(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可溶性マグネシウム用の蛍光測定機を較正する方法であって、前記方法は：
約０．０１ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウムを含む低較正標準溶液の背景蛍光を測定することと、
不活性蛍光剤及びマグネシウム配位性蛍光試薬を含むマグネシウム反応剤溶液を、前記低較正標準溶液と混合し、それにより、前記不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された低較正標準溶液を形成することと、
前記混合された低較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム及び約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂの濃度の不活性蛍光剤を含む高較正標準溶液における不活性蛍光剤の蛍光応答を測定することと、
マグネシウム反応剤溶液を前記高較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された高較正標準溶液を形成することと、
前記混合された高較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
前記測定された蛍光応答、ならびに前記低較正標準溶液中、及び前記高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム及び不活性蛍光剤の既知の濃度に基づき、前記蛍光測定機を較正することと、を含み、
前記低較正標準溶液と前記高較正標準溶液の濃度差が約５０ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂである、方法。
【請求項２】
前記測定された蛍光応答と、前記低較正標準溶液中、及び前記高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム及び不活性蛍光剤の既知の濃度と、に基づき、マグネシウム及び不活性蛍光剤についての較正曲線をプロットすることによって、前記蛍光測定機が較正され、前記較正曲線が、前記蛍光測定機を較正するのに使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記較正曲線の方程式が制御装置によって格納され、前記方程式が前記蛍光測定機を自動的に較正するのに使用される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記蛍光測定機が、各測定ステップの前に、前記低較正標準溶液または前記高較正標準溶液でフラッシングされる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記不活性蛍光剤が、ローダミンＷＴである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記マグネシウム配位性蛍光試薬が、８‐ヒドロキシキノリン‐５‐スルホン酸である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
可溶性マグネシウム及び全硬度用の蛍光測定機を較正する方法であって、前記方法は：
約０．０１ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム及び約０．０１ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウムを含む低較正標準溶液の背景蛍光を測定することと、
不活性蛍光剤及びマグネシウム配位性蛍光試薬を含むマグネシウム反応剤溶液を、前記低較正標準溶液と混合し、それにより、前記不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された低較正標準溶液を形成することと、
前記混合された低較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
前記マグネシウム反応剤溶液と、マグネシウム含有試薬を含む全硬度反応剤溶液とを、前記低較正標準溶液と混合し、それにより、前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物を含む、カルシウム置換低較正標準溶液を形成することと、
前記カルシウム置換低較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウム、及び約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂの濃度の前記不活性蛍光剤を含む高較正標準溶液における前記不活性蛍光剤の蛍光応答を測定することと、
前記マグネシウム反応剤溶液を、前記高較正標準溶液と混合し、それにより、前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された高較正標準溶液を形成することと、
前記混合された高較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
前記マグネシウム反応剤溶液及び前記全硬度反応剤溶液を、前記高較正標準溶液と混合し、それにより、前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物を含む、カルシウム置換高較正標準溶液を形成することと、
前記カルシウム置換高較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
前記測定された蛍光応答、ならびに前記低較正標準溶液中、及び前記高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び不活性蛍光剤の既知の濃度に基づき、前記蛍光測定機を較正することと、を含み、
前記低較正標準溶液と前記高較正標準溶液の濃度差が約５０ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂである、方法。
【請求項８】
前記測定された蛍光応答と、前記低較正標準溶液中、及び前記高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び不活性蛍光剤の既知の濃度と、に基づき、可溶性マグネシウム、前記全硬度、及び前記不活性蛍光剤についての較正曲線をプロットし、前記較正曲線によって、前記蛍光測定機が較正される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記較正曲線の方程式が制御装置によって格納され、前記方程式が前記蛍光測定機を自動的に較正するのに使用される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記蛍光測定機が、各測定ステップの前に、前記低較正標準溶液または前記高較正標準溶液でフラッシングされる、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記不活性蛍光剤が、ローダミンＷＴである、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記マグネシウム配位性蛍光試薬が、８‐ヒドロキシキノリン‐５‐スルホン酸である、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記マグネシウム含有試薬が、マグネシウム（１，２‐ジアミノシクロヘキサン四酢酸二ナトリウム塩）である、請求項７〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項７〜１３のいずれか一項に記載の方法に使用される、較正標準溶液であって、
水、
約０．０１ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、及び
約０．０１ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウム、を含む、低較正標準溶液と、
水、
約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、
約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウム、及び
約２１０ｎｍ〜約８３０ｎｍの波長を有する励起光に対して蛍光応答を提供することができる、約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂの不活性蛍光剤、を含む、高較正標準溶液と、を備え、
前記低較正標準溶液と前記高較正標準溶液の濃度差が約５０ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂである、較正標準溶液。
【請求項１５】
前記低及び高較正標準溶液のそれぞれにおける可溶性マグネシウムの前記濃度及び可溶性カルシウムの前記濃度が、重量対重量基準でほぼ同じである、請求項１４に記載の較正標準溶液。
【請求項１６】
前記低及び高較正標準溶液のそれぞれにおける前記不活性蛍光剤が、約４５０ｎｍ〜約７５０ｎｍの波長を有する励起光に対して蛍光応答を提供することができる、請求項１４又は１５に記載の較正標準溶液。
【請求項１７】
前記低及び高較正標準溶液のそれぞれにおける前記不活性蛍光剤が、ローダミンＷＴである、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の較正標準溶液。
【請求項１８】
前記低較正標準溶液及び前記高較正標準溶液のそれぞれが、１，４‐ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンをさらに含む、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の較正標準溶液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、その全体が参照により組み込まれる、２０１５年７月１日に出願された米国特許仮出願第６２／１８７，５５９号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、工業用水システムにおける金属イオンの低濃度の蛍光分析のための較正方法及び標準を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
工業用水システムにおける水硬度（すなわち、マグネシウムとカルシウム）は、プロセスの非効率やシステムの遮断などの問題をもたらすことがある。したがって、工業用水システムにおけるカルシウム及びマグネシウムの濃度は、慎重に測定、モニタされる必要がある。硬度濃度が極めて低い（例えば、ｐｐｂ範囲）ことがあるので、これらの金属カチオンの定量化は、高感度かつ精密な測定方法を必要とする。硬度が正確に測定されると、硬度低減の適正な方法が選択され得（例えば、ろ過、膜浄化、イオン交換、及び化学処理）、低レベルの硬度を維持するのに、適切な化学処理投薬が使用され得る。
【０００４】
工業用水システムにおけるカルシウム及びマグネシウムの濃度を測定するのに、分光分析が使用され得る。しかしながら、この分析方法の正確さは、いくつかの要因に左右される。例えば、流量、水圧、及び温度などの操作変数が、試験運転間で変わってきて、計器ポンプの一貫性のないパフォーマンスをもたらすことがある。また、試薬の濃度が、試薬バッチの商業的供給源、経年、及び製造によって変わってくることがある。さらに、採用される試薬の背景蛍光が、バッチに存在する不純物レベルに応じて変わってくることがある。ポンプ、ＬＥＤ、及びシステム電子機器などの装備構成要素の経時の変化が、分析の正確さ及び再現性を損なうことがある。
【０００５】
使用時に計器を、これらの変数を考慮するように「ゼロ」に設定するのに、較正方法が使用され得る。較正方法は、容易に実行され、最小限の人間の労力で済み、計器の正確さ及び再現性を確実にするのが好ましい。現在多くの較正方法があるが、さらなる改善が常に望まれている。
【発明の概要】
【０００６】
実施形態において、本発明は、可溶性マグネシウム測定用の蛍光測定機を較正する方法を提供する。方法は、可溶性マグネシウムを含む低較正標準溶液の背景蛍光を測定することと、不活性蛍光剤及びマグネシウム配位性蛍光試薬を含むマグネシウム反応剤溶液を、低較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された低較正標準溶液を作ることと、混合された低較正標準溶液中の不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、可溶性マグネシウム及び不活性蛍光剤を含む高較正標準溶液中の不活性蛍光剤の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液を、高較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された高較正標準溶液を作ることと、混合された高較正標準溶液中の不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、測定された蛍光応答、ならびに低較正標準溶液中、及び高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム及び不活性蛍光剤の既知の濃度に基づき、蛍光測定機を較正することと、を含む。
