(57)【要約】【課題】  水中に含まれる、ｐｐｂオーダーを下回るような極めて微量の成分を定量的に分析可能とする水中の微量成分分析方法を提供する。【解決手段】  本発明の水中の微量成分分析方法は、分析対象成分を含有する第１所定量の水を固相と接触させて分析対象成分を固相に捕捉させる工程Ｓ２と、分析対象成分が捕捉された固相を水溶性有機溶媒Ａと接触させて分析対象成分を溶媒Ａに溶解させる工程Ｓ４と、分析対象成分が溶解した溶媒Ａに、分析対象成分を抽出可能な非水溶性有機溶媒Ｂを溶解させて溶液を得る工程Ｓ５と、その溶液に水を混合して分析対象成分を選択的に溶解した溶媒Ｂを第２所定量分離する工程Ｓ６と、分離した溶媒Ｂを分析装置に全量注入し分析する工程Ｓ８とを有するものであり、さらに、工程Ｓ４より前に、この分析方法に用いる水、溶媒Ａ及び溶媒Ｂの量を設定する工程Ｓ３を有するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析対象成分を含有する第１所定量の水を固相と接触させて前記分析対象成分を前記固相に捕捉させる第１工程と、
前記分析対象成分を捕捉した前記固相を水溶性有機溶媒と接触させて前記分析対象成分を前記水溶性有機溶媒に溶解させる第２工程と、
前記分析対象成分が溶解した前記水溶性有機溶媒に、前記分析対象成分を抽出可能な非水溶性有機溶媒を溶解させて溶液を得る第３工程と、
前記溶液に水を混合して前記分析対象成分を選択的に溶解した前記非水溶性有機溶媒を第２所定量分離する第４工程と、
分離した前記非水溶性有機溶媒を分析する第５工程と、
を有することを特徴とする水中の微量成分分析方法。
【請求項２】
第４工程において前記非水溶性有機溶媒の分離した量が前記第２所定量となるように、前記第２工程において前記固相と接触させる前記水溶性有機溶媒の量と、
前記第３工程において前記水溶性有機溶媒に溶解させる前記非水溶性有機溶媒の量と、
前記第４工程において前記溶液に混合する水の量と、
を設定する第６工程を、前記第２工程より前に有することを特徴とする請求項１記載の水中の微量成分分析方法。
【請求項３】
前記第５工程において分析する前記非水溶性有機溶媒の量が前記第２所定量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水中の微量成分分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中の微量成分分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境分析において、サンプル中の目的成分を濃縮して分析する方法（以下、「濃縮分析方法」という。）は、分析感度や分析精度を向上させることのできる重要な技術の一つである。近年、環境汚染物質や環境ホルモン物質など、ｐｐｑ〜ｐｐｂオーダーで水や大気に含まれている超微量成分を分析する必要性が増加してきており、濃縮分析方法の重要性はますます高まっている。特にｐｐｂオーダーを下回るような極超微量成分を定量的に分析できれば、環境汚染物質等の環境や人体に対する影響をより詳細に研究することができるので、そのような濃縮分析方法の実現が切望されている。
【０００３】
環境分析における濃縮分析方法としては、例えば溶媒抽出法を用いたものが知られている。従来の溶媒抽出法としては、マイクロ抽出法や、塩析効果抽出法、非イオン性界面活性剤を用いる曇点抽出法、水性二成分分配法などが挙げられる。これらの分析法はいずれも二相以上の液相間で抽出を行うものである。しかしながら、例えば水中に含まれる超微量成分をいずれかの液相に定量可能なほど抽出させるには、それらの液相同士を十分に接触させる必要があり、膨大な時間と労力が必要となる。そのため、水中に含まれる超微量成分を、溶媒抽出法を用いて、いずれかの液相に抽出させて定量するのは困難であった。
【０００４】
