JPH08233740A - Method and apparatus for determining hydrogen peroxide through raman scattering - Google Patents

Method and apparatus for determining hydrogen peroxide through raman scattering

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JPH08233740A
JPH08233740A JP32833895A JP32833895A JPH08233740A JP H08233740 A JPH08233740 A JP H08233740A JP 32833895 A JP32833895 A JP 32833895A JP 32833895 A JP32833895 A JP 32833895A JP H08233740 A JPH08233740 A JP H08233740A
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Japan
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hydrogen peroxide
light
cell
raman
excitation light
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JP32833895A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Yamaguchi
佳則 山口
Seizo Uenoyama
晴三 上野山
Masayuki Yagi
雅之 八木
Giyoumei Toku
暁鳴 竇
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Arkray Inc
Original Assignee
KDK Corp
Kyoto Daiichi Kagaku KK
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Abstract

PURPOSE: To quantitatively analyze hydrogen peroxide in aqueous solution easily using an optical analytic means. CONSTITUTION: An exciting light emitted from a light source 1 is split through an optical system 2 for adjusting the optical path including a beam splitter into a measuring light 10s and a reference light 10r. A sample in a cell 3 is irradiated with the measuring light 10s. Raman scattering light from the sample passes through an optical system 4 for adjusting the optical path of scattering light and a spectrometric unit 5 before being detected by a spectroscopic detector 6 including a spectrometer. Hydrogen peroxide is measured quantitatively using the peak of Raman scattering present in the spectroscopic spectrum, detected through the spectroscopic detector 6, having wavelength being shifted by 800-920cm<-1> from that of the exciting light.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は市販の過酸化水素水溶液
及びその他の過酸化水素含有物の品質管理や、酵素反応
のように化学反応における過酸化水素発生系又は分解系
での過酸化水素の定量を行なうための方法とそれに用い
る装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to quality control of commercially available aqueous hydrogen peroxide solutions and other hydrogen peroxide-containing materials, and hydrogen peroxide in hydrogen peroxide generating or decomposing systems in chemical reactions such as enzyme reactions. And a device used therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】水溶液中の過酸化水素を定量する方法と
しては、次のような方法が知られている。 (1)過酸化水素電極を用いる方法: (2)分光光度法(ロイコ型、酸化縮合型)(特開昭5
9−182361号公報参照):代表的な方法として
は、ペルオキシダーゼの存在下で過酸化水素を4−アミ
ノアンチピリンとフェノールとに反応させて発色させ、
その発色した反応溶液の505nmでの吸収を測定す
る。
2. Description of the Related Art The following method is known as a method for quantifying hydrogen peroxide in an aqueous solution. (1) Method using hydrogen peroxide electrode: (2) Spectrophotometric method (leuco type, oxidative condensation type)
9-182361): As a typical method, hydrogen peroxide is reacted with 4-aminoantipyrine and phenol in the presence of peroxidase to develop color,
The absorption of the developed reaction solution at 505 nm is measured.

【0003】(3)螢光法:過酸化水素をホモバニリン
酸と反応させて螢光を生じさせ、その螢光を測定する。
(4)化学発光法:PODなどの触媒の存在下で、過酸
化水素の酸化力を用いて基質(ルミノール、ルシゲニン
など)を励起し、励起状態から基底状態に戻るときに発
生する光を検出する。
(3) Fluorescence method: Hydrogen peroxide is reacted with homovanillic acid to generate fluorescence, and the fluorescence is measured.
(4) Chemiluminescence method: In the presence of a catalyst such as POD, a substrate (luminol, lucigenin, etc.) is excited using the oxidizing power of hydrogen peroxide, and light generated when the excited state returns to the ground state is detected. To do.

【0004】一方、光学的な分析法の1つにラマン散乱
分析法と称される方法がある。ラマン散乱分析法では特
定の分子に電磁波の形の放射エネルギーを照射すると
き、光量子を保持した分子のうちの少部分が、保持した
光量子を放出した後ももとの振動準位に戻らず、電子の
基底状態の異なった振動準位に落ちる現象を利用する。
したがって、これらの分子から放出されるエネルギーは
分子について固有のものであり、この放出されるエネル
ギーを電磁波として検出することによって特定の分子を
識別することができる。
On the other hand, one of the optical analysis methods is a method called Raman scattering analysis method. In Raman scattering analysis, when a particular molecule is irradiated with radiant energy in the form of an electromagnetic wave, a small part of the molecules that retain photons do not return to the original vibrational level even after releasing the retained photons, We use the phenomenon that the ground states of electrons fall to different vibrational levels.
Therefore, the energy emitted from these molecules is unique to the molecule, and a specific molecule can be identified by detecting the emitted energy as an electromagnetic wave.

