電位差電極および該電極の製造法
本発明は、電位差電極および傾斜ポリマーであって、それらの一方の表面から遠ざかるに従って濃度が高くなる導電性粒子、その同じ表面に向かうに従って濃度が高くなるイオノフォア分子、および該導電性粒子に近接して通る電気的連結部を共に含む電極およびポリマーに関する。本発明は、更にこれら電極およびポリマーを組み入れた装置、およびこれらの製造方法に関する。この新規材料は高度に堅牢で信頼性がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電位差電極、傾斜ポリマーおよび該傾斜物を含む電気的または感知的な要素の分野に関する。また電位差電極および傾斜ポリマーを製造する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
電位差電極は生物学、化学および医薬の分野で広く適用されている。それらは溶液中のイオン種の濃度を検出し測定するために使用され、その最も知られた例はｐＨメータである。操作原理は良く知られている。
【０００３】
電位差電極は被検物の検出にも用いることが出来る。被検物は、どのような標的であってもよく、この標的物質と特異的に相互作用可能なイオノフォアが対応していることが望ましい。被検物の例には、有機酸、アミン類、アミノアルコール類および医薬品が含まれる。電位差電極が適切なイオノフォアと結合すれば対応する被検物の検出が可能になる。電位差電極の応用は無数にあり、例えば生物医学的研究、臨床試験、医薬データの取得、工業汚染試験、食物試験および化学プロセスの制御である。
【０００４】
現在、微細技術においては、イオン化可能物質の電気化学的検出、例えばキャピラリ電気泳動法およびマイクロチップアレイを利用する傾向が強い。
【０００５】
電位差電極を分離法（たとえば高速液体クロマトグラフィ「ＨＰＬＣ」）と結びつけたものは実際には存在しない。しかしながら、そうした方法があれば、極微量でしかもしばしば他の物質と混合状態で取得される多数の興味ある物質がアクセス可能になる。これらの利用のためには特異性の低いセンサーが要求され、これは高い特異性が要求されるバッチ技術とは対照的である。
【０００６】
特許出願ＥＰ０７６７３７２Ａ１に開示されている基板電極には、カーボンファイバーを含むエポキシ樹脂（またはポリエステル−またはポリイミド樹脂）シリンダーが含まれており、この基板電極には旧来のポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＣ）系電位差膜が被覆されている。このため、膜−基板電極接合を最適化するためにこの著者が作成したデザインは複雑である。
【０００７】
特許出願ＥＰ０６８４４６６Ａ２に開示されている基板電極は固体状の導体または半導体であり、これを被覆している旧来のＰＶＣ／可塑剤／イオノフォア混合物には、更に導電ポリマーがプラスされている。
【０００８】
特許出願ＥＰ０３００６６２Ａ２に開示されている従来型の被覆ワイヤ電位差電極は、カチオン性およびアニオン性界面活性剤の測定には最適化されている。
【０００９】
特許出願ＵＳ５，５５２，０３２には、塩素（または一般的にはハライドイオン）感知性電位差電極が記載されている。これはハロゲン化銀結晶電極材料に基づく電位差電極の改良型である。
【００１０】
先行技術による電位差電極の問題は、安定性（電位ドリフト）、機械的堅牢性および鋭敏性に欠けることである。それらは寿命予測ができないので、所有者には維持費の形で固定出費が必要となる。さらにまた、それらは、ＨＰＬＣ検出、キャピラリ電気泳動法（ＣＥ）検出、挙動予測が困難な医薬品の溶解試験で使用するには不適切であり、ある種のデザイン電極は、ＨＰＬＣやＣＥ分離においてしばしば使用されるイオンペア剤と共に、あるいは溶解試験で用いられる洗剤と共に使用することができない。
【００１１】
被検物感知に使用するのに好適で、先行技術の問題を解決する新しい電位差電極が必要であることは明らかである。
【特許文献１】特許出願ＥＰ０７６７３７２Ａ１公報
【特許文献２】特許出願ＥＰ０６８４４６６Ａ２公報
【特許文献３】特許出願ＥＰ０３００６６２Ａ２公報
【特許文献４】特許出願ＵＳ５，５５２，０３２公報
【非特許文献１】ビュールマン（Beuhlmann）ら、ケミカルレビューズ １９９８年、９８巻、４号、１６５０〜１６８７頁
【非特許文献２】パウエル、Ｔ．Ｆ．（Pauwels, T. F.） ;リペンス、Ｗ．（Lippens, W.）; ヘルマン、Ｇ．Ｇ．（Herman, G. G.）; ゲーミン、Ａ．Ｍ．（Goeminne, A. M.）ポリヘドロン（Polyhedron）1998, 17, 1715-23
【非特許文献３】メニフ、Ｒ．（Menif, R.）;マーテル、Ａ．Ｅ．（Martell, A. E.）ジャーナル オブ ケミカル ソサイエティ−ケミカル コミュニケーションズ（Journal of the Chemical Society-Chemical Communications）1989,1521-23
【非特許文献４】Jarzebinska, A. ; Pietraszkiewicz, M.; Bilewicz, R. Materials Science & Engineering C-Biomimetic and Supramolecular Systems 2001, 18, 61-64
【非特許文献５】Pietraszkiewicz, M. ; Gasiorowski, R. Chemische Berichte 1990, 123, 405-06
【非特許文献６】Zielinska, D. ; Poels, I. ; Pietraszkiewicz, M. ; Radecki, J. ; Geise, H. J. ; Nagels, L. J. Journal of Chromatography A 2001,915, 25-33
【非特許文献７】Menif, R. ; Martell, A. E. Journal of the Chemical Society-Chemical Communications 1989,1521-23
【非特許文献８】De Backer, B. L.; Nagels, L. J. Analytical Chemistry 1996,68, 4441-45
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの実施形態は、サンプル中の被検物を選択的に検出する電位差電極であって、
−サンプル接触表面から遠ざかるに従って濃度が高くなる導電性粒子、
−サンプル接触表面に向かうに従って濃度が高くなるイオノフォア分子、および
−該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含むポリマー材料製の感知体を含む電極である。
【００１３】
本発明の別の実施形態は、前記電気的連結部が銅製である前記電位差電極である。
【００１４】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマー材料がポリ塩化ビニルである前記電位差電極である。
【００１５】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマー材料が、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）（ｐｏｌｙ（ｎ−ｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリ（ブチルアクリレート）（ｐｏｌｙ（ｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ））、架橋されたポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌａｌｃｈｏｌ））、ポリシロキサン（ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＤＣ２００シリコーンオイル、ポリ塩化ビニル、または高分子量ポリ塩化ビニルの１種以上を含む前記電位差電極である。
【００１６】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子の最高濃度が６５％ｗ／ｗである前記電位差電極である。
【００１７】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子が黒鉛粉末である前記電位差電極である。
【００１８】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子が、直径１〜２μｍのカーボン粉末、黒鉛粉末、人造黒鉛粉末のいずれかである前記電位差電極である。
【００１９】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子が、電気的に重合された材料、酸化ポリピロールおよびその誘導体、酸化ポリチオフェン、ポリアニリン、貴金属類、金または白金のいずれかである前記電位差電極である。
【００２０】
本発明の別の実施形態は、前記イオノフォア分子が、図１１中の化合物１〜１０よりなる群から選ばれた１種以上である前記電位差電極である。
【００２１】
本発明の別の実施形態は、前記イオノフォア分子が、テトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ｔｅｔｒａ（ｐ−ｃｈｌｏｒｏ）ｐｈｅｎｙｌｂｏｒａｔｅ）、メチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ｍｅｔｈｙｌｔｒｉｄｏｄｅｃｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ）および図１１中の化合物１１〜２１よりなる群から選ばれた１種以上である前記電位差電極である。
【００２２】
本発明の別の実施形態は、感知体が円筒形状である前記電位差電極である。
【００２３】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマー材料が、少なくとも一部がハウジング中に封入されている前記電位差電極である。
【００２４】
本発明の別の実施形態は、前記イオノフォア分子および導電性粒子が遷移領域でのみ混合されている前記電位差電極である。
【００２５】
本発明の別の実施形態は、イオノフォア分子を含むポリマー材料の領域が、残りのポリマー材料よりも可塑剤を含んでいる前記電位差電極である。
【００２６】
本発明の別の実施形態は、前記電位差電極を含むクロマトグラフィのフローセルである。
【００２７】
本発明の別の実施形態は、溶離液をサンプル接触表面に噴霧するノズルを含む前記クロマトグラフィのフローセルである。
【００２８】
本発明の別の実施形態は、前記電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥し、導電性粒子との固体複合ポリマーを形成する工程、
（ｄ）該工程（ｃ）の複合体の表面に、ポリマー材料、導電性粒子およびイオノフォア分子の溶液を加える工程、
（ｅ）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ）導電性粒子の濃度を減少させながら、かつイオノフォア分子の濃度を増大させながら工程（ｄ）と（ｅ）を繰り返す工程、および
（ｇ）電位差電極を得る工程
を含む方法である。
【００２９】
本発明の別の実施形態は、前記電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥し、導電性粒子との固体複合ポリマーを形成する工程、
（ｄ１）該粒子／ポリマー複合体の表面に、ポリマー材料およびイオノフォアの溶液を加える工程、
（ｅ１）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ１）工程（ｄ１）と（ｅ１）を繰り返す工程、および
（ｇ１）複合傾斜特性を持ち界面を持たない電位差電極を得る工程
を含む方法である。
【００３０】
本発明の別の実施形態は、前記電位差電極の作製方法であって、
（ａ１）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ１）該懸濁液を蒸留水中に注入し沈殿物を形成する工程、
（ｂ２）該沈殿物のサイズを小さくして残渣を形成する工程、
（ｃ１）加圧して該残渣を乾燥し導電性粒子／ポリマー複合体を形成する工程
を含み、
ついで前記工程（ｄ）〜（ｇ）または（ｄ１）〜（ｇ１）を行う方法である。
【００３１】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマーに対する前記導電性粒子の比率（ｗ／ｗ）が２０〜９０％導電性粒子の範囲である前記方法である。
【００３２】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子が、直径１〜２μｍのカーボン粉末、黒鉛粉末、人造黒鉛粉末のいずれかである前記方法である。
【００３３】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子が、任意の電気的に重合された材料、酸化ポリピロールおよびその誘導体、酸化ポリチオフェン、ポリアニリン、貴金属類、金または白金のいずれかである前記方法である。
【００３４】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマー材料が、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）、ポリシロキサン、ＤＣ２００シリコーンオイル、または高分子量ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の１種以上である前記方法である。
【００３５】
本発明の別の実施形態は、工程（ａ）または（ａ１）の懸濁液における溶剤に対する固形分（導電性粒子およびポリマー）の割合（ｗ／ｖ）が１：（１〜１０）である前記方法である。
【００３６】
本発明の別の実施形態は、工程（ａ）または（ａ１）の溶剤が、ＤＭＳＯ、１１１トリクロロエタン、ＣＣｌ４、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびＴＨＦのいずれかである前記方法である。
【００３７】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）の溶剤が、ＤＭＳＯ、１１１トリクロロエタン、ＣＣｌ４、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびＴＨＦのいずれかである前記方法である。
【００３８】
本発明の別の実施形態は、前記イオノフォア分子が、図１１中の化合物１〜１０よりなる群から選ばれた１種以上である前記方法である。
【００３９】
本発明の別の実施形態は、前記イオノフォア分子が、テトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート、メチルトリドデシルアンモニウムクロライドおよび図１１中の化合物１１〜２１よりなる群から選ばれた１種以上である前記方法である。
【００４０】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）におけるポリマーが、室温またはそれ以下でゴム相の状態であるもののいずれかである前記方法である。
【００４１】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）におけるポリマーがポリ（ブチルアクリレート）である前記方法である。
【００４２】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）における固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の組成が８５〜９９％ポリマーを含む前記方法である。
【００４３】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）における固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の組成が０．１〜３％イオノフォアを含む前記方法である。
【００４４】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）において溶剤に対する固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の比（ｗ／ｖ）が１：（８〜１２）である前記方法である。
【００４５】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）の溶液がさらに可塑剤を含む前記方法である。
【００４６】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）において、膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が５５〜７５％可塑剤を含む前記方法である。
【００４７】
本発明の別の実施形態は、前記可塑剤が、ｏ−ニトロフェニルオクチルエーテル（ｏ−ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌ ｏｃｔｙｌ ｅｔｈｅｒ）、セバシン酸ジオクチル（ｄｉｏｃｔｙｌ ｓｅｂａｃａｔｅ）、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート（ｂｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｔａｌａｔｅ）、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート（ｔｒｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）またはトリス（２−エチルヘキシル）トリメリテート（ｔｒｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）のいずれかである前記方法である。
【００４８】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）において、膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が２８〜３８％ポリマーを含む前記方法である。
【００４９】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）における膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が０．１〜３％イオノフォアを含む前記方法である。
【００５０】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）において溶剤に対する膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の比（ｗ／ｖ）が１：（８〜１２）である前記方法である。
【００５１】
本発明の別の実施形態は、前記電位差電極を作製する方法であって、
ａ３）−溶剤を伴っていてもいなくてもよい前記工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがポリシロキサンである前記工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがＤＣ２００シリコーンオイルである前記工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液
を含むペーストを調製する工程、
ｂ３）その中に導電体を挿入する工程、
ｃ３）該粒子／ポリマー複合体の表面に、塩基、硬化剤およびイオノフォアを含む混合物を加え、任意に溶剤に溶解する工程、
ｄ３）該構造体を脱ガスする工程、
ｅ３）該構造体を加熱する工程、および
ｆ３）複合傾斜特性を持ち界面を持たない電位差電極を得る工程
を含む方法である。
【００５２】
本発明の別の実施形態は、工程（ａ）の前記溶剤がテトラヒドロフランである前記方法である。
【００５３】
本発明の別の実施形態は、導電性粒子の最大濃度が２０〜９０％ｗ／ｗである前記方法である。
【００５４】
本発明の別の実施形態は、イオノフォア分子の最大濃度が０．１〜５％ｗ／ｗである前記方法である。
【００５５】
本発明の別の実施形態は
−１つの表面から遠ざかるに従い濃度が高くなる導電粒子、
−該表面に向かうに従い濃度が高くなるイオノフォア分子
を含む傾斜ポリマーである。
【００５６】
本発明の別の実施形態は、２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成されており、該ポリマー材料が、
−１つの表面から遠ざかるに従い濃度が低くなる導電粒子、
−他方の表面から遠ざかるに従い濃度が低くなるイオノフォア分子
を含む傾斜ポリマーである。
【００５７】
本発明の別の実施形態は、２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成されており、該ポリマー材料に含まれる導電粒子の濃度が両方の表面から遠ざかるに従い低くなる傾斜ポリマーである。
【００５８】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマーが前記ポリマーの１種以上を含む傾斜ポリマーである。
【００５９】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマーが前記導電性粒子の１種以上を含む傾斜ポリマーである。
【００６０】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマーが前記イオノフォアの１種以上を含む傾斜ポリマーである。
【００６１】
本発明の別の実施形態は、前記方法において定義される工程を含み、１種以上の追加の導電体が組み入れられている傾斜ポリマーである。
【００６２】
本発明の別の実施形態は、前記の方法において定義される工程を含み、工程（ｄ）および（ｄ１）のイオノフォアが存在しない前記の傾斜ポリマーを製造する方法である。
【００６３】
本発明の別の実施形態は、前記の方法において定義される工程を含み、さらに導電性粒子の濃度が最も低い表面で２つの傾斜ポリマーを共に結合する工程を含む傾斜ポリマーを製造する方法である。
【００６４】
本発明の別の実施形態は、前記傾斜ポリマーを含む電池である。
【００６５】
本発明の別の実施形態は、可変抵抗器傾斜ポリマーである。
【００６６】
本発明の別の実施形態は、可変キャパシタ傾斜ポリマーである。
【００６７】
本発明の別の実施形態は、感圧センサー傾斜ポリマーである。
【００６８】
本発明の別の実施形態は、溶剤または親油性分子センサー傾斜ポリマーである。
【００６９】
本発明の別の実施形態は、被検物を感知するための前記傾斜ポリマーの用途である。
【００７０】
本発明の別の実施形態は、薬物製剤からの薬物の溶解をインラインでモニターするための前記電位差電極の用途である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
本発明は、サンプル中の被検物を検出する電位差電極であって、
−サンプル接触表面から遠ざかるに従って濃度が高くなる導電性粒子、
−サンプル接触表面に向かうに従って濃度が高くなるイオノフォア分子、および
−該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含むポリマー材料から実質的になる感知体
を含む電極に関する。
【００７２】
したがって、本発明の１つの実施形態は、サンプル接触表面を有し被検物に選択的な電位差電極であり、該電極は実質的にポリマー材料から形成され、該ポリマー材料は、
−サンプル接触表面から遠ざかるに従って濃度が高くなる導電性粒子、
−サンプル接触表面に向かうに従って濃度が高くなり、該被検物と結合可能なイオノフォア分子、および
−該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含有する。
【００７３】
本発明の別の実施形態は、本発明の電極中に存在する傾斜ポリマーである。
【００７４】
本発明の一実施形態によれば、傾斜ポリマーは、２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成されており、該ポリマー材料は、
−１つの表面から遠ざかるに従い濃度が低くなる導電粒子、
−他方の表面から遠ざかるに従い濃度が低くなるイオノフォア分子、
−任意に、該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含有する。
【００７５】
本発明の一実施形態によれば、傾斜ポリマーは、２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成されており、該ポリマー材料は、
−両方の表面から遠ざかるに従い濃度が低くなる導電粒子、
−任意に、該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含有する。
【００７６】
全体を通してポリマー材料を含む本発明の電極または傾斜ポリマーは、本発明者らにより非常に堅牢でありかつ高感度性であることが見出された。さらにまた、そうした電極または傾斜ポリマーは、ＨＰＬＣ、ＣＥおよび溶解試験などの薬学的応用に好適であり、かつ非常に長期の操作においてもその高感度性を保つ。溶解試験の分野において、この堅牢な電位差電極は現在広く使用されている分光学的ＵＶファイバー光学センサーよりも信頼性をもって実施できることを本発明者らは見出した。この電極または傾斜ポリマーにはイオノフォア分子を包含する分離および隔離膜がない。そのかわり、電極または傾斜ポリマーの一部分がイオノフォア分子を含んで本体のポリマー材料の一部分となり、電極または傾斜ポリマーが一体となっている。さらにまた、この電極または傾斜ポリマーは、より堅牢であり、かつ従来の「被覆線」電極において予測できない間隔で起こる電位の突然の変化にも影響されないことを本発明者らは見出した。イオノフォアまたは導電性粒子の濃度が高くなるまたは低くなるとの記述がある場合、その変化は急激ではなく徐々にまたは漸進的であることを意味する。以下に述べるように、イオノフォアまたは導電性粒子の濃度は本体の長手方向の距離またはサンプル接触表面での距離に対して傾斜的に変化する。イオン的な伝導性部分と電子的な伝導性部分との間に急激な界面の変化がないので機械的により安定している。
【００７７】
電極の感知体には傾斜ポリマーが含まれており、この傾斜ポリマーには多様な用途があって、例えばフローセル、溶解センサー、電池、可変抵抗器、可変キャパシタ、圧力センサーおよび溶剤または親油性分子のセンサーにおいて使用される。
【００７８】
本発明の一実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その電気的連結部が銀、白金、金、アルミニウムのような任意の導電性金属で作製されている。
【００７９】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その電気的連結部が銅で作製されている。銅の使用は良好な導電性を与え、かつ安価である。本発明の電極または傾斜ポリマーを使用すれば銀または白金などの貴金属の使用を回避することができるので、この電極によって装置は非常に低価格になる。
【００８０】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、そのポリマー材料がゴム状態の、または可塑剤の添加によりゴム状態になるポリマー材料である。そうした材料の例には、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブチルアクリレート）、架橋されたポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）、ポリシロキサン、ＤＣ２００シリコーンオイル、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、または高分子量ＰＶＣ、またはこれらの２種以上の組合せが挙げられる。
【００８１】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、そのポリマーがポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）である。本発明者らは、ＰＶＣが良好な強度をもたらし、電極または傾斜ポリマーの導電性粒子およびイオノフォアと相溶性であることを見出した。
【００８２】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、そのポリマーがポリ（ブチルアクリレート）を含む。その電極は、ポリ(ブチルアクリレート)を含むか、またはＰＶＣと組合わせたポリ(ブチルアクリレート)を含んでいてもよい。本発明者らは、それが電極の構造物に良好な接着性を与えること、および電極の導電性粒子およびイオノフォアと相溶性であることを見出した。
