JP2000512754A - ウレタンおよび／または尿素基を介してポリマーに結合したフルオレッセインを使用したイオン強度に無関係なｐＨ測定のための光学センサー系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は透明支持物質上の膜の形の尿素またはウレタン基を介して結合したｐＨ−感受性フルオレッセインを含む、固体ポリウレタン、ポリ尿素−ウレタンまたはポリ尿素を含むイオン強度と無関係にｐＨを測定するための高額センサーに関する。本発明はまた測定溶液のイオン強度に無関係な高精度ｐＨ測定を可能にする光学蛍光発光法にも関する。本方法は特に生理溶液のｐＨ、特に血液のｐＨの測定に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 ウレタンおよび／または尿素基を介してポリマーに結合したフルオレッセインを 使用したイオン強度に無関係なｐＨ測定のための光学センサー系 本発明は、透明支持物質上の膜の形のウレタンおよび／または尿素基を介して 結合したｐＨ感受性フルオレッセインを有する固体ポリウレタン、ポリ尿素−ウ レタンまたはポリ尿素組成物を含む、イオン強度に無関係なｐＨ測定のための光 学センサーに関する。本発明はまた測定溶液のイオン強度に無関係な高精度ｐＨ 測定を可能にする光学蛍光発光法にも関する。本方法は、生理溶液のｐＨの即定 、特に血液のｐＨの測定に適している。 インディケーターのｐＫ_aは溶液のイオン強度によって変化し、この変化はイ ンディケーターの電荷の強度に依存することが知られている。従って、ＤＥ−Ａ −３４３０９３５で、一つがイオン強度に可能な限り最低の依存性である、異な る程度にイオン強度に依存する二つのセンサーの測定値の間からイオン強度およ びｐＨを計算することが既に提案されている。イオン強度に実質的に無関係なそ の中に記載のセンサーは、生理学的ｐＨ範囲で精密ではなく、低い解像度である 。これらのセンサーはポリマーマトリックスに固定することなく構築し、従って 色素が測定溶液に直接接触する欠点を有する。センサーそれぞれの同じ蛍光色素 は、直接ガラス支持物質表面に架橋基を介して結合し、最初のセンサーは、高い 極性およびイオン強度依存性を達成するために更に電荷を含み、他のセンサーは 本質的に非極性、疎水性およびイオン強度に無関係なように修飾される。これら のセンサーの主な欠点は、蛍光発光色素が直接測定溶液に影響を受け、物理的影 響(例えば、色素の解離、表面への堆積)および化学的影響(色素の分解)の両方が センサーをすぐに使用不可能とすることである。加えて、エバネッセント(evane scent)場における励起において、エバネッセント測定場と測定サンプルの蛍光発 光の相互作用を完全に避けることはできず、これが測定精度を下げる。一方、こ れらのセンサーの反応時間は、表面に結合した蛍光色素がすぐに測定溶液と接触 するため、短い。感度は中程度である。 異なる程度に測定溶液のイオン強度に反応する二つのセンサーを使用した光学 ｐＨ測定法は、複雑な装置を必要とし、続く更なる計算を行わなければならない 。 ＷＯ９０／００５７２は、２０％までのアゾ色素が共重合したポリウレタンヒ ドロゲルを含むｐＨ測定のためのセンサーおよびＣＯ₂の分圧測定を記載する。 アゾ色素はｐＨの関数としてその吸収スペクトルを変え、従ってｐＨ測定を吸収 測定を介して行うことができる。測定結果におけるイオン強度の影響は記載され ていない。 ＥＰ−Ａ−４８１７４０は、ｐＨ測定のための共有結合蛍光発光色素と組み合 わせたポリエーテル−ポリウレタンの一般的概念を記載しているが、測定シグナ ルにおけるイオン強度の影響にまで記載はなされていない。 ＷＯ９４／２８７８６は、その感受性範囲を前ポリマー：フルオレッセインア クリルアミド比により狭い範囲で変えることができるｐＨ感受性センサーとなる 、例えば、フォトイニシエーターの助けを借りてガラスファイバー上に共重合し たポリウレタンアクリル酸前ポリマーおよびフルオレッセインアクリルアミドの 組成物を記載する。実験された溶液のイオン強度の測定結果への依存性は、知ら れていない。 本発明により、ポリマーに架橋基および尿素基を介して、または尿素基を介し て直接結合したフルオレッセイン色素と組み合わせた非常に特定のポリウレタン 組成物の選択が、イオン強度に無関係で６.５から８.２の生理学的ｐＨ範囲で高 精度の光学ｐＨ測定を可能にし、イオン強度をなくすための第２の測定および計 算を除くことが判明した。蛍光色素がポリマーにわずかな量しか結合しないのが 、本発明の本質である。 