JP2014232074A - Phosphoric acid measurement kit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リン酸測定用キットに関するものである。 The present invention relates to a phosphoric acid measurement kit.
リンは、河川や海洋などの富栄養化の原因物質として知られており、自然環境へ排出する排水においては排出規制が設けられている。そのため、排水中のリンの定量、特にリン酸イオンの定量は、日常的に行われている。 Phosphorus is known as a causative substance of eutrophication in rivers and oceans, and there are emission regulations for wastewater discharged into the natural environment. Therefore, the quantification of phosphorus in wastewater, particularly the quantification of phosphate ions, is routinely performed.
水中に含まれるリン酸イオンの定量方法は、JISK0102「工場排水試験方法」(2010)46.1.1に、モリブデン青吸光光度法として規定されている。この測定原理に基づいて、種々の測定方法が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
The method for quantifying phosphate ions contained in water is defined as molybdenum blue absorptiometry in JIS K0102 “Factory Wastewater Test Method” (2010) 46.1.1. Based on this measurement principle, various measurement methods have been proposed (see, for example,
上記JIS規格の方法においては、アスコルビン酸を用いてリン酸イオンのモリブデン酸錯体を還元している。しかし、アスコルビン酸は水溶液の状態で長時間保存すると酸化劣化し着色してしまうため、保存温度や保存期間を管理する必要がある。また、測定直前に固体のアスコルビン酸を溶解して水溶液を調製する場合、操作が煩雑となる。そのため、試料である排水等に溶解したリン酸イオンを、簡便に測定可能とする技術が求められていた。 In the JIS standard method, the molybdate complex of phosphate ions is reduced using ascorbic acid. However, ascorbic acid is oxidatively deteriorated and colored when stored for a long time in the form of an aqueous solution, so it is necessary to control the storage temperature and storage period. Further, when preparing an aqueous solution by dissolving solid ascorbic acid immediately before the measurement, the operation becomes complicated. For this reason, there has been a demand for a technique that allows simple measurement of phosphate ions dissolved in wastewater or the like as a sample.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、試料中のリン酸イオンを、簡便に測定可能とするリン酸測定用キットを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the kit for a phosphoric acid measurement which can measure the phosphate ion in a sample simply.
上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、一端に第1開口部を有し、周壁の少なくとも一部が光透過性とされ、周壁から入射した光が対向する周壁から出射可能とされた有底の光学セルと、前記光学セルの第1開口部を閉塞可能な蓋材と、を備え、前記蓋材は、前記第1開口部の内側に液密に嵌合可能で、かつ一端に第2開口部を有する有底筒状の収容部を備え、前記光学セル内にモリブデン酸イオンを含有する酸性溶液が収容され、前記収容部内に、前記モリブデン酸イオンを含有する酸性溶液とは隔離された状態でアスコルビン酸が収容されているリン酸測定用キットを提供する。 In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention has a first opening at one end, at least a part of the peripheral wall is light-transmitting, and light incident from the peripheral wall can be emitted from the opposing peripheral wall. A bottomed optical cell, and a lid member capable of closing the first opening of the optical cell, the lid member being capable of being liquid-tightly fitted inside the first opening, and A bottomed cylindrical storage portion having a second opening at one end, an acidic solution containing molybdate ions in the optical cell, and an acidic solution containing molybdate ions in the storage portion; Provides a kit for measuring phosphate containing ascorbic acid in an isolated state.
本発明の一態様によれば、前記第1開口部を介した前記光学セルの内部と前記光学セルの外部との接続、または前記第2開口部を介した前記収容部の内部と前記収容部の外部との接続、の少なくともいずれか一方を遮断することで、前記モリブデン酸イオンを含有する酸性溶液と前記アスコルビン酸とを隔離する隔離部材を有している構成としてもよい。 According to an aspect of the present invention, the connection between the inside of the optical cell and the outside of the optical cell through the first opening, or the inside of the housing and the housing through the second opening. It is good also as a structure which has the isolation | separation member which isolate | separates the acidic solution containing the said molybdate ion and the said ascorbic acid by interrupting | blocking at least any one of the connection with the exterior of this.
本発明の一態様によれば、前記隔離部材は、前記蓋材が前記第1開口部を閉塞していない状態で、前記光学セルと前記蓋材に剥離可能に貼着されており、前記収容部が前記第1開口部の内側に嵌合していない状態で、前記第1開口部と前記第2開口部とを共に封止する構成としてもよい。 According to an aspect of the present invention, the separating member is detachably attached to the optical cell and the lid member in a state where the lid member does not block the first opening, The first opening and the second opening may be sealed together in a state where the portion is not fitted inside the first opening.
