JPS63196853A - センサーシステム - Google Patents
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- JPS63196853A JPS63196853A JP63025568A JP2556888A JPS63196853A JP S63196853 A JPS63196853 A JP S63196853A JP 63025568 A JP63025568 A JP 63025568A JP 2556888 A JP2556888 A JP 2556888A JP S63196853 A JPS63196853 A JP S63196853A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセンサーシステム、特に液状媒質のｐＨを測定
するためのシステム、および液状媒質の二酸化炭素濃度
を測定するためのシステムに関する。また本発明は媒質
の二酸化炭素濃度を測定する方法に関する。
するためのシステム、および液状媒質の二酸化炭素濃度
を測定するためのシステムに関する。また本発明は媒質
の二酸化炭素濃度を測定する方法に関する。
種々の媒質、特に生物学的系における目的パラメーター
の測定が必要とされる頻度は高い。たとえば血液におい
てｐＨ水準、ならびにガス、特に酸素および二酸化炭素
の濃度を測定することは、外科処置に際して、手術後に
、また集中医療のもとての入院中に重要であり、これら
の物理的パラメーターを測定するために当技術分野で多
数のデバイスが示唆されている。
の測定が必要とされる頻度は高い。たとえば血液におい
てｐＨ水準、ならびにガス、特に酸素および二酸化炭素
の濃度を測定することは、外科処置に際して、手術後に
、また集中医療のもとての入院中に重要であり、これら
の物理的パラメーターを測定するために当技術分野で多
数のデバイスが示唆されている。
米国特許第４，００３，７０７号（ラバーズら）および
その再交付特許７？５３１８７９号明細書には、試料（
たとえば血液）のガス濃度およびｐＨ水準を測定するた
めの方法および集成装置が示されている。これは選択透
過性拡散膜により密封被覆されるかまたはこれに埋込ま
れた光伝導ケーブルの末端に螢光指示薬を用いるもので
ある。この指示薬に伝達され、そしてこれから放出され
る放射線は有意の測定がなされる前に各種のフィルター
素子および光素子を通過しなければならない。これには
レフレクタ−、ビームスプリッタ−および増幅器が含ま
れる。
その再交付特許７？５３１８７９号明細書には、試料（
たとえば血液）のガス濃度およびｐＨ水準を測定するた
めの方法および集成装置が示されている。これは選択透
過性拡散膜により密封被覆されるかまたはこれに埋込ま
れた光伝導ケーブルの末端に螢光指示薬を用いるもので
ある。この指示薬に伝達され、そしてこれから放出され
る放射線は有意の測定がなされる前に各種のフィルター
素子および光素子を通過しなければならない。これには
レフレクタ−、ビームスプリッタ−および増幅器が含ま
れる。
米国特許第４，０４２、９３２号明細書（フォスティッ
ク）には、患者の皮膚の小領域上の角質層を除去するこ
とにより形成された皮膚の”窓”に密封付着した密閉チ
ャンバーに採取されるガスまたは流体の濃度を測定する
ことにより血液成分を監視する方法が示されている。密
閉チャンバーにおける測定は特に螢光指示薬から放出さ
れる光の強度の差を測定することにより行われる。
ク）には、患者の皮膚の小領域上の角質層を除去するこ
とにより形成された皮膚の”窓”に密封付着した密閉チ
ャンバーに採取されるガスまたは流体の濃度を測定する
ことにより血液成分を監視する方法が示されている。密
閉チャンバーにおける測定は特に螢光指示薬から放出さ
れる光の強度の差を測定することにより行われる。
米国特許第４，２００，１１０号、オヨび第４，４７６
゜８７０号明細書（パターソンら）には、ファイバーオ
プチツクｐＨプローブと組合わせたｐＨ感受性指示薬の
使用につき示されている。これらの特許それぞれにおい
て、指示薬色素は選択透過性膜エンベロープに内包され
ている。
゜８７０号明細書（パターソンら）には、ファイバーオ
プチツクｐＨプローブと組合わせたｐＨ感受性指示薬の
使用につき示されている。これらの特許それぞれにおい
て、指示薬色素は選択透過性膜エンベロープに内包され
ている。
米国特許第４，５４８，９０７号明細書（サインら）に
は、被分析試料への暴露のために分岐ファイバーオプチ
ツクチャンネルの一端に取付けられた膜固定北見螢光、
団からなる螢光性の光センサーが示されている。
は、被分析試料への暴露のために分岐ファイバーオプチ
ツクチャンネルの一端に取付けられた膜固定北見螢光、
団からなる螢光性の光センサーが示されている。
ｐＨに対し感受性であり、このためｐｃｏ、測定に有用
である多数の螢光指示薬が当技術分野で知られている。
である多数の螢光指示薬が当技術分野で知られている。
有用な螢光指示薬の例は上記各明細書および”実用的螢
光”、ジョージ・イー・ギルボールド（１９７３年）５
９９−６００頁に示されている。
光”、ジョージ・イー・ギルボールド（１９７３年）５
９９−６００頁に示されている。
螢光指示薬を用いたセンサーデバイスは生理的媒質中の
成分のインビトロおよびインビボ測定に使用できる。イ
ンビトロ測定用としてはデバイスの寸法は普通は重要で
はないが、インビボ用としてはセンサーの寸法はきわめ
て重大であり、当技術分野では生理的媒質（たとえば血
液）中の成分をインビボ測定するためのセンサーデバイ
ス（特にカテーテル型デバイス）を小型化する必要性が
高まっている。しかしこの種のデバイスの構成部品の寸
法、特にセンサー自体の寸法が縮小すると、指示薬によ
り発せられる信号の強度が低下し、゛その結果この信号
の検知および測定において問題が生じる。これらの問題
は検出器システムが放出エネルギーを分離し、測定する
ために多数の構成部品、たとえばフィルター、ビームス
プリッタ−およびレフレクタ−を必要とする場合には大
きくなる。これらの部品がそれぞれ放出信号強度を低下
させ、その結果測定可能な信号が順次失われる。
成分のインビトロおよびインビボ測定に使用できる。イ
ンビトロ測定用としてはデバイスの寸法は普通は重要で
はないが、インビボ用としてはセンサーの寸法はきわめ
て重大であり、当技術分野では生理的媒質（たとえば血
液）中の成分をインビボ測定するためのセンサーデバイ
