JPH01272957A - イオン感応膜、その製造方法及びイオンセンサ - Google Patents

イオン感応膜、その製造方法及びイオンセンサ

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JPH01272957A
JPH01272957A JP63100161A JP10016188A JPH01272957A JP H01272957 A JPH01272957 A JP H01272957A JP 63100161 A JP63100161 A JP 63100161A JP 10016188 A JP10016188 A JP 10016188A JP H01272957 A JPH01272957 A JP H01272957A
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ion
electrode
redox
sensor
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JP63100161A
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Norihiko Ushizawa
牛沢 典彦
Hideichiro Yamaguchi
秀一郎 山口
Naoto Uchida
直人 内田
Takeshi Shimomura
猛 下村
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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    • 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
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  • 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。

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、特に導電性基体に酸化還元応答
物質とイオンキャリヤ物質とを含有担持する高分子物質
を混合した層を備える固体膜型のイオンセンサに関する
ものである。
[従来の技術〕 これまで、導電性材料として炭素材料等を用い、この上
に酸化通光機能層を被覆して電位応答又は電流応答の測
定よりイオン濃度を測定することか提案されている。し
かしながらこの場合、電極の電位又は電流値の応答は、
異物質の界面上で発生する。従って、異物質間での被着
付が問題となり、又水溶液で測定するため材料膨潤度の
差異か材料剥離やピンホールの原因となって、長期間安
定性のあるイオンセンサを作成することかむすかしかっ
た。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、これら従来の技術上の問題点を解決し
、耐久性、保存安定性及びセンサ特性の優れたイオンセ
ンサを作成することにある。
[課題を解決するための手段及び作用]本発明において
は、導電性材料上に酸化還元発現物質、次いでイオン選
択層(ポリ塩化ビニルにイオン選択物質を共存させた)
を物理的に被覆していた従来の方法では、両方の層の界
面か剥離して再現性のあるセンサ特性が期特出来無いた
め、この問題に対し両物質を共通溶媒・・・例:テトラ
ビトロフラン(THF)・・・に溶解させ、電解反応に
より見かり上面物質が相溶系になる方法を試みた。
本発明のイオン感応膜は、酸化還元機能を発現する酸化
還元発現物質とイオンキャリヤ物質を含有する高分子化
合物との混合層からなる。
又、本発明のイオン感応膜の製造方法は、酸化還元機能
を発現する酸化還元発現物質とイオンキャリヤ物質を含
有する高分子化合物とを含む電解液中で、三極セルによ
る電解重合反応により、前記両物質の混合層を形成する
。
又、本発明のイオンセンサは、4電性基体上をイオン感
応層で被覆するイオンセンサにおいて、該イオン感応層
か酸化還元機能を発現する酸化還元発現物質とイオンキ
ャリア物質を含有する高分子化合物との混合層からなる
。
[実施例] 以下撚イづ図面に従って、本発明の詳細な説明する。
〈実施例1〉 第1図に本実施例て作成されたイオンセンサの構造模式
図を示す。
グラファイト系炭素材料(日本カーボン社製EG−51
)の直径1.5mm、長さ3mmの円柱1の片方の底面
1aに、リード線2(潤工社製。
ウレメット線)を導電性接着剤3(アミコン社製 C−
850−6)を用いて接着したのちポリフッ化エヂレン
系チューブ4(内径1.73mm)内に挿入し、絶縁性
接着剤5(スリーボンド社製。
TB2067)で絶縁して、グラファイト系炭素電極を
