JP5683931B2 - 重金属測定用試料の夾雑物除去方法、夾雑物除去剤、および重金属の測定方法 - Google Patents
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本発明に係る夾雑物除去方法は、重金属測定用試料溶液に含まれる夾雑物を除去する方法であって、重金属測定用試料溶液に対して、アルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩と、重金属非結合性の無機吸着剤と、無機凝集剤とを添加する添加工程、および前記添加工程後の重金属測定用試料溶液を固液分離する固液分離工程を含むことを特徴としている。
上記のようにして夾雑物が除去された重金属測定用試料溶液は、重金属の測定に供される。すなわち本発明に係る夾雑物除去方法により夾雑物が除去された重金属測定用試料溶液を重金属測定に供することによって、本発明に係る重金属測定方法を構成することができる。ここで「重金属の測定」とは、重金属の検出および/または定量を行うことを意味する。重金属の測定方法については、従来公知の方法が全て適用され得る。具体的な重金属測定法については、既述のとおりである。
なお、重金属測定用試料溶液は夾雑物が除去された後、そのまま重金属測定に供されてもよいが、重金属測定をさらに良好に行うべく、以下に示す前処理を経た後に重金属測定に供されてもよい。より具体的には、重金属測定用試料溶液において測定対象となる重金属を精製する工程が、重金属の測定を行う前に行われてもよい。例えば、カドミウムを測定する際には、亜鉛、マグネシウム、マンガン、銅、鉄等を測定用試料溶液から除去しておくことが好ましいとされている。このため、カドミウムを選択的に分離しておくことが好ましい。このようにすることによって、上記金属の影響を受けずにカドミウムの検出や定量をより正確に行うことができる。
以下に吸着工程をより詳細に説明する。ここで、本吸着工程において、夾雑物が除去された重金属測定用試料溶液を陰イオン交換樹脂と接触させる方法は、重金属測定用試料溶液中に含まれているカドミウムが陰イオン交換樹脂に吸着される方法であれば、特に限定されるものではない。例えば、重金属測定用試料溶液に陰イオン交換樹脂を浸漬してカドミウムを吸着させてもよいし、重金属測定用試料溶液に陰イオン交換樹脂を添加し、攪拌または振とうしてカドミウムを吸着させてもよい。あるいは、重金属測定用試料溶液の陰イオン交換樹脂との接触は、カラム法により行われてもよい。すなわち、陰イオン交換樹脂を充填したカドミウム分離カラムに、重金属測定用試料溶液を流すことにより、カドミウムを陰イオン交換樹脂に吸着させてもよい。これらの中でも、簡便且つ効率よくカドミウムを選択的に吸着させることができる点から、重金属測定用試料溶液の陰イオン交換樹脂との接触はカラム法により行うことがより好ましい。
−N+R1R2R3X−(R1、R2およびR3は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基等を示し、Xはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子から選ばれるハロゲン原子、または、過塩素酸イオン、水酸イオン、酢酸イオン等の陰イオンを示す。)で表される構造を有していることがさらに好ましい。また、3級アミンとしては、
−NR4R5(R4およびR5は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基等を示す。)で表される構造を有していることがさらに好ましい。これらの中でも、上記陰イオン交換樹脂は、4級アンモニウム塩構造を有していることが特に好ましい。
−R6−N+R1R2R3X−が結合した陰イオン交換樹脂を好適に用いることができる。ここで、R1、R2およびR3は上述したとおりであり、R6もR1、R2およびR3と同様でありうる。かかる陰イオン交換樹脂としては、例えば、具体的には、母体合成樹脂にテトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、トリオクチルメチルアンモニウム、トリドデシルメチルアンモニウム等が結合した陰イオン交換樹脂を挙げることができる。すなわち、母体合成樹脂にテトラエチルアンモニウムが結合した陰イオン交換樹脂は、R6がエチレン基であり、R1、R2およびR3がエチル基である。また、母体合成樹脂にテトラブチルアンモニウムが結合した陰イオン交換樹脂は、R6がブチレン基であり、R1、R2およびR3がブチル基である。また、母体合成樹脂にトリオクチルメチルアンモニウムが結合した陰イオン交換樹脂は、R1、R2、R3およびR6の何れか1つが、メチル基またはメチレン基であり、他の3つがオクチル基またはオクタメチレン基であればよいが、R6がメチレン基であり、R1、R2およびR3がオクチル基であることがより好ましい。また、母体合成樹脂にトリドデシルメチルアンモニウムが結合した陰イオン交換樹脂は、R1、R2、R3およびR6の何れか1つが、メチル基またはメチレン基であり、他の3つがドデシル基またはドデカメチレン基であればよいが、R6がメチレン基であり、R1、R2およびR3がドデシル基であることがより好ましい。
