JPS6058544A - 流動イオン感知電極及びその製造方法 - Google Patents

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】 発明の背景 本発明は、水浴液中のイオン濃度を測定する電極、およ
びそのような電極とその電極を用いるイオン選択膜を製
造する方法に関する。

水溶液中のイオンの活量に選択的に応答するイオン感知
（検知）電極は技術上周知である。イオンの活量とイオ
ン濃度との間の関係が判っているのでこれらの電極はイ
オン濃度の測定に用いられる。そのような電極において
は２選択的イオン交換は選択的イオン交換材料とサンプ
ルされる溶液との間の界面を通して起きる。多数の最近
の電極設計は、ポリ塩化ビニル又はその他のプラスチッ
クのような有機材料のマトリックス中にイオン選択材料
を保持するイオン選択膜を用いている。

プラスチックマトリックスを用いた多数の先行技術感知
膜は、そのプラスチックの可塑剤をそのなかに入れた。

又は溶解した溶液中にイオン選択材料を溶解して作られ
る。粉末にしたプラスチックをこの混合物に加える。こ
の混合物を所望する形の基板（Ｓαｂ８ｔｒａｔｅ）に
適用して溶剤を蒸発させ。

又はその混合物を硬化させて膜をその所望する形に鋳込
みされる（　ｃａｎ　ｔ　）。そのような電極の例はブ
ロックらに発行された米国特許第３，４５０，６３１号
、護送に発行された米国特許第３，６３５，２１２号、
ホーキンスに発行された米国特許第４，２７１，００２
号、およびシンドラ−らに発行された米国特許第４，２
４２．１９１号に記述されている。

一部の先行技術電極においては、その上にイオン選択膜
が形成される基板は電極構造の一部として組込まれてい
る。その他の電極においては、膜は基板から取り除かれ
電極の本体部に取り付けられている。そのような電極に
２いては、膜を電極構造の残りの部分に封’４（８ｅａ
ｌｉ↑Ｌｇ）させることが問題となった。

スパチアニらに発行された米国特許第４，２３３　、１
３６号はイオン選択膜を電極構造の残ｐの部分に封着す
る問題を、イオン選択膜をプラスチック管の壁に組込む
場合について取り扱っている。この方法は上述した先行
技術電極の方法と同様に、粉末にしたプラスチックを可
塑剤とイオン選択材料を含む揮発性溶剤に溶解しその溶
剤を蒸発させて膜を形成することを含む。スバチアニ電
極においては。

プラスチック管には側面の開口部が備えられておシ２円
筒形の心棒をその開口部を横切って管内に挿入する。混
合物を心棒に適用して管の開口部を満たす。揮発性溶剤
は膜をプラスチック管に融合させる。膜が形成された後
に、心棒を取シ除くと膜がそこに残でれる。

発明の要約 イオン感知（検知）電極を製造する簡単化した方法を提
供するために２本発明では、一体化もだイオン選択膜を
有する′電解質チェンバとして予備成形したプラスチッ
ク部材の使用を可能にする。

これは、先行技術における浸漬工程及び層の積み重ね工
程を除去し、電解質に膜を封止するいかなる問題をも除
去する。

本発明はイオン選択膜を製造する新規な方法。

および所望する形のイオン選択膜を用いたイオンＩｅ、
仙霜′緬か側卆す入駈律ち士辻シ今す、イ譬・ム替択膜
を製造する方法は、プラスチック部材の原料となるプラ
スチックの膨尚剤である揮発性溶剤に溶解したイオン選
択材料の溶液に所望する形のプラスチック部材を浸し２
部材を乾燥させて溶剤を除去することを含む。この方法
によシ２例えばイオン選択膜を含む管状構造物がより容
易に製造できる。この方法は２種々のイオン感知′電極
を容易に簡単に製作するために内腔が１つ又は２つある
管のような予め成形された市販のプラスチック製品に使
用できるという大きな利点を有する。プラスチック部材
を先ず所望する形に成形し、その後処理してその部材の
一部をイオン選択膜に変えるので、膜は部材に連続して
一体となっており、Ｓ。

極に膜を封着させる問題は赴けることができる。

更に、この方法はイオン選択膜を作るのに基板を用いる
必要がないので、いかなる所望の形の膜の製造が大幅に
簡単になる。

本発明はまだ市販のプラスチック部材からイオン感知電
極を製作するのに上記のプロセスを用いることも含む。

これらの市、極を製作する方法は先行技術電極を製作す
るのに用いられる方法に比べると大幅に簡単になってい
る。更に、ここに述べである方法を用いて作られた電極
は、そのイオン選択ｊ漠が電極構造と一体になっている
という点で先行技術電極よシ優れていると考えられる。

