JP2017032318A - Liquid sample analyzer - Google Patents
Liquid sample analyzer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017032318A JP2017032318A JP2015150007A JP2015150007A JP2017032318A JP 2017032318 A JP2017032318 A JP 2017032318A JP 2015150007 A JP2015150007 A JP 2015150007A JP 2015150007 A JP2015150007 A JP 2015150007A JP 2017032318 A JP2017032318 A JP 2017032318A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measurement
- liquid sample
- component
- reagent
- extract
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は液体試料分析装置に関し、特に土壌成分の分析に好適な液体試料分析装置に関する。 The present invention relates to a liquid sample analyzer, and more particularly to a liquid sample analyzer suitable for analyzing soil components.
農業の分野において、農作物の育成状態の管理のため、農作物の生育環境における土壌成分の分析が広く行われている。 In the field of agriculture, analysis of soil components in the growing environment of crops is widely performed in order to manage the growing state of the crops.
一般的に、土壌分析装置としての液体試料分析装置は、採取した土壌に抽出用の液体を注入し、濾過を行うことで土壌の成分を抽出する。抽出した各土壌抽出液を、その都度、複数の試験管に目盛り付きのスポイトで計量しながら注入し、その後、土壌成分毎に決められた試薬および希釈液を試験管に注入し発色させる。そして、比色表、比濁表、または、吸光光度法等を用いて数値換算することで測定が行われている。 Generally, a liquid sample analyzer as a soil analyzer extracts a component of soil by injecting a liquid for extraction into collected soil and performing filtration. Each extracted soil extract is poured into a plurality of test tubes while measuring with a graduated dropper, and then a reagent and a diluting solution determined for each soil component are poured into the test tubes to cause color development. And it is measured by converting into a numerical value using a colorimetric table, a turbidimetric table, an absorptiometric method or the like.
しかしながら、上述の測定方法は、それぞれの土壌抽出液に試薬を混合する必要があり、そのために繰り返し作業が多くなる。また、測定したい土壌成分に応じた試薬を準備する必要もあり、煩雑性が高い。 However, the measurement method described above needs to mix a reagent with each soil extract, which increases the number of repetitive operations. Moreover, it is necessary to prepare a reagent according to the soil component to be measured, and the complexity is high.
土壌分析を頻繁に行うことにより、圃場ごとの細かい分析や、作付けごとの分析を行うことで、前作の影響を考慮した施肥設計を行うことができる。また、成育期間の長い作物についてはより短いスパンで定期的に分析を行うことで、追肥のタイミングや量を最適化することができ、結果として収穫量の増加や品質の安定化が望める。 By performing soil analysis frequently, it is possible to perform fertilization design in consideration of the influence of the previous crop by performing detailed analysis for each field and analysis for each cropping. In addition, it is possible to optimize the timing and amount of additional fertilization by periodically analyzing crops with a long growing period in a shorter span, and as a result, it is hoped that the yield will be increased and the quality will be stabilized.
しかしながら、上述した煩雑性の高さから分析の頻度を高めることは困難である。 However, it is difficult to increase the frequency of analysis due to the high complexity described above.
近年では、このような問題点に鑑みて、簡易な方法で土壌抽出液と試薬等とを混合し、土壌成分を分析する手法が提案されている。 In recent years, in view of such problems, a method for analyzing soil components by mixing a soil extract and a reagent by a simple method has been proposed.
図18は、特許文献1に開示されている試薬混合及び土壌分析装置を示したものであり、図18の(a)は、従来の土壌分析装置の模式図であり、図18の(b)及び(c)は、従来の土壌分析装置に備えられる収納カートリッジと、抽出液カートリッジとの嵌合を示す模式図である。
FIG. 18 shows the reagent mixing and soil analysis apparatus disclosed in
特許文献1に記載の土壌分析装置は、図18の(a)に示すように、発光部7、受光部8及び収納カートリッジ9を備えている。収納カートリッジ9は、透明材からなり、土壌から抽出した土壌抽出液と試薬との混合液を収納するセル11が複数設けられている。特許文献1に記載の土壌分析装置は、発光部7から出射された光が収納カートリッジ9内の混合液を透過し、受光部8により検出されることにより混合液の吸光度を測定し、吸光光度法により土壌成分の濃度を測定している。
The soil analysis apparatus described in
図18の(b)に示すように、収納カートリッジ9のセル11には、所定量の試薬が予め収納されており、シール紙15により密閉されている。抽出液カートリッジ14の各セル16は、計量としての枡機能を有しており、土壌抽出液が収納されている。測定前に図18の(b)及び(c)に矢印で示す方向に抽出液カートリッジ14を収納カートリッジ9に押し込むことで、収納カートリッジ9と抽出液カートリッジ14とを嵌合する。その後、抽出液カートリッジ14の底面を貫通させ、抽出液を収納カートリッジ9のセル11に注入し、混合液を作成する。
As shown in FIG. 18B, a predetermined amount of reagent is stored in advance in the
このように、特許文献1に記載の土壌分析装置においては、混合液の作成が容易であり、また、吸光光度法によって土壌成分の濃度の測定を行うため、精度のよい測定を行うことができる。
Thus, in the soil analyzer described in
しかしながら、例えば、農作物栽培施設における圃場で使用されている土壌等、土壌に含有されている成分濃度が比較的高い場合がある。このような土壌の成分濃度を分析するにあたり、土壌から抽出した土壌抽出液と試薬とを混合して、特許文献1に記載の土壌分析装置のように吸光光度法を用いたとしても、試薬にて分析をしようとする対象の成分濃度が高すぎると、測定可能範囲を超えてしまうことがある。
However, for example, the concentration of components contained in soil, such as soil used in fields in agricultural crop cultivation facilities, may be relatively high. In analyzing the soil component concentration, even if the soil extract extracted from the soil and the reagent are mixed and the spectrophotometric method is used as in the soil analyzer described in
このように測定可能範囲を超えると、土壌抽出液の成分の増減に対し、試薬を混合した混合液を光透過量の増減の割合が小さくなる。この結果、測定対象である土壌抽出液の成分濃度の測定が失敗であったり、失敗に至らないまでも正確な測定結果が得られないため、再度の測定を要したりすることで、試薬や収納カートリッジの損失が発生するという問題が生じる。 Thus, if it exceeds a measurable range, the rate of increase / decrease in the light transmission amount of the mixed liquid mixed with the reagent becomes small with respect to increase / decrease in components of the soil extract. As a result, the measurement of the component concentration of the soil extract that is the measurement target is unsuccessful, or accurate measurement results cannot be obtained until failure occurs. There arises a problem that the storage cartridge is lost.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体試料の成分濃度が高い場合においても、液体試料の成分を確実かつ正確に測定できる液体試料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 problems, and an object thereof is to provide a liquid sample analyzer that can reliably and accurately measure the components of a liquid sample even when the component concentration of the liquid sample is high. It is in.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る液体試料分析装置は、液体試料を収容する試料容器と、前記液体試料を希釈する希釈液を収容する希釈液容器と、測定試薬を収容する測定容器と、前記液体試料の電気伝導度を測定する測定部と、前記液体試料を前記測定容器に供給する試料供給機構と、前記希釈液を前記測定容器に供給する希釈液供給機構と、前記測定容器で混合される前記測定試薬、前記液体試料、及び前記希釈液の混合液の光透過量を測定して前記液体試料の少なくとも一つの成分を分析する分析部と、前記測定部により測定された電気伝導度に基づいて、前記試料供給機構が供給する液体試料の量と前記希釈液供給機構が供給する希釈液の量との比率を制御する制御部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a liquid sample analyzer according to one aspect of the present invention includes a sample container that stores a liquid sample, a diluent container that stores a diluent that dilutes the liquid sample, and a measurement reagent. A measuring container to be accommodated, a measuring unit for measuring the electrical conductivity of the liquid sample, a sample supply mechanism for supplying the liquid sample to the measuring container, and a diluent supplying mechanism for supplying the diluent to the measuring container Analyzing the at least one component of the liquid sample by measuring a light transmission amount of the mixed solution of the measurement reagent, the liquid sample, and the dilution liquid mixed in the measurement container; and And a control unit that controls a ratio between the amount of the liquid sample supplied by the sample supply mechanism and the amount of the diluent supplied by the diluent supply mechanism based on the measured electrical conductivity. .
本発明の一態様によれば、液体試料の成分濃度が高い場合においても、液体試料の成分を確実かつ正確に測定できる液体試料分析装置を提供することができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a liquid sample analyzer that can reliably and accurately measure components of a liquid sample even when the component concentration of the liquid sample is high.
〔実施形態1〕
以下、図面を参照しながら、本発明に係る液体試料分析装置の実施の形態について説明する。なお、図面に記載した各構成部材の厚みや長さ等は、一例であり、本発明に係る液体試料分析装置は、図示された各構成部材の厚みや長さ等に限定されるものではない。
Hereinafter, embodiments of a liquid sample analyzer according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the thickness, length, etc. of each structural member described in the drawings are examples, and the liquid sample analyzer according to the present invention is not limited to the illustrated thickness, length, etc. of each structural member. .
(液体試料分析装置の構成概略)
本実施形態に係る液体試料分析装置100Aの構成について、図1〜図7に基づいて説明する。
(Outline of configuration of liquid sample analyzer)
The configuration of the
図1は、本発明の実施形態1に係る液体試料分析装置100Aの構成の概略を示す図である。液体試料分析装置100Aは、吸光光度法により、測定対象である液体試料の測定を行う。液体試料分析装置100Aは、発光部101と、チップ(測定容器)102と、受光部103と、計測部(分析部)109Aと、回転駆動部106と、抽出液収容容器(試料容器)112Aと、抽出液供給機構(試料供給機構)120と、希釈液収容容器(希釈液容器)113と、希釈液供給機構121と、電気伝導度測定部(測定部)115と、制御部111Aとを備えている。以下、液体試料分析装置100Aの各部について詳細に説明する。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of a
<発光部101>
図2及び図3を用いて、発光部101について説明する。図2は、発光部101の構成の概略を示す図である。図2に示すように、発光部101は、発光波長がそれぞれ異なる複数の光源201a・201b・201cと、複数の光源201a・201b・201cのそれぞれに対応するコリメートレンズ202a・202b・202cと、ダイクロイックミラー203a・203bと、アパーチャー204と、フィルターアレイ205とを備える。発光部101は、制御部111Aと接続されている。
<
The
光源201a、コリメートレンズ202a、ダイクロイックミラー203a・203b、アパーチャー204、及びフィルターアレイ205は、この順に、光源201aの光軸に並んで直線状に配されている。光源201b、コリメートレンズ202a及びダイクロイックミラー203aは、この順に、光源201bの光軸に並んで直線状に配されている。光源201c、コリメートレンズ202c及びダイクロイックミラー203bは、この順に、光源201cの光軸に並んで直線状に配されている。
The
複数の光源201a〜201cそれぞれは、制御部111Aから供給される制御信号により、発光、消灯及び発光強度が制御される。複数の光源201a〜201cは、それぞれ光の出射方向が異なるように配されている。複数の光源201a〜201cそれぞれは、指向性が強いことから、LED(Light Emitting Diode)であることが好ましい。一例として、光源201aは白色光を発光する白色LEDであり、光源201bは青色光を発光する青色LEDであり、光源201cは赤色光を発光する赤色LEDである。
Each of the
コリメートレンズ202aは、光源201aが出射した光を、指向性を高めてダイクロイックミラー203aへ透過する。コリメートレンズ202bは、光源201bが出射した光を、指向性を高めてダイクロイックミラー203aへ透過する。コリメートレンズ202cは、光源201cが出射した光を、指向性を高めてダイクロイックミラー203bへ透過する。
The
ダイクロイックミラー203a・203bは、それぞれ、特定の波長帯の光を透過させる一方、当該特定の波長帯以外の別の特定の波長帯の光を反射する鏡である。ダイクロイックミラー203aは、光源201aが出射した光を透過する一方、光源201bが出射した光は反射する。ダイクロイックミラー203bは、光源201a及び光源201bが出射した光をそれぞれ透過する一方、光源201cが出射した光を反射する。
Each of the
本実施形態においては、ダイクロイックミラー203aは、470nm〜1600nmの波長帯の光を透過する一方、350nm〜430nmの波長帯の光を反射する。また、ダイクロイックミラー203bは、400nm〜630nmの波長帯の光を透過する一方、675nm〜850nmの波長帯の光を反射する。
In the present embodiment, the
アパーチャー204は、光源201a・201b・201cから出射され、ダイクロイックミラー203a・203bを透過又は反射した光の径を調整するものである。
The
図3は、図2に示すフィルターアレイ205を上方から見た上面図である。図3に示すように、フィルターアレイ205は、回転軸210を中心として円周上に配置された複数の干渉フィルター301〜306を備えている。干渉フィルター301〜306は、それぞれ、透過する光の波長帯が異なる。一例として、干渉フィルター301はピーク波長が420nmの光を透過し、干渉フィルター302はピーク波長が520nmの光を透過し、干渉フィルター303はピーク波長が570nmの光を透過し、干渉フィルター304はピーク波長が610nmの光を透過し、干渉フィルター305はピーク波長が710nmの光を透過し、干渉フィルター306はピーク波長が720nmの光を透過する。フィルターアレイ205は、制御部111Aから供給される制御信号により回転動作が制御される。
FIG. 3 is a top view of the
発光部101は、制御部111Aからの信号に応じて、複数の光源201a〜201cが発光する。光源201a〜201cから射出された光は、各光源201a〜201cに対応するコリメートレンズ202a〜202cにより指向され、ダイクロイックミラー203a、203bにより光路が結合される。そして、アパーチャー204によりビーム径が調整され、フィルターアレイ205へと導かれる。フィルターアレイ205は、複数の光源201a〜201cの制御と同期して、光の進行方向に平行な回転軸210を中心として回転するように制御されており、アパーチャー204を通過した光から特定の波長の光のみを選択して透過させる。フィルターアレイ205を通過した光は、光300として発光部101から射出される。
In the
発光部101を上記のような構成にすることにより、異なる波長の光を射出することができる。なお、光源201a〜201cは、LEDに限定されず、例えば、レーザー光を用いてもよい。
By configuring the
<チップ102>
図4は、チップ102の概略を示すものであり、図4の(a)は、チップ102を上方から見た正面図であり、図4の(b)は、チップ102に備えられるセル400の形状の一例を示す概略図であり、図4の(c)は、チップ102に備えられるセル410の形状を示す概略図である。
<
4 shows an outline of the
図4の(a)に示すように、チップ102は円盤状であり、回転軸450を中心に、放射状に複数のセル400及びセル410が形成されている。本実施形態においては、チップ102には、セル400が6つ、及び、セル410が1つ形成されている。セル400及びセル410は、チップ102の円周方向に対して等間隔で形成されている。なお、チップ102に形成されるセル400・410の個数は特に限定されるものではなく、セル400が5つ以下又は7つ以上、及びセル410が2つ以上形成されていてもよい。
As shown in FIG. 4A, the
チップ102は、発光部101から射出された光300を透過するように、例えば、シリコーン、ガラス、プラスチック等の透明材で作製されていることが好ましい。本実施形態においては、チップ102は、安価で透明性の高いポリスチレンで作製されている。
The
また、セル400及びセル410は、チップ102の内部に形成されるものであって(図1参照)、チップ102の表面に露出して形成されるものではないが、図4の(a)では、内部構造を理解しやすいように実線で示している。
Further, the
図4の(b)に示すように、セル400のそれぞれには、土壌から抽出した土壌抽出液(液体試料)を注入する試料室401と、試薬(測定試薬)が予め収納された試薬室402及び試薬室(混合室)403と、試薬が混合された土壌抽出液の光透過量を測定するための測定室(第1測定室・第2測定室)404とが形成されている。
As shown in FIG. 4B, in each
試薬室403と、試料室401、試薬室402及び測定室404との間には流路405が形成されており、試薬室403と、試料室401、試薬室402及び測定室404とは連通している。また、試料室401には、土壌抽出液を注入するための開口部407(注入口)が形成されており、開口部407は、チップ102の上面に向かって開口している。
A
図4の(c)に示すように、セル410は、試薬室を備えておらず、試料室411及び基準室414が形成されている。また、試料室411と基準室414との間は流路415が形成されており、試料室411と基準室414とは連通している。試料室411には、セル400の試料室401と同様に、土壌抽出液を注入するための開口部417が形成されており、開口部417は、チップ102の上面に向かって開口している。
As shown in FIG. 4C, the
ここで、セル400の測定室404、及び、セル410の基準室414は、図4の(a)に一点鎖線Aで示すように、第1の円周上に形成されている。また、セル400の開口部407、及び、セル410の開口部417は、図4の(a)に一点鎖線Bで示すように第2の円周上に形成されている。すなわち、測定室404及び基準室414と、開口部407、417とは、回転軸450を中心とする同心円上に形成されており、開口部407、417が、半径方向内側に、測定室404及び基準室414が半径方向外側に形成されている。
Here, the
なお、試薬室403と測定室404との間の流路405には、開閉式の弁(不図示)が設けられており、弁は閉じられた状態となっている。
An open / close valve (not shown) is provided in the
チップ102の大きさは、例えば直径が20cm程度であり、セル400及びセル410のそれぞれの大きさは、図4の(b)及び(c)の長手方向が4〜5cm、長手方向と直交する短手方向が2〜3cm程度である。
The size of the
試薬室402及び試薬室403に予め収納されている試薬は、土壌抽出液の測定対象である成分(例えば硝酸態窒素など)の濃度に応じて光の吸収率が変化するものである。土壌抽出液に試薬を混合させて、その試薬が混合した土壌抽出液の光透過量を液体試料分析装置100Aで測定することで、土壌抽出液の測定対象である成分濃度を測定することが可能である。
The reagent stored in advance in the
ただし、土壌抽出液の測定対象である成分濃度があまりに濃すぎる場合、試薬の光吸収率の変化が飽和してしまい、土壌抽出液の測定対象の成分濃度が変化しても、試薬の光吸収率が変化せず、正確に土壌抽出液の測定対象の成分濃度を測定できない。 However, if the concentration of the component that is the measurement target of the soil extract is too high, the change in the light absorption rate of the reagent is saturated, and even if the concentration of the component that is the measurement target of the soil extract changes, the light absorption of the reagent The rate does not change, and the concentration of the component to be measured in the soil extract cannot be measured accurately.
