CH642455A5

CH642455A5 - TEST MIXTURE AND THEIR USE.

Info

Publication number: CH642455A5
Application number: CH997579A
Authority: CH
Inventors: Richard Dean Falb; Sisto Nicholas Stiso; William Irving White; Yung-Chyung Wang; Rodric Harold White-Stevens
Original assignee: Miles Lab
Priority date: 1978-11-08
Filing date: 1979-11-07
Publication date: 1984-04-13
Also published as: IL58545A; IE791975L; ES8100487A1; DD147286A5; FI82143C; BE879888A; NO793593L; ATA715979A; NL189153C; NO154475C; NO154475B; SE447024B; IT1164749B; IL58545A0; DK154669C; NL7908155A; IT7950723A0; GB2037981A; ES485718A0; FR2441168A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Testmischung zur Bestimmung der Ionenstärke oder des spezifischen Gewichtes einer wässrigen Testprobe. Des weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung dieser Mischung zur Bestimmung der Ionenstärke oder des spezifischen Gewichtes einer wässrigen Testprobe. The present invention relates to a test mixture for determining the ionic strength or the specific weight of an aqueous test sample. The invention further relates to the use of this mixture for determining the ionic strength or the specific weight of an aqueous test sample.

In der Folge wird auf den Stand der Technik näher eingegangen. The state of the art is discussed in more detail below.

Die Bestimmung des spezifischen Gewichtes einer Flüssigkeit ist in vielen Arbeitsgebieten wichtig. Als Beispiele für miteinander nicht im Zusammenhang stehende Fachgebiete, wo derartige Bestimmungen von Bedeutung sind, seien die Bierbrauerei, die Harnanalyse, die Wasserreinigung, die Herstellung von Trinkwasser auf einem Schiff im Meer und ähnliches genannt, wobei in allen diesen Fällen das spezifische Gewicht einer wässrigen Probe bestimmt wird. Natürlich würde eine rasche und einfache Methode zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes sehr vorteilhaft für die Wissenschaft sein, einschliesslich technologischer Anwendungsgebiete, wo eine rasche und genaue Bestimmung des spezifischen Gewichtes nützlich wäre. Wenn beispielsweise in einem medizinischen Laboratorium der Laborant das spezifische Gewicht einer Harnprobe rasch und innerhalb weniger Sekunden bestimmen könnte, dann würde dieses rasche Ergebnis nicht nur für den behandelnden Arzt bei der Diagnose sehr nützlich sein, sondern auch die Arbeitsaufnahmefähigkeit des Laboratoriums würde wesentlich gesteigert werden, so dass viel mehr 5 Analysen in einem bestimmten Zeitabschnitt durchgeführt werden können, als dies bisher der Fall war. Determining the specific gravity of a liquid is important in many areas of work. Examples of unrelated fields of expertise, where such determinations are important, include brewery, urine analysis, water purification, drinking water production on a ship in the sea, and the like, all of which involve the specific weight of an aqueous one Sample is determined. Of course, a quick and easy method of determining specific gravity would be very beneficial for science, including technological applications, where rapid and accurate determination of specific gravity would be useful. For example, if the laboratory technician in a medical laboratory were able to determine the specific weight of a urine sample quickly and within a few seconds, this rapid result would not only be very useful for the attending physician in the diagnosis, but the work capacity of the laboratory would also be significantly increased, so that much more 5 analyzes can be carried out in a certain period of time than was previously the case.

Obwohl die erfmdungsgemässe Testmischung in sehr vielen Anwendungsbereichen einsetzbar ist, wird aus Gründen der Klarheit hauptsächlich ihre Verwendung bei der Bestim-io mung der Ionenstärke oder des spezifischen Gewichtes von Harn erläutert. Die Anwendung in anderen Arbeitsgebieten ist für den Fachmann aus dem im Zusammenhang mit der Harnanalyse besprochenen Vorgang klar ersichtlich. Although the test mixture according to the invention can be used in a very wide range of applications, its use in determining the ionic strength or the specific weight of urine is mainly explained for reasons of clarity. The use in other work areas is clearly evident to the person skilled in the art from the process discussed in connection with the urine analysis.

Die Bestimmung des spezifischen Gewichtes oder der 15 Dichte von Harn ist sehr wichtig «m Sprüngen in der Elek-trolytausscheidung festzustellen und klinisch zu behandeln. Dementsprechend sollte eine vollständige Harnanalyse die Bestimmung des spezifischen Gewichtes miteinschliessen, und tatsächlich wird im allgemeinen auch bei der Harnanalyse 20 eine solche Bestimmung durchgeführt. Eine derartige Bestimmung des spezifischen Gewichtes sollte direkt mit einer geeigneten Vorrichtung durchführbar sein, im allgemeinen ist jedoch die Bestimmung einiger verwandter Eigenschaften in gleicher Weise nützlich, wie zum Beispiel die Bestimmung der 25 osmotischen Eigenschaften des Harnes oder der Ionenstärke, und aus derartigen Bestimmungen kann man dann Rückschlüsse auf die Werte für das spezifische Gewicht des Harnes ziehen. The determination of the specific weight or density of urine is very important to determine and treat clinically in the electrolyte excretion. Accordingly, a complete urine analysis should include the determination of specific gravity, and in fact, such a determination is generally also made in urine analysis 20. Such determination of specific gravity should be directly feasible with suitable equipment, but in general the determination of some related properties is equally useful, such as the determination of urine osmotic properties or ionic strength, and such determinations can be used then draw conclusions about the values for the specific weight of the urine.

Das spezifische Gewicht ist eine dimensionslose Grösse, 30 und im Falle einer Lösung wird das spezifische Gewicht, bzw. die Dichte, als Verhältnis des Gewichtes eines bestimmten Volumens der Lösung zu demjenigen eines gleichen Volumens Wasser der gleichen Temperatur ausgedrückt. Für Lösungen wie zum Beispiel Harn ist das spezifische Gewicht eine 35 Funktion der Anzahl, der Dichte, der ionischen Ladung und des Gewichtes der verschiedenen Substanzen, die in der Lösung gelöst sind. The specific weight is a dimensionless quantity, 30 and in the case of a solution the specific weight or density is expressed as the ratio of the weight of a certain volume of the solution to that of an equal volume of water of the same temperature. For solutions such as urine, specific gravity is a function of the number, density, ionic charge, and weight of the various substances dissolved in the solution.

Bei bisher bekannten Methoden zur Bestimmung des spe-40 zifischen Gewichtes wurden Hydrometer, Urinometer, Pyknometer, Gravimeter und ähnliches verwendet. Obwohl diese zum Stand der Technik gehörenden Arbeitsverfahren eine befriedigende Empfindlichkeit besitzen, so sind dennoch zur Durchführung derartiger Bestimmungen in den meisten 45 Fällen leicht zerbrechliche, unhandliche Instrumente nötig, die ständig gereinigt, in Stand gehalten und geeicht werden müssen, damit sie während der ganzen Zeit wirklich verlässlich sind. Ausserdem ist die Mechanik derartiger Instrumente, bzw. die Ablesung der Werte bei der Bedienung oft ziemlich 50 unangenehm. Es kann schwer sein, den Miniskus abzulesen. Schaum oder Bläschen an der Oberfläche der Flüssigkeit können die Ablesung behindern. Die Urinometer besitzen die Neigung, an den Seitenwänden des Gefässes haften zu bleiben, welches die flüssige Probe enthält. Im Falle von Harn ist 55 die Probenmenge oft ungeeignet oder unzureichend um die Bestimmung mit Hilfe einer der vorhin beschriebenen Vorrichtungen zu ermöglichen. In previously known methods for determining the specific weight, hydrometers, urinometers, pycnometers, gravimeters and the like have been used. Although these prior art working methods have a satisfactory sensitivity, in most 45 cases such fragments require easily fragile, unwieldy instruments that have to be cleaned, maintained and calibrated constantly so that they can be used all the time are really reliable. In addition, the mechanics of such instruments, or the reading of the values during operation, is often quite uncomfortable. It can be difficult to read the miniskus. Foam or bubbles on the surface of the liquid can interfere with the reading. The urinometers tend to stick to the side walls of the vessel that contains the liquid sample. In the case of urine, 55 the sample amount is often unsuitable or insufficient to enable determination using one of the devices described above.

In jüngster Zeit gelang ein Durchbruch auf diesem Gebiet mit Hilfe dessen alle oben beschriebenen Nachteile im wesent-60 liehen beseitigt werden. Es handelt sich dabei um die in der USA-Patentschrift Nr. 4015 462 der Firma Miles Laboratories (dieses Patent wurde am 8. Januar 1976 von Greyson et al. eingereicht) beschriebene rasche Bestimmung der osmotischen Eigenschaften, also eine rasche Bestimmung der Osmo-65 lalität, wodurch auch das spezifische Gewicht bestimmt ist. In dieser USA-Patentschrift sind in eine Trägermatrix osmotisch zerbrechliche Mikrokapseln eingebracht, wobei die Wände dieser Mikrokapseln aus einem semi-permeablen Membran- A recent breakthrough has been achieved in this area, which has essentially eliminated all of the disadvantages described above. This is the rapid determination of the osmotic properties, that is to say a rapid determination of the Osmo-65, as described in US Pat. No. 4015,462 by Miles Laboratories (this patent was filed on January 8, 1976 by Greyson et al.) lality, which also determines the specific weight. In this US patent specification, osmotically fragile microcapsules are introduced into a carrier matrix, the walls of these microcapsules being made of a semi-permeable membrane

material bestehen. Innerhalb der Wände ist eine Lösung eingekapselt, welche eine färbende Substanz enthält. material exist. A solution containing a coloring substance is encapsulated within the walls.

Wenn die Kapseln mit einer Lösung in Berührung kommen, die eine geringere Osmolalität besitzt als die innerhalb der Kapseln befindliche Lösung, dann tritt ein osmotischer Gradient quer zu den Kapselwänden in Richtung der geringeren Osmolalität auf, wobei dadurch der hydrostatische Druck innerhalb der Kapseln ansteigt und diese aufgrund dessen aufquellen und schliesslich aufbrechen, wodurch der in ihnen enthaltene gefärbte Inhalt freigesetzt wird. Die Menge an Farbe, die durch diesen Vorgang gebildet wird, ist eine Funktion des spezifischen Gewichtes der Lösung. If the capsules come into contact with a solution that has a lower osmolality than the solution inside the capsules, an osmotic gradient occurs across the capsule walls in the direction of the lower osmolality, whereby the hydrostatic pressure inside the capsules increases and this increases because of this, swell and finally break open, releasing the colored content contained therein. The amount of color produced by this process is a function of the specific gravity of the solution.

Aus den oben gegebenen Erläuterungen sieht man, dass neben den vielen Vorrichtungen, die zur direkten Bestimmung des spezifischen Gewichtes dienen, es auch möglich ist, das spezifische Gewicht zu messen, indem man ein indirektes Mittel einsetzt, wie zum Beispiel die Osmolalität einer Lösung. Ein anderer Weg zur Ermittlung des spezifischen Gewichtes, ohne dieses direkt zu bestimmen, besteht darin, dass man eine Bestimmung durchführt, die proportional der Ionenstärke einer Lösung ist. Eine derartige Annäherung wird mit Hilfe der erfindungsgemässen Mischung, bzw. des erfindungsgemässen Testverfahrens, erreicht. From the explanations given above, it can be seen that, in addition to the many devices which are used for the direct determination of the specific weight, it is also possible to measure the specific weight by using an indirect means, such as the osmolality of a solution. Another way to determine the specific gravity without directly determining it is to make a determination that is proportional to the ionic strength of a solution. Such an approximation is achieved with the aid of the mixture according to the invention or the test method according to the invention.

Es ist bekannt, dass das spezifische Gewicht eines wässrigen Systems stark durch die Anwesenheit geladener Spezien beeinflusst wird. So ist es im Fall von ionischen Lösungen möglich, das spezifische Gewicht der jeweiligen Lösungen in sehr guter Annäherung zu bestimmen, indem man Messungen durchführt, die proportional zu den Ionenstärken dieser Lösungen sind, und indem man die Ergebnisse dieser Messungen auf ein vorgeeichtes Vergleichssystem bezieht. Der Ausdruck «Ionenstärke» bezieht sich auf den mathematischen Zusammenhang zwischen der Anzahl an verschiedenen Arten von ionischen Spezien in der jeweiligen Lösung, und die jeweiligen Ladungen. Dementsprechend wird die Ionenstärke n durch die folgende mathematische Formel dargestellt: It is known that the specific weight of an aqueous system is strongly influenced by the presence of charged species. In the case of ionic solutions, for example, it is possible to determine the specific gravity of the respective solutions in a very good approximation by carrying out measurements which are proportional to the ionic strengths of these solutions and by relating the results of these measurements to a pre-calibrated comparison system. The term “ionic strength” refers to the mathematical relationship between the number of different types of ionic species in the respective solution and the respective charges. Accordingly, the ionic strength n is represented by the following mathematical formula:

1 1

?QZ2i ? QZ2i

In dieser Formel bedeutet: In this formula:

c die molale Konzentration einer jeweiligen ionischen Spezies, und z den absoluten Wert der Ladung dieser ionischen Spezies. c the molar concentration of a particular ionic species, and z the absolute value of the charge of this ionic species.

Der Summenwert S wird für alle unterschiedlichen Arten an Ionen in der Lösung ermittelt. The total value S is determined for all different types of ions in the solution.