本発明による電極の１つの好捷しい実施例は簡単なイオ
ン感知電極を作るのに内腔が１つの重合体の管を用いる
。その他の好ましい実施例はサンプル溶液中に浸すよう
に適合された組合せイオン感知・基準電極を作るのに内
腔が２つある管を用いる。更にその他の好ましい実施例
はイオン感知および組合せ感知および基準流動（ｆｌｏ
ｗ　ｔｈｒｏｕｇｈ）′電極を容易に作るために内腔が
２つある管を用いる。本発明は説明した実施例のすべて
を先行技術電極に比べて容易に作ることを可能にする。

更に。

説明した各実施例は下記に詳述する独特な１価値のある
特色を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によるイオン選択膜の製作に用い
るのに適した内腔１０を有する管状プラスチック部材１
０を示す。部材１ｏはシリコンゴム、ポリ塩化ビニル、
ポリウレタン、又はその他の膨潤可能なプラスチックで
作られたものでよい。 部材１０をイオン選択膜に変えるためには−Ｆ’　８６
のステップが行われなければならない。第１に、所望す
るイオン選択材料がそのなかに溶解されており部材１０
の原料となるグラスチックの膨潤剤として作用する溶剤
中に部材１ｏの全部又は一部を浸さなければならない。 浸漬は部材１ｏが膨潤してイオン選択材料が取り込まれ
たことを示すまで続けるべきである。その後、溶剤を除
去して後にイオン選択材料が残るようにし、放置して部
材１゜の膨潤がなくなるのを待つ。溶剤が便利に蒸発に
よって除去されるように揮発性溶剤を使用することが好
ましい。 第２図は本発明によるイオン感知和−極の側断面図を示
す。電極のイオン選択膜はプラスチック管２０から作ら
れるが、このプラスチック管は上述したようにイオン選
択Ｉ料をしみ込ませた外壁２２を有する。管２０の内腔
６６は電解質溶液又はゲル２６で満たす。管２０の遠位
端はシリコンゴム又はその他の適当な材料で作られたプ
ラグ２４で封止する。管２０の近位端はエポキシ又はそ
の他の適当な材料で作られているコネクタブロック６０
によって封止する。コネクタグロック６０内には。 電極２５の近位端にクリンプ（ｃｒｉｍｐ）　されてい
るコネクタビン６２が取シ付けらＪしている。電極２８
は技術上周知の銀／塩化銀基準電極でもよい。コネ、”
’　７３２１ｄ　ステンレススチールなどの任意の導電
性金属４で作られたものでよい。電解質２６は塩化物イ
オンおよび検出されるイオンを含む任意の適当な電解質
溶液又はゲルであってもよい。 上記の電極は上記の第１図に関連して述べたように先ず
第１に管２０を処理することによって容易に作られる。 管全体を処理してもよく、又はその一部を処理してもよ
い。例えば、破線３４から遠位の部分のみを溶剤に浸し
てもよい。溶剤を蒸発させた後に電解質２６を加えるべ
きである。電極２８およびプラグ２４を挿入したりコネ
クタブロック６０およびビン３２を取り付けたりする追
加のステップは任意の便利な順序で行ってもよく。 管２０にイオン選択材料をしみ適才せるステップに先行
してもよい。感知電極用の電解質チャンバはイオン選択
膜と一体化して作られているので。 第２図の電極の製造は先行技術に比べて著しく浦単にな
っている。 本発明によるイオン選択ｊ漠およびイオン感知電極の有
効性は下記の例によって証明される。 実施例１ アンモニウムイオン（ＮＨ４）に選択的なカラ茎は下り
己のようにして作られる。 ダウコーニングケミカル社により製造されているシラス
ティック（ｓｉｌα５ｔｉｃ　）の闇品名で市販されて
いる種類のシリコンゴム管を、ミズーリ州セントルイス
にあるシグマケミカル社から入手テキる抗生物質でアン
モニウムイオン選択イＡ利であるノナクチン１０ｍｇを
塩化メチレン２．３　ｍｌに溶解した溶液に管が膨潤す
るまで浸した。６つのそのようなアンモニウムイオン選
択膜を第２図に示すようにイオン感知電極に取シ入れた
。イオン感知亀極を基準電極と一緒に既知のモル濃度の
アンモニウムイオンを有する水溶液中に入れ、基準電極
と感知電極との間の電圧差を観察した。第１表に示しだ
アンモニウムイオンの既知のモル濃度と測定した電圧差
との相関は、イオン感知電極がそれらの意図された用途
に有効であったことを示している。 測定電圧値 、１　１５０．１　１４８．７　１４０．１．０１　９
