FI82143B - TEST COMPOSITION FOR CONSTRUCTION OF CONCRETE ELLER DEN SPECIFIKA VIKTEN HOS ETT VATTENHALTIGT PROV. - Google Patents

TEST COMPOSITION FOR CONSTRUCTION OF CONCRETE ELLER DEN SPECIFIKA VIKTEN HOS ETT VATTENHALTIGT PROV. Download PDF

Info

Publication number
FI82143B
FI82143B FI793492A FI793492A FI82143B FI 82143 B FI82143 B FI 82143B FI 793492 A FI793492 A FI 793492A FI 793492 A FI793492 A FI 793492A FI 82143 B FI82143 B FI 82143B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
polyelectrolyte
specific gravity
solution
polymer
neutralization
Prior art date
Application number
FI793492A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI82143C (en
FI793492A (en
Inventor
Richard Dean Falb
Sisto Nicholas Stiso
Yung-Chyung Wang
William Irving White
Rodric Harold White-Stevens
Original Assignee
Miles Lab
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
Application filed by Miles Lab filed Critical Miles Lab
Publication of FI793492A publication Critical patent/FI793492A/en
Publication of FI82143B publication Critical patent/FI82143B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI82143C publication Critical patent/FI82143C/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G01N13/04Investigating osmotic effects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

8214382143

Testausseos vesipitoisen testinäytteen ioniväkevyyden tai ominaispainon määrittämiseksi - Testkomposition för bestämning av jonkoncentrationen eller den specifika vikten hos ett vatten-haltigt provTest mixture for the determination of the ionic strength or specific gravity of an aqueous test sample - Test composition for the best concentration or specificity of the aqueous test sample

Esillä oleva keksintö koskee testinäytteen ioniväkevyyden tai ominaispainon määrittämistä. Tarkemmin sanottuna se koskee testausseosta vesipitoisen testinäytteen ioniväkevyyden tai ominaispainon määrittämiseksi.The present invention relates to the determination of the ionic strength or specific gravity of a test sample. More specifically, it relates to a test mixture for determining the ionic strength or specific gravity of an aqueous test sample.

Nesteen ominaispainon määrittämisellä on sovellutusmahdollisuuksia lukuisilla aloilla. Niinpä sellaisilla kaukana toisistaan olevilla tekniikan aloilla kuin panimoteollisuudessa, virtsa-analyysissä, vedenpuhdistuksessa, juomaveden valmistuksessa merellä olevassa laivassa ym. kaikissa käytetään ominaispainon mittausta. Tarpeetonta on sanoakin, että nopea, helppo tämän ominaisuuden määritysmenetelmä suuresti parantaisi monien tieteellisten alojen tilaa, niihin luettuina kaikki teknologiat, joissa nopea, tarkka ominaispainon määritys olisi hyödyllistä. Niinpä esimerkiksi, jos lääketieteellisen laboratorion teknikko voisi tarkasti mitata virtsanäytteen ominaispainon muutamissa sekunneissa, niin, paitsi että tällaiset nopeasti saadut tulokset auttaisivat lääkäriä hänen diagnoosissaan, myös laboratorion tehokkuus paranisi sellaiselle asteelle, että voitaisiin suorittaa paljon useam- 2 82143 pia analyysejä kuin tähän mennessä on ollut mahdollista.Determining the specific gravity of a liquid has applications in a number of fields. Thus, in far-flung fields of technology such as the brewing industry, urine analysis, water purification, the production of drinking water on a ship at sea, etc., specific gravity measurement is all used. Needless to say, a quick, easy method for determining this property would greatly improve the state of many scientific fields, including all technologies where a rapid, accurate determination of specific gravity would be useful. Thus, for example, if a medical laboratory technician could accurately measure the specific gravity of a urine sample in a matter of seconds, not only would such rapid results assist the physician in his diagnosis, the laboratory's efficiency would be improved to a much greater extent than previously available. possible.

Joskin esillä oleva keksintö sopii käytettäväksi laajalti vaih-televiin sovellutuksiin, niin selvyyden vuoksi tämä selitys rajoittuu pääasiassa virtsan ioniväkevyyden tai ominaispainon määritykseen. Sovellutukset muille aloille selviävät, kun ymmärretään miten tämä keksintö koskee virtsa-analyysiä.Although the present invention is suitable for use in a wide variety of applications, for clarity, this description is primarily limited to the determination of urine ionic strength or specific gravity. Applications to other fields will become apparent upon understanding how this invention relates to urinalysis.

Virtsan ominaispainon määrityksellä on huomattava arvo elektro-lyyttihäiriöiden ymmärtämisen ja kliinisen hoidon kannalta.The determination of urinary specific gravity is of considerable value for the understanding and clinical treatment of electrolytic disorders.

Näin ollen täydelliseen virtsa-analyysiin pitäisi sisältyä ja tavallisesti sisältyykin ominaispainon määritys. Yleisesti tällaiseen määritykseen sisältyy ominaispainon välitön mittaaminen sopivan laitteen avulla, mutta yhtä käyttökelpoinen on jonkin siihen suhteellisen ominaisuuden, kuten osmolali-teetin tai ioniväkevyyden mittaaminen, josta sitten voidaan laskea vastaavat ominaispainon arvot. Ominaispaino on dimen-sioton termi ja tarkoittaa liuoksen tapauksessa tietyn liuos-tilavuuden painon suhdetta yhtä suuren vesitilavuuden painoon samassa lämpötilassa. Sellaisella liuoksella kuin virtsalla ominaispaino on funktio siihen liuenneiden eri aineiden lukumäärästä, tiheydestä, ionivarauksesta ja painosta.Thus, a complete urinalysis should and usually does include a determination of specific gravity. Generally, such an assay involves the immediate measurement of a specific gravity with a suitable device, but equally useful is the measurement of some relative property, such as osmolality or ionic strength, from which corresponding specific gravity values can then be calculated. Specific gravity is the term dimer and in the case of a solution means the ratio of the weight of a given volume of solution to the weight of an equal volume of water at the same temperature. A solution such as urine has a specific gravity as a function of the number, density, ionic charge and weight of the various substances dissolved in it.

Ennestään tunnetuissa ominaispainon määritysmenetelmissä käytetään hydrometreja, urinometreja, pyknometreja, gravimetreja ja sentapaisia. Joskin nämä ennestään tunnetut menetelmät useimmissa tapauksissa ovat tyydyttävän herkkiä, ne kaikki vaativat helposti särkyviä, tilaaviepiä kojeita, joita alinomaa on puhdistettava, pidettävä kunnossa ja kalibroitava niiden luotettavuuden jatkuvasti varmistamiseksi. Lisäksi näiden kojeiden käyttömekaniikkaan liittyy monia haittoja. Meniskin lukemisessa saattaa olla vaikeutta. Nesteen pinnalla oleva vaahto tai kuplat saattavat häiritä lukemista. Urinometreillä on taipumus tarttua sen astian sivuihin, joka sisältää neste-näytteen. Virtsan tapauksessa näytteen määrä usein on riittämätön jotta jokin edellä mainittu laite mahtuisi siihen.Hydrometers, urinometers, pycnometers, gravimeters and the like are used in previously known methods of determining specific gravity. Although these previously known methods are in most cases satisfactorily sensitive, they all require fragile, space-consuming instruments that must always be cleaned, maintained, and calibrated to ensure their reliability at all times. In addition, there are many disadvantages associated with the operating mechanics of these instruments. There may be difficulty reading the meniscus. Foam or bubbles on the surface of the liquid may interfere with reading. Urinometers tend to stick to the sides of the container that contains the fluid sample. In the case of urine, the amount of sample is often insufficient to accommodate any of the above devices.

Äskettäinen läpimurto, jonka ansiosta kaikki edellä mainitut haitat on olennaisesti eliminoitu ja joka mahdollistaa nopean osmolaliteetin (ja niin ollen ominaispainon) määrityksen, onThe recent breakthrough, which has substantially eliminated all of the above disadvantages and allows a rapid determination of osmolality (and therefore specific gravity), is

IIII

3 82143 selitetty US-patenttijulkaisussa 4 015 462. Tässä patentissa on selitetty keksintö, jonka mukaan osmoottisesti hauraita mik-rokapseleita on sisällytetty kantaja-ainematriisiin, joiden kapseleiden seinät koostuvat puoliläpäisevästä kalvoaineksesta. Seinien sisään kapseloituna on liuosta, joka sisältää jotakin väriainetta. Kun kapselit ovat kosketuksessa liuoksen kanssa, jonka osmolaliteetti on pienempi kuin kapselien sisällä vallitsee, kapselin seinien puolten välille syntyy osmoottinen gradientti, joka suuntautuu alempaa osmolaliteettia kohti, siten suurentaen kapselien sisässä vallitsevaa hydrostaattista painetta, mikä panee kapselit turpoamaan ja vihdoin särkymään, niin että niiden värillinen sisältö vapautuu. Tästä ilmiöstä aiheutuvan värin määrä on funktio liuoksen ominaispainosta .3,824,143 is described in U.S. Patent 4,015,462. This patent discloses the invention of incorporating osmotically brittle microcapsules into a carrier matrix having capsule walls composed of a semipermeable membrane material. Encapsulated inside the walls is a solution that contains some colorant. When the capsules are in contact with a solution with a lower osmolality than inside the capsules, an osmotic gradient is created between the sides of the capsule walls towards the lower osmolality, thus increasing the hydrostatic pressure inside the capsules, causing the capsules to swell and finally break. the content is released. The amount of color caused by this phenomenon is a function of the specific gravity of the solution.

Edellä olevasta selviää, että niiden lukuisten kojeiden lisäksi, joilla ominaispaino mitataan välittömästi, ominaispaino voidaan mitata myös käyttäen välillistä keinoa kuten liuoksen osmolaliteettia. Toinen keino arvioida ominaispaino mittaamatta sitä välittömästi, käsittää määrityksen, joka on suhteellinen liuoksen ioniväkevyyteen. Tätä keinoa käytetään esillä olevassa keksinnössä. Vanhastaan tunnettua on, että vetisen järjestelmän ominaispainoon suuresti vaikuttaa varattujen osasten läsnä olo. Niinpä ionisoituneiden liuosten tapauksessa asianomaisten liuosten ominaispaino voidaan varsin tarkasti likimäärit-tää niiden ioniväkevyyteen suhteellisilla mittauksilla ja vertaamalla näiden mittausten tuloksia ennalta kalibroituun vertaus järjestelmään.It is clear from the above that in addition to the numerous instruments with which the specific gravity is measured immediately, the specific gravity can also be measured using an indirect means such as the osmolality of the solution. Another way to estimate the specific gravity without measuring it immediately involves an assay that is proportional to the ionic strength of the solution. This means is used in the present invention. It has long been known that the specific gravity of an aqueous system is greatly affected by the presence of charged particles. Thus, in the case of ionized solutions, the specific gravity of the solutions in question can be quite accurately determined by relative measurements of their ionic strength and by comparing the results of these measurements with a pre-calibrated reference system.

