DE69019127T2 - Phenolderivat und seine Verwendung in der kolorimetrischen Analyse von Metallionen. - Google Patents

Phenolderivat und seine Verwendung in der kolorimetrischen Analyse von Metallionen.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Phenol-Derivat oder ein Salz davon, die als ein Mittel eingesetzt werden, um zum Zeitpunkt der Messung bei einer Methode zur colorimetrischen Analyse von Metallionen unter Verwendung eines Chelatbildners die Empfindlichkeit einstellen können; sowie ein Verfahren zur Verwendung des Phenol-Derivats oder dessen Salz als Mittel zum Einstellen der Empfindlichkeit bei einer colorimetrischen Analyse van Metallionen.
  • Methoden zur colorimetrischen Analyse von Metallionen unter Verwendung eines Chelatbildners, der zur Bildung eines Chelates mit Metallionen unter Entwicklung einer Farbe in der Lage ist, haben eine relativ hohe Genauigkeit und erfordern lediglich leichte operationen. Sie haben daher auf den Gebieten der Analyse der Wasserqualität und der Analyse in der klinischen Chemie weiter Anwendung gefunden.
  • Andererseits wird von dem für eine solche Aufgabe eingesetzten Chelatbildher eine hohe Spezifität sowie eine große Chelatbildungskonstante verlangt. Je nach der Art des Metallions sind dementsprechend verwendbare Chelatbildner selbstverständlich begrenzt. Zur Analyse von Calcium werden beispielsweise Chelatbildner verwendet, wie Phthalein- Komplexon (OCPC), Methylxylenolblau (MXB) und Methylthymolblau (NTB). Zur Analyse auf Magnesium werden Chelatbildher verwendet, wie beispielsweise Xylylazoviolett (XB-I).
  • Der molare Absorptionskoeffizient (ε) eines durch die Reaktion irgendeines der als Beispiel vorgenannten Chelatbildner mit Metallionen gebildeten Chelats (nachfolgend abgekürzt als "Farbbildungsempfindliclikeit") hat einen relativ hohen Wert. Daher wird im Fall der Durchführung der Messung bei einer Probe, die eine hohe Konzentration von zu messenden Metallionen enthält, wie beispielsweise im Fall der Messung von Calcium oder Magnesium im Serum, das nachfolgend beschriebene Problem (1) oder (2) auftreten und zu einer geringen Verläßlichkeit des Analyseergebnisses führen, sofern zum Meßzeitpunkt nicht die Farbbildungsempfindlichkeit mit irgendeiner Methode eingestellt wird.
  • (1) Wenn die zur Analyse genommene Menge der Probe bestimmt wird, so daß die Schwankung der Probenahmemenge keinen wesentlichen Einfluß auf einen Meßwert haben kann, wird der Eichbereich zur Analyse schmaler, sofern nicht die Gesamtmenge der zur Messung verwendeten Reagenslösung bis zu einem gewissen Maß erhöht wird.
  • (2) Wenn die Menge der genommenen Probe zur Herab- Setzung der Gesamtmenge der zur Messung verwendeten Reagenslösung reduziert wird, wird die Genauigkeit innerhalb eines Durchlaufs verringert und der Einfluß der Verschmutzung von verwendeten Instrumenten stark erhöht.
  • Wenn die Analyse auf Calcium oder Magnesium im Serum mit Hilfe eines Autoanalyzers ausgeführt wird, bei dem es Beschränkungen hinsichtlich der unteren Probenahmegrenze einer Probe und der oberen Probenahmegrenze des Reagens zur Analyse gibt, ist es insbesondere sehr schwierig, eine zufriedenstellende Genauigkeit innerhalb eines Durchlaufs und einen geeigneten Eichbereich aufrecht zu erhalten, sofern nicht die Farbbildungsempfindlichkeit zum Zeitpunkt der Messung mit irgendeiner geeigneten Methode eingestellt wird.
  • Als eine Methode zur Einstellung der Farbbildungsempfindlichkeit sind beispielsweise bei einer Messung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, eine Methode bekannt, bei der in einem Reaktionssystem Citronensäure oder Weinsäure eingesetzt werden, die mit Metallionen unter Bildung eines farblosen Chelates reagieren, sowie eine Methode der Verwendung einer Carbonat-Pufferlösung als eine Pufferlösung zur Messung. Die erstere Methode hat jedoch den Nachteil, daß die Zuverlässigkeit der gemessenen Werte verringert wird, da die Chelatbildungskonstante durch Citronensäure und die Chelatbildungskonstante durch einen Chelatbildaer stark von der Temperatur abhängen. Die letztere Methode hat beispielsweise die folgenden Nachteile. Die Konzentration des Puffers sollte hoch sein, um zu verhindern, daß der pH- Wert durch die Absorption von Kohlendioxid in der Luft verringert wird, - ist sie jedoch zu hoch, wird die Farbbildungsempfindlichlkeit so stark verringert, daß die Messung behindert wird. Darüber hinaus verfügt die Pufferlösung lediglich innerhalb eines schmalen ph-Wert-Bereichs über eine Pufferkapazität, weshalb die Art der verwendbaren Chelatbiloner beschränkt ist.
  • Im Journal of General Chemistry of the USSR, Bd. 51, März 1981, S. 528 ... 531; T.A. Sinitsyna et al., wird offenbart, daß [(5- Benzoyl-2-hydroxy-3-methoxybenzyl)imino]bisessigsäure- Verbindungen bekannt sind.
