(57)【要約】【課題】チューブでの吸引抵抗を大きく損なうことなく一本のチューブで高い捕集効率や回収率が得られる大気サンプル検出用装置の提供。【解決手段】サンプル中の目的成分の存在を検知するための装置であって、筐体と、該筐体を通してサンプルを吸い込み、該サンプルを第１の開口部から該筐体に入れ、第２の開口部を通して該筐体から出す手段と、該筐体内に配置されたサンプル中の目的成分、その誘導体又は目的成分の検出妨害成分と反応する第１の試薬を含浸したフィルターと、該筐体内に配置されたサンプル中の目的成分、その誘導体又は目的成分の検出妨害成分と反応する第２の試薬を担持した充填剤とを含む装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル中の目的成分の存在を検知するための装置であって、
筐体と、
該筐体を通してサンプルを吸い込み、該サンプルを第１の開口部から該筐体に入れ、第２の開口部を通して該筐体から出す手段と、
該筐体内に配置されたサンプル中の目的成分、その誘導体又は目的成分の検出妨害成分と反応する第１の試薬を含浸したフィルターと、
該筐体内に配置されたサンプル中の目的成分、その誘導体又は目的成分の検出妨害成分と反応する第２の試薬を担持した充填剤とを含む装置。
【請求項２】
前記フィルターと前記充填剤とが、連続して配置されている請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記フィルターが、孔径０．２μｍ〜１０μｍのフィルターである請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記フィルターが、ガラス、金属、紙繊維、ポリプロピレン、及びポリエチレンから選ばれる素材で形成されたものである請求項１〜３のいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記充填剤が、シリカゲル系捕集材、カーボン系捕集材及び合成樹脂系捕集材から選ばれる充填剤である請求項１〜４のいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記目的成分が、１種又は２種の成分である請求項１〜５のいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体サンプル中の目的成分を検知するためのチューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
大気捕集用チューブにおいて一種類の吸着剤の充填のみでは測定対象成分の十分な捕集が出来ない場合や捕集後の継時変化もしくは妨害成分により十分な回収が出来ない場合が知られている（非特許文献１、２）。このような場合、試薬を含浸した吸着剤を積層充填する方法や、別のチューブに充填して主となるチューブに連結する方法が用いられている（図１、図２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Anal Chim Acta. 2011 Apr 8;691(1-2):119-24. doi: 10.1016/j.aca.2011.02.048. Epub 2011 Feb 24.
【非特許文献２】BUNSEKI KAGAKU Vol. 60, No. 10, pp. 791-797(2011)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような積層や連結チューブでは、捕集時の吸引の際や抽出時の吸引や加圧の際に、充填剤による圧力抵抗が大きくなり、ポンプが上手く稼働しにくくなる場合がある。また、測定対象成分やその性質によっては、市販されている吸着剤粒子径では測定対象成分の十分な捕集や回収が出来ない場合があり、より細かい粒子径の吸着剤を充填する必要性があるものの、実際には充填したチューブの圧力抵抗が大きくなることから現実的ではない。
従って、本発明の課題は、２種類の充填剤が必要な大気捕集用のチューブであって、チューブの吸引抵抗を大きく損なわず、一本のチューブで十分な捕集効率や回収率を得ることができる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明者は、前記課題を解決すべく検討した結果、２種類の充填剤のうちの一方を、充填剤相ではなく、反応試薬を含浸したフィルターとすることにより、チューブの吸引抵抗が大きく損なわれず、かつ十分な捕集効率や回収率が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、次の〔１〕〜〔６〕を提供するものである。
【０００７】
〔１〕サンプル中の目的成分の存在を検知するための装置であって、
筐体と、
該筐体を通してサンプルを吸い込み、該サンプルを第１の開口部から該筐体に入れ、第２の開口部を通して該筐体から出す手段と、
