(57)【要約】本発明は、ＦＲＥＴ原理に従って作動しかつ試験媒体中に含有される被検体と反応する受容体（発色団もしくは発光団）、および供与体（発光団）を含んで成る光／化学センサーに関する。前記センサーは、受容体および供与体が別個の化学相中に存在することを特徴とする。供与体を含有する相は、該発光団の発光特性に影響する試験媒体もしくは試験媒体中の成分に関して本質的に不浸透性である。本発明はまた、発明のセンサーの使用を特徴とする、ＦＲＥＴ原理に従った最低１種の被検体または気体もしくは液体の測定媒体の成分の定性的および／もしくは定量的測定方法にも関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受容体（発色団もしくは発光団）および供与体（発光団）が別個の化学相中に配置され、それにより、供与体を含有する相が該発光団に特徴的な発光に影響を及ぼすサンプル媒体もしくはサンプル媒体の成分に本質的に不浸透性であることを特徴とする、ＦＲＥＴ原理に従って機能しかつサンプル媒体中に含有される被検体に応答性の受容体ならびに供与体を表す、光化学センサー。
【請求項２】
供与体および受容体がそれぞれマトリックス素材中に存在し、それにより、受容体および供与体相のマトリックス素材がそれぞれ混合された形態もしくは薄層（センサー層）の形態で提供されることを特徴とする、請求項１記載のセンサー。
【請求項３】
センサー層が透明な支持体もしくは光導体に結合されることを特徴とする、請求項２記載のセンサー。
【請求項４】
被検体に浸透性かつセンサー層と分析されるべき物質との間に配置される光絶縁層が提供されることを特徴とする、請求項２もしくは３記載のセンサー。
【請求項５】
センサー層が薄い多孔性素材よりなり、その素材の孔が供与体相のマトリックス素材および受容体相のマトリックス素材を含有する（図５）ことを特徴とする、請求項２ないし４のいずれか記載のセンサー。
【請求項６】
センサー相が薄膜よりなり、前記薄膜が受容体相のマトリックス素材を表す（図６）ことを特徴とする、請求項２ないし４のいずれか記載のセンサー。
【請求項７】
供与体相のマトリックス素材が、受容体相のマトリックス素材中に均一に分布された様式で提供されることを特徴とする、請求項６記載のセンサー。
【請求項８】
供与体相が粒子の形態で提供されることを特徴とする、請求項２ないし７のいずれか記載のセンサー。
【請求項９】
受容体分子が供与体相の粒子の表面に結合されることを特徴とする、請求項８記載のセンサー。
【請求項１０】
無可塑ポリマーが供与体相の素材として使用されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか記載のセンサー。
【請求項１１】
ポリアクリルニトリルおよびその誘導体、ＰＶＣならびに／もしくはポリ塩化ビニリデンがポリマーとして使用されることを特徴とする、請求項１０記載のセンサー。
【請求項１２】
８０％までの可塑剤を場合によっては含む、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリウレタン、シリコーン、ポリビニルアルコールおよびポリビニルアセテートのコポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコールおよびポリビニルアセテートのコポリマー、セルロース、親水性基を含むポリウレタン、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、架橋ポリビニルアルコールならびに／もしくはポリアクリルアミドが受容体相の素材として使用されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか記載のセンサー。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか記載のセンサーの使用を特徴とする、ＦＲＥＴ原理に従った最低１種の被検体および／または気体もしくは液体の測定媒体の成分の定性的および／もしくは定量的測定方法。
【請求項１４】
それがサンプルのｐＨ値の測定、サンプル中のイオンの濃度および／もしくは活量の測定、または通常条件下で気体である一方で水性媒体中で酸性もしくはアルカリ性反応を表す成分の測定のために実施されることを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
それが、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ＋＋、Ｃａ＋＋もしくはＣｌ−の濃度および／もしくは活量の測定のために実施されることを特徴とする、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
それが液体の測定媒体中のＣＯ２もしくはＮＨ３の測定のため実施されることを特徴とする、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
測定媒体が体液、とりわけ血液、血漿もしくは血清であることを特徴とする、請求項１３ないし１６のいずれか記載の方法。
【請求項１８】
センサーが変換器として使用されることを特徴とする、請求項１３ないし１７のいずれか記載の方法。
【請求項１９】
酵素的センサーが使用されることを特徴とする、請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、その吸収スペクトルを変えることにより測定されるべき成分に直接もしくは間接的に応答する発色団（もしくは発光団）、および測定されるべき成分に応答しない発光団を含有する、最低１種の被検体ならびに／または液体の測定媒体の成分の定性的および定量的測定の発光光学的（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ−ｏｐｔｉｃａｌ）方法に関し、ここで発光団の発光スペクトルと発色団の吸収スペクトルとの間に少なくとも部分的な重なり合いが存在し、かつ、ここで、発光団と発色団との間の非放射エネルギー伝達が該発光団に特徴的な最低１種の発光の測定可能な変化を生じさせる。その原理はいわゆるＦＲＥＴ原理として知られる。
【０００２】
本発明は、さらに、その吸収スペクトルを変えることにより測定されるべき成分に直接もしくは間接的に応答する発色団（もしくは発光団）、および測定されるべき成分に応答しない発光団を含有する、最低１種の被検体ならびに／または気体もしくは液体の測定媒体の成分の定量的測定のための光化学センサーに関し、ここで発光団の発光スペクトルと発色団の吸収スペクトルとの間に少なくとも部分的な重なり合いが存在し、かつ、ここで、発光団と発色団との間の非放射エネルギー伝達が該発光団に特徴的な最低１種の発光の測定可能な変化を生じさせる。