また、水中の微量成分を定量可能な程度に濃縮する方法としては、固相抽出法が知られている。かかる固相抽出法では、微量成分の捕集剤として、脱脂綿、レーヨン、キチン、キトサン、シリカゲル、メンブランフィルタ、スチレン−アクリル系ポリマーを用いることができる。これらの捕集剤は水を十分に透過できるので、例えばＬ（リットル）オーダーの水を処理して、固相（捕集剤）に目的成分を捕捉させることが可能である。そして、一旦固相に捕捉させた目的成分は有機溶媒で溶離する必要がある。しかしながら、固相抽出法では、固相が捕捉できる成分量には限界がある。一方で、限界まで固相に捕捉させた目的成分を十分に溶離するためには、ある程度（少なくとも数μＬ程度）の有機溶媒を必要とし、その使用量は、目的成分の固相への捕捉量に依存する。そのため、固相抽出法を用いても、水中の超微量成分を定量的に分析するには実質的に困難であった。
【０００５】
このような問題を解決すべく、例えば特許文献１では、低濃度の成分を有する試料溶液を、３種類以上の異なった濃縮モードを有する濃縮分離工程によって順次濃縮し、該濃縮された前記成分を検出する濃縮分離分析システムが提案されている。より具体的には、第１段目に固相抽出法を用い、第２段目にフッ素系界面活性剤を利用する均一液液抽出法を用い、第３段目に動電クロマトグラフ法又は逆相クロマトグラフ法を用いた濃縮分離分析システムが開示されている。これによると、数十Ｌの水から分析対象となる成分を濃縮可能となる。
【特許文献１】特開２００３−２７０２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のシステムでは、粘度の高いフッ素系界面活性剤を利用するため、第３段目に用いるクロマトグラフ法としてキャピラリー電気泳動法等の、比較的検出感度の低い分析方法を採用せざるを得ない。しかも、キャピラリーカラムを使用しているため、試料の注入量をさほど多くすることはできない。そのため、特許文献１に記載の濃縮分析方法は、ｐｐｂオーダーを下回るような極超微量成分の定量的分析は困難であることを本発明者らは見出した。
【０００７】
そこで、本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、水中に含まれる、ｐｐｂオーダーを下回るような極めて微量の成分を定量的に分析可能とする水中の微量成分分析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】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の水中の微量成分分析方法は、分析対象成分を含有する第１所定量の水を固相と接触させて分析対象成分を固相に捕捉させる第１工程と、分析対象成分を捕捉した固相を水溶性有機溶媒と接触させて分析対象成分を水溶性有機溶媒に溶解させる第２工程と、分析対象成分が溶解した水溶性有機溶媒に、分析対象成分を抽出可能な非水溶性有機溶媒を溶解させて溶液を得る第３工程と、溶液に水を混合して分析対象成分を選択的に溶解した非水溶性有機溶媒を第２所定量に分離する第４工程と、分離した非水溶性有機溶媒を分析する第５工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
この微量成分分析方法によると、まず、第１工程において、固相抽出法により水中の分析対象成分を固相に捕捉させるため、比較的大量の成分を捕集することができる。次いで、第２工程において、固相に捕捉させた分析対象成分を水溶性有機溶媒を用いて溶出した後、第３工程において、その水溶性有機溶媒に溶解可能な非水溶性有機溶媒を添加して溶液を調製する。これにより、水溶性有機溶媒と非水溶性有機溶媒は十分に接触することが可能となる。
【００１０】
更に、第４工程において、その溶液に水を添加すると、非水溶性有機溶媒が相分離する。この際、非水溶性有機溶媒が分析対象成分を抽出可能であり、しかも先の工程において、非水溶性有機溶媒は分析対象成分が溶解した水溶性有機溶媒と十分に接触している。したがって、相分離した非水溶性有機溶媒中には、水溶性有機溶媒に溶解していた分析対象成分が十分に溶解して含まれている。なお、この水は、ｐＨを調整すべく塩酸等の酸や塩基を添加したもの（酸水溶液、塩基水溶液）であってもよい。
