(57)【要約】【課題】携帯して現場等に運搬できる程度の大きさであり、採取した試料液に含まれる成分を吸光光度法等によりその現場で容易に測定・分析できるようにすること。【解決手段】小型の略円筒状を呈するカラム内に粒状の担体に発色剤を固定化させた一種以上の充填剤を収納させ、該充填剤の両端部に通水性のパッキング材を配設させ、該カラム内に試料液を送液して前記充填剤間を通過させ、該充填剤に固定化された発色剤と前記試料液とを化学反応させることにより該試料液を吸光光度法によって測定を可能にする構成にすることで、携帯して運搬できる程度の小型でありながら、吸光光度法等により測定・分析できるようになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小型の略円筒状を呈するカラム内に粒状の担体に発色剤を固定化させた一種以上の充填剤を収納させ、
該充填剤の両端部に通水性のパッキング材を配設させ、
該カラム内に試料液を送液して前記充填剤間を通過させ、
該充填剤に固定化された発色剤と前記試料液とを化学反応させることにより該試料液を吸光光度法によって測定を可能にする構成であること
を特徴とする吸光光度法用の発色カラム。
【請求項２】
前記充填剤は、
粒状の担体に発色剤を含浸させた後に乾燥させて固定化させたものであること
を特徴とする請求項１に記載の吸光光度法用の発色カラム。
【請求項３】
小型の略円筒状を呈するカラム内に粒状の担体に発色剤を固定化させた一種以上の充填剤を収納させ、
該充填剤の両端部に通水性のパッキング材を配設させ、
該カラム内に試料液を送液して前記充填剤間を通過させ、
該充填剤に固定化された発色剤と前記試料液とを化学反応させ、
該試料液を吸光光度法によって測定すること
を特徴とする吸光光度法用の発色カラムを用いた測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、建築予定現場等の屋外であっても、その現場にて採取した気体または液体等の試料に含まれる成分を吸光光度法等によりその現場で容易に測定・分析できるようにするための携帯・可搬性に優れた吸光光度法用の発色カラムと、その測定方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、気体または液体等の試料に含まれる成分を吸光光度法により測定・分析する場合として、例えば、亜硝酸イオンを測定する場合（参考：ナフチルエチレンジアミン吸光光度法ＪＩＳ  Ｋ０１０２  ４３．１．１）には、図６に示したようにして試薬の調製と、発色操作とを行う。
【０００３】
即ち、試薬の調製として、
（１）４−アミノベンゼンスルホンアミド溶液
スルファニルアミド（４−アミノベンゼンスルホンアミド）２ｇを塩酸６０ｍｌと水約８０ｍｌの混合溶液に溶かし、更に水を加えて２００ｍｌとする。
（２）二塩化Ｎ−１−ナフチルエチレンジアンモニウム溶液
Ｎ−１−ナフチルエチレンジアミン二塩酸塩（二塩化Ｎ−１−ナフチルエチレンジアンモニウム）０．２ｇを水に溶かして２００ｍｌとする。
【０００４】
次に、発色操作として、
（３）（ろ紙でろ過した）試料の適量をメスシリンダー（有栓形）１０ｍｌにとり、水を加えて１０ｍｌとする。
（４）４−アミノベンゼンスルホンアミド溶液１ｍｌを加えて振り混ぜ、約５分放置した後、二塩化Ｎ−１−ナフチルエチレンジアンモニウム溶液１ｍｌを加えて振り混ぜ、室温で約２０分間放置する。
（５）溶液の一部を吸収セルに移し、波長５４０ｎｍ付近の吸光度を測定する。
【０００５】
また、６価クロム（参考：ジフェニルカルバジド吸光光度法ＪＩＳ  Ｋ０１０２  ６５．２．１）を測定する場合には、図７に示したようにして試薬の調製と、発色操作とを行う。
【０００６】
即ち、試薬の調製として、
（１）ジフェニルカルバジド溶液
１，５−ジフェニルカルボノヒドラジド（ジフェニルカルバジド）０．５ｇをアセトン２５ｍｌに溶かし、水を加えて５０ｍｌとする。
【０００７】
次に、発色操作として、
（２）試料の適量を全量フラスコ５０ｍｌに移し入れ、硫酸（１＋９）２．５ｍｌを加える。
（３）全量フラスコを約１５℃に保ち、ジフェニルカルバジド溶液１ｍｌを加え、直ちに振り混ぜ、水を標線まで加え、約５分間放置する。
