FI103303B - Kuiva-analyysielementti litiumin analysoimiseksi - Google Patents

Description

x 103303

Kuiva-analyysielementti litiumin analysoimiseksi Tämän keksinnön kohteena on kliinisen kemian ala, erityisesti elementit litiumin analysoimiseksi seerumista.

5 Litiumia litiumkarbonaatin muodossa annetaan maa- nis-depressiivisille potilaille. Litiumionin terapeuttinen alue plasmassa on melko kapea, nimittäin 0,8 - 1,2 mM. On tärkeää tarkkailla litiumpitoisuutta tällaisilla potilailla, koska myrkyllisiä sivuvaikutuksia ilmenee, kun litiu-10 min pitoisuus veressä ylittää sallitun tason.

On tunnettua analysoida litium kvantitatiivisesti käyttäen liuosanalyysejä ja ioni-selektiivisiä elektrodeja. Väriaineet, kuten 14-kruunu-4-eetterijohdannaiset, ovat tunnettuja käytettyinä tällaisissa analyyseissä. Ja-15 panilainen Kokai-julkaisu 62/72 683 (1985) kuvaa luokkaa tällaisia väriaineita, jotka toimivat kolorimetrisinä rea-gensseina uutettaessa litium liuoksista ja varauskantoai-neina ioni-selektiivisille elektrodeille. Ongelmana on, ettei ainoatakaan tunnettua 14-kruunu-4-eetterijohdannais-20 ta voida soveltaa käytettäväksi kuivissa analyysielemen-teissä. Lisäksi edellä mainitut "märkä"menetelmät, joissa käytetään liuoksen uuttamista tai ioni-selektiivisiä elektrodeja, kärsivät vakavista ionien ja muiden häiritsevien aineiden aiheuttamista ongelmista. Täten olisi toi-: 25 vottavaa aikaansaada litiumin analysoimiseksi kuiva-ana lyysielementti, jolla vältettäisiin nämä ongelmat.

Tämä keksintö ratkaisee edellä mainitut ongelmat antamalla käyttöön monikerroksisen kuiva-analyysi element in litiumin kvantitatiivisesti analysoimiseksi, joka element-30 ti käsittää levityskerroksen ja reagenssikerroksen ja jol-* ' le on tunnusomaista, että se sisältää riittävästi puskuria kerroksessa reagenssikerroksen yläpuolella, niin että pH on vähintään 9, ja reagenssikerros sisältää 14-kruunu-4-eetterijohdannaista, joka on jokin seuraavan kaavan mukai-35 sista yhdisteistä.

2 103303 n 0 o y R, 10 x Väri aine

15 nro R__*2_X

1 n-C12H25 SO2CH3 CH3 CH

2 n-C12H25 N02 CH3 ch

3 CH3 S02N(n-CgH13}2 CH3 CH

4 CH2C6H5 S02N(n-CgH13)2 CH3 CH

20 5 CH2C6H5 S02N(CH3)-n-C18H37 CH3 CH

6 ch3 no2 n-C7H15 CH

7 n-Ci2H25 H CH3 N

Käyttäen tämän keksinnön elementtiä litiumin kolo- , 25 rimetrinen analysointi voidaan suorittaa suoraan poista- « matta proteiineja näytteestä. Edellä mainittujen väriaineiden käyttö ei ole ilmeistä, sillä kaikki 14-kruunu-4-eetterijohdannaiset eivät ole hyödyllisiä, eivät edes litiumin liuosanalysoinnissa.

30 Seuraavia menetelmiä käytettiin jäljempänä esitetyn j *’ taulukon 1 väriaineiden 2 - 8 ja 11 - 13 valmistamiseksi.

Menetelmä käsittää vaiheet, joissa: a) pelkistetään 2-substituoitu-2-[2,5-bis-alkoksi) -i bentsyyli] malonaattiesteri voimakkaalla pelkistimellä muo- 35 dostamaan 2-substituoitu-2-[2,5-bis(alkoksi)bentsyyli]- 3 103303 1,3-propaanidioli, jolloin mainittu alkoksiryhmä on bent-syylioksi tai substituoimaton alkoksi, jossa on 1 - 10 ’ hiiliatomia, b) kondensoidaan vaiheen a) 1,3-propaanidioli 5,5- 5 disubstituoidulla-3,7-dioksanonaani-l, 9-diyyli-bis (toluee- ni-p-sulfonaatilla) muodostamaan 6,13,13-trisubstituoitu- 6-[2,5-bis(alkoksi)bentsyyli]-1,4,8,11-tetraoksasyklotet-radekaani, c) hydrataan vaiheen b) bis(alkoksi)yhdiste 10 6,13,13 -trisubstituoiduksi- 6-(2,5-dihydroksibentsyyli)- 1,4,8,11-tetraoksasyklotetradekaani-hydrokinoniksi, d) hapetetaan vaiheen c) hydrokinoni 6,13,13-trisubst ituoiduksi -6- (1,4-sykloheksadieeni-3,6-dioni-l-yyli-metyyli)-1,4,8,11-tetrasyklotetradekaani-kinoniksi, j a 15 e) kondensoidaan vaiheen d) kinoni N-(p-nitrofe- nyyli)hydratsiinilla muodostamaan 14-kruunu-4-eetteri-at-so-värituote.

