KR20020073444A - 지방족 알데히드 측정용 ｍｂｔｈ - Google Patents

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KR20020073444A
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Abstract

본원에는 제한량의 MBTH를 사용하여 시험 샘플 중의 알데히드의 POI(point of interest)를 검지하는 신규한 방법이 제안되어 있다. 바람직하게는, MBTH는 먼저 알데히드와 반응하여 아진을 형성한다. 잔류하는 MBTH가 존재할 경우에만 이들이 다른 화학종으로 산화되고 이러한 다른 화학종이 아진과 결합하여 포르마잔을 형성한다. 그러나, 충분한 알데히드가 존재할 경우에는, 모든 MBTH가 아진으로 전환되어 청색을 띠지 않는다. 따라서, 알데히드 양을 시험하기 위해 제한 시약인 MBTH를 POI 부근으로 사용함으로써, 알데히드가 더 적을 경우에는 보다 짙은 청색이 나타나고 알데히드가 더 많을 경우에는 청색이 덜 나타나게 된다. 이러한 방법은 알데히드 제품의 품질 관리에 특히 유용하다. 최종 색은 반응물의 첨가 순서에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 산화제와 MBTH를 혼합한 다음 알데히드를 첨가하면 담록색 내지 녹색/청색이 나타난다. 이러한 방법은 용액을 시험하거나 나일론 막과 같은 고체상을 시험하는 데 사용될 수 있다. 후자는 색 판독기와 같은 장치 또는 기구를 사용하여 측정하는 데에도 사용할 수 있으며, 제2 알데히드 시험약 및 pH 시험약과 함께 사용할 수 있다.

Description

지방족 알데히드 측정용 ＭＢＴＨ {MBTH for aliphatic aldehyde measurement}
본 발명의 분야는 살균제와 같은 시험 샘플 중의 알데히드의 POI(point of interest)를 검지하는 방법에 관한 것이다. 몇가지 양태에서는, 디바이스 또는 시험 스트립을 사용하여 시험 샘플 중의 알데히드의 POI를 검지한다.
MBTH(3-메틸-2-벤조티아졸리논 하이드라존 하이드로클로라이드)는 널리 공지된 알데히드 분석 시약이다. 이러한 시약을 사용하면, 알데히드와 MBTH 사이에서 아진이 형성된다. 또한, MBTH는 염화제이철과 같은 산화제에 의해 다른 화학종으로 산화되는데, 이러한 화학종들이 아진과 결합하여 청색을 띠는 포르마잔 구조를 형성한다. 사윅키(Sawicki) 등에 의해 처음으로, 이러한 반응이 배기 가스 중의 알데히드를 검출하기 위한 매우 민감한 분석법으로서 기재되었다(문헌 참조; Sawicki et al., 1961, Analytical Chemistry vol. 33(1): 93-96). 이후, 사윅키 등의 방법을 변형하여 ppb 범위의 공기 중 알데히드를 검지할 수 있는 훨씬 더 높은 감도를 성취하였다(문헌 참조; Hauser et al., 1964, Analytical Chemistry vol. 36(3): 679-681).
유럽 공개특허공보 제0 016 578호에는 MBTH와 알데히드와의 반응을 수성 샘플에 적용하는 것이 교시되어 있다. 당해 분석은 ppb 범위의 샘플에 유용하다. 또한, MBTH 과정은 해수 메타노트로프(marine methanotroph)인 메틸로모나스 펠라기카(Methylomonas pelagica)에 의해 방출되는 포름알데히드를 측정하기 위해 해수 샘플에 사용하기에 적합하다(문헌 참조; Eberhardt et al., 1985, Marine Chemistry vol. 17: 199-212). 당해 방법은 희석시킨 알데히드 함유 샘플을 분석하는 데 매우 유용한 것으로 판명되었다. 그러나, 농축 알데히드 분석의 경우, 상기 방법은 희석을 필요로 하기 때문에 불편하다. 본원에는 살균제와 같이 고농도의 알데히드를 함유하는 샘플에 MBTH 과정을 사용하기 위한 신규한 방법이 제안되어 있다.
본 발명은
시험 샘플 중의 알데히드를, 알데히드와 반응하여 아진을 생성하는 POI까지 반응하기에 충분한 양의 MBTH와 반응시키는 단계(1),
MBTH를 산화제로 산화시키는 단계(2),
아진과 산화된 MBTH를 반응시켜 포르마잔을 형성시켜 색변화가 나타나게 하는 단계(3),
상기한 두 가지 반응 단계와 산화 단계 후의 시험 샘플의 색을 관찰하는 단계(4) 및
시험 샘플의 색을 관찰하여 시험 샘플 중의, POI에 대해 과량인 알데히드의 존재를 측정하는 단계(5)를 포함하여, 시험 샘플 중의 알데히드의 POI의 존재를 측정하는 방법에 관한 것이다.
바람직한 양태에서, 시험 샘플의 색은 청색, 녹색, 황색 또는 이를 조합한 색이다. 바람직한 양태에서, 산화제는 염화제이철, 페리시안화칼륨, 테트라아세트산납 및 과요오드산을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 가장 바람직한 양태에서, 산화제는 염화제이철이다. 바람직한 양태에서, 알데히드는 글루타르알데히드이다.
