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JPS6187676A - Alkylammonium polycation type 5-alkylphenazinium and its use as an electron carrier - Google Patents

Alkylammonium polycation type 5-alkylphenazinium and its use as an electron carrier

Info

Publication number
JPS6187676A
JPS6187676A JP59209663A JP20966384A JPS6187676A JP S6187676 A JPS6187676 A JP S6187676A JP 59209663 A JP59209663 A JP 59209663A JP 20966384 A JP20966384 A JP 20966384A JP S6187676 A JPS6187676 A JP S6187676A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alkylammonium
formula
alkylphenazinium
hydrogen
pms
Prior art date
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Granted
Application number
JP59209663A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0552312B2 (en
Inventor
Hideto Shibata
柴田 秀人
Tatsuhiko Yagi
達彦 八木
Takamoto Hisada
久田 隆基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YATORON KK
Mitsubishi Kagaku Iatron Inc
Original Assignee
YATORON KK
Mitsubishi Kagaku Iatron Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YATORON KK, Mitsubishi Kagaku Iatron Inc filed Critical YATORON KK
Priority to JP59209663A priority Critical patent/JPS6187676A/en
Publication of JPS6187676A publication Critical patent/JPS6187676A/en
Publication of JPH0552312B2 publication Critical patent/JPH0552312B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

NEW MATERIAL:The titled substance wherein at least one of X, Y, and Z of a 5-alkylphenazinium derivative shown by the formula I [R is alkyl, X is side-chain substituent group introduced to 1-position (or 9-position) of phenazinium skeleton; Y and Z are side-chain substituent group or H introduced to either of 2, 3, or 4 position (or 8, 7, or 6-position)] consists of a substituent group containing one or more alkylammoniums [group shown by the formula II (R1-R3 are alkyl, and R3 may be H)]. USE:An electron transferring particle. PREPARATION:A 1-hydroxy-5-alkylphenazinium shown by the formula III is reacted with an alkylaminoalkyl chloride to give a 1-alkylaminoalkoxyphenazine, which is treated with a dialkyl sulfate to give the aimed substance.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は新規な物質である/ リカチオン型、5−アル
キルツェナジニウム及びそれをアニオン性担体に結合し
て用いる電子伝達体の全く新しい応用分野に関する。
Detailed Description of the Invention "Industrial Field of Application" The present invention is a novel substance/Completely new application of cationic 5-alkylzenazinium and an electron carrier using it bound to an anionic carrier. Regarding the field.

「従来技術」 フェナジンメソサルフェート(式■)はNADHあるい
はNADPH(以下合わせてNAD(P)Hと記す)と
非酵素的に効率よく反応する物質として知られ、特に実
用面では、脱水素酵素の介する酸化還元反応における電
子伝達体として利用されてきた。その応用原理について
は、下式〔1〕に示されたようなものである。
"Prior Art" Phenazine mesosulfate (formula ■) is known as a substance that efficiently reacts with NADH or NADPH (hereinafter collectively referred to as NAD(P)H) in a non-enzymatic manner. It has been used as an electron carrier in mediated redox reactions. The principle of its application is as shown in equation [1] below.

脱水素酵素 ここで、紐は脱水素酵素とNAD(P )の作用で酸化
される基質を示し、酸化後人に変化すると共にNAD(
P)はNAD(P)Hとなる。NAD(P)Hに共存す
るPMSの反応を介して検出系Bを還元しNAD(P)
に戻る。PMSは電子伝達体として非常に効率よく、N
AD(P)HKよるBの還元を適役させるものである。
Dehydrogenase Here, the string represents the substrate that is oxidized by the action of dehydrogenase and NAD (P), and after oxidation, it changes to NAD (P).
P) becomes NAD(P)H. Detection system B is reduced through the reaction of PMS coexisting with NAD(P)H, and NAD(P)
Return to PMS is very efficient as an electron carrier, and N
This facilitates the reduction of B by AD(P)HK.

脱水素酵素としては従来よりさまざまなものが使われて
きた。また式〔]〕の定式に従ってさまざまなものが可
能である。使用されてきた例で言えば乳酸脱水素酵素、
グルタミン酸脱水素酵素、グリセリン脱水素酵素、グル
コース−6−リン酸脱水素酵素等は、特に臨床化学の分
野においてはほぼ日常的なものとなっている。式〔1〕
に従って、これらの酵素を用いて試料中の乳酸、グルタ
ミン酸、グリセリン、グルコース−6−リン酸が直接測
られ、また乳酸、グルタミン酸、グリセリン、グルコー
ス−6−リン酸を基質として過剰に用いることにより試
料中の対応する脱水素酵素自身の活性が測定される。例
えば、乳酸脱水素酵素については次式のとおりである。
A variety of dehydrogenases have traditionally been used. Also, various things are possible according to the formula []]. An example of what has been used is lactate dehydrogenase,
Glutamate dehydrogenase, glycerol dehydrogenase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, etc. have become almost routine, especially in the field of clinical chemistry. Formula [1]
Accordingly, these enzymes can be used to directly measure lactic acid, glutamic acid, glycerin, and glucose-6-phosphate in samples, and by using excess amounts of lactic acid, glutamic acid, glycerin, and glucose-6-phosphate as substrates, The activity of the corresponding dehydrogenase itself is measured. For example, the formula for lactate dehydrogenase is as follows.

乳酸脱水素酵素 更に、他の接続酵素系との却合せによシ、直接脱水素酵
素が作用する試料中の成分以外に目的に応じて種々の成
分が測定される。−例として肝機能に関する臨床化学検
査として重要で、現在量も頻繁にその測定が行われてい
る血中の次の二つの酵素活性、即ちL−アラニン:2−
オキソグルタレートアミノトランスフェラーゼ(ALT
)、L−7スバルチート:2−オキソグルタレートアミ
ノトランスフェラーゼ(AST)の場合を述べると、A
LTはL−アラニンと2−オキソグルタル酸を基質とし
てピルビン酸とグルタミン酸を作成させ、またASTは
同様に、L−アスパラギン酸と2−オキソグルタル酸を
基質としてオキザロ酢酸とグルタミン酸を作成させる。
In addition to lactate dehydrogenase and other connected enzyme systems, various components other than those in the sample on which dehydrogenase acts directly are measured depending on the purpose. - For example, the following two enzyme activities in the blood are important as clinical chemical tests related to liver function, and the amounts are currently measured frequently: L-alanine: 2-
Oxoglutarate aminotransferase (ALT
), L-7 subarucheet:2-oxoglutarate aminotransferase (AST), A
LT produces pyruvic acid and glutamic acid using L-alanine and 2-oxoglutaric acid as substrates, and AST similarly produces oxaloacetic acid and glutamic acid using L-aspartic acid and 2-oxoglutaric acid as substrates.

このようにこれら2つの酵素はいずれもグルタミン酸を
その作成物として生じさせるので、ALTもしくはAS
Tによフ経時的に作成されたこのグルタミン酸を上記グ
ルタミン酸脱水素酵素及びNADあるいはNADPの絹
合せで式〔1〕の定式に従い測定することにより崩清等
試料中のALT及びAST活性を求めることができる。
These two enzymes thus both produce glutamic acid as their product, so ALT or AS
ALT and AST activities in samples such as disintegration are determined by measuring the glutamic acid produced over time by T using the above-mentioned glutamic acid dehydrogenase and the silk combination of NAD or NADP according to the formula [1]. I can do it.

またもう−例として、グルコースの測定は、直接グルコ
ース脱水素酵素を用いても行うことができるが酵素の性
能、入手のし易さの点よりまず、グルコースにヘキソキ
ナーゼ、もしくはグルコキナーゼとATPを作用させグ
ルコース−6−リン酸とし、これをグルコース−6−リ
ン酸脱水素酵素及びNADPにより式〔]〕の定式に従
い測定を行うことが多いのである。このように他酵素系
との接続によシ、最終的に脱水素酵素系に反応を導き目
的成分の測定を行おうとするのは既に一般的な技法とな
りている。このようにPMSを用いた式〔1〕の定式に
基づく測定系の適用範囲は非常に広くまた重要である。
As another example, glucose can be measured directly using glucose dehydrogenase, but due to the enzyme's performance and ease of availability, it is recommended to first treat glucose with hexokinase or glucokinase and ATP. This is often measured using glucose-6-phosphate dehydrogenase and NADP according to the formula []]. In this way, it is already a common technique to connect with other enzyme systems and ultimately guide the reaction to the dehydrogenase system to measure the target component. As described above, the applicability of the measurement system based on the formula [1] using PMS is extremely wide and important.

