KR20070039602A - 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물의 동일성또는 비동일성을 결정하는 방법 - Google Patents

매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물의 동일성또는 비동일성을 결정하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은,
a) 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'를 포함하는 매질을 다양한 파장 λ를 갖는 분석 방사선에 노출시키는 단계, 및
b) 흡수, 반사, 방출 및/또는 산란된 방사선의 도움으로 스펙트럼 측정 함수 I'(λ)를 결정하는 단계
에 의하여, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 동일성 또는 비동일성을 측정하는 방법으로서, 여기서 상관 함수 K(δλ,c',c)는 하기 수학식 I에 따라 결정되며, 화합물 V 및 V' 사이의 동일성 또는 비동일성은 상관 함수 K(δλ,c',c)에 의하여 결정되는 방법에 관한 것이다.
수학식 I
Figure 112007016092223-PCT00018
식 중,
K(δλ,c',c)는 1 이상의 화학적 화합물 V' 및 V의 농도 c' 및 c와 함수 I'(λ,c') 및 I(λ,c)의 상대 전이 δλ에 따라 달라지는 상관 관계를 나타내고,
c'는 공지되거나 또는 의심되는 동일성을 갖는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 농도를 나타내며,
c는 공지된 동일성을 갖는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V의 농도를 나타내고,
I'(λ,c')는 농도 c'를 함유하는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 측정 함수를 나타내며,
I(λ,c)는 농도 c를 함유하는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V의 비교 함수를 나타내고,
N은 정상화 인자를 나타낸다.

Description

매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물의 동일성 또는 비동일성을 결정하는 방법{METHOD FOR DETERMINING THE IDENTITY OR NON-IDENTITY OF AT LEAST ONE CHEMICAL COMPOUND HOMOGENEOUSLY DISTRIBUTED IN A MEDIUM}
본 발명은,
a) 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'를 포함하는 매질을 다양한 파장 λ를 갖는 분석 방사선에 노출시키는 단계, 및
b) 흡수, 반사, 방출 및/또는 산란된 방사선에 의하여 스펙트럼 측정 함수 I'(λ)를 결정하는 단계
에 의하여, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 동일성 또는 비동일성을 결정하는 방법에 관한 것으로, 여기서 상관 함수 K(δλ,c',c)는 하기 수학식 I에 따라 결정되며, 화합물 V 및 V' 사이의 동일성 또는 비동일성은 상관 함수 K(δλ,c',c)에 의하여 결정된다.
Figure 112007016092223-PCT00001
식 중,
K(δλ,c',c)는 1 이상의 화학적 화합물 V' 및 V의 농도 c' 및 c와 함수 I'(λ,c') 및 I(λ,c)의 상대 전이(δλ)에 따라 달라지는 상관 관계를 나타내고,
c'는 공지되거나 또는 의심되는 동일성을 갖는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 농도를 나타내며,
c는 공지된 동일성을 갖는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V의 농도를 나타내고,
I'(λ,c')는 농도 c'를 함유하는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 측정 함수를 나타내며,
I(λ,c)는 농도 c를 함유하는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V의 비교 함수를 나타내고,
N은 정상화 인자를 나타낸다.
화학적 화합물들을 동정 및 연구하기 위해 다수의 방법을 사용한다. 이를 위해 다수의 분석 방법에서는, 연구하고자 하는 화학적 화합물과 상호 작용하고, 흡수, 방출, 반사 및/또는 산란에 의하여 당해(當該) 파장의 함수로서 본래 강도가 변화하는, 아주 다양한 분석 방사선 유형이 사용된다. 이렇게 하여, 당해 파장의 함수로서 분석 방사선의 변화된 강도를 재생하는 측정 함수 I'(λ)를 얻는다.
