JP2002535623A - 塩化物を検知するための光学的−化学的センサー - Google Patents
塩化物を検知するための光学的−化学的センサーInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明は水性試料中の塩化物濃度の連続的及び不連続的な決定に適し、ルミネッセンス指示薬（Ｉ）及び、前記ルミネッセンス指示薬（Ｉ）を担持するポリマー（Ｈ）を含んでなる光学的−化学的センサーに関する。発明はルミネッセンス指示薬（Ｉ）が非親油性のアクリジン又はビスアクリジン化合物であり、ポリマー（Ｈ）が有機溶媒中に可溶性の親水性の直鎖ポリマーであり、そのセンサーを市販のＬＥＤにより励起させることができ、経済的に有効で再現可能な方法で非常に多数を製造することができ、そして好ましくは、生理学的塩化物の濃度の決定にそれを使用することができることを特徴とする。前記センサーは塩化物の決定のための広い動力学的測定範囲、高い感受性、安定性及び再現性、塩化物に対する高い選択性、及び低ｐＨ交差感受性を示す。
Description
【０００１】 発明は水性試料中の塩化物濃度のルミネッセンス光学素子による連続的及び不
連続的決定に適し、ルミネッセンス指示薬及びルミネッセンス指示薬を担持する
ポリマーを含んでなる光学的−化学的センサー並びにこれら光学的−化学的セン
サーの製法に関する。
連続的決定に適し、ルミネッセンス指示薬及びルミネッセンス指示薬を担持する
ポリマーを含んでなる光学的−化学的センサー並びにこれら光学的−化学的セン
サーの製法に関する。
【０００２】 塩化物は身体の細胞外液の主要なアニオン物質であり、水の分配平衡、浸透圧
及びアニオン及びカチオン成分の平衡を維持するのに重要な役割を果す。ヒトの
血清中の塩化物の正常値は約９７〜１０８ミリモル／ｌであり、アニオン物質の
総濃度は約１５４ミリモル／ｌである。不十分な水分補給を伴う浸透圧利尿の症
例、のどの渇きの調節機構障害、腎性尿崩症の症例及び腸内重炭酸塩喪失の症例
においては病理学的塩化物の値−１７０ミリモル／ｌまでも−が認められる。最
低値−３０ミリモル／ｌの少量まで−は胃腸の塩化物喪失の症例で認められ、慢
性腎盂腎炎（アジソン氏病）及び腎不全と関連している。従って塩化物は臨床的
診断において最も頻繁に決定しなければならないハロゲン化物である。
及びアニオン及びカチオン成分の平衡を維持するのに重要な役割を果す。ヒトの
血清中の塩化物の正常値は約９７〜１０８ミリモル／ｌであり、アニオン物質の
総濃度は約１５４ミリモル／ｌである。不十分な水分補給を伴う浸透圧利尿の症
例、のどの渇きの調節機構障害、腎性尿崩症の症例及び腸内重炭酸塩喪失の症例
においては病理学的塩化物の値−１７０ミリモル／ｌまでも−が認められる。最
低値−３０ミリモル／ｌの少量まで−は胃腸の塩化物喪失の症例で認められ、慢
性腎盂腎炎（アジソン氏病）及び腎不全と関連している。従って塩化物は臨床的
診断において最も頻繁に決定しなければならないハロゲン化物である。
【０００３】 非常に正確ではあるがまた甚大な作業を伴う滴定法及び光度定量法の他に、イ
オン選択性電極による電位差測定法が一般に実地に受け入れられるようになった
。その欠点は塩化物−選択性電極の小さい特異性、蛋白質に対するそれらの感受
性及び対照電極の必要性である。
オン選択性電極による電位差測定法が一般に実地に受け入れられるようになった
。その欠点は塩化物−選択性電極の小さい特異性、蛋白質に対するそれらの感受
性及び対照電極の必要性である。
【０００４】 最近、部分的には異なる方法で作動する指示系を有する一連の光学的センサー
が塩化物の決定のために提唱された。いわゆる同時抽出オプトード（cextractio
n optode）(欧州特許第０ ３５８ ９９１号明細書）は親油性対イオンを含む
親油性のｐＨ指示染料に基づき、試料の親油性のアニオン成分に非常に感受性で
あり、そしてｐＨ値が非常に正確に知られる時にのみ有効な結果を与える。
が塩化物の決定のために提唱された。いわゆる同時抽出オプトード（cextractio
n optode）(欧州特許第０ ３５８ ９９１号明細書）は親油性対イオンを含む
親油性のｐＨ指示染料に基づき、試料の親油性のアニオン成分に非常に感受性で
あり、そしてｐＨ値が非常に正確に知られる時にのみ有効な結果を与える。
【０００５】 あるルミネッセンス指示薬のルミネッセンス強度及びルミネッセンス崩壊時間
の両方がハロゲン化物イオンの動力学的ルミネッセンスの消光（quenching）に
より減少することが知られている。これはスターン−ボルマー等式（Stern-Voll
mer equatin）：
の両方がハロゲン化物イオンの動力学的ルミネッセンスの消光（quenching）に
より減少することが知られている。これはスターン−ボルマー等式（Stern-Voll
mer equatin）：
【０００６】
【数１】
【０００７】 により表される。
【０００８】 この等式において、Ｆ0及びＦは消光剤の不在及び存在下における相対的ルミ
ネッセンスの強度を表し、［Ｑ］は消光剤の濃度を表し、ｋqは消光に対して一
定な２分子速度を表し、τ0は消光剤の不在下における励起状態の寿命を表し、
ＫSVはスターン−ボルマー消光定数を表す。従って、試料の塩化物濃度を、ルミ
ネッセンス指示薬の相対的ルミネッセンス強度及び／又はルミネッセンス崩壊時
間から推定することができる。
ネッセンスの強度を表し、［Ｑ］は消光剤の濃度を表し、ｋqは消光に対して一
定な２分子速度を表し、τ0は消光剤の不在下における励起状態の寿命を表し、
ＫSVはスターン−ボルマー消光定数を表す。従って、試料の塩化物濃度を、ルミ
ネッセンス指示薬の相対的ルミネッセンス強度及び／又はルミネッセンス崩壊時
間から推定することができる。
【０００９】 ガラス表面に共有結合しており、そのルミネッセンスがハロゲン化物濃度の関
数として消光するキノリン又はアクリジン染料を基礎にした塩化物感受性のオプ
トードがオーストリア特許第３８４ ８９１号明細書に提唱された。
数として消光するキノリン又はアクリジン染料を基礎にした塩化物感受性のオプ
トードがオーストリア特許第３８４ ８９１号明細書に提唱された。
【００１０】 第四級化複素芳香族Ｎ原子を有する塩化物感受性のルミネッセンス指示薬は低
いｐＨ交差感受性及び混乱しているイオンの生理学的濃度に対する低い交差感受
性を有する。しかし、非常に多数に関与する商業的適用物に到達すると、その欠
点は紫外線スペクトル領域（適度な価格で市販される青色のＬＥＤでは到達不可
能）にある＜４５０ｎｍの吸収波長及び、特に多数を取り扱う時には煩わしい、
適切な透明な担体材料の表面上への化学的固定化である。
いｐＨ交差感受性及び混乱しているイオンの生理学的濃度に対する低い交差感受
性を有する。しかし、非常に多数に関与する商業的適用物に到達すると、その欠
点は紫外線スペクトル領域（適度な価格で市販される青色のＬＥＤでは到達不可
能）にある＜４５０ｎｍの吸収波長及び、特に多数を取り扱う時には煩わしい、
適切な透明な担体材料の表面上への化学的固定化である。
