DE69933376T2

DE69933376T2 - Vorrichtung zur messung der ionenaktivität

Info

Publication number: DE69933376T2
Application number: DE69933376T
Authority: DE
Inventors: Inc. Toshihisa Arkray INOUE; Inc. Takeshi Arkray SAKURA; Inc. Norimasa Arkray NODA
Original assignee: Arkray Inc
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2019-06-05
Also published as: US6903335B1; EP1085317B1; JP4206462B2; WO1999064849A1; DE69933376D1; EP1085317A4; EP1085317A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ionenaktivität-Messvorrichtung, welche zum Messen der Aktivität eines Ions in einer Flüssigkeitsprobe, wie beispielsweise Blut, dient, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Stand der Technik
Als eine Messvorrichtung zum Messen der Aktivität eines Ions in einer Flüssigkeitsprobe durch Potentiometrie sind diejenigen weit verbreitet, welche Elektroden vom Trockentyp verwenden.
Derartige Ionenaktivität-Messvorrichtungen weisen mindestens ein Paar Elektroden auf, wobei eine der Elektroden mit einer Flüssigkeitsprobe in Kontakt steht und die andere mit einer Referenzflüssigkeit in Kontakt steht. Der Elektrode, welche mit der Flüssigkeitsprobe in Kontakt gebracht werden soll, wird gewöhnlich eine ionenselektive Eigenschaft verliehen. Wenn eine Flüssigkeitsprobe und eine Referenzflüssigkeit mit den Elektroden in Kontakt gebracht wurden, wird der Potenzialunterschied gemessen, welcher zwischen den Elektroden in Abhängigkeit von dem Unterschied der Ionenaktivität erzeugt wird, und dieser Potenzialunterschied wird in eine Konzentration umgewandelt.
Um einen derartigen Potenzialunterschied zu erzeugen, ist es nötig, eine elektrische Leitung zwischen der Flüssigkeitsprobe und der Referenzflüssigkeit bereitzustellen, und dies wird realisiert, indem eine Brücke zwischen einem Flüssigkeitsreservoir für die Flüssigkeitsprobe und einem Flüssigkeitsreservoir für die Referenzflüssigkeit bereitgestellt wird.
Beispiele einer derartigen Brücke umfassen die Schlitzbrücke, welche durch eine Rille gebildet wird, wie beispielsweise diejenige, welche in der japanischen Patentschrift (Kokoku) Nr. 58-4981 offenbart wird, die dreischichtige Trilaminatbrücke, welche aus einer porösen Schicht angefertigt wird, welche zwischen hydrophoben Beschichtungsfilmschichten eingelegt wird, wie beispielsweise diejenige, welche in der japanischen Patentschrift Nr. 58-4659 offenbart wird, die Brücke vom Schildtyp, welche eine poröse Brücke ist, welche aus Bereichen zusammengesetzt ist, welche durch Schilde unterteilt sind, welche eine Diffusion von Flüssigkeit blockieren, wie beispielsweise diejenige, welche in der japanischen Offenlegungspatentanmeldung (Kokai) Nr. 58-201056 offenbart wird, die Fadenbrücke, welche aus verdrilltem Garn angefertigt wird, wie beispielsweise diejenige, welche in der japanischen Offenlegungspatentanmeldung Nr. 58-211648 offenbart wird, und so weiter.
US 4,053,382 offenbart eine Ionenaktivität-Messvorrichtung, welche eine hydrophobe Brücke umfasst, wobei der Abschnitt, welcher mit einem Flüssigkeitsreservoir in Kontakt steht, hydrophil ist. In US 4,053,382 wird die Referenzflüssigkeit zuvor geliefert, und es wird nicht erwähnt, dass die Vorrichtung Elektroden vom Trockentyp verwendet. JP 58-186039 offenbart auch eine Ionenaktivität-Messvorrichtung, welche eine hydrophobe Brücke umfasst, wobei der Abschnitt, welcher mit dem Flüssigkeitsreservoir in Kontakt steht, hydrophil ist. US 4,952,266 und US 4,171,246 offenbaren ein Verfahren, welches zum Herstellen einer Ionenaktivität-Messvorrichtung geeignet ist und welches ein Einbetten von Faservlies in eine Deckplatte und ein Verbinden des Faservlieses mit der Deckplatte umfasst. Keines der Patente US 4,053,382 , JP 58-186039, US 4,952,266 und US 4,171,246 erwähnt jedoch eine 3-teilige Brückenstruktur aus einem hydrophilen Abschnitt/hydrophoben Abschnitt/hydrophilen Abschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Reservoir.
Offenbarung der Erfindung
Als ein Ergebnis der Forschungen der vorliegenden Erfinder wurde herausgefunden, dass die Reproduzierbarkeit der Ionenaktivität-Messung, welche die herkömmlichen Vorrichtungen verwendet, noch Spielraum für Verbesserung aufwies.
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ionenaktivität-Messvorrichtung bereitzustellen, welche die Reproduzierbarkeit der Ionenaktivität-Messung unter ihrer Verwendung verbessern kann.
Die vorliegenden Erfinder fanden heraus, dass die Reproduzierbarkeit der Ionenaktivität-Messung unter Verwendung einer Ionenaktivität-Messvorrichtung durch Einsetzen einer Brücke mit einer spezifischen Struktur in der Ionenaktivität-Messvorrichtung verbessert wurde. Folglich erzielten sie die vorliegende Erfindung.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Ionenaktivität-Messvorrichtung zum Messen der Aktivität eines Ions in einer Probe nach Anspruch 1 bereit.
Bei der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Brücke vorzugsweise mindestens aus einer Verbindung hergestellt, welche aus der Gruppe ausgewählt wurde, welche aus Polyester, Nylon, Polypropylen, Reyon und Polyethylen besteht. Weiterhin wird die Brücke vorzugsweise durch Behandeln des Abschnitts, welcher mit dem Flüssigkeitsreservoir in Kontakt steht, mit einem Ausbreitungsbeschleuniger hergestellt.
Der Ausbreitungsbeschleuniger ist vorzugsweise mindestens eine Verbindung, welche aus der Gruppe ausgewählt wurde, welche aus oberflächenaktiven Substanzen und hydrophilen Polymeren besteht.
Bei einer Ausführungsform der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird das oben stehend beschriebene Flüssigkeitsreservoir ausgebildet, indem eine Deckplatte und ein Substrat verbunden werden, von welchen mindestens eines eine Lackschicht mit einer Flüssigkeitsreservoirform aufweist, und die oben stehend beschriebene Brücke aus Faservlies angefertigt ist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß der oben stehend beschriebenen Ausführungsform bereit. Dieses Herstellungsverfahren umfasst ein Einbetten des Faservlieses in die Deckplatte, um das Faservlies an der Deckplatte zu verbinden. Das Faservlies und die Deckplatte werden vorzugsweise durch Ultraschallverschmelzung und besonders bevorzugt durch Rändelverschmelzung verbunden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine auseinander gezogene, perspektivische Ansicht einer Ionenaktivität-Messvorrichtung.