本発明の一態様によれば、前記光学セルは、一端に開口部を有し、周壁の少なくとも一部が光透過性とされ、周壁から入射した光が対向する周壁から出射可能とされた有底の第1部材と、前記第1部材の一端に設けられ、自身を貫通する貫通孔を有する第2部材と、を有し、前記開口部と前記貫通孔とが連通して前記第1開口部をなし、前記隔離部材は、前記第1部材と前記第2部材とに挟持されて固定されている構成としてもよい。 According to an aspect of the present invention, the optical cell has an opening at one end, at least a part of the peripheral wall is light-transmitting, and light incident from the peripheral wall can be emitted from the opposing peripheral wall. A first member on the bottom and a second member provided at one end of the first member and having a through-hole penetrating through the first member, and the opening and the through-hole communicate with each other to form the first opening The isolation member may be sandwiched and fixed between the first member and the second member.
本発明によれば、試料中のリン酸イオンを簡便に測定可能とするリン酸測定用キットを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the kit for a phosphoric acid measurement which can measure the phosphate ion in a sample simply can be provided.
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態に係るリン酸測定用キットについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。 Hereinafter, the phosphoric acid measurement kit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings below, the dimensions and ratios of the constituent elements are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.
(リン酸測定用キット)
図1は、リン酸測定用キット1を示す斜視図であり、図1(a)が保存時、図1(b)が使用時の様子を示す図である。
(Phosphate measurement kit)
FIG. 1 is a perspective view showing a phosphoric
本実施形態のリン酸測定用キット1は、光学セル本体(第1部材)2と、蓋ユニット3と、封止材(隔離部材)4と、を有している。光学セル本体2には、後述する第1の試薬5が収容されている。
The phosphoric
図1(b)に示すように、蓋ユニット3は、光学セル本体2の一端に設けられた基材(第2部材)31と、蓋材32と、基材31と蓋材32とを接続するヒンジ33と、を有している。基材31には、光学セル本体2の内部と接続する貫通孔311aが設けられ、蓋材32には、後述する第2の試薬を収容する収容部321が設けられている。
As shown in FIG. 1B, the lid unit 3 connects the base material (second member) 31 provided at one end of the
図1(a)に示すように、リン酸測定用キット1は、保存状態において封止材4が基材31と蓋材32とを覆っている。また、図1(b)に示すように、使用時には、封止材4を剥離することで、基材31の貫通孔311aと、蓋材32が有する収容部321の第2開口部321aと、を露出させるように構成されている。
As shown in FIG. 1A, in the phosphoric
図2は、リン酸測定用キット1の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the phosphoric
光学セル本体2は、一端に開口部2aを有する有底筒状の角柱であり、吸光光度法による測定が可能なように、周壁が光透過性を有し、周壁から入射した光が対向する周壁から出射可能に構成されている。光学セル本体2としては、例えば、光路長10mmの角セルを採用することができる。光学セル本体2は、ガラスや石英を形成材料とすることもできるが、ポリメチルメタクリレート(PMMA)のようなアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)のようなポリエステル樹脂、ポリスチレンなどの樹脂材料を形成材料としてもよい。また、光学セル本体2の、開口部2aが設けられた部分の外側には雄ねじ2bが形成されている。
The
基材31には雌ねじ31aが形成されており、光学セル本体2の雄ねじ2bにねじ止めされている。また、基材31の貫通孔311aは、光学セル本体2の開口部2aと連通している。本実施形態において、光学セル本体2と基材31とを合わせた構成が、本発明における「光学セル」に該当し、開口部2aと貫通孔311aとが連通して形成された開口部が、本発明における「第1開口部」に該当する。
An
