FI77937B - Testanordning foer bestaemning av joner och dess anvaendning. - Google Patents

Testanordning foer bestaemning av joner och dess anvaendning. Download PDF

Info

Publication number
FI77937B
FI77937B FI841884A FI841884A FI77937B FI 77937 B FI77937 B FI 77937B FI 841884 A FI841884 A FI 841884A FI 841884 A FI841884 A FI 841884A FI 77937 B FI77937 B FI 77937B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
ion
test
test device
ionophore
reaction
Prior art date
Application number
FI841884A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI77937C (fi
FI841884A (fi
FI841884A0 (fi
Inventor
Steven C Charlton
Roger L Fleming
Arthur L Y Lau
Paul Hemmes
Original Assignee
Miles Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23962528&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI77937(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Miles Inc filed Critical Miles Inc
Publication of FI841884A0 publication Critical patent/FI841884A0/fi
Publication of FI841884A publication Critical patent/FI841884A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI77937B publication Critical patent/FI77937B/fi
Publication of FI77937C publication Critical patent/FI77937C/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D498/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D498/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D498/08—Bridged systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C37/50—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by reactions decreasing the number of carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/45—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by condensation
    • C07C45/46—Friedel-Crafts reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/61—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
    • C07C45/67—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
    • C07C45/68—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/347—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C57/00—Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C57/30—Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms containing six-membered aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C59/00—Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
    • C07C59/40—Unsaturated compounds
    • C07C59/76—Unsaturated compounds containing keto groups
    • C07C59/84—Unsaturated compounds containing keto groups containing six membered aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D323/00—Heterocyclic compounds containing more than two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
    • G01N31/221—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators for investigating pH value
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
    • G01N33/521—Single-layer analytical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/84—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving inorganic compounds or pH
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/25125—Digestion or removing interfering materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Supports For Pipes And Cables (AREA)
  • Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

