JPS63196846A - イオンセンサ - Google Patents

イオンセンサ

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JPS63196846A
JPS63196846A JP62028330A JP2833087A JPS63196846A JP S63196846 A JPS63196846 A JP S63196846A JP 62028330 A JP62028330 A JP 62028330A JP 2833087 A JP2833087 A JP 2833087A JP S63196846 A JPS63196846 A JP S63196846A
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JP
Japan
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carbon
ion
layer
base
electrode
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Pending
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JP62028330A
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English (en)
Inventor
Hideichiro Yamaguchi
秀一郎 山口
Takanao Suzuki
孝直 鈴木
Takeshi Shimomura
猛 下村
Noboru Koyama
昇 小山
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Publication date
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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
    • G01N27/28—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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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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はイオンセンサ、特にイオン感応部を形成した基
盤を用いたイオンセンサに関するものである。
［従来の技術］ イオンセンサに関して、本発明者等は炭素電極（特に導
電性炭素材料として、ベーサルブレー・ンピロリティッ
クグラファイトカーボン：　ＢＰＧカーボン、グラッシ
ーカーボン等）を基体とし、その上に酸化還元機能層、
及びさらにこの上にイオン選択性層を被覆したイオンセ
ンサに関して出願してきた。
ところが、この形態では基盤の形に限定され、特に微小
化やこの技術を半導体技術等・の回路技術へ利用するこ
とは難しかった。
今後イオンセンサを初めとするセンサ技術は、隼にセン
サで測定するというシステムではなく、電子、電気、生
物工学９発酵分野、医用分野（臨床１診断、検査１通信
等）におけるソフトの開発が要求されているため、基盤
技術を高度に組み合わせたセンサ技術開発が望まれる。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、回路基盤技術にも利用可能なるイオン感応部
を形成した基盤を用いたイオンセンサを提供する。
［問題点を解決するための手段］ この問題点を解決するための一手段として、本発明のイ
オンセンサは、イオン感応部が形成された基盤と、該イ
オン感応部を被覆する炭素を含む炭素層と、該炭素層を
被覆する酸化還元機能を発現する酸化還元機能層とを備
える。
又、イオン感応部が形成された基盤と、該イオン感応部
を被覆する炭素を含む炭素層と、該炭素層を被覆する酸
化還元機能を発現する酸化還元機能層と、該酸化還元機
能層を被覆するイオン選択性を発現するイオン選択性層
とを備える。
［作用コ かかる構成において、基盤に形成されたイオン感応部に
イオン濃度に対応した電位を発生する。・［実施例］ 以下、添付図面に従って、本発明の一実施例を詳細に説
明する。
実施例１ （１）３４１図に示す、ポリイミドフィルム上に銅線を
プリント配線した基盤（三井金属工業（株）社製：細い
ところで０．１ｍｍ線幅）上の一部Ａにカーボンペース
ト（粘度１５０〜３００ｐ、：日本アチソン（株）社製
ＪＥＦ−０１０）をへヶにて１回塗布（膜厚約０．５ｍ
ｍ）して、焼成温度１５０℃で３０分間焼成して基盤１
を作成した。次に、基盤１とウレタンコートの銅線２（
リード線）とをハンダ３で接合し、ハンダ３の部分をシ
リコーン樹脂４で絶縁して、第２図（ａ）に示す導電性
カーボン電極１ｏを作成した。
（２）第２図（ｂ）に示すフィルム基盤電極２゜を、（
１）の方法で作成した導電性カーボン電極１０のカーボ
ン被覆プリント配線部分１０ａを、次の条件で電解酸化
反応して酸化還元機能層１１で被覆し、さらに水素イオ
ンキャリヤ膜１２を被覆して作成した。
電解酸化反応条件は、上記導電性カーボン電極１０を作
用極とし、基準極に５ＳＣＥ、対極に白金網の３電極セ
ルを用いた。
（電解酸化反応条件） 電解液　　０．５Ｍ　　　２．［５キシレノール０．２
Ｍ　　過塩素酸ナトリウム アセトニトリル溶媒 電解温度　−２０，０℃ 電解条件　０〜＋１．５ボルト（対飽和塩化ナトリウム
カロメル電極）掃引速度 ５０　ｍＶ／秒で２回掃引後、＋１．５ボルトで１０分
間定電位電解反応を 行った。
次いで、この電極表面に水素イオンキャリア膜１２とし
てプロトンキャリヤ膜を次゛の条件でディッピングした
。
（プロトンキャリヤ膜組成） ＴＤＤＡ　　　　　　　　　　　３１３　　　　ｍｇ　
　　　　　Ｂ　　　　胃を零Ｋ　Ｔ　ｐ　　ＣＩ　Ｐ　
８　　　　　３１．３　　ｍｇ　　　　　　０．６　　
ＷＴ零Ｄ　ＯＳ　　　　　　　　　　　３２５５　　　
