JPS62263448A - ｐＨ監視装置 - Google Patents
ｐＨ監視装置Info
- Publication number
- JPS62263448A JPS62263448A JP61106559A JP10655986A JPS62263448A JP S62263448 A JPS62263448 A JP S62263448A JP 61106559 A JP61106559 A JP 61106559A JP 10655986 A JP10655986 A JP 10655986A JP S62263448 A JPS62263448 A JP S62263448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic dye
- bound
- molecules
- fiber optic
- fluorescein
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 86
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 55
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical group O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 30
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 28
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 22
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 16
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims description 14
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 239000005289 controlled pore glass Substances 0.000 claims description 6
- ZPZDIFSPRVHGIF-UHFFFAOYSA-N 3-aminopropylsilicon Chemical group NCCC[Si] ZPZDIFSPRVHGIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000000539 dimer Substances 0.000 claims description 3
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 62
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 description 31
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 13
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- -1 Aminopropyl Chemical group 0.000 description 5
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- GZAJOEGTZDUSKS-UHFFFAOYSA-N 5-aminofluorescein Chemical compound C12=CC=C(O)C=C2OC2=CC(O)=CC=C2C21OC(=O)C1=CC(N)=CC=C21 GZAJOEGTZDUSKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 4
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 4
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 4
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000001042 affinity chromatography Methods 0.000 description 3
- 229940035674 anesthetics Drugs 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003193 general anesthetic agent Substances 0.000 description 3
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 3
- 238000010166 immunofluorescence Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 240000007582 Corylus avellana Species 0.000 description 2
- 235000007466 Corylus avellana Nutrition 0.000 description 2
- 229920005654 Sephadex Polymers 0.000 description 2
- 239000012507 Sephadex™ Substances 0.000 description 2
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N acridine Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005001 aminoaryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012921 fluorescence analysis Methods 0.000 description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 208000028399 Critical Illness Diseases 0.000 description 1
- 208000019693 Lung disease Diseases 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000190020 Zelkova serrata Species 0.000 description 1
- VSYMNDBTCKIDLT-UHFFFAOYSA-N [2-(carbamoyloxymethyl)-2-ethylbutyl] carbamate Chemical compound NC(=O)OCC(CC)(CC)COC(N)=O VSYMNDBTCKIDLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- GUTBHOXHMJMIQV-UHFFFAOYSA-N amino ethyl sulfate Chemical compound CCOS(=O)(=O)ON GUTBHOXHMJMIQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 238000011091 antibody purification Methods 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- ZBQZBWKNGDEDOA-UHFFFAOYSA-N eosin B Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC([N+]([O-])=O)=C(O)C(Br)=C1OC1=C2C=C([N+]([O-])=O)C(O)=C1Br ZBQZBWKNGDEDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SEACYXSIPDVVMV-UHFFFAOYSA-L eosin Y Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C([O-])=C(Br)C=C21 SEACYXSIPDVVMV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- WSYUEVRAMDSJKL-UHFFFAOYSA-N ethanolamine-o-sulfate Chemical compound NCCOS(O)(=O)=O WSYUEVRAMDSJKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000984 immunochemical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- ZBKFYXZXZJPWNQ-UHFFFAOYSA-N isothiocyanate group Chemical group [N-]=C=S ZBKFYXZXZJPWNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 210000002418 meninge Anatomy 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009871 nonspecific binding Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007793 ph indicator Substances 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N2021/6484—Optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
- G01N2021/653—Coherent methods [CARS]
- G01N2021/656—Raman microprobe
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N2021/7769—Measurement method of reaction-produced change in sensor
- G01N2021/7786—Fluorescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
- G01N21/80—Indicating pH value
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
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、ｐＨを遠隔モニターする光学装置に関し、詳
細には侵入的にまたは直接血液ｐＨを監視する光学装置
に関する。
細には侵入的にまたは直接血液ｐＨを監視する光学装置
に関する。
従来技術
医療においては、侵入的または直接的に血液の酸−塩基
パラメーター鉛よび他の選択されたイオンを監視するこ
とが、重篤な患者や複雑な外科的処置を行う者を管理す
るのに望ましい。特に、血液ｐＨは、正常な個人では非
常に狭い範囲内に制御されており、７．４０の平均から
ｐＨ単位で数パーセントしか変動しない。ｐＨは、血液
中の重炭酸塩および溶解したＣ０２＃度によって直接的
に影響される。従って、幾つかの麻酔剤および病気は、
直接または間接的に血液ｐＨに影響を与える。特に、血
清重炭酸塩の低下によって生じる糖尿病性アンド−シス
や、呼吸に影響を及ぼす肺疾患および麻酔剤は、血液の
ｐＣＯ２を速やかに増加させ、次いで血液ｐＨを著しく
変化させることが出来る。
パラメーター鉛よび他の選択されたイオンを監視するこ
とが、重篤な患者や複雑な外科的処置を行う者を管理す
るのに望ましい。特に、血液ｐＨは、正常な個人では非
常に狭い範囲内に制御されており、７．４０の平均から
ｐＨ単位で数パーセントしか変動しない。ｐＨは、血液
中の重炭酸塩および溶解したＣ０２＃度によって直接的
に影響される。従って、幾つかの麻酔剤および病気は、
直接または間接的に血液ｐＨに影響を与える。特に、血
清重炭酸塩の低下によって生じる糖尿病性アンド−シス
や、呼吸に影響を及ぼす肺疾患および麻酔剤は、血液の
ｐＣＯ２を速やかに増加させ、次いで血液ｐＨを著しく
変化させることが出来る。
これらの事態は何れも、生命に係わることである。
従って、血液ｐＨを直接的に監視することｂ−１医療上
重要である。
重要である。
現在、血液のｐＨを直接測定または血液電解質。
を直接監視するための最も広く用いられている方法は、
イオン選択的電極を用いるものである。かかる電極では
、速やかで精確ｆ測定することができるが、それらの使
用には幾つかの不利がある。
イオン選択的電極を用いるものである。かかる電極では
、速やかで精確ｆ測定することができるが、それらの使
用には幾つかの不利がある。
通常のガラスルＨ電槙は、侵入的装置の構成にはそれ自
体は容易に用いられない。小型ガラス電極は屈曲自在な
カテーテル上に配設されてはいるが、小型のガラス電極
