JPS62157565A - 乾燥ラミネ−ト電極 - Google Patents
乾燥ラミネ−ト電極Info
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- JPS62157565A JPS62157565A JP61306177A JP30617786A JPS62157565A JP S62157565 A JPS62157565 A JP S62157565A JP 61306177 A JP61306177 A JP 61306177A JP 30617786 A JP30617786 A JP 30617786A JP S62157565 A JPS62157565 A JP S62157565A
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- 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
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/333—Ion-selective electrodes or membranes
- G01N27/3335—Ion-selective electrodes or membranes the membrane containing at least one organic component
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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】
本発明はイオン選択隔膜を有する「使い捨て」乾燥ラミ
ネート電極およびその製造方法に関する。
ネート電極およびその製造方法に関する。
本電橋は水溶液中とくに生物学的液体中のある種ノイオ
ン、−たとえばNa”、K” 、Cl3− Ca”、1
−i+等の定量に使用される。
ン、−たとえばNa”、K” 、Cl3− Ca”、1
−i+等の定量に使用される。
従来技術としてすでに、水溶液中のイオンを選択的に定
量するための多くの電極および類似の装置が知られてい
る。電極は通常、安定電位における内部電気化学基準半
セルからなり、分析される溶液中に測定電橋と同時に浸
漬された外部基準電極と組合せて用い、溶液中の与えら
れたイオンの存在に依存する電位を有するセルを形成さ
せる。
量するための多くの電極および類似の装置が知られてい
る。電極は通常、安定電位における内部電気化学基準半
セルからなり、分析される溶液中に測定電橋と同時に浸
漬された外部基準電極と組合せて用い、溶液中の与えら
れたイオンの存在に依存する電位を有するセルを形成さ
せる。
このような2個の電極と電解質の組合せからなる組立体
はバッテリーと呼ばれることがある。しかしながら、電
位のみを与える本発明の場合のセルと異なり、バッテリ
ーは電流を生じるので、不可逆的変化をうけないように
本明細書ではバッテリーの詔の使用は避けた。
はバッテリーと呼ばれることがある。しかしながら、電
位のみを与える本発明の場合のセルと異なり、バッテリ
ーは電流を生じるので、不可逆的変化をうけないように
本明細書ではバッテリーの詔の使用は避けた。
電位は、よく知られているネルンストの式に従い、選択
されたイオンの活量の対数に比例する。
されたイオンの活量の対数に比例する。
この式はひとつの形式として、たとえば、E = E
6 +:K 1 n Ciで表される。Eoは標準電位
、Kは常数である。
6 +:K 1 n Ciで表される。Eoは標準電位
、Kは常数である。
すなわち、電位はイオンの濃度に比例し、標準溶液と比
較することによって濃度を求めることができる。
較することによって濃度を求めることができる。
たとえば、CH−A−604167号ならびにtJs−
A−4214968@:4 053381号:4 17
1 246号(Eastmanにodak)には、以下
の順序に、絶縁支持体、その金属の不活性塩で被覆され
た金属電気伝導層(この層の一部は電気メーターに接続
する端末としても使用される)、親水性結合剤中の基準
電解質層、および分析物質中の他イオンを排除し与えら
れたイオンを選択的に測定するためのイオン選択隔膜か
らなる乾燥多重ラミネート型の電極が記載されている。
A−4214968@:4 053381号:4 17
1 246号(Eastmanにodak)には、以下
の順序に、絶縁支持体、その金属の不活性塩で被覆され
た金属電気伝導層(この層の一部は電気メーターに接続
する端末としても使用される)、親水性結合剤中の基準
電解質層、および分析物質中の他イオンを排除し与えら
れたイオンを選択的に測定するためのイオン選択隔膜か
らなる乾燥多重ラミネート型の電極が記載されている。
金属層、その不溶性塩および基準電解質から作られた組
立体が安定電位での内部基準半セルを構成する。また、
この組立体の代わりにレドックスシステムたとえばキノ
ン−ヒドロキノンカップルで被覆された伝導層を用いて
もよく、このシステムも同様に安定電位での内部基準セ
ルを構成する。 イオン選択性隔膜は通常、可塑剤と、
イオノフオア物質すなわち分析溶液中の他イオンを排除
して与えられたイオンを選択的に検出するために使用で
きる物質を分散状に含有する疎水性マトリックスから構
成される。(W、E、Horfほか:Ion−3ele
ctive、Electrodes in Analy
ticalchemistry 、第1巻、Frles
