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WO2021140933A1 - 電極、電極の製造方法、イオンセンサ、生体内成分測定装置及び生体内成分測定方法 - Google Patents

電極、電極の製造方法、イオンセンサ、生体内成分測定装置及び生体内成分測定方法 Download PDF

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Publication number
WO2021140933A1
WO2021140933A1 PCT/JP2020/048407 JP2020048407W WO2021140933A1 WO 2021140933 A1 WO2021140933 A1 WO 2021140933A1 JP 2020048407 W JP2020048407 W JP 2020048407W WO 2021140933 A1 WO2021140933 A1 WO 2021140933A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
ion
electrode according
solid electrolyte
metal oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2020/048407
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
内山　兼一
順子 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sysmex Corp
Original Assignee
Sysmex Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sysmex Corp filed Critical Sysmex Corp
Priority to CN202080092142.9A priority Critical patent/CN114902038B/zh
Priority to EP20912043.5A priority patent/EP4089406A4/en
Priority to JP2021569834A priority patent/JP7628508B2/ja
Publication of WO2021140933A1 publication Critical patent/WO2021140933A1/ja
Priority to US17/853,991 priority patent/US12411103B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/333—Ion-selective electrodes or membranes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
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    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes

Definitions

  • the present invention relates to an electrode, a method for manufacturing an electrode, an ion sensor, an in-vivo component measuring device, and an in-vivo component measuring method.
  • All-solid-state ion-selective electrodes and ion sensors using them are known.
  • all solids using insertion materials Na 0.33 MnO 2 , Li a FePO 4 , K b MnO 2 ⁇ mH 2 O
  • a type ion-selective electrode is disclosed. This is an internal solid layer formed by mixing Na 0.33 MnO 2 , Li a FePO 4 , or K b MnO 2 ⁇ mH 2 O with a conductive agent (acetylene black) and a binder (PVDF) on a platinum electrode.
  • the potential of the conventional electrode of the ion sensor becomes unstable due to repeated use and / or long-term use of the ion sensor, and the potential becomes unstable. I found that would change. This potential instability leads to an increase in the frequency of calibration and an increase in the frequency of electrode replacement. For this reason, the conventional ion sensor is calibrated every time the measurement is performed or every time the measurement is performed a plurality of times at a predetermined time interval. Therefore, it is an object of the present invention to provide an electrode having higher potential stability for repeated use and / or long-term use in an ion sensor.
  • the present inventors have found that the above problems can be solved if the electrode contains an internal solid layer containing a metal oxide and a solid electrolyte and an electrode material. ..
  • the present inventor has completed the present invention as a result of further research based on this finding.
  • the present invention includes the following aspects.
  • Item A An electrode containing an internal solid layer containing a metal oxide and a solid electrolyte, and an electrode material.
  • Item B A method for producing an electrode, which comprises forming an internal solid layer containing a metal oxide and a solid electrolyte on the electrode material.
  • Item C An ion sensor comprising an insulating substrate and the electrode according to item A arranged on the insulating substrate.
  • Item D An in vivo component measuring device including the ion sensor according to Item C, which measures the concentration of sodium ions contained in the tissue fluid collected from a subject.
  • Item E A method for measuring an in vivo component, which comprises measuring the concentration of sodium ions contained in a tissue fluid collected from a subject by the ion sensor according to Item C.
  • an electrode having higher potential stability for repeated use and / or long-term use in an ion sensor.
  • (A) is a perspective view when the first cover of the in-vivo component measuring device is in the closed state, and (b) is a perspective view when the first cover is in the open state.
  • (A) is an explanatory view showing a schematic configuration of the inside of the in-vivo component measuring device in a side view, and (b) is an explanatory view showing a front view. It is a perspective view of the detection part.
  • (A) is a perspective view of a glucose sensor and a sodium ion sensor, and (b) is a side view.
  • the arrangement mode of each material in the cross-sectional SEM image of the inner solid layer is shown.
  • the arrangement mode of each material in the cross-sectional SEM image of the inner solid layer is shown.
  • the potential measurement result of Test Example 1 is shown.
  • the horizontal axis shows the Na concentration of the electrolyte solution, and the vertical axis shows the measurement potential.
  • the potential measurement result of Test Example 2 is shown.
  • the horizontal axis shows the number of times the measurement is repeated, and the vertical axis shows the potential fluctuation (absolute value) from the first measurement potential.
  • the potential measurement result of Test Example 3 is shown.
  • the horizontal axis shows the mass ratio of the solid electrolyte.
  • the vertical axis is a set that measures Na concentration 2 mM solution 6 times, 30 mM solution once, and 2 mM solution once, and 3 sets are carried out in succession. In each set, the potential is stable 2 mM solution.
  • the standard deviations of 3 sets of the potentials when the 6th potential of the above is measured are shown.
  • the potential measurement result of Test Example 4 is shown.
  • “1" indicates the result of the first day
  • "3" indicates the result of the third day.
  • the vertical axis shows the difference (absolute value) in the measured potentials of the electrolyte solutions of the same concentration obtained at the beginning and the end on each day.
  • the potential measurement result of Test Example 5 is shown.
  • the horizontal axis shows the Na concentration of the electrolyte solution
  • the vertical axis shows the potential difference from the measured potential with a Na concentration of 0.3 mM.
  • Example 5 The measurement potential of Example 5 with respect to the Ag / AgCl (internal liquid: saturated KCl) electrode having a commercially available internal liquid in Test Example 5 is shown.
  • the potential measurement result of Test Example 6 is shown.
  • the vertical axis shows the difference between the measured potential immediately after immersion in the electrolyte solution for one and a half hours and after one and a half hours.
  • the potential measurement result of Test Example 7 is shown.
  • the vertical axis shows the standard deviation of the potential of the 30 mM solution.
  • the potential measurement result of Test Example 8 is shown.
  • the horizontal axis shows the K concentration of the electrolyte solution, and the vertical axis shows the measured potential.
  • the potential measurement result of Test Example 8' is shown.
  • the vertical axis shows the potential volatility of the first measured K1,10,100 mM solution and the last measured K1,10,100 mM solution after 4.8 to 5 hours.
  • the potential measurement result of Test Example 9 is shown.
  • the vertical axis shows the potential volatility of the first measured K1,10,100 mM solution and the last measured K1,10,100 mM solution after 4.8 to 5 hours.
  • the potential measurement result of Test Example 10 is shown.
  • the vertical axis shows the standard deviation of the potential of the K10 mM solution.
  • the potential measurement result of Test Example 11 is shown.
  • the vertical axis shows the difference between the measured potential 1 minute after each electrode is stabilized with K1 mM solution, then immersed in 10 mM solution, 100 mM solution, and 1 mM solution in that order, and the potential at the time of the last measured K1 mM solution measurement. Indicates the absolute value of.
  • Electrode In one aspect of the present invention, an electrode containing an internal solid layer containing a metal oxide and a solid electrolyte and an electrode material (sometimes referred to as “the electrode of the present invention” in the present invention). Regarding. This will be described below.
  • the metal oxide is not particularly limited as long as it can be used for the electrode of the ion sensor.
  • the electrode of the present invention is preferably a metal oxide capable of deinserting and inserting measurement ions in the crystal structure by transferring electrons (ion-). (Electronic conductor) can be used.
  • the measurement ion is not particularly limited, and examples thereof include sodium ion, potassium ion, calcium ion, magnesium ion and the like, preferably sodium ion, potassium ion and the like, and particularly preferably sodium ion.
  • the metal oxide can be appropriately selected depending on the measurement ion. Specifically, as metal oxides, for example, M x MnO 2 , M x NiO 2 , M x CoO 2 , M x Ni 0.5 Mn 0.5 O 2 , M x FeO 2 , M 2/3 Fe 1/3 Mn 2 / 3 O 2 , M x Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , M x Ni 0.5 Ti 0.5 O 2 , M x VO 2 , M x CrO 2 , M x FePO 4 (in the formula, M Are independently Na or K, and x indicates an arbitrary positive number.) Etc. can be mentioned. Among these, M x MnO 2 is more preferable, and Na x MnO 2 is particularly preferable.
  • X is usually 0 ⁇ x ⁇ 1.
  • x is preferably 0.15 to 0.66, more preferably 0.2 to 0.5, still more preferably 0.22 to 0.28, 0.30 to 0.36, or 0.41 to 0.47, and particularly preferably 0.245 to 0.255, 0.325 to 0.335, or. It is 0.435 to 0.445.
  • the crystal structure of the metal oxide is not particularly limited as long as it can be used as an electrode of an ion sensor.
  • Examples of the crystal structure include a rectangular crystal structure, a square crystal structure, a trigonal crystal structure, a hexagonal crystal structure, a cubic crystal structure, a triclinic crystal structure, and a monoclinic crystal structure. Among these, a rectangular crystal structure is preferable.
  • the form of the metal oxide is not particularly limited, but it is preferably in the form of particles.
  • the metal oxide particles have an arbitrary shape such as a lint-like shape, a rod-like shape, a columnar shape, a spherical shape, and an ellipsoidal shape, and are preferably a phosphorus flake-like shape.
  • the average particle size of the metal oxide particles is preferably 1 to 20 ⁇ m, more preferably 2 from the viewpoint of enhancing the adhesion between the metal oxide and the solid electrolyte and enhancing the performance as an electrode of the ion sensor. It is ⁇ 15 ⁇ m, more preferably 5-12 ⁇ m.
  • the average particle size can be measured with a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
  • the metal oxide may be a single type or a combination of two or more types.
  • the content of the metal oxide is, for example, 20 to 70% by mass, preferably 25 to 65% by mass, and more preferably 30 to 60% by mass with respect to 100% by mass of the internal solid layer.
  • the solid electrolyte is not particularly limited as long as it is a solid in which ions can be conducted.
  • a solid electrolyte capable of conducting measurement ions can be used.
  • ion (measurement ion) conductive ceramics can be used as the solid electrolyte.
  • the measurement ion is not particularly limited, and examples thereof include sodium ion, potassium ion, calcium ion, magnesium ion and the like, preferably sodium ion, potassium ion and the like, and particularly preferably sodium ion.
  • the solid electrolyte can be appropriately selected according to the measurement ion.
  • Specific examples of the solid electrolyte include oxide-based solid electrolytes such as ⁇ "alumina, ⁇ -alumina, perovskite-type oxides, NASICON-type oxides, and garnet-type oxides, sulfide-based solid electrolytes, stabilized zirconia, and ⁇ .
  • -Silver iodide, zeolite the zeolite can contain cations such as Na ion, K ion, and H ion inside), etc.
  • it has high stability to water and is suitable as an electrode of an ion sensor. From the viewpoint that it can be used, ⁇ "alumina, ⁇ -alumina, zeolite and the like are particularly preferable.
  • ⁇ "/ ⁇ -alumina contains a layered structure consisting of an ion conductive layer and a spinel block, and the movement of ions (measured ions) occurs in the ion conductive layer.
  • ⁇ " alumina and ⁇ -alumina are different in crystal structure. Of these, ⁇ "alumina has a higher sodium ion content in the crystal structure and has relatively higher ion conductivity.
  • ⁇ " / ⁇ -alumina preferably conducts sodium ions.
  • the form of the solid electrolyte is not particularly limited, but it is preferably in the form of particles.
  • the particles of the solid electrolyte have an arbitrary shape such as a lint-like shape, a rod-like shape, a columnar shape, a spherical shape, and an ellipsoidal shape.
  • the average particle size of the particles of the solid electrolyte is preferably 0.02 from the viewpoint that the adhesion between the metal oxide and the solid electrolyte can be enhanced and the performance as an electrode of the ion sensor can be enhanced. It is ⁇ 3 ⁇ m, more preferably 0.1 to 1 ⁇ m, and even more preferably 0.15 to 0.5 ⁇ m. From the same viewpoint, the average particle size of the particles of the solid electrolyte is preferably 0.02 to 7, more preferably 0.05 to 5, still more preferably 0.1 to 3 ⁇ m in another aspect of the present invention. The average particle size can be measured with a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
  • the average particle size of the solid electrolyte is smaller than the average particle size of the metal oxide.
  • the average particle size of the solid electrolyte is, for example, 0.1 to 30, preferably 0.5 to 10, and more preferably 1 to 5 with respect to the average particle size of the metal oxide of 100. Is.
  • the average particle size of the solid electrolyte is, for example, 0.1 to 70, preferably 0.5 to 60, and more preferably 1 to 5 with respect to the average particle size of the metal oxide of 100.
  • the solid electrolyte may be one type alone or a combination of two or more types.
  • the content of the solid electrolyte is, for example, 15 to 70% by mass, preferably 20 to 65% by mass, and more preferably 25 to 60% by mass with respect to 100% by mass of the internal solid layer.
  • the mass ratio of the metal oxide to the solid electrolyte (metal oxide: solid electrolyte) in the inner solid layer is, for example, 5: 1 to 1: 5, preferably 2: 1 to 1: 2, and more preferably 1.5: 1 to. It is 1: 1.5, more preferably 1.2: 1 to 1: 1.2, and even more preferably 1.1: 1 to 1: 1.1.
  • the inner solid layer preferably contains a conductive agent.
  • the conductive agent is not particularly limited, but for example, carbon materials such as carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon nanotubes, graphene, carbon powder, and graphite powder, conductive fibers such as metal fibers, carbon fluoride, and the like.
  • Metal powders such as aluminum, conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate, conductive metal oxides such as titanium oxide, organic conductive materials such as phenylene derivatives and graphene derivatives can be used.
  • a carbon material is preferable.
  • the conductive agent may be a single type or a combination of two or more types.
  • the content of the conductive agent is, for example, 0.1 to 20% by mass, preferably 1 to 15% by mass, and more preferably 2 to 10% by mass with respect to 100% by mass of the internal solid layer.
  • the mass ratio of the metal oxide (or solid electrolyte) to the conductive agent in the inner solid layer (metal oxide (or solid electrolyte): conductive agent) is, for example, 20: 1 to 1: 1, preferably 15: 1 to 3. : 1, more preferably 10: 1 to 6: 1.
  • the inner solid layer preferably contains a binder. Thereby, each component in the inner solid layer can be bound more firmly.
  • the binder is not particularly limited, and for example, polyvinylidene fluoride, polyvinylpyrrolidone, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, aramid resin, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyacrylic nitrile, polyacrylic acid, and methyl polyacrylate.
  • esters Polyacrylic Acid Ethyl Estel, Polyacrylic Acid Hexyl Estel, Polymethacrylic Acid, Polymethacrylic Acid Methyl Estel, Polymethacrylic Acid Ethyl ester, Polymethacrylic Acid Hexyl Estel, Acrylic Emulsion, Polyvinyl Acetate, Polypolypyrrolidone, Polyether, Poly Polymers such as ether sulfone, hexafluoropolypropylene, styrene butadiene rubber, and carboxymethyl cellulose, similar compounds having a skeleton similar to these polymers, and composite agents composed of a plurality of polymers can be used.
  • a mixture containing polyvinylidene fluoride, styrene-butadiene latex and carboxymethyl cellulose (SBR / CMC), a mixture containing polyamideimide and carbodiimide, polytetrafluoroethylene, an acrylic emulsion and the like can be mentioned.
  • Polyvinylidene fluoride is preferable.
  • the binder may be one type alone or a combination of two or more types.