（４）溶液の一部を吸収セルに移し、波長５４０ｎｍ付近の吸光度を測定する。
【０００８】
このように、従来の方法により試料中に含まれる成分を吸光光度法等により測定・分析する場合には、測定の準備過程において複数のフラスコ等を用いて試薬の調合を適切に行う必要があって、複数の試薬を用いる煩雑な調整・操作が必要であり、また、ガラス器具や電子天秤等の装置が大型であることが多く、これらガラス器具や電子天秤等の装置は破損しやすいこと等から、吸光光度法用により測定・分析は建築予定現場等の屋外では実質的に困難であり、専ら試料を持ち帰って所定の実験室等の室内で測定を行っていた。
【０００９】
そこで、フラスコ等を用いなくても試薬を調整して吸光光度法等により測定・分析できるようにする技術としては、例えば、陽イオン性及び／又は陰イオン性荷電部を複数有する水溶性高分子化合物が支持担体に固定化されてなる液体クロマトグラフィー用充填剤を使用し、該液体クロマトグラフィー用充填剤により形成されてなる液体クロマトグラフィー用カラムを使用し、該液体クロマトグラフィー用カラムに１以上の分析イオンを含む試料を注入し、その後、溶離液を展開させて該分析イオンを分析する分析方法がある（特許文献１参照）。
【００１０】
また、フローインジェクション分析法において、試料中に含まれる硫酸イオンを定量する際、注入した試料と発色試薬を混合し、反応カラム内の流れの中で化学反応を行わせた後検出系に導き、吸光度の変化を測定する操作を連続流れの中で行うことを可能とする硫酸イオンの定量法がある（特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２３５５１号公報
【特許文献２】特開２００１−９９８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記特許文献１の公知技術においては、イオンクロマトグラフィー、また、前記特許文献２の公知技術においては、フローインジェクションという測定機器の経路内にカラムを組み込み、装置の一構成部品として用いられるものであり、これらの公知技術はいずれも図８に示したように、送液ポンプを用いてキャリア液タンク内のキャリア液（移動相）をカラム内に連続的に送液し、前記キャリア液と共に試料液を注入するという構成ものであり、カラムを単独で使用するというものではない。
【００１３】
これらの装置は、キャリア液タンク、送液ポンプ及びカラム等からなる本体だけであっても通常数十ｋｇ程度の重量があり、更に、送液用・廃液用のタンクは、装置の外部に設置される形となるため、これらの装置を１人で携帯・可搬し、採取した試料液を現場で測定・分析することは極めて困難である。
【００１４】
また、カラムを含む装置の全体が大型であることから、装置の駆動にはＡＣ電源を用いる必要があり、その装置の種類によっては２００Ｖの電源を必要とすることもあり、現場等の屋外で使用することは困難である。つまり、実験室内等における効率化・迅速化を主眼として考えられたものであり、現場等の実験室外で測定・分析することを目的として考えられたものではないのである。
【００１５】
従って、携帯して運搬することができ、現場等の屋外であっても、採取した試料液に含まれる成分を吸光光度法等によりその現場で容易に測定・分析できるようにするということに解決しなければならない課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記した従来例の課題を解決する具体的手段として本発明に係る第１の発明として、小型の略円筒状を呈するカラム内に粒状の担体に発色剤を固定化させた一種以上の充填剤を収納させ、該充填剤の両端部に通水性のパッキング材を配設させ、該カラム内に試料液を送液して前記充填剤間を通過させ、該充填剤に固定化された発色剤と前記試料液とを化学反応させることにより該試料液を吸光光度法によって測定を可能にする構成であることを特徴とする吸光光度法用の発色カラムを提供するものである。
【００１７】
この第１の発明において、前記充填剤は、粒状の担体に発色剤を含浸させた後に乾燥させて固定化させたものであることを付加的な要件として含むものである。
【００１８】