７．３　９４．５　Ｂ７．８Ｅ０２０３．７　１９９．
８　１９３．１スロープ　５３．１　５１．９　５３．
５ｒ　１．００００　０．９９９７　１．０００実施例
２ カリウムイオン（Ｋ）に選択的な膜を下記の方法によっ
て製造した。 ある長さのポリ塩化ビニル管をカリウムイオン選択材料
ハリモマイシン１０ｍＱをイーストマンコダックケミカ
ル社から入手できるフタルばジベンチル（ＤＤＰ）　２
，５ｍｔに俗解した浴液中に管が膨潤するまで浸しへ〇
管を取り出し７０°Ｃで１６時間乾燥させた。そのよう
な２つのカリウムイオン選択膜を第２図に示すようにイ
オン感知電極に取り入れた。イオン感知電極を基準電極
と一緒に既知の嬢度のカリウムイオンを有する溶液中に
入れた。第２表に示すイオン感知−極と基準電極との間
の電圧差は、イオン感知′電極がそれらの意図された用
途に有効であったことを示している。 １．０Ｘ１０７３−６８．０　−７１．６４、ｏ　ｘｌ
ｏ−３−３２，１−３７，４６、ＯＸ　１０　”５−２
２．２　−２６．５Ｅ０１０９．２　１０１．３ スロープ　５９．１　５７．７ ｒ　Ｏ，９９９９０，９９９９ ポリウレタン管からカリウム選択膜を作るためにも同様
な手続を用いた。 実施例６ カリウムイオン（Ｋ”）に選択的なｊ莫を下記の方法に
よシ製造した。 アップジョン社からベラタン（ｐｅＬｌａｔｈａｎｅ　
）の商品名で市販されているボリウレクンから押出成形
したある長さの管を、パリノマイシン１０．Ｏｍ（Ｊお
よびテトラフェニル硼酸カリウム約０．１　ｆｉ１７を
アセトン２．０　ｍｌに溶解した溶液に管が膨潤するま
で浸した。管を溶液から取シ出し、管かもとの寸法に戻
るまで放置して乾燥させる。２つのそのようなカリウム
イオン選択膜を第２図に示すようなイオン感知電極に取
り入れだ。イオン感知電極を基準電極と一緒に既知のモ
ル濃度のカリウムイオンを有する水溶液中に入れ、それ
に、ＩＡｒ　カリウム液の既知の増加量を加え、基準電
圧と感知電極との間の電圧差を観察した。第６表に示し
であるカリウムイオンの既知のモル濃度と測定した電圧
差との間の相関は、イオン感知′電極のそれらの意図さ
れだ用途に有効なことを示している。 第６表 測定電圧値 （Ｍ　）　（）ｌ’）　（）ｎＪ’　）９．９ｘ　１０
−’　−４４，９−４１，０２、ＯＸ　１０”３−３２
．９　−２９．９３．８　ｘ　１０−３−２０．１　−
１７．２５．７　Ｘ　１０−３−１２．２　−９．６９
．１　ｘ　１０−３−２．７　−０．８１．２　Ｘ　１
０−２＋３．２　＋　４．２Ｅ０９２．９　８９．５ スロープ　４４．３　４２．０ ｒＯ，９９９８０，９９９８ 実施例４ 塩素イオン（ｃｔ”）に選択的な膜を下記の方法により
製造した。 例１に述べたようなある長さのシリコンゴム管を、キシ
レン２部（容量）に対しジェネラルミル社からアリカッ
ト（α１４ｑｗａｔＯ）の商品名で市販されている塩素
イオン選択材料メチルトリカプリルアンモニウムクロラ
イド１部（容量）の溶液に浸した。管は約１日浸漬し、
その後真空乾燥した。キンレンは容易に除去されること
が発見されたが。 アリカットの界面残留物は残り、これは追加のキンレン
で洗って除去した。２つのそのような膜金第２図に示し
であるイオン感知電極に取シ入れた。 これらの感知′電極を既知の濃度の塩素イオンを有する
水溶液中に入れ、上記の例１および例２において説明し
たようにテストした。第４表に示しであるその結果は、
イオン感知電極がそれらの意図した用途に有効であった
ことを示している。 、１　５５．９　８１．５ ．０１　９９．４　１２８．８ Ｅ０１５．８　３８．９ スロープ　−４０，９−４４，２ γ　、９９９４　．９９９２ 英施例５ ｐＨ感知電極に用いるのに適した腺を゛トＢＣの方法に
より製造した。 上記に説明したある長さのシリコンゴムをフレオン２部
（容量）に対しトリドデシルアミン１部（容量）の溶液
に管が１影潤するまで浸した。′ｉ＃はそのもとの寸法
に戻るまで放置して空気乾燥［７た。 ６つのそのような膜を電′ｐｓ寅としてＮａＣ１を含む
ｐＨ４緩衝欧を用いて第２図に示すイオン感知屯橙に取
り入れた。これらのｐｇ感刈′ｒｇ、極を既知のｐＨを
有する浴液中に入れ、上記の例に説明したようにテスト
した。第５表に示す結果は、イオン感知電極がそれらの
