説明

金属の回収方法、それに使用する金属回収用試薬および金属回収用キット

【課題】 有機媒体を使用することなく、簡便に金属の回収を可能とする金属の回収方法を提供する。
【解決手段】 キレート剤が水性媒体に不溶化可能なpH条件下で、前記キレート剤と検体との混合液を調製し、前記混合液中で、前記キレート剤と前記検体中の金属との錯体を形成する。そして、前記混合液から前記錯体を回収し、さらに、前記不溶化可能なpH条件とは異なるpH条件下で、回収した前記錯体を水性媒体に溶解して、金属を回収する。この方法によって、有機媒体を使用することなく、簡便に金属を回収できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属の回収方法、それに使用する金属回収用試薬および金属回収用キットに関し、さらに、金属の分析方法およびそれに使用する分析装置に関する。
【背景技術】
【0002】
水銀、カドミウム、鉛、砒素等の金属は、人体に蓄積され、健康に悪影響を及ぼすことが知られている。このため、尿等の生体試料、水等の飲食品試料における金属の分析が重要である。
【0003】
金属の分析は、一般に、前処理として、試料から夾雑物を除去して、金属を分離し、前記分離した金属について分析が行われる。前記前処理は、溶媒抽出が汎用されている。前記溶媒抽出は、金属と結合するキレート剤の極性を利用し、水性媒体および有機媒体に対する分配係数の違いから、試料中の金属を前記有機媒体中に抽出する方法である。抽出後、前記有機媒体を蒸発させることで、さらに、前記金属を濃縮できる。具体例として、酸性条件の水性媒体中で不溶性である1,5−ジフェニル−3−チオカルバゾン(以下、「ジチゾン」ともいう)を前記キレート剤として使用するジチゾン法が、例えば、JISによって規定されている(非特許文献1、特許文献1参照)。前記ジチゾン法は、まず、酸性条件下で、前記ジチゾンと前記尿等の液体検体とを混合して、前記混合液中で、前記ジチゾンと前記液体検体中の金属との錯体を形成させる。ついで、前記混合液に、四塩化炭素またはクロロホルム等の有機媒体を添加する。すると、前記錯体は、水性媒体と有機媒体とに対して分配係数が異なるため、前記有機媒体中に抽出される。この有機媒体を回収することで、前記錯体として、前記液体検体から金属を回収できる。また、前記有機媒体を蒸発させれば、さらに金属を濃縮できる。
【0004】
しかしながら、従来の溶媒抽出法では、前述のように、有機媒体の使用が必須である。有機媒体を使用する場合、操作が煩雑であり、排液等の点からも環境に影響を及ぼすおそれがある。また、有機媒体により抽出した前記金属を濃縮するには、例えば、有機媒体を蒸発させるための減圧装置も必須となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第2969226号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】水銀分析マニュアル 環境省 平成16年3月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで、本発明は、有機媒体を使用することなく、簡便に金属の回収を可能とする金属の回収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】
【0008】
前記目的を達成するために、本発明の金属の回収方法は、
キレート剤が水性媒体に不溶化可能なpH条件下で、前記キレート剤と検体との混合液を調製し、前記混合液中で、前記キレート剤と前記検体中の金属との錯体を形成する錯体形成工程、
前記混合液から前記錯体を回収する錯体回収工程、および、
前記不溶化可能なpH条件とは異なるpH条件下で、回収した前記錯体を水性媒体に溶解して、金属を回収する金属回収工程を含むことを特徴とする。
【0009】
本発明の金属回収用試薬は、前記キレート剤を含むことを特徴とする、前記本発明の回収方法に使用する金属回収用試薬である。
【0010】
本発明の金属回収用キットは、前記キレート剤およびpH調節試薬を含むことを特徴とする、前記本発明の回収方法に使用する金属回収用キットである。
【0011】
本発明の分析装置は、pHを調節するpH調節手段、
キレート剤と検体とを混合する混合手段、
前記キレート剤と検体とを含む混合液から、前記キレート剤と前記検体中の金属との錯体を回収する錯体回収手段、
回収した前記錯体に水性媒体を添加する添加手段、
前記錯体における金属を回収する金属回収手段、および、
前記回収した金属を分析する分析手段を備え、金属の分析方法に使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、pH条件の違いによる、水性媒体に対する前記キレート剤の溶解性の差異を利用することにより、実質的に有機媒体を使用することなく、簡便に金属を回収できる。このため、本発明は、例えば、生体由来の検体に対する臨床検査、環境試験等において、極めて有用である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
<金属の回収方法>
本発明の金属の回収方法は、前述のとおり、キレート剤が水性媒体に不溶化可能なpH条件下で、前記キレート剤と検体との混合液を調製し、前記混合液中で、前記キレート剤と前記検体中の金属との錯体を形成する錯体形成工程、前記混合液から前記錯体を回収する錯体回収工程、および、前記不溶化可能なpH条件とは異なるpH条件下で、回収した前記錯体を水性媒体に溶解して、金属を回収する金属回収工程を含むことを特徴とする。
【0014】
本発明の回収方法において、前記キレート剤は、例えば、硫黄含有基を含むキレート剤であることが好ましい。前記硫黄含有基は、硫黄原子を含む官能基である。前記硫黄含有基は、例えば、チオケトン基が好ましい。前記チオケトン基は、特に制限されず、例えば、チオカルバゾン基、チオセミカルバゾン基、チオカルバジアゾン基、チオ尿素基、チオセミカルバジド基およびルベアメート基があげられる。
【化1】

【0015】
前記キレート剤は、例えば、下記構造式(1)または下記構造式(2)で表されるキレート剤が好ましい。
【0016】
【化2】

【0017】
前記構造式(1)において、RおよびRは、それぞれ、フェニル基を表す。すなわち、前記構造式(1)で表されるキレート剤は、チオカルバゾン基を含むキレート剤であり、1,5−ジフェニル−3−チオカルバゾン(ジチゾン)である。前記構造式(1)は、例えば、塩でもよい。
【0018】
【化3】

前記構造式(2)において、Rは、水素、アルキル基またはフェニル基を表す。前記構造式(2)は、例えば、塩でもよい。
【0019】
前記アルキル基は、特に制限されず、例えば、直鎖状もしくは分枝状のアルキル基があげられる。前記アルキル基の炭素数は、例えば、1〜6である。前記直鎖状または分枝状のアルキル基は、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル等があげられる。前記アルキル基は、例えば、水素が、置換されてもよい。