ス（特にカテーテル型デバイス）を小型化する必要性が
高まっている。しかしこの種のデバイスの構成部品の寸
法、特にセンサー自体の寸法が縮小すると、指示薬によ
り発せられる信号の強度が低下し、゛その結果この信号
の検知および測定において問題が生じる。これらの問題
は検出器システムが放出エネルギーを分離し、測定する
ために多数の構成部品、たとえばフィルター、ビームス
プリッタ−およびレフレクタ−を必要とする場合には大
きくなる。これらの部品がそれぞれ放出信号強度を低下
させ、その結果測定可能な信号が順次失われる。
従ってシステム内により多数の構成部品が存在するほど
最終信号強度は弱くなる。
最終信号強度は弱くなる。
有意の測定を行うための一方法は、２種の信号の比を用
い、これによって単一信号に基づく先行技術のシステム
から得られるものよりも大きな分解能をもつ信号を得る
ことである。ザン・ジュージャン（Ｚｈａｓｇ Ｚｈｓ
ｊｓ％）らはアナリテイカ・ヒミカ・アクタ１６０（１
９８４）４７−５５および３０５−３０９に螢光性化合
物８−ヒドロキシ−２、３，６−ピレントリスルホン酸
（ここではＨＰＴＡと呼ぶ）が４７０および４０５九鴨
の波長をもつ励起放射線（ｍｚｃｉｔａｔｔｏｓ ｒａ
ｄｉａｔｉｏｎ）により励起されると螢光を発し、この
螢光発光は生理的範囲６〜９のｐＨの変化に対し感受性
であることを示した。
い、これによって単一信号に基づく先行技術のシステム
から得られるものよりも大きな分解能をもつ信号を得る
ことである。ザン・ジュージャン（Ｚｈａｓｇ Ｚｈｓ
ｊｓ％）らはアナリテイカ・ヒミカ・アクタ１６０（１
９８４）４７−５５および３０５−３０９に螢光性化合
物８−ヒドロキシ−２、３，６−ピレントリスルホン酸
（ここではＨＰＴＡと呼ぶ）が４７０および４０５九鴨
の波長をもつ励起放射線（ｍｚｃｉｔａｔｔｏｓ ｒａ
ｄｉａｔｉｏｎ）により励起されると螢光を発し、この
螢光発光は生理的範囲６〜９のｐＨの変化に対し感受性
であることを示した。
螢光を発するために２種の励起放射線を用いるシュンジ
ャンらが示したシステムと対比して、意外にも単一の外
部励起放射線源によって、高精匿の安定なｐＨ測定値が
得られることが見出された。
ャンらが示したシステムと対比して、意外にも単一の外
部励起放射線源によって、高精匿の安定なｐＨ測定値が
得られることが見出された。
この場合、その線源は第１螢光指示薬を励起するのに用
いられ、次いでこれが螢光性放射線（ｆｌｓｏｒｍａｃ
−％ｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を発して第２螢光指示薬
（たとえばＨＰＴＡ）における螢光発光を励起する。上
記の第１指示薬はｐＨに対し非感受性である。
いられ、次いでこれが螢光性放射線（ｆｌｓｏｒｍａｃ
−％ｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を発して第２螢光指示薬
（たとえばＨＰＴＡ）における螢光発光を励起する。上
記の第１指示薬はｐＨに対し非感受性である。
本発明によれば協力作用する２種の螢光指示薬を用いる
ことにより、または異なるキャリヤー中で異なる螢光信
号を発し、これらの信号が検査中のパラメーターに比例
する強度をもつ単一螢光指示薬を用いることにより、新
規な改良されたシステムが得られる。この方法では測定
されるパラメーターは２種の異なる信号の比によって判
定され、これがより大きな分解能および高精度の安定な
測定値を与える。
ことにより、または異なるキャリヤー中で異なる螢光信
号を発し、これらの信号が検査中のパラメーターに比例
する強度をもつ単一螢光指示薬を用いることにより、新
規な改良されたシステムが得られる。この方法では測定
されるパラメーターは２種の異なる信号の比によって判
定され、これがより大きな分解能および高精度の安定な
測定値を与える。
ここで用いる”安定な”という語は、測定されるパラメ
ーター以外の測定に影響を与えると思われるすべての因
子に対する測定値の安定性を意味するものとする。従っ
て測定値はたとえば励起放射線の強度の変化、光もしく
は温度の変動、または装置の微小な欠陥により影響され
ない。測定される量は与えられた２種の強度の比であり
、この比は測定される値が一定である場合には個々の強
度の実際の大きさには関係なく一定であるので、得られ
る測定値は必然的に安定である。
ーター以外の測定に影響を与えると思われるすべての因
子に対する測定値の安定性を意味するものとする。従っ
て測定値はたとえば励起放射線の強度の変化、光もしく
は温度の変動、または装置の微小な欠陥により影響され
ない。測定される量は与えられた２種の強度の比であり
、この比は測定される値が一定である場合には個々の強
度の実際の大きさには関係なく一定であるので、得られ
る測定値は必然的に安定である。
本発明によれば、その螢光発光がｐＨに対し不感受性で
ある第１螢光指示薬およびその螢光発光が溶液のｐＨに
対し高度に感受性である第２螢光指示薬の組合わせから
なり、この指示薬の組合わせは、波長λ。の励起放射線
源がシステムに施された際に第１螢光指示薬が選択的に
この励起放射線によって励起されて波長λ、のｐＨ不感
受性螢光発光を生じ、この発光が第２螢光指示薬の励起
放射線スペクトルとオーバーラツプし、第２指示薬が波
長λ１の発光放射線により励起されて波長λ、のｐＨ依
存性螢光発光を生じるべく応答し、その際波長λ１／λ
、の放射線の強度の比が液状媒質のｐＨにつき高精度の
安定な測定値を与えるべく調整されている、液状媒質の
ｐＨを測定するためのセンサーシステムが提供される。
ある第１螢光指示薬およびその螢光発光が溶液のｐＨに
対し高度に感受性である第２螢光指示薬の組合わせから
なり、この指示薬の組合わせは、波長λ。の励起放射線
源がシステムに施された際に第１螢光指示薬が選択的に
この励起放射線によって励起されて波長λ、のｐＨ不感
受性螢光発光を生じ、この発光が第２螢光指示薬の励起
放射線スペクトルとオーバーラツプし、第２指示薬が波
長λ１の発光放射線により励起されて波長λ、のｐＨ依
存性螢光発光を生じるべく応答し、その際波長λ１／λ
、の放射線の強度の比が液状媒質のｐＨにつき高精度の
安定な測定値を与えるべく調整されている、液状媒質の
ｐＨを測定するためのセンサーシステムが提供される。
本発明によればその螢光発光がｐＨに対し不感受性であ
る第１螢光指示薬およびその螢光発光が溶液のｐＨに対
し高度に感受性である第２螢光指示薬の組合わせからな
