JPS62180260A - Magnesium ion sensor - Google Patents

Magnesium ion sensor

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JPS62180260A
JPS62180260A JP61022508A JP2250886A JPS62180260A JP S62180260 A JPS62180260 A JP S62180260A JP 61022508 A JP61022508 A JP 61022508A JP 2250886 A JP2250886 A JP 2250886A JP S62180260 A JPS62180260 A JP S62180260A
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film
magnesium ion
sensor
magnesium
oxidation reduction
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Hideichiro Yamaguchi
秀一郎 山口
Norio Daikuhara
大工原 範夫
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Terumo Corp
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve ion selectivity and to make responsiveness faster by providing a film having a reversible oxidation reduction function on the surface of a conductive base body and providing a magnesium ion selective film thereof thereby constituting a sensor. CONSTITUTION:A carbon material, gold, etc., are used as the conductive base body and the film (oxidation reduction film) having the reversible oxidation reduction function is formed on the surface thereof. An org. compd. of quinone- hydroquinone type or amine-quinoid type or high-polymer compd. is used as the oxidation reduction film. The magnesium ion selective film is provided on said film to constitute the sensor. A film formed by depositing the magnesium ion carrier, for example, N,N'-diheptyl-N,N'-dimethyl-1,4-butanediamide, etc. on the high-polymer film is used as the magnesium ion selective film. Since the magnesium ion selective film is provided via the oxidation reduction film, the need for an internal liquid of the sensor is eliminated and the miniaturization is made possible. The potential responsiveness is thus improved and the high- accuracy is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマダイ・ゾウムイオ/セ/サー、更に詳細には
、内部(標鵡)溶液全イしない固体をのマグネシウムイ
オンセンサーに関f6゜ 〔従来の技術及び七の問題点〕 従来、溶液中のマグネ7クムイオン濃度を電極電位応答
で測定するセンサーとしてイオン選択性電極が使用され
ている。イオン選択性電極は、壬の電極内部構造から、
(1)イオン選択性膜と内部(標準)溶液及びその溶液
に浸された内部参照電極を内蔵するもの(バレル型液膜
タイプ)及び(2)イオン選択性膜を導電性基体に直接
被着したg構造のもの(膜被覆タイプ)に大別すること
ができる。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a magnesium ion sensor for red sea bream, zebrafish, semen, and more specifically, a solid state in which the internal solution is not completely absorbed. Prior Art and No. 7 Problems] Conventionally, an ion-selective electrode has been used as a sensor for measuring the concentration of magnetocium ions in a solution based on electrode potential response. The ion-selective electrode is based on the internal structure of the electrode.
(1) One with a built-in ion-selective membrane, an internal (standard) solution, and an internal reference electrode immersed in the solution (barrel-type liquid membrane type), and (2) an ion-selective membrane directly attached to a conductive substrate. It can be roughly divided into those with a g-structure (film-coated type).

ウィルヘルム・7モン(W、Simon)らは、(1)
のバレル型液膜タイプでマグネシウムイオン選択性膜と
してマグネシウムイオ/に選択性を示すキャリヤー化合
物を含有する膜を用い友マグネシウムイオンセンサーに
ついて報告している〔アナリテイカル・ケミストリー(
Analytical Chemistry )1ユ、
2400〜2402(1980);ヘルベチカ拳ヒミカ
・アクタ(He1v、Chim、Acta ) 63 
Wilhelm Simon et al. (1)
reported on a friend magnesium ion sensor using a barrel-type liquid membrane type membrane containing a carrier compound that is selective for magnesium ions as a magnesium ion-selective membrane [Analytical Chemistry (
Analytical Chemistry) 1 unit,
2400-2402 (1980); Helvetica Fist Himika Acta (He1v, Chim, Acta) 63
.

2271−2279(1980))。2271-2279 (1980)).

しかしながら、(1)のバレル型液膜夕づプの*極は、
内部液及び内部液室′Jt有するため、一般に小型1ヒ
が困需であるという欠点を有するロ一方、小型化が可能
と考えられている12)の膜被覆夕1プの電修は、マグ
ネシウムイオノセンサーに関する限り知られていない。
However, the *pole of the barrel-type liquid film drop in (1) is
Since it has an internal liquid and an internal liquid chamber, it has the disadvantage that small-sized batteries are generally in poor demand.On the other hand, the electrical repair of membrane-coated batteries in 12), which is thought to be possible to downsize, is based on magnesium. Not known as far as ionosensors are concerned.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

不発明者は、内部液及び内部液室を有しない固体型のマ
グネシウムイオノセンサーについて鋭意研究の結果、マ
グネシウムイオン選択性膜’t 24ttf。
As a result of extensive research into solid-state magnesium ionosensors that do not have an internal liquid or an internal liquid chamber, the inventors have developed a magnesium ion selective membrane 't 24ttf.