【００１１】 分離された膜の小胞、再構成されたリポソーム及び生存細胞及び組織中の塩化
物の輸送及び調節機構のルミネッセンス測定による研究のための、一連のキノリ
ン及びアクリジン誘導体及びルシゲニン（ビスアクリジンの１種）は市販されて
いる（Richard P.Haughland、“Handbook of Flurescent Probes and Research C
hemicals",6th edition,pp.577-579)。
物の輸送及び調節機構のルミネッセンス測定による研究のための、一連のキノリ
ン及びアクリジン誘導体及びルシゲニン（ビスアクリジンの１種）は市販されて
いる（Richard P.Haughland、“Handbook of Flurescent Probes and Research C
hemicals",6th edition,pp.577-579)。
【００１２】 ポリアクリルアミド層中に存在し、３０までのＣ原子をもつ親油性の脂肪族炭
化水素鎖をもつ３，６−ビス（ジメチルアミノ）−アクリジンを基礎にした塩化
物感受性の光学的−化学的センサーが米国特許第５ ６９１ ２０５号明細書に
記載されている。この指示薬は４８８ｎｍにおいて青光線源（ＬＥＤ）により励
起することができる。
化水素鎖をもつ３，６−ビス（ジメチルアミノ）−アクリジンを基礎にした塩化
物感受性の光学的−化学的センサーが米国特許第５ ６９１ ２０５号明細書に
記載されている。この指示薬は４８８ｎｍにおいて青光線源（ＬＥＤ）により励
起することができる。
【００１３】 この既知のセンサーの製造は、アクリルアミド−Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（ア
クリルアミド）、リボフラビン及びペルオキソ二硫酸アンモニウムからなるモノ
マー溶液の光重合化によりポリアクリルアミドからなる薄い膜又は層の光伝導性
繊維の末端における製造を含んでなる。続いて、膜又は層を指示薬溶液中に浸漬
し、親油性指示薬が膜又は層中に拡散する。米国特許第５ ６９１ ２０５号明
細書はそのセンサーの安定性、特に血液のような測定用液体との極めて長時間の
接触の場合における指示薬の浸出性についての情報を与えていない。
クリルアミド）、リボフラビン及びペルオキソ二硫酸アンモニウムからなるモノ
マー溶液の光重合化によりポリアクリルアミドからなる薄い膜又は層の光伝導性
繊維の末端における製造を含んでなる。続いて、膜又は層を指示薬溶液中に浸漬
し、親油性指示薬が膜又は層中に拡散する。米国特許第５ ６９１ ２０５号明
細書はそのセンサーの安定性、特に血液のような測定用液体との極めて長時間の
接触の場合における指示薬の浸出性についての情報を与えていない。
【００１４】 米国特許第５ ６９１ ２０５号明細書から知られるセンサーの場合には、そ
の欠点は、特に一定の品質の多数の生産を考慮すると、モノマー溶液の光重合化
による膜又は層の製造段階及び指示薬による膜又は層の被覆である。センサーの
一定の品質を考慮するこの段階は非常に面倒である。
の欠点は、特に一定の品質の多数の生産を考慮すると、モノマー溶液の光重合化
による膜又は層の製造段階及び指示薬による膜又は層の被覆である。センサーの
一定の品質を考慮するこの段階は非常に面倒である。
【００１５】 本発明はその目的として、水性試料中の塩化物濃度のルミネッセンス光学素子
による決定に適し、前記の欠点をもたない光学的−化学的センサーを提供するこ
とをもつ。なかでも市販のＬＥＤ（励起波長＞４６０ｎｍ）によりセンサーを励
起し、適当な価格でそして再現可能な方法で非常に多数のものを製造し、そして
好ましくは生理学的塩化物濃度の決定のためにそれを使用することができなけれ
ばならない。
による決定に適し、前記の欠点をもたない光学的−化学的センサーを提供するこ
とをもつ。なかでも市販のＬＥＤ（励起波長＞４６０ｎｍ）によりセンサーを励
起し、適当な価格でそして再現可能な方法で非常に多数のものを製造し、そして
好ましくは生理学的塩化物濃度の決定のためにそれを使用することができなけれ
ばならない。
【００１６】 水性試料中の塩化物濃度のルミネッセンス光学素子による連続的及び不連続的
決定に適し、ルミネッセンス指示薬及び、ルミネッセンス指示薬を担持するポリ
マーを含んでなる光学的−化学的センサーにおいて、発明の目的はルミネッセン
ス指示薬が非親油性アクリジン又はビスアクリジン化合物であり、ポリマーが有
機溶媒に可能性の直鎖の親水性ポリマーであることにおいて達成される。「直鎖
」の用語はポリマーが架橋結合していないことを表す。
決定に適し、ルミネッセンス指示薬及び、ルミネッセンス指示薬を担持するポリ
マーを含んでなる光学的−化学的センサーにおいて、発明の目的はルミネッセン
ス指示薬が非親油性アクリジン又はビスアクリジン化合物であり、ポリマーが有
機溶媒に可能性の直鎖の親水性ポリマーであることにおいて達成される。「直鎖
」の用語はポリマーが架橋結合していないことを表す。
【００１７】 ポリマーは試料、例えば血液、海水、塩含有水溶液に実質的に可溶性であって
はならないことは明白である。
はならないことは明白である。
【００１８】 塩化物測定のためのこれらのセンサーの利点は、 − 塩化物の広い動力学的測定範囲、なかでも生理学的に適切な濃度範囲、 − 高い感受性、 − 高い安定性及び再現性、 − 塩化物に対する高い選択性、及び − 生理学的に適切なｐＨ−値範囲における低いｐＨ交差感受性、 である。
【００１９】 好ましくはアクリジン又はビスアクリジン化合物はメト硫酸メチルアクリジニ
ウム（ＭＡＣ）、メト硫酸４−ニトロフェニルブチルアクリジニウム（ＮＰＢＡ
）、Ｎ，Ｎ’−ジ−（３−スルホプロピル）−９，９−ビスアクリジニウム（Ｓ
ＰＢＡ）、Ｎ，Ｎ’−二酢酸エチルエステル−９，９−ビスアクリジニウム（Ａ
ＥＢＡ）及びルシゲニンを含んでなる群から選択される。
ウム（ＭＡＣ）、メト硫酸４−ニトロフェニルブチルアクリジニウム（ＮＰＢＡ
）、Ｎ，Ｎ’−ジ−（３−スルホプロピル）−９，９−ビスアクリジニウム（Ｓ
ＰＢＡ）、Ｎ，Ｎ’−二酢酸エチルエステル−９，９−ビスアクリジニウム（Ａ
ＥＢＡ）及びルシゲニンを含んでなる群から選択される。
【００２０】 ポリマーとしては、酸アミド及びニトリル及び／又は酸イミド及び／又はカル
ボキシラート群を含むイオン−透過性の、多数のブロックコポリマーが好ましい
。 例えば、これらの直鎖の親水性ポリマーは以下に、より詳細に述べる、HYME
DIX Int.Inc.,Dayton,N.J.から市販の多数のブロックコポリマーのHYPANである
。このポリマーはＤＭＳＯのような有機溶媒に溶解させることができ、溶液を透
明な担体材料に適用した後に、同様に溶媒を蒸発させることが容易であり、その
ためセンサーの簡単で再現可能な製造を可能にすることは疑う余地がない。
ボキシラート群を含むイオン−透過性の、多数のブロックコポリマーが好ましい
。 例えば、これらの直鎖の親水性ポリマーは以下に、より詳細に述べる、HYME
DIX Int.Inc.,Dayton,N.J.から市販の多数のブロックコポリマーのHYPANである
