JPH085628A - 塩化物イオンの蛍光分析方法 - Google Patents
塩化物イオンの蛍光分析方法Info
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- JPH085628A JPH085628A JP14137094A JP14137094A JPH085628A JP H085628 A JPH085628 A JP H085628A JP 14137094 A JP14137094 A JP 14137094A JP 14137094 A JP14137094 A JP 14137094A JP H085628 A JPH085628 A JP H085628A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヨウ化物イオンに代表される妨害種の存在下
であっても、蛍光消光により選択的に塩化物イオンを検
出できる蛍光色素を見いだし、該蛍光色素を用いた塩化
物イオンの選択的な連続分析方法を提供する。 【構成】 塩化物イオンにより蛍光消光する蛍光色素を
使用して、試料中の塩化物イオン濃度を検出する蛍光分
析方法において、該蛍光色素として式（１） 【化１】 で示される３，６−ビス（ジメチルアミノ）アクリジン
およびその誘導体を使用することを特徴とする塩化物イ
オンの蛍光分析方法。
であっても、蛍光消光により選択的に塩化物イオンを検
出できる蛍光色素を見いだし、該蛍光色素を用いた塩化
物イオンの選択的な連続分析方法を提供する。 【構成】 塩化物イオンにより蛍光消光する蛍光色素を
使用して、試料中の塩化物イオン濃度を検出する蛍光分
析方法において、該蛍光色素として式（１） 【化１】 で示される３，６−ビス（ジメチルアミノ）アクリジン
およびその誘導体を使用することを特徴とする塩化物イ
オンの蛍光分析方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、塩化物イオンの選択的
蛍光分析方法に関し、より詳細には複雑な組成をもつ試
料中の塩化物イオン濃度を連続的に検出する方法に関す
るものである。
蛍光分析方法に関し、より詳細には複雑な組成をもつ試
料中の塩化物イオン濃度を連続的に検出する方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】塩化物イオンは、生体内をはじめ河川や
海水などの環境水中に広範囲に分布し、ｐＨバランスな
どを通して生態系と深く関連している。また、塩化物イ
オンはナトリウムイオンなどの金属イオンや種々の有機
物陽イオンの対アニオンとしても重要な役割を果たして
いる。したがって、臨床分析や環境保全などの広い分野
において塩化物イオン濃度は重要な指標となっている。
また、塩酸や塩化ナトリウムなどの金属塩化物は工業的
に多量に用いられており、工程管理や品質管理などの点
からも塩化物イオンの分析は重要な位置を占めている。
海水などの環境水中に広範囲に分布し、ｐＨバランスな
どを通して生態系と深く関連している。また、塩化物イ
オンはナトリウムイオンなどの金属イオンや種々の有機
物陽イオンの対アニオンとしても重要な役割を果たして
いる。したがって、臨床分析や環境保全などの広い分野
において塩化物イオン濃度は重要な指標となっている。
また、塩酸や塩化ナトリウムなどの金属塩化物は工業的
に多量に用いられており、工程管理や品質管理などの点
からも塩化物イオンの分析は重要な位置を占めている。
【０００３】すなわち、医療あるいは工業プロセスにお
いては塩化物イオン濃度を連続的にモニタし、その測定
結果をフィードバックさせて常に塩化物イオン濃度をコ
ントロールする必要がある。
いては塩化物イオン濃度を連続的にモニタし、その測定
結果をフィードバックさせて常に塩化物イオン濃度をコ
ントロールする必要がある。
【０００４】分析対象となる血清などの生体試料や河川
水などの環境水あるいはプラントにおける反応溶液や工
業廃水などの化学組成はきわめて複雑であり、共存する
イオンや有機物が分析において大きな妨害となることも
少なくない。したがって、共存物による影響がきわめて
小さな塩化物イオンの分析方法が要望されている。とく
に、半導体産業などで必須の高純度試薬たとえば塩素や
金属塩化物などの試薬製造工程においては、他のハロゲ
ンイオンの共存下における塩化物イオンの高精度な計測
は不可欠である。
水などの環境水あるいはプラントにおける反応溶液や工
業廃水などの化学組成はきわめて複雑であり、共存する
イオンや有機物が分析において大きな妨害となることも
少なくない。したがって、共存物による影響がきわめて
小さな塩化物イオンの分析方法が要望されている。とく
に、半導体産業などで必須の高純度試薬たとえば塩素や
金属塩化物などの試薬製造工程においては、他のハロゲ
ンイオンの共存下における塩化物イオンの高精度な計測
は不可欠である。
【０００５】従来、試料検水中の塩化物イオンは重量法
や滴定法あるいは比色法などにより分析されている。こ
れらの分析方法は、高い感度と精度とを有しているが、
試料のサンプリング、前処理、測定などの複雑な操作が
必要である。例えば、比色法の一つであるチオシアン酸
水銀法では、試料溶液を前処理した後、チオシアン酸水
銀溶液と鉄ミョウバン溶液とを加え、所定時間後に吸光
度を測定する。いずれの分析方法においても試料溶液の
前処理が肝要であり、とくに臭化物イオン、ヨウ化物イ
