DE1598879C3

DE1598879C3 - Lösungsmittel zum Auflösen von Proben für die Flüssigszlntigrafie

Info

Publication number: DE1598879C3
Application number: DE19671598879
Authority: DE
Inventors: Elizabeth T. Chicago; Hansen David L. Arlington Heights; IU. Bush (V.StA.)
Original assignee: G.D. Searle & Co., Chicago, 111. (V.StA.)
Priority date: 1966-04-11
Filing date: 1967-04-08
Publication date: 1976-03-25

Description

R' — N — CH.,

R"

OY-

in mindestens 0,25molarer Konzentration in einer Lösung besteht, die ein primäres Lösungsmittel für die Szintillation in Flüssigkeiten enthält, wobei R' und R" Alkylreste mit jeweils 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, X den Methyl- oder Benzylrest und Y Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeuten und die quaternären Ammoniumkationen überwiegend solche sind, in denen R' und R" jeweils 4 bis 14 Kohlenstoffatome enthalten.

2. Lösungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Lösungsmittel Toluol, Benzol oder p-Dioxan ist.

3. Lösungsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ein primäres Lösungsmittel für die Szintillation in Flüssigkeiten enthaltende Lösung einen Methanolgehalt von unter 25% hat.

4. Lösungsmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die quaternäre Ammoniumbase aus Dioctyldimethylammoniumhydroxid, Didecyldimethyl-ammoniumhydroxid, Didodecyldimethylammoniumhydroxid oder einer Mischung von quaternären Ammoniumhydroxiden besteht, deren Hauptbestandteile Dioctyldimethyl-ammoniumhydroxid, Didecyldimethyl-ammoniumhydroxid und Didodecyldimethyl-ammoniumhydroxid sind.

5. Lösungsmittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die quaternäre Ammoniumbase in 0,5 bis l.Omolarer Konzentration in mindestens einem der Lösungsmittel Toluol, Benzol und p-Dioxan vorliegt.

6. Verwendung des Lösungsmittels nach Anspruch 1 bis 5 zum Auflösen von biologischen Proben für die Messung der Radioaktivität dieser Proben durch Flüssigszintigrafie.

Gegenstand der Erfindung sind Lösungsmittel zum Auflösen von Proben für die Flüssigszintigrafie, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie im wesentlichen aus mindestens einer quaternären Ammoniumbase der allgemeinen Formel

N-CH₃
R"

OY-

in mindestens 0,25molarer Konzentration in einer Lösung bestehen, die ein primäres Lösungsmittel für die Szintillation in Flüssigkeiten enthält, wobei R' und R" Alkylreste mit jeweils 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, X den Methyl- oder Benzylrest und Y Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeuten, und die quaternären Ammoniumkationen überwiegend solche sind, in denen R' und R" jeweils 4 bis 14 Kohlensloffatome enthalten.

ίο Mit diesen Lösungsmitteln werden Verbesserungen bei der Auflösung von Proben, insbesondere tierischen und menschlichen Gewebeproben, erzielt, deren Radioaktivität mittels Flüssigszintigrafie ermittelt werden soll.

Die Flüssigszintigrafie hat weite Verbreitung in der biologischen Forschung und auf ähnlichen Gebieten gefunden, bei denen /3-Strahlen emittierende Isotope, wie Tritium und Kohlenstoff-14, als Indikatoren verwendet werden. Hierbei wird die Probe in einer szintillierenden Flüssigkeit aufgelöst. Die gezählten Szintillationen geben die Radioaktivität der Probe wieder.

Im allgemeinen wird bei der Flüssigszintigrafie eine geeignete fluoreszierende Substanz in einem geeigneten Lösungsmittel verwendet. Das Lösungsmittel muß neben der Fähigkeit, die fluoreszierende Substanz zu lösen, weitere für das Nachweisverfahren erforderliche Eigenschaften aufweisen. Die Energie des nachzuweisenden Teilchens teilt sich durch Ionisierung oder andersartige Anregung dem Lösungsmittel mit, das wiederum die fluoreszierende Substanz anregt. Das Lösungsmittel muß weiter so beschaffen sein, daß es das durch die fluoreszierende Substanz erzeugte Licht mit maximalem Wirkungsgrad zur Lichtanzeigevorrichtung hindurchtreten läßt, wo die Szintillation in einen elektrischen Impuls umgewandelt wird. Das Lösungsmittel muß daher optisch klar sein und darf keine wesentlichen Farbeigenschaften besitzen, welche die Emission der Fluoreszierenden Substanz schwächen würden. Abgesehen von diesen offensichtlich zu vermeidenden optischen Effekten kann die Anregung des Lösungsmittels in unterschiedlichem Grade durch andere Prozesse gelöscht werden.

Es ist eine Gruppe von Flüssigkeiten bekannt, welche die genannten allgemeinen Anforderungen erfüllen und im allgemeinen als primäre Lösungsmittel für die Szintillation in Flüssigkeiten verwendet werden. Die wirksamsten dieser üblicherweise verwendeten Lösungsmittel sind die Alkylbenzole, Toluol und Xylol (die gereinigten o-, m- und p-Isomeren oder deren Mischungen). Benzol sowie die Mono-, Di- und Triäthylbenzole und Phenylcyclohexan sind in ihrer Wirksamkeit vergleichbar. Bestimmte Alkoxyäther, einschließlich Anisol und Dimethoxybenzyl, sind nur wenig wirksamer. Ein weiteres, häufig verwendetes primäres Lösungsmittel, wenn Mischbarkeit mit Wasser gefordert wird, ist p-Dioxan, dessen Wirkungsgrad etwa 70% des Wirkungsgrades von Toluol beträgt. Andere primäre bei der Szintillations-Methode verwendete Lösungsmittel sind die Alkylbenzole, wie Cumol, p-Cymol, n-Butylbenzol, Mesitylen und 1,2,4-TrimethyIbenzol; Äther, wie Diphenyläther, Dimethoxyäthan und Äthoxybenzol; verschiedene andere alkylierte aromatische Verbindungen, wie Monoisopropyldiphenyl und 1-Methylnaphlhalin; Hexan und Dekalin. In diesen Lösungen ist die fluoreszierende Substanz selbstverständlich die

