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くし形電極

NTT生活環境研究所が開発したのが、この微小くし形電極です。
極微量物質の検出や反応挙動を観察するため微小電極を用いた電気化学分析が報告されています。
この微小電極は、絶縁基板上にリソグラフィー技術を用いて微小電極パターンを作成したものです。
電極形状は「外形寸法」からご確認いただけます。くしの対本数は65本で、それぞれの電極は酸化電極、還元電極として働きます。

※くし形電極は主に水系サンプルでご使用いただく電極です。有機溶媒では絶縁膜や電極が剥離することもあるのでご注意下さい。(詳細はお問合せ下さい。)

  • 特長
  • レドックスサイクル
  • 外形寸法
  • ラインナップ
  • 取扱い方法
  • ご注意
  • 関連ページ
  • 参考書籍
くし形電極概略図


  • 高感度CV測定
  • 微量サンプルの電気化学測定
  • 小型集積化
  • 高速応答性
  • 導電率測定

応用例

くし形電極部拡大図


  • 液体クロマトグラフィー用電極
  • 電気化学計測用電極
  • バイオセンサー・化学センサー
  • 化学修飾電極
  • 化学反応工程管理用電極

くし形電極によるCV測定

くし形電極はバンド電極の集合体に加えて2つの電極をかみ合わせて配置(ジェネレーター電極とコレクター電極)することにより、下図に示す電気化学的なレドックスサイクル反応が電極上で発生します。このようなレドックスサイクリングが発生すると見かけ上電流値が増大し感度が向上します。また、試料溶液の量を極端に少なくすると電解により試料は消費されてしまうことになりますが、くし形電極では酸化還元反応が繰り返されるので、測定の目的物質は枯渇することはありません。

レドックスサイクルの概念図 レドックスサイクル
キーワードは拡散濃度勾配

サンプル溶液中の酸化還元される物質は電極表面まで拡散により輸送されます。拡散とは濃度の濃い方から薄い方に分子種が移動する物理現象です。

くし形電極は65対のマイクロバンド電極の集合体です。マイクロバンド電極上ではかまぼこのような半円筒形状の拡散となり準定常状態をとります。このバンド電極を交互に噛み合わせるとレドックスサイクルが発生し(右上図参照)、定常な濃度勾配がただちに形成され、高速で高感度な測定が可能となります。レドックスサイクルが発生すると、サンプル量が少なくても酸化還元反応が繰り返され常に濃度勾配のある状態が保たれるわけです。      ⇒ 詳細はこちら

シングルモードでは、サンプル濃度が低い場合、徐々に濃度勾配が少なくなり電流値が低下してしまいます。
シングルモード
実際にALSモデル802B デュアル電気化学アナライザーで計測したデータをご紹介します。電極はくし形電極Auを使用しました。デュアルモードによる計測では、シングルモードに比べて約30倍ほど電流値が増大していることがわかります。
⇒ ALS800シリーズ最新モデルの製品案内はこちら
実際にALSモデル802Bで測定したデータ
クリックで写真拡大クリックで写真拡大



Image17-2.jpg


フェロセンサンプル10μL(a)(c)、0.2 μL(b)(d)をくし形電極に滴下して得られたボルタモグラムを示します(下図)。レドックスモード(a)(b)とシングルモード(c)(d)での応答の違いがはっきり分かります。(a)(b)においてはジェネレーター電極での酸化電流の増大に伴い、コレクター電極での還元電流の増大が明らかに分かります。(d)において、応答が極端に小さくなるのは、測定により目的物質が消費されてしまったためです。

シングルモードとレドックスモードの比較


※「くし形電極」、「くし型電極」、表記としてはどちらも間違いではありませんが、ビー・エー・エスでは「くし形電極」と表記を統一しております。これは電極の形状が”くし”の形をしていることに由来しているためです。また、IDA(Interdigitated Array)電極という場合もあります。