【０００３】
以下において、発光団は、適する励起に際してリン光もしくは蛍光放射を発射する色素と理解される。発色団の吸収スペクトルは、測定されるべき成分により直接、もしくは測定されるべき成分の化学反応生成物により間接的にのいずれかで影響される。「化学成分の定量的測定」という用語は、濃度および活量ならびに気体分圧の測定を指し、該発光団に特徴的な最低１種の発光の値は測定される量を暗示するのに使用される。
【０００４】
ｐＨおよび陽イオン感受性の発色団（受容体（ａｃｃｅｐｔｏｒ））が発光団（供与体（ｄｏｎｏｒ））に好ましくは共有結合される方法およびセンサーは、米国特許第５，２３２，８５８号明細書から既知である。測定媒体中で測定されるべきｐＨ値および／もしくは陽イオンの濃度は、発光団の発光減衰時間から生じられる。
【０００５】
従来技術が関する限り、米国特許第５，６４８，２６９号明細書もまた挙げられるべきである。この文書は、測定される量を測定するための発光団の見かけの発光減衰時間の応用を提案する。１減衰時間成分をもつ発光団で、見かけの発光減衰時間は有効減衰時間と同一である。いくつかの減衰時間成分をもつ発光団では、見かけの減衰時間を評価することはより容易であるが、しかしながら、とりわけ、強固でない系では、増大する誤りという欠点が存在する。
【０００６】
発光減衰時間は、それぞれ位相変調もしくは時間分解発光測定技術によって得てよい。
【０００７】
類似の方法が欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−０  ２１４  ７６８号明細書から既知である。その中で、測定媒体中の測定されるべきパラメータの濃度は、測定される発光強度から暗示される。
【０００８】
供与体から受容体分子への非放射エネルギー伝達の速度は、２物質の分子の空間的近接に依存する。伝達速度ｋＴ（ｒ）は、供与体と受容体との間の空間的距離ｒに極めて応答性であり、かつ、距離の６乗で減衰し
【０００９】
【数１】
2004517321.tif 000003
【００１０】
これにより、τＤは受容体の非存在下での供与体の発光減衰時間を示し、またＲｏは特徴的なフェルスター距離を示す。後者は、エネルギー伝達の５０％効率が提供される供与体−受容体距離である。それぞれの供与体−受容体対に依存して、Ｒｏは２と９ｎｍとの間である。
【００１１】
供与体から受容体分子への非放射エネルギー伝達により、発光団の発光光学的パラメータ（発光量子効率、発光強度、発光減衰時間）の巨視的に測定可能な値は、２物質のかなりの数の分子が相互と緊密な空間的接触にもたらされる場合は、とりわけ効率的な変化を受けることができる。
【００１２】
緊密な空間的接触を得るために、米国特許第５，２３２，８５８号明細書は供与体および受容体分子の共有結合を提案している。欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−０  ２１４  ７６８号明細書においては、個々の供与体および受容体分子が、ガラスのような結合支持体の表面に共有結合される。
【００１３】
米国特許第５，２３２，８５８号明細書に記述されるところの供与体および受容体分子の共有結合は、供与体／受容体の平均の空間的距離が可能な限り一定に保たれるかもしれないという利点を有する。しかしながら、とりわけ大きな合成の努力が、所望の発光団間の共有結合、および適するｐＨもしくはイオン感受性の発色団を調製するために必要とされることが一欠点である。
【００１４】
供与体および受容体分子を結合支持体の表面に共有結合するためにもまたかなりの努力が必要とされ（欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−０  ２１４  ７６８号明細書）、これはとりわけ、境界表面現象が測定される結果の質を損なうという欠点をもたらす。
【００１５】
従って、米国特許第５，９４２，１８９号および同第６，０４６，０５５号明細書において、発光団および発色団は、測定されるべき化学成分に浸透性であるマトリックス素材中にイオン対として存在する異なる電荷のイオン物質であることが示唆される。
【００１６】
例えば金属−リガンド錯体、ある種のポルフィリンおよびランタニドにより表されるような永続する発光団（＞１００ｎｓ、好ましくは＞１μｓの発光減衰時間を有する）の使用は、一般的商業的応用に最高に重要である。それから生じられるべき発光減衰時間および／もしくは値の測定のための、提供される永続する発光、光電子配列ならびに成分（例えば平均発光減衰時間、位相角）は、位相もしくは時間分解法によってとりわけ安価な様式で決定されるかもしれない。
【００１７】
しかしながら、本出願の発明者は、上に挙げられた以前に知られた方法が、とりわけ、永続する発光団の発光が測定媒体の多数の成分により影響されるという共通の欠点をもたらすことを認識した。こうした発光団の既知の一特徴は、サンプルのＯ２含量への発光の特徴のとりわけ大きな依存性である。結果として、こうした発光団は、従ってＯ２含量を測定するためにしばしば使用される（欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−０  ９０７  ０７４号明細書）。それらの発光団を、ＦＲＥＴ原理に基づくセンサーとともに供与体色素として使用する場合、従って、測定媒体のＯ２含量を正確に知るもしくは測定しかつ適切な補正を実施することが必要である。発光量子効率に対する影響を有するさらなる物質の例はアミンおよび水である。連続測定（モニタリング）の経過中に、発光色素は出現する一重項Ｏ２により完全にもしくは部分的に破壊されるかもしれない。従って、その過程を制限するための添加物が提案された。しかしながら、既知の有利な発光色素の一般的な一欠点は、サンプルのいずれかの成分、とりわけ水により引き起こされる化学物理的微小環境の小さな変化に対する発光の特徴の感受性である。未知のかつ／または変動する化学的もしくは生化学的組成のサンプル媒体の場合、それは測定の正確さの重大な制限につながる。例えば、医学的診断において、±５ミリｐＨの再現可能性が、血液ｐＨ測定の分野で期待される。
【００１８】
測定されるべきサンプルの成分により引き起こされる失敗に対するサセプタンスに関して、測定されるべき物質（被検体）もしくはその反応生成物を可逆的に結合する発光団（供与体）および発色団（受容体、指示薬（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ））に基づく、ＦＲＥＴ原理に基づく発光光学的測定方法を改良することが、本発明の目的である。さらに、かなりの数の受容体分子および遮蔽された供与体分子の空間的近接を得るために必要とされるとりわけ多くの化学合成段階が回避されるはずである。