【００８３】
イオノフォア分子を含むポリマー材料の領域（図１、１１）もまた膜であるとここでわかる、一方、導電性粒子を含むポリマー材料の残部（図１、１０）もまた導電性複合体であるとわかる。
【００８４】
本発明の１つの形態によれば、膜領域は導電性複合体領域よりも多くの可塑剤を含んでいる。本発明のこの形態によれば、膜領域における可塑剤の量は、４０〜８０％、５０〜７０％、６０〜７０％、６０〜７５％の間であり、好ましくは６６％である。本発明のこの形態によれば、可塑剤は、ｏ−ニトロフェニルオクチルエーテル（ｏ−ＮＰＯＥ）、セバシン酸ジオクチル（ＤＯＳ）、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート（ＤＯＰ）、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート（ＴＯＰ）またはトリス（２−エチルヘキシル）トリメリテート（ＴＯＴＭ）のいずれかである。
【００８５】
本発明の別の形態によれば、膜領域は導電性複合体領域におけると同じポリマーを含んでいる。たとえば、膜領域と導電性複合体領域は両方ともＰＶＣを含んでいてもよい。それとは異なり、両領域はポリ（ブチルアクリレート）を含んでいてもよい。
【００８６】
本発明の別の形態によれば、膜領域は導電性複合体領域とは異なる１種以上のポリマーを含んでいる。たとえば、膜領域はポリ（ブチルアクリレート）を含んでいてもよく、導電性複合体領域はＰＶＣを含んでいてもよい。それとは異なり、膜領域はポリ(ブチルアクリレート)とＰＶＣの混合物を含んでいてもよく、導電性複合体領域はポリ（ブチルアクリレート）を含んでいてもよい。ポリ（ブチルアクリレート）とは別のポリマー、例えばガラス転移温度の低い（低Ｔｇ）、すなわち室温以下の温度（３０、２９、２８、２７、２６、２５、２４、２３、２２、２１、２０℃より低い）でゴム相であるいずれかのポリマーを採用してもよい。
【００８７】
導電性複合体領域にポリ（ｎ−ブチルアクリレート）（低Ｔｇ）を使用することにより、イオノフォア領域の取り付けに理想的な自己貼付性のベースが提供される。
【００８８】
物質の量として本明細書で使用されるパーセンテージは、特に述べない限り、ｗ／ｗをいう。
【００８９】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その導電性粒子の濃度が電極または傾斜ポリマーの本体の長手方向の両端間で傾斜している。導電性粒子の濃度は、１つのまたは両方の表面に向かって最も高くなる。本発明の１つの形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、導電性複合体領域における導電性粒子の最高濃度は２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０または９０％以上の導電性粒子、またはこれら割合のいずれかの２つの間の領域内の値である。それは２０〜９０％、５０〜８０％、６０〜８０％、７０〜８０％、５０〜７０％、６０〜７０％、５０〜６０％であってもよく、好ましくは６５％以上の導電性粒子である。
【００９０】
電気的連結部に関連して本明細書で使用する近接しての語は、電気的連結部が導電性粒子のゾーンを通過することを意味する。電気的連結部が導電性粒子の最高濃度のゾーンを通過することは本発明の１つの形態である。
【００９１】
導電性粒子の傾斜により、イオン的な伝導性（低粒子濃度）と電子的な伝導性（高粒子濃度）の間に連続的な遷移が得られる。
【００９２】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その膜領域における導電性粒子の最小濃度は５、１０、２０、４０、または４０％以下、またはこれら導電性粒子割合のいずれか２つの間の範囲内の値である。それは０〜４０％、０〜３０％、０〜２０％、０〜１０％、０〜５％、０〜３％導電性粒子であってもよく、好ましくは０％である。
【００９３】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その導電性粒子は直径１〜２μｍのカーボン粉末、好ましくは黒鉛粉末、更に好ましくは人造のものである。本発明において好適に使用される他の導電性粒子には、例えば酸化されたポリピロールおよびその誘導体、酸化されたポリチオフェンおよびポリアニリン、貴金属、金または白金などの電気的に重合された材料（または他のイオン電子変換体）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００９４】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その導電性粒子が１種類（たとえば全て黒鉛粉末）である。本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極では、その導電性粒子は２種以上である。たとえば、電極は黒鉛粉末と金の導電性粒子を含んでいてもよい。
【００９５】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、そのイオノフォア分子は目的とする被検物へ非共有的に結合するのに好適な分子である。本発明の一実施形態によれば、イオノフォアは特異的に被検物に結合する。本発明の一実施形態によれば、イオノフォアは被検物に関係する基に特異的に結合する。本発明イオノフォアが１種類の被検物または被検物の基を認識することにより、他の物質が共存していても当該被検物を特異的に定性的および／または定量的に検出可能である。
【００９６】
ここで用いられる被検物は、本発明の電極または傾斜ポリマーを用いて検出可能な目的とする物質である。本発明において有用となるためには、被検物はイオン化できる、すなわちカチオンおよび／またはアニオンを形成できることである。たとえば、被検物は液中、ゲル中、表面上、サンプル中などに存在するカチオンであってよい。本発明によれば、被検物または関係する被検物の一族は本発明の電極または傾斜ポリマー中に存在するイオノフォアと特異的に結合する。
【００９７】
本発明におけるサンプルは、被検物が存在し得る、すなわち被検物がイオン化し得る如何なるものでも可能である。サンプルは、たとえば液、蒸気、ゲル、蒸気、半固体、液膜、水蒸気フィルム、懸濁液、コロイド、異種混合物、同種混合物などの形態を取り得る。サンプルの例には、食料品、飲料、体液、飲料水、排水、環境試料、化学生産品、化学試料、生物学的試料などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００９８】
本発明の１つの形態によれば、被検物は電極または傾斜ポリマー中の、特に膜領域中にイオンペアとして存在する。
【００９９】
イオノフォアは当分野のいずれのものでもよく、カチオン性被検物用にはテトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ＴＣＰＢ）を、そしてアニオン性被検物にはメチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ＭＴＤＤＡＣｌ）が挙げられる。他のイオノフォアとしては、分子認識化合物であって、親油性の電極材料または傾斜ポリマーに可溶で、親水性サンプルに不溶な化合物はなんでもよい。有機酸の決定のために出願人が合成した例を図１１に挙げた。本発明に用いるのに好適な当分野で公知の他のイオノフォアには、ビュールマン（Beuhlmann）ら、ケミカルレビューズ １９９８年、９８巻、４号、１６５０〜１６８７頁に記載されているものが挙げられ、これらは参照により本発明に組み入れられる。本発明に用いるのに好適な当分野で公知の他のイオノフォアには、カリックスアレーン（calixarenes）（たとえば図１１の化合物１１、１２および１５）、クラウンエーテル（たとえば図１１の化合物１６、１７、１８および２１）、シクロデキストリン（たとえば図１１の化合物１９）、ホスホリル誘導体（たとえば図１１の化合物２０）および抗生物質（たとえば図１１の化合物１３および１４）が挙げられる。分子認識化合物に親油性の「尾（tail）」を導入することにより、溶解度特性が向上する。
【０１００】
当分野の電位差電極がイオン化可能な有機性被検物を測定する高感度性および選択性は、被検物の親油度によってほぼ決定される。被検物のｌｏｇＰ値が大きな正数の場合に最高の結果が得られる。ここでＰはｎ−オクタノール／水の２相系の分散係数である。食品および飲料工業からの多くの有機酸はｌｏｇＰ値が低く（負）、したがって難しい対象である。本明細書で記載する電極または傾斜ポリマーと図１１に示される尿素系−またはアザマクロ環（azamacrocycle）系イオノフォアとを組合せればそうした親油性被検物の検出が可能になり、それにより、バッチ中およびＨＰＬＣモード中で重要な分析が実行可能になることを本発明者らは見出した。
【０１０１】
本発明の１つの形態によれば、イオノフォアは尿素誘導体系またはアザマクロ環系のイオノフォアであり、図１１の化合物１〜１０よりなる群から選ばれたいずれかである。
【０１０２】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、そのイオノフォアの濃度が電極または傾斜ポリマーの本体の長手方向の両端間で傾斜している。イオノフォアの濃度は１個の傾斜が存在している場合は１つの表面に向かって最も高くなる。２つの傾斜ポリマーが後述するように「背中合わせ」に配置されている場合は、イオノフォア濃度は中間点に向けて最も高くなる。本発明の１つの形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、膜領域中のイオノフォアの最高濃度は０．１〜２０％、０．１〜１０％、０．１〜９％、０．１〜８％、０．１〜７％、０．１〜６％、０．１〜５％、０．１〜４％、０．１〜３％、０．１〜２％、０．１〜１％であり、好ましくは１％、最も好ましくは１〜２％イオノフォアである。有機酸の測定用には、このイオノフォアは図１１からのいずれか１つの分子である。これらの表面活性レセプタ分子によって有機酸の検出性能は大きく増大する。０．２％比でＭＴＤＤＡＣｌを添加すると良好なイオン伝導性が得られる。
【０１０３】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、イオノフォアは単一のイオノフォア（たとえばイオノフォアが全て図１１の化合物１である）を含む。本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、イオノフォアは少なくとも２種のイオノフォアの異種混合である。たとえば電極は図１１における化合物１と２の混合物を含んでいてもよい。
【０１０４】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、膜領域中のイオノフォアの最低濃度は０〜０．０９％、０〜０．０８％、０〜０．０７％、０〜０．０５％、０〜０．０２５％であり、好ましくは０％イオノフォアである。
【０１０５】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、電気的連結部はイオノフォア粒子のゾーンを通過しない。
【０１０６】
本発明の別の実施形態において、イオノフォア分子と導電性粒子が、イオノフォア分子の最低濃度のゾーンと導電性粒子の最低濃度のゾーンの間の遷移領域で混合されている。
【０１０７】
本発明の１つの形態によれば、遷移領域は１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００または３０００μｍよりも浅いか同じ深さ、または上記のいずれか２つの間の範囲の値の深さを有している。深さは、１０〜１０００μｍ、５０〜５００μｍ、１００〜４００μｍ、２００〜３００、１００〜２００および５０〜１００μｍの範囲であり得るし、好ましくは２００μｍよりも浅いか等しい。
【０１０８】
本発明の別の形態によれば、遷移領域の最も近い境界は、サンプル接触表面から１と４００、１０と４００μｍ、５０と３００μｍ、７０と２００μｍの間に、好ましくは１００μｍに位置している。
【０１０９】
この遷移領域において、イオン伝導性から電子伝導性への変換がより効率的に行われる。本発明の別の形態によれば、遷移領域の深さおよび／またはサンプル接触表面からの境界の距離はイオン伝導性から電子伝導性への変換が効率的に行われるようになっている。
【０１１０】
ここに記載した傾斜ポリマーおよび電極には導電性粒子の傾斜が含まれ、また、電極中に存在するイオノフォアは１つの機能性層からもう一つの機能性層へ連続した遷移を形成する。この遷移は、図３ａ、３ｂおよび３ｃにそれぞれ示すとおり線形、指数、または曲線を含む任意の類型であってよい。遷移は連続的であってもよい。それとは異なり、傾斜は完全には連続的でなくてもよく、不連続な段階で漸進していてもよく、たとえば線形（図４ａ）、指数的（図４ｂ）またはＳ字型（図４ａ）であってもよい。傾斜は対称的でも非対称的でもよい（たとえば図５は非対称的傾斜を示す）。
【０１１１】
導電性複合体と膜の間に傾斜があるので、膜が導電体に機械的に強く接着するのは確実である。純粋な複合体から純粋な膜へ傾斜する間隔は典型的には２００μｍであるが、１０〜１０００μｍの範囲で変化し得る。本発明者らは、複合体（黒鉛／ＰＶＣ）の枝が膜（ＰＶＣ、ＤＯＳおよびイオン）中に延び得ることを観察した。黒鉛の孤立した粒子は、表面に近い領域にまで、膜中深くに延びている。これらの領域ではこれらの粒子の濃度が極めて低いからといって、電極のインピーダンスが劇的に減少することはない。膜絶縁体傾斜の顕微鏡写真を図７に示す。以上のことから、本発明者らは、濃度分布は図６に示す傾斜になると推定した。この分布のために、濃度の線形変化を想定したが、他の提案されたモデルもまた適用可能である。
【０１１２】
本発明の電極または傾斜ポリマーの内部には、絶縁体の作製に使用した材料に応じて他の傾斜が存在してもよい。導電性複合体と傾斜膜の間の傾斜のほかに、絶縁体と膜の間の傾斜および絶縁体と導電体の間の傾斜が存在してもよい。これらの傾斜に対して、各成分のためのいろいろな傾斜特性があってもよい。
【０１１３】
絶縁体と膜の間に傾斜があれば、膜が絶縁体に機械的に強く接着するのは確実である。さらにまた、この傾斜は膜よりもインピーダンスが高いので、回路の短絡は全て防止される。純粋な絶縁体から純粋な膜へ傾斜する間隔は典型的には２００μｍであるが、しかし、１０〜１０００μｍの範囲で変化し得る。図７の膜絶縁体傾斜の顕微鏡写真から、濃度分布は図５に示す傾斜になると推定した。この分布には濃度の線形変化が推測されているが、しかし他に提案されるモデルもまた適用可能である。
【０１１４】
絶縁体と導電複合体の間の傾斜は前記の傾斜と類似しており、これは電極の前記の製造で予想しなかった結果である。傾斜は絶縁体中に９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０または２０％（または前記値のいずれか２つの間の範囲における値）以上の黒鉛濃度から始まって、０％の濃度までである。ＰＶＣの濃度は絶縁体中に１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０または８０％（または前記値のいずれか２つの間の範囲における値）以下の濃度から始まって、９０、９５または１００％の濃度以下である。好ましくは、濃度傾斜は黒鉛６０％／ＰＶＣ４０％から始まって、黒鉛０％／ＰＶＣ１００％までである。この傾斜の長さは比較的に小さく、１〜１００μｍで変化し得るがより長くてもよい。
【０１１５】
本発明の別の実施形態において、電極または傾斜ポリマーはさらにハウジング（ここでは絶縁体としても理解される）を含む。ハウジングはポリマー材料の長手方向の本体の少なくとも一部を内包している。ハウジングによりサンプル接触表面の少なくとも一部は露出される。このハウジングは多数の目的、たとえばつぎの１以上を果たす。
−電極中に存在するとき感知部分を物理的に保護する、
−電極に組み込まれたとき、感知部分のための到達手段を提供する、
−電気的接続を絶縁する。
【０１１６】
ハウジングはガラス、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ポリプロピレンなどのいずれの絶縁材料で構成されていてもよい。好ましくはＰＶＣで作製されている。電極の製造中にＰＶＣハウジングおよび溶剤を使用しハウジングの一部をその溶剤によって溶解すれば、絶縁体−膜の傾斜および上述の絶縁体伝導体複合体の傾斜が得られる。
【０１１７】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、ハウジングが円筒状の被覆物である。
【０１１８】
本発明の別の実施形態は、ポリマー材料が円筒形状である。
【０１１９】
電極または傾斜ポリマーを円筒状にすれば、電極の接触表面を円形に形成することが可能なので、一般に入手される容器、例えばマイクロウェルプレートの形状に適合させることができる。さらにまた、これにより電極のハウジングが円筒になるので、効率的な強度／重量を持ったハウジング材料を使用することができる。
【０１２０】
本発明の別の実施形態において、電極のサンプル接触表面または傾斜ポリマーの片面または両面は円形である。これは、０．１〜５ｍｍ、０．１〜４ｍｍ、０．１〜３ｍｍ、０．１〜２ｍｍの間であってよく、および好ましくは３ｍｍである。
【０１２１】
本発明者は、界面を有さない本発明の電極または傾斜ポリマーが、予期せず、日常使用において予期できる高感度性および導電特性を増強した結果、機械的により堅牢な構造を提供することを見出した。
【０１２２】
本発明の別の実施形態は、本発明の電極または傾斜ポリマーを含むクロマトグラフィフローセルである。
【０１２３】
本発明の別の実施形態は、本発明の電極または傾斜ポリマーを含む溶解試験電極である。本発明者らは、本発明の電極によって作製された電位差電極のドリフトは極めて低く、それが予測可能である（図８）ことを見出した。これらの特性により、測定はインラインで実施可能である。すなわち、電極により溶解試験媒体の濃度変化が連続的かつリアルタイムに記録され；溶解試験中は電極が溶解試験媒体から離れることはない。このことは、サンプルを取り出してから測定し、電極を溶解試験溶液に間歇的に出し入れする従来の電位差電極とは対照的である。
【０１２４】
なお、本発明の電極または傾斜ポリマーには、通常の検量線のほかに追加の検量技術を適用することは可能である。最終濃度の測定はドリフトに対して非常に高感度である；この問題は単一点での検量または標準物質の添加により抑制することができる。単一点での検量は通常、電極を既知濃度の被検物中に置いて溶解を完了したら直ぐに実施する。簡単な減算および内挿を行なえば、発生したドリフトに対する検量値の補正が可能である。溶解の完了後に既知量の被検物を添加してもよい（標準物質添加）。
【０１２５】
電圧増加は開始時点の濃度および追加量に比例するので、最終濃度を推定することができる。この場合も、簡単な減算および内挿を行なえば、発生したドリフトに対する検量値の補正が可能である。
【０１２６】
本発明の別の実施形態は、本明細書に開示のクロマトグラフィ用フローセルであり、これにはさらに電極または傾斜ポリマー表面に溶離液を噴霧する手段が含まれる。この構成は「ウォール−ジェット」と呼ばれている。
【０１２７】
本発明者らは、旧来のフローセルでは高い内部抵抗が突然に発生するという問題が本発明フローセルにより未然に防止されることを見出した。これらの問題は、稼動中の電極に空気の泡が付着したり、あるいは参照電極の膜が目詰まりして起こる。両者の原因は旧来のフローセルでは検出が困難である。その場合には旧来のフローセルを撤去する必要があり、それでも、誤作動の原因は明らかにはならない。さらにまた、フローセルを再装着しても、一般にその問題は解決しない。後者の現象の場合には、ユーザーは電気化学的検出を当座は実施できない。本発明者らは、本発明のフローセルではそうした現象が生じないことを見出した。本発明フローセルの操作圧力はゼロであるために、空気泡が電極で形成すれば直ちに視覚的に感知され、秒単位で都合よく効果的に除去される。該参照電極は秒単位で除去することもできる。このフローセルの構造は、工業用の標準参照電極を差し込んだものであり、特別に構成する参照電極は不要である。
【０１２８】
本明細書に開示の傾斜ポリマーは２つの表面と縦長の本体を含んでいてよい。たとえば２つの円形の端部と縦長の本体を含むシリンダーは傾斜ポリマーの典型的な形状である。既に記載した傾斜ポリマーは、１つの表面に向かって濃度が増大する導電性粒子、および他の表面に向かって濃度が増大するイオノフォア分子を含んでいてよい。また、傾斜ポリマーは２つの表面を含み、この両表面の中点に向かって導電性粒子の濃度が減少してもよい。
【０１２９】
傾斜ポリマーはイオン性および導電性の間に遷移が必要な装置に導入されうる。したがって傾斜ポリマーは、たとえば電池に導入されてもよい。
【０１３０】
また、可変抵抗器または可変キャパシタに導入されてもよい。その構成では、構成要素は本質的に２つの傾斜が「背中合わせ」であり、そこでは導電性粒子が両表面の中点に向かって濃度が減少している。構成要素の端面は、最高濃度の導電性粒子を含んでおり、それは要素の中心（中点）に向かって濃度が減少する。たとえば傾斜は一端で６０％黒鉛から中心で０％黒鉛となり他端で６０％に増大する；この形は図９に示されている。中心エリアは室温以下でゴム相にあり、イオンおよび／またはイオノフォアを含んでいる。
【０１３１】
傾斜ポリマーはまた、圧力センサーに導入されてもよい。そうしたセンサーでは、導電性粒子が両表面の中点に向かって濃度が減少する２つの「背中合わせ」の傾斜がやはり形成される。たとえば傾斜は一端で４０％ＰＶＣ／６０％黒鉛から中心で６６％ＤＯＳ／４４％ＰＶＣ／０％黒鉛となり他端で４０％ＰＶＣ／６０％黒鉛となる。この傾斜が圧縮されると、容量および導電性が加えた圧力に比例して変化する。このようにして容量および／またはインピーダンス型圧力センサーが得られる。イオノフォアは中心エリアに存在してもしなくてもよい。
【０１３２】
上記の実施形態に記載された傾斜ポリマーは、溶剤または親油性分子センサー中に導入されてもよい。そうしたセンサーは傾斜の膨潤特性を基礎とする。多数の溶剤が傾斜ポリマーに捕捉され、ゴム相の膨潤を引き起こす。この特性はセンサーの導電性および容量に影響を与える。両方の性質を利用すれば溶剤濃度の測定が可能である。同じ系が、洗剤およびｌｏｇＰ（＞１）の分子の測定に利用できる。これらの分子は溶液中でも気相中でも可能である。
【０１３３】
作製方法
電位差電極および傾斜ポリマーは以下の方法を用いて作製することができる。この方法は電極の構築を目指しているが、必須の工程は前記傾斜ポリマーの形成である。当業者は記載の方法を自分の技量の範囲内で利用すれば傾斜ポリマーを作製することができる。
【０１３４】
本発明の別の実施形態は、本明細書に記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥し、導電性粒子との固体複合ポリマーを形成する工程、
（ｄ）該粒子／ポリマー複合体の表面に、ポリマー、導電性粒子およびイオノフォアの溶液を加える工程、
（ｅ）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ）導電性粒子の濃度を減少させながら、かつイオノフォアの濃度を増大させながら工程（ｄ）と（ｅ）を繰り返す工程、および
（ｇ）複合体の傾斜特性があり界面がない電位差電極を得る工程
を含む方法である。
【０１３５】
本発明の別の実施形態は、本明細書に記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥し、導電性粒子との固体複合ポリマーを形成する工程、
（ｄ１）該粒子／ポリマー複合体の表面に、ポリマー材料およびイオノフォアの溶液を加える工程、
（ｅ１）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ１）工程（ｄ１）と（ｅ１）を繰り返す工程、および
（ｇ１）複合傾斜特性をもち界面をもたない電位差電極を得る工程
を含む方法である。
【０１３６】
本発明の別の実施形態は、本明細書に記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ１）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ１）該懸濁液を蒸留水中に注入し沈殿物を形成する工程、
（ｂ２）該沈殿物のサイズを小さくして残渣を形成する工程、
（ｃ１）加圧して該残渣を乾燥し導電性粒子／ポリマー複合体を形成する工程
を含み、
ついで上記工程（ｄ）〜（ｇ）または（ｄ１）〜（ｇ１）を行う方法である。
【０１３７】
脱水後、電極は使用可能となる。
【０１３８】
この方法で形成された電位差電極は電極全体が連続したポリマーから構成されており、予想外の耐久性、強靭さおよび高感度性をもつ電極が提供される。またこの電極は界面をもたず、したがってその高感度性と導電性の特性は増大しており、しかしこれら特性は日常使用では予想することができる。
【０１３９】
この方法のためのポリマー材料、イオノフォア、導電性粒子および伝導体の特性および改変物は、上述した電極または傾斜ポリマーのためのものと同じである。
【０１４０】
本発明の一実施形態として本明細書に開示する方法では、工程（ａ）の懸濁液を円筒状の鋳型に注ぐ。このようにすれば、電極の接触表面を円形に形成することが可能なので、一般に入手される容器、例えばマイクロウェルプレートの形状に適合させることができる。さらにまた、これにより電極のハウジングが円筒になるので、効率的な強度／重量を持ったハウジング材料を使用することができる。本発明の１つの形態によれば、鋳型の型は電極のハウジングであってよい。
【０１４１】
工程（ａ）の懸濁液は、鋳型に一回で投入してもよいし、あるいは懸濁液の所望の量が加えられるまで、投入と乾燥を連続して繰り返してもよい。乾燥は室温でまたは温度を高めて（たとえば２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５または９０℃よりも高い、あるいはこれらのいずれか２つの温度の間の範囲内）行ってよい。所望の量の複合体が加えられ懸濁液が乾燥された後、余分の複合体を研削と研磨で除去してよい。
【０１４２】
本発明によれば、工程（ａ）または（ａ１）の懸濁液は、溶剤中に導電性粒子（たとえば黒鉛）とポリマーを含む。ポリマーに対する導電性粒子の相対的比率（ｗ／ｗ）は、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０％、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲内にあり、残りはポリマーの適切な量により１００％にする。導電性粒子の好ましい比率は、５０〜７０％、より好ましくは５５〜６５％、最も好ましくは６０％であり、残りはポリマーで１００％にする。
【０１４３】
同様に、工程（ａ）または（ａ１）の懸濁液における導電性粒子に対するポリマーの相対的比率（ｗ／ｗ）は、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０％、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲内にある。ポリマーの好ましい比率は２０〜５０％、より好ましくは３０〜４０％である。
【０１４４】
好適なポリマーの例には、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）、ポリシロキサン、ＤＣ２００シリコーンオイルおよび好ましくは高分子量ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が挙げられる。
【０１４５】
工程（ａ１）の溶液中の溶剤に対する固形分の比率は、溶剤１、２、３、４、５、６、７、８、９、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、４０、５０、６０部未満、あるいはこれらのいずれか２つの値の間の範囲内の値に対して固形分（導電性粒子＋ポリマー）１部である。溶剤に対する固形分（導電性粒子＋ポリマー）の好ましい比率（ｗ／ｖ）は１：（１〜１０）、より好ましくは１：（１〜５）、最も好ましくは約１：３である。
【０１４６】
本発明の方法で使用される溶剤は、ポリマーを溶解するいずれのものでもよい。そうした溶剤は当技術で知られており、ＤＭＳＯ、１１１トリクロロエタン、ＣＣｌ４、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、およびＴＨＦが挙げられる。
【０１４７】