なお、脱水素酵素は式〔1〕に示したよりなNAD(P
)との組合せにより使用される種類のものが多いが式〔
2〕に示すように、これら補酵素との組合せを必要とせ
ず、脱水素酵素自身が補酵素あるいはそれに類するコフ
ァクターをそれ自身に保持し、その脱水素酵素自身が直
接、基質を酸化できるいわゆるアクセプタータイプの脱
水素酵素もありPMSの存在で電子伝達系を構成する時
、この時もまたPMSは検出系Bを効率よく還元し測定
を達成せしめる。
In addition, dehydrogenase is more NAD (P) shown in formula [1].
) is often used in combination with the formula [
2], the dehydrogenase itself retains the coenzyme or similar cofactor without requiring a combination with these coenzymes, and the dehydrogenase itself can directly oxidize the substrate. There is also an acceptor type dehydrogenase, and when an electron transport system is constituted by the presence of PMS, PMS also efficiently reduces detection system B to achieve measurement.

脱水素酵素 いずれの場合にも、PMSを介する限りけNAD(P)
関与脱水素酵素と同様に目的成分測定における適用が可
能である。
In both cases of dehydrogenase, NAD(P) is only mediated by PMS.
It can be applied in the measurement of target components in the same way as the dehydrogenases involved.

次に検出系Bについて述べる。式〔1〕、式〔2〕にお
いて、脱水素酵素の作用によってAHI分子当シ2個の
電子が放出されPMSを介して検出系の電子受容体Bが
還元される。従ってこのBの変化量を観察することによ
り実際の検出系が成立する。
Next, detection system B will be described. In formulas [1] and [2], two electrons are released per AHI molecule by the action of dehydrogenase, and electron acceptor B of the detection system is reduced via PMS. Therefore, by observing the amount of change in B, an actual detection system is established.

この方法にはBに電極を置き電子の流れを直接これに導
き生じる電流を電気的に計測する場合、またBK電子を
受容すること(即ち還元)によって光吸収特性に変化を
生じる物質を置き、生じるその変化量を比色ないしは分
光光学的に測定する場合などがある。直接電気的変化量
としてみる前者におhては、八木らのジェー・バイオケ
ミ、78(1975)、1347−1352(J、Bl
ochem、 78(1975)。
In this method, an electrode is placed on B and the flow of electrons is directly guided to the electrode, and the resulting current is electrically measured. In addition, a substance that changes the light absorption characteristics by accepting BK electrons (i.e., reduction) is placed. There are cases where the amount of change that occurs is measured colorimetrically or spectroscopically. Regarding the former, viewed as the amount of direct electrical change, Yagi et al., J Biochem., 78 (1975), 1347-1352 (J, Bl.
ochem, 78 (1975).

1347−1352)、特公昭53−13990におい
てもみられるとおり、電子受容体として電池の一方の電
極(アノード)をなすもの、例えば白金又は、適当に処
理された炭素などが用いられ、この電極は第2の電極(
カソード)、例えば甘木、銀/塩化銀、フェリシアン化
物中の白金などに接続され、塩橋等がこの二電極間を接
ぐ。アノード亭で行われる脱水素酵素反応により生成さ
れた市゛子はPMSを介して直接白金等の電極に導かれ
、電子は導線を経てカソードに流れ、ここで甘木等を還
元し、電流を生せしめるのでこの電流値を迎することに
より、種々の脱水素酵素活性あるいは基質量が知られる
のである。他方、後者の光吸収特性に変化を生じる電子
受容体には、例えば、2.4−ジクロロインドフェノー
ルや神々のテトラゾリウム塩などがあるが、これらを用
いた場合には、その還元量を分光光学的に測定すること
ができる、実用上、これらは可視領域に色の変化を伴な
うことが望ましい現在、医療施設等における種々の脱水
素酵素を用いた生体液中成分の分析には、もっばらこの
吸光度分析を用いている場合が多く、電子受容体VcF
i常用名としてニトロテトラゾリウムフリルと呼ばれる
テトラゾリウム塩を用いて、この還元反応により生成す
るホルマザン9:をインディケータ−とする場合が一般
的である。
1347-1352) and Japanese Patent Publication No. 53-13990, one electrode (anode) of the battery is used as an electron acceptor, such as platinum or appropriately treated carbon. 2 electrodes (
cathode), such as Amagi, silver/silver chloride, platinum in ferricyanide, etc., and a salt bridge etc. connects the two electrodes. Ichigo produced by the dehydrogenase reaction carried out in the anode-tei is led directly to an electrode such as platinum via PMS, and electrons flow to the cathode via a conductive wire, where they reduce Amagi and generate electric current. Therefore, various dehydrogenase activities or substrate amounts can be determined by measuring this current value. On the other hand, examples of electron acceptors that cause changes in the latter's light absorption properties include 2,4-dichloroindophenol and the divine tetrazolium salt. Currently, it is desirable for these to be accompanied by a color change in the visible region, but it is difficult to analyze components in biological fluids using various dehydrogenases in medical facilities. Absorbance analysis of bulk material is often used, and the electron acceptor VcF
It is common to use a tetrazolium salt commonly known as nitrotetrazolium furyl, and to use formazan 9, which is produced by this reduction reaction, as an indicator.

上述のように、PMSは脱水素酵素反応における検出系
の還元反応を効率よく仲介する物質として貴重で広く酵
素を用いる反応系に利用されてきた。
As mentioned above, PMS is a valuable substance that efficiently mediates the reduction reaction of the detection system in the dehydrogenase reaction, and has been widely used in reaction systems using enzymes.

しかるに一方、PMSの持つ弱点も古くより知られ、利
用上、はなはだ不都合な性質を有しているのである。そ
の一つは、光による不安定性(失活)と他には腐蝕性で
ある。PMS水溶液は、調製直後淡黄色を有しているが
光の下では通常の螢光打丁でも、速やかにその色調を変
じ、緑色より褐色に変色してゆく。この変化は肉眼的に
も追跡できるほどである。それと共に電子伝達活性は失
われてゆく。通常、数時間ないしは一両日でほぼ使用が
不可能となり、精密度を要する実験では事実上、g)1
g直後しか使用不可という難点を有する。また、腐蝕性
があり、皮膚などにつくとそれをただれさせる。これは
PMSの光に対する不安定さと原因を同じくするものか
もしれないが、多分光酸化を受けて変化したPMSはビ
オシアニンという有毒物質を生じさせるためであろうと
思われている。
However, on the other hand, the weaknesses of PMS have been known for a long time, and it has properties that are extremely inconvenient when used. One is instability (inactivation) due to light and the other is corrosivity. Immediately after preparation, the PMS aqueous solution has a pale yellow color, but under light, even with a normal fluorescent knife, the color tone changes rapidly, turning from green to brown. This change can be tracked with the naked eye. At the same time, electron transport activity is lost. Normally, it becomes almost unusable after a few hours or a day or two, and in experiments that require precision, g)1
It has the disadvantage that it can only be used immediately after g. It is also corrosive and causes sores if it comes into contact with the skin. This may be due to the same cause as the instability of PMS to light, but it is thought that PMS that undergoes photo-oxidation produces a toxic substance called biocyanin.

このようなPMSの持つ弱点を一挙に解決したのが1−
メトキシ−5−メチルツェナジニウムメチルサルフェー
ト(以下、1−メトキシPMSと略す。)で、これは式
〔3〕に示されるように、PMSの7エナジン骨格の一
位にメトキシ基を導入したものである。この1−メトキ
シPMSにより本来の電子伝達性能的にも使い易さの点
からもあらゆる点でH3 実用面において、特に光に対する安定性、腐蝕性の面か
らは、いつこうにそれらを顧みる必要がなくなったほど
優れたもので、現在PMSはこれで充分代替できるよう
になっている。(中村、八木ら、クリニ・キミ・アクタ
(Cl1n、Chim、Acta、 +)101、(1
980)、321〜326.及び特公昭56−3919
6)またPMSは上述してきた脱水素酵素の介する測定
系での適用以外に、光合成の研究及びこれを利用して行
う光エネルギーの変換システムにも利用されている。緑
色植物や緑藻の行なう光合成は太陽エネルギーを化学エ
ネルギーに転換する機構で地球上の全生命のエネルギー
源である。この反応は光エネルギーを用いて生化学的還
元剤NADPHと高エネルギー化合物ATPを生産し、
同時に02を放出する明反応と、NADPHとATPを
用いてCO□を炭水化物(CH20)に還元する暗反応
に分けられる。
1- solves these weaknesses of PMS all at once.
Methoxy-5-methylzenadinium methyl sulfate (hereinafter abbreviated as 1-methoxy PMS), which has a methoxy group introduced into the 1-position of the 7 enazine skeleton of PMS, as shown in formula [3] It is. This 1-methoxy PMS improves H3 in all respects, both in terms of its original electron transfer performance and ease of use.In practical terms, it is necessary to always consider these aspects, especially from the standpoint of stability against light and corrosion resistance. It is so good that it has become obsolete, and it is now a sufficient substitute for PMS. (Nakamura, Yagi et al., Cl1n, Chim, Acta, +) 101, (1
980), 321-326. and Special Public Service 1973-3919
6) In addition to the above-mentioned application to the measurement system mediated by dehydrogenase, PMS is also used for research on photosynthesis and a light energy conversion system using this. Photosynthesis, carried out by green plants and green algae, is a mechanism that converts solar energy into chemical energy and is the energy source for all life on Earth. This reaction uses light energy to produce the biochemical reducing agent NADPH and the high-energy compound ATP,
It can be divided into a light reaction, which simultaneously releases 02, and a dark reaction, which uses NADPH and ATP to reduce CO□ to carbohydrates (CH20).