Termi "ioniväkevyys" tarkoittaa sitä matemaattista riippuvuutta, joka vallitsee erilaisten ionilajien lukumäärän tietyssä liuoksessa, ja niiden vastaavien varausten välillä. Täten ioniväkevyyttä ^u edustaa matemaattisesti kaava: /U = ci Zd jossa c on tietyn ionilajin mooliväkevyys ja Z sen varauksen absoluuttinen arvo. Summa Σ otetaan kaikista eri ionilajeista liuoksessa.The term "ionic strength" means the mathematical relationship between the number of different ionic species in a given solution and their corresponding charges. Thus, the ionic concentration ^ u is represented mathematically by the formula: / U = ci Zd where c is the molar concentration of a given ionic species and Z is the absolute value of its charge. The sum Σ is taken from all the different ionic species in solution.

4 82143 US-patenttijulkaisussa 3 449 080 käsitellään liuotettujen natrium- tai kloridi-ionien mittausta. Tämä julkaisu koskee näiden ionien väkevyyksien määrittämiseen kehon hiessä käytettävää testauslaitetta. Lyhyesti sanottuna tässä julkaisussa on selitetty ioninvaihtohartsien käyttö yhdessä pH-ilmaisimen kanssa. Tätä laitetta käytettäessä natrium-tai kloridi-ionien läsnäolo sanotaan määritettävän pH-ilmai-simen aiheuttaman ioninvaihtohartsin värinmuutoksen perusteella. Joskin tässä julkaisussa väitetään selitettävän keino ioniväke-vyyden mittaamiseksi, esillä olevan keksinnön tekijät ovat to-denneetfettä mainitun julkaisun esimerkeissä esitettyjä opetuksia ei voi soveltaa ominaispainon mittaamiseen.U.S. Patent No. 4,824,143 discloses the measurement of dissolved sodium or chloride ions. This publication relates to a test device for determining the concentrations of these ions in body sweat. Briefly, the use of ion exchange resins in conjunction with a pH detector is described in this publication. When using this apparatus, the presence of sodium or chloride ions is said to be determined on the basis of the color change of the ion exchange resin caused by the pH detector. Although this publication claims to explain a means of measuring ionic strength, the present inventors have found that the teachings set forth in the examples of said publication cannot be applied to the measurement of specific gravity.

Sekä osmolaliteettimenetelmään että ioniväkevyysmenetelmään ominaispainon määrittämiseksi välillisesti voitaisiin ajatella, mitä niiden tarkkuuteen tulee, vaikuttavan ei-ionisten osasten läsnäolo. Onkin ehdotettu ratkaisuja tämän mahdollisen epätarkkuuden lähteen poistamiseksi, mm. laitetta, jossa ominaispainolle herkkä järjestelmä sisältää ionisoimis-agenssia, joka pystyy muuttamaan ei-ioniset liuenneet aineet ionisoiduiksi.Both the osmolality method and the ion concentration method for determining the specific gravity indirectly could be thought to be affected by the presence of non-ionic particles in terms of their accuracy. Solutions have therefore been proposed to eliminate this potential source of inaccuracy, e.g. a device in which the specific gravity sensitive system contains an ionizing agent capable of converting nonionic solutes to ionized.

Tekniikan nykyistä tasoa, sikäli kuin se koskee esillä olevaa keksintöä, voitaneen lyhyesti kuvata sanomalla, että monia menetelmiä, sekä välittömiä että välillisiä, ominaispainon mittaamiseksi tunnetaan. Välittömään mittaukseen liittyy hauraiden, tilaaviepien ja kalliiden kojeiden käyttö, joita alinomaa on puhdistettava, pidettävä kunnossa ja kalibroitava. Välillisistä menetelmistä liuoksen osmolaliteettinä tunnetun kolligatiivisen ominaisuuden mittaaminen pystyy antamaan tarkan korrelaation ominaispainoon. Esillä oleva keksintö käyttää erilaista näkökulmaa, nimittäin liuoksen ominaispainon ja ioniväkevyyden välistä riippuvuutta, ja tarjoaa laitteen, seoksen ja menetelmän tämän riippuvuuden hyväksikäyttämiseksi. US-patenttijulkaisussa 3 449 080 selitetään menetelmä natrium- ja/tai kloridi-ionien pitoisuuden mittaamiseksi kehon hiestä. Tässä julkaisussa käytetään hyväksi heikosti happamien tai heikosti emäksisten ioninvaihtohartsien affiniteettia tuntemattomiin ioneihin nähden ja tunnettujen pH-indikaattoreiden värinvaihtokykyä.The current state of the art, insofar as it relates to the present invention, can be briefly described by saying that many methods, both direct and indirect, for measuring specific gravity are known. Immediate measurement involves the use of fragile, space-sensitive and expensive instruments that must always be cleaned, maintained and calibrated. Of the indirect methods, measuring the colligative property known as the osmolality of a solution is able to give an accurate correlation to the specific gravity. The present invention uses a different aspect, namely the dependence between the specific gravity of the solution and the ionic concentration, and provides an apparatus, mixture and method for exploiting this dependence. U.S. Patent 3,449,080 discloses a method for measuring the concentration of sodium and / or chloride ions in body sweat. This publication takes advantage of the affinity of weakly acidic or weakly basic ion exchange resins for unknown ions and the color exchange ability of known pH indicators.

Il 5 82143Il 5 82143

Lyhyesti, esillä oleva keksintö koskee testausseosta, laitetta ja menetelmää vetisen testinäytteen ominaispainon määrittämiseksi. Testausseoksessa on heikosti hapanta tai heikosti emäksistä polyelektrolyyttipolymeeria, joka on ainakin osaksi neutraloitu,ja indikaattoriainetta, joka pystyy muodostamaan havaittavan responssin polyelektrolyytin ja testinäytteen välisen ioninvaihdon johdosta. Keksinnön mukainen laite käsittää kantajamatriisin, johon on sisällytetty mainittua seosta. Keksinnön mukainen menetelmä käsittää sen, että testinäy-te saatetaan kosketukseen laitteen tai seoksen kanssa ja että havaittavissa oleva responssi kuten värinmuutos huomioidaan.Briefly, the present invention relates to a test mixture, an apparatus, and a method for determining the specific gravity of an aqueous test sample. The test mixture comprises a weakly acidic or weakly basic polyelectrolyte polymer that is at least partially neutralized and an indicator substance capable of forming a detectable response due to ion exchange between the polyelectrolyte and the test sample. The device according to the invention comprises a carrier matrix in which said mixture is incorporated. The method according to the invention comprises contacting the test sample with the device or mixture and taking into account a detectable response such as a color change.

Kuviot 1-8 ovat graafisia esityksiä (a) kolmen polyelektrolyytin responsseista testinäytteisiin, joilla on vaihtelevat ominaispainot, ja (b) näiden polymeerien titrauksesta eli osittaisesta neutraloinnista. Niinpä kuviot 1, 2 ja 3 esittävät metyylivinyylieetterin ja maleiinianhydridin kopolymee-rin, polyakryylihapon ja vastaavasti polyvinyyliamiinin tit-rauskäyriä. Kuviot 4, 5 ja 6 esittävät näiden polyelektrolyyt-tien käyttäytymistä määritettäessä virtsan ominaispainoja polymeeristä riippuvan ryhmän osittaisen neutraloinnin vaih-televien asteiden jälkeen. Kuvio 7 esittää polyvinyyliamiinin samanlaista käyttäytymistä väkevyyksiltään erilaisissa suolan vesiliuoksissa. Kuvio 8 vihdoin esittää ensisijaisen laitteen käyttäytymistä.Figures 1-8 are graphical representations of (a) the responses of three polyelectrolyte to test samples of varying specific weights, and (b) the titration, i.e., partial neutralization, of these polymers. Thus, Figures 1, 2 and 3 show titration curves of a copolymer of methyl vinyl ether and maleic anhydride, polyacrylic acid and polyvinylamine, respectively. Figures 4, 5 and 6 show the behavior of these polyelectrolytes in determining the specific gravity of urine after varying degrees of partial neutralization of the polymer-dependent group. Figure 7 shows the similar behavior of polyvinylamine in aqueous saline solutions of different concentrations. Figure 8 finally shows the behavior of the primary device.

Keksinnön mukainen seos sisältää yhtenä ainesosanaan jotakin heikosti hapanta tai heikosti emäksistä polyelektrolyyttiä. Lukuisia esimerkkejä tällaisista polymeereistä esiintyy ennestään tunnetussa tekniikassa, ja niiden yhteiset tunnusmerkit keskittyvät ionisten riippuvien ryhmien dissosiaatio-asteen ympärille, kun polymeeri altistetaan vesipitoiselle ympäristölle. Enimmät polyelektrolyytit ovat liukoisia tai osaksi liukoisia veteen, ja helposti ionisoituvia, riippuen (a) vesipitoisen järjestelmän ja (b) ionisoituvien, polymeeri-ketjulla olevien ryhmien ionisesta luonteesta.The composition according to the invention contains, as one component, a weakly acidic or weakly basic polyelectrolyte. Numerous examples of such polymers are found in the prior art, and their common features are centered around the degree of dissociation of ionic dependent groups when the polymer is exposed to an aqueous environment. Most polyelectrolytes are soluble or partially soluble in water, and readily ionizable, depending on the ionic nature of (a) the aqueous system and (b) the ionizable groups on the polymer chain.

Niinpä polyelektrolyytti leimataan heikosti tai voimakkaasti happamaksi tai emäksiseksi riippuen sen ionisesta käyttäytymisestä. Yleisesti polyelektrolyyttiä, joka veden kanssa koske- 6 82143 tukseen saatettuna ionisoituu lähes täydellisesti, kuten polyvinyylirikkihappoa ja polystyreenisulfonihappoa pidetään vahvoina polyelektrolyytteinä. Toisaalta heikot poly-elektrolyytit sisältävät heikosti happamia tai emäksisiä ionisoituvia ryhmiä. Varaustiheyttä pitkin näiden polymeerien mo-lekyyliketjua voidaan vaihdella vaihtelemalla neutralointi-astetta. Esimerkkejä heikosti happamista tai heikosti emäksisistä polyelektrolyyteistä, jotka ovat erityisen sopivia sovellettavaksi esillä olevaan keksintöön, ovat polyakryylihappo, polymaleiinihappo, maleiinihapon ja metyylivinyylieetterin kopolymeeri, polymetakryylihappo, styreenin ja maleiinihapon kopolymeeri, poly(4-vinyylipyridiini) ynnä muut.Thus, the polyelectrolyte is weakly or strongly labeled as acidic or basic depending on its ionic behavior. In general, a polyelectrolyte which, when in contact with water, ionizes almost completely, such as polyvinyl sulfuric acid and polystyrenesulfonic acid, is considered to be a strong polyelectrolyte. On the other hand, weak polyelectrolytes contain weakly acidic or basic ionizable groups. The molecular chain of these polymers along the charge density can be varied by varying the degree of neutralization. Examples of weakly acidic or weakly basic polyelectrolytes which are particularly suitable for use in the present invention include polyacrylic acid, polymaleic acid, a copolymer of maleic acid and methyl vinyl ether, polymethacrylic acid, a copolymer of styrene and maleic acid (4), a copolymer of styrene and maleic acid.

