JP2009257773A - Device and method for measuring hydrophilic nonionic material content - Google Patents

Device and method for measuring hydrophilic nonionic material content Download PDF

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Tomoyuki Iwamori
智之 岩森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring method of a hydrophilic nonionic material content capable of measuring the content of a hydrophilic nonionic material in water highly accurately in a short time in online measurement, especially even in the case of repeated measurement. <P>SOLUTION: This measuring method of the hydrophilic nonionic material content has processes for: supplying mixed liquid including sample water containing the hydrophilic nonionic material and pure water to an ion exchanger 31; determining the hydrophilic nonionic material by a mass spectrometer 40 by using outflow liquid flowing out from the ion exchanger 31 as a measuring sample; and supplying the mixed liquid to the ion exchanger 31, and then supplying desorption liquid for desorbing ions adsorbed onto the ion exchanger to the ion exchanger 31. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、水中の尿素等の親水性非イオン物質の含有量を測定するための測定装置および測定方法に関する。   The present invention relates to a measuring apparatus and a measuring method for measuring the content of a hydrophilic nonionic substance such as urea in water.

水中には、尿素等の親水性非イオン物質が含まれることがあり、水の用途によっては、その含有量の監視が要求されることがある。水中の尿素の含有量の測定方法としては、比色分析法が知られている(非特許文献1参照)。
日本薬学会編「衛生試験法・注解 2000」、金原出版、2000年、p.810〜811
Water may contain hydrophilic nonionic substances such as urea, and depending on the use of water, monitoring of the content may be required. A colorimetric analysis method is known as a method for measuring the urea content in water (see Non-Patent Document 1).
Edited by the Japanese Pharmaceutical Society, “Hygiene Testing Methods / Comments 2000”, Kanehara Publishing, 2000, p. 810-811

ところが、比色分析法では、測定試料にたんぱく質が含まれていると、正の誤差を生じるため、精度が低くなるという問題を有していた。また、定量の下限値が100μg/L程度であり、それより低い濃度での測定が困難であった。
また、尿素等の親水性非イオン物質は水との親和性が高いことから、水から完全分離することが困難であり、その上、親水性非イオン物質を選択的に吸着できる吸着剤がないため、容易に濃縮できなかった。そのため、比色分析において、親水性非イオン物質を含む水溶液を濃縮する際には、濃縮時間が長くなり、その結果、濃縮工程を含めた全工程の時間が10時間以上にも及んだ。
また、水質の監視は、オンラインで測定できることが求められるが、フローインジェクション比色分析によるオンラインの自動測定が実用化されているのみである。
However, the colorimetric analysis method has a problem that if the measurement sample contains a protein, a positive error occurs and the accuracy is lowered. Moreover, the lower limit of quantification was about 100 μg / L, and measurement at a lower concentration was difficult.
Moreover, since hydrophilic nonionic substances, such as urea, have high affinity with water, it is difficult to completely separate from water, and there is no adsorbent that can selectively adsorb hydrophilic nonionic substances. Therefore, it could not be concentrated easily. Therefore, in the colorimetric analysis, when the aqueous solution containing the hydrophilic nonionic substance is concentrated, the concentration time becomes long, and as a result, the entire process including the concentration process takes 10 hours or more.
In addition, water quality monitoring is required to be able to be measured online, but online automatic measurement by flow injection colorimetric analysis has only been put into practical use.

ところで、精度が高く、オンラインで測定できる測定方法としては、質量分析計を用いる方法が知られている。しかし、親水性非イオン物質にイオンが共存している場合には、質量分析計によっても、正確に親水性非イオン物質含有量を求めることはできなかった。
そこで、質量分析計により測定する前に、あらかじめイオン交換体によりイオンを吸着させて捕捉することが考えられるが、繰り返し測定すると、測定精度が低下する傾向にあった。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、オンラインの測定が可能で、特に繰り返し測定した場合であっても、短時間かつ高精度に水中の親水性非イオン物質の含有量を測定できる親水性非イオン物質含有量の測定装置および測定方法を提供することを目的とする。
By the way, a method using a mass spectrometer is known as a measuring method with high accuracy and on-line measurement. However, when ions are present in the hydrophilic nonionic substance, the content of the hydrophilic nonionic substance cannot be accurately determined even by a mass spectrometer.
Therefore, it is conceivable that ions are adsorbed and captured in advance by an ion exchanger before measurement with a mass spectrometer. However, repeated measurement tends to lower the measurement accuracy.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be measured online. In particular, even in the case of repeated measurement, the content of hydrophilic nonionic substances in water is measured in a short time and with high accuracy. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for measuring the content of hydrophilic nonionic substances that can be produced.

