(57)【要約】【課題】サンプルを加熱濃縮させることなく、有機溶媒で抽出されたサンプルに含まれる不純物の除去操作を全自動化する。【解決手段】サンプルに含まれる不純物を除去して微量化学物質を濃縮する溶液処理部２Ａ〜２Ｆが、サンプルを減圧蒸留濃縮すると共に、微量化学物質を溶かす可溶液及びその物質を溶かさずに不純物を溶かす不溶液を注入してこれらを比重差分離させる濃縮容器Ｃ１と、その容器Ｃ１内を減圧状態に維持する減圧ジョイント１５と、濃縮容器Ｃ１に対してニードルノズル７を挿入して可溶液の注入及び溶液の吸入・注出を行う可溶液ハンドラ８と、濃縮容器Ｃ１に対してニードルノズル９を挿入して不溶液の注入及び廃液の吸入・注出を行う不溶液ハンドラ１０とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルに溶液を加えることにより不純物を除去して微量化学物質を濃縮する溶液処理部と、この操作を自動制御するコントローラを備えた微量化学物質分析用前処理装置であって、
前記溶液処理部が、有機溶媒で抽出されたサンプルを減圧蒸留濃縮させると共に、検出しようとする微量化学物質を溶かす可溶液及びその物質を溶かさずに不純物を溶かす不溶液を注入して、これらを比重差分離させる濃縮容器と、
前記濃縮容器に接続されて容器内を減圧状態に維持する減圧ジョイントと、
前記濃縮容器に対してニードルノズルを挿入して可溶液の注入及び溶液の吸入・注出を行う可溶液ハンドラと、
前記濃縮容器に対してニードルノズルを挿入して不溶液の注入及び廃液の吸入・注出を行う不溶液ハンドラとを備え、
前記コントローラが、各ニードルノズルの位置制御、可溶液及び不溶液の注入、溶液及び廃液の吸入・注出を予め設定されたタイミングで行い、濃縮容器に可溶液及び不溶液を注入して比重差分離された不溶液の廃液を廃棄し、再び不溶液を注入して比重差分離する操作を所定回数繰り返す制御を行うことを特徴とする微量化学物質分析用前処理装置。
【請求項２】
前記濃縮容器に挿入されてサンプルを攪拌する攪拌羽根と、これを濃縮容器内で洗浄する洗浄ノズルを備えた攪拌ユニットが濃縮容器ごとに設けられた請求項１記載の微量化学物質分析用前処理装置。
【請求項３】
サンプルに溶液を加えることにより不純物を除去して微量化学物質を濃縮する溶液処理部と、この操作を自動制御するコントローラを備えた微量化学物質分析用前処理装置であって、
前記溶液処理部が、有機溶媒で抽出されたサンプルを減圧蒸留濃縮させると共に、検出しようとする微量化学物質を溶かす可溶液及びその物質を溶かさずに不純物を溶かす不溶液を注入して、これらを比重差分離させる第一濃縮容器と、
前記第一濃縮容器で分離されたサンプルを減圧蒸留濃縮させる第二濃縮容器と、
前記各濃縮容器に接続されて容器内を減圧状態に維持する減圧ジョイントと、
前記各濃縮容器に対してニードルノズルを挿入して可溶液の注入及び溶液の吸入・吐出を行う可溶液ハンドラと、
前記第一濃縮容器に対してニードルノズルを挿入して不溶液の注入及び廃液の吸入・吐出を行う不溶液ハンドラとを備え、
前記コントローラが、各ニードルノズルの位置制御、可溶液及び不溶液の注入、溶液及び廃液の吸入・吐出を予め設定されたタイミングで行い、第一濃縮容器に可溶液及び不溶液を注入して比重差分離された不溶液の廃液を廃棄し、再び不溶液を注入して比重差分離する操作を所定回数繰り返した後、第一濃縮容器で比重差分離されたサンプルを第二濃縮容器に移送させる制御を行うことを特徴とする微量化学物質分析用前処理装置。
【請求項４】
複数のサンプルを同時に処理できるように前記溶液処理部が複数並設されてなる請求項１又は３記載の微量化学物質分析用前処理装置。
【請求項５】
前記微量化学物質がダイオキシン及びコプラナ−ＰＣＢであって、可溶液がヘキサン、不溶液が濃硫酸である請求項１又は３記載の微量化学物質分析用前処理装置。
【請求項６】
