JP2020204566A - 光学測定装置および光学測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯可能な程度に小型で、固相抽出された試料について簡便にオンサイトでの分析が可能な光学測定装置および光学測定方法を提供する。【解決手段】光学測定装置１００は、注液口２０１と廃液口２０２とを有し、注液口と廃液口との間に固相抽出材料が配置された筒状の液体試料容器を収容可能な試料容器収容部を有する試料容器保持部１１０と、試料容器収容部に収容された液体試料容器の内部に送気を行うことで、液体試料容器に注液された液体試料３００を固相抽出材料に対して通液させる送気部と、試料容器収容部に収容された液体試料容器の内部に挿入可能なセンサ部１３１を有する測定部１３０と、を備える。センサ部は、光照射部と、光照射部から放出される照射光が照射され固相抽出材料の表面により反射された反射光を受光する受光部と、を有する。送気部と測定部とは、試料容器保持部における液体試料容器の注液口側に、交換可能に連結される。【選択図】図１

Description

本発明は、固相抽出された試料に対して光測定を行う光学測定装置および光学測定方法に関し、特に、測定の対象となる試料が得られた地で、その場測定が可能なオンサイト分析に特化した携帯型の光学測定装置および光学測定方法に関する。

従来、液体試料に含まれる環境汚染物質となる金属等を定量する装置として、ＩＣＰ−ＡＥＳ（誘導結合プラズマ発光分光分析装置）などが知られている。しかしながら、このような装置は高額であり、また、大型であるので、研究室や分析センターといった分析拠点に置かれ、測定対象試料を採取する現場（オンサイト）で活用できるものではない。

液体試料に含まれる金属を定量する方法としては、ランベルト・ベールの法則により吸光度を測定する吸光度分析法が知られている。ランベルト・ベールの法則により吸光度を算出するパラメータとして、モル吸光係数があるが、この数値は現実に入手可能な試薬によって制限され、サンプルを測定レンジに調整するためには濃度を高める必要がある。
特に、河川などに含まれる、例えば重金属の濃度というのはｐｐｂオーダーであり、採取した水等を試薬で前処理して着色してそのまま測定しても、濃度が低すぎて吸光度を算出することはできない。
そこで、例えば特許文献１には、固相抽出フィルタを用いて液体サンプル中に含まれる金属を濃縮抽出し、比色定量する方法が開示されている。

特開２０１７−１０６８４３号公報

しかしながら、サンプルを採取する場所は基本的に自然環境であり、ＩＣＰ−ＡＥＳのような分析装置が置かれた場所から遠隔にある。そのため、測定対象試料の分析には、現場でのサンプルの採取、分析拠点へのサンプルの運搬、分析拠点での分析、結果の報告といった手順が踏まれ、分析結果が得られるまでに要する時間は遠大である。また、サンプルが採取した瞬間から何らかの変化が起こるという可能性がある場合、その場観察（現場定量）は重要である。
その場観察をするには、携帯型の測定装置が必要である。ここでいう携帯というのは、可搬さえできればどれだけ大きくてもよいというのではなく、せいぜいパームトップのレベルで小型であるということを意味する。

また、上記のような固相抽出フィルタを用いて試料を抽出する場合、当該フィルタをエンプティリザーバーと呼ばれる筒状の試料容器の底部に配置し、液体試料をフィルタに通液することで固相抽出するのが一般的である。この通液後のフィルタは、試料容器から取り出された後、分析される。ところが、通液後のフィルタを試料容器から取り出すのは手間である。

そこで、本発明は、携帯可能な程度に小型で、固相抽出された試料について簡便にオンサイトでの分析が可能な光学測定装置および光学測定方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る光学測定装置の一態様は、注液口と廃液口とを有し、前記注液口と前記廃液口との間に固相抽出材料が配置された筒状の液体試料容器を収容可能な試料容器収容部を有する試料容器保持部と、前記試料容器保持部に着脱可能に連結され、前記試料容器収容部に収容された前記液体試料容器の内部に送気を行うことで、前記液体試料容器に注液された液体試料を前記固相抽出材料に対して通液させる送気部と、前記試料容器保持部に着脱可能に連結され、前記試料容器収容部に収容された前記液体試料容器の内部に挿入可能なセンサ部を有する測定部と、を備え、前記センサ部は、光照射部と、前記光照射部から放出される照射光が照射され前記固相抽出材料の表面により反射された反射光を受光する受光部と、を有し、前記送気部と前記測定部とは、前記試料容器保持部における前記液体試料容器の前記注液口側に、交換可能に連結される。