【0005】ラマン散乱により放出されるエネルギー光
は吸収されたエネルギーよりも低いエネルギー状態にあ
る場合(Stokesラマン散乱)と、吸収されたエネルギー
よりも高いエネルギー状態にある場合(Anti-Stokesラ
マン散乱)の2種類があるが、励起状態にある電子の数
は基底状態にある電子の数より遥かに少ないので、Anti
-Stokes ラマン散乱強度は極めて弱く、特定の分子を識
別する方法では Stokesラマン散乱による測定が通常行
なわれている。
Energetic light emitted by Raman scattering is in an energy state lower than the absorbed energy (Stokes Raman scattering) and in a state higher than the absorbed energy (Anti-Stokes Raman scattering). , But the number of electrons in the excited state is much smaller than the number of electrons in the ground state.
-Stokes Raman scattering intensity is extremely weak, and Stokes Raman scattering is usually used as a method for identifying a specific molecule.

【0006】しかし、ラマン散乱を用いて水溶液中の過
酸化水素を定性分析したり定量分析した例は報告されて
はいない。気相中の過酸化水素のラマン散乱を測定した
例なら報告があり(Journal of Raman Spectroscopy 2
(1974) 125-132 参照)、そこではラマンスペクトルの
ピークとして3607cm-1、1393.5cm-1及び
863.1cm-1の3つのピークが観測されているが、
これは過酸化水素中の−O−O−部を検出するもので、
構造解析に用いられており、過酸化水素の濃度を定量で
きるものではない。
However, there has been no report of qualitative or quantitative analysis of hydrogen peroxide in an aqueous solution using Raman scattering. There is a report of an example of measuring Raman scattering of hydrogen peroxide in the gas phase (Journal of Raman Spectroscopy 2
(1974) 125-132), where three peaks of 3607 cm -1 , 1393.5 cm -1 and 863.1 cm -1 are observed as Raman spectrum peaks.
This is to detect -OO- moiety in hydrogen peroxide,
It is used for structural analysis and cannot quantify the concentration of hydrogen peroxide.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】水溶液試料中の過酸化
水素を定量する上記の(1)〜(4)の方法には何れも
問題がある。(1)の方法では、過酸化水素が電気的に
酸化される際に得られる電流変化を測定するため、試料
溶液中に共存する還元性物質の影響を受ける。(2)の
分光光度法のうち、ロイコ型の測定方法では色原体の自
然酸化による試薬ブランクの着色による誤差が生じやす
い。また酸化縮合型の測定方法では還元物質による負誤
差を生じやすい。さらに、1モルの色素の生成に2モル
の過酸化水素が必要であり、微量成分の定量には向かな
い。
There are problems in any of the above methods (1) to (4) for quantifying hydrogen peroxide in an aqueous solution sample. In the method (1), since the change in current obtained when hydrogen peroxide is electrically oxidized is measured, it is affected by the reducing substance coexisting in the sample solution. Among the spectrophotometric methods of (2), the leuco-type measuring method tends to cause an error due to coloring of the reagent blank due to natural oxidation of the chromogen. In addition, in the oxidative condensation type measurement method, a negative error is likely to occur due to the reducing substance. Furthermore, 2 moles of hydrogen peroxide are required for the production of 1 mole of dye, which is not suitable for quantifying trace components.

【0008】(3)の螢光法では、感度が装置の性能に
大きく依存する。そのため温度や共存物質の影響が大き
い。(4)の化学発光法では、アルカリ条件下でないと
十分な発光量を得られないとともに、反応速度が遅く、
再現性に欠ける。またタンパク質が共存すると発光強度
が低下する。
In the fluorescence method (3), the sensitivity greatly depends on the performance of the device. Therefore, the influence of temperature and coexisting substances is large. In the chemiluminescence method of (4), a sufficient amount of luminescence cannot be obtained under alkaline conditions, and the reaction rate is slow,
It lacks reproducibility. Also, the coexistence of proteins reduces the luminescence intensity.

