JP2000193649A - 微量ホウ素分析方法、及びその装置 - Google Patents

微量ホウ素分析方法、及びその装置

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JP2000193649A JP37405698A JP37405698A JP2000193649A JP 2000193649 A JP2000193649 A JP 2000193649A JP 37405698 A JP37405698 A JP 37405698A JP 37405698 A JP37405698 A JP 37405698A JP 2000193649 A JP2000193649 A JP 2000193649A
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Masami Matsui
正巳 松居
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Abstract

(57)【要約】 【課題】水中の数μg/L程度の微量ホウ素を定量する
と共に、例えば、弗素、塩素、硝酸、亜硝酸、硫酸イオ
ン等、多成分を同時に測定する。 【解決手段】キャリア液1を圧送する送液ポンプ11
と、その液流中に分析目的成分を含む試料を注入する試
料導入部12と、その試料を含むキャリア液が通過する
カラム13と、そのカラム13の下流側の合流点15で
キャリア液流に蛍光反応液2を合流させるポンプ4と、
さらにその下流側に蛍光化された分析目的成分を検出す
る蛍光検出器9とを有し、前記蛍光反応液2における反
応物質としてクロモトロプ酸を用いると共に、その合流
点15より下流側で第2の反応液3としてアルカリ液を
合流させるポンプ5を備えたホウ素分析装置、及びその
ような装置による分析方法。さらに、カラム13の出口
側流路の前記合流点15より上流側に第2の検出器14
を設けることによってホウ素を含む多成分同時分析装置
とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水道水、排水、環
境水等に含まれる微量ホウ素(硼素)の分析方法とその
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】水道水、排水、環境水等に含まれる微量
ホウ素を定量するには、従来は吸光光度法やICP発光
分析法によるのが標準的な測定法であった。吸光光度法
は、ホウ素化合物を含む試料に硫酸と弗化水素酸を加え
てテトラフルオロほう酸イオンとした後、メチレンブル
ー試薬を加え、生成する錯体を1、2−ジクロロエタン
で抽出し、その吸光度を測定してホウ素を定量するもの
である。ICP発光分析法は、試料を誘導結合プラズマ
中に噴霧し、ホウ素による発光を波長249.777n
mで測定して、ホウ素を定量するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の吸光光度法は、
試料の処理プロセスが煩雑で測定操作に手間がかかり、
ICP発光分析法は大規模な装置を必要とするので、分
析コストが高い。また、これら従来方法でのホウ素の定
量下限は20μg/L前後であるが、さらに低濃度のホ
ウ素の定量分析が要求されているのが現状である。その
上、水中のホウ素を単独に測定する方法は上記のように
確立されているとはいえ、水質測定においては多数の測
定項目があるので、作業能率を考えると、多成分を同時
に分析できる分析装置が要望される。本発明は、このよ
うな事情に鑑みてなされたものであり、数μg/L程度
の微量ホウ素まで定量できると共に、例えば、弗素、塩
素、硝酸、亜硝酸、硫酸イオン等、多成分を同時に測定
できる分析方法、及びそのための分析装置を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、キャリア液(以下、溶離液、溶出液、移
動相を含めてキャリア液と記す)の流れに分析目的成分
を含む試料を注入し、その試料を含むキャリア液をカラ
ムを通過させ、その下流側でキャリア液流に蛍光反応液
を添加し、さらにその下流側で蛍光化された分析目的成
