(57)【要約】【要　約】【課　題】　水分を含有する試料から効率よく目的成分を溶媒抽出することが可能な、水分含有試料の有機溶媒を用いた抽出装置を提供する。【解決手段】　有機溶媒収納容器と、該有機溶媒収納容器と連接された試料抽出管と、試料抽出管と連接された還流冷却器とを有するソックスレー抽出器を用いた抽出装置であって、有機溶媒収納容器に連接管を介して接続された有機溶媒回収容器と、有機溶媒回収容器と接続された有機溶媒吸引装置を有し、連接管の一端が、有機溶媒収納容器内の底部に管の開口部を有する抽出装置である。【選択図】　　　　図１
2004109145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　有機溶媒収納容器(2) と、該有機溶媒収納容器(2) と連接された試料抽出管(4) と、該試料抽出管(4) と連接された還流冷却器(3) とを有するソックスレー抽出器(1) を用いた抽出装置であって、前記有機溶媒収納容器(2) に連接管(7a,7b) を介して接続された有機溶媒回収容器(5) と、該有機溶媒回収容器(5) と接続された有機溶媒吸引装置(6) を有し、前記連接管(7a,7b) の一端が、前記有機溶媒収納容器(2) 内の底部に管の開口部(7K)を有することを特徴とする水分含有試料の有機溶媒を用いた抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、水分含有試料を、予め十分乾燥することなく、有機溶媒を用いて試料中の目的成分を抽出することが可能な、水分含有試料の有機溶媒を用いた抽出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　土壌、底質（：海底，湖底，河川底の表面を構成する物質）、排水スラッジなどに含まれる有機化合物の定性分析および定量分析は、環境分析として日常的に必要である。
【０００３】
　このため、これらの試料から目的分析成分の有機化合物を取り出すために、通常、有機溶媒を用いて目的成分を抽出することが行われ、このためにソックスレー抽出器などの還流抽出器が用いられている。
【０００４】
　還流抽出器の内、特に、ソックスレー抽出器は少量の溶媒で繰り返し抽出が行えるためよく用いられている。
【０００５】
　抽出溶媒としては、目的に応じて種々の溶媒が用いられるが、試料中の芳香族系有機化合物の分析を目的とする場合には、トルエン，キシレンなどが用いられる。
【０００６】
　しかし、トルエン，キシレンなどは水と混和しないため、目的とする成分を十分抽出するためには、抽出前に予め試料を十分乾燥して含有水分を除くことが必要である。
【０００７】
　これは、試料中に水分が残留すると、試料表面の水分のために試料と抽出溶媒との接触が阻害されるためである。
【０００８】
　特に、前記した環境試料の場合、親水性の成分を含んでいるため、抽出中に水分が試料表面に集まる傾向があり、ますます抽出が阻害される。
【０００９】
　上記した親水性の成分を含有する環境試料の特質は、また、試料から水分を完全に除去することを困難とする。
【００１０】
　一方、環境試料は、目的成分の揮散防止あるいは熱変成防止のため高温で加熱乾燥できない場合も多く、また低温で加熱乾燥する場合、長時間を要する問題がある。また、風乾の場合は、水分の除去が不完全であることが多い。
【００１１】
　従来、これらの問題点を解決する方法として、試料に無水硫酸ナトリウムのような吸水性を有する塩類を混合する方法、あるいは、抽出溶媒に、水と混和するアルコールなどの親水性溶媒を混合した溶媒を用いる方法が知られている（特開平8-145985号公報）。
【００１２】
　しかしながら、前者の試料に塩類を混合する方法の場合、試料中の水分除去が不十分である。
【００１３】
　また、後者の混合溶媒を用いる方法の場合、例えばトルエンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒を用いると、親水性溶媒（水溶性溶媒）であるイソプロピルアルコールの配合割合を多くしないと試料中の水分が十分溶解除去できない。
【００１４】
　この結果、本来の抽出溶媒であるトルエンとは抽出能力の異なる混合溶媒で抽出することになり、目的成分の抽出率の低下を招く恐れがある。
【００１５】
　以上述べたように、水分を含有する固体試料から効率よく目的成分を溶媒抽出する方法は確立していない。
【特許文献１】特開平8-145985号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