77937
Testiväline ionien määrittämiseksi ja sen käyttö
Keksintö koskee testivälinettä ionin läsnäolon määrittämiseksi testinäytteestä ja tällaisen testivälineen 5 käyttöä. Keksintö mahdollistaa nopean ja helpon tavan määrittää tällaisia ioneja, jolla tulokset ovat määrittäjän käytettävissä välittömästi sen jälkeen, kun testinäy-teliuos on pelkästään saatettu kosketukseen testivälineen tai -laitteen kanssa. Ei ole mitään tarvetta vaikeasti kä-10 siteltävälle, kalliille elektroniselle laitteistolle, kuten ionispesifisille elektrodeille, liekkifotometreille, atomiabsorptiospektrofotometreille tms. Ei myöskään tarvitse turvautua aikaa vievään märkäkemialliseen tekniikkaan, kuten titraukseen ja muihin laboratoriomenettelyi-15 hin. Tämä keksintö tekee analyytikolle mahdolliseksi pelkästään saattaa testinäyte kosketukseen suikalelaitteen tai vastaavan muotoisen testivälineen kanssa ja todeta mahdollinen värin muutos.
Vesiliuoksen ionikonsentraation määrityksellä on 20 sovellutuksia lukuisissa tekniikoissa. Vedenpuhdistusalal-la kaliumväkevyyttä on seurattava tarkoin ioninvaihtohart-sia olevan ioninpoistolaitteen kyllästysasteen määräämiseksi. Natriumin ja muiden ionien mittaaminen merivedestä on tärkeää juomaveden valmistuksessa merellä olevassa lai-25 vassa. Kaliumtason mittaaminen verestä auttaa lääkäriä tautitilojen diagnoosissa, jotka johtavat lihasten ärtyvyyteen ja sydänlihaksen toiminnan kiihottuvuuden muutoksiin. Tällaisia tautitiloja ovat vähävirtsaisuus, virtsanerityksen puute, virtsatiehyen tukkeutuminen ja järkytyk-30 sestä johtuva munuaisvika.
On tarpeetonta sanoa, että nopea, helppo menetelmä ioniväkevyyden määrittämiseksi parantaisia suuresti näiden tekniikoiden tilaa samoin kuin kaikkien muidenkin, joissa nopeat, tarkat määritykset olisivat edullisia. Niinpä esi-35 merkiksi jos lääketieteellisen laboratorion laborantti 2 77937 voisi tarkasti mitata seerumin tai koko verinäytteen kalium- tai kalsiumtason muutamassa sekunnissa tai minuutissa, nämä nopeat tulokset eivät vain auttaisi lääkäriä taudinmäärityksessä, vaan myös laboratorion tehokkuus kas-5 vaisi moninkertaiseksi.
Aikaisemmissa menetelmissä ionien määrittämiseksi liuoksesta on käytetty liekkifotometriaa, atomiabsorptio-fotometriaa ja ionispesifisiä elektrodeja. Tiettyjen yhdisteiden ja seosten käytöstä, jotka eristävät selektii-10 visesti tiettyjä ioneja näyteliuoksesta, on tullut suosittua ionispesifisissä elektrodeissa. Näillä aineilla, jotka tunnetaan ionoforeina, on kyky eristää selektiivisesti ioneja niiden vastaioneista, mikä aiheuttaa varauksen erottumista ja vastaavan muutoksen sähkönjohtavuuden ionoforin 15 sisältävässä liuoksessa. Tyypillisiä ioni/inofori-ilmiöitä ovat ionimääritykset, joissa käytetään hyväksi membraani-elektrodeja, neste/neste-erotusta ja fluoresenssia.
Kun kaksi liuosta, joilla on eri ionikonsentraatiot, erotetaan sähköä johtavalla membraanilla, syntyy sähköi-20 nen potentiaali (EMF). Tällaisen systeemin kehittämä EMF on väkevyyden tai ioniaktiivisuuden funktio. Tämä ilmiö ilmaistaan matemaattisesti hyvin tunnetulla Nernst'in yh-: tälöllä 25 f RT . Ylcl ...
(1) jossa Con kyseisen systeemin EMF, F on Faraday'n vakio (23062,4 + 0,003 cal (volttiekvival) ^), R on kaasuvakio, 30 T on lämpötila °C-asteina ja Ϋja c ovat samassa järjestyksessä tutkittavan ionin aktiivisuuskertoimia ja mooli-väkevyyksiä, alaindeksi 1 tarkoittaa membraanin toisella puolella olevaa liuosta, alaviite 2 tarkoittaa toisella puolella olevaa liuosta ja n on reaktiossa siirrettyjen 35 elektronien lukumäärä.
3 77937 Tällaisissa membraanierotuskennoissa membraani voi olla yksinkertainen sintrattu lasisulku, joka sallii pienen, mutta mitattavan ionidiffuusioasteen liuoksesta toiseen. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää huokosvapaata, 5 sähköä johtamatonta kalvoa, kuten polyvinyylikloridia, joka on kyllästetty ionoforilla. Ilman ionoforia kalvo on eristin eikä EMF:ä voida mitata; kun siihen sekoitetaan ionoforia, varautuneita ioneja sitoutuu kalvoon ja pieni, mittava virta voidaan saada kulkemaan. Koska iono-10 fori on affiniteetiltaan selektiivinen ja sitoo näin ollen vain määrättyjä ioneja, tällaiset kennot ovat selektiivisiä. Mahdollinen mitattava EMF johtuu pelkästään näiden ionien läsnäolosta.
Näin ollen kaliumionien (k+) määrittämiseen tarkoi-15 tettu kenno voidaan valmistaa käyttäen K+-ionille spesifistä ionoforia, esim. valinomysiiniä. Kaliumin läsnäollessa valinomysiini saa aikaan johtavan kulkureitin mem-braanin poikki sitomalla ja siirtämällä K+-ioneja, mikä sallii pienen virrankulun. Tarkistusväkevyys K+-ionia 20 asetetaan membraanin toiselle puolelle ja testinäyte toiselle. Kehittynyt EMF mitataan ja sitä käytetään tuntemattoman väkevyyden laskemiseen yhtälöstä (1). Koska K+ sitoutuu valinomysiinimembraaniin, johtava reitti avautuu vain K+-ionille. Tämän vuoksi ainoa kehittynyt EMF on luettavis-25 sa pelkästään membraanin poikki esiintyvän K+-väkevyys-gradientin aiheuttamaksi.
Memgraanin poikki kulkeva virta on niin pieni, että mitään merkittävää määrää K+-ionia tai vastaionia ei siirry sen läpi. Membraanin sähköistä neutraalisuutta 30 ylläpidetään joko vetyionien vastakkaisvirtauksella tai OH ionien samansuuntaisella virtauksella. Tämä anioni-vaikutus voi huonontaa elektrodin spesifisyyttä aiotun ionin suhteen ja on häiriö, joka on minimoitava.
Päävaikeus tällaisten ioniselektiivisten elektro-35 dien käytössä on ollut reaktion tarkkuuden ja nopeuden 4 77937 merkittävä huononeminen ajan mukana. Edelleen pienet io-niväkevyyden muutokset aikaansaavat niin pieniä EMF:n muutoksia, että vaaditaan pitkälle kehittynyttä volttimit-tarilaitteistoa.
5 On ollut tunnettua, että tietyillä antibiooteilla, kuten valinomysiinillä on sellainen vaikutus fosfolipidi-kaksikerrosmembraanin (biologiset membraanit) sähköisiin ominaisuuksiin, että nämä antibiootit tekevät membraanis-sa olevat kationit liukoisiksi liikkuvien varautuneiden 10 parien muotoon aikaansaaden täten "kantoaine"-mekanismin, jonka avulla kationit voivat läpäistä membraanin eristävän hiilivetysisustan. Tällaisten kompleksien ainoana tarkoituksena on kuljettaa kompleksin varaus membraanin läpi siten, että jännite-ero voidaan määrittää membraanin kummal-15 lakin puolella olevien liuosten välillä.
Sveitsiläisessä patenttihakemuksessa sarjanumero 11428/66, jätetty 9.8.1966, kuvataan huokoisten membraa-nien käyttöä, jotka on kyllästetty amino- ja oksihappojen makrosyklisillä johdannaisilla, ioniselektiivisissä elek-20 trodeissa. Materiaaleja, joita on käytetty membraanin muodostamiseen, ovat lasisintterit ja muut huokoiset membraanit. Tällaisten elektrodien sanotaan olevan tehokkaita io-niaktiivisuuksien mittauksessa.
US-patentissa nro 4 053 831, julkaistu nimellä 25 Hamblen et ai.» kuvataan vastaavaa tekniikkaa ja siinä käytetään ionispesifistä membraania, jonka läpi ionit kulkevat.
Toinen tunnettu ionoforien sovellutus ionimääri-tyksessä on neste/neste-erotus. Tässä menettelyssä hydro-30 fobinen ionofori liuotetaan orgaaniseen liuottimeen, joka on sekoittumaton veteen. Eisenman et ai., J. Membrane Biol.
\ 1:294-35 (1969) selostavat kationien selektiivistä uuttoa vesiliuoksista orgaanisiin liuottimiin makrotetralidiak-tiiniantibioottien kautta. Tähän tekniikkaan liittyy pel-35 kästään antibiootteja sisältävän orgaanisen faasin ravis- 5 77937 telu vesiliuosten kanssa, jotka sisältävät lipidiliuokois-ten värillisten anionien kationisia suoloja, kuten pikraat-teja ja dinitrofenolaatteja. Orgaanisen faasin värin voimakkuus mitataan sitten spektrofotometrisesti osoittamaan, 5 kuinka paljon suolaa on uutettu. Faasin siirtoa ovat tutkineet myös Dix et ai., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 17:857 (1978) ja katsauksissa, kuten Burgermeister et ai., Top. Curr. Chem. 69:91 (1977); Yu et ai., "Membrane Active Comp-lexones", Elsevier, Amsterdam (1974); ja Duncan, "Calcium 10 in Biological Systems", Cambridge University Press (1976).
Sumiyoshi et ai., Talanta 24, 763-765 (1977) kuvaavat toista menetelmää, joka on hyödyllinen K+-ionin määrityksessä verestä. Tässä tekniikassa seerumista poistetaan proteiini trikloorietikkahapolla, indikaattoriväriä 15 lisätään ja ravistellaan liuottimen, kuten kloroformin kanssa, joka sisältää valinomysiiniä.
Yhdisteen erottuminen on nopeaa ja tehokasta nesteiden välille, kuten Eiserman on osoittanut johtuen ionofori-kantoaineen ja ionien liikkuvuudesta, mikä sallii siirret-20 tyjen ionien diffuusion nopeasti pois jakopinnalta. Tällainen mekanismi on normaalisti mahdoton kiinteässä faasissa johtuen kiinteässä faasissa olevien materiaalien jäykkyydestä, liikkumattomuudesta ja oleellisesti mitättömästä diffuusiosta.
25 Vielä eräässä lähestysmistavassa ioniaktiivisuuden mittaamiseksi vesiliuoksista käytetään fluoresoivia anione-ja, Feinstein, et ai., Proc. Nat. Acad. Sei U.S.A., 68, 2037-2041 (1971). Esitetään, että kationi/ionoforikomplek-sien läsnäolo orgaanisissa liuottimissa tunnetaan, mutta 30 että kompleksinmuodostusta puhtaasti vesipitoisissa väliaineissa ei ollut sitä ennen todettu. Feinstein et ai., osoittivat tällaisten kompleksien läsnäolon vedessä käyttämällä l-aniliini-8-naftaleenisulfonaatin ja 2-p-toluidi-nyylisulfonaatin fluoresoivia suoloja.
35 Havaittiin, että ionofori/kationikompleksien toi- 6 77937 minta yhdessä fluoresoivien väriaineiden kanssa tuotti parantuneen fluoresenssiemission, parantuneen eliniän ja polarisaation ja merkittävän siirtymän siniseen fluoresenssi-spektrien emissiomaksimeissa. Ionoforin ja fluoroforin va-5 kioväkevyyksillä fluoresenssiemission voimakkuuden havaittiin oelvan kationiväkevyyden funktio.
US-patentissa nro 4 367 072 selostetaan määritystä, jossa käytetään hyväksi konjugaattia, jossa ionofori on kovalenttisesti sitoutunut kromoforimateriaaliin. Käytössä 10 konjugaatti lisätään nestenäytteeseen ja värin ilmestymistä seurataan spektrofotometrisesti.