性基体の表面に直接被着してなる12)のタイプの電極
は、(り実用上要求されるイオン選択性を得るためには
膜厚を犬きくする会費があり、応答速度が遅い、■溶液
中の溶存酸素の影響を受は易い等の点で満足すべきもの
ではないことが明らかとなつ酸化還元機能を有する膜を
介して被覆すれば小を化可能で、かつ上記■、■等の欠
点のない−れたセンサー特性を有するマグネシウムセン
サーが得られろこと1r:晃出し1本@明を完成した。
The electrode of type 12), which is directly deposited on the surface of a chemical substrate, requires a thicker film to obtain the ion selectivity required in practice, and has a slow response speed. It is clear that it is not satisfactory in terms of being easily affected by dissolved oxygen in the solution, etc. However, it is possible to reduce the size by coating it with a film that has a redox function, and the above problems such as ① and ② A magnesium sensor with excellent sensor characteristics without defects was completed.

すなわち本発明は、マグネシウムイオン感応部を備え、
溶液中のマグネシウム1オン濃度ヲ電極電位応答で測定
するマグネシウムイオノセンサーでろって、該マグネフ
ラムイオン感応部は導電性基体の表面に可逆的酸化還元
Φ能を有する破膜に備え、更に該被膜の全体及びそれを
越えて表面にでグネシウムイオン選択性模を被着してな
ることを特徴とするマグネ7ウムイオ/セ/サーである
That is, the present invention includes a magnesium ion sensitive part,
This is a magnesium ion sensor that measures the concentration of magnesium ion in a solution by electrode potential response. Magnesium ion/cer/cer is characterized by having a magnesium ion-selective pattern coated on the entire surface and beyond the surface.

マグネシウムイオン選択性膜がマグネシウムイオ/Φヤ
リャー物質金担持せしめた高分子膜である。
The magnesium ion selective membrane is a polymer membrane on which magnesium ion/ΦYarya substance gold is supported.

本発明のマグネシウムセンサーに使用される導電性基体
としては2例えばベーサル・プV−7・ピロリティック
・グラファ4 ) (basal planepyro
lytic graphite :以下、BPGという
)、グラツシーカーボン等の導電性炭素材料;金、白金
Examples of the conductive substrate used in the magnesium sensor of the present invention include 2, for example, basal plane pyro
Conductive carbon materials such as lytic graphite (hereinafter referred to as BPG), glassy carbon; gold, platinum.

銅、銀、パラジウム等の金属、特に貴金属又はこれらの
金属の表面に酸化1/ジウム、酸化スズ等の半4体を被
覆したものが挙げられる。就甲、導電性炭素材料が好′
ましく、BPGが特に好ましい。
Examples include metals such as copper, silver, and palladium, particularly noble metals, or metals whose surfaces are coated with half-metals such as 1/dium oxide and tin oxide. For practical use, conductive carbon materials are preferable.
Particularly preferred is BPG.

を友、町逆的酸化還元模能全有する嘆(以下。Friend, the town is full of reverse redox abilities (below).

酸化還元膜という)とは、これを導電性基体表面に被着
してなる電極が可逆的酸化還元反応によって導電性基体
に一定電位を発生しうるものであり。
An oxidation-reduction film) is an electrode formed by adhering this film to the surface of a conductive substrate, and can generate a constant potential on the conductive substrate through a reversible oxidation-reduction reaction.

本発明においては特に酸素ガス分圧によって電位が変動
しないものが好ましい。斯かる酸1ヒ還元膜としては1
例えば匁1.)キノ/−ヒトミキノン型の酸化還元反応
を行なうことができる有機化合物膜若しくは高分子膜、
■アミノ−キノイド型の酸化還元反応を行なうことがで
きる有機化合物膜若しくは高分子膜等が好適なものとし
て挙げられる。なお、ここでキノ/−ヒトaQノ/型の
酸化還元反応とは、 TJ(合体の場合上列にとれば1
例えば次の反応式で表わされるものをいう。
In the present invention, it is particularly preferable that the potential does not vary depending on the oxygen gas partial pressure. As such an acid 1 arsenic reduction film, 1
For example, momme 1. ) an organic compound film or a polymer film capable of performing a quino/-human quinone type redox reaction;
(2) Suitable examples include organic compound membranes or polymer membranes capable of carrying out amino-quinoid type redox reactions. In addition, here, the redox reaction of Kino/-human aQ/ type is TJ (in the case of coalescence, if taken in the upper row, 1
For example, it refers to the reaction represented by the following reaction formula.

Q          0)I (式中、R’、R’ はし11えば芳香族含有構造の化
合物金示す) ′1友、アミ/−キノイド型の酸化還元反応とは。
Q 0) I (In the formula, R' and R' represent, for example, a compound having an aromatic structure.) '1 What is an ami/-quinoid type redox reaction?

前記同様重合体の場合を列にとれば4例えば次の反応式
で表わされるものをいう。
Similarly to the above, if we consider the case of polymers, 4 refers to those expressed by the following reaction formula, for example.

(式中、 m3. tt’  は飼えば芳香族含有構造
の化合物を示す) このような可逆的酸化還元機能を有する膜を形成しうる
化合物としては、り11えは次の(al〜(C1の化合
物が挙げられる。
(In the formula, m3.tt' indicates a compound with an aromatic-containing structure.) As a compound that can form a film having such a reversible redox function, Ri11e is the following (al~(C1 The following compounds are mentioned.

