离子选择膜、离子选择电极、离子传感器、样品测试装置和配位化合物制造方法及图纸

本发明专利技术涉及离子选择膜、离子选择电极、离子传感器、样品测试装置和配位化合物。提供了一种含有卟啉铊配合物作为离子载体的高稳定性离子选择膜(ISM)，该ISM含有：由下式(1)表示的化合物；聚合物；和膜溶剂。和膜溶剂。和膜溶剂。和膜溶剂。

【技术实现步骤摘要】
离子选择膜、离子选择电极、离子传感器、样品测试装置和配位化合物


[0001]本专利技术涉及离子选择膜、离子选择电极、离子传感器、样品测试装置和配位化合物。

技术介绍

[0002]选择性地进行对特定离子的电位响应的电极被称为离子选择电极(ISE)。当ISE浸入溶液中时，在离子选择膜和溶液之间的界面处产生对应于目标离子的活性的电位差，从而引起电极电位的变化。基于该现象的离子浓度测量仪器(离子传感器)已经广泛地用于物理化学工业、农业、医疗、食品、和环境等领域。在医疗用样品测试装置中，广泛地使用离子选择电极以测量钠离子、钾离子和氯离子的浓度。对于作为这些离子中的阳离子的钠离子和钾离子，广泛地使用利用离子选择膜(ISM)的离子载体型ISE，其中称为离子载体的用于选择离子的物质被限制在疏水性膜中。与此相对，对于作为阴离子的氯离子，没有像钠离子和钾离子那样优异的离子载体，并且在许多情况下使用难溶盐型ISE如银
‑
氯化银电极和使用例如其上固定有铵盐等的离子交换树脂的离子交换型ISE。
[0003]氯离子的离子载体大致分类为三种：有机金属型、有机型和金属配合物型。其中，有机金属型表现出高的氯离子选择性，但实际上，由于使用有机汞化合物和有机锡化合物等，从化学物质的毒性的观点来看难以使用。此外，有机型如双硫脲具有低的氯离子选择性。金属配合物型表现出高的氯离子选择性，但是由于使用铟、和锰等的使用，从化学物质的调节的观点来看难以使用。特别是，对于铟化合物，由例如《工业安全与健康法(Industrial Safety and Health Law)》下的《防止特定化学物质危害条例(Ordinance on Prevention of Hazards Due to Specified Chemical Substances)》规定了具体措施。
[0004]《分析科学》，1998年，第14卷，第79
‑
84页中，公开了作为氯离子的离子载体的卟啉铊配合物。铊化合物不受上述具体措施的限制，从化学物质的调节的观点来看，与铟配合物相比，铊化合物是优选的。本专利技术人对现有卟啉铊配合物的特性进行了研究，并认识到卟啉铊配合物具有高的氯离子选择性。同时，本专利技术人已经发现，含有现有卟啉铊配合物的ISM是不稳定的，并且响应于离子浓度的电动势的变化随时间减小，并且在这种情况下，卟啉铊配合物的晶体沉积在ISM的表面上。鉴于上述情况，本专利技术人认为现有卟啉铊配合物对离子选择膜基质的亲和性存在问题。
[0005]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，并且本专利技术的目的是提供一种含有卟啉铊配合物作为离子载体的高稳定性ISM。