Mainittu patentti rajoittuu liuosmääritykseen ja on osoittautunut, että väriä kehittyy riittämättömästi, jotta suora visuaalinen toteaminen olisi mahdollista. Lisäksi kro-15 moforin ja ionoforin välinen stökiömetrinen suhde on muuttumaton tällaisessa systeemissä johtuen näiden molekyylien välisestä suorasta sitoutumisesta. Tästä suorasta sitoutumisesta johtuen on mahdotonta säädellä värin voimakkuutta? ionoforin suhde kromoforiin on muuttumaton.
20 Yhteenvetona voidaan todeta, että monia menetelmiä tunnetaan liuoksessa olevien ionien määrittämiseksi. Mitta-välinemenetelmä tunnetaan liuoksessa olevien ionien määrittämiseksi. Mittavälinemenetelmiä ovat sellaiset pitkälle kehittyneet tekniikat kuin ionispesifinen potentiometria, 25 liekkifotometria ja atomiabsoptiofotometria. Ionoforien käyttö, jotka muodostuvat spesifisesti komplekseja määrättyjen ionien kanssa, on johtanut neljään peruslähentymis-tapaan: ioniselektiiviset elektrodit, neste/neste-erotus, fluoresenssin parannus ja kromoforilla merkityt ionifori-30 konjugaatit.
Mikään näistä lähestymistavoista ei kuitenkaan anna määrittäjälle yksinkertaisia nopeita analyysituloksia saattamalla testinäyteliuos kosketukseen testivälineen tai -laitteen kanssa. Esillä oleva keksintö sitä vastoin ei 35 edellytä muuta kuin, että näyte saatetaan kosketukseen 7 77937 kasta- ja lue-testisuikaleen tai vastaavan muotoisen laitteen kanssa ja todetaan värin muutos tai muu havaittava reaktio. Lisäksi tämän reaktion astetta voidaan säädellä vaihtelemalla niiden reagenssien stökiömetriaa, jotka saa-5 vat sen aikaan.
Kuvat I-VII ovat samassa järjestyksessä esimerkeissä 2-8 saatujen tulosten graafisia esityksiä.
Kuvassa I esitetään kaliumin toteaminen käyttäen nafto- 15 - -kruunu-5:ä ionoforina esimerkissä 2.
10 Kuva II on graafinen esitys esimerkissä 3 saaduis ta tuloksista, jossa esimerkissä sekä nafto-15-kruunu-5:ä että valinomysiiniä on läsnä testivälineessä ionoforeina.
Kuva III esittää esimerkin 4 tuloksia, jossa esimerkissä testivälineessä käytetään yhtä suuria määriä naf-15 to-15-kruunu-5:ä ja valinomysiiniä.
Kuva IV esittää tuloksia, jotka on saatu käyttäen vain valinomysiiniä ionoforina kaliumin testivälineessä, kuten esimerkissä 5 kuvataan.
Kuva V esittää tuloksia, jotka on saatu käyttäen 20 dipentyyliftalaattia pehmittimenä esimerkin 6 testivälineessä.
Tulokset esimerkistä 7, jossa esitetään natrium-ioni väkevyydelle reagoiva testiväline, on kuvattu graafisesti kuvassa VI.
25 Kuva VII on graafinen esitys tuloksista, jotka on saatu esimerkissä 8, jossa ilmaisuaine on tetrabromifenol-ftaleiinin etyyliesteri.
Esillä oleva keksintö koskee testivälinettä ionin läsnäolon määrittämiseksi testinäytteestä. Testivälineel-30 le on tunnusomaista, että se käsittää oleellisesti polaa-rittoman, ei-huokoisen kantaja-matriisin, johon on sisällytetty ionoforia, joka kykenee muodostamaan kompleksin määrätyn ionin kanssa, ja ilmaisuainetta, joka yhdessä ionoforin ja ionin kompleksin kanssa saa aikaan havaitta-• · 35 van reaktion. Keksintö koskee myös testivälinettä, jolle on tunnusomaista, että se käsittää pitkänomaisen alustan, β 77937 jonka yläpinta on oleellisesti tasomainen, ja edellä kuvatun testivälineen kiinnitettynä alustan tasomaiseen pintaan. Keksintö koskee lisäksi edellä kuvatun testivälineen käyttöä ionin läsnäolon määrittämiseksi vesipitoisesta 5 näytteestä saattamalla testinäyte kosketukseen testivälineen kanssa ja toteamalla havaittava reaktio.
Pitkänomainen alusta voi olla esim. muovikalvo, jonka toiselle tasomaiselle pinnalle testiväline on kiinnitetty.
10 Käytössä näyte saatetaan kosketukseen testivälineen tai -laitteen kanssa ja ionin läsnäolo ja/tai väkevyys määritetään sitten toteamalla mahdollinen aikaansaatu havaittava reaktio.
Keksinnön mukaisella testivälineellä tulokset saa-15 daan nopeasti riittävän havaittavan reaktion muodostuessa useimmissa tapauksissa ainakin muutamassa minuutissa. Mitään vaikeasti käsiteltävää, kallista testauslaitteistoa ei vaadita. Sitä paitsi on havaittu, että testivälineessä muodostunut väri tai muu reaktio on stabiili, eräissä ta-20 pauksissa päivien pituisen ajan, joten testivälineitä voidaan panna sivuun luettaviksi joskus myöhemmin.
Seuraavat määritelmät esitetään tämän keksinnön suo-ν' japiirin selvittämiseksi ja sen koostumuksen ja käytön mahdollistamiseksi.
25 Sanonta "ionofori" sisältää molekyylit, jotka ky kenevät selektiivisesti muodostamaan kompleksin määrätyn ionin kanssa sulkien oleellisesti pois muut. Esimerkiksi syklinen polypeptidi, valinomysiini sitoutuu selektiivisesti liuoksessa oleviin käliumioneihin muodostaen katio-30 nisen kompleksin. Sanontaan sisältyvät myös kruunueette-rit, kryptandit ja podandit.
Tässä käytettynä "oleellisesti polaariton" tarkoit-tetaan merkitsevän senlaatuista ainetta, jolla ei ole oleellista dipolimomomenttia tai sähköistä polaarisuutta.
; · 35 Erityisesti se käsittää ionittomat aineet ja aineet, jot ka ovat eristäviä.
9 77937
Sanonnan "ei-huokoinen" tarkoitetaan merkitsevän veden virtauksen suhteen oleellisesti läpäisemätöntä.
Niinpä huokosvapaa kantajamatriisi on sellainen, joka estää veden kulkemisen lävitseen toiselta puolelta toiselle.
5 Esimerkiksi polyvinyylikloridikalvon katsottaisiin näihin tarkoituksiin olevan ei-huokoinen.
"Ilmaisuaine" on sellainen, joka kykenee toimimaan yhdessä ionofori/ionikompleksin kanssa tuotteen värin muutoksen tai muun havaittavan reaktion. Näin ollen ilmaisin 10 voi olla ioniväriaine siten, että kun väriaine on ionisoituneessa tilassa, se on vastaioni, ts. varaukseltaan vastakkainen analysoitavalle ionille. Eräitä esimerkkejä näistä ovat Erythrosin B, 7-amino-4-trifluorimetyylikuma-riini ja 2,6-dikloori-indofenolin natriumsuola. Ilmaisin 15 käsittää myös fenoliyhdisteitä, kuten p-nitrofenolin, jotka ovat suhteellisen värittömiä ionisoitumattomassa tilassa, mutta jotka värjäytyvät ionisoituessaan. Ilmaisu-aine voi myös olla sellainen, joka voi laukaista havaittavan reaktion yhdessä muiden yhdisteiden kanssa. Esimer-20 kiksi jodidi-ioni voi tuottaa havaittavan reaktion toimimalla yhdessä ionofori/ionikompleksin kanssa tärkkelyksen ja hapetusaineen läsnäollessa.
"Yhdessä toimimisella" tarkoitetaan mitä tahansa yhteistoimintaa ilmaisuaineen ja ionofori/ionikompleksin vä-25 Iillä, joka johtaa havaittavaan reaktioon. Esimerkki ilmaisuaineesta, joka toimii yhdessä kompleksin kanssa, on tapaus, jossa kompleksi muuttaa ilmaisimen värittömästä värilliseen tilaan, kuten p-nitrofenolin tapauksessa.
Sanollalla "havaittava reaktio" tarkoitetaan tässä . . 30 testivälineessä olevan parametrin muutosta tai esiinty mistä, joka kyetään huomaamaan joko suoralla toteamisella tai mittavälineellä ja joka on määrätyn ionin läsnäolon funktio vesipitoisessa testinäytteessä. Eräitä havaittavia reaktioita ovat värin, fluoresenssin, reflektanssin, pH:n 35 kemiluminesenssin ja infrapunaspektrien muutos tai esiintyminen.
10 77937
Sanonnalla "keskikokoinen alkyyli" tarkoitetaan tässä käytettynä alkyyliryhmää, jossa on noin 4-12 hiiliatomia. Se sisältää normaalit ja haarautuneet isomeerit. Se voi olla substituoimaton tai substituoitu edellyttäen, 5 että mikään tällainen substituointi ei häiritse nyt vaaditun testivälineen tai -laitteen toimintaa sen kyvyssä todeta ioneja.
Sanonnalla "alempi alkyyli" tarkoitetaan tässä selostuksessa käytettynä alkyyliryhmää, joka sisältää 10 noin 1-4 hiiliatomia. Alemman alkyylin merkitykseen sisältyvät metyyli-, etyyli-, n-propyyli-, isopropyyli-, n-butyyli-, sek.-butyyli- ja tert.-butyyliryhmä. Nämä voivat olla substituoimattomia tai substituoituja edellyttäen, että mikään tällainen substituointi ei häiritse 15 nyt vaaditun testivälineen tai -laitteen toimintaa sen kyvyssä todeta ioneja.
"Pseudohalogeenilla" tarkoitetaan atomeja tai ato-miryhmiä, jotka kiinnittyessään tyydyttämättömään tai aromaattiseen reangassysteemiin, vaikuttavat rengassysteemin 20 elektrofiilisyyteen tai nukleofiilisyyteen ja/tai joilla on kyky jakaa sähkövaraus delokalisaatiolla tai resonanssilla samaan tapaan kuin halogeeneilla. Niinpä ottaen huomioon, että halogeeni merkitsee ryhmän VII atomeja, kuten F, Cl ja I, pseudohalogeenit kattavat sellaiset ryhmät 25 kuin -CN, -SCN, -OCN, -N3, -COR, -COOR, -CONHR, -CF3, -CCl^, -NO2, -SOjCF^, -SC^CH^ ja -SC^CgH^CH^, joissa R on alkyyli tai aryyliryhmä.
Kyseessä oleva testiväline käsittää kolme perusosaa: oleellisesti polaarittoman, huokosvapaan kantoaine-30 matriisin; ionoforin; ja ilmaisuaineen. Kun vesipitoinen testinäyte sisältää ionia, joka kykenee spesifisesti muodostamaan kompleksin ionoforin kanssa, ioni voi sen jälkeen päästä matriisiin ja toimia yhdessä ilmaisuaineen kanssa, jolloin muodostuu havaittava reaktio.
11 7 79 3 7
Jotta testiväline saisi aikaan havaittavan reaktion pelkästään määrätyn ionin läsnäolon tuloksena, on välttämätöntä, että ioneja estetään oleellisesti pääsemästä kantajamatriisiin. Tämä johtuu siitä, että iono-5 fori/ionikompleksi laukaisee havaittavan reaktion ilmaisuaineen yhteydessä. Tästä johtuen kantajamatriisi on valmistettava materiaalista, joka on sekä polaariton että huokosvapaa. Esimerkkejä tällaisista materiaaleista ovat sellaisten polymeerien kuin polyvinyylifluoridin, polyvi-10 nyylifluoridin, polyvinyylikloridin, vinyylikloridi/vi-nyyliasetaattikopolymeerin, vinyylikloridi/vinyyliase-taatti/vinyylialkoholiterpolymeerin, vinylideeniklori-di/akryylinitriilikopolymeerin ja polyuretaanin kalvot. Luonnollisesti monet muut polymeerimateriaalit olisivat 15 sopivia käytettäväksi tässä keksinnössä ja tällaisten materiaalien identifiointi kuuluisi hyvin alan tietämyksen piiriin, kun tämä selostus on esitetty.
Muita ei-polymeerisia materiaaleja olisivat keraamiset aineet, maalattu aine (jossa maalikerros olisi kan-20 tajamatriisi), lasimaiset aineet ja muut polaarittomat aineet.
Vaatimuksena on, että kantajamatriisi on ei-huo-koinen ja polaariton, koska ioni ei saa kyetä oleellisesti tunkeutumaan matriisiin, ellei se ole juuri se ioni, 25 johon ionoforilla on kompleksia muodostavaa affiniteettia. Huokosvapaan matriisin käsite ei tietenkään sulje pois mikroskooppista huokoisuutta. Edellä olevista huomautuksista samoin kuin koko keksinnön luonteesta käy ilmi, että pieni määrä huokoisuutta voisi olla mahdollinen edel-30 lyttäen, että analyytti-ionia estetään läpäisemästä kanta jamatriisia riittävässä määrin aiheuttaakseen havaittavan reaktion tapahtumisen ilman ionoforin läsnäoloa.