(式中、Ar、#:l:芳香核、各R5は置換基、 m
y ri lないしAr、の■効原子価数、 nlは口
ないしAr。
(In the formula, Ar, #:l: aromatic nucleus, each R5 is a substituent, m
■Effective valence number of y ri l or Ar, nl is mouth or Ar.

の有効原子価数−1を示す) で表わされるヒドロキ7芳香族化合物 Ar、の芳香核は、トリえばべ/ゼ/核のように単環の
もり、’)であっても、ア/トラセ/核、ビVノ核、ク
リセン、槙、ペリレン核、コ「ゴ不/核等のように多環
のものであっても工〈、またべ/ゼ/骨核のみならず*
;gi骨1にのものであってもよい。置換基に5として
は、例えばメチル基等のアルキル基、フェニル基等のア
リール基、お工び−・ロゲン原子等が挙げられる。具体
的には。
The aromatic nucleus of the hydroxy7 aromatic compound Ar, represented by /nuclei, biV nucleus, chrysene, maki, perylene nucleus, ko ``gofu/even if it is a polycyclic nucleus such as a nucleus, it is not only a bone nucleus, but also a bone nucleus *
;It may be in the gi bone 1. Examples of the substituent 5 include alkyl groups such as methyl groups, aryl groups such as phenyl groups, and rogen atoms. in particular.

fallえばジメチルフェノール、フェノール、ヒドロ
キンピリジ/、0−またはm−べ/ジルアルコール、o
−、m−ま友はp−ヒドロキ7べ/ズアルデヒド、0−
またはm−ヒドロキンアセトフェノ/、〇−1m−また
はp−ヒトaキ/プaビオフェノy、o−lm−ま友は
p−ぺ/ジルフェノール、 o +、 m−またはp−
ヒトaキンベ/ゾフエノ/、0−1m−tたはp−カル
ボキンフェノール、ジフェニルフェノール。
Dimethylphenol, phenol, hydroquine pyridine, 0- or m-benzyl alcohol, o
-, m-mayu is p-hydroxy7be/zaldehyde, 0-
or m-hydroquine acetophenol/, 〇-1m- or p-human acetophenol/p-abiophenoy, o-lm-mayu p-pe/dylphenol, o+, m- or p-
Human akinbe/zopheno/, 0-1m-t or p-carboquinphenol, diphenylphenol.

2−メチル−8−ヒドロキシキノリノ、5−ヒドロキシ
−1,4−ナフトキノ7.4−Cp−ヒト°aキシフェ
ニル)2−ブタノy、t、5−ジヒドロキン−1,2,
3,4−テトラヒドロナフタレノウビスフェノールA、
サリチルアニリド、5−ヒトaキ7キノリ/、8−ヒド
ロキンキノリy、l、8−ジヒドaキ7ア/トラキノン
、5−ヒトaキシ−1,4−ナフトキノ/等が挙げられ
る。
2-Methyl-8-hydroxyquinolino, 5-hydroxy-1,4-naphthoquino7.4-Cp-hydroxyphenyl)2-butanoy,t,5-dihydroquine-1,2,
3,4-tetrahydronaphthalene bisphenol A,
Examples include salicylanilide, 5-human axy7a/, 8-hydroquinynoy, 1,8-dihydro ay7a/traquinone, 5-human axy-1,4-naphthoquino/, and the like.

tb+   次  式 (式中、 Ar、は芳香核、各R6は!9基0m3は1
ないしArlの有効原子価数、 nsはOないしAr。
tb+ The following formula (in the formula, Ar is an aromatic nucleus, each R6 is !9 groups, 0m3 is 1
or the effective valence number of Arl, ns is O or Ar.

の有効原子価数−1を示す) で表わされるアミン芳香族化合物 Arlの芳香核、置換基R6としては化合物(alにお
けるAr+、tit換基a11と夫々同様のものが使用
される。アミノ芳香族化合物の具体PI t−挙げると
、アニリy、t+2−ジアミノベ/ゼ/、アミノビレ/
、ジアミノビレ/、アミノクリセン。
As the aromatic nucleus and substituent R6 of the amine aromatic compound Arl (representing the effective valence number -1), the same ones as Ar+ in the compound (al) and the tit substituent a11 are used, respectively. Specific PI of the compound t-To name, anilyy, t+2-diaminobe/ase/, aminobire/
, diaminobile/, aminochrysene.

ジアミノクリセン、l−アミノツェナy トv:y。Diaminochrysene, l-aminozene, v:y.

9−7ミノフエナントレy、9.10−ジアミノフエナ
/トレ/、l−アミノア/トラキノン。
9-7 minophenanthrey, 9.10-diaminofena/tre/, l-aminoa/traquinone.

p−フエノキシアニリ/、O−フェニレ/ジアミ7.p
−クロaアニリy、3.5−ジクロaアニリ7 、 2
.4 + 6−ドリクロaアニリ/。
p-phenoxyanili/, O-phenyl/diami7. p
-Chloa aniri y, 3.5-dichloro a aniri 7, 2
.. 4 + 6-driculo aanili/.