このように、固相抽出材料を用いて濃縮抽出された測定対象試料に対して光を照射し、その反射光を受光するので、試料の吸光度を適切に測定し精度良く比色定量を行うことができる。上記のように吸光光度法を採用することで、装置を携帯可能な程度に小型化することができる。また、センサ部を筒状の液体試料容器の内部に挿入して光測定を行うことができるので、固相抽出材料を液体試料容器から取り出すことなく精度良く測定を行うことができる。さらに、送気部と測定部とを交換するだけで、濃縮抽出後の測定対象試料に対して即座に光測定を行うことができるので、オンサイトでの活用に便利である。

また、上記の光学測定装置において、前記試料容器保持部における前記液体試料容器の前記廃液口側に連結され、前記液体試料容器の前記廃液口から排出される廃液を貯留する廃液貯留部をさらに備えていてもよい。この場合、固相抽出材料を通液した廃液をその場に廃棄しないように、適切に保持することができる。
さらに、上記の光学測定装置において、前記廃液貯留部は、前記試料容器保持部に対して着脱可能に連結されていてもよい。この場合、廃液貯留部内を交換して廃液を貯留することができる。また、試料容器保持部から取り外すことで、廃液貯留部の移送が容易となる。

また、上記の光学測定装置において、前記送気部は、電動エアーポンプを備えていてもよい。この場合、安定した加圧が可能となる。
さらに、上記の光学測定装置において、前記センサ部は、前記光照射部と前記固相抽出材料との間に配置され、前記光照射部から放出される前記照射光を前記固相抽出材料に導光する投光用導光部と、前記固相抽出材料と前記受光部との間に配置され、前記反射光を前記受光部に導光する受光用導光部と、をさらに備えていてもよい。この場合、固相抽出材料への照射光の照射と、固相抽出材料からの反射光の受光とを適切に行うことができる。

また、上記の光学測定装置において、前記センサ部は、前記投光用導光部の光出射端および前記受光用導光部の光入射端が、前記固相抽出材料の表面の近傍に位置するまで前記液体試料容器の内部に挿入可能であってもよい。この場合、精度よく光測定を行うことができる。
さらにまた、上記の光学測定装置において、前記投光用導光部および前記受光用導光部は、光を導光する導光路と、当該導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を備えていてもよい。この場合、簡易な構成でノイズ光（迷光等）の影響を抑制することができる。

また、本発明に係る光学測定方法の一態様は、注液口と廃液口とを有し、前記注液口と前記廃液口との間に固相抽出材料が配置された筒状の液体試料容器を、試料容器保持部に形成された試料容器収容部に収容する工程と、前記試料容器収容部に収容された前記液体試料容器の前記注液口から、前記液体試料容器の内部に液体試料を注液する工程と、前記試料容器保持部における前記液体試料容器の前記注液口側に送気部を連結し、前記送気部から前記液体試料が注液された前記液体試料容器の内部に送気して前記液体試料を前記固相抽出材料に対して通液させる工程と、前記液体試料を前記固相抽出材料に対して通液させた後、前記送気部を前記試料容器保持部から取り外し、前記試料容器保持部における前記液体試料容器の前記注液口側に測定部を連結することで当該測定部が有するセンサ部を前記試料容器収容部の内部に挿入する工程と、前記試料容器保持部に前記測定部が連結された状態で、前記センサ部の光照射部から前記固相抽出材料の表面に照射光を照射し、その反射光を前記センサ部の受光部により受光する工程と、を含む。