オン、またはシアン酸イオンなどからの分離が必要とさ
れる。したがって、これらの分析方法はｉｎ ｓｉｔｕ
あるいはオンラインにおいて連続計測が要求される多く
の分野には適用困難である。
や滴定法あるいは比色法などにより分析されている。こ
れらの分析方法は、高い感度と精度とを有しているが、
試料のサンプリング、前処理、測定などの複雑な操作が
必要である。例えば、比色法の一つであるチオシアン酸
水銀法では、試料溶液を前処理した後、チオシアン酸水
銀溶液と鉄ミョウバン溶液とを加え、所定時間後に吸光
度を測定する。いずれの分析方法においても試料溶液の
前処理が肝要であり、とくに臭化物イオン、ヨウ化物イ
オン、またはシアン酸イオンなどからの分離が必要とさ
れる。したがって、これらの分析方法はｉｎ ｓｉｔｕ
あるいはオンラインにおいて連続計測が要求される多く
の分野には適用困難である。
【０００６】一方、イオン電極を用いた電気化学的な塩
化物イオンの分析法は、簡便な連続計測法であり、塩化
物イオンの汎用的な分析方法である。しかし、イオン電
極はその機械的強度がさほど高くはなく、破損しやすい
ため実試料の分析においてその操作性は必ずしもよくな
い。また試料検水のｐＨや共存イオンの妨害、とくに臭
化物イオンとヨウ化物イオンの妨害を強く受けるため実
用上の問題点も少なくない。
化物イオンの分析法は、簡便な連続計測法であり、塩化
物イオンの汎用的な分析方法である。しかし、イオン電
極はその機械的強度がさほど高くはなく、破損しやすい
ため実試料の分析においてその操作性は必ずしもよくな
い。また試料検水のｐＨや共存イオンの妨害、とくに臭
化物イオンとヨウ化物イオンの妨害を強く受けるため実
用上の問題点も少なくない。
【０００７】そこで、より選択性に優れた塩化物イオン
濃度の連続計測法として、塩化物イオンによる蛍光色素
の蛍光消光を利用した分析方法が提案されている。塩化
物イオンによる蛍光色素の消光についての報告は古く、
１８６９年にさかのぼる（Ｓｔｏｋｅｓ Ｇ Ｇ ｅｔ
ａｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２２：１７４−１８５１８
６９）。その後、多環芳香族化合物の蛍光が酸素や二酸
化硫黄で消光されることを利用してこれらの化学種を分
析する方法については数多くの報告がなされている。し
かしながら、これまでに蛍光消光に基づいて塩化物イオ
ンを測定するための蛍光色素の開発および探索について
の報告は少なく、ハロゲンイオンを分析する蛍光色素と
しては、６−メトキシ−１−（３−スルホプロピル）キ
ノリニウムや３−（１０−メチルアクリジニウム−９−
イル）プロピオン酸４フッ化ホウ酸塩（Ｕｒｂａｎｏ
Ｅ ｅｔ ａｌ．Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．５６：４２７−
４２９，１９８４）が報告されている。
濃度の連続計測法として、塩化物イオンによる蛍光色素
の蛍光消光を利用した分析方法が提案されている。塩化
物イオンによる蛍光色素の消光についての報告は古く、
１８６９年にさかのぼる（Ｓｔｏｋｅｓ Ｇ Ｇ ｅｔ
ａｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２２：１７４−１８５１８
６９）。その後、多環芳香族化合物の蛍光が酸素や二酸
化硫黄で消光されることを利用してこれらの化学種を分
析する方法については数多くの報告がなされている。し
かしながら、これまでに蛍光消光に基づいて塩化物イオ
ンを測定するための蛍光色素の開発および探索について
の報告は少なく、ハロゲンイオンを分析する蛍光色素と
しては、６−メトキシ−１−（３−スルホプロピル）キ
ノリニウムや３−（１０−メチルアクリジニウム−９−
イル）プロピオン酸４フッ化ホウ酸塩（Ｕｒｂａｎｏ
Ｅ ｅｔ ａｌ．Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．５６：４２７−
４２９，１９８４）が報告されている。
【０００８】一般に塩化物イオンなどのハロゲンイオン
による蛍光消光はスターン−ボーマー式（Ｓｔｅｒｎ
Ｏ ｅｔ ａｌ．Ｐｈｙｓ．Ｚ．２０：１８３−１９
０，１９１９）で表され、ハロゲンイオンの濃度が等し
ければ消光定数が大きな蛍光色素ほどその蛍光強度は大
きく減少する。換言すれば、消光定数が大きな蛍光色素
ほど高感度にハロゲンイオンの計測を行うことができ
る。通常、塩化物イオンに対する有機蛍光色素の消光定
数は１Ｍ-1 以下と小さいが、上記２種類の蛍光色素の
塩化物イオンに対する消光定数は１〜１０Ｍ-1 と大き
く、高感度に塩化物イオンの濃度を計測することが可能
である。
による蛍光消光はスターン−ボーマー式（Ｓｔｅｒｎ
Ｏ ｅｔ ａｌ．Ｐｈｙｓ．Ｚ．２０：１８３−１９
０，１９１９）で表され、ハロゲンイオンの濃度が等し
ければ消光定数が大きな蛍光色素ほどその蛍光強度は大
きく減少する。換言すれば、消光定数が大きな蛍光色素
ほど高感度にハロゲンイオンの計測を行うことができ
る。通常、塩化物イオンに対する有機蛍光色素の消光定
数は１Ｍ-1 以下と小さいが、上記２種類の蛍光色素の
塩化物イオンに対する消光定数は１〜１０Ｍ-1 と大き
く、高感度に塩化物イオンの濃度を計測することが可能
である。
【０００９】しかしながら、原子量が大きいハロゲンイ
オンほど強く蛍光消光を引き起こすため、蛍光消光に基
づく塩化物イオンの分析においても臭化物イオンやヨウ
