JPH09500685A

JPH09500685A - 第四オニウム化合物による低誘電媒質中のポリ陰イオン蛍光染料の活性化方法

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Publication number: JPH09500685A
Application number: JP7508027A
Authority: JP
Inventors: マンクホルム，クリスチャン
Original assignee: チバコーニングダイアグノスティクスコーポレイション
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1997-01-21
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: WO1995006871A2; CA2170592A1; DE69401717T2; JP2866201B2; ES2099626T3; EP0716740B1; US5387525A; DE69401717D1; AU7391094A; WO1995006871A3; PL313265A1; KR0171534B1; DK0716740T3; EP0716740A1; US5506148A; HK1000100A1; CA2170592C; ATE148788T1; AU687854B2

Abstract

(57)【要約】本発明は、特定の第四オニウム化合物により活性化された蛍光により、低誘電媒質中のポリ陰イオン蛍光団の蛍光を生じさせる方法に関するものである。本発明の方法は、分析物を測定するのに用いてもよく、センサ装置に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】第四オニウム化合物による低誘電媒質中のポリ陰イオン蛍光染料の活性化方法発明の背景Ａ．発明の属する技術分野本発明は、特定の第四オニウム化合物により行なわれる蛍光活性化により低誘電媒質中のポリ陰イオン蛍光団の蛍光を生成する方法に関するものである。その化学的性質を液相または低誘電高分子コーティングのような固相に用いてもよく、コーティングとして用いる場合には、コーティングに透過性であり、特定の方法により蛍光を変調できる分析物の蛍光光センサとして機能できる。Ｂ．従来技術測色染料（colorimetric dye）または蛍光測定用染料（fluorimetric dye）のスペクトル特性が特定の分析物により濃度に依存して変調される場合、このような染料は、当該分析物の変換器として機能できると言われる。変換器として測色染料または蛍光測定用染料を用いた一連の技術が今では存在している。歴史的にこれらの染料は溶液分析において用いられてきたが、光ファイバのような光学表面に固定化された指示薬としての新たな用途が見出だされている（W．Rudolf Se itz、CRC Critical Reviews in Anal．Chem．、1988、19、135）。蛍光はバックグラウンドがゼロであるために感度の大きさが数オーダーも良いので、蛍光に基づく光学検出系は、比色または吸収に基づく検出機構よりも好ましい。また、選択性パラメータとして励起波長および発光波長を用いる場合、スペクトルによる識別を分析に含めてもよい。蛍光寿命および偏光のような、直接強度以外の蛍光現象を測定することにより、選択性を追加することもできる。蛍光分析の技術的な利点は、蛍光とレーザ励起との適合性である。蛍光団の光物理（photophysical ）特性は、それらの分子構造、並びに中央構造の置換基の性質および電荷に密接に関連する。光センサに通常用いられる多くの蛍光団は、負に荷電しており、一般的に極性媒質中で用いられる。光センサ用の変換器としての蛍光団の固定化は、様々な方法により行なわれており、一般的に以下の４つの種類に分類される：１）荷電表面または荷電高分子への吸着（Orellana，G.、Moreno-Bondi，M．C．、Segovia，E．、Marazuela，M .C.、Analytical Chemistry、64、2210−2215、1992）、２）被覆膜によるリザーバまたは高分子中への包括（Wolfbeis，O．S．、Weis，L．J．、Leiner，M．J .P.、Ziegler，W．E.、Analytical Chemistry、60、2028−2030、1988）、３）基体表面への単層としての共有結合（Wolfbeis，O．S．、Offenbacher，H．、Kr oneis，H．、Marsoner，H.、Mikrochimica Acta、I、153-158、1984）、および４）表面にグラフトしたコポリマーとしての共有結合（Munkholm，C.、Walt,D． R．、Milanovich，F．P．、Klainer，S．M.、Anal．Chem．58、1427−1430、198 6）。これらの方法の全てには、特定の用途にとって問題となるかもしれない固有の制限がある。荷電表面への吸着により固定化される陰イオン染料は、水性試料中では安定性が悪いこともあり、この染料は、試料中の他のイオン成分からは保護されない。液相またはゲルリザーバ相中の包括による固定化には、染料を含有するように機能する一方で、目的とする分析物に透過性である隔膜を加える必要がある。臨床用途については、この第２の膜は一般的に疎水性高分子である。しかしながら、不相容性材料の２層により作られた二重相光センサは、ピンホールの漏れによりしばしば機能が低下し、疎水性膜を通る拡散の必要条件により応答時間が減少する。単層コーティングを有する光センサは、共有結合により固定化された染料および染料コポリマーにより作られている。しかしながら、染料に固有の光物理特性を維持しながら共有結合による固定化を行なうのは困難なことがある。変換器の共有結合の固定化によってさえも、染料を特定の内部電解質または緩衝液系中に隔離することがセンサに必要である場合には、隔膜が必要である。蛍光団を疎水性または非極性の高分子膜中で使用できるのであれば、光センサ成分は水性試料から化学的に分離できる。しかしながら、ポリ陰イオン染料は蛍光団を囲む溶媒または固体マトリックスの微細環境の極性に対して非常に敏感である。フルオレセインは、水性試料中におけるｐＨ依存性の量子収量が非常に大きく、ヘキサンまたはベンゼンのような低誘電溶媒の非極性環境中で観察されるか、もしくは、ポリスチレンのような疎水性高分子中に含まれる場合に、ほとんど全体的に消光された蛍光を有する。このような環境的に消光された状態においては、染料は分析試薬としては有用ではない。発明の概要本発明は、光センサの表面を調製するためのコーティング基体に使用する配合物に第四アンモニウム化合物を含めることにより、低誘電媒質のポリ陰イオン染料への蛍光消光効果を逆転させる方法を教示する。消光現象は逆転でき、その結果活性化された蛍光を、酸−塩基平衡状態または消光効果のような光物理特性に影響を与えることが知られている特定の化学現象を、低誘電媒質を通り、活性化蛍光団と相互作用できる分析物に結びつけることにより、分析目的に使用することができる。絶対強度、位相変調、偏光、寿命、またはスペクトル分析のりん光のような蛍光パラメータをモニタすることができる。本発明は主にアンモニウム化合物について記載するが、当業者には、アンモニウム化合物は、オニウム化合物と称される化合物の部類の単に一例であることが理解されよう。オニウムの部類の他の例としては、例えば、テトラブチルホスホニウム臭化物のようなホスホニウム化合物が挙げられ、この臭化物は、通常の特性として、陰イオンの対イオンと結合するアルキルまたはアリール誘導陽イオン機能を有している。他のオニウム化合物も、特に適切な対イオンとアルキルリガンドが選択される場合に、アンモニウム化合物と同様に機能することが予測される。ここでの検討の全体に亘り、オニウム化合物の全部類に関して、新たな性能について検討する。本発明によると、蛍光染料は、ヘキサンまたはトルエンのような低誘電媒質、もしくはポリスチレンのような固体媒質中に可溶化されるときに蛍光が完全に失われるポリ陰イオン染料でなければならない。この部類の染料の例としては、以下に限定されるものではないが、フルオレセインおよびその誘導体、スルホン化ピレンおよびその誘導体、セミナフトロダフルオル（seminaphthorhodafluor ）およびその誘導体、並びにセミナフトフルオレセインおよびその誘導体が挙げられる。非極性環境中に可溶化でき、正の電荷を有する、第四アンモニウム化合物のような化合物を添加すると、媒質中に溶解したポリ陰イオン染料とのイオン複合体または凝集複合体を形成する。本発明において例示した活性化オニウム化合物（ＡｃＯＣ）は、テトラブチルアンモニウム水酸化物のようなアルキルまたはアリール置換アンモニウム化合物、およびアンモニウム官能基を含有するアクリレートコポリマーである。これら両方の活性剤は、低誘電媒質中に溶解する有機リガンドおよびポリ陰イオン染料と電荷−電荷相互作用を行なう陽イオンアンモニウム部分を有している。これらの２つの荷電種の会合およびアッセンブリにより凝集性微小領域が形成され、この極性のより強い微小環境において染料分子が低誘電バルク媒質の消光効果から保護される。この方法を用いることにより、フルオレセインおよびヒドロキシピレントリスルホン酸（ＨＰＴＳ）のような、水中で非常に大きい量子収量を有する染料が、一般的に蛍光を消光する溶媒中で使用されるときにも、相対的な光子放出の同一または同様のレベルまで復元される。同様の特性を有する他のＡｃＯＣ化合物を用いても差支えない。ある実施例において、蛍光の活性化が溶液中で行なわれ、低誘電溶媒中のポリ陰イオン蛍光団にＡｃＯＣが加えられている。蛍光信号が、50−2000倍に増大せしめられ、ｐＨ感受性および非ｐＨ感受性のポリ陰イオン染料の両方に関して生じる。二番目の実施例において、蛍光の活性化がガラス基体上の低誘電高分子中の固相中で行なわれている。