特許 6408449 濃度分析方法及び濃度分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6408449

(24)【登録日】2018年9月28日

(45)【発行日】2018年10月17日

(54)【発明の名称】濃度分析方法及び濃度分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/27 20060101AFI20181004BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/27 Z

【請求項の数】3

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-202354(P2015-202354)

(22)【出願日】2015年10月13日

(65)【公開番号】特開2017-75809(P2017-75809A)

(43)【公開日】2017年4月20日

【審査請求日】2017年5月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】595111538

【氏名又は名称】株式会社共立理化学研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100081271

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 芳春

(74)【代理人】

【識別番号】100162189

【弁理士】

【氏名又は名称】堀越 真弓

(72)【発明者】

【氏名】奥村 浩

(72)【発明者】

【氏名】原 知里

(72)【発明者】

【氏名】永井 孝

(72)【発明者】

【氏名】岡内 俊太郎

【審査官】 立澤 正樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２０９０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０８５０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１７８６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１９３４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０５０８８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７−２１／６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性を有する樹脂チューブ内に分析対象物の発色試薬が封入された簡易分析具を用いて、試料液中の分析対象物の濃度を吸光度により定量する濃度分析装置であって、
前記試料液が収容された前記樹脂チューブに対し、第１の波長及び第２の波長の光を照射する光源と、
前記試料液が収容された前記樹脂チューブを支持すると共に、該樹脂チューブの試料液が収容されている部分を通過する光の光路長が一定となるように、該樹脂チューブの胴部の少なくとも一部を押圧する押圧手段を有するチューブホルダと、
前記第１の波長及び第２の波長の光をそれぞれ前記樹脂チューブの試料液が収容されている部分に照射したときの第１の吸光度と第２の吸光度を測定する吸光度測定手段と、
前記第１の吸光度と前記第２の吸光度との差分値を算出する差分値演算手段と、
前記差分値を、前記分析対象物の濃度が異なる複数の標準溶液について予め測定して得られた前記第１の吸光度と前記第２の吸光度の差分値に基づく検量線と照合して分析対象物の濃度を演算する濃度演算手段とを備え、
前記チューブホルダは上面が開口した四角柱として形成され、前記押圧手段は前記チューブホルダを形成する４つの柱側面のうち、前記光源からの光が入射し、通過する方向の対向する２面の内壁にそれぞれ形成された凸部から構成されており、前記凸部の上側部分には谷型のテーパ状に形成されたガイド面が設けられていることを特徴とする濃度分析装置。

【請求項2】

前記第１の波長が分析対象物の吸収帯範囲内のいずれかの波長であり、前記第２の波長が分析対象物の吸収帯範囲外の波長であることを特徴とする請求項１に記載の濃度分析装置。

【請求項3】

可撓性を有する樹脂チューブ内に分析対象物の発色試薬が封入された簡易分析具を用いて、試料液中の分析対象物の濃度を吸光度により定量する濃度分析方法であって、
（ａ）前記樹脂チューブ内に、空気部分が残存するように試料液を収容する工程と、
（ｂ）前記樹脂チューブの胴部の前記試料液が収容されている部分の少なくとも一部及び前記空気部分の少なくとも一部を押圧手段により押圧し、前記樹脂チューブを通過する光の光路長を一定とする工程と、
（ｃ）前記樹脂チューブの光路長を一定とした前記試料液が収容されている部分に光を通過させて試料液部分の吸光度を測定すると共に、前記樹脂チューブの光路長を一定とした前記空気部分に光を通過させて空気部分の吸光度を測定する工程と、
（ｄ）前記試料液部分の吸光度と前記空気部分の吸光度との差分値を算出する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程で得られた差分値と、前記分析対象物の濃度が異なる複数の標準溶液を前記試料液の代わりに用いて前記（ａ）〜（ｄ）工程をそれぞれ行って得られた、前記分析対象物の濃度と各濃度における差分値に基づく検量線とを照合して前記試料液中の分析対象物の濃度を求める工程と、を備えることを特徴とする濃度分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分析対象液中に含まれる物質の濃度を吸光度により測定する濃度分析方法及びその方法に用いる装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現場での迅速な水質測定に適した簡易分析具として、本出願人は特許文献１に記載の簡易分析具（パックテスト：登録商標）を開発し、高い評価を得ている。このパックテストとは、本明細書の図２及び図３に示すように、合成樹脂で形成されたチューブ１０内に分析対象物質に反応して発色するように調合された発色試薬１１が密封された簡易分析具１である。使用時には、チューブ端の耳部１５に挟み込まれた栓部材１２を引き抜くことで内部との貫通穴１３を形成し、指２０でチューブ１０を押しつぶして中の空気２１を押し出し、分析対象液２２をスポイトのように吸い込む。吸い込んだ分析対象液２２は発色試薬１１と化学反応し発色する。この発色状態について、所定時間経過後に濃度毎に色分けされた標準色列と目視で比較し、最も近い色に対応する数値を読み取ることにより、分析対象液に含まれている分析対象物質の濃度が求められる。

【0003】

上述した簡易分析具を用いて試料液の濃度を得るにあたり、比色に用いる標準色列は段階的に選択された濃度に対応する標準色から構成されている。それゆえ、試料液の色合いが隣接する標準色と標準色との間（例えば、０．４ｐｐｍの標準色と１ｐｐｍの標準色との間）である旨認められる場合がある。このような場合には、その間の値を測定値とするところ、客観的な測定値を得たいという要望があった。また、目視での比色は個人差があり、比色時の光源の種類や状態が色の見え方に影響を及ぼすこともあるため、目視での比色によらずに測定値を得たいという要望があった。

【0004】

そこで、本出願人は、上述した簡易分析具の樹脂チューブ内で発色した分析対象液をセルに移し、ハンディタイプの吸光光度計でセル内の分析対象液の吸光度を測定して濃度を求める装置を開発し、製造販売している（非特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４１２５６０３号

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】”デジタルパックテスト”、[online]、株式会社共立理化学研究所 ホームページ、［平成27年10月13日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://kyoritsu-lab.co.jp/seihin/list/dpm/index.html＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、非特許文献１に記載の装置を用いた測定においては、分析対象液を簡易分析具から別途セルに移すという工程が増えるため、手間がかかっていた。また、分析対象液をセルに移す際に発色試薬を含む分析対象液が外部環境にこぼれてしまったり、取扱者の手指に付着してしまうことがあった。

【0008】

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は、分析対象液を簡易分析具から取り出すことなく、簡単かつ安全に客観的な測定を行うことができる測定方法及び測定装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明の濃度分析方法は、可撓性を有する樹脂チューブ内に分析対象物の発色試薬が封入された簡易分析具を用いて、試料液中の分析対象物の濃度を吸光度により定量する濃度分析方法であって、（ａ）樹脂チューブ内に、試料液を収容する工程と、（ｂ）樹脂チューブの胴部の少なくとも一部を押圧手段により押圧し、樹脂チューブの試料液が収容されている部分を通過する光の光路長を一定とする工程と、（ｃ）樹脂チューブの光路長を一定とした試料液が収容されている部分に第１の波長の光を通過させて第１の吸光度を測定する工程と、（ｄ）樹脂チューブの光路長を一定とした試料液が収容されている部分に第２の波長の光を通過させて第２の吸光度を測定する工程と、（ｅ）第１の吸光度と第２の吸光度との差分値を算出する工程と、（ｆ）この（ｅ）工程で得られた差分値と、分析対象物の濃度が異なる複数の標準溶液を試料液の代わりに用いて、（ａ）〜（ｅ）工程をそれぞれ行って得られた、分析対象物の濃度と各濃度における差分値に基づく検量線とを照合して試料液中の分析対象物の濃度を求める工程とを備えている。

【0010】

簡易分析具の樹脂チューブ内に、分析対象物が含まれる試料液を収容すると、内部に封入されている発色試薬と分析対象物とが反応し、呈色反応が生じる。この樹脂チューブの胴部を押圧手段で押圧し、樹脂チューブ内の呈色した試料液の厚さ、すなわち樹脂チューブごと試料液を通過する光路長を一定の長さに調整する。樹脂チューブの光路長を一定とした部分に異なる第１の波長及び第２の波長を通過させ、これらの吸光度の差分値を得ることにより、分析対象物以外の成分、すなわち、樹脂チューブ材料や試料溶液中に存在する浮遊物質（ＳＳ）等に由来する値が除かれた値を得ることができる。この差分値は分析対象物の濃度に比例するため、上述の試料液に替えて既知濃度の複数の標準溶液について同様の工程で吸光度を測定してその差分値を求め、標準溶液の濃度とその差分値とから求められた直線状の検量線と照合させることにより、分析対象物の濃度が求められる。