前記不溶液ハンドラに、濃硫酸による比重差分離操作終了後、水による比重差分離を行う水供給系が接続され、可溶液ハンドラでサンプルを第二濃縮容器に注入する際にサンプルに含まれる水分を除去する脱水カラムが配された請求項５記載の微量化学物質分析用前処理装置。
【請求項７】
サンプルに含まれる微量化学物質を検出可能な濃度まで高濃縮する微量化学物質分析用前処理装置であって、
サンプルに溶液を加えることにより不純物を除去して微量化学物質を濃縮する溶液処理部と、該溶液処理部で濃縮処理されたサンプルをカラム精製処理するカラム精製処理部と、これらを自動制御するコントローラを備え、
前記溶液処理部は、有機溶媒で抽出されたサンプルを減圧蒸留濃縮させると共に、検出しようとする微量化学物質を溶かす可溶液及びその物質を溶かさずに不純物を溶かす不溶液を注入して、これらを比重差分離させる第一濃縮容器と、前記第一濃縮容器で分離されたサンプルを減圧蒸留濃縮させる第二濃縮容器と、前記各濃縮容器に接続されて容器内を減圧状態に維持する減圧ジョイントと、前記各濃縮容器に対してニードルノズルを挿入して可溶液の注入及び溶液の吸入・吐出を行う可溶液ハンドラと、前記第一濃縮容器に対してニードルノズルを挿入して不溶液の注入及び廃液の吸入・吐出を行う不溶液ハンドラとを備え、
前記コントローラが、各ニードルノズルの位置制御、可溶液及び不溶液の注入、溶液及び廃液の吸入・吐出を予め設定されたタイミングで行い、第一濃縮容器に可溶液及び不溶液を注入して比重差分離された不溶液の廃液を廃棄し、再び不溶液を注入して比重差分離する操作を所定回数繰り返した後、第一濃縮容器で比重差分離されたサンプルを第二濃縮容器に移送させる制御を行うことを特徴とする微量化学物質分析用前処理装置。
【請求項８】
微量化学物質であるダイオキシン類の分析前処理を行う場合に、前記カラム精製処理部は、前記第二濃縮容器で濃縮が完了したサンプルを可溶液によりカラム精製して不純物を除去する多層カラムと、検出しようとする微量化学物質を溶出させる活性炭カラムを備え、前記第二濃縮容器で濃縮されたサンプルを多層カラムに滴下してカラム精製したフラクションを回収し減圧蒸留濃縮する第三濃縮容器と、該第三濃縮容器で減圧濃縮されたフラクション及び霧吹きニ−ドルにて該第三濃縮容器内部を洗浄した洗浄液を活性炭カラムに滴下してしみこませた後、前記可溶液でカラム溶出させることによりノンオルソＰＣＢ溶液を回収し減圧蒸留濃縮する第四濃縮容器と、その活性炭カラムに塩化メチレン：ヘキサン＝１：１の混合溶媒を滴下してカラム溶出したフラクション（モノオルソコプラナーＰＣＢ）を回収して減圧蒸留濃縮する第五濃縮容器と、その活性炭カラムの上下を反転させ、トルエンでカラム精製したフラクション（ダイオキシン＋ジオルソコプラナＰＣＢ）を回収して減圧蒸留濃縮する第六濃縮容器と、前記第三〜第六の各濃縮容器に接続されて容器内を減圧状態に維持する減圧ジョイントと、前記第二〜第三の濃縮容器に挿入されてフラクションを吸入し、カラム上へ吐出するニードルを備えたフラクションハンドラとを備えた請求項７記載の微量化学物質分析用前処理装置。
【請求項９】
複数のサンプルを同時に処理することができるように、前記溶液処理部及びカラム処理部が複数並設されてなる請求項７又は８記載の微量化学物質分析用前処理装置。
【請求項１０】
前記コントローラにより、サンプルに不溶液を注入して比重差分離を繰り返し行う際に、サンプルを透過する光の透過度をモニタし、その透過度が予め設定された値に達した時点で繰返し操作を終了する請求項１、３又は７記載の微量化学物質分析用前処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプルから不純物を除去して微量化学物質のみを検出可能な濃度まで高濃縮する微量化学物質分析用前処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ごみ焼却灰などに多く含まれるダイオキシン類は、発ガン性が高く、摂取した場合に観察される兆候と症状には、ガンに至らないまでも、体重減少、肝臓代謝異常、心筋障害、性ホルモン代謝異常、甲状腺ホルモン代謝異常、中枢神経症状などがある。