膜コーティングに使用した蛍光団／高分子溶液は、ＡｃＯＣにより活性化され、コーティング溶媒が蒸発した後にコーティング高分子中で蛍光性となれるままにある。染料は、その化学特異的特性をコーティング中でも発揮し続ける。例えば、ｐＨ平衡に基づくＣＯ₂ センサは、蛍光消光に基づくＯ₂ センサと同様に作成されている。重要なことに、これらの疎水性膜は液体試料中で安定であり、光センサ製造用の非常に薄い蛍光フィルムを製造することができる。三番目の実施例では、蛍光活性化および膜形成の両方に役立つアンモニウム官能基を有する高分子を用いて、蛍光活性化機構と高分子支持とを組み合わせることが可能であることを示している。開示した本発明の蛍光活性化により、媒質の消光効果のために以前には用いられなかった環境において、最も普及し多用されている蛍光団のいくつかを使用することができる。活性化した蛍光団はまた、特徴的な化学特性、すなわち、ｐＨ感度を維持している。本発明に関して、活性化化合物を添加することにより変換器が機能するようになるセンサコーティングを調製してもよい。さらに、非極性膜は水性試料に溶解しないので、センサ膜を臨床試料から隔てて、それにより、染料が洗い落とされることを防ぐ方法としての被覆膜または共有結合化学特性の必要性を最小限にする。活性化蛍光団を含有する膜に浸透できるどのような分析物のセンサを調製しても差支えない。低誘電センサコーティングは疎水性高分子により調製されるので、電解質のような極性分析物が、ベクター分子と複合体を形成しない限りは、センサ媒質に進入するのを妨げてもよい。コーティングを通って、活性化複合体により作られたセンサ微小領域中に拡散できる分析物は、水蒸気またはガス状の分析物のような、低誘電媒質を通って浸透するものである。非極性分析物は、液相からもセンサ中に直接拡散できるかもしれない。この化学的性質に結び付けられる分析物の例としては、Ｏ₂ 、ＣＯ₂ 、およびＮＨ₃ が挙げられ、これらは、様々な蛍光変換器により検出できる。また、アンモニアを発生する酵素系のような、気体を生じるいかなる反応、または低誘電副生物を有する化学触媒系を、適切な蛍光変換器を含有するセンサ膜に結合できるかもしれない。ここに記載した方法は、米国特許第5,005,572号（ロイマー、ワルト、マンコーム）に記載された測色読出システムとは区別されるべきである。この従来技術には、医療装置において視覚色変化読出システムを提供する目的のために、ｐＨ感受性測色染料と、第四オニウム化合物（相転移エンハンサーまたは触媒と称される）との間で生じる通常の相互作用の最初の観察結果が記載されている。相転移触媒を加えても、色は表れず、むしろ、気管内管中の呼吸作用によるＣＯ₂ の固相変換器としての染料の酸／塩基応答の比が敏感になっただけである。米国特許第5,005,572号に使用した測色染料は、裸眼により観察できる濃度にあり、視覚目的または装置目的のいずれかの変換器の検出能力を活性化または増大させることに関連する結果はなかった。ロイマー等は、全ての相転移触媒の使用を請求の範囲としており、ここに開示された発明は、蛍光を増大させる特定の第四アンモニウム化合物に限られている。また、変換器を支持するのに用いた基質の極性については、ロイマー等の特許には何も区別されていなかった。染料は全て水性媒質中で調製され、低誘電溶媒から溶着されることもその中で使用されることも決してなかった。それとは反対に、本発明は、非極性消光環境における蛍光染料の活性化、および疎水性膜中の変換器として機能する活性化蛍光団の能力に関するものである。さらに本発明は、米国特許第5,005,572号で論じられたｐＨ感受性蛍光団に限定されず、活性剤はロイマー等の特許に論じられた相転移触媒に限定されない。別の特許出願ＷＯ91/05252（ミルス、マックミュレイ）は、挿管装置における呼吸作用によるＣＯ₂ の測色読出しのために米国特許第5,005,572号の開示内容を繰り返している。ここに開示されている成果は、従来技術より優れた新たな３つの改良点にある：１）非極性（すなわち、低誘電）媒質中におけるポリ陰イオン蛍光団の蛍光活性化のための一般的な方法、２）低誘電高分子から調製した疎水性蛍光膜の調製，および３）信号伝送の蛍光モードを用いた計測における光センサとしての高分子コーティングの使用。本発明の方法は、センサの構成部材として使用される光ファイバまたはプレーナ導波管並びに血液ガス器具を含む、いずれも医療または環境検出形式にある、インビトロまたはインビボいずれかの用途に有用である。ここでは直接の蛍光強度の測定について記載するが、本発明は強度測定に限定されるものではない。寿命測定、位相変調（Szmacinski，H.、Lakowicz，J．R．、Analytical Chemistry 、65、1668−1674、1993）、または偏光のような、いかなる蛍光の様式を、分析並びにエネルギー移動に基づくシステムのような複数の蛍光団を用いた検出方式と組み合わせてもよい。また、非蛍光ポリ陰イオン染料を、これらのエネルギー移動システム、並びに測色染料のみが用いられている分析用途に用いてもよい。図面の簡単な説明第１図は、水、トルエン、およびＡｃＯＣを加えたトルエン中でのフルオレセインの比較蛍光発光を示している。第２図は、様々な誘電性を有する溶媒中での蛍光の活性化を示している。第３図は、ヘキサンとアセトンとの様々な比率による蛍光の活性化を示している。第４図は、トルエンおよびエタノール並びにアンモニウムコポリマーを加えた同一の溶液中のＨＰＴＳの比較蛍光励起スペクトルを示している。第５図は、ＡｃＯＣ化合物により活性化できるポリ陰イオン蛍光団の実施例を示している。第６図は、ＡｃＯＣの染料に対するモル比の関数として高分子膜の蛍光強度を示している。第７図は、ＡｃＯＣのトルエン溶液中への滴定によるＨＰＴＳの比較蛍光励起スペクトルを示している。第８図は、センサ膜のＣＯ₂ 応答を示している。発明の詳細な説明Ａ．背景理論蛍光団のそれらの環境の極性に対する感度は、蛍光の特徴的な特性であり、微小環境現象の分析にしばしば利用されているものである。基底状態への溶液の影響および励起状態双極子に関連するリパートの方程式（Lippert quation ）を用いて、様々な極性の媒質中の所定の蛍光団に予期される、ストークスの移動（St okes shift）として知られている、励起バンドのエネルギーと発光バンドのエネルギーとの差を予測する（Lakowicz，J.、Principles of Fluorescence Spectro scopy、Plenum Press、New York、190頁）。溶媒の屈折率および誘電性の両方が、染料を囲む溶媒中に誘発される反応性電場に寄与し、この電場に関する染料の双極子の相互作用が溶媒緩和状態および発光波長のエネルギーを決定する。染料の量子収量は、溶媒の極性、並びに多くの他の要因の影響を受ける。リパートの方程式により記載された一般的な溶媒の影響以外に、溶媒はまた、蛍光団に、水素結合のような特定の化学的な影響を及ぼす。特定の染料の量子収量が溶媒によりどのように影響を受けるかは、一般的な溶媒効果と特定の溶媒効果の両方の相対的な重要性に依存する。また、異質の化合物による化学的な影響は量子収量を変え得る。溶媒極性に対する染料の感度を評価する場合、基底状態と励起状態との間の双極子モーメントが大きく変化する蛍光団は、溶媒極性に対して最も感度が大きいことが知られている（J．R．Lakowicz、Principles of Fluorescence Spectrosc opy 、1986 Plenum Press New York、3rd Edition 、187 −208 頁）。蛍光量子収量およびエネルギーは、溶媒緩和として知られている現象である、染料の励起の際に生じる双極子の変化に対応する溶媒分子の能力により影響を受ける。溶媒極性または双極子は、励起状態のこの溶媒安定化を決定する重要な要因であるけれども、この現象に影響を与える他の要因の例としては、溶媒の構造、染料の構造、微小粘度、および温度が挙げられる（E．L．Wehry、Modern Fluorescence S pectroscopy、1976 Plenum Press 、New York、93-101 頁）。ヘキサンのような非極性溶媒にはほとんどまたは全く双極子モーメントがない。その結果として、双極子再設定による溶媒緩和は重要ではなく、非極性溶媒中に溶解する蛍光団は極性溶媒中に観察されたストークス移動と比較して小さなストークス移動を示す。双極子の関数としての量子収量はほとんど予期できない。アニリノナフタレンスルホン酸（ＡＮＳ）のようないくつかの蛍光団は、極性媒質中におけるよりも非極性溶媒中におけるほうが、量子収量が大きい。フルオレセインのような他の蛍光団は、極性水性溶媒中で大きい量子収量状態を示し、非極性溶媒中では消光されている。所定の溶媒中の染料の量子収量は、染料の構造か染料の微小環境のいずれかを変える特定の化学効果により蛍光を増大させるかまたは活性化することができる。染料の構造を変える実施例は、アシルハライドとの反応によるフルオレセインアミンの蛍光の活性化（Munkholm，C.、Parkinson，D-R．、Walt，D．R．、Jour nal of the American Chemical Society、112 、2608−2612、1990）および電子吸引基とのキレート化による蛍光活性化（Huston，M．E．、Akkaya，E．U．、Cz arnik，A．W.、Journal of the American Chemical Society、111、8735、1989 ）である。染料の環境を変える特定の化学効果の実施例は、いくつかの染料の量子収量、ストークスの移動、および／または吸収力に影響を与えていることが分かっている界面活性剤の使用である（Diaz Garcia，M．E.、Sanz-Medel，A.、Ta lanta 、33(3) 、255 −264 、1986）。界面活性剤は、炭素鎖の明らかに疎水性の領域（８−18原子、枝分れしていない）および親水性のイオン性基を含有する両親媒性分子である。