(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁油中に含まれるポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）を抽出するＰＣＢ抽出装置であって、
前記絶縁油を分解するキャピラリーカラムと、
前記キャピラリーカラムにより分解された前記絶縁油からＰＣＢを抽出するマイクロ流体デバイスと、
を有してなり、
前記マイクロ流体デバイスが、前記絶縁油を流通させる流路と、
前記流路に交差する方向に延設され、前記絶縁油に含まれる前記ＰＣＢを抽出しうるＰＣＢ抽出溶媒を満たしたＰＣＢ抽出室と、
を有することを特徴とするＰＣＢ抽出装置。
【請求項２】
ＰＣＢ抽出室が、ガラスにより形成される請求項１に記載のＰＣＢ抽出装置。
【請求項３】
ＰＣＢ抽出室の形状が、略半球状及び略角柱状の少なくともいずれかである請求項１から２のいずれかに記載のＰＣＢ抽出装置。
【請求項４】
一対のＰＣＢ抽出室が流路に対向して延設され、該一対のＰＣＢ抽出室を複数有する請求項１から３のいずれかに記載のＰＣＢ抽出装置。
【請求項５】
キャピラリーカラムの内径が、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍである請求項１から４のいずれかに記載のＰＣＢ抽出装置。
【請求項６】
キャピラリーカラムが、発煙硫酸含浸シリカゲルを含有する領域を有し、
前記発煙硫酸含浸シリカゲルを含有する領域における前記キャピラリーカラムの空隙率が、３０体積％以下である請求項１から５のいずれかに記載のＰＣＢ抽出装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のＰＣＢ抽出装置と、該ＰＣＢ抽出装置により抽出されたＰＣＢを検出するＰＣＢ検出手段とを有することを特徴とするＰＣＢ検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載のＰＣＢ検出装置を用いるＰＣＢ検出方法であって、
ＰＣＢ抽出装置におけるマイクロ流体デバイスの流路及びＰＣＢ抽出室にＰＣＢ抽出溶媒を導入し、前記マイクロ流体デバイスの前記流路に、ＰＣＢを含有する絶縁油を流通させ、前記ＰＣＢ抽出室において、前記絶縁油中に含まれる前記ＰＣＢを前記ＰＣＢ抽出溶媒で抽出するＰＣＢ抽出工程と、
抽出した前記ＰＣＢを検出するＰＣＢ検出工程と、を含むことを特徴とするＰＣＢ検出方法。
【請求項９】
ＰＣＢ抽出溶媒が、ジメチルスルホキシドである請求項８に記載のＰＣＢ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体デバイスを利用したＰＣＢ抽出装置、並びにこれを用いた、ＰＣＢ検出装置及びＰＣＢ検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ塩化ビフェニル（ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ  ｂｉｐｈｅｎｙｌ，ＰＣＢ）は、かつて電気絶縁材などとして使用されていた。生体に対する毒性が高いことから、１９７３年にその製造及び使用が禁止されたが、現在使用している重電機器の絶縁油に微量のＰＣＢが混入している可能性が報告されたことにより（例えば、非特許文献１参照）、その汚染判定に有用な判定法の開発が急務となっている。
【０００３】
このようなＰＣＢの汚染判定に有用な測定法としては、ガスクロマトグラフィーに続く質量分析や電子捕獲検出などが用いられている（例えば、非特許文献２及び３参照）。しかしながら、測定に長時間を要し、費用も高価であることから、より迅速かつ安価な測定法が要求されている。そこで、Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（μ−ＴＡＳ）又はＬａｂ  ｏｎ  ａ  Ｃｈｉｐと呼ばれる研究が注目されており、数ｃｍ角の基板上に１μｍ〜１，０００μｍの流路を設けたマイクロ流体デバイス上において、前記ＰＣＢ汚染判定に必要な化学操作を集積化した分析化学デバイスの構築が試みられている。また、前記マイクロ流体デバイスは、そのマイクロ空間における比界面積が大きく、拡散距離が短いなどの物理的特徴を有するため、前記マイクロ流体デバイスを利用したＰＣＢ抽出装置とすることにより、従来法では実現することができなかった、絶縁油からのＰＣＢ抽出に必要な試薬量の大幅な低減による低コスト化、ＰＣＢ抽出操作における前処理から測定までのプロセスをフロー式とすることによる操作の簡便化及び迅速化、並びにＰＣＢ抽出効率の高効率化が可能になると考えられる。
【０００４】
したがって、マイクロ流体デバイスを用いることにより、ＰＣＢ抽出に必要な試薬量の大幅な低減による低コスト化、ＰＣＢ抽出処理の簡便化、迅速化、高効率化等を実現することができるＰＣＢ抽出装置、並びにこれを用いた、ＰＣＢ検出装置及びＰＣＢ検出方法の開発が強く求められているのが現状である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】低濃度ＰＣＢ汚染物対策検討委員会  原因究明ワーキンググループ、低濃度ＰＣＢ汚染物に関する原因究明調査報告書  概要（２００５）
【非特許文献２】絶縁油中の微量ＰＣＢに関する簡易測定法マニュアル(第２版)
【非特許文献３】平成１２年１２月２８日厚生省告示第６３３号で改正された平成４年７月３日厚生省告示第１９２号の別表第二「特別管理一般廃棄物及び特別管理産業廃棄物に係る基準の検定方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、ＰＣＢ抽出に必要な試薬量の大幅な低減による低コスト化、ＰＣＢ抽出処理の簡便化、迅速化、高効率化等を実現することができるＰＣＢ抽出装置、並びにこれを用いた、ＰＣＢ検出装置及びＰＣＢ検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、絶縁油中に含まれるＰＣＢを抽出するに際し、前記絶縁油を分解するキャピラリーカラムと、前記キャピラリーカラムにより分解された前記絶縁油からＰＣＢを抽出するマイクロ流体デバイスとを有するＰＣＢ抽出装置を用いることにより、前記ＰＣＢ抽出に必要な試薬量の大幅な低減による低コスト化、ＰＣＢ抽出処理の簡便化、迅速化、高効率化等を実現することができることを知見し、本発明の完成に至った。
【０００８】
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  絶縁油中に含まれるポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）を抽出するＰＣＢ抽出装置であって、前記絶縁油を分解するキャピラリーカラムと、前記キャピラリーカラムにより分解された前記絶縁油からＰＣＢを抽出するマイクロ流体デバイスとを有してなり、前記マイクロ流体デバイスが、前記絶縁油を流通させる流路と、前記流路に交差する方向に延設されたＰＣＢ抽出室とを有することを特徴とするＰＣＢ抽出装置である。
＜２＞  ＰＣＢ抽出室が、ガラスにより形成される前記＜１＞に記載のＰＣＢ抽出装置である。
＜３＞  ＰＣＢ抽出室の形状が、略半球状及び略角柱状の少なくともいずれかである前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のＰＣＢ抽出装置である。
＜４＞  一対のＰＣＢ抽出室が流路に対向して延設され、該一対のＰＣＢ抽出室を複数有する前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のＰＣＢ抽出装置である。
