特許 6990403 分散質分析方法、および分析装置

(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】

(24)【登録日】2021-12-08

(45)【発行日】2022-01-12

(54)【発明の名称】分散質分析方法、および分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/76 20060101AFI20220104BHJP

【ＦＩ】

G01N27/76

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2017525447

(86)(22)【出願日】2016-06-24

(86)【国際出願番号】 JP2016068849

(87)【国際公開番号】W WO2016208723

(87)【国際公開日】2016-12-29

【審査請求日】2019-06-20

(31)【優先権主張番号】P 2015127825

(32)【優先日】2015-06-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】515295968

【氏名又は名称】株式会社カワノラボ

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】河野 誠

【審査官】田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／０３０１８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－０２２７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０２１９１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－０７１６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】河野誠，磁化率測定による新しい微粒子分析法，コンバーテック，2013年12月15日，Vol.41 No.12，pp. 98-101

【文献】河野誠，世界初の微粒子磁化率計の研究開発と製品化，ケミカルエンジニヤリング，2014年，Vol.59 No.11，pp.35-41

【文献】河野 誠 他，機能性マテリアルズ＆コンバーティング 磁化率測定による新しい微粒子分析法，コンバーテック，2013年12月15日，Vol. 41, No. 12，pp. 98-101

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／７２－Ｇ０１Ｎ ２７／９０

Ｇ０１Ｎ １５／００－Ｇ０１Ｎ １５／１４

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＭＥＤＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気泳動法により、分散媒中における分散質の体積磁化率を取得する工程と、
前記分散質の体積磁化率と前記分散媒の体積磁化率との差である体積磁化率差の分布を示す画像データを生成する工程と、
前記体積磁化率差が０に近いか否かに基づいて、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する工程と
を包含する分散質分析方法。

【請求項2】

分散媒中における分散質の粒子径を取得する工程と、
磁気泳動法により、前記分散媒中における前記分散質の体積磁化率を取得する工程と、
前記粒子径と前記分散質の体積磁化率の分布との関係を示す回帰線を取得する工程と、
前記粒子径ごとにプロットされた前記分散質の体積磁化率の分布と、前記回帰線とを含む画像データを生成する工程と、
前記回帰線に対する前記分散質の体積磁化率の分布の拡がりが狭いか否かに基づいて、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する工程と
を包含する分散質分析方法。

【請求項3】

分散媒中における分散質の粒子径を取得する工程と、
磁気泳動法により、前記分散媒中における前記分散質の体積磁化率を取得する工程と、
前記粒子径ごとにプロットされた前記分散質の体積磁化率の分布を含む画像データを生成する工程と、
前記分散質の粒子径の分布の拡がりが広いか否かに基づいて、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する工程と
を包含する、分散質分析方法。

【請求項4】

磁場生成部と、
前記磁場生成部によって磁場が生成されている状態で、分散媒に分散された分散質の動きを測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて前記分散質の体積磁化率を取得する演算部と
を備え、
前記演算部は、前記分散質の体積磁化率と前記分散媒の体積磁化率との差である体積磁化率差の分布を示す画像データを生成し、
前記演算部は、前記体積磁化率差が０に近いか否かに基づいて、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する、分析装置。

【請求項5】

磁場生成部と、
前記磁場生成部によって磁場が生成されている状態で、分散媒に分散された分散質の動きを測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて前記分散質の体積磁化率を取得する演算部と
を備え、
前記演算部は、
前記分散媒中における前記分散質の粒子径と、前記粒子径と前記分散質の体積磁化率の分布との関係を示す回帰線とを取得し、
前記粒子径ごとにプロットされた前記分散質の体積磁化率の分布と、前記回帰線とを含む画像データを生成し、
前記回帰線に対する前記分散質の体積磁化率の分布の拡がりが狭いか否かに基づいて、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する、分析装置。

【請求項6】

磁場生成部と、
前記磁場生成部によって磁場が生成されている状態で、分散媒に分散された分散質の動きを測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて前記分散質の体積磁化率を取得する演算部と
を備え、
前記演算部は、
前記分散媒中における前記分散質の粒子径を取得し、
前記粒子径ごとにプロットされた前記分散質の体積磁化率の分布を含む画像データを生成し、
前記分散質の粒子径の分布の拡がりが広いか否かに基づいて、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する、分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分散質の体積磁化率（単位体積当たりの磁化率）を用いて、分散質（例えば、粒子）を分析する分散質分析方法、および分析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

本発明者等は過去に、分散質の体積磁化率を用いて、分散質の空隙率を測定する方法を提案した（特許文献１）。また、本発明者等は過去に、分散質の体積磁化率を用いて、分散質の表面積、分散質に形成されている各細孔の直径の平均値、各細孔の深さの平均値、各細孔の体積の平均値、および細孔の個数を測定する方法を提案した（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１３／０２１９１０号

【文献】国際公開第２０１５／０３０１８４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者は、分散質を分析する方法について鋭意研究を続け、その結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、分散媒に対する分散質の親和性を、分散質の体積磁化率を用いて定量的に評価するための分散質分析方法、および分析装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の分散質分析方法は、磁気泳動法により、分散媒中における分散質の体積磁化率を取得する工程と、前記分散質の体積磁化率と前記分散媒の体積磁化率とにより、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する工程とを包含する。

