(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の胴体部が開口部よりも径大な略徳利形状をした抽出用容器を備えたソックスレ抽出器を用いてディーゼル粒子中の有機可溶性成分を有機溶媒により抽出した後、この抽出用容器を上記ソックスレ抽出器本体から取り外してそのまま所定の温度に制御される湯浴槽内に浸漬するように保持すると共に、その抽出用容器内にその開口部から螺旋状に不活性ガスを吹き込みながらその抽出液を湯浴して濃縮させるようにしたことを特徴とするディーゼル粒子中の多環芳香族炭化水素の分析前処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンから排出されるディーゼル粒子中に含まれている多環芳香族炭化水素を分析する際に必要となる分析前処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、燃料や潤滑油の未燃成分であるディーゼル粒子は、有機溶媒に溶解する有機可溶性成分と、有機溶媒には溶解しない不溶性成分（硫酸塩，硝酸塩，元素状炭素，金属等）が複雑に混合した集合体であり、その組成については、使用する燃料や潤滑油及びエンジンの種類や燃焼条件等といった様々な影響を強く受けることが知られている。
【０００３】
また、このディーゼル粒子に含まれる有機可溶性成分中には、非常に微量であるが変異原性や発ガン性を有する多環芳香族炭化水素が１０数種類含まれていることが知られており、環境問題改善のためには、ＮＯX 等の周知な有害物質に加えてこの多環芳香族炭化水素の含有量や成分を正確に把握することが極めて重要な課題となってきている。
【０００４】
ところで、この多環芳香族炭化水素の成分分析は、高速液体クロマトグラフィ等の多成分分析装置を使用して行うこととなるが、その測定の前提としてディーゼル粒子中からこの多環芳香族炭化水素を分離・抽出した後、分析感度向上のための濃縮、溶解等といった一連の分析前処理工程が必要となってくる。例えば、文献等で従来から採用されている分析前処理方法としては、先ず、有機溶媒とソックスレ抽出器を用いてディーゼル粒子中から有機可溶性成分を分離・抽出した後、ＪＩＳ・Ｋ−００９３規格であるグデルナ・ダニッシュ濃縮法を用いてその抽出液を濃縮乾固し、最後にこの濃縮物を高速液体クロマトグラフ用溶媒であるアセトニトリル溶媒に溶解させて溶媒置換するという一連の分析前処理方法が知られている。
【０００５】
一方、このような従来の分析前処理工程のうち、抽出液の濃縮工程で採用されるグデルナ・ダニッシュ濃縮法は、１サンプルの濃縮に対して１時間半以上もの濃縮時間を必要とする上に、一度の試験で６〜７個の大きなガラス容器の洗浄が必要となってくるため、濃縮効率が低く多大な手間がかかるという不都合がある。
【０００６】
そのため、本発明者は、抽出液の濃縮段階においてこのような不都合を有するグデルナ・ダニッシュ濃縮法に代えて多数のサンプルを短時間で濃縮処理でき、しかも洗浄の手間が不要となる、いわゆるマイクロプロセッサー制御型の全自動濃縮蒸発装置、具体的には米国Zymark社製のターボバップＬＶ濃縮装置（TurboVap-LV ）を使用することを検討している。
【０００７】
この全自動濃縮蒸発装置は、例えば、図４に示すように、サンプル（抽出液）を収容した多数のサンプル管ａを湯浴するウォーターバス（湯浴槽）ｂと、このウォーターバスｂの湯温を任意の温度に自動制御する制御部ｃと、多数のサンプル管ａをまとめて保持して同時にウォーターバスｂ内に浸漬・取出し可能なラックｄと、上記多数のサンプル管ａ内に個々に蒸発用の不活性ガスを供給するマニホールドｅと、このマニホールドｅをその裏面に備えると共に上記ウォーターバスｂ内への空気の混入を防止すべくフードｆ等を一つのケーシングｇ内にまとめて収容したものであり、ラックｄに収容した多数のサンプルをマニホールドｅから供給される不活性ガス雰囲気下で同時に湯浴することで短時間で濃縮処理を行うようにしたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなマイクロプロセッサー制御型の全自動濃縮蒸発装置によって濃縮を行うにあたっては、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ソックスレ抽出器１で抽出された抽出用容器２内の抽出液Ｌ（約３０ｍｌ）をターボバップＬＶ濃縮装置のサンプル管ａ（容量４０ｍｌ）にそれぞれ移し替えた後ラックｄの所定の位置にセットする作業が必要となってくるが、この作業は、抽出液Ｌがこぼれたり、飛散したりしないように極めて慎重に行う必要がある。すなわち、この作業において抽出液Ｌの移し替え作業を誤ると、抽出液Ｌ中に含まれている有害な発ガン物質（多環芳香族炭化水素）が周囲に飛散したり、また、抽出液Ｌ中の有機可溶性成分の回収量が減少してしまい正確な分析結果が得られなくなってしまうからである。