    • Zusammenfassung
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung solcher Bedingungen ausgeführt und soll ein Phenol-Derivat oder ein Salz davon schaffen, die in dem Grad der Änderung der Chelatbildungskonstante mit der Temperatur dem verwendeten Chelatbiloner ähnlich sind und ein farbloses Chelat mit Metallionen bilden; und soll ein Verfahren zur colorimetrischen Analysen von Metallionen unter Verwendung eines Phenol-Derivats oder eines Salzes davon als ein Mittel zum Einstellen ((regulieren)) der Farbbildungsempfindlichkeit gewähren.
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren sind Phenol-Derivate der Formel (I) oder ein Salz davon verwendbar:
  • R² R³
  • worin sind:
  • R¹ eine Hydroxyl-Gruppe, eine Halogenatom, eine Alkyl- Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann, eine Aryl-Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann, oder eine heterocyclische Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann;
  • R² ... R&sup4; unabhängig ein Wasserstoffatom, eine C&sub1; ... C&sub4;- Alkyl-Gruppe, eine C&sub1; ... C&sub4;-Alkoxy-Gruppe oder ein Halogenatom.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform gewährt die vorliegende Erfindung ein Phenol-Derivat der Formel:
  • worin sind:
  • R&sup5; eine Carboxyl-Gruppe oder eine Sulfon-Gruppe;
  • R² ... R&sup4; unabhängig ein Wasserstoffatom, eine C&sub1; ... C&sub4;- Alkyl-Gruppe, eine C&sub1; ... C&sub4;-Alkoxy-Gruppe oder ein Halogenatom.
  • Darüber hinaus gewährt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen der Phenol-Derivate der Formel [I]', umfassend:
  • Umsetzen eines geeigneten Carbonsäureanhydrids mit einer Phenolverbindung der Formel
  • worin R² ... R&sup4; wie vorstehend festgelegt sind, und zwar in einem organischen Lösemittel in Gegenwart eines Katalysators, und
  • Ausführen der Kondensationsreaktion mit Iminodiessigsäure und Formaldehyd unter sauren Bedingungen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 in Beispiel 2 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltene Eichkurven;
  • Fig. 2 in Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3 erhaltene Eichkurven;
  • Fig. 3 Korrelationsdiagramm, erhalten auf der Grundlage der in Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 4 erhaltenen Meßwerte;
  • Fig. 4 und 5 in Beispiel 5 erhaltene Eichkurven;
  • Fig. 6 und 7 in Beispiel 6 erhaltene Eichkurven.
    • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Um bei einer Methode der colorimetrischen Analyse von Metallionen unter Verwendung eines Chelatbildners einen für eine zu analysierende Probe geeigneten Eichbereich zu erhalten, haben die Erfinder nach einer Methode gesucht, mit der die geeignete Einstellung der Farbbildungsempfindlichkeit verschiedener Chelatbildner möglich ist. Danach haben die Erfinder entdeckt, daß, wenn das Phenol-Derivat der vorgenannten Formel [I] oder ein Salz davon in geeigneter Weise in einer Reagens lösung während der Messung vorhanden ist, die Farbbildungsempfindlichkeit verschiedener Chelatbildner im wesentlichen ohne Einfluß auf die Meßbedingungen, wie beispielsweise Temperaturänderung, eingestellt werden kann, wodurch es zum Ergebnis der vorliegenden Erfindung gekommen ist.
  • Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Phenol-Derivat wird durch die folgende Formel dargestellt:
  • darin sind:
  • R¹ eine Hydroxyl-Gruppe, eine Halogenatom, eine Alkyl-Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann, eine Aryl-Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann, oder eine heterocyclische Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann;
  • R² ... R&sup4; unabhängig ein Wasserstoffatom, eine C&sub1; ... C&sub4;- Alkyl-Gruppe, eine C&sub1; ... C&sub4;-Alkoxy-Gruppe oder ein Halogenatom.
  • In der Formel [I] umfaßt das Halogenatom für R¹ beispielsweise Iod, Chlor, Brom und Fluor. Diejenige Alkyl- Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann, umfaßt: Methyl-Gruppe, Ethyl-Gruppe, Propyl-Gruppe und Butyl-Gruppe (die entweder linear oder verzweigt sein kann), wobei die Substituenten beispielsweise umfassen: Halogenatome (z.B. Iod, Chlor, Brom und Fluor), Hydroxyl-Gruppe, Carboxyl-Gruppe und Sulfonyl-Gruppe. Diejenige Aryl-Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann, umfaßt beispielsweise: Phenyl-Gruppe und Naphthyl-Gruppe, wobei die Substituenten beispielsweise umfassen: Hydroxyl-Gruppe, Carboxyl-Gruppe, Sulfon-Gruppe, Alkyl-Gruppen, z .B. Methyl- Gruppe, Ethyl-Gruppe, Propyl-Gruppe und Butyl-Gruppe (die entweder linear oder verzweigt sein können) sowie Halogenatome (z.B. Iod, Chlor, Brom und Fluor). Diejenige heterocyclische Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann, umfaßt beispielsweise Pyridyl-Gruppe, Piperazino- Gruppe, Piperidino-Gruppe, Imidazolyl-Gruppe und Morpholino- Gruppe, wobei die Substituenten beispielsweise umfassen: Hydroxyl-Gruppe, Carboxyl-Gruppe, Sulfon-Gruppe, Alkyl- Gruppen, beispielsweise Methyl-Gruppe, Ethyl-Gruppe, Propyl- Gruppe und Butyl-Gruppe (die entweder linear oder verzweigt sein können) sowie Halogenatome (z.B. Iod, Chlor, Brom und Fluor).
