JP2014182082A - Analytical method and analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分析方法及び分析装置に関し、より詳しくは、試料中の窒素又は窒素及び炭素の含有量を測定するための分析方法及び分析装置に関する。 The present invention relates to an analysis method and an analysis apparatus, and more particularly to an analysis method and an analysis apparatus for measuring the content of nitrogen or nitrogen and carbon in a sample.
従来、食品及び飼料に含まれる全窒素の分析には、ケルダール法が用いられていたが、ケルダール法は、測定作業中に濃硫酸やアルカリ薬品を用いるものであるため、作業環境が悪いこと、労働安全環境が損なわれること等が問題視されていた。そこで、ケルダール法に代わる分析手法として、全窒素・全炭素測定装置が注目を集めている。 Conventionally, the Kjeldahl method has been used for the analysis of total nitrogen contained in food and feed, but the Kjeldahl method uses concentrated sulfuric acid or alkaline chemicals during the measurement work, so that the working environment is bad, There was a problem that the occupational safety environment was damaged. Therefore, as an alternative to Kjeldahl method, total nitrogen and total carbon measuring devices are attracting attention.
全窒素・全炭素測定装置は、2007年に日本飼料分析基準に認証されてからというもの、日本農林規格(JAS規格)を中心に、公定法として広く市場に認知されるようになっている。かかる測定装置の具体例として、例えば特許文献1(特開昭57−84355号公報)及び特許文献2(特開2003−107071号公報)に開示される分析装置がある。これらの分析装置は、反応管に試料を導入した上で、酸素を供給して加熱することにより、試料を燃焼分解させて試料ガスを生成し、当該試料ガスを分離カラムで分離することにより、各成分の含有量を検出する。 The total nitrogen / total carbon measuring device has been widely recognized by the market as an official method since it was certified by the Japanese feed analysis standards in 2007, centering on the Japanese Agricultural Standards (JAS Standard). Specific examples of such a measuring apparatus include an analyzer disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 57-84355) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-107071). These analyzers introduce a sample into a reaction tube, supply oxygen, and heat it to produce a sample gas by burning and decomposing the sample, and separating the sample gas with a separation column, The content of each component is detected.
このようにして分析する全窒素・全炭素測定装置は、ケルダール法に比して、安全かつ簡便に試料中の各成分の含有量を同時に測定できるという利点がある。また、測定値が高精度であるだけでなく、測定値の再現性も高いため、幅広い分野での分析に活用し得る。 The total nitrogen / total carbon measuring device to be analyzed in this way has an advantage that the content of each component in the sample can be simultaneously measured safely and easily as compared with the Kjeldahl method. Moreover, since the measured value is not only highly accurate but also highly reproducible, it can be used for analysis in a wide range of fields.
しかしながら、上記の全窒素・全炭素測定装置は、測定に要する時間が長いため、より短時間で測定できることが望まれていた。 However, since the total nitrogen / total carbon measuring apparatus takes a long time to measure, it has been desired to be able to measure in a shorter time.
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、分析精度及び測定値の再現性を低下させることなく、試料を効率的に分析し得る分析方法及び分析装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described present situation, and an object thereof is to provide an analysis method and an analysis apparatus capable of efficiently analyzing a sample without degrading analysis accuracy and reproducibility of measurement values. It is in.
本発明者らは、上記測定装置の分析に要する時間の短縮化を図るべく、反応管への試料の投入から各成分の検出に至るまでの一連の手順を、工程ごとに個別に分割し、各工程で作業時間を短縮できる余地がないかを検討した。しかしながら、測定精度を高く維持するためには、いずれの工程も作業時間を短縮することが困難であるという知見を得た。
かかる知見に基づいてさらに各工程について精査したところ、複数の試料を順次装置内に導入し、複数の試料に対して各工程を並行して実行できる分析方法を着想し、かかる分析方法を実現しさえすれば試料を短時間で分析し得ることを見出し、以下に示す本発明の分析方法を完成した。
In order to shorten the time required for the analysis of the measuring apparatus, the inventors have divided a series of procedures from the introduction of a sample into a reaction tube to the detection of each component individually for each process, We examined whether there was room to shorten the work time in each process. However, in order to maintain high measurement accuracy, it has been found that it is difficult to shorten the working time in any process.
