JP3097869B2 - イオン成分センサー並びに該イオンセンサーの製造方法及び使用方法 - Google Patents
イオン成分センサー並びに該イオンセンサーの製造方法及び使用方法Info
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- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N2021/6434—Optrodes
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- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオン成分検出系に関す
る。より詳細には、本発明は、イオン成分、例えば、血
液等の流体中の水素イオン又はｐＨにより測定されるヒ
ドロキシルイオンを検出するのに有用なセンサー並びに
該センサーの製造方法及び利用法に関する。
る。より詳細には、本発明は、イオン成分、例えば、血
液等の流体中の水素イオン又はｐＨにより測定されるヒ
ドロキシルイオンを検出するのに有用なセンサー並びに
該センサーの製造方法及び利用法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一定の流体中のイオン成分の濃度を測定
することが有利であることがよくある。例えば、医療診
断及び／又は医療治療では、患者の血液又は他の身体の
流体のｐＨ値を測定することがある。このような測定
は、処置中に極めて頻繁に行われ、連続して行われるこ
とさえある。
することが有利であることがよくある。例えば、医療診
断及び／又は医療治療では、患者の血液又は他の身体の
流体のｐＨ値を測定することがある。このような測定
は、処置中に極めて頻繁に行われ、連続して行われるこ
とさえある。
【０００３】生物流体の場合、従来公知のセンサーで
は、予め形成した一体型セルロース膜シートと関連した
色素の螢光特性を利用している。このセンサーでは、セ
ルロース膜に共有結合基を導入するように膜を化学的に
処理する。次に、意図するイオン成分の濃度の変化に伴
い変化する信号を提供するのに適当な螢光色素を上記の
基に共有結合して、色素を膜に付着させる。小さいディ
スクを膜シートから切り取り、そして自体光ファイバー
に近接して配置してあるセンサーカセットのウエルに配
置する。
は、予め形成した一体型セルロース膜シートと関連した
色素の螢光特性を利用している。このセンサーでは、セ
ルロース膜に共有結合基を導入するように膜を化学的に
処理する。次に、意図するイオン成分の濃度の変化に伴
い変化する信号を提供するのに適当な螢光色素を上記の
基に共有結合して、色素を膜に付着させる。小さいディ
スクを膜シートから切り取り、そして自体光ファイバー
に近接して配置してあるセンサーカセットのウエルに配
置する。
【０００４】不透明オーバーコートをディスクの露出面
上に物理的に配置し、そしてカセットに固定、例えば、
熱固定する。ディスクとは物理的に離れているこのオー
バーコートにより、ディスク内の色素を光学的に分離す
ることができる。色素に励起光をあてて色素を励起する
と、螢光を受けて光信号を放出する。この放出光信号
は、光ファイバーによりプロセッサーに伝送され、そこ
で解析して意図するイオン成分の濃度が測定される。
上に物理的に配置し、そしてカセットに固定、例えば、
熱固定する。ディスクとは物理的に離れているこのオー
バーコートにより、ディスク内の色素を光学的に分離す
ることができる。色素に励起光をあてて色素を励起する
と、螢光を受けて光信号を放出する。この放出光信号
は、光ファイバーによりプロセッサーに伝送され、そこ
で解析して意図するイオン成分の濃度が測定される。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】このような膜型センサーに関
する一つの問題は、応答時間に関するものである。この
ようなセンサーは、イオン成分濃度の変化に応答するの
が比較的遅い。センサーの応答時間は、患者の血液を頻
繁又は連続して監視し、そしてこのようなモニタリング
から得られる情報を患者の治療の基礎として使用すると
きには特に重要である。不透明オーバーコートの分離
は、このようなセンサーの応答時間の減少の一因とな
り、そして応答の変動を生じることがあり、信頼性のあ
る信号が提供できない。さらに、別個のオーバーコート
は、使用中に移動する好ましくない傾向があり、そして
熱固定法が血液流経路の無菌性を損なうことがある。イ
オン成分、特に水素イオン又はｐＨにより測定されるヒ
ドロキシルイオン用のより迅速でより信頼性のある耐久
性センサーが有利である。
する一つの問題は、応答時間に関するものである。この
ようなセンサーは、イオン成分濃度の変化に応答するの
が比較的遅い。センサーの応答時間は、患者の血液を頻
繁又は連続して監視し、そしてこのようなモニタリング
から得られる情報を患者の治療の基礎として使用すると
きには特に重要である。不透明オーバーコートの分離
は、このようなセンサーの応答時間の減少の一因とな
り、そして応答の変動を生じることがあり、信頼性のあ
る信号が提供できない。さらに、別個のオーバーコート
は、使用中に移動する好ましくない傾向があり、そして
熱固定法が血液流経路の無菌性を損なうことがある。イ
オン成分、特に水素イオン又はｐＨにより測定されるヒ
ドロキシルイオン用のより迅速でより信頼性のある耐久
性センサーが有利である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】媒体中のイオン成分濃度
を検出するのに有用な新規な組成物、センサー並びに該
組成物の製造方法及び使用方法が見出された。本発明の
組成物により、応答時間が迅速であり、応答が信頼性が
あり、そして物理的に安定で使用中に耐久性があるイオ
ン成分センサー、特にｐＨセンサーが提供される。これ
らの組成物は、単体性を有するとともに、許容される検
出信号を提供し、そして光学的に十分に単離されるよう
に構成する。
を検出するのに有用な新規な組成物、センサー並びに該
組成物の製造方法及び使用方法が見出された。本発明の
組成物により、応答時間が迅速であり、応答が信頼性が
あり、そして物理的に安定で使用中に耐久性があるイオ
ン成分センサー、特にｐＨセンサーが提供される。これ
らの組成物は、単体性を有するとともに、許容される検
出信号を提供し、そして光学的に十分に単離されるよう
に構成する。
【０００７】また、これらの組成物は、流体流経路の無
菌性を損なうことなく効果的に使用することができる。
本発明によるイオン成分センサーの製造方法は、容易で
あるとともに、効果的、特に多数のイオン成分センサー
を製造するのに効果的であり、そして高度に信頼性のあ
る製品を製造できる。本発明の系は、センサーの異なる
部分における材料の化学的な結合を利用する。このよう
な化学結合により、十分な利点を提供するセンサーが製
造できるとともに利用できる。
菌性を損なうことなく効果的に使用することができる。
本発明によるイオン成分センサーの製造方法は、容易で
あるとともに、効果的、特に多数のイオン成分センサー
を製造するのに効果的であり、そして高度に信頼性のあ
る製品を製造できる。本発明の系は、センサーの異なる
部分における材料の化学的な結合を利用する。このよう
な化学結合により、十分な利点を提供するセンサーが製
造できるとともに利用できる。
【０００８】本発明の広い一態様によれば、媒体中のイ
オン成分濃度を検出するのに有用な物質組成物、例え
ば、検出組成物が提供される。この組成物は、媒体中の
意図するイオン成分濃度の変化に応じて変化する信号を
提供するのに有効な量の検出成分と、意図するイオン成
分透過性で、好ましくは検出成分のキャリヤーとして作
用する第一マトリックス材料とを含んでいる第一材料、
例えば、第一層を含んでいる。
オン成分濃度を検出するのに有用な物質組成物、例え
ば、検出組成物が提供される。この組成物は、媒体中の
意図するイオン成分濃度の変化に応じて変化する信号を
提供するのに有効な量の検出成分と、意図するイオン成
分透過性で、好ましくは検出成分のキャリヤーとして作
用する第一マトリックス材料とを含んでいる第一材料、
例えば、第一層を含んでいる。
【０００９】意図するイオン成分透過性である第二マト
リックス材料と、第二材料を効果的に不透明化するのに
有効な量の不透明化剤を含んでなる第二材料、例えば、
第二層が設けられている。第二マトリックス材料は、好