は元来脆いものであるので、患者に太ぎた危険を与える
。実際、生体の血液ｐＨの研究者の殆どは侵入性電極を
用いておらず、動静脈シャントを構成して、固定的に配
設され、機械的に保護されたガラス電極を血液が流過す
ることができるようにでる幾分厄介な技術を採用してい
る。
体は容易に用いられない。小型ガラス電極は屈曲自在な
カテーテル上に配設されてはいるが、小型のガラス電極
は元来脆いものであるので、患者に太ぎた危険を与える
。実際、生体の血液ｐＨの研究者の殆どは侵入性電極を
用いておらず、動静脈シャントを構成して、固定的に配
設され、機械的に保護されたガラス電極を血液が流過す
ることができるようにでる幾分厄介な技術を採用してい
る。
発明が解決しようとする問題点
ガラス電極のような高抵抗超小型電極では、電気的干渉
が主な問題である。低抵抗小型電極を利用して、他の電
気的装置の存在で満足な測定をすることは出来るが１こ
れらは増幅および処理電子装置が電極に物理的に接近し
ている必要がある。
が主な問題である。低抵抗小型電極を利用して、他の電
気的装置の存在で満足な測定をすることは出来るが１こ
れらは増幅および処理電子装置が電極に物理的に接近し
ている必要がある。
従って、遠隔測定の可能性は失われる。殆どの普通の電
気的干渉は、５０〜６０Ｈｚおよびラジオ周波数領域内
で起こる。かかる干渉は、特殊な１適用電子装置によっ
て減少することが出来るが、しかし両者の干渉は見落さ
れ易いＤＣシフトを起こすことがある。
気的干渉は、５０〜６０Ｈｚおよびラジオ周波数領域内
で起こる。かかる干渉は、特殊な１適用電子装置によっ
て減少することが出来るが、しかし両者の干渉は見落さ
れ易いＤＣシフトを起こすことがある。
最後に、現在利用することが出来る電極を使用すると、
患者の安全を直接的に危険に曝すことがある。電子装置
を基礎とした変換器は、特に他の同様な変換器を同時に
使用するときには、電子的危険を起こすことがあるが、
パリノマイシンのようなイノフオーズ（１ｎｏｐｈｏｒ
ｅｓ ） と共に広汎に用いられるポリ塩化ビニルを
素材とする電極は、多くの気体状麻酔剤によって溶解す
ることがある。
患者の安全を直接的に危険に曝すことがある。電子装置
を基礎とした変換器は、特に他の同様な変換器を同時に
使用するときには、電子的危険を起こすことがあるが、
パリノマイシンのようなイノフオーズ（１ｎｏｐｈｏｒ
ｅｓ ） と共に広汎に用いられるポリ塩化ビニルを
素材とする電極は、多くの気体状麻酔剤によって溶解す
ることがある。
電極の電気的干渉の問題は、それらの医療への利用だけ
に限定されない。高感度ｂ；特に重要である環境中では
、外部の電界によって生じた電気的ノイズが問題となる
。電極の使用に固有のその他の問題には、ワイヤーリー
ドや結合部が腐食性条件または変動する温度条件下で変
質し易いことｂ’−ある。
に限定されない。高感度ｂ；特に重要である環境中では
、外部の電界によって生じた電気的ノイズが問題となる
。電極の使用に固有のその他の問題には、ワイヤーリー
ドや結合部が腐食性条件または変動する温度条件下で変
質し易いことｂ’−ある。
現在の情報収集技術に関する上記困難の多くは、光学的
導波管によって検出器に結合した遠隔的直。
導波管によって検出器に結合した遠隔的直。
接光学プローブまたは繊維光学装置、例えばバー７ユフ
エルド「リモート・ファイバー・フルオリメトリック自
アナリシス（Ｒｅｍｏｔｅ Ｆ １ｂｅｒ Ｆ １ｕｏ
ｒ ｉ−ｍｅｔｒｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ月、エナージ
−・アンド−テクノロジー・レビ’−−（Ｅｎｅｒｇｙ
ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｖｉｅｗ）％１７
−２１頁（１９８０年７月）：ボーアマン「オプトロー
ド（０ｐｔｒｏｄｅｓ ）Ｊ アナリテイカルーケミス
トリ−（Ａｎａｌ、Ｃｈｅｍ、） 、第５６巻、１６
１６Ａ−１６１８Ａ頁（１９８１年１２月）；およびピ
ーターソン、プーレツク［ファイバｍ−オプティック・
センサー・フォー・バイオメディカル・アプリケーショ
ン（Ｆｉｂｅｒ ０ｐｔｉｃ ５ｅｎｓｏｒｓ ｆｏｒ
Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ）
Ｊ サイエンス（Ｓｃｉｅｎｃｅ）第２２４巻、１２
３−１２９頁（１９８４年、４月１６日）に記載の方法
で解決することが出来る。繊維光学装置は、耐久性、耐
腐食性、耐熱性であり、電気的または磁気的干渉に影響
されず、非常に小さな直径で入手することが出来、それ
らを小型プローブとして利用し易い。
エルド「リモート・ファイバー・フルオリメトリック自
アナリシス（Ｒｅｍｏｔｅ Ｆ １ｂｅｒ Ｆ １ｕｏ
ｒ ｉ−ｍｅｔｒｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ月、エナージ
−・アンド−テクノロジー・レビ’−−（Ｅｎｅｒｇｙ
ａｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｖｉｅｗ）％１７
−２１頁（１９８０年７月）：ボーアマン「オプトロー
ド（０ｐｔｒｏｄｅｓ ）Ｊ アナリテイカルーケミス
トリ−（Ａｎａｌ、Ｃｈｅｍ、） 、第５６巻、１６
１６Ａ−１６１８Ａ頁（１９８１年１２月）；およびピ
ーターソン、プーレツク［ファイバｍ−オプティック・
センサー・フォー・バイオメディカル・アプリケーショ
ン（Ｆｉｂｅｒ ０ｐｔｉｃ ５ｅｎｓｏｒｓ ｆｏｒ
Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ）
Ｊ サイエンス（Ｓｃｉｅｎｃｅ）第２２４巻、１２
３−１２９頁（１９８４年、４月１６日）に記載の方法
で解決することが出来る。繊維光学装置は、耐久性、耐
腐食性、耐熱性であり、電気的または磁気的干渉に影響
されず、非常に小さな直径で入手することが出来、それ
らを小型プローブとして利用し易い。
ピーターソン等の１９８０年４月２９日発行の米国特許
第４．２００，１１０号明細書には、２個の繊維光学装
置により検出器に接続された光学的変換器を用いるｐＨ
検出装置が開示されている。光学的変換器は膜性の壁で
囲まれた室であり、その中に比色法によるｐＨ感受性染
料を結合または含浸している粒子を含んでいる。この染
料は、繊維光学装置によって透過された白色光によって
照明され、染料を被覆した粒子によって散乱された光は
繊維光学装置によって集められる。１個より多くの繊維
光学装置を用いると、照明用および集光繊維を精確に整
合させておかねばならず且つ別々の繊維を照明および集
光に使用する場合には、単一の繊維を集光および照明の
両方に用いる場合よりも効率的でないので、感度が低下
する。更に、ｐｕ感受性染料と監視される流体との間に
膜が存在するので、ｐＨの素早い変化に対する装置の応
答時間が実質的に損なわれる。
第４．２００，１１０号明細書には、２個の繊維光学装
置により検出器に接続された光学的変換器を用いるｐＨ
検出装置が開示されている。光学的変換器は膜性の壁で
囲まれた室であり、その中に比色法によるｐＨ感受性染
料を結合または含浸している粒子を含んでいる。この染
料は、繊維光学装置によって透過された白色光によって
照明され、染料を被覆した粒子によって散乱された光は
繊維光学装置によって集められる。１個より多くの繊維
光学装置を用いると、照明用および集光繊維を精確に整
合させておかねばならず且つ別々の繊維を照明および集
光に使用する場合には、単一の繊維を集光および照明の
両方に用いる場合よりも効率的でないので、感度が低下
する。更に、ｐｕ感受性染料と監視される流体との間に
膜が存在するので、ｐＨの素早い変化に対する装置の応
答時間が実質的に損なわれる。
多くの研究者等は、定量的ｐＨ指示薬として、フルオレ
セインまたはその他の染料を固形上の担体に結合させた
ものを使用してきた。ハイユマン及びバｙ−ダーレｙ
（Ｈａａｉｊｍａｎ ａｎｄ Ｖａｎ Ｄａｌｅｎ）「
クオンテイフイケーション・イン・イミュノフルオレツ
センスｅマイクロスコピーニア・ニュー・スタンダード
・フォー・フルオレセイン・アンドｅローダミン・エミ
ッションのメジャーメント（Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉ
ｏｎ ｉｎ ＩｍｍｕｎｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＭ
ｉｃｒｏｓｃｏｐｙ ：Ａ Ｎｅｗ ５ｔａｎｄａｒｄ
ｆｏｒ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎａｎｄ Ｒｈｏｄａ
ｍｉｎｅ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
）Ｊ ジャーナル・オブ・イミュノロジカル・メソッ
ズ（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｉｃａ
ｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ ）、第５巻、３５９−３７４頁（
１９７４年）の記載によれば、ｐＨの変化に対してセフ
ァデックス担体に結合したフルオレセインの螢光の応答
が定量された。バーシュフェルトは、上記引用のボーマ
ン「オプトロード」中で、ｐＨを測定する目的で多孔性
ガラス担体にフルオレセインを結合させることを記載し
、さらに別の結果をバー７ユフエルド等の「フィーシビ
リテイ・オブ・ニージングーファイバー・オプティック
ス・フォー・モニタリング・グラウンドウォーター・コ
ンタミナンッ（Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆＵｓｉｎ
ｇ Ｆｉｂｅｒ ０ｐｔｉｃｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉｔｅ
ｒｉｎｇ ＧｒｏｕｎｄｗａｔｅｒＣｏｎｔａｍｉｎａ
ｎｔｓ月オプティカル・エンジニアリング（Ｏｐｔｉｃ
ａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ） 、第２２巻、５２７
−５３１頁（１９８３年１０月）に報告した。サーク、
セイツはアナリティカル・ケミストリー（Ａｎａｌｙｔ
ｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ ）第５４巻、８２１−８
２３頁（１９８２年４月）に、制御された細孔ガラス担
体上に固定されたフルオレセインアミンによって生じる
螢光に基づいたｐＨセンサーを開示している。固定は、
イソチオシアネート基を有する制御された細孔を有スる
ガラスをフルオレセインアミンの飽和溶液と反応させる
ことによって行った。サーク、セイツはフルオレセイン
アミンの固定化処理を行うと、螢光信号の強度は対応す
る量の未結合フルオレセインアミンの螢光信号の大きさ
の約３桁程度減少することを報告している。彼らはまた
極めて好ましくない信号／騒音比がｐＨ３で約１：２で
あることも報告している。
セインまたはその他の染料を固形上の担体に結合させた
ものを使用してきた。ハイユマン及びバｙ−ダーレｙ
（Ｈａａｉｊｍａｎ ａｎｄ Ｖａｎ Ｄａｌｅｎ）「
クオンテイフイケーション・イン・イミュノフルオレツ
センスｅマイクロスコピーニア・ニュー・スタンダード
・フォー・フルオレセイン・アンドｅローダミン・エミ
ッションのメジャーメント（Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉ
ｏｎ ｉｎ ＩｍｍｕｎｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＭ
ｉｃｒｏｓｃｏｐｙ ：Ａ Ｎｅｗ ５ｔａｎｄａｒｄ
ｆｏｒ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎａｎｄ Ｒｈｏｄａ
ｍｉｎｅ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
）Ｊ ジャーナル・オブ・イミュノロジカル・メソッ
ズ（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｉｃａ
ｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ ）、第５巻、３５９−３７４頁（
１９７４年）の記載によれば、ｐＨの変化に対してセフ
ァデックス担体に結合したフルオレセインの螢光の応答
が定量された。バーシュフェルトは、上記引用のボーマ
ン「オプトロード」中で、ｐＨを測定する目的で多孔性
ガラス担体にフルオレセインを結合させることを記載し
、さらに別の結果をバー７ユフエルド等の「フィーシビ
リテイ・オブ・ニージングーファイバー・オプティック
ス・フォー・モニタリング・グラウンドウォーター・コ
ンタミナンッ（Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆＵｓｉｎ
ｇ Ｆｉｂｅｒ ０ｐｔｉｃｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉｔｅ
ｒｉｎｇ ＧｒｏｕｎｄｗａｔｅｒＣｏｎｔａｍｉｎａ
ｎｔｓ月オプティカル・エンジニアリング（Ｏｐｔｉｃ
ａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ） 、第２２巻、５２７
−５３１頁（１９８３年１０月）に報告した。サーク、
セイツはアナリティカル・ケミストリー（Ａｎａｌｙｔ
ｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ ）第５４巻、８２１−８
２３頁（１９８２年４月）に、制御された細孔ガラス担
体上に固定されたフルオレセインアミンによって生じる
螢光に基づいたｐＨセンサーを開示している。固定は、
イソチオシアネート基を有する制御された細孔を有スる
ガラスをフルオレセインアミンの飽和溶液と反応させる
ことによって行った。サーク、セイツはフルオレセイン
アミンの固定化処理を行うと、螢光信号の強度は対応す
る量の未結合フルオレセインアミンの螢光信号の大きさ
の約３桁程度減少することを報告している。彼らはまた
極めて好ましくない信号／騒音比がｐＨ３で約１：２で
あることも報告している。
上記したことは、現在のｐＨｇ知技術、特に医療応用の
分野での技術の限界を示すものである。。
分野での技術の限界を示すものである。。
従来利用し得るｐＨ感知法に代わる、上記限界の幾つか
を解決するものがあれば、遠隔ｐＨ感知法特に血液ｐＨ
の直接監視に極めて有利である。
を解決するものがあれば、遠隔ｐＨ感知法特に血液ｐＨ
の直接監視に極めて有利である。
発明の構成
それ故、本発明の目的は、感知されるｐＨの大きさに関
連した光学的信号を発生するｐＨ感知装置を提供するこ
とである。
連した光学的信号を発生するｐＨ感知装置を提供するこ
とである。
本発明のもう一つの目的は、感知されるｐＨの大きさに
関連した光学的信号を発生し且つこの光学的信号を彬維
光学装置によって検出器に導＜ ｐＨ感知ｉｉ！：置を
提供することである。
関連した光学的信号を発生し且つこの光学的信号を彬維
光学装置によって検出器に導＜ ｐＨ感知ｉｉ！：置を
提供することである。
本発明の別の目的は、ｐＨを遠隔監視することが出来る
低価格で低維持費のｐＨセンサーであって、光学的セン
サーを利用する複数位置での監視システムに適合するも
のを提供することである。
低価格で低維持費のｐＨセンサーであって、光学的セン
サーを利用する複数位置での監視システムに適合するも
のを提供することである。
本発明のもう一つの目的は、生理学的流体、特に血液の
ｐＨを監視することが出来る光学的方法を基礎と有する
ｐＨセンサーを提供することである。
ｐＨを監視することが出来る光学的方法を基礎と有する
ｐＨセンサーを提供することである。
上記およびその他の目的は、有機染料分子を、所定σ）
範囲内にある面密度で共有結合的に結合させる担体材料
を提供する本発明により達成される。
範囲内にある面密度で共有結合的に結合させる担体材料
を提供する本発明により達成される。
本発明は、結合した有機染料分子の螢光応答π依存する
ｐＨが、（１）担体材料に結合した有機染料分子の面密
度と、（２）有機染料分子と担体材料との間の共有結合
の性状とに大きく依存しているという知見の応用である
。本発明は、有機染料を結合させた担体材料を、ｐＨを
決定する流体と接触させることによって操作する。流体
と接触しているときに、担体材料上の有機染料に光を当
て、螢光を発するようにする。次いで、有機染料の螢光
強度を、ｐＨと関連付けるのである。
ｐＨが、（１）担体材料に結合した有機染料分子の面密
度と、（２）有機染料分子と担体材料との間の共有結合
の性状とに大きく依存しているという知見の応用である
。本発明は、有機染料を結合させた担体材料を、ｐＨを
決定する流体と接触させることによって操作する。流体
と接触しているときに、担体材料上の有機染料に光を当
て、螢光を発するようにする。次いで、有機染料の螢光
強度を、ｐＨと関連付けるのである。
好ましくは、本発明は、照明光線を有機染料分子に導き
、その螢光を集光する繊維光学装置を有し、且つ好まし
くは担体材料ｔＪ１粒子状をしており、これ以後担体粒
子と表す。少なくとも１種の光源からの照明光線を繊維
光学装置の第一の末端から繊維光学装置の第二の末端へ
透過させるのである。
、その螢光を集光する繊維光学装置を有し、且つ好まし
くは担体材料ｔＪ１粒子状をしており、これ以後担体粒
子と表す。少なくとも１種の光源からの照明光線を繊維
光学装置の第一の末端から繊維光学装置の第二の末端へ
透過させるのである。
共有結合的に結合した有機染料分子を有する担体粒子は
、繊維光学装置の第二の末端に結合して、゛第二の末端
から発する照明光線からの光が、共有結合的に結合した
有機染料分子に螢光を発するようにさせるのである。有
機染料分子）ま、所定の範囲内の面密度で担体粒子に結
合している。結合した有機染料分子からの螢光の一部は
、繊維光学装置の第二の末端によって集光され、繊維光
学装置の第一の末端へ透過されて、透過した螢光部分は
螢光信号を構成する。繊維光学装置の第一の末端で、螢
光信号は、照明光線から分離されて、分析される。
、繊維光学装置の第二の末端に結合して、゛第二の末端
から発する照明光線からの光が、共有結合的に結合した
有機染料分子に螢光を発するようにさせるのである。有
機染料分子）ま、所定の範囲内の面密度で担体粒子に結
合している。結合した有機染料分子からの螢光の一部は
、繊維光学装置の第二の末端によって集光され、繊維光
学装置の第一の末端へ透過されて、透過した螢光部分は
螢光信号を構成する。繊維光学装置の第一の末端で、螢
光信号は、照明光線から分離されて、分析される。
本発明は、異物（ｈｏｓｔｉｌｅ ） または接近し
難い領域中でｐＨを遠隔監視することについての問題点
に関する。本発明は、丈夫で高品質の繊維光学装置を、
周囲のｐＨに関する螢光信号を発するための簡単な現場
変換器と組合せること圧よって、これらの問題点の多く
を、有利に解決する。生理学的流体中でｐＨを測定する
には、好ましくない信号／雑音比の問題を、担体粒子に
結合した有機染料分子の面密度を調整して、生理学的ｐ
Ｈの範囲での強い螢光応答を特徴とする予め決められた
範囲内になるようにすることによって解決する。
難い領域中でｐＨを遠隔監視することについての問題点
に関する。本発明は、丈夫で高品質の繊維光学装置を、
周囲のｐＨに関する螢光信号を発するための簡単な現場
変換器と組合せること圧よって、これらの問題点の多く
を、有利に解決する。生理学的流体中でｐＨを測定する
には、好ましくない信号／雑音比の問題を、担体粒子に
結合した有機染料分子の面密度を調整して、生理学的ｐ
Ｈの範囲での強い螢光応答を特徴とする予め決められた
範囲内になるようにすることによって解決する。
更に、本発明の総ての特定の態様は、多くのセンサーか
ら成り、その総てが分析用の巣−スチージョンに対して
信号を供給する多数位置感知装置とし℃用いられるよう
にすることが出来る。かかる配置は、各センサーに対し
て別々のアナライザーを必要としなくなることによって
費用が軽減でき、同じ機器によって総ての信号を分析す
ることによって、センサー間の再現性を増すことが出来
る。
ら成り、その総てが分析用の巣−スチージョンに対して
信号を供給する多数位置感知装置とし℃用いられるよう
にすることが出来る。かかる配置は、各センサーに対し
て別々のアナライザーを必要としなくなることによって
費用が軽減でき、同じ機器によって総ての信号を分析す
ることによって、センサー間の再現性を増すことが出来
る。
本発明の好ましい態様に関して、添付の図面に示す実施
例を用いて詳細に説明する。
例を用いて詳細に説明する。
本発明によれば、周囲のｐＨと共に強度が変化する螢光
信号を発する現場螢光プローブによってｐＨを測定する
ための装置が提供さｒる。螢光プローブは、複数の有機
染料分子が共有結合的に結合している担体材料を有し、
担体材料上に十分な数の三量化しない有機染料分子があ
り、螢光信号を発生するようになっている。本発明は、
最初に螢光プローブを、ｐｕを測定する流体、すなわち
会合流体と接触させることによって操作される。
信号を発する現場螢光プローブによってｐＨを測定する
ための装置が提供さｒる。螢光プローブは、複数の有機
染料分子が共有結合的に結合している担体材料を有し、
担体材料上に十分な数の三量化しない有機染料分子があ
り、螢光信号を発生するようになっている。本発明は、
最初に螢光プローブを、ｐｕを測定する流体、すなわち
会合流体と接触させることによって操作される。
次に、螢光グローブを、好適な光源からの光で照明する
ことにより螢光を発生させる。生成する螢光の一部を１
次に集光して、その強度をｐＨと関係付ける。
ことにより螢光を発生させる。生成する螢光の一部を１
次に集光して、その強度をｐＨと関係付ける。
担体材料は、繊維光学装置の末端に結合した粒子状をし
ているのが好ましく、これ以後は担体粒子と表す。この
態様によれば、光源からの照明光線は、…維光学装置の
第一の末端から繊維光学装置の第二の末端に透過し、担
体粒子が繊維光学装置の第二の末端に結合しており、第
二の末端から発する照明光線からの光が担体粒子を照明
して、結合した有機染料分子に螢光を発生させる。発生
した螢光の一部を、上記繊維光学装置の第二の末端によ
って集光して、繊維光学装置の第一の末端に透過させ、
透過した螢光が螢光信号を形成するようにする。繊維光
学装置の第一の末端で、螢光信号を照明光線から分離し
て、分析する。
ているのが好ましく、これ以後は担体粒子と表す。この
態様によれば、光源からの照明光線は、…維光学装置の
第一の末端から繊維光学装置の第二の末端に透過し、担
体粒子が繊維光学装置の第二の末端に結合しており、第
二の末端から発する照明光線からの光が担体粒子を照明
して、結合した有機染料分子に螢光を発生させる。発生
した螢光の一部を、上記繊維光学装置の第二の末端によ
って集光して、繊維光学装置の第一の末端に透過させ、
透過した螢光が螢光信号を形成するようにする。繊維光
学装置の第一の末端で、螢光信号を照明光線から分離し
て、分析する。
多くの異なる担体材料およびフルオレセインのような有
機染料分子を共有結合的に結合させる多くの異なる技術
が、本発明による用途に利用することが出来る。かかる
材料および技術は、親和性クロマトグラフィーおよび酵
素固定技術の技術分野で周知であり、例えば、ジャコピ
ー、ウィルチェック監４Ｌｒアフィニティー・テクニー
クス（Ａｆｆｉｎｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ）Ｊ
メンツズ・イン・エンザイモロジ＝（Ｍｅｔｈｏｄｓ
ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ ） 、第６４巻（アカデ
ミツク・プレス、二ニー・ヨーク、１９７４年）、モス
バッハ監Ｑｊ６ｒ−ｆンモービライズド・エンザイム（
Ｉｍｍｏｂｉ Ｉ １ｚｅｄ Ｅｎｚｙｍｅｓ ） ｊ
メソツズ・イン・エンザイモロジー、ＩＥ４４％（アヵ
テミッ／−プレス、二ニー・ヨーク、１９７６年）、マ
ウＩＩ、サイエンス（５ｃｉｅｎｃｅ ）、第２２５巻
、４７４−４７６頁（１９８４年２月３日）に記載され
ている。担体材料の中で、制御された細孔を有するガラ
スのような無機担体材料が好ましい。本発明による使用
に好適な無機担体材料は、メッンング。
機染料分子を共有結合的に結合させる多くの異なる技術
が、本発明による用途に利用することが出来る。かかる
材料および技術は、親和性クロマトグラフィーおよび酵
素固定技術の技術分野で周知であり、例えば、ジャコピ
ー、ウィルチェック監４Ｌｒアフィニティー・テクニー
クス（Ａｆｆｉｎｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ）Ｊ
メンツズ・イン・エンザイモロジ＝（Ｍｅｔｈｏｄｓ
ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ ） 、第６４巻（アカデ
ミツク・プレス、二ニー・ヨーク、１９７４年）、モス
バッハ監Ｑｊ６ｒ−ｆンモービライズド・エンザイム（
Ｉｍｍｏｂｉ Ｉ １ｚｅｄ Ｅｎｚｙｍｅｓ ） ｊ
メソツズ・イン・エンザイモロジー、ＩＥ４４％（アヵ
テミッ／−プレス、二ニー・ヨーク、１９７６年）、マ
ウＩＩ、サイエンス（５ｃｉｅｎｃｅ ）、第２２５巻
、４７４−４７６頁（１９８４年２月３日）に記載され
ている。担体材料の中で、制御された細孔を有するガラ
スのような無機担体材料が好ましい。本発明による使用
に好適な無機担体材料は、メッンング。
ライ−トールの［ケミカリ−・カップルド・エンザイム
ス（Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｅｎｚｙ
ｍｅｓ ）Ｊという名称の１９７０年７月７日発行の米
国特許第３．５１９，５３８号明細書、ライ−トールの
「イムノケミカル・コンポジツク・アンド・アンティゲ
ン・オア・アンティボディー・ピューリフィケ−７ヨン
ーゼアクイズ（Ｉｍｍｎｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐ
ｏｓｉｔｅｓａｎｄ Ａｎｔｉｇｅｎ ｏｒ Ａｎｔｉ
ｂｏｄｙ ＰｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｈｅｒｅｗｉ
ｔｈ ）Ｊ という名称で１９７２年６月２８日発行
の米国特許第３，６５２．７６１号明細書、およびライ
−トールの「コバレント・カップリング・メンツズ・フ
ォー・インオーガニック静サポート・マチリアにス（Ｃ
