種々のイオンセンサーの感応部に適用
することができ、その具体例は第２〜４図に示される。
することができ、その具体例は第２〜４図に示される。
第２図は、５ｉｏｚ系又はＳ ｉ ０２− Ｓ ｉ Ｂ
Ｎ４系無機固体膜からなるＦＥＴのゲート膜（１ａ）上
に、Ｓ ｒ （ＯＨ）４系無機固体膜（１）を形成させ
その上に前記イオン感応膜（５）を形成させたｌ５−Ｆ
ＥＴの形態のイオンセンサーを例示する模式図である。
Ｎ４系無機固体膜からなるＦＥＴのゲート膜（１ａ）上
に、Ｓ ｒ （ＯＨ）４系無機固体膜（１）を形成させ
その上に前記イオン感応膜（５）を形成させたｌ５−Ｆ
ＥＴの形態のイオンセンサーを例示する模式図である。
図中、（６）はドレイン部分、（７）はソース部分をそ
れぞれ示す。また、第３図は、無機固体膜（１）を形成
さぜる代わりにゲート膜（１ａ）表面を処理して水酸基
を導入した後、同様にしてイオン感応膜（５）を形成さ
せたｌ５−ＦＥＴの形態のイオンセンサーを例示する図
である。さらに第４図は、電極外筒（９）、５ｉ０２系
ガラス内筒（１ｂ）、エボキシ系接着剤（８）、内部極
（１０）、内部液（ｌｏａ）及びシールド線（ＩＩ肋）
らなるｐＨ電極の感応面に、５ｔ（ｏｎ）４系無機固体
膜＋１＋を形成させ、その上に前記イオン感応膜（５）
を形成させたイオン選択性電極の形態のイオンセンサー
を示すものである。
れぞれ示す。また、第３図は、無機固体膜（１）を形成
さぜる代わりにゲート膜（１ａ）表面を処理して水酸基
を導入した後、同様にしてイオン感応膜（５）を形成さ
せたｌ５−ＦＥＴの形態のイオンセンサーを例示する図
である。さらに第４図は、電極外筒（９）、５ｉ０２系
ガラス内筒（１ｂ）、エボキシ系接着剤（８）、内部極
（１０）、内部液（ｌｏａ）及びシールド線（ＩＩ肋）
らなるｐＨ電極の感応面に、５ｔ（ｏｎ）４系無機固体
膜＋１＋を形成させ、その上に前記イオン感応膜（５）
を形成させたイオン選択性電極の形態のイオンセンサー
を示すものである。
（ホ）実施例
〔実施例１〕
ｐＨガラス電極（２０Ｘ３＋＋ｒｍＯ，）の感応部を構
成する５１０２系ガラス膜」二に、セルロース系粘度調
整剤を含むテトラエトキシシラン：水：エタノール：塩
酸（体積比２５：８：２５：５）混合溶液をディップ法
により塗布し、室温で３０分、次いで８０℃で１５分放
置することによってテトラエトキシシランを加水分解さ
せてＳｉ（ＯＨ）４系ゲルからなる固体膜を形成した。
成する５１０２系ガラス膜」二に、セルロース系粘度調
整剤を含むテトラエトキシシラン：水：エタノール：塩
酸（体積比２５：８：２５：５）混合溶液をディップ法
により塗布し、室温で３０分、次いで８０℃で１５分放
置することによってテトラエトキシシランを加水分解さ
せてＳｉ（ＯＨ）４系ゲルからなる固体膜を形成した。
この感応部を、３−アミノプロピルトリエトキシシラン
のトルエン溶液（３０ｗｔ％）中に８０℃下５時間浸漬
を行なった。この処理により３−アミノプロピルトリエ
トキシシランが５ｔ（ＯＨ）４糸面体膜の水酸基と反応
る。
のトルエン溶液（３０ｗｔ％）中に８０℃下５時間浸漬
を行なった。この処理により３−アミノプロピルトリエ
トキシシランが５ｔ（ＯＨ）４糸面体膜の水酸基と反応
る。
上記処理を行なった感応部を、下記配合割合；（溶媒）
の混合液中に浸漬塗布し３０℃の温度下で１５時間放置
することによりカルシウムイオン感応膜の形成を行なっ
た。この処理により、固定されたシランカップリング剤
の末端アミノ基と、グルタルアルデヒドがシッフ結合を
形成しさらに１，８−ジアミノオクタンとグルタルアル
デヒドの縮合重合が行なわれ、旧式（Ｉ）のごときシッ
フ結合を主とする有機ポリマー鎖が固体膜からグラフト
状に疎水性有機高分子中に形成されたカルシウムイオン
感応膜が形成され、第４図に示すごときこの発明のカル
シウムイオンセンサーが得られた。っこのイオンセンサ
ーを下記条件ニ ー試験液 ： 塩化カルシウム水溶液、１７°Ｃ１（塩
化カルシウムは試薬特級、水は 脱イオン水を蒸留したものを使用） ″−比較電極： 内部極Ａｇ／ＡｇＣ１，内部液飽和Ｋ
Ｃ１水溶液 で測定して応答性を調べた結果を第５図に示した。この
ようにカルシウムイオン活量が１０〜１ １０ｍｏｌ／Ｉ！の範囲において直線性が認められその
傾きは２７．０ ｍＶ ／ｄｅｃで理論値２８．７ｍＶ
／ｄｅｃと近接したものであった。
することによりカルシウムイオン感応膜の形成を行なっ
た。この処理により、固定されたシランカップリング剤
の末端アミノ基と、グルタルアルデヒドがシッフ結合を
形成しさらに１，８−ジアミノオクタンとグルタルアル
デヒドの縮合重合が行なわれ、旧式（Ｉ）のごときシッ
フ結合を主とする有機ポリマー鎖が固体膜からグラフト
状に疎水性有機高分子中に形成されたカルシウムイオン
感応膜が形成され、第４図に示すごときこの発明のカル
シウムイオンセンサーが得られた。っこのイオンセンサ
ーを下記条件ニ ー試験液 ： 塩化カルシウム水溶液、１７°Ｃ１（塩