水中においては、界面活性剤の長いアルキル鎖が疎水性相互作用によりミセルとして知られているアッセンブリを構成する。ミセルのほとんど極性のない疑似相において可溶化となる染料は、異なる環境を経験し、染料の光物理特性が極性に依存する場合には、吸光係数、ストークスの移動、および／または量子収量が変化するのが分かる。この技術は、溶液に基づく分析を敏感にするのに利用されており、また所定の界面活性剤の臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）の測定にも用いられている。界面活性剤をベンゼンまたは四塩化炭素のような非極性溶媒に加える場合には、極性基が凝集し、逆のミセルを形成する。相転移触媒（ＰＴＣ）は、第四アンモニウムイオンであるので両親媒性分子の別の部類であり、荷電基および対イオンに関連する有機部位を有しているので界面活性剤と似ている。極性基には、様々な成分と電荷があり、非極性領域は、様々な長さと性質のアルキル基またはアリール基により置換され得る。相転移触媒と界面活性剤とを区別するのはアルキル基の長さであり、界面活性剤の部類では長さは一般的に８−18の炭素原子であり、ＰＴＣの部類では８未満の炭素である。この作業に用いられる多くのＡｃＯＣは、相転移触媒として分類されるが、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム水酸化物は、ＰＴＣの一般的な長さを越えるアルキル鎖を有している。ＰＴＣ分子の極性および非極性領域があるとすれば、それらは、試薬の不均一溶液の疎水性および親水性の相の境界で生じる合成を促進させる能力にほとんど独占的に用いられる（Starks，C．M．、Liotta，C.、Phase Transfer Catalysis 、Principles and Techniques、1987、Academic Press、New York、１−21頁）。ＰＴＣのアルキル基の長さは短いので、ＰＴＣはミセルを形成しないと報告されている（Multer，W．J．、Engberts，J．B．T．N．Engberts、Jounal of Amer ican Chemical Society 、53、3353−3355、1988）。第四アンモニウムイオンはトリフェニルメタン染料によるイオン対抽出に用いられているが（Motomizu，S. 、Toei，K.、Analytica Chimica Acta、120 、267 −277 、1980）、蛍光染料または測色染料の光物理特性を活性化させるとは全く報告されていない。Ｂ．特定のオニウム化合物による低誘電媒質中の蛍光増大の原理本発明の方法は、テトラブチルアンモニウム水酸化物（ＴＢＡＨ）のような特定のオニウム化合物を、ポリ陰イオン蛍光団の蛍光が押さえられる低誘電媒質に加えることにより付与される新しい蛍光活性化の化学的性質に基づくものである。一般的に、蛍光団は、水性または極性の媒質中における量子収量が大きく、ヘキサンのような非極性媒質中では非蛍光性となるものである。活性化剤を添加することにより、非極性液体または固体媒質中で用いられたときにも、水性媒質中で一般的に観察される光物理特性を染料が示す。第１図は、ａ）水性緩衝液、ｐＨ7.5 、ｂ）トルエン、およびｃ）５×10^-4Ｍのテトラブチルアンモニウム水酸化物が含まれているトルエン中にそれぞれ５× 10^-7Ｍのフルオレセインの比較発光スペクトルを示している。溶液は全て488 ｎｍの光源（Perkin Elmer、 LS-50 、 Fluorimeter）により励起し、挿入した530 ｎｍのフィルタにより発光を集めた。緩衝液中の蛍光は、量子収量が0.90の範囲にある塩基性水性状態にあるフルオレセインに典型的なものである。トルエン中の同一濃度のフルオレセインは、蛍光発光がゼロを示している。テトラブチルアンモニウム水酸化物の添加後には、蛍光は水性試料中で観察された信号の83％まで回復している。ＡｃＯＣ／染料のモル比が約1000であるときに、染料は完全に活性化される。完全な活性化のためのＡｃＯＣ／染料のこのモル比は、特定の染料と、染料の濃度、特定のＡｃＯＣ、および滴定に用いた溶媒との関数である。染料と活性化化合物の両方に両親媒性特性があるとすると、それらの電荷−電荷の相互作用により自己アッセンブリが生じることが可能となり、これらの凝集体には、バルク媒質よりもより強い極性の微小環境が必要となる。染料がこの極性領域中で可溶化されるときには、水性試料中で一般的に観察されるのと同等の大きい量子収量蛍光が示される。活性化工程の度合いと動力学は媒質の誘電性の関数である。クーロンの法則は、２つの荷電された粒子の間の力は、媒質の誘電性に逆比例していることを述べている：（１）ここで、ｅ₁ およびｅ₂ は荷電された種であり、は媒質の誘電率であり、ｒは電荷間の距離である。媒質中の双極子が欠如すると個々の電荷の双極子の溶媒和が妨げられるので、誘電率が減少するにつれ、電荷の間の力が増加する。染料の溶媒の機能としての蛍光団の活性化に必要とされるＡｃＯＣの変量が第２図から分かる。この滴定実験において、様々な誘電性の異なる有機溶媒（すなわち、１）ヘキサン、＝1.0 、２）エタノール、＝24、３）メタノール、＝32および４）Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（Ｎ，Ｎ−ＤＭＡ）、＝38）を用いたＨＰＴＳ（５×10^-7Ｍ）の４つの溶液中にＴＢＡＨ（エタノール中で0.02Ｍ）を滴下した。最も誘電性の小さい溶媒であるヘキサン中において完全な蛍光の活性化が、たった５ｕｌのＴＢＡＨにより生じ、おそらくミセル形成に必要とされる界面活性剤の濃度（140 −0.5 ｍＭ、より短いアルキル鎖を有する界面活性剤に必要なより大きい濃度）よりも小さい0.024 ｍＭの最終ＴＢＡＨ濃度となったことが分かる。エタノールおよびメタノール中で行なわれた滴定では、より緩やかな蛍光の活性化が生じ、75ｕｌのＴＢＡＨ（0.36ｍＭ）を添加しても完全なものとはならなかった。Ｎ，Ｎ−ＤＭＡ中で行なった滴定では蛍光は生じなかった。この溶媒依存性の蛍光活性化から、蛍光の生成に必要とされる複合体は、溶媒の誘電性により強く影響を受けると結論付けた。アルコールにより生じることのできる水素結合のような特定の溶媒効果を導入することなく同種の溶媒分子によって蛍光団が溶媒和されるように、低誘電と中誘電性の２種類の溶媒を異なる比率で用いた別の滴定を行なった。第３図は、テトラブチルアンモニウム水酸化物によるＨＰＴＳの滴定のデータを示しており、ここでは、ヘキサン（＝１）とアセトン（＝20）の相対濃度が変えてある。４種類の溶媒比全てにおいて蛍光が完全に消光されていること、並びに蛍光活性化の比率および程度が相対的な誘電性により変わり、最も誘電性の小さい溶媒系（ヘキサン：アセント＝９：１）がＴＢＡＨの添加により最高の蛍光を最も迅速に発生することが分かる。この滴定において、活性化された蛍光が0.005 ｍＭほど小さいＴＢＡＨ濃度で最初に観察された。この濃度は、界面活性剤により高められた蛍光におけるミセルの形成に一般的に報告された濃度よりも相当低い濃度である。以下の界面活性剤：１）陽イオンであるトリカプリリルモノメチルアンモニウムクロライド、２）陰イオンであるナトリウムトリデシルスルフェート、および３）中性のトリトン100 ＸとともにＨＰＴＳの９：１のヘキサン：アセトン溶液を用いて同一の滴定を行なった。滴定液としてブタノール中に溶解した界面活性剤を用いて、ＨＰＴＳの消光された溶液に3.3 ｍＭほど多くの界面活性剤を加えた。３種類の界面活性剤全てに関して、蛍光は全く観察されなかった。トリトンの滴定に関しては、非活性化界面活性剤の最後の添加後、20ｕｌの10^-2ＭＴＢＡＨを加えたら、蛍光信号が著しく増加した。ポリ陰イオン染料を伴う低誘電媒質中の正に荷電した陽イオン化合物の全てに関して、低誘電媒質中においてはクーロンの相互作用が存在すると思われる。しかしながら、これらの化合物の全てが蛍光の活性剤として同様に作用するわけではないことが判明した。ＡｃＯＣとして研究に用いた最も成功した第四オニウムの例としては、テトラブチルアンモニウム水酸化物、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、テトラメチルアンモニウム水酸化物、ベンジルトリメチルアンモニウム水酸化物、およびベンジルトリメチルアンモニウムメトキシドが挙げられる。以下のオニウム化合物は、染料のヘキサンまたはトルエン水溶液中でスクリーニングした場合、ほとんどまたは全く蛍光を生じなかった：ｎ−ヘキサデシルトリブチルホスホニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムトリフルオロメチンスルホネート、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレート、テトラブチルアンモニウム水素スルフェート、テトラブチルホスホニウムブロミド、およびテトラブチルアンモニウムブロミド。活性化化合物と非活性化化合物との間で最も著しく異なる成分は対イオンである。対イオンの選択はこの方法において重要な要因であるかもしれない。ハロゲンは蛍光を消光し得る（Lankowicz、258頁）ことが知られており、テトラブチルアンモニウムブロミドは、極性微小領域中の臭化物の効果的濃度が大きいことにより消光されるために、蛍光性ではない染料と電荷−電荷凝集体を形成するかもしれない。４種類の第四アンモニウム化合物の相対的な活性化特性を評価する比較滴定を、以下の試薬：１）テトラブチルアンモニウム水酸化物、２）テトラメチルアンモニウム水酸化物、３）ベンジルトリメチルアンモニウム水酸化物、および４）ベンジルトリメチルアンモニウムメトキシドに関して行なった。これらの化合物を、４種類の異なる溶媒（ヘキサン、トルエン、２−ブタノール、およびメタノール）中の個々の濃度のＨＰＴＳ中に滴下し、各々の溶媒中の４種類のＡｃＯＣに関して蛍光活性化を測定した。