＜５＞  キャピラリーカラムの内径が、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍである前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のＰＣＢ抽出装置である。
＜６＞  キャピラリーカラムが、発煙硫酸含浸シリカゲルを含有する領域を有し、前記発煙硫酸含浸シリカゲルを含有する領域における前記キャピラリーカラムの空隙率が、３０体積％以下である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のＰＣＢ抽出装置である。
＜７＞  前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載のＰＣＢ抽出装置と、該ＰＣＢ抽出装置により抽出されたＰＣＢを検出するＰＣＢ検出手段とを有することを特徴とするＰＣＢ検出装置である。
＜８＞  前記＜７＞に記載のＰＣＢ検出装置を用いるＰＣＢ検出方法であって、ＰＣＢ抽出装置におけるマイクロ流体デバイスの流路及びＰＣＢ抽出室にＰＣＢ抽出溶媒を導入し、前記マイクロ流体デバイスの前記流路に、ＰＣＢを含有する絶縁油を流通させ、前記ＰＣＢ抽出室において、前記絶縁油中に含まれる前記ＰＣＢを前記ＰＣＢ抽出溶媒で抽出するＰＣＢ抽出工程と、抽出した前記ＰＣＢを検出するＰＣＢ検出工程と、を含むことを特徴とするＰＣＢ検出方法である。
＜９＞  ＰＣＢ抽出溶媒が、ジメチルスルホキシドである前記＜８＞に記載のＰＣＢ検出方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、ＰＣＢ抽出に必要な試薬量の大幅な低減による低コスト化、ＰＣＢ抽出処理の簡便化、迅速化、高効率化等を実現することができるＰＣＢ抽出装置、並びにこれを用いた、ＰＣＢ検出装置及びＰＣＢ検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、現行法及び本発明のＰＣＢ抽出装置におけるキャピラリーカラムの一例を模式的に示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明のＰＣＢ抽出装置におけるマイクロ流体デバイスの一例を模式的に示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明のＰＣＢ抽出装置におけるマイクロ流体デバイスの他の一例を模式的に示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明のＰＣＢ抽出装置におけるマイクロ流体デバイスにおける流体挙動の一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明のＰＣＢ抽出装置におけるマイクロ流体デバイスにおける流体挙動の他の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明のＰＣＢ抽出装置におけるマイクロ流体デバイスにおけるＰＣＢ抽出室の流線の一例を表す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明のＰＣＢ抽出装置におけるマイクロ流体デバイスにおけるＰＣＢ抽出室の流線の他の一例を表す図である。
【図５】図５は、現行法と本発明のＰＣＢ抽出装置とのＤＭＳＯ分配における濃度依存の比較の一例を表す図である。
【図６】図６は、現行法と本発明のＰＣＢ抽出装置とのＤＭＳＯ分配における抽出効率の比較の一例を表す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施例３のＰＣＢ回収率の結果を表す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施例４のＰＣＢ回収率の結果を表す図である。
【図８】図８は、本発明のＰＣＢ抽出装置において、キャピラリーカラムとマイクロ流体デバイスとを連結した形態の一例を示す写真である。
【図９】図９は、現行法のＰＣＢ抽出と本発明のＰＣＢ抽出の抽出効率の比較を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（ＰＣＢ検出装置及びＰＣＢ検出方法）
本発明のＰＣＢ検出装置は、ＰＣＢ抽出装置と、ＰＣＢ検出手段とを有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
本発明のＰＣＢ検出方法は、ＰＣＢ抽出工程と、ＰＣＢ検出工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
前記ＰＣＢ検出方法は、前記ＰＣＢ検出装置により、好適に実施することができる。
【００１２】
＜ＰＣＢ抽出装置及びＰＣＢ抽出工程＞
前記ＰＣＢ抽出装置は、前記絶縁油中に含まれるＰＣＢを抽出する装置である。
前記ＰＣＢ抽出工程は、前記絶縁油中に含まれるＰＣＢを抽出する工程である。
前記ＰＣＢ抽出工程は、前記ＰＣＢ抽出装置により、好適に実施することができる。
【００１３】
＜＜ＰＣＢ抽出装置＞＞
前記ＰＣＢ抽出装置は、絶縁油を分解するキャピラリーカラムと、前記キャピラリーカラムにより分解された前記絶縁油からＰＣＢを抽出するマイクロ流体デバイスとを有し、更に必要に応じてその他の部材を有する。
前記キャピラリーカラムにより前記絶縁油中に含まれる妨害成分を分解及び／又は吸着することができ、前記マイクロ流体デバイスにより前記絶縁油中に含まれるＰＣＢを選択的に抽出することができる。
【００１４】
−キャピラリーカラム−
前記キャピラリーカラムは、前記絶縁油中に含まれるＰＣＢを検出する際の妨害成分を分解及び／又は吸着することができるカラムであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記キャピラリーカラムを用いて前記絶縁油を通過させることにより、前記妨害成分が分解及び／又は吸着され、前記絶縁油中に含まれるＰＣＢや前記絶縁油を送液する際に使用する溶媒等が溶出される。
ここで、前記絶縁油は、ＪＩＳ規格の１種であればよく、主成分として鉱油を含んでいるものなどが挙げられる。また、前記妨害成分は、後述の前記ＰＣＢを検出する際に用いる抗体と結合しうる成分又は該抗体を変性させてしまう成分である。前記妨害成分は、前記絶縁油中に含まれている成分であり、前記絶縁油の種類によって含まれる成分が異なるが、前記鉱油を含む場合には、例えば、鎖式飽和炭化水素、芳香族炭化水素などが挙げられる。
【００１５】
前記キャピラリーカラムの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円形の筒状、多角形の筒状、不定形の筒状などが挙げられるが、加工便宜上の観点から、円筒状が好ましい。
【００１６】
前記キャピラリーカラムの構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１種単独の部材で形成されてもよいし、２種以上の部材で形成されてもよく、直線状、曲線状などの構造であってもよい。
【００１７】
前記キャピラリーカラムの大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、加工便宜上の観点から、長さとしては、５ｃｍ〜５０ｃｍが好ましく、２０ｃｍ〜４０ｃｍがより好ましく、内径としては、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍが好ましく、１．０ｍｍ〜２．０ｍｍがより好ましい。
【００１８】
前記キャピラリーカラムの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体などが挙げられるが、ＰＣＢの吸着を避ける目的で、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体が好ましい。
