DE2640695A1 - Testing chemical properties of liquids - with device comprising indicator having wool dye properties applied to protein carrier - Google Patents

Testing chemical properties of liquids - with device comprising indicator having wool dye properties applied to protein carrier

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Abstract

Device for analytical determination of chemical characteristics of liqs. consists of an indicator having properties of wool dyes, applied to an inert water-insoluble protein carrier. Chemical bonding is not required. Reagent adheres well to carrier. Indictor is a chemical cpd. which undergoes a colour change in a specific reaction; pref. a Ph- redox- or metal indicator. Carrier may be natural or synthetic proteins and macropeptides or synthetic polymers contg. incorporated polar, esp. amino gps. and having protein properties. Proteins may be used as fabrics, papers, felts, powders or other shaped articles.

Description

Trägergebundene IndikatorenCarrier-based indicators

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur analytischen Bestimmung von chemischen Kennwerten von Flüssigkeiten bestehend aus einem Träger und mindestens einem Indikator.The invention relates to a device for analytical determination of chemical characteristics of liquids consisting of a carrier and at least an indicator.

Es ist bereits bekannt, Vorrichtungen zur analytischen Bestimmung von Kennwerten von Flüssigkeiten herzustellen, indem man Reagenzien, vorzugsweise Farbreagenzien, wie Indikator farbstoffe,auf geeignetes Trägermatorial aufbringt. Das Problem des sog. Ausblutes wird durch die Auswahl von geeigneten Träc'ermaterial und den Reagenzien gelöst. Als vorteilhaftes Trägermaterial hat sich Zellulose in ihren verschiedenen Formen als geeignet erwiesen, an die die Reagenzien entweder über eine Reaktivgruppe oder durch ihren substantiven Charakter gebunden werden können. Die Vorrichtungen stehen in der Regel als Reagenzpapiere, Folien, Streifen oder Tabletten zur Verfügung.It is already known devices for analytical determination to produce characteristics of liquids by adding reagents, preferably Color reagents, such as indicator dyes, apply to suitable carrier material. The problem of so-called bleeding is caused by the selection of suitable carrier material and the reagents dissolved. Cellulose has proven to be an advantageous carrier material in their various forms proved suitable to which the reagents either be bound by a reactive group or by their substantive character can. The devices are usually available as test papers, foils, strips or tablets available.

In den deutschen Offenlegungsschriften DT-OS 12 56 445 und DT-OS 16 98 247 ist die Verwendung von Reaktivfarbstoffen zur Herstellung von Indikatorvorrichtungen beschrieben. Die Herstellung derartiger Vorrichtungen ist zuweilen recht aufw.en('.ig .In the German Offenlegungsschrift DT-OS 12 56 445 and DT-OS 16 98 247 is the use of reactive dyes for the production of indicator devices described. The production of such devices is sometimes quite complex ('. Ig .

Eine praktisch brauchbare Lösung wurde gemäß DT-OS 24 36 2s7 vorgesteilt, wonach das auf einem inerten Trägermaterial aut-aebrachte Reagenz substantive Eigenschaften besitzt und mit dem Trägermaterial nicht kovalent verbunden ist. Einige der substantiven Indikatormaterialien zeigen allerdings unter bestimmten Bedingungen an dem Träger ein vermindertes Haftungsvermögen, insbesondere, wenn der Farbstoff zur Erhöhung von dessen Löslichkeit in der Flotte zuviele hydrophile Gruppen trägt.A practically usable solution was proposed according to DT-OS 24 36 2s7, after which the reagent applied to an inert carrier material has substantive properties and is not covalently bonded to the carrier material. Some of the substantives Indicator materials, however, show under certain conditions decreased adhesiveness to the support, particularly when the dye carries too many hydrophilic groups to increase its solubility in the liquor.

Es war daher die Aufgabe gestellt, ein im praktischen Gebrauch nicht ausblutendes Indikatorsystem aufzubauen, das einerseits des Aufwandes der chemischen Bindung nicht bedarf, andererseits eine verbesserte Haftung des Reagenzes am Träger gewährleistet.It was therefore set the task of not being in practical use to build up bleeding indicator system, the one hand the effort of the chemical Binding is not required, on the other hand, improved adhesion of the reagent to the carrier guaranteed.