er編、PlenumPress 、 1981 :2
21頁以下参照)。
立体が安定電位での内部基準半セルを構成する。また、
この組立体の代わりにレドックスシステムたとえばキノ
ン−ヒドロキノンカップルで被覆された伝導層を用いて
もよく、このシステムも同様に安定電位での内部基準セ
ルを構成する。 イオン選択性隔膜は通常、可塑剤と、
イオノフオア物質すなわち分析溶液中の他イオンを排除
して与えられたイオンを選択的に検出するために使用で
きる物質を分散状に含有する疎水性マトリックスから構
成される。(W、E、Horfほか:Ion−3ele
ctive、Electrodes in Analy
ticalchemistry 、第1巻、Frles
er編、PlenumPress 、 1981 :2
21頁以下参照)。
LIS−A−3856647号(旧1es’ )には、
伝導部が薄層ではなく繊維状であるほかは類似の構造を
有する電極が記載されている。電解質層はかなりの水和
親水性結合剤中に分散される。
伝導部が薄層ではなく繊維状であるほかは類似の構造を
有する電極が記載されている。電解質層はかなりの水和
親水性結合剤中に分散される。
tJs−A−2106253号(Fuji)k−も同様
に、選択的にイオンを定量する電極が記載されている。
に、選択的にイオンを定量する電極が記載されている。
この電極は薄層で、絶縁支持体、伝導層を形成する金属
の不溶性塩で被覆された伝導層、および残部を被覆する
イオン選択的材料(ISM>の疎水性層から構成される
。この文献には、基準電極のみでなく不溶性塩も省略し
て単純化した改変電極についても記載されている。この
改変され856.1972による被覆繊維電極と同じで
ある。
の不溶性塩で被覆された伝導層、および残部を被覆する
イオン選択的材料(ISM>の疎水性層から構成される
。この文献には、基準電極のみでなく不溶性塩も省略し
て単純化した改変電極についても記載されている。この
改変され856.1972による被覆繊維電極と同じで
ある。
US−A−4454007(DuPont) ニも同様
に、以下に示すような構造の薄層イオン選択電極が記載
されている。すなわち、絶縁材料のベースプレート、伝
導性材料層、誘電ポリマー中に粉末炭素を分散させた層
、最後に前層中の材料とそれらの接合面で浸透し合う材
料から作られたイオン選択隔膜で構成される。
に、以下に示すような構造の薄層イオン選択電極が記載
されている。すなわち、絶縁材料のベースプレート、伝
導性材料層、誘電ポリマー中に粉末炭素を分散させた層
、最後に前層中の材料とそれらの接合面で浸透し合う材
料から作られたイオン選択隔膜で構成される。
上述の電極は、通常、次のようにして使用される。分析
用溶液の試験に際しては、その小滴を選択的イオン透過
性を有する隔膜上に置き、その小滴を外部基準電極とも
たとえば塩橋を介して接触させる。イオン選択電極およ
び基準電極の端末は適当な電気メーターに接続され、電
位が読み取られる。多くの先行技術の場合、外部基準電
極は測定電極と類似または同一で、外部基準電位は、分
析される溶液と同時に接触させる標準溶液(この場合、
溶液は接触領域間に位置する多孔性要素内への拡散によ
り接触する)または外部基準電、極°の部分を形成する
固定基準部(たとえば塩橋)のいずれかによって供給で
きる。
用溶液の試験に際しては、その小滴を選択的イオン透過
性を有する隔膜上に置き、その小滴を外部基準電極とも
たとえば塩橋を介して接触させる。イオン選択電極およ
び基準電極の端末は適当な電気メーターに接続され、電
位が読み取られる。多くの先行技術の場合、外部基準電
極は測定電極と類似または同一で、外部基準電位は、分
析される溶液と同時に接触させる標準溶液(この場合、
溶液は接触領域間に位置する多孔性要素内への拡散によ
り接触する)または外部基準電、極°の部分を形成する
固定基準部(たとえば塩橋)のいずれかによって供給で
きる。
分析する溶液の滴加(必要な場合には標準溶液の滴加も
)の位置を限定し、固定するために、18M隔膜は通常
、小区画または窓部を形成した絶縁性、防水性材料で覆
われ、窓部に面した18M層の部分のみに接触できるよ
うに作られている。このシステムは18M層の表面上に
水滴が広がるのを防止し、また、小区画の容量は電極ご
とに一定に保持されているので、一定の予め定められた
量の測定液体の選択にも使用できる。
)の位置を限定し、固定するために、18M隔膜は通常
、小区画または窓部を形成した絶縁性、防水性材料で覆
われ、窓部に面した18M層の部分のみに接触できるよ
うに作られている。このシステムは18M層の表面上に
水滴が広がるのを防止し、また、小区画の容量は電極ご
とに一定に保持されているので、一定の予め定められた
量の測定液体の選択にも使用できる。
従来技術における電極は、その内部安定電位基準セルが
金属層からなり、順次その金属の不溶性塩、およびその
不溶性塩と同じ陰イオンと測定すべきイオンと同じ陽イ
オンを有する基質電解質で被覆した場合には、優れた安
定性と信頼性を示すことが知られている。
金属層からなり、順次その金属の不溶性塩、およびその
不溶性塩と同じ陰イオンと測定すべきイオンと同じ陽イ
オンを有する基質電解質で被覆した場合には、優れた安
定性と信頼性を示すことが知られている。
一般には、上述の引例に記載されている電極の場合、基
準電極は、既知の特定濃度の基準塩を含有する疎水性ポ
リマーマトリックスから構成されている。たとえばカリ
ウムイオンを選択し、AQ/AQCj!カップルを含む