るセンサーシステムに液状媒質を接触させ、このセンサ
ーシステムにあらかじめ定められた波長λ。の励起放射
線を施し、これによって第１螢光指示薬を選択的に励起
して波長λ１のｐＨ不感受性螢光発光を生じ、この発光
が第２螢光指示薬の励起放射線スペクトルとオーバーラ
ツプし、従って第２指示薬を励起して波長λ、のｐＨ依
存性螢光発光を生じ、そして発せられた波長λ１／λ、
の放射線の強度の比を測定し、これにより液状媒質のｐ
Ｈにつき高精度の安定な測定値を得ることよりなる、液
状媒質のｐＨを測定する方法も提供される。
る第１螢光指示薬およびその螢光発光が溶液のｐＨに対
し高度に感受性である第２螢光指示薬の組合わせからな
るセンサーシステムに液状媒質を接触させ、このセンサ
ーシステムにあらかじめ定められた波長λ。の励起放射
線を施し、これによって第１螢光指示薬を選択的に励起
して波長λ１のｐＨ不感受性螢光発光を生じ、この発光
が第２螢光指示薬の励起放射線スペクトルとオーバーラ
ツプし、従って第２指示薬を励起して波長λ、のｐＨ依
存性螢光発光を生じ、そして発せられた波長λ１／λ、
の放射線の強度の比を測定し、これにより液状媒質のｐ
Ｈにつき高精度の安定な測定値を得ることよりなる、液
状媒質のｐＨを測定する方法も提供される。
上記のセンサーシステムおよび方法をここでは本発明の
第１形態と呼ぶ。
第１形態と呼ぶ。
本発明のこのシステムおよび方法を用いることにより、
周囲の媒質のｐＨの関数としての螢光発光強度の相違に
よって信号の分解能が高まる。この現象はより高度の測
定値分解能を与え、従って溶ｆ夜のｐＨを測定するに際
して測定値の精度が向上する。
周囲の媒質のｐＨの関数としての螢光発光強度の相違に
よって信号の分解能が高まる。この現象はより高度の測
定値分解能を与え、従って溶ｆ夜のｐＨを測定するに際
して測定値の精度が向上する。
本発明によればさらに、その螢光発光がｐＨに対し不感
受性である第１螢光指示薬およびその螢光発光が溶液の
ｐＨに対し高度に感受性である第２螢光指示薬の組合わ
せからなり、この指示薬の組合わせは、二酸化炭素透過
性膜により仕切られた炭酸水素塩溶液を伴い、波長λ。
受性である第１螢光指示薬およびその螢光発光が溶液の
ｐＨに対し高度に感受性である第２螢光指示薬の組合わ
せからなり、この指示薬の組合わせは、二酸化炭素透過
性膜により仕切られた炭酸水素塩溶液を伴い、波長λ。
の励起放射線源がシステムに施された際に第１螢光指示
薬が選択的にこの励起放射線によって励起されて波長λ
１のｐＨ不感受性螢光発光を生じ、この発光が第２螢光
指示薬の励起放射線スペクトルとオーバーラツプし、第
２指示薬が波長λ、の発光放射線により励起されて波長
λ、のｐＨ依存性螢光発光を生じるぺ（応答し、その際
波長λ１／λ２の放射線の強度の比が膜内の溶液のｐＨ
を指示し、これによって液状媒質の二酸化炭素濃度につ
き高精度の安定な測定値を与えるぺ（調整されている、
液状媒質の二酸化炭素濃度を測定するためのセンサーシ
ステムが提供される。
薬が選択的にこの励起放射線によって励起されて波長λ
１のｐＨ不感受性螢光発光を生じ、この発光が第２螢光
指示薬の励起放射線スペクトルとオーバーラツプし、第
２指示薬が波長λ、の発光放射線により励起されて波長
λ、のｐＨ依存性螢光発光を生じるぺ（応答し、その際
波長λ１／λ２の放射線の強度の比が膜内の溶液のｐＨ
を指示し、これによって液状媒質の二酸化炭素濃度につ
き高精度の安定な測定値を与えるぺ（調整されている、
液状媒質の二酸化炭素濃度を測定するためのセンサーシ
ステムが提供される。
本発明によればさらに、その螢光発光がｐＨに対し不感
受性である第１螢光指示薬およびその螢光発光が溶液の
ｐＨに対し高度に感受性である第２螢光指示薬の組合わ
せからなり、これらの指示薬が二酸化炭素透過性膜によ
り仕切られた炭酸水素塩溶液を伴うセンサーシステムに
液状媒質を接触させ、このセンサーシステムにあらかじ
め定められた波長λ。の励起放射線を施し、これによっ
て第１螢光指示薬を選択的に励起して波長λ、のｐＨ不
感受性螢光発光を生じ、この発光が第２螢光指示薬の励
起放射線スペクトルとオーバーラツプし、従って第２指
示薬を励起して波長λ、のｐＨ依存性螢光発光を生じ、
そして発せられた波長λ、／λ２の放射線の強度の比を
測定し、これにより膜内の溶液のｐＨが指示され、従っ
て液状媒質の二酸化炭素濃度につき高精度の安定な測定
値を得ることによりなる、液状媒質の二酸化炭素濃度を
測定する方法が提供される。
受性である第１螢光指示薬およびその螢光発光が溶液の
ｐＨに対し高度に感受性である第２螢光指示薬の組合わ
せからなり、これらの指示薬が二酸化炭素透過性膜によ
り仕切られた炭酸水素塩溶液を伴うセンサーシステムに
液状媒質を接触させ、このセンサーシステムにあらかじ
め定められた波長λ。の励起放射線を施し、これによっ
て第１螢光指示薬を選択的に励起して波長λ、のｐＨ不
感受性螢光発光を生じ、この発光が第２螢光指示薬の励
起放射線スペクトルとオーバーラツプし、従って第２指
示薬を励起して波長λ、のｐＨ依存性螢光発光を生じ、
そして発せられた波長λ、／λ２の放射線の強度の比を
測定し、これにより膜内の溶液のｐＨが指示され、従っ
て液状媒質の二酸化炭素濃度につき高精度の安定な測定
値を得ることによりなる、液状媒質の二酸化炭素濃度を
測定する方法が提供される。
上記のｐｃｏ、測定のためのセンサーシステムおよび方
法をここでは本発明の第２形態と呼ぶ。
法をここでは本発明の第２形態と呼ぶ。
この第２形態は第１形態の場合と同様に螢光発光強度の
相違によって信号分解能を向上させる。
相違によって信号分解能を向上させる。
本発明によればさらに、遠位末端および近位末端を備え
た光ファイバーからなり、遠位末端には水分が制御され
たキャリヤーマトリックスに埋込まれた螢光指示薬が付
着しており、該キャリヤーマトリックスは制御された割
合の水および非水性溶剤の混和性混合物を含有し、かつ
媒質からガス透過性、水不透過性の拡散膜により分離さ
れており、上記指示薬はあらかじめ定められた波長λ。
た光ファイバーからなり、遠位末端には水分が制御され
たキャリヤーマトリックスに埋込まれた螢光指示薬が付
着しており、該キャリヤーマトリックスは制御された割
合の水および非水性溶剤の混和性混合物を含有し、かつ
媒質からガス透過性、水不透過性の拡散膜により分離さ
れており、上記指示薬はあらかじめ定められた波長λ。
の励起放射線により励起された際に水の存在下で波長λ
ｗの、および上記非水性溶剤の存在下で波長λｓの螢光