바람직한 양태에서, MBTH를 알데히드와 반응시킴과 동시에 산화제를 시험 샘플과 혼합한다. 또다른 바람직한 양태에서, MBTH를 알데히드와 반응시킨 후에 산화제를 시험 샘플에 가한다.
바람직한 양태에서, 본 발명의 방법은 알데히드와 MBTH를 반응시키기 전 또는 반응시키는 동안 고정량의 알데히드 함유 시험 샘플을 드로잉 업(drawing up)시킴을 추가로 포함한다. 보다 바람직한 양태에서, 본 발명의 방법은 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 막을 갖는 측정 장치에 알데히드 함유 시험 샘플 고정량을 주입함을 포함한다. 보다 바람직한 양태에서, 본 발명의 방법은 MBTH 또는 FeCl3를 함유하는 측정 장치에 알데히드 함유 시험 샘플 고정량을 주입함을 포함한다.
바람직한 양태에서, 시험 샘플 중의 알데히드를 흡수 물질에 도포한다. 보다 바람직한 양태에서, 흡수 물질은 나일론 막이다. 가장 바람직한 양태에서, 흡수 물질은 MBTH 또는 FeCl3를 함유한다.
또한, 본 발명은 제1 반응 단계에서 POI까지 알데히드와 반응하기에 충분한 양의 MBTH를 함유하는 근위 말단과 원위 말단을 갖는 제1 구획을 포함하여, 시험 샘플 중의 알데히드의 POI의 존재를 측정하기 위한, 하나 이상의 구획을 포함하는 액체 측정 장치에 관한 것이다. 바람직한 양태에서, 제1 구획은 MBTH와 반응하는 산화제를 추가로 포함한다.
바람직한 양태에서, 액체 측정 장치는 밸브에 의해 제1 구획과 액체를 교환하는 제2 구획을 추가로 포함한다. 보다 바람직한 양태에서, 제2 구획은 MBTH와 반응하는 산화제를 함유한다.
바람직한 양태에서, 액체 측정 장치는 시린지 또는 피펫이다.
바람직한 양태에서, 액체 측정 장치는 제1 구획의 근위 말단과 원위 말단 사이에 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 막을 추가로 포함한다. 바람직한 양태에서, 액체 측정 장치는 또한 제1 구획의 원위 말단에 또는 그 부근에 필터를 포함할 수 있다. 바람직한 양태에서, 액체 측정 장치는 제1 구획의 원위 말단에 또는 그 부근에 밸브를 추가로 포함한다. 바람직한 양태에서, 액체 측정 장치는 니들 조립체를 추가로 포함한다.
바람직한 양태에서, 시험 샘플 중의 알데히드는 글루타르알데히드 및 포름알데히드로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
또한, 본 발명은 제1 반응 단계에서 POI까지 알데히드와 반응하기에 충분한양의 MBTH를 함유하는 제1 흡수 물질을 포함하여, 시험 샘플 중의 알데히드의 POI의 존재를 측정하기 위한, 하나 이상의 흡수 물질을 포함하는 시험 스트립에 관한 것이다.
바람직한 양태에서, 시험 스트립의 제1 흡수 물질은 MBTH와 반응하는 산화제를 추가로 포함한다. 바람직한 양태에서, 시험 스트립은 MBTH와 반응하는 산화제를 함유하는 제2 흡수 물질을 추가로 포함한다. 보다 바람직한 양태에서, 제2 흡수 물질은 세퍼레이터에 의해 제1 흡수 물질로부터 분리된다. 가장 바람직한 양태에서, 세터레이터는 박리 가능한 액체 불투과성 필름 또는 블랭크 흡수 물질을 포함한다.
바람직한 양태에서, 시험 스트립은 알데히드 시험약을 추가로 포함한다. 보다 바람직한 양태에서, 알데히드 시험약은 쉬프 시약이다.
바람직한 양태에서, 시험 스트립은 pH 시험약을 추가로 포함한다. 보다 바람직한 양태에서, pH 시험약은 브로모티몰 블루, 브릴리언트 옐로우, 뉴트럴 레드, 레졸산, 페놀 레드, 3-니트로페놀, 오렌지 II, 페놀프탈레인, o-크레졸프탈레인, 나일 블루 A 및 티몰프탈레인을 포함하는 그룹으로부터 선택된 pH 염료 지시약을 포함한다.
바람직한 양태에서, 시험 스트립은 하나 이상의 비색기(color comparator)를 추가로 포함한다.
본 발명과 이들에 의해 선행 기술을 능가하여 성취된 잇점을 요약하기 위해, 본 발명의 특정 목적과 잇점을 위에 기재하였다. 물론, 이러한 목적 또는 잇점 전부가 반드시 본 발명의 어떠한 특정한 양태에 따라 성취될 수 있는 것은 아님을 이해해야 한다. 따라서, 예를 들면, 당해 기술분야의 숙련가들은 본 발명이 본원에 교시되거나 제안된 것과 다른 목적 또는 잇점을 반드시 성취하지는 않지만 본원에 교시된 바와 같은 한가지 잇점 또는 한 그룹의 잇점을 성취하거나 최적화하는 방식으로 구체화하거나 수행할 수 있음을 인지할 것이다.
