JPS6130208Y2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6130208Y2
JPS6130208Y2 JP14868480U JP14868480U JPS6130208Y2 JP S6130208 Y2 JPS6130208 Y2 JP S6130208Y2 JP 14868480 U JP14868480 U JP 14868480U JP 14868480 U JP14868480 U JP 14868480U JP S6130208 Y2 JPS6130208 Y2 JP S6130208Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
ion sensor
electrode
sensor
gate
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.)
Expired
Application number
JP14868480U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5772159U (en
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP14868480U priority Critical patent/JPS6130208Y2/ja
Publication of JPS5772159U publication Critical patent/JPS5772159U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPS6130208Y2 publication Critical patent/JPS6130208Y2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はセンサゲートを有するゲート絶縁型電
界効果トランジスタからなるイオンセンサと液絡
式の比較電極との複合イオンセンサに関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a composite ion sensor comprising an ion sensor consisting of a gate-insulated field effect transistor having a sensor gate and a liquid junction type comparison electrode.

従来、この種のイオンセンサとしてたとえば第
1図に示す構造のものが知られている。同図にお
いて、1はP型のシリコン基板であり、この基板
1上にn形のドレイン2、およびセンサソース3
が形成されている。4,5,6は共通ドレイン層
2、センサソース3、およびシリコン基板1の各
電極部であり、7はセンサゲート部で、第2図に
その横断面が示されている。
Conventionally, as this type of ion sensor, one having a structure shown in FIG. 1, for example, is known. In the figure, reference numeral 1 denotes a P-type silicon substrate, and an N-type drain 2 and a sensor source 3 are formed on this substrate 1.
is formed. 4, 5, and 6 are the common drain layer 2, the sensor source 3, and each electrode portion of the silicon substrate 1, and 7 is the sensor gate portion, the cross section of which is shown in FIG.

この第2図から明らかなように、ゲート部7に
はシリコン基板1上に形成された酸化シリコン層
8と窒化シリコン層9との二重構造を有し、セン
サゲート部7にはたとえばイオン感応層10が被
覆されている。
As is clear from FIG. 2, the gate part 7 has a double structure of a silicon oxide layer 8 and a silicon nitride layer 9 formed on the silicon substrate 1, and the sensor gate part 7 has, for example, an ion-sensitive layer. Layer 10 is coated.

上記構成のイオンセンサは第3図の回路に示す
ように比較電極13とともに容器11内の被検液
12に浸漬されている。イオンセンサのドレイン
2には電圧線Vdの正電位を接続し、ソース3に
は定電流回路14を接続してソース・フオロア回
路として作動させている。そしてイオンセンサの
ゲート絶縁膜と被検液間の界面電位によるゲート
絶縁膜下の半導体表面での電導度の変と、この時
の界面電位の変化とをソース電位Vsとして取り
出す。このソース電位Vsはイオン濃度の対数と
直線関係にあるため、このVsを測定することに
より被検液のイオン濃度を測定することができ
る。
The ion sensor having the above configuration is immersed in the test liquid 12 in the container 11 together with the comparison electrode 13, as shown in the circuit of FIG. A positive potential of a voltage line Vd is connected to the drain 2 of the ion sensor, and a constant current circuit 14 is connected to the source 3 to operate as a source follower circuit. Then, the change in conductivity at the semiconductor surface under the gate insulating film due to the interfacial potential between the gate insulating film of the ion sensor and the test liquid and the change in the interfacial potential at this time are extracted as the source potential Vs. Since this source potential Vs has a linear relationship with the logarithm of the ion concentration, the ion concentration of the test liquid can be measured by measuring this Vs.

本考案は上述のイオンセンサと比較電極を一体
化した小型で製作の容易な複合イオンセンサを提
供するものである。
The present invention provides a compact and easy-to-manufacture composite ion sensor that integrates the above-mentioned ion sensor and reference electrode.