ｍ８Ｂ２．３　　胃ｔ９６Ｐ　Ｖ　ＣＩＨ５ｍｇ　　　
　　３１．１　　ｗｔ％ＦＴＨＦ溶液 実験例１ 以上の様にして作成したフィルム基盤電極２０と５ＳＣ
Ｅ電極２１とを用いて、第３図に示す回路により、標準
＆１衝液ＰＨ５〜９の範囲内でＰＨと該フィルム基盤電
極２０の起電力応答の関係は第４図に示すように直線関
係を示し、その時の直線の傾きは５６．０５ｍＶ／ＰＨ
（３７℃）である。
以上のことから、プリント配線フィルム（薄膜）でＰＨ
測測定可能なるセンサとして実用に供する可能性の高い
センサである。
実施例２ 第５図にハンディタイプのイオンセンサ５０を示す。
イオンセンサ５０は、前記フィルム基盤電極２０の様な
イオンセンサ電極５１ａと、基準電極５１ｂと、コモン
電極５１ｃと、サーミスタ５１ｄとから成るセンサ入力
部５１から種々のアナログデータが入力され、Ａ／Ｄ変
換器５２でデジタルデータに変換される。これらのデー
タに基づいて、ＣＰＵ５３がＲＯＭ５４に格納されたプ
ログラムに従って、ＲＡＭ５５を補助記憶としながら、
イオン濃度を算出して、出力部５６に出力する。
尚、−例としてハンディタイプのイオンセンサを説明し
たが、本発明の技術思想によりイオンセンサを含む種々
の装置を基盤上で容易に作成でき、複数のイオン種を同
時に測定できる装置が得られる。又、集積回路への適応
、更には集積回路をイオン選択性層で覆った装置等への
道も開いた。
又、本実施例ではイオンキャリア膜として、水素イオン
キャリア膜を代表させて説明したが、カルシウム、カリ
ウム、ナトリウム、マグネシウム、アンモニウム等の陽
イオン、炭酸イオン、塩素イオン、リン酸イオン、酢酸
イオン、硫酸イオン等の他のイオンキャリア膜において
も同様の効果があるし、更に酸素、炭酸ガス等のガスセ
ンサ、酵素センサ等のバイオセンサにおいても同様であ
る。
更に、炭素材料として、実施例ではカーボンペーストを
用いたが、炭素含有のトナー、炭素含有のエマルジョン
、炭素含有の導電性接着剤でもよい。
［発明の効果］ 本発明により、回路基盤技術にも利用可能なるイオン感
応部を形成した基盤を用いたイオンセンサを提供できる
。
更に詳細に言えば、本発明により、 （１）超微細配線上に簡単に導電性カーボンが被覆でき
、しかも絶縁された配線から構成された該カーボン基盤
が作成できる。
（２）該カーボン基盤上に電解酸化反応により、ピンホ
ールフリーの酸化還元応答膜が被覆できる。
（３）さらに、イオン選択性膜を被覆する複合膜型のイ
オンセンサである。
この技術は、スクリーン印刷基盤、半導体回路基盤とい
ったプリント回路基盤上に容・易に上記膜を被覆できる
ため、このセンサ技術を利用する応用分野、例えば電気
、電子、生物工学１発酵工学、医用分野（臨床１診断、
検査３通信等）への高度利用への適応が考えられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は実施例１に使用したプリント基盤の原形図、 第２図（ａ）は実施例１の導電性カーボン電極、 第２図（ｂ）は実施例１のフィルム基盤電極、第３図は
実験例１で起電力応答を測定した回路を示す図、 第４図は実験例１での実験結果を示す図、第５図は実施
例２のハンディイオンセンサの構成図である。 図中、１・・・基盤１．２・・・銅線、３・・・ハンダ
、４・・・シリコーン樹脂、１０・・・導電性カーホン
電極、１０ａ・・・カーボン被覆プリント配線部分、１
１・・・酸化還元機能層、１２・・・水素イオンキャリ
ヤ膜、５０・・・イオンセンサ、５１・・・センサ入力
部、５１ａ・・・イオンセンサ電極、５１ｂ・・・基準
電極、５１ｃ・・・コモン電極、５１ｄ・・・サーミス
タ、５２　・Ａ　／　Ｄ変換器、５３・ＣＰＵ、５４・
ＲＯＭ、５５・・・ＲＡＭ、５６・・・出力部である。 特許出願人　　　チル千株式会社 代理人　弁理士　　　　大　　塚　　康　　徳第　１　
図 第２図（０）　　　　　第２図（ｂ） 第５図 第３図 Ｈ 第４図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）イオン感応部が形成された基盤と、該イオン感応
    部を被覆する炭素を含む炭素層と、該炭素層を被覆する
    酸化還元機能を発現する酸化還元機能層とを備えること
    を特徴とするイオンセンサ。
  2. （２）炭素層が炭素含有のエマルジョン、炭素含有のペ
    ースト、炭素含有のトナー、炭素含有の導電性接着剤か
    ら選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    のイオンセンサ。
  3. （３）基盤、炭素層、酸化還元機能層がそれぞれ一対と
    なり、複数対同一の基盤上に形成されたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項または第２項記載のイオンセン
    サ。
  4. （４）イオン感応部が形成された基盤と、該イオン感応
    部を被覆する炭素を含む炭素層と、該炭素層を被覆する
    酸化還元機能を発現する酸化還元機能層と、該酸化還元
    機能層を被覆するイオン選択性を発現するイオン選択性
    層とを備えることを特徴とするイオンセンサ。
  5. （５）炭素層が炭素含有のエマルジョン、炭素含有のペ
    ースト、炭素含有のトナー、炭素含有の導電性接着剤か
    ら選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
    のイオンセンサ。
  6. （６）基盤、炭素層、酸化還元機能層、イオン選択性層
    が、それぞれ一対となり、複数対同一の基盤上に形成さ
    れたことを特徴とする特許請求の範囲第４項または第５
    項記載のイオンセンサ。
JP62028330A 1987-02-12 1987-02-12 イオンセンサ Pending JPS63196846A (ja)

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WO1988006289A1 (en) 1988-08-25
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