また、マウスの致死毒性試験でも、青酸カリの半数致死量８５００μｇ／ｋｇに対し、ダイオキシンは僅か２８４μｇ／ｋｇと、極めてその毒性が高い。
【０００３】
このようなことから、廃棄物の焼却に伴うダイオキシンの排出を削減するために、ダイオキシン類を大気汚染防止法の指定物質に指定すると共に、排ガス中のダイオキシン類濃度に基準が設けられている。
【０００４】
これを受けて、１９９９年には、日本工業規格でダイオキシンの分析方法も定められた（ＪＩＳ  Ｋ０３１１、Ｋ０３１２）。
ダイオキシン類は、上述したように非常に毒性が強く、極微量まで検出しなければならないことから、極めて複雑な前処理を行なった後に、高分解能質量分析計で測定を行うこととしている。
【０００５】
そして、この分析法の中で、最も人手と時間がかかり、自動化するのに技術的に困難な部分が多いのが前処理である。
前処理は、大きく分けて、試料からダイオキシン類を取り出す抽出操作と、抽出液から夾雑物や妨害物質を取り除き、ダイオキシン類のみを取り出す精製操作から成り、本出願人は、これらの操作を自動化した微量化学物質抽出精製装置を提案した。
【特許文献１】特開２００２−１９１９０４号公報
【０００６】
これによれば、試料をソックスレー抽出器にセットしてトルエンで１６時間抽出したサンプルを加熱濃縮させた後、Ｎ２ガスを吹き付けて濃縮させ、これをカラム精製し夫々のフラクションを加熱濃縮することによりダイオキシン類測定用試料、コプラナーＰＣＢ測定用試料を自動的に精製することができる。
【０００７】
ところで、抽出操作はサンプルの種類によってはソックスレー抽出法を行うとは限らず、抽出方法も多岐にわたり、自動化しても長時間を要する抽出時間が短縮されるわけではないので、全てのサンプルに対応可能な汎用機としては別途抽出操作が完了したサンプルについて前処理することが好ましい。
また、抽出操作が完了したサンプルを加熱濃縮させると溶剤と共に、微量化学物質が揮散するという問題点が指摘されている。
さらに、最終段階の濃縮方法としてはＮ２濃縮を行っているが、濃縮時間がかかる。
また特に不純物の多いサンプルでは、ダイオキシン類は溶けないがその他の不純物を溶かし易い濃硫酸をサンプル内に注入し、不純物を溶出させた濃硫酸を比重分離させて廃棄するという操作を何度も繰返し行った後、残ったサンプルを減圧濃縮しカラム精製する手法が用いられているため、この手法に準拠した自動化が要請されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、サンプルを加熱濃縮させることなく、また、検出しようとするダイオキシン等の微量化学物質を溶かす可溶液に、その物質は溶けないが不純物を溶かし易い濃硫酸等の不溶液を注入し、不純物を溶出させた不溶液を比重分離させて廃棄するという操作を自動化した前処理装置を提供することを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明は、サンプルに溶液を加えることにより不純物を除去して微量化学物質を濃縮する溶液処理部と、この操作を自動制御するコントローラを備えた微量化学物質分析用前処理装置であって、前記溶液処理部が、有機溶媒で抽出されたサンプルを減圧蒸留濃縮させると共に、検出しようとする微量化学物質を溶かす可溶液及びその物質を溶かさずに不純物を溶かす不溶液を注入して、これらを比重差分離させる濃縮容器と、前記濃縮容器に接続されて容器内を減圧状態に維持する減圧ジョイントと、前記濃縮容器に対してニードルノズルを挿入して可溶液の注入及び溶液の吸入・吐出を行う可溶液ハンドラと、前記濃縮容器に対してニードルノズルを挿入して不溶液の注入及び廃液の吸入・吐出を行う不溶液ハンドラとを備え、前記コントローラが