Esillä olevan keksinnön mukainen seos sisältää heikosti emäksisiä ja heikosti happamia polyelektrolyyttejä, mutta erityisesti se sisältää niistä sellaisia, jotka on osaksi neutraloitu. Ainakin jonkin verran polymeerin funktionaalisista ryhmistä, olkootpa ne heikosti happamia (esim. COOK) tai heikosti emäksisiä, titrataan ensiksi osittain jollakin emäksellä tai vastaavasti hapolla ennen kuin polyelektrolyytti sisällytetään testausseokseen. Tyypillisesti käytetään titrausaineen vesi-liuoksia ja emäksisiin titrausaineisiin sisältyvät NaOH:n, KOH:n, Na^O^n, polyetyleeni-imiinin, tris (hydroksimetyyli-amiini)metaanin ym. alansa kohtuullisesti taitavien kemistien tuntemat liuokset. Yllättävästi tällainen osittainen titraus eli neutralointi on todettu välttämättömäksi testiliuosten ominaispainotasojen merkitsevien erotusten havaitsemisen mahdollistamiseksi.The composition of the present invention contains weakly basic and weakly acidic polyelectrolytes, but in particular contains those which are partially neutralized. At least some of the functional groups of the polymer, whether weakly acidic (e.g., COOK) or weakly basic, are first partially titrated with a base or acid, respectively, before the polyelectrolyte is included in the test mixture. Typically, aqueous solutions of the titrant are used, and basic titrants include solutions known to reasonably skilled chemists for NaOH, KOH, Na 2 O 2, polyethyleneimine, tris (hydroxymethylamine) methane, and the like. Surprisingly, such partial titration, i.e. neutralization, has been found necessary to allow the detection of significant differences in the specific gravity levels of the test solutions.

Mieluimmin polymeeri neutraloidaan vähintään 50 %:sesti, so. vähintään noin puolet ionisoituvista ryhmistä neutraloidaan. Ihanteellinen neutraloimisalue, joka myös on osoittautunut ensisijaiseksi esillä olevassa keksinnössä käytettäessä, on noin 75 - noin 95 %:nen neutralointi, jolta alueelta 90 % on todettu tähän mennessä sopivimmaksi antamaan suurimman erottumisen pH:n muuttumisessa tai muussa havaittavassa responssissa ominaispainolle tai ioniväkevyydelle.Preferably, the polymer is neutralized by at least 50%, i. at least about half of the ionizable groups are neutralized. The ideal neutralization range, which has also proven to be preferred for use in the present invention, is about 75% to about 95% neutralization, of which 90% has been found to be most suitable to provide the greatest difference in pH change or other detectable response to specific gravity or ionic strength.

7 821437 82143

Se polyelektrolyytti, joka valitaan käytettäväksi esillä olevassa keksinnössä on, niin kuin edellä on mainittu, osittain neutraloitava. Tämä saadaan aikaan titraamalla polymeeriä sopivalla hapolla tai emäksellä jos niin halutaan, tai millä tahansa muulla keinolla, jolla saavutetaan haluttu tulos, nimittäin osittainen neutralointi. Niinpä kuvio 1 esittää Gantre^ S-97:n, General Aniline and Film Corporationin markkinoiman maleiinianhydridin ja metyylivinyylieetterin kopolymee-rin titrauskäyrää natriumhydroksidilla vesiliuoksessa. Kuvio 2 esittää samat tiedot polyakryylihaposta ja kuvio 3 polyvinyy-liamiinista.The polyelectrolyte selected for use in the present invention must, as mentioned above, be partially neutralized. This is accomplished by titrating the polymer with a suitable acid or base if desired, or by any other means that achieves the desired result, namely, partial neutralization. Thus, Figure 1 shows a titration curve of a copolymer of maleic anhydride and methyl vinyl ether marketed by Gantre® S-97, General Aniline and Film Corporation, with sodium hydroxide in aqueous solution. Figure 2 shows the same data for polyacrylic acid and Figure 3 for polyvinylamine.

Seoksen toisena elementtinä on ioninvaihdolle herkkä indikaatto-riaine. Se voi olla sellaisissa erilaisissa muodoissa kuin pH-mittarin, pH-indikaattorin tai muun keinon muodossa jolla alaa kohtuullisesti tunteva henkilö pystyy määrityksen suorittamaan. Niinpä pH-mittaria voidaan käyttää varustettuna vakio-pH-elektrodilla (liuosjärjestelmissä) tai pinta-pH-elektrodilla feilloin kun seos on sisällytetty kantajamatriisiin). pH-mittarin osoitus voidaan sitten havaita eri ioniväkevyysarvoissa ja rakentaa sitten vertausjärjestelmä, jossa tietty pH:n muutos vastaa testinäytteen tiettyä ioniväkevyyttä.The second element of the mixture is an ion exchange-sensitive indicator substance. It may take a variety of forms, such as a pH meter, a pH indicator, or other means by which a person of ordinary skill in the art can perform the assay. Thus, a pH meter can be used with a constant pH electrode (in solution systems) or a surface pH electrode (when the mixture is incorporated into a carrier matrix). The indication of the pH meter can then be detected at different ionic strength values and then a reference system constructed in which a certain change in pH corresponds to a certain ionic concentration in the test sample.

Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää tunnettuja pH:lie herkkiä, väriä muodostavia reagenssiseoksia ja nämä voivat saada aikaan värin muutoksen tai värin ilmestymisen, jonka mittausta suorittava henkilö pystyy havaitsemaan ja joka ilmaisee testattavana olevan järjestelmän ioniväkevyyden tai ominaispainon. Jos käytetään väriämuodostavaa ainetta, voidaan etukäteen rakentaa ver-tausvärijärjestelmä, niin että nopealla silmämääräisellä seoksen ja vertausjärjestelmän vertauksella saadaan halutut tulokset. Esimerkkejä esillä olevassa keksinnössä käytettäviksi sopivista värinmuodostusaineista ovat bromotymolisini, alitsariini, bromikresolipurppura, fenolipuna ja neutraalipuna; joista bromotymolisini on todettu erityisen sopivaksi.Alternatively, known pH-sensitive, color-forming reagent mixtures can be used and these can cause a color change or color appearance that can be detected by the person performing the measurement and that indicates the ionic strength or specific gravity of the system under test. If a color-forming agent is used, a reference color system can be constructed in advance so that a rapid visual comparison of the mixture and the reference system gives the desired results. Examples of suitable coloring agents for use in the present invention include bromotymolysin, alizarin, bromocresol purple, phenol red and neutral red; of which bromotymolini has been found to be particularly suitable.

Esillä oleva keksintö koskee myös laitetta, jossa kantajamatriisiin on sisällytetty äskenmainittua testiseosta, niin että se muodostaa työkalun nopeiden, luotettavien arvioiden saamiseksi 8 82143 liuosten ominaispainoista. Kantajamatriisi on tavallisesti, mutta ei välttämättä, jotakin huokoista ainetta kuten suodatinpaperia. Muita alalla tunnettuja kantamatriisin muotoja ovat huopa, huokoiset keraamiset liuskat ja kudotut tai huopautetut lasikuidut (US-patenttijulkaisu 3 846 247). Myös voidaan käyttää puuta, kangasta, sieniainesta ja savipitoisia aineita (US-patentti julkaisu 3 552 928). Kaikkia näitä kantajamatriisiainei-ta voidaan käyttää esillä olevassa keksinnössä, ja niin voidaan muitakin. On todettu, että suodatinpaperi on erityisen sopiva.The present invention also relates to an apparatus in which the aforementioned test mixture is incorporated into a carrier matrix so as to provide a tool for obtaining rapid, reliable estimates of the specific gravity of solutions. The carrier matrix is usually, but not necessarily, some porous material such as filter paper. Other forms of base matrix known in the art include felt, porous ceramic strips, and woven or felted glass fibers (U.S. Patent 3,846,247). Wood, fabric, sponge, and clay-containing materials can also be used (U.S. Patent 3,552,928). All of these carrier matrix materials can be used in the present invention, and so can others. It has been found that filter paper is particularly suitable.

Eräässä ensisijaisessa sovellutusmuodossa suodatinpaperi kastellaan osaksi neutraloidun polyelektrolyytin veteen tai muuhun sopivaan, helposti normaaleilla laboratoriokokeilla määritettävään kantaja-aineeseen liuotetulla tai suspendoidulla osaksi neutraloidulla polyelektrolyytillä, ja kuivatetaan sitten. Poly-elektrolyyttiä sisältävä suodatinpaperi kastellaan tämän jälkeen halutun indikaattorin (kuten bromotymolisinen) metanoliliuoksel-la tai muuhun sopivaan liuottimeen kuten etanoliin, N,N-dimetyy-liformamidiin tai dimetyylisulfoksidiin tehdyllä liuoksella, ja kuivatetaan sen jälkeen. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää kertakastomenetelmää, jossa polyelektrolyytti ja indikaattori sisältyvät yhtäaikaa alkuliuokseen tai suspensioon.In a preferred embodiment, the filter paper is wetted with a partially neutralized polyelectrolyte dissolved or suspended in a partially neutralized polyelectrolyte in water or another suitable carrier that is readily determined by normal laboratory tests, and then dried. The polyelectrolyte-containing filter paper is then soaked in a methanolic solution of the desired indicator (such as bromothymol) or in a suitable solvent such as ethanol, N, N-dimethylformamide or dimethyl sulfoxide, and then dried. Alternatively, a single dip method can be used in which the polyelectrolyte and the indicator are included in the stock solution or suspension at the same time.

Kuivatettu, reagenssia sisältävä kantajamatriisi voidaan kiinnittää haluttaessa jollekin tausta-aineelle. Niinpä testaus-laite ensisijaisessa sovellutusmuodossaan käsittää suodatinpaperi-kanta jamatriisin, johon on sisällytetty osittain neutraloitua polyelektrolyyttiä ja indikaattoria niin kuin edellä on selitetty, joka matriisi on kiinnitetty läpinäkyvää polystyree-nikalvoa olevan pitkänomaisen kappaleen toiselle sivulle. Matriisi kiinnitetään kalvon toiseen päähän millä tahansa sopivalla keinolla kuten kaksipuolisella liimanauhalla (Double Stick, jota on saatavana 3 M-Company1lta), polystyreenikalvon toisen pään toimiessa kahvana. Käytön aikana laitetta pidel-lään polystyreenikalvo-tausta-aineksen vapaasta päästä ja matriisi upotetaan testinäytteeseen (esim. virtsaan) ja poistetaan nopeasti. Mahdollinen värinmuodostus tai muu havaittavissa oleva responssi havaitaan ennaltamäärätyn ajan kuluttua ja sitä verrataan vertausstandardiin, joka vastaa tunnettuja liuoksen ioniväkevyyksien tai ominaispainojen responsseja.The dried reagent-containing carrier matrix can be attached to a background material, if desired. Thus, the test apparatus in its preferred embodiment comprises a filter paper backing matrix incorporating a partially neutralized polyelectrolyte and an indicator as described above, which matrix is attached to one side of an elongate body of transparent polystyrene film. The matrix is attached to one end of the film by any suitable means, such as double-sided adhesive tape (Double Stick, available from 3 M-Company), with the other end of the polystyrene film acting as a handle. During use, the device is held from the free end of the polystyrene film backing material and the matrix is immersed in a test sample (e.g., urine) and quickly removed. Any color formation or other detectable response is detected after a predetermined time and compared to a reference standard corresponding to known responses of ionic concentrations or specific gravities of the solution.