作成した。
該炭素電極を作用極とし、基準極を飽和塩化ナトリウム
カロメル電極(SSCE)、対極を白金網とする3電極
セルを用いて、以下の電解酸化条件の電解重合反応によ
り、酸化還元発現物質としてp、p′−ビフェノール重
合体とイオン選択性成分とを含有し、互いにマトリック
ス中にからみ合って両特性を有する層6を作成した。
尚、以下本例ではp、p′−ヒフエノールとして、4,
4′−ビフェノールを使用するがこれに限定はされない
。
(電解7夜 ) 酸化還元発現物質 4.4′−ビフェノール  ・・・005M過塩素酸ナ
トリウム    ・・・020M水素イオンキャリア物
貿ニ トリドデシルアミン(TDDA) ・・・37.5mg ([i、5wt%)カリウムテト
ラキス(P−クロロフェニル)(KTpC,ffPB)
−4,0mg (0,7wt%)セバシン酸シ(2−エ
ヂルヘキシル) (D OS )      −−−389,38mg 
 (67,1wt%)ポリ塩化ビニル (P V C)     −−−149,38mg (
25,7wt%)溶媒   THF  溶ン夜    
 25  m交電解重合条件 対S S CE 0.0
〜+1.4ボルト(掃引速度50mV/秒)で3回掃引 後、+t、4Vで10分間定電位電解 反応を行った。
電解重合時のサイクリックボルタモダラムを第2図(a
)に示す。この結果からブロードな酸化電流ピークを示
したのち、酸化電位(+の方向の電位値)の上昇と共に
電流値が直線的に増加する傾向を示すことが分る。この
ことは、この層中での酸化反応が遅い反応であり、電極
反応か成層速度を律速しでいることを示している。
〈比較例1〉 比較例1として、以下のイオンキャリヤ物質を含まず、
THF溶液を溶媒とする電解液で電解重合を行った。
(電解液) 酸化還元発現物質: 4.4′−ビフェノール・0.05M 過塩素酸ナトリウム    ・・・0.20M溶媒 ・
   THF  溶ン夜             ・
・・25  ml電解重合条件、対S S CE 0.
0−+1.4ボルト(掃引速度50mV/秒)で3回掃
引 後、+14vで10分間定電位電解 反応を行った。
第2図(b)に示すように、作成時の電解重合サイクリ
ックボルタモダラムも実施例1と同様の傾向を示すこと
から、電解液の溶媒が成層性に大ぎく寄与していること
がわかる。
〈比較例2〉 比較例2として、以下のイオンキャリヤ物質を含まず、
アセトニトリルを溶媒とする電解液で電解重合を行った
。
(電解液) 酸化還元発現物質: 4.4′−ビフェノール  ・・・0.05M過塩素酸
ナトリウム    ・・・0.20M溶媒  アセトニ
トリル    ・・・25 ml電解重合条件・対5S
CE0.0〜+14ボルト(掃引速度somv/秒)で
3回掃引 後、+1.5Vで10分間定電位電解 反応を行った。
作成時の層被覆電極のサイクリックボルタモダラムは、
第2図(e)のようになり、明瞭な酸化電流のピークを
示した。
即ち、アセトニトリル−NaC104系でのポリ(4,
4′−ビフェノール)の電解重合反応は、酸化反応がT
 HF  NaC14系に比較して非常に速く電極活性
物質(モノマー)の拡散が反応を律速しでいることを示
している。
又、走査型電子顕微鏡(S EM)観察では、第3図(
a)に示す本実施例は、第3図(b)の比較例1の隙間
を水素イオンキャリア層が充填していることを示してい
る。一方、アセトニトリルNaC14系から作成したポ
リ(4,4′−ビフェノール)層には、第3図(C)の
ようにクラックとダレインが発生している。又、アセト
ニトリル−NaC14系の電解層の層厚は数100μm
であるのに対し、T)l l’ −NaC14系て作成
したポリ(4゜4′−ビフェノール)層は約60μmの
薄層ではあるか、密層で均一である。
く実験例1〉 実施例1の方法で作成した層電極に、さらに、以下の組
成の水素イオンキャリア層を層厚約Q、8mm被覆した
層電極を作成した。
く水素イオンキャリア組成〉 T DDA    −313mg(6wt%)KT p
 c fL P B−・・31.3 mg(0,6wt
%)D OS     −3255mg(62,3wt
%)P V C=−1625mg(31,1wt%)溶
媒       THF  溶7夜 該層電極の37±005℃のネルンストの直線関係の勾
配は、58.88mV/pHを得た。
また、該層電極のウェット状態での層抵抗を交流インピ
ーダンス法により次のようにして求めた。本実施例の層
電極及び基準g(sscz)を50mM/uリン酸塩緩
衝液に浸漬し、ポテンシオスタット(北斗電工製 HA
−507G)を周波数アナライザ(ソーラトロン社製:
 2150A型)に接続し、第4図に示すレジスタンス
R(X軸)に対しインピーダンスZ型(Y軸)のコール
・コールプロットにより、周波数85 k Hz〜0.