化物イオンが大きな妨害となる。
オンほど強く蛍光消光を引き起こすため、蛍光消光に基
づく塩化物イオンの分析においても臭化物イオンやヨウ
化物イオンが大きな妨害となる。
【００１０】したがって、これら妨害イオンによる影響
の少ない塩化物イオン濃度の計測を可能にするために、
塩化物イオンに対して大きな消光定数を有し、臭化物イ
オンやヨウ化物イオンによる消光の影響が小さな蛍光色
素が要望されていた。
の少ない塩化物イオン濃度の計測を可能にするために、
塩化物イオンに対して大きな消光定数を有し、臭化物イ
オンやヨウ化物イオンによる消光の影響が小さな蛍光色
素が要望されていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】塩化物イオンによる蛍
光色素の蛍光消光を利用した分析方法は、塩化物イオン
濃度の増加に伴い蛍光色素からの蛍光強度が減少するこ
とを利用して、その蛍光強度変化から間接的に塩化物イ
オン濃度を測定するものである。したがって、塩化物イ
オンにより消光される数多くの有機あるいは無機の蛍光
色素を利用することができる。更に、これら蛍光色素か
ら塩化物イオンに対して特異的に大きな消光定数をもつ
化合物を探索することにより、塩化物イオンの選択的な
計測が可能になる。
光色素の蛍光消光を利用した分析方法は、塩化物イオン
濃度の増加に伴い蛍光色素からの蛍光強度が減少するこ
とを利用して、その蛍光強度変化から間接的に塩化物イ
オン濃度を測定するものである。したがって、塩化物イ
オンにより消光される数多くの有機あるいは無機の蛍光
色素を利用することができる。更に、これら蛍光色素か
ら塩化物イオンに対して特異的に大きな消光定数をもつ
化合物を探索することにより、塩化物イオンの選択的な
計測が可能になる。
【００１２】しかしながら、これまでに塩化物イオンを
計測する目的で報告された蛍光色素は共存するハロゲン
イオンとくにヨウ化物イオンにより強く消光され、この
ようなイオンが共存する試料については高精度な塩化物
イオンの計測が困難であった。 本発明は、ヨウ化物イ
オンに代表される妨害種の存在下であっても、蛍光消光
により選択的に塩化物イオンを検出できる蛍光色素を見
いだし、該蛍光色素を用いた塩化物イオンの選択的な連
続分析方法を提供することを目的とする。
計測する目的で報告された蛍光色素は共存するハロゲン
イオンとくにヨウ化物イオンにより強く消光され、この
ようなイオンが共存する試料については高精度な塩化物
イオンの計測が困難であった。 本発明は、ヨウ化物イ
オンに代表される妨害種の存在下であっても、蛍光消光
により選択的に塩化物イオンを検出できる蛍光色素を見
いだし、該蛍光色素を用いた塩化物イオンの選択的な連
続分析方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者は、蛍光消光に
基づく塩化物イオンの分析において、上記の観点から蛍
光色素の探索を行い、３，６−ビス（ジメチルアミノ）
アクリジン及びその誘導体が優れた蛍光色素であること
を見いだし、本発明を完成するに至った。
基づく塩化物イオンの分析において、上記の観点から蛍
光色素の探索を行い、３，６−ビス（ジメチルアミノ）
アクリジン及びその誘導体が優れた蛍光色素であること
を見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１４】すなわち、本発明は、塩化物イオンにより
蛍光消光する蛍光色素を使用して、試料中の塩化物イオ
ン濃度を検出する蛍光分析方法において、該蛍光色素と
して式（１）
蛍光消光する蛍光色素を使用して、試料中の塩化物イオ
ン濃度を検出する蛍光分析方法において、該蛍光色素と
して式（１）
【００１５】
【化３】 で示される３，６−ビス（ジメチルアミノ）アクリジン
およびその誘導体を使用することを特徴とする塩化物イ
オンの蛍光分析方法である。
およびその誘導体を使用することを特徴とする塩化物イ
オンの蛍光分析方法である。
【００１６】また、本発明の蛍光分析方法は、蛍光色素
として、式（２）
として、式（２）
【００１７】
【化４】 （但し、Ｒは炭素数１〜３０のアルキル置換基、Ｉ-は
ハロゲンイオンを表す。）で示される３，６−ビス（ジ
メチルアミノ）−１０−アルキルアクリジニウムイオン
のハロゲン化物を使用することを含むものである。
ハロゲンイオンを表す。）で示される３，６−ビス（ジ
メチルアミノ）−１０−アルキルアクリジニウムイオン
のハロゲン化物を使用することを含むものである。
【００１８】また、本発明の蛍光分析法は、前記式
（２）で示される蛍光色素を担体に固定し、この担体を
試料溶液と接触させて該蛍光色素を消費することなく塩
化物イオンの濃度検出を連続的に行うことを含むもので
ある。
（２）で示される蛍光色素を担体に固定し、この担体を
試料溶液と接触させて該蛍光色素を消費することなく塩
化物イオンの濃度検出を連続的に行うことを含むもので
ある。
【００１９】また、本発明の蛍光分析法は、前記式
（２）で示されるハロゲン化物が臭化物であることを含
むものである。
（２）で示されるハロゲン化物が臭化物であることを含
むものである。
【００２０】
【作用】塩化物イオンなどのハロゲンイオンによる蛍光
消光は、光励起された蛍光色素の励起エネルギーがハロ
ゲンイオンへと移動し、蛍光色素が蛍光を発することな
く基底状態へと緩和することに基づく。
消光は、光励起された蛍光色素の励起エネルギーがハロ