본 발명의 추가의 양태, 특성 및 잇점은 하기의 바람직한 양태의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
하기에는 본 발명의 상기한 특성 및 다른 특성을, 본 발명을 제한하는 것이 아니라 예시하기 위해 의도된 바람직한 양태에 대한 도면을 참고로 하여 설명할 것이다.
도 1은 MBTH-글루타르알데히드 색 반응 원리를 보여준다. MBTH는 알데히드와 결합하여 무색 아진(A)을 형성하거나, MBTH는 화학종(B)으로 산화된다. 중간체(A)와 (B)가 반응하여 포르마잔(C)을 형성한다.
도 2는 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 차단막을 갖는 한 종류의 피펫과 두 종류의 상이한 시린지를 나타낸다.
도 3A는 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 차단막을 시린지 또는 피펫에 커플링시킨 것을 보여준다. 도 3B는 피펫 또는 시린지 상단의 인서트(4)가 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 차단막을 피펫 또는 시린지에 어떻게 부착시키는지를 예시한다. 도 3C는 적당한 위치에 인서트를 보유하는 홀더(5)를 예시한다. 도 3D는 인서트 및, 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 차단막의 커플링을 보여준다.
도 4는 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 차단막(1), 인서트(4) 및 홀더(5)를 나타낸 도 3C를 확대하여 나타낸 것이다.
도 5는 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 차단막의 위치가 스크류에 의해 조절되는 본 발명의 한가지 양태를 보여준다.
도 6A와 도 6B는 하나의 챔버 내에 모든 화학 물질을 갖는 액체 운반 장치의 양태를 보여준다. 도 6C는 2개의 챔버로 이루어진 액체 운반 장치의 양태를 보여준다. 시험 샘플을 도 1에서의 MBTH와 같은 제1 화합물과 반응시키기 위해 제1 챔버에 주입할 수 있다. 이어서, 샘플을 일방향 밸브(one-way valve) 또는 수동 ON/OFF 밸브(8)에 의해 제2 챔버로 이동시키며, 여기서, 시험 샘플은 도 1의 FeCl3와 같은 제2 화합물과 반응한다.
도 7A는 상층은 MBTH를 포함하고 하층은 FeCl3를 포함하는 2층 나일론 막을 나타내며, 여기서 2층은 액체 불투과성 필름에 의해 분리된다. 도 7B와 도 7C는 글루타르알데히드를 도포한 후의 나일론 막의 초기 단계(도 7B)와 후기 단계(도 7C)의 상태를 나타낸다.
도 8A는 상층은 MBTH를 포함하고 하층은 FeCl3를 포함하는 3층 나일론 막을 나타내며, 여기서 2층은 블랭크 나일론 막에 의해 분리된다. 도 8B와 도 8C는 글루타르알데히드를 도포한 후의 나일론 막의 초기 단계(도 7B)와 후기 단계(도 7C)의 상태를 나타낸다.
도 9A 내지 9E는 5가지의 변형된 시험 스트립을 나타낸다. 도 9A는 알데히드 지시약(11)을 갖는 시험 시트립을 나타낸다. 도 9B는 알데히드 지시약(11)과 알데히드 시험약(12)을 갖는 시험 스트립을 나타낸다. 도 9C는 알데히드 지시약(11)과 pH 시험약(13)을 갖는 시험 스트립을 나타낸다. 도 9D는 알데히드지시약(11), 알데히드 시험약(12) 및 pH 시험약(13)을 갖는 시험 스트립을 나타낸다. 도 9E는 알데히드 지시약(11), 알데히드 시험약(12), pH 시험약(13) 및 비색기(14,15,16)를 갖는 시험 스트립을 나타낸다.
상기한 양태들이 본 발명의 바람직한 양태를 나타내기는 하지만, 당해 기술분야의 숙련가들은 본 발명의 취지를 벗어나지 않으면서 이를 개질시킬 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 결정되어져야 한다.
MBTH를 사용하면 알데히드와 MBTH 사이에서 아진이 형성된다. 도 1을 참조하면, MBTH는 또한 염화제이철과 같은 산화제에 의해 또다른 화학종(B)으로 산화되며, 이는 아진(A)과 결합하여 청색을 띠는 포르마잔 구조(C)를 형성한다. 그러나, 농축 알데히드 분석의 경우, 당해 방법은 희석을 필요로 하기 때문에 불편하다.본원에는 제한량의 MBTH를 사용하는 신규한 방법이 제안되어 있다.