05Hzまで変化させた。掃引速度は1Ostep/d
ec、実験は電圧(V)印加時に流れる電流(A)を、 とすると、 R= 8.08MΩ C(容量成分) = 1.95X 10−” Fと計算
てぎる。
〈実験例2〉 比較例2のようにカーホン電極上にアセトニドジル−N
aC1,+系のポリ(4,4′−ビフェノール)層被覆
後に、実験例1と同様の実験を行って作成した層電極の
場合の電極抵抗は437MΩであり、実験例1のそれに
くらべて約%に減少した。
また、ネルンストの直線の傾きは、60.30mV/p
l+(37±0805℃)で理論値61.536(37
℃)により近似する。
〈実験例3〉 比較例2で作成した電解重合体層の表面に、実験例1と
同様の水素イオンキャリア層をデイツヒング法を用いて
被覆した。
この炭素電極/ポリ(4,4′−ビフェノール)電解層
/水素イオンキャリア層からなる電極は、ネルンストの
直線の傾きが61.06mV/pH(37℃)となりほ
とんど理論値に等しくなった。層抵抗は実験例1と同様
に測定して11.86 MΩを得た。
以上の事象から、重合層(特にC)I3CN−NaCl
O2系)から作成したポリ(4,4′−ビフェノール層
)は、実験例3に示すように、電位応答は理想的ネルン
スト応答を示すか、層抵抗かやや高くなることか問題と
なる。この点、実験例2のように、電解反応時に水素イ
オンキャリヤ物質と電解酸化物質を共存させることで、
みかけ上高分子マトリックを交差させからみ合せた層を
電解重合層とイオンキャリヤ層の間に介することのよっ
て、イオン伝導性を高め層抵抗を下げ応答速度を高め、
ネルンストの関係式の直線の傾き等の特性をia持する
ことか出来ることを見出した。
〈比較例3〉 実施例1と同様に、グラファイト系炭素材料上に実験例
1と同様に水素イオンキャリヤ組成を約10μm厚に被
覆させた後、比較例2のように4.4′−ビフェノール
をNaC:104−CH3CN系中で電解重合した場合
のサイクリックポルタモグラムは、第2図(d)のよう
になる。
〈実施例2〉 カリウムイオン(K+)選択性のある以下に示す組成の
カリウムイオンキャリア層を水素イオンキャリア層の代
わりに使用した以外は実施例1と同様にしてイオンセン
サを作成した。
(カリウムイオンキャリア層組成) ハリノマイシン  ・・・ 25mg KTpclPB   −・−5mg 1)QS      =−647mg PVC・=323mg 溶媒 THF溶液 ・・・  4m旦 く実験例4〉 実施例2て作成したカリウムイオンセンサの電極電位と
見og[K”]の間の特性を、基準極5SCEに対しに
′″濃度10−3〜1(M/u)の範囲で測定した。電
極電位と旦og[K月の間で良い直線関係か成立し、そ
の直線の傾きは59.78mVi og[K ”](3
7℃)である。そして、本実施例の4.4′−ヒフエノ
ール重合体層のカリウムイオンキャリア層への溶出はほ
とんど認められず、又、層抵抗も808MΩてあった。
〈実施例3〉 塩素イオン(CIl−)選択性のある以下に示す組成の
塩素イオンキャリヤ層を水素イオンキャリア層の代わり
に使用した以外は実施例2と同様にしてイオンセンサを
作成した。
(塩素イオンキャリア層組成) トリフェニルスズクロライド・・・ 82.7 mgp
  OS                   ・−
725,3mgP  V  C−−−324,7mg THF                   −10
mu〈実験例5〉 実施例3て作成した塩素イオンセンサの電極電位と C
,Q−イオン濃度間の特性を、基準極5SCEを用いC
f1−イオン濃度1O−3〜110−05(/旦)の範
囲で測定した。測定結果は電極電位と旦Og[+4−]
の間で良い直線関係が成立し、その直線の傾きは−70
,02mV/ l og[c]−] (37±005)
である。
層抵抗も607MΩである。この実施例の塩素イオンキ
ャリア層への溶出はほとんど認められず炭素材料上で強
固な4.4′−ヒフエノール重合体層か被覆された。