発光を生じ、各発光の強度はシステム内に存在する水と
非水性溶剤の比に依存し、従って発せられる波長λｗお
よびλｓの放射線の強度の比は存在する水の量およびガ
ス透過性膜を通る二酸化炭素の拡散に比例し、水と反応
してシステムの水分を除去する後続反応により各発光の
強度に変化が誘発されるｐＨ非依存性センサーシステム
において水分を測定することにより媒質の二酸化炭素濃
度を測定する方法であって、該方法は光ファイバーを通
してその近位末端に近接した線源から発せられた波長λ
。の励起放射線を伝達し、発せられた波長λｗおよびλ
ｓの放射線の強度の比を測定し、これにより水分の測定
値、従って周囲の媒質の二酸化炭素濃度の測定値を得る
ことよりなる方法が提供される。
ｗの、および上記非水性溶剤の存在下で波長λｓの螢光
発光を生じ、各発光の強度はシステム内に存在する水と
非水性溶剤の比に依存し、従って発せられる波長λｗお
よびλｓの放射線の強度の比は存在する水の量およびガ
ス透過性膜を通る二酸化炭素の拡散に比例し、水と反応
してシステムの水分を除去する後続反応により各発光の
強度に変化が誘発されるｐＨ非依存性センサーシステム
において水分を測定することにより媒質の二酸化炭素濃
度を測定する方法であって、該方法は光ファイバーを通
してその近位末端に近接した線源から発せられた波長λ
。の励起放射線を伝達し、発せられた波長λｗおよびλ
ｓの放射線の強度の比を測定し、これにより水分の測定
値、従って周囲の媒質の二酸化炭素濃度の測定値を得る
ことよりなる方法が提供される。
ｐｃｏ２を水分の関数としてｐＨ非依存性センサーシス
テムにより測定する上記の方法およびこの方法に用いら
れるシステムを、ここでは本発明の第３形態と呼ぶ。
テムにより測定する上記の方法およびこの方法に用いら
れるシステムを、ここでは本発明の第３形態と呼ぶ。
この場合も信号分解能の向上は螢光発光強度の相違によ
り得られる。
り得られる。
本発明の第１形態のセンサーシステムは、好ましくは遠
位木端および近位末端を備えた光ファイバーを含み、そ
の場合螢光指示薬の組合わせは遠位末端に付着し、近位
末端は励起放射線源からの励起放射線を受信すべく調整
されている。
位木端および近位末端を備えた光ファイバーを含み、そ
の場合螢光指示薬の組合わせは遠位末端に付着し、近位
末端は励起放射線源からの励起放射線を受信すべく調整
されている。
ｐＨに対して不感受性の第１螢光指示薬は好ましくは６
，７−ジメトキシクマリンまたはｐＨ不感受性クマリン
誘導体である。一般的クマリン誘導体はβ−メチルウン
ベリフェロン、特にこれがアクリル系ポリマーに化学的
に結合した形のものテアル。ウンベリフェロンポリマー
のｐＨ感受性は、ポリマー溶液を過剰の架橋剤、たとえ
ばポリ（アクリル酸）と反応させることにより阻止する
ことができる。
，７−ジメトキシクマリンまたはｐＨ不感受性クマリン
誘導体である。一般的クマリン誘導体はβ−メチルウン
ベリフェロン、特にこれがアクリル系ポリマーに化学的
に結合した形のものテアル。ウンベリフェロンポリマー
のｐＨ感受性は、ポリマー溶液を過剰の架橋剤、たとえ
ばポリ（アクリル酸）と反応させることにより阻止する
ことができる。
本発明の目的に特に好ましい指示薬は６，７−シメトキ
シケマリンである。これは波長３３７ｎｍの励起放射線
により励起されると波長４３５％惰の螢光性放射線を発
する。６，７−ジメトキシクマリンの特徴的な励起およ
び発光スペクトルを後記のように添付の図面に示す。
シケマリンである。これは波長３３７ｎｍの励起放射線
により励起されると波長４３５％惰の螢光性放射線を発
する。６，７−ジメトキシクマリンの特徴的な励起およ
び発光スペクトルを後記のように添付の図面に示す。
ここでたとえば励起または発光に関し特定の波長につい
て述べる場合、記述される条件に最も一般的な波長、最
も一般的にはその条件を十分に表わすスペクトルを示す
曲線のピークを意味するものと解すべきである。たとえ
ば励起スペクトルについての曲線に示されるように、６
，７−ジメトキシクマリンは３１０〜３８０％鴨の波長
のスペクトルにわたる放射線により励起され、ピーク波
長３３７ｎｍにおける励起が最適である。便宜上、特に
定めない限りここではその現象に関するピーク波長であ
る。
て述べる場合、記述される条件に最も一般的な波長、最
も一般的にはその条件を十分に表わすスペクトルを示す
曲線のピークを意味するものと解すべきである。たとえ
ば励起スペクトルについての曲線に示されるように、６
，７−ジメトキシクマリンは３１０〜３８０％鴨の波長
のスペクトルにわたる放射線により励起され、ピーク波
長３３７ｎｍにおける励起が最適である。便宜上、特に
定めない限りここではその現象に関するピーク波長であ
る。
本発明の第１形態に用いられる好ましい第２指示薬はＨ
ＰＴＡである。
ＰＴＡである。
本発明の好ましい第１形態において、たとえば窒素ガス
レーザーからの波長（ｉ）なわちピーク波長）、λ０、
３３７ｎｍの励起放射線は光ファイバーの近位末端から
遠位末端へ伝達され、ここでこれが第１指示薬、好まし
くは６，７−ジメトキシクマリンを励起し、これが波長
、λ、、４．３５ｎｍの螢光性放射線を発する。この螢
光発光は第２指示薬、好ましくはＨＰＴＡを励起して、
波長。
レーザーからの波長（ｉ）なわちピーク波長）、λ０、
３３７ｎｍの励起放射線は光ファイバーの近位末端から
遠位末端へ伝達され、ここでこれが第１指示薬、好まし
くは６，７−ジメトキシクマリンを励起し、これが波長
、λ、、４．３５ｎｍの螢光性放射線を発する。この螢
光発光は第２指示薬、好ましくはＨＰＴＡを励起して、
波長。
λ２ ．５１０ｎｍの螢光性放射線を発する。
波長λ、（５１０ｎｍ）の螢光発光の強度は波長λ１の
励起発光の強光および周囲の液状媒質のｐＨに依存し、
従って発せられるλ１／λ２の放射線の強度の比の測定
によって、その液状媒質のｐＨにつき高精度の安定な測
定値が得られる。
励起発光の強光および周囲の液状媒質のｐＨに依存し、
従って発せられるλ１／λ２の放射線の強度の比の測定
によって、その液状媒質のｐＨにつき高精度の安定な測
定値が得られる。
以下の点を留意すべきである。すなわちｐＨ不感受性第
１指示薬から誘導される波長λ、の螢光発光の強度自体
は媒質のｐＨと無関係であるが、この強度が第２指示薬
ＣｐＨ感受性である）により吸収されるエネルギーによ
り影響されるという事実は、第１指示某の発光スペクト
ル曲線のピークおよび２種の発光曲線間のインベスティ