  • the content of the binder is, for example, 0.1 to 20% by mass, preferably 1 to 15% by mass, and more preferably 2 to 10% by mass with respect to 100% by mass of the internal solid layer.
  • the mass ratio of the metal oxide (or solid electrolyte) to the binder (metal oxide (or solid electrolyte): binder) in the inner solid layer is, for example, 20: 1 to 1: 1, preferably 15: 1. It is ⁇ 3: 1, more preferably 10: 1 ⁇ 6: 1.
  • the inner solid layer may contain components other than the above.
  • other components include raw materials for producing solid electrolytes and metal oxides, such as MnCO 3 , Na 2 CO 3 , Al 2 O 3 and the like.
  • the total content of the metal oxide and the solid electrolyte in the inner solid layer is based on 100% by mass of the inner solid layer. For example, it is 70 to 100% by mass, preferably 80 to 100% by mass, more preferably 90 to 100% by mass, still more preferably 95 to 100% by mass, and even more preferably 99 to 100% by mass.
  • the layer structure of the internal solid layer is not particularly limited.
  • the inner solid layer may have a single-layer structure composed of one layer having a single composition, or may have a multi-layer structure composed of a plurality of layers having the same or different compositions from each other.
  • the thickness of the inner solid layer is not particularly limited as long as the conductivity is not significantly impaired.
  • the thickness is, for example, 1 to 200 ⁇ m. From the viewpoint of production efficiency, production cost, and the like, the thickness is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 1 to 50 ⁇ m, and even more preferably 1 to 20 ⁇ m.
  • the electrode material is not particularly limited as long as it contains a conductive material.
  • Conductive materials include metals such as platinum, gold, silver, copper, carbon, palladium, chromium, aluminum and nickel, alloys containing at least one of these metals, and metal halides such as chlorides of these metals. And so on. Among these, platinum, gold, silver, palladium, aluminum, nickel, carbon and the like are preferable.
  • the conductive material may be one kind alone or a combination of two or more kinds.
  • the content of the conductive material is, for example, 70 to 100% by mass, preferably 85 to 100% by mass, and more preferably 95 to 100% by mass with respect to 100% by mass of the electrode material.
  • the shape of the electrode material is not particularly limited, but it is usually flat.
  • the layer structure of the electrode material is not particularly limited.
  • the electrode material may have a single-layer structure composed of one layer having a single composition, or may have a multi-layer structure composed of a plurality of layers having the same or different compositions from each other.
  • the thickness of the electrode material is not particularly limited as long as the conductivity is not significantly impaired.
  • the thickness is, for example, 1 to 10 ⁇ m. From the viewpoint of manufacturing efficiency, manufacturing cost, etc., the thickness is preferably 1 to 5 ⁇ m.
  • an internal solid layer is usually arranged directly on the electrode material or via another layer.
  • the internal solid layer is arranged directly on the electrode material.
  • An embodiment of the electrode of the present invention is shown in FIG. In the electrode, it is preferable that, for example, the internal solid layer is arranged so as to cover the side surface of the electrode material, and a side wall is provided so that the electrode material is not exposed.
  • the electrode of the present invention can be preferably used as an ion-selective electrode, a reference electrode, or the like.
  • the electrode of the present invention When the electrode of the present invention is used as an ion-selective electrode, it is preferable that the electrode of the present invention further contains an ion-selective membrane.
  • the ion-selective membrane contains an ion-selective substance.
  • ion-selective substance conventionally known ionophores or synthetic substances can be widely used.
  • the ion-selective substance can be selected according to the measurement ion.
  • Ionophore is preferably used as the ion-selective substance.
  • examples of ionophores include valinomycin, monesin, rhodopsin, nonactin, monactin, ionomycin, grammicidin A, nigericin, CCCP (carbonyl cyanide-m-chlorophenylhydrazone), and FCCP (carbonyl cyanide-p-trifluoromethoxyphenylhydrazone). Can be mentioned.
  • Examples of synthetic substances include crown ethers (a group of macrocyclic polyethers) and acyclic nonylphenoxypolyethanol.
  • the ion-selective substance may be used alone or in combination of two or more. Specific examples of the ion-selective substance include DD16C5, Bis-12Crown-4, 12-Crown-4, 15-Crown-5, 18-Crown-6, and Carex Allen.
  • the ion selection membrane usually contains a binder resin.
  • the binder resin is not particularly limited. Specifically, the binder resin is polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, polyurethane, polyvinyl acetate, silicon elastomer, polyvinyl alcohol, cellulose ester, polycarbonate, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, vinyl chloride / acetic acid. Examples thereof include vinyl / vinyl alcohol copolymers and vinyl chloride / vinylidene chloride copolymers.
  • the binder resin may be a single type or a combination of two or more types.
  • the ion selection membrane preferably contains a plasticizer. Since the flexibility of the ion-selective membrane is increased by the plasticizer, for example, the occurrence of cracks in the ion-selective membrane can be suppressed.
  • the plasticizer is not particularly limited, but is, for example, TEHP (tris phosphate (2-ethylhexyl)), NPOE (2-nitrophenyl octyl ether), DOP (dioctyl phthalate), DOS (dioctyl sebacate), DBE (di). Basic acid ester), BA (butyl acrylate) and the like.
  • the plasticizer may be used alone or in combination of two or more.
  • the ion selection membrane preferably contains an anion eliminator.
  • the anion exclusion agent can be selected according to the measurement ion. Examples of anion exclusion agents include tetrakis (4-chlorophenyl) sodium borate (Na-TCPB), tetrakis (4-chlorophenyl) potassium borate (K-TCPB), and tetrakis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl.
  • Na-TFPB sodium borate
  • K-TFPB potassium tetraphenylborate
  • K-TPB potassium tetraphenylborate
  • sodium tetraphenylborate examples thereof include tetraphenylborate salts such as Na-TPB) and tetrakis [3,5-bis (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-methoxy-2-propyl) phenyl] sodium borate.
  • the anion exclusion agent may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the above components is not particularly limited as long as the ion selection membrane can function.
  • the content of the ion-selective film with respect to 100% by mass is, for example, 3 to 10% by mass for the ion-selective substance, 15 to 45% by mass for the binder resin, 50 to 80% by mass for the plasticizer, and 1 to 1 to 80% for the anion exclusion agent. 5% by mass.
  • the layer structure of the ion selection membrane is not particularly limited.
  • the ion-selective membrane may have a single-layer structure composed of one layer having a single composition, or may have a multi-layer structure composed of a plurality of layers having the same or different compositions from each other.
  • the thickness of the ion selection membrane is not particularly limited.
  • the thickness is, for example, 50 to 300 ⁇ m.
  • the use of the ion selection membrane is not particularly limited, and is, for example, a cation selection membrane such as sodium ion and potassium ion.
  • the ion selection membrane is placed on the inner solid layer.
  • the ion selective membrane is placed directly on the inner solid layer.
  • An embodiment of the ion-selective electrode of the present invention is shown in FIG.
  • the internal solid layer is arranged so as to cover the side surface of the electrode material, and a side wall is provided so that the electrode material is not exposed.
  • the ion-selective film is arranged so as to cover the side surface of the internal solid layer, and a side wall is provided so that the internal solid layer is not exposed.
  • the electrode of the present invention is a layer capable of functioning as a salt bridge and suppressing the influence of changes in external ion concentration (referred to as “salt bridge layer” in the present specification). In some cases), it is preferable to further include. As such a layer, an ionic liquid gel film can be preferably adopted.
  • the ionic liquid is not particularly limited, but for example, the cation is at least one of an imidazolium cation, a pyridinium cation, a piperidinium cation, a pyrrolidinium cation, a quaternary ammonium cation, a phosphonium cation, or an arzonium cation.
  • the cations are [R 1 SO 2 NSO 2 R 2 ]-(R 1 and R 2 are perfluoroalkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, respectively), and borate ions containing fluorine and tetravalent boron.
  • the method for gelling the hydrophobic ionic liquid is not particularly limited, but gelation can be performed using a polymer compound.
  • polymer compounds include vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, polymethylmethacrylate, polyethylmethacrylate, polyacrylonitrile, polybutylacrylate, polyvinylpyridine, and organic electrolyte oligomer (main chain cation portion is PICPM).
  • Those having a structure, etc.), polyvinyl chloride, other synthetic rubbers, etc. can be mentioned.
  • a cross-linking agent may be used together with the polymer, for example, a gelling agent containing a cross-linking agent having a plurality of fluoroalkylated sulfonylamide groups and a polymer compound having a group capable of forming an onium salt with the cross-linking agent. May be used.
  • a plasticizer may be used together with the polymer.
  • a plasticizer may be mixed with polyvinyl chloride, dried and gelled.
  • the plasticizer the same plasticizer as the above-mentioned plasticizer used for the ion selection membrane can be used.
  • the layer structure of the salt bridge layer is not particularly limited.
  • the layer may have a single-layer structure composed of one layer having a single composition, or may have a multi-layer structure composed of a plurality of layers having the same or different compositions from each other.
  • the salt bridge layer is placed on the inner solid layer.
  • the salt bridge layer is placed directly on the inner solid layer.
  • An embodiment of the reference electrode of the present invention is shown in FIG.
  • the internal solid layer is arranged so as to cover the side surface of the electrode material, and the side wall is provided on the side surface so that the electrode material is not exposed.
  • the salt bridge layer is arranged so as to cover the side surface of the internal solid layer so that the internal solid layer is not exposed, and a side wall is provided on the side surface.
  • the method for manufacturing the electrode of the present invention is not particularly limited.
  • the electrode of the present invention can be produced by a method including forming an internal solid layer containing a metal oxide and a solid electrolyte on the electrode material.
  • an internal solid layer can be formed by forming a composition containing a metal oxide and a solid electrolyte on an electrode material and drying the composition.
  • electrostatic coating, coating with a dispenser, screen printing, sputtering, vapor deposition, etc. can be adopted, but from the viewpoint of improving the adhesion between the metal oxide and the solid electrolyte, it is static. Electroless coating is preferred.
  • a method for forming other layers such as an ion selection membrane and a salt bridge layer
  • a method similar to the above can be adopted. That is, it can be formed by forming a composition (paste, solution, etc.) containing each component constituting the layer on the inner solid layer and drying it.
  • the present invention may also be referred to as an ion sensor (in the present specification, "the ion sensor of the present invention") including an insulating substrate and an electrode of the present invention arranged on the insulating substrate. There is.) This will be described below.
  • the insulating substrate is not particularly limited as long as it contains an insulating material that does not affect the conductivity of the electrode.
  • the insulating material include polyester resins such as polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene naphthalate; polyimide; glass epoxy resin; glass; ceramic; fiber base materials such as paper. Be done.
  • the ion sensor of the present invention includes the electrode of the present invention which is an ion selective electrode.
  • a schematic cross-sectional view in this case is shown in FIG.
  • a reference electrode having an internal liquid, an all-solid-state reference electrode, or the like can be used.
  • a reference electrode specifically, for example, an electrode designed so that a constant Cl concentration is maintained on the surface of an Ag / AgCl electrode (for example, a resin film holding a Cl ion is provided), and a book containing a salt bridge layer.
  • the electrode of the invention can be used.
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of a part of the ion sensor of the present invention in the latter case.
  • the ion sensor of the present invention includes an electrode of the present invention which is an ion-selective electrode and a reference electrode.
  • an electrode of the present invention which is an ion-selective electrode and a reference electrode.
  • a schematic cross-sectional view in this case is shown in FIG.
  • the ion sensor of the present invention includes an electrode of the present invention which is an ion-selective electrode and an electrode of the present invention which is a reference electrode.
  • a schematic cross-sectional view in this case is shown in FIG.
  • the ion sensor of the present invention includes other parts such as electrode leads, if necessary.
  • An example of a suitable form of the ion sensor of the present invention is shown in FIG.
  • the ion sensor of the present invention can preferably be used as a sodium ion sensor.
  • the electrode of the ion sensor of the present invention is brought into contact with a measurement object (for example, a tissue fluid collected from a subject, a substance that retains the tissue fluid, etc.), and the potential between the ion-selective electrode and the reference electrode is measured. Therefore, the ion concentration in the measurement object can be calculated based on the obtained measured value.
  • a measurement object for example, a tissue fluid collected from a subject, a substance that retains the tissue fluid, etc.
  • the in-vivo component measuring device including the ion sensor of the present invention for measuring the sodium ion concentration contained in the tissue fluid collected from a subject.
  • “In-vivo component measuring device of the present invention” This will be described below.
  • the in-vivo component measuring device of the present invention is not particularly limited as long as it includes the ion sensor of the present invention and can measure the ion concentration of sodium ions or the like in the object to be measured.
  • the in-vivo component measuring device of the present invention preferably comprises the ion sensor of the present invention, a detection unit, a control means, an operation display unit, and a power source (preferably, a glucose ion sensor and a reagent storage unit. And a liquid feeding unit).
  • a power source preferably, a glucose ion sensor and a reagent storage unit.
  • a liquid feeding unit a preferred embodiment of the in-vivo component measuring apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 12.
  • the in-vivo component measuring device 1 is the amount of the component to be measured contained in the tissue fluid in contact with the installation unit 20 in which the tissue collector 110 that collects the tissue fluid is installed and the tissue fluid collector 110 installed in the installation unit 20.
  • the tissue fluid collector 110 and the glucose sensor 21 installed in the installation unit 20 by changing the relative positions of the installation unit 20 and the glucose sensor 21 to a predetermined positional relationship with the glucose sensor 21 that acquires a signal reflecting the above.
  • a moving unit 60 to be brought into contact is provided.
  • the in-vivo component measuring device 1 acquires a signal reflecting the amount of glucose contained in the tissue fluid by the glucose sensor 21 and measures the glucose concentration in the tissue fluid.
  • the in-vivo component measuring device 1 obtains a sodium ion sensor 22 that acquires a signal reflecting the amount of electrolyte contained in the tissue fluid in a state of being in contact with the tissue fluid collector 110 installed in the installation unit 20. Further, the moving unit 60 makes contact between the tissue fluid collector 110 installed in the installation unit 20 and the sodium ion sensor 22 by changing the relative position between the installation unit 20 and the sodium ion sensor 22 to a predetermined positional relationship. By doing so, a signal reflecting the amount of sodium ions contained in the tissue fluid is acquired, and the sodium ion concentration in the tissue fluid is measured.
  • the in-vivo component measuring device 1 includes a detection unit 2, a reagent storage unit 3, a liquid feeding unit 4, a control means 5, an operation display unit 6, and a power supply 7. At least they are provided, and these are provided in the housing 10.
  • a first cover 11 is provided on the upper part of the front surface of the housing 10 at a position adjacent to the operation display unit 6.
  • the first cover 11 is a push-open type cover, and when pushed, the first cover 11 stands up and changes from the closed state shown in FIG. 9 (a) to the open state shown in FIG. 9 (b).
  • the installation portion 20 for installing the 110 is exposed.
  • a second cover 12 is provided on the upper surface of the housing 10.
  • the second cover 12 is also a push-open type cover, and although not shown, the second cover 12 stands up and changes from the closed state to the open state by pushing, and the glucose sensor 21 and the sodium ion sensor of the detection unit 2 described later 22 is exposed.
  • a third cover 13 is provided at the lower part of the front surface of the housing 10. When the third cover 13 is opened, various tanks of the reagent storage unit 3 are exposed.