明反応にはNADPHとATPを同時に生産する非サイ
クル式リン酸化とATPだけを生産するサイクル式リン
酸化がある。アヴロン、エムパイオキム、バイオフィシ
、アクタ(Avron* M、+ Biochim。
Light reactions include non-cyclic phosphorylation, which simultaneously produces NADPH and ATP, and cyclic phosphorylation, which produces only ATP. Avron, Mpaiochim, Biochim, Acta (Avron* M, + Biochim.

Biophya、Ai=ta、、) 40,257〜2
72(1960)、アサダ、ケイ アナル バイオケミ
(Aaada+ K、 Anal Bio、chem、
υ48.311〜315(1975)、ブランド、ジェ
ー、ジェー・プラントフィジオロ(BrancL J、
 J、 、 plantphySiol、、)55.1
87〜191(1975)、ホマン、ピー、工、チ、バ
イオケミ、バイオフィシ、アクタ(Homann、 P
、H,。
Biophya, Ai=ta,,) 40,257~2
72 (1960), Aaada+K, Anal Bio, chem,
υ48.311-315 (1975), BrancL J,
J, , plantphySiol, ) 55.1
87-191 (1975), Homann, P., Ko., Chi., Biochem.
,H,.

Bioahsm、 Biophys、Acta ) 4
60 * 1〜16(1977)等に見られるように、
従来よJ PMSはサイクル式リン酸化研究において有
用な人工的コファクターとじて用いられている。しかし
、PMSは上述のように光に弱いから必然的に光を照射
しなければならないこれらの光合成の実験では、当然そ
の過程で変質してくる従来より実験を短時間の光の照射
ですませるとか非常に不都合をかこっていたのが実情で
あるが、光安定性1−メトキシPMSはこの面でも画期
的な進歩をもたらしめた。またこれらの光合成研究の一
環としてらん藻領やクロロプラストの光合成能を利用し
、光エネルギーを電気エネルギーに変換することが行わ
れ、PMSはこの電流値を増幅させる働きがあり、この
時も1−メトキシPMSけPMSの貴重な代替品として
利用できる。またクロロプラスト等の代りに合成ポルフ
ィリンを利用することもできる。
Bioahsm, Biophys, Acta) 4
60*1-16 (1977), etc.
Traditionally, JPMS has been used as a useful artificial cofactor in cyclic phosphorylation studies. However, as mentioned above, PMS is sensitive to light, so in these photosynthesis experiments, it is necessary to irradiate it with light, which of course causes changes in the process. In reality, it has been very inconvenient, but photostable 1-methoxy PMS has brought about groundbreaking progress in this aspect as well. Also, as part of these photosynthesis research, the photosynthetic ability of cyanobacteria and chloroplasts is used to convert light energy into electrical energy, and PMS has the function of amplifying this current value, and at this time as well, 1 -Methoxy PMS can be used as a valuable alternative to PMS. Also, synthetic porphyrin can be used instead of chloroplast or the like.

このようにPMSもしくは1−メトキシFMSは、ひと
つは脱水素酵素反応を介した検出システムにおける効率
のよい電子伝達体として、また一方、光合成システムに
おける電子伝達体としてなど電子受授に関する実用及び
研究面での貴重な化学材料として広く利用されている。
In this way, PMS or 1-methoxy FMS can be used as an efficient electron carrier in detection systems via dehydrogenase reactions, and on the other hand, as an electron carrier in photosynthetic systems. It is widely used as a valuable chemical material.

「発明が解決しようとする問題点」 今回発明者等は、かかる効率のよい電子伝達体であるP
MS等をアニオン性担体に結合して用いるという新しい
分野への試みを行い、技術上これを7エナジニウム骨格
側鎖へのアルキルアンモニウム性カチオンの導入という
ことで達し、不発明を完成するに至った。
"Problems to be solved by the invention" This time, the inventors have developed such an efficient electron carrier, P.
He attempted a new field of using MS etc. by bonding it to an anionic carrier, and reached a technical goal of introducing an alkylammonium cation into the side chain of the 7-enazinium skeleton, completing a non-invention. .

新たに導入されたアルキルアンモニウム性カチオンを有
する新規な5−アルキルツェナジニウム誘導体は、簡便
にアニオン性担体に結合され用いられる。これにより、
5−アルキルツェナジニウムの効率は、システム中での
この電子伝達体の市子受容部への接近により高められ、
またこれを含むシステム自身のくり返し機能をも可能に
する。
The novel 5-alkylzenazinium derivatives having the newly introduced alkylammonium cations are conveniently bonded to an anionic carrier and used. This results in
The efficiency of the 5-alkylzenadinium is enhanced by the proximity of this electron carrier to the Ichigo receptor in the system;
It also enables the system itself to function repeatedly.

このアルキルアンモニウムはアニオン性担体との結合と
いう゛目的上、電子伝達体としての性能を保つ限り7工
ナジニウム化合物中のどの位置を求めてもよく、また個
数にも制限されないが、実際的にはそれ自身側鎖置換基
として、また他の適轟な置換基に含まれた形でツェナジ
ニウム骨格の側鎖置換基中に配置される。なお前述の1
−メトキシPMSの優れた点を保持したままで、本発明
を遂行しよウドすればアルキルアンモニウムの導入位置
は】−メトキシPMSと同様、ツェナジニウム骨格の1
位が適切である。これにより1−メトキシPMSの優れ
た性能が保たれたまま、固定化という目的に添う新規な
電子伝達体が得られる。
For the purpose of bonding with the anionic carrier, this alkylammonium may be located at any position in the heptadium sodium compound as long as it maintains its performance as an electron carrier, and the number is not limited, but in practice, It is placed in the side chain substituents of the zenazinium backbone, either as a side chain substituent itself or included in other suitable substituents. In addition, the above 1
- If the present invention is carried out while retaining the advantages of methoxy PMS, the position of introduction of alkylammonium is - Same as methoxy PMS, the position of introduction of alkylammonium is
The position is appropriate. As a result, a novel electron carrier that meets the purpose of immobilization can be obtained while maintaining the excellent performance of 1-methoxy PMS.

以上のように本発明による5−アルキルツェナジニウム
へのカチオン性アルキルアンモニウムの導入は、従来の
電子伝達体の応用範囲を更に広げ、イオン的結合により
、固定化してこれを用いるという全く新しい形の電子伝
達体とその反応様式を可能にした。
As described above, the introduction of cationic alkylammonium into 5-alkylzenadinium according to the present invention further expands the range of applications of conventional electron carriers, and creates a completely new form of using it after immobilization through ionic bonding. The electron carrier and its reaction mode were made possible.

「問題点を解決するための手段」 すなわち、本発明は式CI〕 〔但し、式中RFiアルキル基、Xはツェナジニウム骨
格の1位(もしくは対照となる9位)に導入された側鎖
置換基、Y及び2は2.3.4位(もしくは対照となる
8、7.6位)のそれぞれ異ったいずれかの位置に導入
された側鎖置換基もしくは水素を示し、置換基としてx
、y、zは同じかまたは異ってもよい。〕 で表わされた5−アルキルツェナジニウム誘導体しか異
ってもよく、R3は水素に置代わることもできる。)を
含む置換基で構成されたアルキルアンモニウム性ポリカ
チオン型5−アルキルツェナジニウムである。
"Means for Solving the Problems" That is, the present invention has the formula CI] [However, in the formula, RFi alkyl group, X is a side chain substituent introduced at the 1-position (or the contrasting 9-position) of the zenazinium skeleton , Y and 2 represent side chain substituents or hydrogen introduced at different positions of the 2, 3, and 4 positions (or the contrasting positions 8 and 7.6), and x as a substituent
, y, z may be the same or different. ] Only the 5-alkylzenazinium derivatives represented by these may be different, and R3 may be replaced with hydrogen. ) is an alkylammonium polycation type 5-alkylzenazinium composed of substituents containing the following.