ｏｖａｌｅｎｔ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ〜ｆｅｔｈｏｄｓ
ｆｏｒＩｎｏｒｇａｎｉｃ ５ｕｐｐｏｒｔ Ｍａｔｅ
ｒｉａｌｓ ）Ｊ メンツズ・イン・エンザイモロジ
ー、第４４巻、１３４−１４８頁（アカデミツク・ブレ
ス・ニュー・ヨーク、１９７６年）Ｋ記載されている。
ス（Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｅｎｚｙ
ｍｅｓ ）Ｊという名称の１９７０年７月７日発行の米
国特許第３．５１９，５３８号明細書、ライ−トールの
「イムノケミカル・コンポジツク・アンド・アンティゲ
ン・オア・アンティボディー・ピューリフィケ−７ヨン
ーゼアクイズ（Ｉｍｍｎｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐ
ｏｓｉｔｅｓａｎｄ Ａｎｔｉｇｅｎ ｏｒ Ａｎｔｉ
ｂｏｄｙ ＰｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｈｅｒｅｗｉ
ｔｈ ）Ｊ という名称で１９７２年６月２８日発行
の米国特許第３，６５２．７６１号明細書、およびライ
−トールの「コバレント・カップリング・メンツズ・フ
ォー・インオーガニック静サポート・マチリアにス（Ｃ
ｏｖａｌｅｎｔ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ〜ｆｅｔｈｏｄｓ
ｆｏｒＩｎｏｒｇａｎｉｃ ５ｕｐｐｏｒｔ Ｍａｔｅ
ｒｉａｌｓ ）Ｊ メンツズ・イン・エンザイモロジ
ー、第４４巻、１３４−１４８頁（アカデミツク・ブレ
ス・ニュー・ヨーク、１９７６年）Ｋ記載されている。
従って、これらの参考文献は無機担体材料およびそれら
に有機分子を共有結合的に結合させる手段を参考のため
に引用するものである。
に有機分子を共有結合的に結合させる手段を参考のため
に引用するものである。
無機担体材料に有機染料分子を共有結合的に結合させる
好ましい手段は、シランカップリング剤によるものであ
る。シランカップリング剤）家、２種の異なる種類の反
応性すなわち、有機官能性およびケイ素官能性を有する
シラン化合物である。
好ましい手段は、シランカップリング剤によるものであ
る。シランカップリング剤）家、２種の異なる種類の反
応性すなわち、有機官能性およびケイ素官能性を有する
シラン化合物である。
すなわち、シランカップリング剤は、ガラスまたはケイ
酸アルミニウムのような無機材料に親和性を有するケイ
素部分を有し、またシランカップリング剤は、フルオレ
セインのような他の各種有機化合物またはフルオレセイ
ンイソチオンアネートのようなそれらの成る種の好適な
誘導体と組合せるように調整することが出来る。最も好
ましい担体材料は、制ｅｌ］された細孔を有するガラス
である。
酸アルミニウムのような無機材料に親和性を有するケイ
素部分を有し、またシランカップリング剤は、フルオレ
セインのような他の各種有機化合物またはフルオレセイ
ンイソチオンアネートのようなそれらの成る種の好適な
誘導体と組合せるように調整することが出来る。最も好
ましい担体材料は、制ｅｌ］された細孔を有するガラス
である。
制御された細孔な有するガラスは、フッド等の米国特許
第２，１０６，７６４号、チャツプマン等の米国特許第
３．４８５，６８７号およびホーラーの米国特許第３，
５４９，５２４号明細書記載の技術により製造される各
種形状で市販されている。更に、それは、各種孔径で、
各種の異なるシランカップリング剤を予め結合させたも
のとして市販されている（ピアス・ケミカル−カンパニ
ー、ハンドブック・アンド・ゼネラル・カタログ（Ｈａ
ｎｄｂｏｏｋ ａｎｄ ＧｅｎｅｒａｌＣａｔａｌｏｇ
） 、ｏツクフォード、イリノイ、１９８３’年）。ま
た、本発明に使用するのに好適なシランカップリング剤
ハ、ライ−トール、フィルバートの［ポーラス・グラス
・フォー・アフィニティ・クロマトグラフィー・アプリ
ケーションズ（Ｐｏｒｏｕｓ Ｇｌａｓｓ ｆｏｒ Ａ
ｆｆｉｎｉｔｙ ＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙＡｐｐ
ｌｉｃａｔｉｏｎｓ ）Ｊメソツズ・オン・エンザイモ
ロジー、第５４巻、５９−７２頁（アカデミツク・プレ
ス、ニュー・ヨーク、１９７４年）の記載ノア法によっ
て製造して、制御された細孔ガラスに結合させることが
出来る。従って、この製品は、参考として引用されてい
る。
第２，１０６，７６４号、チャツプマン等の米国特許第
３．４８５，６８７号およびホーラーの米国特許第３，
５４９，５２４号明細書記載の技術により製造される各
種形状で市販されている。更に、それは、各種孔径で、
各種の異なるシランカップリング剤を予め結合させたも
のとして市販されている（ピアス・ケミカル−カンパニ
ー、ハンドブック・アンド・ゼネラル・カタログ（Ｈａ
ｎｄｂｏｏｋ ａｎｄ ＧｅｎｅｒａｌＣａｔａｌｏｇ
） 、ｏツクフォード、イリノイ、１９８３’年）。ま
た、本発明に使用するのに好適なシランカップリング剤
ハ、ライ−トール、フィルバートの［ポーラス・グラス
・フォー・アフィニティ・クロマトグラフィー・アプリ
ケーションズ（Ｐｏｒｏｕｓ Ｇｌａｓｓ ｆｏｒ Ａ
ｆｆｉｎｉｔｙ ＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙＡｐｐ
ｌｉｃａｔｉｏｎｓ ）Ｊメソツズ・オン・エンザイモ
ロジー、第５４巻、５９−７２頁（アカデミツク・プレ
ス、ニュー・ヨーク、１９７４年）の記載ノア法によっ
て製造して、制御された細孔ガラスに結合させることが
出来る。従って、この製品は、参考として引用されてい
る。
それぞれ、式ニー０３Ｓｉ（ＣＨ２）３ＮＨ２およびを
有スるアミノプロピルおよびアミノアリールシランカッ
プリング剤が、好ましい。
有スるアミノプロピルおよびアミノアリールシランカッ
プリング剤が、好ましい。
本発明の重要な特徴は、発生される螢光信号のために十
分な数の有機染料分子が二量体化しないままになってい
るように、有機染料分子が担体材料に結合される必要が
あることである。成る有機染料が、高め密度で担体材料
に結合されるときには、隣接する染料分子が相互作用し
、それにより相互作用する分子の螢光応答を減少するこ
とｂ−見い出されている。この相互作用は、チャンバー
等の［エフェクト・オン・ダイマー・ホーメーション・
オン・ジ・エレクトロニック・アブソープション・アン
ド・エミッション・スペクトラ１１１オブ・イオニツク
・ダイス・ローダミンズ・アンドｅアザー＠コモ７”ダ
イス（Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＤｉｍｅｒＦｏｒｍａｔｉ
ｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ａｂｓｏ
ｒｐｔｉｏｎ ａｎｄＥｍｉｓｓｉｏｎ ５ｐｅｃｔｒ
ａ、ｃｉｆ Ｉｏｎｉｃ Ｄｙｅｓ、Ｒｈｏｄａｍｉｎ
ｅｓａｎｄ ０ｔｈｅｒ Ｃｏｍｍｏｎ Ｄｙｅｓ ）
Ｊ、ジャーナル・オン・フィジカル・ケミストリー、第
７８巻、３８０−６８７頁（１９７４年）に記載の二量
体化法に類似の、二量体形成を含むと考えられている。
分な数の有機染料分子が二量体化しないままになってい
るように、有機染料分子が担体材料に結合される必要が
あることである。成る有機染料が、高め密度で担体材料
に結合されるときには、隣接する染料分子が相互作用し
、それにより相互作用する分子の螢光応答を減少するこ
とｂ−見い出されている。この相互作用は、チャンバー
等の［エフェクト・オン・ダイマー・ホーメーション・
オン・ジ・エレクトロニック・アブソープション・アン
ド・エミッション・スペクトラ１１１オブ・イオニツク
・ダイス・ローダミンズ・アンドｅアザー＠コモ７”ダ
イス（Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＤｉｍｅｒＦｏｒｍａｔｉ
ｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ａｂｓｏ
ｒｐｔｉｏｎ ａｎｄＥｍｉｓｓｉｏｎ ５ｐｅｃｔｒ
ａ、ｃｉｆ Ｉｏｎｉｃ Ｄｙｅｓ、Ｒｈｏｄａｍｉｎ
ｅｓａｎｄ ０ｔｈｅｒ Ｃｏｍｍｏｎ Ｄｙｅｓ ）
Ｊ、ジャーナル・オン・フィジカル・ケミストリー、第
７８巻、３８０−６８７頁（１９７４年）に記載の二量
体化法に類似の、二量体形成を含むと考えられている。
本発明によれば、二量体化によって螢光が実質的に減少
する有機染料のいずれのものでも本発明に使用すること
が出来る。詳細には、この部門の染料には、スルホロー
ダミン、ローダミン、エオシンＢ、エオシンＹ、アクリ
フラピン、プロフラピン、アクリジン、オレンジおよび
フルオレセインがある。フルオレセインは、生理的範囲
のｐＨを測定するのに、好ましい有機染料である。
する有機染料のいずれのものでも本発明に使用すること
が出来る。詳細には、この部門の染料には、スルホロー
ダミン、ローダミン、エオシンＢ、エオシンＹ、アクリ
フラピン、プロフラピン、アクリジン、オレンジおよび
フルオレセインがある。フルオレセインは、生理的範囲
のｐＨを測定するのに、好ましい有機染料である。
本発明によれば、担体材料と結合した有機染料分子とか
ら成る螢光プローブは、存在する二量体化していない共
有結合的に結合したフルオレセイン分子の数または結合
した（二量体化しまたはしていない）有機染料分子の平
均密度の何れかによって、特徴付けることが出来る。後
者の場合には、カップリング剤の近似的長さが知られて
いなげればならず、結合した有機染料は均一かつ実質的
に無作為に担体材料の表面上に分布しなければならない
。共有結合的に担体材料に結合した二量体化していない
有機染料分子の数を、第一の複数の有機染料分子として
表す。好ましい範囲内の密度で均一かつ実質的に無作為
に分布して担体材料に共有結合的に結合した有機染料分
子の数を、第二の複数の有機染料分子として表す。
ら成る螢光プローブは、存在する二量体化していない共
有結合的に結合したフルオレセイン分子の数または結合
した（二量体化しまたはしていない）有機染料分子の平
均密度の何れかによって、特徴付けることが出来る。後
者の場合には、カップリング剤の近似的長さが知られて
いなげればならず、結合した有機染料は均一かつ実質的
に無作為に担体材料の表面上に分布しなければならない
。共有結合的に担体材料に結合した二量体化していない
有機染料分子の数を、第一の複数の有機染料分子として
表す。好ましい範囲内の密度で均一かつ実質的に無作為
に分布して担体材料に共有結合的に結合した有機染料分
子の数を、第二の複数の有機染料分子として表す。
少なくとも２種の因子すなわち、担体材料上のカップリ
ング剤の面密度と、結合した有機染料分子とのカップリ
ングの長さおよび屈曲性とが、特定σ）担体材料および
カップリング剤の好ましい密度範囲を決定する。結合し
た染料分子が担体材料の表面上に均一且つ実質的に無作
為に分布する場合、およびカップリング剤の近似的長さ
が知られている場合には、結合した有機染料分子が所定
の結合した染料分子の相互作用距離内にある確率は、例
工ば、ビーロウのアン・イントロダクション・ツウ・マ
スマチイカルーエコロジー（Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃ−
ｔｉｏｎ ｔｏ Ｍａｔｈｍａｔｉｃａｌ Ｅｃｏｌｏ
ｇｙ ） （クイーリーーインターサイエンス、ニュー
自ヨーク、１９６９年）、１１１〜１２３頁であって、
これらの頁が参照によって組込まれている記載から容易
に計算される。
ング剤の面密度と、結合した有機染料分子とのカップリ
ングの長さおよび屈曲性とが、特定σ）担体材料および
カップリング剤の好ましい密度範囲を決定する。結合し
た染料分子が担体材料の表面上に均一且つ実質的に無作
為に分布する場合、およびカップリング剤の近似的長さ
が知られている場合には、結合した有機染料分子が所定
の結合した染料分子の相互作用距離内にある確率は、例
工ば、ビーロウのアン・イントロダクション・ツウ・マ
スマチイカルーエコロジー（Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃ−
ｔｉｏｎ ｔｏ Ｍａｔｈｍａｔｉｃａｌ Ｅｃｏｌｏ
ｇｙ ） （クイーリーーインターサイエンス、ニュー
自ヨーク、１９６９年）、１１１〜１２３頁であって、
これらの頁が参照によって組込まれている記載から容易
に計算される。
この確率から、相互作用しない結合した有機染料分子の
数を計算して、予想される螢光応答を推計することが出
来る。例えば、所定の担体材料とカップリング剤に対し
ては、有機染料分子の面密度についての上限を計算する
ことが出来る。有機染料分子の面密度の下限は、検出感
度とノイズレベルとによって決定することが出来るー。
数を計算して、予想される螢光応答を推計することが出
来る。例えば、所定の担体材料とカップリング剤に対し
ては、有機染料分子の面密度についての上限を計算する
ことが出来る。有機染料分子の面密度の下限は、検出感
度とノイズレベルとによって決定することが出来るー。
と限および下限が、操作可能なまたは好ましい面密度の
範囲を特定する。この操作可能な範囲内で、最も好まし
い面密度があり、それは相互作用しない有機染料分子の
数が極大になるところである。
範囲を特定する。この操作可能な範囲内で、最も好まし