化カルシウムは試薬特級、水は 脱イオン水を蒸留したものを使用） ″−比較電極： 内部極Ａｇ／ＡｇＣ１，内部液飽和Ｋ
Ｃ１水溶液 で測定して応答性を調べた結果を第５図に示した。この
ようにカルシウムイオン活量が１０〜１ １０ｍｏｌ／Ｉ！の範囲において直線性が認められその
傾きは２７．０ ｍＶ ／ｄｅｃで理論値２８．７ｍＶ
／ｄｅｃと近接したものであった。
かようなこの発明のカルシウムイオンセンサーと単なる
塗布膜との耐久性の比較を行なった。比較したカルシウ
ムイオンセンサーはシランカップリング剤処理と重合用
モノマーの添加を行なわない以外同様にして作製したイ
オン選択性電極型のものである。
塗布膜との耐久性の比較を行なった。比較したカルシウ
ムイオンセンサーはシランカップリング剤処理と重合用
モノマーの添加を行なわない以外同様にして作製したイ
オン選択性電極型のものである。
この結果、この発明のイオンセンサーは１ｔ月以上水中
に浸漬放置してもイオン感応膜の剥離は認められず、該
膜が感応部に強固に密着して一体化されてなることが判
った。これに対し、単なる塗布形成膜からなるイオン感
応膜は２〜３日の水浸漬で剥離が生じたり膜の付着面に
水が浸入して性能の低下が認められ、実使用が困難であ
ることが確認された。
に浸漬放置してもイオン感応膜の剥離は認められず、該
膜が感応部に強固に密着して一体化されてなることが判
った。これに対し、単なる塗布形成膜からなるイオン感
応膜は２〜３日の水浸漬で剥離が生じたり膜の付着面に
水が浸入して性能の低下が認められ、実使用が困難であ
ることが確認された。
〔実施例２〕
５ｉ０２をゲート膜とするＦＥＴのゲート膜上に、実施
例１の場合と同様の手法により、Ｓｉ（ＯＨ）４系ゲル
からなる固体膜を形成したのち３−アミノプロピルトリ
エトキシシランと反応させた。この処理を行なった感応
部を、下記 （テトラヒドロフラン、溶媒） の混合溶液中に浸漬、塗布し、３０℃、１５時間放置し
てカリウムイオン感応膜を形成させ、第２図に示すごと
きカリウムイオンセンサー＋ このに−ＩＳ−ＦＥＴを 内部液 飽和ＫＣ１水溶液 ６ で測定したところ、カリウム活気が１０〜１ １０ｍｏｆ／ｊ？の範囲で直線性を有し、その傾きは５
７．０ｍＶ（理論値５７．４ｍＶ）であった。
例１の場合と同様の手法により、Ｓｉ（ＯＨ）４系ゲル
からなる固体膜を形成したのち３−アミノプロピルトリ
エトキシシランと反応させた。この処理を行なった感応
部を、下記 （テトラヒドロフラン、溶媒） の混合溶液中に浸漬、塗布し、３０℃、１５時間放置し
てカリウムイオン感応膜を形成させ、第２図に示すごと
きカリウムイオンセンサー＋ このに−ＩＳ−ＦＥＴを 内部液 飽和ＫＣ１水溶液 ６ で測定したところ、カリウム活気が１０〜１ １０ｍｏｆ／ｊ？の範囲で直線性を有し、その傾きは５
７．０ｍＶ（理論値５７．４ｍＶ）であった。
十
単なるＰｖＣをマトリックスとするに感応膜を塗布した
だけのものとの比較の結果は、実施例１と同様であった
っ （へ）効果 以上述べたごとく、この発明のイオンセンサーは、不均
一膜型イオン感応膜を有するにもかかわらず該膜が無機
固体膜に強固に密着されているため耐久性が優れており
、長期間の実用に耐え得るものである。従って不均一膜
型のイオン感応膜の適用用途を拡大するものであり、こ
とにＦＥＴのゲート膜上不均一膜型のイオン感応膜の形
成を可能とし、該膜を有する超小型のｌ５−ＦＥＴを可
能とするものである。さらに、イオン感応膜自体の形成
がとくに成形や寸断することなく基体（無機固体膜）へ
の塗布処理という簡便な方法で行ないうるという利点を
有している。
だけのものとの比較の結果は、実施例１と同様であった
っ （へ）効果 以上述べたごとく、この発明のイオンセンサーは、不均
一膜型イオン感応膜を有するにもかかわらず該膜が無機
固体膜に強固に密着されているため耐久性が優れており
、長期間の実用に耐え得るものである。従って不均一膜
型のイオン感応膜の適用用途を拡大するものであり、こ
とにＦＥＴのゲート膜上不均一膜型のイオン感応膜の形
成を可能とし、該膜を有する超小型のｌ５−ＦＥＴを可
能とするものである。さらに、イオン感応膜自体の形成
がとくに成形や寸断することなく基体（無機固体膜）へ
の塗布処理という簡便な方法で行ないうるという利点を
有している。
第１図は、この発明のイオンセンサーにおける感応部を
示す模式的構成説明図、第２図〜第４図は、この発明の
イオンセンサーの具体例をそれぞれ例示する４１′Ｓ成
説明図、第５図はこの発明のイオンセンサーによるイオ
ン応答性を例示するグラフである。 （１ｍ）・無機固体膜、（１ａ）用ゲート膜、（Ｉｂ）
・・ガラス内筒、 （２）・・・疎水性有機高分子、（
３）・・イオン感応物質、（４）・・・有機ポリマー鎖
、（５）・・・イオン感応膜、（６）・・・ドレイン部
分、（７）・・・ソース部分、（８）・・・エポキシ系
接着剤、（９）・・・電極外筒、 （１０）・・・内部
極、（１０ａ）・・内部液、 （１１）・・・シールド
