(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料液中に溶存する微量鉛の検出方法であって、該試料液中の鉛イオンと錯体を形成するクラウンエーテルを該試料液に混合する工程と、少なくとも疎水性官能基を有するとともに該生成された鉛錯体と不沈性のイオン会合体を形成可能なイオン対試薬を混合する工程と、該試料液を疎水性フィルタに通液する工程と、該通液により前記疎水性フィルタに抽出された前記イオン会合体を定性、定量的に分析、評価する工程とから成ることを特徴とする微量鉛の検出方法。
【請求項２】
前記試料液の水素イオン濃度（ｐＨ）を６〜７に維持する請求項１に記載の微量鉛の検出方法。
【請求項３】
該イオン対試薬が二価アニオンである請求項１または２に記載の微量鉛の検出方法。
【請求項４】
前記イオン対試薬として、少なくとも前記鉛錯体と会合するとともに、有色または蛍光を発するものを用いた請求項１〜３のいずれかに記載の微量鉛の検出方法。
【請求項５】
該イオン対試薬がエオシンである請求項４に記載の微量鉛の検出方法。
【請求項６】
前記クラウンエーテルまたは前記イオン対試薬が、その構造内にシクロヘキシル環および／またはベンゼン環を有するものである請求項１〜５のいずれかに記載の微量鉛の検出方法。
【請求項７】
前記クラウンエーテルが、ジシクロヘキシル―１８―クラウンエーテルまたはジベンゾ−クリプタンド２.２.２である請求項４〜６のいずれかに記載の微量鉛の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、試料液中に微量に含まれる鉛、特には微量の鉛を高感度に、しかも簡便迅速に検出することのできる微量鉛の検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生体試料や環境水中に含まれる微量鉛の測定においては、原子吸光法が主に用いられてきた。
【０００３】
これら原子吸光法としては、その検出感度の問題から、ごく微量の鉛を検出するためには試料中の鉛を所定の方法、例えば抽出−逆抽出等の複数段の抽出を用いて鉛を濃縮して検出する必要があることから、これら抽出−逆抽出等の煩雑な前処理に長い時間を要するばかりか、これら濃縮を実施してもその感度は十分なものではなく、更には試料中に存在する他の物質、特に鉛同様の金属イオン等の影響を受けやすいという問題があった。
【０００４】
このため、これら問題を解決する方法として、Ａ.Ｓａｎｚ―Ｍｅｄｅｌらにより「ｔａｌａｎｔａ，３２，９，ｐｐ.９１５〜９２０（１９８５）」において、試料液中の鉛イオンにクラウンエ−テルを混合して錯体を形成させた後、該錯体に蛍光性アニオンを会合させて電荷を有しない会合体を形成し、該会合体を非極性溶剤であるクロロホルムに抽出して該有機相の蛍光強度を測定して鉛の検出、定量を行う方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この方法は、試液中に存在する他物質の影響を比較的受けにくく、その検出限界も１ｐｐｂと比較的高感度であるが、前記のように、イオン会合体の抽出に人体および環境に有害とされるクロロホルムを使用することから、これらクロロホルムを使用可能な特殊な設備を設ける必要があり、これら設備を有しない任意の場所等では該検出を実施出来ないばかりか、これら溶媒抽出においては前記イオン会合体を有機相であるクロロホルムに移行させるために分液ロートや振とう器等の機器や移行が良好になされるための十分な時間が必要となるととともに、これら鉛が環境水に含まれる実際濃度がｐｐｔオ−ダ−であることから、その感度においても十分と言えるものではないという問題があった。
【０００６】
よって、本発明は上記した問題点に着目してなされたもので、前記のクロロホルムのような有害な抽出溶媒を用いることなしに、任意の場所にて安全にしかも簡便迅速かつ高感度にて鉛の検出を実施することのできる微量鉛の検出方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記した問題を解決するために、本発明の微量鉛の検出方法は、試料液中に溶存する微量鉛の検出方法であって、該試料液中の鉛イオンと錯体を形成するクラウンエーテルを該試料液に混合する工程と、少なくとも疎水性官能基を有するとともに該生成された鉛錯体と不沈性のイオン会合体を形成可能なイオン対試薬を混合する工程と、該試料液を疎水性フィルタに通液する工程と、該通液により前記疎水性フィルタに抽出された前記イオン会合体を定性、定量的に分析、評価する工程とから成ることを特徴としている。