意図した用途に４１効であったことを示している。 第　５　表 Ｉｌｌ　？　′ｌ、　ＩＥ　イａζ ６　−１３３．３　−１３２．１　−１４４．６７　−
１９０．８　−１８４．８　−１８９．８８　−２４１
．６　−２４０．５　−２４２．８Ｅ０１９０゜１　１
９３．６　１５１．３スロープ　５４，１　５４．２　
４９．１ｒ　、９９９６　．９９４９　．９９９０第６
図は本発明による組合せイオン感知および基準電極の側
断面図を示す。イオン選択膜は内腔が２つある管４０か
ら作られており、その破線４８から遠位の部分を上述し
たプロセスを用いてイオン選択材料に浸す。管４０の第
１内腔６８は′電解質５０で満たされており、イオン感
知電極のだめの電解質チャンバとしての機能を果たす。 第２内腔６６は電解質５２によって満たされており、基
準電極のだめの電解質チャンバとしての機能を果たす。 ′電極５２はアパーチャ６４を介してサンプル液にさら
されている。内腔６６および６８の遠位端はシリコンゴ
ム又はその他の適当な材料でできているプラグ４６によ
って封止されている。内腔６６および６８の近位端はエ
ボギシ又はその他の適当な材料でできているコネクタブ
ロック５８によって封止されている。コネクタブロック
５８内には電極５４および５６の近位端にクリンプされ
ているコネクタビン６０および６２が取シ付けられてい
る。電極５４および５６は技術上周知の銀／塩化銀電極
でもよい。コネクタビン６ｏおよび６２はステンレスス
チールなどのような任意の導電性金属で作ってもよい。 ′電解質５ｏおよび５２は検出されるイオンとともに銀
および塩素イオンを含むべきである。電極５２はサンプ
ル液にさらされているので、それはゲル電解質であるこ
とが望ましいう好ましいゲルについては後述する。 上記の電極は管４０の遠位端を彪剤中に預けることによ
って第１図に関連して述べたように破線４８から遠位の
管４０を処理して作られる。ｍ剤を蒸発させた後に電解
質５ｏおよび５２を加えるべきである。電極５４および
５６を挿入し、コネクタブロック５８を取り付け、コネ
クタビン６ｏおよび６２をｊ＆Ｕ付け、プラグ４６を挿
入し、アパーチャ６４を形成する追加ステップは任意の
便利な順序で行えばよく、管４０にイオン選択材料をし
み込ませるステップに先行してもよい。アパーチャ６４
は外側の管壁４２の一部に穴をあけ、内腔６６を管壁４
２の外に開き、イオンがテストされる溶液から電解質５
２内に自由に移動できるようにすることによって簡単に
作られる。アノく−チャ６４は破線４８より近位に位置
しておシブラグ４６は破線４８よシ近位に延びており、
内腔６６内に含まれる電解質とイオン選択材料をしみ込
ませた管４０の部分との間に封止物を作っているという
点に注目することが重要である。この封止物は電極の効
率を悪くする内腔間のイオンの移動を防止することが好
捷しい。感知電極と基準電極の両方の電解質チャンバは
イオン選択膜と一体化して作られているので、第６図の
電極の製造は先行技術に比べて者しく簡単になっている
。 実施例６ 組合せカリウム選択電極および基準電極は下記の方法に
よシ製造された。 内腔が２つある成る長さのシリコンゴム管をパリノマイ
シン１０ｍｇおよびキシレン２．５ｍｔの溶液中に管が
膨潤するまで浸した。管を溶液から取り出し、管かもと
の寸法に戻るまで放置して乾燥させた。第６図に示す組
合せ電極をこの管から作った。この組合せ電極を既知の
モル濃度のカリウムイオンを有する水溶液中に入れ、カ
リウム感知電極と基準電極との間の電圧差を覗朕した。 第６表に示しであるカリウムイオンの既知のモル濃度と
測定した′電圧差との相関は２組合せ正極がそれらの意
図した用途に有効であったことを示している。 第６表 測定′眠圧値 １ｘ１０−３−１５２．１−１０８．６−１１８．４４
ｘ１０−３−１１７．１　−７４．３　−８４．１６ｘ
１０−３−１０８．２　−６４．０　−７４．６Ｂ　’
　３８．９　５．８　５．４ スロープ　５６．７　５７．２　５６．５ｒＯ，９９９
９０，９９９９０，９９９９第４図は本発明による組合
せイオン感知および基準電極の側断面図を示す。第６図
の電極と同様に、この電極も内腔が２つあるプラスチッ
ク管７０から作られる。破線７８から遠位にある管７０
の部分にイオン選択材料をしみ込ませる。 イオン感知電極のだめの電解質チャンノくとしての役目