Reaktiokaavio X

Väriaineiden dioliosan valmistus on esitetty jäl-20 jempänä esitetyssä kaaviossa I. 2,5-dibentsyylioksibent-syylikloridi, yhdiste 1, kondensoidaan dimetyyli-2-alkyy-limalonaatin kanssa yhdisteen 2 kanssa, antamaan 2-substi-tuoitu-2-[2,5-bis(alkoksi)bentsyyli]malonaattiesteri, yhdiste 3, joka tämän jälkeen pelkistetään voimakkaalla pel-‘1 25 kistimellä muodostamaan 2-substituoitu-2-[2,5-bis(alkok si) bentsyyli]-1,3-propaanidioli, jossa mainittu alkoksiryhmä on bentsyylioksi tai substituoimaton alkoksi, jossa on 1 - 10 hiiliatomia, yhdiste 4.

4 103303

Reaktiokaavio I

CHjOOC 'v/COOCHj

0CH,Ph 0 o f^R

• ,., ^r··, ....Μ····- OCHjPh (yhdiste 2) (yhdiste 3) (yhdiste 1) R ^"~^12^25 R m R—CijHjj 10

OH OH

. - · P

(2) yhdiste 3 4 V 1 1 r 1 d e _ PhCHjO\Js^

15 yL

OCHjPh (yhdiste 4) R * ^“^12^25 20 1.Dimetyyli-2-dodekyyli-2-[2,5-bis(bentsyylioksi)- bentsyyli]malonaatin (yhdiste 3) valmistus

Liuos, jossa oli 121,4 g (404,7 mmol) yhdistettä 2 (dimetyyli-2-dodekyylimalonaattia) 600 ml:ssa dimetyyli-formamidia, lisättiin 56,0 g:aan (500 mmol) kalium-t-bu-.. 25 toksidia. 30 minuutin kuluttua reaktioseos jäähdytettiin 0 °C:seen, ja 137 g (404,7 mmol) yhdistettä 1, 2-(kloori-metyyli) -1,4-bis(fenyylimetoksi)bentseeniä, lisättiin ja seoksen annettiin lämmetä huoneenlämpötilaan 30 minuuttia. Sitten seosta kuumennettiin 60 °C:ssa 90 minuuttia, ja 30 4,5 g lisää yhdistettä 2 ja 4,5 g kaliumtertlaarista bu- .· toksidia lisättiin. Reaktioseosta kuumennettiin sitten 60 °C:ssa 10 tuntia. Liuottimen poistaminen antoi viskoosin öljyn. Tämä öljy jaettiin etyyliasetaattiin ja laimeaan vetykloridihappoon, ja orgaaninen faasi kuivattiin 35 vedettömällä natriumsulfaatilla, suodatettiin ja väkevöi- 5 103303 tiin antamaan epäpuhdas viskoosi öljy (yhdiste 3) . Näin valmistettua yhdistettä 3 käytettiin seuraavassa vaiheessa .

2. 2-dodekyyli-2-(2,5-di(bentsyylioksi)bentsyyli)-5 1,3-propaanidiolin (yhdiste 4) valmistus

Valmistettiin liuos, jossa oli 302,4 g (502,3 mmol) yhdistettä 3 2 l:ssa tolueenia. Sitten tislattiin 200 ml tolueenia pois jäännösveden poistamiseksi. Jäähdyttämisen jälkeen huoneenlämpötilaan lisättiin 303,2 g (1,05 mol) 10 natriumbis(2-metoksietoksi)alumiinihydridiä (VitrideR) , ja liuosta sekoitettiin neljä tuntia. Reaktioseos tukahdutettiin 90 ml.-lla vettä, 90 ml:lla 15-%:ista natriumhydroksi-dia ja 275 ml :11a vettä. Tolueenifaasi eristettiin, ja vesipitoinen faasi uutettiin 500 ml :11a tolueenia. Yhdiste-15 tyt orgaaniset uutteet kuivattiin vedettömällä natriumsul-faatilla, suodatettiin ja liuotin poistettiin. Saatu öljy-mäinen tuote trituroitiin petrolieetterissä. Saatu kiinteä aine suodatettiin ja pestiin petrolieetterillä antamaan yhdiste, jonka 'H-NMR-spektri vastasi yhdisteen 4 rakennet-20 ta (sulamispiste 64 - 65 °C).