본 발명의 방법에서, 알데히드를 함유하는 시험 샘플에 제한량의 MBTH를 가하면, MBTH가 알데히드와 반응하여 아진(A)을 형성한다. MBTH가 잔류할 경우에만 MBTH가 또다른 화학종(B)으로 산화되는데, 이것이 아진(A)과 반응하여 포르마잔(C)을 형성한다. 그러나, 충분한 알데히드가 존재하는 경우에는, MBTH가 전부 아진(A)으로 전환되어, 산화제가 전혀 반응하지 않으므로 포르마잔(C)이 형성되지 않아 청색을 띠지도 않을 것이다. 따라서, 제한량의 MBTH를 사용할 경우, 알데히드의 양이 MBTH와 반응할 수 있는 양보다 많으면 MBTH 전부가 반응하여 아진(A)을 형성하여 청색이 관찰되지 않는다. 그러나, 알데히드가 MBTH와 반응할 수 있는 양보다 적을 경우에는 MBTH의 일부가 또다른 화학종(B)으로 산화되어 이들이 아진과 반응하여 포르마진(C)을 형성하고 청색을 나타낼 것이다. 알데히드 양을 측정하기 위해 제한량의 MBTH 시약을 POI 부근으로 사용함으로써, 알데히드가 보다 적을 경우에는 더 짙은 청색을 띠고 알데히드가 더 많을 경우에는 청색을 덜 띠게 될 것이다. 이는 아래에 더욱 상세하게 예시된다.
선행 기술에서는 알데히드를 제한 시약으로서 교시하고 있는데 반해, 본원에 기재된 방법에서는 MBTH가 제한 시약이다. MBTH의 양은 POI에서 알데히드를 중화시키기에 충분한 정도이다. MBTH가 바람직한 양태이기는 하지만, 살리실랄하이드라존 및 p-니트로벤잘하이드라존과 같은 기타의 하이드라존도 사용할 수 있다. 또한, 염화제이철, 페리시안화칼륨, 테트라아세트산납 및 과요오드산을 포함하는 기타의 시약을 산화제로서 사용할 수 있다. 가장 바람직한 양태에서, 염화제이철이 산화제로서 사용된다.
화학물질을 첨가하는 순서가 관찰되는 최종 색에 있어서 중요하다. 예를 들면, MBTH를 먼저 가하고 마지막에 염화제이철을 가할 경우, 글루타르알데히드의 농도가 POI 이상이면 용액의 최종 색은 담황색으로 되고, 글루타르알데히드의 농도가 POI 미만이면 청색으로 된다. 다른 한편으로, 염화제이철과 MBTH를 먼저 혼합할 경우, 알데히드 첨가후의 용액의 최종 색은 시험 샘플 중의 알데히드의 양에 따라 담록색 내지 녹색/청색으로 다양할 것이다. 이러한 경우, 알데히드의 양을 POI와 비교하여 측정하기 위해서는 계수기 또는 비색기가 필요할 수 있다.
본 발명의 또다른 양태는 분석을 수행하기 위한 액체 측정 장치, 예를 들면, 피펫 또는 시린지이다. 이러한 장치는 어떠한 "고정량" 측정에도 사용될 수 있으며, 화학, 생화학, 임상 화학 또는 그외의 산업분야에 유통될 수 있다.
이러한 장치는 커플링 장치가 존재하거나 부재하는 차단막과 하나 이상의 배럴 및 플런저를 갖는 시린지 또는 피펫일 수 있다. 차단막은 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 차단막이다. 차단막의 양면 사이에 일정한 압력차가 존재하는 경우, 가스 또는 증기는 막을 통해 유동하지만 액체는 그렇지 못하다. 이를 위해서는, 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 어떠한 적당한 물질이라도 사용할 수 있다. 몇가지 예로는 부직포 폴리올레핀, 예를 들면, 티벡(Tyvek)TM(부직포 폴리에틸렌) 또는 CSR(non-woven polypropylene central supply room; 부직포 폴리에틸렌 중앙 공급실), 포장 재료 및 그외의 소수성 여과 재료가 포함되지만 이에 국한되는 것은 아니다. 임의로, 장치는 인서트와 홀더를 갖는다. 시린지 또는 피펫 장치는 액체의 유동성을 조절하기 위해 밸브를 가질 수도 있다.
차단막을 시린지 또는 피펫에 열접착시킬 수 있다. 또한, 접착제를 사용하여 차단막을 시린지 또는 피펫에 부착시키거나 커플링 장치에 의해 차단막을 시린지 배럴에 접속시킬 수도 있다. 차단막의 위치를 변경하기 위해 커플링 장치를 인서트에 접속시킬 수 있다. 차단막의 위치는 인서트의 길이에 의해 조절할 수 있다. 인서트를 홀더로 단단하게 고정시킬 수 있다.
차단막은 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 차단막이다. 차단막은 액체가 단지 차단막까지만 충전되도록 위치시킨다. 본 발명은 몇가지 바람직한 양태를 포함한다.
제1 양태(도 2)에서, 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 막(1)을 피펫(7) 또는 시린지(6)에 고정시키고 이를 당해 기술분야에 공지된 방법을 사용하여 목적하는 최대량으로 적당한 위치에 유지시킨다. 시린지는 플런저(3)를 포함한다. 시린지는 니들 캡을 갖거나 갖지 않는 금속 또는 플라스틱 니들을 포함할 수 있다. 한가지 양태(도 3A 내지 3D)에서, 피펫(7) 또는시린지(6)의 직경보다 크거나 작은 커플링 장치(2)가 사용된다. 길이가 다른 피펫 또는 시린지 2개 부분을 이러한 커플링 장치를 사용하여 함께 접합시킬 수 있다.