をする内腔９８の遠位端のみが、シリコンゴム又はその
他の適当なグラスチックで作られているプラグ７６によ
って封止されている。内腔９６の遠位端はアパーチャ９
４を介して管７０の外部に開かれている。内腔９６は基
準電極部分のだめの電解質チャンバとしての役目をして
いる。電極８４および８６．コネクタブロック８８およ
びコネクタピン９０および９２は上記の第６図における
対応する構成要素と同じでちる。 上記の電極は上記の第１図に関連して述べたように破線
７８よシ遠位の内腔が２つある管７０を処理して作られ
る。このことは破線７８　より遠位の管７０の部分だけ
を溶剤中に漬けて行ってもよい。溶剤を蒸発させた後に
電解質８０および８２を加えるべきである。電解質８０
および８２は第６図の°電解質５０および５２に対応す
る。電極８４および８６を挿入し、コネクタブロック８
８を取υ付け、プラグ７６を挿入し、コネクタビン９０
および９２を取シ付ける追加ステップは任意の便利な順
序で行えばよく、管７０ｅ（イオン選択材料をしみ込ま
せるステップに先行してもよい。内腔９６は破線７８よ
り遠位に延びていない点に注目することが重要である。 このようになっているので。 イオン選択材料をしみ込ませた内壁７４のいかなる部分
も内腔９乙にさらされてはおらず、内腔間のイオンの移
行を防止している。内腔が２つある管７０は管７０の遠
位端と破線７８より近位のある点との間で内腔９６を取
り囲んでいる外側の管壁の一部を取り除いて作るのが便
利かもしれない。 感知電極と基準電極の両方のだめの電解質チャンバはイ
オン選択膜と一体となって作られている。ので、第４図
の電極の製造は先行技術に比べてかなり簡単になってい
る。史に、内腔９６および９８間の選択的イオンの移行
を防ぐために内腔９６を取り囲んでいる外壁の一部を取
り除くことは、アパーチャ６４よシ遠位の内腔６６をプ
ラグ４６がしつかシと封止する必要のある第６図の構造
に比べてよシ容易に行われ、よシ効果的と思われる。こ
の封止の漏れは内腔６８および６６間の選択的イオンの
移行を生じさせる。第４図の構造には対応する封止はな
く、従って、封止漏れによる電極の機能不良の可能性は
少なくなると思われる。 第５図は流動（ｆｌｏｗ　ｔｈｒｏｕｇｈ）イオン感知
電極の側断面図を示す。電極のイオン選択膜は、上述し
たようにイオン選択材料をしみ込ませた外壁を有するプ
ラスチック管１０２から作られている。管１０２はまた
゛成極に対するサンプル管としての役目もする。管１０
２の周ｐに共軸的に外側の管１００が置かれておシ、こ
の管１００は任意の適当なプラスチックで作るのが便利
かもしれない。管１００の近位端および遠位端は管１０
２の周りでそれぞれ封止ティスフ１１０および１１２に
よって封止されている。管１００の管壁１０４と管１０
２の管壁１０６との間の管１００の内腔１２６のその部
分は電解質１１４によって満たされている。電解質１１
４は第２図の′電解質２６に対応する。管１０２の近位
端および遠位端はそれぞれ流体継手Ｃｆｌバｄ　ｃｏ１
ｔｐｌ休ｇ）　１体８および１１６に結合している。流
体継手１１６おｊび１１８はプラスチック又はゴム管と
ともに用いられるように適合された任意の適当な流体継
手でよい。電極１２２およびコネクタビン１２４は上記
の図面における対応する構成要素と同じである。コネク
タビン１２４を管１００に固定しているのは管状スリー
ブ１２０であり。 このスリーブは適当なプラスチック又はその他の材料か
ら作ってさしつかえない。 上記の電極は上述の第１図に関連して哉明した′旨１０
２を先ず処理して作られる。管全体を処理してもよく、
又はその一部を処理してもよい。溶剤を蒸発させた後に
管１００および封止ティスフ１１０および１１２を加え
る。次に′電極１１４を加えるのが便利であるが、ステ
ップの順序に特にき１つだものはない。電極１２２を挿
入し、コネクタビン１２４および管状スリーブ１２０を
取り付けるステップはこのデバイスの製造にとってあ１
すＭＷではない。 感知膜は流動電極のサンプル管と一体化して作られるの
で、第５図の電極の製造は先行技術に比べて著しく簡単
になっている。 第６図は本発明による流即ノイメン感知（、橙の好まし
い１実施例の側断面図を示す。電極のイオン選択膜は、
少なくともその内壁１６４に上述したようにイオン選択