Based on this knowledge, each process was further scrutinized, and a plurality of samples were introduced into the apparatus in sequence, and an analysis method that can execute each process in parallel on a plurality of samples was conceived and realized. As a result, it was found that the sample could be analyzed in a short time, and the analysis method of the present invention shown below was completed.
すなわち、本発明の分析方法は、酸素存在下の反応管内で、試料を燃焼分解することにより試料に含まれる各成分の含有量を測定するものであって、試料を反応管内に供給した後に、反応管内に、酸素を供給し、反応管内の気体を酸素で置換する第1ステップと、反応管内で試料を燃焼分解して試料ガスを得て、該試料ガスを循環経路内で循環させる第2ステップと、循環経路内の試料ガスの一部又は全部を分析することにより、試料に含まれる各成分の含有量を測定する第3ステップと、を含み、第3ステップを実行する間に、試料とは別の試料に対して第1ステップ又は第2ステップのいずれかを実行することを特徴とする。
第3ステップを開始した後又は開始と同時に、該第3ステップを実行する試料とは別の試料に対し、第1ステップを開始することが好ましい。
第3ステップを終えた後又は終えると同時に、該第3ステップを終えた試料とは別の試料が第2ステップを終えていることが好ましい。
第3ステップを連続的に実行する連続測定ステップを含み、該連続測定ステップは、第3ステップを終えた後又は終えると同時に、第3ステップを終えた試料とは別の試料に対して第3ステップを開始する工程であることが好ましい。
第1ステップは、酸素とともに不活性ガスを導入してもよい。
試料は、少なくとも窒素又は炭素を含むことが好ましい。
本発明の分析装置は、分析対象となる試料を酸素と反応させて試料ガスを生成する反応管と、試料ガスを循環させる循環経路と、試料ガスの各成分の含有量を測定する測定部と、試料を測定部で測定すると同時に、試料とは別の試料を酸素と反応する処理を実行させるか、又は、該別の試料を酸素と反応させて得られた試料ガスを循環経路内で循環する処理を実行させる制御部と、を含むことを特徴とする。
That is, the analysis method of the present invention measures the content of each component contained in a sample by burning and decomposing the sample in a reaction tube in the presence of oxygen, and after supplying the sample into the reaction tube, A first step of supplying oxygen into the reaction tube and replacing the gas in the reaction tube with oxygen; and a second step of obtaining a sample gas by burning and decomposing the sample in the reaction tube and circulating the sample gas in the circulation path A third step of measuring a content of each component contained in the sample by analyzing a part or all of the sample gas in the circulation path, and performing the third step One of the first step and the second step is performed on a sample different from the above.
It is preferable to start the first step on a sample different from the sample on which the third step is executed after or simultaneously with the start of the third step.
It is preferable that a sample different from the sample that has finished the third step has finished the second step after or simultaneously with the completion of the third step.
Including a continuous measurement step for continuously executing the third step. The continuous measurement step is performed after the third step is completed or at the same time as a third sample for a sample different from the sample that has completed the third step. It is preferable that it is the process of starting a step.
In the first step, an inert gas may be introduced together with oxygen.
The sample preferably contains at least nitrogen or carbon.
The analyzer of the present invention includes a reaction tube that generates a sample gas by reacting a sample to be analyzed with oxygen, a circulation path through which the sample gas is circulated, and a measurement unit that measures the content of each component of the sample gas. The sample is measured by the measurement unit and at the same time, a process for reacting a sample different from the sample with oxygen is performed, or the sample gas obtained by reacting the other sample with oxygen is circulated in the circulation path. And a control unit that executes processing to be performed.
本発明の分析方法及び分析装置は、上記構成を有することにより、分析精度及び測定値の再現性が高く、かつ試料を短時間で分析し得るという優れた効果を示す。 The analysis method and the analysis apparatus according to the present invention have the above-described configuration, so that the analysis accuracy and the reproducibility of the measurement value are high, and the sample can be analyzed in a short time.
本発明の分析方法の説明の便宜上、先立って、本発明の分析方法を適用する分析装置の一例及び該分析装置の分析の手順の概略を説明する。図1(a)〜(c)は、本発明の分析方法を適用する分析装置の動作を示す模式図である。 For convenience of description of the analysis method of the present invention, an example of an analysis apparatus to which the analysis method of the present invention is applied and an outline of an analysis procedure of the analysis apparatus will be described in advance. FIGS. 1A to 1C are schematic diagrams showing the operation of an analyzer to which the analysis method of the present invention is applied.