N−メチルアニI)y、N−フェニル−p−フェニレン
ジアミ/等である。
N-methylanii I)y, N-phenyl-p-phenylenediami/etc.

(cll、6−ピレ/キノy、t、2.5+8−テトラ
ヒドロキンナリザリ/、フェナントレンキノン、1−ア
ミノアントラキノ/、プルプリン。
(cll, 6-pyre/quinoy, t, 2.5+8-tetrahydroquinalizari/, phenanthrenequinone, 1-aminoanthraquino/, purpurin.

l−アミノ−4−ヒドロキシアントラキノン。l-amino-4-hydroxyanthraquinone.

アントラルフィン等のキノ7類。Kino 7 such as antralphine.

これらの化合物のうち、特に2.6−キシレノール、l
−アミノピレンが好ましい。
Among these compounds, especially 2,6-xylenol, l
-Aminopyrene is preferred.

史に1本発明に係る酸化還元I1gを形成しうる化合物
としては。
One example of a compound capable of forming redox I1g according to the present invention is as follows.

(dl  ボ13(N−メチルアエリ/)〔犬貫、訟田
(dl Bo13 (N-Methyl Aeri/) [Inunuki, Suida.

小山、日本化学会誌、 1801−1809(1984
) )。
Koyama, Journal of the Chemical Society of Japan, 1801-1809 (1984
) ).

ポリ(2,6−シメチルー1.4−フェニン/エーテル
)、ポリ(0−フェニレンジアミ/)。
Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene/ether), poly(0-phenylenediamide/).

ポリ(フェノール)、ポリキシレノール;ピラゾロキノ
/系ビニルモノマーの重合体、インアロキサジノ系ビニ
ル七ツマ−の重合体等のキノ/系ビニルポリマー縮重合
化合物のような(a)〜(C1の化合物を含有するv磯
化合物、(a)〜tc)の化合物の低重合度高分子化合
物(オリゴマー)。
Contains compounds of (a) to (C1) such as poly(phenol), polyxylenol; quino/vinyl polymer condensation compounds such as pyrazoloquino/vinyl monomer polymers and inaloxazino vinyl heptapolymers; v Iso compound, a low polymerization degree polymer compound (oligomer) of the compounds (a) to tc).

ろるいはtal〜(C1?ポリビニル化合物、ポリアミ
ド化合物等の高分子化合物に固定したもの等の当該酸化
還元反応性を有するもの が挙げられる。なお1本明細書において1重合体という
語は単独重合体及び共重合体等の相互重合体の双方を含
む。
Examples of roui include those having the redox reactivity such as tal~(C1?) fixed to polymeric compounds such as polyvinyl compounds and polyamide compounds.In this specification, the term monopolymer refers to homopolymer. It includes both polymers and interpolymers such as copolymers.

本発明において、紙上の酸化還元膜を形成しうる化合物
を導電性基体の表面に被着するためには。
In the present invention, in order to apply a compound capable of forming a redox film on paper to the surface of a conductive substrate.

アミノ芳香族化合物、ヒトクキ7芳香族化合物等を電解
酸化重合法ま之は電解析出法によって基体表面上で直接
重合させる方法、あるいは電子線照射、光、熱などの適
用によって、予め合成でれた重合体を溶媒に溶かし、こ
の溶液を浸漬・塗布および乾燥にエリ基体表面に固定す
る方法、更には重合体膜を化学的処理、物理的処理もし
くは照射処理によって基体表面に直接固定する方法を採
ることができる。これらの方法の中では、特に1を解酸
化重合法によるのが好ましい。
Amino aromatic compounds, aromatic compounds, etc. can be synthesized in advance by directly polymerizing them on the substrate surface by electrolytic deposition, or by applying electron beam irradiation, light, heat, etc. A method of dissolving a polymer film in a solvent and fixing the solution to the substrate surface by dipping, coating, and drying, and a method of fixing the polymer film directly to the substrate surface by chemical treatment, physical treatment, or irradiation treatment. You can take it. Among these methods, the deoxidative polymerization method is particularly preferred for 1.

本発明において、!解酸化重合法は、溶媒中で過当な支
持[解質の存在下、アミノ芳香族化合物、ヒドロキン芳
香族化合物等を電解酸化重合させ導電体の表面に重合体
膜を被着することにより実施される。溶媒としては1例
えばアセトニトリル。
In the present invention,! The deoxidative polymerization method is carried out by electrolytically oxidizing and polymerizing amino aromatic compounds, hydroquine aromatic compounds, etc. in a solvent in the presence of excessive support [solites] to deposit a polymer film on the surface of a conductor. Ru. Examples of solvents include acetonitrile.

水、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキ7ド、プ
ロビレ/カーボネート等が、また支持電解質としては1
例えば過塩素酸ナトリウム、硫酸。
water, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, probilene/carbonate, etc., and as a supporting electrolyte,
For example, sodium perchlorate, sulfuric acid.