い面密度があり、それは相互作用しない有機染料分子の
数が極大になるところである。
担体材料の表面の性状が好ましい面密度の下限を決定す
るのに重要である：すなわち、担体材料の照明された領
域当りの利用可能な表面積の量が大きくなればなるほど
、操作可能な密度の限界は低くなる。例えば、制御され
た細孔を有するガラスは、高度に回旋状の表面を有し、
容積当りのその表面積は極めて大きいのである。例えば
、制御された細孔を有するガラスに対する好ましい密度
範囲の下限は、架橋したポリマーなとのその他の担体材
料の密度の下限よりも低い。しかしながら、何れの場合
にも照明−集光領域内の密度を十分に大きくして、螢光
信号を発生するのに十分な数の有機染料分子がなく℃は
ならない。例えば、現在の検出装置は、１１０３程度の
フルオレセイン分子からの信号を容易に検出することが
出来る（「クアンテイフイケーション・イン・イムノフ
ルオレッセンス−マイクロスコヒーニアｅ二ニー１スタ
ンダード・フォー・フルオレセイン・アンド・ローダミ
ン６エミツシヨン・メジャーメント（Ｑｕａｎｔｉｆｉ
ｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｉｍｍｕｎｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅ
ｎｃｅＭｉ Ｃｒ□ ５ＣＯｎｙ 二 Ａ ＮｐＷ
ｑ ｔ２ ｎｄａｒｄ ｉｎ Ｆｌｏｎ 「ｐ
ｅｒ、ｐｉｎ ｉｒｕ（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｅｍｉ
ｓｓｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ）Ｊジャーナル
・オプ・イムノロジカル・メソツズ（Ｊｏｕｒｎａ １
ｏｆ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ
） 、第５巻、３５９−６７４頁（１９７４年）。
るのに重要である：すなわち、担体材料の照明された領
域当りの利用可能な表面積の量が大きくなればなるほど
、操作可能な密度の限界は低くなる。例えば、制御され
た細孔を有するガラスは、高度に回旋状の表面を有し、
容積当りのその表面積は極めて大きいのである。例えば
、制御された細孔を有するガラスに対する好ましい密度
範囲の下限は、架橋したポリマーなとのその他の担体材
料の密度の下限よりも低い。しかしながら、何れの場合
にも照明−集光領域内の密度を十分に大きくして、螢光
信号を発生するのに十分な数の有機染料分子がなく℃は
ならない。例えば、現在の検出装置は、１１０３程度の
フルオレセイン分子からの信号を容易に検出することが
出来る（「クアンテイフイケーション・イン・イムノフ
ルオレッセンス−マイクロスコヒーニアｅ二ニー１スタ
ンダード・フォー・フルオレセイン・アンド・ローダミ
ン６エミツシヨン・メジャーメント（Ｑｕａｎｔｉｆｉ
ｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｉｍｍｕｎｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅ
ｎｃｅＭｉ Ｃｒ□ ５ＣＯｎｙ 二 Ａ ＮｐＷ
ｑ ｔ２ ｎｄａｒｄ ｉｎ Ｆｌｏｎ 「ｐ
ｅｒ、ｐｉｎ ｉｒｕ（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｅｍｉ
ｓｓｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ）Ｊジャーナル
・オプ・イムノロジカル・メソツズ（Ｊｏｕｒｎａ １
ｏｆ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ
） 、第５巻、３５９−６７４頁（１９７４年）。
有機染料分子の面密度が操作可能な範囲内になるように
するため、カップリング剤の面密度を制御することが出
来、或いはカップリング剤と有機染料（またはその好適
な誘導体）との反応を制御することｂ−出来る。後者の
方法は、市販の誘導体である制御された細孔を有するガ
ラスを用いる場合ｒは、カップリング剤の面密度が極め
て高いσ）で、特に利用性が大きい。
するため、カップリング剤の面密度を制御することが出
来、或いはカップリング剤と有機染料（またはその好適
な誘導体）との反応を制御することｂ−出来る。後者の
方法は、市販の誘導体である制御された細孔を有するガ
ラスを用いる場合ｒは、カップリング剤の面密度が極め
て高いσ）で、特に利用性が大きい。
カップリング剤の面密度ｂ−比較的低くて有機染料の各
分子間の相互作用が除外される（または最゛小である）
場合には、カップリング剤は有機染料ト完全に反応でき
、カップリング剤を有機染料分子で飽和することが出来
る。カップリング剤の面密度が比較的高い場合には、カ
ップリング剤が有機染料分子で飽和されるのを防止する
処理法を選択しなければならない。かかる防止は、（例
えば、カップリング剤の反応部位に対して有機染料と競
合するが、有機染料の螢光出力には実質的に影響を与え
ない反応物を含めることによって）カップリング剤の幾
らかを無能力にするかまたは反応時間、反応物濃度など
を調整することその他による標準的化学的技術を用いて
達成することが出来る。
分子間の相互作用が除外される（または最゛小である）
場合には、カップリング剤は有機染料ト完全に反応でき
、カップリング剤を有機染料分子で飽和することが出来
る。カップリング剤の面密度が比較的高い場合には、カ
ップリング剤が有機染料分子で飽和されるのを防止する
処理法を選択しなければならない。かかる防止は、（例
えば、カップリング剤の反応部位に対して有機染料と競
合するが、有機染料の螢光出力には実質的に影響を与え
ない反応物を含めることによって）カップリング剤の幾
らかを無能力にするかまたは反応時間、反応物濃度など
を調整することその他による標準的化学的技術を用いて
達成することが出来る。
非特異的結合または吸着は、共有結合的に担体材料に分
子を結合する処理法における共通の問題である。すなわ
ち、多くの場合に、共有結合的に結合される分子は、担
体材料とイオンまたは水素結合の親和性をも有する。非
特異的に結合した分子を担体材料から除くためには、通
常は洗浄工程が必要とされる。パ・ドライク等の「イン
ターフェアリング・アンド・コンプリケーテドーアドソ
ーブジョン・エフエクツ・インーバイオアフイニテイ・
りロマトグラフイー（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇ ａｎｄ
Ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｅｆ
ｆｅｃｔｓ ｉｎ ＢｉｏａｆｆｉｎｉｔｙＣｈｒｏｍ
ａｔｏｇｒａｐｈｙ月、メソツズーイ７＠工７ザイモロ
ジー、第５４巻（アカデミツク・プレス、二ニー・ヨー
ク、１９７４年）、１０８−１２６頁、およびメツシン
グの［アトソーブ７ヨンｅアンド・インオーガニック・
ブリッジ・フォーメーションズ（Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ
ａｎｄ Ｉｎｏｒｇａｎｉ Ｂｒｉｄｇｅ Ｆｏｒｍ
ａｔｉｏｎｓ月、メンツズ・イン―エンザイモロジー、
第４４巻（アカデミツク・ブレス、ニュー・ヨーク、
１９７６年）、１４８−１６９頁には、吸着現象と吸着
した分子を除去する技術ｂ′一記載されている。従って
、これらの文献は、参照によって本明細書に組込ま。
子を結合する処理法における共通の問題である。すなわ
ち、多くの場合に、共有結合的に結合される分子は、担
体材料とイオンまたは水素結合の親和性をも有する。非
特異的に結合した分子を担体材料から除くためには、通
常は洗浄工程が必要とされる。パ・ドライク等の「イン
ターフェアリング・アンド・コンプリケーテドーアドソ
ーブジョン・エフエクツ・インーバイオアフイニテイ・
りロマトグラフイー（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇ ａｎｄ
Ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｅｆ
ｆｅｃｔｓ ｉｎ ＢｉｏａｆｆｉｎｉｔｙＣｈｒｏｍ
ａｔｏｇｒａｐｈｙ月、メソツズーイ７＠工７ザイモロ
ジー、第５４巻（アカデミツク・プレス、二ニー・ヨー
ク、１９７４年）、１０８−１２６頁、およびメツシン
グの［アトソーブ７ヨンｅアンド・インオーガニック・
ブリッジ・フォーメーションズ（Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ
ａｎｄ Ｉｎｏｒｇａｎｉ Ｂｒｉｄｇｅ Ｆｏｒｍ
ａｔｉｏｎｓ月、メンツズ・イン―エンザイモロジー、
第４４巻（アカデミツク・ブレス、ニュー・ヨーク、
１９７６年）、１４８−１６９頁には、吸着現象と吸着
した分子を除去する技術ｂ′一記載されている。従って
、これらの文献は、参照によって本明細書に組込ま。
れる。吸着の主な原因がイオン性結合である場合には、
標準的除去法は−厚な塩溶液、例えばＮａ Ｃｊ！また
はＫＣｌ中での洗浄である。
標準的除去法は−厚な塩溶液、例えばＮａ Ｃｊ！また
はＫＣｌ中での洗浄である。
有機染料分子ｂ−１操作可能な面密度で好適な押体材料
に結合すると、結合した有機染料分子に螢光を発生させ
、生成する螢光を集光して分析すＺ技術は螢光分析法の
業界で周知であり１例えば。
に結合すると、結合した有機染料分子に螢光を発生させ
、生成する螢光を集光して分析すＺ技術は螢光分析法の
業界で周知であり１例えば。
ヘルクルス監修、フルオレッセンス・アンド・ホスホレ
ツセンス・アナリシス（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ａ
ｎｄＰｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ａｎａ Ｉｙｓ
ｉｓ ） の第２章（インターサイエンス・パブリ
ケーション、二ニー・ヨーク、１９６６年）およびホワ
イト、アーガウアのフルオレッセンス・アナリシス（Ｆ
ｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓ ）４＞第２
章（マルセ／１７１１デツカ−、インコーポレーテト、
二ニー・ヨーク、１９７０年）およびパーカーのホトル
ミネッセンス・オプ・ソリューションズ（エルシーバー
１１ハブリツ７ング・カンパニー、二ニー・ヨーク、１
９６８年）に記載されている。従って、これらの底置の
それぞれの章は、参照によって本明細書に組込まれる。
ツセンス・アナリシス（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ａ
ｎｄＰｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ａｎａ Ｉｙｓ
ｉｓ ） の第２章（インターサイエンス・パブリ
ケーション、二ニー・ヨーク、１９６６年）およびホワ
イト、アーガウアのフルオレッセンス・アナリシス（Ｆ
ｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓ ）４＞第２
章（マルセ／１７１１デツカ−、インコーポレーテト、
二ニー・ヨーク、１９７０年）およびパーカーのホトル
ミネッセンス・オプ・ソリューションズ（エルシーバー
１１ハブリツ７ング・カンパニー、二ニー・ヨーク、１
９６８年）に記載されている。従って、これらの底置の
それぞれの章は、参照によって本明細書に組込まれる。
上記のように、本発明の好ましい態様゛は、猷維光学装
置の末端に結合している担体粒子状の担体材料から成る
。第１図は、好ましい態様で使用するのに好適な光学的
配置を図解して示すものである。光源１０によって発生
した照明光線は、レンズ１２によって集光され、欅維光
学装置１６の第一の末端１８に向かう。光源１０は、有
機染料に螢光を発生させるのに好適な波長のレーザー、
例エバフルオレセインに対しては４８８ ｎｍ Ｏ＞ア
ルゴン−イオン・レーザーであることが好ましい。
置の末端に結合している担体粒子状の担体材料から成る
。第１図は、好ましい態様で使用するのに好適な光学的
配置を図解して示すものである。光源１０によって発生
した照明光線は、レンズ１２によって集光され、欅維光
学装置１６の第一の末端１８に向かう。光源１０は、有
機染料に螢光を発生させるのに好適な波長のレーザー、
例エバフルオレセインに対しては４８８ ｎｍ Ｏ＞ア
ルゴン−イオン・レーザーであることが好ましい。
光源１０は、ナノ秒範囲以下でパルスを発生させるモー
ド・ロックしたレーザーであること６”−１最も好まし
い。極めて高いピーク出力を、比較的低い平均出力で達
成することが出来るので、ノくルス状出力が連続出力よ
り好ましく、それにより螢光出力を最大にしつつ、哄維
光学装置１６．担体粒子２２および担体粒子を繊維光学
装置に取り付ける手段のような装置成分に対する熱によ
る損傷の危険が最小にできる。レンズ１２の焦点距離は
、比較的長いので、照明光線が繊維光学装置１６に入る
入射角は、謬維光学装置の受容角内にある。
ド・ロックしたレーザーであること６”−１最も好まし
い。極めて高いピーク出力を、比較的低い平均出力で達
成することが出来るので、ノくルス状出力が連続出力よ
り好ましく、それにより螢光出力を最大にしつつ、哄維
光学装置１６．担体粒子２２および担体粒子を繊維光学