電極の場合、基準電解質は、ゼラチン、アガロース、ポ
リアクリルアミド、ポリヒドロキシアクリル酸、ポリビ
ニルアルコール等のような疎水性結合剤中に分散した塩
化カルシウムが好ましいことになる。しかしながら、乾
燥電極といっても、電極が正常に作動するためには、結
合剤中に、たとえば1〜2%以上のオーダーの無視でき
ない伍の水が残存していなければならない。たとえばt
Js−A−4214968号には含水率12%以上と開
示されている。
準電極は、既知の特定濃度の基準塩を含有する疎水性ポ
リマーマトリックスから構成されている。たとえばカリ
ウムイオンを選択し、AQ/AQCj!カップルを含む
電極の場合、基準電解質は、ゼラチン、アガロース、ポ
リアクリルアミド、ポリヒドロキシアクリル酸、ポリビ
ニルアルコール等のような疎水性結合剤中に分散した塩
化カルシウムが好ましいことになる。しかしながら、乾
燥電極といっても、電極が正常に作動するためには、結
合剤中に、たとえば1〜2%以上のオーダーの無視でき
ない伍の水が残存していなければならない。たとえばt
Js−A−4214968号には含水率12%以上と開
示されている。
この種類の電極は、通常の環境で保存した場合、完全に
は安定でないことが明らかにされている。
は安定でないことが明らかにされている。
基Q−電電橋は、非常に低い温度(−18℃)に保存し
ないと、収縮して徐々に縮む傾向があり、その機能性が
失われる。また、完全な条件下でも、この電極は使用前
に、たとえばあらかじめ湿潤させるなどして、操作状態
に置かねばならず、それが使用を不便にしている。
ないと、収縮して徐々に縮む傾向があり、その機能性が
失われる。また、完全な条件下でも、この電極は使用前
に、たとえばあらかじめ湿潤させるなどして、操作状態
に置かねばならず、それが使用を不便にしている。
特許請求の範囲第1項に定義したとおりの本発明の電極
は、上)本の欠点が解消されている。基準電極は水を除
いた塩のみからなり、結合剤を含まない。上述の脱水し
た塩の層が疎水性結合剤中に特定a度の電解質を含有す
る従来技術の場合と同様に効率的にMl電解質として作
用することは、驚くべきことであり、まったく予期し得
ないものであった。本発明の基準電解質層は、問題の塩
の結晶または結晶の集合粒のみからなり、金属表面上に
その金属の不溶性塩と接触して一様に分布させる。基準
電解質として脱水塩を用いた電極はまた、応答時間がき
わめて短く、ドリフトもわずかであるか無視できる程度
である。
は、上)本の欠点が解消されている。基準電極は水を除
いた塩のみからなり、結合剤を含まない。上述の脱水し
た塩の層が疎水性結合剤中に特定a度の電解質を含有す
る従来技術の場合と同様に効率的にMl電解質として作
用することは、驚くべきことであり、まったく予期し得
ないものであった。本発明の基準電解質層は、問題の塩
の結晶または結晶の集合粒のみからなり、金属表面上に
その金属の不溶性塩と接触して一様に分布させる。基準
電解質として脱水塩を用いた電極はまた、応答時間がき
わめて短く、ドリフトもわずかであるか無視できる程度
である。
次に、本発明を、図面を参照しながらさらに詳細に説明
する。
する。
第1図には、本発明に従って構榮された電極の一態様の
図解的断面図を示す。
図解的断面図を示す。
第2図には、外部基準電極を用いた電位の測定方法を表
す拡大図を示す。
す拡大図を示す。
第3図には、電極電位の経時的変動のグラフを示す。
第1図は、順次以下の要素、すなわち絶縁性プレートま
たはシート1、電気伝導性金属層2、層2を形成する金
属の不溶性塩の層7、その不溶性塩と同一の陰イオンお
よび分析溶液中の測定すべきイオンと同一の陽イオンを
有する基準電極の層8、そして最後に2個の窓部4a、
4bを形成して残部を覆う絶縁性、疎水性材料の被覆部
4からなる電極である。窓部4bは、たとえば伝導体5
を介して電気的接点を確保するためのものであって、接
続層2の、電気メーター(図には示されていない)端末
への接触域を提供する。
たはシート1、電気伝導性金属層2、層2を形成する金
属の不溶性塩の層7、その不溶性塩と同一の陰イオンお
よび分析溶液中の測定すべきイオンと同一の陽イオンを
有する基準電極の層8、そして最後に2個の窓部4a、
4bを形成して残部を覆う絶縁性、疎水性材料の被覆部
4からなる電極である。窓部4bは、たとえば伝導体5
を介して電気的接点を確保するためのものであって、接
続層2の、電気メーター(図には示されていない)端末
への接触域を提供する。
この電極はまた、基準部3と密着し、特定のイオンたと
えばに+イオンに選択性を示す隔膜6を有する。この隔
膜は、隔膜6の結合剤(ポリマー)と被覆部4の材料の
間の相互拡散によって、被覆部の壁部と完全に密閉され
るように接合される。
えばに+イオンに選択性を示す隔膜6を有する。この隔
膜は、隔膜6の結合剤(ポリマー)と被覆部4の材料の
間の相互拡散によって、被覆部の壁部と完全に密閉され
るように接合される。
この相互浸透は製造過程において達成されるが、その詳
細は後述する。
細は後述する。
一例を示せば、K+の測定を所望の場合には、伝導性ペ
ニスは銀とし、不溶性塩はAQCl−のようなハロゲン
化銀とし、電解質8はハロゲン化カリウムとすることが
できる。もちろん、金属、不溶性塩および乾燥電極のす
べての他の組合せも使用可能である。
ニスは銀とし、不溶性塩はAQCl−のようなハロゲン
化銀とし、電解質8はハロゲン化カリウムとすることが
できる。もちろん、金属、不溶性塩および乾燥電極のす
べての他の組合せも使用可能である。