Es wurde nun gefunden, daß mit einer Vorrichtung, bestehend aus einem eiweißhaltigen Träger und aus Reagenzien mit den chemischen Eigenschaften von Wollfarbstoffen, die gewünschte Forderung erfüllt werden kann.It has now been found that with a device consisting of a protein-containing carriers and reagents with the chemical properties of wool dyes, the desired requirement can be met.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach eine Vorrichtung zur analytischen Bestimmung von chemischen Kennwerten von Flüssigkeiten, bestehend aus einem hinsichtlich dieser Kennwerte inerten Trägermaterial und einem darauf aufgebauten Indikatormaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Indikatormaterial Eigenschaften von Wollfarbstoffen besitzt und das Trägermaterial wasserunlösliches Eiweiß ist.The present invention accordingly relates to a device for the analytical determination of chemical parameters of liquids, consisting of made of a carrier material that is inert with regard to these parameters and one on top built-up indicator material, characterized in that the indicator material Has properties of wool dyes and the carrier material is water-insoluble Protein is.

Das Trägermaterial, wasserunlösliches Eiweiß, umfaßt Begriffe wie Proteine und Makropeptide natürlichen oder synthetischen Ursprungs, aber auch synthetische Polymere, welche durch Einbau von polaren Gruppen, insbesondere von Aminogruppen, die Eigenschaften von Eiweißkörpern erhalten haben. Zu den Eiweißkörpern natürlichen Ursprungs gehören Wolle, Seide und Regenerate daraus, ferner durch Gerbung unlöslich gemachte Gelatine. Zu den synthetischen Eiweißfasern gehört beispielsweise die Kaseinwolle, Lanital ( ).The carrier material, water-insoluble protein, includes terms such as Proteins and macropeptides of natural or synthetic origin, but also synthetic ones Polymers, which by incorporation of polar groups, in particular amino groups, have retained the properties of protein bodies. Natural to the protein bodies Of origin are wool, silk and regenerates from them, furthermore insoluble due to tanning made gelatin. The synthetic protein fibers include, for example, casein wool, Lanital ().

Im weitesten Sinne der Erfindung sind auch solche Stoffe als Eiweiß zu bezeichnen, die mit Eiweißfarbstoffen, wie Eiweißstoffe selbst reagieren, z.B. synthetische oder halbsynthetische Polymere, die ausgeprägt polare Gruppe enthalten, wie z.B. Polymer- Sulfonsäuren oder Polymer-Carbonsäuren, insbesondere die Polystyrol-Sulfonsäure und die Carboxymethylcellulose.In the broadest sense of the invention, such substances are also considered to be protein to designate that react with protein dyes, such as proteins themselves, e.g. synthetic or semi-synthetic Polymers that are distinctly polar Group, such as polymer sulfonic acids or polymer carboxylic acids, in particular the polystyrene sulfonic acid and the carboxymethyl cellulose.

Die Eiweißstoffe können in Form von Geweben, Papieren oder Filzen aber auch in Form von Pulvern oder Formkörpern anderer Art, eingesetzt werden. Als Folien lassen sich klare und getrübte Folien verwenden. Eine geforderte Eigenschaft der Eiweißkörper ist ihre praktisch ausreichende Wasserunlöslichkeit bzw. Wasserfestigkeit. Dies kann bei einigen Eiweißstoffen durch Gerbung in bekannter Weise erreicht werden. Genügend unlöslich sind auch Folien aus regenerierter Wolle durch Auflösen in alkalischen Reduktionsmitteln,z.B. Thioglykolsäure Natronlauge und nachfolgende oxydierende Fällung.The protein substances can be in the form of tissues, papers or felts but can also be used in the form of powders or moldings of other types. as Foils can be used with clear and cloudy foils. A required property the protein body is its practically sufficient water insolubility or water resistance. In the case of some proteins, this can be achieved in a known manner by tanning. Films made from regenerated wool are also sufficiently insoluble by dissolving them in alkaline Reducing agents, e.g. Thioglycolic acid caustic soda and subsequent oxidizing Precipitation.