ましくは、不透明化剤用のキャリヤーとして作用し、そ
して不透明化剤用のキャリヤーとして有効な量で存在す
る。第一マトリックス材料と第二マトリックス材料は、
互いに共有結合して、第一材料と第二材料との間に強固
な結合がある。第一材料のオーバーコートと考えること
ができる第二材料は、組成物に欠くことのできない部分
であり、所望の不透明度、例えば、第一材料における検
出成分の光学的分離に所望の不透明度を提供し、しか
も、検出成分の相当の部分が実質的に不透明化剤を含ま
ず、不透明化剤から離れるようにすることができる。
リックス材料と、第二材料を効果的に不透明化するのに
有効な量の不透明化剤を含んでなる第二材料、例えば、
第二層が設けられている。第二マトリックス材料は、好
ましくは、不透明化剤用のキャリヤーとして作用し、そ
して不透明化剤用のキャリヤーとして有効な量で存在す
る。第一マトリックス材料と第二マトリックス材料は、
互いに共有結合して、第一材料と第二材料との間に強固
な結合がある。第一材料のオーバーコートと考えること
ができる第二材料は、組成物に欠くことのできない部分
であり、所望の不透明度、例えば、第一材料における検
出成分の光学的分離に所望の不透明度を提供し、しか
も、検出成分の相当の部分が実質的に不透明化剤を含ま
ず、不透明化剤から離れるようにすることができる。
【００１０】したがって、組成物が使用中に安定で耐久
性があるように構成されているだけでなく、検出成分が
媒体中の意図するイオン成分の濃度に応答して正確で信
頼性のある信号を提供するすることができる。重要なこ
とは、本発明の検出組成物の応答時間が非常に良好であ
ることである。即ち、検出組成物から放出された信号
は、モニターされている媒体中の意図するイオン成分の
濃度の変動に迅速に応答する。
性があるように構成されているだけでなく、検出成分が
媒体中の意図するイオン成分の濃度に応答して正確で信
頼性のある信号を提供するすることができる。重要なこ
とは、本発明の検出組成物の応答時間が非常に良好であ
ることである。即ち、検出組成物から放出された信号
は、モニターされている媒体中の意図するイオン成分の
濃度の変動に迅速に応答する。
【００１１】本発明の別の広い態様によれば、媒体中の
イオン成分濃度を検出するのに有効な装置が提供され
る。本装置は、上記した検出組成物を一定量含んでなる
センサー手段を含んでいる。さらに、本装置は、さら
に、信号を検出成分から伝送できる信号手段、例えば、
一つ以上の光ファイバーを備えている。
イオン成分濃度を検出するのに有効な装置が提供され
る。本装置は、上記した検出組成物を一定量含んでなる
センサー手段を含んでいる。さらに、本装置は、さら
に、信号を検出成分から伝送できる信号手段、例えば、
一つ以上の光ファイバーを備えている。
【００１２】上記した組成物と装置は、媒体中のイオン
成分の濃度を検出する方法に使用できる。この方法は、
上記装置の組成物又はセンサー手段をモニターすべき媒
体と接触させることを含んでいる。検出成分により放出
された信号は、例えば、従来の周知の手法を用いて解析
して、媒体中の意図するイオン成分の濃度を測定する。
成分の濃度を検出する方法に使用できる。この方法は、
上記装置の組成物又はセンサー手段をモニターすべき媒
体と接触させることを含んでいる。検出成分により放出
された信号は、例えば、従来の周知の手法を用いて解析
して、媒体中の意図するイオン成分の濃度を測定する。
【００１３】本発明のさらなる広い態様によれば、媒体
中のイオン成分の濃度を検出するのに有効なセンサーの
製造方法が提供される。この製造方法は、第二組成物を
第一組成物の表面に適応して第一複合組成物を形成する
ことを含んでいる。第一組成物は、第一マトリックス材
料前駆体、好ましくは固体である第一マトリックス材料
前駆体を含んでいる。第二組成物は、第二マトリックス
材料前駆体及び不透明化剤を含んでいる。
中のイオン成分の濃度を検出するのに有効なセンサーの
製造方法が提供される。この製造方法は、第二組成物を
第一組成物の表面に適応して第一複合組成物を形成する
ことを含んでいる。第一組成物は、第一マトリックス材
料前駆体、好ましくは固体である第一マトリックス材料
前駆体を含んでいる。第二組成物は、第二マトリックス
材料前駆体及び不透明化剤を含んでいる。
【００１４】この第一複合組成物は、互いに共有結合す
る第一マトリックス材料と第二マトリックス材料を形成
するのに有効な条件で接触させる。第一マトリックス材
料は、有効量の検出成分を含む検出組成物を形成するの
に有効な条件で検出成分又は検出成分前駆体と接触させ
る。本方法によって製造したセンサーは、上記した検出
組成物の実質的に全ての利点を有している。
る第一マトリックス材料と第二マトリックス材料を形成
するのに有効な条件で接触させる。第一マトリックス材
料は、有効量の検出成分を含む検出組成物を形成するの
に有効な条件で検出成分又は検出成分前駆体と接触させ
る。本方法によって製造したセンサーは、上記した検出
組成物の実質的に全ての利点を有している。
【００１５】本発明の上記した態様及び利点並びに他の
態様及び利点は、以下の詳細な説明及び請求の範囲に記
載されており、特に類似の部分を類似の参照数字で示し
てある添付図面との関連させて考慮すると容易に理解さ
れる。
態様及び利点は、以下の詳細な説明及び請求の範囲に記
載されており、特に類似の部分を類似の参照数字で示し
てある添付図面との関連させて考慮すると容易に理解さ
れる。
【００１６】本発明のイオン成分検出組成物は、第一マ
トリックス材料を含んでいる第一材料、例えば、第一層
と、第二マトリックス材料を含んでいる第二材料、例え
ば、第二層とを含んでいる。これらの２つのマトリック
ス材料は、組成物の少なくとも一つの位置、好ましくは
第一材料と第二材料が互いに物理的に接近するか接触す
る位置又はその付近で互いにに共有結合している。
トリックス材料を含んでいる第一材料、例えば、第一層
と、第二マトリックス材料を含んでいる第二材料、例え
ば、第二層とを含んでいる。これらの２つのマトリック
ス材料は、組成物の少なくとも一つの位置、好ましくは
第一材料と第二材料が互いに物理的に接近するか接触す
る位置又はその付近で互いにに共有結合している。
【００１７】マトリックス材料は、第一材料と第二材料
が互いに物理的に接近する実質的に全ての位置又はそれ
らの近くで互いに共有結合していることが好ましい。一
実施態様において、本発明の検出組成物は、第一材料の
全ての成分を含んでいる第一ゾーンと、第二材料の全て
の成分を含んでいる第二ゾーンとを含んでなる。
が互いに物理的に接近する実質的に全ての位置又はそれ
らの近くで互いに共有結合していることが好ましい。一
実施態様において、本発明の検出組成物は、第一材料の
全ての成分を含んでいる第一ゾーンと、第二材料の全て
の成分を含んでいる第二ゾーンとを含んでなる。
【００１８】この共有結合構造により、使用中に耐久性
のある物理的に安定な検出組成物が提供される。さら
に、そして全く重要なことに、これらの共有結合検出成
分は、非常に信頼性のある検出信号を提供して、そして
モニターされている媒体中の意図するイオン成分の濃度
の変化に対して非常に敏感である。
のある物理的に安定な検出組成物が提供される。さら
に、そして全く重要なことに、これらの共有結合検出成
分は、非常に信頼性のある検出信号を提供して、そして
モニターされている媒体中の意図するイオン成分の濃度
の変化に対して非常に敏感である。
【００１９】検出組成物の第一材料は、モニターしてい
る媒体中の意図するイオン成分の濃度の変動に応答して
変化する信号を提供するのに効果的な量の検出成分と、
この意図するイオン成分を透過する第一マトリックス材
料とを含んでいる。第二材料は、第二マトリックス材料
と、第二材料を、例えば、イオン成分の検出のために、
効果的に不透明化するのに効果的な量の不透明化剤とを
含んでいる。
る媒体中の意図するイオン成分の濃度の変動に応答して
変化する信号を提供するのに効果的な量の検出成分と、
この意図するイオン成分を透過する第一マトリックス材
料とを含んでいる。第二材料は、第二マトリックス材料
と、第二材料を、例えば、イオン成分の検出のために、
効果的に不透明化するのに効果的な量の不透明化剤とを
含んでいる。
【００２０】媒体中のイオン成分の存在に応答して少な
くとも一種の検出成分により提供される信号は、モニタ
ーしている媒体中のイオン成分の濃度の変化とともに変
化する。イオン成分に応答して濃度変動信号を提供する
のに有用な数多くの検出成分は従来の当該技術分野にお