このため、土壌抽出液の測定対象の成分濃度を正確に測定するには、土壌抽出液の測定対象の成分濃度に応じて試薬の光吸収率が急激に変化するような、最適な濃度範囲(つまり、測定対象の成分濃度の変化に対して、試薬の光吸収率の変化が敏感に反応するような濃度範囲)となるよう土壌抽出液の測定対象の成分濃度を調整することが好ましい。 For this reason, in order to accurately measure the component concentration of the soil extract measurement target, the optimal concentration range (where the light absorption rate of the reagent changes rapidly according to the component concentration of the soil extract measurement target ( That is, it is preferable to adjust the component concentration of the measurement target of the soil extract so that the change in the light absorption rate of the reagent is sensitive to the change in the component concentration of the measurement target.
<受光部103、計測部109A及び回転駆動部106>
受光部103は、発光部101から出射され、チップ102の、図4の(a)において一点鎖線Aで示す第1の円周上の領域を透過した光300を受光する。
<
The
計測部109Aは、受光部103と接続している。計測部109Aは、受光部103が受光した光の強度(光透過量)を測定するとともに、当該測定結果に基づいて土壌成分濃度を算出する。
The measurement unit 109 </ b> A is connected to the
回転駆動部106は、チップ102の下方に備えられ、チップ102を、回転軸450を中心として回転駆動する。本実施形態においては、回転駆動部106としてパルス制御可能なステッピングモーターを用いた。なお、本実施形態においては、回転駆動部106がチップ102を回転駆動する構成を示したが、これに限られるものではない。例えば、回転駆動部としてブラシレスモーターなどを用いてもよいし、また、複数個の駆動系を組み合わせて用いてもよい。また、例えば、回転軸450を中心とするチップの公転運動とチップの自転とを組み合わせた駆動系を用いてもよい。
The
<抽出液収容容器112A>
図5を用いて、抽出液収容容器112Aの構成について説明する。図5は、抽出液収容容器112Aの構成を示す断面図である。
<Extract
The configuration of the
抽出液収容容器112Aは、採取した土壌に水を加え、振とう及びろ過を行った土壌抽出液を収容するための容器であり、また、後述する電気伝導度の測定にも使用される。当該土壌抽出液は、別の容器である抽出容器(図示せず)にて作製し、抽出容器から抽出液収容容器112Aへ注入する構成であってもよいし、抽出容器と抽出液収容容器112Aとを嵌合させることで、抽出容器の底部を貫通させ、土壌抽出液がシリコンチューブ等に流入する構成であってもよい。
The
抽出液収容容器112Aは、絶縁性の高い樹脂材料によって形成されていることが好ましく、本実施形態においては、ABS(acryl butadiene styrol)樹脂にて形成されている。
The extraction
抽出液収容容器112Aは、図5に示すように、抽出液収容容器112Aの内部と外部とを電気的に導通させるための一対の電極501a・501bが設けられている。電極501a・501bは、後述する電気伝導度の測定に用いられる。
As shown in FIG. 5, the extraction liquid storage container 112 </ b> A is provided with a pair of
電極501a・501bは、抽出液収容容器112Aの底面から所定の距離離れた位置に設けられる。具体的には、電極501a・501bは、予め分かっている、土壌成分の分析に必要な最少量の土壌抽出液を、抽出液収容容器112Aに注入した際の液面Hよりも少し低い位置に設けられる。これにより、抽出液収容容器112Aに注入した土壌抽出液の量が土壌成分の分析に必要な最少量よりも少なかった場合、後述する電気伝導度の測定が不可能となる。その結果、抽出液収容容器112Aに注入した土壌抽出液の量が土壌成分の分析に必要な最少量よりも少ないことを検知することができる。または、土壌抽出液の注入することを忘れることを検知することができる。電極501a・501bは、接着剤などにより抽出液収容容器112Aに固定されてもよいし、また、インサート成形により作成されてもよい。
The
また、抽出液収容容器112Aの底面には、開口部112aが設けられている。開口部112aにチューブを接続することにより、抽出液収容容器112A内の抽出液を送液することができるようになっている。
In addition, an
<希釈液収容容器113>
図1に示すように、希釈液収容容器113は、土壌抽出液をチップ102に供給する際に、土壌抽出液を希釈するための希釈液(例えば純水等)を収容するための容器である。希釈液収容容器113の底面には、開口部113a(図6参照)が設けられている。開口部113aにチューブを接続することにより、希釈液収容容器113内の希釈液を送液することができるようになっている。希釈液収容容器113の素材は、上述した抽出液収容容器112Aとは異なり、どのような素材を用いても構わない。
<
As shown in FIG. 1, the
<抽出液供給機構120及び希釈液供給機構121>
図6を用いて、抽出液供給機構120及び希釈液供給機構121の構成について説明する。図6は、抽出液供給機構120及び希釈液供給機構121の構成を示す概略図である。なお、同図では、チップ102、抽出液収容容器112A、希釈液収容容器113及び回転駆動部106も合わせて示している。
<Extract
The configuration of the
抽出液供給機構120は、抽出液収容容器112Aに収容されている土壌抽出液を、チップ102の開口部407・417を介して、試料室401・411に供給する機構である。希釈液供給機構121は、抽出液収容容器113に収容されている希釈液を、チップ102の開口部407・417を介して、試料室401・411に供給する機構である。
The
抽出液供給機構120は、ポンプ120aと、チューブ120bと、注入ノズル120cとを備えている。希釈液供給機構121は、ポンプ121aと、チューブ121bと、注入ノズル121cとを備えている。抽出液供給機構120と、希釈液供給機構121とは同じ構造である。
The
ポンプ120aは、抽出液収容容器112Aに収容されている土壌抽出液を、抽出液収容容器112Aの開口部112aから、チューブ120bを介して、注入ノズル120cへと送るためのポンプである。ポンプ121aは、希釈液収容容器113に収容されている希釈液を、希釈液収容容器113の開口部113aから、チューブ121bを介して、注入ノズル121cへと送るためのポンプである。
The
一例として、ポンプ120a・121aは、ローラーの回転によりチューブを圧迫させることで、液体の吸入・送液・吐出を行うチューブポンプを用いることができる。なお、ポンプ120a・121aは、チューブポンプに限定されるものではなく、抽出液収容容器112Aに収容されている土壌抽出液、又は、希釈液収容容器113に収容されている希釈液を、チューブ120b又はチューブ121bを介して、注入ノズル120c又は注入ノズル121cへと送ることができればよい。
As an example, the
チューブ120bは、ポンプ120aと注入ノズル120cとを接続するためのチューブである。チューブ121bは、ポンプ121aと注入ノズル121cとを接続するためのチューブである。
The
注入ノズル120c及び注入ノズル121cは、開口部407又は開口部417が形成された、図4の(a)に一点鎖線Bで示す円周上(第2の円周上)の直上の位置に配置される。
The
抽出液供給機構120は、上記の構成により、抽出液収容容器112Aに収容されている土壌抽出液を、ポンプ120aによってチューブ120bを介して、注入ノズル120cへと送液する。そして、抽出液供給機構120は、所定量の土壌抽出液を、注入ノズル120cから、開口部407・417を介して、試料室401・411へ供給する。
With the above configuration, the
希釈液供給機構121は、上記の構成により、希釈液収容容器113に収容されている希釈液を、ポンプ121aによってチューブ121bを介して、注入ノズル121cへと送液する。そして、希釈液供給機構121は、所定量の希釈液を、注入ノズル121cから、開口部407・417を介して、試料室401・411へ供給する。
With the above configuration, the
<電気伝導度測定部115>
図7を用いて、電気伝導度測定部115の構成について説明する。図7は、電気伝導度測定部115の構成を示す概略図である。また、同図には、抽出液収容容器112Aを合わせて示している。
<Electrical
The configuration of the electrical
電気伝導度測定部115は、抽出液収容容器112Aの電極501a・501bに接続されており、抽出液収容容器112Aに収容されている土壌抽出液の電気伝導度(EC:Electric conductivity)を測定する。
The electrical
電気伝導度測定部115は、交流電源115aと、交流電流計115bとを備えている。
The electrical
交流電源115aは、抽出液収容容器112Aに備えられている電極501a・501bと接続しており、電極501a・501bを介して土壌抽出液に電圧を印加する。交流電流計115bは、交流電源115a及び電極501a・501bからなる回路に設けられており、回路に流れる電流を計測する。
The
以上の構成により、電気伝導度測定部115は、交流電源115aを用いて土壌抽出液に電圧を印加し、交流電流計115bを用いて回路に流れる電流を計測する。これにより、電気伝導度測定部115は土壌抽出液の電気伝導度を測定する。
With the above configuration, the electrical
<制御部111A>
図1に示すように、制御部111Aは、供給量設定部107A、液体供給制御部104、及び測定制御部105を備えている。制御部111Aは、発光部101、計測部109A、抽出液供給機構120、希釈液供給機構121、電気伝導度測定部115、及び回転駆動部106と接続しており、各部の動作を制御する。
<
As shown in FIG. 1, the
供給量設定部107Aは、電気伝導度測定部115によって測定された土壌抽出液の電気伝導度に基づいて、チップ102に注入する土壌抽出液の量と希釈液の量との比率、すなわち、希釈率を設定する。土壌抽出液の量と希釈液の量との比率の設定についての詳細は後述する。
Based on the electrical conductivity of the soil extract measured by the electrical
液体供給制御部104は、抽出液供給機構120、希釈液供給機構121、及び回転駆動部106の動作を制御する。
The liquid
具体的には、液体供給制御部104は、抽出液供給機構120が有する注入ノズル120cの位置とチップ102の開口部407又は開口部417の位置とを合わせるようにチップ102の回転を制御する。換言すると、液体供給制御部104は、希釈液供給機構121が有する注入ノズル121cの位置とチップ102の開口部407又は開口部417の位置とを合わせるようにチップ102の回転を制御する。
Specifically, the liquid
そして、液体供給制御部104は、供給量設定部107Aによって算出された比率で土壌抽出液及び希釈液が、開口部407を介して測定室404へ又は開口部417を介して基準室414へ供給されるように、抽出液供給機構120及び希釈液供給機構121それぞれのポンプ120a及びポンプ121aの駆動を制御する。
Then, the liquid
測定制御部105は、電気伝導度測定部115を制御し、土壌抽出液の電気伝導度の測定が可能であるか否かを判定する。測定制御部105は、電気伝導度測定部115に指示信号を出力し、電気伝導度測定部115から土壌抽出液の電気伝導度の測定結果を取得する。また、測定制御部105は、電気伝導度測定部115が土壌抽出液の電気伝導度の測定ができなかった場合も、その旨の結果を電気伝導度測定部115から取得する。
The
さらに、測定制御部105は、吸光度測定を行う際に、回転駆動部106及び計測部109Aの動作を制御し、回転軸450の周りに回転するチップ102の測定室404及び基準室414を透過し、受光部103によって受光された光の強度(光透過量)を測定する。
Furthermore, the
(測定動作及び測定手順)
次に、図8及び図9に基づいて、土壌抽出液の成分測定時の液体試料分析装置100Aの各部の動作及び測定手順について説明する。
(Measurement operation and measurement procedure)
Next, based on FIG.8 and FIG.9, the operation | movement and measurement procedure of each part of 100 A of liquid sample analyzers at the time of the component measurement of a soil extract are demonstrated.