【００１１】
そして、非水溶性有機溶媒としては、ごく一般的な溶媒であり、高感度な分析装置であるＧＣ−ＭＳやＬＣ−ＭＳに注入可能な溶媒を採用することができる。したがって、第５工程において、このような高感度な分析装置に、分析対象成分が含まれる非水溶性有機溶媒を注入できる。
【００１２】
本発明の水中の微量成分分析方法は、以上の効果が相俟って、ｐｐｂオーダーを下回るような極微量成分の定量分析が可能となる。
【００１３】
また、本発明の水中の微量成分分析方法は、上述のようにごく一般的な有機溶媒を用いることができる。しかも全工程を通じて複雑な操作や高価な機器を使用する必要がない。さらには振とう、脱水、蒸発などの煩雑な操作を繰り返す必要もない。したがって本発明に係る分析方法は、簡便であり、その上分析コストを十分に抑制することができ、汎用性にも優れた分析方法と言える。
【００１４】
本発明の水中の微量成分分析方法は、第４工程において非水溶性有機溶媒の分離した量が第２所定量となるように、第２工程において固相と接触させる水溶性有機溶媒の量と、第３工程において水溶性有機溶媒に溶解させる非水溶性有機溶媒の量と、第４工程において溶液に混合する水の量とを設定する第６工程を、第２工程より前に有すると好ましい。かかる第６工程を経ることにより、最終的に得られる非水溶性有機溶媒の量を十分正確かつ精度よく予測可能となるため、第５工程における分析を一層効率よく行うことができるようになる。
【００１５】
本発明の水中の微量成分分析方法は、第５工程において分析する非水溶性有機溶媒の量が第２所定量であるであるとより好ましい。これにより、第１工程において固相抽出された分析対象成分の全量を分析装置に注入することが可能となるので、より低濃度の極微量成分を定量することができるようになる。このことは、得られた試料のごく一部のみを注入せざるを得なかった従来の濃縮分析方法と比較すると、非常に優れた利点である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水中に含まれる、ｐｐｂオーダーを下回るような極めて微量の成分を定量的に分析可能とする水中の微量成分分析方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１８】
図１に、本実施形態の水中の微量成分分析方法のフローチャートを示す。図１によると、本実施形態の水中の微量成分分析方法は、分析試料となる水を準備する工程Ｓ１と、分析対象成分を含有する第１所定量の水を固相と接触させて分析対象成分を固相に捕捉（捕集）させる工程（第１工程）Ｓ２と、分析対象成分が捕捉された固相を水溶性有機溶媒Ａ（以下、単に「溶媒Ａ」という。）と接触させて分析対象成分を溶媒Ａに溶解させる工程（第２工程）Ｓ４と、分析対象成分が溶解した溶媒Ａに、分析対象成分を抽出可能な非水溶性有機溶媒Ｂ（以下、単に「溶媒Ｂ」という。）を溶解させて溶液を得る工程（第３工程）Ｓ５と、その溶液に水を混合して分析対象成分を選択的に溶解した溶媒Ｂを第２所定量分離する工程（第４工程）Ｓ６と、Ｓ６において分離した第２所定量の溶媒Ｂをろ過する工程Ｓ７と、分離した溶媒Ｂを分析装置に全量注入し分析する工程（第５工程）Ｓ８とを有するものであり、さらに、工程Ｓ４より前に、この分析方法に用いる水、溶媒Ａ及び溶媒Ｂの量を設定する工程Ｓ３を有するものである。以下、各工程について説明する。
【００１９】
（工程Ｓ１）
まず、工程Ｓ１において、試料となる水（試料水）を準備する。本実施形態においては１Ｌの水を用いるが、この水の量（第１所定量）は試料中に含まれる分析対象成分が定量可能な量となるように設定すればよい。後述する工程Ｓ２において、固相溶出法を用いるため、この水の量は比較的多くの量であってもよい。
