JPH02297045A - 試料の化学的パラメータの定量測定法 - Google Patents
試料の化学的パラメータの定量測定法Info
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- JPH02297045A JPH02297045A JP11162890A JP11162890A JPH02297045A JP H02297045 A JPH02297045 A JP H02297045A JP 11162890 A JP11162890 A JP 11162890A JP 11162890 A JP11162890 A JP 11162890A JP H02297045 A JPH02297045 A JP H02297045A
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、試料媒体の少なくとも１つの化学的パラメー
タの定量測定方法であって、空間的に密に接触している
２つの物質が用いられ、その第１の物質が励起スペクト
ルと放射スペクトルを有するとともに測定すべきパラメ
ータに応答しない蛍光団であり、そして第２の物質がそ
の吸収スペクトルの変化によって試料媒体の測定すべき
パラメータに反応する物質であり、前記蛍光団の放射ス
ペクトルが第２の物質の吸収スペクトルと少なくとも部
分的にオーバーラツプしている方法に関する。
タの定量測定方法であって、空間的に密に接触している
２つの物質が用いられ、その第１の物質が励起スペクト
ルと放射スペクトルを有するとともに測定すべきパラメ
ータに応答しない蛍光団であり、そして第２の物質がそ
の吸収スペクトルの変化によって試料媒体の測定すべき
パラメータに反応する物質であり、前記蛍光団の放射ス
ペクトルが第２の物質の吸収スペクトルと少なくとも部
分的にオーバーラツプしている方法に関する。
〔従来の技術］
物理又は化学パラメータの測定、特に化学センサを用い
た試料中に含まれる物質の測定、つまり算定は、近年飛
躍的な進歩をとげた。そのような光学センサ（オブトー
デ）は、普通しっかりした坦体に張り付けられて試料と
接触する指示薬から構成されている。測定すべきパラメ
ータによって生じる指示薬の少なくとも１つの光学的特
性の変化が、光源と光学フィルタと場合により光ファイ
バそして光検出器とから構成される光学システムで測定
される。
た試料中に含まれる物質の測定、つまり算定は、近年飛
躍的な進歩をとげた。そのような光学センサ（オブトー
デ）は、普通しっかりした坦体に張り付けられて試料と
接触する指示薬から構成されている。測定すべきパラメ
ータによって生じる指示薬の少なくとも１つの光学的特
性の変化が、光源と光学フィルタと場合により光ファイ
バそして光検出器とから構成される光学システムで測定
される。
センサとしては、吸収光センサ、反射光センサ、蛍光セ
ンサがある。これまでよく知られたものでは、主に測定
パラメータとして蛍光強度が用いられており、その際指
示薬の蛍光を減光する物質Ｑの濃度［Ｑｌは次式で算定
される；Ｆｏ／Ｆ ＝ １ ＋ Ｋｓ ｖ［Ｑｌ
−−−−−−−（１）ここで、ＦｏとＦはそれぞれ濃
度［Ｑｌにおける減光剤がある場合とない場合でのＱに
よって減光される指示薬の蛍光強度である。Ｋｓｖは指
示薬の特性を示す定数である。
ンサがある。これまでよく知られたものでは、主に測定
パラメータとして蛍光強度が用いられており、その際指
示薬の蛍光を減光する物質Ｑの濃度［Ｑｌは次式で算定
される；Ｆｏ／Ｆ ＝ １ ＋ Ｋｓ ｖ［Ｑｌ
−−−−−−−（１）ここで、ＦｏとＦはそれぞれ濃
度［Ｑｌにおける減光剤がある場合とない場合でのＱに
よって減光される指示薬の蛍光強度である。Ｋｓｖは指
示薬の特性を示す定数である。
ヨーロッパ公開特許２１４７６８に対応する冒頭部に挙
げられた方法では、特定の物質を決定するために蛍光物
質（蛍光団）と吸収物質が空間的に密に接触して担体に
固定化されている。
げられた方法では、特定の物質を決定するために蛍光物
質（蛍光団）と吸収物質が空間的に密に接触して担体に
固定化されている。
励起の後蛍光を発する物質の放射スペクトルが吸収物質
の吸収スペクトルとオーバラップしている。蛍光団が測
定、つまり算定されるべき物質に反応しないのに対して
、試料との接触の際吸収物質は反応することになり、こ
れにより放射スペクトルと吸収スペクトルのオーバラッ
プ度が算定すべき物質の濃度に対応して変化する。
の吸収スペクトルとオーバラップしている。蛍光団が測
定、つまり算定されるべき物質に反応しないのに対して
、試料との接触の際吸収物質は反応することになり、こ
れにより放射スペクトルと吸収スペクトルのオーバラッ
プ度が算定すべき物質の濃度に対応して変化する。
これによって得られる蛍光強度の変化が測定され、算定