화학적 화합물이 매질에 균일하게 분포된 경우, 매질 중 화학적 화합물의 농도 c'에 의존하는 측정 함수 I'(λ,c')가 얻어진다. 당해 매질 중 화학적 화합물 농도가 낮으면(예를 들면, 화학적 화합물은 기체 혼합물에서 성분으로 존재할 수 있고, 용매에 용해되거나 또는 고체 물질(이를 테면, 중합체)일 수 있음) 측정 함수 I'(λ,c')에 대한 화학적 화합물의 기여는 작아서 검출할 수 없다.
따라서 한편으로는, 너무 적어서 분석 방사선에 기초하는 종래의 방법으로는 검출할 수 없는 매질 중의 1 이상의 화학적 화합물의 극소 농도를 용이하게 결정할 수 있게 하며, 다른 한편으로는, 동일한 매질 중 또는 가능한 유사한 매질 중 공지된 화학적 화합물과 비교하여, 매질 중 1 이상의 의심되는 화학적 화합물의 동일성 또는 비동일성을 결정할 수 있는 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목표이다.
따라서, 본원의 서두에 개시된 바와 같은 방법을 제공한다.
본원에서 용어 '매질'은, 화학적 화합물 V' 또는 V의 균일 분포를 원칙적으로 허용하는 임의의 물질로 이해되어야 한다. 이들에는, 예를 들어 기체, 페이스트상 물질, 예컨대 크림, 액체, 예컨대 순수 액체, 액체 혼합물, 분산액과 염료, 및 고체, 예컨대 플라스틱이 있으며 예컨대 일상 소비재, 자동차, 및 예컨대 경화 코팅이 적용된 건물 외관 등과 같은 모든 종류의 기재 상에서의 표면 코팅도 광의의 의미에서 고체에 속한다.
화학적 화합물(들) V' 또는 V와 상호 작용할 수 있고, 상응하는 파장-의존 측정 함수를 인도하는 임의의 방사선은 분석 방사선으로서 적합할 수 있다. 입자 방사선, 예컨대 중성자 또는 전자 방사선, 또는 음향 방사선, 예컨대 초음파도 적합하나 전자기 방사선은 특별한 예이다. 따라서 원칙적으로, 측정 함수 I'(λ,c') 또는 비교 함수 I(λ,c)를 결정할 수 있게 하는, 임의의 공지된 측정 방법도 적합하다. 측정 함수를 결정하기 위해 광범위하게 사용되는 분광 측정법의 예에는 IR, NIR, Raman(라만), UV, VIS 또는 NMR 분광법이 있다.
측정 함수의 결정은 화학적 화합물 V' 또는 V 및 이것을 포함하는 매질에 의해 형성되는 시스템의 거동에 따라 달라진다. 분석 방사선을 위한 투명도가 충분할 경우, 측정 함수는 시스템의 흡수 및 전송 거동을 재생할 수 있다. 이 투명도를 얻을 수 없거나 또는 불충분한 정도로만 얻을 수 있으면, 측정 함수는 시스템의 파장-의존 반사 거동의 재생을 반영할 수 있다. 시스템이 방사선을 방출하도록 분석 방사선에 의해 자극된다면, 파장-의존 방출 거동을 측정 함수로서 이용할 수 있다. 서로 다른 측정 함수의 조합도 가능하다. 예를 들면, 시스템의 흡수(전송) 및 방출 거동 모두를 본 발명에 의한 측정법의 기초로서 사용할 수 있다.
매질 중 화학적 화합물 V' 또는 V의 균일 분포는, 획득된 측정 함수가 측정 위치에 의존하지 않음을 보장한다.
기체 매질의 경우, 화합물 V' 또는 V는 일반적으로 기체 또는 증기이다. 균일 분포가 적합한 수단에 의해 이루어진다면, 이 화합물들은 미분된 고체 입자로서 존재할 수도 있다.
페이스트상 또는 액체 매질의 경우, 기체 또는 액체 매질에 비해 점도가 크기 때문에 페이스트상 매질에서는 고체 입자의 분리가 일반적으로 문제가 되지 않으나, 화학적 화합물 V' 또는 V는 통상적으로 분자로 용해되거나 또는 미분된 고체 입자로 존재한다.