  • the detection unit 2 acquires a signal regarding the amount of components (glucose and electrolytes) contained in the tissue fluid collected by the tissue fluid collector 110 and a signal regarding the amount of components (electrolytes) contained in the sweat collected by the sweat collector 111. Is what you do.
  • the detection unit 2 includes an installation unit 20, a glucose sensor 21, a sodium ion sensor 22, and a drive unit 23.
  • the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111 are installed in the installation unit 20.
  • the installation unit 20 includes a sample plate 200 on which the support sheet 114 supporting the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111 is placed, and a sample stage 201 on which the sample plate 200 is installed.
  • the sample plate 200 has a rectangular shape in a plan view and has a contour slightly larger than that of the support sheet 114.
  • the upper surface of the sample plate 200 is a flat surface, and the support sheet 114 can be stably placed on the sample plate 200.
  • Small protrusions 2001 are provided at each of the two corners on one end side of the sample plate 200 in the longitudinal direction.
  • the two small protrusions 2001 function as positioning portions for positioning the tissue fluid collector 110, and when the support sheet 114 is placed on the sample plate 200, the two small protrusions 2001 are fitted into the two through holes formed in the support sheet 114. Is done.
  • the support sheet 114 is placed on the sample plate 200 without being displaced, so that the tissue fluid collector 110 or the like can be positioned at an appropriate position with respect to the sample plate 200.
  • standing walls 2002A and 2002B having a height equal to or slightly larger than the thickness of the support sheet 114 are provided at the two corners on the other end side of the upper surface of the sample plate 200 in the longitudinal direction, respectively.
  • the support sheet 114 when the support sheet 114 is placed on the sample plate 200, one standing wall 2002A abuts on the notch 117 of the support sheet 114, and the other standing wall 2002B hits the notch 117 of the support sheet 114. Along the side edge opposite to 117. As a result, the support sheet 114 can be effectively positioned at an appropriate position on the sample plate 200. By holding the support sheet 114 on the sample plate 200 without misalignment in this way, when the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111 are measured, each sensor 21 is attached to the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111. 22 can be brought into good contact.
  • a horizontal bar 2003 is bridged over two standing walls 2002A and 2002B, and an insertion hole 2004 is provided between the upper surface of the sample plate 200 and the horizontal bar 2003. It is formed.
  • the insertion hole 2004 is inserted into the portion on the other end side of the support sheet 114 in the longitudinal direction.
  • the support sheet 114 is prevented from being lifted on the sample plate 200 by the horizontal bar 2003, and can be stably placed on the sample plate 200.
  • the sensors 21 and 22 can be brought into good contact with the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111.
  • the sample stage 201 has a rectangular shape in a plan view and has a contour slightly larger than that of the sample plate 200.
  • the sample plate 200 is installed on the upper surface of the sample stage 201.
  • the sample stage 201 is reciprocated in the X direction along the horizontal plane by the horizontal movement drive unit 230 of the drive unit 23 described later. As a result, the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111 are conveyed to the lower positions of the sensors 21 and 22.
  • the glucose sensor 21 is a component detection sensor that acquires a signal that reflects the amount of glucose, which is a measurement target component contained in the tissue fluid, and functions as an acquisition unit.
  • the sodium ion sensor 22 is a component detection sensor that acquires a signal reflecting the amount of sodium ions, which is an auxiliary component contained in the tissue fluid, and functions as a second acquisition unit.
  • each sensor 21 and 22 has, for example, a plastic main body 210, 220, and for example, a plastic slide portion 211,221 and a slide portion slidably attached to the main body 210, 220. It includes, for example, plastic cartridge portions 216 and 226 detachably attached to 211 and 221 and electrode portions 212 and 222 attached to the lower surfaces of the cartridge portions 216 and 226.
  • the main bodies 210 and 220 have a shape having an upper portion and a lower portion and a step between the upper portion and the lower portion, and terminals 213 and 223 connected to the control means 5 are provided on the lower surface of the upper portion.
  • An opening is formed in the lower part of the main body portions 210 and 220, and the slide portions 211 and 221 protrude from this opening.
  • Pressure absorbing members 217 and 227 are provided in the main bodies 210 and 220.
  • a spring member such as a coil spring can be used as the pressure absorbing members 217 and 227.
  • the pressure absorbing members 217 and 227 constitute a pressure adjusting unit 61 that constantly adjusts the contact pressure when each of the sensors 21 and 22 comes into contact with the tissue fluid collector 110, and is included in the moving unit 60.
  • the slide portions 211 and 221 are connected to the pressure absorbing members 217 and 227, and slide up and down with respect to the main body portions 210 and 220 due to the expansion and contraction of the pressure absorbing members 217 and 227.
  • the pressure absorbing members 217 and 227 expand and contract and the electrode portions 212 and 222 are displaced vertically, so that the tissue fluid collector 110 and sweat
  • the contact pressure of the electrode portions 212 and 222 in contact with the collector 111 can be adjusted to be constant. Therefore, even if the shapes of the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111 vary, the electrode portions 212 and 222 can be brought into contact with the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111 at a predetermined contact pressure.
  • the pressure absorbing members 217 and 227 connected to the slide portions 211 and 221 in the main body portions 210 and 220 may be provided in a plurality of pressure absorbing members 217 and 227 instead of one.
  • An opening is formed in the lower part of the slide parts 211 and 221, and the cartridge parts 216 and 226 can be mounted in the lower part of the slide parts 211 and 221 through this opening.
  • Engagement holes 215 and 225 are formed on both side surfaces of the lower portion of the slide portions 211 and 221.
  • the cartridge units 216 and 226 are consumables that are thrown away when the tissue fluid collector 110 or the like is used for measurement a predetermined number of times.
  • the cartridge portions 216 and 226 are provided with a pair of locking claws 214 and 224 so as to correspond to the engaging holes 215 and 225 of the slide portions 211 and 221.
  • the cartridge portions 216 and 226 are held by the slide portions 211 and 221 by engaging the engaging claws 214 and 224 with the corresponding locking holes 215 and 225, respectively.
  • it is preferable that the cartridge portions 216 and 226 are held so as to be swingable, for example, by slightly rattling without being localized with respect to the slide portions 211 and 221.
  • the cartridge units 216 and 226 constitute an angle adjusting unit 62 for adjusting the angle at which the sensors 21 and 22 come into contact with the tissue fluid collector 110, and are included in the moving unit 60.
  • the cartridge portions 216 and 226 slide along the surfaces of the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111. Swing with respect to. Therefore, the angle of the surface of the electrode portions 212 and 222 in contact with the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111 can be adjusted, and even if the shapes of the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111 vary, the electrode portions 212 and 222 can be adjusted. Can be brought into good contact with the tissue fluid collector 110 and the sweat collector 111.
  • the electrode portions 212 and 222 include a pair of working electrodes and counter electrodes, and a reference electrode.
  • the working electrode is a platinum electrode formed with a glucose oxidase enzyme film
  • the counter electrode is a platinum electrode.
  • the working electrode is an ion-selective electrode provided with a sodium ion selective film
  • the counter electrode is a reference electrode.
  • the glucose sensor 21 includes a glucose measurement circuit (not shown) as an electric circuit connected to the electrode portion 212, and the electrode portion 212 comes into contact with the tissue fluid collector 110 to be constant in the tissue fluid collected in the tissue fluid collector 110. A voltage is applied and the current at that time is acquired as a detected value. This current value depends on the glucose concentration in the tissue fluid.
  • the sodium ion sensor 22 includes a circuit for measuring sodium ions (not shown) as an electric circuit connected to the electrode unit 222, and the electrode unit 222 comes into contact with the tissue fluid collector 110 or the sweat collector 111 to contact the tissue fluid collector 110. The voltage of the tissue fluid collected in the above and the sweat collected in the sweat collector 111 is acquired as a detection value.
  • This voltage value depends on the concentration of sodium ions in tissue fluid and sweat.
  • the glucose sensor 21 and the sodium ion sensor 22 are connected to the control means 5, and output the obtained current value and voltage value to the control means 5 as detection signals.
  • the control means 5 measures the glucose concentration and the sodium ion concentration based on the current value and the voltage value included in the detection signal and the calibration curve stored in the storage unit.
  • the glucose sensor 21 and the sodium ion sensor 22 are set in the detection unit 2 by being attached to the fixture 24.
  • the attachment 24 is attached to a pair of left and right side plates 16 (shown in FIG. 11) provided on the base plate 14 of the detection unit 2 so as to be vertically movable.
  • a plurality of protrusions 243 are provided on both side surfaces of the frame portion 240 in the vertical direction, and each protrusion 243 has an elongated guide hole 17 (shown in FIG. 11) formed in each side plate 16 in the vertical direction. By sliding, the fixture 24 moves straight up and down.
  • the drive unit 23 moves the installation unit 20 and the sensors 21 and 22 in order to bring the tissue fluid collector 110 installed in the installation unit 20 into contact with the sensors 21 and 22.
  • the drive unit 23 includes a horizontal movement drive unit 230 that moves the installation unit 20 in the horizontal direction, and a vertical movement drive unit 231 that moves the glucose sensor 21 and the sodium ion sensor 22 in the vertical direction.
  • the vertical movement drive unit 231 is provided in the detection unit 2 corresponding to each of the glucose sensor 21 and the sodium ion sensor 22.
  • the installation unit 20 is conveyed between the installation position, the first measurement position, the second measurement position, and the third measurement position by the horizontal movement drive unit 230.
  • an object detection sensor such as a photo sensor is provided at each measurement position, and the object detection sensor at each measurement position detects the installation unit 20 to install the installation unit 20. It may be configured to detect that the unit 20 has reached each measurement position.
  • Each sensor 21 and 22 is conveyed between the standby position, the measurement position and the cleaning position by the vertical movement drive unit 231.
  • a position detection sensor attached by the frame of the attachment 24 may be used.
  • the position detection sensor is fixed to a sensor support plate attached to the frame portion via a fixture, and moves in the vertical direction together with the fixture 24.
  • the detection plate 92 is fixed to one side plate 16 (shown in FIG. 11) of the detection unit 2 so as to face the position detection sensor 9.
  • the position detection sensor detects the upper and lower ends of the detection plate 92, and the vertical movement drive unit 231 moves the sensors 21 and 22 in the vertical direction at the highest position (standby position) and the lowest position (cleaning). Position) is detected.
  • a waste liquid tank a first tank for storing a cleaning liquid, a second tank for storing a low-concentration calibration liquid for glucose, and a third tank for storing a high-concentration calibration liquid for glucose are stored.
  • the cleaning solution in the first tank is used for cleaning the glucose sensor 21 and the sodium ion sensor 22, and is also used for preparing a calibration curve for sodium ions as a low-concentration calibration solution for sodium ions.
  • a PB-K solution can be exemplified.
  • the calibrators for glucose in the second and third tanks are used to prepare the glucose calibration curve.
  • a PB-K solution to which glucose is added can be exemplified.
  • the glucose concentration of the PB-K solution is, for example, 0.5 mg / dL at a low concentration and, for example, a concentration determined within the range of 10 mg / dL to 40 mg / dL at a high concentration.
  • the calibration curve for sodium ions in the fourth tank and the fifth tank is used to prepare a calibration curve for sodium ions.
  • a saline solution can be exemplified.
  • the sodium ion concentration of the saline solution is, for example, a concentration determined in the range of 1 mM to 2 mM at a medium concentration, and a concentration determined in a range of, for example, 20 mM to 50 mM at a high concentration.
  • Other examples of the calibration solution for sodium include a Tris solution and a PB-K solution.
  • the glucose concentration or sodium ion concentration of each liquid in each tank is stored in the storage unit of the control means 5.
  • the liquid feeding unit 4 supplies the liquid stored in each tank to the glucose sensor 21 and the sodium ion sensor 22 arranged in the detecting unit 2, and collects the liquid sent to the waste liquid tank. is there.
  • the control means 5 controls the drive unit 23 in order to bring the tissue fluid collector 110 installed in the installation unit 20 into contact with the sensors 21 and 22, and is included in the moving unit 60.
  • the control means 5 includes a microcomputer having a processor (for example, a CPU) and a memory (for example, ROM and RAM), a circuit for processing various signals such as a user interface control board, an I / O board, and an analog board. Be prepared.
  • the control means 5 controls the operation of each unit such as the detection unit 2, the liquid supply unit 4, and the operation display unit 6 by the CPU reading and executing the program stored in the ROM.
  • the RAM is used as a program expansion area when the program stored in the ROM is executed.
  • the control means 5 includes a control unit that controls the drive unit 23 of the detection unit 2, a signal that reflects the amount of the measurement target component (glucose) received from the sensors 21 and 22 of the detection unit 2, and an electrolyte (sodium) as an auxiliary component. It has functions such as an analysis unit and a storage unit that calculate blood glucose AUC based on a signal that reflects the amount of ions).
  • the operation display unit 6 is for giving an instruction to start measurement and displaying the analysis result and the like.
  • the operation display unit 6 can be configured by a touch panel type display.
  • the operation display unit 6 may be divided into an operation unit and a display unit.
  • the operation unit may be composed of buttons, switches, a keyboard, and a mouse.
  • the power supply 7 converts the AC power supply voltage input from the power supply plug (not shown) into a DC voltage and supplies it to the control means 5.
  • the power supply 7 is also connected to other parts to supply electric power to each part.
  • the average particle size shown in the following test example is a value with a cumulative frequency of 50% measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
  • the thickness of each layer was obtained by applying and drying the corresponding layer and then measuring it with a contact-type profilometer.
  • Test example 1 Potential responsiveness of ion-selective electrode to NaCl concentration ⁇ Test Example 1-1.
  • An ion-selective electrode (Example 1) was prepared as follows. Platinum paste was laminated on a ceramic substrate to form an electrode material having a diameter of 5 mm.
  • metal oxide Na 0.33 MnO 2 (rectangular crystal structure), average particle size 8.9 ⁇ m, flaky
  • solid electrolyte ⁇ ” alumina: Na 2 Al 10.6 O 15.9 , average particle size 0.26
  • a paste containing ⁇ m a conductive agent (AB: acetylene black), and a binder (PVDF: polyvinylidene fluoride) was laminated by electrostatic coating to form an internal solid layer having a thickness of 10 ⁇ m.
  • ionophore D16C5: 16-crown-5 derivative with two decalino subunits
  • plasticizer TEHP: tris phosphate (2-ethylhexyl)
  • anion exclusion agent Na-TFPB: tetrakis
  • a paste containing 1 part by mass of [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] sodium borate) and 29 parts by mass of a base material PVC: polyvinylidene fluoride
  • PVC polyvinylidene fluoride
  • the cross section of the ion-selective electrode was observed with a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • the arrangement of each material in the cross section was investigated by EDX mapping.
  • the arrangement mode of each material in the cross-sectional SEM image of the inner solid layer is shown in FIGS. 13 and 14. It was found that the metal oxide particles were surrounded by solid electrolyte particles having a particle size smaller than that of the metal oxide.
  • the table below shows the mass ratio of the solid electrolyte, metal oxide, conductive agent, and binder in the inner solid layer.
  • Reference electrode made of silver / silver chloride paste was formed by a screen printing method.
  • a polyvinyl alcohol (PVA) film was laminated on a silver / silver chloride paste.
  • the PVA membrane was impregnated with a solution having a chloride ion concentration of 282 mM to stabilize the potential, and then used for the measurement.