In der USA-Patentschrift Nr. 3 449 080 wird die Messung von gelösten Natriumionen oder Chloridionen erläutert. U.S. Patent No. 3,449,080 explains the measurement of dissolved sodium or chloride ions.

Diese USA-Patentschrift betrifft eine Testvorrichtung zur Bestimmung der Konzentrationen der genannten Ionen im Kör-perschweiss. Kurz gesagt, wird in diesem USA-Patent die Verwendung von Ionenaustauscherharzen zusammen mit einem pH-Indikator beschrieben. Es wird gesagt, dass bei Verwendung dieser Vorrichtung die Anwesenheit von Natriumionen oder Chloridionen durch einen Farbwechsel in dem Ionenaustauscherharz, der durch den pH-Indikator hervorgerufen wird, bestimmt wird. Obwohl gemäss der fraglichen Patentschrift behauptet wird, dass damit ein Verfahren zur Bestimmung der Ionenstärke beschrieben wird, wurde bei Arbeiten die im Zusammenhang mit der Entwicklung des Erfindungsgegenstandes durchgeführt wurden, gefunden, dass die Ausführungsformen, die in den Beispielen der erwähnten USA-Patentschrift beschrieben sind, nicht geeignet sind, um das spezifische Gewicht zu bestimmen. This US patent relates to a test device for determining the concentrations of the ions mentioned in body sweat. Briefly, this U.S. patent describes the use of ion exchange resins along with a pH indicator. It is said that when this device is used, the presence of sodium ions or chloride ions is determined by a color change in the ion exchange resin caused by the pH indicator. Although it is claimed according to the patent in question that this describes a method for determining the ionic strength, it has been found in work carried out in connection with the development of the subject matter of the invention that the embodiments described in the examples of the mentioned US patent , are not suitable for determining the specific weight.

Sowohl die Annäherung über die Osmolalität als auch die Annäherung über die Ionenstärke zur indirekten Bestimmung des spezifischen Gewichtes könnte möglicherweise dahingehend nachteilig beeinflusst werden, dass die Genauigkeit Both the approximation via the osmolality and the approximation via the ionic strength for the indirect determination of the specific weight could possibly be adversely affected in that the accuracy

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durch die Anwesenheit nicht-ionischer Spezien gestört wird. Dementsprechend betrifft die USA-Patentschrift Nr. is disturbed by the presence of non-ionic species. Accordingly, U.S. Patent No.

4 108 727 ein Verfahren zur Beseitigung dieser möglichen Ursache für Ungenauigkeit, und es wird dort eine Vorrichtung 5 beschreiben, in welcher das gegenüber dem spezifischen Gewicht empfindliche System ein ionisierendes Mittel enthält, das in der Lage ist, das nicht-ionische, gelöste Material in eine ionisierte Form überzuführen. 4 108 727 describes a method for eliminating this possible cause of inaccuracy, and there describes a device 5 in which the system sensitive to the specific weight contains an ionizing agent which is capable of dissolving the non-ionic, dissolved material in to convert an ionized form.

Zusammenfassend sei daraufhingewiesen, dass aus dem io Stand der Technik, soweit er für den Erfindungsgegenstand in Frage kommt, viele Methoden bekannt sind, die zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes dienen, und zwar sowohl direkte als auch indirekte Methoden. Bei der direkten Bestimmung werden Vorrichtungen benötigt, die zerbrechlich, unis handlich und teuer sind, und die ständig gereinigt, gewartet und geeicht werden müssen. Von den indirekten Methoden kann die Bestimmung einer damit zusammenhängenden Eigenschaft der Lösung, also einer kolligativen Lösungseigenschaft, die als Osmolalität bekannt ist, einen genauen Zusam-2omenhang mit dem spezifischen Gewicht liefern. Nach der vorliegenden Erfindung wird in unterschiedlicher Weise verfahren, und zwar basierend auf dem Zusammenhang zwischen dem spezifischen Gewicht und der Ionenstärke einer Lösung, und die vorliegende Erfindung betrifft dementsprechend eine 25 Mischung oder Zusammensetzung, bzw. eine Verwendung, das diesen Zusammenhang ausnützt. In der USA-Patentschrift Nr. 3 449 080 wird ein Verfahren zur Messung der Konzentration an Natrium und/oder Chloridionen im Kör-perschweiss beschrieben. Gemäss dieser Patentschrift wird die 30 Affinität eines schwach sauren oder eines schwach basischen Ionenaustauscherharzes gegenüber diesen unbekannten Ionen zur Bestimmung herangezogen, sowie die Fähigkeit, von bekannten pH-Indikatoren die Farbe zu wechseln. Der Stand der Technik unterscheidet sich jedoch sehr deutlich von 35 dem Erfindungsgegenstand. In summary, it should be pointed out that from the prior art, as far as it comes into question for the subject of the invention, many methods are known which serve to determine the specific weight, both direct and indirect methods. Direct determination requires devices that are fragile, easy to handle and expensive, and that have to be constantly cleaned, maintained and calibrated. Of the indirect methods, the determination of a related property of the solution, that is, a colligative property of the solution known as osmolality, can provide a precise relationship with the specific weight. The present invention operates in a variety of ways based on the relationship between the specific gravity and ionic strength of a solution, and the present invention accordingly relates to a mixture or composition, or use, that takes advantage of this relationship. A method for measuring the concentration of sodium and / or chloride ions in body sweat is described in US Pat. No. 3,449,080. According to this patent, the affinity of a weakly acidic or a weakly basic ion exchange resin for these unknown ions is used for the determination, and the ability to change the color of known pH indicators. However, the prior art differs very clearly from the subject matter of the invention.

Ziel der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung einer Testmischung zur Bestimmung der Ionenstärke oder des spezifischen Gewichtes einer wässrigen Testprobe, welche die 40 vorher beschriebenen Nachteile bisher bekannter derartiger Testmischungen nicht aufweist. The aim of the present invention was to provide a test mixture for determining the ionic strength or the specific weight of an aqueous test sample which does not have the 40 previously described disadvantages of such test mixtures known to date.

Überraschenderweise zeigte es sich, dass die angestrebten Ziele mit einer Testmischung erreicht werden können, die ein schwach saures oder schwach basisches Polyelektrolyt-poly-45 meres enthält, das zu mindestens 50% neutralisiert ist und ferner ein Indikatormittel enthält, das bei Ionenaustausch zwischen dem Polyelektroly ten und der Probe eine feststellbare Veränderung zeigt. Surprisingly, it was found that the desired goals can be achieved with a test mixture which contains a weakly acidic or weakly basic polyelectrolyte poly-45 meres, which is neutralized to at least 50% and also contains an indicator agent which is used for ion exchange between the polyelectrolytes and the sample shows a noticeable change.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine so Testmischung zur Bestimmung der Ionenstärke oder des spezifischen Gewichtes einer wässrigen Testprobe, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein schwach saures oder schwach basisches Polyelektrolyt-polymeres enthält, wobei das Polymere zu mindestens 50% neutralisiert ist, und ferner ein Indi-55 katormittel enthält, das in der Lage ist, eine feststellbare Veränderung bei Ionenaustausch zwischen dem Polyelektrolyten und der Probe zu liefern. The present invention therefore relates to a test mixture for determining the ionic strength or the specific weight of an aqueous test sample, which is characterized in that it contains a weakly acidic or weakly basic polyelectrolyte polymer, the polymer being at least 50% neutralized, and further includes an indicator agent capable of providing a detectable change in ion exchange between the polyelectrolyte and the sample.

Beispiele für schwach saure oder schwach basische Poly-elektrolyt-polymere, die in den erfindungsgemässen Testmi-60 schungen enthalten sein können, sind Polyacrylsäure, Poly-maleinsäure, ein Maleinsäurevinylmethyläther-copolymeri-sat, Polymetharcrylsäure, ein Styrolmaleinsäure-copolyme-res, Polyvinylamin oder Poly(4-vinylpyridin). Examples of weakly acidic or weakly basic polyelectrolyte polymers which can be contained in the test mixtures according to the invention are polyacrylic acid, polymaleic acid, a maleic acid vinyl methyl ether copolymer, polymetharrylic acid, a styrene maleic acid copolymer, polyvinylamine or Poly (4-vinyl pyridine).

Vorzugsweise ist in den erfindungsgemässen Testmischun-65 gen das schwach saure oder schwach basische Polyelektrolyt-polymere zu 75-95% neutralisiert. The weakly acidic or weakly basic polyelectrolyte polymer is preferably neutralized to 75-95% in the test mixtures according to the invention.

Das Indikatormittel, das in der Lage ist, eine feststellbare Veränderung bei Ionenaustausch zwischen dem Polyelektro The indicator agent that is capable of a detectable change in ion exchange between the polyelectro

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lyten und der Probe zu liefern, kann beispielsweise eine pH-1 Indikatorsubstanz sein. supplying the lyte and the sample can be, for example, a pH-1 indicator substance.

Die Handhabung der erfindungsgemässen Testmischung ist dann besonders einfach, wenn sie sich auf einem Trägermaterial befindet. The test mixture according to the invention is particularly easy to handle when it is on a carrier material.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemässen Testmischung zur Bestimmung der Ionenstärke oder des spezifischen Gewichtes einer wässrigen Testprobe. Diese Verwendung ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Testprobe mit der Mischung zusammenbringt und eine feststellbare Veränderung beobachtet. Another object of the present invention is the use of the test mixture according to the invention for determining the ionic strength or the specific weight of an aqueous test sample. This use is characterized in that the test sample is brought together with the mixture and a noticeable change is observed.

Diese feststellbare Veränderung kann beispielsweise ein Farbwechsel des Indikatormittels sein. This detectable change can be, for example, a change in the color of the indicator means.

In der Folge wird die Zeichnung kurz erläutert. Die Figuren 1 bis 8 sind grafische Darstellungen von The drawing is briefly explained below. Figures 1 to 8 are graphical representations of

(a) dem Ansprechen, d.h. der Response, von drei Poly-elektrolyten auf Testproben, die unterschiedliche spezifische Gewichte besitzen, und (a) response, i.e. the response of three polyelectrolytes to test samples with different specific weights, and

(b) der Titration oder teilweisen Neutralisation dieser Polymeren. (b) titration or partial neutralization of these polymers.

In den Figuren 1,2 und 3 sind Titrationskurven dargestellt. Titration curves are shown in FIGS. 1, 2 and 3.

Figur 1 veranschaulicht die Titrationskurve eines Copoly-merisates aus Maleinsäureanhydrid und Methylvinyläther. Dabei ist auf der Ordinate der pH-Wert aufgetragen und auf der Abszisse ist oben die Zeit in Minuten aufgetragen (0-60 Minuten) und darunter sind die zugesetzten Milliliter an 0,1-normaler Natronlauge aufgetragen, die bei der Titration zugegeben werden, und zwar 0 bis 1,0 ml. Figure 1 illustrates the titration curve of a copolymer of maleic anhydride and methyl vinyl ether. The pH is plotted on the ordinate and the time in minutes is plotted on the abscissa (0-60 minutes) and below that are added the milliliters of 0.1 normal sodium hydroxide solution that are added during the titration, and 0 to 1.0 ml.

In den Figuren 2 und 3 sind analoge Titrationskurven dargestellt, wobei also wieder auf der Ordinate der pH-Wert aufgetragen ist und auf der Abszisse oben die Zeit in Minuten und darunter in Figur 2 die bei der Titration zugegebenen Milliliter an 10-normaler Natronlauge (0-3,0), und in Figur 3 die Milliliter an 1,0-normaler Natronlauge (0-6,0). Der Polyelektrolyt, der titriert wurde, war in Figur 2 Polyacrylsäure und in Figur 3 Polyvinylamin. Analogous titration curves are shown in FIGS. 2 and 3, with the pH value again being plotted on the ordinate and the time in minutes on the abscissa and below that in FIG. 2 the milliliters of 10 normal sodium hydroxide solution added during the titration (0 -3.0), and in Figure 3 the milliliters of 1.0 normal sodium hydroxide solution (0-6.0). The polyelectrolyte that was titrated was polyacrylic acid in Figure 2 and polyvinylamine in Figure 3.

In den Figuren 4,5 und 6 wird veranschaulicht, wie die fraglichen Polyelektrolyten sich bei der Bestimmung des spezifischen Gewichtes von Harn verhalten, nachdem in unterschiedlichem Ausmass eine Neutralisierung der im Polymer gebundenen Gruppen stattgefunden hatte. Dabei ist in den Figuren 4,5 und 6 jeweils auf der Ordinate die Änderung des pH-Wertes aufgetragen, also der Wert 5-pH, und auf der Abszisse ist der pH-Wert des teilweise neutralisierten Polyelektrolyten aufgetragen. Figur 4 betrifft das Copolymer aus Ma-leinsäure-anhydrit und Methylvinyläther, Figur 5 die Polyacrylsäure und Figur 6 das Polyvinylamin. FIGS. 4, 5 and 6 illustrate how the polyelectrolytes in question behave when determining the specific weight of urine after the groups bound in the polymer have been neutralized to varying degrees. In FIGS. 4, 5 and 6, the change in the pH value, that is the value 5-pH, is plotted on the ordinate, and the pH value of the partially neutralized polyelectrolyte is plotted on the abscissa. Figure 4 relates to the copolymer of maleic anhydrite and methyl vinyl ether, Figure 5 the polyacrylic acid and Figure 6 the polyvinylamine.