ックポイント（１ａｏｂａａｔｉａ ｐｏｉｎｔ ）か
ら導かれる比（のちに図面に関連して詳述する）も液状
媒質のｐＨにつき精確で安定な測定値を与えるために使
使用できることを意味する。
１指示薬から誘導される波長λ、の螢光発光の強度自体
は媒質のｐＨと無関係であるが、この強度が第２指示薬
ＣｐＨ感受性である）により吸収されるエネルギーによ
り影響されるという事実は、第１指示某の発光スペクト
ル曲線のピークおよび２種の発光曲線間のインベスティ
ックポイント（１ａｏｂａａｔｉａ ｐｏｉｎｔ ）か
ら導かれる比（のちに図面に関連して詳述する）も液状
媒質のｐＨにつき精確で安定な測定値を与えるために使
使用できることを意味する。
本発明の第２形態のセンサーシステムには、好ましくは
遠位末端および近位末端を備えた光ファイバーが含まれ
、その場合上記の螢光指示薬の組合わせ、炭酸水・素塩
および膜は遠位末端に付着し、近位末端は励起放射線源
からの励起放射線を受信すべく調整されている。
遠位末端および近位末端を備えた光ファイバーが含まれ
、その場合上記の螢光指示薬の組合わせ、炭酸水・素塩
および膜は遠位末端に付着し、近位末端は励起放射線源
からの励起放射線を受信すべく調整されている。
第１形態の場合と同様に、好ましい第１螢光指示薬は６
，７−ジメトキシクマリンまたｐＨ不感受性クマリン誘
導体であり、６，７−ジメトキシクマリンが特に好まし
い。
，７−ジメトキシクマリンまたｐＨ不感受性クマリン誘
導体であり、６，７−ジメトキシクマリンが特に好まし
い。
特に好ましい第２螢光指示薬もＨＰＴＡである。
第２形態の特に好ましい形態においては、６゜７−ジメ
トキシクマリンが光ファイバー〇遠位末端に直接に付着
しており、ＨＰＴＡは炭酸水素塩溶液（好ましくは炭酸
水素す） ＩＪウム水溶液）を含むカルボキシメチルセ
ルロースのゲル中に懸濁されており、このゲルがシリコ
ーンゴム膜により仕切られている。
トキシクマリンが光ファイバー〇遠位末端に直接に付着
しており、ＨＰＴＡは炭酸水素塩溶液（好ましくは炭酸
水素す） ＩＪウム水溶液）を含むカルボキシメチルセ
ルロースのゲル中に懸濁されており、このゲルがシリコ
ーンゴム膜により仕切られている。
第２形態の方法は好ましくは下記により行われる。すな
わち波長、λ０、３３７ｎｍの励起放射線が窒素ガスレ
ーザーから光フアイバー内をその近位末端からその遠位
末端へ伝達され、ここでこれが６，７−ジメトキシクマ
リンを励起して波長。
わち波長、λ０、３３７ｎｍの励起放射線が窒素ガスレ
ーザーから光フアイバー内をその近位末端からその遠位
末端へ伝達され、ここでこれが６，７−ジメトキシクマ
リンを励起して波長。
λ１ ．４３５−１％惰の螢光性放射線を発する。この
螢光発光がＨＰＴＡを励起して、波長、λ、。
螢光発光がＨＰＴＡを励起して、波長、λ、。
５１０ｎｍの螢光性放射線を発する。
このセンサーが二酸化炭素を含有する液状媒質に浸漬さ
れると、二酸化炭素がシリコーンゴム膜を透過して炭酸
水素塩溶液と反応し、これによりセンサーを取巻く溶液
のｐＨを変化させる。波長λｔ（５１２？＆ｙ＋ａ）の
螢光発光は波長λ１の励起発光の強度および周囲の溶液
のｐＨに依存する。
れると、二酸化炭素がシリコーンゴム膜を透過して炭酸
水素塩溶液と反応し、これによりセンサーを取巻く溶液
のｐＨを変化させる。波長λｔ（５１２？＆ｙ＋ａ）の
螢光発光は波長λ１の励起発光の強度および周囲の溶液
のｐＨに依存する。
従って発せられる波長λ１／λ、の放射線の強度の比を
測定することにより、膜内の溶液のｐＨが示され、従っ
て液状媒質の二酸化炭素濃度（ｐｃＱｘ）につき高精度
の安定な測定値が得られる。
測定することにより、膜内の溶液のｐＨが示され、従っ
て液状媒質の二酸化炭素濃度（ｐｃＱｘ）につき高精度
の安定な測定値が得られる。
添付の図面は本発明に用いられる励起および発光スペク
トルを示すグラフからなる。
トルを示すグラフからなる。
第１図は種々のｐＨ水準におけるＨＰＴＡの励起スペク
トルを示す。
トルを示す。
第２図は炭酸水素塩およびエチレングリコールの溶液中
のジメトキシクマリンのｐＨ不感受性励起および発光ス
ペクトルを示す。
のジメトキシクマリンのｐＨ不感受性励起および発光ス
ペクトルを示す。
第３図は種々のｐＨ水準におけるエチレングリコール中
のＨＰＴＡのスペクトルを示す。
のＨＰＴＡのスペクトルを示す。
第４図は種々の溶剤混合物中におけるＨＰＴＡのスペク
トルを示す。
トルを示す。
第５図はシステムの水分の関数としてのＨＰＴＡ螢光を
示すグラフである。
示すグラフである。
第６図および第７図は本発明に従ったセンサーシステム
によるｐｃｏ、を示すスペクトルを表わす。
によるｐｃｏ、を示すスペクトルを表わす。
第８図はＨＰＴＡを５０１５０エチレングリコール／水
の溶液中で用いた徨々の二酸化炭素濃度についてのスペ
クトルを示す。
の溶液中で用いた徨々の二酸化炭素濃度についてのスペ
クトルを示す。
第９図は螢光強度比と二酸化炭素濃度の関係を示すグラ
フである。
フである。
第１図に示された３００〜４８５％溝の波長範囲にわた
って得られたＨＰＴＡの励起スペクトルは、励起放射線
の強度（これは曲線の下方の面積の関数であり、各面積
の曲線の高さに比例する）が周囲の媒質のｐＨに従って
変化することを示す。
って得られたＨＰＴＡの励起スペクトルは、励起放射線
の強度（これは曲線の下方の面積の関数であり、各面積
の曲線の高さに比例する）が周囲の媒質のｐＨに従って
変化することを示す。
この場合、ｐＨは６．６６から８．１３２まで変化した
。イソペスティックポイントは３３７ｍｍおよび４１５
ｙｓ１ｎにおいて認められた。この励起放射線を受けた
ＨＰＴＡからの発光のピーク波長は５１０ｙｓｍであっ
た（図示されていない）。
。イソペスティックポイントは３３７ｍｍおよび４１５
ｙｓ１ｎにおいて認められた。この励起放射線を受けた
ＨＰＴＡからの発光のピーク波長は５１０ｙｓｍであっ
た（図示されていない）。
第２図は炭酸水素ナトリウムおよびエチレングリコール
の溶液中におけるジメトキシクマリンの励起および発光
スペクトルを示す。ジメトキシクマリンの濃度は約１０
″′″２Ｍである。励起スペクトルは約３４０？＆ｍの
波長にピークを示し、発光スペクトルは約４２７ｎｔｎ
の波長にピークをもつ。
の溶液中におけるジメトキシクマリンの励起および発光
スペクトルを示す。ジメトキシクマリンの濃度は約１０
″′″２Ｍである。励起スペクトルは約３４０？＆ｍの