本発明の別の実施形態として本明細書に記載の方法では、工程（ｄ）または（ｄ１）（および（ｆ））の溶液がさらに可塑剤を含む。本発明の方法によれば、イオノフォア含有領域のポリマー材料中の可塑剤の量は、４０〜８０％、５０〜７０％、６０〜７０％、６０〜７５％の間であり、好ましくは６６％。５０〜７５％、５５〜７５％、６０〜７５％、６５〜７５％、５０〜７０％、５０〜６５％、５０〜６０％および好ましくは６６％可塑剤である。本発明のこの形態によれば、ポリマー材料（導電性複合体）中の可塑剤の量は０〜３７％、０〜２０％、０〜１０％の間であり、また、好ましくは０％である。
【０１４８】
本発明の別の実施形態として本明細書に記載の方法では、工程（ｄ）または（ｄ１）（および（ｆ））の溶液はさらにイオノフォアを含む。本発明の方法によれば、電極中のイオノフォアの最高濃度は、膜領域において０．１、０．２５、０．５、０．７５、１、１．５、２、２．５、３、４、５、６、７、８、９または１０％ｗ／ｗと同じか低い。それは、０．１〜１０％、０．１〜９％、０．１〜８％、０．１〜７％、０．１〜６％、０．１〜５％、０．１〜４％、０．１〜３％、０．１〜２％、０．１〜１％の間であってもよいし、好ましくは１％イオノフォアよりも低いか同じである。
【０１４９】
本発明の別の実施形態として本明細書に記載の方法では、工程（ｄ）または（ｄ１）および（ｆ）の溶液はさらにポリマーを含む。本発明の方法によれば、電極の膜領域中のポリマーの最高濃度は、２０〜４５％、２０〜４０％、２０〜３５％、２０〜３０％、２５〜４５％、３０〜４５％、３５〜４５％の間であり、好ましくは３３％である。
【０１５０】
本発明の方法によれば、工程（ｄ１）の溶液はポリマーとイオノフォアを含み、導電性粒子を含まなくてもよい。その溶液は連続した適用（工程（ｆ１））によって工程（ｃ）または（ｃ１）の複合体に適用される。本発明者らは、連続適用の間に工程（ｄ１）で記載した溶液の組成を変化させることなく、サンプル接触表面方向に向かって濃度が増大するイオノフォア粒子の傾斜、およびサンプル接触表面方向に向かって濃度が減少する導電性粒子の傾斜が驚くべきことに形成されることを見出した。傾斜は、工程（ｄ１）の溶液によって工程（ｃ）または（ｃ１）の複合体の溶解により形成される。この手順を用いると、深さ１０〜１０００μｍの間の傾斜層（遷移領域）が得られる。
【０１５１】
工程（ｄ１）で適用される溶液の容量によって、遷移領域の深さを調整することができる。それは通常、深さにおいて１、１０、５０、７０、９０、１００、１５０、１９０、２００、２１０、２５０、３００μｍよりも浅く、あるいはこれらのいずれか２つの深さの間の範囲の値、好ましくは１５０〜２５０μｍ、最も好ましくは約２００μｍである。
【０１５２】
工程（ｄ１）で適用される溶液の容量は、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０μｌ未満、あるいはこれらのいずれか２つの容量の間の範囲の値であってよい。それは好ましくは１５と３５μｌの間、より好ましくは２０と３０μｌの間、最も好ましくは約２５μｌである。
【０１５３】
本発明の１つの形態によれば、工程（ｄ１）の溶液は、溶剤（たとえばＴＨＦ）中に可塑剤、ポリマーおよびイオノフォアを含む。膜成分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）の組成物は、０、１、１０、２０、３０、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、７０、７５または８０％可塑剤、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲の値、好ましくは５５〜７５％、より好ましくは６０〜７０％、最も好ましくは約６５％可塑剤を含んでもよい。可塑剤は当技術のいずれでもよく、ｏ−ニトロフェニルオクチルエーテル（ｏ−ＮＰＯＥ）、セバシン酸ジオクチル（ＤＯＳ）、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート（ＤＯＰ）、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート（ＴＯＰ）またはトリス（２−エチルヘキシル）トリメリテート（ＴＯＴＭ）でもよく、好ましくはＤＯＳである。
【０１５４】
工程（ｄ１）の溶液中の膜成分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）の組成は、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３３、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、５０、６０、７０、８０、９０、１００％ポリマー未満、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲の値、好ましくは２８〜３８％、より好ましくは３２〜３４％、最も好ましくは約３３％ポリマーを含んでもよい。ポリマーは上記工程（ａ）〜（ｃ）または（ａ１）〜（ｃ１）で使用されている同じポリマーを含んでいる。
【０１５５】
工程（ｄ１）の溶液中の膜成分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）の組成は、０．１、０．２５、０．５、０．７５、１、１．５、２、２．５、３、４、５、６、７、８、９または１０％イオノフォア未満、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲の値、好ましくは０．１〜３％、より好ましくは０．５〜２．５％、最も好ましくは１〜２％イオノフォアを含んでもよい。所望する適用に応じて、イオノフォアは当技術のいずれのものであってもよく、例えばカチオン性被検物にはテトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ＴＣＰＢ）、アニオン性被検物にはメチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ＭＴＤＤＡＣｌ）または図１１に列挙してあるいずれか挙げられる。
【０１５６】
工程（ｄ１）の溶液中の溶剤（たとえばＴＨＦ）の比率は、溶剤５、６、７、８、９、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、４０、５０、６０部未満、あるいはこれらのいずれか２つの値の間の範囲内の値に対して固形分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）１部である。溶剤に対する膜成分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）の好ましい比率（ｗ／ｖ）は１：（８〜１２）、より好ましくは１：（９〜１１）、最も好ましくは約１：１０である。
【０１５７】
膜成分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）の組成は、上記の限定の範囲内で変化し得る。当業者であれば、所望の組成を得るために膜成分の相対比率を普通に判断して必要な調整を加え組成物を製造する。
【０１５８】
本発明の１つの形態によれば、工程（ｄ１）の溶液は、溶剤（たとえばＴＨＦ）中にポリマーおよびイオノフォアを含み、可塑剤を含まない。膜成分（前記ポリマー＋前記イオノフォア）の組成は、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９％ポリマーより少ないかまたは同じ、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲の値、好ましくは８５〜９９％、より好ましくは９０〜９９％、最も好ましくは９８％と同じか少ないポリマーを含んでもよい。ポリマーはＴｇ（ガラス転移温度）が室温より低いものであり、たとえばポリシロキサンまたは好ましくはポリ（ブチルアクリレート）である。
【０１５９】
工程（ｄ１）の溶液中の膜成分（ポリマー＋イオノフォア）の組成は、０．１、０．２５、０．５、０．７５、１、１．５、２、２．５、３、４、５、６、７、８、９または１０％イオノフォア未満、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲の値、好ましくは０．１〜３％、より好ましくは０．５〜２．５％、最も好ましくは１〜２％イオノフォアを含んでもよい。所望する用途に応じて、イオノフォアは当技術のいずれのものであってもよく、カチオン性被検物にはテトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ＴＣＰＢ）、アニオン性被検物にはメチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ＭＴＤＤＡＣｌ）が含まれる。
【０１６０】
膜成分（ポリマー＋イオノフォア）の組成は、上記の限定の範囲内で変化し得る。当業者は、所望の組成を得るために膜成分の相対比率に必要な調整を施し、組成物の製造に通常の判断を用いればよい。
【０１６１】
本発明の１つの形態によれば、可塑剤が存在しない場合、工程（ａ）または（ａ１）および（ｄ）または（ｄ１）（および（ｆ））で使用されるポリマーは同じであり、かつ室温より低いＴｇ（ガラス転移温度）を有するもの、たとえばポリ（ブチルアクリレート）またはポリシロキサンである。本発明の１つの形態によれば、可塑剤が存在しない場合、工程（ａ）または（ａ１）および（ｄ）または（ｄ１）および（ｆ）で使用されるポリマーが異なる。工程（ａ）または（ａ１）のポリマーは、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）、好ましくはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）であってもよく、工程（ｄ）または（ｄ１）および（ｆ）のポリマーは、ポリ（ブチルアクリレート）、ポリシロキサンまたは室温よりも低いＴｇ（ガラス転移温度）を有するポリマーであってよい。
【０１６２】
この実施形態において、工程（ｄ１）の溶液中の溶剤の比率は、溶剤５、６、７、８、９、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、４０、５０、６０部未満、あるいはこれらのいずれか２つの値の間の範囲内の値に対して膜成分（ポリマー＋イオノフォア）の一部である。溶剤に対する膜成分（ポリマー＋イオノフォア）の好ましい比率（ｗ／ｖ）は１：（８〜１２）、より好ましくは１：（９〜１１）、最も好ましくは約１：１０である。
【０１６３】
工程（ｆ）および（ｆ１）で実施する繰り返しの回数は、所望の傾斜の特性、遷移の深さおよび工程（ｄ）または（ｄ１）で適用される溶液の量によって変わる。繰り返しの回数は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、あるいはこれらのいずれか２つの値の間の範囲内の値であってよい。繰り返しの好ましい回数は、１〜１０の間、より好ましくは１〜７の間、そして最も好ましくは１〜３の間であってよい。
【０１６４】
脱水後、電極は使用可能となる。
【０１６５】
本発明の１つの形態によれば、被検物は、電極において、特に膜領域においてイオンペアとして存在する。このイオンペアを得るために、つぎの手順を用いる：
−組立ての間にイオンペア（または被検物）を膜成分に添加する（たとえば工程（ｃ）または（ｃ１）の溶液に添加する）ことによりイオンペアを導入する。
−完成した電極を被検物の溶液（たとえば０．１Ｍ ＨＣｌ溶液９００ｍｌ中にダポケチン(dapoxetine)３０ｍｇ）に直接接触させることによりイオンペアを形成する。このプロセスの間に、被検物は溶液から電極中に抽出され、その場にイオンペアが形成される。このプロセスには５時間要する。
【０１６６】
本発明の別の実施形態において、ポリシロキサン膜を含む電極は次のように構築される：
ａ３）−溶剤を伴っていてもいなくてもよい上記工程（ａ）または工程（ａ１）で用いた導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがポリシロキサンである上記工程（ａ）または工程（ａ１）で用いた導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがＤＣ２００シリコーンオイルである上記工程（ａ）または工程（ａ１）で用いた導電性粒子の懸濁液
を含むペーストを調製する工程、
ｂ３）その中に導電体を挿入する工程、
ｃ３）該粒子／ポリマー複合体の表面に、塩基、硬化剤およびイオノフォアを含む混合物を加え、任意に溶剤（たとえばＴＨＦ）に溶解する工程、
ｄ３）該構造体を脱ガスする工程、
ｅ３）該構造体を加熱する工程、および
ｆ３）複合傾斜特性を持ち界面を持たない電位差電極を得る工程。
脱水後、使用可能な電極が得られる。
【０１６７】
塩基および硬化剤は当技術で公知であり、重合で好適に用いられるものであればよい。好ましくは、それらはシルガード（Sylgard） １８４（ダウ コーニング）の成分である。
【０１６８】
この実施形態において、工程（ｃ３）の溶液中の任意の溶剤（たとえばＴＨＦ）の比率は、ＴＨＦが０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８，１９、２０、２１、２３、２４、２５，２６、２７、２８、２９、３０、４０、５０、６０部未満、あるいはこれらのずれか２つの値の間の範囲内の値に対して固形分混合物１部であってよい。溶剤に対する固形分混合物の好ましい比率（ｗ／ｖ）は、１：（０．１〜１）、最も好ましくは約１：０．５である。
【０１６９】
構造体は工程ｅ３）で、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０℃以上、あるいはこれらのずれか２つの温度の間の範囲内の値の温度に加熱してよい。好ましくは、温度は１００〜２５０℃、より好ましくは１３０〜２２０℃、最も好ましくは１５０〜２００℃である。
【０１７０】
所望の用途に応じて、イオノフォアは当分野のいずれのものであってもよく、例えばカチオン性被検物にはテトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ＴＣＰＢ）、アニオン性被検物にはメチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ＭＴＤＤＡＣｌ）または図１１に列挙してあるいずれかが挙げられる。
【０１７１】
工程（ｃ３）の膜成分（塩基＋硬化剤＋イオノフォア）の組成には、０．１、０．２５、０．５、０．７５、１、１．５、２、２．５、３、４、５、６、７、８、９または１０％イオノフォア未満、あるいは上記パーセンテージのいずれか２つの間の範囲の値、好ましくは０．１〜３％、より好ましくは０．５〜２．５％、最も好ましくは１〜２％イオノフォアを含んでもよい。
【０１７２】
イオンペアは上記のように導入することができるし、また被検物を含有する有機溶剤に膨潤させることによって導入することができる。好ましい溶剤は、ＴＨＦまたはＤＯＳである。
【０１７３】
ポリシロキサンの性質は、ＤＯＳまたは他の可塑剤の導入によって転換されうる。用いたシリコンはシルガード(Sylgard)１８４ ダウ コーニングであった。
【０１７４】
前述の２つの「背中合わせ」の傾斜を含む傾斜ポリマーの構造において、上記の傾斜ポリマーまたは電極のいずれか２つは、膜領域（または導電性粒子の最低濃度）の表面で、溶剤（たとえばＴＨＦ、ＤＭＳＯ）によって互いに繋がっている。
【０１７５】
図１は、本発明による電位差電極９の一例の断面図である。電極は、ハウジング（絶縁体）５、ポリマー材料１０、１１および電気的連結部２を含んでいる。導電性粒子３は導電性複合体１０中に配置されている。イオノフォア４は膜領域１１中に配置されている。イオノフォア４はシリンダーの電気的連結部１０の出口端に向けて最も濃度が低くなり、シリンダーのサンプル接触端８に向けて最も濃度が高くなる。イオノフォア４と導電性粒子３は遷移領域１２で混合する。
【０１７６】
図２は、本発明による電位差電極９の別の例の断面図である。電極は、ハウジング（絶縁体）５、ポリマー材料１で作製されたシリンダー、および電気的連結部２を含んでいる。導電性粒子３はポリマー材料１を通して傾斜６中に配置されている。導電性粒子３はポリマー材料１の電気的連結部２の出口端に向けて最も濃度が高くなり、ポリマー材料のサンプル接触端８に向けて最も濃度が低くなる。イオノフォア４はポリマー材料を通して傾斜７中に配置されている。イオノフォア４はシリンダー１の電気的連結部の出口端に向けて最も濃度が低くなり、ポリマー材料のサンプル接触端８に向けて最も濃度が高くなる。イオノフォア４と導電性粒子３は遷移領域で混合する。
【０１７７】
図１０Ａおよび１０Ｂは本発明によるフローセル１７の一例を示す。ＨＰＬＣカラム１８の取り出し口はフローセル１７の取り入れ口１９に接続される。本発明の電極９のサンプル接触表面８に向けられた１以上の噴霧装置１５が溶離液１６を噴霧する。参照電極１３もフローセル中に存在する。図１０Ｂはフローセル１７からの電極９の簡単な取り出しと挿入を示している。
【実施例１】
【０１７８】
本発明を以下の非限定的な実施例により説明する。
【０１７９】
１ａ．電極（Ａ）の製造
電極の実質的な部分を形成する複合材料を黒鉛粒子とＴＨＦ（テトラヒドロフラン）中のＰＶＣの懸濁液を調製することにより作製した。銅電極上で懸濁液を蒸発させることで複合材料を設けた。複合材料を乾燥した後、つぎのイオノフォア含有層を追加することで電極を拡げた。
【０１８０】
それぞれ異なるイオノフォアを含有する数種の混合物を調製した。
−サンプルに接触する最終層として、化合物１％、メチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ＭＴＤＤＡＣｌ）０．２％、ＰＶＣ３３％および可塑剤６５．８％からなる化合物１〜４をイオノフォアとして含有する混合物。
−サンプルに接触する最終層として、イオノフォア１％、ＰＶＣ３３％、および可塑剤６６％からなる化合物５〜８と１０に基づく混合物。
−サンプルに接触する最終層として、イオノフォア１％、ＰＶＣ２７％、および可塑剤７２％からなる化合物９を組み入れた混合物。
−サンプルに接触する最終層として、ＭＴＤＤＡＣｌ６％、ＰＶＣ３３％、および可塑剤６１％を含有するイオノフォアとしてＭＴＤＤＡＣｌに基づく混合物。
【０１８１】
アニオン感知性電極は、安定したベースラインが得られるまで、ＬＣシステム中で溶離液を流して条件を整えた（数時間）。
【０１８２】
１ｂ．電極の作製（別のＢ）
ＨＰＬＣ電位差センサーに用いるのに好適な電極を直径３ｍｍの中心穴をもつＰＶＣシリンダー（１×５ｃｍ）より作製する（たとえば図１参照）。穴の一方の側を銅の棒でシールする。穴の他方の側を黒鉛６０％とＰＶＣ４０％の導電性複合体で満たす：
１）黒鉛６０％と高分子量ＰＶＣ４０％のＴＨＦ懸濁液（１／３比の固形分ＴＨＦ）を混合と撹拌により調製する。
２）工程（１）の懸濁液で穴を満たす。
３）懸濁液を室温または高められた温度で乾燥する。
４）穴が完全に満たされるまで工程２と３を繰り返す。
５）余分な黒鉛／ＰＶＣ複合物を研削および研磨で取り除く。
【０１８３】
つぎに記載されているようにして、膜および傾斜を製造する：
１）６５％ＤＯＳ、３２％ＰＶＣおよび２％ＴＣＰＢを１００ｍｇ量にて混合する。
２）この混合物を１ｍｌＴＨＦに溶解する。
３）１滴（２５μｌ）をシリンダーに溜める。
４）ＴＨＦを室温で蒸発させる（〜５ｍｍ）。
５）工程３と４を少なくとも３回（合計）繰り返す。
注：膜／ＴＨＦ溶液に複合体（６０％黒鉛４０％ＰＶＣ）を溶解させて傾斜を形成する。記載されている手順を用いて、ＤＯＳおよびイオンの濃度が次第に減少し、ＰＶＣおよび黒鉛の濃度は次第に増加する±２００μｍの層を得る。脱水の後、使用可能な電極を得る。
【０１８４】
ＨＰＬＣへの適用における寿命
２個の電極の寿命を流速１ｍｌ／ｍｍの蒸留水に暴露することにより試験した。規則正しい間隔で電極の品質をＨＰＬＣ実験により試験した。これらは、１ｍＭＨＮＯ３５％アセトニトリル溶離液を用いてユニバーサルカチオンカラム（４．６×１００ ALLtech）上で６つのアミン（メチル−、エチル−、プロピル−、ブチル−、ペンチル−およびヘキシルアミン）の分離と電位差検出よりなっていた。１２７リットルの蒸留水で４ヶ月後、電極の品質は、定常的な電位差測定に依然として許容可能であった。研究された寿命は、１ｍｌ／ｍｍの流速で４０時間／週の稼動での１年間の使用に等しい。
【０１８５】
１ｃ．電極の作製（別のＣ）
ＨＰＬＣ用の電極は溶解試験への適用の特別な要求に適合させてもよい。
【０１８６】
溶解試験への適用での使用のための電極は、実施例１ｂに記載されたように作製される。ＰＶＣシリンダーは直径３ｍｍの中空ガラスチューブに貼り付けられる。サンプルから糊を保護するために、ガラスＰＶＣ遷移部の上にシリコンチューブを配置する。
【０１８７】
バッチ（溶解試験）における再現可能な測定を確保するために、被検物が電極膜中にイオンペアとして存在する。このイオンペアを得るために、３つの可能な手順がある。
１）組立ての間に膜成分（膜製造の工程１）にイオンペアを加えてそれを導入する；
２）膜製造の工程１または２の間に被検物を膜混合物に加える；
３）イオンペアの製造後形成：電極を被検物溶液（たとえば３０ｍｇ／９００ｍｌダポケチューン（dapoxetune）／０．１ＭＨＣｌ）に直接接触させることでイオンペアを形成する。この方法の間、被検物を溶液から抽出し電極に入れ、イオンペアをその場で形成する。この方法にかかる時間は典型的には５時間までである。
【０１８８】
溶解試験への適用における寿命
実験データによれば、溶解試験への適用における電極の寿命は〜６ヶ月と推定される。
【０１８９】
１ｄ．電極の製造（別のＤ）
複合体の別の製造。均一な複合体はつぎの方法で得ることができる。
１）黒鉛６０％と高分子量ＰＶＣ４０％のＴＨＦ懸濁液（固形／ＴＨＦ １／３比）を混合と攪拌により調製する。
２）この混合物を蒸留水中に投入し沈殿させる。
３）沈殿物をブレンドすることによりサイズを減らす。
４）沈殿物を濾過し乾燥する。
５）乾燥された残渣をＩＲペレットプレス（３トン）によりペレットに圧縮する。
６）複合体ペレットをＰＶＣチューブに固定し、銅線を挿入する。
膜の配置および傾斜の形成は前述の方法（実施例１ｂ、１ｃ）と同じである。
【０１９０】
１ｅ．電極の作製（別のＥ）
ポリ（ブチルアクリレート）膜電極において、電極の構成でＰＶＣおよび可塑剤をポリ（ブチルアクリレート）で置き換えることができる。この置き換えは部分的、すなわちＰＶＣおよびＤＯＳをポリ（ブチルアクリレート）膜および傾斜構成）で置き換え、または、完全に、すなわち全ＰＶＣ（絶縁体は除く）をポリ（ブチルアクリレート）で置き換えることができる。
【０１９１】
最初のケースでは、電極の構成は、６０％黒鉛、４０％ＰＶＣ／傾斜／９８％ポリ（ブチルアクリレート）、２％イオンおよびイオノフォアである。
【０１９２】
２つ目のケースでは、電極の構成は、６０％黒鉛、４０％ポリ（ブチルアクリレート）／傾斜／ポリ（ブチルアクリレート）、２％イオンおよびイオノフォアである。
【０１９３】
ポリ（ブチルアクリレート）複合体は、非ポリ（ブチルアクリレート）膜、たとえばＰＶＣ／ＤＯＳ用のベースとして使用しうる。このケースでは、電極の組成は、６０％黒鉛、４０％ポリ（ブチルアクリレート）／傾斜／６５％ＤＯＳ、３２％ＰＶＣ、２％イオンおよびイオノフォアである。
＊注：６０％黒鉛４０％ポリ（ブチルアクリレート）はポリマーベースの膜の取り付け用の理想的な自己貼付ベースである。
【０１９４】
ポリ（ブチルアクリレート）は架橋ポリ（ブチルアクリレート）で置き換えることができ、架橋は全成分を混合した後そして傾斜を創造した後に開始される。
【０１９５】
１ｆ．電極の作製（別のＦ）
ポリシロキサン膜電極はつぎのように構築されている。
１）図１に概略的に描かれているように電気的連結部（銅線）が固定されている中空ガラスチューブにペーストを入れる。
このペーストは、
６０％黒鉛（１〜２ミクロン）３０％ＰＶＣ、または
６０％黒鉛（１〜２ミクロン）３０％ポリシロキサン、または
６０％黒鉛（１〜２ミクロン）３０％ＤＣ２００シリコーンオイル
よりなる。
２）この層にポリシロキサンを記載のように塗布する：
ベースおよび硬化剤を混合し、〜２％ＴＣＰＢおよび／またはイオノフォアを加える。傾斜をより一層延ばすために、この混合物をＴＨＦに溶解する。典型的には、混合物／ＴＨＦが２／１比で塗布する。
【０１９６】
混合物（ＴＨＦはあってもなくてもよい）は工程１）のペースト上に塗布される。構造体は真空により脱気される。電極は１５０〜２００℃に加熱される。温度はベース／硬化剤の比に依存する。水和後機能的電極を得ることになる。
【０１９７】
イオンペアは、上記（実施例１ｃ）のように導入されるか、または被検物を含有する有機溶剤中で膨潤させることにより導入させることができる。好ましい溶剤はＴＨＦまたはＤＯＳである。
【０１９８】
ポリシロキサンの性質は、ＤＯＳまたは他の可塑剤の導入により転換させうる。用いるシリコンはシルガード 184 ダウ コーニングである。
【０１９９】
１ｇ．電極の作製（別のＧ）
１）黒鉛６０％と高分子量ＰＶＣ４０％のＴＨＦ懸濁液（固形／ＴＨＦ １／３比）を混合と攪拌により調製する。
２）この混合物を蒸留水中に投入し沈殿させる。
３）沈殿物をブレンドすることによりサイズを減らす。
４）沈殿物を濾過し乾燥する。
５）乾燥された残渣をＩＲペレットプレス（３トン）によりペレットに圧縮する。
６）複合体ペレットをＰＶＣチューブに固定し、銅線を挿入する。
７）６５％ＤＯＳ、３２％ＰＶＣおよび２％ＴＣＰＢを１００ｍｇ量となるように混合する。
８）この混合物を１ｍｌＴＨＦに溶解する。
９）１滴（２５μｌ）をシリンダーに溜める。
１０）ＴＨＦを室温で蒸発させる（〜５分）。
１１）工程３と４を少なくとも３回（合計）繰り返す。
１２）工程１〜１１を繰り返して第２の構成要素を作製する。
１３）傾斜ポリマーの両方の膜面を溶剤（ＴＨＦ）により一緒に貼り付ける。
【０２００】
２．化合物１〜１０の合成
【０２０１】
化合物１と２：
トリス（２−アミノメチル）アミンを３当量のオクタデシルイソシアネートまたはフェニルイソシアネートのクロロホルム溶液と室温で混合した。激しい発熱反応の後、混合物を還流下に３時間加熱し、室温に冷却し、濾過し、クロロホルムで洗浄し、乾燥した。
１の収率：８７％、２−９３％。ＬＳＩＭＳ（ＮＢＡ）：１−１０３２（Ｍ＋Ｈ）＋、２−５０４（Ｍ＋Ｈ）＋
【０２０２】
化合物３：
２，６−ジアミノピリジンを温かいシクロヘキサンに溶かし透明溶液を得た。この熱い溶液に１当量のオクタデシルイソシアネートをゆっくりと加えた。１置換生成物を反応過程で沈殿させ、生成物が２置換されるのを妨げた。冷却の後、白色の生成物を濾過し、シクロヘキサンで洗浄し、減圧下に乾燥した。
収率 定量的。ＬＳＩＭＳ（ＮＢＡ）：４０５（Ｍ＋Ｈ）＋
【０２０３】
化合物４：
２，６−ジアミノピリジンを温かいクロロホルムに溶かし透明溶液を得た。この熱い溶液に２当量のオクタデシルイソシアネートをゆっくりと加えた。２置換生成物を反応過程で沈殿させた。冷却の後、２倍量のヘキサンを加えて化合物を沈殿させた。白色の生成物を濾過し、ヘキサンで洗浄し、減圧下に乾燥した。
収率 ９５％。ＬＳＩＭＳ（ＮＢＡ）：７００（Ｍ＋Ｈ）＋
【０２０４】
化合物５：
２級アミノ基をもつヘキサアザ化合物をパウエル、Ｔ．Ｆ．（Pauwels, T. F.） ;リペンス、Ｗ．（Lippens, W.）; ヘルマン、Ｇ．Ｇ．（Herman, G. G.）; ゲーミン、Ａ．Ｍ．（Goeminne, A. M.）ポリヘドロン（Polyhedron）1998, 17, 1715-23,およびメニフ、Ｒ．（Menif, R.）;マーテル、Ａ．Ｅ．（Martell, A. E.）ジャーナル オブ ケミカル ソサイエティ−ケミカル コミュニケーションズ（Journal of the Chemical Society-Chemical Communications）1989,1521-23に記載されているように合成した。そのＮ−ヘキサオクチル誘導体を次のようにして得た：ヘキサ−アザ化合物（０．４０ｇ、０．６２ｍｍｏｌ）の塩酸塩とＫ２ＣＯ３（５ｇ）の２００ｍｌドライアセトニトリル溶液を窒素ブランケット下に２４時間攪拌した。ｎ−オクチルブロマイド（０．７８ｇ、４ｍｍｏｌ）の５０ｍｌドライアセトニトリル溶液を攪拌している溶液中に滴下した。テトラブチルアンモニウムイオダイド（０．１５ｇ）の触媒量を加え、混合物を２日間還流した。溶剤を真空下に除去して茶色がかったオイルを得。これに水酸化ナトリウム溶液（ｐＨ＝１２）１００ｍｌおよびクロロホルム１００ｍｌを加えた。水相をクロロホルム１００ｍｌづつの追加で数回抽出した。クロロホルム層を集め、無水Ｋ２ＣＯ３上で乾燥し、減圧下で蒸発させた。得られたオイルを、クロロホルム−エタノール（８０：２０）溶離液を用いてカラムクロマトグラフィにより精製し、溶離液を蒸発させることにより黄色のオイルを得た（２０１ｍｇ、収率３０％）。
