JPH0650931A - 固体イオンセンサ - Google Patents
固体イオンセンサInfo
- Publication number
- JPH0650931A JPH0650931A JP4207825A JP20782592A JPH0650931A JP H0650931 A JPH0650931 A JP H0650931A JP 4207825 A JP4207825 A JP 4207825A JP 20782592 A JP20782592 A JP 20782592A JP H0650931 A JPH0650931 A JP H0650931A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- solid
- polyvinyl chloride
- conductive plate
- plate material
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】ポリ塩化ビニルを被覆した導電性板材の表面に
イオン感応膜を接着し、板材を絶縁性基板又は流路壁面
に設置する。 【効果】簡単に固体マルチイオンセンサを大量生産する
ことができるので、安価なセンサを提供することができ
る。
イオン感応膜を接着し、板材を絶縁性基板又は流路壁面
に設置する。 【効果】簡単に固体マルチイオンセンサを大量生産する
ことができるので、安価なセンサを提供することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は医療用の血液分析装置の
中に組み込まれるイオンセンサに係り、特に、小型で、
複数項目のセンサを一体化した使い捨て可能な、マルチ
イオンセンサに関する。
中に組み込まれるイオンセンサに係り、特に、小型で、
複数項目のセンサを一体化した使い捨て可能な、マルチ
イオンセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】フォトリソグラフィ技術を用いて製作さ
れた小型のカリウムイオンセンサがセンサーズ アンド
アクチュエーターズ、１１（１９８７年）第２３頁か
ら第３６頁（Sensors and Actuators, １１（１９８６)
ｐｐ２３−３６）に記載されている。このセンサはシリ
コンチップ上に金属などの導電性電極を形成し、導電性
電極上にイオン感応膜を形成して製作されていた。
れた小型のカリウムイオンセンサがセンサーズ アンド
アクチュエーターズ、１１（１９８７年）第２３頁か
ら第３６頁（Sensors and Actuators, １１（１９８６)
ｐｐ２３−３６）に記載されている。このセンサはシリ
コンチップ上に金属などの導電性電極を形成し、導電性
電極上にイオン感応膜を形成して製作されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術は製
作プロセスが複雑であり、半導体製造装置などの特殊装
置が必要であるため低価格化が困難であった。また、導
電性電極が微小であるため、イオン感応膜形成法は半導
体製作プロセスとの整合性が悪く小型化，集積化が困難
であった。またイオン感応膜と導電性電極との接着性が
悪くセンサが不安定であり、測定精度が悪いという問題
があった。
作プロセスが複雑であり、半導体製造装置などの特殊装
置が必要であるため低価格化が困難であった。また、導
電性電極が微小であるため、イオン感応膜形成法は半導
体製作プロセスとの整合性が悪く小型化，集積化が困難
であった。またイオン感応膜と導電性電極との接着性が
悪くセンサが不安定であり、測定精度が悪いという問題
があった。
【０００４】本発明は、安価に大量生産可能で測定精度
の高い、小型マルチイオンセンサを提供することにあ
る。
の高い、小型マルチイオンセンサを提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、導電性材料
の線材にポリ塩化ビニルを被覆し、前記被覆線材を長軸
の垂直方向にスライスし、前記スライス片の表面にイオ
ン感応膜を形成し、さらに前記膜を形成したスライス片
を基板又は流路に設置することにより達成される。
の線材にポリ塩化ビニルを被覆し、前記被覆線材を長軸
の垂直方向にスライスし、前記スライス片の表面にイオ
ン感応膜を形成し、さらに前記膜を形成したスライス片
を基板又は流路に設置することにより達成される。
【０００６】
【作用】本発明によれば、イオンセンサ製造におけるポ
リ塩化ビニルの線材への被覆，線材のスライス，スライ
ス片へのイオン感応膜の形成，基板又は流路への設置等
の一連の製作工程は自動化可能であり、大量生産に適し
ており、低価格のセンサを提供することができる。ま
た、本発明のセンサでは導電性電極の周囲をポリ塩化ビ
ニルで被覆してあるので、イオン感応膜被覆ポリ塩化ビ
ニルが強固に接着し、導電性電極との接着性も向上させ