»primär gelöste Substanz«. Viele dieser Substanzen sind bekannt. Die Auswahl des primären Lösungsmittels und der primär gelösten Substanz hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, sowohl von der für den Nachweis der Lichtszintillationen verwendeten Anlage (Wellenlängenempfindlichkeit usw.) als auch von den spezifischen Eigenschaften der zu messenden Strahlung sowie von anderen Faktoren, insbesondere der Natur des Materials, das in der »primären« Lösung zur Messung seiner Radioaktivität gelöst oder verteilt werden soll.

Wenn die zu messende Probe in verschiedenen primären Lösungsmitteln leicht löslich ist, sind die Vorkehrungen für die Zählung am einfachsten.

Wenn die Probe nicht direkt in ausreichender Konzentration in einem primären Lösungsmittel gelöst werden kann, wird die Verwendung eines sekundären Lösungsmittels erforderlich. Die Probe wird dann zunächst im sekundären Lösungsmittel gelöst und die erhaltene Lösung darauf in die primäre Lösung gebracht. Für diesen Zweck werden verschiedene sekundäre Lösungsmittel verwendet, wie Alkohole, Äther, usw. Im allgemeinen erhöht die Verwendung eines sekundären Lösungsmittels jedoch die Löschung, d. h., die Wirksamkeit des Gesamt-Verfahrens wird herabgesetzt.

Eine Probe, die häufig nicht direkt in einem primären Lösungsmittel gelöst werden kann und daher zweckmäßig mit einem besonderen sekundären Lösungsmittel löslich gemacht wird, ist das sehr häufig anfallende tierische Gewebe. Diese Gewebe können unter Verwendung einer starken Base digeriert werden. Für solche Proben verwendet man daher verschiedene Lösungen starker Basen als sekundäre Lösungsmittel. Eine übliche derartige Lösung ist die Lösung eines quaternären Ammoniumhydroxids in Methanol. Das am häufigsten für diesen Zweck verwendete Hydroxid war bisher p-(Di-isobutylcresoxy äthoxyäthyl)-dimethylbenzyl-ammoniumhydroxid. Ein solches Ammoniumhydroxid wird nach dem »Silberoxidverfahren«, s. hierzu z. B. »Liquid Scintillation Counting«, herausgegeben von Bell und Hayes, Pergamon Press, 1958, S. 123 ff., aus dem entsprechenden Halogenid hergestellt.

Die Verwendung dieses nach dem Silberoxidverfahren hergestellten Hydroxids hat den Nachteil, daß das in ihm enthaltene Methanol in der endgültigen Zähllösung die Wirksamkeit der Zählung beeinträchtigt.

Die Erfindung ermöglicht unter anderem die Verwendung eines primären Lösungsmittels an Stelle von Methanol im sekundären Lösungsmittel. Die Nachteile des Methanols sind seit langem bekannt und von Passmann, Radin und Cooper in »Analytical Chemistry«, Bd. 28, S. 484 (1956), in Verbindung mit der Entwicklung der Verwendung quaternärer Ammoniumverbindungen für die in Flüssigszintigrafie erwähnt.

Man hat schon versucht, eine methanolfreie Lösung in Toluol (einem hochwirksamen primären Lösungsmittel) durch Abdampfen des Methanols und anschließendes Lösen der getrockneten Base in Toluol herzustellen; es konnten jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden. Es wurde auch schon versucht, die Verwendung von Methanol durch Herstellen einer direkten Lösung in Toluol unter 6_S Verwendung eines Ionenaustauscherharzes zu umgehen; die erzielte Konzentration war jedoch nicht hoch genug, s. E i s e η b e r g, S. 123, und Radin,

S. 108, der vorstehend zitierten Veröffentlichung »Liquid Scintillation Counting«.

Die Erfindung betrifft nun eine neue Klasse von quaternären Ammoniumbasen enthaltenden Lösungsmitteln, die für die gleichen Zwecke brauchbar sind wie die bisher verwendeten oben erwähnten sekundären Lösungsmittellösungen, gegenüber diesen jedoch einen wesentlichen Fortschritt erbringen.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden quaternären Ammoniumbasen haben die allgemeine Formel

I
R'_N — CH,

R"

OY-

in der R' und R" höhere Alkylreste mit jeweils 4 bis 18 Kohlenstoffatomen, X den Methyl- oder Benzylrest und Y Wasserstoff oder einen niederen Alkylrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Wasserstoff bedeutet.

Beispiele für R' und R" in der vorstehenden Strukturformel sind der Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecyl-, Tridecyl-, Tetradecyl-, Pentadecyl-, Hexadecyl-, Heptadecyl- und Octadecylrest und deren verzweigtkettige Isomere. Beispiele für Y sind der Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Hexyl- und Heptylrest und deren verzweigtkettige Isomere.

Die Verbindungen der Formel (I) können auch als Titrationsmittel in nicht wäßrigen Lösungen verwendet werden. Am besten für die Flüssigszintigrafie eignen sich Lösungen von Verbindungen der Formel (I), bei denen die Ammoniumkationen überwiegend aus solchen bestehen, in denen R' und R" jeweils 4 bis 14 Kohlenstoffatome enthalten.