。このポリマーはＤＭＳＯのような有機溶媒に溶解させることができ、溶液を透
明な担体材料に適用した後に、同様に溶媒を蒸発させることが容易であり、その
ためセンサーの簡単で再現可能な製造を可能にすることは疑う余地がない。
【００２１】 発明に従って使用することができる多数のブロックのコポリマーは、各ポリマ
ー鎖が親水性をもつ幾つかの配列の単位からなる、例えば、相互に独立して、更
に親水性の群で置換することができる酸アミド群、酸イミド群、カルボキシラー
ト群及び高い凝集エネルギーの群、例えばニトリル群を含む幾つかの配列からな
ることを特徴とする。このようなポリマーの製造は例えば米国特許第４ ３３１
７８３号及び同第４ ３７９ ８７４号明細書に記載されている。
ー鎖が親水性をもつ幾つかの配列の単位からなる、例えば、相互に独立して、更
に親水性の群で置換することができる酸アミド群、酸イミド群、カルボキシラー
ト群及び高い凝集エネルギーの群、例えばニトリル群を含む幾つかの配列からな
ることを特徴とする。このようなポリマーの製造は例えば米国特許第４ ３３１
７８３号及び同第４ ３７９ ８７４号明細書に記載されている。
【００２２】 驚くべきことには、前記に挙げたアクリジン及びビスアクリジン化合物は直鎖
の親水性ポリマーをこれらの化合物の溶液中に浸漬するとポリマー中に拡散し、
その後に緩徐に浸出する可能性があるだけであることが発見された。すなわち、
本発明は非常に安定なセンサーを提供する。
の親水性ポリマーをこれらの化合物の溶液中に浸漬するとポリマー中に拡散し、
その後に緩徐に浸出する可能性があるだけであることが発見された。すなわち、
本発明は非常に安定なセンサーを提供する。
【００２３】 前記のアクリジン及びビスアクリジン化合物の中では、以下の特性のお陰で血
液、血清及び血漿中の生理学的塩化物濃度の決定に対してルシゲニンが特に適す
る、すなわち、 （ａ） 溶液中での高い消光定数ＫSV（ＫSV（Ｃｌ）＞１００Ｍ-1）、 （ｂ） ４５０ｎｍより高い励起最大域、従って光源として安価なＬＥＤを使用
することができる、 （ｃ） 大きいストークのシフト、 （ｄ） 高い光安定性、 （ｅ） ０．５より高いルミネッセンス収量（quantum yeild）、及び （ｆ） 市場の入手性。
液、血清及び血漿中の生理学的塩化物濃度の決定に対してルシゲニンが特に適す
る、すなわち、 （ａ） 溶液中での高い消光定数ＫSV（ＫSV（Ｃｌ）＞１００Ｍ-1）、 （ｂ） ４５０ｎｍより高い励起最大域、従って光源として安価なＬＥＤを使用
することができる、 （ｃ） 大きいストークのシフト、 （ｄ） 高い光安定性、 （ｅ） ０．５より高いルミネッセンス収量（quantum yeild）、及び （ｆ） 市場の入手性。
【００２４】 発明に従うセンサーの好ましい態様に従うと、ルミネッセンス指示薬を担持す
るポリマーは透明な担体材料にフィルムの形態で適用される。ここではフィルム
は好ましくは２０μｍまでの厚さをもつ。フィルムが水性の液体、すなわち試料
又は検量用液体に可溶性でないことは必須である。
るポリマーは透明な担体材料にフィルムの形態で適用される。ここではフィルム
は好ましくは２０μｍまでの厚さをもつ。フィルムが水性の液体、すなわち試料
又は検量用液体に可溶性でないことは必須である。
【００２５】 もう１つの好ましい態様に従うと、ルミネッセンス指示薬を担持するポリマー
は透明な担体材料に適用されたヒドロゲルのフィルム中に微細粒子の形態で埋封
される。ここでは粉末度は２０μｍまで、好ましくは＜１μｍの可能性がある。
この特に好都合な態様により、大量のルミネッセンス指示薬担持材料を適当な価
格で１製造段階で製造することができる。もう１つの本質的な利点は、この材料
を使用すると、特徴的曲線及びルミネッセンス指示薬負荷（load）のような特に
均一な特性を有する大量のセンサーを製造することができる点である。
は透明な担体材料に適用されたヒドロゲルのフィルム中に微細粒子の形態で埋封
される。ここでは粉末度は２０μｍまで、好ましくは＜１μｍの可能性がある。
この特に好都合な態様により、大量のルミネッセンス指示薬担持材料を適当な価
格で１製造段階で製造することができる。もう１つの本質的な利点は、この材料
を使用すると、特徴的曲線及びルミネッセンス指示薬負荷（load）のような特に
均一な特性を有する大量のセンサーを製造することができる点である。
【００２６】 発明に従って使用されるヒドロゲルは水又は塩の水溶液に不溶性のイオン−透
過性の親水性ポリマーである。溶媒を層の適用後に蒸発させることができるため
に、それらは好ましくは、ルミネッセンス指示薬を担持するポリマーがそれに不
溶性の有機溶媒又は溶媒混合物（例えばＥｔＯＨ／Ｈ2Ｏ）に可溶性でなければ
ならない。使用されるヒドロゲルは好ましくは例えばTyndale Plains-Hunterの
直鎖の親水性ポリマー（以下を参照されたい）である。原則として、他のヒドロ
ゲル、例えば架橋結合したポリマー、なかでもポリアクリルアミド使用すること
も可能で、そのモノマー溶液は適用後に重合化される。
過性の親水性ポリマーである。溶媒を層の適用後に蒸発させることができるため
に、それらは好ましくは、ルミネッセンス指示薬を担持するポリマーがそれに不
溶性の有機溶媒又は溶媒混合物（例えばＥｔＯＨ／Ｈ2Ｏ）に可溶性でなければ
ならない。使用されるヒドロゲルは好ましくは例えばTyndale Plains-Hunterの
直鎖の親水性ポリマー（以下を参照されたい）である。原則として、他のヒドロ
ゲル、例えば架橋結合したポリマー、なかでもポリアクリルアミド使用すること
も可能で、そのモノマー溶液は適用後に重合化される。
【００２７】 好ましくは、透明な担体材料上にあるフィルム又はヒドロゲルのフィルムに追
加の層を適用することができ、その層は親水性のイオン−透過性のポリマーから
なり、好ましくは色素顔料、なかでも黒顔料を含む。好都合にはこの追加層は測
定用溶媒からのセンサーの光学的分離をもたらす。それはイオン透過性の光学的
遮蔽層として働く。
加の層を適用することができ、その層は親水性のイオン−透過性のポリマーから
なり、好ましくは色素顔料、なかでも黒顔料を含む。好都合にはこの追加層は測
定用溶媒からのセンサーの光学的分離をもたらす。それはイオン透過性の光学的
遮蔽層として働く。
【００２８】 もう１つの態様に従うと、透明な担体材料は光伝導性繊維であり、フィルムは
光伝導繊維に適用されているルミネッセンス指示薬を担持する。
光伝導繊維に適用されているルミネッセンス指示薬を担持する。
【００２９】 発明はまた水性試料中の塩化物濃度のルミネッセンス光学素子による連続的及
び不連続的決定に適し、ルミネッセンス指示薬及び、ルミネッセンス指示薬を担
体しているポリマーを含んでなり、 − アクリジン又はビスアクリジン化合物を基礎にした非親油性ルミネッセンス
指示薬をルミネッセンス指示薬として使用すること、及び − 有機溶媒中に可溶性の直鎖の親水性ポリマーをポリマーとして使用すること
、そこで − ルミネッセンス指示薬の溶液を生成し、そして − その溶液を直鎖の親水性ポリマーと接触させ、ルミネッセンス指示薬が直鎖