<分析装置>
本発明の分析装置は、図1(a)に示されるように、分析対象となる試料10を酸素と反応させて試料ガスを生成する反応管11と、試料ガスを循環させる循環経路15と、試料ガスの各成分の含有量を測定する測定部17と、試料を測定部17で測定すると同時に、試料とは別の試料を酸素と反応する処理を実行させるか、又は、該別の試料を酸素と反応させて得られた試料ガスを循環経路15内で循環する処理を実行させる制御部(図示せず)と、を含むことを特徴とする。ここで、制御部としては、パーソナルコンピュータ又はこれに内蔵されるソフトウェアが挙げられる。このような分析装置を用いることにより、以下の分析方法を実行することができ、分析精度を低下させることなく、分析時間を短縮することができる。
<Analyzer>
As shown in FIG. 1 (a), the analyzer of the present invention includes a
<分析方法>
この分析装置を用いた分析方法は、図1(a)を参照して、まず、分析対象となる試料10を試料供給口13から反応管11内に供給する。次に、酸素ボンベ21から第1供給経路12を通じて反応管11に酸素を供給し、反応管11内の気体を酸素で置換する。
<Analysis method>
In the analysis method using this analyzer, referring to FIG. 1A, first, a
その後、第1流路切替機構19(四方切替弁)を切り替えて、図1(b)に示すように、第1供給経路12と循環経路15とを接続する。そして、反応管11内を昇温して、試料を酸素とともに燃焼分解させる。この燃焼分解により、試料と酸素から試料ガスと水が発生する。水は水分除去部22で除去されて、試料ガスが循環経路15に供給される。循環経路15に供給された試料ガスは、循環手段16(例えばポンプ)を利用して、循環経路15、計量管14、第1流路切替機構19、第1供給経路12、反応管11、水分除去部22、及び第2流路切替機構20(六方切替弁)の順に循環する。この循環を一定時間実行することにより、循環経路内の試料ガスの濃度を略均一にする。これにより、計量管14内が略均一な濃度の試料ガスで満たされる。
Thereafter, the first flow path switching mechanism 19 (four-way switching valve) is switched to connect the
次に、第2流路切替機構20を切り替えて、図1(c)に示すように、計量管14と第2供給経路18を接続する。計量管14内の試料ガスは、第2供給経路18を通じて還元管24に供給される。かかる還元管24内で、試料ガスが還元された後に、測定部17で各成分の含有量を測定する。以上のようにして、試料に含まれる各成分の含有量を測定する。
Next, the second flow
本発明の分析方法は、酸素存在下の反応管11内で、試料10を燃焼分解することにより試料10に含まれる各成分の含有量を測定するものであって、試料10を反応管11内に供給した後に、反応管11内に、酸素を導入し、反応管11内の気体を酸素で置換する第1ステップと(図1(a))、反応管11内で試料10を燃焼分解して試料ガスを得て、当該試料ガスを循環経路15内で循環させる第2ステップと(図1(b))、循環経路15内の試料ガスの一部又は全部を分析することにより、試料に含まれる各成分の含有量を測定する第3ステップと(図1(c))、を含み、第3ステップを実行する間に、試料とは別の試料に対して第1ステップ又は第2ステップのいずれかを実行することを特徴とする。
The analysis method of the present invention measures the content of each component contained in the
上記第1〜第3ステップは、反応管11への試料10の投入から各成分量の検出に至るまでの一連の連続する作業工程であるが、注目すべきは、連続する一連の作業を個別に切り分けて、試料ごとに各工程を実行し、分析装置の各部を最大限活用するところにある。このように連続する一連の作業工程を個別に切り分けるという着想そのものが斬新であるが、それに加え、各工程に併せて試料を供給するタイミングを調整し、1つの試料の分析が終わるまでにもう1つの試料を供給し、実質的に2つの試料を並行して分析するための一連の工程に付し、連続して測定を繰り返すという手段自体も特筆に価する。
The first to third steps are a series of continuous work steps from the introduction of the
そもそも従来の市販の分析装置は、試料を燃焼させて試料ガスを発生させた後に、当該試料ガスの全量を検出器で測定するものであるため、上記第1〜第3ステップのように工程ごとに区別するという概念は存在しなかった。このため、従来の市販の分析方法は、1つの試料に対して分析結果を得た後に、別の1試料に対して、同様の一連の動作を実行していた。つまり、従来の市販の分析装置では、試料の供給は1試料ずつであり、分析装置内に2つの試料が同時に供給されることはなかった。 In the first place, the conventional commercially available analyzer is to measure the total amount of the sample gas with a detector after burning the sample to generate the sample gas, so that each process as in the first to third steps above. There was no notion of distinction. For this reason, in a conventional commercially available analysis method, after obtaining an analysis result for one sample, a similar series of operations is performed for another sample. That is, in the conventional commercially available analyzer, the sample is supplied one sample at a time, and two samples are not simultaneously supplied into the analyzer.