ｐＨ測定の高精度は、例えば、この測定が代謝性疾患の治療コントロールのた めに使用できるため、人血の分析に特に重要である。従って、一つのセンサーの 使用のみがこの目的に必要であることが、速く、安価な実験に特に有利である。 これは、また分析装置をより容易に小型化することも可能にする。 このセンサーの維持期間は、ポリマーマトリックスが蛍光色素を測定媒体の有 害なまたは干渉的な作用から効果的に保護するため、長い。これは、感受性を減 少させず、反応時間は驚くほど短い。 ポリマー組成物は、例えば、調節すべきマトリックスの親水性、疎水性、極性 および／または誘電率を非常に厳密にし、選択した範囲のフルオロフォア濃度と 組み合わせて、あるｐＨ範囲でイオン強度に無関係な測定をもたらす。 フルオロフォアを埋め込むにもかかわらず、反応時間および条件付け時間は、 光学測定システムで必要な短い時間と同等であり、これらのパラメーターは本質 的に膜厚に依存する。例えば、約１０秒の反応時間が、新規センサーの手段で達 成できる。 本発明は Ａ)光学透明支持物質； Ｂ) ａ)１０−４０重量％の芳香族、環状脂肪族または直鎖脂肪族ジイソシアネー ト、 ｂ)５０−８５重量％の２,０００−１０,０００ダルトンの分子量を有するポ リエチレングリコール、 ｃ)０−３０重量％の分子量６００−１０,０００ダルトンのポリテトラヒド ロフラン、アミノプロピル−停止ポリテトラヒドロフラン、ポリプロピレン グリコールまたはアミノプロピル−停止ポリプロピレングリコール、 ｄ)０−１０重量％の直鎖または分子鎖Ｃ₂−Ｃ₁₂アルキレンジオールまたは Ｃ₂−Ｃ₁₂アルキレンジアミン、 ｅ)０−２重量％の直鎖または分枝鎖Ｃ₃−Ｃ₁₂アルキレントリオール、そし て ｆ)０.１−３重量％の直接または架橋基により結合したアミノまたはヒドロ キシル基を含むフルオレッセイン色素 から形成された固体膜の形の、有機溶媒に可溶性の無可塑剤、熱可塑性、無作為 切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素 （ここで、％はポリマーの量を基本にしており、ａ)からｆ)の量の合計は１００ である） を含む、生理学的範囲で、イオン強度に無関係にｐＨ測定するための光学センサ ーに関する。 支持物質および従ってセンサーの幾何学的形は大きく変わることができる；例 えば、繊維、円柱、球形、方形ブロックまたは立方体であり得る。連続測定また は断続的測定を行うことができるスルーフローシステムもまた可能である。 平面センサーが好ましい。それは約０.０１から約５０cm²、有利には０.０２ から１０cm²の領域を有することができる。センサーの測定領域は、５mm²より少 ない、好ましくは２mm²より小さいか同じ領域を有することができる。測定領域 は、支持物質の完全にコートされた表面と同じであり得る。支持物質の両側であ るが、位置的に離れたコートが有利である。 センサーは１個またはそれ以上の位置的に離れた膜層を有することができる： 後者の場合、同一または異なる測定サンプルの並行測定を行うことができる。 支持物質は透明である。それは、例えば、無機ガラス、石英または透明熱可塑 性物質または架橋プラスチック、例えばポリカーボネート、ポリエステル、ポリ アミド、ポリアクリレートまたはポリメタクリレートであり得る。 ジイソシアネートは、好ましくは１,６−ビスイソシアネート−ヘキサン、５ −イソシアネート−３−(イソシアネートメチル)−１,１,３−トリメチルシクロ ヘキサン、１,３−ビス[５-イソシアネート−１,３,３−トリメチルフェニル]− ２,４−ジオキソ−１,３−ジアゼチジン、３,６−ビス[９−イソシアネートノニ ル]−４,５−ジ−(１−ヘプテニル)シクロヘキセン、ビス[４−イソシアネート シクロヘキシル]メタン、トランス−１,４−ビスイソシアネート−シクロヘキサ ン、１,３−ビス[イソシアネートメチル]ベンゼン、１,３−ビス[１−イソシア ネート−１−メチルエチル]ベンゼン、１,４−ビス[２−イソシアネートエチル] シクロヘキサン、１,３−ビスイソシアネートメチルシクロヘキサン、１,４−ビ ス[１−イソシアネート−１−メチルエチル]ベンゼン、ビス[イソシアネート]イ ソドデシルベンゼン、１,４−ビスイソシアネートベンゼン、２,４−ビスイソシ アネートトルエン、２,６−ビスイソシアネートトルエン、２,４−／２,６−ビ スイソシアネートトルエン、Ｎ,Ｎ'−ビス[３−イソシアネート−４−メチルフ ェニル]ウレア、１,４−ビス[３−イソシアネート−４−メチルフェニル]−２, ４−ジオキソ−１,３−ジアゼチジン、１,３−ビス[３−イソシアネート−４− メチルフェニル]−２,４,５−トリオキソイミダゾリジン、ビス[２−イソシアネ ートフェニル]メタン、(２−イソシアネートフェニル)(４−イソシアネートフェ ニル)メタン、ビス[４−イソシアネートフェニル]メタン、１,５−ビスイソ シアネートナフタレンまたは４,４'−ビスイソシアネート−３,３'−ジメチル− ビフェニルからなる群から選択される。 