JP7041884B2

JP7041884B2 - Reagents for water quality analysis and water quality analysis methods

Info

Publication number: JP7041884B2
Application number: JP2017164819A
Authority: JP
Inventors: 健志出; 錦陽胡; 雄横山; 哲夫桑原
Original assignee: Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp; University of Yamanashi NUC
Current assignee: Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp; University of Yamanashi NUC
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2022-03-25
Anticipated expiration: 2037-08-29
Also published as: JP2019045158A

Description

特許法第３０条第２項適用平成２８年度応用化学科卒業論文発表会、平成２９年２月２８日開催Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act 2016 Bachelor thesis presentation of the Department of Applied Chemistry, held on February 28, 2017

本発明の実施形態は、水質分析用試薬及び水質分析方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a reagent for water quality analysis and a water quality analysis method.

上下道水又は排水から有害物質を取り除く水処理において、水処理装置の運転を管理するために、原水及び処理水の水質を把握しておくことが重要である。そのため、例えば、化学的または光学的に、有害物質を分析する分析機器が利用されている。処理水の水質基準項目は多岐にわたっているため、分析機器もそれぞれの分析項目に応じて使用されている。 In water treatment that removes harmful substances from water or wastewater, it is important to understand the quality of raw water and treated water in order to control the operation of water treatment equipment. Therefore, for example, analytical instruments for analyzing harmful substances chemically or optically are used. Since there are a wide variety of water quality standard items for treated water, analytical instruments are also used according to each analysis item.

上水道用の原水においては、水源の富栄養化などによって藻類由来の異臭が発生することがある。そのため、上水道用の原水を浄化する浄水においては、活性炭による吸着、オゾン注入等の高度処理プロセスを導入することによって、異臭原因物質等の有害物質を除去することがある。異臭原因物質として代表的な物質としては、ゲオスミン、２－メチルイソボルネオール（２－ＭＩＢ）が挙げられる。これら異臭原因物質を分析する際には、ガスクロマトグラフィー質量分析装置（ＧＣ－ＭＳ）が用いられることがある。
しかし、ガスクロマトグラフィー質量分析装置は高価な装置であるため、分析に要するコストが高くなる可能性があった。また、ガスクロマトグラフィー質量分析装置を用いて異臭原因物質を分析する方法では、試料の準備が煩雑になる場合があった。 In raw water for water supply, algae-derived offensive odor may be generated due to eutrophication of the water source. Therefore, in purified water that purifies raw water for waterworks, harmful substances such as substances that cause offensive odors may be removed by introducing advanced treatment processes such as adsorption with activated carbon and ozone injection. Typical substances that cause offensive odors include geosmin and 2-methylisoborneol (2-MIB). A gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS) may be used to analyze these offensive odor-causing substances.
However, since the gas chromatography mass spectrometer is an expensive device, the cost required for the analysis may be high. Further, in the method of analyzing a substance causing an offensive odor using a gas chromatography mass spectrometer, preparation of a sample may be complicated.

水に含まれる有害物質を分析する方法として、蛍光性色素を添加した試料水に光を照射し、光の照射によって生じた蛍光を測定する分光分析方法を適用できる。しかし、従来の分光分析方法では、測定感度が不十分になる場合があった。 As a method for analyzing harmful substances contained in water, a spectroscopic analysis method can be applied in which sample water to which a fluorescent dye is added is irradiated with light and the fluorescence generated by the irradiation of light is measured. However, the conventional spectroscopic analysis method may have insufficient measurement sensitivity.

特開２００１－１３１２０４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-131204 特開２０１７－１０２０９３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-102093

渡辺貞夫著、神奈川県衛生研究所研究報告、「水中のかび臭物質（２－メチルイソボルネオールおよびジェオスミン）分析法の検討」、Ｎｏ．３４、２００４年、ｐ．１－５Sadao Watanabe, Kanagawa Prefectural Institute of Public Health Research Report, "Study of Analytical Methods for Moldy Odor Substances (2-Methylisoborneol and Geosmin) in Water", No. 34, 2004, p. 1-5

本発明が解決しようとする課題は、有害物質を低コストで且つ高感度で測定できる水質分析用試薬及び水質分析方法を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a reagent for water quality analysis and a water quality analysis method capable of measuring harmful substances at low cost and with high sensitivity.

実施形態の水質分析用試薬は、シクロデキストリンが蛍光性色素で修飾されたシクロデキストリン誘導体である。前記蛍光性色素は、親水部及び疎水部の両方を備える環状構造を持つ。 The reagent for water quality analysis of the embodiment is a cyclodextrin derivative in which cyclodextrin is modified with a fluorescent dye. The fluorescent dye has a cyclic structure including both a hydrophilic portion and a hydrophobic portion.

実施形態の水質分析用試薬を用いる水質分析装置の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the water quality analysis apparatus which uses the reagent for water quality analysis of an embodiment. 実施形態の水質分析用試薬を用いる水質分析装置の他の例を示す模式図。The schematic diagram which shows the other example of the water quality analyzer using the reagent for water quality analysis of an embodiment. 実施形態の水質分析用試薬を用いる水質分析装置の他の例を示す模式図。The schematic diagram which shows the other example of the water quality analyzer using the reagent for water quality analysis of an embodiment. 実施例における、２－メチルイソボルネオール含有量と蛍光強度変化率との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between 2-methylisoborneol content and fluorescence intensity change rate in an Example.

以下、実施形態の水質分析用試薬及び水質分析方法を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the reagent for water quality analysis and the water quality analysis method of the embodiment will be described with reference to the drawings.

実施形態の水質分析用試薬は、シクロデキストリンが蛍光性色素で修飾されたシクロデキストリン誘導体である。実施形態の水質分析用試薬により、水に含まれる有害物質の検知を可能にする。 The reagent for water quality analysis of the embodiment is a cyclodextrin derivative in which cyclodextrin is modified with a fluorescent dye. The water quality analysis reagent of the embodiment enables detection of harmful substances contained in water.

シクロデキストリンは、グルコースが６個以上結合した環状オリゴ糖の一種である。シクロデキストリンの環状構造の内側は分子を包接できる大きさを有している。シクロデキストリンは複数のヒドロキシ基を有している。シクロデキストリンのヒドロキシ基は環状構造の外側に位置するため、シクロデキストリンの環状構造の内側は疎水性になっている。したがって、シクロデキストリンは、疎水性分子を包接しやすい。 Cyclodextrin is a kind of cyclic oligosaccharide to which 6 or more glucoses are bound. The inside of the cyclic structure of cyclodextrin is large enough to enclose the molecule. Cyclodextrin has multiple hydroxy groups. Since the hydroxy group of cyclodextrin is located on the outside of the cyclic structure, the inside of the cyclic structure of cyclodextrin is hydrophobic. Therefore, cyclodextrins are prone to inclusion of hydrophobic molecules.