2 ist eine Draufsicht einer beispielhaften Struktur einer Deckplatte mit einer Brücke.
3 ist eine Teilansicht entlang der Linie III-III in 2.
4 ist eine Draufsicht einer beispielhaften Struktur einer Deckplatte mit einer Brücke.
5 ist eine Teilansicht entlang der Linie V-V in 4.
6 ist eine Draufsicht einer beispielhaften Struktur einer Deckplatte mit einer Brücke.
7 ist eine Teilansicht entlang der Linie VII-VII in 6.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Hier nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich erklärt.
Die Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung misst eine Ionenaktivität auf der Grundlage der Potentiometrie. Dies bedeutet, dass die Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung mindestens ein Paar Elektroden aufweist, und wenn eine Probe- und eine Referenzflüssigkeit in Kontakt mit den Elektroden stehen, wird ein Potenzialunterschied zwischen den Elektroden in Abhängigkeit von dem Unterschied der Ionenaktivität erzeugt. Dieser Potenzialunterschied wird auf der Grundlage einer Kalibrierungskurve in die Aktivität umgewandelt.
Als die Probe können flüssige Proben, wie beispielsweise Vollblut, Blutserum, Blutplasma und Urin erwähnt werden.
Die Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann als eine herkömmliche Ionenaktivität-Messvorrichtung unter Verwendung von Elektroden vom Trockentyp ausgebildet werden, außer dass sie eine Brücke der spezifischen Struktur aufweist.
Eine derartige Ionenaktivität-Messvorrichtung umfasst im Allgemeinen eine erste Elektrode, ein erstes Flüssigkeitsreservoir, welches auf der ersten Elektrode angeordnet ist, eine zweite Elektrode, ein zweites Flüssigkeitsreservoir, welches auf der zweiten Elektrode angeordnet ist, und eine Brücke, welche eine elektrische Leitung zwischen dem ersten Flüssigkeitsreservoir und dem zweiten Flüssigkeitsreservoir bereitstellen kann. Sie wird in einem trockenen Zustand gelagert, und wenn einmal eine Flüssigkeitsprobe und eine Referenzflüssigkeit in die beiden Flüssigkeitsreservoire gefüllt werden, wenn die Vorrichtung verwendet wird, wird durch die Brücke eine elektrische Leitung zwischen dem ersten Flüssigkeitsreservoir und dem zweiten Flüssigkeitsreservoir erreicht.
Die Elektroden können durch Bereitstellen von Metallschichten auf einem Substrat für Elektroden mit einem Muster, welches aus einem Elektrodenabschnitt, welcher mit einer Flüssigkeitsprobe oder mit einer Referenzflüssigkeit in Kontakt steht, aus einem Anschlussabschnitt für einen elektrischen Anschluss mit einer Vorrichtung für eine Ionenaktivität-Messung und aus einen Anschlussdrahtabschnitt zusammengesetzt ist, welcher den Elektrodenabschnitt und den Anschlussabschnitt miteinander verbindet; durch Bilden einer Lackschicht durch Drucken oder dergleichen, so dass der Elektrodenabschnitt definiert sein sollte; durch chemisches Behandeln des Elektrodenabschnitts jeder der Metallschichten, um eine Metallsalzschicht auszubilden; und durch Bereitstellen einer Elektrolytschicht und eines nach Bedarf ionenselektiven Films auf jedem Elektrodenabschnitt, welcher durch die Lackschicht definiert wird. Es können zwei oder mehr Elektrodenpaare, welche jeweils aus der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode zusammengesetzt sind, bereitgestellt werden.
Als das Substrat wird ein Film oder eine Platte aus einem isolierenden Material, beispielsweise einem Kunststofffilm, verwendet. Als der Kunststoff werden Polyester, Polypropylen, Acrylat-Harz, Vinylchlorid-Harz und so weiter bevorzugt.
Als das Metall für die Elektroden können Metalle, wie beispielsweise Silber, Gold, Platin und Palladium, verwendet werden, und Silber ist bevorzugt. Die Elektrodenmetallschicht kann durch ein gewöhnliches Verfahren ausgebildet werden, beispielsweise Siebdruck unter Verwendung einer Metallpaste, Metallbedampfung und so weiter.
Die Lackschicht ist eine Schicht, welche aus einem isolierenden Material angefertigt wird, und sie wird so ausgebildet, dass sie die anderen Abschnitte als die Elektrodenabschnitte und die Anschlussabschnitte abdecken sollte. Wenn die Elektrolytschicht und der ionenselektive Film in den nachfolgenden Schritten auf den Elektrodenabschnitten ausgebildet werden, fungiert die Lackschicht als eine „Wand", welche sie definiert. Die „Wand" wird vorteilhafterweise um 0,2 bis 1,0 mm außerhalb der Außenränder der Elektrodenabschnitte angeordnet, um eine Lücke bereitzustellen, um einen gleichmäßigen, ionenselektiven Film auszubilden (man siehe die japanische Offenlegungspatentanmeldung Nr. 2-287146). Durch Bereitstellen eines nichtleitenden Abschnitts an dem Kontaktabschnitt der Lackschicht und den Elektrodenabschnitten vor dem Ausbilden der Lackschicht kann die gleiche Wirkung erhalten werden, wie durch Bereitstellen einer Lücke zwischen der „Wand" und den Elektrodenabschnitten erhalten wird. Obwohl im Handel erhältliche Isoliertinten und so weiter als ein Material des nichtleitenden Abschnitts verwendet werden können, werden nichtleitende Metallpasten im Hinblick auf ihre Klebeeigenschaft, ihre Ätzbeständigkeit und so weiter bevorzugt. Die nichtleitende Paste bedeutet eine Metallpaste, welche Metall mit einem derartigen Gehalt enthält, dass die Metallpaste nicht deutlich leitfähig werden sollte.
Dagegen ist das Material der Lackschicht nicht besonders eingeschränkt, solange es ein isolierendes Material ist, und es können im Handel erhältliche Isolier tinten verwendet werden. Beispiele davon umfassen diejenigen vom unter ultravioletter Strahlung härtenden Typ, beispielsweise ML25089, ML25094 und ED450SS (Handelsnamen), hergestellt von Acheson Japan, STR5320 (Handelsname), hergestellt von Sinto Chemitron, DS-4 und INS-3 (Handelsnamen), hergestellt von Jujo Chemical, FOC-3S (Handelsname), hergestellt von Taiyo Ink Mgf., diejenigen vom wärmeaushärtenden Typ, beispielsweise, STR-5110 (Handelsname), hergestellt von Sinto Chemitron, HIPET9300 (Handelsname), hergestellt von Jujo Chemical, CR420G und CR48G (Handelsnamen), hergestellt von Osaka Asahi Chemical, und so weiter.