波長にピークを示し、発光スペクトルは約４２７ｎｔｎ
の波長にピークをもつ。
発光される螢光はｐＨ不感受性である。ジメトキシクマ
リンについての発光スペクトルの波長が第１図に示され
るＨＰＴＡについての励起放射線の波長とオーバーラツ
プすることは認められるであろ５゜ 第３図はそれぞれｐＨ８，０およびｐＨ４，０のエチレ
ングリコール中におけるＨＰＴＡについてのスペクトル
を示す。ＨＰＴＡをエチレングリコールに溶解し、ｐＨ
８，０の緩衝液１滴を添加し、この溶液を波長３３７％
溝の放射線をもつ窒素レーザーにより照射する。波長４
４０ｍｍおよび５１０ｍｍ％に２″Ｓの螢光発光が認め
られる。次いでｐＨ４，０の緩衝液１滴を添加すると、
スペクトルの強度は第３図に示すように変化する。５１
０ｎｍにおけるピークはｐＨに関係なく系に水を添加す
ることにより現われた。
リンについての発光スペクトルの波長が第１図に示され
るＨＰＴＡについての励起放射線の波長とオーバーラツ
プすることは認められるであろ５゜ 第３図はそれぞれｐＨ８，０およびｐＨ４，０のエチレ
ングリコール中におけるＨＰＴＡについてのスペクトル
を示す。ＨＰＴＡをエチレングリコールに溶解し、ｐＨ
８，０の緩衝液１滴を添加し、この溶液を波長３３７％
溝の放射線をもつ窒素レーザーにより照射する。波長４
４０ｍｍおよび５１０ｍｍ％に２″Ｓの螢光発光が認め
られる。次いでｐＨ４，０の緩衝液１滴を添加すると、
スペクトルの強度は第３図に示すように変化する。５１
０ｎｍにおけるピークはｐＨに関係なく系に水を添加す
ることにより現われた。
第４図はエチレングリコールおよび水の種々の混合物中
におけるＨＰＴＡのスペクトルを示す。
におけるＨＰＴＡのスペクトルを示す。
１０３Ｍ−ＨＰＴＡをそれぞれ１００％エチレングリコ
ール、８０％グリコール／２０％水、および５０％グリ
コール１５０％水からなる溶液混合物に溶解した。次い
で各溶液数滴を光ファイバーの先端に乗せ、ＨＰＴＡを
励起して５１０ｓｙｓの波長において螢光発光させた。
ール、８０％グリコール／２０％水、および５０％グリ
コール１５０％水からなる溶液混合物に溶解した。次い
で各溶液数滴を光ファイバーの先端に乗せ、ＨＰＴＡを
励起して５１０ｓｙｓの波長において螢光発光させた。
結果を第４図にグラフで示す。
さらに同様に２０％グリ′コール／８０％水、および１
００％水からなる溶液について結果を得た。
００％水からなる溶液について結果を得た。
すべての操作についての結果を下記の表Ｉに示す。
１−ぺ Ｃｏ■ −ベ ベペ −
溶剤系の水分の関数としてのＨＰＴＡの螢光を第５図に
グラフで示す。波長λ＝３３７ ｓ ｔｎの励起放射線
を用いて、それぞれλ＝５１０％ｆｉおよびλ＝４４０
ｎｍにおける螢光のピーク１（５）／Ｉ（青）の比を、
エチレングリコール／水の溶液中の種々の濃度のＨＰＴ
Ａにつきグラフで示した。
グラフで示す。波長λ＝３３７ ｓ ｔｎの励起放射線
を用いて、それぞれλ＝５１０％ｆｉおよびλ＝４４０
ｎｍにおける螢光のピーク１（５）／Ｉ（青）の比を、
エチレングリコール／水の溶液中の種々の濃度のＨＰＴ
Ａにつきグラフで示した。
得られたグラフは強度比が溶液の水分の上昇に伴って実
質上直線的に増大することを示す。
質上直線的に増大することを示す。
第６図および第７図は以下の実施例に示した本発明の実
施により得られた結果を示す。
施により得られた結果を示す。
実施例１゜
に１ジメトキシクマリン：ＨＰＴＡ（両方とも１０−３
Ｍの濃度）混合物を、カルボキシメチルセルロース（Ｃ
ＵＣ）およびｎｍ＆炭酸水素ナトリウムに溶解し、ジメ
トキシクマリンを溶解するためにエチレングリコール０
．２５−を添加した。
Ｍの濃度）混合物を、カルボキシメチルセルロース（Ｃ
ＵＣ）およびｎｍ＆炭酸水素ナトリウムに溶解し、ジメ
トキシクマリンを溶解するためにエチレングリコール０
．２５−を添加した。
二酸化炭素センサーは得られたゲルを直径４００ｍの溶
融シリカにより作成されたオプチカルファイバーの先端
に付着させ、ゲルを二酸化炭素透過性のシリコーンゴム
膜に封入することにより作成された。
融シリカにより作成されたオプチカルファイバーの先端
に付着させ、ゲルを二酸化炭素透過性のシリコーンゴム
膜に封入することにより作成された。
センサーを２パルス／秒でファイヤリングする窒素レー
ザーから発せられる波長３３７ｎｍの励起放射線で照射
した。螢光発光は直線配列フォトダイオードで検出され
、２ ｔｎＩＩ ／ ｄ Ｓ ＩＦ 、において０、
Ｉ Ｖｌｄｉｖ、に調整されたオシロスコープにより監
視された。
ザーから発せられる波長３３７ｎｍの励起放射線で照射
した。螢光発光は直線配列フォトダイオードで検出され
、２ ｔｎＩＩ ／ ｄ Ｓ ＩＦ 、において０、
Ｉ Ｖｌｄｉｖ、に調整されたオシロスコープにより監
視された。
種々の二酸化炭素濃度において多数回の実験を行い、Ｏ
％ＣＯ１および１００％ＧＯ，についての結果を第６図
にグラフで示し、数値を下記の表■に示す。
％ＣＯ１および１００％ＧＯ，についての結果を第６図
にグラフで示し、数値を下記の表■に示す。
表■
０ ５．６６ ５３．９７ ９．５３
１００ ３０．３２ ２０．９９ ０．６９実施例２゜
１：１ジメトキシクマリン：ＨＰＴＡ（濃度１０−’
Ｍ ）の混合物をＣＭＣおよびｎｍＭ炭酸水素ナトリウ
ム中に含有するゲルを実施例１に記載したと同様な方法
で調製し、このゲルを用いて実施例１に記載したと同様
な二酸化炭素センサーを作成した。
Ｍ ）の混合物をＣＭＣおよびｎｍＭ炭酸水素ナトリウ
ム中に含有するゲルを実施例１に記載したと同様な方法
で調製し、このゲルを用いて実施例１に記載したと同様
な二酸化炭素センサーを作成した。
種々の二酸化炭素濃度において多数回の実験を行い、結
果を第７図にグラフで示し、数値を下記の表■に示す。
果を第７図にグラフで示し、数値を下記の表■に示す。
上記各側に示された結果は高い精度を示し、従って本発
明によるセンサーシステムを用いて定量的結果が得られ
ることを示す。
明によるセンサーシステムを用いて定量的結果が得られ
ることを示す。
実施例３゜
この例は系の水分と二酸化炭素濃度の関係を利用した二
酸化炭素センサーを示す。ＨＰＴＡをエチレングリコー
ルおよび水の５０１５０混合物に溶解し、この溶液をカ
ルボキシメチルセルロースゲルに埋込んだ。このゲルを
光ファイバーの先端に付着させ、二酸化炭素透過性シリ
コーンゴム膜に封入し℃、二酸化炭素センサーを作成し
た。
酸化炭素センサーを示す。ＨＰＴＡをエチレングリコー
