專利名稱：生物學(xué)上應(yīng)用的印刷電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類在生物學(xué)上應(yīng)用的印刷電極，如生物電極，典型的，例如離子電泳用的電極，低頻電流治療儀的電極，或抽取生物電信息用的電極。
背景技術(shù)：
在已知的生物學(xué)上應(yīng)用的印刷電極中，電極的接觸面的有效使用面積是電流輸出或輸入功率的決定步驟。例如在離子電泳作用中，如用銀(Ag)作離子電泳的陽(yáng)極印刷電極，而氯化銀(AgCl)作陰極印刷電極，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，Ag在陽(yáng)極表面轉(zhuǎn)變成AgCl，結(jié)果有很大電阻的AgCl蓋在Ag表面從而使Ag有效表面下降。因此應(yīng)用恒壓的直流電或脈沖電流時(shí)，電流隨著時(shí)間下降，也就是說(shuō)所謂電極發(fā)生退化現(xiàn)象。在用這種電極監(jiān)測(cè)生物活力時(shí)，這就成為產(chǎn)生噪音的一個(gè)原因。
發(fā)明的內(nèi)容考慮到上面提到的現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的目的是提供一種在生物學(xué)上應(yīng)用的、通過(guò)使導(dǎo)電微粒的數(shù)量達(dá)到最大程度以抑制電極退化的的印刷電極，而這些導(dǎo)電微粒能被用于生物電極表面上并確保穩(wěn)定的電流能維持一段長(zhǎng)的時(shí)間。
按照本發(fā)明，提供了一個(gè)生物學(xué)上應(yīng)用的印刷電極，此電極包括一個(gè)印刷了含有親水微粒和導(dǎo)電微粒的油膏(ink paste)或粘合劑的支架，而親水微粒又包含親水聚合物或水溶性物質(zhì)。
附圖簡(jiǎn)述在下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是一個(gè)舉例說(shuō)明常規(guī)的離子電泳電極的應(yīng)用示意圖。
圖2(a)是本發(fā)明的一個(gè)離子電泳多孔電極的示意圖。
圖2(b)是圖2(a)中另一種電極的支架的示意圖。
圖3是本發(fā)明的一個(gè)簡(jiǎn)化裝置的示意圖。
圖4圖例說(shuō)明本發(fā)明在第一實(shí)施方案中表現(xiàn)的電流變化。
圖5圖例說(shuō)明本發(fā)明在第二實(shí)施方案中表現(xiàn)的電流變化。
圖6圖例說(shuō)明在本發(fā)明中對(duì)照例中表現(xiàn)的電流變化。
附圖中部位名稱參考表
1、銀電極1A、陽(yáng)極部分2、化學(xué)容器2A、陰極部分3、親水凝膠4、氯化銀電極5、親水凝膠6、親水微粒7、銀膏8、銀膏電極9、攪拌器10、氯化銀電極11、生理鹽水12、電極支架13、電接觸的聯(lián)接末端本發(fā)明的最好實(shí)施模式按照本發(fā)明，提供一個(gè)在生物學(xué)上應(yīng)用的印刷電極，該電極的制法是將包含親水聚合物、水溶性糖、鹽或其他水溶性物質(zhì)的一種或多種顆粒與一種或多種導(dǎo)電微粒(銀、鎳、鈦、氯化銀、碳等)，在沸點(diǎn)較低的有機(jī)溶劑中的油膏和/或粘合劑中，通過(guò)浸漬進(jìn)行混合，接著將其印到或直接燒結(jié)到支架上，或在減壓或在常壓下加熱除去有機(jī)溶劑，從而形成膜或棒，這樣，在水溶液或含水膠的使用期間電極表面的有效面積會(huì)增加，而電流穩(wěn)定性也上升。
現(xiàn)在說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)。
在按本發(fā)明生產(chǎn)這種生物學(xué)上應(yīng)用的印刷電極時(shí)，用作親水微粒的，包括至少一種選自葡萄糖、果糖、甘露醇、水解的淀粉、D-山梨醇、黃嘌呤膠等的糖類；至少一種選自羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基乙基纖維素等的纖維素衍生物；至少一種選自聚乙烯醇類等的親水聚合物；至少一種選自氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、磷酸鉀、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈣、磷酸氫鈉、磷酸氫鉀、磷酸氫鈣、碳酸氫鈉、乙酸鈉、泛酸鈣和泛酸鈉等的鹽；以及至少一種選自焦磷酸鐵、抗壞血酸等的維生素，它們被混合在導(dǎo)電的油膏中。另外，親水的微粒的大小范圍沒(méi)有特別限制，但優(yōu)選3～200μm，更優(yōu)選3～50μm。