蓋材32は、底部32aと、底部32aの周縁に設けられた閉環状の側壁32bとを有する椀型を呈し、さらに側壁32bの内側に設けられた閉環状の壁部32cと底部32aとで構成された有底筒状の収容部321を有している。後述するように、収容部321は、貫通孔311aに液密に嵌合可能な大きさを有している。
基材31と蓋材32とは、ヒンジ33で接続されている。
The
The
蓋ユニット3(基材31、蓋材32およびヒンジ33)は、樹脂材料で一体に形成されている。蓋ユニット3は、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレンなど、光学セル本体2と同じ材料を用いて形成されていてもよく、異なる材料を用いて、形成されていてもよい。また、蓋ユニット3は遮光性を有していることが好ましい。
The lid unit 3 (
封止材4は、例えばアルミニウムのような金属材料を形成材料としており、必要に応じて表面に樹脂被膜が形成されていてもよい。封止材4は、例えばシート状または膜状の部材であり、収容部321が貫通孔311aの内側に嵌合していない状態で、貫通孔311aの端部(第1開口部)と第2開口部321aとを共に封止するように貼着され、且つ剥離可能に設けられている。封止材4により、貫通孔311aを介した光学セル本体2の内部と外部との接続、第2開口部321aを介した収容部321の内部と外部との接続が遮断され、保存中から使用前までの期間において、第1の試薬5と第2の試薬6とが隔離されている。また、封止材4により、保存中から使用前までの期間において第1の試薬5および第2の試薬6が外気と触れないようになっており、第1の試薬5および第2の試薬6の劣化を防いでいる。
The sealing
第1の試薬5は、モリブデン酸イオンを含有する酸性溶液である。本発明の「モリブデン酸イオンを含有する酸性溶液」としては、モリブデン酸イオンを含み、溶液のpHが酸性のものであれば用いることができる。モリブデン酸イオンを含有する酸性溶液を調整する際、モリブデン酸イオンの供給源としては、モリブデン酸塩を用いることができる。溶液の酸性度を調整するための酸としては、例えば硫酸を用いることができる。また、後述する呈色反応において強く発色させるために、酒石酸アンチモニルカリウムを含むこととするとよい。
The
このような「モリブデン酸イオンを含有する酸性溶液」としては、例えば、モリブデン酸、硫酸、酒石酸アンチモニルカリウムの混合水溶液を示すことができる。また、モリブデン酸イオンを含有する酸性溶液として、JISK0102「工場排水試験方法」(2010)46.1.1に規定されたモリブデン酸アンモニウム溶液を用いることもできる。第1の試薬5は、既知の量が光学セル本体2に収容されている。
Examples of such an “acidic solution containing molybdate ions” include a mixed aqueous solution of molybdic acid, sulfuric acid, and potassium antimonyl tartrate. Further, as the acidic solution containing molybdate ions, an ammonium molybdate solution defined in JIS K0102 “Factory Wastewater Test Method” (2010) 46.1.1 can also be used. A known amount of the
第2の試薬6は、固体状のアスコルビン酸である。アスコルビン酸の形態としては、粉末状、細粒状、顆粒状など種々の形態を採用することができるが、後述する操作においてアスコルビン酸を溶解する必要があることから、粒度は小さい方が好ましい。第2の試薬6は、後述する還元反応における必要量に対して過剰量が、収容部321内に収容されている。
The
(リン酸測定方法)
図3は、本実施形態のリン酸測定用キット1を用いたリン酸測定方法を示す説明図である。
(Phosphoric acid measurement method)
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a phosphoric acid measurement method using the phosphoric
まず、図3(a)に示すように、リン酸測定用キット1から封止材4を剥離し、貫通孔311aおよび第2開口部321aを露出させる。その後、貫通孔311aを介して、光学セル本体2内に測定対象である排水等の試料7を注入する。注入する試料7は、予め量が規定されており、ピペット等を利用して規定量を注入する。これにより、第1の試薬5と試料7とが混合される。第1の試薬5と試料7との混合液においては、第1の試薬5中のモリブデン酸イオンと、試料7中のリン酸イオンと、が錯体を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, the sealing
次いで、図3(b)に示すように、ヒンジ33を曲げ、蓋材32の収容部321を貫通孔311aに嵌合させる。これにより、蓋材32は、収容部321の内側を光学セル本体2の内部に向けた状態で貫通孔311a(第1開口部)を閉塞する。
Next, as shown in FIG. 3B, the
次いで、蓋材32により貫通孔311aを密閉した状態で、光学セル本体2および蓋ユニット3の全体を振り混ぜることで、第1の試薬5と試料7との混合液8を収容部321の内側に収容された第2の試薬6に接触させ、第2の試薬6を溶解し、例えば5分間静置する。第2の試薬6が溶解した混合液8においては、モリブデン酸錯体をアスコルビン酸が還元し、青色に呈色する。この青色の強度は、試料7中のリン酸イオン濃度に比例する。
Next, in a state where the through-
ここで、図4は、蓋材により貫通孔311aを閉じた状態を示す部分拡大図である。図4(a)は、収容部321を有さない蓋材132を備えたリン酸測定用キット100を想定した場合に、蓋材132を用いて貫通孔311aを閉じた場合を示す。図4(b)は、本実施形態の蓋材32で貫通孔311aを閉じた場合を示す。