本発明は、以下の態様を包含する。
[1] 純水を供給する純水供給部と、
該純水供給部から供給された純水中に、親水性非イオン物質を含有する試料水を混合して混合液を得る試料水混合部と、
前記混合液が通されるイオン交換体と、
該イオン交換体から流出した流出液を測定試料として親水性非イオン物質を定量する質量分析計と、
前記イオン交換体に吸着したイオンを脱着させる脱着液を前記イオン交換体に供給する脱着液供給部とを具備することを特徴とする親水性非イオン物質含有量の測定装置。
[2] イオン交換体が陽イオン交換体であることを特徴とする[1]に記載の親水性非イオン物質含有量の測定装置。
[3] イオン交換体が陰イオン交換体であることを特徴とする[1]に記載の親水性非イオン物質含有量の測定装置。
[4] 親水性非イオン物質が尿素である[2]に記載の親水性非イオン物質含有量の測定装置。
[5] 親水性非イオン物質を含有する試料水および純水を含む混合液をイオン交換体に供給する工程と、
前記イオン交換体から流出した流出液を測定試料として、親水性非イオン物質を質量分析計により定量する工程と、
混合液をイオン交換体に供給した後に、イオン交換体に吸着したイオンを脱着させる脱着液を前記イオン交換体に供給する工程とを有することを特徴とする親水性非イオン物質含有量の測定方法。
[6] イオン交換体として陽イオン交換体を用いることを特徴とする[5]に記載の親水性非イオン物質含有量の測定方法。
[7] イオン交換体として陰イオン交換体を用いることを特徴とする[5]に記載の親水性非イオン物質含有量の測定方法。
[8] 親水性非イオン物質が尿素である[6]に記載の親水性非イオン物質含有量の測定方法。
The present invention includes the following aspects.
[1] A pure water supply unit for supplying pure water;
A sample water mixing unit that obtains a mixed solution by mixing sample water containing a hydrophilic nonionic substance into the pure water supplied from the pure water supply unit;
An ion exchanger through which the mixture is passed;
A mass spectrometer for quantifying hydrophilic nonionic substances using the effluent flowing out of the ion exchanger as a measurement sample;
An apparatus for measuring the content of hydrophilic nonionic substances, comprising: a desorption liquid supply unit that supplies a desorption liquid for desorbing ions adsorbed to the ion exchanger to the ion exchanger.
[2] The hydrophilic nonionic substance content measuring device according to [1], wherein the ion exchanger is a cation exchanger.
[3] The hydrophilic nonionic substance content measuring device according to [1], wherein the ion exchanger is an anion exchanger.
[4] The hydrophilic nonionic substance content measuring device according to [2], wherein the hydrophilic nonionic substance is urea.
[5] supplying a mixed liquid containing sample water and pure water containing a hydrophilic nonionic substance to the ion exchanger;
Using the effluent flowing out of the ion exchanger as a measurement sample, quantifying a hydrophilic nonionic substance with a mass spectrometer,
A method for measuring the content of a hydrophilic nonionic substance, comprising: supplying a desorption liquid for desorbing ions adsorbed to the ion exchanger after the mixed liquid is supplied to the ion exchanger. .
[6] The method for measuring a hydrophilic nonionic substance content according to [5], wherein a cation exchanger is used as the ion exchanger.
[7] The method for measuring a hydrophilic nonionic substance content according to [5], wherein an anion exchanger is used as the ion exchanger.
[8] The method for measuring the content of a hydrophilic nonionic substance according to [6], wherein the hydrophilic nonionic substance is urea.

本発明の親水性非イオン物質含有量の測定装置および測定方法によれば、オンラインの測定が可能で、特に繰り返し測定した場合であっても、短時間かつ高精度に水中の親水性非イオン物質の含有量を測定できる。   According to the measurement apparatus and measurement method for the content of hydrophilic nonionic substances of the present invention, on-line measurement is possible, especially even in the case of repeated measurement, hydrophilic nonionic substances in water in a short time and with high accuracy. The content of can be measured.

