(57)【要約】  マグネシウムイオン選択性電極膜およびその調製。膜は、Ｃ４〜Ｃ１８アルキル置換フェニル基に共有結合している酸性基（例えば、ビス−４−オクチルフェニルリン酸）を含む親油性化合物を、マグネシウム選択性イオノフォア（例えば、中性イオノフォア１，１０−フェナントロリン誘導体）を含む膜に導入するか、または酸性（例えば、カルボン酸）基を、イオノフォア（例えば、１，１０−フェナントロリン誘導体）に共有結合するかのいずれかによって、酸性基を好ましくＰＶＣ膜に添加することによりマグネシウムイオンに対する高い選択性を付与される。【選択図】図１
2021529318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．イオノフォア、および
ｂ．酸性基を含む親油性化合物であって、式Ｉ
【化１】
2021529318.tif 000056
（式中、
Ａは酸性基を含み、
Ｒ１８、Ｒ１９およびＲ２０のうちの１つ、２つまたは３つすべては、Ｃ４〜１８アルキル基、Ｃ４〜１８アルケニル基、Ｃ４〜１８アルキニル基またはアミド含有Ｃ４〜１８基であるＣ４〜１８基であり、前記Ｃ４〜１８基は、フェニル基から数えて１、２および３位が直鎖であるか、または前記１、２および３位に合計で側鎖を１つのみ有し、
他のＲ１８、Ｒ１９およびＲ２０は、独立に、水素または直鎖Ｃ１〜１８アルキル基である）
の化合物である、親油性化合物、または前記親油性化合物の塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜。
【請求項２】
イオノフォアが荷電していない、請求項１に記載の膜。
【請求項３】
イオノフォアが、１，１０−フェナントロリンまたはその置換形態であるフェナントロリン化合物である、請求項１または２に記載の膜。
【請求項４】
フェナントロリン化合物が、式ＩＩ
【化２】
2021529318.tif 000057
［式中、
Ｒ１〜Ｒ６は各々、
Ｈ、
Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＮＯ２、ＣＮもしくはＣＦ３のいずれか、
Ｃ１〜１８アルキル、
Ｃ１〜１８アリール、
Ｃ１〜１８アルケニル、
（ＣＨ２）ｍＹ（式中、ｍは０または１〜４の整数であり、Ｙは−ＯＲ７、−ＮＲ７Ｒ８、−ＯＣＯＲ７、−ＮＲ７ＣＯＲ８、−ＣＯＲ７、−ＣＯＯＲ７、−ＳＯ３Ｒ７、−ＯＳｉＲ７Ｒ８Ｒ９、−ＰＯ４Ｒ７Ｒ８、−ＰＯ３Ｒ７Ｒ８のいずれかであり、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は各々、Ｈ、アルキル、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールのいずれかである）、または
Ｃｎ−Ｒ１０Ｒ１１（式中、ｎは０、または１および１７を含む１〜１７の整数であり、Ｒ１０はＣ、Ｎ、ＮＣＯまたはＣＨ２−Ｚ−ＣＨ２であり、ＺはＯ、ＮＨ、Ｓ、ＯＣＯまたはＣＯのいずれかであり、Ｒ１１は
【化３】
2021529318.tif 000058
であり、Ｒ１１はＲ１１の３、４、５、６、７または８位のいずれかでＲ１０に結合しており、Ｒ１２〜Ｒ１７はＨ、Ｃ１〜１８アルキル、Ｃ１〜１８アリールのいずれかであるか、または除去され、但し、Ｒ１１がＲ１１の３位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１２が除去され、Ｒ１１がＲ１１の４位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１３が除去され、Ｒ１１がＲ１１の５位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１４が除去され、Ｒ１１がＲ１１の６位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１５が除去され、Ｒ１１がＲ１１の７位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１６が除去され、Ｒ１１がＲ１１の８位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１７が除去される）
のいずれかである、
但し、Ｒ１〜Ｒ６のうちの１つが、Ｈ以外であり、かつ１，１０−フェナントロリンの２および９位のＣ原子が各々、縮合環構造に関与しない結合により、Ｈに結合している］
の化合物である、請求項３に記載の膜。
【請求項５】
Ｒ１〜Ｒ６が、合計で少なくとも６個の炭素原子、例えば、合計で少なくとも１１個の炭素原子を含む、請求項４に記載の膜。
【請求項６】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６のうちの１つまたは複数が、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基であり、例えば、Ｒ２および／またはＲ５が、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基である、請求項４または５に記載の膜。
【請求項７】
フェナントロリン化合物が、４−ウンデシル−１，１０−フェナントロリンまたは４，７−ジウンデシル−１，１０−フェナントロリンである、請求項４から６のいずれか一項に記載の膜。
【請求項８】
式ＩのＡ基に含まれる酸性基が、カルボン酸、スルホン酸、硫酸モノエステル、スルホンアミド、ホスホン酸、リン酸、ヒ酸、スルフィン酸またはチオカルボン酸からなる群から選択される、請求項１から７のいずれか一項に記載の膜。
【請求項９】
親油性化合物が、次式
【化４】
2021529318.tif 000059
の化合物である、請求項８に記載の膜。
【請求項１０】
Ｒ１８、Ｒ１９またはＲ２０のうちの１つのみが、請求項１に定義されるＣ４〜１８アルキル基であり、他は、水素、または直鎖Ｃ１〜１８アルキル基であり、好ましくは、他は水素である、請求項１から９のいずれか一項に記載の膜。
【請求項１１】
Ｒ１９が、請求項１に定義されるＣ４〜１８アルキル基であり、Ｒ１８およびＲ２０が、水素である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の膜。
【請求項１２】
前記Ｃ４〜１８アルキル基（複数可）が、少なくとも６個、例えば、少なくとも８個の炭素原子を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の膜。
【請求項１３】
親油性化合物が、親油性塩であり、前記親油性塩が、ヘミカルシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェート、ヘミマグネシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェートまたはこれらの混合物である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の膜。
【請求項１４】
親油性塩が、少なくとも５０％のヘミマグネシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェート、例えば、８０％〜９０％のヘミマグネシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェートを含有する混合物である、請求項１３に記載の膜。
【請求項１５】
イオノフォアと親油性化合物または親油性塩のアニオンとのモル比が、２：１〜１：１、例えば、１．８：１〜１．２：１のモル比である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の膜。
【請求項１６】
ｉ）スペーサーを介して酸性基に共有結合しているイオノフォアであって、前記スペーサーが少なくとも１個の炭素原子を含む、前記イオノフォア、または
ｉｉ）酸性基に共有結合している前記イオノフォアの塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜。
【請求項１７】
マグネシウムイオン選択性膜を調製する方法であって、請求項１から１６のいずれか一項に記載の成分を溶媒中で混合するステップと、得られた溶液を所望の支持体上に分配するステップと、前記溶媒を蒸発させるステップとを含む、方法。
【請求項１８】
液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定するための電極であって、請求項１から１６のいずれか一項に記載の膜を含む、電極。
【請求項１９】
液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定するための電位差測定センサーであって、請求項１８に記載の電極および参照電極を含む、電位差測定センサー。
【請求項２０】
液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定する方法であって、前記試料と請求項１８に記載の電極または請求項１９に記載の電位差測定センサーとを接触させるステップと、前記電極または電位差測定センサーから得られる信号に基づき前記マグネシウムイオン濃度を決定するステップとを含む、方法。
【請求項２１】
疾患または障害を診断する方法であって、請求項２０に記載の方法を対象の試料について行うステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウムイオン選択性膜およびその調製、このような膜を含む電極および電位差測定センサー、ならびに試料中のマグネシウムイオン濃度を決定するためのこれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウムは、人体内の普通金属であり、化学および生化学プロセスで重要な役割を果たす。体内のマグネシウムは、タンパク質と結合し、アニオンと錯体を形成するか、または遊離イオン化分画（ｉＭｇ）として存在するかのいずれかである。ｉＭｇ分画は、例えば、神経伝導または骨格筋、心筋もしくは子宮筋の収縮におけるイオンチャネル調節剤として、いくつかの生理学的役割を果たす。入院患者における研究では、低マグネシウム血症（１１％）および高マグネシウム血症（９．３％）の有病率が高いことが見出された（Ｗｏｎｇら（１９８３）Ａｍ  Ｊ  Ｃｌｉｎ  Ｐａｔｈｏｌ  ７９：３４８）。
【０００３】
ｉＭｇの特異的な測定は困難であり、歴史的に、臨床検査は、マグネシウム全体のアッセイに依存する場合が多かった。マグネシウムイオン選択性センサーは、ＷＯ９２／１６８３１（Ｎｏｖａ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｃｏｒｐ．）に記載されており、これはマグネシウムイオン選択性化合物として１，１０−フェナントロリンを含むマグネシウム選択性膜を開示する。ＷＯ２０１５／１６０７５５（Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ  Ｉｎｃ．）は、三脚型立体化学構造を有するイオノフォア、親油性ホウ酸塩およびポリマーマトリックスを含む、イオン化マグネシウムを検出するための膜を記載する。
【０００４】