【００１９】
本発明により、本目的は、発光団（供与体）および発色団（受容体）が異なる化学相中に配置されるために達成される。供与体相のマトリックス素材は、該供与体に特徴的な発光に影響を及ぼすサンプル媒体の成分に本質的に不浸透性であるべきである。受容体相のマトリックス素材は、それぞれ被検体もしくはその反応生成物に対し浸透性であるべきである。
【００２０】
従って、本発明は、ＦＲＥＴ原理に従って機能しかつ発色団ならびにサンプル媒体に含有される被検体に応答する発光団を含有する光化学センサーに関し、かつ、発光団および発色団が別個の化学相（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｈａｓｅ）に配置され、それにより、発光団を含有する相が、該発光団に特徴的な発光に影響を及ぼすサンプル媒体もしくはサンプル媒体の成分に不浸透性であることを特徴とする。
【００２１】
受容体および供与体相のマトリックス素材が、透明な支持体もしくは光導体（ｌｉｇｈｔ ｇｕｉｄｅ）に結合されてよい、混合された形態もしくは薄層（センサー層）の形態で提供されることが、本発明のセンサーの一変形で提供される。分析されるべき物質との可能な混乱させる光相互作用からセンサー層を切り離すために、被検体に浸透性かつセンサー層と分析されるべき物質との間に配置される光絶縁層が、場合によっては提供される。
【００２２】
さらなる一態様（図５）において、センサー層は薄い多孔性素材よりなる。その素材の孔は、供与体相のマトリックス素材および受容体相のマトリックス素材を含有する。
【００２３】
さらなる一態様（図６）において、センサー層は受容体相のマトリックス素材を表す薄膜から構成される。それにより、供与体相のマトリックス素材は、受容体相のマトリックス素材中の粒子の形態で、均一に分布された様式で提供される。受容体相は、均一に分布され、かつ、非放射エネルギー伝達に必要である供与体相中に提供される供与体分子に対し空間的近接に十分な数の受容体分子が配置されるように十分な濃度で提供されている、受容体分子を含有する。
【００２４】
さらなる一態様（図７）において、受容体分子は粒子の表面に結合される。それにより、発色団は、表面で官能基に吸着もしくは静電、または最も好ましくは共有結合されてよい。粒子表面への発色団の結合は、とりわけ、ａ）より少ない発色団が必要である、ｂ）受容体相の過剰の発色団濃度により引き起こされる光フィルター効果が回避されるかもしれない、ならびにｃ）エネルギー伝達の速度もまた決定する供与体および受容体分子の比が、粒子を生じさせるレベルで既に調節されるかもしれず、従って受容体相中の受容体分子の濃度に依存しない、という利点を有する。
【００２５】
本発明の方法は、ＦＲＥＴ原理に従って最低１種の被検体および／または気体もしくは液体の測定媒体の成分の定性的および／もしくは定量的測定に役立ち、かつ、本発明のセンサーの使用を特徴とする。
【００２６】
好ましくは、本発明の方法は、サンプルのｐＨ値の測定、サンプル中のイオンの濃度および／もしくは活量の測定、または通常条件下で気体である一方で水性媒体中で酸性もしくはアルカリ性反応を表す成分の測定に役立つ。
【００２７】
とりわけ、本発明の方法は、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ＋＋、Ｃａ＋＋もしくはＣｌ−の濃度および／もしくは活量の測定に役立つ。
【００２８】
さらに、本発明の方法は、好ましくは、液体の測定媒体中のＣＯ２もしくはＮＨ３の測定に役立つ。
【００２９】
本発明の方法の応用のさらなる領域はいわゆる変換器に関する。その中で、発色団は被検体と直接反応しないがしかし間接的に反応する。それの例はいわゆる酵素的センサー（例えば尿素およびクレアチニンを測定するための）である。それにより、１種もしくはそれ以上の酵素が被検体と反応して、発色団と直接反応する生成物の形成に至る。
【００３０】
好ましくは、測定媒体は体液、とりわけ血液、血漿もしくは血清である。
【００３１】
本発明により使用される最も有利な発光団（供与体）は、高い発光量子効率および長い発光減衰時間（＞１００ｎｓ）を特徴とするものである。好ましい発光団は、パラジウム、ロジウム、白金、ルテニウム、オスミウム、希土類（とりわけユーロピウムおよびランタン）の陽イオン性の有機金属錯体である。これらの有機金属錯体の有機部分は、例えば、ポルフィリン、ビピリジル、フェナントロリンもしくは他の複素環化合物の群からのリガンドよりなってよい。
【００３２】
好ましいｐＨおよび陽イオン感受性の発色団（受容体）は、その光吸収が測定されるべきサンプル媒体の成分との直接もしくは間接的な化学的／物理的相互作用に際して変化することができ、かつ、その吸収スペクトルが発光団の発光スペクトルと少なくとも部分的に重なり合う、陰イオン物質である。
Ｉ）サンプルのｐＨ値の測定
従来技術によるｐＨ測定のための光センサー（Ｏ．Ｓ．Ｗｏｌｆｂｅｉｓ  “Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ”，ＣＲＣ  プレス（ＣＲＣ−Ｐｒｅｓｓ）、ボカレイトン、１９９１、Ｖｏｌ．Ｉ、第８章中、Ｍ．Ｊ．Ｐ．ＬｅｉｎｅｒとＯ．Ｓ．Ｗｏｌｆｂｅｉｓ  “Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃ  ｐＨ  Ｓｅｎｓｏｒｓ”を参照されたい）は、通常、イオン透過性の、好ましくは親水性のポリマーマトリックス中に取り込まれた吸収色素（発色団）もしくは蛍光色素を含有する。サンプル媒体のｐＨ値（ｐＨ＝−ｌｏｇ（ａＨ＋））に依存して、熱力学的平衡が、それぞれ発色団もしくは蛍光団のプロトン化された形態と脱プロトン化された形態との間で確立される。光学的方法により測定可能な２つの形態の濃度比から、サンプル媒体のｐＨ値を得てよい。
反応：
【００３３】
【数２】
2004517321.tif 000004
【００３４】
ＡＨはプロトン化された、およびＡ−は脱プロトン化された形態のｐＨ感受性の発色団である。Ｈ＋はプロトンを示す。Ｋｄは平衡定数である。ｃは濃度を示す。
【００３５】
最初に挙げられた米国特許第５，２３２，８５８号明細書に、ｐＨ非感受性の発光団（供与体）に好ましくは共有結合されるｐＨ感受性の発色団が記述されている。発光団（Ｌ）の発光減衰時間から試験溶液のｐＨ値が得られる。
【００３６】