Die allgemeine Feststellung, daß quaternäre Ammoniumhydroxide und -alkoxide in dem Sinne unbeständig sind, daß .sie nicht als freie Verbindungen, sondern nur in Lösung hergestellt werden können, trifft auch auf die Verbindungen der Formel (1) zu. Sie werden daher in Form von Lösungen hergestellt und verwendet. Die Natur der in Lösung vorliegenden Anionen hängt dementsprechend von der Zusammensetzung der Mischung ab. So kann eine Methanol enthaltende Lösung eines quaternären Ammoniumhydroxids als Gleichgewichtsmischung des quaternären Ammoniumhydroxids und des quaternären Ammoniummethylats vorliegen. In gleicher Weise ist anzunehmen, daß eine wasserhaltige Lösung des Methylats als Gleichgewichtsmischung des Methylats und des quaternären Ammoniumhydroxids vorliegt.

Es wurde nun gefunden, daß die Verwendung einer oder mehrerer Verbindungen der Formel (I) die Herstellung stark basischer Lösungen in primären Lösungsmitteln, wie Toluol, in Konzentrationen ermöglicht, die für eine vollständige Lösung von Gewebe (und ähnlichen Substanzen) ausreichen, wobei gleichzeitig die Löschung der Szintillation wesentlich geringer ist als bei den bisher verwendeten Zusammensetzungen und diese Lösungen ferner ein wesentlich größeres Lösungsvermögen für viele Arten von Proben haben als die bisher verwendeten Lösungen.

Ein erfindungsgemäßes Lösungsmittel zum Lösen radioaktiver Proben besteht im wesentlichen aus mindestens einer Ammoniumbase der Formel (I),

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vorzugsweise in der Hydroxidform, deren Ammonium- erhältlich sein können. Andere als Ausgangsmateriakomponenten überwiegend aus solchen bestehen, in lien geeignete quaternäre Ammoniumsalze sind die denen R' und R" jeweils 4 bis 14 Kohlenstoffatome quaternärenAmmoniumhydrosulfate,-sulfate,-nitrate, enthalten, in mindestens 0,25molarer, vorzugsweise -nitrite, -hydrophosphate, -hydrocarbonate und -car-0,5- bis !,Omolarer Konzentration in einer ein pri- 5 bonate. Für das Durchleiten des quaternären Ammomäres Lösungsmittel für die Flüssigszintigrafie ent- niumsalzes durch die Ionenaustauschersäule können haltenden Lösung. Ein solches Lösungsmittel wird in als Lösungsmittel Wasser und organische Lösungsder gleichen Weise wie die bekannten sekundären mittel, in denen die verwendeten quaternären Am-Lösungsmittellösungen zur Auflösung von Gewebe- moniumsalze und die als Produkte erhaltenen quaterproben und ähnlichen Proben verwendet und kann io nären Ammoniumhydroxide löslich sind, verwendet danach mit dem gleichen oder einem anderen Lösungs- werden. Besonders brauchbar sind Lösungsmittel, die mittel für die Flüssigszintigrafie zusammen mit der als primäre Lösungsmittel für die Flüssigszintigrafie primär gelösten fluoreszierenden Substanz und jeder verwendet werden können.

beliebigen normalerweise verwendeten sekundär ge- Zur Durchführung des Ionenaustauschs wird z. B.

lösten Substanz gemischt oder verdünnt werden. So 15 eine Ionenaustauschersäule mit einem geeigneten wird für den Zählvorgang eine Gesamtlösung herge- Träger aus Glaswolle oder gesintertem Glas verwendet, stellt, die den bisher für ähnliche Zwecke verwendeten die über Sperrhähne mit verschlossenen Beschickungs-Lösungen im allgemeinen entspricht, bei der jedoch und Auffangbehältern an ihrem oberen bzw. unteren die Löschung wesentlich geringer und die Gesamt- Ende verbunden ist. Ein stark basisches Anionaustauwirksamkeit des Zählvorgangs verbessert ist. 20 scherharz in Chloridform z. B. einem Polystyrol-

Die Verbindungen der Formel (I) können hergestellt trimethylbenzylammoniumchloridanionenaustauscherwerden: (a) durch Anionenaustausch aus den ent- harz (Vernetzungsgrad 8), vorzugsweise mit einer sprechenden quaternären Ammoniumsalzen, zweck- Teilchengröße von 0,30 bis 0,84 mm, wird als Aufmäßig aus den Halogeniden, (b) mit dem Silberoxid- schlämmung in destilliertem Wasser in die Säule verfahren aus den entsprechenden quaternären Am- 25 eingebracht. Die Säule wird dann zur Umwandlung moniumhalogeniden, (c) durch Umsetzung von aiko- des Harzes in die Hydroxidform mit einer Natriumholischem Kaliumhydroxid mit einem entsprechenden hydroxidlösung ausgewaschen. Zurückgebliebenes Naquaternären Ammoniumchlorid, (d) durch Um- triumhydroxid und Natriumchlorid wird mit destilliersetzung eines entsprechenden quaternären Ammonium- tem Wasser gründlich ausgewaschen. Dann wird methylsulfats mit Schwefelsäure und anschließende 30 reagenzreines wasserfreies Methanol, aus dem sämt-Umsetzung des erhaltenen quaternären Ammonium- licher Sauerstoff durch langes Einblasen von Stickstoff hydrosulfats mit Bariumhydroxid und (e) durch Um- entfernt wurde, in die Säule eingeführt, in der während Setzung eines entsprechenden quaternären Ammo- des gesamten Verfahrens eine Stickstoffatmosphäre niumhalogenids mit Alkylat-Ionen abgebenden Ma- über der Flüssigkeitsoberfläche aufrechterhalten wird, terialien. 35 Das mit Stickstoff durchgespülte Methanol, mit dem

