JPS62169043A - Ph sensor - Google Patents
Ph sensorInfo
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- JPS62169043A JPS62169043A JP61010737A JP1073786A JPS62169043A JP S62169043 A JPS62169043 A JP S62169043A JP 61010737 A JP61010737 A JP 61010737A JP 1073786 A JP1073786 A JP 1073786A JP S62169043 A JPS62169043 A JP S62169043A
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- hydrogen ion
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Abstract
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
に特定の組成を有する水素イオンキャリヤー膜が被着さ
れてなる温度応答性に優れたpHセンサーに関する。Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention relates to a pH sensor, and more particularly, to a pH sensor having excellent temperature responsiveness and comprising a hydrogen ion carrier film having a specific composition adhered to the surface of an electrode substrate. This invention relates to a pH sensor.
従来、ガラス膜電極がpHセンサーとして最も一般的に
使用されている。しかし、ガラス膜T[は、ガラス膜が
破損し易く、また妨害イオン等の存在によって影響を受
は易いため、使用にあたって頻繁に洗浄を行なう必要が
ある等、種々の不利不便を有している。Traditionally, glass membrane electrodes have been most commonly used as pH sensors. However, the glass membrane T[ has various disadvantages and inconveniences, such as the need for frequent cleaning before use because the glass membrane is easily damaged and is easily affected by the presence of interfering ions. .
このガラス膜itの欠点をある程度改善するものとして
、最近、ガラス膜の代りに中性キャリヤーを含有する高
分子膜を用いたpH電険が提案されている〔米国特許第
3743558号;特開昭47−7549号;ジャーナ
ル・オブ・アプライド・フィシ、t o シー (J、
Appl、 Physiol ) 40.14(19
76);アナリテイ力・ヒミカ・アクタ(Analyt
ica ehi−mica Acta ) 131 、
111(1981)]。しかしながら、これらは液膜型
pHセンサーであって、電極内部に基準液室を有する点
で従来のガラス膜電極と同様のものである。そして、ガ
ラス膜電極を含めて、従来のpHセンサーは、いずれも
一定温度でのpH測定で使用されるものである点で共通
していた。In order to improve the drawbacks of the glass membrane IT to some extent, a pH membrane using a polymer membrane containing a neutral carrier instead of the glass membrane has recently been proposed [US Pat. No. 3,743,558; No. 47-7549; Journal of Applied Physiology, toc.
Appl, Physiol) 40.14 (19
76); Analytic power Himika Acta (Analyt)
ica ehi-mica Acta) 131,
111 (1981)]. However, these are liquid film type pH sensors, and are similar to conventional glass membrane electrodes in that they have a reference liquid chamber inside the electrode. All conventional pH sensors, including glass membrane electrodes, have in common that they are used to measure pH at a constant temperature.
ところが、昨今、臨床険丘等におけるpH測定は、珂々
過酷なφ件で行なわれるようになってきており、センサ
ー特性としては、単に精度良く測定できるのみならず、
例えば体外循環回路内で被検げ温度が10’C/10秒
程度の速さで大きく変化した場合にも十分追随すること
ができ安定にpH測定ができること、また連続測定が可
能なこと等が要求されている。However, in recent years, pH measurements at clinical sites, etc. have come to be carried out under extremely harsh φ conditions, and the sensor characteristics are not only capable of measuring with high accuracy;
For example, even if the temperature of the sample to be tested changes significantly at a rate of about 10'C/10 seconds in the extracorporeal circulation circuit, it can be followed sufficiently, pH can be measured stably, and continuous measurement is possible. requested.
本発明者らは、先に従来の液膜型pHセンサーとは全く
構造が異なり内部基準液室を有しない固体膜型のpHセ
ンサーについて別途出願した(特願昭59−28107
6号)。そして、このpfJセンサーは内部基準液室を
有しないため、破損のおそれがなく、選択性に優れ妨害
イオンの影響を受けにくいため、上記要求のうち循環系
内での長時間の連続便用に十分耐えるものであり、また
応答速度、pHステップ応答性(pHをステップ状に変
えたときの応答性)に優れたものである。The present inventors previously filed a separate application for a solid membrane type pH sensor that has a completely different structure from conventional liquid membrane type pH sensors and does not have an internal reference liquid chamber (Japanese Patent Application No. 59-28107
No. 6). Since this pfJ sensor does not have an internal reference liquid chamber, there is no risk of damage, and it has excellent selectivity and is not easily affected by interfering ions. It is sufficiently durable and has excellent response speed and pH step responsiveness (responsiveness when pH is changed in a stepwise manner).