Als Reagenz bzw. Indikatormaterial dienen eine oder mehrere Verbindungen mit Farbstoffeigenschaften, wie sie in der Wollfärberei Verwendung finden können. Wollfarbstoffe zeichnen sich durch stark saure oder basische Gruppen aus, durch welche sie in Folge von Salzbildung mit entgegengesetzt geladenen Gruppierungen an der Wollfaser haften. Eine weitergehende Forderung an den Farbstoff ist nur insofern zu stellen, als er Gruppierungen enthalten muß, die für die Anzeige von Kennwerten von Flüssigkeiten geeignet sind.One or more compounds serve as a reagent or indicator material with dye properties that can be used in wool dyeing. Wool dyes are characterized by strongly acidic or basic groups which they as a result of salt formation with oppositely charged groups adhere to the wool fiber. A further requirement of the dye is only insofar as it must contain groupings for the display of characteristic values of liquids are suitable.

Indikatoren für die analytische Bestimmung von chemischen Kennwerten von Flüssigkeiten müssen beispielsweise zu sichtbaren Farbänderungen durch einen unterschiedlichen pH-Wert, Redox-Potential, Ionenkonzentration, insbesondere Metallionen, oder andere anorganische oder organische Kennwerte führen.Indicators for the analytical determination of chemical parameters of liquids, for example, have to undergo visible color changes through a different pH value, redox potential, ion concentration, especially metal ions, or other inorganic or organic parameters.

Bei der Bindung an den eiweiß artigen Träger erleiden Wollfarbstoffe zumeist eine Verschiebung ihres pH-Umschlages, die in der Indikatorchemie als Eiweiß fehler bekannt ist.When binding to the protein-like carrier, wool dyes suffer mostly a shift in their pH change, which in the indicator chemistry as protein error is known.

Bei der Herstellung von Vorrichtungen im Sinne der Erfindung muß ggf. auf diese Tatsache Rücksicht genommen werden.When manufacturing devices within the meaning of the invention, it may be necessary to this fact must be taken into account.

Das Aufbringen der Indikatorfarbstoffe auf das Trägermaterial Eiweiß erfolgt nach grundsätzlich bekannten Methoden der Wollfärbung. Im allgemeinen wird man so verfahren, daß man die zu färbenden Trägersubstanzen in ein Bad bringt, welches den Indikator in einer geeigneten Konzentration von etwa 0,1 bis 5 % enthält. Zweckmäßig enthält die Färbelösung Substanzen, die für das Aufziehen von Farben auf Wolle üblicherweise verwendet werden, z.B. Neutralsalze, wie Natriumsulfat oder Natriumchlorid, pH-stabilisierende Stoffe, wie Natriumacetat oder Natriumhydrogensulfat und grenzflächenaktive Stoffe, wie die in der Färberei bekannten Netzmittel und Emulgatoren z.B. Alkylnaphthalinsulfonate (NEKAL Das Färben kann bei Zimmertemperatur,aber auch bei höherer Temperatur erfolgen. Grundsätzlich ist es auch möglich, den Indikator erst auf dem Eiweißträger aus dessen Vorstufen aufzubauen. Dabei wird in der Regel das Ausgangsmaterial die Eigenschaft eines auf Wolle ziehenden Produktes haben. So läßt sich beispielsweise unter Verwendung einer Aminosulfonsäure zuerst diese auf Wolle aufziehen, danach diazotieren und schließlich mit einem geeigneten Produkt kuppeln, wonach der gewünschte Indikator gebildet wird.Applying the indicator dyes to the protein carrier material takes place according to known methods of wool dyeing. Generally will you proceed so that one brings the carrier substances to be colored in a bath which contains the indicator in a suitable concentration of about 0.1 to 5%. Appropriate The dye solution contains substances that are usually used for drawing colors onto wool can be used, e.g. neutral salts such as sodium sulfate or sodium chloride, pH-stabilizing Substances such as sodium acetate or sodium hydrogen sulfate and surface-active substances, such as the wetting agents and emulsifiers known in dyeing, e.g. alkylnaphthalene sulfonates (NEKAL The dyeing can be done at room temperature, but also at a higher temperature. In principle, it is also possible to first remove the indicator from the protein carrier Build preliminary stages. The starting material is usually the property of a product that attracts wool. For example, you can use an aminosulfonic acid, first pull this on wool, then diazotize and finally couple with a suitable product, after which the desired indicator is formed.