【0011】

また、本発明の濃度分析方法は、第１の波長が分析対象物の吸収帯範囲内のいずれかの波長であり、第２の波長が分析対象物の吸収帯範囲外の波長であることも好ましい。第１の吸光度と第２の吸光度とから求められる差分値により、測定誤差が少なくなり、分析の精度が向上する。

【0012】

また、本発明の濃度分析方法は、さらに、分析対象物の濃度が異なる複数の標準溶液を試料液の代わりに用いて、（ａ）〜（ｅ）工程をそれぞれ行い、分析対象物の濃度と各濃度における差分値に基づく検量線を得る工程を備えることも好ましい。検量線を濃度測定の都度作成することにより、試料液と同じ条件で測定を行えるため、分析の精度が向上する。

【0013】

また、本発明の濃度分析装置は、可撓性を有する樹脂チューブ内に分析対象物の発色試薬が封入された簡易分析具を用いて、試料液中の分析対象物の濃度を吸光度により定量する濃度分析装置であって、試料液が収容された樹脂チューブに対し、第１の波長及び第２の波長の光を照射する光源と、試料液が収容された樹脂チューブを支持すると共に、樹脂チューブの試料液が収容されている部分を通過する光の光路長が一定となるように、樹脂チューブの胴部の少なくとも一部を押圧する押圧手段を有するチューブホルダと、第１の波長及び第２の波長の光をそれぞれ樹脂チューブの試料液が収容されている部分に照射したときの第１の吸光度と第２の吸光度を測定する吸光度測定手段と、第１の吸光度と前記第２の吸光度との差分値を算出する差分値演算手段と、差分値を、分析対象物の濃度が異なる複数の標準溶液について予め測定して得られた第１の吸光度と第２の吸光度の差分値に基づく検量線と照合して分析対象物の濃度を演算する濃度演算手段とを備えている。

【0014】

簡易分析具の樹脂チューブに、分析対象物を含有する試料液を入れると、内部に封入されている発色試薬と試料液中の分析対象物とが反応し、呈色反応が生じる。この樹脂チューブをチューブホルダにセットすると、樹脂チューブの胴部がチューブホルダに備えられている押圧手段で押圧され、呈色した試料液の厚さ、すなわち樹脂チューブごと試料液を通過する光路長が一定の長さに調整される。この樹脂チューブに光源から第１の波長及び第２の波長をそれぞれ照射すると、吸光度測定手段により第１の吸光度と第２の吸光度が得られる。次に差分値演算手段により、これらの吸光度の差分値が得られるが、この差分値は分析対象物以外の成分、すなわち、樹脂チューブ材料や試料液中に存在する浮遊物質（ＳＳ）等に由来する吸光度が除かれた値として得られる。この差分値は、分析対象物の標準溶液について予め測定して得られた第１の吸光度と第２の吸光度の差分値に基づく検量線と濃度演算手段により照合され、分析対象物の濃度が求められる。

【0015】

さらに、本発明の濃度分析装置は、第１の波長が分析対象物の吸収帯範囲内のいずれかの波長であり、前記第２の波長が分析対象物の吸収帯範囲外の波長であることも好ましい。第１の吸光度と第２の吸光度との差分値により、誤差が少なくなり、分析の精度が向上する。

【0016】

また、本発明の濃度分析方法は、可撓性を有する樹脂チューブ内に分析対象物の発色試薬が封入された簡易分析具を用いて、試料液中の分析対象物の濃度を吸光度により定量する濃度分析方法であって、（ａ）樹脂チューブ内に、空気部分が残存するように試料液を収容する工程と、（ｂ）樹脂チューブの胴部の試料液が収容されている部分の少なくとも一部及び空気部分の少なくとも一部を押圧手段により押圧し、樹脂チューブを通過する光の光路長を一定とする工程と、（ｃ）樹脂チューブの光路長を一定とした試料液が収容されている部分に光を通過させて試料液部分の吸光度を測定すると共に、樹脂チューブの光路長を一定とした空気部分に光を通過させて空気部分の吸光度を測定する工程と、（ｄ）試料液部分の吸光度と空気部分の吸光度との差分値を算出する工程と、（ｅ）この（ｄ）工程で得られた差分値と、分析対象物の濃度が異なる複数の標準溶液を試料液の代わりに用いて（ａ）〜（ｄ）工程をそれぞれ行って得られた、分析対象物の濃度と各濃度における差分値に基づく検量線とを照合して試料液中の分析対象物の濃度を求める工程とを備えている。

【0017】

簡易分析具の樹脂チューブ内に空気部分が残存するように、試料液を収容する。収容された試料液中に含まれている分析対象物と樹脂チューブに封入されている発色試薬とが反応し、呈色反応が生じる。この樹脂チューブの胴部を押圧手段で押圧し、呈色した試料液が収容されている部分の樹脂チューブの厚さと、何も収容されていない空気部分の厚さ、すなわち樹脂チューブごと試料液及び空気部分を通過する光路長を一定の長さに調整する。樹脂チューブの光路長を一定とした試料液部分及び空気部分に同じ波長の光を通過させ、これらの吸光度の差分値を得ることにより、分析対象物以外の成分に由来する値が除かれた値を得ることができる。この差分値は分析対象物の濃度に比例するため、上述の試料液に替えて既知濃度の複数の標準溶液について同様の工程で吸光度を測定してその差分値を求め、標準溶液の濃度とその差分値とから求められた直線状の検量線と照合させることにより、分析対象物の濃度が求められる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、以下のような優れた効果を有する濃度分析方法及び濃度分析装置を提供することができる。
（１）吸光度を測定するにあたり、分析対象液を簡易分析具から取り出す必要がないため、簡単かつ迅速、安全に分析を行うことができる。
（２）分析対象物の濃度を客観的な値として得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第一の実施形態に係る濃度分析方法を概略的に示すフローチャートである。

【図2】本発明で用いられる簡易分析具の例を示す図である。

【図3】図２に示す簡易分析具に分析対象液を収容する手順を示す説明図である。

【図4】第一の実施形態に係る濃度分析装置を概略的に示す図である。

【図5】図４に示す濃度分析装置のチューブホルダの構造を示す（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）図５（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、（Ｄ）図５（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図6】第二の実施形態に係る濃度分析装置を概略的に示す図である。

【図7】図６に示すチューブホルダの構造を示す（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）図７（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（Ｄ）図７（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。

【図8】第二の実施形態に係る濃度分析方法を概略的に示すフローチャートである。

【図9】第三の実施形態に係る濃度分析装置を概略的に示す図である。

【図10】図９に示すチューブホルダの構造を示す（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）図１０（Ａ）のＥ−Ｅ線断面図、（Ｄ）図１０（Ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。

【図11】比較例１における吸光度とチューブの個体差の例を示すグラフである。

【図12】比較例２における吸光度とチューブの個体差の例を示すグラフである。

【図13】実施例１における亜硝酸濃度と吸光スペクトルとの関係を示すグラフである。

【図14】実施例１における各測定波長における吸光度を示すグラフである。

【図15】実施例１における各測定波長の差分値から得られた検量線を示すグラフである。

【図16】実施例２におけるリン酸濃度と吸光スペクトルとの関係を示すグラフである。

【図17】実施例２における各測定波長の差分値から得られた検量線を示すグラフである。

【図18】実施例３における次亜塩素酸濃度と吸光スペクトルとの関係を示すグラフである。

【図19】実施例３における各測定波長の差分値から得られた検量線を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図１を参照し、本発明の第一の実施形態に係る濃度分析方法について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る濃度分析方法は、試料分析工程Ｓ１と検量線作成工程Ｓ２とから概略構成されている。このうち、試料分析工程Ｓ１は、試料液を簡易分析具内に収容する工程Ｓ１ａ、胴部を押圧して光路長を一定にする工程Ｓ１ｂ、第１の吸光度を測定する工程Ｓ１ｃ、第２の吸光度を測定する工程Ｓ１ｄ、第１及び第２の吸光度の差分値を算出する工程Ｓ１ｅ、差分値を検量線作成工程Ｓ２で得られた検量線と照合して対象物質濃度を求める工程Ｓ１ｆとから構成される。