の親水性ポリマー中に拡散する、 ことを特徴とする光学的−化学的センサーの製造法に関する。
び不連続的決定に適し、ルミネッセンス指示薬及び、ルミネッセンス指示薬を担
体しているポリマーを含んでなり、 − アクリジン又はビスアクリジン化合物を基礎にした非親油性ルミネッセンス
指示薬をルミネッセンス指示薬として使用すること、及び − 有機溶媒中に可溶性の直鎖の親水性ポリマーをポリマーとして使用すること
、そこで − ルミネッセンス指示薬の溶液を生成し、そして − その溶液を直鎖の親水性ポリマーと接触させ、ルミネッセンス指示薬が直鎖
の親水性ポリマー中に拡散する、 ことを特徴とする光学的−化学的センサーの製造法に関する。
【００３０】 好ましい態様に従うと、直鎖の親水性ポリマー中に拡散されるルミネッセンス
指示薬は光線、好ましくは紫外線及び／又は青光線（３２０ｎｍ〜４９０ｎｍ）
による照射により固定される。
指示薬は光線、好ましくは紫外線及び／又は青光線（３２０ｎｍ〜４９０ｎｍ）
による照射により固定される。
【００３１】 HYPAN型の多数のブロックコポリマーを使用する時には、驚くべきことには、
特に第四級化Ｎ原子上に少なくとも１個のメチル基をもつアクリジン及びビスア
クリジン（例えばＭＡＣ、ルシゲニン）は青及び／又は紫外線光による照射後に
、測定用液との極めて長い接触の場合ですら、浸出されないことが見いだされた
。この浸出不能性は連続的方法で（「モニター」）そしてセンサーの複数の使用
の場合に実施される測定において特に重要である。
特に第四級化Ｎ原子上に少なくとも１個のメチル基をもつアクリジン及びビスア
クリジン（例えばＭＡＣ、ルシゲニン）は青及び／又は紫外線光による照射後に
、測定用液との極めて長い接触の場合ですら、浸出されないことが見いだされた
。この浸出不能性は連続的方法で（「モニター」）そしてセンサーの複数の使用
の場合に実施される測定において特に重要である。
【００３２】 実験により、例えば青光線又は紫外線を照射しそしてＭＡＣ（図１）又はルシ
ゲニンを担持しているHYPAN HN80において、ポリマーから放出された溶媒は透明
であり、ポリマー画分は、ポリマーをＤＭＳＯに溶解し、溶液をＭｅＯＨの添加
下で遠心分離した後にまだ、指示薬の典型的な黄色を有したことを確証した。青
光線又は紫外線を照射されなかった指示薬担持ポリマーによる対応する対照実験
により、ポリマーから放出された溶媒は指示薬の典型的な黄色を有し、ポリマー
画分は無色であることを確証した。この実験は青光線又は紫外線による指示薬担
持ポリマーの照射は指示薬のルミネッセンスの消光能に悪影響を与えずにポリマ
ーに対する指示薬の共有結合をもたらすことを示唆している。
ゲニンを担持しているHYPAN HN80において、ポリマーから放出された溶媒は透明
であり、ポリマー画分は、ポリマーをＤＭＳＯに溶解し、溶液をＭｅＯＨの添加
下で遠心分離した後にまだ、指示薬の典型的な黄色を有したことを確証した。青
光線又は紫外線を照射されなかった指示薬担持ポリマーによる対応する対照実験
により、ポリマーから放出された溶媒は指示薬の典型的な黄色を有し、ポリマー
画分は無色であることを確証した。この実験は青光線又は紫外線による指示薬担
持ポリマーの照射は指示薬のルミネッセンスの消光能に悪影響を与えずにポリマ
ーに対する指示薬の共有結合をもたらすことを示唆している。
【００３３】 酸アミド群を含む他のポリマー、例えばポリアクリルアミドを伴う実験により
、前記指示薬もまた水性指示薬溶液と接触させることによりこれらのポリマー中
に導入してそれらを緩徐に浸出させることができることを確証した。ポリマーを
青光線又は紫外線で照射後、ＭＡＣ及びルシゲニンはもはや浸出しない。
、前記指示薬もまた水性指示薬溶液と接触させることによりこれらのポリマー中
に導入してそれらを緩徐に浸出させることができることを確証した。ポリマーを
青光線又は紫外線で照射後、ＭＡＣ及びルシゲニンはもはや浸出しない。
【００３４】 発明に従う方法の好ましい態様は、 − 直鎖の親水性ポリマーの溶液を生成する、 − 溶液を透明な担体材料に適用し、溶媒を蒸発させ、直鎖の親水性ポリマーの
フィルムを透明な担体材料上に形成し、 − フィルムをルミネッセンス指示薬の溶液と接触させ、ルミネッセンス指示薬
がフィルム中に拡散し、場合によっては照射により固定化される、 ことを特徴としている。
フィルムを透明な担体材料上に形成し、 − フィルムをルミネッセンス指示薬の溶液と接触させ、ルミネッセンス指示薬
がフィルム中に拡散し、場合によっては照射により固定化される、 ことを特徴としている。
【００３５】 好ましくは、フィルムの厚さは２０μｍまでである。被覆された透明な担体材
料から小さいディスクを打ち抜くことにより個々のセンサー素子を製造する。原
則的にはこの処理の段階は文献から知られる（M.J.P.Leiner,Optical Sensors f
or in vitro Blood Gas Analysis,Sensors and Actuators B 29,(1995)169-173)
。
料から小さいディスクを打ち抜くことにより個々のセンサー素子を製造する。原
則的にはこの処理の段階は文献から知られる（M.J.P.Leiner,Optical Sensors f
or in vitro Blood Gas Analysis,Sensors and Actuators B 29,(1995)169-173)
。
【００３６】 発明に従う方法のもう１つの好ましい態様は、 − ルミネッセンス指示薬の溶液を粉末状の直鎖の親水性ポリマーと接触させ、
ルミネッセンス指示薬が直鎖の親水性ポリマー中に拡散し、場合によっては照射
により固定化される、 − ルミネッセンス指示薬を担持する直鎖の親水性ポリマーをヒドロゲル溶液中
に懸濁させ、懸濁液を生成し、 − 懸濁液を透明な担持材料に適用し、そして − 溶媒をヒドロゲル溶液から蒸発させ、そこで、透明な担体材料上に、ルミネ
ッセンス指示薬を担持する直鎖の親水性ポリマーが埋封されているヒドロゲルの
フィルムが形成される、 ことを特徴とする。
ルミネッセンス指示薬が直鎖の親水性ポリマー中に拡散し、場合によっては照射
により固定化される、 − ルミネッセンス指示薬を担持する直鎖の親水性ポリマーをヒドロゲル溶液中
に懸濁させ、懸濁液を生成し、 − 懸濁液を透明な担持材料に適用し、そして − 溶媒をヒドロゲル溶液から蒸発させ、そこで、透明な担体材料上に、ルミネ
ッセンス指示薬を担持する直鎖の親水性ポリマーが埋封されているヒドロゲルの
フィルムが形成される、 ことを特徴とする。
【００３７】 ここで、直鎖の親水性ポリマーは好ましくは１μｍ未満の粉末度で使用される
。しかし粉末度はまた２０μｍまでにすることもできる。
。しかし粉末度はまた２０μｍまでにすることもできる。
【００３８】 この手順の利点は多数のセンサー製造費用と全く同額の費用のアリコート部分
のルミネッセンス指示薬−被覆の粉末状の直鎖の親水性ポリマーを使用すること
が非常に均一な特性をもつ大量のセンサーを製造させる点である。