另外，在按本發(fā)明生產(chǎn)印刷電極時(shí)，有可能使用導(dǎo)電的金屬油膏組合物，它包含作為導(dǎo)電油膏至少一種粘合劑，該粘合劑選自聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚、聚脲烷、甲基丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯、聚偏二氯乙烯和氯乙烯與乙酸乙烯或偏二氯乙烯或丙烯腈或乙烯的共聚物，和乙酸乙烯與偏二氯乙烯或丙烯腈或乙烯的共聚物，其中包含20～90％(重量)，優(yōu)選60-80％(重量)的至少一種導(dǎo)電微粒(0.1～100μm大小)，導(dǎo)電微粒選自銀、氯化銀、鈦、鋰、鉑等，其含量為上面提到的親水微粒的1-50％(重量)，優(yōu)選5～30％(重量)。
我們現(xiàn)在要說(shuō)明本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)用作離子電泳的氯化銀電極的一個(gè)使用例子。通常，正如圖1所示，陽(yáng)極部分(1A)的銀電極(1)通過(guò)一個(gè)藥物溶液容器(2)或親水凝膠(3)面向生物表面，而陰極部分(2A)的氯化銀電極(4)通過(guò)親水凝膠(5)與生物表面接觸。本發(fā)明，正如圖2(a)中所示的實(shí)例所表示的，是具有由水溶性微粒結(jié)構(gòu)(6)均一地分散在銀的印刷油膏(7)中的一種電極。當(dāng)開(kāi)始離子電泳時(shí)，微粒逐漸溶解在從凝膠滲透過(guò)的水或其水溶液中。結(jié)果，一個(gè)多孔電極結(jié)構(gòu)就形成了。因此，它與只有表面可以使用的傳統(tǒng)的銀或氯化銀印刷電極相比，能在長(zhǎng)時(shí)間里保持穩(wěn)定電流。圖2(b)表示一個(gè)電極支架(12)形狀的改進(jìn)，包括在圖2(a)中所示起支架作用的由相同部件或不同部件的組合，以及一個(gè)同外界電聯(lián)接的組件。(13)是同外界電接觸的聯(lián)接末端。
另外，本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)以干燥狀態(tài)保存到臨使用之前或以與凝膠等相接觸的潮濕性狀態(tài)保存后，也能充分滿足使用的目標(biāo)。
現(xiàn)在我們將舉一個(gè)例子說(shuō)明此電極的制造方法。
那就是例如把由一種親水聚合物，水溶性糖或鹽組成的一種或多種親水微粒與一種或多種類型的導(dǎo)電微粒(如銀、鎳、鈦、氯化銀、碳等)，一起混合和浸漬，再用一種在沸點(diǎn)相對(duì)低的有機(jī)溶劑中的油膏或粘合劑，印刷到或直接燒結(jié)到支架上，或在減壓或常壓下加熱，除去有機(jī)溶劑以形成膜狀或桿狀電極。
上面例中提到的支架的實(shí)例有樹(shù)脂，如聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、賽珞玢、尼龍、聚酰亞胺、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等，和如纖維素、纖維素酯、硝酸纖維素、人造纖維、聚酯尼龍等無(wú)紡織物。這些形成為具有一定軟度和硬度的部件，但材料和形狀沒(méi)有特別限制。
為了進(jìn)一步闡明本發(fā)明的作用，將用氯化銀電極作為例子說(shuō)明在生理鹽水溶液中的實(shí)驗(yàn)。此實(shí)驗(yàn)采用圖3中所示的簡(jiǎn)化裝置進(jìn)行。
銀和氯化銀電極平行安裝，采用通過(guò)電極3V恒壓為離子電泳電壓，在此時(shí)間內(nèi)電流的穩(wěn)定性被測(cè)定和評(píng)估。
實(shí)施例現(xiàn)在本發(fā)明將通過(guò)此電極的例子和實(shí)驗(yàn)作進(jìn)一步詳細(xì)解釋說(shuō)明，但本發(fā)明決不僅限于這些實(shí)例。
