JP2002536637A - 液体試料を分析するのに有用な多成分テストシステム、およびそのための使用 - Google Patents
液体試料を分析するのに有用な多成分テストシステム、およびそのための使用Info
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Abstract
Description
米国仮出願シリアル番号60/118,825の優先権を主張する。
に詳しくは、本発明は液体試料を分析して、液体試料に対する所与の量の所与の
物質の効果を測定することに関する。本発明は、例えば、液体試料のパラメータ
が調整を必要とするか、およびどの程度必要とするかを決定するのに有用である
。
たは複数物質が存在するか、及びそうであればその物質の量を測定するために試
料物質をアッセイする能力を含む。しばしば、用語「分析物」を用いてテストす
べき物質を記載する。この用語を以後用いる。
を超えていれば色を変化させるデバイスを含む。当該分野はそれ以来かなり複雑
となったと言われる。
以後使用する「液体試料」とは血液、尿のごとき物質をいうが、この開示では最
も特別には水をいう。
ば、水の試料が飲むのに適しているかを判断するのは重要であろう。さらに、水
試料は異なる目的で使用される。試料が目的とする使用に依存して、pH、全アル
カリ性度、カルシウム硬度、全硬度のごとき1 以上のパラメータ、および全塩素
、遊離塩素、結合塩素、ナトリウム含有量等のごとき特定の分析物の量が重要で
あろう。例えば、水試料を水泳プールから採取する場合、結合塩素および遊離塩
素のいずれかまたは双方が重要であろう。産業冷却システムで水を使用すべき場
合全アルカリ性度または全硬度が重要であろう。水を健康職業で使用すべき場合
、いずれかの数の分析物が興味深く、かつ重要であろう。これらは、水試料が付
される用途のタイプのまさにその例である。当業者であればここに記載する必要
のない多くの他のものに精通しているであろう。さらに、水以外の液体試料の分
析に関する文献は膨大なものである。
かしながら、一般に、これらのシステムは「乾式化学」および「湿式化学」シス
テムに分けることができる。
試料に添加する。テスト剤は注目する分析物と反応し、検出可能な信号が形成さ
れる。好ましくは、これは色または色の変化のような目に見える「マーカー」の
形成である。また、当業者であればホトメーター等における光吸収の測定のごと
き他のシステムに精通しているであろう。しかしながら、この開示の目的では、
理解を容易とするために、光ホトメーターのごときシステムよりはむしろ、色の
目に見える形成および変化に議論を集中するであろう。
の参照標準と比較する。一般に、これは、特定の色または色の程度に分析物の濃
度を結び付けるコード化された参照の形態を採る。低い濃度は非常に淡いピンク
色によって示すことができる。高い濃度は暗い赤色によって表すことができ、ま
たその逆も可能である。
の試料を分析することができる。これらの乾式化学システムにおいては、吸収パ
ッドまたはテスト片のごとき器具を前記したテストシステムに含浸し、被覆し、
または印刷して、テストシステムが器具から放出せず、又は放出できないように
する。該器具を液体試料と接触させ、それから取り出し、信号を装置で「読む」
。湿式化学システムに関するように、生じた信号をコード化した参照と比較して
、生じた信号を、考慮すべき分析物の具体的量および/または濃度に結び付ける
。
許第5,811,254 号は、広い範囲(0 ないし500ppm)にわたって全利用可能塩素を
検出するのに用いることができる試薬システムを教示する。該試薬は濾紙のよう
な担体マトリックスに取り込んで、全利用可能な塩素を測定するのに有用な乾式
化学テスト片を生じさせることができる。Becketに対する米国特許第5 ,710 ,
372 号は複数のテスト領域を含むテスト片を教示する。各領域は、注目する分析
物と反応する異なる量の試薬システムを含有する。目に見える表示の結果、分析
すべき試料中の分析物の量を使用者が測定するのを可能とする。Jaunakais に対
する米国特許第5,620,658 号は、イオン変化を介して検出できない分析物を検出
可能なものに変換できる試薬を含有する多成分テスト片を教示する。Gargasに対
する米国特許第5,529,751 号はpH調整キットを教示する。一旦試料のpHが測定さ
れれば、試料が適当なpHが得られたことを示すまで第一の試薬が添加される。次
いで、第一の試薬のある数の液滴をある量の第二の試薬の変換し次いで、これを
用いて試料の源のpHを修飾する。Ramanaらに対する米国特許第5,491,094 号は
、TMB 誘導体を用いて遊離塩素を測定するための乾燥試薬テスト片を教示する。
O ’Brien らに対する米国特許第4,904,605 号は、複数の異なる試薬を測定する
のに用いることができるテスト片を教示する。複数の試薬パッドを含有するディ
ップスティックを試料と接触させ、信号が形成され、次いで参照標準と比較され
る。Halleyに対する米国特許第4,481,296 号は、ハロゲン含有溶液のpHを測定す
るのに有用な組成物を教示する。
は示唆しないと考えられる。
ムの使用者が関心の有る全てである。しかしながら、そのような測定が、単純に
は十分でない多くの場合がある。例えば、記載した液体試料のタイプに関しては
、分析物濃度を所望の範囲までは改変できるようにどのようにして液体試料を調
整するかを使用者が決定する必要がある。これは、使用者の簡便性、コストの考
慮、安全性等を含めたいくつかの理由で必要となり得る。使用者が液体試料中の
1 以上の分析物の濃度を測定するのみならず、それが所望の範囲内となるように