【００１９】
前記キャピラリーカラムとしては、公知の方法により作製したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。前記キャピラリーカラムを作製する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、中空の細い管（チューブ）の内側に、他のチューブを挿入して積層構造としたカラムの内側に、前記充填剤を充填することにより作製する方法などが挙げられる。
【００２０】
前記キャピラリーカラムの内部には、前記絶縁油中に含まれる前記妨害成分を分解及び／又は吸着できる充填剤が充填されている。前記充填剤としては、前記絶縁油中に含まれる妨害成分を分解及び／又は吸着することができる充填剤であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ガラス繊維、アミノプロピルシリカゲル、無水硫酸ナトリウム、発煙硫酸含浸シリカゲル、無水硫酸ナトリウムの順に充填された充填剤が好ましい。また、前記キャピラリーカラムは、前記絶縁油が前記充填剤と高接触率で接触されているため、前記充填剤の量や前記絶縁油の通液に必要な試薬の量を低減することができる。
【００２１】
前記キャピラリーカラムに含まれる充填剤である前記発煙硫酸含浸シリカゲルのＳＯ３ガスと、前記絶縁油とを接触させることにより、前記妨害成分が分解される。なお、前記ＳＯ３ガスと、前記絶縁油との接触による分解で除去されなかった妨害成分は、前記充填剤であるアミノプロピルシリカゲルにより吸着される。
【００２２】
前記キャピラリーカラムを通過する前記絶縁油と、前記ＳＯ３ガスとの接触時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．５分間〜４分間が好ましい。前記絶縁油と前記ＳＯ３ガスとの接触時間が、０．５分間未満であると、前記妨害成分が前記キャピラリーカラムにより分解及び／又は吸着されないことがあり、４分間を超えると、前記妨害成分だけでなく、前記絶縁油中に含まれるＰＣＢも前記キャピラリーカラムにより分解されることがある。一方、前記絶縁油と前記ＳＯ３ガスとの接触時間が、前記好ましい範囲であると、前記妨害成分を確実に除去することができ、前記絶縁中に含まれるＰＣＢを高効率で回収することができる点で有利である。
【００２３】
前記キャピラリーカラムは、上述したように前記発煙硫酸含浸シリカゲルを含有する領域を有することが好ましい。前記発煙硫酸含浸シリカゲルを含有する領域における前記キャピラリーカラムの空隙率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、７０体積％以下が好ましく、３０体積％以下がより好ましく、２５体積％以下が特に好ましい。前記空隙率が、前記好ましい範囲であると、前記絶縁油と前記発煙硫酸含浸シリカゲルとの接触面積が増え、前記絶縁油を高効率で分解することができる。
【００２４】
前記キャピラリーカラムにおける前記発煙硫酸含浸シリカゲルの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記キャピラリーカラムにおける、内径が１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲、及び前記発煙硫酸含浸シリカゲル部分のキャピラリーカラムの長さが１５０ｍｍ〜１７０ｍｍの範囲にある場合、１５０ｍｇ〜５００ｍｇが好ましく、３５０ｍｇ〜４５０ｍｇがより好ましい。前記含有量が、前記好ましい範囲であると、前記絶縁油と前記発煙硫酸含浸シリカゲルとの接触面積が増えるため、前記絶縁油を高効率で分解することができる。
【００２５】
前記キャピラリーカラムを通過する前記絶縁油の送液方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記キャピラリーカラムの先端に前記絶縁油を添着した後に、マイクロシリンジポンプを用いて任意に設定した量の溶媒を送液することにより前記絶縁油を滴下させて送液する方法などが挙げられる。
【００２６】
前記キャピラリーカラムを通過する前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヘキサン、アセトンなどが挙げられるが、ＰＣＢが低極性分子であるため、前記充填剤であるシリカゲルに吸着したＰＣＢを溶出させる点で、無極性溶媒であるヘキサンが好ましい。
【００２７】
前記キャピラリーカラムを通過する前記溶媒の流速としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１００μＬ／ｍｉｎ〜３００μＬ／ｍｉｎが好ましい。前記キャピラリーカラムを通過する前記溶媒の流速が、１００μＬ／ｍｉｎ未満であると、前記絶縁油中に含有されるＰＣＢが溶出されないだけでなく、前記妨害成分が溶出することがあり、３００μＬ／ｍｉｎを超えると、前記妨害成分が溶出することがある。一方、前記キャピラリーカラムを通過する前記溶媒の流速が、前記好ましい範囲であると、前記妨害成分が溶出しない点で有利である。
【００２８】
前記キャピラリーカラムを通過する前記溶媒の流量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記キャピラリーカラムにおける、内径が１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲、及び長さが２０ｃｍ〜４０ｃｍの範囲にある場合、０．５ｍＬ〜１．４ｍＬが好ましい。前記キャピラリーカラムを通過する前記溶媒の流量が、０．５ｍＬ未満であると、前記絶縁油中に含まれるＰＣＢが前記キャピラリーカラムに残存することがあり、１．４ｍＬを超えると、前記絶縁油中に含まれる妨害成分が溶出されることがある。一方、前記キャピラリーカラムを通過する前記溶媒の流量が、前記好ましい範囲であると、前記絶縁油中に含まれるＰＣＢが高回収率で溶出される点で有利である。
【００２９】
ここで、前記キャピラリーカラムの具体例を、図面を用いて説明すると、図１に示すように、前記キャピラリーカラム１０は、チューブ内にガラス繊維６、アミノプロピルシリカゲル５、無水硫酸ナトリウム４、発煙硫酸含浸シリカゲル３、無水硫酸ナトリウム２の順に充填されている。前記キャピラリーカラムに、前記ＰＣＢを含有する絶縁油１を送液することにより、前記絶縁油中に含まれる前記妨害成分を分解及び／又は吸着することができる。また、前記キャピラリーカラムの構成とすることにより、前記キャピラリーカラム内に充填される充填剤等の試薬量は、現行法（絶縁油中の微量ＰＣＢに関する簡易測定法マニュアル（第２版）平成２２年６月、環境省廃棄物・リサイクル対策部産業廃棄物課）のカラム処理に必要な試薬量の１２分の１とすることができる。
【００３０】
−マイクロ流体デバイス−
前記マイクロ流体デバイスは、前記キャピラリーカラムにより前記妨害成分が分解されたＰＣＢを含有する絶縁油から、前記ＰＣＢを抽出するデバイスである。
前記マイクロ流体デバイスは、前記絶縁油を流通させる流路と、前記流路に交差する方向に延設されたＰＣＢ抽出室とを有する。
ここで、前記マイクロ流体デバイスの第一の実施形態を、図面を用いて説明すると、図２Ａに示すように、前記マイクロ流体デバイス２０における前記流路２０Ｂ、及び前記ＰＣＢ抽出室２０Ａは、その空間サイズが小さいため、比界面積が大きく、拡散距離が短いため、迅速な分子輸送プロセスとすることができる。
また、前記マイクロ流体デバイスの第二の実施形態を、図面を用いて説明すると、図２Ｂに示すように、前記マイクロ流体デバイス２０における前記流路２０Ｂ、及び前記ＰＣＢ抽出室２０Ａは、その空間サイズが小さいため、比界面積が大きく、拡散距離が短いため、迅速な分子輸送プロセスとすることができる。