以下図面により本考案の複合イオンセンサの一
実施例を説明する。第4図及び第5図は複合イオ
ンセンサの説明図であり、二重チユーブ17,1
8を構成する内部チユーブ17の先端が樹脂19
により密閉されており、他端はゴム栓20で閉止
されてチユーブ内部に電解液を封入する電解液室
21が形成されている。また上記電解液室と被検
液とを連通する液絡手段22が樹脂19に設けら
れている。上記電解液室21にはチユーブ側壁よ
り電極23が液密に挿入されて比較電極が形成さ
れている。
An embodiment of the composite ion sensor of the present invention will be described below with reference to the drawings. 4 and 5 are explanatory diagrams of a composite ion sensor, in which double tubes 17, 1
The tip of the internal tube 17 constituting 8 is made of resin 19
The other end is closed with a rubber stopper 20 to form an electrolyte chamber 21 for sealing an electrolyte inside the tube. Further, a liquid junction means 22 is provided in the resin 19 to communicate the electrolyte chamber and the test liquid. An electrode 23 is fluid-tightly inserted into the electrolyte chamber 21 from the side wall of the tube to form a comparison electrode.

上記内部チユーブ17の素材としてはガラス、
ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12等のポ
リアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、シリコン樹脂等を用いることができ
る。液絡手段22としてはフアイバーを詰める方
法、多孔質セラミツクスを詰める方法等がある
が、水にぬれやすいポリマーの中空糸を樹脂中に
埋め込む方法が、非常に細いカテーテルに容易に
応用できる方法として好ましい。このような中空
糸ポリーマとしてはセルロース、セルロースアセ
テート、エチレンビニルアルコール共重合体等が
あるが、この中でとくにエチレンビニルアルコー
ル共重合体が熱加塑性であり、プレス圧により自
由に断面積を調節できるので好ましい。電解液室
21に封入する内部液は塩素イオンを含む水溶液
ならなにでもよいが、普通KC水溶液もしくは
NaCl水溶液が用いられる。とくに飽和KC液が
電導度のよいこと、温度依存性の小さいこと等の
ため好ましく、また生体中での液間電位差を少な
くするためには生理食塩水が好ましい。電極23
はAg/AgCが安定性の面より好ましい、この
ようにして形成された比較電極の外側にさらに絶
縁性チユーブ18をかさね、先端の内部チユーブ
17と外部チユーブ18の間にイオンセンサ≒を
埋込む。このイオンセンサの形状は横に広く、厚
さは100〜200μと非常に薄いので外部チユーブの
肉厚の薄いものを選べてセンサの外径の増加はご
くわずかとなる。
The material for the internal tube 17 is glass;
Polyamides such as nylon 6, nylon 11, and nylon 12, polyester, polyethylene, polypropylene, silicone resins, and the like can be used. The liquid junction means 22 can be filled with fibers, porous ceramics, etc., but a method of embedding hollow fibers of polymer that is easily wetted in resin is preferred as it can be easily applied to very thin catheters. . Such hollow fiber polymers include cellulose, cellulose acetate, ethylene vinyl alcohol copolymer, etc. Among these, ethylene vinyl alcohol copolymer is particularly thermoplastic, and its cross-sectional area can be freely adjusted by press pressure. This is preferable because it can be done. The internal liquid sealed in the electrolyte chamber 21 may be any aqueous solution containing chloride ions, but is usually a KC aqueous solution or
An aqueous NaCl solution is used. In particular, a saturated KC solution is preferred because of its good conductivity and low temperature dependence, and physiological saline is preferred in order to reduce the liquid junction potential difference in the living body. Electrode 23
Ag/AgC is preferable in terms of stability.An insulating tube 18 is further placed on the outside of the reference electrode formed in this way, and an ion sensor≒ is embedded between the inner tube 17 and the outer tube 18 at the tip. . This ion sensor has a wide horizontal shape and a very thin thickness of 100 to 200 μm, so the outer tube can be chosen with a thin wall and the increase in the outer diameter of the sensor will be minimal.