分を蛍光検出器で検出するクロマトグラフィ分析法にお
いて、前記蛍光反応における反応物質としてクロモトロ
プ酸(Chromotropic acid)を用いる
と共に、さらにその下流側で第2の反応液として水酸化
ナトリウム、アンモニア等のアルカリ液を添加するよう
にしたものである。蛍光反応液の具体例としては、前記
クロモトロプ酸100mgを水1Lに溶解しpH4.8
に調整したものを挙げることができる。この方法を用い
ることによって、従来よりも高感度でホウ素を定量する
ことができる。
【0005】本発明はまた、上記の方法を実行するため
の装置として、キャリア液を送液するポンプと、その液
流中に分析目的成分を含む試料を注入する試料導入部
と、その試料を含むキャリア液が通過するカラムと、そ
のカラムの下流側に設けた合流点でキャリア液流に蛍光
反応液を合流させる送液部と、さらにその下流側に蛍光
化された分析目的成分を検出する蛍光検出器とを有する
分析装置において、前記蛍光反応液における反応物質と
してクロモトロプ酸を用いると共に、前記合流点の下流
側で第2の反応液としてアルカリ液を合流させる送液部
を備えたものである。
【0006】さらに本発明は、上記分析装置において、
前記カラムの出口側流路の前記合流点より上流側に第2
の検出器を設けることによってホウ素を含む多成分を同
時に分析可能にしたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図1に示
す。図において、10は液体クロマトグラフ、またはイ
オンクロマトグラフ(以下、イオンクロマトグラフを含
む呼称として単に液体クロマトグラフと記す)であっ
て、送液ポンプ11によって圧送されるキャリア液1
は、試料導入部12で注入された試料をカラム13を経
て検出器14へと搬送する。この検出器14に感度を有
する成分物質はここで検出されるが、検出器14の出口
側に設けた合流点15でポンプ4によって送り込まれる
蛍光反応液2がキャリア液1の流れに合流し、反応器8
内で試料中の特定の成分と反応して蛍光性を持つ誘導体
に変化し、蛍光検出器9でこれを高感度、高選択度を以
て検出する。
【0008】ここまでの部分は一般に知られるポストカ
ラム誘導体化法による分析システムであるが、蛍光検出
される特定の成分以外に同時分析する成分がない場合は
検出器14は無くてもよい。反応器8は、試料と反応液
が十分に接触するに必要な長さの配管をコイル状に巻い
た反応コイル7を恒温槽6に収め、反応所要温度に保つ
ように構成されたものが普通であるが、室温でも反応が
進む場合は恒温槽6は不要であり、また、検出器9に至
る配管が反応コイル7の機能を代用できる場合もあり、
必ずしも反応器8が1つの装置として存在する必要はな
い。
【0009】本発明は、上記の特定の成分としてホウ素
化合物を分析するに際し、反応液2における反応物質と
してクロモトロプ酸を用いるものであって、蛍光反応液
の具体例としては、クロモトロプ酸100mgを水1L
に溶解しpH4.8に調整したものを挙げることができ
る。図2は本発明に関係する化学反応式を示したもの
で、クロモトロプ酸はホウ素と同図の(A)に示すよう
に反応し、蛍光性を持つホウ素クロモトロプ酸誘導体を
生成する。しかし、クロモトロプ酸自体も蛍光性を持っ
ているので、このままでは蛍光検出器9におけるクロモ
トロプ酸が発する蛍光のバックグラウンドが高く、ホウ
素クロモトロプ酸誘導体の蛍光は検出できない。このた
め、図1に示すように、反応器8の出口側で第2の反応
液3として水酸化ナトリウムをポンプ5によって添加
し、過剰のクロモトロプ酸を削除する。即ち、クロモト
ロプ酸は水酸化ナトリウムと図2の(B)に示すように
反応してクロモトロプ酸のナトリウム塩となり蛍光性を
失う。ホウ素クロモトロプ酸誘導体はアルカリに安定で
あり、また過剰のアルカリも蛍光検出器9に妨害を与え
ないから、蛍光検出器9でホウ素の蛍光を検出すること
が可能となる。なお、第2の反応液3は水酸化ナトリウ
ムに限らず、他のアルカリ試薬、例えばアンモニアなど
を用いてもよい。
【0010】図3(1)〜(4)に本発明になる分析装
置による分析例を示した。図において、上段(1)
(2)は蛍光検出器9の出力をクロマトグラムで示した
