JP2003043025A - フッ化物イオン検出用プレートおよびそれを用いたフッ化物イオン濃度判定方法 - Google Patents

フッ化物イオン検出用プレートおよびそれを用いたフッ化物イオン濃度判定方法

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JP2003043025A
JP2003043025A JP2001226496A JP2001226496A JP2003043025A JP 2003043025 A JP2003043025 A JP 2003043025A JP 2001226496 A JP2001226496 A JP 2001226496A JP 2001226496 A JP2001226496 A JP 2001226496A JP 2003043025 A JP2003043025 A JP 2003043025A
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fluoride ion
alc
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Emiko Kaneko
恵美子 金子
Kura Hoshi
座 星
Kunihiko Akatsuka
邦彦 赤塚
Takao Yotsuyanagi
隆夫 四ツ柳
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フッ化物イオン濃度の簡易目視定量を可能とす
る方法の提供 【解決手段】薄層クロマトグラフィーに用いるオクタデ
シル基結合シリカゲル(ODS)プレートに、La−A
LC錯体を含浸させて固相媒体としたものを用いる。こ
のODSプレート上に、フッ化物イオンを含む試料をス
ポットして、スポット・テストを行う。スポット・テス
トは、フッ化物イオンを含む試料溶液、緩衝溶液、エタ
ノールの2:1:1混合溶液を、上記の含浸プレート上
に0.1mlスポットして、30分静置後に拭き取り、
その色を目視してフッ化物イオン濃度を判定する。La
−ALC錯体を含浸させた薄層プレートに試料溶液をス
ポットすると、赤紫色のプレートがフッ化物イオンの濃
度に依存して、青〜白へ変色する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フッ化物イオンの
検出方法に関するものであり、特に、目視により簡易に
定量測定ができる方法に関するものである。
【0002】
【技術的背景】希土類金属のアリザリンコンプレクソン
(3-[[bis(carboxymethyl)amino]methyl]-1,2-dihydrox
yanthraquinone;ALCorH4L)錯体は、フッ化物イオンと
反応すると赤紫から青紫へ特徴的な変色を示す。図1
は、アリザリンコンプレクソン(ALC)の構造を示
す。アリザリンコンプレクソン自身の色は黄色である。
図2は、フッ素ランタンALC系の吸収スペクトルであ
る。図2は、フッ素:2.38×10−5M、アルフッ
ソン:1.5g/l、エタノール:25%で測定した。
図から分かるように、ランタン錯体は赤、フッ素三元錯
体は青紫色を呈し、544nm,568nmにそれぞれ
ピークを持っている。また、図3(a)は、ランタン−
アリザリンコンプレクソンのフッ化物イオン濃度依存性
を示したグラフである。図中の矢印は、フッ化物イオン
濃度3×10 −5Mから0.1Mまで増加したときの溶
液吸収スペクトルが変化する様子を示している。これで
分かるように、フッ化物イオン濃度が増えるに従って、
溶液の色は、ランタン−フッ素−アリザリンコンプレク
ソンの色である青紫が濃くなってくる。しかし、ある濃
度以上になると、ランタン−アリザリンコンプレクソン
の色である赤紫となってくる。これは、図3(b)に示
すように、フッ化物イオンが過剰となると、正のランタ
ン・イオンと負のフッ化物イオンが結合して、フッ素−
ランタン−アリザリンコンプレクソンの3元錯体の性質
が薄れてくると考えられている。
【0003】さて、この方法は、感度、再現性に優れ、
また妨害元素の少なく、優れた方法として知られてい
る。しかしながら、試薬ブランク、平衡への到達が遅
い、フッ化物イオンに対する親和力が不十分である等の
欠陥があるため、この欠陥を克服するために、様々な改
良法が提案されている。フッ化物イオンとの反応に際し
て、混合配位子錯体の形成を伴うシステムの研究は多
く、誘導体を用いる方法の報告、金属錯体からAlLを
乖離させて脱色する現象等、多くの報告がなされてい
る。しかし、赤と青紫という微妙な色変化が目視検出に
不適切であるため、従来は、目視によりフッ化物イオン
濃度を識別可能とするものは存在しなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フッ
化物イオン濃度の簡易目視定量を可能とする方法の提供
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、オクタデシル基結合シリカゲル(OD
S)プレートに、ランタン−アリザリンコンプレクソン
(La−ALC)溶液を含浸させたことを特徴とするフ
ッ化物イオン検出用プレートである。また、このフッ化
物イオン検出用プレートに液状の試料をスポット状に落
とし、一定時間静止後、落とした部分の色を目視して、
前記試料のフッ化物イオン濃度を判定することを特徴と
するフッ化物イオン濃度判定方法も本発明である。含浸
するLa−ALCの含浸時間を変えた複数のフッ化物イ
オン検出用プレートを用意し、それぞれのフッ化物イオ
ン検出用プレートに試料をスポット状に落とし、該試料
を落としたプレート部分の色を目視して、前記試料のフ
ッ化物イオン濃度を判定することもできる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を説明する。発明者たちは、ODS薄層クロマ
トグラフィーに用いるオクタデシル基結合シリカゲル
(ODS)プレートに、ALC、La−ALC,F−L
a−ALCを含浸させて、その展開挙動を観察した。そ
の結果、 1.ALCはテーリングを伴って展開される。 2.La−ALC錯体(赤紫)はODS上に固定され
る。 3.F−La−ALC錯体(青紫)は展開されて、AL
Cに乖離する。 等が見いだされた。なお、図4に、デンシトメーターに