されるべきパラメータのための評価量として用いられる
。
されるべきパラメータのための評価量として用いられる
。
この強度測定の欠点は、まず蛍光強度Ｆが励起光源の強
度変動によって影響されることにある。さらに、Ｆは蛍
光団の濃度に依存し、その退色によりドリフトが生じる
。また、光検出器もその感度が変動し、これにより測定
強度Ｆが影響を受ける。
度変動によって影響されることにある。さらに、Ｆは蛍
光団の濃度に依存し、その退色によりドリフトが生じる
。また、光検出器もその感度が変動し、これにより測定
強度Ｆが影響を受ける。
分析測定量が指示薬の蛍光の動的な減光として与えられ
る場合、シュテルンーボーマにより濃度［Ｑｌの減光体
の存在での蛍光減衰時間（１）と非存在での蛍光減衰時
間（ｔ ｏ）との間に次式； ｔ ｏ／ｌ ＝ １ ＋ Ｋｓｖ［Ｑ］ −
一−−−−−（２）の関係が成立するので、蛍光減衰の
変化をパラメータとして利用することができる。動的減
光体は、分子の蛍光を、分子の励起状態を放射なしで動
的な衝突プロセスの結果として非活性とすることで減光
する蛍光減光体である。これは静的な減光体と対照をな
すものであり、この減光体は、基底状態において蛍光を
発しない開放された錯体を形成することで機能する。こ
の両方の減光メカニズムは減衰時間に関して異なった作
用を与える。動的な減光体は（２）式による減衰時間を
減少させ、静的な減光体は減小させない。
る場合、シュテルンーボーマにより濃度［Ｑｌの減光体
の存在での蛍光減衰時間（１）と非存在での蛍光減衰時
間（ｔ ｏ）との間に次式； ｔ ｏ／ｌ ＝ １ ＋ Ｋｓｖ［Ｑ］ −
一−−−−−（２）の関係が成立するので、蛍光減衰の
変化をパラメータとして利用することができる。動的減
光体は、分子の蛍光を、分子の励起状態を放射なしで動
的な衝突プロセスの結果として非活性とすることで減光
する蛍光減光体である。これは静的な減光体と対照をな
すものであり、この減光体は、基底状態において蛍光を
発しない開放された錯体を形成することで機能する。こ
の両方の減光メカニズムは減衰時間に関して異なった作
用を与える。動的な減光体は（２）式による減衰時間を
減少させ、静的な減光体は減小させない。
減衰時間測定の原理に基づく典型的なセンサは、ドイツ
公開特許３３４６８１０に開示されている。蛍光減衰時
間の測定の長所は、まず、蛍光団の寿命が光源の強度、
色素の濃度、光検出器の感度に影響を受けないので、減
光体Ｑの濃度を蛍光強度の測定によって算定するかのよ
うに、誤差を生じにくいということである。従って寿命
測定は要求される高い測定技術上の困難性にかかわらず
、優れたものである。
公開特許３３４６８１０に開示されている。蛍光減衰時
間の測定の長所は、まず、蛍光団の寿命が光源の強度、
色素の濃度、光検出器の感度に影響を受けないので、減
光体Ｑの濃度を蛍光強度の測定によって算定するかのよ
うに、誤差を生じにくいということである。従って寿命
測定は要求される高い測定技術上の困難性にかかわらず
、優れたものである。
減衰時間測定を原理とする従来の光学測定は蛍光の動的
減光体にのみ、例えば酸素、ＳＯ□、あるいはハロタン
に適している。それ自体は公知な指示薬の色変化をもた
らすｐＨ−値や他の分析パラメータなどを算定するため
には、寿命測定は適していない。これは色形成する反応
が電気的基底状態で起こるからである。
減光体にのみ、例えば酸素、ＳＯ□、あるいはハロタン
に適している。それ自体は公知な指示薬の色変化をもた
らすｐＨ−値や他の分析パラメータなどを算定するため
には、寿命測定は適していない。これは色形成する反応
が電気的基底状態で起こるからである。
この関連において、抗原又は抗体、つまり特別に分析さ
れる状態にある種の蛋白質を用いた化学分析の算定方法
を記載しているヨーロッパ公開公報０２４２５２７が取
り上げられる。ここではいわゆる同質の免疫テスト、抗
原が特殊な抗体を作る方法が扱われている。生じる結合
によって、スペクトルの重なりがありドナーとアクセプ
タがフェルスター半径内に存在している限り、一方の結
合体に結合するドナー蛍光から他方の結合体に結合する
アクセプタ蛍光へのエネルギの移行が行なわれる。
れる状態にある種の蛋白質を用いた化学分析の算定方法
を記載しているヨーロッパ公開公報０２４２５２７が取
り上げられる。ここではいわゆる同質の免疫テスト、抗
原が特殊な抗体を作る方法が扱われている。生じる結合
によって、スペクトルの重なりがありドナーとアクセプ
タがフェルスター半径内に存在している限り、一方の結
合体に結合するドナー蛍光から他方の結合体に結合する
アクセプタ蛍光へのエネルギの移行が行なわれる。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の課題は、冒頭部で述べられた方法を改善し、こ