本発明の発光光学的ｐＨ測定のために、例えば、それぞれ受容体相に提供されるかもしくは受容体相と少なくとも直接接触する受容体色素としてｐＨ感受性の発色団が使用され、それにより、受容体相はまた分析されるべき媒体（測定媒体）であってもよい。
【００３７】
サンプル媒体の低いｐＨ値（ｐＨ＜＜発色団のｐＫ）の例において、発色団は完全にプロトン化された形態で存在する。脱プロトン化された発色団の吸収帯域および発光団の発光帯域の最小のスペクトルの重なり合いにより、発光団から発色団への非放射エネルギー伝達速度が最小に達する。相応して、該発光団の平均の発光減衰時間および相対発光強度の値が最大に達する。
【００３８】
サンプル媒体の高いｐＨ値（ｐＨ＞＞発色団のｐＫａ）の例において、発色団は完全に脱プロトン化された形態で存在する。脱プロトン化された発色団の吸収帯域および発光団の発光帯域の最大のスペクトルの重なり合いにより、発光団（供与体、供与体色素）から発色団（受容体、受容体色素）への非放射エネルギー伝達速度が最大に達する。相応して、該発光団の平均の発光減衰時間および相対発光強度の値が最小に達する。
【００３９】
発色団のｐＫｄ値（ｐＫｄ＝−ｌｏｇＫｄ）の±１．５ｐＨ単位の範囲のサンプル媒体のｐＨ値について、サンプル媒体のｐＨ値は、該発光団の平均の発光減衰時間もしくは相対発光強度から、十分な正確さを伴い暗示されるかもしれない。
ＩＩ）サンプル中の陽イオンおよび陰イオンの濃度および／もしくは活量の測定（Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ＋＋、Ｃａ＋＋、Ｃｌ−）
サンプル媒体中の陽イオンの濃度および／もしくは活量を測定するための、それぞれ以前に知られている光センサーおよび光測定方法は、多様な方法に基づく。最初に挙げられたところの米国特許第５，２３２，８５８号明細書は、陽イオン非感受性の発光団に好ましくは共有結合される陽イオン感受性の発色団を記述する。非常に高い陽イオン濃度（ｃＹ＋ｐ＞＞発色団のＫｄ）のサンプル媒体の例において、発色団は完全に錯体形成された形態で存在する。（Ｙは測定されるべき陽イオンであり、＋ｐはその原子番号である。）非常に低い陽イオン濃度（ｃＹ＋ｐ＜＜発色団のＫｄ）のサンプル媒体の例において、発色団は遊離の錯体形成されない形態で存在する。
【００４０】
サンプル媒体の測定されるべき陽イオンの対数濃度ｌｏｇ（ｃＹ＋ｐ）が−ｌｏｇ（Ｋｄ）±１．５の範囲にある場合、サンプル媒体中の測定されるべき陽イオンの濃度は、該発光団の平均の発光減衰時間および／もしくは相対発光強度から、十分な正確さを伴い暗示されるかもしれない。
【００４１】
陽イオンの濃度および／もしくは活量を測定するための、それぞれさらなる光測定方法およびセンサーは、例えば、米国特許出願第ＵＳ−Ａ  ４，６４５，７４４号明細書、欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−０  ３５８  ９９１号および同第ＥＰ−Ａ−０  ４６１  ３９２号明細書から既知であり、そこではそれぞれｐＨ感受性の発色団もしくはｐＨ感受性の発光団、および中性のイオノフォアが、実質的に疎水性のポリマーマトリックス中に提供される。開示される測定方法は、陽イオン（Ｙ＋ｐ）がサンプル媒体で交換される（例えば、Ｈ＋の代わりにＫ＋もしくは２Ｈ＋の代わりにＣａ＋＋）ことに基づく。結果として、測定される結果はサンプル媒体のｐＨ値に依存する。こうした測定方法は、サンプル媒体のｐＨ値が既知であるかもしくはｐＨ緩衝層によって既知の値に調節してよい測定条件下で適する。
【００４２】
これらの方法の本発明によるさらなる展開において、受容体相中に配置されるかもしくは少なくともそれを接触するｐＨ感受性の発色団、および供与体相中に配置されるｐＨ非感受性の発光団、ならびに測定されるべき陽イオンに対し選択的かつ受容体相中に配置される中性のイオノフォア（Ｉ）が、陽イオン濃度の測定のために提供される。
【００４３】
欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−０  ３５８  ９９１号明細書およびＡｎａｌ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ  ２５５（１９９１）、ｐ．３５−４４から、陰イオン、例えばＣｌ−を測定するための光センサーが既知であり、それにより、測定されるべき陰イオンは陽イオンと一緒になって測定媒体から共抽出される（例えばＣｌ−およびＨ＋）。その例において、親油性のｐＨ感受性の発色団（フルオレセイン誘導体）および光学的に不活性の陽イオン物質（Ｑ＋）が、実質的に疎水性のポリマーマトリックス中に提供される。
【００４４】
測定媒体のＨ＋およびＣｌ−濃度に依存せずに、ポリマーマトリックス中に配置されるｐＨ感受性の発色団はプロトン化されたおよび／もしくは脱プロトン化された形態で存在する。脱プロトン化された形態の吸収は、脱プロトン化の増大する程度とともに上昇することができる。脱プロトン化（およびこれゆえに吸収）の程度は、測定されるべきｐＨ値および陰イオンの濃度に依存する。測定媒体のｐＨ値は、既知でなければならないか、もしくは、測定されるべき陰イオンの濃度を示すように既知の値に調節されなければならない。
【００４５】
開示される方法の本発明によるさらなる展開において、例えば、共抽出もしくはそれを接触すること（それにより受容体相は測定媒体であることができない）によって測定媒体の塩化物イオンに浸透性の本質的に疎水性の受容体相中に配置されるｐＨ感受性の発色団、供与体相中に配置される発光団、ならびに親油性の陽イオン物質（イオノフォア）が、測定媒体の塩化物濃度の測定のため提供される。親油性物質（Ｑ＋）は例えば四級化されたアンモニウム化合物であってよい。
【００４６】
本発明により使用されるｐＨ感受性の発色団の例を下に表１に列挙する。測定媒体の低いｐＨ値および高い塩化物濃度の例において、ｐＨ感受性の発色団は、好ましくはプロトン化された形態で存在し、かつ、光学的に不活性の陽イオン物質はマトリックス中でＣｌ−に対する対イオンを形成する。脱プロトン化された形態の発色団の吸収は最小に達する。該発光団の平均の発光減衰時間および相対発光強度の値は最大に達する。
【００４７】
測定媒体の高いｐＨ値および低い塩化物濃度の例において、ｐＨ感受性の発色団は、好ましくは脱プロトン化された形態で存在し、光学的に不活性の陽イオン物質がプロトンの解離により生成される負電荷を補償する。脱プロトン化された形態の発色団の吸収は最大に達する。該発光団の平均の発光減衰時間および相対発光強度の値は最小に達する。
【００４８】
測定媒体のｐＨ値が既知である場合、測定媒体の塩化物濃度は、該発光体の平均の発光減衰時間および／もしくは相対発光強度の値から暗示されるかもしれない。