該筐体内に配置されたサンプル中の目的成分、その誘導体又は目的成分の検出妨害成分と反応する第１の試薬を含浸したフィルターと、
該筐体内に配置されたサンプル中の目的成分、その誘導体又は目的成分の検出妨害成分と反応する第２の試薬を担持した充填剤とを含む装置。
〔２〕前記フィルターと前記充填剤とが、連続して配置されている〔１〕記載の装置。
〔３〕前記フィルターが、孔径０．２μｍ〜１０μｍのフィルターである〔１〕又は〔２〕記載の装置。
〔４〕前記フィルターが、ガラス、金属、紙繊維、ポリプロピレン及びポリエチレンから選ばれる素材で形成されたものである〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の装置。
〔５〕前記充填剤が、シリカゲル系捕集材、カーボン系捕集材及び合成樹脂系捕集材から選ばれる充填剤である〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の装置。
〔６〕前記目的成分が、１種又は２種の成分である〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の装置を用いれば、試薬含浸充填剤を積層もしくは連結した場合より、チューブ捕集（吸引）や抽出（吸引や加圧）の際に、充填剤による圧力が少なく利用しやすい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来の一体型大気サンプル捕集用チューブを示す。
【図２】従来の分割型大気サンプル捕集用チューブを示す。
【図３】本発明の一体型大気サンプル捕集用チューブの一例を示す。
【図４】本発明装置を用いた検出法による検出効果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のサンプル中の目的成分の存在を検知するための装置は、
（ａ）筐体と、
（ｂ）該筐体を通してサンプルを吸い込み、該サンプルを第１の開口部から該筐体に入れ、第２の開口部を通して該筐体から出す手段と、
（ｃ）該筐体内に配置されたサンプル中の目的成分、その誘導体又は目的成分の検出妨害成分と反応する第１の試薬を含浸したフィルターと、
（ｄ）該筐体内に配置されたサンプル中の目的成分、その誘導体又は目的成分の検出妨害成分と反応する第２の試薬を担持した充填剤とを含む。以下、本発明装置の構成を図３を参照して説明する。
【００１１】
（ａ）筐体１は、カートリッジ、柱状容器であり、好ましくは円筒型カートリッジである。筐体の材質としては、ガラス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。筐体の好ましい態様は、円筒型ポリプロピレンカートリッジである。図３の上側の図に示すように、筐体には、第１の開口部及び第２の開口部に蓋４を有していてもよい。
【００１２】
（ｂ）筐体１を通してサンプルを吸い込み、該サンプルを第１の開口部５から該筐体に入れ、第２の開口部６を通して該筐体から出す手段は、図３におけるポンプ（Ｐｕｍｐ）である。第１の開口部５は、図３の左側開口部であり、第２の開口部６は、図３の右側の開口部である。ポンプにより、大気を吸引することにより、サンプルが第１の開口部５から流入し、第２の開口部６から流出する。
【００１３】
ここで、サンプルには、気体が含まれる。例えば、目的成分を含む大気、排気ガス、発生ガス等の目的成分を含む気体が挙げられる。
【００１４】
本発明の装置は、筐体内に配置されたサンプル中の目的成分はその誘導体と反応する第１の試薬を含浸したフィルター２を有する。
【００１５】
フィルター２は、充填剤３よりも気体が通過しやすい形態であればよく、通常のフィルターや充填剤保持材として使用されているものが好ましい。具体的には、ガラス、金属、紙繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン等の素材で形成されたものが好ましい。また、フィルター２の孔径は、気体が通過しやすい点から、孔径が０．２μｍ〜１０μｍであるのが好ましく、孔径が０．５μｍ〜１０μｍであるのがより好ましく、孔径が１μｍ〜２μｍであるのがさらに好ましい。
【００１６】
またフィルター２には、サンプル中の目的成分又はその誘導体と反応する第１の試薬が含浸されている。従来、このようなフィルターに反応試薬を含浸させるという技術思想は全く存しなかった。第１の試薬は、目的成分又はその誘導体により異なるが、例えば、２，４−ジニトロフェニルヒドラジン（ＤＮＰＨ）、１，２−ビス−（４−ピリジル）エチレン（４−ＢＰＥ）、１，２−ビス−（２−ピリジル）エチレン（２−ＢＰＥ）、臭化水素（ＨＢｒ）、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、硫酸、２−ヒドロキシエチルピペリジン、１−（２−ビリジル）ピペラジン、ハイドロキノン（ＨＱ）、水酸化カリウム、トリエタノールアミン、リン酸等が挙げられる。
【００１７】