Wenn eine Isoliertinte vom unter ultravioletter Strahlung härtenden Typ verwendet wird, kann die Lackschicht durch Aufbringen der Isoliertinte durch Siebdruck, ihrem nachfolgenden Härten durch ultraviolette Bestrahlung unter Verwendung einer UV-Bestrahlungsmaschine und Wiederholen einer derartigen Verfahrensweise erhalten werden, bis eine vorbestimmte Dicke erhalten wird. Wenn eine Isoliertinte vom wärmeaushärtenden Typ verwendet wird, kann sie an Stelle der ultravioletten Bestrahlung auf 100 bis 150°C erwärmt werden.
Die Elektrodenabschnitte, welche durch die Lackschicht definiert werden, werden chemisch behandelt, um eine Metallsalzschicht auf der Metalloberfläche auszubilden. Vor dem Aufbringen des Lacks können die Metallanschlussabschnitte maskiert und chemisch behandelt werden. Das Metallsalz ist gewöhnlich ein Halogenid, vorzugsweise ein Chlorid. Es können jedoch auch andere Salze verwendet werden.
Dann werden die Elektrolytschicht und der ionenselektive Film auf jedem der Elektrodenabschnitte unter Verwendung der Bereiche ausgebildet, welche von der Lackschicht umgeben sind. Die Elektrolytschicht kann nicht als die Elektrode verwendet werden, welche in der japanischen Offenlegungspatentanmeldung Nr. 57-106852 offenbart wird.
Wenn eine elektrolytische Lösung in diesen Bereich gegossen wird, kann durch Oberflächenspannung ein flüssiger Film einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke auf der Elektrode ausgebildet werden. Deshalb kann durch Trocknen der Flüssigkeit, ohne die Flüssigkeit zu stören, eine Elektrolytschicht einer gleichmäßigen Dicke zumindest auf der Referenzelektrode ausgebildet werden. Obwohl der Elektrolyt vorzugsweise einer ist, welcher Anionen der gleichen Spezies enthält, wie der des oben stehend beschriebenen Metallsalzes, kann er einer sein, welcher verschiedene Anionen enthält, oder es kann eine Elektrolytschicht, welche keinen Elektrolyt enthält, nur mit einem Polymer ausgebildet werden.
Weiterhin kann genauso durch Gießen einer Lösung eines Materials des ionenselektiven Films auf der Elektrolytschicht und durch ihr Trocknen ein ionenselektiver Film einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet werden. Das Material des ionenselektiven Films kann ein bekanntes sein, beispielsweise kann das hydrophobe, ionenselektive Filmmaterial verwendet werden, welches in der japanischen Patentschrift Nr. 58-4981 offenbart wird. Wenn zwei oder mehr Elektrodenpaare bereitgestellt werden, können verschiedene Arten ionenselektiver Filmmaterialien für die Elektrodenpaare verwendet werden, und folglich wird es ermöglicht, gleichzeitig Aktivitäten für zwei oder mehr Ionenarten zu messen.
Das Flüssigkeitsreservoir ist nicht besonders eingeschränkt, solange es eine Messproben- oder eine Referenzflüssigkeit auf den Elektroden halten kann. Es kann eine Mulde, welche von einem isolierenden Material ausgebildet wird, oder ein Raum sein, welcher von zwei oder mehr laminierten Isoliermaterialien ausgebildet wird. Vorzugsweise wird eine Lackschicht mit einer Flüssigkeitsreservoirform auf einer Deckplatte ausgebildet, welche aus einem Isoliermaterialfilm zusammengesetzt ist, welcher mit einer Probenzuführungsöffnung, einer Belüftungsöffnung, einer Brückenöffnung und Öffnungen für ein Freilegen von Anschlüssen bereitgestellt wird, und die Lackschicht wird mit einem Substrat verbunden, auf welchem der oben stehend beschriebene, ionenselektive Film ausgebildet wurde, um ein Flüssigkeitsreservoir mit der Lackschicht des Substrats, der Deckplatte und der Lackschicht der Deckplatte auszubilden. Die Ionenaktivität-Messvorrichtung, welche ein derartiges Flüssigkeitsreservoir aufweist, kann eine Platten-ähnliche Form aufweisen, und sie wird als eine Einweg-Ionenaktivität-Messvorrichtung bevorzugt.
Auf der Seite der Elektroden der Ionenaktivität-Messvorrichtung kann ein Schutzfilm bereitgestellt werden, welcher bei Verwendung leicht abgelöst werden kann. Weiterhin kann eine Angabe der Befestigungsrichtung auf einer Vorrichtung zur Ionenaktivität-Messung gedruckt werden. Weiterhin können auf der Rückseite Identifikationscodes, wie beispielsweise Strichcodes, gedruckt werden.
Die Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine hydrophobe Brücke, von welcher ein Abschnitt, welcher mit einem Flüssigkeitsreservoir in Kontakt steht, hydrophil ist. Diese Brücke kann für den gesamten Abschnitt hydrophil sein, welcher mit einem Flüssigkeitsreservoir in Kontakt steht, oder nur für einen Teil davon, d.h. eine Endspitze davon kann hydrophil sein.
Dagegen ist ein Glied, welches die hydrophobe Brücke begründet, nicht besonders eingeschränkt, solange eine Flüssigkeit es durchdringen kann, Beispiele davon umfassen poröse Glieder, wie beispielsweise Faservlies und Gewebestoff. Beispiele eines Materials des Glieds, welches die Brücke begründet, umfassen ein hydrophobes Polymer. Dieses Material ist vorzugsweise eines, welches mit der Deckplatte verschmolzen werden kann. Spezifische Beispiele des hydrophoben Polymers sind Polyester (z.B. Polyethylenterephthalat), Nylon, Polypropylen, Reyon, Polyethylen und so weiter.
Die Brücke mit der oben stehend beschriebenen Struktur kann durch Behandeln des Abschnitts, welcher mit dem Flüssigkeitsreservoir in Kontakt steht, mit einem Ausbreitungsbeschleuniger hergestellt werden. Im Hinblick auf die Einfachheit des Herstellungsverfahrens wird der Abschnitt, welcher mit dem Flüssigkeitsreservoir in Kontakt steht, vorzugsweise durch das hydrophobe, poröse Glied ausgebildet, welches mit dem Ausbreitungsbeschleuniger behandelt wurde.
Der Ausbreitungsbeschleuniger ist auf mindestens einen Stoff eingeschränkt, welcher eine oberflächenaktive Substanz und ein hydrophiles Polymer sein kann. Als die oberflächenaktive Substanz wird im Hinblick auf den Einfluss auf die Messung der Ionenaktivität bevorzugt eine nicht ionische, oberflächenaktive Substanz verwendet. Wenn die Messung für eine Probe durchgeführt wird, welche Blutzellen enthält, ist es bevorzugt, eine nicht ionische Verbindung zu verwenden, wie beispielsweise Triton X-405 (Handelsname) und Lezitin, welche weniger Einfluss, wie beispielsweise Zersetzung der Blutzellen, zeigen. Als das hydrophile Polymer ist es möglich, Polyvinylalkohol oder Polyvinylpyrrolidon (z.B. PVPK15 (Handelsname)) zu verwenden. Die oberflächenaktive Substanz und das hydrophile Polymer können jeweils allein oder zusammen verwendet werden. Weiterhin können von jeder Art ein Stoff oder zwei oder mehr Stoffe von jeder Art zusammen verwendet werden.
