JPS59211864A - 試験試料中のイオンを測定するための試験具 - Google Patents

試験試料中のイオンを測定するための試験具

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JPS59211864A JP59093134A JP9313484A JPS59211864A JP S59211864 A JPS59211864 A JP S59211864A JP 59093134 A JP59093134 A JP 59093134A JP 9313484 A JP9313484 A JP 9313484A JP S59211864 A JPS59211864 A JP S59211864A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイオン、特に水溶液中のイオンの測定、および
そのような測定を実施するための試験手段または試験具
に関する。本発明は、試験試料溶液を単に試験手段また
は試験具と接触させさえすれば直ちに検査技師がその結
果を人手できるような、迅速かつ簡便な、イオンの試験
法を提供する。イオン選択性電極、炎光（フレーム）光
度計、原子吸光分光光度計等のような煩雑な、しかも高
価な電子装置を必要としない。滴定および他の実験室的
操作のような時間を要する湿式化学手法にたよる必要も
ない。本発明によれば、検査技師は試験試料を細片試験
具または同様の試験手段と巾に接触させ、ついで色の変
化を観察することができる。
・　水性イオン濃度の測定は多くの技術に応用できる。
水の精製技術においては、イオン交換樹脂を用いた脱イ
オン剤の飽和度を試験するために、カルシウム濃度を注
意深く監視しなければならない。海１−の船舶での飲料
水の製造においては、海水中のナトリウムイオンまたは
他のイオンの測定は改装である。血中のカリウム濃度の
測定は、心筋機能における筋肉の興奮性および刺激的変
化に奎る症状の診断において医師を助ける。このような
症状としては、ショックによる、尿量過少症、無尿症、
尿障害および腎ＩＩＩ障害が挙げられる。
いうまでもなく、イオン濃度の迅速かつ簡便な測定法は
、１−述の技術水準のみならず、このような迅速かつＩ
［確な測定が有益である他の場合の技術水準をも同様に
、大幅に高めることであろう。
従って、例えば、もし医学研究室の技術者が血清または
全面試料のカリウムまたはカルシウム濃度を数秒または
数分で正確に測定することができれば、このような迅速
な結果が診断を行う医師を助けるのみならず、また医学
研究室での効率を何倍も高めることになるであろう。
本発明以前には、溶液中のイオンの測定法は炎光光度法
、原子吸光分光光度法およびイオン選択性電極を含んで
いた。あるイオンを試料溶液から選択的に単離する、あ
る化合物および組成物を用いることがイオン選択性電極
においては杵通となってきている。イオノフオアとして
知られるこれらの物質は、イオンを、それらの反対イオ
ンから選択的に＊敲する能力を有し、これによりイオノ
フオアを含有する相において、電荷分離そして、それに
相当する電気伝導率の変化を引起す。
イオン／イオノフオア現象の実例としては膜電極、液体
／液体分配および蛍光を利用するイオン試験がある。
イオン゛　シ　　　− 異なるイオン濃度を有する二つの溶液を導電性の膜で分
離すると、電位（ＥＭＦ）が生じる。このような系によ
り生じるＥＭＦは濃度すなわちイオン活動度の関数であ
る。この現象は数学的には周知のネルンストの等式（Ｎ
ｅｒｎｓｔ　Ｅｑｕａｔｉｏｎ）式中、εは特定の系の
ＥＭＦであり、Ｆはファラデーの定数［２３，０８２，
４±　０．００３カロリ（ポルト当量）−’］であり、
Ｒは気体定数であり、Ｔは温度（’Ｃ）であり、γおよ
びＣはそれぞれ試験トーのイオンの活動度係数およびモ
ーラル濃度であり、右下の添字ｌは膜の・力の側の溶液
を表わし右下の添字２は他方の側の溶液を表わし、ｎは
反応中に移行した電ｒ′数である により表わされる。
このような膜分離型電池においては、ＩＩ！ｉｔは、わ
ずかではあるが、しかし、測定可能な程度のイオンが一
力の溶液から他方の溶液へ拡散できる簡単なフリットカ
ラスバリア（障害壁）であってもよい。またはポリ１１
！化ビニルのような非多孔性で、Ｊ１導電性のフィルム
にイオノフオアを含浸したものを用いてもよい。イオノ
フオアが存在しない場合、フィルムは絶縁体であり、Ｅ
ＭＦをａｌｌ定することはできない：ところが、イオノ
フオアを混練すると、′重荷イオンがフィルムに引き寄
せられ、弱いながらも測定ｕ（能な電流を誘起すること
ができる。イオノフオアはその親和力が選択的であり、
従って、ある特定のイオンのみと結合するので、このよ
うな電池はイオン逮択性である。ΔＩＩＩ　’ｉｌ＋ｊ
ｆ能ないかなるＥＭＦも、これらのイオンの存在だけに
依る。
かくして、カリウムイオン（Ｋ＋）を測定するための電
池はに＋に対して特異的なイオノフオア、例えば、パリ
ノマイシンを使用して製造することができる。カリウム
が存在すると、パリノマイシンは、　Ｋ＋と結合し、か
つｉＪ！搬することにより膜を横切る伝導路を生じさせ
、従って微少電流を流れさせる。対照濃度のに＋溶液を
膜の−・方何に入れ、試験試料を他方側に入れる。生じ
たＥＭＦを測定し、等式（Ｉ）から未知濃度を算出する
のに用いる。Ｋ１がパリノマイシン膜と結合するので伝
”？路はに＋に対してのみ現われる。従って、生したＥ
ＭＦは只、Ｋ＋の膜を横ジノる濃度勾配のみに起因する
。
膜も横切って流れる電流は極めて少ないので、イ１．Ｃ
，，１Ｉｌ−のに＋イオンまたは反対イオンは膜を通過
して辻搬されない。膜の電気的中性は、水素イオンの反
対方向への流れによっても、または、０１（−の１）行
な流れによっても維持される。この陰イオン効果は、１
１標イオンに対する、電極の特異性を減少させることが
あり、最少にすべき障害である。
このようなイオン這択性゛屯極を使用するに当ってのト
な定点は、時間の経過につれて、応答の精瓜および速度
が著しく低ドすることである。更に、イオン濃度の微小
変化がＥＭＦのごく微小な変化をおこすだけなので、精
緻な電圧計を必要とする。
パリノマイシンのようなある種の抗生物質は、リン脂質
−゛８重層膜（生物学的膜）の電気的性質にＨ，７ｇを
ダーえるが、これらの抗生物質は、’ｕ（動性電荷対の
形で、陽イオンを膜内でｕ丁溶化し、そのため、「担体
」機構により、陽イオンが膜内部の絶縁性炭化水素を横
切ることができるということか知られている。かかる複
合体は、膜を通して複合体の電荷を運ぶという目的のみ
を有し、そのため、ＩＩ謎の両側の液体間の電位差を測
定することができる。
１９６６年　８月　９日に出願されたスイス特許出願第
１１４２８／８８号は、イオン感知性電極に、アミノ酸
およびオギシ酸の巨大環式誘導体を含浸した多孔性膜を
用いることについて述べている。この膜を形成するのに
用いる材料はガラスフリットおよび他の多孔性１１りで
ある。このような゛電極はイオン活動度のＪｌｌｌ定に
効果的であるといわれている。
ハンブレン（！−１ａｍｂｌｅｎ）等に伺与された米国
特許第４，０５３，３８１号は同様の技術を開、バして
おり、膜を横切るイオン１１ｆ動性な有するイオン選択
性膜を利用している。
−−／ イオン測定におけるイオノフオアの別の公知の応用とし
ては液体／液体分配を用いるものである。この操作にお
いては、水と混和しない４１機溶媒に疎水性イオノフオ
アを溶解する。Ｊ・Ｍｅｍｂｒａｎｅ　Ｂｉｏｌ、　ｌ
：２９４−３４５　（１９８９）において、アイセマン
（Ｅｉｓｅｍａｎ）　’、９はマクロテトラリド・アク
チン抗生物質を用いる、水溶液から有機溶媒への陽イオ
ンの選択的抽出について開示している。この技法は抗生
物質を含有する有機溶媒相を、ピクリンＩｖＪＩＡ　、