技术实现思路

[0006]提供了含有其中引入有适当取代基的卟啉铊配合物(Tl
‑
Por)作为离子载体的ISM。
[0007]即，根据本专利技术的一个实施方案，提供了一种离子选择膜，其包括：由下式(1)表示
的化合物；聚合物；和膜溶剂：
[0008][0009]在式(1)中，
[0010](i)R
151
至R
158
和R
101
至R
104
各自独立地表示氢原子，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下的碳原子的饱和或不饱和烷基，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下的碳原子的烷氧基，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下的碳原子的烷基羰基，可具有取代基的、具有5个以上且20个以下碳原子的芳基，可具有取代基的、具有5个以上且20个以下的碳原子的芳氧基，可具有取代基的、具有6个以上且30个以下的碳原子的芳烷基，或卤素原子，
[0011](ii)所述(i)中烷基的取代基选自由以下组成的组：具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基；具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰基；具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基羰基；具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰氧基；具有5个以上且20个以下碳原子的芳基；氰基；和卤素原子，
[0012](iii)所述(i)中的烷氧基、烷基羰基、芳基、芳氧基和芳烷基各自的取代基选自由以下组成的组：具有1个以上且20个以下的碳原子的饱和或不饱和烷基；具有1个以上且20个以下的碳原子的烷氧基；具有1个以上且20个以下的碳原子的烷基羰基；具有1个以上且20个以下的碳原子的烷氧基羰基；具有1个以上且20个以下的碳原子的烷基羰氧基；具有5个以上且20个以下的碳原子的芳基；氰基；和卤素原子，
[0013](iv)R
151
至R
158
和R
101
至R
104
中的至少一个表示氢原子以外的基团，以及
[0014](v)X表示阴离子。
[0015]从以下参考附图的示例性实施方案的描述中，本专利技术的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
[0016]图1是用于说明ISE概述的示意图。
[0017]图2是用于说明ISM概述的示意图。
[0018]图3是用于说明使用ISE的离子传感器的概述的示意图。
[0019]图4是用于说明样品测试装置的概述的示意图。
[0020]图5A是显示在改变水溶液中NaCl浓度时的电动势响应的实施例4的结果的曲线
图。图5B是用于显示在改变水溶液中NaCl浓度时的电动势响应的比较例的结果的曲线图。
具体实施方式
[0021]下面参照附图详细描述本专利技术的实施方案。然而，本专利技术不限于以下内容。
[0022]图1是用于说明包括本实施方案的ISM 1002的ISE 1000的概述的示意图。在图1中，ISE 1000包含包括导体的电极1001和ISM 1002。ISE 1000可包含内部液体1003。ISE 1000与作为比较目标的参比电极1010一起与测量溶液1020接触地配置。参比电极1010可以通过盐桥或液体接界(liquid junction)与测量溶液接触。在与测量溶液1020接触的ISM 1002中，产生与测量溶液1020中的目标离子2005的浓度(确切地说，活度a
I
(aq))的对数成比例的膜电位(E
M
)。所产生的膜电位可以由下面的能斯特方程表示。
[0023][0024]方程中，E0表示标准电极电位，R表示气体常数，T表示绝对温度，“z”表示离子电荷数，F表示法拉第常数。在离子传感器中，对于其中目标离子2005的浓度已知的溶液和测量溶液中的各自，通过使用测量仪器1030测量ISM 1002和参比电极1010之间的电位差来计算测量溶液1020中的目标离子2005的浓度。下面具体描述图1中所示的各构成要素。
[0025]离子选择电极(ISE)
[0026]本实施方案提供了一种离子选择电极，其包括：包括至少一种导体的电极；和本实施方案的离子选择膜。
[0027]具体地，本实施方案的ISE 1000包括：包括至少一种导体的电极1001；和ISM 1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子选择膜，其特征在于，其包括：由下式(1)表示的化合物；聚合物；和膜溶剂：在所述式(1)中，(i)R
151
至R
158
和R
101
至R
104