ることができ安定性に優れたイオンセンサを提供するこ
とができる。
リ塩化ビニルの線材への被覆，線材のスライス，スライ
ス片へのイオン感応膜の形成，基板又は流路への設置等
の一連の製作工程は自動化可能であり、大量生産に適し
ており、低価格のセンサを提供することができる。ま
た、本発明のセンサでは導電性電極の周囲をポリ塩化ビ
ニルで被覆してあるので、イオン感応膜被覆ポリ塩化ビ
ニルが強固に接着し、導電性電極との接着性も向上させ
ることができ安定性に優れたイオンセンサを提供するこ
とができる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例である。厚さ
０.５mm、直径０.５mmの円形導電性板材１の周囲に厚さ
０.２mm のポリ塩化ビニル２を被覆した。導電性板材１
の表面を電気化学的処理により塩化物とし、その面と反
対側の面に信号線３を接続した。
０.５mm、直径０.５mmの円形導電性板材１の周囲に厚さ
０.２mm のポリ塩化ビニル２を被覆した。導電性板材１
の表面を電気化学的処理により塩化物とし、その面と反
対側の面に信号線３を接続した。
【０００８】図２は第１の実施例において塩化物４を形
成した表面に、テトラヒドロフランまたはイオン感応膜
材料を溶解させたテトラヒドロフランを滴下して、イオ
ン感応膜５を設けたもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は
斜視図である。導電性板材周囲のポリ塩化ビニル及びイ
オン感応膜はともにテトラヒドロフランに溶解するの
で、テトラヒドロフランが揮発した後は一体となりイオ
ン感応膜が強固に導電性板材及びポリ塩化ビニル被覆層
に接着する。従って、イオン感応膜が剥離せず、安定な
電位を得ることができる。
成した表面に、テトラヒドロフランまたはイオン感応膜
材料を溶解させたテトラヒドロフランを滴下して、イオ
ン感応膜５を設けたもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は
斜視図である。導電性板材周囲のポリ塩化ビニル及びイ
オン感応膜はともにテトラヒドロフランに溶解するの
で、テトラヒドロフランが揮発した後は一体となりイオ
ン感応膜が強固に導電性板材及びポリ塩化ビニル被覆層
に接着する。従って、イオン感応膜が剥離せず、安定な
電位を得ることができる。
【０００９】図３に本発明の第３の実施例を示す。
（ａ）が斜視図、(ｂ）が(ａ）のＡＡ′で切った断面図
である。第２の実施例で示したセンサ素子６をガラスエ
ポキシ基板７上に３個集積化したものである。センサ素
子６を基板上に強固に保持し、試料溶液から導電性板材
の裏面及び信号線を保護するために、基板に凹部８を設
け、その中にセンサ素子６を設置し、エポキシ樹脂９な
どの電気絶縁性，耐水性の優れた接着剤で固定した。ま
た、信号線を基板の裏面から取り出すために凹部に貫通
孔１０を形成した。
（ａ）が斜視図、(ｂ）が(ａ）のＡＡ′で切った断面図
である。第２の実施例で示したセンサ素子６をガラスエ
ポキシ基板７上に３個集積化したものである。センサ素
子６を基板上に強固に保持し、試料溶液から導電性板材
の裏面及び信号線を保護するために、基板に凹部８を設
け、その中にセンサ素子６を設置し、エポキシ樹脂９な
どの電気絶縁性，耐水性の優れた接着剤で固定した。ま
た、信号線を基板の裏面から取り出すために凹部に貫通
孔１０を形成した。
【００１０】図４に本発明の第４の実施例を示す。同図
（ａ）が斜視図、同図（ｂ）が図（ａ）のＢＢ′で切っ
た断面図である。ポリ塩化ビニル製直方体１１の一対の
面の中央付近に貫通孔１２が設けられており試料溶液が
通過する流路となる。流路側面の一部は図（ｂ）に示す
ように削られており孔１３があけられている。第２の実
施例で示したセンサ素子６を各孔１３にテトラヒドロフ
ランまたはイオン感応膜材料を溶解させたテトラヒドロ
フランを用いて接着し、イオン感応膜が流路の内面の一
部となるように孔を塞ぐ。直方体１１の中の温度変化を
小さく抑えるために、直方体１１の中にシリコーンゴム
などの熱容量の大きい材料を充填しても良い。
（ａ）が斜視図、同図（ｂ）が図（ａ）のＢＢ′で切っ
た断面図である。ポリ塩化ビニル製直方体１１の一対の
面の中央付近に貫通孔１２が設けられており試料溶液が
通過する流路となる。流路側面の一部は図（ｂ）に示す
ように削られており孔１３があけられている。第２の実
施例で示したセンサ素子６を各孔１３にテトラヒドロフ
ランまたはイオン感応膜材料を溶解させたテトラヒドロ
フランを用いて接着し、イオン感応膜が流路の内面の一
部となるように孔を塞ぐ。直方体１１の中の温度変化を
小さく抑えるために、直方体１１の中にシリコーンゴム
などの熱容量の大きい材料を充填しても良い。
【００１１】第３及び第４の実施例で示したように、第
２の実施例を複数個集積化することにより使い勝手の良