このように、固相抽出材料を用いて濃縮抽出された測定対象試料に対して光を照射し、その反射光を受光するので、試料の吸光度を適切に測定し精度良く比色定量を行うことができる。吸光光度法を採用することで、装置を携帯可能な程度に小型化することができる。また、センサ部を筒状の液体試料容器の内部に挿入して光測定を行うことができるので、固相抽出材料を液体試料容器から取り出す必要が無い。さらに、送気部と測定部とを交換するだけで、濃縮抽出後の測定対象試料に対して即座に光測定を行うことができるので、オンサイトでの活用に便利である。

本発明の一つの態様によれば、携帯可能な程度に小型で、固相抽出された試料について簡便にオンサイトでの分析が可能である。

本実施形態における光学測定装置の概略構成図である。 測定部の構成例を示す図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 送気部を取り付けた状態を示す図である。 試料容器の挿入方法を説明する図である。 送気部の取付方法を説明する図である。 測定部の取付方法を説明する図である。 測定部の別の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における光学測定装置１００の概略構成図である。
光学測定装置１００は、試料容器保持部１１０と、廃液貯留部１２０と、測定部１３０と、を備える。
試料容器保持部１１０は、その中央部に、液体試料容器２００を収容するための試料容器収容部１１１を備える。試料容器収容部１１１は、筒状の液体試料容器２００の長手方向が鉛直方向に延びる姿勢で液体試料容器２００を収容することができる。
試料容器保持部１１０は、遮光性を有する材料により構成されている。例えば、試料容器保持部１１０は、黒色顔料が分散された樹脂により構成することができる。

液体試料容器２００は、例えば円筒状（注射筒状）のエンプティリザーバーと呼ばれるカートリッジであり、長手方向における一方の端部に注液口２０１、他方の端部に廃液口２０２となる開口を有する。液体試料容器２００は、液体試料の量に応じた形状および容量を有する。液体試料容器２００の材質は、特に限定されるものではなく、用途等に応じて適宜選択可能である。例えば樹脂、ガラスを選択して用いてもよい。樹脂であれば、ポリプロピレンを用いてもよい。

また、液体試料容器２００の下部（底部）には、固相抽出材料であるフィルタ２１０が装着されている。ここで、フィルタ２１０は、例えばメンブレンフィルタやフリッツ等の固相抽出フィルタ（ＳＰＥフィルタ：solid phase extraction）とすることができる。一定量の液体試料を所定の流速でフィルタ２１０に対して通液することで、液体試料中に含まれる測定対象となる試料３００を濃縮抽出することができる。
なお、フィルタ２１０の種類や構成については、検出感度や試料３００の種類等に応じて適宜選択することができる。

液体試料容器２００は、注液口２０１を上方にして、長手方向が鉛直方向に延びる姿勢で試料容器収容部１１１の上部から挿入され、試料容器収容部１１１に収容され、保持される。
試料容器収容部１１１の底部には開口部が形成されており、試料容器収容部１１１に液体試料容器２００が収容された状態では、液体試料容器２００の廃液口２０２を含む下端部の一部が、試料容器収容部１１１の下端面から突出する。

試料容器保持部１１０の下（試料容器保持部１１０における液体試料容器２００の廃液口２０２側）には、廃液貯留部１２０が連結されている。廃液貯留部１２０は、その内部に、フィルタ２１０に液体試料を通役させた後の廃液３０１を暫定的に保持しておく保持空間１２１を備える。試料容器収容部１１１に液体試料容器２００が収容された状態では、液体試料容器２００の廃液口２０２が廃液貯留部１２０の上部に形成された開口部１２２を介して保持空間１２１内に露出する。これにより、試料容器収容部１１１に液体試料容器２００が収容された状態において、液体試料容器２００の廃液口２０２から排出される廃液３０１は、廃液貯留部１２０の保持空間１２１に直接溜まる。

廃液貯留部１２０は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の耐蝕性を有する材料により構成することができる。この場合、測定に用いる試薬にフッ化物のような薬品を用いる場合でも、廃液を保持することができる。なお、廃液貯留部１２０は、ＡＢＳ樹脂やＰＥＴ樹脂等により構成することもできる。
廃液貯留部１２０は、試料容器保持部１１０に対して着脱可能に構成されていてもよい。また、廃液貯留部１２０の内壁の表面が、耐蝕性を有する材料で覆われていてもよい。なお、特に図示しないが、試料容器保持部１１０から取り外された廃液貯留部１２０の開口部１２２には、当該開口部１２２を塞ぐための蓋部を設置可能であってもよい。