Einige Beispiele bereits vorgefertigter Wollfarbstoffe, die im Sinne der Erfindung als Indikatorreagenzien auf Wolle als Träger aufgebracht werden können, sind beispielsweise: pH- Indikator: Formel I Umschlags-pH-Wert: 6 - 7,5 Farbe: gelb nach blau-violett Formel II Umschlags-pH-Wert: 2,5 - 4 Farbe: rot nach gelb Formel III Umschlags-pH-Wert: 12 - 13 Farbe: orange nach violett Formel IV Umschlags-pH-Wert: 4 - 5,5 Farbe: tiefrot nach gelb Redox-Indikator: Formel V reduziert: oranye oxydiert: farblos Metall-Indikator: Formel VI metallfrei: rot metallhaltig: blauviolett Die Erfindung soll an den nachstehenden Beispielen näher erläutert werden: Beispiel 1 Man stellt ein Färbebad her aus einer 2 %igen Lösung von Nitrazingeib (I) unter Einstellung des pH-Wertes auf 8 mit Hilfe von Natriumhydrogencarbonat.In dieser Lösung färbt man unter Zusatz von 0,01 % des technischen Netzmittels Diisobutylnaphthalinsulfonsäure-Natrium (NEKAL (R) BX) ein Wollvlies im Flottenverhältnis 1 : 100 bei 70"C an, bis die gewünschte, für den Indikator günstigste Färbung erreicht ist.Some examples of ready-made wool dyes that can be applied as indicator reagents to wool as a carrier within the meaning of the invention are, for example: pH indicator: Formula I Changeover pH value: 6 - 7.5 Color: yellow to blue-violet Formula II Changeover pH value: 2.5 - 4 Color: red to yellow Formula III Changeover pH value: 12 - 13 Color: orange to violet Formula IV Changeover pH value: 4 - 5.5 Color: deep red to yellow Redox indicator: Formula V reduced: oranye oxidized: colorless metal indicator: formula VI metal-free: red metal-containing: blue-violet The invention will be explained in more detail using the following examples: Example 1 A dye bath is made from a 2% solution of nitrazingeib (I) while adjusting the pH to 8 with the aid of sodium hydrogen carbonate The solution is dyed with the addition of 0.01% of the technical wetting agent diisobutylnaphthalenesulfonic acid sodium (NEKAL (R) BX) a wool fleece in a liquor ratio of 1: 100 at 70 ° C until the desired coloration, which is most favorable for the indicator, is achieved.

Man seift und wäscht mit Wasser nach, bis das Waschwasser ungefärbt abläuft. Das Vlies wird zur Herstellung eines pH-Indikatorteststreifens vom Umschlagsbereich 6,0 bis 8,0 (gelb-blau) verwendet.Soap and wash with water until the wash water is uncolored expires. The fleece is used to produce a pH indicator test strip from the envelope area 6.0 to 8.0 (yellow-blue) used.

Beispiel 2 Man stellt ein Färbebad her aus einer 1 %igen Lösung von Kongorot in Wasser mit dem Zusatz von 0,005 % des technischen Netzmittels Diisobutylnaphthalinsulfonsäure-Natrium.Example 2 A dye bath is made from a 1% solution of Congo red in water with the addition of 0.005% of the technical wetting agent diisobutylnaphthalenesulfonic acid sodium.