Ｂよひジニトロフェノール塩のような脂溶＋＋の着色し
た陰イオンの陽イオン性塩を含有する水溶液と共にｒｌ
ｌに振とうすることである。有機相の着色の強度を次に
分光光度計を用いて測定してどれだけの塩が抽出された
かを示す。相移動もまたティックス（Ｄｉｇ）等、　Ａ
ｎｇｅｗ、　Ｃｈｅｍ、　ｌｉｔ。
Ｅｄ、　Ｅｎｇｌ、　＋７：８５７　（１９７８）によ
り、並びにプルケルマイスタ（Ｂｕ’ｒｇｅｒｍｅｉｓ
ｔｅｒ）等−１Ｔｏｐ、　Ｃｕｒｒ。
Ｃｈｅｍ、　　６９’：９１　（１’９７７）；　−Ｌ
−（Ｙｕ）等、”Ｍｅｍｂｒａｎｅ八ｃｔ’ｉｖｅへＣ
ｏｍｐｌｅｘｏｎｅｓ”エルセビ゛ア、アムステルダ１
、（Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、　Ａｍｓｔｅｒｄａｍ）（１９
７４）；およびダンカン（Ｄ　ｕ　ｎ　ｃ　ａ　ｎ　）
“Ｃａｌｃｉｕｍ　ｉｎ　ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＳｙｓ
ｔｅｒｎｓ、”ケンブリッジ・ユニラフ−シティ・プレ
ス（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒ
ｅｓｓ）（１９７８）をはじめとする文献において研究
されている。
スミヨシ等、Ｔａ１ａｎｔａ、２４，７６３−７６５（
１８７？）は、血清中のに＋を測定するのに有用な別の
方法を述べている。この技法においては、血精はトリク
ロロ酢酸により除蛋白し、指示薬染料を添加し、ついで
パリノマイシンを含有するりｒ：ＩＩ：ｌポルトのよう
な溶媒と振とうする。
アイゼマン（Ｅｉｓｅｍａｎ）により＞１＜されたよう
に、化合物の分配は液体間で迅速かつ効果的に行われる
が、これは被連搬種を界面から離して迅速に拡散させる
ことができる、イオノフオア担体とイオンのＩｒｆ動性
のためである。このような機構は１Ｍ相においては通常
不１ｉｆｔｌｆＪ、であり、これは、同相においては、
物質が固定され、かつ非ｎｆ動性で、さらには実質的に
その拡散が皆無であるためである。
蛍１性１１６不ヱｌ−７ 水溶液中のイオン活動度の測定のための更にχＩＩのア
プローチとしては蛍光性陰イオンを利用するものがある
（フェインスタイン（Ｆｅｉｎｓｔｅｉｎ）　９、Ｐｒ
ｏｃ、　Ｎａｔ、　Ａｅａｄ、　Ｓｃｉ、　Ｕ、Ｓ、Ａ
、、６８．２０３７−２０４１（＋９７１））。イｊ４
Ｐｔ溶媒中に陽イオン／イオノフオア複合体が存在する
ことは知られているが、純粋な水性奴体中でのその複合
体の生成は今まで検出されていないと述べている。クエ
インスタイン（Ｆｅｉｎｓｔｅｉｎ）　等は、水中にお
けるこのような複合体の存在を、イ１１゛光性塩、１−
アニリノ−８−ナフタレンスルホン酸塩および２−ｐ−
）ルイジンスルポン醜ｊシｊを用いて実＋ｉ＋Ｅ　した
。
イオノフオア／陽イオン複合体と蛍光性染料との相Ｉ１
０反応により、蛍光発光の増大、寿命および分極の増加
、ならびに蛍光スペクトルの発光極大における有意のブ
ルーシフト（低波長側シフト）かもたらされることが判
明した。イオノフオアおよびイ）？光性物質の濃度が−
１の場合、蛍光発光強度は陽イオン濃度の関数であるこ
とが判明した。
≦ζエーイク２−１ゾ↓□□：ニ　標　識　イ１シー一
つ二□−？ｉニーエビ二一一二イ一一、愛、−二ン：発
色団物質に共有結合で結合したイオノフオアの接合体を
利用するイオン試験が米国特、４第４．３Ｅ１７，０７
２号に開示されている。使用に当っては、この接合体を
液体試料に添加し、溶液に発現する色を分光光度劇を用
いて監視する。
この開示は溶液試験に限定されており、直接の１−１視
観察を口Ｉ能にするには不十分な色しか発現しないよう
である。更に、このような系においてｌ±、これらの分
子間の直接結合のために、イオノフオアに対する発色団
の化学量的な比は一定である。この直接結合の故に、色
強Ｊ隻を調節することｌオ不ｕｆ能である。すなわち、
発色団に対するイオノフオアの比は一定である。
１菊 本発明に至るまでの技術上の発展の背３２Ｆを要約すれ
ば、溶液中のイオンを試験するための多くの方法が知ら
れている。機器を用いる方法としては、イオン選択性電
位差測定、炎光光度法および原子吸光光度法のような複
雑な技法が挙げられる。特定イオンと選択的に複合体を
形成するイオノフオアを使用することにより４つの基本
的アプローチが導かれている。すなわち、イオン１択性
電極、液体／液体分配、蛍光の増大、および発色団−標
識化イオノフオア接合体である。
しかしながら、これらのアプローチのいずれ５も、試験
試料溶液を試験手段または試験具と接触させることによ
り、簡便かつ迅速な分析結果を検査技師に５−えない、
−・方、本発明によれば、検査技師は、試料をＱ’ｔに
、浸漬−読取り試験片または同様の構造の浸漬−読取り
試験具と接触させ、ついで、色の変化または他の検出ｔ
ｉｆ能な応答を観察しさえすればよい。更に、このよう
な応答を、それを発生する反応体の化学−諺論的量を変
えることにより調用ｊすることができる。
本発明の特質は、水性試験試料中の特定のイオンの存イ
１の検出およびその濃度測定のための新規な試験Ｆ０段
の発見に存する。この試験手段は試験ドのイオンと複合
体を選択的に形成することの０工能なイオノフオアを包
含した。実質的に非極性、−ＩＩ多孔性神体マトリック
スよりなる。更に、該担体マトリックスは色または係゛
光の、変化または発現のような、検出可能な応答をなす
ことの１１）能なリポータ物質を包含する。
この試験手牌を利用した試験共は、プラスチックフィル
ムのような細長い支持部材よりなり、この支持部材の一
方のモ面部にこの試験丁１段を固７ｒさせる。
使用に際しては、試料を試験手段または試験共と接触さ
せ、次いで、イオンの存在および／またはイオンの濃度
を１発生した検出ｕｌ能な応答を観察することにより１
１１１１　夏する。
未発ＩＪノの試験、手段および試験共は、迅速な結果を
り・えるが、はとんどの場合、少なくとも２．３分で十
分な検出Ｉｊｆ能な応答がなされる。本発明の試験１段
もしくは試験共の他には煩雑な、高価な試験装置を全く
必要としない。すなわち、応答は、直接的な目視検出を
ロエ能にするに十分な強さになリラる。更に、試験手段
に生じた色または他の応答が、ある場合には、数日の期
間安定であるので、多くの使用済の試験手段をある将来
の時点で読取りを行うために取っておくこともできる。
「議 本議論において用いられているいくつかの用語を、この
時点で説明し、それぞれの意味に関して、読者が確実に
著者と同じ考えをもつようにしておかなければならない
。従って、次の定義は、本発明の範囲を明らかにし、そ
の調製および使用をＩＩＩ能にするためになされる。
１、　１１１．１ｌＩｉｒイオノフオア（ｉｏｎｏｐｈ
ｏｒｅ）　Ｊは、他のイオンを実質的に排除して、特定
のイオンと選択的に複合体を形成することがｕ丁能な分
子を含む。
例えば、環状ポリペプチドであるパリノマイシンは溶液
中のカリウムイオンと選択的に結合して陽イオン性の複
合体を形成する。また、この用語にはクラウン拳エーテ
ル類、クリプタンズおよびポダンズも含まれる。
２、　ここで用いられる「実質的に非極性」とは、実質
的な双極子モーメントもしくは電気的極性を小さない物
質の性質を意味するものとして意図されている。特に、
これは非イオン性物質、誘電性物質を含む。
３、「非多孔性」という用語は、水流に対して実質的に
不透過性であることを、ｄ味するように＋Ｌ図されてい
る。従って、非多孔性担体マトリックスは、そのマトリ
ックスを介して一方から他方への水の通過を排除するマ
トリックスである。例えば、ポリ塩化ビニルフィルムは
、本発明の目的にかなった非多孔性のものと考えられる
であるう。
４、「リポータ物質」は、イオノフオア／イオン複合体