ゲンイオンへと移動し、蛍光色素が蛍光を発することな
く基底状態へと緩和することに基づく。
【００２１】したがって、分析に際しては所定濃度の蛍
光色素を予め試料溶液に溶解しておくか、あるいは予め
蛍光色素が添加できない場合には、所定濃度になるよう
分析直前に蛍光色素を試料溶液に添加し、その蛍光強度
を測定する。塩化物イオンが存在しないときの所定濃度
の蛍光色素溶液の蛍光強度を求めておき、塩化物イオン
の有無におけるそれぞれの蛍光強度から塩化物イオン濃
度を求める。
光色素を予め試料溶液に溶解しておくか、あるいは予め
蛍光色素が添加できない場合には、所定濃度になるよう
分析直前に蛍光色素を試料溶液に添加し、その蛍光強度
を測定する。塩化物イオンが存在しないときの所定濃度
の蛍光色素溶液の蛍光強度を求めておき、塩化物イオン
の有無におけるそれぞれの蛍光強度から塩化物イオン濃
度を求める。
【００２２】また、試料溶液中への蛍光色素の拡散や流
出あるいは毒性などにより試料溶液へ蛍光色素を直接添
加することが困難な場合は、蛍光色素の１０位にある置
換基を用いて蛍光色素を適当な担体へ固定し、この担体
を試料溶液と接触させてその蛍光強度から塩化物イオン
濃度を測定する。この方法を用いれば、分析に際して蛍
光色素を消費することなく、分析後は担体とともに蛍光
色素を全て回収することができる。
出あるいは毒性などにより試料溶液へ蛍光色素を直接添
加することが困難な場合は、蛍光色素の１０位にある置
換基を用いて蛍光色素を適当な担体へ固定し、この担体
を試料溶液と接触させてその蛍光強度から塩化物イオン
濃度を測定する。この方法を用いれば、分析に際して蛍
光色素を消費することなく、分析後は担体とともに蛍光
色素を全て回収することができる。
【００２３】例えば、３，６−ビス（ジメチルアミノ）
−１０−アルキルアクリジニウムイオンの蛍光特性（蛍
光強度、励起波長、あるいは蛍光波長）は１０位のアル
キル鎖長に殆ど依存しないので、適当なアルキル基を１
０位の位置に導入し、アルキル鎖の疎水性を利用して蛍
光色素を担体へ物理的に固定する。１０位の位置に導入
するアルキル基は、好ましくは炭素原子数１〜３０のも
のである。
−１０−アルキルアクリジニウムイオンの蛍光特性（蛍
光強度、励起波長、あるいは蛍光波長）は１０位のアル
キル鎖長に殆ど依存しないので、適当なアルキル基を１
０位の位置に導入し、アルキル鎖の疎水性を利用して蛍
光色素を担体へ物理的に固定する。１０位の位置に導入
するアルキル基は、好ましくは炭素原子数１〜３０のも
のである。
【００２４】３，６−ビス（ジメチルアミノ）−１０−
アルキルアクリジニウムイオンの１０位のアルキル基は
ハロゲン原子、スルホネート基、アミノ基、スチリル
基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ケト
ン基、シアノ基、３級以上の置換もしくは未置換アルキ
ル基、置換もしくは未置換アリール基、置換もしくは未
置換シクロアルキル基を含んでいてもよい。
アルキルアクリジニウムイオンの１０位のアルキル基は
ハロゲン原子、スルホネート基、アミノ基、スチリル
基、ニトロ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ケト
ン基、シアノ基、３級以上の置換もしくは未置換アルキ
ル基、置換もしくは未置換アリール基、置換もしくは未
置換シクロアルキル基を含んでいてもよい。
【００２５】また、このアルキル基はマレイミドやスク
シンイミドなどの反応活性基で修飾されていてもよい。
反応活性基で修飾された蛍光色素は−ＳＨなどの官能基
をもつ化合物あるいはこれら官能基をもつ担体表面に化
学的に固定することが可能であり、蛍光色素を化学的に
固定した担体を分析に供することもできる。
シンイミドなどの反応活性基で修飾されていてもよい。
反応活性基で修飾された蛍光色素は−ＳＨなどの官能基
をもつ化合物あるいはこれら官能基をもつ担体表面に化
学的に固定することが可能であり、蛍光色素を化学的に
固定した担体を分析に供することもできる。
【００２６】蛍光色素を固定する担体としては、クロマ
トグラフィーなどに用いられる粒子状担体や機能性膜の
材料となる高分子化合物あるいはゲル状化合物などが挙
げられる。例えば、多孔質ガラス、ゼオライト、シリカ
ゲル、アルミナなどの粒子状担体、イオン交換樹脂、ポ
リメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ウレタンな
どの高分子化合物あるいはポリビニルアルコール、ポリ
アクリルアミドなどのゲル状化合物などである。
トグラフィーなどに用いられる粒子状担体や機能性膜の
材料となる高分子化合物あるいはゲル状化合物などが挙
げられる。例えば、多孔質ガラス、ゼオライト、シリカ
ゲル、アルミナなどの粒子状担体、イオン交換樹脂、ポ
リメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ウレタンな
どの高分子化合物あるいはポリビニルアルコール、ポリ
アクリルアミドなどのゲル状化合物などである。
【００２７】なお、３，６−ビス（ジメチルアミノ）−
１０−アルキルアクリジニウムイオンは陽イオンであ
り、対イオンとして臭化物イオンのほか塩化物イオンな
どのハロゲンイオン、水酸化物イオン、チオシアン酸イ
オン、ホウ酸イオン、過塩素酸イオンなどの陰イオンを
対イオンとする蛍光色素を本発明の分析方法に用いるこ
ともできる。
