JP2019095411A - Flow injection analysis method and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フローインジェクション分析(FIA;flow injection analysis)方法及び装置に関する。 The present invention relates to a flow injection analysis (FIA) method and apparatus.
液体の連続した流れを細い管の中に形成し、そこに試料液を注入して試薬との反応を生じさせ、管の二次側に接続された検出器において反応生成物濃度などを測定するフローインジェクション分析は、試料液中の目的物質の定量分析などに広く用いられている。反応が起きる場である細い管は、一般に反応コイルと呼ばれる。フローインジェクション分析による定量では、目的物質の濃度が既知である標準液を試料液とは別に用意し、標準液についての定量結果に基づいて検量線を求め、試料液に対する検出結果を検量線に当てはめて試料液に含まれる目的物質の定量を行うことが一般的である。検量線は、検出器での検出結果と試料液での目的物質の量(あるいは濃度)との関係を示す関数であると言える。この関数さえ明らかになれば、グラフとしての検量線を実際に描画しなくても、検出器での検出値から目的物質の定量を行うことができる。以下の説明においては、検出器での検出結果と試料液での目的物質の量(あるいは濃度)との関係を示す関数を求めることも、検量線を求める、検量線を引く、あるいは検量線を算出すると呼ぶ。 A continuous stream of liquid is formed in a thin tube, into which a sample solution is injected to cause a reaction with a reagent, and the concentration of reaction products etc. is measured by a detector connected to the secondary side of the tube Flow injection analysis is widely used for quantitative analysis of a target substance in a sample solution. The thin tube where the reaction takes place is generally referred to as the reaction coil. For quantification by flow injection analysis, prepare a standard solution in which the concentration of the target substance is known separately from the sample solution, determine a calibration curve based on the quantification result for the standard solution, and apply the detection result for the sample solution to the calibration curve Generally, it is desirable to quantify the target substance contained in the sample solution. The calibration curve can be said to be a function indicating the relationship between the detection result of the detector and the amount (or concentration) of the target substance in the sample solution. If only this function becomes clear, it is possible to quantify the target substance from the detection value of the detector without actually drawing a calibration curve as a graph. In the following description, obtaining a function indicating the relationship between the detection result of the detector and the amount (or concentration) of the target substance in the sample solution, obtaining a calibration curve, drawing a calibration curve, or obtaining a calibration curve Call it calculated.
フローインジェクション分析の応用例として、例えば特許文献1は、試料水中の微量の尿素濃度の連続的にモニタリングするために、ジアセチルモノオキシムによる比色法による分析をフローインジェクション分析により実施することを開示している。ジアセチルモノオキシムを用いた比色法による定量は、尿素の定量法としてはよく知られたものであり、例えば衛生試験法(非特許文献1)において記載されている。ジアセチルモノオキシムを用いる比色法では、反応を促進するなどの目的で他の試薬(例えば、アンチピリン+硫酸溶液、塩酸セミカルバジド水溶液、塩化マンガン+硝酸カリウムの水溶液、リン酸二水素ナトリウム+硫酸溶液など)を併用することができる。アンチピリンを併用する場合には、ジアセチルモノオキシムを酢酸溶液に溶解させてジアセチルモノオキシム酢酸溶液を調製し、アンチピリン(1,5−ジメチル−2−フェニル−3−ピラゾロン)を例えば硫酸に溶解させてアンチピリン含有試薬液を調製し、試料水に対してジアセチルモノオキシム酢酸溶液とアンリピリン含有試薬液とを順次混合し、波長460nm付近での吸光度を測定し、標準液との対照によって定量を行う。ジアセチルモノオキシムを用いた比色法による尿素の定量方法は、元来は例えばプール水や公衆浴場水における尿素の定量を目指して意図されたものであるが、この方法に特許文献1に記載されるようにフローインジェクション分析を適用して吸光度を測定することにより、ppb以下から数ppmの濃度範囲で連続的にオンラインで尿素を定量することができる。 As an application example of flow injection analysis, for example, Patent Document 1 discloses carrying out colorimetric analysis with diacetyl monoxime by flow injection analysis to continuously monitor a trace amount of urea concentration in sample water. ing. The determination by colorimetric method using diacetyl monoxime is well known as a method of determining urea, and is described, for example, in the Sanitary Test Method (Non-patent Document 1). In the colorimetric method using diacetyl monoxime, other reagents (for example, antipyrine + sulfuric acid solution, aqueous solution of semicarbazide hydrochloride, aqueous solution of manganese chloride + potassium nitrate, sodium dihydrogen phosphate + sulfuric acid solution, etc.) for the purpose of accelerating the reaction. Can be used together. When antipyrine is used in combination, diacetyl monooxime is dissolved in an acetic acid solution to prepare a diacetyl monoximetic acetic acid solution, and antipyrine (1,5-dimethyl-2-phenyl-3-pyrazolone) is dissolved in, for example, sulfuric acid. An antipyrine-containing reagent solution is prepared, a diacetyl monoximetic acetic acid solution and an anpyriline-containing reagent solution are sequentially mixed with sample water, absorbance at a wavelength of about 460 nm is measured, and quantification is performed using a control with a standard solution. The method of quantitative determination of urea by the colorimetric method using diacetyl monoxime is originally intended for the determination of urea in, for example, pool water or public bath water, but this method is described in Patent Document 1 As a result, by applying flow injection analysis to measure the absorbance, urea can be quantified on-line continuously in a concentration range of less than ppb to several ppm.