【0020】
前記フェニル基は、例えば、水素が、置換されてもよい。置換される場合、前記水素は、例えば、ハロゲン、ナトリウムおよびカリウム等のアルカリ金属等に置換されてもよい。
【0021】
前記構造式(2)で表されるキレート剤は、例えば、チオセミカルバゾン基を含むキレート剤であり、グリオキサルジチオセミカルバゾン、(1E,2E)−アミノカルボチオイルヒドラゾノフェニルエタナールチオセミカルバゾン等があげられる。
【0022】
本発明の回収方法において、前記キレート剤は、前述のように、硫黄含有基を含むキレート剤が好ましい。前記硫黄含有基は、例えば、チオケトン基があげられ、前記チオケトン基を含むキレート剤は、例えば、チオカルバゾン基、チオセミカルバゾン基、チオカルバジアゾン基、チオ尿素基、チオセミカルバジド基およびルベアメート基からなる群から選択された少なくとも一つの基を含むキレート剤があげられる。前記キレート剤の具体例としては、例えば、以下のようなものが例示できる。本発明において、これらのキレート剤は、例示であって、本発明はこれらの記載に何ら制限されない。
(a1) チオカルバゾン基を含むキレート剤
例えば、1,5−ジ(2−ナフチル)チオカルバゾン
(a2) チオセミカルバゾン基を含むキレート剤
例えば、アセトンチオセミカルバゾン、アセトフェノンチオセミカルバゾン
(a3)チオカルバジアゾン基を含むキレート剤
例えば、ジフェニルチオカルバジアゾン
(a4)チオ尿素基を含むキレート剤
例えば、1−アセチル−2−チオ尿素、グアニルチオ尿素、1,3−ビス(ジメチルアミノプロピル)−2−チオ尿素、テトラメチルチオ尿素、N,N’−ジエチルチオ尿素、N,N’−ジイソプロピルチオ尿素、N,N’−ジブチルチオ尿素、1,3−ビス(ジメチルアミノプロピル)−2−チオ尿素、N−アリル−N’−(2−ヒドロキシエチル)チオ尿素、N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)チオ尿素、ジアセチルチオ尿素、フェニルチオ尿素、N,N’−ジフェニルチオ尿素、モノ−o−トリルチオ尿素、N,N’−ジ−o−トリルチオ尿素、ベンゾイルチオ尿素
(a5) チオセミカルバジド基を含むキレート剤
例えば、フェニルチオセミカルバジド、4−フェニルチオセミカルバジド、4−メチルチオセミカルバジド、チオセミカルバジド
(a6) ルベアメート基を含むキレート剤
例えば、ジチオオキサミド(ルベアン酸)
【0023】
本発明の回収方法において、回収目的の金属は、特に制限されない。前記金属は、例えば、Bi(ビスマス)、Hg(水銀)、Cd(カドミウム)、Pd(パラジウム)、Zn(亜鉛)、Tl(タリウム)、Ag(銀)、Pb(鉛)、As(砒素)等があげられる。検体中の前記金属の形態は、特に制限されず、例えば、金属の単体でもよいし、金属の合金でもよいし、金属含有化合物でもよい。前記金属含有化合物は、例えば、金属を含む有機化合物でもよいし、金属を含む無機化合物でもよい。前記金属がHgの場合、例えば、有機水銀でもよいし、無機水銀でもよい。本発明の回収方法において、回収目的の金属は、例えば、一種類でもよいし、二種類以上でもよい。本発明の回収方法は、例えば、前記検体から、一回の回収処理で、二種類以上の金属を同時に回収することもできる。
【0024】
本発明の回収方法において、前記検体は、特に制限されない。前記検体は、例えば、生体由来の検体、環境由来の検体、化学物質、医薬品等があげられる。前記化学物質は、例えば、試薬、農薬または化粧品等があげられる。前記生体由来の検体は、特に制限されず、尿、血液、毛髪、臍帯等があげられる。前記血液検体は、例えば、赤血球、全血、血清、血漿等があげられる。これらの中でも、尿検体が好ましい。前記環境由来の検体は、特に制限されず、例えば、生物、食品、水、土壌、大気・空気等があげられる。前記生物検体は、例えば、魚介類等の動物または植物等があげられる。前記食品検体は、例えば、生鮮食品または加工食品等があげられる。前記水検体は、例えば、飲料水、地下水、河川水、海水、生活排水等があげられる。
【0025】
前記検体は、例えば、取り扱いが容易であることから、液状の検体(液体検体)が好ましい。前記検体は、例えば、未希釈液をそのまま液体検体として使用してもよいし、媒体に、懸濁、分散または溶解した希釈液を液体検体として使用してもよい。前記検体が固体の場合、例えば、前記媒体に懸濁、分散または溶解した希釈液を液体検体として使用してもよい。前記媒体を、以下、希釈媒体という。前記希釈媒体は、特に制限されず、例えば、水、緩衝液等があげられる。前記緩衝液は、特に制限されず、例えば、トリス緩衝液、リン酸緩衝液、酢酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、クエン酸緩衝液、ベロナール緩衝液、各種のグッド緩衝液等があげられる。前記緩衝液の濃度は、特に制限されず、例えば、10〜100mmol/Lである。
【0026】
本発明によれば、前述のように有機媒体を使用する必要がなく、また、例えば、有機媒体を使用する従来法よりも、金属の回収率および金属の濃縮率を向上できる。
【0027】
(1)錯体形成工程
前記錯体形成工程は、前記キレート剤が水性媒体に不溶化可能な前記pH条件下で、前記キレート剤と検体との混合液を調製し、前記混合液中で、前記キレート剤と前記検体中の金属との錯体を形成する工程である。以下、「前記キレート剤が水性媒体に不溶化可能な前記pH条件」を、「不溶化pH条件」ともいう。
【0028】
前記キレート剤は、前記不溶化pH条件下において、前記混合液に非溶解の状態を維持できる。このため、前記検体中に金属が存在する場合、前記混合液において、前記キレート剤と前記検体中の金属とが錯体を形成する。前記キレート剤は、前記混合液において、例えば、全てが溶解していない状態であることが好ましいが、一部の前記キレート剤が溶解した状態でもよい。後者の場合、例えば、一部のキレート剤が溶解しても、前記金属と錯体を形成可能な量のキレート剤が、溶解しない状態で前記混合液中に存在していればよい。
【0029】
前記不溶化pH条件は、例えば、使用する前記キレート剤の種類や回収する金属の種類によって適宜設定できる。前記錯体形成工程において、前記不溶化pH条件は、特に制限されない。前記不溶化pH条件は、例えば、酸性条件(pH5以下)、中性条件(pH6〜7)、アルカリ性条件(pH7を超え8以下)があげられる。前記不溶化pH条件は、上限は、例えば、pH8であり、下限は、例えば、pH1である。前記不溶化pH条件は、具体例として、例えば、pH1〜8、pH2〜8、pH1〜2等があげられる。
【0030】