【０００７】
別の実施形態において、本発明は、可溶性マグネシウム及び全硬度の測定用の蛍光測定機を較正する方法を提供する。方法は、可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムを含む低較正標準溶液の背景蛍光を測定することと、不活性蛍光剤及びマグネシウム配位性蛍光反応剤を含むマグネシウム反応剤溶液を、低較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された低較正標準溶液を作ることと、混合された低較正標準溶液中の不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液、及びマグネシウム含有試薬を含む全硬度反応剤溶液を、低較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、カルシウム置換低較正標準溶液を作ることと、カルシウム置換低較正標準溶液中の不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び不活性蛍光剤を含む高較正標準溶液中の不活性蛍光剤の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液を、高較正標準溶液と化合させ、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された高較正標準溶液を作ることと、混合された高較正標準溶液中の不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液及び全硬度反応剤溶液を、高較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、カルシウム置換高較正標準溶液を作ることと、カルシウム置換高較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、測定された蛍光応答、ならびに低較正標準溶液中、及び高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び不活性蛍光剤の既知の濃度に基づき、蛍光測定機を較正することと、を含む。
【０００８】
別の実施形態において、本発明は、（ａ）水、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、及び約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウムを含む第１の較正標準溶液と、（ｂ）水、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウム、及び約２１０ｎｍ〜約８３０ｎｍの波長を有する励起光に対して蛍光応答を提供することができる、約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂの不活性蛍光剤を含む第２の較正標準溶液と、を備える、較正標準溶液を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態による、蛍光測定機の較正についての図である。
【図２】本発明の実施形態による、較正方法の正確さを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本出願に使用される用語をどのように定めるか、具体的には、特許請求の範囲がどのように解釈されるべきかを定めるために、以下の定義が提供される。定義の編成は、単に便宜上のものであり、定義のいずれも特定の範疇に限定することが意図されるものではない。
【００１１】
それが本開示に関係する限り、「ａｕｔｏｍａｔｉｃ（自動的な）」「ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ（自動的に）」、及び「ａｕｔｏｍａｔｅｄ（自動化された）」とは、人間の介入がない、または、ほぼ人間の介入がないことを意味する。例えば、自動的に遂行されるプロセス（すなわち、「自動化されたプロセス」）は、すべての必要な装備、配管、配線、動力、プログラミング、化学成分などを最初に提供することを除き、動作を起こさせるのに人が何かを行う必要がなく、変数を測定し、標準値（すなわち、設定値）に対する測定された変数の比較に基づき、動作をとるであろう（例えば、ポンプ速度を変更する、バルブを開くまたは閉じる、加熱または冷却を高める、など）。
【００１２】
それが本開示に関係する限り、「ａｓ  ｃａｌｃｉｕｍ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ（炭酸カルシウムとして）」とは、特定の濃度測定（可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、または全硬度）が、「炭酸カルシウムとして」報告されていることを意味する。このような報告方法は、この分野で一般的に使用されており、各化学種または全硬度の測定を一様にし、化学種にわたる比較を可能にする。
【００１３】
それが本開示に関係する限り、「ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ（配位する）」または「ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ（配位された）」とは、化学種または化合物の濃度及び／または存在が、別の化学種または化合物の既知の濃度によって測定されるのを可能にするのに十分に安定している、何らかの化学結合を意味する。例えば、蛍光試薬は、蛍光試薬の既知の量、及び／または、水溶性化学種及び蛍光試薬の配位に関係した実験データに基づき、水溶性化学種の蛍光分析測定を可能にすると考えられる、１モルの水溶性化学種対１モルの蛍光試薬の比率で、水溶性化学種に配位し得る。あるいは、蛍光試薬は、蛍光試薬の既知の量、及び／または、水溶性化学種及び蛍光試薬の配位に関係した実験データに基づき、水溶性化学種の蛍光分析測定を可能にすると考えられる、１モルの水溶性化学種対２モルの蛍光試薬の比率で、水溶性化学種に配位し得る（例えば、較正）。既知の濃度の蛍光試薬の配位は、水溶性化学種の濃度の定量化を可能にする。
【００１４】
それが本開示に関係する限り、「ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ（訂正すること）」または「ｃｏｒｒｅｃｔ（訂正する）」とは、１つ以上の変数に基づき、測定された値に変更を行うことを指す。例えば、測定された値は、別の測定可能な変数に承知の上で影響を受け得る。影響があるのを分かった上で、既知の影響を訂正し、それにより、最初に測定された値における影響を解消することができる。蛍光測定に取り組む場合、温度、希釈度／濃度、及び混濁に関係した影響は、誤りを、生の蛍光測定値にもたらし、しばしば、影響を反映する生の蛍光測定値の訂正を必要とする可能性がある。
【００１５】
それが本開示に関係する限りにおいて、「ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ−ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ（蛍光測定機）」とは、蛍光分析用に使用され得るいずれの計器も指す。蛍光測定機は、一般に、光源と、当技術分野において知られているような、蛍光を蛍光定量的に検出するように構成された蛍光検出装置（例えば、蛍光光度計）と、を備える。蛍光測定機は、計算を行い、かつデータを格納することのできるコンピュータも備え得る。
【００１６】
それが本開示に関係する限りにおいて、「ｉｎｅｒｔ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ（不活性蛍光剤）」とは、他の化学種と反応せず（すなわち、不活性である）、他の存在する蛍光化学種の波長に干渉しない波長で蛍光を放つ、蛍光化合物を指す。
【００１７】
それが本開示に関係する限りにおいて、「ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｉｎｇ  ｒｅａｇｅｎｔ（マグネシウム配位性蛍光試薬）」とは、可溶性マグネシウムと反応して、配位されたマグネシウム化合物を生み出すことのできる、化学化合物を意味する。配位されたマグネシウム化合物は、利用された特定のマグネシウム配位性蛍光試薬に応じて変わり得るが、可溶性マグネシウムで配位され、特定の波長または波長範囲を有する光によって励起されると、蛍光発光を生み出すことができるようになる。一般に、可溶性マグネシウムを含有する水試料に加えられると、マグネシウム配位性蛍光試薬のある量は、配位し（化学的に可溶性マグネシウムに付着し、それにより、蛍光を介した可溶性マグネシウム濃度の測定を可能にする）、ある量は、配位されないままであり得る（例えば、残っているかまたは余分であるマグネシウム配位性蛍光剤の量）。
【００１８】
それが本開示に関係する限りにおいて、「ｍａｇｎｅｓｉｕｍ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｒｅａｇｅｎｔ（マグネシウム含有試薬）」とは、少なくとも部分的にマグネシウムから成っており、物質に存在し得る既知の化学種と反応する、化学化合物を意味する。例えば、本明細書に開示されている方法のいくつかの実施形態において、マグネシウム含有試薬は、水のアリコートに存在している可溶性カルシウムと反応し、それにより、可溶性カルシウムを可溶性マグネシウムに置換する。
【００１９】
本発明は、概して、水性媒体における可溶性マグネシウム及び／またはカルシウム濃度（すなわち、硬度）を測定するのに使用される、蛍光計器を較正するのに使用され得る較正方法及び標準を対象とする。いくつかの実施形態において、本開示は、工業プロセスに入るか、または再び入る水における硬度をモニタする自動化された較正方法を対象とする。工業用水における可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムの低濃度の測定の正確さを確実にするのに、正確な較正方法が必要とされる。可溶性マグネシウム及び全硬度（すなわち、全可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウム）の測定値を較正することによって、蛍光測定機を自動的に「ゼロ」に設定するのに、本方法が使用され得る。具体的には、既知の量の可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び不活性蛍光剤を含む較正標準溶液が、蛍光測定機を使用して測定される。いくつかの実施形態において、可溶性マグネシウムを配位するためにマグネシウム配位性蛍光試薬を使用し、配位されたマグネシウム化合物の蛍光を測定し、較正標準溶液中の可溶性マグネシウムの濃度が定量化される。いくつかの実施形態において、マグネシウム含有試薬を使用して、標準溶液中の可溶性カルシウムを置換し、次に、可溶性マグネシウムをマグネシウム配位性蛍光試薬で配位し、配位されたマグネシウム化合物の蛍光を測定することによって、較正標準溶液における全硬度が定量化される。蛍光測定機を自動的に較正するのに使用される、線形または実質的に線形の較正曲線を生成するのに、測定値が使用される。
【００２０】
実施形態において、本発明は、可溶性マグネシウム測定用の蛍光測定機を較正する方法を提供する。方法は、可溶性マグネシウムを含む低較正標準溶液の背景蛍光を測定することと、不活性蛍光剤及びマグネシウム配位性蛍光試薬を含むマグネシウム反応剤溶液を、低較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された低較正標準溶液を作ることと、混合された低較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、可溶性マグネシウム及び不活性蛍光剤を含む高較正標準溶液における不活性蛍光剤の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液を高較正標準溶液と化合させ、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された高較正標準溶液を作ることと、混合された高較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、測定された蛍光応答、ならびに低較正標準溶液中、及び高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム及び不活性蛍光剤の既知の濃度に基づき、蛍光測定機を較正することと、を含む。
