JPS6254153A - Adpセンサ− - Google Patents

Adpセンサ−

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JPS6254153A
JPS6254153A JP60194176A JP19417685A JPS6254153A JP S6254153 A JPS6254153 A JP S6254153A JP 60194176 A JP60194176 A JP 60194176A JP 19417685 A JP19417685 A JP 19417685A JP S6254153 A JPS6254153 A JP S6254153A
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JP
Japan
Prior art keywords
sensor
sensitive
formula
film
adp
Prior art date
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Pending
Application number
JP60194176A
Other languages
English (en)
Inventor
Keishiro Shirahama
白浜 啓四郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
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Publication of JPS6254153A publication Critical patent/JPS6254153A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用性) 本発明はアデノシンニリン酸(以下、ADPと略称する
)を測定するセンサーに関する。このセンサーは−A 
L) P−AE生体のエネルギー代謝に凹4しているこ
とからエネルギー代謝機構の研究に利用される。また、
このセンサーは一エネルギー変換においてA D P 
濃度が変化するような反応に関与する酵素量の定量を行
なう検査機器として利用される。
(従来の技術と問題点) 生体中の微穢の化学成分の測定に於て、電極を用いる方
法は1頂便で迅速なこと一連続的な測定が可能であるこ
と等の特徴を有し、Na、に、Ca、11.0#  等
のイオンをはじめとする多くの化学成分の分析に利用さ
れている。
電極はその感応膜の神類により、ガラス電極、固体膜電
極、Ml漠型′鷹極、酵素電極等に分けることが出来る
が、この中で液膜型電彬は感応性物質を液膜溶媒に溶解
した液体全感応膜とする物′aであり、液体は膜の形態
を保つために多孔質セラミック支持体やポリ塩化ビニル
、シリコン明所等のマトリックスにより固定されている
。このような液膜m場は感応物質として有機物Wを用い
ることが出来るため、様々な物′aに対応する電極を作
製することが出来る。例えは「イオンN、極と酵素電極
」(鈴木周−編講談社すイエンテイフイク1981 )
p、16〜17に示されているように、パリノマイシン
金柑いたKf!極、ジ(nオクチルフェニル)ホスホネ
ート金用いたCa電極、テトラフェニルホウ素塩を用い
たビタミンBIN極等が市販、試作されている。
ADPは生体内において、A’rP(アデノシンホ 酸トリ療スフエート)とともに核酸の合成をはじめとし
、タンパク質、糖類、脂質の代謝に関与し、また筋肉の
収縮のような力学的エネルギー、生物発光の光エネルギ
ー等の源泉ともなっており、生物にとってエネルギーの
貯蔵、供給および運搬を仲介するきわめて重要な物質で
あるにもかかわらずADPの濃度を測定するためのセン
サーは発表されておらず、現在これらの値はカラムクロ
マトグラフィや電気泳動等により求められている。しか
し、これらの方法は前処理等の複雑な操作が必要な上に
、測定に時間がかかるという欠点が必−った。
(発明が解決しようとする111点) AI)Pを測定するセンサーが今fでに発表ざ几ていな
い理由は、Al)Pに選択的VC感応する、すなわち、
ADP濃度の変化に従って電位が変化するが、他の物質
の濃度が変化しても電位の変化がない、もしくは無視で
きるほど小さい物′aが見出されてい〆Cいことである
。したがって、本発明が解決しようとする問題点は、か
かろ物資?見出しこnftm応物質としたADP七ノサ
ーを得ろことである。