いて公知のものが本発明に使用できる。検出されること
のできるイオン成分としては、例えば、水素イオン（Ｈ
+ ）、ヒドロキシルイオン（ＯＨ- ）、アルカリ金属イ
オン及びアルカリ土類金属等の金属イオン、例えば、カ
リウムイオン（Ｋ+ ）、ナトリウムイオン（Ｎａ+ ）、
リチウムイオン（Ｌｉ+）及びカルシウムイオン（Ｃａ
+ + ）等が挙げられる。
くとも一種の検出成分により提供される信号は、モニタ
ーしている媒体中のイオン成分の濃度の変化とともに変
化する。イオン成分に応答して濃度変動信号を提供する
のに有用な数多くの検出成分は従来の当該技術分野にお
いて公知のものが本発明に使用できる。検出されること
のできるイオン成分としては、例えば、水素イオン（Ｈ
+ ）、ヒドロキシルイオン（ＯＨ- ）、アルカリ金属イ
オン及びアルカリ土類金属等の金属イオン、例えば、カ
リウムイオン（Ｋ+ ）、ナトリウムイオン（Ｎａ+ ）、
リチウムイオン（Ｌｉ+）及びカルシウムイオン（Ｃａ
+ + ）等が挙げられる。
【００２１】検出成分が本発明の系の機能又はモニター
している媒体に顕著な悪影響を及ぼさない限り、いずれ
の適当な検出成分をも用いることができる。検出成分
は、吸光度インジケータ又は螢光インジケータ等の光イ
ンジケータが好ましい。より好ましくは、検出成分は、
螢光インジケータである。
している媒体に顕著な悪影響を及ぼさない限り、いずれ
の適当な検出成分をも用いることができる。検出成分
は、吸光度インジケータ又は螢光インジケータ等の光イ
ンジケータが好ましい。より好ましくは、検出成分は、
螢光インジケータである。
【００２２】本発明は、水素イオン（Ｈ+ ）又はヒドロ
キシルイオン（ＯＨ+ ）の濃度を検出するのに特に有効
である。この実施態様では、媒体のｐＨを最も頻繁に測
定する。適当なｐＨ検出成分としては、数多くの周知の
ｐＨインジケータ及び／又はこのようなインジケータの
官能化誘導体が挙げられる。
キシルイオン（ＯＨ+ ）の濃度を検出するのに特に有効
である。この実施態様では、媒体のｐＨを最も頻繁に測
定する。適当なｐＨ検出成分としては、数多くの周知の
ｐＨインジケータ及び／又はこのようなインジケータの
官能化誘導体が挙げられる。
【００２３】中でも、有用なｐＨ検出成分としては、ヒ
ドロキシピレン３，６，８─三スルホン酸（以下、「Ｈ
ＰＴＳ」又は「ヒドロキシピレン三スルホン酸」と称す
る）及び誘導体、例えば、それらの塩、フエノールフタ
レイン、フルオロセイン、フェノールレッド、クレゾー
ルレッド、パラゾーザニリン、マゼンタレッド、キシレ
ノールブルー、ブロモクレゾールパープル、ブロモフェ
ノールブルー、ブロモチモールブルー、メタクレゾール
パープル、チモールブルー、ブロモフェノールブルー、
ブロモチモールブルー、テトラブロモフェノールブル
ー、ブロムクロルフェノールブルー、ブロモクレゾール
グリーン、クロルフェノールレッド、ｏ−クレゾールナ
フタレイン、チモールフタレイン、メタニルイエロー、
ジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、インジ
ゴブルー、アリザリン、アリザリンイエローＧＧ、アリ
ザリンイエローＲ、コンゴレッド、メチルレッド、メチ
ルオレンジ、オレンジＩ、オレンジII、ナイルブルー
Ａ、エチルビス（２，４─ジニトロフェニル）アセテー
ト、γ─ナフトイベンゼイン、メチルバイオレット６
Ｂ、２，５─ジニトロフェノール及び／又は上記したも
のの種々の官能化誘導体が挙げられる。
ドロキシピレン３，６，８─三スルホン酸（以下、「Ｈ
ＰＴＳ」又は「ヒドロキシピレン三スルホン酸」と称す
る）及び誘導体、例えば、それらの塩、フエノールフタ
レイン、フルオロセイン、フェノールレッド、クレゾー
ルレッド、パラゾーザニリン、マゼンタレッド、キシレ
ノールブルー、ブロモクレゾールパープル、ブロモフェ
ノールブルー、ブロモチモールブルー、メタクレゾール
パープル、チモールブルー、ブロモフェノールブルー、
ブロモチモールブルー、テトラブロモフェノールブル
ー、ブロムクロルフェノールブルー、ブロモクレゾール
グリーン、クロルフェノールレッド、ｏ−クレゾールナ
フタレイン、チモールフタレイン、メタニルイエロー、
ジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、インジ
ゴブルー、アリザリン、アリザリンイエローＧＧ、アリ
ザリンイエローＲ、コンゴレッド、メチルレッド、メチ
ルオレンジ、オレンジＩ、オレンジII、ナイルブルー
Ａ、エチルビス（２，４─ジニトロフェニル）アセテー
ト、γ─ナフトイベンゼイン、メチルバイオレット６
Ｂ、２，５─ジニトロフェノール及び／又は上記したも
のの種々の官能化誘導体が挙げられる。
【００２４】他のイオン成分用の検出成分は、フルオレ
セイン、ジヨードフルオレセイン、ジクロロフルオレセ
イン、フェノサフラニン、ローズベンガル、エオシンＩ
ブルーイッシュ、エオシンイエローイッシュ、マグネソ
ン、タートラジン、エリオクロムブラックＴ、クマリ
ン、アリザリン等をはじめとする有機種から製造でき
る。
セイン、ジヨードフルオレセイン、ジクロロフルオレセ
イン、フェノサフラニン、ローズベンガル、エオシンＩ
ブルーイッシュ、エオシンイエローイッシュ、マグネソ
ン、タートラジン、エリオクロムブラックＴ、クマリ
ン、アリザリン等をはじめとする有機種から製造でき
る。
【００２５】好ましいｐＨ検出成分は、ヒドロキシピレ
ン三スルホン酸、ヒドロキシピレン三スルホン酸の誘導
体及びそれらの混合物である。用いられる検出成分の量
は、モニターしている媒体中の意図するイオン成分の濃
度を測定する際に伝送され、そして解析されるに十分で
ある、例えば、十分な強度を有するイオン成分濃度依存
信号を提供するのに十分なものでなければならない。用
いられる検出成分の具体的な量は、例えば、用いられる
具体的な検出成分、検出されるイオン成分、モニターさ
れる媒体及び用いられるセンサー系の他の成分により異
なる。
ン三スルホン酸、ヒドロキシピレン三スルホン酸の誘導
体及びそれらの混合物である。用いられる検出成分の量
は、モニターしている媒体中の意図するイオン成分の濃
度を測定する際に伝送され、そして解析されるに十分で
ある、例えば、十分な強度を有するイオン成分濃度依存
信号を提供するのに十分なものでなければならない。用
いられる検出成分の具体的な量は、例えば、用いられる
具体的な検出成分、検出されるイオン成分、モニターさ
れる媒体及び用いられるセンサー系の他の成分により異
なる。
【００２６】本発明に有用な第一マトリックス材料及び
／又は第二マトリックス材料は、意図するイオン成分に
透過性であり、そしてモニターされる媒体に実質的に不
溶であることが好ましい。即ち、第一マトリックス材料
及び第二マトリックス材料は、意図するイオン成分がこ
のようなマトリックス材料を物理的に透過できるように
構成しなければならない。マトリックス材料が系の機能
やモニターされる媒体に実質的に悪影響を及ぼさない限
りは、いずれの適当な第一マトリックス材料及び第二マ
トリックス材料を用いてもよい。
／又は第二マトリックス材料は、意図するイオン成分に
透過性であり、そしてモニターされる媒体に実質的に不
溶であることが好ましい。即ち、第一マトリックス材料
及び第二マトリックス材料は、意図するイオン成分がこ
のようなマトリックス材料を物理的に透過できるように
構成しなければならない。マトリックス材料が系の機能
やモニターされる媒体に実質的に悪影響を及ぼさない限
りは、いずれの適当な第一マトリックス材料及び第二マ
トリックス材料を用いてもよい。
【００２７】第一マトリックス材料及び第二マトリック
ス材料の各々は、高分子材料であることが好ましい。モ
ニターする媒体に実質的に不溶であり、そして意図する
イオン成分透過性である高分子親水性ポリマーは、例え
ば、水性媒体をモニターするのに使用される系におい
て、第一マトリックス材料及び／又は第二マトリックス
材料として特に有用である。
ス材料の各々は、高分子材料であることが好ましい。モ
ニターする媒体に実質的に不溶であり、そして意図する
イオン成分透過性である高分子親水性ポリマーは、例え
ば、水性媒体をモニターするのに使用される系におい
て、第一マトリックス材料及び／又は第二マトリックス
材料として特に有用である。
【００２８】このようなポリマーとしては、例えば、セ
ルロース材料、高分子量又は架橋ポリビニルアルコール
（即ち、ＰＶＡ）、デキストラン、架橋デキストラン、
ポリウレタン、四級化ポリスチレン、スルホン化ポリス