次に、洗浄工程を説明する。本洗浄工程では、上記吸着工程によりカドミウムイオンが吸着された陰イオン交換樹脂を、塩素イオン濃度が0.05〜12Mの塩酸またはそのアルカリ金属塩水溶液で洗浄する。なお、これらの塩酸またはそのアルカリ金属塩水溶液は、アルカリ金属以外の金属を全くまたは殆ど含有しないものである。ここで、塩酸のアルカリ金属塩水溶液としては、例えば、塩化ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液等を挙げることができる。
次に回収工程を説明する。本回収工程では、上記洗浄工程で洗浄された陰イオン交換樹脂から、塩素イオン濃度が0.05M未満の水溶液でカドミウムを回収する。なお、塩素イオン濃度が0.05M未満の水溶液は、金属を実質的に含有しないものである。
(1)イムノクロマト法
本実施例においては、イムノクロマト法によるカドミウム測定を行うに当たり、カドミウムとしてCd−EDTAを特異的に認識するモノクローナル抗体として、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成16年2月26日付けで受託番号FERM P−19703として寄託されているハイブリドーマから産生されるNx22C3を用いた。具体的な測定方法は、特許文献1の記載に従った。
本実施例において、ICP−AESは、ICP発光分光分析装置として(株)リガク社製SPECTRO CIROS−120(EOP)、エスアイアイナノテクノロジーズ(株)社製 SPS−3100、またはSIIナノテクノロジー株式会社製VISTA MPXを用いて行われた。検量線作成用の金属標準溶液は、原子吸光分析用(和光純薬工業製)を用いて作製された。ICP−AESによるカドミウムの測定は繰り返し3回行われ、3回の測定データの平均値を測定値とした。
各実施例で使用した夾雑物除去剤の組成を以下に示す。
塩化マグネシウム6水和物:55重量%(無水物換算で25.8重量%)、活性白土:8重量%、カオリン:8重量%、珪藻土:8重量%、硫酸アルミニウム14〜18水和物:21重量%(無水物換算で12.7重量%)。なおカオリン、活性白土、および珪藻土に関しては事前にカドミウムイオンに対する吸着を調査の上、使用した。上記試薬は、全て関東化学株式会社より購入された。
無水塩化マグネシウム50重量%、硫酸アルミニウム30重量%、カオリン15重量%、活性白土5重量%。なおカオリンおよび活性白土に関しては事前にカドミウムイオンに対する吸着を調査の上、使用した。上記試薬は、全てキシダ化学株式会社より購入された。
無水塩化マグネシウム40重量%、硫酸アルミニウム40重量%、カオリン10重量%、活性白土5重量%、珪藻土5重量%。なおカオリン、活性白土、珪藻土に関しては事前にカドミウムイオンに対する吸着を調査の上、使用した。上記試薬は、全て不二化学薬品株式会社より購入された。
無水塩化マグネシウム90重量%、硫酸アルミニウム5重量%、カオリン2.5重量%、活性白土2.5重量%。なおカオリンおよび活性白土に関しては事前にカドミウムイオンに対する吸着を調査の上、使用した。上記試薬は、全てキシダ化学株式会社より購入された。
無水塩化マグネシウム35重量%、硫酸アルミニウム30重量%、カオリン15重量%、活性白土10重量%、珪藻土10重量%。なおカオリン、活性白土、珪藻土に関しては事前にカドミウムイオンに対する吸着を調査の上、使用した。上記試薬は、全てキシダ化学株式会社より購入された。
無水塩化マグネシウム10重量%、硫酸アルミニウム80重量%、カオリン5重量%、活性白土3重量%、珪藻土2重量%。カオリン、活性白土、珪藻土に関しては事前にカドミウムイオンに対する吸着を調査の上、使用した。上記試薬は、全てキシダ化学株式会社より購入された。
無水塩化マグネシウム50重量%、硫酸アルミニウム30重量%、カオリン10重量%、活性白土5重量%、珪藻土5重量%。カオリン、活性白土、珪藻土に関しては事前にカドミウムイオンに対する吸着を調査の上、使用した。上記試薬は、全て不二化学薬品株式会社より購入された。
無水塩化マグネシウム85重量%、硫酸アルミニウム5重量%、カオリン5重量%、活性白土5重量%。カオリンおよび活性白土に関しては事前にカドミウムイオンに対する吸着を調査の上、使用した。上記試薬は、全てキシダ化学株式会社より購入された。
無水塩化マグネシウム30重量%、硫酸アルミニウム35重量%、カオリン25重量%、活性白土5重量%、珪藻土5重量%。カオリン、活性白土、珪藻土に関しては事前にカドミウムイオンに対する吸着を調査の上、使用した。上記試薬は、全て不二化学薬品株式会社より購入された。