【００３１】
−−流路−−
前記流路は、前記キャピラリーカラムにより前記妨害成分が分解された絶縁油を流通させる流路である。前記流路の線流は、低レイノルズ数であることから、前記流路に平行して前記絶縁油を流通させることができる。
【００３２】
前記流路の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、略角柱状、略楕円柱状、略半円柱状などが挙げられるが、空気混入を避けることができる点で、図２Ａに示すような略半円柱状、図２Ｂに示すような略角柱状が好ましい。
【００３３】
前記流路の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１種単独の部材、２種以上の部材を用いてもよく、直線状、曲線状であってもよく、基板上への集積化がしやすくなる点で、図２Ａに示すような流路、図２Ｂに示すような流路を有する構造が好ましい。
【００３４】
前記流路の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、短い拡散距離と大きな比界面積という特徴を利用した速い分子輸送プロセスを実現することができる点で、幅、深さともに１０μｍ〜１，０００μｍの流路が好ましい。
【００３５】
前記流路の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ＰＣＢ抽出が高効率となる点で、ガラスが好ましい。
【００３６】
−−ＰＣＢ抽出室−−
前記ＰＣＢ抽出室としては、前記絶縁油中に含まれる前記ＰＣＢを抽出することができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記ＰＣＢ抽出室を、前記ＰＣＢを抽出するための溶媒（ＰＣＢ抽出溶媒）で満たすことにより、前記絶縁油中に含まれるＰＣＢを抽出することができる。
【００３７】
前記ＰＣＢ抽出室の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、略直方体状、略楕円状、略半球状などが挙げられるが、前記ＰＣＢ抽出室への空気や油成分の混入を防ぐことができる点で、図２Ａに示すような略半球状、図２Ｂに示すような略直方体状が好ましい。
【００３８】
前記ＰＣＢ抽出室の構造としては、前記流路に交差する方向に延設されていれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、流路幅方向の拡散距離を短くすることができる点で、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、一対のＰＣＢ抽出室が流路に対向して延設され、該一対のＰＣＢ抽出室を複数有する構造が好ましい。前記交差する方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、流通方向と直交する方向を基準として、前記流通方向における下流側に向けて、０°（流通方向と直交する方向）〜７０°（流通方向とのなす角度２０°）に位置する方向に調節することができる。なお、前記ＰＣＢ抽出室の形状が略半球状の場合には、前記直交する方向は、接線と直交する方向を基準とする。
【００３９】
前記ＰＣＢ抽出室の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、短い拡散距離と大きな比界面積という特徴を利用した早い分子輸送プロセスを実現することができる点で、幅、深さともに１０μｍ〜１，０００μｍのＰＣＢ抽出室が好ましい。
【００４０】
前記ＰＣＢ抽出室の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ＰＣＢ抽出が高効率となる点で、ガラスが好ましい。
【００４１】
−その他の部材−
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記分解された絶縁油を回収する部材、前記分解された絶縁油を前記マイクロ流体デバイスに送液する部材などが挙げられる。
【００４２】
前記分解された絶縁油を回収する部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、マイクロチューブなどが挙げられる。
前記分解された絶縁油を前記マイクロ流体デバイスに送液する部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記絶縁油を送液するためのマイクロシリンジポンプ、該マイクロシリンジポンプに接続させるシリンジ用アダプタ、該シリンジ用アダプタと前記マイクロ流体デバイスとを接続するためのピークチューブなどが挙げられる。
【００４３】
前記キャピラリーカラムと前記マイクロ流体デバイスとは、直接連結させることが好ましく、前記連結させる手段としては、例えば、前記キャピラリーカラムと前記マイクロ流体デバイスとをチューブを介して連結する手段が好ましい。
【００４４】
＜＜ＰＣＢ抽出工程＞＞
前記ＰＣＢ抽出工程は、前記ＰＣＢ抽出装置を用いて実施することができ、前記マイクロ流体デバイスの前記流路及び前記ＰＣＢ抽出室に前記ＰＣＢ抽出溶媒を導入し、前記マイクロ流体デバイスの前記流路に、ＰＣＢを含有する絶縁油を流通させ、前記ＰＣＢ抽出室において、前記絶縁油中に含まれる前記ＰＣＢを前記ＰＣＢ抽出溶媒で抽出する工程である。
【００４５】
前記マイクロ流体デバイスに前記ＰＣＢ抽出溶媒を導入する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記マイクロシリンジポンプを用いて任意に設定した量の前記ＰＣＢ抽出溶媒を送液することにより前記マイクロ流体デバイスに導入する方法などが挙げられる。
【００４６】
前記ＰＣＢ抽出溶媒としては、前記絶縁油中に含まれるＰＣＢを抽出することができる溶媒であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などが挙げられるが、ＰＣＢ抽出が高効率となる点で、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が好ましい。前記ＰＣＢ抽出室に、前記ＰＣＢ抽出溶媒が満たされることにより、前記ＰＣＢを含有する絶縁油中に含まれる前記ＰＣＢを抽出することができる。
なお、前記マイクロ流体デバイスの材質として、ガラスを用いる場合、前記マイクロ流体デバイスの前記流路及び前記ＰＣＢ抽出室に、前記抽出溶媒として前記ＤＭＳＯを直接導入すると、前記ＰＣＢ抽出室に空気が残存して、前記ＰＣＢ抽出室が前記ＤＭＳＯで満たされないため、予め前記ＰＣＢ抽出室にエタノール、アセトンなどを送液した後に、前記ＤＭＳＯを導入して溶媒置換する必要がある。
【００４７】
前記ＰＣＢを含有する絶縁油を前記流路に流通させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記マイクロシリンジポンプを用いて任意に設定した量の絶縁油を送液することにより流通させる方法などが挙げられる。
【００４８】
前記ＰＣＢを含有する絶縁油を流路に流通させることにより、前記ＰＣＢ抽出室に含まれる前記ＰＣＢ抽出溶媒が、前記絶縁油に含まれるＰＣＢのみを抽出することができる。
また、前記ＰＣＢ抽出室において、前記ＰＣＢを抽出した後に、前記流路に残存する絶縁油を除去した後に、前記ＰＣＢ抽出室に抽出されたＰＣＢを回収する。
【００４９】
前記流路に残存する絶縁油を除去する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記流路に空気を導入することにより除去する方法などが挙げられる。
【００５０】