  • Als das Atom oder die Gruppe, die unabhängig durch R² bis R&sup4; dargestellt werden, können exemplifiziert werden: Wasserstoffatom, C&sub1; ... C&sub4;-Alkyl-Gruppen, d.h. Methyl-Gruppe, Ethyl-Gruppe, Propyl-Gruppe und Butyl-Gruppe (die entweder linear oder verzweigt sein können), C&sub1; ... C&sub4;-Alkoxy-Gruppen (d.h. Methoxy-Gruppe, Ethoxy-Gruppe, Propoxy-Gruppe und Butoxy-Gruppe, die entweder linear oder verzweigt sein können) und Halogenatome (z.B. Iod, Chlor, Brom und Fluor).
  • Das Phenol-Derivat der Formel [I] kann die Form eines Salzes mit Ammoniak, einem Alkalimetall (z.B. Natrium oder Kalium), einem organischen Amin (z.B. Tris(hydroxymethyl)aminomethan, Triethanolamin oder Monoethanolamin) aufweisen.
  • Konkrete Beispiele der Formel [I] sind:
  • Das Phenol-Derivat der Formel [I] (und [I]') läßt sich in der folgenden Weise leicht synthetisch darstellen.
  • Es wird ein Mol eines Carbonsäureanhydrids, wie beispielsweise Sulfobenzoesäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Essigsäureanhydrid, mit 0,5 ... 1,5 Molen einer Phenolverbindung der Formel
  • einer Kondensationsreaktion unterworfen&sub1; worin R² ... R&sup4; wie vorstehend festgelegt sind, und zwar bei Raumtemperatur bis zu 130 ºC in einem Lösemittel, wie beispielsweise Nitrobenzol, einem halogenierten Kohlenwasserstoff (z.B. 1,2-Dichlorethan oder Chloroform) in Gegenwart eines Lewis-Säurekatalysators, wie beispielsweise Zinkchlorid, Aluminiumchlorid oder Fluormethansulfonsäure. Sodann wird das Reaktionsprodukt mit Iminodiessigsäure und Formaldehyd unter sauren Bedingungen zum Ringschluß gebracht. Auf diese Weise läßt sich mühelos das Phenol-Derivat der Formel [I] synthetisch darstellen.
  • Als die Phenolverbindung der Formel:
  • worin R&sub2; ... R&sub4; wie vorstehend festgelegt sind, kann eine kommerzielle verwendet werden. Wenn eine kommerzielle (Verbindung) nicht verfügbar ist, läßt sich die Phenolverbindung in geeigneter Weise nach einer konventionellen Methode synthetisch darstellen.
  • Die Phenol-Derivate der Formel [I] oder ein Salz davon können als ein Mittel zum Einstellen der Fortbildungsempfindlichkeit in einer colorimetrischen Analyse von Metallionen eingesetzt werden.
  • Wenn ein Metallion, das durch Reagieren mit einem Chelatbildner eine Farbe erzeugen kann, zu einer Lösung zugesetzt wird, die sowohl den Chelatbildner als auch die in der vorliegenden Erfindung verwendbare Verbindung [I] enthält, reagiert das Metallion mit dem Chelatbildner und der Verbindung [I] unter Bildung einzelner Chelate. Das Bildungsverhältnis der einzelnen Chelate ist proportional zum Verhältnis des Chelatbildners und der Verbindung [I] in der Lösung. Durch Anderung des Verhältnisses der Verbindung [I] zu dem Chelatbildner in der Lösung wird das Bildungsverhältnis des von dem Chelatbildner und dem Metallion (farbiges Chelat) erhaltenen Chelats so geändert, daß die Farbbildungsempfindlichkeit des Chelatbildners und des Metallions als verändert bemerkt wird (d.h. sichtbare Änderungen der Farbbildungsempfindlichkeit).
  • Dieses Phänomen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt. Die Verbindung [I] ist als ein Mittel zum Einstellen der Farbbildungsempfindlichkeit des Chelatbildners verwendbar, der durch Reagieren mit dem Metallion ein farbiges Chelat bildet.
  • Es ist hinreichend, daß das erfindungsgemäße Verfahren einer colorimetrischen Analyse von Metallionen gemäß einer konventionellen analytischen Methode mit der Ausnahme durchgeführt wird, daß eine Reagenslösung verwendet wird, die durch geeigneten Zusatz des Phenol-Derivats der Formel [I] zu einer Reagens lösung für colorimetrische Analyse, enthaltend einen Chelatbildner, hergestellt wird, der konventionell zum Messen der Metallionen eingesetzt wird.
  • Das bedeutet, es ist ausreichend, daß in den Chelatbildner, einen Puffer und wahlweise bin Antiseptikum und ein Tensid, die der Reagens lösung zur Analyse zugesetzt werden, in geeigneter Weise aus denen in konventionellen Methoden ausgewählt werden und in konventionellen Konzentrationsbereichen zugesetzt werden. Es genügt, daß ph-Wert, Temperatur, Reaktionsdauer zum Zeitpunkt der Messung nach einer konventionellen Methode bestimmt werden.