ルおよび水の５０１５０混合物に溶解し、この溶液をカ
ルボキシメチルセルロースゲルに埋込んだ。このゲルを
光ファイバーの先端に付着させ、二酸化炭素透過性シリ
コーンゴム膜に封入し℃、二酸化炭素センサーを作成し
た。
このセンサーを窒素レーザーから発せられる波長３３７
ｎｍの放射線で種々の二酸化炭素濃度において照射した
。結果を第８図に示す。
ｎｍの放射線で種々の二酸化炭素濃度において照射した
。結果を第８図に示す。
ピーク波長４６０ｎｍおよび５１０ｎｍにおける螢光発
光の強度の比が二酸化炭素濃度に依存することが認めら
れるであろう。これらのスペクトルは４８５ｎｍにイソ
ベスチックポイントを示す。
光の強度の比が二酸化炭素濃度に依存することが認めら
れるであろう。これらのスペクトルは４８５ｎｍにイソ
ベスチックポイントを示す。
二酸化炭素濃度の関数としての螢光比を第９図に示す。
この例は二酸化炭素の測定値がセンサーの水分の関数と
して得られることを示す。
して得られることを示す。
第１図は種々のｐＨ水準におけるＨＰＴＡの励起スペク
トルを示す。 第２図は炭酸水素塩およびエチレングリコールの溶液中
のジメトキシクマリンのｐＨ不感受性励起および発光ス
ペクトルを示す。 第３図は種々のｐＨ水準におけるエチレングリコール中
のＨＰＴＡのスペクトルを示す。 第４図は種々の溶剤混合物中におけるＨＰＴＡのスペク
トルを示す。 第５図はシステムの水分の関数としてのＨＰＴＡ螢光を
示すグラフである。 第６図および第７図は本発明に従ってセンサーシステム
によるｐｃｏ、を示すスペクトルを表わす。 第８図はＨＰＴＡを５０１５０エチレングリコール／水
の溶液中で用いた種々の二酸化炭素濃度についてのスペ
クトルを示す。 第９図は螢光強度比と二酸化炭素濃度の関係な示すグラ
フである。 製表 χ「鼎 ＩＧ ２ ＩＧ３ ＦＩ６．４ ｑ Ｉ砒二【１（倉１≧）７１（−ｉ（ン］ＦＩ６．６ ＩＧ７ ３３７．１ｎｍ４６０ｎｌｎｍ４６０ｎ鳳Ｏｎｍジｌ
□χ面 ＦＩＧθ 比［Ｉ（電）／Ｉ（ａ）］
トルを示す。 第２図は炭酸水素塩およびエチレングリコールの溶液中
のジメトキシクマリンのｐＨ不感受性励起および発光ス
ペクトルを示す。 第３図は種々のｐＨ水準におけるエチレングリコール中
のＨＰＴＡのスペクトルを示す。 第４図は種々の溶剤混合物中におけるＨＰＴＡのスペク
トルを示す。 第５図はシステムの水分の関数としてのＨＰＴＡ螢光を
示すグラフである。 第６図および第７図は本発明に従ってセンサーシステム
によるｐｃｏ、を示すスペクトルを表わす。 第８図はＨＰＴＡを５０１５０エチレングリコール／水
の溶液中で用いた種々の二酸化炭素濃度についてのスペ
クトルを示す。 第９図は螢光強度比と二酸化炭素濃度の関係な示すグラ
フである。 製表 χ「鼎 ＩＧ ２ ＩＧ３ ＦＩ６．４ ｑ Ｉ砒二【１（倉１≧）７１（−ｉ（ン］ＦＩ６．６ ＩＧ７ ３３７．１ｎｍ４６０ｎｌｎｍ４６０ｎ鳳Ｏｎｍジｌ
□χ面 ＦＩＧθ 比［Ｉ（電）／Ｉ（ａ）］
Claims (10)
- （１）その螢光発光がｐＨに対し不感受性である第１螢
光指示薬およびその螢光発光が溶液のｐＨに対し高度に
感受性である第２螢光指示薬の組合わせからなり、この
指示薬の組合わせは、波長λ＿０の励起放射線源がシス
テムに施された際に第１螢光指示薬が選択的にこの励起
放射線によつて励起されて波長λ＿１のｐＨ不感受性螢
光発光を生じ、この発光が第２螢光指示薬の励起放射線
スペクトルとオーバーラップし、第２指示薬が波長λ＿
１の発光放射線により励起されて波長λ＿２のｐＨ依存
性螢光発光を生じるべく応答し、その際波長λ＿１／λ
＿２の放射線の強度の比が液状媒質のｐＨにつき高精度
の安定な測定値を与えるべく調整されている、液状媒質
のｐＨを測定するためのセンサーシステム。 - （２）遠位末端および近位末端を備えた光ファイバーを
含み、螢光指示薬の組合わせが遠位末端に付着し、近位
末端は線源からの励起放射線を受信すべく調整されてい
る、特許請求の範囲第１項に記載のセンサーシステム。 - （３）第１螢光指示薬が６，７−ジメトキシクマリンま
たはｐＨ不感受性クマリン誘導体であり、第２螢光指示
薬が８−ヒドロキシ−１，３，６−ピレントリスルホン
酸（ＨＰＴＡ）である、特許請求の範囲第１項に記載の
センサーシステム。 - （４）その螢光発光がｐＨに対し不感受性である第１螢
光指示薬およびその螢光発光が溶液のｐＨに対し高度に
感受性である第２螢光指示薬の組合わせからなるセンサ
ーシステムに液状媒質を接触させ、このセンサーシステ
ムにあらかじめ定められた波長λ＿０の励起放射線を施
し、これによつて第１螢光指示薬を選択的に励起して波
長λ＿１のｐＨ不感受性螢光発光を生じ、この発光が第
２螢光指示薬の励起放射線スペクトルとオーバーラップ
し、従つて第２指示薬を励起して波長λ＿２のｐＨ依存
性螢光発光を生じ、そして（ｉ）発せられた波長λ＿１
／λ＿２の放射線の強度の比、または（ｉｉ）発せられ
た波長λ＿１の放射線の強度と、第１および第２指示薬
の発光スペクトル間のイソベスチックポイント（ｉｓｏ
ｂｅｓｔｉｃ ｐｏｉｎｔ）における強度から導かれる
比を測定し、これにより液状媒質のｐＨにつき高精度の
安定な測定値を得ることによりなる、液状媒質のｐＨを
測定する方法。 - （５）センサーシステムが遠位末端および近位末端を備
えた光ファイバーを含み、第１および第２螢光指示薬の
組合わせが光ファイバーの遠位末端に付着し、近位末端
が波長、λ＿０、３３７ｎｍの励起放射線を受信すべく
調整され、第１螢光指示薬が波長、λ＿１、４３５ｎｍ
の螢光性放射線を発する６，７−ジメトキシクマリンで
あり、第２のｐＨ感受性螢光指示薬が波長、λ＿２、５
１０ｎｍの螢光性放射線を発する８−ヒドロキシ−１，
３，６−ピレントリスルホン酸である、特許請求の範囲
第４項に記載の方法。 - （６）その螢光発光がｐＨに対し不感受性である第１螢
光指示薬およびその螢光発光が溶液のｐＨに対し高度に
感受性である第２蛍光指示薬の組合わせからなり、この
指示薬の組合わせは、二酸化炭素透過性膜により仕切ら
れた炭酸水素塩溶液を伴い、波長λ＿０の励起放射線源
がシステムに施された際に第１螢光指示薬が選択的にこ
の励起放射線によつて励起されて波長λ＿１のｐＨ不感
受性螢光発光を生じ、この発光が第２螢光指示薬の励起
放射線スペクトルとオーバーラップし、第２指示薬が波
長λ＿１の発光放射線により励起されて波長λ＿２のｐ
Ｈ依存性螢光発光を生じるべく応答し、その際波長λ＿
１／λ＿２の放射線の強度の比が膜内の溶液のｐＨを指