  • Example 1-3 Potentiometric titration> After connecting the ion sensor consisting of the ion-selective electrode (Example 1) and the reference electrode to the potential difference meter, the following electrolyte solution (NaCl and KCl mixed solution, Na concentration: 0.3 mM, 2 mM, or 50 mM, K concentration: 280 mM) , Cl concentration: Na concentration (mM) + 280 mM) was immersed and the potential was measured. After each potential measurement, the electrodes were washed with a washing solution (K-buffer phosphate, Na concentration: 0.3 mM, K concentration: 280 mM).
  • K-buffer phosphate Na concentration: 0.3 mM, K concentration: 280 mM
  • Test example 2 Potential stability of ion-selective electrode 1 ⁇ Test Example 2-1. Preparation of Ion Selective Electrode (Comparative Example 1)> An ion-selective electrode was obtained in the same manner as in Example 1 without using a solid electrolyte (Comparative Example 1). The mass ratio of the inner solid layer for the ion-selective electrode used in the potential measurement below is shown in the table below.
  • Test example 3 Potential stability of ion-selective electrode 2 ⁇ Test Example 3-1. Preparation of ion-selective electrodes (Examples 2 to 3 and Comparative Example 2)> Ion-selective electrodes (Example 2: Solid electrolyte mass ratio 4, Example 3: Solid electrolyte mass ratio 12) were obtained in the same manner as in Example 1 except that the mass ratio of the solid electrolyte was changed. Further, an ion-selective electrode (Comparative Example 2) was obtained in the same manner as in Example 1 except that no metal oxide was used. The mass ratio of the inner solid layer for the ion-selective electrode used in the potential measurement below is shown in the table below.
  • Example 3-2 Potentiometric titration> Using ion-selective electrodes (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2), the procedure was carried out according to Test Example 1-3 except that a Na concentration 2 mM solution and a 30 mM solution were used as the electrolyte solution. In this test, three sets were carried out in succession, with one set measuring the Na concentration 2 mM solution 6 times, the 30 mM solution once, and the 2 mM solution once. In each set, the sixth potential of the 2 mM solution at which the potential became stable was measured, and the standard deviations of the three sets of the potential were calculated.
  • Test example 4 Potential stability of ion-selective electrode 3 ⁇ Test Example 4-1.
  • Test example 5 Potential stability of reference electrode electrode 1 ⁇ Test Example 5-1. Preparation of reference electrode electrode (Example 5)> The electrode (Example 5) was prepared as follows. Platinum paste was laminated on a ceramic substrate to form an electrode material having a diameter of 5 mm.
  • metal oxide Na 0.33 MnO 2 (rectangular crystal structure), average particle size 8.9 ⁇ m, flaky
  • solid electrolyte ⁇ ” alumina: Na 2 Al 10.6 O 15.9 , average particle size 0.26
  • a paste containing ⁇ m a conductive agent (AB: acetylene black), and a binder (PVDF: polyvinylidene fluoride) was laminated by electrostatic coating to form an internal solid layer having a thickness of 10 ⁇ m.
  • PVDF-HFP Kynar Flex 2751-00 (HFP 15 mol%) manufactured by ARKEMA
  • acetone were mixed at 1:10 (wt).
  • FIG. 20 shows the results of calculating the potential difference from the measurement potential of Na concentration of 0.3 mM for the measurement potential of each electrolyte solution.
  • Comparative Example 3 responds to the Cl concentration because it is an Ag / AgCl electrode having no internal liquid, but Example 5 gives a result that does not respond to the Na concentration and the Cl concentration, and the inside containing a solid electrolyte and a metal oxide. It was found that by forming an ionic liquid gel film on the solid layer, an electrode that does not respond to Na concentration and Cl concentration can be obtained.
  • FIG. 21 shows the measurement potential of Example 5 for an Ag / AgCl (internal liquid: saturated KCl) electrode having a commercially available internal liquid.
  • Test example 6 Potential stability of reference electrode electrode 2 ⁇ Test Example 6-1. Preparation of reference electrode electrodes (Example 6 and Comparative Example 4)> An electrode (Example 6) was obtained in the same manner as in Example 5 except that ⁇ -alumina (Na 2 O-11 Al 2 O 3, average particle size 0.26 ⁇ m) was used as the solid electrolyte. Further, an electrode (Comparative Example 4) was obtained in the same manner as in Example 5 except that a solid electrolyte was not used. The table below shows the mass ratio of the internal solid layer for the electrodes used in the potential measurements below.
  • Test example 7 Potential stability of Na ion-selective electrode 3 ⁇ Test Example 7-1.
  • a Na ion-selective electrode (Example 7) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the anion exclusion agent was changed to K-TCPB.
  • a Na ion-selective electrode was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solid electrolyte was changed to zeolite (Zeolam A-4 100 # Tosoh, average particle size after processing 3 ⁇ m) (Example 7').
  • the mass ratio of the internal solid layer and the anion eliminator in the Na ion selective membrane are shown in the table below.
  • Example 7-2 Potentiometric titration> Using ion-selective electrodes (Example 1, Example 7 and Example 7'), the procedure was carried out according to Test Example 1-3 except that a Na concentration of 30 mM solution was used as the electrolyte solution. In this test, 11 sets were carried out in succession, with a set of measuring Na concentration 2 mM solution twice, 0.3 mM solution once, 2 mM solution once, and 30 mM solution as one set. The standard deviation of the potential of the 30 mM solution measured in each set was calculated. The standard deviations of 3 sets of the potentials were calculated, and the average of 3 sensors was calculated (only in Example 7'for 1 sensor).
  • Test example 8 K ion concentration responsiveness of K ion selective electrode 1 ⁇ Test Example 8-1.
  • a K ion-selective electrode (Example 8) was prepared as follows. Platinum paste was laminated on a ceramic substrate to form an electrode material having a diameter of 5 mm.
  • metal oxide Na0.33MnO2 (rectangular crystal structure), average particle size 7.3 ⁇ m, flaky
  • solid electrolyte ⁇ ” alumina: Na2Al10.6O15.9, average particle size 0.99 ⁇ m
  • a conductive agent AB: acetylene black
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • ionophore valinomycin
  • plasticizer TEHP: tris phosphate (2-ethylhexyl)
  • anion exclusion agent K-TCPB: tetrakis (4-chlorophenyl) potassium borate
  • PVC polyvinylidene fluoride
  • Test Example 8' Potential stability of K ion-selective electrode 1 ⁇ Test Example 8'-1. Preparation of K Ion Selective Electrodes (Examples 9 to 10 and Comparative Example 5)> A K ion-selective electrode (Example 9: Mass ratio of solid electrolyte 2.8, Example 10: Mass ratio of solid electrolyte 1.2) was obtained in the same manner as in Example 8 except that the mass ratio of the solid electrolyte was changed. Further, a K ion-selective electrode (Comparative Example 5) was obtained in the same manner as in Example 8 except that a solid electrolyte was not used. For the ion-selective electrodes used in the following potential measurements, the mass ratio of the inner solid layer and the anion-eliminating agent in the K ion-selective membrane are shown in the table below.
  • Test example 9 Potential stability of K ion-selective electrode 2 ⁇ Test Example 9-1.
  • K ion-selective electrode Example 11: Mass ratio of solid electrolyte 8, mass ratio of solid electrolyte 8,
  • Example 12 Mass ratio of solid electrolyte 2.8
  • Example 13 Mass ratio of solid electrolyte 1.2
  • Test example 10 Potential stability of K ion-selective electrode 3 ⁇ Test Example 10-1.
  • Preparation of K Ion Selective Electrodes (Example 14 and Comparative Example 6)> A K ion-selective electrode was obtained in the same manner as in Example 8 except that the anion exclusion agent was changed to Na-TFPB (Example 14).