れまで利点を有する減衰時間の測定方法で得られなかっ
た定量測定のパラメータが得られるようにすることであ
る。
れまで利点を有する減衰時間の測定方法で得られなかっ
た定量測定のパラメータが得られるようにすることであ
る。
〔課題を解決するための手段］
上記課題は、本発明によれば、第２の物質として蛍光団
の蛍光に影響を及ぼすとともにその最大吸収が測定すべ
きパラメータに応じてシフトされる発色団が用いられ、
かつ 前記発色団と蛍光団との間のエネルギ移行によって引き
起こされる蛍光減衰時間の減少が化学的パラメータの定
量測定のために利用されることによって解決される。
の蛍光に影響を及ぼすとともにその最大吸収が測定すべ
きパラメータに応じてシフトされる発色団が用いられ、
かつ 前記発色団と蛍光団との間のエネルギ移行によって引き
起こされる蛍光減衰時間の減少が化学的パラメータの定
量測定のために利用されることによって解決される。
［作用、効果］
発色団と蛍光団との間のエネルギ移行によってこれまで
動的な蛍光減少の場合にのみ知られていた蛍光減衰時間
の変化が生じ、この効果が本発明によりパラメータの測
定、つまり算出に利用されるに至った。
動的な蛍光減少の場合にのみ知られていた蛍光減衰時間
の変化が生じ、この効果が本発明によりパラメータの測
定、つまり算出に利用されるに至った。
蛍光を発しない発色団の吸収帯域の幅に応じて蛍光団の
放射が影響され、このことによってその光の減衰時間の
減少が導かれる。これにより、驚くべきことには、蛍光
団の蛍光放射の動的減光剤として現われない物質も減衰
時間の測定によって検出することが可能となる。
放射が影響され、このことによってその光の減衰時間の
減少が導かれる。これにより、驚くべきことには、蛍光
団の蛍光放射の動的減光剤として現われない物質も減衰
時間の測定によって検出することが可能となる。
この方法は、従来の方法に較べて極めて良好な長時間安
定性を有し、これによりこれまでたびたび必要であった
較正を必要としない測定システムが実現されることにな
った。
定性を有し、これによりこれまでたびたび必要であった
較正を必要としない測定システムが実現されることにな
った。
この効果のための理論的な根拠は、いわゆるエネルギー
移行である。これによると、電気エネルギーはドナー（
ここでは蛍光団）からアクセプタ（ここでは分析感度を
もつ発色団）へ移行する。自光子７はこのプロセスでは
現われない。
移行である。これによると、電気エネルギーはドナー（
ここでは蛍光団）からアクセプタ（ここでは分析感度を
もつ発色団）へ移行する。自光子７はこのプロセスでは
現われない。
エネルギー移行は次のフエルスタの色に従う；Ｋｔｖ
＝ Ｒｏｈ／ （ｒｈｔ）−−−−−−−（３）こ
こで、Ｋえ、はエネルギー移行のための速度定数であり
、Ｒｏとｒはそれぞれドナーとアクセプタの限界距離と
実距離である。Ｒｏ（フェルスタ半径）はフェルスター
エネルギー移行の確率が自然発生的なエネルギー移行と
同じとなる場合の距離である。
＝ Ｒｏｈ／ （ｒｈｔ）−−−−−−−（３）こ
こで、Ｋえ、はエネルギー移行のための速度定数であり
、Ｒｏとｒはそれぞれドナーとアクセプタの限界距離と
実距離である。Ｒｏ（フェルスタ半径）はフェルスター
エネルギー移行の確率が自然発生的なエネルギー移行と
同じとなる場合の距離である。
従って、エネルギー移行の効率は、ドナーの量子数、ア
クセプタの放射スペクトルの重なり、そして相対的な方
向と間隔に依存する。典型的な距離は０．５〜１０ｍｍ
の間である。ドナーとアクセプタとの間の間隔は、それ
が６乗に比例するので、エネルギー移行に大きな影響を
及ぼす。
クセプタの放射スペクトルの重なり、そして相対的な方
向と間隔に依存する。典型的な距離は０．５〜１０ｍｍ
の間である。ドナーとアクセプタとの間の間隔は、それ
が６乗に比例するので、エネルギー移行に大きな影響を
及ぼす。
本発明の実施態様として、水素イオン濃度の測定のため
に蛍光団として７−ジエチルアミノクマリン−３−カル
ボン酸が発色団としてメチルオレンジが用いられるもの
や、水素イオン濃度の測定のために蛍光団として８−ア
ミノピレン−１，３，６−トリ硫酸塩が発色団としてフ
ェノールレッドが用いられるものが提案される。
に蛍光団として７−ジエチルアミノクマリン−３−カル
ボン酸が発色団としてメチルオレンジが用いられるもの
や、水素イオン濃度の測定のために蛍光団として８−ア
ミノピレン−１，３，６−トリ硫酸塩が発色団としてフ
ェノールレッドが用いられるものが提案される。
さらに、利点を得るために、蛍光団（ドナー）と発色団
（アクセプター）を共有結合させることも提案される。
（アクセプター）を共有結合させることも提案される。
次の表には、種々の化学パラメータを測定つまり算定す
るため蛍光団／発色団の組み合わせ例が示されており、