Die Behandlung mit dem Ausbreitungsbeschleuniger kann durch Einweichen beider Enden der Brücke mit einer Lösung des Ausbreitungsbeschleunigers in einem geeigne ten Lösemittel durch Sprühen, Beschichten, Tauchen, Punktablagerung usw., und durch ihr Trocknen durchgeführt werden. Durch die Behandlung mit dem Ausbreitungsbeschleuniger wird der behandelte Abschnitt hydrophil gemacht. Die Menge des Ausbreitungsbeschleunigers, welche zum Verleihen der Hydrophilität erforderlich ist, kann von Durchschnittsfachleuten leicht bestimmt werden.
Die Brücke mit der oben stehend beschriebenen Struktur wird vorzugsweise mit der Deckplatte durch Verschmelzen unter Verwendung einer Ultraschallverschmelzungsmaschine verbunden. In diesem Fall kann durch Verwendung einer Ultraschallverschmelzungsmaschine mit einem gerändelten Hornspitzenende ein Verbinden mit noch höherer Adhäsionsfestigkeit erreicht werden.
Der Grund, warum die Reproduzierbarkeit des Ionenaktivität-Messverfahrens unter Verwendung der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung verbessert wird, ist vermutlich folgender. Da herkömmliche Brücken durch ein gleichförmiges Material entlang der Richtung der Flüssigkeitspermeation ausgebildet werden, sind die Fronten der Flüssigkeiten, welche von dem ersten Flüssigkeitsreservoir und von dem zweiten Flüssigkeitsreservoir durchgedrungen sind, in vielen Fällen nicht gleichmäßig, und dies wird als Einladung zum teilweisen Kontakt oder Vermischen der Flüssigkeiten angesehen. Andererseits durchdringen bei der Brücke der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung die Flüssigkeiten in den beiden Flüssigkeitsreservoiren zuerst die hydrophilen Abschnitte, da eine 3-teilige Struktur des hydrophilen Abschnitts/hydrophoben Abschnitts/hydrophilen Abschnitts zwischen dem ersten Flüssigkeitsreservoir und dem zweiten Flüssigkeitsreservoir entlang der Richtung der Flüssigkeitspermeation ausgebildet wird, erreichen jedoch aufgrund der Hydrophobizität des Mittenabschnitts nicht sofort den Mittenabschnitt. Nachdem eine ausreichende Menge der Flüssigkeiten in den hydrophilen Abschnitten gehalten wird, bewegen sich die Flüssigkeiten dann ohne Unterbrechung in Richtung auf den hydrophoben Abschnitt fort, und die beiden Flüssigkeiten werden miteinander in Kontakt gebracht. Aus diesem Grund wird in Betracht gezogen, dass bei der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung der teilweise Kontakt und das teilweise Vermischen der Flüssigkeiten unterdrückt werden, welche als die Reproduzierbarkeit der Ionenaktivität-Messung nachteilig beeinflussend angesehen werden, und folglich die Reproduzierbarkeit verbessert wird.
Hier nachfolgend wird eine Ionenaktivität-Messvorrichtung vom Plattentyp als ein Beispiel der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 erklärt. 1 ist eine auseinander gezogene, perspektivische Ansicht der Ionenaktivität-Messvorrichtung.
Bei dieser Ionenaktivität-Messvorrichtung wird ein Substrat 1, auf welchem Elektrodenmetallschichten, welche drei Elektrodenpaare begründen und jeweils aus einem Elektrodenabschnitt 2, einem Anschlussabschnitt 3 und einem Anschlussdrahtabschnitt 4 zusammengesetzt sind, eine erste Lackschicht 5 und ein ionenselektiver Film ausgebildet werden, mit einer Deckplatte 7 verbunden, welche aus einem Film eines Isoliermaterials zusammengesetzt ist, welches mit einer Probenzuführungsöffnung 8, einer Belüftungsöffnung 9 und Öffnungen für ein Freilegen von Anschlüssen 10 bereitgestellt wird und auf welchem eine zweite Lackschicht 6 ausgebildet wird, wodurch mit der ersten Lackschicht 5, der Deckplatte 7 und der zweiten Lackschicht 6 Flüssigkeitsreservoire ausgebildet werden.
Beispiele der Struktur der Deckplatte mit einer Brücke werden in 2 bis 7 gezeigt. 2, 4 und 6 sind Draufsichten, und 3, 5 und 7 sind Schnittdarstellungen entlang der Linien III-III, V-V und VII-VII in der 2, 4 bzw. 6.
Bei dem in 2 gezeigten Beispiel wird Faservlies oder Gewebestoff als ein Brückenmaterial (poröses Glied) angeordnet, um so eine Öffnung für eine Brücke 11 abzudecken, und mit der Deckplatte 7 verschmolzen. Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Abschnitt des Faservlieses oder des Gewebestoffes, welcher mit der Deckplatte 7 in Kontakt steht, verschmolzen, und der Abschnitt, welcher aufgrund der Gegenwart der Öffnung für die Brücke 11 nicht verschmolzen ist, dient als eine Brücke 12.
Die Breite b der Öffnung für die Brücke sollte größer sein als die Breite eines Separators, welcher ein Abschnitt ist, welcher das erste Flüssigkeitsreservoir und das zweite Flüssigkeitsreservoir des zweiten Lacks trennt, so dass Flüssigkeitsströme aus den Flüssigkeitsreservoiren nicht verhindert werden sollten.
Bei dem in 2 gezeigten Beispiel, bei welchem die Belüftungsöffnung 9 gewöhnlich für das erste Flüssigkeitsreservoir und für das zweite Flüssigkeitsreservoir verwendet wird, ist die Breite der Belüftungsöffnung breiter als die Breite des Separators des zweiten Lacks 6.
Die Belüftungsöffnung 9 kann auch jeweils für das erste Flüssigkeitsreservoir und das zweite Flüssigkeitsreservoir bereitgestellt werden, wie in 4 gezeigt. In diesem Fall muss die Größe der Belüftungsöffnung 9 nicht größer als die Breite des Separators des zweiten Lacks 6 sein.
Wie in 6 gezeigt, kann die Belüftungsöffnung 9 weiterhin auch als die Öffnung für die Brücke dienen. Bei dieser Ausführungsform wird die Brücke 12 so angeordnet, dass sie einen Teil der Fläche der Belüftungsöffnung 9 abdecken sollte, und folglich sollte die Belüftung der Flüssigkeitsreservoire möglich sein.
