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公開番号2025155472
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2024081136
出願日2024-05-17
発明の名称分析方法及び分析装置
出願人旭化成株式会社,国立大学法人福島大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01N 1/40 20060101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】分析対象物質が小サイズの化学種を低濃度で含む原溶液でも、分析対象物質の分析を効率よく行う方法を提供すること。
【解決手段】分析対象物質及び標準物質を含む原溶液中の分析対象物質の濃度を推定する分析方法であって、原溶液を濃縮して濃縮溶液を得る濃縮工程、及び濃縮溶液中の分析対象物質及び標準物質の濃度を測定する濃度測定工程を含み、濃縮工程は、分析対象物質と標準物質とは同種の化学種であり、標準物質は、分析対象物質中の元素E_Aの同位元素E_Sを含み、濃縮溶液中の分析対象物質の濃度C_A,1、原溶液中の標準物質の濃度C_S,0、濃縮溶液中の標準物質の濃度C_S,1、濃縮工程における原溶液の濃縮倍率X、及び下記数式(1)による標準物質の回収率Rを用いて、下記数式(2)によって原溶液中の分析対象物質の濃度C_A,0を推定する、分析方法。
R=C_S,1/(X×C_S,0) (1)
C_A,0=C_A,1/(X×R) (2)
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
分析対象物質、標準物質、及び溶媒を含む原溶液中の前記分析対象物質の濃度を推定するための分析方法であって、
前記分析方法は、前記原溶液を濃縮して濃縮溶液を得る濃縮工程、及び前記濃縮溶液中の前記分析対象物質及び前記標準物質の濃度を測定する濃度測定工程を含み、
前記濃縮工程は、正浸透法又は逆浸透法によって行われ、
前記分析対象物質と前記標準物質とは同種の化学種であり、かつ、前記標準物質は、前記分析対象物質中の元素Ｅ
Ａ
の同位元素Ｅ
Ｓ
を含み、
前記濃縮溶液中の前記分析対象物質の濃度の測定値Ｃ
Ａ，１
、前記原溶液中の前記標準物質の濃度Ｃ
Ｓ，０
、前記濃縮溶液中の前記標準物質の濃度の測定値Ｃ
Ｓ，１
、前記濃縮工程における前記原溶液の濃縮倍率Ｘ、及び下記数式（１）によって計算される前記濃縮工程における前記標準物質の回収率Ｒを用いて、下記数式（２）によって前記原溶液中の前記分析対象物質の濃度Ｃ
Ａ，０
を推定する、
分析方法。
Ｒ＝Ｃ
Ｓ，１
／（Ｘ×Ｃ
Ｓ，０
）（１）
Ｃ
Ａ，０
＝Ｃ
Ａ，１
／（Ｘ×Ｒ）（２）
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記濃縮工程の前に、分析対象物質及び溶媒を含む分析対象溶液に前記標準物質を添加して前記原溶液を調製する添加工程を更に含む、請求項１に記載の分析方法。
【請求項３】
前記標準物質中の前記同位元素Ｅ
Ｓ
が放射性同位元素であり、
前記添加工程の前に、前記分析対象溶液を保管する保管工程を含み、
前記保管工程の期間が、前記同位元素Ｅ
Ｓ
の半減期の１０倍以上である、
請求項２に記載の分析方法。
【請求項４】
前記分析対象物質中の前記元素Ｅ
Ａ
が放射性同位元素である、請求項３に記載の分析方法。
【請求項５】
前記元素Ｅ
Ａ
の半減期が、前記標準物質中の前記同位元素Ｅ
Ｓ
の半減期よりも長い、請求項４に記載の分析方法。
【請求項６】
前記分析対象物質中の前記元素Ｅ
Ａ
の半減期が、前記標準物質中の前記同位元素Ｅ
Ｓ
の半減期の１０倍以上である、請求項５に記載の分析方法。
【請求項７】
前記分析対象物質中の元素Ｅ
Ａ
の半減期が１００日以上である、請求項６に記載の分析方法。
【請求項８】
前記同位元素Ｅ
Ｓ
の半減期が、１日以上１００日未満である、請求項７に記載の分析方法。
【請求項９】
前記同位元素Ｅ
Ｓ
の半減期が、１日以上１００日未満である、請求項１～６のいずれか一項に記載の分析方法。
【請求項１０】
前記濃縮工程が正浸透膜を用いる正浸透法によって行われる、請求項１～８のいずれか一項に記載の分析方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析対象物質を含む原溶液を濃縮した後に分析対象物質の濃度を測定することを含む、分析方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