ジイソシアネートは、特に好ましくはビス[４−イソシアネートフェニル]メタ ン(４,４'−ＭＤＩ)、２,４−または２,６−ジスイソシアネートトルエン(ＴＤ Ｉ)、１,６−ビスイソシアネートヘキサン(ＨＤＩ)、５−イソシアネート−３− イソシアネートメチル−１,１,３−トリメチルシクロヘキサン(ＩＰＤＩ)または ビス[４−イソシアネートシクロヘキシル]メタン(ＭＤＩ)またはこれらのジイソ シアネートの混合物である。 Ｃ₂−Ｃ₁₂アルキレンジオールの例は、エチレングリコール、１,３−プロパン ジオール、１,４−ブタンジオール、１,５−ペンタンジオール、１,６−ヘキサ ンジオール、１,７−ヘプタンジオール、１,８−オクタンジオール、１,９−ノ ナンジオール、１,１０−デカンジオール、１,１１−ウンデカンジオールおよび １,１２−ドデカンジオールである。 熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素のジ オールである成分ｄ)は、好ましくはエチレングリコール、ブタンジオールまた はヘキサンジオールである。 Ｃ₂−Ｃ₁₂アルキレンジアミンの例は、１,２−エチレンジアミン、１,３−ジ アミノプロパン、１,４−ジアミノブタン、１,５−ジアミノペンタン、１,６− ジアミノヘキサン、１,７−ジアミノヘプタン、１,８−ジアミノオクタン、１, ９−ジアミノノナン、１,１０−ジアミノデカン、１,１１−ジアミノウンデカン および１,１２−ジアミノドデカンである。 Ｃ₃−Ｃ₁₂アルキレントリオールの例は、グリセロール、ならびにブタントリ オール、ペンタントリオール、ヘキサントリオール、ヘプタントリオール、オク タントリオール、ノナントリオール、デカントリオール、ウンデカントリオール およびドデカントリオールの種々の位置異性体である。 好ましくは１,１,１−トリス(ヒドロキシメチル)エタンである。 センサーの固体膜において、フルオレッセイン色素ｆ)のアミノまたはヒドロ キシル基と末端イソシアネート成分ａ)は尿素またはウレタン基で結合している 。 熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素の成 分ｂ)は好ましくは、７０−８５重量％の、分子量６００−２,０００ダルトンを 有するポリエチレングリコールである。 熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素の成 分ｆ)は好ましくは、０.１−１％の、架橋基を介してアミノ−またはヒドロキシ ル−官能化されたフルオレッセイン色素である。 熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素は、 好ましくは１０,０００から３０,０００ダルトンの分子量を有する。 熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素は、 好ましくは式(Ｉａ)および(Ｉｂ) 〔式中、Ｒ₁は架橋基および直鎖または分枝鎖Ｃ₁−Ｃ₂₀アルキレン、Ｃ₃−Ｃ₂₀ アルケニレン、Ｃ₃−Ｃ₂₀アルキニレンまたはＣＨ₂−(Ｏ−ＣＨＲ₂)_r−ＣＨ₂− ＣＨ₂−)_n、Ｒ₂はＣ₁−Ｃ₄アルキル、ＸはＯＨまたはＮＨ₂、ｒは０または１、 そしてｎは１から２０の数〕 のフルオレッセインを含む。 他の好ましいフルオレッセインは４−アミノフルオレッセインである。 直鎖または分枝鎖Ｃ₁−Ｃ₂₀アルキル基の例は、メチル、エチルならびにプロ ピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウ ンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル 、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシルおよびエイコシルの種々の位置異性 体である。 直鎖または分枝鎖Ｃ₃−Ｃ₂₀アルケニル基の例は、プロペニル、ブテニル、ペ ンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデ セニル、ドデセニル、トリデセニル、テトラデセニル、ペンタデセニル、ヘキサ デセニル、ヘプタデセニル、オクタデセニル、ノナデセニルおよびエイコセニル の種々の位置異性体である。 