１０−アルキルアクリジニウムイオンは陽イオンであ
り、対イオンとして臭化物イオンのほか塩化物イオンな
どのハロゲンイオン、水酸化物イオン、チオシアン酸イ
オン、ホウ酸イオン、過塩素酸イオンなどの陰イオンを
対イオンとする蛍光色素を本発明の分析方法に用いるこ
ともできる。
【００２８】本発明の蛍光分析方法は、化成品の原料や
中間生成物あるいは最終生成物における塩化物イオンの
計測に好適である。また、工業プラントにおける冷却水
や廃水などの分析にも適用可能である。更に、地下水や
河川水などの環境水あるいは血液や細胞内液などの生体
試料における塩化物イオンの計測にも用いることができ
る。特に、試料溶液をポンプにより送液し、この流れの
中に蛍光色素を固定した担体を設置して、その蛍光強度
を測定することにより、蛍光色素を消費することなく連
続的に塩化物イオン濃度をモニタすることができる。
中間生成物あるいは最終生成物における塩化物イオンの
計測に好適である。また、工業プラントにおける冷却水
や廃水などの分析にも適用可能である。更に、地下水や
河川水などの環境水あるいは血液や細胞内液などの生体
試料における塩化物イオンの計測にも用いることができ
る。特に、試料溶液をポンプにより送液し、この流れの
中に蛍光色素を固定した担体を設置して、その蛍光強度
を測定することにより、蛍光色素を消費することなく連
続的に塩化物イオン濃度をモニタすることができる。
【００２９】被検試料としては、水溶液が望ましいが、
エタノールやアセトニトリルなど水に可溶な有機溶媒が
溶解していても構わない。また、試料溶液のｐＨは中性
付近が望ましいが、３，６−ビス（ジメチルアミノ）−
１０−アルキルアクリジニウムイオンの蛍光特性はｐＨ
３〜１１の範囲で殆ど変化しないので広範なｐＨ領域に
おいて分析が可能である。更に、３，６−ビス（ジメチ
ルアミノ）−１０−アルキルアクリジニウムイオンの蛍
光特性は試料溶液のイオン強度にも殆ど依存しないの
で、広範なイオン強度をもつ試料を本発明の分析方法に
使用することができる。すなわち、上記のような蛍光色
素の蛍光特性により、分析操作においては試料のｐＨ調
整やイオン強度調整などの前処理が不必要となり、広範
な測定対象についてｉｎ ｓｉｔｕな連続分析方法を提
供することが可能になる。
エタノールやアセトニトリルなど水に可溶な有機溶媒が
溶解していても構わない。また、試料溶液のｐＨは中性
付近が望ましいが、３，６−ビス（ジメチルアミノ）−
１０−アルキルアクリジニウムイオンの蛍光特性はｐＨ
３〜１１の範囲で殆ど変化しないので広範なｐＨ領域に
おいて分析が可能である。更に、３，６−ビス（ジメチ
ルアミノ）−１０−アルキルアクリジニウムイオンの蛍
光特性は試料溶液のイオン強度にも殆ど依存しないの
で、広範なイオン強度をもつ試料を本発明の分析方法に
使用することができる。すなわち、上記のような蛍光色
素の蛍光特性により、分析操作においては試料のｐＨ調
整やイオン強度調整などの前処理が不必要となり、広範
な測定対象についてｉｎ ｓｉｔｕな連続分析方法を提
供することが可能になる。
【００３０】３，６−ビス（ジメチルアミノ）アクリジ
ンおよびその誘導体の蛍光を測定するための励起光源と
しては、フィルターや回折格子で分光したタングステン
ランプやキセノンランプあるいは発光ダイオードなどを
用いることができる。また、３，６−ビス（ジメチルア
ミノ）アクリジンおよびその誘導体の励起極大波長は４
９０ｎｍ付近にあり、これは市販のアルゴンイオンレー
ザーの発振波長（４８８ｎｍ）とよく一致しているの
で、レーザーを励起光源とすることも可能である。とく
に試料へ蛍光色素を十分量添加できない場合、また担体
への蛍光色素の固定量が少ない場合、ランプ励起では十
分な蛍光強度が得られず分析には支障がある。このよう
な場合、レーザーを励起光源として高感度に蛍光を測定
し、これより塩化物イオン濃度を精度よく求める。蛍光
色素からの蛍光はフィルターや回折格子を用いて励起光
と分離し、その強度をフォトダイオードや光電子倍増管
あるいはＣＣＤカメラにより測定する。
ンおよびその誘導体の蛍光を測定するための励起光源と
しては、フィルターや回折格子で分光したタングステン
ランプやキセノンランプあるいは発光ダイオードなどを
用いることができる。また、３，６−ビス（ジメチルア
ミノ）アクリジンおよびその誘導体の励起極大波長は４
９０ｎｍ付近にあり、これは市販のアルゴンイオンレー
ザーの発振波長（４８８ｎｍ）とよく一致しているの
で、レーザーを励起光源とすることも可能である。とく
に試料へ蛍光色素を十分量添加できない場合、また担体
への蛍光色素の固定量が少ない場合、ランプ励起では十
分な蛍光強度が得られず分析には支障がある。このよう
な場合、レーザーを励起光源として高感度に蛍光を測定
し、これより塩化物イオン濃度を精度よく求める。蛍光
色素からの蛍光はフィルターや回折格子を用いて励起光
と分離し、その強度をフォトダイオードや光電子倍増管
あるいはＣＣＤカメラにより測定する。
【００３１】また本発明に係る色素を用いる蛍光分析方
法は、単に塩化物イオンの濃度の測定だけでなく、塩化
物イオンが関与する反応において塩化物イオン量と化学
量論的な関係にある化学種の分析にも用いることができ
る。例えば、有機化合物へのハロゲン付加反応や脱ハロ
ゲン化反応において本発明の分析方法により塩化物イオ
ンの濃度を測定し、これより原料有機化合物の量や反応
生成物の量を間接的に求めることができる。
