JP2936289B2 - 試料溶液の希釈法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試料溶液の希釈法に関
し、更に詳細には溶液成分を分析する際、濃度が全く不
明な試料溶液の濃度を一定化させる時に用いる試料溶液
の希釈法に関する。

【０００２】

【従来の技術】試料溶液の濃度を測定する場合、或いは
実験計画法等に基づいて化学反応の最適条件を求める場
合等において、試料溶液の濃度を検出する検出器の感度
良好な範囲に合わせるため、試料溶液を希釈液で希釈す
る操作を必要とすることが多い。そこで、試料溶液を高
濃度から順次低濃度まで何段階か希釈液での希釈操作を
行って測定する試料溶液の検体数を試行錯誤で増やす必
要があった。このような試料溶液を希釈する方法として
は、特公昭63-60863号公報に提案されている如く、反応
液を反応槽よりフィルタ、攪拌機、複数の流路切換えバ
ルブおよび送液ポンプに連なる密閉流路内に供給した
後、該密閉流路内を反応液を循環させ、予め密閉流路内
に満たした希釈液で均一に希釈し、希釈された反応液を
液体クロマトグラフ装置に供給した後、切換バルブの切
換操作で洗浄溶液を密閉流路内に供給して洗浄液で密閉
流路内を洗浄し、洗浄した廃液を密閉流路内から排出し
た後、密閉流路内に希釈液を供給する方法、または前記
工程を反復操作による方法が開示されている。また、特
開昭63-11864号公報に提案されている如く、混合希釈領
域の下流側に設置された分光光度計検出フローセルに濃
度測定すべき希釈試料溶液を送液する際、細管中に注入
した試料溶液帯域と隣の希釈液の帯域とが相互に拡散す
ることを利用して混合させることにより、試料溶液帯域
の端部に至るほど希釈され濃度が低下することを利用し
て試料溶液に希釈液を連続的に供給して希釈された希釈
試料溶液を得る方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法のうち前者の場合は、反応液の希釈は密閉流路内で予
め密閉流路内を満たした希釈液単位で行う所謂バッチ式
のため希釈操作が煩雑となるばかりではなく、希釈後は
希釈毎に密閉流路を洗浄液で洗浄操作を必要とするもの
であり、更に、密閉流路にはフィルタ、攪拌機、複数の
流路切換えバルブおよび送液ポンプ等を接続した構成と
なっているため装置全体が複雑化するという問題があ
る。また後者の場合は、希釈試料溶液を濃度検出器であ
る分光光度計検出フローセル側に送液する際、細管中に
送込んだ試料溶液帯域と隣の希釈液の帯域とが相互に拡
散することを利用して混合させることにより、試料溶液
帯域の端部に至るほど希釈され濃度が低下し、その試料
溶液帯域の中に生じる濃度の連続的変化を利用して濃度
を測定する方法であるが、希釈されて濃度が低くなった
端部ほど濃度勾配が小さく、繰り返し試料溶液帯域を形
成した時の再現性を悪くするという問題がある。また、
実験計画法等に基づいて化学反応の最適条件を求める
際、高濃度の溶液と低濃度の溶液をつくるため、溶質を
溶媒に添加する速度、希釈または混合する際の攪拌の違
い等により、個々に調整する溶液の系統毎に誤差を生ず
るが、それを防ぐために連続的に濃度の異なる試料溶液
を調整する簡便な方法が開発されておらず、連続的に濃
度の異なる試料溶液を調整する簡便な方法の出現が望ま
れていた。本発明は、これらの問題点を解消した試料溶
液の希釈法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の試料溶液の希釈
法は、試料溶液を希釈液で希釈する方法において、循環
回路内に試料溶液の一定量を循環させ、該試料溶液に希
釈液を流量を制御しつつ供給して試料溶液を希釈液で混
合希釈し、得られた希釈試料溶液の一部を循環回路外の
濃度検出器側に送液した後、残りの希釈試料溶液を再び
循環回路内で循環させながら該希釈試料溶液への希釈液
の混合希釈と、この希釈された希釈試料溶液の一部を循
環回路外の濃度検出器側への送液と、残りの希釈試料溶
液の循環回路内での循環とを繰返し行って試料溶液を希
釈液で順次希釈することを特徴とする。

【０００５】

【作用】循環回路内を循環する試料溶液に希釈液を流量
を制御しつつ常時供給して両液を混合し、希釈する。こ
の場合、試料溶液を含んだ帯域に、その上流側から希釈
液帯域が送り込まれた際、流量が一定に制御されている
希釈液で混合され、希釈された混合帯域が循環回路側に
供給されてくる希釈液帯域で検出器側に送り込みながら
両液の拡散を利用して混合希釈を行う。また、検出器側
に送込まれた希釈試料溶液は検出器でその濃度を検出す
る。