Il 9 82143Il 9 82143

Se, mitä vertausstandardia kulloinkin käytetään, riippuu siitä käytetäänkö seosta yksinään vai sisällytettynä kantajamatrlisiin, sekä kulloisestakin indikaatiokeinosta. Niinpä jos osittain neutraloitu polyelektrolyytti lisätään suoraan testinäyt-teeseen ja indikaatiokeinona on pH-mittari, vertausstandardi voidaan muodostaa lisäämällä standardipainomäärä polyelektro-lyyttiä standarditilavuusmäärään liuosta, jonka ioniväkevyys on tunnettu. pH:n muutos ennen ja jälkeen polyelektrolyytin lisäystä merkitään muistiin pH-mittaria käyttäen. Tätä menettelyä noudatetaan sarjalla liuoksia, joilla on vaihteleva, tunnettu ioniväkevyys. Tuntemattoman testinäytteen ioniväkevyyden määrittämiseksi noudatetaan samaa menettelyä, ja pH:n muutosta verrataan tunnettujen liuosten pH:n muutoksiin.The reference standard used in each case depends on whether the mixture is used alone or incorporated into carrier matrices, as well as on the particular means of indication. Thus, if the partially neutralized polyelectrolyte is added directly to the test sample and the indication is a pH meter, a reference standard can be formed by adding a standard weight amount of polyelectrolyte to a standard volume of a solution of known ionic strength. The change in pH before and after the addition of the polyelectrolyte is recorded using a pH meter. This procedure is followed with a series of solutions of varying, known ionic strength. The same procedure is used to determine the ionic strength of an unknown test sample, and the change in pH is compared with changes in the pH of known solutions.

Silloin kun käytetään testilaitetta, jona on kantajamatriisi, joka sisältää osittain neutraloitua polyelektrolyyttiä ja jotakin värinmuodostusainetta, vertausstandardi voi käsittää sarjan värilohkoja, jotka kuvaavat sitä väriä, jonka kantajamatriisi on kehittänyt ennaltamäärätyn ajan kuluttua liuosten vaikutuksesta, joiden ioniväkevyys on tunnettu. Tuntematonta näytettä testattaessa testauslaitteen kantajamatriisi upotetaan näytteeseen, poistetaan, ja värin ilmestyminen tai muutos mainitun ennaltamäärätyn ajan kuluttua havaitaan. Esiintyvää väri-responssia verrataan sitten vertausstandardin värilohkoihin näytteen ioniväkevyyden tai ominaisipainon toteamiseksi.When a test device is used which has a carrier matrix containing a partially neutralized polyelectrolyte and a color former, the reference standard may comprise a series of color blocks representing the color developed by the carrier matrix after a predetermined time by solutions of known ionic strength. When testing an unknown sample, the carrier matrix of the test device is embedded in the sample, removed, and the appearance or change of color after said predetermined time is detected. The resulting color response is then compared to the color blocks of the reference standard to determine the ionic strength or specific gravity of the sample.

Seuraavat esimerkit esitetään esillä olevan keksinnön käyttämisen edelleen havainnollistamiseksi. Niinpä keksinnön ensisijaisia sovellutusmuötoja selitetään ja analysoidaan. Esimerkit on tarkoitettu pelkästään havainnollistaviksi eivätkä millään tavoin edellä selitetyn ja patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön suoja-aluetta rajoittaviksi.The following examples are presented to further illustrate the use of the present invention. Accordingly, preferred embodiments of the invention will be explained and analyzed. The examples are intended to be illustrative only and in no way to limit the scope of the invention described above and defined in the claims.

Esimerkki 1 - Maleiinianhydridin ja metyylivinyylieetterin kopolymeerin osittainen neutralointi Tämä koe suoritettiin erään polyelektrolyytin (Gantre^^ S-97, jota markkinoi General Aniline and Film Corporation) osittaisen neutraloimisen ja sen vaikutuksen liuoksen ominaispainon määritysseokseen tutkimiseksi.Example 1 - Partial Neutralization of a Copolymer of Maleic Anhydride and Methyl Vinyl Ether This experiment was performed to investigate the partial neutralization of a polyelectrolyte (Gantre®-S-97 marketed by General Aniline and Film Corporation) and its effect on the specific gravity of the solution.

10 821 4310,821 43

Moduuleista koostuva automaattinen titrauslaite koottiin eri polyelektrolyyttien titraamiseksi esillä olevaan keksintöön liittyvää tutkimusta varten. Titrauslaite koostui automaattisesta pipetointilaitteesta, Model No 25000, toimittaja Mikromedic Systems, Inc. Tämä koe pystyy annostamaan vakioti-lavuuden titrausainetta aikayksikköä kohti titrattavaan polymeeri liuokseen . Titrausaineen lisäämisvirtaama (siis poly-elektrolyytin neutraloitumisnopeus) säädettiin valitsemalla pipetin tilavuus, annosteltu osuus pipetin tilavuudesta ja titrausaineen väkevyys. pH:n muutos titrauksen aikana havaittiin käyttämällä vakio-pH-elektrodia ja Orion Model 701 digitali-pH-mittaria. pH-mittarin tuloste syötettiin Hewlett-Packard Model 17500A 25 cm:n liuskapiirturiin, jonka mittakaava oli kalibroitu niin, että 2,5 cm vastasi yhden pH-yksikön muutosta. Näin ollen piirturi antoi jatkuvan valvonnan pH-muutoksista aikaan nähden (ja niin ollen lisättyyn titrausainetilavuuteen nähden).A modular automatic titrator was assembled to titrate various polyelectrolytes for research in connection with the present invention. The titration device consisted of an automatic pipetting device, Model No. 25000, supplied by Mikromedic Systems, Inc. This experiment is capable of dispensing a constant volume of titrant per unit time into the polymer solution to be titrated. The titrant addition flow (i.e., the rate of neutralization of the polyelectrolyte) was adjusted by selecting the pipette volume, the dispensed portion of the pipette volume, and the titrant concentration. A change in pH during titration was detected using a standard pH electrode and an Orion Model 701 digital pH meter. The output of the pH meter was fed to a Hewlett-Packard Model 17500A 25 cm strip plotter, the scale of which was calibrated so that 2.5 cm corresponded to a change in one pH unit. Thus, the plotter provided continuous monitoring of pH changes over time (and thus relative to the volume of titrant added).

Tätä laitetta käytettiin Gantrez S-97:n, joka on heikosti hapan polyelektrolyytti, titraamiseen ja sen osittaisen neutraloimisen huomioimiseen. Valmistettiin Gantrez-liuos, joka sisälsi 20 g tätä polyelektrolyyttiä deionisoitua vesilitraa kohti. Kolme 100 ml alikvoottia tätä liuosta pantiin 250 ml dekanterilasei-hin. Yksi alikvootti tehtiin O,1-normaaliseksi ja toinen 1,0-normaaliseksi NaClrlla. Kolmanteen alikvoottiin ei lisätty suolaa lainkaan. Titraamalla jokainen näistä polyelektrolyytti liuoksista 1,0-n NaOHrlla 50 mm pipetissä virtaamalla 9,0 ml titrausainetta tunnissa ja piirtämällä pH-muutos titrausaineen tilavuutta kohti, kävi päinsä tutkia Gantrez'in titrausominai-suuksia sekä osittaisen neutraloinnin vaikutuksia sen kykyyn erottaa vaihtelevia ioniväkevyyksiä.This apparatus was used to titrate Gantrez S-97, a weakly acidic polyelectrolyte, and to account for its partial neutralization. A Gantrez solution containing 20 g of this polyelectrolyte per liter of deionized water was prepared. Three 100 ml aliquots of this solution were placed in 250 ml beakers. One aliquot was made 0.1 normal and the other 1.0 normal with NaCl. No salt was added to the third aliquot. By titrating each of these polyelectrolyte solutions with 1.0 N NaOH in a 50 mm pipette at a flow rate of 9.0 ml of titrant per hour and plotting the pH change per volume of titrant, it was possible to study Gantrez titration properties and the effects of partial neutralization on its ability to separate varying ionic strengths.

Tässä kokeessa saadut titraustiedot on esitetty graafisesti kuviossa 1. Käyrä A edustaa sen polyelektrolyyttiliuoksen tit-rausta, johon ei ollut lisätty suolaa, käyrä B edustaa sen polyelektrolyyttiliuoksen titrausta, joka oli tehty 0,1-normaaliseksi NaClriin nähden ja käyrä C edustaa sen polyelektrolyyttiliuoksen titrausta, joka sisälsi NaCl 1,0-normaalisesti. Se selvä erillisyys, joka ilmenee käyrien A, B ja C välillä kuviossa 1, osoittaa ioniväkevyyden vaikutusta polymeerinThe titration data obtained in this experiment are shown graphically in Figure 1. Curve A represents the titration of the polyelectrolyte solution to which no salt has been added, curve B represents the titration of the polyelectrolyte solution made normal to 0.1% NaCl and curve C represents the titration of its polyelectrolyte solution, containing NaCl 1.0-normally. The clear separation between curves A, B and C in Figure 1 shows the effect of ionic strength on the polymer

IIII

11 82143 näennäiseen pK:hon. Näin ollen, huomioimalla titrauskäyrien välisiä erillisyysasteita, so. pH-arvojen erotuksia tietyn tit-rausainemäärän kohdalla voidaan arvioida maksimointi eri ominais-painotasojen määritykseen nähden. Esimerkiksi suurempaa erillisyyttä havaitaan pH 5:n ja pH 10:n välisillä alueilla kuin polymeerin neutraloimisen muissa vaiheissa. Kuvion 1 käyrät osoittavat, että optimi-erottuminen esiintyy polymeerin neutra-loitumisasteen ollessa noin 70 %:sta 95 %:iin tai siitä yli (so. kun on lisätty noin 6,0-9,0 ml titrausainetta). Paitsi että tämä informaatio on hyödyllinen arvosteltaessa polymeerin tehokkuutta vetisissä järjestelmissä, se lisäksi auttaa määrittämään kanta-jamatriisiin sisällytettävän polyelektrolyytin optimi-neutraloinnin, niin kuin jäljempänä esimerkistä IV nähdään.11 82143 to the apparent pK. Thus, taking into account the degrees of separation between the titration curves, i. Differences in pH values for a given amount of titrant can be estimated by maximization relative to the determination of different specific gravity levels. For example, greater segregation is observed in the range between pH 5 and pH 10 than in other stages of polymer neutralization. The curves in Figure 1 show that optimum separation occurs when the degree of neutralization of the polymer is from about 70% to 95% or more (i.e., after the addition of about 6.0-9.0 ml of titrant). Not only is this information useful in evaluating the effectiveness of the polymer in aqueous systems, it also helps to determine the optimum neutralization of the polyelectrolyte to be incorporated into the parent matrix, as seen in Example IV below.