しかし、ｉＭｇに対する高い選択性を膜に付与すること、特に、カルシウムイオンなどの他のカチオンと比べてマグネシウムイオンに対する選択性を得ることは、依然として課題である。選択性が限定的であることに加えて、当技術分野において記載されたマグネシウムイオン選択性膜は、安定性、干渉、ドリフトおよび迅速な立ち上がり時間に関しては最適以下の場合が多い。これらのパラメーターのうちの１つに対して膜を改善するための調整は、他のパラメーターに悪影響を与える場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、マグネシウムに対する選択性は高いが、依然として安定で、干渉およびドリフトに対して耐性があり、迅速な立ち上がり時間を有する改善されたマグネシウムイオンセンサーが必要とされている。これらの必要性は、本発明によって対処される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様において、本発明は
ａ．イオノフォア、および
ｂ．酸性基を含む親油性化合物であって、式Ｉ
【０００７】
【化１】
2021529318.tif 000003
【０００８】
（式中、
Ａは酸性基を含み、
Ｒ１８、Ｒ１９およびＲ２０のうちの１つ、２つまたは３つすべては、Ｃ４〜１８アルキル基、Ｃ４〜１８アルケニル基、Ｃ４〜１８アルキニル基またはアミド含有Ｃ４〜１８基であるＣ４〜１８基であり、前記Ｃ４〜１８基は、フェニル基から数えて１、２および３位が直鎖であるか、または前記１、２および３位に合計で側鎖を１つのみ有し、
他のＲ１８、Ｒ１９およびＲ２０は、独立に、水素または直鎖Ｃ１〜１８アルキル基である）
の化合物である、親油性化合物、または前記親油性化合物の塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜を提供する。
【０００９】
さらなる態様において、本発明は、
ｉ）スペーサーを介して酸性基に共有結合しているイオノフォアであって、前記スペーサーが少なくとも１個の炭素原子を含む、イオノフォア、または
ｉｉ）その塩、すなわち、スペーサーを介して酸性基に共有結合している前記イオノフォアの塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜を提供する。
【００１０】
さらなる態様において、本発明は、本発明のマグネシウムイオン選択性膜を調製する方法であって、成分を溶媒中で混合し、得られた溶液を所望の支持体上に分配し、溶媒を蒸発させることによる、方法に関する。
【００１１】
さらなる態様において、本発明は、液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定するための電極であって、本明細書に定義される本発明の膜を含む電極を提供する。
さらにさらなる態様において、本発明は、液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定するための電位差測定センサーであって、本発明の膜または本発明の電極を含む、電位差測定センサーを提供する。
【００１２】
さらに、本発明は、液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定する方法であって、前記試料と本発明の電極または本発明の電位差測定センサーとを接触させるステップと、前記電極または電位差測定センサーから得られる信号に基づきマグネシウムイオン濃度を決定するステップとを含む、方法に関する。本発明はまた、疾患または障害を診断する方法であって、マグネシウムイオン濃度を本発明に従って対象の試料について決定する方法を行うステップを含む、方法に関する。
【００１３】
本発明のこれらおよび他の態様および実施形態を以下にさらに詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】膜ＩＤ：「ＯＰＰ」、「ＯＢＡ」、「ＯＢＳ」、「ＤＢＳ」および「テトラキス」で調製したイオン選択性電極の選択係数
【化２】
2021529318.tif 000004
および感度（Ｓ）を決定するために使用したＦＩＭ溶液について記録された真のｃＭｇ値の関数としての信号ｍＶを示すグラフである。灰色の陰影部分は、イオン化マグネシウムの生理学的に適切な測定範囲（０．１〜２．５ｍＭ）を示す。ｘ軸は対数である。
【図２】膜ＩＤ：「ＤＵＰ＿ＯＰＰ」、「ＤＵＰ＿テトラキス」、「ＭＵＰ＿ＯＰＰ」、「ＥＴＨ５５０６＿ＯＰＰ」および「ＥＴＨ５５０６＿テトラキス」で調製したイオン選択性電極の選択係数
【化３】
2021529318.tif 000005
および感度（Ｓ）を決定するために使用したＦＩＭ溶液について記録された真のｃＭｇ値の関数としての信号ｍＶを示すグラフである。灰色の陰影部分は、イオン化マグネシウムの生理学的に適切な測定範囲（０．１〜２．５ｍＭ）を示す。ｘ軸は対数である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
定義
膜の文脈において本明細書で使用する「選択性」という用語は、特定のイオンに対する選好を指す。本明細書で使用する「選択性」は、絶対的または排他的選択性を意味しない。すなわち、膜は、複数のイオン、例えば、マグネシウムイオンおよびカルシウムイオンに対して選択性であってよい。
【００１６】
本明細書で使用する「イオノフォア」という用語は、イオンを可逆的に結合する化合物、例えば、イオンを膜全体に輸送できる化合物を指す。
特に、「親油性化合物」の文脈において、本明細書で使用する「親油性」という用語は、脂肪、油、脂質または非極性溶媒に溶解する化学化合物の能力を指す。
【００１７】
「酸性基」という用語は、水素イオンを塩基に供与してイオン化することができる基を指す。
本明細書で使用する「塩」という用語は、その負電荷を平衡させるカチオン種と共にある、酸が脱プロトン化された形態を指す。
【００１８】
本明細書で使用する１，１０−フェナントロリンの「置換形態」という用語は、それに対する１つまたは複数の置換を含む１，１０−フェナントロリン骨格を含む物質を指す。「置換」という用語は、Ｒ基またはＲ残基での１，１０−フェナントロリン上の水素の置き換えを指す。同様に、「置換アリール」は、水素が異なる残基または基で置き換えられているアリール基を指す。
【００１９】
化学基の文脈において「Ｃｘｘ〜ｙｙ」という用語は、該基が、ＸＸ〜ＹＹ個の炭素原子、すなわちＸＸから出発して、ＹＹを含むＹＹまでの任意の数を含有することを示し、例えば、Ｃ１〜１８アルキル基は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７または１８個の炭素原子を含有する。別段の記載がない限り、このような基は直鎖または分岐であり得る。
【００２０】
化学基を指す場合、「アルキル」、「アリール」、「アルケニル」および「アルキニル」という用語は、当技術分野でのその通常の意味を有する。いくつかの実施形態において、このような基は、１８個以下の炭素原子を含む。「分岐アルキル」という用語は、完全な直鎖ではない、すなわち、少なくとも１つの側鎖を有するアルキル基を指す。
【００２１】
試料中のマグネシウムイオンなどのイオンの濃度の決定の文脈において本明細書で使用する「濃度」という用語は、測定された試料のものと等しいイオン活性を有する、標準化された溶液マトリックス中のイオンの化学量論濃度（参照スケール）を指す。ＩＦＣＣガイドラインを参照のこと（Ｂｅｎ  Ｒａｙａｎａら、（２００８）Ｃｌｉｎ  Ｃｈｅｍ  Ｌａｂ  Ｍｅｄ  ４６（１）：２１）。
【００２２】
ポリマーに関連して本明細書で使用する分子量という用語は、
Ｍｗ＝ΣＷｉＭｉ
（式中、Ｗｉは、分子量Ｍｉを有するポリマーの重量分率である）
によって算出される、重量平均分子量を指す。
【００２３】
本発明のさらなる態様および実施形態
本発明者らは、当技術分野において以前に記載された膜と比較して、マグネシウムイオンに対する選択性が改善されたマグネシウムイオン選択性膜を開発した。さらに、本発明の膜は、安定で、干渉およびドリフトに対して耐性があり、迅速な立ち上がり時間を有する。
【００２４】
選択性の改善は、酸性基を含む親油性化合物を膜に導入するか、または酸性基を膜で用いられるイオノフォアに共有結合させるかのいずれかによって、酸性基を膜に添加することにより達成される。
【００２５】
任意の理論に拘束されずに、イオノフォアと、例えば、より大きなカルシウムイオンよりもマグネシウムイオンとの相互作用に有利に働く構造、例えば、以下に示す構造が形成され得ると仮定される。
構造Ａ：
【００２６】
【化４】
2021529318.tif 000006
【００２７】
構造Ｂ：
【００２８】
【化５】
2021529318.tif 000007
【００２９】
したがって、上記のように、第１の態様において、本発明は、
ａ．イオノフォア、および
ｂ．酸性基を含む親油性化合物であって、式Ｉ
【００３０】
【化６】
2021529318.tif 000008
【００３１】
（式中、
Ａは酸性基を含み、
Ｒ１８、Ｒ１９およびＲ２０のうちの１つ、２つまたは３つすべては、Ｃ４〜１８アルキル基、Ｃ４〜１８アルケニル基、Ｃ４〜１８アルキニル基またはアミド含有Ｃ４〜１８基であるＣ４〜１８基であり、前記Ｃ４〜１８基は、フェニル基から数えて１、２および３位が直鎖であるか、または前記１、２および３位に合計で側鎖を１つのみ有し、
他のＲ１８、Ｒ１９およびＲ２０は、独立に、水素または直鎖Ｃ１〜１８アルキル基である）
の化合物である、親油性化合物、または前記親油性化合物の塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜に関する。
【００３２】
疑念を回避するために、本明細書における「または前記１、２および３位に合計で側鎖を１つのみ有する」という表現は、各Ｃ４〜１８基が前記１、２、３位に合計で側鎖を１つのみ有することを意味する。したがって、Ｒ１８、Ｒ１９およびＲ２０のうちの２つ以上がＣ４〜１８基である実施形態において、これらのＣ４〜１８基のうちの２つ以上が、１、２または３位に１つの側鎖を有し得る。
【００３３】
例示のために、以下の式は、Ｒ１８およびＲ２０が水素であり、Ｒ１９が側鎖を含まない直鎖Ｃ８アルキル基である一実施形態を示す。１、２および３位は
【００３４】
【化７】
2021529318.tif 000009
【００３５】
で示される。
さらに、上記のように、さらなる態様において、本発明は、
ｉ）スペーサーを介して酸性基に共有結合しているイオノフォアであって、前記スペーサーが少なくとも１個の炭素原子を含む、前記イオノフォア、または
ｉｉ）その塩、すなわち、スペーサーを介して酸性基に共有結合している前記イオノフォアの塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜を提供する。
【００３６】
イオノフォア
本発明のマグネシウムイオン選択性膜は、イオノフォアまたはイオノフォアの混合物を含む。本発明の膜で用いられるイオノフォアは、荷電している場合も、または荷電していない場合（中性）もある。いくつかの実施形態において、イオノフォアは親油性である。
【００３７】
好ましい実施形態において、イオノフォアは、１，１０−フェナントロリンまたはその置換形態であるフェナントロリン化合物である。このような化合物は、例えば、ＷＯ９２／１６８３１（Ｎｏｖａ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｃｏｒｐ．）に記載されている。１，１０−フェナントロリンは以下の構造
【００３８】
【化８】
2021529318.tif 000010
【００３９】
を有する。
一実施形態において、フェナントロリン化合物の２および９位の炭素原子は、水素に結合している。
【００４０】
一実施形態において、イオノフォアは、式ＩＩ
【００４１】
【化９】