、各ニードルノズルの位置制御、可溶液及び不溶液の注入、溶液及び廃液の吸入・吐出を予め設定されたタイミングで行い、濃縮容器に可溶液及び不溶液を注入して比重差分離された不溶液の廃液を廃棄し、再び不溶液を注入して比重差分離する操作を所定回数繰り返す制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に装置をダイオキシン検出用前処理装置として使用する場合、抽出操作が終了したサンプルを濃縮容器にセットすると、減圧ジョイントが接続されて濃縮容器内が減圧されて、サンプルは減圧蒸留濃縮される。
減圧蒸留濃縮により所要量まで濃縮された時点で、ダイオキシンを溶かすヘキサンが可溶液ハンドラにより所要量注入されると共に、ダイオキシンは溶かさず他の不純物を溶かす濃硫酸が不溶液ハンドラより注入される。
攪拌後放置すると、軽いヘキサンと重い濃硫酸が上下に比重分離されるので、不溶液ハンドラのニードルを濃縮容器の底部まで挿入して不純物が溶出された濃硫酸を吸入して廃棄した後、新たな濃流酸を注入し、所定回数繰り返して比重差分離させれば濃硫酸に可溶な不純物のほとんどを自動的に除去することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本例では、本発明をダイオキシン類の濃度を検出する前処理装置に適用したもので、サンプルに含まれるダイオキシン類を残して不純物を除去するという操作を全自動化するという目的を、比較的簡単な構成で実現した。
図１は本発明の基本的構成を示す説明図、図２はその動作を示す説明図、図３は本発明に係る他の実施形態を示す説明図である。
【実施例１】
【００１２】
図１に示す微量化学物質検出用前処理装置１は、サンプル溶液から不純物を濃硫酸により除去して微量化学物質を濃縮する操作を行う硫酸処理を六つのサンプルについて同時に行うことができるように六連の溶液処理部２Ａ〜２Ｆが併設して設けられ、夫々の操作を各溶液処理部２Ａ〜２Ｆごとに個別に自動制御するコントローラ３を備えている。
【００１３】
各溶液処理部２Ａ〜２Ｆは、有機溶媒で抽出されたサンプルを減圧蒸留濃縮させた後、検出しようとするダイオキシンやＰＣＢ等の微量化学物質が可溶なヘキサン（可溶液）及びその物質を溶かさずに不純物を溶かす濃硫酸（不溶液）を注入してこれらを比重差分離させる第一濃縮容器Ｃ１と、第一濃縮容器Ｃ１で分離されたサンプルをさらに減圧蒸留濃縮させる第二濃縮容器Ｃ２を備えている。
【００１４】
濃縮容器Ｃ１は底部に２０ｍｌを、濃縮容器Ｃ２は底部に０.５ｍｌを夫々計量可能な微量計量部４が形成されたフラスコが用いられ、前記コントローラ３により温度制御可能なドライバス５にセットされている。
また、夫々のドライバス５内には微量計量部４の液面位置に基づきその液量を検出するレベルセンサＳ１及びＳ２が配されている。
【００１５】
各濃縮容器Ｃ１及びＣ２の上方には、夫々の容器Ｃ１及びＣ２に対して位置決め可能な二つのロボットアーム６Ｕ、６Ｌが上下二段に配されている。
そして、上段のロボットアーム６Ｕには、各濃縮容器Ｃ１及びＣ２に対して挿脱可能なニードルノズル７を挿入してヘキサンの注入及び溶液の吸入・吐出を行う可溶液ハンドラ８と、第一濃縮容器Ｃ１に対して挿脱可能なニードルノズル９を挿入して濃硫酸及び水を択一的に注入すると共に廃液の吸入・吐出を行う不溶液ハンドラ１０と、第一濃縮容器Ｃ１に挿入されてサンプルを攪拌するテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂製若しくはステンレス製等の攪拌羽根１１及びこれを該容器Ｃ１内で洗浄する洗浄ノズル１２を備えた攪拌ユニット１３と、容器Ｃ１及びＣ２内壁に付着したサンプルを微量のヘキサンで容器内に流す霧吹きノズル１４が一体に設けられている。