【００２０】
なお、本実施形態の分析方法で分析可能な成分としては、極微量でも水に可溶であり、後述する溶媒Ａ、Ｂとは異なる化合物であり、後述する分析工程（Ｓ８）において用いる分析装置で検出可能なものであれば特に制限されることない。例えば、揮発性有機化合物であるトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ホルムアルデヒド、トルエン又はベンゼンキシレン、ノニルフェノールなどのアルキルフェノール、あるいは各種多環縮合芳香族化合物など、固相に捕捉（捕集）されるものであれば分析可能である。
【００２１】
（工程Ｓ２）
続いて、工程Ｓ２において、試料水を固相と接触させる。その方法としては、固相と試料水を接触でき、しかもその後に固相から試料水を取り出すことができる方法であれば特に限定されない。例えば、中空カラムやカートリッジに分析対象成分を捕捉可能な固相を充填させたものを用いて、そこに試料水を通過させる方法や、膜フィルタを用いる方法などが挙げられる。この際、カラム、カートリッジや膜フィルタに複数回試料水を通過させると、試料水中の分析対象成分を一層吸着させることができるので好ましい。
【００２２】
固相は、通常の固相抽出法に用いられる公知のものを採用すればよく、その捕捉様式も例えば吸着、順相、逆相、イオン交換、サイズ排除などのいずれであってもよい。また、固相表面の反応基と分析対象成分との間で誘導化反応を行わせることにより、分析対象成分を固相に捕捉させることもできる。
【００２３】
固相は分析しようとする成分に応じてその種類を選択すればよく、例えば、青綿、脱脂綿、レーヨン、キチン、キトサン、シリカゲル、メンブランフィルタ、スチレン−アクリル系ポリマー、炭素繊維などの炭素系吸着剤、ゼオライトなどを用いることができる。これらのなかで青綿は、入手（作製）容易な上に、取り扱いも比較的簡便で、しかも概して有機化合物の捕捉能が高い。さらにはカラムに用いた場合も圧力損失が比較的小さいので、作業の利便性の観点からより好ましい。
【００２４】
（工程Ｓ４）
次いで、Ｓ４工程において、Ｓ２工程で分析対象成分が吸着した固相に、水溶性有機溶媒Ａを接触させて、分析対象成分を溶媒Ａ側に溶出させる。溶出方法としては、例えば上記工程Ｓ２において試料水を通過させた後のカラムやカートリッジに溶媒Ａを通過させる方法などが挙げられる。
【００２５】
溶媒Ａとしては、水溶性有機溶媒であって、分析対象成分を溶出可能なものであれば特に限定なく用いることができる。この溶媒Ａは、固相に用いられる材料との関係において、分析対象成分の溶離能が高いものを用いると、その使用量を少なくできる傾向にあり、しかも分析対象成分を一層効率よく溶出できるので好ましい。
【００２６】
溶媒Ａの具体例としては、例えば、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、酢酸、アセトニトリル、ピリジン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトン、メタノール、及びエタノール、並びにこれらのうちの２種類以上を組み合わせたものなどが挙げられる。これらのなかで、例えば分析対象成分が多環縮合芳香族化合物であって、固相として青綿を用いる場合は、溶媒Ａとして溶離能が一層高い観点から、テトラヒドロフランを用いると好ましい。
【００２７】
溶媒Ａの使用量は、固相に捕捉された分析対象成分を十分に溶出できる量であれば特に限定されないが、溶離能の比較的優れた溶媒を溶媒Ａとして用いると、数ｇの固相に対して、数ｍＬ使用すれば十分である。また、少量の溶媒Ａを複数回カラムに通過させる等してもよい。
【００２８】
（工程Ｓ５）