前記キレート剤と前記検体とを含む前記混合液は、実質的に水性媒体であればよい。前記水性媒体は、非有機媒体であり、いわゆる水性の液体を意味し、水性溶媒ともいう。「実質的に水性媒体である」は、例えば、完全な水性媒体の他に、微量の有機媒体(いわゆる、有機溶媒)を含む水性媒体でもよいことを意味する。
【0031】
前記検体と混合する際、前記キレート剤の形状は、特に制限されず、例えば、乾燥状態(または固体状態ともいう)でもよいし、液体状態でもよい。後者の場合、前記キレート剤は、前記キレート剤が溶解しない非有機媒体に分散されている、前記キレート剤の分散液であることが好ましい。以下、前記キレート剤を分散させる前記非有機媒体を、「分散媒」という。前記分散媒は、例えば、前記不溶化pH条件の非有機媒体(水性媒体)である。前記不溶化pH条件が酸性条件の場合、前記分散媒は、例えば、酸およびその水溶液、前記酸性条件の緩衝液があげられる。前記不溶化pH条件がアルカリ性条件の場合、例えば、アルカリおよびその水溶液、前記アルカリ性条件の緩衝液があげられる。前記不溶化pH条件が中性条件の場合、前記分散媒は、例えば、水、中性の水溶液、前記中性条件の緩衝液、その他に、前述した、酸およびその水溶液、前記酸性条件の緩衝液、アルカリおよびその水溶液、前記アルカリ性条件の緩衝液等があげられる。
【0032】
前記酸は、特に制限されず、例えば、塩酸、硫酸、酢酸、ホウ酸、リン酸、クエン酸等があげられる。前記酸の水溶液は、例えば、酸を水または緩衝液で希釈したものがあげられる。酸の希釈に使用する前記緩衝液は、特に制限されず、前述のような一般的な緩衝液が使用できる。前記酸の水溶液において、前記酸の濃度は、特に制限されず、例えば、0を越え1N以下であり、好ましくは0.01〜0.1Nである。前記酸性条件の緩衝液は、特に制限されず、例えば、クエン酸緩衝液、酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、グッドバッファー等があげられる。前記緩衝液の濃度は、特に制限されず、例えば、10〜100mmol/Lである。
【0033】
前記中性の水溶液は、特に制限されず、例えば、生理食塩水、リン酸緩衝液、トリス緩衝液等があげられる。前記中性条件の緩衝液は、特に制限されない。前記緩衝液の濃度は、特に制限されず、例えば、10〜100mmol/Lである。
【0034】
前記アルカリは、特に制限されず、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等があげられる。前記アルカリ性の水溶液は、例えば、アルカリを水または緩衝液で希釈したものがあげられる。前記アルカリの希釈に使用する前記緩衝液は、特に制限されず、前述の一般的な緩衝液が使用できる。前記アルカリ性の水溶液において、前記アルカリの濃度は、特に制限されず、例えば、0を超え7×10−3N以下である。前記アルカリ性条件の緩衝液は、特に制限されず、例えば、Tris−NaOH、Tris−HCl、炭酸バッファー、グッドバッファー等があげられる。前記緩衝液の濃度は、特に制限されず、例えば、10〜100mmol/Lである。
【0035】
前記検体と前記キレート剤との混合方法は、特に制限されない。前記検体と前記キレート剤は、例えば、(1a)予め前記不溶化pH条件に調節した前記検体と、前記キレート剤とを混合してもよいし、(1b)予め前記不溶化pH条件に調節した前記キレート剤と、前記検体とを混合してもよいし、(1c)前記不溶化pH条件の非有機媒体と、前記キレート剤および前記検体とを混合してもよい。
【0036】
前記(1a)では、例えば、前記不溶化pH条件に調節した前記検体と、前記キレート剤とを混合することによって、前記不溶化pH条件の前記混合液が調製でき、前記混合液において、前記錯体を形成できる。この際、例えば、前記キレート剤との混合により調製される前記混合液が、前記不溶化pH条件となるように、前記検体のpHを調節する。
【0037】
前記不溶化pH条件が酸性条件の場合、例えば、前記検体を前記酸性条件に調節する方法は、特に制限されない。前記調節は、例えば、前記検体に、酸性試薬を添加することにより行える。前記酸性試薬は、例えば、酸およびその水溶液、前記酸性条件の緩衝液等があげられる。前記酸は、特に制限されず、例えば、塩酸、硫酸、クエン酸、ホウ酸、リン酸、酢酸等があげられる。前記酸の水溶液は、例えば、酸を水または緩衝液で希釈したものがあげられる。酸の希釈に使用する前記緩衝液は、特に制限されず、前述のような一般的な緩衝液が使用できる。前記酸の水溶液において、前記酸の濃度は、特に制限されず、例えば、0.01〜5Nである。前記酸性条件の緩衝液は、特に制限されず、例えば、クエン酸緩衝液、酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、グッドバッファー等があげられる。前記緩衝液の濃度は、特に制限されず、例えば、10〜100mmol/Lである。
【0038】
前記不溶化pH条件がアルカリ性条件の場合、例えば、前記検体を前記アルカリ性条件に調節する方法は、特に制限されない。前記調節は、例えば、前記検体に、アルカリ性試薬を添加することにより行える。前記アルカリ性試薬は、例えば、前述したような、アルカリおよびその水溶液、前記アルカリ性条件の緩衝液等があげられる。
【0039】
前記不溶化pH条件が中性条件の場合、例えば、前記検体を前記中性条件に調節する方法は、特に制限されない。前記検体の本来のpH条件に応じて、例えば、前記酸性試薬、アルカリ性試薬、または、中性試薬を添加することにより行える。前記中性試薬は、例えば、前述したような、水、中性の水溶液、前記中性条件の緩衝液があげられる。
【0040】
前記(1b)では、例えば、前記検体と、前記不溶化pH条件に調節した前記キレート剤とを混合することによって、前記不溶化pH条件の前記混合液が調製でき、前記混合液において、前記錯体を形成できる。この際、例えば、前記検体との混合により調製される前記混合液が、前記不溶化pH条件となるように、前記キレート剤のpHを調節する。
【0041】
前記キレート剤を前記不溶化pH条件に調節する方法は、特に制限されない。具体例としては、乾燥状態の前記キレート剤を、前記キレート剤が溶解しない非有機媒体に分散することで、前記不溶化pH条件に調節された、前記キレート剤の分散液が得られる。前記キレート剤を分散させる前記非有機媒体は、例えば、前述した分散媒が使用でき、前記酸性試薬、前記アルカリ性試薬、前記中性試薬等と同様である。
【0042】
前記乾燥状態の前記キレート剤は、例えば、非有機媒体への分散性に優れることから、凍結乾燥品または減圧乾燥品が好ましい。これらの乾燥品の製造方法は、特に制限されず、例えば、前記キレート剤を有機媒体に混合した後、この混合液を凍結乾燥または減圧乾燥することによって得られる。前記有機媒体は、特に制限されず、例えば、t−ブチルアルコール、2−プロパノール等が使用できる。
【0043】