分析物濃度を改変するのに何が必要かを決定するのを可能とする分析システムが
望ましい。単一の分析システムを用いてこれをなすことができるのは特に望まし
い。
トシステムを提供し、もし特定の反応体または物質を規定された量で添加すれば
、その試料中の特定の分析物の量に何が起こるかを測定するのが本明細書中に記
載した発明の目的である。
器具が使用するのに簡単で、信頼でき、かつ安価であるのは望ましい。
って達成される。
よび液体試料中に存在する所与の反応体の量を変化させるこの濃度に対する効果
を測定するのに有用な多成分試薬システムに関する。これは後に詳細に記載する
。
れの改変方法を考慮することによって、本発明の特徴を理解することができる。
本明細書中に記載した発明において、液体試料中の全アルカリ性度を測定するこ
とができる第1 の試薬システムが提供される。そのような試薬システムはよく知
られており、注目する分析物が存在する場合には色のごとき検出可能な信号を供
する種々のインジケーターを含む。
体試料中の所与の反応体の濃度を変化させる効果を測定するようデザインされた
にものである。全アルカリ性度に関しては、前記したごとく、もし液体試料が、
全アルカリ性度が余りにも低いと考えられるものであれば、システムの第2 の構
成要素は、該液体試料中のアルカリ性化合物の量を例えば50ppm だけ増加させる
ことによって、全アルカリ性度に対する効果を示すようにデザインされたもので
ある。よって、第2 の構成要素は50ppm の液体試料に対する量にてアルカリ性化
合物を含有する。この第2 の構成要素を液体試料と接触させると、信号が発生し
、これは「50ppm+X 」に対応し、ここで、「X 」は試料中の分析物の濃度である
。逆に、もし液体試料が、所望の範囲より大きな全アルカリ性度レベルを有する
傾向があるものであれば、第2 の構成要素は、50ppm のごとき、所与の量だけ分
析物の濃度を低下させる試薬を含有するものであろう。例えば、再度、全アルカ
リ性度に関しては、酸性化合物はアルカリ性物質と反応し、それを中和し、かく
して全アルカリ性度を低下させることが知られている。よって、第2 の構成要素
は、全アルカリ性度を50ppm だけ減少させるのに十分な量の酸性化合物を含有す
ることができる。この場合、システムの第1の構成要素は、望ましい濃度のスケ
ールの頂部またはそれを超える濃度に分析物を登録し、他方、第2 の構成要素は
濃度を低下させる効果を示すであろう。もし第2 の構成要素で生じた信号が望ま
しい濃度の範囲内にあれば、第2 の構成要素に含まれたもののごとき酸性物質を
システムに添加すべきであると結論すべきである。もちろん、システムの第2 の
構成要素は、システムの第1 の構成要素に含まれるのと同一の試薬、ならびに少
なくとも1 つのさらなる物質を含有しなければならないことが理解されよう。
上を1 つの多成分システムで組み合わせることができるのがわかるであろう。水
泳プールのごとく、分析物の特に狭い範囲の濃度のみが望ましいまたは許容され
る状況がある。これらの場合、液体試料がそれから採取された源が塩素のような
特定の分析物の増加または減少を必要とすることはただちに明らかではない。こ
れらの状況において、多成分試薬システムは、(i )分析物、例えば塩素の濃度
、(ii)分析物の濃度を増加させるように作用する化合物を添加する効果及び
(iii )分析物の濃度を減少させるように作用する化合物を添加する効果を測定
する少なくとも3 つの別々のシステムを含有するであろう。同様に、本発明の多
成分システムは、異なる濃度の化合物を添加することによって、分析物の濃度を
増加させるおよび/または減少させる効果を示す複数試薬システムを含有するこ
とができる。例えば、前記した水泳プールおよび分析物塩素に関しては、11の異
なる試薬を用いるシステムを考えることができる。第1 の試薬は、常に、塩素が
所望の濃度で存在するかを測定する試薬であり、従って、10のさらなる試薬シス
テムであり、これは1 、2 、3 、4 および5 ppmだけ塩素濃度を増加または減
少させる効果を示す。使用することができる最大数の異なる別の試薬システムは
ない。当業者であれば、与えられた分析テストに対して2 、3 、5 等の異なるシ
ステムが理想的であるか否かをルーチン的に決定することが出来るであろう。
最も好ましくは、乾式化学タイプの器具またはテスト片の形態で配置される。図
面の図面1 を参照し、これは本発明による2 つの別の形態の乾式化学器具を示す
。図面1Aは相互に分離される5 つの別々のテストパッドが付着された固体の不活
性裏打材または支持体を含むテスト片10を示す。テストパッド11は、前記した複
数試薬システムの第1 の構成要素である。それは、分析物との反応に際して、分
析物の濃度または濃度の範囲を示す検出可能な信号を生じる試薬システムを含む
。特別の分析物/試薬システムは後記する。時々「処理パッド」といわれる残り
のテストパッド、すなわち12、13、14および15は、所定の量だけ分析物の濃度を
変化させる化合物を添加した場合に、注目する分析物の濃度の変化に対する効果
を示す試薬を含有する。「12」および「14」によって表されるパッドは、例えば
、各々、分析物の濃度を50ppm だけ増加および減少させる試薬の効果を示すこと
ができ、他方、「13」および「15」は、おのおの、分析物の濃度を100ppmだけ増
加させおよび減少させる試薬の効果を表すことが出来る。該パッドは最終使用者
に便利ないずれかの順番で配置させることができるのは明らかであろう。
定するのに有用な本発明のもう1 つの実施形態を示す。図1Bにおいて、2 つの試
薬パッド「21」および「22」を含むテスト片「20」が示される。第1 の試薬パッ