材料をしみ込ませである内腔が２つある重合体プラスチ
ック管１５０から作られている。管１６０の内腔１５４
は第２図の電解質２６に対応する電解質１４６によって
満たされている。内腔１５４の近位端および遠位端はそ
れぞれプラグ１６６および１６８によって封止されてお
り、これらのプラグはシリコンゴム又はその他の適当な
材料で作るのが便利かもしれない。管１６０の内腔１４
０は電極に対するサンプル管としての役目をしている。 内腔１４０の近位端および遠位端にはそれぞれ流体継手
１４２および１４４が結合している。流体継手１４２゜
および１４４は第５図に示しである対応する構造物と同
じである。電極１５２．コネクタビン１５０および管状
スリーブ１４８は上記の第５図において同じ名称のつけ
られている構造物に対応する。 上記の電極は上記の第１図に関連して述べたように先ず
内腔が２つある管１３０を処理して作られる。管全体を
処理してもよく、又はその一部のみを処理してもよい。 溶剤を蒸発畑せた後に電解質１４６を加えるべきである
。プラグ１３６および１６８を挿入し、電極１５２を挿
入し１円形スリーブ１４８およびコネクタビン１５０を
取り付け、流体継手１４２および１４４を挿入する追加
ステップは任意の便利な方法で行ってさしつかえなく、
管１３０にイオン選択材料をしみ込ませるステップに先
行してもよい。この電極の電解質チャンバおよびサンプ
ル管はイオン選択膜と一体となって作られているので。 第６図の電極の製造は先行技術電極に比べてかなシ簡単
である。 第７図は本発明による組合せイオン感知および基準流動
電極の側断面図を示す。電極のイオン選択膜は、少なく
ともその内壁の破線１７４より遠位の部分にイオン選択
材料をしみ込ませである内腔が２つあるプラスチック管
１６０かも作られている。 管１６０の内腔１９６の近位端および遠位端はそれぞれ
プラグ１６６および１６８によって封止されている。 更に、内腔１９６の中央部はプラグ１７２によって封止
されている。プラグ１７２より遠位の内腔１９６部分は
イオン感知電極のだめの電解質チャンバとしての役目を
する。プラグ１７２よシ近位にある内腔１９６部分は基
準電極のだめの電解質チャンバの役目をする。内壁１６
４にはアパーチャ１９８が設けられていて、電解＠　１
８２を内腔１７０にさらしており。 この内腔１７０は電極のためのサンプル管としての役目
をしている。電解質１８０および１８２は第６図の電解
質５０および５２に対応する。内腔１７０の近位端およ
び遠位端にはそれぞれ流体継手１７８および１７６が結
合され、これらの継手は第５図および第６図の対応する
構造物と同じである。同様に。 電極１８４および１８６．管状スリーブ１９２および１
８８、およびコネクタピン１９０および１９４は第５図
および第６図において同じ名称を有する対応する構造物
と同じである。 上記の電極は上記の第１図に関連して説明したように管
１６０を処理して作られる。破線１７４より遠位の管部
分のみにイオン選択材料をしみ込ませるべきである。溶
剤を蒸発させた後に電極１８０および１８２を内腔１９
６に挿入すべきである。アパーチャ１９８を切るステッ
プやプラグ１６６．１６８および１７２、流体継手１７
６および１７８．コネクタピン１９０および１９４２円
形スリーブ１８８および１９２および電極１８４および
１８６を挿入する追加ステソゲは任意の便利な順序で行
ってさしつかえなく、・ｄ１６０にイオン選択材料をし
み込゛ませるステップに先行してもよい。本発明の感知
電僚および基準電極の両方に対する電解質チャンバはサ
ンプル管とともにイオン選択腺と一体化して作られてい
るので。 第７図の電極の製造は先行技術に比べてかなりｏｎ羊に
なっている。封止物１７２は仮線１７４より近位に餉−
かれているので、感知チャンバと基準チャンバとの間の
イオンの移行は妨げられるという点に注目することが１
丘吸である。 第６図および第７図の′山、４％ｉに関しで、市販の内
腔が２つあるプラスチック管を用いてそのような電極を
作ると、単一の一体化された管状構造物内に任意の数の
イオン感知′ａ極および基ｊい石１彼を配Ｗ：する機会
が与えられることになる。そのような多重電極構造は本
発明の範囲内にあると省えら１する。 上記の実施例のすべてに用いるのに適しているが特に第