装置に取り付ける手段のような装置成分に対する熱によ
る損傷の危険が最小にできる。レンズ１２の焦点距離は
、比較的長いので、照明光線が繊維光学装置１６に入る
入射角は、謬維光学装置の受容角内にある。
これによって、照明光線の総てが繊維光学装置１６によ
って導かれる。繊維光学装置１６は、パルチック（Ｖａ
ｌｔｅｃ） ＰＣ−１０（パルチック・コーポレーシヨ
ン、ウェスト・ボイルストローム、マサチューセッツ）
などのような工程指数型連絡繊維光学装置であることが
好ましいが、これは本発明の決定的な要件でン工なく、
他の型の繊維光学装置も用いることが出来る。担体粒子
２２の平均直径は、少なくとも繊維光学装置１６のコア
の直径の大きさであることｂ−好ましい。担体粒子２２
の平均直径は、繊維光学装置１６のコアの約１〜６倍で
あることｂ−最も好ましい。
って導かれる。繊維光学装置１６は、パルチック（Ｖａ
ｌｔｅｃ） ＰＣ−１０（パルチック・コーポレーシヨ
ン、ウェスト・ボイルストローム、マサチューセッツ）
などのような工程指数型連絡繊維光学装置であることが
好ましいが、これは本発明の決定的な要件でン工なく、
他の型の繊維光学装置も用いることが出来る。担体粒子
２２の平均直径は、少なくとも繊維光学装置１６のコア
の直径の大きさであることｂ−好ましい。担体粒子２２
の平均直径は、繊維光学装置１６のコアの約１〜６倍で
あることｂ−最も好ましい。
照明光線は、繊維光学装置１６の第二の末端２０から出
て、担体粒子２２上の有機染料分子に螢光を発生させる
。螢光の一部は、繊維光学装置１６により第二の末端２
０で集められ、第一の末端１３に導かれる。第一の末端
１８に隣接して開口した鏡１４が、「出でゆく」照明光
線を「入ってくる」螢光信号から分離する。レンズ２４
は、螢光信号を集光して、それを鏡２６を介してコリメ
ーター用レンズ２８上に焦点を合わせる。次に、螢光信
号は、バンドパス・フィルター２９を通過して、光増倍
管５０によって集められる。バンドパス・フィルター２
９は、光増倍管３０に入射する光を、有機染料の螢光放
射分布の波長に相当する波長に限定するように選択され
る。例えば、有機染料がフルオレセインであり、光源１
０ｂ’４８８ｎｍで作動スるアルゴン・イオンｅレーザ
ーであるならば、バンドパス・フィルター２９は５００
ｎｍより大きい波長および５５０ｎｍより小さい波長の
光を透過するように選択することが出来る。これらの条
件下では、照明光線からの散乱光が光増倍管５０に届く
のを防ぐ。光増倍管５０からの出力は、プレアンプ３２
により増幅される。プレアンプ６２からの出力は、メー
ター３４上で直接読むことも出来、またはこの出力を、
螢光信号の強度に関して直接ｐＨの読み取りを提供する
データー処理装置によって更に加工することも出来る。
て、担体粒子２２上の有機染料分子に螢光を発生させる
。螢光の一部は、繊維光学装置１６により第二の末端２
０で集められ、第一の末端１３に導かれる。第一の末端
１８に隣接して開口した鏡１４が、「出でゆく」照明光
線を「入ってくる」螢光信号から分離する。レンズ２４
は、螢光信号を集光して、それを鏡２６を介してコリメ
ーター用レンズ２８上に焦点を合わせる。次に、螢光信
号は、バンドパス・フィルター２９を通過して、光増倍
管５０によって集められる。バンドパス・フィルター２
９は、光増倍管３０に入射する光を、有機染料の螢光放
射分布の波長に相当する波長に限定するように選択され
る。例えば、有機染料がフルオレセインであり、光源１
０ｂ’４８８ｎｍで作動スるアルゴン・イオンｅレーザ
ーであるならば、バンドパス・フィルター２９は５００
ｎｍより大きい波長および５５０ｎｍより小さい波長の
光を透過するように選択することが出来る。これらの条
件下では、照明光線からの散乱光が光増倍管５０に届く
のを防ぐ。光増倍管５０からの出力は、プレアンプ３２
により増幅される。プレアンプ６２からの出力は、メー
ター３４上で直接読むことも出来、またはこの出力を、
螢光信号の強度に関して直接ｐＨの読み取りを提供する
データー処理装置によって更に加工することも出来る。
ｐＨ測定の精度は、照明光線によって生じる繊維光学装
置からのラマン放射線を監視する装置を提供することに
よって改良することが出来る。特に、後方散乱して第一
の末端１８へ導かれるラマン放射線の強度を監視するこ
とが出来るのである。
置からのラマン放射線を監視する装置を提供することに
よって改良することが出来る。特に、後方散乱して第一
の末端１８へ導かれるラマン放射線の強度を監視するこ
とが出来るのである。
後方散乱したラマン放射線の強度は、照明光線の強度と
繊維光学装置の長さとに直接依存している。
繊維光学装置の長さとに直接依存している。
螢光信号の強度の集光されたラマン後方散乱の強度に対
する比率を監視することによって、照明光線中の変動に
よる誤差は自動的に補正される。すなわち、ラマン後方
散乱測定法を用いる態様では、螢光信号−ラマン後方散
乱の強度比は、ｐＨに関連している。ラマン後方散乱を
測定する技術はラマン分光学の業界で周知であり、例え
ば、トビンのレーザー・ラマン・スペクトロスコ？”
−（ＬａｓｅｒＲａｍａｎ ５ｐｅｃｔｒｏｃｏｐｙ
）、繁２章「実験法」（ウイーリーーインターサイエン
ス、二ニー・ヨーク、１９７１年）には好適な装置が記
載されている。従って、この章は、参照によって組込ま
れるものである。第２図は、ラマン後方散乱を監視する
装置を有する光学的配置を示す。コリメーター用レンズ
２８とバンドパス・フィルター２９との間で、ビーム・
スプリッター５０が集光レンズ２４によって集められた
光の一部分を発散させる。発散された部分を、次に二重
モノクロメータ−５２（例えば、１４３０型、スペック
ス・コーポレーション、メツーチェン、ニュー・シャー
シー）ナトノ装置に向けて、ラマン後方散乱の強度を測
定する。
する比率を監視することによって、照明光線中の変動に
よる誤差は自動的に補正される。すなわち、ラマン後方
散乱測定法を用いる態様では、螢光信号−ラマン後方散
乱の強度比は、ｐＨに関連している。ラマン後方散乱を
測定する技術はラマン分光学の業界で周知であり、例え
ば、トビンのレーザー・ラマン・スペクトロスコ？”
−（ＬａｓｅｒＲａｍａｎ ５ｐｅｃｔｒｏｃｏｐｙ
）、繁２章「実験法」（ウイーリーーインターサイエン
ス、二ニー・ヨーク、１９７１年）には好適な装置が記
載されている。従って、この章は、参照によって組込ま
れるものである。第２図は、ラマン後方散乱を監視する
装置を有する光学的配置を示す。コリメーター用レンズ
２８とバンドパス・フィルター２９との間で、ビーム・
スプリッター５０が集光レンズ２４によって集められた
光の一部分を発散させる。発散された部分を、次に二重
モノクロメータ−５２（例えば、１４３０型、スペック
ス・コーポレーション、メツーチェン、ニュー・シャー
シー）ナトノ装置に向けて、ラマン後方散乱の強度を測
定する。
二重モノクロメータ−５２からの出力は、プレアンプ５
４によって予備増幅しておき、アナログ分圧器５６によ
って受容される。同様にプレアンプ３２の出力は、アナ
ログ分圧器５６によって受容される。アナログ分圧器５
６の出力は、直接的に螢光強度−ラマン後方散乱強度比
に関連しており。
４によって予備増幅しておき、アナログ分圧器５６によ
って受容される。同様にプレアンプ３２の出力は、アナ
ログ分圧器５６によって受容される。アナログ分圧器５
６の出力は、直接的に螢光強度−ラマン後方散乱強度比
に関連しており。
メーター３４から読み取りまたはデーター処理族［５８
によってｐＨ読み出し値に変換することが出来る。
によってｐＨ読み出し値に変換することが出来る。
以下の実施例は、担体材料を各種選択する場合の好まし
い態様を構成する方法を説明するものである。
い態様を構成する方法を説明するものである。
実施例 １゜
制御された細孔を有するガラス担体粒子を、使用した。
担体粒子径は、１２２から１７７μｍの範囲内にあり、
平均孔径は５００オングストロームであり、表面積は７
０ｍ”／ｆ！−と推定され、この担体粒子をアミノプロ
ピルカップリング剤を用いて、１３．８−１５．５ ｘ
１０１３／ｃｍ２のカップリング剤の近似的面密度で
誘導体とした。アミノプロピルカップリング剤の化学構
造は、ライ−トール、フィルバートの「ポーラス・グラ
ス・フォー・アフィニティーｅクロマトグラフィー・ア
プリケーションズ（Ｐｏｒｏｕｓ Ｇｌａｓｓ ｆｏｒ
Ａｆｆ ｉｎｉｔｙＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐＨｙ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ）Ｊ 、メソツズ・イン・
エンザイモロジー、第３４巻、５９−７２頁に記載され
ている。この型の担体粒子は、ピアス・ケミカル・カン
パニー（ロックホード、イリノイ）から、製品番号第２
３９０９号で市販されている。誘導体とした担体粒子は
、２５０μｍコア径のパルチック４４１ＪＩｉ維光学装
置の末端に取り付け、この末端をダイヤモンド・カッタ
ーで切り開いて平坦で澄んだ面を得た。担体粒子は、紫
外線硬化性の光学的接着剤（７ａＡ ６１、ノーランド
・プロダクツ・インコーホレーテッド、ニュー・ブルン
スウィツツク、二ニー・シャーシー）Ｋよって繊維光学
装置の末端に接着した。担体粒子を接着した後、これを
１．５ ｘ １０”５モルのフルオレセイン・イソチオ
シアネート（例えば、アルドリッチ・ケミカル・カンパ
ニーから市販すれている）の水溶液に約２０から３０分
間浸漬した後、水中で約３０から６０分間含浸した。生
成するセンサーのｐＩ（応答を、所定の１）Ｈで緩衝化
した数種の溶液のｐＨを測定することによって試験した
。結合したフルオレセインを、４８８ ｎｍに調整した
アルゴンイオンレーザ−によって２マイクロワツトで照
明した。第６図はこの態様におけるｐＨに対する相対螢
光強度を示すものである。
平均孔径は５００オングストロームであり、表面積は７
０ｍ”／ｆ！−と推定され、この担体粒子をアミノプロ
ピルカップリング剤を用いて、１３．８−１５．５ ｘ
１０１３／ｃｍ２のカップリング剤の近似的面密度で
誘導体とした。アミノプロピルカップリング剤の化学構
造は、ライ−トール、フィルバートの「ポーラス・グラ
ス・フォー・アフィニティーｅクロマトグラフィー・ア
プリケーションズ（Ｐｏｒｏｕｓ Ｇｌａｓｓ ｆｏｒ
Ａｆｆ ｉｎｉｔｙＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐＨｙ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ）Ｊ 、メソツズ・イン・
エンザイモロジー、第３４巻、５９−７２頁に記載され
ている。この型の担体粒子は、ピアス・ケミカル・カン
パニー（ロックホード、イリノイ）から、製品番号第２
３９０９号で市販されている。誘導体とした担体粒子は
、２５０μｍコア径のパルチック４４１ＪＩｉ維光学装
置の末端に取り付け、この末端をダイヤモンド・カッタ
ーで切り開いて平坦で澄んだ面を得た。担体粒子は、紫
外線硬化性の光学的接着剤（７ａＡ ６１、ノーランド
・プロダクツ・インコーホレーテッド、ニュー・ブルン
スウィツツク、二ニー・シャーシー）Ｋよって繊維光学
装置の末端に接着した。担体粒子を接着した後、これを
１．５ ｘ １０”５モルのフルオレセイン・イソチオ
シアネート（例えば、アルドリッチ・ケミカル・カンパ
ニーから市販すれている）の水溶液に約２０から３０分
間浸漬した後、水中で約３０から６０分間含浸した。生
成するセンサーのｐＩ（応答を、所定の１）Ｈで緩衝化
した数種の溶液のｐＨを測定することによって試験した
。結合したフルオレセインを、４８８ ｎｍに調整した
アルゴンイオンレーザ−によって２マイクロワツトで照
明した。第６図はこの態様におけるｐＨに対する相対螢
光強度を示すものである。
実施例 ２゜
制御された細孔を有するガラス担体を用い、担体粒子の
直径は約１２２から１７７μｍの範囲内とし、平均孔径
は約５００オングストロームとし、１？当りの平均表面
積を約７０ ｍ’とし、１ｃｒｎ２当り約２１．５−３
４．４ ｘ １０１２カツプリング剤の近似的面密度と
した。アミノアリールカップリング剤の化学構造は、ウ
ィールトール、フィルバートの「ポーラス・グラス・フ
ォー−アフィニティー・クロマトグラフィー・アプリケ
ーションズ」、メソツズ・イン・エンザイモロジー、第
５４巻。
直径は約１２２から１７７μｍの範囲内とし、平均孔径
は約５００オングストロームとし、１？当りの平均表面
積を約７０ ｍ’とし、１ｃｒｎ２当り約２１．５−３
４．４ ｘ １０１２カツプリング剤の近似的面密度と
した。アミノアリールカップリング剤の化学構造は、ウ
ィールトール、フィルバートの「ポーラス・グラス・フ
ォー−アフィニティー・クロマトグラフィー・アプリケ
ーションズ」、メソツズ・イン・エンザイモロジー、第
５４巻。
５９−７２頁に記載されている。この型の担体粒子は、
ピアス・ケミカル・カンパニー（ロックホード、イリノ
イ）から製品番号第２５４１５号で。
ピアス・ケミカル・カンパニー（ロックホード、イリノ
イ）から製品番号第２５４１５号で。
市販されている。アミノアリール誘導体とした担体粒子
を、実施例１と同様のパルチック４４１の２５０μｍコ
ア径の繊維光学装置の末端に取り付けた。担体粒子を取
り付けた後、実施例１ど同様に１．５ Ｘ １０ モ
ルのフルオレセインｅインチオシアネートの水溶液中に