액체 매질의 경우, 측정 함수 또는 비교 함수를 결정할 때 고체 입자의 균일 분포는 적합한 수단, 예컨대 분산제의 존재 및/또는 연속 혼합에 의해 얻어질 수 있다. 이러한 액체 매질이 예컨대 분산액 또는 염료인 경우, 이들은 해혼합을 일어나지 않게 하거나 또는 오직 장시간에 걸쳐 일어나도록 하기 위해서 일반적으로 미리 조정될 것이다. 그러면 측정 함수 또는 비교 함수를 문제없이 정상적으로 결정할 수 있다. 그러나 적합할 경우, 분리로 인한 측정의 왜곡은 또한 적합한 균일화 방법에 의해 여기서 상쇄시킬 수 있다.
고체 매질의 경우 및 특정 플라스틱에서, 화학적 화합물 V' 또는 V는 통상적으로 미분된 고체 입자 또는 분자로 용해되어 존재한다. 따라서 자연히, 해혼합 현상은 여기서 통상적으로 문제가 되지 않는다.
한편으로는, 매우 다양한 매질에서 성분(1 이상의 화학적 화합물 V'에 해당함)의 농도를 더 정확하게 측정하기 위해 본 발명에 따른 방법을 사용할 수 있다. 그 중에서도 특히, 산화질소, 이산화황 또는 대기 중에서 미분된 풍매 성분과 같은 오염 물질을 측정하는데 이 방법을 사용할 수 있다.
다른 한편으로는, 1 이상의 화학적 화합물 V'를 표지 물질로 포함하는 매질의 진위성을 결정하기 위해 본 발명에 따른 방법을 사용할 수 있다. 표지 물질의 양이 적게 첨가되어 시각적으로도, 또는 종래의 분광 분석법으로도 검출할 수 없는 경우에 이 방법이 특히 유리하다. 따라서 본 발명에 따른 방법을, 광유 등을 위한, 적절하게 표지된 생성물 포장의 진위성을 결정하는 데 또는 (어쩌면 불법인)조작의 여부를 밝히는 데까지도 사용할 수 있다.
측정 함수 I'(λ,c') 또는 비교 함수 I(λ,c)는 통상적으로 가변수의 표본값에 의해 어림되며, 측정 및 비교 함수의 복잡한 프로필에는 다수의 표본값이 사용되는 반면, 더 간단한 프로필에는 측정 및 비교 함수에 보다 더 적은 수의 표본값이 사용된다. 따라서, 의미있는 결과를 얻기 위해서 강도 I' 및 I를 다회 또는 비교적 소수의 상이한 파장 λ만을 측정할 필요가 있다.
따라서, 하기 수학식 I도 하기 수학식 II로 어림잡을 수 있다:
수학식 I
Figure 112007016092223-PCT00002
Figure 112007016092223-PCT00003
여기서 n은 표본값의 수를 나타내고, I'i 및 Ii는 파장 λi에서 각각의 강도를 나타내며, N*은 다시 정상화 인자이다.
특정한 경우에, 상이한 매질에서 각각 비교 함수 및 측정 함수를 결정하는 것도 가능하다. 이는 특히, 적절한 파장 범위에서 매질의 영향이 작고, 따라서 비교 함수 또는 측정 함수가 주로 화학적 화합물 V 또는 V'의 측정 반응에 의해 또는 이것만으로 결정되는 경우에 가능하다.
정상화 인자 N은 상관 함수 K(δλ,c',c)를 의도된 파장 범위로 맞추는 것을 가능케 한다. N은, 통상적으로 K(δλ,c',c)가 0 내지 1의 값을 가지도록 선택되며, a가 0이면 측정 함수 I'(λ,c') 및 비교 함수 I(λ,c) 사이의 상관 관계에 없 음에 해당하고, a가 1이면 최대 콘솔레이션(consolation)에 해당한다. 따라서, 정상화 인자 N(δλ = 0, 즉, 최대 상관 관계를 말함)은 하기와 같다.