しかしながら、この固体膜型pHセンサーは、循環系回
路内でのステップ状の温度変化に対する応答が定常値に
達するのに5分程度と比較的長く、温度ステップ応答性
の点で十分満足のゆくものではなかった。However, this solid-state membrane type pH sensor responds to step-like temperature changes within the circulatory system circuit in a relatively long time of about 5 minutes to reach a steady value, and is sufficiently satisfactory in terms of temperature step response. It wasn't.
斯かる実状において、本発明者は、新しい時代の要求に
答えるべく温度ステップ応答性に着目して鋭意研究を行
なったところ、上記固体膜型pI(センサーはイオンキ
ャリヤー膜組成によって著しくステップ応答性が相違す
ることを見出し、本発明を完成した。Under these circumstances, the present inventor conducted intensive research focusing on temperature step responsiveness in order to meet the demands of the new era, and found that the above-mentioned solid membrane type pI (sensor has a remarkable step responsiveness depending on the ion carrier membrane composition). They discovered the difference and completed the present invention.
すなわち本発明は、溶液のpHをt極電位応答で測定す
るpHセンサーであって、導電性基体の表面に酸化還元
機能を有する被膜を備え、更に該被膜の表面に次の成分
(A)〜(D)、(A)可塑化されていないポリ塩化ビ
ニル100重量部
(B)水素イオンキャリヤー物質 6〜30重量部(C
)電解質塩 0〜3.6重量部(D)
oT塑剤 80〜3501ttsを含有
する水素イオンキャリヤー膜を備えてなることを特徴と
するpHセンサーを提供するものである。That is, the present invention is a pH sensor that measures the pH of a solution by responding to the t-electrode potential, which comprises a coating having a redox function on the surface of a conductive substrate, and further includes the following components (A) to 1 on the surface of the coating. (D), (A) 100 parts by weight of unplasticized polyvinyl chloride (B) 6 to 30 parts by weight of hydrogen ion carrier material (C
) Electrolyte salt 0 to 3.6 parts by weight (D)
The present invention provides a pH sensor comprising a hydrogen ion carrier membrane containing 80 to 3501 tts of oT plasticizer.
本発明のpHセンサーに使用される導を性基体としては
、例えばベーサル・プンーン・ピロリティック・グラフ
ァイト(basal plane pyrolytic
graphite ;以下BPGという)、グランジ−
カーボン等の導磁性炭素材料: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、酸化スズ尋の半導体を
被覆したものが挙げられる。就中、導磁性炭素材料が好
ましく、BPGが特に好ましい。Examples of the conductive substrate used in the pH sensor of the present invention include basal plane pyrolytic graphite.
graphite (hereinafter referred to as BPG), grunge
Magnetically conductive carbon materials such as carbon: Examples include metals such as gold, platinum, copper, silver, palladium, nickel, and iron, particularly noble metals, or those whose surfaces are coated with semiconductors such as indium oxide and tin oxide. Among these, magnetically conductive carbon materials are preferred, and BPG is particularly preferred.
また、可塑的酸化還元機能を有する膜(以下、酸化還元
膜ということがある)とは、これを導電性基体六面に被
着してなる電極が可逆的酸化還元反応によって74寛性
基体に一定電位を発生しうるものであり、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。斯かる酸化還元膜としては、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ば、例えば次の反応式で表わされ
るものをいう。In addition, a film having a plastic redox function (hereinafter sometimes referred to as a redox film) refers to an electrode formed by adhering this film to six sides of a conductive substrate, which forms a 74-permissive substrate through a reversible redox reaction. It is capable of generating a constant potential, and in the present invention, it is particularly preferable that the potential does not vary depending on the oxygen gas partial pressure. Examples of such a redox film include: (1) an organic compound film or polymer film capable of carrying out a quinone-hydroquinone type redox reaction, and (2) an organic compound film or polymer film capable of carrying out an amine-quinoid type redox reaction. etc. are mentioned as suitable ones. In addition,
In the case of a polymer, the quinone-hydroquinone type redox reaction is, for example, one expressed by the following reaction formula.
(式中、R,、R,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。(In the formula, R,, R, represents, for example, a compound having an aromatic-containing structure.) In addition, the amine-quinoid type redox reaction is, for example, the following reaction formula, taking the case of a polymer as described above. refers to something expressed as
(式中、R5、R,は例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、例えば次の(a)〜(C)の化合物が
挙げられる。(In the formula, R5 and R represent, for example, a compound having an aromatic structure.) Examples of compounds that can form a film having such a reversible redox function include the following compounds (a) to (C). can be mentioned.
(式中、Ar、は芳香核、各R3は置換基、m、は1な
いしAr、の有効原子価数、n2は0ないしAr。(In the formula, Ar is an aromatic nucleus, each R3 is a substituent, m is the effective valence number of 1 to Ar, and n2 is 0 to 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、例えばベ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
ベンゼン骨核のみならず複素環骨核のものであってもよ
い。(indicating the effective valence number -1) A hydroxy aromatic compound represented by: Even if the aromatic nucleus of Ar is a monocyclic one, such as a benzene nucleus,
anthracene nucleus, pyrene nucleus, chrysene nucleus, perylene nucleus,
It may be a polycyclic nucleus such as a coronene nucleus, and may be a heterocyclic nucleus as well as a benzene nucleus.