Reaktiokaavio II

Lopulliset valmistusvaiheet protoni-ionisoituvien 14-kruunu-4-eetteriväriaineiden (väriaineet 2 - 7 ja 10 -12 taulukossa 1) valmistamiseksi, on esitetty reaktiokaa-’’ 25 viossa II. Alkuperäinen ionofori muodostettiin kondensoi- malla 1,3-propaanidioli, yhdiste 4, 5,5-disubstituoidun 3,7-dioksanonaani-1,9-diyylibis(tolueeni-p-sulfonaatin) kanssa, yhdisteen 9 kanssa, joka on ditosylaatti, muodostamaan 6,13,13-trisubstituoitu-6- [2,5-bis (alkoksi)bentsyy-30 li]-1,4,8,11-tetraoksasyklotetradekaani , yhdiste 5. Yhdis-te 9 valmistettiin kirjallisuudessa kuvattujen menetelmien mukaisesti. Sitten yhdiste 5 hydrattiin 6,13,13-trisubsti-tuoiduksi-6-(2,5-dihydroksibentsyyli)-1,4,8,11-tetraoksa-syklotetradekaani-hydrokinoniksi, yhdisteeksi 6. Sitten 35 yhdiste 6 hapetettiin antamaan 6,13,13-trisubstituoitu-6- 103303 6 (1,4-sykloheksadieeni-3,6-dioni-l-yylimetyyli) -1,4,8,11-tetraoksasyklotetradekaani, yhdiste 7. Sitten halutut väriaineet valmistettiin kondensoimalla kinoni, yhdiste 7, N-(p-nitrofenyyli)hydratsiinin kanssa muodostamaan 14-5 kruunu-4-eetteriatso värituote, yhdiste 8.

Reaktiokaavio II

10 0 o 0 0

O O

0 o I ? (^) I | 4 yhdiste 4 —* SO, so- CHj CHj (yhdiste 5) R*n-C»,Hj5 2 0 (yhdiste 9)

R2 CHj r2 · CHJ

B, « -CHjCjHj , . » n | oo

Pd/C. H, Γ J

(4) yhdiste 5 * 0 0

CHjOH/iJOAc j T

30 f^R

^ ^0H

(yhdiste 6)

R n"C12H2S

35 R, « CHj 7 103303 ft (5 ) yhdiste 6 MC ) £ (yhdiste 7) R n“^iJ 5 15 R, - CHj '’f*? 20 r ^

(6) yhdiste 7 4 iJs^J — I I

NO, I^J ,

(yhdiste 17) B

H°^ JL

25 '(yhdiste 8) (väriaine 2, taulukko 2) R -30

Ri * N02 R, * CH,

X « CH

8 103303 3. 6-dodekyyli-6-[2,5-di(bentsyylioksi)bentsyyli]- 13,13-dimetyyli-1,4,8,11-tetraoksasyklotetradekaanin (yhdiste 5) valmistus

Suspensio, jossa oli 110 g (219,8 mmol) yhdistettä 5 9, 5,5-dimetyyli-3,7-dioksanonaani-l,9-diyylibis(tolueeni- p-sulfonaattia), 120 g (219,8 mmol) yhdistettä 4 ja 12,2 g (220 mmol) litiumbromidia 2 l:ssa kuivaa t-pentyylialkoho-lia, saatettiin reagoimaan 7,0 g:n kanssa litiumhydridiä. Reaktioseosta palautusjäähdytettiin 7 päivää, minkä jäl-10 keen liuotin poistettiin ja jäännös liuotettiin seokseen, jossa oli dikloorimetaania ja laimeaa vetykloridihappoa. Dikloorimetaanifaasi erotettiin, kuivattiin vedettömällä magnesiumsulfaatilla, suodatettiin ja väkevöitiin tummaksi öljyksi. Öljy liuotettiin 10-%:iseen dikloorimetaani/ 15 90-%:iseen petrolieetteriin ja eluoitiin silikageelipyl-vään (600 g) läpi, ja tuotetta sisältävät jakeet (silika-geeli, TLC/CH2Cl2, Rf 0,2) yhdistettiin antamaan 83,2 g epäpuhdasta tuotetta (yhdiste 5) .

4. 6-dodekyyli-6-(2,5-dihydroksibentsyyli)-13,13-20 dimetyyli-1,4,8,11-tetraoksasyklotetradekaanin (yhdiste 6) valmistus

Liuos, jossa oli 15,8 g (22,5 mmol) yhdistettä 5 20 ml:ssa etyyliasetaattia ja 20 ml:ssa metanolia, sekoitettiin 0,4 g:n kanssa palladium/hiiltä Parr-laitteistossa 25 typpiatmosfäärissä. Seos saatettiin reagoimaan lämpötilassa 50 - 60 °C vedyn paineessa 345 kPa (50 psi) neljä tuntia. Jäähdyttämisen jälkeen tuote suodatettiin piimään läpi ja liuotin poistettiin antamaan 12,7 g epäpuhdasta tuotetta (yhdiste 6).

30 5. 6-dodekyyli-6-(l,4-sykloheksadieeni-3,6-dion-l- yylimetyyli)-13,13-dimetyyli-l, 4,8,11-tetraoksasyklotetra-dekaanin (yhdiste 7) valmistus

Liuos, jossa oli 67,6 g (129,3 mmol) yhdistettä 6 600 ml:ssa dikloorimetaania, sekoitettiin 50,6 g:n 35 (581,9 mmol) kanssa aktivoitua mangaanidioksidia. Hetero- Ί 9 103303 geenistä seosta sekoitettiin huoneenlämpötilassa yksi tunti. Liukenemattomat aineet poistettiin suodattamalla piimään läpi, ja liuotin poistettiin. Öljymäinen jäännös tri-turoitiin 500 ml:aan petrolieetteriä ja jäähdytettiin.