このニードルノズル９はステンレス好ましくはチタンで形成されている。また、霧吹きノズル１４は、金属または溶媒不要なプラスチックで形成され、５０ｕｍ以下の穴が無数に開けられており、１ｃｃ以内という少量の溶媒を霧状に噴霧することができる。
下段のロボットアーム６Ｌには、各濃縮容器Ｃ１及びＣ２の口に接続されてその内部を減圧状態に維持する減圧ジョイント１５と、第一濃縮容器Ｃ１のサンプルを吸入して第二濃縮容器Ｃ２に吐出させる際にサンプルに含まれる水分を除去する脱水カラム１６が取り付けられている。
この脱水カラム１６には、例えば硫酸ナトリウムＮａ２ＳＯ４のような水分吸着材が充填されている。
【００１６】
コントローラ３は、各ニードルノズル７及び９の位置制御、可溶液及び不溶液の注入、溶液及び廃液の吸入・吐出を予め設定されたタイミングで行う。
本例では、第一濃縮容器Ｃ１で減圧蒸留濃縮した後、ヘキサン及び濃硫酸を注入して比重差分離させ、不純物が含まれる濃硫酸を廃液として廃棄し、再び濃硫酸を注入して比重差分離する操作を所定回数繰り返す。
この場合、繰返し回数を予め設定しておいても、また、サンプルを透過する光の透過度をモニタして、光透過度に応じてさらに繰返し処理を続行するか否かを判定してもよい。
光透過度をモニタする場合、処理前のサンプルは黒色又は濃茶色であるため、例えば、第一濃縮容器Ｃ１を収容するドライバス５内に設けたカラー撮像素子（図示せず）でサンプルの透過光を撮像し、ＲＧＢ３原色の光の透過度が予め設定された値以上になったところで繰返操作を終了するようにすればよい。
次いで、第一濃縮容器Ｃ１に水を注入して同様に比重差分離させて水を廃液として廃棄し、再び水を注入して比重差分離させる操作を予め設定された回数繰り返して濃硫酸を薄める。
そして最後に、第一濃縮容器で比重差分離されたサンプルをニードルノズル７で第二濃縮容器に移送させる。
なお、１７は濃硫酸槽、１８は廃濃硫酸廃液槽、１９は水槽、２０は水廃液槽である。
【００１７】
以上が本発明の一例構成であって、次に、その処理工程を図２を伴って説明する。
［工程Ａ：サンプルセット］
例えば、固体試料をソックスレー抽出器にセットしてトルエンで１６時間抽出処理されたサンプル、その他任意の抽出手段を用いて抽出されたサンプルを第一濃縮容器Ｃ１にセットする。
［工程Ｂ：減圧蒸留濃縮］
下段のロボットアーム６Ｌに設けられた減圧ジョイント１５を第一濃縮容器Ｃ１に接続し、容器Ｃ１内を例えば２０ｍｍＨｇ程度の減圧状態に維持すると共に、ドライバス５を６０℃にセットして、レベルセンサＳ１で液量をモニタしながら、液量が５ｍｌになるまで減圧蒸留濃縮を行うことにより、サンプル内に含まれるトルエンを回収する。
［工程Ｃ：ヘキサン注入］
減圧蒸留濃縮が終了したら減圧ジョイント１５を退避させ、常温に戻ったところで上段のロボットアーム６Ｕに設けられた可溶液ハンドラ８のニードルノズル７を第一濃縮容器Ｃ１に位置決めし、２００ｍｌのヘキサンを注入する。これにより、濃縮されたサンプルはヘキサンに溶媒転溶される。
［工程Ｄ：濃硫酸添加］
次いで、不溶液ハンドラ１０のニードルノズル９を操作して、濃硫酸槽１７から濃硫酸２０ｍｌの吸入して、第一濃縮容器Ｃ１内に注入させる。
［工程Ｅ：攪拌］
ロボットアーム６Ｕに設けられた攪拌羽根１１を第一濃縮容器Ｃ１に内まで伸張させて攪拌すると、サンプルに含まれるダイオキシンやＰＣＢなどはヘキサンに可溶で濃硫酸に不溶なためヘキサンに溶け込み、その他の濃硫酸に可溶な不純物は濃硫酸に溶け込む。
［工程Ｆ：攪拌羽根洗浄］
攪拌が終了したら、攪拌羽根１１を液面上に出し、洗浄ノズル１２を伸長させて、第一濃縮容器Ｃ１内で洗浄し、これによって攪拌羽根１１に付着した微量化学物質を容器Ｃ１内に流し、攪拌羽根１１による持ち出しを防ぐ。
［工程Ｇ：廃液吸入］
しばらく放置すると、ヘキサンと濃硫酸の比重差により、上層にヘキサン、下層に濃硫酸が凝集して二層に比重差分離されるので、不溶液ハンドラ１０のニードルノズル９を第一濃縮容器Ｃ１の微量計量部４内まで伸長させ、濃硫酸廃液を吸入する。