次に、工程Ｓ５において、分析対象成分が溶解している溶媒Ａに非水溶性溶媒Ｂを溶解させて溶液を得る。溶媒Ｂとしては、非水溶性有機溶媒であり、溶媒Ａに極微量でも可溶のものであり、しかも後述の工程Ｓ６において水を添加した際に溶媒Ａ及び水と相分離し、分析対象成分を抽出可能な溶媒であると好ましい。そのような溶媒Ｂとしては、水及び溶媒Ａと組み合わせた実験の結果に基づき、適宜選択することができる。
【００２９】
選択し得る溶媒Ｂの具体例としては、例えば、ヘキサン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、キシレン、ベンゼン、クロロホルム（ＣＨＣｌ３）、ジクロロメタン、及びニトロベンゼン、並びにこれらのうちの２種類以上を組み合わせたものなどを挙げることができる。
【００３０】
例えば、溶媒Ａとして、上述の１０種類（１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、酢酸、アセトニトリル、ピリジン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトン、メタノール、及びエタノール）のいずれかを用いた場合を説明する。この場合、溶媒Ｂとして、ヘキサン、キシレン、ベンゼン又はニトロベンゼンを採用すると、これらの非水溶性溶媒は上述の１０種類の溶媒Ａ及び水との間で相分離を引き起こすことができる。また、溶媒Ｂとしてクロロホルムを用いると、ジオキサン、ＴＨＦ、アセトニトリル及びアセトンのいずれか並びに水との間で相分離を引き起こすことが実験的に確認できる。同様にジクロロメタンを溶媒Ｂとして用いると、ＴＨＦ又はアセトニトリル及び水との間で相分離を引き起こす。
【００３１】
溶媒Ｂとしては、溶媒Ａ及び水に対して極少量相分離するものが好ましい。こうすることにより、後述する工程Ｓ８において、分析装置に注入する溶媒Ｂの量を、分離した溶媒Ｂの全量に対して高い割合にすることができる。よって、一層微量の分析対象成分を定量可能となる。このような溶媒Ｂは、様々な溶媒Ａ、溶媒Ｂ及び水を組み合わせて行われる実験結果に基づき、適宜選択することができる。
【００３２】
また、溶媒Ｂは、溶媒Ａ中に含まれる分析対象成分を実質的に全量抽出可能なものであると好ましい。そのような溶媒Ｂは、例えば以下のようにして実験的に選択可能である。まず、溶媒Ａ中に既知量の分析対象成分を添加した溶液に溶媒Ｂを添加し、さらに後述の工程Ｓ６のようにして水を添加する。すると、溶媒Ｂが相分離されるのでその分離された溶媒Ｂに含まれる分析対象成分の量を測定して、上記既知量と一致しているかを確認する。その結果、溶媒Ｂに含まれる分析対象成分の量が、上記既知量と一致又はほぼ一致していれば、溶媒Ｂは、分析対象成分を実質的に全量抽出可能なものであると言える。
【００３３】
この工程Ｓ５において、溶媒Ａに溶媒Ｂが溶解している状態となっているため、溶媒Ｂは溶媒Ａに溶解している分析対象成分と十分に接触することができる。これは、互いに相分離した状態で分析対象成分を抽出しようとする従来の溶媒抽出法と比較すると、より迅速かつ確実に溶媒Ｂ側に分析対象成分を抽出できる手段となる点で、特に有利である。
【００３４】
（工程Ｓ６）
次いで、工程Ｓ５により得られた溶液に、更に水を添加する。これにより、溶媒Ａに溶解していた溶媒Ｂの少なくとも一部が相分離し、しかもその相分離した溶媒Ｂ中に、溶液に含まれていた分析対象成分が含まれることとなる。
【００３５】
溶媒Ｂが分離する量（第２所定量）は、あらかじめ設定可能であり、その第２所定量は、分離した溶媒Ｂの全量を後述するＳ８において分析装置に注入できるような量であると好ましい。なお、第２所定量の設定方法は、例えば後述する工程Ｓ３におけるものが挙げられる。
【００３６】
水の添加量は特に限定されないが、後述する工程Ｓ３により設定された量であると、相分離した溶媒Ｂ中に一層多くの分析対象成分が含まれることとなるので好ましい。
【００３７】