滴定に用いた特定の溶媒が、これら４種類のＡｃＯＣの相対的な性能における重要な要因であることが分かった（表Ｉ）。テトラブチルアンモニウム水酸化物の滴定がヘキサン（Ｉｏ＝480）およびトルエン（Ｉｏ＝450）の両方において最高の相対的蛍光を生じた。メタノール中で滴定を行なった場合、テトラメチルアンモニウム水酸化物が最も活性化された蛍光を生じ（Ｉｏ＝400 ）、溶媒中のアルキルリガンドの溶解度が凝集体形成の成功の要因かもしれないという意見に至った。ベンジルトリメチルアンモニウム水酸化物は、トルエン、２−ブタノール、およびメタノール中において同様の蛍光を生じ、ベンジルトリメチルアンモニウムメトキシドも同様であったが、２−ブタノールにおける結果のほうが優れていた。これらの４種類の活性化化合物について、溶媒の誘電性に関しては同一の相関性は見られなかった。これらの結果は、アルキルリガンドの第四アンモニウムイオンへの溶媒溶解度は、重要な最適化要因であるかもしれず、それらの溶解度がアルキルアンモニウムイオンの特定の溶媒系への分離能力を決定するかもしれないことを示唆している。これらの滴定研究中に、ＡｃＯＣ希釈に用いた溶媒が蛍光発生の程度における要因であることも分かった。例えば、ＡｃＯＣをメタノール中に溶解させ、染料をブタノール中に溶解させる場合、染料はＡｃＯＣ／ＭｅＯＨ相中に抽出され、蛍光は、大量の溶液中ではなく、非常に少量の不混和性の添加物中のみに観察された。ＡｃＯＣ溶媒を、エタノールのような、ブタノールと混和性のあるものと交換すると、大量の染料ブタノール溶液中に蛍光の発生が観察された。染料溶媒とＡｃＯＣ溶媒が同一である場合に、優れた結果がしばしば得られた。第四アンモニウム水酸化物が非水性媒質中の滴定液として用いられており（Ha rlow，G．A．、Noble，C．M．、Wyld，G．E．A.、Analytical Chemistry、28、7 87 、1956）、ｐＨ感受性蛍光団の、脱プロトン化された（deprotonated）量子収量の大きい状態への滴定を観察することが示唆されている。しかしながら、ＨＰＴＳは、プロトン化された形態と脱プロトン化された形態の両方において高量子収量状態にあり、ＡｃＯＣが存在しない場合には、染料が消光媒質中にある場合にいずれの形態の蛍光も観察されない。また、この方法をうまく用いて、ｐＨ感受性ではなく、したがって、プロトン滴定できない染料の蛍光を活性化した：ピレンテトラスルホネートおよびエチレンジアミンピレントリスルホネート。しかしながら、ＨＰＴＳは、455 −465 ｎｍの領域における励起スペクトルの発生を通常観察しているときの基本形態で活性化され、おそらく、染料は、うまく蛍光を活性化した第四アンモニウムイオンへの水酸化物およびメトキシドの対イオンにより脱プロトン化されているであろう。これらの実験により、ＡｃＯＣは、一般的な様式と特定の様式の両方において、蛍光団と相互作用できることが示唆される。一般的な相互作用により、染料の微小環境の極性を変える電荷−電荷凝集体が生成され、対イオンにより行なわれる特定の相互作用が、活性化蛍光の特性を変調されるか、または、ある対イオンの場合には、活性化蛍光を消光し得る。メチルメタクリレートおよびメタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド（ＭＡＰＴＡＣ）から調製されたコポリマーによっても、溶液中の蛍光が活性化された。高分子はトリメチルプロピルアンモニウム基を含有しているので、この高分子は、討論中のＴＢＡＨおよび他のＡｃＯＣ中の陽イオン成分と同様の機能を有している。第４図は、(a) トルエン：エタノール（８：２）中２×10^-6ＭのＨＰＴＳ溶液の励起スペクトル、および(b) アンモニウムコポリマー（0.08％）の添加後の同一の溶液の励起スペクトルを示している。ＭＡＰＴＡＣ活性化蛍光は、基本形態が過剰であるが、励起バンドが、ＴＢＡＨ活性化蛍光団に観察されるよりも染料の多量の酸性形態（402 ｎｍ）を示しているので、ＴＢＡＨ活性化蛍光とは異なる。高分子が試験管内で沈殿するときに、高分子は蛍光緑となり、染料の基本形態との複合体形成を示すことも確認された。高分子を蛍光活性剤として使用することは、このことが、活性剤と高分子成分が単一の試薬に結合する蛍光コーティングを調製する潜在性を提示するので、関心を集めている。高分子も共有結合固定化に適した追加の官能基を含有すべきである場合には、基体に共有結合する蛍光コーティングを調製することができる。ＭＡＰＴＡＣ高分子も、別の高分子溶液に加えられる活性剤成分として、並びに、単体で用いられる場合には、活性剤と単独の膜高分子成分として、固相中で蛍光の活性化を示した。強陰イオン交換樹脂（Dowex 19880 ）の表面にも蛍光の活性化が示された。この樹脂がヘキサンに溶解したＨＰＴＳの非蛍光性溶液中に加えられると、この樹脂は強い蛍光緑となり、この色はその基本構造のＨＰＴＳの活性化に準じた。樹脂はアンモニウム基を含有し、生じた蛍光は、非極性溶媒の消光効果の中和とともに、アンモニウム陽イオンと負に荷電した染料との間に形成された複合体によるものである。溶媒から樹脂を取り除いた後、樹脂は蛍光緑のままであり、この方法を、蛍光コーティングを低誘電溶媒からのアンモニウム誘導化表面上に付着できることを示している。本発明の重要な構成要素は、蛍光が通常は消光されている環境において、高量子収量染料にうまく転化される部類の染料の同定である。この部類の染料の主な必要条件を以下に挙げる：１）染料の構造に負に荷電した置換基があること、２）水中で量子収量が大きいこと、３）非極性媒質中で量子収量が小さいこと、４）非極性溶媒中に溶解性であること、および５）ｐＨ感受性である場合には、染料は、脱プロトン化の位置以外に、分子構造に負に荷電した少なくとも１つの他の位置を有さなければならない。ヘキサンまたはトルエン中に溶解した染料について、テトラブチルアンモニウム水酸化物により滴定実験を行なった。低誘電媒質中において、消光状態から高量子蛍光状態まで滴定された６種類の染料を以下に示す：フルオレセイン−第５Ｂ図参照、２′，７′−ジメチルロドル（Molecular ProbesからのＤＭ−ＮＥＲＧ）、セミナフトフルオレセイン（Molecular ProbesからのＳＮＡＦＬ−第５Ｄ図参照）、ヒドロキシピレントリスルホネート（ＨＰＴＳ−第５Ａ図参照）、エチレンジアミン−ピレントリスルホネートトリナトリウム塩（CASCADE BLUEエチレンジアミントリナトリウム塩として得られる−第５Ｃ図参照、Molecular Prob esからの製品Ｃ−621 ）、およびピレンテトラスルホネート。これらの染料は全てポリ陰イオンである。一般的にこれらの染料は、水溶液中で測定した場合、蛍光性が強い（量子収量が大きい）。ＡｃＯＣにより蛍光活性化に関しては染料はｐＨ感受性である必要はない。このことは、エチレンジアミン−ピレントリスルホネートおよびピレンテトラスルホネートの染料のいずれもがｐＨ感受性ではないので、これらの滴定により示される。アセチルアジド、アミノエチルｐ−アジドベンズアミン、カダベリン、またはヒドラジドのような他のピレントリスルホネート誘導体も、活性化可能蛍光染料としてここでは使用できる。明らかに、全ての蛍光染料がこの方法により活性化されるわけではない。ピレンおよび中性赤のような、荷電されていない染料は、非極性溶媒中では消光を示さず、ＡｃＯＣの添加による影響を受けなかった。ｐＨ感受性ヒドロキシピレンは非水性溶媒中では消光されず、ＴＢＡＨの添加により、染料の酸／塩基特性に準じて蛍光を損失した。塩基性緩衝液中においては、脱プロトン化構造は量子収量が小さく、この実験において、ＴＢＡＨはヘキサン溶液中の脱プロトン化塩基として機能した。この方法はまた、トルエン中で調製されたポリスチレンコーティングのような低誘電溶媒により調製された高分子コーティング内の蛍光を活性化するのに用いられた。表２は、ポリスチレン／蛍光団およびポリスチレン／ＡｃＯＣ活性化蛍光団から作成したコーティングの比較蛍光を示している。活性剤を含まずに調製した対照は、ほとんどまたは全く蛍光を示さなかったが、活性剤を含むものは、著しく強い蛍光を示した。コーティングは、高分子／染料溶液をガラス表面にスピニングし、次いで、空気中で溶媒を蒸発させることにより作成した。蛍光コーティングは安定であり、配合物中のＡｃＯＣの濃度に依存している。第６図は、活性剤の濃度のみが異なる一連の基体にコーティングするのに使用した溶液中のＡｃＯＣ濃度への蛍光依存性を示しており、ここでは、染料と高分子の濃度は同一である。ＡｃＯＣの濃度が増加するにつれ、コーティングの蛍光も増加する。再度、溶媒を蒸発させ、高分子を有効乾燥状態にした後に、被覆した基体の表面の蛍光を測定した。本発明の別の重要な特徴は、活性化蛍光複合体用の溶媒または固体支持体として低誘電媒質を使用することにある。低誘電溶媒は、ヘキサンまたはブタンのような双極子モーメントがほとんどまたは全くない有機溶媒、並びにベンゼンおよびトルエンのようなある芳香族溶媒である。これらの低誘電溶媒に溶解できる高分子もまた、低誘電媒質と見做され、それら高分子は、溶媒が蒸発した後も非極性微小環境特性を維持する。荷電した蛍光染料は、低誘電溶媒または高分子中に溶解したときに、染料の荷電の数および性質並びに極性の励起状態と基底状態との間の差に依存して、深色シフトまたは浅色シフトのような、光物理特性の変化、または蛍光の完全な消光を経験する。この現象は、本発明に記載したポリ陰イオン蛍光団に関して観察された。本発明は、異なる染料の特定の誘電依存性は様々なであるので、誘電性範囲における正確なカットオフ（cutoff）に制限されるものではない。本発明は、特定の染料用の媒質の所定の誘電性で量子収量を損失し、光子放出が減少するか光子が放出されない場合に誘電性である蛍光染料に関するものである。本発明はまた、ＡｃＯＣが添加されないと蛍光が通常消光されている高分子コーティング中の蛍光を活性化させる方法を教示する。