차단막을 시린지 또는 피펫에 커플링시키는 것이 도 3A, 3B, 3C, 3D 및 도 4에 도시되어 있다. 홀더(5)로 단단히 고정시킬 수 있고 스크류(도 5) 또는 활동가능한 조절장치(slidable adjustment)(도 4)와 같은 당해 기술분야에 공지된 모든 방법에 의해 위치를 변경할 수 있는 인서트(4)를 사용하여 피펫 또는 시린지의 상단으로부터 시린지 또는 피펫 속으로 막을 삽입할 수 있다. 도 3D는 피펫 또는 시린지보다 직경이 큰 인서트를 나타낸다. 인서트를 조절하여 피펫 또는 시린지의 상부를 음압(negative pressure)으로 되게 함으로써, 유체를 차단막에 이를 때까지 시린지 또는 피펫에 부하시킬 수 있다.
도 6A, 6B 및 6C는 본 발명을 이용한 측정 장치의 사용을 예시하고 있다. 도 6A와 도 6B는 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 차단막과 두 가지 화학 물질을 포함하는 시린지를 나타낸다. 플라스틱 니들을 샘플 용액에 삽입하고 플런저를 당겨 시린지 내부가 음압으로 되게 한 다음 액체를 시린지에 주입함으로써 시린지에 액체를 충전시킬 수 있다. 측정 장치는 배럴 내에 화학 물질을 보유하기 위해 여과 재료(도 6A) 또는 밸브(도 6B)를 가질 수 있다. 시린지 내의 화학 물질은 액체 또는 고체 형태일 수 있다. 밸브는 일방향 밸브 또는 수동 ON/OFF 밸브일 수 있다.
도 6C는 하나 이상의 반응물을 연속적으로 혼합하기 위한 또다른 양태를 제공한다. 이는 2개의 챔버(9,10)를 갖는다. 알데히드를 포함하지만 이에 국한되지않는 고정량의 용액은 일방향 밸브 또는 ON/OFF 밸브(8)를 통해 제1 챔버(9) 내로 주입되고, 여기서, 이들이 제1 반응물, 예를 들면, MBTH와 혼합된다. 소정의 시간이 경과한 후, 반응물은 제2 일방향 밸브 또는 ON/OFF 밸브(8)를 통해 산화제, 예를 들면, FeCl3를 함유할 수 있는 제2 반응 챔버(10)로 유동하여 반응이 완료된다. 또한, 2개의 일방향 밸브 대신에 3방향 밸브를 사용할 수 있다.
실시예
실시예 1. 과량의 MBTH를 사용한 경우의 일반적인 색 관찰
MBTH 약 1mg을 함유하는 2㎖ 용량의 바이알에 물 0.5㎖를 가하여 무색 용액을 형성한다. 약 0.2㎖의 시덱스(Cidex) 글라타르알데히드 용액(불활성화됨, 2.4%)을 가하면 용액이 유백색으로 된다(A 형성). 1.0% 염화제이철(FeCl3) 약 0.2㎖를 가한다. 약 1분 내에 청색이 나타난다(C 형성).
실시예 2. FeCl3부재하에서의 일반적인 색 관찰
실시예 1을 반복 수행한다. 그러나, FeCl3는 첨가하지 않는다. 용액은 청색을 띠지 않고 유백색인 채로 잔존한다.
실시예 3. 글루타르알데히드 부재하에서의 일반적인 색 관찰
실시예 1을 반복 수행한다. 그러나, 글루타르알데히드는 첨가하지 않는다.FeCl3를 첨가한 후, 용액은 담황색을 나타낸다(FeCl3색).
실시예 4. 시약 첨가 순서가 과량의 MBTH 존재하에서의 색상에 미치는 효과
MBTH 약 1mg을 함유하는 2㎖ 용량의 바이알에 물 0.5㎖를 가하여 무색 용액을 형성한다. 1.0% 염화제이철(FeCl3) 약 0.2㎖를 가한다. 용액이 담황색으로 된다. 시덱스 글루타르알데히드 용액(불활성화된, 2.4%) 약 0.2㎖를 가하면 2분 내에 용액이 담황색에서 녹색으로 변하며, 녹색은 5분 내에 희미해진다.
따라서, 상이한 첨가 순서로 인해 상이한 최종 색이 야기된다. 이 경우에 MBTH를 먼저 첨가한 다음 두번째로 FeCl3를 첨가하고 마지막으로 알데히드를 첨가하면 청색 대신에 녹색/청색이 형성된다.
실시예 5. 상이한 양의 글루타르알데히드를 사용한 경우의 색 관찰
상이한 양의 알데히드를 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1의 과정을 반복 수행한다(표 1 참조). MBTH(물 중의 0.1%)를 먼저 가한 다음 두번째로 시덱스(0.75%)를 가하고 세번째로 FeCl3(2.5%)를 가한다.
