機能性ホスト化合物カリックス[4]アレ-ンを用いるナトリウムイオンセンサの開発

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650611
• Research Institution: Osaka Institute of Technology
• Principal Investigator: 庄野 利之 大阪工業大学, 工学部, 教授 (30083976)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渋谷 康彦 大阪工業大学, 工学部, 助教授 (00103002) ; 矢ヶ部 憲児 大阪工業大学, 工学部, 助教授 (80079558)
• Keywords: ナトリウムイオンセンサ / ナトリウムイオン選択性電極 / 選択係数 / ISE / ニュ-トラルキャリア / ビス(クラウンエ-テル) / カリックス[4]アレン / カリックス[4]アレンエステル

Research Abstract

親油性基(アルキル基)をもつカリックス[4]アレンエステル(A)〜(D)の一つをニュ-トラルキャリアとして含むNa^+選択性高分子膜電極を開発した。電極膜はPVC、膜溶媒(可塑剤)、カリックス[4]アレン誘導体および親油性塩とから調製した。膜溶媒としてフェニルエ-テル型溶媒(NPOEまたはFPNPE)、ジエステル型溶媒(DOSまたはDOP)を用いてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、NH_4^+およびH^+に対するNa^+選択性を検討した。極性の高い可塑剤であるFPNPEが(A)を用いた電極のK^+に対するNa^+の選択性においてジエステル型可塑剤よりすぐれていることを見出した。一方、誘導体(B)では可塑性として低極性とされているジエステル型可塑剤を用いた場合、ニトロフェニルエ-テル型溶媒(可塑剤)を用いた場合の選択性より高いNa^+選択性(-logk^<Pot>_<NaK>=2.34)を示した。このことは生体試料中のNa^+を測定する場合のように電極膜表面が汚染されやすい場合のNa^+測定に(A)より(B)の方が有利であると考えられる。(C)では可塑剤でしてNPOEを使用した電極が(-logk^<Pot>_<NaK>=2.56)となり従来よりNa^+用のイオノフォアとして実用化されているビス(12ークラウンー4)を凌ぐ高い選択性を示した。(B)とDOPからなるNa^+選択性電極を用いて人間の体液中のNa^+の分析を行い、炎光光度法によるNa^+の分析結果と比較し両者の分析結果が非常に良い一致を示すことを明らかにした。このことは親油性カリックス[4]アレンエステルを用いたNa^+選択性電極が実用しうるものであることを示している。
エステル残基 ベンゼン環のpー位置換基
(A)R_2=n-C_<10>H_<21> R_1=t-C_4H_9
(B)R_2=n-C_<10>H_<21> R_1=H
(C)R_2=n-C_2H_5 R_1=t-C_4H_9
(D)R_2=n-C_<10>H_<21> R_1=t-C_4H_9

Research Products

• [Publications] M.Tanaka: "Polymer Membrane Sodium-Selective Electrodes Based on Calix〔4〕aryl Decyl Ester" Analytical Sciences. 7. 817-818 (1991)
• [Publications] Y.Shibutani: "Sodium-Selective Polymeric Membrane Electrodes Based on Calix〔4〕arene Derivatives" Analytical Sciences. 7 Suppl. 1671-1674 (1991)