い低価格なマルチイオンセンサを提供することができ
る。
２の実施例を複数個集積化することにより使い勝手の良
い低価格なマルチイオンセンサを提供することができ
る。
【００１２】図５に本発明のセンサ素子の製作法の一例
を示す。直径０.５mm の導電性線材１４をポリ塩化ビニ
ルを溶解させたテトラヒドロフランの中に浸漬し、引き
上げた後、乾燥させポリ塩化ビニルの膜を表面に形成す
る。所望のポリ塩化ビニルの膜厚が得られないときは浸
漬，乾燥を所定回数繰り返す。つぎにポリ塩化ビニルで
被覆した導電性線材１５を０.５mm の厚さにスライスす
る。良好な厚さの再現性及びスライスした面の平坦性を
得るためには、シリコンチップ等の切断に使用されてい
るダイシングソ−等を用いてスライスすることが有効で
ある。スライス片の一方の面に信号取り出し線を取り付
け、白金を対極として塩化カリウム水溶液中で電気化学
処理を行い導電性板材の表面にその塩化物を形成する。
その後テトラヒドロフラン等でイオン感応膜を塩化物表
面に接着する。
を示す。直径０.５mm の導電性線材１４をポリ塩化ビニ
ルを溶解させたテトラヒドロフランの中に浸漬し、引き
上げた後、乾燥させポリ塩化ビニルの膜を表面に形成す
る。所望のポリ塩化ビニルの膜厚が得られないときは浸
漬，乾燥を所定回数繰り返す。つぎにポリ塩化ビニルで
被覆した導電性線材１５を０.５mm の厚さにスライスす
る。良好な厚さの再現性及びスライスした面の平坦性を
得るためには、シリコンチップ等の切断に使用されてい
るダイシングソ−等を用いてスライスすることが有効で
ある。スライス片の一方の面に信号取り出し線を取り付
け、白金を対極として塩化カリウム水溶液中で電気化学
処理を行い導電性板材の表面にその塩化物を形成する。
その後テトラヒドロフラン等でイオン感応膜を塩化物表
面に接着する。
【００１３】図６に本発明を評価する測定系を示す。こ
の測定系において、本発明の第４の実施例に示した固体
イオンセンサを評価した。
の測定系において、本発明の第４の実施例に示した固体
イオンセンサを評価した。
【００１４】標準液１６，標準液１７を切り替えバルブ
１８を介してしごきポンプ１９により固体イオンセンサ
２０に導入し、廃液ボトル２１に廃棄する。血液などの
試料はシリンジ２２で流路に導入する。固体イオンセン
サの下流に設けた参照電極２３と各イオンセンサの電位
差を増幅器２４で計測し、記録機２５に記録する。
１８を介してしごきポンプ１９により固体イオンセンサ
２０に導入し、廃液ボトル２１に廃棄する。血液などの
試料はシリンジ２２で流路に導入する。固体イオンセン
サの下流に設けた参照電極２３と各イオンセンサの電位
差を増幅器２４で計測し、記録機２５に記録する。
【００１５】図６の測定系で血清試料を用いた場合にお
いて、本発明のナトリウム，カリウムイオン測定用固体
イオンセンサによる測定結果と、従来のナトリウム，カ
リウムイオン電極による結果の相関を図７に示す。カリ
ウムイオン感応膜には、ポリ塩化ビニル，バリノマイシ
ン，ジオクチルアジペイトからなる膜、ナトリウムイオ
ン感応膜にはポリ塩化ビニル，ビスクラウン，ジオクチ
ルアジペイトからなる膜を用いた。ナトリウム及びカリ
ウムとも相関系数が０.９９ 以上であり良好な結果が得
られた。
いて、本発明のナトリウム，カリウムイオン測定用固体
イオンセンサによる測定結果と、従来のナトリウム，カ
リウムイオン電極による結果の相関を図７に示す。カリ
ウムイオン感応膜には、ポリ塩化ビニル，バリノマイシ
ン，ジオクチルアジペイトからなる膜、ナトリウムイオ
ン感応膜にはポリ塩化ビニル，ビスクラウン，ジオクチ
ルアジペイトからなる膜を用いた。ナトリウム及びカリ
ウムとも相関系数が０.９９ 以上であり良好な結果が得
られた。
【００１６】以上のように、本発明の固体センサは大量
生産に適した方法で製作されるため安価であり、また導
電性電極の周囲にポリ塩化ビニルの被覆膜があるので、
イオン感応膜との接着が強固であるため安定性に優れ、
高精度な測定を行うことができる。
生産に適した方法で製作されるため安価であり、また導
電性電極の周囲にポリ塩化ビニルの被覆膜があるので、
イオン感応膜との接着が強固であるため安定性に優れ、
高精度な測定を行うことができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、大量生産に適した簡単
な方法で固体イオンセンサを製作することができるの
で、安価なセンサを提供することができる。また、導電
性電極の周囲にポリ塩化ビニルの被覆膜があるので、イ
オン感応膜との接着が強固であるため安定性に優れ、高
精度な測定を行うことができる。
な方法で固体イオンセンサを製作することができるの
で、安価なセンサを提供することができる。また、導電
性電極の周囲にポリ塩化ビニルの被覆膜があるので、イ
オン感応膜との接着が強固であるため安定性に優れ、高
精度な測定を行うことができる。
【図１】本発明の第１の実施例の固体イオンセンサ素子