<親水性非イオン物質含有量の測定装置>
本発明の親水性非イオン物質含有量の測定装置の一実施形態例について説明する。
図1に、本実施形態例の親水性非イオン物質含有量の測定装置(以下、測定装置と略す。)を示す。この測定装置1は、試料水に含まれる親水性非イオン物質の含有量を測定する装置である。
この測定装置1において測定対象になる親水性非イオン物質としては、例えば、尿素等の窒素含有化合物、メタノール、エタノール等の低級アルコール類、アセトン等のケトン類、ジメチルエーテル等のエーテル類などが挙げられる。
<Measurement device for hydrophilic nonionic substance content>
An embodiment of the measurement device for the content of hydrophilic nonionic substances of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a measurement device (hereinafter abbreviated as a measurement device) of hydrophilic nonionic substance content of the present embodiment. This measuring device 1 is a device that measures the content of a hydrophilic nonionic substance contained in sample water.
Examples of the hydrophilic nonionic substance to be measured in the measuring apparatus 1 include nitrogen-containing compounds such as urea, lower alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone, and ethers such as dimethyl ether. .

本実施形態例における測定装置1は、純水を供給する純水供給部10と、純水供給部10から供給された純水中に、親水性非イオン物質を含有する試料水を混合して混合液を得る試料水混合部20と、混合液が通されるイオン交換体31をカラムとして備える液体クロマトグラフ30と、液体クロマトグラフ30から流出した流出液を測定試料として親水性非イオン物質を定量する質量分析計40と、液体クロマトグラフ30に脱着液を供給する脱着液供給部50と、液体クロマトグラフ30の下流側かつ質量分析計40の上流側に設置され、流出液の流路を切り換える流路切換弁60とを具備する。
また、測定装置1は、純水供給部10を試料水混合部20に接続する第1の配管71および第2の配管72と、試料水混合部20を液体クロマトグラフ30に接続する第3の配管73と、液体クロマトグラフ30を流路切換弁60に接続する第4の配管74と、流路切換弁60を質量分析計40に接続する第5の配管75と、脱着液供給部50を第2の配管72に接続する第6の配管76と、流路切換弁60に接続され、流出液を測定装置1から排出するための第7の配管77とを具備する。
The measuring apparatus 1 according to the present embodiment includes a pure water supply unit 10 that supplies pure water, and sample water containing a hydrophilic nonionic substance is mixed with pure water supplied from the pure water supply unit 10. A sample water mixing unit 20 for obtaining a mixed liquid, a liquid chromatograph 30 having an ion exchanger 31 through which the mixed liquid is passed as a column, and a non-ionic substance that is hydrophilic using an effluent discharged from the liquid chromatograph 30 as a measurement sample. A mass spectrometer 40 for quantification, a desorption liquid supply unit 50 for supplying a desorption liquid to the liquid chromatograph 30, and a downstream side of the liquid chromatograph 30 and an upstream side of the mass spectrometer 40, and a flow path for the effluent. And a flow path switching valve 60 for switching.
The measuring apparatus 1 also includes a first pipe 71 and a second pipe 72 that connect the pure water supply unit 10 to the sample water mixing unit 20, and a third pipe that connects the sample water mixing unit 20 to the liquid chromatograph 30. A pipe 73, a fourth pipe 74 that connects the liquid chromatograph 30 to the flow path switching valve 60, a fifth pipe 75 that connects the flow path switching valve 60 to the mass spectrometer 40, and the desorption liquid supply unit 50 A sixth pipe 76 connected to the second pipe 72 and a seventh pipe 77 connected to the flow path switching valve 60 for discharging the effluent from the measuring device 1 are provided.

測定装置1を構成する純水供給部10は、純水が充填された純水タンク11と、純水タンク11から純水を試料水混合部20に供給するための純水供給用ポンプ12とを具備する。このような純水供給部10では、純水タンク11中の純水を純水供給用ポンプ12によって試料水混合部20に供給できるようになっている。   The pure water supply unit 10 constituting the measuring device 1 includes a pure water tank 11 filled with pure water, and a pure water supply pump 12 for supplying pure water from the pure water tank 11 to the sample water mixing unit 20. It comprises. In such a pure water supply unit 10, the pure water in the pure water tank 11 can be supplied to the sample water mixing unit 20 by the pure water supply pump 12.

試料水混合部20は、純水供給部10によって供給された純水に試料水を注入する手段を有する。その注入は自動であってもよいし、手動であってもよい。
また、試料水混合部20は、水を取り扱う設備に接続されて、水を取り扱う設備から採取された試料水を注入できるようになっている。
The sample water mixing unit 20 has means for injecting sample water into the pure water supplied by the pure water supply unit 10. The injection may be automatic or manual.
The sample water mixing unit 20 is connected to a facility that handles water, and can inject sample water collected from the facility that handles water.