【0006】

ある実施形態では、前記親和性を分析する工程において、前記分散質の体積磁化率と前記分散媒の体積磁化率との比較により、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する。

【0007】

ある実施形態では、前記親和性を分析する工程において、前記分散質の体積磁化率と前記分散媒の体積磁化率との差により、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する。

【0008】

本発明の第２の分散質分析方法は、分散媒中における分散質の粒子径を取得する工程と、磁気泳動法により、前記分散媒中における前記分散質の体積磁化率を取得する工程と、前記粒子径、前記分散質の体積磁化率の分布、その分布の拡がり、および前記分散媒の体積磁化率に基づいて、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する工程とを包含する。

【0009】

ある実施形態では、前記親和性を分析する工程において、前記粒子径と前記分散質の体積磁化率の分布との関係を示す回帰線を取得する。次に、前記回帰線に対する前記分散質の体積磁化率の分布の拡がりに基づき、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する。

【0010】

ある実施形態では、前記親和性を分析する工程において、前記分散質の粒子径の分布の拡がりに基づき、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する。

【0011】

本発明の第１の分析装置は、磁場生成部と、測定部と、演算部とを備える。前記測定部は、前記磁場生成部によって磁場が生成されている状態で、分散媒に分散された分散質の動きを測定する。前記演算部は、前記測定部の測定結果に基づいて前記分散質の体積磁化率を取得する。また前記演算部は、前記分散質の体積磁化率の分布を示す画像データを生成する。

【0012】

ある実施形態において、前記演算部は、前記分散質の体積磁化率と前記分散媒の体積磁化率との差を示す画像データを生成する。

【0013】

ある実施形態において、前記演算部は、前記分散媒中における前記分散質の粒子径を取得する。また前記演算部は、前記粒子径ごとにプロットされた前記分散質の体積磁化率の分布を示す画像データを生成する。

【0014】

ある実施形態において、前記演算部は、前記粒子径と前記分散質の体積磁化率の分布との関係を示す回帰線を取得する。また前記演算部は、前記回帰線を含む前記画像データを生成する。

【0015】

本発明の第２の分析装置は、磁場生成部と、測定部と、演算部とを備える。前記測定部は、前記磁場生成部によって磁場が生成されている状態で、分散媒に分散された分散質の動きを測定する。前記演算部は、前記測定部の測定結果に基づいて前記分散質の体積磁化率を取得する。また前記演算部は、前記分散質の体積磁化率の分布を解析して、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する。

【0016】

ある実施形態において、前記演算部は、前記分散質の体積磁化率と前記分散媒の体積磁化率との差の分布を解析して、前記分散媒に対する前記分散質の親和性を分析する。

【0017】

ある実施形態において、前記演算部は、前記分散媒中における前記分散質の粒子径を取得する。また前記演算部は、前記粒子径に対する前記分散質の体積磁化率の分布を解析する。

【0018】

ある実施形態において、前記演算部は、前記粒子径と前記分散質の体積磁化率との関係を示す近似関数を取得する。また前記演算部は、前記近似関数を用いて、前記粒子径に対する前記分散質の体積磁化率の分布を解析する。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、分散媒に対する分散質の親和性を、分散質の体積磁化率を用いて定量的に評価することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る分析装置を示す模式図である。

【図2】本発明の実施形態に係る測定部の構成を示す模式図である。

【図3】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第１の分布および第２の分布を示すグラフである。

【図4】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第３の分布および第４の分布を示すグラフである。

【図5】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第５の分布および第６の分布を示すグラフである。

【図6】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第７の分布および第８の分布を示すグラフである。

【図7】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第９の分布および第１０の分布を示すグラフである。

【図8】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第１１の分布を示すグラフである。

【図9】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第１２の分布を示すグラフである。

【図10】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第１３の分布を示すグラフである。

【図11】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第１４の分布を示すグラフである。

【図12】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第１５の分布を示すグラフである。

【図13】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第１６の分布を示すグラフである。

【図14】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第１７の分布を示すグラフである。

【図15】本発明の実施形態に係る分散質体積磁化率の第１８の分布を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、図中、同一または相当部分については、同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、本発明は、以下で説明する実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

【0022】

［実施形態１］
実施形態１の分散質分析方法は、磁気泳動法により、分散媒ｍ中における分散質ｓの体積磁化率χｓ（以下、分散質体積磁化率χｓと記載する場合がある。）を取得する工程を包含する。また、実施形態１の分散質分析方法は、分散質体積磁化率χｓと分散媒ｍの体積磁化率χｍ（以下、分散媒体積磁化率χｍと記載する場合がある。）とにより、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析する工程を包含する。実施形態１では、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析する工程において、分散質体積磁化率χｓと分散媒体積磁化率χｍとの比較または差により、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性が分析される。