と相互反応して、色の変化または他の検出Ｏｆ能な応答
をなすことができる物質である。従って、このリポータ
は、イオン性染料であってもよく、この染料がイオン化
状態では反対イオン、すなわち試験ξれるべきイオンに
対して電荷が反対であるようなものである。これらの例
のいくつかは、エリスロシンＢ、７−アミノ−４−トリ
フルオロメチルクマリンおよび２，６−ジクロロインド
フェノールのナトリウム塩である。このリポータはまた
ｐ−二トロフェノールのようなフェノール性化合物を含
み、これらフェノール性化合物は非イオン化状ｊミ；で
は、比較的に無色であるが、イオン化すると１．４色す
る。リポータ物質はまた他の成分と共に検出口ｆ能な応
答を誘発することができる物質であってもよい。例えば
、ヨウ素化物イオンは、デン粉および酸化剤の存在ドで
、イオノフオア／イオン複合体と相！ｆ反応することに
より検出０丁能な応答をなすことがきでる。
５、「相ｌＩ：反応Ｊとは、検出Ｅｑ能な応答をもたら
丈、リポータ物質とイオノフオア／イオン複合体の間の
相１１作用を、０、味する。複合体と相互反応するリポ
ータ物質の例としては、リポータが複合体により無色か
ら着色状態に変化する場合であり、例えば、ｐ−二Ｉ・
ロフェノールの場合である。
６　川１；Δ「検出可能な応答Ｊとは、ここでは、直ｌ
ａ観察または、、１器を用いて感知されうる、試験手段
系におけるパラメータの変化または発現として、・３．
味づけられ、水性試験試料中の特定のイオンのイｆ在の
関数である。いくつかの検出可能な応答としては、色、
蛍光、反射率、ｐＨ１化学ルミネセンスおよび赤外スペ
クトルの変化または発現である。
７、ここで用いられる用＃／ｉ　「中級アルキル（ｉｎ
ｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　ａｌｋｙｌ）Ｊとは、約４から
約１２個の炭素原子を有するアルキル基を意味する。こ
のアルキル基は直鎖および分枝の異性体を含み、非置換
でもよいが、また置換が、本発明により特許請求されて
いる試験手段または試験共の操作を、そのイオン検出能
において妨害することがないならば、置換されていても
よい。
８、本開示において用いられる用語「低級アルキル」と
は、約１〜４の炭素原子を含有するアルキル部分として
意味づけられる。低級アルキルの意味には、メチル、エ
チル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、　５
ｅｃ−ブチルおよびｔｅｒｔ−ブチルが含まれる。これ
らは、非置換でもよく、また置換が、本発明により特許
請求されている試験手段または試験具の操作または機能
性を、そのイオン検出能において妨害することがないな
らば、置換されていてもよい。
３　　「擬ハロゲン」とは、ハロゲン類と類似した杆式
で、不飽和または芳香族環系に結合した際、この那系の
求電ｆ−性または求核性に影響を及ぼすか、および／ま
たは、ｌ１５局イ１゛化もしくは共鳴によって電荷分７
１１に影響をり−える原子または原ｒ一群を程味する。
従って、ハロゲンは、　Ｆ、０文、Ｂｒおよび■のよう
な第■族の原子を意味するが、擬ハｔｌケン類は一〇Ｎ
、　−３ＣＮ、　−０ＣＮ、　−Ｎ３．−ＣＯＲ。
−ＧＯＯＲ，−ＣＯＮＨＲ，−ＣＦ　　−ＣＣＵ　　−
ＮＯ−３Ｏ０Ｆ３１３１２＋２３＋ 一５０２ＣＨ３，ｔ−ｉ　ヨヒ−５０２０６８４ＣＨ３
（式中、Ｒはアルキルまたはアリールである）のような
部分を・包含する。
区Ｕ虜 本試験ｒ一段は３つの基本的要素からなる。すなわち、
実質的に非極性、非多孔性の担体マトリックス；イオノ
フオア：およびリポータ物質である。水性試験試料が、
該イオノフオアと特異的に複合体を形成しうるイオンを
含有する場合は、このイオンは次に、該マトリックスに
浸入し、該リポータ物質と相互反応し、それにより検出
ｕｆ能な応答を発生することができる。
体７トリツクス 試験り段が、特定のイオンの存在の結果としてのみ、検
出ＩＪｆ能な応答をなすためには、他のイオンが担体マ
トリックスに侵入することを実質的に排除する必要があ
る。これは、リポータ物質と共に検出可能な応答を誘発
するのはイオノフオア／イオン複合体であるためである
。従って、担体マＩ・リックスは、非極性で同時に非多
孔性の材料から作製されねばならない。このような材料
の例としてはポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニル、塩化
ビニル／酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル／塩化ビニリ
デン共重合体、塩化ビニル／酢酸ビニル／ビニルアルコ
ール三元共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル
共重合体およびポリウレタンのようなポリマーのフィル
ムである。
勿論、多くの他の高分子材料も本発明において使用する
のに適切であろう。このような材料の選択は、全く１本
開示により与えられる技術内のことである。
他のノ１高分子・材料としては、セラミック物質、塗装
物質（塗料層が１１体マトリックスになリラる）、カラ
ス様物質、および他の非極性材料がある。
Ｊｌｊ体マＩ・リックスは非多孔性でかつ非極性である
ことが必要である。何故なら、それに対してイオノフオ
アが複合体形成親和力を４１する特定イオンでない場合
には、そのイオンはマトリックスに実質的に侵入するこ
とができてはならないからである。Ｊ１多孔性マトリッ
クスの概念は、勿論、顕微鏡的多孔性を排除するもので
はない。イオノフオアが存イ暮しない場合、検出１１丁
能な応答を弓１起させるに１°分な程度まで分析対象物
イオンが担体マトリックスへ透過するのを排除されるな
らば、あるｌ■“瓜多孔性であってもよいことは、先の
見解のみならず本発明の１１：、にその性格からも明ら
かである。
本発明の担体マトリックスの組成は、紙のような多孔性
材料が用いられている従来の試験手段から注意深く識別
されるべきである。このタイプの試験具においては、試
験具を露らす試験試料は全試薬域に透過できることが必
要とされる。このよう４二試験具は本発すＪの原理とは
異なる全く別の原理に基づいて機能するものであり、従
って、このような紙マトリックスが、例えば、ポリマー
またはワックスの金柑等により実質的に非極性および非
多孔性にされるのでなければ、紙担体マトリックスは本
発明の範囲内にあるとは考えられない。
従って１本発明の担体マトリックスは木によって濡れず
、すなわち、水性試験試料の実質的浸入を排除するもの
である。更に、イオノフオアおよびリポータ物質が担体
マトリックスにトラップされているためにイオノフオア
およびリポータ物質の１−１４者が共に事実１−水性試
験試料に不溶になることを意図している。担体マトリッ
クスの非多孔性は、イオノフォまたｌオリボータ物質の
溶解もしくは浸出を排除するためのみならず同時にイオ
ン性分析対象物以外の試験試料成分の侵入を妨げるため
に心霊とされる。
イオノフオア 本発明のイオノフオア要素は、用Ｊの定義（ゲＩＩｆ　
ｌ　、　前出）によって特定されたように、実に範囲の
広い概念である。その環状原子鎖中に供与性原ｒ・を含
有する多座環式化合物を含む。このような多座環式化合
物は単環式であっても多環式であってもよい。また、こ
の７オノフオアは供与性原ｒ−を含有する開鎖であって
もよい。従って、この用語には、コロナンズと呼ばれる
イオン特異性の単環式系、クリプタンズとして知られる
多環式のイオン特異性化合物、およびポダンズとして知
られる開鎖構造体が含まれ、それらは、イオンとぎ根菌
に複合体を形成することができる。
コＵナンズ コロナンズは単環式化合物であり、電子が豊富なまたは
′市ｒ−が欠乏した状態の供ケ性原ｒ−を含み、それら