試料容器保持部１１０の上（試料容器保持部１１０における液体試料容器２００の注液口２０１側）には、測定部１３０を連結することができる。測定部１３０は、試料容器保持部１１０に対して着脱可能に構成されている。
測定部１３０は、試料容器保持部１１０上に測定部１３０が連結された状態において液体試料容器２００の中に挿入されるセンサ部１３１を備える。センサ部１３１は、鉛直方向を長手方向とする棒状の形状を有する。液体試料容器２００内において、センサ部１３１の下端部は、フィルタ２１０および固相抽出された試料３００に近接し、接触しない。

また、測定部１３０は、給電部１３２と、演算部１３３と、通信部１３４と、を備える。給電部１３２は、センサ部１３１に電力を供給する。演算部１３３は、センサ部１３１から送出される測定信号を受信し、当該測定信号に基づき、試料３００の吸光度を計算する。通信部１３４は、演算部１３３により計算された結果を外部装置に送信することができる。通信部１３４は、例えば無線通信により外部装置との間で通信を行うことができる。ただし、通信部１３４による通信方式は、上記に限定されない。通信部１３４は、有線通信により外部装置との間で通信を行ってもよい。
なお、本実施形態では、測定部１３０が演算部１３３を備える場合について説明するが、外部装置が演算部１３３の機能を有する演算手段を備えていてもよい。この場合、通信部１３４は、受光センサ１２により得られる測定信号を外部装置に送信し、外部装置の演算手段が試料３００の吸光度を計算する。

図２は、センサ部１３１の構成例を示す図である。
センサ部１３１は、光源（光照射部）１３１ａと、受光センサ（受光部）１３１ｂと、投光用導光部１３１ｃと、受光用導光部１３１ｄと、を備える。光源１３１ａ、受光センサ１３１ｂ、投光用導光部１３１ｃおよび受光用導光部１３１ｄは、センサ部１３１に埋設されている。
センサ部１３１は、光源１３１ａから試料３００に対して照射光Ｌｐを照射し、フィルタ２１０により固相抽出された試料３００に照射されて反射された反射光Ｌｒを受光センサ１３１ｂによって受光するように構成されている。

光源１３１ａは、試料３００の光照射面（上面）に対向する位置に配置される。受光センサ１３１ｂは、光源１３１ａと同様に、試料３００の光照射面に対向する位置に配置される。光源１３１ａは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、受光センサ１３１ｂは、例えばフォトダイオードである。なお、光源１３１ａは、レーザダイオードであってもよい。また、受光センサ１３１ｂは、ＲＧＢカラーセンサや光電子倍増管などであってもよい。

光源１３１ａと試料３００との間には、光源１３１ａから放出される光を試料３００へ導光する投光用導光部１３１ｃが配置されている。投光用導光部１３１ｃは、例えば光ファイバとすることができる。また、受光センサ１３１ｂと試料３００との間には、試料３０により反射された反射光を受光センサ１３１ｂに導光する受光用導光部１３１ｄが配置されている。受光用導光部１３１ｄは、例えば光ファイバとすることができる。
投光用導光部１３１ｃの光出射端および受光用導光部１３１ｄの光入射端は、センサ部１３１の下端面に配置されている。そして、センサ部１３１は、その下端面が試料３００の表面（上面）の近傍に位置するまで、液体試料容器２００の内部に挿入可能である。
なお、光源１３１ａと試料３００との間や試料３００と受光センサ１３１ｂとの間には、必要に応じて光学フィルタを配置してもよい。

受光用導光部１３１ｄは、試料３００により反射された反射光Ｌｒ０のうち、光源１３１ａからの照射光Ｌｐの光軸とのなす角が所定の角度θとなる反射光Ｌｒを受光センサ１３１ｂに導光する。受光用導光部１３１ｄは、上記の反射光Ｌｒを受光センサ１３１ｂに導光するために、図３に図２のＡ−Ａ断面図を示すように投光用導光部１３１ｃに対して水平方向に所定距離離間して配置される。
なお、本実施形態では、測定部１３１における液体試料容器２００内に挿入される部分（挿入部分）の外形が円柱形状である場合について説明するが、当該挿入部分の外形は上記に限定されるものではない。挿入部分の断面形状およびサイズは、液体試料容器２００の断面形状およびサイズに対応させて任意に設定可能である。