以上説明した工程Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を合わせると、いわゆる均一液液抽出法と呼ばれるものの一種となる。この抽出法によると、上述したように溶媒Ａと溶媒Ｂが一旦完全に溶解した状態となるので、分析対象成分がいずれの溶媒に対しても十分に接触可能となる。したがって、より分配平衡に依存した分析対象成分の抽出が可能となり、その後の水の添加により相分離したいずれか一方の溶媒（本実施形態の場合は溶媒Ｂ）に、一層多くの分析対象成分が抽出される（局在化する）こととなる。
【００３８】
（工程Ｓ７）
次に、工程Ｓ７において、工程Ｓ６で分離した溶媒Ｂを、ろ紙などを用いてろ過すると好ましい。これにより、分析機器に注入しても、その分析機器に与えるダメージを一層抑制することができる
【００３９】
（工程Ｓ８）
そして、工程Ｓ８において、工程Ｓ７で得られたろ過済みの溶媒Ｂを分析装置に全量注入する。こうすることにより、工程Ｓ２において固相に捕捉された分析対象成分を、ほぼ全量分析装置で分析することができる。よって、試料水中に極微量含まれた成分であっても定量可能となる。これは、濃縮して得られる分析対象成分のうちのごく一部しか分析装置に注入できない従来の濃縮分析方法と比較すると、格段に有利な効果である。
【００４０】
分析装置としては、溶媒Ｂを分析しても支障が出ないような装置であれば特に限定されない。特に溶媒Ｂは、上述したように一般的な有機溶媒であるので、様々な分析装置で分析可能であるという点で、汎用性の高いものである。分析装置の具体例としては、ＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフ）装置、ＧＣ（ガスクロマトグラフ）装置、薄層クロマトグラフ装置、超臨界クロマトグラフ装置などの各種クロマトグラフ装置に、ＵＶ−可視光吸光光度計、蛍光光度計などを組み合わせたもの、比較的高感度の分析装置であるＧＣ−ＭＳやＬＣ−ＭＳなどが挙げられる。
【００４１】
（工程Ｓ３）
図１から明らかなように、工程Ｓ３は、好ましくは、固相に捕捉された分析対象成分を溶媒Ａ中に溶出させる工程Ｓ４より前の段階の工程である。この工程Ｓ３では、工程Ｓ４で用いる溶媒Ａの量、工程Ｓ５で用いる溶媒Ｂの量、及び工程Ｓ６で用いる水の量を設定する。さらには、それより前に溶媒Ａ及び溶媒Ｂの種類を選択すると好ましい。
【００４２】
それら溶媒Ａ、Ｂは、分析対象成分の種類及び固相材料の種類によって選択される。すなわち、溶媒Ａとしては、水溶性有機溶媒であり、しかも固相に捕捉された分析対象成分を十分に溶出可能であるものを選択すると好ましい。
【００４３】
溶媒Ｂとしては、非水溶性有機溶媒であり、溶媒Ａに極微量でも可溶のものであり、しかも工程Ｓ６において水を添加した際に溶媒Ａ及び水と相分離し、分析対象成分を抽出可能な溶媒であると好ましい。さらには、溶媒Ｂは工程Ｓ６において分離した全量を分析にかけることができるような分離量を設定可能なものであると一層好ましい。
【００４４】
工程Ｓ４で用いる溶媒Ａの添加量、工程Ｓ５で用いる溶媒Ｂの添加量、及び工程Ｓ６で用いる水の添加量は、分配係数や溶解度などから理論的に設定してもよいが、より確実にそれぞれの添加量（特に溶媒Ｂの添加量）を設定する観点から、例えば以下のようにして実験的に設定されると好ましい。
【００４５】
まず、任意に水の添加量及び溶媒Ａの添加量（あるいは水の添加量と溶媒Ａの添加量との比率）を設定し、その設定量の水及び溶媒Ａの溶液を調製する。溶媒Ａは水溶性有機溶媒なので調製した溶液は均一系溶液である。そして、その溶液に種々の量の溶媒Ｂを添加する。溶媒Ｂは非水溶性有機溶媒なので、その添加量を増加させていくと、次第に相分離して溶媒Ｂの相が現れてくる。
【００４６】
本発明者らは、かかる実験により、溶媒Ｂをある量まで添加すると溶媒Ｂが相分離して現れ、さらに溶媒Ｂを添加すると、その添加量に対してほぼ一次的に溶媒Ｂの分離量が増加していくことを見出した。すなわち、図２に模式的に表されるような傾向になることを見出した。したがって、溶媒Ａ及び水の添加量を特定の量に設定すると、溶媒Ｂの添加量に対する溶媒Ｂの分離量を求めることが可能となる。