フローインジェクション分析を用いて目的物質をオンラインで長期間にわたって連続的に定量する場合、測定期間の全体にわたって自動測定を行うことが好ましい。また、長期間である測定期間内においては試薬の変性や検出器の検出特性の変化などが起こり得る。したがって、ある間隔で標準液の測定を行い、検量線を引き直す操作が必要となる。しかしながら、フローインジェクション分析においては、検量線の引き直しは人が判断し、自動化して連続的な定量を行う場合であっても検量線を引き直す操作自体は人手を介して行う必要があった。 In the case of continuously quantifying the target substance on-line continuously for a long time using flow injection analysis, it is preferable to perform automatic measurement over the entire measurement period. In addition, during a long measurement period, denaturation of the reagent or change in detection characteristics of the detector may occur. Therefore, it is necessary to measure the standard solution at certain intervals and redraw the calibration curve. However, in flow injection analysis, it is necessary for a person to judge the reworking of the calibration curve, and even when performing automation and continuous quantification, the operation itself for reworking the calibration curve had to be performed manually. .
本発明の目的は、長期間にわたって連続的かつ自動的に定量を行うことができかつ検量線を引き直す操作も自動的に行うことができるフローインジェクション分析方法及び装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a flow injection analysis method and apparatus capable of performing quantification continuously and automatically over a long period of time, and also capable of automatically performing an operation of redrawing a calibration curve.
本発明のフローインジェクション分析方法は、連続した液体の流れを反応コイル内に形成し、反応コイルにおける試薬との反応に基づいて試料液中の目的物質を定量するフローインジェクション分析方法において、目的物質の連続的な定量を行っている期間内において、試料液を標準液に自動的に切り替えて反応コイルに導入し、標準液に対する検出値に基づいて検量線を再算出し、検量線の再算出後は、再算出された検量線に対して試料液に対する検出値を当てはめ、目的物質の定量値を自動的に算出することを特徴とする。 The flow injection analysis method of the present invention is a flow injection analysis method in which a continuous liquid flow is formed in a reaction coil, and the target substance in a sample liquid is quantified based on the reaction with a reagent in the reaction coil. Within the period of continuous quantification, the sample solution is automatically switched to the standard solution and introduced into the reaction coil, and the calibration curve is recalculated based on the detection value for the standard solution, and the calibration curve is recalculated. The method is characterized in that the detection value for the sample solution is applied to the recalculated calibration curve to automatically calculate the quantitative value of the target substance.
本発明のフローインジェクション分析装置は、連続した液体の流れを反応コイル内に形成し、反応コイルにおける試薬との反応に基づいて試料液中の目的物質を定量するフローインジェクション分析装置であって、試料液と標準液とを選択する導入装置と、反応コイルに供給されるキャリア液に、導入装置によって選択された液の一定量を注入するサンプリング弁と、反応コイルの二次側に接続されて検出値を出力する検出器と、試料液中の目的物質の連続的な定量を実行し、連続的な定量を行っている期間内において、検量線の再算出のために試料液を標準液に切り替えて反応コイルに導入するように導入装置とサンプリング弁とを制御し、標準液に対する検出値に基づいて検量線を再算出し、再算出を実行した後は再算出された検量線に対して試料液に対する検出値を当てはめ、目的物質の定量値を算出する制御手段と、を有する。 The flow injection analysis device of the present invention is a flow injection analysis device that forms a continuous flow of liquid in a reaction coil and quantifies a target substance in a sample liquid based on a reaction with a reagent in the reaction coil, An introduction device for selecting a solution and a standard solution, a sampling valve for injecting a fixed amount of the solution selected by the introduction device into the carrier liquid supplied to the reaction coil, and detection circuit connected to the secondary side of the reaction coil The detector that outputs the value and the continuous quantification of the target substance in the sample solution are executed, and the sample solution is switched to the standard solution for recalculation of the calibration curve within the period of continuous quantification. Control the introduction device and the sampling valve so as to introduce them into the reaction coil, recalculate the calibration curve based on the detection value for the standard solution, and after recalculation, use the recalculated calibration curve Applying the detected value for the sample liquid and has a control means for calculating a quantitative value of the target substance, the.
本発明によれば、フローインジェクション分析に代表される各種の分析において、長期間にわたって連続的かつ自動的に定量を行うことができかつ検量線を引き直す操作も自動的に行うことができるようになる。 According to the present invention, in various types of analysis represented by flow injection analysis, quantification can be continuously and automatically performed over a long period of time, and an operation to redraw a calibration curve can also be automatically performed. Become.