これに対し、本発明の分析方法は、発生させた試料ガスを一旦計量管14に貯めた上で、それを測定部17に流すものであるため、上記第1〜第3ステップに個別の工程に分割することができる。それ故、1つの試料に対して第3ステップを実行している間に、別の1試料に対して第1ステップ又は第2ステップのいずれかを実行することができる。つまり、1つの分析装置で実質的に2つの試料を並行して分析するための一連の工程に付し、連続して測定を繰り返すことができる。かかる分析手法により、従来の分析方法に比して、分析に要する時間を短縮することができる。しかも、各ステップの処理時間自体は短縮されないので、分析精度及び測定値の再現性が低下しないという利点もある。以下、本発明の分析方法を構成する各ステップを説明する。
On the other hand, in the analysis method of the present invention, the generated sample gas is once stored in the measuring
<第1ステップ>
第1ステップは、反応管11内に試料10及び酸素を導入する工程である。反応管11内には、まず試料10を供給した後に、酸素を供給し続けることにより、反応管11内の気体を酸素で置換する。
<First step>
The first step is a process of introducing the
試料10は、試料容器に入れた状態で反応管11に供給される。試料の量は、特に限定されないが、試料が液体の場合には10μl以上1000μl以下が一般的であり、試料が固体の場合には、0.01g以上2g以下が好ましい。一方、酸素は、酸素ボンベ21から第1供給経路12を経由して反応管11に供給される。酸素を供給するときの流速は、2000ml/分以上3000ml/分以下が好ましく、供給時間は、通常、30秒以上120秒以下であり、40秒以上100秒以下であることが好ましい。
The
また、反応管11への酸素の供給に際し、酸素とともに不活性ガスを供給してもよい。不活性ガスとしては、ヘリウムガス、アルゴンガス等が用いられる。酸素とともに不活性ガスを供給する場合、酸素と不活性ガスの混合比率の体積比は、「酸素:不活性ガス」と表記して、1:3〜3:1であることが好ましく、より好ましくは2:3〜3:2である。反応管11は、石英製が好ましく、12mm以上25mm以下の内径であって、かつ長さが30cm以上70cm以下であることが好ましい。試料は、少なくとも窒素又は炭素を含むことが好ましい。本発明の分析方法及び分析装置は、このような成分の検出に秀でているからである。
In addition, when supplying oxygen to the
上記第1ステップを終えた後、第2ステップを開始する前に、第1流路切替機構19により流路の接続を切り替える。これにより、反応管11、水分除去部22、循環経路15、計量管14、循環手段16、及び第1供給経路12を循環する経路が形成される。第1流路切替機構19における流路の切り替えは、電磁弁により行なわれることが好ましい。電磁弁による切り替えは、装置構成の簡略化に寄与し、装置自体を小型化することができるからである。
After finishing the first step, before starting the second step, the connection of the flow path is switched by the first flow
<第2ステップ>
第2ステップは、反応管内で試料を燃焼分解して試料ガスを得て、該試料ガスを循環経路内で循環させる工程である。かかる燃焼分解は、反応管11を加熱することにより行なう。燃焼分解の温度は、500℃以上1200℃以下であることが好ましい。
<Second step>
The second step is a step of obtaining a sample gas by burning and decomposing the sample in the reaction tube and circulating the sample gas in the circulation path. Such combustion decomposition is performed by heating the
反応管11内には、試料の燃焼分解を促進するための触媒23が含まれていることが好ましい。触媒23は、酸化銅、酸化ケイ素、コバルトの酸化物、セレンの酸化物及びケイ酸塩からなる群より選択される1種以上を用いることが好ましい。かかる触媒23を含むことにより、試料を完全燃焼しやすくなり、試料中の微量成分を高精度で検出し得る。なお、上記酸化ケイ素は、一般には二酸化ケイ素を意味するが、これのみに限られない。また、ケイ酸塩は、石英綿等の形態で用いることが好ましい。反応管内に触媒23を含む場合、反応管内の触媒を占める部分の長さは20cm以上が好ましい。