のルミネッセンス指示薬−被覆の粉末状の直鎖の親水性ポリマーを使用すること
が非常に均一な特性をもつ大量のセンサーを製造させる点である。
【００３９】 次いでこのように被覆された担体材料から、個々のセンサー素子を小さいディ
スクを打ち抜きすることにより製造することができる。
スクを打ち抜きすることにより製造することができる。
【００４０】 発明は更に、発明に従う光学的−化学的センサーを使用しながらの水性試料中
の塩化物の濃度の決定法に関する。
の塩化物の濃度の決定法に関する。
【００４１】 以下に、発明を図面及び代表的態様につき、より詳細に説明される。
【００４２】 図１は好ましく使用されるルミネッセンス指示薬を表す。図はメト硫酸メチル
アクリジニウム（ＭＡＣ）、メト硫酸４−ニトロフェニルブチルアクリジニウム
（ＮＰＢＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ−（３−スルホプロピル）−９，９−ビスアクリジ
ニウム（ＳＰＢＡ）、Ｎ，Ｎ’−二酢酸エチルエステル−９，９−ビスアクリジ
ニウム（ＡＥＢＡ）及びルシゲニンを示す。
アクリジニウム（ＭＡＣ）、メト硫酸４−ニトロフェニルブチルアクリジニウム
（ＮＰＢＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ−（３−スルホプロピル）−９，９−ビスアクリジ
ニウム（ＳＰＢＡ）、Ｎ，Ｎ’−二酢酸エチルエステル−９，９−ビスアクリジ
ニウム（ＡＥＢＡ）及びルシゲニンを示す。
【００４３】 図２は好ましく使用され、HYPAN(HYMEDIX Int.Inc.,Dayton,N.J.)の商品名で
市販されている直鎖の親水性ポリマーの構造を表す。この多数のブロックコポリ
マーにおいて、親水性の配列が連続的非晶質のイオン透過性領域（いわゆる柔ら
かいブロック、１）を形成し、一方凝集性の配列が結晶質のクラスター（いわゆ
る硬いブロック、２）を形成する。これらの多数のブロックコポリマーの正確な
説明はV.A.Stoy,New Type of Hydrogel for Controlled Drug Delivery,J.Biome
dical Applications 3,553-604(1989)に認められる。
市販されている直鎖の親水性ポリマーの構造を表す。この多数のブロックコポリ
マーにおいて、親水性の配列が連続的非晶質のイオン透過性領域（いわゆる柔ら
かいブロック、１）を形成し、一方凝集性の配列が結晶質のクラスター（いわゆ
る硬いブロック、２）を形成する。これらの多数のブロックコポリマーの正確な
説明はV.A.Stoy,New Type of Hydrogel for Controlled Drug Delivery,J.Biome
dical Applications 3,553-604(1989)に認められる。
【００４４】 図３は好ましい態様に従う発明のセンサーの構造を略図で示し、ルミネッセン
ス指示薬を担持するポリマーは透明な担体材料にフィルムの形態で適用される。
図４は発明のセンサーのもう１つの好ましい態様を略図で示し、ルミネッセンス
指示薬を担持するポリマーは透明な担体材料に適用されたヒドロゲルのフィルム
中に小粒子の形態で埋封されている。
ス指示薬を担持するポリマーは透明な担体材料にフィルムの形態で適用される。
図４は発明のセンサーのもう１つの好ましい態様を略図で示し、ルミネッセンス
指示薬を担持するポリマーは透明な担体材料に適用されたヒドロゲルのフィルム
中に小粒子の形態で埋封されている。
【００４５】 図３及び４はそれぞれ発明に従うセンサーのディスクＳを示す。HYPANに固定
された塩化物感受性のルミネッセンス指示薬はＩと呼ばれる。図３に従うと、ル
ミネッセンス指示薬Ｉを担持しているHYPANは薄膜Ｈの形態で励起光及び放射光
に対して透明な担体材料Ｔ上にある。図４に従うとルミネッセンス指示薬Ｉを担
持するHYPANは、薄膜の形態で励起光及び放射光に対して透明な担体材料Ｔに適
用されているヒドロゲルＧ中に、懸濁粒子の形態で存在する。測定溶媒Ｐからル
ミネッセンス指示薬Ｉを担持する膜を光学的に分離するためには顔料を含むヒド
ロゲルからなるイオン透過性光学的遮蔽層ＯをフィルムＨ及び／又はフィルムＧ
に適用する。
された塩化物感受性のルミネッセンス指示薬はＩと呼ばれる。図３に従うと、ル
ミネッセンス指示薬Ｉを担持しているHYPANは薄膜Ｈの形態で励起光及び放射光
に対して透明な担体材料Ｔ上にある。図４に従うとルミネッセンス指示薬Ｉを担
持するHYPANは、薄膜の形態で励起光及び放射光に対して透明な担体材料Ｔに適
用されているヒドロゲルＧ中に、懸濁粒子の形態で存在する。測定溶媒Ｐからル
ミネッセンス指示薬Ｉを担持する膜を光学的に分離するためには顔料を含むヒド
ロゲルからなるイオン透過性光学的遮蔽層ＯをフィルムＨ及び／又はフィルムＧ
に適用する。
【００４６】 光学的測定装置は、光源ＬとしてＬＥＤ、検知器として光ダイオードＭ、波長
を選択するための光学的フィルターＡ及びＦ、ポリマー層Ｈ及び／又はポリマー
層Ｇ中に励起光を誘導し、そして光ダイオードＭに放射光を誘導するための光学
的装置並びに信号の処理のための装置（図示されていない）からなる。励起側に
は干渉フィルター（４８０ｎｍのピーク透過性）を使用し、発光側に５５０ｎｍ
の遮断フィルターを使用した。
を選択するための光学的フィルターＡ及びＦ、ポリマー層Ｈ及び／又はポリマー
層Ｇ中に励起光を誘導し、そして光ダイオードＭに放射光を誘導するための光学
的装置並びに信号の処理のための装置（図示されていない）からなる。励起側に
は干渉フィルター（４８０ｎｍのピーク透過性）を使用し、発光側に５５０ｎｍ
の遮断フィルターを使用した。
【００４７】 図５は市販の蛍光分析器を使用しながら図３に従う測定装置により記録した、
好ましくは発明に従うセンサー中に使用したルシゲニンのルミネッセンス指示薬
の励起及び発光スペクトルを示す。
好ましくは発明に従うセンサー中に使用したルシゲニンのルミネッセンス指示薬
の励起及び発光スペクトルを示す。
【００４８】 図６は塩化物の濃度の関数として図３の構造スキームに従う発明のセンサーの
相対的ルミネッセンス強度を示す。図７は測定溶媒のｐＨ値の関数としてそのセ
ンサーの相対的ルミネッセンス強度を示す。図８及び９は図４の構造スキームに
従う発明のセンサーに対する塩化物の濃度の関数として又はｐＨ値の関数として
の相対的ルミネッセンスの強度を示す。
相対的ルミネッセンス強度を示す。図７は測定溶媒のｐＨ値の関数としてそのセ
ンサーの相対的ルミネッセンス強度を示す。図８及び９は図４の構造スキームに
従う発明のセンサーに対する塩化物の濃度の関数として又はｐＨ値の関数として
の相対的ルミネッセンスの強度を示す。
【００４９】
（実施例１、図３） ルミネッセンス指示薬を担持するポリマーフィルムもつセンサーの製造 HYPANで被覆したフィルムの調製： HYPAN HN80(HYMEDIX Int.Inc.,Dayton,N.J.08810,USA)６ｇを磁気撹拌器の補
助により５時間にわたり６０℃でＤＭＳＯ８０ｍｌに溶解させた。ナイフの直線