チレン、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシアルキル
アクリレート、ポリビニルピロリドン、親水性ポリアミ
ド、ポリエステル並びにそれらの混合物が挙げられる。
ルロース材料、高分子量又は架橋ポリビニルアルコール
（即ち、ＰＶＡ）、デキストラン、架橋デキストラン、
ポリウレタン、四級化ポリスチレン、スルホン化ポリス
チレン、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシアルキル
アクリレート、ポリビニルピロリドン、親水性ポリアミ
ド、ポリエステル並びにそれらの混合物が挙げられる。
【００２９】第二マトリックス材料は架橋されているこ
とが好ましい。第一マトリックス材料と第二マトリック
ス材料の両方が架橋されているのがより好ましい。特に
有用な実施態様においては、第一マトリックス材料は、
セルロース系、とりわけ架橋セルロースである。セルロ
ース系第一マトリックス材料の場合、第二マトリックス
材料は、デキストラン由来のものが好ましく、そして架
橋デキストランがより好ましい。第一マトリックス材料
と第二マトリックス材料の各々、特に第二マトリックス
材料は、一種以上の水溶性材料由来のものでよい。
とが好ましい。第一マトリックス材料と第二マトリック
ス材料の両方が架橋されているのがより好ましい。特に
有用な実施態様においては、第一マトリックス材料は、
セルロース系、とりわけ架橋セルロースである。セルロ
ース系第一マトリックス材料の場合、第二マトリックス
材料は、デキストラン由来のものが好ましく、そして架
橋デキストランがより好ましい。第一マトリックス材料
と第二マトリックス材料の各々、特に第二マトリックス
材料は、一種以上の水溶性材料由来のものでよい。
【００３０】マトリックス材料ポリマーは、必要に応じ
て陰イオン性でも陽イオン性でもよく、従来から周知の
手法を用いてそのように製造できる。例えば、上記ポリ
マー又はそれらの官能化誘導体を、有機スルホン酸、カ
ルボン酸等の酸性成分と反応させて、陰イオンポリマー
を形成してもよいし、有機アミン等の塩基成分と反応さ
せて陽イオンポリマーを形成してもよい。
て陰イオン性でも陽イオン性でもよく、従来から周知の
手法を用いてそのように製造できる。例えば、上記ポリ
マー又はそれらの官能化誘導体を、有機スルホン酸、カ
ルボン酸等の酸性成分と反応させて、陰イオンポリマー
を形成してもよいし、有機アミン等の塩基成分と反応さ
せて陽イオンポリマーを形成してもよい。
【００３１】検出成分は、第一マトリックス材料に、物
理的又は化学的に結合してよい。また、第一材料は、検
出成分と第一マトリックス材料とを含有する物理的混合
物を含むことができる。検出成分は、第一マトリックス
材料に化学的に結合、特に共有結合していることが好ま
しい。
理的又は化学的に結合してよい。また、第一材料は、検
出成分と第一マトリックス材料とを含有する物理的混合
物を含むことができる。検出成分は、第一マトリックス
材料に化学的に結合、特に共有結合していることが好ま
しい。
【００３２】第一マトリックス材料の使用量は、例え
ば、用いられる具体的な第一マトリックス材料により異
なってもよい。このような第一マトリックス材料は、検
出成分用のキャリヤーとして及び／又は第一材料に対し
て追加の容積若しくは物質を提供するフィラーとして作
用するに有効な量で存在することが好ましい。
ば、用いられる具体的な第一マトリックス材料により異
なってもよい。このような第一マトリックス材料は、検
出成分用のキャリヤーとして及び／又は第一材料に対し
て追加の容積若しくは物質を提供するフィラーとして作
用するに有効な量で存在することが好ましい。
【００３３】第一マトリックス材料は意図するイオン成
分透過性であるので、この第一マトリックス材料によ
り、このイオン成分と検出成分との間の相互作用が容易
となり、本明細書中で説明されているイオン成分濃度変
動信号を生じる。検出信号は、第一材料中に実質的に均
一に分布していることが好ましい。
分透過性であるので、この第一マトリックス材料によ
り、このイオン成分と検出成分との間の相互作用が容易
となり、本明細書中で説明されているイオン成分濃度変
動信号を生じる。検出信号は、第一材料中に実質的に均
一に分布していることが好ましい。
【００３４】少なくとも一種の不透明化剤が、例えば、
検出成分の効果的な光学分離のために所望の程度の不透
明度を提供するように作用し、そして本発明の系の機能
やモニターされる媒体に実質的に悪影響を及ぼさない限
りは、いずれの不透明化剤を用いてもよい。
検出成分の効果的な光学分離のために所望の程度の不透
明度を提供するように作用し、そして本発明の系の機能
やモニターされる媒体に実質的に悪影響を及ぼさない限
りは、いずれの不透明化剤を用いてもよい。
【００３５】中でも、本発明において有用な不透明化剤
としては、カーボンブラック、他のカーボンを主成分と
する不透明化剤、酸化第二鉄、金属フタロシアニン等が
挙げられる。このような不透明化剤は、所望の程度の不
透明度を提供、例えば、所望の光学分離を提供するのに
効果的な量で、第二材料に実質的に均一に分散されてい
ることが好ましい。特に有用な不透明化剤はカーボンブ
ラックである。
としては、カーボンブラック、他のカーボンを主成分と
する不透明化剤、酸化第二鉄、金属フタロシアニン等が
挙げられる。このような不透明化剤は、所望の程度の不
透明度を提供、例えば、所望の光学分離を提供するのに
効果的な量で、第二材料に実質的に均一に分散されてい
ることが好ましい。特に有用な不透明化剤はカーボンブ
ラックである。
【００３６】第二マトリックス材料の使用量は、例え
ば、具体的に用いる第二マトリックス材料や不透明化剤
により異なっていてよい。このような第二マトリックス
材料は、キャリヤーやバインダーとして作用して、第二
材料に対して追加の容積や物質を提供することが好まし
い。
ば、具体的に用いる第二マトリックス材料や不透明化剤
により異なっていてよい。このような第二マトリックス
材料は、キャリヤーやバインダーとして作用して、第二
材料に対して追加の容積や物質を提供することが好まし
い。
【００３７】第一材料と第二材料の相対的なサイズや量
は、本発明の検出組成物が本明細書中で説明するように
機能する限りは、広く異なっていてもよい。非常に好ま
しいセンサー応答時間を得るためには、第二材料が第一
材料の量と比較して小さいことが好ましい。第二材料
は、所望の不透明度、例えば、所望の光学分離を有する
検出組成物を提供するのに十分な容積又は厚さを有して
いなけければならないことは言うまでもない。
は、本発明の検出組成物が本明細書中で説明するように
機能する限りは、広く異なっていてもよい。非常に好ま
しいセンサー応答時間を得るためには、第二材料が第一
材料の量と比較して小さいことが好ましい。第二材料
は、所望の不透明度、例えば、所望の光学分離を有する
検出組成物を提供するのに十分な容積又は厚さを有して
いなけければならないことは言うまでもない。
【００３８】有用な実施態様において、血液のｐＨをヒ
ドロキシピレン三スルホン酸検出成分を用いてモニター
し、架橋セルロースを第一マトリックス材料として用
い、架橋デキストランを第二マトリックス材料として用
い、そしてカーボンブラックを不透明化剤として用いる
場合、第二材料又は第二層に対する第一材料又は第一層
の相対的な容積又は厚さは、それぞれ約１：０．０１〜
約１：０．５の範囲が好ましい。
ドロキシピレン三スルホン酸検出成分を用いてモニター
し、架橋セルロースを第一マトリックス材料として用
い、架橋デキストランを第二マトリックス材料として用
い、そしてカーボンブラックを不透明化剤として用いる
場合、第二材料又は第二層に対する第一材料又は第一層
の相対的な容積又は厚さは、それぞれ約１：０．０１〜
約１：０．５の範囲が好ましい。
【００３９】本発明の検出組成物は、以下の方法を用い
て製造することができ、また、その方法で製造すること
が好ましい。一定量、例えば、一枚の第一組成物が提供
される。第一マトリックス材料前駆体を含む第一組成物
は、フレーム又は他の固定具における平らな、例えば、
ガラス表面に位置させて、例えば、取扱い及び／又は処
理を容易にすることが好ましい。
て製造することができ、また、その方法で製造すること
が好ましい。一定量、例えば、一枚の第一組成物が提供
される。第一マトリックス材料前駆体を含む第一組成物
は、フレーム又は他の固定具における平らな、例えば、
ガラス表面に位置させて、例えば、取扱い及び／又は処
理を容易にすることが好ましい。
