JPS61213662A - pHセンサ− - Google Patents
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Classifications
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
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pHセンサー、更に詳細には、電極基体の表面
に水素イオンキャリヤー膜を被着してなる田センサーに
関する。
に水素イオンキャリヤー膜を被着してなる田センサーに
関する。
■9発明の目的
〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕従
来、小型声測定器としては、ガラス膜電極を用い、電極
の外周を絶縁材1金属で囲ったもの、ポリウレタン樹脂
等のチューブで囲ったもの(カテーテル電極)などが上
布されている。しかし、ガラス膜電極はガラス膜が破損
しやすく、またガラス膜表面に付着した蛋白質などのイ
オン障害物を除くために頻繁に洗滌の必要があり使用上
類型なるを免れなかった。そこで、このガラス膜の代シ
に高分子膜中に水素イオン輸送物質を封入した、いわゆ
る水素イオンキャリヤー膜を使用した小型声測定器が開
発された(米国特許第3743558号、特開昭47−
7549号)。
来、小型声測定器としては、ガラス膜電極を用い、電極
の外周を絶縁材1金属で囲ったもの、ポリウレタン樹脂
等のチューブで囲ったもの(カテーテル電極)などが上
布されている。しかし、ガラス膜電極はガラス膜が破損
しやすく、またガラス膜表面に付着した蛋白質などのイ
オン障害物を除くために頻繁に洗滌の必要があり使用上
類型なるを免れなかった。そこで、このガラス膜の代シ
に高分子膜中に水素イオン輸送物質を封入した、いわゆ
る水素イオンキャリヤー膜を使用した小型声測定器が開
発された(米国特許第3743558号、特開昭47−
7549号)。
しかしながら、水素イオンキャリヤー膜を使用したこの
旭測定器は、キャリヤー膜成分が溶出しやすく測定の再
現性等に問題があった。また、この旭測定器の改良品と
して液膜型電極が報告されている( Analytic
a Chimica Acta 、 131 (198
1)111−116)。しかし、いずれのものも内部液
室を有する点では変わシはなく、構造的に小型化には限
界がおった。
旭測定器は、キャリヤー膜成分が溶出しやすく測定の再
現性等に問題があった。また、この旭測定器の改良品と
して液膜型電極が報告されている( Analytic
a Chimica Acta 、 131 (198
1)111−116)。しかし、いずれのものも内部液
室を有する点では変わシはなく、構造的に小型化には限
界がおった。
本発明者は、旭測定器をよシ小型なものとすべく、内部
液室を必要としない固体型田センサーについて鋭意研究
の結果、電極基体の表面に水素イオンキャリヤー膜を被
着した電極からなる声センサーは極めて小さな形状とす
ることができること、測定溶液中の溶存酸素によりほと
んど影響を受けないこと、および応答速度が速いことな
ど、優れたセンサー特性を有することを見出し、本発明
を完成した。
液室を必要としない固体型田センサーについて鋭意研究
の結果、電極基体の表面に水素イオンキャリヤー膜を被
着した電極からなる声センサーは極めて小さな形状とす
ることができること、測定溶液中の溶存酸素によりほと
んど影響を受けないこと、および応答速度が速いことな
ど、優れたセンサー特性を有することを見出し、本発明
を完成した。
すなわち本発明は溶液のpHを電極電位応答で測定する
呉センサーであって、電極基体の表面に溶液中の水素イ
オンを該基体表面へ輸送するための水素イオンキャリヤ
ー物質を含む水素イオンヤヤリャー膜を被着した直セン
サーを提供するものである。
呉センサーであって、電極基体の表面に溶液中の水素イ
オンを該基体表面へ輸送するための水素イオンキャリヤ
ー物質を含む水素イオンヤヤリャー膜を被着した直セン
サーを提供するものである。
本発8Aは、更に電極基体が導電体または導電体の表面
に水素イオンの関与する酸化還元反応を行なうことがで
きる重合体膜を被着し7tpHセンサー。
に水素イオンの関与する酸化還元反応を行なうことがで
きる重合体膜を被着し7tpHセンサー。
導電体が炭素材料、貴金属およびこれらの表面に半導体
材料を被覆したものからなる群から選ばれるpHセンサ
ー。
材料を被覆したものからなる群から選ばれるpHセンサ
ー。
重合体膜が電解質を含浸せしめた呉センサー。
水’lE(オンキャリヤー膜が水素イオンキャリヤー物
質および電解質塩を高分子化合物に担持させた旭センサ
ー。
質および電解質塩を高分子化合物に担持させた旭センサ
ー。
水素イオンキャリヤー物質が次式
(式中、R1!、adzおよびRI3は同一もしくは異
なってアルキル基を示し、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)で表わされる化合物