  • a K ion-selective electrode was obtained by using Na 2 CO 3 , which is a non-solid electrolyte, instead of using the solid electrolyte of Example 8 (Comparative Example 6).
  • the mass ratio of the inner solid layer and the anion-eliminating agent in the K ion-selective membrane are shown in the table below.
  • Test example 11 Potential stability of reference electrode electrode 3 ⁇ Test Example 11-1.
  • Preparation of reference electrode electrodes (Example 15 and Example 16)> The ratio of PVC and a plasticizer 1: 2, the ionic liquid [TBMOEP +] to the film [C1C1N -] was dissolved in THF solution 4 parts by mass, and 20 ⁇ L dropped on the inner solid layer, heated and dried at 60 ° C. Then, a PVC film of an ionic liquid gel was prepared.
  • the plasticizer was NPOE
  • Example 16 the plasticizer was TEHP.
  • TBMOEP represents tributyl (2-methoxyethyl) phosphonium bis- (trifluoromethanesulfonyl) imide (tributyl (2-methoxyethyl) phosphonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide).
  • tributyl (2-methoxyethyl) phosphonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide tributyl (2-methoxyethyl) phosphonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide.
  • Example 11-2 Potentiometric titration> Ag / AgCl using an electrode (Examples 15 and 16) instead of the ion-selective electrode, using a solution having a K concentration of 1,10,100 mM and a Na concentration of 140 mM as an electrolyte solution, and having a commercially available internal solution as a reference electrode.
  • the procedure was the same as in Test Example 1-3 except that the (internal solution: saturated KCl) electrode was used.

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Abstract

イオンセンサにおける繰返し使用及び／又は長時間の使用に対する電位安定性がより高い電極を提供すること。 金属酸化物及び固体電解質を含有する内部固体層と、電極材とを含む、電極。

Description

電極、電極の製造方法、イオンセンサ、生体内成分測定装置及び生体内成分測定方法
　本発明は、電極、電極の製造方法、イオンセンサ、生体内成分測定装置及び生体内成分測定方法に関する。
　全固体型のイオン選択性電極及びこれを用いたイオンセンサが知られている。例えば、非特許文献１には、二次電池用電極材料として用いられるインサーション材料（Na0.33MnO2、LiaFePO4、KbMnO2・mH2O）を内部固体層として使用した全固体型イオン選択性電極が開示されている。これは、白金電極上に、Na0.33MnO2、LiaFePO4、又はKbMnO2・mH2Oと導電剤（アセチレンブラック）及び結着剤（PVDF）とを混合してなる内部固体層を積層し、さらにその上に、基材（ポリ塩化ビニル）にイオノフォア、可塑剤及びアニオン排除剤を配合してなるイオン選択膜を積層して形成した電極である。
　本発明者らは、より高品質の電極を得るべく研究を進める中で、イオンセンサの従来型の電極は、複数回の繰返し使用及び／又は長時間の使用により電位が不安定になり、電位が変化してしまうことを見出した。この電位不安定性は校正頻度の増加、電極の交換頻度の増加に繋がってしまう。このため、従来のイオンセンサは、毎回の測定毎もしくは決められた時間間隔で複数回測定する毎に校正を行っている。　そこで、本発明は、イオンセンサにおける繰返し使用及び／又は長時間の使用に対する電位安定性がより高い電極を提供することを課題とする。
　本発明者らは上記課題に鑑みて鋭意研究を進めた結果、金属酸化物及び固体電解質を含有する内部固体層と、電極材とを含む、電極、であれば上記課題を解決できることを見出した。本発明者は、この知見に基づいてさらに研究を進めた結果、本発明を完成させた。
　即ち、本発明は、下記の態様を包含する。
　項Ａ．金属酸化物及び固体電解質を含有する内部固体層と、電極材とを含む、電極．
　項Ｂ．電極材上に、金属酸化物及び固体電解質を含有する内部固体層を形成することを含む、電極の製造方法．
　項Ｃ．絶縁基板、及び該絶縁基板上に配置されてなる項Ａに記載の電極を含む、イオンセンサ．
　項Ｄ．被検者から採取された組織液に含まれるナトリウムイオン濃度を測定する、項Ｃに記載のイオンセンサを含む、生体内成分測定装置．
　項Ｅ．被検者から採取された組織液に含まれるナトリウムイオン濃度を、項Ｃに記載のイオンセンサにより測定することを含む、生体内成分測定方法．
　本発明によれば、イオンセンサにおける繰返し使用及び／又は長時間の使用に対する電位安定性がより高い電極を提供することができる。
本発明の電極の一例を示す模式的な断面図である。 本発明のイオン選択性電極の一例を示す模式的な断面図である。 本発明の参照電極の一例を示す模式的な断面図である。 本発明のイオンセンサの一例を示す模式的な断面図である。 本発明のイオンセンサの一部の一例を示す模式的な断面図である。 本発明のイオンセンサの一例を示す模式的な断面図である。 本発明のイオンセンサの一例を示す模式的な断面図である。 本発明のイオンセンサの一例を示す模式的な平面図である。 （ａ）は生体内成分測定装置の第１カバーが閉状態のときの斜視図であり、（ｂ）は開状態のときの斜視図である。 （ａ）は生体内成分測定装置の内部の概略構成を側面視で示す説明図であり、（ｂ）は正面視で示す説明図である。 検出部の斜視図である。 （ａ）はグルコースセンサ及びナトリウムイオンセンサの斜視図であり、（ｂ）は側面図である。 内部固体層の断面SEM画像における各材料の配置態様を示す。 内部固体層の断面SEM画像における各材料の配置態様を示す。 試験例1の電位測定結果を示す。横軸は電解質溶液のNa濃度を示し、縦軸は測定電位を示す。 試験例2の電位測定結果を示す。横軸は測定の繰り返し回数を示し、縦軸は1回目の測定電位からの電位変動（絶対値）を示す。 試験例3の電位測定結果を示す。横軸は固体電解質の質量比を示す。縦軸はNa濃度2mM溶液を6回、30mM溶液を1回、2mM溶液を1回測定するセットを1セットとして、3セットを連続して実施し、各セットにおいて、電位が安定となる2mM溶液の6回目の電位を測定した場合の、当該電位の3セットの標準偏差を示す。 試験例4の電位測定結果を示す。横軸中、「1」は初日の結果を示し、「3」は3日目の結果を示す。縦軸は各日における、最初と最後に取得した同濃度の電解質溶液の測定電位の差（絶対値）を示す。 試験例5の電位測定方法の概要を示す模式図である。 試験例5の電位測定結果を示す。横軸は電解質溶液のNa濃度を示し、縦軸はNa濃度0.3mMの測定電位からの電位差を示す。 試験例5における、市販の内部液を有するAg/AgCl（内部液：飽和KCl）電極に対する実施例5の測定電位を示す。 試験例6の電位測定結果を示す。縦軸は、電解質溶液に1時間半浸して、浸した直後と1時間半後の測定電位との差を示す。 試験例7の電位測定結果を示す。縦軸は、30mM溶液の電位の標準偏差を示す。 試験例8の電位測定結果を示す。横軸は電解質溶液のK濃度を示し、縦軸は測定電位を示す。 試験例8’の電位測定結果を示す。縦軸は、最初に測定したK1,10,100mM溶液と、4.8～5時間後に最後に測定したK1,10,100mM溶液の電位変動率を示す。 試験例9の電位測定結果を示す。縦軸は、最初に測定したK1,10,100mM溶液と、4.8～5時間後に最後に測定したK1,10,100mM溶液の電位変動率を示す。 試験例10の電位測定結果を示す。縦軸は、K10mM溶液の電位の標準偏差を示す。 試験例11の電位測定結果を示す。縦軸は、各電極をK1mM溶液で安定化したのち、10mM溶液、100mM溶液、1mM溶液に順に浸し、浸してから1分後の測定電位と最後に測定したK1mM溶液測定時の電位との差の絶対値を示す。
　本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。
　1．電極
　本発明は、その一態様において、金属酸化物及び固体電解質を含有する内部固体層と、電極材とを含む、電極（本明細書において、「本発明の電極」と示すこともある。）に関する。以下に、これについて説明する。
　金属酸化物は、イオンセンサの電極に使用可能なものである限り、特に制限されない。本発明の電極を、イオンセンサにおけるイオン選択性電極として使用する場合、金属酸化物として、好適には、電子の授受に伴い結晶構造内で測定イオンの脱挿入を行うことができるもの（イオン－電子伝導体）を使用することができる。
　測定イオンとしては、特に制限されないが、例えばナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン等、好ましくはナトリウムイオン、カリウムイオン等、特に好ましくはナトリウムイオンが挙げられる。
　金属酸化物は、測定イオンに応じて、適宜選択することができる。金属酸化物として、具体的には、例えばMxMnO2、MxNiO2、MxCoO2、MxNi0.5Mn0.5O2、MxFeO2、M2/3Fe1/3Mn2/3O2、MxNi1/3Co1/3Mn1/3O2、MxNi0.5Ti0.5O2、MxVO2、MxCrO2、MxFePO4（式中、Mは、それぞれ独立に、Na又はKであり、xは任意の正数を示す。）等が挙げられる。これらの中でも、より好ましくはMxMnO2が挙げられ、特に好ましくはNaxMnO2が挙げられる。
　xは、通常は0＜x≦1である。xは、好ましくは0.15～0.66であり、より好ましくは0.2～0.5であり、さらに好ましくは0.22～0.28、0.30～0.36、又は0.41～0.47であり、特に好ましくは0.245～0.255、0.325～0.335、又は0.435～0.445である。
　金属酸化物の結晶構造は、イオンセンサの電極として使用可能なものである限り、特に制限されない。結晶構造としては、例えば直方晶系結晶構造、正方晶系結晶構造、三方晶系結晶構造、六法晶系結晶構造、立法晶系結晶構造、三斜晶系結晶構造、単斜晶系結晶構造等が挙げられ、これらの中でも好ましくは直方晶系結晶構造が挙げられる。
　金属酸化物の形態は特に制限されないが、好ましくは粒子状である。金属酸化物の粒子は、例えばリン片状、ロッド状、柱状、球状、楕円体状など任意の形状であり、好ましくはリン片状である。
　金属酸化物の粒子の平均粒径は、金属酸化物と固体電解質との密着性を高め、イオンセンサの電極としての性能を高めることができるという観点から、好ましくは1～20μm、より好ましくは2～15μm、さらに好ましくは5～12μmである。なお、平均粒径は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定することができる。
　金属酸化物は、1種単独であってもよいし、2種以上の組合せであってもよい。
　金属酸化物の含有量は、内部固体層100質量％に対して、例えば20～70質量％、好ましくは25～65質量％、より好ましくは30～60質量％である。
　固体電解質は、イオンが伝導可能な固体である限り、特に制限されない。本発明の電極を、イオンセンサにおけるイオン選択性電極として使用する場合、固体電解質として、測定イオンを伝導可能なものを使用することができる。典型的には、固体電解質としては、イオン（測定イオン）伝導性セラミックスを使用することができる。
　測定イオンとしては、特に制限されないが、例えばナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン等、好ましくはナトリウムイオン、カリウムイオン等、特に好ましくはナトリウムイオンが挙げられる。
　固体電解質は、測定イオンに応じて、適宜選択することができる。固体電解質として、具体的には、例えばβ”アルミナ、βアルミナ、ペロブスカイト型酸化物、NASICON型酸化物、ガーネット型酸化物等の酸化物系固体電解質、硫化物系固体電解質、安定化ジルコニア、α-ヨウ化銀、ゼオライト（ゼオライトは内部にNaイオン、Ｋイオン、Ｈイオンなどカチオンを含むことができる）等が挙げられる。これらの中でも、水に対する安定性が高く、イオンセンサの電極として好適に使用できるという観点から、特に好ましくはβ”アルミナ、βアルミナ、ゼオライト等が挙げられる。
　β”／βアルミナは、イオン伝導層とスピネルブロックとからなる層状構造を含み、イオン伝導層内でイオン（測定イオン）の移動が起こる。β”アルミナとβアルミナとは結晶構造において相違しており、これらの内β”アルミナの方が、結晶構造内のナトリウムイオン含有量が高く、また、相対的にイオン導電性が高い。β”／βアルミナは、好ましくは、ナトリウムイオンが伝導することができるNa－β”／βアルミナである。Na－β”アルミナは、通常、化学組成がNa2O・xAl2O3（x＝5～7）である物質である。また、Na－βアルミナは、通常、化学組成がNa2O・xAl2O3（x＝9～11）である物質である。
　固体電解質の形態は特に制限されないが、好ましくは粒子状である。固体電解質の粒子は、例えばリン片状、ロッド状、柱状、球状、楕円体状など任意の形状である。
　固体電解質の粒子の平均粒径は、金属酸化物と固体電解質との密着性を高め、イオンセンサの電極としての性能を高めることができるという観点から、本発明の一態様においては、好ましくは0.02～3μm、より好ましくは0.1～1μm、さらに好ましくは0.15～0.5μmである。固体電解質の粒子の平均粒径は、同様の観点から、本発明の別の一態様においては、好ましくは0.02～7、より好ましくは0.05～5、さらに好ましくは0.1～3μmである。なお、平均粒径は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定することができる。
　内部固体層においては、固体電解質の平均粒径が金属酸化物の平均粒径より小さいことが好ましい。具体的には、本発明の一態様においては、金属酸化物の平均粒径100に対して、固体電解質の平均粒径は、例えば0.1～30、好ましくは0.5～10、より好ましくは1～5である。本発明の別の一態様においては、金属酸化物の平均粒径100に対して、固体電解質の平均粒径は、例えば0.1～70、好ましくは0.5～60、より好ましくは1～5である。
　固体電解質は、1種単独であってもよいし、2種以上の組合せであってもよい。
　固体電解質の含有量は、内部固体層100質量％に対して、例えば15～70質量％、好ましくは20～65質量％、より好ましくは25～60質量％である。
　内部固体層における金属酸化物と固体電解質との質量比（金属酸化物：固体電解質）は、例えば5：1～1：5、好ましくは2：1～1：2、より好ましくは1.5：1～1：1.5、さらに好ましくは1.2：1～1：1.2、よりさらに好ましくは1.1：1～1：1.1である。
　内部固体層は、導電剤を含有することが好ましい。これにより、内部固体層の導電性を向上させ、イオンの出入りによる体積変化に対する緩衝作用を向上させ、電極安定性を高めることができる。
　導電剤としては、特に制限されないが、例えばカーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボン粉末、及びグラファイト粉末等の炭素材料、金属繊維等の導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミニウム等の金属粉末類、酸化亜鉛、チタン酸カリウム等の導電性ウィスカー類、酸化チタン等の導電性金属酸化物、フェニレン誘導体、グラフェン誘導体等の有機導電性材料等を用いることができる。これらの中でも、好ましくは炭素材料が挙げられる。
　導電剤は、1種単独であってもよいし、2種以上の組合せであってもよい。
　導電剤の含有量は、内部固体層100質量％に対して、例えば0.1～20質量％、好ましくは1～15質量％、より好ましくは2～10質量％である。
　内部固体層における金属酸化物（又は固体電解質）と導電剤との質量比（金属酸化物（又は固体電解質）：導電剤）は、例えば20：1～1：1、好ましくは15：1～3：1、より好ましくは10：1～6：1である。
　内部固体層は、結着剤を含有することが好ましい。これにより、内部固体層内の各成分をより強固に結着させることができる。