【0009】気相状態での過酸化水素のラマン測定例は
構造解析が目的であり、過酸化水素の濃度を定量できる
ものではない。仮に過酸化水素中の−O−O−部の検出
を水液相中で行なおうとしても、水溶液中では水の水素
結合の影響により過酸化水素の特性が異なってしまい、
検出は難しい。そのため、過酸化水素の定量は上記の
(1)〜(4)の方法で行なわれているのである。本発
明は光学的分析手段を用いて、水溶液中の過酸化水素を
簡便に定量分析できるようにすることを目的とするもの
である。
The Raman measurement example of hydrogen peroxide in the gas phase is intended for structural analysis, and the concentration of hydrogen peroxide cannot be quantified. Even if the detection of -O-O- moiety in hydrogen peroxide is attempted in the water-liquid phase, the hydrogen peroxide characteristics will be different in the aqueous solution due to the effect of hydrogen bond of water.
Difficult to detect. Therefore, the quantification of hydrogen peroxide is performed by the above methods (1) to (4). An object of the present invention is to make it possible to easily and quantitatively analyze hydrogen peroxide in an aqueous solution by using an optical analysis means.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明では、セルに入れ
られた試料溶液に単一波長の励起光を照射し、その試料
溶液からの散乱光を分光し、その分光スペクトルのうち
励起光の波長からの波長シフトが800〜920cm-1
に存在するラマン散乱のピークを用いて定量測定を行な
う。
According to the present invention, a sample solution contained in a cell is irradiated with excitation light of a single wavelength, and scattered light from the sample solution is dispersed. Wavelength shift from wavelength is 800 ~ 920cm -1
Quantitative measurement is carried out using the Raman scattering peaks present in.

【0011】過酸化水素にコヒーレント光を入射すると
き、古典的に言えば、過酸化水素内部が振動することに
よって分極し、特定の角振動が起こり、その振動による
スペクトルが得られる。このことは量子論的にはコヒー
レント光を過酸化水素分子に照射するとき、光量子を保
持した特定の分子のうちの少部分が保持した光量子を放
出した後も元の準位に戻らず電子の基底状態の異なった
振動準位に落ちることによって過酸化水素特有の振動エ
ネルギーを放出する。つまり、振動励起状態が光子のエ
ネルギー振動によって変化することによるか、又は振動
励起状態が隣の過酸化水素分子の振動状態を変化させる
ことにより発生する過酸化水素の特定スペクトルを分光
することによって、過酸化水素の定性及び定量を行な
う。
[0011] When coherent light is incident on hydrogen peroxide, classically speaking, the inside of hydrogen peroxide is polarized by vibrating to cause a specific angular vibration, and a spectrum due to the vibration is obtained. This means that when coherent light is applied to hydrogen peroxide molecules in quantum theory, it does not return to the original level even after releasing the photons held by a small part of the specific molecules holding the photons. The vibrational energy peculiar to hydrogen peroxide is released by dropping to different vibrational levels in the ground state. That is, by vibrating excited state is changed by energy vibration of photons, or by vibrating excited state by dispersing a specific spectrum of hydrogen peroxide generated by changing the vibrating state of the adjacent hydrogen peroxide molecule, Perform qualitative and quantitative determination of hydrogen peroxide.

【0012】この方法は全ての種類の電磁波の形をした
放射エネルギー光(特に各種レーザ光などのコヒーレン
ト光)によって過酸化水素の分子に光エネルギーを照射
し、その散乱光を分光することによって特性波長のピー
クを定量し、過酸化水素の定量を行なう。この方法によ
る過酸化水素の分光スペクトルは波長シフト(ラマン散
乱のシフト波数)にして800〜920cm-1に存在す
ることが見出された。本発明の方法ではそのピークを利
用して過酸化水素を定量する。
This method is characterized by irradiating molecules of hydrogen peroxide with light energy by radiant energy light in the form of all kinds of electromagnetic waves (especially coherent light such as various laser lights), and dispersing the scattered light. The peak of the wavelength is quantified and the hydrogen peroxide is quantified. It was found that the spectral spectrum of hydrogen peroxide by this method exists at 800 to 920 cm −1 in terms of wavelength shift (Raman scattering shift wave number). In the method of the present invention, the peak is used to quantify hydrogen peroxide.

【0013】本発明の方法の新規かつ有用な点は、過酸
化水素分子を直接定量できる点であり、従来の方法のよ
うに過酸化水素の還元力や酸化力を用いて発光物質を反
応させるという二次的操作が加わっていないため、反応
誤差が伴わない。
A novel and useful point of the method of the present invention is that hydrogen peroxide molecules can be directly quantified, and a luminescent substance is reacted using the reducing power or oxidizing power of hydrogen peroxide as in the conventional method. No secondary operation is added, so there is no reaction error.

【0014】この方法を実施するための測定装置は、内
面が反射面となった積分球状のセルホルダと、試料溶液
を収容する部分が前記セルホルダにはめ込まれる球状に
形成されたセルと、セルホルダ内のセル中の試料溶液に
単一波長の励起光を照射する光源部と、セルホルダ内の
セル中の試料溶液による励起光の散乱光を受光し分光し
て過酸化水素のラマン散乱光強度を検出する分光及び検
出部とを備えている。セルを球状とし、そのセルを、内
面が反射面となった積分球状のセルホルダに嵌め込むこ
とにより、励起光がセル内で多重反射を起こし、ラマン
散乱を増強することができる。
The measuring apparatus for carrying out this method is an integrating spherical cell holder having an inner surface serving as a reflecting surface, a spherical cell in which a portion containing a sample solution is fitted in the cell holder, and a cell holder in the cell holder. The light source section that irradiates the sample solution in the cell with excitation light of a single wavelength and the scattered light of the excitation light by the sample solution in the cell inside the cell holder are received and dispersed to detect the Raman scattered light intensity of hydrogen peroxide. It has a spectroscopic and detection unit. By making the cell spherical and fitting the cell into an integrating spherical cell holder whose inner surface is a reflecting surface, the excitation light undergoes multiple reflection in the cell, and Raman scattering can be enhanced.

【0015】本発明の方法は、すでに過酸化水素を含ん
でいる水溶液試料の測定のみでなく、過酸化水素を発生
したり又は分解する酵素反応のような反応系をモニタす
るためにも利用することができる。すなわち、そこでは
種々の酸化酵素と生体成分や代謝成分との特異反応によ
って生成する過酸化水素を本発明の方法により測定す
る。物質(S)あるいは生成物(P)の量を、酵素
(E)を用いて反応させて生成する過酸化水素の量から
測定する場合を次式に示す。
The method of the present invention is used not only for measuring an aqueous solution sample that already contains hydrogen peroxide, but also for monitoring a reaction system such as an enzymatic reaction that produces or decomposes hydrogen peroxide. be able to. That is, there, the hydrogen peroxide produced by the specific reaction of various oxidases with biological components and metabolic components is measured by the method of the present invention. The following formula shows the case where the amount of the substance (S) or the product (P) is measured from the amount of hydrogen peroxide produced by the reaction with the enzyme (E).

【0016】そのような物質(S)と酵素(E)の組合
せの例としては、グルコース/グルコースオキシダー
ゼ、コレステロール/コレステロールオキシダーゼ、尿
素/ウリカーゼ、ピルビン酸/ビルビン酸オキシダー
ゼ、ヘキソース/ピラノースオキシダーゼなどのオキシ
ダーゼ類などがあげられるが、過酸化水素を産生する酵
素反応であればこの限りではない。
Examples of combinations of such substances (S) and enzymes (E) include glucose / glucose oxidase, cholesterol / cholesterol oxidase, urea / uricase, pyruvate / bilbate oxidase, hexose / pyranose oxidase and other oxidases. Examples thereof include, but are not limited to, as long as they are enzymatic reactions that produce hydrogen peroxide.

【0017】さらに、過酸化水素と特異的に反応し分解
する酵素を用いて反応させ、過酸化水素を本発明の方法
により測定することにより、減少した過酸化水素量から
酵素活性を測定することもできる。この場合の反応式を
次式に示した。 ここで用いられる酵素はペルオキシダーゼ、カタラーゼ
などの脱水素酵素類などがあげられるが、他の酵素が関
与する反応であっても過酸化水素との共役反応であれば
本発明を適用することができる。
Further, the enzyme activity is measured from the reduced amount of hydrogen peroxide by reacting with an enzyme which specifically reacts with hydrogen peroxide and decomposes, and measuring hydrogen peroxide by the method of the present invention. You can also The reaction formula in this case is shown in the following formula. Examples of the enzyme used here include dehydrogenases such as peroxidase and catalase. However, the present invention can be applied to reactions involving other enzymes as long as they are coupled reactions with hydrogen peroxide. .

【0018】また、測定物質にペルオキシダーゼ、カタ
ラーゼなど、過酸化水素との反応性を有する化合物をラ
ベル化してから、一定量の過酸化水素と反応させ、過酸
化水素の減少量から測定物質量を推定することもでき
る。例えば抗体の量を測定する場合、ペルオキシダーゼ
でラベル化したanti抗体を反応させ、B/F分離
後、過酸化水素と反応させて、過酸化水素の減少量を算
出する。ラベル化を行なうのは抗原/抗体や、抗体/a
nti−抗体の組合せのうち、どちらか一方でよい。抗
原抗体反応は当業者にはよく知られており、抗原抗体反
応を行なわせる方法を限定するものではない。
Further, after labeling the measurement substance with a compound having reactivity with hydrogen peroxide, such as peroxidase or catalase, it is reacted with a certain amount of hydrogen peroxide, and the amount of the measurement substance is determined from the decrease amount of hydrogen peroxide. It can also be estimated. For example, in the case of measuring the amount of antibody, an anti-antibody labeled with peroxidase is reacted, and after B / F separation, it is reacted with hydrogen peroxide to calculate the decrease amount of hydrogen peroxide. Labeling is done by antigen / antibody or antibody / a
Either one of the nti-antibody combinations may be used. The antigen-antibody reaction is well known to those skilled in the art, and the method for carrying out the antigen-antibody reaction is not limited.

【0019】[0019]

【実施例】図1に本発明で過酸化水素を定量する測定装
置の一実施例を示す。1はラマン散乱光を測定するため
の励起光源であり、レーザ装置が用いられる。レーザ装
置としては、連続発振をするArイオンレーザ、Krイ
オンレーザ、He−Neレーザ、又はHe−Cdレーザ
などや、Nd:YAGレーザなどのパルスレーザなどを
用いることができ、近紫外域から近赤外域に渡る広い波
長範囲のレーザから選択して利用することができる。レ
ーザ装置の発振線のみを励起光として利用するときは、
自然放出線を遮蔽するためにレーザ装置と干渉フィルタ
や分光器を組み合わせて使用すればよい。しかし、自然
放出線も同時に照射してスペクトルの波長校正を行なう
こともある。
FIG. 1 shows an embodiment of a measuring device for quantifying hydrogen peroxide according to the present invention. Reference numeral 1 denotes an excitation light source for measuring Raman scattered light, which uses a laser device. As the laser device, a continuous wave Ar ion laser, a Kr ion laser, a He-Ne laser, a He-Cd laser, or a pulsed laser such as an Nd: YAG laser can be used. It is possible to select and use from a laser having a wide wavelength range over the infrared region. When using only the oscillation line of the laser device as excitation light,
A laser device may be used in combination with an interference filter or a spectroscope to shield spontaneous emission lines. However, the spontaneous emission ray may be irradiated at the same time to calibrate the wavelength of the spectrum.

【0020】光源1から発生した励起光はビームスプリ
ッタを含む光路調整光学系2によって測定光10sと対
照光10rに分離され、測定光10sはセル3中の試料
に照射される。試料から発生したラマン散乱光は、光束
を調整するための散乱光光路調整光学系4及び散乱光か
ら励起光成分を除去するフィルタなどの分光装置5を経
て分光器を含む分光検出器6により検出される。
The excitation light generated from the light source 1 is separated into the measurement light 10s and the reference light 10r by the optical path adjusting optical system 2 including the beam splitter, and the measurement light 10s is applied to the sample in the cell 3. Raman scattered light generated from the sample is detected by a spectroscopic detector 6 including a spectroscope after passing through a scattered light optical path adjusting optical system 4 for adjusting a light flux and a spectroscopic device 5 such as a filter for removing an excitation light component from the scattered light. To be done.

【0021】一方、励起光強度の変動を補正するため
に、対照光10rは測定光側の分光装置5と同じ特性の
フィルタなどの分光装置と光路を調整するための光学系
を含む分光光学系9を経て分光検出器6で検出される。
コントローラ装置7は分光検出器6の分光器の動作を制
御し、分光検出器6によるラマン散乱光検出値を光源強
度を示す対照光検出値で補正してラマンスペクトルを
得、過酸化水素の定量を行なう。8はプリンタやCRT
などの出力装置である。
On the other hand, in order to correct the fluctuation of the excitation light intensity, the reference light 10r is a spectroscopic optical system including a spectroscopic device such as a filter having the same characteristics as the spectroscopic device 5 on the measurement light side and an optical system for adjusting the optical path. It is detected by the spectroscopic detector 6 via 9.
The controller device 7 controls the operation of the spectroscope of the spectroscopic detector 6, corrects the Raman scattered light detection value by the spectroscopic detector 6 with the reference light detection value indicating the light source intensity, obtains a Raman spectrum, and quantifies hydrogen peroxide. Do. 8 is a printer or CRT
Is an output device such as.

【0022】図2(A),(B)にそれぞれセル3部分
の例を示す。(A)では、セル3はガラス、石英又はポ
リエチレンテレフタラートなどの透明な材料により作ら
れた丸底フラスコ状のセルであり、試料溶液が入れられ
る。そのセル3は積分球状のセルホルダ10aに嵌め込
まれている。セルホルダ10aはその内面が反射面とな
っているとともに、励起光源からの励起光が入射し、そ
の入射方向と180°の方向に散乱光を取り出すための
窓が開けられている。励起光12はミラー14で折り曲
げられてセルホルダ10aの窓からセル3に入射する。
16はセルホルダ10aの窓から出射した散乱光を集光
させる集光レンズである。セル3内の試料溶液に照射さ
れた励起光は、セルホルダ10aの内面で反射を繰り返
し、ラマン散乱を伴ってセルホルダ10aの窓から取り
出され、分光検出器方向へ導かれる。
2A and 2B show examples of the cell 3 portion, respectively. In (A), the cell 3 is a round-bottomed flask-shaped cell made of a transparent material such as glass, quartz, or polyethylene terephthalate, in which the sample solution is placed. The cell 3 is fitted in a cell holder 10a having an integrating spherical shape. The cell holder 10a has a reflecting surface on the inner surface thereof, and is provided with a window through which the excitation light from the excitation light source is incident and the scattered light is extracted in a direction 180 ° from the incident direction. The excitation light 12 is bent by the mirror 14 and enters the cell 3 through the window of the cell holder 10a.
Reference numeral 16 is a condenser lens for condensing scattered light emitted from the window of the cell holder 10a. The excitation light applied to the sample solution in the cell 3 is repeatedly reflected on the inner surface of the cell holder 10a, is extracted from the window of the cell holder 10a with Raman scattering, and is guided toward the spectroscopic detector.

【0023】(B)は励起光の入射方向に対し90°方
向に散乱光を取り出すようにセルホルダ10bに窓を開
けた例である。セル3は内面が反射面となった積分球状
のセルホルダ10bに嵌め込まれ、セルホルダ10bに
はy方向から励起光12を入射させる窓と、その入射方
向と90°をなすx方向に散乱光18を取り出す窓が開
けられている。
(B) is an example in which a window is opened in the cell holder 10b so as to extract scattered light in a direction of 90 ° with respect to the incident direction of the excitation light. The cell 3 is fitted into an integrating spherical cell holder 10b having an inner surface serving as a reflecting surface, and the cell holder 10b is provided with a window for allowing the excitation light 12 to enter from the y direction and a scattered light 18 in the x direction forming 90 ° with the incident direction. The window to take out is open.

【0024】図1に戻って説明を続けると、セル3から
取り出された散乱光は光学系4で集光され、分光装置5
で励起光成分が除去され、ラマン散乱光が分光検出器6
で分光され検出される。分光検出器6では対照光の強度
で信号が補正され、増幅処理がなされた後、コントロー
ラ装置7に信号が取り込まれて過酸化水素のピーク検出
のための演算処理がなされ、数値演算などの処理が行な
われて、過酸化水素の特性ピークの同定と定量がなされ
る。
Returning to FIG. 1 and continuing the description, the scattered light extracted from the cell 3 is condensed by the optical system 4, and the spectroscopic device 5
The excitation light component is removed by and the Raman scattered light is converted into the spectroscopic detector 6
Is detected and dispersed. In the spectroscopic detector 6, the signal is corrected by the intensity of the reference light, and after amplification processing is performed, the signal is taken into the controller device 7 and arithmetic processing for peak detection of hydrogen peroxide is performed, and processing such as numerical calculation is performed. Is performed to identify and quantify the characteristic peaks of hydrogen peroxide.

【0025】図1の測定装置で、励起光源1として出力
100mWのアルゴンレーザを備え、その514.5n
m発振線を使用し、セルには図2(B)のセルを用い、
分光検出器6としてペルツェ型CCD検出素子を備えた
紫外・可視分光光度計を用いて測定を行なった例を説明
する。
The measuring apparatus of FIG. 1 is equipped with an argon laser having an output of 100 mW as the excitation light source 1, and its output is 514.5n.
m oscillation line is used, and the cell of FIG.
An example of measurement using an ultraviolet / visible spectrophotometer equipped with a Pelze-type CCD detection element as the spectral detector 6 will be described.

【0026】(検量線の作成)30%の標準過酸化水素
試薬(三徳化学工業 Lot 3018930428)を蒸留水で希釈
し、15%、10%、5%、3%、1%、0.5%のそ
れぞれの過酸化水素標準試料を作成し、それらの標準試
料と水のラマン散乱光を測定した。その結果のラマンス
ペクトルを図3に示す。図3のラマンスペクトルは各標
準試料のスペクトルから蒸留水のスペクトルをバックグ
ラウンドとして差し引いて示したものである。励起光波
長の位置から878.8cm-1シフトした位置にピーク
が観測される。図4は図3に示されるラマンシフト87
8.8cm-1のピーク強度を縦軸にとり、濃度を横軸に
とって作成した過酸化水素検量線を示したものである。
(Preparation of calibration curve) 30% standard hydrogen peroxide reagent (Santoku Chemical Industry Lot 3018930428) was diluted with distilled water to obtain 15%, 10%, 5%, 3%, 1%, 0.5%. Hydrogen peroxide standard samples were prepared, and Raman scattered light of these standard samples and water was measured. The Raman spectrum of the result is shown in FIG. The Raman spectrum of FIG. 3 is obtained by subtracting the spectrum of distilled water from the spectrum of each standard sample as the background. A peak is observed at a position shifted by 878.8 cm -1 from the position of the excitation light wavelength. FIG. 4 shows the Raman shift 87 shown in FIG.
The vertical axis represents the peak intensity at 8.8 cm −1 , and the horizontal axis represents the concentration.

【0027】(試料測定)次に、この検量線を用いて市
販の過酸化水素水を定量した例を次に示す。 (1)市販コンタクトレンズ洗浄液の測定:検量線作成
用の測定時と同様にして、市販コンタクトレンズ洗浄液
(コンセプトF(商品名):輸入元;バーンズハインド
株式会社)(表示された濃度から2.98%と算出され
る)を測定して、図5のラマンスペクトルを得た。この
ラマンスペクトルは試料のスペクトルから蒸留水のスペ
クトルをバックグラウンドとして差し引いて示したもの
である。このスペクトルのラマンシフト波数878.8
cm-1のピーク強度を図4の検量線に当て嵌めて図示し
たのが図6であり、その結果を基に過酸化水素濃度を推
定すると、3.13%となった。
(Sample Measurement) Next, an example of quantifying commercially available hydrogen peroxide solution using this calibration curve is shown below. (1) Measurement of commercially available contact lens cleaning liquid: Commercial contact lens cleaning liquid (Concept F (trade name): Import source; Burns Hind Co., Ltd.) (from the indicated concentration to 2. (Calculated as 98%) was obtained to obtain the Raman spectrum of FIG. This Raman spectrum is shown by subtracting the spectrum of distilled water as the background from the spectrum of the sample. Raman shift wavenumber of this spectrum 878.8
FIG. 6 shows the peak intensity of cm −1 fitted to the calibration curve of FIG. 4, and the hydrogen peroxide concentration was estimated to be 3.13% based on the results.

【0028】(2)市販オキシドール消毒液の測定:検
量線作成用の測定時と同様にして、市販オキシドール消
毒液(株式会社フヂミ製薬所の製品、3W/V%と表示
されている)測定して図7のラマンスペクトルを得た。
このラマンスペクトルも試料のスペクトルから蒸留水の
スペクトルをバックグラウンドとして差し引いて示した
ものである。このスペクトルのラマンシフト波数87
8.8cm-1のピーク強度を図4の検量線に当て嵌めて
図示したのが図8であり、その結果を基に過酸化水素濃
度を推定すると、3.04%となった。このように、過
酸化水素を含む試料溶液のラマンシフト波数800〜9
20cm-1のピークを用いて過酸化水素の定量を行なう
ことができる。
(2) Measurement of a commercially available oxidol disinfectant: A commercially available oxidol disinfectant (a product of Fujimi Pharmaceutical Co., Ltd., labeled as 3 W / V%) was measured in the same manner as the measurement for preparing the calibration curve The Raman spectrum of FIG. 7 was obtained.
This Raman spectrum is also shown by subtracting the spectrum of distilled water from the spectrum of the sample as the background. Raman shift of this spectrum 87
FIG. 8 shows the peak intensity at 8.8 cm −1 applied to the calibration curve of FIG. 4, and the hydrogen peroxide concentration was estimated to be 3.04% based on the results. In this way, the Raman shift wave number of the sample solution containing hydrogen peroxide is from 800 to 9
The peak at 20 cm -1 can be used to quantify hydrogen peroxide.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明では試料溶液に対し励起光を照射
し、そのラマン散乱光を検出してラマンシフト波数80
0〜920cm-1のピークを検出し、そのピーク強度を
元に過酸化水素濃度を定量することができるので、過酸
化水素を直接定量することができ、従来のように過酸化
水素の還元力や酸化力を用いて発光物質を反応させるな
どの二次的な操作が不要になり、それだけ反応にともな
う誤差が少なくなる。酵素反応では過酸化水素を発生す
るものが多い。従来は発色剤を用いて酵素反応をモニタ
しているが、本発明の方法を用いると発色剤を使用する
ことなく酵素反応を直接にモニタすることができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY In the present invention, the sample solution is irradiated with excitation light and the Raman scattered light is detected to detect Raman shift wavenumber of 80.
Since the peak of 0 to 920 cm -1 is detected and the concentration of hydrogen peroxide can be quantified based on the peak intensity, hydrogen peroxide can be directly quantified and the reducing power of hydrogen peroxide can be reduced as in the conventional case. The secondary operation such as reacting the luminescent substance with the use of oxidative power or oxidizing becomes unnecessary, and the error due to the reaction is reduced accordingly. Most of the enzyme reactions generate hydrogen peroxide. Conventionally, a color former is used to monitor the enzymatic reaction, but the method of the present invention allows the enzyme reaction to be directly monitored without using the color former.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明での過酸化水素定量装置を概略的に示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a hydrogen peroxide quantification device according to the present invention.