1 H-NMR(CDCl3):δ 0.81 (t, 18 H), 1.18-1.36 (m, 72 H), 2.28-2.39 (m, 28 H), 3.36 (s, 8 H), 7.07-7.13 (m, 8 H).
【０２０５】
化合物６と７：
これらの化合物の合成は、Jarzebinska, A. ; Pietraszkiewicz, M.; Bilewicz, R. Materials Science & Engineering C-Biomimetic and Supramolecular Systems 2001, 18, 61-64に記載されていた。化合物８、９および１０はアルゴン雰囲気下で合成した。
【０２０６】
化合物８：
出発ヘキサアミン（化合物６でＲ＝Ｒ１＝Ｈの構造。図１１）をPietraszkiewicz, M. ; Gasiorowski, R. Chemische Berichte 1990, 123, 405-06に記載の手順で合成した。ヘキサアミン（１当量）とアクリルニトリル（１２当量）の溶液を４０℃にて６時間攪拌した。蒸発の後、白色固体を得た。ついでシアノ基をＴＨＦ中のＬｉＡｌＨ４（６当量）によりアルゴン下に還流して還元した。５時間後、過剰のＬｉＡｌＨ４を１０％ＮａＯＨ水溶液でクエンチした。単離され乾燥された化合物を高められた温度でドライＴＨＦ中にてオクタデシルイソシアネート（６当量）と混合した。攪拌を３時間続け、溶剤を蒸発させた。ＭｅＯＨを加え、形成された固体を濾過し、メタノールで洗浄し、真空下で乾燥した。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：２５４７（Ｍ＋）
【０２０７】
化合物９：
マクロサイクリックヘキサアミン（その合成はPietraszkiewicz, M. ; Gasiorowski, R. Chemische Berichte 1990,123, 405-06)に記載されている）に基づくデンドリマー（dendrimer）の最初の生成物に対してオクタデシルイソシアネート（１２当量）を加えた。混合物を高められた温度で４８時間攪拌し続けた。得られた茶色の固体を温かいＥｔＯＨで３回洗浄した。冷却後、固体を溶液から沈殿させた。ついで、生成物を濾過し、真空下で乾燥した。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：５１３８．０（Ｍ＋）
【０２０８】
化合物１０：
還流しているＴＨＦ中で迅速に攪拌されているヘキサアミン（上記）４ｇの混合物に、コハク酸無水物（１ｇ）を加えた。還流と攪拌を２時間続けた。コハク酸アミド誘導体を濾過し、冷たいＴＨＦで洗浄し、乾燥した。固体を化合物８における前記と同様にして還元した。還元後、固体を３０％水性ホルムアルデヒド（４０ｍｌ）および蟻酸（３０ｍｌ）と混合し、還流下に６時間加熱した。水と酸を蒸発させ、生成物を真空下に乾燥した。つぎの工程でその化合物をＴＨＦに溶解し、オクタデシルイソシアネート（１当量）と高められた温度で６時間攪拌した。ＴＨＦを蒸発させた後、固体を真空下に乾燥した。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：９０４．６（Ｍ＋）；ＭＳ（ＥＳ＋）：９０４．７（Ｍ＋）
【０２０９】
４．装置
液体クロマトグラフィは、Spectra Physics 8810定組成ポンプ、Valcoインジェクタ（１０μＬループ）、逆相Lichrospher 100-5 RP-8（メルク）が充填された１２５×４ｍｍのカラム、溶離液１ｍＭのＨ３ＰＯ４を用いて行なった。流速は０．５ｍＬ ｍｉｎ−１であった。カラムの出口をフローセル内の被覆線電極の感知性膜を横切るように向かせた（Zielinska, D. ; Poels, I. ; Pietraszkiewicz, M. ; Radecki, J. ; Geise, H. J. ; Nagels, L. J. Journal of Chromatography A 2001,915, 25-33)。ＬＣチュービング出口から電極までの距離は１００μｍであった。膜の電位は、高インピーダンス（１０１３Ω）増幅器を用いOrion８００５００Ross（登録商標）参照電極に対して測定した。検出信号は、Thermo Separation Products製のＰＣ１０００データ収集システムに記録した。
【０２１０】
５．有機酸の電位差検出
７つの酸（ほとんどジカルボン酸）を試験物質として用いた。これらの酸は自然界、そして食物／飲料工業に広く見出される。これらの酸はかなり親水性であり、ほとんど（−１）より低いｌｏｇＰ値をもつ（表１参照）。膜は、その成分の特性が親油性である場合には、親水性被検物を感知しない傾向がある。したがってどのようなイオノフォアホスト分子を選定するかが本質的である。イオノフォアと最も強い複合体を形成する分子は、もっとも高感度に検出される。
【０２１１】
図１２：上部トレーシング：Lichrospher 100-5 RP8カラム（メルク）、１２５×４ｍｍ、溶離液１ｍＭのＨ３ＰＯ４上で流速０．５ｍＬ ｍｉｎ−１にての有機酸の分離。酒石酸（１、１×１０−５Ｍ）、マロン酸（２、２×１０−７Ｍ）、リンゴ酸（３、４×１０−６Ｍ）、乳酸（４、１×１０−４Ｍ）、クエン酸（５、１×１０−５Ｍ）、フマル酸（６、２×１０−５Ｍ）、コハク酸（７、２×１０−５Ｍ）の混合物の１０μＬの注入。下部トレーシング：上部トレーシングと同じ条件、０．４５μｍフィルタで濾過後に市販のラガーピルズビール（lager pills beer）を注入。用いた電極被覆は３３．８％ＰＶＣ、６６％ｏ−ＮＰＯＥ、０．２％ＭＴＤＤＡＣｌおよび１％リガンド３を含んでいた。
【０２１２】
全ての成分が非常に高感度に検出され、最も高い感度はマロン酸で得られた：１２０ｐｇによりピークＮｏ．２になる。この酸の検出限界は低ピコグラム領域である。下部トレーシングは、同じ条件において注入されたビールサンプル（ラガーピルズ、４５μｍフィルタ上で濾過した以外は清澄化せず、希釈なし、１０μＬ注入）のクロマトグラムを示す。酒石酸（１）および乳酸（４）が同定できた。
【０２１３】
図１３は、リガンド９およびＴＯＴＭを組み入れた被覆線電極を用いて記録されたＨＰＬＣクロマトグラムを示す。樹状型の化合物９を尿素単位でしっかり充填する。注入された濃度：１×１０−５Ｍ、ピーク同定：（１）酒石酸、（２）マロン酸、（３）リンゴ酸、（４）乳酸、（５）クエン酸、（６）フマル酸、（７）コハク酸。
【０２１４】
化合物９に基づく電極は感度に劣るが、クエン酸に対しては好ましい（図１３のクロマトグラム中のピーク５）。
【０２１５】
図１４は、リガンド１０および可塑剤としてＴＯＰを組み入れた被覆線電極を用いて得られたクロマトグラムを示す。化合物１０のケースでは、ただ１つカルバモイル基だけに利用できる。トレースＡ）注入された濃度：１×１０−５Ｍ、ピーク同定：（１）酒石酸、（２）マロン酸、（３）リンゴ酸、（４）クエン酸、（５）フマル酸、（６）コハク酸。トレースＢ）注入された濃度およびピーク同定：（１）５×１０−４Ｍ酒石酸、（２）２×１０−４Ｍマロン酸、（３）２×１０−４Ｍリンゴ酸、（４）５×１０−３Ｍ乳酸、（５）５×１０−４Ｍクエン酸、（６）５×１０−６Ｍフマル酸、（７）５×１０−４Ｍコハク酸。この化合物に基づく電極は、フマル酸に対して非常に高感度である（図１４）。
【０２１６】
実施例４に記載したクロマトグラフィのシステムを用い、電位差検出器中で種々のイオノフォアを用いて得られた７つの有機酸の検出限界（ｐｍｏｌ注入）を表１に列記する。
【０２１７】
【表１】
表１：７有機酸に対する電極の検出限界（ｐｍｏｌ注入）
【０２１８】
静電的相互作用のみが起こる４級塩ＭＴＤＤＡＣｌを組み込んだ電極で得られたデータを比較してみると、明らかに化合物由来の特別な相互作用によって膜は一層高感度になっている。
【０２１９】
鎖が開いている尿素およびマクロ環化合物８で修飾した膜で検出したマロン酸（１〜４）に対する検出限界は１ｐｇまで下がっている（表１参照）。これはＭＴＤＤＡＣｌベースの電極より２桁低い。他の酸も全て注入濃度が４×１０−６から２×１０−５Ｍへと変化するところで高感度に検出された。
【０２２０】
アルキル鎖を持つヘキサアミンイオノフォア（図１１化合物５〜７）での検出限界は、ＭＴＤＤＡＣｌベース電極と比較すると、７つの酸のうち４つ（酒石酸、マロン酸、リンゴ酸、クエン酸）について劇的に低下し、マロン酸についてはもっとも劇的な低下を示している。親油性アルキル鎖をもつ全てのアザマクロ環（azamacrocycles）は、マクロ環空間の大きさに関係なく（化合物５〜７）、極めて類似した選択性および検出限界を示している。
【０２２１】
マロン酸はモノアニオンとして、静電気的にまた水素結合によりイオノフォアと相互作用し得る(Menif, R. ; Martell, A. E. Journal of the Chemical Society-Chemical Communications 1989,1521-23)。さらに、この酸は他の被検物よりも親水性ではない（フマル酸を除く）。
【０２２２】
化合物１０ではフマル酸で最高の結果が観察される（図１４参照）が、他の酸の検出レベルはＭＴＤＤＡＣｌでのそれよりも悪い。化合物１０ではそのただ１つの大きな親油性尾部に官能基が付いている。おそらく、マクロ環単位は膜−水界面には存在しない。その結果、界面での酸と化合物との静電気的な相互作用が減少していると思われる。
【０２２３】
一般的に検出限界は、マロン酸（もっとも検出された）＜クエン酸、リンゴ酸および酒石酸＜フマル酸およびコハク酸＜乳酸の順であった。もっとも高感度に検出される酸であるマロン酸に対して得られる検出限界は１ｐｍｏｌ（注入濃度）という低さである。これはかなり高感度であるが、これはｌｏｇＰ値が高い塩基性薬剤（たとえば４．０３、３．２４および２．９１のｌｏｇＰをそれぞれ有するブロムヘキシン(bromhexine)、アムブロキソール(ambroxol)およびクレンブテロール(clembuterol)）をＨＰＬＣ／電位差検出で得られる検出限界を更に１００倍上回る。
【０２２４】
６．検量線
図１５は、オクタアザシクロサイクル化合物（化合物７）からなる電極を用いて３つの酸に対して得られた検量線を示す。バッチ方式では、電位差検出器が常に検量線の一部に使われており、そこでは信号（ｍＶ）がｌｏｇ（Ｃanalyte）と線形に相関している。図１５からの検量線は、信号（ピーク高または面積）と被検物濃度の間の直線的な相関を示している。
【０２２５】
マロン酸での相関係数は高く、すなわちｐ＝０．９９９９９（ｎ＝５）であり、また表１に列記した他の酸での相関係数は少なくとも０．９７（ｎ＝４）である（図１５には全てのデータをプロットしているわけではない）。旧来の電位差方法をＨＰＬＣ条件で使用する場合には、状況への適応が多少必要になる。継続的に信号をモニターする電位差センサーを用いる場合には、検量線の低濃度部分が使用可能である。検量線のこの部分において注入濃度とピーク面積（またはピーク高さ）の間の直線的な関係が理論的に予測される（De Backer, B. L.; Nagels, L. J. Analytical Chemistry 1996,68, 4441-45)。表１の全ての酸に対して、１〜１００ｐＭ領域でこの直線性が得られた。
【０２２６】
７．電極の長期間の安定性。
アザマクロ環化合物５と７を含む電極は少なくとも３ヶ月という操作寿命（クロマトグラフ条件での連続使用）をもっていた。これら化合物の計算された高ｌｏｇＰ値はそれぞれ２０．６および１６．７であった。ｌｏｇＰが９．１８という明らかに低いアザマクロ環化合物６を含む電極では、操作寿命が減少し数週間であった。イオノフォア含有電極が水溶液に暴露される場合に３０×２４（日数）×（時間）という寿命をもつために必要な最小の親油性ｌｏｇＰは、一般的に１０程度と推定される。鎖が開かれている尿素化合物１〜４を含む電極もまた、２週間というオーダーの操作寿命をもっていた。化合物１〜４のｌｏｇＰ値は、それぞれ２５．４、１０．１、９．６および１８．６である。
【０２２７】
１０個の合成リガンドを、カルボン酸に応答する電極膜中のイオノフォアとして試験し比較した。これらのリガンドは全てジカルボン酸およびトリカルボン酸のＨＰＬＣ測定での検出限界を大きく改善した（ＭＴＤＤＡＣｌと比較して）。最も高い感度は鎖が開かれている尿素化合物３で得られた。化合物７は長い操作寿命と高い感度を併有している。
【０２２８】
８．薬剤中薬物の「溶解試験」における適用
薬剤活性成分（ＡＰＩ）の投与形態からの溶解速度の測定は、製薬工業において重要な品質指標試験である。電位差センサーはこの点で非常に有用であり得る。旧来のＵＶ検出システムでは測定濃度範囲が極めて限られており、すなわちＵＶ検出器が有用となる濃度直線範囲には限界がある（０〜２吸収単位）。ＵＶ検出器の応答は溶解している物質の濃度に直線的に相関するので、ＵＶ検出器からの出力信号は飽和する。しかし電位差センサーでは、センサーの応答が濃度の対数に依存するという利点がある。したがってこれは、もし低濃度側で良好な信号が得られるならば、センサー出力電圧は飽和しないので、非常に高い濃度でもモニターできるということを意味する。そうした挙動は図１６で見ることができる。さらに、分光学的方法の使用を制限する要因、例えばフローセルの寸法、濁度、ならびに不溶粒子や気泡の存在、といった影響を電位差センサーは蒙らない。
【０２２９】
０．００１ＭのＨＣｌ１００ｍｌ中にガランタミン（ｇａｌａｎｔａｍｉｎｅ）（「レミニルＣＲ（reminyl CR）」と記されたカプセル中の球状粒子）８ｍｇを溶解し、本発明の電位差電極でモニターした。ＨＣｌ溶液を磁気攪拌棒で連続的に攪拌した。図１７において、曲線Ｂは電位差センサーの出力信号を示す。この信号を、同じくＨＣｌ溶液中に懸架した参照電極を参照してモニターした。曲線Ａは、図１６から平滑化されたデータを用いて曲線Ｂから算出した。濃度対塩基性薬剤ガランタミンの時間的挙動が示されている。用いた電極には、ＰＶＣ、イオノフォアとしてテトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ＴＣＰＢ）および可塑剤としてＤＯＳが含まれていた。
【０２３０】
観察された応答プロフィールは、溶解挙動を良好に描写している。本発明の電位差電極はまた、被覆線型の電極を傷める媒体（たとえば洗剤を含む媒体）中での測定も可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】本発明の電位差電極の一例。
【図２】本発明の電位差電極の一例。
【図３】連続的傾斜ポリマーであるが分布と粒径が不均一なためによるノイズを伴うポリマーの例（ａ、ｂおよびｃ）。
【図４】不連続的傾斜ポリマーの例（ａ、ｂおよびｃ）。
【図５】電極の傾斜ポリマー内における絶縁部（左）から膜（右）への成分の傾斜、ここでＡはＰＶＣ、ＢはＤＯＳおよびＣはイオノフォアおよびイオンである。
【図６】電極の傾斜ポリマー内における導電性複合体（左）から膜（右）への成分の傾斜、ここでＡは黒鉛、ＢはＰＶＣ、ＣはＤＯＳおよびＤはイオノフォアおよびイオンである。
【図７】電極の断面の反射型顕微鏡写真。
【図８】３０ｍｇ／ｌのダポキセチン(dapoxetine)溶液中での電極の３７℃約７日間に亘るドリフト。
【図９】２側面型センサーの傾斜ポリマー中での黒鉛濃度。
【図１０Ａ】本発明のフローセルの例。
【図１０Ｂ】本発明のフローセルの例。
【図１１−１】本発明における好適なイオノフォアの例であって、化合物１１：カリックス［６］アレン（calix[6]arene）、化合物１２：カリックス［４］アレン（calix[4]arene）、化合物１３：バリノマイシン(valinomycin)、化合物１４：ノナクチン(nonactin)、化合物１５：アミンイオノフォアＩ、化合物１６：ジベンゾ−１８−クラウン−６、化合物１７：ジベンゾ−２４−クラウン−８、化合物１８：ジベンゾ−３０クラウン−１０、化合物１９：シクロデキストリン、化合物２０：ホスホリル誘導体および化合物２１（クラウンエーテル）。
【図１１−２】本発明における好適なイオノフォアの例であって、化合物１１：カリックス［６］アレン（calix[6]arene）、化合物１２：カリックス［４］アレン（calix[4]arene）、化合物１３：バリノマイシン(valinomycin)、化合物１４：ノナクチン(nonactin)、化合物１５：アミンイオノフォアＩ、化合物１６：ジベンゾ−１８−クラウン−６、化合物１７：ジベンゾ−２４−クラウン−８、化合物１８：ジベンゾ−３０クラウン−１０、化合物１９：シクロデキストリン、化合物２０：ホスホリル誘導体および化合物２１（クラウンエーテル）。
【図１１−３】本発明における好適なイオノフォアの例であって、化合物１１：カリックス［６］アレン（calix[6]arene）、化合物１２：カリックス［４］アレン（calix[4]arene）、化合物１３：バリノマイシン(valinomycin)、化合物１４：ノナクチン(nonactin)、化合物１５：アミンイオノフォアＩ、化合物１６：ジベンゾ−１８−クラウン−６、化合物１７：ジベンゾ−２４−クラウン−８、化合物１８：ジベンゾ−３０クラウン−１０、化合物１９：シクロデキストリン、化合物２０：ホスホリル誘導体および化合物２１（クラウンエーテル）。
【図１１−４】本発明における好適なイオノフォアの例であって、化合物１１：カリックス［６］アレン（calix[6]arene）、化合物１２：カリックス［４］アレン（calix[4]arene）、化合物１３：バリノマイシン(valinomycin)、化合物１４：ノナクチン(nonactin)、化合物１５：アミンイオノフォアＩ、化合物１６：ジベンゾ−１８−クラウン−６、化合物１７：ジベンゾ−２４−クラウン−８、化合物１８：ジベンゾ−３０クラウン−１０、化合物１９：シクロデキストリン、化合物２０：ホスホリル誘導体および化合物２１（クラウンエーテル）。
【図１２】化合物３に基づく本発明の電極を用いて得られたＨＰＬＣのトレース。上側のトレースは表１中の酸の混合物のクロマトグラムを示す。下側のトレースは注入したビールサンプルのクロマトグラムを表す。
【図１３】表１に従った酸の混合物をサンプルとして用いて化合物９に基づく電極で記録したＨＰＬＣクロマトグラム。
【図１４】表１に従った酸の混合物をサンプルとして用いて化合物１０に基づく電極で記録したＨＰＬＣクロマトグラム（ＡおよびＢ）。
【図１５】化合物７を含む電極を用いてＨＰＬＣ条件における３つの酸のために得られた検量線。
【図１６】バッチ条件における濃度に対する本発明の電極の対数的応答を示す曲線。
【図１７】本発明の電位差電極を使用してガランタミン（ｇａｌａｎｔａｍｉｎｅ）のＨＣｌへの溶解をモニタリング。
【符号の説明】
【０２３２】
１ シリンダー（ポリマー材料）
２ 電気的連結部
３ 導電性粒子
４ イオノフォア
５ ハウジング（絶縁体）
６ 傾斜
７ 傾斜
８ サンプル接触端
９ 電位差電極
１０ 導電性複合体（ポリマー材料）
１１ 膜領域（ポリマー材料）
１２ 遷移領域
１３ 参照電極
１５ 噴霧装置
１６ 溶離液
１７ フローセル
１８ ＨＰＬＣカラム
１９ 取り入れ口
【技術分野】
【０００１】
本発明は電位差電極、傾斜ポリマーおよび該傾斜物を含む電気的または感知的な要素の分野に関する。また電位差電極および傾斜ポリマーを製造する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
電位差電極は生物学、化学および医薬の分野で広く適用されている。それらは溶液中のイオン種の濃度を検出し測定するために使用され、その最も知られた例はｐＨメータである。操作原理は良く知られている。
【０００３】
電位差電極は被検物の検出にも用いることが出来る。被検物は、どのような標的であってもよく、この標的物質と特異的に相互作用可能なイオノフォアが対応していることが望ましい。被検物の例には、有機酸、アミン類、アミノアルコール類および医薬品が含まれる。電位差電極が適切なイオノフォアと結合すれば対応する被検物の検出が可能になる。電位差電極の応用は無数にあり、例えば生物医学的研究、臨床試験、医薬データの取得、工業汚染試験、食物試験および化学プロセスの制御である。
【０００４】
現在、微細技術においては、イオン化可能物質の電気化学的検出、例えばキャピラリ電気泳動法およびマイクロチップアレイを利用する傾向が強い。
【０００５】
電位差電極を分離法（たとえば高速液体クロマトグラフィ「ＨＰＬＣ」）と結びつけたものは実際には存在しない。しかしながら、そうした方法があれば、極微量でしかもしばしば他の物質と混合状態で取得される多数の興味ある物質がアクセス可能になる。これらの利用のためには特異性の低いセンサーが要求され、これは高い特異性が要求されるバッチ技術とは対照的である。
【０００６】
特許出願ＥＰ０７６７３７２Ａ１に開示されている基板電極には、カーボンファイバーを含むエポキシ樹脂（またはポリエステル−またはポリイミド樹脂）シリンダーが含まれており、この基板電極には旧来のポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＣ）系電位差膜が被覆されている。このため、膜−基板電極接合を最適化するためにこの著者が作成したデザインは複雑である。
【０００７】
特許出願ＥＰ０６８４４６６Ａ２に開示されている基板電極は固体状の導体または半導体であり、これを被覆している旧来のＰＶＣ／可塑剤／イオノフォア混合物には、更に導電ポリマーがプラスされている。
【０００８】
特許出願ＥＰ０３００６６２Ａ２に開示されている従来型の被覆ワイヤ電位差電極は、カチオン性およびアニオン性界面活性剤の測定には最適化されている。
【０００９】
特許出願ＵＳ５，５５２，０３２には、塩素（または一般的にはハライドイオン）感知性電位差電極が記載されている。これはハロゲン化銀結晶電極材料に基づく電位差電極の改良型である。
【００１０】
先行技術による電位差電極の問題は、安定性（電位ドリフト）、機械的堅牢性および鋭敏性に欠けることである。それらは寿命予測ができないので、所有者には維持費の形で固定出費が必要となる。さらにまた、それらは、ＨＰＬＣ検出、キャピラリ電気泳動法（ＣＥ）検出、挙動予測が困難な医薬品の溶解試験で使用するには不適切であり、ある種のデザイン電極は、ＨＰＬＣやＣＥ分離においてしばしば使用されるイオンペア剤と共に、あるいは溶解試験で用いられる洗剤と共に使用することができない。
【００１１】
被検物感知に使用するのに好適で、先行技術の問題を解決する新しい電位差電極が必要であることは明らかである。
【特許文献１】特許出願ＥＰ０７６７３７２Ａ１公報
【特許文献２】特許出願ＥＰ０６８４４６６Ａ２公報
【特許文献３】特許出願ＥＰ０３００６６２Ａ２公報
【特許文献４】特許出願ＵＳ５，５５２，０３２公報
【非特許文献１】ビュールマン（Beuhlmann）ら、ケミカルレビューズ １９９８年、９８巻、４号、１６５０〜１６８７頁
【非特許文献２】パウエル、Ｔ．Ｆ．（Pauwels, T. F.） ;リペンス、Ｗ．（Lippens, W.）; ヘルマン、Ｇ．Ｇ．（Herman, G. G.）; ゲーミン、Ａ．Ｍ．（Goeminne, A. M.）ポリヘドロン（Polyhedron）1998, 17, 1715-23
【非特許文献３】メニフ、Ｒ．（Menif, R.）;マーテル、Ａ．Ｅ．（Martell, A. E.）ジャーナル オブ ケミカル ソサイエティ−ケミカル コミュニケーションズ（Journal of the Chemical Society-Chemical Communications）1989,1521-23
【非特許文献４】Jarzebinska, A. ; Pietraszkiewicz, M.; Bilewicz, R. Materials Science & Engineering C-Biomimetic and Supramolecular Systems 2001, 18, 61-64
【非特許文献５】Pietraszkiewicz, M. ; Gasiorowski, R. Chemische Berichte 1990, 123, 405-06
【非特許文献６】Zielinska, D. ; Poels, I. ; Pietraszkiewicz, M. ; Radecki, J. ; Geise, H. J. ; Nagels, L. J. Journal of Chromatography A 2001,915, 25-33
【非特許文献７】Menif, R. ; Martell, A. E. Journal of the Chemical Society-Chemical Communications 1989,1521-23
【非特許文献８】De Backer, B. L.; Nagels, L. J. Analytical Chemistry 1996,68, 4441-45
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの実施形態は、サンプル中の被検物を選択的に検出する電位差電極であって、
−サンプル接触表面から遠ざかるに従って濃度が高くなる導電性粒子、
−サンプル接触表面に向かうに従って濃度が高くなるイオノフォア分子、および
−該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含むポリマー材料製の感知体を含む電極である。
【００１３】
本発明の別の実施形態は、前記電気的連結部が銅製である前記電位差電極である。
【００１４】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマー材料がポリ塩化ビニルである前記電位差電極である。
【００１５】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマー材料が、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）（ｐｏｌｙ（ｎ−ｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリ（ブチルアクリレート）（ｐｏｌｙ（ｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ））、架橋されたポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌａｌｃｈｏｌ））、ポリシロキサン（ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＤＣ２００シリコーンオイル、ポリ塩化ビニル、または高分子量ポリ塩化ビニルの１種以上を含む前記電位差電極である。
【００１６】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子の最高濃度が６５％ｗ／ｗである前記電位差電極である。
【００１７】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子が黒鉛粉末である前記電位差電極である。
【００１８】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子が、直径１〜２μｍのカーボン粉末、黒鉛粉末、人造黒鉛粉末のいずれかである前記電位差電極である。
【００１９】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子が、電気的に重合された材料、酸化ポリピロールおよびその誘導体、酸化ポリチオフェン、ポリアニリン、貴金属類、金または白金のいずれかである前記電位差電極である。
【００２０】
本発明の別の実施形態は、前記イオノフォア分子が、図１１中の化合物１〜１０よりなる群から選ばれた１種以上である前記電位差電極である。
【００２１】
本発明の別の実施形態は、前記イオノフォア分子が、テトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ｔｅｔｒａ（ｐ−ｃｈｌｏｒｏ）ｐｈｅｎｙｌｂｏｒａｔｅ）、メチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ｍｅｔｈｙｌｔｒｉｄｏｄｅｃｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ）および図１１中の化合物１１〜２１よりなる群から選ばれた１種以上である前記電位差電極である。
【００２２】
本発明の別の実施形態は、感知体が円筒形状である前記電位差電極である。
【００２３】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマー材料が、少なくとも一部がハウジング中に封入されている前記電位差電極である。
【００２４】
本発明の別の実施形態は、前記イオノフォア分子および導電性粒子が遷移領域でのみ混合されている前記電位差電極である。
【００２５】
本発明の別の実施形態は、イオノフォア分子を含むポリマー材料の領域が、残りのポリマー材料よりも可塑剤を含んでいる前記電位差電極である。
【００２６】
本発明の別の実施形態は、前記電位差電極を含むクロマトグラフィのフローセルである。
【００２７】
本発明の別の実施形態は、溶離液をサンプル接触表面に噴霧するノズルを含む前記クロマトグラフィのフローセルである。
【００２８】
本発明の別の実施形態は、前記電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥し、導電性粒子との固体複合ポリマーを形成する工程、
（ｄ）該工程（ｃ）の複合体の表面に、ポリマー材料、導電性粒子およびイオノフォア分子の溶液を加える工程、
（ｅ）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ）導電性粒子の濃度を減少させながら、かつイオノフォア分子の濃度を増大させながら工程（ｄ）と（ｅ）を繰り返す工程、および
（ｇ）電位差電極を得る工程
を含む方法である。
【００２９】
本発明の別の実施形態は、前記電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥し、導電性粒子との固体複合ポリマーを形成する工程、
（ｄ１）該粒子／ポリマー複合体の表面に、ポリマー材料およびイオノフォアの溶液を加える工程、
（ｅ１）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ１）工程（ｄ１）と（ｅ１）を繰り返す工程、および
（ｇ１）複合傾斜特性を持ち界面を持たない電位差電極を得る工程
を含む方法である。
【００３０】
本発明の別の実施形態は、前記電位差電極の作製方法であって、
（ａ１）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ１）該懸濁液を蒸留水中に注入し沈殿物を形成する工程、
（ｂ２）該沈殿物のサイズを小さくして残渣を形成する工程、
（ｃ１）加圧して該残渣を乾燥し導電性粒子／ポリマー複合体を形成する工程
を含み、
ついで前記工程（ｄ）〜（ｇ）または（ｄ１）〜（ｇ１）を行う方法である。
【００３１】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマーに対する前記導電性粒子の比率（ｗ／ｗ）が２０〜９０％導電性粒子の範囲である前記方法である。
【００３２】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子が、直径１〜２μｍのカーボン粉末、黒鉛粉末、人造黒鉛粉末のいずれかである前記方法である。