硫酸二ナトリウム、す/酸、ホウ酸、テトラフルオロリ
ン酸カリウム、4級ア/モニウム塩などが好適なものと
して挙げられる。斯くして被着される重合体膜は一般に
極めて緻密でるり、薄膜であっても酸素の透過を阻止す
ることができる。然し。
Suitable examples include disodium sulfate, sulfuric acid, boric acid, potassium tetrafluorophosphate, and quaternary ammonium salts. The polymer films thus deposited are generally very dense and even thin films can block oxygen permeation. However.

本発明効果を奏するためには、酸化還元膜は当該酸化還
元反応性tVするものであれば特に制限はなく、膜の緻
密の如何は問わない。
In order to achieve the effects of the present invention, the redox film is not particularly limited as long as it has the redox reactivity tV, and it does not matter how dense the film is.

酸化還元膜の膜厚は0. L pfn−0,5mmとな
るようにするのが好ましい。0.1pfflより薄い場
合には1本発明の効果を十分奏さず、ま九〇、 5龍工
り厚い場合には膜抵抗が高くな9好ましくない。
The thickness of the redox film is 0. It is preferable to set L pfn-0.5 mm. If it is thinner than 0.1 pffl, the effect of the present invention will not be sufficiently achieved, and if it is thicker, the membrane resistance will be high, which is not preferable.

ま九1本発明に使用される酸化還元膜は、これに電解質
を含浸式せて使用することができる。電解質としては1
例えばリン酸、す/酸水素二カリウム、過塩素酸ナトリ
ウム、硫酸、テトラフルオロホウ酸塩、テトラフェニル
ホウ酸塩等が挙げられる。酸化還元膜に電解質を含浸さ
せるには、酸化還元膜を導電性基体に被着したのち、こ
れを電解質m液に浸漬する方法が簡便である。
91. The redox membrane used in the present invention can be used by impregnating it with an electrolyte. As an electrolyte, 1
Examples include phosphoric acid, dipotassium hydrogen oxide, sodium perchlorate, sulfuric acid, tetrafluoroborate, tetraphenylborate, and the like. A simple method for impregnating the redox membrane with an electrolyte is to attach the redox membrane to a conductive substrate and then immerse it in an electrolyte solution.

紙上の如くして導電性基体に被着された酸化還元膜の表
面に重ねて被着されるマグネシウムイオ/選択性膜とし
ては1例えばマグネシウムイオンキャリヤー物質及び電
解質塩を高分子化合物に担持せしめた膜が使用される。
The magnesium ion/selective membrane that is deposited over the surface of the redox membrane deposited on the conductive substrate as on paper may be one in which, for example, a magnesium ion carrier substance and an electrolyte salt are supported on a polymer compound. A membrane is used.

マグネシウムイオンキャリヤー物質としては。As a magnesium ion carrier substance.

マグネシウムイオンを選択的に輸送しうる物質であれば
特に制限はなく1例えば次式 %式% で表わされるN 、 N’−ジヘプチルーN、N’−ジ
メチル−1,4−ブタ/ジアミド、次式 0式% で表わされるN、N’−ジヘプチルーN 、 N’−ジ
メチルマロンアミド、次式 %式% で表わされる2−エチル−N 、 N’−ジヘフチルー
N、N’−ジメチルマaンアミド1次式(式中 ul及
びR8は各々)I、 C1,F又はBr f示す) で表わされる化合物、飼えば1.3−ジフェニル−1,
3−1aバ/ジオール、l−フェニル−3−(p−クロ
ロフェニル)−1,3−プaバ/ジオール等が挙げられ
る。
There is no particular restriction as long as it is a substance that can selectively transport magnesium ions.1 For example, N, N'-diheptyl-N, N'-dimethyl-1,4-buta/diamide expressed by the following formula %, the following formula % N,N'-diheptyl-N,N'-dimethylmalonamide expressed by the following formula%, 2-ethyl-N,N'-dihephthyl-N,N'-dimethylmanamide expressed by the following formula% (In the formula, ul and R8 each represent I, C1, F or Br f) A compound represented by: 1,3-diphenyl-1,
Examples thereof include 3-1a/diol, l-phenyl-3-(p-chlorophenyl)-1,3-p-a/diol, and the like.

ま友、高分子化合物とじては1例えば塩化ビニル樹脂、
塩化ビニル−エチレン共重合体、ポリエステル、ポリア
クリルアミド、ポリウレタン、シリコーン樹脂などを挙
げることができ、可塑剤がm出しにくいものが使用され
る。このような可塑剤としては1例えばセバシン酸ジオ
クチルエステル、アジビン酸ジオクチルエステル、マレ
イン酸ジオクチルエステル、ジ−n−オクチルフェニル
ホスホネート等が挙げられる。ま九、溶媒としては、テ
トラヒドロフラノが好適に使用式れる。
Friend, polymer compounds include 1, such as vinyl chloride resin,
Examples include vinyl chloride-ethylene copolymer, polyester, polyacrylamide, polyurethane, silicone resin, etc., and those that do not easily release plasticizers are used. Examples of such plasticizers include dioctyl sebacate, dioctyl adibate, dioctyl maleate, di-n-octylphenylphosphonate, and the like. (9) Tetrahydrofurano is preferably used as the solvent.