前記(1c)では、例えば、前記不溶化pH条件の非有機媒体と、前記キレート剤および前記検体とを混合することによって、前記不溶化pH条件の前記混合液が調製でき、前記混合液において、前記錯体を形成できる。この際、例えば、前記キレート剤および前記検体との混合により調製される前記混合液が前記不溶化pH条件となるように、前記非有機媒体のpHを調節する。
【0044】
前記不溶化pH条件の非有機媒体は、例えば、前述した前記酸性試薬、前記アルカリ性試薬または前記中性試薬等が使用できる。
【0045】
前記キレート剤および前記検体の混合方法は、特に制限されず、例えば、転倒混和、振動、超音波等の従来の方法があげられる。
【0046】
前記混合液における前記キレート剤の濃度は、特に制限されず、例えば、0.1〜2mgの範囲である。具体的には、前記構造式(1)のキレート剤は、前記混合液における濃度が、例えば、0.1〜1.5mg/mLの範囲であり、好ましくは0.1〜0.3mg/mLの範囲である。前記構造式(2)のキレート剤は、前記混合液における濃度が、例えば、0.3〜2mg/mLの範囲であり、好ましくは1〜2mg/mLの範囲である。
【0047】
前記混合液における前記検体の濃度は、特に制限されず、例えば、0.1〜100μg/Lの範囲である。前記混合液において、未希釈の検体の濃度が、前記範囲であることが好ましい。
【0048】
前記混合液において、前記キレート剤と前記検体との混合割合は、特に制限されず、例えば、前記検体1mLに対して、前記キレート剤は、0.1〜2mgの範囲である。具体的には、前記構造式(1)のキレート剤は、前記検体1mLに対して、例えば、0.1〜1.5mg/mLの範囲であり、0.1〜0.3mg/mLの範囲が好ましく、前記構造式(2)のキレート剤は、前記検体1mLに対して、例えば、0.3〜2mg/mLの範囲であり、1〜2mg/mLの範囲が好ましい。
【0049】
前記混合液には、前記キレート剤および前記検体の他に、その他の成分が含まれてもよい。前記他の成分は、特に制限されず、例えば、酸化剤、還元剤等があげられる。前記酸化剤は、例えば、前記キレート剤と前記金属との錯体形成反応の反応性の向上に使用できる。前記還元剤は、例えば、前記混合液中に過剰量の酸化剤が含まれている場合に、前記過剰量の酸化剤の消去に使用できる。
【0050】
前記錯体形成の処理条件は、特に制限されず、処理温度は、例えば、室温であり、処理時間は、例えば、10秒〜120分の範囲である。具体的には、例えば、10秒〜10分の範囲が好ましく、特に好ましくは10秒〜5分の範囲である。
【0051】
(2)錯体回収工程
前記錯体回収工程は、前記錯体形成工程において形成された錯体を、前記混合液から回収する。
【0052】
前述のように、前記不溶化pH条件下において、前記キレート剤は、非溶解の状態を維持できる。このため、前記キレート剤と前記金属との錯体も、非溶解の状態で、前記混合液に存在する。そこで、この錯体回収工程において、前記混合液に存在する非溶解の前記錯体を回収する。
【0053】
前記錯体の回収方法は、特に制限されず、例えば、固体と液体とを分離する公知の方法が採用できる。前記回収方法は、例えば、遠心分離処理、ろ過処理、沈殿処理、膜分離処理、吸着処理、凍結乾燥処理等の処理方法があげられる。前記回収の処理条件は、特に制限されず、例えば、錯体の種類や量に応じて適宜設定できる。前記遠心分離処理によって前記錯体の回収を行う場合、例えば、遠心加速度:19,600〜29,400m/s(2,000〜3,000×g)の範囲、温度:4℃〜室温の範囲、時間:1〜10分の範囲の条件があげられる。前記遠心分離後、例えば、上清を除去することで、前記錯体を回収できる。前記ろ過処理によって前記錯体の回収を行う場合、例えば、使用するフィルターは、特に制限されず、ろ紙、粉末ろ紙、メンブレンフィルター等があげられる。前記ろ過処理後、前記フィルターを通過しない画分を、前記錯体として回収できる。
【0054】
(3)金属回収工程
前記金属回収工程は、前記不溶化可能なpH条件とは異なるpH条件下で、前記回収した錯体を水性媒体に溶解して、金属を回収する。前記金属回収工程における前記pH条件は、前記錯体形成工程で設定した不溶化pH条件とは異なるpH条件であればよく、具体的には、前記キレート剤が可溶化可能なpH条件下が好ましい。前記可溶化可能なpH条件を、可溶化pH条件ともいう。前記可溶化pH条件は、例えば、アルカリ性条件である。
【0055】
前記キレート剤は、前記可溶化pH条件下において溶解する。このため、前記可溶化pH条件下で、前記回収した錯体を水性媒体に混合することによって、前記キレート剤を、前記錯体の状態で前記水性媒体に溶解できる。前記錯体が溶解された前記水性媒体を、錯体水溶液ともいう。前記錯体は、前記水性媒体において、例えば、全てが溶解していることが好ましいが、一部の前記錯体が非溶解の状態で残存してもよい。前記非溶解の錯体は、例えば、検出限界以下であることが好ましい。
【0056】
前記金属回収工程において、前記可溶化pH条件下は、特に制限されない。前記可溶化pH条件下は、好ましくはアルカリ性条件下である。前記アルカリ性条件の下限は、例えば、pH9が好ましく、より好ましくはpH11である。前記アルカリ性条件の上限は、特に制限されず、例えば、pH12が好ましい。前記可溶化pH条件は、例えば、使用する前記キレート剤の種類によって適宜設定できる。
【0057】
なお、前記錯体形成工程の不溶化pH条件がアルカリ性条件であり、且つ、前記金属回収工程の可溶化pH条件がアルカリ性条件の場合、後者のアルカリ性条件は、前者よりも高いpHであることが好ましい。この場合、前記錯体形成工程の不溶化pH条件と、前記金属回収工程における前記可溶化pH条件との差は、例えば、1以上であり、好ましくは3以上であり、より好ましくは5以上であり、また、例えば、8以下である。
【0058】
前記錯体の溶解方法は、特に制限されない。例えば、予め前記可溶化pH条件に調節した前記水性媒体を前記錯体に添加して、前記錯体を溶解させてもよいし、前記水性媒体に前記錯体を添加した後、前記混合液を前記可溶化pH条件に調節して、前記錯体を溶解させてもよい。
【0059】
前記可溶化pH条件の調節方法は、特に制限されない。前記調節は、例えば、アルカリ性試薬が使用できる。前記アルカリ性試薬は、例えば、アルカリおよびその水溶液、前記アルカリ性条件の緩衝液等があげられる。前記アルカリは、特に制限されず、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等があげられる。前記アルカリの水溶液は、例えば、アルカリを水または緩衝液で希釈したものがあげられる。前記アルカリの希釈に使用する前記緩衝液は、特に制限されず、前述の一般的な緩衝液が使用できる。前記アルカリの水溶液において、前記アルカリの濃度は、特に制限されず、例えば、0.1〜1Nである。前記アルカリ性条件の緩衝液は、特に制限されず、例えば、Tris−NaOH、Tris−HCl、炭酸バッファー、グッドバッファー等があげられる。前記緩衝液の濃度は、特に制限されず、例えば、10〜100mmol/Lである。