The
上記燃焼分解により、試料及び酸素が反応して試料ガス及び水が発生する。水は、水分除去部22によって除去され、試料ガスのみが循環経路15に流される。この試料ガスは、循環手段16によって、第1流路切替機構19、第1供給経路12、反応管11、水分除去部22、循環経路15の順に流される。この試料ガスの循環は、2000ml/分以上3000ml/分以下の流速で、90秒以上300秒以下であることが好ましく、90秒以上180秒以下であることがより好ましい。かかる流速及び時間で循環させることにより、循環経路を流れる試料ガスの濃度を略均一にすることができる。
By the combustion decomposition, the sample and oxygen react to generate sample gas and water. Water is removed by the
上記第2ステップを終えた後、第3ステップを開始する前に、第2流路切替機構20により流路の接続を切り替える。これにより、計量管14、第2供給経路18、還元管24、及び測定部17を流れる経路が形成される。
After finishing the second step, before starting the third step, the second
<第3ステップ>
第3ステップは、循環経路内の試料ガスの一部又は全部を分析することにより、試料に含まれる各成分の含有量を測定する工程である。ここで、循環経路内の試料ガスの一部とは、循環経路内を流れる試料ガスのうち、計量管14内に満たされた試料ガスを意味する。つまり、第2ステップで計量管14に供給された試料ガスの全てが、本ステップで測定部17に供給されることになる。
<Third step>
The third step is a step of measuring the content of each component contained in the sample by analyzing part or all of the sample gas in the circulation path. Here, a part of the sample gas in the circulation path means a sample gas filled in the measuring
本ステップにより、計量管14内を満たす試料ガスの全量が第2供給経路18を経由して、還元管24に供給される。還元管24には、還元剤が充填されている。かかる還元剤は、例えば銅が好ましく、線状又は粒状に加工された銅を用いることがより好ましい。銅を用いる場合は、500℃以上600℃以下に加熱して、試料ガスを還元することが好ましい。還元管24は、その内径が5mm以上15mm以下であり、かつその長さが15cm以上40cm以下であることが好ましい。
With this step, the entire amount of the sample gas that fills the measuring
試料ガスが還元管24を経由することにより、試料ガス中の酸化物が還元されて単体となる(試料ガスの組成によっては化合物の場合もある)。このように試料ガス中の酸化物を単体にした上で、測定部17に供給することにより、試料ガスに含まれる各成分の測定値を厳密に得ることができる。かかる測定値をデータ処理機等で演算することにより、各成分の含有量が得られる。なお、試料ガスを測定部17に供給し始めてから、測定結果が得られるまでの時間は、通常30秒以上600秒以下であり、40秒以上300秒以下であることが好ましい。
When the sample gas passes through the
測定部17に用いる装置は、特に限定されないが、キャリアガス以外の単体(化合物)の検出に適するという観点から、ガスクロマトグラフを用いることが好ましい。ガスクロマトグラフでは、キャリアガスに試料ガスが含まれることにより生じる熱伝導度の変化を、ホイートストンブリッジ回路を用いて抵抗値変化として検出し、この抵抗値変化に基づいて各成分の含有量を測定する。
Although the apparatus used for the
各経路を構成する材料は、試料ガスに対して腐食しにくい材料であることが好ましく、具体的にはSUS製であることが好ましい。 The material constituting each path is preferably a material that hardly corrodes the sample gas, and specifically, is preferably made of SUS.