第2図は、第1図の電極により、溶液10を分析する一
方法を例示するものである。
方法を例示するものである。
分析に際しては、分析すべき溶液の小満10を採取し、
被覆部4内に形成された小区画4a中に置き、イオン選
択隔膜6に接触させる。次に、カップリング手段、たと
えば多孔性ガラス片12と基準電極13(たとえばAQ
CIで被覆された銀プレートで、ピペット中に存在する
基準電解質14たとえばKCj!N中に浸漬されている
)を有するピペットを介して、電気メーターと接続させ
る。
被覆部4内に形成された小区画4a中に置き、イオン選
択隔膜6に接触させる。次に、カップリング手段、たと
えば多孔性ガラス片12と基準電極13(たとえばAQ
CIで被覆された銀プレートで、ピペット中に存在する
基準電解質14たとえばKCj!N中に浸漬されている
)を有するピペットを介して、電気メーターと接続させ
る。
電気メーターへの接続は、伝導体5を介して、また基準
電極13に接続した伝導体15を介して行ねれる。次に
上述の要素によって形成された電気化学的セルの電位を
測定すれば、基準電位と基準溶液14の濃度が既知の場
合、ネルンストの式によって溶液10中の選ばれたイオ
ンの濃度を計算できる(たとえば、ton−3elec
tive ElectrodeHethOdOIOQy
、 A、に、COVingtOn著、CRCPress
Inc。
電極13に接続した伝導体15を介して行ねれる。次に
上述の要素によって形成された電気化学的セルの電位を
測定すれば、基準電位と基準溶液14の濃度が既知の場
合、ネルンストの式によって溶液10中の選ばれたイオ
ンの濃度を計算できる(たとえば、ton−3elec
tive ElectrodeHethOdOIOQy
、 A、に、COVingtOn著、CRCPress
Inc。
1984、Boca Raton、Fla;Physi
cal Chemistry。
cal Chemistry。
W、J、Hoore著、Prentice−11all
、Inc、、 3版、London、 1962.38
9頁参照)。
、Inc、、 3版、London、 1962.38
9頁参照)。
本発明の電極は、ポリマーたとえばpvc、ナイロン、
酢酸セルロース、ポリカルボネート、プレキシガラス、
ポリスチレン等のシート、フィルムまたはプレートから
なる絶縁ベース1を用いて構築することができる。絶縁
ベースの性質はそれが伯の電極部品の障害にならない限
りとくに制限はなく、慣用の材料から、慣用の方法で製
造することができる。
酢酸セルロース、ポリカルボネート、プレキシガラス、
ポリスチレン等のシート、フィルムまたはプレートから
なる絶縁ベース1を用いて構築することができる。絶縁
ベースの性質はそれが伯の電極部品の障害にならない限
りとくに制限はなく、慣用の材料から、慣用の方法で製
造することができる。
伝導層2は、金属たとえばFe、AaSCu。
Ni、Co等のシー1−またはフィルムから製造できる
。たとえば層2が銀で作られる場合は、10μmもしく
はそれ以上の厚さの銀のシート、電…法もしくは真空中
蒸発によってまたはたとえばJohnson−Hatt
hey社(英国)IP−720もしくはP−750型銀
ペンキの適用によって調製された銀の沈積から構成でき
る。この銀層は、公知方法によるたとえば化学的酸化に
よって、または慣用方法による塩酸の存在下における陰
極化によって、不溶性銀塩たとえば塩化銀で被覆するこ
とができる。
。たとえば層2が銀で作られる場合は、10μmもしく
はそれ以上の厚さの銀のシート、電…法もしくは真空中
蒸発によってまたはたとえばJohnson−Hatt
hey社(英国)IP−720もしくはP−750型銀
ペンキの適用によって調製された銀の沈積から構成でき
る。この銀層は、公知方法によるたとえば化学的酸化に
よって、または慣用方法による塩酸の存在下における陰
極化によって、不溶性銀塩たとえば塩化銀で被覆するこ
とができる。
金属層の不溶性塩(塩化物)と接触させる電解質を構築
する塩は、電極がすl・リウムイオンに選択的に透過性
を示す場合、NaCj!とすることができる。伝導層が
銀で、不溶性塩がシアン化物、臭化物またはヨー化物の
場合には、電解質はもちろん、アルカリ金属または他の
相当する金属のシアン化物、臭化物またはヨー化物とす
ることもできる。
する塩は、電極がすl・リウムイオンに選択的に透過性
を示す場合、NaCj!とすることができる。伝導層が
銀で、不溶性塩がシアン化物、臭化物またはヨー化物の
場合には、電解質はもちろん、アルカリ金属または他の
相当する金属のシアン化物、臭化物またはヨー化物とす
ることもできる。
電解質を形成する塩は脱水される。すなわち、水分含量
は無視できる程度で、常に1%未満とする。脱水塩の均
一な層は、たとえば電解質を構成する塩の水溶液で不溶
性塩を被覆し、ついでこの層を蒸発乾固し、所望程度の
脱水を達成するのに必要な時間、オーブン内で加熱する
ことにより、得ることができる。また、脱水電解質の均
一層を1!7るためには、物理的蒸着法(たとえば真空
中蒸発)を使用することもできる。
は無視できる程度で、常に1%未満とする。脱水塩の均
一な層は、たとえば電解質を構成する塩の水溶液で不溶
性塩を被覆し、ついでこの層を蒸発乾固し、所望程度の
脱水を達成するのに必要な時間、オーブン内で加熱する
ことにより、得ることができる。また、脱水電解質の均
一層を1!7るためには、物理的蒸着法(たとえば真空
中蒸発)を使用することもできる。
被覆部は、i?層部分の表面に、冷または熱プレスした