Das Verschmelzen des Faservlieses oder des Gewebestoffes mit der Deckplatte 7 kann durch Ultraschall oder Erwärmen erreicht werden. Die Länge des zu verschmelzenden Faservlieses oder Gewebestoffes, welche für die Brücke 12 verwendet werden, kann die Gleiche sein, wie die der Platte, wie in 2 oder 4 gezeigt, oder sie kann ein Teil der Länge betragen, wie in 6 gezeigt. Jedoch sollte sie länger als die Größe der Öffnung für die Brücke sein. Die Dicke des Faservlieses oder des Gewebestoffes beträgt gewöhnlich 30 bis 200 μm, besonders bevorzugt 50 bis 150 μm.
Weiterhin kann eine gemeinsam verwendete Öffnung für die Brücke, wie in 6 gezeigt, mit Faservlies oder Gewebestoff, welches über die volle Länge der Platte verschmolzen ist, wie in 2 oder 4 gezeigt, verwendet werden, oder es kann eine unabhängige Öffnung für die Brücke, wie in 2 oder 4 gezeigt, mit Faservlies oder Gewebe verwendet werden, welches für eine Teillänge verschmolzen ist, wie in 6 gezeigt.
Was das oben stehend beschriebene Brückenmaterial betrifft, können ein Vermischungszustand und eine Vermischungsrate einer Standardflüssigkeit (Referenzflüssigkeit) und einer Messflüssigkeit (Flüssigkeitsprobe) in der Brücke, welche wichtige Faktoren für die Stabilität des elektrischen Antwortpotenzials sind, durch Auswählen der Verschmelzungsrichtung des Materi als gesteuert werden, wenn die Flüssigkeitsausbreitung darin Anisotropie zeigt.
Ein Beispiel des Verfahrens zum Herstellen einer Ionenaktivität-Messvorrichtung wird unter Bezugnahme auf 1 erklärt.
Wie in 1(a) gezeigt, wird zuerst eine leitfähige Metallpaste (vorzugsweise Silber-Paste) auf das Substrat 1, welches aus einem Kunststofffilm angefertigt wurde, durch ein herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise Drucken, aufgebracht, um Metallschichten eines Elektrodenmusters auszubilden, welches aus einem Elektrodenabschnitt 2, einem Anschlussabschnitt 3 und einem Anschlussdrahtabschnitt 4 zusammengesetzt ist, welcher den Elektrodenabschnitt 2 und den Anschlussabschnitt 3 miteinander verbindet. Ein Abschnitt, welcher der Elektrodenabschnitt 2 sein soll, kann durch chemische Behandlung auf dieser Stufe in Silberhalogenid umgewandelt werden, jedoch wird eine derartige chemische Behandlung vorzugsweise durchgeführt, nachdem die erste Lackschicht 5 ausgebildet ist. Falls eine Schicht eines nichtleitenden Materials an dem Kontaktabschnitt der Metallschicht für die Elektrode und an der ersten Lackschicht 5 (d.h. an einem Abschnitt um den Elektrodenabschnitt 2 herum) vor dem Ausbilden der ersten Lackschicht 5 bereitgestellt wird, ist dies vorteilhaft zum Ausbilden eines gleichmäßigen, ionenselektiven Films.
Dann wird die erste Lackschicht 5 in einer Form, welche andere Abschnitte als die Elektrodenabschnitte 2 und die Anschlussabschnitte 3 abdeckt, auf dem Substrat 1 ausgebildet, auf welchem die Metallschichten für die Elektrode ausgebildet werden, wie in 1(b) gezeigt.
Auf dieser Stufe wird eine vorbestimmte Menge einer Lösung des ionenselektiven Filmmaterials in die Bereiche, welche von der ersten Lackschicht 5 umgeben sind, über die Elektrodenabschnitte 2 gegossen und getrocknet, um ionenselektive Filme auszubilden. Die ionenselektiven Filme werden auf den rechten und linken Seiten als ein Paar ausgebildet. Bei der in der Figur gezeigten Vorrichtung werden die ionenselektiven Filme so ausgebildet, dass sie drei Arten Ionenträger enthalten. Bevor die ionenselektiven Filme ausgebildet werden, kann eine vorbestimmte Menge einer Elektrolytlösung in die Bereiche, welche von der ersten Lackschicht 5 umgeben werden, über den Elektrodenabschnitten 2 gegossen und getrocknet werden, um Elektrolytschichten auszubilden, und dann können die ionenselektiven Filme auf den ausgebildeten Elektrolytschichten ausgebildet werden.
Davon getrennt wird eine Deckplatte 7, welche aus einem Kunststofffilm zusammengesetzt ist, welcher mit einer Probenzuführungsöffnung 8, einer Belüftungsöffnung 9 und mit Öffnungen zum Freilegen der Anschlüsse 10 bereitgestellt wird, wie in 1(d) gezeigt, hergestellt, und bandförmiges Faservlies, welches aus einem hydrophoben Polymer angefertigt wurde, wird mit der Deckplatte verschmolzen, so dass das Faservlies die Belüftungsöffnung 9 überqueren sollte, welche auch als eine Brückenöffnung dient.
Auf dieser Deckplatte 7 wird die zweite Lackschicht 6 in einer derartigen Form ausgebildet, dass sie zwei Flüssigkeitsreservoire bilden sollte, welche jeweils einen Elektrodenabschnitt eines Elektrodenabschnittpaares 2 enthalten, wie in 1(c) gezeigt. Die Breite des Abschnitts, welcher die beiden Flüssigkeitsreservoire trennt, (Separator) wird so ausgewählt, dass sie schmaler als der Durchmesser der Belüftungsöffnung 9 ist.
Eine Lösung eines Ausbreitungsbeschleunigers wird auf die Oberfläche gesprüht, welche mit der zweiten Lackschicht b bereitgestellt wird, so dass der freiliegende Faservliesabschnitt hydrophil werden sollte, und die Oberfläche wird getrocknet. Im Ergebnis wird eine Brücke ausgebildet.
Die Seite der zweiten Lackschicht 6 der Deckplatte 7, welche wie oben stehend beschrieben erhalten wurde, und die Seite der ersten Lackschicht 5 des Substrats 1, auf welchem der oben stehend beschriebene, ionenselektive Film ausgebildet ist, werden verklebt, um die Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung zu vervollständigen. Während die oben stehend beschriebene Verfahrensweise ohne besondere Bezugnahme auf die Anzahl der Vorrichtungen erklärt wurde, kann ein Muster, welches eine Vielzahl Ionenaktivität-Messvorrichtungen umfasst, auf einem Filmbogen entsprechend der Größe ausgebildet werden, welche von einer Siebdruckmaschine oder dergleichen bedruckt werden kann. In einem derartigen Fall kann eine Vielzahl der Ionenaktivität-Messvorrichtungen der vorliegenden Erfindung durch Schneiden des Films gleichzeitig in einem abschließenden Schritt hergestellt werden.