2021529318.tif 000011
【００４２】
［式中、
Ｒ１〜Ｒ６は各々、
Ｈ、
Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＮＯ２、ＣＮもしくはＣＦ３のいずれか、
Ｃ１〜１８アルキル、
Ｃ１〜１８アリール、
Ｃ１〜１８アルケニル、
（ＣＨ２）ｍＹ（式中、ｍは０または１〜４の整数であり、Ｙは−ＯＲ７、−ＮＲ７Ｒ８、−ＯＣＯＲ７、−ＮＲ７ＣＯＲ８、−ＣＯＲ７、−ＣＯＯＲ７、−ＳＯ３Ｒ７、−ＯＳｉＲ７Ｒ８Ｒ９、−ＰＯ４Ｒ７Ｒ８、−ＰＯ３Ｒ７Ｒ８のいずれかであり、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は各々、Ｈ、アルキル、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールのいずれかである）、または
Ｃｎ−Ｒ１０Ｒ１１（式中、ｎは０、または１および１７を含む１〜１７の整数であり、Ｒ１０はＣ、Ｎ、ＮＣＯまたはＣＨ２−Ｚ−ＣＨ２であり、ＺはＯ、ＮＨ、Ｓ、ＯＣＯまたはＣＯのいずれかであり、Ｒ１１は式ＩＩＩ
【００４３】
【化１０】
2021529318.tif 000012
【００４４】
の化合物であり、Ｒ１１はＲ１１の３、４、５、６、７または８位のいずれかでＲ１０に結合しており、Ｒ１２〜Ｒ１７はＨ、Ｃ１〜１８アルキル、Ｃ１〜１８アリールのいずれかであるか、または除去され、但し、Ｒ１１がＲ１１の３位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１２が除去され、Ｒ１１がＲ１１の４位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１３が除去され、Ｒ１１がＲ１１の５位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１４が除去され、Ｒ１１がＲ１１の６位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１５が除去され、Ｒ１１がＲ１１の７位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１６が除去され、Ｒ１１がＲ１１の８位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１７が除去される）
のいずれかである、但し、Ｒ１〜Ｒ６のうちの１つが、Ｈ以外であり、かつ１，１０−フェナントロリンの２および９位のＣ原子が各々、縮合環構造に関与しない結合により、Ｈに結合している
］
の化合物である。
【００４５】
さらなる実施形態において、Ｒ１〜Ｒ６は、合計で少なくとも６個の炭素原子、例えば、６、７、８、９、１０または１１個の炭素原子、例えば、合計で少なくとも１１個の炭素原子、例えば、１１〜１８個の炭素原子を含む。
【００４６】
別の実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６のうちの１つまたは複数は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基である。例えば、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６から選択される１つまたは２つの基は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基であり得、他は水素であり、例えば、Ｒ１およびＲ２、Ｒ１およびＲ３、Ｒ１およびＲ４、Ｒ１およびＲ５、Ｒ１およびＲ６、Ｒ２およびＲ３、Ｒ２およびＲ４、Ｒ２およびＲ５、Ｒ２およびＲ６、Ｒ３およびＲ４、Ｒ３およびＲ５、Ｒ３およびＲ６、Ｒ４およびＲ５、Ｒ４およびＲ６またはＲ５およびＲ６は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基であり、他の基は水素である。
【００４７】
別の実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６のうちの１つまたは複数は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基である。例えば、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６から選択される１つまたは２つの基は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基であり得、他は水素であり、例えば、Ｒ１およびＲ２、Ｒ１およびＲ３、Ｒ１およびＲ４、Ｒ１およびＲ５、Ｒ１およびＲ６、Ｒ２およびＲ３、Ｒ２およびＲ４、Ｒ２およびＲ５、Ｒ２およびＲ６、Ｒ３およびＲ４、Ｒ３およびＲ５、Ｒ３およびＲ６、Ｒ４およびＲ５、Ｒ４およびＲ６またはＲ５およびＲ６は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルであり、他のＲ基は水素である。
【００４８】
別の実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６のうちの１つまたは複数は、６〜１８個の炭素原子を有するアルキル基である。例えば、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６から選択される１つまたは２つの基は、６〜１８個の炭素原子を有するアルキル基であり得、他は水素であり、例えば、Ｒ１およびＲ２、Ｒ１およびＲ３、Ｒ１およびＲ４、Ｒ１およびＲ５、Ｒ１およびＲ６、Ｒ２およびＲ３、Ｒ２およびＲ４、Ｒ２およびＲ５、Ｒ２およびＲ６、Ｒ３およびＲ４、Ｒ３およびＲ５、Ｒ３およびＲ６、Ｒ４およびＲ５、Ｒ４およびＲ６またはＲ５およびＲ６は、６〜１８個の炭素原子を有するアルキル基であり、他は水素である。
【００４９】
別の実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６のうちの１つのみが、１〜１８個の炭素原子、例えば、６〜１８個の炭素原子、例えば、１１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基であり、他のＲ基は水素である。
【００５０】
別の実施形態において、Ｒ２および／またはＲ５は、１〜１８個の炭素原子、例えば６〜１８個の炭素原子、例えば、１１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基であり、他のＲ基は水素である。別の実施形態において、Ｒ２および／またはＲ５は、１〜１８個の炭素原子を有するアリール基である。
【００５１】
好ましい実施形態において、イオノフォアは、４−ウンデシル−１、１０−フェナントロリンまたは４，７−ジウンデシル−１，１０−フェナントロリンである。
置換１，１０−フェナントロリン化合物は、当業者に公知の標準的な技術によって合成され得る。例えば、４−および４，７−置換１，１０−フェナントロリンの合成は、参照により本明細書に組み込まれる、Ｌｕｎｄら、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．Ｄａｔａ、２６：２２７−２９（１９８１）に記載される。メチル基は、他の１，１０−フェナントロリン誘導体の合成において所望の側鎖の付着のためのハンドルを提供し得、メチル置換１，１０−フェナントロリンは市販されている。例えば、４−メチル、５−メチル、６−メチル、７−メチル、３，６−ジメチル、５，７−ジメチル、４，７−ジメチルおよび５，６−ジメチル−１，１０−フェナントロリンはすべてＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から入手できる。４−ウンデシル−１、１０−フェナントロリンおよび４，７−ジウンデシル−１，１０−フェナントロリンは、例えば、ＷＯ９２／１６８３１（Ｎｏｖａ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｃｏｒｐ．）に記載されるように合成され得る。
【００５２】
別の実施形態において、マグネシウムイオン選択性膜は、三脚型立体化学構造、例えば、三脚型構造、例えば、ＷＯ２０１５／１６０７５５（Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ  Ｉｎｃ．）に記載されるものを有するイオノフォアを含む。
【００５３】
したがって、一実施形態において、イオノフォアは、式ＩＶ
【００５４】
【化１１】
2021529318.tif 000013
【００５５】
の化合物である（当技術分野においてＥＴＨ５５０６とも称される）。
別の実施形態において、イオノフォアは式Ｖ
【００５６】
【化１２】
2021529318.tif 000014
【００５７】
の化合物である（当技術分野においてＥＴＨ５５０４とも称される）。
別の実施形態において、イオノフォアは式ＶＩ
【００５８】
【化１３】
2021529318.tif 000015
【００５９】
の化合物である（当技術分野においてＥＴＨ３８３２とも称される）。
別の実施形態において、イオノフォアは式ＶＩＩ
【００６０】
【化１４】
2021529318.tif 000016
【００６１】
（式中、ｎは６〜８の整数である）
の化合物である（ｎが６である場合、当技術分野においてＥＴＨ５２８２と称され、ｎが８である場合、当技術分野においてＥＴＨ７０２５と称される）。
【００６２】
別の実施形態において、イオノフォアは、ＩＵＰＡＣ  ２０００  Ｐａｒｔ  Ｉ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｃａｔｉｏｎｓ  Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ  Ｃｈｅｍ  ７２：１８５１の表８に記載されるイオノフォアのうちの１つ、例えば、Ｍｇ２＋−１、Ｍｇ２＋−２、Ｍｇ２＋−３、Ｍｇ２＋−４、Ｍｇ２＋−５、Ｍｇ２＋−６、Ｍｇ２＋−７、Ｍｇ２＋−８、Ｍｇ２＋−９、Ｍｇ２＋−１０、Ｍｇ２＋−１１、Ｍｇ２＋−１２、Ｍｇ２＋−１３、Ｍｇ２＋−１４、Ｍｇ２＋−１５、Ｍｇ２＋−１６、Ｍｇ２＋−１７、Ｍｇ２＋−１８、Ｍｇ２＋−１９、Ｍｇ２＋−２０、Ｍｇ２＋−２１、Ｍｇ２＋−２２、Ｍｇ２＋−２３、Ｍｇ２＋−２４、Ｍｇ２＋−２５、Ｍｇ２＋−２６、Ｍｇ２＋−２７、Ｍｇ２＋−２８、Ｍｇ２＋−２９、Ｍｇ２＋−３０、Ｍｇ２＋−３１、Ｍｇ２＋−３２、Ｍｇ２＋−３３、Ｍｇ２＋−３４、Ｍｇ２＋−３５、Ｍｇ２＋−３６、Ｍｇ２＋−３７、Ｍｇ２＋−３８、Ｍｇ２＋−３９、Ｍｇ２＋−４０、Ｍｇ２＋−４１、Ｍｇ２＋−４２、Ｍｇ２＋−４３、Ｍｇ２＋−４４、Ｍｇ２＋−４５、Ｍｇ２＋−４６、Ｍｇ２＋−４７、Ｍｇ２＋−４８、Ｍｇ２＋−４９、Ｍｇ２＋−５０、Ｍｇ２＋−５１、Ｍｇ２＋−５２、Ｍｇ２＋−５３、Ｍｇ２＋−５４、Ｍｇ２＋−５５またはＭｇ２＋−５６である。
【００６３】
別の実施形態において、イオノフォアは、Ｂｕｈｌｍａｎｎら（１９９８）Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．９８：１５９３に記載されるイオノフォアのうちの１つ、例えば、Ｍｇ２＋−１、Ｍｇ２＋−２、Ｍｇ２＋−３、Ｍｇ２＋−４、Ｍｇ２＋−５、Ｍｇ２＋−６、Ｍｇ２＋−７、Ｍｇ２＋−８、Ｍｇ２＋−９、Ｍｇ２＋−１０、Ｍｇ２＋−１１、Ｍｇ２＋−１２、Ｍｇ２＋−１３、Ｍｇ２＋−１４、Ｍｇ２＋−１５またはＭｇ２＋−１６である。
【００６４】