Für die Verwendung in Lösungsmitteln für die das destillierte Wasser aus der Säule entfernt werden Flüssigszintigrafie werden die Verbindungen der soll, wird zweckmäßig in einer Menge verwendet, Formel (I) vorzugsweise in einem Ionenaustausch- die einem Vielfachen des Harzvolumens entspricht, verfahren hergestellt, das die erforderliche Konzen- Reagenzreines primäres Lösungsmittel für die Flüssigtration im Lösungsmittel für die Flüssigszintigrafie, 40 szintigrafie in einer Menge, die wiederum ein wesenteine klare Lösung ohne die Notwendigkeit einer liches Vielfaches des Harzvolumens ausmacht, wird Alterung durch Lichteinwirkung und anderer zu- mit Stickstoff durchgespült und dann zur Entfernung sätzlicher Maßnahmen, wie sie beim Silberoxid- des Methanols durch die Säule geleitet. Darauf wird verfahren erforderlich sind, und ohne Salzrückstände die quaternäre Ammoniumverbindung, z. B. in Form bei kleineren Wasser- oder Alkoholmengen ergibt, 45 des Chlorids, in einer solchen Menge des primären als sie beim Silberoxidverfahren und anderen Ver- Lösungsmittels (falls im Handel erhältliche Ammofahren auftreten. Vollständige Klarheit und Beständig- niumverbindungen verwendet werden, nach Reinigung) keit kann leicht durch kontinuierliche Entfernung des gelöst, daß die Sättigungskonzentration erreicht wird, Sauerstoffs in allen Stufen des nachfolgend beschrie- und wiederum wird durch Einleiten von Stickstoff benen, in einer Säule durchgeführten Ionenaustausch- 50 der Sauerstoff entfernt. Diese Lösung wird mit Verfahrens erreicht werden. regulierter, ausreichend langsamer Fließgeschwindig-

In diesem Ionenaustauschverfahren wird ein Aus- keit durch das Harz geleitet, so daß ein im wesentgangsmaterial der Formel liehen vollständiger Ionenaustausch bewirkt wird.

-,, Die Basizität des abfließenden Materials wird kon-

I 55 trolliert, und mit dem Auffangen unter einer Stickstoff-

I atmosphäre wird begonnen, wenn eine geeignet hohe

'—N—CH₃ Z- Basenkonzentration erreicht ist, wobei der erste Teil

I des abfließenden Materials (der die Spülflüssigkeit für

R" das von der vorhergehenden Verfahrensstufe zurück-

60 gebliebene Lösungsmittel darstellt), verworfen wird, in der R', R" und X die vorstehend angegebene Bei aufeinanderfolgenden Chargen kann selbstver-Bedeutung haben und Z ein einwertiges Anion oder ständlich das gleiche Harz weiter verwendet werden, ein halbes Äquivalent eines zweiwertigen Anions be- wobei, wie es bei derartigen Ionenaustauschverfahren deutet, in einem geeigneten Lösungsmittel durch ein üblich ist, zur Vermeidung einer zu starken Zusammenbasisches Anionenaustauscherharz geleitet. Besonders 65 ballung eine gelegentliche Spülung mit destilliertem geeignete Ausgangsmaterialien sind Verbindungen, Wasser oder Methanol in umgekehrter Richtung in denen Z ein Halogenatom, nämlich Chlor, Brom eingeschaltet wird,
oder Jod ist, insbesondere Chloride, die im Handel Bei den Verfahrensstufen zur Umwandlung der

Lösung des quaternären Ammoniumsalzes in eine die in der alkoholischen Lösung verbleibenden

Lösung des Hydroxids handelt es sich im allgemeinen Alkalimetallchloridrückstände die Eignung des Pro-

um mehr oder weniger übliche Maßnahme beim duktes als sekundäres Lösungsmittel für die Flüssig-

Arbeiten mit Ionenaustauschkolonnen. Im vorliegen- szintigrafie einschränken.

den Verfahren hat es sich jedoch als außerordentlich 5 Das Silberoxidverfahren für die Herstellung der wichtig erwiesen, die Säule unter Sauerstoffausschluß quaternären Ammoniumhydroxide der Formel (I) umzu halten. Für die Gewinnung einer beständigen faßt die Umsetzung eines entsprechenden quaternären klaren abfließenden Lösung, die nur eine geringe Lö- Ammoniumhalogenids, nämlich des -bromids, -jodids schung verursacht, sind die Maßnahmen des Spülens oder vorzugweise -Chlorids mit Silberoxid in wäßriger, aufeinanderfolgender Beschickungen mit Stickstoff io wäßrig-alkoholischer oder alkoholischer Lösung unter und die Aufrechterhaltung einer Stickstoffatmosphäre Bildung des entsprechenden quaternären Ammoniumüber der Flüssigkeit kritisch. Die Anwendung eines hydroxids in der Lösung, die durch Abfiltrieren der Ionenaustauschverfahrens bei der Herstellung von Silberhalogenidfällung und Entfernung des überLösungsmitteln für die Flüssigszintigrafie dieser Art schüssigen Silberoxids gereinigt wird. Das Silberoxid ist nicht eigentlich neu. Die obenerwähnten Versuche 15 kann entweder durch Alterung unter Lichteinwirkung zur Vermeidung der Nachteile des Silberoxidverfahrens oder durch die Zugabe einer Säure unter Bildung umfaßten Experimente mit Ionenaustauschkolonnen, eines unlöslichen Silbersalzes entfernt werden. Die die aufgegeben wurden. Der Grund für die Tatsache, Anwendbarkeit dieser Verfahren für die Herstellung daß der Ausschluß von Sauerstoff eine kritische von quaternären Ammoniumhydroxiden für die Maßnahme darstellt, ist nicht völlig geklärt. Es ist 20 Flüssigszinfigrafie ist begrenzt, da die Gegenwart von bekannt, daß in der endgültigen Lösung enthaltener, Wasser oder eines Alkanols in der endgültigen Lösung gelöster Sauerstoff eine löschende Wirkung haben Löschungen begünstigt.