Beim Messen werden eine Flüssigkeitsprobe, deren Ionenaktivität gemessen werden soll, und eine Referenzflüssigkeit einer vorbestimmten Ionenaktivität aus einem der Probeneinspeisungslöcher bzw. den anderen im Wesentlichen gleichzeitig geliefert. Die gelieferte Flüssigkeitsprobe und die gelieferte Referenzflüssigkeit breiten sich durch Kapillarität über das gesamte Volumen der Räume aus, welche von der Deckplatte, der ersten Lackschicht und der zweiten Lackschicht (Flüssigkeitsreservoire) ausgebildet werden, kommen in Kontakt mit jeder Elektrode und durchdringen die Brücke, um eine elektrische Leitung zwischen den beiden Flüssigkeitsreservoiren bereitzustellen.
Im Ergebnis wird eine elektrische Zelle zwischen jedem Elektrodenpaar ausgebildet. Ihre elektromotorische Kraft kann gemessen werden, und eine Konzentration kann auf der Grundlage einer zuvor hergestellten Kalibrierungskurve berechnet werden.
Bei einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein poröses Glied auf einem Glied bereitgestellt, welches ein Flüssigkeitsreservoir begründet und eine Öffnung für die Brücke aufweist; darauf wird ein Separator bereitgestellt, so dass der Separator die Öffnung für die Brücke überqueren sollte; und dann wird ein Ausbreitungsbeschleuniger gesprüht, um einen freiliegenden Abschnitt des porösen Gliedes mit dem Ausbreitungsbeschleuniger zu behandeln, um eine Brücke auszubilden.
Das Glied, welches die Öffnung für die Brücke aufweist, ist gewöhnlich die oben stehend beschriebene Deckplatte. Der Separator ist ein Glied zum Trennen des ersten Flüssigkeitsreservoirs und des zweiten Flüssigkeitsreservoirs und gewöhnlich als ein Teil des zweiten Lacks ausgebildet. Durch Sprühen des Ausbreitungsbeschleunigers, nachdem der Separator bereitgestellt wird, werden nur die beiden Enden des porösen Gliedes mit dem Ausbreitungsbeschleuniger behandelt, und es kann leicht eine dreiteilige Struktur eines hydrophilen Teils/hydrophoben Teils/hydrophilen Teils erhalten werden. Deshalb ist dieses Herstellungsverfahren für eine Massenproduktion der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung geeignet.
Weiterhin ist es bevorzugt durch Anordnen eines porösen Materials mit einer Band-ähnlichen Form (Brückenmaterial) für die volle Länge der Platte eine Brücke auszubilden und sie mit der Deckplatte zu verschmelzen. Wenn die Ionenaktivität-Messvorrichtungen der vorliegenden Erfindung in einem großen Maßstab durch Ausschneiden aus einem Filmbogen in einem abschließenden Schritt gemäß dieser Ausführungsform hergestellt werden, werden das Anordnen und Verschmelzen des porösen Materials gemäß dieser Ausführungsform einfach. Deshalb wird die Massenproduktion einfach.
Bei einer Ausführungsform der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung, d.h. bei einer Ausführungsform, bei welcher Flüssigkeitsreservoire durch Verbinden einer Deckplatte und einem Substrat ausgebildet werden, von welchen mindestens eines eine Lackschicht mit der Form eines Flüssigkeitsreservoirs aufweist, und bei welcher die hydrophobe Brücke aus Faservlies angefertigt ist, wird das Faservlies in der Form eines Bogens, welcher aus Polyester, Nylon, Polyvinylen, Reyon, Polyethylen oder dergleichen hergestellt ist, als ein Glied, welches die hydrophobe Brücke begründet, mit der Deckplatte verbunden.
Für das Verbinden wird in diesem Fall das Faservlies vorzugsweise in der Deckplatte eingebettet, um das Faservlies mit der Deckplatte zu verbinden, während eine Heißverschmelzung, welche durch Erwärmen erreicht wird, oder ein Verbinden mit einem Klebstoff im Allgemeinen verwendet werden können.
Das Verbinden der Deckplatte und des Faservlieses wird durch Überlegen des Faservlieses auf die Deckplatte erreicht. Wenn eine Heißverschmelzung für das Verbinden verwendet wird, weist der überlappende Abschnitt eine Struktur mit einer Dicke des Faservlieses auf, und deshalb weist sie einen Niveauunterschied hinsichtlich der Deckplatte auf. Wenn ein Klebstoff für das Verbinden verwendet wird, wird die Dicke des aufgebrachten Klebstoffs zu der Dicke des Faservlieses selbst addiert.
Die Flüssigkeitsprobe und die Referenzflüssigkeit werden jeweils in separate Flüssigkeitsreservoire gegeben, um die Flüssigkeitsreservoire mit den Flüssigkeiten zu füllen. Da die Flüssigkeitsprobe und die Referenzflüssigkeit mit einer relativ hohen Geschwin digkeit unter Verwendung einer Pipette oder dergleichen zugegeben werden, kann sich eine Luftschicht an dem Abschnitt mit dem Niveauunterschied zwischen der Deckplatte und dem Faservlies bilden. Folglich kann dort eine Erscheinung beobachtet werden, dass sich die Flüssigkeitsprobe und die Referenzflüssigkeit nicht über der Brücke ausbreiten oder sie schwierig zu verteilen sind.
Falls weiterhin die Deckplatte und das Faservlies nur durch Heißverschmelzung verbunden werden, kann sich das Faservlies leicht ablösen, wenn eine Kraft auf den verschmolzenen Abschnitt angewandt wird. Deshalb gibt es auch ein Risiko, dass sich die Brücke aufgrund eines Falls während ihres Transports oder einer Verwendung der Vorrichtung zur Ionenaktivität-Messung ablösen kann, und die Vorrichtung folglich unbrauchbar wird.
Falls das Faservlies in der Deckplatte eingebettet und mit ihr verbunden wird, wird der Niveauunterschied zwischen der Deckplatte und der Brücke reduziert. Folglich wird bei Zugabe der Flüssigkeitsprobe und der Referenzflüssigkeit keine Luftschicht ausgebildet, und auch die Verbindungsfestigkeit wird verbessert. Deshalb kann das oben stehend beschriebene Problem gelöst werden.
Um das Faservlies in der Deckplatte einzubetten, ist es wirksam, das Verbinden durch Erwärmen und Andrücken des Abschnitts zu erlangen, welcher das Faservlies überlappt, um die Dicke des Faservlieses so weit wie möglich in die Deckplatte zu drücken.
Als ein derartiges Verbindungsverfahren kann eine Heißverschmelzung erwähnt werden. Die Heißverschmelzung umfasst das Heißverschmelzverfahren, das Ultraschallverschmelzverfahren und das Hochfrequenzverschmelzverfahren. Bei diesen Verfahren wird ein Verbinden durch unmittelbares Einbringen von Wärme oder durch Erzeugen von Wärme, um ein Glied zu schmelzen, welches verschmolzen werden soll, und durch Anwenden eines bestimmten Druckpegels erreicht.