【００２１】
別の実施形態において、本発明は、可溶性マグネシウム測定用の蛍光測定機を較正する方法を提供する。方法は、可溶性マグネシウムを含む低較正標準溶液を蛍光測定機に導入することと、低較正標準溶液の背景蛍光を測定することと、不活性蛍光剤及びマグネシウム配位性蛍光試薬を含むマグネシウム反応剤溶液を、低較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された低較正標準溶液を作ることと、混合された低較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、可溶性マグネシウム及び不活性蛍光剤を含む高較正標準溶液を蛍光測定機に導入することと、高較正標準溶液における不活性蛍光剤の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液を高較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された高較正標準溶液を作ることと、混合された高較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、測定された蛍光応答、ならびに低較正標準溶液中、及び高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム及び不活性蛍光剤の既知の濃度に基づき、蛍光測定機を較正することと、を含む。
【００２２】
別の実施形態において、本発明は、可溶性マグネシウム及び全硬度の測定用の蛍光測定機を較正する方法を提供する。方法は、可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムを含む低較正標準溶液の背景蛍光を測定することと、不活性蛍光剤及びマグネシウム配位性蛍光試薬を含むマグネシウム反応剤溶液を低較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された低較正標準溶液を作ることと、混合された低較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液、及びマグネシウム含有試薬を含む全硬度反応剤溶液を、低較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、カルシウム置換低較正標準溶液を作ることと、カルシウム置換低較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び不活性蛍光剤を含む高較正標準溶液における不活性蛍光剤の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液を高較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された高較正標準溶液を作ることと、混合された高較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液及び全硬度反応剤溶液を高較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、カルシウム置換高較正標準溶液を作ることと、カルシウム置換高較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、測定された蛍光応答、ならびに低較正標準溶液中、及び高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び不活性蛍光剤の既知の濃度に基づき、蛍光測定機を較正することと、を含む。
【００２３】
別の実施形態において、本発明は、可溶性マグネシウム及び全硬度の測定用の蛍光測定機を較正する方法を提供する。方法は、可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムを含む低較正標準溶液を蛍光測定機に導入することと、低較正標準溶液の背景蛍光を測定することと、不活性蛍光剤及びマグネシウム配位性蛍光試薬を含むマグネシウム反応剤溶液を低較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された低較正標準溶液を作ることと、混合された低較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液、及びマグネシウム含有試薬を含む全硬度反応剤溶液を、低較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、カルシウム置換低較正標準溶液を作ることと、カルシウム置換低較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び不活性蛍光剤を含む高較正標準溶液を蛍光測定機に導入することと、高較正標準溶液における不活性蛍光剤の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液を高較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された高較正標準溶液を作ることと、混合された高較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、マグネシウム反応剤溶液及び全硬度反応剤溶液を高較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、カルシウム置換高較正標準溶液を作ることと、カルシウム置換高較正標準溶液における不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、測定された蛍光応答、ならびに低較正標準溶液中、及び高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び不活性蛍光剤の既知の濃度に基づき、蛍光測定機を較正することと、を含む。
【００２４】
いくつかの好ましい実施形態において、蛍光測定機が自動的に較正される。
【００２５】
いくつかの好ましい実施形態において、較正曲線が、測定された蛍光応答と、低較正標準溶液中、及び高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、全硬度、及び／または不活性蛍光剤の既知の濃度と、に基づきプロットされ、蛍光測定機を較正するのに使用される。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光測定機は、較正曲線のｙ切片及び傾きを自動的に計算する。
【００２６】
いくつかの実施形態において、制御装置は、蛍光測定機の構成要素であるか、または制御装置は、蛍光測定機に接続されている。いくつかの好ましい実施形態において、制御装置は、濃度及び測定された蛍光応答を含む、情報を格納するための記憶手段を有する。いくつかの好ましい実施形態において、較正曲線のｙ切片及び傾きが、制御装置（例えば、コンピュータ）の記憶デバイスに格納される。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光測定機は、較正曲線の方程式及び変数を格納する、ドライバボードを備える。いくつかの好ましい実施形態において、較正曲線の方程式は、制御装置（例えば、コンピュータ）の記憶デバイスに格納され、この方程式は、蛍光測定機を自動的に較正するのに使用される。
【００２７】
いくつかの好ましい実施形態において、水試料（例えば、工業用水の試料）における可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び／または全硬度の濃度を計算するのに、較正曲線のｙ切片及び傾きが使用される。水試料の蛍光信号は、蛍光測定機を使用して測定され、較正曲線の格納されたｙ切片及び傾きを使用し、蛍光測定機内のドライバボードによって、濃度（例えば、可溶性マグネシウムまたは全硬度）に変換される。いくつかの実施形態において、既知の水試料（例えば、工業用水の試料）における可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び／または全硬度の濃度を測定し、測定された濃度を、可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び／または全硬度の既知の濃度と比較にすることによって、較正方法の正確さが判断され得る。
【００２８】
いくつかの好ましい実施形態において、蛍光測定機は、この蛍光測定機の較正の前に、低較正標準溶液でフラッシングされる。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光測定機は、各測定ステップの前に、適切な較正標準溶液（すなわち、低較正標準溶液及び高較正標準溶液）でフラッシングされる。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光測定機は、各測定ステップの前に、適切な較正標準溶液（すなわち、低較正標準溶液及び高較正標準溶液）で自動的にフラッシングされる。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光測定機は、適切な較正標準溶液で、少なくとも約５秒間フラッシングされる。
【００２９】
上記の方法は、可溶性マグネシウム及び／または全硬度の濃度を測定するのに使用される蛍光計器の較正を対象とする。本発明の較正方法は、任意の適切な方法によって可溶性マグネシウム及び／または全硬度の濃度を測定するのに使用される蛍光測定機を較正するのに、使用され得る。例えば、水中の可溶性マグネシウム及び／または全硬度の濃度は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第８，９５６，８７５号に開示されているように決定され得る。
【００３０】
本較正方法は、較正標準溶液中の可溶性マグネシウム及び／または全硬度の既知の量を測定することを含む。適切なマグネシウム配位性蛍光試薬を、可溶性マグネシウムを含む較正標準溶液と混合することによって、較正標準溶液（例えば、低較正標準溶液及び高較正標準溶液）中の可溶性マグネシウムの濃度が測定される。マグネシウム配位性蛍光試薬は、較正標準溶液において可溶性マグネシウムに配位し、配位されたマグネシウム化合物を作る。較正標準溶液中の可溶性マグネシウムの濃度は、配位されたマグネシウム化合物の蛍光を測定することによって決定される。
【００３１】
較正標準溶液の全硬度（すなわち、全可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウム）は、カルシウム置換の概念を使用して測定される。具体的には、マグネシウム含有試薬を較正標準溶液と混合することによって、較正標準溶液中の可溶性カルシウムが置換される。マグネシウム含有試薬は、較正標準溶液中の溶存カルシウムを可溶性マグネシウムに、既知の比率で、通常、可溶性カルシウム１モル当たり可溶性マグネシウム１モルの比率で、置換する。この置換は、較正標準中のすべての可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムを表す、全硬度濃度の決定を可能にする。可溶性マグネシウム測定の場合として、適切なマグネシウム配位性蛍光試薬は、可溶性マグネシウムに配位し、配位されたマグネシウム化合物を作ることができる。較正標準における全硬度濃度は、配位されたマグネシウム化合物の蛍光を測定することによって決定される。いくつかの実施形態において、次に、測定された全硬度濃度から、最初に測定されたマグネシウム濃度（可溶性マグネシウムのみを表す）を引き算することによって、可溶性カルシウム濃度が決定される。
【００３２】
いくつかの好ましい実施形態において、本較正方法は、可溶性マグネシウム、全硬度、及び不活性蛍光剤に対して個別の２点較正曲線を提供する。各較正に対して、既知の濃度の分析物を有する２つの較正標準溶液（例えば、低較正標準溶液及び高較正標準溶液）が、線形または実質的に線形の較正曲線を提供するように分析される。
【００３３】