［工程Ｈ：廃液吐出］  
そして、不溶液ハンドラ１０のニードルノズル９を濃硫酸廃液槽１８に移動させ、吸入した廃液を吐出させる。
［工程Ｉ：繰返処理］
この時点で、第一濃縮容器Ｃ１にはサンプルが溶け込んだヘキサンが存在するが、ヘキサン中にはまだ濃硫酸に可溶な不純物が残っている可能性がある。そこで、工程Ｄに戻り、工程Ｄ〜工程Ｈまでの操作を所定回数繰り返す。
この場合、繰返し回数を予め設定しておいても、また、サンプルを透過する光の透過度をモニタして、光透過度に応じてさらに繰返し処理を続行するか否かを判定してもよい。
光透過度をモニタする場合、処理前のサンプルは黒色又は濃茶色であるため、例えば、第一濃縮容器Ｃ１を収容するドライバス５内に設けたカラー撮像素子（図示せず）でサンプルの透過光を撮像し、ＲＧＢ３原色の光の透過度が予め設定された値以上になったところで繰返操作を終了するようにすればよい。
このようにして、濃硫酸による不純物除去操作が終了して、工程Ｇ及びＨにより濃硫酸廃液を除去しても、第一濃縮容器Ｃ１には僅かに濃硫酸が残っている。
そこで、今度は濃硫酸に替えて水を用いて工程Ｄ〜工程Ｈまでの操作を予め設定された回数繰り返すことにより、濃硫酸がほとんど水になるまでを薄めていく。
これにより、第一濃縮容器Ｃ１内には、微量化学物質が溶け込んだヘキサンと僅かな水が存在することになる。
［工程Ｊ：サンプル吸入］
次いで、ロボットアーム６Ｕに設けられた可溶液ハンドラ８のニードルノズル７を第一濃縮容器Ｃ１に位置決めし、サンプルを全て吸入する。
［工程Ｋ：サンプル注入／脱水処理］
そして、下段のロボットアーム６Ｌに設けられた脱水カラム１６を第二濃縮容器Ｃ２の真上に位置決めすると共に、このニードルノズル７を脱水カラム１６の真上に位置決めして、サンプルを全て注入する。
これにより、水分が完全に除去されたサンプルが第二濃縮容器Ｃ２に注入されることとなる。
［工程Ｌ：内壁洗浄／洗液回収］
また、第一濃縮容器Ｃ１の内壁にはサンプルが付着している可能性があるので、霧吹きノズル１４を挿入してヘキサンを微量噴霧することにより洗浄し、その洗液を工程Ｊ及びＫと同様、可溶液ハンドラ８のニードルノズル７で第二濃縮容器Ｃ２に回収する。
［工程Ｍ：減圧濃縮］
そして、下段のロボットアーム６Ｌに設けられた減圧ジョイント１５を第二濃縮容器Ｃ２に接続し、容器Ｃ２内を例えば２０ｍｍＨｇ程度の減圧状態に維持すると共に、ドライバス５を４０℃にセットして、レベルセンサＳ２で液量をモニタしながら、液量が０.５ｍｌになるまで減圧蒸留濃縮を行う。
そして、液量が０.５ｍｌになったら、減圧ジョイント１５を退避させ、常温に戻した後、濃縮処理されたサンプルをカラム精製して、ダイオキシンやＰＣＢを採取する。
【００１８】
このように本例によれば、第一濃縮容器Ｃ１に有機溶媒で抽出されたサンプルをセットするだけで、自動的に濃硫酸による不純物の除去操作が行われる。
【実施例２】
【００１９】
図３は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。なお、図１と共通する部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００２０】
本例の微量化学物質分析用前処理装置３１は、濃硫酸による不純物の除去操作からカラム精製による微量化学物質の採取までを全自動化させてサンプルに含まれる微量化学物質を検出可能な濃度まで高濃縮させるものであって、サンプルに溶液を加えることにより不純物を除去して微量化学物質を濃縮する操作を六つのサンプルについて同時に行うことができる六連の溶液処理部２Ａ〜２Ｆと、該溶液処理部２Ａ〜２Ｆで濃縮処理されたサンプルをカラム精製処理する六連のカラム精製処理部３２Ａ〜３２Ｆと、これらを自動制御するコントローラ３を備えている。
【００２１】
