JP3265830B2 - 全有機体炭素計 - Google Patents

全有機体炭素計

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水溶液試料中のTOC
(全有機体炭素)を測定するTOC計に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】TOC計を用いて水溶液試料中のTOC
を測定する場合、例えば日本薬局法に規定されたTOC
試験法では、炭素濃度が50ppb(以下、50ppb
Cという)以下のTOC測定が可能であることが要件の
1つである。平成6年4月1日施行された改定GMPに
よれば、医薬品メーカは注射用水や洗浄用水のTOCを
管理しなければならないが、そのTOC管理の目的でT
OC計を利用するときは、その使用装置が50ppbC
以下のTOCを測定することが可能であるということを
使用者が立証する必要がある。また、ISO9000の
普及にともない、他の業界でも純水中のTOC管理の目
的で使用するTOC計には、上記と同様のごく低濃度の
TOC測定が可能であることが要求される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】TOC計で50ppb
C以下のTOC測定が可能であることを立証するために
は、50ppbC以下の既知濃度のTOC試験液を調製
する必要がある。しかし、そのような低炭素濃度の溶液
を使用者側で調製することは、以下の理由から不可能に
近い。 (1)50ppbC以下の純水を入手すること自体が困
難である。 (2)仮に、そのような超純水を入手することができた
としても、試験液調製操作中に外部から種々の汚染を受
けるため、50ppbC以下の濃度の試験液を良好な精
度で調製し維持することは困難である。 本発明はTOC計内部で極低濃度の試験液を調製できる
ようにすることにより、TOC計が極低濃度の測定感度
を持つことを使用者側で立証できるようにすることを目
的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明ではTOC計内で
TC酸化反応部から生じる水蒸気の凝縮水を集める。こ
の凝縮水はTOC値がほぼ0の超純水であるので、濃度
を測定した一般使用の純水(これは一般には100pp
bC以上)を試料自動注入器を用いてその超純水で希釈
することにより、極低濃度の試験液を調製し、その試験
液で測定を行なってそのTOC計が極低濃度の感度をも
つことを立証できるようにする。
【0005】実施例を示す図1と、データ処理部におけ
る機能を表わした図2により説明すると、本発明ではT
C酸化反応部2で生じた水蒸気の凝縮水を保持するブラ
ンクチェック用超純水トラップ22を設けるとともに、
この超純水トラップ22中の水を試料自動注入器15を
介してTC酸化反応部2へ注入できるように流路を接続
し、CO2検出部12の検出信号を処理するデータ処理
部13には検量線データを作成して保持する検量線部3
0と、その検量線を用いてCO2検出部12の検出信号
から炭素濃度を算出する炭素濃度算出部31と、この装
置外にある一般の純水を測定したときの炭素濃度算出部
31による算出濃度からその純水を超純水トラップ22
の超純水で希釈して極低濃度の試験液を作成するための
希釈倍率を算出する希釈倍率算出部32とを設け、か
つ、試料自動注入器15の動作を制御する試料注入制御
部18は希釈倍率算出部32により算出された希釈倍率
に従って外部の純水と超純水トラップ22の超純水とを
採取してTC酸化反応部2へ注入できるようにした。
【0006】
【実施例】図1は一実施例を表わす。TOC計本体内に
は水溶液試料中のTC(全炭素)をCO2に変換するT
C酸化反応部2と、水溶液試料中のIC(無機体炭素)
をCO2に変換するIC反応部6が設けられている。水
溶液試料の一定量を採取してTC酸化反応部2又はIC
反応部6へ導くために、試料自動注入器15が設けられ
ており、試料自動注入器15は4ポートバルブ16とマ
イクロシリンジ17を備えている。4ポートバルブ16
にはTOC計用サンプル容器19が接続されており、サ
ンプル容器19内の純水又は水溶液試料がマイクロシリ
ンジ17で一定量採取され、TC酸化反応部2又はIC
反応部6へ導かれる。
【0007】TC酸化反応部2には酸化触媒が充填され
