(57)【要約】【課題】ｐＨの異なる試料でも設定を変えることなく連続的に処理することができる試料前処理装置を提供する。【解決手段】反応槽１１内に試料１７、緩衝液９４、及び還元剤９３を注入して還元反応により水素化物を発生させ、発生した水素化物を液体窒素５２で冷却したＵ字管５１に捕集した後に原子吸光分析などの分析装置７に導入するように構成し、反応槽１１内にｐＨセンサー１８を設け、その出力信号をフィードバックして緩衝液９４を注入するポンプ１４を制御することにより反応に適したｐＨ値となるように緩衝液９４の注入量を自動調整する。このように構成したことで、ｐＨ値の異なる試料でも緩衝液注入量の条件設定を逐一変更する必要が無く、連続分析が可能となる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応槽内に試料、緩衝液、及び還元剤を注入して還元反応により水素化物を発生させ、発生した水素化物をその沸点以下の温度で捕集した後に分析装置に導入するように構成された試料前処理装置において、前記反応槽内にｐＨセンサーを設けると共に、該センサーの出力信号をフィードバックして前記緩衝液の注入量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする試料前処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてヒ素等の半金属元素を原子吸光分光分析法や高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法により形態別に分析するための試料前処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無機ヒ素は体内で毒性の低い複数の形態のメチル化ヒ素化合物に代謝されるので、例えばヒ素曝露評価のために尿や血液中に含有されるヒ素を定量する場合には、無機ヒ素ばかりでなくその代謝物を含めて形態別に測定することが必要とされる。従来、ヒ素の形態別分析は、先ず試料液体を水素化ホウ素ナトリウムで還元して気体状の水素化物（アルシン）に変え、発生したアルシンガスを除湿した後、沸点以下に冷却して捕集濃縮し、原子吸光分光分析法等で分析する方法が実用化されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図２は、従来のヒ素の形態別分析のための試料前処理装置の構成を示したもので、同図中、１は試料中のヒ素を水素化する水素化物発生部、３は発生したガス中の水蒸気を除去する除湿部、５は水素化物を超低温で捕集する捕集部、７は原子吸光分光分析等の分析装置であり、これらは上記の順にキャリアガスの流れる流路で連結され、制御部１０により所定のプログラムに従って自動制御される。
水素化物発生部１は、反応槽１１を中心に構成され、これに試料１７を注入するシリンジ１２、それぞれ還元剤９３および緩衝液９４を注入するポンプ１３および１４が設けられ、さらに反応済みの液体を排出するポンプ１６と排出後の槽内を洗浄する洗浄液９５を注入するポンプ１５を備えている。除湿部３は冷却により水蒸気を凝縮させて除去するものである。捕集部５は、石英ウールを充填したＵ字管５１を液体窒素５２に浸して冷却し、またこのＵ字管５１を液体窒素５２から引き上げることで室温まで昇温できるように構成されている。
【０００４】
次にこの装置の動作について説明する。
キャリアガスとしてヘリウムを流した状態で、それぞれ定量の緩衝液９４及び試料１７を反応槽１１に注入し、続いて還元剤９３（水素化ホウ素ナトリウム）を加えると、試料１７中のヒ素およびヒ素化合物が還元されて数種のアルシンガスが発生する。発生したアルシンガスはキャリアガスに運ばれて除湿部３を通過する間に除湿され、捕集部５で液体窒素温度（全てのアルシンの沸点よりも低い）まで冷却されてＵ字管５１内に捕集される。次に、このＵ字管５１を液体窒素から引き上げると、温度の上昇につれて沸点の低い順に気化した各種アルシンガスは分析装置７に逐次導入されるので、形態別に分離された形で定量分析が行われる。
その後、ポンプ１６、１５を交互に数回作動させて廃液の排出と槽内洗浄を行い、次回試料の処理に備える。
【０００５】