用いられた蛍光団の蛍光減衰時間は現在の測定技術を用
いて検出することが可能であること注記される。
るため蛍光団／発色団の組み合わせ例が示されており、
用いられた蛍光団の蛍光減衰時間は現在の測定技術を用
いて検出することが可能であること注記される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、試料媒体の化学的パラメータの定量測定方法であっ
て、空間的に密に接触している２つの物質が用いられ、
その第１の物質が励起スペクトルと放射スペクトルを有
するとともに測定すべきパラメータに応答しない蛍光団
であり、そして第２の物質がその吸収スペクトルの変化
によって試料媒体の測定すべきパラメータに反応する物
質であり、前記蛍光団の放射スペクトルが第２の物質の
吸収スペクトルと少なくとも部分的にオーバーラップし
ている方法において、前記第２の物質として蛍光団の蛍
光に影響を及ぼすとともにその最大吸収が測定すべきパ
ラメータに応じてシフトされる発色団が用いられ、かつ 前記発色団と蛍光団との間のエネルギ移行によって引き
起こされる蛍光減衰時間；ｔの減少が化学的パラメータ
の定量測定のために利用されることを特徴とする方法。 ２、水素イオン濃度の測定のために蛍光団として７−ジ
エチルアミノクマリン−３−カルボン酸が発色団として
メチルオレンジが用いられることを特徴とする請求項１
に記載の方法。 ３、水素イオン濃度の測定のために蛍光団として８−ア
ミノピレン−１，３，６−トリ硫酸塩が発色団としてフ
ェノールレッドが用いられることを特徴とする請求項１
に記載の方法。 ４、バリウムイオン濃度の測定のために蛍光団としてス
ルフローダミン１０１が発色団としてアリザリン−コン
プレクソンが用いられていることを特徴とする請求項１
に記載の方法。 ５、マグネシウムイオン濃度の測定のために蛍光団とし
てローダミン６Ｇが発色団としてベリロンが用いられる
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 ６、カドミウムイオン濃度の測定のために蛍光団として
２、７−ジクロルフルオレシインが発色団としてプロカ
テキンバイオレットが用いられることを特徴とする請求
項１に記載の方法。 ７、アルミニウムイオン濃度の測定のために蛍光団とし
てフルオレシインが発色団としてクロムアズロールＳが
用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ８、カルシウムイオン濃度ないしは鉛イオン濃度の測定
のために蛍光団としてクマリン７が発色団としてエリオ
クロムブラックＴが用いられることを特徴とする請求項
１に記載の方法。 ９、銅イオン濃度の測定のために蛍光団としてクマリン
３４３が発色団としてムレキシドが用いられることを特
徴とする請求項１に記載の方法。 １０、亜鉛イオン濃度の測定のために蛍光団としてクマ
リン３３４が発色団としてジンコーンが用いられること
を特徴とする請求項１に記載の方法。 １１、蛍光団（ドナー）と発色団（アクセプター）が共
有結合していることを特徴とする請求項１に記載の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT100089A AT393035B (de) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | Verfahren zur quantitativen bestimmung zumindest eines chemischen parameters eines probenmediums |
| AT1000/89 | 1989-04-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02297045A true JPH02297045A (ja) | 1990-12-07 |
| JPH0795036B2 JPH0795036B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=3504641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11162890A Expired - Lifetime JPH0795036B2 (ja) | 1989-04-25 | 1990-04-25 | 試料の化学的パラメータの定量測定法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0397641B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0795036B2 (ja) |
| AT (1) | AT393035B (ja) |