直鎖または分枝鎖Ｃ₃−Ｃ₂₀アルキニル基の例は、プロピニル、ブチニル、ペ ンチニル、ヘキシニル、ヘプチニル、オクチニル、ノニニル、デシニル、ウンデ シニル、ドデシニル、トリデシニル、テトラデシニル、ペンタデシニル、ヘキサ デシニル、ヘプタデシニル、オクタデシニル、ノナデシニルおよびエイコシニル である。 ポリマー層Ｂ)の厚さは、好ましくは０.１から５００μｍ、特に好ましくは１ から１００μｍである。 これらの層は、それ自体既知の方法で、例えば、組成物を無機溶液に溶解し、 続いて成形してフィルムを製造し、最後に溶媒を除くことにより製造できる。 この層を、表面コーティング法で既知の方法により製造することもまた考えら れる。例は、スピンコーティング、スプレーまたはナイフコーティングであり、 好ましくはスピンコーティングおよびスプレーである。 適当な溶媒はアルコール、エーテル、エステル、酸アミドおよびケトンである 。相対的に揮発性の溶媒、特にテトラヒドロフランが非常に適している。 組成物を最初に溶解し、形成し、再び溶媒を蒸発させるこれらの方法の他に、 組成物が熱可塑性物質であるため、ホットシェーピング法もまた可能である。適 当な方法は、熱可塑性処理で既知のような、押し出し形成、注入形成、圧縮形成 または吹込み形成である。 層は透明かわずかに不透明であり得る。好ましくは透明である。 粘着性を改善するために、この支持物質を粘着プロモーターで予め処理できる 。 同じ目的のために、表面に官能基を産生するための支持物質のプラズマ処理もま た可能である。表面はまた特に高い粘着を達成するために共重合可能基を備える こともできる。ガラスのための既知の粘着プロモーターはトリエトキシグリシジ ルオキシシラン、３−アジドプロピルトリエトキシシランおよび３−アミノプロ ピルトリエトキシシランである。この方法で処理された表面は、更に、例えば、 Ｏ−(Ｎ−スクシンイミジル)−６−(４'−アジド−２'−ニトロフェニルアミノ) −ヘキサノエートの手段で修飾できる。表面をエチレン様不飽和カルボン酸エス テルのシラン、例えば３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートで処理す ることが特に有利であることが判明した。 ポリマーはそれ自体既知の方法で製造できる。 反応物は、それ自体、即ち、溶媒または希釈剤の添加なしに、互いに、例えば 溶解物で反応できる。しかしながら、溶媒または希釈剤または溶媒混合物の添加 が通常有利である。特記し得るこのような溶媒または希釈剤の例は、酢酸エチル のようなエステル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエ ーテル、ジブチルエーテル、tert−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン またはジオキサンのようなエーテル；アセトン、メチルエチルケトンまたはメチ ルイソブチルケトンのようなケトン；Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジ エチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンま たはヘキサメチルリン酸トリアミドのようなアミド；アセトニトリルまたはプロ ピオニトリルのようなニトリル；およびジメチルスルフォキシドのようなスルホ キシドである。 イソシアネート基に共有結合的に結合した式(Ｉａ)または(Ｉｂ)のアミン−ま たはヒドロキシ−官能フルオレッセインはそれ自体既知の方法で製造できる：出 発物質は商品であるか、または類似の方法で製造できる。 ポリマー結合フルオレッセイン色素は強い吸収および蛍光発光を有する。原則 として、両方の特性をｐＨ測定に使用できる。 しかしながら、蛍光発光測定を行うための、より好ましく、かつ感受性のもの が広く発見された。 本発明は更に、 Ａ)光学透明支持物質； Ｂ) ａ)１０−４０重量％の芳香族、環状脂肪族または直鎖脂肪族ジイソシアネー ト、 ｂ)５０−８５重量％の２,０００−１０,０００ダルトンの分子量を有するポ リエチレングリコール、 ｃ)０−３０重量％の分子量６００−１０,０００ダルトンのポリテトラヒド ロフラン、アミノプロピル−停止ポリテトラヒドロフラン、ポリプロピレン グリコールまたはアミノプロピル−停止ポリプロピレングリコール、 ｄ)０−１０重量％の直鎖または分子鎖Ｃ₂−Ｃ₁₂アルキレンジコールまたは Ｃ₂−Ｃ₁₂アルキレンジアミン、 ｅ)０−２重量％の直鎖または分枝鎖Ｃ₃−Ｃ₁₂アルキレントリオール、そし て ｆ)０．