【0023】

分散媒ｍは、例えば水である。あるいは、分散媒ｍは、メタノールや、エタノール、１－プロパノール、アセトニトリル、アセトン等のうちから選択され得る。または、分散媒ｍは、水や、メタノール、エタノール、１－プロパノール、アセトニトリル、アセトン等のうちの２つ以上を混合した混合物であってもよい。分散質ｓは、例えば、多孔質シリカゲル粒子、またはセルロースである。あるいは、分散質ｓは、ポリエチレンやポリスチレンのような樹脂であり得る。あるいは、分散質ｓは、液晶パネルにおいてスペーサ―として使用されるシリカ粒子であり得る。あるいは、分散質ｓは、インクやトナーのような有機物と無機物とが混在する有機／無機ハイブリッド粒子であり得る。あるいは、分散質ｓは、カーボンや酸化タングステン等の電極材料であり得る。あるいは、分散質ｓは、ホイップクリームやでんぷん、スクロース等の食品材料であり得る。あるいは、分散質ｓは、ヘキサンやベンゼン、トルエン、オリーブオイル等の液滴であり得る。

【0024】

以下、図１および図２を参照して、分散質体積磁化率χｓを磁気泳動法により取得する方法について説明する。図１は、本実施形態の分析装置１０を示す模式図である。分析装置１０は、本実施形態の分散質分析方法に使用される。

【0025】

分析装置１０は、磁場生成部２０と、測定部３０と、演算部４０とを備える。磁場生成部２０の近傍には分散媒ｍに分散質ｓが分散された分散系Ｄが配置される。分散系Ｄは、例えば、管状部材に入れられる。具体的には、分散系Ｄの入れられたキャピラリＣが磁場生成部２０の近傍に配置される。キャピラリＣは、例えば、ガラス製である。また、キャピラリＣは、その軸方向に直交する断面が約１００μｍのほぼ正方形状に構成され得る。分散質ｓは、分散媒ｍに分散した状態で、毛細管現象またはポンプによりキャピラリＣ内に導入される。ただし、キャピラリＣは正方形状の断面を有するガラス製品に限定されない。キャピラリＣの形状は、分散質ｓの磁気泳動挙動の観察が可能な形状であればよい。また、キャピラリＣは、分散質ｓの磁気泳動挙動の観察が可能な材料で構成されていればよい。

【0026】

磁場生成部２０は、超電導磁石、磁気回路、または永久磁石などを含む。例えば、磁場生成部２０はポールピースによって強い磁場、および大きな磁場勾配を生成することが好ましい。なお、図１には１つの分散質ｓが示されているが、分散媒ｍ中に複数の分散質ｓが存在していてもよい。

【0027】

磁場生成部２０によって分散系Ｄに磁場が生成されると、分散質ｓは分散媒ｍ中で磁気泳動する。測定部３０は、磁場生成部２０によって磁場が生成された状態で、分散媒ｍ中（分散系Ｄ）における分散質ｓの動き（磁気泳動）を測定する。

【0028】

演算部４０は、例えば、パーソナルコンピュータである。演算部４０は、測定部３０の測定結果から分散質ｓの磁気泳動速度ｖを取得する。例えば、演算部４０は、測定部３０によって測定された分散質ｓの位置の時間的な変化から、磁気泳動速度ｖを取得してもよい。具体的には、測定部３０が、所定の時間間隔ごとに分散質ｓを撮像し、演算部４０が、それらの撮像結果から磁気泳動速度ｖを取得してもよい。

【0029】

演算部４０は、磁気泳動速度ｖから、分散質体積磁化率χｓを取得する。具体的には、演算部４０は、以下の式（１）を参照して、分散質体積磁化率χｓを求める。
ｖ＝２（χｓ－χｍ）ｒ²（１／９ημ₀）Ｂ（ｄＢ／ｄｘ） （１）

【0030】

式（１）において、ｒは分散質ｓの半径であり、ηは分散媒ｍの粘性率であり、μｏは真空の透磁率であり、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）は磁場勾配である。

【0031】

分散質ｓの半径ｒには、文献値を使用し得る。あるいは、分散質ｓの半径ｒは、測定により求めてもよい。例えば、測定部３０が撮像した分散質ｓの画像から、分散質ｓの半径ｒを測定し得る。分散媒ｍの粘性率ηおよび真空の透磁率μｏは定数であり、分散媒体積磁化率χｍには文献値を使用し得る。あるいは、分散媒体積磁化率χｍは、ＳＱＵＩＤ素子または磁気天秤を用いて測定してもよい。磁場勾配Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）は装置定数であり、測定可能である。

【0032】

続いて図２を参照して、測定部３０の構成について説明する。図２は、測定部３０の構成を示す模式図である。図２に示すように、測定部３０は、拡大部３２および撮像部３４を有する。キャピラリＣ内に導入された分散質ｓは、拡大部３２によって適当な倍率で拡大されて、撮像部３４で撮像される。例えば、拡大部３２は対物レンズを含み、撮像部３４は電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）を含む。なお、測定部３０が撮像部３４を有することにより、分散質ｓの位置だけでなく、分散質ｓの粒子径も併せて測定可能となる。測定部３０を用いて分散質ｓの半径ｒを測定する場合、分析装置１０は、キャピラリＣを照らす光源５０を有することが好ましい。光源５０は特に限定されず、例えば、光源５０としてレーザー光源を使用し得る。なお、光源５０としてレーザー光源を使用する場合、レーザードップラー法によって分散質ｓの磁気泳動速度ｖを解析することが可能となる。レーザードップラー法によって磁気泳動速度ｖを解析する場合、撮像部３４は、光電子増倍管を含む。また、光源５０としてレーザー光源を使用する場合、動的光散乱法によって分散質ｓの粒子径を解析することが可能となる。動的光散乱法によって粒子径を解析する場合、撮像部３４は、光電子増倍管を含む。