【0021】

（試料液の収容）
まず、簡易分析具内に試料液を収容する工程Ｓ１ａについて説明する。図２及び図３に示すように、本発明で用いられる簡易分析具１は、可撓性を有する樹脂チューブ１０内に分析対象物の発色試薬１１が封入されて構成されている。本発明において用いられる簡易分析具１の樹脂チューブ１０は、簡易分析具１ごと分析対象液の吸光度を測定することができるよう、略透明な材料で形成されていることが好ましい。また、樹脂チューブ１０は、後述する押圧手段によって樹脂チューブ１０を外方から押圧して吸光度を測定する際の光路長を一定長さとすることができるよう、可撓性を有する樹脂材料で形成されており、一例として、ポリエチレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート等で形成されている。本実施形態にかかる樹脂チューブ１０には、チューブ上端の耳部１５にチューブの内外を貫通する栓部材１２が埋め込まれた状態で備えられており、この栓部材１２は樹脂チューブ１０から引抜くことができるように構成されている。この栓部材１２を引き抜いた跡には、通孔１３が形成され、試料液や標準溶液等の分析対象液を通孔１３を介して樹脂チューブ１０内に導入することができる。簡易分析具１としては、特に限定されないが、株式会社共立理化学研究所製品の「パックテスト（登録商標）」が好適に用いられる。

【0022】

上述の簡易分析具１に試料液２２を収容する際には、まず、図３に示すように、栓部材１２を指２０で引き抜き、通孔１３を形成する。続いて、指２０で樹脂チューブ１０を押圧して、樹脂チューブ内の空気２１を通孔１３から排出する。次に、通孔１３の部分を試料液２２に浸漬して指２０を離し、スポイトのようにして試料液２２を簡易分析具１の内部に吸入する。試料液２２を樹脂チューブ１０内に吸入した後、一度引き抜いた栓部材１２を通孔１３へ再び挿入することにより、試料液２２の漏出を防ぐことができる。試料液２２は、樹脂チューブ１０の胴部に光を照射して簡易分析具１ごと吸光度を測定する際に、光源からの照射光が通過するよう、少なくとも樹脂チューブ１０の容量の半分近くまで収容することが好ましい。簡易分析具１内に試料液２２が収容されると、発色試薬１１と試料液２２中の分析対象物とが反応して、分析対象物の濃度に応じた発色が生じる。

【0023】

（胴部押圧）
次に、簡易分析具の樹脂チューブの胴部を押圧して光路長を一定にする工程Ｓ１ｂについて説明する。本発明における簡易分析具１は、円筒状の樹脂チューブ１０から構成されているため軸断面が略円形状であるが、可撓性を有するため、その軸太さ方向に容易に弾性変形する。それゆえ、簡易分析具１の軸太さ、すなわち、光路長は、簡易分析具１の個体差や樹脂チューブ１０の内圧等により変化してしまう。よって、一例として図５に示すように、本工程Ｓ１ｂでは、樹脂チューブ１０の胴部を押圧手段５０で押圧して樹脂チューブ１０の軸太さを一定とし、発色試薬により呈色した試料液２２の厚さ、すなわち樹脂チューブの胴部を通過する照射光の光路長Ｄを一定の長さに調整する。具体的には、一例として図４及び図５に示す第一の実施形態に係る濃度分析装置では、押圧手段５０を備えたチューブホルダ５に、簡易分析具１を上側から挿しこみ、セットすることにより光路長Ｄが一定長さに調整される。この押圧手段５０は、チューブホルダ５において、入射光孔６ａ周辺の内壁と通過光孔６ｂ周辺の内壁において、各孔を除く部分に形成された凸部から構成されており、入射光孔６ａ周辺の内壁に形成された凸部と通過光孔６ｂ周辺の内壁に形成された凸部との間の空間の長さが光路長Ｄとなるように構成されている。このため、簡易分析具１をチューブホルダにセットすると、凸状の押圧手段５０が樹脂チューブ１０の胴部を両側から挟むように押圧し、樹脂チューブ１０の光路長Ｄが一定となる。樹脂チューブ１０を押圧する方向としては、図４〜図５に示すように、光が照射され、光が通過する方向に押圧するほか、光が通過しない方向（通過光に対向する面の方向）に押圧してもよい。また、上述した実施形態においては、樹脂チューブ１０をチューブホルダの対向する内壁に形成された凸部で挟むようにして押圧しているが、片方の内壁に形成された凸部のみで押圧して光路長Ｄを一定とすることも可能である。

【0024】

また、図６〜図７に示す第二の実施形態に係る濃度分析装置では、樹脂チューブ１０は、その胴部を前後から挟むようにして押圧する２枚の押圧壁５１０ａ等の押圧手段５１０を備えたチューブホルダ５１に固定することにより、押圧される。このチューブホルダ５１は、２枚の押圧壁５１０ａの間の空間の長さが光路長Ｄとなるように構成されている。２枚の押圧壁５１０ａには、光が通過する方向に光通過孔６１（入射光孔６１ａ及び通過光孔６１ｂ）がそれぞれ開けられているため、単色光Ｌ２は押圧された樹脂チューブ１０の胴部を一定の光路長Ｄで通過することができる。チューブホルダ５１への樹脂チューブ１０の固定は、押圧壁５１０ａの四隅に配置されている４つのスペーサー５１０ｂとこれを貫通する４つのねじ５１０ｃを用いて行われる。２枚の押圧壁５１０ａを貫通するねじ５１０ｃを緩め、樹脂チューブ１０を２枚の押圧壁５１０ａの間の空間に挿入した後、スペーサー５１０ｂの長さＤが２枚の押圧壁５１０ａの間の空間の長さとなるように、４つのねじ５１０ｃを締める。これにより、２枚の押圧壁５１０ａで樹脂チューブ１０の胴部が挟まれて押圧され、光が通過する方向の樹脂チューブ１０の胴部の軸太さが一定に調整される。

【0025】

なお、押圧手段は簡易分析具の樹脂チューブの胴部を押圧して光路長を一定にすることができる構成であればどのような構成でも採用することができ、上述した構成に限定されない。

【0026】

（第１の吸光度測定）
次に、第１の吸光度を測定する工程Ｓ１ｃ及び第２の吸光度を測定する工程Ｓ１ｄについて説明する。図４に示すように、簡易分析具１の樹脂チューブ１０の胴部を押圧手段５０で押圧して光路長Ｄを一定とした後、光路長を一定とした部分に分光器４を介した第１の波長の光を照射し、簡易分析具１の樹脂チューブ１０ごと収容している試料液２２の吸光度を光検出器７を用いて測定する。第１の吸光度を測定する際の第１の波長は、分析対象物の吸収帯範囲内のいずれかの波長、すなわち、分析対象物の吸収波長範囲内のいずれかの波長であればよいが、分析の精度を高めるため、発色試薬により呈色した分析対象物の極大吸収波長における吸光度（吸収極大）の９５％以上の値の吸光度が得られる波長であることが好ましく、極大吸収波長であることがより好ましい。

【0027】

（第２の吸光度測定）
次に、第２の吸光度を測定する工程Ｓ１ｄについて説明する。上述した第１の吸光度測定工程Ｓ１ｃと同様に、簡易分析具１の樹脂チューブ１０の胴部を押圧手段５０で押圧して光路長Ｄが一定となった樹脂チューブ１０に第２の波長の光を照射し、簡易分析具１の樹脂チューブ１０ごと収容している試料液２２の吸光度を光検出器７を用いて測定する。第２の吸光度を測定する際の第２の波長は、後述する第１及び第２の吸光度の差分値が得られれば、どのような波長を選択してもよいが、分析の精度を高めるため、発色試薬により呈色した分析対象物の極大吸収波長以外の波長であることが好ましく、吸収極大を有する吸収帯の裾（吸収端）における吸光度未満の値の吸光度が得られる波長、すなわち、非吸収波長であることがより好ましい。

【0028】

（差分値測定）
次に、第１及び第２の吸光度から差分値を算出する工程Ｓ１ｅについて説明する。この工程では、前述した工程により得られた第１の吸光度及び第２の吸光度の差分値を算出する。これにより、分析対象物以外の成分、すなわち、樹脂チューブ材料自体の濁り分や試料液中に存在する浮遊物質（ＳＳ）等に由来する吸光度を差し引いた値が得られ、分析精度が向上する。