更に本発明は式〔I〕 〔但し、式中Rはアルキル基、Xはツェナジニウム骨格
の1位(もしくは対照となる9位)に導入された側鎖置
換基、Y及び2は2.3.4位(もしくは対照となる8
、7.6位)のそれぞれ異ったいずれかの位置に導入さ
れた側鎖置換基もしくは水素を示し、置換基としてx、
y、zは同じかまたは異ってもよい。〕 で表わされた5−アルキルツェナジニウム誘導体しか異
ってもよ(、R,R水素に置代わることもできる。)を
含む置換基で構成されたアルキルアンモニウム性ポ・リ
カチオン型5−アルキルツェナジニウムをアニオン性担
体に結合して用いるところの電子伝達体としての使用方
法である。
Furthermore, the present invention provides a compound of the formula [I] [wherein R is an alkyl group, X is a side chain substituent introduced at the 1-position (or the contrasting 9-position) of the zenazinium skeleton, and Y and 2 are 2.3. 4th place (or 8th place as a control)
, 7.6) indicates a side chain substituent or hydrogen introduced at each different position, and the substituent is x,
y and z may be the same or different. ] Alkylammonium polycation type 5-, which is composed of a substituent containing a 5-alkylzenadinium derivative represented by (, R, R hydrogen can also be replaced). This is a method of using an alkylzenadinium as an electron carrier by bonding it to an anionic carrier.

本発明による新しい電子伝達体、アルキルアンモニウム
性カチオン型5−アルキルツェナジニウムは従来のPM
S% l−メトキシPMS等の5−アルキルツェナジニ
ウム型電子伝達体の応用範囲を広げ、適当な担体にイオ
ン的に結合して使用できるは、ハイドロキシアルキル、
ハロダン化アルキル等のアルキル誘導体も可能である。
The new electron carrier according to the present invention, alkylammonium cation type 5-alkyltzenadinium, is a conventional PM.
S% l-Methoxy PMS and other 5-alkylzenadinium type electron carriers can be used by ionically bonding them to a suitable carrier to expand the range of applications, such as hydroxyalkyl,
Alkyl derivatives such as alkyl halides are also possible.

一般にこれらのアルキル基は炭素数1〜3個の低級アル
キルとして用いられることが多い。またR1、へ、R5
のいずれかひとつが水素であるジアルキルアンモニウム
もその用を果すことができる。即ち、本発明にいうアル
キルアンそニウムは、安定なN、カチオン性を保持する
ものであればいずれのものでもよい。Nに関してR1、
へ、R3かついた以外の残った結合体はツェナジニウム
骨格もしくは骨格に側鎖として訪導された他の置換基に
結合している。即ち、このアルキルアンモニウムを7エ
ナジニウム骨格の側鎖置換基として直接、あるいはこれ
を1個以上他の側鎖置換基に含ませた形で導入したもの
は、本発明でいうアルキルアンモニウム性カチオン型5
−アルキルツェナジニウムとしてアニオン性担体と結合
させて用いることができる。このアルキルアンモニウム
のツェナジニウム中への導入する位置、個数、含ませる
側鎖置換基の種類については任意であるが、通常5−ア
ルキルツェナジニウムが光に対して安定化するツェナジ
ニウム骨格上の1位が飛も好ましく、もし1位が既に他
の置換基、例えばメトキシ、エトキシ等のアルコキシ基
、アセトアミド、アミノ基あるいはその誘導体、あるい
はハロダン等で埋まり光に対する安定性を得ている時は
、カチオン化を目差すこのアルキルアンモニウム、もし
くはそれを含む置換基の導入はその位置にこだわらず行
うことができる。
Generally, these alkyl groups are often used as lower alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms. Also R1, to, R5
Dialkyl ammoniums in which one of the two is hydrogen can also serve this purpose. That is, the alkylamsonium referred to in the present invention may be any one that maintains stable N and cationic properties. R1 with respect to N,
The remaining conjugates other than R3 are bonded to the zenazinium skeleton or to other substituents attached to the skeleton as side chains. In other words, those in which this alkylammonium is introduced directly as a side chain substituent of the 7-enadinium skeleton or in the form of being included in one or more other side chain substituents are referred to as alkylammonium cation type 5 in the present invention.
- Can be used as an alkylzenadinium in combination with an anionic carrier. The position and number of alkylammonium introduced into zenadinium and the type of side chain substituents to be included are arbitrary, but 5-alkyl zenadinium is usually placed at the 1st position on the zenadinium skeleton where it is stabilized against light. However, if the 1st position is already filled with another substituent, such as an alkoxy group such as methoxy or ethoxy, an acetamido, an amino group or a derivative thereof, or a halodane, to obtain stability against light, cationization is preferable. This alkylammonium or a substituent containing it can be introduced regardless of its position.

ただし、本発明の意図に応じ、最も効率よくこれを遂行
しうるのは、光への安定化寄与部位である5−アルキル
ツェナジニウムの1位に直接このアルキルアンモニウム
、もしくはこれを含む置換基を側鎖として導入すること
である。これにより、5−アルキルツェナジニウムに光
への安定性、及び固定化という両方の実用上の便宜を合
わせ持たせることができる。
However, in accordance with the intent of the present invention, the most efficient way to accomplish this is to place this alkylammonium directly on the 1-position of 5-alkylzenadinium, which is the site that contributes to stabilization to light, or a substituent containing this. is introduced as a side chain. This allows the 5-alkylzenadinium to have both the practical convenience of stability to light and immobilization.

カチオン性の発揮としてアルキルアンモニウムはツェナ
ジニウム1分子あたり1〜数個程度含ませることが望ま
しく、その意味ではアルキルアンモニウムを1個以上含
ませた適当な置換基をツェナジニウム骨格の1位に側鎖
置換基として導入することが好都合で、この場合の最適
な置換基にはアルコキシ基があり、このアルキル部分に
1個以上のアルキルアンモニウムを含ませたアルコキシ
基を1位への側鎖置換基として導入するのがよい。
In order to exhibit cationic properties, it is desirable to include one to several alkyl ammonium per zenadinium molecule, and in that sense, an appropriate substituent containing one or more alkylammonium is added to the 1-position of the zenadinium skeleton as a side chain substituent. In this case, the most suitable substituent is an alkoxy group, and an alkoxy group containing one or more alkylammonium in the alkyl moiety is introduced as a side chain substituent to the 1-position. It is better.

このものは1−メトキシPMSの電子伝達性、光安定性
等、他の5−アルキルツェナジニウムに比し優れた点を
・継承し、更に本発明の本質をなすアニオン性担体へ結
合して電子伝達反応を行わせるという主旨に合致する。
This product inherits the superiority of 1-methoxy PMS compared to other 5-alkylzenadiniums, such as electron transfer properties and photostability, and furthermore, it is bonded to an anionic carrier, which is the essence of the present invention. This corresponds to the purpose of causing an electron transfer reaction.

本発明によるアルキルアンモニウム性カチオン型、5−
アルキルツェナジニウムは固定化というPMS 等、従
来の5−アルキルツェナジニウムでは達し得なかった電
子伝達体の反応様式、及び技術をそのイオン結合性を利
用することにより可能にしたものである、しかるに、そ
の使用範囲はこの固定化に限定されるものではなく、当
然PMS 、あるいはl−メトキシPM8等が使用され
てきた通常の使用形態においても使用されうる。部ち、
この時には必要でないアニオン性担体を使用しなければ
よい。その意味で本発明は、電子伝達体に関して更にそ
の使用範囲、利用概念を広けだものと理解できる。
Alkylammonium cation type according to the invention, 5-
By utilizing its ionic bonding properties, alkylzenadiniums have enabled reaction modes and techniques of electron carriers, such as immobilization (PMS), which could not be achieved with conventional 5-alkylzenadiniums. However, its scope of use is not limited to this immobilization, and of course it can also be used in the usual usage forms in which PMS, l-methoxy PM8, etc. have been used. Department,
At this time, unnecessary anionic carriers may not be used. In this sense, the present invention can be understood to further expand the scope and concept of use of electron carriers.

ただし、電子伝達体、5−アルキルツェナジニウムをア
ニオン性担体にイオン結合させて用いることが本発明の
新規で且つ重要な点で、その主旨からして5−アルキル
ツェナジニウムに新たにアルキルアンモニウム性カチオ
ンを付加して用いることが本発明の本質で、誘導体個々
にりbではその範囲を規制されなり0 またポリカチオン型のゆえんである本発明によるアルキ
ルアンモニウム性カチオン型、5−アルキル7エナジニ
ウム誘導体は個々について新規な物質である。
However, the use of an electron carrier, 5-alkylzenadinium, by ionic bonding to an anionic carrier is a new and important point of the present invention, and from the purpose of this invention, a new alkylzenadinium is added to 5-alkylzenadinium. The essence of the present invention is to add and use an ammonium cation, and the range of the individual derivatives is not restricted. Enadinium derivatives are individually novel substances.