溶液処理部２Ａ〜２Ｆは、第一濃縮容器Ｃ１、第二濃縮容器Ｃ２、ロボットアーム６Ｕ及び６Ｌ等が設けられると共に、上段のロボットアーム６Ｕに取り付けられた可溶液ハンドラ８及び不溶液ハンドラ１０のニードルノズル７及び９を洗浄するリンスポート３３及びこれを乾かすエアブローポート３４が設けられている。
【００２２】
また、カラム精製処理部３２Ａ〜３２Ｆは、多段にカラム精製してそのフラクションを受ける前記第三〜第六の各濃縮容器Ｃ３〜Ｃ６の上方に、夫々の容器Ｃ３〜Ｃ６に対して位置決め可能な二つのロボットアーム３６Ｕ、３６Ｌが上下二段に配されている。
【００２３】
そして、上段のロボットアーム３６Ｕは、前記第二濃縮容器Ｃ２に対しても位置決め可能に形成され、夫々の容器Ｃ２〜Ｃ６に対して伸縮可能なニードルノズル３７を挿入してヘキサンの注入及び溶液の吸入・注出を行う可溶液ハンドラ３８と、各容器内壁に付着したサンプルを微量のヘキサンで容器内に流す霧吹きノズル３９が設けられている。
また、下段のロボットアーム３６Ｌには、第二濃縮容器Ｃ２で濃縮が完了したサンプルをヘキサンによりカラム精製して不純物を除去する多層カラム４１と、検出しようとする微量化学物質を溶出させる活性炭カラム４０と、各容器Ｃ３〜Ｃ６の口に接続されてその内部を減圧状態に維持する減圧ジョイント４２が取り付けられている。
各カラム４０及び４１には、カラム精製を行うための所定の薬液を供給する薬液供給系（図示せず）と、精製液をエア圧出するエア供給系（図示せず）が接続されている。
また、活性炭カラム４０は、必要に応じて精製方向を反転できるように、その上下が反転可能に配されている。
【００２４】
第三〜第六濃縮容器Ｃ３〜Ｃ６は、底部に０.０５〜０.５ｍｌを計量可能な微量計量部４４が形成されたフラスコが用いられ、前記コントローラ３により温度制御可能なドライバス４５にセットされている。
また、ドライバス４５内には微量計量部４４の液面位置に基づきその液量を検出するレベルセンサＳ３〜Ｓ６が配されている。
なお、上段のロボットアーム３６Ｕに取り付けられたニードルノズル３７を洗浄するリンスポート４６及びこれを乾かすエアブローポート４７が設けられている。
【００２５】
そしてコントローラ３により、第二濃縮容器Ｃ２までの濃縮操作は前述と全く同じ手順で行われ、第二濃縮容器Ｃ２で濃縮されたサンプルが、以下のようにカラム精製される。
まず、多層カラム４１を第三濃縮容器Ｃ３の真上にセットしておき、上段のロボットアーム３６Ｕを第二濃縮容器Ｃ２でに位置決めして、ニードルノズル３７を微量計量部４まで伸長し、濃縮された０.５ｍｌのサンプルを吸入して前記多層カラム４１に滴下すると共に、霧吹きノズル３９で内壁を洗浄した洗液（約１ｃｃ）も多層カラム４１に滴下する。
多層カラム４１に対して薬液供給系から２００ｍｌのヘキサンを約２.５ｍｌ／minの流速で加圧供給した後、最後にエアを供給して圧し出すと、そのフラクションは第三濃縮容器Ｃ３に回収される。
【００２６】
次いで、下段のロボットアーム３６Ｌに設けられた減圧ジョイント４２を第三濃縮容器Ｃ３に接続し、容器Ｃ３内を例えば２０ｍｍＨｇ程度の減圧状態に維持すると共に、ドライバス４５を４０℃にセットして、レベルセンサＳ３で液量をモニタしながら、液量が０.５ｍｌになるまで減圧蒸留濃縮を行う。
【００２７】
そして、活性炭カラム４０を廃液容器３５の真上にセットしておき、減圧蒸留濃縮が終了したら減圧ジョイント４２を退避させ、常温に戻ったところで上段のロボットアーム３６Ｕに設けられたニードルノズル３７で第三濃縮容器Ｃ３内のサンプルを吸入し、活性炭カラム４０に滴下し、さらに霧吹きノズル３９で内壁を洗浄した洗液（約１ｃｃ）も活性炭カラム４０に滴下し、活性炭にしみこませるようにする。
そして、活性炭カラム４１に対して薬液供給系から再度１００ｍｌのヘキサンを約２.５ｍｌ／minの流速で加圧供給した後、最後にエアを供給して圧し出すと、ＰＣＢのうち検出する必要のないＰＣＢを含んだフラクションが第四濃縮容器Ｃ４容器に回収され、必要に応じて減圧蒸留濃縮を行う。