Figure 112007016092223-PCT00004
또, 정상화 인자 N*(δλ = 0, 즉, 최대 상관 관계를 말함)은 하기와 같다.
Figure 112007016092223-PCT00005
분광 변위 δλ는 통상적으로, 측정 함수 I'(λ,c') 또는 비교 함수 I(λ,c)가 완전히 또는 거의 완전히 재생되는 파장 범위를 포함한다. 이는 통상적으로, 0 ≤ δλ ≤ 10·FWHM(Full Width half Maximun)의 범위 B이며, 여기서 FWHM은 최대 강도(I'max 또는 Imax)의 절반에서의 측정 함수 I'(λ,c') 또는 비교 함수 I(λ,c)의 폭에 해당한다.
c' 또는 c의 주어진 값에 대한 수학식 I 또는 II에 따라 계산된 δλ의 함수로서, K(δλ,c',c)의 그래프는 일반적으로 도 6a 내지 6e에 도시된 바와 같이 나타난다. I'(λ,c')가 수학식 I의 함수 I(λ,c)로 대체되거나, 또는 I'i(λi,c')가 수학식 II의 함수 Ii(λi,c)로 대체되면, 도 6a에 도시된 바와 같은 무잡음 상관 함수(자기상관 함수)가 얻어진다.
농도 c'가 감소하면, 배경 잡음은 측정 함수 및 상관 함수 K(δλ,c',c) 모두에서 증가한다. 그러나 종래의 통계적 방법의 도움으로, 무잡음 상관 함수가 잡 음적 상관 함수 K(δλ,c',c)의 다회 측정에서 검출될 수 있는 확률을 확립하는 것이 용이하게 가능하다. 예컨대 각각 도 6e의 상관 함수의 그래프 도시와 본질적으로 유사한 50회의 개개의 측정의 통계적 평가는 95% 이상의 상관 관계 인자(따라서, 동일성 검출)를 나타낸다.
화학적 화합물 V 또는 V'의 동일성이 확인되면, 농도 c'를 측정하기 위해 수학식 I을 사용할 수 있다. 정상화 인자 N 또는 N*은 이 경우 1과 같다. 농도 c'는 K(δλ,c',c)의 값으로부터 수적으로 계산할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은, 바람직하게는 액체 또는 고체 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 동일성 또는 비동일성을 결정하기 위해 사용한다.
원칙적으로 화학적 화합물 V' 또는 V는 사용하는 분석 방사선과 상호 작용하는, 매질에 분포되거나 또는 균일하게 분포될 수 있는 임의의 물질일 수 있다. 이 물질은 그 출처에 따라 매질에 반드시 포함되어 있거나, 또는 예를 들어 표지의 목적으로 매질에 일부러 첨가했을 수 있다.
예를 들면 이러한 물질은 매질의 제조 동안 사용된 미량의 촉매 또는 매질의 제조로 인한 부산물일 수 있다(예컨대 용매, 분산액, 플라스틱 등). 천연 생성물, 이를 테면 식물유의 경우, 이 물질들은 오일을 포함하는 식물의 경작 위치를 대표할 수 있다. 따라서 이 물질들의 동일성 또는 비동일성을 결정함으로써 오일의 기원을 확인하거나 부정할 수 있다. 동일한 것을, 예를 들어 유전에 따라 달라지는 전형적인 부수적 구성물의 스펙트럼을 갖는 석유형에 적용한다.