別の実施形態において、イオノフォアは、ＥＴＨ５２２０（Ｚｈａｎｇら（２０１１）Ａｍ．Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｓｃｉ．３：３０１）またはＥＴＨ２００１、ＥＴＨ２００２、ＥＴＨ２００３またはＥＴＨ２０２２（Ｚｈａｎｇら（２０００）Ａｎａｌ．Ｓｃｉ．１６：１１）である。
【００６５】
別の実施形態において、イオノフォアは、すべてＳｐｉｃｈｉｇｅｒ（１９９３）Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌｙｓｉｓ  ５：７３９に記載されるＥＴＨ１００１、ＤＢＭ、ＥＴＨ１１１７、ｃｙｃｌｏ（ＬＰｒｏ−ＤＬｅｕ）５、ＥＴＨ１２２４、ＥＴＨ２２２０、ＥＴＨ４０３０、ＥＴＨ５２１４、ＥＴＨ５２８２またはＥＴＨ７０２５である。
【００６６】
別の実施形態において、イオノフォアは、Ｓｕｚｕｋｉら（１９９５）Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．６７：３２４（参照により本明細書に組み込まれる）に記載されるイオノフォアのうちの１つ、好ましくは、アダマンチル基を有する２つのマロンアミド側鎖を有する１８員のジアザクラウンであるＫ２２Ｂ５、またはその変異体、例えば、Ｋ２２Ｂ１Ｂ５である（Ｓｉｓｗａｎｔａら（１９９７）Ａｎａｌ．Ｓｃｉ．１３：４２９）。
【００６７】
好ましい実施形態において、イオノフォアは、１，２−ビス（ジアリールホスフィンオキシド）ベンゼン（Ｓａｌｅｈ（１９９４）Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍ．３７３：８９）またはメチルフェニルセミカルバゾン（Ｃｈａｎｄｒａら（２０１３）Ｊ．Ｃｈｅｍ．、ｈｔｔｐ：／／ｄｘ．ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１５５／２０１３／１８９４６４）である。
【００６８】
親油性化合物
上記のように、第１の態様において、本発明は、
ａ．イオノフォア、および
ｂ．酸性基を含む親油性化合物であって、式Ｉ
【００６９】
【化１５】
2021529318.tif 000017
【００７０】
（式中、
Ａは酸性基を含み、
Ｒ１８、Ｒ１９およびＲ２０のうちの１つ、２つまたは３つすべては、Ｃ４〜１８アルキル基、Ｃ４〜１８アルケニル基、Ｃ４〜１８アルキニル基またはアミド含有Ｃ４〜１８基であるＣ４〜１８基であり、前記Ｃ４〜１８基は、フェニル基から数えて１、２および３位が直鎖であるか、または前記１、２および３位に合計で側鎖を１つのみ有し、
他のＲ１８、Ｒ１９およびＲ２０は、独立に、水素または直鎖Ｃ１〜１８アルキル基である）
の化合物である、親油性化合物、または前記親油性化合物の塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜を提供する。
【００７１】
したがって、本発明のこの態様の膜は、式Ｉの親油性化合物またはその塩を含む。
一実施形態において、式ＩのＡ基に含まれる酸性基は、カルボン酸、スルホン酸、硫酸モノエステル、スルホンアミド、ホスホン酸、リン酸、ヒ酸、スルフィン酸またはチオカルボン酸である。
【００７２】
一実施形態において、式ＩのＡ基に含まれる酸性基は、カルボン酸である。例えば、Ａ基は、式ＩＸのカルボン酸基、式Ｘの炭酸基、式ＸＩのシュウ酸モノエステル基または式ＸＩＩのジカルボン酸モノエステル基であり得る：
式ＩＸ
【００７３】
【化１６】
2021529318.tif 000018
【００７４】
式Ｘ
【００７５】
【化１７】
2021529318.tif 000019
【００７６】
式ＸＩ
【００７７】
【化１８】
2021529318.tif 000020
【００７８】
式ＸＩＩ
【００７９】
【化１９】
2021529318.tif 000021
【００８０】
Ｒ２３は、Ｃ１〜５基、例えば、Ｃ１〜５アルキル基、Ｃ１〜５アルケニル基、Ｃ１〜５アルキニル基またはアミド含有Ｃ１〜５基であり得るか、またはＲ２３は不在であり得る。好ましくは、Ｒ２３は、直鎖である。例えば、式ＩＸの化合物の一実施形態において、Ｒ２３は不在であり、したがって、Ａ基はカルボン酸基からなる。式ＩＸのＲ２４は、Ｃ１〜５基、例えば、Ｃ１〜５アルキル基、Ｃ１〜５アルケニル基、Ｃ１〜５アルキニル基またはアミド含有Ｃ１〜５基であり得る。
【００８１】
別の実施形態において、Ａ基に含まれる酸性基は、スルホン酸である。例えば、Ａ基は、式ＸＩＩＩのスルホン酸基であり得る：
式ＸＩＩＩ
【００８２】
【化２０】
2021529318.tif 000022
【００８３】
Ｒ２３は、Ｃ１〜５基、例えば、Ｃ１〜５アルキル基、Ｃ１〜５アルケニル基、Ｃ１〜５アルキニル基またはアミド含有Ｃ１〜５基であり得るか、またはＲ２３は、不在であり得る。好ましくは、Ｒ２３は、直鎖である。例えば、式ＸＩＩＩの化合物の一実施形態において、Ｒ２３は不在であり、したがって、Ａ基はスルホン酸基からなる。
【００８４】
別の実施形態において、Ａ基に含まれる酸性基は、硫酸モノエステルである。例えば、Ａ基は、式ＸＩＶの硫酸モノエステル基であり得る：
式ＸＩＶ
【００８５】
【化２１】
2021529318.tif 000023
【００８６】
Ｒ２３は、Ｃ１〜５基、例えば、Ｃ１〜５アルキル基、Ｃ１〜５アルケニル基、Ｃ１〜５アルキニル基またはアミド含有Ｃ１〜５基であり得るか、またはＲ２３は、不在であり得る。好ましくは、Ｒ２３は、直鎖である。例えば、式ＸＩＶの化合物の一実施形態において、Ｒ２３は不在であり、したがって、Ａ基は硫酸モノエステル基からなる。
【００８７】
別の実施形態において、Ａ基に含まれる酸性基は、スルホンアミドである。例えば、Ａ基は、式ＸＶのスルホンアミド基であり得る：
式ＸＶ
【００８８】
【化２２】
2021529318.tif 000024
【００８９】
Ｒ２３は、Ｃ１〜５基、例えば、Ｃ１〜５アルキル基、Ｃ１〜５アルケニル基、Ｃ１〜５アルキニル基またはアミド含有Ｃ１〜５基であり得るか、またはＲ２３は、不在であり得る。好ましくは、Ｒ２３は、直鎖である。例えば、式ＸＶの化合物の一実施形態において、Ｒ２３は不在であり、したがって、Ａ基はスルホンアミド基からなる。
【００９０】
別の実施形態において、Ａ基に含まれる酸性基は、ホスホン酸である。例えば、Ａ基は、式ＸＶＩのホスホン酸基または式ＸＶＩＩのホスホン酸モノエステル基であり得る：
式ＸＶＩ
【００９１】
【化２３】
2021529318.tif 000025
【００９２】
式ＸＶＩＩ
【００９３】
【化２４】
2021529318.tif 000026
【００９４】
Ｒ２３は、Ｃ１〜５基、例えば、Ｃ１〜５アルキル基、Ｃ１〜５アルケニル基、Ｃ１〜５アルキニル基またはアミド含有Ｃ１〜５基であり得るか、またはＲ２３は、不在であり得る。好ましくは、Ｒ２３は、直鎖である。例えば、式ＸＶＩの化合物の一実施形態において、Ｒ２３は不在であり、したがって、Ａ基はホスホン酸基からなる。Ｒ２４は、Ｃ１〜１８基、例えば、Ｃ１〜１８アルキル基、Ｃ１〜１８アルケニル基、Ｃ１〜１８アルキニル基、アミド含有Ｃ１〜１８基またはアリール基であり得る。特に、アリール基はフェニル基であり得、例えば、Ｒ２４は、式Ｉに定義されるように置換基Ｒ１８、Ｒ１９およびＲ２０を有するフェニル基であり得る。
【００９５】
別の実施形態において、Ａ基に含まれる酸性基は、リン酸である。例えば、Ａ基は、式ＸＶＩＩＩのリン酸モノエステル基、または式ＸＩＸのリン酸ジエステル基、または式ＸＸのポリリン酸基であり得る：
式ＸＶＩＩＩ
【００９６】
【化２５】
2021529318.tif 000027
【００９７】
式ＸＩＸ
【００９８】
【化２６】
2021529318.tif 000028
【００９９】
式ＸＸ
【０１００】
【化２７】
2021529318.tif 000029
【０１０１】
Ｒ２３は、Ｃ１〜５基、例えば、Ｃ１〜５アルキル基、Ｃ１〜５アルケニル基、Ｃ１〜５アルキニル基またはアミド含有Ｃ１〜５基であり得るか、またはＲ２３は、不在であり得る。好ましくは、Ｒ２３は、直鎖である。例えば、式ＸＶＩＩＩの化合物の一実施形態において、Ｒ２３は不在であり、したがって、Ａ基はリン酸モノエステル基からなる。式ＸＩＸの化合物の一実施形態において、Ｒ２３は不在であり、したがって、Ａ基はリン酸ジエステル基からなる。Ｒ２４は、Ｃ１〜１８基、例えば、Ｃ１〜１８アルキル基、Ｃ１〜１８アルケニル基、Ｃ１〜１８アルキニル基、アミド含有Ｃ１〜１８基またはアリール基であり得る。特に、アリール基はフェニル基であり得、例えば、Ｒ２４は、式Ｉに定義されるように置換基Ｒ１８、Ｒ１９およびＲ２０を有するフェニル基であり得る。
【０１０２】
別の実施形態において、Ａ基に含まれる酸性基は、ヒ酸である。例えば、Ａ基は、式ＸＶＩ、ＸＶＩＩ、ＸＩＩＩ、ＸＩＸまたはＸＸの基であり得、そこでリン原子は、ヒ素原子（Ａｓ）で置き換えられている。
【０１０３】
別の実施形態において、Ａ基に含まれる酸性基は、スルフィン酸である。例えば、Ａ基は、式ＸＸＩのスルフィン酸基であり得る：
式ＸＸＩ
【０１０４】
【化２８】
2021529318.tif 000030
【０１０５】
Ｒ２３は、Ｃ１〜５基、例えば、Ｃ１〜５アルキル基、Ｃ１〜５アルケニル基、Ｃ１〜５アルキニル基またはアミド含有Ｃ１〜５基あり得るか、またはＲ２３は、不在であり得る。好ましくは、Ｒ２３は、直鎖である。例えば、式ＸＸＩの化合物の一実施形態において、Ｒ２３は不在であり、したがって、Ａ基はスルフィン酸基からなる。
【０１０６】
別の実施形態において、Ａ基に含まれる酸性基は、チオカルボン酸である。例えば、Ａ基は、式ＸＸＩＩまたは式ＸＸＩＩＩのチオカルボン酸基であり得る：
式ＸＸＩＩ
【０１０７】
【化２９】
2021529318.tif 000031
【０１０８】
式ＸＸＩＩＩ
【０１０９】
【化３０】
2021529318.tif 000032
【０１１０】
Ｒ２３は、Ｃ１〜５基、例えば、Ｃ１〜５アルキル基、Ｃ１〜５アルケニル基、Ｃ１〜５アルキニル基またはアミド含有Ｃ１〜５基あり得るか、またはＲ２３は、不在であり得る。好ましくは、Ｒ２３は、直鎖である。例えば、式ＸＸＩＩまたは式ＸＸＩＩＩの化合物の一実施形態において、Ｒ２３は不在であり、したがって、Ａ基はチオカルボン酸基からなる。
【０１１１】
一実施形態において、式ＩのＡ基は、リン酸モノエステルまたはジエステル基、例えば、式ＸＩＸの−Ｒ２３−（ＨＰＯ４）−Ｒ２４基（式中、Ｒ２３は不在であるか、またはアルキル（例えば、Ｃ１〜１８アルキル）、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールであり、Ｒ２４は水素またはアルキル（例えば、Ｃ１〜１８アルキル）、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールである）である。
【０１１２】
さらなる実施形態において、親油性化合物は、式ＶＩＩＩ
【０１１３】
【化３１】
2021529318.tif 000033
【０１１４】
（式中、Ｒ１８、Ｒ１９およびＲ２０は式Ｉについて定義される通りである）
の化合物を含む。好ましくは、膜は、式ＶＩＩＩの親油性化合物の塩を含む。
一実施形態において、Ｒ１８、Ｒ１９またはＲ２０のうちの１つは、上に定義されるＣ４〜１８アルキル基（すなわち、フェニル基から数えて１、２および３位が直鎖であるか、または前記１、２および３位に合計で側鎖を１つのみ有するＣ４〜１８アルキル基）であり、他は、独立に、水素または直鎖Ｃ１〜１８アルキル基である。
【０１１５】