　結着剤としては、特に制限されないが、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリビニルピロリドン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリルニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチルエステル、ポリアクリル酸エチルエステル、ポリアクリル酸ヘキシルエステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチルエステル、ポリメタクリル酸エチルエステル、ポリメタクリル酸ヘキシルエステル、アクリルエマルジョン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ヘキサフルオロポリプロピレン、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース等の重合体や、これらの重合体と同様の骨格を持つ類似化合物、さらには複数の重合体からなるの複合剤を用いることができる。これらの中でも、好ましくはポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンラテックス及びカルボキシメチルセルロースを含有する混合剤（SBR/CMC）、ポリアミドイミド及びカルボジイミドを含有する混合剤、ポリテトラフルオロエチレン、アクリルエマルジョン等が挙げられ、より好ましくはポリフッ化ビニリデンが挙げられる。
　結着剤は、1種単独であってもよいし、2種以上の組合せであってもよい。
　結着剤の含有量は、内部固体層100質量％に対して、例えば0.1～20質量％、好ましくは1～15質量％、より好ましくは2～10質量％である。
　内部固体層における金属酸化物（又は固体電解質）と結着剤との質量比（金属酸化物（又は固体電解質）：結着剤）は、例えば20：1～1：1、好ましくは15：1～3：1、より好ましくは10：1～6：1である。
　内部固体層には、上記以外の他の成分が含まれていてもよい。他の成分としては、例えば固体電解質や金属酸化物の作製原料、例えばMnCO3、Na2CO3、Al2O3等が挙げられる。
　内部固体層における、金属酸化物及び固体電解質の合計含有量（さらに、導電剤、結着剤を含有する場合は、それらも含めた合計含有量）は、内部固体層100質量％に対して、例えば70～100質量％、好ましくは80～100質量％、より好ましくは90～100質量％、さらに好ましくは95～100質量％、よりさらに好ましくは99～100質量％である。
　内部固体層の層構造は特に制限されない。内部固体層は、単一の組成からなる1つの層からなる単層構造であってもよいし、互いに同一又は異なる組成からなる複数の層からなる複層構造であってもよい。
　内部固体層の厚みは、導電性が著しく損なわれない限り、特に制限されない。該厚みは、例えば1～200μmである。製造効率、製造コスト等の観点から、該厚みは、好ましくは1～100μm、より好ましくは1～50μm、さらに好ましくは1～20μmである。
　電極材は、導電性材料を含有するものである限り、特に制限されない。導電性材料としては、例えば白金、金、銀、銅、炭素、パラジウム、クロム、アルミニウム、ニッケルなどの金属、これらの金属の少なくとも１つを含む合金、これらの金属の塩化物などの金属ハロゲン化物などが挙げられる。これらの中でも、好ましくは白金、金、銀、パラジウム、アルミニウム、ニッケル、炭素等が挙げられる。導電性材料は、1種単独であってもよいし、2種以上の組合せであってもよい。
　導電性材料の含有量は、電極材100質量％に対して、例えば70～100質量％、好ましくは85～100質量％、より好ましくは95～100質量％である。
　電極材の形状は特に制限されないが、通常は扁平状である。
　電極材の層構造は特に制限されない。電極材は、単一の組成からなる1つの層からなる単層構造であってもよいし、互いに同一又は異なる組成からなる複数の層からなる複層構造であってもよい。
　電極材の厚みは、導電性が著しく損なわれない限り、特に制限されない。該厚みは、例えば1～10μmである。製造効率、製造コスト等の観点から、該厚みは、好ましくは1～5μm。
　本発明の電極においては、通常、電極材上に直接、又は他の層を介して内部固体層が配置されている。好ましくは、電極材上に直接、内部固体層が配置されている。本発明の電極の一実施形態を図１に示す。電極においては、電極材が露出しないように、例えば内部固体層を電極材の側面も覆うように配置すること、側壁を設けること等が好ましい。
　本発明の電極は、好適には、イオン選択性電極、参照電極等として使用することができる。
　本発明の電極をイオン選択性電極として使用する場合、本発明の電極は、イオン選択膜をさらに含むことが好ましい。イオン選択膜は、イオン選択性物質を含有する。
　イオン選択性物質としては、従来公知のイオノフォア又は合成物質が広く使用できる。イオン選択性物質は、測定イオンに応じて選択することができる。イオン選択性物質としては、イオノフォアが好適に用いられる。イオノフォアとしては、バリノマイシン，モネシン，ロドプシン，ノナクチン，モナクチン，イオノマイシン、グラミシジンA、ナイジェリシン、CCCP（カルボニルシアニド-m-クロロフェニルヒドラゾン）、FCCP（カルボニルシアニド-p-トリフルオロメトキシフェニルヒドラゾン）、などが挙げられる。また合成物質としては、クラウンエーテル（一群の大環状ポリエーテル），更には非環状のノニルフェノキシポリエタノール等が挙げられる。イオン選択性物質は、1種単独であってもよいし、2種以上の組合せであってもよい。イオン選択性物質としては具体的には、DD16C5、Bis-12Crown-4、12-Crown-4、15-Crown-5、18‐Crown-6、カレックスアレンなどが挙げられる。
　イオン選択膜は、通常、バインダ樹脂を含有する。バインダ樹脂は、特に限定されるものではない。バインダ樹脂は、具体的には、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリ酢酸ビニル、シリコンエラストマー、ポリビニルアルコール、セルロースエステル、ポリカーボネート、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル／酢酸ビニル／ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体等が挙げられる。バインダ樹脂は、1種単独であってもよいし、2種以上の組合せであってもよい。
　イオン選択膜は、好ましくは可塑剤を含有する。可塑剤により、イオン選択膜の柔軟性が高められるため、例えば、イオン選択膜の割れの発生が抑制させることができる。可塑剤としては、特に制限されないが、例えばTEHP（りん酸トリス(2-エチルヘキシル)）、NPOE（2-ニトロフェニルオクチルエーテル）、DOP（フタル酸ジオクチル）、DOS（セバシン酸ジオクチル）、DBE（二塩基酸エステル）、BA（アクリル酸ブチル）等が挙げられる。可塑剤は、1種単独であってもよいし、2種以上の組合せであってもよい。
　イオン選択膜は、好ましくはアニオン排除剤を含有する。アニオン排除剤は、測定イオンに応じて選択することができる。アニオン排除剤としては、例えばテトラキス（4-クロロフェニル）ホウ酸ナトリウム（Na-TCPB）、テトラキス（4-クロロフェニル）ホウ酸カリウム（K-TCPB）、テトラキス［3,5-ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ホウ酸ナトリウム（Na-TFPB）、テトラキス［3,5-ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ホウ酸カリウム（K-TFPB）、テトラフェニルホウ酸カリウム（K-TPB）、テトラフェニルホウ酸ナトリウム（Na-TPB）、テトラキス［3,5-ビス（1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-メトキシ-2-プロピル）フェニル］ホウ酸ナトリウム等のテトラフェニルボレート塩が挙げられる。アニオン排除剤は、1種単独であってもよいし、2種以上の組合せであってもよい。
　上記成分の含有量は、イオン選択膜が機能できる限りにおいて、特に制限されない。イオン選択膜100質量％に対する含有量は、イオン選択性物質が例えば3～10質量％、バインダ樹脂が例えば15～45質量％、可塑剤が例えば50～80質量％、アニオン排除剤が例えば1～5質量％である。
　イオン選択膜の層構造は特に制限されない。イオン選択膜は、単一の組成からなる1つの層からなる単層構造であってもよいし、互いに同一又は異なる組成からなる複数の層からなる複層構造であってもよい。
　イオン選択膜の厚みは、特に制限されない。該厚みは、例えば50～300μmである。
　イオン選択膜の用途は、特に限定されず、例えばナトリウムイオン、カリウムイオン等の陽イオン選択膜である。
　イオン選択膜は、内部固体層上に配置される。好ましくは、内部固体層上に直接、イオン選択膜が配置される。本発明のイオン選択性電極の一実施形態を図２に示す。イオン選択性電極においては、電極材が露出しないように、例えば内部固体層を電極材の側面も覆うように配置すること、側壁を設けること等が好ましい。また、イオン選択性電極においては、内部固体層が露出しないように、例えばイオン選択膜を内部固体層の側面も覆うように配置すること、側壁を設けること等が好ましい。
　本発明の電極を参照電極として使用する場合、本発明の電極は、塩橋として機能し、且つ外部イオン濃度の変化の影響を抑制可能な層（本明細書において、「塩橋層」と示すこともある。）をさらに含むことが好ましい。このような層としては、イオン液体ゲル膜を好適に採用することができる。
　イオン液体としては、特に制限されないが、例えば、陽イオンが、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、4級アンモニウムカチオン、フォスフォニウムカチオン又はアルゾニウムカチオンの少なくとも1つ以上であり、陰イオンが、［R1SO2NSO2R2］-（R1、R2はそれぞれ炭素数1～5のパーフルオロアルキル基）、フッ素及び4価のホウ素を含むボレートイオン、ビス（2-エチルヘキシル）スルホサクシネイト、AlCl4 -、Al3Cl7 -、NO3 -、BF4 -、PF6 -、CH3COO-、CF3COO-、CF3SO3 -、（CF3SO2）2N-、（CF3SO2）3C-、AsF6 -、SbF6 -、F（HF）n-、CF3CF2CF2CF2SO3 -、（CF3CF2SO2）2N-、又はCF3CF2CF2COO-の少なくとも1つ以上である疎水性イオン液体が挙げられる。
　疎水性イオン性液体をゲル化する方法としては特に限定されないが、高分子化合物を用いてゲル化することができる。このような高分子化合物としては、例えば、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリブチルアクリレート、ポリビニルピリジン、有機電解質オリゴマー（主鎖カチオン部分がPICPM構造を有するもの等）、ポリ塩化ビニル、その他の合成ゴム等が挙げられる。高分子とともに架橋剤を用いてもよく、例えば、複数のフルオロアルキル化スルホニルアミド基を有する架橋剤と、当該架橋剤とオニウム塩を形成可能な基を有する高分子化合物とを含むゲル化剤等を用いてもよい。また、高分子とともに可塑剤を用いてもよく、例えばポリ塩化ビニルに可塑剤を混合し乾燥させてゲル化してもよい。可塑剤としては、イオン選択膜に使用される上述の可塑剤と同様のものを使用することができる。
　塩橋層の層構造は特に制限されない。該層は、単一の組成からなる1つの層からなる単層構造であってもよいし、互いに同一又は異なる組成からなる複数の層からなる複層構造であってもよい。
　塩橋層は、内部固体層上に配置される。好ましくは、内部固体層上に直接、塩橋層が配置される。本発明の参照電極の一実施形態を図３に示す。参照電極においては、電極材が露出しないように、例えば内部固体層を電極材の側面も覆うように配置すること、側面に側壁を設けること等が好ましい。また、参照電極においては、内部固体層が露出しないように、例えば塩橋層を内部固体層の側面も覆うように配置すること、側面に側壁を設けること等が好ましい。
　本発明の電極の製造方法は、特に制限されない。好適には、電極材上に、金属酸化物及び固体電解質を含有する内部固体層を形成することを含む方法により、本発明の電極を製造することができる。
　内部固体層の形成方法は特に制限されない。好ましくは、金属酸化物及び固体電解質を含有する組成物を電極材上に成膜、乾燥することにより、内部固体層を形成することができる。成膜方法としては、静電塗布、ディスペンサでの塗布、スクリーン印刷、スパッタ、蒸着などを採用することができるが、金属酸化物と固体電解質との密着性を高めることができるという観点から、静電塗布が好ましい。
　イオン選択膜、塩橋層等の他の層の形成方法としては、上記に準じた方法を採用することができる。すなわち、層を構成する各成分を含有する組成物（ペースト、溶液等）を内部固体層上に成膜、乾燥することにより、形成することができる。
　2．イオンセンサ
　本発明は、その一態様において、絶縁基板、及び該絶縁基板上に配置されてなる本発明の電極を含む、イオンセンサ（本明細書において、「本発明のイオンセンサ」と示すこともある。）に関する。以下に、これについて説明する。
　絶縁基板は、電極の導電性に影響を与えない絶縁性材料を含むものである限り、特に制限されない。絶縁性材料としては、例えばポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂；ポリイミド；ガラスエポキシ樹脂；ガラス；セラミック；紙などの繊維基材などが挙げられる。
　本発明の一態様においては、本発明のイオンセンサは、イオン選択性電極である本発明の電極を含む。この場合の模式的な断面図を図４に示す。
　参照電極としては、内部液を持つ参照電極、全固体型参照電極等を使用することができる。参照電極として、具体的には、例えばAg/AgCl電極表面に一定のCl濃度が維持されるように設計された（例えば、Clイオンを保持する樹脂膜を供える）電極、塩橋層を含む本発明の電極を使用することができる。後者の場合の本発明のイオンセンサの一部の模式的な断面図を図５に示す。
　本発明の一態様においては、本発明のイオンセンサは、イオン選択性電極である本発明の電極と、参照電極を含む。この場合の模式的な断面図を図６に示す。
　本発明の一態様においては、本発明のイオンセンサは、イオン選択性電極である本発明の電極と、参照電極である本発明の電極を含む。この場合の模式的な断面図を図７に示す。
　本発明のイオンセンサは、必要に応じて、電極リード等の他の部位を含む。本発明のイオンセンサの好適な形態の例を図８に示す。
　本発明のイオンセンサは、好ましくはナトリウムイオンセンサとして使用することができる。
　本発明のイオンセンサにおける電極に測定対象物（例えば、被検者から採取された組織液、組織液を保持する物質等）を接触し、イオン選択性電極と参照電極との間の電位を測定することにより、得られた測定値に基づいて測定対象物中のイオン濃度を算出することができる。
　3．生体内成分測定装置
　本発明は、その一態様において、被検者から採取された組織液に含まれるナトリウムイオン濃度を測定する、本発明のイオンセンサを含む、生体内成分測定装置（本明細書において、「本発明の生体内成分測定装置」と示すこともある。）に関する。以下に、これについて説明する。
　本発明の生体内成分測定装置は、本発明のイオンセンサを含み、且つ測定対象物中のナトリウムイオン等のイオン濃度を測定することができるものである限り、特に制限されない。本発明の生体内成分測定装置は、好適には、本発明のイオンセンサと、検出部と、制御手段と、操作表示部と、電源とを（好ましくは、さらにグルコースイオンセンサと、試薬貯留部と、送液部とを）備えている。以下、図９～図１２を参照しながら、本発明の生体内成分測定装置の好適な一態様について説明する。
　生体内成分測定装置１は、組織液を収集した組織収集体１１０が設置される設置部２０と、設置部２０に設置された組織液収集体１１０に接触した状態で組織液に含まれる測定対象成分の量を反映した信号を取得するグルコースセンサ２１と、設置部２０とグルコースセンサ２１との相対位置を所定の位置関係へ変動させることにより設置部２０に設置された組織液収集体１１０とグルコースセンサ２１とを接触させる移動部６０と、を備える。生体内成分測定装置１は、グルコースセンサ２１により組織液に含まれるグルコースの量を反映した信号を取得し、組織液中のグルコース濃度を測定する。また、本実施形態では、生体内成分測定装置１は、設置部２０に設置された組織液収集体１１０に接触した状態で組織液に含まれる電解質の量を反映した信号を取得するナトリウムイオンセンサ２２をさらに備えるとともに、移動部６０は、設置部２０とナトリウムイオンセンサ２２との相対位置を所定の位置関係へ変動させることにより設置部２０に設置された組織液収集体１１０とナトリウムイオンセンサ２２とを接触させることで、組織液に含まれるナトリウムイオンの量を反映した信号を取得し、組織液中のナトリウムイオン濃度を測定する。
　生体内成分測定装置１は、図９及び図１０に示すように、検出部２と、試薬貯留部３と、送液部４と、制御手段５と、操作表示部６と、電源７とを少なくとも備えており、これらが筐体１０内に設けられている。
　筐体１０の正面上部には、操作表示部６と隣り合う位置に第１カバー１１が設けられている。第１カバー１１は、プッシュオープン式のカバーであり、押すことにより第１カバー１１が起立して、図９（ａ）に示す閉状態から図９（ｂ）に示す開状態となり、組織液収集体１１０を設置するための設置部２０が露出する。また、筐体１０の上面には、第２カバー１２が設けられている。第２カバー１２もプッシュオープン式のカバーであり、図示は省略するが、押すことにより第２カバー１２が起立して閉状態から開状態となり、後述する検出部２のグルコースセンサ２１及びナトリウムイオンセンサ２２が露出する。また、筐体１０の正面下部には、第３カバー１３が設けられている。第３カバー１３を開くと、試薬貯留部３の各種タンクが露出する。
　検出部２は、組織液収集体１１０に収集された組織液に含まれる成分（グルコースや電解質）の量に関する信号や汗収集体１１１に収集された汗に含まれる成分（電解質）の量に関する信号を取得するものである。検出部２は、図１１に示すように、設置部２０と、グルコースセンサ２１及びナトリウムイオンセンサ２２と、駆動部２３とを備えている。
　設置部２０は、組織液収集体１１０及び汗収集体１１１が設置される。設置部２０は、組織液収集体１１０及び汗収集体１１１を支持した支持シート１１４が載置されるサンプルプレート２００と、サンプルプレート２００が設置されるサンプルステージ２０１とからなる。