図8の(a)は、液体試料分析装置100Aが土壌抽出液の成分を測定する時のチップ102を上方から見た上面図である。図8の(b)は、図8の(a)におけるチップ102のC−C線矢視断面図である。なお、図8の(b)では、チップ102の上方に配置されているフィルターアレイ205及びチップ102の下方に配置されている受光部103も表している。
FIG. 8A is a top view of the
以下では説明の便宜上、6つのセル400のそれぞれを区別する場合には、400−a〜400−fの参照符号を付し、区別しない場合には、400の参照符号を付す。また、同様に、セル400に形成された試料室401、試薬室402、試薬室403、測定室404、流路405及び開口部407についても、それぞれを区別する場合には、それぞれ401−a〜401−f、402−a〜402−f、403−a〜403−f、404−a〜404−f、405−a〜405−f、407−a〜407−fの参照符号を付す。
In the following, for convenience of explanation, when distinguishing each of the six
セル400−aの試薬室402−aには、5wt%サリチル酸−硫酸水溶液が0.4ml、試薬室403−aには、2mol/lの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液が10ml予め注入されている。また、同様に、試薬室402−a〜402−f、403−a〜403−fのそれぞれに予め注入されている試薬の種類及び量を表1に示す。表1において「−」で示されている欄は、試薬が何も注入されていないことを示す。 0.4 ml of 5 wt% salicylic acid-sulfuric acid aqueous solution is pre-injected into the reagent chamber 402-a of the cell 400-a, and 10 ml of 2 mol / l sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution is pre-injected into the reagent chamber 403-a. . Similarly, Table 1 shows the types and amounts of the reagents previously injected into each of the reagent chambers 402-a to 402-f and 403-a to 403-f. The column indicated by “-” in Table 1 indicates that no reagent has been injected.
表1に示すように、セル400の試薬室402及び試薬室403には、それぞれ異なる試薬(第1試薬、第2試薬)が注入されている。これは、測定したい土壌成分に応じた試料が注入されているからであり、セル400−aでは硝酸態窒素(NO3−N)を、セル400−bではアンモニア態窒素(NH4−N)を、セル400−cでは可吸態リン酸(P2O5)を、セル400−dでは交換性カリウム(K2O)を、セル400−eでは交換性カルシウム(CaO)を、セル400−fでは交換性マグネシウム(MgO)を測定対象の土壌成分としている。
As shown in Table 1, different reagents (first reagent and second reagent) are injected into the
図9は、液体試料分析装置100Aの測定手順を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing the measurement procedure of the
まず、抽出容器(不図示)に土壌0.4g及び水100mlが作業者により入れられ、抽出容器にて振とう及びろ過を行い、土壌抽出液が作製される(ステップS1)。そして、作製した土壌抽出液は、作業者により、液体試料分析装置100Aの抽出液収容容器112Aへ注入される(ステップS2)。次に、作業者により、希釈液収容容器113に希釈液としての純水が注入される(ステップS3)。そして、作業者により、チップ102が液体試料分析装置100Aにセットされる(ステップS4)。
First, 0.4 g of soil and 100 ml of water are placed in an extraction container (not shown) by an operator, and shaking and filtration are performed in the extraction container to produce a soil extract (step S1). And the produced soil extract is inject | poured into the
次に、電気伝導度測定部115が、測定制御部105からの制御信号を受けて、抽出液収容容器112Aに収容されている土壌抽出液の電気伝導度を測定する(ステップS5)。
Next, the electrical
そして、測定制御部105は、電気伝導度測定部115からの測定結果を取得し、当該測定結果から、土壌抽出液の電気伝導度の測定が可能であるか否かについて判定する(ステップS6)。
And the
抽出液収容容器112Aに注入された土壌抽出液の液面が、電極501a・501bに達していないため、測定制御部105が、土壌抽出液の電気伝導度の測定が不可能であると判定すると(ステップS6でNo)、測定制御部105は、抽出液収容容器112Aに注入した土壌抽出液の量が土壌成分の分析に必要な最少量よりも少ないと判断し、ブザー、ランプ、又は液晶表示などへその旨の情報を送り、作業者に対して警告させた後(S16)、測定を終了させる。
When the
ステップS6において、測定制御部105が、土壌抽出液の電気伝導度の測定が可能であると判定すると(ステップS6でYes)、次に、供給量設定部107Aは、電気伝導度測定部115が測定した電気伝導度に基づいて、各試料室401に注入する土壌抽出液及び純水の量、すなわち希釈率を設定する(ステップS7)。
In step S6, when the
ここで、供給量設定部107Aが設定する希釈率の設定方法について、以下に詳細に説明する。
Here, the setting method of the dilution rate set by the supply
土壌抽出液の電気伝導度は、土壌溶液中の塩類濃度の指標として用いられる。すなわち、土壌溶液の電気伝導度は、硝酸態窒素、硫酸根、塩素などの陰イオン濃度、及び土壌コロイドに吸着しきれずに土壌溶液中に存在しているアンモニア態窒素、石灰、苦土、カリ等の陽イオン濃度に比例して高くなる。一般的には、電気伝導度が低い、すなわちイオン濃度が低い場合は、土壌養分が少ない。一方で、電気伝導度が高い、すなわちイオン濃度が高い場合は、土壌養分が高い。また、電気伝導度が著しく高い、すなわちイオン濃度が著しく高い場合は、農作物を生産する際に、塩類による濃度障害が起こる危険性が増す。 The electrical conductivity of the soil extract is used as an indicator of the salt concentration in the soil solution. That is, the electrical conductivity of the soil solution is the concentration of anions such as nitrate nitrogen, sulfate radicals, and chlorine, and ammonia nitrogen, lime, bitter soil, potassium, and so on that are not fully adsorbed by the soil colloid. It becomes higher in proportion to the cation concentration. In general, when the electrical conductivity is low, that is, when the ion concentration is low, the soil nutrients are low. On the other hand, when the electrical conductivity is high, that is, when the ion concentration is high, the soil nutrient is high. Further, when the electrical conductivity is remarkably high, that is, when the ion concentration is remarkably high, there is an increased risk of salt concentration disturbance due to salt production.
このように、電気伝導度と土壌抽出液の成分濃度との間には、相関関係があることが知られており、適切な相関関数を用いて、電気伝導度と土壌抽出液の成分濃度との関係を表すことができる。 Thus, it is known that there is a correlation between the electrical conductivity and the component concentration of the soil extract, and using an appropriate correlation function, the electrical conductivity and the component concentration of the soil extract are Can be expressed.
一般的には、液体中のある成分の濃度Y(mg/100g)を推定するために、相関関数として、電気伝導度X(mS/cm)を用いた一次関数である下記の式(1)を用いることができる。 Generally, in order to estimate the concentration Y (mg / 100 g) of a certain component in a liquid, the following equation (1), which is a linear function using the electrical conductivity X (mS / cm) as a correlation function Can be used.
Y=aX+b ・・・(1)
ここで、傾きa、Y切片bは、各成分毎に設定する値であり、aは0以上の値である。式(1)(第1相関関数)は、測定対象の成分毎に設定される。
Y = aX + b (1)
Here, the inclination a and the Y intercept b are values set for each component, and a is a value of 0 or more. Expression (1) (first correlation function) is set for each component to be measured.
各成分についての相関関数の傾きaの設定方法について以下に説明する。上記液体中には、様々な成分が含まれており、各成分がどれだけ含まれているかはわからない。しかし、測定する液体試料によっては、各成分の電気伝導度への寄与の度合いがわかっている場合がある。このような場合、電気伝導度への寄与の度合いが高い成分の濃度が高いと、電気伝導度が高くなる。その結果、式(1)を用いて他の成分の濃度を推定するときに、実際の濃度よりも高い成分濃度であると推定してしまう。したがって、電気伝導度への寄与の度合いが高い成分についての相関関数の傾きaを大きく設定し、他の成分についての相関関数の傾きaを小さく設定することが好ましい。このように各傾きaを設定することにより、電気伝導度への寄与の度合いが高い成分の濃度が高い場合においても、他の成分の濃度を必要以上に高く推定することを防ぐことができる。したがって、液体中に含まれる各成分濃度の推定を精度良く行うことができる。 A method for setting the slope a of the correlation function for each component will be described below. Various components are contained in the liquid, and it is not known how much each component is contained. However, depending on the liquid sample to be measured, the degree of contribution of each component to the electrical conductivity may be known. In such a case, when the concentration of a component having a high degree of contribution to electrical conductivity is high, the electrical conductivity is increased. As a result, when the concentration of other components is estimated using Equation (1), it is estimated that the component concentration is higher than the actual concentration. Therefore, it is preferable to set the slope a of the correlation function for a component having a high degree of contribution to electrical conductivity and to set the slope a of the correlation function for other components to be small. By setting each inclination a in this way, it is possible to prevent the concentration of other components from being estimated to be higher than necessary even when the concentration of a component having a high degree of contribution to electrical conductivity is high. Therefore, it is possible to accurately estimate the concentration of each component contained in the liquid.
本実施形態では、土壌に含まれる成分濃度を測定対象としている。このような場合、土壌から得られた土壌抽出液では、硝酸態窒素が電気伝導度への寄与が大きいことが知られている。したがって、各セル400−a〜400−fで測定する成分についてそれぞれ設定する相関関数のうち、セル400−aで測定する硝酸態窒素についての相関関数の傾きが最も大きくなるように設定することが好ましい。このように各傾きaを設定することにより、硝酸態窒素の濃度が高い場合においても、硝酸態窒素の濃度を的確に推定することができる。さらに、他の成分の濃度を必要以上に高く推定することを防ぐことができる。したがって、土壌抽出液中に含まれる各成分濃度の推定を精度良く行うことができる。 In this embodiment, the component concentration contained in the soil is the measurement target. In such a case, it is known that nitrate nitrogen greatly contributes to electrical conductivity in a soil extract obtained from soil. Accordingly, among the correlation functions set for the components measured in each of the cells 400-a to 400-f, the correlation function for the nitrate nitrogen measured in the cell 400-a may be set to have the largest gradient. preferable. By setting each inclination a in this way, the concentration of nitrate nitrogen can be accurately estimated even when the concentration of nitrate nitrogen is high. Furthermore, it is possible to prevent the concentration of other components from being estimated to be higher than necessary. Therefore, it is possible to accurately estimate the concentration of each component contained in the soil extract.
供給量設定部107Aは、設定した相関関数と、電気伝導度測定部115によって測定された電気伝導度とを用いて、土壌抽出液中の各成分濃度を推定する。そして、供給量設定部107Aは、推定した当該成分濃度に基づいて、土壌抽出液中の各成分濃度を後述する吸光度測定が可能となる濃度(測定適正濃度)となるように、各試料室401−a〜401−fに注入する土壌抽出液及び純水の量、すなわち希釈率をそれぞれ設定する。
The supply
以下に、測定室404−a(第1測定室)で測定する硝酸態窒素濃度(第1成分)を例として、希釈率の設定方法について説明する。 Hereinafter, a method for setting the dilution rate will be described by taking the nitrate nitrogen concentration (first component) measured in the measurement chamber 404-a (first measurement chamber) as an example.
供給量設定部107Aは、電気伝導度X(mS/cm)から土壌抽出液中の硝酸態窒素濃度Y1(mg/100g)を推定するために、予め設定された下記の式(2)用いることができる。
The supply
Y1=44X−15 ・・・(2)
供給量設定部107Aは、式(2)(第1相関関数)に基づいて、硝酸態窒素濃度Y1を推定する。そして、供給量設定部107Aは、推定した硝酸態窒素濃度Y1に基づいて、土壌抽出液中の硝酸態窒素濃度を後述する吸光度測定が可能となる濃度になるように、試料室401−aに注入する土壌抽出液及び純水の量、すなわち希釈率を設定する。具体的な希釈率の設定について、表2に基づいて説明する。表2は、硝酸態窒素についての土壌抽出液の電気伝導度に対する希釈率を示した表である。
Y 1 = 44X−15 (2)
Supply
供給量設定部107Aは、式(2)と、硝酸態窒素濃度の測定可能濃度範囲との関係から、表2に示すように、試料室401−aに注入する土壌抽出液及び純水の量、すなわち希釈率を算出する。具体的には、電気伝導度が0.3mS/cm未満の場合には、試料室401−aには土壌抽出液のみを注入し、純水は注入しない。電気伝導度が0.3mS/cm以上1.0mS/cm未満の場合には、土壌抽出液と純水の比率が1:1になるように、土壌抽出液及び純水を試料室401−aに注入する。電気伝導度が1.0mS/cm以上の場合には、土壌抽出液と純水の比率が1:2になるように、土壌抽出液及び純水を試料室401−aに注入する。
From the relationship between the formula (2) and the measurable concentration range of nitrate nitrogen concentration, the supply
このように、土壌抽出液の電気伝導度に基づいて希釈率を変化させることにより、硝酸態窒素の測定適正濃度範囲内で、硝酸態窒素濃度を測定することができる。その結果、硝酸態窒素の測定適正濃度範囲外での測定による、チップ102の無駄及び測定の手戻りが生じることが無くなるようにすることができる。
In this way, by changing the dilution rate based on the electrical conductivity of the soil extract, the nitrate nitrogen concentration can be measured within the appropriate measurement range of nitrate nitrogen. As a result, it is possible to eliminate the waste of the
同様に、供給量設定部107Aは、測定室404−a以外の測定室404−b〜404−f(第2測定室)で測定する成分(第2成分)についての相関関数(第2相関関数)をそれぞれ設定し、電気伝導度に基づいて、土壌抽出液中の各成分濃度を推定する。
Similarly, the supply
例えば、測定室404−b(第2測定室)で測定するアンモニア態窒素濃度(第2成分)Y2(mg/100g)を推定するために、予め設定された下記の式(3)用いることができる。 For example, in order to estimate the ammonia nitrogen concentration (second component) Y 2 (mg / 100 g) measured in the measurement chamber 404-b (second measurement chamber), the following formula (3) set in advance is used. Can do.