【0029】

（検量線照合）
次に、差分値を検量線作成工程Ｓ２で得られた検量線と照合して対象物質濃度を求める工程Ｓ１ｆについて説明する。本工程においては、差分値測定工程Ｓ１ｅで得られた差分値を後述する検量線と照合することにより、試料液２２中の分析対象物質の濃度が得られる。

【0030】

（検量線作成工程）
検量線作成工程Ｓ２について説明する。検量線作成工程Ｓ２は、標準溶液を簡易分析具内に収容する工程Ｓ２ａ、胴部を押圧して光路長を一定にする工程Ｓ２ｂ、第１の吸光度を測定する工程Ｓ２ｃ、第２の吸光度を測定する工程Ｓ２ｄ、第１及び第２の吸光度の差分値を算出する工程Ｓ２ｅ及び標準溶液の差分値に基づく検量線作成工程Ｓ２ｆとから構成されている。このうち、標準溶液を簡易分析具内に収容する工程Ｓ２ａ、胴部を押圧して光路長を一定にする工程Ｓ２ｂ、第１の吸光度を測定する工程Ｓ２ｃ、第２の吸光度を測定する工程Ｓ２ｄ、第１及び第２の吸光度の差分値を算出する工程Ｓ２ｅについては、試料分析工程Ｓ１における試料液２２を複数の異なる濃度の標準溶液に替えることにより行われる。第１の吸光度及び第２の吸光度は、試料分析工程Ｓ１で採用された第１の波長及び第２の波長とそれぞれ同じ波長で測定され、濃度既知の分析対象物質の標準溶液について吸光度の差分値が求められる。検量線作成工程Ｓ２ｆでは、複数の異なる濃度の標準溶液について得られた差分値と分析対象物質の濃度との関係線を作成し、検量線を得る。

【0031】

次に図４及び図５を参照し、第一の実施形態に係る濃度分析装置１００について説明する。図４に示すように、本実施形態に係る濃度分析装置１００は、異なる波長の光を照射可能な光源３と、光源３からの光Ｌ１を単色光Ｌ２に分光する分光器４と、樹脂チューブ１０を支持するチューブホルダ５と、吸光度を測定する吸光度測定手段７と、異なる波長における吸光度の差分値を算出し、この差分値を分析対象物の標準溶液について予め測定して得られた検量線と照合して分析対象物の濃度を演算する演算手段８と、予め測定して得られた検量線のデータを格納するメモリ９とを概略備えている。

【0032】

光源３は、複数の任意の波長の光を照射できるものであればよいが、装置自体をコンパクトにすることができ、消費電力も小さくすることができる観点から、ＬＥＤ光源が好適に用いられる。そのうち、特に可視光域における分光分布が全体的に高く安定している観点から、演色性に優れたＬＥＤが好適に用いられる。光源３から照射された光Ｌ１は分光器４によって所定の単色光Ｌ２、すなわち、第１の波長の光又は第２の波長の光に分光される。図４に示すように、光源３から照射され、分光器４により分光された光Ｌ２は、チューブホルダ５に収容された簡易分析具１の樹脂チューブの１０の胴部を通過し、吸光度測定手段７により通過光Ｌ３の強度が測定される。

【0033】

チューブホルダ５は、簡易分析具１を支持し、樹脂チューブ１０の胴部を押圧する押圧手段５０を備えており、分光器４からの単色光Ｌ２を樹脂チューブ１０の所定の位置を通過させるように構成されている。図５に示すように、本実施形態のチューブホルダ５は、上面が開口した四角柱として形成されており、４つの柱側面のうち対向する２面に略円形の光通過孔６、すなわち、単色光Ｌ２が入射する入射光孔６ａ及び樹脂チューブ１０を通過した光が通過する通過光孔６ｂ、がそれぞれ配置されている。このチューブホルダ５は、簡易分析具１の樹脂チューブの胴部を押圧する押圧手段５０を備えているところ、この押圧手段５０で樹脂チューブ１０の胴部を押圧することにより、可撓性を備える樹脂チューブ１０の軸太さ、すなわち光路長Ｄを一定とすることができる。

【0034】

本実施形態では、押圧手段５０は入射光孔６ａ及び通過光孔６ｂを備える壁の内側に形成された凸部として構成されている。詳細には、図４及び図５に示すように、この押圧手段５０は、チューブホルダ５の入射光孔６ａ周辺の内壁と、通過光孔６ｂ周辺の内壁とにおいて、各孔を除く部分に形成された凸部から構成されており、入射光孔６ａ周辺の内壁に形成された凸部と通過光孔６ｂ周辺の内壁に形成された凸部との間の幅長さが光路長Ｄとなるように構成されている。押圧手段５０の凸部の高さは、樹脂チューブ１０を確実に押圧して光路長Ｄを一定とするため、各壁面について一定とすることが好ましいが、本実施形態に示すように、光路長Ｄに影響を及ぼさない範囲において、例えば、押圧手段５０の上側部分のみを谷型のテーパ状に形成してガイド面を形成し、簡易分析具１をチューブホルダ５内部に挿しこみやすい形状とすることも可能である。図５に示すように、簡易分析具１をチューブホルダに挿しこむと、押圧手段５０にて樹脂チューブ１０が両側から押圧され、樹脂チューブ１０の胴部の軸太さは図５（Ｃ）の側面視において光路長Ｄにまで細くなる。このように、押圧手段５０にて簡易分析具１の樹脂チューブ１０の胴部を押圧することにより、樹脂チューブの光路長Ｄが一定となり、簡易分析具１の個体差の影響が少なくなり、どの簡易分析具１を用いても同じ光路長Ｄで吸光度を測定することができる。また、このとき図５（Ｄ）に示すように、正面視においては、押圧手段５０で押圧されたために樹脂チューブ１０の軸太さは拡大しており、この拡大した軸部分の略中央部分に光が入射し通過する。このように、樹脂チューブ１０が押圧されることにより、光が入射する方向における軸太さが拡大されると、元来曲面状の樹脂チューブ１０の表面が入射部分及び通過部分において略平面状になり、入射及び通過する光の反射や散乱が低減されるため、より高い精度で吸光度を測定することができる。

【0035】

図４に示すように、チューブホルダ５の入射光孔６ａを介して樹脂チューブ１０の胴部を通過した光Ｌ３は、もう一方の通過光孔６ｂを介して吸光度測定手段７に到達する。吸光度測定手段７は主に光検出器であり、到達した光Ｌ３の光強度を光検出器７で測定することにより吸光度が求められる。

【0036】

簡易分析具１に収容された試料液２２について、第１の波長及び第２の波長における樹脂チューブ１０の胴部を通過した光Ｌ３の吸光度がそれぞれ光検出器７で測定されると、これらの吸光度の差分値が、光検出器７と接続されている演算手段８により算出される。次にこの差分値は、引き続き演算手段８により、分析対象物の標準溶液について予め測定して得られた検量線と照合され、分析対象物の濃度が求められる。演算手段８にはメモリ９が接続されており、このメモリには演算手段８での処理データのほか、検量線データを格納することができる。

【0037】

次に、図６及び図７を参照し、第二の実施形態に係る濃度分析装置２００について説明する。本発明の第二の実施形態に係る濃度分析装置２００は、チューブホルダ５１の構成が異なるほかは、第一の実施形態に係る装置１００と同様の構成を有している。なお、本実施形態において、第一の実施形態に係る装置１００と同じ構成については、同じ参照符号を使用して説明する。すなわち、図６に示すように、本実施形態に係る濃度分析装置２００は、異なる波長の光を照射可能な光源３と、光源３からの光Ｌ１を単色光Ｌ２に分光する分光器４と、樹脂チューブ１０を支持するチューブホルダ５１と、吸光度を測定する吸光度測定手段７と、異なる波長における吸光度の差分値を算出し、この差分値を分析対象物の標準溶液について予め測定して得られた検量線と照合して分析対象物の濃度を演算する演算手段８と、予め測定して得られた検量線のデータを格納するメモリ９とを概略備えている。