【0033】

続いて図３～図５を参照して、分散質体積磁化率χｓと分散媒体積磁化率χｍとの比較により、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析する方法について説明する。

【0034】

図３は、分散質体積磁化率χｓの第１の分布（破線）および第２の分布（実線）を示すグラフである。具体的には、分散質体積磁化率χｓの第１の分布（破線）は、分散質ｓであるオクタデシル基結合シリカゲル（ＯＤＳ）粒子を分散媒ｍであるアセトンに分散させて取得される。また、分散質体積磁化率χｓの第２の分布（実線）は、エンドキャッピング処理されたＯＤＳ粒子（分散質ｓ）をアセトン（分散媒ｍ）に分散させて取得される。

【0035】

図３において、横軸は分散質体積磁化率χｓを示し、縦軸は粒子数の割合を示す。図１を参照して説明した演算部４０は、分散系Ｄ（分散媒ｍ）内の分散質ｓの個々の体積磁化率χｓの情報を取得することにより、図３に示すグラフの画像データを生成する。演算部４０が生成した画像データに基づく画像は、ディスプレイまたはプリンター等の出力装置により出力される。

【0036】

ＯＤＳ粒子は、多孔質シリカゲル粒子表面のシラノール基にオクタデシルシラン化合物を反応させて生成される。シラノール基は水酸基（ＯＨ）を含み、シラノール基をオクタデシルシラン化合物と反応させることにより、多孔質シリカゲル粒子が疎水化される。但し、多孔質シリカゲル粒子表面の全てのシラノール基をオクタデシルシラン化合物と反応させることはできないため、より疎水的にする場合にエンドキャッピング処理が施される。エンドキャッピング処理は、トリメチルモノクロルシランのようなシラン化合物を残存シラノール基に反応させる処理である。なお、エンドキャッピング処理によっても、全ての残存シラノール基を取り除くことは困難である。

【0037】

図３に示すように、分散質体積磁化率χｓの第１の分布（破線）および第２の分布（実線）をアセトンの体積磁化率χｍ（－５．７７×１０^-6）と比較すると、第１の分布（破線）よりも第２の分布（実線）の方がアセトンの体積磁化率χｍに近い。つまり、エンドキャップ処理が施されていないＯＤＳ粒子の体積磁化率χｓ（破線）よりも、エンドキャッピング処理が施されたＯＤＳ粒子の体積磁化率χｓ（実線）の方が、アセトンの体積磁化率χｍに近い。換言すると、ＯＤＳ粒子にエンドキャッピング処理を施して、より疎水的にすることにより、分散質体積磁化率χｓがアセトンの体積磁化率χｍに近くなる。このことは、エンドキャッピング処理により、アセトン（分散媒ｍ）に対するＯＤＳ粒子（分散質ｓ）の親和性が高くなることを示す。

【0038】

即ち、分散質体積磁化率χｓが分散媒体積磁化率χｍに近いことは、分散質ｓの表面に吸着している分散媒ｍの量が多いことを示す。そして、分散媒ｍが多く吸着していることは、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性が高いことを示す。

【0039】

なお、分散質ｓの表面に吸着している分散媒ｍの量が多いほど、分散質体積磁化率χｓが分散媒体積磁化率χｍに近づくのは、体積磁化率に加成性が成り立つためである。例えば、ＯＤＳ粒子のように、表面が修飾分子によって修飾された多孔質材（分散質ｓ）の体積磁化率χｓは、以下の式（２）によって示される。
χｓ＝χ_B（Ｖ_B／Ｖｓ）＋χ_M（Ｖ_M／Ｖｓ）＋χｍ（Ｖｍ／Ｖｓ） （２）

【0040】

式（２）において、Ｖｓは分散質ｓの体積であり、Ｖ_Bは分散質ｓの骨格部分の体積であり、Ｖ_Mは分散質ｓの表面を修飾する修飾分子が占める体積であり、Ｖｍは分散質ｓに吸着した分散媒ｍが占める体積である。また、χ_Bは分散質ｓの骨格部分の体積磁化率であり、χ_Mは分散質ｓの表面を修飾する修飾分子の体積磁化率であり、χｍは分散質ｓに吸着した分散媒ｍの体積磁化率である。

【0041】

式（２）から明らかなように、分散質ｓの体積Ｖｓに占める分散媒ｍの体積Ｖｍの割合が大きくなるほど、換言すると、分散質ｓに吸着する分散媒ｍの量が多いほど、分散質ｓの体積磁化率χｓは分散媒ｍの体積磁化率χｍに近くなる。

