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金属センシング用環状高分子材料および金属イオン検出素子

国内特許コード P08A013769
掲載日 2008年10月7日
出願番号 特願2005-321913
公開番号 特開2007-127573
登録番号 特許第4756241号
出願日 平成17年11月7日(2005.11.7)
公開日 平成19年5月24日(2007.5.24)
登録日 平成23年6月10日(2011.6.10)
発明者
  • 樋口 昌芳
  • 正村 亮
  • クルス ディルク ジー
出願人
  • 独立行政法人物質・材料研究機構
発明の名称 金属センシング用環状高分子材料および金属イオン検出素子
発明の概要

【課題】金属イオンを捕捉し、検知しうる機能を有する高分子材料およびそれを用いた素子を提供する。
【解決手段】イミンとベンゼン環とを含む金属センシング用環状高分子材料100であって、イミンに金属イオンが配位(錯形成)することによる高分子材料の酸化還元電位を測定することによって電気化学的に微量の金属イオンを検出することができる。繰り返し単位n=2の場合、高分子材料は構造110に示されるように正方形をなし、記号Zはシス型のイミンを表す。一方繰り返し単位n=3の場合、高分子材料は構造120に示されるように三角形をなし、記号Eは、トランス型のイミンを示す。構造120は、シス型とトランス型とが1:1で混在する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


水溶液中の微量の金属イオンを検出する方法には、電気化学反応を利用した技術がある(例えば、特許文献1を参照。)。また、別の検出する方法には、光学的特性の変化を利用した技術がある(例えば、特許文献2を参照。)。



前記特許文献1に記載の方法は、測定溶液中に作用電極と対極とを浸漬するステップ、作用電極と対極との間に電流を流し、電気化学反応による電位-電流曲線を測定して溶液中の金属イオンの種類を特定するステップ、特定された金属イオンの還元電位に作用電極の電位を保持するステップ、作用電極上に形成される金属被膜により発生する作用電極の微小変形量を検出するステップ、および、微小変形量を基に、溶液中の金属イオン濃度を決定するステップを含む。



特許文献1に記載の方法によれば、電気化学反応による電位-電流曲線を測定することにより、溶液中の金属イオンの種類を特定することが可能になる。さらに、電気化学反応によって電極上に形成される金属被膜により電極が変形することを利用し、電極の微小変形量を測定することにより、溶液中の金属イオンの微量定量測定が可能である。



一方、特許文献2に記載の技術は、分析試料を保持する保持体の少なくとも一部に、金属イオンと錯体あるいはイオン対を形成し得る化合物を、吸着あるいは結合させた分析用部材を用いる。このような化合物が、金属イオンと錯体あるいはイオン対を形成することにより、分析試料に含まれる金属イオンを検出することができる。金属イオンを固定した分析用部材に光を照射し、その光の変化を検出することにより、短時間で容易に金属イオンを分析することができる。

【特許文献1】特開2005-221299号公報

【特許文献2】特開2004-205290号公報

産業上の利用分野


本発明は、溶液中に存在する微量の金属イオンを検出可能な高分子材料およびそれを用いた素子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
イミンとベンゼン環とを含む式(1)、(2)および(3)からなる群から少なくとも1つ選択される金属センシング用環状高分子材料であって、
【化学式1】




ここで、
およびRは、同一または異なる水素原子、置換基を有するまたは有さないアリール基またはアルキル基であり、
nは重合度を表す2以上の整数であり、mは重合度を表す3以上の整数であり、
Rは、炭素原子および水素原子を含むスペーサであり、
前記スペーサは、ジフェニルメタン、ジフェニルエーテルおよびブチル基からなる群から選択される、高分子材料。

【請求項2】
前記RおよびRは、フェニル基、メチル基およびピリジル基からなる群から選択される、請求項1に記載の高分子材料。

【請求項3】
電極と、前記電極に付与された高分子材料とを含む金属イオン検出素子であって、
前記高分子材料は、イミンとベンゼン環とを含む式(1)、(2)および(3)からなる群から少なくとも1つ選択される金属センシング用環状高分子材料であって、
【化学式2】





ここで、
およびRは、同一または異なる水素原子、置換基を有するまたは有さないアリール基またはアルキル基であり、
nは重合度を表す2以上の整数であり、mは重合度を表す3以上の整数であり、
Rは、炭素原子および水素原子を含むスペーサであり、
前記スペーサは、ジフェニルメタン、ジフェニルエーテルおよびブチル基からなる群から選択される、素子。

【請求項4】
前記RおよびRは、フェニル基、メチル基およびピリジル基からなる群から選択される、請求項に記載の素子。
産業区分
  • 試験、検査
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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