könnte. Die Unterschiede in den erhaltenen Ergeb- Das Bariumhydroxidverfahren zur Herstellung der

nissen sind jedoch viel zu groß, um sich mit einer so erfindungsgemäßen quaternären Ammoniumverbin-

einfachen Erklärung klarstellen zu lassen, zumal die 25 düngen umfaßt das Erhitzen der Methylsulfate der

Einwirkung von Sauerstoff auf die endgültige Lösung Verbindungen der Formel (I) mit Schwefelsäure unter

keine Wirkung erzielt, die sich mit der beim Eintritt Bildung der entsprechenden Hydrosulfate, die mit

von Sauerstoff in die Säule beobachteten Wirkung Bariumhydroxid behandelt werden und nach der Ent-

vergleichen ließe. fernung der ausgefällten Bariumsalze eine Lösung

Es liegen Anzeichen dafür vor, daß beim Spülen 30 des quaternären Ammoniumhydroxids ergeben. Die der Säule mit Methanol dieses entweder eine Reaktion Verwendung der auf diese Weise erhaltenen quatermit dem lonenaustauscherharz in der Hydroxidform nären Ammoniumhydroxide ist durch die Anweseneingeht oder das Methanol nicht vollständig aus der heit von Bariumsalzen in der Lösung und die VerSäule ausgewaschen wird oder daß beide Möglich- Wendung eines Alkohols oder von Wasser als Lösungskeiten eintreten, so daß beim Ionenaustausch das aus 35 mittel begrenzt.

der Säule abfließende Material unterschiedliche Men- Die erfindungsgemäßen Lösungsmittel können in

gen [OCH₃] enthält, die in der Lösung entweder als der gleichen Weise verwendet werden wie die früher

Methanol oder als Methylat vorliegen. Dement- verwendeten alkoholischen Lösungen, selbst dann,

sprechend darf die Bezeichnung »Hydroxid« nicht so wenn das in der auflösenden Lösung verwendete

ausgelegt werden, daß sie auf das reine Hydroxid be- 40 primäre Lösungsmittel für die Flüssigszintigrafie nicht

schränkt ist. Sie umfaßt vielmehr auch andere ge- das gleiche Lösungsmittel ist wie das überwiegende

bildete, mit dem Kation assoziierte Anionen. Lösungsmittel in der endgültigen, für die Flüssig-

Das oben beschriebene Verfahren ergibt klare Lö- szintigrafie verwendeten Zusammensetzung. Zum Beisungen der quaternären Ammoniumbase im primären spiel kann eine Gewebeprobe in einer l,0molaren Lösungsmittel für die Flüssigszintigrafie mit viel 45 Lösung einer erfindungsgemäßen Dialkylammoniumhöheren Konzentrationen, als sie (ohne die Verwen- base in Toluol gelöst werden, und diese Zusammendung von Methanol usw.) nach anderen Verfahren Setzung kann dann einem anderen primären Lösungserreicht werden können. Die bei ihrer praktischen mittel für die Flüssigszintigrafie, in dem die Base Anwendung erzielten Ergebnisse sind den bisher für sehr viel weniger löslich wäre, zusammen mit einer vergleichbare Zwecke erreichten Ergebnissen weit 5° fluoreszierenden Substanz unter Bildung des endüberlegen. Darüber hinaus können die erfindungs- gültigen Lösungsmittels für die Flüssigszintigrafie zugemäßen Lösungen viele Monate ohne Beeinträchti- gesetzt werden. In einem solchen Fall dient das Toluol gung gelagert werden. Gewünschtenfalls kann die im wesentlichen dem gleichen Zweck wie das früher Konzentration natürlich durch Eindampfen erhöht hierfür verwendete Methanol, d. h. als Zwischenwerden. 55 lösungsmittel zum Lösen der Base, so daß die Ge-

Das Kaliumhydroxidverfahren zur Herstellung der webeprobe in der endgültigen Lösungsmittelzusam-

quaternären Ammoniumverbindungen der Formel (I) mensetzung gelöst werden kann. Es ist ersichtlich,

umfaßt die Umsetzung eines entsprechenden quater- daß die erwünschten Eigenschaften der geringen

nären Ammoniumchlorids in einem Alkanol, zweck- Löschung des Toluols selbst in Fällen vorteilhaft sind,

mäßig Methanol, mit Kaliumhydroxid unter Bildung 60 in denen seine Energieumwandlungsfunktion nur

des entsprechenden quaternären Ammoniumhydro- wenig ausgenutzt wird.

xids. Das ausgefallene Kaliumchlorid wird abfiltriert. Die erfindungsgemäßen Lösungsmittel können auch

In ähnlicher Weise ergibt die Umsetzung eines ent- aus einer Mischung von primären Lösungsmitteln für

sprechenden quaternären Ammoniumchlorids mit die Flüssigszintigrafie, z. B. einer Mischung aus

einem Alkalimetallalkoholat in einem Alkanol das 65 Toluol und Dioxan, bestehen.

entsprechende quatemäre Ammoniumalkylat. Die Die Verwendung der quaternären Dialkylammo-

Anwendbarkeit dieser Verfahren ist dadurch begrenzt, niumhydroxide bei der Auflösung von Proben er-

daß. der als Lösungsmittel verwendete Alkohol und fordert keine Veränderungen bei der Herstellung der

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die fluoreszierende, d. h. primär gelöste Substanz und Bailey in »Industrial Oil and Fat Products«,

jede andere verwendete sekundär gelöste Substanz Interscience Publishers, Inc. N. Y., New York, 1945>

enthaltenden Zähllösung. S. 140, wie folgt beschrieben: 0,8% Hexyl-, 5,4%

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Octyl-, 8,4% Decyl-, 45,4% Dodecyl-, 18,0% Tetra-Erfindung: 5 decyl-, 10,5% Hexadecyl-, 2,3% Octadecyl-, 0,4%