(問題点を解決するための手段) Chi2−C)12 で、ハ、B′は炭素数3以上のアルギル基もしくは置換
アルキル基、X−は−価の陰イオンおよびY〜は二価の
陰イオンを表わす)で表わされるビシクロジアンモニウ
ム塩がADPに対してよい選択性を有することを見出し
、これを用いろことによりADPに対して選択性のよい
センサ・−を得ることが出来た。
上記の一般式において、アルキル基としては、プロピル
基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、セチル基、ス
テアリル基等の直鎖アルキル基、インステアリル基等の
分校をもったアルキル基、シクロヘキシル基のような環
状アルキル基やこれらのアルキル基の一部がクロル基、
フロロ基のようなハロゲン基、メトキシ基、エトキシ基
のようなアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基等のよ
うなアリル基等の疎水性の置換基により置換されたもの
が用いられる。なお、BとR′は閾−であっても異なっ
ていてもよい。
つぎに、上記一般式におけるX−の例としては(支)−
1Br−等(7) ハpゲンイオン、CeO4−18O
N−5No3−等のイオンが、またY−の例としては8
04−等の陰イオンがあげられる。これらの陰イオンの
中でまたCe−は塩の水に対する溶解度が高いので、陰
イオンとしてはBrミNO3−1so、”−がとくに好
ましい。
本発明で用いられる上記のビシクロジアンモニウム塩I
iN、N−ジセチルジアザビシクロ(21212)オク
タンジブロシドを例にとると次のようにして合成するこ
とが出来る。すなわち、1.4−ジアザビシクロ(2,
2,2)才り41 ”/ 1.0 g (8,9nu+
nol )トジセチルジブロミド16.2 g (53
mmol  ) fジメチルホルムアルデヒド90rr
LeK溶解、70°Cで2日間加熱し、反応終了後液を
冷却し、沈澱をジメチルホルムアミドで再結晶を繰り返
えすことにより、N、N’−ジステアリルジアンモニウ
ムジブロミドの結晶が得られる。(m、p235〜23
6℃、収率81%) 上記のビシクロジアンモニウム塩を感応物質としてセン
サーを作製するには、該ビシクロジアンモニウム場合む
液膜kt!!極膜として作製しなければならない。液膜
の作製については、ジー・ジエイ、ムーデイ((4、T
 Moody )著−「セレクテイプ・イオン センシ
ティブ エレクトロード(8elective  io
n  5ensitive  electrodes 
 ) J  (日本版「イオン選択電極」共立出版]9
79年)7草に詳し7く述べられている。すなわち、液
膜は該ビシクロジアンモニウム塩を疎水性の溶媒に溶解
し、これらを多孔質のセラミックもしくはポリマーに浸
みこませて作製するか、または該ビシクロジアンモニウ
ム塩全ガラス転移温度が室温より低いポリマーもしくは
ガラス転移温度が室温より高いポリマーに可塑剤を加え
たものに溶解して得られるが、膜の取扱いの容易さ、膜
の寿命の点からポリマーに溶解させるのが好ましい。電
極膜の形成は、該ビシクロジアンモニウム塩を高分子溶
液中に溶解し、これから被膜全形成して、これを電極膜
とするか、また、電極面に高分子溶液を塗布して電極面
に被膜を形成することにより行われる。用いられる高分
子化合物としてはシリコン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ
クロロスチレン、ポリ塩化ビニリデン等があるが、これ
らの中で、ポリ塩化ビニルがその電位の安定性の面から
好ましい。ポリ塩化ビニル等のガラス転移温Iiが室温
より高いポリマーに支持体として用いる場合は、イオン
のモビリティを高めるために可塑剤を加える必要がめる
このような可塑剤は一般に成型の除用いら几ている可塑
剤のいずnをも用いることができる。これらの可塑剤の
例としてはジオクチルフタレート、ジオクチルアジペー
ト、トリクレジルホスフェート等をめげることができる
。これらの高分子化合物を用いて、At)P感応膜を得
る方法としては、前述の如くビシクロジアンモニウム化
合物、高分子化合物及び要すれば可塑剤を適当な溶媒に
溶[4rし、これをガラス板等にキャストし、溶媒を蒸
発させたり、溶液を1百接ttl極上に・温布するだけ
でなく、高分子のかわりに−プレポリマー、モノマー等
を用いて、成型後重合させることによって作製すること
も可能である。上記のビシクロジアンモニウム塩は全同