Tämän keksinnön kantajamatriisin koostumus on pidettävä huolellisesti erillään alan aikaisemmista tes-35 tivälineistä, joissa käytettiin huokoisia materiaaleja, kuten paperia. Tämän tyyppisessä laitteessa vaaditaan, 12 77937 että mikä tahansa testinäyte, jolle laite saatetaan alttiiksi, kykenee läpäisemään koko reagenssialueen. Tällaiset testilaitteet toimivat täysin erilaisilla periaatteilla kuin nyt kyseessä oleva ja paperikantajamatriisia ei 5 katsota tämän keksinnön piiriin kuuluvaksi, ellei tällaista paperimatriisia ole tehty oleellisesti polaarittomak-si ja huokosvapaaksi, kuten polymeeri- tai vahakyllästyk-sellä.
Näin ollen kantajamatriisi on sellainen, jota ve-10 si ei kastele, ts. sellainen, joka estää oleellisesti vesipitoisen testinäytteen tunkeutumisen. Lisäksi tarkoituksena on, että sekä ionofori, että ilmaisuaine tulevat olennaisesti liukenemattomaksi vesipitoisessa testinäyt-teessä johtuen siitä, että ne jäävät loukkuun kantoaine-15 matriisiin. Kantajamatriisin huokosvapausvaatimuksen tarkoituksena on estää ionoforin tai ilmaisuaineen liukeneminen tai uuttuminen, samoin kuin estää muiden testinäyte-komponenttien kuin ionianalyytin läpäisy.
Tämän keksinnön ionoforiosa on todella käsite, 20 jonka ulottuvuus on laaja, kuten edellisessä kappaleessa sykliset yhdisteet, jotka sisältävät luovuttaja-atomeja syklisissä ketjuissaan. Tällaiset monihampaiset sykliset yhdisteet voivat olla monosyklisiä tai polysyklisiä. Vaihtoehtoisesti ionofori voi olla avoin ketju, joka sisältää 25 luovuttaja-atomeja. Niinpä sanontaan sisältyvät monosykli-set systeemit, jotka ovat ionispesifisiä ja joista käytetään nimitystä koronandit, polysykliset ionispesifiset yhdisteet, jotka tunnetaan kryptandeina, ja avoketjuiset rakenteet, jotka tunnetaan podandeina ja jotka kykenevät 30 selektiivisesti muodostamaan komplekseja ionien kanssa.
Koronandit ovat monosyklisiä yhdisteitä, jotka sisältävät luovuttaja-atomeja, joissa on runsaasti tai niukasti elektroneja ja jotka kykenevät muodostamaan komplekseja määrättyjen kationien ja anionien kanssa johtuen 35 niiden ainutlaatuisista rakenteista. Tähän sanontaan sisäl- 13 77937 tyvät kruunueetterit, joissa monosyklinen rengas sisältää happea luovuttaja-atomeina. Muita koronandeja ovat yhdisteet, jotka sisältävät valikoiman runsaselektroni-sia atomeja, kuten happea, rikkiä ja typpeä. Johtuen mää-5 rättyjen koronandien ainutlaatuisesta koosta ja geometriasta ne soveltuvat kompleksinmuodostukseen eri ionien kanssa. Tällaisessa kompleksin muodostuksessa runsaselek-troniset atomit, kuten hapet kruunueetterissä suuntautuvat kohti niukkaelektronista kationia. Ketjun hiiliatomi-10 segmentit osoittavat samanaikaisesti ulospäin ionista.
Näin ollen tuloksena oleva kompleksi on keskeltä varautunut, mutta on hydrofobinen ulkokehältään.
Kryptandit ovat koronandien polysyklisiä analogeja. Näin ollen niihin kuuluvat bisykliset ja trisykliset mo-15 nihampaiset yhdisteet. Kryptandeissa luovuttaja-atomien syklinen järjestäytyminen on kolmiulotteinen avaruudessa vastakohtana koronandin oleellisesti tasomaiselle rakenteelle. Kryptandi kykenee olennaisesti ympäröimään ionin kolmiulotteisella tavalla ja kykenee näin ollen sitoutu-20 maan vahvasti ioniin muodostaessaan kompleksia. Kuten ko-ronandeissakin luovuttaja-atomeja voivat olla sellaiset atomit kuin happi, typpi ja rikki.
Ioneja voidaan myös selektiivisesti kompleksoida ei-syklisten yhdisteiden kanssa. Esimerkiksi lineaarisel-25 la ketjulla, joka sisältää säännöllisessä järjestyksessä runsaselektronisia atomeja, kuten happea, on kyky liittyä positiiviisesti varautuneisiin ioneihin muodostaen komplekseja, ei kokonaan toisin kuin koronandit ja kryptandit. Päärakenne-ero podandien ja kahden muun ionoforin välil-30 lä on rakenteen avonaisuus. Niinpä podandit voidaan jakaa edelleen monopodandeihin, dipodandeihin, tripodandeihin jne. Monopodandi on tämän vuoksi yksittäinen orgaaninen ketju, joka sisältää luovuttaja-atomeja, dipodandi on kaksi tällaista ketjua kiinnittyneenä keskusatomiin tai 35 atomien ryhmään ja kykenee orientoitumaan avaruudessa eri tavoin ja tripodandi on kolme tällaista ketjua.
i4 77937
Eräitä ionoforeja, jotka on havaittu erityisen hyödyllisiksi tämän keksinnön yhteydessä, on taulukoitu tähän yhdessä niiden kationien kanssa, joiden kanssa ne kykenevät selektiivisesti muodostamaan komplekseja.
5 Ionofori Kationi
Valinomysiini K+ 4,7,13,16,21-pentaoksa-l,10-diatsabisyklo (8.8.5) trikosaani (Kryptofix 221) Na+ 4,7,13,16,21,24-heksaoksa-l,10-diatsabi- 10 syklo(8,8,8)heksakosaani (Kryptofix 222) K+ 4,7,13,18-tetraoksa-l,10-diatsabisyklo- (8.5.5) eikosaani (Kryptofix 211) Li+ 12-kruunu-4 Li+ 15-kruunu-5 Na+, K+ 15 18-kruunu-6 K+
Dibentso-18-kruunu-6 K+
Disykloheksaani-18-kruunu-6- K+
Kryptofix on yhtiön E. Merck, Darmstadt, Länsi-Saksa rekisteröity tavaramerkki.
20 Kun kiinnostava ioni on läsnä testiliuoksessa, ilmaisuaine saa aikaan havaittavan reaktion tuloksena on yhteistoiminnasta ionofori/ionikompleksin kanssa. Ilmaisuaineen koostumus voi vaihdella yksittäisestä yh-disteestä, kuten kromogeenisesta vastaionista reaktiivis- 25 ten yhdisteiden seokseen, joka voi tuottaa havaittavan tuotteen, kun kompleksi laukaisee niiden reaktioketjun. Näin ollen voidaan havaita, että kun mitään analyytti-ionia ei ole läsnä, ilmaisuaine pysyy lepotilassa; mitään havaittavaa reaktiota ei todeta. Vaihtoehtoisesti, 30 kun määrätty tutkimuksen alainen ioni on läsnä, ionofori tekee sille mahdolliseksi päästä kantoainematriisiin muodostamaan kompleksin, joka kompleksi vaikuttaa yhdessä ilmaisuaineen kanssa ja saa sen läpikäymään havaittavan muutoksen.
15 77937
Tapauksessa, jossa ilmaisin on yksittäinen yhdiste, se voi koostua suolasta tai muusta dissosioituvasta yhdisteestä siten, että sen dissosioituessa muodostuu värillinen ioniyhdiste. Riippuen analyytti-ionin varauksesta 5 valitaan sellainen ioni-ilmaisin, että värillinen ioni on varaukseltaan vastakkainen analyyttiin nähden. Hyödyllinen on myös dissosioituva yhdiste, jossa analyytin vasta-ioni on fluoresoiva. Esimerkkejä tällaisista kromoforisis-ta ja fluoroforisista ilmaisuaineista ovat dikloorifenoli-10 indofenoli, fluoreseiini ja sen johdannaiset, 8-aniliini- 1-naftaleenisulfonihappo, 7-amino-4-trifluorimetyylikuma-riini, Erythrosin B, Orange IV, Phloxine B ja Eosin Y. Aineiden Erythrosin B, Phloxine B ja Eosin Y rakenteet on esitetty teoksessa "Aldrich Handbook of Fine Chemicals", 15 Aldrich Chemical Company, Milwaukee (1983). Aineen Orange IV rakenne on löydettävissä teoksesta "The Merck Index", 9. painos, Merck & Co., Rahway (1976).
Kun ilmaisuaine koostuu reaktiivisten yhdisteiden seoksesta, suuri vapaus on mahdollinen valittaessa sopivaa 20 aineosien yhdistelmää. Esimerkiksi eräs systeemi saattaisi olla jodidi-ioni, tärkkelys ja hapetusaine. Tällaista systeemiä voitaisiin käyttää testivälineessä, jossa kantoaine-matriisi sisältää (ionoforin lisäksi) tärkkelystä ja ha-petusainetta. Jodidia voitaisiin sitten lisätä testinäyt-25 teeseen. Analyytti-ionin läsnäollessa ioni/ionoforikomp-leksin muodostaminen saisi jodidin yhtymään matriisiin, jolloin se muuttuisi vapaaksi jodiksi osoittaen täten positiivista testiä.
Vielä muu esimerkki reaktiosarjasta, joka on hyö-30 dyllinen ilmaisuaineena, on sellainen, johon liittyy protonin dissosioituminen fenolista, mikä initioi paritus-reaktion värillisen tuotteen muodostamiseksi. Niin kutsuttu Gibbs'in reaktio on tyypillinen tällainen reaktio-sarja, jossa 2,5-sykloheksadieeni~l-oni-2,6-dihalo-4-35 haloimiini parittuu fenolin kanssa muodostaen värillisen reaktiotuotteen 16 779 3 7 ΐφτ‘ ·. -p ^ A '·«.
"X OH N
CD (Π) Γ
10 R 40] DID
0" Tässä reaktiosarjassa R voi olla mikä tahansa 2-, 3-, 5-15 ja/tai 6-aseman substituentti, joka ei estä kokonaisreak- tiosarjaa. Näin ollen R on H, alempi tai keskikokoinen alkyyli- tai aryyliryhmä tai R voi muodostaa kondensoituneen rengassysteemin joko 2,3- tai 5,6-asemaan. X on halogeeni kuten F, Cl, Br tai I tai X voi olla pseudohalogeeni. • 20 Tällaista ilmaisuainetta voidaan käyttää liittämällä yhdis teitä, joilla on rakenteet (i) ja (II), suoraan kantoaine-; matriisiin.
Vielä erääseen Gibbsin kemian hyväksikäyttöön liittyvät yhdisteet, joilla on ionisoitumattomassa muodossaan 25 kaavan (III) rakenne. Ioni/ionoforikompleksin muodostus johtaa sellaiseen vuorovaikutukseen, että ilmaisuaine (III) tuottaa havaittavan värin itsessään. Tämän ilmiön voidaan ajatella tapahtuvan seuraavan kaavion mukaisesti 17 779 3 7
OH
*-Ä -»-A
V —- V
Δ A.
X x x
O OH
-H+
Ä _ A
•A -A
0 18 7 79 3 7 joissa R on alempi alkyyli- tai aryyliryhmä tai mitkä tahansa kaksi ryhmää R yhdessä muodostavat kondensoituneen rengassysteemin, n on 0 - 4 ja X on sama kuin yllä määriteltiin. Erityisen edullinen on yhdiste, jolla on 5 rakenne
OH
(§iörR
N
Λ 15 0
Vielä muu edullinen ilmaisuaine on yhdiste, jolla on rakenne
OH
;;· 20 R”
N
25 CXX* 0 jossa R* on keskikokoinen alkyyliryhmä, ts. jossa on 4-12 hiiliatomia, ja jossa R on H tai alempi alkyyli-30 ryhmä. Tämän tapaisten yhdisteiden on todettu kestävän erityisen hyvin mahdollista häiriötä, joka johtuu seerumi-albumiin läsnäolosta testinäytteessä. Edullinen näiden ilmaisuainetyyppien joukossa on se, jossa R* on n-desyyli-ja R on metyyliryhmä. Tetrabromifenolftaleiinin alkyyli-35 estereiden on myös havaittu olevan edullisia ilmaisuaineita.
i9 77937
Yllä kuvattua testivälinettä voidaan käyttää sellaisenaan tai se voidaan asentaa pitkänomaisen alustan toiseen päähän toisen pään toimiessa kädensijana. Tällaista testilaitetta voidaan pitää kiinni kädensijapäästä, 5 kun taas toinen, testivälineen sisältävä pää saatetaan kosketukseen testinäytteen kanssa.