ド「21」は、注目する分析物の形態の所定の量を示す信号を供する試薬を含有す
る。また、それは、試薬パッドで生じた信号があらかじめ規定された値と1 つの
変数との合計となるように、異なるまたは関連する形態の分析物と反応する試薬
システムを含有する。対照的に、試薬パッド「22」は、全ての形態の分析物と反
応し、それを示す信号を供する試薬を含有する。もし2 つの形態の考慮中の分析
物の2 つの形態があれば、2 つの変数が考慮され、試薬パッド「22」はこれらの
濃度の合計を示す信号を供する。このタイプの実施形態は、後記するごとく、例
えば、試料中の結合塩素の量を測定するにおいて特に有用である。
詳細については、「13」が全アルカリ性度を大量に増加させる効果を示し、他方
、「12」が、「13」によって供される量の半分のごとく少量だけそれを増加させ
る効果を表すように図1Aを配置させて考えられた。デバイスを継続し、「11」は
試料中の現実の濃度を示す器具の一部を表し、他方、「14」は全アルカリ性度の
小さな減少を表し「15」はより大きな減少を表す。実施において、このテストデ
バイスは水の試料に浸漬し、種々の構成要素の色を発色させる。一旦これが起き
れば、テストデバイスを図2 の「TA」と比較する。このデバイスは、分析物に対
して何が標的範囲であるかを示すあらかじめ印刷された色を提示する。この場合
、全アルカリ性度に対する標的範囲は前記したごとく80〜120ppmである。図1Aの
デバイス上の5 つの発色した色を図2 に印刷された標的範囲色と並べる。理解さ
れるように、これらの各々は、図2 の適当な部分に設けられた指令の組に関係す
る。全アルカリ性度の場合には、例えば、もし「13」に形成された色が標的範囲
の印刷された色に関係することが見出されれば、これは水中の全アルカリ濃度が
非常に低く、「炭酸水素ナトリウム...14lb 」に接続された指令に示される
ごとく、それを増加させる行動をとらなければならないことを使用者に示す。対
照的に、もし図1Aの「15」に発色した色が標的範囲に関係すれば、これは、水中
の濃度、すなわち、全アルカリ性度があまりにも高く、例えば、22ポンドの亜硫
酸水素ナトリウムを添加することによって減少させなければならないことを示す
。
セイすることが出来る。図は例えば、「pH」、「FC」即ち「遊離塩素」、「TH]
即ち「全硬度」および「CC」即ち「結合塩素」についてどのようにして同様の分
析を行うかを示す。これらの異なる分析物の各々は、個々のテスト片で別々に測
定することができ、遊離塩素および結合塩素のごとき種々の組合せを1 つの器具
で測定することができる。
システムにおいて、試料中の分析物の現実の濃度を測定するための第1 の試薬シ
ステムが提供される。残りのバイアルは、例えば炭酸ナトリウム溶液を含む第二
の試薬システムの液体形態または試料との接触に際して可溶化される第2 の試薬
システムの乾燥形態を保持する。該化合物が試料中の分析物と反応し、色のごと
き検出可能な信号を検出し、これは次いで標的範囲について印刷された色と比較
される。図3 に示したシステムは、7.2 〜7.8 の標的範囲が適当であるシステム
においてpHを測定する。よって、該システムにはこの範囲の終点のための印刷さ
れた色ボックスが設けられる。もし試料バイアルが標的の色と同一の色を呈すれ
ば、これは、与えられた量の特定の試薬での処理の結果、所望の範囲または標的
範囲の分析物濃度となることが予想されることを示す。さらに、もし「OK」バイ
アルで形成された色が印刷された色と関連すれば、それは行動が必要ないことを
示す。同様にして他の分析物を測定することが出来る。
かを測定する際に有用な試薬システム、特に器具である。そのようなシステムは
、規定された量を超過した場合に問題が起こる時に有用である。水泳プールに存
在する塩素にここでは参照するが、本明細書中に記載された原理は、水泳プール
以外の液体試料中の塩素以外の分析物に適用されることが当業者に理解されるで
あろう。
+結合塩素「CC」の合計をいう。換言すれば、 TC=FC+CC である。
ラミンを形成するための、アンモニアベースの廃棄物のような窒素性化合物と結
合した塩素の量を示す。CCは水泳プールで問題であり、不愉快な匂い、粘膜の刺
激などに至る。
いる。このレベルが超過されたかを決定づけるには、本発明による器具は、試料
の色変化または形成を介して測定可能な、液体試料中の全塩素を測定することが
出来る試薬システムを含有する第1 の試薬パッドを含む。該器具は、FC値を測定
するであろう試薬システムを含有し、かつ0.3ppmのCCをシミュレートする試薬シ
ステムを含有する第2 の試薬パッドも含有する。換言すれば、この第2 のシステ
ムは、試料中にいずれかの塩素があるかないかにかかわらず0.3ppmのCCを示す信
号を供するであろう。この第2 の試薬パッドの色は、かくして、どれくらいの量
がFCが試料中に存在しようが、0.3ppmのCCを示すであろう。前記で言及した第1
の試薬パッドは試料中のTC、すなわち、FC+CC を示す信号を与えるであろう。
CC値に帰せられる第1 の試薬パッドによって生じた信号の一部である。第1 のパ
ッドで用いられる試薬は第2 の試薬パッドにおけるものと同等または同一である
ように選択されるので、2 つのパッドの目でも観察は、使用者がCCレベルが0.3p
pmを超えるかを判断することを可能とする。本質的には、もし第1 の試薬パッド
で生じた信号が第2 の試薬パッドによって生じたものよりも強ければ、試料中の
CCレベルは閾値を超え、試料源を処理してレベルを低下させなければならない。
他方、もし第1 の試薬パッド中の信号が第2 の試薬パッドについての信号と同程
度の強度でなければ、CCの濃度は許容される限界内にあると推定することができ