【００４０】この第一組成物は、得られる第一マトリッ
クス材料が意図するイオン成分透過性であるように、第
一マトリックス材料を十分に多孔性に維持するように作
用する透過剤を含むことが好ましい。この透過剤は、検
出組成物の製造方法や検出組成物に実質的に悪影響を及
ぼさないことが好ましい。例えば、もし第一マトリック
ス材料がセルロースであるならば、特に有用な透過剤は
ジメチルスルホキシド又はＤＭＳＯである。
クス材料が意図するイオン成分透過性であるように、第
一マトリックス材料を十分に多孔性に維持するように作
用する透過剤を含むことが好ましい。この透過剤は、検
出組成物の製造方法や検出組成物に実質的に悪影響を及
ぼさないことが好ましい。例えば、もし第一マトリック
ス材料がセルロースであるならば、特に有用な透過剤は
ジメチルスルホキシド又はＤＭＳＯである。
【００４１】一定量の第二組成物を第一組成物の表面に
適用して、第一複合組成物を形成する。この第二組成物
は、第二マトリックス材料前駆体と不透明化剤とを含ん
でいる。好ましくは、第二マトリックス材料前駆体は、
液体媒体、例えば、水性液体媒体に可溶化する。
適用して、第一複合組成物を形成する。この第二組成物
は、第二マトリックス材料前駆体と不透明化剤とを含ん
でいる。好ましくは、第二マトリックス材料前駆体は、
液体媒体、例えば、水性液体媒体に可溶化する。
【００４２】即ち、第二組成物は、可溶化第二マトリッ
クス材料前駆体、例えば、水溶性デキストランと、不透
明化剤、例えば、カーボンブラックの微粒子を含有する
水性分散液であることが好ましい。また、第二組成物
は、不透明化剤の分散液を実質的に均一に維持するため
に、効果的な量の分散剤を含んでいてもよい。特に有用
な実施態様では、第二組成物は、さらに、第二マトリッ
クス材料前駆体における架橋性部位の一部分と反応して
この前駆体を部分的に架橋するのに効果的な比較的少量
の架橋剤を含んでいる。
クス材料前駆体、例えば、水溶性デキストランと、不透
明化剤、例えば、カーボンブラックの微粒子を含有する
水性分散液であることが好ましい。また、第二組成物
は、不透明化剤の分散液を実質的に均一に維持するため
に、効果的な量の分散剤を含んでいてもよい。特に有用
な実施態様では、第二組成物は、さらに、第二マトリッ
クス材料前駆体における架橋性部位の一部分と反応して
この前駆体を部分的に架橋するのに効果的な比較的少量
の架橋剤を含んでいる。
【００４３】塩基性材料、例えば、水酸化ナトリウムを
第二組成物に含有せしめて、架橋反応を促進してもよ
い。この限定された量の架橋剤を第二組成物に含有せし
めることにより、第二組成物を第一組成物の表面に保持
し、さらに、第一複合組成物の処理が容易になる。
第二組成物に含有せしめて、架橋反応を促進してもよ
い。この限定された量の架橋剤を第二組成物に含有せし
めることにより、第二組成物を第一組成物の表面に保持
し、さらに、第一複合組成物の処理が容易になる。
【００４４】第二組成物を第一組成物に適用し、そして
必要に応じて乾燥後、第一複合組成物を、互いに共有結
合している第一マトリックス材料と第二マトリックス材
料を形成するのに効果的な条件で接触させる。特に有用
な実施態様では、第一複合組成物を架橋材料に作用させ
て、第一マトリックス材料と第二マトリックス材料との
間に架橋を形成させることを含む。
必要に応じて乾燥後、第一複合組成物を、互いに共有結
合している第一マトリックス材料と第二マトリックス材
料を形成するのに効果的な条件で接触させる。特に有用
な実施態様では、第一複合組成物を架橋材料に作用させ
て、第一マトリックス材料と第二マトリックス材料との
間に架橋を形成させることを含む。
【００４５】第一マトリックス材料と第二マトリックス
材料の両方が、第一マトリックス材料と第二マトリック
ス材料との間の架橋結合の他に架橋結合を含むことが好
ましい。即ち、両方のマトリックス材料が架橋してお
り、そして架橋結合によっても共有結合していることが
好ましい。このことは、第一複合組成物を架橋材料溶
液、好ましくは塩基性架橋材料水溶液と接触させること
により達成できる。
材料の両方が、第一マトリックス材料と第二マトリック
ス材料との間の架橋結合の他に架橋結合を含むことが好
ましい。即ち、両方のマトリックス材料が架橋してお
り、そして架橋結合によっても共有結合していることが
好ましい。このことは、第一複合組成物を架橋材料溶
液、好ましくは塩基性架橋材料水溶液と接触させること
により達成できる。
【００４６】所望の架橋結合を形成させて第二複合組成
物を生じさせる。この第二複合組成物は、第二マトリッ
クス材料、例えば、架橋デキストランに共有結合した第
一マトリックス材料、例えば、架橋セルロースを含み、
不透明化剤、例えば、カーボンブラックが第二マトリッ
クス材料に分散している。
物を生じさせる。この第二複合組成物は、第二マトリッ
クス材料、例えば、架橋デキストランに共有結合した第
一マトリックス材料、例えば、架橋セルロースを含み、
不透明化剤、例えば、カーボンブラックが第二マトリッ
クス材料に分散している。
【００４７】媒体中のイオン成分濃度の変化に伴って変
化する信号を提供するのに効果的な量の検出成分を含む
検出組成物を形成するのに効果的な条件で、第一マトリ
ックス材料を検出成分又は検出成分前駆体と接触させ
る。
化する信号を提供するのに効果的な量の検出成分を含む
検出組成物を形成するのに効果的な条件で、第一マトリ
ックス材料を検出成分又は検出成分前駆体と接触させ
る。
【００４８】接触工程には、この接触を一回以上反復し
て第一材料に所望量の検出成分を提供することが含まれ
ていてもよい。検出成分は、第一マトリックス材料と物
理的に混合してもよい。しかしながら、検出成分は、第
一マトリックス材料に化学的に結合、好ましくは共有結
合することが好ましい。
て第一材料に所望量の検出成分を提供することが含まれ
ていてもよい。検出成分は、第一マトリックス材料と物
理的に混合してもよい。しかしながら、検出成分は、第
一マトリックス材料に化学的に結合、好ましくは共有結
合することが好ましい。
【００４９】第一マトリックス材料への検出成分の化学
的結合は、検出成分を第一マトリックス材料上の反応部
位（例えば、セルロースかＰＶＡ上のヒドロキシル基）
へ直接カップリングするか、第一マトリックス材料にカ
ップリングするか化学的に結合する置換基を用いた間接
カップリングにより達成される。
的結合は、検出成分を第一マトリックス材料上の反応部
位（例えば、セルロースかＰＶＡ上のヒドロキシル基）
へ直接カップリングするか、第一マトリックス材料にカ
ップリングするか化学的に結合する置換基を用いた間接
カップリングにより達成される。
【００５０】例えば、アルキルジアミンの一個のアミノ
基と変性セルロース主鎖との間に結合を形成することに
より、アルキルジアミンをまずセルロースの主鎖上のヒ
ドロキシル基の少なくとも一部分に結合することができ
る。これにより、検出成分又は検出成分前駆体との反応
に有用なアルキルジアミンの一個のアミノ官能が残り、
検出成分を第一マトリックス材料に結合させる。
基と変性セルロース主鎖との間に結合を形成することに
より、アルキルジアミンをまずセルロースの主鎖上のヒ
ドロキシル基の少なくとも一部分に結合することができ
る。これにより、検出成分又は検出成分前駆体との反応
に有用なアルキルジアミンの一個のアミノ官能が残り、
検出成分を第一マトリックス材料に結合させる。
【００５１】特に有用な一実施態様において、上記した
第二複合組成物を一回以上検出成分前駆体、例えば、検
出成分前駆体溶液と接触させる。この前駆体は、第二複
合組成物中の第一マトリックス材料と共有結合を形成す
るように選択する。また、この前駆体は、第二複合組成
物中の第二マトリックス材料と共有結合を形成してもよ
い。この接触工程の結果、十分な検出成分が第一マトリ
ックス材料に共有結合して所望の信号を提供する。
第二複合組成物を一回以上検出成分前駆体、例えば、検
出成分前駆体溶液と接触させる。この前駆体は、第二複
合組成物中の第一マトリックス材料と共有結合を形成す
るように選択する。また、この前駆体は、第二複合組成
物中の第二マトリックス材料と共有結合を形成してもよ
い。この接触工程の結果、十分な検出成分が第一マトリ
ックス材料に共有結合して所望の信号を提供する。
【００５２】個々の検出要素は、調製した第二複合材料
のシートから、検出成分を含んでいる第二複合材料の適
当なサイズの部分を除去、例えば、切断することにより
得ることができる。第二複合材料及び／又は個々の検出