カドミウム汚染大豆を含む未知試料5検体について、硝酸−過塩素酸分解後の試料についてICP−AES計測を行い、含有カドミウム量を求めた。具体的な方法については、特許文献2の図8〜10を参照のこと。
カドミウム汚染小麦を含む未知試料5検体について、硝酸−過塩素酸分解後、ICP−AESまたはICP−MS計測を行い、含有カドミウム量を求めた。具体的な方法については、特許文献2の図8〜10を参照のこと。なお、カドミウムが低濃度の場合にはICP−MSにより分析を行った。
カドミウム汚染葱を含む未知試料5検体について、硝酸−過塩素酸分解後、ICP−AESまたはICP−MS計測を行い、含有カドミウム量を求めた。具体的な方法については、特許文献2の図8〜10を参照のこと。なお、カドミウムが低濃度の場合にはICP−MSにより分析を行った。
粉砕した大豆2gに対して0.1N−塩酸20mLを添加して30分抽出後、夾雑物除去剤(組成2)4gを添加して軽く振とう後、No.2定性ろ紙を用いて固液分離を行い大豆抽出ろ液を得た。
ほうれん草の葉1枚を秤量後、ハサミで適当な大きさに切ってジューサーに入れ、ほうれん草の1.5倍量(重量)のイオン交換水を加えた。ジューサーで5分程度破砕してジュース状にした。このほうれん草のジュース10gを樹脂容器(広口密栓つき)に入れ、そこに10mLの0.2N−塩酸を加えた。
皮をむいた里芋1個を秤量後、適当な大きさに切ってジューサーに入れ、里芋の1.5倍量(重量)のイオン交換水を加えた。ジューサーで5分程度破砕してジュース状にした。この里芋のジュース10gを樹脂容器(広口密栓つき)に入れ、そこに10mLの0.2N−塩酸を加えた。
大豆2gに対して0.1N−塩酸20mLを添加して30分抽出後、夾雑物除去剤(組成3)5gを添加して軽く振とう後、No.2定性ろ紙を用いて固液分離を行い大豆抽出ろ液を得た。
ほうれん草の葉1枚を秤量後、ハサミで適当な大きさに切ってジューサーに入れ、ほうれん草の1.5倍量(重量)のイオン交換水を加えた。ジューサーで5分程度破砕してジュース状にした。このほうれん草のジュース10gを樹脂容器(広口密栓つき)に入れ、そこに10mLの0.2N−塩酸を加えた。
皮をむいた里芋1個を秤量後、適当な大きさに切ってジューサーに入れ、里芋の1.5倍量(重量)のイオン交換水を加えた。ジューサーで5分程度破砕してジュース状にした。この里芋のジュース10gを樹脂容器(広口密栓つき)に入れ、そこに10mLの0.2N−塩酸を加えた。
ホタテ貝のウロをペースト状に破砕後、試料を秤量して樹脂容器(広口密栓つき)に2g取り、0.1N−塩酸20mLを添加し、30分間振とう抽出を行った。
大豆2gに対して0.1N−塩酸20mLを添加して30分抽出後、夾雑物除去剤(組成4)5gを添加して軽く振とう後、No.2定性ろ紙を用いて固液分離を行い大豆抽出ろ液を得た。
小麦2gに対して0.1N−塩酸20mLを添加して30分抽出後、夾雑物除去剤(組成4)5gを添加して軽く振とう後、No.2定性ろ紙を用いて固液分離を行い小麦抽出ろ液を得た。
蔕部分を切り取ったオクラ1個の可食部を秤量後、ハサミで適当な大きさに切ってジューサーに入れ、オクラの1.5倍量(重量)のイオン交換水を加えた。ジューサーで5分程度破砕してジュース状にした。このオクラのジュース10gを樹脂容器(広口密栓つき)に入れ、そこに10mLの0.2N−塩酸を加えた。
蔕部分を切り取ったピーマン1個の可食部を秤量後、ハサミで適当な大きさに切ってジューサーに入れ、ピーマンの1.5倍量(重量)のイオン交換水を加えた。ジューサーで5分程度破砕してジュース状にした。このピーマンのジュース10gを樹脂容器(広口密栓つき)に入れ、そこに10mLの0.2N−塩酸を加えた。
アスパラガス1本を秤量後、適当な大きさに切ってジューサーに入れ、アスパラガスの1.5倍量(重量)のイオン交換水を加えた。ジューサーで5分程度破砕してジュース状にした。このアスパラガスのジュース10gを樹脂容器(広口密栓つき)に入れ、そこに10mLの0.2N−塩酸を加えた。
粉砕した大豆2gに対して0.1N−塩酸20mLを添加して30分抽出後、夾雑物除去剤(組成7)5gを添加して軽く振とう後、No.2定性ろ紙を用いて固液分離を行い大豆抽出ろ液を得た。
ほうれん草の葉1枚を秤量後、ハサミで適当な大きさに切ってジューサーに入れ、ほうれん草の1.5倍量(重量)のイオン交換水を加えた。ジューサーで5分程度破砕してジュース状にした。このほうれん草のジュース10gを樹脂容器(広口密栓つき)に入れ、そこに10mLの0.2N−塩酸を加えた。
〔実施例18:里芋中のカドミウム測定〕
皮をむいた里芋1個を秤量後、適当な大きさに切ってジューサーに入れ、里芋の1.5倍量(重量)のイオン交換水を加えた。ジューサーで5分程度破砕してジュース状にした。この里芋のジュース10gを樹脂容器(広口密栓つき)に入れ、そこに10mLの0.2N−塩酸を加えた。