【0042】

したがって、分散媒ｍがアセトンの場合、エンドキャッピング処理を施したＯＤＳ粒子は、エンドキャッピング処理が施されていないＯＤＳ粒子に比べて、分散媒ｍに対する親和性が高いと評価することができる。

【0043】

なお、演算部４０が、分散質ｓの体積磁化率の分布を解析して、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析してもよい。例えば、演算部４０が、分散系Ｄ（分散媒ｍ）内の分散質ｓの個々の体積磁化率χｓと、分散媒ｍの体積磁化率χｍとに基づき、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を示す値（パラメータ）を演算（数値解析）により求めてもよい。

【0044】

図４は、分散質体積磁化率χｓの第３の分布および第４の分布を示すグラフ（ヒストグラム）である。具体的には、分散質体積磁化率χｓの第３の分布は、アセトンにＯＤＳ粒子を分散させて取得される。また、分散質体積磁化率χｓの第４の分布は、アセトンに界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００を０．１質量％混合させた溶液にＯＤＳ粒子を分散させて取得される。第３の分布において、分散媒ｍはアセトンであり、分散質ｓはＯＤＳ粒子である。一方、界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００を混合したアセトンにＯＤＳ粒子を分散させると、ＯＤＳ粒子表面に界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００が吸着する。したがって、第４の分布において、分散媒ｍはアセトンであり、分散質ｓは、界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００が表面に吸着したＯＤＳ粒子である。

【0045】

図４において、横軸は分散質体積磁化率χｓを示し、縦軸は粒子数を示す。図１を参照して説明した演算部４０は、分散系Ｄ（分散媒ｍ）内の分散質ｓの個々の体積磁化率χｓの情報を取得することにより、図４に示すグラフの画像データを生成する。演算部４０が生成した画像データに基づく画像は、ディスプレイまたはプリンター等の出力装置により出力される。

【0046】

図４に示すように、分散質体積磁化率χｓの第３の分布および第４の分布をアセトンの体積磁化率χｍ（－５．７７×１０^-6）と比較すると、第３の分布よりも第４の分布の方がアセトンの体積磁化率χｍに近い。つまり、ＯＤＳ粒子の体積磁化率χｓよりも、界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００が表面に吸着したＯＤＳ粒子の体積磁化率χｓの方が、アセトンの体積磁化率χｍに近い。換言すると、ＯＤＳ粒子の表面に界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００が吸着することにより、分散質体積磁化率χｓが分散媒体積磁化率χｍに近くなる。このことは、界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００がＯＤＳ粒子（分散質ｓ）の表面に吸着すると、アセトン（分散媒ｍ）に対するＯＤＳ粒子（分散質ｓ）の親和性が高くなることを示す。

【0047】

したがって、分散媒ｍがアセトンの場合、界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００が表面に吸着したＯＤＳ粒子は、界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００が表面に吸着していないＯＤＳ粒子に比べて、分散媒ｍに対する親和性が高いと評価することができる。

【0048】

図５は、分散質体積磁化率χｓの第５の分布および第６の分布を示すグラフ（散布図）である。詳しくは、図５は、粒子径ごとにプロットされた分散質体積磁化率χｓの２つの分布を示す。図５において、横軸は粒子径を示し、縦軸は分散質体積磁化率χｓを示す。図１を参照して説明した演算部４０は、分散系Ｄ（分散媒ｍ）内の分散質ｓの個々の粒子径の情報および体積磁化率χｓの情報を取得することにより、図５に示すグラフの画像データを生成する。即ち、演算部４０は、粒子径ごとにプロットされた分散質ｓの体積磁化率χｓの分布を示す画像データを生成する。演算部４０が生成した画像データに基づく画像は、ディスプレイまたはプリンター等の出力装置により出力される。

【0049】

具体的には、分散質体積磁化率χｓの第５の分布は、抗てんかん薬カルバマゼピンＩ型（分散質ｓ）を水（分散媒ｍ）に分散させて取得した粒子径と分散質体積磁化率χｓとの関係を示す。また、分散質体積磁化率χｓの第６の分布は、抗てんかん薬カルバマゼピンＩＶ型（分散質ｓ）を水（分散媒ｍ）に分散させて取得した粒子径と分散質体積磁化率χｓとの関係を示す。

【0050】

図５に示すように、体積磁化率χｓの第５の分布（Ｉ型）および第６の分布（ＩＶ型）を水の体積磁化率χｍ（－９．０１×１０^-6）と比較すると、第５の分布（Ｉ型）よりも、第６の分布（ＩＶ型）の方が水の体積磁化率χｍに近い。つまり、抗てんかん薬カルバマゼピンＩ型の体積磁化率χｓよりも、抗てんかん薬カルバマゼピンＩＶ型の体積磁化率χｓの方が、水の体積磁化率χｍに近い。したがって、抗てんかん薬カルバマゼピンＩＶ型は、抗てんかん薬カルバマゼピンＩ型よりも水に対する親和性が高いと評価することができる。

【0051】

続いて図６および図７を参照して、分散質体積磁化率χｓと分散媒体積磁化率χｍとの差により、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析する方法について説明する。