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の一形態のフローインジェクション分析(FIA)装置の構成を示している。ここでは、純水製造に用いる原水、あるいは純水を試料液とし、この試料液(ここでは水であるので試料水ともいえる)に含まれる微量の尿素を目的物質としてオンラインで連続的に定量する場合を例に挙げて、長期間にわたる連続的な定量を自動化して実行し、かつ、この測定期間中における検量線の引き直しの処理も自動化して実行できる本発明を説明する。もちろん、本発明が定量対象とする目的物質は尿素に限られるものではなく、目的物質を含む試料液も水に限られるものではない。例えば本実施形態のFIA装置は、何らかの水処理システム(純水製造装置も水処理システムの一種であるといえる)に接続して水処理システムからの水を測定対象とすることができる。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a flow injection analysis (FIA) apparatus according to an embodiment of the present invention. Here, raw water used for pure water production or pure water is used as a sample solution, and a trace amount of urea contained in this sample solution (which can be referred to as sample water here) can be continuously quantified online as a target substance. Taking the case as an example, the present invention will be described, which can automate and carry out continuous quantitative measurement over a long period of time, and can also carry out the process of retracement of the calibration curve automatically during this measurement period. Of course, the target substance to be quantified in the present invention is not limited to urea, and the sample liquid containing the target substance is not limited to water. For example, the FIA device of the present embodiment can be connected to some kind of water treatment system (a pure water production device can also be said to be a kind of water treatment system), and can measure water from the water treatment system.
図1に示されるように、純水製造に用いる原水のライン20が設けられており、このライン20では、原水がポンプP0によって送水される。原水のライン20から分岐する配管21が設けられている。配管21は、原水から分岐した試料水を導入装置60に供給するものであり、導入装置60までの区間の途中に開閉弁22及び流量計FIが設けられている。原水から採取される試料水での尿素濃度の分析を行うときは、開閉弁22は常時開とされる。
As shown in FIG. 1, a
導入装置60は、FIA装置の本体部分に対し、原水から分岐した試料水及び既知量の目的物質(ここで示す例では尿素)を含有する標準液のいずれかを選択して供給するものである。導入装置60には、原水から分岐した試料水を一時的に貯える試料水槽61と、異なる濃度の標準液を貯える2つの容器62,63と、試料水槽61と標準液の容器62,63のいずれか1つを選択する選択弁64と、が設けられている。試料水槽61は、いわゆるフローセル形態のものであって、原水から分岐した試料水の配管22がその底部に接続している。試料水槽61の上面は、選択弁64に対して接続する配管65が貫通するフェルールによって閉じられている。この配管65は、試料水槽61の上面側からほぼ中央領域まで垂直に延びて先端が開口している。さらに、オーバーフローとなる試料水を排水するために、試料水槽61の上部に配管68が接続している。ポンプP0を駆動している限り、配管21を介して試料水槽61に試料水が常時流れることになる。試料水槽61は試料液がオーバーフロー可能に連続通液する容器であるといえる。標準液の容器62,63は、それぞれ配管66,67により選択弁64に接続している。
The
選択弁64は、配管65により供給される試料水、配管66を介して供給される容器62内の標準液、及び配管67を介して供給される容器63内の標準液のいずれか1つを選択して、FIA装置の本体部分に設けられているサンプリング弁10に対し、選択弁64に接続する配管70を介してその選択された液体を供給するものである。後述するようにサンプリング弁10にはポンプP4が接続しているが、ポンプP4を駆動することにより、選択弁64で選択された液体がサンプリング弁10に対して常時供給されることになる。ここで説明する例では、目的物質(ここでは尿素)の濃度が異なる2つの標準液を用意しているが、標準液の数は2に限定されるものではない。2次曲線などの曲線で検量線を表現したい場合などには、3種類以上の異なる濃度の標準液を用意する。単一の標準液のみを使用することも可能であるが、定量精度の観点からすると、濃度が異なる少なくとも2以上の標準液を使用することが好ましい。
The
本実施形態の導入装置60では、試料水槽61がオーバーフロー可能な構成となっているので、選択弁64が標準液を選択しているために試料水槽61から選択弁64に向けて試料水が流れないときであっても、試料水槽61への及び試料水槽61内での試料水の流れは中断しない。また試料水槽61は、配管21,65,68との接続部以外は閉じた構造であり、配管21から試料水槽61に流入した試験水は上方に向かって流れ、配管65を介して選択弁64に流れた分以外の試料水は配管68を介して試料水槽61の外部へと流出する。このような試料水槽61を使用することによって、試料水中の目的物質の濃度が変動する場合においてもその変動に追従する形態で適切に試料水のサンプリングを行えることとなる。なおこの導入装置60は、FIA装置のみならず他の種類の分析装置に対して試料液及び標準液のいずれかを選択して導入する際に、好ましく用いられるものである。