法は、単に塩化物イオンの濃度の測定だけでなく、塩化
物イオンが関与する反応において塩化物イオン量と化学
量論的な関係にある化学種の分析にも用いることができ
る。例えば、有機化合物へのハロゲン付加反応や脱ハロ
ゲン化反応において本発明の分析方法により塩化物イオ
ンの濃度を測定し、これより原料有機化合物の量や反応
生成物の量を間接的に求めることができる。
【００３２】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、これら実施例は本発明の範囲を限定するものでは
ない。
るが、これら実施例は本発明の範囲を限定するものでは
ない。
【００３３】実施例１ 〈塩化物イオンによる３，６−ビス（ジメチルアミノ）
−１０−ドデシルアクリジニウムブロミドの蛍光消光〉 （１）１μＭの３，６−ビス（ジメチルアミノ）−１０
−ドデシルアクリジニウムブロミド（市販品）を含有す
る０．１Ｍリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）を調製
した。これに所定濃度（１０-4乃至１０0Ｍ）となるよ
うに塩化カリウムを溶解した。
−１０−ドデシルアクリジニウムブロミドの蛍光消光〉 （１）１μＭの３，６−ビス（ジメチルアミノ）−１０
−ドデシルアクリジニウムブロミド（市販品）を含有す
る０．１Ｍリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）を調製
した。これに所定濃度（１０-4乃至１０0Ｍ）となるよ
うに塩化カリウムを溶解した。
【００３４】（２）励起波長４９０ｎｍ、蛍光波長５３
０ｎｍにおいて上記溶液の蛍光強度を測定し、塩化物イ
オン濃度が０Ｍのときの蛍光強度を１として相対蛍光強
度を求めた。
０ｎｍにおいて上記溶液の蛍光強度を測定し、塩化物イ
オン濃度が０Ｍのときの蛍光強度を１として相対蛍光強
度を求めた。
【００３５】この結果を図１に示す。ＦおよびＦ0を塩
化物イオンが存在するとき及び存在しないときの蛍光強
度、ｋを消光定数、〔Ｃｌ〕を塩化物イオン濃度とする
と、スターン−ボーマー式は次式で表される。
化物イオンが存在するとき及び存在しないときの蛍光強
度、ｋを消光定数、〔Ｃｌ〕を塩化物イオン濃度とする
と、スターン−ボーマー式は次式で表される。
【００３６】
【数１】Ｆ／Ｆ0＝（１＋ｋ〔Ｃｌ〕）-1 図１及び上式により塩化物イオンに対する消光定数ｋを
求めたところ６．７Ｍ-1となった。
求めたところ６．７Ｍ-1となった。
【００３７】比較例１ 〈塩化物イオンによる６−メトキシ−１−（３−スルホ
プロピル）キノリニウム及び３−（１０−メチルアクリ
ジニウム−９−イル）プロピオン酸４フッ化ホウ酸塩の
蛍光消光〉 （１）１μＭの６−メトキシ−１−（３−スルホプロピ
ル）キノリニウム、３−（１０−メチルアクリジニウム
−９−イル）プロピオン酸４フッ化ホウ酸塩をそれぞれ
含有する０．１Ｍリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）
を調製した。これら各溶液に所定濃度（１０-4乃至１０
0Ｍ）となるように塩化カリウムを溶解した。
プロピル）キノリニウム及び３−（１０−メチルアクリ
ジニウム−９−イル）プロピオン酸４フッ化ホウ酸塩の
蛍光消光〉 （１）１μＭの６−メトキシ−１−（３−スルホプロピ
ル）キノリニウム、３−（１０−メチルアクリジニウム
−９−イル）プロピオン酸４フッ化ホウ酸塩をそれぞれ
含有する０．１Ｍリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）
を調製した。これら各溶液に所定濃度（１０-4乃至１０
0Ｍ）となるように塩化カリウムを溶解した。
【００３８】（２）表１に示す励起波長及び蛍光波長に
おいて上記溶液の蛍光強度を測定し、塩化物イオンの濃
度が０Ｍのときの蛍光強度を１として相対蛍光強度を求
めた。
おいて上記溶液の蛍光強度を測定し、塩化物イオンの濃
度が０Ｍのときの蛍光強度を１として相対蛍光強度を求
めた。
【００３９】
【表１】 実施例１と同様にスターン−ボーマー式により消光定数
ｋを求めたところ、６−メトキシ−１−（３−スルホプ
ロピル）キノリニウムの場合が７．６Ｍ-1、３−（１０
−メチルアクリジニウム−９−イル）プロピオン酸の場
合が９．３Ｍ-1であった。３，６−ビス（ジメチルアミ
ノ）−１０−ドデシルアクリジニウムがこれら蛍光色素
に匹敵する大きな消光定数を有することがわかった。
ｋを求めたところ、６−メトキシ−１−（３−スルホプ
ロピル）キノリニウムの場合が７．６Ｍ-1、３−（１０
−メチルアクリジニウム−９−イル）プロピオン酸の場
合が９．３Ｍ-1であった。３，６−ビス（ジメチルアミ
ノ）−１０−ドデシルアクリジニウムがこれら蛍光色素
に匹敵する大きな消光定数を有することがわかった。
【００４０】実施例２ 〈塩化物イオンによる３，６−ビス（ジメチルアミノ）
アクリジンおよび３，６−ビス（ジメチルアミノ）−１
０−ヘキサデシルアクリジニウムブロミドの蛍光消光〉 （１）１μＭの３，６−ビス（ジメチルアミノ）アクリ
ジン（市販品）、１μＭの３，６−ビス（ジメチルアミ
ノ）−１０−ヘキサデシルアクリジニウムブロミド（Ｋ
ａｗａｂａｔａ Ｙ ｅｔ ａｌ．Ａｎａｌ．Ｃｈｅ
ｍ．６２：２０５４−２０５５，１９９０により合成）
をそれぞれ含有する０．１Ｍリン酸カリウム緩衝液（ｐ
Ｈ７．０）を調製した。これら各溶液に所定濃度（１０