の斜視図。
の斜視図。
【図２】本発明の第２の実施例の固体イオンセンサ素子
の縦断面図および斜視図。
の縦断面図および斜視図。
【図３】本発明の第３の実施例の集積化された固体イオ
ンセンサの斜視図および縦断面図。
ンセンサの斜視図および縦断面図。
【図４】本発明の第４の実施例の集積化された固体イオ
ンセンサの斜視図および縦断面図。
ンセンサの斜視図および縦断面図。
【図５】本発明の固体イオンセンサ素子の製造方法の実
施例を示した説明図。
施例を示した説明図。
【図６】本発明の固体イオンセンサの評価のための測定
系を示したブロック図。
系を示したブロック図。
【図７】本発明の効果を示す特性図。
３…信号線、６…第２の実施例、１１…ポリ塩化ビニル
直方体、１２…貫通孔、１３…孔。
直方体、１２…貫通孔、１３…孔。
Claims (6)
- 【請求項１】導電性板材の側面をポリ塩化ビニルで被覆
し、イオン感応膜を前記導電性板材及び前記ポリ塩化ビ
ニルから成る表面に設けたことを特徴とする固体イオン
センサ。 - 【請求項２】請求項１において、前記１個又は複数個の
固体イオンセンサを絶縁性基板上に配置し、前記導電性
板材に信号取り出し線を設けた固体イオンセンサ。 - 【請求項３】請求項１において、１個又は複数個の前記
固体イオンセンサを、絶縁材料からなる流路の壁面に、
前記イオン感応膜が流路内部の方向を向いて配置し、前
記導電性板材に信号取り出し線を設けた固体イオンセン
サ。 - 【請求項４】請求項１において、前記ポリ塩化ビニルで
被覆した前記導電性板材は、揮発性溶剤に溶解させたポ
リ塩化ビニルで導電性線材の表面を被覆し、溶剤を揮発
させてポリ塩化ビニル被覆膜とした後、前記ポリ塩化ビ
ニルで導電性線材をスライスして製作される固体イオン
センサ。 - 【請求項５】請求項１において、前記イオン感応膜は、
母材，可塑剤，イオン感応物質、または添加剤から成
り、母材はポリ塩化ビニル又はシリコーンゴム、可塑剤
はアジピン酸ジオクチル（ＤＯＡ），トリ（２−エチル
ヘキシル）トリメリテイト（ＴＯＴＭ），３，３′，
４，４−ベンゾフェノンテトラカルボン酸テトラ−１−
ウンデシルエステル（ＢＴＣＵ）、イオン感応物質はバ
リノマイシン，〔ビス（１２−クラウン−４）メチル〕
メチルドデシルマロン酸，第４級アンモニウム塩、添加
材はテトラフェニルほう酸カリウム又はテトラフェニル
ほう酸ナトリウムを用い、揮発性溶剤に均一に溶解させ
て調製する固体イオンセンサ。 - 【請求項６】請求項１において、前記導電性板材は銀，
金，白金または上記金属とその塩化物から成る固体イオ
ンセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4207825A JPH0650931A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 固体イオンセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4207825A JPH0650931A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 固体イオンセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650931A true JPH0650931A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16546139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4207825A Pending JPH0650931A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 固体イオンセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650931A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000512743A (ja) * | 1996-05-16 | 2000-09-26 | センデックス メディカル，インク． | 超小型貫通孔を有するセンサー、およびこのようなセンサーの製造方法 |
-
1992
- 1992-08-04 JP JP4207825A patent/JPH0650931A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000512743A (ja) * | 1996-05-16 | 2000-09-26 | センデックス メディカル，インク． | 超小型貫通孔を有するセンサー、およびこのようなセンサーの製造方法 |
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