特許 6982477 フローインジェクション分析方法及び装置

(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】6982477

(24)【登録日】2021年11月24日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】フローインジェクション分析方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/18 20060101AFI20211206BHJP

   C02F 1/00 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   G01N33/18 106A

   C02F1/00 V

【請求項の数】11

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-227726(P2017-227726)

(22)【出願日】2017年11月28日

(65)【公開番号】特開2019-95411(P2019-95411A)

(43)【公開日】2019年6月20日

【審査請求日】2020年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004400

【氏名又は名称】オルガノ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】517415849

【氏名又は名称】株式会社アクア・ラボ

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】高橋 一重

(72)【発明者】

【氏名】菅原 広

(72)【発明者】

【氏名】島田 勝久

【審査官】 草川 貴史

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−０４３２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３３８０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２４９９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１２４７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３０４７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２４０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３５５０２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３３／１８

Ｇ０１Ｎ １／００−１／４４

Ｃ０２Ｆ １／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

連続した液体の流れを反応コイル内に形成し、前記反応コイルにおける試薬との反応に基づいて試料液中の目的物質を定量するフローインジェクション分析方法において、
試料液と標準液とを選択する導入装置と、前記反応コイルと、前記反応コイルに供給されるキャリア液に、前記導入装置によって選択された液の一定量を注入するサンプリング弁と、前記反応コイルの二次側に接続されて検出値を出力する検出器と、前記導入装置及び前記サンプリング弁を制御し、前記検出値が入力して前記目的物質の定量値を算出する制御手段と、を備えるフローインジェクション装置を使用し、
検量線を用いて前記目的物質の連続的な定量を行っている期間内において、前記試料液を標準液に自動的に切り替えて前記反応コイルに導入するように前記制御手段が前記導入装置と前記サンプリング弁とを制御し、前記標準液に対する検出値に基づいて前記制御手段が前記検量線を再算出し、
前記検量線の再算出後は、前記制御手段が、再算出された前記検量線に対して前記試料液に対する検出値を当てはめ、前記目的物質の定量値を自動的に算出することを特徴とする、フローインジェクション分析方法。

【請求項2】

前記制御手段が定期的に前記検量線の再算出を行う、請求項１に記載のフローインジェクション分析方法。

【請求項3】

前記試料液は水処理システムからのオンライン接続で得られる水である、請求項１または２に記載のフローインジェクション分析方法。

【請求項4】

前記目的物質は尿素である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフローインジェクション分析方法。

【請求項5】

前記試薬を調製後、前記試薬の少なくとも１つを冷蔵する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフローインジェクション分析方法。

【請求項6】

連続した液体の流れを反応コイル内に形成し、前記反応コイルにおける試薬との反応に基づいて試料液中の目的物質を定量するフローインジェクション分析装置であって、
試料液と標準液とを選択する導入装置と、
前記反応コイルに供給されるキャリア液に、前記導入装置によって選択された液の一定量を注入するサンプリング弁と、
前記反応コイルの二次側に接続されて検出値を出力する検出器と、
検量線を用いて前記試料液中の前記目的物質の連続的な定量を実行し、前記連続的な定量を行っている期間内において、前記検量線の再算出のために前記試料液を前記標準液に切り替えて前記反応コイルに導入するように前記導入装置と前記サンプリング弁とを制御し、前記標準液に対する検出値に基づいて前記検量線を再算出し、前記再算出を実行した後は再算出された前記検量線に対して前記試料液に対する検出値を当てはめ、前記目的物質の定量値を算出する制御手段と、
を有するフローインジェクション分析装置。

【請求項7】

前記導入装置は、
異なる濃度の標準液を貯える２以上の容器と、
前記試料液が通液する容器と、
前記標準液及び前記試料液のいずれか１つの液体を分析装置に供給するために前記標準液の２以上の容器と前記試料液の容器との中から１つを選択し選択された容器内の液体を前記サンプリング弁に向けて送出する選択弁と、
を有する請求項６に記載のフローインジェクション分析装置。

【請求項8】

前記制御手段は、定期的に前記検量線の再算出を行う、請求項６または７に記載のフローインジェクション分析装置。

【請求項9】

水処理システムにオンライン接続され、前記水処理システムから得られる水を前記試料液として前記目的物質の定量を行う、請求項６乃至８のいずれか１項に記載のフローインジェクション分析装置。