アルキルアンモニウム性カチオン型、5−アルキル7エ
ナジニウムはイオン的にアニオン、即ち30 e、−C
OOe、−HPO5θ% ノj% 離基t 含tr 神
体、高分子、膜等に結合される。実用上は解離性の強い
一803eが好ましいが、種々材質、用途等によって他
のものを利用してもよい。このイオン結合を利用した固
定化は、非常に簡便に行うことができる。この点もまた
本発明の好都合を示すものである。即ち、本発明による
アルキルアンモニウムカチオン性、5−アルキルツェナ
ジニウムを適当なアニオン性担体と混ぜ合わせるか、単
に接触させるだけで固定化が達せられる。−例を示せば
1mM程度に調製された1−r−)リメチルアミノ〜n
−デaピオキシフェナジニウム・メンサルフェート水溶
液中に室温、半日程度浸したポリスチレンスルホン酸膜
は、充分な水洗と乾燥後、そのtま電子伝達体固定化膜
として使用できる。
Alkylammonium cationic type, 5-alkyl7 enazinium is ionically anionic, i.e. 30 e, -C
OOe, -HPO5θ% noj% Leaving group t Contains tr It is bound to a body, a polymer, a membrane, etc. Practically speaking, 1803e is preferred because of its strong dissociability, but other materials may be used depending on the material, purpose, etc. Immobilization using this ionic bond can be performed very easily. This point also shows the advantages of the present invention. That is, immobilization can be achieved by mixing or simply contacting the alkylammonium cationic, 5-alkylzenadinium according to the invention with a suitable anionic carrier. - For example, 1-r-)limethylamino~n prepared to about 1mM
A polystyrene sulfonic acid membrane immersed in an aqueous solution of pyroxyphenazinium mensulfate at room temperature for about half a day can be used as an electron carrier-immobilized membrane after sufficient water washing and drying.

本発明の本旨において重要な点は、5−アルキルツェナ
ジニウムに新たにアルキルアンモニウム性カチオンを導
入したという点であった。
An important point in the gist of the present invention was that an alkylammonium cation was newly introduced into 5-alkylzenadinium.

更に詳しくその点を説明すれば、5−フルキルツェナジ
ニウムは元よりそのツェナジニウム骨格05位のNに基
づくカチオン性を既に有し、イオン的にはアニオン性担
体と親和性を持つ。りまりPMS、]−メトキシPMS
等はこのままでもアニオン性担体へのイオン的結合は可
能なのである。従ってツェナジニウム型市子伝達体のイ
オン結合を利用した固定化という新規な本願の意図につ
いては、このままでも直ちに、即ちツェナジニウムの元
より有するこのカチオンをアニオン性担体とのイオン結
合に導くことである程度達せられると思われていた。実
際上この結合は行われるのである。
To explain this point in more detail, 5-furkyrzenadinium already has cationic properties based on N at position 05 of its zenadinium skeleton, and has an ionic affinity with the anionic carrier. Rimari PMS, ]-Methoxy PMS
etc., it is possible to ionicly bond to an anionic carrier as is. Therefore, the new intention of the present application, which is to immobilize a zenadinium-type Ichigo carrier using ionic bonding, can be achieved to some extent immediately by directing the cation that zenadinium has from its source into an ionic bond with an anionic carrier. It was thought that it would be possible. In fact, this combination is done.

が、結論から先に言えば、以外にも、担体に付くには付
くが、結合しても結局ははずれてしまうということであ
った。反応が、電子伝達反応が始まるや否やはずれてし
まうということが見いだされた。この理由は次のように
推察される。
However, to begin with, the conclusion was that although it does stick to the carrier, it eventually comes off even after bonding. It was found that the reaction goes off as soon as the electron transfer reaction begins. The reason for this is inferred as follows.

電子伝達反応で7エナジニウムは還元を受け、いりたん
中性化するがすぐにまた自らの酸化によって元に戻り、
カチオン性をとり戻す。ここで7エナジニウムの性質と
して、反応によりいったん分離したe3電荷を失したも
のは、πf子放出(酸化)による自己への素速い復帰に
よっても、アニオン性担体上に残るのはもはや難しいと
いう″ことらしいのである。式で示せば次のようである
In the electron transfer reaction, 7-enadinium undergoes reduction and becomes neutral once again, but soon returns to its original state through its own oxidation.
Restores cationic properties. Here, the property of 7enadinium is that once it has lost its e3 charge due to the reaction, it is difficult for it to remain on the anionic carrier even if it quickly returns to itself by releasing πf atoms (oxidation). This can be expressed as follows.

即ち単に5−アルキルツェナジニウムではアニオン性担
体に結合しても、実際の反応が開始されれば、結局はは
ずれてしまうという宿命を持つ。
That is, even if 5-alkylzenadinium is simply bonded to an anionic carrier, it has the fate of eventually becoming detached once the actual reaction starts.

これではイオン的結合による固定化の意味はなさない。In this case, immobilization by ionic bonding is meaningless.

発明者らは、鋭意検討の結果、このツェナジニウムに元
よりあるカチオン性を生かしながら、更に、本願に基づ
く新しい意図を成し遂げるために、つまり担体のイオン
的結合と固定のために新たにカチオン、即ちアルキルア
ンモニウム性カチオンをツェナジニウム中に1個以上含
ませるということにより本発明を達成したものである。
As a result of intensive studies, the inventors have discovered that while taking advantage of the cationic nature of zenadinium, they have also added a new cation for ionic bonding and immobilization of the carrier, in order to achieve the new intention based on the present application. The present invention was achieved by including one or more alkylammonium cations in zenadinium.

新たに導入されたアルキルアンモニウム性カチオンを持
つ5−アルキルツェナジニウムは、アルキルアンモニウ
ムが元よりの7エナジニウムのカチオンを補って、反応
中でもしっかりとアニオン性の担体に保持されたまま反
応を遂行させることができる。即ち5−アルキルツェナ
ジニウム型電子伝達体のアニオン性担体とのイオン的結
合による固定化、及び固定化による゛電子伝達体の種々
反応構成を行わせるためには、本発明による新しいカチ
オンの導入が不可欠の彼素となるのである。
The newly introduced 5-alkylzenadinium with an alkylammonium cation supplements the original 7-enadinium cation, allowing the reaction to proceed while being firmly held on the anionic carrier during the reaction. be able to. That is, in order to immobilize the 5-alkylzenazinium type electron carrier by ionic bonding with an anionic carrier and to perform various reaction configurations of the electron carrier by immobilization, it is necessary to introduce a new cation according to the present invention. becomes an indispensable element.

前述のように効率のよいアルキルアンモニウム性カチオ
ンの導入位置は、ツェナジニウム骨格の1位である。こ
れは5−アルキルツェナジニウム型重子伝達体の光に対
する安定性への改善効果を合わせ持たせた位置である。
As mentioned above, the efficient introduction position of the alkylammonium cation is the 1st position of the zenazinium skeleton. This position also has the effect of improving the stability of the 5-alkylzenadinium type deuteron carrier against light.

とりわけアルキルアンモニウムをアルコキシ基としてそ
のアルキル部分に含ませた形の1−アルコキシ−5−ア
ルキルツェナジニウムが好ましい。以下アルキルアンモ
ニウム性カチオン型、5−アルキルツェナジニウムの一
例としてこの1−アルコキシ型の合成−法につき述べる
が、本発明は本質的にこれらの合成法及び化合物の種類
等に限定されるものではないことは明らかである。
Particularly preferred is 1-alkoxy-5-alkylzenadinium in which an alkyl ammonium is included as an alkoxy group in the alkyl moiety. The synthesis method of this 1-alkoxy type will be described below as an example of the alkylammonium cation type and 5-alkylzenadinium, but the present invention is not essentially limited to these synthesis methods and types of compounds. It is clear that there is no such thing.

上記のタイプの共通の原料となる中間体、1−ヒドロキ
シ−5−アルキルツェナジニウム(a)はサレイ・エイ
・アール(5urrey、 A、 R,)によるオーガ
ニックシンセシス(Organic 5ynthesi
s、)col、 vol、 3 (1955) 、 P
 753〜756に記載された方法により収量よく合成
される。
The intermediate 1-hydroxy-5-alkylzenadinium (a), which is a common raw material for the above types, was synthesized by organic synthesis by Saray A.R.
s,) col, vol, 3 (1955), P
It is synthesized in good yield by the method described in 753-756.