【００３３】
本発明の別の実施形態は、前記導電性粒子が、任意の電気的に重合された材料、酸化ポリピロールおよびその誘導体、酸化ポリチオフェン、ポリアニリン、貴金属類、金または白金のいずれかである前記方法である。
【００３４】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマー材料が、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）、ポリシロキサン、ＤＣ２００シリコーンオイル、または高分子量ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の１種以上である前記方法である。
【００３５】
本発明の別の実施形態は、工程（ａ）または（ａ１）の懸濁液における溶剤に対する固形分（導電性粒子およびポリマー）の割合（ｗ／ｖ）が１：（１〜１０）である前記方法である。
【００３６】
本発明の別の実施形態は、工程（ａ）または（ａ１）の溶剤が、ＤＭＳＯ、１１１トリクロロエタン、ＣＣｌ４、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびＴＨＦのいずれかである前記方法である。
【００３７】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）の溶剤が、ＤＭＳＯ、１１１トリクロロエタン、ＣＣｌ４、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびＴＨＦのいずれかである前記方法である。
【００３８】
本発明の別の実施形態は、前記イオノフォア分子が、図１１中の化合物１〜１０よりなる群から選ばれた１種以上である前記方法である。
【００３９】
本発明の別の実施形態は、前記イオノフォア分子が、テトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート、メチルトリドデシルアンモニウムクロライドおよび図１１中の化合物１１〜２１よりなる群から選ばれた１種以上である前記方法である。
【００４０】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）におけるポリマーが、室温またはそれ以下でゴム相の状態であるもののいずれかである前記方法である。
【００４１】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）におけるポリマーがポリ（ブチルアクリレート）である前記方法である。
【００４２】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）における固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の組成が８５〜９９％ポリマーを含む前記方法である。
【００４３】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）における固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の組成が０．１〜３％イオノフォアを含む前記方法である。
【００４４】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）において溶剤に対する固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の比（ｗ／ｖ）が１：（８〜１２）である前記方法である。
【００４５】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）の溶液がさらに可塑剤を含む前記方法である。
【００４６】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）において、膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が５５〜７５％可塑剤を含む前記方法である。
【００４７】
本発明の別の実施形態は、前記可塑剤が、ｏ−ニトロフェニルオクチルエーテル（ｏ−ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌ ｏｃｔｙｌ ｅｔｈｅｒ）、セバシン酸ジオクチル（ｄｉｏｃｔｙｌ ｓｅｂａｃａｔｅ）、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート（ｂｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｔａｌａｔｅ）、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート（ｔｒｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）またはトリス（２−エチルヘキシル）トリメリテート（ｔｒｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）のいずれかである前記方法である。
【００４８】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）において、膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が２８〜３８％ポリマーを含む前記方法である。
【００４９】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）における膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が０．１〜３％イオノフォアを含む前記方法である。
【００５０】
本発明の別の実施形態は、工程（ｄ）または（ｄ１）において溶剤に対する膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の比（ｗ／ｖ）が１：（８〜１２）である前記方法である。
【００５１】
本発明の別の実施形態は、前記電位差電極を作製する方法であって、
ａ３）−溶剤を伴っていてもいなくてもよい前記工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがポリシロキサンである前記工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがＤＣ２００シリコーンオイルである前記工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液
を含むペーストを調製する工程、
ｂ３）その中に導電体を挿入する工程、
ｃ３）該粒子／ポリマー複合体の表面に、塩基、硬化剤およびイオノフォアを含む混合物を加え、任意に溶剤に溶解する工程、
ｄ３）該構造体を脱ガスする工程、
ｅ３）該構造体を加熱する工程、および
ｆ３）複合傾斜特性を持ち界面を持たない電位差電極を得る工程
を含む方法である。
【００５２】
本発明の別の実施形態は、工程（ａ）の前記溶剤がテトラヒドロフランである前記方法である。
【００５３】
本発明の別の実施形態は、導電性粒子の最大濃度が２０〜９０％ｗ／ｗである前記方法である。
【００５４】
本発明の別の実施形態は、イオノフォア分子の最大濃度が０．１〜５％ｗ／ｗである前記方法である。
【００５５】
本発明の別の実施形態は
−１つの表面から遠ざかるに従い濃度が高くなる導電粒子、
−該表面に向かうに従い濃度が高くなるイオノフォア分子
を含む傾斜ポリマーである。
【００５６】
本発明の別の実施形態は、２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成されており、該ポリマー材料が、
−１つの表面から遠ざかるに従い濃度が低くなる導電粒子、
−他方の表面から遠ざかるに従い濃度が低くなるイオノフォア分子
を含む傾斜ポリマーである。
【００５７】
本発明の別の実施形態は、２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成されており、該ポリマー材料に含まれる導電粒子の濃度が両方の表面から遠ざかるに従い低くなる傾斜ポリマーである。
【００５８】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマーが前記ポリマーの１種以上を含む傾斜ポリマーである。
【００５９】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマーが前記導電性粒子の１種以上を含む傾斜ポリマーである。
【００６０】
本発明の別の実施形態は、前記ポリマーが前記イオノフォアの１種以上を含む傾斜ポリマーである。
【００６１】
本発明の別の実施形態は、前記方法において定義される工程を含み、１種以上の追加の導電体が組み入れられている傾斜ポリマーである。
【００６２】
本発明の別の実施形態は、前記の方法において定義される工程を含み、工程（ｄ）および（ｄ１）のイオノフォアが存在しない前記の傾斜ポリマーを製造する方法である。
【００６３】
本発明の別の実施形態は、前記の方法において定義される工程を含み、さらに導電性粒子の濃度が最も低い表面で２つの傾斜ポリマーを共に結合する工程を含む傾斜ポリマーを製造する方法である。
【００６４】
本発明の別の実施形態は、前記傾斜ポリマーを含む電池である。
【００６５】
本発明の別の実施形態は、可変抵抗器傾斜ポリマーである。
【００６６】
本発明の別の実施形態は、可変キャパシタ傾斜ポリマーである。
【００６７】
本発明の別の実施形態は、感圧センサー傾斜ポリマーである。
【００６８】
本発明の別の実施形態は、溶剤または親油性分子センサー傾斜ポリマーである。
【００６９】
本発明の別の実施形態は、被検物を感知するための前記傾斜ポリマーの用途である。
【００７０】
本発明の別の実施形態は、薬物製剤からの薬物の溶解をインラインでモニターするための前記電位差電極の用途である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
本発明は、サンプル中の被検物を検出する電位差電極であって、
−サンプル接触表面から遠ざかるに従って濃度が高くなる導電性粒子、
−サンプル接触表面に向かうに従って濃度が高くなるイオノフォア分子、および
−該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含むポリマー材料から実質的になる感知体
を含む電極に関する。
【００７２】
したがって、本発明の１つの実施形態は、サンプル接触表面を有し被検物に選択的な電位差電極であり、該電極は実質的にポリマー材料から形成され、該ポリマー材料は、
−サンプル接触表面から遠ざかるに従って濃度が高くなる導電性粒子、
−サンプル接触表面に向かうに従って濃度が高くなり、該被検物と結合可能なイオノフォア分子、および
−該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含有する。
【００７３】
本発明の別の実施形態は、本発明の電極中に存在する傾斜ポリマーである。
【００７４】
本発明の一実施形態によれば、傾斜ポリマーは、２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成されており、該ポリマー材料は、
−１つの表面から遠ざかるに従い濃度が低くなる導電粒子、
−他方の表面から遠ざかるに従い濃度が低くなるイオノフォア分子、
−任意に、該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含有する。
【００７５】
本発明の一実施形態によれば、傾斜ポリマーは、２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成されており、該ポリマー材料は、
−両方の表面から遠ざかるに従い濃度が低くなる導電粒子、
−任意に、該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含有する。
【００７６】
全体を通してポリマー材料を含む本発明の電極または傾斜ポリマーは、本発明者らにより非常に堅牢でありかつ高感度性であることが見出された。さらにまた、そうした電極または傾斜ポリマーは、ＨＰＬＣ、ＣＥおよび溶解試験などの薬学的応用に好適であり、かつ非常に長期の操作においてもその高感度性を保つ。溶解試験の分野において、この堅牢な電位差電極は現在広く使用されている分光学的ＵＶファイバー光学センサーよりも信頼性をもって実施できることを本発明者らは見出した。この電極または傾斜ポリマーにはイオノフォア分子を包含する分離および隔離膜がない。そのかわり、電極または傾斜ポリマーの一部分がイオノフォア分子を含んで本体のポリマー材料の一部分となり、電極または傾斜ポリマーが一体となっている。さらにまた、この電極または傾斜ポリマーは、より堅牢であり、かつ従来の「被覆線」電極において予測できない間隔で起こる電位の突然の変化にも影響されないことを本発明者らは見出した。イオノフォアまたは導電性粒子の濃度が高くなるまたは低くなるとの記述がある場合、その変化は急激ではなく徐々にまたは漸進的であることを意味する。以下に述べるように、イオノフォアまたは導電性粒子の濃度は本体の長手方向の距離またはサンプル接触表面での距離に対して傾斜的に変化する。イオン的な伝導性部分と電子的な伝導性部分との間に急激な界面の変化がないので機械的により安定している。
【００７７】
電極の感知体には傾斜ポリマーが含まれており、この傾斜ポリマーには多様な用途があって、例えばフローセル、溶解センサー、電池、可変抵抗器、可変キャパシタ、圧力センサーおよび溶剤または親油性分子のセンサーにおいて使用される。
【００７８】
本発明の一実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その電気的連結部が銀、白金、金、アルミニウムのような任意の導電性金属で作製されている。
【００７９】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その電気的連結部が銅で作製されている。銅の使用は良好な導電性を与え、かつ安価である。本発明の電極または傾斜ポリマーを使用すれば銀または白金などの貴金属の使用を回避することができるので、この電極によって装置は非常に低価格になる。
【００８０】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、そのポリマー材料がゴム状態の、または可塑剤の添加によりゴム状態になるポリマー材料である。そうした材料の例には、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブチルアクリレート）、架橋されたポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）、ポリシロキサン、ＤＣ２００シリコーンオイル、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、または高分子量ＰＶＣ、またはこれらの２種以上の組合せが挙げられる。
【００８１】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、そのポリマーがポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）である。本発明者らは、ＰＶＣが良好な強度をもたらし、電極または傾斜ポリマーの導電性粒子およびイオノフォアと相溶性であることを見出した。
【００８２】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、そのポリマーがポリ（ブチルアクリレート）を含む。その電極は、ポリ(ブチルアクリレート)を含むか、またはＰＶＣと組合わせたポリ(ブチルアクリレート)を含んでいてもよい。本発明者らは、それが電極の構造物に良好な接着性を与えること、および電極の導電性粒子およびイオノフォアと相溶性であることを見出した。
【００８３】
イオノフォア分子を含むポリマー材料の領域（図１、１１）もまた膜であるとここでわかる、一方、導電性粒子を含むポリマー材料の残部（図１、１０）もまた導電性複合体であるとわかる。
【００８４】
本発明の１つの形態によれば、膜領域は導電性複合体領域よりも多くの可塑剤を含んでいる。本発明のこの形態によれば、膜領域における可塑剤の量は、４０〜８０％、５０〜７０％、６０〜７０％、６０〜７５％の間であり、好ましくは６６％である。本発明のこの形態によれば、可塑剤は、ｏ−ニトロフェニルオクチルエーテル（ｏ−ＮＰＯＥ）、セバシン酸ジオクチル（ＤＯＳ）、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート（ＤＯＰ）、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート（ＴＯＰ）またはトリス（２−エチルヘキシル）トリメリテート（ＴＯＴＭ）のいずれかである。
【００８５】
本発明の別の形態によれば、膜領域は導電性複合体領域におけると同じポリマーを含んでいる。たとえば、膜領域と導電性複合体領域は両方ともＰＶＣを含んでいてもよい。それとは異なり、両領域はポリ（ブチルアクリレート）を含んでいてもよい。
【００８６】
本発明の別の形態によれば、膜領域は導電性複合体領域とは異なる１種以上のポリマーを含んでいる。たとえば、膜領域はポリ（ブチルアクリレート）を含んでいてもよく、導電性複合体領域はＰＶＣを含んでいてもよい。それとは異なり、膜領域はポリ(ブチルアクリレート)とＰＶＣの混合物を含んでいてもよく、導電性複合体領域はポリ（ブチルアクリレート）を含んでいてもよい。ポリ（ブチルアクリレート）とは別のポリマー、例えばガラス転移温度の低い（低Ｔｇ）、すなわち室温以下の温度（３０、２９、２８、２７、２６、２５、２４、２３、２２、２１、２０℃より低い）でゴム相であるいずれかのポリマーを採用してもよい。
【００８７】
導電性複合体領域にポリ（ｎ−ブチルアクリレート）（低Ｔｇ）を使用することにより、イオノフォア領域の取り付けに理想的な自己貼付性のベースが提供される。
【００８８】
物質の量として本明細書で使用されるパーセンテージは、特に述べない限り、ｗ／ｗをいう。
【００８９】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その導電性粒子の濃度が電極または傾斜ポリマーの本体の長手方向の両端間で傾斜している。導電性粒子の濃度は、１つのまたは両方の表面に向かって最も高くなる。本発明の１つの形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、導電性複合体領域における導電性粒子の最高濃度は２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０または９０％以上の導電性粒子、またはこれら割合のいずれかの２つの間の領域内の値である。それは２０〜９０％、５０〜８０％、６０〜８０％、７０〜８０％、５０〜７０％、６０〜７０％、５０〜６０％であってもよく、好ましくは６５％以上の導電性粒子である。
【００９０】
電気的連結部に関連して本明細書で使用する近接しての語は、電気的連結部が導電性粒子のゾーンを通過することを意味する。電気的連結部が導電性粒子の最高濃度のゾーンを通過することは本発明の１つの形態である。
【００９１】
導電性粒子の傾斜により、イオン的な伝導性（低粒子濃度）と電子的な伝導性（高粒子濃度）の間に連続的な遷移が得られる。
【００９２】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その膜領域における導電性粒子の最小濃度は５、１０、２０、４０、または４０％以下、またはこれら導電性粒子割合のいずれか２つの間の範囲内の値である。それは０〜４０％、０〜３０％、０〜２０％、０〜１０％、０〜５％、０〜３％導電性粒子であってもよく、好ましくは０％である。
【００９３】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その導電性粒子は直径１〜２μｍのカーボン粉末、好ましくは黒鉛粉末、更に好ましくは人造のものである。本発明において好適に使用される他の導電性粒子には、例えば酸化されたポリピロールおよびその誘導体、酸化されたポリチオフェンおよびポリアニリン、貴金属、金または白金などの電気的に重合された材料（または他のイオン電子変換体）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００９４】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、その導電性粒子が１種類（たとえば全て黒鉛粉末）である。本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極では、その導電性粒子は２種以上である。たとえば、電極は黒鉛粉末と金の導電性粒子を含んでいてもよい。
【００９５】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、そのイオノフォア分子は目的とする被検物へ非共有的に結合するのに好適な分子である。本発明の一実施形態によれば、イオノフォアは特異的に被検物に結合する。本発明の一実施形態によれば、イオノフォアは被検物に関係する基に特異的に結合する。本発明イオノフォアが１種類の被検物または被検物の基を認識することにより、他の物質が共存していても当該被検物を特異的に定性的および／または定量的に検出可能である。
【００９６】
ここで用いられる被検物は、本発明の電極または傾斜ポリマーを用いて検出可能な目的とする物質である。本発明において有用となるためには、被検物はイオン化できる、すなわちカチオンおよび／またはアニオンを形成できることである。たとえば、被検物は液中、ゲル中、表面上、サンプル中などに存在するカチオンであってよい。本発明によれば、被検物または関係する被検物の一族は本発明の電極または傾斜ポリマー中に存在するイオノフォアと特異的に結合する。
【００９７】
本発明におけるサンプルは、被検物が存在し得る、すなわち被検物がイオン化し得る如何なるものでも可能である。サンプルは、たとえば液、蒸気、ゲル、蒸気、半固体、液膜、水蒸気フィルム、懸濁液、コロイド、異種混合物、同種混合物などの形態を取り得る。サンプルの例には、食料品、飲料、体液、飲料水、排水、環境試料、化学生産品、化学試料、生物学的試料などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００９８】
本発明の１つの形態によれば、被検物は電極または傾斜ポリマー中の、特に膜領域中にイオンペアとして存在する。
【００９９】
イオノフォアは当分野のいずれのものでもよく、カチオン性被検物用にはテトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ＴＣＰＢ）を、そしてアニオン性被検物にはメチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ＭＴＤＤＡＣｌ）が挙げられる。他のイオノフォアとしては、分子認識化合物であって、親油性の電極材料または傾斜ポリマーに可溶で、親水性サンプルに不溶な化合物はなんでもよい。有機酸の決定のために出願人が合成した例を図１１に挙げた。本発明に用いるのに好適な当分野で公知の他のイオノフォアには、ビュールマン（Beuhlmann）ら、ケミカルレビューズ １９９８年、９８巻、４号、１６５０〜１６８７頁に記載されているものが挙げられ、これらは参照により本発明に組み入れられる。本発明に用いるのに好適な当分野で公知の他のイオノフォアには、カリックスアレーン（calixarenes）（たとえば図１１の化合物１１、１２および１５）、クラウンエーテル（たとえば図１１の化合物１６、１７、１８および２１）、シクロデキストリン（たとえば図１１の化合物１９）、ホスホリル誘導体（たとえば図１１の化合物２０）および抗生物質（たとえば図１１の化合物１３および１４）が挙げられる。分子認識化合物に親油性の「尾（tail）」を導入することにより、溶解度特性が向上する。
【０１００】
当分野の電位差電極がイオン化可能な有機性被検物を測定する高感度性および選択性は、被検物の親油度によってほぼ決定される。被検物のｌｏｇＰ値が大きな正数の場合に最高の結果が得られる。ここでＰはｎ−オクタノール／水の２相系の分散係数である。食品および飲料工業からの多くの有機酸はｌｏｇＰ値が低く（負）、したがって難しい対象である。本明細書で記載する電極または傾斜ポリマーと図１１に示される尿素系−またはアザマクロ環（azamacrocycle）系イオノフォアとを組合せればそうした親油性被検物の検出が可能になり、それにより、バッチ中およびＨＰＬＣモード中で重要な分析が実行可能になることを本発明者らは見出した。
【０１０１】
本発明の１つの形態によれば、イオノフォアは尿素誘導体系またはアザマクロ環系のイオノフォアであり、図１１の化合物１〜１０よりなる群から選ばれたいずれかである。
【０１０２】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、そのイオノフォアの濃度が電極または傾斜ポリマーの本体の長手方向の両端間で傾斜している。イオノフォアの濃度は１個の傾斜が存在している場合は１つの表面に向かって最も高くなる。２つの傾斜ポリマーが後述するように「背中合わせ」に配置されている場合は、イオノフォア濃度は中間点に向けて最も高くなる。本発明の１つの形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、膜領域中のイオノフォアの最高濃度は０．１〜２０％、０．１〜１０％、０．１〜９％、０．１〜８％、０．１〜７％、０．１〜６％、０．１〜５％、０．１〜４％、０．１〜３％、０．１〜２％、０．１〜１％であり、好ましくは１％、最も好ましくは１〜２％イオノフォアである。有機酸の測定用には、このイオノフォアは図１１からのいずれか１つの分子である。これらの表面活性レセプタ分子によって有機酸の検出性能は大きく増大する。０．２％比でＭＴＤＤＡＣｌを添加すると良好なイオン伝導性が得られる。
【０１０３】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、イオノフォアは単一のイオノフォア（たとえばイオノフォアが全て図１１の化合物１である）を含む。本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、イオノフォアは少なくとも２種のイオノフォアの異種混合である。たとえば電極は図１１における化合物１と２の混合物を含んでいてもよい。
【０１０４】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、膜領域中のイオノフォアの最低濃度は０〜０．０９％、０〜０．０８％、０〜０．０７％、０〜０．０５％、０〜０．０２５％であり、好ましくは０％イオノフォアである。
【０１０５】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、電気的連結部はイオノフォア粒子のゾーンを通過しない。
【０１０６】
本発明の別の実施形態において、イオノフォア分子と導電性粒子が、イオノフォア分子の最低濃度のゾーンと導電性粒子の最低濃度のゾーンの間の遷移領域で混合されている。
【０１０７】
本発明の１つの形態によれば、遷移領域は１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００または３０００μｍよりも浅いか同じ深さ、または上記のいずれか２つの間の範囲の値の深さを有している。深さは、１０〜１０００μｍ、５０〜５００μｍ、１００〜４００μｍ、２００〜３００、１００〜２００および５０〜１００μｍの範囲であり得るし、好ましくは２００μｍよりも浅いか等しい。
【０１０８】
本発明の別の形態によれば、遷移領域の最も近い境界は、サンプル接触表面から１と４００、１０と４００μｍ、５０と３００μｍ、７０と２００μｍの間に、好ましくは１００μｍに位置している。
【０１０９】
この遷移領域において、イオン伝導性から電子伝導性への変換がより効率的に行われる。本発明の別の形態によれば、遷移領域の深さおよび／またはサンプル接触表面からの境界の距離はイオン伝導性から電子伝導性への変換が効率的に行われるようになっている。
【０１１０】
ここに記載した傾斜ポリマーおよび電極には導電性粒子の傾斜が含まれ、また、電極中に存在するイオノフォアは１つの機能性層からもう一つの機能性層へ連続した遷移を形成する。この遷移は、図３ａ、３ｂおよび３ｃにそれぞれ示すとおり線形、指数、または曲線を含む任意の類型であってよい。遷移は連続的であってもよい。それとは異なり、傾斜は完全には連続的でなくてもよく、不連続な段階で漸進していてもよく、たとえば線形（図４ａ）、指数的（図４ｂ）またはＳ字型（図４ａ）であってもよい。傾斜は対称的でも非対称的でもよい（たとえば図５は非対称的傾斜を示す）。
【０１１１】
導電性複合体と膜の間に傾斜があるので、膜が導電体に機械的に強く接着するのは確実である。純粋な複合体から純粋な膜へ傾斜する間隔は典型的には２００μｍであるが、１０〜１０００μｍの範囲で変化し得る。本発明者らは、複合体（黒鉛／ＰＶＣ）の枝が膜（ＰＶＣ、ＤＯＳおよびイオン）中に延び得ることを観察した。黒鉛の孤立した粒子は、表面に近い領域にまで、膜中深くに延びている。これらの領域ではこれらの粒子の濃度が極めて低いからといって、電極のインピーダンスが劇的に減少することはない。膜絶縁体傾斜の顕微鏡写真を図７に示す。以上のことから、本発明者らは、濃度分布は図６に示す傾斜になると推定した。この分布のために、濃度の線形変化を想定したが、他の提案されたモデルもまた適用可能である。
【０１１２】
本発明の電極または傾斜ポリマーの内部には、絶縁体の作製に使用した材料に応じて他の傾斜が存在してもよい。導電性複合体と傾斜膜の間の傾斜のほかに、絶縁体と膜の間の傾斜および絶縁体と導電体の間の傾斜が存在してもよい。これらの傾斜に対して、各成分のためのいろいろな傾斜特性があってもよい。
【０１１３】
絶縁体と膜の間に傾斜があれば、膜が絶縁体に機械的に強く接着するのは確実である。さらにまた、この傾斜は膜よりもインピーダンスが高いので、回路の短絡は全て防止される。純粋な絶縁体から純粋な膜へ傾斜する間隔は典型的には２００μｍであるが、しかし、１０〜１０００μｍの範囲で変化し得る。図７の膜絶縁体傾斜の顕微鏡写真から、濃度分布は図５に示す傾斜になると推定した。この分布には濃度の線形変化が推測されているが、しかし他に提案されるモデルもまた適用可能である。
【０１１４】
絶縁体と導電複合体の間の傾斜は前記の傾斜と類似しており、これは電極の前記の製造で予想しなかった結果である。傾斜は絶縁体中に９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０または２０％（または前記値のいずれか２つの間の範囲における値）以上の黒鉛濃度から始まって、０％の濃度までである。ＰＶＣの濃度は絶縁体中に１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０または８０％（または前記値のいずれか２つの間の範囲における値）以下の濃度から始まって、９０、９５または１００％の濃度以下である。好ましくは、濃度傾斜は黒鉛６０％／ＰＶＣ４０％から始まって、黒鉛０％／ＰＶＣ１００％までである。この傾斜の長さは比較的に小さく、１〜１００μｍで変化し得るがより長くてもよい。