形分に対して(1,01〜2重量%加えられるのが好ま
しい。
本発明に用いられるt’ttiとしては、絶縁体の容器
中に内部電極及び濃度一定の内部液を有し、該ADP感
応膜の両面がそれぞれ内部液と測定液に接触するタイプ
のw!、極や、金属板や金属線等の導体上に直接該感応
膜を塗布した!極等がある。またMOS−FETの金属
ゲート感応膜を除き、直接測定液に接触するようにしだ
上’ E T pHセンサーのゲート部分に該感応膜を
被覆することによっても本発明のAt)Pセンサーを得
ることが出来る。このF E T pfiセンサーの作
製法については、例えば特開昭53−96890号に記
載されているが、非常に小型のセンサーが作製できる利
点がある。
本発明で用いられる感応膜は、通常の他の液膜型の電極
膜に比べて、感応性物質の溶解度が低く、膜の電導性が
小さい欠点があるので、F E T plIセンサーを
利用したセンサーはとくに適している。
なぜならFETセンサーは本質的にゲート感応膜の電導
性を必要としない上に、ゲート表面に直接感応膜を薄く
することが可能だからである。
(作  用) 本発明で用いられるビシクロジアンモニウム塩がADP
に対して選択性を有し、感応物質とじて用いられるのは
、化合物中の2つのアンモニウム基がADPのリン酸基
のアニオン部分に選択的に配位し、疎水性の化合物全作
ることにより、膜とADP溶液の界面にAl)F濃度に
応じた界面電位全発生することによるものである。従っ
て、このC112−C112 ばならないが)1,1(’はADPとの複合体の水と膜
への分1を膜の方にかたよらせるためのもので炭素数3
以上のアルキル基であれば、様々な基により置換されて
いてもさしつかえない。しかしB、R′の炭素数が2以
下であれば、ADPとのコンプレックスは親水性が置く
なるので、かかる化合物は膜から水中への溶出が起り易
く、測定、保存中にドリフトがおこり、感度低下の原因
となる。また、これらのアルキル基または置換アルキル
基の炭素数はあまり大きくなると配位子の濃度を大きく
することが困難となるので炭素数30以下であることが
好ましい。
(実 施 例) 実施例1 1.4−ジアザビシクロ(2,2,2)オクタン1.0
 g(8,9mmol )とステアリルヨーダイト20
 g(53mmol )Vcジメチルホルムアミド(1
3M、 F ) 50m1t金加え、70℃で2日間加
熱した。過剰のステアリルa−ダイト、モノアンモニウ
ム塩を除去し、残った固体IDMFで再結晶を繰返し、
ジアンモニウム化合物の沃素塩を得た。これを臭酸によ
り沃素イオンを臭素イオンに置換し、臭化物塩を得た。
このジアンモニウム!M1.0mgとポリ塩化ビニル0
.2gと可塑剤としてジオクチルフタル酸0.8 g金
テトラヒドロフラン10―に65℃で加熱溶解させる。
こうして得らnた活量な溶液をガラス板上にキャストし
、乾燥空気中で溶媒を蒸発させ透明な厚さ±0.2mm
の膜を作製した。この換金直径ICmのPVC管の端に
PVOのテトラヒドロフラン溶液金柑いて貼付け、デシ
ケータ−中で24時間屹乾燥た。この膜を用いて、下記
の様な電池の両端の起電力と測定液中のA D P 濃
度との関係を測定した。
このセンサの起電力とADPω度の対数の間にはAI)
P濃度10 ”M〜10−3〜1の間で良好な直線関係
が県られ、その傾きは22 yFLk/log(A D
 )’ )で、hつた。
実施例2 特開昭54−66194に示されている方法で作製した
P E T palセンサーをゲート部を残[7て直径
1間のナイロンカテーテルに坤込んだ後に、実施例IV
cで用いたPVC、ジオクチルフタレートオヨびビシク
ロジアンモニウム塩のテトラヒドロフラン溶液i k’
 E Tゲート部にディップコートし、センサーを作製
した。このセンサーのPVCff4の膜厚は約30μで
あった。
このセンサーをドレイン電流30μA、ドレインソース
電圧5Vで、測定液のhl)PfJ度の対数とゲート−
ソース定圧の関係を測定した結果を第1図に示す。AT
Pのない場合ADP濃度の対数と出力との関係はADP
f)3度10 mNiから0.001rnMの非常に広
い範囲にわたってよい直線性を示し、その傾きは30 
rnV、/log(A D P )と、ネルンストの式
と一致する。また、ATPlmMが共存する場合、pH
5では感度曲線はM論曲線よりずれるが、p14 (i
−7に調節すればA D P O,2rnM以上の範囲
で直線性を示し、それ以下の濃度では出力は飽和する。
この曲線より、ADPのATPに対する選択係数は0.