蛍光性色素とは、光を照射した際に蛍光を発する色素のことである。実施形態における蛍光性色素は有機化合物である。
実施形態における蛍光性色素は、環状構造を有する化合物である。蛍光性色素の環状構造は、親水部と疎水部の両方を備える。
親水部は、少なくとも１個のヘテロ原子を有する。ヘテロ原子は、酸素、窒素、硫黄、リン、塩素、ヨウ素、臭素よりなる群から選ばれる少なくとも１種の原子である。これらヘテロ原子は電子吸引性を有し、水分子と水素結合しやすいため、親水性が高い。
親水部を構成する基としては、例えば、カルボニル基、ヒドロキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボキシ基、チオール基、スルホ基、エステル結合、エーテル結合、アミド結合、ウレタン結合、ハロゲン等が挙げられる。これらの基の１種を有して親水部を構成してもよいし、２種以上を有して親水部を構成してもよい。
疎水部は、ヘテロ原子を有さない炭化水素鎖である。疎水部を構成する炭化水素鎖は、飽和炭化水素でもよいし、不飽和炭化水素でもよい。疎水部を構成する炭化水素鎖の炭素数は２以上であることが好ましく、４以上であることが好ましい。炭化水素鎖の炭素が多い程、疎水性が高くなる。しかし、蛍光性色素としての機能を充分に発揮させる点では、疎水部を構成する炭化水素鎖の炭素数は、１０以下であることが好ましい。
本実施形態の場合には、前記環状構造を、ヒドロキシ基とカルボキシ基が縮合したエステル結合を有する縮合環化構造（ラクトン環）にすることにより、親水性基と疎水性基とを併せ持つ蛍光性色素としている。 The fluorescent dye is a dye that emits fluorescence when irradiated with light. The fluorescent dye in the embodiment is an organic compound.
The fluorescent dye in the embodiment is a compound having a cyclic structure. The cyclic structure of the fluorescent dye comprises both hydrophilic and hydrophobic moieties.
The hydrophilic portion has at least one heteroatom. Heteroatoms are at least one atom selected from the group consisting of oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus, chlorine, iodine and bromine. Since these heteroatoms have electron-withdrawing properties and easily hydrogen bond with water molecules, they are highly hydrophilic.
Examples of the group constituting the hydrophilic portion include a carbonyl group, a hydroxy group, an amino group, a cyano group, a carboxy group, a thiol group, a sulfo group, an ester bond, an ether bond, an amide bond, a urethane bond, a halogen and the like. One of these groups may be used to form a hydrophilic portion, or two or more of these groups may be used to form a hydrophilic portion.
The hydrophobic part is a hydrocarbon chain having no heteroatom. The hydrocarbon chain constituting the hydrophobic portion may be a saturated hydrocarbon or an unsaturated hydrocarbon. The hydrocarbon chain constituting the hydrophobic portion preferably has 2 or more carbon atoms, and preferably 4 or more carbon atoms. The more carbon in the hydrocarbon chain, the higher the hydrophobicity. However, the number of carbon atoms in the hydrocarbon chain constituting the hydrophobic portion is preferably 10 or less from the viewpoint of fully exerting the function as a fluorescent dye.
In the case of the present embodiment, the cyclic structure is made into a condensed cyclized structure (lactone ring) having an ester bond in which a hydroxy group and a carboxy group are condensed, so that the cyclic structure has both a hydrophilic group and a hydrophobic group. It is a pigment.

そのような蛍光性色素としては、ラクトン誘導体が挙げられる。ラクトン誘導体を蛍光性色素として用いれば、有害物質の測定感度をより向上させることができる。
ラクトン誘導体は、単環化合物であってもよいし、多環化合物であってもよい。ラクトン誘導体の具体例としては、例えば、クマリン誘導体、γ－ブチロラクトン誘導体等が挙げられる。有害物質の測定感度がより高くなる点では、ラクトン誘導体はクマリン誘導体であることが好ましい。
ラクトン誘導体の親水部は、ラクトン環を構成するエステル結合である。ラクトン誘導体の疎水部は、ラクトン誘導体の環状構造のエステル結合以外の炭化水素鎖であり、特に、ラクトン誘導体の環状構造においてエステル結合に対して対称の位置にある炭化水素鎖である。ラクトン誘導体がクマリン誘導体である場合、クマリン誘導体の１位及び２位が親水部であり、４位、５位及び６位が疎水部である。 Examples of such fluorescent dyes include lactone derivatives. If a lactone derivative is used as a fluorescent dye, the measurement sensitivity of harmful substances can be further improved.
The lactone derivative may be a monocyclic compound or a polycyclic compound. Specific examples of the lactone derivative include a coumarin derivative, a γ-butyrolactone derivative and the like. The lactone derivative is preferably a coumarin derivative in terms of increasing the measurement sensitivity of harmful substances.
The hydrophilic portion of the lactone derivative is an ester bond constituting the lactone ring. The hydrophobic portion of the lactone derivative is a hydrocarbon chain other than the ester bond in the cyclic structure of the lactone derivative, and in particular, a hydrocarbon chain in a position symmetrical to the ester bond in the cyclic structure of the lactone derivative. When the lactone derivative is a coumarin derivative, the 1st and 2nd positions of the coumarin derivative are hydrophilic portions, and the 4th, 5th and 6th positions are hydrophobic portions.

ラクトン誘導体等の蛍光性色素は、置換基として官能基をさらに有することが好ましい。官能基とは、助色団である。蛍光性色素が助色団をさらに有すると、蛍光性色素の蛍光発光性に助色団の蛍光発光性が加わり、蛍光強度が増幅されるため、有害物質の測定感度をより向上させることができる。
助色団としては、例えば、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、カルボキシ基、ヒドロキシ基等が挙げられる。前記助色団は１種のみでもよいし、２種以上でもよい。
前記蛍光性色素がクマリン誘導体である場合、前記助色団のなかでも、アミノ基が好ましく、ジエチルアミノ基がより好ましい。アミノ基は、クマリン誘導体に容易に導入できる。また、アミノ基、特にジエチルアミノ基をクマリンに導入すれば、蛍光強度がより増幅されるため、有害物質の測定感度をより高めることができる。
蛍光性色素が、アミノ基を有するクマリン誘導体である場合、７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボン酸が好ましい。７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボン酸は、容易に合成できる。７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボン酸を蛍光性色素として使用すれば、有害物質の測定感度をより向上させることができる。
前記助色団は、ヘテロ原子を有するため、親水性を有する。そのため、例えば、７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボン酸においては、クマリン誘導体の１位及び２位に加えて７位が親水部となる。 It is preferable that the fluorescent dye such as a lactone derivative further has a functional group as a substituent. A functional group is an axochrome. When the fluorescent dye further has an axochrome, the fluorescence intensity of the axochrome is added to the fluorescence emission of the fluorescent dye, and the fluorescence intensity is amplified, so that the measurement sensitivity of harmful substances can be further improved. ..
Examples of the auxochrome include an amino group, a thiol group, an aldehyde group, a carboxy group, a hydroxy group and the like. The auxiliary color group may be only one kind or two or more kinds.
When the fluorescent dye is a coumarin derivative, an amino group is preferable, and a diethylamino group is more preferable among the auxochromes. Amino groups can be easily introduced into coumarin derivatives. Further, if an amino group, particularly a diethylamino group, is introduced into coumarin, the fluorescence intensity is further amplified, so that the measurement sensitivity of harmful substances can be further increased.
When the fluorescent dye is a coumarin derivative having an amino group, 7- (diethylamino) coumarin-3-carboxylic acid is preferable. 7- (diethylamino) coumarin-3-carboxylic acid can be easily synthesized. If 7- (diethylamino) coumarin-3-carboxylic acid is used as a fluorescent dye, the measurement sensitivity of harmful substances can be further improved.
Since the axochrome has a heteroatom, it is hydrophilic. Therefore, for example, in 7- (diethylamino) coumarin-3-carboxylic acid, the 7-position becomes a hydrophilic portion in addition to the 1-position and the 2-position of the coumarin derivative.