【０１１５】
本発明の別の実施形態において、電極または傾斜ポリマーはさらにハウジング（ここでは絶縁体としても理解される）を含む。ハウジングはポリマー材料の長手方向の本体の少なくとも一部を内包している。ハウジングによりサンプル接触表面の少なくとも一部は露出される。このハウジングは多数の目的、たとえばつぎの１以上を果たす。
−電極中に存在するとき感知部分を物理的に保護する、
−電極に組み込まれたとき、感知部分のための到達手段を提供する、
−電気的接続を絶縁する。
【０１１６】
ハウジングはガラス、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ポリプロピレンなどのいずれの絶縁材料で構成されていてもよい。好ましくはＰＶＣで作製されている。電極の製造中にＰＶＣハウジングおよび溶剤を使用しハウジングの一部をその溶剤によって溶解すれば、絶縁体−膜の傾斜および上述の絶縁体伝導体複合体の傾斜が得られる。
【０１１７】
本発明の別の実施形態として本明細書に開示の電極または傾斜ポリマーでは、ハウジングが円筒状の被覆物である。
【０１１８】
本発明の別の実施形態は、ポリマー材料が円筒形状である。
【０１１９】
電極または傾斜ポリマーを円筒状にすれば、電極の接触表面を円形に形成することが可能なので、一般に入手される容器、例えばマイクロウェルプレートの形状に適合させることができる。さらにまた、これにより電極のハウジングが円筒になるので、効率的な強度／重量を持ったハウジング材料を使用することができる。
【０１２０】
本発明の別の実施形態において、電極のサンプル接触表面または傾斜ポリマーの片面または両面は円形である。これは、０．１〜５ｍｍ、０．１〜４ｍｍ、０．１〜３ｍｍ、０．１〜２ｍｍの間であってよく、および好ましくは３ｍｍである。
【０１２１】
本発明者は、界面を有さない本発明の電極または傾斜ポリマーが、予期せず、日常使用において予期できる高感度性および導電特性を増強した結果、機械的により堅牢な構造を提供することを見出した。
【０１２２】
本発明の別の実施形態は、本発明の電極または傾斜ポリマーを含むクロマトグラフィフローセルである。
【０１２３】
本発明の別の実施形態は、本発明の電極または傾斜ポリマーを含む溶解試験電極である。本発明者らは、本発明の電極によって作製された電位差電極のドリフトは極めて低く、それが予測可能である（図８）ことを見出した。これらの特性により、測定はインラインで実施可能である。すなわち、電極により溶解試験媒体の濃度変化が連続的かつリアルタイムに記録され；溶解試験中は電極が溶解試験媒体から離れることはない。このことは、サンプルを取り出してから測定し、電極を溶解試験溶液に間歇的に出し入れする従来の電位差電極とは対照的である。
【０１２４】
なお、本発明の電極または傾斜ポリマーには、通常の検量線のほかに追加の検量技術を適用することは可能である。最終濃度の測定はドリフトに対して非常に高感度である；この問題は単一点での検量または標準物質の添加により抑制することができる。単一点での検量は通常、電極を既知濃度の被検物中に置いて溶解を完了したら直ぐに実施する。簡単な減算および内挿を行なえば、発生したドリフトに対する検量値の補正が可能である。溶解の完了後に既知量の被検物を添加してもよい（標準物質添加）。
【０１２５】
電圧増加は開始時点の濃度および追加量に比例するので、最終濃度を推定することができる。この場合も、簡単な減算および内挿を行なえば、発生したドリフトに対する検量値の補正が可能である。
【０１２６】
本発明の別の実施形態は、本明細書に開示のクロマトグラフィ用フローセルであり、これにはさらに電極または傾斜ポリマー表面に溶離液を噴霧する手段が含まれる。この構成は「ウォール−ジェット」と呼ばれている。
【０１２７】
本発明者らは、旧来のフローセルでは高い内部抵抗が突然に発生するという問題が本発明フローセルにより未然に防止されることを見出した。これらの問題は、稼動中の電極に空気の泡が付着したり、あるいは参照電極の膜が目詰まりして起こる。両者の原因は旧来のフローセルでは検出が困難である。その場合には旧来のフローセルを撤去する必要があり、それでも、誤作動の原因は明らかにはならない。さらにまた、フローセルを再装着しても、一般にその問題は解決しない。後者の現象の場合には、ユーザーは電気化学的検出を当座は実施できない。本発明者らは、本発明のフローセルではそうした現象が生じないことを見出した。本発明フローセルの操作圧力はゼロであるために、空気泡が電極で形成すれば直ちに視覚的に感知され、秒単位で都合よく効果的に除去される。該参照電極は秒単位で除去することもできる。このフローセルの構造は、工業用の標準参照電極を差し込んだものであり、特別に構成する参照電極は不要である。
【０１２８】
本明細書に開示の傾斜ポリマーは２つの表面と縦長の本体を含んでいてよい。たとえば２つの円形の端部と縦長の本体を含むシリンダーは傾斜ポリマーの典型的な形状である。既に記載した傾斜ポリマーは、１つの表面に向かって濃度が増大する導電性粒子、および他の表面に向かって濃度が増大するイオノフォア分子を含んでいてよい。また、傾斜ポリマーは２つの表面を含み、この両表面の中点に向かって導電性粒子の濃度が減少してもよい。
【０１２９】
傾斜ポリマーはイオン性および導電性の間に遷移が必要な装置に導入されうる。したがって傾斜ポリマーは、たとえば電池に導入されてもよい。
【０１３０】
また、可変抵抗器または可変キャパシタに導入されてもよい。その構成では、構成要素は本質的に２つの傾斜が「背中合わせ」であり、そこでは導電性粒子が両表面の中点に向かって濃度が減少している。構成要素の端面は、最高濃度の導電性粒子を含んでおり、それは要素の中心（中点）に向かって濃度が減少する。たとえば傾斜は一端で６０％黒鉛から中心で０％黒鉛となり他端で６０％に増大する；この形は図９に示されている。中心エリアは室温以下でゴム相にあり、イオンおよび／またはイオノフォアを含んでいる。
【０１３１】
傾斜ポリマーはまた、圧力センサーに導入されてもよい。そうしたセンサーでは、導電性粒子が両表面の中点に向かって濃度が減少する２つの「背中合わせ」の傾斜がやはり形成される。たとえば傾斜は一端で４０％ＰＶＣ／６０％黒鉛から中心で６６％ＤＯＳ／４４％ＰＶＣ／０％黒鉛となり他端で４０％ＰＶＣ／６０％黒鉛となる。この傾斜が圧縮されると、容量および導電性が加えた圧力に比例して変化する。このようにして容量および／またはインピーダンス型圧力センサーが得られる。イオノフォアは中心エリアに存在してもしなくてもよい。
【０１３２】
上記の実施形態に記載された傾斜ポリマーは、溶剤または親油性分子センサー中に導入されてもよい。そうしたセンサーは傾斜の膨潤特性を基礎とする。多数の溶剤が傾斜ポリマーに捕捉され、ゴム相の膨潤を引き起こす。この特性はセンサーの導電性および容量に影響を与える。両方の性質を利用すれば溶剤濃度の測定が可能である。同じ系が、洗剤およびｌｏｇＰ（＞１）の分子の測定に利用できる。これらの分子は溶液中でも気相中でも可能である。
【０１３３】
作製方法
電位差電極および傾斜ポリマーは以下の方法を用いて作製することができる。この方法は電極の構築を目指しているが、必須の工程は前記傾斜ポリマーの形成である。当業者は記載の方法を自分の技量の範囲内で利用すれば傾斜ポリマーを作製することができる。
【０１３４】
本発明の別の実施形態は、本明細書に記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥し、導電性粒子との固体複合ポリマーを形成する工程、
（ｄ）該粒子／ポリマー複合体の表面に、ポリマー、導電性粒子およびイオノフォアの溶液を加える工程、
（ｅ）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ）導電性粒子の濃度を減少させながら、かつイオノフォアの濃度を増大させながら工程（ｄ）と（ｅ）を繰り返す工程、および
（ｇ）複合体の傾斜特性があり界面がない電位差電極を得る工程
を含む方法である。
【０１３５】
本発明の別の実施形態は、本明細書に記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥し、導電性粒子との固体複合ポリマーを形成する工程、
（ｄ１）該粒子／ポリマー複合体の表面に、ポリマー材料およびイオノフォアの溶液を加える工程、
（ｅ１）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ１）工程（ｄ１）と（ｅ１）を繰り返す工程、および
（ｇ１）複合傾斜特性をもち界面をもたない電位差電極を得る工程
を含む方法である。
【０１３６】
本発明の別の実施形態は、本明細書に記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ１）ポリマーの溶剤溶液中で導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ１）該懸濁液を蒸留水中に注入し沈殿物を形成する工程、
（ｂ２）該沈殿物のサイズを小さくして残渣を形成する工程、
（ｃ１）加圧して該残渣を乾燥し導電性粒子／ポリマー複合体を形成する工程
を含み、
ついで上記工程（ｄ）〜（ｇ）または（ｄ１）〜（ｇ１）を行う方法である。
【０１３７】
脱水後、電極は使用可能となる。
【０１３８】
この方法で形成された電位差電極は電極全体が連続したポリマーから構成されており、予想外の耐久性、強靭さおよび高感度性をもつ電極が提供される。またこの電極は界面をもたず、したがってその高感度性と導電性の特性は増大しており、しかしこれら特性は日常使用では予想することができる。
【０１３９】
この方法のためのポリマー材料、イオノフォア、導電性粒子および伝導体の特性および改変物は、上述した電極または傾斜ポリマーのためのものと同じである。
【０１４０】
本発明の一実施形態として本明細書に開示する方法では、工程（ａ）の懸濁液を円筒状の鋳型に注ぐ。このようにすれば、電極の接触表面を円形に形成することが可能なので、一般に入手される容器、例えばマイクロウェルプレートの形状に適合させることができる。さらにまた、これにより電極のハウジングが円筒になるので、効率的な強度／重量を持ったハウジング材料を使用することができる。本発明の１つの形態によれば、鋳型の型は電極のハウジングであってよい。
【０１４１】
工程（ａ）の懸濁液は、鋳型に一回で投入してもよいし、あるいは懸濁液の所望の量が加えられるまで、投入と乾燥を連続して繰り返してもよい。乾燥は室温でまたは温度を高めて（たとえば２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５または９０℃よりも高い、あるいはこれらのいずれか２つの温度の間の範囲内）行ってよい。所望の量の複合体が加えられ懸濁液が乾燥された後、余分の複合体を研削と研磨で除去してよい。
【０１４２】
本発明によれば、工程（ａ）または（ａ１）の懸濁液は、溶剤中に導電性粒子（たとえば黒鉛）とポリマーを含む。ポリマーに対する導電性粒子の相対的比率（ｗ／ｗ）は、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０％、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲内にあり、残りはポリマーの適切な量により１００％にする。導電性粒子の好ましい比率は、５０〜７０％、より好ましくは５５〜６５％、最も好ましくは６０％であり、残りはポリマーで１００％にする。
【０１４３】
同様に、工程（ａ）または（ａ１）の懸濁液における導電性粒子に対するポリマーの相対的比率（ｗ／ｗ）は、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０％、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲内にある。ポリマーの好ましい比率は２０〜５０％、より好ましくは３０〜４０％である。
【０１４４】
好適なポリマーの例には、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）、ポリシロキサン、ＤＣ２００シリコーンオイルおよび好ましくは高分子量ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が挙げられる。
【０１４５】
工程（ａ１）の溶液中の溶剤に対する固形分の比率は、溶剤１、２、３、４、５、６、７、８、９、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、４０、５０、６０部未満、あるいはこれらのいずれか２つの値の間の範囲内の値に対して固形分（導電性粒子＋ポリマー）１部である。溶剤に対する固形分（導電性粒子＋ポリマー）の好ましい比率（ｗ／ｖ）は１：（１〜１０）、より好ましくは１：（１〜５）、最も好ましくは約１：３である。
【０１４６】
本発明の方法で使用される溶剤は、ポリマーを溶解するいずれのものでもよい。そうした溶剤は当技術で知られており、ＤＭＳＯ、１１１トリクロロエタン、ＣＣｌ４、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、およびＴＨＦが挙げられる。
【０１４７】
本発明の別の実施形態として本明細書に記載の方法では、工程（ｄ）または（ｄ１）（および（ｆ））の溶液がさらに可塑剤を含む。本発明の方法によれば、イオノフォア含有領域のポリマー材料中の可塑剤の量は、４０〜８０％、５０〜７０％、６０〜７０％、６０〜７５％の間であり、好ましくは６６％。５０〜７５％、５５〜７５％、６０〜７５％、６５〜７５％、５０〜７０％、５０〜６５％、５０〜６０％および好ましくは６６％可塑剤である。本発明のこの形態によれば、ポリマー材料（導電性複合体）中の可塑剤の量は０〜３７％、０〜２０％、０〜１０％の間であり、また、好ましくは０％である。
【０１４８】
本発明の別の実施形態として本明細書に記載の方法では、工程（ｄ）または（ｄ１）（および（ｆ））の溶液はさらにイオノフォアを含む。本発明の方法によれば、電極中のイオノフォアの最高濃度は、膜領域において０．１、０．２５、０．５、０．７５、１、１．５、２、２．５、３、４、５、６、７、８、９または１０％ｗ／ｗと同じか低い。それは、０．１〜１０％、０．１〜９％、０．１〜８％、０．１〜７％、０．１〜６％、０．１〜５％、０．１〜４％、０．１〜３％、０．１〜２％、０．１〜１％の間であってもよいし、好ましくは１％イオノフォアよりも低いか同じである。
【０１４９】
本発明の別の実施形態として本明細書に記載の方法では、工程（ｄ）または（ｄ１）および（ｆ）の溶液はさらにポリマーを含む。本発明の方法によれば、電極の膜領域中のポリマーの最高濃度は、２０〜４５％、２０〜４０％、２０〜３５％、２０〜３０％、２５〜４５％、３０〜４５％、３５〜４５％の間であり、好ましくは３３％である。
【０１５０】
本発明の方法によれば、工程（ｄ１）の溶液はポリマーとイオノフォアを含み、導電性粒子を含まなくてもよい。その溶液は連続した適用（工程（ｆ１））によって工程（ｃ）または（ｃ１）の複合体に適用される。本発明者らは、連続適用の間に工程（ｄ１）で記載した溶液の組成を変化させることなく、サンプル接触表面方向に向かって濃度が増大するイオノフォア粒子の傾斜、およびサンプル接触表面方向に向かって濃度が減少する導電性粒子の傾斜が驚くべきことに形成されることを見出した。傾斜は、工程（ｄ１）の溶液によって工程（ｃ）または（ｃ１）の複合体の溶解により形成される。この手順を用いると、深さ１０〜１０００μｍの間の傾斜層（遷移領域）が得られる。
【０１５１】
工程（ｄ１）で適用される溶液の容量によって、遷移領域の深さを調整することができる。それは通常、深さにおいて１、１０、５０、７０、９０、１００、１５０、１９０、２００、２１０、２５０、３００μｍよりも浅く、あるいはこれらのいずれか２つの深さの間の範囲の値、好ましくは１５０〜２５０μｍ、最も好ましくは約２００μｍである。
【０１５２】
工程（ｄ１）で適用される溶液の容量は、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０μｌ未満、あるいはこれらのいずれか２つの容量の間の範囲の値であってよい。それは好ましくは１５と３５μｌの間、より好ましくは２０と３０μｌの間、最も好ましくは約２５μｌである。
【０１５３】
本発明の１つの形態によれば、工程（ｄ１）の溶液は、溶剤（たとえばＴＨＦ）中に可塑剤、ポリマーおよびイオノフォアを含む。膜成分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）の組成物は、０、１、１０、２０、３０、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、７０、７５または８０％可塑剤、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲の値、好ましくは５５〜７５％、より好ましくは６０〜７０％、最も好ましくは約６５％可塑剤を含んでもよい。可塑剤は当技術のいずれでもよく、ｏ−ニトロフェニルオクチルエーテル（ｏ−ＮＰＯＥ）、セバシン酸ジオクチル（ＤＯＳ）、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート（ＤＯＰ）、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート（ＴＯＰ）またはトリス（２−エチルヘキシル）トリメリテート（ＴＯＴＭ）でもよく、好ましくはＤＯＳである。
【０１５４】
工程（ｄ１）の溶液中の膜成分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）の組成は、２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３３、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、５０、６０、７０、８０、９０、１００％ポリマー未満、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲の値、好ましくは２８〜３８％、より好ましくは３２〜３４％、最も好ましくは約３３％ポリマーを含んでもよい。ポリマーは上記工程（ａ）〜（ｃ）または（ａ１）〜（ｃ１）で使用されている同じポリマーを含んでいる。
【０１５５】
工程（ｄ１）の溶液中の膜成分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）の組成は、０．１、０．２５、０．５、０．７５、１、１．５、２、２．５、３、４、５、６、７、８、９または１０％イオノフォア未満、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲の値、好ましくは０．１〜３％、より好ましくは０．５〜２．５％、最も好ましくは１〜２％イオノフォアを含んでもよい。所望する適用に応じて、イオノフォアは当技術のいずれのものであってもよく、例えばカチオン性被検物にはテトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ＴＣＰＢ）、アニオン性被検物にはメチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ＭＴＤＤＡＣｌ）または図１１に列挙してあるいずれか挙げられる。
【０１５６】
工程（ｄ１）の溶液中の溶剤（たとえばＴＨＦ）の比率は、溶剤５、６、７、８、９、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、４０、５０、６０部未満、あるいはこれらのいずれか２つの値の間の範囲内の値に対して固形分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）１部である。溶剤に対する膜成分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）の好ましい比率（ｗ／ｖ）は１：（８〜１２）、より好ましくは１：（９〜１１）、最も好ましくは約１：１０である。
【０１５７】
膜成分（可塑剤＋ポリマー＋イオノフォア）の組成は、上記の限定の範囲内で変化し得る。当業者であれば、所望の組成を得るために膜成分の相対比率を普通に判断して必要な調整を加え組成物を製造する。
【０１５８】
本発明の１つの形態によれば、工程（ｄ１）の溶液は、溶剤（たとえばＴＨＦ）中にポリマーおよびイオノフォアを含み、可塑剤を含まない。膜成分（前記ポリマー＋前記イオノフォア）の組成は、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９％ポリマーより少ないかまたは同じ、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲の値、好ましくは８５〜９９％、より好ましくは９０〜９９％、最も好ましくは９８％と同じか少ないポリマーを含んでもよい。ポリマーはＴｇ（ガラス転移温度）が室温より低いものであり、たとえばポリシロキサンまたは好ましくはポリ（ブチルアクリレート）である。
【０１５９】
工程（ｄ１）の溶液中の膜成分（ポリマー＋イオノフォア）の組成は、０．１、０．２５、０．５、０．７５、１、１．５、２、２．５、３、４、５、６、７、８、９または１０％イオノフォア未満、あるいはこれらのいずれか２つのパーセンテージの間の範囲の値、好ましくは０．１〜３％、より好ましくは０．５〜２．５％、最も好ましくは１〜２％イオノフォアを含んでもよい。所望する用途に応じて、イオノフォアは当技術のいずれのものであってもよく、カチオン性被検物にはテトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ＴＣＰＢ）、アニオン性被検物にはメチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ＭＴＤＤＡＣｌ）が含まれる。
【０１６０】
膜成分（ポリマー＋イオノフォア）の組成は、上記の限定の範囲内で変化し得る。当業者は、所望の組成を得るために膜成分の相対比率に必要な調整を施し、組成物の製造に通常の判断を用いればよい。
【０１６１】
本発明の１つの形態によれば、可塑剤が存在しない場合、工程（ａ）または（ａ１）および（ｄ）または（ｄ１）（および（ｆ））で使用されるポリマーは同じであり、かつ室温より低いＴｇ（ガラス転移温度）を有するもの、たとえばポリ（ブチルアクリレート）またはポリシロキサンである。本発明の１つの形態によれば、可塑剤が存在しない場合、工程（ａ）または（ａ１）および（ｄ）または（ｄ１）および（ｆ）で使用されるポリマーが異なる。工程（ａ）または（ａ１）のポリマーは、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）、好ましくはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）であってもよく、工程（ｄ）または（ｄ１）および（ｆ）のポリマーは、ポリ（ブチルアクリレート）、ポリシロキサンまたは室温よりも低いＴｇ（ガラス転移温度）を有するポリマーであってよい。
【０１６２】
この実施形態において、工程（ｄ１）の溶液中の溶剤の比率は、溶剤５、６、７、８、９、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、４０、５０、６０部未満、あるいはこれらのいずれか２つの値の間の範囲内の値に対して膜成分（ポリマー＋イオノフォア）の一部である。溶剤に対する膜成分（ポリマー＋イオノフォア）の好ましい比率（ｗ／ｖ）は１：（８〜１２）、より好ましくは１：（９〜１１）、最も好ましくは約１：１０である。
【０１６３】
工程（ｆ）および（ｆ１）で実施する繰り返しの回数は、所望の傾斜の特性、遷移の深さおよび工程（ｄ）または（ｄ１）で適用される溶液の量によって変わる。繰り返しの回数は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、あるいはこれらのいずれか２つの値の間の範囲内の値であってよい。繰り返しの好ましい回数は、１〜１０の間、より好ましくは１〜７の間、そして最も好ましくは１〜３の間であってよい。
【０１６４】
脱水後、電極は使用可能となる。
【０１６５】
本発明の１つの形態によれば、被検物は、電極において、特に膜領域においてイオンペアとして存在する。このイオンペアを得るために、つぎの手順を用いる：
−組立ての間にイオンペア（または被検物）を膜成分に添加する（たとえば工程（ｃ）または（ｃ１）の溶液に添加する）ことによりイオンペアを導入する。
−完成した電極を被検物の溶液（たとえば０．１Ｍ ＨＣｌ溶液９００ｍｌ中にダポケチン(dapoxetine)３０ｍｇ）に直接接触させることによりイオンペアを形成する。このプロセスの間に、被検物は溶液から電極中に抽出され、その場にイオンペアが形成される。このプロセスには５時間要する。
【０１６６】
本発明の別の実施形態において、ポリシロキサン膜を含む電極は次のように構築される：
ａ３）−溶剤を伴っていてもいなくてもよい上記工程（ａ）または工程（ａ１）で用いた導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがポリシロキサンである上記工程（ａ）または工程（ａ１）で用いた導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがＤＣ２００シリコーンオイルである上記工程（ａ）または工程（ａ１）で用いた導電性粒子の懸濁液
を含むペーストを調製する工程、
ｂ３）その中に導電体を挿入する工程、
ｃ３）該粒子／ポリマー複合体の表面に、塩基、硬化剤およびイオノフォアを含む混合物を加え、任意に溶剤（たとえばＴＨＦ）に溶解する工程、
ｄ３）該構造体を脱ガスする工程、
ｅ３）該構造体を加熱する工程、および
ｆ３）複合傾斜特性を持ち界面を持たない電位差電極を得る工程。
脱水後、使用可能な電極が得られる。
【０１６７】
塩基および硬化剤は当技術で公知であり、重合で好適に用いられるものであればよい。好ましくは、それらはシルガード（Sylgard） １８４（ダウ コーニング）の成分である。
【０１６８】
この実施形態において、工程（ｃ３）の溶液中の任意の溶剤（たとえばＴＨＦ）の比率は、ＴＨＦが０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８，１９、２０、２１、２３、２４、２５，２６、２７、２８、２９、３０、４０、５０、６０部未満、あるいはこれらのずれか２つの値の間の範囲内の値に対して固形分混合物１部であってよい。溶剤に対する固形分混合物の好ましい比率（ｗ／ｖ）は、１：（０．１〜１）、最も好ましくは約１：０．５である。
【０１６９】
構造体は工程ｅ３）で、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０℃以上、あるいはこれらのずれか２つの温度の間の範囲内の値の温度に加熱してよい。好ましくは、温度は１００〜２５０℃、より好ましくは１３０〜２２０℃、最も好ましくは１５０〜２００℃である。
【０１７０】
所望の用途に応じて、イオノフォアは当分野のいずれのものであってもよく、例えばカチオン性被検物にはテトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ＴＣＰＢ）、アニオン性被検物にはメチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ＭＴＤＤＡＣｌ）または図１１に列挙してあるいずれかが挙げられる。
【０１７１】
工程（ｃ３）の膜成分（塩基＋硬化剤＋イオノフォア）の組成には、０．１、０．２５、０．５、０．７５、１、１．５、２、２．５、３、４、５、６、７、８、９または１０％イオノフォア未満、あるいは上記パーセンテージのいずれか２つの間の範囲の値、好ましくは０．１〜３％、より好ましくは０．５〜２．５％、最も好ましくは１〜２％イオノフォアを含んでもよい。
【０１７２】
イオンペアは上記のように導入することができるし、また被検物を含有する有機溶剤に膨潤させることによって導入することができる。好ましい溶剤は、ＴＨＦまたはＤＯＳである。
【０１７３】
ポリシロキサンの性質は、ＤＯＳまたは他の可塑剤の導入によって転換されうる。用いたシリコンはシルガード(Sylgard)１８４ ダウ コーニングであった。
【０１７４】
前述の２つの「背中合わせ」の傾斜を含む傾斜ポリマーの構造において、上記の傾斜ポリマーまたは電極のいずれか２つは、膜領域（または導電性粒子の最低濃度）の表面で、溶剤（たとえばＴＨＦ、ＤＭＳＯ）によって互いに繋がっている。
【０１７５】
図１は、本発明による電位差電極９の一例の断面図である。電極は、ハウジング（絶縁体）５、ポリマー材料１０、１１および電気的連結部２を含んでいる。導電性粒子３は導電性複合体１０中に配置されている。イオノフォア４は膜領域１１中に配置されている。イオノフォア４はシリンダーの電気的連結部１０の出口端に向けて最も濃度が低くなり、シリンダーのサンプル接触端８に向けて最も濃度が高くなる。イオノフォア４と導電性粒子３は遷移領域１２で混合する。
【０１７６】
図２は、本発明による電位差電極９の別の例の断面図である。電極は、ハウジング（絶縁体）５、ポリマー材料１で作製されたシリンダー、および電気的連結部２を含んでいる。導電性粒子３はポリマー材料１を通して傾斜６中に配置されている。導電性粒子３はポリマー材料１の電気的連結部２の出口端に向けて最も濃度が高くなり、ポリマー材料のサンプル接触端８に向けて最も濃度が低くなる。イオノフォア４はポリマー材料を通して傾斜７中に配置されている。イオノフォア４はシリンダー１の電気的連結部の出口端に向けて最も濃度が低くなり、ポリマー材料のサンプル接触端８に向けて最も濃度が高くなる。イオノフォア４と導電性粒子３は遷移領域で混合する。
【０１７７】
図１０Ａおよび１０Ｂは本発明によるフローセル１７の一例を示す。ＨＰＬＣカラム１８の取り出し口はフローセル１７の取り入れ口１９に接続される。本発明の電極９のサンプル接触表面８に向けられた１以上の噴霧装置１５が溶離液１６を噴霧する。参照電極１３もフローセル中に存在する。図１０Ｂはフローセル１７からの電極９の簡単な取り出しと挿入を示している。
【実施例１】
【０１７８】
本発明を以下の非限定的な実施例により説明する。
【０１７９】
１ａ．電極（Ａ）の製造
電極の実質的な部分を形成する複合材料を黒鉛粒子とＴＨＦ（テトラヒドロフラン）中のＰＶＣの懸濁液を調製することにより作製した。銅電極上で懸濁液を蒸発させることで複合材料を設けた。複合材料を乾燥した後、つぎのイオノフォア含有層を追加することで電極を拡げた。
【０１８０】
それぞれ異なるイオノフォアを含有する数種の混合物を調製した。
−サンプルに接触する最終層として、化合物１％、メチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ＭＴＤＤＡＣｌ）０．２％、ＰＶＣ３３％および可塑剤６５．８％からなる化合物１〜４をイオノフォアとして含有する混合物。
−サンプルに接触する最終層として、イオノフォア１％、ＰＶＣ３３％、および可塑剤６６％からなる化合物５〜８と１０に基づく混合物。