よるODS固相上の反射吸収スペクトルを示す。図4に
おいて、ALC溶液は4.6×10−4M溶液であり、
Laは4.0×10−4M、Fは5×10−2M含まれ
ている。pHは4.5で、エタノールを30%含んでい
る。これらの知見を利用して、本発明は、薄層クロマト
グラフィーに用いるオクタデシル基結合シリカゲル(O
DS)プレートに、La−ALC錯体を含浸させて固相
媒体としたものを用いて、フッ化物イオンを検出する。
【0007】図5に、La−ALC含浸プレートを作製
する過程を示す。まず、ALC:0.433g/200
mlの溶液に0.5M水酸化ナトリウム溶液5mlを加
え、緩衝溶液を加えて、pH4.5の2.3×10−3
MのALC溶液500mlにメスアップした。ここで用
いている緩衝溶液は、0.2Mコハク酸溶液にヘキサミ
ン溶液を適宜加えてpH4.5とした。図5に示す様
に、10mlのメスフラスコに、上述のALC溶液2m
l、2.0×10―3硝酸ランタン溶液、pH4.5の
緩衝溶液1mlを加えて、エタノールで全量10mlと
した。その後、1時間放置したあと、シャーレに移し
た。これに薄層プレートを5分間浸漬し、乾燥させてス
ポット・テスト用の媒体とする。このODSプレート
は、La−ALCの色である赤紫を呈している。このプ
レート上に、フッ化物イオンを含む試料をスポットし
て、スポット・テストを行う。スポット・テストは、図
6に示すように、フッ化物イオンを含む試料溶液、緩衝
溶液、エタノールの2:1:1混合溶液を、上記の含浸
プレート上に0.1mlスポットして、30分静置後に
拭き取り、その色を目視してフッ化物イオン濃度を判定
する。
【0008】La−ALC錯体を含浸させた薄層プレー
トに試料溶液をスポットすると、赤紫色のプレートがフ
ッ化物イオンの濃度に依存して、青〜白へ変色する。青
色の呈色は、フッ化物イオンに対してプレートに含浸さ
れたLa−ALCが過剰に存在する条件下で得られる。
一方、フッ化物イオンを過剰に加えると、錯体の乖離に
よってスポットは白に変色する。この現象に基づいて鮮
明な目視識別が可能となった。この様子を図7に示す。
図7は、フッ化物イオン濃度を、ブランク、5ppm,
50ppm,500ppmの溶液をスポットしたもので
ある。この結果、5ppmからスポットの円周部が青く
なっているのが、肉眼で確認できる。フッ化物イオン高
濃度(500ppm)では、スポットは白色を呈する。
この現象は、フッ化物イオンが過剰である状態の下で、
La−ALC錯体もALCに乖離し、色が消えてしまう
という速度論的に不安定な錯体の乖離現象によって説明
される。これをまとめると、図8に示すように、含浸プ
レートを用いることにより、赤紫色のプレートがフッ化
物イオンの濃度に依存して、青色のリングがスポットの
円周部に見える場合(図8(a)参照)と、スポットが
白色を呈する場合とがある(図8(b)参照)。このよ
うに、青〜白へ変色することで、ppmレベルのフッ化
物イオン濃度について定量測定が、簡便なスポット・テ
ストにより可能である。この方法では、プレートに含浸
させるLa錯体量の制御によって、検出濃度レベルを設
計することが可能である。この方法による検出限界は1
ppmである。
【0009】
【実施例】プレートに対するLa−ALC溶液の含浸時
間による、検出できるフッ化物イオン濃度の変化の例を
以下に述べる。なお、フッ化物イオンを含む試料溶液は
30分静止状態とした後に拭き取った。
【表1】 このように、プレートの色の濃さを含浸時間により制御
することで、スポットが白色となる濃度が変わるので、
スポットの周囲が青色に変わることを合わせて、簡易に
フッ化物イオンの濃度の定量的測定を行うことが可能で
ある。
【0010】
【発明の効果】上述するように、本発明の構成により、
La−ALCをODSプレートに含浸した含浸プレート
を用いることにより、フッ化物イオンの濃度に対する、
目視による簡便な検査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】アリザリンコンプレクソン(ALC)の構造を
示す図である。
【図2】F−La−ALCおよびLa−ALCの吸収ス
ペクトルを示す図である。
【図3】フッ化物イオンの濃度によるF−La−ALC
吸収スペクトルの変化を示す図である。
【図4】OSDプレートに含浸したALC,La−AL
C,F−La−ALCのスペクトルを示す図である。
【図5】含浸プレートの制作過程を示す図である。
【図6】スポット・テストの様子を示す図である。
【図7】スポット・テストの結果を示す図である。
【図8】スポット・テストのまとめを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 四ツ柳 隆夫 宮城県仙台市青葉区中山吉成二丁目9番10 号 Fターム(参考) 2G042 BB18 CB03 DA08 FA11 FB05 FC01 2G054 CA10 CE01 EA06 EA10 GB04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オクタデシル基結合シリカゲル(OD
    S)プレートに、ランタン−アリザリンコンプレクソン
    (La−ALC)溶液を含浸させたことを特徴とするフ
    ッ化物イオン検出用プレート。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のフッ化物イオン検出用プ
    レートに液状の試料をスポット状に落とし、 一定時間静止後、落とした部分の色を目視して、前記試
    料のフッ化物イオン濃度を判定することを特徴とするフ
    ッ化物イオン濃度判定方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のフッ化物イオン濃度判定
    方法において、 含浸するLa−ALCの含浸時間を変えた複数のフッ化
    物イオン検出用プレートを用意し、 それぞれのフッ化物イオン検出用プレートに試料をスポ
    ット状に落とし、 該試料を落としたプレート部分の色を目視して、前記試
    料のフッ化物イオン濃度を判定することを特徴とするフ
    ッ化物イオン濃度判定方法。
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