【０００６】

【実施例】以下添付図面に従って本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明試料溶液の希釈法を実施する
ための希釈装置の１例を示すもので、図中、１は試料溶
液の循環回路を示す。該循環回路１は試料溶液Ｓのタン
ク２に切換弁３を介在した輸送管４を接続すると共に、
循環回路１内に試料溶液を循環させる循環ポンプ５を配
設した。また、循環回路１の上流側に希釈液Ｄのタンク
６を送液ポンプ７を介在させた輸送管８を接続して試料
溶液と希釈液との合流点Ａを設けると共に、該循環回路
１の下流側に検出器９に連なる輸送管１０を接続して希
釈試料溶液を濃度検出器側と循環回路側とに分流させる
分流点Ｂを設けた。尚、図中で１１は検出器９で濃度検
出ずみの希釈試料溶液の排出管を示す。本発明で用いる
希釈液としては、希釈する試料溶液の種類に応じて適宜
選択すればよく、一般には試料溶液が無機物質の場合
は、水、酸、塩基溶液等が挙げられ、また試料溶液が有
機物質の場合は、アルコール、ヘキサン、四塩化炭素等
が挙げられる。また、循環回路１、輸送管４、輸送管
８、輸送管１０としては、濃度を検出すべき試料溶液、
希釈液に合わせて適宜選択すればよく、一般にはテフロ
ン材から成る内径０．１〜１mm程度の細管を用いればよ
い。また、検出器９としては、濃度を検出すべき試料溶
液、希釈液に合わせてｐＨ計、イオン濃度計、導電率
計、紫外・可視・赤外線の分光光度計、原子吸光分光光
度計、プラズマ発光分光分析装置、湿式化学自動分析法
の一つであるフローインジェクション分析装置等より適
宜選択すればよい。

【０００７】そして、前記構成の装置を用い、試料溶液
を順次希釈しながら、濃度を検出すべき希釈試料溶液の
作成順序を説明する。先ず、試料溶液タンク２から一定
量の試料溶液を切換弁３の切換で循環回路１と試料溶液
タンク２を連通させると共に、循環ポンプ５の作動で試
料溶液タンク２から一定量の試料溶液を循環回路１内に
供給した後、切換弁３の切換でタンク２側を閉鎖し、循
環回路内に供給された試料溶液を所定流量で循環（１次
循環）出来るようにする。次に送液ポンプ７の作動で希
釈液タンク６より希釈液をその流量が常時一定流量とな
るように制御しながら合流点Ａより循環回路１内に送液
して循環ポンプ５で循環回路１内を循環している試料溶
液と送液ポンプ７で送られてきた希釈液を混合し、希釈
（１次希釈）して希釈試料溶液（混合液１）とする。続
いて循環ポンプ５により一定流量で下流側に送液される
希釈試料溶液を分流点Ｂで分流してその一部（混合液１
の一部）を検出器９側に輸送管１０を経て送液すると共
に、残りの希釈試料溶液（混合液１の残り分）を循環ポ
ンプ５で循環回路１内に取り込む。そして分流点Ｂで分
流され、検出器９側に送液された希釈試料溶液（混合液
１）は検出器９で濃度を検出（１次検出）した後、排出
管１１より外方に排出する。循環ポンプ５の作動により
再び循環回路１内に取込みされた残りの希釈試料溶液
（混合液１の残り分）は循環（２次循環）されながら合
流点Ａで送液ポンプ７により送液される新たな希釈液と
混合され更に希釈（２次希釈）されて先に希釈された希
釈試料溶液（混合液１）の濃度よりも低い濃度の希釈試
料溶液（混合液２）とする。混合希釈（２次希釈）され
た希釈試料溶液（混合液２）は分流点Ｂで再び分流さ
れ、その一部（混合液２の一部）を検出器９側に輸送管
１０を経て送液すると共に、残りの希釈試料溶液（混合
液２の残り分）を循環ポンプ５で循環回路１内に取り込
む。そして分流点Ｂで分流され、検出器９側に送液され
た希釈試料溶液（混合液２）は検出器９で濃度を検出
（２次検出）した後、排出管１１より外方に排出する。
このような試料溶液と希釈液との混合希釈、一部の希釈
試料溶液の検出器側への送液、残りの希釈試料溶液の再
循環を繰り返し行うことにより、順次低濃度に希釈され
た希釈試料溶液の帯域を上流側から供給される希釈液で
送液しながら検出器に送り込む。この各操作を繰り返す
即ち、循環ポンプにより返送され循環回路内を循環する
希釈試料溶液に送液ポンプから所定流量で供給された希
釈液で希釈することを繰り返し、濃度が順次低下した希
釈試料溶液の帯域を希釈液で間欠的に検出器に供給して
濃度の検出を行え得る。これにより試料溶液を連続的に
希釈し、希釈した希釈試料溶液の混合帯域を間欠的検出
器へ送液することで、短時間で簡便な希釈操作が可能と
なる。尚、送液ポンプと循環ポンプの流量を調整するこ
とにより検出器へ送液する時間と希釈率を変えることが
出来る。また希釈試料溶液は間欠的に順次低濃度で検出
器に送液されるが、希釈試料溶液の各帯域の中で最も濃
度の高い場所即ち濃度ピークが検出器を通過する際、検
出器感度の良好な範囲に入る帯域が通過する時間から希
釈率を求め、濃度を算出する。濃度検出が終了した後
は、循環ポンプおよび送液ポンプの作動を停止し、循環
回路内を開放するか、或いは循環経路とは循環回路内に
逆向きに希釈液を送り込んだ後、送液ポンプを再び作動
させ希釈液を循環回路内から検出器側に送り込んで循環
回路内を洗浄する。