Y2=8.95X−4.54 ・・・(3)
供給量設定部107Aは、式(3)(第2相関関数)に基づいて、アンモニア態窒素濃度Y2を推定する。そして、供給量設定部107Aは、推定したアンモニア態窒素濃度Y2に基づいて、土壌抽出液中の硝酸態窒素濃度を後述する吸光度測定が可能となる濃度になるように、試料室401−bに注入する土壌抽出液及び純水の量、すなわち希釈率を設定する。
Y 2 = 8.95X-4.54 ··· ( 3)
Supply
以上のように、供給量設定部107Aは、推定した各成分濃度に基づいて、土壌抽出液中の各成分濃度を後述する吸光度測定が可能となる濃度になるように、各試料室401−b〜401−fに注入する土壌抽出液及び純水の量、すなわち希釈率をそれぞれ設定する。
As described above, the supply
このように、土壌抽出液の電気伝導度を測定し、各成分について設定した相関関数を用いて、各測定成分の大まかな濃度を算出することにより、各成分の測定に適した希釈率を設定することができる。その結果、各成分の濃度を確実かつ正確に測定することができる。 In this way, by measuring the electrical conductivity of the soil extract and calculating the approximate concentration of each measurement component using the correlation function set for each component, a dilution rate suitable for the measurement of each component is set. can do. As a result, the concentration of each component can be reliably and accurately measured.
上述した希釈率は一例であり、使用する試薬の計測可能濃度範囲に対応させて、電気伝導度と希釈率との関係を適宜変更させることができる。また、電気伝導度と希釈率との関係をより詳細に設定することにより、さらに高い精度で成分濃度を測定することが可能になる。 The dilution rate described above is an example, and the relationship between the electrical conductivity and the dilution rate can be appropriately changed in accordance with the measurable concentration range of the reagent to be used. In addition, by setting the relationship between the electrical conductivity and the dilution rate in more detail, the component concentration can be measured with higher accuracy.
上述したステップS7の次に、制御部111Aの液体供給制御部104が回転駆動部106を回転させ、セル410の試料室411の開口部417が注入ノズル120cの直下の位置となるように、チップ102を回転する(ステップS8)。なお、液体試料分析装置は、ステップS4にてチップ102を設置する際に、必ず開口部417が注入ノズル120cの直下に位置になるような構成であってもよく、そのような構成の場合には、ステップS8を省略することができる。例えば、チップ102に切り欠き部を設け、チップ102を載置するチップ載置台(図示せず)に突片を設け、切り欠き部と突片とを嵌合する構成としたり、チップ102と回転駆動部106とが接続する回転軸450をDカット形状としたりすることで、チップ102がセットされる位置が、必ず開口部417が注入ノズル120cの直下になる位置となるように、一義的に決めることができる。
After step S7 described above, the liquid
次に、抽出液供給機構120が、開口部417から試料室411に土壌抽出液を注入する(ステップS9)。試料室411への土壌抽出液の注入が完了すると、液体供給制御部104は、試料室401−a〜401−fのそれぞれの開口部407−a〜407−fが順次注入ノズル120cの直下となるように、回転駆動部106を制御すると共に、試料室401−a〜401−fのそれぞれに、供給量設定部107Aによって設定された量の土壌抽出液が注入されるように抽出液供給機構120を制御する(ステップS10)。
Next, the
このように、本実施形態に係る液体試料分析装置100Aにおいては、抽出液供給機構120の液体注入位置と開口部407、417の位置とを合わせるようにチップ102の回転を制御して土壌抽出液を注入することができる。その結果、短時間で試料室401−a〜401−fに土壌抽出液を注入することができる。また、初めに試料室411に土壌抽出液を注入することで、抽出液収容容器112Aとポンプ120aとの間のチューブ、ポンプ120a、チューブ120b及び注入ノズル120c内の空気を押し出し、土壌抽出液で満たすことができる。そのため、試料室401−a〜401−fのそれぞれに土壌抽出液を注入する工程において、土壌抽出液を注入する精度を向上することができ、測定精度を向上させることが可能になる。
Thus, in the
次に、試料室401−a〜401−fのそれぞれに、供給量設定部107Aによって設定された量の純水が注入されるように希釈液供給機構121を制御する(ステップS11)。
Next, the
次に、各セル410の吸光度の測定に移り、まず回転駆動部106が回転する。回転駆動部106の回転により、チップ102は、回転軸450を中心として回転し、セル400及びセル410には、それぞれ図4の(b)及び図4の(c)に矢印Fで示す方向に遠心力(慣性力)が作用する。
Next, the procedure proceeds to the measurement of the absorbance of each
セル410の試料室411に注入された土壌抽出液は、遠心力によって流路415を通って基準室414へと移動する。また、セル400の試料室401の土壌抽出液及び試薬室402の試薬は、流路405を通り試薬室403へと移動する。これにより、試薬室403内に測定対象となる試料と試薬との混合液が生成される(ステップS12)。次に、回転駆動部106の回転により、セル400の試薬室403内に生成された混合液の撹拌が行われる。この際、試料と試薬とが反応することにより、試料が各土壌成分に応じて発色する。
The soil extract injected into the
混合液の撹拌は、本実施形態では、回転駆動部106の回転により混合液の撹拌が行われる。回転駆動部106の回転は、一定の速度で回転する構成であってもよいし、加速度を付けて回転する構成や、逆回転する構成であってもよい。また、これらを組み合わせて回転する構成であってもよい。
In this embodiment, the liquid mixture is agitated by the rotation of the
混合液の撹拌が終了すると、試薬室403と測定室404との間の流路405に設けられた開閉式の弁を開放し、再び回転駆動部106を回転させることで、遠心力により混合液を測定室404へと移動させる(ステップS13)。
When the stirring of the mixed liquid is completed, the open / close valve provided in the
なお、上述の混合液の撹拌は、試薬室403で行ってもよいが、測定室404で行ってもよい。また、本実施形態においては、回転駆動部106の回転により、混合液の生成及び撹拌が、セル400−a〜400−fに対して一括に行われる構成であったが、これに限られるものでは無く、それぞれのセル400−a〜400−fに対して個別に行われる構成であってもよい。しかしながら、処理時間の短縮という観点から見れば、セル400−a〜400−fに対して一括に行われる構成であることが好ましい。
Note that stirring of the above-described mixed solution may be performed in the
図8の(a)及び(b)に示すように、混合液の撹拌が終了すると、次に、回転駆動部106の回転によりチップ102が1周等速回転すると共に、発光部101から光300が射出され、光300がチップ102を走査し、チップ102を透過した光300は、チップ102の測定室404及び基準室414を透過し、受光部103へと入射される。次に、計測部109Aは、測定制御部105からの指示により、受光部103が受光した光の強度(光透過量)を測定する(ステップS14)。
As shown in FIGS. 8A and 8B, after the stirring of the mixed liquid is completed, the
そして、土壌抽出液の光透過量を計測すると、次に、計測部109Bは、測定制御部105からの指示により、測定した光の強度(光透過量)に基づいて、各土壌成分濃度を算出する(ステップS15)。具体的には、既知の成分量を用いて予め測定して記憶している検量線と、各測定室404を通過した光の強度(光透過量)の測定値と、予め測定していた、土壌成分が含まれていない各セル400−a〜400−fに対応した試薬のみの試料を通過した光の強度(光透過量)の測定値とを用いて、ランバート・ベールの法則により、簡易な演算のみで土壌成分濃度を算出する。
When the light transmission amount of the soil extract is measured, the
なお、本実施形態においては、土壌成分濃度を算出する際に、予め測定していた、土壌成分が含まれていない、各セル400−a〜400−fに対応した試薬のみの試料を通過した光の強度(光透過量)の測定値を用いる構成であったが、これに限られるものではない。計測部109Aは、測定室404−a〜404−fを透過した光の強度(光透過量)と、基準室414を透過した光の強度(光透過量)との差分を取ることで、測定室404−a〜404−fの吸光度を算出し、土壌成分濃度を算出する構成であってもよい。
In addition, in this embodiment, when calculating a soil component density | concentration, the sample of the reagent only corresponding to each cell 400-a-400-f which was measured beforehand and does not contain the soil component was passed. Although the measurement value of light intensity (light transmission amount) is used, the present invention is not limited to this. The measuring
(液体試料分析装置100Aの主な利点)
以上のように、液体試料分析装置100Aによると、電気伝導度測定部115は、抽出液収容容器112Aに収容された土壌抽出液の電気伝導度を測定する。そして、制御部111Aの供給量設定部107Aは、電気伝導度測定部115により測定された土壌抽出液の電気伝導度に基づいて、抽出液供給機構120が抽出液収容容器112Aからチップ102に供給する土壌抽出液の量と、希釈液供給機構121が希釈液収容容器113からチップ102に供給する希釈液の量との比率(希釈率)を制御する。これにより、チップ102にて、供給量設定部107Aにより制御された比率で希釈された土壌抽出液と、測定試薬とが混合される。そして、計測部109Aは、測定試薬が混合されることで光透過量の測定が可能となった、希釈された土壌抽出液の光透過量を測定して、希釈された土壌抽出液の少なくとも一つの成分を分析する。
(Main advantages of the
As described above, according to the
これによると、電気伝導度測定部115は、抽出液収容容器112Aに収容された土壌抽出液の電気伝導度を測定するため、計測部109Aが光透過量を測定できない程、成分の濃度が高い土壌抽出液が抽出液収容容器112Aに収容された場合でも、土壌抽出液の大まかな成分濃度を算出することができる。そして、計測部109Aは、抽出液収容容器112Aに収容された土壌抽出液の電気伝導度に基づいて計測部109Aが比率を制御することで希釈された土壌抽出液の光透過量を測定することができる。このため、計測部109Aは、土壌抽出液の成分の濃度の増減に応じて光透過量が急激に変化する最適な濃度範囲で、土壌抽出液の少なくとも一つの成分の分析を行うことができる。
According to this, since the electrical
このように、液体試料分析装置100Aによると、計測部109Aが、土壌抽出液の成分の分析に失敗したり、分析精度が低下したりすることを防止することができるため、前記液体試料の成分を確実かつ正確に分析することができる。
Thus, according to the
この結果、土壌抽出液の成分の濃度が高すぎて測定が失敗したり、または失敗まで至らなくとも正確な成分の濃度を測定できなかったりすることを防止することができるため、試薬やチップ102の損失を防止することができる。 As a result, it is possible to prevent the concentration of the component of the soil extract from being too high and the measurement to fail, or the accurate concentration of the component cannot be measured without reaching the failure. Loss can be prevented.
ここで、土壌抽出液の希釈率を、作業者が勘に頼って希釈する場合、土壌抽出液ごとに最適な希釈率が異なるため、ドライアンドエラーにより、希釈及び光透過量の測定を複数回行う必要があるため、手戻りが発生し、作業が煩雑となると共に、試薬やチップ102の損失が発生してしまう。
Here, when the dilution rate of the soil extract is diluted depending on the operator's intuition, the optimum dilution rate differs depending on the soil extract, so dilution and light transmission are measured multiple times by dry and error. Since it is necessary to do this, rework occurs, the work becomes complicated, and the loss of the reagent and the
一方、液体試料分析装置100Aによると、供給量設定部107Aは、電気伝導度測定部115により測定された土壌抽出液の電気伝導度に基づいて、抽出液供給機構120が抽出液収容容器112Aからチップ102に供給する土壌抽出液の量と、希釈液供給機構121が希釈液収容容器113からチップ102に供給する希釈液の量との比率を制御する。このため、最適な希釈率を把握するための手戻りをなくすことができるため、作業効率を向上させると共に、試薬及びチップ102の損失発生を防止することができる。
On the other hand, according to the
また、液体試料分析装置100Aによると、抽出液供給機構120は、試薬が予め封入された試薬室403に開口部407を介して土壌抽出液を供給する。また、希釈液供給機構121は、試薬が予め封入された試薬室403に開口部407を介して希釈液を供給する。これにより、試薬室403において、希釈液により土壌抽出液を希釈しつつ、試薬を混合することができる。このように、試薬が予め試薬室403に封入されている。このため、土壌抽出液の成分を分析する作業をする度に、試薬を試薬室403に封入する必要がない。これにより、作業の煩雑化を防止することができる。
Further, according to the
また、抽出液収容容器112Aに収納された土壌抽出液は、互いに異なる第1成分及び第2成分を含む。そして、チップ102には、第1成分に対応する第1試薬が試薬室403−a〜403−fのうちの1つに収容されており、第2成分に対応する第2試薬が試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つに収容されている。
Further, the soil extract stored in the
これによると、チップ102において、試薬室403−a〜403−fのうちの1つでは、土壌抽出液と第1試薬とが混合し、また、試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つでは、土壌抽出液と第2試薬とが混合する。このため、計測部109Aは、試薬室403−a〜403−fのうちの1つにて混合された土壌抽出液と第1試薬との混合液における光透過量と、試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つにて混合された土壌抽出液と第2試薬との混合液における光透過量を測定することができる。これにより、一つのチップ102に収容された土壌抽出液のうち、第1成分と第2成分との複数の成分を分析することができるため、より簡便に、かつ効率よく土壌抽出液の成分を分析することができる。
According to this, in the
ここで、試薬室403−a〜403−fのうちの1つにて第1試薬が混合された土壌抽出液により分析される第1成分と、試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つにて第2試薬が混合された土壌抽出液により分析される第2成分とは互いに異なるため、測定制御部105及び計測部109Aが光透過量を測定するに際し、第1成分を測定する場合と、第2成分を測定する場合とでは、最適な濃度範囲が異なる。
Here, the first component analyzed by the soil extract mixed with the first reagent in one of the reagent chambers 403-a to 403-f and the reagent chamber 403-a to 403-f Since the other component is different from the second component analyzed by the soil extract mixed with the second reagent in the other one, when the
そこで、計測部109Aは、電気伝導度測定部115により測定された電気伝導度と、第1成分に対応して定められた第1相関関数とに基づいて、チップ102内の第1成分の濃度を推定し、試薬室403−a〜403−fのうちの1つ内の土壌抽出液の第1成分の濃度が、試薬室403−a〜403−fのうちの1つ内の第1試薬の測定適正濃度となるように、抽出液供給機構120により試薬室403−a〜403−fのうちの1つに供給される土壌抽出液の量と希釈液供給機構121により試薬室403−a〜403−fのうちの1つに供給される希釈液の量との比率を制御する。
Therefore, the
さらに、計測部109Aは、電気伝導度測定部115により測定された前記電気伝導度と、第2成分に対応して定められた第2相関関数とに基づいてチップ102内の第2成分の濃度を推定し、試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つ内の第2成分の濃度が試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つ内の第2試薬の測定適正濃度となるように、抽出液供給機構120により試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つに供給される土壌抽出液の量と希釈液供給機構121により試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つに供給される希釈液の量との比率を制御する。
Furthermore, the
これにより、測定制御部105及び計測部109Aが土壌抽出液の光透過量を測定するに際し、試薬室403−a〜403−fのうちの1つの土壌抽出液と、試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つの土壌抽出液とは、最適な濃度範囲に希釈される。このため、計測部109Aは、土壌抽出液のうち、互いに異なる第1成分と第2成分とを、正確に分析することができる。
As a result, when the
また、第1相関関数は、上記式(1)及び式(2)に示したように一次関数である。これにより、供給量設定部107Aは、簡単な計算により、土壌抽出液の第1成分の濃度を推定することができる。さらに、第2相関関数も一次関数であることが好ましい。これによって、供給量設定部107Aは、第2成分の濃度の推定も簡単な計算により行うことができる。これにより、効率よく、試薬室403−a〜403−fのうちの1つ及び試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つのそれぞれに供給される土壌抽出液を測定適正濃度となるよう希釈することができる。
The first correlation function is a linear function as shown in the above formulas (1) and (2). Thereby, supply
また、第1成分が硝酸態窒素であり、第1相関関数の傾きは、第2相関関数の傾きよりも大きいことが好ましい。 The first component is nitrate nitrogen, and the slope of the first correlation function is preferably larger than the slope of the second correlation function.