In Figur 7 ist in gleicher Weise das Ansprechen des Polyvi-nylaminpolymerisates auf wässrige Salzlösungen unterschiedlicher Konzentration dargestellt. Auch hier ist wieder auf der Ordinate die Änderung des pH-Wertes, also der Wert 5-pH, aufgetragen, und auf der Abszisse der pH-Wert des teilweise neutralisierten Polyelektrolyten. FIG. 7 shows the response of the polyvinylamine polymer to aqueous salt solutions of different concentrations in the same way. Here too, the ordinate shows the change in pH, i.e. the value 5-pH, and the abscissa shows the pH of the partially neutralized polyelectrolyte.

Schliesslich zeigt Figur 8 das Ansprechen einer bevorzugten Testvorrichtung. In dieser Figur sind auf der Ordinate die Prozente des Reflexionsvermögens aufgetragen, und auf der Abszisse die Wellenlänge, bei denen dieses bestimmt wurde. Die Kurven stellen die entsprechenden Werte für reines Wasser sowie Harnproben mit spezifischen Gewichten von 1,005, bzw. 1,015, bzw. 1,030 dar. Finally, FIG. 8 shows the response of a preferred test device. In this figure, the percentages of the reflectivity are plotted on the ordinate, and the wavelength at which this was determined is plotted on the abscissa. The curves represent the corresponding values for pure water and urine samples with specific weights of 1.005, 1.015 and 1.030.

Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen, bzw. Mischungen, enthalten als einen Bestandteil einen schwach sauren oder schwach basischen Polyelektrolyten. Viele Beispiele für derartige Polyelektrolyten sind in der Literatur beschrieben. Deren gemeinsamen Eigenschaften sind im wesentlichen von dem Ausmass der Dissoziation der ionischen gebundenen The compositions or mixtures according to the invention contain, as one constituent, a weakly acidic or weakly basic polyelectrolyte. Many examples of such polyelectrolytes are described in the literature. Their common properties are essentially dependent on the extent of the dissociation of the ionic bound

Gruppen abhängig, wenn das fragliche Polymermaterial sich in wässriger Umgebung befindet. Die meisten Polyelektrolyten sind in Wasser löslich oder teilweise löslich und sie sind leicht ionisierbar, und zwar in Abhängigkeit von der ioni-5 sehen Natur von Groups depend if the polymer material in question is in an aqueous environment. Most polyelectrolytes are soluble or partially soluble in water and are easily ionizable, depending on the ionic nature of

(a) dem wässrigen System und (a) the aqueous system and

(b) der ionisierbaren Spezies, die sich auf der Polymerkette befinden. (b) the ionizable species that are on the polymer chain.

Dementsprechend werden Polyelektrolyten als schwach io oder stark sauer oder basisch klassifiziert, je nach ihrem ionischen Verhalten. Im allgemeinen werden solche Polyelektrolyten, die fast vollständig ionisieren, wenn sie mit Wasser in Berührung gebracht werden, als starke Polyelektrolyten betrachtet, und als Beispiele für derartige Polyelektrolyten seien i5 genannt: Poly(vinylschwefelsäure) und Poly(styrolsul-fonsäure). Accordingly, polyelectrolytes are classified as weakly io or strongly acidic or basic, depending on their ionic behavior. In general, those polyelectrolytes that ionize almost completely when brought into contact with water are considered strong polyelectrolytes, and examples of such polyelectrolytes include i5: poly (vinylsulfuric acid) and poly (styrenesulphonic acid).

Andererseits sind schwache Polyelektrolyten solche, welche schwach saure oder schwach basische ionisierbare Gruppen enthalten. Die Ladungsdichte entlang der molekularen 20 Kette dieser Polymeren kann variiert werden, indem man das Ausmass der Neutralisation ändert. Beispiele für schwach saure oder schwach basische Polyelektrolyten, die insbesondere zur Durchführung der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind Polyacrylsäure, Polymaleinsäure, Maleinsäure-25 methylvinyläther-copolymerisate, Polymethacrylsäure, Sty-rol-maleinsäure-copolymerisate, Poly(4-vinylpyridin) und andere. On the other hand, weak polyelectrolytes are those which contain weakly acidic or weakly basic ionizable groups. The charge density along the molecular chain of these polymers can be varied by changing the extent of neutralization. Examples of weakly acidic or weakly basic polyelectrolytes which are particularly suitable for carrying out the present invention are polyacrylic acid, polymaleic acid, maleic acid-25 methyl vinyl ether copolymers, polymethacrylic acid, styrene-maleic acid copolymers, poly (4-vinyl pyridine) and others.

Die erfindungsgemässe Zusammensetzung enthält schwach basische und schwach saure Polyelektrolyten, die zu 30 mindestens 50% neutralisiert wurden. Mindestens einige der funktionellen Gruppen des Polymeren werden zuerst mit einer Base, bzw. mit einer Säure, teilweise titriert, und zwar unabhängig davon, ob die fraglichen Gruppen schwach saure Gruppen sind, wie zum Beispiel Gruppen der Formel 35 -COOH, oder ob sie schwach basische Gruppen sind. Nach dieser teilweisen Titration wird dann der so erhaltene Polyelektrolyt in die Testzusammensetzung einverleibt. Typischerweise werden wässrige Lösungen eines Titrationsmittels verwendet, und Beispiele für basische Titrationsmittel sind Lö-40 sungen von Natronlauge, Kalilauge, Natriumcarbonat, Poly-(äthylenimin), Tris(hydroxymethylamin)-methan, und andere entsprechende basische Titrationsmittel, die für den Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind. Überraschenderweise hat es sich herausgestellt, dass eine derartige partielle Titra-45 tion oder Neutralisation nötig ist, damit eine deutliche Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Niveaus des spezifischen Gewichtes in Testlösungen gemacht werden kann. The composition according to the invention contains weakly basic and weakly acidic polyelectrolytes which have been neutralized to at least 50%. At least some of the functional groups of the polymer are first titrated partially with a base or with an acid, regardless of whether the groups in question are weakly acidic groups, such as groups of the formula 35 -COOH, or whether they are weak are basic groups. After this partial titration, the polyelectrolyte thus obtained is then incorporated into the test composition. Typically, aqueous solutions of a titrant are used, and examples of basic titrants include solutions of sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution, sodium carbonate, poly (ethyleneimine), tris (hydroxymethylamine) methane, and other corresponding basic titrants that are known to those skilled in the art Area are known. Surprisingly, it has been found that such a partial titration or neutralization is necessary so that a clear distinction can be made between different levels of specific weight in test solutions.

Das Polymer muss zu mindestens 50% neutralisiert sein, d.h. mindestens die Hälfte der ionisierbaren Gruppen sind 50 neutralisiert. Ein idealer Neutralisationsbereich, der derjenige ist, welcher zur Durchführung der erfindungsgemässen Bestimmungen am besten geeignet ist, liegt dabei im Bereich von 75-95% Neutralisation, wobei sich eine 90-prozentige Neutralisation bei weitem als die optimale gezeigt hat, indem sie 55 die grössten Unterschiede bezüglich der pH-Änderung oder einer anderen feststellbaren Veränderung oder Response bei Veränderung des spezifischen Gewichtes oder der Ionenstärke liefert. The polymer must be at least 50% neutralized, i.e. at least half of the ionizable groups are 50 neutralized. An ideal neutralization range, which is the one which is most suitable for carrying out the determinations according to the invention, lies in the range of 75-95% neutralization, with a 90% neutralization being shown to be the optimal by far by having 55 the largest Differences in the pH change or another detectable change or response when changing the specific weight or the ionic strength.

Der Polyelektrolyt, der zur Verwendung zu den erfin-60 dungsgemässen Zwecken ausgewählt wird, muss, wie bereits oben erläutert wurde, zu mindestens 50% neutralisiert sein. Dies wird erreicht, indem man das Polymere mit einer geeigneten Säure oder einer geeigneten Base, je nachdem, was gerade benötigt wird, oder mit anderen Mitteln titriert, wo-65 durch das gewünschte Ergebnis der teilweisen Neutralisation erreicht wird. In Figur 1 wird die Titrationskurve eines Ma-leinsäureanhydrid-methylvinyläther-copolymerisates angegeben, nämlich des Produktes, das unter der Markenbezeich- The polyelectrolyte selected for use for the purposes according to the invention must, as already explained above, be at least 50% neutralized. This is accomplished by titrating the polymer with an appropriate acid or base, as needed, or other means, where the desired result of partial neutralization is achieved. FIG. 1 shows the titration curve of a maleic anhydride-methyl vinyl ether copolymer, namely the product which is sold under the brand name

5 642 455 5 642 455

nung «Gantrez S-97» von der General Aniline and Film Cor- figes Eintauchverfahren angewandt werden, bei dem der Po- “Gantrez S-97” by General Aniline and Film Corfiges immersion process, in which the po-

poration in den Handel gebracht wird. Die Titration erfolgte lyelektrolyt und das Indikatormittel gleichzeitig in der an- poration is put on the market. The titration was carried out lyelectrolyte and the indicator agent simultaneously in the other

dabei mit Natriumhydroxid in wässriger Lösung. fänglich eingesetzten Lösung oder Suspension anwesend sind. doing so with sodium hydroxide in aqueous solution. the solution or suspension used are present.

In Figur 2 sind ähnliche Ergebnisse für das Polymere Po- Die getrocknete, das Reagenz tragende Trägermatrix lyacrylsäure, und in Figur 3 für das Polymere Polyvinylamin 5 kann auf einem die Rückseite darstellenden oder Grundmate- FIG. 2 shows similar results for the polymer Po- The dried carrier matrix carrying the reagent, lyacrylic acid, and in FIG. 3 for the polymer Polyvinylamine 5 can be shown on a backing or basic material.

zusammengestellt. rial befestigt sein, wenn dies erwünscht ist. Gemäss einer be- compiled. rial attached if this is desired. According to a

Ein weiterer Bestandteil der erfindungsgemässen Zusam- vorzugten Ausführungsart enthält also die erfindungsgemässe mensetzungen ist ein Indikatormittel, das auf den Ionenaus- Testvorrichtung ein Filterpapier-Trägergrundmaterial, in tausch anspricht. Das Indikatormittel kann in verschiedenster welches ein teilweise neutralisierter Polyelektrolyt und ein InForm vorliegen, beispielsweise als pH-Meter, als pH-Indika- io dikatormaterial, wie dies oben beschrieben ist, einverleibt tor oder in Form irgendeines anderen Mittels, das von jeman- sind, wobei die Matrix an einer Seite eines länglichen Stückes dem mit Erfahrung auf diesem Gebiet beurteilt, bzw. klassifi- eines transparenten Polystyrolfilmes befestigt ist. Die Matrix ziert werden kann. Dementsprechend kann ein pH-Meter zu- ist an einem Ende des Polystyrolfilmes oder der Polystyrolfo-sammen mit einer Standard-pH-Elektrode, d.h. in Lösungs- lie mit Hilfe irgendeines geeigneten Mittels befestigt, bei-systemen, oder mit einer Oberflächen-pH-Elektrode verwen- 15 spielsweise mit Hilfe eines zweiseitig klebenden Klebestrei-det werden, nämlich dann, wenn die Zusammensetzung in fens, beispielsweise des Produktes mit der Markenbezeich-eine Trägermatrix einverleibt ist. Das Ansprechen, d.h. die nung «Double Stick», das von der Minnesota Mining and Ablesung des pH-Meters wird dann beobachtet, und zwar an- Manufacturing Company erhältlich ist, wobei dann das anhand unterschiedlicher Härte für die Ionenstärke, und so dere Ende des Polystyrolfilmes oder der Polystyrolfolie als kann ein Vergleichssystem geeicht werden, bei dem eine jewei- 20 Mittel zum Halten dieser Testvorrichtung dient. Bei der Verlige Änderung im pH-Wert einer speziellen Ionenstärke in der wendung dieser Testvorrichtung wird sie dann am freien Ende jeweiligen Testprobe entspricht. des die Rückseite bildenden Polystyrolfolienmaterials gehal- A further component of the preferred embodiment according to the invention thus contains the compositions according to the invention is an indicator agent which, in exchange, responds to a filter paper base material on the ion test device. The indicator agent can be in a variety of forms, including a partially neutralized polyelectrolyte and an in-form, such as a pH meter, pH indicator material as described above, or in the form of any other agent that is from someone. wherein the matrix is attached to one side of an elongated piece of that with experience in this field, or is classically attached to a transparent polystyrene film. The matrix can be decorated. Accordingly, a pH meter can be attached to one end of the polystyrene film or polystyrene films with a standard pH electrode, i.e. attached in solution with the help of any suitable means, by-systems, or with a surface pH electrode, for example using a double-sided adhesive, namely when the composition in fens, for example the product the brand name - a carrier matrix is incorporated. The response, i.e. the "double stick" solution, which is then observed by the Minnesota Mining and Reading of the pH meter, is available from Manufacturing Company, which is based on different hardnesses for the ionic strength, and thus the end of the polystyrene film or polystyrene film A comparison system can also be calibrated in which a respective means is used to hold this test device. If the change in the pH value of a particular ionic strength in the application of this test device is lost, it will then correspond to the respective test sample at the free end. of the polystyrene film material forming the back