る。
れの行為が必要であるかの説明を「 CC についての指令」中で再度参照する。
れたシミュレート値は変化し得るように試薬パッドをデザインすることができる
。さらに、塩素は、同一方法で、いずれかのタイプの液体試料中で定量すること
ができるいくつかの分析物の例である。
ムに関して種々のオプションが当業者に利用出来る。図1Aに示したもののごとき
テスト器具において、特定の試薬システムが試薬パッド「11」に存在し、これは
考慮する分析物の濃度を示すことができる。この試薬システムは試薬または処理
パッド12、13、14および15のそれぞれに存在すべきである。これらの試薬パッド
はさらに試薬システムを含むべきである。分析物の濃度の増加を示すべき試薬パ
ッドに関しては、種々のオプションが当業者に利用出来る。各パッドは、例えば
、示すべき増加を示す量のあらかじめ形成された染料を含むことが出来る。例え
ば、1 つのパッドは50ppm のTAを示すある量のあらかじめ形成された染料を含有
することができ、他のものは100ppmのを示すあらかじめ形成された染料を含むこ
とが出来る。これらのパッドはパッド11に取り込まれた試薬システムも含み、試
料がこれらのパッドと接触する場合、得られた信号はあらかじめ形成された染料
+分析物と試薬システムの反応により生じた信号の合計である。
される試薬システムは第1 の試薬システムである)を含有することができ、これ
は、試料に対する特定の構成要素の効果を示すか、あるいはそれをシミュレート
する。詳しく述べれば、試薬パッドにおいて、液体試料に添加されて変化を行う
現実の構成要素を含むのが可能であり望ましい状況がある。しかしながら、液体
試料で使用されるであろう構成要素がそれ自体を乾燥テスト片に取り込まない場
合がある。そのような場合、それに含まれる濃度が、次いで、矯正的であること
が示される現実の構成要素の量と同等である限り、異なる物質を乾燥試薬パッド
に取り込むことができる。これは、構成要素のシミュレート効果に言及する場合
にここで意図されるものである。
の添加をいうことができるが、必ずしもそうではないことも認識されなければな
らない。変化は、試料へのおよび試料からの流動を制御する自動的または受動的
システムへの供給速度を変化させることによるごとく、機械的手段によって行う
ことができる。
ように種々の構成要素を液体に添加する効果を測定するようにデザインされたテ
ストシステムを調製した。インジケーター試薬は、BCG のナトリウム塩の0.1 %
溶液、および0.0035M クエン酸緩衝液から調製した。これらは1.5 対1 の比率(
例えば、7.5ml クエン酸緩衝液、および5ml インジケーター溶液)で合わせた。
これは、試料での全アルカリ性度の標的範囲を測定するシステムとして働いた。
ここに記載した実験において、全アルカリ性度はCaCO3 換算で記載する。これは
産業上の標準である。
た。この試薬は、0.05mlの0.6Mクエン酸を10mlのインジケーターシステムに添加
することによって調製した。TAを50ppm だけ減少させた試薬は、0.025ml の0.6M
クエン酸を10mlのインジケーターシステムに添加することによって調製した。平
行して、TAを50ppm だけ増加させた試薬は、0.0215mlの0.6 N NaHCO3 溶液を10
mlのインジケーターシステムに添加することによって調製し、TAを100ppmだけ増
加させたものは、0.043ml の0.6N NaHCO3 を10mlのインジケーターシステムに添
加することによって調製した。
ade 31 ET ペーパーに含浸することによって作成した。
0 、20、30、40、50、70、80、100 、120 、130 、140 、150 、170 、190 およ
び240ppmTAを含有する溶液を調製することによって作成した。
これらはテストパッドと普遍的に相関した。換言すれば、インジケーターシステ
ムのみを含浸し、30ppm 溶液に浸漬したテストパッドに形成された色は、100ppm
の減少をシミュレートするようにデザインした溶液を含浸したパッドを、130ppm
のTAの溶液に浸漬した場合に形成される色に対して良好にマッチした。同様に、
インジケーターシステムのみを含浸し、140ppmのTAの溶液に浸漬したたテストパ
ッドは、40ppmTA の溶液に含浸した100ppm増加をシミュレートするようにデザイ
ンした試薬を含浸したテストパッドによって形成された色に対して良好にマッチ
する色を形成した。このパターンはボードを横切って観察された。
すなわち、その各々が実施例1 に記載された試薬のうちの1 つを含浸した5 つの
別々のパッドで処理片を作成した。次いで、そのパッドを60、120 、160 および
240ppmの水道水とNaHCO3の溶液に含浸した。
。具体的には、前記したタイプのアッセイを行うのに必要な試薬は乾式化学装置
に取り込むことができ、結果は首尾良いものであった。
る。
−フェニレンジアミン(以下、「DPD 」)およびリン酸緩衝液のインジケーター
溶液に浸漬した。試薬パッドの第2 の組を、染料溶液と共に、DPD の溶液に浸漬
した。染料溶液は、インジケーターを含有するテストパッドが2ppmの遊離塩素を
含有する溶液に浸漬された場合に形成される色をシミュレートするように処方し
た。全てのテストパッドはWhatman 31ETペーパーよりなり、40℃で乾燥した。
相互に比較した。
に2ppm以上の遊離塩素を含有する溶液でテストする場合、インジケーター単独を
含有するパッドで形成された色と同等であった。換言すると、インジケーターお
よび染料を含有するテストパッドを0ppmの遊離塩素を含有する溶液に浸漬した場
合に形成された色は、インジケーターのみを含有するテストパッドを遊離塩素の