【0052】

図６は、分散質体積磁化率χｓの第７の分布および第８の分布を示すグラフ（ヒストグラム）である。詳しくは、図６は、分散媒体積磁化率χｍと分散質体積磁化率χｓとの差（以下、体積磁化率差と記載する場合がある。）の２つの分布を示す。図６において、横軸は体積磁化率差を示し、縦軸は粒子数の割合を示す。図１を参照して説明した演算部４０は、分散系Ｄ（分散媒ｍ）内の分散質ｓの個々の体積磁化率χｓの情報と、分散媒ｍの体積磁化率χｍの情報とを取得することにより、図６に示すグラフの画像データを生成する。即ち、演算部４０は、体積磁化率差を示す画像データを生成する。演算部４０が生成した画像データに基づく画像は、ディスプレイまたはプリンター等の出力装置により出力される。

【0053】

具体的には、図６は、分散媒ｍであるメタノールの体積磁化率χｍ（－６．６５×１０^-6）と、分散質ｓである多孔質シリカゲル粒子をメタノール（分散媒ｍ）に分散させて取得した分散質体積磁化率χｓとの差の分布（第７の分布）を示す。また、図６は、分散媒ｍであるアセトンの体積磁化率χｍと、分散質ｓである多孔質シリカゲル粒子をアセトン（分散媒ｍ）に分散させて取得した分散質体積磁化率χｓとの差の分布（第８の分布）を示す。

【0054】

図６に示すように、アセトンに多孔質シリカゲル粒子を分散させる場合（第８の分布）よりも、メタノールに多孔質シリカゲル粒子を分散させる場合（第７の分布）の方が、体積磁化率差が０に近い。このことは、多孔質シリカゲル粒子の体積磁化率χｓが、アセトンの体積磁化率χｍよりもメタノールの体積磁化率χｍに近いことを示す。したがって、多孔質シリカゲル粒子はアセトンよりもエタノールに対して親和性が高いと評価することができる。

【0055】

なお、演算部４０が、分散系Ｄ（分散媒ｍ）内の分散質ｓの個々の体積磁化率χｓと、分散媒ｍの体積磁化率χｍとの差を求め、その差の分布（体積磁化率差の分布）を解析して、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を示す値（パラメータ）を演算（数値解析）により求めてもよい。

【0056】

図７は、分散質体積磁化率χｓの第９の分布および第１０の分布を示すグラフ（ヒストグラム）である。詳しくは、図７は、体積磁化率差の２つの分布を示す。図７において、横軸は体積磁化率差を示し、縦軸は粒子数の割合を示す。図１を参照して説明した演算部４０は、分散系Ｄ（分散媒ｍ）内の分散質ｓの個々の体積磁化率χｓの情報と、分散媒ｍの体積磁化率χｍの情報とを取得することにより、図７に示すグラフの画像データを生成する。即ち、演算部４０は、体積磁化率差を示す画像データを生成する。演算部４０が生成した画像データに基づく画像は、ディスプレイまたはプリンター等の出力装置により出力される。

【0057】

具体的には、図７は、分散媒ｍであるメタノールの体積磁化率χｍと、分散質ｓである多孔質シリカゲル粒子をメタノールに分散させて取得した分散質体積磁化率χｓとの差の分布（第９の分布）を示す。また、図７は、分散媒ｍである１－プロパノールの体積磁化率χｍ（－７．４８×１０^-6）と、分散質ｓである多孔質シリカゲル粒子を１－プロパノールに分散させて取得した分散質体積磁化率χｓとの差の分布（第１０の分布）を示す。

【0058】

図７に示すように、多孔質シリカゲル粒子をメタノールに分散させた場合に得られる体積磁化率差の分布（第９の分布）と、多孔質シリカゲル粒子を１－プロパノールに分散させた場合に得られる体積磁化率差の分布（第１０の分布）との差は小さい。このことは、多孔質シリカゲル粒子のメタノールと１－プロパノールとに対する親和性の差が小さいことを示す。

【0059】

以上のように、実施形態１によれば、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を、分散媒ｍの体積磁化率χｍと、分散媒ｍ中における分散質ｓの体積磁化率χｓとを用いて定量的に評価することができる。また、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性が高いほど、分散媒ｍに対する分散質ｓの分散性も良好となる。したがって、実施形態１によれば、分散質ｓの分散性の定量的な評価も可能となる。

【0060】

［実施形態２］
続いて図８～図１５を参照して、実施形態２の分散質分析方法を説明する。但し、実施形態１と異なる事項を中心に説明し、実施形態１で説明した事項と重複する事項の説明については適宜割愛する。実施形態２の分散質分析方法は、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析する工程が実施形態１と異なる。具体的には、実施形態２の分散質分析方法は、分散媒ｍ中における分散質ｓの粒子径を取得する工程を包含する。また、実施形態２の分散質分析方法は、磁気泳動法により、分散媒ｍ中における分散質ｓの体積磁化率χｓを取得する工程を包含する。さらに、実施形態２の分散質分析方法は、粒子径と、分散質ｓの体積磁化率χｓの分布と、その分布の拡がりと、分散媒ｍの体積磁化率χｍとに基づいて、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析する工程を包含する。実施形態２では、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析する工程において、粒子径と分散質ｓの体積磁化率χｓの分布との関係を示す回帰線を取得する。そして、その回帰線に対する分散質ｓの体積磁化率χｓの分布の拡がりに基づき、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析する。または、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析する工程において、分散質ｓの粒子径の分布の拡がりに基づき、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析する。