ＩＩＩ）水性環境中で弱酸性もしくはアルカリ性の反応を表しかつ通常条件下で気体である、液体もしくは気体の測定媒体の成分の測定：
ＣＯ２の測定
液体もしくは気体の測定媒体のＣＯ２分圧の測定のための光センサーは、通常、イオン不透過性のガス透過性の物質により、測定されている媒体から分離される。反応空間は、しばしば、光ｐＨセンサーの指示薬支持体物質と同一である。加えて、反応空間は、通常、炭酸塩、リン酸塩、および／または水性媒体中で酸性もしくは塩基性の反応を表す有機化合物のような１種もしくは数種のｐＨ緩衝物質を包含する。結果として、測定媒体のｐＣＯ２の測定は光学的ｐＨ測定にさかのぼってよい。
【００４９】
欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−０  １０５  ８７０号明細書に記述されるこの測定原理の一変形において、反応空間は、イオン不透過性のガス透過性のポリマー素材中の「液滴」の形状で提供される。米国特許第５，４９６，５２１号明細書に記述されるこの測定原理の一変形において、反応空間は、イオン不透過性のガス透過性のポリマー素材により被覆される親水性層の形状で提供される。
反応：
【００５０】
【数３】
2004517321.tif 000005
【００５１】
ＡＨはプロトン化された、およびＡ−は脱プロトン化された形態の発色団である。Ｈ＋はプロトンを示す。
【００５２】
発光光学的ＣＯ２測定の本発明によるさらなる展開において、本発明の化学的パラメータから遮蔽された供与体およびｐＨ感受性の受容体色素が、イオン不透過性のガス透過性素材により測定媒体から分離される、親水性の反応空間中に提供される。
【００５３】
水性のｐＨ緩衝剤を含有する反応空間、および反応空間を測定媒体から分離するイオン不透過性のガス透過性素材を含んで成る、本発明のセンサーによるＣＯ２測定は、該センサーの反応空間中のｐＨ値の測定にさかのぼられる。測定媒体の高いＣＯ２値は反応空間の低いｐＨ値に対応し、また、測定媒体の低いＣＯ２値は反応空間の高いｐＨ値に対応する。
【００５４】
水性のｐＨ緩衝物質の助けを借りないただ単一の反応空間が必要とされる光ＣＯ２測定の代替の一方法が、ＭｉｌｌｓらによりＡｎａｌ．Ｃｈｅｍ．６４，１９９２，１３８３−１３８９に記述されている。この場合、光学的に不活性の陽イオン物質（Ｑ＋）を伴う、脱プロトン化された形態のｐＨ感受性の発色団が、本質的にイオン不透過性のガス透過性ポリマー素材よりなる反応空間中に存在する。ポリマー素材中に拡散する測定媒体のＣＯ２は水和され、そして、脱プロトン化された形態の発色団および光学的に不活性の物質と化学平衡反応で反応する。脱プロトン化された形態の発色団の光吸収から、測定媒体のＣＯ２分圧が暗示される。
反応：
【００５５】
【数４】
2004517321.tif 000006
【００５６】
発光光学的ＣＯ２測定の本発明による一変形において、水性の測定媒体の例においてイオン性物質に本質的に不透過性の受容体相中に配置されるかもしくは少なくともそれを接触する、本質的に親油性のｐＨ感受性の発色団、供与体相中に配置される発光団、ならびに受容体相中に配置される本質的に親油性の陽イオン物質が提供される。
反応：
【００５７】
【数５】
2004517321.tif 000007
【００５８】
本発明によれば、水性緩衝物質を伴わない反応空間を含んで成るセンサーによるＣＯ２測定は、プロトン化された形態および脱プロトン化された形態のｐＨ感受性の発色団の比の測定にさかのぼられる。
【００５９】
測定媒体の非常に低いＣＯ２値の例において、発色団は好ましくは脱プロトン化された形態で存在し、かつ、マトリックス中で光学的に不活性の陽イオン物質とイオン結合を形成する。脱プロトン化された形態の発色団の吸収は最大に達する。該発光団の平均の発光減衰時間および相対発光強度の値は最小に達する。
【００６０】
測定媒体の高いＣＯ２値の例において、発色団はプロトン化された形態で存在する。光学的に不活性の陽イオン物質は炭酸水素塩とイオン結合を形成する。脱プロトン化された形態の発色団の吸収は最小に達する。該発光団の平均の発光減衰時間および相対発光強度の値は最大に達する。
ＮＨ３の測定
水性環境中で塩基性反応を表す成分の一例としてのＮＨ３の測定は、ＭｉｌｌｓによるＣＯ２の測定に類似の方法で遂げてよい。（Ｔ．Ｗｅｒｎｅｒら、Ａｎａｌｙｓｔ  １２０，１９９５，１６２７−１６３１）。光学的に不活性の陽イオン物質は必要でない。
反応：
【００６１】
【数６】
2004517321.tif 000008
【００６２】
本発明によるＮＨ３の測定は、本発明によるＣＯ２の測定から類推して行う：本発明による使用に適するｐＨ感受性の発色団：
【００６３】
【表１】
2004517321.tif 000009
【００６４】
加えて、一般的形態
【００６５】
【化１】
2004517321.tif 000010
【００６６】
のｐＨ感受性のトリフェニルメタン色素を使用する。相互に独立に、Ｒ１−６は、Ｈ、ハロゲン原子、ニトロ基およびアルキル基であってよい。Ｘ−は発色団を共有固定するための任意の基を示す。適する基は、例えば−（ＣＨ２）ｎ−ＳＯ３−もしくは−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）ｎ−ＮＨ２（ｎ＝０〜１８）である。
【００６７】
一般的形態
【００６８】
【化２】
2004517321.tif 000011
【００６９】
式中、相互に独立に、Ｒ１−Ｒ４はそれぞれハロゲン原子、ニトロ基もしくはアルキル基のような置換基、および共有固定に適する基を示し、それにより、しかしながら、最低１個の−ＯＨ基が存在しなければならない
のｐＨ感受性のアゾ色素。
本発明による使用に適する陽イオン感受性の発色団（発色イオノフォア（ｃｈｒｏｍｏｉｏｎｏｐｈｏｒｅ））：
リチウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウムおよびカルシウムイオンの測定のために本発明により使用可能な陽イオン感受性の発色イオノフォアの例は、陰イオン性アゾ色素、スチルベン色素およびメロシアニンを包含し、それらは最低１個のイオン選択基（イオノフォア基）を含有し、かつ、最長波長を伴うその吸収帯域は少なくとも部分的に発光団の発光帯域と重なり合い、測定されるべき陽イオンとの相互作用は最長波長を伴う吸収帯域のスペクトルのシフトに至る。
【００７０】
中性のイオノフォアを下に表２に列挙する。
【００７１】
【表２】
2004517321.tif 000012
【００７２】
【表３】
2004517321.tif 000013