再度、高分子の正確な誘電性範囲は定義できないけれども、配合物に含まれている染料の関数である。誘電性が、ＡｃＯＣと染料の電荷−電荷相互作用が助長されるようなものである場合には、蛍光の活性化が、活性化化合物の添加により生じ、染料の蒸発後も維持される。本発明に適しており、センサコーティングおよび／またはセンサコーティグを覆う保護膜として使用される高分子の例としては、以下に限定されるものではないが、ポリ（１，３−ブタジエン）、ポリ（ブタジエン−コ−アクリロニトリル）、ポリ（ジメチルブタジエン）、およびポリ（イソプレン）のようなポリ（ジエン）；ポリ（エチレン）、ポリ（イソブタン−コ−イソプレン）、ポリ（４− メチルペンテン）、ポリ（プロピレン）、ポリ（エチルメタクリレート）、ポリ（スチレン）、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（塩化ビニル）、およびポリ（オキシメチレン）のようなポリ（アルケン）；水和セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、エチルセルロース、およびエチルメタクリレートのようなセルロースおよびセルロース誘導体；ポリ（メチルメタクリレート）およびポリ（エチルメタクリレート）のようなポリ（メタクリレート）；並びに、ポリ（シロキサン）、ポリ（エステル）およびポリ（カーボネート）が挙げられる。本発明の別の重要な特徴は、低誘電高分子は疎水性の傾向にあるので、膜から染料が損失せずに水性試料中でこれらの低誘電コーティングを使用できることにある。しかしながら、活性化蛍光を含有する高分子を覆う第２のコーティングを加えることにより、拡散または透過依存性応答特性を変えることができる。この第２のコーティングは、同一の高分子、または異なる構造であるが第１のコーティングと相容性であり付着を容易にする高分子から調製できる。さらに、固体材料（例えば、低誘電高分子またはガラス）に活性化化合物および蛍光団を含めるように固体材料を注型する場合、これらの成分を固体材料と組み合わせることが可能である。蛍光が活性化された高分子を蛍光コーティングとして用いることができるが、光センサの変換器コーティングとしてこの高分子を使用することが新たな分析用途である。蛍光団は、高分子中で一度活性化されると、大きい量子収量を復元するだけでなく、染料が特徴付けられる特定の化学的感度を示す。例えば、染料がｐＨ依存性酸／塩基平衡を有する場合、この特性は、復元された蛍光においてはそのままであるが、微小環境ｐＨを測定する。高分子を通過して、ＡｃＯＣ／染料の凝集体の極性微小領域内で溶解させられる分析物を導入することにより、ｐＨ感度を間接的に試験することができる。これらの微小領域内において、染料は、水の微小環境と類似の微小環境を経験し、水中の染料で特徴的な分析試薬として機能できる。これらの反応性微小領域は、変換器の支持体として機能する高分子膜全体に亘って分散される。高分子は疎水性であるので、センサ応答は、水蒸気また気体のような、高分子に透過できる分析物のみによる。光ＣＯ₂ センサを作成する従来の方法がシベリンガスモデル（Severinghus，J ．W.；Bradley，A．F.、J．Appl．Physiol．1958、13、515）に基づいている。ここで、このモデルには、ｐＨ感受性蛍光団または発光団を含有する変換器層があり、この層は、ＮａＨＣＯ₃ 溶液中に浸漬され、シロキサンに基づく高分子のような疎水性被覆膜材料により被覆されている（Munkholm，C.、Walt，D．R．、 Milanovich，F．P．、Talanta、35(2)、109−112、1988）。ＣＯ₂ にさらすことにより、センサ膜中に拡散し、ｐＨ感受性蛍光団の蛍光の変化を伴う微小環境ｐＨを変えるＣＯ₂ のために、蛍光に定量化可能な変化を生じさせる。シベリンガスセンサに固有の難しさは、被覆膜のピンホール漏れにより失敗する可能性である。本発明により作成したセンサでも、活性化された蛍光団の微小環境のｐＨ感受性の変調によりＣＯ₂ レベルの定量化測定ができる。これらのセンサ微小環境は、低誘電媒質全体に亘って分散されているので、このようなセンサを調製するには、膜材料を１回適応するのみでよく、この単一膜の形態により、ピンホール漏れの問題が解消される。これらのセンサは、50時間に亘り連続してＣＯ₂ を測定するのに液体試料中で用いられており、光脱色（photobleaching）により強度が段々と損失されるのみである。センサが大部分のｐＨにおける変化の原因ではなく、変換器の微小領域が試料から金属封鎖されていることを示す。このセンサは、反射表面蛍光を測定するシステム、並びに消失波信号を測定するシステムにおいて用いられている。ＮＨ₃ のような、ｐＨ変換器との相互作用により検出できる他の気体（Lopez，M．E.、Rechnitz，G．A．、Analytical Chemistry、 54、1976−1980、1982）は、ＡｃＯＣセンサ法により作成される分析センサの基となり得る。酸素は、蛍光消光のような光学法により頻繁に測定される分析物である。ＡｃＯＣ活性化の必要条件を満たし、Ｏ₂ 濃度の関数として蛍光消光の定量に十分に長い蛍光寿命を有する蛍光団は、ＡｃＯＣセンサを作成するに当たっての候補である。光センサの利点は、不連続の波長バンドにより、異なる分析物からの情報を解明する能力である。このようにして、２種類のセンサを同一の膜に互いに結合するが、別々の波長での読出し情報を収集できる。本発明は、単一の被覆でこのようなセンサ形態を作成できるものである。センサ微小領域は、多数の変換器を収容しているが、まるでセンサが別々の層にあるように、化学的性質および信号の加工が行なわれる。この方法を用いることにより、検出可能なレベルの蛍光を有する極薄センサフイルムを作成できる。このような薄膜は、応答時間が並外れて迅速であり、蛍光コーティングが伝ぱん波と同一の寸法内であることが望まれる検出の消失波法に用いられるコーティングプレーナセンサに理想的である。この方法により作成したセンサは、センサ材料がコーティング中で連続であるので、ピンホール漏れによる影響を受けない。これらのセンサフイルムも、水性層がないために、たな寿命がより長い。実施例以下の実施例は本発明を説明するものであるが、その用途を限定するものではない。実施例１−４：第四アンモニウムイオンによる蛍光団の活性化上述したように、蛍光活性化のこのシステムに用いるべき特定の染料の能力には、染料がポリ陰イオンであり、水中で量子収量が大きく、低誘電媒質中においては量子収量が小さいことが必要である。蛍光を消光する媒質中に溶解する場合、この基準を満たす全ての染料は、特定の第四アンモニウムイオンを添加することにより活性化されるので、存在するスペクトルデータベースを使用することによりこの方法に適した染料を選択することができなければならない。蛍光をうまく活性化する第四アンモニウムイオンは、水酸化物またはメトキシドの対イオンのいずれかを有しており、蛍光団に使用する溶媒に混和する溶媒中に溶解される。実施例１低誘電溶媒であるトルエン中に溶解するフルオレセインを含有する試料を蛍光計（パーキンエルマー、ＬＳ−50）中で照射したら、非常にわずかしか、または全く基準蛍光が生じなかった。励起は488 ｎｍであり、蛍光は、励起ビーム、Ｉ₀ ＝２の530 ｎｍのフィルタを用いて530 ｎｍで測定した。第四アンモニウムイオンである、テトラブチルアンモニウム水酸化物を溶媒のブタノールで希釈した。ブタノールは染料試料に用いた溶媒と混和性である。次いで、第四アンモニウム溶液を、モニタした蛍光の発光が安定レベル、Ｉ₁ ＝289 まで生成されるまで、フルオレセイン溶液中に滴下した。（実施例において、Ｉ₀ は蛍光団の消光状態の蛍光を示し、Ｉ₁ は蛍光団の活性化状態の蛍光を示す。）実施例２５×10^-7Ｍの濃度の染料をヘキサン、トルエン、テトラヒドロフラン、および２−ブタノール中で調製することにより、４種類の溶媒中でフルオレセインの蛍光活性化を比較した。488 ｎｍの励起により、発光スペクトルを測定した。ヘキサン、トルエン、およびテトラヒドロフラン中においては、蛍光はほとんど完全に消光されており、２−ブタノール中においては、Ｉ₁ ＝250 であった。蛍光が安定状態となるまで、この溶液を、エタノール中に溶解した0.01Ｍのテトラブチルアンモニウム水酸化物により滴定した。４種類の系には、様々な量の活性剤が必要であり、異なるレベルの蛍光信号が生成された（表３）。これら４種類の溶媒のうち、ヘキサンは、最も誘電性が小さく、フルオレセイン／ヘキサン溶液が、完全な活性化に必要とされる最も低濃度のＴＢＡＨにより最大の蛍光増加を示した。（２−ブタノールは完全には消光されなかったので、これは特別なケースであることに注意すべきである。）実施例３ヒドロキシピレントリスルホネート（ＨＰＴＳ）を低誘電溶媒であるトルエン中に溶解させ、510 ｎｍ発光を用いて、350 ｎｍと500 ｎｍの間で励起スペクトルを生じさせ、462 ｎｍでＩ₀ ＝１の基準蛍光を設定した。第四アンモニウムイオンである、テトラブチルアンモニウム水酸化物を２−ブタノールにより0.01Ｍまで希釈した。２−ブタノールは染料試料に用いた溶媒と混和性である。第四アンモニウム溶液を、モニタした蛍光励起が安定レベル、462 ｎｍでＩ₁ ＝192 となるまでＨＰＴＳ溶液中に滴下した。テトラブチルアンモニウム水酸化物により滴定したＨＰＴＳに関して、活性化した励起エネルギーの最大値は462 ｎｍで観察され、このことは、基準形態にある染料と矛盾しない（図７）。実施例４エチレンジアミン−ピレントリスルホネートをトルエン中に溶解させ、５×10^-7 Ｍ濃度とした。423 ｎｍの発光を用いて、300 ｎｍと410 ｎｍの間で励起スペクトルを生じさせ、基準蛍光を設定した。378 ｎｍと399 ｎｍで励起が最大であり、ほとんどゼロの蛍光が観察された。0.250 ｍｌのテトラブチルアンモニウム水酸化物（0.01Ｍ、２−ブタノール）を添加して、650 蛍光単位を生じさせ、37 8 ｎｍと399 ｎｍでピークとなった。