【0061】

図８～図１１は、分散質体積磁化率χｓの第１１の分布～第１４の分布を示すグラフ（散布図）である。詳しくは、図８～図１１は、粒子径ごとにプロットされた分散質体積磁化率χｓの分布を示す。図８～図１１において、横軸は粒子径を示し、縦軸は分散質体積磁化率χｓを示す。また、図８～図１１は、回帰線とその式（近似関数）を示す。近似関数（回帰線の式）は、例えば最小二乗法により求められる。図１を参照して説明した演算部４０は、分散系Ｄ（分散媒ｍ）内の分散質ｓの個々の粒子径の情報および体積磁化率χｓの情報を取得することにより、図８～図１１に示すグラフおよび回帰線の画像データを生成する。即ち、演算部４０は、粒子径と分散質ｓの体積磁化率χｓの分布との関係を示す近似関数（回帰線）を演算により取得する。また、演算部４０は、粒子径ごとにプロットされた分散質ｓの体積磁化率χｓの分布と、回帰線とを含む画像データを生成する。演算部４０が生成した画像データに基づく画像は、ディスプレイまたはプリンター等の出力装置により出力される。

【0062】

具体的には、図８～図１１は、分散質ｓである多孔質シリカゲル粒子を各種分散媒ｍに分散させて取得した粒子径と体積磁化率χｓとの関係を示す。即ち、図８は、多孔質シリカゲル粒子をメタノール（分散媒ｍ）に分散させて取得した粒子径と分散質体積磁化率χｓとの関係（第１１の分布）を示す。図９は、多孔質シリカゲル粒子をエタノール（分散媒ｍ）に分散させて取得した粒子径と分散質体積磁化率χｓとの関係（第１２の分布）を示す。図１０は、多孔質シリカゲル粒子をアセトニトリル（分散媒ｍ）に分散させて取得した粒子径と分散質体積磁化率χｓとの関係（第１３の分布）を示す。図１１は、多孔質シリカゲル粒子をアセトン（分散媒ｍ）に分散させて取得した粒子径と分散質体積磁化率χｓとの関係（第１４の分布）を示す。

【0063】

図８～図１１に示すように、分散質ｓが多孔質粒子である場合、粒子径が大きくなるほど、分散質体積磁化率χｓが分散媒体積磁化率χｍに近づく。これは、粒子径が大きくなるほど、分散質ｓに形成されている細孔の合計体積が増加するためである。即ち、細孔の合計体積が増加して、分散質ｓに吸着される分散媒ｍの量が増加するためである。なお、メタノールの体積磁化率χｍは－６．６５×１０^-6であり、エタノールの体積磁化率χｍは－７．１１×１０^-6であり、アセトニトリルの体積磁化率χｍは－６．７４×１０^-6であり、アセトンの体積磁化率χｍは－５．７７×１０^-6である。

【0064】

一方、回帰線に対する分散質体積磁化率χｓの分布の拡がりには、分散媒ｍによって違いが生じた。具体的には、回帰線に対する分散質体積磁化率χｓの分布の拡がり（バラツキ）は、分散媒ｍがアセトンの場合に、分散媒ｍがメタノール、エタノール、またはアセトニトリルの場合よりも大きくなる。これは、アセトンが、メタノール、エタノール、およびアセトニトリルに比べて多孔質シリカゲル粒子の表面に吸着し難いことを示している。換言すると、多孔質シリカゲル粒子のメタノール、エタノール、およびアセトニトリルに対する親和性が、アセトンに対する親和性に比べて高いことを示している。即ち、多孔質シリカゲル粒子は、アセトンよりも、メタノール、エタノール、およびアセトニトリルに分散し易いことを示している。

【0065】

図１２は、分散質体積磁化率χｓの第１５の分布を示すグラフ（散布図）である。詳しくは、図１２は、粒子径ごとにプロットされた分散質体積磁化率χｓの分布を示す。図１２において、横軸は粒子径を示し、縦軸は分散質体積磁化率χｓを示す。また、図１２は、回帰線とその式（近似関数）を示す。近似関数（回帰線の式）は、例えば最小二乗法により求められる。図１を参照して説明した演算部４０は、分散系Ｄ（分散媒ｍ）内の分散質ｓの個々の粒子径の情報および体積磁化率χｓの情報を取得することにより、図１２に示すグラフおよび回帰線の画像データを生成する。演算部４０が生成した画像データに基づく画像は、ディスプレイまたはプリンター等の出力装置により出力される。

【0066】

具体的には、分散質体積磁化率χｓの第１５の分布は、アセトンに界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００を０．１質量％混合させた溶液に多孔質シリカゲル粒子を分散させて取得した粒子径と分散質体積磁化率χｓとの関係を示す。図１１および図１２に示すように、アセトンに界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００を混合することにより、回帰線に対する分散質体積磁化率χｓの分布の拡がりが狭くなる。これは、多孔質シリカゲル粒子の表面に界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ－１００が吸着して、多孔質シリカゲル粒子のアセトンに対する親和性が高くなることを示している。