5 Liuottimen tilavuus vähennettiin puoleen, ja keltainen kiinteä aine imusuodatettiin ja pestiin kylmällä pen-taanilla.

Yhdisteen 7 ensimmäinen ja toinen jae eristettiin antamaan 'H-NMR-spektri, joka vastasi otsikkorakennetta.

10 6.6-dodekyyli-6-[2-hydroksi-5-(2,4-dinitrofenyyli- atso)bentsyylil]-13,13-dimetyyli-l,4,8,11-tetraoksasyklo-tetradekaanin [yhdiste 8 (väriaine 2, taulukko 2)] valmistus

Liuosta, jossa oli 31,7 g (60,9 mmol) yhdistettä 7 15 ja 14,2 g (60,9 mmol) 2,4-dinitrofenyylihydratsiinia (15 % H20) 300 ml:ssa etikkahappoa, kuumennettiin 60 °C:n lämpötilassa 90 minuuttia jatkuvasti sekoittaen. Poistettiin 225 ml etikkahappoa, minkä jälkeen tuote lisättiin 500 ml:aan petrolieetteriä. Välittömästi otettiin talteen 20 useita grammoja tuotetta. Uudelleenkiteyttämisen jälkeen dikloorimetaani/petrolieetteristä saatiin yhdiste 8, sp. 64 - 65 °C. 'H-NMR-spektri vastasi otsikkorakennetta.

Reaktiokaavio III

Käytettiin vaihtoehtoista menetelmää taulukon 1 25 väriaineiden 1 ja 8 - 9 valmistamiseksi. Tätä menetelmää kuvataan reaktiokaaviossa III. Reaktiokaaviossa käytetty dioli valmistettiin kondensoimalla o-bentsyylioksibentsyy-likloridi, yhdiste 10, dialkyyli-2-dodekyyli- tai 2-metyy- li- tai 2 - fenyylimalonaatin kanssa, muodostamaan substi-30 tuoitu dialkyylimalonaatti, yhdisteet 2 tai llb-c. Substi-r\ tuoitu dialkyylimalonaatti (yhdisteet 12a-c) pelkistettiin tämän jälkeen dioliksi (yhdisteet 13a-c).

Ditosylaatin, yhdiste 9, ja diolien, yhdisteet 13a, b ja c, reaktio antoi vastaavat 14-kruunu-4-ionofooriyh-35 disteet, 14a, b ja c. Tämänjälkeinen hydraus antoi proto- 10 103303 ni-ionisoituvat 14-kruunu-4-eetteriyhdisteet 15a, b ja c, jotka sitten muutettiin väriaineiksi saattamalla reagoimaan diatsoniumsuolan kanssa.

Reaktiokaavio III

(7) , «χ»ο·> -'

ίο (ÖTCI

yhdiste 2, R i»-CjjH25 (yhdiste 10) , ^ ...

5 yhdiste 11b, R « CHj yhdiste 11c, R fenyyli 15 9 rCH, r^V^\/C00Rj 20 (yT R COORj (yhdiste 12) yhdiste 12a, Rj * yhdiste 12b,c Rj & CHjCHj 25

P

0"CH2

... liAIK, I /—OH

(8) yhdiste 12__*.

30 (Qj R'—OH

(yhdiste 13) yhdiste 13a, Ren-C)jH2j yhdiste 13b, R * CHj 1 35 yhdiste 13c, R * fenyyli u 103303

V*J

ή 0 0 (S) yhdiste 9 + yhdiste 13a __ C )

(yhdiste 14) yhdiste 14a,R « n-C..H

IQ MJHJ5

Rj « CHj (10) yhdiste 14 p4/C, K, 9

15 C J

aM (yhdiste 15) yhdiste 15a, R I'-CjjHjj Rj - CH3 CH, / SO, 25 (11) + PFt N—·^-N 0 2 * 0 o 30 : h°oCr /CHj- 35 R * r-C1?H25; R, * CH, 12 103303 7.Dimetyyli-2-dodekyyli-2-(2-bentsyylioksibentsyy-li)malonaatin (yhdiste 12a) valmistus

Liuosta, jossa oli 162,6 g (541,3 mmol) dimetyyli-2-dodekyylimalonaattia (yhdiste 2) 800 mlrssa dimetyyli- 5 formamidia, sekoitettiin 67,2 g:n (600 mmol) kanssa ka-lium-t-butoksidia typpiatmosfäärissä. Jäähdyttämisen jälkeen huoneenlämpötilaan lisättiin 116,0 g (541,3 mmol) 2-(bentsyylioksi)bentsyylikloridia ja seosta kuumennettiin 75 °C:ssa kaksi tuntia. Tuote kaadettiin jää/vesi-seok-10 seen, uutettiin kahdesti etyyliasetaatilla, kuivattiin, suodatettiin ja eristettiin öljymäisenä tuotteena. Tätä käytettiin talteenotettuna seuraavassa vaiheessa. Metyyli-ja fenyylijohdannaiset valmistettiin samalla tavalla (katso reaktiokaavio III) .