また、第２の発明として、小型の略円筒状を呈するカラム内に粒状の担体に発色剤を固定化させた一種以上の充填剤を収納させ、該充填剤の両端部に通水性のパッキング材を配設させ、該カラム内に試料液を送液して前記充填剤間を通過させ、該充填剤に固定化された発色剤と前記試料液とを化学反応させ、該試料液を吸光光度法によって測定することを特徴とする吸光光度法用の発色カラムを用いた測定方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の発明に係る吸光光度法用の発色カラムは、小型の略円筒状を呈するカラム内に粒状の担体に発色剤を固定化させた一種以上の充填剤を収納させ、該充填剤の両端部に通水性のパッキング材を配設させ、該カラム内に試料液を送液して前記充填剤間を通過させ、該充填剤に固定化された発色剤と前記試料液とを化学反応させることにより該試料液を吸光光度法によって測定を可能にする構成であることにより、小型で携帯して運搬することができる吸光光度法用の発色カラムを得ることができるという優れた効果を奏する。
【００２０】
また、第２の発明に係る吸光光度法用の発色カラムを用いた測定方法は、小型の略円筒状を呈するカラム内に粒状の担体に発色剤を固定化させた一種以上の充填剤を収納させ、該充填剤の両端部に通水性のパッキング材を配設させ、該カラム内に試料液を送液して前記充填剤間を通過させ、該充填剤に固定化された発色剤と前記試料液とを化学反応させ、該試料液を吸光光度法によって測定することにより、小型で携帯して現場等の屋外に運搬することができる程度の大きさの吸光光度法用の発色カラムであり、採取した試料液に含まれる成分を吸光光度法等によりその現場で容易に測定・分析ができるようになるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明を具体的な実施の形態に基づいて詳しく説明する。
本発明の実施の形態に係る吸光光度法用の発色カラムを図１を用いて説明する。図１に、本発明の実施の形態に係る吸光光度法用の発色カラム１（以下、カラム１という）の略示的な断面図を示してある。カラム１の本体部２は、例えば、ガラスまたは合成樹脂等を用いて略円筒状に形成されている。
【００２２】
カラム１の大きさとしては、例えば、全長が略１００〜２００ｍｍ程度、好ましくは１４０ｍｍ程度であり、外径がφ４〜１０ｍｍ程度、好ましくはφ６ｍｍ程度であり、内径がφ２〜７ｍｍ程度、例えば、φ２．６ｍｍ、φ３．６ｍｍ、φ５．０ｍｍ程度である。つまり、容易に携帯して運搬することができる程度の可搬性に優れた小型の形状に形成してあるのである。
【００２３】
カラム１の内部には、充填剤３が収納されている。この充填剤３は、カラム１の安定した品質を保証する、即ち、カラム１を使用した吸光光度法による測定を安定したものにするために、カラム１内に偏析がなく均一に充填剤３を充填・収納させることが好ましい。つまり、カラム１内に試料液を送液した場合に、該送液に対する抵抗や、層状に収納させた充填剤３の層長のバラツキを少なくすることが好ましい。
【００２４】
前記充填剤３は、例えば、シリカゲル粒、珪砂またはアルミナ粒等の粒状の担体に、吸光光度法用の発色試薬または発色補助剤等の発色剤を固定化させたものを使用することができる。この充填剤３（担体）の粒径としては、略２０〜１２０メッシュ程度のものを使用でき、例えば、３０−５０、６０−８０、８０−１００等のメッシュの範囲内にふるい分けたものを使用する。このように、充填剤３（担体）の粒径として略２０〜１２０メッシュ程度のものを使用することにより、カラム１内に試料液を送液した際における送液抵抗を低減させることができるようになり、電動式のポンプ等を用いなくても、手動式のシリンジ等を用いて試料液をカラム１内に容易に送液できるようになるのである。
【００２５】
この粒状の担体に発色剤を固定化させる方法としては、例えば、担体に発色剤を含浸させた後に乾燥させることで固定化させることができる。つまり、カラム１は一回のみ使用するバッチプロセス用としてのカラム１であるため、前記充填剤３に固定化された発色剤は、試料液が送液された際に容易に溶解して流出する程度の状態で固定化されていることが好ましく、また、前記担体についても、発色剤の保持力として強固なものはそれほど要求されないのである。
【００２６】