前記シクロデキストリンと前記蛍光性色素とは、直接結合してもよいし、有機鎖を介して間接的に結合してもよい。前記シクロデキストリンと前記蛍光性色素とが直接結合した化合物、前記シクロデキストリンと前記蛍光性色素とが間接的に結合した化合物のいずれも、シクロデキストリンが蛍光性色素で修飾された化合物である。 The cyclodextrin and the fluorescent dye may be directly bonded or indirectly bonded via an organic chain. Both the compound in which the cyclodextrin and the fluorescent dye are directly bonded and the compound in which the cyclodextrin and the fluorescent dye are indirectly bonded are compounds in which cyclodextrin is modified with the fluorescent dye.

前記シクロデキストリンと前記蛍光性色素とが直接結合する場合、蛍光性色素を、親水基を有する化合物とし、その親水基とシクロデキストリンとを反応させることによって結合することが好ましい。蛍光性色素の親水基は、シクロデキストリンのヒドロキシ基と反応させてもよい。また、シクロデキストリンのヒドロキシ基をアミノ基に変換し、そのアミノ基と蛍光性色素の親水基とを反応させてもよい。
蛍光性色素の親水基としては、カルボキシ基、ヒドロキシ基が好ましい。 When the cyclodextrin and the fluorescent dye are directly bonded, it is preferable to use the fluorescent dye as a compound having a hydrophilic group and to bind the fluorescent dye by reacting the hydrophilic group with cyclodextrin. The hydrophilic group of the fluorescent dye may be reacted with the hydroxy group of cyclodextrin. Further, the hydroxy group of cyclodextrin may be converted into an amino group, and the amino group may be reacted with the hydrophilic group of the fluorescent dye.
As the hydrophilic group of the fluorescent dye, a carboxy group and a hydroxy group are preferable.

前記シクロデキストリンと前記蛍光性色素とが、有機鎖を介して間接的に結合している場合、有機鎖としては炭素数２～６の有機鎖が好ましい。炭素数２～６の有機鎖は、有害物質の分析に対して適した鎖長になり、有害物質の測定感度をより向上させることができ、しかも検知速度を向上させることもできる。
有機鎖の具体例としては、例えば、アルキレン基、オキシアルキレン基等が挙げられる。炭素数２～６のアルキレン基は、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基のいずれかである。
炭素数２～６のオキシアルキレン基は、１～３個のエチレングリコールより形成された、エーテル結合を有する基である。炭素数２～６のオキシアルキレン基は、１個又は２個のプロピレングリコールより形成された、エーテル結合を有する基でもよい。 When the cyclodextrin and the fluorescent dye are indirectly bonded via an organic chain, the organic chain is preferably an organic chain having 2 to 6 carbon atoms. The organic chain having 2 to 6 carbon atoms has a chain length suitable for analysis of harmful substances, can further improve the measurement sensitivity of harmful substances, and can also improve the detection speed.
Specific examples of the organic chain include an alkylene group, an oxyalkylene group and the like. The alkylene group having 2 to 6 carbon atoms is any one of an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group and a hexylene group.
The oxyalkylene group having 2 to 6 carbon atoms is a group having an ether bond formed from 1 to 3 ethylene glycols. The oxyalkylene group having 2 to 6 carbon atoms may be a group having an ether bond formed from one or two propylene glycols.

前記シクロデキストリン誘導体の具体例としては、例えば、下記化学式（１）～（３）で表されるシクロデキストリン誘導体が挙げられる。下記のシクロデキストリン誘導体は、水質分析用試薬として使用した際に、より高感度で有害物質を検知して測定できる化合物である。また、下記のシクロデキストリン誘導体は、容易に合成可能な化合物である。
化学式（１）で表される化合物：モノ－［７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボキシアミド］－β－シクロデキストリン。
化学式（２）で表される化合物：モノ－［７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボキシアミド］－ブチレン－アミノ－β－シクロデキストリン。
化学式（３）で表される化合物：モノ－［７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボキシアミド］－トリ（オキシエチレン）－アミノ－β－シクロデキストリン。 Specific examples of the cyclodextrin derivative include cyclodextrin derivatives represented by the following chemical formulas (1) to (3). The following cyclodextrin derivatives are compounds that can detect and measure harmful substances with higher sensitivity when used as reagents for water quality analysis. The cyclodextrin derivative described below is a compound that can be easily synthesized.
The compound represented by the chemical formula (1): mono- [7- (diethylamino) coumarin-3-carboxamide] -β-cyclodextrin.
The compound represented by the chemical formula (2): mono- [7- (diethylamino) coumarin-3-carboxamide] -butylene-amino-β-cyclodextrin.
The compound represented by the chemical formula (3): mono- [7- (diethylamino) coumarin-3-carboxamide] -tri (oxyethylene) -amino-β-cyclodextrin.

前記シクロデキストリン誘導体の合成方法としては、下記の方法が挙げられる。但し、前記シクロデキストリン誘導体の合成方法は下記の方法に限定されない。
シクロデキストリン誘導体の合成では、β－シクロデキストリンを出発物質とし、シクロデキストリンのヒドロキシ基をモノトシル化し、次いで、アジ化し、次いで、アミノ化する。これにより形成されたアミノ基と蛍光性色素とを反応させる（下記反応式（Ａ）参照）。この反応により、前記シクロデキストリン誘導体を合成できる。 Examples of the method for synthesizing the cyclodextrin derivative include the following methods. However, the method for synthesizing the cyclodextrin derivative is not limited to the following method.
In the synthesis of cyclodextrin derivatives, β-cyclodextrin is used as a starting material, and the hydroxy group of cyclodextrin is monotosylated, then agitated, and then aminolated. The amino group thus formed is reacted with the fluorescent dye (see the reaction formula (A) below). By this reaction, the cyclodextrin derivative can be synthesized.