浸漬した後、実施例１と同様に水中で含浸した。ｐＨ応
答を、実施例１に記載した態様と同様に測定した。第４
図は、この態様において相対螢光強度をｐＨに対して示
したものである。
を、実施例１と同様のパルチック４４１の２５０μｍコ
ア径の繊維光学装置の末端に取り付けた。担体粒子を取
り付けた後、実施例１ど同様に１．５ Ｘ １０ モ
ルのフルオレセインｅインチオシアネートの水溶液中に
浸漬した後、実施例１と同様に水中で含浸した。ｐＨ応
答を、実施例１に記載した態様と同様に測定した。第４
図は、この態様において相対螢光強度をｐＨに対して示
したものである。
実施例 ６゜
セファデックスＧ−２５担体粒子（ファルマ７ア自ファ
イン・ケミカルス、ウプサラ、スエーデン）を、アミノ
エチル硫酸でアミノ化した。担体粒子を、２モルＮａＯ
Ｈ中に懸濁した。（少なくとも６時間）膨潤した後、懸
濁液を、目盛り付き遠沈管中で３０００５’で１分間遠
心分離した。上澄み液を吸引して除去し、２モルＮａＯ
Ｈ１ｍ１当り０．１１のアミノエチル硫酸（ブルカ・エ
イ会ジー、ブツフス、スイス）を含む溶液を充填した担
体粒子の４倍の容積で加えた。混合物を、１５分間から
２４時間、８５℃でインキュベートした。インキュベー
ション後、担体粒子を、焼結ガラス漏斗上で最初に２０
Ｍの２モルＮａＯＨで、次いで多量の蒸留水で、最後に
０．０５モルの炭酸塩緩衝液、アネートな、ＩＯ［１ｆ
ｆｉ７！の炭酸塩緩衝液、ｐ Ｈ９，５に溶解した。新
たに調製したフルオレセイン・イソチオシアネート１０
ｍＡ！を、１ｒ１１１の沈殿した担体粒子に加えた。担
体粒子を室温で１から６０分間溶液中でインキュベート
した。その後、担体粒子を１５１Ｌ／！の０．０５モル
炭酸塩緩衝液、ｐ Ｈ９，５で６回、１５ｍ１のＰＢＳ
、ｐＨ７，２で５回ずつ洗浄した。乾燥した担体粒子を
、実施例１に記載の２５０μｍコア径のパルテックス４
４１ ｍ維光学装置の末端に環り付げた。
イン・ケミカルス、ウプサラ、スエーデン）を、アミノ
エチル硫酸でアミノ化した。担体粒子を、２モルＮａＯ
Ｈ中に懸濁した。（少なくとも６時間）膨潤した後、懸
濁液を、目盛り付き遠沈管中で３０００５’で１分間遠
心分離した。上澄み液を吸引して除去し、２モルＮａＯ
Ｈ１ｍ１当り０．１１のアミノエチル硫酸（ブルカ・エ
イ会ジー、ブツフス、スイス）を含む溶液を充填した担
体粒子の４倍の容積で加えた。混合物を、１５分間から
２４時間、８５℃でインキュベートした。インキュベー
ション後、担体粒子を、焼結ガラス漏斗上で最初に２０
Ｍの２モルＮａＯＨで、次いで多量の蒸留水で、最後に
０．０５モルの炭酸塩緩衝液、アネートな、ＩＯ［１ｆ
ｆｉ７！の炭酸塩緩衝液、ｐ Ｈ９，５に溶解した。新
たに調製したフルオレセイン・イソチオシアネート１０
ｍＡ！を、１ｒ１１１の沈殿した担体粒子に加えた。担
体粒子を室温で１から６０分間溶液中でインキュベート
した。その後、担体粒子を１５１Ｌ／！の０．０５モル
炭酸塩緩衝液、ｐ Ｈ９，５で６回、１５ｍ１のＰＢＳ
、ｐＨ７，２で５回ずつ洗浄した。乾燥した担体粒子を
、実施例１に記載の２５０μｍコア径のパルテックス４
４１ ｍ維光学装置の末端に環り付げた。
本発明の好ましい態様の上記説明は、例証と説明のため
に行ったものである。本発明を完全にしたりまたは開示
の精確な形体に限定することを意図するものではなく、
土肥説明から多くの修正および変更も可能であることが
明らかである。これらの態様は、本発明の原理を最も良
く説明するために選択して、説明したものであり、その
実際的な応用は当業者には可能であり、各種態様で且つ
各種修正を行って本発明を意図される特定の用途に適合
するようにすることが出来る。本発明の範囲は特許請求
の範囲によって規定されるもの、である。
に行ったものである。本発明を完全にしたりまたは開示
の精確な形体に限定することを意図するものではなく、
土肥説明から多くの修正および変更も可能であることが
明らかである。これらの態様は、本発明の原理を最も良
く説明するために選択して、説明したものであり、その
実際的な応用は当業者には可能であり、各種態様で且つ
各種修正を行って本発明を意図される特定の用途に適合
するようにすることが出来る。本発明の範囲は特許請求
の範囲によって規定されるもの、である。
第１図は、本発明の使用に好適な光学的配置を図解的に
示すものである。 第２図は、繊維光学装置からのラマン後方散乱を監視す
るための装置を備える光学的配置を図解的に示すもので
ある。 第３図は、アミノプロピルシランカップリング剤を介し
て制御された細孔を有するガラス担体粒子に共有結合的
に結合したフルオレセインを用いた本発明の態様に対し
て、螢光強度と９Ｈとの関係を描いた曲線である。 第４図は、アミノアリールシラン、カップリング剤を介
して制御された細孔を有するガラス担体粒子に共有結合
的に結合したフルオレセインを用いた本発明の態様に対
して、螢光強度とｐＴ（どの関係を描いた曲線である。 １０：光源、 １２：レンズ、 １４：鏡、１６；絣維
光学装置、 １８：第一の末端、２０：第二の末端、
２２：担体粒子、 ２４：レンズ、 ２６：かがみ、
２８：コリメーターレンズ、 ２９：バンドバス・フ
ィルター、３０：光増倍管、 ５２：ブレアンプ、
６４：メーター、 ５０：ビーム・スプリッター、５２
：二！モノクロメータ−１５４：プレアンプ、 ５６
：分圧器。 （外５名） 図面の浄書（内容に変更なし） 補正會光慢塵 手続補正書（方式） 昭和４１年 ２月を日 特許庁長官 黒 １）明 雄殿。 昭和６ｆ年 特許願第 ｔａｂぴ２ 号３、補正をする
者 事件との関係 出 願 人 す“１７ｔｒ＋−ニヤ ４、代理人
示すものである。 第２図は、繊維光学装置からのラマン後方散乱を監視す
るための装置を備える光学的配置を図解的に示すもので
ある。 第３図は、アミノプロピルシランカップリング剤を介し
て制御された細孔を有するガラス担体粒子に共有結合的
に結合したフルオレセインを用いた本発明の態様に対し
て、螢光強度と９Ｈとの関係を描いた曲線である。 第４図は、アミノアリールシラン、カップリング剤を介
して制御された細孔を有するガラス担体粒子に共有結合
的に結合したフルオレセインを用いた本発明の態様に対
して、螢光強度とｐＴ（どの関係を描いた曲線である。 １０：光源、 １２：レンズ、 １４：鏡、１６；絣維
光学装置、 １８：第一の末端、２０：第二の末端、
２２：担体粒子、 ２４：レンズ、 ２６：かがみ、
２８：コリメーターレンズ、 ２９：バンドバス・フ
ィルター、３０：光増倍管、 ５２：ブレアンプ、
６４：メーター、 ５０：ビーム・スプリッター、５２
：二！モノクロメータ−１５４：プレアンプ、 ５６
：分圧器。 （外５名） 図面の浄書（内容に変更なし） 補正會光慢塵 手続補正書（方式） 昭和４１年 ２月を日 特許庁長官 黒 １）明 雄殿。 昭和６ｆ年 特許願第 ｔａｂぴ２ 号３、補正をする
者 事件との関係 出 願 人 す“１７ｔｒ＋−ニヤ ４、代理人
Claims (45)
- （１）照明用光線を発生する光源と、 流体と接触する表面を有する支持材料と、 支持材料の表面に共有結合的に結合した第一の複数の有
機染料分子であつて、結合した第一の複数の有機染料分
子の支持材料の表面上での間隔は、第一の複数の結合し
た有機染料分子と隣接の結合した有機染料分子との間に
二量体が形成されないような間隔になつており、第一の
複数の結合した有機染料分子の数は、該有機染料分子が
照明用光線によつて照明される時に螢光信号が発生する
ために十分な数になつている上記第一の複数の有機染料
分子と、 上記螢光信号を検出して、その強度を接触した流体のｐ
Ｈに関連付ける検出装置とから成る、流体のｐＨを監視
する装置。 - （２）上記有機染料分子が、フルオレセインである、特
許請求の範囲第１項記載の装置。 - （３）上記第一の複数の結合した有機染料分子が、少な
くとも１０＾３の共有結合的に結合したフルオレセイン
分子を含む、特許請求の範囲第２項記載の装置。 - （４）上記第一の複数の結合した有機染料分子が、少な
くとも１０＾４の共有結合的に結合したフルオレセイン
分子を含む、特許請求の範囲第３項記載の装置。 - （５）上記第一の複数の結合した有機染料分子が、少な
くとも１０＾５の共有結合的に結合したフルオレセイン
分子を含む、特許請求の範囲第４項記載の装置。 - （６）上記第一の複数の結合した有機染料分子が、少な
くとも１０＾６の共有結合的に結合したフルオレセイン
分子を含む、特許請求の範囲第５項記載の装置。 - （７）上記検出装置が、上記第一の複数の結合した有機
染料分子の少なくとも１０＾３の結合したフルオレセイ
ン分子からの螢光放射光を集める、特許請求の範囲第２
項記載の装置。 - （８）上記検出装置が、上記第一の複数の結合した有機
染料分子の少なくとも１０＾４の結合したフルオレセイ
ン分子からの螢光放射光を集める、特許請求の範囲第７
項記載の装置。 - （９）上記検出装置が、上記第一の複数の結合した有機
染料分子の少なくとも１０＾５の結合したフルオレセイ
ン分子からの螢光放射光を集める、特許請求の範囲第８
項記載の装置。 - （１０）上記検出装置が、上記第一の複数の結合した有
機染料分子の少なくとも１０＾６の結合したフルオレセ
イン分子からの螢光放射光を集める、特許請求の範囲第
９項記載の装置。 - （１１）上記支持材料が担体粒子状をしており、且つ上
記装置が更に、 繊維光学装置であつて、上記光源からの上記照明用光線
をこの繊維光学装置の第一の末端からこの繊維光学装置
の第二の末端へ透過させ、担体粒子がこの繊維光学装置
の第二の末端に結合して、繊維光学装置の第二の末端か
ら発する光が、上記第一の複数の結合した有機染料分子
に螢光を発するようにし、上記第一の複数の結合した有
機染料分子によつて生じた螢光の一部が繊維光学装置の
第二の末端によつて集められ、この繊維光学装置の第一
の末端に透過され、発生した螢光の透過した部分が上記
螢光信号を形成する上記繊維光学装置と、 繊維光学装置の第一の末端に接続しており、上記照明用
光線から螢光信号を分離する装置を有する、特許請求の
範囲第１項記載の装置。 - （１２）上記有機染料分子がフルオレセインである、特
許請求の範囲第１１項記載の装置。 - （１３）上記第一の複数の結合した有機染料分子が少な
くとも１０＾３の結合したフルオレセイン分子を有し、
上記繊維光学装置の第二の末端から発する上記照明用光
線が上記第一の複数の結合した有機染料分子の少なくと
も１０＾３の結合したフルオレセインを照明する、特許
請求の範囲第１２項記載の装置。 - （１４）上記第一の複数の結合した有機染料分子が少な
くとも１０＾４の結合したフルオレセイン分子を有し、
上記繊維光学装置の第二の末端から発する上記照明用光
線が上記第一の複数の結合した有機染料分子の少なくと
も１０＾４の結合したフルオレセインを照明する、特許
請求の範囲第１３項記載の装置。 - （１５）上記第一の複数の結合した有機染料分子が少な
くとも１０＾５の結合したフルオレセイン分子を有し、
上記繊維光学装置の第二の末端から発する上記照明用光
線が上記第一の複数の結合した有機染料分子の少なくと
も１０＾５の結合したフルオレセインを照明する、特許
請求の範囲第１４項記載の装置。 - （１６）上記第一の複数の結合した有機染料分子が少な
くとも１０＾６の結合したフルオレセイン分子を有し、
上記繊維光学装置の第二の末端から発する上記照明用光
線が上記第一の複数の結合した有機染料分子の少なくと
も１０＾６の結合したフルオレセインを照明する、特許
請求の範囲第１５項記載の装置。 - （１７）上記検出装置が上記繊維光学装置中を上記照明
用光線が透過することによつて生じる上記繊維光学装置
のラマン放射線の強度を監視する装置と、上記繊維光学
装置のラマン放射線の強度の上記螢光信号の強度に対す
る比率を形成させ且つこの比率を上記接触した流体のｐ
Ｈに関連付けるデータ処理装置とを備える、特許請求の
範囲第１１項記載の装置。 - （１８）上記第一の複数の結合した有機染料分子が少な
くとも１０＾３の結合したフルオレセイン分子を有し、
上記繊維光学装置の第二の末端から発する上記照明用光
線が上記第一の複数の結合した有機染料分子の少なくと
も１０＾３の結合したフルオレセインを照明する、特許
請求の範囲第１７項記載の装置。 - （１９）上記第一の複数の結合した有機染料分子が少な
くとも１０＾４の結合したフルオレセイン分子を有し、
上記繊維光学装置の第二の末端から発する上記照明用光
線が上記第一の複数の結合した有機染料分子の少なくと
も１０＾４の結合したフルオレセインを照明する、特許
請求の範囲第１８項記載の装置。 - （２０）上記第一の複数の結合した有機染料分子が少な
くとも１０＾５の結合したフルオレセイン分子を有し、
上記繊維光学装置の第二の末端から発する上記照明用光
線が上記第一の複数の結合した有機染料分子の少なくと
も１０＾５の結合したフルオレセインを照明する、特許
請求の範囲第１９項記載の装置。 - （２１）上記第一の複数の結合した有機染料分子が少な
くとも１０＾６の結合したフルオレセイン分子を有し、
上記繊維光学装置の第二の末端から発する上記照明用光
線が上記第一の複数の結合した有機染料分子の少なくと
も１０＾６の結合したフルオレセインを照明する、特許
請求の範囲第２０項記載の装置。 - （２２）照明用光線を発生する光源と、 流体と接触する表面を有する支持材料と、 予め決められた範囲内の平均密度で支持材料の表面に均
一且つ実質的に無作為に間隔を置いて並べられた第二の