15 8. 2-dodekyyli-2-(2-bentsyylioksibentsyyli)-1,3- propaanidiolin (yhdiste 13a) valmistus

Liuos, jossa oli 260 g (524 mmol) yhdistettä 12a 1 l:ssa tetrahydrofuraania (THF), lisättiin suspensioon, jossa oli 29,9 g (786 mmol) litiumalumiinihydridiä 20 500 ml:ssa kuivaa THF:ää. Reaktioseosta kuumennettiin pa lautus j äähdyttäen kaksi tuntia ja tukahdutettiin sitten peräkkäisesti isopropanolilla ja laimealla vetykloridiha-polla. Tuote uutettiin eetteriin, kuivattiin, suodatettiin ja väkevöitiin kuiviin.

·;· 25 9. 6-dodekyyli-6 -(2-bentsyylioksibentsyyli)-13,13 - dimetyyli-1,4,8,11-tetraoksasyklotetradekaanin (yhdiste 14a) valmistus

Liuos, jossa oli 40 g (80 mmol) yhdistettä 9 ja 35,2 g (80 mmol) yhdistettä 13a 400 ml:ssa kuivaa dimetyy-30 liformamidia (DMF), lisättiin hitaasti suspensioon, jossa Ί oli 13,4 g (560 mmol) natriumhydridiä ja 21,4 g (160 mmol) litiumjodidia 200 ml:ssa DMF 70 °C:ssa. Reaktiotuotetta kuumennettiin 24 tuntia, jäähdytettiin ja liuotin poistettiin. Tuotteen 'H-NMR-spektri vastasi otsikkorakennetta. 35 Tuote uutettiin etyyliasetaattiin ja pestiin laimealla 13 103303 vetykloridihapolla, sitten kahdesti kyllästetyllä suolaliuoksella, kuivattiin vedettömällä magnesiumsulfaatilla, suodatettiin, ja liuotin poistettiin. Tuote eluoitiin si-likageelipylvään läpi antamaan 13,8 g (28,9 %). ’H-NMR -5 spektri yhdisteestä 14a vastasi otsikkorakennetta.

10. 6-dodekyyli-6-(2-hydroksibentsyyli)-13,13-di -metyyli-1,4,8,11-tetraoksasyklotetradekaanin (yhdiste 15) valmistus

Liuos, jossa oli 13,3 g (22,3 mmol) yhdistettä 14 10 200 ml:ssa tetrahydrofuraania ja 150 ml:ssa etikkahappoa, sekoitettiin 8,0 g:n kanssa Pd/hiiltä. Suspensiota hydrat-tiin 389,5 kPa:ssa (55 psi:ssä) 16 tuntia huoneenlämpötilassa. Suodattamisen ja liuottimen poistamisen jälkeen yhdiste 15 eristettiin. ’H-NMR-spektri vastasi otsikkora-15 kennetta.

11. 6-dodekyyli-6- [2-hydroksi-5- (2-metyylisulfonyy-li-4 -nitrofenyyliatso) bentsyyli] -13,13-dimetyyli-l, 4,8,11-tetraoksasyklotetradekaanin (yhdiste 16) valmistus

Liuokseen, jossa oli 3,1 g (6,1 mmol) yhdistettä 15 20 50 ml:ssa etikkahappoa 5 °C:ssa, lisättiin liuos, jossa oli 3,0 g (8,0 mmol) 2-metyylisulfonyyli-4-nitrofenyy-li-diatsoniumheksaf luorif osfaattia 25 ml.-ssa vettä ja 75 ml:ssa tetrahydrofuraania. Suspensiota sekoitettiin huoneenlämpötilassa 16 tuntia. Tuote uutettiin etyyliase-25 taattiin ja eristettiin silikageelikromatografisesti anta maan 0,22 g (4,7 %) yhdistettä 16. 'H-NMR-spektri vastasi otsikkorakennetta.

Seuraavaa pikakoemenetelmää käytettiin niiden 14-kruunu-4-eetterijohdannaisten tunnistamiseksi, jotka oli-30 sivat hyödyllisiä kuivan analyysielementin formuloinnissa *: kvantitatiivista litiumanalyysiä varten. Tulokset osoitta vat, että jotkut, mutta eivät kaikki johdannaiset, ovat • hyödyllisiä litiumanalyysiä varten.

3 ml 10-%:ista dimetyylisulfoksidi-vesiliuosta, jo-35 ka sisälsi 3,42 x 10'5 mol 14-kruunu-4-eetteriväriainet- 14 103303 ta, 50 μΐ 1 M puskuria, pH 11, (4-aminovoihappo- tai fos faatti- tai 3-[sykloheksyyliamino]-1-propaanisulfonihappo-[CAPS]puskuria) ja 50 μΐ vesipitoista litiumkloridiliuos-ta, sekoitettiin kertakäyttökyvetissä. Litiumliuokset li-5 sättiin pitoisuuksina 0,0195, 0,0975 ja 0,1952 mM, mikä