シクロデキストリンのヒドロキシ基をモノトシル化する際には、β－シクロデキストリンに、ピリジン等の溶媒中で、ｐ－トルエンスルホニルクロリドを反応させる。これにより、シクロデキストリンのモノトシル化物を得る。反応の際には加熱してもよいし、非加熱でもよい。反応停止の際には、水を添加すればよい。
シクロデキストリンのモノトシル化物をアジ化する際には、シクロデキストリンのモノトシル化物に、水とアジ化ナトリウム（ＮａＮ_３）を添加して反応させる。これにより、シクロデキストリンのアジ化物を得る。反応の際には加熱してもよいし、非加熱でもよいが、加熱することが好ましい。
シクロデキストリンのアジ化物をアミノ化する際には、まず、シクロデキストリンのアジ化物を、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等の溶媒に溶解させる。次いで、トリフェニルホスフィン（ＰＰｈ_３）を添加し、反応させて、トリフェニルホスフィンを付加させる。得られた反応物にアンモニア水を添加し、反応させて、シクロデキストリンのアミノ化物を得る。反応の際には加熱してもよいし、非加熱でもよい。
シクロデキストリンのアミノ化物に蛍光性色素を反応させる際には、まず、蛍光性色素とジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）とヒドロキシベンゾトリアゾールとを、ジメチルホルムアミド等の溶媒に溶解させる。その溶解物を氷浴中で攪拌して、蛍光性色素溶液を調製する。反応式（Ａ）における蛍光性色素は、７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボン酸である。前記蛍光性色素溶液を、ジメチルホルムアミド等の溶媒に溶解させたシクロデキストリンの溶液に添加する。これにより、シクロデキストリンのアミノ化物に蛍光性色素を反応させる。その際、まず氷浴中で反応させた後、室温で反応させることが好ましい。シクロデキストリンのアミノ化物に蛍光性色素を反応させることによって、実施形態におけるシクロデキストリン誘導体が得られる。 When monotosylating the hydroxy group of cyclodextrin, β-cyclodextrin is reacted with p-toluenesulfonyl chloride in a solvent such as pyridine. As a result, a monotosylated product of cyclodextrin is obtained. The reaction may be heated or unheated. When the reaction is stopped, water may be added.
When azizing a cyclodextrin monotosylated product, water and sodium azide (NaN ₃ ) are added to the cyclodextrin monotosylated product and reacted. This gives an azide of cyclodextrin. During the reaction, it may be heated or not heated, but it is preferable to heat it.
When alyzing the cyclodextrin azide, first, the cyclodextrin azide is dissolved in a solvent such as dimethylacetamide (DMAc). Triphenylphosphine (PPh ₃ ) is then added and reacted to add triphenylphosphine. Ammonia water is added to the obtained reaction product and reacted to obtain an amino acid product of cyclodextrin. The reaction may be heated or unheated.
When reacting a fluorescent dye with a cyclodextrin amination, first, the fluorescent dye, dicyclohexylcarbodiimide (DCC), and hydroxybenzotriazole are dissolved in a solvent such as dimethylformamide. The lysate is stirred in an ice bath to prepare a fluorescent dye solution. The fluorescent dye in the reaction formula (A) is 7- (diethylamino) coumarin-3-carboxylic acid. The fluorescent dye solution is added to a solution of cyclodextrin dissolved in a solvent such as dimethylformamide. This causes the fluorescent dye to react with the amino acid of cyclodextrin. At that time, it is preferable to first react in an ice bath and then react at room temperature. By reacting an amino acid of cyclodextrin with a fluorescent dye, the cyclodextrin derivative in the embodiment is obtained.

上述した実施形態の水質分析用試薬は、浄水場において浄化される原水及び浄化後の処理水に含まれる有害物質、又は、工場排水に含まれる有害物質の分析に適している。前記有害物質としては、２－メチルイソボルネオール、ゲオスミン、トリハロメタン、フミン質等の疎水性有害物質が挙げられる。実施形態の水質分析用試薬は、前記有害物質の少なくとも１種を分析対象にできる。 The reagent for water quality analysis of the above-described embodiment is suitable for analysis of harmful substances contained in raw water purified at a water purification plant and treated water after purification, or harmful substances contained in factory wastewater. Examples of the harmful substance include hydrophobic harmful substances such as 2-methylisoborneol, geosmin, trihalomethane, and humic acid. The reagent for water quality analysis of the embodiment can analyze at least one of the harmful substances.

以下、前記シクロデキストリン誘導体を水質分析用試薬として用いた水質分析方法の一例について説明する。
図１に、水質分析方法の一例に使用する水質分析装置１０を示す。水質分析装置１０は、セル１１と光源１２と分析部１３とを備える。
セル１１は、測定対象の試料水Ｗ及び水質分析用試薬を入れる容器である。セル１１の材質としては石英が好適に使用される。
光源１２は、セル１１に光源光Ｌ１を照射する光発生部である。光源１２が発する光源光Ｌ１としては、可視光、紫外光、赤外光等が挙げられる。光源光Ｌ１は、蛍光性色素の電子を励起させる励起光になる。光源光Ｌ１の種類は、有害物質の種類、水質分析用試薬における蛍光性色素の種類、分析部１３の構成等に応じて適宜選択される。
分析部１３は、光源光Ｌ１をセル１１に照射した際に得られる分析光Ｌ２を分析するものである。分析部１３の具体例としては、蛍光分光光度計、赤外分光光度計等が挙げられる。 Hereinafter, an example of a water quality analysis method using the cyclodextrin derivative as a reagent for water quality analysis will be described.
FIG. 1 shows a water quality analyzer 10 used as an example of a water quality analysis method. The water quality analyzer 10 includes a cell 11, a light source 12, and an analysis unit 13.
Cell 11 is a container for containing the sample water W to be measured and the reagent for water quality analysis. Quartz is preferably used as the material of the cell 11.
The light source 12 is a light generation unit that irradiates the cell 11 with the light source light L1. Examples of the light source light L1 emitted by the light source 12 include visible light, ultraviolet light, infrared light and the like. The light source light L1 becomes an excitation light that excites the electrons of the fluorescent dye. The type of the light source light L1 is appropriately selected depending on the type of harmful substance, the type of fluorescent dye in the reagent for water quality analysis, the configuration of the analysis unit 13, and the like.
The analysis unit 13 analyzes the analysis light L2 obtained when the cell 11 is irradiated with the light source light L1. Specific examples of the analysis unit 13 include a fluorescence spectrophotometer, an infrared spectrophotometer, and the like.