【0038】

チューブホルダ５１は、簡易分析具１を支持しつつ樹脂チューブ１０の胴部を押圧する押圧手段５１０を備えており、分光器４からの単色光Ｌ２が樹脂チューブ１０の押圧された部分を通過するように構成されている。図６及び図７に示すように、本実施形態のチューブホルダ５１は、水平に配置されたベース台５１１上に垂直に２枚の押圧壁５１０ａが対向して配置された構造より概略構成されている。本実施形態では、２枚の押圧壁５１０ａのうちの１枚の押圧壁５１０ａとベース台５１１とが固定されている。２枚の押圧壁５１０ａの間には円筒状のスペーサー５１０ｂが四隅に配置されており、スペーサー５１０ｂの長さが２枚の押圧壁５１０ａで挟まれた空間の距離Ｄになるように構成されている。このスペーサー５１０ｂは中空状に形成されており、押圧壁５１０ａの四隅に設けられたねじ穴及びスペーサー５１０ｂの内部を貫通するねじ５１０ｃにより調整自在に固定されている。このように、１枚目の押圧壁５１０ａ、スペーサー５１０ｂ及び２枚目の押圧壁５１０ａを貫通して取り付けられたねじ５１０ｃにより押圧手段５１０が構成されている。これらの押圧手段５１０で樹脂チューブ１０の胴部を押圧することにより、可撓性を備える樹脂チューブ１０の軸太さ、すなわち光路長Ｄを一定とすることができる。

【0039】

本実施形態では、図７に示すように、押圧手段５１０を構成する２枚の押圧壁５１０ａには細長の長方形状の光通過孔６１、すなわち、単色光Ｌ２が入射する入射光孔６１ａ及び樹脂チューブ１０を通過した光が通過する通過光孔６１ｂがそれぞれ形成されている。よって、入射光孔６１ａが設けられた押圧壁５１０ａと通過光孔６１ｂが設けられた押圧壁５１０ａとで樹脂チューブ１０を一定程度押圧することにより、入射光孔６１ａから通過光孔６１ｂまでの光路長Ｄを調整することができる。押圧手段５１０の２つの押圧壁５１０ａの間の空間の距離Ｄ、すなわち、スペーサー５１０ｂの長さは、樹脂チューブ１０の個体差や内圧による軸太さの違いが実質的に生じなくなる程度に押圧した際の樹脂チューブ１０の軸太さであればよい。具体的には、樹脂チューブ１０の材質や物性によっても異なるが、一例として、スペーサー５１０ｂの長さＤは樹脂チューブの軸太さの８５％以下とすることが好ましく、７５％以下とすることがより好ましく、６５％以下とすることが特に好ましい。本実施形態においては、樹脂チューブ１０の軸太さは１０〜１２ｍｍであるところ、スペーサー５１０ｂの長さＤを７ｍｍに設計している。本実施形態のチューブホルダ５１への樹脂チューブ１０のセッティング及び押圧は、次のようにして行われる。２枚の押圧壁５１０ａ及びスペーサー５１０ｂを貫通するねじ５１０ｃ及びナットを緩め、樹脂チューブ１０を２枚の押圧壁５１０ａの間の空間に挿入した後、スペーサー５１０ｂの長さが２枚の押圧壁５１０ａの間の空間の長さＤとなるように、４つのねじ５１０ｃを締める。これにより、２枚の押圧壁５１０ａで樹脂チューブ１０の胴部が挟まれて押圧され、光が通過する方向の樹脂チューブ１０の胴部の軸太さが一定長さＤに調整される。このように、押圧手段５１０にて簡易分析具１の樹脂チューブ１０の胴部を押圧することにより、樹脂チューブの光路長Ｄが一定となり、簡易分析具１の個体差の影響が少なくなり、どの簡易分析具１を用いても同じ光路長Ｄで吸光度を測定することができる。また、このとき図７（Ｄ）に示すように、正面視においては、押圧手段５１０で押圧されたために樹脂チューブ１０の軸太さは拡大しており、この拡大した軸部分の略中央部分に光が入射し通過する。このように、樹脂チューブ１０が押圧されることにより、光が入射する方向における軸太さが拡大されると、元来曲面状の樹脂チューブ１０の表面が入射部分及び通過部分において略平面状になり、入射及び通過する光の反射や散乱が低減されるため、より高い精度で吸光度が測定される。なお、このように樹脂チューブ１０を押圧手段５１０で押圧する際に、樹脂チューブの外壁に傷が生じて吸光度に影響を及ぼすのを避けるため、押圧壁５１０ａの内面に緩衝部材を備えることも好ましい。緩衝部材としては、特に限定されないが、シート状のゴムやエラストマー、ゲル状素材又は樹脂フォーム素材等が挙げられる。

【0040】

光源３、分光器４、吸光度測定手段７、演算手段８及びメモリ９の構成並びに使用方法についてのその他の説明は上述した第一の実施形態に係る装置１００の場合と同様であり、その機能や作用効果も同様である。また、簡易分析装置２００で用いられる簡易分析具１の構成及び使用方法についても上述した第一の実施形態に係る方法の場合と同様であり、その機能や作用効果も同様である。

【0041】

次に、図８を参照し、本発明の第二の実施形態に係る濃度分析方法について説明する。図８に示すように、本実施形態に係る濃度分析方法は、試料分析工程Ｓ１０と検量線作成工程Ｓ２０とから概略構成されている。このうち、試料分析工程Ｓ１０は、試料液を簡易分析具内に収容する工程Ｓ１０ａ、胴部を押圧して光路長を一定にする工程Ｓ１０ｂ、試料液及び空気部分の吸光度を測定する工程Ｓ１０ｃ、試料液及び空気部分の吸光度の差分値を算出する工程Ｓ１０ｄ、差分値を検量線作成工程Ｓ２０で得られた検量線と照合して対象物質濃度を求める工程Ｓ１０ｅとから構成される。

【0042】

（試料液の収容）
まず、簡易分析具内に試料液を収容する工程Ｓ１０ａについて説明する。本発明で用いられる簡易分析具の構成、機能及び使用方法は、前述の第一の実施形態に係る濃度分析方法で用いられた簡易分析具１と同様である。本実施形態では、簡易分析具１に試料液２２を収容する際には、樹脂チューブ１０内に空気部分が残存するように試料液２２を収容する（図９の樹脂チューブ１０参照）。これは、後述するように、１個の簡易分析具１を用いて、試料液２２部分の吸光度と空気部分２１の吸光度の２つの吸光度をほぼ同時に測定することができるようにするためである。試料液２２の収容量は、樹脂チューブ１０の容量の半分以下とすることが好ましい。

【0043】

（胴部押圧）
次に、簡易分析具の樹脂チューブの胴部を押圧して光路長を一定にする工程Ｓ１０ｂについて説明する。本実施形態では、一例として図９及び図１０で示すように、樹脂チューブ１０の試料液が収容されている部分の胴部及び空気部分の胴部を押圧手段５２０で押圧する。これにより、押圧した部分の樹脂チューブ１０の軸太さを一定とし、通過する照射光の光路長Ｄを一定の長さに調整する。具体的には、図９〜図１０に示す第三の実施形態に係る濃度分析装置では、樹脂チューブ１０は、その胴部を前後から挟むようにして押圧する２枚の押圧壁５２０ａ等の押圧手段５２０を備えたチューブホルダ５２に固定することにより、押圧される。このチューブホルダ５２は、２枚の押圧壁５２０ａの間の空間の長さが光路長Ｄとなるように構成されている。２枚の押圧壁５２０ａには、光が通過する方向に光通過孔（入射光孔６２ａ及び通過光孔６２ｂ）がそれぞれ開けられている。これらの光通過孔６２は、押圧手段５２に支持固定された樹脂チューブの長軸方向（図の上下方向）に沿って、上下に伸長した長方形の穴として形成されている。それゆえ、上述した試料液収容工程Ｓ１０ａにおける樹脂チューブ１０内に収容される試料液の量は、図９〜図１０に示すように、簡易分析具１を押圧手段５２で押圧した際に、光通過孔６２から試料液２２の液面が確認できるように調整することが好ましく、光通過孔６２の下側部分に収容された試料液２２が位置し、光通過孔６２の上側部分に空気部分２１が位置するように、試料液２２の量を調整することがさらに好ましい。これにより、光通過孔６２を介して、樹脂チューブ１０の試料液２２部分の吸光度と空気部分２１の吸光度の２つの吸光度を一緒に測定することができる。なお、本実施形態においては、光通過孔６２は１枚の押圧壁５２０ａに縦長の孔を１つ備える構成となっているが、樹脂チューブ１０の試料液２２部分及び空気部分２１に対し個別に光を通過させることができるように１枚の押圧壁５２０ａに２つ以上の孔を備える構成としてもよく、上述した構成に限定されない。