【0067】

図１３は、分散質体積磁化率χｓの第１６の分布を示すグラフ（散布図）である。詳しくは、図１３は、粒子径ごとにプロットされた分散質体積磁化率χｓの分布を示す。図１３において、横軸は粒子径を示し、縦軸は分散質体積磁化率χｓを示す。また、図１３は、回帰線とその式（近似関数）を示す。近似関数（回帰線の式）は、例えば最小二乗法により求められる。図１を参照して説明した演算部４０は、分散系Ｄ（分散媒ｍ）内の分散質ｓの個々の粒子径の情報および体積磁化率χｓの情報を取得することにより、図１３に示すグラフおよび回帰線の画像データを生成する。演算部４０が生成した画像データに基づく画像は、ディスプレイまたはプリンター等の出力装置により出力される。

【0068】

具体的には、分散質体積磁化率χｓの第１６の分布は、アセトン（分散媒ｍ）にＯＤＳ粒子（分散質ｓ）を分散させて取得した粒子径と分散質体積磁化率χｓとの関係を示す。図１１および図１３に示すように、分散媒ｍが同じアセトンであっても、多孔質シリカゲル粒子を疎水化したＯＤＳ粒子の体積磁化率χｓの分布は、多孔質シリカゲル粒子の体積磁化率χｓの分布に比べて狭くなる。これは、多孔質シリカゲル粒子の表面を疎水化することにより、多孔質シリカゲル粒子のアセトンに対する親和性が高くなることを示している。

【0069】

図１４および図１５は、分散質体積磁化率χｓの第１７の分布および第１８の分布を示すグラフ（散布図）である。詳しくは、図１４および図１５は、粒子径ごとにプロットされた分散質体積磁化率χｓの２つの分布を示す。図１４および図１５において、横軸は粒子径を示し、縦軸は分散質体積磁化率χｓを示す。また、図１４および図１５は、回帰線とその式（近似関数）を示す。近似関数（回帰線の式）は、例えば最小二乗法により求められる。図１を参照して説明した演算部４０は、分散系Ｄ（分散媒ｍ）内の分散質ｓの個々の粒子径の情報および体積磁化率χｓの情報を取得することにより、図１４および図１５に示すグラフおよび回帰線の画像データを生成する。演算部４０が生成した画像データに基づく画像は、ディスプレイまたはプリンター等の出力装置により出力される。

【0070】

具体的には、分散質体積磁化率χｓの第１７の分布は、ポリエチレン粒子（分散質ｓ）をメタノール（分散媒ｍ）に分散させて取得した粒子径と分散質体積磁化率χｓとの関係を示す。また、分散質体積磁化率χｓの第１８の分布は、ポリエチレン粒子（分散質ｓ）をアセトン（分散媒ｍ）に分散させて取得した粒子径と分散質体積磁化率χｓとの関係を示す。

【0071】

図１４および図１５に示すように、ポリエチレン粒子も多孔質であるため、粒子径が大きくなるほど、分散質体積磁化率χｓが分散媒体積磁化率χｍに近づく。一方、粒子径の分布の拡がりには、分散媒ｍによって違いが生じた。具体的には、ポリエチレン粒子をアセトンに分散させた場合、メタノールに分散させた場合に比べて、粒子径の分布が広くなる。これは、ポリエチレン粒子がアセトンによって膨潤したためである。したがって、図１４および図１５に示す測定結果は、アセトンがメタノールに比べてポリエチレン粒子の内部に侵入し易いことを示している。即ち、ポリエチレン粒子のアセトンに対する親和性が、メタノールに対する親和性よりも高いことを示している。

【0072】

なお、演算部４０が、粒子径に対する分散質ｓの体積磁化率χｓの分布を解析して、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を分析してもよい。例えば、演算部４０が、粒子径に対する分散質ｓの体積磁化率χｓの分布を、近似関数（回帰線の式）を用いて解析して、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を示す値（パラメータ）を演算（数値解析）により求めてもよい。より具体的には、例えば演算部４０が、回帰線に対する分散質体積磁化率χｓの分布の拡がりを数値解析して、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を示す値（パラメータ）を求めてもよい。また例えば、演算部４０が、分散質ｓの粒子径の分布の拡がりを数値解析して、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を示す値（パラメータ）を求めてもよい。

【0073】

以上のように、実施形態２によれば、実施形態１と同様に、分散媒ｍに対する分散質ｓの親和性を、分散媒ｍの体積磁化率χｍと、分散媒ｍ中における分散質ｓの体積磁化率χｓとを用いて定量的に評価することができる。また、実施形態１と同様に、分散質ｓの分散性の定量的な評価も可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明は、例えば粒子や結晶、液滴の分析に適用可能である。

【符号の説明】

【0075】

１０ 分析装置
２０ 磁場生成部
３０ 測定部
４０ 演算部
５０ 光源
ｍ 分散媒
ｓ 分散質
Ｃ キャピラリ
Ｄ 分散系

【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】