-4乃至１０ 0 Ｍ）となるように塩化カリウムを溶解し
た。
アクリジンおよび３，６−ビス（ジメチルアミノ）−１
０−ヘキサデシルアクリジニウムブロミドの蛍光消光〉 （１）１μＭの３，６−ビス（ジメチルアミノ）アクリ
ジン（市販品）、１μＭの３，６−ビス（ジメチルアミ
ノ）−１０−ヘキサデシルアクリジニウムブロミド（Ｋ
ａｗａｂａｔａ Ｙ ｅｔ ａｌ．Ａｎａｌ．Ｃｈｅ
ｍ．６２：２０５４−２０５５，１９９０により合成）
をそれぞれ含有する０．１Ｍリン酸カリウム緩衝液（ｐ
Ｈ７．０）を調製した。これら各溶液に所定濃度（１０
-4乃至１０ 0 Ｍ）となるように塩化カリウムを溶解し
た。
【００４１】（２）励起波長４９０ｎｍ、蛍光波長５３
０ｎｍにおいて上記溶液の蛍光強度を測定し、塩化物イ
オンに対する消光定数を算出した。得られた消光定数
は、３，６−ビス（ジメチルアミノ）アクリジンの場合
は７．３Ｍ-1、３，６−ビス（ジメチルアミノ）−１０
−ヘキサデシルアクリジニウムブロミドの場合は６．４
Ｍ-1 であった。３，６−ビス（ジメチルアミノ）アク
リジンおよびその１０位アルキル置換体は塩化物イオン
に対して大きな消光定数を有することが確認された。
０ｎｍにおいて上記溶液の蛍光強度を測定し、塩化物イ
オンに対する消光定数を算出した。得られた消光定数
は、３，６−ビス（ジメチルアミノ）アクリジンの場合
は７．３Ｍ-1、３，６−ビス（ジメチルアミノ）−１０
−ヘキサデシルアクリジニウムブロミドの場合は６．４
Ｍ-1 であった。３，６−ビス（ジメチルアミノ）アク
リジンおよびその１０位アルキル置換体は塩化物イオン
に対して大きな消光定数を有することが確認された。
【００４２】実施例３ 〈塩化物イオンの蛍光分析におけるヨウ化物イオンの妨
害〉 （１）１μＭの３，６−ビス（ジメチルアミノ）−１０
−ドデシルアクリジニウムブロミド、１μＭの６−メト
キシ−１−（３−スルホプロピル）キノリニウム、１μ
Ｍの３−（１０−メチルアクリジニウム−９−イル）プ
ロピオン酸４フッ化ホウ酸塩をそれぞれ含有する０．１
Ｍリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）を調製した。こ
れら各溶液にヨウ化カリウム（１ｍＭ）および所定濃度
（１０-4乃至１０0 ）となるように塩化カリウムを溶解
した。
害〉 （１）１μＭの３，６−ビス（ジメチルアミノ）−１０
−ドデシルアクリジニウムブロミド、１μＭの６−メト
キシ−１−（３−スルホプロピル）キノリニウム、１μ
Ｍの３−（１０−メチルアクリジニウム−９−イル）プ
ロピオン酸４フッ化ホウ酸塩をそれぞれ含有する０．１
Ｍリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）を調製した。こ
れら各溶液にヨウ化カリウム（１ｍＭ）および所定濃度
（１０-4乃至１０0 ）となるように塩化カリウムを溶解
した。
【００４３】（２）上記溶液の蛍光強度を測定し、塩化
物イオン濃度が０Ｍのときの蛍光強度を１として相対蛍
光強度を求めた。なお、蛍光測定における各色素に対す
る励起波長及び蛍光波長は比較例１と同様である。
物イオン濃度が０Ｍのときの蛍光強度を１として相対蛍
光強度を求めた。なお、蛍光測定における各色素に対す
る励起波長及び蛍光波長は比較例１と同様である。
【００４４】（３）所定の塩化物イオン濃度において、
ヨウ化物イオンが存在しないときの相対蛍光強度（図
１）からヨウ化物イオンが存在するときの蛍光強度を差
し引いて、塩化物イオンの分析におけるヨウ化物イオン
の妨害を調べた。
ヨウ化物イオンが存在しないときの相対蛍光強度（図
１）からヨウ化物イオンが存在するときの蛍光強度を差
し引いて、塩化物イオンの分析におけるヨウ化物イオン
の妨害を調べた。
【００４５】得られた結果を図２に示す。図中、縦軸は
ヨウ化物イオンが存在しないときの相対蛍光強度（真の
蛍光強度）からの誤差、横軸は塩化物イオン濃度であ
る。
ヨウ化物イオンが存在しないときの相対蛍光強度（真の
蛍光強度）からの誤差、横軸は塩化物イオン濃度であ
る。
【００４６】図２より、従来の塩化物イオンの分析に用
いられた蛍光色素と比較して、３，６−ビス（ジメチル
アミノ）−１０−ドデシルアクリジニウムはヨウ化物イ
オンの妨害が極めて小さいことが確認された。
いられた蛍光色素と比較して、３，６−ビス（ジメチル
アミノ）−１０−ドデシルアクリジニウムはヨウ化物イ
オンの妨害が極めて小さいことが確認された。
【００４７】また、３，６−ビス（ジメチルアミノ）ア
クリジン、並びに３，６−ビス（ジメチルアミノ）−１
０−ヘキサデシルアクリジニウムブロミドを蛍光色素と
して用いて同様な実験を行い、これらの蛍光色素につい
てもヨウ化物イオンの妨害が極めて小さいことを確認し
た。
クリジン、並びに３，６−ビス（ジメチルアミノ）−１
０−ヘキサデシルアクリジニウムブロミドを蛍光色素と
して用いて同様な実験を行い、これらの蛍光色素につい
てもヨウ化物イオンの妨害が極めて小さいことを確認し
た。
【００４８】
【発明の効果】本発明に係る蛍光色素は、従来の蛍光色
素と同様に高感度なハロゲンイオンの検出を可能にする
上、ハロゲンイオンの中でも塩化物イオンを選択的に検
出することが可能である。
素と同様に高感度なハロゲンイオンの検出を可能にする
上、ハロゲンイオンの中でも塩化物イオンを選択的に検
出することが可能である。
【００４９】従って、このような蛍光色素を用いる本発