【0044】

図９及び図１０に示すように、押圧手段５２０によって、樹脂チューブ１０の試料液２２が収容されている部分及び空気部分２１の軸太さが一定長さに調整されることにより、単色光Ｌ２及びＬ２０はこれらの部分を一定の光路長Ｄでそれぞれ通過することができる。チューブホルダ５２への樹脂チューブ１０の固定は、押圧壁５２０ａの四隅に配置されている４つのスペーサー５２０ｂとこれを貫通する４つのねじ５２０ｃを用いて行われる。２枚の押圧壁５２０ａを貫通するねじ５２０ｃ及びナットを緩め、樹脂チューブ１０を２枚の押圧壁５２０ａの間の空間Ｄに挿入した後、スペーサー５２０ｂの長さが２枚の押圧壁５２０ａの間の空間の長さとなるように、４つのねじ５２０ｃを締める。これにより、２枚の押圧壁５２０ａで樹脂チューブ１０の胴部が挟まれて押圧され、光が通過する方向の樹脂チューブ１０の胴部の軸太さが一定に調整される。なお、押圧手段は簡易分析具の樹脂チューブの胴部を押圧して光路長を一定にすることができる構成であればどのような構成でも採用することができ、上述した構成に限定されない。

【0045】

（試料液及び空気部分の吸光度測定）
次に、試料液及び空気部分の吸光度を測定する工程Ｓ１０ｃについて説明する。図９に示すように、簡易分析具１の試料液２２が収容されている部分及び空気部分２１の樹脂チューブ１０の胴部を押圧手段５２０で押圧して光路長Ｄを一定とする。次に、光路長を一定とした試料液２２部分及び空気２１部分に、一定波長の光Ｌ２、Ｌ２０を入射光孔６２ａを介してそれぞれ照射し、簡易分析具１の樹脂チューブ１０ごと収容している試料液２２及び空気２１の吸光度を光検出器７及び７０を用いてそれぞれ測定する。これらの吸光度を測定する際の波長は、分析対象物の吸収帯範囲内のいずれかの波長、すなわち、分析対象物の吸収波長範囲内のいずれかの波長であればよいが、分析の精度を高めるため、発色試薬により呈色した分析対象物の極大吸収波長における吸光度（吸収極大）の９５％以上の値の吸光度が得られる波長であることが好ましく、極大吸収波長であることがより好ましい。

【0046】

（差分値測定）
次に、吸光度の差分値を算出する工程Ｓ１０ｄについて説明する。この工程では、前述した工程により得られた試料液２２部分の吸光度及び空気２１部分の吸光度から差分値を算出する。これにより、分析対象物以外の成分、すなわち、樹脂チューブ材料自体の濁り分や試料液中に存在する浮遊物質（ＳＳ）等に由来する吸光度を差し引いた値が得られ、分析精度が向上する。

【0047】

（検量線照合）
次に、差分値を検量線作成工程Ｓ２０で得られた検量線と照合して対象物質濃度を求める工程Ｓ１０ｅについて説明する。本工程においては、差分値測定工程Ｓ１０ｄで得られた差分値を後述する検量線と照合することにより、試料液２２中の分析対象物質の濃度が得られる。

【0048】

（検量線作成工程）
検量線作成工程Ｓ２０について説明する。検量線作成工程Ｓ２０は、標準溶液を簡易分析具内に収容する工程Ｓ２０ａ、胴部を押圧して光路長を一定にする工程Ｓ２０ｂ、標準溶液及び空気部分の吸光度を測定する工程Ｓ２０ｃ、標準溶液部分及び空気部分の吸光度の差分値を算出する工程Ｓ２０ｄ及び標準溶液の差分値に基づく検量線作成工程Ｓ２０ｅとから構成されている。このうち、標準溶液を簡易分析具内に収容する工程Ｓ２０ａ、胴部を押圧して光路長を一定にする工程Ｓ２０ｂ、標準溶液及び空気部分の吸光度を測定する工程Ｓ２０ｃ、標準溶液部分及び空気部分の吸光度の差分値を算出する工程Ｓ２０ｄについては、試料分析工程Ｓ１０における試料液２２を複数の異なる濃度の標準溶液に替えることにより行われる。標準溶液及び空気部分の吸光度は、試料分析工程Ｓ１０で採用された吸光度の測定波長と同じ波長で測定され、濃度既知の分析対象物質の標準溶液について吸光度の差分値が求められる。検量線作成工程Ｓ２０ｅでは、複数の異なる濃度の標準溶液について得られた差分値と分析対象物質の濃度との関係線を作成し、検量線を得る。

【0049】

次に、図９及び図１０を参照し、第三の実施形態に係る濃度分析装置３００について説明する。本発明の第三の実施形態に係る濃度分析装置３００は、チューブホルダ５２の光通過孔６２の構成及びチューブホルダ５２に入射する単色光Ｌ２、Ｌ２０がダブルビーム構成である点及び光検出器７、７０を２つ備える点が異なるほかは、第二の実施形態に係る装置２００と略同様の構成を有している。なお、本実施形態において、第一及び第二の実施形態に係る装置と同じ構成については、同じ参照符号を使用して説明する。すなわち、図９に示すように、本実施形態に係る濃度分析装置３００は、光源３と、光源３からの光Ｌ１を単色光Ｌ２に分光する分光器４と、単色光Ｌ２の一部をＬ２０に分岐させるミラーＭ１及びＭ２と、樹脂チューブ１０を支持するチューブホルダ５２と、試料液２２の吸光度を測定する吸光度測定手段７と、空気２１部分の吸光度を測定する吸光度測定手段７０と、試料液２０の吸光度と空気２１部分の吸光度の差分値を算出し、この差分値を分析対象物の標準溶液について予め測定して得られた検量線と照合して分析対象物の濃度を演算する演算手段８と、予め測定して得られた検量線のデータを格納するメモリ９とを概略備えている。

【0050】

チューブホルダ５２は、簡易分析具１を支持しつつ樹脂チューブ１０の胴部を押圧する押圧手段５２０を備えており、分光器４からの単色光Ｌ２及びＬ２０が樹脂チューブ１０の押圧された部分を通過するように構成されている。図９及び図１０に示すように、本実施形態のチューブホルダ５２は、水平に配置されたベース台５２１上に垂直に２枚の押圧壁５２０ａが対向して配置された構造より概略構成されている。２枚の押圧壁５２０ａの間には円筒状のスペーサー５２０ｂが四隅に配置されており、スペーサー５２０ｂの長さが２枚の押圧壁５２０ａで挟まれた空間の距離Ｄになるように構成されている。このスペーサー５２０ｂは中空状に形成されており、押圧壁５２０ａの四隅に設けられたねじ穴及びスペーサー５２０ｂの内部を貫通するねじ５２０ｃにより調整自在に固定されている。このように、１枚目の押圧壁５２０ａ、スペーサー５２０ｂ及び２枚目の押圧壁５２０ａを貫通して取り付けられたねじ５２０ｃにより押圧手段５２０が構成されている。これらの押圧手段５２０で樹脂チューブ１０の胴部を押圧することにより、可撓性を備える樹脂チューブ１０の試料液が収容されている部分及び空気部分の胴部の軸太さ、すなわち光路長Ｄを一定とすることができる。

【0051】

本実施形態では、図１０に示すように、押圧手段５２０を構成する２枚の押圧壁５２０ａには上下方向（支持固定される簡易分析具１の長軸方向）に伸長した縦長の長方形状の光通過孔６２、すなわち、単色光Ｌ２及びＬ２０が入射する入射光孔６２ａ及び樹脂チューブ１０を通過した光Ｌ３及びＬ３０が通過する通過光孔６１ｂがそれぞれ形成されている。よって、入射光孔６２ａが設けられた押圧壁５２０ａと通過光孔６２ｂが設けられた押圧壁５２０ａとで樹脂チューブ１０を一定程度押圧することにより、入射光孔６２ａから通過光孔６２ｂまでの光路長Ｄを調整することができる。本実施形態では、入射光孔６２ａ及び通過光孔６２ｂは上下方向に長い長方形に形成されている。それゆえ、１つの入射光孔６２ａを介して、樹脂チューブ１０内に収容されている試料液２２部分に単色光Ｌ２を、樹脂チューブ１０内に何も収容されていない空気２１部分に単色光Ｌ２０を入射させ、１つの通過光孔６２ｂを介して、試料液２２部分を通過した光Ｌ３と空気部分を通過した光Ｌ３０を通過させることができる。なお、光通過孔６２の構成としては、各押圧壁５２０ａに１つ備える構成に限定されず、各押圧壁５２０ａに複数の孔を備え、試料液２２部分及び空気２１部分について個別に光を通す構成としてもよく、本実施形態の構成に限定されない。