muodosti seokset, jotka sisälsivät 0,32, 1,61 ja 3,2 mM

litiumia, vastaavasti. Absorbanssi määritettiin välittömästi aallonpituudelle γ = 600 nm ja jälleen viiden minuutin kuluttua, jotta voitaisiin seurata litiumin komplek-10 soitumista 14-kruunu-4-eetteri-väriaineen kanssa. Jokaisen liuoksen spektri määritettiin välillä 300 ja 800 nm jokaisen 600 nm absorbanssimäärityksen jälkeen. Tämä mittaus mahdollistaa 14-kruunu-4-eetteri absorbanssimaksimin vähenemisen seuraamisen 400 nm.-ssä, kun litium kompleksoituu 15 väriaineen kanssa ja samalla absorbanssimaksimin kasvua 600 nmissä. Delta-absorbanssiarvot väriaineiden vastaaville numeroille, jotka oli analysoitu välillä 0,32 - 3,2 nm, on taulukoitu taulukossa 1. Kruunu-eetteri-väriaine-li-tiumkomplekseja, joiden delta-absorbanssiarvot olivat a 20 0,12, pidetään tyydyttävinä käytettäviksi kuivassa analyy- sielementissä litiumin analysoimiseksi tämän keksinnön mukaisesti.

Taulukko 1

1 14-kruunu-4-eetterijohdannaisten delta DT

! 2 5 "h" o o

C

15 103303

Delta

Dip Väri' 3 2- aine

nro R_Rl_R2_X ;32 nM

5 1 n-c12H25 S02CH3 CH3 ch o,57 2 n-C12H25 N02 CH3 ch 0,46 3 CH3 S02N(n-C6H13)2 CH3 CH 0,31 4 CH2C6H5 S02N(n-C6H13)2 CH3 CH 0;12 5 CH2CgH5 S02N(CH3)-n- CH3 cH 0,18 10 C18H37> 6 CH3 N02 n-C7H15 CH 0;22 7 n~c12H25 H ch3 N 0,22 8 CH3 S02CH3 CH3 ch < 0,1 9 C5H5 S02CH3 CH3 ch <0^1 15 10 c6h5 no2 ch3 CH < Ojl n . ch2c6h5 no2 ch3 ch < o7i 12 n_c12H25 H ch3 CH 0;09

Fosfaattipuskuri, pH 11,7 20

Taulukon 1 tulokset osoittavat, että esitetyistä väriaineista ainoastaan väriaineet 1-7 vastaavat DT-kri-teerejä käytettäväksi kuivassa analyysielementissä.

Tämän keksinnön elementtiä voidaan käyttää litiumin 25 analysoimisessa kvalitatiivisesti ja kvantitatiivisesti biologisissa nesteissä eläimissä tai ihmisissä, mutta edullisesti ihmisissä. Tällaisia nesteitä ovat mm., mutta ei näihin rajoittuen, veri, veriplasma, verihera, imunes-te, sappineste, virtsa, selkäydinneste, lima, hiki ja vas-30 taavat, kuten myös ulosteet. On myös mahdollista analysoida ihmis- tai eläinkudoksen, kuten luurangon lihaksen, sydämen, munuaisen, keuhkojen, aivojen, luuytimen, ihon ja vastaavien nestepreparaatteja.

Keksinnön mukaiset elementit voivat olla monissa 35 muodoissa, mukaan lukien pitkät teipit mitä tahansa haluttua paksuutta, arkit tai suikaleet.

16 103303

Elementtejä voidaan käyttää manuaalisissa tai automaattisissa koemenetelmissä. Elementtejä käytettäessä litiumin määritys suoritetaan tavallisesti ottamalla elementti syöttörullasta, liuskapakkauksesta tai muusta läh-5 teestä ja saattamalla se fyysisesti kosketukseen testattavan nestemäisen näytteen kanssa (esimerkiksi aina 200 μΐ:aan saakka) niin, että näyte ja reagenssit vuoro-vaikuttavat peräkkäisesti elementissä ja sekoittuvat. Tällainen kosketus voidaan aikaansaada millä tahansa sopival-10 la menetelmällä, esimerkiksi kostuttamalla tai upottamalla elementti näytteeseen tai, edullisesti, täplittämällä elementti käsin tai koneella näytetipalla, jossa on sopivaa analysoitavaa ainetta.

Näytteen levittämisen jälkeen elementtiä inkuboi-15 daan, esimerkiksi aina viiteen minuuttiin saakka, värin kehittymisen helpottamiseksi. Inkuboinnilla tarkoitamme yksinkertaisesti, että reagensseja pidetään kosketuksessa toistensa kanssa aina viiteen minuuttiin saakka ennenkuin värimääritykset tehdään.

20 Tämän keksinnön mukaiset kuivat analyysielementit ovat monikerroksisia. Eräässä suoritusmuodossa elementti sisältää levityskerroksen, lisälevityskerroksen (subbing layer), joka sisältää puskuria ja ylimääräisen reagenssi-kerroksen, jossa on vähintäin kaksi erillistä aluetta. 25 Kaikki edeltävät kerrokset on päällystetty kantoaineelle.

Toinen suoritusmuoto käsittää yhdistetyn reagens-si/levitys-kerroksen yhdessä lisälevityskerroksen ja ylimääräisen reagenssikerroksen kanssa, jossa on vähintäin kaksi erillistä aluetta. Tähän elementtiin puskuri lisä-30 tään levityskerrokseen joko päällystämällä koko elementti \ tai kuulamyllysekoittamalla puskuri levityskerrokseen en nen päällystämistä.