さらなる実施形態において、Ｒ１８、Ｒ１９またはＲ２０のうちの１つは、上に定義されるＣ４〜１８アルキル基であり、他は水素である。さらなる実施形態において、Ｒ１９は、上に定義されるＣ４〜１８アルキル基であり、Ｒ１８およびＲ２０は水素である。
【０１１６】
一実施形態において、前記Ｃ４〜１８アルキル基（複数可）は直鎖である。別の実施形態において、前記Ｃ４〜１８アルキル基（複数可）は、少なくとも６個、例えば、少なくとも８個の炭素原子、例えば、８、９、１０、１１または１２個の炭素原子を含む。
【０１１７】
さらなる実施形態において、Ｒ１８、Ｒ１９またはＲ２０のうちの１つのみが、Ｃ４〜１８アルキル基であり、前記Ｃ４〜１８アルキル基は、少なくとも６個、例えば、少なくとも８個の炭素原子、例えば、８、９、１０、１１または１２個の炭素原子を含む。
【０１１８】
好ましい実施形態において、親油性化合物は、式ＶＩＩＩの化合物を含み、Ｒ１８およびＲ２０は水素であり、Ｒ１９はオクチル基である。
好ましい実施形態において、親油性化合物は、塩の形態で提供される。好ましい塩はマグネシウム塩およびカルシウム塩である。
【０１１９】
好ましい実施形態において、親油性化合物は、ヘミカルシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェート、ヘミマグネシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェートまたはこれらの２つの塩の混合物である。
【０１２０】
親油性化合物、例えば、ヘミカルシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェートおよびヘミマグネシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェートは、当技術分野で公知の標準的な方法によって調製され得る。
【０１２１】
好ましい実施形態において、親油性塩は、ヘミカルシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェートとヘミマグネシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェートとの混合物であり、混合物は、少なくとも５０％のヘミマグネシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェート、例えば、少なくとも８０％のヘミマグネシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェート、例えば、８０％〜９０％のヘミマグネシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェートを含有する。
【０１２２】
本発明のマグネシウムイオン選択性膜のさらに好ましい実施形態において、イオノフォアは、４，７−ジウンデシル−１，１０−フェナントロリンであり、親油性塩は、ヘミマグネシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェートとヘミカルシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェートとの混合物である。
【０１２３】
好ましい実施形態において、イオノフォアと親油性化合物または親油性塩（複数可）のアニオン（複数可）とのモル比は２：１〜１：１、例えば、１．８：１〜１．２：１のモル比である。
【０１２４】
上記の親油性化合物および親油性塩に加えて、さらなる塩が本発明の膜中に存在し得る。したがって、実施形態において、本発明の膜は、さらなる塩、例えば、テトラキス（４−クロロフェニル）ホウ酸塩を含む。
【０１２５】
共有結合している酸性基を含むイオノフォア
本発明のさらなる態様において、イオノフォアおよび酸性基は、別々の化合物の一部ではなく共有結合している。
【０１２６】
したがって、主要な態様において、本発明は、
・  スペーサーを介して酸性基に共有結合しているイオノフォアであって、前記スペーサーが少なくとも１個の炭素原子を含む、前記イオノフォア、または
・  スペーサーを介して酸性基に共有結合している前記イオノフォアの塩
を含む、マグネシウムイオン選択性膜に関する。
【０１２７】
好ましい実施形態において、イオノフォアは、親油性である。
一実施形態において、前記スペーサーは、アルキル基、例えば、合計で１〜１８個の炭素原子を有する直鎖または分岐アルキル基であり、アルキル基は、任意で置換されている。別の実施形態において、前記スペーサーは、直鎖アルキル基、例えば、−（ＣＨ２）ｎ−基（式中、ｎは少なくとも１、例えば、１、２、３、４もしくは５、または少なくとも２である）である。
【０１２８】
一実施形態において、前記イオノフォアは、１，１０−フェナントロリンまたはその置換形態であるフェナントロリン化合物である。本明細書の一実施形態において、スペーサーは、１，１０−フェナントロリンの２、３、４、５、６、７、８または９位の炭素原子でフェナントロリン化合物に共有結合している。
【０１２９】
さらなる実施形態において、スペーサー（前記スペーサーは、少なくとも１個の炭素原子を含む）を介して酸性基に共有結合しているイオノフォアは、式ＩＩ
【０１３０】
【化３２】
2021529318.tif 000034
【０１３１】
［式中、
Ｒ１〜Ｒ６は各々、
Ｈ、
Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＮＯ２、ＣＮもしくはＣＦ３のいずれか、
Ｃ１〜１８アルキル、
Ｃ１〜１８アリール、
Ｃ１〜１８アルケニル、
（ＣＨ２）ｍＹ（式中、ｍは０または１〜４の整数であり、Ｙは−ＯＲ７、−ＮＲ７Ｒ８、−ＯＣＯＲ７、−ＮＲ７ＣＯＲ８、−ＣＯＲ７、−ＣＯＯＲ７、−ＳＯ３Ｒ７、−ＯＳｉＲ７Ｒ８Ｒ９、−ＰＯ４Ｒ７Ｒ８、−ＰＯ３Ｒ７Ｒ８のいずれかであり、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は各々、Ｈ、アルキル、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールのいずれかである）、
Ｃｎ−Ｒ１０Ｒ１１（式中、ｎは０、または１および１７を含む１〜１７の整数であり、Ｒ１０はＣ、Ｎ、ＮＣＯまたはＣＨ２−Ｚ−ＣＨ２であり、ＺはＯ、ＮＨ、Ｓ、ＯＣＯまたはＣＯのいずれかであり、Ｒ１１は
【０１３２】
【化３３】
2021529318.tif 000035
【０１３３】
であり、Ｒ１１はＲ１１の３、４、５、６、７または８位のいずれかでＲ１０に結合しており、Ｒ１２〜Ｒ１７はＨ、Ｃ１〜１８アルキル、Ｃ１〜１８アリールのいずれかであるか、または除去され、但し、Ｒ１１がＲ１１の３位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１２が除去され、Ｒ１１がＲ１１の４位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１３が除去され、Ｒ１１がＲ１１の５位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１４が除去され、Ｒ１１がＲ１１の６位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１５が除去され、Ｒ１１がＲ１１の７位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１６が除去され、Ｒ１１がＲ１１の８位でＲ１０に結合している場合、Ｒ１７が除去される）
のいずれかである、
但し、Ｒ１〜Ｒ６のうちの１つが、Ｈ以外であり、かつ１，１０−フェナントロリンの２および９位のＣ原子が各々、縮合環構造に関与しない結合により、Ｈに結合しており、
Ｒ１〜Ｒ６のうちの１つがスペーサーおよび酸性基を含み、好ましくは、Ｒ１またはＲ６はスペーサーおよび酸性基を含む］
のフェナントロリン化合物である。
【０１３４】
本明細書のさらなる実施形態において、Ｒ１〜Ｒ６は、合計で少なくとも６個の炭素原子、例えば、６、７、８、９、１０または１１個の炭素原子、例えば、合計で少なくとも１１個の炭素原子、例えば、１１〜１８個の炭素原子を含む。
【０１３５】
別の実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６のうちの１つまたは複数は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基である。例えば、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６から選択される１つまたは２つの基は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基であり得、他は水素であり、例えば、Ｒ１およびＲ２、Ｒ１およびＲ３、Ｒ１およびＲ４、Ｒ１およびＲ５、Ｒ１およびＲ６、Ｒ２およびＲ３、Ｒ２およびＲ４、Ｒ２およびＲ５、Ｒ２およびＲ６、Ｒ３およびＲ４、Ｒ３およびＲ５、Ｒ３およびＲ６、Ｒ４およびＲ５、Ｒ４およびＲ６またはＲ５およびＲ６は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキルまたはアリール基であり、他は水素である。
【０１３６】
別の実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６のうちの１つまたは複数は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基である。例えば、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６から選択される１つまたは２つの基は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基であり得、他は水素であり、例えば、Ｒ１およびＲ２、Ｒ１およびＲ３、Ｒ１およびＲ４、Ｒ１およびＲ５、Ｒ１およびＲ６、Ｒ２およびＲ３、Ｒ２およびＲ４、Ｒ２およびＲ５、Ｒ２およびＲ６、Ｒ３およびＲ４、Ｒ３およびＲ５、Ｒ３およびＲ６、Ｒ４およびＲ５、Ｒ４およびＲ６またはＲ５およびＲ６は、１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基であり、他は水素である。
【０１３７】
別の実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６のうちの１つまたは複数は、６〜１８個の炭素原子を有するアルキル基である。例えば、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６から選択される１つまたは２つの基は、６〜１８個の炭素原子を有するアルキル基であり得、他は水素であり、例えば、Ｒ１およびＲ２、Ｒ１およびＲ３、Ｒ１およびＲ４、Ｒ１およびＲ５、Ｒ１およびＲ６、Ｒ２およびＲ３、Ｒ２およびＲ４、Ｒ２およびＲ５、Ｒ２およびＲ６、Ｒ３およびＲ４、Ｒ３およびＲ５、Ｒ３およびＲ６、Ｒ４およびＲ５、Ｒ４およびＲ６またはＲ５およびＲ６は、６〜１８個の炭素原子を有するアルキル基であり、他は水素である。
【０１３８】
別の実施形態において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６のうちの１つが、１〜１８個の炭素原子、例えば、６〜１８個の炭素原子、例えば、１１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基である。