Tietyn polyelektrolyytin prosentuaalinen neutralointi voidaan laskea titraustiedoista kuten graafisesti kuviossa 1 käyrällä A esitetyistä (polyelektrolyytin, tässä Gantrez S-97:n titraus ilman suolalisäystä). Polymeerin prosentuaalinen neutralisaatio-aste lasketaan polymeeriliuoksen tietylle titratulle pH:lie etsimällä tämä liuoksen pH pystyakselilta, vetämällä vaakasuora viiva pystyakselilta käyrälle A ja vetämällä pystysuora viiva käyrän A tästä pisteestä vaakasuoralle akselille (so. ml 1,0-n NaOH). Titrausaineen tilavuusmäärä (joka vastaa pystysuoran viivan ja vaakasuoran akselin leikkauspistettä) jaettuna titrausaineen tilavuusmäärällä titrauksen päätepisteessä ja kerrottuna 100:11a antaa tarkan likiarvon polyelektrolyytin neutralisaatioprosentista. Titrauksen päätepisteen osoittaa käyrän A pystysuoruus kauimpana oikealla, ja voidaan ilmaista lisätyn titrausaineen tilavuusmääränä.The percentage neutralization of a particular polyelectrolyte can be calculated from the titration data as shown graphically in Figure 1 by curve A (titration of the polyelectrolyte, here Gantrez S-97 without addition of salt). The percentage degree of neutralization of the polymer is calculated for a given titrated pH of the polymer solution by finding this pH of the solution on the vertical axis, drawing a horizontal line from the vertical axis to curve A and drawing a vertical line from this point on curve A to the horizontal axis (i.e. 1.0 ml NaOH). The volume of titrant (corresponding to the point of intersection of the vertical line and the horizontal axis) divided by the volume of titrant at the end point of the titration and multiplied by 100 gives an accurate approximation of the percentage of neutralization of the polyelectrolyte. The end point of the titration is indicated by the vertical to the right of curve A, and can be expressed as the volume of titrant added.

Niinpä Gantrez S-97:lla kuvion 1 mukainen päätepiste on hyvin lähellä arvoa 9,0 (noin 8,6) ml 1,0-n NaOH-titrausainetta. Gantrez-liuoksen titraus deionisoidussa vedessä pH-arvoon noin 7,5 vastaa noin 6,0 ml titrausainemäärää. Koska päätepiste on noin 8,6 ml titrausainetta, neutralisaatio-% voidaan laskea seuraavasti: 6,0 ml (titrausainetta) η _,Λ /α — -i‘— x 100 = 70 (% neutra- 8,6 ml (titr.ainetta päätepisteessä) loitu) i2 821 43Thus, for Gantrez S-97, the endpoint of Figure 1 is very close to 9.0 (about 8.6) ml of 1.0 N NaOH titrant. Titration of the Gantrez solution in deionized water to a pH of about 7.5 corresponds to about 6.0 ml of titrant. Since the end point is about 8.6 ml of titrant, the% neutralization can be calculated as follows: 6.0 ml (titrant) η _, Λ / α - -i'— x 100 = 70 (% neutra- 8.6 ml (titr. substance at endpoint) found) i2 821 43

Esimerkki II - Polyakryylihapon osittainen neutralisointi Tämä esimerkki suoritettiin polyakryylihapon osittaisen neutra-loimisen ja tämän neutraloimisen vaikutuksen tämän polyelektro-lyytin käyttökelpoisuuteen liuoksen ominaispainon määrityksessä tutkimiseksi. Automaattinen moduulititrauslaite, pH-mittari ja elektrodi olivat samat kuin esimerkissä I on selitetty, ja samoin menettely.Example II - Partial Neutralization of Polyacrylic Acid This example was performed to investigate the partial neutralization of polyacrylic acid and the effect of this neutralization on the utility of this polyelectrolyte in determining the specific gravity of the solution. The automatic module titrator, pH meter and electrode were the same as described in Example I, as was the procedure.

Valmistettiin liuos polyakryylihaposta, heikosti happamasta polyelektrolyytistä, jota oli saatu Aldrich Chemical Co:lta (luettelo-No 19 205 - 8), liuottamalla 20 g polymeeriä yhteen litraan deionisoitua vettä. Kolme 100 ml alikvoottia tätä liuosta pantiin 250 ml dekanterilaseihin. Yksi alikvooteista tehtiin 0,l-n:ksi ja toinen l,0-n:ksi NaClriin nähden. Kolmanteen alikvoottiin ei lisätty suolaa. Kukin näistä liuoksista titraattiin sitten 10,0-n NaOH:lla 50 ml pipettiä käyttäen virtaaman ollessa 3,0 ml titrausainetta tuntia kohti. Tulokset on esitetty kuviossa 2, jossa käyrä A edustaa suolatonta poly-elektrolyyttiä, käyrä B NaCl:iin nähden 0,1-n liuosta ja käyrä C NaCl:iin nähden 1,0-n liuosta.A solution of polyacrylic acid, a weakly acidic polyelectrolyte obtained from Aldrich Chemical Co. (Catalog No. 19 205-8), was prepared by dissolving 20 g of polymer in one liter of deionized water. Three 100 ml aliquots of this solution were placed in 250 ml beakers. One of the aliquots was made to 0.1-n and the other to 1.0-n relative to NaCl. No salt was added to the third aliquot. Each of these solutions was then titrated with 10.0 NaOH using a 50 mL pipette at a flow rate of 3.0 mL of titrant per hour. The results are shown in Figure 2, where curve A represents the unsalted polyelectrolyte, curve B represents a 0.1 n solution relative to NaCl and curve C represents a 1.0 n solution relative to NaCl.

Kuviossa 2 esitetyt tulokset osoittavat, että suurin erottuminen ioniväkevyyteen nähden (so. käyrien A, B ja C välillä) esiintyi noin 50 %:sta noin 95 %:iin tai suurempaan polymeerin neutra-lisaatioon (so. noin l,5:stä noin 3,0 ml:aan titrausainetta). Niinpä esimerkiksi kun polymeeriä on titrattu 40 minuutin jakso (2,0 mlrlla 10-n NaOH), voidaan nähdä saadun pH:n merkittävää erottumista riippuen liuoksen ioniväkevyydestä. Käyrä C, joka vastaa 1,0-n NaCl, antaa pH-arvotulokseksi noin 5,25, käyrä B, joka vastaa 0,1-n NaCl, antaa pH-arvon noin 5,8 ja käyrä A, joka vastaa 0 väkevyyttä NaCl:iin nähden, antaa pH-arvon noin 6,25. Näin ollen tietyn liuoksen ioniväkevyys tai ominaispaino voidaan likimäärittää käyttämällä näitä arvoja ja interpoloimal-la niiden välillä.The results shown in Figure 2 show that the greatest difference in ionic strength (i.e., between curves A, B, and C) occurred from about 50% to about 95% or greater polymer neutralization (i.e., from about 1.5 to about 3%). .0 ml of titrant). Thus, for example, after titration of the polymer for a period of 40 minutes (2.0 ml with 10 N NaOH), a significant difference in the pH obtained can be seen depending on the ionic concentration of the solution. Curve C, corresponding to 1.0 N NaCl, gives a pH value of about 5.25, curve B, corresponding to 0.1 n NaCl, gives a pH of about 5.8, and curve A, corresponding to 0 NaCl concentration. , gives a pH of about 6.25. Thus, the ionic concentration or specific gravity of a particular solution can be approximated by using these values and interpolating between them.

Esimerkki III - Polyvinyyliamiinin osittainen neutralointi Tämä koe suoritettiin heikosti emäksisen polyelektrolyytin, nimittäin polyvinyyliamiinin, jota oli saatu Dynapol Incrltä, osittaisen neutralisaation ja tämän neutralisaation vaikutuksen käyttökelpoisuuteen ominaispainon määrityksessä tutkimiseksi.Example III - Partial Neutralization of Polyvinylamine This experiment was performed to investigate the partial neutralization of a weakly basic polyelectrolyte, namely polyvinylamine obtained from Dynapol Inc., and the effect of this neutralization on the determination of specific gravity.

Il Käytettiin esimerkissä 1 selitettyjä automaattista moduuli- titrauslaitetta, pH-mittaria ja elektrodia, ja samoin menette lyä .The automatic module titration apparatus, pH meter and electrode described in Example 1 were used, and the same procedure was used.

i3 821 43i3 821 43

Valmistettiin liuos polyvinyyliamiinista sen hydrokloridisuolan muodossa (täysin neutraloidussa) , jonka molekyylipaino on noin 60 000, niin että polymeeripitoisuudeksi tuli 20,0 g deioni-soidun veden litraa kohti. Kolme 100 ml alikvoottia tästä liuoksesta pantiin 250 ml dekanterilaseihin. Yksi alikvooteista tehtiin 0,5 normaaliseksi ja toinen 3,0-n:ksi NaClriin nähden. Kolmanteen alikvoottiin ei lisätty suolaa. Jokainen näistä liuoksista titraattiin sitten 1,0-n NaOHrlla, käyttäen 50 ml pipettiä, 9,0 ml titrausainevirtaamalla tuntia kohti. Tulokset on esitetty kuviossa 3, jossa käyrä A edustaa sen polyelektro-lyyttiliuoksen titrausta, johon ei ollut lisätty suolaa, käyrä B sen liuoksen, joka oli tehty 0,5-n:ksi NaClriin nähden ja käyrä C sen liuoksen titrausta joka oli tehty 3,0-n:ksi NaClriin nähden.A solution of polyvinylamine was prepared in the form of its hydrochloride salt (fully neutralized) having a molecular weight of about 60,000 to give a polymer content of 20.0 g of deionized water per liter. Three 100 ml aliquots of this solution were placed in 250 ml beakers. One of the aliquots was made 0.5 normal and the other 3.0 n-NaCl. No salt was added to the third aliquot. Each of these solutions was then titrated with 1.0 N NaOH, using a 50 mL pipette, with a flow rate of 9.0 mL of titrant per hour. The results are shown in Figure 3, where curve A represents the titration of the polyelectrolyte solution to which no salt has been added, curve B represents the titration of the solution made to 0.5 n with NaCl and curve C represents the titration of the solution made with 3, To 0-n relative to NaCl.

Kuvion 3 esittämät tiedot osoittavat, että varsin vähän respons-sia ioniväkevyyteen nähden esiintyy silloin kun polymeeri on täydellisesti amiini- eli neutraloimattomassa muodossa (pH 10, 35 min), kun taas erinomaista erottumista esiintyy titrauksen alhaisemmilla asteilla, so. polymeerin neutralisaation ollessa laajempaa. Näin ollen polyvinyyliamiinin kyky erottaa eri ioni-väkevyys taso ja vaihtelee käänteisesti titrausaineen määrään nähden, niin että titrauksen alussa (neutralisaatio yli 95 %) saadaan erinomainen erottuminen, kun taas O-neutralisaatiossa (kun titrausainetta on lisätty noin 5,3 ml), erottumista ei esiinny lainkaan.The data shown in Figure 3 show that very little Respons in relation to ionic strength is present when the polymer is in a completely amine or neutralized form (pH 10, 35 min), while excellent separation occurs at lower degrees of titration, i. with a broader neutralization of the polymer. Thus, the ability of polyvinylamine to distinguish between different ionic strength levels and inversely varies with the amount of titrant, so that excellent separation is obtained at the beginning of the titration (neutralization over 95%), whereas in O-neutralization (when about 5.3 ml of titrant is added) the separation is not occurs at all.