また、フィルター２の厚みは、反応試薬を十分量含浸させる点及びサンプルの通過しやすさの点から、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍが好ましく、１．０ｍｍ〜１．５ｍｍがより好ましい。
【００１８】
本発明の装置において、目的成分とは、サンプル中に含まれている検出目的成分であり、例えばサンプルが大気の場合、オゾン、カルボニル基含有化合物等が挙げられる。カルボニル基含有化合物としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、アセトン等が挙げられる。目的成分は、１種でも２種以上であってもよい。目的成分と反応する試薬としては、例えば目的成分がアルデヒドの場合、ＤＮＰＨ等が挙げられる。また、目的成分の検出妨害成分としては、目的成分がアルデヒド化合物の場合の妨害成分オゾンが挙げられる。従って、当該妨害成分と反応する試薬としては、前記４−ＢＰＥ、２−ＢＰＥ、ＨＱが挙げられる。
【００１９】
本発明の装置は、筐体１内に配置されたサンプル中の目的成分又はその誘導体と反応する第２の試薬を担持した充填剤３を有する。
【００２０】
充填剤３は、通常の大気捕集用充填剤であり、シリカゲル系捕集材、カーボン系捕集材及び合成樹脂系捕集材が挙げられる。
【００２１】
充填剤３には、サンプル中の目的成分又はその誘導体と反応する第２の試薬が担持されている。第２の試薬としては、前記第１の試薬として列挙されたものから選ばれる試薬であって、第１の試薬とは相違する試薬が用いられる。ここで第１の試薬と第２の試薬の組み合わせは、例えば次のとおりである。測定対象がオゾンを含むカルボニル化合物の場合には、ＢＰＥとＤＮＰＨやＨＱとＤＮＰＨの組み合わせ、測定対象が不飽和アルデヒドを含むカルボニル化合物の場合ＨＢｒとＤＮＰＨの組み合わせ、測定対象がオゾンを含む酸性ガスの場合にはＢＰＥとＴＥＡやＨＱとＴＥＡの組み合わせ等である。
【００２２】
ここで、フィルター２と充填剤３とは、いずれか第１の開口部側であってもよいが、連続して配置されるのが好ましい。
【００２３】
例えば、大気中にオゾンが存在する状況で、アルデヒドを検出しようとする場合、第１の試薬としてＢＰＥを含浸させたフィルターと第２の試薬としてＤＮＰＨを担持した充填剤とを有する本発明の装置を用いるのが好ましい。ここでＢＰＥは、オゾンをピリジンアルデヒドに誘導体化する試薬である。ＤＮＰＨは、アルデヒドをヒドラゾンに誘導体化する試薬である。
この装置に、オゾンを含有する大気を吸引させれば、フィルター２内でオゾンがピリジンアルデヒドに誘導体化され、充填剤３内で大気中のアルデヒドとピリジンアルデヒドがヒドラゾン化され吸着される。従って、大気中のオゾン及びアルデヒド量が検出できる。
【００２４】
アルデヒド化合物をＤＮＰＨ含浸シリカゲル充填剤で捕集した場合、アルデヒド化合物はＤＮＰＨ試薬により誘導体化され、アルデヒド−ＤＮＰＨ誘導体化物としてチューブに捕集される。ただし、このとき大気にオゾンが存在する状況で捕集を継続すると大気中のオゾンによりアルデヒド−ＤＮＰＨ誘導体化物が分解し正確な測定が出来ない。そこでＤＮＰＨ含浸シリカゲルの前段にオゾンを除去するためにヨウ化カリウムを充填したチューブやオゾンをピリジンアルデヒドに誘導体化するＢＰＥ含浸シリカゲルの充填チューブが市販されている。本発明の装置では、オゾンの除去に従来法のような充填剤を用いず、ＢＰＥ含浸フィルターとしてＤＮＰＨ含浸シリカゲルチューブとを有するため、既存製品と同等のアルデヒド−ＤＮＰＨ誘導体化物の捕集効率と回収率を保ちながら、捕集時の吸引抵抗を低減できるため有利である。
【実施例】
【００２５】
図３のＢＰＥ／グラスファイバーフィルター−ＤＮＰＨシリカゲルカートリッジを作成し、オゾン濃度１００μｇ／ｍ3の空気を１００ｍＬ／ｍｉｎで２４時間捕集した。従来品との比較を示した図４のとおり、ＢＰＥ（オゾンスクラバー）を用いず捕集したＤＮＰＨシリカゲルカートリッジでは、ＢＰＥシリカゲルを接続したＢＰＥシリカゲル−ＤＮＰＨシリカゲルカートリッジ（図１）と比較しホルムアルデヒド（ＦＡ）やアセトン（ＡＡ）の回収率が減少した。これに対し、本発明のＢＰＥ／グラスファイバーフィルター−ＤＮＰＨシリカゲルカートリッジ（図３）では、従来型のＢＰＥシリカゲル−ＤＮＰＨシリカゲルカートリッジと同等の回収率を示し、本発明が従来法と遜色なく使用できることが確認された。また、本発明の装置では、オゾンスクラバーのカートリッジを連結する必要が無く、また、カートリッジ内での充填量やフィルター枚数を少なくできることからポンプ吸引の圧力損失が４ｋＰａ以下であった。
【符号の説明】
【００２６】
１：筐体
２：フィルター
３：充填剤
４：蓋
５：第１の開口部
６：第２の開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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