【0052】

本実施形態のチューブホルダ５２への樹脂チューブ１０のセッティング及び押圧は、次のようにして行われる。２枚の押圧壁５２０ａ及びスペーサー５２０ｂを貫通するねじ５２０ｃを緩め、樹脂チューブ１０を２枚の押圧壁５２０ａの間の空間に挿入した後、スペーサー５２０ｂの長さが２枚の押圧壁５２０ａの間の空間の長さＤとなるように、４つのねじ５２０ｃを締める。これにより、２枚の押圧壁５２０ａで樹脂チューブ１０の胴部が挟まれて押圧され、光が通過する方向の樹脂チューブ１０の胴部の軸太さが一定長さＤに調整される。このとき、押圧壁５２０ａに設けられた光通過孔６２を介して、樹脂チューブ１０の試料液２２部分の吸光度と空気部分２１の吸光度の２つの吸光度を一緒に測定できるよう、図９〜図１０に示すように、光通過孔６２から試料液２２の液面が確認できるように調整することが好ましく、光通過孔６２の略中央付近に収容された試料液２２の液面が位置するように、試料液２２の収容量が調整されていることがさらに好ましい。このように、押圧手段５２０にて簡易分析具１の樹脂チューブ１０の胴部を押圧することにより、樹脂チューブ１０の吸光度測定部分の光路長Ｄが一定となり、簡易分析具１の個体差の影響が少なくなり、どの簡易分析具１を用いても同じ光路長Ｄで吸光度を測定することができる。なお、チューブホルダ５２のその他の構成、その機能及び使用方法についての説明は、上述した第二の実施形態に係る装置２００のチューブホルダ５１と同様である。

【0053】

図９に示すように、チューブホルダ５２の入射光孔６２ａを介して樹脂チューブ１０の胴部を通過した光Ｌ３、Ｌ３０は、もう一方の通過光孔６２ｂを介して吸光度測定手段７に到達する。吸光度測定手段７は主に光検出器であり、到達した光Ｌ３の光強度を光検出器７で測定することにより試料液２２部分の吸光度が求められ、到達した光Ｌ３０の光強度を光検出器７０で測定することにより空気２１部分の吸光度が求められる。

【0054】

簡易分析具１に収容された試料液２２部分及び何も収容されていない空気２１部分の吸光度がそれぞれ光検出器７及び７０で測定されると、これらの吸光度の差分値が、光検出器７と接続されている演算手段８により算出される。次にこの差分値は、引き続き演算手段８により、分析対象物の標準溶液について予め測定して得られた検量線と照合され、分析対象物の濃度が求められる。演算手段８にはメモリ９が接続されており、このメモリには演算手段８での処理データのほか、検量線データを格納することができる。

【0055】

また、光源３及び分光器４等の構成並びに使用方法についてのその他の説明は上述した第一の実施形態に係る装置の場合と同様であり、その機能や作用効果も同様である。また、簡易分析装置３００で用いられる簡易分析具１の構成及び使用方法についても上述した第一の実施形態に係る方法の場合と同様であり、その機能や作用効果も同様である。

【0056】

以下、実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

【0057】

［比較例１］
１．簡易分析具をそのまま用いる吸光分析方法の検討１
図６及び図７に示す本発明の第二の実施形態に係る装置２００において、チューブホルダ５１の押圧手段５１０を機能させない状態で以下試験を行った。チューブホルダ５１の押圧手段５１０のねじ５１０ｃを緩め、２枚の押圧壁５１０ａ間の距離Ｄを１３ｍｍとした状態で吸光度を測定した。簡易分析具１（株式会社共立理化学研究所製品、パックテスト）を６個準備した。簡易分析具１から発色試薬を取り除いたのち、蒸留水を樹脂チューブ１０内に１．５ｍＬ収容し、上述のように調整されたチューブホルダ５１にセットして測定波長５３２ｎｍにて簡易分析具の樹脂チューブ１０ごと収容された水の吸光度を測定した。なお、ベースライン測定はチューブホルダ５１に簡易分析具１をセットしない状態、すなわち、空のチューブホルダ５１について行った。試験に用いた簡易分析具の樹脂チューブの胴部の軸太さはいずれも１０〜１２ｍｍの範囲内にあり、樹脂チューブの胴部はいずれも押圧されていない状態であった。測定結果を図１１及び以下表１に示す。測定波長５３２ｎｍにおける吸光度は０．５２０〜０．９３５の範囲となり、平均値は０．６９４、標準偏差は０．１５９であった。このように、簡易分析具をそのまま吸光度測定した場合においては、得られる吸光度はバラツキが大きいことがわかった。

【0058】

【表1】

【0059】

［比較例２］
２．簡易分析具をそのまま用いる吸光分析方法の検討２
図６及び図７に示す本発明の第二の実施形態に係る装置２００において、チューブホルダ５１の押圧手段５１０を機能させた状態で以下試験を行った。チューブホルダ５１の押圧手段５１０のねじ５１０ｃを締め、２枚の押圧壁５１０ａ間の距離Ｄを７ｍｍとした状態で吸光度を測定した。簡易分析具１（株式会社共立理化学研究所製品、パックテスト）を６個準備した。簡易分析具１から発色試薬を取り除いたのち、蒸留水を樹脂チューブ１０内に１．５ｍＬ収容し、上述のように調整されたチューブホルダ５１にセットして測定波長５３２ｎｍにて簡易分析具の樹脂チューブ１０ごと収容された水の吸光度を測定した。なお、ベースライン測定はチューブホルダ５１に簡易分析具１をセットしない状態、すなわち、空のチューブホルダ５１について行った。試験に用いた簡易分析具の樹脂チューブの胴部の軸太さはいずれも１０〜１２ｍｍの範囲内にあり、樹脂チューブの胴部はいずれも押圧された状態であった。測定結果を図１２及び以下表２に示す。測定波長５３２ｎｍにおける吸光度は０．５６９〜０．７３６の範囲となり、平均値は０．６３３、標準偏差は０．０６２であった。比較例１の結果と比べると、バラツキの割合が減少していることから、押圧手段による光路長の調整が分析の精度を向上させることがわかった。また、本実施例で測定された吸光度は主にポリエチレン材料からなる樹脂チューブに由来する吸光度であるため、ポリエチレンチューブの個体差に由来するバラツキがあることがわかった。

【0060】

【表2】

【実施例1】

【0061】

３．亜硝酸測定の簡易分析具をそのまま用いる吸光分析方法
図６及び図７に示す本発明の第二の実施形態に係る装置２００において、チューブホルダ５１の押圧手段５１０を機能させた状態で以下試験を行った。チューブホルダ５１の押圧手段５１０のねじ５１０ｃを締め、２枚の押圧壁５１０ａ間の距離Ｄを７ｍｍとした状態で吸光度を測定した。亜硝酸濃度が１ｐｐｍの標準溶液を準備した。簡易分析具１（株式会社共立理化学研究所製品、パックテストＷＡＫ−ＮＯ_２）を３個準備し、この標準溶液を１．５ｍＬずつ吸いこませ、発色試薬とよく混合させた。上述のように調整したチューブホルダ５１に簡易分析具１を１個ずつセットして吸光度をそれぞれ測定した。測定波長は５３２ｎｍ、６５０ｎｍ及び７００ｎｍとした。亜硝酸濃度が０．５ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ及び０ｐｐｍの標準溶液についても、同様にして吸光度を測定した。なお、ベースライン測定はチューブホルダ５１に簡易分析具１をセットしない状態、すなわち、空のチューブホルダ５１について行った。試験に用いた簡易分析具の樹脂チューブの胴部の軸太さはいずれも１０〜１２ｍｍの範囲内にあり、樹脂チューブの胴部はいずれも押圧された状態であった。図１３に各濃度の亜硝酸の標準溶液を１．５ｍＬ収容した簡易分析具の波長全域における吸収スペクトルを示す。この吸収スペクトルによれば、亜硝酸の吸収帯の波長の範囲はおよそ４５０〜６２０ｎｍであり、極大吸収波長はおよそ５２０〜５５０ｎｍである。