前記ＰＣＢ抽出室に抽出されたＰＣＢを回収する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記絶縁油を除去した後に、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を含むリン酸緩衝液（ＰＢＳ）（以下、ＰＢＳ−ＢＳＡ溶液と略称する）を導入して前記ＰＣＢ抽出室に含まれるＰＣＢを溶出させて回収する方法などが挙げられる。
【００５１】
ここで、前記ＰＣＢ抽出工程の具体例を、図面を用いて説明する。
前記マイクロ流体デバイスは、前記流路及び前記ＰＣＢ抽出室にエタノールを送液し、更にＤＭＳＯで溶媒置換した後に（図３Ａの（Ａ）及び図３Ｂの（Ａ）参照）、前記流路に前記ＰＣＢ含有絶縁油を流通させて（図３Ａの（Ｂ）及び図３Ｂの（Ｂ）参照）、空気を導入して前記ＰＣＢ含有絶縁油を排出させて（図３Ａの（Ｃ）及び図３Ｂの（Ｃ）参照）、ＰＢＳ−ＢＳＡ溶液を導入して前記ＰＣＢ抽出室に含まれるＰＣＢを含むＤＭＳＯを希釈させながら排出させ（図３Ａの（Ｄ）及び図３Ｂの（Ｄ）参照）、脱溶媒することにより、前記絶縁油からＰＣＢを含む溶出液を回収することができる。なお、図３Ａの（Ｂ）及び図３Ｂの（Ｂ）に示すように、前記流路に前記絶縁油を流通させると、稀に微量の前記絶縁油が、前記ＰＣＢ抽出室に混入することもあり、前記ＰＣＢ抽出室に混入した絶縁油成分は、前記ＰＣＢ抽出室に留まり、排出孔より排出されることはない。
【００５２】
また、前記ＰＣＢ抽出室は、固体表面と液液界面で閉じられたマイクロ空間であることから、前記ＰＣＢ抽出室では、図４Ａ及び図４Ｂに示すような流体挙動を示し、前記ＰＣＢ抽出溶媒が円を描くような渦流を形成している。そのため、前記渦流により、前記絶縁油中に含まれるＰＣＢが、効率よく前記ＰＣＢ抽出室に移動することができる。
なお、前記マイクロ流体デバイスにおける流体挙動を観測する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ＰＣＢ抽出室における蛍光微粒子をＤＭＳＯに分散させ、図４Ａ及び図４Ｂに示される蛍光画像を用いて、前記蛍光微粒子の軌跡から流線を観測する方法が好ましい。なお、前記蛍光画像は、蛍光顕微鏡とＣＣＤカメラとを用いて取得することができる。
【００５３】
＜ＰＣＢ検出手段及びＰＣＢ検出工程＞
前記ＰＣＢ検出手段は、前記ＰＣＢ抽出装置により前記絶縁油中から抽出されたＰＣＢを検出する手段である。
前記ＰＣＢ検出工程は、前記ＰＣＢ抽出工程により前記絶縁油中から抽出されたＰＣＢを検出する工程である。
前記ＰＣＢ検出工程は、前記ＰＣＢ検出手段により、好適に実施することができる。
【００５４】
前記ＰＣＢ検出手段としては、前記ＰＣＢ抽出装置により前記絶縁油中から抽出されたＰＣＢを検出することができる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の抗原抗体反応を利用したイムノアッセイによりＰＣＢを検出できる装置などが挙げられ、具体的には、結合平衡除外測定装置（ＫｉｎＥｘＡ  ３０００，Ｓａｐｉｄｙｎｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｉｎｃ．，ＵＳＡ）、バイオセンサー装置（イムニー、電力中央研究所製）を用いて測定することができる。
【００５５】
＜その他の手段及びその他の工程＞
前記その他の工程及びその他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【実施例】
【００５６】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【００５７】
（試験例１：キャピラリーカラムの性能評価）
試験例１では、ＰＣＢ抽出装置に用いるキャピラリーカラムの性能を評価した。
【００５８】
＜実験例１：キャピラリーカラムの性能試験＞
−キャピラリーカラムの製造−
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製のチューブ（内径１．５９ｍｍ、外径３．１７ｍｍ、アズワン株式会社製、商品名「四弗化パイプ」）に、テフゼルチューブ（内径０．２５ｍｍ、外径１．５７ｍｍ、ジーエルサイエンス株式会社製、商品名「テフゼルチューブ」）を差し込み、アラルダイトにて接着した。チューブ内にガラス繊維、アミノプロピルシリカゲル（株式会社住化分析センター製）１３０ｍｇ、無水硫酸ナトリウム（株式会社住化分析センター製）６４ｍｇ、発煙硫酸含浸シリカゲル（遊離ＳＯ３：２０％以下、株式会社住化分析センター製）１７０ｍｇ、及び無水硫酸ナトリウム（株式会社住化分析センター製）６４ｍｇをこの順に充填して、キャピラリーカラムを製造した（図１の符号１０参照）。
【００５９】
−キャピラリーカラムによるＰＣＢ溶出−
上記製造したキャピラリーカラムを用いて、ＰＣＢ含有絶縁油中に含まれるＰＣＢを溶出させるのに必要な試薬量、及び溶出にかかった時間を計測することにより、その性能を試験した。まず、ＰＣＢ含有絶縁油２５μＬを前記キャピラリーカラムの先端に添着した。次に、前記キャピラリーカラムの先端から流量を１．２ｍＬ、流速を３００μＬ／ｍｉｎに設定してヘキサンを送液することにより、前記絶縁油中に含まれる妨害成分を前記キャピラリーカラムにより分解及び吸着させて、前記ＰＣＢを含むヘキサンを溶出させた。
なお、送液にはマイクロシリンジ（１００１ＴＬＬ，Ｈａｍｉｌｔｏｎ社製）とマイクロシリンジポンプ（ＫＤＳ２１０，ＫＤ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いた。カラムとシリンジを接続するため、上流側に高速液体クロマトグラフィー用のコネクター（Ｐ３０２，Ｐ３００，Ｐ−６２８，Ｕｐｃｈｕｒｃｈ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を装着した。
【００６０】
＜比較例１：カラム（従来品）の性能試験＞
−カラム（従来品）の製造−
現行法である「絶縁油中の微量ＰＣＢに関する簡易測定法マニュアル」（第２版）（平成２２年６月、環境省廃棄物・リサイクル対策部産業廃棄物課）に記載の［高濃度硫酸シリカゲルカラム］を比較例１で使用するカラムとして製造した（図１の符号１５参照）。
【００６１】
−カラム（従来品）によるＰＣＢ溶出−
上記製造したカラム（従来品）を用いて、ＰＣＢ含有絶縁油中に含まれるＰＣＢを溶出させるのに必要な試薬量、及び溶出にかかった時間を計測することにより、その性能を試験した。まず、ＰＣＢ含有絶縁油２９５μＬを前記カラムの先端に添着し、３分間放置した。次に、カラム壁面を洗浄するようにヘキサン７５μＬを２回添加し、無水硫酸ナトリウム層やカラムの壁面に残存している絶縁油を高濃度硫酸シリカゲル層に移動させ、１分間放置した。１分間放置後、ヘキサン１０ｍＬ（５ｍＬ×２回）をカラムにゆっくり添加し、自然滴下により、前記絶縁油中に含まれる妨害成分を前記カラムにより分解及び吸着させて前記ＰＣＢを含むヘキサンを溶出させた。
【００６２】
＜＜試験例１の試験結果＞＞
実施例１で製造したキャピラリーカラムは、マイクロシリンジポンプを用いて溶出するため、送液速度や流量を適宜設定することができるのに対し、現行法である比較例１で製造したカラムは、自然滴下により前記ＰＣＢ絶縁油中に含まれるＰＣＢを溶出させるため、送液速度や流量を設定することができない。また、実施例１で製造したキャピラリーカラムでは、カラムを通過する溶液が全ての充填剤と接触するため、現行法である比較例１のカラムで必要とされる試薬量の１２分の１とすることができた。
よって、実施例１で製造したキャピラリーカラムを用いることにより、前記絶縁油からのＰＣＢ抽出に必要な試薬量の大幅な低減による低コスト化を図ることができた。
【００６３】
（試験例２：マイクロ流体デバイスの性能評価）