の特異構造の故に、特定の陽イオンおよび陰イオンと複
合体を形成することができる。
この用語には、その中環鎖が供与性原子として酸素を含
むクラウンエーテル類が含まれる。他のコロナンズは、
酸素、硫黄および窒素のような電ｆがヅ富な原子の取り
合せたものを含有する化合物である。特定のコロナンズ
の特異な大きさおよび幾何学性の故に、コロナンズは種
々のイオンとの複合体形成に適用される。このような複
合体形成においては、クラウンエーテル中の酸ふのよう
に、電子の豊富な原子は電子が欠乏している陽子に向っ
て配向する。原子鎖の炭素原ｒ−セグメントは同時にイ
オンから外側方向へ突出する。かくして得られた複合体
はその中央では電荷を有するか、その周辺では疎水性で
ある。
クリプタンズ クリプタンズはコロナンドの多環式類縁体である。従っ
て、それらは二環式および玉環式多座化合物を含む。ク
リプタンズにおいては、コロナンＩ・の実質的に平面的
な配置と反対に、供与性原ｔの環状配置は、空間内の三
次元である。クリプタンドは三次元様式でイオンを事実
上包むことができ、従って、複合体の形成においてはイ
オンに強力に結合することができる。コロナンズの場合
ご同様、供′ｊ−性原子は酸素、窒素および硫黄のよう
な原ｆを含むことができる。
ポタンズ イオンは非環状化合物とも選択的に複合体を形成するこ
とができる。例えば、酸素のような電子か“Ｓ富な原子
の規則的な連なりを含む線状鎖は、コロナンズおよびク
リプタンズと全く異る訳ではなく、１１に荷電したイオ
ンと結合して複合体を形成する能力をイ」する。ポダン
ズとその他の２個のイオノフオアとのトな構造上の違い
は構造の開環慴である。従って、ポダンズはモノポダン
ズ、ジボダンズ、Ｉ・リポダンズ等に更に区分すること
ができる。モノポダンドは、従って、供与性原子を含む
中−の有機鎖であり、ジポタンドは中心原子またｈｌ　
／　Ｊ７に結合した２個のこのような原子鎖であって′
／Ｎ間配向を変動しうるものであり、トリポタンドは３
個のこのような原子鎖である。
４異＋１イオノフ　ァ 本発明に特に有用であると判明しているイオンフォアの
いくつかを、それらのイオノフオアが選択的に複合体を
形成することができる陽イオンと共に、ここに、列挙す
る。
イ　　オ　　ノ　　フ　　ォ　　ア　　　　　　　　力
　チ　オ　ンパリノマイシン　　　　　　　　　　Ｋ＋
２２１） ス２２２） ン（クリプトフィックス２１１） １２−クラウン−４Ｌｉ＋ １５−クラウン−５Ｎａ”　、Ｋ” １８−クラウン−６Ｋ＋ ジベンソー１８−クラウン−６Ｋ” ジシクロへキサノー１８〜クラウン−６に＋クリプトフ
ィックス（Ｋｒｙｐｔｏｆ　ｉｘ）はイー・メルク、ダ
ルムスタツスト、独国（Ｅ、　Ｍｅｒｃｋ。
［Ｊａｒｍｓｔａｓｔ、　Ｇｅｒｍａｎｙ）の登録商標
である。
■〕と二ノコ１月 もし試験溶液中に重要なイオンが存在する場合、イネ／
フォア／イオン複合体との相互反応の結果として検出＋
４丁能な応答をなすのはリポータ物質である。このリポ
ータ物質は、発色性の反対イオンのような弔−化合物か
ら、その反応類が複合体により誘起された際、検出Ｉｊ
ｆ能な生成物を生成する反１４′、性種の混合物までそ
の組成が様々の範囲にわたることができる。従って、分
析対象イオンがイｆ在しない場合には、リポータ物質は
不変であり、すなわち、検出ＩＩ）能な応答は認められ
ない。
また、監視ドの特定イオンが存在する場合は、イオノフ
オアにより、担体マトリックスに侵入して複合体を形成
することが１１丁能となり、この複合体はリポータ物質
と相Ｉ１１反応して、リポータ物質に検出Ｉｌｌ能な変
ｆヒをおこさせる。
リポータがｒｐ　−化合物である場合には、リポータは
１４または解離性化合物を含んでもよく、これらは、解
離した際、着色イオン種を生成する。分析対象物イオン
の電荷次第で、イオン性リポータは、４色イオンが分析
対象物に対して電子；Ｉが反対であるように選択される
。分析対象物に対する反対イオンが蛍光性である解離性
化合物もまた有用である。このような発色団および蛍光
団リポータ物質の例には、ジクロロフェノールインドフ
ェノール、フルオレセインおよびその誘導体、８−アニ
リノ−１−ナフタレンスルホン酸、７−アミノ　−４−
トリフルオロメチルクマリン、エリスロシンＢ、オレン
ジ■、フロキシンＢ並びにイオシンＹがある。エリスロ
シンＢ、フロキシンＢおよびエオシンＹの構造は°’　
Ａｌｄｒｉｃｈ　Ｈａｎｄｂｏｏｋｏｆ　ＦｉｎｅＣｈ
ｅｍｉｃａｌｓ　”　　（アルドリッチｅケミカル・カ
ンパニー、ミルウォーキー　（Ａｌｄｒｉｃｈ　　Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌＣｏｎｐａｎｙ、　Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ）
（１９８３））に与えられている。
オレンジ■構造は°’　Ｔｈｅ　Ｍｅｒｃｋ　Ｉｎｄｅ
”　９版、メルク−アンド・カンパニー、インコーポレ
ーテッド、ラーウ、　−（Ｍｅｒｋ　＆　Ｇｏ、、　Ｉ
ｎｃ、Ｒａｈｗａｙ）（１９７Ｂ）に見出すことができ
る。
リポータ物質が反応性種の混合物からなる場合は　適切
な成分の組合せは極めて広い自由度をもって彦根するこ
とがｌｉｌ能である。例えば、１つの系としては、ヨウ
上化物イオン、デンプンおよび酸化剤であってもよい。
４ｔ１体マＩ・リツクスが（イオノフオアの他に）デン
プンおよび酸化剤を含有するような系を、試験り段に利
用することができるであろう。次いで、ヨウ毒化物を試
験試料に添加することができるであろう。分析対象物イ
オンの存イ１トでは、イオン／イオノ・フォア複合体の
ノ１．成はヨウ素化物のマ；・リックスとの結合を惹起
し、ヨウ末化物が遊離ヨウ素に変換されると正の試験結
果を小すことになる。
リポータ物質として有用な反応系列の更に別の例として
は、フェノールからプロトンが解離し。
かくしてカップリング反応が開始されて着色生成物を形
成するものがある。いわゆるキ・ンブス（Ｇｉｂｂｓ）
反応はこのような反応系列の典型的なもので、そこでは
２．５−シクロへキサジエン−１−オン−２，６−シハ
ロー４−ハロイミンがフェノールとカップリングして７
ｉ色反応生成物を生成する。
０ ・＼＼　　　　　　　　ｏ　＋　Ｉ　　　　　　　　　
　　Ｎ− この反応系列においては、Ｒは、全体に旺る反応系列を
妨害することのない２，３．５および／または６−位の
置換基のいずれであってもよい。従って、Ｒは水素、低
級もしくは中級アルキルまたはアリールであり、または
Ｒは２，３−または５，６−縮合環系を形成してもよい
。ＸはＦ、　　Ｃ１、ＢｒおよびＩのようなハロゲンで
あり、またＸは擬ノ＼ロゲンであってもよい。この種の
リポータ物質は、構造（Ｉ）および（ＩＩ　）を有する
化合物を担体マトリックスに直接包含させることにより
利用してもよい。
キンプス化学の更に別の利用においては、非イオン化型
の（Ｉｌｌ）のような構造を有する化合物を用いる。イ
オン／イオノフオア複合体が形成されると、リポータ物
質がそれ自身におよびそれ自身の、観察＋＋ｌ能な色を
呈するような相互反応がおこる結果となる。この現象は
次の反応系列に従って進行すると考えられる。すなわち
、 式中、Ｒは低級アルキル、もしくはアリール、またはＲ
のいずれか２つが協働して縮合環系を形成するものであ
り、ｎは０ないし４であり、Ｘは先に定義したとおりで
ある。
特に好ましいものは構造コ （月（ り を有する化合物である。
更に別の好ましいリポータ物質は構造：１１ 人中、Ｗは中級アルキル基、すなわち、４〜１２個の炭
〕原ｒ−を有する基であり、ＲはＨまたは低級アルキル
である。
をイ１する化合物である。これらのような化合物は、試
験試料中の血清アルブミンの存在によっておこりがらな
妨害に対して特に抵抗力があることか判明している。こ