2ppm溶液に浸漬した場合に形成された色と同等であった。
離塩素を減少させるためにチオ硫酸ナトリウムの溶液と混合することを除き、前
記実施例3 に記載したものと同様に示される。Na2S2O3 の0.030ml 溶液をインジ
ケーターと合わせ、テストパッドを溶液に浸漬した。テストパッドは、再度、Wh
atman 31ETペーパーよりなり、40℃で乾燥した。平行して、インジケーターのみ
を含有するテストパッドを作成した。パッドを、変化させる濃度の遊離塩素を含
有する溶液に浸漬させ、色を比較した。
を形成した。それらは、約2.5 〜3ppmより少ない遊離塩素を含有する溶液に浸漬
されたインジケーターのみを含有するパッドで発色した色と同等であった。換言
すると、インジケーターおよびNa2S2O3 を含有するテストパッドは、インジケー
ターのみを0ppm遊離塩素にて含有するテストパッドで発色した色と匹敵する色に
て、遊離塩素の3ppm溶液で色を発色した。
乾式化学テスト片の製造を詳説する。
る酸−塩基インジケーターである。米国特許第4,481,296 号参照。この公知の化
合物を用いて、pHの分析のための、多成分テスト片を処方した。
に取り込むことによって、液体試料中のpHの分析のために、試薬パッドを調製し
た。該パッドは75℃で30分間乾燥させた。
された量の硫酸の1N溶液(0.033 、0.067 、0.100 、0.133ml )と接触させるこ
とによって調製し、乾燥した。次いで、試薬パッドを、テストパッドでの分析に
先立ってテストされた、変化させるpHの炭酸水素ナトリウム/炭酸ナトリウム溶
液中でテストした。結果は、パッドに含まれた1N硫酸溶液の量で示す。
パッドのpH 7.8-8.2 7.5 7.2 6.8-7.2 6.8 溶液pH:8.19(CaCO3 としての130ppm全アルカリ性度) 1NH2SO4(ml) 0 0.033 0.067 0.100 0.133
パッドのpH 7.8-8.2 7.5-7.8 7.5 7.2-7.5 6.8-7.2 溶液pH:8.19(CaCO3 としての180ppm全アルカリ性度) 1NH2SO4(ml) 0 0.033 0.067 0.100 0.133
パッドのpH 7.8-8.2 7.5-7.8 7.5 7.2-7.5 6.8-7.2 溶液pH:8.20(CaCO3 としての200ppm全アルカリ性度) 1NH2SO4(ml) 0 0.033 0.067 0.100 0.133
パッドのpH 7.8-8.2 7.8 7.5 7.3 7.2 溶液pH:8.25(CaCO3 としての220ppm全アルカリ性度) 1NH2SO4(ml) 0 0.033 0.067 0.100 0.133
パッドのpH 8.2 7.8-8.2 7.5 7.2-7.5 7.2 溶液pH:8.27(CaCO3 としての260ppm全アルカリ性度) 1NH2SO4(ml) 0 0.033 0.067 0.100 0.133
パッドのpH >8.2 7.8-8.2 7.8-8.2 7.5-7.8 7.5 これは、水試料中の変化させる全アルカリ性度濃度の酸でpHを減少させる効
果を示す多成分テスト片が調製できることを示す。
分乾式化学テスト片の製造を詳説した。本実施例は、アルカリでpHを増加させる
効果を示すようにデザインされた同様のシステムを示す。
(0.0083、0.0167、0.025 、0.033ml )を1N硫酸の代わりに用いた以外は、処理
パッドは前記したごとく調製した。試薬パッドは、試薬パッドでの分析に先立っ
てテストされた、変化させるpHにて炭酸水素ナトリウム/炭酸ナトリウム溶液中
でテストした。結果は、試薬パッド中の1N炭酸ナトリウム溶液の量で示す。
パッドのpH 6.8-7.2 7.2-8.5 7.5-7.8 >8.2 >8.2 溶液pH:6.83(CaCO3 として70ppm 全アルカリ性度) 1N炭酸ナトリウム(ml) 0 0.0083 0.0167 0.025 0.033
パッドのpH 6.8 7.2 〜7.5 >8.2 >8.2 溶液pH:6.54(CaCO3 として60ppm 全アルカリ性度) 1N炭酸ナトリウム(ml) 0 0.0083 0.0167 0.025 0.033
パッドのpH <6.8 7.2-7.5 7.5-7.8 >8.2 >8.2 溶液pH:6.92(CaCO3 として170ppm全アルカリ性度) 1N炭酸ナトリウム(ml) 0 0.083 0.0167 0.025 0.033
パッドのpH 6.8-7.2 7.2-7.5 7.5-7.8 >8.2 >8.2 溶液pH:6.69(CaCO3 として160ppm全アルカリ性度) 1N炭酸ナトリウム(ml) 0 0.0083 0.0167 0.025 0.033
パッドのpH <6.8 7.2-7.5 7.5-7.8 >8.2 >8.2 溶液pH:6.46(CaCO3 として130ppm全アルカリ性度) 1N炭酸ナトリウム(ml) 0 0.0083 0.0167 0.025 0.033
パッドのpH <6.8 6.8-7.2 7.2-7.5 >8.2 >8.2 本実施例は、水試料中の全アルカリ性度の変化する濃度にてアルカリでpHを増
加させる効果を示す多成分テスト片を調製することができることを示す。
パッドは、蒸留水で希釈した、4.5ml リン酸緩衝液(pH6 )、3.4ml のEDTA(.1
2N)(pH8.5 )および8.8ml ヒドロキシナフトールブルーの溶液に吸収パッドを
浸漬することによって作成した。次いで、2.0ml の0.02N CaCO3 (100ppmだけ増
加)、または4.0ml の0.02N CaCO3 (200ppmだけ増加)を添加することによって
、増大した硬度を持つテストパッドを調製した。減少した硬度を持つテストパッ