以上説明したように、導電性基体上に酸化還元応答物質
とイオンキャリヤ物質を含有するボリ塩化ヒニール層を
電解重合法により交差マトリックス重合を行わせた層を
作成し、この層を単独又は4電性基体/酸化還元機能層
の上に、又はこの層上にイオンキャリヤ層を被覆して、
センサ特性(ネルンスト式の傾き、応答速度など)は従
来通りの値を示すと共に、層抵抗が従来の各層を物理的
に貼り合せた層にくらへ約%に下げることか出来る。
又、これら複合層の剥離かほとんと起こらないため、セ
ンサの電極電位は非常に安定で、耐久性も良いことか分
った。
尚、木実層側では、4.4′−ビフェノールを使用した
か、一般にp、p′−ビフェノールてよいことは、当業
者には自明である。又、水素イオン、カリウムイオン、
塩素イオンのイオンセンサについて説明したか、他のイ
オンセンサやバイオセンサにも適用できるのも自明であ
る。
ここで、本発明を達成するために使用し得る他の材料を
示す。
導電性基体としては、例えはベーサル・ブレーン・ピロ
リティック・グラファイト(basalplane p
yrolytic 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、銅、銀、パラジウム、ニッケル、鉄等の金属、特に
貴金属又はこれらの金属の表面に酸化インジウム、酸化
スズ等の半導体を被覆したものが挙げられる。就中、導
電性炭素材料が好ましく、BPGが特に好ましい。更に
、導電性基体は、金属、半導体基体をヘースとしたもの
、又は分離ケート型の電解効果型トランジスタ(FET
)と組み合わせた上に金属、金属酸化物、導電性炭素材
料を被覆したものであってもよい。
酸化還元機能を発現する層とは、これを導電性基体の表
面に被着してなる電極か酸化還元反応によって導電性基
体に一定電位を発生しつる性質を有するものであり、特
に酸素ガス分圧によって電位か変動しないものが好まし
い。斯かる酸化還元機能としては、例えば■キノンーヒ
ドロ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、■アミンーキノイド型の酸
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、■ポリ(ビロール)、ポリ(チエニレン)等
の導電性物質等が好適なものとして挙げられる。なお、
ここでキノン−ヒドロキノン型の酸化還元反応とは、重
合体の場合を例にとれは、例えば次の反応式で表わされ
るものをいう。
OOH (式中、R,、R2は例えば芳香族含有構造の化合物を
示す) また、アミン−キノイド型の酸化還元反応とは、前記同
様重合体の場合を例にとれば、例えば次の反応式で表わ
されるものをいう。
(式中、R3,R4は例えは芳香族含有構造の化合物を
示す) このような酸化還元機能を発現する層を形成しつる酸化
還元を発現する化合物としては、例えば次の(a)〜(
d)の化合物が挙げられる。
−以下余白一 (a )(Ol()、、。
Arl      (R5)12 (式中、Ar、は芳香核、各R5は置換基、m2は1な
いしAr、の有効原子価数、n2は0ないしAr、の有
効原子価数−1を示す) で表わされるヒドロキシ芳香族化合物。
Ar、の芳香核は、例えばヘンゼン核のように単環のも
のであっても、アントラセン核、ピレン核、クリセン核
、ペリレン核、コロネン核等のように多環のものであっ
てもよく、またヘンゼン羽格のみならず複素環骨格のも
のてあってもよい。置換基R5としては、例えばメヂル
基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基、および
ハロゲン原子等か挙げられる。具体的には、例えばジメ
ヂルフェノール、フェノール、ヒドロキシピリジン、〇
−またはm−ヘンシルアルコール、o−、m−またはP
−ヒドロキシベンズアルデヒド、0−またはm−ヒドロ
キシアセトフェノン、o −、m−またはP−ヒドロキ
シプロピオフェノン、o−、m−またはp−ヒドロキシ
ヘンシフエノン、o−、m−またはp−カルボキシフェ