液体クロマトグラフ30としては、公知の高速液体クロマトグラフを用いることができる。
液体クロマトグラフ30が備えるイオン交換体31は、質量分析計40における親水性非イオン物質のイオン化方法に応じて適宜選択する。すなわち、質量分析計40にて、親水性非イオン物質がイオン化して正イオンになる場合には、試料水中に陽イオンが共存すると測定精度が低下するため、イオン交換体31として陽イオン交換体を用いる。陽イオン交換体としては、例えば、スルホン酸基、カルボキシル基等の酸基を有する樹脂などが挙げられる。
一方、質量分析計40にて、親水性非イオン物質がイオン化して負イオンになる場合には、試料水中に陰イオンが共存すると測定精度が低下するため、イオン交換体31として陰イオン交換体を用いる。陰イオン交換体としては、例えば、4級アンモニウム基を有する樹脂などが挙げられる。
また、イオン交換体としては、例えば、イオン交換樹脂、シリカゲルイオン交換体、モノリス状有機多孔質イオン交換体等を用いることができる。
As the liquid chromatograph 30, a known high-speed liquid chromatograph can be used.
The ion exchanger 31 provided in the liquid chromatograph 30 is appropriately selected according to the ionization method of the hydrophilic nonionic substance in the mass spectrometer 40. That is, in the mass spectrometer 40, when the hydrophilic nonionic substance is ionized to become positive ions, the measurement accuracy decreases when cations coexist in the sample water. Is used. Examples of the cation exchanger include a resin having an acid group such as a sulfonic acid group or a carboxyl group.
On the other hand, when the hydrophilic nonionic substance is ionized into negative ions in the mass spectrometer 40, the anion exchanger 31 serves as the ion exchanger 31 because the measurement accuracy decreases when anions coexist in the sample water. Is used. Examples of the anion exchanger include a resin having a quaternary ammonium group.
Moreover, as an ion exchanger, an ion exchange resin, a silica gel ion exchanger, a monolithic organic porous ion exchanger, etc. can be used, for example.

質量分析計40としては特に限定されない。例えば、質量分析を行う際のイオン化方法は、大気圧化学イオン化法、高速電子衝突法、エレクトロスプレーイオン化法などのいずれであってもよい。
また、分析部は、磁場偏向型、四重極型、イオントラップ型、飛行時間型、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴型のいずれであってもよい。
The mass spectrometer 40 is not particularly limited. For example, the ionization method for performing mass spectrometry may be any one of an atmospheric pressure chemical ionization method, a fast electron impact method, an electrospray ionization method, and the like.
The analysis unit may be any of a magnetic field deflection type, a quadrupole type, an ion trap type, a time-of-flight type, and a Fourier transform ion cyclotron resonance type.

脱着液供給部50は、脱着液が充填された脱着液タンク51と、脱着液タンク51から純水を試料水混合部20に供給するための脱着液供給用ポンプ52とを具備する。このような脱着液供給部50では、脱着液タンク51中の脱着液を脱着液供給用ポンプ52によって試料水混合部20に供給できるようになっている。
ここで、脱着液は、イオン交換体31に吸着したイオンをイオン交換体31から脱着させて溶離させる液である。イオン交換体が陽イオン交換体である場合の脱着液としては、ギ酸、酢酸等の有機酸の水溶液、塩酸、硫酸等の鉱酸などを用いることができる。中でも、測定装置の腐食を抑制できることから、ギ酸、酢酸がより好ましい。
また、イオン交換体が陰イオン交換体である場合の脱着液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニウム塩等のアルカリの水溶液などを用いることができる。
The desorption liquid supply unit 50 includes a desorption liquid tank 51 filled with the desorption liquid, and a desorption liquid supply pump 52 for supplying pure water from the desorption liquid tank 51 to the sample water mixing unit 20. In such a desorption liquid supply unit 50, the desorption liquid in the desorption liquid tank 51 can be supplied to the sample water mixing unit 20 by the desorption liquid supply pump 52.
Here, the desorption liquid is a liquid that causes ions adsorbed on the ion exchanger 31 to be desorbed from the ion exchanger 31 and eluted. When the ion exchanger is a cation exchanger, an aqueous solution of an organic acid such as formic acid or acetic acid, a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, or the like can be used. Among these, formic acid and acetic acid are more preferable because corrosion of the measuring device can be suppressed.
Moreover, as a desorption liquid in case an ion exchanger is an anion exchanger, alkaline aqueous solutions, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium salt, etc. can be used, for example.