である酊センサー。
なってアルキル基を示し、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)で表わされる化合物
である酊センサー。
電解質塩がテトラキズ(p−クロロフェニル)ホウ素酸
のアルカリ金属塩であるpHセンサー。
のアルカリ金属塩であるpHセンサー。
高分子化合物が塩化ビニル樹脂であるpHセンサO
高分子化合物が可塑剤としてセバシン酸ジオクチルエス
テルを含有するものでらる田センサーを提供するもので
ある。
テルを含有するものでらる田センサーを提供するもので
ある。
■0発明の具体的構成
以下、本発明のpHセンサーの一例を示す第1図と共に
説明する。
説明する。
第1図に示すように、本発明の声センサーは任意形状の
電極基体11の周囲に絶縁体13を被覆し、先端表面に
所定量の水素イオンキャリヤー膜12を被着・固定して
なるものである。
電極基体11の周囲に絶縁体13を被覆し、先端表面に
所定量の水素イオンキャリヤー膜12を被着・固定して
なるものである。
電極基体としては、例えば導電体、導電体の表面に水素
イオンの関与する酸化還元反応を行なうことができる重
合体膜(以下、単に「酸化還元反応膜」という)を被着
したものが挙げられる。導電体としては1例えばベーサ
ル・ブーレーンeピロリティック・グラファイト(BP
G)、グラツシーカーボン等の炭素材料、金、白金、銀
、パラジウム等の貴金属またはこれら導電体の表面に酸
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。
イオンの関与する酸化還元反応を行なうことができる重
合体膜(以下、単に「酸化還元反応膜」という)を被着
したものが挙げられる。導電体としては1例えばベーサ
ル・ブーレーンeピロリティック・グラファイト(BP
G)、グラツシーカーボン等の炭素材料、金、白金、銀
、パラジウム等の貴金属またはこれら導電体の表面に酸
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。
また、導電体の表面に被着される酸化還元反応膜として
は、例えば次のアミン−キノイド型酸化還元反応 −a+ 、 e− +NH−Rt九NH−□ −+N=Rz怖N−(式中、
R,は例えば芳香核、R2はR1に対応する環構造を示
す) または次のキノン−ヒドロキノン型酸化還元反応−H+
、 e− OH+ R3−)−qOH□ O傘R4勤0(式中、R
3は例えば芳香核、R4はR1に対応する環構造を示す
) を行なうことができる膜が挙げられる。
は、例えば次のアミン−キノイド型酸化還元反応 −a+ 、 e− +NH−Rt九NH−□ −+N=Rz怖N−(式中、
R,は例えば芳香核、R2はR1に対応する環構造を示
す) または次のキノン−ヒドロキノン型酸化還元反応−H+
、 e− OH+ R3−)−qOH□ O傘R4勤0(式中、R
3は例えば芳香核、R4はR1に対応する環構造を示す
) を行なうことができる膜が挙げられる。
このような酸化還元反応膜を形成しうる化合物としては
、例えば次の(a)〜(C)の化合物が挙げられる。
、例えば次の(a)〜(C)の化合物が挙げられる。
(a) 次式
%式%)
(式中、Atは芳香核、各aSは置換基、mは1ないし
Arの有効原子価数、nは0ないしAtの有効原子価数
−1を示す) で表わされるアミノ芳香族化合物。
Arの有効原子価数、nは0ないしAtの有効原子価数
−1を示す) で表わされるアミノ芳香族化合物。
Arの芳香核は、例えばベンゼン核のように単環のもの
でらっても、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
もよい。置換基R。
でらっても、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
もよい。置換基R。
とじては、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、およびノ・ロゲン原子等が挙げられる
。アミン芳香族化合物の具体例を挙げると、アニリン、
1,2−ジアミノベンゼン、1,6−ジアミノピレン、
1.8−ジアミノピレン、1−アミノクリセン、1,4
−ジアミノクリセン、l−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、p−クロロアニリン、3−5−ジクロロアニリン
、2,4.6−ドリクロロアニリン、N−メチルアニリ
ン、N−7二二ルーp−7二二レンジアミン等でhる。
等のアリール基、およびノ・ロゲン原子等が挙げられる
。アミン芳香族化合物の具体例を挙げると、アニリン、
1,2−ジアミノベンゼン、1,6−ジアミノピレン、
1.8−ジアミノピレン、1−アミノクリセン、1,4
−ジアミノクリセン、l−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、p−クロロアニリン、3−5−ジクロロアニリン