In the
次に、サンプリング弁10について説明する。サンプリング弁10を含めてサンプリング弁10から下流の部分は、FIA装置としての構成を有する本体部分であって、実際に尿素の定量に関わる部分となる。サンプリング弁10には、導入装置60から試料水または標準液のうちの導入装置60により選択されたものが供給されている。説明の簡素化のため、以下のサンプリング弁10に関する説明において試料水と呼ぶときは、標準液である場合も含むものとする。
Next, the
サンプリング弁10は、FIA法において一般的に用いられる構成のものであり、六方弁11とサンプルループ12とを備えている。六方弁11は、図示丸付き数字で示される6個のポートを備えている。導入装置60からの配管70はポート2に接続している。また、ポンプP1を介してキャリア水が供給される配管23がポート6に接続し、ポンプP4を介して試料水を排水するための配管25がポート3に接続している。ポート1とポート4との間には、所定容量の試料水を採取するためのサンプルループ12が接続している。ポート5には、サンプリング弁11の出口となる配管24の一端が接続している。キャリア水は、尿素を実質含まない水であり、例えば純水である。
The
六方弁11においてポートXとポートYとが連通することを(X−Y)と表すこととすると、六方弁11は、(1−2)、(3−4)、(5−6)である第1の状態と、(2−3)、(4−5)、(6−1)である第2の状態とを切り替えられるようになっている。図1において、第1の状態でのポート間の接続関係は実線で示され、第2の状態でのポート間の接続は点線で示されている。第1の状態においてキャリア水は、配管23→ポート6→ポート5→配管24と流れてサンプリング弁10から下流側に流出する。試料水は、配管70→ポート2→ポート1→サンプルループ12→ポート4→ポート3と流れて配管25から排出される。この第1の状態から第2の状態に切り替わると、試料水は、配管70→ポート2→ポート3と流れて配管25から排出され、また、キャリア水は、配管23→ポート6→ポート1→サンプルループ12→ポート4→ポート5→配管24と流れ、下流側へ流出する。このとき、第1の状態であったときに既に流入してサンプルループ12内を満たしている試料水は、キャリア水に先立ってポート5から配管24へと流れ込み、サンプリング弁10の下流側へと流れる。配管24に流れる試料水の体積は、サンプルループ12によって規定される。したがって、第1の状態と第2の状態とを繰り返し切り替えることによって(例えば六方弁11を図示矢印方向に回転することによって)、所定容量の試料水を繰り返して配管24に送り込むことができる。第1の状態と第2の状態との切り替えは、後述する反応に必要な滞留時間、検出器32で尿素が検出されるまでの時間を考慮して、所定の時間ごとに行うことができる。また、検出器32に導入した試料水が検出器32から排出されたことを検知して切り替えを行うこともできる。このように、第1の状態と第2の状態との切り替えを自動的に行うようにすることで、尿素を連続的に定量することができる。
Assuming that the communication between the port X and the port Y in the six-
この装置では、ジアセチルモノオキシムを用いる比色法による尿素の定量に対してFIA法を適用する。そのため、尿素の定量に用いる反応試薬として、ジアセチルモノオキシム酢酸溶液(以下、試薬Aともいう)とアンチピリン含有試薬液(以下、試薬Bともいう)を使用する。ここではジアセチルモノオキシムと併用される試薬としてアンチピリン含有試薬液を用いる場合を説明するが、ジアセチルモノオキシムと併用される試薬はアンチピリン含有試薬液に限定されるものではない。試薬A及び試薬Bは、それぞれ、貯槽41,42に貯えられる。
In this apparatus, the FIA method is applied to the determination of urea by colorimetric method using diacetyl monoxime. Therefore, a diacetyl monoximetic acid solution (hereinafter also referred to as reagent A) and an antipyrine-containing reagent solution (hereinafter also referred to as reagent B) are used as reaction reagents used for the determination of urea. Although the case where an antipyrine containing reagent solution is used as a reagent used together with diacetyl monoxime is described here, the reagent used together with diacetyl monoxime is not limited to the antipyrine containing reagent solution. Reagent A and reagent B are stored in
本発明者らは、これらの試薬を調製後、尿素の連続定量のために長期間(例えば数日間以上)にわたって室温に保持した場合に吸光度測定でのピーク強度が低下すること、及び、このピーク強度の低下は試薬(特に試薬B)を冷蔵することにより防ぐことができることを見出している。安定した定量を行うためには吸光度測定でのピーク強度が低下しないことが好ましいので、本実施形態のFIA装置では、貯槽41,42を冷蔵部40内に設けている。試薬Aはジアセチルモノオキシムを酢酸溶液に溶解させて調製されるが、冷蔵部40を設ける場合には、調製自体を貯槽41で行う、あるいは、試薬Aをその調製後、貯槽41に貯えるようにする。同様に、試薬Bは、アンチピリンを例えば硫酸に溶解させて調製されるが、調製自体を貯槽42で行う、あるいは、試薬Bをその調製後、貯槽42に貯えるようにする。冷蔵部40は、貯槽41,42を遮光するとともに、貯槽41,42を冷却し、これによって、貯槽41,42内の試薬A、試薬Bの温度を20℃以下、好ましくは3℃以上20℃以下、より好ましくは5℃以上15℃以下に維持する。なお、試薬Aを貯える貯槽41については、遮光保管できるもであれば、必ずしも冷蔵部40内に配置する必要はない。試薬の冷蔵温度は、5℃未満であっても、試薬において結晶の析出が生じなければ差し支えない。衛生試験法(非特許文献1)には、アンチピリンを硫酸に溶解させたアンチピリン硫酸溶液について、褐色瓶に保管すれば2〜3箇月は使用できることと、結晶が析出し室温に戻しても再溶解しないため冷蔵保管は適さないこととが記載されているが、本発明者らは、衛生試験法にしたがって調整されたアンチピリン硫酸溶液は3℃でも結晶化しないことを実験により確認した。