この較正方法が、蛍光測定機を較正するのに使用される場合、測定された蛍光応答を既知の濃度の分析物（例えば、可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び可溶性不活性蛍光剤）と相関させ、それにより、可溶性マグネシウム、不活性蛍光剤、及び／または全硬度についての較正曲線を作成することによって、較正曲線が、蛍光測定機のコンピュータによって生成される。いくつかの実施形態において、較正曲線は、真っ直ぐか、または実質的に真っ直ぐな線である。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光測定機は、傾き及びｙ切片を含む、較正曲線または較正線の方程式を自動的に決定することができる。いくつかの好ましい実施形態において、不活性蛍光剤についての較正曲線は、数字ゼロを通らない。いくつかの好ましい実施形態において、較正曲線方程式が蛍光測定機に格納される。格納された較正曲線は、水試料の可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び／または全硬度の濃度を計算するのに使用され得る。
【００３４】
標準溶液が、マグネシウム反応剤溶液及び／または全硬度反応剤溶液と化合されると、較正標準溶液の希釈が起こる。蛍光測定機が、蛍光値から、可溶性マグネシウム及び／または全硬度の濃度を計算するとき、希釈係数が考慮される必要がある。いくつかの好ましい実施形態において、希釈係数を計算し、水性試薬の添加からもたらされた希釈に関連した誤りを訂正するのに、不活性蛍光剤が使用される。いくつかの好ましい実施形態において、配位されたマグネシウム化合物の蛍光測定を介して決定された可溶性マグネシウム濃度が、混合比のバラツキ、背地効果のバラツキ、及び温度のバラツキのうちの１つ以上を考慮するために、不活性蛍光剤を使用して訂正され、それにより、水中の調整された可溶性マグネシウム濃度の計算を可能にすることができる。いくつかの実施形態において、較正標準溶液に対する試薬（例えば、マグネシウム配位性蛍光試薬及び／またはマグネシウム含有試薬）の適正な混合比を決定するのに、不活性蛍光剤が使用される。
【００３５】
いくつかの好ましい実施形態において、マグネシウム配位性蛍光試薬及び／またはマグネシウム含有試薬のレベルをモニタするために、マグネシウム反応剤溶液及び全硬度反応剤溶液中には、不活性蛍光剤が存在する。しかしながら、いくつかの実施形態において、マグネシウム反応剤溶液及び／または全硬度反応剤溶液は、不活性蛍光剤を含まない。
【００３６】
較正方法では、マグネシウム配位性蛍光試薬は、特定の混合比（容量／容量）で、較正標準溶液（例えば、低較正標準溶液または高較正標準溶液）と化合される。いくつかの実施形態において、較正標準溶液対マグネシウム配位性蛍光試薬の混合比は、容量で約１００対１以下である。いくつかの好ましい実施形態において、低較正標準溶液対マグネシウム配位性蛍光試薬の混合比は、容量で約５０対１以下である。いくつかの好ましい実施形態において、低較正標準溶液対マグネシウム配位性蛍光試薬の混合比は、容量で約４９対１以下である。
【００３７】
本発明の全硬度の較正では、マグネシウム配位性蛍光剤、マグネシウム含有試薬、及び較正標準溶液（例えば、低較正標準溶液または高較正標準溶液）が、特定の混合比（容量／容量）で化合される。いくつかの実施形態において、較正標準溶液対マグネシウム配位性蛍光試薬対マグネシウム含有試薬の混合比は、容量で約１００対１対１以下である。いくつかの好ましい実施形態において、低較正標準溶液対マグネシウム配位性蛍光試薬対マグネシウム含有試薬の混合比は、容量で約５０対１対１以下である。いくつかの好ましい実施形態において、低較正標準溶液対マグネシウム配位性蛍光試薬対マグネシウム含有試薬の混合比は、容量で約４８対１対１である。
【００３８】
低較正標準溶液及び高較正標準溶液は、任意の適切な濃度で可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムを含むことができる。本方法は、通常、可溶性マグネシウム及び／または可溶性カルシウムの低濃度を測定するための計器を較正するのに使用される。いくつかの実施形態において、可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムの濃度は、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂであり得る。しかしながら、可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムの濃度がゼロより大きいと（例えば、５０ｐｐｂ〜２００ｐｐｂ）、より正確な結果が得られる。いくつかの好ましい実施形態において、低較正標準溶液は、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度で、可溶性マグネシウムを含む。したがって、いくつかの好ましい実施形態において、低較正標準溶液は、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約１００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約１００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約１００ｐｐｂ、または約１００ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度で、可溶性マグネシウムを含む。いくつかの好ましい実施形態において、低較正標準溶液は、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約１００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、または約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、０．０１ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約１００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約１００ｐｐｂ、または約１００ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度で、可溶性カルシウムをさらに含む。低較正標準溶液における可溶性マグネシウムの濃度と可溶性カルシウムの濃度とは、同じかまたは異なる可能性がある。いくつかの好ましい実施形態において、可溶性マグネシウムの濃度と可溶性カルシウムの濃度とは、重量対重量基準でほぼ同じである。
【００３９】
いくつかの好ましい実施形態において、高較正標準溶液は、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度で、可溶性マグネシウムを含む。したがって、いくつかの好ましい実施形態において、高較正標準溶液は、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約７５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約７００ｐｐｂ、約１００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約３００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約４００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約５００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約６００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約７００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂ、または約２００ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂの濃度で、可溶性マグネシウムを含む。いくつかの好ましい実施形態では、高較正標準溶液は、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約７５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約７００ｐｐｂ、約１００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約３００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約４００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約５００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約６００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約７００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂ、または約２００ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂの濃度で、可溶性カルシウムをさらに含む。高較正標準溶液における可溶性マグネシウムの濃度と可溶性カルシウムの濃度とは、同じかまたは異なる可能性がある。いくつかの好ましい実施形態において、可溶性マグネシウムの濃度と可溶性カルシウムの濃度とは、重量対重量基準でほぼ同じである。
【００４０】
いくつかの好ましい実施形態において、２つの較正標準溶液は、約５０ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂの濃度差を有し、すなわち、高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム及び／または可溶性カルシウムの濃度から、低較正標準溶液中の可溶性マグネシウム及び／または可溶性カルシウムの濃度を引き算すると、約５０ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂになる。
【００４１】
上述のように、高較正標準溶液は、蛍光応答を提供することのできる不活性蛍光剤を含む。不活性蛍光剤は、任意の適切な蛍光化合物とすることができる。いくつかの実施形態において、不活性蛍光剤は、ローダミン誘導体、フルオレセイン誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される。いくつかの好ましい実施形態において、不活性蛍光剤は、ローダミンＷＴである。いくつかの好ましい実施形態において、不活性蛍光剤は、その蛍光波長がマグネシウム配位性蛍光剤の波長に干渉しないように選ばれる。
【００４２】
高較正標準溶液は、任意の適切な濃度で不活性蛍光剤を含むことができる。可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムの低濃度を測定するのに、蛍光測定機が使用されることから、高較正標準溶液は、通常、約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂの濃度で不活性蛍光剤を含む。したがって、いくつかの好ましい実施形態において、高較正標準溶液は、約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂ、約１ｐｐｂ〜約１５ｐｐｂ、約１ｐｐｂ〜約１０ｐｐｂ、約１ｐｐｂ〜約９ｐｐｂ、約１ｐｐｂ〜約８ｐｐｂ、約１ｐｐｂ〜約７ｐｐｂ、約１ｐｐｂ〜約６ｐｐｂ、約１ｐｐｂ〜約５ｐｐｂ、約２ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂ、約２ｐｐｂ〜約１５ｐｐｂ、約２ｐｐｂ〜約１０ｐｐｂ、約２ｐｐｂ〜約８ｐｐｂ、約２ｐｐｂ〜約６ｐｐｂ、約５ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂ、約５ｐｐｂ〜約１５ｐｐｂ、約５ｐｐｂ〜約１０ｐｐｂ、約１０ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂ、または約１０ｐｐｂ〜約１５ｐｐｂの濃度で、不活性蛍光剤を含む。
【００４３】
いくつかの好ましい実施形態において、不活性蛍光剤は、約２１０ｎｍ〜約８３０ｎｍ、約２１０ｎｍ〜約８００ｎｍ、約２１０ｎｍ〜約７００ｎｍ、約２１０ｎｍ〜約６００ｎｍ、約２１０ｎｍ〜約５００ｎｍ、約３００ｎｍ〜約８３０ｎｍ、約４００ｎｍ〜約８３０ｎｍ、約５００ｎｍ〜約８３０ｎｍ、約６００ｎｍ〜約８３０ｎｍ、約４５０ｎｍ〜約７５０ｎｍ、または約６２０ｎｍ〜約７００ｎｍの波長を有する励起光に対して蛍光応答を提供することができる。
【００４４】