ホタテ貝のウロをペースト状に破砕後、試料を秤量して樹脂容器(広口密栓つき)に2g取り、0.1N−塩酸20mLを添加し、30分間振とう抽出を行った。
大豆2gに対して0.1N−塩酸20mLを添加して30分抽出後、夾雑物除去剤(組成8)20gを添加して軽く振とう後、No.2定性ろ紙を用いて固液分離を行い大豆抽出ろ液を得た。
小麦2gに対して0.1N−塩酸20mLを添加して30分抽出後、夾雑物除去剤(組成8)5gを添加して軽く振とう後、No.2定性ろ紙を用いて固液分離を行い小麦抽出ろ液を得た。
アスパラガス1本を秤量後、適当な大きさに切ってジューサーに入れ、アスパラガスの1.5倍量(重量)のイオン交換水を加えた。ジューサーで5分程度破砕してジュース状にした。このアスパラガスのジュース10gを樹脂容器(広口密栓つき)に入れ、そこに10mLの0.2N−塩酸を加えた。
Claims (15)
- 重金属測定用試料溶液に含まれる夾雑物を除去する方法であって、
重金属測定用試料溶液に対して、アルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩と、重金属非結合性の無機吸着剤と、無機凝集剤とを添加する添加工程、
前記添加工程後の重金属測定用試料溶液を固液分離する固液分離工程を含むことを特徴とする夾雑物除去方法。 - 上記添加工程において、
アルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩と、重金属非結合性の無機吸着剤と、無機凝集剤とを含んでなる夾雑物除去剤を、重金属測定用試料溶液に添加することを特徴とする請求項1に記載の夾雑物除去方法。 - 上記夾雑物除去剤は、
アルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩を20〜90重量%、
重金属非結合性の無機吸着剤を10〜35重量%、並びに
無機凝集剤を0重量%を超え、35重量%以下含むものであることを特徴とする請求項2に記載の夾雑物除去方法。 - 上記添加工程において、
重金属測定用試料溶液1Lに対して、上記夾雑物除去剤を10〜500g添加することを特徴とする請求項3に記載の夾雑物除去方法。 - 上記添加工程において、
アルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩を70g/L以上、
重金属非結合性の無機吸着剤を20〜500g/L、
無機凝集剤を50g/L以上となるように、重金属測定用試料溶液に添加することを特徴とする請求項1に記載の夾雑物除去方法。 - 上記添加工程において、炭酸塩をさらに添加することを特徴とする請求項1に記載の夾雑物除去方法。
- 上記夾雑物除去剤は、炭酸塩をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の夾雑物除去方法。
- 上記重金属測定用試料溶液は、測定対象物の抽出物である、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の夾雑物除去方法。
- 上記測定対象物は、農作物、水産物、畜産物、または、土壌であることを特徴とする請求項8に記載の夾雑物除去方法。
- 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の夾雑物除去方法により夾雑物が除去された重金属測定用試料溶液について、重金属の検出および/または定量を行うことを特徴とする重金属の測定方法。
- 上記重金属の検出および/または定量は、イムノアッセイ法、ICP法、蛍光X線法、ボルタンメトリー法、または吸光法によって行われることを特徴とする請求項10に記載の重金属の測定方法。
- 重金属の検出および/または定量を行う前に、重金属測定用試料溶液から測定対象となる重金属を精製する工程をさらに含み、精製された重金属測定用試料溶液について重金属の検出および/または定量を行うことを特徴とする請求項10または11に記載の重金属の測定方法。
- 重金属測定用試料溶液に含まれる夾雑物を除去するための夾雑物除去剤であって、
アルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩と、
重金属非結合性の無機吸着剤と、
無機凝集剤とを含むことを特徴とする夾雑物除去剤。 - アルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩を20〜90重量%、
重金属非結合性の無機吸着剤を10〜35重量%、並びに
無機凝集剤を0重量%を超え、35重量%以下含むことを特徴とする請求項13に記載の夾雑物除去剤。 - 炭酸塩をさらに含む、請求項13または14に記載の夾雑物除去剤。
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