置換基もとしては、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、およびハロゲン原子等が挙げ
られる。具体的には、例えばジメチルフェノール、フェ
ノール、ヒドロキシピリジン、0−またはm−ベンジル
アルコール、o−1m−4りfdp−ヒドロキシベンズ
アルデヒド、O−1*はm−ヒドロキシアセトフェノン
、o−lm−またはp−ヒドロキシアセトフェノン、〇
−1m−またはp−ベンゾフェノール、o −1m−t
*ハp−ヒドロキシベンゾフェノン、o−lm−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−−j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
リチルアニリド、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
。Examples of the substituent include an alkyl group such as a methyl group, an aryl group such as a phenyl group, and a halogen atom. Specifically, for example, dimethylphenol, phenol, hydroxypyridine, 0- or m-benzyl alcohol, o-1m-4-fdp-hydroxybenzaldehyde, O-1* is m-hydroxyacetophenone, o-lm- or p- Hydroxyacetophenone, o-1m- or p-benzophenol, o-1m-t
*Hap-hydroxybenzophenone, o-lm- or p-carboxyphenol, diphenylphenol, 2
-Methyl-8-hydroxyquinoline, 5-hydroxy-
1,4-naphthoquinone, 4-(p-hydroxyphenyl)2-jtanone, 1,5-dihydroxy-1,2,3
, 4-tetrahydronaphthalene, bisphenol A1 salicylanilide, 5-hydroxyquinoline, 8-hydroxyquinoline, 1,8-dihydroxyanthraquinone,
Examples include 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone.
(b) 次式
(式中、Ar、は芳香核、%R0は置換基、m、は1な
いしAr2の有効原子価数、”3は0ないしAr2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
Ar2の芳香核、置換基R6としては化合物(a)にお
けるAr、 、置換基R3と夫々同様のものが使用され
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、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、9.1
0−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、0−7二二レンジアミン
、p−1’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−フェニル−p−フェニレンジアミン等である。(b) In the following formula (wherein, Ar is an aromatic nucleus, %R0 is a substituent, m is 1 to the effective valence number of Ar2, and "3 indicates 0 to the effective valence number of Ar2 - 1)" As the aromatic nucleus and substituent R6 of the represented amino aromatic compound Ar2, the same ones as Ar, and substituent R3 in compound (a) are used.Specific examples of the amine aromatic compound include aniline, 1.2-diaminobenzene, aminopyrene, diaminopyrene, aminochrysene, diaminochrysene, 1-aminophenanthrene, 9-aminophenanthrene, 9.1
0-diaminophenanthrene, 1-aminoanthraquinone, p-phenoxyaniline, 0-7 22-diamine, p-1'loroaniline, 3.5-dichloroaniline,
These include 2,4.6-drichloroaniline, N-methylaniline, N-phenyl-p-phenylenediamine, and the like.
(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。(C) Quinones such as 1,6-pyrenequinone, 1,2,5,8-tetrahydroxynarizarin, phenanthrenequinone, 1-aminoanthraquinone, purpurin, 1-amino-4-hydroxyanthraquinone, and anthralphine.
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。Among these compounds, especially 2,6-xylenol, 1
-Aminopyrene is preferred.
更に、本発明に係る酸化還元膜を形成しうる化合物とし
ては、
(d) 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)
”]、ホリ(2、6−シ)fルー1,4−フェニレンエ
ーテル)、ポリ(O−フェニレンジアミン)、ポリ(フ
ェノール)、ポリキシレノール;ピラゾロキノン系ビニ
ルモノマーの重合体、インアロキサジン系とニルモノマ
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(a)〜(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等
の当該酸化還元反応性を有するものが挙げられる。Furthermore, as compounds that can form the redox film according to the present invention, (d) poly(N-methylaniline) [Onuki, Sendai,
Koyama, Journal of the Chemical Society of Japan, 1801-1809 (1984)
”], holi(2,6-cy)f-1,4-phenylene ether), poly(O-phenylenediamine), poly(phenol), polyxylenol; polymers of pyrazoquinone vinyl monomers, inalloxazine and an organic compound containing the compounds (a) to (C), such as a quinone-based vinyl polymer condensation compound such as a polymer of vinyl monomer;
The redox reactivity of low polymerization degree polymer compounds (oligomers) of the compounds (a) to (c), or those in which (a) to (C) are fixed to a polymer compound such as a polyvinyl compound or a polyamide compound. Examples include those having the following.