−サンプルに接触する最終層として、イオノフォア１％、ＰＶＣ２７％、および可塑剤７２％からなる化合物９を組み入れた混合物。
−サンプルに接触する最終層として、ＭＴＤＤＡＣｌ６％、ＰＶＣ３３％、および可塑剤６１％を含有するイオノフォアとしてＭＴＤＤＡＣｌに基づく混合物。
【０１８１】
アニオン感知性電極は、安定したベースラインが得られるまで、ＬＣシステム中で溶離液を流して条件を整えた（数時間）。
【０１８２】
１ｂ．電極の作製（別のＢ）
ＨＰＬＣ電位差センサーに用いるのに好適な電極を直径３ｍｍの中心穴をもつＰＶＣシリンダー（１×５ｃｍ）より作製する（たとえば図１参照）。穴の一方の側を銅の棒でシールする。穴の他方の側を黒鉛６０％とＰＶＣ４０％の導電性複合体で満たす：
１）黒鉛６０％と高分子量ＰＶＣ４０％のＴＨＦ懸濁液（１／３比の固形分ＴＨＦ）を混合と撹拌により調製する。
２）工程（１）の懸濁液で穴を満たす。
３）懸濁液を室温または高められた温度で乾燥する。
４）穴が完全に満たされるまで工程２と３を繰り返す。
５）余分な黒鉛／ＰＶＣ複合物を研削および研磨で取り除く。
【０１８３】
つぎに記載されているようにして、膜および傾斜を製造する：
１）６５％ＤＯＳ、３２％ＰＶＣおよび２％ＴＣＰＢを１００ｍｇ量にて混合する。
２）この混合物を１ｍｌＴＨＦに溶解する。
３）１滴（２５μｌ）をシリンダーに溜める。
４）ＴＨＦを室温で蒸発させる（〜５ｍｍ）。
５）工程３と４を少なくとも３回（合計）繰り返す。
注：膜／ＴＨＦ溶液に複合体（６０％黒鉛４０％ＰＶＣ）を溶解させて傾斜を形成する。記載されている手順を用いて、ＤＯＳおよびイオンの濃度が次第に減少し、ＰＶＣおよび黒鉛の濃度は次第に増加する±２００μｍの層を得る。脱水の後、使用可能な電極を得る。
【０１８４】
ＨＰＬＣへの適用における寿命
２個の電極の寿命を流速１ｍｌ／ｍｍの蒸留水に暴露することにより試験した。規則正しい間隔で電極の品質をＨＰＬＣ実験により試験した。これらは、１ｍＭＨＮＯ３５％アセトニトリル溶離液を用いてユニバーサルカチオンカラム（４．６×１００ ALLtech）上で６つのアミン（メチル−、エチル−、プロピル−、ブチル−、ペンチル−およびヘキシルアミン）の分離と電位差検出よりなっていた。１２７リットルの蒸留水で４ヶ月後、電極の品質は、定常的な電位差測定に依然として許容可能であった。研究された寿命は、１ｍｌ／ｍｍの流速で４０時間／週の稼動での１年間の使用に等しい。
【０１８５】
１ｃ．電極の作製（別のＣ）
ＨＰＬＣ用の電極は溶解試験への適用の特別な要求に適合させてもよい。
【０１８６】
溶解試験への適用での使用のための電極は、実施例１ｂに記載されたように作製される。ＰＶＣシリンダーは直径３ｍｍの中空ガラスチューブに貼り付けられる。サンプルから糊を保護するために、ガラスＰＶＣ遷移部の上にシリコンチューブを配置する。
【０１８７】
バッチ（溶解試験）における再現可能な測定を確保するために、被検物が電極膜中にイオンペアとして存在する。このイオンペアを得るために、３つの可能な手順がある。
１）組立ての間に膜成分（膜製造の工程１）にイオンペアを加えてそれを導入する；
２）膜製造の工程１または２の間に被検物を膜混合物に加える；
３）イオンペアの製造後形成：電極を被検物溶液（たとえば３０ｍｇ／９００ｍｌダポケチューン（dapoxetune）／０．１ＭＨＣｌ）に直接接触させることでイオンペアを形成する。この方法の間、被検物を溶液から抽出し電極に入れ、イオンペアをその場で形成する。この方法にかかる時間は典型的には５時間までである。
【０１８８】
溶解試験への適用における寿命
実験データによれば、溶解試験への適用における電極の寿命は〜６ヶ月と推定される。
【０１８９】
１ｄ．電極の製造（別のＤ）
複合体の別の製造。均一な複合体はつぎの方法で得ることができる。
１）黒鉛６０％と高分子量ＰＶＣ４０％のＴＨＦ懸濁液（固形／ＴＨＦ １／３比）を混合と攪拌により調製する。
２）この混合物を蒸留水中に投入し沈殿させる。
３）沈殿物をブレンドすることによりサイズを減らす。
４）沈殿物を濾過し乾燥する。
５）乾燥された残渣をＩＲペレットプレス（３トン）によりペレットに圧縮する。
６）複合体ペレットをＰＶＣチューブに固定し、銅線を挿入する。
膜の配置および傾斜の形成は前述の方法（実施例１ｂ、１ｃ）と同じである。
【０１９０】
１ｅ．電極の作製（別のＥ）
ポリ（ブチルアクリレート）膜電極において、電極の構成でＰＶＣおよび可塑剤をポリ（ブチルアクリレート）で置き換えることができる。この置き換えは部分的、すなわちＰＶＣおよびＤＯＳをポリ（ブチルアクリレート）膜および傾斜構成）で置き換え、または、完全に、すなわち全ＰＶＣ（絶縁体は除く）をポリ（ブチルアクリレート）で置き換えることができる。
【０１９１】
最初のケースでは、電極の構成は、６０％黒鉛、４０％ＰＶＣ／傾斜／９８％ポリ（ブチルアクリレート）、２％イオンおよびイオノフォアである。
【０１９２】
２つ目のケースでは、電極の構成は、６０％黒鉛、４０％ポリ（ブチルアクリレート）／傾斜／ポリ（ブチルアクリレート）、２％イオンおよびイオノフォアである。
【０１９３】
ポリ（ブチルアクリレート）複合体は、非ポリ（ブチルアクリレート）膜、たとえばＰＶＣ／ＤＯＳ用のベースとして使用しうる。このケースでは、電極の組成は、６０％黒鉛、４０％ポリ（ブチルアクリレート）／傾斜／６５％ＤＯＳ、３２％ＰＶＣ、２％イオンおよびイオノフォアである。
＊注：６０％黒鉛４０％ポリ（ブチルアクリレート）はポリマーベースの膜の取り付け用の理想的な自己貼付ベースである。
【０１９４】
ポリ（ブチルアクリレート）は架橋ポリ（ブチルアクリレート）で置き換えることができ、架橋は全成分を混合した後そして傾斜を創造した後に開始される。
【０１９５】
１ｆ．電極の作製（別のＦ）
ポリシロキサン膜電極はつぎのように構築されている。
１）図１に概略的に描かれているように電気的連結部（銅線）が固定されている中空ガラスチューブにペーストを入れる。
このペーストは、
６０％黒鉛（１〜２ミクロン）３０％ＰＶＣ、または
６０％黒鉛（１〜２ミクロン）３０％ポリシロキサン、または
６０％黒鉛（１〜２ミクロン）３０％ＤＣ２００シリコーンオイル
よりなる。
２）この層にポリシロキサンを記載のように塗布する：
ベースおよび硬化剤を混合し、〜２％ＴＣＰＢおよび／またはイオノフォアを加える。傾斜をより一層延ばすために、この混合物をＴＨＦに溶解する。典型的には、混合物／ＴＨＦが２／１比で塗布する。
【０１９６】
混合物（ＴＨＦはあってもなくてもよい）は工程１）のペースト上に塗布される。構造体は真空により脱気される。電極は１５０〜２００℃に加熱される。温度はベース／硬化剤の比に依存する。水和後機能的電極を得ることになる。
【０１９７】
イオンペアは、上記（実施例１ｃ）のように導入されるか、または被検物を含有する有機溶剤中で膨潤させることにより導入させることができる。好ましい溶剤はＴＨＦまたはＤＯＳである。
【０１９８】
ポリシロキサンの性質は、ＤＯＳまたは他の可塑剤の導入により転換させうる。用いるシリコンはシルガード 184 ダウ コーニングである。
【０１９９】
１ｇ．電極の作製（別のＧ）
１）黒鉛６０％と高分子量ＰＶＣ４０％のＴＨＦ懸濁液（固形／ＴＨＦ １／３比）を混合と攪拌により調製する。
２）この混合物を蒸留水中に投入し沈殿させる。
３）沈殿物をブレンドすることによりサイズを減らす。
４）沈殿物を濾過し乾燥する。
５）乾燥された残渣をＩＲペレットプレス（３トン）によりペレットに圧縮する。
６）複合体ペレットをＰＶＣチューブに固定し、銅線を挿入する。
７）６５％ＤＯＳ、３２％ＰＶＣおよび２％ＴＣＰＢを１００ｍｇ量となるように混合する。
８）この混合物を１ｍｌＴＨＦに溶解する。
９）１滴（２５μｌ）をシリンダーに溜める。
１０）ＴＨＦを室温で蒸発させる（〜５分）。
１１）工程３と４を少なくとも３回（合計）繰り返す。
１２）工程１〜１１を繰り返して第２の構成要素を作製する。
１３）傾斜ポリマーの両方の膜面を溶剤（ＴＨＦ）により一緒に貼り付ける。
【０２００】
２．化合物１〜１０の合成
【０２０１】
化合物１と２：
トリス（２−アミノメチル）アミンを３当量のオクタデシルイソシアネートまたはフェニルイソシアネートのクロロホルム溶液と室温で混合した。激しい発熱反応の後、混合物を還流下に３時間加熱し、室温に冷却し、濾過し、クロロホルムで洗浄し、乾燥した。
１の収率：８７％、２−９３％。ＬＳＩＭＳ（ＮＢＡ）：１−１０３２（Ｍ＋Ｈ）＋、２−５０４（Ｍ＋Ｈ）＋
【０２０２】
化合物３：
２，６−ジアミノピリジンを温かいシクロヘキサンに溶かし透明溶液を得た。この熱い溶液に１当量のオクタデシルイソシアネートをゆっくりと加えた。１置換生成物を反応過程で沈殿させ、生成物が２置換されるのを妨げた。冷却の後、白色の生成物を濾過し、シクロヘキサンで洗浄し、減圧下に乾燥した。
収率 定量的。ＬＳＩＭＳ（ＮＢＡ）：４０５（Ｍ＋Ｈ）＋
【０２０３】
化合物４：
２，６−ジアミノピリジンを温かいクロロホルムに溶かし透明溶液を得た。この熱い溶液に２当量のオクタデシルイソシアネートをゆっくりと加えた。２置換生成物を反応過程で沈殿させた。冷却の後、２倍量のヘキサンを加えて化合物を沈殿させた。白色の生成物を濾過し、ヘキサンで洗浄し、減圧下に乾燥した。
収率 ９５％。ＬＳＩＭＳ（ＮＢＡ）：７００（Ｍ＋Ｈ）＋
【０２０４】
化合物５：
２級アミノ基をもつヘキサアザ化合物をパウエル、Ｔ．Ｆ．（Pauwels, T. F.） ;リペンス、Ｗ．（Lippens, W.）; ヘルマン、Ｇ．Ｇ．（Herman, G. G.）; ゲーミン、Ａ．Ｍ．（Goeminne, A. M.）ポリヘドロン（Polyhedron）1998, 17, 1715-23,およびメニフ、Ｒ．（Menif, R.）;マーテル、Ａ．Ｅ．（Martell, A. E.）ジャーナル オブ ケミカル ソサイエティ−ケミカル コミュニケーションズ（Journal of the Chemical Society-Chemical Communications）1989,1521-23に記載されているように合成した。そのＮ−ヘキサオクチル誘導体を次のようにして得た：ヘキサ−アザ化合物（０．４０ｇ、０．６２ｍｍｏｌ）の塩酸塩とＫ２ＣＯ３（５ｇ）の２００ｍｌドライアセトニトリル溶液を窒素ブランケット下に２４時間攪拌した。ｎ−オクチルブロマイド（０．７８ｇ、４ｍｍｏｌ）の５０ｍｌドライアセトニトリル溶液を攪拌している溶液中に滴下した。テトラブチルアンモニウムイオダイド（０．１５ｇ）の触媒量を加え、混合物を２日間還流した。溶剤を真空下に除去して茶色がかったオイルを得。これに水酸化ナトリウム溶液（ｐＨ＝１２）１００ｍｌおよびクロロホルム１００ｍｌを加えた。水相をクロロホルム１００ｍｌづつの追加で数回抽出した。クロロホルム層を集め、無水Ｋ２ＣＯ３上で乾燥し、減圧下で蒸発させた。得られたオイルを、クロロホルム−エタノール（８０：２０）溶離液を用いてカラムクロマトグラフィにより精製し、溶離液を蒸発させることにより黄色のオイルを得た（２０１ｍｇ、収率３０％）。
1 H-NMR(CDCl3):δ 0.81 (t, 18 H), 1.18-1.36 (m, 72 H), 2.28-2.39 (m, 28 H), 3.36 (s, 8 H), 7.07-7.13 (m, 8 H).
【０２０５】
化合物６と７：
これらの化合物の合成は、Jarzebinska, A. ; Pietraszkiewicz, M.; Bilewicz, R. Materials Science & Engineering C-Biomimetic and Supramolecular Systems 2001, 18, 61-64に記載されていた。化合物８、９および１０はアルゴン雰囲気下で合成した。
【０２０６】
化合物８：
出発ヘキサアミン（化合物６でＲ＝Ｒ１＝Ｈの構造。図１１）をPietraszkiewicz, M. ; Gasiorowski, R. Chemische Berichte 1990, 123, 405-06に記載の手順で合成した。ヘキサアミン（１当量）とアクリルニトリル（１２当量）の溶液を４０℃にて６時間攪拌した。蒸発の後、白色固体を得た。ついでシアノ基をＴＨＦ中のＬｉＡｌＨ４（６当量）によりアルゴン下に還流して還元した。５時間後、過剰のＬｉＡｌＨ４を１０％ＮａＯＨ水溶液でクエンチした。単離され乾燥された化合物を高められた温度でドライＴＨＦ中にてオクタデシルイソシアネート（６当量）と混合した。攪拌を３時間続け、溶剤を蒸発させた。ＭｅＯＨを加え、形成された固体を濾過し、メタノールで洗浄し、真空下で乾燥した。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：２５４７（Ｍ＋）
【０２０７】
化合物９：
マクロサイクリックヘキサアミン（その合成はPietraszkiewicz, M. ; Gasiorowski, R. Chemische Berichte 1990,123, 405-06)に記載されている）に基づくデンドリマー（dendrimer）の最初の生成物に対してオクタデシルイソシアネート（１２当量）を加えた。混合物を高められた温度で４８時間攪拌し続けた。得られた茶色の固体を温かいＥｔＯＨで３回洗浄した。冷却後、固体を溶液から沈殿させた。ついで、生成物を濾過し、真空下で乾燥した。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：５１３８．０（Ｍ＋）
【０２０８】
化合物１０：
還流しているＴＨＦ中で迅速に攪拌されているヘキサアミン（上記）４ｇの混合物に、コハク酸無水物（１ｇ）を加えた。還流と攪拌を２時間続けた。コハク酸アミド誘導体を濾過し、冷たいＴＨＦで洗浄し、乾燥した。固体を化合物８における前記と同様にして還元した。還元後、固体を３０％水性ホルムアルデヒド（４０ｍｌ）および蟻酸（３０ｍｌ）と混合し、還流下に６時間加熱した。水と酸を蒸発させ、生成物を真空下に乾燥した。つぎの工程でその化合物をＴＨＦに溶解し、オクタデシルイソシアネート（１当量）と高められた温度で６時間攪拌した。ＴＨＦを蒸発させた後、固体を真空下に乾燥した。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ：９０４．６（Ｍ＋）；ＭＳ（ＥＳ＋）：９０４．７（Ｍ＋）
【０２０９】
４．装置
液体クロマトグラフィは、Spectra Physics 8810定組成ポンプ、Valcoインジェクタ（１０μＬループ）、逆相Lichrospher 100-5 RP-8（メルク）が充填された１２５×４ｍｍのカラム、溶離液１ｍＭのＨ３ＰＯ４を用いて行なった。流速は０．５ｍＬ ｍｉｎ−１であった。カラムの出口をフローセル内の被覆線電極の感知性膜を横切るように向かせた（Zielinska, D. ; Poels, I. ; Pietraszkiewicz, M. ; Radecki, J. ; Geise, H. J. ; Nagels, L. J. Journal of Chromatography A 2001,915, 25-33)。ＬＣチュービング出口から電極までの距離は１００μｍであった。膜の電位は、高インピーダンス（１０１３Ω）増幅器を用いOrion８００５００Ross（登録商標）参照電極に対して測定した。検出信号は、Thermo Separation Products製のＰＣ１０００データ収集システムに記録した。
【０２１０】
５．有機酸の電位差検出
７つの酸（ほとんどジカルボン酸）を試験物質として用いた。これらの酸は自然界、そして食物／飲料工業に広く見出される。これらの酸はかなり親水性であり、ほとんど（−１）より低いｌｏｇＰ値をもつ（表１参照）。膜は、その成分の特性が親油性である場合には、親水性被検物を感知しない傾向がある。したがってどのようなイオノフォアホスト分子を選定するかが本質的である。イオノフォアと最も強い複合体を形成する分子は、もっとも高感度に検出される。
【０２１１】
図１２：上部トレーシング：Lichrospher 100-5 RP8カラム（メルク）、１２５×４ｍｍ、溶離液１ｍＭのＨ３ＰＯ４上で流速０．５ｍＬ ｍｉｎ−１にての有機酸の分離。酒石酸（１、１×１０−５Ｍ）、マロン酸（２、２×１０−７Ｍ）、リンゴ酸（３、４×１０−６Ｍ）、乳酸（４、１×１０−４Ｍ）、クエン酸（５、１×１０−５Ｍ）、フマル酸（６、２×１０−５Ｍ）、コハク酸（７、２×１０−５Ｍ）の混合物の１０μＬの注入。下部トレーシング：上部トレーシングと同じ条件、０．４５μｍフィルタで濾過後に市販のラガーピルズビール（lager pills beer）を注入。用いた電極被覆は３３．８％ＰＶＣ、６６％ｏ−ＮＰＯＥ、０．２％ＭＴＤＤＡＣｌおよび１％リガンド３を含んでいた。
【０２１２】
全ての成分が非常に高感度に検出され、最も高い感度はマロン酸で得られた：１２０ｐｇによりピークＮｏ．２になる。この酸の検出限界は低ピコグラム領域である。下部トレーシングは、同じ条件において注入されたビールサンプル（ラガーピルズ、４５μｍフィルタ上で濾過した以外は清澄化せず、希釈なし、１０μＬ注入）のクロマトグラムを示す。酒石酸（１）および乳酸（４）が同定できた。
【０２１３】
図１３は、リガンド９およびＴＯＴＭを組み入れた被覆線電極を用いて記録されたＨＰＬＣクロマトグラムを示す。樹状型の化合物９を尿素単位でしっかり充填する。注入された濃度：１×１０−５Ｍ、ピーク同定：（１）酒石酸、（２）マロン酸、（３）リンゴ酸、（４）乳酸、（５）クエン酸、（６）フマル酸、（７）コハク酸。
【０２１４】
化合物９に基づく電極は感度に劣るが、クエン酸に対しては好ましい（図１３のクロマトグラム中のピーク５）。
【０２１５】
図１４は、リガンド１０および可塑剤としてＴＯＰを組み入れた被覆線電極を用いて得られたクロマトグラムを示す。化合物１０のケースでは、ただ１つカルバモイル基だけに利用できる。トレースＡ）注入された濃度：１×１０−５Ｍ、ピーク同定：（１）酒石酸、（２）マロン酸、（３）リンゴ酸、（４）クエン酸、（５）フマル酸、（６）コハク酸。トレースＢ）注入された濃度およびピーク同定：（１）５×１０−４Ｍ酒石酸、（２）２×１０−４Ｍマロン酸、（３）２×１０−４Ｍリンゴ酸、（４）５×１０−３Ｍ乳酸、（５）５×１０−４Ｍクエン酸、（６）５×１０−６Ｍフマル酸、（７）５×１０−４Ｍコハク酸。この化合物に基づく電極は、フマル酸に対して非常に高感度である（図１４）。
【０２１６】
実施例４に記載したクロマトグラフィのシステムを用い、電位差検出器中で種々のイオノフォアを用いて得られた７つの有機酸の検出限界（ｐｍｏｌ注入）を表１に列記する。
【０２１７】
【表１】
表１：７有機酸に対する電極の検出限界（ｐｍｏｌ注入）
【０２１８】
静電的相互作用のみが起こる４級塩ＭＴＤＤＡＣｌを組み込んだ電極で得られたデータを比較してみると、明らかに化合物由来の特別な相互作用によって膜は一層高感度になっている。
【０２１９】
鎖が開いている尿素およびマクロ環化合物８で修飾した膜で検出したマロン酸（１〜４）に対する検出限界は１ｐｇまで下がっている（表１参照）。これはＭＴＤＤＡＣｌベースの電極より２桁低い。他の酸も全て注入濃度が４×１０−６から２×１０−５Ｍへと変化するところで高感度に検出された。
【０２２０】
アルキル鎖を持つヘキサアミンイオノフォア（図１１化合物５〜７）での検出限界は、ＭＴＤＤＡＣｌベース電極と比較すると、７つの酸のうち４つ（酒石酸、マロン酸、リンゴ酸、クエン酸）について劇的に低下し、マロン酸についてはもっとも劇的な低下を示している。親油性アルキル鎖をもつ全てのアザマクロ環（azamacrocycles）は、マクロ環空間の大きさに関係なく（化合物５〜７）、極めて類似した選択性および検出限界を示している。
【０２２１】
マロン酸はモノアニオンとして、静電気的にまた水素結合によりイオノフォアと相互作用し得る(Menif, R. ; Martell, A. E. Journal of the Chemical Society-Chemical Communications 1989,1521-23)。さらに、この酸は他の被検物よりも親水性ではない（フマル酸を除く）。
【０２２２】
化合物１０ではフマル酸で最高の結果が観察される（図１４参照）が、他の酸の検出レベルはＭＴＤＤＡＣｌでのそれよりも悪い。化合物１０ではそのただ１つの大きな親油性尾部に官能基が付いている。おそらく、マクロ環単位は膜−水界面には存在しない。その結果、界面での酸と化合物との静電気的な相互作用が減少していると思われる。
【０２２３】
一般的に検出限界は、マロン酸（もっとも検出された）＜クエン酸、リンゴ酸および酒石酸＜フマル酸およびコハク酸＜乳酸の順であった。もっとも高感度に検出される酸であるマロン酸に対して得られる検出限界は１ｐｍｏｌ（注入濃度）という低さである。これはかなり高感度であるが、これはｌｏｇＰ値が高い塩基性薬剤（たとえば４．０３、３．２４および２．９１のｌｏｇＰをそれぞれ有するブロムヘキシン(bromhexine)、アムブロキソール(ambroxol)およびクレンブテロール(clembuterol)）をＨＰＬＣ／電位差検出で得られる検出限界を更に１００倍上回る。
【０２２４】
６．検量線
図１５は、オクタアザシクロサイクル化合物（化合物７）からなる電極を用いて３つの酸に対して得られた検量線を示す。バッチ方式では、電位差検出器が常に検量線の一部に使われており、そこでは信号（ｍＶ）がｌｏｇ（Ｃanalyte）と線形に相関している。図１５からの検量線は、信号（ピーク高または面積）と被検物濃度の間の直線的な相関を示している。
【０２２５】
マロン酸での相関係数は高く、すなわちｐ＝０．９９９９９（ｎ＝５）であり、また表１に列記した他の酸での相関係数は少なくとも０．９７（ｎ＝４）である（図１５には全てのデータをプロットしているわけではない）。旧来の電位差方法をＨＰＬＣ条件で使用する場合には、状況への適応が多少必要になる。継続的に信号をモニターする電位差センサーを用いる場合には、検量線の低濃度部分が使用可能である。検量線のこの部分において注入濃度とピーク面積（またはピーク高さ）の間の直線的な関係が理論的に予測される（De Backer, B. L.; Nagels, L. J. Analytical Chemistry 1996,68, 4441-45)。表１の全ての酸に対して、１〜１００ｐＭ領域でこの直線性が得られた。
【０２２６】
７．電極の長期間の安定性。
アザマクロ環化合物５と７を含む電極は少なくとも３ヶ月という操作寿命（クロマトグラフ条件での連続使用）をもっていた。これら化合物の計算された高ｌｏｇＰ値はそれぞれ２０．６および１６．７であった。ｌｏｇＰが９．１８という明らかに低いアザマクロ環化合物６を含む電極では、操作寿命が減少し数週間であった。イオノフォア含有電極が水溶液に暴露される場合に３０×２４（日数）×（時間）という寿命をもつために必要な最小の親油性ｌｏｇＰは、一般的に１０程度と推定される。鎖が開かれている尿素化合物１〜４を含む電極もまた、２週間というオーダーの操作寿命をもっていた。化合物１〜４のｌｏｇＰ値は、それぞれ２５．４、１０．１、９．６および１８．６である。
【０２２７】
１０個の合成リガンドを、カルボン酸に応答する電極膜中のイオノフォアとして試験し比較した。これらのリガンドは全てジカルボン酸およびトリカルボン酸のＨＰＬＣ測定での検出限界を大きく改善した（ＭＴＤＤＡＣｌと比較して）。最も高い感度は鎖が開かれている尿素化合物３で得られた。化合物７は長い操作寿命と高い感度を併有している。
【０２２８】
８．薬剤中薬物の「溶解試験」における適用
薬剤活性成分（ＡＰＩ）の投与形態からの溶解速度の測定は、製薬工業において重要な品質指標試験である。電位差センサーはこの点で非常に有用であり得る。旧来のＵＶ検出システムでは測定濃度範囲が極めて限られており、すなわちＵＶ検出器が有用となる濃度直線範囲には限界がある（０〜２吸収単位）。ＵＶ検出器の応答は溶解している物質の濃度に直線的に相関するので、ＵＶ検出器からの出力信号は飽和する。しかし電位差センサーでは、センサーの応答が濃度の対数に依存するという利点がある。したがってこれは、もし低濃度側で良好な信号が得られるならば、センサー出力電圧は飽和しないので、非常に高い濃度でもモニターできるということを意味する。そうした挙動は図１６で見ることができる。さらに、分光学的方法の使用を制限する要因、例えばフローセルの寸法、濁度、ならびに不溶粒子や気泡の存在、といった影響を電位差センサーは蒙らない。
【０２２９】
０．００１ＭのＨＣｌ１００ｍｌ中にガランタミン（ｇａｌａｎｔａｍｉｎｅ）（「レミニルＣＲ（reminyl CR）」と記されたカプセル中の球状粒子）８ｍｇを溶解し、本発明の電位差電極でモニターした。ＨＣｌ溶液を磁気攪拌棒で連続的に攪拌した。図１７において、曲線Ｂは電位差センサーの出力信号を示す。この信号を、同じくＨＣｌ溶液中に懸架した参照電極を参照してモニターした。曲線Ａは、図１６から平滑化されたデータを用いて曲線Ｂから算出した。濃度対塩基性薬剤ガランタミンの時間的挙動が示されている。用いた電極には、ＰＶＣ、イオノフォアとしてテトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ＴＣＰＢ）および可塑剤としてＤＯＳが含まれていた。
【０２３０】
観察された応答プロフィールは、溶解挙動を良好に描写している。本発明の電位差電極はまた、被覆線型の電極を傷める媒体（たとえば洗剤を含む媒体）中での測定も可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】本発明の電位差電極の一例。
【図２】本発明の電位差電極の一例。
【図３】連続的傾斜ポリマーであるが分布と粒径が不均一なためによるノイズを伴うポリマーの例（ａ、ｂおよびｃ）。
【図４】不連続的傾斜ポリマーの例（ａ、ｂおよびｃ）。
【図５】電極の傾斜ポリマー内における絶縁部（左）から膜（右）への成分の傾斜、ここでＡはＰＶＣ、ＢはＤＯＳおよびＣはイオノフォアおよびイオンである。
【図６】電極の傾斜ポリマー内における導電性複合体（左）から膜（右）への成分の傾斜、ここでＡは黒鉛、ＢはＰＶＣ、ＣはＤＯＳおよびＤはイオノフォアおよびイオンである。
【図７】電極の断面の反射型顕微鏡写真。
【図８】３０ｍｇ／ｌのダポキセチン(dapoxetine)溶液中での電極の３７℃約７日間に亘るドリフト。
【図９】２側面型センサーの傾斜ポリマー中での黒鉛濃度。
【図１０Ａ】本発明のフローセルの例。
【図１０Ｂ】本発明のフローセルの例。
【図１１−１】本発明における好適なイオノフォアの例であって、化合物１１：カリックス［６］アレン（calix[6]arene）、化合物１２：カリックス［４］アレン（calix[4]arene）、化合物１３：バリノマイシン(valinomycin)、化合物１４：ノナクチン(nonactin)、化合物１５：アミンイオノフォアＩ、化合物１６：ジベンゾ−１８−クラウン−６、化合物１７：ジベンゾ−２４−クラウン−８、化合物１８：ジベンゾ−３０クラウン−１０、化合物１９：シクロデキストリン、化合物２０：ホスホリル誘導体および化合物２１（クラウンエーテル）。
【図１１−２】本発明における好適なイオノフォアの例であって、化合物１１：カリックス［６］アレン（calix[6]arene）、化合物１２：カリックス［４］アレン（calix[4]arene）、化合物１３：バリノマイシン(valinomycin)、化合物１４：ノナクチン(nonactin)、化合物１５：アミンイオノフォアＩ、化合物１６：ジベンゾ−１８−クラウン−６、化合物１７：ジベンゾ−２４−クラウン−８、化合物１８：ジベンゾ−３０クラウン−１０、化合物１９：シクロデキストリン、化合物２０：ホスホリル誘導体および化合物２１（クラウンエーテル）。
【図１１−３】本発明における好適なイオノフォアの例であって、化合物１１：カリックス［６］アレン（calix[6]arene）、化合物１２：カリックス［４］アレン（calix[4]arene）、化合物１３：バリノマイシン(valinomycin)、化合物１４：ノナクチン(nonactin)、化合物１５：アミンイオノフォアＩ、化合物１６：ジベンゾ−１８−クラウン−６、化合物１７：ジベンゾ−２４−クラウン−８、化合物１８：ジベンゾ−３０クラウン−１０、化合物１９：シクロデキストリン、化合物２０：ホスホリル誘導体および化合物２１（クラウンエーテル）。
【図１１−４】本発明における好適なイオノフォアの例であって、化合物１１：カリックス［６］アレン（calix[6]arene）、化合物１２：カリックス［４］アレン（calix[4]arene）、化合物１３：バリノマイシン(valinomycin)、化合物１４：ノナクチン(nonactin)、化合物１５：アミンイオノフォアＩ、化合物１６：ジベンゾ−１８−クラウン−６、化合物１７：ジベンゾ−２４−クラウン−８、化合物１８：ジベンゾ−３０クラウン−１０、化合物１９：シクロデキストリン、化合物２０：ホスホリル誘導体および化合物２１（クラウンエーテル）。
【図１２】化合物３に基づく本発明の電極を用いて得られたＨＰＬＣのトレース。上側のトレースは表１中の酸の混合物のクロマトグラムを示す。下側のトレースは注入したビールサンプルのクロマトグラムを表す。
【図１３】表１に従った酸の混合物をサンプルとして用いて化合物９に基づく電極で記録したＨＰＬＣクロマトグラム。
【図１４】表１に従った酸の混合物をサンプルとして用いて化合物１０に基づく電極で記録したＨＰＬＣクロマトグラム（ＡおよびＢ）。
【図１５】化合物７を含む電極を用いてＨＰＬＣ条件における３つの酸のために得られた検量線。
【図１６】バッチ条件における濃度に対する本発明の電極の対数的応答を示す曲線。
【図１７】本発明の電位差電極を使用してガランタミン（ｇａｌａｎｔａｍｉｎｅ）のＨＣｌへの溶解をモニタリング。
【符号の説明】
【０２３２】
１ シリンダー（ポリマー材料）
２ 電気的連結部
３ 導電性粒子
４ イオノフォア
５ ハウジング（絶縁体）
６ 傾斜
７ 傾斜
８ サンプル接触端
９ 電位差電極
１０ 導電性複合体（ポリマー材料）
１１ 膜領域（ポリマー材料）
１２ 遷移領域
１３ 参照電極
１５ 噴霧装置
１６ 溶離液
１７ フローセル
１８ ＨＰＬＣカラム
１９ 取り入れ口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル中の被検物を選択的に検出する電位差電極であって、
−サンプル接触表面から遠ざかるに従って濃度が高くなる導電性粒子、
−サンプル接触表面に向かうに従って濃度が高くなるイオノフォア分子、および
−該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含むポリマー材料製の感知体を含む電極。
【請求項２】
前記ポリマー材料が、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）（ｐｏｌｙ（ｎ−ｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリ（ブチルアクリレート）（ｐｏｌｙ（ｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ））、架橋されたポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌａｌｃｈｏｌ））、ポリシロキサン（ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＤＣ２００シリコーンオイル、ポリ塩化ビニル、または高分子量ポリ塩化ビニルの１種以上を含む請求項１記載の電位差電極。