ここで励起最大値は水性媒質中で報告される。２−ブタノール中に溶解したエチレンジアミン−ピレントリスルホネートに関して同様の滴定を行なったときに、0.01ｍｌの同一のＡｃＯＣを添加したら、 2000＋相対蛍光単位と推定される、目盛りを超越した蛍光強度が示された。この染料はｐＨ感受性ではない。実施例５−６：第四アンモニウム官能基を含有する高分子による蛍光団の活性化第四アンモニウム基を含有するコポリマーであるＭＡＰＴＡＣの添加によっても、低誘電溶媒中で消光された蛍光団の蛍光を活性化した。蛍光活性剤として高分子を使用したら、活性化された染料の酸形態と塩基形態の多くの混合物が得られた。実施例５ＨＰＴＳを６：４のトルエン：エタノールの低誘電溶媒系中に溶解させた。51 0 ｎｍの発光を用いて350 ｎｍと500 ｎｍの間で励起スペクトルを生じさせ、Ｉ₀ ＝21（405 ｎｍ）およびＩ₀ ＝８（465 ｎｍ）の基準蛍光を設定した。エタノール中に溶解したＭＡＰＴＡＣ高分子の５％（重量／容積）溶液を、蛍光の安定レベルがＩ₁ ＝140 （405 ｎｍ）およびＩ₁ ＝211 （465 ｎｍ）となるまで、ＨＰＴＳ試料中に滴下した。励起バンドが405 ｎｍと465 ｎｍで見られ、染料の酸性形態と塩基形態の混合物が活性化状態で存在することが分かった。実施例６ＨＰＴＳをヘキサン中に溶解させ、510 ｎｍの発光を用いて350 ｎｍと500 ｎｍとの間で励起スペクトルを生じさせ、Ｉ₀ ＝５（405 ｎｍ）およびＩ₀ ＝５（ 465 ｎｍ）の基準蛍光を設定した。エタノール中に溶解したＭＡＰＴＡＣ高分子の５％（重量／容積）溶液を、蛍光の安定レベルがＩ₁ ＝250 （405 ｎｍ）およびＩ₁ ＝39（465 ｎｍ）となるまで、ＨＰＴＳ試料中に滴下した。より強い活性化励起バンドが405 ｎｍで表れたので、染料の酸性形態が主に活性化されたことが分かった。この滴定をエタノール中で行なった場合、活性化染料の塩基形態が過剰、すなわち、Ｉ₁ ＝200 （405 ｎｍ−プロトン化形態）およびＩ₁ ＝598 ｎｍ（465 ｎｍ−脱プロトンン化形態）であった。実施例７陰イオン交換樹脂により蛍光団の活性化アンモニウム基を含有する表面もまた、低誘電媒質中の消光された蛍光団の活性化を示すのに用いた。この実施例において、染料は、固体樹脂と複合体形成することにより溶液から抽出される。ＨＰＴＳ（10^-5Ｍ）をヘキサン中に溶解させ、この溶液に、約250 ｍｇのＤＯＷＥＸ19880 陰イオン交換体を加えた。渦流れにより混合した後、濾過により染料溶液から樹脂を取り除いてヘキサンで濯いだ。紫外線の元で観察したら、樹脂は、塩基形態のＨＰＴＳに一般的な色である蛍光緑に見えた。活性化された蛍光団の存在を確認するために、カバーガラス上にこの樹脂を新たにポリスチレンを付着させることにより固定化し、スペクトルの測定を行なった。高分子を乾燥させた後、カバーガラスの表面蛍光をＬＳ−50内で試験し、465 ｎｍの励起バンドで蛍光を観察した。この蛍光は、塩基形態のＨＰＴＳとは矛盾のないものであった。実施例８−１３：第四アンモニウムイオン化合物を用いた、高分子膜内の蛍光団の活性化低誘電溶媒中に溶解した高分子／染料溶液中にＡｃＯＣを添加して、液体試料中において蛍光を活性化させた。溶媒の蒸発により溶液をカバーガラスに施したときに、高分子コーティングは蛍光性が強かった。実施例８フルオレセイン（２ｍｇ）およびテトラブチルアンモニウム水酸化物（1.5 ｍｌ、1.0 Ｍ）を10ｍｌの２−ブタノール中に溶解させた。0.7 ｇのポリスチレンを10ｍｌのトルエン中に溶解させることにより、ポリスチレン溶液を調製した。高分子溶液の５ｍｌのアリコートを、0.91ｍｌの染料／ＴＢＡＨ溶液と組み合わせた。この溶液は、試験管内において蛍光性が強かった。次いで、高分子／染料溶液をガラス基体上に注型した。得られたコーティングは蛍光性（Ｉ₁ ＝270 ）であり、水性系で観察したようなフルオレセインと同様のスペクトル特性（励起最大値＝490 ｎｍおよび発光最大値＝520 ｎｍ）を示した。実施例９ 0.6 ｇのポリスチレンを10ｍｌのトルエン中に溶解させることによりポリスチレン溶液を調製した。２−ブタノールにより10^-3ＭのＨＰＴＳの溶液を調製した。ＨＰＴＳ溶液（１ｍｌ）を10ｍｌの高分子溶液に加えた。混合後、高分子／染料溶液の３ｍｌのアリコートを取り除き、0.082 ｍｌの1.0 Ｍテトラブチルアンモニウム水酸化物とともに混合した。次いで、ガラスカバー上に、スピンコーティングにより活性化並びに非活性化高分子／染料溶液を施した。ＡｃＯＣを含まない高分子／染料からは、ほとんど蛍光を伴わない（Ｉ₀ ＝10）コーティングが得られ、高分子／染料／ＡｃＯＣ溶液からは蛍光性の（Ｉ₀ ＝380 ）コーティングが得られた。実施例１０ 0.5 ｇの高分子を５ｍｌのトルエン：エタノール（４：１）中に溶解させることにより、酢酸メチルセルロース溶液を調製した。メタノールにより10^-2ＭのＨＰＴＳ溶液を調製した。ＨＰＴＳ溶液（0.5 ｍｌ）を高分子溶液に加えた。0.03 ｍｌの1.0 Ｍテトラブチルアンモニウム水酸化物を加えたら、この溶液は明るい蛍光緑となった。高分子溶液をガラスカバーに塗布し、溶媒を除去した後にも高分子コーティングは蛍光状態にあった。実施例１１ 0.4 ｇの高分子を５ｍｌのトルエン中に溶解させることにより、有標（propri etary）アクリレート高分子の８％溶液を調製した。この高分子溶液に0.25ｍｌのＨＰＴＳ（10^-3Ｍ、２−ブタノール）を加え、対照として１ｍｌの高分子／染料溶液を取り出した。残りの４ｍｌの高分子／染料溶液に0.060 ｍｌの1.0 Ｍテトラブチルアンモニウム水酸化物を加えたら、溶液は明るい蛍光緑になった。ガラス基体上に、蛍光溶液および対照溶液の両方でスピンコーティングを行なった。溶媒を蒸発させた後も、活性化された蛍光を含む高分子は強い蛍光性（Ｉ₁ ＝ 390 ）を維持した（465 ｎｍの励起、510 ｎｍの発光）。対照により調製したコーティングにはほとんど蛍光はなかった（Ｉ₀ ＝９）。実施例１２ 0.6 ｇの高分子を10ｍｌのトルエン：エタノール（８：２）中に溶解させることにより、エチルセルロースの６％溶液を調製した。高分子溶液に1.0 ｍｌのＨＰＴＳ（10^-3Ｍ、メタノール）を加えた。対照として２ｍｌの高分子／染料溶液を取り出した。残りの高分子／染料溶液に、0.283 ｍｌの1.0 Ｍテトラブチルアンモニウム水酸化物を加えたら、溶液は明るい蛍光緑になった。ガラス基体上に、蛍光溶液および対照溶液の両方でスピンコーティングを行なった。溶媒を蒸発させた後も、活性化された蛍光を含む高分子は強い蛍光性（Ｉ₁ ＝560 ）を維持した（465 ｎｍの励起、510 ｎｍの発光）。対照により調製したコーティングにはほとんど蛍光はなかった（Ｉ₀ ＝21）。実施例１３トルエンによりポリスチレンの５％溶液を調製した。12.2ｍｇの高分子をエタノール中に溶解させることにより、ピレンテトラスルホネートの10^-3Ｍ溶液を調製した。２ｍｌの高分子溶液に、0.2 ｍｌのピレンテトラスルホネートおよび0. 06ｍｌの1.0 Ｍテトラブチルアンモニウム水酸化物を加えて、蛍光溶液を調製した。ＡｃＯＣを含まない対照溶液も調製した。ガラス基体上に、蛍光溶液および対照溶液の両方でスピンコーティングを行なった。溶媒を蒸発させた後も、活性化された蛍光を含む高分子は強い蛍光性（Ｉ₁ ＝742 ）を維持した（375 ｎｍの励起、404 ｎｍの発光）。対照により調製したコーティングにはほとんど蛍光はなかった（Ｉ₀ ＝21）。実施例１４−１５：第四アンモニウム官能基を含有する高分子コーティング中の蛍光団の活性化第四アンモニウム官能基を有するコポリマー（ＭＡＰＴＡＣ）を含有させることにより、高分子コーティングにおいて、消光された蛍光団の蛍光活性化を行なった。実施例１４ 95％のエタノール溶液により10％のＭＡＰＴＡＣ溶液を調製した。２ｍｌの高分子溶液に0.1 ｍｌのＨＰＴＳ（10^-5Ｍ、エタノール）を加えたら、試験管内で観察したときに、この溶液は強い蛍光性となった。高分子／染料溶液をガラスカバーに塗布し、一晩で溶媒を蒸発させた。蛍光を測定した；Ｉ₁ ＝473 （405 ｎｍの励起、510 ｎｍの発光）およびＩ₁ ＝262 （455 ｎｍの励起、510 ｎｍの発光）。ＨＰＴＳのエタノール対照溶液に関して、蛍光を測定した：Ｉ₀ ＝22（40 2 ｎｍ励起）およびＩ₀ ＝４（455 ｎｍ励起）。実施例１５トルエン：エタノール（６：４）によりエチルセルロースの２％溶液を調製し、ＨＰＴＳを加え、２×10^-6Ｍの最終濃度とした。エタノールにより10％のＭＡＰＴＡＣ溶液を調製し、蛍光が完全に活性化されるまで、エチルセルロース溶液中に滴下した。高分子／染料溶液をガラスカバーに塗布し、一晩で溶媒を蒸発させた。510 ｎｍの発光を用いて、350 ｎｍと500 ｎｍの間に励起スペクトルを生じさせた。402 ｎｍにおいて、励起強度は623 であり、465 ｎｍにおいて励起強度は175 であった。エチルセルロース／ＨＰＴＳの対照溶液は、蛍光をほとんど示さなかった。実施例１６−１９：第四アンモニウムイオンにより活性化した蛍光によるＣＯ₂ センサの作成いくつかの活性化蛍光性ｐＨ感受性染料／高分子配合物をガラス基体上に膜としてスピンコーティングし、液相および気相の両方の検査において、定量ＣＯ₂ センサとしてうまく実証された。実施例１６実施例８に記載した配合物を用いて、ガラスを疎水性にする有標シラン化試薬である、ガラスクラッドにより被覆したガラスカバー上に高分子／染料溶液をスピンコーティングすることによりセンサを作成した。室温でセンサを硬化させ、溶媒を一晩で蒸発させた。ＣＯ₂ 試験に関して、センサをパーキンエルマーＬＳ −50蛍光計内に挿入し、センサと連結されている流動セルを通過した異なる濃度のＣＯ₂ ガスにさらした。