　サンプルプレート２００は、平面視長方形状であり、支持シート１１４よりも一回り大きい輪郭を有する。サンプルプレート２００の上面は平坦面であり、サンプルプレート２００上に支持シート１１４を安定して載置することができる。これにより、組織液収集体１１０及び汗収集体１１１の測定時に、組織液収集体１１０及び汗収集体１１１に各センサ２１，２２を良好に接触させることができる。
　サンプルプレート２００の長手方向の一方端側の２つの角部には、小突起２００１がそれぞれ設けられている。２つの小突起２００１は、組織液収集体１１０の位置決めを行う位置決め部として機能し、サンプルプレート２００上に支持シート１１４が載置された際に、支持シート１１４に形成された２つの貫通孔に嵌め込まれる。これにより、支持シート１１４がサンプルプレート２００上で位置ずれすることなく載置されるので、サンプルプレート２００に対して組織液収集体１１０などを適正位置に位置決めすることができる。また、サンプルプレート２００の上面の長手方向の他方端側の２つの角部には、支持シート１１４の厚みと同じ又は僅かに大きい高さを有する立壁２００２Ａ，２００２Ｂがそれぞれ設けられている。２つの立壁２００２Ａ，２００２Ｂは、サンプルプレート２００上に支持シート１１４が載置された際に、一方の立壁２００２Ａが支持シート１１４の切り欠き１１７に突き当たり、他方の立壁２００２Ｂが支持シート１１４の切り欠き１１７とは反対側の側縁に沿う。これにより、支持シート１１４をサンプルプレート２００上の適正位置により効果的に位置決めできる。このように、サンプルプレート２００上に支持シート１１４を位置ずれすることなく保持することで、組織液収集体１１０及び汗収集体１１１の測定時に、組織液収集体１１０及び汗収集体１１１に各センサ２１，２２を良好に接触させることができる。
　さらに、サンプルプレート２００の長手方向の他方端側には、水平バー２００３が２つの立壁２００２Ａ，２００２Ｂに架け渡されており、サンプルプレート２００の上面と水平バー２００３との間に差込孔２００４が形成されている。差込孔２００４は、サンプルプレート２００上に支持シート１１４が載置された際に、支持シート１１４の長手方向の他方端側の部分が差し込まれる。これにより、支持シート１１４は、水平バー２００３によりサンプルプレート２００上で浮き上がることが防止され、サンプルプレート２００上に安定して載置することができる。これにより、組織液収集体１１０及び汗収集体１１１の測定時に、組織液収集体１１０及び汗収集体１１１に各センサ２１，２２を良好に接触させることができる。
　サンプルステージ２０１は、平面視長方形状であり、サンプルプレート２００よりも一回り大きい輪郭を有する。サンプルステージ２０１の上面にサンプルプレート２００が設置される。サンプルステージ２０１は、後述する駆動部２３の水平移動駆動部２３０により、水平面に沿ったＸ方向に往復移動される。これにより、組織液収集体１１０及び汗収集体１１１が各センサ２１，２２の下方位置に搬送される。
　次に、グルコースセンサ２１は、組織液に含まれる測定対象成分であるグルコースの量を反映した信号を取得する成分検出センサであり、取得部として機能する。また、ナトリウムイオンセンサ２２は、組織液に含まれる補助成分であるナトリウムイオンの量を反映した信号を取得する成分検出センサであり、第２取得部として機能する。
　各センサ２１，２２は、図１２に示すように、例えばプラスチック製の本体部２１０，２２０と、本体部２１０，２２０にスライド可能に取り付けられた例えばプラスチック製のスライド部２１１，２２１と、スライド部２１１，２２１に着脱可能に取り付けられた例えばプラスチック製のカートリッジ部２１６，２２６と、カートリッジ部２１６，２２６の下面に取り付けられた電極部２１２，２２２とを備えている。
　本体部２１０，２２０は、上部及び下部を有しかつ上部及び下部の間に段差を有する形状を呈しており、上部の下面に制御手段５に接続される端子２１３，２２３が設けられている。本体部２１０，２２０の下部には開口が形成されており、この開口からスライド部２１１，２２１が突き出ている。本体部２１０，２２０内には、圧力吸収部材２１７，２２７が備えられている。圧力吸収部材２１７，２２７は、例えばコイルばねなどのバネ部材を用いることができる。この圧力吸収部材２１７，２２７は、各センサ２１，２２が組織液収集体１１０と接触する際の接触圧を一定に調節する圧力調節部６１を構成し、上記移動部６０に含まれる構成である。スライド部２１１，２２１は圧力吸収部材２１７，２２７に接続されており、圧力吸収部材２１７，２２７の伸縮により本体部２１０，２２０に対して上下にスライドする。各センサ２１，２２が組織液収集体１１０や汗収集体１１１と接触する際に、圧力吸収部材２１７，２２７が伸縮して電極部２１２，２２２が上下に変位することで、組織液収集体１１０や汗収集体１１１に接触する電極部２１２，２２２の接触圧を一定に調節することができる。よって、組織液収集体１１０や汗収集体１１１の形状にばらつきがあっても、電極部２１２，２２２を組織液収集体１１０や汗収集体１１１に所定の接触圧で接触させることができる。なお、本体部２１０，２２０内のスライド部２１１，２２１に接続される圧力吸収部材２１７，２２７は、１つでなく、複数設けてもよい。
　スライド部２１１，２２１の下部には開口が形成されており、この開口を介してスライド部２１１，２２１の下部にカートリッジ部２１６，２２６を装着可能である。スライド部２１１，２２１の下部の両側面には、係合孔２１５，２２５が形成されている。
　カートリッジ部２１６，２２６は、組織液収集体１１０などの測定に所定回数供されると使い捨てされる消耗品である。カートリッジ部２１６，２２６は、スライド部２１１，２２１の各係合孔２１５，２２５と対応するように一対の係止爪２１４，２２４を備えている。各係合爪２１４，２２４がそれぞれ対応する係止孔２１５，２２５に係止することで、カートリッジ部２１６，２２６はスライド部２１１，２２１に保持される。このとき、カートリッジ部２１６，２２６は、スライド部２１１，２２１に対して定位せずに例えば多少がたつくことで揺動可能に保持されることが好ましい。このカートリッジ部２１６，２２６は、各センサ２１，２２が組織液収集体１１０と接触する角度を調節する角度調節部６２を構成し、上記移動部６０に含まれる構成である。これにより、各センサ２１，２２が組織液収集体１１０や汗収集体１１１と接触する際に、組織液収集体１１０や汗収集体１１１の表面に沿うようにカートリッジ部２１６，２２６がスライド部２１１，２２１に対して揺動する。よって、組織液収集体１１０や汗収集体１１１に接触する電極部２１２，２２２表面の角度を調節可能となり、組織液収集体１１０や汗収集体１１１の形状にばらつきがあっても、電極部２１２，２２２を組織液収集体１１０や汗収集体１１１に良好に接触させることができる。
　電極部２１２，２２２は、一対の作用電極及び対電極と、参照電極とを含んでいる。グルコースセンサ２１のグルコース測定用の電極部２１２は、例えば、作用電極が白金電極にグルコースオキシダーゼ酵素膜が形成されてなり、対電極が白金電極からなる。一方で、ナトリウムイオンセンサ２２のナトリウムイオン測定用の電極部２２２は、例えば、作用電極がナトリウムイオン選択膜を備えたイオン選択性電極からなり、対電極が参照電極からなる。
　また、グルコースセンサ２１は、電極部２１２に接続される電気回路として図示しないグルコース測定用回路を含み、電極部２１２が組織液収集体１１０に接触することによって組織液収集体１１０に収集された組織液に一定電圧を印加し、そのときの電流を検出値として取得する。この電流値は、組織液中のグルコース濃度に依存する。一方、ナトリウムイオンセンサ２２は、電極部２２２に接続される電気回路として図示しないナトリウムイオン測定用回路を含み、電極部２２２が組織液収集体１１０や汗収集体１１１に接触することによって組織液収集体１１０に収集された組織液や汗収集体１１１に収集された汗の電圧を検出値として取得する。この電圧値は、組織液や汗中のナトリウムイオン濃度に依存する。グルコースセンサ２１及びナトリウムイオンセンサ２２は、制御手段５に接続されており、得られた電流値や電圧値を検出信号として制御手段５に出力する。制御手段５は、検出信号に含まれる電流値や電圧値と、記憶部に記憶されている検量線とに基づいて、グルコース濃度及びナトリウムイオン濃度を測定する。
　グルコースセンサ２１及びナトリウムイオンセンサ２２は、取付具２４に取り付けられることで検出部２にセットされる。この取付具２４は、検出部２のベースプレート１４上に設けられた左右一対の側板１６（図１１に示す。）に上下移動可能に取り付けられる。枠部２４０の両側面には、突起２４３が上下方向に複数設けられており、各突起２４３が各側板１６に形成された長孔状のガイド孔１７（図１１に示す。）を上下方向にスライドすることで、取付具２４は真っ直ぐ上下方向に移動する。
　次に、駆動部２３は、設置部２０に設置された組織液収集体１１０と各センサ２１，２２とを接触させるために、本実施形態では、設置部２０及び各センサ２１，２２を移動させるものであり、上記移動部６０に含まれる構成である。駆動部２３は、設置部２０を水平方向に移動させる水平移動駆動部２３０と、グルコースセンサ２１及びナトリウムイオンセンサ２２を垂直方向に移動させる垂直移動駆動部２３１とを含む。垂直移動駆動部２３１は、グルコースセンサ２１及びナトリウムイオンセンサ２２のそれぞれに対応して検出部２に設けられている。
　設置部２０は、水平移動駆動部２３０により、設置位置、第１測定位置、第２測定位置及び第３測定位置の間を搬送される。な
　また、設置部２０を各測定位置に位置決めする方法としては、各測定位置にフォトセンサなどの物体検出センサを配備し、各測定位置の物体検出センサが設置部２０を検出することにより、設置部２０が各測定位置に到達したことを検知するように構成してもよい。
　各センサ２１，２２は、垂直移動駆動部２３１により、待機位置、測定位置及び洗浄位置の間を搬送される。
　また、各センサ２１，２２を各位置に位置決めする方法としては、取付具２４の枠具で取り付けられた位置検出センサを用いてもよい。位置検出センサは、枠部に固定具を介して取り付けられたセンサ支持板に固定されており、取付具２４とともに上下方向に移動する。この例では、検出部２の一方の側板１６（図１１に示す。）には、位置検出センサ９と対向するようにして、検出板９２が固定されている。位置検出センサは、検出板９２の上端及び下端を検出することで、垂直移動駆動部２３１により上下方向に移動する各センサ２１，２２の最上位の位置（待機位置）及び最下位の位置（洗浄位置）を検出する。
　次に、試薬貯留部３には、廃液タンクと、洗浄液を貯留する第１タンクと、グルコース用の低濃度校正液を貯留する第２タンクと、グルコース用の高濃度校正液を貯留する第３タンクと、ナトリウムイオン用の中濃度校正液を貯留する第４タンクと、ナトリウムイオン用の高濃度校正液を貯留する第５タンクとが設けられている。第１タンクの洗浄液は、グルコースセンサ２１及びナトリウムイオンセンサ２２の洗浄に用いられるうえ、ナトリウムイオン用の低濃度校正液としてナトリウムイオンの検量線の作成に用いられる。洗浄液としては、ＰＢ－Ｋ溶液を例示することができる。第２タンク及び第３タンクのグルコース用の校正液は、グルコースの検量線の作成に用いられる。グルコース用の校正液としては、グルコースを添加したＰＢ－Ｋ溶液を例示することができる。ＰＢ－Ｋ溶液のグルコース濃度としては、低濃度では例えば０．５ｍｇ／ｄＬであり、高濃度では例えば１０ｍｇ／ｄＬ～４０ｍｇ／ｄＬの範囲内で決定される濃度からなる。第４タンク及び第５タンクのナトリウムイオン用の校正液は、ナトリウムイオンの検量線の作成に用いられる。ナトリウムイオン用の校正液としては、食塩水を例示することができる。食塩水のナトリウムイオン濃度としては、中濃度では例えば１ｍＭ～２ｍＭの範囲内で決定される濃度からなり、高濃度では例えば２０ｍＭ～５０ｍＭの範囲内で決定される濃度からなる。ナトリウム用の校正液としては、その他にも、例えばＴｒｉｓ溶液やＰＢ－Ｋ溶液を例示することができる。各タンクの各液体のグルコース濃度又はナトリウムイオン濃度は、制御手段５の記憶部に記憶される。
　次に、送液部４は、各タンクに貯留された液体を、検出部２に配置されたグルコースセンサ２１やナトリウムイオンセンサ２２に供給し、送液された液体を廃液タンクに回収するものである。
　次に、制御手段５は、設置部２０に設置された組織液収集体１１０と各センサ２１，２２とを接触させるために、駆動部２３を制御するものであり、上記移動部６０に含まれる構成である。制御手段５は、プロセッサ（例えばＣＰＵなど）とメモリ（例えばＲＯＭ及びＲＡＭなど）とを有するマイクロコンピュータや、ユーザインターフェース制御用基板、Ｉ／Ｏ基板及びアナログ基板などの各種信号を処理する回路などを備える。制御手段５は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、検出部２、送液部４、操作表示部６などの各部の動作を制御する。ＲＡＭは、ＲＯＭに記憶されたプログラムが実行される際のプログラムの展開領域として利用される。制御手段５は、検出部２の駆動部２３を制御する制御部、検出部２の各センサ２１，２２から受け取った測定対象成分（グルコース）の量を反映した信号及び補助成分としての電解質（ナトリウムイオン）の量を反映した信号に基づいて血糖ＡＵＣを算出する解析部、及び記憶部などの機能を有する。
　次に、操作表示部６は、測定開始の指示などを行ったり、解析結果などを表示するためのものである。操作表示部６は、タッチパネル式のディスプレイにより構成することができる。なお、操作表示部６は、操作部と表示部とに分かれていてもよく、この場合、操作部はボタンやスイッチ、キーボード、マウスにより構成することができる。
　次に、電源７は、電源プラグ（図示せず）より入力される交流電源電圧を直流電圧に変換して制御手段５に供給する。また、電源７は、その他の各部にも接続され、各々に電力を供給する。
　以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
　以下の試験例に示す平均粒径は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定された累積頻度50％の値である。また、各層の厚みは、該当の層を塗布乾燥後、接触式段差計で測定することで得た。
　試験例1．イオン選択性電極のNaCl濃度に対する電位応答性
　＜試験例1-1．イオン選択性電極（実施例1）の作製＞
　イオン選択性電極（実施例1）を次のようにして作製した。セラミック基板上に白金ペーストを積層し、直径5mmの電極材を形成した。電極材上に、金属酸化物（Na0.33MnO2（直方晶系結晶構造）、平均粒径8.9μm、リン片状）、固体電解質（β”アルミナ：Na2Al10.6O15.9、平均粒径0.26μm）、導電剤（AB：アセチレンブラック）、及び結着剤（PVDF：ポリフッ化ビニリデン）を含有するペーストを静電塗布により積層し、膜厚10μmの内部固体層を形成した。内部固体層上に、イオノフォア（DD16C5：16-crown-5 derivative with two decalino subunits）3質量部、可塑剤（TEHP：リン酸トリス（2-エチルへキシル））68質量部、アニオン排除剤（Na-TFPB：テトラキス［3,5-ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ホウ酸ナトリウム）1質量部、及び基材（PVC：ポリ塩化ビニル）29質量部を含有するペーストを4回重ねて積層し、膜厚170～190μmのNaイオン選択膜を形成し、イオン選択性電極を得た。
　イオン選択性電極の断面を走査電子顕微鏡（SEM）で観察した。また、EDXマッピングにより、当該断面における各材料の配置を調べた。内部固体層の断面SEM画像における各材料の配置態様を図１３及び１４に示す。金属酸化物粒子の周囲を、金属酸化物よりも粒径の小さい固体電解質粒子が覆っていることが分かった。
　固体電解質、金属酸化物、導電剤、及び結着剤の内部固体層における質量比率を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　＜試験例1-2．参照電極の作製＞
　銀・塩化銀ペーストからなる参照電極をスクリーン印刷法により形成した。ポリビニルアルコール（PVA）膜を銀・塩化銀ペースト上に積層した。）PVA膜に塩化物イオン濃度282mMの溶液を含ませて電位を安定させてから測定に用いた。
　＜試験例1-3．電位測定＞
　イオン選択性電極（実施例1）及び参照電極からなるイオンセンサを電位差計に接続した後、以下の電解質溶液（NaCl及びKCl混合溶液、Na濃度：0.3mM、2mM、又は50mM、K濃度：280mM、Cl濃度：Na濃度（mM）＋280mM）に浸して電位を測定した。電位測定後は、毎回、洗浄液（リン酸K緩衝液、Na濃度：0.3mM、K濃度：280mM）で電極を洗浄した。
　＜試験例1　結果＞
　結果を図１５に示す。固体電解質及び金属酸化物を含有する内部固体層を備えるイオン選択性電極が、Na濃度に応答することが分かった。
　試験例2．イオン選択性電極の電位安定性1
　＜試験例2-1．イオン選択性電極（比較例1）の作製＞
　固体電解質を使用せず、実施例1と同様にしてイオン選択性電極を得た（比較例1）。以下の電位測定で使用したイオン選択性電極について、内部固体層の質量比率を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　＜試験例2-2．電位測定＞
　イオン選択性電極（実施例1及び比較例1）を用いて、電解質溶液としてNa濃度50mMの溶液の代わりに30mMの溶液を使用する以外は試験例1-3と同様にして行った。測定は複数回繰返して行い、各測定後は試験例1-3と同様にして電極を洗浄した。各測定値から、1回目の測定電位からの電位変動（絶対値）を算出した。
　＜試験例2　結果＞
　結果を図１６に示す。内部固体層において、金属酸化物にさらに固体電解質を加えることにより、繰返し使用に対する電位安定性が向上することが分かった。
　試験例3．イオン選択性電極の電位安定性2
　＜試験例3-1．イオン選択性電極（実施例2～3及び比較例2）の作製＞
　固体電解質の質量比率を変える以外は、実施例1と同様にしてイオン選択性電極（実施例2：固体電解質の質量比率4、実施例3：固体電解質の質量比率12）を得た。さらに、金属酸化物を使用しない以外は、実施例1と同様にしてイオン選択性電極（比較例2）を得た。以下の電位測定で使用したイオン選択性電極について、内部固体層の質量比率を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　＜試験例3-2．電位測定＞