、2,4.6−ドリクロロアニリン、N−メチルアニリ
ン、N−7二二ルーp−7二二レンジアミン等でhる。
伽) 次式
%式%)
C式中、各R・は置換基を示し、Ar、mおよびnは前
記と同じ意味を有する) で表わされるヒドロキシ芳香族化合物。
記と同じ意味を有する) で表わされるヒドロキシ芳香族化合物。
具体例としては、フェノール、1.6−キシレノール、
2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、アシッ
ドブラック、テトラヒドロキシアントラセンおよび次の
群から選ばれる化金物が挙げられる。
2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、アシッ
ドブラック、テトラヒドロキシアントラセンおよび次の
群から選ばれる化金物が挙げられる。
〔式中、Xlは低級アルキル基または−NHCOCI(
。
。
を示し、オルト位またはメタ位に置換する。Xlおよび
Ylは同一もしくは異なって低級アルキル基、C,Hs
CO−1CHs (CHx )zCO−1CHs(C&
)zOC−C!HIO−1CsHsCOO(CHz )
sCO−1CzHBCONH(C1b )6NH−また
はCHs (CHs )zCOONH−: Xs?山 ルキル基を示す) ;L1%M、およびY2は各々同一
もしくは異なる低級アルキル基を示す〕(C)1.6−
ピレンキノン、1,2,5.8−テトラヒドロキシナリ
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。
Ylは同一もしくは異なって低級アルキル基、C,Hs
CO−1CHs (CHx )zCO−1CHs(C&
)zOC−C!HIO−1CsHsCOO(CHz )
sCO−1CzHBCONH(C1b )6NH−また
はCHs (CHs )zCOONH−: Xs?山 ルキル基を示す) ;L1%M、およびY2は各々同一
もしくは異なる低級アルキル基を示す〕(C)1.6−
ピレンキノン、1,2,5.8−テトラヒドロキシナリ
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。
なお、本明細書において、重合体という語は単独重合体
および共重合体等の相互重合体の双方を含む。また酸化
還元反応膜は例えばボIJ(N−メチルア= +7ン)
〔大貫、検出、小山、日本化学会誌、1801−180
9(1984))、ポリ(2,6−シメチルー1,4−
7二二レンエーテル)、ポリ(0−フェニレンジアミン
)、、ft1J(フェノール)、ポリオキシレノール;
ピラゾロキノン系ビニル七ツマ−の重合体、インアロキ
サジン系ビニルモノマーの重合体等のキノン系ビニルポ
リマー縮重合化合物のような(a)〜(C)の化合物を
含有する有機化合物、(a)〜(C)の化合物の低重合
度高分子化合物(オリゴマー)、あるいは伽)〜(C)
をポリビニル化合物、ポリアミド化合物等の高分子化合
物に固定したものなど、当該酸化還元反応性を有するも
のであれば特に制限されない。更に、酸化還元反応膜は
、これに電解質を含浸させて使用することができる。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、
テトラフェニルホウ酸塩等が挙げられる。酸化還元反応
膜に電解質を含浸させるには、酸化還元反応膜を導電体
に被着したのち、これを電解質溶液に浸漬する方法が簡
便である。
および共重合体等の相互重合体の双方を含む。また酸化
還元反応膜は例えばボIJ(N−メチルア= +7ン)
〔大貫、検出、小山、日本化学会誌、1801−180
9(1984))、ポリ(2,6−シメチルー1,4−
7二二レンエーテル)、ポリ(0−フェニレンジアミン
)、、ft1J(フェノール)、ポリオキシレノール;
ピラゾロキノン系ビニル七ツマ−の重合体、インアロキ
サジン系ビニルモノマーの重合体等のキノン系ビニルポ
リマー縮重合化合物のような(a)〜(C)の化合物を
含有する有機化合物、(a)〜(C)の化合物の低重合
度高分子化合物(オリゴマー)、あるいは伽)〜(C)
をポリビニル化合物、ポリアミド化合物等の高分子化合
物に固定したものなど、当該酸化還元反応性を有するも
のであれば特に制限されない。更に、酸化還元反応膜は
、これに電解質を含浸させて使用することができる。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、
テトラフェニルホウ酸塩等が挙げられる。酸化還元反応
膜に電解質を含浸させるには、酸化還元反応膜を導電体
に被着したのち、これを電解質溶液に浸漬する方法が簡
便である。
酸化還元反応膜を導電体110表面に被着するためには
、アミノ芳香族化合物、ヒドロキシ芳香族化合物等を電
解酸化重合法また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、予め合成された重合体を溶媒に溶かし、
この溶液を浸漬・塗布および乾燥により基体表面に固定