なお、本明細書において、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。Note that in this specification, the term polymer includes both homopolymers and interpolymers such as copolymers.
叙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、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
により基体表面て固定する方法、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。In order to deposit a compound that can form the above-mentioned redox film on the surface of a conductive substrate, an amine aromatic compound, a hydroxy aromatic compound, etc. is deposited on the substrate surface by electrolytic oxidation polymerization method or electrolytic deposition method. A method of direct polymerization, or a method of dissolving a pre-synthesized polymer in a solvent by applying electron beam irradiation, light, heat, etc., and fixing the solution on the substrate surface by dipping/coating and drying, or a method of fixing the polymer film on the substrate surface. A method can be adopted in which the substrate is directly fixed to the surface of the substrate by chemical treatment, physical treatment, or irradiation treatment.
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。Among these methods, electrolytic oxidative polymerization is particularly preferred.
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
により実施される。溶媒としては、例えばアセトニトリ
ル、水、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド
、プロピレンカーボネート等が、まだ支持電解質として
は、例えば過塩素酸す) IJウム、硫酸、硫酸二す)
IJウム、リン酸、ホウ酸、テトラフルオロホウ素酸
塩、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。斯くして被着さ
れる重合体膜は一般に極めて緻密であり、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、本発明に
使用しうるためには、酸化還元膜は当該酸化還元反応性
を有するものであれば特に制限はなく、膜の緻密の如伺
は問わない。The electrolytic oxidative polymerization method is carried out by electrolytically oxidizing and polymerizing an amine aromatic compound, a hydroxy aromatic compound, etc. in a solvent in the presence of a suitable supporting electrolyte to deposit a polymer film on the surface of a conductor. Examples of solvents include acetonitrile, water, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, propylene carbonate, and supporting electrolytes such as perchloric acid, sulfuric acid, disulfuric acid, etc.
Suitable examples include IJium, phosphoric acid, boric acid, tetrafluoroborate, potassium tetrafluorophosphate, and quaternary ammonium salt. The polymer films deposited in this manner are generally very dense and even thin films can block the permeation of oxygen. However, in order to be usable in the present invention, the redox film is not particularly limited as long as it has the redox reactivity, and it does not matter how dense the film is.
酸化還元膜の膜厚は0.1μm −o、5 myxとな
るようにするのが好ましい。0.1μmより薄い場合に
は、本発明の効果を十分奏さず、また0、 5 mmよ
り厚い場合には膜抵抗が高くなυ過ぎ、測定上好ましく
ない。The thickness of the redox film is preferably 0.1 μm-o, 5 myx. If it is thinner than 0.1 μm, the effect of the present invention will not be sufficiently exhibited, and if it is thicker than 0.5 mm, the membrane resistance will be too high, which is not preferable for measurement.
また、酸化還元膜は、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、これを電解質溶液に浸漬する方
法が簡便である。Further, the redox membrane can be used by impregnating it with an electrolyte. Examples of the electrolyte include dipotassium hydrogen phosphate, sodium perchlorate, sulfuric acid, tetrafluoroborate, and tetraphenylborate. 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.
叙上の如くして導電性基体に酸化還元膜を被着した電極
(以下、酸化還元膜電極という)の表面官有するものが
使用される。As described above, an electrode having a redox film coated on a conductive substrate (hereinafter referred to as a redox film electrode) is used.
(B)成分である水素イオンキャリヤー物質と1,7で
は、次式
(式中、R,、R,lおよびR9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)
で表わされるアミン類、および次式
(式中、R10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n−ドデシルアミンが挙げられる。水
素イオンキャリヤー物質の配合量が可塑化されていない
ポリ塩化ビニル100重量部に対し、6重量部未満では
十分な温度応答性が得られず、30重量部を超えると水
素イオンキャリヤ・−膜が硬化してしまうため不適当で
、好ましくは9重量部ないし24重量部である。Component (B), the hydrogen ion carrier substance 1,7, has the following formula: Examples include amines represented by the following formula (in which R10 represents an alkyl group having 8 to 18 carbon atoms), and preferred are Dodecylamine is mentioned. If the amount of the hydrogen ion carrier material is less than 6 parts by weight per 100 parts by weight of unplasticized polyvinyl chloride, sufficient temperature response will not be obtained, and if it exceeds 30 parts by weight, the hydrogen ion carrier membrane will deteriorate. This is unsuitable because it will harden, and the preferred amount is 9 to 24 parts by weight.