ここで、電気伝導度とは、水分中に溶解した全ての種類のイオンのそれぞれの濃度が電気伝導に寄与した影響の合計を測定していると考えることができる。このため、通常、電気伝導度を測定しても、どの種類のイオンの濃度がどの程度、電気伝導に寄与したかを正確に判定することができない。 Here, it can be considered that the electrical conductivity measures the total of the effects of the respective concentrations of all kinds of ions dissolved in the moisture contributing to the electrical conduction. For this reason, usually, even if the electrical conductivity is measured, it cannot be accurately determined to what extent the concentration of which kind of ions contributed to the electrical conduction.
しかし、土壌抽出液の電気伝導度は、硝酸態窒素の濃度に対して強い相関をもつ。このたため、抽出液収容容器112Aに土壌抽出液が収容されて、液体試料分析装置100Aが分析する第1成分が硝酸態窒素である場合、第1相関関数の傾きを、第2相関関数の傾きよりも大きくすることが好ましい。これにより、抽出液収容容器112Aに収容された土壌抽出液における硝酸態窒素の濃度が高すぎる場合であっても、硝酸態窒素の濃度を測定適正濃度とすることができる。
However, the electrical conductivity of the soil extract has a strong correlation with the concentration of nitrate nitrogen. Therefore, when the soil extract is stored in the
これにより、計測部109Aは、土壌抽出液のうち、第1成分である硝酸態窒素の濃度を正確に測定することができる。一方、第2相関関数の傾きを、第1相関関数の傾きより小さくすることで、土壌抽出液の成分における第2成分は、第1成分である硝酸態窒素の変化につられて、希釈率が不要に変化することを抑制することができる。この結果、計測部109Aは、第1成分及び第2成分の濃度を精度良く測定することができる。
Thereby, 109 A of measurement parts can measure correctly the density | concentration of the nitrate nitrogen which is a 1st component among soil extracts. On the other hand, by making the slope of the second correlation function smaller than the slope of the first correlation function, the second component in the component of the soil extract is influenced by the change of nitrate nitrogen, which is the first component, and the dilution rate is increased. Unnecessary changes can be suppressed. As a result, the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図10及び図11に基づいて、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 10 and 11. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
本実施形態に係る液体試料分析装置100Bは、計測部109Bの機能が、実施形態1に係る液体試料分析装置100Aの計測部109Aの機能と異なっている。
In the
図10は、本実施形態に係る液体試料分析装置100Bの構成の概略を示す図である。図10に示すように、本実施形態の液体試料分析装置100Bは、液体試料分析装置100A(図1参照)が備えていた計測部109Aに換えて、計測部109Bを備えている点で、液体試料分析装置100Aと相違する。液体試料分析装置100Bの他の構成は液体試料分析装置100Aと同様である。
FIG. 10 is a diagram showing an outline of the configuration of the
実施形態1の液体試料分析装置100Aの計測部109Aは、希釈液で希釈された土壌抽出液内の各成分濃度を算出していた。それに対して、本実施形態の液体試料分析装置100Bの計測部109Bは、各成分に対する希釈率を考慮して各成分の希釈前の濃度を算出する。
The
液体試料分析装置100Bの測定手順について、図11に基づいて、説明する。図11は、液体試料分析装置100Bの測定手順を示すフローチャートである。
The measurement procedure of the
本実施形態の液体試料分析装置100Bの測定手順において、ステップS1からステップS15までは、液体試料分析装置100Aの測定手順と同様である。
In the measurement procedure of the
ステップS15において、計測部109Bは、測定制御部105からの指示により、土壌抽出液の光透過量を計測すると、次に、予め計測部109Bに記憶している検量線を参照し、計測した光透過量と対応付けられている土壌成分濃度を取得する。このように、計測部109Bは、土壌成分濃度を算出する。
In step S15, when the
次に、計測部109Bは、測定制御部105からの指示により、ステップS7において供給量設定部107Aが設定した土壌抽出液の希釈率を示す情報を供給量設定部107Aから取得し、当該希釈率の逆数を、算出した土壌成分濃度に乗じることにより、各土壌成分の希釈前の濃度を算出する。これにより、計測部109Bは、希釈率を考慮した真の土壌成分濃度(すなわち、抽出液収容容器112Aに収容された土壌抽出液の成分濃度)を算出することができる(S21)。
Next, in accordance with an instruction from the
この後、計測部109Bは、算出した土壌抽出液の成分濃度を、例えば、表示部(不図示)に表示するなどにより作業者に表示するようにしてもよい。
Thereafter, the
具体的な各土壌成分の希釈前の濃度の算出方法について、以下に説明する。 A specific method for calculating the concentration of each soil component before dilution will be described below.
例えば、土壌抽出液におけるある成分に関して、希釈率が0.5(つまり、土壌抽出液と希釈液とを1:1で混合)であった場合について説明する。この場合、計測部109Bは、希釈液で希釈された土壌抽出液内の各成分濃度を算出し、該濃度に希釈率の逆数を乗ずる、つまり希釈液で希釈された土壌抽出液内の各成分濃度に2(=1/0.5)を乗ずることによって、成分の希釈前の濃度を算出する。
For example, the case where the dilution rate is 0.5 (that is, the soil extract and the diluted solution are mixed 1: 1) with respect to a certain component in the soil extract will be described. In this case, the
このように、本実施形態に係る液体試料分析装置100Bは、土壌抽出液の各成分について、希釈率を考慮に入れて、希釈前の濃度を算出する。これにより、どのような希釈率で希釈を行ったとしても、各成分の希釈前の濃度を、簡便にかつ正確に算出することができる。
Thus, the
このように、液体試料分析装置100Bにおいて、計測部109Bは、測定された光透過量、及び、制御部111Bにより制御された土壌抽出液の量と希釈液の量との比率に基づいて土壌抽出液の成分を分析する。これによると、希釈する前であって、抽出液収容容器112Aに収容された土壌抽出液の成分を分析することができる。このため、より簡便かつ正確に土壌抽出液の成分を分析することができる。
As described above, in the
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、図12に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態1及び2にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the present invention is described below with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施形態に係る液体試料分析装置100Cは、供給量設定部107Cの機能が、実施形態1に係る液体試料分析装置100Aの供給量設定部107Aの機能と異なっている。
In the liquid sample analyzer 100C according to the present embodiment, the function of the supply
図12は、本発明の実施形態2に係る液体試料分析装置100Cの構成の概略を示す図である。図12に示すように、液体試料分析装置100Cは、液体試料分析装置100A(図1参照)の制御部111Aに換えて制御部111Cを備えている点で、液体試料分析装置100Aと相違する。制御部111Cは、制御部111Aの供給量設定部107Aに換えて供給量設定部107Cを備えている。液体試料分析装置100Cの他の構成は、液体試料分析装置100Aと同様である。
FIG. 12 is a diagram showing an outline of the configuration of a liquid sample analyzer 100C according to
本実施形態の液体試料分析装置100Cは、実施形態1と同様に、各セル400−a〜400−f毎に、試薬室402及び試薬室403それぞれ異なる試薬が封入されている(表1参照)。セル400−aおける測定対象の土壌成分は硝酸態窒素(NO3−N)であり、セル400−bにおける測定対象の土壌成分はアンモニア態窒素(NH4−N)であり、セル400−cにおける測定対象の土壌成分は可吸態リン酸(P2O5)であり、セル400−dにおける測定対象の土壌成分は交換性カリウム(K2O)であり、セル400−eにおける測定対象の土壌成分は交換性カルシウム(CaO)であり、セル400−fにおける測定対象の土壌成分は交換性マグネシウム(MgO)である。
In the liquid sample analyzer 100C of the present embodiment, as in the first embodiment, different reagents are enclosed in the
供給量設定部107Cは、セル400−aにおいて測定する硝酸態窒素の希釈率を設定するために、実施形態1の供給量設定部107Aと同様に、一次関数である相関関数と、電気伝導度測定部115によって測定された電気伝導度とを用いて、抽出液収容容器112Aに収容されている土壌抽出液中の硝酸態窒素濃度を推定する。そして、推定した硝酸態窒素濃度に基づいて希釈率を設定する。
In order to set the dilution rate of nitrate nitrogen measured in the cell 400-a, the supply
一方、供給量設定部107Cは、測定室404−a以外の測定室404−b〜404−fで測定する他の成分の希釈率について、電気伝導度を考慮には入れず、予め設定した希釈率を用いる。換言すれば、供給量設定部107Cは、相関関数の係数を零として、希釈率を設定する。
On the other hand, the supply
このように、各成分について希釈率を設定することにより、供給量設定部107Cは、硝酸態窒素については、実施形態1と同様に、相関関数に基づいて希釈率を推定しているので、土壌抽出液中の硝酸態窒素濃度の吸光度測定が可能となる濃度になるように、測定室404−aに注入する土壌抽出液及び純水の量、すなわち希釈率を設定することができる。一方、供給量設定部107Cは、他の成分については、電気伝導度に関係なく希釈率を設定する。
In this way, by setting the dilution rate for each component, the supply
このように、液体試料分析装置100Cにおいて供給量設定部107Cは、第2相関関数の傾きが零であるものとして、測定室404−a以外の測定室404−b〜404−fで測定する他の成分の希釈率を設定している。これにより、第2成分は、電気伝導度に依らず希釈率が一定となる。この結果、土壌抽出液において硝酸態窒素の濃度がどのような濃度であっても、硝酸態窒素の濃度に第2成分の希釈率には影響を与えないようにすることができる。したがって、第2成分の濃度の測定精度が低下することを防ぐことができる。
Thus, in the liquid sample analyzer 100C, the supply
〔実施形態4〕
本発明の他の実施形態について、図13〜図15に基づいて、説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 4]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図13は、本実施形態に係る液体試料分析装置100Dの構成の概略を示す図である。図13に示すように、液体試料分析装置100Dは、液体試料分析装置100A(図1参照)が備えていた抽出液収容容器112A及び制御部111Aに換えて、抽出液収容容器112D及び制御部111Dを備え、さらに、下部電気伝導度測定部116を備えている。液体試料分析装置100Dの他の構成は液体試料分析装置100Aと同様である。制御部111Dは、液体供給制御部104と、測定制御部105と、供給量設定部107Aと、下部電気伝導度測定判定部108とを備えている。
FIG. 13 is a diagram showing an outline of the configuration of the
下部電気伝導度測定判定部108は、下部電気伝導度測定部116が抽出液収容容器112D内の電気伝導度を測定した測定結果から、電気伝導度の測定が可能であるか否かを判定する。
The lower electrical conductivity
図14を参照して、抽出液収容容器112D及び下部電気伝導度測定部116の構成について説明する。図14は、抽出液収容容器112D及び下部電気伝導度測定部116の構成の概略を示す図である。なお、図14において、抽出液収容容器112Dは、断面形状を表している。
With reference to FIG. 14, the configuration of the
抽出液収容容器112Dは、一対の電極501a・501bに加えて、さらに一対の電極502a・502bを備えている点で、抽出液収容容器112A(図5参照)と相違する。抽出液収容容器112Dの他の構成は抽出液収容容器112Aと同様である。
The extraction
電極502a・502bは、抽出液収容容器112Dの側面下部に、当該側面を貫通して設けられている。これにより、電極502a・502bは、抽出液収容容器112Dの内部に充填された液体と、外部に設けられた下部電気伝導度測定部116とを電気的に導通させることができるようになっている。電極502aと、電極502bとは互いに離間している。
The
下部電気伝導度測定部116は、交流電源116aと、交流電流計116bとを備えている。下部電気伝導度測定部116は、抽出液収容容器112Dの電極502a・502bに接続されていると共に、制御部111Dとも接続されている。下部電気伝導度測定部116は、制御部111Dからの指示により、抽出液収容容器112Dに収容されている土壌抽出液の電気伝導度を測定する。
The lower electrical
交流電源116aは、抽出液収容容器112Dに備えられている電極502a・502bと接続されており、制御部111Dからの指示により、電極502a・502bを介して土壌抽出液に電圧を印加する。交流電流計116bは、交流電源116a及び電極502a・502bからなる直列回路中に設けられており、当該直列回路に流れる電流を計測する。
The
以上の構成により、下部電気伝導度測定部116は、交流電源116aを用いて土壌抽出液に電圧を印加し、交流電流計116bを用いて直列回路に流れる電流を計測する。このように、下部電気伝導度測定部116は、制御部111Dからの指示により、抽出液収容容器112Aに収容されている土壌抽出液の電気伝導度を測定する。
With the above configuration, the lower electrical
特に、電極502a・502b及び下部電気伝導度測定部116は、液体試料分析装置100Dが、抽出液収容容器112Dに収容された土壌抽出液の濃度を測定した後、抽出液収容容器112Dに収容された土壌抽出液を廃液する際に用いることができる。
In particular, the
次に、図15を参照し、液体試料分析装置100Dが、抽出液収容容器112Dに収容された土壌抽出液の濃度を測定した後、液排する処理(抽出液収容容器112Dから排出する処理)について説明する。図15は、液体試料分析装置100Dが、抽出液収容容器112Dに収容された土壌抽出液を排出する処理の流れを示すフローチャートである。
Next, referring to FIG. 15, the