要素（一つ以上）を、試験及び／又はスクリーニングし
て、意図するイオン成分の濃度を測定する際の有効性を
測定できる。このような試験により、例えば、検出要素
により提供される信号の強度及び／又は意図するイオン
成分濃度の変化に応じた検出要素の応答時間を測定でき
る。
のシートから、検出成分を含んでいる第二複合材料の適
当なサイズの部分を除去、例えば、切断することにより
得ることができる。第二複合材料及び／又は個々の検出
要素（一つ以上）を、試験及び／又はスクリーニングし
て、意図するイオン成分の濃度を測定する際の有効性を
測定できる。このような試験により、例えば、検出要素
により提供される信号の強度及び／又は意図するイオン
成分濃度の変化に応じた検出要素の応答時間を測定でき
る。
【００５３】もし検出要素が十分なものであるならば、
次に、それを、センサーホルダーにおける開放端キャビ
ティーに少なくとも部分的に配置する。検出要素は、例
えば、接着剤によりセンサーホルダーに固定することが
好ましい。第一材料が開放端キャビティーの底に比較的
近く且つ面して位置させることが好ましく、そして第二
材料がモニターされる媒体に暴露するように、検出要素
を、センサーホルダーに相対して位置させる。
次に、それを、センサーホルダーにおける開放端キャビ
ティーに少なくとも部分的に配置する。検出要素は、例
えば、接着剤によりセンサーホルダーに固定することが
好ましい。第一材料が開放端キャビティーの底に比較的
近く且つ面して位置させることが好ましく、そして第二
材料がモニターされる媒体に暴露するように、検出要素
を、センサーホルダーに相対して位置させる。
【００５４】センサーホルダーは、検出組成物からの信
号が光ファイバーによりプロセッサーに伝送されること
ができるように光ファイバーに近接させて配置し、媒体
中の意図するイオン成分の濃度を上記の信号に基づいて
測定できるようにすることが好ましい。
号が光ファイバーによりプロセッサーに伝送されること
ができるように光ファイバーに近接させて配置し、媒体
中の意図するイオン成分の濃度を上記の信号に基づいて
測定できるようにすることが好ましい。
【００５５】本発明の検出組成物、例えば、個々の検出
要素の形態での検出組成物は、媒体、好ましくは流動媒
体、特に血液中のイオン成分の濃度を検出する方法に有
用である。モニターされる媒体を、検出組成物と接触さ
せる。
要素の形態での検出組成物は、媒体、好ましくは流動媒
体、特に血液中のイオン成分の濃度を検出する方法に有
用である。モニターされる媒体を、検出組成物と接触さ
せる。
【００５６】検出組成物、好ましくは検出組成物の第一
材料中の検出成分が、モニターしている媒体中の意図す
るイオン成分の濃度の変化に応じて変化する信号を放出
する。例えば、螢光検出成分を使用するとき、一波長の
光信号を検出組成物中の検出成分に向ける。
材料中の検出成分が、モニターしている媒体中の意図す
るイオン成分の濃度の変化に応じて変化する信号を放出
する。例えば、螢光検出成分を使用するとき、一波長の
光信号を検出組成物中の検出成分に向ける。
【００５７】この「励起（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）」信
号は、検出成分が螢光を発し、それによりモニターして
いる媒体中の意図するイオン成分の濃度に依存する信号
を放出するように設計される。この「放出（ｅｍｉｓｓ
ｉｏｎ）」信号を、例えば、当該技術分野において公知
の手法を用いて解析して、モニターしている媒体中の意
図するイオン成分の濃度を測定する。
号は、検出成分が螢光を発し、それによりモニターして
いる媒体中の意図するイオン成分の濃度に依存する信号
を放出するように設計される。この「放出（ｅｍｉｓｓ
ｉｏｎ）」信号を、例えば、当該技術分野において公知
の手法を用いて解析して、モニターしている媒体中の意
図するイオン成分の濃度を測定する。
【００５８】特に有用な実施態様において、光ファイバ
ーを使用して検出成分から「放出」信号を伝送する。よ
り詳細には、同じ光ファイバーを用いて、「励起」信号
を検出成分に伝送し、そして検出成分から「放出」信号
を伝送する。
ーを使用して検出成分から「放出」信号を伝送する。よ
り詳細には、同じ光ファイバーを用いて、「励起」信号
を検出成分に伝送し、そして検出成分から「放出」信号
を伝送する。
【００５９】
【実施例】本発明のいくつかの態様を以下の実施例によ
り説明するが、本発明はこれらの実施例のみには限定さ
れない。
り説明するが、本発明はこれらの実施例のみには限定さ
れない。
【００６０】ｐＨセンサーを以下のようにして製造し
た。水溶性デキストラン３００ｍｇと、脱イオン水１５
ｇと、カーボンブラックの微粒子３００ｍｇと、メラス
パースＣＢ０Ｓ４（Ｍｅｒａｓｐｅｒｓｅ ＣＢ０Ｓ
４）の商標で大昭和化学が販売している分散材料１５０
ｍｇとを配合して水性分散液を調製した。この分散液
を、毎回２分間づつ４回超音波混合し、その際、超音波
混合の間に分散液を震盪した。上記の調製／混合操作全
体を通じて、分散液の温度を６０℃未満に維持した。
た。水溶性デキストラン３００ｍｇと、脱イオン水１５
ｇと、カーボンブラックの微粒子３００ｍｇと、メラス
パースＣＢ０Ｓ４（Ｍｅｒａｓｐｅｒｓｅ ＣＢ０Ｓ
４）の商標で大昭和化学が販売している分散材料１５０
ｍｇとを配合して水性分散液を調製した。この分散液
を、毎回２分間づつ４回超音波混合し、その際、超音波
混合の間に分散液を震盪した。上記の調製／混合操作全
体を通じて、分散液の温度を６０℃未満に維持した。
【００６１】水酸化ナトリウム５０重量％を含有する水
溶液１６０ｍｇを、分散液に混合した。次に、エチレン
グリコールジグリシジルエーテル３００ｍｇを分散液に
混合して、バルクオーバーコート材料を生成した。
溶液１６０ｍｇを、分散液に混合した。次に、エチレン
グリコールジグリシジルエーテル３００ｍｇを分散液に
混合して、バルクオーバーコート材料を生成した。
【００６２】グリセロールを浸透させたセルロースの薄
いシート（厚さ約０．０００５インチ）を、水で３回、
毎回最低１０分間洗浄した。この処理で、グリセロール
を実質的に除去した。シートを、ジメチルスルホキシド
２０重量％を含有する水溶液に、攪拌しながら、３０分
間浸漬した。次に、シートを、１０ｃｍ×１０ｃｍのガ
ラスプレート上に置き、そしてガラス棒をシート上にこ
ろがすことにより過剰の液体を除去した。シートでカバ
ーしたガラスプレート上にプラスチックフレームを固定
し、そしてシートを乾燥させた。
いシート（厚さ約０．０００５インチ）を、水で３回、
毎回最低１０分間洗浄した。この処理で、グリセロール
を実質的に除去した。シートを、ジメチルスルホキシド
２０重量％を含有する水溶液に、攪拌しながら、３０分
間浸漬した。次に、シートを、１０ｃｍ×１０ｃｍのガ
ラスプレート上に置き、そしてガラス棒をシート上にこ
ろがすことにより過剰の液体を除去した。シートでカバ
ーしたガラスプレート上にプラスチックフレームを固定
し、そしてシートを乾燥させた。
【００６３】バルクオーバーコート材料２．４ｇを、骨
組シートに一様に適用した。塗工した骨組シートを、通
常のスピンコーターを用いて、乾燥したと思われるまで
約６分間回転させた。回転後、塗工骨組シートを少なく
とも３０分間乾燥させた。
組シートに一様に適用した。塗工した骨組シートを、通
常のスピンコーターを用いて、乾燥したと思われるまで
約６分間回転させた。回転後、塗工骨組シートを少なく
とも３０分間乾燥させた。
【００６４】架橋溶液を以下のように調製した。エチレ
ングリコールジグリシジルエーテル２５ｇと、新たに調
製した０・７５モル濃度の水酸化ナトリウム水溶液１５
ｇとを混合した。ヘキサンジアミン２８重量％を含有す
る水溶液５ｇを、攪拌しながら、周囲温度で１０分間か
けて滴下した。ジメチルズルホキシド５ｇを添加し、そ
して溶液を２５℃の水浴中に配置した。この架橋溶液
を、さらに２０分間攪拌した。
ングリコールジグリシジルエーテル２５ｇと、新たに調
製した０・７５モル濃度の水酸化ナトリウム水溶液１５
ｇとを混合した。ヘキサンジアミン２８重量％を含有す
る水溶液５ｇを、攪拌しながら、周囲温度で１０分間か
けて滴下した。ジメチルズルホキシド５ｇを添加し、そ
して溶液を２５℃の水浴中に配置した。この架橋溶液
を、さらに２０分間攪拌した。
【００６５】架橋溶液７ｇを、フレームに注ぎ、そして
塗工骨組シートと接触させた。周囲温度で４５分間後、
過剰の液体を注ぎだした。この処理シートを、水道水で
洗浄した。処理シートを脱イオン水で２回すすぎ、そし