(C)成分である電解質塩としては、例えばナトリウム
テトラキス(p−クロロフェニル)ボレート、カリウム
テトラキス(p−クロロフェニル)ボレート、および次
式
%式%
(式中、R71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。を解質塩の配合量は
、水素イオンキャリヤー物質に対し同量以下が好ましく
、また少量過ぎると膜抵抗が増大し、電位応答性が悪く
々ってしまい、好ましくは、可塑化されていないポリ塩
化ビニル100重量部に対し、0重肴部ないし3.6重
量部である。As the electrolyte salt which is the component (C), for example, sodium tetrakis(p-chlorophenyl)borate, potassium tetrakis(p-chlorophenyl)borate, and the following formula % formula % (in the formula, R71 is an alkyl group, preferably carbon number 2 ~6
(indicates an alkyl group). It is preferable that the amount of the solute salt be equal to or less than the same amount as the hydrogen ion carrier material. If it is too small, the membrane resistance will increase and the potential response will be poor, so it is preferable to use unplasticized polyester. The amount is 0 to 3.6 parts by weight per 100 parts by weight of vinyl chloride.
(D)成分である可塑剤とし2ては、被検液に溶出しに
くいものが好ましく、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、マレイン酸ジオ
クチルエステル、ジーn−オクチ、/Izフェニルホス
ホネート等が挙げられる。The plasticizer 2 which is component (D) is preferably one that is difficult to dissolve in the test solution, such as dioctyl sebacate, dioctyl adipate, dioctyl maleate, di-n-octyl, /Iz phenylphosphonate, etc. can be mentioned.
t−A)
また、羽す成分であるポリ塩化ビニル(pvc)は、成
分(B)、(C)の担体として機能し、膜形成後一定の
形状を保持しうるものであればよく、例えば平均重合度
(Jon)が500〜2500のものが好適である。t-A) In addition, polyvinyl chloride (PVC), which is a wing component, may function as a carrier for components (B) and (C) and can maintain a certain shape after film formation, such as polyvinyl chloride (PVC). Those having an average degree of polymerization (Jon) of 500 to 2,500 are suitable.
水素イオンキャリヤー膜中の可塑化されていないポリ塩
化ビニル100重量部に対し可塑剤の配・罰割合が少な
すぎると得られる電極はセンサーと1、て機能せず、ま
た配合割合が大き過ぎると温度λテップに対する応答が
遅くなるので好ましくなく、好ましくは80重縫部ない
し350重量部で、特に好ましくは85重量部なtハし
325重量部である。If the ratio of plasticizer to 100 parts by weight of unplasticized polyvinyl chloride in the hydrogen ion carrier membrane is too small, the resulting electrode will not function as a sensor, and if the ratio is too large, the resulting electrode will not function as a sensor. It is not preferable because the response to temperature λ step becomes slow, and the range is preferably 80 parts by weight to 350 parts by weight, particularly preferably 85 parts by weight to 325 parts by weight.
醪什、還元膜の表面に水素1”オンキャリヤー模を被着
するには、成分(A)〜(D)を例えばテトラヒドロフ
ラン等の溶媒に溶かした溶液中に、酸化還元膜電極を浸
漬、引き上げ、風乾そし7て乾燥を操り返し、所望の厚
さに調製すればよい。水素イオンキャリヤー膜の膜厚と
しては、5oμff!〜3mm。To deposit a hydrogen 1" on-carrier pattern on the surface of the moromi and reduction film, the redox film electrode is immersed in a solution of components (A) to (D) dissolved in a solvent such as tetrahydrofuran, and then pulled up. , air dry, and repeat the drying process to obtain a desired thickness.The thickness of the hydrogen ion carrier film is 5 μff! to 3 mm.
特に0.2〜2FImとなるよりにするのが好ましい。In particular, it is preferable to set it to 0.2 to 2 FIm.
本発明pHセンサーは、上記構成を有するものであるな
め20℃以上の急激な温度変化に対して10秒以内でほ
ぼ平衡値に到達する能力を有するので、例えば被検液1
度が急激に変化する流通系のpH値であっても正確に測
定することができる。The pH sensor of the present invention has the ability to reach an almost equilibrium value within 10 seconds in response to a sudden temperature change of 20°C or more, so for example,
It is possible to accurately measure the pH value of a distribution system where the pH value changes rapidly.
次に実施例を挙げて説明する。 Next, an example will be given and explained.
実施例1
下記方法により第)図に示すpi(センサーと作製した
。以下、y4f+図と共に説明する。Example 1 A pi (sensor) shown in Fig. 1) was manufactured by the following method.It will be explained below along with Fig. y4f+.