Das Heißschmelzverfahren ist ein Verfahren zum Verbinden durch unmittelbares Anwenden von Wärme auf ein Teil, welches verschmolzen werden soll. Da die Wärme auf einen anderen Abschnitt angewandt wird als auf den gewünschten Abschnitt, welcher bei diesem Verfahren verschmolzen werden soll, wird ein bestimmtes Mittel zum Unterbinden eines Verziehens der Deckplatte beim Drücken erfordert.
Das Hochfrequenzverschmelzverfahren ist ein Verbindungsverfahren, bei welchem Aluminium-Metallpartikel oder dergleichen, welche in dem Glied, welches verschmolzen werden soll, vorhanden sind, zum Schwingen gebracht werden, um Wärme zu erzeugen und das Glied durch die erzeugte Wärme zu schmelzen. Dieses Verfahren erfordert, dass Faservlies oder ein PET-Film durch Zumischen von Metallpartikeln, wie beispielsweise aus Aluminium, hergestellt wird.
Deshalb ist das bevorzugte Verschmelzverfahren für die vorliegende Erfindung das Ultraschallverschmelzverfahren. Bei der Ultraschallverschmelzung wird eine Verbindung durch Verwendung eines Horns erreicht, welches eine Überschallwelle leitet und welches mit einem Abschnitt in Kontakt gebracht wird, welcher verschmolzen werden soll, um ein Glied zu schmelzen, welches mit der jeweiligen Oberfläche verschmolzen werden soll.
Ganz besonders bevorzugt wird ein Verbinden durch eine Rändelverschmelzung auf der Grundlage der Ultraschallverschmelzung erreicht.
Die Rändelverschmelzung ist ein Verbindungsverfahren, bei welchem ein gerändeltes Horn verwendet wird, welches an der Endspitze einer Verschmelzungsmaschine bereitgestellt wird; ein gerändelter Abschnitt, welcher mit Ultraschall vibriert, schmilzt ein Glied, welches verschmolzen werden soll; und es wird ein bestimmter Druckpegel angewandt. Folglich wird eine Oberfläche des Gliedes, welches verschmolzen werden soll und welches mit dem gerändelten Abschnitt in Kontakt steht, mit einem gerändelten Muster fertiggestellt.
Während das Faservlies in der Deckplatte durch derartiges, wie oben stehend beschriebenes Verbinden eingebettet werden kann, muss nicht notwendigerweise das gesamte Faservlies in der Deckplatte eingebettet werden, und es kann ausreichend sein, wenn die Wirkung der Erleichterung des Ausbreitens der Flüssigkeitsprobe und der Referenzflüssigkeit durch Reduzieren des Pegelunterschieds aufgrund der Dicke des Faservlieses erhalten wird.
Die Verbindungsfestigkeit zwischen der verschmolzenen Deckplatte und dem Faservlies kann in Abhängigkeit von der Dicke variieren. Um die Festigkeit zu erhalten, beträgt die Dicke der Deckplatte vorzugsweise 50 bis 250 μm und beträgt die Dicke des Faservlieses vorzugsweise 30 bis 150 μm.
Beispiele
Hier nachfolgend wird die vorliegende Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele erklärt.
Beispiel 1
Es wurde eine Ionenaktivität-Messvorrichtung zum gleichzeitigen Messen jeweils von Na-, K- und Cl-Ionen durch die folgenden Verfahrensschritte hergestellt.
Schritt 1. Es wurden Muster, welche jeweils aus einem Elektrodenabschnitt, einem Anschluss abschnitt und einem Anschlussdrahtabschnitt zusammengesetzt waren, welcher den Elektrodenabschnitt und den Anschlussabschnitt miteinander verbindet, mit einer wärmeaushärtenden Silber-Paste (VO-200, hergestellt von Acheson Japan) durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von 200 mit einer Dicke von 20 μm auf einem Polyester-Film gedruckt, um so drei Elektrodenpaare auszubilden, und dann wurde die Paste durch Erwärmen für 30 Minuten auf 150°C gehärtet, um Silber-Schichten auszubilden.
Schritt 2. Es wurde ein durch ultraviolette Strahlung härtender Lack (ML-25089, hergestellt von Acheson Japan) auf den Kontaktabschnitten einer Lackschicht und auf den Elektrodenabschnitten durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von 300 und mit einer Dicke von 10 μm gedruckt und durch ultraviolette Strahlung gehärtet.
Schritt 3. Es wurde ein durch ultraviolette Strahlung härtender Lack auf andere Abschnitte als die Anschlussabschnitte und Elektrodenpositionen durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von 300 und mit einer Dicke von 40 μm gedruckt und durch ultraviolette Strahlung gehärtet. Diese Verfahrensweise wurde 3 Mal wiederholt, um eine Lackschicht mit einer Dicke von ungefähr 50 μm auszubilden.
Schritt 4. Der Polyester-Film wurde für 1 Minute in wässrige 3 N Salpetersäure-Lösung getaucht und gewaschen.
Schritt 5. Der Polyester-Film wurde für 3 Minuten in eine Chromsäure-Lösung (1% Dichromsäure, 0,15 N Salzsäure, 0,2 N Kaliumchlorid) getaucht und gewaschen, um eine Silberchlorid-Schicht auszubilden.
Schritt 6. Es wurde eine Lösung jedes ionenselektiven Filmmaterials, deren Zusammensetzungen in Tabelle 1 gezeigt werden, in einer Menge von 0,7 μl pro Öffnung tropfenweise in die Öffnungen gegeben und getrocknet, um einen ionenselektiven Film auszubilden. Tabelle 1: Zusammensetzung des ionenselektiven Films

1) Natrium-tetrakis-3,5-bis-trifluormethylphenylborat
2) Bis-12-kron-4-methyl-2-dodecyl-2-methylmalonat
3) Kalium-tetrakis-p-chlorphenylborat
4) Tri-n-octylmethylammoniumchlorid

Schritt 7. Es wurde ein Polyester-Film, welcher mit einer Probenzuführungsöffnung, mit einer Belüftungsöffnung, mit Öffnungen zum Freilegen der Anschlussabschnitte und mit einer Brückenöffnung bereitgestellt wurde, hergestellt, und es wurde ein Polyethylenterephthalat-Faservlies (MF-80K (Handelsname), hergestellt von Japan Vilene, Dicke: 100 μm) über der Brückenöffnung angeordnet und verschmolzen.
Als das Faservlies wurde Faservlies in einer Bandähnlichen Form mit einer Dicke von 100 μm und einer Breite von 2 mm verwendet. Der Polyester-Film wurde aus Polyethylenterephthalat angefertigt und wies eine Dicke von 188 μm und eine Größe von 16 × 17 cm auf.