Here, FIG. 4 is a partially enlarged view showing a state in which the through
まず、図4(a)に示すように、収容部321を有さない蓋材132を備えたリン酸測定用キット100を想定した場合、蓋材132に第2の試薬6を収容させると、蓋材132を閉じ振り混ぜることで、第2の試薬6を光学セル本体2内の混合液に溶解することは可能である。しかし、このような構成の蓋材132においては、貫通孔311aと蓋材132の側壁との間の空間(図中αで示す)に、溶け残った第2の試薬6や測定対象である混合液が溜まるおそれがあり、測定値が変動する要因となる。
First, as illustrated in FIG. 4A, when the
対して、図4(b)に示す本実施形態のリン酸測定用キット1においては、蓋材32が収容部321を有し、収容部321が貫通孔311aに液密に嵌合して、貫通孔311aを閉塞する。これにより、収容部321内に収容されている第2の試薬6は、光学セル本体2の内部に面し、光学セル本体2および蓋ユニット3の全体を振り混ぜることで、第2の試薬6の全量を容易に溶解させることができる。そのため、確実に第2の試薬6の全量を用いて測定対象の混合液を調整することができ、測定値が安定する。
On the other hand, in the phosphoric
次いで、図3(c)に示すように、第1の試薬5と第2の試薬6と試料7との混合液9について、吸光光度法による測定を行う。測定は、通常知られた吸光光度計を用いることができ、490nm〜700nmの波長の光を用いて行う。また、光学セル本体2内に純水を注入したブランク試験用のサンプルを別途用意しておき、同様に測定を行って補正値を求める。このようにして混合液9について測定した吸光係数から、ブランク試験用サンプルについて測定した吸光係数の補正値を差し引き、混合液9についての真の吸光係数を求める。
Next, as shown in FIG. 3C, the
予めリン酸イオン濃度に対する吸光係数の関係を示す検量線を作成しておくことで、検量線を参照して、求められた混合液9についての真の吸光係数から、試料7中のリン酸イオン濃度を求めることができる。
By preparing a calibration curve indicating the relationship of the absorption coefficient with respect to the phosphate ion concentration in advance, the phosphate ion in the sample 7 is obtained from the true absorption coefficient for the
以上のような構成のリン酸測定用キット1によれば、保存中は固体状のアスコルビン酸が収容部321に封入されているため、酸化劣化を防ぐことができる。また、ヒンジ33で接続された蓋材32を閉じ、光学セル本体2および蓋ユニット3の全体を振り混ぜるだけの簡便な操作により、固体状のアスコルビン酸を溶解して測定用の混合液を調整することができる。そのため、リン酸測定用キット1によれば、試料中のリン酸イオンを簡便に測定することができる。
According to the phosphoric
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、本実施形態においては、蓋ユニット3を構成する基材31と蓋材32とがヒンジ33で接続されていることとしたが、ヒンジ33がなく基材31と蓋材32とが独立した構成を採用することもできる。
For example, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、光学セル本体2と基材31とが別体に構成され、それぞれ形成された雄ねじ2bと雌ねじ31aとを用いてねじ止めされている構成であることとして説明したが、光学セル本体2と基材31とが透明樹脂で一体成型されている構成であってもよい。
In the present embodiment, the optical cell
また、本実施形態においては、光学セル本体2の周壁が光透過性を有することとしたが、必ずしも光学セル本体2の周壁全体が光透過性を有する必要はない。対向する周壁の一部が光透過性を有し、周壁から入射した光が対向する周壁から出射可能に構成されていれば、他の周壁は光透過性を有しない構成であっても構わない。
In the present embodiment, the peripheral wall of the optical cell
また、本実施形態においては、封止材4が、貫通孔311aと第2開口部321aとを共に封止するように貼着され、且つ剥離可能に設けられていることとしたが、この構成に限らない。
In the present embodiment, the sealing
図5は、本実施形態の変形例に係る説明図であり、図2に対応する図である。
図5(a)に示すリン酸測定用キット11においては、上記実施形態で説明した封止材4の代わりに、貫通孔311aの光学セル本体2側の端部において開口部2aを封止する第1封止材(隔離部材)41と、第2開口部321aの端部(収容部321の端部)を封止する第2封止材(隔離部材)42と、を有している。第1封止材41は、光学セル本体2と基材31とに挟持されて固定されている。このようなリン酸測定用キット11においては、第1封止材41と第2封止材42により、貫通孔311aと第2開口部321aとが個別に封止されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram according to a modification of the present embodiment, and corresponds to FIG.