液体試料分析装置100Dが、ステップS1〜S15(図9参照)までの処理を実行し、土壌抽出液の濃度測定が終了すると、次に、液体試料分析装置100Dは、作業者によって、チップ102が液体試料分析装置100Dから取り出され、図示しない廃液用トレイが液体試料分析装置100Dにセットされる(ステップS31)。廃液用トレイがセットされると、次に、液体供給制御部104からの指示により、抽出液供給機構120が、抽出液収容容器112Dに残存した土壌抽出液を上記廃液用トレイへ排出するよう駆動を開始する(ステップS32)。抽出液供給機構120が、土壌抽出液を抽出液収容容器112Dから廃液用トレイへ排出している間、下部電気伝導度測定判定部108は、下部電気伝導度測定部116による電気伝導度の測定結果を取得し、当該測定結果から、電気伝導度の測定が可能であるか否かを判断する(ステップS33)。
When the
土壌抽出液の液面が電極502a・502bよりも高い位置にあることで、下部電気伝導度測定部116が電気伝導度を測定している場合、電気伝導度測定判定部108は、電気伝導度の測定が可能であると判断し(ステップS33でYes)、液体供給制御部104は、抽出液供給機構120を駆動させ続ける。つまり、ステップS32の処理に戻る。
When the level of the soil extract is higher than the
ステップS33において、抽出液収容容器112D内の土壌抽出液の液面が電極502a・502bよりも低くなることで、下部電気伝導度測定部116が電気伝導度を測定できなくなると、電気伝導度測定判定部108は、電気伝導度の測定が不可能であると判断し(ステップS33でNo)、抽出液供給機構120のポンプ120a及びチューブ120b内に残存する土壌抽出液を排出するため、液体供給制御部104は、所定の時間、抽出液供給機構120を駆動させる(ステップS34)。
In step S33, when the level of the soil extract in the
抽出液供給機構120のポンプ120a及びチューブ120b内に残存する土壌抽出液の量は既知であるので、抽出液供給機構120のポンプ120a及びチューブ120b内に残存する土壌抽出液を排出するために必要となる時間も既知となる。したがって、液体供給制御部104は、所定の時間だけ抽出液供給機構120を駆動させることにより、抽出液供給機構120内に土壌抽出液が残存することを防ぐことができる。また、液体供給制御部104が必要以上に抽出液供給機構120を駆動させることを防止することができる。
Since the amount of the soil extract remaining in the
次に、抽出液供給機構120内の土壌抽出液を抽出液供給機構120が排出させた後、すなわち、制御部111Dが、電気伝導度の測定が不可能であると判断したあと、液体試料分析装置100Dは、ブザー、ランプ、又は液晶表示などによって、廃液処理が終了したことを作業者に通知する(S35)。その後、作業者によって、液体試料分析装置100Dから廃液トレイが取り出されることで(S36)、液体試料分析装置100Dの廃液処理が完了する。
Next, after the
このように、本実施形態に係る液体試料分析装置100Dは、抽出液収容容器112D及び下部電気伝導度測定部116を備えていることにより、廃液処理後に、抽出液収容容器112D及び抽出液供給機構120内に土壌抽出液が残存しないように構成されている。
As described above, the
上記の構成によれば、次回の濃度測定時に、前回の土壌抽出液が残存することを防ぐことができる。これにより、次回の濃度測定時に、測定精度が低下することを防ぐことができる。 According to said structure, it can prevent that the last soil extract remains at the time of the next density | concentration measurement. Thereby, it can prevent that a measurement precision falls at the time of the next density | concentration measurement.
〔実施形態5〕
本発明の実施形態5について、図16及び図17に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態1〜4にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 5]
The fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 16 and 17. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図16は、本発明の実施形態5に係る液体試料分析装置100Eの構成の概略を示す図である。図16に示すように、液体試料分析装置100Eは、液体試料分析装置100D(図13参照)が備えていた下部電気伝導度測定部116及び制御部111Dに換えて水素イオン濃度測定部117及び制御部111Eを備えている点で、液体試料分析装置100Dと相違する。液体試料分析装置100Eの他の構成は、液体試料分析装置100Dと同様である。液体試料分析装置100Eは、一対の電極501a・501bに加えて一対の電極502a・502bを備えている抽出液収容容器112D(図14参照)を備えている点も、液体試料分析装置100Dと同様である。
FIG. 16 is a diagram showing an outline of the configuration of a
制御部111Eは、供給量設定部107A及び測定制御部105に換えて、供給量設定部107E及び測定制御部105Eを備えている点で、制御部111Dと相違する。制御部111Eの他の構成は制御部111Dと同様である。
The
本実施形態に係る液体試料分析装置100Eは、電気伝導度に加えて、水素イオン濃度に基づいて、土壌抽出液の成分濃度を推定する点が、他の実施形態の液体試料分析装置100A〜100Dとは異なる。
The
水素イオン濃度測定部117は、抽出液収容容器112Dの電極502a・502bと接続されていると共に、制御部111Eとも接続されている。水素イオン濃度測定部117は、測定制御部105Eからの指示により、抽出液収容容器112Dに収容されている土壌抽出液の水素イオン濃度を測定する。
The hydrogen ion
次に、液体試料分析装置100Eにおける土壌抽出液の成分濃度の測定手順について、図17に基づいて説明する。図17は、液体試料分析装置100Eの測定手順を示すフローチャートである。
Next, the procedure for measuring the component concentration of the soil extract in the
ステップS1〜S6の処理を経て、ステップS6において、電気伝導度測定部115が抽出液収容容器112Aに収容された土壌抽出液の電気伝導度を測定し、電気伝導度測定判定部108が取得した当該測定結果から電気伝導度の測定が可能であると判定すると(ステップS6のYes)、次に、測定制御部105Eは、次に、水素イオン濃度を測定する指示信号を水素イオン濃度測定部117に出力する。水素イオン濃度測定部117は、水素イオン濃度を測定する指示信号を測定制御部105Eから取得すると、電極502a・502bを通じて、抽出液収容容器112Aに収容された土壌抽出液の水素イオン濃度を測定する(ステップS41)。そして、水素イオン濃度測定部117は、水素イオン濃度の測定値を測定制御部105Eへ出力する。
Through the processes of steps S1 to S6, in step S6, the electrical
測定制御部105Eが、電気伝導度測定部115によって測定された電気伝導度の測定値と、水素イオン濃度測定部117によって測定された水素イオン濃度の測定値を取得すると、次に、供給量設定部107Eは、当該電気伝導度の測定値と、当該水素イオン濃度の測定値とに基づいて、各試料室401に注入する土壌抽出液及び純水の量、すなわち希釈率を設定する(ステップS42)。以降、ステップS8からステップS15の処理を行う。なお、ステップS8からステップS15までの処理は、実施形態1と同様であるので説明を省略する。
When the
次に、ステップS42における希釈率の設定方法について、以下に詳細に説明する。実施形態1に係る液体試料分析装置100Aでは、電気伝導度に基づいて、土壌抽出液の各成分濃度を、測定制御部105が推定していた。これは、土壌抽出液において、電気伝導度に硝酸態窒素の濃度が最も大きく寄与するためである。しかし、硝酸態窒素ほどでないにしても、水素イオン濃度も電気伝導度に対して相応に寄与する。このため、電気伝導度の測定のみでは、硝酸態窒素と水素イオン濃度をそれぞれ正確に推定することができない。
Next, the setting method of the dilution rate in step S42 will be described in detail below. In the
そこで、本実施形態では、測定制御部105Eからの指示により水素イオン濃度測定部117は、電気伝導度を測定する以外に、さらに水素イオン濃度を測定する。そして、供給量設定部107Eは、水素イオン濃度測定部117が測定した電気伝導度と水素イオン濃度との2つのパラメータを用いて、希釈率を算出する。
Therefore, in the present embodiment, the hydrogen ion
ここで、水素イオン濃度とは、いわゆる酸・アルカリの度合いのことであり、水素イオン濃度をlogスケールで示したものがPHとなる。 Here, the hydrogen ion concentration is a so-called acid / alkaline degree, and the hydrogen ion concentration on the log scale is PH.
具体的には、水素イオン濃度測定部117は、電気伝導度に加え、水素イオン濃度として水素イオン指数(PH)を計測する。そして、供給量設定部107Eは、下記式(4)を用いて塩基飽和度推定値を算出する。
Specifically, the hydrogen ion
塩基飽和度推定値=35.8×(pH+EC)−130.4 ・・・(4)
なお、PHは水素イオン指数であり、ECは電気伝導度(mS/cm)である。本実施形態において、供給量設定部107Eは、電気伝導度(EC)として式(2)を用いて算出する。なお、供給量設定部107Eは、電気伝導度(EC)を、式(2)を用いつつ、水素イオン濃度測定部117が測定した水素イオン指数(PH)を考慮して算出してもよい。
Estimated value of base saturation = 35.8 × (pH + EC) −130.4 (4)
In addition, PH is a hydrogen ion index | exponent, EC is electrical conductivity (mS / cm). In the present embodiment, the supply
供給量設定部107Eは、上記式(4)により得られた塩基飽和度推定値から希釈率を設定する。
The supply
さらに、供給量設定部107Eは、塩基飽和度推定値に基づいて、土壌抽出液中の各成分のうち硝酸態窒素以外の成分においても、吸光度測定が可能となる濃度になるように、各試料室401−a〜401−fに注入する土壌抽出液及び純水の量、すなわち希釈率を設定する。
Furthermore, the supply
また、カルシウム、マグネシウム、カリウムの当量濃度の合計値を塩基飽和度推定値で除し、100を乗ずることにより、陽イオンを吸着・保持する能力の大きさを示す陽イオン交換容量(CEC:Cation Exchange Capacity)を求めることができることが知られている。陽イオン交換容量がわかることにより、土壌の保肥力を考慮した肥料設計を行うことができ、より正確な土壌設計を行うことが可能となる。 In addition, the total value of equivalent concentrations of calcium, magnesium, and potassium is divided by the estimated value of base saturation, and multiplied by 100 to obtain a cation exchange capacity (CEC: Cation) indicating the size of the ability to adsorb and retain cations. It is known that (Exchange Capacity) can be obtained. By knowing the cation exchange capacity, it is possible to perform fertilizer design in consideration of soil fertility and to perform more accurate soil design.
このように、液体試料分析装置100Eは、抽出液収容容器120Dに収容された土壌抽出液の水素イオン濃度を測定する水素イオン濃度測定部117をさらに備え、供給量設定部107Eは、電気伝導度測定部115により測定された電気伝導度と、水素イオン濃度測定部117により測定された水素イオン濃度とに基づいて、抽出液供給機構120により供給される土壌抽出液の量と希釈液供給機構121により供給される希釈液の量との比率を制御する。
As described above, the
ここで、上述のように、水素イオン濃度は、電気伝導度に寄与する。そこで、上記の構成によれば、供給量設定部107Eは、電気伝導度測定部115により測定された電気伝導度のみから、抽出液供給機構120により供給される土壌抽出液の量と希釈液供給機構121により供給される希釈液の量との比率を制御する場合と比べて、より正確に、土壌抽出液が最適な濃度範囲となるように希釈することができる。これにより、さらに、土壌抽出液の成分を確実かつ正確に分析することができる。
Here, as described above, the hydrogen ion concentration contributes to the electrical conductivity. Therefore, according to the above configuration, the supply
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る液体試料分析装置100A〜100Eは、液体試料(土壌抽出液)を収容する試料容器(抽出液収容容器112A、112D)と、前記液体試料(土壌抽出液)を希釈する希釈液を収容する希釈液容器(希釈液収容容器113)と、測定試薬を収容する測定容器(チップ102)と、前記液体試料(土壌抽出液)の電気伝導度を測定する測定部(電気伝導度測定部115)と、前記液体試料(土壌抽出液)を前記測定容器(チップ102)に供給する試料供給機構(抽出液供給機構120)と、前記希釈液を前記測定容器(チップ102)に供給する希釈液供給機構121と、前記測定容器(チップ102)で混合される前記測定試薬、前記液体試料(土壌抽出液)、及び前記希釈液の混合液の光透過量を測定して前記液体試料(土壌抽出液)の少なくとも一つの成分を分析する分析部(測定制御部105、計測部109A、109B)と、前記測定部(電気伝導度測定部115)により測定された電気伝導度に基づいて、前記試料供給機構(抽出液供給機構120)が供給する液体試料(土壌抽出液)の量と前記希釈液供給機構121が供給する希釈液の量との比率を制御する制御部(供給量設定部107A、107C、107E)とを備えることを特徴としている。
[Summary]
The
上記の構成によれば、前記測定部は、前記試料容器に収容された前記液体試料の電気伝導度を測定する。そして、前記制御部は、前記測定部により測定された電気伝導度に基づいて、前記試料供給機構が前記試料容器から前記測定容器に供給する液体試料の量と、前記希釈液供給機構が前記希釈容器から前記測定容器に供給する希釈液の量との比率を制御する。これにより、前記測定容器にて、前記制御部により制御された比率で希釈された前記液体試料と、前記測定試薬とが混合される。そして、前記分析部は、前記測定試薬が混合されることで光透過量の測定が可能となった前記液体試料の光透過量を測定して、前記液体試料の少なくとも一つの成分を分析する。 According to said structure, the said measurement part measures the electrical conductivity of the said liquid sample accommodated in the said sample container. Then, the control unit, based on the electrical conductivity measured by the measurement unit, the amount of the liquid sample that the sample supply mechanism supplies from the sample container to the measurement container, and the dilution liquid supply mechanism that is the dilution The ratio of the amount of diluent supplied from the container to the measurement container is controlled. Thereby, the liquid sample diluted with the ratio controlled by the control unit and the measurement reagent are mixed in the measurement container. The analysis unit measures at least one component of the liquid sample by measuring the light transmission amount of the liquid sample that has become possible to measure the light transmission amount by mixing the measurement reagent.