(1)酸化還元膜を極の作製
ベーサル・プレーン・ビロリテインク・グラファイト(
r[僅x、o、φ×長さ3.5 wl、以下BPGとい
う)1】の底面1.1. bに導電性接着剤(アミコン
社製、C−850−6)12を用いてリード線〔銅線、
20E−CN−15W、 トウトク■社裂〕1.3を
接続したものの周囲をテフロン〔タフコートエナメル@
ダイキン工業@製〕で絶縁しBPG電極を作製した。次
いで、このBPG1g他を作用極、カーボン板(厚さ2
mX 30 xX 30間)を対向電極、銀/塩化銀
電極を基準電極に用いた3電極セルを用いて、以下の条
件で電解酸化を行ないBPGI 1に酸化還元膜14を
直接被着し7 た 。(1) Preparation of oxidation-reduction film as electrode: Basal, plain, virolyte ink, graphite (
Bottom surface of r [only x, o, φ x length 3.5 wl, hereinafter referred to as BPG) 1] 1.1. Connect lead wires [copper wire,
20E-CN-15W, Teflon [Tough Coat Enamel @
A BPG electrode was prepared by insulating the electrode with a BPG electrode made by Daikin Industries. Next, 1g of this BPG and others were used as a working electrode, and a carbon plate (thickness 2
Electrolytic oxidation was performed under the following conditions to directly deposit the redox film 14 on the BPGI 1 using a three-electrode cell with a counter electrode of mX 30 x X 30) as the counter electrode and a silver/silver chloride electrode as the reference electrode. .
(電解液組成)
0.5M2.6−シメチルフエノール
0、2 M 過塩素酸ナトリウム
アセトニトリル(溶媒)
(電解酸化重合条件)
0〜+1.5ボルト(対Ag/Ag(J )まで3回指
引(掃引速度50ミリボルト/秒)した後、+1.5ボ
ルトで10分間定電位電解した。重合は一20°C付近
で行なった。(Electrolyte composition) 0.5M 2.6-dimethylphenol 0.2M Sodium perchlorate acetonitrile (solvent) (Electrolytic oxidation polymerization conditions) 0 to +1.5 volts (finger pull 3 times to Ag/Ag (J) (sweep rate of 50 millivolts/second), and then constant potential electrolysis was carried out at +1.5 volts for 10 minutes. Polymerization was carried out at around -20°C.
(21pHセンサーの作製
上記(1)で作製した酸化還元膜電極面上に以下に示す
組成の水素イオンキャリヤー膜15を0.8 =1、0
m麓の厚さに被着した。核膜の被着は、以下に示す組
成物のテトラヒドロ7ラン混合液に酸化還元膜電極を浸
漬・乾燥する操作を15回繰り返すことにより行ない、
第1表に示すpHセンサーを得た。(21 Preparation of pH sensor A hydrogen ion carrier film 15 having the composition shown below was placed on the redox membrane electrode surface prepared in (1) above at 0.8 = 1,0
The film was coated to a thickness of m foot. The deposition of the nuclear membrane was carried out by repeating 15 times the operation of dipping and drying the redox membrane electrode in a tetrahydro 7 run mixture of the composition shown below.
A pH sensor shown in Table 1 was obtained.
(水素イオンキャリヤー組成物)
セパシン酸ジオクチル(1)O8) 200
重凌部ポリ塩化ビニル(PVC,p、−1050)
100重量部トリドデシルアミン(TDDA)
(第1表)第1表
*pHセンサーの起′醒力のpHに対するプロットをい
う。以下同じ。(Hydrogen ion carrier composition) Dioctyl sepacate (1) O8) 200
Polyvinyl chloride (PVC, p, -1050)
100 parts by weight tridodecylamine (TDDA)
(Table 1) Table 1 * A plot of the priming power of a pH sensor versus pH. same as below.
ト)′、 較例 1
水素イオンキャリヤー組成物中のTL)DA及びKTp
CβPBの配合槽を変えた以外は、実施例1と同様にし
て第2表に示すpHセンサーと作製した。g)', Comparative Example 1 TL)DA and KTp in the hydrogen ion carrier composition
The pH sensors shown in Table 2 were produced in the same manner as in Example 1, except that the CβPB mixing tank was changed.
第2表
試鰭例1
実施例1で作製し7た本発明品2を用いて、下記方法に
より被検液(リン酸緩衝液pH7,44)の液温のステ
ップ変化に対するその応答性を調べた。Table 2 Test fin Example 1 Using the product 2 of the present invention prepared in Example 1, its responsiveness to step changes in the temperature of the test solution (phosphate buffer pH 7, 44) was investigated by the following method. Ta.
(試験方法)
試験用セルとしては、第2図に示す如き軟質pve製チ
ューブ(8,1φ)Hの70−スルーセルを用いた。こ
れに本発明のpHセンサー21をセル中に3.5 m肩
挿入し、基準電極22との間の起電力をコモン電池23
に対する差動出力電圧として測定した。e、@のステッ
プ変化は、第3図に示す循環系を構成し、ローラポンプ
34.35で流速全1!/分とし1.夜温を38.68
°Cと18.08°Cに一定とした流れを三方コック3
1.32.33により瞬時に切り換えることにより行な
った。(Test Method) As a test cell, a 70-through cell made of a soft PVE tube (8,1φ) H as shown in FIG. 2 was used. The pH sensor 21 of the present invention is inserted into the cell by 3.5 m, and the electromotive force between it and the reference electrode 22 is transferred to the common battery 23.