線。 第１図 第５図 １ｏｇ Ｑｃａ２＋ −
示す模式的構成説明図、第２図〜第４図は、この発明の
イオンセンサーの具体例をそれぞれ例示する４１′Ｓ成
説明図、第５図はこの発明のイオンセンサーによるイオ
ン応答性を例示するグラフである。 （１ｍ）・無機固体膜、（１ａ）用ゲート膜、（Ｉｂ）
・・ガラス内筒、 （２）・・・疎水性有機高分子、（
３）・・イオン感応物質、（４）・・・有機ポリマー鎖
、（５）・・・イオン感応膜、（６）・・・ドレイン部
分、（７）・・・ソース部分、（８）・・・エポキシ系
接着剤、（９）・・・電極外筒、 （１０）・・・内部
極、（１０ａ）・・内部液、 （１１）・・・シールド
線。 第１図 第５図 １ｏｇ Ｑｃａ２＋ −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオンセンサーの感応部が、ケイ素を主体とする無
機固体膜と、その上に形成されたイオン感応物質を疎水
性有機高分子中に分散保持してなるイオン感応膜とから
なり、上記疎水性有機高分子が、無機固体膜表面にシラ
ンカップリング剤残基を介してグラフト状に固定化され
た有機ポリマー鎮によって支持されてなることを特徴と
するイオンセンサー。 ２、有機ポリマー鎖が、アルキルジアルデヒド類とアル
キルジアミン類との縮合ポリマー鎖からなる特許請求の
範囲第１項記載のイオンセンサー〇
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033677A JPS60177256A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | イオンセンサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033677A JPS60177256A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | イオンセンサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177256A true JPS60177256A (ja) | 1985-09-11 |
| JPH051423B2 JPH051423B2 (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=12393076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59033677A Granted JPS60177256A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | イオンセンサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60177256A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61170645A (ja) * | 1985-01-24 | 1986-08-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 化学修飾ガラス膜イオン選択性電極 |
| JPS61501726A (ja) * | 1984-03-22 | 1986-08-14 | プリバ・アグロ・ホールディング・ベスローテン・フェンノートシャップ | Ｉｓｆｅｔを製造する方法およびそのｉｓｆｅｔ |
| EP0270174A2 (en) * | 1986-12-04 | 1988-06-08 | ENIRICERCHE S.p.A. | Ion-sensitive device |
-
1984
- 1984-02-23 JP JP59033677A patent/JPS60177256A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61501726A (ja) * | 1984-03-22 | 1986-08-14 | プリバ・アグロ・ホールディング・ベスローテン・フェンノートシャップ | Ｉｓｆｅｔを製造する方法およびそのｉｓｆｅｔ |
| JPS61170645A (ja) * | 1985-01-24 | 1986-08-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 化学修飾ガラス膜イオン選択性電極 |
| EP0270174A2 (en) * | 1986-12-04 | 1988-06-08 | ENIRICERCHE S.p.A. | Ion-sensitive device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH051423B2 (ja) | 1993-01-08 |
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