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、特に電解酸
化重合法によるのが好ましい。
、アミノ芳香族化合物、ヒドロキシ芳香族化合物等を電
解酸化重合法また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、予め合成された重合体を溶媒に溶かし、
この溶液を浸漬・塗布および乾燥により基体表面に固定
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、特に電解酸
化重合法によるのが好ましい。
本発明において、電解酸化重合法は、溶媒中で適当な支
持電解質の存在下、アミン芳香族化合物、ヒドロキシ芳
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1!施される。溶媒としては、
例えばアセトニトリルが、また支持電解質としては、例
えば過塩素酸ナトリウムが挙げられる。かくして被着さ
れる酸化還元反応膜は極めて緻密であシ、薄膜であって
も溶液中の溶存酸素の透過を阻止することができる。
持電解質の存在下、アミン芳香族化合物、ヒドロキシ芳
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1!施される。溶媒としては、
例えばアセトニトリルが、また支持電解質としては、例
えば過塩素酸ナトリウムが挙げられる。かくして被着さ
れる酸化還元反応膜は極めて緻密であシ、薄膜であって
も溶液中の溶存酸素の透過を阻止することができる。
電極基体11の表面に被着される水素イオンキャリヤー
膜12としては、溶液中の水素イオンを核基体表面へ輸
送するための水素イオンキャリヤー物質および電解質塩
を高分子化合物に担持せしめた膜が使用される。
膜12としては、溶液中の水素イオンを核基体表面へ輸
送するための水素イオンキャリヤー物質および電解質塩
を高分子化合物に担持せしめた膜が使用される。
水素イオンキャリヤー物質としては、アミン類が使用で
き、例えば次式 (式中、R11s atsおよびalllは同一もしく
は異なってアルキル基を示し、そのうち少くとも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、R14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ができ、好ましいも
のとしてはトリーロードデシルアミンが挙げられる。
き、例えば次式 (式中、R11s atsおよびalllは同一もしく
は異なってアルキル基を示し、そのうち少くとも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、R14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ができ、好ましいも
のとしてはトリーロードデシルアミンが挙げられる。
電解質塩としては、例えばナトリウムテトラキズ(p−
10ロフエニル)ボレート、カリウムテトラキズ(p−
クロロフェニル)ボレート、ナトリウムテトラキズ(p
−クロロフェニル) !j ンm、カリウムテトラキズ
(p−クロロフェニル)リン酸、および次式 %式% (式中、R′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) で表わされる化合物が挙げられる。
10ロフエニル)ボレート、カリウムテトラキズ(p−
クロロフェニル)ボレート、ナトリウムテトラキズ(p
−クロロフェニル) !j ンm、カリウムテトラキズ
(p−クロロフェニル)リン酸、および次式 %式% (式中、R′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) で表わされる化合物が挙げられる。
電極基体11の表面に水素イオンキャリヤー膜12を被
着するには、例えば担体である高分子化合物、水素イオ
ンキャリヤー物質および電解質塩の溶液を電極基体表面
に塗布、乾燥すればよい。′高分子化合物としては、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、ポリアクリロニ
トリル、シリコーン樹脂などを挙げることができ、可塑
剤が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、例えば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等が挙げられる。
着するには、例えば担体である高分子化合物、水素イオ
ンキャリヤー物質および電解質塩の溶液を電極基体表面
に塗布、乾燥すればよい。′高分子化合物としては、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、ポリアクリロニ
トリル、シリコーン樹脂などを挙げることができ、可塑
剤が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、例えば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等が挙げられる。