河川水、海水、雨水等の環境中に存在する微量物質の測定；工場等で使用される水の水質管理；血液、尿等の生体試料の臨床検査等において、種々の分析が行われている。これらの分析に際して、分析対象物質の検出感度を確保するために、分析に供される試料について、分離精製、濃縮等の前処理が行われることが多い。
このような前処理として、例えば、固相抽出法、沈殿法、膜分離法等が知られている。
【０００３】
これらのうち、固相抽出法及び沈殿法によると、原溶液中の分析対象物質の分離及び濃縮は可能であるが、再現性に問題があり、分析対象物質の回収率にばらつきが生じる傾向にある。
膜分離法としては、例えば、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜、正浸透膜等を用いる方法が知られている。
【０００４】
限外ろ過膜及びナノろ過膜では、分画分子量を基準とする篩い分けによって分離又は濃縮を行う。この分画分子量は、一般的には数百から数千のオーダーであるため、限外ろ過膜又はナノろ過膜を用いて、小サイズの化学種、例えば、元素単体、イオン等を分離又は濃縮することは困難である。
【０００５】
逆浸透膜及び正浸透膜は、それぞれ、水のみを通過させる性質を有する。
逆浸透法では、逆浸透膜の片側に配置した原溶液に高圧をかけて、原溶液中の水のみが逆浸透膜を通過することにより、原溶液の濃縮を行う。正浸透法では、正浸透膜を介して配置した原溶液と誘導液との浸透圧差を駆動力として、原溶液中の水のみが誘導液に移動することにより、原溶液の濃縮を行う。
したがって、正浸透法及び逆浸透法によると、小サイズの化学種の分離又は濃縮が可能である。
例えば、特許文献１には、検水を逆浸透法により濃縮した後に、検水中の金属イオン濃度を分析する方法が開示されている。特許文献２には、検水を正浸透法により濃縮した後に、検水中の金属イオン濃度を分析する方法が開示されている。また、特許文献３には、定量下限に至らない濃度の分析対象物質を含む原料液を、正浸透法により濃縮して定量可能にする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００９－１５６６９２号公報
特開２００９－０９２５６４号公報
国際公開第２０２３／０３３０６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
原溶液中に含まれる分析対象物質の濃度が希薄な場合、分析対象物質の濃度の測定に先立って、原溶液の濃縮操作を行う必要がある。このとき、濃縮された原溶液である濃縮溶液中に、原溶液に含まれていた分析対象物質の全量が維持されているとは限らない。分析対象物質は、濃縮操作中に、例えば散逸し、例えば分解して、一部が失われることが多い。
【０００８】
ここで、濃縮前の原溶液に含まれていた分析対象物質の重量に対する、濃縮溶液中に含まれる分析対象物質の重量の割合を、本明細書では「回収率」として参照する。
希薄溶液を濃縮して濃縮溶液を得て、濃縮溶液中の分析対象物質の濃度を測定することにより、原溶液中に含まれていた分析対象物質の濃度を推定するためには、濃縮操作における分析対象物質の「回収率」を見積もることが必要である。
【０００９】
分析対象物質の回収率を見積もるには、例えば、原溶液に濃度既知の内部標準物質を添加して、濃縮後の濃縮溶液について、分析対象物質の濃度とともに内部標準物質の濃度を合わせて測定し、この内部標準物質の回収率をもって、分析対象物質の回収率とすることが考えられる。しかしながら、内部標準物質としては、濃度測定において分析対象物質と区別が可能な別の化学種を用いることが一般的であるため、内部標準物質の回収率が分析対象物質の回収率と一致するとは限らない。
分析対象物質の回収率を見積もる別法として、分析対象物質と同種の化学種を含む濃度既知の標準溶液を調製し、この標準溶液について濃縮操作を行った後の溶液濃度を測定して、回収率を求める方法が考えられる。この方法は、分析対象物質の回収率としては正確な値が得られる利点はあるが、操作に手間がかかるとの難点がある。
【００１０】
本発明は、分析対象物質が小サイズの化学種であり、これを低濃度で含む原溶液の場合でも、分析対象物質の濃縮及び分析を効率よく行う方法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】
（【００１１】以降は省略されています）

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