Andererseits können bekannte pH-empfindliche chromo- ten und das die Matrix aufweisende Ende wird in die Testgene Reagenzverbindungen verwendet werden, und diese probe eingetaucht, beispielsweise in eine Harnprobe und können eine Farbänderung und/oder das Auftreten einer 25 rasch wieder herausgezogen. Nach einer bestimmten Zeit Farbe liefern, und dies wird von der Person, die die Messung wird irgendeine Farbbildung oder sonst eine feststellbare Redurchführt, beobachtet und die fragliche Änderung, bzw. das aktion beobachtet, und die beobachtete Reaktion wird mit ei-Auftreten der Farbe zeigt die Ionenstärke bzw. das spezifische nem Vergleichsstandard, der anhand von Lösungen bekann-Gewicht des getesteten Systems. Wenn ein Chromogen ver- ter Ionenstärken oder bekannten spezifischen Gewichtes, gewendet wird, dann kann ein Vergleichsfarbsystem vorher her- 30 eicht wurde, verglichen. On the other hand, known pH-sensitive chromotene and the end having the matrix can be used in the test genes reagent compounds, and this sample can be immersed, for example in a urine sample, and a color change and / or the occurrence of a 25 can be quickly pulled out again. Deliver color after a period of time, and this is observed by the person making the measurement, any color formation or other noticeable redaction, and the change or action in question is observed, and the observed response is shown with the appearance of the color the ionic strength or the specific standard of comparison, which is known from the weight of the tested system. If a chromogen with different ionic strengths or known specific gravity is used, then a comparison color system can be compared beforehand.

gestellt werden, so dass ein schneller visueller Vergleich zwi- Der jeweilige Vergleichsstandard, der verwendet wird, so that a quick visual comparison between the respective comparison standard that is used

sehen der Testzusammensetzung und dem Vergleichssystem hängt davon ab, ob die Zusammensetzung oder Mischung dann die gewünschten Resultate liefert. Beispiele für Chro- selbst verwendet wird, oder ob sie in eine Trägermatrix ein-mogene, die zu den erfindungsgemässen Zwecken verwendbar verleibt ist, und ferner auch von dem jeweils ei nzusetzenden sind, sind Bromthymolblau, Alizarin. Bromcresolpurpur, 35 Indikatormittel. Wenn dementsprechend ein teilweise neutra- The test composition and the comparison system depends on whether the composition or mixture then delivers the desired results. Examples of chromo itself, or whether they are incorporated into a carrier matrix which can be used for the purposes according to the invention, and also from those to be used in each case, are bromothymol blue, alizarin. Bromocresol purple, 35 indicator agents. Accordingly, if a partially neutral

Phenolrot und Neutralrot. Von diesen hat sich Bromthymol- lisiertes Polyelektrolyt direkt der Testprobe zugesetzt und das blau als speziell gut geeignet herausgestellt. Indikatormittel ein pH-Meter ist, dann kann ein Vergleichs- Phenol red and neutral red. Of these, bromothymolized polyelectrolyte added directly to the test sample and the blue was found to be particularly suitable. Indicator means is a pH meter, then a comparative

Wie bereits erwähnt wurde, befinden sich die erfindungs- standard entwickelt werden, indem man ein Standardgewicht gemässen Testmischungen vorzugsweise auf einem Trägerma- des Polyelektrolyten zu einem Standardvolumen einer Lö-terial. Dieses Trägermaterial kann beispielsweise eine poröse 40 sung bekannter Ionenstärke zusetzt. Die pH-Änderung vor Substanz sein, wie zum Beispiel ein Filterpapier. Andere auf und nach der Zugabe des Polyelektrolyten wird mit Hilfe ei-diesem Gebiet häufig eingesetzte Trägermaterialien können nes pH-Meters bestimmt. Dieses Arbeitsverfahren wird an-ebenso verwendet werden und als Beispiel seien genannt: Filz, hand einer Reihe von Lösungen durchgeführt, die unterporöse keramische Streifen, Glasfasern in Form eines Gewe- schiedliche, vorher bekannte Ionenstärken aufweisen. Um die bes oder in Form einer Matte (s. die USA-Patentschrift Nr. 45 Ionenstärken einer unbekannten Testprobe zu bestimmen, 3 846 247). Weitere geeignete Trägermaterialien, auf denen wird das gleiche Arbeitsverfahren durchgeführt, und die pH-sich die erfindungsgemässen Testmischungen befinden kön- Änderung wird mit derjenigen der bekannten Testlösungen nen, sind Holz, Stoffe, schwammartige Materialien und ton- verglichen. As has already been mentioned, the standards according to the invention are developed by adding a standard weight according to test mixtures, preferably on a carrier of the polyelectrolyte, to a standard volume of a solder. This carrier material can, for example, add a porous solution of known ionic strength. The pH change before substance, such as a filter paper. Others on and after the addition of the polyelectrolyte can be determined with the aid of a carrier material frequently used in this area. This working method will be used in the same way and as an example: felt, carried out by means of a series of solutions which have sub-porous ceramic strips, glass fibers in the form of a certain, previously known ionic strengths. To determine the best or in the form of a mat (see U.S. Patent No. 45 ionic strengths of an unknown test sample, 3,846,247). Other suitable carrier materials on which the same working procedure is carried out and the pH of the test mixtures according to the invention can be found - change is compared with that of the known test solutions, wood, materials, sponge-like materials and clay are compared.

artige Substanzen und in diesem Zusammenhang sei ferner Wenn eine Testvorrichtung verwendet wird, die ein Trä- like substances and in this connection furthermore if a test device is used which

auf das verwiesen, was in der USA-Patentschrift Nr. 3 50 germaterial aufweist, welches teilweise neutralisierte Poly- referred to what has in the United States Patent No. 3,50 germ material which partially neutralized poly

552 928 über derartige Trägermaterialien gesagt wird. elektrolyte und ein Chromogen enthält, dann kann der Ver- 552 928 is said about such carrier materials. contains electrolytes and a chromogen, then the

Es hat sich gezeigt, dass als Trägermaterial für die erfin- gleichsstandard aus einer Reihe von Farbstreifen oder Farb- It has been shown that as a carrier material for the standard of compliance from a series of colored strips or colored

dungsgemässen Testmischungen Filterpapier speziell geeignet blocken bestehen, wobei die Farbe dieser Vergleichsstandards ist. durch eine Reaktion entwickelt wurde, die durchgeführt test mixtures according to the invention are particularly suitable for blocking, the color of these comparison standards being. was developed through a reaction that was carried out

Zur Herstellung derartigen Testmischungen kann das Fil- 55 wurde, indem man die Trägermatrix nach einer bestimmten terpapier mit einer Lösung oder einer Suspension eines zu Zeit beobachtet, nachdem sie in Lösungen bekannter Ionen-mindestens 50% neutralisierten schwach sauren oder schwach stärke eingebracht worden war. Wenn man jetzt eine unbe- For the preparation of such test mixtures, the film could be made by observing the carrier matrix for a certain terpaper with a solution or a suspension one at a time after it had been introduced into solutions of known ion-neutralized at least 50% weakly acidic or weakly starch. If you now have a

basischen Polyelektrolyten in Wasser oder einem anderen ge- kannte Probe testet, dann wird die Trägermatrix der Testvor- basic polyelectrolyte in water or another known sample, then the carrier matrix of the test sample is

eigneten Verdünnungsmittel in Berührung gebracht werden richtung in die Probe eingetaucht, aus ihr entfernt und es wird und man lässt dann trocknen. Bei diesem bevorzugten Her- 60 das Auftreten einer Farbe oder die Änderung einer Farbe stellungsverfahren wird dann anschliessend das den Polyelek- nach der bestimmten Zeit bestimmt. suitable diluent are brought into contact in the direction of the sample, removed from it and it is left to dry. In the case of this preferred method, the occurrence of a color or the change in a color-setting method is then subsequently determined after the determined time.

trolyten tragende Filterpapier mit einer Lösung eines Indika- Irgendwelche Farbänderungen oder Farbentwicklungen tormittels, wie zum Beispiel einer Lösung von Bromthymol- werden dann mit dem Vergleichsstandard der Farbstreifen blau, in Methanol oder in einem anderen geeigneten Lösungs- oder Farbblöcke verglichen und so die Ionenstärke oder das mittel benetzt, und es wird anschliessend getrocknet. Als Bei- 65 spezifische Gewicht der Probe bestimmt. filter paper carrying trolytes with a solution of an indicator - any color changes or color developments such as a solution of bromothymol - are then compared with the standard of comparison of the color strips blue, in methanol or in another suitable solution or color block and so the ionic strength or that medium wetted, and then it is dried. Determined as specific weight of the sample.

spiele für andere geeignete Lösungsmittel seien Äthanol, Die Erfindung sei nun anhand der folgenden Beispiele nä- games for other suitable solvents are ethanol. The invention is now illustrated by the following examples.

N,N-Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid genannt. Ge- her erläutert. Dort werden bevorzugte Ausführungsarten be- N, N-dimethylformamide and dimethyl sulfoxide called. Explained earlier. Preferred embodiments are described there

mäss einer alternativen Ausführungsart kann auch ein einstu- schrieben und analysiert. According to an alternative embodiment, a can also be registered and analyzed.

642 455 642 455

A) Die Mischung oder Zusammensetzung Beispiel 1 A) The mixture or composition of Example 1

Teilweise Neutralisierung eines Copolymeren aus Maleinsäureanhydrid und Methylvinyläther. Partial neutralization of a copolymer of maleic anhydride and methyl vinyl ether.

Dieser Versuch wurde durchgeführt, um die teilweise Neutralisierung eines Polyelektrolyten, nämlich des Produktes mit der Markenbezeichnung «Gantrez S-97», das von der General Aniline and Film Corporation in den Handel gebracht wird, zu untersuchen und den Einfluss der Neutralisation auf eine Zusammensetzung zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes einer Lösung festzustellen. This experiment was carried out to investigate the partial neutralization of a polyelectrolyte, namely the product with the brand name "Gantrez S-97", which is marketed by the General Aniline and Film Corporation, and the influence of neutralization on a composition Determine the specific gravity of a solution.

Eine automatische Titriervorrichtung (Modulartitrator) wurde so ausgestattet, dass die Titration von verschiedenen Polyelektrolyten, die zur Durchführung der Erfindung benötigt werden, durchgeführt werden kann. Die Titriervorrichtung bestand aus einer automatischen Pipettiervorrichtung, und zwar handelte es sich um das Modell Nr. 25 000 der Mi-cromedic Systems, Inc. Bei diesem Instrument ist es möglich, ein konstantes Volumen des Titrationsmittels pro Zeiteinheit in die zu titrierenden Polymerlösungen abzugeben. Die Geschwindigkeit der Zugabe des Titrationsmittels und dementsprechend die Geschwindigkeit der Neutralisation des Polyelektrolyten wurde durch die Auswahl des einpipettierten Volumens, ein Teil des eingetauchten Pipettenvolumens und die Konzentration des Titrationsmittels einreguliert. Veränderungen des pH-Wertes während der Titration wurden festgestellt, indem man eine Standard-pH-Elektrode und ein digitales pH-Meter verwendete, und zwar das Modell 701 der Firma Orion. An automatic titration device (modular titrator) was equipped in such a way that the titration of various polyelectrolytes, which are required for carrying out the invention, can be carried out. The titration device consisted of an automatic pipetting device, namely model No. 25,000 from Mi-cromedic Systems, Inc. With this instrument it is possible to deliver a constant volume of the titrant per unit of time into the polymer solutions to be titrated. The rate of addition of the titrant and, accordingly, the rate of neutralization of the polyelectrolyte was regulated by the selection of the pipetted volume, part of the immersed pipette volume and the concentration of the titrant. Changes in pH during the titration were determined using a standard pH electrode and a digital pH meter, namely the Model 701 from Orion.

Der Ausgang des pH-Meters wurde an einen Schreiber mit Schreibpapierbreite von 10 Inch, und zwar das Modell 17 500A der Firma Hewlett-Packard angeschlossen, und dieser Schreiber wurde so geeicht, dass ein Schreiberausschlag von 1 Inch, also von 2,54 cm, einer Änderung des pH-Wertes um eine pH-Einheit entsprach. Dementsprechend wurde durch den Schreiber eine ständige Beobachtung der pH-Änderungen bezüglich der Zeit durchgeführt, und dementsprechend bezüglich des Volumens an Titrationsmittel, das zugesetzt worden war. The output of the pH meter was connected to a 10 inch wide paper recorder, the Hewlett-Packard Model 17 500A, and this recorder was calibrated so that a 1 inch, 2.54 cm, deflection corresponded to a change in pH by one pH unit. Accordingly, the writer continuously monitored the pH changes over time and, accordingly, the volume of titrant that had been added.