  • Der Chelatbildner umfaßt beispielsweise: Phthalein- Komplexon (OCPC), Methylxylenolblau (MXB), Methylthymolblau (MTB) und Xylylazoviolett (XB-I). Die Puffer umfassen beispielsweise Monoethanolamin und Borsäure.
  • Als das Phenol-Derivat der Formel [I] oder ein Salz davon, die in dem erfindungsgemäßen analytischen Verfahren verwendet werden können, kann entweder eine von oder eine geeignete Kombination von zwei oder mehreren Phenol-Derivaten der Formel [I] oder ein Salz verwendet werden. Die Konzentration des Phenol-Derivats der Formel [I] oder ein Salz davon in der Reagens lösung zur Analyse ist nicht entscheidend und kann in Abhängigkeit von der Farbbildungsempfindlichkeit für den verwendeten Chelatbildner und einem gewünschten Eichbereich in geeigneter Weise bestimmt werden. Beispielsweise wird, wenn unter Verwendung von Phthalein-Komplexon als Chelatbildner Calcium im Serum gemessen wird, der Konzentrationsbereich geeigneterweise von 0,2- ...10-fach, vorzugsweise 0,05- ... 2-fach der molaren Konzentration des verwendeten Phthalein-Komplexons gewählt. Wenn unter Verwendung von Methylxylenolblau als Chelatbildner Calcium im Serum gemessen wird, wird die Konzentration geeigneterweise im Bereich von normalerweise 0,2- ... 10-fach, vorzugsweise 0,5- ... 2-fach, der molaren Konzentration des verwendeten Methylxylenolblaus gewählt.
  • Als die in dem erfindungsgemäßen Verfahren meßbaren Metallionen können alle beliebigen Metallionen ohne spezielle Beschränkung soweit exemplifiziert werden, wie sie unter Verwendung der vorstehend exemplifizierten Chelatbildner gemessen werden können. Bevorzugte spezielle Beispiele für derartige Metallionen sind Ionen der Erdalkalimetalle, wie beispielsweise Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr) und Barium (Ba); Schwermetalle, wie beispielsweise Indium (In), Thorium (Th), Bismuth (Bi), Cadmium (Cd), Quecksilber (Hg), Kobalt (Co), Eisen (Fe), Blei (Pb), Zink (Zn), usw.; sowie Seltenerdmetalle, wie beispielsweise Lanthan (La), Scandium (Sc) und Yttrium (Y).
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann umfassend auf den Gebieten der Analyse der Wasserqualität und der Analyse in der klinischen Chemie eingesetzt werden. Als Proben, auf die das Verfahren angewendet werden kann, lassen sich Körperflüssigkeiten (z.B. Plasma, Serum und Urin) und technische Abflüsse oder Abwasser exemplifizieren.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend konkreter unter Bezugnahme auf die Beispiele erläutert, die als nicht einschränkend, sondern als veranschaulichend gelten.
    • Beispiel 1
  • Synthetische Darstellung von Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)-aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethylbenzoyl]benzolsulfonat
    • (1) Synthetische Darstellung von Natrium-2-(4-hydroxy- 2,5-dimethylbenzoyl)benzolsulfonat
  • Zu einer Lösung von 3 g p-Xylenol und 4,6 g o-Sulfobenzoesäureanhydrid in 15 ml Dichlorethan wurden tropfenweise 3,7 g Trifluormethansulfonsäure bei 50 ºC zugesetzt und die Reaktion unter Rühren für weitere 3 Stunden bei 50 ºC ausgeführt. Nach Beendigung der Reaktion wurden 70 ml Wasser der Reaktionslösung zugegeben und die resultierende Reaktionslösung mit NAOH neutralisiert, wonach die wäßrige Schicht abgetrennt und danach unter verringertem Druck eingeengt wurde. Der resultierende Rückstand wurde mit Hilfe einer Silicagel-Chromatographie gereinigt (Packung: Wakogel C-200, Warenzeichen der Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Eluierungsmittel: ein Lösemittelgemisch von Chloroform und Methanol), um 2 g Natrium-2-(4-hydroxy-2,5-dimethylbenzoyl)benzolsulfonat zu erhalten.
  • Fp: 126 ºC ... 128 ºC;
  • UV: λmax = 215 nm (ε = 20 x 10³ in MeOH)
  • IR νcm ¹(KBr): 3100(-OH), 1610(CO), 1580(Phenyl), 1260 ... 1140(So&sub3;H);
  • ¹HNMR δppm (DMSO-d&sub6;): 1,94(3H, s, O = CH&sub3;), 2,42(3H, s, CH&sub3;), 6,65(1H, s, Ar-H), 6,65 ... 7,03, 7,36 ... 7,41, 7,74 ... 7,77(5H, m jeweils, Ar-H).