刃先の補助により、得られた溶液４．５ｍｌを平面の支持体上に置いたポリエス
テルフィルム（MYLAR、Plastic Suppliers,USA)に１００μｍの湿潤厚さで適用し
た。溶媒を蒸発させる目的のためにフィルムを２０分間室温に維持し、次いで３
０秒間脱イオン水中に浸漬させた。 HYPAN被覆フィルムのルミネッセンス指示薬による被覆： ルシゲニン溶液（Aldrich Chemical Company Inc.,#B4920-3,USA)を３００μ
Ｍを脱イオン水１ｌ中にルシゲニン１３５ｍｇを溶解することにより調製した。
その後、適当な容器中のHYPAN−被覆フィルムを１時間ルシゲニン溶液中に浸漬
し、ルシゲニンの一部がフィルムのHYPAN層中に拡散した。次いでHYPAN層を脱イ
オン水で洗浄した。 ルミネッセンス指示薬で被覆したフィルムのＵＶ処理： 紫外線による処理のために、開放容器中のルミネッセンス指示薬−被覆フィル
ムを脱イオン水の１２．７ｍｍ（１／２インチ）の層上にHYPAN層とともに入れ
、次いで１時間１０ｃｍの距離からＵＶランプで照射した。その後非結合指示薬
を濯ぐ目的で、フィルムを１００ｍＭのＮａＦ溶液（ＮａＦ４．３ｇ及びＮａＨ 2 ＰＯ4４．１３ｇ、脱イオン水９００ｍｌに溶解し、５ＮのＮａＯＨでｐＨ７．
１に調整、次いでＨ2Ｏで１ｌまで充填した）２５０ｍｌ中に１時間浸漬した。
その後、ルミネッセンス指示薬−被覆HYPAN層を脱イオン水で濯いだ。 ルミネッセンス指示薬被覆フィルムへのイオン透過性光学的遮蔽層の調製及び適
用： ２５μｍのふるい（VWR Scientific,P.O.Box 669967,Marietta,GA 30065,USA;
Product No.JT 1528-1)でふるったセルロース繊維１．５ｇ及びＦｅ2Ｏ3（Fisch
er Scientific Company,#I116-3）３．５ｇをヒドロゲルＤ６（Tyndale Plains-
Hunter Ltd.,Ringoes,N.J.08551,USA）１．８重量％及び水中５５重量％のエタ
ノールからなる溶液１７ｇ中で１６時間懸濁させた。得られた均質の懸濁液５ｍ
ｌをHYPAN層に１００μｍの湿潤厚さで適用し、脱イオン水で湿潤化させそして
ＵＶ−処理フィルムのルミネッセンス指示薬で被覆した。室温で溶媒の蒸発後、
２．５ｃｍの直径をもつディスクを切り取り、使用時まで室温で塵が付かないよ
うに乾燥貯蔵した。使用前に、活性化の目的で少なくとも１６時間、バッファー
中に維持した。 センサーディスクの製造： センサーディスクの切断及び測定法はSensors and Actuators B11(1993),page
s 281-289(“Theory and Practice in Optical pH Sensing(光学的ｐＨ感知にお
ける理論及び実行)"）中でM.J.P.Leiner and P.Hartmannにより、そしてSensors
and Actuators B29(1995),pages 169-173(“Optical Sensors for in vitro Bl
ood Gas Analysis(インビトロの血液ガス分析のための光学的センサー)"におけ
るM.J.P.Leinerにより記載された。
助により５時間にわたり６０℃でＤＭＳＯ８０ｍｌに溶解させた。ナイフの直線
刃先の補助により、得られた溶液４．５ｍｌを平面の支持体上に置いたポリエス
テルフィルム（MYLAR、Plastic Suppliers,USA)に１００μｍの湿潤厚さで適用し
た。溶媒を蒸発させる目的のためにフィルムを２０分間室温に維持し、次いで３
０秒間脱イオン水中に浸漬させた。 HYPAN被覆フィルムのルミネッセンス指示薬による被覆： ルシゲニン溶液（Aldrich Chemical Company Inc.,#B4920-3,USA)を３００μ
Ｍを脱イオン水１ｌ中にルシゲニン１３５ｍｇを溶解することにより調製した。
その後、適当な容器中のHYPAN−被覆フィルムを１時間ルシゲニン溶液中に浸漬
し、ルシゲニンの一部がフィルムのHYPAN層中に拡散した。次いでHYPAN層を脱イ
オン水で洗浄した。 ルミネッセンス指示薬で被覆したフィルムのＵＶ処理： 紫外線による処理のために、開放容器中のルミネッセンス指示薬−被覆フィル
ムを脱イオン水の１２．７ｍｍ（１／２インチ）の層上にHYPAN層とともに入れ
、次いで１時間１０ｃｍの距離からＵＶランプで照射した。その後非結合指示薬
を濯ぐ目的で、フィルムを１００ｍＭのＮａＦ溶液（ＮａＦ４．３ｇ及びＮａＨ 2 ＰＯ4４．１３ｇ、脱イオン水９００ｍｌに溶解し、５ＮのＮａＯＨでｐＨ７．
１に調整、次いでＨ2Ｏで１ｌまで充填した）２５０ｍｌ中に１時間浸漬した。
その後、ルミネッセンス指示薬−被覆HYPAN層を脱イオン水で濯いだ。 ルミネッセンス指示薬被覆フィルムへのイオン透過性光学的遮蔽層の調製及び適
用： ２５μｍのふるい（VWR Scientific,P.O.Box 669967,Marietta,GA 30065,USA;
Product No.JT 1528-1)でふるったセルロース繊維１．５ｇ及びＦｅ2Ｏ3（Fisch
er Scientific Company,#I116-3）３．５ｇをヒドロゲルＤ６（Tyndale Plains-
Hunter Ltd.,Ringoes,N.J.08551,USA）１．８重量％及び水中５５重量％のエタ
ノールからなる溶液１７ｇ中で１６時間懸濁させた。得られた均質の懸濁液５ｍ
ｌをHYPAN層に１００μｍの湿潤厚さで適用し、脱イオン水で湿潤化させそして
ＵＶ−処理フィルムのルミネッセンス指示薬で被覆した。室温で溶媒の蒸発後、
２．５ｃｍの直径をもつディスクを切り取り、使用時まで室温で塵が付かないよ
うに乾燥貯蔵した。使用前に、活性化の目的で少なくとも１６時間、バッファー
中に維持した。 センサーディスクの製造： センサーディスクの切断及び測定法はSensors and Actuators B11(1993),page
s 281-289(“Theory and Practice in Optical pH Sensing(光学的ｐＨ感知にお
ける理論及び実行)"）中でM.J.P.Leiner and P.Hartmannにより、そしてSensors
and Actuators B29(1995),pages 169-173(“Optical Sensors for in vitro Bl
ood Gas Analysis(インビトロの血液ガス分析のための光学的センサー)"におけ
るM.J.P.Leinerにより記載された。
【００５０】 その方法に従って得たセンサーディスクを図３に略図で表した測定装置に使用
した。 （実施例２、図４） ルミネッセンス指示薬−被覆粒子からのセンサーの製造 HYPAN粒子の調製： 粉末状HYPAN HN80（平均粒径１３０μｍ）を製造業者、HYMEDIXから直接入手
した。より小さい粒径（５０ｎｍ〜２０μｍ）は実験室のジェットミル（Glen M