流路切換弁60は、第4の配管74を通過した流出液の流路を、第5の配管75および第7の配管77の一方に切り換えるためのものである。なお、流出液が第7の配管77に通された場合には、測定装置1から排出するようになっている。   The flow path switching valve 60 is for switching the flow path of the effluent that has passed through the fourth pipe 74 to one of the fifth pipe 75 and the seventh pipe 77. Note that when the effluent is passed through the seventh pipe 77, the effluent is discharged from the measuring device 1.

<親水性非イオン物質含有量の測定方法>
次に、上記測定装置1を用いた親水性非イオン物質含有量の測定方法(以下、測定方法と略す。)について説明する。
本実施形態例における測定方法では、まず、純水供給部10の純水タンク11から純水供給用ポンプ12により純水を、第1の配管71および第2の配管72を介して、試料水混合部20に供給する。
このときに供給する純水は、質量分析計40に試料水を送り込むためのキャリアの役割を果たすものである。また、純水としては、測定精度を高める点では、親水性非イオン物質が含まれないものを使用することが好ましい。
<Measurement method of hydrophilic nonionic substance content>
Next, a method for measuring the content of the hydrophilic nonionic substance using the measuring device 1 (hereinafter abbreviated as a measuring method) will be described.
In the measurement method according to this embodiment, first, pure water is supplied from the pure water tank 11 of the pure water supply unit 10 by the pure water supply pump 12 through the first pipe 71 and the second pipe 72. Supply to the mixing unit 20.
The pure water supplied at this time serves as a carrier for feeding sample water into the mass spectrometer 40. In addition, as pure water, it is preferable to use pure water that does not contain a hydrophilic nonionic substance in terms of improving measurement accuracy.

次いで、試料水混合部20にて、純水に試料水を注入し、混合して混合液を得る。
次いで、その混合液を、第3の配管73を介して液体クロマトグラフ30に供給し、イオン交換体31に通過させる。このとき、混合液中に含まれるイオンをイオン交換体31によって吸着させて捕捉する。
Next, in the sample water mixing unit 20, sample water is poured into pure water and mixed to obtain a mixed solution.
Next, the mixed solution is supplied to the liquid chromatograph 30 through the third pipe 73 and passed through the ion exchanger 31. At this time, ions contained in the mixed solution are adsorbed by the ion exchanger 31 and captured.

次いで、液体クロマトグラフ30のイオン交換体31から流出した流出液を、第4の配管74を介して、あらかじめ第4の配管74と第5の配管75とが連通するように流路が切り換えられた流路切換弁60に供給し、第5の配管75を介して質量分析計40に供給する。そして、質量分析計40にて、混合液を測定試料として親水性非イオン物質を定量する。   Subsequently, the flow path of the effluent that has flowed out from the ion exchanger 31 of the liquid chromatograph 30 is switched in advance so that the fourth pipe 74 and the fifth pipe 75 communicate with each other via the fourth pipe 74. Supplied to the flow path switching valve 60 and supplied to the mass spectrometer 40 via the fifth pipe 75. Then, in the mass spectrometer 40, the hydrophilic nonionic substance is quantified using the mixed solution as a measurement sample.

その後、純水供給部10からの純水の供給を停止すると共に、流路切換弁60の流路を、第4の配管74と第7の配管77が連通するように切り換える。
次いで、脱着液供給部50の脱着液タンク51から脱着液供給用ポンプ52により脱着液を、第6の配管76、第2の配管72、試料水混合部20および第3の配管73を介して、液体クロマトグラフ30に供給する。これにより、イオン交換体31に脱着液を通過させて、イオン交換体31に吸着したイオンを脱着させて再生させる。イオンを含んだ脱着液は、第4の配管74、流路切換弁60および第7の配管77を介して測定装置1から排出させる。
Thereafter, the supply of pure water from the pure water supply unit 10 is stopped, and the flow path of the flow path switching valve 60 is switched so that the fourth pipe 74 and the seventh pipe 77 communicate with each other.
Next, the desorption liquid is supplied from the desorption liquid tank 51 of the desorption liquid supply unit 50 by the desorption liquid supply pump 52 through the sixth pipe 76, the second pipe 72, the sample water mixing unit 20, and the third pipe 73. To the liquid chromatograph 30. Thereby, the desorption liquid is passed through the ion exchanger 31, and the ions adsorbed on the ion exchanger 31 are desorbed and regenerated. The desorption liquid containing ions is discharged from the measuring device 1 through the fourth pipe 74, the flow path switching valve 60, and the seventh pipe 77.