    • (2) Synthetische Darstellung von Natrium-2-[3-(N,N-bis(carboxymethyl)aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethylbenzoyl]benzolsulfonat
  • Es wurden 0,65 g des vorstehend unter (1) erhaltenen Natrium-2-(4-hydroxy-2,5-dimethylbenzoyl)benzolsulfonats, 0,28 g Iminodiessigsäure, 0,35 g Natriumacetat und 0,21 g Formaldehyd unter Rühren in 10 ml Essigsäure bei 70 ºC für 8 Stunden umgesetzt. Nach Beendigung der Reaktion wurden der Reaktionslösung 50 ml Ethanol zugesetzt, um die gewünschte Verbindung auszufällen. Die so erhaltenen rohen Kristalle wurden durch Silicagel-Chromatographie (Packung: Wakogel C- 200, Warenzeichen Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Eluierungsmittel: ein Lösemittelgemisch von Chloroform, Methanol und Wasser) gereinigt, um 0,26 g Natrium-2-[3-(N,N- bis(carboxymethyl)aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethylbenzoyl]benzolsulfonat zu erhalten.
  • Fp: 282 ºC;
  • UV: λmax = 215 nm (ε = 26,5 x 10³ in Wasser);
  • IR νcm&supmin;¹(KBr): 3200(-OH), 1630(CO), 1570(Phenyl), 1260 ... 1160(SO&sub3;H);
  • ¹HNMR &delta;ppm (D&sub2;O): 2,10(3H, s, O-C - &sub3;), 2,60(3H, s, CH&sub3;), 3,28(4H, s, CH&sub2;COOHx2), 4,66(2H, s, CH&sub2;N< ), 7,19(1H, s, Ar-H),7,38, 7,66, 7,92(4H, m jeweils, Ar-H).
    • Beispiel 2
  • Messung von Calcium - 1
  • [Proben]
  • Als Proben wurden Lösungen verwendet, die vorbestimmte Konzentrationen von Calcium (Ca²+) enthielten.
    • [Pufferlösung]
  • Als Puffer (ph 11,0) wurde 5%iges Monoethanolamin verwendet.
    • [Farbbildungslösung]
  • Lösung von
  • Phthalein- Komplexon 0,016 %
  • Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)- aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethylbenzoyl] benzolsulfonat
  • vorgegebene Konzentration
  • Oxin in 0,1N Salzsäure. 0,4 %
    • [Vorgehen]
  • Nachdem 30 ml jeder Probe, 2,0 ml der Pufferlösung und 0,5 ml jeder Farbbildungslösung, gründlich gemischt und sodann für 5 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen wurde, wurde die Absorption bei 570 um gemessen.
    • [Ergebnisse]
  • Die so erhaltenen Meßergebnisse sind in Fig. 1 dargestellt. Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die durch Auftragen des Absorptionsvermögens (OD570nm) auf der Ordinate entsprechend den einzelnen Calciumkonzentrationen auf der Abszisse erhalten wurde. In Fig. 1 zeigt -O- die Meßergebnisse unter Verwendung der Farbbildungslösung, enthaltend 0,012 % Natrium-2-[3-(N,N-bis(carboxymethyl)aminomethyl]-4-hydroxy- 2,5-dimethylbenzoyl]benzolsulfonat und - - die Meßergebnisse unter Verwendung der Farbbildungslösung, enthaltend 0,024 % Natrium-2-[3-(N,N-bis(carboxymethyl)aminomethyl]-4-hydroxy- 2,5-dimethylbenzoyl]benzolsulfonat.
    • Vergleichsbeispiel 1
  • Messung von Calcium
    • [Proben]
  • Es wurden die gleichen Proben wie in Beispiel 2 verwendet.
    • [Pufferlösung]
  • Es wurde die gleiche Pufferlösung wie in Beispiel 2 verwendet.
    • [Farbbildungslösung]
  • Eine Lösung von
  • Phthalein- Komplexon 0,016 %
  • Oxin in 0,1H Essigsäure. 0,4 %
    • [Vorgehen]
  • Die Messung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 ausgeführt.
    • [Ergebnisse]
  • Die so erhaltenen Meßergebnisse sind ebenfalls in Fig. 1 (-&Delta;-) dargestellt.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Messung von Calcium
    • [Proben]
  • Es wurden die gleichen Proben wie in Beispiel 2 verwendet.
    • [Pufferlösung]
  • Es wurde die gleiche Pufferlösung wie in Beispiel 2 verwendet.
    • [Farbbildungslösung]
  • Eine Lösung von
  • Phthalein-Komplexon 0,016 %
  • Oxin 0,4 %
  • Citronensäure in 0,1N Essigsäure. 0,21 %
    • [Vorgehen]
  • Die Messung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 ausgeführt.
    • [Ergebnisse]
  • Die so erhaltenen Meßergebnisse sind ebenfalls in Fig. 1 (-&Delta;-) dargestellt.
  • Wie aus Fig. 1 klar ersichtlich, kann die Farbbildungsempfindlichkeit durch Zusatz von Natrium-2-[3-(N,N-bis(carboxymethyl)aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethylbenzoyl]benzolsulfonat eingestellt werden, bei der es sich um ein Phenol-Derivat gemäß der vorliegenden Erfindung handelt.
  • Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Ausführung der Messungen bei zwei Meßtemperaturen unter Verwendung von jeweils einer der Farbbildungslösungen, die in Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 beschrieben wurden, sowie von jeweils zwei Proben, d.h. einer Calciumlösung mit einer Konzentration von 100 mg/dl (eine Standardlösung) und frischem Humanserum. Tabelle 1 Meßwert für Humanserum (mg/dl) Reagens Blindprobe (570 nm)
  • In Tabelle 1 bezeichnen die Symbole E-2, C-1 und C-2 Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 1 bzw. Vergleichsbeispiel 2.