くし形電極の寸法 基板寸法
12.0±0.1 mm
20.0±0.1 mm
厚さ 0.5 mm
電極の膜厚
Au 90 nm
Pt
C 1.2±0.1 μm
ITO 100 nm
接着層・絶縁膜の膜厚
Ti 約10 nm(※AuとPtのみ)
絶縁膜 1 μm程度


くし部分の拡大図

くし部分の拡大図


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商品名の前に★マークがあるものは、常備在庫品です
カタログ
No.
品名および明細 くし幅
(μm)
くし間隔
(μm)
くし長さ
(mm)
対本数 外観
012125 くし形電極 Au 10 5 2 65 くし形電極Au 10μm
012259 くし形電極 Au(絶縁膜無し) 10 5 2.5 65 くし形電極Au(絶縁膜無し) 10μm
012126 くし形電極 Pt 10 5 2 65 くし形電極Pt 10μm
012262 くし形電極 Pt(絶縁膜無し) 10 5 2.5 65 くし形電極Pt(絶縁膜無し) 10μm
012127 くし形電極 C 10 5 2 65 くし形電極C 10μm
012266 くし形電極 C(絶縁膜無し) 10 5 2.5 65 くし形電極C(絶縁膜無し) 10μm
012128 くし形電極 ITO 10 5 2 65 くし形電極ITO 10μm
012265 くし形電極 ITO(絶縁膜無し) 10 5 2.5 65 くし形電極ITO(絶縁膜無し) 10μm
超高感度タイプ⇒◇詳細はこちら◇
012129 くし形電極 Au 3 3 2 65 くし形電極Au 3μm
012260 くし形電極 Au(絶縁膜無し) 3 3 2.5 65 くし形電極Au(絶縁膜無し) 3μm
012257 くし形電極 Au 2 2 2 65 くし形電極Au 2μm
012261 くし形電極 Au(絶縁膜無し) 2 2 2.5 65 くし形電極Au(絶縁膜無し) 2μm
012130 くし形電極 Pt 3 3 2 65 くし形電極Pt 3μm
012263 くし形電極 Pt(絶縁膜無し) 3 3 2.5 65 くし形電極Pt(絶縁膜無し) 3μm
012258 くし形電極 Pt 2 2 2 65 くし形電極Pt 2μm
012264 くし形電極 Pt(絶縁膜無し) 2 2 2.5 65 くし形電極Pt(絶縁膜無し) 2μm
オプション
011066 くし形電極ケーブルキット
011464 参照電極用銀塩化銀インク(2 mL)


測定までの取り扱いについて

くし形電極にレドックスサイクルを発生させ高感度検出を行うには、デュアルポテンショスタットが必要です。ALSモデル700シリーズ802シリーズなどが最適です。
また、ノイズを低減するCS-3Aセルスタンドや、くし形電極の参照電極部分に塗布すると基準電位が安定する、銀塩化銀インクなどもございます。

お取り扱いについて


 くし形電極の対極面積は作用極に比べて大きいことが理想です。大きな面積部分(図中のカウンター極)を参照極にしても問題はありませんが、濃度の高いサンプルをシングルモードで使用しますと、対極に過電流が流れることがあり、測定に影響することが考えられます。参照極とカウンター極の配線にご注意下さい。

 参照電極用銀塩化銀インクを使用する際、参照極の面積が小さいので注意が必要です。ただし、くし形電極をサンプルに浸漬して使用する場合、カウンター電極を別に用意すれば、取り扱いが容易なカウンター極側に銀塩化銀インクを塗布しても構いません。
 サンプルを分析窓に滴下して測定する場合は、銀塩化銀インクは必ず参照極に塗布し、配線を間違えないで下さい。

保管について


 基本的には使い捨てタイプの商品ですが、大量にご購入頂いた場合などで未使用品を保管される際は、ビニール袋から取り出し、高温高湿下など劣悪な環境を避け、デシケーター等の清浄空間で保管することをお勧めいたします。

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    微小電極電気化学の基礎/微小電極の作製法/測定法の基礎/高分子化学への応用/光電気化学への応用/バイオケミストリーへの応用/フロー分析への応用/極限状態での測定

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