【0060】
前記錯体および前記水性媒体の混合方法は、特に制限されず、例えば、転倒混和、振動、超音波等の従来の方法があげられる。
【0061】
前記錯体に対する前記水性媒体の添加量は、特に制限されない。前記水性媒体の添加量は、例えば、回収された前記錯体を溶解できる量を添加することが好ましい。また、前記水性媒体の添加量は、例えば、前記検体の液量より少量であることが好ましい。これによって、例えば、使用した前記検体よりも高い濃度の金属含有液を得ることができる。すなわち、前記検体よりも金属が濃縮された金属含有液を得ることができる。前記水性媒体の添加量は、前記検体の液量に対して、例えば、1/2〜1/100の範囲であり、好ましくは1/10〜1/100の範囲であり、より好ましくは1/50〜1/100である。
【0062】
本発明の回収方法は、前記金属回収工程が、前記錯体を水性媒体に溶解した後、さらに、前記錯体における前記キレート剤を分解する工程を含んでもよい。このように前記キレート剤を分解することにより、前記錯体から前記金属を単体で回収できる。前記キレート剤の分解方法は、特に制限されず、例えば、灰化等の公知の方法があげられる。前記灰化は、例えば、湿式灰化または乾式灰化があげられる。前記湿式灰化は、例えば、水銀分析マニュアル(環境省、平成16年3月)に従って行える。
【0063】
以下に、本発明の回収方法について、前記不溶化pH条件を酸性条件とし、前記可溶化pH条件をアルカリ性条件とし、前記検体として尿検体を使用し、金属である水銀を回収する方法を、例にあげて説明する。これらは一例であり、本発明を制限するものではない。
【0064】
まず、前記尿検体に前記酸性試薬を添加して、前記尿検体のpHを前記酸性条件に調節する。
【0065】
前記尿検体の量は、特に制限されず、例えば、1〜100mLの範囲であり、好ましくは1〜20mLの範囲であり、より好ましくは5〜10mLの範囲である。前記尿検体のpHは、例えば、1〜4に調節することが好ましく、より好ましくは1〜2である。前記酸性試薬の添加量は、特に制限されず、前記尿検体1mLにあたり、例えば、1〜10μLの範囲である。前記酸性試薬は、例えば、塩酸水溶液が好ましく、その規定は、例えば、1〜8Nの範囲である。
【0066】
チューブに、凍結乾燥品の前記キレート剤を入れ、さらに、前記pH調節後の前記尿検体を添加して、混合液を調製する。前記キレート剤は、前記尿検体1mLあたり、例えば、0.1〜2mgである。この際、前記混合液のpHは、例えば、1〜4であり、好ましくは1〜2である。前記キレート剤が、前記構造式(1)のキレート剤の場合、好ましくはジチゾンの場合、前記キレート剤は、前記尿検体1mLあたり、例えば、0.1〜1.5mg/mLであり、好ましくは0.1〜0.3mg/mLの範囲であり、より好ましくは0.3mgである。この際、前記混合液のpHは、例えば、1〜4であり、好ましくは1〜2である。また、前記キレート剤が、前記構造式(2)のキレート剤の場合、好ましくはグリオキサルジチオセミカルバゾンの場合、前記キレート剤は、前記尿検体1mLあたり、例えば、0.3〜2mgの範囲であり、好ましくは1〜2mgの範囲である。この際、前記混合液のpHは、例えば、1〜4であり、好ましくは1〜2である。
【0067】
調製した前記混合液を所定時間放置して、前記キレート剤と前記尿検体中の水銀との錯体が形成される。前記処理温度は、例えば、室温であり、処理時間は、例えば、10秒〜120分の範囲である。具体的には、例えば、10秒〜10分の範囲が好ましく、特に好ましくは10秒〜5分の範囲である。
【0068】
つぎに、前記混合液を遠心分離に供し、錯体を含む沈殿物と上清とに分離する。前記上清を除去し、前記チューブ内の前記錯体に、アルカリ性試薬を添加する。そして、前記錯体を前記アルカリ性試薬に溶解させる。
【0069】
前記アルカリ性試薬の添加量は、特に制限されず、前記尿検体1mLあたり、例えば、10〜200μLの範囲であり、好ましくは20〜100μLの範囲であり、より好ましくは20μLである。前記アルカリ性試薬のpHは、例えば、9〜12であり、好ましくは11〜12である。前記アルカリ性試薬は、例えば、水酸化ナトリウム水溶液が好ましく、その規定は、例えば、0.1〜1Nの範囲であり、好ましくは0.4Nである。
【0070】
このようにして、錯体の状態で水性媒体に溶解した水銀を回収できる。また、前記錯体に、例えば、湿式灰化等を施すことによって、前記錯体における前記キレート剤を分解させ、水銀のみを回収することもできる。なお、一例として、水銀の回収を記載したが、本発明は、これには限定されない。本発明の回収方法は、例えば、前述のように、前記検体から、一回の回収処理で、二種類以上の金属を同時に回収することもできる。本発明の回収方法によれば、例えば、水銀とその他の一種類または二種類以上の金属を同時に回収することができ、また、水銀以外の二種類以上の金属を同時に回収することもできる。
【0071】
<金属の分析方法>
本発明の金属の分析方法は、前述のように、前記本発明の回収方法により、検体から金属を回収する金属回収工程、および、前記金属を分析する分析工程を含むことを特徴とする。前記金属回収工程は、前記本発明の回収方法を引用できる。
【0072】
前記分析工程は、特に制限されず、例えば、分析目的の金属の種類等に応じて、適宜選択できる。前記金属の分析は、例えば、光学的測定、GC−ECD(ガスクロマトグラフ−電子捕獲型検出器)、電気化学的測定(例えば、ストリッピングボルタンメトリ等)、質量分析装置等により行える。前記光学的測定による分析は、例えば、光学分析機器等を用いて、吸光度、透過率、反射率等を測定することにより行える。前記光学分析機器は、例えば、原子吸光光度計、可視光吸光度計、ICP−AES(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer)等があげられる。前記金属の分析は、例えば、定性でもよいし、定量でもよい。
【0073】
本発明の分析方法は、例えば、さらに、測定値の補正工程を含んでもよい。前記補正工程は、例えば、分析結果の測定値を、測定値と検体中の金属濃度との相関関係により、補正できる。前記相関関係は、例えば、金属濃度が既知である標準検体について、前記本発明の回収方法によりサンプルを回収し、前記サンプルの測定値と、前記標準検体の金属濃度とをプロットすることにより求めることができる。前記標準検体は、金属の希釈系列が好ましい。このように補正を行うことによって、より信頼性の高い定量が可能となる。
【0074】
前記金属の分析は、例えば、前述のような錯体として分析してもよいし、前記錯体から前記金属を単離して、前記金属単体として分析してもよい。後者の場合、前記金属回収工程は、前述のように、前記錯体における前記キレート剤を分解する工程、すなわち、前記錯体から前記金属を単離する工程を含むことが好ましい。