Kaikissa suoritusmuodoissa kerrokset ovat tavallisesti nestekosketuksessa toistensa kanssa, mikä tarkoit-35 taa, että nesteet (reagenssit, esimerkiksi puskuri) voivat 17 103303 kulkeutua viereisten alueiden päällekkäin olevien kerrosten välillä. Toisin sanoen, kun elementti saatetaan koske- tukseen vesipitoisen nesteen kanssa, tämän keksinnön ana lyyttisen koostumuksen kaikki reagenssit sekoitetaan pe-5 räkkäisesti, kuten tässä edellä on todettu.

Hyödyllisiä levityskerroksia voidaan valmistaa käyttäen huokoisia aineita, joko sekoitettuina sopivan kantoaineen kanssa tai kudottuna kudokseksi, kuten on kuvattu US-patentissa 4 292 272, polymeeristen koostumusten 10 tai erityisten aineiden, esimerkiksi huntupolymeerin kanssa, kuten on esitetty US-patentissa 3 992 158, rakeiden kanssa, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa sideaineilla tai ilman niitä, kuten US-patenteissa 4 258 001 ja 4 430 436 ja JP-patenttijulkaisussa 57(1982)-101 760 on kuvattu. 15 Erityisen hyödylliset levityskerrokset sisältävät barium-sulfaattia tai titaanidioksidia. Koska näyte tavallisesti levitetään suoraan levityskerrokselle, on toivottavaa, että levityskerros on isotrooppisesti huokoinen, mikä tarkoittaa, että huokoisuus on sama kerroksen joka suunnassa, 20 mikä aiheutuu tyhjien tilojen tai huokosten verkosta aineosien, kuitujen tai polymeeristen kuitujen välillä.

Tämän keksinnön elementit voivat myös sisältää yhtä tai useampaa muuta lisäainetta, jota tavallisesti laitetaan elementteihin erilaisten valmistus- tai käytännön ' 25 etujen saavuttamiseksi. Tällaisia apuaineita ovat pinta- aktiiviset aineet, bakteereita vastustavat aineet, puskurit, liuottimet, kovettimet ja muut alalla tunnetut aineet .

Kerrokset voidaan päällystää läpinäkyvillä kanto-30 aineilla, kuten polyetyleenitereftalaatilla. Muut kanto-‘ : aineet ovat hyvin tunnettuja alalla. Edellä käsiteltyjen viitteiden lisäksi sopivia elementtiaineosia on myös kuvattu esimerkiksi US-patenteissa 4 042 335; 4 132 528 ja 4 144 306.

18 103303

Keksinnön esimerkit

Taulukon 1 väriaine 2 testattiin seuraavalla kuivalla analyysielementillä. Elementti valmistettiin menetelmien avulla, jotka ovat tunnettuja kuiva-analyysien 5 alalla, kuten edellä mainituissa patenteissa on kuvattu. Litium-elementti

Peitto g/m2 Käyttökelpoinen Varsinainen alue_arvo 10 Reagenssi/levityskerros bariumsulfaatti 75 - 120 100 selluloosa-asetaatti 1-20 8 pinta-aktiivinen aine TX-100 0,2-2 0,7 estaani 1-5 3 15 o-ksyleeni 59 - 68 65

Lisälevitysalue (pH 11) polyvinyylipyrrolidoni 2-12 4 puskuri 2-10 4

Reagenssikerros alue 1 (pH 7,0) 20 kovetettu gelatiini 4-24 10 pinta-aktiivinen aine F-35 0,005 - 0,1 0,01 i Reagenssikerros alue 2 (pH 7,0) j ei-kovetettu gelatiini 4-24 12 pinta-aktiivinen aine F-35** 0,005 - 0,1 0,01 1 #.“· 25 14-kruunu-4-eetteri väriaine 0,2 - 1,0 0,6 2,4-di-n-amyylifenoli1 2-10 3,2

Puskurit: Käytetty puskuri on spesifioitu taulukoissa 2 ja 3. CAPS, pH 11, 4-aminovoihappo, pH 11, fosfaatti, pH 30 11,7, arginiini, pH 12,3, voidaan substituoida.

: 1Muita orgaanisia liuottimia, kuten 2,4-di-tert-amyylife- nolia; N-n-butyyliasetanilidiä tai dietyylilauramidia, s voidaan käyttää.

** Muita pinta-aktiivisia aineita, kuten alkanoli-XC-nat-35 riumnaftaleenisulfonaattiseosta DuPont:ista voidaan käyttää.

19 103303

Elementtejä pidettiin 25 °C:ssa ja 15 %:n suhteellisessa kosteudessa ennen koetta. Sitten ne täplitettiin liuoksella, joka sisälsi ihmisen veriplasmaa, johon oli lisätty litiumkloridia. Veriplasma sisälsi litiumpitoi-5 suuksia, jotka vaihtelivat välillä 0,27 - 10,59 mM. Viiden minuutin inkuboinnin jälkeen 37 °C:ssa reflektanssi määritettiin taltioimalla reflektanssi densitometrillä aallonpituudelle λ = 600 nm. Näistä reflektanssitiheyksistä saadut litiumpitoisuudet vastasivat ennustettuja pitoisuuksia 10 erilaisille lisätyille litiummäärille. Tulokset jokaiselle testatulle väriaineelle on esitetty taulukoissa 2 ja 3.