１−３重量％の直接または架橋基により結合したアミノまたはヒドロ キシル基を含むフルオレッセイン色素 から形成された、有機溶媒に可溶性の無可塑剤、熱可塑性、無作為切断ポリウレ タン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素 （ここで、％はポリマーの量を基本にしており、ａ)からｆ)の量の合計は１００ である） を含む光学センサーを水性測定サンプルと接触させ、励起光にさらし、蛍光発光 を測定し、ｐＨを測定された蛍光発光強度から検量線を考慮して計算することを 含む、蛍光発光法による、水性サンプルのｐＨの、イオン強度と無関係の可逆性 、光学測定法に関する。 ポリマーおよびフルオレッセイン色素に関する上記の好ましい定義の記載は、 本方法に相応じて適用される。 詳細において、本方法は、既知のｐＨのサンプルを検量した後に、未知の組成 の測定溶液と接触させて蛍光発光強度を測定し、検量線から直接測定蛍光発光強 度のｐＨを決定することにより行うことができる。 センサーを検量線溶液または測定サンプルと接触させる。これは手で(例えば 、ピペットで)または適当な自動スルーフローシステムで、永久にフローセルに 挿入されているセンサーで行うことができる。このようなスルーフローセルは当 業者に既知であり、特定の適用に容易に適合させることができる。 蛍光発光励起に使用できる光源は、ＵＶ光(例えば、水銀灯およびハロゲンラ ンプ)、レーザー、ダイオードレーザーおよび光ダイオードである。蛍光色素が 最大に吸収する波長を有する光を選別するためのフィルターを使用することが好 都合であり得る。センサーにより放射された蛍光光は、例えば、レンズシステム により集め、次いで検出器、例えば、二次電子倍率器または光ダイオードに向け ることができる。レンズシステムは、蛍光発光を、支持物質の端を超えて、また は分析物サンプルを介して、透明支持物質を通して測定するように配置できる。 発光は、有利にはそれ自体既知の方法で、二色性鏡を介して方向性を与える。セ ンサーからの蛍光発光は好ましくは検量またはサンプル溶液と接触している間、 測定する。 測定は、連続暴露で光静止条件下で、または必要であれば、時間分析と共に行 うことができる。これは、例えば、時間制限レーザーパルスの手段により、また は光源の強度の調節により行うことができる。 測定溶液は、好ましくは６.７から７.８のｐＨを有する。 測定溶液は、無機または有機酸の塩を含むことができる。例は、クエン酸、乳 酸、酢酸、リン酸、塩酸または硫酸の塩である。 測定溶液のイオン強度は、好ましくは０.０５から５mol／ｌ、特に好ましくは ０.０５から１mol／ｌである。 イオン強度は好ましくは、１：１または１：２塩により本質的に増強される。[Textbook of Electrochemistry]，第四版、Verlag Chemie 1966，156頁に記載 のように、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌおよびＮＨ₄Ｃｌである。１：２塩の例 は、ＣａＣｌ₂、ＭｇＣｌ₂およびＫ₂ＳＯ₄である。 測定溶液は、好ましくは、体液を含むか、体液から成る。特に好ましくは血液 を含むか、血液から成る。 方法は、個々の測定として、または連続的に行うことができる。 本発明は、同様に、蛍光発光法による、イオン強度に無関係な水性測定溶液の 光学ｐＨ測定のための上記の光学センサーの使用に関する。 下記実施例は本発明を説明する。実施例Ａ１−９、アミノ官能化フルオレッセインの製造 実施例Ａ１ １２−アジドドデカン酸(１０１)の製造 １２−ブロモドデカン酸(１０mmol)をＤＭＦ ３０mlに溶解し、６mol当量の ナトリウムアジドを添加する。懸濁液を１００℃で１６時間撹拌し、冷却し、氷 水３００mlに注ぐ。水相を３回エーテルで抽出し、有機相を食塩水で洗浄し、乾 燥させ、蒸発させる。残渣２.２ｇは理論値の９２％に対応する。¹Ｈ−ＮＭＲ( ＣＤＣｌ₃)：３.２６(ｔ，２Ｈ，ＣＨ₂Ｎ₃)。ＩＲ(ＣＤＣｌ₃)：２０９８cm^-1 (st.，Ｎ₃)。実施例Ａ２ １２−アジドドデカノイルクロライド(１０２)の製造 １２−アジドドデカン酸１ｇ(４.２mmol)を塩化メチレン５mlに溶解し、塩化 オキザリル１ml(１２mmol)を添加する。溶液を４時間撹拌し、その間ガスが発生 する。溶液を次いで蒸発させると残渣１.３ｇが残る。ＩＲ(ＣＤＣｌ₃)：２０９ ８cm^-1(st.，Ｎ₃)；１７９６cm^-1(st.，ＣＯＣｌ)。