상이한 양의 글루타르알데히드 비교
실험 변호 MBTH(최초 첨가) 시덱스(1.75%) FeCl3(2.5%) 관찰사항
1 1000㎕ 60㎕, 즉시 첨가함 100㎕, 신선함 모든 샘플은 신속하게 청색으로 됨(<10").청색 명암도는 3>2>1인 것으로 관찰됨.
2 1000㎕ 40㎕, 즉시 첨가함 100㎕, 신선함
3 1000㎕ 20㎕, 즉시 첨가함 100㎕, 신선함
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 모든 샘플에서 청색이 10초보다 짧은 시간 내에 신속하게 발현되었다. 그러나, 청색의 강도는 3>2>1이었다. 이는 예상치 못한 것이었다. 알데히드의 양이 적을수록 청색이 더 짙은 이유는 무엇일까?
이는 도 1을 검토함으로써 설명할 수 있다. MBTH가 항상 충분한 것은 아니기 때문에, 이를 먼저 알데히드와 반응시켜 아진을 형성시킨다. 잔류하는 MBTH가 존재할 경우에만 이들이 다른 화학종으로 산화되고 이들 다른 화학종이 아진과 결합하여 포르마잔을 형성한다. 그러나, 충분한 알데히드가 존재할 경우에는, 모든 MBTH가 아진으로 전환되어 산화제는 어떠한 것과도 반응하지 못하므로 포르마잔이 형성되지 않는다(청색을 띠지 않음). 따라서, 알데히드 양을 시험하기 위해 제한 시약인 MBTH를 POI 부근으로 사용함으로써, 알데히드가 더 적을 경우에는 보다 짙은 청색이 나타나고 알데히드가 더 많을 경우에는 청색이 덜 나타나게 된다. 이러한 방법은 급속 분석이 지루한 희석 단계 없이도 수행될 수 있는 알데히드 제품의 품질 관리에 특히 유용하다.
또한, 표 1에 사용된 광범위한 알데히드에 주지해야 한다. 실험 3에서는 실험 1의 알데히드 양의 약 33%가 사용되었다. 이러한 범위는 실제 분석을 전개하기에 충분하다.
실시예 6. 상이한 양의 글루타르알데히드를 사용한 경우의 일반적인 색 관찰
표 2에 제시된 바와 같이, 2㎖ 용량의 바이알에 다양한 양의 시덱스 글루타르알데히드를 먼저 가하고, 두번째로 MBTH를 가한 다음 마지막으로 산화제인 FeCl3를 가한다.
상이한 양의 글루타르알데히드를 사용한 경우의 일반적인 색 관찰
실험 번호 시덱스글루타르알데히드 MBTH FeCl3 관찰 사항
1 2.1% 100㎕ 0.1% 500㎕ 2.5% 100㎕ 황색
2 1.75% 100㎕ 0.1% 500㎕ 2.5% 100㎕ 실험 2, 3, 4는 모두 신속하게 청색으로 됨.청색 명암도는 4>3>2인 것으로 관찰됨.
3 1.50% 100㎕ 0.1% 500㎕ 2.5% 100㎕
4 1.40% 100㎕ 0.1% 500㎕ 2.5% 100㎕
따라서, 제한량의 MBTH를 사용함으로써, 알데히드의 양이 MBTH와 반응할 수 있는 양보다 많으면 MBTH 전부가 반응하여 아진(A)을 형성하여 청색이 관찰되지 않는다. 그러나, 알데히드가 MBTH와 반응할 수 있는 양보다 적을 경우에는 MBTH의 일부가 또다른 화학종(B)으로 산화되어 이들이 아진과 반응하여 포르마진(C)을 형성하고 청색을 나타낸다. 상기한 실험 2, 3 및 4에서, 최종 색이 청색이기는 하였지만, 분광학적으로 식별할 수 있는 분명한 차이가 관찰되었다. 알데히드 양을 시험하기 위해 제한량의 MBTH 시약을 POI 부근으로 사용함으로써, 알데히드가 더 적을 경우에는 보다 짙은 청색이 나타나고 알데히드가 더 많을 경우에는 청색이 덜 나타나게 된다.
실시예 7. 과량의 MBTH를 포함하는 나일론 막에 대한 일반적인 색 관찰
1% MBTH와 1% FeCl3를 함유하는 용액을 MeOH를 용매로 사용하여 새로 제조한다. 상기 용액에 나일론 막을 간단히 침지시킨 다음 공기 건조시킨다. 시덱스 글루타르알데히드를 MBTH와 FeCl3둘 다를 함유하는 나일론 막에 떨어뜨린다(표 3 참조). 또한, 다른 친수성 또는 다공성 흡수 물질을 사용할 수도 있다.
동일한 막에 위치한 MBTH와 FeCl3를 포함하는 나일론 막에서의 글루타르알데히드의 색 반응
시덱스 글루타르알데히드 관찰 사항
색 녹색/청색 색은 1초 이내에 발현되며 10분 이상 안정하다.
따라서, 분석을 나일론 막에서 용이하게 수행할 수 있다.