単層の付着性ポリマーシートでよく、薄層部分の外形に
密着している。
単層の付着性ポリマーシートでよく、薄層部分の外形に
密着している。
隔膜6は、結合剤、可塑剤およびイオノフオアからなる
。イオノフオアの選択は、測定すべきイオンの性質に依
存し、たとえばカリウムの場合はパリノマイシン、ナト
リウムの場合はメチルーモネシン、カルシウムの場合は
ある種のリン酸エステル等が使用される。選ばれた分析
の種類に応じて必要なイオノフオアに関する詳細な情報
は、先に引用した文献、とくにtJS−A−44540
07号に記載されている。
。イオノフオアの選択は、測定すべきイオンの性質に依
存し、たとえばカリウムの場合はパリノマイシン、ナト
リウムの場合はメチルーモネシン、カルシウムの場合は
ある種のリン酸エステル等が使用される。選ばれた分析
の種類に応じて必要なイオノフオアに関する詳細な情報
は、先に引用した文献、とくにtJS−A−44540
07号に記載されている。
本発明の種類の電極には、分析すべき水性溶液の居間の
拡散またはそれが電極の縁部にたまたま接触することの
いずれかによる短絡を生じるという欠点がある。この欠
点を解消するために、多くの手段が試みられてきた。た
とえば、電極の縁部を緊密にシールする方法(GB−A
−210′6253号)、伝導性層の縁部にそれが領域
に分割されるように満を設けその溝に13M材料を充填
する方法(GB−A−2121183号)がある。
拡散またはそれが電極の縁部にたまたま接触することの
いずれかによる短絡を生じるという欠点がある。この欠
点を解消するために、多くの手段が試みられてきた。た
とえば、電極の縁部を緊密にシールする方法(GB−A
−210′6253号)、伝導性層の縁部にそれが領域
に分割されるように満を設けその溝に13M材料を充填
する方法(GB−A−2121183号)がある。
以下に述べるように、この短絡の問題は、本発明の電極
の製造過程において、半透過性のイオン選択(ISM)
隔膜と電極を覆う不透過性、疎水性被覆部の間を完全に
51密にシールすることにより解決された。
の製造過程において、半透過性のイオン選択(ISM)
隔膜と電極を覆う不透過性、疎水性被覆部の間を完全に
51密にシールすることにより解決された。
イオノフオア化合物の結合剤としては、ポリ塩化ビニル
CPVC) 、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリ
カルボネート、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレ
ート)等のようなポリマーを使用できる。膜6と被WI
4の間の至適な適合性を得るためには(これらの部分間
の最高の密着性を確保するためには)、隔III 6の
結合剤として選択したポリマーと被覆部の材料とが同一
であることが好ましく、たとえばPVCが使用される。
CPVC) 、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリ
カルボネート、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレ
ート)等のようなポリマーを使用できる。膜6と被WI
4の間の至適な適合性を得るためには(これらの部分間
の最高の密着性を確保するためには)、隔III 6の
結合剤として選択したポリマーと被覆部の材料とが同一
であることが好ましく、たとえばPVCが使用される。
隔膜の製造に際しては、また、その構成成分の溶液の作
成に被覆材料も可溶性の溶媒を使用する必要がある。
成に被覆材料も可溶性の溶媒を使用する必要がある。
隔膜に使用される可塑剤としては、慣用・されている可
塑剤の1種が使用でき、たとえばジメチルフタレート、
ジオクチルフェニルホスホネート、ジブチルフタレート
、トリトリルホスフェート、ジブチルセバケート等を挙
げることができる。可塑剤のその他の例は引用した文献
に記載がある。
塑剤の1種が使用でき、たとえばジメチルフタレート、
ジオクチルフェニルホスホネート、ジブチルフタレート
、トリトリルホスフェート、ジブチルセバケート等を挙
げることができる。可塑剤のその他の例は引用した文献
に記載がある。
本発明の製造方法による電極の実際の構築は簡単で、上
述の考慮すべき事項から容易に推測できるとおりである
。
述の考慮すべき事項から容易に推測できるとおりである
。
各種ラミネート成分を選択し、重ね合わせ、単に付着さ
せるかまたは冷もしくは熱プレスしてたがいに接合させ
る。たとえば、第1図のような一態様の電極の場合、そ
の製造方法は次のとおりである。
せるかまたは冷もしくは熱プレスしてたがいに接合させ
る。たとえば、第1図のような一態様の電極の場合、そ
の製造方法は次のとおりである。
銀の層たとえば銀のシートをプラスチックのブレート上
に置ぎ、塩酸メジウム中で陰極化して、厚さ数十から数
百μTrL(たとえば1〜100μTrL)のAQCj
1層を形成させる。次に、濃度0.01〜3.5MのK
C1水溶液をAQCI層上に置き、蒸発させ、脱水させ
て完全に乾燥させる。この組立体をついで、窓部4aに
相当する開口をあらかしめ形成させた付着性pvc?!
ii覆部で被覆する。
に置ぎ、塩酸メジウム中で陰極化して、厚さ数十から数
百μTrL(たとえば1〜100μTrL)のAQCj
1層を形成させる。次に、濃度0.01〜3.5MのK
C1水溶液をAQCI層上に置き、蒸発させ、脱水させ
て完全に乾燥させる。この組立体をついで、窓部4aに
相当する開口をあらかしめ形成させた付着性pvc?!