  • Wie aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen klar ersichtlich, variierte in Vergleichsbeispiel 2, bei welchem die Empfindlichkeit durch Zusatz von Citronensäure herabgesetzt wurde, die Farbbildungsempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Meßtemperatur stark, und es wurden Meßwertschwankungen beobachtet. Im Fall des erfindungsgemäßen Verfahrens gab es keine starke Variation der Farbbildungsempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Meßtemperatur, und es wurden keine Meßwertschwankungen beobachtet.
    • Beispiel 3
  • Messung von Calcium - 2
    • [Proben]
  • Es wurden die gleichen Proben verwendet wie in Beispiel 2.
    • [Pufferlösung]
  • Als Puffer (ph 12, 0) wurde 5%iges Monoetbanolaiin verwendet.
    • [Farbbildungslösung]
  • Lösung von Methylxylenolblau 0,016 %
  • Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethylbenzoyl]benzolsulfonat 0,011 %
  • Oxin in 0,05N Salzsäure. 0,4 %
    • [Vorgehen]
  • Nachdem 50 ul jeder Probe, 2,0 ml der Pufferlösung und 01,0 ml der Farbbildungslösung gründlich gemischt und sodann für 5 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen wurden, wurde die Absorption bei 610 nm gemessen.
    • [Ergebnisse]
  • Die so erhaltenen Meßergebnisse sind in Fig. 2 mit -Odargestellt. Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die durch Auftragen des Absorptionsvermögens (OD610nm) auf der Ordinate entsprechend den einzelnen Calciumkonzentrationen auf der Abszisse erhalten wurde.
    • Vergleichsbeispiel 3
  • Messung von Calcium
    • [Proben]
  • Es wurden die gleichen Proben wie in Beispiel 2 verwendet.
    • [Pufferlösung]
  • Es wurde die gleiche Pufferlösung wie in Beispiel 3 verwendet.
    • [Farbbildungslösungen]
  • Lösung von Methylxylenolblau vorgegebene Konzentration
  • Oxin in 0,05N Salzsäure. 0,4 %
    • [Vorgehen)
  • Die Messung wurde in der gleichen Weise durchgeführt wie in Beispiel 3.
    • [Ergebnisse]
  • Die so erhaltenen Meßergebnisse sind ebenfalls in Fig. 2 dargestellt. In Fig. 2 zeigt (-&Delta;-) die Meßergebnisse unter Verwendung der Farbbildungslösung, enthaltend 0,0125 % Methylxylenolblau, (-&Delta;-) die Meßergebnisse unter Verwendung der Farbbildungslösung, enthaltend 0,01 % Methylxylenolblau, sowie - - die Meßergebnisse unter Verwendung der Farbbildungslösung, enthaltend 0,0075 % Methylxylenolblau.
  • Aus Fig. 2 ist klar ersichtlich, daß bloße Verringerungen der Menge des Chelatbildners zum Zeitpunkt der Messung nicht die Farbbildungsempfindlichkeit senken, sondern den Eichbereich schmaler machen. Andererseits kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Farbbildungsempfindlichkeit herabgesetzt werden, ohne den Eichbereich schmaler zu machen.
    • Beispiel 4 [Proben]
  • Als Proben wurden 50 Humanseren verwendet.
    • [Pufferlösung]
  • Es wurde die gleiche Pufferlösung wie in Beispiel 3 verwendet.
    • [Farbbildungslösung]
  • Es wurde die gleiche Farbbildungslösung wie in Beispiel 3 verwendet.
    • [Vorgehen]
  • Die Messung wurde unter Verwendung eines Autoanalyzers Modell 7050 von Hitachi unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen ausgeführt. Tabelle 2: Chemische Parameter ASSAY- CODE PROBENVOLUMEN VOLUMEN WELLENLLÄNGE EICHMETHODE STANDPUNKT EINHEIT SD-GRENZE DUPLIKAT-GRENZE EMPFINDLICHKEITSGRENZE ABS. GRENZE (INC/DEC) PROZON-GRENZE ERWATUNGSWERT GERÄTEFAKTOR POINT LINEAR
    • Vergleichsbeispiel 4 [Proben]
  • Es wurden die gleichen Proben wie in Beispiel 4 verwendet.
    • [Pufferlösung]
  • Es wurde die gleiche Pufferlösung wie in Vergleichsbeispiel 1 verwendet.
    • [Farbbildungslösung]
  • Es wurde die gleiche Farbbildungslösung wie in Vergleichsbeispiel 1 verwendet.
    • [Vorgehen]
  • Die Messung wurde unter Verwendung eines Autoanalyzers Modell 7050 von Hitachi unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen mit der Ausnahme ausgeführt, daß das Probevolumen auf 5, R1-Volumen auf 400, R2-Volumeii auf 100 und die Wellenlänge auf [600] [570] verändert wurden.