Taulukko 2

Koe väriaineella 2

Dr Todellinen Ennustettu 0, 68915 0^. 28 0,22 0,69625 Oy 50 0,37

Oy 71936 0,80 0,88 0,72882 1,00 1,11 20 0,75111 1,52 1,68 0,78255 2,50 2,57 0,81521 3,72 3,59 0,85550 5,00 5,00 0,98290 10,60 10,50 25

Puskuri; CAPS:n pH on 11, 2,0 g/m2 1 e 20 103303

Taulukko 3

Koe käyttäen väriainetta 2

Dr Todellinen Ennustettu 5 0,81035 0,28 0,82587 0,50 0,49 0r 83864 0,80 0,89 0,85304 1,00 1,36 0,86021 1,52 1,59 10 0,88924 2,50 2,58 0,91160 3,72 3,39 0,95331 5,00 4,97 1,08228 10,60 10,62 15 Puskuri; 4-aminovoihappo, pH 11, 4,0 g/m1 Puskuri; 4-aminovoihappo, pH 11,2, 0 g/m1

Todellisten arvojen vertailu ennustettuihin arvoihin taulukoissa 2 ja 3 osoittaa, että väriaineilla, jotka 20 on valittu käytettäviksi keksinnön analyysielementeissä, saadaan kvantitatiivinen analyysi litiumionille veriseerumissa, joka sisältää häiritseviä aineita, kuten natriumia, kaliumia, kalsiumia, magnesiumia, rautaa ja proteiineja. Väriaine 2 testattiin samanlaisessa elementissä ja saatiin 25 samanlaisia tuloksia. Lisäksi on odotettavissa, että kukin väriaineista, joiden delta-absorbanssi on vähintäin 0,12, antaa samansuuntaisia tuloksia.

4 I

"S

Claims (6)

2i 103303

1. Monikerroskuiva-analyysielementti litiumin määrittämiseksi kvantitatiivisesti, joka elementti käsittää 5 levityskerroksen ja reagenssikerroksen, tunnettu siitä, että kerroksessa reagenssikerroksen yläpuolella on läsnä riittävästi puskuria niin, että pH on vähintään 9, ja että reagenssikerros sisältää 14-kruunu-4-eetterijohdannaista, joka on jokin seuraavan kaavan mukaisista yh-10 disteistä: ?T O O C. 0 v. Väri aine nro R_Rl_R2_X 1 n-Ci2H25 S02CH3 CH3 ch 25. n“c12H25 no2 ch3 CH

2. Element enligt patentkrav 1, kanne-35 tecknat av att reagensskiktet uppvisar tvä separata zoner. 24 103303

3. Element enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n-netecknat av att en buffert tillsatts i ett extra utbredningsskikt mellan utbredningsskiktet och reagens-skiktet.

3 CH3 SO2N(n-C$Hi3)2 CH3 CH 4 ch2c6h5 SO2N(η-ΟβΗΐ3)2 CH3 CH

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen elementti, tunnettu siitä, että puskuri on lisätty lisälevi-tyskerrokseen levityskerroksen ja reagenssikerroksen väliin.

3 CH3 S02N(n-C6H13)2 CH3 ch

4. Element enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n- netecknat av att bufferten tillsatts i utbredningsskiktet .

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen elementti, tunnettu siitä, että puskuri on lisätty levitys-kerrokseen.

4 CH2C6H5 S02N(n-CgHi3)2 CH3 CH

5. Element enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n-netecknat av att färgämnet 1 eller 2 används i 10 elementet.

5 CH2C6H5 S02N(CH3)-n-C18H37 CH3 CH 30. ch3 n02 n~c7H15 CH 7 n-C12H25 H CH3 n

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen elementti, tunnettu siitä, että elementissä käytetään taulu- 10 kon 1 väriainetta 1 tai 2.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen elementti, tunnettu siitä, että puskuria on läsnä määränä, niin että pH on vähintäin 10. ’ 1 "T • f l I t » 23 103303 l. Torrt analyselement i flera skikt för kvantita-tiv analysering av litium, vilket element omfattar ett 5 utbredningsskikt och ett reagensskikt, kännetecknat av att en tillräcklig mängd av en buffert är närvarande i ett skikt som ligger ovanför reagensskiktet, sä att pH-värdet blir minst 9, och att reagensskiktet omfattar ett 14-kro-na-4-eterderivat som är nägon av föreningarna i följande 10 formel: "h" o o ” C 2 K 20 yiN.N__g^NOf Färg- ämne nr R_Rl_^2_X 25. n_c12H25 SO2CH3 CH3 CH , 2 n_c12H25 n02 ch3 CH

5 CH2C6H5 S02N(CH3)-n-C18H37 CH3 CH

6 CH3 N02 n-C7Hi5 CH 30 7 η~^12^25 H CH3 N 1 Patenttivaatimuksen 1 mukainen elementti, tunnettu siitä, että reagenssikerroksessa on kaksi erillistä aluetta. 103303

6. Element enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n-netecknat av att en tillräcklig mängd av buffer-ten är närvarande sä att pH-värdet blir minst 10. * *\ a