充電された結合デバイステクノロジーを備えたイオン半導体センサーを使用したカリウムイオン分布のリアルタイム2次元イメージング

カリウムイオン分布の2次元リアルタイム観測は、電荷結合デバイス（CCD）および金属酸化物半導体技術、およびイオン選択膜に基づくイオンイメージングデバイスを使用して達成されました。CCDカリウムイオン画像センサーには、32×32ピクセル（1024ピクセル）の配列が装備されていました。4.16×4.16 mmの面積で1秒あたり5つのフレームを記録できます（2）。カリウムイオン画像は即座に生成されました。3.3 m kcl Ag/AgCl参照電極からのカリウムイオンの浸出は、水溶液で動的に監視されました。半導体上のカリウムイオン選択膜は、BIS（Benzo-15-Crown-5）を含む可塑化ポリ（PVC）（PVC）で構成されていました。プラスチック化されたPVC膜に多面体オリゴマーシルセスキオキサンを添加すると、半導体表面のSi（3）N（4）への膜の接着が大幅に改善され、潜在的な応答が安定しました。潜在的な応答は、カリウムイオンの10（-2）から10（-5）m対数濃度から線形でした。選択性係数はk（k（+）、li（+））（pot）= 10（-2.85）、k（+）、na（+））（pot）= 10（-2.30）、k（k（+）、rb（+））（pot）= 10（-1.16）、およびk（+）、cs（+））（pot）= 10（-2.05）。

Two-dimensional real-time observation of potassium ion distributions was achieved using an ion imaging device based on charge-coupled device (CCD) and metal-oxide semiconductor technologies, and an ion selective membrane. The CCD potassium ion image sensor was equipped with an array of 32 × 32 pixels (1024 pixels). It could record five frames per second with an area of 4.16 × 4.16 mm(2). Potassium ion images were produced instantly. The leaching of potassium ion from a 3.3 M KCl Ag/AgCl reference electrode was dynamically monitored in aqueous solution. The potassium ion selective membrane on the semiconductor consisted of plasticized poly(vinyl chloride) (PVC) with bis(benzo-15-crown-5). The addition of a polyhedral oligomeric silsesquioxane to the plasticized PVC membrane greatly improved adhesion of the membrane onto Si(3)N(4) of the semiconductor surface, and the potential response was stabilized. The potential response was linear from 10(-2) to 10(-5) M logarithmic concentration of potassium ion. The selectivity coefficients were K(K(+),Li(+))(pot) = 10(-2.85), K(K(+),Na(+))(pot) = 10(-2.30), K(K(+),Rb(+))(pot) =10(-1.16), and K(K(+),Cs(+))(pot) = 10(-2.05).