次いで、脱着液供給部50からの脱着液の供給を停止すると共に、流路切換弁60の流路を、第4の配管74と第5の配管75が連通するように切り換える。
上記の一連の工程を所定の間隔で繰り返し行うことにより、所定の間隔で親水性非イオン物質含有量を測定することができる。
Next, the supply of the desorption liquid from the desorption liquid supply unit 50 is stopped, and the flow path of the flow path switching valve 60 is switched so that the fourth pipe 74 and the fifth pipe 75 communicate with each other.
By repeating the above series of steps at a predetermined interval, the content of hydrophilic nonionic substance can be measured at a predetermined interval.

以上説明した測定装置1および測定方法では、試料水に親水性非イオン物質と共に含まれるイオンを、液体クロマトグラフ30のイオン交換体31によって捕捉できるため、質量分析計40では、イオンが共存しない測定試料で親水性非イオン物質の含有量を測定できる。しかも、混合液をイオン交換体31に通した後に、脱着液供給部50によって脱着液をイオン交換体31に供給するため、イオン交換体31に吸着したイオンを脱着させることができる。その結果、繰り返し測定する場合には、再生されたイオン交換体31に混合液を通すことができるため、充分にイオンを捕捉することができ、測定精度の低下を防止できる。これらのことから、上記測定装置1および測定方法によれば、繰り返し測定しても親水性非イオン物質の含有量を高精度に測定できる。
また、上記測定装置1および測定方法では、試料水濃縮操作がないため、短時間に測定できる。
さらに、上記測定装置1および測定方法では、試料水混合部20に水を取り扱う設備を接続することにより、オンラインで測定できる。
In the measurement apparatus 1 and the measurement method described above, ions contained in the sample water together with the hydrophilic nonionic substance can be captured by the ion exchanger 31 of the liquid chromatograph 30, so that the mass spectrometer 40 does not coexist with ions. The content of hydrophilic nonionic substances can be measured on the sample. Moreover, since the desorption liquid is supplied to the ion exchanger 31 by the desorption liquid supply unit 50 after passing the mixed liquid through the ion exchanger 31, the ions adsorbed on the ion exchanger 31 can be desorbed. As a result, in the case of repeated measurement, the mixed solution can be passed through the regenerated ion exchanger 31, so that ions can be sufficiently captured and a reduction in measurement accuracy can be prevented. From these things, according to the said measuring apparatus 1 and the measuring method, even if it measures repeatedly, content of a hydrophilic nonionic substance can be measured with high precision.
Moreover, in the said measuring apparatus 1 and a measuring method, since there is no sample water concentration operation, it can measure in a short time.
Furthermore, in the measurement apparatus 1 and the measurement method, measurement can be performed online by connecting water handling equipment to the sample water mixing unit 20.

なお、本発明は、上記実施形態例に限定されない。
例えば、上記実施形態例では、流路切換弁60を具備して流出液の流路を切り換えていたが、流路切換弁60を具備せずに流出液の全てを質量分析計40に送っても構わない。
また、上記実施形態例では、イオン交換体31が液体クロマトグラフ30に備えられていたが、液体クロマトグラフ30に備えられていない単体のものであっても構わない。例えば、固相抽出カラム、イオン交換樹脂を充填したカラム等であってもよい。
Note that the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the embodiment described above, the flow path switching valve 60 is provided and the flow path of the effluent is switched. However, all of the effluent is sent to the mass spectrometer 40 without the flow path switching valve 60. It doesn't matter.
In the above embodiment, the ion exchanger 31 is provided in the liquid chromatograph 30, but it may be a single one that is not provided in the liquid chromatograph 30. For example, a solid phase extraction column, a column packed with an ion exchange resin, or the like may be used.

上述した測定装置および測定方法は、半導体、液晶などの電子部品の製造に使用する水の設備、水道水用の浄水場、医療用水の製造設備、発電所における微量の親水性非イオン物質の監視に好適に利用できる。
また、水中の親水性非イオン物質を分解する装置における分解量の監視に利用できる。
The above-described measuring apparatus and measuring method are used to monitor a small amount of hydrophilic nonionic substances in water equipment used in the production of electronic components such as semiconductors and liquid crystals, tap water purification plants, medical water production equipment, and power plants. Can be suitably used.
It can also be used for monitoring the amount of decomposition in an apparatus for decomposing hydrophilic nonionic substances in water.