1 이상의 화학적 화합물 V'를 매질, 예컨대 액체에 신중히 첨가했다면, 이렇게 하여 표지된 매질이 진정한 것인지 결정하거나, 또는 가능한 조작을 발견하는 것이 가능하다. 이렇게 하여, 예컨대, 통상적으로 세금 감면 혜택이 있는 연료유를 일반적으로 더 무겁게 과세되는 디젤유와 구별할 수 있으며, 또는 산업 시스템, 예컨대 천연 오일 정유 공장에서 흐르는 액체 생성물을 표지하여 추적할 수 있다. 본 발명의 방법에 따르면 매우 저농도의 1 이상의 화학적 화합물 V'의 측정이 가능하므로, 이 화합물을 저농도로 매질에 첨가할 수 있으며, 따라서 예컨대, 난방유 또는 디젤유의 연소 동안 상기 화합물의 존재로 인한 임의의 가능한 부정적 영향을 막을 수 있다.
마찬가지로, 예를 들어, 정당하게 제조, 과세, 및 판매된 알코올 음료를 불법적으로 제조 및 판매된 물품과 구별할 수 있게 하기 위해 술에 표시할 수 있다. 여기서 중요한 것은 당연히, 인간이 소비하기에 안전한 화학적 화합물 V'가 표지하는 데 사용되어야 한다는 것이다.
또한 1 이상의 화학적 화합물 V'는, 플라스틱 또는 페인트를 표지하는데 사용 가능하다. 이것은 또한 플라스틱 또는 페인트의 진품 또는 위조품을 결정하기 위해, 또는 중고 플라스틱의 재활용을 위한 유형에 따른 분류를 확실히 하기 위해 행해질 수 있다. 1 이상의 화학적 화합물 V', 예컨대 염료를 단지 아주 작은 양으로 첨가할 수 있어 플라스틱 또는 페인트의 물리적 외관에 영향을 주지 않으므로 본 발명에 따른 방법의 증대된 감도는 이 경우에 유리하다.
특히 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법을 액체 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 동일성 또는 비동일성을 결정하기 위해서도 사용할 수 있다.
언급될 수 있는 액체 매질은 특히 유기 액체 및 이들의 혼합물, 예를 들면 알콜, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, sec-부탄올, 펜탄올, 이소펜탄올, 네오펜탄올 또는 헥산올, 글리콜, 예컨대 1,2-에틸렌 글리콜, 1,2- 또는 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-, 2,3- 또는 1,4-부틸렌 글리콜, 디- 또는 트리에틸렌 글리콜 또는 디- 또는 트리프로필렌 글리콜, 에테르 예컨대 메틸 t-부틸 에테르, 1,2-에틸렌 글리콜 모노- 또는 디메틸에테르, 1,2-에틸렌 글리콜 모노- 또는 디에틸 에테르, 3-메톡시프로판올, 3-이소프로폭시프로판올, 테트라히드로푸란 또는 디옥산, 케톤 예컨대 아세톤, 메틸에틸 케톤 또는 디아세톤 알콜, 에스테르 예컨대 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필 또는 아세트산부틸, 지방족 또는 방향족 탄화수소 예컨대 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄, 석유 에테르, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 테트랄린, 데칼린, 디메틸나프탈렌, 백유, 광유 예컨대 가솔린, 등유, 디젤유 또는 난방유, 천연 오일 예컨대 올리브유, 콩기름 또는 해바라기 오일, 또는 천연 또는 합성의 모터, 유압식 또는 기어 오일, 예컨대 자동차 모터 오일 또는 재봉틀 오일, 또는 브레이크 액이다. 이들은 특정 유형의 식물, 예컨대 유채 또는 해바라기를 가공함으로써 생성된 생성물을 포함하도록 의도된다. 이러한 생성물은 용어 "바이오-디젤(bio-diesel)"로도 불린다.
본 발명에 따르면, 광유에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 동일성 또는 비동일성을 결정하기 위해 본 발명의 방법을 사용할 수 있다. 이 경우 에, 1 이상의 화학적 화합물은 특히 바람직하게는 광유에 사용하는 표지 물질이다.