この特徴によれば、前記不沈性のイオン会合体が生成された試料液を疎水性フィルタに通液することにより、該イオン会合体が効率良く該疎水性フィルタに抽出されて濃縮されるようになるため、従来のようにクロロホルム等の有害な溶媒を用いる必要が無く、任意の場所にて安全に検出を実施できるとともに、試料液を疎水性フィルタに通液することでイオン会合体の抽出がなされることから、抽出に特別な機器等や長時間を必要とせずに該試料液中の鉛を該フィルタに高濃度に濃縮することが可能となることから、簡便迅速かつ高感度にて鉛の検出または測定を実施することができる。
【０００８】
本発明の微量鉛の検出方法は、前記試料液の水素イオン濃度（ｐＨ）を６〜７に維持することが好ましい。
このようにすれば、前記鉛錯体の生成が良好になされ、より多くの鉛錯体がイオン会合体として存在して前記疎水性フィルタに抽出されるようになるため、より高感度および正確な鉛の検出または定量を実施できる。
【０００９】
本発明の微量鉛の検出方法は、該イオン対試薬が二価アニオンであることが好ましい。
このようにすれば、前記クラウンエ−テルとの親和性の高いアルカリ金属錯体が前記疎水性フィルタ−に抽出されることが防止され、これらアルカリ金属錯体による鉛検出への影響を低減できる。
【００１０】
本発明の微量鉛の検出方法は、前記イオン対試薬として、少なくとも前記鉛錯体と会合するとともに、有色または蛍光を発するものを用いることが好ましい。このようにすれば、目視にても前記イオン会合体が抽出されたフィルタの色変化や蛍光を確認することで、より簡便に鉛の存在を検出または定量できる。
【００１１】
本発明の微量鉛の検出方法は、該イオン対試薬がエオシンであることが好ましい。
このようにすれば、前記エオシンは強い蛍光を有するとともに、その構造が平面的構造でかさ高く疎水性フィルタ−への抽出性が向上することから、検出感度を向上できる。
【００１２】
本発明の微量鉛の検出方法は、前記クラウンエーテルまたは前記イオン対試薬が、その構造内にシクロヘキシル環および／またはベンゼン環を有するものであることが好ましい。
このようにすれば、シクロヘキシル環および／またはベンゼン環を有するクラウンエーテルは、鉛イオンに対しての選択性が高いとともに、これらシクロヘキシル環およびゼンゼン環は疎水性を有することから、生成されるイオン会合体の前記疎水性フィルタ−との親和性が向上して抽出率が向上することにより、検出感度を向上できる。
【００１３】
本発明の微量鉛の検出方法は、前記クラウンエーテルが、ジシクロヘキシル―１８―クラウンエーテルまたはジベンゾ−クリプタンド２.２.２であることが好ましい。
このようにすれば、前記イオン会合体の発色または蛍光を高いものとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
（実施例）
図１は、本実施例の微量鉛の検出方法の処理内容を示すフロー図であり、図２は、本実施例における通液状況を示す図であり、図３は、本実施例に用いた疎水性フィルタを有するシリンジの構成を示す側断面図である。
【００１６】
本実施例の微量鉛の検出方法は、図１に示すように、ビーカ２に貯溜された鉛イオンを含有すると思われる所定量の試料水溶液に、クラウンエーテルとして以下の化学式１に示すジベンゾ−クリプタンド２.２.２濃度が１.０×１０―３モル／ｄｍ３のクラウンエーテル溶液を２５０μｌ、ｐＨ緩衝液として濃度０.１モル／ｄｍ３のＨＥＰＥＳ―ＬｉＯＨ（ｐＨ７.０）を１ｍｌ添加、混合する。
【００１７】
これら混合により、前記試料液中の鉛イオンは前記ジベンゾ−クリプタンド２.２.２と錯体を形成するが、これら添加されるジベンゾ−クリプタンド２.２.２の量は、試料液中に存在する鉛イオンの全数を錯体とするために、適宜過剰の量を添加することが好ましい。
【００１８】
これら混合後に、イオン対試薬として以下の化学式１に示すエオシンＹ濃度が１.０×１０―４モル／ｄｍ３とされたエオシンＹ溶液２００μｌ、エタノール２０重量％加えて混合し、これを純水にて希釈して２５ｍｌとした。
【００１９】
本実施例では、前記にて生成されたイオン会合体を抽出する疎水性フィルタの抽出能を高める目的で前記のようにエタノールを２０重量％添加しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、使用する疎水性フィルタが十分な抽出能を有する場合においては、これらエタノールの添加を省略しても良い。
【００２０】
また、本実施例では前記のようにｐＨ緩衝液を加えることで、試料液のｐＨが６〜７の弱酸性領域に保持されるようにしているが、このようにすることで、以下の化学式１に示すように、鉛イオンとクラウンエーテルである前記ジベンゾ−クリプタンド２.２.２との錯形成が良好になされて、前記エオシンＹと会合して疎水性フィルタに抽出される鉛イオンの総量を向上させることができるようになるとともに、これら試料液中に存在するアルカリ金属イオンは、前記ｐＨ６〜７よりも酸性側に錯形成領域を有することから、これらアルカリ金属イオンによる影響も低減できるようになることから好ましい。