試験例２では、現行法によるＰＣＢ抽出方法と、本発明によるＰＣＢ抽出方法とを比較し、その性能を評価した。
【００６４】
＜実験例２：マイクロ流体デバイスの性能試験＞
実施例２では、ＰＣＢ含有ヘキサン溶液に含まれるＰＣＢを、マイクロ流体デバイスを用いて抽出し、公知の検出方法を用いて抽出されたＰＣＢを検出することによりその性能を評価した。
【００６５】
−ＰＣＢ含有ヘキサン溶液の調製−
ＰＣＢ含有ヘキサンとして、純粋なヘキサンに、カネクロール混合液（ＫＣ−３００、ＫＣ−４００、ＫＣ−５００、及びＫＣ−６００をそれぞれ等量で混合したカネクロール混合液，ジーエルサイエンス株式会社製）を添加して、５．８×１０−２ｐｐｍ、１．５×１０−１ｐｐｍ、２．９×１０−１ｐｐｍ、１．５ｐｐｍ、２．９ｐｐｍ、１５．０ｐｐｍ、２９．０ｐｐｍのＰＣＢ含有ヘキサン溶液を調製した。
【００６６】
−マイクロ流体デバイスの製造−
フォトリソグラフィ工程を用いてガラス製マイクロ流体デバイスを作製した。
まず、表面研磨したテンパックスガラス基板（４０ｍｍ×４０ｍｍ×ｔ＝０．７ｍｍ、柴田科学株式会社製）を、硫酸過水（濃硫酸と過酸化水素水の混合液）に１０分間以上浸漬した後、蒸留水に浸漬して１０分間超音波洗浄した後に、２−プロパノールで洗浄し、前記基板を乾燥させた後、スパッタリング装置（Ｌ−３３２Ｓ−ＦＨ、キャノンアネルバ株式会社製）を用いてクロム薄膜を形成した。
【００６７】
次に、ポジ型フォトレジスト（Ｓ−１８１８，Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ＬＬＣ社製）を、スピンコーター（Ｋ−３５９ＳＤ−１、株式会社共和理研製）を用いて、３，０００ｒｐｍで３０秒間スピンコートして６５℃で１分間、９５℃で３分間、６５℃で３分間加熱した。マスクアライナーを用いてウェハにフォトマスクを重ね、波長３６５ｎｍの高圧水銀ランプで露光したウェハを現像液に浸漬し、露光部のレジストを除去した。１８０℃で３０分間加熱した後、クロムエッチング液（硝酸銀第二アンモニウムセリウム１．６５ｇ、７０質量％過塩素酸０．４２ｍＬ、水１０ｍＬの割合で混合した溶液）に浸漬し、剥離したレジスト部分のクロム薄膜を除去した。５０質量％フッ化水素酸（和光純薬工業株式会社製）に浸漬し、クロムを剥離した部分のガラスをエッチングして硫酸過水でレジストを除去し、クロムエッチング液でクロム薄膜を除去した。
【００６８】
そして、マイクロ流路を作製したガラス基板と、ドリル加工により導入孔を作製したガラス基板を６５０℃で熱融着し、貼り合わせて、図２Ａに示すマイクロ流体デバイスを製造した。このマイクロ流体デバイスは、流路の幅が２５０μｍ、流路の深さが５０μｍ、流路の長さが５７ｃｍ、ＰＣＢ抽出室の直径が２５０μｍ、ＰＣＢ抽出室の深さが５０μｍ、ＰＣＢ抽出室が１，４７２個、及びＰＣＢ抽出室１個あたりの体積が２．３ｎＬであった。
【００６９】
−ＰＣＢ抽出工程−
上記製造したマイクロ流体デバイスを用いて、各濃度に調製した前記ＰＣＢ含有ヘキサン溶液から前記ＰＣＢを抽出した。前記ＰＣＢ含有ヘキサン溶液の流量は、１０μＬ／ｍｉｎに設定し、接触時間が４２秒間となるように設定した。以下に手順を示す。
まず、前記マイクロ流体デバイスにおける流路にエタノールを通液後、ＰＣＢ抽出溶媒であるＤＭＳＯを送液して置換した。図３Ａの（Ａ）に示すように、前記マイクロ流体デバイスにおける前記ＰＣＢ抽出室に前記ＤＭＳＯが満たされた状態となった。次に、図３Ａの（Ｂ）に示すように、各濃度の調製した前記ＰＣＢ含有ヘキサン溶液５０μＬを送液して、前記ＰＣＢ抽出室に前記ＰＣＢ含有ヘキサン溶液中に含まれる前記ＰＣＢのみを分配させた。そして、図３Ａの（Ｃ）に示すように、空気を送気して流路に含まれる前記ＰＣＢ含有ヘキサン溶液を除去した後、図３Ａの（Ｄ）に示すようにＰＢＳ−ＢＳＡ溶液１ｍＬを１００μＬ／ｍｉｎで送液して、前記ＰＣＢ抽出室に分配された前記ＰＣＢを溶出させて、前記ＰＣＢを含む溶出液を回収し、前記ＰＣＢの濃度を測定した。なお、送液は、マイクロシリンジポンプを用いて行った。まず、導入孔及び排出孔部分にネジ穴を設けたアルミ製の冶具にマイクロ流体デバイスをセットし、フェラル及びステンレス製ネジにＰＥＥＫチューブ（内径０．２６ｍｍ×外径０．５ｍｍ）を差し込むことで、マイクロ流体デバイスとチューブとを接続した。前記チューブの先端にはシリンジ用アダプタ（ＩＳＣ−０１、マイクロ化学技研株式会社製）を装着し、シリンジと接続した。前記シリンジをマイクロシリンジポンプにセッティングして送液した。
【００７０】
−ＰＣＢ検出工程−
前記ＰＣＢの検出は、抗原抗体反応を利用したイムノアッセイにより検出した。前記回収したＰＣＢを含む溶出液を、ＰＢＳ−ＢＳＡ溶液にて１．７倍希釈し、抗体溶液の濃度が２５０ｐｍｏｌ／Ｌとなるように調製した試料中に含まれるＰＣＢ濃度を測定した。
【００７１】
前記抗体溶液として、１次抗体（マウス抗ＰＣＢモノクローナル抗体，Ｋ２Ａ，京都電子工業株式会社製）及び２次抗体（Ｃｙ−５標識ヤギ抗マウス抗体，Ｊａｃｋａｏｎ  ＩｍｍｕｎｏＲｅｓｅａｒｃｈ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製）を共に０．１質量％ＰＢＳ−ＢＳＡ溶液で希釈したものを用いた。
前記イムノアッセイで用いる固相担体としては、アガロースビーズ（ＮＨＳ−ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ＳｅｐｈａｒｏｓｅＴＭ  ４ｆａｓｔ  ｆｌｏｗ，Ａｍｅｒｃｈａｍ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ社製）を用いた。
前記ビーズ担体の活性化は、以下の手順に従って行った。まず、ビーズ容量１ｍＬとなるように懸濁液を採取し、１ｍＭのＨＣＬ（１ｍＬ）で１０回洗浄した。次に、この懸濁液を生理食塩水（ＰＢＳ）（ｐＨ７．５，１ｍＬ）にて１０回洗浄して、ＰＢＳ（０．９ｍＬ）に懸濁した。この懸濁液に、０．１ｍＬの［合成したジクロロフェノール誘導体及びＢＳＡの複合体を含むＰＢＳ溶液］（前記誘導体及び前記複合体の濃度：１ｍｇ／ｍＬ）を添加した。この溶液を室温にて２時間振とうした後、０．１ｍＬの［ＢＳＡを含むＰＢＳ溶液］（ＢＳＡ濃度：１００ｍｇ／ｍＬ）を添加し、更に２時間振とうした。振とう後、ビーズを３０ｍＬのＰＢＳに懸濁して検出セルに充填した。
【００７２】
前記イムノアッセイは、結合平衡除外測定装置（ＫｉｎＥｘＡ  ３０００，Ｓａｐｉｄｙｎｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製）における中空上の検出セル内に、上記手順で調製した固相担体を充填し、前記試料を送液することにより行った。前記試料にＰＣＢが含まれる場合、１次抗体の一部は液相のＰＣＢと結合し、複合体を形成しているため、固相上の疑似抗原に結合することなく検出セルを素通りする。一方、前処理液にＰＣＢが含まれない場合、全ての１次抗体は未結合抗体であるため、固相上の疑似抗原との結合により検出セル内に捕捉されやすい。よって、前記捕捉された抗体量の比較からＰＣＢの有無を判別した。前記検出セル内に捕捉された抗体量は、２次抗体に標識したＣｙ−５の蛍光強度として光学的に計測した。なお、前記検出セルへ送液する溶液の種類、量、及び速度は、前記結合平衡除外測定装置に接続したコンピュータ上で任意に設定した。また、蛍光信号値（励起波長６２０ｎｍ、測定波長６７０ｎｍ）を同じコンピュータ上に毎秒記録した。また、相対信号値を、ＰＣＢを含有していない対照測定液に対する百分率として求めた。
以上により、製造例２で製造したマイクロ流体デバイスを用いたＰＣＢ抽出の性能試験を行った。結果を図５及び図６に示す。
【００７３】
＜比較例２：現行法によるＰＣＢ抽出の性能試験＞