After preparation of these reagents, the peak intensity in absorbance measurement decreases when kept at room temperature for a long period (for example, several days or more) for continuous determination of urea, and this peak It has been found that a reduction in strength can be prevented by refrigeration of the reagent (especially reagent B). Since it is preferable that the peak intensity in absorbance measurement does not decrease in order to perform stable determination, the
貯槽41には配管26の一端が接続し、配管26の他端は混合部43により配管24に接続している。配管26には、試薬Aを所定の流量で配管24に送り込むためのポンプP2が設けられている。同様に貯槽42には配管27の一端が接続し、配管27の他端は混合部44により配管24に接続している。配管27には、試薬Bを所定の流量で配管24に送り込むためのポンプP3が設けられている。混合部43,44は、それぞれ、試薬A、試薬Bを配管24内の液体の流れに対して均一に混合する機能を有する。配管24の他端は、反応恒温槽30内に設けられた反応コイル31の入口に接続している。反応コイル31は、その内部においてアンチピリンの存在下での尿素とジアセチルモノオキシムとによる発色反応を起こさせるものであり、その長さと反応コイル31の内部での流速とは、反応に必要な滞留時間に応じて適宜に選択される。反応恒温槽30は、反応コイル31を反応に適した温度まで昇温するものであって、例えば、50℃以上150℃以下、好ましくは90℃以上120℃以下の温度に反応コイル31を加熱する。
One end of a
反応コイル31の末端すなわち出口には、反応コイル31から流れ出る液を対象として、発色反応によって液中に生じた発色の吸光度を測定するための検出器32が設けられている。検出器32は、例えば、波長460nm付近での吸光度を測定して検出結果として出力する。検出器32の出口には、ポンプP1からサンプリング弁10、配管24及び反応コイル31を経て検出器32に至る管路に対して背圧を与える背圧コイル33が設けられている。検出器32の出口と背圧コイル33の入口との間の位置に対し、圧力計PIが接続している。背圧コイル33の出口から、このFIA装置の排液が流出する。
At the end of the
本実施形態のFIA装置では、上述のように六方弁11を駆動して第1の状態と第2の状態との間で切り替えを行い、また、選択弁64により試料水またはいずれかの標準液を選択するために、制御部50がさらに設けられている。制御部50には、検出器32での検出結果が入力する。制御部50は、制御手段に相当し、導入装置60(特に選択弁64)とサンプリング弁10(特に六方弁11)とを制御するとともに、選択弁64により標準液を選択したときの検出結果に基づいて検量線を算出し、試料水を選択したときには、算出した検量線に対して試料水に対する検出結果を当てはめることにより、試料水中の尿素濃度を決定して定量結果として出力する処理を行う。制御部50は、検量線の算出あるいは尿素濃度の決定に際しては、検出器32から入力する検出結果におけるピーク値(すなわちピーク強度)、あるいは、検出結果を時間について積分することによって得られるピーク面積を算出して使用する。その際、キャリア水が流れているときの吸光度をベースラインとし、このベースラインに対するピーク強度あるいはピーク面積を求めるようにする。
In the FIA device of the present embodiment, the six-
次に、連続的に尿素の定量を行うときの検量線の算出について説明する。本実施形態のFIA装置を用い、予め定めた時間間隔tで尿素濃度を測定することにより、長期間にわたって連続的に試料水における尿素濃度の測定を行う場合を考える。このとき、制御部50は、まず、選択弁64を制御して、容器62,63内の標準液が順次、サンプリング弁10に供給されるようにし、さらにサンプリング弁10を制御して、これら標準液についての測定を実行する。そして、各標準液について検出器32によって得られた検出結果に基づき、制御部50は検量線を算出する。続いて制御部50は、選択弁64を制御して試料水がサンプリング弁10に供給されるようにし、サンプリング弁10を制御して時間間隔tごとに試料水が配管24に導入されるようにする。制御部50は、試料水について検出器38から得られた結果を先に生成した検量線に当てはめることにより、試料水中の尿素濃度を決定し、定量結果として出力する。これにより、時間間隔tごとに尿素濃度が求められたことになる。
Next, calculation of a calibration curve when urea is continuously quantified will be described. By measuring the urea concentration at a predetermined time interval t using the FIA apparatus of the present embodiment, it is assumed that the urea concentration in the sample water is continuously measured over a long period of time. At this time, the