5,8,11,14-Eicosatetraenyl-, 7,5 % 9-Octadecenylgrup-

Beispiel 1 pen und 0,5% andere gesättigte Gruppen) bzw. einer

Lösung in einer Mischung aus o-, m- und p-Xylolen;

Eine Ionenaustauscherkolonne, deren Betthöhe Dioxan; η-Hexan bzw. Cyclohexan ergab die entetwa das Zwanzigfache ihres Durchmessers ausmachte, io sprechende Lösung der quaternären Ammoniumwurde mit einem Polystyrol-trimethylbenzylammo- verbindung mit der Normalität von 0,73, 0,57, 0,17, niumchlorid-anionenaustauscherharz (Vernetzungs- 0,47 bzw. 0,24. Verbesserte Eigenschaften der erhalgrad, 0,30 bis 0,84 mm Durchmesser) gefüllt. Das tenen Produkte konnten erzielt werden, wenn man Harz wurde in die Hydroxidform umgewandelt, das ölige Dicocodimethylammoniumchlorid bei Raumindem man das zehnfache Volumen der Harzschicht 15 temperatur etwa 16 Stunden mit Natriumborhydrid an ln-Natriumhydroxidlösung mit einer Fließge- mischte, bevor man das Chlorid im vorstehend geschwindigkeit von etwa 1 ccm/Min./cm² durch die nannten Verfahren verwendete.
Säule leitete und anschließend nacheinander jeweils Die Verwendung einer Toluollösung von Didecyldas vierfache Volumen der Harzschicht an destillier- dimethylammoniumchlorid und Dioctyldimethylamtem Wasser, Methanol und primärem Lösungsmittel 20 moniumchlorid im obigen Verfahren ergab jeweils mit einer Geschwindigkeit von 2 ccm/Min./cm² zu- die entsprechenden quaternären Ammoniumhydroxide setzt. Beginnend mit der Methanolspülung und wäh- in Toluollösung.
rend aller nachfolgenden Verfahrensstufen wurden B e i s d i e 1 2
die Lösungsmittel unter Stickstoff gehalten. Nach ^P

der Methanolzuführung wurde Methanol in umge- 25 Es wurde eine gesättigte Lösung (6,37normal) von

kehrter Richtung durch die Kolonne geführt, um technisch reinem Natriummethylat in Methanol und

eingeschlossene Gasblasen zu entfernen. Eine ge- getrennt davon eine Toluollösung (0,895normal) von

sättigte Lösung des quaternären Ammoniumhalo- Dicocodimethylammoniumchlorid (definiert wie im

genids in einem primären Lösungsmittel wurde mit Beispiel 1), das dreimal aus Äthylacetat umkristalli-

Stickstoff gesättigt und dann mit einer Fließgeschwin- 30 siert worden war, hergestellt. Jeweils 0,478 Mol der

digkeit von etwa 0,5 ccm/Min./cm² durch die Kolonne Natriummethylatlösung und der Dicocodimethyl-

geleitet und unter Stickstoff aufgefangen. Der Metha- ammoniumchloridlösung wurden gemischt. Die erhal-

nolgehalt der erhaltenen Lösung kann verringert bzw. tene Lösung von Dicocodimethyl-ammoniummethylat

die Normalität der quaternären Ammoniumverbin- wurde von der Natriumchloridfällung dekantiert und

dung erhöht werden, indem man die Lösung unter 35 die Lösung dann so mit Toluol verdünnt, daß eine

verringertem Druck unter Stickstoff einengt. Die 0,6normale Lösung der quaternären Ammoniumver-

Menge des als Ausgangsmaterial verwendeten quater- bindung erhalten wurde. Diese Lösung wurde an-

nären Ammoniumhalogenids sollte vorzugsweise die schließend bei —20° C in den Gefrierschrank abge-

Hälfte der angenommenen Kapazität des Ionen- stellt. Die Flüssigkeit wurde zur Entfernung des

austauscherharzes nicht übersteigen. 40 ausgefällten Natriumchlorids im Vakuum durch ein

Die Verwendung einer Lösung, die auf Gewichts- Filter aus Polyäthylenfasern mit geringem Rückhaltebasis 50% Dilauryldimethyl-ammoniumchlorid (eine vermögen auf einem kalten Büchnertrichter filtriert. 96 Gewichtsprozent Dodecyl und 4 Gewichtsprozent Die erhaltene Lösung war 0,79normal.
Decyl als Laurylkomponente enthaltende Mischung) Die Verwendung von äquimolaren Mengen 2-Pro-34 % Toluol, 10 % 2-Propanol und 6 % Wasser ent- 45 panol und Natrium-2-propylat an Stelle des Methanols hielt, ergab die entsprechende quaternäre Ammo- und des Natriummethylats im obigen Verfahren ergab niumverbindung in einer Normalität von 0,68. das entsprechende Dicocodimethyl-ammoniumpropy-

Die Verwendung von Toluollösungen, die 22 bzw. lat.