ドは、EDTAを5.8ml まで(200ppmだけCaCO3 を減少)、および8.1ml まで(400p
pmだけCaCO3 を減少)増加させることによって調製した。よって、+200 、+10
0 、0 、−200 および−400 にキャリブレートしたパッドを調製した。次いで、
これらの5 つの試薬パッドを、0 、100 、600 および700 の全硬度を有する溶液
でテストした。パッドを溶液に浸漬し、形成された色を、変化させる全硬度を持
つ溶液について発色させた標準と比較した。結果を以下に記載する。
ついては、200ppmだけの増加をシミュレートするパッドのみが溶液を標的範囲に
入れることを告げる。第2 の溶液では、100ppmにおいて、結果は、少なくとも10
0ppmの増加が望ましいことを示す。600ppmの溶液では、結果は、200 および400p
pmの減少をシミュレートするパッドは溶液を標的範囲に入れることを示すが、70
0ppmの溶液は、400ppmの劇的な減少のみが試料源を標的範囲に入れるであろうこ
とを示す結果を与える。
に対する変化させたアルカリ性度の効果を測定するようにデザインされた本発明
の湿式化学の実施形態である。
インジケーターを添加した。表1 は、1 ないし5 滴の範囲の酸要求(AD)(0.02
N H2SO4 )および塩基要求(BD)(0.02N Na2CO3)の処理、ならびに無処理の結
果をまとめている。
要求は試料のpHを標的範囲内まで上昇させる。
インジケーターを添加した。表2 は実施例8 に記載された処理の結果をまとめて
いる。
的範囲内に上昇させる。
ドインジケーターを添加した。表3 は実施例8 に記載された処理の結果をまとめ
ている。
を生じる。該pHはすでに範囲内にあるので、「ゼロ処理」もまた標的範囲内のpH
(7.4 )を生じる。
ジケーターに添加した。表4 は実施例8 に記載された処理の結果をまとめている
。
滴の酸要求は標的範囲のより低い終点(7.2 )に非常に近いがそれを超えるpHを
生じた。
ケーターを添加した。表5 は実施例8 に記載された処理の結果をまとめている。
要求が必要であることを明らかにした。
びTA値にわたって効果的であるか否かを決定するために行った。各10mlの水試料
は0.435ml のフェノールレッドインジケーターを含有した。酸のテストは、各々
、一滴および3 滴の酸要求(0.02N H2SO4 )を含み、塩基のテストは、各々、3
滴および5 滴の塩基要求(0.02N Na2CO3)を含んだ。
分システムでテストした。結果を表6 にまとている。
させるのに効果的であった。
テストした。結果を以下の表7 にまとめる。
下させるのに効果的であった。
ステムでテストした。結果を以下の表8 に示す。
下させるのに効果的であった。
ステムでテストした。結果を以下の表9 にまとめる。
果的であった。
ステムでテストした。結果を以下の表10にまとめる。
させるのに効果的であった。
でテストした。結果を以下の表11にまとめる。
た。
、TDS は800 と測定された。試料は前記した5 −成分システムでテストした。結
果を以下の表12にまとめる。
全部で12)。
、TDS は800 と測定された。試料は前記した5 −成分システムでテストした。結
果は以下の表13にまとめる。
部で19)。
要求処理はすべての試料が酸性であったので必要でなかった)および「無処理」
インジケーターでテストした。脱イオン水に少量のNaHCO3を添加してある程度の
アルカリ性度が得られ、ある量のHCl を添加してpHを7.0 未満まで低下させた。
表14は「無処理」と(0 )および(3) 滴および(5) 滴の塩基要求をまとめる。
上昇させた。これらの緩衝化が低い試料が、約6.6 と低いpHにて(3) 滴および(5
) 滴の塩基要求でよく働いたことが明らかである。
量の特定の物質を該液体試料に添加することによって引き起こされた該分析物の
濃度に対する効果を測定するのに有用な分析システムである本発明の種々の特徴
を記載する。分析システムは前記したごとく湿式化学または乾式化学ベースのシ
ステムであり得る。
についての液体試料をテストすることができる。例えば、本発明では、水泳プー
ル、温泉、ボイラー、冷却システム、水族館、水中生物栽培、水栽培、実験室グ
レード水、天然または産業の流水、容器等からの水を水素イオン(pH)、炭酸水
素塩、ボレート、カルボネート、シアヌレート、ヒドロキサイド、ハイポクロラ
イト、次亜塩素酸、無機塩基、モノクロラミン、ジクロラミン、有機クロラミン
、有機塩基、ホスフェート、有機酸の塩、シリケート、カルシウム、マグネシウ
ム、ビグアニド、モノペルスルフェート、ペルスルフェート、次亜臭素酸、ハイ
ポブロマイト、無機ブロマミン、有機ブロマミン、過酸化水素、銅、鉄、マンガ
ン、クロライド、第4 級アンモニウム化合物、ポリ第4 級アンモニウム化合物、
銀、または他の再生水成分、ベンゾトリアゾール、二酸化塩素、クロム、フルオ
ライド、ヒドラジン、モリブデン、溶解酸素、オゾン、ホスホネート、リン、ポ
リアクリレート、ポリマー、シリカ、スルフェート、亜硝酸塩、N,N −ジエチル
ヒドロキシルアミン、タンニン、リグニン、トリトリアゾール、亜鉛、または他
の産業水成分、アルミニウム、ヒ素、バリウム、ホウ素、カドミウム、コバルト
、シアニド、ホルムアルデヒド、ヨウ素、鉛、水銀、ニッケル、チッ素、ポリ塩
素化ビフェニル、パラジウム、フェノール、カリウム、セレン、スルフィド、界
面活性剤、一、二、および三価アニオンおよびカチオン、または他の水成分につ
きテストすることができる。
、着色反応生成物を生じる化学成分をいう。「試薬システム」とは、(1 )1 以
上の試薬および(2 )1 以上の溶媒、安定化剤、界面活性剤、緩衝液、染料およ