れらのタイプのリポータ物質の中でＩｌｆましいものは
Ｗがｎ−デシルでありＲ′がメチルのものである。テト
ラブロモフェノールフタレインのアルキルエステル類も
また好ましいリーク物質であることが判明している。
哉１■よ １記試験ｒ段をそれだけで使□用してもよく、また細長
い支持部材の一端に固定し、支持体の他端は把［として
役ヴたせてもよい″。このような試験具を把「端で保持
し、試験１段を担持する他端は試験試料と接触する。
支持部材用の′ために有用な材料としては、非常に多数
のプラスチックまたはポリマーのフィルムを挙げること
ができる。例としては酢酸セルロ□−ス、ポリエチレン
テレフタレート、ポリカーボネート類およびポリスチレ
ンのような高分子材料な挙げることができる。支持体は
不透明であってもよくまたは光もしくは他のエネルギー
を透過してもよい。好ましい支持体としては、約２００
ナノメートル（ｎｍ）ないし　９００ｎｍの範囲内の波
長の電磁線を透過することができる透明材料が挙げられ
る。分析結果の蛍光検出のためには、検出に用いる蛍光
性物質の吸収および発光スペクトルより広い、または少
なくとも等しいバンドに１ユ（って、支持体が透明であ
ることが望ましいが、勿論、　２００−９０Ｏｒ＋ｍの
範囲全体にはって透過する必要はない。
またｌまたはそれ以上の狭い波長バンドを透過し、隣接
波長バンドに対しては不透り１である支持体を有するこ
とも望ましい。これは、例えば、適切な吸収特性を有す
るｌ又はそれ以−１−の顔料を支持体に含浸するかまた
は塗布することにより達成することができるであろう。
本発明の試験具を製造するために、小矩形状の試験手段
、すなわち、イオノフオア、リポータ物ＩＣ臭、および
、もしあるならば他の成分を包含させたＪｕ休体］・リ
ックスを、ポリスチレンフィルムの長方形片のような、
実質的に平坦な上面を有するＭｌ＋長い支持部材に固着
させ、ポリスチレンの他端を残して、便利な把手として
役ケてる。
試験り段は、意図する用途と両立するならばいずれの方
法によって固着されてもよい。好ましい方法は、試験手
段の四角片と支持部材の間に両面接着テープを用いるこ
とである。このようなテープの１つはタプル拳スティッ
ク（ＤｏｕｂｌｅＳｔｉｃｋ　”　）として知られてお
り、スリーエムΦカンパニー（３Ｍ　Ｃｏｓ＋ｐａｎｙ
）より人手できる。
先監立皿遣 本発明の試験手段および試験具は、臨床化学の分野のみ
ならず化学研究室および化学反応制御研究室においても
、広汎な化学分析の実施に用いるために応用することが
できる。これらは、血液、血清および尿のような体液の
臨床検査において使用するのに十分適している。何故な
らこの作業では数多くの反復検査がしばしば行われ、し
かもその試験結果は試料採取後短時間で必要とされるこ
とが多い。血液分析の分野においては１例えば、本発明
を臨床上重要な数多くのイオン性血液成分の定量分析を
実施するのに用いるために応用することができる。
試験手段（および試験具）は、それを、試験試料と接触
させ、ついで、検出１１丁能な応答を観察して使用する
。
もし試験下のイオンが試験試料中に存在するならば、イ
オノフオアとイオンの複合体がリポータ物質と相互反応
し、次いで検出Ｉｒｆ能な応答が現われるであろう。リ
ポータ物質が、例えば、着色した、分析対象物の反対イ
オンを生成する解離性塩である場合には、観察可能な応
答は試験手段中の色の発現または色の変化であろう。リ
ポータ物質が、フルオレセインのような蛍光団である場
合には、試験手段中の生じる検出ＩＩＩ■能な応答（こ
こでは、蛍光の発現または変化）を測定するために蛍光
分光光度計を利用してもよい。検出可能な応答を観察す
るのに有用な他の手法としては、反射分光光Ｉｆ！Ｌ／
Ｊ１、吸光分光光度法および光透過測定が挙げられる。
試験試料が血清である場合、透過法を反応生成物のイｆ
在を検出および定量するために用いることかでき、反応
生成物の生成が検出ｕ１能な応答としで役１シつ。この
場合、紫外、ｒｒ（視または赤外線のよ）な放射エネル
ギーを試験手段の一方の面に当て、反対面からのそのエ
ネルギーの出力を１１１１！定する。試験「１段を透過
し、かつ応答の発現または程四を小ずことができるいず
れの照射も使用できるか、・煎に、約２００から約９０
０ｎｍの範囲の電磁線！ＩＣ！　Ｑ４を用いることがで
きる。
種々の検ら１丁法を、分析用対照として応用することが
できる。例えば、分析対象物標準溶液試料を比較として
別の試験手段に適用するか、または分析において小Ｘ−
測定の使用を可能にするために適用してもよい。
実施例 次の実施例は、本発明の試験手段および試験其製６およ
び使用において読者を更に助けるために用意された。従
って、好ましい実施態様を実験的にＪ、■細に述べ、そ
の結果を分析した。本実施例は、中に説明的なものであ
ることを意味し、ここに叙述し特ｉｔ４請求した本発明
の範囲を制限することを全く意図していない。
本発明の試験手段および試験具中のリポータ物質として
用いるために、表題化合物（以ド「７−ゾシルーＭＥＤ
ＰＩＮ　Ｊ　と呼ぶ）を製造した。反応経路は、次の系
列中に示されており１式中、Ｗはｎ−デシルである。
−Ｑ　　　　　　　　　　　へ Ｑ　　　　　　　　　　　　Ｏ 実 β−（−ｎ−デシルベンゾイル）−プロピオン　の；Ｈ
［，９，の出［１および機械的攪拌器を備えた５リット
ル（Ｌ）の３つ１−１フラスコ中に入れたフェこルーｎ
−デカｙ２Ｂ、２グラ・ム（ｇ）　（１，２モル）、無
水コハク酸１２０ｇ（１，２モル）およびニトロエタン
３６０ミリリツｉ・ル（ｍＬ）の混合物を水浴中で０℃
に冷却した。この程合物にＡ１０１３３６０ｇ（２，７
モル）を攪拌しながら徐々に　１／２時間かけて添加し
た。Ａ　Ｉ　ＣＩ　＋ｉの約゛Ｙ　ｊｉミニ−添加した
時点でＨＣｌの発生が認められた。Ａ　Ｉ　ＣＩ　、添
加後、水浴を除去し、ついで反応混合物を　５分間室温
（ＲＴ）に放置した。混合物を次に７Ａ気浴１−で加熱
した。ＨＣｌの激しい発生が止むまで（約３０分）、加
熱および攪拌を続けた。反応混合物を水浴中で冷却しな
がら、水氷２Ｌ、次いで濃１１品酸ｆｉ００ｍＬを添加
した。これを、すべての暗褐色固体が加水分解されるま
で室温で２時ｆｆｉ撹拌した。ろ過により不溶性生成物
を回収した。次に、この固体を酢酸を用いて２回（各回
２５０ｍＬ）再結晶して生成物（ＫＯＨ，ｌ：、真空中
で乾燥）約３２０ｇ　（収率８５ｔ）を得た。
ＴＬＣ（薄層クロマトグラフ　イ）：　Ｒｆｏ、４３（
１：ｌ（ｖ／ｖ）ＥｔＯＡｃ：　トルエン　（シリカゲ
ルプレー１・）ノ元、も分析　Ｃ２ｏＨ３ｏ０３として 、汁　算　（４Ｇ、　　　？５．４２．　　　Ｈ，９，
５０゜実測値Ｃ，７Ｂ、０２．　Ｈ，９，８９゜４−（
−ｎ−デシル−フェニル−の調製Ｐｄ／ＣＩ、アルドリ
ッチ・ケミカル拳カンパニー（Ａｌｄｒｉｃｈ　Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ　Ｃｏ、）から人「のパラジウム飽和炭素、
カタログ番号２０，５８９−８）２０グラムおよびβ−
（ｐ−ｎ−デシルベンゾイル）−プロピオン酸（１５０
ｇ、０．４７モル）を酢酸（３５０ｍＬ）と　ＩＬのパ
ール（Ｐａａｒ）ボンベ中テ混合した。Ｉ＋、の圧力３
．５ｋｇ／ｃｍ２（５０ｐｓｉ）および５０’Ｃで反応
を開始した。水素量の減少に伴って温摂が突然上７１す
ることが認められた。反応混合物の薄層クロマトグラフ
ィは反応が完了したことを示した。熱時にガラスフィル
ターろ過により触媒を除去した。ろ液を室温で結晶させ
た。結晶性生成物をろ過により回収した。
ろ液を冷却した後に生成した第二収１１１の生成物もま
、た回収した。ＫＯＨ上、真空下で乾炊後の全収ψは　
ｌｏｎｇ（Ｅｉ８χ）であった。融点：６７〜６９℃。
Ｔ１．Ｃ：ＲｆＯ，６８（１：ｌ（ｖ／ｖ）ＥｔＯＡｃ