【００４７】
さらに、溶媒Ａ及び水の添加量あるいはそれらの比率を変化させて、その都度、溶媒Ｂの添加量と分離量との相関を上述と同様にして求める。すると、図２に示すような溶媒Ｂの添加量と分離量との相関を示すグラフを複数作成することができる。このようにして得られた複数のグラフに基づき、溶媒Ｂの分離量から溶媒Ｂの添加量を設定して、さらに溶媒Ａ及び工程Ｓ６において添加する水の量を設定することができる。
【００４８】
また、図２に示すような溶媒Ｂの添加量と分離量との相関を示すグラフを複数作成する代わりに、図３に示すようないわゆる三成分ダイヤグラムを作成してもよい。これにより、図３に示すような溶媒Ｂの分離量に関する等高線を得ることができる。図３では、等高線によってＪ領域、Ｋ領域、Ｌ領域及びＭ領域が形成されており、それぞれの領域はＭ＞Ｌ＞Ｋ＞Ｊの順で溶媒Ｂの分離量が多いことを示している。したがって、このような三成分ダイヤグラムに基づき、溶媒Ｂの分離量から溶媒Ｂの添加量を設定して、さらに溶媒Ａ及び工程Ｓ６において添加する水の量を設定することも可能である。
【００４９】
こうして溶媒Ａ、Ｂ及び水の量を設定することにより、１Ｌの試料水に含まれる分析対象成分のほぼ全量を、相分離した数十μＬの溶媒Ｂ中に含ませることが可能となる。したがって、分析対象成分の濃縮倍率を従来よりも一層高くすることができるので、従来に比して格段と分析精度を向上させることができる。
【００５０】
しかも、分析にかける溶媒Ｂの量をまず設定した後に、溶媒Ａ及び工程Ｓ６で添加する水の量を設定することが可能となる。これにより、各分析装置毎に定められている分析試料量（注入量）に見合った溶媒Ｂの量を設定して、それに基づいて溶媒Ａ及び水の量を設定することができる。このことは、工程Ｓ２において固相に吸着させた分析対象成分のほぼ全量を、分離した溶媒Ｂ中に抽出させて、分析にかけることを可能とする。
【００５１】
以上、本発明の水中の微量成分分析方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５３】
（試料水の準備（工程Ｓ１））
６種類の多環縮合芳香族化合物（以下、「ＰＡＨｓ」という。いずれも関東化学社製）、すなわち、下記式（１）〜（６）で表される化合物（以下、「化合物（１）」などという。）のそれぞれをアセトンに溶解し、１．０×１０−３モル／Ｌの溶液を調製した。
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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【化５】
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【化６】
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【００５４】
その後、得られた溶液を精製水（島津製作所製、蒸留水精製装置ＳＷＡＣ−５００により精製したもの。以下同様。）で希釈して、ＰＡＨｓを含有する試料水（水溶液）を調製した。
【００５５】
（青綿の作製）
工程（第１工程）Ｓ２において固相として用いる青綿を作製した。青綿は銅フタロシアニン−トリスルホン酸を脱脂綿（セルロース）に共有結合させて得られる染色繊維である。この青綿は、H. Hayatsu、YAKUGAKU ZASSHI、１２０、ｐ５３４−５４７（２０００）に記載された方法に準拠して作製した。
【００５６】
すなわち、最初に脱脂綿を炭酸ナトリウム／硫酸ナトリウム水溶液に浸漬し、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｂｌｕｅ２１と３０℃で３５分間反応させた。その後、７０℃で６０分間反応させ、ＤＭＳＯ、メタノール−アンモニア（メタノール：アンモニア＝５０：１、体積比）溶液、メタノール及び水で洗浄して青綿を得た。