各自独立地表示氢原子，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下碳原子的饱和或不饱和烷基，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下碳原子的烷氧基，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下碳原子的烷基羰基，可具有取代基的、具有5个以上且20个以下碳原子的芳基，可具有取代基的、具有5个以上且20个以下碳原子的芳氧基，可具有取代基的、具有6个以上且30个以下碳原子的芳烷基，或卤素原子，(ii)所述(i)中烷基的取代基选自由以下组成的组：具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基；具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰基；具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基羰基；具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰氧基；具有5个以上且20个以下碳原子的芳基；氰基；和卤素原子，(iii)所述(i)中的烷氧基、烷基羰基、芳基、芳氧基和芳烷基各自的取代基选自由以下组成的组：具有1个以上且20个以下碳原子的饱和或不饱和烷基；具有1个以上且20个以下碳原子的烷氧基；具有1个以上且20个以下碳原子的烷基羰基；具有1个以上且20个以下碳原子的烷氧基羰基；具有1个以上且20个以下碳原子的烷基羰氧基；具有5个以上且20个以下碳原子的芳基；氰基；和卤素原子，(iv)R
151
至R
158
和R
101
至R
104
中的至少一个表示氢原子以外的基团，以及(v)X表示阴离子。2.根据权利要求1所述的离子选择膜，其中所述由式(1)表示的化合物由下式(2)表示：
在所述式(2)中，(i)R
12
至R
16
、R
22
至R
26
、R
32
至R
36
、和R
42
至R
46
各自独立地表示氢原子，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下碳原子的饱和或不饱和烷基，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下碳原子的烷氧基，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下碳原子的烷基羰基，可具有取代基的、具有5个以上且20个以下碳原子的芳基，可具有取代基的、具有5个以上且20个以下碳原子的芳氧基，可具有取代基的、具有6个以上且30个以下碳原子的芳烷基、羟基或卤素原子，(ii)所述(i)中的烷基的取代基是具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基羰基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰氧基、具有5个以上且20个以下碳原子的芳基、氰基或卤素原子中的任一种，(iii)所述(i)中的烷氧基、烷基羰基、芳基、芳氧基和芳烷基各自的取代基是具有1个以上且4个以下碳原子的饱和或不饱和烷基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基羰基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰氧基、具有5个以上且20个以下碳原子的芳基、氰基或卤素原子中的任一种，(iv)R
12
至R
16
、R
22
至R
26
、R
32
至R
36
和R
42
至R
46
中的至少一个表示氢原子以外的基团，以及(v)X表示阴离子。3.根据权利要求2所述的离子选择膜，其中所述式(2)中的R
13
、R
15
、R
23
、R
25
、R
33
、R
35
、R
43
或R
45
中的至少一个表示可具有取代基的、具有1个以上20个以下碳原子的烷氧基。4.根据权利要求1所述的离子选择膜，其中所述由式(1)表示的化合物由下式(3)表示：
在所述式(3)中，(i)R
51
至R
58
各自独立地表示氢原子，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下碳原子的饱和或不饱和烷基，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下碳原子的烷氧基，可具有取代基的、具有1个以上且20个以下碳原子的烷基羰基，可具有取代基的、具有5个以上且20个以下碳原子的芳基，可具有取代基的、具有5个以上且20个以下碳原子的芳氧基，可具有取代基的、具有6个以上且30个以下碳原子的芳烷基，或卤素原子，(ii)所述(i)中的烷基的取代基是具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基羰基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰氧基、具有5个以上且20个以下碳原子的芳基、氰基或卤素原子中的任一种，(iii)所述(i)中的烷氧基、烷基羰基、芳基、芳氧基、和芳烷基各自的取代基是具有1个以上且4个以下碳原子的饱和或不饱和烷基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷氧基羰基、具有1个以上且4个以下碳原子的烷基羰氧基、具有5个以上且20个以下碳原子的芳基、氰基或卤素原子中的任一种，(iv)R
51
至R
58
中的至少一个表示氢原子以外的基团，以及(v)X表示阴离子。5.根据权利要求1至4中任一项所述的离子选择膜，其中将所述离子选择膜构造为选择卤化物离子。6.根据权利要求1至4中任一项所述的离子选择膜，其中将所述离子选择膜构造为选择氯离子。7.根据权利要求1至4中任一项所述的离子选择膜，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保亘，斋藤宏，丸山晶夫，
申请(专利权)人：佳能医疗系统株式会社，
类型：发明
国别省市：