It was measured as the differential output voltage. The step change of e and @ constitutes the circulation system shown in Fig. 3, and the roller pump 34.35 provides a total flow rate of 1! / minute 1. Night temperature 38.68
Three-way cock 3 with a constant flow of 18.08°C
This was done by instantaneously switching according to 1.32.33.
(結果)
温度のステップ状変化に対する本発明センサーの応答曲
線を第4図及び第5図に示す。(Results) The response curves of the sensor of the present invention to step changes in temperature are shown in FIGS. 4 and 5.
第4図及び第5図に示す如く、定常値の±0.6mVの
範囲に到達するのに要する時間は、18.08−38.
08°Cに昇温した場合(第4図)に8.6秒、逆に降
温させた場合($J5図)に11.6秒であった。なお
、性能の指標を±0.6 mVへの到達時間においたの
は、±0.6mVはpH値にしてほぼ±0.01の差に
相当し、測定精度的に実用上十分許容しうる範囲だから
である。As shown in FIGS. 4 and 5, the time required to reach the steady-state value within the range of ±0.6 mV is 18.08-38.
It took 8.6 seconds when the temperature was raised to 0.8°C (Figure 4), and 11.6 seconds when the temperature was lowered (Figure $J5). The performance index was set as the time to reach ±0.6 mV because ±0.6 mV corresponds to a difference of approximately ±0.01 in pH value, which is sufficiently acceptable for practical purposes in terms of measurement accuracy. This is because of the range.
試験例2
試験例1と同様にして本発明品2〜4及び比較品3の温
度のステップ変化に対する応答性を調べた。その結果を
第6図に示す。なお、第6図には試験例1の結果も含め
た。Test Example 2 In the same manner as Test Example 1, the responsiveness of Inventive Products 2 to 4 and Comparative Product 3 to a step change in temperature was investigated. The results are shown in FIG. Note that FIG. 6 also includes the results of Test Example 1.
第6図に示す如(、Tl)DAがポリ塩化ビニル100
重量部に対し9重量部以上では、応答速度(±0.6
mV到達時間)が10秒程度と極めて早いことが分る。As shown in Figure 6, (, Tl) DA is polyvinyl chloride 100
If the weight is 9 parts by weight or more, the response speed (±0.6
It can be seen that the mV arrival time) is extremely fast at about 10 seconds.
試験例3
試襞例1と同様にして、比較品2.3.4の温間のステ
ップ変化に対する応答性を調べだ。その結果を第7図に
示す。Test Example 3 In the same manner as Test Fold Example 1, the responsiveness of Comparative Product 2.3.4 to warm step changes was investigated. The results are shown in FIG.
第7図に示す如(、TDDAがポリ塩化ビニル100重
量部に対し3重量部では、KTp(JPBが0〜3.6
重看部の範囲で応答が速く、KTp(JPBの含有量が
増加すると応答が速くなる傾向がみられるが、この場合
には第2表に示す如く、ネルンストプロットのpf(依
存性が小さくなり好ましくなく、好ましくは0重量部な
いし3.0重量部である。As shown in FIG. 7, when TDDA is 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyvinyl chloride,
The response is fast in the range of the critical part, and there is a tendency for the response to become faster as the content of KTp (JPB increases). Not preferred, preferably 0 to 3.0 parts by weight.
実施例2
実施例1−(11で作製した酸化還元膜電極上に、実施
例1−(2)と同様にして以下に示す組成の水素イオン
キャリヤー膜を0.8〜1.0 mWの厚さに被着し、
第3表に示すpHセンサーを作製した。次いで、このp
Hセンサーの温度のステップ変化に対する応答性を試験
例1と同様に試験し九。結果をi8図に示す。Example 2 On the redox membrane electrode prepared in Example 1-(11), a hydrogen ion carrier film having the composition shown below was coated with a thickness of 0.8 to 1.0 mW in the same manner as in Example 1-(2). It is attached to the
A pH sensor shown in Table 3 was produced. Then this p
The responsiveness of the H sensor to step changes in temperature was tested in the same manner as Test Example 1. The results are shown in Figure i8.