【０００９】
そのため、この抽出用容器２をそのまま上記濃縮蒸発装置のラックｄにセットして直接濃縮を行うことも考えられるが、図示するように、この抽出用容器２はその形状がフラスコ状となっているため、これをそのまま上記濃縮蒸発装置にセットするには専用のラックを新たに形成しなければならない。また、この濃縮蒸発装置における濃縮時には、図５に示すように、マニホールドｅのノズルｈから各サンプル管ａに対して不活性ガスＧを接線方向に吹き込み、これを螺旋状に流すことで抽出液Ｌの飛散を抑制しながら抽出液Ｌ中の溶媒の蒸発を促進して濃縮時間の短縮を図るようになっている。そのため、上述したようにフラスコ状の抽出用容器２をそのまま使用すると、このノズルｈからサンプル管ａ内部に螺旋状に吹き込まれた不活性ガスＧがその断面積が途中で急激に大きくなることにより抽出液Ｌの液面に達する前に途中で失速してしまい、その結果、溶媒の蒸発が十分に達成されず、濃縮時間の短縮を図れないという不都合を招いてしまう。
【００１０】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、分析前処理時間を大幅に短縮できると共に、処理作業の安全性及び多環芳香族炭化水素の回収率の向上等を達成できる新規なディーゼル粒子中の多環芳香族炭化水素の分析前処理方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、胴体部が開口部よりも径大な略徳利形状をした抽出用容器を備えたソックスレ抽出器を用いてディーゼル粒子中の有機可溶性成分を有機溶媒により抽出した後、この抽出液を貯留した抽出用容器を上記ソックスレ抽出器本体から取り外してそのまま所定の温度に制御される湯浴槽内に浸漬するように保持すると共に、その抽出用容器内にその開口部から螺旋状に不活性ガスを吹き込みながらその抽出液を所定の温度で湯浴して濃縮させるようにしたものである。
【００１２】
これによって抽出工程から濃縮工程への移行時における抽出液Ｌの移し替え作業が不要となり、分析前処理時間を大幅に短縮すると共に処理作業の安全性及び多環芳香族炭化水素の回収率を向上できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明方法で用いるソックスレ抽出器１の実施の一形態を示したものである。
【００１５】
図示するように、このソックスレ抽出器１は、冷却水を流す冷却器３と試料ホルダー４を収容する抽出部５とからなる抽出器本体６と、この抽出器本体６に対して脱着自在な抽出用容器７とから構成されており、試料ホルダー４に収容されたディーゼル粒子中の有機可溶性成分（ＳＯＦ）を抽出用容器７内のジクロロメタン等の有機溶媒によって抽出・分離し、その抽出液Ｌを再び抽出用容器７内に回収し、貯留するようになっている。尚、このディーゼル粒子中の有機可溶性成分抽出用有機溶媒としてはジクロロメタンの他に、ベンゼン・エタノール，酢酸エチル，トルエン等も使用することができる。
【００１６】
また、ここで使用される抽出用容器７は、従来のフラスコ状のものとは異なり、その胴体部７ａが円筒状に形成されると共に、その開口部７ｂの径が胴体部７ａより小さくなった略徳利形状に形成されている。すなわち、図示するように、その胴体部７ａの外径は上述したマイクロプロセッサー制御型の全自動濃縮蒸発装置のサンプル管ａの外径と同じ径となっていると共に、開口部７ｂの口径が抽出器本体６の下端部に脱着されるようにこれより径小に形成されている。また、この抽出用容器７の底部７ｃは、湯浴接触面積を増大させるために純正のサンプル管ａと同様に半球面状に形成されている。
【００１７】