Käyttökelpoisia alustamateriaaleja ovat erilaiset muovi- tai polymeerikalvot. Esimerkkejä ovat sellaiset polymeerimateriaalit kuin selluloosa-asetaatti, polyety-10 leenitereftalaatti, polykarbonaatit ja polystyreeni. Alusta voi olla läpikuultamaton tai se voi läpäistä valoa tai muuta energiaa. Edullisia alustamateriaaleja ovat läpinäkyvät materiaalit, jotka kykenevät läpäisemään sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on välillä 15 noin 200-900 nm. Alustan ei tarvitse tietenkään läpäistä koko 200-900 nm:n alueella, vaikka analyyttisten tulosten fluorometriseen toteamiseen on toivottavaa, että tukiaine on läpinäkyvä laajemmalla tai ainakin yhtä laajalla kaistalla kuin toteamiseen käytettävien fluoresoivien 20 materiaalien absorptio- ja emissiospsektrit ovat. Saattaa myös olla toivottavaa käyttää alustamateriaalia, joka läpäisee yhtä tai useampaa kapeaa aallonpituuskaistaa ja on läpikuultamaton viereisille aallonpituuskaistöille.
Tämä voitaisiin toteuttaa esimerkiksi kyllästämällä tai 25 päällystämällä alusta yhdellä tai useammalla värjäysai-neella, jolla on sopivat absorptio-ominaisuudet.
Testilaitteen valmistamiseksi testivälineen pieni suorakulmio, ts. kantajamatriisi, johon on sisällytetty ionoforia, ilmaisuainetta ja mahdollisesti muita aine-30 osia, kiinnitetään pitkänomaiseen alustaan, jossa on oleellisesti tasomainen yläpinta, kuten polystyreenikal-von soikeaan palaseen. Testivälinepala kiinnitetään toisessa päässä olevalle tasomaiselle pinnalle, jolloin polystyreenin toinen pää jää toimimaan sopivana käden-• 35 sijana.
20 7 7 9 3 7
Testiväline voidaan kiinnittää millä tahansa keinolla, joka sopii yhteen aiotun käytön kanssa. Edullinen menetelmä on käyttää kaksipuolista liimateippiä testivä-lineneliön ja alustan välillä. Eräs tällainen teippi tun- (K) 5 netaan nimellä Double Stick0, jota myy 3 M Company.
Tämän keksinnön testiväline ja -laite voidaan soveltaa kemiallisten analyysien suorittamiseen, ei vain kliinisen kemian alalla, vaan kemiallisissa tutkimus- ja kemiallisten prosessien valvontalaboratorioissa. Ne sopi-10 vat hyvin käytettäväksi ruumiin nesteiden, kuten veren, veriseerumin ja virtsan kliinisessä tutkimuksessa, sillä tässä työssä suoritetaan usein suuri määrä toistuvia kokeita ja testituloksia tarvitaan usein hyvin lyhyen ajan kuluttua näytteen otosta. Esimerkiksi verianalyysin alal-15 la keksintöä voidaan soveltaa käytettäväksi kvantitatiivisen analyysin suorittamiseen monille kliinisesti mielenkiintoisille veren ionikomponenteille.
Testivälinettä (tai testilaitetta) käytetään saattamalla se kosketukseen testinäytteen kanssa ja toteamal-20 la havaittava reaktio. Jos analysoitavaa ionia on läsnä testinäytteessä, ionoforin ja ionin kompleksi toimii yh-I dessä ilmaisuaineen kanssa ja havaittava reaktio tulee ·’ näkyviin. Kun ilmaisuaine on esimerkiksi dissosioituva suola, joka tuottaa analyytin värillisen vastaionin, to-25 dettava reaktio on testivälineen värin esiintyminen tai muutos. Kun ilmaisuaine on fluorofori, kuten fluoreseii-ni, fluoresenssispektrofotometria voidaan käyttää testi-välineessä muodostuneen havaittavan reaktion mittaamiseen (tässä fluoresenssin esiintyminen tai muutos). Muita tek-30 niikoita, jotka ovat hyödyllisiä havaittavan reaktion toteamisessa, ovat reflektanssispektrofotometria, absorptio-spektrofotometria ja valonläpäisymittaukset.
Kun testinäyte on veriseerumi, läpäisytekniikkaa voidaan käyttää minkä tahansa reaktiotuotteiden läsnäolon 35 toteamiseen ja paljouden määrittämiseen, joiden tuottei- 21 77937 den muodostuminen toimii havaittavana reaktiona. Tässä tapauksessa säteilyenergiaa, kuten ultravioletti-, näkyvää tai infrapunasäteilyä suunnataan testivälineen toiselle pinnalle ja kyseisen energian ulostulo vastakkaiselta 5 pinnalta mitataan. Yleensä sähkömagneettinen säteily välillä noin 200-900 nm on havaittu hyödylliseksi tällaisiin mittauksiin, vaikka mitä tahansa säteilyä, joka läpäisee testivälineen ja joka kykenee ilmaisemaan reaktion esiintymisen tai määrän, voidaan käyttää.
10 Erilaiset kalibrointitekniikat ovat käyttökelpoi sia analyysin tarkistukseksi. Esimerkiksi analyytin stan-dardiliuosta voidaan levittää erilliseen testivälineeseen tarkistuksena tai tekemään mahdolliseksi eromittausten käytön analyysissä.
15 Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä.
1. 7-(n-dekyyli)-2-metyyli-4-(3,51-dikloorifen-4-oni)-indonaftolin valmistus
Otsikon yhdiste (jäljempänä 7-dekyyli-MEDPIN) valmistettiin käytettäväksi ilmaisuaineena kyseessä olevassa 20 testivälineessä ja testilaitteessa. Reaktion kulku esi-- tetään seuraavassa, jossa R* on n-dekyyliryhmä.
22 7 7 9 3 7 Λ
s O
t ta ^
* r O
-o u ·« >r O ffi ' * (0 CN 0=0
CN Z U I
k I
0 x-u 4 p p O i‘ t '> T o ft * ' «H ftO Nu pc; >1 (d -H ΤΛ ηλ y x
O -H < 1 , vO
ft H *>
/N
itr V !v < \ x~\ ö op * * * -ft « ft 23 7 7 9 3 7 ro K Ή p 3 * (¾ Λ u
rH
u n
K
u -ö
P
* p; 24 77937 -n-dekyylibentsoyyli)propionihapon valmistus
Seos, jossa oli 26,2 g fenyyli-n-dekaania (1,2 mol), 120 g meripihkahapon anhydridiä (1,2 mol) ja 360 ml nitro-etaania 5 litran kolmikaulakolvissa, joka oli varustettu 5 HCl:n poistoputkella ja mekaanisella sekoittajalla, jäähdytettiin 0°C:en jäähauteella. Tähän seokseen lisättiin 360 g Aleina (2,7 mol) hitaasti 1/2 tunnin aikana samalla sekoittaen. HCl:n kehittymistä havaittiin, kun noin puolet Aidasta oli lisätty. Lisäyksen jälkeen jäähaude poistet-10 tiin, reaktioseoksen annettiin seistä huoneenlämpötilassa (RT) 5 minuuttia. Seosta kuumennettiin sitten höyryhauteel-la. Kuumennusta ja sekoitusta jatkettiin, kunnes HCl:n voimakas kehittyminen lakkasi (noin 30 minuuttia). Reaktio jäähdytettiin jäähauteella samalla kun 2 1 jäävettä ja 15 sen jälkeen 600 ml väkevää HCl:a lisättiin. Tätä hämment- tiin huoneenlämpötilassa 2 tuntia, kunnes kaikki tummanruskea kiinteä aine oli hydrolysoitunut. Liukenematon tuote otettiin talteen suodattamalla. Kiinteä aine kiteytettiin sitten kahdesti uudelleen etikkahaposta (250 ml kummallakin 20 kerralla), jolloin saatiin noin 320 g (85 %:n saanto) tuotetta (kuivattu tyhjössä KOH:n yläpuolella). Ohutlevykro-‘ matografia: Rf 0,43 etyyliasetaatti/tolueenin 1:1-seoksessa (v/v) piihappogeelilevy).
Analyysi: Laskemalla kaavasta C20H30°3: C/ 75,42; 25 H, 9,50;
Kokeellisesti C, 76,02; H, 9,89 4-(p-n-dekyylifenyyli)-voihapon valmistus 20 g Pd/C-katalyyttiä (palladiumilla kyllästetty 30 hiili, valmistaja Aldrich Chemical Co., luettelo nro 20 569 - 9) ja fi (p-n-dekyylibentsoyyli)-propionihappoa ; (150 g, 0,47 mol) sekoitettiin etikkahappoon (350 ml) 1 l:n Paar-pommissa. Reaktio aloitettiin 352 kPa:n paineessa ja 50°C:ssa. Todettiin nopea lämpötilan nousu, 35 johon liittyi ^-tilavuuden lasku. Ohutlevykromatografi- nen analyysi reaktioseoksesta osoitti täydellistä reaktiota. Katalyytti poistettiin lasikuitusuodatuksella kuumana.
25 7 7 9 3 7
Suodatuksen annettiin kiteytyä huoneenlämpötilassa. Kiteinen tuote otettiin talteen suodattamalla. Toinen tuo-tesaalis, joka muodostui sen jälkeen, kun suodos oli jäähdytetty, otettiin myös talteen. Kokonaissaanto oli 100 g 5 (68 %) sen jälkeen, kun oli kuivattu tyhjössä KOH;n ylä puolella. Sulamispiste oli 67 - 69°C.
Ohutlevykroraatografia: Rf 0,68 etyyliasetaatti/tolu-eenin 1:1-seoksessa (v/v) (piihappogeelilevy).
Analyysi, laskemalla kaavasta: C, 78,90; 10 H, 10,50;
Kokeellisesti: C, 78,39; H, 10,70; 7-n-dekyyli-l-tetralonin valmistus
Seosta, jossa oli p-dekyylifenyylivoihappoa (30 g, 15 98,7 millimoolia) ja polyfosforihappoa (150 g), kuumennet tiin öljyhauteella, kunnes kaikki kiinteä aine oli sulanut. Kuumennus nostettiin 150°C:en (sisäinen lämpötila) ja seosta sekoitettiin voimakkaasti 30 minuuttia. Reaktio jäähdytettiin sitten huoneenlämpötilaan ja käsiteltiin 20 300 ml:11a jäävettä ja 150 ml:11a etyylieetterlä. Kun seos ta oli sekoitettu 30 minuuttia huoneenlämpötilassa, vesi-kerros erotettiin ja pestiin kahdesti 150 ml:11a etyyli-eetteriä. Yhdistetyt orgaaniset faasit pestiin 150 ml:11a kyllästettyä NaCl:n vesiliuosta. Eetteri poistettiin 25 haihduttamalla ja jäännös tislattiin Kflgelrohr-tislauslait-teella (Aldrich Chemical Co.). Tuotteen kiehumispiste oli 190 - 200°C/0,1 mmHg. Saanto oli 11 g (39 %) vaaleankeltaista öljyä.
Ohutlevykromatografia: Rf 0,34 tolueenissa (piihap-30 pogeelilevyt)
Analyysi, laskemalla kaavasta: C20H30O: C, 83,90; H, 10,70;
Kokeellisesti: C, 85,63; H, 10,83.
2« 77937 2-hydroksimetyleeni-7-n-dekyyli-l-tetralonin valmistus
Seos, jossa oli natriummetoksidia (5,4 g, 40,5 mil-limoolia), etyyliformaattia (7,4 g, 100 millimoolia) ja 100 ml kuivaa tolueenia, jäähdytettiin jäähauteella iner-5 tissä atmosfäärissä (^)· Liuos, jossa oli 7-dekyylitetra-lonia (11,5 g, 40 millimoolia) 100 ml:ssa kuivaa tolueenia, lisättiin nopeasti sekoittaen. Jäähaude poistettiin ja reaktioita sekoitettiin huoneenlämpötilassa 4 tuntia. Reaktioseosta käsiteltiin 100 ml:11a vettä ja 100 ml:11a 10 6-N HC1. Orgaaninen kerros erotettiin ja pestiin kahdesti 50 ml:11a kyllästettyä NaCl:a, kuivattiin vedettömällä
Na~SO.:lla, suodatettiin ja haihdutettiin kaiken tolueenin 2 4 poistamiseksi, öljymäistä jäännöstä käytettiin seuraavaan reaktioon enempää puhdistamatta.
15 Ohutlevykromatografia: Rf = 0,56 tolueenissa (pii- happogeelilevyt), täplä muuttui tummanruskeaksi, kun sitä ruiskutettiin 5 %:isella FeCl^-liuoksella.
2-bentsoyylioksimetyleeni-7-n-dekyyli-l-tetralonin valmistus_ 20 Edellisestä reaktiovaiheesta saatu öljymäinen jään nös sekoitettiin kuivaan pyridiiniin (120 ml). Liuosta sekoitettiin typen alaisena 0°C:ssa (jäähaude). Liuosta käsiteltiin 30 ml:11a bentsoyylikloridia. Bentsoyyliklo-ridin lisäyksen jälkeen liukenematonta pyridiinikloridia Γ 25 todettiin seoksessa. Reaktiota sekoitettiin huoneenlämpö- tilassa kaksi tuntia. Tuote kaadettiin jääveteen (400 ml voimakkaasti sekoittaen. Vaalean kermanvärinen kiinteä aine otettiin talteen suodattamalla ja pestiin hyvin kylmällä vedellä. Hieman märkä kiinteä aine kiteytettiin 30 uudelleen kuumasta absoluuttisesta etanolista (120 ml). Valkoinen kiinteä aine (14 g, 87 %:n saanto laskettuna 7-dekyyli~l“tetralonlsta) saatiin talteen. Sulamispiste oli 44 - 66°C. Ohutlevykromatografia: Rf = 0,40 tolueenissa (piihappogeelilevyt).
27 77937
Analyysi, laskemalla kaavasta C28H34°3: c 80,34; H, 8,19
Kokeellisesti C, 80,05; H, 8,27.
5 7-n-dekyyli-2-metyyli-l-naftolin valmistus