ills Inc.,395 Altwood Road,Cliftton、N.J.07012,USA)で材料を微細磨砕するこ
とにより入手した。より狭い粒径範囲（５０〜５００ｎｍ）をもつ画分は微細磨
砕材料を金属のふるいでふるうことにより得た。 ルミネッセンス指示薬によるHYPAN粒子の被覆及び指示薬の固定： ３００μＭのルシゲニン溶液を脱イオン水１ｌ中にルシゲニン１３５ｍｇを溶
解することにより調製し、溶液を磁気撹拌器の付いた結晶皿中に入れた。次いで
HYPAN HN80粉末５０ｇを撹拌しながら溶液に緩徐に添加した。
した。 （実施例２、図４） ルミネッセンス指示薬−被覆粒子からのセンサーの製造 HYPAN粒子の調製： 粉末状HYPAN HN80（平均粒径１３０μｍ）を製造業者、HYMEDIXから直接入手
した。より小さい粒径（５０ｎｍ〜２０μｍ）は実験室のジェットミル（Glen M
ills Inc.,395 Altwood Road,Cliftton、N.J.07012,USA)で材料を微細磨砕するこ
とにより入手した。より狭い粒径範囲（５０〜５００ｎｍ）をもつ画分は微細磨
砕材料を金属のふるいでふるうことにより得た。 ルミネッセンス指示薬によるHYPAN粒子の被覆及び指示薬の固定： ３００μＭのルシゲニン溶液を脱イオン水１ｌ中にルシゲニン１３５ｍｇを溶
解することにより調製し、溶液を磁気撹拌器の付いた結晶皿中に入れた。次いで
HYPAN HN80粉末５０ｇを撹拌しながら溶液に緩徐に添加した。
【００５１】 懸濁液の１０ｃｍ上にＵＶランプ（Upland,CA 91786,USA,Model XX15,115V、6
0Hz,0.68A、発光青〜ＵＶ近辺）を配置し、懸濁液を常に撹拌しながら４時間Ｕ
Ｖ光線で処理した。次いで、指示薬−被覆粒子をブッフナー漏斗によりそして濾
紙を使用して被覆溶液から分離し、他の結晶皿に入れ、次いで−撹拌しながら−
１時間、１００ｍＭのＮａＦ溶液（ＮａＦ４．３ｇ及びＮａＨ2ＰＯ4４．１３ｇ
、脱イオン水９００ｍｌに溶解、５ＮのＮａＯＨでｐＨ７．１に調整、次いでＨ 2 Ｏで１リッターまで充填）１ｌ中に懸濁させた。懸濁液を濾過し、濾液が無色
になるまで粉末を脱イオン水で洗浄した。その後、ブッフナー漏斗中の粉末を無
水エタノール中に懸濁させ、洗浄し、室温で１晩乾燥した。残渣の凝集物を除去
するために粉末を５０μｍの金属ふるいを通してふるった。更なる使用まで粉末
をＣａＣｌ2上の乾燥機中に保存した。 ルミネッセンス指示薬−被覆フィルムの調製： 磁石撹拌機の補助により、密閉容器中で、５０μｍにふるった指示薬−被覆粉
末１．２ｇをヒドロゲルＤ６（Tyndale Plains-Hunter Ltd.,Ringoes,N.J.）１
．８重量％及び水中５５重量％エタノールからなる溶液６．８ｇに１２時間懸濁
させた。次いで均質な懸濁液を１５０μｍの湿潤厚さでポリエステルフィルム（
MELINEX)に適用し、溶媒を室温で１晩蒸発させた。
0Hz,0.68A、発光青〜ＵＶ近辺）を配置し、懸濁液を常に撹拌しながら４時間Ｕ
Ｖ光線で処理した。次いで、指示薬−被覆粒子をブッフナー漏斗によりそして濾
紙を使用して被覆溶液から分離し、他の結晶皿に入れ、次いで−撹拌しながら−
１時間、１００ｍＭのＮａＦ溶液（ＮａＦ４．３ｇ及びＮａＨ2ＰＯ4４．１３ｇ
、脱イオン水９００ｍｌに溶解、５ＮのＮａＯＨでｐＨ７．１に調整、次いでＨ 2 Ｏで１リッターまで充填）１ｌ中に懸濁させた。懸濁液を濾過し、濾液が無色
になるまで粉末を脱イオン水で洗浄した。その後、ブッフナー漏斗中の粉末を無
水エタノール中に懸濁させ、洗浄し、室温で１晩乾燥した。残渣の凝集物を除去
するために粉末を５０μｍの金属ふるいを通してふるった。更なる使用まで粉末
をＣａＣｌ2上の乾燥機中に保存した。 ルミネッセンス指示薬−被覆フィルムの調製： 磁石撹拌機の補助により、密閉容器中で、５０μｍにふるった指示薬−被覆粉
末１．２ｇをヒドロゲルＤ６（Tyndale Plains-Hunter Ltd.,Ringoes,N.J.）１
．８重量％及び水中５５重量％エタノールからなる溶液６．８ｇに１２時間懸濁
させた。次いで均質な懸濁液を１５０μｍの湿潤厚さでポリエステルフィルム（
MELINEX)に適用し、溶媒を室温で１晩蒸発させた。
【００５２】 イオン透過性光学的遮蔽層の適用及びセンサーディスクの製造は実施例１に記
載のように実施した。発明に従うセンサーのルミネッセンス特性の決定 発明に従うセンサーのルミネッセンス強度を測定する目的で、前記の方法に従
って製造したセンサーディスクを光線透過性の温度調節された測定用セル中に導
入し、異なる塩化物濃度及び異なるｐＨ値をもつ試料と接触させた。
載のように実施した。発明に従うセンサーのルミネッセンス特性の決定 発明に従うセンサーのルミネッセンス強度を測定する目的で、前記の方法に従
って製造したセンサーディスクを光線透過性の温度調節された測定用セル中に導
入し、異なる塩化物濃度及び異なるｐＨ値をもつ試料と接触させた。
【００５３】 図５は（Ａ）２００ｍＭのＮａＣｌ溶液及び（Ｂ）２００ｍＭのＮａＦ溶液と
接触させた、ｐＨ７．１における実施例１に従って製造したセンサー（イオン透
過性の光学的遮蔽層をもたない）のルミネッセンス励起及び発光スペクトルを示
す。
接触させた、ｐＨ７．１における実施例１に従って製造したセンサー（イオン透
過性の光学的遮蔽層をもたない）のルミネッセンス励起及び発光スペクトルを示
す。
【００５４】 図６及び８は次の塩化物濃度（０．０５０、０．０６１、０．０７２、０．０
８２、０．０９３、０．１０４、０．１１５、０．１２５、０．１３６、０．１
４７、０．１５９モル／ｌ）の負の常用対数の関数として水溶液と接触する、実
施例１及び／又は実施例２に従って製造した発明に従うセンサーの相対的ルミネ
ッセンス強度を示す。
８２、０．０９３、０．１０４、０．１１５、０．１２５、０．１３６、０．１
４７、０．１５９モル／ｌ）の負の常用対数の関数として水溶液と接触する、実
施例１及び／又は実施例２に従って製造した発明に従うセンサーの相対的ルミネ
ッセンス強度を示す。
【００５５】 測定溶媒として、異なる濃度のＮａＣｌを含む、ＣＯ2を含まない、ｐＨ７．
４（３７℃）の０．１ＭのＨＥＰＥＳバッファーを使用した。
４（３７℃）の０．１ＭのＨＥＰＥＳバッファーを使用した。
【００５６】 図６及び８から明白なように、異なる構成のセンサーは両方とも塩化物の生理
学的（血液の）濃度の決定に適する。
学的（血液の）濃度の決定に適する。
【００５７】 図７及び９はｐＨ値（６．８１９、６．９１０、７．００９、７．１２３、７
．２５０、７．３６３、７．４８１、７．５７５、７．６７１、）の関数として
水溶液と接触する、実施例１及び／又は実施例２に従って製造した、発明に従う
センサーの相対的ルミネッセンス強度を示す。
．２５０、７．３６３、７．４８１、７．５７５、７．６７１、）の関数として
水溶液と接触する、実施例１及び／又は実施例２に従って製造した、発明に従う
センサーの相対的ルミネッセンス強度を示す。
【００５８】 測定溶媒として、異なる濃度のＨＥＰＥＳ酸及びＨＥＰＥＳＮａ塩を含み、塩