In the phosphoric
リン酸測定用キット11の使用時には、第1封止材41に孔を開け、形成した孔を介して排水等の試料7(図3参照)を光学セル本体2内に入れる。一方で第2封止材42を剥離した後に、蓋材32を閉じ、リン酸測定用キット11の全体を振り混ぜることで、青色に呈色した混合液を調整し、得られる混合液の吸光係数を測定する。
When the phosphoric
このような構成のリン酸測定用キット11では、第1封止材41と第2封止材42とにより第1試薬と第2試薬とが隔離された状態で、蓋材32を閉じ、貫通孔311aを閉塞して保管することができる。そのため、保管時や移送時に、蓋材32同士が干渉することによる破損を抑制することができ、また、狭い保管場所でも多くのリン酸測定用キット11を効率的に保管することができる。
In the phosphoric
なお、リン酸測定用キット11においては、第1開口部を介した光学セル本体2の内部と外部との接続、または第2開口部321aを介した収容部321の内部と外部との接続、の少なくともいずれか一方を遮断することができればよく、例えば第2封止材42を備えない構成としてもよい。その場合、保管中における第2の試薬6の劣化を抑制するため、リン酸測定用キット11の保管中には、蓋材32を閉じ、第2の試薬6と空気との接触を防ぐこととするとよい。
In the phosphoric
また、図5(b)に示すリン酸測定用キット12のように、貫通孔311aの一端を封止する第1キャップ(隔離部材)43と、第2開口部321aの端部を封止する第2キャップ(隔離部材)44と、を有する構成としてもよい。第1キャップ43および第2キャップ44は、例えばゴム製のものを用いることができる。
Further, as in the phosphoric
1…リン酸測定用キット、2…光学セル本体、2a…開口部、3…蓋ユニット、4…封止材、32…蓋材、33…ヒンジ、311a…貫通孔、321…収容部、321a…第2開口部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記光学セルの第1開口部を閉塞可能な蓋材と、を備え、
前記蓋材は、前記第1開口部の内側に液密に嵌合可能で、かつ一端に第2開口部を有する有底筒状の収容部を備え、
前記光学セル内にモリブデン酸イオンを含有する酸性溶液が収容され、
前記収容部内に、前記モリブデン酸イオンを含有する酸性溶液とは隔離された状態でアスコルビン酸が収容されているリン酸測定用キット。 A bottomed optical cell having a first opening at one end, at least a part of the peripheral wall being light transmissive, and allowing light incident from the peripheral wall to be emitted from the opposing peripheral wall;
A lid capable of closing the first opening of the optical cell,
The lid member includes a bottomed cylindrical accommodating portion that can be liquid-tightly fitted inside the first opening and has a second opening at one end;
An acidic solution containing molybdate ions is contained in the optical cell;
A kit for measuring phosphoric acid in which ascorbic acid is housed in the housing part in a state isolated from the acidic solution containing the molybdate ions.
前記収容部が前記第1開口部の内側に嵌合していない状態で、前記第1開口部と前記第2開口部とを共に封止する請求項2に記載のリン酸測定用キット。 The isolation member is detachably attached to the optical cell and the lid member in a state where the lid member does not block the first opening.
3. The kit for measuring phosphoric acid according to claim 2, wherein the first opening and the second opening are sealed together in a state where the housing is not fitted inside the first opening.
前記第1部材の一端に設けられ、自身を貫通する貫通孔を有する第2部材と、を有し、
前記開口部と前記貫通孔とが連通して前記第1開口部をなし、
前記隔離部材は、前記第1部材と前記第2部材とに挟持されて固定されている請求項2に記載のリン酸測定用キット。 The optical cell has an opening at one end, at least a part of the peripheral wall is light-transmitting, and a bottomed first member that allows light incident from the peripheral wall to be emitted from the opposing peripheral wall;
A second member provided at one end of the first member and having a through-hole penetrating through the first member;
The opening and the through hole communicate with each other to form the first opening;
The phosphoric acid measurement kit according to claim 2, wherein the isolation member is sandwiched and fixed between the first member and the second member.
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