54 Gewichtsprozent . Dilauryldimethylammonium- BeisDiel 3

chlorid enthielten, ergaben im obigen Verfahren die 50 "

entsprechenden quaternären Ammoniumverbindun- Bei Verwendung der moläquivalenten Menge

gen in einer Normalität von 0,37 bzw. 0,88. Dicocodimethyl-ammoniumchlorid an Stelle von

Die Verwendung einer Toluollösung von Dioctyl- p-(Di-isobutylcresoxyäthoxyäthyl)-dimethylbenzyl-

benzylmethylammoniumchlorid im obigen Verfahren ammoniumhydroxid im Silberoxidverfahren nach

ergab das entsprechende quaternäre Ammonium- 55 Eisenberg in »Liquid Scintillation Counting«,

hydroxid in einer Normalität von 0,41. herausgegeben von Bell und Hayes, Perga-

Die Verwendung einer gesättigten Lösung des vor- m ο n, N. Y., 1958, S. 123, erhielt man das Dicoco-

stehend definierten Düauryldimethyl-ammoniumchlo- dimethyl-ammoniumhydroxid in einer Normalität

rids in Dioxan ergab', im obigen Verfahren die ent- von 1,0.

sprechende quaternäre. Ammoniumhydroxidlösung in 60 Versuche mif einer Zusammensetzung, die Didode-

einer Normalität von 0,25. cyldimethyl-ammoniumhydroxid (hergestellt wie im

Die Verwendung einer Toluollösung von Didecyl- Beispiel 1) in einem primären Lösungsmittel für die

benzylmethyl-ammoniumchlorid im obigen Verfahren Flüssigszintigrafie enthielt, ergaben im' Vergleich zu

ergab die entsprechende quaternäre Ammoniumbase einer p-iDi-isobutylcresoxyäthoxyäthyO-dimethylben-

in einer Normalität von 0,47. 65 zylammoniumhydroxid-Lösung in Methanol außer-

Die Verwendung einer Toluollösung von Dicocodi- ordentlich zufriedenstellende Ergebnisse, und zwar

methylammoniumchlorid im obigen Verfahren (die sowohl hinsichtlich der Löschung als auch hinsichtlich

Zusammensetzung · djeser. Verbindung wird von; der Menge verschiedenartigster biologischer Gewebe,

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die in einem gegebenen Volumen des endgültigen für Ähnliche Verbesserungen sowohl hinsichtlich der

die Zählung verwendeten Lösungsmittels schnell und Löslichkeit als auch der Auszählung wurden auch bei

leicht bei normalen Temperaturen gelöst werden Verwendung einer Vielzahl von Proben aus Plasma,

können. Serum, gereinigtem Protein, Aminosäuren und ähn-

Es wurden Vergleichsversuche bezüglich der Her- 5 liehen Substanzen erzielt.

stellung und Zählung von Albuminproben (ein Pro- Die Didodecyldimethyl-ammoniumbase werden fertein, das beim Zählen Probleme aufwirft) und Hühner- ner auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise zur Hermuskeln mit dem eben erwähnten Lösungsmittel und stellung einer p-Dioxanlösung verwendet. Das Gemit der Methanollösung von p-(Di-isobutylcresoxy- webe wurde wiederum besser gelöst als mit p-(Di-isomit der Methanollösung von p-(Di-isobutylcres- io butylcresoxyäthoxyäthyl) - dimethylbenzylammoniumoxyäthoxyäthyl) - dimethylbenzylammoniumhydroxid hydroxid. Der Wirkungsgrad bei der Tritiumzählung durchgeführt. Die erfindungsgemäße Lösung wurde war mehr als doppelt so groß wie bei den entsprechenin einer 0,8molaren Konzentration nach dem vor- den ρ-(Di-isobutylcresoxyäthoxyäthyl)-dimethylbenstehend beschriebenen Ionenaustauschverfahren aus zylammoniumhydroxid-Proben, wenn die Lösungen Didodecyldimethylammoniumchlorid hergestellt und 15 anschließend in einer Toluol-Lösung für die Flüssigmit der gleichen Menge Toluol verdünnt. Eine szintigrafie gelöst wurden. Eine im allgemeinen ähnl.Omolare Lösung von p-(Di-isobutylcresoxyäthoxy- liehe Verbesserung wurde erzielt, wenn die erfindungsäthyl)-dimethylbenzylammoniumhydroxid in Metha- gemäßen quaternären Ammoniumverbindungen in nol wurde nach dem Silberoxidverfahren hergestellt anderen primären Lösungsmitteln für die Flüssig- und ebenfalls mit der gleichen Menge Toluol ver- 20 szintigrafie verwendet wurden.

dünnt. Bei Verwendung einer 23%igen Albumin- Die beschriebenen Lösungsmittel sind zwar auf lösung in Wasser wurden durch die vorstehend ge- Grund der Verwendung eines primären Lösungsnannte Lösung der Dialkyldimethylbase 67 mg Albu- mittels für die Flüssigszintigrafie an Stelle von Memin je Milliäquivalent Base gelöst, während die thanol besonders vorteilhaft, doch wurde gefunden, Lösung von p-(Di-isobutylcresoxyäthoxyäthyl)-dime- 25 daß eine beträchtliche Menge Methanol, z. B. aus den thylbenzylammoniumhydroxid-Base im gleichen Di- ersten Stufen des Ionenaustauschverfahrens zuriickgerierungsverfahren, d. h. durch 3V»stündiges Rühren gebliebenes Methanol, toleriert werden kann, ohne mit Ultraschall bei 35°C nur 24 mg Albumin je Muli- daß, selbst bei 25% Methanol, große Nachteile aufäquivalent Base löste. In ähnlicher Weise wurde ge- treten. So wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäß funden, daß die erfindungsgemäße quaternäre Base 30 erzielten Vorteile in hohem Grad auch bei Methanol-45 mg Hühnermuskeln (gemahlen, getrocknet und lösungen der quaternären Dialkylammoniumbasen mit Wasser befeuchtet) je Milliäquivalent Base löste, erreicht werden können, die nach dem Silberoxidwährend das p-(Di-isobutylcresoxyäthoxyäthyl)-dime- verfahren hergestellt wurden. In einem Versuch thylbenzylammoniumhydroxid nur 21 mg je Milli- wurden drei Lösungen verwendet, eine l,0normale äquivalent löste. Ferner wurde festgestellt, daß selbst 35 ρ - (Di - isobutylcresoxyäthoxyäthyl) - dimethylbenzylein wesentlicher Wassergehalt der Proben kein Pro- ammoniurnhydroxid-Lösung in Methanol, ferner die blem bei der Phasentrennung darstellt, wie dies nach dem Silberoxidverfahren wie im Beispiel 3 herhäufig bei alkoholischen Lösungen von p-(Di-isobutyl- gestellte l,0normale quaternäre Dicocoammoniumcresoxyäthoxyäthyty-dimethylbenzylammoniumhydrohydroxidlösung in Methanol und eine 0,6normale xid der Fall ist, so daß man mit den erfindungsgemäßen 40 Lösung des gleichen Hydroxids in Toluol, die nach Lösungsmittelzusammensetzungen bei getrockneten dem bereits beschriebenen Ionenaustauschverfahren oder pulverförmigen Proben durch Zugabe einer klei- hergestellt worden war. Diese Lösungen wurden dann nen Menge Wasser eine leichtere Digerierung erreichen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit beim Auflösen von kann, ohne daß hierdurch wie bei alkoholischen ' Gewebe, der Phasentrennung der Probe, ihres Wasser-Lösungen bei der späteren Zählung Probleme auf- 45 gehalts und der Löschung bei der Zählung verglichen, treten. Bezüglich des Lösungsvennögens wurden Standard-