【化学式１】
0003651759.tif 000002
【００２１】
次いで、前記希釈された試料液３から５００μｌを、図２および図３に示すように、その先端部位置に疎水性フィルタ４を備えたシリンジ１上部より注入した後、挿入子５を前記シリンジ１に挿入して前記試料液３を疎水性フィルタ４に通液させる。
【００２２】
これら疎水性フィルタ４としては、前記にて鉛イオン錯体とエオシンＹとが会合して生成されるイオン会合体が、その極性が著しく低く、よって非極性の相に抽出され易い特性を有することから、これら疎水性フィルタ４もその極性が低いものが好ましく、更には本実施例のようにイオン対試薬として蛍光性を有する前記エオシンＹを用いる場合においては、これらエオシンＹの蛍光を阻害しないものであることが好ましいことから、本実施例ではオクタデシルシリル化シリカディスクカートリッジ（米国、３Ｍ社製）を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら疎水性フィルタは前記した観点等に基づき適宜に選択すれば良い。
【００２３】
このようにして、前記通液により試料液中に生成された前記イオン会合体が前記疎水性フィルタ４に抽出され、該フィルタ４の蛍光強度を所定の方法、例えばデントシトメータ等により測定することで、前記試料液中に存在した鉛の量を定量することができるばかりか、該蛍光を目視にて確認することで試料液中の鉛の有無の検出を実施したり、該蛍光の強度を目視にて確認することで試料液中の鉛の量を定量することもできる。
【００２４】
これら本実施例における検出方法の検出感度について、予め異なる所定濃度の鉛を含有する試料液を調整し、これら各試料液について前記試験を実施して前記フィルタ４の蛍光強度を測定した結果を図４に示す。
【００２５】
これら図４から、該フィルタの蛍光強度を所定の強度測定装置にて測定することで、１ｐｐｂ以下の濃度領域においても鉛を定量できるばかりか、紫外線照射による蛍光の目視判定可能な濃度は、１００ｐｐｔと極めて高感度であり、これら高感度の検出を前記のように、クロロホルム抽出等の有害な溶媒を用いた特別な処理を実施することなく、安全かつ簡便迅速に任意の場所においても実施できるようになる。
【００２６】
以上、本発明を図面に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での変更や追加があっても、本発明に含まれることは言うまでもない。
【００２７】
また、前記実施例では、クラウンエーテルとしてジベンゾ−クリプタンド２.２.２を用いているが、これらジベンゾ−クリプタンド２.２.２は前記蛍光性を有するエオシンＹの蛍光強度を低下させることがないことから好ましく、これらの特性を示すものとしては、その他にジシクロヘキシル―１８―クラウンエーテル等が例示されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらクラウンエーテルの種類は用いるイオン対試薬等の特性等から適宜選択すれば良い。
【００２８】
また、前記ジベンゾ−クリプタンド２.２.２やジシクロヘキシル―１８―クラウンエーテル等は、その構造中に疎水性官能基であるのシクロヘキシル環またはベンゼン環を有することから、前記疎水性フィルタへの抽出率を高めることができることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
また、前記実施例では、ｐＨ緩衝液としてＨＥＰＥＳ―ＬｉＯＨ（ｐＨ７.０）を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、試料液のｐＨを６〜７の範囲とすることのできるものであれば任意のものを使用することができるが、これらｐＨ緩衝液により供給される金属イオンとしては、鉛検出に悪影響を及ぼさないものが好ましく、本実施例のようにイオン対試薬として２価のアニオンであるエオシンＹを用いる場合には、これらｐＨ緩衝液により供給される金属イオンとエオシンＹにより生成される会合体の疎水性フィルタへの抽出が阻害される一価の金属が好ましい。
【００３０】
また、前記実施例では、これらｐＨ緩衝液を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらｐＨを維持装置等を用いて６〜７に維持するようにしても良い。
【００３１】