また、溶媒としては、テトラヒドロフランが好適に使用
される。
される。
水素イオンキャリヤー膜の膜厚は200 pm〜10w
%特に300μm〜IIIjとなるようにするのが好ま
しい。200μmよシ薄い場合には、本発明の効果を奏
さず、また10mより厚い場合には、膜抵抗が高くなシ
好ましくない。
%特に300μm〜IIIjとなるようにするのが好ま
しい。200μmよシ薄い場合には、本発明の効果を奏
さず、また10mより厚い場合には、膜抵抗が高くなシ
好ましくない。
本発明のpHセンサーを用いて試料溶液の声を測定する
には、第2図に示すように、槽21中に田を測定すべき
試料溶液22を入れ、この溶液に本発明の呉セン?−2
3および基準電極24としての銀−塩化銀電極、カロメ
ル電極等を浸漬する。
には、第2図に示すように、槽21中に田を測定すべき
試料溶液22を入れ、この溶液に本発明の呉セン?−2
3および基準電極24としての銀−塩化銀電極、カロメ
ル電極等を浸漬する。
そして基準電極24に対する訊センサー23の電位差(
起電力)を電位差計26で測定する。このとき試料溶液
22を攪拌機25で攪拌するとよい。
起電力)を電位差計26で測定する。このとき試料溶液
22を攪拌機25で攪拌するとよい。
そして、予め作成しておいた起電力と雨との相関図から
試料溶液の虜を読み取る。
試料溶液の虜を読み取る。
■1発明の具体的作用・効果
〔作用〕
本発明の叱センサーによる起電力と呉との関係は広範囲
の歯領域でほぼ−59mV/pH(25℃)の傾きを持
つ直線関係を示す。従って、次式%式%() (式中、Eは起電力(mV)、10は一定電位(mV)
、Rは気体定数、Tは熱力学温度、Fはファラデ一定数
、〔H+〕は水素イオン濃度を示す)で表わされるネル
ンスト式をほぼ満足する。
の歯領域でほぼ−59mV/pH(25℃)の傾きを持
つ直線関係を示す。従って、次式%式%() (式中、Eは起電力(mV)、10は一定電位(mV)
、Rは気体定数、Tは熱力学温度、Fはファラデ一定数
、〔H+〕は水素イオン濃度を示す)で表わされるネル
ンスト式をほぼ満足する。
本発明のpHセンサーは、叙上の如く構成されるもので
、これを溶液に浸漬することによシミ極電位応答でpH
を測定することができる。したがって、内部基準液を必
要としないため導電性基体の加工限定範囲まで小型化で
き、測定試料液が少量でよい。また、測定試料液中の溶
存酸素等の影響を受けにくく、かつ電位応答速度も早い
。本発明の呉センサーは体内挿入可能なように形成する
こともできる。更に、本発明のセンサーのうち導電体1
酸化還元反応膜1水素イオンキャリヤー膜タイプのもの
は、導電体表面で電極反応が起こらないため導電体の材
質の影響を受けにくい。更にまた、観測される起電力が
pHが一定であれば測定試料液にほとんど依存しないな
どの特長を有する。
、これを溶液に浸漬することによシミ極電位応答でpH
を測定することができる。したがって、内部基準液を必
要としないため導電性基体の加工限定範囲まで小型化で
き、測定試料液が少量でよい。また、測定試料液中の溶
存酸素等の影響を受けにくく、かつ電位応答速度も早い
。本発明の呉センサーは体内挿入可能なように形成する
こともできる。更に、本発明のセンサーのうち導電体1
酸化還元反応膜1水素イオンキャリヤー膜タイプのもの
は、導電体表面で電極反応が起こらないため導電体の材
質の影響を受けにくい。更にまた、観測される起電力が
pHが一定であれば測定試料液にほとんど依存しないな
どの特長を有する。
■0発明の実施例
次に実施例を挙げて本発明を説明する。
実施例1
カーボン基体1水素イオンキヤリヤー膜電極を下記方法
により作製した。また、この電極を用いてp)I測定試
験を行なった。・ (作製方法) カーボン基体E B P G : Ba5al pla
ne pyrolyticgraphite carb
on 、直径5關、高さ5313 )の外周を熱収縮チ
ューブ(オレフィン製チューブ:A11pha Wir
e社製)で覆って絶縁し、チューブ内に水銀を入れ、基
体とリード線を接続した。次いで下記組成の溶液にこの
基体を浸漬した後、乾燥した。この操作を繰り返すこと
によシ基体の円板表面に水素イオンキャリヤー膜を被覆
した(膜厚的400μm、膜抵抗約500にΩ)。
により作製した。また、この電極を用いてp)I測定試
験を行なった。・ (作製方法) カーボン基体E B P G : Ba5al pla
ne pyrolyticgraphite carb
on 、直径5關、高さ5313 )の外周を熱収縮チ
ューブ(オレフィン製チューブ:A11pha Wir
e社製)で覆って絶縁し、チューブ内に水銀を入れ、基
体とリード線を接続した。次いで下記組成の溶液にこの
基体を浸漬した後、乾燥した。この操作を繰り返すこと
によシ基体の円板表面に水素イオンキャリヤー膜を被覆
した(膜厚的400μm、膜抵抗約500にΩ)。
溶液組成ニ
トリーロードデシルアミン(TDDA) 1.