　本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、水分を含有する試料から効率よく目的成分を溶媒抽出することが可能な、水分含有試料の有機溶媒を用いた抽出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
　本発明は、有機溶媒収納容器２と、該有機溶媒収納容器２と連接された試料抽出管４と、該試料抽出管４と連接された還流冷却器３とを有するソックスレー抽出器１を用いた抽出装置であって、前記有機溶媒収納容器２に連接管7a,7b を介して接続された有機溶媒回収容器５と、該有機溶媒回収容器５と接続された有機溶媒吸引装置６を有し、前記連接管7a,7b の一端が、前記有機溶媒収納容器２内の底部に管の開口部7Kを有することを特徴とする水分含有試料の有機溶媒を用いた抽出装置である。
【発明の効果】
【００１８】
　本発明によれば、試料の乾燥が十分でなくとも目的成分の有機溶媒による抽出を行うことが可能となったため、抽出前の操作が迅速に行える。
【００１９】
　この結果、本発明は、例えば土壌，焼却灰などの環境試料中の有機成分の分析に用いることによって、環境管理，環境改善に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
　以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２１】
　本発明者は、前記した従来技術の問題点を解決するために鋭意検討した結果、下記知見(1) ，(2) を見出し、本発明に至った。
【００２２】
　(1) ２種類の有機溶媒による水分含有試料の２段階抽出：
　水分含有試料中の目的成分を有機溶媒を用いて抽出するに際し、第１段階として、水と混和する親水性有機溶媒（極性溶媒）を用いて水分を抽出し、水分抽出後、抽出器の有機溶媒を非水溶性有機溶媒に交換し、第２段階として、非水溶性有機溶媒を用いて目的成分を抽出する方法が有効である。
【００２３】
　(2) ソックスレー抽出器と溶媒交換装置とから構成される抽出装置：
　ソックスレー抽出器の有機溶媒収納容器に有機溶媒回収容器，有機溶媒吸引装置を連接することによって、上記した溶媒の交換，試料の洗浄，抽出溶媒の回収などを、迅速に、極めて簡易に、安全性に優れた方法で行うことが可能である。
【００２４】
　本発明の作用，効果から、試料中の水分含有量の上限、下限は特に制限されるものではないが、所定量の目的成分を短時間に抽出するためには、試料中の水分含有量が20質量％以下であることが好ましい。
【００２５】
　なお、前記した水分含有量は、抽出に際しての試料中の水分含有量、すなわち、有機溶媒収納容器に入れる際の試料中の水分含有量を示す。
【００２６】
　以下、(1) 第１段階の水の抽出・除去、(2) 有機溶媒の交換，溶媒交換装置、(3) 第２段階の目的成分の抽出（：本抽出）の順に説明する。
【００２７】
(1) 第１段階の抽出（；水の抽出・除去）：
　図１に、本発明に係る抽出装置の一例を示す。
【００２８】
　なお、図１において、１はソックスレー抽出器、２は溶媒フラスコである有機溶媒収納容器、３は還流冷却器、４は抽出管、５は三角フラスコである有機溶媒回収容器、６は吸引ポンプである有機溶媒吸引装置、7a，7bは有機溶媒吸引用の連接管（ガラス管）、7Kは有機溶媒収納容器２内の底部において開口した連接管7aの一端の開口部、８は三方弁（三方コック）、10は溶媒交換装置、20は還流冷却器３の冷却水入口、21は還流冷却器３の冷却水出口、22は低沸点ガス出口、30は油浴である有機溶媒収納容器２の加温装置、f1は冷却水の流れ方向、f2は低沸点ガスの流れ方向を示す。
【００２９】
　なお、加温装置30としては、油浴に代えてマントルヒータなどの加温装置を用いてもよく、有機溶媒収納容器２の加温装置の形式は特に制限を受けるものではない。
【００３０】
　図１に示す溶媒交換装置10においては、有機溶媒収納容器２として二口フラスコを用い、一方の口は、ソックスレー抽出器１の試料抽出管４との接続用で、もう一方の口は、有機溶媒吸引用の連接管7a挿入用である。
【００３１】
　図１に示す本発明に係る抽出装置において、ソックスレー抽出器１は、一般に用いられている器具と同じであるが、本発明においては、後記するように、図１に例示した本発明者が創案した溶媒交換装置10を用いることが好ましい。
【００３２】
　図１に示す抽出装置においては、先ず、常法に従い、円筒濾紙に試料を詰め、円筒濾紙および親水性有機溶媒を、それぞれ、試料抽出管４および有機溶媒収納容器２に入れ、ソックスレー抽出器１を組み立てる。
【００３３】
　第１段階の抽出においては、親水性有機溶媒を用いて抽出を行う。