水質分析装置１０を用いた水質分析方法では、まず、セル１１に試料水Ｗを入れると共に、試料水Ｗに実施形態の水質分析用試薬を添加する。
次いで、光源１２よりセル１１に向けて光源光Ｌ１を照射する。セル１１内の試料水Ｗには水質分析用試薬が添加されているため、有害物質の含有量に応じた強度の分析光Ｌ２を生じる。その分析光Ｌ２を分析部１３で受光して分光分析する。その分析結果に基づき、試料水Ｗ中の有害物質の濃度を求める。求められた有害物質の濃度によって、水処理の運転条件を調整する。 In the water quality analysis method using the water quality analyzer 10, first, the sample water W is put into the cell 11, and the reagent for water quality analysis of the embodiment is added to the sample water W.
Next, the light source light L1 is irradiated from the light source 12 toward the cell 11. Since the reagent for water quality analysis is added to the sample water W in the cell 11, the analysis light L2 having an intensity corresponding to the content of the harmful substance is generated. The analysis light L2 is received by the analysis unit 13 for spectroscopic analysis. Based on the analysis result, the concentration of the harmful substance in the sample water W is determined. The operating conditions for water treatment are adjusted according to the required concentration of harmful substances.

前記シクロデキストリン誘導体を水質分析用試薬として用いた水質分析方法においては、上記の水質分析装置１０以外の水質分析装置を用いてもよい。例えば、図２に示す水質分析装置２０、図３に示す水質分析装置３０を用いてもよい。 In the water quality analysis method using the cyclodextrin derivative as a reagent for water quality analysis, a water quality analyzer other than the water quality analyzer 10 may be used. For example, the water quality analyzer 20 shown in FIG. 2 and the water quality analyzer 30 shown in FIG. 3 may be used.

水質分析装置２０は、分析用水槽２１とポンプ２２と試薬添加部２３と光源２４と分析部２５とを備える。
水質分析装置２０における分析用水槽２１は、試料水Ｗを分析するために一時的に貯留する槽である。分析用水槽２１の上部は開放されている。
ポンプ２２は、分析用水槽２１に連続的又は断続的に試料水を供給する供給手段である。ポンプ２２の種類としては特に制限はなく、公知のポンプを使用できる。
試薬添加部２３は、試料水に水質分析用試薬を添加する添加手段である。
光源２４及び分析部２５は、上記の水質分析装置１０を構成する光源１２及び分析部１３と同様である。但し、光源２４は、分析用水槽２１に向けて光源光Ｌ１を照射し、分析部２５は、分析用水槽２１内の試料水Ｗにて生じた分析光Ｌ２を受光して分析する。 The water quality analyzer 20 includes an analysis water tank 21, a pump 22, a reagent addition unit 23, a light source 24, and an analysis unit 25.
The analysis water tank 21 in the water quality analyzer 20 is a tank for temporarily storing the sample water W for analysis. The upper part of the analysis water tank 21 is open.
The pump 22 is a supply means for continuously or intermittently supplying the sample water to the analysis water tank 21. The type of the pump 22 is not particularly limited, and a known pump can be used.
The reagent addition unit 23 is an addition means for adding a reagent for water quality analysis to the sample water.
The light source 24 and the analysis unit 25 are the same as the light source 12 and the analysis unit 13 constituting the water quality analyzer 10. However, the light source 24 irradiates the light source light L1 toward the analysis water tank 21, and the analysis unit 25 receives and analyzes the analysis light L2 generated by the sample water W in the analysis water tank 21.

水質分析装置２０を用いた分析方法では、ポンプ２２を用いて試料水を分析用水槽２１に連続的又は断続的に供給する。それと同時に、ポンプ２２を用いて分析用水槽２１に送る試料水に、試薬添加部２３を用いて水質分析用試薬を連続的又は断続的に添加する。これより、分析用水槽２１に、水質分析用試薬が添加された試料水Ｗを溜める。
光源２４より、分析用水槽２１に溜めた、水質分析用試薬が添加された試料水Ｗに向けて光源光Ｌ１を照射する。分析用水槽２１内の試料水から出射した分析光Ｌ２を分析部２５で受光して分光分析する。その分析結果に基づき、試料水Ｗ中の有害物質の濃度を求める。分析用水槽２１内の試料水Ｗは連続的又は断続的に分析用水槽２１から排出する。 In the analysis method using the water quality analyzer 20, the sample water is continuously or intermittently supplied to the analysis water tank 21 by using the pump 22. At the same time, the reagent for water quality analysis is continuously or intermittently added to the sample water sent to the water tank 21 for analysis by using the pump 22 by using the reagent addition unit 23. From this, the sample water W to which the reagent for water quality analysis is added is stored in the water tank 21 for analysis.
From the light source 24, the light source light L1 is irradiated toward the sample water W to which the reagent for water quality analysis is added, which is stored in the water tank 21 for analysis. The analysis unit 25 receives the analysis light L2 emitted from the sample water in the analysis water tank 21 and performs spectroscopic analysis. Based on the analysis result, the concentration of the harmful substance in the sample water W is determined. The sample water W in the analysis water tank 21 is continuously or intermittently discharged from the analysis water tank 21.

水質分析装置２０を用いた水質分析方法においては、試料水を連続的又は断続的に水質測定できるため、オンラインの測定に適用できる。
また、水質分析装置２０を用いた水質分析方法では、分析用水槽２１に溜まった試料水Ｗの水面に向けて光源光Ｌ１を照射し、試料水Ｗの水面から出射した分析光Ｌ２を分析する。すなわち、試料水Ｗに光源光Ｌ１を直接照射し、試料水Ｗから出射した分析光Ｌ２を直接分析する。そのため、水質分析装置１０のように光源光Ｌ１及び分析光Ｌ２がセルを透過することがなく、セルを透過する際の光源光Ｌ１及び分析光Ｌ２の減衰が生じない。したがって、試料水Ｗに含まれる有害物質の測定感度をより向上させることができる。 In the water quality analysis method using the water quality analyzer 20, the water quality of the sample water can be measured continuously or intermittently, so that it can be applied to online measurement.
Further, in the water quality analysis method using the water quality analyzer 20, the light source light L1 is irradiated toward the water surface of the sample water W collected in the analysis water tank 21, and the analysis light L2 emitted from the water surface of the sample water W is analyzed. .. That is, the light source light L1 is directly irradiated to the sample water W, and the analytical light L2 emitted from the sample water W is directly analyzed. Therefore, unlike the water quality analyzer 10, the light source light L1 and the analysis light L2 do not pass through the cell, and the light source light L1 and the analysis light L2 do not attenuate when passing through the cell. Therefore, the measurement sensitivity of harmful substances contained in the sample water W can be further improved.