酸化還元膜の表面にマグネシウムイオン選択性膜を被着
するには1例えば担体である高分子化合物toot量部
に対して可塑剤を50〜500重量部、マグネシウムイ
オ71?ヤリャー物ffO,lnいし50重を部及び電
解質塩等を溶媒(り1]えばテトラヒドロフラノ)に溶
かしfcfIi液中に、基盤電極(ここでは酸化還元膜
被覆電極)t−浸漬、引き上げ、風乾上して乾燥を繰り
返し、キャリヤー膜厚50μfrL〜3!ll!、e#
にQ、3 y+m〜2朋どなろ工うにするのが好ましい
。あるいは、ペースト塩化ビニル、マグネシウムイオン
キャリヤー物質、可塑剤、電解質塩を上記の重量比で混
合した後、基盤醜極上に厚さ50μmないし3.1mに
なるように載せ。
To deposit a magnesium ion-selective membrane on the surface of a redox membrane, for example, 50 to 500 parts by weight of a plasticizer and 71 parts of magnesium ion are added to too many parts of a polymer compound as a carrier. Dissolve 50 parts of the liquid material ffO,ln and electrolyte salt etc. in a solvent (e.g. tetrahydrofurano) and add the base electrode (here, the redox film coated electrode) to the fcfIi solution, immerse it, pull it up, and air dry it. Repeat drying to obtain a carrier film thickness of 50μfrL~3! ll! , e#
It is preferable to use Q, 3 y + m ~ 2 to do some work. Alternatively, paste vinyl chloride, magnesium ion carrier material, plasticizer, and electrolyte salt are mixed in the above weight ratio, and then placed on the substrate to a thickness of 50 μm to 3.1 m.

160℃で1分間加熱処理してゲル化することによって
もマグネ7ウムイオンキヤリヤー膜は得うれる。
A magnesium 7 ion carrier film can also be obtained by heat treatment at 160° C. for 1 minute to form a gel.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、斜上の如く酸化還元膜の表面にマグネシウム
イオン選択性膜を被着した2層で構成されるマグネ7ウ
ムイオ/センサーであるので、(1)  従来のバレル
観液膜型寛極型のマグネシウムイオノセッサーと比べて
、酸化還元膜が内部液お工び基部電極の゛動きをするこ
とにより内部液全必要としないため、小型化が可能でる
り、液漏れや破損等がなく安全でるり、1層位応答性が
x< aim位が安定しマグネシウムイオノ屓度が精度
工〈測定できる。
Since the present invention is a magnesium ion/sensor composed of two layers in which a magnesium ion selective membrane is coated on the surface of a redox membrane as seen above, (1) the conventional barrel liquid-viewing membrane type electrode Compared to a type of magnesium ionosessor, the oxidation-reduction membrane transforms the internal liquid and moves the base electrode, so it does not require all the internal liquid, making it more compact and safe with no liquid leakage or damage. As a result, the responsiveness of the first layer is stable at the x < aim level, and the magnesium ion density can be measured with precision.

(11)  また、イオン選択性膜を直接被着した被覆
線型マグネシウムイオンセンサーと比べて被検液中のr
6存lI!2素をはじめ種々の共存物質の影響を受ケに
〈〈、マグネシウムイオン選択性がよ〈。
(11) Also, compared to a coated wire type magnesium ion sensor in which an ion-selective membrane is directly attached, the r
6 remain! Magnesium ion selectivity is high due to the influence of various coexisting substances including diatomic elements.

被検液の種類に制限されることなく使用でき。It can be used regardless of the type of test liquid.

応答速凌が速く、ま之に−そ時安定性に優れている〇更
に。
It has a fast response time and excellent stability.

(+lil  1Fi極の構成が簡単であるため、大量
に作製可能である。
(+lil Since the structure of the 1Fi electrode is simple, it can be manufactured in large quantities.

等1種々の特長を有する。It has various features such as 1.

〔実施列〕[Implementation row]

次に実施例及び試験N ’x挙げて説明する。 Next, Examples and Test N'x will be described.

実施eタリ l 下記方法にエリ第1図に示すマグネシウム1オ/センサ
ーを作製した。
Implementation Example 1 A magnesium sensor shown in FIG. 1 was fabricated using the following method.