本発明の分析方法においては、第3ステップを開始した後又は開始と同時に、該第3ステップを実行する試料とは別の試料に対し、第1ステップを開始することが好ましく、第3ステップを開始した後で、かつ第3ステップを終える前に、第3ステップを実行する試料とは別の試料に対し、第1ステップを実行することがより好ましい。このようなタイミングで第1ステップを開始することにより、連続的に試料の分析が可能となり、以って効率的な分析が可能となる。 In the analysis method of the present invention, it is preferable to start the first step on a sample different from the sample on which the third step is performed after or simultaneously with the start of the third step. More preferably, the first step is performed on a sample different from the sample on which the third step is performed after the start and before the completion of the third step. By starting the first step at such timing, it becomes possible to analyze the sample continuously, and thus, efficient analysis becomes possible.
また、第3ステップを終えた後又は終えると同時に、該第3ステップを終えた試料とは別の試料が第2ステップを終えていることが好ましい。つまり、1の試料に対して第3ステップを終えた後に、第3ステップを終えた試料とは別の試料に対し、第3ステップが開始される状態にあることが好ましい。このように連続して試料を供給することにより、第3ステップを連続的に実行することができ、連続する試料測定のうち2つ目の試料以降の分析結果は、第3ステップに要する時間のみとすることができる。 Moreover, it is preferable that a sample different from the sample that has finished the third step has finished the second step after or at the same time as the third step. That is, it is preferable that after the third step is completed for one sample, the third step is started for a sample different from the sample that has completed the third step. By continuously supplying the sample in this way, the third step can be executed continuously, and the analysis result after the second sample in the continuous sample measurement is only the time required for the third step. It can be.
2以上の試料を分析する場合、第3ステップを連続的に実行する連続測定ステップを含むことが好ましい。かかる連続測定ステップは、第3ステップを終えた後に、第3ステップを終えた試料とは別の試料に対して第3ステップを開始する工程である。第1〜第3ステップのうち、最も時間を要するのは、第3ステップであることが多い。このため、第3ステップを効率的に実行するために、第1ステップ及び第2ステップを実行するタイミングを調整し、1つの試料が第3ステップを終えたときに、次の試料が第3ステップを開始できる状態にすることが好ましい。このように各ステップのタイミングを調整することにより、第3ステップを連続して実行することができ、以って測定時間の短縮に寄与することとなる。 When analyzing two or more samples, it is preferable to include a continuous measurement step in which the third step is continuously executed. Such a continuous measurement step is a step of starting the third step for a sample different from the sample that has finished the third step after the third step. Of the first to third steps, the most time-consuming step is often the third step. Therefore, in order to efficiently execute the third step, the timing of executing the first step and the second step is adjusted, and when one sample finishes the third step, the next sample is the third step. It is preferable to be in a state where the process can be started. By adjusting the timing of each step in this manner, the third step can be executed continuously, thereby contributing to shortening of the measurement time.
上記連続測定ステップの一例を挙げて説明する。例えば、第1ステップに要する時間が50秒、第2ステップに要する時間が100秒、第3ステップに要する時間が250秒であるとすると、1つの試料に対して、第3ステップを開始してから100秒後に、別の試料に対して第1ステップを開始するというように試料供給のタイミングを調整することが好ましい。このようなタイミングで第1ステップを開始することにより、1つ目の試料の第3ステップ終了と、2つ目の試料の第2ステップ終了とのタイミングが合致し、第3ステップを連続して実行することができる。このように第3ステップを連続して実行することにより、試料を効率的に分析できるし、装置内の温度も安定するので、測定精度及び測定値の再現性を高め得るという利点がある。 An example of the continuous measurement step will be described. For example, if the time required for the first step is 50 seconds, the time required for the second step is 100 seconds, and the time required for the third step is 250 seconds, the third step is started for one sample. It is preferable to adjust the sample supply timing such that the first step is started for another sample 100 seconds after the start. By starting the first step at such timing, the timing of the third step end of the first sample coincides with the end of the second step of the second sample, and the third step is continuously performed. Can be executed. By continuously executing the third step in this manner, the sample can be analyzed efficiently, and the temperature in the apparatus is stabilized, so that there is an advantage that the measurement accuracy and the reproducibility of the measurement value can be improved.
以下、本発明の分析方法を、実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、これら実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the analysis method of the present invention will be described based on examples. In addition, this invention is not limited only to these Examples.