化物濃度０．１０４モル／ｌを伴う０．１ＭのＨＥＰＥＳバッファーを使用した
。
化物濃度０．１０４モル／ｌを伴う０．１ＭのＨＥＰＥＳバッファーを使用した
。
【００５９】 図７及び９から明白なように、発明のセンサーは生理学的ｐＨ値の範囲内で測
定溶媒のｐＨ値への依存性を示さない。ｐＨ特性曲線の僅かな上昇は代表的測定
溶媒のＨＥＰＥＳ塩との弱い相互作用による。これらの高いＨＥＰＥＳ塩濃度は
天然の測定媒質（体液、海水、等）中には存在しない。
定溶媒のｐＨ値への依存性を示さない。ｐＨ特性曲線の僅かな上昇は代表的測定
溶媒のＨＥＰＥＳ塩との弱い相互作用による。これらの高いＨＥＰＥＳ塩濃度は
天然の測定媒質（体液、海水、等）中には存在しない。
【００６０】 本発明は代表された具体的な態様に制約されない。例えば、当業者は例えば前
記の化合物を使用することにより、ルシゲニン以外の塩化物感受性のルミネッセ
ンス指示薬を使用することにより、同様な方法でセンサーを製造することができ
る。
記の化合物を使用することにより、ルシゲニン以外の塩化物感受性のルミネッセ
ンス指示薬を使用することにより、同様な方法でセンサーを製造することができ
る。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年２月１９日（２００１．２．１９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボルフバイス，オツトー・エス ドイツ・デー−93051レゲンスブルク・フ リードリヒ−エベルト−シユトラーセ19デ ー (72)発明者 ベル，ダグラス・イー アメリカ合衆国フロリダ州33067コーラル スプリングス・ノースウエストエイテイフ オースロード5155 (72)発明者 ヤング，チ・フイ・スザンナ・ツアイ アメリカ合衆国ジヨージア州30092ノーク ロス・コモンズゲイトベンド3355 Ｆターム(参考） 2G042 AA03 BB18 CB03 DA08 FA11 FB07 FC03 2G045 AA25 CA25 CA26 DB16 FB11 FB17 2G054 AA07 AB05 CA10 CE01 EA01 EB01 FA32 GA03 GE01
Claims (12)
- 【請求項１】 水性試料中の塩化物の濃度のルミネッセンス光学素子による
連続的及び不連続的決定に適し、ルミネッセンス指示薬（Ｉ）及びルミネッセン
ス指示薬（Ｉ）を担持するポリマー（Ｈ）を含んでなる光学的−化学的センサー
であって、ルミネッセンス指示薬（Ｉ）が非親油性アクリジン又はビスアクリジ
ン化合物であり、ポリマー（Ｈ）が有機溶媒に可溶性の直鎖の親水性ポリマーで
あることを特徴とするセンサー。 - 【請求項２】 アクリジン又はビスアクリジン化合物がメト硫酸メチルアク
リジニウム（ＭＡＣ）、メト硫酸４−ニトロフェニルブチルアクリジニウム（Ｎ
ＰＢＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ−（３−スルホプロピル）−９，９−ビスアクリジニウ
ム（ＳＰＢＡ）、Ｎ，Ｎ’−二酢酸エチルエステル−９，９−ビスアクリジニウ
ム（ＡＥＢＡ）及びルシゲニン（lucigenine）を含んでなる群から選択されるこ
とを特徴とする、請求項１記載の光学的−化学的センサー。 - 【請求項３】 直鎖の親水性ポリマーが酸アミド及び／又は酸イミド及び／
又はカルボキシラート及び／又はニトリル群を含む多数のブロックコポリマーで
あることを特徴とする、請求項１又は２記載の光学的−化学的センサー。 - 【請求項４】 ルミネッセンス指示薬（Ｉ）を担持するポリマー（Ｈ）が透
明な担体材料（Ｔ）にフィルムの形態で適用されていることを特徴とする、請求
項１〜３のいずれかに記載の光学的−化学的センサー。 - 【請求項５】 ルミネッセンス指示薬（Ｉ）を担持するポリマー（Ｈ）が透
明な担体材料（Ｔ）に適用されたヒドロゲルのフィルム（Ｇ）中に微細粒子の形
態で埋封されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学的−
化学的センサー。 - 【請求項６】 その層が親水性のイオン−透過性のポリマーからなり、好ま
しくは色素の顔料、なかでも黒の顔料を含む追加層（Ｏ）が、透明な担体材料（
Ｔ）上にあるフィルム又はヒドロゲルのフィルム（Ｇ）に適用されていることを
特徴とする、請求項４又は５記載の光学的−化学的センサー。 - 【請求項７】 透明な担体材料（Ｔ）が光伝導繊維であることを特徴とする
請求項４〜６のいずれかに記載の光学的−化学的センサー。 - 【請求項８】 水性試料中の塩化物の濃度のルミネッセンス光学素子による
連続的及び不連続的決定に適し、そしてルミネッセンス指示薬（Ｉ）及びルミネ
ッセンス指示薬（Ｉ）を担持するポリマー（Ｈ）を含んでなる光学的−化学的セ
ンサーの製造法であって、 − アクリジン又はビスアクリジン化合物を基礎にした非親油性ルミネッセンス
指示薬をルミネッセンス指示薬（Ｉ）として使用すること、及び − 有機溶媒中に可溶性の直鎖の親水性ポリマーをポリマー（Ｈ）として使用す
ること、ここで − ルミネッセンス指示薬（Ｉ）の溶液を生成し、そして − その溶液を直鎖の親水性ポリマー（Ｈ）と接触させ、そのルミネッセンス指
示薬（Ｉ）が直鎖の親水性ポリマー（Ｈ）中に拡散すること、 を特徴とする方法。 - 【請求項９】 直鎖の親水性ポリマー（Ｈ）中に拡散したルミネッセンス指
示薬（Ｉ）が、好ましくは紫外線及び／又は青色光による照射により固定化され
ることを特徴とする、請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 − 直鎖の親水性ポリマー（Ｈ）の溶液を生成すること、 − その溶液を透明な担体材料（Ｔ）に適用し、溶媒を蒸発させ、直鎖の親水性
ポリマー（Ｈ）のフィルムを透明な担体材料（Ｔ）上に形成する、 − そのフィルムをルミネッセンス指示薬（Ｉ）の溶液と接触させ、ルミネッセ
ンス指示薬（Ｉ）がフィルム内に拡散し、場合により照射により固定化されるこ
と、を特徴とする請求項８又は９記載の方法。 - 【請求項１１】 − ルミネッセンス指示薬の溶液を粉末状の直鎖の親水性
ポリマー（Ｈ）と接触させ、ルミネッセンス指示薬（Ｉ）が直鎖の親水性ポリマ
ー（Ｈ）中に拡散し、場合によっては照射により固定化され、 − ルミネッセンス指示薬（Ｉ）を担持する直鎖の親水性ポリマー（Ｈ）をヒド
ロゲル溶液中に懸濁して、懸濁液を生成し、 − 懸濁液を透明な担体材料（Ｔ）に適用し、そして − 溶媒をヒドロゲル溶液から蒸発させ、そこで透明な担体材料（Ｔ）上に、ル
ミネッセンス指示薬（Ｉ）を担持する直鎖の親水性ポリマー（Ｈ）が埋封されて
いるヒドロゲルフィルム（Ｇ）が形成される、 ことを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。 - 【請求項１２】 請求項１〜７のいずれかに記載の光学的−化学的センサー
を使用することによる水性試料中の塩化物の濃度の決定法。
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