たTC燃焼管4が設けられ、TC燃焼管4を加熱するた
めにTC燃焼管4の外側に加熱炉5が設けられている。
3はTC燃焼管4のTC試料注入口であり、水溶液試料
はTC試料注入口3を経てTC燃焼管4に注入され、ま
た、ガス流量制御部1からキャリアガスとして純酸素ガ
ス又は酸素を含むガス(例えば炭素分を除いた高純度空
気)がTC試料注入口3からTC燃焼管4へ供給され
る。TC酸化反応部2の出口はIC反応部6を経て除湿
除塵部11へ接続され、除湿除塵部11からNDIR
(非分散型赤外分光光度計)のCO2検出部12へ接続
されている。ガス流量制御部1からのキャリアガスは、
またサンプル容器19内にもスパージガスとして導くこ
とができるようになっており、サンプル容器19の純水
又は試料溶液中のICを除去できるようになっている。
【0008】IC反応部6には、IC反応液が充填され
たIC反応器8が備えられており、IC試料注入口7を
経て試料自動注入器15から液体試料が注入されるよう
になっている。IC反応器8では注入された液体試料中
のICがCO2として発生し、TC酸化反応部2を経て
供給されるキャリアガスによって除湿除塵部11からC
2検出部12へ導かれる。10はIC反応器8へIC
反応液を供給するIC反応液供給器、9はIC反応器8
のIC反応液を排出するドレインバルブである。
【0009】TC酸化反応部2からIC反応部6に至る
流路には、TC酸化反応部2からのガスを冷却するため
に冷却用コイル20と、そのコイル20を空冷するファ
ン21が設けられ、さらにコイル20の下流にはTC酸
化反応部2で生じた水蒸気を凝縮して保持するブランク
チェック用超純水トラップ22が設けられている。超純
水トラップ22に保持された超純水の流路は、4ポート
バルブ16の1つのポートに接続され、試料注入用のマ
イクロシリンジ17により採取してTC酸化反応部2へ
注入できるように流路が接続されている。
【0010】次に、この実施例において検量線を作成す
る動作と、このTOC計が50ppbC以下というよう
な極低濃度の感度をもつことを立証するための動作を説
明する。図3は検量線作成動作を示したものである。サ
ンプル容器19に一般に使用される純水を入れ、その純
水を用いて、まずブランクチェックに必要なブランクチ
ェック用超純水の作成を行なう。一般に使用されている
純水は通常は100ppbC以上のTOCを含んでい
る。その純水で、試料自動注入器15により一定量をT
C酸化反応部2に注入すると、TC酸化反応部2では水
蒸気が発生し、超純水トラップ22にはその水蒸気を凝
縮した超純水が保持される。超純水トラップ22に保持
された超純水を試料自動注入器15を用いて一定量採取
し、TC酸化反応部2に注入することによりブランクチ
ェックを行なう。超純水トラップ22に保持された超純
水はTOCがほぼ0と考えることができる。このブラン
クチェックにより装置のブランク値が十分に低いことを
確認する。
【0011】次に、TC標準液を測定する。標準液とし
ては例えばTC濃度が0のものと、TC濃度がCppm
のものを用いて測定を行なう。このとき、濃度0の標準
液の検出器出力がx0となり、濃度Cの標準液の検出器
出力がxcになったものとする。x0は0ではなく、標
準液を作成した純水には一般に100ppbC以上のT
OCが含まれているからである。図3(B)に示される
ように、2つの標準液の測定値を結ぶ直線y1に対し、
0が0になるように平行移動させて直線y2を作成すれ
ば、この直線y2が検量線となる。このように、検量線
を作成し、そのデータを検量線部30に保持しておく。
【0012】次に、図4によりこのTOC計が50pp
bC以下の感度をもつことを立証する。サンプル容器1
9に一般に使用されている純水を入れて一定量をTC酸
化反応部2へ注入し、測定を行なう。データ処理部13
ではこの純水を測定したときの検出値と、検量線部30
に保持されている検量線に基づいてその純水のTC濃度
を算出する。次に、その算出されたTC濃度から、その
純水を超純水トラップ22の超純水で希釈して50pp
bC以下の予め設定された濃度になるように希釈すると
きの希釈倍率を算出する。例えば、予め設定された試験
液の濃度が40ppbCであるとし、一般の純水を測定
して求められたTC濃度か200ppbCであったとす
れば、希釈倍率は5倍となる。その結果から純水と超純