Diese Vorrichtung wurde verwendet, um einen schwach sauren Polyelektrolyten, nämlich das Produkt Gantrez S-97, zu titrieren und den Einfluss der teilweisen Neutralisation zu beobachten. Hiezu wurde eine Lösung von Gantrez S-97 hergestellt, die 20 g des Polyelektrolyten pro Liter an entionisiertem Wasser enthielt. Drei Anteile von je 100 ml dieser Lösung wurden in 250 ml Bechergläser gegeben. Zu einem Anteil wurde so viel Natriumchlorid gegeben, dass seine Normalität 0,1 betrugt, und zu einem Anteil so viel, dass er 1,0 normal an Natriumchlorid war. Zu dem dritten Anteil wurde kein Natriumchlorid zugesetzt. Wenn man jede dieser Polyelektrolytlö-sungen mit 1,0 normaler Natronlauge mit einer 50 ml Pipette bei einer Geschwindigkeit von 9,0 ml Titrationsmittel pro Stunde titrierte und die Änderungen des pH-Wertes gegen das Volumen an Titrationsmittel auftrug, dann war es möglich, die Titrationseigenschaften des Polyelektrolyten Gantrez S-97 und auch den Einfluss der teilweisen Neutralisation auf die Fähigkeit unterschiedlicher Ionenstärken zu differenzieren untersucht. This device was used to titrate a weakly acidic polyelectrolyte, namely the product Gantrez S-97, and to observe the influence of partial neutralization. For this purpose, a solution of Gantrez S-97 was prepared which contained 20 g of the polyelectrolyte per liter of deionized water. Three portions of 100 ml each of this solution were placed in 250 ml beakers. So much sodium chloride was added that its normality was 0.1, and so much that it was 1.0 normal sodium chloride. No sodium chloride was added to the third portion. If each of these polyelectrolyte solutions was titrated with 1.0 normal sodium hydroxide solution with a 50 ml pipette at a rate of 9.0 ml titrant per hour and the changes in pH were plotted against the volume of titrant, then it was possible to do that Titration properties of the polyelectrolyte Gantrez S-97 and also the influence of partial neutralization on the ability to differentiate between different ionic strengths were investigated.

Die bei dieser Titration erhaltenen Ergebnisse sind grafisch in Figur 1 dargestellt. Wie bereits weiter vorne erwähnt wurde, ist in dieser Figur auf der Ordinate der pH-Wert angegeben, und auf der Abszisse ist sowohl die Zeit in Minuten und darunter die dieser Zeit entsprechende Menge an 1,0 normaler Natronlauge, die zugesetzt wurde, angegeben, und zwar in ml. The results obtained in this titration are shown graphically in FIG. 1. As already mentioned earlier, the pH is shown on the ordinate in this figure, and the time in minutes and below is the amount of 1.0 normal sodium hydroxide solution added corresponding to this time is shown on the abscissa. in ml.

Die Kurve A veranschaulicht die Titration derjenigen Po-lyelektrolytlösung, die kein Kochsalz enthielt, die Kurve B Curve A illustrates the titration of that polyelectrolyte solution which contained no sodium chloride, curve B

veranschaulicht die Titration derjenigen Polyelektrolytlö-sung, die 0,1 normal an Natriumchlorid war, und die Kurve C veranschaulicht die Titration derjenigen Polyelektrolytlö-sung, die 1,0 normal an Natriumchlorid war. Der klare Un-5 terschied zwischen den Kurven A, B und C bei einer bestimmten Menge an zugegebener Natronlauge bezüglich des pH-Wertes, d.h. also eine klare Trennung zwischen den Kurven, zeigt die Wirkung der Ionenstärke auf den gemessenen pH-Wert des Polymeren an. Wenn man also das Ausmass der io Trennung zwischen den Titrationskurven, d.h. der pH-Werte bei einer bestimmten Menge an Titrationsmittel feststellt, dann kann man die maximale Empfindlichkeit bezüglich der Bestimmung von unterschiedlichen Niveaus des spezifischen Gewichtes feststellen oder abschätzen. Beispielsweise wird bei 15 der in Figur 1 dargestellten Titration eine grössere Trennung zwischen den Kurven im pH-Bereich von 5 bis 10 festgestellt als in anderen Stadien der Neutralisation des Polymeren. Die Kurven in Figur 1 zeigen an, dass die optimale Trennung bei einem Ausmass der Polymerneutralisation im Bereich von 20 70% bis 95% oder noch mehr liegt, d.h. in demjenigen Bereich, wo 6,0 bis 9,0 ml an Titrationsmittel zugesetzt worden war. Diese Information ist nicht nur nützlich, um die Wirksamkeit des Polymeren in wässrigen Systemen zu eichen, sondern sie ist auch behilflich, um die optimale Neutralisation 25 des Polyelektrolyten, der in die Trägermatrix einverleibt werden soll, zu bestimmen, wie dies weiter unten noch in Beispiel 4 näher erläutert wird. illustrates the titration of the polyelectrolyte solution that was 0.1 normal in sodium chloride, and curve C illustrates the titration of the polyelectrolyte solution that was 1.0 normal in sodium chloride. The clear difference between curves A, B and C with a certain amount of added sodium hydroxide solution with regard to the pH, i.e. a clear separation between the curves shows the effect of ionic strength on the measured pH of the polymer. So if you look at the extent of the separation between the titration curves, i.e. If the pH values are determined for a certain amount of titrant, one can determine or estimate the maximum sensitivity with regard to the determination of different levels of the specific weight. For example, in 15 of the titration shown in FIG. 1, a greater separation between the curves in the pH range from 5 to 10 is found than in other stages of the neutralization of the polymer. The curves in Figure 1 indicate that the optimal separation with a degree of polymer neutralization is in the range of 20 70% to 95% or more, i.e. in the range where 6.0 to 9.0 ml of titrant had been added. This information is not only useful to calibrate the effectiveness of the polymer in aqueous systems, but is also helpful to determine the optimal neutralization 25 of the polyelectrolyte to be incorporated into the carrier matrix, as will be seen in Example below 4 is explained in more detail.

Der Prozentsatz der Neutralisation eines bestimmten Po-3olyelektrolyten kann aus den Titrationsdaten berechnet werden, wie zum Beispiel denjenigen, die grafisch in der Figur 1 durch die Kurve A veranschaulicht werden, bei der die Titration des Polyelektrolyten, hier des Produktes Gantrez S-97, ohne Zugabe von Kochsalz bestimmt worden war. Der Pro-35 zentsatz der Neutralisation des Polymeren wird für einen bestimmten pH-Wert der titrierten Polymerlösung berechnet, indem man den pH-Wert der Lösung auf der senkrechten Achse, also der Ordinate sucht, um dort eine horizontale Linie von der senkrechten Achse bis zur Kurve A zu ziehen, und eine senkrechte Linie von dem Schnittpunkt mit der Kurve A zu der horizontalen Achse zieht, wo man dann die ml an 1,0 normaler Natronlauge, die zugesetzt worden war, abliest. Das V olumen an Titrationsmittel, das diesem Schnittpunkt der senkrechten Linie mit der horizontalen Achse, d.h. der Ab-45 szisse entspricht, dividiert durch das Volumen an Titrationsmittel am Endpunkt der Titration, multipliziert mit 100, liefert in naher Annäherung den Prozentsatz der Neutralisation des Polyelektrolyten. Der Endpunkt der Titration wird durch eine vertikale Linearität der Kurve A am äussersten rechten 50 Ende der Kurve angezeigt, und dieser Endpunkt der Titration kann als Volumen des Titrationsmittels, das zugesetzt worden war, ausgedrückt werden. The percentage of neutralization of a particular Po-3 polyelectrolyte can be calculated from the titration data, such as, for example, that illustrated graphically in Figure 1 by curve A, in which the titration of the polyelectrolyte, here the product Gantrez S-97, without Addition of table salt had been determined. The percentage of neutralization of the polymer is calculated for a specific pH of the titrated polymer solution by looking for the pH of the solution on the vertical axis, i.e. the ordinate, to find a horizontal line from the vertical axis to Draw curve A and draw a vertical line from the intersection with curve A to the horizontal axis, where one then reads the ml of 1.0 normal sodium hydroxide solution which had been added. The volume of titrant that corresponds to this intersection of the vertical line with the horizontal axis, i.e. the abscissa corresponds to, divided by the volume of titrant at the end point of the titration, multiplied by 100, gives in a close approximation the percentage of neutralization of the polyelectrolyte. The end point of the titration is indicated by a vertical linearity of curve A at the far right end of the curve, and this end point of the titration can be expressed as the volume of the titrant added.

Dementsprechend ist für den Polyelektrolyten Gantrez S-97 der Endpunkt der Titration in Figur 1 sehr nahe bei 9,0 55 ml, nämlich etwa bei 8,6 ml, an zugesetztem Titrationsmittel, d.h. an zugesetzter 1,0 normaler Natronlauge. Die Titration der Gantrez-Lösung in entionisiertem Wasser bis zur Erreichung eines pH-Wertes von etwa 7,5 entspricht einem Volumen von etwa 6 ml an Titrationsmittel, das zugesetzt worden 60 war. Da der Endpunkt bei 8,6 ml an Titrationsmittel liegt, wird der Prozentsatz der Neutralisation durch die folgende Formel berechnet: Accordingly, for the Gantrez S-97 polyelectrolyte, the end point of the titration in Figure 1 is very close to 9.0 55 ml, namely approximately 8.6 ml, of added titrant, i.e. with added 1.0 normal sodium hydroxide solution. Titration of the Gantrez solution in deionized water until a pH of about 7.5 is reached corresponds to a volume of about 6 ml of titrant that had been added 60. Since the end point is 8.6 ml titrant, the percentage of neutralization is calculated using the following formula:

6,0 ml Titrationsmittel 6.0 ml titrant

8,6 ml Titrationsmittel beim Endpunkt x 100 = 70% Neutralisation 8.6 ml titrant at the end point x 100 = 70% neutralization

7 642 455 7 642 455

Beispiel 2 den Salzes mit der Chlorwasserstoffsäure, d.h. in vollständig Example 2 the salt with hydrochloric acid, i.e. in completely

Teilweise Neutralisation von Polyacrylsäure. neutralisierter Form, welche ein Molekulargewicht von Partial neutralization of polyacrylic acid. neutralized form, which has a molecular weight of

Dieser Versuch wurde durchgeführt, um die partielle Neu- 60,000 aufweist, wurde hergestellt, wobei die Lösung eine tralisation von Polyacrylsäure zu untersuchen und den Ein- Konzentration von 20 g an Polymer pro Liter entionisiertem fluss einer derartigen Neutralisation auf die Verwendbarkeit 5 Wasser aufwies. Drei Anteile von je 100 ml dieser Lösung dieses Polyelektrolyten um das spezifische Gewicht einer Lö- wurden in drei Bechergläser eines Rauminhaltes von 250 ml sung zu bestimmen. Es wurde hier die gleiche automatische gegeben. Zu einem dieser Anteile wurde Natriumchlorid ge- This test was carried out to show the partial new 60,000, the solution was to investigate a neutralization of polyacrylic acid and the concentration of 20 g of polymer per liter of deionized flow of such a neutralization to the usability was 5 water. Three portions of 100 ml of this solution of this polyelectrolyte to determine the specific weight of a solution were determined in three beakers with a volume of 250 ml. The same automatic was given here. Sodium chloride was added to one of these portions.

Titriervorrichtung, das gleiche pH-Meter und die gleiche geben, bis der Gehalt 0,5 normal war, und zu dem zweiten Titration device, give the same pH meter and the same until the content was normal 0.5 and to the second

Elektrode verwendet, wie in Beispiel 1 und es wurde auch das Anteil wurde so viel Natriumchlorid gegeben, bis die Lösung dort beschriebene Arbeitsverfahren durchgeführt. 10 daran 3,0 normal war. Zu dem dritten Anteil hingegen wurde Electrode used as in Example 1 and the portion was added so much sodium chloride until the solution performed the procedure described there. 10 of which 3.0 was normal. The third part, however, was

Eine Lösung der Polyacrylsäure, nämlich des schwach kein Natriumchlorid zugegeben. A solution of polyacrylic acid, namely the weakly no sodium chloride added.

sauren Polyelektrolyten, der von der Firma Aldrich Chemical Jede dieser Lösungen wurde dann unter Verwendung von Co. mit der Katalognummer 19,205-8 vertrieben wird, wurde 1,0 normaler Natronlauge titriert, wobei man eine 50 ml Pi-hergestellt, indem man 20 g dieses Polymermateriales in ei- pette verwendete, und die Zugabe des Titrationsmittels mit einem Liter entionisiertem Wasser löste. Anteile von 100 ml je- 15 ner Geschwindigkeit von 9.0 ml an 1,0 normaler Natronlauge der dieser Lösung wurden in 250 ml Bechergläser gegeben. Zu pro Stunde erfolgte. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in einem dieser Anteile wurde so viel an Kochsalz gegeben, bis er Figur 3 zusammengestellt, in welcher wieder auf der Ordinate 0,1 normal an Kochsalz war, und zu dem zweiten der Anteile der pH-Wert aufgetragen ist und auf der Abszisse die Zeit in so viel beigegeben bis er 1,0 normal an Kochsalz war. Zu dem Minuten, bzw. darunter die zu diesem Zeitpunkt zugegebene dritten Anteil hingegen wurde kein Kochsalz zugegeben. Jede 2c Menge an der 1,0 normalen Natronlauge in ml. In Figur 3 dieser Lösungen wurde dann mit 10,0 normaler Natronlauge, veranschaulicht die Kurve A die Titration der Polyelektrolyt-unter Verwendung einer 50 ml Pipette titriert, wobei die Ti- lösung, zu der kein Kochsalz zugegeben worden war, die trationsgeschwindigkeit 3,0 ml Titrationsmittel pro Stunde Kurve B die Titration der Polyelektrolytlösung, deren Gehalt betrug. Die dabei erzielten Ergebnisse sind in Figur 2 veran- an Natriumchlorid 0,5 normal war, und die Kurve C die Ti-schaulicht, wobei wieder aus der Ordinate der pH-Wert er- 25 tration der Lösung, deren Gehalt an Natriumchlorid auf 3,0 sichtlich ist und auf der Abszisse die Zeit in Minuten, bzw. eingestellt worden war. acidic polyelectrolyte, available from Aldrich Chemical. Each of these solutions was then sold using Co., catalog number 19.205-8, 1.0 normal sodium hydroxide solution was titrated to make a 50 ml Pi by making 20 g of this Polymer material used in a pipette, and the addition of the titrant dissolved with a liter of deionized water. Portions of 100 ml of a speed of 9.0 ml of 1.0 normal sodium hydroxide solution of this solution were placed in 250 ml beakers. To be done per hour. The results obtained in one of these portions were given as much sodium chloride until it was compiled in FIG. 3, in which normal salt was again on the ordinate 0.1, and the pH value was plotted on the second portion and on the abscissa added the time in so much until it was 1.0 normal sodium chloride. No salt was added to the minute or less the third portion added at that time. Each 2c amount of the 1.0 normal sodium hydroxide solution in ml. In FIG. 3 of these solutions, 10.0 normal sodium hydroxide solution, curve A illustrates the titration of the polyelectrolyte using a 50 ml pipette, the titration, to which no table salt had been added, the tration rate 3.0 ml of titrant per hour, curve B the titration of the polyelectrolyte solution, the content of which was. The results obtained are normal in FIG. 2 for sodium chloride 0.5, and curve C shows the Ti, again from the ordinate the pH value of the solution, the content of sodium chloride of which is 3, 0 is visible and the time in minutes or was set on the abscissa.

darunter die Menge an zugegebener 10-normaler Natron- Die in Figur 3 veranschaulichten Ergebnisse zeigen, dass lauge in ml angegeben ist. Dabei stellt die Kurve A diejenige nur geringe Unterschiede bezüglich der Ionenstärke, d.h. nur including the amount of 10 normal sodium hydroxide added. The results illustrated in FIG. 3 show that alkali is given in ml. Curve A shows only slight differences in ionic strength, i.e. just

Polyelektrolytlösung dar, die kein Salz enthält, die Kurve B eine geringe Empfindlichkeit auftritt, wenn das Polymere veranschaulicht diejenige Lösung, die 0,1 normal an Koch- 30 vollständig in der Aminform oder der nicht-neutralisierten salz ist, und die Kurve C diejenige Lösung, die 1,0 normal an Form vorliegt, d.h. bei einem pH-Wert von 10 nach einer Ti- Polyelectrolyte solution that contains no salt, curve B a low sensitivity occurs when the polymer illustrates the solution that is 0.1 normal to boiling 30 completely in the amine form or the unneutralized salt, and curve C that solution , which is 1.0 normal in shape, ie at pH 10 after a ti-

Kochsalz ist. trationszeit von 35 Minuten. Im Gegensatz dazu tritt eine her- Is table salt. tration time of 35 minutes. In contrast, a

Die in Figur 2 zusammengestellten Ergebnisse zeigen, vorragend gute Trennung bei geringeren Ausmassen der Ti-dass die grösste Trennung bezüglich der Ionenstärke, d.h. die tration auf. d.h. wo die Neutralisierung des Polymeren nicht grösste Trennung zwischen den Kurven A, B und C dort vor- 35 so stark ist. Dementsprechend ist die Fähigkeit des Polyvinyl-kommt, wo eine etwa 50-prozentige bis etwa 95-prozentige amines zwischen unterschiedlichen lonenstärkenbereichen zu oder noch grössere Neutralisation des Polymeren stattgefun- differenzieren, verkehrt proportional zu der Menge an beige-den hat, d.h. im Bereich, wo etwa 1,5 bis etwa 3 ml an Titra- gebenem Titrationsmittel, und zwar so, dass beim Fortsetzen tionsmittel zugesetzt worden waren. Wenn beispielsweise das der Titration dann, wenn eine Neutralisation von über 95% Polymere während eines Zeitraumes von 40 Minuten titriert 40 vorliegt, eine hervorragend gute Trennung erreicht wird, wäh-worden war, d.h. wenn 2,0 ml an 10-normaler Natronlauge rend zu dem Zeitpunkt, wo die Neutralisation 0 ist, d.h. dann, zugegeben sind, dann stellt man eine deutliche Trennung der wenn etwa 5,3 ml an Titrationsmittel zugegeben sind, übererhaltenen pH-Werte in Abhängigkeit von der Ionenstärke haupt keine Trennung auftritt (in diesem Fall schneiden sich der Lösungen fest. Die Kurve C, die der Lösung entspricht, die Kurven A, B und C, wie aus Figur 3 ersichtlich ist). The results summarized in FIG. 2 show that the separation is outstandingly good with smaller dimensions of the Ti — that the greatest separation with regard to the ionic strength, i.e. the tration on. i.e. where the neutralization of the polymer is not the greatest separation between curves A, B and C there. Accordingly, the ability of the polyvinyl comes where an about 50 percent to about 95 percent amines differentiate between different ionic strength ranges to or even greater neutralization of the polymer has been inversely proportional to the amount of beige, i.e. in the area where about 1.5 to about 3 ml of titanium-added titrant, in such a way that the additive had been added when continuing. For example, if the titration, when a neutralization of over 95% of polymers has been titrated 40 over a period of 40 minutes, an excellent separation is achieved, i.e. if 2.0 ml of 10 normal sodium hydroxide solution at the time when the neutralization is 0, i.e. then, added, then there is a clear separation of the pH values obtained when about 5.3 ml of titrant are added, depending on the ionic strength, no separation whatsoever (in this case, the solutions intersect. The curve C, which corresponds to the solution, curves A, B and C, as can be seen from FIG. 3).

welche 1,0 normal an Natriumchlorid ist, liefert dann einen 45 which is 1.0 normal in sodium chloride then gives a 45

pH-Wert von 5,25, die Kurve B, welche der Lösung ent- B) Die Testvorrichtung spricht, die 0,1 normal an Natriumchlorid ist, liefert in diesem pH value of 5.25, curve B, which corresponds to the solution. B) The test device, which is 0.1 normal in sodium chloride, delivers in this

Fall einen pH-Wert von etwa 5,8, während die Kurve A, die Beispiel 4 Fall a pH of about 5.8, while curve A, example 4

derjenigen Lösung entspricht, die frei von Natriumchlorid ist, Anwendung des Maleinsäureanhydrid-Methylvinyläther-copo- corresponds to that solution which is free of sodium chloride, application of maleic anhydride-methyl vinyl ether-copo-

einen pH-Wert von 6,25 liefert. Dementsprechend kann die 50 lymerisates in einer Trägermatrix. provides a pH of 6.25. Accordingly, the 50 lymerisates in a carrier matrix.

Ionenstärke oder das spezifische Gewicht einer jeweiligen Lö- Die Lösung, die im Beispiel 1 verwendet wurde, nämlich sung angenähert werden, indem man diese Werte verwendet 20 g an Gantrez S-97 pro Liter entionisiertem Wasser, wurde und zwischen den Werten interpoliert. weiter untersucht, um ihr Verhalten bei der Bestimmung des spezifischen Gewichtes von Harn zu beobachten, wenn dieses Ionic strength or specific gravity of each solution. The solution used in Example 1, namely solution, was approximated using these values using 20 g of Gantrez S-97 per liter of deionized water and interpolated between the values. further examined to observe their behavior in determining the specific gravity of urine if this

Beispiel 3 55 Material in eine Trägermatrix einverleibt war. Example 3 55 material was incorporated into a carrier matrix.

Teilweise Neutralisierung von Polyvinylamin. Eine Testvorrichtung, die gegenüber der Ionenstärke oder Dieser Versuch wurde durchgeführt, um die teilweise des spezifischen Gewichtes empfindlich ist, wurde hergestellt, Neutralisierung eines schwach basischen Polyelektrolyten, indem man die Lösung an Gantrez S-97 auf Filterpapier aufnämlich von Polyvinylamin, zu untersuchen, das von der brachte und dann trocknete. Verschiedene Testvorrichtungen Firma Dynapol, Inc. erhältlich ist, sowie um den Einfluss ei- 60 wurden hergestellt, um die Eigenschaften des Polyelektroly-ner derartigen Neutralisierung bezüglich der Verwendbarkeit ten bei unterschiedlichen Graden der Neutralisation zu unter-dieses Polyelektrolyten bei der Bestimmung des spezifischen suchen. Dementsprechend wurden Anteile der Lösung von Gewichtes festzustellen. In diesem Falle wurde die gleiche au- Gantrez S-97 durch Titrieren mit Natronlauge in unterschied-tomatische Titriervorrichtung, das gleiche pH-Meter und die lichem Ausmassen neutralisiert. Streifen eines Filterpapieres gleiche Elektrode verwendet, wie dies in Beispiel 1 beschrie- 65 Nr. 204 von Eaton und Dikeman, wurden jeweils in derartige ben ist, und es wurde auch das dort erläuterte Arbeitsverfah- teilweise titrierte Anteile der Lösungen eingetaucht und an-ren angewandt. schliessend getrocknet. Die imprägnierten, getrockneten Eine Lösung von Polyvinylamin in Form des entsprechen- Streifen,die mit jeder dieser Lösungen erhalten wurden, wur- Partial neutralization of polyvinylamine. A test device that was sensitive to ionic strength or This test was carried out to make the partially specific gravity sensitive was made to neutralize a weakly basic polyelectrolyte by testing the solution on Gantrez S-97 on filter paper, including polyvinylamine, that which brought and then dried. Various test devices available from Dynapol, Inc., as well as the influence of a 60 were made to look at the properties of the polyelectrolyte such neutralization in terms of usability with different degrees of neutralization among these polyelectrolytes in determining the specific. Accordingly, proportions of the solution by weight were found. In this case, the same Au- Gantrez S-97 was neutralized by titration with sodium hydroxide solution in different titration devices, the same pH meter and the same dimensions. Strips of a filter paper using the same electrode as described in Example 1, No. 65 by Eaton and Dikeman, were each used in such a way, and the working method explained there - partially titrated portions of the solutions were immersed and applied to others . finally dried. The impregnated, dried solution of polyvinylamine in the form of the corresponding strip obtained with each of these solutions was

642 455 642 455

8 8th

den dann in Harnproben eingetaucht, die unterschiedliche bekannte spezifische Gewichte aufwiesen, und dann wurden sie in entionisiertem Wasser eingetaucht und der pH-Wert derselben wurde bestimmt. Ein pH-Meter mit einer Elektrode mit flacher Oberfläche, das von der Firma Markson Science, Inc. bezogen wurde (das Instrument Nr. 1207, BactiMedia-Kom-bination aus pH und Referenzelektrode) wurde zur Durchführung dieser Bestimmungen herangezogen. Die Werte des ApH, d.h. der Unterschied des pH-Wertes von identischen Streifen, die einerseits in entionisiertem Wasser und andererseits in Harnproben eines bekannten spezifischen Gewichtes eingetaucht wurden, sind in der Folge tabellarisch zusammengestellt. which were then immersed in urine samples having different known specific weights and then immersed in deionized water and the pH thereof determined. A flat-surface electrode pH meter purchased from Markson Science, Inc. (Instrument No. 1207, BactiMedia combination of pH and reference electrode) was used to perform these determinations. The values of the ApH, i.e. The difference in the pH value of identical strips which were immersed in deionized water on the one hand and in urine samples of a known specific weight on the other are summarized in the table below.

Tabelle den jeweils in eine dieser Polyelektrolytlösungen eingetaucht und getrocknet. Dann wurden sie einesteils in Harnproben unterschiedlicher bekannter spezifischer Gewichte und andererseits in entionisiertes Wasser eingetaucht, und der pH-Wert s der so behandelten Streifen wurde bestimmt. Die Werte für ApH wurden in der gleichen Weise wie dies in Beispiel 4 beschrieben ist, bestimmt, und sie sind in der folgenden Tabelle angegeben. Ein pH-Meter mit einer flachen Oberflächenelek-trode, das von der Firma Markson Science, Inc. erhältlich ist io (Nr. 1207 BactiMedia-Kombination aus pH/Referenzelektroden) wurde zur Durchführung der Bestimmungen herangezogen. Table immersed in each of these polyelectrolyte solutions and dried. Then they were partly immersed in urine samples of various known specific weights and secondly in deionized water, and the pH s of the strips thus treated was determined. ApH values were determined in the same manner as described in Example 4 and are given in the following table. A pH meter with a flat surface electrode, available from Markson Science, Inc. io (No. 1207 BactiMedia combination of pH / reference electrodes) was used to carry out the determinations.

15 Tabelle pH-Wert der ApH-Werte, die mit Hilfe von Harn entsprechenden proben des angegebenen spezifischen 15 Table pH-value of the ApH-values, which with the help of urine corresponding samples of the specified specific

Anteile der Poly- Gewichtes erhalten wurden elektrolytlösung Portions of the poly-weight obtained were electrolytic solution

Spez.Gew. Spez. Gew. Spez.Gew. 1,030 1,015 1,005 Specific weight Specific weight specific weight 1.030 1.015 1.005

4,75 0,20 0,29 0,32 4.75 0.20 0.29 0.32

6,0 1,04 0,91 0,54 6.0 1.04 0.91 0.54

7,0 1,70 1,44 0,65 7.0 1.70 1.44 0.65

8.0 2,41 2,06 1,04 8.0 2.41 2.06 1.04

9,25 3,24 2,29 1,09 9.25 3.24 2.29 1.09

9,75 3,52 2,66 1,65 9.75 3.52 2.66 1.65

Die Ergebnisse der oben angeführten Tabelle sind in Figur 4 veranschaulicht. In dieser Figur 4 ist auf der Ordinate der Wert ApH aufgetragen, und auf der Abszisse der pH-Wert der teilweise neutralisierten Polyelektrolytlösung, die zur Herstellung der jeweiligen Teststreifen verwendet wurde. Die drei Kurven der Figur 4 veranschaulichen die ApH-Werte, die mit den Urinproben der angegebenen spezifischen Gewichte erhalten wurden, wenn sie mit Teststreifen getestet wurden, die unter Verwendung der verschieden stark neutralisierten Poly-elektrolyt-Lösungen des auf der Ordinate angegebenen pH-Wertes getestet wurden. Man sieht aus dieser Figur 4, dass das Ausmass der Trennung der Kurven deutlich ansteigt, wenn das Ausmass der Neutralisation des Polyelektrolyten, d.h. der pH-Wert der zur Streifenherstellung verwendeten Polyelektrolytlösung, ansteigt. Dementsprechend, je stärker die partielle Neutralisation des Gantrez Polyelektrolyten ist, um so grösser ist dessen Fähigkeit, zwischen verschiedenen Ausmassen des spezifischen Gewichtes in einer Harnprobe zu unterscheiden. The results of the above table are illustrated in Figure 4. In this FIG. 4, the value ApH is plotted on the ordinate, and the pH value of the partially neutralized polyelectrolyte solution that was used to produce the respective test strips is plotted on the abscissa. The three curves of FIG. 4 illustrate the ApH values obtained with the urine samples of the specified specific weights when tested with test strips, using the differently neutralized polyelectrolyte solutions of the pH value indicated on the ordinate have been tested. It can be seen from Figure 4 that the extent of the separation of the curves increases significantly when the extent of neutralization of the polyelectrolyte, i.e. the pH of the polyelectrolyte solution used for strip production increases. Accordingly, the greater the partial neutralization of the Gantrez polyelectrolyte, the greater its ability to distinguish between different dimensions of the specific weight in a urine sample.

Beispiel 5 Example 5

Versuche mit Polyacrylsäure in einer Trägermatrix. Experiments with polyacrylic acid in a carrier matrix.

Der Polyelektrolyt, der in Beispiel 2 verwendet wurde, nämlich 20 g der Polyacrylsäure pro Liter an entionisiertem Wasser, wurde weiter untersucht um seine Eigenschaften bei der Bestimmung des spezifischen Gewichtes von Harnproben zu beobachten, wenn dieser Polyelektrolyt in eine Trägermatrix einverleibt ist. The polyelectrolyte used in Example 2, namely 20 g of the polyacrylic acid per liter of deionized water, was further investigated to observe its properties in determining the specific gravity of urine samples when this polyelectrolyte was incorporated into a carrier matrix.

Testvorrichtungen wurden in der gleichen Weise hergestellt, wie dies in Beispiel 4 beschrieben ist, mit Ausnahme dessen, dass jetzt die Lösungen der Polyacrylsäure statt der Lösungen des Gantrez S-97 verwendet wurden. Eine Lösung von 20 g Polyacrylsäure pro Liter an entionisiertem Wasser wurde verwendet. Anteile dieser Lösung wurden mit 10-nor-maler Natriumhydroxidlösung titriert, bis sie die pH-Werte erreicht hatten, die in der ersten Spalte der weiter unten angeführten Tabelle angegeben sind. Streifen eines Filterpapiers, und zwar des Papieres Nr. 204 von Eaten und Diekman, wurpH-Werte der Poly- ApH-Werte, die mit den Harnproben elektrolytlösungen der angegebenen spezifischen Gewichte erhalten wurden. Test devices were made in the same manner as described in Example 4, except that now the solutions of polyacrylic acid were used instead of the solutions of Gantrez S-97. A solution of 20 g of polyacrylic acid per liter of deionized water was used. Portions of this solution were titrated with 10 normal sodium hydroxide solution until they reached the pH values indicated in the first column of the table below. Strips of filter paper, Eaten and Diekman No. 204 paper, were pH values of the poly-ApH values obtained with urine samples of electrolyte solutions of the specified specific weights.

20 20th

Spez.Gew. Spez.Gew. Specific weight Specific weight

Spez. Gew. Specific weight

1,005 1,005

1,015 1,015

1,030 1,030

4,0 4.0

0,11 0.11

0,05 0.05

0,00 0.00

25 5,0 25 5.0

0,5 0.5

0,64 0.64

0,70 0.70

6,0 6.0

0,56 0.56

0,88 0.88

1,09 1.09

7,0 7.0

0,76 0.76

1,29 1.29

1,68 1.68

7,5 7.5

0,91 0.91

1,40 1.40

1,98 1.98

8,0 8.0

1,15 1.15

1,73 1.73

2,29 2.29

30 8,25 30 8.25

1,10 1.10

1,82 1.82

2,10 2.10

Die Ergebnisse dieser Tabelle sind in Figur 5 aufgetragen, in der in gleicher Weise wie in Figur 4 auf der Ordinate der Wert ApH aufgetragen ist, während auf der Abszisse der pH-35 Wert der Polyelektrolytlösung angegeben ist, die zur Herstellung der jeweiligen Teststreifen verwendet wurde. Bei den einzelnen Kurven ist jeweils das spezifische Gewicht der getesteten Harnproben angegeben. Man sieht, dass in gleicher Weise wie in Figur 4 auch hier das Ausmass der Trennung der ein-40 zelnen Kurven deutlich mit zunehmendem Ausmass der Neutralisation des Polyelektrolyten, d.h. mit zunehmenden pH-Wert der verwendeten Polyelektrolytlösung, ansteigt. The results of this table are plotted in FIG. 5, in which the value ApH is plotted on the ordinate in the same way as in FIG. 4, while the pH-35 value of the polyelectrolyte solution used to prepare the respective test strips is indicated on the abscissa . The specific weight of the urine samples tested is given for each curve. It can be seen that in the same way as in FIG. 4, the extent of the separation of the individual curves clearly increases with the extent of neutralization of the polyelectrolyte, i.e. with increasing pH of the polyelectrolyte solution used.

Beispiel 6 Example 6

45 Ergebnisse bei Verwendung von Polyvinylamin in einer Trägermatrix. 45 results when using polyvinylamine in a carrier matrix.

Der Polyelektrolyt, der in Beispiel 3 verwendet wurde, wurde weiter untersucht, um seine Eigenschaften bei der Bestimmung der spezifischen Gewichte unterschiedlicher Harn-50 proben zu beobachten, wenn dieser fragliche Polyelektrolyt in eine Trägermatrix einverleibt ist. The polyelectrolyte used in Example 3 was further examined to observe its properties when determining the specific weights of different urine samples when this polyelectrolyte in question was incorporated into a carrier matrix.

Testvorrichtungen wurden hergestellt und so getestet, wie dies in Beispiel 4, bzw. Beispiel 5 beschrieben ist, mit der Ausnahme, dass jetzt das Polyvinylamin anstelle des Gantrez 55 S-97, bzw. der Plyacrylsäure verwendet wurde. Eine Lösung wurde hergestellt, welche 20 g an Polyvinylamin pro Liter entionisiertem Wasser enthielt. Das verwendete Polyvinylamin wurde von der Dynapol, Inc. erhalten und es besass ein Molekulargewicht von 60,000. Es sei in diesem Zusammenhang 60 auch auf die Veröffentlichung von Dawson et al. in J. A.C.S. 98,5996,1976 hingewiesen. Der verwendete Polyelektrolyt war die Hydrochlorid-form, und er lag dementsprechend in vollständig neutralisiertem Zustand vor. Anteile dieser Lösung wurden jeweils unter Verwendung von 1,0 normaler 65 Natronlauge titriert, um die in der folgenden Tabelle angeführten pH-Bereiche einzustellen. Streifen eines Filterpapie-res, nämlich des Papiers Nr. 204 der Firma Eaton und Dike-man, wurden jeweils in eine dieser fraglichen Lösungen einge Test devices were made and tested as described in Example 4 or Example 5, except that the polyvinylamine was now used instead of the Gantrez 55 S-97 or the plyacrylic acid. A solution was prepared containing 20 g of polyvinylamine per liter of deionized water. The polyvinylamine used was obtained from Dynapol, Inc. and had a molecular weight of 60,000. In this context, it should also be referred to the publication by Dawson et al. in J. A.C.S. 98,5996,1976. The polyelectrolyte used was the hydrochloride form and, accordingly, was in a completely neutralized state. Portions of this solution were each titrated using 1.0 normal 65% sodium hydroxide solution to adjust the pH ranges given in the following table. Strips of a filter paper, namely paper No. 204 from Eaton and Dike-man, were each placed in one of these solutions in question

9 9

642455 642455

taucht und getrocknet. Anschliessend wurden die Lösungen jeweils in eine der Harnproben mit unterschiedlichem bekannten spezifischen Gewicht eingetaucht, bzw. in entionisiertes Wasser, und der pH-Wert der einzelnen Proben wurde bestimmt, indem man die flache Oberflächenelektroden verwendete, die in den vorangegangenen Beispielen 4 und 5 beschrieben ist. Die Werte für ApH wurden dann in der gleichen Weise bestimmt, wie dies in den vorangegangenen Beispielen 4 und 5 beschrieben ist, und die dabei erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben. dives and dries. The solutions were then each immersed in one of the urine samples with different known specific weights, or in deionized water, and the pH of the individual samples was determined using the flat surface electrodes described in Examples 4 and 5 above . The ApH values were then determined in the same manner as described in previous Examples 4 and 5 and the results obtained are given in the following table.

Tabelle pH-Wert der jeweiligen Poly-selektrolytlösung Table pH value of the respective polyelectrolyte solution

ApH-Werte, die durch die Salzlösungen der angegebenen Normalitäten erzeugt wurden ApH values generated by the saline solutions of the specified normalities

Tabelle pH-Wert der verwendeten Poly-elektrolytlösungen Table pH value of the polyelectrolyte solutions used

ApH-Werte, die mit den Harnproben der angegebenen spezifischen Gewichten erhalten wurden ApH values obtained with urine samples of the specified specific weights

Spez. Gew. Spez. Gew. Spez. Gew. Specific weight specific weight specific weight

0,5 0.5

1,5 1.5

3,0 3.0

normale normale normale normal normal normal

NaCl NaCl

NaCl ' NaCl '

NaCl NaCl

0,60 0.60

0,63 0.63

0,93 0.93

1,04 1.04

1,37 1.37

1,46 1.46

0,88 0.88

0,99 0.99

1,23 1.23

1,00 1.00

1,32 1.32

1,61 1.61

0,90 0.90

0,93 0.93

1,03 1.03

0,64 0.64

0,68 0.68

0,61 0.61

0,64 0.64

0.60 0.60

-0.01 -0.01

-0.03 -0.03

-0,10 -0.10

-0,09 -0.09

-0,22 -0.22

-0,29 -0.29

1,005 1,005

1,015 1,015

1,030 1,030

2,8 2.8

1,05 1.05

1,60 1.60

1.78 1.78

3,0 3.0

1,06 1.06

1,64 1.64

1,92 1.92

3,5 3.5

0,89 0.89

1,11 1.11

1,29 1.29

4,0 4.0

0,89 0.89

1,17 1.17

1,21 1.21

6,0 6.0

+ 0,06 + 0.06

-0,10 -0.10

-0,33 -0.33

8,0 8.0

-0,71 -0.71

-0,99 -0.99

-1,70 -1.70

10,0 10.0

-1,45 -1.45

-1,47 -1.47

-2,24 -2.24

11,0 11.0

-1,80 -1.80

-2,50 -2.50

-2,81 -2.81

12,0 12.0

-2,24 -2.24

-2,57 -2.57

-3,07 -3.07

Die Ergebnisse der obigen Tabelle sind in Figur 6 grafisch dargestellt. In gleicher Weise wie in den Figuren 4 und 5 sind auch hier auf der Ordinate die Werte ApH angegeben, und auf der Abszisse ist der pH-Wert der verwendeten teilweise neutralisierten Polyelektrolytlösung angegeben. Man sieht auf dieser Figur, dass gute Trennungen erzielt werden, wenn der Polyelektrolyt teilweise neutralisiert ist, bis ein pH-Wert von unter etwa 5 erreicht ist. Man sieht aus dieser Tabelle, The results of the above table are shown graphically in FIG. 6. In the same way as in FIGS. 4 and 5, the values ApH are also shown on the ordinate, and the pH of the partially neutralized polyelectrolyte solution used is shown on the abscissa. It can be seen in this figure that good separations are achieved when the polyelectrolyte is partially neutralized until a pH of less than about 5 is reached. You can see from this table

dass die Kurve für die Harnprobe, welche ein spezifisches Gewicht von 1,005 aufweist, zu einer wesentlich geringeren pH-Wert-änderung führt, als diejenige der Harnprobe, welche ein spezifisches Gewicht von 1,030 besitzt. Die Harnprobe, welche ein spezifisches Gewicht von 1,015 besitzt, führte wie erwartet zu dazwischenliegenden Werten bezüglich des Unterschiedes des pH-Wertes, also zu dazwischenliegenden ApH-Werten. that the curve for the urine sample, which has a specific gravity of 1.005, leads to a substantially smaller change in pH than that of the urine sample, which has a specific gravity of 1.030. As expected, the urine sample, which has a specific weight of 1.015, led to intermediate values with regard to the difference in pH, that is to say intermediate ApH values.

Dieser Effekt kann noch drastischer gezeigt werden, wenn die Polyamin-Testvorrichtungen jeweils in wässrige Salzlösungen unterschiedlicher Ionenstärke, bzw. in entionisiertes Wasser getaucht werden, und wenn der pH-Wert dieser Testvorrichtungen dann bestimmt wird, so dass man wieder die Unterschiede im pH-Wert, d.h. also die ApH-Werte erhält. Dementsprechend wurden die oben hergestellten Streifen unter Verwendung unterschiedlicher Konzentrationen an Natriumchlorid in entionisiertem Wasser getestet. Im einzelnen waren die Konzentrationen an Kochsalz in den verwendeten Kochsalzlösungen wie folgt: 0,5 normal, 1,5 normal, bzw. 3,0 normal an Kochsalz. Die bei diesem Versuch erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt, und sie sind auch in Figur 7 anhand eines Diagrammes veranschaulicht. This effect can be shown even more drastically if the polyamine test devices are each immersed in aqueous salt solutions of different ionic strength or in deionized water, and if the pH value of these test devices is then determined so that the differences in the pH value can be determined again , ie thus the ApH values. Accordingly, the strips prepared above were tested using different concentrations of sodium chloride in deionized water. Specifically, the concentrations of saline in the saline solutions used were as follows: 0.5 normal, 1.5 normal and 3.0 normal saline. The results obtained in this experiment are summarized in the following table and are also illustrated in FIG. 7 using a diagram.

10 10th

2.8 3.0 3.5 4.0 15 6.0 8.0 10.0 11.0 12.0 2.8 3.0 3.5 4.0 15 6.0 8.0 10.0 11.0 12.0

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In Figur 7 sind wieder auf der Ordinate die Werte für ApH aufgetragen, und auf der Abszisse ist der pH-Wert der zur Streifenherstellung verwendeten teilweisen neutralisierten Polyelektrolytlösung angeführt. Die Kurve A veranschaulicht 25 die Ergebnisse der Kochsalzlösung einer Konzentration von 3,0 normal, die Kurve B diejenige der Kochsalzlösung einer Konzentration von 1,5 normal, und die Kurve C diejenige der Kochsalzlösung einer Konzentration von 0,5 normal. Man sieht aus der Figur 7, dass bei einem pH-Wert von 10, wo der 30 Polyelektrolyt im wesentlichen nicht protoniert und umgeladen ist, der Effekt der unterschiedlichen Salzkonzentration praktisch nicht besteht. Eine teilweise Neutralisierung des Polymeren jedoch bewirkt einen stetigen Anstieg des Unterschiedes des Ansprechens gegenüber der Ionenstärke, wie dies da-35 durch ersichtlich ist, dass der Unterschied zwischen den jeweiligen Kurven grösser wird. Dieser Unterschied zeigt die starke Divergenz der ApH-Werte an, die bei verschiedenen Ionenstärken bestimmt werden. The values for ApH are again plotted on the ordinate in FIG. 7, and the pH of the partially neutralized polyelectrolyte solution used for the strip production is shown on the abscissa. Curve A illustrates the results of saline at a concentration of 3.0 normal, curve B that of saline at a concentration of 1.5 normal, and curve C that of saline at a concentration of 0.5 normal. It can be seen from FIG. 7 that at a pH of 10, where the 30 polyelectrolyte is essentially not protonated and reloaded, the effect of the different salt concentration is virtually non-existent. However, partial neutralization of the polymer causes a steady increase in the difference in response to ionic strength, as can be seen by the fact that the difference between the respective curves becomes larger. This difference indicates the strong divergence of the ApH values, which are determined at different ionic strengths.

40 Beispiel 7 40 Example 7

Herstellung einer Testvorrichtung unter Verwendung des Ma-leinsäureanhydrid-methylvinyläther-copolymeren und Brom-thymolblau Preparation of a test device using the maleic anhydride-methyl vinyl ether copolymer and bromothymol blue

Die in diesem Beispiel verwendete Testzusammensetzung 45 war die gleiche wie diejenige, die in Beispiel 1 verwendet wurde. Man setzte sie in einer Trägermatrix zusammen mit Bromthymolblau, welches ein bekannter pH-Indikator ist, ein, um die Eigenschaften dieser erfindungsgemässen Vorrichtung bezüglich einer visuellen Bestimmung des spezifi-50 sehen Gewichtes zu untersuchen. Test composition 45 used in this example was the same as that used in Example 1. They were used in a carrier matrix together with bromothymol blue, which is a known pH indicator, in order to investigate the properties of this device according to the invention with a view to visually determining the specific weight.

Es wurde eine Lösung hergestellt, welche 20 g an Gantrez S-97 pro Liter an entionisiertem Wasser enthielt. Ein Anteil dieser Lösung wurde mit Natronlauge titriert bis die erhaltene Lösung einen pH-Wert von 8,0 ergab, wenn man mit dem in 55 Beispiel 1 beschriebenen pH-Meter und der dort beschriebenen Elektrode die Messung durchführte. Ein Streifen eines Filterpapieres der Nr. 204 von Eaton und Dikeman wurde in dem teilweise titrierten, also teilweise neutralisierten, Polyelektrolyten eingetaucht und man trocknete dann. Der trok-60 kene, das Polymere tragende Streifen wurde dann in eine methanolische Lösung von Bromthymolblau eingetaucht, wobei diese Lösung 1,2 g an Bromthymolblau pro Liter Methanol enthielt. Nach dem Trocknen wurde der Filterpapierstreifen auf einem klaren Kunststoffmaterial, welches die 65 Rückseite darstellt, befestigt, und zwar unter Verwendung eines beidseitig beschichteten Kunststoffstreifens. Das klare Kunststoffmaterial war das Produkt mit der Markenbezeichnung «Trycite» der Firma Dow chemical Co., und der dop- A solution was prepared containing 20 g of Gantrez S-97 per liter of deionized water. A portion of this solution was titrated with sodium hydroxide solution until the solution obtained had a pH of 8.0 if the measurement was carried out using the pH meter described in Example 1 and the electrode described there. A strip of Eaton and Dikeman No. 204 filter paper was immersed in the partially titrated, partially neutralized, polyelectrolyte and then dried. The dry polymeric strip was then immersed in a methanolic solution of bromothymol blue, which solution contained 1.2 g of bromothymol blue per liter of methanol. After drying, the filter paper strip was attached to a clear plastic material, which represents the 65 back, using a plastic strip coated on both sides. The clear plastic material was the product with the brand name "Trycite" from Dow chemical Co., and the double

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pelt beschichtete Kunststoffstreifen wurde von der Minnesot: Mining and Manufacturing Company erhalten. Jede der so hergestellten Testvorrichtungen wies einen Streifen aus Try-cite auf, der etwa die Dimensionen von 89 mm x 5 mm be-sass, wobei ein Ende dieses Streifens ein Quadrat des imprägnierten Filterpapieres trug, das Seitenlängen von 5 mm x 5 mm besass. Der Rest des Trycite-Streifens diente als Teil der Testvorrichtung, der mit den Fingern angegriffen und gehandhabt wird. pelt coated plastic strips were obtained from the Minnesot: Mining and Manufacturing Company. Each of the test devices so produced had a strip of try-cite approximately 89 mm x 5 mm in size, one end of which was carrying a square of the impregnated filter paper which was 5 mm x 5 mm in side length. The rest of the trycite strip served as part of the test device, which is finger gripped and manipulated.

Die Empfindlichkeit dieser Testvorrichtungen gegenüber unterschiedlichen spezifischen Gewichten wurde untersucht, indem man drei Harnproben mit unterschiedlichem spezifischen Gewicht und Wasser testete. Zu diesem Zweck wurde der Teststreifen in die jeweilige Testlösung eingetaucht und rasch entfernt. Nach 60 Sekunden wurde jeder dieser Teststreifen mit Hilfe eines Reflexionsspektrophotometers geprüft, welches die Intensität des reflektierten Lichtes der Testvorrichtung über den sichtbaren Bereich ausfiltert und misst, und zwar jeweils1 /% Sekunde. The sensitivity of these test devices to different specific weights was examined by testing three urine samples with different specific weights and water. For this purpose, the test strip was immersed in the respective test solution and quickly removed. After 60 seconds, each of these test strips was checked using a reflection spectrophotometer, which filters out and measures the intensity of the reflected light from the test device over the visible range, in each case 1%%.

Die Ergebnisse, die nach 60 Sekunden erhalten wurden, sind in Figur 8 aufgetragen. In dieser Figur 8 sind auf der Ordinate die Prozent Reflexion aufgetragen, und auf der Abszisse ist die Wellenlänge in nm angegeben, bei der diese Reflexion jeweils bestimmt wurde. Man sieht, dass die vier dort aufgetragenen Kurven deutlich voneinander getrennt sind, und dass es damit leicht und genau möglich ist, den Unterschied bezüglich des spezifischen Gewichtes zwischen Wasser The results obtained after 60 seconds are plotted in Figure 8. In FIG. 8, the percent reflection is plotted on the ordinate, and the wavelength in nm at which this reflection was determined in each case is indicated on the abscissa. It can be seen that the four curves plotted there are clearly separated from each other, and that it is therefore easy and precise to make the difference in the specific weight between water

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(dieses hat ein spezifisches Gewicht von 1,0000) und den Harnproben mit den spezifischen Gewichten 1,005, bzw. 1,015 und 1,030 festzustellen. Auch visuell war eine Unterscheidung in der Farbe leicht möglich, indem nämlich der 5 Teststreifen, der in Wasser eingetaucht worden war, eine blaue Färbung aufwies, während der Teststreifen der in die Harnprobe mit einem spezifischen Gewicht von 1,005 eingetaucht worden war, eine blau-grüne Färbung hatte, der Teststreifen der in die Harnprobe mit dem spezifischen Gewicht io von 1,015 eingetaucht worden war, grün war, und schliesslich derjenige, der in die Harnprobe mit dem spezifischen Gewicht von 1,030 eingetaucht worden war, eine gelbe Färbung besass. (this has a specific weight of 1.0000) and the urine samples with the specific weights 1.005, 1.015 and 1.030. A visual distinction was also easily possible, namely that the 5 test strips which had been immersed in water had a blue color, while the test strip which had been immersed in the urine sample with a specific weight of 1.005 had a blue-green color Staining, the test strip immersed in the 1.015 specific gravity urine sample was green and, finally, the one immersed in the 1.030 specific gravity urine sample was yellow in color.

Anhand dieses Beispiels sieht man den Zusammenhang 15 zwischen partieller Neutralisation des Polyelektrolyten und der Bestimmung des spezifischen Gewichtes oder der Ionenstärke. Die Gantrez-Lösung unter deren Verwendung die Teststreifen hergestellt wurden, hatten einen pH-Wert von etwa 8. Bezugnehmend auf die Kurve A der Figur 1 entspricht 2odieser pH-Wert etwa 6,8 ml an Titrationsmittel. Wenn man die Berechnung durchführt, die im Beispiel 1 erläutert wird, entspricht dies einer etwa 79-prozentigen Neutralisation. Eine bedeutende Differenzierung zwischen den Niveaus des spezifischen Gewichtes, die bei dem hier beschriebenen Versuch festes gestellt wurde, ist auf das relativ hohe Ausmass der Neutralisation des zu diesem Test durchgeführten Polyelektrolyten zurückzuführen. This example shows the relationship 15 between partial neutralization of the polyelectrolyte and the determination of the specific weight or the ionic strength. The Gantrez solution using which the test strips were produced had a pH of approximately 8. Referring to curve A in FIG. 1, the pH of the two corresponds to approximately 6.8 ml of titrant. If one carries out the calculation, which is explained in Example 1, this corresponds to an approximately 79 percent neutralization. An important differentiation between the levels of the specific weight, which was found in the experiment described here, is due to the relatively high degree of neutralization of the polyelectrolyte carried out for this test.

C C.

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

642 455 PATENT CLAIMS

1. Test mixture for determining the ionic strength or the specific weight of an aqueous test sample, characterized in that it contains a weakly acidic or weakly basic polyelectrolyte polymer, the polymer being neutralized to at least 50%, and also contains an indicator agent which in the Is able to provide a detectable change in ion exchange between the polyelectrolyte and the sample.

2. Mixture according to claim 1, characterized in that the polyelectrolyte is polyacrylic acid, polymaleic acid, a maleic acid vinyl methyl ether copolymer, poly-methacrylic acid, a styrene maleic acid copolymer, polyvinylamine or poly (4-vinylpyridine).

3. Mixture according to claim 1 or 2, characterized in that the polymer is a weakly acidic polyelectrolyte.

4. Mixture according to claim 1 or 2, characterized in that the polymer is a weakly basic polyelectrolyte.

5. Mixture according to one of claims 1 to 4, characterized in that the polyelectrolyte polymer is neutralized to 75 to 95%.

6. Mixture according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the indicator agent is a pH indicator substance.

7. Mixture according to claim 6, characterized in that the indicator agent is a pH indicator substance and that the polyelectrolyte polymer is neutralized to 75 to 95%.

8. Mixture according to one of claims 2 or 3 or 5 to 7, characterized in that the polyelectrolyte is a methyl vinyl ether-maleic acid copolymer and that the indicator agent is bromothymol blue.

9. Mixture according to one of the claims 1 to 8, characterized in that it is located on a carrier material.

10. Use of the mixture according to claim 1 for determining the ionic strength or the specific weight of an aqueous test sample, characterized in that the test sample is brought together with the mixture and a noticeable change is observed.