比較例２では、ＰＣＢ含有ヘキサン溶液に含まれるＰＣＢを現行法により抽出し、公知の検出方法を用いて抽出されたＰＣＢを検出することによりその性能を評価した。
【００７４】
−ＰＣＢ含有ヘキサン溶液の調製−
実施例２と同様の方法により、各濃度のＰＣＢ含有ヘキサンを調製した。
【００７５】
−ＰＣＢ抽出−
現行法である「絶縁油中の微量ＰＣＢに関する簡易測定法マニュアル（第２版）（平成２２年６月、環境省廃棄物・リサイクル対策部産業廃棄物課）」に記載の高濃度硫酸シリカゲルカラム処理における［濃縮・分配］の欄に記載された方法により、各濃度に調製した前記ＰＣＢ含有ヘキサン溶液から前記ＰＣＢを抽出し、回収した。
【００７６】
−ＰＣＢ検出工程−
実験例２と同様の方法により、前記回収したＰＣＢの検出を行った。結果を図５及び図６に示す。
【００７７】
＜＜試験例２の試験結果＞＞
本発明のＰＣＢ抽出装置におけるガラス製マイクロ流体デバイスを利用したＤＭＳＯ分配に対する濃度依存、及び現行法で前処理及び調製した溶液を供した場合の濃度依存を図５に示す。抗体の半分が反応するＰＣＢ濃度をＩＣ５０濃度とし、それぞれの校正曲線よりＩＣ５０濃度を算出した。図５より、本発明のガラス製マイクロ流体デバイスを利用した場合、ＰＣＢ検出の測定可能な濃度範囲が、０．０３４ｐｐｍ〜１．３４ｐｐｍであり、校正曲線からＩＣ５０濃度を算出すると０．２３ｐｐｍとなることがわかった。このことから、本発明のＰＣＢマイクロ流体デバイスを用いてＰＣＢ含有ヘキサン溶液からＰＣＢを抽出した後、抽出されたＰＣＢを検出すると、現行法よりも３倍程度高感度にＰＣＢを検出できることがわかった。
また、現行法によるＰＣＢ検出は、前処理した７０μＬのＤＭＳＯを約７０倍希釈したものを測定液として用いた。これに対し、本発明によるＰＣＢ検出は、７μＬのＤＭＳＯを約２４０倍希釈したものを測定液として用いた。現行法によるＰＣＢ検出で用いた測定液と、本発明によるＰＣＢ検出で用いた測定液とでは、ＤＭＳＯの希釈率が約３．４倍異なっていた。それにも関わらず、本発明によるＰＣＢ検出の方が、現行法によるＰＣＢ検出よりも高感度でＰＣＢを検出できることがわかった。これは、本発明によるＰＣＢ検出が、マイクロ流体デバイスを用いてフロー式でＰＣＢ抽出を行ったことにより、測定液中のＰＣＢが濃縮されて抽出されたからである。
よって、図６にも示したように、現行法よりも本発明のガラス製マイクロ流体デバイスを用いることにより、１０倍程度のＰＣＢ濃縮抽出が可能となり、ＰＣＢ抽出処理の高効率を実現することができた。また、本発明は、マイクロ流体デバイスを用いてＰＣＢ抽出を行うことにより、現行法で必須となっていたエバポレーターによるＰＣＢの濃縮工程を経ずにＰＣＢの濃縮を行うことができるため、ＰＣＢ抽出処理の簡便化、迅速化等も可能となった。
【００７８】
（試験例３：キャピラリーカラムの性能評価）
試験例３では、ＰＣＢ抽出装置に用いるキャピラリーカラムの発煙硫酸含浸シリカゲルの充填量の違いによるＰＣＢ回収率の性能を評価した。
【００７９】
＜実施例３：キャピラリーカラムの性能試験＞
−キャピラリーカラムの製造−
実施例１で製造したキャピラリーカラムにおいて、発煙硫酸含浸シリカゲルの含有量を１７０ｍｇから４００ｍｇに変更したこと以外は、実施例１と同様にしてキャピラリーカラムを製造した。製造したキャピラリーカラムは、発煙硫酸含浸シリカゲルを含有する領域における前記キャピラリーカラムの空隙率が、計算により２５体積％となることがわかった。なお、ここでの空隙率は、シリカゲルの細孔容積を含む値である。
【００８０】
−ＰＣＢの回収−
上記製造したキャピラリーカラムを用いて、既知濃度のＰＣＢを含有する絶縁油中に含まれるＰＣＢを回収した。まず、ＰＣＢ含有絶縁油（ＰＣＢ濃度：０．４１ｍｇ／ｋｇ）２５μＬを前記キャピラリーカラムの先端に添着した。このとき、前記キャピラリーカラムに含有される無水硫酸ナトリウムと前記ＰＣＢ含有絶縁油とを接触させないように添着した。次に、前記キャピラリーカラムの先端から流量を０．６ｍＬ、０．８ｍＬ、及び１．０ｍＬ、流速を１００μＬ／ｍｉｎ、３００μＬ／ｍｉｎ、及び５００μＬ／ｍｉｎに設定してヘキサンを送液した。前記ヘキサンを送液することにより、前記絶縁油中に含まれる妨害成分を前記キャピラリーカラムにより分解及び吸着させた。そして、前記キャピラリーカラムの下流側から前記ＰＣＢを含むヘキサンを溶出させて、ＰＣＢ回収溶液とした。なお、送液にはマイクロシリンジ（１００１ＴＬＬ，Ｈａｍｉｌｔｏｎ社製）とマイクロシリンジポンプ（ＫＤＳ２１０，ＫＤ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いた。カラムとシリンジを接続するため、上流側に高速液体クロマトグラフィー用のコネクター（Ｐ３０２，Ｐ３００，Ｐ−６２８，Ｕｐｃｈｕｒｃｈ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を装着した。
【００８１】
−ＰＣＢ回収率の測定−
前記ＰＣＢ回収溶液中に含まれるＰＣＢ量をイムノアッセイにより定量して、その回収率を算出することにより、キャピラリーカラムの性能を試験した。まず、前記ＰＣＢ回収溶液（全量）を２ｍＬのマイクロチューブに回収し、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）（２５μＬ）を加え、温風によりヘキサンを蒸発させた。ヘキサンの蒸発後、ボルテックスミキサーにて１分間攪拌し、回収したＰＣＢをＤＭＳＯに分配させた。この分配液を遠心分離機にて遠心分離（１０，０００ｒｐｍ、１分間）した後、下相のＤＭＳＯを１８μＬ採取した。採取したＤＭＳＯを、０．１質量％のＰＢＳ−ＢＳＡ、ＤＭＳＯ、及び抗体を加えて１００倍希釈して希釈液（抗体濃度：２５０ｐｍｏｌ／Ｌ、ＤＭＳＯ濃度：２体積％）を得た。この希釈液を結合平衡除外測定装置に供し、ＰＣＢ量を測定した。なお、ＰＣＢ量を測定する際に用いた抗体、固相担体、及び結合平衡除外測定装置は、実施例２と同様のものを使用した。また、回収率の測定は３回行い、その平均値を用いた。結果を図７Ａに示す（図７Ａ中、エラーバーは標準偏差を示す）。
【００８２】
＜実施例４：キャピラリーカラムの性能試験＞
−キャピラリーカラムの製造−
実施例１と同様の方法により、キャピラリーカラム（発煙硫酸含浸シリカゲルの含有量：１７０ｍｇ）を製造した。実施例４のキャピラリーカラムは、前記発煙硫酸含浸シリカゲルを含有する領域における前記キャピラリーカラムの空隙率が、計算により６９体積％となることがわかった。なお、前記空隙率は、シリカゲルの細孔容積を含む値である。
【００８３】
−ＰＣＢの回収−
前記キャピラリーカラムに含有される無水硫酸ナトリウムと前記ＰＣＢ含有絶縁油とを接触させて添着したこと以外は、実施例３と同様の方法により、ＰＣＢ含有絶縁油（ＰＣＢ濃度：０．４１ｍｇ／ｋｇ）２５μＬから、ＰＣＢ回収溶液を得た。
【００８４】
−ＰＣＢ回収率の測定−
実施例３と同様の方法により、ＰＣＢ回収溶液におけるＰＣＢ回収率を測定した。結果を図７Ｂに示す（図７Ｂ中、エラーバーは標準偏差を示す）。
【００８５】
＜＜試験例３の試験結果＞＞
実施例３のキャピラリーカラムを用いて、流量を０．６ｍＬに設定してＰＣＢを回収した場合、ＰＣＢの回収率が４２％〜５１％となり、流量を０．８ｍＬ以上に設定してＰＣＢを回収した場合、ＰＣＢの回収率が５０％以上となった。
一方、実施例４のキャピラリーカラムを用いて、流量を０．６ｍＬに設定してＰＣＢを回収した場合、ＰＣＢ回収率が４７％〜５３％となったが、流量を０．８ｍＬ以上に設定してＰＣＢを回収すると、５０％以下の回収率となった。
実施例３のキャピラリーカラムにおける前記空隙率は３０体積％以下であり、実施例４のキャピラリーカラムにおける前記空隙率は６０体積％以上である。キャピラリーカラムにおける発煙硫酸含浸シリカゲル領域の空隙率を３０体積％以下にすると、絶縁油分解能が向上し、ＰＣＢ回収率が高くなることがわかった。