この(a)を原料として神々のアルキルアミノアルキル
クロリドと反応させて対応する種々の1−アルキルアミ
ノアルコキシフェナジンを得ることができる。例えばジ
メチルアミノエチルクロリド(b)を(a)をジメチル
スルホキシド中水素化ナトリウムを作用させて後、(b
lと100℃、3時間反応させ、]−]β−ツメチルア
ミンエトキシフェナジンC)を得る。次に第1段の生成
物にジアルキル硫酸を作用させると目的のアルキルアン
モニウム性カチオン型、1−アルコキシ−5−アルキル
ツェナジニウムを得ることができるが、例えば(C)に
ついてジメチル硫酸(dlを用いると次のとおりである
By using this (a) as a raw material and reacting it with the divine alkylaminoalkyl chloride, various corresponding 1-alkylaminoalkoxyphenazines can be obtained. For example, after reacting dimethylaminoethyl chloride (b) with sodium hydride in dimethyl sulfoxide (a), (b)
1 at 100° C. for 3 hours to obtain ]-]β-trimethylamineethoxyphenazine C). Next, by reacting dialkyl sulfuric acid with the product of the first stage, the desired alkylammonium cation type, 1-alkoxy-5-alkylzenadinium, can be obtained. For example, for (C), dimethyl sulfate (dl) The usage is as follows.

即ち、(c)を6倍量のジメチル硫? (d)中、10
0℃。
That is, (c) was mixed with 6 times the amount of dimethyl sulfur. (d) Medium, 10
0℃.

10分間反応させた後、ジエチルエーテルを加え反応混
合物中よ!111−β−トリメチルアミノエトキシフェ
ナジニウム・ジメトサルフェート(e)を沈殿させる。
After reacting for 10 minutes, add diethyl ether to the reaction mixture! 111-β-Trimethylaminoethoxyphenazinium dimethosulfate (e) is precipitated.

これをアセトニトリルに溶解した後、再度ジメチルエー
テルで沈殿させ、これを精製する。
This is purified by dissolving it in acetonitrile and precipitating it again with dimethyl ether.

上記のように、第1段で(b)に関して類似の桓々のア
ルキルアミノアルキルクロリド誘導体を原料に用いれば
、(c)に関して対応する種々の中間体を得ることがで
きる。例えば(b)に関して、γ−ジエチルアミノプロ
ピルクロリド、あるいはβ−ジメチルアミンブチルクロ
リドを用いると、(C)に関して得られるのは1−γ−
ジエチルアミンゾロビオキシフェナジンあるいは、β−
ジメチルアミノテトキシフェナジンである。
As mentioned above, if a number of similar alkylaminoalkyl chloride derivatives for (b) are used as raw materials in the first step, various intermediates corresponding to (c) can be obtained. For example, for (b), if γ-diethylaminopropyl chloride or β-dimethylamine butyl chloride is used, the resultant for (C) is 1-γ-
Diethylamine Zorobioxyphenazine or β-
It is dimethylaminotetoxyphenazine.

また同様に、複数個のシアルキルアミノ基を有すアルキ
ルクロリド誘導体を用いることにより複数個のジアルキ
ルアミン基を含む任意のアルコキシ基をフェナジン骨格
の1位に導入することができる。またこれらのジアルキ
ルアミノ基はアルキル基の1つが水素に置換えられたモ
ノアルキルアミノ基であってもよい。
Similarly, by using an alkyl chloride derivative having a plurality of sialkylamino groups, any alkoxy group containing a plurality of dialkylamine groups can be introduced into the 1-position of the phenazine skeleton. Further, these dialkylamino groups may be monoalkylamino groups in which one of the alkyl groups is replaced with hydrogen.

更に、第2段でジメチル硫酸(d)の他にジエチル硫酸
等、任意のジアルキル硫酸を用いることができ、このジ
アルキル硫酸の種類によって、5位に導入されるアルキ
ル基の種類が決まり、(e)に関して対応する任意の5
−アルキルツェナジニウムを得ることができる。ここで
選ばれるジアルキル硫酸のアルキル基の種類がアルコキ
シ基に含まれたアルキルアミノ基のNに関する最後のそ
れへのアルキル基と同一となるのは、この合成法では第
2段の原理上もちろんである。
Furthermore, in the second stage, in addition to dimethyl sulfate (d), any dialkyl sulfate such as diethyl sulfate can be used, and the type of dialkyl sulfate determines the type of alkyl group introduced at the 5-position. ) for any corresponding 5
-Alkylzenadiniums can be obtained. Of course, the type of alkyl group of the dialkyl sulfate selected here is the same as the alkyl group attached to the last N-related alkylamino group contained in the alkoxy group due to the principle of the second step in this synthesis method. be.

一方結合されるアニオン屏R基を有する担体、膜、高分
子物質等については用途に応じてさまざ1の材質、形態
が?択できる。即ち、アニオン性膜への結合による電極
表面への被膜部分として、また電極表面へコートしたア
ニオン性高分子へ直接的なイオン結合、またビーズ状ア
ニオン性担体への結合により連続反応型リアクターへの
応用等その形式はさまざまである。アニオン性解離基を
有す物質には例えばポリスチレンスルホン酸、カルブキ
シメチルセルロース、アルギン酸等があり、解離基とし
ては結合性の強さよりスルホン酸基が最適であり、新た
にこれら導入した担体等の合成も可能である。
On the other hand, carriers, membranes, polymeric substances, etc. that have anionic folding R groups to which they are bonded are available in various materials and forms depending on the purpose. You can choose. In other words, it can be used as a coating part on the electrode surface by binding to an anionic membrane, as a direct ionic bond to an anionic polymer coated on the electrode surface, or as a continuous reaction reactor by binding to a bead-shaped anionic carrier. There are various forms of application. Substances with anionic dissociative groups include polystyrene sulfonic acid, carboxymethyl cellulose, alginic acid, etc. As the dissociative group, sulfonic acid groups are most suitable due to their strong bonding properties, and the synthesis of newly introduced carriers, etc. is also possible.

「冥施例」 以下、実’1M例に従って本発明を詳述する。"Medicine" Hereinafter, the present invention will be explained in detail according to a practical example.

実施例1 1−β−トリメチルアミノエトキシ−5−メチルツェナ
ジニウム(アミノエトキシPMSと称す)のバプンンー
フィリ、ブス(Babaon−Phjlllpa )法
における性能 a、方法:乳酸デヒドロゲナーゼ/ NAD系よりニト
ロテトラゾリウムにつなぐ電子キャリアーとしての性能
をテストした。
Example 1 Performance of 1-β-trimethylaminoethoxy-5-methylzenadinium (referred to as aminoethoxy PMS) in the Babaon-Phjllpa method a, Method: Linking to nitrotetrazolium via lactate dehydrogenase/NAD system We tested its performance as an electronic carrier.

反応条件、試薬等はジェー・ニーピーピーエル・ビオケ
ミ(J、 Appl、 Blocham、 、) 3 
(1981) 。
Reaction conditions, reagents, etc. are provided by JNPL Biochemistry (J, Appl, Blocham, ) 3
(1981).

535−543.に記載の方法である(30”C)。535-543. (30''C).

l−メトキシPMS (f 1nal concn、 
32 μM)を標準とし、その反応性を100とした。
l-methoxy PMS (f 1nal concn,
32 μM) was used as a standard, and its reactivity was set as 100.

b、結果ニアミノエトキシPMSの反応性アミノエトキ
シPMSの場合より低濃度域においても(例えば3.2
μM、8μM等)充分の乳酸デヒドロナーゼ活件を出現
せしめているのが特徴である。
b.Results Reactivity of Niaminoethoxy PMS Even in the lower concentration range than that of aminoethoxy PMS (e.g. 3.2
μM, 8 μM, etc.) is characterized by the appearance of sufficient lactate dehydronase activity.

最適濃度は、3〜81Mである。The optimal concentration is 3-81M.

実施例2 S nO2雷極への固定化 固定化法  ポリスチレンスルホン酸ナトリウム(PS
SNa、巴用M M 01 igoZ 、 W−100
3分子17500゜スルホン化率73.4%)はあらか
じめ透析により低分子不純物を除去する。ポリビニルア
ルコール(PVA−117,クラレボ/f −ル、重合
度1700)はそのまま使用する。
Example 2 Immobilization method on S nO2 lightning electrode Sodium polystyrene sulfonate (PS
SNa, Tomoe MM 01 igoZ, W-100
Three molecules (17500° sulfonation rate 73.4%) were previously subjected to dialysis to remove low-molecular impurities. Polyvinyl alcohol (PVA-117, Kurarayvol/F-L, polymerization degree 1700) is used as it is.

まず、蒸留水30葱にPYA 3 、Fを加え、常温で
よく分散させる。これをゆっくり加熱しながら80℃に
し、PSSNa 0.71を加え、沸騰させることなく
完全に溶解させたのち、ゆっ〈ジ冷やして常温にもどす
。これに牛血清アルブミン15〜を加えて溶解させる。
First, PYA 3 and F are added to 30 scallions of distilled water and dispersed well at room temperature. Slowly heat this to 80°C, add PSSNa 0.71, completely dissolve without boiling, and then cool slowly to return to room temperature. Bovine serum albumin 15~ is added to this and dissolved.

S nO2ガラス’I!極に上記混合物を均一に薄く塗
布し、P401oデシケータ−の中で1日以上減圧乾燥
した後、190℃の乾燥器の中で15分以上乾燥して安
定化する。
S nO2 glass'I! The above mixture is applied thinly and uniformly to the electrode, dried under reduced pressure in a P401o desiccator for at least one day, and then dried for at least 15 minutes in a dryer at 190° C. to stabilize.

この電極を各種アルキルアンモニウム性カチオン型5−
アルキルツェナジニウム1−メトキシPMSもしくはP
MS溶液(いずれも0.3mM)に半日以上浸して吸着
させた後よく水洗して風乾する。
This electrode can be used in various alkyl ammonium cation type 5-
Alkylzenadinium 1-methoxy PMS or P
After soaking in MS solution (both 0.3 mM) for half a day or more to adsorb it, wash thoroughly with water and air dry.

これをPMS電極と総称する。This is collectively called a PMS electrode.

実施例3PM8@極の性能 a、電極の構成;カソードはカロメル電極とする。Example 3 Performance of PM8@pole a. Electrode configuration; the cathode is a calomel electrode.

アノードにPMS電極をおく。Place a PMS electrode on the anode.

b、アノード液の組成:乳酸デヒドロゲナーゼ0.8r
at 、 DL−乳酸ナトリウム(IM) 0.37!
、 NAD”(0,OIM) 0.45 m 、 )リ
ス緩衝液(pH8,5,1M)0.6m/、蒸留水を加
えて、2.7−とする。
b. Composition of anolyte: lactate dehydrogenase 0.8r
at, DL-sodium lactate (IM) 0.37!
, NAD" (0, OIM) 0.45 m, ) Lith buffer (pH 8,5, 1M) 0.6 m/, add distilled water to make 2.7-.

C,アノードにおける反応;充分骨の乳jジデヒドロr
ナーゼの作用で乳〜塩は酸化され、NAD+は還元され
NADH(!−なる。NADHは、$施例2の方法で電
極上に結合している各拙フェナジニウム型定子伝達体と
反応してNAD+に戻り、この時電子を電子伝達体に与
える。この電子は電子伝達体より5n02電極に直接与
えられ、対極の甘木を還元する。
C, reaction at the anode; sufficient bone milk j didehydro r
Milk-salt is oxidized by the action of enzyme, and NAD+ is reduced to NADH (!-).NADH reacts with each phenazinium-type constant carrier bound on the electrode by the method of Example 2 to form NAD+. At this time, electrons are given to the electron carrier.The electrons are directly given to the 5n02 electrode from the electron carrier, and reduce the Amagi at the opposite electrode.

この過程で電流が発生する。この@Mt値は、酵素0度
が一定ならば結合している電子伝達体の反応性に比例す
る。今回の実!f+は酵素濃度を一定にして各種PMS
 N極の性能を比較したものである。
An electric current is generated during this process. This @Mt value is proportional to the reactivity of the bound electron carrier if the enzyme zero degree is constant. This time's fruit! f+ is various PMS with constant enzyme concentration.
This is a comparison of the performance of the north pole.

d、結果二表で示す 表示したように、pbrsを含まないSnO□゛償袷に
は酸素反応を電流に変換する能力がない。つまりこれは
ブランク反応である。PMS又はl−メトキシPMSを
含む電極は、前述の通り1回目に限り電流に変換する能
力があるが、使用中に溶出するため反復利用が出来ない
d.Results As shown in Table 2, the SnO□゛ padding without pbrs does not have the ability to convert the oxygen reaction into electric current. In other words, this is a blank reaction. Electrodes containing PMS or l-methoxy PMS have the ability to convert into current only the first time as described above, but cannot be used repeatedly because they elute during use.

しかし、1−β−トリメチルアミノエトキシPMSを吸
着した電極は、PSSの陰イオンを強く結合するので、
2回目以降の反り使用でも安定した電流を得ることが出
来る。
However, since the electrode adsorbing 1-β-trimethylaminoethoxy PMS strongly binds PSS anions,
A stable current can be obtained even after the second and subsequent warped uses.

又、重子伝達性能自身もけるかに上昇していることがわ
かる。これを利用して、酵素活性や基質量の測定が可能
となる。
Furthermore, it can be seen that the deuteron transfer performance itself has also increased significantly. Utilizing this, it becomes possible to measure enzyme activity and substrate amount.

実施例4 アルキルアンモニウム性カチオン型PMS Irt m
 ノ光エネルギー変換における応用 a、′7F祢の調製: PSS−PVAでコーティング
したSnO2電極(実施例2参照)を1−β−トリメチ
ルアミノエトキシPMSとテトラカチオン型ポルフィリ
ン(同位製。商品名’rMPyp )亜鉛錯体の混合液
(濃度は共に0.3mM)に半日以上浸して結合させた
のち、水洗風乾する。
Example 4 Alkylammonium cationic PMS Irt m
Preparation of SnO2 electrode coated with PSS-PVA (see Example 2) with 1-β-trimethylaminoethoxy PMS and tetracationic porphyrin (isotopic product. Trade name 'rMPyp) ) After being immersed in a mixed solution of zinc complexes (both concentrations are 0.3mM) for more than half a day to bond, it is washed with water and air-dried.

b、電池の構成:カソードはグラシーカ−が7をメチル
ビオロダン溶液に浸したもの。アノードは1−β−トリ
メチルアミノエトキシPMSとテトラカチオン型亜鉛ポ
ルフィリンを結合した電極として電池を構成した。アノ
ード側には、単に0、2 M IJン酸緩衝液を入れた
b. Battery configuration: The cathode is made by soaking Glasseeker 7 in methylbiorodane solution. The battery was constructed as an anode in which 1-β-trimethylaminoethoxy PMS and tetracationic zinc porphyrin were combined. On the anode side, 0.2 M IJ acid buffer was simply added.

C9結果;アノード側のみを500μF、7m2 II
の光で照射すると約1μAのアノード電流が誇れて、カ
ソード側のメチルビオロダンを還元する(青色が見える
ほど還元がおこるのは長時間のち)。電極(アノード)
側の液にはl−β−トリメチルアミノエトキシPMSも
ポルフィリンもほとんど溶出せず、何回でも光アノード
電流の発生を繰り返すことが出来る。少くとも100回
までは反り観察した。
C9 result; 500μF only on the anode side, 7m2 II
When irradiated with light, an anode current of about 1 μA is produced, reducing the methylbiorodane on the cathode side (it takes a long time for the reduction to occur to the extent that a blue color is visible). Electrode (anode)
Almost no l-β-trimethylaminoethoxy PMS or porphyrin is eluted in the side solution, and the generation of photoanodic current can be repeated any number of times. Warpage was observed at least 100 times.

以上より、本発明によるアルキルアンモニウム性カチオ
ン型、5−アルキルツェナジニウムは、フェナゾニウム
に導入した新たなアルキルアンモニウム性カチオンによ
り、アニオン性担体に結合して、従来よりさらに効率の
良い電子伝達体反応を行わせ、又リアクターとしての、
繰り返し使用をも可能にした。即ちこれにより電子伝達
体の新しい使用様式が達成されたものである。
From the above, the alkylammonium cation type 5-alkylzenazinium according to the present invention can be bonded to an anionic carrier by the new alkylammonium cation introduced into phenazonium, resulting in a more efficient electron carrier reaction than before. and as a reactor,
It also allows for repeated use. In other words, a new usage pattern for electron carriers has been achieved.