これによると、前記分析部が光透過量を測定できない程、成分の濃度が高い液体試料が前記試料容器に収容された場合でも、前記測定部が、前記試料容器に収容された前記液体試料の電気伝導度を測定するため、液体試料の大まかな成分の濃度を算出することができる。そして、前記分析部は、当該試料容器に収容された前記液体試料の電気伝導度に基づいて前記制御部が比率を制御することで希釈された前記液体試料の光透過量を測定することができる。このため、前記分析部は、前記液体試料の成分の濃度の増減に応じて光透過量が急激に変化する最適な濃度範囲で、前記液体試料の少なくとも一つの成分の分析を行うことができる。 According to this, even when a liquid sample having a high component concentration is stored in the sample container so that the analysis unit cannot measure the amount of light transmission, the measurement unit does not measure the liquid sample stored in the sample container. In order to measure the electrical conductivity, the concentration of the rough component of the liquid sample can be calculated. The analysis unit can measure the light transmission amount of the diluted liquid sample by the control unit controlling the ratio based on the electric conductivity of the liquid sample accommodated in the sample container. . For this reason, the analysis unit can analyze at least one component of the liquid sample in an optimum concentration range in which the amount of light transmission rapidly changes according to the increase or decrease of the concentration of the component of the liquid sample.
このように、上記の構成によると、前記分析部が、前記液体試料の成分の分析に失敗したり、分析精度が低下したりすることを防止することができるため、前記液体試料の成分を確実かつ正確に分析することができる。 As described above, according to the above configuration, the analysis unit can prevent the analysis of the components of the liquid sample from failing or the analysis accuracy can be prevented from being lowered. And can be analyzed accurately.
本発明の態様2に係る液体試料分析装置100A〜100Eは、上記態様1において、前記測定容器(チップ102)は、前記測定試薬が予め封入された混合室(試薬室403)を有し、前記液体試料(土壌抽出液)及び前記希釈液を注入するための注入口(開口部407)が前記混合室(試薬室403)に連通して前記測定容器(チップ102)に形成されており、前記試料供給機構(抽出液供給機構120)は、前記測定試薬が予め封入された混合室(試薬室403)に前記注入口(開口部407)を介して前記液体試料(土壌抽出液)を供給し、前記希釈液供給機構121は、前記測定試薬が予め封入された混合室(試薬室403)に前記注入口(開口部407)を介して前記希釈液を供給する構成であることが好ましい。
In the
上記の構成によれば、前記試料供給機構は、前記測定試薬が予め封入された混合室に前記注入口を介して前記液体試料を供給する。また、前記希釈液供給機構は、前記測定試薬が予め封入された混合室に前記注入口を介して前記希釈液を供給する。これにより、前記混合室において、前記希釈液により前記液体試料を希釈しつつ、前記測定試薬を混合することができる。このように、前記測定試薬が予め前記混合室に封入されている。このため、前記液体試料の成分を分析する度に、前記測定試薬を前記混合室に封入する必要がない。これにより、作業の煩雑化を防止することができる。 According to the above configuration, the sample supply mechanism supplies the liquid sample to the mixing chamber in which the measurement reagent is sealed in advance via the injection port. The diluent supply mechanism supplies the diluent through the inlet to a mixing chamber in which the measurement reagent is previously sealed. Thereby, the measurement reagent can be mixed in the mixing chamber while diluting the liquid sample with the diluent. Thus, the measurement reagent is sealed in the mixing chamber in advance. For this reason, it is not necessary to enclose the measurement reagent in the mixing chamber every time the component of the liquid sample is analyzed. Thereby, complication of work can be prevented.
本発明の態様3に係る液体試料分析装置100Bは、上記態様1または態様2において、前記分析部(測定制御部105、計測部109A、109B)は、前記測定された光透過量、及び、前記制御部により制御された液体試料の量と希釈液の量との比率に基づいて前記液体試料の成分を分析する構成であることが好ましい。
In the
上記の構成によれば、前記分析部は、前記測定された光透過量、及び、前記制御部により制御された液体試料の量と希釈液の量との比率に基づいて前記液体試料の成分を分析する。これによると、希釈する前であって、前記試料容器に収容された液体試料の成分を分析することができる。このため、より簡便かつ正確に液体試料の成分を分析することができる。 According to the above configuration, the analysis unit calculates the components of the liquid sample based on the measured light transmission amount and the ratio between the amount of the liquid sample controlled by the control unit and the amount of the diluent. analyse. According to this, it is possible to analyze the components of the liquid sample accommodated in the sample container before dilution. For this reason, it is possible to analyze the components of the liquid sample more easily and accurately.
本発明の態様4に係る液体試料分析装置100A〜100Eは、上記態様1〜3のいずれか一態様において、前記液体試料(土壌抽出液)が互いに異なる第1成分及び第2成分を含み、前記測定試薬が前記第1成分に対応する第1試薬と前記第2成分に対応する第2試薬とを含み、前記測定容器(チップ102)が、前記第1試薬を収容する第1測定室(試薬室403−a〜403−fのうちの1つ)と、前記第2試薬を収容する第2測定室(試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つ)とを有し、前記制御部(供給量設定部107A、107C、107E)は、前記測定部(電気伝導度測定部115)により測定された電気伝導度と、前記第1成分に対応して定められた第1相関関数とに基づいて、前記試料容器(抽出液収容容器112A、112D)内の第1成分の濃度を推定し、前記第1測定室(試薬室403−a〜403−fのうちの1つ)内の第1成分の濃度が前記第1測定室(試薬室403−a〜403−fのうちの1つ)内の第1試薬の測定適正濃度となるように、前記試料供給機構(抽出液供給機構120)により前記第1測定室(試薬室403−a〜403−fのうちの1つ)に供給される液体試料(土壌抽出液)の量と前記希釈液供給機構121により前記第1測定室(試薬室403−a〜403−fのうちの1つ)に供給される希釈液の量との比率を制御するとともに、前記電気伝導度と、前記第2成分に対応して定められた第2相関関数とに基づいて、前記試料容器(チップ102)内の第2成分の濃度を推定し、前記第2測定室(試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つ)内の第2成分の濃度が前記第2測定室(試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つ)内の第2試薬の測定適正濃度となるように、前記試料供給機構(抽出液供給機構120)により前記第2測定室(試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つ)に供給される液体試料(土壌抽出液)の量と前記希釈液供給機構121により前記第2測定室(試薬室403−a〜403−fのうちの他の1つ)に供給される希釈液の量との比率を制御する構成であることが好ましい。
上記の構成によれば、前記液体試料が互いに異なる第1成分及び第2成分を含み、前記測定試薬が前記第1成分に対応する第1試薬と前記第2成分に対応する第2試薬とを含み、前記測定容器が、前記第1試薬を収容する第1測定室と、前記第2試薬を収容する第2測定室とを有する。これによると、前記測定容器において、前記前記第1測定室では、前記液体試料と前記第1試薬とが混合し、また、前記第2測定室では、前記液体試料と前記第2試薬とが混合する。このため、前記分析部は、前記第1測定室にて混合された前記液体試料と前記第1試薬との混合液における光透過量と、前記第2測定室にて混合された前記液体試料と前記第2試薬との混合液における光透過量を測定することができる。これにより、一つの前記測定容器に収容された前記液体試料のうち、前記第1成分と前記第2成分との複数の成分を分析することができるため、より簡便に、かつ効率よく液体試料の成分を分析することができる。 According to the above configuration, the liquid sample includes a first component and a second component different from each other, and the measurement reagent includes a first reagent corresponding to the first component and a second reagent corresponding to the second component. And the measurement container has a first measurement chamber for storing the first reagent and a second measurement chamber for storing the second reagent. According to this, in the measurement container, the liquid sample and the first reagent are mixed in the first measurement chamber, and the liquid sample and the second reagent are mixed in the second measurement chamber. To do. For this reason, the analysis unit includes a light transmission amount in a liquid mixture of the liquid sample mixed in the first measurement chamber and the first reagent, and the liquid sample mixed in the second measurement chamber. The light transmission amount in the mixed solution with the second reagent can be measured. As a result, among the liquid samples contained in one measurement container, a plurality of components of the first component and the second component can be analyzed, so that the liquid sample can be more easily and efficiently obtained. Components can be analyzed.
ここで、前記第1測定室にて第1試薬が混合された液体試料により分析される第1成分と、前記第2測定室にて第2試薬が混合された液体試料により分析される第2成分とは互いに異なるため、前記分析部が光透過量を測定するに際し、第1成分を測定する場合と、第2成分を測定する場合とでは、最適な濃度範囲が異なる。 Here, the first component analyzed by the liquid sample mixed with the first reagent in the first measurement chamber and the second component analyzed by the liquid sample mixed with the second reagent in the second measurement chamber. Since the components are different from each other, when the analysis unit measures the light transmission amount, the optimum concentration range differs between when the first component is measured and when the second component is measured.
そこで、前記制御部は、前記測定部により測定された電気伝導度と、前記第1成分に対応して定められた第1相関関数とに基づいて、前記試料容器内の第1成分の濃度を推定し、前記第1測定室内の第1成分の濃度が前記第1測定室内の第1試薬の測定適正濃度となるように、前記試料供給機構により前記第1測定室に供給される液体試料の量と前記希釈液供給機構により前記第1測定室に供給される希釈液の量との比率を制御するとともに、前記電気伝導度と、前記第2成分に対応して定められた第2相関関数とに基づいて、前記試料容器内の第2成分の濃度を推定し、前記第2測定室内の第2成分の濃度が前記第2測定室内の第2試薬の測定適正濃度となるように、前記試料供給機構により前記第2測定室に供給される液体試料の量と前記希釈液供給機構により前記第2測定室に供給される希釈液の量との比率を制御する。 Therefore, the control unit determines the concentration of the first component in the sample container based on the electrical conductivity measured by the measurement unit and the first correlation function determined corresponding to the first component. The liquid sample supplied to the first measurement chamber by the sample supply mechanism is estimated so that the concentration of the first component in the first measurement chamber becomes the appropriate measurement concentration of the first reagent in the first measurement chamber. The ratio of the amount and the amount of diluent supplied to the first measurement chamber by the diluent supply mechanism is controlled, and the second correlation function is determined corresponding to the electrical conductivity and the second component. Based on the above, the concentration of the second component in the sample container is estimated, and the concentration of the second component in the second measurement chamber is the measurement appropriate concentration of the second reagent in the second measurement chamber. The amount of liquid sample supplied to the second measurement chamber by the sample supply mechanism To control the ratio between the amount of diluent fed to the second measurement chamber by dilution liquid supply means.
これにより、前記分析部が光透過量を測定するに際し、前記第1測定室の液体試料と、前記第2測定室の液体試料とは、最適な濃度範囲に希釈される。このため、前記分析部は、前記液体試料のうち、互いに異なる第1成分と第2成分とを、正確に分析することができる。 Thereby, when the analysis unit measures the light transmission amount, the liquid sample in the first measurement chamber and the liquid sample in the second measurement chamber are diluted to an optimum concentration range. For this reason, the analysis unit can accurately analyze the first component and the second component which are different from each other in the liquid sample.
本発明の態様5に係る液体試料分析装置100A〜100Eは、上記態様4において、前記第1相関関数及び前記第2相関関数が一次関数であることが好ましい。
In the
上記の構成によれば、前記第1相関関数及び前記第2相関関数が一次関数であるため、前記制御部は、簡単な計算により、前記液体試料の第1成分及び第2成分の濃度を推定することができる。これにより、効率よく、前記第1測定室及び第2測定室のそれぞれに供給される前記液体試料を測定適正濃度となるよう希釈することができる。 According to the above configuration, since the first correlation function and the second correlation function are linear functions, the control unit estimates the concentrations of the first component and the second component of the liquid sample by a simple calculation. can do. Thereby, the liquid sample supplied to each of the first measurement chamber and the second measurement chamber can be efficiently diluted to have a measurement appropriate concentration.
本発明の態様6に係る液体試料分析装置100A〜100Eは、上記態様5において、前記第1成分が硝酸態窒素であり、前記第1相関関数の傾きが前記第2相関関数の傾きよりも大きい構成であることが好ましい。
In the
ここで、電気伝導度とは、水分中に溶解した全ての種類のイオンのそれぞれの濃度が電気伝導に寄与した影響の合計を測定していると考えることができる。このため、通常、電気伝導度を測定しても、どの種類のイオンの濃度がどの程度、電気伝導に寄与したかを正確に判定することができない。 Here, it can be considered that the electrical conductivity measures the total of the effects of the respective concentrations of all kinds of ions dissolved in the moisture contributing to the electrical conduction. For this reason, usually, even if the electrical conductivity is measured, it cannot be accurately determined to what extent the concentration of which kind of ions contributed to the electrical conduction.