マグネシウム配位性蛍光試薬は、任意の適切な蛍光化合物とすることができる。いくつかの実施形態において、マグネシウム配位性蛍光試薬は、水溶性で芳香性のオルト水酸基置換アゾ染料、水溶性の縮合複素環、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される。マグネシウム配位性蛍光試薬が少なくとも１つの水溶性で芳香性のオルト水酸基置換アゾ染料を含む、いくつかの実施形態において、マグネシウム配位性蛍光試薬は、プラスモコリンスＢ、エリオクロムブラックＴ、カルマガイト、８‐ヒドロキシキノリン‐５‐スルホン酸、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される。いくつかの好ましい実施形態において、マグネシウム配位性蛍光試薬は、８‐ヒドロキシキノリン‐５‐スルホン酸（「ＨＱＳ」）である。いくつかの好ましい実施形態において、マグネシウム配位性蛍光試薬は、約０．０１ｐｐｍ〜約１０００ｐｐｍの濃度で、較正標準溶液に添加される。
【００４５】
マグネシウム含有試薬は、任意の適切なマグネシウム含有化合物とすることができる。いくつかの実施形態において、マグネシウム含有試薬は、マグネシウム含有多座配位キレート剤を含む。いくつかの実施形態において、マグネシウム含有試薬は、有機ジアミンを含む。いくつかの好ましい実施形態において、マグネシウム含有多座配位キレート剤は、二ナトリウムマグネシウム１，２‐ジアミノシクロヘキシル‐Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’テトラアセタトを含む。いくつかの好ましい実施形態において、マグネシウム含有試薬は、マグネシウム（１，２‐ジアミノシクロヘキサン四酢酸ニナトリウム塩）である。いくつかの好ましい実施形態において、マグネシウム含有試薬は、約０．０１ｐｐｍ〜約１０００ｐｐｍの濃度を有する溶液としての較正標準溶液と化合される。いくつかの実施形態において、可溶性カルシウムは、マグネシウム含有試薬を過量投与することによって（例えば、硬度に関して大過剰の試薬を使用して）、可溶性マグネシウムに置換される。
【００４６】
高較正標準溶液に使用される不活性蛍光剤は、マグネシウム反応剤溶液及び全硬度反応剤溶液に使用される不活性蛍光剤と同じかまたは異なる可能性がある。いくつかの好ましい実施形態において、高較正標準溶液、マグネシウム反応剤溶液、及び全硬度溶液は、同じ不活性蛍光剤を含む。いくつかの実施形態について、高較正標準溶液、マグネシウム反応剤溶液、及び全硬度反応剤溶液は、それぞれ、異なる不活性蛍光剤を含む。いくつかの実施形態において、マグネシウム反応剤溶液と全硬度溶液とは、同じ不活性蛍光剤を含む。いくつかの実施形態において、マグネシウム反応剤溶液と全硬度反応剤溶液とは、それぞれ、異なる不活性蛍光剤を含む。いくつかの実施形態において、高較正標準溶液とマグネシウム反応剤溶液とは、同じ不活性蛍光剤を含む。いくつかの実施形態において、高較正標準溶液と全硬度反応剤溶液とは、同じ不活性蛍光剤を含む。
【００４７】
いくつかの実施形態において、水溶液を約８〜約１２のｐＨに安定させることができる水溶性非配位性塩基が、本発明の溶液と化合され得る。いくつかの実施形態において、低較正標準溶液は、水溶液を約８〜約１２のｐＨに安定させることができる水溶性非配位性塩基を含む。いくつかの実施形態において、高較正標準溶液は、水溶液を約８〜約１２のｐＨに安定させることができる水溶性非配位性塩基を含む。いくつかの実施形態において、マグネシウム反応剤溶液は、水溶液を約８〜約１２のｐＨに安定させることができる水溶性非配位性塩基を含む。いくつかの実施形態において、全硬度反応剤溶液は、水溶液を約８〜約１２のｐＨに安定させることができる水溶性非配位性塩基を含む。いくつかの好ましい実施形態において、水溶性の非配位性塩基は、立体障害型有機塩基である。いくつかの好ましい実施形態において、水溶性の非配位性塩基は、１，４‐ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンである。
【００４８】
本発明の方法は、手動でまたは自動的に行われ得る。いくつかの好ましい実施形態において、較正方法は、自動的に行われる。言い換えれば、方法の各ステップは、自動的に、またはほぼ自動的に、すなわち、人間の介入がないか、または最小限の人間の介入のみで、遂行される。必要とされるだけの人間の介入とは、マグネシウム配位性蛍光試薬、マグネシウム含有試薬、不活性蛍光剤、または任意の較正標準溶液といった成分、あるいはそれらの前駆物質または副成分のいずれかを含むがそれらに限定されない、使い尽くされた成分を元に戻す最小限の行為である。
【００４９】
本発明の方法は、通常、光源と、当技術分野において知られているような、蛍光を検出するように構成された蛍光検出装置とを備える蛍光光度計を備える蛍光測定機を使用して、行われる。蛍光測定機は、任意の適切な蛍光光度計を備え得る。いくつかの実施形態において、本方法は、特定の波長の光を輝かせることができる光源を使用して遂行される。いくつかの実施形態において、蛍光検出装置は、分析物の発せられた蛍光の強度を測定することができる。
【００５０】
蛍光光度計は、フィルタ蛍光光度計または分光蛍光光度計から選ばれ得る。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光分析技法は、アーク灯（例えば、水銀、キセノン、タングステン‐ハロゲン、またはキセノン‐水銀アーク灯）、レーザー、または発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）など、特定の波長または波長範囲の光を輝かせることができる励起光源を使用して遂行される。いくつかの好ましい実施形態において、励起光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。いくつかの実施形態において、蛍光検出装置は、例えば、単色フィルタ、ダイクロイックフィルタ、またはロングパスフィルタを使用して、光の発光波長から光の励起波長をフィルタ処理することができる。
【００５１】
いくつかの実施形態において、蛍光測定機は、蛍光光度計と、試料中の蛍光信号を測定するように構成された制御装置（例えば、コンピュータ）とを備える。いくつかの実施形態において、既知の濃度の分析物（例えば、可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び／または全硬度）が、制御装置の中に手動で投入される。他の実施形態において、分析物の既知の濃度が、蛍光測定機によって自動的に測定される。コンピュータが採用される場合、コンピュータは、分析物の蛍光応答（例えば、蛍光信号の強度）対分析物の既知の濃度を自動的にグラフで示し、較正曲線を作成することができるプログラムを備える。いくつかの好ましい実施形態において、較正曲線とその線方程式が、コンピュータのメモリ（例えば、ＲＡＭ）に格納される。格納された較正曲線のｙ切片及び傾きは、水試料中の分析物の濃度を計算するのに使用され得る。いくつかの実施形態において、本明細書に説明されている様々な機械実施式プロセス及びステップの実行は、１つ以上の対応するプロセッサによって、非一時的コンピュータ可読媒体（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、揮発性物質、不揮発性物質、またはその他の電子メモリ機構）に格納されたプロセッサ実行可能命令のコンピュータ化された実行を介して起こる。
【００５２】
自動化された実施形態では、様々な構成要素は、ユーザによって設定され得るかまたは何か他の仕方で決定され得るパラメータに従って、様々な有効構成要素を論理的に制御するようにプログラムされている処理ユニットと通信している。例えば、いくつかの好ましい実施形態において、制御装置は、予めプログラムされたシーケンスを、蛍光測定機に伝送し、較正方法の各ステップが自動的に遂行される。いくつかの実施形態において、処理ユニットが、工業プロセスで採用されているその他の制御システムと共有され得る。いくつかの実施形態において、処理ユニットは、プログラマブルロジックコントローラ（「ＰＬＣ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ」）を備える。
【００５３】
例えば、自動化されたモニタリングシステムは、人間の介入なしにいずれのサンプリング及び測定も行うように配線、配管され、ユーザがこのようなサンプリングまたは測定を開始する必要なしに、絶えずまたは間を置いて測定された値を出力し得る。いくつかの測定では、試薬と溶液との化合は、自動化された制御装置を使用して自動的に行われ得る。いくつかの実施形態において、動力式センサは、特定の波長における蛍光または吸光度を検出する。センサは、第１の電気信号を制御システムに送信し、今度は、制御システムが、第１の電気信号と、制御プログラム、少なくとも１つの設定値、及び任意選択で微調整の形態におけるユーザ入力と、に基づき、第２の電気信号を動力式かつ制御式の動作（例えば、ポンプまたはバルブ）に送信し得る。制御システムは、例えば、測定された硬度に基づき、特定の設定値のあたりで制御するようにプログラムされ、また、微調整され得る。制御プログラムは、硬度を較正するのに関与する流量及び試薬を含む、いくつかの変数を制御し得る。制御プログラムによってとられ得る非制限的な動作には、流量または試薬量を変更すること、及び／または水ポンプのスイッチを入れることによって試薬を希釈するよう動作することが含まれる。
【００５４】
いくつかの好ましい実施形態において、蛍光測定機は、蛍光光度計の光学パラメータを設定することができるドライバボードを備える。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光測定機は、不活性蛍光剤ボード及び硬度ボードを備える。硬度ボードは、配位されたマグネシウム化合物またはマグネシウム配位性蛍光剤の蛍光測定用の蛍光光度計を設定する。不活性蛍光剤ボードと硬度ボードとは、同じまたは異なる光学パラメータを有し得る。いくつかの実施形態において、蛍光光度計は、約３１０ｎｍ〜約４００ｎｍの波長の光を放射し、かつ約５５０ｎｍ〜約６５０ｎｍの波長の蛍光を検出するように、不活性蛍光剤ボードによって設定される。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光光度計は、約３２５ｎｍ〜約３７５ｎｍの波長の光を放射し、かつ約５６０ｎｍ〜約６２０ｎｍの波長の蛍光を検出するように、不活性蛍光剤ボードによって設定される。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光光度計は、約４７５ｎｍ〜約５５０ｎｍの波長の光を放射し、かつ約４５０ｎｍ〜約５００ｎｍの波長の蛍光を検出するように、硬度ドライバによって設定される。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光光度計は、約４５０ｎｍ〜約５７５ｎｍの波長の光を放射し、かつ約４２５ｎｍ〜約５２５ｎｍの波長の蛍光を検出するように、硬度ドライバによって設定される。
【００５５】
いくつかの実施形態において、蛍光測定機は、図１に示されるようなものである。このような実施形態では、蛍光測定機は、蛍光光度計と、試薬及び較正標準溶液用の別々の容器と、試薬及び較正標準溶液用の別々のポンプと、試薬と較正標準溶液との混合が可能にされる混合ゾーンと、を備える。
【００５６】
いくつかの実施形態において、蛍光測定機は、蛍光光度計、アナライザ装備、及び制御装置を備える。アナライザ装備は、試薬ポンプ、水ポンプ、標準溶液ポンプ（例えば、低較正標準溶液及び高較正標準溶液ポンプ）、容器、及び混合室を含み得る。いくつかの好ましい実施形態において、試薬及び標準溶液は、それぞれがチューブを介して別々のポンプに接続されている、容器（例えば、袋）に保存される。試薬（例えば、マグネシウム配位性蛍光試薬またはマグネシウム含有試薬）は、試薬ポンプを使用して、試薬容器から標準溶液の流れにポンプ注入することによって、標準溶液（例えば、低較正標準溶液または高較正標準溶液）の流れに注入される。混合物は、混合室内で混合され得る。いくつかの好ましい実施形態において、次に、流体混合物は、水ポンプによって、均質な溶液を作成するのに役立つ静的混合器を通して蛍光光度計に押し込まれる。
【００５７】
いくつかの実施形態において、標準溶液（例えば、低較正標準溶液または高較正標準溶液）の総量または量が、機械的方法（例えば、１つ以上の定量ポンプ、目盛り、ロードセル、ロータメータなどを使用して決定され得る、例えば、重量／質量測定及び／または計算、流量測定及び／または計算、容量測定及び／または計算など）、蛍光定量法、吸光度、圧力補正、流量補正、及びそれらの組み合わせ、を介して決定される。
【００５８】
本発明の溶液と試薬とは、任意の適切な技法を使用して、化合され得る。いくつかの好ましい実施形態において、試薬（例えば、マグネシウム配位性蛍光試薬またはマグネシウム含有化合物）は、試薬を、較正標準溶液の流れに注入することによって、較正標準溶液と化合される。いくつかの好ましい実施形態において、試薬と較正標準溶液との化合は、自動的に行われる。