３図、第４図および第６図の実施例に有用な電解質ゲル
は、（重量基準で）ポリビニルアルコール７％、水９２
．５％、および重合剤として、５％　濃硫酸（１８Ｍ）
からなるポリビニルアルコールゲルを含んでいてもよい
。このゲルを塩化銀で飽和させ、感知されるイオンを含
む電解質とともに準備する。例えば、、’＋５ＭＮＣＬ
Ｃ１および、　’＋ＭＭＣｔの電解質レベルは塩素イオ
ン感知電極に適尚と思われる。このゲルは架橋剤として
グルチルアルデヒド、０２５％（重量）を含むことによ
って安定する。 そのようなゲルは上述した実施例とともに用いるのに適
した安定した。膨潤しない、腐食しないゲルである。更
に、そのようなゲルはぼるほろにくずれずに曲げること
ができる。これらの特性は上記の電極とともに用いるゲ
ルには特に望ましい。 という訳は、このゲルは第５図、第４図および第７図に
示した電極の基準電極部分においてサンプル液に直接に
さらされるからである。 本発明のいくつかの実施例をここに開示したが。 添付した特許請求の範囲によってその範囲を限定されて
いる本発明の精神および範囲を逸脱することなしに開示
された実施例には徨々の変更、変形および取替が行われ
ることが理解されるであろう。 以下本発明の実施の態様を列記する。 １．　下記の順序の決まっているステップ、即ち。 プラスチックの膨潤剤である溶剤にイオン選択材料を溶
解するステップと。 その後に、前記プラスチックから作られ近位端。 遠位端および外壁、第１内腔、第２内腔および前記第１
および第２内腔を隔てている内壁を有する管を前記管の
近位端と遠位端との中間の第１点より遠位の所せでだけ
前記管が膨潤する寸で前記溶剤に浸すステップと。 その後に、前記鼎剤が蒸発する１で前記管を乾燥さぜる
ステップと。 前記管の第１および第２内腔を′ａ解質で酒たすステッ
プとを含み。 更に、前記の順序の決まっているステップに関連して任
意の便利な順序で行ってさしつかえない下記の順序の決
貰っていないステップ、即ち。 前記第２内腔の外部にあって、前記管の遠位端と前記第
１点より近位の第２点との中間の前記管の外壁の部分を
除去するステップと。 前記管の第１内腔の遠位ｙｉＮを封止うるステップと。 前記管の第１および第２内腔に卯、１および第２竜極を
挿入するステップとを富む イオン感知−極製造方法。 ２　近位端、遠位端、第１内腔、第２内腔、第１および
昭２内腔を取り囲む外壁、および第１内腔と第２内腔と
を隔てる内壁を・有し、Ｆ３ｉＪ＋、しｕ口内腔は前記
管の遠位端に才で娘びており、角ｕ　ＨＩ−：し）、２
内腔は前記゛Ｕの遠位端よシ近位の第１点寸で７こけに
延びており、前記管の一笥、は踊Ｈｅ　’６ｆの遠位端
がらイオン選択材料をしみ込甘せ／こ９ｉｊ　ｉｅ　ｊ
ｊ４１点より遠位の第２点寸でだけに延びているプラス
チック管と。 前記第１および第２内腔を／ｌｌたしている′「１Ｌ解
賀ゲルと。 前記第１内腔の遠位端および前記管のＭ　ｂ１’、に開
いている前記第２内腔の遠位端を封止する封止〕・段と
。 前記管の第１および第２内腔に挿入された第１および第
２電極と、を含む イオン感知′は極。 ４、図面の簡単な説明 第１図は２本発明によるイオン選択膜を作るのに用いる
のに適した管状グラスチック部材を示す◇第２図は、第
１図の部材から作られたイオン選択膜を組込んだイオン
感知電極を示す。 第６図は、内腔が２つある管で作った２本発明による膜
を用いた組合せ゛電極を示す。 第４図は、内腔が２つある管で作った２本発明による膜
を用いた別の組合せ電極を示す。 第５図は２本発明による管状膜を用いた流動イオン感知
電極を示す。 第６図は、内腔が２つある管で作った１本発明による膜
を用いた別のｌ＃ｉ、動イオン感知電極を示す。 第７（！￥１は、内腔が２つ４ｑる管で作った１本発明
によるｊ摸を用いた組合せ流動電極を示す。 特許出願人　メトトロニック・インコーボレーテッド第
１頁の続き 優先権主張　［相］１９８胡詔月３日［相］米ｌ［相］
発　明　者　エリツク・ジエイ・フオグト ＠発明者ミツシェル・ニー・シ ュウインハンマー ＋（ＵＳ）■５１９９３８ アメリカ合衆国ミネソタ州５５３６９．メープル・グ冶
−ブ。 ハーバ−・レイン、９６７旙 アメリカ合衆国ミネソタ州５５０２５．フォーレスト・
レイク、ワンハンドレッド・アンド拳セブンテイエイス
・アベニュー、７８５旙