しかし、前記液体試料が土壌抽出液である場合、当該土壌抽出液の電気伝導度は、硝酸態窒素の濃度に対して強い相関をもつ。そこで、前記第1成分が硝酸態窒素である場合、前記第1相関関数の傾きを、前記第2相関関数の傾きよりも大きくする。これにより、土壌抽出液において硝酸態窒素の濃度が高すぎる場合であっても、硝酸態窒素の濃度を測定適正濃度とすることができる。これにより、前記分析部は、前記液体試料のうち、第1成分である硝酸態窒素の濃度を正確に測定することができる。一方、第2相関関数の傾きを、第1相関関数の傾きより小さくすることで、前記液体試料の成分における第2成分は、第1成分である硝酸態窒素の変化につられて、希釈率が不要に変化することを抑制することができる。この結果、第1成分及び第2成分の濃度を精度良く測定することができる。 However, when the liquid sample is a soil extract, the electrical conductivity of the soil extract has a strong correlation with the concentration of nitrate nitrogen. Therefore, when the first component is nitrate nitrogen, the slope of the first correlation function is made larger than the slope of the second correlation function. Thereby, even if it is a case where the density | concentration of nitrate nitrogen is too high in a soil extract, the density | concentration of nitrate nitrogen can be made into a measurement appropriate density | concentration. Thereby, the said analysis part can measure the density | concentration of nitrate nitrogen which is a 1st component among the said liquid samples correctly. On the other hand, by making the slope of the second correlation function smaller than the slope of the first correlation function, the second component in the component of the liquid sample is influenced by the change of nitrate nitrogen, which is the first component, and the dilution rate is increased. Unnecessary changes can be suppressed. As a result, the concentrations of the first component and the second component can be accurately measured.
本発明の態様7に係る液体試料分析装置100Cは、上記態様6において、前記第2相関関数の傾きが零である構成であってもよい。
The liquid sample analyzer 100C according to
上記の構成によれば、前記第2成分は、電気伝導度に依らず希釈率が一定となる。この結果、前記液体試料において硝酸態窒素の濃度がどのような濃度であっても、硝酸態窒素の濃度に第2成分の希釈率には影響を与えないようにすることができる。したがって、第2成分の濃度の測定精度が低下することを防ぐことができる。 According to the above configuration, the dilution rate of the second component is constant regardless of the electric conductivity. As a result, the concentration of nitrate nitrogen in the liquid sample can be prevented from affecting the dilution rate of the second component regardless of the concentration of nitrate nitrogen. Therefore, it can prevent that the measurement precision of the density | concentration of a 2nd component falls.
本発明の態様8に係る液体試料分析装置100Eは、上記態様1〜7のいずれか一態様において、前記試料容器(抽出液収容容器120D)に収容された液体試料(土壌抽出液)の水素イオン濃度を測定する水素イオン濃度測定部117をさらに備え、前記制御部(供給量設定部107E)は、前記測定部(電気伝導度測定部115)により測定された電気伝導度と、前記水素イオン濃度測定部117により測定された水素イオン濃度とに基づいて、前記試料供給機構(抽出液供給機構120)により供給される液体試料(土壌抽出液)の量と前記希釈液供給機構121により供給される希釈液の量との比率を制御する構成であることが好ましい。
The
ここで、水素イオン濃度は、電気伝導度に寄与する。そこで、上記の構成によれば、前記制御部は、前記測定部により測定された電気伝導度と、前記水素イオン濃度測定部により測定された、前記試料容器に収容された液体試料の水素イオン濃度とに基づいて、前記試料供給機構により供給される液体試料の量と前記希釈液供給機構により供給される希釈液の量との比率を制御する。これにより、前記制御部は、前記測定部により測定された電気伝導度のみから、前記試料供給機構により供給される液体試料の量と前記希釈液供給機構により供給される希釈液の量との比率を制御する場合と比べて、より正確に、前記液体試料が最適な濃度範囲となるように希釈することができる。これにより、さらに、前記液体試料の成分を確実かつ正確に分析することができる。 Here, the hydrogen ion concentration contributes to electrical conductivity. So, according to said structure, the said control part is the electrical conductivity measured by the said measurement part, and the hydrogen ion concentration of the liquid sample accommodated in the said sample container measured by the said hydrogen ion concentration measurement part. Based on the above, the ratio between the amount of the liquid sample supplied by the sample supply mechanism and the amount of the diluent supplied by the diluent supply mechanism is controlled. Accordingly, the control unit determines the ratio between the amount of the liquid sample supplied by the sample supply mechanism and the amount of the diluent supplied by the diluent supply mechanism based only on the electrical conductivity measured by the measurement unit. As compared with the case of controlling the above, the liquid sample can be diluted more accurately so as to be in the optimum concentration range. Thereby, the components of the liquid sample can be analyzed reliably and accurately.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
本発明は、液体試料分析装置、特に圃場などから採取した土壌の成分の分析に好適な液体試料分析装置に利用することができる。データに裏付けされた土壌の分析を簡便に行うことができるので、肥料の過剰投入や不足を防止し、圃場の最適な肥培管理を行うことができる。したがって、農業従事者の分析における煩雑性や経済的負担を軽減する効果が期待できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a liquid sample analyzer, particularly a liquid sample analyzer suitable for analyzing soil components collected from a field or the like. Since the analysis of the soil supported by the data can be easily performed, it is possible to prevent excessive input and shortage of fertilizer and to perform optimum fertilization management of the field. Therefore, the effect which reduces the complexity and economic burden in an analysis of a farmer can be expected.
100A〜100E 液体試料分析装置
101 発光部
102 チップ(測定容器)
103 受光部
104 液体供給制御部
105、105E 測定制御部(分析部)
106 回転駆動部
107A、107C、107E 供給量設定部
108 下部電気伝導度測定判定部
109A、109B 計測部(分析部)
111A、111C〜E 制御部
112A、112D 抽出液収容容器(試料容器)
113 希釈液収容容器(希釈液容器)
115 電気伝導度測定部(測定部)
117 水素イオン濃度測定部
120 抽出液供給機構(試料供給機構)
121 希釈液供給機構
403、403−a〜403−f 試薬室(混合室、第1測定室、第2測定室)
407、407−a〜407−f 開口部(注入口)
100A to 100E
106
111A, 111C to
113 Diluent container (diluent container)
115 Electrical conductivity measurement unit (measurement unit)
117 Hydrogen ion
121
407, 407-a to 407-f opening (injection port)
Claims (8)
前記液体試料を希釈する希釈液を収容する希釈液容器と、
測定試薬を収容する測定容器と、
前記液体試料の電気伝導度を測定する測定部と、
前記液体試料を前記測定容器に供給する試料供給機構と、
前記希釈液を前記測定容器に供給する希釈液供給機構と、
前記測定容器で混合される前記測定試薬、前記液体試料、及び前記希釈液の混合液の光透過量を測定して前記液体試料の少なくとも一つの成分を分析する分析部と、
前記測定部により測定された電気伝導度に基づいて、前記試料供給機構が供給する液体試料の量と前記希釈液供給機構が供給する希釈液の量との比率を制御する制御部とを備えることを特徴とする液体試料分析装置。 A sample container containing a liquid sample;
A diluent container containing a diluent for diluting the liquid sample;
A measurement container containing a measurement reagent;
A measuring unit for measuring the electrical conductivity of the liquid sample;
A sample supply mechanism for supplying the liquid sample to the measurement container;
A diluent supply mechanism for supplying the diluent to the measurement container;
An analysis unit for analyzing the at least one component of the liquid sample by measuring a light transmission amount of the mixed solution of the measurement reagent, the liquid sample, and the dilution liquid mixed in the measurement container;
A controller for controlling a ratio between the amount of the liquid sample supplied by the sample supply mechanism and the amount of the diluent supplied by the diluent supply mechanism based on the electrical conductivity measured by the measurement unit; A liquid sample analyzer characterized by the above.
前記液体試料及び前記希釈液を注入するための注入口が前記混合室に連通して前記測定容器に形成されており、
前記試料供給機構は、前記測定試薬が予め封入された混合室に前記注入口を介して前記液体試料を供給し、
前記希釈液供給機構は、前記測定試薬が予め封入された混合室に前記注入口を介して前記希釈液を供給する請求項1に記載の液体試料分析装置。 The measurement container has a mixing chamber in which the measurement reagent is enclosed in advance,
An inlet for injecting the liquid sample and the diluent is formed in the measurement container in communication with the mixing chamber;
The sample supply mechanism supplies the liquid sample via the inlet to a mixing chamber in which the measurement reagent is preliminarily sealed,
The liquid sample analyzer according to claim 1, wherein the diluent supply mechanism supplies the diluent via the inlet to a mixing chamber in which the measurement reagent is sealed in advance.
前記測定試薬が前記第1成分に対応する第1試薬と前記第2成分に対応する第2試薬とを含み、
前記測定容器が、前記第1試薬を収容する第1測定室と、前記第2試薬を収容する第2測定室とを有し、
前記制御部は、前記測定部により測定された電気伝導度と、前記第1成分に対応して定められた第1相関関数とに基づいて、前記試料容器内の第1成分の濃度を推定し、前記第1測定室内の第1成分の濃度が前記第1測定室内の第1試薬の測定適正濃度となるように、前記試料供給機構により前記第1測定室に供給される液体試料の量と前記希釈液供給機構により前記第1測定室に供給される希釈液の量との比率を制御するとともに、前記電気伝導度と、前記第2成分に対応して定められた第2相関関数とに基づいて、前記試料容器内の第2成分の濃度を推定し、前記第2測定室内の第2成分の濃度が前記第2測定室内の第2試薬の測定適正濃度となるように、前記試料供給機構により前記第2測定室に供給される液体試料の量と前記希釈液供給機構により前記第2測定室に供給される希釈液の量との比率を制御する請求項1から3のいずれか一項に記載の液体試料分析装置。 The liquid sample includes a first component and a second component different from each other;
The measurement reagent includes a first reagent corresponding to the first component and a second reagent corresponding to the second component;
The measurement container has a first measurement chamber that houses the first reagent, and a second measurement chamber that houses the second reagent,
The control unit estimates the concentration of the first component in the sample container based on the electrical conductivity measured by the measurement unit and a first correlation function determined corresponding to the first component. The amount of the liquid sample supplied to the first measurement chamber by the sample supply mechanism so that the concentration of the first component in the first measurement chamber becomes the appropriate measurement concentration of the first reagent in the first measurement chamber. The ratio of the dilution liquid supplied to the first measurement chamber by the dilution liquid supply mechanism is controlled, and the electrical conductivity and the second correlation function determined corresponding to the second component Based on this, the concentration of the second component in the sample container is estimated, and the sample supply is performed so that the concentration of the second component in the second measurement chamber becomes the appropriate measurement concentration of the second reagent in the second measurement chamber. The amount of liquid sample supplied to the second measurement chamber by the mechanism and the diluent Liquid sample analyzer according to any one of claims 1 to control the ratio between the amount of diluent fed to the second measurement chamber by feeding mechanism 3.
前記第1相関関数の傾きが前記第2相関関数の傾きよりも大きい請求項5に記載の液体試料分析装置。 The first component is nitrate nitrogen;
The liquid sample analyzer according to claim 5, wherein a slope of the first correlation function is larger than a slope of the second correlation function.
前記制御部は、前記測定部により測定された電気伝導度と、前記水素イオン濃度測定部により測定された水素イオン濃度とに基づいて、前記試料供給機構により供給される液体試料の量と前記希釈液供給機構により供給される希釈液の量との比率を制御する請求項1から7のいずれか一項に記載の液体試料分析装置。 A hydrogen ion concentration measurement unit that measures the hydrogen ion concentration of the liquid sample contained in the sample container;
The controller controls the amount of liquid sample supplied by the sample supply mechanism and the dilution based on the electrical conductivity measured by the measuring unit and the hydrogen ion concentration measured by the hydrogen ion concentration measuring unit. The liquid sample analyzer according to any one of claims 1 to 7, which controls a ratio with respect to an amount of a diluent supplied by a liquid supply mechanism.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015150007A JP2017032318A (en) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Liquid sample analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015150007A JP2017032318A (en) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Liquid sample analyzer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017032318A true JP2017032318A (en) | 2017-02-09 |
Family
ID=57986051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015150007A Pending JP2017032318A (en) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Liquid sample analyzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017032318A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019066254A (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 株式会社安川電機 | Dispensation system and method for dispensation |
JP2019082338A (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-30 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Measurement apparatus |
-
2015
- 2015-07-29 JP JP2015150007A patent/JP2017032318A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019066254A (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 株式会社安川電機 | Dispensation system and method for dispensation |
JP2019082338A (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-30 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Measurement apparatus |
JP6996738B2 (en) | 2017-10-27 | 2022-01-17 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | measuring device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103765198B (en) | Automatic analysing apparatus and the method for analysis | |
US11971425B2 (en) | Automatic analysis device and automatic analysis method | |
RU2017116984A (en) | Apparatus and method for measuring the concentration of a disinfectant in a reprocessing system of a medical device | |
US10520522B2 (en) | Automated analyzer | |
JP2017032318A (en) | Liquid sample analyzer | |
US20160369222A1 (en) | Microplate-based apparatus for measuring cell metabolism | |
CN104619828A (en) | Method for examining microorganism and device for same | |
EP3373004B1 (en) | Method of determining an analyte concentration | |
JP6773692B2 (en) | Calibration method for water hardness measurement | |
CN1882829A (en) | Device and method for analysing a liquid sample | |
CN109001139A (en) | A kind of hand-hold food instrument for detecting pesticide residue through | |
KR20150070081A (en) | Total nitrogen and total phosphorus measuring device which has low measurement error and which is easy to make maintenance | |
JPH03100455A (en) | Electrolyte analyzing apparatus | |
CN101490531A (en) | Method for automatically identifying control liquid | |
JP5964388B2 (en) | Sample analyzer | |
US9091639B2 (en) | Method for calibrating and/or adjusting an analytical device for chemical substances in liquids, especially in aqueous solutions | |
JP2017198623A (en) | Measuring apparatus and measuring method | |
JP6030676B2 (en) | Sample analyzer and sample analysis method | |
JP2016070671A (en) | Measuring apparatus | |
WO2017057083A1 (en) | Measurement device and measurement method | |
US20100248349A1 (en) | Animal blood cell measuring apparatus | |
US20170138973A1 (en) | Automatic analyzer and method | |
DE102017130392B4 (en) | Method for determining the total hardness of a water sample and analyzer | |
CN108474738A (en) | Automatic analysing apparatus and its scattered light measuring optical system evaluation titer | |
JP2017072579A (en) | Measuring apparatus and measuring method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20170607 |