【０００８】前記の試料溶液の希釈、検出器側への送
液、循環等の各操作を例えば３回行った場合の経緯を示
せば図２の通りである。尚、試料溶液の組成が分からな
い場合は、予め組成および濃度が分かっている種々の試
料について同様な操作による予備実験を行って測定し、
試料の希釈回数とその時点における濃度との関係を求め
ておき、未知試料の濃度は希釈回数が同じ既知試料の濃
度と検出測定値との関係から検量線を応用して求める。

【０００９】実験例 １．装置（図１に示す構成）概要 循環回路１…内径１mm、全長３００mmのテフロン材から
成る細管。 輸送管４…内径１mmのテフロン材から成る細管。 輸送管８…内径１mmのテフロン材から成る細管。 輸送管１０…内径１mmのテフロン材から成る細管。 循環ポンプ５…チューブポンプ。 送液ポンプ７…チューブポンプ。 検出器９…微少塩化物イオン電極（検出限界６mg／
ｌ）。 ２．実験条件 試料溶液…ＮａＣｌ溶液（Ｃｌ…１０ｇ／ｌ）、20μｌ
または16μｌ 希釈液…Ｈ₂Ｏ 循環流量…２ml／min 希釈液の送液流量…２ml／min ３．実験結果 前記条件下で２回実験を行った結果を下記表に示す。 尚、測定値の単位はmg／ｌ（希釈濃度の最大値）。 また、測定値※印は検出限界値以下を示す。また、本実
験では濃度の測定値は検出器で計測された比較電極に対
する塩化物イオン電極の電位差をネルンスト式により換
算した値である。また、実験１における時間の経緯と希
釈された試料溶液の濃度との関係を図３に示す。表およ
び図３から明らかなように試料溶液を所定の濃度への希
釈が連続的に行えることが分かる。

【００１０】

【発明の効果】本発明の試料溶液の希釈法によるとき
は、循環回路内での循環と、希釈液による混合希釈と、
検出器側への送液の各操作を繰り返すだけで、試料溶液
を連続的に希釈することが出来るから、濃度が順次低下
した希釈試料溶液の混合帯域を所定流量で循環回路内に
供給される希釈液で間欠的に検出器側に送り出して濃度
の検出を行えるので、試料溶液の希釈と希釈された試料
溶液の濃度検出を短時間で簡単に行うことが出来る等の
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明法を実施するための装置の１例の概略
説明図。

【図２】 本発明法の経緯説明図。

【図３】 本発明法の１実施例における希釈時間と試料
溶液の濃度との関係を示す特性線図。

【符号の説明】

１ 循環回路 ９ 検出器 Ｄ 希釈液 Ｓ 試料溶液

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料溶液を希釈液で希釈する方法におい
   て、循環回路内に試料溶液の一定量を循環させ、該試料
   溶液に希釈液を流量を制御しつつ供給して試料溶液を希
   釈液で混合希釈し、得られた希釈試料溶液の一部を循環
   回路外の濃度検出器側に送液した後、残りの希釈試料溶
   液を再び循環回路内で循環させながら該希釈試料溶液へ
   の希釈液の混合希釈と、この希釈された希釈試料溶液の
   一部を循環回路外の濃度検出器側への送液と、残りの希
   釈試料溶液の循環回路内での循環とを繰返し行って試料
   溶液を希釈液で順次希釈することを特徴とする試料溶液
   の希釈法。