て水１リットルと、ヘキサンジアミン７０重量％を含有
する水溶液６０ｃｃとを含有する溶液に１５分間浸漬し
た。次に、処理シートを、水で洗浄し、そして必要に応
じて、約４〜１０℃の脱イオン水中に貯蔵した。
塗工骨組シートと接触させた。周囲温度で４５分間後、
過剰の液体を注ぎだした。この処理シートを、水道水で
洗浄した。処理シートを脱イオン水で２回すすぎ、そし
て水１リットルと、ヘキサンジアミン７０重量％を含有
する水溶液６０ｃｃとを含有する溶液に１５分間浸漬し
た。次に、処理シートを、水で洗浄し、そして必要に応
じて、約４〜１０℃の脱イオン水中に貯蔵した。
【００６６】検出成分を以下のようにして処理シートに
含有せしめた。処理シートを、炭酸ナトリウム２．５重
量％を含有する水溶液に５分間浸漬した。次に、処理シ
ートを、ジメチルホルムアミド２３．５容積％を含有す
る水溶液に３分間浸漬した。その後、処理シートを、ア
セトキシピレントリスルホニルクロリド０．０２重量％
を含有するジメチルホルムアミド溶液（１０分間熟成し
たもの）に２．５分間浸漬した。
含有せしめた。処理シートを、炭酸ナトリウム２．５重
量％を含有する水溶液に５分間浸漬した。次に、処理シ
ートを、ジメチルホルムアミド２３．５容積％を含有す
る水溶液に３分間浸漬した。その後、処理シートを、ア
セトキシピレントリスルホニルクロリド０．０２重量％
を含有するジメチルホルムアミド溶液（１０分間熟成し
たもの）に２．５分間浸漬した。
【００６７】この浸漬後、処理シートを水ですすぎ、そ
して炭酸ナトリウム２．５重量％を含有する水溶液です
すいだ。次に、処理シートを、上記の炭酸ナトリウム水
溶液に７０℃で３０分間浸漬した。通常の方法を用い
て、螢光強度について処理シートを試験した。
して炭酸ナトリウム２．５重量％を含有する水溶液です
すいだ。次に、処理シートを、上記の炭酸ナトリウム水
溶液に７０℃で３０分間浸漬した。通常の方法を用い
て、螢光強度について処理シートを試験した。
【００６８】許容できる螢光強度を有する処理シート
を、メタノールに浸漬することにより脱水した。この
後、処理シートを、ピリジン５重量％を含有する新たに
調製した無水酢酸溶液に２０分間浸漬した。この浸漬の
結果、処理シートにおける一定の過剰アミンをアセチル
化した。
を、メタノールに浸漬することにより脱水した。この
後、処理シートを、ピリジン５重量％を含有する新たに
調製した無水酢酸溶液に２０分間浸漬した。この浸漬の
結果、処理シートにおける一定の過剰アミンをアセチル
化した。
【００６９】処理シートをメタノールですすいでアセチ
ル化アミンを除去した。その後、処理シートを、メタン
スルホニルクロリド１０重量％とピリジン１０重量％を
含有するテトラヒドロフラン溶液に２０分間浸漬した。
この浸漬により、処理シートにおけるさらなるアミンを
スルホニル化した。処理シートをメタノールで再びすす
いだ後水ですすいで、スルホニル化アミンを除去した。
ル化アミンを除去した。その後、処理シートを、メタン
スルホニルクロリド１０重量％とピリジン１０重量％を
含有するテトラヒドロフラン溶液に２０分間浸漬した。
この浸漬により、処理シートにおけるさらなるアミンを
スルホニル化した。処理シートをメタノールで再びすす
いだ後水ですすいで、スルホニル化アミンを除去した。
【００７０】次に、処理シートを２０分間水酸化ナトリ
ウム１重量％を含有する水溶液に２０分間入れて、処理
シートの架橋セルロースに形成することのある酢酸エス
テル及びスルホニルエステルを加水分解した。処理シー
トを洗浄後、乾燥させた。もし処理シートを保存する場
合、乾燥前に、グリセロール２０重量％を含有する水溶
液に入れて約４〜１０℃で保存する。
ウム１重量％を含有する水溶液に２０分間入れて、処理
シートの架橋セルロースに形成することのある酢酸エス
テル及びスルホニルエステルを加水分解した。処理シー
トを洗浄後、乾燥させた。もし処理シートを保存する場
合、乾燥前に、グリセロール２０重量％を含有する水溶
液に入れて約４〜１０℃で保存する。
【００７１】一つの開放端を有するキャビティ又はウエ
ルを含んだ透明カセットを準備した。このカセットは、
透明ポリカーボネート製であった。処理シートを乾燥
後、ディスクを処理シートから切り取った。必要に応じ
て、多数のこのようなディスクを単一の処理シートから
切り取り、そして本明細書に説明したディスクと同様の
方法で使用した。
ルを含んだ透明カセットを準備した。このカセットは、
透明ポリカーボネート製であった。処理シートを乾燥
後、ディスクを処理シートから切り取った。必要に応じ
て、多数のこのようなディスクを単一の処理シートから
切り取り、そして本明細書に説明したディスクと同様の
方法で使用した。
【００７２】このディスクは、カセットウエルの断面積
に実質的に対応する十分なサイズ、即ち、直径を有する
ものであった。透明のポリウレタン系接着剤を用いて、
このディスクをウエルに接着して、ディスクの不透明オ
ーバーコート部分又は層をウエルの底から延ばした。
に実質的に対応する十分なサイズ、即ち、直径を有する
ものであった。透明のポリウレタン系接着剤を用いて、
このディスクをウエルに接着して、ディスクの不透明オ
ーバーコート部分又は層をウエルの底から延ばした。
【００７３】図１は、本発明のｐＨセンサーであり、参
照番号１０で示してある。光ファイバー１２を、光伝送
装置１４に接続する。光伝送装置１４は、励起光を発生
する。また、光ファイバー１２を受光装置１６にも接続
する。
照番号１０で示してある。光ファイバー１２を、光伝送
装置１４に接続する。光伝送装置１４は、励起光を発生
する。また、光ファイバー１２を受光装置１６にも接続
する。
【００７４】受光装置１６は、ルバーズ（Ｌｕｂｂｅｒ
ｓ）等による再発行特許第３１，８７９号やハイツマン
（Ｈｅｉｔｚｍａｎ）による米国特許第４，５５７，９
００号に記載されているように、ＨＰＴＳ螢光検出成分
から放出光を受けて解析する。これらの各特許は、本発
明に全面的に利用できる。
ｓ）等による再発行特許第３１，８７９号やハイツマン
（Ｈｅｉｔｚｍａｎ）による米国特許第４，５５７，９
００号に記載されているように、ＨＰＴＳ螢光検出成分
から放出光を受けて解析する。これらの各特許は、本発
明に全面的に利用できる。
【００７５】繊維１２の光学表面１８は、参照番号１２
で示した検出ディスクから間隔を置いて配置されてい
る。検出ディスク２０は、本発明の実施例に記載されて
いるようにして製造する。検出ディスク２０は、不透明
層２２と検出成分層２４を含んでいる。
で示した検出ディスクから間隔を置いて配置されてい
る。検出ディスク２０は、本発明の実施例に記載されて
いるようにして製造する。検出ディスク２０は、不透明
層２２と検出成分層２４を含んでいる。
【００７６】透明ポリウレタン系接着剤層２６により、
検出ディスク２０がウエル２８に接着されている。不透
明層２２と検出成分層２４と接着層２６の厚さの比は、
約１：約５：約１００である。検出ディスク２０を、第
１図に示すように、カセット３０のウエル２８に位置さ
せる。ウエル２８は、一端が開放されており、直円柱側
壁２７と円形底壁２９とを含んでいる。
検出ディスク２０がウエル２８に接着されている。不透
明層２２と検出成分層２４と接着層２６の厚さの比は、
約１：約５：約１００である。検出ディスク２０を、第
１図に示すように、カセット３０のウエル２８に位置さ
せる。ウエル２８は、一端が開放されており、直円柱側
壁２７と円形底壁２９とを含んでいる。
【００７７】ウエル２８は、直径が０．１５インチであ
り、深さが０．０１±０．０００５インチである。不透
明層２２の上表面２３は、カセット３０の内表面３１と
実質的に同一平面となっている。カセット３０は、透明
ポリカーボネート製である。カセット３０を介した流体
流経路の無菌性は、ウエル２８の中に検出ディスク２０
に存在することによっては妨害されない。
り、深さが０．０１±０．０００５インチである。不透
明層２２の上表面２３は、カセット３０の内表面３１と
実質的に同一平面となっている。カセット３０は、透明
ポリカーボネート製である。カセット３０を介した流体
流経路の無菌性は、ウエル２８の中に検出ディスク２０
に存在することによっては妨害されない。
【００７８】使用中、ｐＨをモニターする流動媒体、例
えば、血液を、例えば、カセット３０内のこの媒体を検
出ディスク２０に対して前後に流すことにより検出ディ
スク２０と接触させる。光伝送装置１４からの適当な波
長の励起光を、光ファイバー１２に供給する。
えば、血液を、例えば、カセット３０内のこの媒体を検