所定の角度θは、０°＜θ≦４５°の任意の角度に設定することができる。ただし、所定の角度θは、０°＜θ≦９°に設定することが好ましい。この角度θは、光源１１から試料３００の光照射面の法線方向に照射され試料３００により反射される反射光のうち、正反射光（鏡面反射光）とほぼ等しい方向に進む光を受光できる角度である。
角度θは、できるだけ小さい方が試料濃度と光応答との関係が線形に近づくため、好ましい。また、角度θは、できるだけ小さい方が測定部１３１の液体試料容器２００への挿入部分を細くすることができるため、好ましい。

本発明者は、フィルタにより固相抽出された試料の分析に、表色値測定においてＪＩＳ Ｚ ８７２２：２００９で規定されている照明及び受光の幾何学条件に基づく配置（ＪＩＳ配置）以外の配置が採用可能かどうかを調査した。具体的には、光照射された試料からの正反射光の方向に進む光を測定光とし、試料濃度と光応答（光源から放出される光の光強度Ｉ_０とセンサで受光される測定光の光強度Ｉ_１の比）との関係を調査することで、フィルタにより固相抽出した試料の分析が可能かどうかを検証した。その結果、試料濃度と光応答との関係はほぼ線形であることが確認できた。
すなわち、固相抽出された試料の光測定において、図２に示すように、試料面法線に対して光軸が０°である光線束を照射し、試料面法線に対して光軸が０°＜θ≦９°をなす方向の反射光を受光する条件を採用することで、高精度な分析が可能であることが確認できた。

上述したように、測定部１３０は、試料容器保持部１１０に対して着脱可能である。測定部１３０が取り外された試料容器保持部１１０の上（試料容器保持部１１０における液体試料容器２００の注液口２０１側）には、図４に示すように、送気部１４０を連結することができる。
送気部１４０は、ポンプ１４１と、送気チューブ１４２と、を備える。ポンプ１４１は、送気チューブ１４２を介して液体試料容器２００内に空気を送る小型の電動エアーポンプである。本実施形態では、送気部１４０から送られる空気圧を利用して液体試料容器２００内を加圧する加圧方式を採用し、固相抽出による試料前処理を迅速にかつ再現性良く行うようにする。

なお、ポンプ１４１は、送気球などの手動ポンプであってもよい。ただし、手動ポンプの場合、一定の圧力で加圧することが困難であるため、安定した送気を行うためには電動ポンプを利用することが好ましい。
液体試料を固相抽出材料に対して通液させる方式としては、上記の加圧方式の他に、例えば枝付きフラスコ等を利用して減圧条件下で送液を行う吸引方式がある。しかしながら、吸引方式を採用した場合、装置の小型化が困難であるため、本実施形態では加圧方式を採用するものとする。

以下、光学測定装置１００の使用方法について説明する。
まず、測定対象試料が含まれた液体試料を所定の液量分用意する。
次に、フィルタ２１０の表面に試薬が定着されている場合を除き、上記の液体試料と試薬とを混合し、呈色反応等を生ぜしめる。
そして、図５に示すように、試料容器保持部１１０の試料容器収容部１１１に、液体試料が注液されていない空の液体試料容器２００をセットする。液体試料容器２００の内部には固相抽出材料であるフィルタ２１０がセットされている。

試料容器保持部１１０に液体試料容器２００をセットしたら、液体試料容器２００の注液口２０１から液体試料を注液する。次に、図６に示すように、液体試料３０２が注液された液体試料容器２００を保持する試料容器保持部１１０に、送気部１４０を連結する。
そして、上述した図４に示すように、送気部１４０より液体試料容器２００の内部に送気を行う。これにより、液体試料３０２（図６）がフィルタ２１０を通液し、図４に示すように、フィルタ２１０の注液側表面が固相抽出された試料３００により着色される。また、このときフィルタ２１０を通液した廃液３０１は、液体試料容器２００の廃液口２０２より排出されて廃液貯留部１２０に保持される。