0重量%カリウムテトラキズ(p−クロロフェニル)
0.6 lボレート(KTpCtPB) 塩化ビニル樹脂(Pn 1050) 3
2.8 を可塑剤〔セバシン酸ジオクチル(DO8)
) 65.6 lテトラヒドロフラン(THF)
10 d(pH測定試験) 上記で作製し九雨センサーおよび5SCEを用いて二電
極式セルを構成し、該センサーの標準緩衝液中での平衡
電位と声との関係を調べた。標準緩衝液には全濃度が5
0mMIJン酸2水素ナトリウムとリン酸水素2ナトリ
ウムとを所定量混合して調製したリン酸塩緩衝溶液を用
い、あらかじ込ガラス電極を用いてpH値を測定して−
おいた。起電力は高入力抵抗のミリボルトメーターで測
定した。
0重量%カリウムテトラキズ(p−クロロフェニル)
0.6 lボレート(KTpCtPB) 塩化ビニル樹脂(Pn 1050) 3
2.8 を可塑剤〔セバシン酸ジオクチル(DO8)
) 65.6 lテトラヒドロフラン(THF)
10 d(pH測定試験) 上記で作製し九雨センサーおよび5SCEを用いて二電
極式セルを構成し、該センサーの標準緩衝液中での平衡
電位と声との関係を調べた。標準緩衝液には全濃度が5
0mMIJン酸2水素ナトリウムとリン酸水素2ナトリ
ウムとを所定量混合して調製したリン酸塩緩衝溶液を用
い、あらかじ込ガラス電極を用いてpH値を測定して−
おいた。起電力は高入力抵抗のミリボルトメーターで測
定した。
測定はすべて25℃で行なった。結果を第3図に示す。
なお、図中にはBPG裸電極電極いた測定結果も示した
。
。
実施例2〜5
実施例1において、電極基体としてBPGの代)に第1
表に示す導電体を用いた以外は実施例1と同様にして田
センサーを作製した。また、この電極を用いて呉測定試
験を行なった。その結果を第1表に示す。
表に示す導電体を用いた以外は実施例1と同様にして田
センサーを作製した。また、この電極を用いて呉測定試
験を行なった。その結果を第1表に示す。
第1表
(25±0.1℃)
実施例6〜10
実施例1〜5で作製された呉センサーの中で、最もセン
サー特性が良好なもの、すなわちネルンストプロットの
傾きが一59mV/pHに近い値を示すのは、基体がB
PGのものである。そこで、基体としてBPGを用いて
BPGI酸化還元反応膜1水素イオンキャリヤー膜タイ
プの電極を下記方法により作製した。また、この電極の
センサー特性を調べた結果を第2表に示す。
サー特性が良好なもの、すなわちネルンストプロットの
傾きが一59mV/pHに近い値を示すのは、基体がB
PGのものである。そこで、基体としてBPGを用いて
BPGI酸化還元反応膜1水素イオンキャリヤー膜タイ
プの電極を下記方法により作製した。また、この電極の
センサー特性を調べた結果を第2表に示す。
(作製方法)
実施例1で用いたものと同じBPGのディスクの外周を
熱収縮チューブで覆って絶縁し、チューブ内に水銀を入
れ、基体とリード線を接続した。
熱収縮チューブで覆って絶縁し、チューブ内に水銀を入
れ、基体とリード線を接続した。
次いでとのBPGディスクの円板表面に電解重合法によ
り1−アミノピレン(AP)の重合体膜を被着した。
り1−アミノピレン(AP)の重合体膜を被着した。
電解重合法:
上記の一部絶縁したBPGディスクを作用電極、ssc
gを基準電極、白金網を対極として用い九三電極式セル
内でAPの電解酸化重合反応を行なった。電解液として
は、0.1M過塩素酸す) +7ウム、10mM AP
、10mM ピリジンを含むアセトニトリル溶液を用
いた。、電解は作用電極の電位を5scEに対してOv
から1.Ovまで3回帰側を繰シ返した後、+ 1.
OV (対s s c g、以下において同じ)で10
分間定電位屯解を行なった。
gを基準電極、白金網を対極として用い九三電極式セル
内でAPの電解酸化重合反応を行なった。電解液として
は、0.1M過塩素酸す) +7ウム、10mM AP
、10mM ピリジンを含むアセトニトリル溶液を用
いた。、電解は作用電極の電位を5scEに対してOv
から1.Ovまで3回帰側を繰シ返した後、+ 1.