Nachdem das Band-ähnliche Faservlies ungefähr auf der Mitte der Brückenöffnung angepasst war, wurden der Polyester-Film und das Faservlies unter Verwendung einer Ultraschallverschmelzungsmaschine, Branson Ultrasonic, Wave Plastic Assembly System 947D, verschmolzen (hergestellt von Emerson Japan, Verschmelzbedingungen:
Frequenz von 40 kHz, Verschmelzdauer 0,12 Sekunden und Druck von 1,0 kgf/cm²). Die Endspitze eines Horns, welches für die oben stehend beschriebene Ultraschallverschmelzungsmaschine verwendet wurde, war mit einer Größe von 0,3 mm (Maschenzahl) auf einem Bereich von 24 × 5 mm gerändelt.
Schritt 8. Es wurde ein durch ultraviolette Strahlung härtender Lack in einem Muster zum Ausbilden der Flüssigkeitsreservoire durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von 300 mit einer Dicke von 40 μm gedruckt und durch ultraviolette Strahlung gehärtet. Diese Verfahrensweise wurde 3 Mal wiederholt, um eine Lackschicht mit einer Dicke von ungefähr 50 μm auszubilden.
Schritt 9. Es wurde eine Lösung einer oberflächenaktiven Substanz und eines hydrophilen Polymers (Wasser:Triton X-405:PVPK15 = 98,5:1,0:0,5 (Masseverhältnis)) auf die Oberfläche des Polyester-Films gesprüht, auf welchem die Lackschicht in einer Menge von 1,0 mg/cm² ausgebildet wurde, und der Polyester-Film wurde getrocknet, wodurch nur die Abschnitte der Brücke, welche nicht durch die Lackschicht abgedeckt waren, mit der oberflächenaktiven Substanz und dem hydrophilen Polymer behandelt wurden.
Schritt 10. Die Polyester-Filme, welche in den oben stehend beschriebenen Schritten 6 und 9 erhalten wurden, wurden verbunden und zu einer vorbestimmten Größe geschnitten, um eine Ionenaktivität-Messvorrichtung zu erhalten.
Beispiel 2
Es wurde eine Ionenaktivität-Messvorrichtung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass der Prozessschritt 7 in Beispiel 1 wie folgt modifiziert wurde.
Schritt 7. Es wurde Polyester-Film, welcher mit einer Probenzuführungsöffnung, mit einer Belüftungsöffnung und mit Öffnungen zum Freilegen von Anschlussabschnitten bereitgestellt wurde, hergestellt, und es wurde Polyethylenterephthalat-Faservlies in einer Bandähnlichen Form (MF-80K (Handelsname), hergestellt von Japan Vilene, Dicke: 80 μm) verschmolzen, so dass es die Belüftungsöffnungen für jede Elektrode überqueren sollte, um eine Brücke auszubilden.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde eine Ionenaktivität-Messvorrichtung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass der Prozessschritt 9 nicht durchgeführt wurde.
Vergleichsbeispiel 2
Es wurde eine Ionenaktivität-Messvorrichtung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass Seidenzwirn (Y-KT2510 (Handelsname), hergestellt von Kyo Sakura, Durchmesser: 80 μm) als das Brückenmaterial verwendet wurde und der Schritt 9 nicht durchgeführt wurde.
Prüfbeispiel
Die Messung der Ionenaktivität von menschlichem Blutserum wurde unter Verwendung eines Elektrolyt-Analysators vom Elektrodentyp (Spotchem (Warenzeichen) 5E-1510, Kyoto Dai-ichi Kagaku) durchgeführt, welcher mit einer der Ionenaktivität-Messvorrichtungen ausgestattet war, welche in den Beispielen 1 und 2 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhalten wurden. Die Messung wurde 7 Mal durchgeführt, und es wurden Standardabweichungen (S.D.) und eine Variationsbreite des elektrischen Potenzials erhalten. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2: Für 60 Sekunden gemessene Werte
Wie durch die oben stehenden Ergebnisse deutlich gezeigt wird, wenn die Ionenaktivität-Messvorrichtungen der vorliegenden Erfindung verwendet wurden, waren die Standardabweichung und die Variationsbreite des elektrischen Potenzials kleiner. Es wurde folglich herausgefunden, dass die Reproduzierbarkeit der Ionenaktivität-Messung unter Verwendung der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung ausgezeichnet ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung, welche Elektroden vom Trockentyp verwendet, kann eine Ionenaktivität mit guter Reproduzierbarkeit gemessen werden. Weiterhin kann gemäß der Ionenaktivität-Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung das Herstellungsverfahren deshalb vereinfacht werden, und sie kann unmittelbar auf einer integrierten Fertigungsstraße hergestellt werden. Deshalb ermöglicht sie eine Kostenreduktion.

Claims

Ionenaktivität-Messvorrichtung zum Messen einer Aktivität eines Ions in einer Probe, welche mindestens ein Elektrodenpaar (2, 3, 4), wobei eine der Elektroden mit einer Flüssigkeitsprobe in Kontakt steht und die andere mit einer Referenzflüssigkeit in Kontakt steht, ein erstes Flüssigkeitsreservoir für die Flüssigkeitsprobe, ein zweites Flüssigkeitsreservoir für die Referenzflüssigkeit, Probeneinspeisungslöcher (8) zum Liefern der Flüssigkeitsprobe und der Referenzflüssigkeit und eine Brücke (12) aufweist, welche ein poröses Glied aufweist und so angepasst ist, dass die Flüssigkeitsprobe und die Referenzflüssigkeit die Brücke durchdringen, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Enden der Brücke, welche mit den Flüssigkeitsreservoiren in Kontakt stehen, mit mindestens einer Verbindung behandelt sind, welche aus der Gruppe ausgewählt wurde, welche aus oberflächenaktiven Substanzen und hydrophilen Polymeren besteht.
Ionenaktivität-Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Brücke (12) mindestens eine Verbindung umfasst, welche aus der Gruppe ausgewählt wurde, welche aus Polyester, Nylon, Polypropylen, Reyon und Polyethylen besteht.
Ionenaktivität-Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitsreservoire durch eine Deckplatte (7), ein Substrat und eine Deckschicht (5, 6) gebildet werden, welche zwischen der Deckplatte und dem Substrat (1) gebunden ist und ein Muster zum Bilden von Flüssigkeitsreservoiren aufweist.
Ionenaktivität-Messvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Brücke (12) aus einem Faservlies angefertigt ist.
Verfahren zum Herstellen der Ionenaktivität-Messvorrichtung nach Anspruch 4, welches Einbetten von Faservlies in die Deckplatte (7) umfasst, um das Faservlies an die Deckplatte (7) zu binden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Faservlies und die Deckplatte (7) durch Ultraschallverschmelzung gebunden werden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Faservlies und die Deckplatte (7) durch eine Maschine zur Ultraschallverschmelzung gebunden werden, welche eine gerändelte Hornspitze aufweist.