：　　トルエン　（シリカケルプレー１・）） 元素分析　Ｃ２ｏＨ３２０２として 、ｉｌ’ｌ’！イメｊＧ、７８．９０；Ｈ，１０，５０
実Ａ１１ｌイメｉＧ、７８．３９；ＩＩ、ｌＯ，７０゜
シ」−デシル−１−テＩ・ラロンの調製ρ−デシルーフ
ェニル酪１ｖ（３０ｇ、９８．７１１１ｍｏｌｅ）およ
υポリリン＃（１５０ｇ）の混合物を、すべての１．’
、１体が溶融するまで油浴１−で加熱した。　１５０℃
　（内部温１隻）まで加熱１−シＩさせ、混合物を３０
分激しく攪拌した。次に、反応物を室温まで冷却し、氷
水３０ｈＬおよびエチルエーテル１５０ｍＬで処理した
。
混合物を３０分間室温で攪拌後、水層を分離し、次いで
エチルエーテル１５０ｍＬで２回洗浄した。合わゼたイ
１機相を飽和ＮａＣ交水溶水溶液０ｍＬで洗浄した。エ
ーテルを留去し、その残渣をクーゲルロール（１（ｊｉ
ｇｅｌｒｏｈｒ）蒸留ＲＰＶ（アルドリッチ・ケミカル
・カンパ＝　−（Ａｌｄｒｉｃｈ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　
Ｇｏ、））　を用いてノ入留した。生成物は　１９０℃
−２００℃１０．１ａ＋ｉ＋Ｈｇの融点を有した。淡黄
色油状物の収量はｌ１ｇ（３９％）であった。
ＴＬＣ：Ｒｆ　Ｏ，３４＋　　１−ルエン　（シリカゲ
ルプレート））元素分析　Ｃ２ｏＨ３ｏＯとして ｌ；１算値Ｃ，８３，９０，Ｈ，１０，７０゜実測イ１
／ｉ　Ｃ、８５、６３；　Ｈ、１０、８３，２−ヒドロ
キシメチレン−７−ｎ−デシル−１−テトラロンの調製 すｌ−リウ１＼メトキシド（５，４ｇ、４０．５ｍｍｏ
ｌｅｓ）、キｍエチル（７，４ｇ、１００ｍｍｏｌｅｓ
）およυ乾燥トルエン１００ｍＬの混合物を水浴中、不
活性雰囲気（Ｎ２またはアルゴン）ドで冷却した。乾燥
トルエン　１００ｍＬに溶解した７−デシル−１−テト
ラロン　（１１，５ｇ。
４０ｍｍｏｌｅｓ）の溶液を高速攪拌しながら添加した
。
水浴を除去して、反応混合物を室温で４時間攪拌した。
反応混合物を水１００ｍＬおよび６Ｎ　Ｈｅ交１００ｍ
Ｌで処理した。有機層を分離し、飽和ＮａＣ交５０ｍＬ
で２回洗浄し、無水Ｎａ２ＳＯ４上で乾燥し、ろ過し、
ついで蒸発してすべてのトルエンを除去した。油状残渣
を、更に精製することなく次の反応のだめに用いた。
ＴＬＣ・Ｒｆ−ｏ、４３　（１−ルエン　（シリカゲル
プレート））５％’ＦｅＣ文、溶液の噴霧後、スポ・ン
トは暗褐色に変化した。
先の反応１’ｔ″からの油状残渣を乾燥ピリジン（１２
０ｍＬ）と混合した。この溶液を窒素下０℃　（水浴）
で攪拌した。この溶液を塩化ベンゾイル３０ｍＬで処理
した。塩化ヘンソイルの添加後、不溶性塩化ピリジンが
混合物中に認められた。反応物を室温で２　ｕ：１間攪
拌した。生成物を氷水（４００ｍＬ）中しと激しく　４
’ｌｉ拌しなから汀いだ。淡いクリ−１・色の固体をろ
過により回収し、冷水で１−分に洗浄した。
１・Ｙ・かに湿った固体を熱無水エタノ−Ｊしく１２０
ｍＬ）より１９結晶した。白色固体（１４ｇ、７−デシ
ル−ｌ−テトラロンに基ついた収−１ｔｓｒ％）を回収
した。融点は８４−８６℃であった。
ＴＬＣ：Ｒｆ＝　０．４３　＋トルエン　（シリカゲル
プレート））元素分析　０２Ｂ’３４０３として 計算値Ｃ，８０，３４；　Ｈ，８，１９゜実測値Ｃ，８
０，０５；　Ｈ，，８，２７゜？−ｎ−デシルー２−メ
チル刊−ナフトールの；１−不活性雰囲気下の、２−ベ
ンツイルオキシメチレン−７−ｎ−デシル−１−テトラ
ロン（１４ｇ、３３．５ｍｍｏｌｅｓ）およびＰｄ／Ｃ
（，３，５ｇ）の混合物にシクロヘキセン（１７５ｍＬ
）を添加した。不活性雰囲気を維持しながら、混合物を
加８還流した。出発原料の生成物への転換を３時間後Ｔ
ＬＣにより測定した。すべての出発原料が反応した後、
混合物を冷却して室温までドげた。触媒をろ過により除
去し、次いで熱トルエン５０ｍＬで２回洗浄した。合わ
せたろ液を少挙になるまで蒸発させた。生成物をプレツ
ブ（Ｐｒｅｐ）−５００シリカゲルカラム　（ウォータ
ーズ・アソシエーション、ミルフォード、エムニー　　
（ＷａｔｅｒｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、　Ｍｉｌｆｏ
ｒｄ、　ＭＡ）より入手した高圧シリカゲル調製用カラ
ム）を用いて精製した。トリエンを移動相として用いた
。生成物画分をプールし、次いで、真空下で一晩蒸発乾
固した。乳白色の固体（ｓ、ｏｇ；収率８ｏｚ）を回収
した。融点は　６５−６７°Ｃであった。
ＴＬＣ：Ｒｆ＝　１）＋５　（トルエン（シリカゲルプ
レート））生成物スポットを短波長ＵＶ光で照射したと
ころピンク色を盲、′シた。
元本分析　Ｃ２１Ｈ３ｏＯとして １言　ｑ　値　　Ｃ，８４，５１；　　　Ｈ，１０，１
３゜−１５轟１１１（＃　　　Ｃ，８４，４９，Ｈ，１
０，７２゜７−デシル−２−メチル−１−ナフトール（
４，５ｇ。
＋５．　Ｉｍｍｏ　Ｉｅｓ）および２，６−シクロロキ
ノンー４−クロロイミド（３，０ｇ、１４．３ｍ５ｏｌ
ｅｓ）をアセトン（１５００１Ｌ）に溶解した。この溶
液を炭酸カリウム溶液７００ｍＬ（０，１Ｍ、ｐＨ＝ｌ
Ｏ，０）で処理した。この溶液を室温で１０分間激しく
攪拌した。反応混合物のｐＨをＨＣＩ（］、ｏＮ）で２
．８に調整した。混合物を１５分間攪拌した。ろ過によ
り赤色固体を回収し、次いで水で十分に洗ｆ′Ｉ＋　し
た。この国体をトルエンに溶解し、ガラス繊維紙でろ過
して不溶物質を除去した。ろ液を濃縮し、プレツブ（Ｐ
ｒｅＰ）−５００シリカゲルカラムで、移動相としてト
ルエンを用いて精製した。生成物画分をプールし、蒸発
乾固した。ｎ〜へキサン（１００ｍＬ）を用いて残渣を
結晶化すると、生成物（３，９ｇ、収率５８ｚ）が得ら
れた。
ＴＬＣ：：Ｒｆ＝　０．２８　（トルエン　（シリカゲ
ルプレート月プレート上で０．ＩＮ　ＮａＯＨを用いて
処理したところ褐色スポットは紫青色に変った。
元素分析　Ｃ２７Ｈ３１Ｎ０２　ｃ文、として計算値Ｃ
，８Ｂ、６４．　Ｈ，８，５７，Ｎ、　２．９？。
実測値Ｃ，ＥｉＯ，８８；　Ｈ，８，８５；　Ｎ、　２
．９７゜２．４１ｒ／ｙ　　　　７ｔ！：Ｌｒｃ７）ｆ
−’；ｙｌニニ１５二／ｙｉ＋７　　ン　−５７−デ’
ｙ　Ａｙ　−ＮＥ［ＪＰＩＮ　ＩＯ，８ｍｇ　（ミ１，
１グ７ム）、？３よびナノ１＝−１５−クラウン−５（
２，３，５，Ｅｉ、８，９，１１．１２−オクタヒドロ
ナフト［２，３−ｂ］−１，４，？、１０．１３−ペン
タオキサシクロペンタデカン）　２４ｍｇを含有するア
セトン混合物を調製した。溶媒を窒素気流中で除去した
。次に乾燥固体を７０重量２のシクロヘキサノン、１２
重量２の塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、１８重
＃２のフタル酸ジエチル、およびｉ・す）　ｙ　（Ｔｒ
ｉｔｏｎ）Ｘ−１００（非イオン性界面活性剤の１重’
ｊ：’Ｘ７ヤトン溶１夜、ローム・アンド−ハース、カ
ンバー１−−　（Ｒｏｈｍ　ａｎｄ　Ｈａａｓ、　Ｇｏ
、）より人手）ＥｉＯ（ｐＬＬ）からなるフィルム形成
用溶液４ｇと合わせた。この混合物をうずＩ！３混合器
（ｖｏｒｔｅｘ鱈ｘｅｒ）を用いて均賀化し、次に、コ
ダール（ＫＯＤＡＲ＠）　、すなわち、シクロへキサノ
ン／テレフタル酸ジメチレン共東合体　（ラス）・口・
カンバ＝　−（Ｌｕｓｔｒｏ　Ｃｏ、））チャネル化プ
ラスチック片■：に、　　０．０３ｃｍ（１０ミル（０
，０１インチ））間隙を有するドクターブレードを用い
てＫｌ」（して薄いフィルムとした。乾燥フィルノ・の
Ｊゾさは約０．００８ｃｍ　（３ミル）であった。
この試験り段を、種々のＭＣＩ濃度を含む水性試験試料
を用いて評価した。各試料は　＋５．５８ｍＭ　ＮａＣ
１オよび８Ｂ、８９ＣＡＰＳ緩衝滞［３−（シクロ−へ
キシルアミノ）−プロパンスルホン酩Ｊであり、Ｌｉ旧