【請求項10】

前記目的物質は、尿素である、請求項６乃至９のいずれか１項に記載のフローインジェクション分析装置。

【請求項11】

調製された少なくとも１つの前記試薬を貯蔵する貯槽と、
前記貯槽を冷却する冷却手段と、
を備える、請求項６乃至１０のいずれか１項に記載のフローインジェクション分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フローインジェクション分析（ＦＩＡ；flow injection analysis）方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液体の連続した流れを細い管の中に形成し、そこに試料液を注入して試薬との反応を生じさせ、管の二次側に接続された検出器において反応生成物濃度などを測定するフローインジェクション分析は、試料液中の目的物質の定量分析などに広く用いられている。反応が起きる場である細い管は、一般に反応コイルと呼ばれる。フローインジェクション分析による定量では、目的物質の濃度が既知である標準液を試料液とは別に用意し、標準液についての定量結果に基づいて検量線を求め、試料液に対する検出結果を検量線に当てはめて試料液に含まれる目的物質の定量を行うことが一般的である。検量線は、検出器での検出結果と試料液での目的物質の量（あるいは濃度）との関係を示す関数であると言える。この関数さえ明らかになれば、グラフとしての検量線を実際に描画しなくても、検出器での検出値から目的物質の定量を行うことができる。以下の説明においては、検出器での検出結果と試料液での目的物質の量（あるいは濃度）との関係を示す関数を求めることも、検量線を求める、検量線を引く、あるいは検量線を算出すると呼ぶ。

【0003】

フローインジェクション分析の応用例として、例えば特許文献１は、試料水中の微量の尿素濃度の連続的にモニタリングするために、ジアセチルモノオキシムによる比色法による分析をフローインジェクション分析により実施することを開示している。ジアセチルモノオキシムを用いた比色法による定量は、尿素の定量法としてはよく知られたものであり、例えば衛生試験法（非特許文献１）において記載されている。ジアセチルモノオキシムを用いる比色法では、反応を促進するなどの目的で他の試薬（例えば、アンチピリン＋硫酸溶液、塩酸セミカルバジド水溶液、塩化マンガン＋硝酸カリウムの水溶液、リン酸二水素ナトリウム＋硫酸溶液など）を併用することができる。アンチピリンを併用する場合には、ジアセチルモノオキシムを酢酸溶液に溶解させてジアセチルモノオキシム酢酸溶液を調製し、アンチピリン（１，５−ジメチル−２−フェニル−３−ピラゾロン）を例えば硫酸に溶解させてアンチピリン含有試薬液を調製し、試料水に対してジアセチルモノオキシム酢酸溶液とアンリピリン含有試薬液とを順次混合し、波長４６０ｎｍ付近での吸光度を測定し、標準液との対照によって定量を行う。ジアセチルモノオキシムを用いた比色法による尿素の定量方法は、元来は例えばプール水や公衆浴場水における尿素の定量を目指して意図されたものであるが、この方法に特許文献１に記載されるようにフローインジェクション分析を適用して吸光度を測定することにより、ｐｐｂ以下から数ｐｐｍの濃度範囲で連続的にオンラインで尿素を定量することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−３３８０９９号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】日本薬学会編、衛生試験法・注解１９９０．４．１．２．３（１３）１（１９９０年版第４刷付追補（１９９５）、ｐ１０２８）、１９９５年

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

フローインジェクション分析を用いて目的物質をオンラインで長期間にわたって連続的に定量する場合、測定期間の全体にわたって自動測定を行うことが好ましい。また、長期間である測定期間内においては試薬の変性や検出器の検出特性の変化などが起こり得る。したがって、ある間隔で標準液の測定を行い、検量線を引き直す操作が必要となる。しかしながら、フローインジェクション分析においては、検量線の引き直しは人が判断し、自動化して連続的な定量を行う場合であっても検量線を引き直す操作自体は人手を介して行う必要があった。

【0007】

本発明の目的は、長期間にわたって連続的かつ自動的に定量を行うことができかつ検量線を引き直す操作も自動的に行うことができるフローインジェクション分析方法及び装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のフローインジェクション分析方法は、連続した液体の流れを反応コイル内に形成し、反応コイルにおける試薬との反応に基づいて試料液中の目的物質を定量するフローインジェクション分析方法において、目的物質の連続的な定量を行っている期間内において、試料液を標準液に自動的に切り替えて反応コイルに導入し、標準液に対する検出値に基づいて検量線を再算出し、検量線の再算出後は、再算出された検量線に対して試料液に対する検出値を当てはめ、目的物質の定量値を自動的に算出することを特徴とする。

【0009】

本発明のフローインジェクション分析装置は、連続した液体の流れを反応コイル内に形成し、反応コイルにおける試薬との反応に基づいて試料液中の目的物質を定量するフローインジェクション分析装置であって、試料液と標準液とを選択する導入装置と、反応コイルに供給されるキャリア液に、導入装置によって選択された液の一定量を注入するサンプリング弁と、反応コイルの二次側に接続されて検出値を出力する検出器と、試料液中の目的物質の連続的な定量を実行し、連続的な定量を行っている期間内において、検量線の再算出のために試料液を標準液に切り替えて反応コイルに導入するように導入装置とサンプリング弁とを制御し、標準液に対する検出値に基づいて検量線を再算出し、再算出を実行した後は再算出された検量線に対して試料液に対する検出値を当てはめ、目的物質の定量値を算出する制御手段と、を有する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、フローインジェクション分析に代表される各種の分析において、長期間にわたって連続的かつ自動的に定量を行うことができかつ検量線を引き直す操作も自動的に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の一形態のフローインジェクション分析装置の構成を示す図である。

【図2】通水日数に対する、検出器におけるピーク強度及び尿素濃度の変化を示すグラフである。

【図3】実施例２における通水日数とピーク強度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の一形態のフローインジェクション分析（ＦＩＡ）装置の構成を示している。ここでは、純水製造に用いる原水、あるいは純水を試料液とし、この試料液（ここでは水であるので試料水ともいえる）に含まれる微量の尿素を目的物質としてオンラインで連続的に定量する場合を例に挙げて、長期間にわたる連続的な定量を自動化して実行し、かつ、この測定期間中における検量線の引き直しの処理も自動化して実行できる本発明を説明する。もちろん、本発明が定量対象とする目的物質は尿素に限られるものではなく、目的物質を含む試料液も水に限られるものではない。例えば本実施形態のＦＩＡ装置は、何らかの水処理システム（純水製造装置も水処理システムの一種であるといえる）に接続して水処理システムからの水を測定対象とすることができる。

【0013】

図１に示されるように、純水製造に用いる原水のライン２０が設けられており、このライン２０では、原水がポンプＰ０によって送水される。原水のライン２０から分岐する配管２１が設けられている。配管２１は、原水から分岐した試料水を導入装置６０に供給するものであり、導入装置６０までの区間の途中に開閉弁２２及び流量計ＦＩが設けられている。原水から採取される試料水での尿素濃度の分析を行うときは、開閉弁２２は常時開とされる。

【0014】

導入装置６０は、ＦＩＡ装置の本体部分に対し、原水から分岐した試料水及び既知量の目的物質（ここで示す例では尿素）を含有する標準液のいずれかを選択して供給するものである。導入装置６０には、原水から分岐した試料水を一時的に貯える試料水槽６１と、異なる濃度の標準液を貯える２つの容器６２，６３と、試料水槽６１と標準液の容器６２，６３のいずれか１つを選択する選択弁６４と、が設けられている。試料水槽６１は、いわゆるフローセル形態のものであって、原水から分岐した試料水の配管２２がその底部に接続している。試料水槽６１の上面は、選択弁６４に対して接続する配管６５が貫通するフェルールによって閉じられている。この配管６５は、試料水槽６１の上面側からほぼ中央領域まで垂直に延びて先端が開口している。さらに、オーバーフローとなる試料水を排水するために、試料水槽６１の上部に配管６８が接続している。ポンプＰ０を駆動している限り、配管２１を介して試料水槽６１に試料水が常時流れることになる。試料水槽６１は試料液がオーバーフロー可能に連続通液する容器であるといえる。標準液の容器６２，６３は、それぞれ配管６６，６７により選択弁６４に接続している。