次に、試料容器保持部１１０から送気部１４０を取り外し、図７に示すように、試料容器保持部１１０に測定部１３０を連結する。このとき、図１に示すように、測定部１３０のセンサ部１３１が液体試料容器２００の内部に挿入され、センサ部１３１の下端面がフィルタ２１０の注液側表面（上面）の近傍で対向する。
そして、この状態で、測定部１３０は、図２に示す光源１３１ａを駆動し、所定の波長成分を有する光を放出させる。光源１３１ａから放出された光は、投光用導光路１３１ｃを通してフィルタ２１０の表面に照射される。すると、フィルタ２１０により固相抽出された試料３００によって所定の波長の光が吸収され、試料３００から反射した反射光は、測定部１３０の受光用導光路１３ｄに入射して伝播し、受光センサ１３１ｂにより受光される。

このように、本実施形態における光学測定装置１００は、液体試料容器２００を収容可能な試料容器収容部１１１を有する試料容器保持部１１０と、試料容器保持部１００に交換可能に連結される測定部１３０と送気部１４０と、を備える。送気部１４０が試料容器保持部１１０に連結された場合には、送気部１４０は、試料容器収容部１１１に収容された液体試料容器２００の内部に送気を行うことで、液体試料容器２００に注液された液体試料をフィルタ２１０に対して通液させる。測定部１３０が試料容器保持部１１０に連結された場合には、試料容器収容部１１１に収容された液体試料容器２００の内部にセンサ部１３１が挿入され、センサ部１３１は、フィルタ２１０表面へ光を照射し、その反射光を受光する。

このように、固相抽出材料であるフィルタ２１０を用いて濃縮抽出された試料３００に対して光を照射し、その反射光を受光するので、試料３００の吸光度を適切に測定し精度良く比色定量を行うことができる。上記のように吸光光度法を採用することで、装置を携帯可能な程度に小型化することができる。
また、液体試料容器には様々な形状があるが、一般的には筒状である。検体の量は、どの程度濃縮したいかにより異なるため、液体試料容器は必然的に長くなる。固相抽出材料は、その液体試料容器の先端に固定されることが多く、取り出すのが不便である。これに対して、本実施形態では、センサ部１３１を筒状の液体試料容器２００の内部に挿入して光測定を行うことができるので、固相抽出材料であるフィルタ２１０を液体試料容器２００から取り出す必要が無い。

また、センサ部１３１は、光源１３１ａとフィルタ２１０との間に配置された投光用導光部１３１ｃと、フィルタ２１０と受光センサ１３１ｂとの間に配置された受光用導光部１３１ｄと、を備え、投光用導光部１３１ｃの光出射端および受光用導光部１３１ｄの光入射端が、フィルタ２１０の表面の近傍に位置するまで液体試料容器２００の内部に挿入可能である。したがって、フィルタ２１０表面に適切に光を照射し、その反射光を高精度に受光することができる。
さらに、送気部１４０と測定部１３０とを交換するだけで、濃縮抽出後の試料３００に対して即座に光測定を行うことができるので、オンサイトでの活用に非常に便利である。

また、本実施形態における光学測定装置１００は、試料容器保持部１１１の下に、液体試料容器２００の廃液口２０２から排出される廃液３０１を貯留する廃液貯留部１２０を備えることができる。
検体を着色するための試薬は、基本的には研究室等の施設において適切に廃棄されるものであり、試薬が混入した廃液を屋外などの自然環境で廃棄することは環境保護上許されない。本実施形態では、使用済みの廃液３０１を廃液貯留部１２０に保持することができるので、その場に廃棄しないようにすることができる。また、廃液貯留部１２０は、試料容器保持部１１０に対して着脱可能に連結される構成であってもよい。この場合、試料容器保持部１１０から取り外すことで、廃液貯留部１２０の移送が容易となり、研究室等の施設に持ち帰って適切に廃液３０１を廃棄することができる。