この発色剤としては、測定対象となる成分によってそれぞれ異なるが、例えば、亜硝酸イオンの濃度を測定する場合には、Ｎ−１−ナフチルエチレンジアミンと、スルファニルアミドとを用い、これら発色剤を固定化した充填剤３を別々の層として配設させることで達成できるようになり、また、６価クロムの濃度を測定する場合には、ジフェニルカルバジドを用いることで達成できるようになる。
【００２７】
つまり、測定対象となる成分に応じて、カラム１内に一種以上の充填剤３を収納させることで、前記成分の濃度を吸光光度法により測定できるようになるのである。このカラム１内に二種以上の充填剤３を収納させる場合には、充填剤３ａ、３ｂとの間に通水性を有する隔離剤４を配設させ、それぞれの充填剤３ａ、３ｂを隔離して別々の層を形成させるようにすることが好ましい。そして、カラム１内に二種以上の充填剤３を収納させる場合、例えば、亜硝酸イオンの濃度を測定する場合には、前記従来技術に記載した試料液の調製に用いる発色剤の順番に従い、該当する充填剤３ａ、３ｂを収納させる、即ち、必要な機能の順に充填剤３（薬剤層）を層状に重ねて収納させれば良いのである。
【００２８】
カラム１内に収納された充填剤３の両端部には、通水性を有するパッキング材５を配設し、前記充填剤３が移動しないように固定してある。このパッキング材５としては、例えば、多孔質プラスチック、グラスウールまたは金網等を使用することができる。
【００２９】
カラム１の両端には、内部に収納した充填剤３が、使用（測定）前に酸化等による化学的な変化が生じないようにするための蓋部材６が設けられている。この蓋部材６としては、カラム１の両端を封止できるものであればいずれのものであっても良いが、図１に示したように、例えば、ガラス等によって形成されたカラム１と一体的に蓋部材６を形成させることが良い。
【実施例１】
【００３０】
［充填剤３の製造方法］
次に、充填剤３のより具体的な製造方法を説明する。
（１）基材となる担体、例えば、シリカゲル粒を所定量真空フラスコに量りとる。
（２）所定量の発色剤、例えば、Ｎ−１−ナフチルエチレンジアミンを水または適当な溶  媒（アルコール等）に溶かし、前記真空フラスコ中の担体に加えて振り混ぜ、均一に分  散させる。
（３）前記真空フラスコ内を真空ポンプで減圧し、必要に応じて水浴等で加熱し、乾燥さ  せる。
（４）水や溶媒が揮散し、さらさらな状態になれば充填剤３の調剤が完了する。
【実施例２】
【００３１】
［試料液中に含まれる成分を吸光光度法用により測定・分析１］
次に、試料液中に含まれ測定・分析する対象の成分として、例えば、亜硝酸イオンについて吸光光度法により測定・分析する方法を図２乃至図４を用いて説明する。
まず、亜硝酸イオンを吸光光度法により測定・分析するために、カラム１内にＮ−１−ナフチルエチレンジアミンと、スルファニルアミドとの発色剤を使用した充填剤３を収納するカラム１を用意する。
【００３２】
測定の試料として、例えば、建築予定現場等の屋外で採取した所定量の試料液をシリンジ７内に吸引する。カラム１に設けられた蓋部材６を取り外し、該カラム１の本体部２の送入側２ａに接続部材８を取り付け、該接続部材８を介して前記所定量の試料液を吸引したシリンジ７に接続させる。
【００３３】
このようにシリンジ７に接続部材８を介してカラム１を接続させた状態で、該カラム１の本体部２の送出側２ｂに予め吸収セル９を準備しておき、前記シリンジ７を操作して該シリンジ７内の所定量（例えば、５ｍｌ）の試料液を前記カラム１内に送液し、該カラム１内に収納された充填剤３間に前記試料液を通過させる。
【００３４】
試料液が充填剤３間を通過すると、該充填剤３に固定化されていた発色剤が前記試料液と接触することによって溶解し、該試料液と前記発色剤とが化学反応して、カラム１から吸収セル９に流下した試料液、即ち、吸収セル９に貯留される反応試料液は、前記発色剤によって着色された状態（化学反応して着色された試料液を吸光光度法によって測定を可能な状態）になっている。
【００３５】
この着色された反応試料液の液色は、試料液と発色剤とによる化学反応直後では安定した状態で発色していないため、吸収セル９に貯留された反応試料液を所定時間、例えば、１０分〜１時間程度放置させることが好ましく、前記反応試料液の液色を安定させた後、吸収セル９を所定の吸光光度法により測定できる測定装置、好ましくは、小型で携帯式の吸光光度法用測定装置を用いて前記液色が安定した反応試料液の吸光光度を測定する。