| DE (1) | DE59009364D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017094838A1 (ja) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | 国立大学法人 岡山大学 | 蛍光性を有するレチノイドｘ受容体結合性分子及びその用途 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5648269A (en) * | 1991-05-03 | 1997-07-15 | Joseph R. Lakowicz | pH and pCO2 sensing by luminescent lifetimes and energy transfer |
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| US6342379B1 (en) | 1995-06-07 | 2002-01-29 | The Regents Of The University Of California | Detection of transmembrane potentials by optical methods |
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| US8329390B2 (en) | 2004-10-21 | 2012-12-11 | Anaspec Incorporated | Detection of transmembrane potentials using N,N,N′-trialkyl thiobarbituric acid-derived polymethine oxonols |
| JP4494324B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2010-06-30 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 検知センサ及びその使用方法 |
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| US4868103A (en) * | 1986-02-19 | 1989-09-19 | Enzo Biochem, Inc. | Analyte detection by means of energy transfer |
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-
1989
- 1989-04-25 AT AT100089A patent/AT393035B/de not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-04-19 DE DE59009364T patent/DE59009364D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-19 EP EP19900890124 patent/EP0397641B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-25 JP JP11162890A patent/JPH0795036B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017094838A1 (ja) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | 国立大学法人 岡山大学 | 蛍光性を有するレチノイドｘ受容体結合性分子及びその用途 |
| JPWO2017094838A1 (ja) * | 2015-12-03 | 2018-09-27 | 国立大学法人 岡山大学 | 蛍光性を有するレチノイドｘ受容体結合性分子及びその用途 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATA100089A (de) | 1990-12-15 |
| JPH0795036B2 (ja) | 1995-10-11 |
| AT393035B (de) | 1991-07-25 |
| EP0397641B1 (de) | 1995-07-05 |
| EP0397641A3 (de) | 1992-03-18 |
| EP0397641A2 (de) | 1990-11-14 |
| DE59009364D1 (de) | 1995-08-10 |
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