以上のように、本実施形態における光学測定装置１００は、携帯可能な程度に小型化が可能で持ち運びに簡便であり、自然環境を主とする採取場所において採取した液体サンプルの濃縮抽出した成分について、その場観察が可能な装置とすることができる。
したがって、例えば鉱山近傍の河川に含まれる環境汚染物質を、現場で迅速かつ適切に定量することが可能となる。

（変形例）
上記実施形態においては、センサ部１３１は投光用導光路１３１ｃおよび受光用導光路１３１ｄとして光ファイバを備える場合について説明したが、センサ部１３１の構成は上記に限定されるものではない。例えば図８に示すセンサ部１３１’のように、導光路１３１ｅと、導光路１３１ｅを包囲する包囲部材１３１ｆと、を備える構成であってもよい。なお、この図８において、上述した図２のセンサ部１３１と同一構成を有する部分には、図２と同一符号を付している。
導光路１３１ｅは、光源１３１ａから放出される光を試料３００に導光するとともに、試料３００により反射された反射光を受光センサ１３１ｂに導光する投光受光用導光路である。導光路１３１ｅは、光源１３１ａおよび受光センサ１３１ｂ側を底面とする円錐台形状を有する。つまり、導光路１３１ｅの試料３００に対面する側の面積は、光源１３１ａおよび受光センサ１３１ｂに対面する側の面積よりも小さい。そして、当該円錐台の底面に垂直な面における円錐台の母線のなす角度は、所定の角度θに設定されている。

導光路１３１ｅは、照射光Ｌｐおよび反射光Ｌｒに対して透明な樹脂（例えば、シリコーン樹脂）により構成される。また、包囲部材１３１ｆは、顔料含有樹脂からなる。ここで、顔料含有樹脂は、光透過特性を有する樹脂（例えば、シリコーン樹脂）に、迷光を吸収する特性を有する顔料を含有したものである。上記顔料は、例えば、黒色顔料であるカーボンブラック等を採用することができる。
導光路１３１ｅを構成する透明な樹脂と、顔料含有樹脂を構成する光透過性を有する樹脂との材質は同じにすることができる。これにより、両樹脂の界面での反射および散乱が抑制される。また、顔料含有樹脂に入射した迷光は、その顔料含有樹脂で吸収され、導光路１３１ｅにほとんど戻らず、迷光の複雑な多重反射がほとんど発生しない。

このセンサ部１３１’において、導光路１３１ｅの円錐の高さ方向は、センサ部１３１’の軸方向に一致している。そして、センサ部１３１’は、その軸方向が試料３００の光照射面の法線方向となるように配置される。したがって、光源１３１ａからの照射光Ｌｐの光軸とのなす角が所定の角度θとならない光は、包囲部材１３１ｆに吸収され、受光センサ１３１ｂには到達しない。

このように、センサ部１３１’は、透明な樹脂（シリコーン樹脂）により構成される導光路１３１ｅを、外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂からなる包囲部材１３１ｆにより包囲した構成を有することができる。これにより、上記外光や散乱光からのノイズ光（迷光）の影響を抑制することが可能である。特に、上記透明な樹脂と、顔料含有樹脂との材質を同じにすることにより、両樹脂の界面での反射や散乱を適切に抑制することができる。
したがって、センサ部１３１’の光学系は、複雑な多重反射に対応する必要がなく、小型・簡便化される。結果として、光学測定装置１００も小型化される。上記したシリコーン樹脂で構築した光学系の技術を、ＳＯＴ（Silicone Optical Technologies）と呼称する。

なお、図８に示すセンサ部１３１’は、１つの導光路１３１ｅを包囲部材１３１ｆで包囲する構成を有しており、光源１３１ａからの光をフィルタ２１０に導光する投光用導光部と、フィルタ２１０からの反射光を受光センサ１３１ｂに導光する受光用導光部とが一体的に構成されている場合について説明した。しかしながら、センサ部の構成は、上記に限定されるものではない。
例えば、光源１３１ａから放出される光を試料３００に導光する投光用導光路と、試料３００により反射された反射光を受光センサ１３１ｂに導光する受光用導光路とを、それぞれ１つずつ備えていてもよい。つまり、投光用導光部および受光用導光部が、それぞれ導光路と、それを包囲する包囲部材とを備えていてもよい。