実施例Ａ３ 式(１０３)の化合物の製造 ４−アミノフルオレッセイン(Fluka)２.４３ｇ(７mmol)およびピリジン６mlを アセトニトリル３００mlに入れ、混合物を０℃に冷却する。アセトニトリル４０ mlに溶解した実施例Ａ２の酸塩化物を次いで３０分にわたり滴下する。次いで混 合物をその温度で４時間撹拌し、濾過し、濾液を蒸発させる。残渣を塩化メチレ ン／メタノール８０：２０ ４００mlに溶解し、１Ｎ ＨＣｌ １００mlで洗浄 する。有機相を分取し、蒸発させる。粗生産物を塩化メチレン／メタノール９： １を使用したシリカゲルクロマトグラフィーで精製する。収率４６％。m.p．１ ４３℃。ＦＡＢ−ＭＳ：５６９[Ｍ−Ｈ]^-。実施例Ａ４ 式(１０４)の化合物の製造 実施例Ａ３の化合物をＭｅＯＨに溶解し、２モル当量のＳｎＣｌ₂・Ｈ₂Ｏを添 加すると、ガスがすぐに発生する。深赤色溶液をＲＴで５時間撹拌し、次いで、 水性アンモニアを添加すると、赤色固体が沈殿する。これを濾取し、高真空で乾 燥させる。m.p.＞２７００℃実施例Ａ５ 式(１０５)の化合物の製造 トリエチレングリコールモノクロロヒドリン１４.５mlおよびナトリウムアジ ド１０ｇを９０℃に溶媒無しで加熱する。２４時間後、混合物を冷却し、濾過す る。濾液を真空管中で0.1mm、１２０℃で蒸留する。収率６７％。ＦＡＢ−ＭＳ ：１７６[Ｍ＋Ｈ]⁺。ＩＲ(ＫＢｒ)：２１０９(st.,Ｎ₃)。実施例Ａ６ 式(１０６)の化合物の製造 ＮａＨ ０．１８８molを乾燥ＴＨＦ １５０mlに挿入し、実施例Ａ５の生産 物(０.１７１mol)を５℃で滴下する。次いで、混合物を０℃で３０分撹拌する。 次いで、乾燥ＴＨＦ６０ml中のｔ−ブチルブロモアセテート３８ml(０.２５６mo l) を滴下する。反応混合物を次いで一晩撹拌し、蒸発させ、残渣をエーテルに取り こみ、水で洗浄する。有機相を水および食塩水で洗浄し、乾燥させ、蒸発させる 。残渣を０.０９mm、１４０−１５０℃で蒸留する。収率３９％。¹Ｈ−ＮＭＲ( ＣＤＣｌ₃)；４.０５(ｓ，２Ｈ，ＣＨ₂ＣＯＯＲ)；１.５０(ｓ，９Ｈ，ｔ−Ｂｕ )。ＩＲ(ＫＢｒ)：２１０６(ｓｔ.，Ｎ₃)；１７４８(ｓｔ.，ＣＯ)。実施例Ａ７ 式(１０７)の化合物の製造 実施例Ａ６の化合物５ｇ(１７.３mmol)を水１０mlおよびＮａＯＨ ２ｇ(５０ mmol)と混合する。混合物をエタノールの添加により、均質に溶解させ、次いで ５０℃に加温する。３０分後、混合物を冷却し、蒸発させる。残渣を数回エーテ ルで洗浄し、次いで水に溶解し、４Ｎ ＨＣｌを使用してｐＨ３に調節する。生 産物をエーテルで抽出し、有機相を食塩水で洗浄し、乾燥させ、蒸発させると、 薄黄色油状物３.１５ｇ(７８％)が残る。実施例Ａ８ 式(１０８)の化合物の製造 実施例Ａ７の化合物６mmolを乾燥ＴＨＦ １５mlに溶解し、１モル当量のカル ボニルジイミダゾールを添加する。４時間、ＲＴ後、ＴＨＦ １００ml中の４− アミノフルオレッセインを添加し、混合物を一晩撹拌し、蒸発させ、塩化メチレ ン／メタノール９５：５から８５：１５を使用したシリカゲルで精製する。収率 ６４％のオレンジ色結晶。実施例Ａ９ 式(１０９)の化合物の製造 実施例Ａ８の生産物０.１７７mmolをメタノール１０mlに溶解し、ＳｎＣｌ₂・ Ｈ₂Ｏ ０.４８mmolを添加すると、弱いガス発生が始まる。混合物を続いて、Ｉ Ｎ ＮａＯＨを使用してｐＨ９に、その後１Ｎ ＨＣｌを使用してｐＨ６に調節 し、その間に生産物が沈殿する。結晶化をＴＨＦおよびエーテル添加により完了 させる。溶液を廃棄し、残渣を高真空で乾燥させる。ＦＡＢ−ＭＳ：５３５[Ｍ −Ｈ]^-。実施例Ｂ、有機溶媒に可溶性の熱可塑性、無作為切断ポリウレタンの製造 実施例Ｂ１ ポリテトラヒドロフラン（ＰＴＨＦ、Ｍｎ＝１０００ｇ／mol）１.０ｇ、ポリ エチレングリコール(ＰＥＧ、Ｍｎ＝１０００ｇ／mol)１.０ｇ、ブタンジオール (ＢＤＯ)０.１８ｇおよびジアザビシクロオクタン(ＤＡＢＣＯ)０.００５mgを乾 燥ＴＨＦ１５mlに、不活性状態(Ｎ₂雰囲気)下、沈殿ガラススターラー入り三首 フラスコ中で、溶解する。混合物をメチレンジフェニルジイソシアネート(ＭＤ Ｉ)０.０９３ｇと２時間、６０℃で反応させる。 ＭＤＩ ０.０７ｇをＴＨＦ ２.５mlに、第２の二首フラスコ中(Ｎ₂雰囲気) で溶解し、ＴＨＦ ５ml中の４−アミノフルオレッセイン０.０３１ｇをＲＴで 滴下する。混合物を６０分反応させる。得られた黄色蛍光溶液を最初の反応溶液 と合わせ、混合物を６０℃で３時間反応させる。 ポリマー溶液をメタノール５００mlに注ぐことにより、ポリマーが沈殿し、そ れを次いで濾取し、２０℃で減圧下乾燥させる。