【0075】
<金属回収用試薬>
本発明の金属回収用試薬は、前述のように、前記キレート剤を含むことを特徴とする、前記本発明の金属の回収方法に使用する金属回収用試薬である。前記キレート剤は、例えば、前記本発明の回収方法を引用できる。
【0076】
<金属回収用キット>
本発明の金属回収用キットは、前述のように、前記キレート剤およびpH調節試薬を含むことを特徴とする、前記本発明の金属の回収方法に使用する金属回収用キットである。前記pH調節試薬は、特に制限されず、例えば、酸性試薬、中性試薬および/またはアルカリ性試薬である。前記キレート剤、前記酸性試薬、前記中性試薬および前記アルカリ性試薬は、例えば、前記本発明の回収方法を引用できる。前記キレート剤および前記pH調節試薬は、それぞれ別個の容器に収容されていることが好ましい。
【0077】
前記金属回収用キットは、前記キレート剤および前記pH調節試薬の他に、例えば、その他の試薬を含んでもよい。前記その他の試薬は、特に制限されず、例えば、前述した酸化剤、還元剤等があげられる。
【0078】
<分析装置>
本発明の分析装置は、前述のように、pHを調節するpH調節手段、キレート剤と検体とを混合する混合手段、前記キレート剤と検体とを含む混合液から、前記キレート剤と前記検体中の金属との錯体を回収する錯体回収手段、回収した前記錯体に水性媒体を添加する添加手段、前記錯体における金属を回収する金属回収手段、および、前記回収した金属を分析する分析手段を備え、金属の分析方法に使用することを特徴とする。具体的には、前記本発明の分析方法に使用することが好ましい。前記pH調節手段は、例えば、酸添加手段、アルカリ添加手段を備える。前記キレート剤は、例えば、前記本発明の回収方法を引用できる。
【0079】
前記酸添加手段は、例えば、前記分析装置の内部または外部に配置された酸性試薬を吸引および排出する吸排手段、ならびに、前記酸性試薬の吸引量および/または排出量を制御する制御手段を有する。前記吸排手段は、例えば、ポンプ等があげられる。前記制御手段は、例えば、バルブ等があげられる。
【0080】
前記アルカリ添加手段は、例えば、前記分析装置の内部または外部に配置されたアルカリ性試薬を吸引および排出する吸排手段、ならびに、前記アルカリ性試薬の吸引量および/または排出量を制御する制御手段を有する。前記吸排手段および前記制御手段は、例えば、前述と同様である。また、前記アルカリ添加手段は、前記酸添加手段を兼ねてもよい。
【0081】
前記混合手段は、例えば、撹拌手段、吸排手段、振とう手段、超音波発生手段等があげられる。
【0082】
前記錯体回収手段は、例えば、遠心分離装置、ろ過装置、凍結乾燥装置等があげられる。
【0083】
前記添加手段は、例えば、前記分析装置の内部または外部に配置された前記水性媒体を吸引および排出する吸排手段、ならびに、前記水性媒体の吸引量および/または排出量を制御する制御手段を有する。前記吸排手段および前記制御手段は、例えば、前述と同様であり、前記アルカリ添加手段を兼ねてもよい。
【0084】
前記金属回収手段は、例えば、前記錯体における前記キレート剤を分解する手段である。前記キレート剤分解手段は、例えば、湿式灰化装置、乾式灰化装置等の灰化装置があげられる。
【0085】
前記分析手段は、例えば、光学分析機器等があげられ、具体例として、例えば、原子吸光光度計、可視光吸光度計等があげられる。
【0086】
本発明の分析装置は、さらに、pH測定手段を備えることが好ましい。前記pH測定手段は、例えば、pH測定器があげられる。また、本発明の分析装置は、例えば、検体の導入手段を有することが好ましい。前記導入手段は、例えば、前記検体を吸引および排出する吸排手段が好ましい。
【0087】
本発明の分析装置によれば、前述のような本発明の分析方法を実行できる。以下に、本発明の分析装置の使用方法を例示するが、これには制限されない。
【0088】
前記分析装置の内部または外部に、前記検体、前記キレート剤、前記水性媒体、前記pH調節試薬として前記酸性試薬および前記アルカリ性試薬を配置する。
【0089】
まず、前記酸添加手段により、前記検体に、前記酸性試薬を添加し、前記検体のpHを前記酸性条件に調節する。つぎに、前記導入手段により、前記検体を前記キレート剤に導入し、前記混合手段により、前記検体と前記キレート剤とを混合して、混合液を調製する。そして、前記回収手段により、前記混合液中の錯体を回収する。前記回収した錯体に、前記添加手段により前記水性媒体を添加し、さらに、前記アルカリ添加手段により、前記水性媒体のpHを前記アルカリ性条件に調節し、前記錯体を前記水性媒体に溶解させる。この錯体が溶解した錯体水溶液について、前記金属回収手段により、前記キレート剤を分解することで、金属を回収する。回収した金属について、前記分析手段による解析を行う。このように、本発明の分析装置によれば、前記本発明の金属の分析方法を、例えば、自動で行うことができる。
【0090】
本発明の分析装置は、例えば、さらに、前記金属の分析結果を出力する出力手段を備えてもよい。前記出力手段は、例えば、モニタ、プリンタ等が使用できる。
【実施例】
【0091】
つぎに、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、下記の実施例により制限されない。
【0092】
[実施例A1]
(1)尿サンプルの調製
健常男性より採取したプール尿(pH6〜7)に、所定の水銀濃度となるように塩化水銀(和光純薬社製)を混合し、尿サンプルを調製した。前記所定の水銀濃度は、1、10、100μg/Lとした。塩化水銀を添加した前記尿サンプルのpHは、5〜7であった。そして、前記尿サンプル5mLに、5N 塩酸(ナカライテスク社製)60μLを混合し、前記尿サンプルのpHを、1〜2に調整した。
【0093】
(2)キレート剤の調製
ジチゾン(Fluka社製)をt−ブチルアルコール(ナカライテスク社)に溶解し、この溶液を、ジチゾン量が1.5mgとなるように、PP製15mLコニカルチューブ(Nunc社製)に分注した。前記溶液を凍結乾燥した。
【0094】
(3)尿サンプルからの水銀の回収
前記チューブに前記尿サンプル5mLを添加し、室温で5分間、振とうすることによって、前記尿サンプルと前記ジチゾンとを混合し、前記ジチゾンと水銀との錯体を形成させた。前記チューブを、遠心分離(19,600m/s(2000×g)、20℃、10分間)して、前記錯体を含む沈殿と上清とに分離した。前記上清を除去した後、前記チューブに、0.4N NaOH水溶液(pH12)0.1mLを添加した。そして、転倒混和することによって、前記沈殿と前記NaOH水溶液とを混合し、前記沈殿中の前記錯体を溶解させた。前記錯体を溶解した水溶液(pH12)を、水銀濃縮サンプルとした。
【0095】