【００２８】
次に、活性炭カラム４０を第五濃縮容器Ｃ５の上に位置決めし、薬液供給系から塩化メチレン：ヘキサン＝１：１の薬液１００ｍｌを約２.５ｍｌ／minの流速で加圧供給した後、最後にエアを供給して圧し出すと、モノオルソコプラナーＰＣＢを含むフラクションが回収される。
この第五濃縮容器Ｃ５に減圧ジョイント４２を接続し、容器Ｃ５内を例えば２０ｍｍＨｇ程度の減圧状態に維持すると共に、ドライバス４５を４０℃にセットして、レベルセンサＳ５で液量をモニタしながら、液量が０.０５ｍｌになるまで減圧蒸留濃縮を行う。
【００２９】
また、第五濃縮容器Ｃ５へのカラム精製が終了した時点で、活性炭カラム４０を第六濃縮容器Ｃ６の上に位置決めすると共に、その上下を反転させると、流入口と流出口が反転され、今まで流出口だった方から１５０ｍｌのトルエンを約２.５ｍｌ／minの流速で加圧供給した後、最後にエアを供給して圧し出すと、ダイオキシンとジオルソコプラナＰＣＢを含むフラクションが回収される。
この第六濃縮容器Ｃ６に減圧ジョイント４２を接続し、容器Ｃ６内を例えば２０ｍｍＨｇ程度の減圧状態に維持すると共に、ドライバス４５を６０℃にセットして、レベルセンサＳ６で液量をモニタしながら、液量が０.０５ｍｌになるまで減圧蒸留濃縮を行えう。
【００３０】
これにより、本例によれば、試料を有機溶媒で抽出したサンプルを、第一濃縮容器Ｃ１にセットするだけで、全自動により、ダイオキシン検出に必要なモノオルソコプラナーＰＣＢが濃縮された状態で第五濃縮容器Ｃ５に、ダイオキシンとジオルソコプラナＰＣＢが濃縮された状態で第六濃縮容器Ｃ６に採取されるという大変優れた効果を奏する。
したがって、後は、得られたサンプルをガスクロマトグラフィなど任意の手法により分析するだけでよい。
なお、溶液処理部２Ａ〜２Ｆとカラム精製処理部３２Ａ〜３２Ｆは、別々に稼動させても、同時に稼動させてもよい。
【００３１】
このように、本発明によれば、ダイオキシン類などのような微量化学物質を検出する際に、最も面倒な濃縮の前処理操作を全自動で行うことができるので、作業者の負担が著しく軽減されるだけでなく、作業者の熟練度の違いによる測定誤差をなくすことができるという大変優れた効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
微量化学物質を検出する際に、最も面倒な濃縮の前処理操作を自動化したので、多数の試料の分析を少ない作業者で短時間で行う用途に適用して好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る前処理装置の基本的構成を示す説明図。
【図２】その動作を示す説明図。
【図３】他の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３４】
１、３１      微量化学物質検出用前処理装置  
２Ａ〜２Ｆ    溶液処理部
３            コントローラ
Ｃ１〜Ｃ６      濃縮容器  
６Ｕ、６Ｌ    ロボットアーム
７，９        ニードルノズル
８            可溶液ハンドラ
１０            不溶液ハンドラ  
１１            攪拌羽根
１２            洗浄ノズル
１３            攪拌ユニット
１５            減圧ジョイント
１６            脱水カラム
３２Ａ〜３２Ｆ  溶液処理部
３６Ｕ、３６Ｌ  ロボットアーム
３７            ニードルノズル
３８            可溶液ハンドラ
４０            活性炭カラム
４１            多層カラム
４２            減圧ジョイント  
【図１】
2005189071.tif 000003
【図２】
2005189071.tif 000004
【図３】
2005189071.tif 000005