(実施例1)
図1に示される構造を有する分析装置を用いて、以下のように試料を供給して連続的に10サンプルを分析した。まず、図1(a)に示すように、試料を反応管内に供給した後に、反応管内に、酸素を供給し、反応管内の気体を酸素で置換した(第1ステップ)。次に、四方切替弁を切り替えて、図1(b)に示す形態とした。そして、反応管内で試料を燃焼分解して試料ガスを得て、該試料ガスを循環経路内で循環させた(第2ステップ)。次いで、六方切替弁を切り替えて、図1(c)に示す形態とした。次いで、循環経路内の試料ガスの一部又は全部を分析することにより、試料に含まれる各成分の含有量を測定した(第3ステップ)。実施例1においては、各ステップを以下の時間で実行した。
第1ステップ:90秒
第2ステップ:200秒
第3ステップ:270秒
Example 1
Using the analyzer having the structure shown in FIG. 1, samples were supplied as follows and 10 samples were continuously analyzed. First, as shown in FIG. 1A, after the sample was supplied into the reaction tube, oxygen was supplied into the reaction tube, and the gas in the reaction tube was replaced with oxygen (first step). Next, the four-way switching valve was switched to the form shown in FIG. Then, the sample was burned and decomposed in the reaction tube to obtain a sample gas, and the sample gas was circulated in the circulation path (second step). Next, the six-way switching valve was switched to the form shown in FIG. Next, the content of each component contained in the sample was measured by analyzing part or all of the sample gas in the circulation path (third step). In Example 1, each step was performed at the following times.
First step: 90 seconds Second step: 200 seconds Third step: 270 seconds
本実施例においては、1つの試料に対して第3ステップを開始すると同時に、別の試料に対して第1ステップを開始するというタイミングで、試料を10サンプル連続で供給した。10サンプルの測定結果を得るまでに要した時間は52分50秒であった。 In this example, at the same time as starting the third step for one sample and simultaneously starting the first step for another sample, 10 samples were continuously supplied. The time required for obtaining the measurement results of 10 samples was 52 minutes and 50 seconds.
(実施例2)
実施例1に対し、各ステップの時間及び試料供給のタイミングが下記のように異なる他は、実施例1と同様の方法により、10サンプルを分析した。
第1ステップ:90秒
第2ステップ:150秒
第3ステップ:270秒
(Example 2)
Ten samples were analyzed in the same manner as in Example 1 except that the time of each step and the timing of sample supply differed from Example 1 as described below.
First step: 90 seconds Second step: 150 seconds Third step: 270 seconds
本実施例においては、1つの試料に対して第3ステップを開始してから30秒後に、別の試料に対して第1ステップを開始するというタイミングで試料を供給した。このように試料を供給することにより、1つの試料が第3ステップを終えると同時に、別のもう1つの試料が第2ステップを終えており、実質的に第3ステップを連続的に実行することができた。10サンプルの測定結果を得るまでに要した時間は49分であった。 In this example, the sample was supplied at the timing of starting the first step for another sample 30 seconds after the third step was started for one sample. By supplying the sample in this manner, one sample finishes the third step and another sample finishes the second step, so that the third step is substantially executed continuously. I was able to. The time required to obtain the measurement results of 10 samples was 49 minutes.
(比較例1)
従来の分析方法を用いて分析したことが異なる他は、実施例1と同様にして連続的に10サンプルを分析した。つまり、1つの試料に対して、第3ステップが終わると同時に、別の試料に対して、第1ステップを開始するというように10サンプルを分析した。10サンプルの測定結果を得るまでに要した時間は93分20秒であった。
(Comparative Example 1)
Ten samples were continuously analyzed in the same manner as in Example 1 except that the analysis was performed using the conventional analysis method. That is, 10 samples were analyzed such that the first step was started for another sample at the same time as the third step was completed for one sample. The time required to obtain the measurement results of 10 samples was 93 minutes and 20 seconds.