【００３４】
　本発明における親水性有機溶媒としては、特に制限を受けるものではないが、第１段階の抽出の目的が試料からの水分の除去のため、常圧における沸点が100 ℃未満の親水性有機溶媒である(1)アセトン、(2)メタノール，エタノール，イソプロピルアルコール（2-プロパノール）などのアルコール類、(3)アセトニトリルなどのニトリル類、(4)テトラヒドロフラン、および(5)ジオキサンから選ばれる１種または２種以上を用いることが好ましい。
【００３５】
　また、上記した理由から、本発明における親水性有機溶媒としては、アセトン，メタノール，イソプロピルアルコールおよびテトラヒドロフランから選ばれる１種または２種以上を合計量で50質量％以上含有する有機溶媒を用いることが特に好ましい。
【００３６】
　抽出時間は、試料中の水分量にもよるが10分〜１時間程度が好ましい。
【００３７】
　上記した親水性有機溶媒による抽出終了後、有機溶媒を非水溶性有機溶媒に交換する。
【００３８】
　(2) 有機溶媒の交換、溶媒交換装置：
　本発明においては、前記したように図１に例示した溶媒交換装置10を用いることが好ましい。
【００３９】
　この場合、下記の手順で有機溶媒を非水溶性有機溶媒に交換する。
【００４０】
　先ず、溶媒交換装置10における三方コック８を切換え連接管7aと連接管7bを連通し、吸引装置６によって、有機溶媒収納容器２内の親水性有機溶媒を吸引し、有機溶媒回収容器６に送液する。
【００４１】
　有機溶媒収納容器２内の親水性有機溶媒がほぼ全量、有機溶媒回収容器５に送液された後、第２段階の抽出に用いる非水溶性有機溶媒をソックスレー抽出器１の上端の低沸点ガス出口22から注ぎ込み、流下させ、第１段階の抽出で用いた親水性有機溶媒を試料から洗い出す。
【００４２】
　上記操作は、吸引装置６による有機溶媒の吸引と並行して行うことができるため、有機溶媒収納容器２内に残存した親水性有機溶媒の除去および試料に付着した親水性有機溶媒の洗浄が短時間で完了する。
【００４３】
　上記した有機溶媒の交換および試料の洗浄によって有機溶媒回収容器５に溜まった有機溶媒中にも、一部抽出された目的成分が含まれるため、有機溶媒回収容器５中の有機溶媒を後の分析操作のために保存する。
【００４４】
　本発明によれば、図１に例示した本発明に係る溶媒交換装置10を用いることによって、下記(1)〜(4)の効果が得られる。
【００４５】
　(1)：２種類の溶媒を交換する操作を迅速に行える。
【００４６】
　(2)：ソックスレー抽出器の有機溶媒収納容器２などを一切取り外すことなく迅速に有機溶媒の交換を行うことが可能となったため、溶媒交換時の操作ミスによる有機溶媒の油浴油面上などの加熱装置の上への漏液、油面上など加熱装置の上へ漏液した有機溶媒の気化、引火の危険性が皆無となり、安全性に優れた方法で２段階に渡る抽出を、連続して迅速に行うことができる。
【００４７】
　(3)：試料に付着した親水性有機溶媒の非水溶性有機溶媒による洗浄を、ソックスレー抽出器の試料抽出管４などを一切取り外すことなく容易に行える。
【００４８】
　(4)：抽出溶媒の回収を、迅速に、極めて簡易に、安全性に優れた方法で行うことができる。
【００４９】
　(3) 第２段階の抽出（；目的成分の抽出）（本抽出）：
　第２段階の抽出に用いる前記した非水溶性有機溶媒としては特に制限を受けるものではないが、抽出力の面から、好ましくは、トルエン，キシレン，エチルベンゼン，ソルベントナフサ，テトラリン，デカリン，アルキルナフタレンなどの芳香族炭化水素、モノクロロベンゼン，O-ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素から選ばれる１種または２種以上を用いることが好ましい。
【００５０】
　さらに、本発明においては、非水溶性有機溶媒としては、目的成分の抽出率の面から、トルエン，キシレンおよびヘキサンから選ばれる１種または２種以上を合計量で50質量％以上含有する有機溶媒を用いることが好ましい。
【００５１】
　第２段階の抽出は、好ましくは上記した非水溶性有機溶媒で抽出を行う。
【００５２】
　第２段階の抽出終了後は、非水溶性有機溶媒抽出液、親水性有機溶媒抽出液の両者を用いて目的成分の分析を行う。
【００５３】
　また、本発明においては、必要に応じて抽出液を濃縮し、濃縮液を分析に供する。
【実施例】
【００５４】
　以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。
【００５５】
　（実施例１）
　本実施例においては、図１に示す抽出装置を用いて、焼却炉焼却灰からダイオキシン類を抽出し、分析を行った。