실시예 8. 과량의 MBTH를 포함하는 나일론 막 및 2개의 별도의 막에 위치한 MBTH와 FeCl3를 포함하는 나일론 막에 대한 일반적인 색 관찰
1% MBTH와 1% FeCl3를 함유하는 두 가지 용액을 MeOH를 용매로 사용하여 별도로 신선하게 제조한다. 상기 용액에 나일론 막을 간단히 침지시켜 공기 건조시킨다(도 8A). 시덱스 글루타르알데히드를 MBTH를 포함하는 나일론 막에 첨가한다. 이어서, 글루타르알데히드와 MBTH를 함유하는 나일론 막을 접촉시키고, 이어서, FeCl3를 함유하는 나일론 막을 접촉시켜 청색을 발현시킨다(표 4 참조). 도 7A, 7B, 7C, 8A, 8B 및 8C는 청색이 발현되는 상이한 두 가지 방법을 보여준다. MBTH를 함유하는 나일론과 FeCl3를 함유하는 나일론을 액체 불투과성 필름 또는 블랭크 나일론 막으로 분리하면, 알데히드가 먼저 MBTH와 반응한다. 이어서, 잔여량의 MBTH가 FeCl3와 반응하여 청색을 띠게 된다.
MBTH를 함유하는 나일론과 FeCl3를 함유하는 나일론에서의 글루타르알데히드의 색 반응
시덱스 글루타르알데히드 관찰 사항
색 청색 색은 1초 이내에 발현되며 10분 이상 안정하다.
실시예 9. 막 위의 장치 설계, "알데히드 시험약"
MBTH를 상기한 바와 같이 제한 시약으로서 사용할 경우, 알데히드의 양이 POI 부근이면 알데히드 양이 적을수록 더 짙은 청색이 나타날 것이다. 보다 정확하게는, 이는 알데히드가 상기한 특정 범위 내에 있을 경우에만 적용된다. 예를들면, 알데히드가 전혀 없는 경우에는, 아진이 형성되지 않기 때문에 청색이 나타나지 않을 것이다(도 1). 따라서, 혼선을 피하기 위해, 알데히드 시험약(12)을 막에 함께 제작할 수 있다(도 9B). 이상적으로는, 이러한 알데히드 시험약을 주요 시험약 영역(11)으로부터 분리시킬 수 있으나, 알데히드가 주요 시험 영역으로부터 확산되어 알데히드 시험약 영역에 도달하기에 충분한 정도로 가까울 수도 있다. 이러한 모델에서는 단지 한방울의 알데히드 용액이 필요하다. 쉬프 시약을 시험에 사용할 수 있지만 그외의 알데히드 시약도 사용 가능하다. 임의로, 비색 표시기를 시험 스트립(14,16)에 통합시킬 수 있다.
실시예 10. 막 위의 장치 설계, "pH 시험약"
시덱스 글루타르알데히드 용액의 pH는 글루타르알데히드의 효능과 관련있다. 병원에서, 시덱스의 pH는 사용전에 매시간마다 측정해야 한다. 따라서, 별도로 pH를 측정할 필요가 없도록 pH 시험약(13)을 장치 내에 제작할 수 있다(도 9C 내지 9E). 원리는 "알데히드 시험약"의 경우와 동일하다. 그러나, 적절하게 선택된 pH 염료를 사용할 수 있다. 단독 pH 염료 또는 이의 혼합물을 사용하여 pH 범위, 통상적으로 7 내지 11의 pH 범위를 효과적으로 측정할 수 있다. 예로는 브로모티몰 블루, 브릴리언트 옐로, 뉴트럴 레드, 레졸산, 페놀 레드, 3-니트로페놀, 오렌지 II, 페놀프탈레인, o-크레졸프탈레인, 나일 블루 A 및 티몰프탈레인 등이 포함되지만 이에 국한되는 것은 아니다. 상이한 색의 막대 스펙트럼을 막 칩 또는 스트립에 인쇄할 수 있다. 색을 매치시킴으로써 pH를 용이하게 판독할 수 있다. 바람직한 양태에서, 막대(15)는 pH 7 내지 11을 포함해야 한다.
당해 기술분야의 숙련가들은 본 발명의 취지를 벗어나지 않으면서 다수의 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 형태는 단지 예시하기 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아님을 분명히 이해해야 한다.
본 발명은 살균제와 같은 시험 샘플 중의 알데히드의 POI(point of interest)를 검지하는 방법에 관한 것으로서, 디바이스 또는 시험 스트립을 사용하여 시험 샘플 중의 알데히드의 POI를 검지할 수 있으며, 당해 방법은 용액을 시험하거나 나일론 막과 같은 고체상에서 시험하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 방법은 알데히드를 제한 시약으로 사용하는 선행 기술과 달리 MBTH를 제한 시약으로 사용하기 때문에 농축 알데히드를 희석시키지 않고도 분석할 수 있다.