【００５９】
いくつかの好ましい実施形態において、本発明の較正方法は、蛍光測定機において周期的に行われる。いくつかの好ましい実施形態において、較正方法は、ユーザが、試薬バッチ（例えば、マグネシウム配位性蛍光試薬及びマグネシウム含有試薬）を交換するかまたは詰め替える時点で行われる。いくつかの好ましい実施形態において、試薬が、１つの包みと次の包みとで汚染物質含有量に関するバラツキを本質的に有することから、較正方法は、新しい試薬バッチの取り付け時に行われる。
【００６０】
別の実施形態において、本発明は、蛍光分析硬度測定手順における使用に適した較正標準溶液を提供する。較正標準溶液は、既知の濃度の可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムを含む水性液体であり、蛍光分析硬度較正手順における使用に適している。較正標準溶液は、水、約０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、及び約０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウムを含む。
【００６１】
較正標準溶液は、約０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、及び約０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウムを含む。したがって、いくつかの実施形態において、較正標準溶液は、約０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約７００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約６００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約５００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約４００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約３００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、０．０１ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約７００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約６００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約５００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約４００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約３００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約２５０ｐｐｂ、約１００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約３００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約４００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約５００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、または約６００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度で、可溶性マグネシウムを含む。いくつかの実施形態において、較正標準溶液は、約０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約７００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約６００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約５００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約４００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約３００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、０．０１ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約７００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約６００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約５００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約４００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約３００ｐｐｂ、約０．０１ｐｐｂ〜約２５０ｐｐｂ、約１００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約３００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約４００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約５００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、または約６００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度で、可溶性カルシウムをさらに含む。いくつかの実施形態において、可溶性マグネシウムの濃度と可溶性カルシウムの濃度とは、重量対重量基準でほぼ同じである。
【００６２】
別の実施形態において、本発明は、（ａ）水、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、及び約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウムを含む第１の較正標準溶液と、（ｂ）水、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウム、及び、約２１０ｎｍ〜約８３０ｎｍの波長を有する励起光に対して蛍光応答を提供することができる、約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂの不活性蛍光剤を含む第２の較正標準溶液と、を備える、較正標準溶液を提供する。
【００６３】
いくつかの好ましい実施形態において、第１の較正標準溶液は、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、及び約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウムを含む。したがって、いくつかの実施形態において、第１の較正標準溶液は、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約１００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約１００ｐｐｂ、約１００ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、または約１００ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂの濃度で、可溶性マグネシウムを含む。いくつかの好ましい実施形態において、第１の較正標準溶液は、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂ、約０ｐｐｂ〜約１００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約１５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約１００ｐｐｂ、約１００ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂ、または約１５０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度で、可溶性カルシウムをさらに含む。第１の較正標準溶液における可溶性マグネシウムの濃度と可溶性カルシウムの濃度とは、ほぼ同じかまたは異なる可能性がある。いくつかの好ましい実施形態において、可溶性マグネシウムの濃度と可溶性カルシウムの濃度とは、重量対重量基準でほぼ同じである。
【００６４】
いくつかの実施形態において、第２の較正標準溶液は、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、及び約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウムを含む。したがって、いくつかの実施形態において、第２の較正標準溶液は、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約７５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約７００ｐｐｂ、約１００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約３００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約４００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約５００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約６００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約７００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂ、または約２００ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂの濃度で、可溶性マグネシウムを含む。いくつかの実施形態において、第２の較正標準溶液は、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約７５０ｐｐｂ、約５０ｐｐｂ〜約７００ｐｐｂ、約１００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約３００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約４００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約５００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約６００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約７００ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜９００ｐｐｂ、約２００ｐｐｂ〜約８５０ｐｐｂ、または約２００ｐｐｂ〜約８００ｐｐｂの濃度で、可溶性カルシウムをさらに含む。第１の較正標準溶液における可溶性マグネシウムの濃度と可溶性カルシウムの濃度とは、ほぼ同じかまたは異なる可能性がある。いくつかの好ましい実施形態において、可溶性マグネシウムの濃度と可溶性カルシウムの濃度とは、重量対重量基準でほぼ同じである。
【００６５】
いくつかの実施形態において、第１の較正標準溶液は、水溶液を約８〜約１２のｐＨに安定させることができる水溶性非配位性塩基を含む。いくつかの実施形態において、第２の較正標準溶液は、水溶液を、約８〜約１２のｐＨに安定させることができる水溶性非配位性塩基を含む。いくつかの実施形態において、第１の較正標準溶液及び第２の較正標準溶液は、水溶液を約８〜約１２のｐＨに安定させることができる水溶性非配位性塩基を含む。いくつかの好ましい実施形態において、水溶性の非配位性塩基は、立体障害型有機塩基である。いくつかの好ましい実施形態において、水溶性の非配位性塩基は、１，４‐ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンである。