【００７３】
使用される他の中心原子はＩｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、ＰｔもしくはＲｅである。
本質的に疎水性のイオン不透過性の受容体相：
測定されるべき陽イオン（Ｋ＋のような）を測定媒体のプロトンと交換する、もしくは測定されるべき陰イオン（Ｃｌ−のような）を測定媒体のプロトンとともに共抽出する、本発明のセンサーを製造するために、測定媒体のイオン性物質に対し実質的に不透過性のポリマー素材が適する。
【００７４】
これらの素材はまた、気体および／もしくは液体の測定媒体中の気体成分の測定に使用される本発明のセンサーの製造にも適する。
【００７５】
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリウレタン、シリコーン、ポリビニルアルコールおよびポリビニルアセテートのコポリマー、ならびにポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコールおよび／もしくはポリビニルアセテートのコポリマーのような、有機溶媒に可溶性である全部の本質的に疎水性のポリマーが好ましい。
【００７６】
８０重量％までの、セバシン酸ジオクチル、トリス−（２−エチルヘキシル）−ホスフェート、２−ニトロフェニル−オクチル−エーテル、２−ニトロフェニル−ブチル−エーテルのような可塑剤をこれらの素材に添加してよい。
本質的に親水性のイオン透過性の受容体相：
ｐＨおよびイオン感受性の発色団をもつ本発明のセンサーを製造するために、親水性のイオン透過性のポリマーが好ましい。
【００７７】
それの例は、セルロース、親水性基をもつポリウレタン、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、架橋ポリビニルアルコールおよび／もしくはポリアクリルアミドである。
【００７８】
供与体相に適する素材は、例えば、ポリアクリルニトリルおよび誘導体、ＰＶＣならびにポリ塩化ビニリデンのような硬質無可塑ポリマーを包含する。
較正値の決定：
較正曲線（図１〜４）およびＯ２依存性の決定を、正弦様式で変調された励起光に関して発光の位相シフトを測定することにより実施した。永続する発光団の使用により、４５ｋＨｚの変調周波数を表す単純な測定の手配が十分である。
【００７９】
測定の目的上、センサー円板をセンサーフォイルからパンチで切り取り、それらを二腕の光導体束の端片に結合し、そしてそれぞれの測定媒体と接触させたか、もしくは、光導体束の端片を、サンプルを含有する測定媒体中に直接浸した。正弦様式で４５ｋＨｚまで変調された５Ｖの増幅電圧で供給される青色ＬＥＤ（４７０ｎｍ）を励起光源として使用した。青色フォイルフィルターを励起光のフィルターとして使用した。励起光は光導体によってそれぞれセンサーフォイルもしくは試験液体に導いた。発射された発光を、光導体束によってフィルター（ＯＧ  ５７０ガラスフィルター（ショット（Ｓｃｈｏｔｔ））および赤色フォイルフィルターの組合せ）に導き、そしてさらに検出器（光電子増倍管、型  ハママツ（Ｈａｍａｍａｔｓｕ）Ｈ５７０２）上に導いた。ＬＥＤの正弦様式で変調された分布電圧および検出器のシグナルを、ロックイン増幅器によって評価した。位相シフトφを測定シグナルとして得た。減衰時間τを、以下の式、すなわちτ＝ｔａｎ（φ）／（２πｆ）に従って、測定された位相シフトφおよび変調周波数ｆ＝４５ｋＨｚから計算した。
【００８０】
それぞれＮａＯＨもしくはＨＣｌの助けを借りて所望のｐＨ値に調節されたリン酸緩衝液を、それぞれｐＨサンプル（図１）もしくはｐＨセンサー（図２）の測定および／もしくは較正媒体として使用した。緩衝液は、空気を用いる圧力測定学（ｔｏｎｏｍｅｔｒｉｃｓ）を使用することにより大気酸素値に調節したか、もしくはＮａ２ＳＯ３を添加することにより酸素を含まないようにした。Ｎ２、Ｏ２およびＣＯ２の多様な組成の混合された気体をＣＯ２センサーの較正媒体として使用した（図３および４）。
【００８１】
図１は、ＦＲＥＴ原理（２．３に従って生じられる）に基づきかつｐＨ感受性の受容体色素を含有する光ｐＨ試薬の較正曲線を示し、供与体色素は本発明の供与体相中に「保護された様式で」存在する。２本の曲線は、異なるｐＨ値（横軸）を表す較正液体中に分散されたｐＨサンプルの発光の位相角（縦軸）を示す。「Ｏ」により示される曲線は、空気（２１．９５％Ｏ２）により飽和されている場合に取った。「Ｎ」により示される曲線はＮ２により飽和されている場合に取った。
【００８２】
図２は、ＦＲＥＴ原理（２．４に従って生じられる）に基づく光ｐＨセンサーの較正曲線を示し、供与体色素は本発明の供与体相中に「保護された様式で」存在する。２本の曲線「Ｎ」および「Ｏ」は図１について説明されたと同一のサンプルを指し、かつ、異なるｐＨ値（横軸）を表す較正液体での位相角（縦軸）を描く。
【００８３】
図３はＦＲＥＴ原理（３．１に従って生じられる）に基づく光ＣＯ２センサーの較正曲線を示し、供与体色素は受容体相中に「保護されない様式で」存在する。２本の曲線は、ＣＯ２の異なる分圧（横軸）の較正気体での発光減衰時間（縦軸）を描く。「ＯＦ」曲線は酸素を含まないを意味する。「ＡＣ」曲線は２１．９５％Ｏ２の「空気の状態」を意味する。
【００８４】
図４はＦＲＥＴ原理（３．２に従って生じられる）に基づく光ＣＯ２センサーの較正曲線を示し、供与体色素は本発明の供与体相中に「保護された様式で」存在する。２本の曲線（図３におけるところの「ＯＦ」および「ＡＣ」の意味）は、ＣＯ２の異なる分圧（横軸）の較正気体での発光減衰時間（縦軸）を描く。
【００８５】
図５は本発明のセンサーの好ましい一態様を示す。その中で、
１は光透過性担体を意味し、
２は光絶縁層（任意）を意味し、
３はセンサー上に下降するもしくはそれから出る光を意味し、
５１は多孔性素材を意味し、
５２は供与体色素（小四角）を含む供与体相を意味し、
５３は受容体色素（小円）を含む受容体相を意味する。
【００８６】
図６は本発明のセンサーのさらなる好ましい一態様を示し、参照番号１、２および３は図５におけると同一の意味を有する。さらに、
６１は供与体色素（より大きな円）を含む供与体相を意味し、
６２は受容体色素（より小さな円）を含む受容体相を意味する。
【００８７】
図７は本発明のセンサーのさらなる好ましい一態様を示し、参照番号１、２および３は図５におけると同一の意味を有する。さらに、
７１は供与体色素（より大きな円）および結合された受容体色素（より小さな円）を含む供与体相を意味し、
７２は受容体相を意味する。
実施例
Ｒｕ（ジフフェン）３ＴＭＳ２