【非特許文献１】「島津製作所カタログ  Ｃ１２２−０１６５形態別ヒ素分析システム」株式会社  島津製作所  ２００２年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水素化物の発生効率は反応槽内の溶液のｐＨに依存するので、上記のように緩衝液によりｐＨを調整しているが、従来装置による方法では、強アルカリ性の試料を導入した場合、槽内のｐＨ値がアルカリ側に偏り、適正なｐＨ範囲から逸脱するため十分な還元反応が行われなくなり、発生効率が著しく低下することがあった。この問題に対して従来は、試料ごとに緩衝液の注入量の設定を変えることで対応していたが、様々なｐＨの試料を連続して分析する場合などはこの方法では対応し難く、改善策が求められていた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ｐＨの異なる試料でもその都度設定を変えることなく連続的に処理することができる試料前処理装置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】
本発明は、上記課題を解決するために、反応槽内にｐＨセンサーを設け、その出力信号をフィードバックして緩衝液注入用のポンプを制御するように構成した。即ち、本発明装置は、反応槽内に試料、緩衝液、及び還元剤を注入して還元反応により水素化物を発生させ、発生した水素化物をその沸点以下の温度で捕集した後に分析装置に導入するように構成された試料前処理装置において、前記反応槽内にｐＨセンサーを設けると共に、該センサーの出力信号をフィードバックして前記緩衝液の注入量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする試料前処理装置である。
このように構成したことにより、反応槽内の液体のｐＨが適正値となるように緩衝液の注入量を調整することができる。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように、本発明によれば反応槽内の液体のｐＨ値が最適条件となるように緩衝液の注入量が調整されるので、ｐＨ値の異なる試料でも条件設定を逐一変更する必要が無く、連続分析が可能となる。
特に、毛髪など生体組織中のヒ素量を測定する場合等は、試料を予めアルカリ加熱分解する必要があるので前処理装置に導入する時点で試料はアルカリ性を呈するものが多く、そのような多数の試料を連続分析する場合に本発明装置は極めて効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に本発明の一実施形態を示す。同図において図２におけると同一のものは同符号を付すことで再度の説明を省く。
本実施形態を図２に示す従来装置と比較すると、反応槽１１内の液体のｐＨを検出するｐＨセンサー１８が反応槽１１内に設けられている点が従来と異なる。このｐＨセンサー１８の出力信号は制御部１０に入力され、そこで予め設定された適正ｐＨ値と比較され、その比較結果により緩衝液９４を注入するポンプ１４を作動させ或いは停止させる信号が出力されるように閉ループ制御系が構成されているものとする。
【００１０】
このように構成された本実施形態は以下のように動作する。
先ず試料前処理の最初の段階として、従来と同じくプログラム制御により定量の緩衝液９４と試料１７が反応槽１１内に注入される。次に、上記のｐＨセンサー１８を含む閉ループ制御系が機能して、もしこのとき槽内溶液のｐＨがアルカリ側に偏っていれば、さらにポンプ１４を作動させて酸性の緩衝液９４を追加注入し、ｐＨ値が所定範囲内に収まったときポンプ１４を停止させる。
続いて還元剤９３が注入され、以下、前述の従来装置と同様の過程で前処理とそれに続く分析が行われる。
このようにして、ｐＨセンサー１８の出力信号をフィードバックしてポンプ１４を制御することにより、反応に適したｐＨ値となるように緩衝液９４の注入量が自動的に調整される。
【００１１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、請求項１に記載の範囲内で種々の変更を行うことができる。
また、上記はヒ素の分析を例として説明したが、本発明装置は水素化物を作るセレン、アンチモン、水銀、鉛などの分析にも応用できる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】従来の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  水素化物発生部
３  除湿部
５  捕集部
７  分析装置
１０  制御部
１１  反応槽
１２  シリンジ
１３、１４、１５、１６  ポンプ
１７  試料
１８  ｐＨセンサー
５１  Ｕ字管
５２  液体窒素
９３  還元剤
９４  緩衝液
９５  洗浄液
【図１】
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【図２】
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