광유에 사용하는 표지 물질은, 스펙트럼의 가시 및 비가시 파장 범위에서(예컨대 NIR에서) 흡수되는 대부분의 물질일 수 있다. 매우 다양한 화합물 종류, 예컨대 프탈로시아닌, 나프탈로시아닌, 니켈-디티올렌 착체, 방향족 아민의 아미늄 화합물, 메틴 염료 및 아줄렌-스콰르산 염료(예컨대 WO 94/02570 A1호, WO 96/10620 A1호, 선행 독일 특허 출원 10 2004 003 791.4호), 및 아조 염료(예컨대 DE 21 29 590 A1호, US 5,252,106호, EP 256 460 A1호, EP 0 509 818 A1호, EP 0 519 270 A2호, EP 0 679 710 A1호, EP 0 803 563 A1호, EP 0 989 164 A1호, WO 95/10581 A1호, WO 95/17483 A1호)가 표지 물질로 제안되었다. 가솔린 또는 광유의 착색/표지를 위한 안트라퀴논 유도체는 문헌 US 2,611,772호, US 2,068,372호, EP 1 001 003 A1호, EP 1 323 811 A2호 및 WO 94/21752 A1호 및 선행 독일 특허 출원 103 61 504.0.호에 개시되어 있다.
광유로부터 추출한 다음 유도 후까지, 시각적으로 또는 분광적으로 탐지 가능한 발색 반응으로 이끌지 않는 물질도 광유에 사용되는 표지 물질로 개시되어 있다. 이러한 표지 물질은 이를 테면, 아닐린 유도체(예컨대 WO 94/11466 A1호) 또는 나프틸아민 유도체 (예컨대 US 4,209,302호, WO 95/07460 A1호)이다. 본 발명에 따른 방법을 사용하여, 사전 유도 없이 아닐린 및 나프틸아민 유도체를 검출하는 것이 가능하다.
표지 물질의 추출 및/또는 추가의 유도는, 인용된 문헌의 일부에서 언급된 바와 같이, 그 색이 시각적으로 또는 분광적으로 보다 잘 결정되도록 발색 반응을 증가시키거나 또는 표지 물질을 농축하기 위해서 가능하지만, 본 방법에 의하면 일반적으로 불필요하다.
문헌 WO 02/50216 A2호에, 그 중에서도 특히 UV-분광적으로 검출된 방향족 카르보닐 화합물이 표지 물질로서 개시되어 있다. 본 발명에 따른 방법의 도움으로, 더 낮은 농도에서 이 화합물들을 검출하는 것이 가능하다.
인용된 문헌에서 개시한 바와 같이, 이 표지 물질을 다른 액체, 예로서 이미 언급된 액체들을 표지하는데도 물론 사용할 수 있다.
상관-분광적으로 상이한 안트라퀴논 염료를 광유에 사용할 표지 물질로서 연구하였다.
A) 안트라퀴논 염료의 제조
실시예 1:
Figure 112007016092223-PCT00006
(CAS No.: 108313-21-9, 몰 질량 797.11; C54H60N4O2λmax = 760 nm (톨루엔))
1,4,5,8-테트라키스[(4-부틸페닐)아미노]-9,10-안트라센디온을 문헌 EP 204 304 A2호에서와 마찬가지로 합성하였다.
이 목적으로, 82.62 g(0.5370 몰)의 4-부틸아닐린(97%)을 제공하였고, 11.42 g(0.0314 몰)의 1,4,5,8-테트라클로로안트라퀴논(95.2%), 13.40 g(0.1365 몰)의 아세트산칼륨, 1.24 g(0.0078 몰)의 무수황산구리(II) 및 3.41 g(0.0315 몰)의 벤질 알콜을 첨가하여 회분을 130℃로 가열하였다. 이를 130℃에서 6.5시간 동안 교반한 다음 170℃로 가열하고, 170℃에서 6시간 동안 다시 교반하였다. 60℃로 냉각 후, 240 ml의 아세톤을 첨가하고 25℃에서 흡인하고, 그 잔류물을 여액이 17 μS의 전도성을 가질 때까지 180 ml의 아세톤으로 먼저 세정한 다음, 850 ml의 물로 세정하였다. 최종적으로, 세정한 잔류물을 건조하였다. 78.4%의 수율에 상응하는 19.62 g의 생성물을 얻었다.
완전히 동일한 방법으로, 1,4,5,8-테트라클로로안트라퀴논을 적합한 방향족 아민과 반응시켜 하기에 열거된 화합물들을 합성하였다:
실시예 2:
Figure 112007016092223-PCT00007
실시예 3:
Figure 112007016092223-PCT00008
실시예 4:
Figure 112007016092223-PCT00009
실시예 5:
Figure 112007016092223-PCT00010
실시예 6:
Figure 112007016092223-PCT00011
실시예 7:
Figure 112007016092223-PCT00012
실시예 8:
Figure 112007016092223-PCT00013
실시예 9:
Figure 112007016092223-PCT00014
실시예 10:
Figure 112007016092223-PCT00015
실시예 11:
Figure 112007016092223-PCT00016
B1) 흡수에서의 안트라퀴논 염료의 상관 분석
도 1은 7 발광 다이오드("발광 다이오드 열" 블록에서 "1" 내지 "7")에 상응하는 7 파장 표본값에 기초한 개략적인 실험 장치를 예로서 개시한다. 강도-안정화된 발광 다이오드 열의 도움으로, 개개의 발광 다이오드의 방사선을 광섬유를 통해서 1 cm 큐벳에 선택적으로 주입하였다. 전도되거나 또는 방출된 빛(형광 또는 인광)은 검출기 1 및 2(실리콘 다이오드)에서 검출된다. 상관 전자공학의 도움으로 검파 신호를 평가하고, 상기에 개시된 바와 같이, 동일성 또는 비동일성을 검사한다. 발광 다이오드 열의 발광 다이오드는 하기의 방출 파장(nm)을 가졌다:
발광 다이오드 1: 600
발광 다이오드 2: 670
발광 다이오드 3: 700
발광 다이오드 4: 770
발광 다이오드 5: 780
발광 다이오드 6: 810
발광 다이오드 7: 880
발광 다이오드의 전력은 1 내지 10 mW 범위로 설정한다.
실시예 1에 따른 안트라퀴논 염료의 흡수 스펙트럼에 대한, 개개의 발광 다이오드에 의해 방출된 방사선의 분광 위치는 표시된 삼각형(세로 좌표 값은 더 기입되지 않음)으로 도 2에 도식적으로 도시되어 있다.
실시예 1에 따른 안트라퀴논 염료를 하기의 농도로 톨루엔에 용해하였다:
계량 (중량으로 ppb)
8877.0
3548.2
1563.7
846.4
470.2
337.9
272.6
154.6
89.3
44.6
계량된 농도를 상관-분석적으로 측정된 농도(중량으로 ppb)에 대하여 각각 선형으로 플롯하면, 도 3에 도시된 바와 같이 높은 상관 인자를 갖는 직선이 얻어진다.
도 4의 로그-로그 도표는, 상관 관계가 낮은 ppb 범위(중량으로)로 계속됨을 도시한다.
같은 측정 장치로, 실시예 2 내지 11의 안트라퀴논 염료(톨루엔에서 비교 농도로)에 대해 유사한 결과를 얻었고, 이 이유로 측정 결과에 상응하는 도면을 작성할 필요는 없다.
화합물의 동일성이 확인되면, 본 발명에 따른 방법은 종래의 분광 측정법보다 이 화합물의 더 저농도를 결정하는 것을 가능케 한다.