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　プラスチックの膨潤剤である溶剤にイオン選択材
   料を溶解するステップと。 その後、近位端、遠位端、外壁および第１内腔を有する
   前記プラスチックの管の少なくとも一部分を前記溶剤に
   浸すステップと。 その後、前記管の第１内腔を電解質ゲルで満たすステッ
   プとを含み。 更に、前記の順序の決まっているステップに関連して任
   意の便利な順序で行ってさしつかえのない下記の順序の
   決まっていないステップ、即ち。 前記管の第１内腔の遠位端を封止するステップと。 第１或極を前記管の第１内腔に挿入するステップと、を
   含む イオン感知電極製造方法。 ２　前記管は内壁によって前記第１内腔から隔てられて
   いる第２内腔を有し、前記充填ステップに前記管の第２
   内腔に電解質を充填することを含み、虹に下記の順序の
   決まっていないステップ。 即ち。 第２電極を前記管の第２内腔に挿入するステップを含む
   。 前記特許請求の範囲第１項に述べたイオン感知電極製造
   方法。 ろ、　前記浸漬ステップは第１点より遠位の前記管の一
   部のみを前記溶剤に浸すことがらなり。 更に、下記の順序の決まっていないステップ。 即ち。 前記第１点よシ近位の第２点において前記管の壁にアパ
   ーチャを設けて前記管の第２内腔を前記管の外部へ開け
   るステップと。 前記第１点および第２点の中間で前記管の第２内腔を封
   止するステップと、を含む。 前記特許請求の範囲第２項に述べたイオン感知電極製造
   方法。 ４、　近位端、遠位端、外壁および第１内腔を有し、少
   なくともその一部分にイオン選択材料をしみ込ませたプ
   ラスチック管と。 前記管のイオン選択材料をしみ込ませた部分の少なくと
   も一部よシ遠位の所で前記管の第１内腔を刺止する第１
   封止手段と。 前記管のイオン選択材料をしみ込ませた部分の少なくと
   も一部よシ近位の所で前記管の第１内腔を封止する第２
   封止手段と。 前記第１および第２封止手段の中間の前記管の第１内腔
   を満たす第１％′ｗＩ質と。 前記第１および第２封止手段の中間の前記管の第１内腔
   に挿入された第１電極とを含むイオン感知電極。 ５　前記プラスチック管に第２内腔および前記管の第１
   内腔と前記管の第２内腔とを隔てる内壁を有し、更に。 前記管のイオン選択材料をしみ込ませた部分より近位の
   所で前記管の第２内腔を封止する第６封止手段と。 前記第６封止手段よシ遠位の前記管の第２内腔を満たし
   前記管の外部に露出している第２電解質と。 前記第２電解質に接触して前記゛６′の第２内腔内に挿
   入された第２電極とを含む 前記特許請求の範囲第４項によるイオン感知’＋４ｊ極
   。 ６、　前記管の第１点より遠位の部分にのみイオン選択
   材料がしみ込−ませてあり、前記第１点より近位の第２
   点において前記管の夕１壁にアパーチャが設けられてい
   て前記管の第２内腔が前記管の外部に開いておシ、更に
   。 前記第１２よび第２点の中間でＤｉｌ　’ｉ；己管の第
   ２内腔を封止する第４封止手段を含む 前記特許、請求の１１屯囲第５項によるイオン感知’ｆ
   Ｅし極。 Ｚ　順序が決っているステップ、即ち。 所望するプラスチックの膨潤剤でもある溶剤にイオン選
   択材料を溶解するステップと。 その後、所望する形を有し前記の所直するプラスチック
   から作られた部材を前記溶剤に浸漬するステップと。 その後、前記部材から前記溶剤を除去するステップと、
   を含む前記特許請求の範囲第１項記載の所望するプラス
   チックから所望する形のイオン選択膜を製造する方法。 氏　前記の所望するプラスチックがシリコンゴムである
   前記特許請求の範囲第７項による方法。 １０、前記の所望するプラスチックがポリビニルクロラ
   イドである前記特許請求の範囲第７項による方法。 １１、前記イオン選択材料がノナクチンを含み。 前記溶剤が塩化メチレンを含む前記特許請求の範囲第８
   項による方法。 １ｚ　前記イオン選択材料が）くリノマイシンを含み、
   前記溶剤がアセトンを含む前記特許請求の範囲第９項に
   よる方法。 １ろ、前記イオン選択材料がノ（リノマイシンを含み、
   前記溶剤がフタル酸ジベンチルを含む前記特許請求の範
   囲第１０項による方法。 １４、前記イオン選択材料が更にテトラフェニル硼酸カ
   リウムを含む前記特許請求の範囲第１２項による方法。 １５、前記イオン選択材料がアリカットを含み。 前記溶剤がキシレンを會む前記特許請求の範囲第８項に
   よる方法。 １６、前記の所望する形が管を含む前記特許請求の範囲
   第７項による方法。 １７、前記浸漬ステップ（よ前記部材が膨潤するまで前
   記部材を前記溶剤に浸漬することを含む前記特許請求の
   範囲第７項による方法。 １８、前記溶剤は揮発性であり、前記除去ステップは前
   記部材を乾燥させて前記溶剤を蒸発させることを含む前
   記特許請求の範囲第７項による方法。 １９、前記イオン選択材料はトリドテシルアミンを含み
   、前記溶剤はフレオンを含む前記特許請求の範囲第８項
   による方法。