もので、ピークはホウ素を表す。下段(3)(4)は検
出器14(この例では、電気伝導度検出器)の出力で、
上段のホウ素と同時に得たクロマトグラムを時間軸を揃
えて表示したものであって、水中の数種の陰イオンを測
定した例である。試料は、Rは標準試料、Sは水道水で
あり、この水道水中のホウ素濃度はおよそ120μg/
Lであることが、標準試料の分析結果と比較することに
よってわかる。また、標準試料の分析から、ホウ素の定
量下限はおよそ5μg/L程度と判断できる。
【0011】図3の分析例における分析条件は下記の通
りである。 カラム:IC−A1、内径4.6mm、長さ100mm キャリア液:2.5mMフタル酸+2.4mMトリス
(ヒドロキシメチル)アミノメタンの水溶液 キャリア液流量:1mL/min 検出器14:電気伝導度検出器 検出器9:分光蛍光検出器 蛍光反応液:クロモトロプ酸100mg/L水溶液(p
H4.8)
【0012】この例では、前段の多成分分析をイオンク
ロマトグラフィとし、数種の陰イオンを測定したもので
あるが、カラム、検出器、及びキャリア液を適切に選択
することで、これ以外の成分を分析するように構成する
ことも可能である。ホウ素以外の他の成分を同時に分析
する必要がない場合は、図1における検出器14を除い
た装置構成にしてもよい。
【0013】なお、上記において反応液2及び3を送る
2つのポンプ4及び5は、各々独立したポンプであると
したが、これらは、複数の送液部を共通の駆動機構で駆
動する1台のポンプ、例えばマルチチャンネルペリスタ
リックポンプで置き換えることが可能である。これを含
めて、本発明は請求範囲に記す範囲内の種々の変形を包
含する。
【0014】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、水中のホウ素を選択的に高感度で分析することが可
能で、しかも、同じ試料中の他の複数成分を同時に分析
することができる。その上、従来の分光光度法のような
煩雑な前処理を必要とせず、処理薬として水質汚染源と
なり得る1、2−ジクロロエタンを使用することもな
い。また、ICP発光分析法に比べて分析コストが安
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す図である。
【図2】本発明に関する化学反応式を示す図である。
【図3】本発明による分析例を示す図である。
【符号の説明】
1…キャリア液 2…反応液 3…第2の反応液 4、5…ポンプ 6…恒温槽 7…反応コイル 8…反応器 9…蛍光検出器 10…液体クロマトグラフ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】キャリア液流中に分析目的成分を含む試料
    を注入し、その試料を含むキャリア液をカラムを通過さ
    せ、その下流側でキャリア液流に蛍光反応液を添加し、
    さらにその下流側で蛍光化された分析目的成分を蛍光検
    出器で検出する分析法において、前記蛍光反応液におけ
    る反応物質としてクロモトロプ酸を用いると共に、さら
    にその下流側で第2の反応液としてアルカリ液を添加す
    ることを特徴とするホウ素分析方法。
  2. 【請求項2】キャリア液を送液するポンプと、その液流
    中に分析目的成分を含む試料を注入する試料導入部と、
    その試料を含むキャリア液が通過するカラムと、そのカ
    ラムの下流側に設けた合流点でキャリア液流に蛍光反応
    液を合流させる送液部と、さらにその下流に蛍光化され
    た分析目的成分を検出する蛍光検出器とを有する分析装
    置において、前記蛍光反応液における反応物質としてク
    ロモトロプ酸を用いると共に、前記合流点より下流側で
    第2の反応液としてアルカリ液を合流させる送液部を備
    えたことを特徴とするホウ素分析装置。
  3. 【請求項3】請求項2に記載する分析装置において、前
    記カラムの出口側流路の前記合流点より上流側に第2の
    検出器を設けたことを特徴とするホウ素を含む多成分同
    時分析装置。
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