連続的な定量を行う測定期間が長期間であって、その期間中での各試薬の変性や検出器32の検出特性の変動が懸念されるような場合には、制御部50は、検量線算出間隔T(ただしT≧t)ごとに、検量線を引き直す処理、すなわち検量線を再算出する処理を行う。検量線を再算出する処理では、制御部50は、試料水の測定に影響を及ぼさないタイミングで選択弁64を制御して標準液を選択し、その状態でサンプリング弁10を制御して標準液が配管24に導入されるようにする。そして、そのときの検出器32からの検出結果に基づいて、検量線を再算出する。検量線の再算出後は、再算出された検量線に基づいて試料水での尿素濃度を求めるようにする。本実施形態では、2種類の標準液を用いて検量線を算出するが、試料水の測定間隔tの間に両方の標準液についての測定を行うだけの時間を確保できない場合であれば、一方の標準液について測定を行い、続けて試料水の1回の測定を行い、その後、他方の標準液について測定を行って検量線を再算出すればよい。なお、標準液の消費を抑えるため、標準液について測定を行うために必要な期間以外の期間においては、選択弁64が試料液を選択するようにすることが好ましい。検量線算出間隔Tは、使用する試薬やFIA装置の構成に応じ、任意に設定できるようにすることが好ましい。また、長期にわたる測定期間の途中でも検量線算出間隔Tを適宜に変更できるようにすることが好ましい。例えば、測定環境温度が異なる条件下では、吸光度測定におけるピーク強度の低下割合が異なる。検量線算出間隔Tは、測定開始直後は等間隔で設定し、検量線算出間隔T間の前後で算出された標準液のピーク強度の低下割合が一定の範囲を上回る場合は、検量線算出間隔Tを自動で短縮することができる。また検量線算出間隔T間の前後で算出された標準液のピーク強度の低下割合がある一定の範囲内に収まる場合は、検量線算出間隔Tを自動で延ばすことができる。検量線算出間隔Tを延ばすことにより、標準液の使用量を削減することが可能になる。なお検量線算出間隔Tは試料水の組成、性状によって異なる。
When the measurement period in which continuous quantification is performed is a long period and there is a concern that the denaturation of each reagent or the fluctuation of the detection characteristic of the
本実施形態の装置では、FIA法を利用し、ジアセチルモノオキシムを用いる比色法によって試料水中の尿素をオンラインで長期間にわたって連続的に測定することができ、しかもその期間中、試薬や装置における変動が起きたとしても検量線が自動的に再算出されるので、長期にわたって安定かつ高精度に尿素の定量を行うことができる。また、反応に用いる試薬A(ジアセチルモノオキシム酢酸溶液)及び試薬B(アンチピリン含有試薬液)として、特に試薬Bについて、それらの試薬の調製後、20℃以下に維持されたものを使用することにより、長期にわたって、より安定して尿素の連続的な定量を行うことが可能になる。 In the apparatus of the present embodiment, the urea in the sample water can be measured online continuously over a long period of time by the colorimetric method using diacetyl monoxime, utilizing the FIA method, and moreover, during that period, Since the calibration curve is automatically recalculated even if a change occurs, urea can be quantified stably and accurately over a long period of time. Also, by using, as reagent A (diacetyl monoximetic acid solution) and reagent B (antipyrin-containing reagent solution) used for the reaction, particularly those of reagent B, those kept at 20 ° C. or lower after preparation of those reagents. It becomes possible to carry out continuous determination of urea more stably over a long period of time.
次に、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。 The invention will now be described in more detail by way of examples.
(実施例1)
図1に示すFIA装置を組み立てた。容器62,63にはそれぞれ尿素濃度が3ppb、10ppbである標準液を貯えた。試薬Aとしてジアセチルモノオキシム酢酸溶液を調製し、試薬Bとしてアンチピリン含有試薬液を調製し、調製後直ちにそれらの試薬をそれぞれ貯槽41,42に貯え、貯槽41,42から各試薬を配管24に向けて連続的に供給するようにした。本実施例では冷蔵部40を使用せず、試薬A及び試薬Bを室温に維持するものとした。試料水として、尿素濃度が5ppbであるように純水に尿素を溶解させた溶液を使用した。そして、試料水については30分に1回、測定を行い、検量線については60分に1回、再算出を行うようにして、約10日間にわたり、試料水の尿素濃度の連続的な測定を行った。得られた尿素濃度の変化を図2に示す。またこのとき、試薬A及び試薬Bを調製した直後の試料水を測定したときの吸光度のピーク強度を100%として、試料水の連続的な測定を行っているときの吸光度のピーク強度の変化も調べた。ピーク強度の変化も図2に示す。
Example 1
The FIA apparatus shown in FIG. 1 was assembled. In the
図2に示すように、試薬を常温に維持したことによって試薬の変性が進行するので、調製時からの日数が経過するにつれてピーク強度が低下したが、検量線を再算出することを繰り返すことにより、安定して高精度に試料水中の尿素濃度(ここでは5ppb)の測定を行えることが分かった。 As shown in FIG. 2, since the denaturation of the reagent proceeds by maintaining the reagent at normal temperature, the peak intensity decreases as the number of days from the preparation time passes, but by repeating the recalculation of the calibration curve It has been found that it is possible to measure the urea concentration (5 ppb in this case) in the sample water stably and accurately.