Esimerkki IV - Maleiinianhydridin ja metyylivinyylieetterin kopolymeerin käyttäytyminen kantajamatriisissa Esimerkissä I käytettyä liuosta (20 g Gantrez S-97 litrassa deionisoitua vettä) tutkittiin edelleen sen käyttäytymisen huomioimiseksi virtaan ominaispainon mittaamisessa sen ollessa sisällytettynä kantajamatriisiin.Example IV - Behavior of Copolymer of Maleic Anhydride and Methyl Vinyl Ether in the Carrier Matrix The solution used in Example I (20 g of Gantrez S-97 per liter of deionized water) was further studied to account for its behavior in measuring the specific gravity of the stream when included in the carrier matrix.

i4 821 43i4 821 43

Valmistettiin ioniväkevyydelle tai ominaispainolle herkkä tes-tauslaite sisällyttämällä Gantrez S-97-liuos suodatinpaperiin ja sitten kuivattamalla. Näitä testauslaitteita valmistettiin useita polyelektrolyytin käyttäytymisen tutkimiseksi eri neutralisaatioasteissä. Niinpä Gantrez S-97-liuoksen ali-kvootteja neutraloitiin eri asteisesti titraamalla NaOH:lla.A test device sensitive to ionic strength or specific gravity was prepared by incorporating the Gantrez S-97 solution into the filter paper and then drying. Several of these test devices were fabricated to study the behavior of polyelectrolyte at different degrees of neutralization. Thus, aliquots of Gantrez S-97 solution were neutralized to varying degrees by titration with NaOH.

Eaton and Dikeman'lta saatuja suodatinpaperiliuskoja (No 204) upotettiin vastaavasti näihin osaksi titrattuihin alikvoottei-hin ja kuivatettiin sen jälkeen. Kyllästettyjä, kuivatettuja, kustakin alikvootista tehtyjä liuskoja upotettiin sitten virtsoihin, joilla oli tunnetut eri suuret ominaispainot, ja deioni-soituun veteen, ja näiden pH mitattiin. Näihin mittauksiin käytettiin pH-mittaria, joka oli varustettu tasopintaisella elektrodilla, joka oli saatu Markson Science Inc'Itä (No 1207 Bacti-Media yhdistelmä-pH-vertauselektrodi). ΔρΗ:η, so. täysin samanlaisten, vastaavasti deionisoituun veteen ja ominaispainoltaan tunnettuun virtsaan upotettujen liuskojen pH:n erotuksen arvot on esitetty seuraavassa taulukossa.Filter paper strips (No. 204) from Eaton and Dikeman were immersed in these partially titrated aliquots, respectively, and then dried. Saturated, dried strips from each aliquot were then immersed in urine of known high specific gravity and deionized water, and their pH was measured. A pH meter equipped with a planar electrode obtained from Markson Science Inc. (No. 1207 Bacti-Media composite pH reference electrode) was used for these measurements. ΔρΗ: η, so. the pH difference values of completely similar strips immersed in deionized water and urine of known specific gravity, respectively, are shown in the following table.

Polyelektrolyyttiliuos- Ominaispainoltaan erilaisten virtso- alikvoottien pH jen kehittämät ΔρΗ-arvotPolyelectrolyte solution - ΔρΗ values developed by the pHs of urine aliquots of different specific gravity

Om.p. Om.p. Om.p.S.g. S.g. S.g.

1,030 1,015 1,005 4.75 0,20 0,29 0,32 6.0 1,04 0,91 0,54 7.0 1,70 1,44 0,65 8.0 2,41 2,06 1,04 9,25 3,24 2,29 1,09 9.75 3,52 2,66 1,651.030 1.015 1.005 4.75 0.20 0.29 0.32 6.0 1.04 0.91 0.54 7.0 1.70 1.44 0.65 8.0 2.41 2.06 1.04 9.25 3.24 2 , 29 1.09 9.75 3.52 2.66 1.65

Edellä olevan taulukon luvuista on piirretty kuvaajat kuvioon 4, jossa näkyvät kolme käyrää edustavat ominaispainoltaan tau-lukonmukaisten virtsojen kehittämiä ΔρΗ-arvoja niitä testattaessa liuskoilla, jotka oli tehty neutralisaatioasteeltaan erilaisista alikvooteista. Kuviosta 4 näkyy, että käyrien erottumisaste suurenee huomattavasti polyelektrolyytin neutra-lisaatioasteen, so. sen pH:n, suuretessa. Niinpä mitä suuremmaksi osaksi Gantrez-polyelektrolyytti on neutraloitu, sitä suurempi on sen kyky erottaa virtsan ominaispainotasoja toisistaan .The figures in the table above are plotted in Figure 4, which shows three curves representing the ΔρΗ values generated by table-specific urine when tested on strips made from aliquots of different degrees of neutralization. It can be seen from Figure 4 that the degree of separation of the curves increases considerably with the degree of neutralization of the polyelectrolyte, i. as its pH increases. Thus, the more neutralized the Gantrez polyelectrolyte, the greater its ability to distinguish urine specific gravity levels.

Il is 82143Il is 82143

Esimerkki V - Polyakryylihapon käyttäytyminen kantajamat-riisissaExample V - Behavior of polyacrylic acid in carrier rice

Esimerkissä II käytettyä polyelektrolyyttiä (20 g polyakryyli-happoa litrassa deionisoitua vettä) tutkittiin edelleen sen käyttäytymisen virtsan ominaispainon mittaamisessa huomioimiseksi sen ollessa sisällytettynä kantajamatriisiin.The polyelectrolyte used in Example II (20 g of polyacrylic acid per liter of deionized water) was further studied to account for its behavior in measuring the specific gravity of urine when incorporated into a carrier matrix.

Testauslaitteet valmistettiin ja testattiin niin kuin esimerkissä IV, paitsi että Gantrez S-97 korvattiin polyakryyliha-polla. Valmistettiin liuos, jossa oli 20 g polyakryylihappoa litrassa deionisoitua vettä. Tämän liuoksen alikvootteja titrattiin 10-n NaOHslla kunnes saavutettiin seuraavassa taulukossa mainitut pH-tasot. Suodatinpaperiliuskoja, jotka oli saatu Eaton and Dikeman'ilta (No 204) upotettiin vastaavasti näihin alikvootteihin ja kuivatettiin. Sitten ne kukin upotettiin virtsoihin, joilla oli erilaiset tunnetut ominaispainot, ja deionisoituun veteen, ja näiden pH mitattiin. pH:n arvot määritettiin niin kuin esimerkissä IV ja esitetään seuraavassa taulukossa. Mittauksiin käytettiin tasopintai-sella elektrodilla varustettua pH-mittaria, joka oli saatu Markson Science Inc siltä (No 1207 BactiMedia yhdistelmä-pH-vertauselektrodi).Test equipment was prepared and tested as in Example IV, except that Gantrez S-97 was replaced with polyacrylic meat. A solution of 20 g of polyacrylic acid per liter of deionized water was prepared. Aliquots of this solution were titrated with 10 N NaOH until the pH levels listed in the following table were reached. Strips of filter paper obtained from Eaton and Dikeman (No. 204) were immersed in these aliquots, respectively, and dried. They were each immersed in urine of different known specific weights and deionized water, and their pH was measured. The pH values were determined as in Example IV and are shown in the following table. A pH meter with a planar electrode obtained from Markson Science Inc (No. 1207 BactiMedia composite pH reference electrode) was used for the measurements.

Polyelektrolyyttiliuosten Ominaispainoltaan erilaisten virt- alikvoottien pH sojen kehittämät ΔρΗ-arvotΔρΗ values developed by pH salts of polyelectrolyte solutions with different specific gravity flow quotas

Om.p. Om.p. Om.p.S.g. S.g. S.g.

1,005 1,015 1,030 4.0 0,11 0,05 0,00 5.0 0,5 0,64 0,70 6.0 0,56 0,88 1,09 7.0 0,76 1,29 1,68 7,5 0,91 1,40 1,98 8.0 1,15 1,73 2,29 8,25 1,10 1,82 2,101.005 1.015 1.030 4.0 0.11 0.05 0.00 5.0 0.5 0.64 0.70 6.0 0.56 0.88 1.09 7.0 0.76 1.29 1.68 7.5 0.91 1 .40 1.98 8.0 1.15 1.73 2.29 8.25 1.10 1.82 2.10

Edellä olevan taulukon luvuista on piirretty kuvaajat kuvioon 5, joka, niin kuin kuvion 4:kin, osoittaa, että siinä olevien käyrien erottumisaste suurenee huomattavasti polyelektrolyy-tin neutralisaatioasteen, so. sen pH:n suuretessa.From the figures in the table above, graphs are drawn in Fig. 5, which, like Fig. 4, shows that the degree of separation of the curves therein increases considerably with the degree of neutralization of the polyelectrolyte, i. as its pH increases.

ie 8214382143 BC

Esimerkki VI - Polyvinyyliamiinin käyttäytyminen kantaja- matriisissaExample VI - Behavior of polyvinylamine in a carrier matrix

Esimerkissä III käytettyä polyelektrolyyttiä tutkittiin edelleen sen käyttäytymisen huomioimiseksi vaihtelevien virtsan ominaispainojen mittaamisessa sen ollessa sisällytettynä kanta j amatriisiin.The polyelectrolyte used in Example III was further studied to account for its behavior in measuring varying urinary specific weights when incorporated into a strain.

Testauslaitteet valmistettiin ja testattiin kuten esimerkeissä IV ja V, paitsi että Gantrez S-97:n ja vastaavasti polyakryyli-hapon sijasta käytettiin polyvinyyliamiinia. Valmistettiin liuos, joka sisälsi 20 g polyvinyyliamiinia (joka oli saatu Dynapol Inc riitä, molekyylipaino 60 000, kats. Dawson ym, J.A.C.S. 98, 5996, 1978) litrassa deionisoitua vettä. Käytetty polyelektrolyytti oli hydrokloridin muodossa ja niin ollen täysin neutraloidussa tilassa. Tämän liuoksen ali-kvootteja titrattiin kutakin 1,0-n NaOHrlla kunnes saavutettiin seuraavassa taulukossa esitetyt liuosten pH-tasot. Suo-datinpaperiliuskat, jotka oli saatu Eaton and Dikeman'ilta (No 204), upotettiin kuhunkin näihin alikvootteihin ja kuivatettiin. Sitten ne kukin upotettiin virtsanäytteisiin, joilla oli erilaiset tunnetut ominaispainot, ja deionisoi-tuun veteen, ja näiden pH mitattiin käyttäen sitä tasopintais-ta elektrodia, joka on selitetty esimerkeissä IV ja V. Sitten määritettiin ÄpHrn arvot niin kuin esimerkeissä IV ja V ja ne esitetään seuraavassa taulukossa.Test equipment was prepared and tested as in Examples IV and V, except that polyvinylamine was used instead of Gantrez S-97 and polyacrylic acid, respectively. A solution was prepared containing 20 g of polyvinylamine (obtained from Dynapol Inc sufficient, molecular weight 60,000, see Dawson et al., J.A.C.S. 98, 5996, 1978) per liter of deionized water. The polyelectrolyte used was in the form of the hydrochloride and thus in a completely neutralized state. Aliquots of this solution were each titrated with 1.0 N NaOH until the pH levels of the solutions shown in the following table were reached. Strips of filter paper obtained from Eaton and Dikeman (No. 204) were immersed in each of these aliquots and dried. They were each immersed in urine samples of different known specific weights and deionized water, and their pH was measured using the planar electrode described in Examples IV and V. The values of ÄpHr were then determined as in Examples IV and V and are shown in the following table.