【請求項３】
前記導電性粒子が、直径１〜２μｍのカーボン粉末、黒鉛粉末、人造黒鉛粉末のいずれかである請求項１または２記載の電位差電極。
【請求項４】
前記導電性粒子が、電気的に重合された材料、酸化ポリピロールおよびその誘導体、酸化ポリチオフェン、ポリアニリン、貴金属類、金または白金のいずれかである請求項１または２記載の電位差電極。
【請求項５】
前記イオノフォア分子が、図１１中の化合物１〜１０よりなる群から選ばれた１種以上である請求項１または４記載の電位差電極。
【請求項６】
前記イオノフォア分子が、テトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ｔｅｔｒａ（ｐ−ｃｈｌｏｒｏ）ｐｈｅｎｙｌｂｏｒａｔｅ）、メチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ｍｅｔｈｙｌｔｒｉｄｏｄｅｃｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ）および図１１中の化合物１１〜２１よりなる群から選ばれた１種以上である請求項１〜４のいずれかに記載の電位差電極。
【請求項７】
前記ポリマー材料が、少なくともその一部がハウジング中に封入されている請求項１〜６のいずれかに記載の電位差電極。
【請求項８】
可塑剤を含んでいるポリマー材料が、イオノフォア分子を含んでいるポリマー材料の領域に残りのポリマー材料よりも多く配置されている請求項１〜７のいずれかに記載の電位差電極。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中に導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥することによって、導電性粒子との固体状複合体ポリマーを形成する工程、
（ｄ）該工程（ｃ）の複合体の表面に、ポリマー材料、導電性粒子およびイオノフォア分子の溶液を加える工程、
（ｅ）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ）導電性粒子の濃度を減少させながら、かつイオノフォア分子の濃度を増大させながら工程（ｄ）と（ｅ）を繰り返す工程、および
（ｇ）電位差電極を得る工程
を含む。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中に導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥することによって、導電性粒子を有する固体状複合体ポリマーを形成する工程、
（ｄ１）該粒子／ポリマー複合体の表面に、ポリマー材料およびイオノフォアの溶液を加える工程、
（ｅ１）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ１）工程（ｄ１）と（ｅ１）を繰り返す工程、および
（ｇ１）複合傾斜特性を持ち界面を持たない電位差電極を得る工程
を含む方法。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ１）ポリマーの溶剤溶液中に導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ１）該懸濁液を蒸留水中に注入し沈殿物を形成する工程、
（ｂ２）該沈殿物のサイズを小さくして残渣を形成する工程、
（ｃ１）加圧して該残渣を乾燥し導電性粒子／ポリマーの複合体を形成する工程
を含み、ついで請求項９および１０に記載の工程（ｄ）〜（ｇ）または（ｄ１）〜（ｇ１）を行う方法。
【請求項１２】
前記ポリマーに対する前記導電性粒子の比率（ｗ／ｗ）が２０〜９０％導電性粒子の範囲である請求項９〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記導電性粒子が、直径１〜２μｍのカーボン粉末、黒鉛粉末、人造黒鉛粉末のいずれかである請求項９〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記導電性粒子が、電気的に重合された材料、酸化ポリピロールおよびその誘導体、酸化ポリチオフェン、ポリアニリン、貴金属類、金または白金のいずれかである請求項９〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記ポリマー材料が、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）、ポリシロキサン、ＤＣ２００シリコーンオイル、または高分子量ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の１種以上である請求項９〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
工程（ａ）または（ａ１）の懸濁液における溶剤に対する固形分（導電性粒子およびポリマー）の割合（ｗ／ｖ）が１：（１〜１０）である請求項９〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
工程（ａ）または（ａ１）の溶剤が、ＤＭＳＯ、１１１トリクロロエタン、ＣＣｌ４、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドのいずれかである請求項９〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
工程（ｄ）または（ｄ１）の溶剤が、ＤＭＳＯ、１１１トリクロロエタン、ＣＣｌ４、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびＴＨＦのいずれかである請求項９〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記イオノフォア分子が、図１１中の化合物１〜１０よりなる群から選ばれた１種以上である請求項９〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記イオノフォア分子が、テトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート、メチルトリドデシルアンモニウムクロライドおよび図１１中の化合物１１〜２１よりなる群から選ばれた１種以上である請求項９〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
工程（ｄ）または（ｄ１）におけるポリマーが、室温以下においてゴム相であるいずれかのポリマーである請求項９〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
工程（ｄ）または（ｄ１）におけるポリマーがポリ（ブチルアクリレート）である請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
工程（ｄ）または（ｄ１）における固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の組成が８５〜９９％ポリマーを含む請求項２１または２２記載の方法。
【請求項２４】
工程（ｄ）または（ｄ１）における固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の組成が０．１〜３％イオノフォアを含む請求項２１〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
工程（ｄ）または（ｄ１）において溶剤に対する固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の比（ｗ／ｖ）が１：（８〜１２）である請求項２２〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
工程（ｄ）または（ｄ１）の溶液がさらに可塑剤を含む請求項９〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
工程（ｄ）または（ｄ１）において、膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が５５〜７５％可塑剤を含む請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記可塑剤が、ｏ−ニトロフェニルオクチルエーテル（ｏ−ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌ ｏｃｔｙｌ ｅｔｈｅｒ）、セバシン酸ジオクチル（ｄｉｏｃｔｙｌ ｓｅｂａｃａｔｅ）、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート（ｂｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｔａｌａｔｅ）、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート（ｔｒｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）またはトリス（２−エチルヘキシル）トリメリテート（ｔｒｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）のいずれかである請求項２６または２７記載の方法。
【請求項２９】
工程（ｄ）または（ｄ１）において、膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が２８〜３８％ポリマーを含む請求項２６〜２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
工程（ｄ）または（ｄ１）における膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が０．１〜３％イオノフォアを含む請求項２６〜２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
工程（ｄ）または（ｄ１）において溶剤に対する膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の比（ｗ／ｖ）が１：（８〜１２）である請求項２６〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
請求項１〜８のいずれかに記載の電位差電極の製造方法であって、
ａ３）−溶剤を伴っていてもいなくてもよい請求項９〜２０の工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがポリシロキサンである請求項９〜２０の工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがＤＣ２００シリコーンオイルである請求項９〜２０の工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液
を含むペーストを調製する工程、
ｂ３）その中に導電体を挿入する工程、
ｃ３）該粒子／ポリマー複合体の表面に、塩基、硬化剤およびイオノフォアを含み任意に溶剤に溶解した混合物を加える工程、
ｄ３）該構造体を脱ガスする工程、
ｅ３）該構造体を加熱する工程、および
ｆ３）複合傾斜特性を持ち界面を持たない電位差電極を得る工程
を含む方法。
【請求項３３】
請求項９〜３２のいずれかに記載の方法を用いて得られ得る電極。
【請求項３４】
請求項１〜９および３３のいずれかに記載の電位差電極を含むクロマトグラフィのフローセル。
【請求項３５】
溶離液をサンプル接触表面に噴霧するノズルを含む請求項３４記載のクロマトグラフィのフローセル。
【請求項３６】
請求項１〜９および３３のいずれかに記載の電位差電極を含むインライン溶解試験電極。
【請求項３７】
２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成された傾斜ポリマーであって、該ポリマー材料が、
−１つの表面から遠ざかるに従い濃度が低くなる導電粒子、
−他方の表面から遠ざかるに従い濃度が低くなるイオノフォア分子
を含むポリマー。
【請求項３８】
２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成された傾斜ポリマーであって、該ポリマー材料に含まれる導電粒子の濃度が両方の表面から遠ざかるに従い低くなるポリマー。
【請求項３９】
前記ポリマーが請求項２で定義されるポリマーの１種以上を含む請求項３７または３８記載の傾斜ポリマー。
【請求項４０】
前記ポリマーが請求項３または４で定義される導電性粒子の１種以上を含む請求項３７〜３９のいずれかに記載の傾斜ポリマー。
【請求項４１】
前記ポリマーが請求項４で定義されるイオノフォアの１種以上を含む請求項３７〜４０のいずれかに記載の傾斜ポリマー。
【請求項４２】
請求項９〜３２のいずれかの方法において定義される工程を含み、１種以上の追加の導電体が組み入れられている請求項３７〜４１のいずれかに記載の傾斜ポリマーを製造する方法。
【請求項４３】
請求項９〜３２のいずれかの方法において定義される工程を含み、工程（ｄ）および（ｄ１）のイオノフォアが存在しない請求項３４〜３８のいずれかに記載の傾斜ポリマーを製造する方法。
【請求項４４】
請求項９〜３２のいずれかの方法において定義される工程を含み、さらに導電性粒子の濃度が最も低い表面で２つの傾斜ポリマーを接合する工程を含む傾斜ポリマーを製造する方法。
【請求項４５】
請求項３７〜４１に記載の傾斜ポリマーを含む電池。
【請求項４６】
請求項３７〜４１に記載の可変抵抗器傾斜ポリマー。
【請求項４７】
請求項３７〜４１に記載の可変キャパシタ傾斜ポリマー。
【請求項４８】
請求項３７〜４１に記載の感圧センサー傾斜ポリマー。
【請求項４９】
請求項３７〜４１に記載の溶剤または親油性分子センサー傾斜ポリマー。
【請求項５０】
請求項３７〜４１に記載の傾斜ポリマーの、被検物を感知するための使用。
【請求項５１】
請求項１〜８または３３のいずれかに記載の電位差電極の、薬物製剤からの薬物の溶解をインラインでモニターするための使用。
【請求項１】
サンプル中の被検物を選択的に検出する電位差電極であって、
−サンプル接触表面から遠ざかるに従って濃度が高くなる導電性粒子、
−サンプル接触表面に向かうに従って濃度が高くなるイオノフォア分子、および
−該導電性粒子に近接して通る電気的連結部
を含むポリマー材料製の感知体を含む電極。
【請求項２】
前記ポリマー材料が、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）（ｐｏｌｙ（ｎ−ｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリ（ブチルアクリレート）（ｐｏｌｙ（ｂｕｔｙｌａｃｒｙｌａｔｅ））、架橋されたポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ−ｃｏ−ｖｉｎｙｌａｌｃｈｏｌ））、ポリシロキサン（ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＤＣ２００シリコーンオイル、ポリ塩化ビニル、または高分子量ポリ塩化ビニルの１種以上を含む請求項１記載の電位差電極。
【請求項３】
前記導電性粒子が、直径１〜２μｍのカーボン粉末、黒鉛粉末、人造黒鉛粉末のいずれかである請求項１または２記載の電位差電極。
【請求項４】
前記導電性粒子が、電気的に重合された材料、酸化ポリピロールおよびその誘導体、酸化ポリチオフェン、ポリアニリン、貴金属類、金または白金のいずれかである請求項１または２記載の電位差電極。
【請求項５】
前記イオノフォア分子が、図１１中の化合物１〜１０よりなる群から選ばれた１種以上である請求項１または４記載の電位差電極。
【請求項６】
前記イオノフォア分子が、テトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート（ｔｅｔｒａ（ｐ−ｃｈｌｏｒｏ）ｐｈｅｎｙｌｂｏｒａｔｅ）、メチルトリドデシルアンモニウムクロライド（ｍｅｔｈｙｌｔｒｉｄｏｄｅｃｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ）および図１１中の化合物１１〜２１よりなる群から選ばれた１種以上である請求項１〜４のいずれかに記載の電位差電極。
【請求項７】
前記ポリマー材料が、少なくともその一部がハウジング中に封入されている請求項１〜６のいずれかに記載の電位差電極。
【請求項８】
可塑剤を含んでいるポリマー材料が、イオノフォア分子を含んでいるポリマー材料の領域に残りのポリマー材料よりも多く配置されている請求項１〜７のいずれかに記載の電位差電極。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中に導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥することによって、導電性粒子との固体状複合体ポリマーを形成する工程、
（ｄ）該工程（ｃ）の複合体の表面に、ポリマー材料、導電性粒子およびイオノフォア分子の溶液を加える工程、
（ｅ）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ）導電性粒子の濃度を減少させながら、かつイオノフォア分子の濃度を増大させながら工程（ｄ）と（ｅ）を繰り返す工程、および
（ｇ）電位差電極を得る工程
を含む。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ）ポリマーの溶剤溶液中に導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ）その中に導電体を挿入する工程、
（ｃ）該懸濁液を乾燥することによって、導電性粒子を有する固体状複合体ポリマーを形成する工程、
（ｄ１）該粒子／ポリマー複合体の表面に、ポリマー材料およびイオノフォアの溶液を加える工程、
（ｅ１）その混合物を乾燥する工程、
（ｆ１）工程（ｄ１）と（ｅ１）を繰り返す工程、および
（ｇ１）複合傾斜特性を持ち界面を持たない電位差電極を得る工程
を含む方法。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の電位差電極の作製方法であって、
（ａ１）ポリマーの溶剤溶液中に導電性粒子の懸濁液を調製する工程、
（ｂ１）該懸濁液を蒸留水中に注入し沈殿物を形成する工程、
（ｂ２）該沈殿物のサイズを小さくして残渣を形成する工程、
（ｃ１）加圧して該残渣を乾燥し導電性粒子／ポリマーの複合体を形成する工程
を含み、ついで請求項９および１０に記載の工程（ｄ）〜（ｇ）または（ｄ１）〜（ｇ１）を行う方法。
【請求項１２】
前記ポリマーに対する前記導電性粒子の比率（ｗ／ｗ）が２０〜９０％導電性粒子の範囲である請求項９〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記導電性粒子が、直径１〜２μｍのカーボン粉末、黒鉛粉末、人造黒鉛粉末のいずれかである請求項９〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記導電性粒子が、電気的に重合された材料、酸化ポリピロールおよびその誘導体、酸化ポリチオフェン、ポリアニリン、貴金属類、金または白金のいずれかである請求項９〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記ポリマー材料が、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブチルアクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ（塩化ビニル−コ−ビニルアセテート−コ−ビニルアルコール）、ポリシロキサン、ＤＣ２００シリコーンオイル、または高分子量ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の１種以上である請求項９〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
工程（ａ）または（ａ１）の懸濁液における溶剤に対する固形分（導電性粒子およびポリマー）の割合（ｗ／ｖ）が１：（１〜１０）である請求項９〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
工程（ａ）または（ａ１）の溶剤が、ＤＭＳＯ、１１１トリクロロエタン、ＣＣｌ４、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドのいずれかである請求項９〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
工程（ｄ）または（ｄ１）の溶剤が、ＤＭＳＯ、１１１トリクロロエタン、ＣＣｌ４、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびＴＨＦのいずれかである請求項９〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記イオノフォア分子が、図１１中の化合物１〜１０よりなる群から選ばれた１種以上である請求項９〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記イオノフォア分子が、テトラ（ｐ−クロロ）フェニルボレート、メチルトリドデシルアンモニウムクロライドおよび図１１中の化合物１１〜２１よりなる群から選ばれた１種以上である請求項９〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
工程（ｄ）または（ｄ１）におけるポリマーが、室温以下においてゴム相であるいずれかのポリマーである請求項９〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
工程（ｄ）または（ｄ１）におけるポリマーがポリ（ブチルアクリレート）である請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
工程（ｄ）または（ｄ１）における固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の組成が８５〜９９％ポリマーを含む請求項２１または２２記載の方法。
【請求項２４】
工程（ｄ）または（ｄ１）における固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の組成が０．１〜３％イオノフォアを含む請求項２１〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
工程（ｄ）または（ｄ１）において溶剤に対する固形分（ポリマーおよびイオノフォア）の比（ｗ／ｖ）が１：（８〜１２）である請求項２２〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
工程（ｄ）または（ｄ１）の溶液がさらに可塑剤を含む請求項９〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
工程（ｄ）または（ｄ１）において、膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が５５〜７５％可塑剤を含む請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記可塑剤が、ｏ−ニトロフェニルオクチルエーテル（ｏ−ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌ ｏｃｔｙｌ ｅｔｈｅｒ）、セバシン酸ジオクチル（ｄｉｏｃｔｙｌ ｓｅｂａｃａｔｅ）、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート（ｂｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｔａｌａｔｅ）、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート（ｔｒｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）またはトリス（２−エチルヘキシル）トリメリテート（ｔｒｉｓ（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）のいずれかである請求項２６または２７記載の方法。
【請求項２９】
工程（ｄ）または（ｄ１）において、膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が２８〜３８％ポリマーを含む請求項２６〜２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
工程（ｄ）または（ｄ１）における膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の組成が０．１〜３％イオノフォアを含む請求項２６〜２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
工程（ｄ）または（ｄ１）において溶剤に対する膜成分（可塑剤、ポリマーおよびイオノフォア）の比（ｗ／ｖ）が１：（８〜１２）である請求項２６〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
請求項１〜８のいずれかに記載の電位差電極の製造方法であって、
ａ３）−溶剤を伴っていてもいなくてもよい請求項９〜２０の工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがポリシロキサンである請求項９〜２０の工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液、または
−溶剤を伴っていてもいなくてもよくかつポリマーがＤＣ２００シリコーンオイルである請求項９〜２０の工程（ａ）または工程（ａ１）にて定義される導電性粒子の懸濁液
を含むペーストを調製する工程、
ｂ３）その中に導電体を挿入する工程、
ｃ３）該粒子／ポリマー複合体の表面に、塩基、硬化剤およびイオノフォアを含み任意に溶剤に溶解した混合物を加える工程、
ｄ３）該構造体を脱ガスする工程、
ｅ３）該構造体を加熱する工程、および
ｆ３）複合傾斜特性を持ち界面を持たない電位差電極を得る工程
を含む方法。
【請求項３３】
請求項９〜３２のいずれかに記載の方法を用いて得られ得る電極。
【請求項３４】
請求項１〜９および３３のいずれかに記載の電位差電極を含むクロマトグラフィのフローセル。
【請求項３５】
溶離液をサンプル接触表面に噴霧するノズルを含む請求項３４記載のクロマトグラフィのフローセル。
【請求項３６】
請求項１〜９および３３のいずれかに記載の電位差電極を含むインライン溶解試験電極。
【請求項３７】
２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成された傾斜ポリマーであって、該ポリマー材料が、
−１つの表面から遠ざかるに従い濃度が低くなる導電粒子、
−他方の表面から遠ざかるに従い濃度が低くなるイオノフォア分子
を含むポリマー。
【請求項３８】
２つの表面を含むポリマー材料から実質的に形成された傾斜ポリマーであって、該ポリマー材料に含まれる導電粒子の濃度が両方の表面から遠ざかるに従い低くなるポリマー。
【請求項３９】
前記ポリマーが請求項２で定義されるポリマーの１種以上を含む請求項３７または３８記載の傾斜ポリマー。
【請求項４０】
前記ポリマーが請求項３または４で定義される導電性粒子の１種以上を含む請求項３７〜３９のいずれかに記載の傾斜ポリマー。
【請求項４１】
前記ポリマーが請求項４で定義されるイオノフォアの１種以上を含む請求項３７〜４０のいずれかに記載の傾斜ポリマー。
【請求項４２】
請求項９〜３２のいずれかの方法において定義される工程を含み、１種以上の追加の導電体が組み入れられている請求項３７〜４１のいずれかに記載の傾斜ポリマーを製造する方法。
【請求項４３】
請求項９〜３２のいずれかの方法において定義される工程を含み、工程（ｄ）および（ｄ１）のイオノフォアが存在しない請求項３４〜３８のいずれかに記載の傾斜ポリマーを製造する方法。
【請求項４４】
請求項９〜３２のいずれかの方法において定義される工程を含み、さらに導電性粒子の濃度が最も低い表面で２つの傾斜ポリマーを接合する工程を含む傾斜ポリマーを製造する方法。
【請求項４５】
請求項３７〜４１に記載の傾斜ポリマーを含む電池。
【請求項４６】
請求項３７〜４１に記載の可変抵抗器傾斜ポリマー。
【請求項４７】
請求項３７〜４１に記載の可変キャパシタ傾斜ポリマー。
【請求項４８】
請求項３７〜４１に記載の感圧センサー傾斜ポリマー。
【請求項４９】
請求項３７〜４１に記載の溶剤または親油性分子センサー傾斜ポリマー。
【請求項５０】
請求項３７〜４１に記載の傾斜ポリマーの、被検物を感知するための使用。
【請求項５１】
請求項１〜８または３３のいずれかに記載の電位差電極の、薬物製剤からの薬物の溶解をインラインでモニターするための使用。
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１１−３】
【図１１−４】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１】
【図２】
【図７】
【図８】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１７】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１１−３】
【図１１−４】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１】
【図２】
【図７】
【図８】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１７】
【公表番号】特表２００７−５３４９４９（Ｐ２００７−５３４９４９Ａ）
【公表日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０９９６１（Ｐ２００７−５０９９６１）
【出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／００４５０１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０３６６４
【国際公開日】平成１７年１１月３日（２００５．１１．３）
【出願人】（３０７０２０１９８）ユニバーシタット アントウェルペン (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／００４５０１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０３６６４
【国際公開日】平成１７年１１月３日（２００５．１１．３）
【出願人】（３０７０２０１９８）ユニバーシタット アントウェルペン (1)
【Ｆターム（参考）】
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