微小Ag/AgCl参照電極を備えた針型phセンサの研究

筑波大学　数理物質科学研究科

鈴木･福田研究室

微小Ag/AgI参照電極を備えた針型pHセンサの研究

研究目的

研究内容

(a): 参照極平面図、 (b): pH指示電極平面図（裏面）、 (c)注射針内のpH指示電極（針：23G）

(c)

血液の分析は手術中など多くの状況下で必要になる。血液ガス成分の変化は急激で、秒単位で顕著な変化が認められる場合がある。これまでに、センサを微小化し、血管中に留置することで血液ガスの変動を連続的にモニタするシステムを開発したが、参照極の安定性という新たな課題が浮かび上がった。

電気化学測定に多く用いられる参照極としてAg/AgCl電極がある。しかし、高濃度塩化物イオン中で溶解したり、寿命が電解質の絶対量で決まるなど、微小化のためには課題がある。そこでこの問題を解決するために本研究ではAg/AgIに着目した。

電極は延性の高いポリイミド基板上に形成した。幅0.27mm、長さ60mmの針型構造とした。外部のヨウ素イオンのトラップを行う白金電極上には、デンプン分子を含む液絡があり、電極とともに活性化液絡を形成している。裏面にはpH指示電極となるイリジウム酸化膜を形成した。また、pHがそれぞれ異なるサンプル溶液中に電極を浸漬させ、pH指示電極を用いて電位変化の様子を調べた。pHの振れ幅はおよそ±0.01程度となり、生理範囲において十分な精度であることを確認した。

[参考資料]

Masatoshi Hashimoto, Sanjay Upadhyay, Shimpey Kojima, Hiroaki Suzuki, Katsuyoshi Hayashi, Kenji Sunagawa, Needle-type Ag/AgI reference electrode with a stagnant electrolyte layer and an active liquid junction, Journal of the Electrochemical Society, 153, H155, 2006 [Selected for the June 12, 2006 issue of Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology]

(d): ポテンショメトリックセンサへの応用