センサは可逆的にかつ再現的にＣＯ₂ の変量に応答した：空気（0.03％のＣＯ₂ ）、Ｉ₁ ＝268 ；３％のＣＯ₂ 、Ｉ₁ ＝252 ；５％のＣＯ₂ 、Ｉ₁ ＝242 ；および７％のＣＯ₂、Ｉ₁ ＝230。実施例１７トルエン：エタノール（９：１）によりエチルセルロースの５％溶液を調製した。ブタノールにより調製したＨＰＴＳ溶液を高分子に加えて、１×10^-7Ｍの濃度にし、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム水酸化物を加えて、１×10^-5Ｍにした。ガラスクラッドシラン試薬により処理したガラスカバー上に蛍光性の強い溶液でスピンコーティングを行ない、周囲条件で一晩、センサを硬化させた。センサを流体系中で試験して、センサが、100 時間を越える期間に亘りトノメータで測定したＣＯ₂ 緩衝液に対して可逆的かつ定量的な応答を示した。代表的な30 分間に試験を図８に示す。蛍光レベルは以下の濃度のＣＯ₂ を測定したものである：Ａ）0.03％、Ｂ）2.66％、Ｃ）5.33％、およびＤ）8.33％。実施例１８実施例９に記載した配合物を用いて、実施例１６に記載したようにセンサを作成し、様々な濃度のＣＯ₂ に関してトノメータで測定した緩衝液（以下、ＣＯ₂ トノメータ緩衝液と称する）を用いて同様の装置について試験した。標準濃度のＣＯ₂ トノメータ緩衝液に対するセンサの蛍光応答をプロットすることにより、検量線を作成した。次いで、未知の量のＣＯ₂ を含有する様々な試料中に挿入したときの、センサの蛍光を測定し、それらの試料中のＣＯ₂ の濃度を検量線を参照して求めた。このセンサを用いたＣＯ₂ の測定は、可逆的であった：水（0.03 ％のＣＯ₂ ）、Ｉ₁ ＝525 ；2.66％のＣＯ₂ 、Ｉ₁ ＝450 ；5.33％のＣＯ₂ 、Ｉ₁ ＝390 ；および8.66％のＣＯ₂ 、Ｉ₁ ＝321 。ＣＯ₂ 試料を連続して循環させて、数時間に亘りセンサを試験した。実施例１９実施例１８に記載したのと同様にセンサを作成した。高分子／染料層の塗布および乾燥後、トルエン中５％のポリスチレンの追加のコーティングを保護層としてセンサに塗布した。液体試験において、センサのＣＯ₂ の測定は、可逆的で、迅速であった：水（0.03％のＣＯ₂ ）、Ｉ₁ ＝575 ；2.66％のＣＯ₂ 、Ｉ₁ ＝44 0 ；5.33％のＣＯ₂ 、Ｉ₁ ＝350 ；および8.66％のＣＯ₂ 、Ｉ₁ ＝310 。実施例２０−２１：第四アンモニウム誘導化高分子によるＣＯ₂ センサの作成蛍光活性剤および膜構造を構成する高分子として用いたＭＡＰＴＡＣ高分子により、ＣＯ₂ の変化に応答する蛍光コーティングを作成した。実施例２０実施例１４に記載した配合物を用いて、ガラスクラッドシラン化試薬により処理したガラスカバー上に滴下することにより、活性化蛍光高分子溶液を塗布した。センサを一晩に亘り空気乾燥させ、溶媒の蒸発後も蛍光は強かった。気体試験において（455 ｎｍの励起、510 ｎｍの発光）、センサはＣＯ₂ を導入したときに蛍光が損失した：水（0.03％のＣＯ₂ ）、Ｉ₁ ＝620 ；３％のＣＯ₂ 、Ｉ₁ ＝ 550 ；および7 ％のＣＯ₂ 、Ｉ₁ ＝525 。実施例２１実施例１５に記載した配合物を用いて、ガラスクラッドシラン化試薬により処理したガラスカバーに活性化蛍光高分子溶液を塗布した。周囲条件中でセンサを一晩に亘り空気乾燥させた。ＣＯ₂ 濃度に依存する蛍光の気体試験に関して、センサはＣＯ₂ を導入したときに蛍光が損失した：空気、Ｉ₁ ＝290 ；および7 ％のＣＯ₂ 、Ｉ₁ =250 。実施例２２第四アンモニウムイオン活性化蛍光によるＯ₂ センサの作成特定の分析物により変調される活性化蛍光団の固定化により他の分析物用のセンサが作成できる。酸素は、固定化されたピレン誘導体の蛍光を消光することが知られており、低誘電媒質中の活性化蛍光団により酸素センサを作成した。センサは酸素に対して小さな応答を示した。これは、調製物の最適化により改良できたかもしれない。トルエンにより５％ポリスチレン溶液を調製した。２ｍｌの高分子に0.2 ｍｌのピレンテトラスルホネート（10^-3Ｍ、絶対のエタノール）および0.06ｍｌのテトラブチルアンモニウム水酸化物（1.0 Ｍ、メタノール）を加えた。高分子／染料溶液をカバー上にスピンコーティングし、溶媒を一晩に亘り蒸発させた。Ｏ₂ による蛍光の消光についてセンサを試験した（375 ｎｍの励起、404 ｎｍの発光）：100％のＯ₂ 、Ｉ₁ ＝529 ；０％のＯ₂ 、Ｉ₁ ＝565 。別の実施例溶液中並びに固体媒質中における蛍光の活性化についてのこの化学的性質の適応、および光センサとしてのその固体媒質の使用について議論した。特に有機化学的性質において、他の用途も考えられる。分離工程における蛍光団の抽出に使用した低誘電媒質にＡｃＯＣを加えると、所望の蛍光団を検出する能力が高められるかもしれない。別の例としては、クロマトグラフィー法にＡｃＯＣを含めて、低誘電溶媒系から蛍光生成物を分離しやすくする。上述した新たな開発を学んだ後に、さらなる変更が当業者には明確であろう。

【手続補正書】【提出日】１９９６年６月１４日【補正内容】 (1) 明細書第32頁の後に下記の記載を追加する。「以下、本発明の実施態様を項分け記載する。１．低誘電媒質中のポリ陰イオン蛍光染料の蛍光を活性化する方法であって、ａ．蛍光染料を低誘電媒質中に含ませ、このとき、該媒質中においては該染料は消光されており、ｂ．蛍光を復元し、前記低誘電媒質中に活性化蛍光団を生じるような方法で、消光された蛍光団と相互作用する活性化化合物を加え、ｃ．生じた蛍光または蛍光関連パラメータを測定する、各工程からなることを特徴とする方法。２．前記活性化化合物が第四オニウム化合物であることを特徴とする実施態様１記載の方法。３．前記活性化化合物が、第四オニウム化合物により誘導された高分子であることを特徴とする実施態様１記載の方法。４．前記高分子が、前記低誘電媒質および前記染料に加えられる前記活性化化合物の両方として機能することを特徴とする実施態様３記載の方法。５．前記活性化化合物が第四オニウム化合物により誘導された表面であることを特徴とする実施態様１記載の方法。６．前記活性化化合物が、テトラブチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、テトラメチルアンモニウム水酸化物、ベンジルトリメチルアンモニウム水酸化物、ベンジルトリメチルアンモニウムメトキシド、およびヘキサデシルトリメチルアンモニウム水酸化物からなる群より選択されることを特徴とする実施態様２記載の方法。７．前記第四オニウム化合物が、メトキシド対イオンまたは水酸化物対イオンを有することを特徴とする実施態様２記載の方法。８．前記第四オニウム化合物が、トリメチルプロピルアンモニウム塩化物であることを特徴とする実施態様３記載の方法。９．前記低誘電媒質が、液相、気相、または固相であることを特徴とする実施態様１記載の方法。 10．前記蛍光染料がポリ陰イオンであることを特徴とする実施態様１記載の方法。 11．前記蛍光染料が、フルオレセインまたはその誘導体、スルホン化ピレンまたはその誘導体、セミナフトロダフルオルまたはその誘導体、およびセミナフトスルオレセインまたはその誘導体からなる群より選択されることを特徴とする実施態様１０記載の方法。 12．前記蛍光染料が、２′，７′−ジメチルロドール、７′−クロロロドール、セミナフトフルオレセイン、ヒドロキシピレントリスルホネート、ピレンテトラスルホネート、およびピレントリスルホネートからなる群より選択されることを特徴とする実施態様１１記載の方法。 13．前記ピレントリスルホネート誘導体が、エチレンジアミン、アセチルアジド、アミノエチルｐ−アジドベンズアミド、カダベリン、またはヒドラジドであることを特徴とする実施態様１２記載の方法。 14．前記低誘電媒質が、トルエン、ヘキサン、ブタノール、メタノール、テトラヒドロフラン、またはこれら液体の２種類以上の組合せからなる群より選択される液体であることを特徴とする実施態様９記載の方法。 15．前記低誘電媒質が高分子であることを特徴とする実施態様９記載の方法。 16．前記高分子が、ポリ（ジエン）、ポリ（アルケン）、セルロースまたはセルロース誘導体、ポリ（メタクリレート）、ポリ（シロキサン）、ポリ（エステル）、またはポリ（カーボネート）であることを特徴とする実施態様１５記載の方法。 17．前記低誘電媒質が、該媒質に用いられる高分子と同じかまたは異なる高分子の層により被覆されることを特徴とする実施態様１５記載の方法。 18．前記活性化蛍光団が、蛍光を変調する分析物を測定するのに用いられることを特徴とする実施態様１記載の方法。 19．前記蛍光団がｐＨ感受性であることを特徴とする実施態様１８記載の方法。 20．前記蛍光が、蛍光関連パラメータを測定することにより求められることを特徴とする実施態様１８記載の方法。 21．蛍光を変調する分析物を測定する方法であって、ａ．低誘電媒質中に蛍光団および第四オニウム化合物を含ませ、ｂ．前記蛍光を測定し、ｃ．前記低誘電媒質を前記分析物を含有する溶液にさらし、ｄ．前記分析物による蛍光の変化を測定し、ｅ．検量線を参照して前記分析物の濃度を求める、各工程からなることを特徴とする方法。 22．前記分析物が、前記低誘電媒質を貫通し、前記蛍光を変調するような方法で活性化された前記蛍光団と相互作用できることを特徴とする実施態様２１記載の方法。 23．前記分析物が二酸化炭素または酸素であることを特徴とする実施態様２１記載の方法。 24．前記分析物がアンモニアであることを特徴とする実施態様２１記載の方法。 25．前記分析物が酵素反応による気体状の副生物であることを特徴とする実施態様２１記載の方法。 26．ａ．光学構成部材の表面に活性化蛍光高分子膜を形成するために、低誘電高分子膜中の蛍光団および第四オニウム化合物を、入射電磁波および放出電磁波を透過させる前記光学構成部材の表面に塗布し、ｂ．前記活性化蛍光高分子膜中の蛍光を測定し、ｃ．該膜を測定すべき分析物にさらし、ｄ．該分析物による蛍光の変化を測定する、ことにより、分析物を測定する光センサ装置。 