［Ｒｕ（ＩＩ）−トリス−（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）（３−トリメチルシリル）−１−プロパンスルホン酸］
（Ｉ．ＫｌｉｍａｎｔとＯ．Ｓ．Ｗｏｌｆｂｅｉｓ，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．６７（１９９５）３１６０）。
実施例１
本実施例は、本発明により供与体相中に埋込まれる供与体色素が、受容体相中に埋込まれている同一の色素より小さいＯ２感受性を表すことを示す。
埋込まれた供与体色素を伴うナノ粒子の調製の一般的記述
１．１  受容体相中への供与体色素の埋込
１ｍｇの供与体色素Ｒｕ（ジフフェン）３ＴＭＳ２および１００ｍｇの親水性ポリマーＤ４（親水性配列をもつポリウレタン；タインデイル  プレインズ  ハンター  ＬＴＤ（Ｔｙｎｄａｌｅ  Ｐｌａｉｎｓ  Ｈｕｎｔｅｒ  ＬＴＤ）、ニュージャージー州リンゴウズ、０８５５１、米国）をエタノール：水（９０：１０  ｗ／ｗ）に溶解した。溶液はナイフの適用によりポリエステルフォイル（マイラー（Ｍｙｌａｒ）、デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ））を引き上げられた。溶媒の蒸発後に、およそ２０μｍの層厚を伴う薄膜が出現した。
2004517321.tif 000014
測定結果は、受容体相中に「保護されない様式で」存在している供与体色素Ｒｕ（ジフフェン）３ＴＭＳ２が、Ｏ２を含まない（Ｎ２飽和）もしくは２１．９５％Ｏ２（空気）で飽和された気体および水性媒体と接触されている場合に、それぞれ２．９°（乾燥受容体相）もしくは４．９°（浸潤受容体相）のＯ２感受性を表すことを示す。
１．２  供与体色素を含むナノ粒子の調製
４００ｍｇのポリアクリルニトリル（ポリサイエンス（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅ））および８ｍｇのＲｕ（ジフフェン）３ＴＭＳ２を８０ｍｌのＤＭＦ（メルク（Ｍｅｒｃｋ））に溶解した。５００ｍｌの水中にゆっくりと滴らせた後に、出現された懸濁物をＮａＣｌと混合しかつ遠心分離した。遠心分離の廃液を、水で数回、およびその後エタノールで洗浄した。
１．３  層状にされた受容体相中への供与体色素を運搬するナノ粒子の埋込
エタノール懸濁物（１．２の）を、５ｍｌのエタノール：水（９０：１０  ｗ／ｗ）中の４００ｍｇの親水性ポリマーＤ４（タインデイル  プレインズ  ハンター  ＬＴＤ（Ｔｙｎｄａｌｅ  Ｐｌａｉｎｓ  Ｈｕｎｔｅｒ  ＬＴＤ）、ニュージャージー州リンゴウズ、０８５５１、米国）の溶液と混合した。懸濁物はナイフの適用によりポリエステルフォイル（マイラー（Ｍｙｌａｒ）、デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ））を引き上げられた。溶媒の蒸発後におよそ２０μｍの層厚をもつ薄膜が出現した。
2004517321.tif 000015
測定結果は、本発明のナノ粒子中に埋込まれそして従って供与体相中に「保護された様式で」存在している供与体色素Ｒｕ（ジフフェン）３ＴＭＳ２が、Ｏ２を含まないもしくは２１．９５％Ｏ２飽和された気体もしくは水性媒体と接触されている場合に、それぞれ０．８°（乾燥受容体相）もしくは１．６°（湿潤受容体相）のＯ２感受性を表すことを示す。
【００８８】
これらの値を１．１の値と比較することにより、本発明により供与体相中に存在する全く同一の供与体色素が、従来技術により受容体相中に直接存在する供与体色素より小さいＯ２感受性を表すことをが、従って明らかとなる。
実施例２（ｐＨセンサー）
ｐＨ官能性ナノ粒子およびｐＨ感受性層の調製の一般的記述
第一段階において、アクリロニトリルおよびＯＨ官能性メタクリレートより構成されるＯＨ官能性コポリマーを調製する。第二段階において、埋込まれた供与体色素を含有するナノ粒子をそのポリマーから調製する。第三段階において、ｐＨ感受性の受容体色素を、該コポリマーの官能基に共有結合する。そうすることにおいて、受容体色素は、該粒子の「軟」親水性領域（受容体相）中に主として配置され、従ってイオンにとって到達可能である。供与体色素は主として「硬」領域（供与体相）中に溶解され、従って物質が到達を獲得することを妨害することを困難にする。第四段階において、粒子を親水性ポリマーの溶液に懸濁し、そして、該溶液を適する担体素材上に堆積させる。溶媒の蒸発後にｐＨ感受性のセンサー薄膜が出現する。
２．１  コポリマーの調製
２３０ｇの脱イオン化Ｈ２Ｏを、窒素での２時間のすすぎにより酸素を含まないようにした。攪拌および窒素環境下で、４ｇのＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウムｐ．Ａ．、メルク（Ｍｅｒｃｋ））を溶解した。２０ｍｌのアクリロニトリル（フルカ（Ｆｌｕｋａ））および１ｍｌのポリエチレングリコールモノメタクリレート（ポリサイエンス（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅ）、ｎ＝２００、注文番号１６７１２）をその溶液に添加した。その混合物を５０°にし、そして４ｍｌの１Ｎ  ＨＣｌ（メルク（Ｍｅｒｃｋ））と混合した。重合を、４００ｍｇのペルオキソ二硫酸アンモニウム（メルク（Ｍｅｒｃｋ））を添加することにより開始し、そして５０°で１２時間実施した。ポリマーを吸引分離し、そして水およびエタノールで数回洗浄した。以下において、このポリマーをＰＡＮ−ＰＥＧと呼ぶ。
２．２  供与体色素を含むナノ粒子の調製
４００ｍｇのＰＡＮ−ＰＥＧおよび２０ｍｇの供与体色素Ｒｕ（ジフフェン）３ＴＭＳ２を８０ｍｌのＤＭＦ（メルク（Ｍｅｒｃｋ））に溶解した。５００ｍｌの水にゆっくりと滴らせた後に、懸濁物をＮａＣｌと混合しかつ遠心分離した。遠心分離の廃液を水で数回洗浄した。
２．３  発色団のｐＨ感受性の受容体色素のナノ粒子への結合
２５ｍｇのｐＨ感受性の受容体色素Ｎ９（メルク（Ｍｅｒｃｋ））を８  Ｔｒ．濃Ｈ２ＳＯ４（メルク（Ｍｅｒｃｋ））とともに粉砕し、そしてウォータージェット真空中で３０分間活性化した。色素を１００ｍｌの脱イオン水に吸収させ、そしてＮａＯＨの助けを借りてｐＨ７にした。上述された遠心分離の廃液をこの混合物に添加し、５分後に４．２ｇのＮａＣＯ３、および５分後に２ｍｌの５Ｍ  ＮａＯＨを添加した。さらなる２０分後に、濃ＨＣＬによるｐＨ３への酸性化を実施した。粒子を遠心分離により分離し、そして塩基性緩衝液、水およびエタノールで洗浄した。
【００８９】