【図2】同装置におけるセル部分を示す断面図であり、
(A)は180°増強散乱を取り出す例、(B)は90
°増強散乱を取り出す例である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cell portion of the device,
(A) is an example of extracting 180 ° enhanced scattering, (B) is 90
° This is an example of extracting enhanced scattering.

【図3】過酸化水素濃度を0から30%にわたって変化
させた標準試料を用いて測定したラマンスペクトルを示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a Raman spectrum measured using a standard sample in which the hydrogen peroxide concentration was changed from 0 to 30%.

【図4】図3のピークを用いて作成した過酸化水素検量
線を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a hydrogen peroxide calibration curve prepared using the peaks in FIG.

【図5】市販コンタクトレンズ洗浄液のラマンスペクト
ルを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a Raman spectrum of a commercially available contact lens cleaning liquid.

【図6】図5の結果を図4の検量線にあてはめた例を示
す図である。
6 is a diagram showing an example in which the results of FIG. 5 are fitted to the calibration curve of FIG.

【図7】市販オキシドール消毒液のラマンスペクトルを
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a Raman spectrum of a commercially available oxide disinfectant solution.

【図8】図7の結果を図4の検量線にあてはめた例を示
す図である。
8 is a diagram showing an example in which the results of FIG. 7 are applied to the calibration curve of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 励起光源 3 セル 6 分光検出器 7 コントローラ装置 10a,10b セルホルダ 12 励起光 18 ラマン散乱光 1 Excitation Light Source 3 Cell 6 Spectral Detector 7 Controller Device 10a, 10b Cell Holder 12 Excitation Light 18 Raman Scattered Light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竇 暁鳴 京都府京都市南区東九条西明田町57番地 株式会社京都第一科学内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akira Aki 57 57 Higashikujo Nishi-Ameracho, Minami-ku, Kyoto-shi, Kyoto Prefecture Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セルに入れられた試料溶液に単一波長の
励起光を照射し、その試料溶液からの散乱光を分光し、
その分光スペクトルのうち励起光の波長からの波長シフ
トが800〜920cm-1に存在するラマン散乱のピー
クを用いて定量測定を行なうことを特徴とする過酸化水
素の定量方法。
1. A sample solution contained in a cell is irradiated with excitation light of a single wavelength, and scattered light from the sample solution is dispersed,
A method for quantifying hydrogen peroxide, which comprises performing a quantitative measurement by using a Raman scattering peak existing in a wavelength shift of 800 to 920 cm −1 from the wavelength of excitation light in the spectrum.
【請求項2】 内面が反射面となった積分球状のセルホ
ルダと、 試料溶液を収容する部分が前記セルホルダに嵌め込まれ
る球状に形成されたセルと、 前記セルホルダ内のセル中の試料溶液に単一波長の励起
光を照射する光源部と、 前記セルホルダ内のセル中の試料溶液による励起光の散
乱光を受光し分光して過酸化水素のラマン散乱光強度を
検出する分光及び検出部と、を備えたことを特徴とする
過酸化水素の定量装置。
2. An integral spherical cell holder having an inner surface as a reflecting surface, a spherical cell in which a portion containing a sample solution is fitted in the cell holder, and a single sample solution in the cell in the cell holder. A light source section for irradiating excitation light of a wavelength, and a spectroscopic and detection section for detecting the Raman scattered light intensity of hydrogen peroxide by receiving and dispersing scattered light of the excitation light by the sample solution in the cell in the cell holder, An apparatus for quantifying hydrogen peroxide, which is characterized in that it is provided.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008051742A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Kao Corp Measurement method for liquid retention amount of protein fiber

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