ii覆部で被覆する。
被覆部の厚さは0.05〜0.5蔵のオーダーである。
次に、PVC結合剤、可塑剤およびTHFのような溶媒
を含むイオノフオアの溶液を、被覆部中の開口部内に載
せる。ついで、この溶液を乾燥させると隔膜6を構成す
るフィルムが形成される。この操作の間に、溶媒が被覆
部の壁の一部を溶解して緊密に接着し、蒸発後には隔膜
と間口部4aの壁との間が完全に密着したシールができ
る。
を含むイオノフオアの溶液を、被覆部中の開口部内に載
せる。ついで、この溶液を乾燥させると隔膜6を構成す
るフィルムが形成される。この操作の間に、溶媒が被覆
部の壁の一部を溶解して緊密に接着し、蒸発後には隔膜
と間口部4aの壁との間が完全に密着したシールができ
る。
次に、本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明す
る。
る。
刈
A、伝導性金属ベース、それと接合したその金属の不溶
性塩層の製造 厚さ0.1mの銀シートを選択し、常法によって磨ぎ、
油分を除去し、洗浄し、すすいだ(emery No、
600、イソプロピルアルコール、蒸留水、1laN
H40H1ついで蒸留水)。その一方の面に厚さ0.2
〜0.5Mの付着性ポリエチレンフィルムを適用して保
護した。ポリエチレンの代わりにイ」肴性PVCまたは
マイラーシートを使用してもよい。
性塩層の製造 厚さ0.1mの銀シートを選択し、常法によって磨ぎ、
油分を除去し、洗浄し、すすいだ(emery No、
600、イソプロピルアルコール、蒸留水、1laN
H40H1ついで蒸留水)。その一方の面に厚さ0.2
〜0.5Mの付着性ポリエチレンフィルムを適用して保
護した。ポリエチレンの代わりにイ」肴性PVCまたは
マイラーシートを使用してもよい。
シー1−の自由端に電気的接続部を形成させたのら、0
.5MIti!を酸水溶液の電解質浴に浸漬し、銀シー
トを、通常の条件下、すなわち白金またはガラス状カー
ボン逆電極、常温、電圧4.5V、処理時間20分で陽
極化した。
.5MIti!を酸水溶液の電解質浴に浸漬し、銀シー
トを、通常の条件下、すなわち白金またはガラス状カー
ボン逆電極、常温、電圧4.5V、処理時間20分で陽
極化した。
このシートを2回蒸留水ですすぎ、0.1N塩酸水溶液
の第2の電解質浴中に入れ、次の条件下、常温、電流密
度0.3A/dTrL2、処理時間7分で陰極化した(
この操作および以後の操作は、光感受性の塩化銀の分解
を避けるため弱い光のもとで実施する必要がある)。
の第2の電解質浴中に入れ、次の条件下、常温、電流密
度0.3A/dTrL2、処理時間7分で陰極化した(
この操作および以後の操作は、光感受性の塩化銀の分解
を避けるため弱い光のもとで実施する必要がある)。
シートを再びすすぎ、次の方法で消極した。前述のよう
にして陰極化した2枚のシートを加熱2回蒸留水(60
〜80℃)を含む容器に取り、12時間電気的に短絡さ
せた。この処理後、シートは一方の面をプラスチックス
シートで保護さ−れ、他方の面は厚さ1〜15μmのA
QC!で被覆された銀層に形成された。これらの基準要
素の製造は、サンプルについて、その電位を、標準せ永
塁準逆電極を用い標準3M KCj!溶液中で測定し
て検査した。測定値(通常条件下で−33〜−34mV
)$よ、理論値の0.imVの範囲内で正しかった。こ
のシートを乾燥し、電極の製造に使用するまで暗所に保
存した。この陰極化処理は、11中に重クロム酸カリウ
ム10.19、KCj!15.4gおよび濃塩酸25d
を含む溶液中、常温での酸化に代えることもできる。
にして陰極化した2枚のシートを加熱2回蒸留水(60
〜80℃)を含む容器に取り、12時間電気的に短絡さ
せた。この処理後、シートは一方の面をプラスチックス
シートで保護さ−れ、他方の面は厚さ1〜15μmのA
QC!で被覆された銀層に形成された。これらの基準要
素の製造は、サンプルについて、その電位を、標準せ永
塁準逆電極を用い標準3M KCj!溶液中で測定し
て検査した。測定値(通常条件下で−33〜−34mV
)$よ、理論値の0.imVの範囲内で正しかった。こ
のシートを乾燥し、電極の製造に使用するまで暗所に保
存した。この陰極化処理は、11中に重クロム酸カリウ
ム10.19、KCj!15.4gおよび濃塩酸25d
を含む溶液中、常温での酸化に代えることもできる。
B、 カリウムイオンに選択性を示す電極の′!!造前
)本のようtこして製造したAO/AQCj!シートか
ら7X15mm部分を切り取り、非保護面全体に、3.
5M K(1!水溶液約2μmをピペットを用いて載
せた。この溶液から水を蒸発させ、ブレート部分を11
0℃で8〜12時間乾燥して、完全に脱水させた。この
時点で、活性化表面は、全表面に均一に分布した微小K
C1結晶(約5IRg)で被覆された。この処理によれ
ば、KClは従来技術におけるように疎水性マトリック
スを伴うことはない。乾燥KCI層は7X10−3Mお
よび0.1M KCIを含む水溶液を用いるほかは同
様の方法で製造することもできた。
)本のようtこして製造したAO/AQCj!シートか
ら7X15mm部分を切り取り、非保護面全体に、3.