ノール、ジフェニルフェノール、2−メチル−8=ヒド
ロキシキノリン、5−ヒドロキシ−1,4−ナフトキノ
ン、4−(p−ヒドロキシフェニル)2−ブタノン、1
.5−ジヒドロキシ−1,2゜3.4−テトラヒドロナ
フタレン、ビスフェノールA1サリヂルアニリド、5−
ヒドロキシキノリン、8−ヒドロキシキノリン、1.8
−ジヒドロキシアントラキノン、5−ヒドロキシ−1,
4−ナフトキノン等が挙げられる。
(b)次式 %式%) (式中、Ar2は芳香核、各R6は置換基、m3は1な
いしAr2の有効原子価数、n3は0ないしAr2の有
効原子価数−1を示す) て表わされるアミノ芳香族化合物。
Ar2の芳香核、置換基R6としては化合物(a)にお
けるAT、、置換基R5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例を挙げると、アニリン、
1,2−シアミノヘンゼン、アミノピレン、ジアミノピ
レン、アミノクリセン、ジアミノクリセン、1−アミノ
フェナントレン、9−アミノフェナントレン、9.10
−ジアミノフェナントレン、1−アミノアントラキノン
、p−フェノキシアニリン、0−フェニルンジアミン、
p−クロロアニリン、3.5−ジクロロアニリン、2,
4.6−1−リクロロアニリン、N−メチルアニリン、
N−フェニル−p−フェニレンジアミン等である。
(C)1.6−ピレンキノン、1,2,5.8−テトラ
ヒトロキシナリザリン、フェナントレンキノン、1−ア
ミノアントラキノン、プルプリン、1−アミノ−4−ヒ
ドロキシアントラキノン、アントラルフィン等のキノン
類。
これらの化合物のうち、特に2.6−キシレノール、1
−アミノピレンが好ましい。
(d)ビロールおよびその誘導体(例えばN−メヂルビ
ロール)、ヂオフェンおよびその誘導体(例えば、メヂ
ルヂオフエン)等である。
更に、酸化還元機能を発現しつる化合物としては、ポリ
(N−メチルアニリン)[大貫、検出、小山、日本化学
会誌、1801−1809 (1984)]、ポリ(2
,6−シメチルー1.4−フェニレンエーテル)、ポリ
(0−フェニレンシアミン)、ポリ(フェノール)、ポ
リキシレノール、ピラゾロキノン系ヒニルモノマーの重
合体、イソアロキサジン系ヒニルモノマーのffi 合
体等のキノン系ヒニルボリマー縮重合化合物のような(
a)〜(d)の化合物を含有する有機化合物、(a)〜
(d)の化合物の低重合度高分子化合物(オリゴマー)
、あるいは(a)〜(d)をボリヒニル化合物、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、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。
支持電解質として、例えは過塩素酸ナトリウム、硫酸、
硫酸二ナトリウム、リン酸、ホウ酸、テトラフルオロリ
ン酸カリウム、4級アンモニウム塩などが好適なものと
して挙げられる。
イオンキャリヤ物質としては、被検イオンに応して例え
ば次のものか使用される。
(1)水素イオン 水素イオンキャリヤ物質としては、次の物質か使用され
た。例えは次式 (式中、R7,R8およびR9は同一もしくは異なった
アルキル基を示し、そのうち少なくとも2つは炭素数8
〜18のアルキル基を示す)で表わされるアミン類、お
よび次式 (式中、Rloは炭素数8〜18のアルキル基を示す) で表わされる化合物等を挙げることかでき、好ましいも
のとしてはトリーn−ドデシルアミンが挙げられる。こ
の中では特にトリドデシルアミンが好ましい。
(11)カリウムイオン ハリノマイシン;ノナクチン、モナクチン、ジシクロヘ
キシル−18−クラウン−6、ナフト−15−クラウン
−5、ビス(15−クラウン−5)等のクラウンエーテ
ル化合物等が挙げられ、就中、パリノマイシン、ビス(
15−クラウン−5)か好適である。
(1自)ナトリウムイオン 芳香族系アミドもしくはジアミド類、脂肪族系アミドも
しくはジアミド類、クラウン化合物、例えはビス[(1