【０１３９】
別の実施形態において、Ｒ２および／またはＲ５は、１〜１８個の炭素原子、例えば、６〜１８個の炭素原子、例えば、１１〜１８個の炭素原子を有するアルキル基である。
別の実施形態において、Ｒ２および／またはＲ５は、１〜１８個の炭素原子を有するアリール基である。
【０１４０】
好ましい実施形態において、フェナントロリン化合物は、スペーサーを介して酸性基に共有結合している４−ウンデシル−１、１０−フェナントロリンであり、前記スペーサーは、少なくとも１個の炭素原子、例えば、２または３個の炭素原子を含む。
【０１４１】
別の好ましい実施形態において、フェナントロリン化合物は、スペーサーを介して酸性基に共有結合している４，７−ジウンデシル−１、１０−フェナントロリンであり、前記スペーサーは、少なくとも１個の炭素原子を含む。
【０１４２】
好ましくは、スペーサーは１〜１８個の炭素原子を含む。一実施形態において、スペーサーは、少なくとも２個、例えば、少なくとも３個の炭素原子を含み、スペーサーは、１，１０−フェナントロリン化合物の２、３、４、５、６、７、８または９位に共有結合している。
【０１４３】
一実施形態において、酸性基は、カルボン酸、スルホン酸、硫酸モノエステル、スルホンアミド、ホスホン酸、リン酸、ヒ酸、スルフィン酸またはチオカルボン酸からなる群から選択される。
【０１４４】
好ましい実施形態において、酸性基は、−（ＨＰＯ４）Ｒ７、−（ＨＰＯ３）Ｒ７（式中、Ｒ７はＨ、アルキル、分岐アルキル、アリールまたは置換アリールである）、例えば、４−オクチルフェニルである。
【０１４５】
別の実施形態において、イオノフォアは、三脚型立体化学構造、例えば、式ＩＶ、Ｖ、ＶＩおよびＶＩＩに示される構造のうちの１つを有する。本明細書の一つのさらなる実施形態において、酸性基は、式ＩＶ、Ｖ、ＶＩまたはＶＩＩに示される構造の１、２または３つのアーム上のマロンジアミド基の遠位に位置する。この文脈において「遠位」は、三脚型構造の中心に対して遠位を意味する。好ましくは、分子の１つのアームのみが、共有結合している酸性基を有する。別の実施形態において、式ＩＶ、Ｖ、ＶＩまたはＶＩＩに示される構造の３つのアームのうちの１つにおいて、マロンジアミド基は、酸性基で部分的または完全に置き換えられている。
【０１４６】
さらなる膜成分
可塑剤−本発明の膜は、典型的にはさらに可塑剤を含む。可塑剤の役割は、他の成分、例えば、イオノフォアを溶媒和したままにすることである。多くの好適な可塑剤、例えば、エステル、ホスホン酸塩およびエーテルは、当技術分野において記載されている。一実施形態において、可塑剤は、４−ヘキシルフェニル２−ニトロフェニルエーテル（ＮＨＰＥ）もしくは２−ニトロフェニルオクチルエーテル（ＮＰＯＥ）またはこれらの混合物である。一実施形態において、可塑剤、例えば、ＮＨＰＥは、乾燥膜質量の約４０％〜８０％、例えば、乾燥膜質量の５０％〜７０％、例えば、乾燥膜質量の５５％〜６５％を構成する。
【０１４７】
ポリマー−本発明の膜は、典型的にはさらにポリマーまたはポリマーの混合物、ポリマーブレンドを含む。ポリマーは、可塑剤および活性成分を含有するためのネットワークを提供することによって、膜に構造的完全性を付与する。使用できるポリマーおよびコポリマーの非限定的例としては、ポリ（塩化ビニル）、カルボキシル化（ポリ塩化ビニル）、ポリウレタン、ポリ（塩化ビニル−ｃｏ−ビニルアセテート）、ポリ（塩化ビニル−ｃｏ−ビニルアルコール）、ポリ（塩化ビニル−ｃｏ−ビニルアセテート−ｃｏ−ビニルアルコール）およびこれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。
【０１４８】
好ましい実施形態において、膜は、ポリマーブレンドを含み、前記ポリマーブレンドは、
１．カルボキシル化ポリ（塩化ビニル）またはポリ（塩化ビニル）である第１のポリマーであって、前記第１のポリマーの分子量が、１００，０００〜５００，０００である、前記第１のポリマーと、
２．塩化ビニルと、親水性基を有する少なくとも１つのさらなるモノマー基とのコポリマーである第２のポリマーであって、前記第２のポリマーの分子量が１００，０００未満である、前記第２のポリマーと
を含み、
前記第１のポリマーが、カルボキシル化ポリ（塩化ビニル）である場合、前記第２のポリマーは前記第１のポリマーより多くの親水性基を有する。
【０１４９】
一実施形態において、前記第１のポリマーは、カルボキシル化ポリ（塩化ビニル）である。さらなる実施形態において、前記第１のポリマーは、カルボキシル化ポリ（塩化ビニル）であり、前記第２のポリマーは、前記第１のポリマーの少なくとも１．５倍の親水性基、例えば、前記第１のポリマーの、例えば、少なくとも２倍、例えば、少なくとも４倍、例えば、少なくとも５倍、例えば、少なくとも１０倍の親水性基を有する。さらにさらなる実施形態において、前記第１のポリマーは、カルボキシル化ポリ（塩化ビニル）であり、前記カルボキシル化ポリ（塩化ビニル）は、０．１％〜１０％カルボキシル化、例えば、０．５％〜５％カルボキシル化、例えば、１％〜３％カルボキシル化、例えば、１．８％カルボキシル化されている。
【０１５０】
別の実施形態において、前記第１のポリマーは、ポリ（塩化ビニル）である。
一実施形態において、前記第１のポリマーの分子量は、少なくとも１１０，０００、例えば、少なくとも１２０，０００、例えば、１３０，０００〜４００，０００、例えば、１３０，０００〜３００，０００、例えば、１３０，０００〜２５０，０００である。
【０１５１】
一実施形態において、前記第１のポリマーは、カルボキシル化ポリ（塩化ビニル）であり、前記第１のポリマーの分子量は、少なくとも１１０，０００、例えば、少なくとも１２０，０００、例えば、１３０，０００〜４００，０００、例えば、２００，０００〜３００，０００、例えば、２００，０００〜２５０，０００、例えば、２２０，０００である。
【０１５２】
別の実施形態において、前記第１のポリマーは、ポリ（塩化ビニル）であり、前記第１のポリマーの分子量は、少なくとも１１０，０００、例えば、少なくとも１２０，０００、例えば、１２０，０００〜２００，０００、例えば、１３０，０００〜１６０，０００、例えば、１４０，０００である。
【０１５３】
本発明の膜の一実施形態において、第２のポリマー中の前記さらなるモノマーは、ビニルアルコール、ビニルエステルまたはヒドロキシ官能性アクリレートである。さらなる実施形態において、前記第２のポリマーは、塩化ビニル、ビニルアセテート、ビニルアルコールと、任意でアクリル酸、メタクリル酸またはマレイン酸などの親水性基を含むさらなるモノマーとのコポリマーである。
【０１５４】
さらにさらなる実施形態において、前記第２のポリマーは、ポリ（塩化ビニル−ｃｏ−ビニルアセテート−ｃｏ−ビニルアルコール）である。一実施形態において、前記ポリ（塩化ビニル−ｃｏ−ビニルアセテート−ｃｏ−ビニルアルコール）は、７５％〜９８％の塩化ビニル、例えば、８５％〜９５％の塩化ビニル、例えば、８９％〜９３％の塩化ビニル、例えば、９１％の塩化ビニルを含む。別の実施形態において、前記ポリ（塩化ビニル−ｃｏ−ビニルアセテート−ｃｏ−ビニルアルコール）は、１％〜２０％のビニルアセテート、例えば、１％〜１０％のビニルアセテート、例えば、１％〜５％のビニルアセテート、例えば、３％のビニルアセテートを含む。さらなる実施形態において、前記ポリ（塩化ビニル−ｃｏ−ビニルアセテート−ｃｏ−ビニルアルコール）は、１％〜１５％のビニルアルコール、例えば、１％〜１０％のビニルアルコール、例えば、４％〜８％のビニルアルコール、例えば、６％のビニルアルコールを含む。
【０１５５】
一実施形態において、第２のポリマーの分子量は、１００，０００未満、例えば、３０，０００〜９０，０００、好ましくは６０，０００〜８０，０００、例えば、７０，０００である。
【０１５６】
一実施形態において、膜中の第１のポリマー質量と第２のポリマー質量との比は、１０：１〜１：５、例えば、４：１〜１：４、例えば、２：１〜１：３、例えば、２：３〜３：７、例えば、１：２である。
【０１５７】
一実施形態において、前記第１のポリマーは、カルボキシル化ポリ（塩化ビニル）であり、膜中の第１のポリマー質量と第２のポリマー質量との比は、４：１〜１：４、例えば、２：１〜１：３、例えば、３：２〜３：７、または２：３〜３：７、例えば、１：２である。
【０１５８】
別の実施形態において、前記第１のポリマーは、ポリ（塩化ビニル）であり、膜中の第１のポリマー質量と第２のポリマー質量との比は、１０：１〜１：５、例えば、７：１〜１：２、例えば、５：１〜１：２、例えば、５：１〜２：３、例えば、５：１〜２：１、例えば、４：１である。
【０１５９】
一実施形態において、ポリマーブレンドは、乾燥膜質量（すなわち、溶媒中で混合される前の成分の質量）の約１０％〜５０％、例えば、乾燥膜質量の２０％〜４０％、例えば、乾燥膜質量の２５％〜３５％、例えば、乾燥膜質量の２５％〜３０％を構成する。好ましい実施形態において、膜は、以下の表１に特定される組成を有する。
【０１６０】
【表１】
2021529318.tif 000036
【０１６１】
本発明の膜を調製する方法
さらなる態様において、本発明は、成分を溶媒中で混合し、得られた溶液を所望の支持体上に分配し、溶媒を蒸発させることによって、本発明のマグネシウムイオン選択性膜を調製する方法に関する。任意の好適な溶媒が用いられ得る。一実施形態において、溶媒はシクロヘキサノンである。支持体は柔軟性または剛性であり得る。支持体は、好ましくは非導電性材料、例えば、ケイ素、ポリマー、プリント回路基板（ＰＣＢ）、フレックスＰＣＢ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、セラミック、アルミナ、ガラス、木材製品、フリットなどでできている。
【０１６２】
電極および電位差測定センサー
さらなる主要な態様において、本発明は、本明細書に記載される本発明のマグネシウムイオン選択性膜を含む、イオン選択性電極に関する。電極は、厚膜方式、例えば、スクリーン印刷、輪転グラビア印刷、パッド印刷、ステンシル印刷の導電性材料、例えば、炭素、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕおよび／もしくはナノチューブなどを使用することによって、または、薄膜方式、例えば、スパッタリング、サーマルスプレーおよび／もしくはコールドスプレーの導電性材料を使用することによって支持体上に作られ得る。支持体は柔軟性または剛性であり得る。支持体は、好ましくは、非導電性材料、例えば、ケイ素、ポリマー、プリント回路基板（ＰＣＢ）、フレックスＰＣＢ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、セラミック、アルミナ、ガラス、木材製品、フリットなどでできている。
【０１６３】
さらにさらなる主要な態様において、本発明は、２つ以上の検体電極が、参照電極を含むまたは含まない単一の支持体上に存在する、センサーアセンブリに関する（参照電極を含むセンサーアセンブリについては米国特許第５９１６４２５号を参照のこと）。いくつかの実施形態において、センサーアセンブリは、参照電極を含むまたは含まない、各々２つ以上の検体電極を含む２つの支持体でできている。支持体は、電極を有する前記支持体の表面が互いに面するように、互いの上に層状構造で配置され得る（例えば、ＷＯ２００８／１３１７６７）。別の好適なセンサーアセンブリはＷＯ２０１８／１１２０１７、ＷＯ２０１８／１１２０１２、ＷＯ２０１８／１１２００８、ＷＯ２０１７／１２０４６４、ＷＯ２０１７／０１９６０９、ＷＯ２０１６／１０６３２０、ＷＯ２０１６／０１１３０８、ＷＯ２０１６／００７７１６およびＷＯ２０１３／１６３１２０に記載されている。