ベーサル中プレー/・ピロリティ7ク・クラファイト(
B PG、ユニオンカーバイト社製)の板から、直径1
. l i”Imの円柱状BPGIIt−切り出し次の
ち、その底面11 aK4’tW性接着剤(アミコ/社
製、C−850−6)18を用いてリード服12(テフ
a/被膜銅線)を接続し、こf′Lをテフa/チェーブ
(内径1.7mx、外径2.1 II ) l 3と熱
収縮チューブ(アルファーワイヤill!り14で円柱
状BPGIIが1.5騙g出するように周囲を被覆絶縁
した。更に、*出したBPGIIの先端部ILb金半球
状に削り、七の半球面とBPG円柱側面を紙ヤス1(8
2000)で研いた。
Play during Basal/・Pilority 7ku・Craphite (
B PG, Union Carbide) plate, diameter 1
.. Cut out the cylindrical BPGIIt of l i"Im, and then attach the lead clothing 12 (Teff a/coated copper wire) to the bottom surface 11 using a K4'tW adhesive (manufactured by Amico, C-850-6) 18. Connect this f'L with Tef A/chave (inner diameter 1.7 m x outer diameter 2.1 II) l 3 and heat shrink tube (alpha wire ill! 14 cylindrical BPG II will come out 1.5 g) The surrounding area was coated and insulated as shown in the figure.Furthermore, the tip of the BPG II taken out *ILb was shaved into a hemispherical shape, and the hemispherical surface of the seventh part and the side of the BPG cylinder were sanded with sandpaper 1 (8
2000).

このようにして作製しfcBPG’を極を作用電極。In this way, fabricate fcBPG' as the working electrode.

飽和塩化ナトリウムカロメル電極(SSCE)t−基準
電極、白金製セルを対極とし友3極式セルを構成し、以
下に示す東件下で電解酸化重合反応を行った。
A three-electrode cell was constructed using a saturated sodium chloride calomel electrode (SSCE) t-reference electrode and a platinum cell as a counter electrode, and an electrolytic oxidation polymerization reaction was carried out under the following conditions.

(@解液) 0.5M2.6−キンレツール 0.2IvI  過塩素酸ナトリウム 溶媒ニア七ト二トリル (Tff、屏東件) 作用′1区甑の電位’?S SCEに対しυVから1、
 s vまで3回帰側(5f)mV/秒>I、、fCの
ち。
(@Solution) 0.5M2.6-KinleTool 0.2IvI Sodium perchlorate solvent Ni-heptonitrile (Tff, Pingtung case) Action '1-ward pot potential'? 1 from υV for S SCE,
After s v to 3 regression side (5f) mV/sec>I,, fC.

1、5 V対5SCEで10分間定電位電解した。Potential electrolysis was performed for 10 minutes at 1,5 V vs. 5 SCE.

この工うにしてBPGIIの露出面上[2゜6−キ/レ
ノールの0化重合体g15に約30μfn 厚さに被覆
し1ζ。この膜電極は、アセトニトリル溶媒で洗浄して
未反応の2,6−キ/1/ノールを除去したのち、水洗
乾燥し6県にマグネ7ウムイオンキヤリヤー膜16t−
被膜し念。
In this manner, the exposed surface of BPG II was coated with 2° 6-K/Lenol zero polymer g15 to a thickness of about 30 μfn. This membrane electrode was washed with acetonitrile solvent to remove unreacted 2,6-k/1/nol, washed with water, dried, and then coated with 16 tons of magnesium 7-ium ion carrier membrane in 6 prefectures.
I'm sorry for the coating.

マグネ7ウムイオンキヤリヤー膜113は、浸漬と乾燥
を定速度昇降機金用いて3回繰り返すことにより形成し
た。膜厚は、電極の先端部flbで0.3 ml、 4
11面8(SL l cで0.5II1mlの膜を形成
したO (浸漬液組成) N、N’−ジヘプチルーN、N’− ジメチル−1,4−ブタ/シア  25In9ミド(F
luka社’Jiり テトラキス(p−クロロフエニ q ル)ホウ醒カリ1ンム セバン/酸ジオクチル     647〜テトラヒトa
フラノ(饅媒)     4 mlこうして作製し念、
マグネ7ウムイオ/センサーは、充分に截線しtのち、
  L mM 4 (IZ −”ネシウム(MgClz
・6H10)浴数中に、約12時間浸漬したのち1次の
実験vc )TJいた。
The magnesium ion carrier film 113 was formed by repeating dipping and drying three times using a constant speed elevator. The film thickness is 0.3 ml at the tip of the electrode flb, 4
11 side 8 (SL lc to form a 0.5II 1 ml film (Immersion liquid composition)
Luka Company's Jiri Tetrakis (p-chlorophenylene) dissolved potassium 1mseban/dioctyl acid 647 ~ Tetrahydra
4 ml of flannel, prepared in this way,
After cutting the magneto/sensor thoroughly,
LmM 4 (IZ-” nesium (MgClz
・After immersion in the 6H10) bath for about 12 hours, the first experiment vc)TJ was carried out.

試験列1 1mM塩化マグネシウム溶液中に、災#例1で作成した
本発明マグネシウムイオンセンサーとa照電極としての
5SCEとを浸漬し、1Mの塩化マグネ/ラムに1液と
添加して、マグネシウムイオンa度を増加し7ながら起
電力の測定全温度36.8℃のもとで行った。測定の、
侍果を第2図に示した。
Test row 1 The magnesium ion sensor of the present invention prepared in Example 1 and the 5SCE as an a-lighting electrode were immersed in a 1mM magnesium chloride solution, and added to 1M magnesium chloride/lamb as a solution to remove magnesium ions. The electromotive force was measured at a total temperature of 36.8° C. while increasing the temperature by 7°C. of measurement,
The fruit is shown in Figure 2.