び/または試薬または複数試薬と共に存在する他の成分の混合物または他の組合
せをいう。
析物および少なくとも1 つの試薬との間の反応によって検出可能な応答が生じる
。分析物を含有する液体試料を、液体試料中の分析物の濃度に対する応答を改変
することができる1 以上の試薬と接触させる。本明細書で用いる改変された(ま
たは変化した)応答とは、液体試料中に最初に存在する濃度よりも大きいまたは
小さい分析物の濃度を表すまたはそれに対応する応答をいう。検出可能な応答を
改変する試薬は、したがって、液体試料中の分析物の濃度の変化を変化させまた
はシミュレートする。例えば、1 以上の試薬は液体試料中においてpH、全アルカ
リ性度、カルシウム硬度、全硬度、遊離塩素、結合塩素および/または全塩素、
臭素、シアヌル酸、銅または鉄を変化させまたは変化をシミュレートすることが
できる。改変された応答は修正アクションを表すことができ、例えば、使用者は
該応答を標準と比較して、特定の修正アクションが必要であるか否かを決定する
ことができる。
とき器具)または湿式化学形態のいずれかとすることができ、例えば、ここでは
液体試料が(例えば、液体、粉末、錠剤等の形態の)1 以上の試薬を含有するテ
スト容器に入れられる。本発明による器具は、試薬に関して実質的に不活性な支
持体手段に付した1 以上の吸収パッドを含むことができる。
ことができる。適当な吸水性マトリックスは濾紙フリース、スポンジ材料、セル
ロース、毛で飾った材料、木材、ポリマー繊維(例えば、ポリプロピレン)織布
および不織布ファブリック等を含む。非吸水性材料はガラス繊維、ポリマーフィ
ルム、およびミクロポーラス膜を含む。他のタイプのマトリックスはシリカゲル
、アルミナ、ケイソウ土等のごとき親水性無機粉末;粘土質物質;クロス;親水
性天然ポリマー材料、特にセルロースビーズのようなセルロース性材料、および
特に濾紙またはクロマトグラフィー紙のごとき繊維−含有紙;酢酸セルロース、
ポリ塩化ビニル、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリウレタン、架橋
デキストラン、アガロース、および他のかかる架橋および非架橋水溶性親水性ポ
リマーのような合成または改変された天然ポリマーを含む。担体マトリックスは
異なる化学組成物または化学組成物の混合物とすることができる。また、担体マ
トリックスは硬度および柔軟度と組み合わせた平滑度および粗さに関して変化し
得る。当業者に明らかなごとく、適当なマトリックスの選択は、部分的には、特
定のアッセイで用いた試薬に依存する。取り扱いの容易のために、マトリックス
は好ましくは例えば酢酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボ
ネートまたはポリスチレンのごとき疎水性材料から形成することができるハンド
ルを有する。
中の特定の成分が低い水溶解度を有する場合、トルエン、アセトン、メタノール
、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、酢酸
エチル、のごとき有機溶媒、および同様の溶媒を担体ビヒクルに含めることがで
きる。試薬組成物発明の担体に含めるべき、水に加えての、適当な有機溶媒また
は複数溶媒の選択は、乾式化学アッセイをデザインする当業者の能力の範囲内の
ものである。試薬組成物に存在する有機溶媒の量は、用いる特定のシステムに基
づいて変化するであろう。当業者であればこの測定を容易かつたやすくなすこと
ができる。
は双子イオン界面活性剤のような1 以上の界面活性剤を含有することができる。
用いる場合、界面活性剤は、典型的には、組成物の重量に基づいて約0.05ないし
約1.5 %の量、より典型的には約0.1 %ないし約1 %の量で試薬組成物に存在さ
せる。界面活性剤はマトリックスを湿らせるテスト試料の能力を改善できるのみ
ならず、テストすべき分析物に応答した1 以上の試薬の色遷移の安定性を改良す
ることができる。また、界面活性剤は広い範囲の分析物濃度につき試薬組成物が
アッセイするのを可能とするのを援助する。
ポリソルベート20ないしポリソルベート85;エトキシル化アルコール、例えば、
約10ないし約25モルのエチレンオキシドでエトキシル化したC10 ないしC22 アル
コール;エトキシル化フェノール、例えば、約8 ないし約30モルのエチレンオキ
シドでエトキシル化したオクチルフェノール、ノニルフェノールまたはドデシル
フェノール;ポリエチレングリコール、例えば、PEG −8 ないしPEG −40;ポリ
プロピレングリコール、例えば、PPG −9 ないしPPG −34;エチレングリコール
−プロピレングリコールコポリマー、例えば、ポロキサマー、ポリブチレングリ
コール、並びに他のものを含み、これらの混合物も用いることができる。
化脂肪酸、およびエトキシル化脂肪酸の塩を含む。適当なアニオン性界面活性剤
は、限定されるものではないが、硫酸アルキル、硫酸アルキルエーテル、スルホ
ン酸アルキルエーテル、アルキルフェノキシポリオキシエチレンエタノールの硫
酸エステル、スルホン酸アルファ−オレフィン、スルホン酸ベータ−アルキルオ
キシアルカン、アリールスルフォン酸アルキル、炭酸アルキル、カルボン酸アル
キルエーテル、脂肪酸、スルホスクシネート、スルホコハク酸アルキルエーテル
、サルコシネート、リン酸オクトキシノール、リン酸ノノキシノール、タウレー
ト、脂肪タウリド、硫酸化モノグリセリド、脂肪酸アミドポリオキシエチレンス
ルフェート、およびイソチエネート、またはその塩の混合物を含む。
い。緩衝液の非限定的な例はクエン酸、ポリカルボン酸、ホスフェート、ボレー