(水素イオンキャリヤー組成物) DO8(#IJ3表) PVo 10 oz量部 TDDA 9重量部 KTp(JPB 1.8重量部じ1下ぷ白 第3表(Hydrogen ion carrier composition) DO8 (#IJ3 table) PVo 10 oz portion TDDA 9 parts by weight KTp (JPB) 1.8 parts by weight Table 3
第1図は本発明pHセンサーの一例の縦断面概略図を示
す。第2図は70−スルーセルの概略説明図を示す。第
3図は液温の温度ステップをつくるための循環系のフロ
ー図を示す。第4図及び第5図は被検液の温度ステップ
に対する本発明センサーの起電力の応答曲線を示し、第
4図は昇温した場合のもの、第5図は降温させた場合の
ものである。第6図、第7図及び第8図はpHセンサー
の温度ステップに対する応答性と水素イオンキャリヤー
膜組成との関係を示す図面である。
11・・・BPG llb・・・底面 12・・・4
胤性接着剤 13・・・リード線 14・・・酸化還元
膜 15・・・水素イオンキャリヤー膜 21・・・p
Hセンサー22・・・基準電極 23・・・コモン電極
24・・・サーミスタ一温度グローブ 30・・・フ
ロースルーセル31.32.33・・・三方コンク 3
4.35・・・ポンプ 36.37・・・熱交換器 3
B、39・・・恒温循環装置
′3″
第1図
第2図
第4図
第5図
TDDA含量(重量部)
第6図
0 1.5 3.0KT
pC2PB含量(重量部)
第7図FIG. 1 shows a schematic vertical cross-sectional view of an example of the pH sensor of the present invention. FIG. 2 shows a schematic illustration of a 70-through cell. FIG. 3 shows a flow diagram of the circulation system for creating temperature steps in the liquid temperature. Figures 4 and 5 show response curves of the electromotive force of the sensor of the present invention with respect to temperature steps of the test liquid; Figure 4 shows the response curve when the temperature is raised, and Figure 5 shows the response curve when the temperature is lowered. . FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are drawings showing the relationship between the responsiveness of the pH sensor to temperature steps and the composition of the hydrogen ion carrier film. 11...BPG llb...bottom 12...4
Seed adhesive 13...Lead wire 14...Redox film 15...Hydrogen ion carrier film 21...p
H sensor 22...Reference electrode 23...Common electrode 24...Thermistor-temperature globe 30...Flow-through cell 31.32.33...Three-way conc 3
4.35...Pump 36.37...Heat exchanger 3
B, 39... Constant temperature circulation device '3'' Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 5 TDDA content (parts by weight) Figure 6 0 1.5 3.0KT
pC2PB content (parts by weight) Figure 7
Claims (1)
ーであって、導電性基体の表面に酸化還元機能を有する
被膜を備え、更に該被膜の表面に次の成分(A)〜(D
)を含有する水素イオンキャリヤー膜を備えてなること
を特徴とするpHセンサー。 (A)可塑化されていないポリ塩化ビニル 100重量部 (B)水素イオンキャリヤー物質 6〜30重量部 (C)電解質塩0〜3.6重量部 (D)可塑剤80〜350重量部(1) A pH sensor that measures the pH of a solution based on electrode potential response, comprising a coating having a redox function on the surface of a conductive substrate, and further containing the following components (A) to (D) on the surface of the coating.
) A pH sensor comprising a hydrogen ion carrier membrane containing: (A) 100 parts by weight of unplasticized polyvinyl chloride (B) 6 to 30 parts by weight of hydrogen ion carrier material (C) 0 to 3.6 parts by weight of electrolyte salt (D) 80 to 350 parts by weight of plasticizer
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010737A JPS62169043A (en) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | Ph sensor |
| DK626986A DK626986A (en) | 1985-12-25 | 1986-12-23 | ion sensor |
| US06/946,089 US4798664A (en) | 1985-12-25 | 1986-12-24 | Ion sensor |
| KR1019860011230A KR890002940B1 (en) | 1985-12-25 | 1986-12-24 | Ion sensor |
| EP86402933A EP0228969B1 (en) | 1985-12-25 | 1986-12-24 | Ion sensor |
| DE3689722T DE3689722T2 (en) | 1985-12-25 | 1986-12-24 | Ion sensor. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010737A JPS62169043A (en) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | Ph sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62169043A true JPS62169043A (en) | 1987-07-25 |
| JPH0414746B2 JPH0414746B2 (en) | 1992-03-13 |
Family
ID=11758606
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61010737A Granted JPS62169043A (en) | 1985-12-25 | 1986-01-21 | Ph sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62169043A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01302154A (en) * | 1988-05-31 | 1989-12-06 | Canon Inc | pH control method and pH control device |
Citations (3)
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| JPS61155949A (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | Terumo Corp | Ph sensor |
| JPS61213660A (en) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Terumo Corp | Ph sensor |
| JPS61251764A (en) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Terumo Corp | Ph sensor |
-
1986
- 1986-01-21 JP JP61010737A patent/JPS62169043A/en active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61155949A (en) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | Terumo Corp | Ph sensor |
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| JPH01302154A (en) * | 1988-05-31 | 1989-12-06 | Canon Inc | pH control method and pH control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0414746B2 (en) | 1992-03-13 |
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