2−クラウン−4)メチル]ドデシルマロネート、N、
N、N、N−テトラプロピル−3,6−シオキサネート
 ジアミド、N。
N、N’ 、N’−テトラベンジル−1,2−エチレン
ジオキシジアセトアミド、N、N’ −ジベンジル−N
、N′−ジフェニル−1,2−フェニレンジアセトアミ
ド、N、N’ 、N”−トリへブチル−N、N′、N”
−トリメチル−4,4′。
4″−プロピリジントリス(3−オキサブチルアミド)
、3−メトキシ−N、N、N、N−テトラプロピル−1
,2−フェニレンジオキシジアセトアミド、(−)−(
R,R)−4,5−ジメチル−N、N、N、N−テトラ
プロピル−3,6−ジオキサオクタン ジアミド、4−
メチル−N。
N、N、N−テトラプロピル−3,6−シオキサオクタ
ン ジアミド、N、N、N、N−テトラプロピル−1,
2−フェニレンジオキシジアセトアミト、N、N、N、
N−テトラプロピル−2゜3−ナフタレンシオキシジア
セトアミト、4−t−ブチル−N、N、N、N−テトラ
プロピル−1,2−シクロヘキサンジオキシ−ジアセト
アミ1−、シスーN、N、N、N−テトラプロピル−1
,2−シクロヘキサンジオキシジアセトアミト、トラン
ス−N、N、N、N−テトラプロピル−1,2−シクロ
ヘキサンジオキシシアセトアミト等が挙げられ、就中、
ビス[(12−クラウン−4)メヂル]ドデシルマロネ
ートが好適に使用される。
(1v)塩素イオン 次式 %式% (式中、R11,R12,R13は各々同−若しくは異
なって炭素数8〜18のアルキル基を、R14は水素ま
たは炭素数1〜8のアルキル基を示す)で表わされる4
級アンモニウムの塩及び次式で表わされるトリフェニル
スズクロライド等が挙げられる。
(V)カルシウムイオン カルシウム ビス[ジー(n−オクヂルフェニル)ボス
フェート]、(−)−(R,R) −N。
N′−ヒス[(11−エトキシカルボニル)ウンデシル
]−N、N′、4.s−テトラメチル−3,6−シオキ
サオクタンージアミト、カルシウムビス[ジ(n−デシ
ル)ホスフェート]等が好適なものとして挙げられる。
(vi)炭素水素イオン 次式 %式% (式中、R,5,R,6,R、、は各々同−又は異なっ
て炭素数8〜18のアルキル基を、R18は水素原子又
は炭素数1〜4のアルキル基を、X−はC父−1Br−
又はOH−を示ず) て表わされる4級アンモニウム塩1次式(式中、R+9
はフェニル基、水素原子又はメチル基を、R20は水素
原子又はメチル基を、R2+は水素原子、メチル基又は
オクタデシル基を示す)で表わされる3級アミン化合物
。
更に次式 %式% で表わされる化合物等が挙げられる。
(vii)アンモニウムイオン ノナクチンにモナクチンあるいはテトラナクチン等を加
えたものが好適なものとして挙げられる。
電解質塩としては、例えはナトリウムテトラキス(p−
タルロフェニル)ポレート、カリウムテトラキス(p−
クロロフェニル)ポレート、および次式 %式% (式中、R18はアルキル基、好ましくは炭素数2〜6
のアルキル基を示す) て表わされる化合物か挙げられる。
この中ては、水素イオン、カリウムイオン、ナトリウム
イオン、炭酸水素イオンに対してはテトラキス(P−ク
ロロフェニル)ホウ酸カリウム、塩素イオンに対しては
テトラクロロポレート、カルシラミオンに対してはシー
(n−オフデルフェニル)ポスフェートかとくに好まし
い。
また、イオンキャリヤ物質を担持せしめる層材について
は高分子化合物として、例えは塩化ビニル樹脂、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、ポリウレタンなどの有機高分子化合物およびシ
リコーン樹脂などの無機高分子化合物を挙げることかで
きる。この中ではとくに塩化ビニルか好ましい。
使用される可塑剤は、溶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、例えはセバシン酸ジオクチ
ルエステル、アジピ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、シーn−オクチルフェニルホス