ト、アセテート、「グッド(GOOD)」緩衝液およびその混合物を含む。また、試
薬システムは米国特許第4,290,773 号に記載されたアセトニトリルのごとき1 以
上の安定化剤、および/または米国特許第4,038,485 号に記載された種々の金属
化合物又はポリフェノール性化合物と共に、重合性または架橋性水溶性ポリマー
、エポキシド/ポリアミン混合物、水−反応性ポリイソシアネート、ヒドロキシ
ルイオン−重合性アクリレートおよび置換アクリレートエステル、ポリビニルア
ルコール混合物その他を含む抑制剤を含有することもできる。
許請求する発明の限定であると見なすべきではないことが理解されるであろう。
いられ、示され記載された特徴またはその一部のいずれかの同等物を排除するそ
のような用語および表現の使用の意図はなく、種々の改変が本発明の範囲内で可
能であることが認識される。
示す。
Claims (24)
- 【請求項1】 (i )液体試料中の分析物の濃度を示す第1 の固相試薬シス
テム、および (ii)該分析物についての規定された変化による効果を示すまたはそれをシミ
ュレートする第2 の固相試薬システム を含むことを特徴とする該液体試料の変化による該液体試料中の分析物の濃度
に対する効果を測定するのに有用な器具。 - 【請求項2】 該第1 および第2 の固相試薬システムが、その各々が試薬シ
ステムを含有する試薬パッドを含み、該試薬パッドは固体の不活性担体に固定さ
れていることを特徴とする請求項1 記載の器具。 - 【請求項3】 該第2 の固相試薬システムが該分析物の増加を示しまたはそ
れをシミュレートする請求項1 記載の器具。 - 【請求項4】 該第2 の固相試薬システムが該分析物の減少を示しまたはそ
れをシミュレートする請求項1 記載の器具。 - 【請求項5】 さらに、該分析物の増加を示しまたはそれをシミュレートす
る第3 の固相試薬システムを含む請求項3 記載の器具。 - 【請求項6】 さらに、該第1 および第2 の固相試薬システムで生じた信号
の分析用の別の参照表を含む請求項1 記載の器具。 - 【請求項7】 該分析物が全アルカリ性度、カルシウム硬度、全硬度、pH、
全塩素、結合塩素、遊離塩素、臭素、シアヌル酸、銅または鉄である請求項1 記
載の器具。 - 【請求項8】 該液体試料が水泳プール水、温泉水、ボイラー水、冷却水、
水中生物培養用の水、または飲料水の試料である請求項1 記載の器具。 - 【請求項9】 (i )液体試料との接触に際して液体試料中の分析物を示す
検出可能な信号を供する第1 の固相試薬システム、および (ii)規定された値を示す検出可能な信号を供する第2 の固相試薬システムを
含むことを特徴とする、該液体試料中の該分析物の濃度が規定された値を超える
かを測定するのに有用な器具。 - 【請求項10】 該第1 および第2 の固相試薬システムが、固体の不活性担
体に固定された別々の第1 および第2 の試薬パッド中に含有される請求項9 記載
の器具。 - 【請求項11】 該分析物が全塩素である請求項9 記載の器具。
- 【請求項12】 該第1 の固相試薬システムが該液体試料中の全塩素を示す
検出可能な信号を供し、該第2 の固相試薬システムが結合塩素の規定された量お
よび該試料中の遊離塩素の量を示す検出可能な信号を供する請求項9 記載の器具
。 - 【請求項13】 複数の第1 および第2 の固相試薬システムを含み、該複数
の第1 および第2 の固相試薬システムの各々が異なる分析物を検出するのに有用
である請求項1 記載の器具。 - 【請求項14】 請求項1 記載の器具を液体試料と接触させ、(i )および (ii)で生じた信号を参照値と比較することを特徴とする、該液体試料の変化
による該液体試料中の分析物の濃度に対する効果を測定する方法。 - 【請求項15】 請求項12記載の器具を液体試料に接触させ、(i )および
(ii)で生じた信号を参照値と比較して、該試料中の結合塩素の量が規定された
値を超えるかを決定することを特徴とする試料中の結合塩素の量が規定された値
を超えるかを決定する方法。 - 【請求項16】 (i )液体試料中の分析物の濃度を示す第1 の可溶化され
たまたは可溶化可能な試薬システム、および (ii)該分析物に対する規定された変化による効果を示すまたはそれをシミュ
レートする第2 の可溶化されたまたは可溶化可能な試薬システム を含むことを特徴とする該液体試料中の変化による該液体試料中の分析物の濃
度に対する効果を測定するのに有用な試薬システム。 - 【請求項17】 (i )および(ii)が可溶化された形態である請求項16記
載の試薬システム。 - 【請求項18】 (i )および(ii)が可溶化可能な形態である請求項16記
載の試薬システム。 - 【請求項19】 さらに、(i )および(ii)の各々と該液体試料との組合
せ用の別々の容器手段を含む請求項16記載の試料システム。 - 【請求項20】 (ii)が該分析物の増加を示すまたはそれをシミュレート
する請求項16記載の試薬システム。 - 【請求項21】 (ii)が該分析物の減少を示すかまたはそれをシミュレー
トする請求項16記載の試薬システム。 - 【請求項22】 さらに、該分析物の減少を示すかまたはそれをシミュレー
トする第三の試薬システムを含む請求項20記載の試薬システム。 - 【請求項23】 該分析物が全アルカリ性度、カルシウム硬度、全硬度、pH
、全塩素、遊離塩素、結合塩素、臭素、シアヌル酸、銅または鉄である請求項請
求項16記載の試薬システム。 - 【請求項24】 該液体試料が水泳プールの水、温泉水、ボイラー水、冷却
水、水中生物培養用の水または飲料水である請求項16記載の試薬システム。
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