ポリマーをＴＨＦ ２０mlに溶 解し、メタノール５００mlに沈殿させ、この溶解／沈殿操作を繰り返し、黄色ポ リマー２.２４ｇ(理論値の７１％)を得る。 実施例Ｂ２からＢ７を同様に、また、実施例Ａ４およびＡ９のフルオレッセイ ン色素(１０４)および(１０９)を使用して行う。表１に記載の組成を有するポリ マーが得られる。 表１ 共有結合的に結合した蛍光色素を有するポリウレタン、量はｇ ＊Ｍ＝１００００のＰＥＯ １)４'−アミノフルオレッセイン ＊＊Ｍ＝２０００のＰＥＯ (104)４'−(１１−アミノウンデシル トリオール＝１,１,１−トリス カルボニル)−フルオレッセインアミン (ヒドロキシメチル)エタン (109)４'−(１１−アミノ−２,５,８−トリ オキソ−デシルカルボニル)フルオレッセイ ンアミン実施例Ｃ センサーの製造および特徴付け 実施例Ｃ１ ガラス支持物質(直径１８mmのプレートを最初に３０％水酸化ナトリウム溶液 できれいにし、次いで６５％硝酸で活性化する。活性化プレートを次いで３−ア ミノプロピルトリメトキシシランを使用してシラン化する。実施例Ｂ５のポリマ ー(５％)をテトラヒドロフランに２０°から２５°で溶解し、５００回転／分、 ２０秒、のスピードでスピンコーティングに付すことにより、シラン化プレート に、薄フィルムとして適用する。このフィルムを次いで１２時間、６００で窒素 下乾燥させる。膜の厚さは約１μｍである。実施例Ｃ２およびＣ３ 実施例Ｂ６およびＢ７の対応するポリマーを使用した、実施例１の方法である 。センサー特性の特徴付け 一般法 センサーをフローセルに挿入する。検量線またはサンプル溶液をポンプ輸送の 手段により液体計量を行い、セルを通過させる。測定手段はサーモスタットで調 温する。ハロゲンランプ(白光、励起波長４８０nm)からの光を励起フィルターを 通し、二色性鏡で反射させ、レンズの手段により平面センサーにまとめる。セン サーにより放出される蛍光光(５２０nmで)を同じレンズシステムにより、発光フ ィルターおよび二色性鏡を通過させ、フォトダイオードに集める。センサーから の蛍光発光は検量試料またはサンプル溶液に暴露されている間記録する。ｐＨを 直接測定値から決定できる。 下記表１は異なる膜組成により得られた６.７から８.０の範囲のｐＨでの電解 質のイオン強度のｐＨ依存性を示す。 ¹）異なるｐＫａに関する数値は、一度イオン強度０.１mol／mlで、一度イオン 強度０.３mol／ｌで測定した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ベルガー，ヨーゼフ スイス、ツェーハー―4132ムッテンツ、バ ーンホフシュトラーセ36番 (72)発明者 ルイリー，マリツェル スイス、ツェーハー―5073ギプフ―オバー フリック、ミュリガス７番 (72)発明者 バルドナー，アドリアン スイス、ツェーハー―4123アルシュビル、 ホレーベーク39番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．Ａ)光学透明支持物質； Ｂ) ａ)１０−４０重量％の芳香族、環状脂肪族または直鎖脂肪族ジイソシアネー ト、 ｂ)５０−８５重量％の２,０００−１０,０００ダルトンの分子量を有するポ リエチレングリコール、 ｃ)０−３０重量％の分子量６００−１０,０００ダルトンのポリテトラヒド ロフラン、アミノプロピル−停止ポリテトラヒドロフラン、ポリプロピレン グリコールまたはアミノプロピル−停止ポリプロピレングリコール、 ｄ)０−１０重量％の直鎖または分子鎖Ｃ₂−Ｃ₁₂アルキレンジオールまたは Ｃ₂−Ｃ₁₂アルキレンジアミン、 ｅ)０−２重量％の直鎖または分枝鎖Ｃ₃−Ｃ₁₂アルキレントリオール、そし て ｆ)０.１−３重量％の直接または架橋基により結合したアミノまたはヒドロ キシル基を含むフルオレッセイン色素 から形成された固体膜の形の、有機溶媒に可溶性の無可塑剤、熱可塑性、無作為 切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素 （ここで、％はポリマーの量を基本にしており、ａ)からｆ)の量の合計は１００ である） を含む、生理学的範囲で、イオン強度に無関係にｐＨ測定するための光学センサ ー。 ２．フルオレッセイン色素ｆ)のアミノまたはヒドロキシル基と末端イソシア ネート成分ａ)が尿素またはウレタン基を形成する、請求項１記載の光学センサ ー。 ３．熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−ポリ 尿素の成分ａ)であるジイソシアネートがビス[４−イソシアネートフェニル]メ タン(４,４’−ＭＤＩ)、２,４−または２,６−ジスイソシアネートトルエン(Ｔ ＤＩ)、１,６−ビスイソシアネートヘキサン(ＨＤＩ)、５−イソシアネート−３ −イソシアネートメチル−１,１,３−トリメチルシクロヘキサン(ＩＰＤＩ)また はビス[４−イソシアネートシクロヘキシル]メタン(ＭＤＩ)またはこれらのジイ ソシアネートの混合物である、請求項１記載の光学センサー。 ４．熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素 の成分ｂ)が、７０−８５重量％の、分子量６００−２,０００ダルトンを有する ポリエチレングリコールである、請求項１記載の光学センサー。 ５．熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素 の成分ｄ)が、エチレングリコール、ブタンジオールまたはヘキサンジオールで ある、請求項１記載の光学センサー。 ６．熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素 の成分ｅ)であるアルキレントリオールが、１,１,１−である、請求項１記載の 光学センサー。 ７．熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素 の成分ｆ)が、０.１−１％の、架橋基を介してアミノ−またはヒドロキシル−官 能化されたフルオレッセイン色素である、請求項１記載の光学センサー。 ８．熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素 が１０,０００から３０,０００ダルトンの分子量を有する、請求項１記載のセン サー。 ９．熱可塑性、無作為切断ポリウレタン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素 が、式(Ｉａ)および(Ｉｂ) 〔式中、Ｒ₁は架橋基および直鎖または分枝鎖Ｃ₁−Ｃ₂₀アルキレン、Ｃ₃−Ｃ_{2 0} アルケニレン、Ｃ₃−Ｃ₂₀アルキニレンまたはＣＨ₂−(Ｏ−ＣＨＲ₂)_r−ＣＨ₂− ＣＨ₂−)_n、Ｒ₂はＣ₁−Ｃ₄アルキル、ＸはＯＨまたはＮＨ₂、ｒは０または１、 そしてｎは１から２０の数〕 のフルオレッセインを含む、請求項１記載の光学センサー。 １０．透明支持物質がガラス、石英または熱可塑性物質または架橋プラスチッ クである、請求項１記載の光学センサー。 １１．ポリマー層Ｂ)の厚さが０．１から５００μｍである、請求項１記載の 光学センサー。 １２．ポリマー層Ｂ)の厚さが１から１００μｍである、請求項１０記載の光 学センサー。 １３．Ａ)光学透明支持物質； Ｂ) ａ)１０−４０重量％の芳香族、環状脂肪族または直鎖脂肪族ジイソシアネー ト、 ｂ)５０−８５重量％の２,０００−１０,０００ダルトンの分子量を有するポ リエチレングリコール、 ｃ)０−３０重量％の分子量６００−１０,０００ダルトンのポリテトラヒド ロフラン、アミノプロピル−停止ポリテトラヒドロフラン、ポリプロピレン グリコールまたはアミノプロピル−停止ポリプロピレングリコール、 ｄ)０−１０重量％の直鎖または分子鎖Ｃ₂−Ｃ₁₂アルキレンジコールまたは Ｃ₂−Ｃ₁₂アルキレンジアミン、 ｅ)０−２重量％の直鎖または分枝鎖Ｃ₃−Ｃ₁₂アルキレントリオール、そし て f)０．１−３重量％の直接または架橋基により結合したアミノまたはヒドロ キシル基を含むフルオレッセイン色素 から形成された、有機溶媒に可溶性の無可塑剤、熱可塑性、無作為切断ポリウレ タン、ポリ尿素またはポリウレタン−尿素 （ここで、％はポリマーの量を基本にしており、ａ)からｆ)の量の合計は１００ である） を含む光学センサーを水性測定サンプルと接触させ、励起光にさらし、蛍光発光 を測定し、ｐＨを測定された蛍光発光強度から検量線を考慮して計算することを 含む、蛍光発光法による、水性サンプルのｐＨの、イオン強度と無関係の可逆性 、光学測定法。 １４．測定溶液が６.７から７.８のｐＨを有する、請求項１３記載の方法。 １５．測定溶液のイオン強度が０.０５から５moｌ／ｌである、請求項１３記 載の方法。 １６．測定溶液のイオン強度が０.０５から１mol／ｌである、請求項１３記載 の方法。 １７．イオン強度が１：１または１：２塩により本質的に増強される、請求項 １３記載の方法。 １８．測定溶液が体液を含むか、体液から成る、請求項１３記載の方法。 １９．測定溶液が血液を含むか、血液から成る、請求項１３記載の方法。 ２０．蛍光発光法による、イオン強度に無関係な水性測定溶液の光学ｐＨ測定 のための上記の光学センサーの使用。