【0015】

選択弁６４は、配管６５により供給される試料水、配管６６を介して供給される容器６２内の標準液、及び配管６７を介して供給される容器６３内の標準液のいずれか１つを選択して、ＦＩＡ装置の本体部分に設けられているサンプリング弁１０に対し、選択弁６４に接続する配管７０を介してその選択された液体を供給するものである。後述するようにサンプリング弁１０にはポンプＰ４が接続しているが、ポンプＰ４を駆動することにより、選択弁６４で選択された液体がサンプリング弁１０に対して常時供給されることになる。ここで説明する例では、目的物質（ここでは尿素）の濃度が異なる２つの標準液を用意しているが、標準液の数は２に限定されるものではない。２次曲線などの曲線で検量線を表現したい場合などには、３種類以上の異なる濃度の標準液を用意する。単一の標準液のみを使用することも可能であるが、定量精度の観点からすると、濃度が異なる少なくとも２以上の標準液を使用することが好ましい。

【0016】

本実施形態の導入装置６０では、試料水槽６１がオーバーフロー可能な構成となっているので、選択弁６４が標準液を選択しているために試料水槽６１から選択弁６４に向けて試料水が流れないときであっても、試料水槽６１への及び試料水槽６１内での試料水の流れは中断しない。また試料水槽６１は、配管２１，６５，６８との接続部以外は閉じた構造であり、配管２１から試料水槽６１に流入した試験水は上方に向かって流れ、配管６５を介して選択弁６４に流れた分以外の試料水は配管６８を介して試料水槽６１の外部へと流出する。このような試料水槽６１を使用することによって、試料水中の目的物質の濃度が変動する場合においてもその変動に追従する形態で適切に試料水のサンプリングを行えることとなる。なおこの導入装置６０は、ＦＩＡ装置のみならず他の種類の分析装置に対して試料液及び標準液のいずれかを選択して導入する際に、好ましく用いられるものである。

【0017】

次に、サンプリング弁１０について説明する。サンプリング弁１０を含めてサンプリング弁１０から下流の部分は、ＦＩＡ装置としての構成を有する本体部分であって、実際に尿素の定量に関わる部分となる。サンプリング弁１０には、導入装置６０から試料水または標準液のうちの導入装置６０により選択されたものが供給されている。説明の簡素化のため、以下のサンプリング弁１０に関する説明において試料水と呼ぶときは、標準液である場合も含むものとする。

【0018】

サンプリング弁１０は、ＦＩＡ法において一般的に用いられる構成のものであり、六方弁１１とサンプルループ１２とを備えている。六方弁１１は、図示丸付き数字で示される６個のポートを備えている。導入装置６０からの配管７０はポート２に接続している。また、ポンプＰ１を介してキャリア水が供給される配管２３がポート６に接続し、ポンプＰ４を介して試料水を排水するための配管２５がポート３に接続している。ポート１とポート４との間には、所定容量の試料水を採取するためのサンプルループ１２が接続している。ポート５には、サンプリング弁１１の出口となる配管２４の一端が接続している。キャリア水は、尿素を実質含まない水であり、例えば純水である。

【0019】

六方弁１１においてポートＸとポートＹとが連通することを（Ｘ−Ｙ）と表すこととすると、六方弁１１は、（１−２）、（３−４）、（５−６）である第１の状態と、（２−３）、（４−５）、（６−１）である第２の状態とを切り替えられるようになっている。図１において、第１の状態でのポート間の接続関係は実線で示され、第２の状態でのポート間の接続は点線で示されている。第１の状態においてキャリア水は、配管２３→ポート６→ポート５→配管２４と流れてサンプリング弁１０から下流側に流出する。試料水は、配管７０→ポート２→ポート１→サンプルループ１２→ポート４→ポート３と流れて配管２５から排出される。この第１の状態から第２の状態に切り替わると、試料水は、配管７０→ポート２→ポート３と流れて配管２５から排出され、また、キャリア水は、配管２３→ポート６→ポート１→サンプルループ１２→ポート４→ポート５→配管２４と流れ、下流側へ流出する。このとき、第１の状態であったときに既に流入してサンプルループ１２内を満たしている試料水は、キャリア水に先立ってポート５から配管２４へと流れ込み、サンプリング弁１０の下流側へと流れる。配管２４に流れる試料水の体積は、サンプルループ１２によって規定される。したがって、第１の状態と第２の状態とを繰り返し切り替えることによって（例えば六方弁１１を図示矢印方向に回転することによって）、所定容量の試料水を繰り返して配管２４に送り込むことができる。第１の状態と第２の状態との切り替えは、後述する反応に必要な滞留時間、検出器３２で尿素が検出されるまでの時間を考慮して、所定の時間ごとに行うことができる。また、検出器３２に導入した試料水が検出器３２から排出されたことを検知して切り替えを行うこともできる。このように、第１の状態と第２の状態との切り替えを自動的に行うようにすることで、尿素を連続的に定量することができる。

【0020】

この装置では、ジアセチルモノオキシムを用いる比色法による尿素の定量に対してＦＩＡ法を適用する。そのため、尿素の定量に用いる反応試薬として、ジアセチルモノオキシム酢酸溶液（以下、試薬Ａともいう）とアンチピリン含有試薬液（以下、試薬Ｂともいう）を使用する。ここではジアセチルモノオキシムと併用される試薬としてアンチピリン含有試薬液を用いる場合を説明するが、ジアセチルモノオキシムと併用される試薬はアンチピリン含有試薬液に限定されるものではない。試薬Ａ及び試薬Ｂは、それぞれ、貯槽４１，４２に貯えられる。

【0021】

本発明者らは、これらの試薬を調製後、尿素の連続定量のために長期間（例えば数日間以上）にわたって室温に保持した場合に吸光度測定でのピーク強度が低下すること、及び、このピーク強度の低下は試薬（特に試薬Ｂ）を冷蔵することにより防ぐことができることを見出している。安定した定量を行うためには吸光度測定でのピーク強度が低下しないことが好ましいので、本実施形態のＦＩＡ装置では、貯槽４１，４２を冷蔵部４０内に設けている。試薬Ａはジアセチルモノオキシムを酢酸溶液に溶解させて調製されるが、冷蔵部４０を設ける場合には、調製自体を貯槽４１で行う、あるいは、試薬Ａをその調製後、貯槽４１に貯えるようにする。同様に、試薬Ｂは、アンチピリンを例えば硫酸に溶解させて調製されるが、調製自体を貯槽４２で行う、あるいは、試薬Ｂをその調製後、貯槽４２に貯えるようにする。冷蔵部４０は、貯槽４１，４２を遮光するとともに、貯槽４１，４２を冷却し、これによって、貯槽４１，４２内の試薬Ａ、試薬Ｂの温度を２０℃以下、好ましくは３℃以上２０℃以下、より好ましくは５℃以上１５℃以下に維持する。なお、試薬Ａを貯える貯槽４１については、遮光保管できるもであれば、必ずしも冷蔵部４０内に配置する必要はない。試薬の冷蔵温度は、５℃未満であっても、試薬において結晶の析出が生じなければ差し支えない。衛生試験法（非特許文献１）には、アンチピリンを硫酸に溶解させたアンチピリン硫酸溶液について、褐色瓶に保管すれば２〜３箇月は使用できることと、結晶が析出し室温に戻しても再溶解しないため冷蔵保管は適さないこととが記載されているが、本発明者らは、衛生試験法にしたがって調整されたアンチピリン硫酸溶液は３℃でも結晶化しないことを実験により確認した。

【0022】

貯槽４１には配管２６の一端が接続し、配管２６の他端は混合部４３により配管２４に接続している。配管２６には、試薬Ａを所定の流量で配管２４に送り込むためのポンプＰ２が設けられている。同様に貯槽４２には配管２７の一端が接続し、配管２７の他端は混合部４４により配管２４に接続している。配管２７には、試薬Ｂを所定の流量で配管２４に送り込むためのポンプＰ３が設けられている。混合部４３，４４は、それぞれ、試薬Ａ、試薬Ｂを配管２４内の液体の流れに対して均一に混合する機能を有する。配管２４の他端は、反応恒温槽３０内に設けられた反応コイル３１の入口に接続している。反応コイル３１は、その内部においてアンチピリンの存在下での尿素とジアセチルモノオキシムとによる発色反応を起こさせるものであり、その長さと反応コイル３１の内部での流速とは、反応に必要な滞留時間に応じて適宜に選択される。反応恒温槽３０は、反応コイル３１を反応に適した温度まで昇温するものであって、例えば、５０℃以上１５０℃以下、好ましくは９０℃以上１２０℃以下の温度に反応コイル３１を加熱する。

【0023】

反応コイル３１の末端すなわち出口には、反応コイル３１から流れ出る液を対象として、発色反応によって液中に生じた発色の吸光度を測定するための検出器３２が設けられている。検出器３２は、例えば、波長４６０ｎｍ付近での吸光度を測定して検出結果として出力する。検出器３２の出口には、ポンプＰ１からサンプリング弁１０、配管２４及び反応コイル３１を経て検出器３２に至る管路に対して背圧を与える背圧コイル３３が設けられている。検出器３２の出口と背圧コイル３３の入口との間の位置に対し、圧力計ＰＩが接続している。背圧コイル３３の出口から、このＦＩＡ装置の排液が流出する。

【0024】

本実施形態のＦＩＡ装置では、上述のように六方弁１１を駆動して第１の状態と第２の状態との間で切り替えを行い、また、選択弁６４により試料水またはいずれかの標準液を選択するために、制御部５０がさらに設けられている。制御部５０には、検出器３２での検出結果が入力する。制御部５０は、制御手段に相当し、導入装置６０（特に選択弁６４）とサンプリング弁１０（特に六方弁１１）とを制御するとともに、選択弁６４により標準液を選択したときの検出結果に基づいて検量線を算出し、試料水を選択したときには、算出した検量線に対して試料水に対する検出結果を当てはめることにより、試料水中の尿素濃度を決定して定量結果として出力する処理を行う。制御部５０は、検量線の算出あるいは尿素濃度の決定に際しては、検出器３２から入力する検出結果におけるピーク値（すなわちピーク強度）、あるいは、検出結果を時間について積分することによって得られるピーク面積を算出して使用する。その際、キャリア水が流れているときの吸光度をベースラインとし、このベースラインに対するピーク強度あるいはピーク面積を求めるようにする。

【0025】

次に、連続的に尿素の定量を行うときの検量線の算出について説明する。本実施形態のＦＩＡ装置を用い、予め定めた時間間隔ｔで尿素濃度を測定することにより、長期間にわたって連続的に試料水における尿素濃度の測定を行う場合を考える。このとき、制御部５０は、まず、選択弁６４を制御して、容器６２，６３内の標準液が順次、サンプリング弁１０に供給されるようにし、さらにサンプリング弁１０を制御して、これら標準液についての測定を実行する。そして、各標準液について検出器３２によって得られた検出結果に基づき、制御部５０は検量線を算出する。続いて制御部５０は、選択弁６４を制御して試料水がサンプリング弁１０に供給されるようにし、サンプリング弁１０を制御して時間間隔ｔごとに試料水が配管２４に導入されるようにする。制御部５０は、試料水について検出器３８から得られた結果を先に生成した検量線に当てはめることにより、試料水中の尿素濃度を決定し、定量結果として出力する。これにより、時間間隔ｔごとに尿素濃度が求められたことになる。