Seokseen, jossa oli 2-bentsoyylioksimetyleeni-7-(n-dekyyli)-1-tetralonia (14 g, 33,5 millimoolia) ja Pd/C-katalyyttiä (3,5 g) inertissä atmosfäärissä, lisättiin syklohekseeniä (175 ml). Seos kuumennettiin refluk-10 soivaksi ylläpitäen inerttiä atmosfääriä. Lähtöaineen konversio tuotteeksi määritettiin ohutlevykromatografi-sesti 3 tunnin kuluttua. Kun kaikki lähtöaine oli reagoinut, seos jäähdytettiin huoneenlämpötilaan. Katalyytti poistettiin suodattamalla ja pestiin kahdesti 50 ml :11a 15 kuumaa tolueenia. Yhdistetty suodos haihdutettiin pieneen tilavuuteen. Tuote puhdistettiin Prep-500-piihappogeeli-kolonnilla (korkeapaineinen, preparatiivinen piihappogee-likonni, valmistaja Waters Association, Milford, MA). Tolueenia käytettiin liikkuvana faasina. Tuotejakeet ke-20 rättiin yhteen ja haihdutettiin kuiviin tyhjössä yli yön.
Kermanvalkoinen kiinteä aine (9,0 g, 90 %:n saanto) saatiin talteen: Sulamispiste oli 65 - 67°C.
Ohutlevykromatografia: Rf = 0,65 tolueenissa (piihappogeelilevyt). Vaaleanpunainen väri kehittyi, kun 25 tuotetäplää säteilytettiin lyhyellä UV-valolla.
Analyysi, laskemalla kaavasta C2iH30O: C' 84,51; H, 10,13
Kokeellisesti: C, 84,49; H, 10,72; 30 7-(n-dekyyli)-2-metyyli-4-(31,5'-dikloorifen-4’-oni)- indonaftolin valmistus_ 7-dekyylimetyyli-3-naftolia (4,5 g, 15,1 millimoolia) ja 2,6-dikloorikinoni-4-kloori-imidiä (3,0 g, 14,3 millimoolia) liuotettiin asetoniin (150 ml). Liuosta käsi-35 teltiin 700 ml:11a kaliumkarbonaattiliuosta (0,1-M, pH=10,0). Liuosta sekoitettiin voimakkaasti huoneenläm- 28 77937 pötilassa 10 min. Reaktioseoksen pH säädettiin arvoon 2,8 HCl:lla (1,0 -N). Seosta sekoitettiin 15 minuuttia. Punainen kiinteä aine otettiin talteen suodattamalla ja pestiin hyvin vedellä. Kiinteä aine liuotettiin tolueeniin 5 ja suodatettiin lasikuitupaperilla mahdollisten liukenemattomien materiaalien poistamiseksi. Suodos väkevöitiin ja puhdistettiin Prep 500-piihappogeelikolonnilla käyttäen tolueenia liikkuvana faasina. Tuotejakeet kerättiin yhteen ja haihdutettiin kuiviin. Jäännös kiteytettiin n-10 heksaanista (100 ml), jolloin saatiin tuote (3,9 g, 58 %:n saanto). Ohutlevykromatografia: Rf = 0,26 tolueenissa (piihappogeelilevyt). Ruskea väritäplä muuttui purppu-ransiniseksi, kun sitä oli käsitelty 0,1-N NaOHtlla levyjen pinnalla.
15 Analyysi, laskemalla kaavasta C27H3iN02C^2: C 68,64; H, 6,57; N, 2,97.
Kokeellisesti: C, 68,88; H, 6,85, N, 2,97, Tätä tuotetta, 7-desyyli-MEDPIN:iä käytettiin seu-raavissa kokeissa ilmaisuaineena.
20 2. Nafto-15-kruunu-5-ionoforina
Valmistettiin asetoniseos, joka sisälsi 10,8 mg 7-dekyyli-MEDPIN:iä ja 24 mg nafto-15-kruunu-5:ä (2,3,5,6,8,9,11,12-oktahydronafto (2,3-b)-1,4,7,10,13- pentaoksasyklopentadekaani). Liuotin poistettiin typpi-25 kaasuvirran alaisena. Sen jälkeen kuivatut kiinteät aineet yhdistettiin 4 g:an kalvoliuosta, joka sisälsi 70 paino-% sykloheksanonia, 12 paino-% polyvinyyliklori-di/polyvinylideenikloridikopolymeeria, 18 paino-% die- tyyliftalaattia ja 60 ,ul Triton X-100 (ionittoman pinta- 30 1 aktiivisen aineen 1 paino-%:nen liuos asetonissa; valmistaja Rohm & Haas Co.). Seos homogenisoitiin pyörresekoit-timella ja levitettiin sitten ohueksi kalvoksi palaselle KODA -sykloheksanoni/dimetyleenitereftalaattikopolymee- ria (Lustro Co.) olevaa aallotettua muovia käyttäen kaa-35 vinterää, jossa oli 0,25 mm:n rako. Kuivatulla kalvolla on noin 0,08 mm:n paksuus.
29 7 7 9 3 7
Testiväline arvosteltiin vesipitoisilla testinäyt-teillä, jotka sisälsivät eri KCl-pitoisuuksia. Kunkin näytteen NaCl-pitoisuus oli 15,56 mM ja CAPS-puskurin (3-sykloheksyyliamino)-propaanisulfonihappo) pitoisuus 5 88,89 mM ja pH-säädettiin arvoon 10 LiOH:lla. Vastaavat KCl-pitoisuudet olivat 0, 0,33, 0,67 ja 1,0 mM.
Arvostelut suoritettiin ymppäämällätestivälinekal-von osaan 40 ^,ul testinäytettä ja seuraamalla reflektans-sin muutosta minuutin ajan SERALYZEI^ -reflektanssifoto-10 metrillä (Ames Division of Miles Laboratories, Inc.)
Reflektanssiarvot (R) muutettiin (K/S)-arvoiksi yhtälön (1-R) 2 (K/S) = -5-
15 2R
mukaisesti, jossa R on testilaitteesta johtuva reflek-tanssin osa, K on vakio ja S on kulloisenkin heijastavan väliaineen valonsirontakerroin. Yllä oleva yhtälö on yksinkertaistettu muoto hyvin tunnetusta Kubelka-Munk-yhtälöstä 20 (kts. Gustav Kortiim, "Reflectance Sepctroscopy", sivut 106 - 111, Springer Verlag, New York (1969). Tulokset on lueteltu alla (K/S)-arvona ajan suhteen.
(K+) mM (K/S) s"1 25 0 0,001151 0,33 0,007679 0,67 0,01295 1,0 0,01909
Kuten taulukosta voidaan nähdä (K/S)-arvon muutos-30 nopeus ajan mukana muuttuu kaliumpitoisuuden mukaan. Tulokset esitetään graafisesti kuvassa I ja osoittavat eri K+-pitoisuustasojen helppoa erottamista.
3. Kaliumin testiväline käyttäen nafto-15-kruunu-5:ä ja valinomysiiniä ionoforeina 35
Testivälinekalvo valmistettiin ja arvosteltiin, kuten esimerkissä 2 paitsi, että 6 mg nafto-15-kruunu-5:ä 3o 77937 korvattiin 6 mg :11a valinomysiiniä. Tulokset esitetään seuraavassa taulukossa: (K + )mM (K/S) s"1 0 0,001182 5 0,33 0,007554 0,67 0,01331 1,0 0,01857
Tulokset osoittavat suoraa korrelaatioita kaliumpitoisuu-10 den ja (K/S)-arvon muutosnopeuden välillä, kuten tulosten graafinen esittäminen kuvassa II selvästi osoittaa.
4. Kaliumin testiväline, jossa käytetään yhtä suuria määriä nafto-15-kruunu-5-5:ä ja valinomysiiniä ionoforeina_
Testivälinekalvo valmistettiin ja arvosteltiin ku-15 ten esimerkissä 2 paitsi, että 12 mg nafto-15-kruunu-5:ä korvattiin 12 mg:11a valinomysiiniä. Tulokset esitetään seuraavassa taulukossa: (K+)mM (K/S s"1 0 0,0007449 20 0,33 0,008314 0,67 0,01251 1,0 0,01898
Tulokset osoittavat suoraa korrelaatiota kalium-pitoisuuden ja (K/S)-arvon muutosnopeuden välillä. Tätä 25 osoittaa selvästi tulosten graafinen esitys kuvassa III.
5. Kaliumin testiväline, jossa käytetään valinomysiiniä ionoforina_
Testivälinekalvo valmistettiin ja arvosteltiin, kuten esimerkissä 2 paitsi, että 7-dekyyli-MEDPIN:in mää-30 rä oli 5,4 mg, polyvinyylikloridi/polyvinylideenikloridi-kopolymeerin ja dietyyliftalaatin välinen suhde säädettiin arvoon 8,55: 21,45 painosta laskettuna ja 12 mg nafto-15-kruunu-5 korvattiin 12 mg:11a valinomysiiniä.
Vesipitoiset testinäytteet sisälsivät KCl:a pitoi-35 suuksina 0, 0,33, 0,67, 1,0, 2,0 ja 3,0 mM. Lisäksi jokainen liuos sisälsi 46,67 mM NaCl, 66,67 mM CAPS ja titrat-tiin pH-arvoon 10 LiOH:lla 31 7 7 9 3 7
Reflektanssitulokset on ilmoitettu seuraavassa taulukossa: (K+)mM (K/S) s"1 0 0,001008 5 0,33 0,01090 0,67 0,01787 1.0 0,02872 2.0 0,04321 3.0 0,05330 10 Kuten tuloksista voidaan nähdä testivälineellä oli suora korrelaatio kaliumpitoisuuden ja (K/S)-arvon muutosnopeuden välillä ajan mukana. Kuten tuloksista piirretty käyrä kuvassa IV osoittaa, saadaan helppo erottaminen eri K+-pitoisuustasojen välillä.
15 6. Kaliumin testiväline, jossa käytetään dipentyyliftalaat" tia pehmittimenä_
Testivälinekalvo valmistettiin ja arvosteltiin kuten esimerkissä 5 paitsi, että dietyyliftalaatti korvattiin yhtä suurella painomäärällä dipentyyliftalaattia.
20 Vesipitoiset testinäytteet olivat samat kuin esimer- sissä 5 ja sisälsivät KCl:a, kuten tulosten muodostamassa taulukossa alla on esitetty: (K*)mM (K/S) s"1 0 0,0005070 25 0,33 0,004041 0,67 0,007020 1,5 0,01391 3,0 0,02195
Tulokset osoittavat suoraa korrelaatiota kalium- 30 pitoisuuden ja (K/S) -arvon muutosnopeuden välillä ajan mukana. Tulokset on piirretty, kuvaan V, joka esittää eri kaliumtasojen erottamisen helppoutta käyttäen tämän esimerkin testivälinekalvoa.
7. Natriumin testiväline 35 Liuos,jossa oli 10,8 mg 7-dekyyli-MEDPIN:iä aseto nissa, ja liuos, jossa oli 5 mg natriumligandi I:ä (N,N', 32 7 7 9 3 7 N"-triheptyyli-N,N',N"-trimetyyli-4,4' 4"-propylidiini-tris-3-oksabutyyriamidi) tetahydrofuraanissa (THF), sekoitettiin keskenään ja liuottimet poistettiin typpivir-ran alaisena. Kuivattuihin kiinteisiin aineisiin lisät-5 tiin 0,5 g kalvoliuosta. Jälkimmäisessä oli 70 paino-% sykloheksanonia, 8,55 paino-% vinyylikloridi/vinylideeni-kloridikopolymeeria ja 21,45 paino-% dipentyyliftalaattia. Seos homogenisoitiin pyörresekoittimella ja homogenaatti levitettiin kalvoksi palaselle aallotettua KODAR-muovia 10 käyttäen 0,25 mm:n kaavinterää. Kuivatun kalvon paksuus oli noin 0,08 mm.
Valmistettiin vesipitoisia natriumtestinäytteitä testivälineen arvostelemiseksi. Jokainen sisälsi 88,98 mM CAPS ja KOH:a lisättiin pH:n säätämiseksi arvoon 10.
15 Valmistettiin näytteet, jotka sisälsivät 11,11 mM ja 22,22 mM NaCl.
Testivälineen arvostelemiseksi sen kyvyn suhteen todeta natriumia 40 ^ul testinäytettä levitettiin osalle testivälinekalvoa ja reflektanssia aallonpituudella 640 nm 20 seurattiin 2 minuuttia SERALYZER-reflektanssifotometrillä. Reflektanssiarvot muutettiin (K/S)-arvoiksi, kuten esimerkissä 2. (K/S)-arvojen muutosnopeus ajan mukana ja vastaavat natriumpitoisuudet on taulukoitu alle: (Na*)mM (K/S) s"1 25 0 0,001459 11,11 0,003148 22,22 0,004354
Tulokset osoittavat suoraa korrelaatiota natrium-pitoisuuden ja (K/S) arvojen muutosnopeuden välillä ajan 30 mukana, kuten kuvassa VI on graafisesti esitetty.
8. Tetrabromifenolftalaeiinin etyyliesteri käytettynä ilmai- suaineena testivälineessä kaliumin toteamiseen_
Valmistettiin liuos, joka sisälsi 1,8 mM valino-mysiiniä, 5 mM tetrabromifenolftaleiinin etyyliesteriä 35 (TBEE), 5 paino-% polyvinyylikloridia ("korkea molekyyli-paino", Aldridge Chemical Co., luettelo nro 18 956 - 1) 33 7 7 9 3 7 ja 13,1 paino-% dipentyyliftalaattia tetrahydrofuraanissa. Tämä liuos levitettiin polyesterikalvolle käyttäen 0,25 mm:n kaavinterää ja kuivattiin.
Testivälinettä arvosteltiin käyttäen vesiliuoksia 5 (testinäytteitä), jotka sisälsivät KCl:a pitoisuuksina 0, 0,222, 0,556 ja 1,111 mM. Jokainen liuos sisälsi 100 mM natriumsitraattia (pH = 5,3). Testivälineen reflektanssi-reaktiota kullekin testinäyteliuokselle seurattiin 37°C:ssa ja aallonpituudella 520 nm käyttäen SERALYZER-reflektanssi-10 spektrofotometria. Tulokset on taulukoitu alle.
(K*)mM (K/S) s"1 x 10~3 0 -0,0108 0,222 0,990 0,556 2,013 15 1,111 4,101
Tulokset osoittavat suoraa korrelaatiota (K/S)-arvon muutosnopeuden aikayksikössä ja kaliumpitoisuuden välillä. Kuva VII esittää näitä tuloksia graafisesti ja osoittaa lineaarista riippuvuutta todellisen K+-pitoisuuden ja 20 (K/S)-arvoon välillä.