【００５６】
　先ず、焼却灰10g を精秤し、該焼却灰を、ダイオキシン類の内部標準として既知量の定量対象異性体の13C 化合物を溶解したアセトン溶液に添加した。
【００５７】
　上記した試料および内部標準を添加したアセトン溶液を十分撹拌、平衡化させた。
【００５８】
　次に、アセトンを蒸発させ、試料を１Ｍ塩酸中で１時間撹拌した後、濾別し、水で洗浄した。
【００５９】
　洗浄後の試料をシャーレに広げてある程度風乾した後、得られた水分含有量：３質量％の試料を、円筒濾紙に入れ、試料抽出管４内に装着し、アセトン150ml で30分間抽出操作を行った。
【００６０】
上記した第１段階の抽出終了後、溶媒交換装置10を用い前記した方法で抽出器１の有機溶媒をトルエンに交換した。
【００６１】
　次に、トルエン150ml で16時間、第２段階の抽出操作を行った。
【００６２】
　上記した第２段階の抽出終了後、三方コック８を切換え、連接管7aと連接管7bを連通し、吸引ポンプ６によって有機溶媒収納容器２のトルエン抽出液を、全量、有機溶媒回収容器５に送液し、アセトン抽出液と混合した。
【００６３】
　なお、上記操作後、ソックスレー抽出器１の上端の低沸点ガス出口22からトルエンを少量注ぎ込み、有機溶媒収納容器２内に流下させ、有機溶媒収納容器２の底部にたまったトルエンを、吸引ポンプ６で吸引することによって、有機溶媒収納容器２の底部に少量残留したトルエン抽出液を、全量、有機溶媒回収容器５に回収した。
【００６４】
　次に、上記で得られた有機溶媒回収容器５のアセトン抽出液とトルエン抽出液との混合液を、ロータリーエバポレータを用いて濃縮した。
【００６５】
　なお、前記した塩酸洗浄液および水洗液のジクロロメタン抽出液も上記混合液に加え、上記した濃縮処理を行った。
【００６６】
　次に、公知の方法（「廃棄物処理におけるダイオキシン類標準測定分析マニュアル」厚生省生活衛生局水道環境部環境整備課）に従ってクリーンアップ操作を行い、ガスクロマトグラフ−質量分析計でダイオキシン類を定量した。
【００６７】
　得られた結果を、表１に示す。
【００６８】
　（比較例）
　前記した実施例１で用いたと同一の試料を十分乾燥させた後、図１のソックスレー抽出器１でトルエンを用いて抽出操作し、得られた抽出液を前記した実施例と同様に処理し、分析を行った。
【００６９】
　得られた結果を、表１に示す。
【００７０】
　表１に示されるように、本発明の抽出方法で得られた抽出液を用いた分析結果は、試料を十分乾燥させた後抽出する方法（常法）で得られた抽出液を用いた分析結果とよく一致した。
【００７１】
　（実施例２〜６）
　前記した実施例１で用いたと同一の試料について、親水性有機溶媒としてメタノール，イソプロピルアルコール，テトラヒドロフラン，アセトン−イソプロピルアルコール混合溶媒またはアセトン−メタノール混合溶媒を用い、非水溶性有機溶媒としてトルエン，キシレン，トルエン−キシレン混合溶媒またはキシレン−ヘキサン混合溶媒を用い、実施例１と同様の方法で焼却灰の分析を行った。
【００７２】
　なお、混合溶媒における各溶媒の配合割合は１：１（容量比）とした。
【００７３】
　得られた結果を、表１に示す。
【００７４】
　表１に示すように、親水性有機溶媒および非水溶性有機溶媒による２段階抽出で得られた抽出液を用いた分析結果は、比較例（常法）で得られた抽出液を用いた分析結果とよく一致した。
【００７５】
　以上述べたように、本発明によれば、水分を含む試料を十分乾燥させなくとも有機溶媒で目的成分を抽出することが可能となり、乾燥に必要な時間を短縮できる。
【００７６】
　本発明は、土壌試料のように完全に水分を除くことが困難な試料あるいは乾燥に長時間を要する試料に特に有効である。
【００７７】
【表１】
2004109145.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係る抽出装置の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
　１　ソックスレー抽出器
　２　有機溶媒収納容器（溶媒フラスコ）
　３　還流冷却器
　４　抽出管
　５　有機溶媒回収容器（三角フラスコ）
　６　有機溶媒吸引装置（吸引ポンプ）
　7a、7b　連接管（ガラス管）
　7K　連接管の一端の開口部
　８　三方弁（三方コック）
　10　溶媒交換装置
　20　還流冷却器の冷却水入口
　21　還流冷却器の冷却水出口
　22　低沸点ガス出口
　30　有機溶媒収納容器の加温装置（油浴）
　f1　冷却水の流れ方向
　f2　低沸点ガスの流れ方向
【図１】
2004109145.tif 000004