(実施例2)
次に、試薬を冷蔵することの効果を実証するために、図1に示すFIA装置を組み立てた。ただし、配管20から導入装置60に至る部分は設けず、試料水がサンプリング弁に直接供給される構造とした。
(Example 2)
Next, the FIA apparatus shown in FIG. 1 was assembled to demonstrate the effect of refrigerated reagents. However, the portion from the piping 20 to the
尿素濃度が60ppbになるように調製した標準液を試料水としてサンプリング弁10に連続供給できるようにした。そしてこの尿素標準液に関して尿素濃度の連続モニタリングを行った。ここでは、尿素標準液について連続的に測定を行ったときに、検出器32における吸光度の検出ピークの測定値として得られる尿素濃度がどのように変化するかを調べた。この実施例2では、ジアセチルモノオキシム2gを10%酢酸100mLに溶解させて試薬A(ジアセチルモノオキシム酢酸溶液)を調製し、アンチピリン0.2gをとり、9mol/Lの硫酸に溶かし、全量を100mLとして試薬B(アンチピリン含有試薬液)を調製し、調製後直ちにそれらの試薬をそれぞれ貯槽41,42に貯え、貯槽41,42から各試薬を配管24に向けて連続的に供給するようにした。連続測定の最初に各試薬を貯槽41,42に注入した後は、連続測定中には試薬を補充しないようにした。また、試薬Aの貯槽41については常温に維持した。試薬Bについては、その調製後の保管温度を10℃とした場合と25℃とした場合の2通りについて実験を行った。尿素濃度の変化は、波長460nmでの吸光度のピーク強度で確認した。結果を図3に示す。図3では、試薬A及び試薬Bを調製してそれぞれ貯槽41,42に貯えた直後に60ppbの尿素標準液を測定した際のピーク強度を100%として、同じ尿素標準液を測定したときの測定値が日時の経過とともにどのように変化したかを示している。
The standard solution prepared to have a urea concentration of 60 ppb was continuously supplied to the
図3に示すように、アンチピリン含有試薬液(試薬B)を25℃に維持した場合には、徐々にピーク強度が低下し、連続測定のための10日間の運転の間にピーク強度が72%まで低下した。すなわち、尿素の定量を安定して行えなくなっていた。これに対しアンチピリン含有試薬液を冷蔵保管して10℃に維持した場合には、10日間の連続運転の後にもピーク強度が低下せず、長期にわたって安定して尿素の連続定量を行えることが分かった。 As shown in FIG. 3, when the antipyrine-containing reagent solution (reagent B) is maintained at 25 ° C., the peak intensity gradually decreases, and the peak intensity is 72% during 10 days of operation for continuous measurement. Down to. That is, it has been impossible to stably determine the amount of urea. On the other hand, when the antipyrine-containing reagent solution is stored under refrigeration and maintained at 10 ° C, it is found that the peak intensity does not decrease even after 10 days of continuous operation, and continuous determination of urea can be stably performed over a long period of time The
(実施例3)
実施例2と同様に試薬B(アンチピリン含有試薬液)を調製後、5℃、10℃、15℃、20℃及び25℃でそれぞれ10日間保管した。そして、この保管の後に試薬Bを実施例2の装置に供給した。試薬Bを装置に供給したのち直ちにこの装置を用いて尿素濃度60ppbの標準液を測定し、そのピーク強度を求めた。その際、試薬Bの調製直後に標準液を測定したときのピーク強度を100%とした。試薬A(ジアセチルモノオキシム酢酸溶液)については実施例2と同様に調製したのち、常温で保管したものを使用した。結果を表1に示す。
(Example 3)
After preparing reagent B (antipyrin-containing reagent solution) in the same manner as in Example 2, each was stored at 5 ° C., 10 ° C., 15 ° C., 20 ° C., and 25 ° C. for 10 days. Then, after this storage, the reagent B was supplied to the apparatus of Example 2. Immediately after the reagent B was supplied to the apparatus, a standard solution with a urea concentration of 60 ppb was measured using this apparatus to determine its peak intensity. At that time, the peak intensity was 100% when the standard solution was measured immediately after preparation of the reagent B. The reagent A (diacetyl monoximetic acid solution) was prepared in the same manner as in Example 2 and then stored at room temperature. The results are shown in Table 1.
表1に示されるように、保管温度が5℃の場合と10℃の場合にはピーク強度の低下はほとんど見られず、15℃で保管した場合には、約1割程度のピーク強度の低下が見られた。20℃で保管した場合には約2割のピーク強度の低下であったが、25℃では3割近くピーク強度が低下した。これらから、微量の尿素濃度を連続的に測定するためには、反応に用いる試薬(ジアセチルモノオキシム酢酸溶液及びアンチピリン含有試薬液)のうち少なくともアンチピリン含有試薬液を冷蔵保存すべきであること、その場合、アンチピリン含有試薬液の温度を20℃以下に維持することが好ましく、3℃以上20℃以下に維持することがさらに好ましく、5℃以上15℃以下に維持することがより好ましいことが分かった。 As shown in Table 1, when the storage temperature is 5 ° C. and 10 ° C., almost no drop in peak intensity is observed, and when stored at 15 ° C., the peak intensity drops by about 10%. It was observed. When stored at 20 ° C., the peak intensity decreased by about 20%, but at 25 ° C., the peak intensity decreased by nearly 30%. From these, in order to continuously measure a trace amount of urea concentration, at least the antipyrin-containing reagent solution among the reagents (diacetyl monoximetic acetic acid solution and the antipyrin-containing reagent solution) used for the reaction should be stored under refrigeration. In the case, it was found that the temperature of the antipyrin-containing reagent solution is preferably maintained at 20 ° C. or less, more preferably 3 ° C. or more and 20 ° C. or less, and still more preferably 5 ° C. or more and 15 ° C. or less .