B2) 흡수에서의 양이온 시아닌 염료의 상관 분석
도 5a 내지 5e는 양이온 시아닌 염료의 희석 계열로 얻은 흡수 스펙트럼을 도시한다. 도 5b 내지 5e에서 가로좌표 값 범위는 도 5a에서의 가로좌표 값 범위에 상응한다. 따라서 가로좌표에 대한 설명은 도 5b 내지 5e에서 생략한다. 상대 농도는 1.0(도 5a; 최대 흡수점에서의 상대 흡광: E = 1), 0.1(도 5b; 최대 흡수점에서의 상대 흡광: E = 0.1), 0.01(도 5c; 최대 흡수점에서의 상대 흡광: E = 0.01), 0.002(도 5d; 최대 흡수점에서의 상대 흡광: E = 0.002) 및 0.001(도 5e; 최대 흡수점에서의 상대 흡광: E = 0.001)이었다. 염료에 의한 흡수가 도 5a 내지 5c의 스펙트럼에서 여전히 검출되더라도, 도 5d 및 5e는 검출 한계에 도달하거나 또는 그 이하로 떨어진다.
도 6a 내지 6e은 도 5a 내지 5e에서의 스펙트럼에 상응하는 상관 함수를 도시한다. 도 6b 내지 6e의 세로좌표 및 가로좌표 값 범위는 도 5a의 세로좌표 및 가로좌표 값 범위에 상응하므로, 축에 대한 설명은 도 6b 내지 6e로부터 생략한다. 상관값 K(δλ,c',c)는 약 -0.001 내지 0.001의 범위 내에 있지만, 세로좌표로 평행선을 이동시키고 눈금을 변경함으로써 임의의 다른 값 범위, 예컨대 0 내지 1로 전환시킬 수 있다.
상관 함수의 전형적인 단계 프로필은 도 6a 내지 6d에서 분명히 볼 수 있다. 상기에 언급한 바와 같이, 도 6e에 도시된 상관 관계는 연구하는 화합물의 동정에 관한 긍정적인 결과를 제공한다.
도 6a 내지 6e에 도시된 모든 상관 함수가 단지 한번의 측정에 기초하고 있음도 본원에서 언급되어야 한다. 저농도의 염료로, 측정을 실제로 반복하고 얻어진 측정값을 합하면, 신호/잡음 비가 개선될 수 있어 상관 관계 그래프의 정보 또한 상응하여 개선된다.

Claims (5)

  1. a) 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'를 포함하는 매질을 다양한 파장 λ를 갖는 분석 방사선에 노출시키는 단계, 및
    b) 흡수, 반사, 방출 및/또는 산란된 방사선의 도움으로 스펙트럼 측정 함수 I'(λ)를 결정하는 단계
    에 의하여, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 동일성(indentity) 또는 비동일성(non-identity)을 측정하는 방법으로서, 여기서 상관 함수 K(δλ,c',c)는 하기 수학식 I에 따라 결정되며, 화합물 V' 및 V 사이의 동일성 또는 비동일성은 상관 함수 K(δλ,c',c)에 의하여 결정되는 방법:
    수학식 I
    Figure 112007016092223-PCT00017
    식 중,
    K(δλ,c',c)는 1 이상의 화학적 화합물 V' 및 V의 농도 c' 및 c와 함수 I'(λ,c') 및 I(λ,c)의 상대 전이 δλ에 따라 달라지는 상관 관계를 나타내고,
    c'는 공지되거나 또는 의심되는 동일성을 갖는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 농도를 나타내며,
    c는 공지된 동일성을 갖는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V의 농도를 나타내고,
    I'(λ,c')는 농도 c'를 함유하는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 측정 함수를 나타내며,
    I(λ,c)는 농도 c를 함유하는, 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V의 비교 함수를 나타내고,
    N은 정상화 인자를 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서, 액체 또는 고체 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 동일성 또는 비동일성을 결정하기 위해 사용하는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 액체 매질에 균일하게 분포된 1 이상의 화학적 화합물 V'의 동일성 또는 비동일성을 결정하기 위해 사용하는 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 액체 매질이 광유인 방법.
  5. 제4항에 있어서, 1 이상의 화합물 V 및 1 이상의 화합물 V'가 광유에 사용하는 표지 물질(tagging substance)인 방법.
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