Polyelektrolyyttiliuosten Ominaispainoltaan erilaisten alikvoottinen pH virtsojen kehittämätΔ pH-arvotAliquots of pH of polyelectrolyte solutions developed by urines of different specific weights

Om.p. Om.p. Om.p.S.g. S.g. S.g.

1,005 1,015 1,030 2,8 1,05 1,60 1,78 3.0 1,06 1,64 1,92 3,5 0,89 1,11 1,29 4.0 0,89 1,17 1,21 6.0 +0,06 -0,10 -0,33 8.0 -0,71 -0,99 -1,70 10.0 -1,45 -1,47 -2,24 11.0 -1,80 -2,50 -2,81 12.0 -2,24 -2,57 -3,071.005 1.015 1.030 2.8 1.05 1.60 1.78 3.0 1.06 1.64 1.92 3.5 0.89 1.11 1.29 4.0 0.89 1.17 1.21 6.0 +0 .06 -0.10 -0.33 8.0 -0.71 -0.99 -1.70 10.0 -1.45 -1.47 -2.24 11.0 -1.80 -2.50 -2.81 12.0 -2.24 -2.57 -3.07

IIII

17 821 43 Näitä lukuja esittävä käyriö, kuvio 6, osoittaa käyttökelpoista erottumista silloin kun polyelektrolyytti on osittain neutraloitu alle noin pH 5. Niinpä sen virtsan näytteessä, jonka ominaispaino on 1,005, esiintyy paljon pienempi pH:n muutos kuin virtsanäytteessä, jonka ominaispaino on 1,030. Virtsanäyte, jonka ominaispaino oli 1,015, antoi odotetusti välillä olevia ΔρΗ:η arvoja.17 821 43 The curve showing these figures, Figure 6, shows a useful separation when the polyelectrolyte is partially neutralized below about pH 5. Thus, a urine sample with a specific gravity of 1.005 shows a much smaller change in pH than a urine sample with a specific gravity of 1.030. A urine sample with a specific gravity of 1.015 gave ΔρΗ: η values between, as expected.

Tämä vaikutus ilmenee vielä dramaattisemmin silloin kun poly-vinyyliamiini-testauslaitteet vastaavasti upotetaan ioninväke-vyydeltään erilaisiin suolan vesiliuoksiin ja deionisoituun veteen ja näiden pH-arvot mitataan ΔρΗ:η arvojen saamiseksi. Liuskat, jotka oli valmisteltu niin kuin edellä, testattiin eri natriumkloridipitoisuuksilla deionisoidussa vedessä. Yksilöiden sanottuna nämä suolaliuosten pitoisuudet olivat 0,5, 1,5 ja 3,0 normaalisia NaCl:iin nähden. Tässä kokeessa saadut tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa ja käyrinä kuviossa 7. Käyrät A, B ja C vastaavat 3,0-n, 1,5-n ja O, vast.This effect is even more dramatic when polyvinylamine testing devices are immersed in aqueous salt solutions and deionized water of different ionic strengths, respectively, and their pH values are measured to obtain ΔρΗ: η values. The strips prepared as above were tested with different concentrations of sodium chloride in deionized water. In terms of individuals, these saline concentrations were 0.5, 1.5, and 3.0 normal to NaCl. The results obtained in this experiment are shown in the following table and as curves in Figure 7. Curves A, B and C correspond to 3.0-n, 1.5-n and O, respectively.

0,5-n NaCl-liuosta.0.5 N NaCl solution.

Polyelektrolyyttiliuosten Normaalisuudeltaan erilaisten alikvoottien pH suolaliuosten kehittämät ΔρΗ-arvot 0,5-n NaCl 1,5-n NaCl 3,0-n NaCl 2,8 0,60 0,63 0,93 3.0 1,04 1,37 1,46 3,5 0,88 0,99 1,23 4.0 1,00 1,32 1,61 6.0 0,90 0,93 1,03 8.0 0,64 0,64 0,68 10.0 0,61 0,64 0,60 11.0 "0,01 -0,03 -0,10 12.0 -0,09 —0,22 -0,29Polyelectrolyte solutions pH ΔρΗ values of 0.5% n NaCl 1.5 -N NaCl 3.0 -N NaCl 2.8 0.60 0.63 0.93 3.0 1.04 1.37 1.46 3.5 0.88 0.99 1.23 4.0 1.00 1.32 1.61 6.0 0.90 0.93 1.03 8.0 0.64 0.64 0.68 10.0 0.61 0.64 0 .60 11.0 "0.01 -0.03 -0.10 12.0 -0.09 -0.22 -0.29

Niin kuin kuviosta 7 näkyy, pH 10:ssä, jossa polyelektrolyytti on olennaisesti protoniton ja varaukseton, suolapitoisuuden vaihtelu ei vaikuta olennaisesti mitään. Polymeerin osittainen neutralisaatio saa kuitenkin aikaan tasaisesti suurenevan käyttäytymisen divergenssin responssina ioniväkevyydelle, mitä todistaa asianomaisten käyrien suureneva erottuminen, joka heijastaa laajalti divergoivaa ΔρΗ-responssia eri suuriin ioni-väkevyyksiin.As shown in Figure 7, at pH 10, where the polyelectrolyte is substantially proton-free and uncharged, the variation in salinity has substantially no effect. However, partial neutralization of the polymer results in a steadily increasing behavior of divergence in response to ionic concentration, as evidenced by the increasing separation of the relevant curves, reflecting the broadly divergent ΔρΗ response to different high ionic concentrations.

is 82143is 82143

Esimerkki VII - Testauslaite, joka on valmistettu käyttäen maleiinianhydridi/metyylivinyylieetteri-kopolymeeria ja bromotymolisinistä Esimerkin I mukaista testausseosta käytettiin kantajamatriisissa yhdessä bromotymolisinisen kanssa, joka on tunnettu pH-indikaat-tori, esillä olevan keksinnön ominaisuuksien tutkimiseksi ominaispainon silmämääräiseen määrittämiseen nähden.Example VII - Test apparatus made using maleic anhydride / methyl vinyl ether copolymer and bromothymol blue The test mixture of Example I was used in a carrier matrix together with bromothymol blue, a known pH indicator, to examine the properties of the present invention for visual determination of specific gravity.

Valmistettiin liuos, joka sisälsi 20 g Gantrez-S-97 litrassa deionisoitua vettä. Alikvoottia tästä liuoksesta titrattiin NaOHrlla kunnes saadun liuoksen pH oli 8,0 mitattuna esimerkissä I selitetyllä pH-mittari11a ja elektrodilla. Liuska suodatinpaperia (Eaton & Dykeman No 204) upotettiin osittain titrattuun (neutraloituun) alikvoottiin ja kuivatettiin sitten. Kuivatettu, polymeeriä sisältävä liuska upotettiin sitten bromotymolisinisen metanoliliuokseen, jonka väkevyys oli 1,2 g/1. Kuivatuksen jälkeen suodatinpaperiliuska kiinnitettiin kirkkaaseen, muoviseen tausta-ainekseen (Trycite, saatu Dawson Chemical Corlta) käyttäen kaksoispintaista liimanauhaa (Double Stick, saatu 3M Company'lta). Näin saadut testauslaitteet käsittivät jokainen Trycite-liuskan, jonka koko oli noin 9 x 0,5 cm, ja jonka toinen pää kannatti kyllästettyä suodatinpaperineliötä, jonka koko oli 0,5 x 0,5 cm. Loppuosa Trycitestä toimi kahvana.A solution was prepared containing 20 g of Gantrez-S-97 per liter of deionized water. An aliquot of this solution was titrated with NaOH until the pH of the resulting solution was 8.0 as measured by the pH meter and electrode described in Example I. A strip of filter paper (Eaton & Dykeman No 204) was immersed in a partially titrated (neutralized) aliquot and then dried. The dried polymer-containing strip was then immersed in a 1.2 g / l solution of bromothymol blue in methanol. After drying, the filter paper strip was attached to a clear, plastic backing (Trycite, obtained from Dawson Chemical Cor) using a double-sided adhesive tape (Double Stick, obtained from 3M Company). The test devices thus obtained each comprised a Trycite strip measuring about 9 x 0.5 cm, one end of which supported a saturated square of filter paper measuring 0.5 x 0.5 cm. The rest of Trycite served as a handle.

Näiden testauslaitteiden herkkyyttä ominaispainoon nähden tutkittiin testaamalla niitä kolmen, ominaispainoltaan erilaisen virtsanäytteen kanssa ja veden kanssa. Laite upotettiin kulloiseenkin testausliuokseen ja poistettiin nopeasti. 60 sekunnin kuluttua laitetta tutkittiin heijastus-fotometrissä, joka tutkii ja mittaa testauslaitteesta heijastuneen valon intensiteetin näkyvällä spektrin alueella joka puolen sekunnin päästä.The sensitivity of these test devices to specific gravity was examined by testing them with three urine samples of different specific gravity and with water. The device was immersed in the respective test solution and quickly removed. After 60 seconds the device was studied reflection photometer to examine and measure the test device of the reflected light intensity in the visible region of the spectrum which is half seconds.

60 sekunnin kohdalla saadut tulokset on esitetty käyriönä kuviossa 8, josta näkyy selvä erottuminen, joka mahdollistaa ominaispainon erottamisen helposti ja tarkasti veden (om. paino 1,000) ja virtsanäytteiden välillä, joiden ominaispaino-tasot olivat 1,005, 1,015 ja 1,030. Silmämääräinen värin erottaminen oli yhtä helppoa, laitteen näyttäessä sinistä väriä veden kanssa, sinivihreää virtsanäytteen kanssa, jonkaThe results obtained at 60 seconds are plotted in Figure 8, which shows a clear separation that allows the specific gravity to be easily and accurately separated between water (om. Weight 1,000) and urine samples with specific gravity levels of 1.005, 1.015 and 1.030. Visual color separation was equally easy, with the device displaying blue with water, blue-green with a urine sample

IIII

ominaispaino oli 1,005, vihreää kun sen ominaispaino oli 1,015 ja keltaista virtsanäytteen ominaispainon ollessa 1,030.the specific gravity was 1.005, green when its specific gravity was 1.015, and yellow when the specific gravity of the urine sample was 1.030.

i9 821 43 Tämä esimerkki osoittaa polyelektrolyytin osittaisen neutrali-saation ja ominaispainon tai ioniväkevyyden määrityksen välisen riippuvuuden. Sen Gantrez-liuoksen pH, josta laite oli tehty, oli noin 8. Niin kuin kuvion 1 käyrästä A näkyy, tämä pH vastaa noin 6,8 ml titrausaineen kulutusta. Esimerkissä I selitettyä laskentakeinoa käyttäen tämä vastaa noin 79 % neutralisaatiota. Edellä selitetyssä kokeessa saavutettu huomattava erottuminen ominaispainotasojen välillä on katsottava tämän suhteellisen korkean polyelektrolyytin neutralisaatioasteen ansioksi.i9 821 43 This example shows the relationship between the partial neutralization of a polyelectrolyte and the determination of specific gravity or ionic strength. The pH of the Gantrez solution from which the device was made was about 8. As can be seen from curve A in Figure 1, this pH corresponds to a consumption of about 6.8 ml of titrant. Using the calculation method described in Example I, this corresponds to about 79% neutralization. The considerable difference between the specific gravity levels achieved in the experiment described above must be attributed to this relatively high degree of neutralization of the polyelectrolyte.