【００３６】
この実施例２により反応試料液の吸光度を測定した結果と、前記従来技術に記載したＪＩＳ法により亜硝酸イオンの吸光度を測定した結果とを図４に示す。なお、図４においては、実施例２により反応試料液の吸光度を測定した結果を「発色カラム」と表示し、従来技術に記載したＪＩＳ法により亜硝酸イオンの吸光度を測定した結果を「ＪＩＳ法」と表示して示してある。
【００３７】
この図４から理解できるように、実施例２により得られた反応試料液の吸光光度は、亜硝酸イオン濃度に対する吸光度の変化がＪＩＳ法に近似した吸光度であり、直線性を有する測定結果が得られた。なお、「発色カラム」と「ＪＩＳ法」とで、グラフの傾きに多少ズレが生じたが、吸光光度法は検量線を用いる測定法なので問題にはならない程度の誤差であり、「ＪＩＳ法」と比較して、十分に近似した測定範囲と、直線性とを有する発色した試料液（反応試料液）が得られたといえる。
【実施例３】
【００３８】
［試料液中に含まれる成分を吸光光度法により測定・分析２］
次に、試料液中に含まれ測定・分析する対象の成分として、例えば、６価クロムについて吸光光度法により測定・分析する方法を説明する。
なお、６価クロムを吸光光度法により測定・分析する方法においては、前記実施例２の亜硝酸イオン濃度を測定する場合と比較して、カラム１内に収納させる充填剤３に使用する発色剤がジフェニルカルバジドであるものを使用する以外は、前記実施例２と略同様であるため、測定結果のみを示して、その測定に至る過程の詳細については省略する。
【００３９】
この実施例３により反応試料液の吸光度を測定した結果と、前記従来技術に記載したＪＩＳ法により６価クロムの吸光度を測定した結果とを図５に示す。なお、図５においては、実施例３により反応試料液の吸光度を測定した結果を「発色カラム」と表示し、従来技術に記載したＪＩＳ法により６価クロムの吸光度を測定した結果を「ＪＩＳ法」と表示して示してある。
【００４０】
この図５から理解できるように、実施例３により得られた反応試料液の吸光度は、６価クロム濃度に対する吸光度の変化がＪＩＳ法に近似した吸光度であり、直線性を有する測定結果が得られた。
【００４１】
これら実施例２の図４及び実施例３の図５より明らかなように、本発明に係るカラム１は、小型で携帯して運搬することができる程度の大きさであり、現場等の屋外であっても、採取した試料液に含まれる成分を吸光光度法等によりその現場で容易に測定・分析することができ、その結果も従来のＪＩＳ法に近似した結果を得ることができることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係る吸光光度法用の発色カラムを略示的に示した断面図である。
【図２】同吸光光度法用の発色カラムに接続部材を介してシリンジを接続させた状態を略示的に示した平面図である。
【図３】図２のシリンジから吸光光度法用の発色カラムに試料液を送液し、該試料液を吸収セルに流下させる状態の概略図である。
【図４】本発明に係る実施例２により反応試料液の吸光度を測定した結果と、従来技術であるＪＩＳ法により亜硝酸イオンの吸光度を測定した結果とを示したグラフである。
【図５】本発明に係る実施例３により反応試料液の吸光度を測定した結果と、従来技術であるＪＩＳ法により６価クロムの吸光度を測定した結果とを示したグラフである。
【図６】従来技術であるＪＩＳ法により亜硝酸イオンを測定する場合における試料液を調製する手順の概略図である。
【図７】従来技術であるＪＩＳ法により６価クロムを測定する場合における試料液を調製する手順の概略図である。
【図８】従来技術において吸光光度法により試料液を測定する装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  カラム
２  本体部
３、３ａ、３ｂ  充填剤
４  隔離剤
５  パッキング材
６  蓋部材
７  シリンジ
８  接続部材
９  吸収セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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