水質分析装置３０は、分析用水槽３１とポンプ３２と洗浄液供給部３３と光源３４と分析部３５とを備える。
水質分析装置３０における分析用水槽３１は、試料水Ｗを分析するために一時的に貯留する槽である。分析用水槽３１の上部は開放されている。分析用水槽３１の内部には、水質分析用試薬が基材の表面に固定化された試薬固定部材３１ａが挿入されている。試薬固定部材３１ａを構成する基材として特に制限はなく、ガラス板、セラミックス板、樹脂板等が使用される。基材の表面に水質分析用試薬を固定する方法としては、例えば、シランカップリング剤を用いて、基材の表面と水質分析用試薬とを結合する方法が挙げられる。
洗浄液供給部３３は、分析用水槽３１に洗浄液を供給する供給手段である。洗浄液供給部３３としては、三方バルブ等が使用される。
ポンプ３２、光源３４及び分析部３５は、各々、上記の水質分析装置２０を構成するポンプ２２、光源２４及び分析部２５と同様である。 The water quality analyzer 30 includes an analysis water tank 31, a pump 32, a cleaning liquid supply unit 33, a light source 34, and an analysis unit 35.
The analysis water tank 31 in the water quality analyzer 30 is a tank for temporarily storing the sample water W for analysis. The upper part of the analysis water tank 31 is open. Inside the analysis water tank 31, a reagent fixing member 31a in which a reagent for water quality analysis is immobilized on the surface of a base material is inserted. The base material constituting the reagent fixing member 31a is not particularly limited, and a glass plate, a ceramic plate, a resin plate, or the like is used. Examples of the method of fixing the reagent for water quality analysis on the surface of the base material include a method of binding the surface of the base material and the reagent for water quality analysis using a silane coupling agent.
The cleaning liquid supply unit 33 is a supply means for supplying the cleaning liquid to the analysis water tank 31. A three-way valve or the like is used as the cleaning liquid supply unit 33.
The pump 32, the light source 34, and the analysis unit 35 are the same as the pump 22, the light source 24, and the analysis unit 25, which constitute the water quality analyzer 20, respectively.

水質分析装置３０を用いた分析方法では、ポンプ３２を用いて試料水を分析用水槽３１に連続的又は断続的に供給する。分析用水槽３１には試料水Ｗが溜まり、試料水Ｗに含まれる有害物質が、試薬固定部材３１ａの表面に固定された水質分析用試薬に捕捉される。
光源３４より、試料水Ｗが溜まった分析用水槽３１に向けて光源光Ｌ１を照射する。光源光Ｌ１の照射により、水質分析用試薬に捕捉された有害物質の量に応じた強度の分析光Ｌ２が分析用水槽３１から出射する。その分析光Ｌ２を分析部３５で受光して分光分析する。その分析結果に基づき、試料水Ｗ中の有害物質の濃度を求める。分析用水槽３１内の試料水Ｗは連続的又は断続的に分析用水槽３１から排出する。
また、洗浄液供給部３３から任意の間隔で洗浄液を分析用水槽３１に供給し、水質分析用試薬に捕捉された有害物質を洗い流す。これにより、試薬固定部材３１ａを再生する。
洗浄液としては、水質分析用試薬に捕捉された有害物質を除去できる液体であれば特に制限されない。洗浄液の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール系溶剤；又はアルコール系溶剤の水溶液が使用される。 In the analysis method using the water quality analyzer 30, the sample water is continuously or intermittently supplied to the analysis water tank 31 by using the pump 32. The sample water W is collected in the analysis water tank 31, and the harmful substances contained in the sample water W are captured by the water quality analysis reagent fixed on the surface of the reagent fixing member 31a.
The light source light L1 is irradiated from the light source 34 toward the analysis water tank 31 in which the sample water W is accumulated. By irradiating the light source light L1, the analysis light L2 having an intensity corresponding to the amount of harmful substances captured in the water quality analysis reagent is emitted from the analysis water tank 31. The analysis light L2 is received by the analysis unit 35 for spectroscopic analysis. Based on the analysis result, the concentration of the harmful substance in the sample water W is determined. The sample water W in the analysis water tank 31 is continuously or intermittently discharged from the analysis water tank 31.
Further, the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid supply unit 33 to the analysis water tank 31 at arbitrary intervals, and the harmful substances trapped in the water quality analysis reagent are washed away. As a result, the reagent fixing member 31a is regenerated.
The cleaning liquid is not particularly limited as long as it is a liquid that can remove harmful substances trapped in the reagent for water quality analysis. As a specific example of the cleaning liquid, for example, an alcohol-based solvent such as methanol or ethanol; or an aqueous solution of an alcohol-based solvent is used.

水質分析装置３０を用いた水質分析方法においても、試料水を連続的又は断続的に水質測定できるため、オンラインの測定に適用できる。
また、水質分析装置３０を用いた水質分析方法では、試料水Ｗに光源光Ｌ１を直接照射し、試料水Ｗから出射した分析光を直接分析するから、有害物質の測定感度をより向上させることができる。
また、水質分析装置３０を用いた水質分析方法では、試薬固定部材３１ａに固定された水質分析用試薬が有害物質を捕捉するため、分析用水槽３１内で有害物質を濃縮できる。そのため、有害物質の量がある程度多い条件で分光分析できるため、測定感度をより向上させることができる。それに加えて、水質分析用試薬を常時添加する必要がないため、ランニングコストを削減できる。 The water quality analysis method using the water quality analyzer 30 can also be applied to online measurement because the water quality of the sample water can be measured continuously or intermittently.
Further, in the water quality analysis method using the water quality analyzer 30, the light source light L1 is directly irradiated to the sample water W, and the analytical light emitted from the sample water W is directly analyzed. Therefore, the measurement sensitivity of harmful substances is further improved. Can be done.
Further, in the water quality analysis method using the water quality analyzer 30, since the reagent for water quality analysis fixed to the reagent fixing member 31a captures the harmful substance, the harmful substance can be concentrated in the water tank 31 for analysis. Therefore, the measurement sensitivity can be further improved because the spectroscopic analysis can be performed under the condition that the amount of harmful substances is large to some extent. In addition, running costs can be reduced because it is not necessary to constantly add reagents for water quality analysis.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、水質分析用試薬が、シクロデキストリンが蛍光性色素で修飾されたシクロデキストリン誘導体であり、蛍光性色素が、親水部及び疎水部の両方を有する環状構造を持つことにより、有害物質を低コストで且つ高感度で測定できる。本実施形態では、例えば、蛍光性色素における環状構造を、ヒドロキシ基とカルボキシ基とが縮合したエステル結合を有する縮合環化構造（ラクトン環）にして、親水性基と疎水性基とを併せ持つものとすることができる。 According to at least one embodiment described above, the reagent for water quality analysis is a cyclodextrin derivative in which cyclodextrin is modified with a fluorescent dye, and the fluorescent dye has a cyclic structure having both a hydrophilic portion and a hydrophobic portion. By having, the harmful substance can be measured at low cost and with high sensitivity. In the present embodiment, for example, the cyclic structure of the fluorescent dye is changed to a condensed cyclized structure (lactone ring) having an ester bond in which a hydroxy group and a carboxy group are condensed, and has both a hydrophilic group and a hydrophobic group. Can be.