實(shí)施例1本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)使用對(duì)一種混合油膏在150℃下加熱固化15分鐘制得的銀-氯化鈉電極而進(jìn)行的，所述油膏包含55-95％(重量)，優(yōu)選70％(重量)的一種熱固化導(dǎo)電銀膏“DW-250H-5”(Toyobo制造)和5-45％(重量)，優(yōu)選30％(重量)的水解淀粉(Wako PureChemical Industries制造)(顆粒大小不大于32μm)。加在Ag-淀粉陽(yáng)極和AgCl陰極上的去極化脈沖離子電泳的電壓為3V恒壓，40KHz，30％功率，如圖4所示，甚至在3小時(shí)后仍能提供基本上穩(wěn)定的電流。
實(shí)施例2本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)使用對(duì)一種混合油膏在150℃下加熱固化15分鐘制得的銀-氯化鈉-淀粉電極而進(jìn)行的，所述油膏包含55-95％(重量)，優(yōu)選70％(重量)的熱固化導(dǎo)電銀膏“DW-250H-5”(Toyobo制造)，22.5～2.5％(重量)，優(yōu)選15％(重量)氯化鈉粉末(平均顆粒大小不大于32μm)，和22.5～2.5％(重量)水解淀粉(WakoPure Chemical Industries制造)(平均顆粒大小不大于32μm)。加在Ag-淀粉陽(yáng)極和AgCl陰極上的去極化脈沖離子電泳的電壓是在3V恒壓，40KHz，30％功率。如圖5所示，即使在3小時(shí)以后仍能提供基本上穩(wěn)定的電流。
對(duì)照例子作為對(duì)照，實(shí)驗(yàn)只在剛熱固化過(guò)的導(dǎo)電銀膏“DW-250H-5”(Toyobo制造)上進(jìn)行，沒(méi)有外加氯化鈉，水解淀粉和其他親水微粒(不用外加)，此電極的加工條件和操作條件與上面例子的相同。如在圖6所示，與實(shí)施例1相比，在沒(méi)有加親水微粒的情形中，電流在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始15分鐘內(nèi)就明顯下降。
工業(yè)應(yīng)用性正如上面所說(shuō)，本發(fā)明在導(dǎo)電微粒中間加了水溶性微?；蛴H水聚合物微粒。當(dāng)用作生物電極，比如，用于離子電泳時(shí)，水分從含氯離子的水溶液或通過(guò)水溶性微?；蛴H水聚合物微粒從凝膠中得到，多孔電極結(jié)構(gòu)在導(dǎo)電過(guò)程中形成。因此，它可以提高導(dǎo)電微粒有效接觸面表面面積，從而可在長(zhǎng)的期間維持一個(gè)穩(wěn)定的電流。
另外，除了上面提到離子電泳電極外，本發(fā)明還能用作多項(xiàng)儀器，如以低頻治療儀和生物電信息提取電極為代表的生物電極。
權(quán)利要求
1.一種包括有支架的生物學(xué)上應(yīng)用的印刷電極，其中在支架上印刷有包含親水微粒和導(dǎo)電微粒的油膏或粘合劑，其中親水微粒包括親水聚合物或水溶性物質(zhì)。
2.權(quán)利要求1中的印刷電極，其中所說(shuō)親水微粒選自糖類、纖維素衍生物、鹽和水溶性維生素中的至少一種。
3.權(quán)利要求2中的印刷電極，其中所說(shuō)親水微粒顆粒大小在3-200μm。
4.權(quán)利要求1中的印刷電極，其中所說(shuō)導(dǎo)電微粒選自碳、銀、氯化銀、鈦、鎳和鉑中的至少一種。
5.權(quán)利要求4中的印刷電極，其中導(dǎo)電微粒的顆粒大小在0.1-100μm。
6.權(quán)利要求1中的印刷電極，其中所說(shuō)的粘合劑選自聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚、聚氨基甲酸乙酯、甲基丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯、氯乙烯聚合物、乙酸乙烯聚合物、乙烯聚合物和偏二氯乙烯聚合物中的至少一種。
全文摘要
一類生物學(xué)上應(yīng)用的印刷電極包含一類支架在它上面印有或直接燒結(jié)了一類油膏或粘合劑，油膏或粘合劑包含由親水聚合物或水溶性物質(zhì)組成的親水物質(zhì)微粒和導(dǎo)電微粒，它能夠有效地提高電極最大表面積，從而抑制電極退化并確保長(zhǎng)時(shí)間維持一個(gè)穩(wěn)定的電流。
文檔編號(hào)A61N1/30GK1145037SQ95192435
公開(kāi)日1997年3月12日 申請(qǐng)日期1995年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月16日
發(fā)明者岡部敬一郎, 日比登代次 申請(qǐng)人:前進(jìn)股份有限公司, 久光制藥株式會(huì)社