(測定結果及び考察)
実施例の分析方法を用いて得られた分析結果と、比較例の分析方法を用いて得られた分析結果とを対比したところ、両者に実質的な差異は見られなかった。このことから、本発明の分析方法は、従来の分析方法に比して、測定精度及び測定値の再現性において同等であることが明らかとなった。また、実施例1と比較例1における測定結果を得るまでに要した時間の対比から、本発明の分析方法を適用した場合の分析に要する時間は、従来の分析方法の分析に要する時間の約57%であり、本発明の分析方法は、従来の分析方法に比して、測定時間の大幅な短縮が可能となることが明らかとなった。
(Measurement results and discussion)
When the analysis result obtained using the analysis method of the example was compared with the analysis result obtained using the analysis method of the comparative example, no substantial difference was found between the two. From this, it became clear that the analysis method of the present invention is equivalent in measurement accuracy and reproducibility of measurement values as compared with the conventional analysis method. Further, from the comparison of the time required to obtain the measurement results in Example 1 and Comparative Example 1, the time required for the analysis when the analysis method of the present invention is applied is about the time required for the analysis of the conventional analysis method. The analysis method of the present invention was found to be 57%, and it was revealed that the measurement time can be greatly shortened as compared with the conventional analysis method.
これらの結果から、本発明の分析方法を用いることにより、分析精度及び測定値の再現性を低下させることなく、試料を効率的に分析し得ることが明らかとなり、本発明の効果が示された。 From these results, it became clear that by using the analysis method of the present invention, the sample can be efficiently analyzed without reducing the analysis accuracy and the reproducibility of the measurement values, and the effect of the present invention was shown. .
本発明の分析方法は、食品、工業製品、土壌、植物体、肥飼料、医薬品等の試料に含まれる窒素・炭素の分析において、多量の分析結果が必要なときに好適に用いられる。 The analysis method of the present invention is suitably used when a large amount of analysis results are required in the analysis of nitrogen and carbon contained in samples such as food, industrial products, soil, plants, manure feed, and pharmaceuticals.
10 試料
11 反応管
12 第1供給経路
13 試料供給口
14 計量管
15 循環経路
16 循環手段
17 測定部
18 第2供給経路
19 第1流路切替機構
20 第2流路切替機構
21 酸素ボンベ
22 水分除去部
23 触媒
24 還元管
10
Claims (7)
前記試料を前記反応管内に供給した後に、前記反応管内に、酸素を供給し、前記反応管内の気体を酸素で置換する第1ステップと、
前記反応管内で前記試料を燃焼分解して試料ガスを得て、該試料ガスを循環経路内で循環させる第2ステップと、
前記循環経路内の前記試料ガスの一部又は全部を分析することにより、前記試料に含まれる各成分の含有量を測定する第3ステップと、を含み、
前記第3ステップを実行する間に、前記試料とは別の試料に対して第1ステップ又は第2ステップのいずれかを実行することを特徴とする分析方法。 An analysis method for measuring the content of each component contained in a sample by burning and decomposing the sample in a reaction tube in the presence of oxygen,
A first step of supplying oxygen into the reaction tube after supplying the sample into the reaction tube, and substituting the gas in the reaction tube with oxygen;
A second step of burning and decomposing the sample in the reaction tube to obtain a sample gas, and circulating the sample gas in a circulation path;
A third step of measuring the content of each component contained in the sample by analyzing a part or all of the sample gas in the circulation path, and
During the execution of the third step, either the first step or the second step is performed on a sample different from the sample.
前記連続測定ステップは、前記第3ステップを終えた後又は終えると同時に、前記第3ステップを終えた試料とは別の試料に対して第3ステップを開始する工程である請求項1〜3のいずれか一項に記載の分析方法。 Including a continuous measurement step of continuously executing the third step,
The said continuous measurement step is a process of starting a 3rd step with respect to a sample different from the sample which finished the said 3rd step after finishing the said 3rd step, or simultaneously with the finishing. The analysis method according to any one of the above.
前記試料ガスを循環させる循環経路と、
前記試料ガスの各成分の含有量を測定する測定部と、
前記試料を前記測定部で測定すると同時に、前記試料とは別の試料を酸素と反応する処理を実行させるか、又は、該別の試料を酸素と反応させて得られた試料ガスを前記循環経路内で循環する処理を実行させる制御部と、を含む分析装置。 A reaction tube for generating a sample gas by reacting a sample to be analyzed with oxygen;
A circulation path for circulating the sample gas;
A measuring unit for measuring the content of each component of the sample gas;
At the same time that the sample is measured by the measurement unit, a process for reacting a sample other than the sample with oxygen is performed, or a sample gas obtained by reacting the other sample with oxygen is used as the circulation path. And a control unit that executes a process circulating in the analyzer.
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