前記水銀濃縮サンプルを湿式灰化し、前記錯体におけるジチゾンを分解した。前記湿式灰化は、水銀分析マニュアル(環境省、平成16年3月)に従って行った(以下、同様)。そして、前記灰化後の水銀濃縮サンプルについて、原子吸光光度計(商品名MERCURY ANALYZER、日本インスツルメンツ社製)により、水銀濃度を定量した。また、前記尿サンプルについても、同様にして、前記原子吸光光度計により、水銀濃度を定量した。
【0096】
そして、前記水銀濃縮サンプルの水銀濃度(X)および溶液量(X)、ならびに、前記尿サンプルの水銀濃度(Y)および溶液量(Y)を、下記式(1)に代入して、水銀の回収率(%)を求めた。また、前記水銀濃縮サンプルの水銀濃度(X)、および、前記尿サンプルの水銀濃度(Y)を、下記式(2)に代入して、水銀の濃縮率(倍)を求めた。
回収率(%)=100×(X×X)/(Y×Y) (1)
濃縮率(倍)=X/Y (2)
【0097】
下記表1に、前記各尿サンプルについて、水銀の回収率および濃縮率を示す。下記表1に示すように、前記各尿サンプルから水銀を回収できた。この結果から、本発明によれば、有機媒体を使用することなく、尿検体から水銀を回収できることがわかった。また、水銀濃度100μg/Lの尿サンプルについて、同様にして3回の処理および測定を行ったところ、回収率および濃縮率のC.Vは、それぞれ3.7%であり、十分な再現性を示すことが確認できた。
【0098】
【表1】

【0099】
[実施例A2]
前記実施例A1と同様にして、水銀濃度10μg/Lの尿サンプル(n=2)を準備した。そして、NaOH水溶液として、0.4N NaOH水溶液 0.1mLに代えて、0.08N NaOH水溶液(pH12) 0.5mLを使用した以外は、前記実施例A1と同様にして、水銀濃縮サンプルの調製および水銀濃度の定量を行い、水銀の回収率(%)および水銀の濃縮率(倍)を求めた。
【0100】
下記表2に、前記各尿サンプルについて、水銀の回収率および濃縮率を示す。下記表2に示すように、本実施例によれば、有機媒体を使用することなく、高い回収率で再現性よく水銀を濃縮して回収できた。
【0101】
【表2】

【0102】
[実施例A3]
(1)尿サンプルの調製
前記実施例A1と同様にして、水銀濃度1、10μg/Lの尿サンプルを準備した。前記尿サンプル5mLに、5N 塩酸(ナカライテスク社製)を混合し、前記尿サンプルのpHを、2または4に調整した。
【0103】
(2)キレート剤の調製
ジチゾン(Fluka社製)を2−プロパノール(ナカライテスク社製)に溶解し、この溶液を、ジチゾン量が1.5mgとなるように、PP製15mLコニカルチューブ(Nunc社製)に分注した。前記溶液を減圧乾燥した。
【0104】
(3)尿サンプルからの水銀の回収
前記実施例A1と同様にして、水銀濃縮サンプルの調製および水銀濃度の定量を行い、水銀の回収率(%)および水銀の濃縮率(倍)を求めた。なお、形成された錯体の溶解には、0.4N NaOH水溶液に代えて、0.08N NaOH水溶液(pH12)0.5mLを使用し、錯体を溶解した水溶液(pH12)を、水銀濃縮サンプルとした。
【0105】
下記表3に、前記各尿サンプルについて、水銀の回収率および濃縮率を示す。下記表3に示すように、本実施例によれば、pH2およびpH4の条件で、前記ジチゾンと水銀との錯体形成を行った場合、有機媒体を使用することなく、高い回収率で水銀を回収し、且つ、濃縮できた。
【0106】
【表3】

【0107】
[実施例A4]
(1)尿サンプルの調製
前記実施例A1と同様にして、水銀濃度10μg/Lの尿サンプルを準備した。前記尿サンプル5mLに、5N 塩酸(ナカライテスク社製)または5N 水酸化ナトリウム(ナカライテスク社製)を混合し、前記尿サンプルのpHを、2、3、4、6.8、8に調整した。また、ネガティブコントロールとして、pHを、2、3、4、6.8または8に調整した5種類の蒸留水を使用した。前記蒸留水のpH調整は、前記尿サンプルと同様に、5N 塩酸(ナカライテスク社製)または5N 水酸化ナトリウム(ナカライテスク社製)を使用した。
【0108】
(2)キレート剤の調製
前記実施例A1と同様にして、前記ジチゾンの凍結乾燥を行った。
【0109】
(3)尿サンプルからの水銀の回収
前記実施例A1と同様にして、水銀濃縮サンプルの調製を行い、灰化後の水銀濃縮サンプルについて、原子吸光光度計により水銀の定性を行った。
【0110】
これらの結果を下記表4に示す。その結果、ネガティブコントロールでは、いずれも、水銀が検出されなかった(−)。これに対して、各pH条件で錯体形成を行い、得られた全水銀濃縮サンプルについて、水銀が検出された(+)。この結果から、pH2〜8の広いpH範囲で錯体形成を行った場合でも、有機媒体を使用することなく、前記尿サンプルから水銀を回収できることが分かった。
【0111】
【表4】

【0112】
[実施例B1]
(1)尿サンプルの調製
健常男性より採取したプール尿(pH6〜7)に、所定の水銀濃度となるように塩化水銀(和光純薬社製)を混合し、尿サンプルを調製した。前記所定の水銀濃度は、10μg/Lとした。塩化水銀を添加した前記尿サンプルのpHは、5〜7であった。そして、前記尿サンプル5mLに、5N 塩酸(ナカライテスク社製)60μLを混合し、前記尿サンプルのpHを、1〜2に調整した。
【0113】
(2)キレート剤の調製
グリオキサルジチオセミカルバゾン(キレート剤a)(和光純薬社製)または(1E,2E)−アミノカルボチオイルヒドラゾノフェニルエタナールチオセミカルバゾン(キレート剤b)(シグマ・アルドリッチ社製)を、それぞれt−ブチルアルコール(ナカライテスク社)に溶解した。各溶液を、キレート剤a量またはキレート剤b量が、それぞれ1.5mgとなるように、ポリプロピレン(PP)製15mLコニカルチューブ(Nunc社製)に分注した。前記各溶液を凍結乾燥した。
【0114】
(3)尿サンプルからの水銀の回収
前記各チューブに前記尿サンプル5mLを添加し、室温で5分間、振とうすることによって、前記尿サンプルと前記キレート剤a、および前記尿サンプルと前記キレート剤bとをそれぞれ混合し、前記キレート剤aと水銀との錯体、前記キレート剤bと水銀との錯体を形成させた。前記各チューブを、遠心分離(19,600m/s(2000×g)、20℃、10分間)して、前記錯体を含む沈殿と上清とに分離した。前記上清を除去した後、前記各チューブに、0.4N NaOH水溶液(pH12)0.1mLを添加した。そして、転倒混和することによって、前記沈殿と前記NaOH水溶液とを混合し、前記沈殿中の前記錯体を溶解させた。前記錯体を溶解した水溶液(pH12)を、水銀濃縮サンプルとした。
【0115】
前記水銀濃縮サンプルを湿式灰化し、前記錯体におけるキレート剤aおよびキレート剤bをそれぞれ分解した。そして、前記灰化後の水銀濃縮サンプルについて、原子吸光光度計(商品名MERCURY ANALYZER、日本インスツルメンツ社製)により、水銀濃度を定量した。また、前記尿サンプルについても、同様にして、前記原子吸光光度計により、水銀濃度を定量した。
【0116】