    • [Ergebnisse]
  • Fig. 3 zeigt eine Korrelationsdarstellung, ermittelt auf der Grundlage der in Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 4 erhaltenen Meßwerte. Der Korrelationskoeffizient und die anhand der statistischen Bearbeitung der Meßwerte erhaltene Formel für die Regressionskurve lauteten:
  • Korrelationskoeffizient: &gamma; = 0,988
  • Formel der Regressionskurve Y = 0,99 x -0,01
  • darin sind
  • Y: der in Beispiel 4 erhaltene Meßwert
  • X: der in Vergleichsbeispiel 4 erhaltene Meßwert.
  • Aus den vorstehenden Ergebnissen ist offensichtlich, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Meßwerte in guter Korrelation mit denen stehen, die nach der konventionellen Methode erhalten wurden.
  • Bei Untersuchung unter Anwendung der gleichen Reagens lösung wie in Beispiel 4 wurde kein Einfluß der Anwesenheit von Bilirubin oder Ascorbinsäure in einer Probe auf die Meßwerte insgesamt beobachtet. Darüber hinaus wurde der Einfluß der Hämolyse in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben untersucht, ein solcher jedoch kaum festgestellt.
    • Beispiel 5
  • Messung von Bismuth und Yttrium
    • [Proben]
  • Als Proben wurden Lösungen verwendet, die vorbestimmte Konzentrationen van Bismuth (Bi³&spplus;) oder Yttrium (Y³&spplus;) enthielten.
    • [Pufferlösung]
  • Als Puffer (ph 7,0) wurde 5%iges Triethanolamin verwendet.
    • [Farbbildungslösungen]
  • Als Farbbildungslösungen wurden Lösungen verwendet, die vorbestimmte Konzentrationen von Methylxylenolblau (MKB) und vorbestimmte Konzentrationen von Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethylbenzoyl]benzolsulfonat enthielten.
    • [Vorgehen]
  • Nachdem 40 ul jeder Probe, 2,0 ml der Pufferlösung und 1,0 ml jeder Fabbildungslösung gründlich gemischt und bei Raumtemperatur für 5 Minuten stehengelassen wurden, wurde das Absorptionsvermögen bei einer vorbestimmten Wellenlänge (Bismuth: OD480nm, Yttrium: OD570nm) gemessen.
    • [Ergebnisse]
  • Die so erhaltenen Meßergebnisse sind in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt. Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die durch Auftragen des Absorptionsvermögens auf der Ordinate entsprechend den einzelnen Bismuthkonzentrationen (mg/dl) auf der Abszisse erhalten wurde. In Fig. 4 zeigen -O- die Ergebnisse der Messung unter Verwendung einer Farbbildungslösung, enthaltend 0,02 % Methylxylenolblau allein, -&Delta;- die Ergebnisse der Messung unter Verwendung einer Farbbildungslösung, enthaltend 0,0133 % Methylxylenolblau und 0,0067 % Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)-aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethyl-benzoyl]benzolsulfonat, sowie die Ergebnisse der Messung unter Verwendung einer Farbbildungslösung, enthaltend 0,01 % Methylxylenolblau und 0,01 % Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)-aminomethyl]-4- hydroxy-2,5-dimethyl-benzoyl]benzolsulfonat. Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die durch Auftragen des Absorptionsvermögens auf der Ordinate entsprechend den einzelnen Yttrium-konzentrationen (mg/dl) auf der Abszisse erhalten wurde. In Fig. 5 zeigen -O- die Ergebnisse der Messung unter Verwendung der Farbbildungslösung, enthaltend 0,02 % Methylxylenolblau allein, -&Delta;- die Ergebnisse der Messung unter Verwendung einer Farbbildungslösung, enthaltend 0,0133 % Methylxylenolblau und 0,0067 % Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)-aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethyl-benzoyl]benzolsulfonat, sowie - - die Ergebnisse der Messung unter Verwendung einer Farbbildungslösung, enthaltend 0,01 % Methylxylenolblau und 0,01 % Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)-aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethyl-benzoyl]benzolsulfonat.
  • Wie aus Fig. 4 und 5 klar ersichtlich, kann beim Messen von Bismuth oder Yttrium unter Verwendung von Methylxylenolblau als ein Chelatbildner zur Farberzeugung die Meßempfindlichkeit durch Zusatz von Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)-aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethyl-benzoyl]benzolsulfonat eingestellt werden, wobei es sich um ein Phenol- Derivat entsprechend der vorliegenden Erfindung handelt.
    • Beispiel 6 Messung von Magnesium und Strontium [Proben]
  • Als Proben wurde eine Lösung verwendet, die vorbestimmte Konzentrationen von Magnesium (Mg²&spplus;) oder Strontium (Sr²&spplus;) enthielt.
    • [Pufferlösung]
  • Als Puffer (ph 11,0) wurde 5%iges Monoethanolamin verwendet.
    • [Farbbildungslösungen]
  • Es wurden die gleichen Farbbildungslösungen wie in Beispiel 5 verwendet.
    • [Vorgehen]
  • Nachdem 40 ul jeder Probe, 2,0 ml der Pufferlösung und 1,0 ml jeder Farbbildungslösung gründlich gemischt und danach bei Raumtemperatur für 5 Minuten stehengelassen wurden, wurde das Absorptionsvermögen bei einer vorbestimmten Wellenlänge (Magnesium: OD&sub6;&sub0;&sub0;, Strontium: OD610nm) gemessen.