　イオン選択性電極（実施例1～3並びに比較例1～2）を用いて、電解質溶液としてNa濃度2mM溶液と30mM溶液を使用する以外は、試験例1-3に準じて行った。本試験では、Na濃度2mM溶液を6回、30mM溶液を1回、2mM溶液を1回測定するセットを1セットとして、3セットを連続して実施した。各セットにおいて、電位が安定となる2mM溶液の6回目の電位を測定し、当該電位の3セットの標準偏差を算出した。
　＜試験例3　結果＞
　結果を図１７に示す。内部固体層において、金属酸化物にさらに固体電解質を加えることにより、繰返し使用に対する電位安定性が向上することが分かった。さらに、固体電解質を加えても金属酸化物を加えない場合は、電位変動が大きいことが分かった。このことから、繰返し使用に対する電位安定性には、金属酸化物と固体電解質との組合せが重要であることが分かった。
　試験例4．イオン選択性電極の電位安定性3
　＜試験例4-1．イオン選択性電極（実施例4）の作製＞
　固体電解質として、βアルミナ（Na2O-11Al2O3、平均粒径0.26μm）を使用する以外は、実施例1と同様にしてイオン選択性電極（実施例4）を得た。以下の電位測定で使用したイオン選択性電極について、内部固体層の質量比率を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　＜試験例4-2．電位測定＞
　イオン選択性電極（実施例1及び4）を用いて、試験例1-3に準じて行った。本試験では、1日中繰返して測定を行い、これを3日間行った。測定値に基づいて、各日における、最初と最後に取得した同濃度の電解質溶液の測定電位の差（絶対値）を算出し、その平均値を求めた。
　＜試験例4　結果＞
　結果を図１８に示す。固体電解質としてβ”アルミナ及びβアルミナのいずれを使用しても、繰返し使用に対して高い電位安定性が得られることが分かった。
　試験例5．参照極用電極の電位安定性1
　＜試験例5-1．参照極用電極（実施例5）の作製＞
　電極（実施例5）を次のようにして作製した。セラミック基板上に白金ペーストを積層し、直径5mmの電極材を形成した。電極材上に、金属酸化物（Na0.33MnO2（直方晶系結晶構造）、平均粒径8.9μm、リン片状）、固体電解質（β”アルミナ：Na2Al10.6O15.9、平均粒径0.26μm）、導電剤（AB：アセチレンブラック）、及び結着剤（PVDF：ポリフッ化ビニリデン）を含有するペーストを静電塗布により積層し、膜厚10μmの内部固体層を形成した。内部固体層上に、次のようにしてイオン液体ゲル膜を形成した。具体的には、PVDF-HFP（ARKEMA社製、Kynar Flex 2751-00　(HFP 15mol%)）とアセトンを1:10(wt)で混合して一晩撹拌し、そこへイオン液体PP13-TFSI（東京化成工業社製、1-メチル-1-プロピルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド）を、PVDF-HFP：PP13-TFSIが2：8になるように添加し、得られた溶液を内部固体層上に塗布して、50℃で乾燥させながら10回積層したのち、150℃で最終乾燥させてイオン液体ゲル膜を形成し、電極を得た。内部固体層における質量比率を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　＜試験例5-2．電位測定＞
　イオン選択性電極に代えて電極（実施例5）又は銀・塩化銀ペーストから形成した電極（比較例3）を用いて、電解質溶液としてNa濃度0.3、1、2、10、及び30mMの溶液を使用し、参照電極に市販の内部液を有するAg/AgCl（内部液：飽和KCl）電極を使用する以外は試験例1-3と同様にして行った。測定方法の概要を図１９に示す。
　＜試験例5　結果＞
　各電解質溶液の測定電位について、Na濃度0.3mMの測定電位からの電位差を算出した結果を図２０に示す。比較例3は内部液を有さないAg/AgCl電極のためCl濃度に応答するが、実施例5はNa濃度およびCl濃度に応答しない結果が得られ、固体電解質及び金属酸化物を含有する内部固体層上にイオン液体ゲル膜を形成することにより、Na濃度およびCl濃度に応答しない電極が得られることが分かった。また、市販の内部液を有するAg/AgCl（内部液：飽和KCl）電極に対する実施例5の測定電位を図２１に示す。Na濃度およびCl濃度を変えた溶液を測定した場合においても、内部液を有する市販参照電極と実施例5の電位差はほぼ0であり、内部液を有する市販参照電極と同じ性能を有することがわかる。したがってこの電極は、参照電極として使用することができる。
　試験例6．参照極用電極の電位安定性2
　＜試験例6-1．参照極用電極（実施例6及び比較例4）の作製＞
　固体電解質として、βアルミナ（Na2O-11Al2O3、平均粒径0.26μm）を使用する以外は、実施例5と同様にして電極（実施例6）を得た。さらに、固体電解質を使用しない以外は、実施例5と同様にして電極（比較例4）を得た。以下の電位測定で使用した電極について、内部固体層の質量比率を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　＜試験例6-2．電位測定＞
　イオン選択性電極に代えて電極（実施例5～6及び比較例4）を用いて、電解質溶液としてNa濃度2mM且つK濃度268mMの溶液を使用し、参照電極に市販の内部液を有するAg/AgCl（内部液：飽和KCl）電極を使用する以外は試験例1-3と同様にして行った。本試験では、各電極を電解質溶液に1時間半浸して、浸した直後と、1時間半後の測定電位を測定し、両者の差を算出した。
　＜試験例6　結果＞
　結果を図２２に示す。内部固体層において、金属酸化物にさらに固体電解質を加えることにより、長時間の使用に対する電位安定性が向上することが分かった。
　試験例7．Naイオン選択性電極の電位安定性3
　＜試験例7-1．Naイオン選択性電極（実施例7及び実施例7’）の作製＞
　アニオン排除剤をK-TCPBに変える以外は、実施例1と同様にしてNaイオン選択性電極（実施例7）を得た。固体電解質をゼオライト（ゼオラム A-4 100# 東ソー、加工後の平均粒径3μm）に変えた以外は、実施例1と同様にしてNaイオン選択性電極を得た（実施例7’）。以下の電位測定で使用した電極について、内部固体層の質量比率及びNaイオン選択膜中のアニオン排除剤を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　＜試験例7-2．電位測定＞
　イオン選択性電極（実施例1、実施例7及び実施例7’）を用いて、電解質溶液としてNa濃度30mM溶液を使用する以外は、試験例1-3に準じて行った。本試験では、Na濃度2mM溶液を2回、0.3mM溶液を1回、2mM溶液を1回、30mM溶液を測定するセットを1セットとして、11セットを連続して実施した。各セットにおいて測定された30mM溶液の電位の標準偏差を算出した。当該電位の3セットの標準偏差を算出し、3センサ分の平均を求めた（実施例7’のみ1センサ分）。
　＜試験例7　結果＞
　結果を図２３に示す。選択膜中のイオン種に関わらず、また、固体電解質の種類によらず、電位が安定していることが示された。
　試験例8．Kイオン選択性電極のＫイオン濃度応答性1
　＜試験例8-1．Naイオン選択性電極（実施例8）の作製＞
　Kイオン選択性電極（実施例8）を次のようにして作製した。セラミック基板上に白金ペーストを積層し、直径5mmの電極材を形成した。電極材上に、金属酸化物（Na0.33MnO2（直方晶系結晶構造）、平均粒径7.3μm、リン片状）、固体電解質（β”アルミナ：Na2Al10.6O15.9、平均粒径0.99μm）、導電剤（AB：アセチレンブラック）、及び結着剤（PVDF：ポリフッ化ビニリデン）を含有するペーストを静電塗布により積層し、膜厚10μmの内部固体層を形成した。内部固体層上に、イオノフォア（バリノマイシン）7質量部、可塑剤（TEHP：リン酸トリス（2-エチルへキシル））65質量部、アニオン排除剤（K-TCPB：テトラキス（4-クロロフェニル）ホウ酸カリウム））1質量部、及び基材（PVC：ポリ塩化ビニル）27質量部を含有するペーストを4回重ねて積層し、膜厚170～190μmのKイオン選択膜を形成し、Kイオン選択性電極を得た。
　＜試験例8-2．電位測定＞
　Ag/AgClに対して測定し、溶液濃度からAg/AgCl（飽和KCl）に対する電位に換算した。NaCl140mM一定の溶液中でK濃度1,2,4,6,8,10,100mMを測定した。
　＜試験例8　結果＞
　結果を図２４に示す。Kイオン選択膜を採用することにより、Kイオン濃度も測定できることが分かった。
　試験例8’．Kイオン選択性電極の電位安定性1
　＜試験例8’-1．Kイオン選択性電極（実施例9～10及び比較例5）の作製＞
　固体電解質の質量比率を変える以外は、実施例 8と同様にしてKイオン選択性電極（実施例9：固体電解質の質量比率2.8、実施例10：固体電解質の質量比率1.2）を得た。さらに、固体電解質を使用しない以外は、実施例 8と同様にしてKイオン選択性電極（比較例5）を得た。以下の電位測定で使用したイオン選択性電極について、内部固体層の質量比率及びKイオン選択膜中のアニオン排除剤を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　＜試験例8’-2．電位測定＞
　NaCl140mM濃度一定でK1,10,100mMの溶液を測定後、NaCl140mM濃度一定でK1,2,4,6,8,10mMの溶液を測定し、これを1セットとして繰り返し6セット測定したのち、最後にNaCl140mM濃度一定でK1,10,100mMの溶液を測定した。1回の測定あたり、毎回センサーは洗浄液Na140mMで洗浄を行った。最初に測定したK1,10,100mM溶液と、4.8～5時間後に最後に測定したK1,10,100mM溶液の電位変動率を図２５に示す。
　＜試験例8’　結果＞
　結果を図２５に示す。βアルミナの添加量が多いほど電位安定性が高まる結果となった。
　試験例9．Kイオン選択性電極の電位安定性2
　＜試験例9-1．Kイオン選択性電極（実施例11～13）の作製＞
　固体電解質をゼオライト（ゼオラム A-4 100# 東ソー、加工後の平均粒径3μm）に変えた以外は実施例 8と同様にしてKイオン選択性電極（実施例11：固体電解質の質量比率8、実施例12：固体電解質の質量比率2.8、実施例13：固体電解質の質量比率1.2）を得た。以下の電位測定で使用したイオン選択性電極について、内部固体層の質量比率及びKイオン選択膜中のアニオン排除剤を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　＜試験例9-2．電位測定＞
　試験例8’-2と同様にして行った。
　＜試験例9　結果＞
　結果を図２６に示す。ゼオライトの添加量が多いほど電位安定性が高まる結果となった。
　試験例10．Kイオン選択性電極の電位安定性3
　＜試験例10-1．Kイオン選択性電極（実施例14及び比較例6）の作製＞
　アニオン排除剤をNa-TFPBに変える以外は、実施例8と同様にしてKイオン選択性電極を得た（実施例14）。実施例8の固体電解質を使用せず、代わりに非固体電解質であるNa2CO3を使用し、Kイオン選択性電極を得た（比較例６）。以下の電位測定で使用したイオン選択性電極について、内部固体層の質量比率及びKイオン選択膜中のアニオン排除剤を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　＜試験例10-2．電位測定＞
　Kイオン選択性電極（実施例8,11,14 比較例5，6）を用いて試験例8’に準じて行った。1日の測定の中で、計8回測定したK10mM溶液の電位の標準偏差を算出し、3センサ分の平均を求めた（実施例11のみ1センサ）。
　＜試験例10　結果＞
　結果を図２７に示す。非固体電解質であるNa2CO3では電位が変動するのに対し、固体電解質であるβアルミナ、ゼオライトでは、選択膜中のイオン種に関わらず、電位変動が少ないことが示された。
　試験例11．参照極用電極の電位安定性3
　＜試験例11-1．参照極用電極（実施例15及び実施例16）の作製＞
　PVCと可塑剤の比率を1：2、膜に対してイオン液体[TBMOEP+][C1C1N-]を4質量部をTHF溶液に溶解し、内部固体層上に20μL滴下し、60℃で加熱乾燥させ、イオン液体ゲルのPVC膜を作製した。実施例15では可塑剤をNPOE、実施例16では可塑剤をTEHPとした。なお、TBMOEPは、tributyl(2-methoxyethyl)phosphonium bis- (trifluoromethanesulfonyl)imide（トリブチル(2-メトキシエチル)フォスフォニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド）を示す。以下の電位測定で使用したイオン選択性電極について、内部固体層の質量比率及びイオン液体ゲルPVC膜中の可塑剤を以下の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　＜試験例11-2．電位測定＞
　イオン選択性電極に代えて電極（実施例15,16）を用いて、電解質溶液としてK濃度1,10,100mM且つNa濃度140mMの溶液を使用し、参照電極に市販の内部液を有するAg/AgCl（内部液：飽和KCl）電極を使用する以外は試験例1-3と同様にして行った。本試験では、各電極をK1mM溶液で安定化したのち、10mM溶液、100mM溶液、1mM溶液に順に浸し、浸してから1分後の測定電位と最後に測定したK1mM溶液測定時の電位との差の絶対値を算出した。
　＜試験例11　結果＞
　結果を図２８に示す。いずれの可塑剤を利用した場合も、KCl濃度によらず電位差が1mV以下となり、電位が安定していた。
Ａ　　内部固体層
Ｂ　　電極材
Ｃ１　イオン選択膜
Ｃ２　塩橋層
Ｄ　　本発明のイオン選択性電極
Ｅ　　本発明の参照電極
Ｆ　　絶縁基板
Ｇ　　参照電極
１　　本発明の生体内成分測定装置

Claims (29)

  1. 金属酸化物及び固体電解質を含有する内部固体層と、
    電極材と
    を含む、電極。
  2. 前記固体電解質がイオン伝導性セラミックスである、請求項１に記載の電極。
  3. 前記固体電解質がナトリウムイオン又はカリウムイオン伝導性セラミックスである、請求項１又は２に記載の電極。
  4. 前記固体電解質がβ”アルミナ又はβアルミナである、請求項１～３のいずれか一項に記載の電極。
  5. 前記金属酸化物がイオン－電子伝導体である、請求項１～４のいずれか一項に記載の電極。
  6. 前記金属酸化物がナトリウムイオン又はカリウムイオンに対するイオン－電子伝導体である、請求項１～５のいずれか一項に記載の電極。
  7. 前記金属酸化物がMxMnO2（MはNa又はKを示し、xは任意の正数を示す。）である、請求項６に記載の電極。
  8. 前記xが0.2～0.5である、請求項７に記載の電極。
  9. 前記固体電解質及び前記金属酸化物が粒子状である、請求項１～８のいずれか一項に記載の電極。
  10. 前記固体電解質の平均粒径が前記金属酸化物の平均粒径より小さい、請求項９に記載の電極。
  11. 前記内部固体層における前記金属酸化物と前記固体電解質との質量比（金属酸化物：固体電解質）が2：1～1：2である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の電極。
  12. 前記内部固体層が結着剤及び導電剤を含有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の電極。
  13. 前記結着剤が、
    （a）ポリフッ化ビニリデン、
    （b）スチレンブタジエンラテックス及びカルボキシメチルセルロースを含有する混合剤、
    （c）ポリアミド、ポリイミド、及びカルボジイミドを含有する混合剤、
    （d）ポリテトラフルオロエチレン、並びに
    （e）アクリルエマルジョン
    からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項１２に記載の電極。
  14. 前記導電剤が、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボン粉末、及びグラファイト粉末からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項１２又は１３に記載の電極。
  15. 前記電極材上に直接、前記内部固体層が配置されている、請求項１～１４のいずれか一項に記載の電極。
  16. イオン選択膜をさらに含む、請求項１～１５のいずれか一項に記載の電極。
  17. 前記イオン選択膜がイオノフォアを含有する、請求項１６に記載の電極。
  18. 前記内部固体層上に直接、前記イオン選択膜が配置されている、請求項１６又は１７に記載の電極。
  19. イオン液体ゲル膜をさらに含む、請求項１～１５のいずれか一項に記載の電極。
  20. 前記内部固体層上に直接、前記イオン液体ゲル膜が配置されている、請求項１９に記載の電極。
  21. 前記電極材が、白金、金、銀、パラジウム、アルミニウム、ニッケル、及び炭素からなる群より選択される少なくとも1種を含有する、請求項１～２０のいずれか一項に記載の電極。
  22. 電極材上に、金属酸化物及び固体電解質を含有する内部固体層を形成することを含む、電極の製造方法。
  23. 前記内部固体層の形成方法が静電塗布である、請求項２２に記載の製造方法。
  24. 前記内部固体層上に、イオン選択膜又はイオン液体ゲル膜を形成することを含む、請求項２２又は２３に記載の製造方法。
  25. 絶縁基板、及び該絶縁基板上に配置されてなる請求項１～２４のいずれか一項に記載の電極を含む、イオンセンサ。
  26. イオン選択性電極及び参照電極を含み、
    前記イオン選択性電極が請求項１６～１８のいずれか一項に記載の電極である、請求項２５に記載のイオンセンサ。
  27. イオン選択性電極及び参照電極を含み、
    前記参照電極が請求項１９又は２０に記載の電極である、請求項２５に記載のイオンセンサ。
  28. 被検者から採取された組織液に含まれるナトリウムイオン濃度を測定する、請求項２５～２７のいずれか一項に記載のイオンセンサを含む、生体内成分測定装置。
  29. 被検者から採取された組織液に含まれるナトリウムイオン濃度を、請求項２５～２７のいずれか一項に記載のイオンセンサにより測定することを含む、生体内成分測定方法。
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