【0026】

連続的な定量を行う測定期間が長期間であって、その期間中での各試薬の変性や検出器３２の検出特性の変動が懸念されるような場合には、制御部５０は、検量線算出間隔Ｔ（ただしＴ≧ｔ）ごとに、検量線を引き直す処理、すなわち検量線を再算出する処理を行う。検量線を再算出する処理では、制御部５０は、試料水の測定に影響を及ぼさないタイミングで選択弁６４を制御して標準液を選択し、その状態でサンプリング弁１０を制御して標準液が配管２４に導入されるようにする。そして、そのときの検出器３２からの検出結果に基づいて、検量線を再算出する。検量線の再算出後は、再算出された検量線に基づいて試料水での尿素濃度を求めるようにする。本実施形態では、２種類の標準液を用いて検量線を算出するが、試料水の測定間隔ｔの間に両方の標準液についての測定を行うだけの時間を確保できない場合であれば、一方の標準液について測定を行い、続けて試料水の１回の測定を行い、その後、他方の標準液について測定を行って検量線を再算出すればよい。なお、標準液の消費を抑えるため、標準液について測定を行うために必要な期間以外の期間においては、選択弁６４が試料液を選択するようにすることが好ましい。検量線算出間隔Ｔは、使用する試薬やＦＩＡ装置の構成に応じ、任意に設定できるようにすることが好ましい。また、長期にわたる測定期間の途中でも検量線算出間隔Ｔを適宜に変更できるようにすることが好ましい。例えば、測定環境温度が異なる条件下では、吸光度測定におけるピーク強度の低下割合が異なる。検量線算出間隔Ｔは、測定開始直後は等間隔で設定し、検量線算出間隔Ｔ間の前後で算出された標準液のピーク強度の低下割合が一定の範囲を上回る場合は、検量線算出間隔Ｔを自動で短縮することができる。また検量線算出間隔Ｔ間の前後で算出された標準液のピーク強度の低下割合がある一定の範囲内に収まる場合は、検量線算出間隔Ｔを自動で延ばすことができる。検量線算出間隔Ｔを延ばすことにより、標準液の使用量を削減することが可能になる。なお検量線算出間隔Ｔは試料水の組成、性状によって異なる。

【0027】

本実施形態の装置では、ＦＩＡ法を利用し、ジアセチルモノオキシムを用いる比色法によって試料水中の尿素をオンラインで長期間にわたって連続的に測定することができ、しかもその期間中、試薬や装置における変動が起きたとしても検量線が自動的に再算出されるので、長期にわたって安定かつ高精度に尿素の定量を行うことができる。また、反応に用いる試薬Ａ（ジアセチルモノオキシム酢酸溶液）及び試薬Ｂ（アンチピリン含有試薬液）として、特に試薬Ｂについて、それらの試薬の調製後、２０℃以下に維持されたものを使用することにより、長期にわたって、より安定して尿素の連続的な定量を行うことが可能になる。

【実施例】

【0028】

次に、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。

【0029】

（実施例１）
図１に示すＦＩＡ装置を組み立てた。容器６２，６３にはそれぞれ尿素濃度が３ｐｐｂ、１０ｐｐｂである標準液を貯えた。試薬Ａとしてジアセチルモノオキシム酢酸溶液を調製し、試薬Ｂとしてアンチピリン含有試薬液を調製し、調製後直ちにそれらの試薬をそれぞれ貯槽４１，４２に貯え、貯槽４１，４２から各試薬を配管２４に向けて連続的に供給するようにした。本実施例では冷蔵部４０を使用せず、試薬Ａ及び試薬Ｂを室温に維持するものとした。試料水として、尿素濃度が５ｐｐｂであるように純水に尿素を溶解させた溶液を使用した。そして、試料水については３０分に１回、測定を行い、検量線については６０分に１回、再算出を行うようにして、約１０日間にわたり、試料水の尿素濃度の連続的な測定を行った。得られた尿素濃度の変化を図２に示す。またこのとき、試薬Ａ及び試薬Ｂを調製した直後の試料水を測定したときの吸光度のピーク強度を１００％として、試料水の連続的な測定を行っているときの吸光度のピーク強度の変化も調べた。ピーク強度の変化も図２に示す。

【0030】

図２に示すように、試薬を常温に維持したことによって試薬の変性が進行するので、調製時からの日数が経過するにつれてピーク強度が低下したが、検量線を再算出することを繰り返すことにより、安定して高精度に試料水中の尿素濃度（ここでは５ｐｐｂ）の測定を行えることが分かった。

【0031】

（実施例２）
次に、試薬を冷蔵することの効果を実証するために、図１に示すＦＩＡ装置を組み立てた。ただし、配管２０から導入装置６０に至る部分は設けず、試料水がサンプリング弁に直接供給される構造とした。

【0032】

尿素濃度が６０ｐｐｂになるように調製した標準液を試料水としてサンプリング弁１０に連続供給できるようにした。そしてこの尿素標準液に関して尿素濃度の連続モニタリングを行った。ここでは、尿素標準液について連続的に測定を行ったときに、検出器３２における吸光度の検出ピークの測定値として得られる尿素濃度がどのように変化するかを調べた。この実施例２では、ジアセチルモノオキシム２ｇを１０％酢酸１００ｍＬに溶解させて試薬Ａ（ジアセチルモノオキシム酢酸溶液）を調製し、アンチピリン０．２ｇをとり、９ｍｏｌ／Ｌの硫酸に溶かし、全量を１００ｍＬとして試薬Ｂ（アンチピリン含有試薬液）を調製し、調製後直ちにそれらの試薬をそれぞれ貯槽４１，４２に貯え、貯槽４１，４２から各試薬を配管２４に向けて連続的に供給するようにした。連続測定の最初に各試薬を貯槽４１，４２に注入した後は、連続測定中には試薬を補充しないようにした。また、試薬Ａの貯槽４１については常温に維持した。試薬Ｂについては、その調製後の保管温度を１０℃とした場合と２５℃とした場合の２通りについて実験を行った。尿素濃度の変化は、波長４６０ｎｍでの吸光度のピーク強度で確認した。結果を図３に示す。図３では、試薬Ａ及び試薬Ｂを調製してそれぞれ貯槽４１，４２に貯えた直後に６０ｐｐｂの尿素標準液を測定した際のピーク強度を１００％として、同じ尿素標準液を測定したときの測定値が日時の経過とともにどのように変化したかを示している。

【0033】

図３に示すように、アンチピリン含有試薬液（試薬Ｂ）を２５℃に維持した場合には、徐々にピーク強度が低下し、連続測定のための１０日間の運転の間にピーク強度が７２％まで低下した。すなわち、尿素の定量を安定して行えなくなっていた。これに対しアンチピリン含有試薬液を冷蔵保管して１０℃に維持した場合には、１０日間の連続運転の後にもピーク強度が低下せず、長期にわたって安定して尿素の連続定量を行えることが分かった。

【0034】

（実施例３）
実施例２と同様に試薬Ｂ（アンチピリン含有試薬液）を調製後、５℃、１０℃、１５℃、２０℃及び２５℃でそれぞれ１０日間保管した。そして、この保管の後に試薬Ｂを実施例２の装置に供給した。試薬Ｂを装置に供給したのち直ちにこの装置を用いて尿素濃度６０ｐｐｂの標準液を測定し、そのピーク強度を求めた。その際、試薬Ｂの調製直後に標準液を測定したときのピーク強度を１００％とした。試薬Ａ（ジアセチルモノオキシム酢酸溶液）については実施例２と同様に調製したのち、常温で保管したものを使用した。結果を表１に示す。

【0035】

【表1】

【0036】

表１に示されるように、保管温度が５℃の場合と１０℃の場合にはピーク強度の低下はほとんど見られず、１５℃で保管した場合には、約１割程度のピーク強度の低下が見られた。２０℃で保管した場合には約２割のピーク強度の低下であったが、２５℃では３割近くピーク強度が低下した。これらから、微量の尿素濃度を連続的に測定するためには、反応に用いる試薬（ジアセチルモノオキシム酢酸溶液及びアンチピリン含有試薬液）のうち少なくともアンチピリン含有試薬液を冷蔵保存すべきであること、その場合、アンチピリン含有試薬液の温度を２０℃以下に維持することが好ましく、３℃以上２０℃以下に維持することがさらに好ましく、５℃以上１５℃以下に維持することがより好ましいことが分かった。

【0037】

（実施例４）
実施例３の試薬Ａ（ジアセチルモノオキシム酢酸溶液）を実施例３の試薬Ｂ（アンチピリン含有試薬液）と同様の保管温度にて保管したことを除いて、実施例３と同様の試験を行った。

【0038】

試薬Ａと試薬Ｂの両方を冷蔵して測定を行った場合、試薬Ｂのみを冷蔵して測定を行った結果（表１）と同様の結果が得られた。

【符号の説明】

【0039】

１０ サンプリング弁
１２ サンプルループ
３１ 反応コイル
３２ 検出器
４０ 冷蔵部
４１，４２ 貯槽
５０ 制御部
６０ 導入装置
６１ 試料水槽
６２，６３ 容器
６４ 選択弁

【図1】

【図2】

【図3】