上記測定装置1を用いて、表1に示す試料水の尿素含有量を、以下のように測定した。
まず、純水供給部10の純水タンク11から純水供給用ポンプ12により純水を、第1の配管71および第2の配管72を介して、試料水混合部20であるオートサンプラーに流量0.2mL/分で供給した。
次いで、試料水混合部20にて、純水に試料水を注入して混合液を調製した。次いで、その混合液を、第3の配管73を介して液体クロマトグラフ30(アジレントテクノロジー社製Agilent1100)に供給し、イオン交換体31(陽イオン交換樹脂、東ソー(株)製IC−Cation、内径4.6mm×長さ50mm)に通過させた。
次いで、液体クロマトグラフ30のイオン交換体31から流出した流出液を、第4の配管74を介して、あらかじめ第4の配管74と第5の配管75とが連通するように流路が切り換えられた流路切換弁60に供給した。さらに、第5の配管75を介して質量分析計40(アプライドバイオシステムズ社製API 3200QTRAP LC/MS/MSシステム)に供給して、尿素を定量した。測定結果を表1に示す。
Using the measurement apparatus 1, the urea content of the sample water shown in Table 1 was measured as follows.
First, pure water is supplied from the pure water tank 11 of the pure water supply unit 10 to the autosampler which is the sample water mixing unit 20 via the first pipe 71 and the second pipe 72 by the pure water supply pump 12. Feeded at 0.2 mL / min.
Next, sample water was injected into pure water at the sample water mixing unit 20 to prepare a mixed solution. Next, the mixed solution is supplied to the liquid chromatograph 30 (Agilent Technologies Agilent 1100) via the third pipe 73, and the ion exchanger 31 (cation exchange resin, Tosoh Corporation IC-Cation, inner diameter). 4.6 mm × length 50 mm).
Subsequently, the flow path of the effluent that has flowed out from the ion exchanger 31 of the liquid chromatograph 30 is switched in advance so that the fourth pipe 74 and the fifth pipe 75 communicate with each other via the fourth pipe 74. The flow path switching valve 60 was supplied. Furthermore, it was supplied to the mass spectrometer 40 (API 3200QTRAP LC / MS / MS system manufactured by Applied Biosystems) via the fifth pipe 75 to quantify urea. The measurement results are shown in Table 1.

純水の供給開始から10分後に、純水供給部10からの純水の供給を停止すると共に、流路切換弁60の流路を、第4の配管74と第7の配管77とが連通するように切り換えた。
次いで、脱着液供給部50の脱着液タンク51から脱着液供給用ポンプ52により脱着液である0.1質量%のギ酸水溶液を液体クロマトグラフ30に供給し、イオン交換体31に脱着液を通過させた。イオンを含んだ脱着液は、第7の配管77を介して測定装置1から排出させた。
次いで、純水の供給開始から15分後に、脱着液供給部50からの脱着液の供給を停止すると共に、流路切換弁60の流路を、第4の配管74と第5の配管75とが連通するように切り換えた。そして、再び、純水供給部10の純水タンク11から純水供給用ポンプ12により純水を試料水混合部20であるオートサンプラーに供給した。
はじめの純水の供給開始から20分後には、試料水混合部20を流れる液が、脱着液から純水に置換されたことを確認した。よって、この測定装置1における測定時間は20分であった。
Ten minutes after the start of the supply of pure water, the supply of pure water from the pure water supply unit 10 is stopped and the flow path of the flow path switching valve 60 is communicated with the fourth pipe 74 and the seventh pipe 77. Switched to
Next, a 0.1 mass% formic acid aqueous solution as a desorption liquid is supplied to the liquid chromatograph 30 from the desorption liquid tank 51 of the desorption liquid supply unit 50 by the desorption liquid supply pump 52, and passes through the desorption liquid to the ion exchanger 31. I let you. The desorption liquid containing ions was discharged from the measurement apparatus 1 through the seventh pipe 77.
Next, 15 minutes after the start of the supply of pure water, the supply of the desorption liquid from the desorption liquid supply unit 50 is stopped, and the flow path of the flow path switching valve 60 is connected to the fourth pipe 74 and the fifth pipe 75. Switched to communicate. Then, pure water was again supplied from the pure water tank 11 of the pure water supply unit 10 to the auto sampler as the sample water mixing unit 20 by the pure water supply pump 12.
After 20 minutes from the start of supplying the first pure water, it was confirmed that the liquid flowing through the sample water mixing unit 20 was replaced with pure water from the desorption liquid. Therefore, the measurement time in this measuring apparatus 1 was 20 minutes.

Figure 2009257773
Figure 2009257773

上記測定方法では、ギ酸によってイオン交換体が再生されているから、2回目以降の測定でも、1回目と同様の測定精度を保つことができる。   In the above measurement method, since the ion exchanger is regenerated by formic acid, the same measurement accuracy as the first time can be maintained in the second and subsequent measurements.