実施形態におけるシクロデキストリン誘導体においては、蛍光性色素が親水部と疎水部の両方を備えるため、分光分析によって、有害物質を包接したシクロデキストリン誘導体を容易に検知できるため、有害物質を高感度で測定できる。
前記水質分析用試薬を用いた有害物質の分析方法は、高価なＧＣ－ＭＳを使用しないため、低コストである。また、前記水質分析用試薬を用いた有害物質の分析方法は、簡便である。
よって、実施形態の水質分析用試薬によれば、有害物質を低コストで且つ高感度で測定できる。例えば、実施形態の水質分析用試薬を用いて水質分析すれば、濃度が１０ｎｇ／Ｌ以下の有害物質を測定することも可能になる。 In the cyclodextrin derivative according to the embodiment, since the fluorescent dye has both a hydrophilic part and a hydrophobic part, the cyclodextrin derivative encapsulating the harmful substance can be easily detected by spectroscopic analysis, so that the harmful substance can be detected with high sensitivity. Can be measured.
The method for analyzing harmful substances using the reagent for water quality analysis is low cost because it does not use expensive GC-MS. Further, the method for analyzing harmful substances using the reagent for water quality analysis is simple.
Therefore, according to the reagent for water quality analysis of the embodiment, harmful substances can be measured at low cost and with high sensitivity. For example, if the water quality is analyzed using the reagent for water quality analysis of the embodiment, it is possible to measure a harmful substance having a concentration of 10 ng / L or less.

以下、水質分析用試薬の合成方法の一例、水質分析用試薬を用いた水質分析の一例を示す。 Hereinafter, an example of a method for synthesizing a reagent for water quality analysis and an example of water quality analysis using a reagent for water quality analysis will be shown.

あらかじめモレキュラーシーブ３Ａを用いて乾燥したピリジン５００ｍＬに、８０℃で４時間加熱乾燥したβ－シクロデキストリン（以下、「β－ＣＤ」と表記する。）４３．５ｇを徐々に加えて溶解させた。続いて、ｐ－トルエンスルホニルクロリド１２．４ｇを徐々に加え、室温で４時間攪拌し、β－ＣＤにｐ－トルエンスルホニルクロリドを反応させた。その後、４０ｍｌ程度の水を添加して反応を停止させ、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮した。得られた濃縮物に水と少量のエタノールを添加し、再び濃縮し、ピリジンの臭いが消失するまで、水及びエタノールの添加と濃縮とを繰り返して、白色固体を得た。
この白色固体に５００ｍＬの水を添加し、加熱溶解させた。得られた溶液を一晩放冷させて再結晶させた。再結晶させた白色固体に水を添加した後に再結晶させる工程を３回繰り返した。
次に、混合溶媒（ｎ－ブタノール：エタノール：水＝５：４：３）を用いた再結晶を５回繰り返した。得られた結晶を濾別し、８０℃で４時間加熱乾燥した。これにより、β－ＣＤのモノトシル化物を得た。 To 500 mL of pyridine previously dried using Molecular Sieve 3A, 43.5 g of β-cyclodextrin (hereinafter referred to as “β-CD”) dried by heating at 80 ° C. for 4 hours was gradually added and dissolved. Subsequently, 12.4 g of p-toluenesulfonyl chloride was gradually added, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours to react β-CD with p-toluenesulfonyl chloride. Then, about 40 ml of water was added to stop the reaction, and the mixture was concentrated using a rotary evaporator. Water and a small amount of ethanol were added to the obtained concentrate, and the mixture was concentrated again. The addition and concentration of water and ethanol were repeated until the odor of pyridine disappeared to obtain a white solid.
500 mL of water was added to this white solid and dissolved by heating. The resulting solution was allowed to cool overnight for recrystallization. The step of adding water to the recrystallized white solid and then recrystallizing was repeated three times.
Next, recrystallization using a mixed solvent (n-butanol: ethanol: water = 5: 4: 3) was repeated 5 times. The obtained crystals were filtered off and dried by heating at 80 ° C. for 4 hours. As a result, a monotosilized product of β-CD was obtained.

５００ｍＬのナス型フラスコにβ－ＣＤのモノトシル化物５．０５ｇ及び水１００ｍＬを入れ、アジ化ナトリウム（ＮａＮ_３）２．５４ｇを添加して、懸濁液を得た。懸濁液のまま８０℃で４時間加熱攪拌して、β－ＣＤのモノトシル化物にアジ化ナトリウムを反応させた。
反応物を室温で一晩放置した後、沈殿した未反応物を濾別した。得られた濾液を、ロータリーエバポレーターを用いて減圧蒸留して、固体状のβ－ＣＤのアジ化物を得た。このβ－ＣＤのアジ化物を真空乾燥した。 5.05 g of β-CD monotosylate and 100 mL of water were placed in a 500 mL eggplant-shaped flask, and 2.54 g of sodium azide (NaN ₃ ) was added to obtain a suspension. The suspension was heated and stirred at 80 ° C. for 4 hours to react sodium azide with the monotosylated product of β-CD.
The reaction was allowed to stand overnight at room temperature and then the precipitated unreacted product was filtered off. The obtained filtrate was distilled under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain a solid β-CD azide. The β-CD azide was vacuum dried.

固体状のβ－ＣＤのアジ化物にジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）５０ｍＬを添加し、ある程度溶解させた。得られた溶液にトリフェニルホスフィン（ＰＰｈ_３）３．１０ｇを添加し、１時間半反応させて、β－ＣＤのアジ化物にトリフェニルホスフィンを付加させた。得られた反応物に、濃アンモニア水（ＮＨ_３）２０ｍＬを添加し、３時間攪拌した。得られた溶液を、１Ｌのアセトンに少しずつ滴下することにより再沈殿させ、全ての溶液を滴下した後、濾過することにより、白色固体を得た。得られた白色固体に２００ｍＬの水を添加して溶解させた後、得られた溶液を、あらかじめ塩酸によってＨ^＋型に調製した吸着剤（ＳｅｐｈａｄｅｘＣＭ２５（Ｐｈａｒｍａｃｉａ社製））を充填したカラムに導入した。約１０Ｌの蒸留水を前記カラムに流して洗浄した後、１Ｎのアンモニア水を流して、溶出物を溶出させた。これにより得られた溶出液を、ロータリーエバポレーターを用いて１０ｍＬになるまで濃縮し、その濃縮物をアセトン１Ｌに添加して再沈殿させた。沈殿した白色固体を濾過、加熱乾燥することにより、β－ＣＤのアミノ化物を得た。 50 mL of dimethylacetamide (DMAc) was added to the solid β-CD azide and dissolved to some extent. 3.10 g of triphenylphosphine (PPh ₃ ) was added to the obtained solution and reacted for one and a half hours to add triphenylphosphine to the β-CD azide. To the obtained reaction product, 20 mL of concentrated ammonia water (NH ₃ ) was added, and the mixture was stirred for 3 hours. The obtained solution was reprecipitated by dropping it in 1 L of acetone little by little, and after dropping all the solutions, it was filtered to obtain a white solid. After 200 mL of water was added to the obtained white solid to dissolve it, the obtained solution was introduced into a column filled with an adsorbent (Sephadex CM25 (manufactured by Pharmacia)) prepared in advance in H ⁺ form with hydrochloric acid. did. After washing by flowing about 10 L of distilled water through the column, 1N ammonia water was flowed to elute the eluate. The resulting eluate was concentrated to 10 mL using a rotary evaporator, and the concentrate was added to 1 L of acetone for reprecipitation. The precipitated white solid was filtered and dried by heating to obtain an amino acid of β-CD.