そして、本発明方法は、このような抽出用容器７を備えたソックスレ抽出器１を用いてディーゼル粒子中の有機可溶性成分を抽出した後、その抽出液Ｌを貯留した抽出用容器７を抽出器本体６から取り外し、そのまま直接上記濃縮蒸発装置のラックｄにセットして濃縮を行うようにしたものである。
【００１８】
これによって、従来のフラスコ状抽出用容器２からサンプル管ａへの抽出液Ｌの移し替え作業が不要となるため、抽出液Ｌの飛散や回収量減少等といった不都合を確実に防止できる上に、抽出工程から濃縮工程への作業が短時間で行えることになる。
【００１９】
また、この抽出用容器７はその胴体部７ａが円筒状となっていることから、図２に示すように、マニホールドｅのノズルｈから螺旋状に吹き出される不活性ガスＧが失速することなく抽出液Ｌの液面まで確実に到達することとなることから、溶媒の蒸発が十分に促進され、純正のサンプル管ａを用いた場合と同様に濃縮時間の短縮を達成することができる。
【００２０】
尚、このようなソックスレ抽出器１を用いた場合のディーゼル粒子中の多環芳香族炭化水素の分析前処理方法の一例を示すと以下のようになる。
【００２１】
先ず、ディーゼル粒子を７０φｍｍのテフロンコーティングフィルタ上に捕集し、これを温度２５℃、湿度５０％ＲＨの恒温室に少なくとも２時間以上入れてから粒子重量を秤量した後そのフィルターを抽出ガラス容器に入る大きさに丸めてニッケルワイヤでほどけないように縛り、これをソックスレ抽出器１にセットしてジクロロメタンを有機溶媒として用いてディーゼル粒子中の可溶性有機成分を抽出用容器７内に抽出する。次に、抽出用容器７を抽出器本体６から取り外した後、そのまま直接、米国Zymark社製ターボバップＬＶ濃縮装置のラックにセットし、そのウォーターバス内にその抽出液面が浸漬するように設置して、窒素ガス１５psi 気流下で濃縮させる。このとき、湯浴温度は常に３８℃に維持されるように制御部によってコンピュータ制御する。そして、抽出液がなくなるまで乾固濃縮されたならば、その抽出用容器７をターボバップＬＶ濃縮装置から取り外し、一定量の高速液体クロマトグラフィ用のアセトニトリル溶媒を加えてその濃縮物を溶解した後、これをそのままアルミホイルを蓋代わりに用いて超音波発生装置内水浴中に浸漬させながら２〜３分間超音波振動を与えることにより、未溶解の濃縮物を完全溶解させることで、ディーゼル粒子中の全ての多環芳香族炭化水素を含んだ略完全な試料が得られることになる。
【００２２】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、ディーゼル粒子中の有機可溶性成分を抽出するそのソックスレ抽出器の抽出用容器として略徳利形状の容器を用いるようにしたため、その抽出用容器をそのまま直接、マイクロプロセッサー制御型の全自動濃縮蒸発装置にセットして直ちに濃縮工程に移行することができる。この結果、抽出工程から濃縮工程の移る際の抽出液の移し替え作業が不要となるため、分析前処理工程の時間が短縮されると共に、ディーゼル粒子抽出液に含まれている微量な多環芳香族炭化水素をロスなくほぼ完全に回収することができ、信頼性の高い分析結果を短時間で確実に得ることができる等といった優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の実施の一形態を示す説明図である。
【図２】本発明方法で用いる抽出用容器及びその作用を示す斜視図である。
【図３】従来の抽出工程から濃縮工程への移行状態を示す概念図である。
【図４】本発明方法で用いるマイクロプロセッサー制御型の全自動濃縮蒸発装置の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明方法で用いるマイクロプロセッサー制御型の全自動濃縮蒸発装置のサンプル管及びその作用を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ソックスレ抽出器
６  抽出器本体
７  抽出用容器
7a  胴体部
7b  開口部
ａ  サンプル管
ｂ  ウォーターバス
ｄ  ラック
ｅ  マニホールド
ｈ  ノズル
Ｇ  不活性ガス（窒素ガス）
Ｌ  抽出液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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