明分析方法によれば、塩化物イオンの連続分析が可能で
あり、更に、従来技術において問題となっていたヨウ化
物イオン存在下での塩化物イオンの分析を正確に行うこ
とができる。
明分析方法によれば、塩化物イオンの連続分析が可能で
あり、更に、従来技術において問題となっていたヨウ化
物イオン存在下での塩化物イオンの分析を正確に行うこ
とができる。
【図１】実施例１に係る溶液の蛍光強度と塩化物イオン
濃度との関係を示すグラフである。
濃度との関係を示すグラフである。
【図２】実施例４に係る溶液について真の蛍光強度から
の誤差と塩化物イオン濃度との関係を示すグラフであ
る。
の誤差と塩化物イオン濃度との関係を示すグラフであ
る。
Claims (4)
- 【請求項１】 塩化物イオンにより蛍光消光する蛍光色
素を使用して、試料中の塩化物イオン濃度を検出する蛍
光分析方法において、該蛍光色素として式（１） 【化１】 で示される３，６−ビス（ジメチルアミノ）アクリジン
およびその誘導体を使用することを特徴とする塩化物イ
オンの蛍光分析方法。 - 【請求項２】 蛍光色素として、式（２） 【化２】 （但し、Ｒは炭素数１〜３０のアルキル置換基、Ｉ-は
ハロゲンイオンを表す。）で示される３，６−ビス（ジ
メチルアミノ）−１０−アルキルアクリジニウムイオン
のハロゲン化物を使用する請求項１に記載の蛍光分析方
法。 - 【請求項３】 前記式（２）で示される蛍光色素を担体
に固定し、この担体を試料溶液と接触させて該蛍光色素
を消費することなく塩化物イオンの濃度検出を連続的に
行う請求項２に記載の蛍光分析方法。 - 【請求項４】 前記式（２）で示されるハロゲン化物が
臭化物である請求項２に記載の蛍光分析方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6141370A JP3011855B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 塩化物イオンの蛍光分析方法、及びそれに用いる塩化物イオン濃度測定用担体 |
| US08/493,346 US5691205A (en) | 1994-06-23 | 1995-06-21 | Fluorometric analysis of chloride ion and chemical sensor therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6141370A JP3011855B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 塩化物イオンの蛍光分析方法、及びそれに用いる塩化物イオン濃度測定用担体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085628A true JPH085628A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3011855B2 JP3011855B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=15290417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6141370A Expired - Fee Related JP3011855B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 塩化物イオンの蛍光分析方法、及びそれに用いる塩化物イオン濃度測定用担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3011855B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002514308A (ja) * | 1997-06-11 | 2002-05-14 | ネルコ ケミカル カンパニー | 半導体蛍光光度計およびその使用方法 |
| JP2002535623A (ja) * | 1999-01-12 | 2002-10-22 | エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲー | 塩化物を検知するための光学的−化学的センサー |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP6141370A patent/JP3011855B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002514308A (ja) * | 1997-06-11 | 2002-05-14 | ネルコ ケミカル カンパニー | 半導体蛍光光度計およびその使用方法 |
| JP2002535623A (ja) * | 1999-01-12 | 2002-10-22 | エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲー | 塩化物を検知するための光学的−化学的センサー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3011855B2 (ja) | 2000-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |