JPH01143953A - 含窒素イオンの一斉分析法およびその装置 - Google Patents

含窒素イオンの一斉分析法およびその装置

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JPH01143953A
JPH01143953A JP30379787A JP30379787A JPH01143953A JP H01143953 A JPH01143953 A JP H01143953A JP 30379787 A JP30379787 A JP 30379787A JP 30379787 A JP30379787 A JP 30379787A JP H01143953 A JPH01143953 A JP H01143953A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は含窒素イオンの一斉分析法およびその装置に
関する。さらに詳しくはイオンクロマトグラフィを用い
た高速液体クロマトグラフィにより、亜硝酸イオン、硝
酸イオン、アンモニウムイオン等の含窒素イオンを一斉
に分析する方法およびその装置に関する。
(ロ)従来の技術 亜硝酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン等の無
機含窒素イオンの形態側分析を行うことは、主に土壌、
水中のバクテリアによる雰囲気等を分析する上で重要な
意義を有する。ことにイオンクロマトグラフィは、上記
無機含窒素イオンの濃度を、形態側に高感度分析するこ
とが可能なため、これらの分析に対して汎用されている
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかしながら、通常のイオンクロマトグラフィを用いた
場合、上記無機含窒素イオンのうちで亜硝酸イオンと硝
酸イオンの分析を、アンモニウムイオンの分析とは別個
に行う必要がある。このため操作性、信頼性の点から考
えると、単一流路(シングルラン)による全成分の同時
−斉分析を行うことが望ましい。
この発明はかかる状況に鑑みなされたものであり、特定
の移動相を選択することにより、含窒素イオン、ことに
無機含窒素イオンの一斉分析が可能な分析法および装置
を提供しようとするものである。
(ニ)問題点を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、含窒素イオンを含有する試
料を、紫外吸収を持たないpHが3以上の酸性水溶液を
移動相とし、かつ、陽イオン交換カラムおよび陰イオン
交換カラムとを上記移動相流路に直列に接続したイオン
クロマトグラフィに付して上記含窒素イオンを分離し、
この分離される陽イオンフラクションを電気伝導度検出
器で、同じく陰イオンフラクションを紫外吸光検出器で
それぞれ検出することを特徴とする含窒素イオンの一斉
分析法が提供される。
この発明は、含窒素イオンことに無機含窒素イオンを形
態別に分別することなく、これらのイオンか含まれた試
料を特定の酸性移動相を用いたシングルラン構成のイオ
ンクロマトグラフィにより、各形態毎の濃度を一斉に測
定できうる方法であることを特徴とする。     − この発明の方法は、土壌、水中のバクテリア雰囲気を知
るうえで重要な、亜硝酸イオン、硝酸イオン、アンモニ
ウムイオン等からなる無機含窒素イオンを一斉分析する
のに好適な方法である。
この発明の方法において、上記含窒素イオンのうち陽イ
オンは陽イオン交換カラムにより、陰イオンは陰イオン
交換カラムによりそれぞれ分離される。従ってこれらの
イオンをシングルランで分離するには、上記陽イオン交
換カラムおよび陰イオン交換カラムを直列に管路接続し
たイオン交換カラム部を用いて行われる。この場合これ
らのカラムの接続順序はいずれが先であってもよい。上
記用いられる陽イオン交換カラムおよび陰イオン交換カ
ラムは、それぞれ交換容量が通常のイオンクロマトグラ
フィ用のもの以下のものが選択される。この場合、陽イ
オン交換カラムでは25μeq/g以下が、陰イオン交
換カラムでは15μeq/ g以下が適している。
この発明の方法に用いる移動相は、上記のごとく直列に
管路接続されたイオン交換カラム部を移送される間に、
分析対象の陽イオンと競合しうる陽イオンと、分析対象
の陰イオンと競合しうる陰イオンとを供給でき、かつ、
陽イオン交換カラム部で分離保持された分析対象の陽イ
オンを溶出するとともに、陰イオン交換カラム部で分離
保持された分析対象の陰イオンを溶出しうるちのが選択
される。上記競合する陽イオンとしては水素イオンが用
いられ従って酸性移動相が適しているが、ただし分析対
象の陰イオンである亜硝酸イオンは弱酸イオンであるた
め、上記用いる酸性移動相の酸性度が強い場合この陰イ
オンの解離が抑制されることが生ずる。このため上記酸
性移動相は、上記亜硝酸の酸解離定数(pKa=3.2
)から、そのpHが3以上、好ましくは3.5以上に調
製されて用いられる。また、この発明の方法において上
記分析対象の陰イオン(亜硝酸イオン、硝酸イオン等)
は、後述するごとくこれらのイオンが有する紫外吸収性
に基づいて検出するため、従って上記酸性移動相はさら
に紫外吸収性を有しないことが必要となる。このことか
ら上記移動相を構成する陰イオンとしては過塩素酸イオ
ン、硫酸イオン、ニチオン酸イオン等が選択される。
この発明の方法において、上記イオン交換カラム部で分
離・溶出される無機含窒素イオンは、電導度または紫外
吸光度に基づいてそれぞれ検出される。すなわち、アン
モニウムイオンは電導度で、亜硝酸イオンおよび硝酸イ
オンは紫外吸光度で検出される。従って検出に必要な電
気伝導度検出器および紫外吸光検出器は前記移動相流路
に直列に管路接続して用いられる。この場合接続順序は
いずれが上流側に設定されても良いが、しかしながら電
気伝導度検出器は恒温雰囲気下で用いることが必要なた
め、前記イオン交換カラム部に通常設定される恒温槽を
利用できる点で、電気伝導度検出器が上流側に設定され
ることが好ましい。
以上の分析方法を実施するにあたって、この発明は次に
挙げるごとき基本的構成を有する含窒素イオン−斉分析
装置を提供することができる。すなわち、紫外吸収を持
たないpHが3以上の酸性水溶液からなる移動相供給部
、試料導入口、陽イオン交換カラムおよび陰イオン交換
カラムとが直列に接続されたイオンクロマトカラム部、
電気伝導度検出器および紫外吸光検出器が直列に接続さ
れた含窒素イオン検出部をこの順に管路接続した分析流
路で構成されてなる含窒素イオン−斉分析装置が提供さ
れる。
(ホ)作用 この発明によれば、紫外吸収性を持たないpHが3以上
の酸性移動相により移送される無機含窒素イオンは、該
移動相流路に直列に接続された陽イオン交換カラムおよ
び陰イオン交換カラムからなるイオン交換カラム部にお
いて、その含窒素イオンのうち陽イオン類が陽イオン交
換カラムで、その含窒素イオンのうち陰イオン類が陰イ
オン交換カラムでそれぞれ分離され次いで溶出される。
これらの溶出された各イオンフラクションはさらに移送
され、上記移動相流路に直列に接続された電気伝導度検
出器および紫外吸光検出器からなる検出部を通過する際
、上記陽イオンフラクションはその電導度に基づいて検
出され、上記陰イオンフラクシジンはその紫外吸光度に
基づいてそれぞれ検出される。
以下実施例によりこの発明の詳細な説明するか、これに
よりこの発明は限定されるものではない。
(へ)実施例 第1図はこの発明の方法を実施する含窒素イオン−斉分
析装置(1)の−例の構成説明図である。
図において該装置(1)は、移動相貯留槽(2)、送液
ポンプ(3)、試料導入口(4)、予熱部(5)、陽イ
オン交換カラム(6)、陰イオン交換カラム(7)、電
気伝導度検出器(8)、紫外分光光度計検出器(9)お
よびドレイン(10)をこの順に管路接続した分析流路
(a)で主として構成されている。(11)は恒温槽、
(12)はデータ処理装置である。上記のごとき構成を
有する装置としては例えば、S himadzu HI
 C−6A 、 dual detection sy
stem((pJ)高車製作所製〕として人手可能であ
る。
以上のごとく構成された装置(1)は、検出限界が下記
の通りである。
検出限界(S/N= 2 ’) N Ot −N    150pg N O3−N    llQpg NHs−N    50pg 上記構成の装置(1)において下記分析条件に設定して
、亜硝酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオンを所
定濃度で含有する標準試料(イ)および(ロ)について
(前者を5μe、後者を10μQ)分析し、それぞれ第
2図および第3図に示すクロマトグラムを得た。
〔分析条件〕
移動相     :0.LmM HCl04(pH=4
.05) カラム     :陽イオン交換カラム陰イオン交換カ
ラム カラム温度   :40℃ 移動相流量   : 1.5m12/min検出器  