７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボキシアミド７０ｍｇとジシクロヘキシルカルボジイミド（ＣＣＤ）１１０ｍｇとヒドロキシベンゾトリアゾール７２ｍｇとを３ｍＬのジメチルホルムアミドに溶解させ、氷浴中で３０分間攪拌した。これにより得られた蛍光性色素溶液を、β－ＣＤのアミノ化物２５０ｍｇをジメチルホルムアミド中に溶解させた溶液に添加した。氷浴中で約５時間攪拌した後、さらに室温で３日間攪拌して反応させた。得られた反応液を、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮し、濃縮物をアセトン中で再沈殿させることにより、目的化合物を含む粗生成物を得た。前記粗生成物を５質量％のメタノール水溶液１００ｍＬに溶解し、得られた溶液を、可溶部をあらかじめ５質量％メタノール水溶液で調整した吸着剤（ダイヤイオンＨＰ２０（三菱化学株式会社製））を充填したカラムに導入した。前記カラムに、５質量％メタノール水溶液３Ｌ、１０質量％メタノール水溶液５Ｌ、１５質量％メタノール水溶液５Ｌ、２０質量％メタノール水溶液６Ｌ、２５質量％メタノール水溶液７Ｌ、３０質量％メタノール水溶液１５Ｌ、３５質量％メタノール水溶液１４Ｌを順次導入した。これにより不純物を除去し、３０質量％メタノール水溶液及び３５質量％メタノール水溶液により溶出した溶出液を濃縮した。この濃縮によって、目的化合物であるモノ－［７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボキシアミド］－β－シクロデキストリンを得た。 70 mg of 7- (diethylamino) coumarin-3-carboxyamide, 110 mg of dicyclohexylcarboxamide (CCD) and 72 mg of hydroxybenzotriazole were dissolved in 3 mL of dimethylformamide and stirred in an ice bath for 30 minutes. The fluorescent dye solution thus obtained was added to a solution in which 250 mg of an amino acid of β-CD was dissolved in dimethylformamide. After stirring in an ice bath for about 5 hours, the reaction was further stirred at room temperature for 3 days. The obtained reaction solution was concentrated using a rotary evaporator, and the concentrate was reprecipitated in acetone to obtain a crude product containing the target compound. The crude product was dissolved in 100 mL of a 5 mass% methanol aqueous solution, and the obtained solution was prepared with an adsorbent (Diaion HP20 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)) in which the soluble part was previously prepared with a 5 mass% methanol aqueous solution. Introduced into a packed column. In the column, 5 mass% methanol aqueous solution 3 L, 10 mass% methanol aqueous solution 5 L, 15 mass% methanol aqueous solution 5 L, 20 mass% methanol aqueous solution 6 L, 25 mass% methanol aqueous solution 7 L, 30 mass% methanol aqueous solution 15 L, 35 mass% methanol. 14 L of the aqueous solution was sequentially introduced. As a result, impurities were removed, and the eluate eluted with the 30% by mass methanol aqueous solution and the 35% by mass methanol aqueous solution was concentrated. By this concentration, the target compound mono- [7- (diethylamino) coumarin-3-carboxamide] -β-cyclodextrin was obtained.

得られたモノ－［７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボキシアミド］－β－シクロデキストリンを用いて、かび臭物質の一種である２－メチルイソボルネオール（２－ＭＩＢ）を含む試料水を分析した。分析に用いた試料水は、２－ＭＩＢの含有量が既知の試料である。
具体的には、図１に示す水質分析装置１０を用い、試料水を入れたセル１１に、光源１２より励起光（波長４０８ｎｍ、光源光Ｌ１）を照射した。励起光の照射により発生した蛍光（波長４７４ｎｍ、分析光Ｌ２）の強度を、分光光度計を備える分析部１３を用いて測定した。
測定した蛍光の強度をＩとし、２－ＭＩＢを添加する前の蛍光強度をＩ_０とし、Ｉ_０を基準として蛍光強度変化率［（Ｉ－Ｉ_０）／Ｉ_０］を求めた。２－ＭＩＢの含有量に対する蛍光強度変化率［（Ｉ－Ｉ_０）／Ｉ_０］を図４に示す。
図４に示すように、２－ＭＩＢの含有量と蛍光強度変化率とは相関関係を有していた。したがって、モノ－［７－（ジエチルアミノ）クマリン－３－カルボキシアミド］－β－シクロデキストリンを水質分析用試薬として用いて試料水を分光分析することにより、試料水中の２－ＭＩＢの含有量を測定できることがわかった。また、試料水中の２－ＭＩＢの含有量が１０ｎｇ／Ｌ以下の少量であっても測定できており、測定感度が高かった。 Using the obtained mono- [7- (diethylamino) coumarin-3-carboxyamide] -β-cyclodextrin, sample water containing 2-methylisoborneol (2-MIB), which is a kind of musty odor substance, was analyzed. .. The sample water used for the analysis is a sample having a known 2-MIB content.
Specifically, using the water quality analyzer 10 shown in FIG. 1, the cell 11 containing the sample water was irradiated with excitation light (wavelength 408 nm, light source light L1) from the light source 12. The intensity of the fluorescence (wavelength 474 nm, analytical light L2) generated by the irradiation of the excitation light was measured using an analysis unit 13 equipped with a spectrophotometer.
The measured fluorescence intensity was I, the fluorescence intensity before the addition of 2-MIB was I ₀ , and the fluorescence intensity change rate [(I- ₀ ) / I ₀ ] was determined with I ₀ as a reference. The rate of change in fluorescence intensity [(I- ₀ ) / _I0 ] with respect to the content of 2-MIB is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, there was a correlation between the 2-MIB content and the rate of change in fluorescence intensity. Therefore, the content of 2-MIB in the sample water is measured by spectroscopically analyzing the sample water using mono- [7- (diethylamino) coumarin-3-carboxyamide] -β-cyclodextrin as a reagent for water quality analysis. I found that I could do it. Further, even if the content of 2-MIB in the sample water was a small amount of 10 ng / L or less, the measurement was possible, and the measurement sensitivity was high.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

Claims

A reagent for water quality analysis used for water quality analysis to detect 2-methylisoborneol .
The reagent for water quality analysis is a reagent for water quality analysis, which is mono- [7- (diethylamino) coumarin-3-carboxyamide] -β-cyclodextrin .

The step of adding the reagent for water quality analysis according to claim 1 to the sample water, and
The process of irradiating the sample water with the reagent for water quality analysis with light source light,
The process of spectroscopically analyzing the analytical light generated by irradiating the sample water with the reagent for water quality analysis with the light source.
Water quality analysis method.