ボネート等が挙げられる。この中てはセバシン酸ジオク
チル(DO5)、セバシン酸シ(2−エチルヘキシル)
か好ましい。
溶媒としては、例えはアセトニトリル、水、シメヂルホ
ルムアミト、シメヂルスルポキシト、プロピレンカーホ
ネートメタノール等か使用され、テトラヒドロフラン(
THF)がとくに好ましい。
また、本発明の混合層は、これに電解質を含浸させて使
用することかできる。電解質としては、例えばリン酸、
リン酸水素二カリウム、過塩素酸ナトリウム、硫酸、テ
トラフルオロホウ酸塩、テトラフェニルポウ酸塩等が挙
げられる。混合層に電解質を含浸させるには、混合層が
形成されたのち、これを電解質溶液に浸漬する方法か簡
便である。
[発明の効果] 本発明により、耐久性、保存安定性及びセンサ特性の優
れたイオンセンサを提供てきる。
更に詳細には、導電性基体上に酸化還元応答物質とイオ
ンキャリヤ物質を含有するポリ塩化ビニール層を電解重
合法により交差マトリックス重合を行わせた層を作成し
、この層を単独又は導電性基体/酸化還元機能層の上に
、又はこの層上にイオンキャリヤ層を被覆して、センサ
特性(ネルンスト式の傾き、応答速度など)は従来通り
の値を示すと共に、層抵抗が従来の各層を物理的に貼り
合せた層にくらべ約%に下げることか出来る。
又、これら複合層の剥離がほとんど起こらないため、セ
ンサの電極電位は非常に安定で、耐久性も良いことが分
った。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例のイオンセンサの構造模式第2図(a
)は4.4′−ヒフエノール(THF系)十水素イオン
キャリヤの同時電解重合のサイクリックボルタモダラム
を示す図、第2図(b)は4,4′−ビフエール(TH
F系)の電解重合のサイクリックポルタモグラムを示す
図、 第2図(c)は4.4′−ビニノール(CH3CN  
アセトニトリル系)の電解重合のサイクリックボルタモ
ダラムを示す図、 第2図(d)は水素イオンキャリヤ層被覆後の4.4′
−ビニノール(CH3CN ニアセトニトリル系)の電
解重合のサイクリックポルタモグラムを示す図、 第3図(a)は実施例1の層表面のSEM写真像、 第3図(b)は比較例1の層表面のSEM写真像、 第3図(C)は比較例20層表面のSEM写真像、 第4図は実施例1の作成層のコール・コールプロットを
示す図である。 図中、1・・・グラファイト系炭素材料の円柱、1a・
・・底面、2・・・リート線、3・・・導電性接着剤、
4・・・ポリフッ化エヂレン系チューブ、5・・・絶縁
性接着剤、6・・・酸化還元発現物質とイオン選択性成
分とを含有する層である。 第1図 E (mV vs 5SCE) 第2図(0) 第2図(b) E(mV vs 5SCE) 第2図(C) E (mV vs ’3SCE) 第3図(0) 第2図(d) (’、′−H−’、ty%*”、Xべ!″゛手 糸売 
ネ甫 正 書 (方式) 昭和63年 8月 2日

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸化還元機能を発現する酸化還元発現物質とイオ
    ンキャリヤ物質を含有する高分子化合物との混合層から
    なることを特徴とするイオン感応膜。
  2. (2)酸化還元機能を発現する酸化還元発現物質とイオ
    ンキャリヤ物質を含有する高分子化合物とを含む電解液
    中で、 三極セルによる電解重合反応により、前記両物質の混合
    層を形成することを特徴とするイオン感応膜の製造方法
    。
  3. (3)導電性基体上をイオン感応層で被覆するイオンセ
    ンサにおいて、 該イオン感応層が酸化還元機能を発現する酸化還元発現
    物質とイオンキャリア物質を含有する高分子化合物との
    混合層からなることを特徴とするイオンセンサ。
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