示し、これにより液状媒質の二酸化炭素濃度につき高精
度の安定な測定値を与えるべく調整されている、液状媒
質の二酸化炭素濃度を測定するためのセンサーシステム
。 - （７）遠位末端および近位末端を備えた光ファイバーを
含み、螢光指示薬の組合わせ、炭酸水素塩および膜が遠
位末端に付着し、近位末端が線源からの励起放射線を受
信すべく調整され、第１螢光指示薬が光ファイバーに直
接に付着した６，７−ジメトキシクマリンまたはｐＨ不
感受性クマリン誘導体であり、第２螢光指示薬が上記炭
酸水素塩溶液を含有するカルボキシメチルセルロースの
ゲル中に懸濁されかつシリコーンゴム膜により仕切られ
た８−ヒドロキシ−１，３，６−ピレントリスルホン酸
である、特許請求の範囲第６項に記載のセンサーシステ
ム。 - （８）その螢光発光がｐＨに対し不感受性である第１螢
光指示薬およびその螢光発光が溶液のｐＨに対し高度に
感受性である第２螢光指示薬の組合わせからなり、これ
らの指示薬が二酸化炭素透過性膜により仕切られた炭酸
水素塩溶液を伴うセンサーシステムに液状媒質を接触さ
せ、このセンサーシステムにあらかじめ定められた波長
λ＿０の励起放射線を施し、これによつて第１螢光指示
薬を選択的に励起して波長λ＿１のｐＨ不感受性螢光発
光を生じ、この発光が第２螢光指示薬の励起放射線スペ
クトルとオーバーラップし、従つて第２指示薬を励起し
て波長λ＿２のｐＨ依存性螢光発光を生じ、そして（ｉ
）発せられた波長λ＿１／λ＿２の放射線の強度の比、
または（ｉｉ）発せられた波長λ＿１の放射線の強度と
、第１および第２指示薬の発光スペクトル間のイソベス
チックポイント（ｉｓｏｂｅｓｔｉｃ ｐｏｉｎｔ）に
おける強度から導かれる比を測定し、これにより膜内の
溶液のｐＨが指示され、従つて液状媒質の二酸化炭素濃
度につき高精度の安定な測定値を得ることよりなる、液
状媒質の二酸化炭素濃度を測定する方法。 - （９）遠位末端および近位末端を備えた光ファイバーか
らなり、遠位末端には水分が制御されたキャリヤーマト
リックスに埋込まれた螢光指示薬が付着しており、該キ
ャリヤーマトリックスは制御された割合の水および非水
性溶剤の混和性混合物を含有し、かつ媒質からガス透過
性、水不透過性の拡散膜により分離されており、上記指
示薬はあらかじめ定められた波長λ＿０の励起放射線に
より励起された際に水の存在下で波長λ＿ｗの、および
上記非水性溶剤の存在下で波長λ＿ｓの螢光発光を生じ
、各発光の強度はシステム内に存在する水と非水性溶剤
の比に依存し、従つて発せられる波長λ＿ｗおよびλ＿
ｓの放射線の強度の比は存在する水の量およびガス透過
性膜を通る二酸化炭素の拡散に比例し、水と反応してシ
ステムの水分を除去する後続反応により各発光の強度に
変化が誘発されるｐＨ非依存性センサーシステムにおい
て水分を測定することにより媒質の二酸化炭素濃度を測
定する方法であつて、該方法は光ファイバーを通してそ
の近位末端に近接した線源から発せられた波長λ＿０の
励起放射線を伝達し、発せられた波長λ＿ｗおよびλ＿
ｓの放射線の強度の比を測定し、これにより水分の測定
値、従つて周囲の媒質の二酸化炭素濃度の測定値を得る
ことよりなる方法。 - （１０）螢光指示薬が、波長λ＿０３３７ｎｍのレーザ
ー放射線により励起された際に水の存在下でピーク波長
λ＿ｗ５１０ｎｍの螢光発光を生じ、非水性溶剤の存在
下でピーク波長λ＿ｓ４４０ｎｍの螢光発光を生じる８
−ヒドロキシ−１，３，６−ピレントリスルホン酸（Ｈ
ＰＴＡ）であり、非水性溶剤がエチレングリコールまた
はエタノールであり、ガス透過性膜がシリコーンゴム膜
である、特許請求の範囲第９項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12105 | 1987-02-06 | ||
| US07/012,105 US4833091A (en) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | Sensor system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63196853A true JPS63196853A (ja) | 1988-08-15 |
| JPH07104343B2 JPH07104343B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=21753411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63025568A Expired - Lifetime JPH07104343B2 (ja) | 1987-02-06 | 1988-02-05 | センサーシステム |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4833091A (ja) |
| EP (2) | EP0283116B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07104343B2 (ja) |
| AT (1) | ATE137331T1 (ja) |
| AU (2) | AU586363B2 (ja) |
| BR (1) | BR8800478A (ja) |
| CA (1) | CA1317781C (ja) |
| DE (3) | DE3855242T2 (ja) |
| DK (1) | DK170510B1 (ja) |
| ES (2) | ES2037207T3 (ja) |
| GR (1) | GR3007060T3 (ja) |
| ZA (1) | ZA88817B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4240888B2 (ja) * | 1999-12-15 | 2009-03-18 | 凸版印刷株式会社 | 炭酸ガス検知用インキ組成物、及びこれを用いた炭酸ガスインジケーター、並びに炭酸ガスインジケーターを配置した包装体 |
Families Citing this family (46)
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|---|---|---|---|---|
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