Claims (7)

34 779 37
1. Testiväline ionin läsnäolon määrittämiseksi testinäytteestä, tunnettu siitä, että se käsittää 5 oleellisesti polaarittoman, ei-huokoisen kantajamatriisin, johon on sisällytetty ionoforia, joka kykenee muodostamaan kompleksin määrätyn ionin kanssa, ja ilmaisuainetta, joka yhdessä ionoforin ja ionin kompleksin kanssa saa aikaan havaittavan reaktion.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen testiväline, tunnettu siitä, että ilmaisuaine on yhdiste, jonka rakenne on OH (Gh\— R 15 l<~>1 n jfjl 20 jossa X on halogeeni tai pseudohalogeeni, R on 2-, 3-, 5-, ja/tai 6-asemassa oleva substituentti, joka on alempi al-kyyli, keskikoinen alkyyli, aryyli tai 2,3- tai 5,6-ase-miin liittynyt fuusioitunut rengas, ja n on 0-4.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen testiväline, 25 tunnettu siitä, että ilmaisuaine on yhdiste, jonka rakenne on . Ίβφ-' N . A O 35 7 7 9 3 7 jossa R' on H tai alempi alkyyli, R* on H tai keskikokoinen alkyyli ja X on halogeeni tai pseudohalogeeni.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen testiväline, tunnettu siitä, että R' on metyyli ja R* on n- 5 dekyyli.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen testi-väline, tunnettu siitä, että ilmaisuaine kykenee aikaansaamaan fluoresenssin fluoresenssimuutoksen ionofo-rin ja ionin kompleksin läsnäollessa ja on edullisesti 10 fluoreseiini tai sen johdannainen.
6. Testiväline ionin läsnäolon määrittämiseksi tes-tinäytteestä, tunnettu siitä, että se käsittää pitkänomaisen alustan, jonka yläpinta on oleellisesti tasomainen, ja jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaisen tes- 15 tivälineen kiinnitettynä alustan tasomaiselle pinnalle.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisen testi-välineen käyttö ionin läsnäolon määrittämiseksi vesipitoisesta testinäytteestä saattamalla testinäyte kosketukseen testivälineen kanssa ja toteamalla havaittava reak- 20 tio. 36 77937
FI841884A 1983-05-12 1984-05-10 Testanordning foer bestaemning av joner och dess anvaendning. FI77937C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US49398383A 1983-05-12 1983-05-12
US49398383 1983-05-12