5M K(1!水溶液約2μmをピペットを用いて載
せた。この溶液から水を蒸発させ、ブレート部分を11
0℃で8〜12時間乾燥して、完全に脱水させた。この
時点で、活性化表面は、全表面に均一に分布した微小K
C1結晶(約5IRg)で被覆された。この処理によれ
ば、KClは従来技術におけるように疎水性マトリック
スを伴うことはない。乾燥KCI層は7X10−3Mお
よび0.1M KCIを含む水溶液を用いるほかは同
様の方法で製造することもできた。
プレート部分の末端に近い数IIuR2の領域の被覆を
除き、電気的接続部分とし、ここに接続体(たとえば接
続線)をハンダづけした。ついでプレート部分を、径約
3〜5姻で電極の活性層の相当領域への接触を可能にす
る開口部または窓部4aを形成さゼた(第2図参照>
pvcシート(被覆部)で被覆した。被覆部4は厚さ約
0.1mの付着性シートで調製した。
除き、電気的接続部分とし、ここに接続体(たとえば接
続線)をハンダづけした。ついでプレート部分を、径約
3〜5姻で電極の活性層の相当領域への接触を可能にす
る開口部または窓部4aを形成さゼた(第2図参照>
pvcシート(被覆部)で被覆した。被覆部4は厚さ約
0.1mの付着性シートで調製した。
パリノマイシン(Val)6.6■;ビス(2−エチル
ヘキシル)アジベー1−2.014111g:高分子f
f1PVc2゜044gおよびテトラヒトOフラン(T
HF)20−から調製したISM溶液約20μlをごベ
ットで窓部4内に注いだ。ついで溶液を蒸発させた。こ
の間に、窓部の壁縁を形成するPvCの一部がTHFに
溶解し、PvC結合剤が被覆部の壁およびISM!!内
に浸透した。したがって、乾燥後、膜は被覆部の壁に完
全に水非透過性の接合領域して緊密に結合された。
ヘキシル)アジベー1−2.014111g:高分子f
f1PVc2゜044gおよびテトラヒトOフラン(T
HF)20−から調製したISM溶液約20μlをごベ
ットで窓部4内に注いだ。ついで溶液を蒸発させた。こ
の間に、窓部の壁縁を形成するPvCの一部がTHFに
溶解し、PvC結合剤が被覆部の壁およびISM!!内
に浸透した。したがって、乾燥後、膜は被覆部の壁に完
全に水非透過性の接合領域して緊密に結合された。
得られた電極は以下のようにして使用した(第3図参照
)。マイクロピペットを用いて、標準溶液(または検体
溶液)の小滴(20〜50μi)を小区画4a中に置い
て、18M隔膜6と接触させた。接続部5を、高インピ
ーダンス電気メータ−〈差動前置増幅器、10 オー
ム以上の入力、電流的2A、デジタルにEITIILE
Y−197マルテイメーターに接続)の端子、および、
先端に多孔性ガラス片を付したマイクロピペットからな
り測定すべき溶液の小滴と接触させ、内部にKCA基準
溶液とAg/AQCj!のプレートを含んでいる外部基
準電極に接続させた。
)。マイクロピペットを用いて、標準溶液(または検体
溶液)の小滴(20〜50μi)を小区画4a中に置い
て、18M隔膜6と接触させた。接続部5を、高インピ
ーダンス電気メータ−〈差動前置増幅器、10 オー
ム以上の入力、電流的2A、デジタルにEITIILE
Y−197マルテイメーターに接続)の端子、および、
先端に多孔性ガラス片を付したマイクロピペットからな
り測定すべき溶液の小滴と接触させ、内部にKCA基準
溶液とAg/AQCj!のプレートを含んでいる外部基
準電極に接続させた。
乾燥KC1電解質をもたな−い慣用の構造の電極(電極
AK−15)との比較試験ら実施した。試験は、計6分
間にわたり6秒ごとに電位を測定することにより行われ
た。本例にお(Jる電極は速やかに安定化し、ドリフト
はきわめてわずかで0.11nV/分未満であった。一
方、比較した電極は制御不能な1 mV/分以上のドリ
フl〜を有し、安定化は困ガまたは不可能であった(第
3図参照)。
AK−15)との比較試験ら実施した。試験は、計6分
間にわたり6秒ごとに電位を測定することにより行われ
た。本例にお(Jる電極は速やかに安定化し、ドリフト
はきわめてわずかで0.11nV/分未満であった。一
方、比較した電極は制御不能な1 mV/分以上のドリ
フl〜を有し、安定化は困ガまたは不可能であった(第
3図参照)。
10’ 〜10−5Mm1ff(7)KCj!ヲ含ム試
験溶iニついて得られた結果を以下の表に示す。これら
の結果は、前もって蒸留水ですすいだのち、各濃度の被
検溶液で洗浄した電極によるものである。
験溶iニついて得られた結果を以下の表に示す。これら
の結果は、前もって蒸留水ですすいだのち、各濃度の被
検溶液で洗浄した電極によるものである。
第3図には、新しい電極(比較のためにAK14〜16
を含めて)の電位ドリフトの時間による変化をグラフで
示す。図から明らかなように、本発明の電極は対照電極
と異なり、速やかに安定化した。
を含めて)の電位ドリフトの時間による変化をグラフで
示す。図から明らかなように、本発明の電極は対照電極
と異なり、速やかに安定化した。
第1図は、本発明に従って構築された電極の御名様の図
解的断面図である。 第2図は、外部基準電極を用い、本発明の電極による電
位の測定方法を示す拡大図である。 第3図は、電極電位の時間的変動のグラフである。
解的断面図である。 第2図は、外部基準電極を用い、本発明の電極による電
位の測定方法を示す拡大図である。 第3図は、電極電位の時間的変動のグラフである。
Claims (9)
- (1)水溶液中とくに生物学的液体中の特定のイオンを
定量するためのイオン選択隔膜と、使用前になんら前処
置を必要としない乾燥電極からなり、絶縁支持体上に順
次、伝導性金属ベース層、ベースの金属の不溶性塩の層
、その不溶性塩と共通の陰イオンと測定すべきイオンと
同一のイオンを有する電解質の層を重ねた構成を有し、
金属層と以下の2層が安定電位において電気基準半セル
を形成し、隔膜と外部基準電極を溶液によって電気的に
接続した場合、その電位の測定によりその溶液中のイオ
ン濃度の測定に応用できる乾燥ラミネート電極であって
、ラミネートの構成層の水分含量は1重量%未満、電解
質は固体非水和塩であることを特徴とする電極。 - (2)ベースを形成する伝導性金属は銀であり、不溶性
塩はハロゲン化銀であり、電解質は測定するイオンのハ
ロゲン化物であり、ゼラチンのような親水性結合剤は含
まない特許請求の範囲第1項に記載の電極。 - (3)銀層の厚さは10〜100μm、それを覆うハロ
ゲン化銀層の厚さは1〜15μm、その上に置かれる乾
燥電解質を形成するハロゲン化物の量は0.01〜5μ
g/cm^2とする特許請求の範囲第2項に記載の電極
。 - (4)測定するイオンはカリウム、乾燥電解質はKCl
である特許請求の範囲第3項に記載の電極。 - (5)順次(a)絶縁性支持体、(b)伝導性ベース層
、(c)基準半セルから作られたラミネートを準備し、
このすべてを、少なくとも1個の窓部を形成した絶縁性
、防水性の被覆部で被覆し、窓部内に有機溶媒、イオノ
フォア、可塑剤および結合剤からなる溶液の層を置き、