１でｐＨｌ０に調整した。それぞれのＫＣ又濃爪は０、
０．３３．０．８７　オヨび１．ｈＭ　テあった。
試験ｒ０段フィルムのある〆画に、試験試ネ′１４０マ
イクロリットル　（ルＬ）をつけることにより１；ｆ価
を行い、反射率の変化をセラライザー（ＳＥＲＡＬＹＺ
ＥＲ＠）反射分光光度計（エイムズ・ディビジョン・オ
ブΦマイルス舎ラボラトリーズ、インコーホレーテッド
　（ＡＩＩｌｅｓ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｉｌｅ
ｓＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、　Ｉｎｃ、月中で　１分
間監視した。
反射率の餉（Ｒ）は次式に従って　（Ｋ／Ｓ）に変換さ
れた。
Ｒ 式中、Ｒは試験具からの反射率の部分であり、Ｋは定数
であり、Ｓは特定の反射媒体の光散乱係数である、 １一式は周知のクベルカームンク（Ｋｕｂｅ　Ｉｋａ−
Ｈｕｎｋ）の等式（クスタフ・コルトウーム（Ｇｕｓｔ
ａマＫｏｒｔｕｍ）、“Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ　５ｐ
ｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ”、１０Ｂ−１’ｌ”１頁、スプ
リンガー”　７エルラーグ　（ＳｐｒｉｎｇｅｒＶｅｒ
ｌａｇ）　、−−ユＥ−り（１９８９）を参照されたい
）の単純化されたものでる。データは、時間に対する　
（Ｋ／Ｓ）として下表に示しである。
［Ｋ”　］ｍＭ　　　　　　（Ｋ／Ｓ）秒−１００，０
０１１５１ ０，３３０，００７ｆｌ？９ ０．６７　　　　　　　　　　０．０１２８５１０　　
　　　　　　　　　０．０１９０９１゛表より判るよう
に、時間に対する　（Ｋ／Ｓ）の変化率はカリウｌ−，
濃度によって変動する。このデータを第１図にグラフと
して示したが、これにより、種々のに＋５度レベルを容
易に識別することかできる。
３、イオノフ　ァとしてナフト−１５−クラウン−５ゝ
ナフｌ−１５−クラウン−５６ｍｇの代りにパリノマイ
シン６ｍｇを用いた他は実施例２と同様にして試験手段
フィルムを調製し、得られた試験手段フィルムを評価し
た。データは次表に示したとおりである。
［Ｋ”　］ｍＭ　　　　　　（Ｋ／Ｓ）秒−１００，０
０１＋８２ ０．３３　　　　　　０．００７５５４０．６７　　　
　　　０．０１３３１ １．０　　　　　　　０．０１８５７ 第２図に示されたこれらのデータのグラフから明らかな
ように、これらのデータは、カリウム濃度と（Ｋ／Ｓ）
の変化率の間に直接の相関関係があることを示している
。
４、イオノフオアとしてナフト−１５−クラウン−５゛
−り片 ノーフト−１５−クラウン−５１２Ｂの代りにパリノマ
イシン　１２ｍｇを用いた他は、実施例２と同様にし−
（、試験１段フィルムを調製し、得られた試験手段フィ
ルトを１．ｆ価した。データは次表に小したとおりであ
る。
［Ｋ”］ｍＭ（Ｋ／Ｓ）秒−１ ００，０００７４４９ ０，３３０，００８３１４ ０、ｆｉ７　　　　　　０．０１２５１１．０　　　　
　　０．０１８９８ このデ゛−夕は、カリウム濃度身と（Ｋ／Ｓ）の変化率
の間にｌｌ’ｌ接の相関関係があることを示している。
、“−のことは、第３図にこのデータをグラフとしてプ
ロッ！・シたものにより明らかに示されている。
５、イオノフオアとしてパリノマイシン　ＩＩいる７−
ゾシルーＭＥＤＰＩＮの量を５．４ｍｇとし、塩化ビニ
ル／塩化ビニリデン共重合体のフタル酩ジエチルに対す
る比を８．５５　：　２１４５（重量比）に調整し、ナ
ノｌ−１５−クラウン−５１２ｍｇの代りにパリノマイ
シン　ｊ２Ｂを用いた他は実施例２と同様にして、試験
手段フィルムを調製し、得られた試験−ｒ段フィルムを
評価した。
水性試験試料は、０．０．３３．０．８？、　１．０．
２．０および３．０ＩＩＮ濃度のＫＣ文を含有した。更
に、各溶液は４８．６７ｍｇのＭａｉｌ、６８．８７ｍ
ＭのＣＡＰＳを含有し、ＬｉＯＨを用いて滴定しｐＨ１
０に調整した。
反射率のデータは次表に示したとおりである。
［Ｋ”　］ｍＭ　　　　　　（Ｋ／Ｓ）秒−１００，０
０１００８ ０，３３０，０１０９０ ０、Ｂ、７　　　　　　０．（＋１７８？１・０　　　
　　　０．０２８７２ ２、（１０，０４３２１ ３，０’　　０．０５３３０ これらのデータから判るように、この試験手段は、カリ
ウム濃度と、時間に対する（Ｋ／Ｓ）の変化率の間には
直接の相関関係があることを示している。第４図にデー
タをプロットしたものが示すように、　Ｋ＋Ｑ度レベル
を６゛易に識別することができる。
６、口剃　としてフタル１ジペンチルを用いるカフタル
酸ジエチルの代りに同量のフタル酸シベンチルを用いた
他は実施例５と同様にして、試験手段フィルムを調製し
、得られた試験手段フィルムを評価した。
水性試験試料は実施例５と同様であり、次のデータ表に
示したようなＫＣＭを含有した。
［Ｋ＋１ｍＭ　　　　　　（Ｋ／Ｓ）秒−１００，００
０５０７０ ０，３３０，００４０４１ ０，８７０−００７０２０ １，５０，０１３９１ ３，００，０２１９５ これらのデータはカリウム濃度と、１１１ｊ間に対する
（Ｋ／Ｓ）の変化率の間に直接の相関関係があることを
７１べしている。これらのデータを第５図にプロットし
たが、この図は、本実施例の試験手段フィルムを用いて
、種々のカリウムレベルが容易に識別できることを示し
ている。
７、すトリウム１：　：二 ？−テシルーＭＥＤＰＩＮ　１０．８ｍｇ＋７）７　セ
トン溶液およびすＩ・リウムリガンドＩ　［Ｎ、Ｎ’、
Ｎ″−トリへブチル−Ｎ、Ｎ’　、Ｎ″−トリメチル−
４’、４’、じ−プロピリジントリス−３−オギサープ
チルアミドＪ　５ｍｇのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
溶液を混合し、ついで溶奴を窒毒気流中で除去した。こ
の乾燥同体にフィルム溶ｉＭ０．５ｇを添加した。後者
は、７０重量２のシクロヘキサノン、８．５５重量％の
塩化ビニル／塩化ビニリデン共１１ｉ−合体、および２
１．４５１ｉ％のフタル酸シペンチルでからなっていた
。この混合物をうず巻ｐ、ｉ合器を用いて均質化し、こ
の均質化物をコダール（ＫＯＤＡＲ＠）チャネル化プラ
スチック片トに、０．０３ｃｍ　（１０ミル）のドクタ
ーブレードを用いて延ＩＩクシてフィルムとした。乾燥
フィルムの厚さは約０．０１ｃｍ（３ミル）であった。
水性ナトリウム試験試料を、試験手段の評価のために調
製した。各々は８８．９８ｍＭ　ＣＡＰＳを含有し、Ｋ
ＯＪｌを添加してｐＨを１０に調整した。それぞれ１１
．１１ｍＭおよび２２．２２ｍＭ濃度のＮａＣｌを含有
する試料を調製した。
試験手段のナトリウム検出能を、１ｆ価するために、試
験試料ａｏｐｔ、を試験−１段フィルムのある１ｘ画に
施し、’６４０ｎｍにおける反射率を　２分間にＩｊ、
って、セラライザー（ＳＥＲＡＬＹＺＥＲ）反射分光光
四計中で監視した。反射率の値は実施例２と同様にして
　（Ｋ／Ｓ）値に変換した。時間に対する（Ｋ／Ｓ）の
変化率と、各すトリウム濃度は次表に示したとおりであ
る。
［Ｎａ＋］ｍＭ　　　　　　（Ｋ／Ｓ）秒−１００，０
０＋４５９ １１．１１　　　　　　０．００３１４８２２．２２　
　　　　　０．００４３５４このデータは、第６図にグ
ラフとして示したように、ナトリウム濃度と、時間に対
する（Ｋ／Ｓ）の変化率の間に直接の相関関係があるこ
とを小している。
８、カワウＡ　Ｊｉｌｔ中用試・手ａに゛いて、リポー
タ１．８ｍＮ八リへマイシン、５ｍＭテトラブロモフェ
ノルフタレインエチルエステル（ＴＲＥＥ）、　５屯ψ
χポリＪｉＡ化ヒニル　（“品分（−７−、ｎ、アルド