本発明の親水性非イオン物質含有量の測定装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the measuring apparatus of hydrophilic nonionic substance content of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 測定装置(親水性非イオン物質含有量の測定装置)
10 純水供給部
11 純水タンク
12 純水供給用ポンプ
20 試料水混合部
30 液体クロマトグラフ
31 イオン交換体
40 質量分析計
50 脱着液供給部
51 脱着液タンク
52 脱着液供給用ポンプ
60 流路切換弁
71 第1の配管
72 第2の配管
73 第3の配管
74 第4の配管
75 第5の配管
76 第6の配管
77 第7の配管
1 Measuring device (Measuring device for hydrophilic nonionic substance content)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pure water supply part 11 Pure water tank 12 Pure water supply pump 20 Sample water mixing part 30 Liquid chromatograph 31 Ion exchanger 40 Mass spectrometer 50 Desorption liquid supply part 51 Desorption liquid tank 52 Desorption liquid supply pump 60 Flow path Switch valve 71 1st piping 72 2nd piping 73 3rd piping 74 4th piping 75 5th piping 76 6th piping 77 7th piping

Claims (8)

純水を供給する純水供給部と、
該純水供給部から供給された純水中に、親水性非イオン物質を含有する試料水を混合して混合液を得る試料水混合部と、
前記混合液が通されるイオン交換体と、
該イオン交換体から流出した流出液を測定試料として親水性非イオン物質を定量する質量分析計と、
前記イオン交換体に吸着したイオンを脱着させる脱着液を前記イオン交換体に供給する脱着液供給部とを具備することを特徴とする親水性非イオン物質含有量の測定装置。
A pure water supply section for supplying pure water;
A sample water mixing unit that obtains a mixed solution by mixing sample water containing a hydrophilic nonionic substance into the pure water supplied from the pure water supply unit;
An ion exchanger through which the mixture is passed;
A mass spectrometer for quantifying hydrophilic nonionic substances using the effluent flowing out of the ion exchanger as a measurement sample;
An apparatus for measuring the content of hydrophilic nonionic substances, comprising: a desorption liquid supply unit that supplies a desorption liquid for desorbing ions adsorbed to the ion exchanger to the ion exchanger.
イオン交換体が陽イオン交換体であることを特徴とする請求項1に記載の親水性非イオン物質含有量の測定装置。   2. The hydrophilic nonionic substance content measuring apparatus according to claim 1, wherein the ion exchanger is a cation exchanger. イオン交換体が陰イオン交換体であることを特徴とする請求項1に記載の親水性非イオン物質含有量の測定装置。   2. The hydrophilic nonionic substance content measuring apparatus according to claim 1, wherein the ion exchanger is an anion exchanger. 親水性非イオン物質が尿素である請求項2に記載の親水性非イオン物質含有量の測定装置。   The hydrophilic nonionic substance content measuring device according to claim 2, wherein the hydrophilic nonionic substance is urea. 親水性非イオン物質を含有する試料水および純水を含む混合液をイオン交換体に供給する工程と、
前記イオン交換体から流出した流出液を測定試料として、親水性非イオン物質を質量分析計により定量する工程と、
混合液をイオン交換体に供給した後に、イオン交換体に吸着したイオンを脱着させる脱着液を前記イオン交換体に供給する工程とを有することを特徴とする親水性非イオン物質含有量の測定方法。
Supplying a mixed liquid containing sample water and pure water containing a hydrophilic nonionic substance to the ion exchanger;
Using the effluent flowing out of the ion exchanger as a measurement sample, quantifying a hydrophilic nonionic substance with a mass spectrometer,
A method for measuring the content of a hydrophilic nonionic substance, comprising: supplying a desorption liquid for desorbing ions adsorbed to the ion exchanger after the mixed liquid is supplied to the ion exchanger. .
イオン交換体として陽イオン交換体を用いることを特徴とする請求項5に記載の親水性非イオン物質含有量の測定方法。   6. The method for measuring a hydrophilic nonionic substance content according to claim 5, wherein a cation exchanger is used as the ion exchanger. イオン交換体として陰イオン交換体を用いることを特徴とする請求項5に記載の親水性非イオン物質含有量の測定方法。   6. The method for measuring a hydrophilic nonionic substance content according to claim 5, wherein an anion exchanger is used as the ion exchanger. 親水性非イオン物質が尿素である請求項6に記載の親水性非イオン物質含有量の測定方法。   The method for measuring the content of a hydrophilic nonionic substance according to claim 6, wherein the hydrophilic nonionic substance is urea.
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