In diesem Bad färbt man in einem Flottenverhältnis vom 1 : 50 eine 0,05 mm starke, auf einen Träger von klarer Cellulose-Acetatfolie aufgebrachte Gelatineschicht bis zur Erreichung einer kräftigen Rotfärbung in der Kälte an: Man wäscht den Träger in fließendem Wasser bis zur Entfernung des oberflächlich anhaftenden Farbstoffs und trocknet ihn bei Zimmertemperatur. Die Folie kann entweder direkt nach Konfektionierung in Streifen als Indikatorfolie verwendet werden, oder man klebt sie nochmals an einen besonderen Träger an.In this bath one dyes in a liquor ratio of 1:50 0.05 mm thick gelatin layer applied to a carrier of clear cellulose acetate film until a strong red color is achieved in the cold: The carrier is washed in running water until the dye adhering to the surface is removed and dry it at room temperature. The film can either be used directly after packaging can be used in strips as an indicator film, or they can be stuck on again a special carrier.

Die Indikatorzubereitung zeigt ein breites Umschlagsgebiet von pH 1,5 - 4,5 (tiefblau-rot}.The indicator preparation shows a wide range of pH changes 1.5 - 4.5 (deep blue-red}.

Beispiel 3 5,0 g Wolle werden bei 600C in 250 ml einer Flotte eingebracht, welche folgende Substanzen enthält: 2,85 g 1-Amino-3,8-Naphthalin-disulfonsäure, auf pH 2 eingestellt, 10 g Natriumsulfat und 0,12 g Diisobutylnaphthalinsulfonsäure-Natrium.Example 3 5.0 g of wool are introduced into 250 ml of a liquor at 600C, which contains the following substances: 2.85 g 1-amino-3,8-naphthalenedisulfonic acid, adjusted to pH 2, 10 g of sodium sulfate and 0.12 g of diisobutylnaphthalenesulfonic acid sodium.

Nach 1 Stunde spült man die Wolle mit Wasser kurz ab und bringt sie in eine 3 %ige wäßrige Lösung von Natriumnitrit, die mit Eisessig unter Eiskühlung auf pH 2,5 eingestellt wurde.After 1 hour, rinse the wool briefly with water and bring it in in a 3% aqueous solution of sodium nitrite, which is made with glacial acetic acid while cooling with ice was adjusted to pH 2.5.

Nach 5 Minuten wird die Wolle abermals gespült und in eine 5 %ige wäßrige Lösung von Salizylsäure in überschüssigem Natriumcarbonat gebracht. Die Wolle färbt sich gelb-orange unter Bildung des Metall-Indikators.After 5 minutes, the wool is rinsed again and in a 5% strength Brought aqueous solution of salicylic acid in excess sodium carbonate. the Wool turns yellow-orange with the formation of the metal indicator.

Claims (6)

PATENTAN SPRUCHE 1. Vorrichtung zur analytischen Bestimmung von chemischen Kennwerten von Flüssigkeiten,bestehend aus einem inerten Trägermaterial und einem darauf aufgebrachten Indikator material, dadurch gekennzeichnet, daß das Indikator material Eigenschaften von Wollfarbstoffen besitzt und das Trägermaterial ein in Wasser schwer löslicher Eiweißkörper ist.PATENTAN PROCEDURES 1. Device for the analytical determination of chemical Characteristic values of liquids, consisting of an inert carrier material and a indicator material applied thereon, characterized in that the indicator material has properties of wool dyes and the carrier material is an in Water is a poorly soluble protein. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Indikatormaterial eine chemische Verbindung ist, die in einer spezifischen Reaktion einen Farbumschlag zeigt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the indicator material is a chemical compound that changes color in a specific reaction shows. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Indikatormaterial ein pH-Indikator ist.3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the indicator material is a pH indicator. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet:, daß das Indikatormaterial ein Redox-Indikator ist.4. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in: that the indicator material is a redox indicator. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Indikatormaterial ein Metall-Indikator ist.5. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the indicator material is a metal indicator. 6. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial in einer für die Aufbringung von Wollfarbstoffen auf Wolle an sich bekannten Weise mit dem Indikatormaterial in Berührung gebracht wird.6. A method for producing a device according to claim 1 to 5, characterized in that the carrier material in a for the application of Wool dyes on wool in a manner known per se in contact with the indicator material is brought.
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