【０１６４】
一実施形態において、システムは、生理学的濃度の、干渉する可能性のある化合物（Ｃａ２＋、Ｋ＋およびＮａ＋）を含有するキャリブレーターで較正される。
いくつかの実施形態において、システムは、カルシウムイオンなどの他のカチオンの測定のための１つまたは複数の電極を含有し、したがって干渉は、カチオン活性の測定に基づく検体信号のケモメトリクス補正によって最小限に抑えられ得る。
【０１６５】
使用および使用方法
上記のように、さらなる主要な態様において、本発明は、試料中のマグネシウムイオン濃度を決定するための本発明の電位差測定センサーまたは電極の使用に関する。
【０１６６】
同様に、本発明は、液体試料のマグネシウムイオン濃度を決定する方法であって、前記試料と本発明の電極または本発明の電位差測定センサーとを接触させるステップと、前記電極または電位差測定センサーから得られる信号に基づきマグネシウムイオン濃度を決定するステップを含む、方法に関する。
【０１６７】
検体の存在について試験される生体試料は、生理液、例えば、希釈または無希釈の全血、血清、血漿、唾液、尿、糞便、胸膜液、脳脊髄液、滑液、乳、腹水液、腹腔液または羊水であり得る。他の生体試料の例としては、発酵ブロス、培養微生物、廃水、食品などが挙げられる。
【０１６８】
好ましい実施形態において、試料は、血液試料または血清試料である。試料、例えば、血液試料、血清試料、血漿試料または胸膜試料は、例えば、ヒト対象からの試料であり得る。
【０１６９】
マグネシウムイオンレベルを決定する目的は、例えば、ヒト患者などの患者の疾患もしくは障害を診断すること、または医学療法もしくは手術などの治療を受けるか、もしくはこれらに登録される患者のマグネシウムレベルをモニターすることであり得る。一実施形態において、疾患または障害は、心血管疾患または障害である。別の実施形態において、試料は、新生児、すなわち生後２８日未満の乳児からの試料である。
【０１７０】
Ｚｈａｎｇ（２０１１）Ａｍ  Ｊ  Ｂｉｏｍｅｄ  Ｓｃｉ  ３：３０１は、マグネシウムレベル、特に、低マグネシウム血症と臨床成績との関連を実証するいくつかの試験を要約する。例えば、試験は、低マグネシウム血症と、血液透析、２型糖尿病、心血管疾患または医療外科集中治療を経験するＩＣＵ患者の死亡率との関連を実証した。さらに、心疾患患者において、マグネシウムの欠乏は、冠動脈攣縮、不整脈、細動、梗塞および突然死に寄与することが見出された。心肺バイパス術中のマグネシウム介入試験は、ｉＭｇの術中の補正が、術後の心室性不整脈の減少および連続した洞調律の維持に関連していることを示した。臨床治験結果はまた、卒中症状の発症後２時間以内の救急車または救急部における急性卒中患者に対するマグネシウム療法の利点を示唆する。マグネシウムのモニタリングは、低マグネシウム血症と関連づけられることが報告された状態であり、ヨーロッパおよびＵＳＡにおける妊娠の５〜７％で発生する子癇前症においても提唱される。他の知見は、ｉＣａ：ｉＭｇの比が、子癇前症−子癇発作患者における血管系および神経系合併症の予防に極めて重要な診断パラメーターであることを示唆した。Ｓｏｌｉｍａｎら（２００３）Ｃｒｉｔ．Ｃａｒｅ  Ｍｅｄ．３１：１０８２は、ＩＣＵ滞在中のイオン化低マグネシウム血症の発症と高い罹患率および死亡率との間の相関を報告した。
【０１７１】
したがって、さらなる実施形態において、マグネシウムイオンレベルが本発明の方法または使用で決定される試料は、例えば、急性入院患者、または医学療法もしくは手術、例えば、心臓手術、例えば、心肺バイパス術を受けるか、もしくはこれらに登録された患者からの試料であり得る。さらなる実施形態において、試料は、食物摂取不良、吸収不良障害、低カリウム血症、低カルシウム血症、アルコール依存症を有する患者から、または低マグネシウム血症に関連する利尿薬もしくは他の薬物を摂取する患者からのものである。さらなる実施形態において、試料は、腎疾患、高血圧、子癇前症、真性糖尿病、糖尿病ケトアシドーシス、不整脈、敗血症、胸痛、急性卒中、外傷性ショック（ｃｈｏｃｋ）、熱傷／煙吸入、急性肺疾患または心疾患、例えば、心停止を有する患者からのものである。別の実施形態において、患者は、産科病棟患者または血液透析を受けている患者である。さらに、試料は、血液透析、２型糖尿病、心血管疾患または医療外科集中治療を経験するＩＣＵ患者からのものであり得る。
【０１７２】
本発明は、以下の実施例によりさらに例示され、これは本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【実施例】
【０１７３】
実施例１
イオン選択性膜の調製
ヘミマグネシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェート（ＭｇＯＰＰ）の貯蔵液を、ＭｇＯＰＰ  １ｇ当たりシクロヘキサノン４８．２８ｇの比でＭｇＯＰＰとシクロヘキサノン（＞９９．８％）とを混合して調製した。化合物を室温で混合した後、室温において暗所で最低８時間撹拌するか、または３７℃で最低４時間撹拌した。
【０１７４】
膜を分配する溶液を、以下の成分を混合して調製した。
【０１７５】
【表２】
2021529318.tif 000037
【０１７６】
化合物を、アルゴンまたは窒素ガスを充填したバイアル内で室温において混合した後、室温において暗所で最低４０時間撹拌するか、または３７℃で最低１６時間撹拌した。得られた溶液を使用して、膜を、セラミック支持体上のポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ）で覆われた金電極上に分配した。その後、溶媒を蒸発させて、可塑化したイオン選択性膜を得た。
【０１７７】
実施例２
親油性塩を含む膜の性能
フェナントロリンベースのイオノフォアおよび親油性テトラキスホウ酸塩を含有する２つの膜を調製して、膜の性能に対する親油性酸塩の添加の影響を試験した。試験した親油性酸塩は、ヘミカルシウムビス［４−オクチルフェニル］ホスフェートおよびヘミカルシウムビス［４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−フェニル］ホスフェートであった。
【０１７８】
組成が以下の通りであることを除き、２つの膜を実施例１に記載されるように調製した。
【０１７９】
【表３】
2021529318.tif 000038
【０１８０】
【表４】
2021529318.tif 000039
【０１８１】
各膜を、電極アレイの３つの個々の電極上に分配した。これはＣａ２＋イオン選択性電極も含有していた。ＰＥＤＯＴの代わりに、バナジウムブロンズをトランスデューサ材料として使用したことを除き、膜を実施例１に記載されるように分配した。得られたイオン選択性電極アレイを、テストアナライザ内の測定チャンバに配置した。測定チャンバは、参照電極と流体接触させた。テストアナライザには、較正液およびリンス液の液体輸送、試料の吸引、各電極位置の電位差信号のサンプリング、およびこれらのデータ取得の自動制御をプログラムした。
【０１８２】
Ｍｇ２＋イオン選択性電極を、３つの異なる比でＭｇ２＋およびＣａ２＋イオンを含有する３種の較正液を用いて較正した。状態値（Ｅ０）、感度（Ｓ）およびＣａ２＋イオンに対するＭｇ２＋イオンの選択係数（Ｋ）を、較正液で得られた電極信号に基づき決定した。Ｃａ２＋イオン選択性電極も較正した。次いで、較正したセンサーを、以下での測定に供した：
・  ０．１ｍＭ〜２．５ｍＭのＭｇ２＋イオンの濃度範囲に及ぶ５種の水性試料。
・  健康なドナーからの全血。同じ試料で５回の繰り返しの測定を行った。また、ＮＯＶＡＢｉｏｍｅｄｉｃａｌからのＮＯＶＡ８アナライザでの測定により、試料中のＭｇ２＋イオンの濃度を決定した。
・  低および高濃度の、干渉する可能性のあるＺｎ２＋イオン：５％ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）および血漿中の正常な生理学的濃度に対応する０．５ｍＭの一定の濃度のＭｇ２＋イオンで調製した溶液中０μＭ、２０μＭおよび２００μＭ
各Ｍｇ２＋イオン選択性電極について、試料中のＭｇ２＋イオンの濃度（ｃＭｇ）を、試料測定前に電極について決定した較正パラメーター（Ｅ０、ＳおよびＫ）の値およびＣａ２＋イオン選択性電極で決定したＣａ２＋イオンの濃度を利用して、特定の試料で得られた信号から算出した。イオンＭｇ２＋濃度の算出については、ニコルスキー−アイゼンマン（ＮＥ）の式を、ＩＦＣＣガイドラインに従ってセンサー応答モデルとして使用した（Ｂｅｎ  Ｒａｙａｎａら（２００８）Ｃｌｉｎ  Ｃｈｅｍ  Ｌａｂ  Ｍｅｄ４６（１）：２１）。列挙されたｃＭｇ値を得るためのその後の補正は行われなかった。
【０１８３】
【表５】
2021529318.tif 000040
【０１８４】
【表６】
2021529318.tif 000041
【０１８５】
【表７】
2021529318.tif 000042
【０１８６】
結論
膜は、公知の濃度のＭｇ２＋イオンを有する水性試料の測定に関して、同様に十分機能した。しかし、ＮＯＶＡ８アナライザで読み取られたｃＭｇ結果を比較すると、膜１は、膜２よりも血液試料の偏差が小さかった（表３（０．６８５／０．６８５／０．６８は０．９４７／０．９３１／０．９６３と比べて０．６１４からの偏差が小さい））。また、亜鉛イオンの干渉が少ないことが膜１で観察された（表４（膜１の値（０．５１４／０．５４２／０．８１５）は膜２（０．７７７／０．８８８／２．８９６）の値より０．５ｍＭに近い）。
【０１８７】
実施例３
単一の親油性酸または酸塩を含む膜の性能
フェナントロリンベースのイオノフォアおよび単一の親油性塩を含有する５つの膜を調製して、膜の性能に対する単一の親油性酸（または酸塩）の添加の影響を試験した。４種の親油性酸（酸塩）：Ｍｘ＝｛カルシウム；マグネシウム｝であるヘミＭｘビス［４−オクチルフェニル］ホスフェート［Ｍｘ（ＯＰＰ）２］、４−オクチル安息香酸（ＯＢＡ）、４−オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＯＢＳ）および４−ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＤＢＳ）を試験した。イオン選択性電極において標準として用いられる親油性塩：テトラキス（４−クロロフェニル）ホウ酸カリウムも試験した。
【０１８８】
組成が以下の通りであり、残りの成分を添加する前に、Ｍｇ（ＯＰＰ）２のみをシクロヘキサノンに予備溶解したことを除き、５つの膜を実施例１に記載されるように調製した。膜中の親油性アニオンが確実に同一濃度になるような組成にした。
【０１８９】
【表８】
2021529318.tif 000043
【０１９０】
【表９】
2021529318.tif 000044
【０１９１】
各膜を、同一の電極アレイ上に各々配置された４つの同一の電極上に分配した。これは、Ｃａ２＋イオン選択性電極も含有していた。膜を実施例１に記載されるように分配した。各電極アレイを実施例２に記載されるようにテストアナライザ内の測定チャンバに配置した。
【０１９２】
Ｍｇ２＋イオン選択性電極を、実施例２に記載されるように較正したが、他のセンサー、例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｌ、ｐＨ、ｐＯ２、ｐＣＯ２、グルコースおよび乳酸センサーの同時較正に好適なより複雑な溶液マトリックスで較正した。Ｃａ２＋イオン選択性電極も較正した。次いで、較正したセンサーを、以下での測定に供した：