複数の有機染料分子であつて、各有機染料分子が近似的
長さを有するカップリング剤によつて支持材料の表面上
に共有結合的に結合しており、第二の複数の有機染料分
子の一部に照明用光線によつて螢光を発せさせて螢光信
号を発生するようになつている上記第二の複数の有機染
料分子と、 上記螢光信号を検出して、その強度を接触した流体のｐ
Ｈに関連付ける検出装置とから成る、流体のｐＨを監視
する装置。 - （２３）上記支持材料が平均粒径を有する担体粒子状を
しており、且つ上記装置が更に、 繊維光学装置であつて、上記光源からの上記照明用光線
をこの繊維光学装置の第一の末端からこの繊維光学装置
の第二の末端へ透過させ、担体粒子がこの繊維光学装置
の第二の末端に結合して、繊維光学装置の第二の末端か
ら発する光が、上記第二の複数の結合した有機染料分子
に螢光を発するようにし、上記第二の複数の結合した有
機染料分子によつて生じた螢光の一部が繊維光学装置の
第二の末端によつて集められ、この繊維光学装置の第一
の末端に透過され、発生した螢光の透過した部分が上記
螢光信号を形成する上記繊維光学装置と、 繊維光学装置の第一の末端に接続しており、上記照明用
光線から螢光信号を分離する装置を有する、特許請求の
範囲第２２項記載の装置。 - （２４）上記繊維光学装置がコア直径を有し、上記担体
粒子の平均直径が上記繊維光学装置のコア直径より大き
いかまたはそれに等しい、特許請求の範囲第２６項記載
の装置。 - （２５）上記担体粒子の平均直径が上記繊維光学装置の
コア直径の約１〜３倍である、特許請求の範囲第２４項
記載の装置。 - （２６）上記カップリング剤の近似的長さが約５オング
ストロームである、特許請求の範囲第２５項記載の装置
。 - （２７）上記有機染料分子がフルオレセインである、特
許請求の範囲第２６項記載の装置。 - （２８）上記の密度の予め決められた範囲が約１０＾−
＾１〜１０＾７フルオレセイン分子／μｍ＾２である、
特許請求の範囲第２７項記載の装置。 - （２９）上記の密度の予め決められた範囲が約１０＾３
〜１０＾７フルオレセイン分子／μｍ＾２である、特許
請求の範囲第２８項記載の装置。 - （３０）上記担体粒子が制御された細孔を有するガラス
から作られており、上記カップリング剤がシランカップ
リング剤である、特許請求の範囲第２８項記載の装置。 - （３１）制御された細孔を有するガラスの上記担体粒子
の平均孔径が、約５００オングストロームである、特許
請求の範囲第３０項記載の装置。 - （３２）上記カップリング剤の近似的長さが約１０〜２
０オングストロームである、特許請求の範囲第２５項記
載の装置。 - （３３）上記有機染料分子がフルオレセインである、特
許請求の範囲第３２項記載の装置。 - （３４）上記の密度の予め決められた範囲が約１０＾−
＾１〜１０＾６フルオレセイン分子／μｍ＾２である、
特許請求の範囲第３３項記載の装置。 - （３５）上記の密度の予め決められた範囲が約１０＾２
〜１０＾６フルオレセイン分子／μｍ＾２である、特許
請求の範囲第３４項記載の装置。 - （３６）上記の密度の予め決められた範囲が約１０＾４
〜１０＾５フルオロセイン分子／μｍ＾２である、特許
請求の範囲第３５項記載の装置。 - （３７）上記担体粒子が制御された細孔を有するガラス
から作られており、上記カップリング剤がシランカップ
リング剤である、特許請求の範囲第３６項記載の装置。 - （３８）制御された細孔を有するガラスの上記担体粒子
の平均孔径が、約５００オングストロームである、特許
請求の範囲第３７項記載の装置。 - （３９）上記シランカップリング剤がアミノプロピルシ
ランである、特許請求の範囲第３８項記載の装置。 - （４０）上記シランカップリング剤がアミノアリールシ
ランである、特許請求の範囲第３８項記載の装置。 - （４１）上記担体粒子が制御された細孔を有するガラス
から作られており、上記カップリング剤がシランカップ
リング剤である、特許請求の範囲第３４項記載の装置。 - （４２）制御された細孔を有するガラスの上記担体粒子
の平均孔径が、約５００オングストロームである、特許
請求の範囲第４１項記載の装置。 - （４３）上記シランカップリング剤がアミノプロピルシ
ランである、特許請求の範囲第４１項記載の装置。 - （４４）上記シランカップリング剤がアミノアリールシ
ランである、特許請求の範囲第４１項記載の装置。 - （４５）第一の末端から第二の末端へ照明用光線を透過
させる繊維光学装置を供し、 繊維光学装置の第二の末端に平均孔径が約５００オング
ストロームである制御された細孔を有するガラス粒子を
結合させて、照明用光線からの光が制御された細孔を有
するガラス粒子を照明するようにし、この制御された細
孔ガラス粒子が約１〜２×１０＾６カップリング剤／μ
ｍ＾２の範囲内の密度でアミノプロピルシランカップリ
ング剤を有するようにし、 この制御された細孔を有するガラス粒子を、約１×１０
＾−＾６〜５×１０＾−＾５のモル濃度を有するフルオ
レセインイソチオシアネートの水溶液中に浸漬し、 制御された細孔を有するガラス粒子を水中で約３０〜６
０分間洗浄することによつて製造された、流体のｐＨを
監視する装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP86304141A EP0247261A1 (en) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | pH-sensitive optrode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62263448A true JPS62263448A (ja) | 1987-11-16 |
Family
ID=8196028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61106559A Pending JPS62263448A (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-09 | ｐＨ監視装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0247261A1 (ja) |
| JP (1) | JPS62263448A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444834A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-17 | Terumo Corp | Optical ph sensor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4140411A1 (de) * | 1991-12-07 | 1993-06-09 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt, De | Messeinrichtung zur bestimmung der konzentration von anorganischen und organischen verbindungen in einer probe |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4200110A (en) * | 1977-11-28 | 1980-04-29 | United States Of America | Fiber optic pH probe |
| EP0073558A3 (en) * | 1981-08-25 | 1984-09-26 | THE UNITED STATES OF AMERICA as represented by the Secretary United States Department of Commerce | Fiber optic ph probe for tissue measurements |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP61106559A patent/JPS62263448A/ja active Pending
- 1986-05-30 EP EP86304141A patent/EP0247261A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444834A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-17 | Terumo Corp | Optical ph sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0247261A1 (en) | 1987-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4803049A (en) | pH-sensitive optrode | |
| US4577109A (en) | Remote multi-position information gathering system and method | |
| JP2597634B2 (ja) | 光フアイバー活性化学的変換器 | |
| Kulp et al. | Polymer immobilized enzyme optrodes for the detection of penicillin | |
| JP2655545B2 (ja) | イオン成分を検出するための組成物、装置および方法 | |
| Potyrailo et al. | Optical waveguide sensors in analytical chemistry: today’s instrumentation, applications and trends for future development | |
| US5640470A (en) | Fiber-optic detectors with terpolymeric analyte-permeable matrix coating | |
| Lin | Recent development and applications of optical and fiber-optic pH sensors | |
| Wolfbeis | Fibre-optic sensors in biomedical sciences | |
| US5094819A (en) | Fluorescence-based optical sensor and method for detection of lipid-soluble analytes | |
| US5081041A (en) | Ionic component sensor and method for making and using same | |
| US5143066A (en) | Optical fiber sensors for continuous monitoring of biochemicals and related method | |
| US4999306A (en) | Composition, apparatus and method for sensing ionic components | |
| Fuh et al. | Single fiber-optic fluorescence enzyme-based sensor | |
| Kirkbright et al. | Studies with immobilised chemical reagents using a flow-cell for the development of chemically sensitive fibre-optic devices | |
| US4892640A (en) | Sensor for the determination of electrolyte concentrations | |
| Díaz et al. | Sol-gel cholinesterase biosensor for organophosphorus pesticide fluorimetric analysis | |
| Dybko et al. | Fiber optic probe for monitoring of drinking water | |
| KR20070085230A (ko) | 형광 рＨ 검출기 시스템 및 관련 방법 | |
| JPS62217146A (ja) | 気体検知用オプトロ−ド | |
| Walt | Fiber-optic sensors for continuous clinical monitoring | |
| CN101017142A (zh) | 生化物质传感方法和生物传感器光学传感结构 | |
| Bromberg et al. | Optical-fibre sensors for blood gases and pH, based on porous glass tips | |
| JPS62263448A (ja) | ｐＨ監視装置 | |
| Kawabata et al. | Fiber-optic pH sensor with monolayer indicator |