OV (対s s c g、以下において同じ)で10
分間定電位屯解を行なった。
電解後、作用電極を水洗、乾燥した。この電解条件で形
成された膜の厚さは約50μmであった。
成された膜の厚さは約50μmであった。
次いで、かくして得られた電極を第2表に示す電解質溶
液に48時間浸漬し、水洗、乾燥した後、更に実施例1
と同様にして水素イオンキャリヤー膜を被覆した。膜厚
は約600μmであった。
液に48時間浸漬し、水洗、乾燥した後、更に実施例1
と同様にして水素イオンキャリヤー膜を被覆した。膜厚
は約600μmであった。
第2表
第2表から明らかな如く、酸化還元反応膜に電解質を含
浸させたBPG l酸化還元反応膜1水素イオンキヤリ
ヤー膜電極は、電解質としてKClを用いた実施例10
以外はネルンストプロットの傾きがほぼ−59mV/p
Hであり、応答速度も早く優れたセンサー特性を有して
いた。
浸させたBPG l酸化還元反応膜1水素イオンキヤリ
ヤー膜電極は、電解質としてKClを用いた実施例10
以外はネルンストプロットの傾きがほぼ−59mV/p
Hであり、応答速度も早く優れたセンサー特性を有して
いた。
実施例11
実施例1において水素イオン中ヤリャー膜を被覆するの
に使用した溶液の組成を次のものに替えた以外は、実施
例6と同様にして膜厚的4001Bの水素イオンキャリ
ヤー膜を被覆した電極を作製し、そのセンサー特性を調
べた。また、聞濃度の異なる溶液の間でステップ応答の
速さを、更にまた旭同−の標準リン酸溶液及び標準血清
中の電極電位の差異を調べた。その結果を第3表に示す
。
に使用した溶液の組成を次のものに替えた以外は、実施
例6と同様にして膜厚的4001Bの水素イオンキャリ
ヤー膜を被覆した電極を作製し、そのセンサー特性を調
べた。また、聞濃度の異なる溶液の間でステップ応答の
速さを、更にまた旭同−の標準リン酸溶液及び標準血清
中の電極電位の差異を調べた。その結果を第3表に示す
。
(fa液組成)
TDDA 1・0重量%K
TpCtPB O〜0.61
4重蓋チ塩化ビニル樹脂(Pn 1050 ) 32
.8重1tsDO86a、6 ’ THF IQm
l第3表 *E、およびEpはそれぞれ標準血清および標準リン酸
溶液中の電極電位を示す。
TpCtPB O〜0.61
4重蓋チ塩化ビニル樹脂(Pn 1050 ) 32
.8重1tsDO86a、6 ’ THF IQm
l第3表 *E、およびEpはそれぞれ標準血清および標準リン酸
溶液中の電極電位を示す。
の溶液に替えたときのステップ応答を示す。ステップ応
答は95チ応答速度を示す。
答は95チ応答速度を示す。
第3表から明らかな如く、ネルンストプロットの傾きは
KTpC2PB濃度が0〜0.064重’Itチの範囲
でほぼ一59mVでありセンサー特性が良好である。し
かし、KTpCAPB iiがOではステップ応答が遅
く、また0、18重量%以上ではネルンストプロットの
傾きがを1とんど0となりキャIJヤー物質としての効
果を奏しないためセンサーとして不適当である。また、
ES−gpはKTpCtPB量によってやや変化が見ら
れた。
KTpC2PB濃度が0〜0.064重’Itチの範囲
でほぼ一59mVでありセンサー特性が良好である。し
かし、KTpCAPB iiがOではステップ応答が遅
く、また0、18重量%以上ではネルンストプロットの
傾きがを1とんど0となりキャIJヤー物質としての効
果を奏しないためセンサーとして不適当である。また、
ES−gpはKTpCtPB量によってやや変化が見ら
れた。
実施例12
水素イオンキャリヤー膜を被覆するのに使用したm液の
組成を王妃のものに替えた以外は実施例11と同様にし
て膜厚約300〜400μmの水素イオンキャリヤー膜
を被覆した電極を作製し、そのセンサー特性等について
調べた。その結果を第4表に示す。
組成を王妃のものに替えた以外は実施例11と同様にし
て膜厚約300〜400μmの水素イオンキャリヤー膜
を被覆した電極を作製し、そのセンサー特性等について
調べた。その結果を第4表に示す。
(l@液組成)
TDDA O〜9.2重
量%KT、CtP B O,6塩
化ヒニル樹脂(Pn 1050 ) 32
IDO865 THF 10d第4表 半 第3表と同じ。
量%KT、CtP B O,6塩
化ヒニル樹脂(Pn 1050 ) 32
IDO865 THF 10d第4表 半 第3表と同じ。
来辛第3表と同じ。
第4表から明らかな如く、TDDAtが140重量%以
上で良好なセンサー特性を示した。また、この範囲では
Es−Epはは°とんど一定であった。
上で良好なセンサー特性を示した。また、この範囲では
Es−Epはは°とんど一定であった。
第1図は本発明のpHセンサーの一部の拡大断面図、第
2図は本発明のp)(センサーによるpH測定方法を示
す概略図、第3図は本発明のpHセンサーの起電力と声
の関係を示すグラフである。 11・・・電極基体、12・・・水素イオンキャリヤー
膜、23・・・訊センサー、 24・・・基準電極、2
6・・・電位差針 以上 一’;’:”’:。 出願人 テルモ 株式会社4:、+−,;。 第3図 pH’
2図は本発明のp)(センサーによるpH測定方法を示
す概略図、第3図は本発明のpHセンサーの起電力と声
の関係を示すグラフである。 11・・・電極基体、12・・・水素イオンキャリヤー
膜、23・・・訊センサー、 24・・・基準電極、2
6・・・電位差針 以上 一’;’:”’:。 出願人 テルモ 株式会社4:、+−,;。 第3図 pH’
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、溶液のpHを電極電位応答で測定するpHセンサー
であつて、電極基体の表面に溶液中の水素イオンを該基
体表面へ輸送するための水素イオンキャリヤー物質を含
む水素イオンキャリヤー膜を被着してなることを特徴と
するpHセンサー。 2、電極基体が導電体または導電体の表面に水素イオン
の関与する酸化還元反応を行なうことができる重合体膜
を被着したものである特許請求の範囲第1項記載のpH
センサー。 3、導電体が炭素材料、貴金属およびこれらの表面に半
導体材料を被覆したものからなる群から選ばれるもので
ある特許請求の範囲第2項記載のpHセンサー。 4、重合体膜が電解質を含浸せしめたものである特許請
求の範囲第2項記載のpHセンサー。 5、水素イオンキャリヤー膜が水素イオンキャリヤー物
質および電解質塩を高分子化合物に担持させたものであ
る特許請求の範囲第1項記載のpHセンサー。 6、水素イオンキャリヤー物質が次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_1_1、R_1_2およびR_1_3は同
一もしくは異なつてアルキル基を示し、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