・  ＳＳＭ（単独液法）溶液：一方の試料が１００ｍＭ  Ｍｇ２＋イオンを含有し、他方の試料が１００ｍＭ  Ｃａ２＋イオンを含有する、２種の水性試料。試料はいずれも、３７℃でｐＨ＝７．４に滴定した５ｍＭ  ＨＥＰＥＳバッファーおよび１６０ｍＭのイオン強度（ＮａＣｌの添加により調整）の一定のバックグラウンドを有していた。
・  ＦＩＭ（固定干渉法）溶液：１．２５ｍＭ  Ｃａ２＋イオン、３７℃でｐＨ＝７．４に滴定した５ｍＭ  ＨＥＰＥＳバッファーおよび１６０ｍＭのイオン強度（ＮａＣｌの添加により調整）の一定のバックグラウンドで、様々な濃度のＭｇ２＋イオン｛０．０１；０．０５；０．１０；０．５０；１．００；５．００；１０．００；５０．００｝を有する８種の水性試料。
・  標準溶液：１．２５ｍＭ  Ｃａ２＋イオン、３７℃でｐＨ＝７．４に滴定した５ｍＭ  ＨＥＰＥＳバッファーおよび１６０ｍＭのイオン強度（ＮａＣｌの添加により調整）の一定のバックグラウンドにおける、０．２ｍＭ〜２．５ｍＭのＭｇ２＋イオンの生理学的に適切な濃度範囲に及ぶ５種の水性試料。
【０１９３】
各Ｍｇ２＋イオン選択性電極について、試料中のＭｇ２＋イオンの濃度（ｃＭｇ）を実施例２に記載されるように算出した。ＳＳＭおよび／またはＦＩＭ溶液での測定から決定した選択係数
【０１９４】
【化３４】
2021529318.tif 000045
【０１９５】
および感度は、Ｕｍｅｚａｗａら（２０００）Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ  Ｃｈｅｍ  ７２：１８５１に記載される単独液法（ＳＳＭ）および固定干渉法（ＦＩＭ）に従って電極信号に基づき直接算出した。
【０１９６】
【表１０】
2021529318.tif 000046
【０１９７】
【表１１】
2021529318.tif 000047
【０１９８】
結果および結論
ＯＰＰおよびＤＢＳ膜は、ＦＩＭ溶液で広がる上位のｃＭｇ範囲において直線的な応答勾配になる（図１）。応答勾配は、二価イオンに対する理論上予想されるＮｅｒｎｓｔの感度（約３０ｍＶ／ｄｅｃａｄｅ）に近い（表５）。他の３つの膜は、前記範囲内で直線的な応答勾配にならず、したがってＦＩＭ溶液に基づく意味のある選択係数を算出できない。したがって、ｃＭｇの変化に対する応答信号の変化が、その範囲でゼロではないにせよ非常に低いため、これらの膜は、生理学的ｃＣａおよびｃＮａバックグラウンドレベルで生理学的に適切なｃＭｇ範囲（０．２〜２．５ｍＭ）内での測定に即座に適用できない（図１）。しかし、ＯＢＡおよびＯＢＳ膜は、テトラキス変異体と比較して（以下を参照のこと）、Ｃａ２＋とＮａ＋イオンの両方と比べてＭｇ選択性の改善を示し、したがって、より高いＭｇ範囲に使用できたか、または成分量のいくつかの最適化により、生理学的範囲により適したものにすることができた。注目すべきなのは、テトラキス膜は、ｃＭｇ＝５０ｍＭのＦＩＭ溶液に対して負の信号応答を有する。ナトリウムイオンの濃度は、他のＦＩＭ溶液（約１２４〜１５５ｍＭ）と比較して、この溶液（約２０ｍＭ）において非常に低く、これは、テトラキス膜が、ナトリウムイオンからの高レベルの干渉に影響を受けることを示す。
【０１９９】
親油性酸（または酸塩）を含有する膜はいずれも、ナトリウムイオン濃度の変化に関してテトラキス膜と同様の挙動を示さない（図１）。また、ＳＳＭ溶液に基づく選択係数を比較すると、これらの膜はすべて、１以下の選択係数を有する（表５）。すなわち、これらの膜は、Ｃａ２＋イオンよりＭｇ２＋イオンに選択的に応答する。対照的に、テトラキス膜は、選択係数１超を有し（表５）、これがＣａ２＋イオンよりＭｇ２＋イオンに対する選択性が低いことを意味する。したがって、標準的な親油性塩を含有するテトラキス変異体と比較して、親油性酸（または酸塩）を含有する４つの膜はすべて、Ｃａ２＋とＮａ＋イオンの両方と比べてＭｇ選択性を改善した。
【０２００】
他のセンサー、例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｌ、ｐＨ、ｐＯ２、ｐＣＯ２、グルコースおよび乳酸センサーの同時較正に好適である、複雑な溶液バックグラウンドで膜を較正すると、較正された感度および選択係数と、ＦＩＭおよびＳＳＭ溶液に基づくこれらとの間で最善の一致がＯＰＰ膜で得られる（表５）。したがって、この膜は、生理学的に適切なｃＭｇ範囲に対応する標準溶液で最も正確かつ的確に測定する（表６）。テトラキス膜は、複雑な溶液バックグラウンドで較正できなかったため、標準溶液での較正値またはｃＭｇ値は、テトラキス膜については示されず（表５および表６）、すなわち、ニコルスキー−アイゼンマン（ＮＥ）の式に対して物理的に意味のある解を見出すことができず、これはやはり、テトラキス膜がまた、Ｍｇ２＋およびＣａ２＋イオンより他のイオン、例えば、Ｎａ＋イオンに対して有意な選択性を有することを示す。
【０２０１】
実施例４
代替イオノフォアを含む膜の性能
Ｍｇ選択性イオノフォアおよび単一の親油性塩を含有する５つの膜を調製して、単一の親油性酸（または酸塩）と組み合わせて代替イオノフォアを使用した場合の膜の性能に対する影響を試験した。３種のイオノフォア：４，７−ジウンデシル−１，１０−フェナントロリン［ＤＵＰ］、４−ウンデシル−１，１０−フェナントロリン［ＭＵＰ］およびＥＴＨ５５０６を、親油性塩としてＭｘ（ＯＰＰ）２（Ｍｘ＝｛カルシウム；マグネシウム｝であるヘミＭｘビス［４−オクチルフェニル］ホスフェート）と組み合わせて試験した。ＤＵＰおよびＥＴＨ５５０６も、親油性塩としてテトラキス（テトラキス−（４−クロロフェニル）ホウ酸カリウム）と組み合わせて試験した。
【０２０２】
組成が以下の通りであり、残りの成分を添加する前に、Ｍｇ（ＯＰＰ）２のみをシクロヘキサノンに予備溶解したことを除き、５つの膜を実施例１に記載されるように調製した。膜中のイオノフォアの濃度と親油性アニオンの濃度との間で確実に同一の比になるような組成にした。ＥＴＨ５５０６イオノフォアを含む２つの膜の量を、ＤＵＰイオノフォアを含むものおよびＭＵＰイオノフォアを含むものと比較して６分の１以下に縮小した。ＤＵＰイオノフォアを含む膜は、実施例３に記載される「ＯＰＰ」および「テトラキス」膜と同一である。
【０２０３】
【表１２】
2021529318.tif 000048
【０２０４】
【表１３】
2021529318.tif 000049
【０２０５】
【表１４】
2021529318.tif 000050
【０２０６】
【表１５】
2021529318.tif 000051
【０２０７】
【表１６】
2021529318.tif 000052
【０２０８】
各膜を、同一の電極アレイ上に各々配置された４つの同一の電極上に分配した。これは、Ｃａ２＋イオン選択性電極も含有していた。膜を実施例１に記載されるように分配した。各電極アレイを実施例２に記載されるようにテストアナライザ内の測定チャンバに配置した。
【０２０９】
Ｍｇ２＋イオン選択性電極を、実施例３に記載されるように較正した。Ｃａ２＋イオン選択性電極も較正した。次いで、較正したセンサーを、実施例３に記載されるようにＳＳＭ溶液、ＦＩＭ溶液および標準溶液での測定に供した。
【０２１０】
各Ｍｇ２＋イオン選択性電極について、試料中のＭｇ２＋イオンの濃度（ｃＭｇ）を、実施例２に記載されるように算出した。ＳＳＭおよび／またはＦＩＭ溶液での測定から決定した選択係数
【０２１１】
【化３５】
2021529318.tif 000053
【０２１２】
および感度は、実施例３に記載されるように算出した。
【０２１３】
【表１７】
2021529318.tif 000054
【０２１４】
【表１８】
2021529318.tif 000055
【０２１５】
結果および結論
ＤＵＰ＿ＯＰＰおよびＭＵＰ＿ＯＰＰ膜は、ＦＩＭ溶液で広がる上位のｃＭｇ範囲において直線的な応答勾配になる（図２）。応答勾配は、二価イオンに対する理論上予想されるＮｅｒｎｓｔの感度（約３０ｍＶ／ｄｅｃａｄｅ）に近い（表７）。他の３つの膜は、前記範囲内で直線的な応答勾配にならず、したがってＦＩＭ溶液に基づく意味のある選択係数を算出できない。したがって、ｃＭｇの変化に対する応答信号の変化が、その範囲でゼロではないにせよ非常に低いため、これらの膜は、生理学的ｃＣａおよびｃＮａバックグラウンドレベルで生理学的に適切なｃＭｇ範囲（０．２〜２．５ｍＭ）内の測定に即座に適用できない（図２）。しかし、ＥＴＨ５５０６＿ＯＰＰ膜は、テトラキス変異体と比較して（以下を参照のこと）、ナトリウムイオンからの干渉が低いことを示し、したがって、より高いＭｇ範囲に使用できたか、または成分量のいくつかの最適化により、生理学的範囲により適したものにすることができた。注目すべきなのは、テトラキス塩を含有する膜はいずれも（ＤＵＰ＿テトラキスおよびＥＴＨ５５０６＿テトラキス）は、ｃＭｇ＝５０ｍＭのＦＩＭ溶液に対して負の信号応答を有する。ナトリウムイオンの濃度は、他のＦＩＭ溶液（約１２４〜１５５ｍＭ）と比較して、この溶液（約２０ｍＭ）において非常に低く、これは、テトラキスを含有する膜が、ナトリウムイオンからの高レベルの干渉に影響を受けることを示す。
【０２１６】
親油性酸塩（Ｍｘ（ＯＰＰ）２）を含有する膜はいずれも、ナトリウムイオン濃度の変化に関してテトラキス膜と同様の挙動を示さない（図２）。ＳＳＭ溶液に基づく選択係数を比較すると、ＥＴＨ５５０６＿ＯＰＰを除きこれらの膜はすべて、１以下の選択係数を有する（表７）。すなわち、膜は、Ｃａ２＋イオンよりＭｇ２＋イオンに選択的に応答する。対照的に、テトラキス塩を含有する膜（ＤＵＰ＿テトラキスおよびＥＴＨ５５０６＿テトラキス）およびＥＴＨ５５０６＿ＯＰＰはいずれも、選択係数１超を有し（表７）、これらがＣａ２＋イオンよりＭｇ２＋イオンに対する選択性が低いことを意味する。したがって、標準的な親油性テトラキス塩を含有する膜と比較して、親油性酸塩（Ｍｘ（ＯＰＰ）２）を含有する膜はすべて、Ｎａ＋イオンと比べてＭｇ−選択性の改善を示した。さらに、非フェナントロリンベースのイオノフォアを含有するＥＴＨ５５０６＿ＯＰＰ膜と比較して、親油性酸塩とフェナントロリンベースのイオノフォアとの組み合わせ（ＤＵＰ＿ＯＰＰおよびＭＵＰ＿ＯＰＰ）は、Ｃａ２＋イオンと比べてＭｇ−選択性を改善する。
【０２１７】
他のセンサー、例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｌ、ｐＨ、ｐＯ２、ｐＣＯ２、グルコースおよび乳酸センサーの同時較正に好適である、複雑な溶液バックグラウンドで膜を較正すると、較正された感度および選択係数と、ＦＩＭおよびＳＳＭ溶液に基づくこれらとの間で最善の一致がＤＵＰ＿ＯＰＰおよびＭＵＰ＿ＯＰＰ膜で得られる（表７）。したがって、これらの膜は、生理学的に適切なｃＭｇ範囲に対応する標準溶液で最も正確かつ的確に測定する（表８）。テトラキス塩を含有する膜は、複雑な溶液バックグラウンドで較正できなかったため、標準溶液での較正値またはｃＭｇ値は、テトラキス塩を含有する膜については示されず（表７および表８）、すなわち、ニコルスキー−アイゼンマン（ＮＥ）の式に対して物理的に意味のある解を見出すことができず、これはやはり、テトラキス塩を含有する膜がまた、Ｍｇ２＋およびＣａ２＋イオンより他のイオン、例えば、Ｎａ＋イオンに対して有意な選択性を有することを示す。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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