(実施例4)
実施例3の試薬A(ジアセチルモノオキシム酢酸溶液)を実施例3の試薬B(アンチピリン含有試薬液)と同様の保管温度にて保管したことを除いて、実施例3と同様の試験を行った。
(Example 4)
The same test as in Example 3 was conducted, except that the reagent A (diacetyl monoximetic acid solution) in Example 3 was stored at the same storage temperature as the reagent B (antipyrin-containing reagent solution) in Example 3. .
試薬Aと試薬Bの両方を冷蔵して測定を行った場合、試薬Bのみを冷蔵して測定を行った結果(表1)と同様の結果が得られた。 When both reagent A and reagent B were refrigerated and measurement was performed, only reagent B was refrigerated and measurement was performed (Table 1).
10 サンプリング弁
12 サンプルループ
31 反応コイル
32 検出器
40 冷蔵部
41,42 貯槽
50 制御部
60 導入装置
61 試料水槽
62,63 容器
64 選択弁
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記目的物質の連続的な定量を行っている期間内において、前記試料液を標準液に自動的に切り替えて前記反応コイルに導入し、前記標準液に対する検出値に基づいて検量線を再算出し、
前記検量線の再算出後は、再算出された前記検量線に対して前記試料液に対する検出値を当てはめ、前記目的物質の定量値を自動的に算出することを特徴とする、フローインジェクション分析方法。 In a flow injection analysis method of forming a continuous flow of liquid in a reaction coil and quantifying a target substance in a sample liquid based on a reaction with a reagent in the reaction coil,
The sample solution is automatically switched to the standard solution and introduced into the reaction coil within a period during which the target substance is continuously quantified, and the calibration curve is recalculated based on the detection value for the standard solution. ,
After recalculation of the calibration curve, a detection value for the sample solution is applied to the recalculated calibration curve, and a quantitative value of the target substance is automatically calculated. .
試料液と標準液とを選択する導入装置と、
前記反応コイルに供給されるキャリア液に、前記導入装置によって選択された液の一定量を注入するサンプリング弁と、
前記反応コイルの二次側に接続されて検出値を出力する検出器と、
前記試料液中の前記目的物質の連続的な定量を実行し、前記連続的な定量を行っている期間内において、検量線の再算出のために前記試料液を前記標準液に切り替えて前記反応コイルに導入するように前記導入装置と前記サンプリング弁とを制御し、前記標準液に対する検出値に基づいて前記検量線を再算出し、前記再算出を実行した後は再算出された前記検量線に対して前記試料液に対する検出値を当てはめ、前記目的物質の定量値を算出する制御手段と、
を有するフローインジェクション分析装置。 A flow injection analyzer which forms a continuous flow of liquid in a reaction coil and quantifies a target substance in a sample liquid based on a reaction with a reagent in the reaction coil,
An introduction device for selecting a sample solution and a standard solution;
A sampling valve for injecting a fixed amount of the liquid selected by the introduction device into the carrier liquid supplied to the reaction coil;
A detector connected to the secondary side of the reaction coil to output a detected value;
Continuous quantitative determination of the target substance in the sample solution is performed, and the sample solution is switched to the standard solution for recalculation of a calibration curve within a period in which the continuous quantitative determination is performed, and the reaction is performed. The introduction device and the sampling valve are controlled to be introduced into the coil, the calibration curve is recalculated based on the detected value for the standard solution, and the recalculation is performed after the recalculation is performed. Control means for calculating a quantitative value of the target substance by applying a detection value to the sample liquid to the
Flow injection analyzer.
異なる濃度の標準液を貯える2以上の容器と、
前記試料液が通液する容器と、
前記標準液及び前記試料液のいずれか1つの液体を分析装置に供給するために前記標準液の2以上の容器と前記試料液の容器との中から1つを選択し選択された容器内の液体を前記サンプリング弁に向けて送出する選択弁と、
を有する請求項6に記載のフローインジェクション分析装置。 The introduction device is
Two or more containers for storing standard solutions of different concentrations,
A container through which the sample solution flows;
In order to supply any one of the standard solution and the sample solution to the analyzer, one of two or more containers of the standard solution and a container of the sample solution is selected and selected. A selection valve for delivering liquid towards the sampling valve;
The flow injection analyzer according to claim 6, which has
前記貯槽を冷却する冷却手段と、
を備える、請求項6乃至10のいずれか1項に記載のフローインジェクション分析装置。 A reservoir for storing at least one of said prepared reagents;
Cooling means for cooling the storage tank;
The flow injection analyzer according to any one of claims 6 to 10, comprising:
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