TW436622B - A method and a device for determining the specific gravity of a fluid test sample - Google Patents

Description

經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 Δ366 2 2 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 本發明係闞於一流體測試樣本之比重測定。_流體測試 樣本之比重測定在不同領域，如辕造、尿液分析與水純化 上有多種實際上之應用。尤其在尿液分析上，對不同流醴 進入作回應之腎功能測定可藉由量測尿液之比重而進行， 因爲比重爲不同種類溶解溶質之數目、密度、離子電荷與 重量之函數。舉例而言，已有報導指出每增加0.12 Μ之 NaCl濃度，則會發生0.005之相對應比重變化《病人尿液中 鈉濃度增加之偵測對臨床醫師而言，可作爲高血壓風險與 病人飲食控制之指標。 快速且便宜之比重測定（爲離子強度之函數）之習用技術揭 示於美國專利4,318,709中。此技術涉及使用一弱酸或弱鹼 之聚電解質聚合物，其至少有50個百分比被中和，以及一 指示劑，其可對該聚電解質與該所測試流體樣品間之離子 交換產生可偵測到之回應。在美國專利4,376,827中，此技 術已延伸至強酸與強鹼之聚電解質。在美國專利4,670,218 中，揭露一種測定水溶液試樣中離子之存在之手段，其涉 及使該試樣與一離子載體及_指示劑相接觸，而該指示劑 可與該離子載體及離子間形成之錯合物交互作用，產生一 可偵測之回應》此系統中所用離子載體之示例有環醚，一 般係指冠狀鍵。 發明概述 所揭露者爲偵測一流體試樣比重之方法改良，該方法涉 及使試樣與至少約50個百分比中和之酸性或鹼性聚電解質 -4- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. -訂I. Λ366 2 2 A7 87 經濟部中夬榡準局員工消費合作社_製 五、發明説明（2 ). 以及可偵測該聚電解質與流鳢試樣間離子交換所致pH變化 之pH指示劑合併〃該改良涉及將一冠狀醚離子載體引入流 體樣品、聚合物及指示劑之组合中。 發明説明 本發明描述發現利用部分中和之聚電解質聚合物與指示 劑所得之水溶液流體比重測試之靈敏度，因測試系統中包 含冠狀醚離子載體而增加》而本發明並不描述任何機構或 操作理論，改良之靈敏度可爲冠狀醚與聚電解質所同時造 成之可溶鹽錯合之結果。 適用於本發明中之聚電解質包括強酸或強鹼聚電解質， 如聚（苯乙烯磺酸）、聚（乙烯硫酸）、及聚（氣化乙烯苄基銨） 。這些電解質一般與可提供至少約5.5 pH値之緩衝溶液以及 如美國專利4,376,827(併於此以爲參考）中所述之指示劑合併 〇 較佳之聚電解質爲如美國專利4,318,7〇9(併於此以爲參考） 中所述之弱鹼或弱酸者，如聚（丙缔酸）、聚（順丁烯二酸）、 順丁烯二酸/乙烯甲基醚共聚物、聚（甲基丙烯酸）、苯乙烯/ 順丁稀二酸共聚物、聚（乙晞胺）及聚（心乙締p比淀）e Gantrez ®S-97’ 一種順丁烯二酸酐/甲基乙烯鼓共聚物，其部分中 和之形式係爲較佳之用作聚電解質者，因爲其具廣的pKa 範团》 不論聚電解質之選擇爲何_，.其應爲至少約5〇個百分比中 和者，以使質子釋放出而因應鹽陽離子造成pH減少。一 可對聚電解質與流體樣品（典型上爲尿液）間之離子交換產 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂

p 413B^2 2 at B7 五、發明説明（3 ) 生可偵測回慮之指示劑亦被包含在内，適合之指示劑包括 溴瑞香草酚蓝、茜素、溴甲盼紫、酚紅與中性紅。溪瑞香 草酚藍爲較佳之pH指示劑。 適用於本發明中之冠狀酸離子載體包括所有含氧施予原 子之巨環聚酸’該等原子爲富含電子者，-且其因其分子多士 構而可與特殊之陽離子錯合》因爲特殊冠狀謎之獨特尺寸 與幾何形狀，其可與不同離子錯合。在以錯合中，冠狀鍵 中之富含電子氧原子朝向電子缺乏之陽離子，而該鍵之竣 原子片段同時從該陽離子朝向外之方向突出而形成冠狀链 /陽離子錄合物，其於中央帶電」且於周圍處爲疏水性。 適用於本發明中之冠狀鼓之示例包括二苯幷·16_冠_5_氧 醋酸（以下稱爲crown A)、二環己并_16_冠_5_氧醋酸（以下 稱爲crown B)及莕并-15-冠-5(以下稱爲crown c) _ 裝— {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局負工消費合作杜印製

其他適合用作本發明中離子載體之冠狀瞇包括二笨并_18_ ：-6-

Γ r. ^366 2 2 a?

BJ 五、發明説明（4 ) 冠-6 : 18-冠-6 ; 15-冠-5 ; 21-冠-7 ; [2.2_2]-cryptate ; 12-冠. 4 ;苯幷-18-冠-6 ;癸基-18-冠-6 ; 2,6-二甲基吡啶·ΐ8-冠_6 ; 2,6-二曱基苯甲酸-18-冠-6 ;對稱-羥基-二苯并-16-冠_5與幾 基曱基-18-冠-6 ; 1，1〇-二氮-18-冠-6 ; 2,2-雙[(12-冠-4)甲氧 基羰基】-十八烷及單氮·18_冠-6-N-醋酸。 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 本發明之一方面係關於用以偵測尿液中比重之分析測試 片，該片包括一含浸有適當聚電解質聚合物、指示劑與冠 狀醚之吸收載踫β該測試片之吸收載體較佳爲濾紙。其他 適合用作吸收載體者包括毛氈、多孔陶瓷片及如美國專利 3,846,247中所述之織或编之玻璃纖維。亦可用者尚有木材 、布、海綿材料及如美國專利3,552,928中所述之黏土物質 。另外，該吸收載體亦可爲非孔狀材料，如聚合物膜或玻 璃。在片狀物之製備中，其於一有機溶劑（如四氩，夫鳴(JTHF) '甲苯或乙醇）中含浸冠狀瞇溶液。乾燥後，將該片浸入聚 電解質水溶液之第二溶液中。乾燥後，第三次浸泡該片以 提供該指示劑，其典型上由極性有機溶劑與水之混合物所 提供。下表指出較佳與可接受之製備此型三次浸泡片之成 分範固，其中該第一有機溶劑爲THF，該聚電解質爲 Gantrez⑪，該第二有機溶劑爲異丙醇，而該指示劑爲溴瑞 香草紛藍（BTB)» 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） tit 4366 2 2 a7 __._B7五、發明説明（5 ) S G試劑组合物 成分 功能 較佳使用濃度 可接受範圍 THF 加冠狀酸 溶劑 1000 mL 冠狀鍵 增進劑 14.6 g 1-30 g/L 水 加聚電解質 溶劑 1000 mL Gantrez 活性成分 24.2 g 6-75 g pH 滴定 7.6 5.0-8.3 異丙醇 加指示劑 溶劑 50 mL 水 溶劑 50 mL 溴瑞香草酚藍 指示劑染料 r:KTg 0.2-4.0 g !!/. ΐ (請先閲讀背面之；!i意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 本發明藉以下實例進一步説明： 實例I 本實例中所用之試劑片如以下所製備：以上表中所示之冠 狀醚與指示劑溶液使濾紙（204級，Alhstron公司）飽和，在每 一次飽和後於l〇〇t下乾燥10分鐘。利用試劑片背面之雙面 膠將所得之試劑紙组合至試劑片，並使其附著至一聚聚苯 乙烯把手。使用crown A(二笨并-16-冠-5-氧醋酸）、crown B( 二環己幷-16-冠-5-氧醋酸）與crown C(莕并-15·冠-5)之配方 在只含ΒΤΒ與ΒΤΒ及Gantrez聚合物之控制下被製備。將以 此方式所製得之片狀物浸在預:知比重爲1.000及1.025之水中 ，並於浸泡60秒後利用Bayer Diagnostics公司之Clinitqk®-200+反射分光光譜儀於59Q nm下測定顏色變化（以反射率表 示）。此實驗之結果列表於表1中。 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4356 2 2 A7 __B7五、發明説明（6 ) 表1 將冠狀鲢加入BTB染料中 SG 冠狀醜 %厌在590 nm下 配方 g^L 1.000 1.025 △ %R 平均(sd) 平均(sd) BTB 42.8(9.5*) 58.8(4.9*) 16.0 BTB 及 Gantrez 8.2(8.4*) 29.8(4.1*) 21.6 BTB及Crown A 0.15 63.1(1.5) 67.9(1.4) 4.8 BTB 及Crown B 0.15 60.4(2.0) 68.8(1.1) 8.4 BTB及Crown A 20.0 74.5(1.3) 73.5(1.6) 1.0 BTB及Crown B 20.0 75.1(2.0) 73.2(1.8) 1.9 BTB 及Crown C 20.0 74.3(2.9) 73.8(1.1) 1.5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈· 經濟部中央標率局員工消費合作杜印製 20 g/L之 crown B含 0.0437當量 HD02H/L，而目前之 Gantrez 含0.3067當量之C02H/L。SG 1.025溶液藉由加入7.75 g NaCl 至250 mL水中而得。 具冠狀醚與BTB之配方由1.000 SG與1.025 SG測試流體間 之小的Δ %R看來，並不具明顯的陽離子反應。因爲陽離子 反應係於鹽存在下之所產生之顏色，於冠狀醚存在下所觀 察到之陽離子回應之明顯減少代表這些冠狀醚暴露在陽離 子下時不會產生pH之變化。根據此，吾人無法預期冠狀醚可 增加該比重測試之靈敏度，因冠狀醚本身並不偵測離子。 實例II ^ 本實驗中所用之比重測試片-藉遽紙（204級，Ahlstrom公司） 之依序飽和而製得。第一次‘和係用含冠狀醚之四氫吱喃 (THF)混合液，以及不使用冠狀醚之THF控制配方。第二種 浸泡溶液係含24.2 g/L Gantrez聚合物之水，在加入聚合物 前以10 N NaOH將pH調至7.8。最後一次飽和係用於50%異 -9- 、-° Γ Ί 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS) A4規格（210X297公釐） A7 B7 4366 2 2 五、發明説明（7 ) 丙醇與50%水中含1.0 g/L溴瑞香草酚藍（BTB)之混合液。製 備使用crown A、crown B與crown C(前述）之配方。將以此 方式製備之片狀物浸於蒸餘水（SG 1.000)與具1.025之特定比 重之水中，並如前述般測定顏色變化。此實驗之結果摘錄 於表2中。 表2 冠狀瞇加入BTB染料中 %11在 590 nm下 SG 冠狀醚 平均(sd) 平均(sd)