049と計算される。このことは、このセンサーはAT
PよりADPに対し20倍以上もの(感度を持っている
ことを意味している。その他の物質に対する選択係数は
AMPo、047、N a2804 o、o 20、N
aC1はぼO、Na2t(PO40,004であり、こ
のセンサーがADPに特異的に感応するセンサーである
ことを示している。
実施例3 実施例1で用いた のBr−′t−第1表に示すような各押の陰イオンで置
換した塩を作り、AI)Pに対する応答特性を測定した
。結果″fr第1表に示す。いずれの陰イオンでもAD
P6度の測定が可能であるが、なかでも前述のBr−の
ほか、NO,二804−1Cp−が抑い結果を示した。
Ce04       Q       △    多
少ノイズあり8ON       O△       
 〃NO300良好 804      0      0        
t。
Ce−○       ○        〃+】 ○
・・・20mV/(logADP)以上の感度を有する
※20・・・0.001〜1mMで直線性を有する△・
・・低濃度領域で飽和 (発明の効果) ADPは生体のエネルギー代謝、とくに筋収縮のエネル
ギー変換において重要な役割を果しており、生体中でそ
の量全測定することはエネルギー化N8)構の研究上重
要であるが、本発明で得られたセンサーはADPg度が
0.001 tnM−10m Mのひろい範囲でネルン
スト応答を示し、またA T P。
AMPに対する相対感度もそれぞれ20倍、21倍と良
好な選択性を示す。測定はpH調整をした試料に直接電
極を浸漬するだけでよく、本発明のセンサーを用いるこ
とによりADP濃度の簡便、迅速な選択的測定が可能と
なる。さらに、上Pエネルギー変換においてADPe4
度が変化するような反応に関与する酵素1kをAi)P
の増減の速度より求めることが可能であり、ADPセン
サーはこれらの酵素層の定量を行なう検査機器に使用で
きる可能性を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図はADP濃度(mu )と本発明のセンサーのソ
ース電位(mV )との関係(25℃)を示すグラフで
ある。図において○・・・AL)Pのみの水溶液(pa
l 7 )、△−・−A T P 1 mM共存する水
溶液(pH5)、・・A T 1’ l mAI共存す
る水溶液(Pi(7)を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式▲数式、化学式、表等があります▼または ▲数式、化学式、表等があります▼(式において、R、 R′は炭素数3以上のアルキル基もしくは置換アルキル
    基、X^−は一価の陰イオンおよびY^−^−は二価の
    陰イオンを表わす)で表わされるビシクロジアンモニウ
    ム塩を感応物質とする液膜型アデノシンニリン酸センサ
    ー。
JP60194176A 1985-09-02 1985-09-02 Adpセンサ− Pending JPS6254153A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022544989A (ja) * 2019-08-19 2022-10-24 シーメンス・ヘルスケア・ダイアグノスティックス・インコーポレイテッド 改善された固体状態マグネシウムイオン選択性微小電極並びにそれらの製造方法及び使用
JP2024048371A (ja) * 2022-09-27 2024-04-08 財團法人工業技術研究院 イオン性化合物、吸収剤、および吸収装置
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