「発明の効果」 以上のように、本発明による5−アルキルツェナジニウ
ムへのカチオン性アルキルアンモニウムの導入は、従来
の7子伝達体の応用範囲を更に広げ、イオン的結合によ
り、固定化してこれを用いるという全く新しい形の電子
伝達体およびその使用方法を提供する。
"Effects of the Invention" As described above, the introduction of cationic alkyl ammonium into 5-alkylzenadinium according to the present invention further expands the range of application of the conventional heptatransmitter, and immobilizes it by ionic bonding. We provide a completely new type of electron carrier using this and a method of using the same.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 〔但し、式中Rはアルキル基、Xはフェナジニウム骨格
の1位(もしくは対照となる9位)に導入された側鎖置
換基、Y及びZは2,3,4位(もしくは対照となる8
,7,6位)のそれぞれ異ったいずれかの位置に導入さ
れた側鎖置換基もしくは水素を示し、置換基としてX、
Y、Zは同じかまたは異ってもよい。〕 で表わされた5−アルキルフェナジニウム誘導体の、少
なくともX、Y、Zのいずれかが1個以上のアルキルア
ンモニウム ▲数式、化学式、表等があります▼、但し、R_1、R
_2、R_3はアルキル基を示し、R_1、R_2、R
_3はそれぞれ同じか異ってもよく、R_3は水素に置
代わることもできる。)を含む置換基で構成されたアル
キルアンモニウム性ポリカチオン型5−アルキルフェナ
ジニウム。 2)Xが1個以上のアルキルアンモニウムを含む側鎖置
換基、Y及びZが水素であるところの特許請求の範囲第
1項記載のアルキルアンモニウム性ポリカチオン型5−
アルキルフェナジニウム。 3)Xがアルキルアンモニウム又はそのアルキル部分に
1個以上のアルキルアンモニウムを含むアルコキシ基で
あり、Y及びZが水素であるところの特許請求の範囲第
1項記載のアルキルアンモニウム性ポリカチオン型5−
アルキルフェナジニウム。 4)Xが▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、m及びnは0〜5の整数、R_1、R_2、R
_3は炭素数1〜3個のアルキル基を示し、R_1、R
_2、R_3はそれぞれ同じか異ってもよく、またR_
3は水素に置代わることができる。)、Y及びZが水素
であり、Rが炭素数1〜3個のアルキル基であるところ
の特許請求の範囲第1項記載のアルキルアンモニウム性
ポリカチオン型5−アルキルフェナジニウム。 5)式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 〔但し、式中Rはアルキル基、Xはフェナジニウム骨格
の1位(もしくは対照となる9位)に導入された側鎖置
換基、Y及びZは2,3,4位(もしくは対照となる8
,7,6位)のそれぞれ異ったいずれかの位置に導入さ
れた側鎖置換基もしくは水素を示し、置換基としてX、
Y、Zは同じかまたは異ってもよい。〕 で表わされた5−アルキルフェナジニウム誘導体の、小
なくともX、Y、Zのいずれかが1個以上のアルキルア
ンモニウム (▲数式、化学式、表等があります▼、但し、R_1、
R_2、R_3はアルキル基を示し、R_1、R_2、
R_3はそれぞれ内じか異ってもよく、R_3は水素に
置代わることもできる。)を含む置換基で構成されたア
ルキルアンモニウム性ポリカチオン型5−アルキルフェ
ナジニウムをアニオン性担体に結合して用いるところの
電子伝達体としての使用方法。 6)Xが1個以上のアルキルアンモニウムを含む側鎖置
換基、Y及びZが水素であるところの特許請求の範囲第
5項記載の電子伝達体としての使用方法。 7)Xがアルキルアンモニウム又はそのアルキル部分に
1個以上のアルキルアンモニウムを含むアルコキシ基で
あり、Y及びZが水素であるところの特許請求の範囲第
5項記載の電子伝達体としての使用方法。 8)Xが▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、m及びnは0〜5の整数、R_1、R_2、R
_3は炭素数1〜3個のアルキル基を示し、R_1、R
_2、R_3はそれぞれ同じか異ってもよく、またR_
3は水素に置代わることができる。)、Y及びZが水素
であり、Rが炭素数1〜3個のアルキル基であるところ
の特許請求の範囲第5項記載の電子伝達体としての使用
方法。
[Claims] 1) Formula [I] ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc.▼ [I] [However, in the formula, R is an alkyl group, and X is the 1st position of the phenazinium skeleton (or the 9th position as a reference) The side chain substituents, Y and Z introduced into the
, 7, 6)), and the substituent is X,
Y and Z may be the same or different. ] In the 5-alkylphenazinium derivative represented by, at least one of X, Y, and Z is an alkyl ammonium ▲ There are numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ However, R_1, R
_2, R_3 represent an alkyl group, R_1, R_2, R
Each of _3 may be the same or different, and R_3 may be replaced by hydrogen. ) Alkylammonium polycation type 5-alkylphenazinium composed of a substituent containing. 2) The alkylammonium polycation type 5- according to claim 1, wherein X is a side chain substituent containing one or more alkylammonium, and Y and Z are hydrogen.
Alkylphenazinium. 3) The alkylammonium polycation type 5- according to claim 1, wherein X is alkylammonium or an alkoxy group containing one or more alkylammonium in its alkyl moiety, and Y and Z are hydrogen.
Alkylphenazinium. 4) X is a ▲ mathematical formula, chemical formula, table, etc. ▼ (However, m and n are integers from 0 to 5, R_1, R_2, R
_3 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R_1, R
_2 and R_3 may be the same or different, and R_
3 can be replaced with hydrogen. ), Y and Z are hydrogen, and R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, the alkylammonium polycation type 5-alkylphenazinium according to claim 1. 5) Formula [I] ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼[I] [However, in the formula, R is an alkyl group, and X is a side chain introduced at the 1st position (or the 9th position as a contrast) of the phenazinium skeleton. Substituents, Y and Z, are at the 2, 3, and 4 positions (or the contrasting 8
, 7, 6)), and the substituent is X,
Y and Z may be the same or different. ] In the 5-alkylphenazinium derivative represented by, at least one of X, Y, and Z is an alkyl ammonium (▲There are numerical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, however, R_1,
R_2, R_3 represent an alkyl group, R_1, R_2,
Each R_3 may be the same or different, and R_3 may also be replaced by hydrogen. ) A method for using an alkylammonium polycation type 5-alkylphenazinium constituted by a substituent group as an electron carrier by bonding it to an anionic carrier. 6) The method of use as an electron carrier according to claim 5, wherein X is a side chain substituent containing one or more alkylammonium, and Y and Z are hydrogen. 7) The method of use as an electron carrier according to claim 5, wherein X is alkylammonium or an alkoxy group containing one or more alkylammonium in its alkyl moiety, and Y and Z are hydrogen. 8) X is a ▲ mathematical formula, chemical formula, table, etc. ▼ (However, m and n are integers from 0 to 5, R_1, R_2, R
_3 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R_1, R
_2 and R_3 may be the same or different, and R_
3 can be replaced with hydrogen. ), Y and Z are hydrogen, and R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011515686A (en) * 2008-03-27 2011-05-19 エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲー Biosensor with improved analyte specificity
WO2015159969A1 (en) * 2014-04-18 2015-10-22 株式会社同仁化学研究所 Measurement method for dehydrogenase and substrate concentration thereof, electron mediator, and measurement reagent for dehydrogenase including said electron mediator and for substrate thereof
WO2019187586A1 (en) * 2018-03-30 2019-10-03 Phcホールディングス株式会社 Sensor using phenazine derivative or high molecular weight redox polymer containing phenazine derivative
CN113336714A (en) * 2021-06-25 2021-09-03 山东大学 Compound and preparation method and application thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3035609U (en) * 1996-09-10 1997-03-28 株式会社村田商会 Belt conveyor cover attachment

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011515686A (en) * 2008-03-27 2011-05-19 エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲー Biosensor with improved analyte specificity
JP2013164426A (en) * 2008-03-27 2013-08-22 F. Hoffmann-La Roche Ag Biosensor with improved analyte specificity
WO2015159969A1 (en) * 2014-04-18 2015-10-22 株式会社同仁化学研究所 Measurement method for dehydrogenase and substrate concentration thereof, electron mediator, and measurement reagent for dehydrogenase including said electron mediator and for substrate thereof
JPWO2015159969A1 (en) * 2014-04-18 2017-04-13 株式会社同仁化学研究所 DEHYDROGENASE AND METHOD FOR MEASURING SUBSTRATE CONCENTRATION, ELECTRONIC MEDIATOR, DEHYDROGENASE CONTAINING THE ELECTRONIC MEDIATOR, AND MEASUREMENT REAGENT FOR SUBSTRATE
US10287619B2 (en) 2014-04-18 2019-05-14 Dojindo Laboratories Measurement method for dehydrogenase and substrate concentration thereof, electron mediator, and measurement reagent for dehydrogenase including said electron mediator and for substrate thereof
WO2019187586A1 (en) * 2018-03-30 2019-10-03 Phcホールディングス株式会社 Sensor using phenazine derivative or high molecular weight redox polymer containing phenazine derivative
US11959873B2 (en) 2018-03-30 2024-04-16 Phc Holdings Corporation Sensor using phenazine derivative or high molecular weight redox polymer containing phenazine derivative
CN113336714A (en) * 2021-06-25 2021-09-03 山东大学 Compound and preparation method and application thereof

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