出ディスク２０に対して前後に流すことにより検出ディ
スク２０と接触させる。光伝送装置１４からの適当な波
長の励起光を、光ファイバー１２に供給する。
【００７９】この光ファイバーは、励起光を検出ディス
ク２０の方向に伝送する。この励起光が検出成分層２４
中のＨＰＴＳと相互作用することにより、ＨＰＴＳが螢
光を発し、そしてモニターされている媒体のｐＨに依存
する信号を放出する。螢光からの放出光を、光学フィル
ム１２により受光装置１６に伝送する。そこで放出光を
処理し、そして解析して、モニターしている媒体のｐＨ
を測定する。
ク２０の方向に伝送する。この励起光が検出成分層２４
中のＨＰＴＳと相互作用することにより、ＨＰＴＳが螢
光を発し、そしてモニターされている媒体のｐＨに依存
する信号を放出する。螢光からの放出光を、光学フィル
ム１２により受光装置１６に伝送する。そこで放出光を
処理し、そして解析して、モニターしている媒体のｐＨ
を測定する。
【００８０】本発明の種々の具体的な実施例及び実施態
様に関して説明したが、本発明はそれらには限定され
ず、そして特許請求の範囲の範囲内で様々に実施される
ことが理解されるべきである。
様に関して説明したが、本発明はそれらには限定され
ず、そして特許請求の範囲の範囲内で様々に実施される
ことが理解されるべきである。
【図１】本発明によるセンサー装置の概略図である。
１０ ｐＨセンサー １２ 光ファイバー １４ 光伝送装置 １６ 受光装置 １８ 光表面 ２０ 検出ディスク ２２ 不透明層 ２３ 上表面 ２４ 検出成分層 ２６ 透明ポリウレタン系接着層 ２７ 直円柱側壁 ２８ ウエル ２９ 円形底壁 ３０ カセット ３１ 内表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エバン アラン トンプソン アメリカ合衆国，ミネソタ 55144− 1000，セント ポール，スリーエム セ ンター（番地なし) (72)発明者 ジョン ルイス デェクター アメリカ合衆国，ミネソタ 55144− 1000，セント ポール，スリーエム セ ンター（番地なし) (72)発明者 ジェームス フレデリック ファガン アメリカ合衆国，ミネソタ 55144− 1000，セント ポール，スリーエム セ ンター（番地なし) (72)発明者 サンジェイ ラックスマン パティル アメリカ合衆国，ミネソタ 55144− 1000，セント ポール，スリーエム セ ンター（番地なし) (56)参考文献 特開 平１−280250（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−162151（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−157139（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 31/22
Claims (20)
- 【請求項１】 媒体中のイオン成分濃度を検出するのに
有用な物質組成物であって、媒体中のイオン成分濃度の
変化に対応して変化する信号を提供するのに有効な量の
検出成分と、イオン成分透過性である第一マトリックス
とを含んでいる第一材料と、イオン成分透過性である第
二マトリックス材料と、第二材料を効果的に不透明にす
るのに十分な量の不透明化材料とを含んでいる第二材料
とを含んでなり、前記第一マトリックス材料と前記第二
マトリックス材料が互いに共有結合していることを特徴
とする物質組成物。 - 【請求項２】 前記第一マトリックス材料と前記第二マ
トリックス材料の両方が高分子物質であることを特徴と
する請求項１の物質組成物。 - 【請求項３】 前記第一マトリックス材料と前記第二マ
トリックス材料は、化学組成が異なることを特徴とする
請求項１の物質組成物。 - 【請求項４】 前記第二マトリックス材料が架橋してい
ることを特徴とする請求項１の物質組成物。 - 【請求項５】 前記第一マトリックス材料と第二マトリ
ックス材料の両方が架橋していることを特徴とする請求
項１の物質組成物。 - 【請求項６】 前記第一マトリックス材料がセルロース
性であることを特徴とする請求項１の物質組成物。 - 【請求項７】 前記第二マトリックス材料がデキストラ
ン由来のものであることを特徴とする請求項１の物質組
成物。 - 【請求項８】 前記イオン成分がＨ+ 又はＯＨ- である
ことを特徴とする請求項１の物質組成物。 - 【請求項９】 前記検出成分が光インジケータであるこ
とを特徴とする請求項１の物質組成物。 - 【請求項１０】 前記検出成分が螢光インジケータであ
ることを特徴とする請求項１の物質組成物。 - 【請求項１１】 前記検出成分が、ヒドロキシピレン三
スルホン酸、ヒドロキシピレン三スルホン酸の誘導体及
びそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴
とする請求項１の物質組成物。 - 【請求項１２】 前記第二材料が、前記第一材料の一部
分を実質的に光学的に分離するように作用することを特
徴とする請求項１の物質組成物。 - 【請求項１３】 前記不透明化剤がカーボンブラックで
あることを特徴とする請求項１の物質組成物。 - 【請求項１４】 媒体中のイオン成分濃度の検出方法で
あって、前記媒体を、媒体中のイオン成分濃度の変化に
対応して変化する信号を提供するのに有効な量の検出成
分とイオン成分透過性である第一マトリックスとを含ん
でいる第一材料と、イオン成分透過性である第二マトリ
ックス材料と第二材料を効果的に不透明にするのに十分
な量の不透明化材料とを含んでいる第二材料とを含んで
なり、前記第一マトリックス材料と前記第二マトリック
ス材料が互いに共有結合している組成物と接触させ、そ
して前記信号を分析して前記媒体中の前記イオン成分濃
度を測定することを含むことを特徴とする媒体中のイオ
ン成分濃度の検出方法。 - 【請求項１５】 前記媒体が血液であることを特徴とす
る請求項１４の方法。 - 【請求項１６】 前記イオン成分がＨ+ 又はＯＨ- であ
ることを特徴とする請求項１４の方法。 - 【請求項１７】 前記第一マトリックス材料と前記第二
マトリックス材料の両方が高分子物質であることを特徴
とする請求項１４の方法。 - 【請求項１８】 前記第一マトリックス材料がセルロー
ス性であり、そして前記第二マトリックス材料がデキス
トラン由来のものであることを特徴とする請求項１４の
方法。 - 【請求項１９】 前記検出成分が螢光インジケータであ
ることを特徴とする請求項１４の方法。 - 【請求項２０】 前記検出成分が、ヒドロピレン三硫
酸、ヒドロピレン三硫酸塩の誘導体及びそれらの混合物
からなる群から選択されたものであり、そして前記不透
明化剤がカーボンブラックであることを特徴とする請求
項１４の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/503,838 US5081041A (en) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | Ionic component sensor and method for making and using same |
| US503838 | 1995-07-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04223268A JPH04223268A (ja) | 1992-08-13 |
| JP3097869B2 true JP3097869B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=24003735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03070108A Expired - Lifetime JP3097869B2 (ja) | 1990-04-03 | 1991-04-02 | イオン成分センサー並びに該イオンセンサーの製造方法及び使用方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5081041A (ja) |
| EP (1) | EP0450519B1 (ja) |
| JP (1) | JP3097869B2 (ja) |
| DE (1) | DE69112884T2 (ja) |
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