また、前記実施例では、イオン対試薬として二価アニオンであって、蛍光性を有するエオシンＹを用いているが、該エオシンＹは、二価アニオンであるために、それ自体が単独にて前記疎水性フィルタに抽出されてしまうことが少ないとともに、前記クラウンエーテルとの親和性の高いアルカリ金属錯体の疎水性フィルタへの抽出を防止できるばかりか、前記ジベンゾ−クリプタンド２.２.２鉛錯体と会合してもその蛍光強度が高く、その構造が平面的でかさ高いことから後述する疎水性フィルタへの抽出性に優れていることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらイオン対試薬を蛍光ではなく発色性を有する色素であっても良く、これら発色の色度を測定して鉛濃度の定量を行うようにしても良い。
【００３２】
これら色素としては、例えばキサンテン系色素（エオシン、エリスロシン、ローズベンガル等）や、トリフェニルメタン系色素（ブロモクロロフェノールブルー、テトラブロモフェノールブルー、ブロモフェノールブルー、ブロモクレゾールパープル、テトラブロモチモールブルー、チモールブルー等）が例示され、これら例示した色素は、その構造内に疎水性の芳香環を有することから前記疎水性フィルタへの抽出も高くなることから好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３３】
更には、前記イオン対試薬は蛍光性も発色性も有せずに、前記疎水性フィルタに抽出されたイオン会合体を、適宜な方法にて定量するようにしても良く、例えば前記疎水性フィルタに抽出されたイオン会合体中のクラウンエーテルを有色または蛍光性を有する他の錯形成試薬と置換して検出や定量を実施するようにしても良い。
【００３４】
また、本実施例では、前記試料液３の疎水性フィルタ４への通液を、シリンジ１を用いて実施しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら疎水性フィルタ４への通液手法は任意とされる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は次の効果を奏する。
【００３６】
（ａ）請求項１の発明によれば、前記不沈性のイオン会合体が生成された試料液を疎水性フィルタに通液することにより、該イオン会合体が効率良く該疎水性フィルタに抽出されて濃縮されるようになるため、従来のようにクロロホルム等の有害な溶媒を用いる必要が無く、任意の場所にて安全に検出を実施できるとともに、試料液を疎水性フィルタに通液することでイオン会合体の抽出がなされることから、抽出に特別な機器等や長時間を必要とせずに該試料液中の鉛を該フィルタに高濃度に濃縮することが可能となることから、簡便迅速かつ高感度にて鉛の検出または測定を実施することができる。
【００３７】
（ｂ）請求項２の発明によれば、前記鉛錯体の生成が良好になされ、より多くの鉛錯体がイオン会合体として存在して前記疎水性フィルタに抽出されるようになるため、より高感度および正確な鉛の検出または定量を実施できる。
【００３８】
（ｃ）請求項３の発明によれば、前記クラウンエ−テルとの親和性の高いアルカリ金属錯体が前記疎水性フィルタ−に抽出されることが防止され、これらアルカリ金属錯体による鉛検出への影響を低減できる。
【００３９】
（ｄ）請求項４の発明によれば、目視にても前記イオン会合体が抽出されたフィルタの色変化や蛍光を確認することで、より簡便に鉛の存在を検出または定量できる。
【００４０】
（ｅ）請求項５の発明によれば、前記エオシンは強い蛍光を有するとともに、その構造が平面的構造でかさ高く疎水性フィルタ−への抽出性が向上することから、検出感度を向上できる。
【００４１】
（ｆ）請求項６の発明によれば、シクロヘキシル環および／またはベンゼン環を有するクラウンエーテルは、鉛イオンに対しての選択性が高いとともに、これらシクロヘキシル環およびベンゼン環は疎水性を有することから、生成されるイオン会合体の前記疎水性フィルタ−との親和性が向上して抽出率が向上することにより、検出感度を向上できる。
【００４２】
（ｇ）請求項７の発明によれば、前記イオン会合体の発色または蛍光を高いものとすることができる。
【００４３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における微量鉛の検出方法の処理内容を示すフロー図である。
【図２】本発明の実施例における通液状況を示す図である。
【図３】本発明の実施例に用いた疎水性フィルタを有するシリンジの構成を示す側断面図である。
【図４】本発明の実施例における鉛濃度と蛍光強度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
ｌ        シリンジ
２        ビーカ
３        試料液
４        疎水性フィルタ
５        挿入子
【図１】
0003651759.tif 000003
【図２】
0003651759.tif 000004
【図３】
0003651759.tif 000005
【図４】
0003651759.tif 000006