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI841884A0 FI841884A0 (fi) 1984-05-10
FI841884A FI841884A (fi) 1984-11-13
FI77937B true FI77937B (fi) 1989-01-31
FI77937C FI77937C (fi) 1989-05-10

Family

ID=23962528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI841884A FI77937C (fi) 1983-05-12 1984-05-10 Testanordning foer bestaemning av joner och dess anvaendning.

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4645744A (fi)
EP (1) EP0125555B1 (fi)
JP (1) JPS59211864A (fi)
AT (1) ATE48918T1 (fi)
AU (1) AU552420B2 (fi)
CA (1) CA1222438A (fi)
DE (1) DE3480809D1 (fi)
DK (1) DK161262C (fi)
ES (1) ES532280A0 (fi)
FI (1) FI77937C (fi)
NO (1) NO162132C (fi)
ZA (1) ZA843496B (fi)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1253057A (en) * 1984-02-24 1989-04-25 Mary L. Gantzer Ion test means having a porous carrier matrix
US4734376A (en) * 1985-02-04 1988-03-29 The President & Trustees Of The Miami University Process for the spectrophotometric measurement of lithium ion employing a chromogenic aza-12-crown-4- ether
ZA864513B (en) * 1985-07-02 1987-02-25 Miles Lab Multilayer ion test means
IL79087A0 (en) 1985-07-02 1986-09-30 Miles Lab Multilayer ion test means
US4820647A (en) * 1986-12-03 1989-04-11 Biotrack, Inc. Method for detecting a metal ion in an aqueous environment
EP0494704A3 (en) * 1987-04-10 1992-09-02 The Flinders University Of South Australia Method and composition for the determination of calcium ions in fluids
US4808539A (en) * 1987-04-15 1989-02-28 Technicon Instruments Corporation Compounds, reagents and procedures for determining cations
US5177221A (en) * 1987-04-15 1993-01-05 Miles Inc. Chromogenic hemispherands and their preparation
US5096831A (en) * 1987-04-15 1992-03-17 Miles Inc. Reagents for determining cations
US5073501A (en) * 1987-04-15 1991-12-17 Technicon Instruments Corporation Method for determining the concentration of cations in a sample
US5045475A (en) * 1987-04-15 1991-09-03 Technicon Instruments Corporation Reagent for determining cations
US4992381A (en) * 1987-04-15 1991-02-12 Technicon Instruments Corporation Method of detecting electrolytes in an aqueous test sample using chromogenic hemispherands and test device therefor
US5162525A (en) * 1987-07-31 1992-11-10 Allied-Signal Inc. Fluorogenic and chromogenic three-dimensional ionophores as selective reagents for detecting ions in biological fluids
US5136033A (en) * 1987-08-24 1992-08-04 Allied-Signal Inc. Ion selective fluorogenic reagents
US5133934A (en) * 1987-09-10 1992-07-28 Miles Inc. Ionosphere and reporter substance incorporated into a hydrophobic carrier
US5047563A (en) * 1987-09-10 1991-09-10 Miles Inc. Chiral crown ethers
US5564419A (en) * 1987-11-25 1996-10-15 Radiometer A/S Method of photometric in vitro determination of the content of oxygen in a blood sample
DK163194C (da) * 1988-12-22 1992-06-22 Radiometer As Fremgangsmaade ved fotometrisk in vitro bestemmelse af en blodgasparameter i en blodproeve
IL88278A (en) * 1987-12-11 1993-02-21 Miles Inc Method for the preparation of a homogeneous aqueous test solution for electrolyte test and a homogeneous solution for measuring the concentration of an ion in an aqueous test sample
DE3823151C2 (de) * 1988-07-08 1997-07-10 Boehringer Mannheim Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Ionenstärke oder des spezifischen Gewichts von wäßrigen Flüssigkeiten
DE4015591A1 (de) * 1990-05-15 1991-11-21 Boehringer Mannheim Gmbh Naphtholderivate, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
DE4015590A1 (de) * 1990-05-15 1991-11-21 Boehringer Mannheim Gmbh Testtraeger zur bestimmung von ionen
CA2047966C (en) * 1990-08-06 2001-10-09 Steven C. Charlton Method and device for the assay of ions
US5154890A (en) * 1990-11-07 1992-10-13 Hewlett-Packard Company Fiber optic potassium ion sensor
US5187103A (en) * 1991-01-31 1993-02-16 Miles Inc. Colorimetric method and reagent for the assay of lithium in a test sample
US5132436A (en) * 1991-05-28 1992-07-21 Eastman Kodak Company Intermediates for making 14-crown-4-ether derivatives
US5245021A (en) * 1991-05-28 1993-09-14 Eastman Kodak Company 14-crown-4-ether derivatives
AT401823B (de) * 1993-09-30 1996-12-27 Avl Verbrennungskraft Messtech Optischer indikator zur bestimmung der aktivität eines ions in einer probe
AU683540B2 (en) * 1994-03-25 1997-11-13 Novartis Ag Optical sensor for the determination of ions
DE69526366T2 (de) * 1994-11-14 2002-11-14 Bayer Ag Zufallsverteilt segmentierte thermoplastische polyurethane als matrix zur elektrochemischen analyse von zweiwertigen kalziumionen
US5651876A (en) * 1995-03-02 1997-07-29 Orion Research Inc. Interference suppressing buffer
AT405103B (de) * 1996-10-16 1999-05-25 Avl Verbrennungskraft Messtech Sensorschicht zur quantitativen bestimmung zumindest einer chemischen komponente einer gasförmigen oder flüssigen probe
GB2321967B (en) * 1996-11-08 2001-05-02 Mercury Diagnostics Inc Opaque reaction matrix for the analysis of whole blood
US20050101032A1 (en) * 1997-02-10 2005-05-12 Metrika, Inc. Assay device, composition, and method of optimizing assay sensitivity
US6245574B1 (en) * 1997-07-03 2001-06-12 Novartis Ag Sensors
US6254831B1 (en) 1998-01-21 2001-07-03 Bayer Corporation Optical sensors with reflective materials
US6306347B1 (en) 1998-01-21 2001-10-23 Bayer Corporation Optical sensor and method of operation
US6190612B1 (en) 1998-01-21 2001-02-20 Bayer Corporation Oxygen sensing membranes and methods of making same
AU6455298A (en) * 1998-03-10 1999-09-27 Metrika, Inc. Assay device, composition, and method of optimizing assay resolution
DE69925726D1 (de) 1998-05-13 2005-07-14 Bayer Ag Gerät zum einführen einer probe
AT410719B (de) * 1998-06-30 2003-07-25 Hoffmann La Roche Ionensensor
US6107083A (en) * 1998-08-21 2000-08-22 Bayer Corporation Optical oxidative enzyme-based sensors
US7157056B2 (en) * 1999-05-12 2007-01-02 Bayer Corporation Sample introduction device
KR100372559B1 (ko) * 2000-08-14 2003-02-17 한국전력공사 칼륨이온을 선택적으로 흡착하는 새로운 발색성 칼릭스[4]아렌 아자크라운 에테르 유도체
US7790112B2 (en) 2006-03-30 2010-09-07 Council of Scientific & Industual Research Biosensor to determine potassium concentration in human blood serum
PT2359136T (pt) * 2008-11-07 2019-05-17 Hoffmann La Roche Substâncias de enchimento de granulação fina para filmes de reacção fotométrica
US11553861B1 (en) 2018-05-29 2023-01-17 My Salt and Sugar, LLC Apparatus to detect salt concentrations and glucose in bodily fluids

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3368872A (en) * 1964-08-31 1968-02-13 Scientific Industries Automatic chemical analyzer
CH479870A (de) * 1966-08-09 1969-10-15 Simon Wilhelm Ionenspezifisches Elektrodensystem
DE1598153C3 (de) * 1966-11-22 1973-11-22 Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim Diagnostisches Mittel zum Nach weis der Inhaltsstoffe von Korperflus sigkeiten
US3635679A (en) * 1969-11-20 1972-01-18 Miles Lab Metal ion detecting membrane
US3856649A (en) * 1973-03-16 1974-12-24 Miles Lab Solid state electrode
US3992158A (en) * 1973-08-16 1976-11-16 Eastman Kodak Company Integral analytical element
DE2436598C2 (de) * 1974-07-30 1983-04-07 Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim Stabiler Teststreifen zum Nachweis von Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten
AT347600B (de) * 1974-11-11 1979-01-10 Wellcome Found Testeinrichtungen
DE2508637C3 (de) * 1975-02-28 1979-11-22 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V., 3400 Goettingen Anordnung zur optischen Messung von Blutgasen
US4260392A (en) * 1978-07-07 1981-04-07 Technicon Instruments Corporation Method and apparatus for obtaining an aliquot of a liquid in a gel medium
DE2842862A1 (de) * 1978-10-02 1980-04-10 Boehringer Mannheim Gmbh Verfahren zur bestimmung von ionen, polaren und/oder lipophilen substanzen in fluessigkeiten
US4225410A (en) * 1978-12-04 1980-09-30 Technicon Instruments Corporation Integrated array of electrochemical sensors
DE2856251A1 (de) * 1978-12-27 1980-07-17 Max Planck Gesellschaft Fuellungen fuer indikatorraeume
DE2856252A1 (de) * 1978-12-27 1980-07-17 Max Planck Gesellschaft Membranen fuer indikatorraeume
US4231754A (en) * 1979-05-23 1980-11-04 Miles Laboratories, Inc. Chemiluminescent analytical device
CA1161346A (en) * 1980-05-27 1984-01-31 Steven C. Charlton Ion specific analytical element
DE3202779A1 (de) * 1982-01-28 1983-08-04 Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt Kaliumreagens und verfahren zur bestimmung von kaliumionen
US4540520A (en) * 1983-05-12 1985-09-10 Miles Laboratories, Inc. Compound useful in detecting ion and method of preparing it
US4552697A (en) * 1983-05-12 1985-11-12 Miles Laboratories, Inc. Compound useful in detecting ions and method of preparing it

Also Published As

Publication number Publication date
NO841748L (no) 1984-11-13
EP0125555A2 (en) 1984-11-21
ES8507691A1 (es) 1985-09-01
FI77937C (fi) 1989-05-10
US4645744A (en) 1987-02-24
AU2794184A (en) 1984-11-15
ZA843496B (en) 1984-12-24
JPS59211864A (ja) 1984-11-30
CA1222438A (en) 1987-06-02
DK161262B (da) 1991-06-17
FI841884A (fi) 1984-11-13
ATE48918T1 (de) 1990-01-15
ES532280A0 (es) 1985-09-01
JPH0423753B2 (fi) 1992-04-23
DK161262C (da) 1991-12-30
DE3480809D1 (de) 1990-01-25
DK237584A (da) 1984-11-13
NO162132B (no) 1989-07-31
EP0125555B1 (en) 1989-12-20
FI841884A0 (fi) 1984-05-10
EP0125555A3 (en) 1985-10-16
NO162132C (no) 1989-11-08
AU552420B2 (en) 1986-05-29
DK237584D0 (da) 1984-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI77937B (fi) Testanordning foer bestaemning av joner och dess anvaendning.
JP2606721B2 (ja) 色原体クリプタヘミスフエランドと水性検査試料中の電解質検出へのその使用
JPH0240985B2 (fi)
JPH04250360A (ja) イオンのアッセイ法とその装置
US4808539A (en) Compounds, reagents and procedures for determining cations
FI77940C (fi) Testanordning foer bestaemning av joner, foerfarande foer framstaellning av denna och dess anvaendning.
US4734375A (en) Ion specific test method
FI79696B (fi) Ny indonaftol-foerening anvaendbar vid detektering av ioner och foerfarande foer dess framstaellning.
Xie et al. Rhodamine-based ratiometric fluorescent ion-selective bulk optodes
US4992381A (en) Method of detecting electrolytes in an aqueous test sample using chromogenic hemispherands and test device therefor
FI79697C (fi) Vid detektering av ioner anvaendbar ny indonaftolderivat och foerfarande foer dess framstaellning.
FI80150B (fi) Iontesthjaelpmedel med poroes baermatris.
EP0705241B1 (en) Calix(4)Arenes
US5177221A (en) Chromogenic hemispherands and their preparation
Citterio et al. Chromogenic betaine lariates for highly selective calcium ion sensing in aqueous environment
US5096831A (en) Reagents for determining cations
US5011924A (en) Chromogenic cryptahemispherands and their preparation
US5073501A (en) Method for determining the concentration of cations in a sample

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired

Owner name: MILES INC