27．前記蛍光団および活性化試薬が、前記基質の低誘電媒質中に含まれていることを特徴とする実施態様２６記載の装置。 28．光ファイバからなることを特徴とする実施態様２６記載の装置。 29．プレーナ導波管からなることを特徴とする実施態様２６記載の装置。 30．消失性波を測定することを特徴とする実施態様２６記載の装置。 31．２種類以上のセンサを含むことを特徴とする実施態様２６記載の装置。 32．蛍光染料および活性化試薬からなる低誘電媒質であって、前記蛍光染料が、前記媒質中においては蛍光が消光されているが、前記活性化試薬の存在下においては蛍光を示すことのできることを特徴とする媒質。 33．活性化試薬を含む低誘電媒質中の蛍光染料からなる基体上のコーティングであって、前記蛍光染料が前記媒質中においては蛍光が消光されることを特徴とするコーティング。 34．高分子と染料との溶液をガラス表面上にスピニングし、この溶液から溶媒を蒸発させることにより作成されることを特徴とする実施態様３３記載のコーティング。 (2) 請求の範囲を別紙の通り補正する。請求の範囲１．低誘電媒質中のポリ陰イオン蛍光染料の蛍光を活性化する方法であって、ａ．蛍光染料を低誘電媒質中に含ませ、このとき、該媒質中においては該染料は消光されており、ｂ．蛍光を復元し、前記低誘電媒質中に活性化蛍光団を生じるような方法で、消光された蛍光団と相互作用する活性化化合物を加え、ｃ．生じた蛍光または蛍光関連パラメータを測定する、各工程からなることを特徴とする方法。２．蛍光を変調する分析物を測定する方法であって、ａ．低誘電媒質中に蛍光団および第四オニウム化合物を含ませ、ｂ．前記蛍光を測定し、ｃ．前記低誘電媒質を前記分析物を含有する溶液にさらし、ｄ．前記分析物による蛍光の変化を測定し、ｅ．検量線を参照して前記分析物の濃度を求める、各工程からなることを特徴とする方法。３．前記分析物が二酸化炭素または酸素であることを特徴とする請求の範囲第２項記載の方法。４．前記分析物がアンモニアであることを特徴とする請求の範囲第２項記載の方法。５．前記分析物が酵素反応による気体状の副生物であることを特徴とする請求の範囲第２項記載の方法。６．ａ．光学構成部材の表面に活性化蛍光高分子膜を形成するために、低誘電高分子膜中の蛍光団および第四オニウム化合物を、入射電磁波および放出電磁波を透過させる前記光学構成部材の表面に塗布し、ｂ．前記活性化蛍光高分子膜中の蛍光を測定し、ｃ．該膜を測定すべき分析物にさらし、ｄ．該分析物による蛍光の変化を測定する、ことにより、分析物を測定する光センサ装置。７．蛍光染料および活性化試薬からなる低誘電媒質であって、前記蛍光染料が、前記媒質中においては蛍光が消光されているが、前記活性化試薬の存在下においては蛍光を示すことのできることを特徴とする媒質。８．活性化試薬を含む低誘電媒質中の蛍光染料からなる基体上のコーティングであって、前記蛍光染料が前記媒質中においては蛍光が消光されることを特徴とするコーティング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩＧ０１Ｎ 31/00 9015−2ＪＧ０１Ｎ 31/00 Ｌ 9015−2ＪＥ 9015−2ＪＧ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．低誘電媒質中のポリ陰イオン蛍光染料の蛍光を活性化する方法であって、ａ．蛍光染料を低誘電媒質中に含ませ、このとき、該媒質中においては該染料は消光されており、ｂ．蛍光を復元し、前記低誘電媒質中に活性化蛍光団を生じるような方法で、消光された蛍光団と相互作用する活性化化合物を加え、ｃ．生じた蛍光または蛍光関連パラメータを測定する、各工程からなることを特徴とする方法。２．前記活性化化合物が第四オニウム化合物であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。３．前記活性化化合物が、第四オニウム化合物により誘導された高分子であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。４．前記高分子が、前記低誘電媒質および前記染料に加えられる前記活性化化合物の両方として機能することを特徴とする請求の範囲第３項記載の方法。５．前記活性化化合物が第四オニウム化合物により誘導された表面であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。６．前記活性化化合物が、テトラブチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、テトラメチルアンモニウム水酸化物（ベンジルトリメチルアンモニウム水酸化物、ベンジルトリメチルアンモニウムメトキシド、およびヘキサデシルトリメチルアンモニウム水酸化物からなる群より選択されることを特徴とする請求の範囲第２項記載の方法。７．前記第四オニウム化合物が、メトキシド対イオンまたは水酸化物対イオンを有することを特徴とする請求の範囲第２項記載の方法。８．前記第四オニウム化合物が、トリメチルプロピルアンモニウム塩化物であることを特徴とする請求の範囲第３項記載の方法。９．前記低誘電媒質が、液相、気相、または固相であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 10．前記蛍光染料がポリ陰イオンであることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 11．前記蛍光染料が、フルオレセインまたはその誘導体、スルホン化ピレンまたはその誘導体、セミナフトロダフルオルたはその誘導体、およびセミナフトスルオレセインまたはその誘導体からなる群より選択されることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の方法。 12．前記蛍光染料が、２′，７′−ジメチルロドール、７′−クロロロドール、セミナフトフルオレセイン、ヒドロキシピレントリスルホネート、ピレンテトラスルホネート、およびピレントリスルホネートからなる群より選択されることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の方法。 13．前記ピレントリスルホネート誘導体が、エチレンジアミン、アセチルアジド、アミノエチルｐ−アジドベンズアミド、カダベリン、またはヒドラジドであることを特徴とする請求の範囲第１２項記載の方法。 14．前記低誘電媒質が、トルエン、ヘキサン、ブタノール、メタノール、テトラヒドロフラン、またはこれら液体の２種類以上の組合せからなる群より選択される液体であることを特徴とする請求の範囲第９項記載の方法。 15．前記低誘電媒質が高分子であることを特徴とする請求の範囲第９項記載の方法。 16．前記高分子が、ポリ（ジエン）、ポリ（アルケン）、セルロースまたはセルロース誘導体、ポリ（メタクリレート）、ポリ（シロキサン）、ポリ（エステル）、またはポリ（カーボネート）であることを特徴とする請求の範囲第１５項記載の方法。 17．前記低誘電媒質が、該媒質に用いられる高分子と同じかまたは異なる高分子の層により被覆されることを特徴とする請求の範囲第１５項記載の方法。 18．前記活性化蛍光団が、蛍光を変調する分析物を測定するのに用いられることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 19．前記蛍光団がｐＨ感受性であることを特徴とする請求の範囲第１８項記載の方法。 20．前記蛍光が、蛍光関連パラメータを測定することにより求められることを特徴とする請求の範囲第１８項記載の方法。 21．蛍光を変調する分析物を測定する方法であって、ａ．低誘電媒質中に蛍光団および第四オニウム化合物を含ませ、ｂ．前記蛍光を測定し、ｃ．前記低誘電媒質を前記分析物を含有する溶液にさらし、ｄ．前記分析物による蛍光の変化を測定し、ｅ．検量線を参照して前記分析物の濃度を求める、各工程からなることを特徴とする方法。 22．前記分析物が、前記低誘電媒質を貫通し、前記蛍光を変調するような方法で活性化された前記蛍光団と相互作用できることを特徴とする請求の範囲第２１項記載の方法。 23．前記分析物が二酸化炭素または酸素であることを特徴とする請求の範囲第２１項記載の方法。 24．前記分析物がアンモニアであることを特徴とする請求の範囲第２１項記載の方法。 25．前記分析物が酵素反応による気体状の副生物であることを特徴とする請求の範囲第２１項記載の方法。 26．ａ．光学構成部材の表面に活性化蛍光高分子膜を形成するために、低誘電高分子膜中の蛍光団および第四オニウム化合物を、入射電磁波および放出電磁波を透過させる前記光学構成部材の表面に塗布し、ｂ．前記活性化蛍光高分子膜中の蛍光を測定し、ｃ．該膜を測定すべき分析物にさらし、ｄ．該分析物による蛍光の変化を測定する、ことにより、分析物を測定する光センサ装置。 27．前記蛍光団および活性化試薬が、前記基質の低誘電媒質中に含まれていることを特徴とする請求の範囲第２６項記載の装置。 28．光ファイバからなることを特徴とする請求の範囲第２６項記載の装置。 29．プレーナ導波管からなることを特徴とする請求の範囲第２６項記載の装置。 30．消失性波を測定することを特徴とする請求の範囲第２６項記載の装置。 31．２種類以上のセンサを含むことを特徴とする請求の範囲第２６項記載の装置。 32．蛍光染料および活性化試薬からなる低誘電媒質であって、前記蛍光染料が、前記媒質中においては蛍光が消光されているが、前記活性化試薬の存在下においては蛍光を示すことのできることを特徴とする媒質。 33．活性化試薬を含む低誘電媒質中の蛍光染料からなる基体上のコーティングであって、前記蛍光染料が前記媒質中においては蛍光が消光されることを特徴とするコーティング。 34．高分子と染料との溶液をガラス表面上にスピニングし、この溶液から溶媒を蒸発させることにより作成されることを特徴とする請求の範囲第３３項記載のコーティング。