枳11定さtt p 4.Hαカと、マグネンウムイオ
//I&度との関係は、10−3〜10−”Mの範囲で
直線関係を示し、その:噴きは29゜8 m ¥/ k
g (Mg” 1であり。
枳11 tt p 4. The relationship between Hα force and magnenium io//I & degree shows a linear relationship in the range of 10-3 to 10-''M, and the spray is 29°8 m ¥/k
g (Mg”1).

Ncrnst式に従う応答が得られた。A response according to the Ncrnst equation was obtained.

次に陽イオンとの選択性の影響音訓べた。選択係数の常
用対数で取った値は、カリウムイオンに対してはlog
)(ム01譜=−1,12,ナトリウムイオンに対して
はlog K ;S”、N、 = −0,92、カルシ
ウムイオンに対してはlogi晶’、’、C,= 1.
44で6つ之。従って。
Next, the influence of selectivity with cations was studied. The value taken as the common logarithm of the selection coefficient is log
) (Mu01 score = -1,12, for sodium ions log K; S'', N, = -0,92, for calcium ions logi crystal', ', C, = 1.
6 in 44. Therefore.

本発明セッサーは、カリウムイオ/及びナトリウムイオ
/に対して約10倍程度の選択性を持つがカルシウムイ
オンに対して約1/25程度の選択性を示すことがわか
る。
It can be seen that the processor of the present invention has a selectivity of about 10 times for potassium ions and sodium ions, but a selectivity of about 1/25 for calcium ions.

なお、測定は妨害イオ/(陽1オン)の濃度を0、1 
M〜IMで一定に保って、マグネシウムイオン一度を変
えることによって行った。
In addition, the measurement was performed at the concentration of interfering ions/(positive 1 ion) of 0 and 1.
This was done by keeping M to IM constant and changing the magnesium ion once.

また応答速度は速く、95%応答は1分以内でめった。Also, the response speed was fast, with a 95% response rarely occurring within 1 minute.

溶存酸素4度に対する影@を調べた結果、O2と歯とを
別々に3時間パブリンブレ±ときの起電力の弗は±2m
V以内でろりO7の影響を受けないことがわかつ次0 の拡大断面説明図を示す。第2図は実施例1で作製した
本発明セッサーの起電力とマグネシウムイオ/@度の関
係?示す図面でろる。
As a result of investigating the shadow @ for dissolved oxygen at 4 degrees, the electromotive force when O2 and teeth are separately shaken for 3 hours is ±2m.
An enlarged cross-sectional explanatory diagram of the next 0 is shown, which shows that it is not affected by the filler O7 within V. Figure 2 shows the relationship between the electromotive force and magnesium io/@ degree of the present invention processor produced in Example 1? The drawing shown is correct.

11・・・BPG    lla・・・底面ttb・・
・先端fiLLc・・・側面部12・・・リード線  
13・・・テフa/チューブ14・・熱収縮チューブ 15・・・酸化還元膜 16・・・マグネシウムイオ/キャリf−膜17・・・
絶縁体   18・・・導電性接着剤19、・、マグネ
シウムイオ/感応部 19・・・マグネシウムイオン
11... BPG lla... Bottom ttb...
・Tip fiLLc...Side part 12...Lead wire
13...Tef a/tube 14...Heat shrink tube 15...Redox membrane 16...Magnesium ion/Carry f-membrane 17...
Insulator 18... Conductive adhesive 19... Magnesium ion/sensing part 19... Magnesium ion

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、マグネシウムイオン感応部を備え、溶液中のマグネ
シウムイオン濃度を電極電位応答で測定するマグネシウ
ムイオンセンサーであって、該マグネシウムイオン感応
部は導電性基体の表面に可逆的酸化還元機能を有する被
膜を備え、更に該被膜の全体及びそれを越えて表面にマ
グネシウムイオン選択性膜を備えてなることを特徴とす
るマグネシウムイオンセンサー。 2、マグネシウムイオン選択性膜がマグネシウムイオン
キャリヤー物質を担持せしめた高分子膜である特許請求
の範囲第1項記載のマグネシウムイオンセンサー。
[Claims] 1. A magnesium ion sensor that includes a magnesium ion sensitive part and measures the magnesium ion concentration in a solution by electrode potential response, the magnesium ion sensitive part having a surface of a conductive substrate that is reversibly oxidized. A magnesium ion sensor comprising a coating having a reducing function, and further comprising a magnesium ion selective membrane on the entire surface of the coating and over the coating. 2. The magnesium ion sensor according to claim 1, wherein the magnesium ion selective membrane is a polymer membrane supporting a magnesium ion carrier substance.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS52142584U (en) * 1976-04-22 1977-10-28

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