【００６６】
本開示の較正標準溶液は、任意の適切なマグネシウム塩またはカルシウム塩を使用して作られ得る。いくつかの実施形態において、水溶性マグネシウム及び／または水溶性カルシウム塩を水と混合することによって、較正標準溶液が作られる。いくつかの実施形態において、較正標準溶液は、塩化マグネシウム、酢酸マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、硝酸マグネシウム、塩素酸マグネシウム、及び硫酸マグネシウムから成る群から選択されたマグネシウム塩と、水を混合することによって作られる。いくつかの実施形態において、較正標準溶液は、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、塩素酸カルシウム、及び硝酸カルシウムから成る群から選択されたカルシウム塩と、マグネシウム塩を含む水を混合することによってさらに作られる。いくつかの好ましい実施形態において、較正標準溶液は、塩化マグネシウム及び／または塩化カルシウムを水と混合することによって作られる。
【００６７】
第２の較正標準溶液は、蛍光応答を提供することができる不活性蛍光剤を含む。不活性蛍光剤は、任意の適切な蛍光化合物とすることができる。いくつかの実施形態において、不活性蛍光剤は、ローダミン誘導体、フルオレセイン誘導体、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される。いくつかの好ましい実施形態において、不活性蛍光剤は、ローダミンＷＴである。いくつかの実施形態において、第２の較正標準溶液は、約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂの濃度で不活性蛍光剤を含む。したがって、いくつかの実施形態において、第２の較正標準溶液は、約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂ、約１ｐｐｂ〜約１５ｐｐｂ、約１ｐｐｂ〜約１０ｐｐｂ、約１ｐｐｂ〜約５ｐｐｂ、約２ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂ、約２ｐｐｂ〜約１５ｐｐｂ、約２ｐｐｂ〜約１０ｐｐｂ、約２ｐｐｂ〜約５ｐｐｂ、約５ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂ、約５ｐｐｂ〜約１５ｐｐｂ、または約５ｐｐｂ〜約１０ｐｐｂの濃度で、不活性蛍光剤を含む。
【００６８】
上述のように、不活性蛍光剤は、約２１０ｎｍ〜約８３０ｎｍの波長を有する励起光に対して蛍光応答を提供することができる。したがって、いくつかの実施形態において、不活性蛍光剤は、約２１０ｎｍ〜約８３０ｎｍ、約２１０ｎｍ〜約７００ｎｍ、約２１０ｎｍ〜約６００ｎｍ、約２１０ｎｍ〜約５００ｎｍ、約２１０ｎｍ〜約４００ｎｍ、約３００ｎｍ〜約８３０ｎｍ、約４００ｎｍ〜約８３０ｎｍ、約４５０ｎｍ〜約７５０ｎｍ、約５００ｎｍ〜約８３０ｎｍ、約３００ｎｍ〜約７００ｎｍ、または約３００ｎｍ〜約６００ｎｍの波長を有する励起光に対して蛍光応答を提供することができる。
【００６９】
いくつかの実施形態において、本発明は、可溶性マグネシウム、及び／または、炭酸カルシウムとして測定された、３０００ｐｐｂ以下の濃度の可溶性カルシウムを含む水を分析するのに使用される蛍光測定機を較正するのに使用される。
【００７０】
いくつかの好ましい実施形態において、硬度濃度は、十億分率炭酸カルシウムとして計算される。
【００７１】
いくつかの好ましい実施形態において、本発明は、工業用水中の硬度（例えば、可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び／または全硬度）の濃度を絶えず測定することができる蛍光測定機を自動的に較正するのに使用される。いくつかの好ましい実施形態において、本発明は、硬度測定方法における蛍光検出装置の応答を調整するのに使用される。
【００７２】
いくつかの好ましい実施形態において、蛍光光度計、アナライザ装備、及び制御装置を備える蛍光測定機は、約２ｆｔ（６０．９６ｃｍ）×２ｆｔ×２ｆｔ以下である。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光光度計、アナライザ装備、及び制御装置を備える蛍光測定機は、約１．５ｆｔ（４５．７２ｃｍ）×１．５ｆｔ×１．５ｆｔ以下である。いくつかの好ましい実施形態において、蛍光光度計、アナライザ装備、及び制御装置を備える蛍光測定機は、約１ｆｔ（３０．４８ｃｍ）×１ｆｔ×１ｆｔ以下である。
【００７３】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、試薬が取り替えられる必要があるかどうかを判断するのに使用される。いくつかの実施形態において、本発明の方法は、蛍光測定機の構成要素（例えば、センサ、光源、またはポンプ）が取り替えられるかまたは修理される必要があるかどうかを判断するのに使用される。
【００７４】
以下の実施例は、本発明をさらに例証するが、もちろん、多少なりともその範囲を制限するとして解釈されるべきではない。
【００７５】
実施例１
この実施例は、本発明の実施形態による、可溶性マグネシウム及び全硬度を測定するための蛍光測定機の較正方法を例証する。
【００７６】
すべての硬度濃度は、十億分率炭酸カルシウムとして計算される。蛍光測定機は、低較正標準、高較正標準、マグネシウム配位性蛍光試薬を含むマグネシウム反応剤溶液、及びマグネシウム含有試薬を含む全硬度反応剤溶液を使用して自動較正された。低較正標準は、０ｐｐｂローダミンＷＴ、１００ｐｐｂ可溶性マグネシウム、及び１００ｐｐｂ可溶性カルシウムを含んだ。高較正標準は、８ｐｐｂローダミンＷＴ、８００ｐｐｂ可溶性マグネシウム、及び８００ｐｐｂ可溶性カルシウムを含んだ。マグネシウム反応剤溶液は、８‐ヒドロキシキノリン‐５‐スルホン酸（ＨＱＳ）、１，４‐ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）、及びローダミンＷＴを含んだ。全硬度反応剤溶液は、マグネシウム（１，２‐ジアミノシクロヘキサン四酢酸二ナトリウム塩）（Ｎａ２ＭｇＣＤＴＡ）、ＤＡＢＣＯ、及びローダミンＷＴを含んだ。ＨＱＳ及びＤＡＢＣＯは、Ａｌｄｒｉｃｈから購入された。ローダミンＷＴは、Ｔｕｒｎｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃから購入された。Ｎａ２ＭｇＣＤＴＡは、Ｈａｃｈから購入された。
【００７７】
較正標準溶液の調合。１．０リットルの脱イオン水に、ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ（１．４７０ｇ、１０ｍｍｏｌ）を溶かし、さらに、溶液の１００ｍＬアリコートを、総容量が１．０リットルとなるまで脱イオン水で希釈することによって、１００ｐｐｍの可溶性カルシウム溶液が調合された。１．０リットルの脱イオン水に、ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ（２．０３３ｇ、１０ｍｍｏｌ）を溶かし、さらに、溶液の１００ｍＬアリコートを、総容量が１．０リットルとなるまで脱イオン水で希釈することによって、１００ｐｐｍの可溶性マグネシウム溶液が調合された。１．０ｍＬの１００ｐｐｍ可溶性カルシウム溶液、及び１．０ｍＬの１００ｐｐｍ可溶性マグネシウム溶液を、メススラスコに加え、この溶液を、総容量が１．０リットルになるまで脱イオン水で希釈することによって、低較正標準溶液が調合された。
【００７８】
１．０リットルのメスフラスコに１ｍＬのローダミンＷＴ（２０％水溶液）を加え、総容量が１．０リットルになるまで脱イオン水を加えることによって、２００ｐｐｂローダミンＷＴ溶液が調合された。この溶液の１．０ｍＬのアリコートが、総容量が１．０リットルになるまで脱イオン水で希釈された。８．０ｍＬの１００ｐｐｍ可溶性カルシウム溶液、８．０ｍＬの１００ｐｐｍ可溶性マグネシウム溶液、及び４０ｍＬの２００ｐｐｂローダミンＷＴ溶液を、メススラスコに加え、総容量が１．０リットルになるまで脱イオン水で希釈することによって、高較正標準溶液が調合された。１００ｐｐｍ可溶性カルシウム溶液及び１００ｐｐｍ可溶性マグネシウム溶液が、上に説明されているのと同じ原液から調合された。
【００７９】
試薬の調合。１リットルメスフラスコ内で、８‐ヒドロキシキノリン‐５‐スルホン酸（ＨＱＳ、７５０ｍｇ、３．３ｍｍｏｌ）、ＤＡＢＣＯ（１５．０ｇ、１３３ｍｍｏｌ）、及び水性ローダミンＷＴ溶液（１ｍＬの２００ｐｐｍ溶液）を混合し、総容量が１．０リットルになるまで脱イオン水で希釈することによって、マグネシウム反応剤溶液が調合された。脱イオン水に、Ｎａ２ＭｇＣＤＴＡ（１５．０ｇ、３６．２ｍｍｏｌ）及びＤＡＢＣＯ（１５．０ｇ、１３３ｍｍｏｌ）を溶かすことによって、全硬度反応剤溶液が調合された。混合物は、ろ過され、１リットルメスフラスコに加えられ、ローダミンＷＴの水溶液（１ｍＬの２００ｐｐｍ溶液）が補充された。混合物は、総容量が１リットルになるまで、脱イオン水で希釈された。
【００８０】
自動較正方法。蛍光測定機には、約２分間、低較正標準溶液が注入された。蛍光測定機をフラッシングした後、背景蛍光を決定するために、蛍光測定が行われた。次に、マグネシウム反応剤溶液が、約３０秒間、１：４９（マグネシウム反応剤溶液対低較正標準）の容量比で、低較正標準の流れに注入された。可溶性マグネシウムの濃度を検出するために、ローダミンＷＴ及び配位されたマグネシウム両方の蛍光が測定された。次に、蛍光測定機から、残っているマグネシウム配位性蛍光試薬をフラッシングするために、低較正標準が、２分間注入された。全硬度反応剤溶液とマグネシウム反応剤溶液が、低較正標準の流れに、１：１：４８（全硬度反応剤溶液対マグネシウム反応剤溶液対低較正標準）の容量比で、３０秒間、注入された。全硬度反応剤溶液、マグネシウム反応剤溶液、及び低較正標準の注入が中断され、混合物は、５分間そのままに放置された。５分後、ローダミンＷＴ及び配位されたマグネシウム化合物（全硬度を表す）両方の蛍光が測定された。
【００８１】
次に、蛍光測定機には、約２分間、高較正標準が注入された。蛍光測定機をフラッシングした後、高較正標準中のローダミンＷＴの蛍光が測定された。次に、マグネシウム反応剤溶液が、高較正標準の流れに、１：４９（マグネシウム反応剤溶液対高較正標準）の容量比で、３０秒間注入された。可溶性マグネシウムの濃度を検出するために、ローダミンＷＴ及び配位されたマグネシウム両方の蛍光が測定された。次に、蛍光測定機から残っているマグネシウム配位性蛍光試薬をフラッシングするために、高較正標準が、２分間注入された。全硬度反応剤溶液及びマグネシウム反応剤溶液が、高較正標準の流れに、１：１：４８（全硬度反応剤溶液対マグネシウム反応剤溶液対高較正標準）の容量比で、３０秒間注入された。全硬度反応剤溶液、マグネシウム反応剤溶液、及び高較正標準の注入が中断され、混合物は、５分間そのままに放置された。５分後、ローダミンＷＴ及び配位されたマグネシウム化合物（全硬度を表す）両方の蛍光が測定された。
【００８２】
蛍光測定機は、既知の濃度及び測定された蛍光に基づき、ローダミンＷＴ、マグネシウム硬度、及び全硬度（すなわち、可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウム）についての較正曲線方程式を、自動的に生成、格納した。試料の可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び全硬度の濃度を計算するのに、較正曲線方程式が蛍光測定機によって使用され得る。較正中に、また後に続く硬度測定の際に使用される希釈係数を決定するのに、ローダミンＷＴについての較正曲線方程式が、蛍光測定機によって使用され得る。
【００８３】
実施例２
この実施例は、試料中の可溶性マグネシウム及び全硬度を測定する際の実施例１の自動較正方法の有用性を示す。
【００８４】
既知の量の可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムを含有する２つの試料において、可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び全硬度を測定することによって、実施例１の自動較正方法が検証された。２００ｐｐｂ可溶性カルシウム及び２００ｐｐｂ可溶性マグネシウムを含む試料と、５００ｐｐｂ可溶性カルシウム及び５００ｐｐｂ可溶性マグネシウムを含む試料とが、実施例１において自動較正されたのと同じ蛍光測定機を使用して、分析された。この実験の結果は、図２に示されるようにプロットされた。
【００８５】
図２に示されるように、自動較正された蛍光測定機は、試料の既知の濃度に近い濃度測定値をもたらした。
【００８６】