外部チユーブ18の材質は内部チユーブ17の
際に示したガラス、ポリマーの他の金属やゴムを
用いることができる。特に耐水性のゴム状物質
(イソプレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム
等)が望ましい。その中でも特に弾力性があり、
外側と内側のチユーブの間の空間を少なくするこ
と及び、チユーブの弾力性を保つたことにおいて
シリコン樹脂が望ましい、このような外部チユー
ブを内部チユーブに被覆する方法としては、内部
のチユーブの先端にイオンセンサを固定してか
ら、FETの電極部を絶縁材で保護した後、収縮
チユーブをかぶせるか、もしくは溶媒で膨張した
チユーブをかぶせてから加熱もしくは溶媒を蒸発
させ収縮させることによつて得られる(あるいは
DipCoat,Mold等の方法で外部チユーブを作製し
てもよい)。この際内部チユーブ先端部の樹脂を
細くすることにより、イオンセンサの電極部の厚
さの増大を防ぐことができる。この細くするの
は、内部チユーブの先端を加熱して引つぱつても
よいし、また第5図に示すように比較電極液終部
を作製してから比較電極の先端を切削してもよ
い。
The material of the outer tube 18 may be glass, polymer, metal, or rubber as shown in the case of the inner tube 17. Particularly desirable are water-resistant rubbery substances (isoprene rubber, urethane rubber, silicone rubber, etc.). Among them, it is particularly elastic,
Silicone resin is preferable because it reduces the space between the outer and inner tubes and maintains the elasticity of the tube.A method of coating such an outer tube with an inner tube is to coat the tip of the inner tube with silicone resin. This can be obtained by fixing the ion sensor, protecting the FET electrode with an insulating material, and then covering it with a shrink tube, or by covering it with a tube expanded with a solvent and then shrinking it by heating or evaporating the solvent. (or
(External tubes may be made using DipCoat, Mold, etc.) At this time, by making the resin at the tip of the internal tube thinner, it is possible to prevent an increase in the thickness of the electrode portion of the ion sensor. This thinning can be done by heating the tip of the internal tube and pulling it, or by cutting the tip of the reference electrode after preparing the end of the reference electrode as shown in Figure 5. .

このようにして作製された複合電極はコネクタ
ーと連結される。コネクタは24はイオンセンサ
と連結されたリード線25及び比較電極の電極と
連結されたリード線26と結線される。この際比
較電極の電極は内部チユーブに穴をあけ接着剤2
7で封じるとよい。この他にガード電極をとるこ
とが望ましい。ガード電極は適当な良導体、例え
ば銀線、銅線等を外部チユーブと内部チユーブの
間に通し、先端を測定液に露出させるか、もしく
はFET上に蒸着によりつけてもよい。上記樹脂
19,27としてはエポキシもしくはシリコン樹
脂及び両者の併用が望ましい。このようにして製
作された複合イオンセンサは密閉チユーブの他端
に固定した密栓を通して内部液の入つたチユーブ
中に保存すれば液絡部に気泡又は析出した塩が生
づることなく、直ちに使用できる状態となる。
The composite electrode thus produced is connected to a connector. The connector 24 is connected to a lead wire 25 connected to the ion sensor and a lead wire 26 connected to the electrode of the comparison electrode. At this time, for the reference electrode, make a hole in the inner tube and use adhesive 2.
It is best to seal it with 7. In addition to this, it is desirable to provide a guard electrode. The guard electrode may be formed by passing a suitable conductor such as a silver wire or copper wire between the outer tube and the inner tube, and exposing the tip to the measuring liquid, or by depositing it on the FET. The resins 19 and 27 are preferably epoxy resins, silicone resins, or a combination of both. The composite ion sensor manufactured in this way can be used immediately without forming bubbles or precipitated salts at the liquid junction by storing it in a tube containing the internal liquid through a sealed stopper fixed to the other end of the sealed tube. state.

〔実施例〕〔Example〕

内部チユーブ17に内径0.6mm外径1mmのナイ
ロン11製のチユーブ、電極23として0.3mmの
Ag/AgC線、イオンセンサとして長さ7mm巾
0.5mm厚さ150μのFETPHセンサを用い、外部チ
ユーブ18に内径0.7mm肉厚0.1mmのシリコンゴム
をヘキサン中で膨潤した状態でかぶせた後乾燥収
縮させることにより外径1.2mmの16Gのエラス
ター針に挿入可能でかつ安定性耐久性の優れた複
合PHセンサを得ることができた。
The inner tube 17 is a nylon 11 tube with an inner diameter of 0.6 mm and an outer diameter of 1 mm, and the electrode 23 is a tube made of nylon 11 with an inner diameter of 0.6 mm and an outer diameter of 1 mm.
Ag/AgC wire, length 7mm width as ion sensor
Using a FETPH sensor with a thickness of 0.5mm and 150μ, silicone rubber with an inner diameter of 0.7mm and a wall thickness of 0.1mm is swollen in hexane and is covered with silicone rubber, which is swollen in hexane, then dried and shrunk to form a 16G elastane needle with an outer diameter of 1.2mm. We were able to obtain a composite PH sensor that can be inserted into the system and has excellent stability and durability.