かように調製された粒子を水性の測定媒体に懸濁し、そして測定を多様なｐＨ値でかつ空気およびＮ２飽和下で実施した。結果を図１に描き、そして、ｐＨ測定の目的上、ｐＨ感受性の粒子は試薬（＝「プローブ」）としてもまた測定媒体に添加してよいことを示す。
【００９０】
2004517321.tif 000016
２．４  光ｐＨセンサーのｐＨ感受性層（１．３の粒子を含む）の調製
エタノール懸濁物（２．３）を、８ｍｌの９０％（ｗ／ｗ）エタノール中の４００ｍｇの親水性ポリマーＤ４（タインデイル  プレインズ  ハンター  ＬＴＤ（Ｔｙｎｄａｌｅ  Ｐｌａｉｎｓ  Ｈｕｎｔｅｒ  ＬＴＤ）、ニュージャージー州リンゴウズ、０８５５１、米国）の溶液と混合した。懸濁物は、ナイフの適用によりポリエステルフォイル（マイラー（Ｍｙｌａｒ）、デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ））を引き上げられた。溶媒の蒸発後に、およそ２０μｍの層厚をもつｐＨ感受性の薄膜が出現した。
【００９１】
図２はかように調製された光センサーの位相シグナルのｐＨ依存性を示す。
【００９２】
2004517321.tif 000017
これらの測定結果を１．１のデータと比較することは、本発明により供与体層中に「保護された様式で」存在する供与体色素を含む光ｐＨセンサーが、従来技術により受容体層中に存在する供与体色素より低いＯ２感受性（空気飽和後の遷移のＯ２を含まない（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｏ２−ｆｒｅｅ）で位相角２．０°の変化）を表すことを示す。
実施例３（ＣＯ２センサー）
そのセンサーで、発光ナノ粒子が、その中に間接的にＣＯ２感受性の吸収指示薬が溶解された形態で存在するポリマー薄膜中に埋込まれる。ｐＨセンサー（２．４）からの差異は、本質的に、この場合はナノ粒子への被検体感受性の吸収色素の共有結合が起こらないことに存する。
３．１  受容体相中への本発明により使用される供与体色素の埋込
５ｇのエチルセルロース（エトキシル含量４６％、アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）、ドイツ・シュタインハイム）を１００ｍｌのトルオール：エタノール混合物（２０：８０、ｖ：ｖ）に溶解した。１００μＬのテトラオクチルアンモニウムハイドロオキサイド（６１１ｍｍｏｌ／エチルセルロース）および１ｍｇのｍ−クレゾールパープル−（２４ｍｍｏｌ／ｋｇエチルセルロース）（ｍ−クレゾールパープル＝トリドデシルメチルアンモニウム塩、ＴＤＭＡ）を、１ｇのこの溶液に添加した。０．７ｍｇの供与体色素Ｒｕ（ジフ−ｂｐｙ）３ＴＭＳ２（＝ルテニウム（ＩＩ）トリス−（４，４’ジフェニル−２，２’−ビピリジル）（３−トリメチルシリル）−１−プロパンスルホン酸）をその溶液に添加した。ナイフの適用により、溶液は、１２５μｍの湿潤厚を表す場合に１２５μｍの厚さを伴うポリエステルフォイル（マイラー（Ｍｙｌａｒ）、英国・グッドフェロー）を引き上げられた。溶媒の蒸発後に、およそ１０μｍ厚のＣＯ２感受性層を得た。
３．２  光ＣＯ２センサーのＣＯ２感受性層を製造するための規則
５ｇのエチルセルロース（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ））をトルオール／エタノール（２０／８０、ｖ／ｖ）に溶解した。１００μＬのテトラオクチルアンモニウムハイドロオキサイド（６１１ｍｍｏｌ／ｋｇエチルセルロース）および１．０８ｍｇのクレゾールパープル−ＴＤＭＡ（２４ｍｍｏｌ／ｋｇエチルセルロース）を、１ｇのこの溶液に添加した。
【００９３】
７００μＬ（１０．１ｍｇ乾燥重量の粒子を含有する）のエタノール性粒子懸濁物（１．２から類推して、しかしながら色素Ｒｕ（ジフ−ｂｐｙ）３ＴＭＳ２によっての製造）をその溶液に添加した。ナイフの適用により、懸濁液は、１２５μｍの湿潤厚を表す場合に１２５μｍの厚さをもつポリエステルフォイル（マイラー（Ｍｙｌａｒ）、英国・グッドフェロー）を引き上げられた。溶媒の蒸発後におよそ１０μｍ厚のＣＯ２感受性層を得た。
【００９４】
測定結果を図３および４、ならびに表４にそれぞれ示す。該結果は、ＦＲＥＴ原理に基づく本発明のＣＯ２センサーが、従来技術に従って製造されるセンサーより有意により低いＯ２感受性を表すことをはっきりと示す。
【００９５】
【表４】
2004517321.tif 000018
【００９６】
実施例４（ＣＯ２センサー）
本センサーは、供与体色素がその中に埋込まれるポリアクリルニトリルの薄膜で被覆されたナノ多孔性膜（ミリポア（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）のテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）膜）よりなる。これは、供与体カクテルでの多孔性膜の単純な浸積、および溶媒のその後の蒸発によりなされる。その後、第二のコーティングを、被検体感受性の色化学（その場合ＣＯ２センサー）により調製する。従って、供与体および受容体は別個の相中で提供される。
製造の規則：
ナノ多孔性のテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）フィルターを、５％ポリアクリルニトリルルテニウム錯体溶液で浸す。その後溶媒を蒸発させる（１００℃１０時間）。第二段階において、同一の多孔性膜をＣＯ２感受性カクテルで浸す。該カクテルは以下の組成を有する：
エチルセルロース：   １ｇ
エタノール：  ４ｍｌ
トルエン：    １６ｍｌ
テトラオクチルアンモニウムハイドロオキサイド：   ２５０ｍｇ
ｍ−クレゾールパープル−ＴＤＭＡ： ３０ｍｇ
その後、フィルターを乾燥し、そしてセンサーは使用の準備ができている。
【００９７】
１００％ＣＯ２と０％ＣＯ２との間の減衰時間の３０％減少。
【図面の簡単な説明】
本発明は図１−７を参照してより詳細に説明することができ、ここで
【図１】
発明にかかる、ｐＨ試薬の較正曲線を表す。
【図２】
発明にかかる、本発明のｐＨセンサーの較正曲線を表す。
【図３】
発明にかかる、従来技術のＣＯ２センサーの較正曲線を表す。
【図４】
発明にかかる、本発明のＣＯ２センサーの較正曲線を表す。
【図５ないし７】
発明にかかる、それぞれ、５ページに記述されるような図解中の本発明のセンサーの一態様を示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004517321.tif 000056
【国際調査報告】
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