 : Shimadzu CDD−6Aおよび 5PD−6A(λ= 210nm) 〔標準試料〕 (イ) :NOt  N     2.5ppmNOs
  N     5  pptnNH3N     5
  ppm (口’) :N0t−N    so  ppbNO3
−N    100  ppb NHs −N    200  ppb第2図において
、電気伝導度検出器(CDD−6A)によるクロマトグ
ラム(i)では(←)位置にNH,”のピークが検出さ
れており、一方紫外分光光度計検出器(SPD−6A)
によるクロマトグラム(j)では(←)位置にNo、−
およびNO3−のピークがそれぞれ検出されている。
一方策3図において、電気伝導度検出器(CDD−6A
)によるクロマトグラム(iii )では(←)位置に
N H4°のピークが検出されており、紫外分光光度計
検出器(SPD−6A)によるクロマトグラム(iv)
では(←)位置にN Ox−およびN O、−のピーク
がそれぞれ検出されている。
またさらに上記装置(1)によって下水を分析したとこ
ろ、第4図に示す結果を得た。該図において、電気伝導
度検出器(CDD−6A)によるクロマトグラム(V)
では(←)位置にNH4°のピークが検出されており、
紫外分光光度計検出器(SPD−6A)によるクロマト
グラム(vi)では(−)位置にNO,−およびNO,
−のピークがそれぞれ検出されていることが確認された
以上の結果から、この発明の装置(1)によれば、NH
,”、No、−、No、−を−斉に検出すルコとができ
る。さらにこの装置によれば高感度で検出することがで
きる。
(ト)発明の効果 この発明によれば、−回の分析で含窒素イオンことに無
機含窒素イオンの検出が一斉に行えるため、操作性に優
れかつ分析精度が向上する。移動相に非常に希薄な酸水
溶液を用いるため、電気伝導度検出器のバックグラウン
ドが低減し、ノイズレベルも低くなるうえ、亜硝酸イオ
ン、硝酸イオンを紫外吸光検出器で測定するよう構成し
ているので、通常のイオンクロマトグラフィで別々に測
定するより高感度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の方法を実施する含窒素イオン−斉分
析装置の一例の構成説明図、第2図は、第1図の装置に
よる無機含窒素イオンを含有する標準試料についてのク
ロマトグラム図、第3図は第1図の装置による無機含窒
素イオンを含有する標準試料についての高感度分析をし
たときのクロマトグラム図、第4図は第1図の装置によ
り下水を分析したときのクロマトグラム図である。 (2)・・・・・・移動相貯留槽、(3)・・・・・・
送液ポンプ、(4)・・・・・・試料導入口、  (5
)・・・・・・予熱部、(6)・・・・・・陽イオン交
換カラム、(7)・・・・・・陰イオン交換カラム、(
8)・・・・・・電気伝導度検出器、(9)・・・・・
・紫外分光光度計検出器(11)・・・・・・恒温槽、
   (12)・・・・・・データ処理装置、(a)・
・・・・・分析流路。 第3図 (iii)          (iV)(V) 4図 (Vi)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、含窒素イオンを含有する試料を、紫外吸収を持たな
    いpHが3以上の酸性水溶液を移動相とし、かつ、陽イ
    オン交換カラムおよび陰イオン交換カラムとを上記移動
    相流路に直列に接続したイオンクロマトグラフィに付し
    て上記含窒素イオンを分離し、この分離される陽イオン
    フラクションを電気伝導度検出器で、同じく陰イオンフ
    ラクションを紫外吸光検出器でそれぞれ検出することを
    特徴とする含窒素イオンの一斉分析法。 2、含窒素イオンが、亜硝酸イオン、硝酸イオン、アン
    モニウムイオンからなる群から任意に選択された無機含
    窒素イオンである特許請求の範囲第1項記載の含窒素イ
    オンの一斉分析法。 3、紫外吸収を持たないpHが3以上の酸性水溶液から
    なる移動相供給部、試料導入口、陽イオン交換カラムお
    よび陰イオン交換カラムとが直列に接続されたイオンク
    ロマトカラム部、電気伝導度検出器および紫外吸光検出
    器が直列に接続された含窒素イオン検出部をこの順に管
    路接続した分析流路で構成されてなる含窒素イオン一斉
    分析装置。
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