【００５７】
（各溶媒及び水の添加量の設定（第６工程））
水溶性有機溶媒（溶媒Ａ）としてＴＨＦ、非水溶性有機溶媒としてクロロホルムを用いた。また、分析装置として用いた高速液体クロマトグラフ装置（日本分光社製のＨＰＬＣポンプＰＵ−９８０型に同社製蛍光検出器ＦＰ−９２０型を装備したもの）の試料注入量が２０μＬであったので、クロロホルムの分離量を２０μＬとした。
【００５８】
そして、ＴＨＦとクロロホルムと水（蒸留水）との組合せにおいて、クロロホルムの分離量が２０μＬとなるよう上述した方法によりＴＨＦ及び水の最適な添加量を求めたところ、ＴＨＦ５ｍＬ、水４０ｍＬ、クロロホルム９０μＬとなった。
【００５９】
（試料水中のＰＡＨｓ分析）
まず、上記試料水１Ｌを青綿０．１ｇを充填したカラムに２００ｍＬ／分の流量で２回通した（第１工程）。その後、そのカラムにＴＨＦ（関東化学社製）５ｍＬを流通させ、青綿に吸着していたと思われるＰＡＨｓをＴＨＦに溶離させ溶出液を得た（第２工程）。得られた溶出液にクロロホルム９０μＬを添加し、軽く撹拌して均一溶液を得た（第３工程）。
【００６０】
続いて、得られた均一溶液に水４０ｍＬを添加したところ（第４工程）、クロロホルムが即座に相分離して現れた。この相分離したクロロホルムをマイクロシリンジで採取したところ２０μＬであった。採取したクロロホルムをメンブランフィルター（ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ社製、厚さ０．１μｍ）を用いてろ過した。
【００６１】
そして、ろ過して得られたクロロホルムを上述の高速液体クロマトグラフ装置に注入して分析を開始した（第５工程）。注入したクロロホルムのカラム中での流量は１．０ｍＬ／分、カラムの溶離液はメタノール、アセトニトリル及び蒸留水を４５：４５：１０（体積比）で混合した溶液を用いた。なお、蛍光光度計は日立製作所社製Ｆ−４５００型分光蛍光光度計を用い、ＰＡＨｓの検出は、励起波長２９０ｎｍ、蛍光波長４００ｎｍの条件で行った。
【００６２】
上述のようにして、ＰＡＨｓを種々の濃度に調製した試料水を分析したところ、用いた６種類のＰＡＨｓについて、それぞれ以下の範囲で定量可能であることが確認できた。
【００６３】
すなわち、化合物（１）は３．０×１０−１８〜３．０×１０−１２モル／Ｌ、化合物（２）は１．５×１０−１７〜１．５×１０−１２モル／Ｌ、化合物（３）は３．０×１０−１８〜３．０×１０−１２モル／Ｌ、化合物（４）は４．５×１０−１７〜４．５×１０−１１モル／Ｌ、化合物（５）は６．０×１０−１８〜６．０×１０−１２モル／Ｌ、化合物（６）は３．０×１０−１８〜３．０×１０−１２モル／Ｌの範囲で定量可能であった。
【００６４】
また、それぞれのＰＡＨｓについての検出限界濃度（Ｓ／Ｎ＝３）は、化合物（１）、（３）、（６）が１．５×１０−１８モル／Ｌ（３．４×１０−４〜４．２×１０−４ｐｐｑ）、化合物（２）が７．５×１０−１８モル／Ｌ（１．９×１０−３ｐｐｑ）、化合物（４）が２．３×１０−１７モル／Ｌ（４．７×１０−３ｐｐｑ）、化合物（５）が３．０×１０−１８モル／Ｌ（８．４×１０−３ｐｐｑ）であった。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係る水中の微量成分分析方法のフローチャートである。
【図２】実施形態に係る溶媒Ｂの添加量と分離量の相関を示すグラフである。
【図３】実施形態に係る溶媒Ａ、溶媒Ｂ及び水の添加量と、溶媒Ｂの分離量との相関を示す三成分ダイヤグラムである。
【符号の説明】
【００６６】
Ｓ２…第１工程、Ｓ３…第６工程、Ｓ４…第２工程、Ｓ５…第３工程、Ｓ６…第４工程、Ｓ８…第５工程。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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