Claims (33)

  1. 시험 샘플 중의 알데히드를, 알데히드와 반응하여 아진을 생성하는 POI까지 반응하기에 충분한 양의 MBTH와 반응시키는 단계,
    MBTH를 산화제로 산화시키는 단계,
    아진과 산화된 MBTH를 반응시켜 포르마잔을 형성시켜 색변화가 나타나게 하는 단계,
    상기한 두 가지 반응 단계와 산화 단계 후의 시험 샘플의 색을 관찰하는 단계 및
    시험 샘플의 색을 관찰하여 시험 샘플 중의, POI에 대해 과량인 알데히드의 존재를 측정하는 단계를 포함하여, 시험 샘플 중의 알데히드의 POI의 존재를 측정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 시험 샘플의 색이 청색, 녹색, 황색 또는 이를 조합한 색인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 산화제가 염화제이철, 페리시안화칼륨, 테트라아세트산납 및 과요오드산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 산화제가 염화제이철인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 알데히드가 글루타르알데히드인 방법.
  6. 제1항에 있어서, MBTH가 알데히드와 반응함과 동시에 산화제가 시험 샘플과 혼합되는 방법.
  7. 제1항에 있어서, MBTH가 알데히드와 반응한 후 산화제가 시험 샘플에 첨가되는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 알데히드를 MBTH와 반응시키기 전 또는 반응시키는 동안 고정량의 알데히드 함유 시험 샘플을 드로잉 업(drawing up)시킴을 추가로 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 막을 갖는 측정 장치에 알데히드 함유 시험 샘플 고정량을 주입함을 추가로 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, MBTH 또는 FeCl3를 함유하는 측정 장치에 알데히드 함유 시험 샘플 고정량을 주입함을 추가로 포함하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 시험 샘플 중의 알데히드를 흡수 물질에 도포함을 추가로 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 흡수 물질이 나일론 막인 방법.
  13. 제11항에 있어서, 흡수 물질이 MBTH 또는 FeCl3를 함유하는 방법.
  14. 제1 반응 단계에서 POI까지 알데히드와 반응하기에 충분한 양의 MBTH를 함유하는 근위 말단과 원위 말단을 갖는 제1 구획을 포함하여, 시험 샘플 중의 알데히드의 POI의 존재를 측정하기 위한, 하나 이상의 구획을 포함하는 액체 측정 장치.
  15. 제14항에 있어서, 제1 구획이 MBTH와 반응하는 산화제를 추가로 포함하는 액체 측정 장치.
  16. 제14항에 있어서, 밸브를 사용하여 제1 구획과 액체를 교환하는 제2 구획을 추가로 포함하는 액체 측정 장치.
  17. 제16항에 있어서, 제2 구획이 MBTH와 반응하는 산화제를 함유하는 액체 측정장치.
  18. 제14항에 있어서, 시린지 또는 피펫인 액체 측정 장치.
  19. 제14항에 있어서, 제1 구획의 근위 말단과 원위 말단 사이에 가스 또는 증기는 투과 가능하지만 액체에는 불투과성인 막을 추가로 포함하는 액체 측정 장치.
  20. 제14항에 있어서, 제1 구획의 원위 말단에 또는 그 부근에 필터를 추가로 포함하는 액체 측정 장치.
  21. 제14항에 있어서, 제1 구획의 원위 말단에 또는 그 부근에 밸브를 추가로 포함하는 액체 측정 장치.
  22. 제14항에 있어서, 니들 조립체를 추가로 포함하는 액체 측정 장치.
  23. 제14항에 있어서, 알데히드가 글루타르알데히드 및 포름알데히드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 액체 측정 장치.
  24. 제1 반응 단계에서 POI까지 알데히드와 반응하기에 충분한 양의 MBTH를 함유하는 제1 흡수 물질을 포함하여, 시험 샘플 중의 알데히드의 POI의 존재를 측정하기 위한, 하나 이상의 흡수 물질을 포함하는 시험 스트립.
  25. 제24항에 있어서, 제1 흡수 물질이 MBTH와 반응하는 산화제를 추가로 포함하는 시험 스트립.
  26. 제24항에 있어서, 제2 흡수 물질이 MBTH와 반응하는 산화제를 추가로 함유하는 시험 스트립.
  27. 제26항에 있어서, 제2 흡수 물질이 세퍼레이터에 의해 제1 흡수 물질로부터 분리되어 있는 시험 스트립.
  28. 제27항에 있어서, 세포레이터가 박리 가능한 액체 불투과성 필름 또는 블랭크 흡수 물질을 포함하는 시험 스트립.
  29. 제24항에 있어서, 알데히드 시험약을 추가로 포함하는 시험 스트립.
  30. 제29항에 있어서, 알데히드 시험약이 쉬프 시약인 시험 스트립.
  31. 제24항에 있어서, pH 시험약을 추가로 포함하는 시험 스트립.
  32. 제31항에 있어서, pH 시험약이 브로모티몰 블루, 브릴리언트 옐로우, 뉴트럴 레드, 레졸산, 페놀 레드, 3-니트로페놀, 오렌지 II, 페놀프탈레인, o-크레졸프탈레인, 나일 블루 A 및 티몰프탈레인을 포함하는 그룹으로부터 선택된 pH 염료 지시약을 포함하는 시험 스트립.
  33. 제24항에 있어서, 하나 이상의 비색기를 추가로 포함하는 시험 스트립.
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