Ohne Rühren durchgeführte Digerierungsversuche Testproben von 50 mg gemahlenem getrocknetem

zeigten, daß einige Probearten, die zum Lösen in Hühnergewebe mit 0,2 ecm Wasser verwendet. Bei

p-(Di-isobutylcresoxyäthoxyäthyl)-Lösungen ein Er- den zwei Methanollösungen war jeweils etwa lOstün-

hitzen erforderten, in den erfindungsgemäßen neuen so diges Digerieren bei 50⁰C erforderlich. Die Toluol-

Lösungen bei Raumtemperatur über Nacht voll- lösung benötigte bei der gleichen Temperatur nur etwa

ständig gelöst wurden. 30 Minuten. Diese und ähnliche Werte zeigen wahr-

Wenn die nach dem vorstehend beschriebenen Ver- scheinlich an, daß die überlegene löslichmachende fahren unter Rühren gelösten Gewebeproben der Wirkung der das primäre Lösungsmittel p-(Di-isoprimären Zähllösung (weiteres Toluol plus fluores- 55 butylcresoxyäthoxyäthyty-dimethylbenzyl-ammoniumzierende Substanz) in Zählfläschchen von 20 ecm hydroxid enthaltenden erfindungsgemäßen Lösungs-Volumen in einer Menge von 125 mg Albumin zu- mittel in erster Linie auf der Beseitigung einer durch gesetzt wurden, ergab sich beim Auszählen von Alkohol verursachten Hemmung des Lösungsvermö-Tritium für die neue löslich machende Dialkyl- gens der Lösungsmittelzusammensetzung beruht. Hindimethylverbindung ein Wirkungsgrad von 14,3% 60 sichtlich dieser Eigenschaft ist dementsprechend der und beim bekannten p-(Di-isobutylcresoxyäthoxy- wichtigste Vorteil der Dicocodimethyl-Zusammenäthyl)-dimethylbenzylammoniumhydroxid ein Wir- Setzungen ihre direkte Löslichkeit in hohen Konzenkungsgrad von nur 5,5 %. Ein ähnlicher Versuch mit trationen in primären Lösungsmitteln für die Flüssigdem Muskel (125 mg und 0,5 ecm Wasser in jeder szintigrafie.

Zählprobe) ergab bei der Tritiumzählung mit den 65 Vereinigte man die vorstehend beschriebenen Proneuen Zusammensetzungen einen Wirkungsgrad von ben mit 10 ecm Toluol, das 6 g/l 2,5-Diphenyloxazol 12,8% und bei der bekannten Zusammensetzung als fluoreszierender Substanz gelöst enthielt, erfolgte einen solchen von nur 4,6%. bei der ρ-(Di-isobutylcresoxyäthoxyäthyl)-dimethyl-

benzyl - ammoniumhydroxid - Zusammensetzung eine Phasentrennung, während selbst bei der Methanollösung der Dialkylbase keine Phasentrennung auftrat. Zum Vergleich des Löschungseffektes der Kationen wurden nach dem gleichen Verfahren hergestellte 2-ccm-Blindproben der p-(Di-isobutylcresoxyäthoxyäthyl) - dimethylbenzyl - ammoniumhydroxid - Lösung und der Dicocodimethylbasenlösung in Alkohol in der Toluol-2,5-Diphenyloxazol-Lösung für die Flüssigszintigrafie gelöst und mit einer Standardquelle für ^-Strahlen (Tritium enthaltendes Toluol) versetzt.

Dann wurden die Proben gezählt. Die Tritiumwirksamkeit der die p-(Di-isobutylcresoxyäthoxyäthyl)-dimethylbenzyl-ammoniumhydroxid-Lösung in Methanol enthaltenden Probe betrug 8,0 % und die der Dicocodimetbyllösung in Methanol 14,5%. Die Verwendung der beschriebenen quaternären Dialkylammoniumverbindungen an Stelle der p-(Di-isobutylcresoxyäthoxyäthyl) - dimethylbenzyl - ammoniumhydroxid-Verbindungen im sonst bekannten Gesamtverfahren führt also zu einer stark verbesserten Zähl-'virksamkeit.

Claims

Patentansprüche:

1. Lösungsmittel zum Auflösen von Proben für die Flüssigsziritigrafie, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus mindestens einer quaternären Ammoniumbase der Formel