Claims (8)

20 821 43 Patentti vaatimukset20,821 43 Patent Requirements 1. Testausseos vesipitoisen testi näytteen ioniväkevyyden tai ominaispainon määrittämistä varten, tunnettu siitä, että se käsittää jotakin heikosti hapanta tai heikosti emäksistä polyelektrolyyttipolymeeriä, joka on ainakin noin 50 %:sesti neutraloitu, ja pH-ιndik aattoriainetta, joka pystyy kehittämään havaittavissa olevan responssin mainitun polyelektrolyy-tin ja mainitun näytteen väliselle ioninvaihdolle.A test mixture for an aqueous test for determining the ionic strength or specific gravity of a sample, characterized in that it comprises a weakly acidic or weakly basic polyelectrolyte polymer which is at least about 50% neutralized and a pH indicator capable of generating a detectable response to said polyelectrolyte. ion exchange between said sample and said sample. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, että mainittu polyelektrolyytti on polyakryylihappo .A mixture according to claim 1, characterized in that said polyelectrolyte is polyacrylic acid. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, että mainittu polyelektrolyytti on ma!eiinihapon ja vinyyli-metyyli eetteri n kopolymeeri.A mixture according to claim 1, characterized in that said polyelectrolyte is a copolymer of malic acid and vinyl methyl ether. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, että mainittu polyelektrolyytti on polyvinyy1iamiini.A mixture according to claim 1, characterized in that said polyelectrolyte is polyvinylamine. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, että mainittu polymeeri on heikosti hapan polyelektrolyytti.A blend according to claim 1, characterized in that said polymer is a weakly acidic polyelectrolyte. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, että mainittu polymeeri on heikosti emäksinen polyelektro-lyytti.A blend according to claim 1, characterized in that said polymer is a weakly basic polyelectrolyte. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen seos, tunnettu siitä, että mainittu polyelektrolyyttipolymeeri on noin 75 - noin 95 %:sesti neutraloitu.A blend according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said polyelectrolyte polymer is about 75 to about 95% neutralized. 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, että mainittu polyelektrolyytti on metyy1ivinyylieetteri/ma-1 ei 1nihappo-kopolymeeri, ja että mainittu indikaattori on bromotymoli si ni n en. Il ai 82143A blend according to claim 1, characterized in that said polyelectrolyte is a methyl vinyl ether / ma-1 non-acid copolymer, and in that said indicator is bromotymol. Il ai 82143
FI793492A 1978-11-08 1979-11-07 TEST COMPOSITION FOR CONSTRUCTION OF CONCRETE ELLER DEN SPECIFIKA VIKTEN HOS ETT VATTENHALTIGT PROV. FI82143C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US95863078A 1978-11-08 1978-11-08
US95863078 1978-11-08

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI793492A FI793492A (en) 1980-05-09
FI82143B true FI82143B (en) 1990-09-28
FI82143C FI82143C (en) 1991-01-10

Family

ID=25501130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI793492A FI82143C (en) 1978-11-08 1979-11-07 TEST COMPOSITION FOR CONSTRUCTION OF CONCRETE ELLER DEN SPECIFIKA VIKTEN HOS ETT VATTENHALTIGT PROV.

Country Status (25)

Country Link
JP (1) JPS55101047A (en)
AR (1) AR223194A1 (en)
AT (1) AT367911B (en)
AU (1) AU529060B2 (en)
BE (1) BE879888A (en)
BR (1) BR7907225A (en)
CA (1) CA1141275A (en)
CH (1) CH642455A5 (en)
CS (1) CS266305B2 (en)
DD (1) DD147286A5 (en)
DE (1) DE2944980C2 (en)
DK (1) DK154669C (en)
ES (1) ES8100487A1 (en)
FI (1) FI82143C (en)
FR (1) FR2441168A1 (en)
GB (1) GB2037981B (en)
IE (1) IE48854B1 (en)
IL (1) IL58545A (en)
IT (1) IT1164749B (en)
LU (1) LU81861A1 (en)
MX (1) MX154075A (en)
NL (1) NL189153C (en)
NO (1) NO154475C (en)
SE (1) SE447024B (en)
ZA (1) ZA795777B (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1138310A (en) * 1979-07-30 1982-12-28 Sisto N. Stiso Composition, test device and method for determining the ionic strength or specific gravity of a liquid sample utilizing a strong polyelectrolyte
JP2546981B2 (en) * 1982-09-07 1996-10-23 コニカ株式会社 Multilayer analysis element
US4532216A (en) * 1982-12-27 1985-07-30 Miles Laboratories, Inc. Use of quaternary ammonium polyelectrolyte salts in test means, test device and method for determining the ionic strength or specific gravity of a liquid sample
US4473650A (en) * 1982-12-27 1984-09-25 Miles Laboratories, Inc. Use of strong organic acid polyelectrolyte salts in test means, test device and method for determining the ionic strength or specific gravity of a liquid sample
AT381172B (en) * 1983-08-26 1986-09-10 Avl Verbrennungskraft Messtech METHOD FOR DETERMINING THE ION STRENGTH OF AN ELECTROLYTE SOLUTION AND MEASURING DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD
DE3823151C2 (en) * 1988-07-08 1997-07-10 Boehringer Mannheim Gmbh Method for determining the ionic strength or specific gravity of aqueous liquids
JP2704679B2 (en) * 1991-04-11 1998-01-26 栄研化学株式会社 Composition for measuring ionic strength or specific gravity of liquid sample and test piece using the composition
DE4116108A1 (en) * 1991-05-17 1992-11-19 Behringwerke Ag REAGENT FOR DETERMINING ION STRENGTH AND OF THE SPECIFIC WEIGHT OF AQUEOUS LIQUIDS AND METHOD
US5565363A (en) * 1991-10-21 1996-10-15 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Reagent composition for measuring ionic strength or specific gravity of aqueous solution samples
ITTO20020381A1 (en) * 2002-05-08 2003-11-10 Bitron Spa DEVICE TO MEASURE THE DEGREE OF HARDNESS OF THE WATER SUPPLIED TO A WASHING HOUSEHOLD APPLIANCE.
DE10239204B3 (en) * 2002-08-21 2004-06-09 Frank Dipl.-Ing. Zahn Ionic strength sensor
US20090157024A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Hydration Test Devices
US8901366B2 (en) * 2007-12-14 2014-12-02 Kimberly Clark Worldwide, Inc. Urine volume hydration test devices

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2844532A (en) * 1956-10-19 1958-07-22 Joseph C White Apparatus for determining specific gravity of an acid solution
US3449080A (en) * 1964-10-29 1969-06-10 Johnson & Johnson Device for determining sodium or chloride concentration in body fluids
NL6610869A (en) * 1965-08-19 1967-02-20
US4108727A (en) * 1976-08-23 1978-08-22 Miles Laboratories, Inc. Method, composition and device for determining the specific gravity or osmolality of a liquid
US4015462A (en) * 1976-01-08 1977-04-05 Miles Laboratories, Inc. Device and method for the determination of the specific gravity or osmolality of a liquid

Also Published As

Publication number Publication date
NO154475B (en) 1986-06-16
NO154475C (en) 1986-09-24
AU529060B2 (en) 1983-05-26
CS755679A2 (en) 1989-04-14
IE48854B1 (en) 1985-05-29
CA1141275A (en) 1983-02-15
DK154669C (en) 1989-05-08
NL189153B (en) 1992-08-17
FI82143C (en) 1991-01-10
IT7950723A0 (en) 1979-10-31
GB2037981B (en) 1983-05-05
ES485718A0 (en) 1980-11-01
ATA715979A (en) 1981-12-15
NL189153C (en) 1993-01-18
SE447024B (en) 1986-10-20
NO793593L (en) 1980-05-09
GB2037981A (en) 1980-07-16
NL7908155A (en) 1980-05-12
DD147286A5 (en) 1981-03-25
SE7909231L (en) 1980-05-09
FR2441168B1 (en) 1985-05-24
CH642455A5 (en) 1984-04-13
BE879888A (en) 1980-03-03
JPS6212858B2 (en) 1987-03-20
FR2441168A1 (en) 1980-06-06
AU5219279A (en) 1980-05-15
DE2944980A1 (en) 1980-05-14
DK471579A (en) 1980-05-09
ZA795777B (en) 1980-11-26
JPS55101047A (en) 1980-08-01
MX154075A (en) 1987-04-29
LU81861A1 (en) 1980-01-25
IL58545A (en) 1982-09-30
FI793492A (en) 1980-05-09
CS266305B2 (en) 1989-12-13
DE2944980C2 (en) 1986-10-09
BR7907225A (en) 1980-07-22
IE791975L (en) 1980-05-08
ES8100487A1 (en) 1980-11-01
AT367911B (en) 1982-08-10
DK154669B (en) 1988-12-05
AR223194A1 (en) 1981-07-31
IT1164749B (en) 1987-04-15
IL58545A0 (en) 1980-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4318709A (en) Test means, test device and method for determining the ionic strength or specific gravity of a liquid sample
US4532216A (en) Use of quaternary ammonium polyelectrolyte salts in test means, test device and method for determining the ionic strength or specific gravity of a liquid sample
US4376827A (en) Composition, test device and method for determining the ionic strength or specific gravity of a liquid sample utilizing a strong polyelectrolyte
FI82143B (en) TEST COMPOSITION FOR CONSTRUCTION OF CONCRETE ELLER DEN SPECIFIKA VIKTEN HOS ETT VATTENHALTIGT PROV.
US6149865A (en) Test strips for the determination of the ionic strength or specific gravity of an aqueous sample
CA2567148C (en) Reusable ph sensor device and related methods
US5302531A (en) Composition for the semiquantitative determination of specific gravity of a test sample
JPH06294790A (en) Method, composition and testing tool for measuring ion strength or specific gravity of sample under test
AU606290B2 (en) Process and reagent for the determination of the ionic strength or of the specific weight of aqueous liquids
EP0023631B1 (en) Means and method for determining the ionic strength or specific gravity of an aqueous test sample
US4473650A (en) Use of strong organic acid polyelectrolyte salts in test means, test device and method for determining the ionic strength or specific gravity of a liquid sample
US5922283A (en) Test strips for the determination of the ionic strength or specific gravity of an aqueous sample
EP0114315B1 (en) Novel strong organic acid polyelectrolyte salts, test means, test device and method for determining the ionic strength or specific gravity of a liquid sample
US4351183A (en) Apparatus and method for determining the osmolarity/specific gravity of a solution
EP0114316B1 (en) Test means, test device and method for determining the ionic strength or specific gravity of a liquid sample
CN113667144B (en) Composite hydrogel array for visually detecting metal ions and preparation method and application thereof
JPH09133678A (en) Method for measuring specific gravity of liquid sample, testing tool and test piece
CA1199445A (en) Strong organic acid polyelectrolyte salts useful in a test device and method for determining the ionic strength or specific gravity of a liquid sample
JPS59133208A (en) Novel quaternary ammonium high polymer electrolyte salt for use for determining ion strength or gravity of liquid sample
US20020102740A1 (en) High sensitivity test system for the colorimetric determination of specific gravity or total dissolved solids in aqueous samples
JPH03103196A (en) Selective measurement of ionizable component in solution

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: MILES LABORATORIES, INC.