【００８６】
実施例４では、カラムにＰＣＢ含有絶縁油を通液する際、前記無水硫酸ナトリウムと前記ＰＣＢ含有絶縁油とを接触させた後、ヘキサンにより前記ＰＣＢ含有絶縁油を送液させる手法をとった。その結果、実施例４では、ＰＣＢ溶出が遅いために多量のヘキサンが必要となった。これは、前記無水硫酸ナトリウムと前記ＰＣＢ含有絶縁油とを接触させることで、毛管力により絶縁油が移動してしまうからである。
一方、実施例３では、前記ＰＣＢ含有絶縁油をキャピラリーカラムに通液する際、前記キャピラリーカラムに含有される前記無水硫酸ナトリウムと前記ＰＣＢ含有絶縁油とが直接接触しないよう、前記ＰＣＢ含有絶縁油を前記キャピラリーカラムの先端に添着させた後、ヘキサンにより前記ＰＣＢ含有絶縁油を送液させる手法をとった。その結果、ＰＣＢ溶出時間が実施例４よりも短時間となるだけでなく、送液するヘキサン量も最小限に留めることができた。また、前記キャピラリーカラムに含有される発煙硫酸含浸シリカゲルのＳＯ３ガスと、前記ＰＣＢ含有絶縁油との接触時間が従来の４分の１である１分間に短縮され、前記キャピラリーカラムにより前記ＰＣＢ含有絶縁油が効率的に分解され、大幅な分解時間の短縮を実現することができた。
【００８７】
（試験例４：ＰＣＢ抽出装置の性能評価）
試験例４では、本発明によるＰＣＢ検出と現行法によるＰＣＢ検出とを比較し、最終的に得られるＰＣＢの検出感度を比較した。
【００８８】
＜実施例５＞
−ＰＣＢ抽出装置の製造−
キャピラリーカラムとマイクロ流体デバイスとを図８に示すように連結することによりＰＣＢ抽出装置を製造した。
【００８９】
−−キャピラリーカラムの製造−−
実施例３と同様の方法により、キャピラリーカラム（発煙硫酸含浸シリカゲルの含有量：４００ｍｇ、空隙率：２５体積％）を製造した。
【００９０】
−−マイクロ流体デバイスの製造−−
実施例２で製造したマイクロ流体デバイスにおいて、マイクロ流体デバイスの流路の幅が２６０μｍ、流路の深さが５０μｍ、流路の長さが５７ｃｍ、ＰＣＢ抽出室の幅が５２０μｍ、ＰＣＢ抽出室の深さが５０μｍ、ＰＣＢ抽出室が１，２１２個、及びＰＣＢ抽出室１個あたりの体積が１２．２ｎＬとなるように設計したこと以外は、実施例２と同様にして製造した（図２Ｂ参照）。導入孔及び排出孔部分にネジ穴を設けたアルミ製の冶具にマイクロ流体デバイスをセットした。排出孔にはフェラル及びステンレス製ネジにＰＥＥＫチューブ（内径０．２６ｍｍ×外径０．５ｍｍ）を差し込み、前記マイクロ流体デバイスとチューブを接続した。前記導入孔には、アップチャーチ社製コネクタ（Ｐ−２００及びＰ−２０６）に前記キャピラリーカラムのテフゼルチューブを差し込むことでマイクロ流体デバイスとチューブとを接続した。送液には、マイクロシリンジ（１００１ＴＬＬ、Ｈａｍｉｌｔｏｎ社製）及びマイクロシリンジポンプ（ＫＤＳ２１０、ＫＤ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いた。前記キャピラリーカラムとシリンジとの接続には、アップチャーチ社製コネクタ（Ｐ−６２８）を用いた。
【００９１】
−ＰＣＢ抽出及びＰＣＢ検出−
製造したＰＣＢ抽出装置を用いて、各濃度のＰＣＢ含有絶縁油（ＰＣＢ濃度：０．２１６ｍｇ／ｋｇ、０．４１４ｍｇ／ｋｇ、０．７７７ｍｇ／ｋｇ、１．９４０ｍｇ／ｋｇ、５．６３８ｍｇ／ｋｇ）から前記ＰＣＢを抽出し回収した。そして、回収したＰＣＢ回収溶液中に含まれるＰＣＢ濃度を結合平衡除外測定装置（ＫｉｎＥｘＡ  ３０００，Ｓａｐｉｄｙｎｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製）により測定した。各測定は３回繰返し測定の平均値を示した。結果を図９に示す。なお、図９中、エラーバーは標準偏差を示す。
【００９２】
＜比較例３＞
−ＰＣＢ抽出及びＰＣＢ検出−
現行法である「絶縁油中の微量ＰＣＢに関する簡易測定法マニュアル（第２版）（平成２２年６月、環境省廃棄物・リサイクル対策部産業廃棄物課）」に記載の高濃度硫酸シリカゲルカラム処理における［濃縮・分配］の欄に記載された方法により、各濃度のＰＣＢ含有絶縁油（ＰＣＢ濃度：０．１０ｍｇ／ｋｇ、０．３０ｍｇ／ｋｇ、０．５０ｍｇ／ｋｇ、１．００ｍｇ／ｋｇ、２．００ｍｇ／ｋｇ、１０ｍｇ／ｋｇ）から前記ＰＣＢを抽出し回収した。そして、回収したＰＣＢ回収溶液中に含まれるＰＣＢ濃度を、携帯型測定装置（イムニー）により測定した。各測定は３回繰返し測定の平均値を示した。結果を図９に示す。なお、図９中、エラーバーは標準偏差を示す。
【００９３】
＜＜試験例４の評価結果＞＞
図９の縦軸は、各測定装置（実施例５：結合平衡除外測定装置、比較例３：携帯型測定装置）により検出された相対信号値を表す。この相対信号値から前記ＰＣＢ回収溶液中におけるＰＣＢ濃度がわかる。本試験例では、この相対信号値が１０％〜９０％の範囲にあるものを測定可能範囲とした。また、抗原抗体反応させたサンプル溶液中の抗体の半分が反応するＰＣＢ濃度をＩＣ５０濃度とし、それぞれの校正曲線よりＩＣ５０濃度を算出した。図９より、本発明のマイクロ流体デバイスを利用した場合（図９中、「●」は本法を示す）、ＰＣＢ検出の測定可能な濃度範囲が、０．１２ｍｇ／ｋｇ〜６．７９ｍｇ／ｋｇであり、校正曲線からＩＣ５０濃度を算出すると０．６８ｍｇ／ｋｇとなることがわかった。また、現行法（図９中、「○」は現行法を示す）によるＰＣＢ検出は、校正曲線から０．６９ｍｇ／ｋｇとなることがわかった。
よって、本発明のマイクロ流体デバイスを利用すると現行法と同程度の感度が得られることがわかった。
【００９４】
本発明によるＰＣＢ抽出から検出までにかかった処理時間は、キャピラリーカラムでの処理時間が１分間であり、マイクロ流体デバイスでの処理時間が１８分間であるため、合計１９分間であった。一方、現行法によるＰＣＢ抽出から検出するまでにかかった処理時間は、「絶縁油中の微量ＰＣＢに関する簡易測定法マニュアル（第２版）（平成２２年６月、環境省廃棄物・リサイクル対策部産業廃棄物課）」をもとに算出すると２１分間であった。現行法において、遠心エバポレーターの真空引きなどにかかる時間を考慮すると、６６分間となる。
よって、本発明のＰＣＢ抽出装置を用いると、現行法と同程度の感度でありながら、現行法よりも簡便かつ迅速にＰＣＢを検出することができることがわかった。また、図８に示すように、本発明のマイクロ流体デバイスとキャピラリーカラムとを直接連結させてＰＣＢ抽出を行った場合、連結させずにＰＣＢ抽出を行ったときよりも、ＰＣＢの抽出効率が格段に高くなることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明のＰＣＢ抽出装置は、前記キャピラリーカラムを用いることにより、絶縁油からのＰＣＢ抽出に必要な試薬量の大幅な低減による低コスト化を実現することができた。
また、本発明のＰＣＢ抽出装置は、前記マイクロ流体デバイスを用いることにより、ＰＣＢ抽出処理の簡便化、迅速化、高効率化等を実現することができるため、絶縁油に微量に含有されているＰＣＢの検出に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１    ＰＣＢを含有する絶縁油
２    無水硫酸ナトリウム
３    発煙硫酸含浸シリカゲル
４    無水硫酸ナトリウム
５    アミノプロピルシリカゲル
６    ガラス繊維
１０    キャピラリーカラム
１５    カラム
２０    マイクロ流体デバイス
２０Ａ  ＰＣＢ抽出室
２０Ｂ  流路
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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