この実施例は、本発明の実施形態の方法に従って較正された蛍光測定機が、可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び全硬度の低濃度を正確に測定するのに使用され得ることを証明する。
【００８７】
本明細書に挙げられている公開文献、特許出願、及び特許を含む、すべての参考文献は、各参考文献が、参照により組み込まれるよう個別的かつ具体的に示され、その全体が本明細書に明示されているかのような程度まで、参照により本明細書に組み込まれる。
【００８８】
「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ（少なくとも１つの）」という用語の使用、ならびに本発明を説明している文脈における（特に、以下の特許請求の範囲の文脈における）同様の指示対象は、本明細書において別段に示されるか、または文脈により明確に否定されない限り、単数及び複数の両方に及ぶものと解釈されるべきである。１つ以上の項目のリストがそれに続く「少なくとも１つの」の用語の使用（例えば、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つの」）は、本明細書において別段に示されるか、または文脈により明確に否定されない限り、挙げられた項目から選択された１つの項目（ＡまたはＢ）、または、挙げられた項目のうちの２つ以上の任意の組み合わせ（Ａ及びＢ）を意味すると解釈されるべきである。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、「ｈａｖｉｎｇ（有する）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、及び「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含有する）」という用語は、別段に断りのない限り、オープンエンドの用語（すなわち、「含むが、限定されるものでない」を意味する）と解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書において別段に示されない限り、単に、その範囲内にあるそれぞれの別個の値に個別的に言い及ぶ簡略表記法としての役割を果たすことが意図され、それぞれの別個の値は、それが本明細書において個別的に挙げられているかのように、本明細書に組み込まれる。本明細書において説明されている方法のすべては、本明細書において別段に示されるか、または文脈により明確に否定されない限り、任意の適切な順番で行われ得る。本明細書に提供されている、あらゆる例、または例示的な表現（例えば、「など（ｓｕｃｈ  ａｓ）」）の使用は、単に、本発明をよりよく明らかにすることが意図され、別段に主張されない限り、本発明の範囲に制限を課すものではない。本明細書には、請求項に記載されない要素を本発明の実施に不可欠であるとして示すように解釈されるべき表現はない。
【００８９】
本発明を遂行する際の本発明者に知られている最良の方式を含む、本発明の好ましい実施形態が、本明細書に説明されている。それらの好ましい実施形態の変形形態は、上の「発明を実施するための形態」を読んだ時点で、当業者には明らかになるであろう。本発明者は、必要に応じてこのような変形形態を採用することを当業者に期待し、本発明者は、本発明が、本明細書において具体的に説明されている以外に実施されることを意図する。したがって、本発明は、適用法規によって許可される限り、添付された特許請求の範囲に挙げられている発明の対象のすべての修正形態及び均等物を含む。さらに、それらのすべての考えられる変形形態における、上に説明された要素のいずれの組み合わせも、本明細書において別段に示されるか、または文脈により明確に否定されない限り、本発明に含まれる。
以下の項目［１］〜［２０］に、本発明の実施形態の例を列記する。
［１］
可溶性マグネシウム用の蛍光測定機を較正する方法であって、前記方法は：
可溶性マグネシウムを含む低較正標準溶液の背景蛍光を測定することと、
不活性蛍光剤及びマグネシウム配位性蛍光試薬を含むマグネシウム反応剤溶液を、前記低較正標準溶液と混合し、それにより、前記不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された低較正標準溶液を形成することと、
前記混合された低較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
可溶性マグネシウム及び不活性蛍光剤を含む高較正標準溶液における不活性蛍光剤の蛍光応答を測定することと、
マグネシウム反応剤溶液を前記高較正標準溶液と混合し、それにより、不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された高較正標準溶液を形成することと、
前記混合された高較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
前記測定された蛍光応答、ならびに前記低較正標準溶液中、及び前記高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム及び不活性蛍光剤の既知の濃度に基づき、前記蛍光測定機を較正することと、を含む、方法。
［２］
前記測定された蛍光応答と、前記低較正標準溶液中、及び前記高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム及び不活性蛍光剤の既知の濃度と、に基づき、マグネシウム及び不活性蛍光剤についての較正曲線をプロットすることによって、前記蛍光測定機が較正され、前記較正曲線が、前記蛍光測定機を較正するのに使用される、項目１に記載の方法。
［３］
前記較正曲線の方程式が制御装置によって格納され、前記方程式が前記蛍光測定機を自動的に較正するのに使用される、項目２に記載の方法。
［４］
前記蛍光測定機が、各測定ステップの前に、前記低較正標準溶液または前記高較正標準溶液でフラッシングされる、項目１〜３のいずれか一項に記載の方法。
［５］
前記低較正標準溶液が、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウムを含み、前記高較正標準溶液が、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、及び約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂの濃度の前記不活性蛍光剤を含む、項目１〜４のいずれか一項に記載の方法。
［６］
前記不活性蛍光剤が、ローダミンＷＴである、項目１〜５のいずれか一項に記載の方法。
［７］
前記マグネシウム配位性蛍光試薬が、８‐ヒドロキシキノリン‐５‐スルホン酸である、項目１〜６のいずれか一項に記載の方法。
［８］
可溶性マグネシウム及び全硬度用の蛍光測定機を較正する方法であって、前記方法は：
可溶性マグネシウム及び可溶性カルシウムを含む低較正標準溶液の背景蛍光を測定することと、
不活性蛍光剤及びマグネシウム配位性蛍光試薬を含むマグネシウム反応剤溶液を、前記低較正標準溶液と混合し、それにより、前記不活性蛍光剤及び配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された低較正標準溶液を形成することと、
前記混合された低較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
前記マグネシウム反応剤溶液と、マグネシウム含有試薬を含む全硬度反応剤溶液とを、前記低較正標準溶液と混合し、それにより、前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物を含む、カルシウム置換低較正標準溶液を形成することと、
前記カルシウム置換低較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び前記不活性蛍光剤を含む高較正標準溶液における前記不活性蛍光剤の蛍光応答を測定することと、
前記マグネシウム反応剤溶液を、前記高較正標準溶液と混合し、それにより、前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物を含む、混合された高較正標準溶液を形成することと、
前記混合された高較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
前記マグネシウム反応剤溶液及び前記全硬度反応剤溶液を、前記高較正標準溶液と混合し、それにより、前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物を含む、カルシウム置換高較正標準溶液を形成することと、
前記カルシウム置換高較正標準溶液における前記不活性蛍光剤及び前記配位されたマグネシウム化合物の蛍光応答を測定することと、
前記測定された蛍光応答、ならびに前記低較正標準溶液中、及び前記高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び不活性蛍光剤の既知の濃度に基づき、前記蛍光測定機を較正することと、を含む、方法。
［９］
前記測定された蛍光応答と、前記低較正標準溶液中、及び前記高較正標準溶液中の可溶性マグネシウム、可溶性カルシウム、及び不活性蛍光剤の既知の濃度と、に基づき、可溶性マグネシウム、前記全硬度、及び前記不活性蛍光剤についての較正曲線をプロットし、前記較正曲線によって、前記蛍光測定機が較正される、項目８に記載の方法。
［１０］
前記較正曲線の方程式が制御装置によって格納され、前記方程式が前記蛍光測定機を自動的に較正するのに使用される、項目９に記載の方法。
［１１］
前記蛍光測定機が、各測定ステップの前に、前記低較正標準溶液または前記高較正標準溶液でフラッシングされる、項目８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
［１２］
前記低較正標準溶液が、約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、及び約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウムを含み、前記高較正標準溶液が、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウム、及び約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂの濃度の前記不活性蛍光剤を含む、項目８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
［１３］
前記不活性蛍光剤が、ローダミンＷＴである、項目８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
［１４］
前記マグネシウム配位性蛍光試薬が、８‐ヒドロキシキノリン‐５‐スルホン酸である、項目８〜１３のいずれか一項に記載の方法。
［１５］
前記マグネシウム含有試薬が、マグネシウム（１，２‐ジアミノシクロヘキサン四酢酸二ナトリウム塩）である、項目８〜１４のいずれか一項に記載の方法。
［１６］
水、
約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、及び
約０ｐｐｂ〜約２００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウム、を含む、第１の較正標準溶液と、
水、
約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性マグネシウム、
約５０ｐｐｂ〜約９００ｐｐｂの濃度の可溶性カルシウム、及び
約２１０ｎｍ〜約８３０ｎｍの波長を有する励起光に対して蛍光応答を提供することができる、約１ｐｐｂ〜約２０ｐｐｂの不活性蛍光剤、を含む、第２の較正標準溶液と、を備える、較正標準溶液。
［１７］
前記第１及び第２の較正標準溶液のそれぞれにおける可溶性マグネシウムの前記濃度及び可溶性カルシウムの前記濃度が、重量対重量基準でほぼ同じである、項目１６に記載の較正標準溶液。
［１８］
前記第１及び第２の較正標準溶液のそれぞれにおける前記不活性蛍光剤が、約４５０ｎｍ〜約７５０ｎｍの波長を有する励起光に対して蛍光応答を提供することができる、項目１６または１７に記載の較正標準溶液。
［１９］
前記第１及び第２の較正標準溶液のそれぞれにおける前記不活性蛍光剤が、ローダミンＷＴである、項目１６〜１８のいずれか一項に記載の較正標準溶液。
［２０］
前記第１の較正標準溶液及び前記第２の較正標準溶液のそれぞれが、１，４‐ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンをさらに含む、項目１６〜１９のいずれか一項に記載の較正標準溶液。
【図１】
0006773692.tif 000002
【図２】
0006773692.tif 000003