水の量が計算され、その計算された超純水が超純水トラ
ップ22からマイクロシリンジ17に採取され、次にサ
ンプル容器19の一般の純水が採取される。例えば一般
の純水が400μl採取され、超純水が1600μl採
取されたとすれば、 200ppbC×(400/(400+1600))=
40ppbC となり、200ppbCの一般の純水を用いて40pp
bCの試験液が調製されたことになる。
【0013】次に、この調製された40ppbCの試験
液を試料自動注入器15からTC酸化反応部2へ注入
し、TC測定を行なって濃度を求め、50ppbC以下
のTC測定が可能であることを確認する。実施例の説明
ではTC測定を行なっているが、厳密にTOC測定で5
0ppbC以下の測定が可能であることを立証したい場
合には、50ppbC以下の試験液を調整するのに用い
る一般の純水をサンプル容器19に入れ、ガス流量制御
部1からのスパージガス流路から窒素ガスなどの不活性
ガスを通気して処理することにより、その純水中のIC
を予め除去しておけばよい。これによりICの除かれた
TOCだけが残り、低濃度のTOC測定が可能であるこ
との確認を行なうことができる。
【0014】
【発明の効果】本発明ではTOC計内部にTOC値がほ
ぼ0のブランクチェック用超純水を保持し、一般の純水
をその超純水で希釈することにより極低濃度の試験液を
TOC計内部で調製できるようにしたので、高精度で、
簡便に極低濃度の試験液を調製して測定することができ
るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明を示すブロック図であり、図1のデータ
処理部の機能のうち本発明に対応した部分を示すブロッ
ク図である。
【図3】同実施例における検量線作成動作を示す図であ
り、(A)はフローチャート図、(B)は検量線作成動
作を示す図である。
【図4】同実施例における極低濃度の感度をもつことを
確認するための測定動作を示すフローチャート図であ
る。
【符号の説明】
1 ガス流量制御部 2 TC酸化反応部 6 IC反応部 12 CO2検出部 13 データ処理部 15 試料自動注入器 18 試料注入制御部 19 サンプル容器 22 超純水トラップ 30 検量線部 31 炭素濃度算出部 32 希釈倍率算出部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−207057(JP,A) 特開 昭59−122948(JP,A) 特開 平3−259742(JP,A) 特開 平6−265538(JP,A) 特開 平7−181157(JP,A) 国際公開93/17333(WO,A1)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶液試料中の全炭素をCO2に変換す
    るTC酸化反応部を少なくとも含む反応部と、水溶液試
    料の一定量を採取して前記反応部に注入する試料自動注
    入器と、前記反応部にキャリアガスを供給するキャリア
    ガス供給部と、前記反応部からキャリアガスとともに送
    られてきたCO2を検出するCO2検出部とを備えた全有
    機体炭素計において、 前記TC酸化反応部で生じた水蒸気の凝縮水を保持する
    ブランクチェック用超純水トラップを設けるとともに、
    この超純水トラップ中の水を前記試料自動注入器を介し
    て前記TC酸化反応部へ注入できるように流路を接続
    し、 前記CO2検出部の検出信号を処理するデータ処理部に
    は検量線データを作成して保持する検量線部と、その検
    量線を用いて前記CO2検出部の検出信号から炭素濃度
    を算出する炭素濃度算出部と、この装置外にある純水を
    測定したときの前記炭素濃度算出部による算出濃度から
    その純水を前記超純水トラップの超純水で希釈して炭素
    濃度が極低濃度の試験液を作成するための希釈倍率を算
    出する希釈倍率算出部とを設け、 かつ、前記試料自動注入器の動作を制御する試料注入制
    御部は前記希釈倍率算出部により算出された希釈倍率に
    従って前記純水と前記超純水とを採取して前記TC酸化
    反応部へ注入できるようにしたことを特徴とする全有機
    体炭素計。
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