また、図８に示すセンサ部１３１’においては、導光路１３１ｅを透明な樹脂により構成する場合について説明したが、導光路１３１ｅは空洞であってもよい。その場合、導光路１３１ｅとそれを包囲する顔料含有樹脂からなる包囲部材１３１ｆとの界面における迷光反射の抑制効果は得られないものの、顔料含有樹脂に入射した迷光は当該顔料含有樹脂によって吸収されるので、迷光の複雑な多重反射はある程度抑制される。

１００…光学測定装置、１１０…試料容器保持部、１１１…試料容器収容部、１２０…廃液貯留部、１３０…測定部、１３１…センサ部、１３１ａ…光源、１３１ｂ…受光センサ、１３１ｃ…投光用導光部、１３１ｄ…受光用導光部、１３１ｅ…導光路、１３１ｆ…包囲部材、１４０…送気部、１４１…ポンプ、１４２…送気チューブ、２００…液体試料容器、２１０…フィルタ、３００…試料、３０１…廃液

Claims (8)

1. 注液口と廃液口とを有し、前記注液口と前記廃液口との間に固相抽出材料が配置された筒状の液体試料容器を収容可能な試料容器収容部を有する試料容器保持部と、
   前記試料容器保持部に着脱可能に連結され、前記試料容器収容部に収容された前記液体試料容器の内部に送気を行うことで、前記液体試料容器に注液された液体試料を前記固相抽出材料に対して通液させる送気部と、
   前記試料容器保持部に着脱可能に連結され、前記試料容器収容部に収容された前記液体試料容器の内部に挿入可能なセンサ部を有する測定部と、を備え、
   前記センサ部は、
   光照射部と、
   前記光照射部から放出される照射光が照射され前記固相抽出材料の表面により反射された反射光を受光する受光部と、を有し、
   前記送気部と前記測定部とは、前記試料容器保持部における前記液体試料容器の前記注液口側に、交換可能に連結されることを特徴とする光学測定装置。
2. 前記試料容器保持部における前記液体試料容器の前記廃液口側に連結され、前記液体試料容器の前記廃液口から排出される廃液を貯留する廃液貯留部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
3. 前記廃液貯留部は、前記試料容器保持部に対して着脱可能に連結されることを特徴とする請求項２に記載の光学測定装置。
4. 前記送気部は、電動エアーポンプを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学測定装置。
5. 前記センサ部は、
   前記光照射部と前記固相抽出材料との間に配置され、前記光照射部から放出される前記照射光を前記固相抽出材料に導光する投光用導光部と、
   前記固相抽出材料と前記受光部との間に配置され、前記反射光を前記受光部に導光する受光用導光部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学測定装置。
6. 前記センサ部は、
   前記投光用導光部の光出射端および前記受光用導光部の光入射端が、前記固相抽出材料の表面の近傍に位置するまで前記液体試料容器の内部に挿入可能であることを特徴とする請求項５に記載の光学測定装置。
7. 前記投光用導光部および前記受光用導光部は、光を導光する導光路と、当該導光路を、光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の光学測定装置。
8. 注液口と廃液口とを有し、前記注液口と前記廃液口との間に固相抽出材料が配置された筒状の液体試料容器を、試料容器保持部に形成された試料容器収容部に収容する工程と、
   前記試料容器収容部に収容された前記液体試料容器の前記注液口から、前記液体試料容器の内部に液体試料を注液する工程と、
   前記試料容器保持部における前記液体試料容器の前記注液口側に送気部を連結し、前記送気部から前記液体試料が注液された前記液体試料容器の内部に送気して前記液体試料を前記固相抽出材料に対して通液させる工程と、
   前記液体試料を前記固相抽出材料に対して通液させた後、前記送気部を前記試料容器保持部から取り外し、前記試料容器保持部における前記液体試料容器の前記注液口側に測定部を連結することで当該測定部が有するセンサ部を前記試料容器収容部の内部に挿入する工程と、
   前記試料容器保持部に前記測定部が連結された状態で、前記センサ部の光照射部から前記固相抽出材料の表面に照射光を照射し、その反射光を前記センサ部の受光部により受光する工程と、を含むことを特徴とする光学測定方法。

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