ついでこの溶液を蒸発乾固してイオン選択隔膜を形成さ
せる特許請求の範囲第1項に記載の電極の製造方法にお
いて、ベース金属を覆う不溶性塩に適用される乾燥電解
質層の構築にあたり、上述の電解質の均一な層を不溶性
塩の表面に沈積させ、生成した塩を水分含量が1重量%
未満になるまで脱水することを特徴とする方法。 - (6)不溶性塩の表面上に電解質の均一な水溶液の層を
置き、溶媒を蒸発乾固させ、ついで少なくとも115℃
に加熱して水分を除去して、その表面上電解質層を形成
させる特許請求の範囲第5項に記載の方法。 - (7)電解質層は、物理的蒸着(PVD)とくに真空内
蒸発によって不溶性塩の表面に形成させる特許請求の範
囲第5項に記載の方法。 - (8)イオン選択隔膜について用いられる溶媒は被覆部
を形成する材料の溶媒でもあり、この共通の性質の結果
として、この2個の要素が緊密に適合し、両者の接合領
域は完全に密封される特許請求の範囲第5項に記載の方
法。 - (9)隔膜について用いられる結合剤は被覆部の材料と
同一とする特許請求の範囲第8項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH550485 | 1985-12-23 | ||
CH05504/85-5 | 1985-12-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62157565A true JPS62157565A (ja) | 1987-07-13 |
Family
ID=4294724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61306177A Pending JPS62157565A (ja) | 1985-12-23 | 1986-12-22 | 乾燥ラミネ−ト電極 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0230573B1 (ja) |
JP (1) | JPS62157565A (ja) |
DE (1) | DE3677181D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009528515A (ja) * | 2006-02-27 | 2009-08-06 | エドワーズ ライフサイエンシーズ コーポレイション | 基準電極チャネル作製のフレックス回路技術を使用する方法および装置 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU3038789A (en) * | 1988-01-21 | 1989-08-11 | Electro-Nucleonics Inc. | Dry ion-selective electrodes for the determination of ionic species in aqueous media |
JP2899306B2 (ja) * | 1989-04-27 | 1999-06-02 | 株式会社京都第一科学 | 乾式イオン選択性電極およびその製法 |
JPH05126785A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-21 | Kyoto Daiichi Kagaku:Kk | 乾式イオン選択性電極の製法 |
US5958201A (en) * | 1996-08-26 | 1999-09-28 | Dade Behring Inc. | Sodium ion-selective-electrode membrane having extended uselife |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5717852A (en) * | 1980-07-07 | 1982-01-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | Ion selective electrode, its production and ion selective electrode integrating plate |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4487679A (en) * | 1984-03-15 | 1984-12-11 | Eastman Kodak Company | Potassium ion-selective electrode |
US4571293A (en) * | 1984-05-10 | 1986-02-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Ion selective electrode and method of preparation thereof |
US4653499A (en) * | 1985-02-07 | 1987-03-31 | Gould Inc. | Solid phase electrode |
-
1986
- 1986-12-03 DE DE8686116842T patent/DE3677181D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-12-03 EP EP19860116842 patent/EP0230573B1/en not_active Expired
- 1986-12-22 JP JP61306177A patent/JPS62157565A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5717852A (en) * | 1980-07-07 | 1982-01-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | Ion selective electrode, its production and ion selective electrode integrating plate |
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JP2009528515A (ja) * | 2006-02-27 | 2009-08-06 | エドワーズ ライフサイエンシーズ コーポレイション | 基準電極チャネル作製のフレックス回路技術を使用する方法および装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3677181D1 (de) | 1991-02-28 |
EP0230573A1 (en) | 1987-08-05 |
EP0230573B1 (en) | 1991-01-23 |
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