される化合物である特許請求の範囲第5項記載のpHセ
ンサー。 7、電解質塩がテトラキズ(p−クロロフェニル)ホウ
素酸のアルカリ金属塩である特許請求の範囲第5項記載
のpHセンサー。 8、高分子化合物が塩化ビニル樹脂である特許請求の範
囲第5項記載のpHセンサー。 9、高分子化合物が可塑剤としてセバシン酸ジオクチル
エステルを含有するものである特許請求の範囲第5項記
載のpHセンサー。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055177A JPS61213662A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | pHセンサ− |
| DE8585116605T DE3585915T2 (de) | 1984-12-28 | 1985-12-27 | Ionensensor. |
| EP85116605A EP0186210B1 (en) | 1984-12-28 | 1985-12-27 | Ion sensor |
| US07/577,050 US5133856A (en) | 1984-12-28 | 1990-09-04 | Ion sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055177A JPS61213662A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | pHセンサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61213662A true JPS61213662A (ja) | 1986-09-22 |
| JPH0410985B2 JPH0410985B2 (ja) | 1992-02-27 |
Family
ID=12991440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60055177A Granted JPS61213662A (ja) | 1984-12-28 | 1985-03-19 | pHセンサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61213662A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61251764A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Terumo Corp | ↓pHセンサ− |
| JPS62150150A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Terumo Corp | Phセンサ− |
| JPS6428554A (en) * | 1987-07-24 | 1989-01-31 | Terumo Corp | Ion sensor and manufacture thereof |
| US4927516A (en) * | 1986-06-27 | 1990-05-22 | Terumo Kabushiki Kaisha | Enzyme sensor |
| US9244034B2 (en) | 2010-11-04 | 2016-01-26 | Schlumberger Technology Corporation | Electrochemical pH measurement |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59142451A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-15 | Terumo Corp | イオンセンサ− |
| JPS61155949A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | Terumo Corp | pHセンサ− |
| JPS61194343A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Terumo Corp | Phセンサ− |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP60055177A patent/JPS61213662A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59142451A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-15 | Terumo Corp | イオンセンサ− |
| JPS61155949A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | Terumo Corp | pHセンサ− |
| JPS61194343A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Terumo Corp | Phセンサ− |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61251764A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Terumo Corp | ↓pHセンサ− |
| JPS62150150A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Terumo Corp | Phセンサ− |
| US4927516A (en) * | 1986-06-27 | 1990-05-22 | Terumo Kabushiki Kaisha | Enzyme sensor |
| JPS6428554A (en) * | 1987-07-24 | 1989-01-31 | Terumo Corp | Ion sensor and manufacture thereof |
| US9244034B2 (en) | 2010-11-04 | 2016-01-26 | Schlumberger Technology Corporation | Electrochemical pH measurement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0410985B2 (ja) | 1992-02-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |