DE3850512T2

DE3850512T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung von bitteren oder riechenden Stoffen.

Info

Publication number: DE3850512T2
Application number: DE3850512T
Authority: DE
Inventors: Yoshio Okahata
Original assignee: Sogo Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Scinics Corp Tokio/tokyo Jp; Ulvac Inc
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2008-03-12
Also published as: EP0282332A3; EP0282332B1; JPS63222248A; EP0282332A2; JP2816550B2; US5447869A; DE3850512D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum quantitativen Nachweis bitterer oder riechender Substanzen und eine Vorrichtung dafür.
Bislang wurde kein Verfahren zum direkten Nachweis bitterer oder riechender Substanzen vorgeschlagen, doch die bitteren oder riechenden Substanzen werden von den Geschmackszellen des Menschen wahrgenommen.
Es ist ein Verfahren zum Nachweis von riechenden Substanzen durch Gaschromatographie bekannt, das so viele Peaks aufweist, daß sie schwierig zu analysieren sind. Reaktive Sensoren werden in der Praxis für spezielle übelriechende Substanzen unter den riechenden Substanzen verwendet, wie beim Nachweis von Alkohol durch Verwendung eines Metalloxids oder dem Nachweis von Propangas durch Umsetzen mit einer -SH Gruppe. Bislang ist jedoch kein Verfahren zum direkten und quantitativen Nachweis einer großen Anzahl an riechenden Substanzen, einschließlich obiger übelriechender Substanzen, bekannt. Es gibt 1000 oder mehr bittere und riechende Substanzen, und die Entwicklung eines Verfahrens für deren selektiven Nachweis wird mit Nachdruck gefordert.
Im japanischen Fachblatt "Science", 54, Nr. 11, S. 669-678 (1984), Kenzo Kurihara beispielsweise wurde ein Mechanismus vorgeschlagen, bei dem bittere Substanzen auf einen Lipid-Zweilagenanteil der Mikrovilli-Membran (im folgenden als Geschmacksrezeptormembran bezeichnet) adsorbiert werden, die aus der Lipid-Zweilage und verschiedenen Proteinarten in den Geschmackszellen besteht, so daß ein Zellpotential der Geschmackszelle depolarisiert wird, um Transfersubstanzen freizusetzen, und daß die Transfersubstanz auf das Geschmacksnervenende einwirkt, um einen Impuls zum Wahrnehmen bitterer Substanzen zu erzeugen. Außerdem wurde ein Mechanismus vorgeschlagen, bei dem riechende Substanzen auf den Lipid-Zweilagenanteil der Geruchsrezeptormembran adsorbiert werden, die aus der Lipid-Zweilage und verschiedenen Proteinarten in Geruchszellen besteht, so daß eine Depolarisierung stattfindet und ein Impuls vom Geruchsnerv erzeugt wird, um die riechenden Substanzen wahrzunehmen.
Beispiele von früher angewendeten Verfahren zum Nachweis von riechenden Substanzen, einschließlich Verfahren, die Kristalloszillatoren verwenden, sind im Journal of Physics E Scientific Instruments, Band 19, Nr. 4, April 1986, S. 271-278 und DE 1673104 (ETILER T.N. and FAITH, Y.G.) geoffenbart. Weiters offenbart Analytical Chemistry, Band 58, Nr. 6, Mai 1986, S. 1206-1209 die Ablagerung von Langmuir Blodgett-Filmen von Stearinsaure und immobilisiertem Antigen auf solchen Kristallen zum Nachweis von Antikörpern in Lösungen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum direkten, quantitativen, selektiven und einfachen Nachweis von bitteren oder riechenden Substanzen ohne Durchführung eines organoleptischen Tests und eine einfache und wirkungsvolle Vorrichtung dafür vorzusehen.
Die vorliegende Erfindung zielt auch darauf ab, ein Verfahren zum Nachweis bitterer oder riechender Substanzen und eine Vorrichtung dafür vorzusehen, die fähig sind, die jeweiligen Bestandteile einer Mischung von bitteren oder riechenden Substanzen separat und selektiv in Echtzeit mit Mustererkennung unter Verwendung einer Vielzahl an einfachen und wirkungsvollen Vorrichtungen dafür nachzuweisen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum direkten Nachweis bitterer oder riechender Substanzen und eine Vorrichtung dafür bereitzustellen, die fähig sind, bittere oder riechende Substanzen präzise im Geruch von 1 bis 10 Nanogramm mittels eines einfachen Verfahrens und einer einfachen Vorrichtung quantitativ nachzuweisen.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zum Nachweis bitterer oder riechender Substanzen vor, welches Verfahren das Adsorbieren der bitteren oder riechenden Substanzen auf einem immobilisierten Zweilagenfilm und den Nachweis der adsorbierten bitteren oder riechenden Substanzen gemäß des in Anspruch 1 dargelegten Verfahrens umfaßt.
Die vorliegende Erfindung sieht auch, wie in Anspruch 2 angeführt, eine Vorrichtung zum Nachweis bitterer oder riechender Substanzen vor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen des Membranpotentials und/oder des Membranwiderstands in einer ersten bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 2 ist ein Graph, der das Ergebnis der Messung des Membranpotentials darstellt;
Fig. 3 ist ein Graph, der das Ergebnis der Messung des Membranwiderstands darstellt;
Fig. 4 ist ein Graph, der die Korrelation zwischen der Schwellenkonzentration der Adsorption bitterer Substanzen und dem Schwellenwert beim Menschen darstellt;
Fig. 5 ist ein Graph, der die Korrelation zwischen der Schwellenkonzentration der Adsorption riechender Substanzen und dem Schwellenwert der Frösche darstellt;
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Messen eines verringerten Frequenzwerts des Kristalloszillators in einer zweiten bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 7 ist ein Graph, der zeitliche Veränderungen der Frequenzveränderungen und der Adsorptionsmengen für bittere Substanzen darstellt;
Fig. 8 ist ein Graph, der zeitliche Veränderungen der Frequenzveränderungen und Adsorptionsmengen für riechende Substanzen darstellt;
Fig. 9 ist ein Graph, der zeitliche Veränderungen der Frequenzveränderungen und Adsorptionsmengen für gasförmige riechende Substanzen darstellt;
Fig. 10 ist ein Graph, der die Korrelation zwischen dem Verteilungskoeffizienten und dem Geruchsschwellenwert beim Menschen darstellt;
Fig. 11 ist ein Graph, der die Korrelation zwischen dem Verteilungskoeffizienten und der Duftintensität darstellt;
Fig. 12 ist ein Graph, der die Korrelation adsorbierter Mengen und Frequenzveränderungen gegenüber der Temperatur darstellt;
Fig. 13 ist ein Graph, der die Korrelation adsorbierter Mengen und Frequenzveränderungen gegenüber der Konzentrationen darstellt;
Fig. 14 ist ein Graph, der die Korrelation zwischen Verteilungskoeffizient und Potenz darstellt;
Fig. 15 ist ein Graph, der die Korrelation zwischen Diffusionskoeffizient und Potenz darstellt;
Fig. 16 ist ein Graph, der die Korrelation zwischen Schwellenwert und Potenz darstellt;
Fig. 17 und 18 sind Graphen, die jeweils die Korrelation zwischen Verteilungskoeffizient und Potenz darstellen;
Fig. 19 ist ein Graph, der die Korrelation zwischen Adsorptionsmenge und Frequenzveränderung gegenüber der Dicke von Zweilagenfilmen darstellt;
Fig. 20 ist ein Graph, der die Korrelation zwischen Temperatur und Verteilungskoeffizient darstellt;
Fig. 21 ist ein Graph, der die Korrelation des Verteilungskoeffizienten und des Diffusionskoeffizienten gegenüber der Temperatur darstellt;
Fig. 22 ist ein Graph, der die Korrelation zwischen Verteilungskoeffizient und Potenz darstellt;
Fig. 23 ist ein Graph, der die Korrelation von adsorbierter Menge und Frequenzveränderung gegenüber der Dicke von Zweilagenfilmen darstellt.
Fig. 24 und 25 sind jeweils Graphen, die die Korrelation zwischen Temperatur und Verteilungskoeffizient darstellen.

Ausführliche Beschreibung

Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten bitteren Substanzen sind nicht speziell beschränkt, solange sie auf den erfindungsgemäßen immobilisierten Zweilagenfilm adsorbiert werden, und sie können Säuren, Salze, usw. enthalten.
Typische Beispiele bitterer Substanzen sind Strychin, Quinin, Nikotin, Phenylthioharnstoff, Papaverin, Coffein, Naringin, Octaacetylsaccarose u. a. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten riechenden Substanzen sind nicht speziell eingeschränkt, solange sie auf den erfindungsgemäßen immobilisierten Zweilagenfilm adsorbiert werden, und sie können Duftstoffe, Anästhetika, übelriechende Substanzen u.ä. enthalten.
Typische Beispiele der riechenden Substanzen sind β-Ionon, aliphatische Alkohole wie Oktanol, Kampfer, Amylacetat, Vanillin, Athylbutylat, Phenol, Aldehyde u.ä.
Typische Beispiele der Duftstoffe sind P-Anisaldehyd, 1-Undecanol, Anisalkohol, Anisol, Phenylethylacetat, Citral, Methylsalicylat, Benzylacetat, Tetrahydrogeraniol, Terpineaol, Geranylacetat u. a.
Beispiele der allgemeinen Anästhetika wie die Verbindungen, die in den oben angeführten Anästhetika eine Narkosewirkung aufweisen, sind in Tabelle 3 aufgelistet. In Tabelle 3 ist die Potenz ein Wert, der die Intensität der Anasthetika anzeigt und wird durch jene Werte dargestellt, die durch die Verwendung von Kaulquappen gewonnen wurden. Tabelle 3 Methanol Ethanol Aceton 1-Propanol Butanon Diethyläther 1-Butanol Paraldehyd Benzylalkohol Chloroform 1-Hexanol Halothan Methoxyfluran 1-Octanol Pentan 1-Nonanol Hexan 1-Decanol
Beispiele der übelriechenden Substanzen umfassen einen üblen Geruch ausströmende Substanzen, die aus Ketonen, Aminen, Iminen oder Aldehyden ausgewählt sind wie Acetaldehyd, organische Säuren u. a., Schwefelverbindungen wie Methylmercaptan, Schwefelwasserstoff, Methansulfid, Methylendisulfid u.ä., Styrol, Mischungen davon, einen üblen Geruch ausströmende Substanzen, die aus verschiedenen Arten von Industrieabfall und Mischungen davon ausgewählt sind, Mundgeruch hervorrufende Substanzen und Mischungen davon u. a.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Zweilagenfilme umfassen jene, die durch Immobilisieren unter Verwendung von Polymeren gewonnen werden können, nämlich (i) synthetische Lipide ausgewählt aus Ammoniumsalzen, Sulfonaten, Carboxylaten in Form von Trialkyl, Dialkyl und/oder Monoalkyl, die durch nachstehende Formel:
dargestellt sind, worin a und b einen hydrophilen Gruppenanteil ausgewählt aus -N&spplus; (CH&sub3;)&sub3;, SO&sub3;&supmin;, PO&sub4;&supmin;, Polyol und Polyäther darstellen, C&sub1;, Cm und Cn einen hydrophoben Gruppenanteil ausgewählt aus einer Alkylgruppe, Fluoralkylgruppe und einer Alkylengruppe mit einer C&sub8; oder einer höheren Kohlenstoffkette darstellen und X ein starres Segment ausgewählt aus einer Diphenylazomethylengruppe, Biphenylgruppe, Naphtalingruppe und Anthracengruppe darstellt; und/oder (ii) natürliche Lipide ausgewählt aus Phosphatidylcholin und Phosphatidylserin.
Spezifische Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten immobilisierten Zweilagenfilms umfassen (i) Filme, bei denen synthetische Lipide und/oder natürliche Lipide mit hochmolekularen Verbindungen wie Polyvinylalkohol, Acetylzellulose - u.ä. vermischt und anschließend vergossen werden; (ii) Filme, die durch Imprägnieren von Poren von Filtern mit einer mikroporösen Struktur wie Millipore-Filter u. a. mit einer Chloroformlösung des synthetischen Lipids und/oder natürlichen Lipids und anschließendem Trocknen entstehen; (iii) Filme, die durch Auflösen eines Polyionkomplex-Pulvers hergestellt sind, das durch Mischen einer wäßrigen Dispersion des synthetischen Lipids und/oder des natürlichen Lipids, das eine hydrophile Kationengruppe aufweist, mit einer wässerigen Lösung eines anionischen Hochpolymers wie Polystyrolsulfonsäure, Heparin, Polyvinylsulfonsäure, Polyacrylsäure, Polyglutaminsäure u.ä. in Chloroform und anschließendem Vergießen entsteht; (iv) Zweilagenfilme, vom Polyionkomplextyp, die aus dem Lipid mit einer hydrophilen Anionengruppe und einem Kationen-Hochpolymer wie Polyallylamin, Polyäthylenimin, quaternäres Polyaminostyrol u.ä. bestehen; und (v) Langmuir-Blodgett-artige Multizweilagenfilme, die aus dem synthetischen Lipid und/oder dem natürlichen Lipid bestehen.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Kristalloszillator oder Piezokristall kann den üblicherweise als Sensor für Schwefeldioxid, Ammoniakgas usw. verwendeten Kristalloszillator oder Piezokristall und SAW-Vorrichtungen umfassen. Eine Mikrowaage mit einer Empfindlichkeit in der Größenordnung von Nanogramm kann anstelle des Kristalloszillators oder Piezokristalls verwendet werden.
Demnach ermöglicht es die vorliegende Erfindung, bittere oder riechende Substanzen direkt, quantitativ, selektiv und einfach nachzuweisen, ohne den herkömmlichen organoleptischen Test durchzuführen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, den direkten, quantitativen, selektiven und einfachen Nachweis von riechenden Substanzen sowohl in der wässerigen Phase als auch in der Gasphase zu ermöglichen und herkömmliche Verfahren zu ersetzen, die lebende Körper als Proben und Lebewesen zum Nachweis von riechenden Substanzen verwenden.
Die vorliegende Erfindung zielt auch darauf ab, den quantitativen Nachweis von bitteren oder riechenden Substanzen mit Präzision in der Größenordnung von 1 bis 10 Nanogramm durch ein einfaches Verfahren und eine einfache Vorrichtung zu ermöglichen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, den separaten und selektiven Nachweis der jeweiligen Bestandteile einer Mischung von bitteren oder riechenden Substanzen in Echtzeit mit Strukturerkennung unter Verwendung einer Vielzahl an einfachen und wirkungsvollen Vorrichtungen dafür zu ermöglichen.
Es folgt eine ausführliche Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen und Beispiele.
Eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung zum Nachweis bitterer oder riechender Substanzen wird bezugnehmend auf Fig. 1 erklärt. In Fig. 1 ist 1 ein immobilisierter Zweilagenfilm, der z. B. am Ende eines Polyäthylenrohres 2 angebracht ist und zwischen einer inneren wässerigen Phase 6, die frei von bitteren oder riechenden Substanzen ist, und einer äußeren wässerigen Phase angeordnet ist, die bittere oder riechende Substanzen enthält, die aus einer Injiziervorrichtung 5 für bittere oder riechende Substanzen injiziert werden; beide Meßsonden des Galvanostaten als Mittel zum Messen des Membranpotentials oder Membranwiderstands sind jeweils in die äußere wässerige Phase 4 und in die innere wässerige Phase 6 eingeführt. In Fig. 1 ist 3 eine Zelle, die die äußere wässerige Phase 4 enthält. Das Membranpotential wird z. B. mittels einer Ag/AgCl/KCl/KClsat-Elektrode gemessen, wobei die innere wässerige Phase 6 5 mM NaCl und die äußere wässerige Phase 4 0,5 mM NaCl enthält. Der Membranwiderstand wird z. B. durch ein LCR-Meßgerät unter Verwendung einer Platinelektrode gemessen, wobei sowohl die innere als auch die äußere wässerige Phase 0,1 M NaCl enthält.
Eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung zum Nachweis bitterer oder riechender Substanzen wird bezugnehmend auf Fig. 6 erklärt. In Fig. 6 ist der immobilisierte Zweilagenfilm auf einer Elektrode 2 mit Silberauflage des Kristalloszillators 1 (oder auf beiden Seiten eines Silberauflagen-Elektroden-Piezokristalls (9 MHz, AT-Schnitt)) gegossen und in der Zelle 3 in deionisiertes Wasser getaucht; bittere oder riechende Substanzen werden darin als Lösung davon durch eine Reizmittel-Injektionsvorrichtung 4 injiziert, Frequenzveränderungen nach dem Injizieren werden durch eine nicht dargestellte Frequenzmeßvorrichtung gemessen, die den Kristalloszillator 1 bildet, und auf dem immobilisierten Zweilagenfilm adsorbierte Mengen bitterer oder riechender Substanzen werden anhand der Proportionalität davon gegenüber den solcherart ermittelten Frequenzveränderungen bestimmt.
Die Selektivität bitterer oder riechender Substanzen gegenüber Arten der den immobilisierte Zweilagenfilm bildenden Doppellage ermöglicht es, die jeweiligen Bestandteile einer Mischung bitterer oder riechender Substanzen in Echtzeit mit Strukturerkennung unter Verwendung einer Vielzahl an Nachweisvorrichtungen umfassend immobilisierte Zweilagenfilme mit jeweils unterschiedlichen Doppellagen separat und selektiv nachzuweisen.

Beispiel 1

Ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Nachweis bitterer oder riechender Substanzen wird nun ausführlich unter Bezugnahme auf Fig. 1-5 erklärt.
In Fig. 1 wird ein immobilisierter Zweilagenfilm 1, der durch Gießen eines Polyionkomplexes zwischen einem Dialkylammoniumsalz-Ion (2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;) und einem (PSS&supmin;) entsteht (oder ein immobilisierter 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Zweilagenfilm 1, der als ein Polyionkomplex aus Dioctadecyldimethyl-Ammoniumbromid 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;Br&supmin; und Natriumpoly(Styrolsulfonat) (PSS&supmin;Na&spplus;) hergestellt ist) aus einer Chloroformlösung auf beide Seiten eines Piezokristalls mit Silberelektrodenauflage 2 (9 MHz; AT-Schnitt) gegossen. Der gegossene Film ist am Ende eines Poläthylenrohres 2 angebracht und in einer 50 ml Zelle 3 in deionisiertes Wasser getaucht. Bittere oder riechende Substanzen werden in die äußere wässerige Phase 4 durch eine Reizmittelinjektions-Vorrichtung 5 injiziert, und das resultierende Membranpotential wird mittels einer Ag/AgCl/KCl&sub5;at Elektrode gemessen, wobei die innere wässerige Phase 6 5 mM NaCl enthält und die äußere wässerige Phase 4 0,5 mM NaCl enthält. Der Membranwiderstand wird durch ein LCR-Meßgerät unter Verwendung einer Platinelektrode gemessen, wobei sowohl die innere als auch die äußere wässerige Phase 0,1 M NaCl enthalten. Papaverin als die bittere Substanz und Oktanol als die riechende Substanz werden in jeweils unterschiedlichen Konzentrationen hinzugefügt, und die resultierenden Membranpotential-Veränderungen und Membranwiderstand-Veränderungen sind jeweils in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt. Fig. 2 und 3 zeigen, daß die Zugabe der bitteren Substanzen wie Papaverin zu geringen oder keinen Veränderungen des Membranwiderstands im gemessenen Konzentrationsbereich 10&supmin;&sup6; bis 10&supmin;³ M führt, und daß sich das Membranpotential nur bei Konzentrationen von 10&supmin;&sup5; M oder höher ändert. Dies zeigt, daß die Veränderung des Membranpotentials aufgrund von Adsorption bitterer Substanzen hauptsächlich durch Grenzflächenpotential bewirkt wird. Hingegen führt die Zugabe von riechenden Substanzen wie Oktanol zu gleichzeitigen Veränderungen des Membranpotentials und des Membranwiderstands im Konzentrationsbereich von 10&supmin;&sup4;M oder höher. Dies läßt vermuten, daß die Adsorption von riechenden Substanzen wie Oktanol zu einer Störung der Struktur des Zweilagenfilms führt, um den Membranwiderstand zu verringern, und daß die Veränderungen des Membranpotentials durch Diffusionspotential-Veränderungen hervorgerufen werden.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, stimmen die Schwellenkonzentrationen, die unter Verwendung des immobilisierten Zweilagenfilms die Veränderungen des Membranpotentials bei bitteren Substanzen hervorrufen, sehr gut mit den Schwellenwerten des Menschen überein. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, stimmen die Schwellenkonzentrationen, die bei riechenden Substanzen Veränderungen des Membranpotentials hervorrufen, sehr gut mit den Membranpotential-erzeugenden Schwellenwerten der Geruchszellen bei Fröschen überein.
Dies ermöglicht es, bittere Substanzen beispielsweise durch Adsorbieren der bitteren Substanzen auf dem immobilisierten Zweilagenfilm und anschließendem Messen der resultierenden Veränderungen des Membranpotentials aufgrund der Adsorption nachzuweisen und riechende Substanzen durch Adsorbieren der riechenden Substanzen auf dem immobilisierten Zweilagenfilm und anschließendem Messen der Veränderungen des Membranpotentials und/oder des Membranwiderstands aufgrund der Adsorption nachzuweisen.
Der immobilisierte Zweilagenfilm wird beispielsweise durch ein Verfahren hergestellt, bei dem ein Dialkylammonium-Salzion und ein Polystyrol-Sulfonsäure-Ion bei 70ºC umgesetzt werden, um Niederschläge des Polyionkomplexes zu bilden; danach erfolgt eine neuerliche Fällung und Trocknung, und die resultierenden Niederschläge werden in Chloroform aufgelöst, um auf ein Substrat gegossen zu werden.

Beispiel 2

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, wird der gleiche immobilisierte 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Zweilagenfilm wie in Beispiel 1 aus einer Chloroformlösung auf beide Seiten eines Piezokristalls mit Silberelektrodenauflage 2 (9 MHz; AT-Schnitt) oder auf eine Silberauflage-Elektrode 2 des Kristalloszillators 1 auf eine Dicke von 0,5 um gegossen und anschließend in deionisiertes Wasser in einer 50 ml Zelle 3 getaucht. Eine Äthanollösung mit Strychnin als bitterer Substanz oder β-Ionon als riechender Substanz wird durch eine Reizmittelinjektions-Vorrichtung 4 injiziert, um Frequenzänderungen aufgrund der Injektion zu messen und um adsorbierte Mengen auf dem immobilisierten Zweilagenfilm anhand der Proportionalität davon gegenüber den jeweiligen Frequenzveränderungen zu bestimmen. Die Messungen erfolgen bei 45ºC und einer Strychnin-Konzentration von 58,3 uM und bei 45ºC und einer β-Ionon-Konzentration von 125 uM. Fig. 7 und 8 zeigen
Frequenzänderungen und Adsorptionsmengen, die daraus als Funktion der Zeit errechnet wurden. Wie aus Fig. 7 und 8 ersichtlich, wird der Kristalloszillator aus der Zelle entfernt und in einer separaten Zelle 200 Sekunden nach dem Beginn der Messungen in destilliertes Wasser getaucht, was dazu führt, daß Desorption des adsorbierten Strychnins oder β-Ionons beobachtet wird. Dies zeigt, daß die Adsorption von bitteren Substanzen wie Strychnin und von riechenden Substanzen wie β-Ionon reversibel ist, und daß der
Kristalloszillator aufgrund leichter Adsorption darauf oder Desorption davon wiederholt verwendet werden kann.
Andererseits, wird zwischen den Geschmacks-Schwellenwerten bei Menschen und den Schwellenkonzentrationen (Cth), bei denen eine Frequenzänderung aufgrund der Adsorption bitterer Substanzen auf dem immobilisierten Zweilagenfilm beobachtet wird, die gleiche Korrelation wie in Fig. 4 gezeigt, festgestellt. Die gleiche Korrelation wie in Fig. 5 kann man zwischen dem Geruchs-Schwellenwerten bei Fröschen und den Schwellenkonzentrationen (Cth) beobachten, bei denen Frequenzveränderungen aufgrund der Adsorption von riechenden Substanzen auf dem immobilisierten Zweilagenfilm festgestellt werden. Die Schwellenkonzentrationen (Cth) sind für jeweilige bittere Substanzen oder riechende Substanzen im Verhältnis zu Frequenzänderungen des Kristalloszillators typisch.

Beispiel 3

Die Experimente von Beispiel 2 werden wiederholt, außer daß sich der immobilisierte Zweilagenfilm im Flüssigkristall-Zustand befindet, was zur Folge hat, daß adsorbierte Mengen erhöht werden.

Beispiel 4

Adsorbierte Mengen an Strychnin als bittere Substanz, β-Ionon als riechende Substanz, Zucker als süße Substanz und Glycin als wohlschmeckende Substanz werden in jener Weise gemessen, die in Beispiel 2 angeführt ist; die solcherart gemessenen adsorbierten Mengen sind in Tabelle 1 als Verteilungskoeffizienten angeführt. Der Verteilungskoeffizient ist ein Verhältnis der adsorbierten Menge eines Reizmittels wie der bitteren oder riechenden Substanz u.ä. auf dem immobilisierten Zweilagenfilm zur Gewichtsmenge des Reizmittels, z. B. der bitteren oder riechenden Substanz u.ä. in der wässerigen Lösung. Die in Tabelle 1 angeführten Ergebnisse zeigen, daß die Adsorption auf dem erfindungsgemäßen immobilisierten Zweilagenfilm hinsichtlich der bitteren und riechenden Substanzen spezifisch und selektiv ist.

Tabelle 1

Reizmittel Verteilungskoeffizient (10&supmin;³)
Strychnin 2,5
β-Ionon 3,0
Zucker 0,01
Glycin 0,02

Beispiel 5

Experimente werden in gleicher Weise wie in Beispiel 2 mit Strychnin als bitterer Substanz in jenen Fällen durchgeführt, wo der immobilisierte Zweilagenfilm, hydrophobes Polystyrol (PSt), hydrophiler Polyvinylalkohol (PVA)-Film und Polymethyl-L-Glutamat (PMLG)-Film als Polyaminosäure auf der Silberauflage-Elektrode 2 des Kristalloszillators oder auf dem Silberelektroden-Auflage-Piezokristall 2 aufgebracht sind, und wo nichts aufgebracht ist, um die adsorbierten Mengen zu messen; die Ergebnisse scheinen in Tabelle 2 als Verteilungskoeffizienten auf. Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, daß Strychnin als bittere Substanz spezifisch und selektiv auf den erfindungsgemäßen immobilisierten Zweilagenfilm adsorbiert sind.

Tabelle 2

Beschichtung Verteilungskoeffizient (10&supmin;³)
Keine 0,03
Immobilisierter Zweilagenfilm 2,5
Polystyren-Film 0,05
Polyvinylalkohol-Film 0,03
Polymethyl-L-Glutamat-Film 0,02

Beispiel 6

Der gleiche mit dem immoblisierten Zweilagenfilm beschichtete Kristalloszillator oder Kristall wie in Beispiel 2 wird an Punkt A in Fig. 9 in eine Zelle gelegt, die im Gegensatz zu der deionisiertes Wasser enthaltenden Zelle von Beispiel 2 mit β-Ionondampf als riechender Substanz gesättigt ist, und die Frequenzänderungen werden wie in Beispiel 2 gemessen, um die adsorbierten Mengen zu bestimmen.
Die Ergebnisse sind aus Fig. 9 ersichtlich. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, nimmt die Frequenz rasch ab und wird dann bald konstant, sobald der beschichtete Kristalloszillator oder Kristall in die Zelle gelegt wird. An Punkt B in Fig. 9 wird der beschichtete Kristalloszillator oder Kristall aus der Zelle in die Atmosphäre gebracht, was dazu führt, daß die Frequenz bald auf denselben Wert wie bei Punkt A in Fig. 9 zurückkehrt, bei dem der beschichtete Kristalloszillator oder Kristall in die Zelle gelegt wird. Die gleichen Experimente wie oben angeführt werden mit N-Oktanol, Isoamylacetat und Äther als riechende Substanzen vorgenommen, wobei auch die Ergebnisse dieselben sind wie oben. Bei der Bestimmung der adsorbierten Mengen anhand der solcherart hervorgerufenen Frequenzänderungen wird die adsorbierte Menge als Verteilungskoeffizient dargestellt, den man durch Dividieren der adsorbierten Menge durch das Gesamtgewicht der in der Gasphase vorhandenen Moleküle der riechenden Substanz erhält, um Unterschiede im Dampfdruck in der Gasphase auszugleichen. Fig. 10 zeigt eine gute Übereinstimmung zwischen dem so errechneten Verteilungskoeffizienten und den Geruchsschwellenwerten bei Menschen.

Vergleichsbeispiel 1

Die gleichen Experimente wie in Beispiel 6 werden wiederholt, außer daß ein unbeschichteter Kristalloszillator oder Kristall verwendet wird, was zur Folge hat, daß geringe oder keine Frequenzänderungen aufgrund der Adsorption riechender Substanzen eintreten.

Vergleichsbeispiel 2

Die gleichen Experimente wie in Beispiel 6 werden wiederholt, außer daß ein mit Polystyren als hydrophobem Polymer beschichteter Kristalloszillator oder Kristall verwendet wird, was dazu führt, daß sehr geringe Frequenzänderungen aufgrund der Adsorption von riechenden Substanzen festzustellen sind.

Beispiel 7

Es werden unter Verwendung von aus Duftstoffen ausgewähltem Benzylacetat, Phenethylacetat, Citral, Anisol, P-Anisaldehyd und 1-Undecanol als riechende Substanzen die gleichen Experimente wie in Beispiel 6 wiederholt. Die Ergebnisse sind in Fig. 11 angeführt. Fig. 11 zeigt, daß zwischen dem Logarithmus des Verteilungskoeffizienten (log P) und der Duftstoffintensität im Verhältnis zum immobilisierten Zweilagenfilm eine gute Korrelation besteht. Die Duftstoffintensität ist eine Intensität, die ermittelt wird, indem der Duftstoffexperte an Gerüchen riecht, die aus jeweiligen Dialkylphthalat-Lösungen von Duftstoffen ausströmen, und Intensitäten der jeweiligen Primärgerüche auf der Grundlage von Citral als Duftstoff empirisch ermittelt.

Beispiel 8

Experimente werden in gleicher Weise wie in Beispiel 2 wiederholt, um die Temperaturabhängigkeit der Frequenzänderung und die Adsorptionsmenge von Strychnin als bitterer Substanz in der 19,3 p.p.m. Strychnin enthaltenden wässerigen Lösung aufzuzeigen. Die Ergebnisse sind in Fig. 12 angeführt. Fig. 12 zeigt, daß die Adsorption auf dem 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Zweilagen-beschichteten Kristall oder Kristalloszillator hoch ist und sich bei Annäherung an 40-45ºC nahe der Phasenübergangstemperatur (Tc = 45ºC) der Lipid-Doppellage auf dem Kristall oder dem Kristalloszillator erhöht. Eine ähnliche Temperaturabhängigkeit wird bei Zugabe verschiedener anderer bitterer Substanzen als Strychnin und riechender Substanzen beobachtet; man stellt auch fest, daß diese Substanzen spezifisch bei Temperaturen in der Nähe von Tc adsorbiert werden, wo Festkörper mit fluiden Flüssigkristallen in den Lipid-Doppellagen nebeneinander bestehen.

Vergleichsbeispiel 3

Die gleichen Experimente wie in Beispiel 8 werden wiederholt, außer daß ein unbeschichteter Kristalloszillator oder Piezokristall verwendet wird, was zur Folge hat, daß ungeachtet der herrschenden Temperatur eine geringe oder keine Frequenzänderung aufgrund von Adsorption des Strychnins festgestellt wird. Die Ergebnisse sind in Fig. 12 angeführt. Eine ähnliche Temperaturabhängigkeit wird bei Zugabe verschiedener anderer bitterer Substanzen als Strychnin und riechender Substanzen beobachtet.

Vergleichsbeispiel 4

Die gleichen Experimente wie in Beispiel 8 werden wiederholt, außer daß ein mit hydrophoben Polystyrol beschichteter Kristalloszillator oder Piezokristall verwendet wird, was dazu führt, daß ungeachtet der herrschenden Temperatur sehr geringe Frequenzänderungen aufgrund der Adsorption von Strychnin zu beobachten sind. Die Ergebnisse sind in Fig. 12 angeführt. Eine ähnliche Temperaturabhängigkeit wird bei Zugabe verschiedener anderer bitterer Substanzen als Strychnin und riechender Substanzen beobachtet.

Beispiel 9

Die Experimente werden in gleicher Weise wie in Beispiel 2 bei 45ºC im Flüssigkristallzustand und bei 20ºC im kristallinen Zustand jeweils in einer wässerigen Halothan-Lösung als Anästhetikum bei einer Konzentration von 9,48·10&supmin;&sup4; (M) durchgeführt. Die Ergebnisse scheinen in Tabelle 4 auf. Die Ergebnisse zeigen, daß sich adsorbierte Mengen erhöhen, wenn sich der beschichtete Film im Flüssigkristallzustand befindet.

Beispiel 10

Die Experimente von Beispiel 9 werden wiederholt, außer daß Cholesterylammonium-Poly(p-Styrolsulfonat) als immobilisierter Zweilagenfilm verwendet wird. Die Ergebnisse sind aus Tabelle 4 ersichtlich.

Beispiel 11

Die Experimente von Beispiel 9 werden wiederholt, außer daß Cetyl-Trimethylammonium-Poly(p-Styrolsulfonat) (CTAB&spplus;/PSS&supmin;) als immobilisierter Zweilagenfilm verwendet wird. Die Ergebnisse sind aus Tabelle 4 ersichtlich.

Vergleichsbeispiel 5

Die Experimente von Beispiel 9 werden bei 45ºC wiederholt, außer daß ein hydrophober Polystyrolfilm anstelle des 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Films als beschichteter Film verwendet wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angeführt.

Vergleichsbeispiel 6

Die Experimente von Beispiel 9 werden bei 45ºC wiederholt, außer daß ein hydrophober Polyvinylchlorid-Film anstelle des 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Films als beschichteter Film verwendet wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angeführt.

Vergleichsbeispiel 7

Die Experimente von Beispiel 9 werden bei 45ºC wiederholt, außer daß ein hydrophiler Polyvinylalkohol-Film anstelle des 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Films als beschichteter Film verwendet wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angeführt.

Vergleichsbeispiel 8

Die Experimente von Beispiel 9 werden wiederholt, außer daß ein Film von Poly(γ-Methyl-L-Glutamat) als Polyaminosäure anstelle des 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Films verwendet wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angeführt. Tabelle 4 Beschichtete Filme Frequenzänderungen Adsorbierte Mengen Teilungskoeffizienten Beispiel Vergleichsbeispiel

Beispiel 12

Die Experimente von Beispiel 2 werden, wie aus Tabelle 3 ersichtlich, unter Verwendung von 18 Anästhetika in jeweils unterschiedlichen Konzentrationen wiederholt. Die Ergebnisse sind in Fig. 13 angeführt. Die jeweiligen Zahlen in Fig. 13 stellen die Nummern der jeweiligen anästhetischen Verbindungen dar. Da man davon ausgeht, daß Frequenzänderungen von 10 Hz oder weniger in den Bereich der Meßfehler fallen, ist die Konzentration bei der Frequenzänderung von 10 Hz als Konzentrationsschwellenwert definiert. Wie aus Fig. 13 ersichtlich, steigen die adsorbierten Mengen bei wachsender Konzentration linear an; dies bedeutet, daß der Verteilungskoeffizient einen konstanten Wert anzeigt, der über dem Schwellenwert liegt. Die Korrelation zwischen dem Logarithmus des so gewonnenen Verteilungskoeffizienten und dem Logarithmus der Potenz der jeweiligen Anästhetika (in Tabelle 3 dargestellt) ist in Fig. 14 dargestellt. Die Korrelation zwischen dem Logarithmus des Diffusionskoeffizienten D und dem Potenzlogarithmus bei Kaulquappen ist in Fig. 15 dargestellt. Die Korrelation zwischen dem Logarithmus des Schwellenwertes und dem Potenzlogarithmus bei Kaulquappen ist in Fig. 16 dargestellt.
Fig. 14 zeigt eine gute Korrelation (Korrelationskoeffizient γ = 0,988) zwischen der Potenz und dem Verteilungskoeffizienten. Dies zeigt, daß das Anästhetikum mit einem höheren Verteilungskoeffizienten als Anästhetikum eine erhöhte Intensität hat, und man kann sagen, daß dies die Erzeugung einer Narkosewirkung durch direkte Adsorption des Anästhetikums auf den Lipid-Film wahrscheinlich macht.

Beispiel 13

Adsorptionsexperimente wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 12 bei 45ºC im Flüssigkristallzustand und bei 20ºC im kristallinen Zustand durchgeführt. Die Korrelation zwischen dem Logarithmus des Verteilungskoeffizienten P und dem Potenzlogarithmus bei Kaulquappen ist in Fig. 17 dargestellt. Fig. 17 zeigt eine gute Korrelation (Korrelationskoeffizient γ = 0,961) zwischen der Potenz und dem Verteilungskoeffizienten bei 20ºC im kristallinen Zustand, zeigt aber auch, daß obige Korrelation im Vergleich zu jener bei 45ºC im Flüssigkristallzustand (Korrelationskoeffizient γ= 0,988) schlecht ist, und daß die Verteilungskoeffizienten insgesamt bei 20ºC niedriger sind als jene bei 45ºC. Dies deutet auf eine direkte Wirkung des Anästhetikums auf das Lipid in der Membran des lebenden Körpers im Flüssigkristallzustand hin.

Vergleichsbeispiel 9

Adsorptionsexperimente mit Anästhetika werden in gleicher Weise wie in Beispiel 12 unter Verwendung eines hydrophoben Polystyrolfilms anstelle des 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Films durchgeführt. Die Korrelation zwischen dem Verteilungskoeffizienten P und der Potenz bei Kaulquappen wird in Fig. 18 gemeinsam mit den Ergebnissen von Beispiel 12 dargestellt. Der Korrelationskoeffizient des Polystyrolfilms beträgt 0,901 und weniger als jener für 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Film (0,988), was zu einer schlechten Korrelation im Vergleich zu jener für 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; führt.

Beispiel 14

Adsorptionsexperimente werden in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 bei 45ºC mit variierenden Filmdicken des 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; gegossenen Films unter Verwendung von Halothan als Anästhetikum bei einer Konzentration von 3,00·10&supmin;&sup4; (M) durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Fig. 19 angeführt. Fig. 19 zeigt, daß sich die adsorbierte Halothan-Menge bei steigender Filmdicke erhöht und daß Halothan in den zu adsorbierenden Film eindringt.

Beispiel 15

Adsorptionsexperimente werden in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 bei verschiedenen Temperaturen unter Verwendung von Halothan als Anästhetikum bei einer Konzentration von 9,5·10&supmin;&sup4; (M) in einer wässerigen Lösung durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Fig. 20 in Form einer Arrhenius-Darstellung angeführt. Fig. 20 zeigt, daß der Verteilungskoeffizient von Halothan auf dem beschichteten Film bei der Phasenübergangs-Temperatur (Tc) des gegossenen 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Films, d. h. im Flüssigkristallzustand, einen Maximalwert hat.
Eine Arrhenius-Darstellung des ermittelten Diffusionskoeffizienten D ist in Fig. 21 dargestellt. Fig. 21 zeigt, daß sich der Diffusionskoeffizient D des 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Films nahe einer Temperatur entscheidend verändert, bei der der Phasenübergang von Kristallen zu Flüssigkristallen stattzufinden beginnt, und man ist der Ansicht, daß die Diffusion darin im Flüssigkristall-Zustand erhöht wird.

Vergleichsbeispiel 10

Die gleichen Adsorptionsexperimente wie in Beispiel 15 werden durchgeführt, außer daß ein Polystyrenfilm anstelle des 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Films verwendet wird. Die Ergebnisse sind in Fig. 20 angeführt; man kann ein Adsorptionsverhalten beobachten, das sich ziemlich von jenem Fall unterscheidet, wo der 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Film verwendet wird.

Beispiele 16-18; Vergleichsbeispiel 11-16

Adsorptionsexperimente werden in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 in der Gasphase unter Verwendung verschiedener gegossener Filme (siehe Tabelle 5) und unter Verwendung von 2 ug Halothan gemäß des Injektionsverfahrens unter den Bedingungen eines Filmgewichts von 20 ug und bei einer Temperatur von 25ºC durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 angeführt. Tabelle 5 zeigt, daß die Verteilungskoeffizienten in der Gasphase recht gut mit jenen in der wässerigen Phase, wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist, übereinstimmen. Tabelle 5 Beschichtete Filme Teilungskoeffizienten Beispiel Polyioncomplexfilm Cholesterylammoniumpoly(p-Styrolsulfonat) CTAB/PSS Hydrophobes Polymer Polyvinylchlorid Hydrophiles Polymer Polyaminosäure Membranprotein Luciferase

Beispiel 19

Adsorptionsexperimente werden- in der Gasphase bei 25ºC unter Verwendung des gleichen gegossenen 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Films wie in Beispiel 2 für 18 in Tabelle 6 dargestellte Anästhetika durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Fig. 22 dargestellt. In Tabelle 6 bedeutet "Potenz" einen Wert, der durch ein Konzentrationsverhältnis der wässerigen Lösung von Anästhetika im wässerigen System bestimmt ist (der Wert von Methanol ist 1,00), während "Potenz (atm)" einen Wert bedeutet, den man durch Umwandeln der im gasförmigen System zu verwendenden "Potenz" erhält, indem der Partialdruck des Anästhetikums in der Gasphase anhand der Konzentration in der wässerigen Lösung davon ermittelt wird und danach das Partialdruckverhältnis ermittelt wird, wobei jenes von Methanol als 1,00 angegeben wird. Fig. 22 zeigt eine recht gute Korrelation zwischen der Potenz (atm) und dem Verteilungskoeffizienten P, obwohl sie nicht so gut ist wie im wässerigen System von Beispiel 12.
Obige Ergebnisse bedeuten, daß die Anästhetika in der wässerigen Phase in den lebenden Körper gelangen müssen, um in klinischen Fällen in Echtzeit verwendet werden zu können, während der Nachweis der Anästhetika in der Gasphase zufriedenstellend ist, was dazu führt, daß sie die ganze Zeit verwendet werden; falls erforderlich, kann die Potenz des Anästhetikums auf etwas ungenaue doch einfache Weise aufgrund des Verteilungskoeffizienten im Gasphasensystem ermittelt werden. Obige Ergebnisse bedeuten weiters, daß eine Konzentration einer anästhetischen Verbindung mit einem bekannten Verteilungskoeffizienten in der Gasphase aufgrund der adsorbierten Menge unter Verwendung eines mit einem Zweilagenfilm beschichteten Oszillators ermittelt werden kann, wobei dies dann nützlich ist, wenn eine genaue Konzentration des Anästhetikums in der Gasphase in biologischen Experimenten und in Anwendungen weiterer Entwicklungen der Anästhetika erforderlich ist. Tabelle 6 Nr. anästhetische Verbindungen Potenz Potenz atm Methanol Ethanol Aceton 1-Propanol Butanon Diethyläther 1-Butanol Paraldehyd Benzylalkohol kChloroform 1-Hexanol Halothan Methoxyfluran 1-Octanol Pentan 1-Nonanol Hexan 1-Decanol

Beispiel 20

Adsorptionsexperimente werden in der Gasphase bei 25ºC unter Verwendung des gleichen gegossenen 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Films wie in Beispiel 2 und unter Verwendung von 2 ul Halothan als Anästhetikum mit variierender Filmdicke durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Fig. 23 angeführt. Fig. 23 zeigt, daß sich bei steigender Filmdicke die Adsorptionsmenge linear vergrößert, und dies zeigt an, daß Halothan in den gegossenen Film eindringt.

Beispiel 21

Adsorptionsexperimente werden- in der Gasphase unter Verwendung des gleichen gegossenen 2C&sub1;&sub8;N&spplus;2C&sub1;/PSS&supmin; Films wie in Beispiel 2 und unter Verwendung von 2 ul Halothan als Anästhetikum bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt. Die Ergebnisse sind aus Fig. 24 gemeinsam mit den Ergebnissen im wässerigen System von Beispiel 15 in Form einer Arrhenius-Darstellung ersichtlich. Fig. 24 zeigt, daß in der Gasphase im Gegensatz zum wässerigen System keine Phasenübergangswirkung festzustellen ist.

Beispiel 22

Die gleichen Adsorptionsexperimente wie in Beispiel 21 werden wiederholt, außer daß β-Ionon als riechende Substanz anstelle von Halothan als Anästhetikum verwendet wird. Die Ergebnisse sind in Fig. 25 gemeinsam mit den Ergebnissen von Halothan ersichtlich. Fig. 25 zeigt, daß eine diskontinuierliche Arrheniusdarstellung nahe der Phasenübergangs-Temperatur Tc festzustellen ist.

Beispiele 23-27

Adsorptionsexperimente werden unter Verwendung des gleichen Kristalloszillators oder Piezokristalls wie in Beispiel 2 und der in Tabelle 7 dargestellten bitteren oder riechenden Substanzen für fünf unterschiedliche, in Tabelle 7 gezeigte immobilisierte Zweilagenfilme durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 als Verteilungskoeffizienten wie in Beispiel 4 angeführt. Die Ergebnisse in Tabelle 7 zeigen, daß adsorbierte Mengen jeweiliger Bestandteile einer Mischung aus bitteren und/oder riechenden Substanzen separat und selektiv in Echtzeit unter Verwendung einer Vielzahl an Nachweisvorrichtungen mit verschiedenen Typen immobilisierter Zweilagenfilme bestimmt werden können. Tabelle 7 Beispiele Immobilisierte Zweilagenfilme adsorbierte Substanzen Nonanol 5-Hydroxy Nonanol α-Naphthol Cholesterol β-Hydroxybenzol 1H,1H,2H,2H-Perfluor-Decanol Beispiel

Claims

1. Verfahren zum Nachweis bitterer oder riechender Substanzen, welches Verfahren die Adsorption der bitteren oder riechenden Substanzen auf einem immobilisierten Zweilagen-Film umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweilagen-Film aus Filmen ausgewählt ist, die durch Immobilisieren von

(i) einem synthetischen Lipid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ammoniumsalzen, Sulfonaten, Carboxylaten in Form von Trialkyl, Dialkyl und/oder Monoalkyl, die durch die nachstehenden Formeln

dargestellt sind, worin a und b einen hydrophilen Gruppenanteil darstellen, ausgewählt aus -N&spplus; (CH&sub3;)&sub3;, SO&sub3;&supmin;, PO&sub4;&supmin;, Polyol und Polyäther, C&sub1;, Cm und Cn einen hydrophoben Gruppenanteil darstellen, ausgewählt aus einer Alkylgruppe, Fluoralkylgruppe und Alkylengruppe mit einer C&sub8;- oder höheren Kohlenstoffkette, und X ein starres Segment darstellt, ausgewählt aus einer Diphenylazomethylengruppe, Biphenylgruppe, Naphthalingruppe und Anthracengruppe und/oder

(ii) einem natürlichen Lipid, das ausgewählt ist aus Phosphatidylcholin und Phosphatidylserin unter Verwendung von Polymeren gewonnen werden können, und dadurch, daß entweder

(a) die resultierenden Veränderungen des Membranpotentials und/oder des Membranwiderstands des Zweilagen-Films aufgrund der Adsorption der bitteren oder riechenden Substanzen gemessen werden, um die bitteren oder riechenden Substanzen nachzuweisen, oder

(b) im Falle, wo der immobilisierte Zweilagen-Film auf eine Elektrode eines Kristalloszillators oder eines Piezokristalls gegossen ist, Frequenzverringerung des Kristalloszillators oder des Piezokristalls aufgrund der Adsorption der bitteren oder riechenden Substanzen gemessen werden, um die bitteren oder riechenden Substanzen nachzuweisen.

2. Vorrichtung zur Verwendung beim Nachweis von bitteren oder riechenden Substanzen, welche Vorrichtung einen immobilisierten Zweilagen-Film zum Adsorbieren der bitteren oder riechenden Substanzen darauf umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweilagen-Film aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Filmen, die durch Immobilisieren von

(i) einem synthetischen Lipid ausgewählt aus Ammoniumsalzen, Sulfonaten, Carboxylaten in Form von Trialkyl, Dialkyl und/oder Monoalkyl, die durch nachstehende Formeln

dargestellt sind, worin a und b einen hydrophilen Gruppenanteil darstellen, ausgewählt aus -N&spplus; (CH&sub3;)&sub3;, SO&sub3;&supmin;, PO&sub4;&supmin;, Polyol und Polyäther, C&sub1;, Cm und Cn einen hydrophoben Gruppenanteil darstellen, ausgewählt aus einer Alkylgruppe, Fluoralkylgruppe und Alkylengruppe mit einer C&sub8;- oder höheren Kohlenstoffkette, und X ein starres Segment darstellt, ausgewählt aus einer Diphenylazomethylengruppe, Biphenylgruppe, Naphthalingruppe und Anthracengruppe; und/oder

(ii) einem natürlichen Lipid, das ausgewählt ist aus Phosphatidylcholin und Phosphatidylserin unter Verwendung von Polymeren gewonnen werden können, und dadurch, daß die Vorrichtung entweder

(a) Mittel zum Messen der resultierenden Veränderungen des Membranpotentials und/oder Membranwiderstands aufgrund der Adsorption der bitteren oder riechenden Substanzen umfaßt, oder

(b) im Falle, wo der Film auf eine Elektrode eines Kristalloszillators oder eines Piezokristalls gegossen ist, die Vorrichtung auch Mittel zum Nachweisen der Frequenzverringerung des Kristalloszillators oder des Piezokristalls aufgrund der Adsorption der bitteren oder riechenden Substanzen umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin das Mittel zum Messen der resultierenden Veränderungen aufgrund der Adsorption der bitteren oder riechenden Substanzen im Membranpotential und/oder Membranwiderstand ein Mittel zum Positionieren des immobilisierten Zweilagen-Films zwischen einer inneren wässerigen Phase, die frei von den bitteren oder riechenden Substanzen ist, und einer äußeren wässerigen Phase, die die bitteren oder riechenden Substanzen enthält, und einen Galvanostaten umfaßt, der Meßsonden besitzt, die jeweils in die innere und die äußere wässerige Phase eingesetzt sind.