以上のように本考案の複合イオンセンサは比較
電極とイオンセンサを極めて近傍に存在させてい
るため、両者間の電気的接触が密に保たれ交流障
害やノイズなどによる測定誤差のない小型の複合
イオンセンサを提供することが可能となつたので
ある。
As described above, the composite ion sensor of the present invention has the reference electrode and ion sensor located very close to each other, so close electrical contact between the two is maintained and there is no measurement error caused by AC interference or noise, resulting in a compact composite ion sensor. This made it possible to provide an ion sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はイオンセンサの構造を示す平面図であ
り、第2図はイオンセンサのゲート部断面図であ
り、第3図はイオンセンサを用いた電気回路図で
あり第4図及び第5図は本考案の複合イオンセン
サの一例を示す断面図である。 7……センサゲート、17……内部チユーブ1
8……外部チユーブ、21……電解液室、22…
…液絡手段、23……電極。
Fig. 1 is a plan view showing the structure of the ion sensor, Fig. 2 is a sectional view of the gate part of the ion sensor, Fig. 3 is an electric circuit diagram using the ion sensor, and Figs. 1 is a sectional view showing an example of a composite ion sensor of the present invention. 7...Sensor gate, 17...Internal tube 1
8... External tube, 21... Electrolyte chamber, 22...
...liquid junction means, 23...electrode.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 二重チユーブ17,18を構成する内部チユー
ブ17の両端を密閉して該チユーブ内部に電解液
室21を形成し、該室と測定液とを連通する液絡
手段22を上記チユーブ先端の密閉部に設けると
ともに、上記室内に電極23を液密に挿入して形
成された比較電極と、センサゲート7を有するゲ
ート絶縁型電界効果トランジスタからなるイオン
センサの各電極4,5,6にリード線25を接続
し、センサゲートを上記内部チユーブの先端部に
位置させて、上記二重チユーブで形成される隙間
の端部を密閉するとともに、該リード線を外部チ
ユーブ18と内部チユーブ17で形成される隙間
を通してコネクタに連結したイオンセンサからな
る複合イオンセンサ。
Both ends of the internal tube 17 constituting the double tubes 17 and 18 are sealed to form an electrolyte chamber 21 inside the tube, and a liquid junction means 22 for communicating the chamber and the measuring liquid is connected to a sealed portion at the tip of the tube. and a reference electrode formed by liquid-tightly inserting the electrode 23 into the chamber, and a lead wire 25 to each electrode 4, 5, 6 of the ion sensor consisting of a gate insulated field effect transistor having a sensor gate 7. The sensor gate is positioned at the tip of the inner tube to seal the end of the gap formed by the double tube, and the lead wire is connected to the outer tube 18 and the inner tube 17. A composite ion sensor consisting of an ion sensor connected to a connector through a gap.
JP14868480U 1980-10-17 1980-10-17 Expired JPS6130208Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14868480U JPS6130208Y2 (en) 1980-10-17 1980-10-17

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14868480U JPS6130208Y2 (en) 1980-10-17 1980-10-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5772159U JPS5772159U (en) 1982-05-01
JPS6130208Y2 true JPS6130208Y2 (en) 1986-09-04

Family

ID=29508108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14868480U Expired JPS6130208Y2 (en) 1980-10-17 1980-10-17

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6130208Y2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5772159U (en) 1982-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3957612A (en) In vivo specific ion sensor
EP0160566B1 (en) Chemical assay apparatus
US3911901A (en) In vivo hydrogen ion sensor
US4020830A (en) Selective chemical sensitive FET transducers
US5846392A (en) Miniaturized circulatory measuring chamber with integrated chemo- and/or biosensor elements
US4534825A (en) Method of making an electrochemical sensing cell
EP0002343A1 (en) A chemical-sensitive field-effect transistor, method of manufacture, and use in a probe and an instrument
US4409980A (en) Gas sensor with pH-sensitive FET transducer
JPH06194336A (en) Gas sensor
JPS5825221B2 (en) FET reference electrode
US3905888A (en) Electrochemical sensor
EP0203864B1 (en) Ion sensor and method of manufacturing same
US3705089A (en) Reference electrode half cell
EP0114077B1 (en) Gas sensor
JPS6130208Y2 (en)
US4694834A (en) Gas sensor
JPS6213003Y2 (en)
JPH0463340B2 (en)
JPS6126925Y2 (en)
JPS6145485Y2 (en)
JPH0416216Y2 (en)
JPH0210459Y2 (en)
JPS6212285Y2 (en)
JPS6124928Y2 (en)
JPS61237048A (en) Chemical matarial measuring apparatus