【0062】

各測定波長における吸光度の測定値と異なる波長における吸光度の差分値を以下表３に示す。また、各測定波長における吸光度と標準溶液の濃度に基づく検量線を図１４に、差分値と標準溶液の濃度に基づく検量線を図１５に示す。

【0063】

【表3】

【0064】

表３の各測定波長における吸光度の値及び図１４の結果から、各測定波長における吸光度と標準溶液の濃度の関係を示すデータを検討したところ、押圧手段による光路長の調整により吸光度のバラツキは低減したものの、図１４に示すように吸光度と標準溶液の濃度に基づく関係線が直線状とはならず、検量線としては使用できないことがわかった。他方、異なる測定波長における吸光度の値から得られた差分値についてみると、表３及び図１５に示すように、差分値では値のバラツキがより小さくなり、吸光度と標準溶液の濃度に基づく関係線が直線状となることがわかった。この差分値は、分析対象物である亜硝酸イオンの極大吸収波長における吸光度から、吸収波長域外での波長における吸光度を差し引いた値である。吸収波長域外での波長における吸光度は、実質的に簡易分析具の樹脂チューブ材料自体による光の吸収を示していると考えられる。それゆえ、吸収波長域外での波長における吸光度を差し引くことによって、樹脂チューブ材料のバラツキが除かれ、実質的に簡易分析具内に収容されている亜硝酸溶液の発色状態に起因する吸収のみが精度よく測定されることがわかった。

【実施例2】

【0065】

４．リン酸測定の簡易分析具をそのまま用いる吸光分析方法
実施例１で用いた装置２００を用い、チューブホルダ５１の押圧手段５１０を機能させた状態で以下試験を行った。チューブホルダ５１の押圧手段５１０のねじ５１０ｃを締め、２枚の押圧壁５１０ａ間の距離Ｄを７ｍｍとした状態でリン酸の吸光度を測定した。リン酸濃度が５ｐｐｍの標準溶液を準備した。簡易分析具１（株式会社共立理化学研究所製品、パックテストＷＡＫ−ＰＯ_４）を１個準備し、この標準溶液を１．５ｍＬずつ吸いこませ、発色試薬とよく混合させた。上述のように調整したチューブホルダ５１に簡易分析具１をセットして吸光度をそれぞれ測定した。測定波長は５００ｎｍ及び７１０ｎｍとした。リン酸濃度が１ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ及び０ｐｐｍの標準溶液についても同様にして吸光度を測定した。なお、ベースライン測定はチューブホルダ５１に簡易分析具１をセットしない状態、すなわち、空のチューブホルダ５１について行った。試験に用いた簡易分析具の樹脂チューブの胴部の軸太さはいずれも１０〜１２ｍｍの範囲内にあり、樹脂チューブの胴部はいずれも押圧された状態であった。図１６に各濃度のリン酸の標準溶液を１．５ｍＬ収容した簡易分析具の波長全域における吸収スペクトルを示す。この吸収スペクトルによれば、リン酸の吸収帯の波長の範囲はおよそ５００〜８００ｎｍであり、極大吸収波長はおよそ６５０〜７３０ｎｍである。

【0066】

各測定波長における吸光度の測定値と異なる波長における吸光度の差分値を以下表４に示す。また、各測定波長又はその差分値と標準溶液の濃度に基づく検量線を図１７に示す。

【0067】

【表4】

【0068】

表４の各測定波長における吸光度の値及び図１７の結果から、異なる測定波長における吸光度の値から得られた差分値と標準溶液の濃度に基づく関係線が直線状となることがわかった。この差分値は、分析対象物であるリン酸イオンの極大吸収波長近傍の波長（７１０ｎｍ）における吸光度から、吸収波長域外での波長（５００ｎｍ）における吸光度を差し引いた値である。吸収波長域外での波長における吸光度は、実質的に簡易分析具の樹脂チューブ材料自体による光の吸収を示していると考えられる。それゆえ、吸収波長域外での波長における吸光度を差し引くことによって、樹脂チューブ材料のバラツキが除かれ、実質的に簡易分析具内に収容されているリン酸溶液の発色状態に起因する吸収のみが精度よく測定されることがわかった。

【実施例3】

【0069】

４．次亜塩素酸（遊離残留塩素）測定の簡易分析具をそのまま用いる吸光分析方法
実施例１で用いた装置２００を用い、チューブホルダ５１の押圧手段５１０を機能させた状態で以下試験を行った。チューブホルダ５１の押圧手段５１０のねじ５１０ｃを締め、２枚の押圧壁５１０ａ間の距離Ｄを７ｍｍとした状態で次亜塩素酸の吸光度を測定した。次亜塩素酸濃度が３００ｐｐｍの標準溶液を準備した。簡易分析具１（株式会社共立理化学研究所製品、パックテストＷＡＫ−ＣｌＯ（Ｃ））を１個準備し、この標準溶液を１．５ｍＬずつ吸いこませ、発色試薬とよく混合させた。上述のように調整したチューブホルダ５１に簡易分析具１をセットして吸光度をそれぞれ測定した。測定波長は５２６ｎｍ及び７００ｎｍとした。次亜塩素酸濃度が２００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ及び０ｐｐｍの標準溶液についても同様にして吸光度を測定した。なお、ベースライン測定はチューブホルダ５１に簡易分析具１をセットしない状態、すなわち、空のチューブホルダ５１について行った。試験に用いた簡易分析具の樹脂チューブの胴部の軸太さはいずれも１０〜１２ｍｍの範囲内にあり、樹脂チューブの胴部はいずれも押圧された状態であった。図１８に各濃度の次亜塩素酸の標準溶液を１．５ｍＬ収容した簡易分析具の波長全域における吸収スペクトルを示す。この吸収スペクトルによれば、次亜塩素酸の吸収帯の波長の範囲は、短波長側の裾部は確認できないが、およそ〜６００ｎｍであり、極大吸収波長はおよそ〜４５０ｎｍである。

【0070】

各測定波長における吸光度の測定値と異なる波長における吸光度の差分値を以下表５に示す。また、各測定波長またはその差分値と標準溶液の濃度に基づく検量線を図１９に示す。

【0071】

【表5】

【0072】

表５の各測定波長における吸光度の値及び図１９の結果から、異なる測定波長における吸光度の値から得られた差分値と標準溶液の濃度に基づく関係線が直線状となることがわかった。この差分値は、分析対象物である次亜塩素酸の吸収帯の波長（５２６ｎｍ）における吸光度から、吸収波長域外での波長（７００ｎｍ）における吸光度を差し引いた値である。このように、吸収波長域外での波長における吸光度を差し引くことによって、樹脂チューブ材料のバラツキが除かれ、実質的に簡易分析具内に収容されている次亜塩素酸を含む溶液の発色状態に起因する吸収のみが精度よく測定されることがわかった。

【0073】

本発明は、上記の実施形態又は実施例に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々、設計変更した形態も技術的範囲に含むものである。

【符号の説明】

【0074】

１００、２００、３００ 濃度分析装置
１ 簡易分析具
１０ 樹脂チューブ
１１ 発色試薬
１２ 栓部材
１３ 通孔
１４ つまみ部
１５ 耳部
２０ 指
２１ 樹脂チューブ内の空気
２２ 分析対象液（試料液・標準溶液）
３ 光源
４ 分光器
５、５１、５２ チューブホルダ
５０、５１０、５２０ 押圧手段
５１０ａ、５２０ａ 押圧壁
５１０ｂ、５２０ｂ スペーサー
５１０ｃ、５２０ｃ ねじ
５１１、５２１ ベース台
６、６１、６２ 光通過孔
６ａ、６１ａ、６２ａ 入射光孔
６ｂ、６１ｂ、６２ｂ 通過光孔
７、７０ 光検出器（吸光度測定手段）
８ データ処理・演算手段（差分値演算手段・濃度演算手段）
９ メモリ
Ｄ 簡易分析具の光路長
Ｌ１ 光源から照射された光
Ｌ２ 単色光
Ｌ２０ ミラーで分岐された単色光
Ｌ３ 簡易分析具１の試料液部分を通過した光
Ｌ３０ 簡易分析具１の空気部分を通過した光
Ｍ１、Ｍ２ 光分岐用ミラー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】