リッジ・ケミカル・カンパニー（Ａｌｄｒｉｄｇｅ　Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ　Ｇｏ、）のカタログ番号−第１８，９
５８−１号）オヨび１３　、１　市−Ｍ　％フタル酸シ
ペンチルのテトラヒドロフラン溶液を調製した。この溶
液をポリエステルフィルムトに０．０３ｃｍ　（１０ミ
ル）のドクターブレードを用いて延ｊ１（シ、ついで乾
燥した。
それぞれ０．２２２．９．５５６および１．１１１ｍＭ
濃度のＫ（１１，を含有する水性溶液（試験試料）を用
いて。
この試験り段を評価した。各溶液は、１００ｍＭクエン
酸すトリウムを含有していた（ｐＨ＝５．３）。
試験手段の各試験試料溶液に対する反射率の応答を３７
℃、５２９ｎｍにおいて、セラライザー（ＳＥＲＡＬＹ
ＺＥＲ）反射分光光度計を用いて監視した。
結果は次表に小すとおりであった。
［Ｋ”　］ｍＭ　　　　　（Ｋ／Ｓ）秒−’Ｘｌ０−３
０　　　　　　　　　　　　−０．０１０８０．２２２
　　　　　　　　　０．９９０ｏ、５５ｅ　　　　　　
　　　　　２．０１３１．１１１　　　　　　　　　　
４．１０１これらのデータは、巾位昨間当りの（Ｋ／Ｓ
）の変化率と、カリウム濃度の間に直接の相関関係があ
ることを示している。第７図はこのデータをグラフで表
わしたもので、実際のに＋イオンと　（Ｋ／Ｓ）の間に
直線関係があることを示している。
【図面の簡単な説明】
第１〜７図は、それぞれ実施例２〜８において得られた
データをグラフとして表わしたものである。 第１図には、実施例２においてイオノフオアとしてナフ
ト−１５−クラウン−５を用いて行ったカリウムの検出
がボされている。 第２図は、試験手段中にイオノフオアとしてナフト−１
５−クラウン−５およびパリノマイシンの両者が存在す
る実施例３において得られたデータをグラフとして表わ
したものである。 第３図は、試験手段中に同量のナフト−１５−クラウン
−５およびパリノマイシンが用いられている実施例４の
結果を図示したものである。 第４図は、実施例５において述べたように、カリウム用
試験手段中にイオノフオアとして／くリノマイシンのみ
を用いた結果を示したものである。 第５図は、実施例６の試験手段中に０Ｉ塑剤としてフタ
ル酸ジペンチルを用いた結果を示したものである。 第６図には、ナトリウムイオン濃度に応答する試験「一
段について述べている実施例７から得られたデータをグ
ラフとして表わしたものである。 第７図は、リポータ物質がテトラブロモフエノルフタレ
インエチルエステルである実施例８において得たデータ
をブロー／　）したものである。 ０　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０［Ｘ］　
ＭＸＩＯ’ ＦＩＧ、　３ ［Ｋ”］　　ＭＸＩσ３ ＦＩＧ、４ ０　　　　　　１．０　　　　　２．０　　　　　３．
０［Ｋ＋］　トｉ　×１６３ ＦＩＧ、　５ ０　　　　　　１１．１１　　　　　２２．２２［Ｎａ
”ｌ　　ＭｘＩｏ−３ ＦＩＧ、６ 区＋］　　ｖｘ＋ｏ３ ＦＩＧ、７ 第１頁の続き ＠ｌ！　　間者　　アーサー・エル・ワイ・ローアメリ
カ合衆国インヂアナ４６５１ ４エルクハート・ケニルワース２ ２１ ０発　明　者　ポール・ヘムズ アメリカ合衆国インヂアナ４６５１ ４エルクハート・プルツクウラ ド・ドライブ１８２５

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、試験試料中のイオンの存在を測定するための試験１
    段であって、該試験手段が、 該４＋ｊ定イオンと複合体を形成することができるイオ
    ノフオア、および イオノフオアとイオンの該複合体と相互反応して、検出
    １１丁能な応答をなすことができるリポータ物質、 を包含した実質的に非極性、非多孔性担体マＩ・リック
    スからなることを特徴とする試験手段。 ２、該イオノフオアがコロナンド、クリプタンドまたは
    ポダンドである特許請求の範囲第１項記載の試験り段。 ３、該イオノフオアがパリノマイシン、４．、？。 ’　　　　１３．１６％）ｌ−ペンタオキサ−１，ｌＯ
    −ジアザビシクロ［８，８，５］　トリコサン、　４，
    ７，１３．１８．２１．２４−ヘキサオキサ−１，１０
    −ジアザビシクロ［８，８，８］へキサコサン；　４，
    ７，１３．１８−テトラオキサ−１，１０−ジアザビシ
    クロ［８，８，５］エイコサン、　１２−クラウン−４
    ：１５−クラウン−５；１８−クラウン−〇ニジベンゾ
    −１８−クラウン−６：またはジシクロヘキサノ−１８
    −クラウン−６である特許請求の範囲第１項記載の試験
    手段。 ４、該イオノフオアがパリノマイシンである特許請求の
    範囲第１項記載の試験手段。 ５、該リポータ物質が構造： い１１ 式中、Ｘはハロゲンまたは擬ハロゲンであり；Ｒは低級
    アルキルまたは中級アルキル、アリールおよび２，３位
    または５．８位の縮合環から選択された２−，３−，５
    −および／または６−位の置換基であり；ｎはＯないし
    ４である、 を有する化合物である特許請求の範囲第１項記載の試験
    手段。 ６、該リポータ物質が構造： 式中、Ｒ′はＨまたは低級アルキルであり：ＦｃはＨま
    たは中級アルキルであり、Ｘは／Ｘロゲンまたは擬ハロ
    ゲンである、 をイ１する化合物である特許請求の範囲第１項記載の試
    験手段。 ７、Ｒ′がメチルであり、Ｗがｎ−デシルである特許請
    求の範囲第６項記載の試験手段。 ８、該リポータ物質が、該イオノフオアおよびイオンの
    複合体の存在ドで、蛍光の発現または変化を生じること
    ができる物質である特許請求の範囲第１項記載の試験手
    段。 ９、該リポータ物質がフルオレセインまたはその誘導体
    である特許請求の範囲第８項記載の試験手段。 １０、該リポータ物質が、該イオノフオアと該イオンの
    複合体の存在下で・、検出ｕ（能な応答の形成に開学す
    ることができる少なくとも２個の前駆体物質を含む特許
    請求の範囲第１項記載の試験手段。 １１、該前駆体物質が、それぞれ構造：ＯＤｊｌ Ｘ 式中、Ｘはハロゲンまたは擬）＼ロゲンであり：Ｒは低
    級アルキルまたは中級アルキル、アリールおよび２．３
    位または５，６位の縮合環から選択された２−，３−，
    ５−および／または６−位の置換基であり：ｎはＯない
    し４である、 を有する特許請求の範囲第１θ項記載の試験手段。 ＋２．該前駆体物質がデンプンおよび酸化剤である特許
    請求の範囲第１θ項記載の試験手段。 １３、試験試料中のイオンの存在を測定するための試験
    具であって、該試験具が、 実質的に１１担な−Ｌ面を有する細長い支持部材、およ
    び 該支持部材の一１ｉ担面に固着された特許請求の範囲第
    １ダ１ないし第１２項のいずれか１つに記載の試験ｒ一
    段、 からなることを特徴とする試験具。 ＋４．水性試験試料中のイオンの存在の測定方法であっ
    て、該力Ｊノ、が該試験試料を特許請求の範囲第１ｘｎ
    ないし第１２項のいずれか１つに記載の試験手段と接触
    させ、次いで、検出０工能な応答を観察することからな
    ることを特徴とする測定方法。 １５、水性試験試料中のイオンの存在の測定方法であっ
    て、該方法が該試験試料を特許請求の範囲第１３項記載
    の試験具と接触させ、次いで検出１４丁能な応答を観察
    することからなることを特徴とする測定方法。
JP59093134A 1983-05-12 1984-05-11 試験試料中のイオンを測定するための試験具 Granted JPS59211864A (ja)

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