配方_ g/L @SG 1.000 @SG 1,025 A%R BTB 42J(9.5*) 58.8(4.9*) 16.0 BIB 及 Gantrez U(8,4*) 29.8(4.1*) 21.6

BTB.Gantrez及Crown A BTB.Gantrez及Crown A BTB.Gantrez及Crown A BTB.Gantrez及Crown A

BTB.Gantrez及Crown B BTB.Gantrez及Crown B BTB.Gantrez及Crown B BTB.Gantrez及Crown B BTB.Gantrez及Crown C 0.2 9.7(1.1) 31.1(0.9) 21.4 BTB. Gantrez及Crown C 2.0 14.8(3.2) 59.0(2.4) 44.2 BTB.C^ntrez及Crown C 5.0' 31.8(2.5) 62.6(1.4) 30.8 BTB.Gantrez及Crown C 10.0 37.5(9.1) 63.9(0.9) 26.4 *不同天所製之三批試劑之標準誤差。所有其他標準誤差 爲一批試劑者》SG 1.025溶液藉7.75 gNaCl加入250 mL水中 而得。 從表2中，可測得於1.025之SG下所觀察到之％R@ 590 nm -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐> (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 0.2 6.5(0.6) 29.9(1.2) 0.15 ^ 9.6(2.7) 45.7(3,0) 5.0 16.5(9.1*) 57.8(2.0*) 20.0 65.9(4.4) 76.7(1.1) 0.2 7.5(0.6) 33.6(1.3) 2.0 6.4(4.5) 43:6(1.1) 5.0 12.7(1.5) 51.8(2.5) 10.0 13.9(4.3) 60.4(1.8) ^^13 8 2 2 1 5 3·6--1· o·6·7·9·6* 2 3 4 1 2 3 3 4 訂一: 經濟部中央榡準局員工消費合作衽印製 「43662 2 A7 B-7 五、發明説明（8 ) 随冠狀醚濃度之增加而增加》1.000與1.025 SG樣品間之最 大差別於2至10 g/L之冠狀醚間被觀察》具冠狀醚、Gantrez 聚合物與BTB染料之最適配方使比重1.000之流髏與比重 1.025之流體間產生高達47%R之差&可離子化（crown A + B) 及中和之離子載體（crown C)使陽離子回應增加。 將冠狀鍵加入含Gantrez與ΒΤΒ之試剂中所觀察到之陽離 子回應之增加並非所預期者，因爲當具BTB，而非Gantrez 下量測時，crown A、B、C使陽離子回應降低.〇過量冠狀醚 A(>20 g/L)加入會降低陽離子回應。此證明須建立冠狀醚使 用之最適濃度。在crown A之例中，其爲約5. 〇 g/L。crown B 浸泡溶液中之最適滾度爲約10_0 g/L，而crown CA約2.0 g/L 。此増加之陽離子回應爲所欲者，因爲其可改善測試精確 度，其.在不增加變化性下，期示出SG 1.000與SG 1.025測試 樣品間較大之Λ %R » 在表3中所表示出之資料説明當將冠狀鍵加入含Gantrez與 BTB染料之標準配方中時，可得標準曲線。 表3 —-------^裝-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 丁 J·# 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 冠狀醚加入Gantrez與BTB染料中之標準曲線 SG %R@ 590 nm * 無冠狀醚 目前之SG配方中含 2·〇 g/L之冠狀醚C 1.000 6.00 12.50 1.005 7.15 19.40 1.010 9.02 29.03 1.015 12.35 . 47.72 1.020 17.25 ' 52.07 1.025 28.20 60.50 -11 - 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） 436622 A7 B7 五、發明説明（9 從表3中明顯得知，訊號與測試樣品之比重成正比，且該 比例於含與不含冠狀醚之配方間爲一致。在每一例中，含 冠狀醚試劑之訊號比不含冠狀醚試劑之訊號（以％R表示）爲大 (請先53讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂一 r 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 -12- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2! Ο X 297公釐）

Claims (1)

1. 第85106152號專利申請案 A8龄象 Dt Ύ _、申請專利範圍4366 2 2 1. 二 修正丨補充; 經濟部中央標率局貝工消費合作社印«. -種測定流體試樣比f夕古 505 inn-te.^· v 重万去，此方法包括使該試樣與 〇至1 〇〇個百分比經中和.丨圈丁接 電解、# #J^/f基乙婦基謎聚 口 以及作為pH指示劑之溴瑞香草酚藍，其 m選自疒苯并_16冠_5_氧醋酸，二環己并]卜 胁醋酸或$并-15_冠_5所組成之群之冠狀酸離子載 體引入流體樣品、聚合物與指示劑之組合中。 2-根據申请專利範圍第1 Jg $女 图弟1貞心万法，其中該流體試樣為尿 液。 3. -種用以測定流體試樣比重之測試裳置，纟包含一種吸 收性載體’於其内已吸收5(miQG個百分比經中和之順丁 烯—酐/甲基乙烯基醚聚電解質聚合物及作為pH指示劑之 溴瑞香草酚藍、以及選自二苯并_16~冠_5_氧醋酸，二環 己并16趣-5-¾酷故或荅并_15_冠_5所組成之群之冠狀酸 離子載體。 4. 根據申請專利範圍第3項之裝置，其中該吸收性載體為 濾紙。 5. —種用以測定尿液比重之測試片，其包括濾紙，其内已 吸收50至1〇〇個百分比經中和之順丁烯二酐/甲基乙烯基醚 聚電解質、溴瑞香草酚藍與選自包括二苯并_16_冠_5•氧醋 酸、二環己并-16-冠-5-氧醋酸與蕃并-15-冠-5-之冠狀醚。 本紙張尺度適用中國困家梂準（CNS ) A4*t格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j -裝 、訂 補充* 贤日 申請曰期 85. 5. 24. 案 號 85106152 類 別 (以上各棚由本局攻兹）f 436622 A4 C4 中文說明書修正頁(88年2月） I奶專利説明書 稱 名 明型 發新 中 英 新型

   "A METHOD AND A DEVICE FOR DETERMINING THE SPECIFIC GRAVITY OF A FLUID TEST SAMPLE" 姓 名 國 籍 1. 麥克·〗普吉亞 2. 雷納_ A ·艾迪 装 發明 創作 人 住、居所 姓名 (名稱） 均美國 1. 美國印地安納州葛蘭傑市福斯哈洛廣場51621號 2. 美國印地安納州愛克赫提市家園路53965號 美商拜耳公司 訂I Γ 經濟部中央標孪局員工消費合作社印製 國 籍 美國 人 請 中 三 住、居所 (事務所） 代表人 姓名 美國印地安納州愛克赫提市馬爾士大道1884號 尤金尼西蒙納里 本紙張尺度逋用中國國家榡準（CNS )八4現格（21〇x297公釐） 線I 436622 ψ A5 B5 四' 中文發明摘要(·發明之^稱：測定流體受測樣品之比重之方法及裝置 所揭示者為在水溶液系統中’尤其是在尿液中’比重之 測定方法與装置。本發明係利用聚電解質聚合物與PH指示 劑，並加入會增進試劑系統指示流體比重能力之冠狀謎離 子載體，而改善了已知之比重偵測系統β (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁各襴) -裝. 英文發明摘要（發明之名稱： "A METHOD AND A DEVICE FOR ) DETERMINING THE SPECIFIC GRAVITY OF A FLUID TEST SAMPLE" 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印.策 Disclosed are a method and device for the determination of specific gravity in aqueous systems, particularly urine. The invention improves upon the known systems for detecting specific gravity by the use of a polyelectro* lyte polymer and pH indicator by the addition of a crown ether ionophore which enhances the ability of the reagent system to indicate the fluid’s specific gravity. 2- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS)八4規格（2l0x297公釐） 線 第85106152號專利申請案 A8龄象 Dt Ύ _、申請專利範圍4366 2 2 1. 二 修正丨補充; 經濟部中央標率局貝工消費合作社印«. -種測定流體試樣比f夕古 505 inn-te.^· v 重万去，此方法包括使該試樣與 〇至1 〇〇個百分比經中和.丨圈丁接 電解、# #J^/f基乙婦基謎聚 口 以及作為pH指示劑之溴瑞香草酚藍，其 m選自疒苯并_16冠_5_氧醋酸，二環己并]卜 胁醋酸或$并-15_冠_5所組成之群之冠狀酸離子載 體引入流體樣品、聚合物與指示劑之組合中。 2-根據申请專利範圍第1 Jg $女 图弟1貞心万法，其中該流體試樣為尿 液。 3. -種用以測定流體試樣比重之測試裳置，纟包含一種吸 收性載體’於其内已吸收5(miQG個百分比經中和之順丁 烯—酐/甲基乙烯基醚聚電解質聚合物及作為pH指示劑之 溴瑞香草酚藍、以及選自二苯并_16~冠_5_氧醋酸，二環 己并16趣-5-¾酷故或荅并_15_冠_5所組成之群之冠狀酸 離子載體。 4. 根據申請專利範圍第3項之裝置，其中該吸收性載體為 濾紙。 5. —種用以測定尿液比重之測試片，其包括濾紙，其内已 吸收50至1〇〇個百分比經中和之順丁烯二酐/甲基乙烯基醚 聚電解質、溴瑞香草酚藍與選自包括二苯并_16_冠_5•氧醋 酸、二環己并-16-冠-5-氧醋酸與蕃并-15-冠-5-之冠狀醚。 本紙張尺度適用中國困家梂準（CNS ) A4*t格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j -裝 、訂