    • [Ergebnisse]
  • Die so erhaltenen Meßergebnisse sind in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellt. Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die durch Auftragen des Absorptionsvermögens auf der Ordinate entsprechend den einzelnen Magnesium-Konzentrationen (mg/dl) auf der Abszisse erhalten wurde. In Fig. 6 zeigen -O- die Ergebnisse der Messung unter Verwendung der Farbbildungslösung, enthaltend 0,02 % Methylxylenolblau allein, -&Delta;- die Ergebnisse der Messung unter Verwendung einer Farbbildungslösung, enthaltend 0,0133 % Methylxylenolblau und 0,0067 % Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)-aminomethyl]- 4-hydroxy-2,5-dimethyl-benzoyl]benzolsulfonat, sowie - - die Ergebnisse der Messung unter Verwendung einer Farbbildungslösung, enthaltend 0,01 % Methylxylenolblau und 0,01 % Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)-aminomethyl]-4-hydroxy- 2,5-dimethyl-benzoyl]benzolsulfonat. Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die durch Auftragen des Absorptionsvermögens auf der Ordinate entsprechend den einzelnen Strontium-konzentrationen (mg/dl) auf der Abszisse erhalten wurde. In Fig. 7 zeigen -O- die Ergebnisse der Messung unter Verwendung der Farbbildungslösung, enthaltend 0,02 % Methylxylenolblau allein, -&Delta;- die Ergebnisse der Messung unter Verwendung einer Farbbildungslösung, entbaltend 0,0133 % Methylxylenolblau und 0,0067 % Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)-aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethylbenzoyl]benzolsul-fonat, sowie - - die Ergebnisse der Messung unter Verwendung einer Farbbildungslösung, enthaltend 0,01 % Methylxylenolblau und 0,01 % Natrium-2-[3-[N,N-bis(carboxymethyl)-aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethyl-benzoyl]benzolsulfonat.
  • Wie aus Fig. 6 und Fig. 7 klar ersichtlich, kann beim Messen von Magnesium oder Strontium unter Verwendung von Methylxylenolblau als ein Chelatbildner zur Farberzeugung die Meßempfindlichkeit durch Zusatz von Natrium-2-[3-[N,N- bis(carboxymethyl)-aminomethyl]-4-hydroxy-2,5-dimethyl-benzoyl]benzolsulfonat eingestellt werden, wobei es sich um ein Phenol-Derivat entsprechend der vorliegenden Erfindung handelt.
  • Entsprechend der vorstehenden Beschreibung gewährt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur colorimetrischen Analyse von Metallionen unter Verwendung eines Chelatbildners, dadurch gekennzeichnet, daß er die Verringerung der Meßempfindlichkeit ermöglicht, ohne den Eichbereich schmaler zu machen, und dadurch, daß er kaum Meßfehler infolge der Meßtemperatur im Vergleich zu konventionellen Methoden erzeugt. Damit trägt die vorliegende Erfindung wesentlich zum Stand der Technik bei.

Claims (10)

1. Phenol-Derivat der Formel:
worin sind:
R&sup5; eine Carboxyl-Gruppe oder eine Sulfon-Gruppe;
R² ... R&sup4; unabhängig ein Wasserstoffatom, eine C&sub1; ... C&sub4;-Alkyl-Gruppe, eine C&sub1; ... C&sub4;-Alkoxy-Gruppe oder ein Halogenatom.
2. Salz des Phenol-Derivates der Formel [I]' von Anspruch 1.
3. Salz nach Anspruch 2, wobei das Salz ein Alkalimetallsalz, ein Ammoniumsalz oder ein organisches Aminsalz ist.
4. Salz nach Anspruch 3, wobei das Alkalimetall Natrium oder Kalium ist.
5. Verfahren zum Herstellen eines Phenol-Derivates der Formel
worin R&sup5; eine Carboxyl-Gruppe oder eine Sulfon-Gruppe und R² ... R&sup4; wie unter Anspruch 1 festgelegt sind, welches Verfahren umfaßt:
Umsetzen eines geeigneten Carbonsäureanhydrids mit einer Phenolverbindung der Formel:
worin R² ... R&sup4; wie vorstehend festgelegt sind, in einem organischen Lösemittel in Gegenwart eines Katalysators und Ausführen der Kondensationsreaktion mit Iminodiessigsäure und Formaldehyd unter sauren Bedingungen.
6. Verfahren zum colorimetrischen Analysieren von Metallionen, indem der Analyselösung eine Reagenslösung zugesetzt wird, umfassend einen Puffer und einen Chelatbildner für die Metallionen, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagens lösung zusätzlich ein oder mehrere Phenol- Derivate der Formel
enthält, worin sind:
R¹ eine Hydroxyl-Gruppe, ein Halogenatom, eine Alkyl- Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann, eine Aryl-Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann, oder eine heterocyclische Gruppe, die einen oder mehrere Substituenten haben kann;
R² ... R&sup4; unabhängig ein Wasserstoffatom, eine C&sub1; ... C&sub4;- Alkyl-Gruppe, eine C&sub1; ... C&sub4;-Alkoxy-Gruppe oder ein Halogenatom.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Metallionen in lebender Körperflüssigkeit vorliegen.
8. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Metallionen in Wasser vorliegen.
9. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Metallionen Ionen der Erdalkalimetalle, Schwermetalle oder Seltenerdmetalle sind.
10. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Metallionen Calcium- oder Magnesium-Ionen sind.
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