Title
Studies on high-performance flow injection analysis for
environmental and biological materials( 内容の要旨(Summary) )
Author(s)
酒井, 忠雄
Report No.(Doctoral
Degree)
博士(工学) 乙第015号
Issue Date
1999-12-01
Type
博士論文
Version
publisher
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/1687
※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。氏 名 (本籍) 学 位 の 種 類 学位 記 号番号 学位授与年月 日 専 攻 学位論 文題 目 酒 井 忠 雄(鳥取県) 博 士(工学) 乙第15 号 平成11年12 月1日 物質工学専攻
Studies on high-performance flowinjection analysis for
environmentaland biologicalmaterials (環境および生体関連物質のための高性能フローインジェクション 分析法に関する研究) 学位論文審査委員 (主査) 教 授 三 輪 智 夫 (副査) 教 授 柴 田 勝 喜 教 授 矢 留 智津子 助教授 竹 内 豊 英
論文内容の要旨
本論文は,フローインジェクション分析法(FIA)の高機能化,高感度化,オンライン抽 出及び多元素分析の実用化を目的としたFIAシステムの開発と応用に関する研究をまとめ たものであり,以下に示すように重要な多くの内容を含んでいる｡ FIAは反応試薬を細管に連続的に流し,その流れの中に試料を注入して細管内で拡散に より化学反応させて,その下流で反応生成物を検出する方法である｡この方法では試薬溶 液の流速,試料注入量,反応場が物理的に精密に制御されるので,過渡的状態でも定量的 検出ができ,分析速度が大幅に改善され,また,高感度分析も可能となる｡しかし,多元 素分析ができないという大きな欠点を有している｡水溶性キレート試薬のFIAへの導入:ビリジルアゾ系やニトロソナフトール系キレート
試薬は高感度試薬として注目されたが,金属錯体が難溶性であるために,その水溶性化が 図られた｡本研究では,水溶性キレート試薬,2一ニトロソー5-小一エチル一軒スルホプロピ ルアミノ)フェノールや2-(5-ブロモー2-ビリジルアゾト5-(N-プロピル一軒スルホプロピ ルアミノ)アニリン(5-Br-PSAA)をFIAへの導入に初めて成功し,Fe(ⅠⅠ)とPd(ⅠⅠ)の高感 度(検出下限1ppb)及び迅速分析(20-50試料/時間のサンプル処理)を可能にしている｡ オンライン抽出システムの構築と温度制御フローセルの開発:オンライン溶媒抽出法で は相分離器を含む分離技術が求められている｡本研究では,陽イオンの抽出試薬としての テトラブロモフェノールフタレインエチルエステル塩(TBPEK)が微量陽イオン界面活性剤 の分析に適していることを見出し,TBPEH/DEC溶液を抽出試薬･抽出溶媒に用いるオンライン抽出システムを組み立て,分析の簡便化及び迅速化を達成している｡TBPEはR｡N+と 青色の会合体,R3Nとは赤紫色の付加錯体を形成するために相互に妨害する｡しかし,こ の会合体は加温すると吸光度が見かけ上消滅するということに着目して,温度制御機能を 有するフローセルを開発し,選択性を向上することに成功している｡ 新規相分離器の開発:溶媒抽出におけるオンライン化では相分離が最も重要であるが, 従来のT字型セパレーターには連続使用や水相と有機相の完全分離など多くの問題がある｡ 本研究では,2組のメンプレンフィルターを用いる斬新な相分離器を開発し,水相と有機 相の分離を易しく完全にすることができ,ベルベリン/Cl町抽出系では1週間の連続計測 を可能にしている｡また,チューブとの接続を容易にするために押しねじ型･フェラル機 能をもつコネクターを開発している｡ 多元素同時分析用マルチチャンネルフローセルの開発:反応液がレファレンス側を2回 通過あるいはレファレンス側とサンプル側を交互に通過する多元素定量用の小型化したシ リアルフローセル及びダブルセルを開発している｡試料中のCu(ⅠⅠ)は反応液5-Br-PSAAと 赤色のCu(ⅠⅠ)-5-Br-PSAA錯体を形成するが,Fe(ⅠⅠⅠ)は錯生成しないので,第1フローセ ルではCu(ⅠⅠ)だけが検出される｡第1フローセルを出た流れに還元剤を添加して,それぞ れ還元するとFe(ⅠⅠ)はFe(ⅠⅠ)∼5-Br-PSAA錯体を形成し,Cu(Ⅰ)は錯形成しないので,第2 フローセルではFe(ⅠⅠ)のみが検出される｡本法は,簡単な流路系で卜50ppbレベルの銅及 び鉄の迅速同時定量を可能にし,火力発電所のボイラー水の水質管理に利用されている｡ 吸光･蛍光光度法による生体関連物質及び大気汚染物質の微量検出:FIAの高感度,迅 速性を利用した生体及び環境関連物質のための新計測システムを構築している｡新生児尿 中のクレアチニンの検出にはピクリン酸との付加化合物の生成を利用し,大気中オキシダ
ントはⅠ
イオンを酸化し,生成したⅠ2がナフタレン2-チオールと反応して蛍光を消光
させることを見出し,それぞれFIAに適応している｡また,アルデヒド類はアンモニア共 存下でシクロヘキサンー1,3-ジオンとデカハイドロアクリジンー1,8-ジオン誘導体を生成し, これが強い蛍光を示すことを利用したFIAによる蛍光定量法を開発している｡論文審査結果の要旨
本論文は,フローインジェクション分析法(FIA)の高機能化 高感度化 オンライン抽 出及び多元素分析の実用化を目的としたFIAシステムの開発と応用に関する研究をまとめ たものであり,以下に示すように重要な多くの内容を含んでいる｡ FIAは反応試薬を細管に連続的に流し,その流れの中に試料を注入して細管内で拡散に より化学反応させて,その下流で反応生成物を検出する方法である｡この方法では試薬溶 液の流速,試料注入量,反応場が物理的に精密に制御されるので,過渡的状態でも定量的 検出ができ,分析速度が大幅に改善され,また,高感度分析も可能となる｡しかし,多元 素分析ができないという大きな欠点を有している｡ 水溶性キレート試薬のFIAへの導入:ビリジルアゾ系やニトロソナフトール系キレート試薬は高感度試薬として注目されたが,金属錯体が難溶性であるために,その水溶性化が 図られた｡本研究では,水溶性キレート試薬,2-ニトロソー5-(炬エチルーN-スルホプロピ ルアミノ)フェノールや2-(5-ブロモー2-ビリジルアゾト5-(N-プロピルーN-スルホプロピ ルアミノ)アニリン(5-Br-PSAA)をFIAへの導入に初めて成功し,Fe(ⅠⅠ)とPd(ⅠⅠ)の高感 度(検出下限1ppb)及び迅速分析(20-50試料/時間のサンプル処理)を可能にしている｡ オンライン抽出システムの構築と温度制御フローセルの開発:オンライン溶媒抽出法で は相分離器を含む分離技術が求められている｡本研究では,陽イオンの抽出試薬としての テトラブロモフェノールフタレインエチルエステル塩(TBPEK)が微量陽イオン界面活性剤 の分析に適していることを見出し,TBPEH/DEC溶液を抽出試薬･抽出溶媒に用いるオンラ イン抽出システムを組み立て,分析の簡便化及び迅速化を達成している｡TBPEはR｡N+と 青色の会合体,R3Nとは赤紫色の付加錯体を形成するために相互に妨害する｡しかし,こ