そして、前記水銀濃縮サンプルの水銀濃度(X)および溶液量(X)、ならびに、前記尿サンプルの水銀濃度(Y)および溶液量(Y)を、下記式(1)に代入して、水銀の回収率(%)を求めた。また、前記水銀濃縮サンプルの水銀濃度(X)、および、前記尿サンプルの水銀濃度(Y)を、下記式(2)に代入して、水銀の濃縮率(倍)を求めた。
回収率(%)=100×(X×X)/(Y×Y) (1)
濃縮率(倍)=X/Y (2)
【0117】
下記表5に、前記各尿サンプルについて、水銀の回収率および濃縮率を示す。下記表5に示すように、前記各尿サンプルから水銀を回収できた。この結果から、本発明によれば、有機媒体を使用することなく、尿検体から水銀を回収できることがわかった。
【0118】
【表5】

【0119】
[実施例C1]
(1)液体サンプルの調製
0.01% ポリ(オキシエチレン)ソルビタンモノラウレート(Tween−20)を含む、0.34mol/L 塩化ナトリウム水溶液を調製した。前記水溶液に、鉛濃度が0.5mg/Lとなるように、鉛標準液(和光純薬社製)を添加し、液体サンプルを調製した。他方、前記水溶液に、前記鉛標準液に代えて、0.1mol/L 硝酸水溶液を添加し、コントロールサンプル(鉛濃度0mg/L)を調製した。前記両サンプルのpHは、6であった。
【0120】
(2)キレート剤の調製
ジチゾン(Fluka社製)をt−ブチルアルコール(ナカライテスク社製)に溶解し、この溶液を、ジチゾン量が1.5mgとなるように、PP製1mLチューブ(ニチリョー社製)に分注した。前記溶液を凍結乾燥した。
【0121】
(3)液体試料からの鉛の回収
前記チューブに前記液体サンプル1mLを添加し、室温で5分間、振とうすることによって、前記液体サンプルと前記ジチゾンとを混合した。前記振とう後、2時間静置して、前記ジチゾンと鉛との錯体を形成させた。前記チューブを、遠心分離(19,600m/s(2000×g)、20℃、10分間)して、前記錯体を含む沈殿と上清とに分離した。前記上清を除去した後、前記チューブに、0.1mol/L 硝酸水溶液0.1mLを添加し、前述と同様の条件で、前記沈殿と前記硝酸水溶液とを混合し、遠心分離によって、前記錯体を含む沈殿と上清とに分離した。前記上清を除去した後、前記チューブに、0.4N NaOH水溶液(pH12)0.1mLを添加した。そして、転倒混和することによって、前記沈殿と前記NaOH水溶液とを混合し、前記沈殿中の前記錯体を溶解させた。前記錯体を溶解した水溶液(pH12)を、鉛濃縮サンプルとした。
【0122】
前記鉛濃縮サンプルを湿式灰化し、前記錯体におけるジチゾンを分解した。そして、前記灰化後の鉛濃縮サンプルについて、ICP質量分析装置(ICP−MS、商品名ICPM−8500、島津製作所社製)を用いて、質量分析により、鉛濃度を定量した。また、前記コントロールサンプルについても、同様にして、鉛濃度を定量した。
【0123】
そして、前記鉛濃縮サンプルの鉛濃度(X)および溶液量(X)、ならびに、前記液体試料の鉛濃度(Y)および溶液量(Y)を、下記式(3)に代入して、鉛の回収率(%)を求めた。また、前記鉛濃縮サンプルの鉛濃度(X)、および、前記液体試料の鉛濃度(Y)を、下記式(4)に代入して、鉛の濃縮率(倍)を求めた。
回収率(%)=100×(X×X)/(Y×Y) (3)
濃縮率(倍)=X/Y (4)
【0124】
下記表6に、前記液体サンプル(鉛濃度0.5mg/L)および前記コントロールサンプル(鉛濃度0mg/L)について、鉛の回収率および濃縮率を示す。下記表6に示すように、前記液体サンプルから鉛を回収できた。この結果から、本発明によれば、有機媒体を使用することなく、液体サンプルから鉛を回収できることがわかった。
【0125】
【表6】

【0126】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【0127】
この出願は、2011年4月4日に出願された日本出願特願2011−083023、2011年9月22日に出願された日本出願特願2011−207906を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【0128】
以上のように、pH条件の違いによる、水性媒体に対する前記キレート剤の溶解性の差異を利用することにより、実質的に有機媒体を使用することなく、簡便に金属を回収できる。このため、本発明は、例えば、生体由来の検体に対する臨床検査、環境試験等において、極めて有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
キレート剤が水性媒体に不溶化可能なpH条件下で、前記キレート剤と検体との混合液を調製し、前記混合液中で、前記キレート剤と前記検体中の金属との錯体を形成する錯体形成工程、
前記混合液から前記錯体を回収する錯体回収工程、および、
前記不溶化可能なpH条件とは異なるpH条件下で、回収した前記錯体を水性媒体に溶解して、金属を回収する金属回収工程を含むことを特徴とする、金属の回収方法。
【請求項2】
前記キレート剤が、硫黄含有基を含むキレート剤である、請求項1記載の回収方法。
【請求項3】
前記硫黄含有基が、チオケトン基である、請求項2記載の回収方法。
【請求項4】
前記キレート剤が、チオカルバゾン基、チオセミカルバゾン基、チオカルバジアゾン基、チオ尿素基、チオセミカルバジド基およびルベアメート基からなる群から選択された少なくとも一つの基を含むキレート剤である、請求項1から3のいずれか一項に記載の回収方法。
【請求項5】
前記キレート剤が、1,5−ジフェニル−3−チオカルバゾン、グリオキサルジチオセミカルバゾンおよび(1E,2E)−アミノカルボチオイルヒドラゾノフェニルエタナールチオセミカルバゾンの少なくともいずれかである、請求項1から4のいずれか一項に記載の回収方法。
【請求項6】
前記錯体形成工程において、前記検体を、前記キレート剤が水性媒体に不溶化可能な前記pH条件に調整した後、前記検体と前記キレート剤とを混合して前記混合液を調製し、前記錯体を形成する、請求項1から5のいずれか一項に記載の回収方法。
【請求項7】
前記キレート剤が水性媒体に不溶化可能な前記pH条件が、pH8以下である、請求項1から6のいずれか一項に記載の回収方法。
【請求項8】
前記キレート剤が水性媒体に不溶化可能な前記pH条件が、pH4以下である、請求項7記載の回収方法。
【請求項9】
前記不溶化可能なpHとは異なるpH条件が、pH9以上である、請求項1から8のいずれか一項に記載の回収方法。
【請求項10】
前記金属が、Bi、Hg、Cd、Pd、Zn、Tl、Ag、PbおよびAsからなる群から選択された少なくとも一つである、請求項1から9のいずれか一項に記載の回収方法。
【請求項11】
前記金属回収工程において、前記検体よりも少ない液量の前記水性媒体を使用する、請求項1から10のいずれか一項に記載の回収方法。
【請求項12】
前記金属回収工程が、前記錯体を水性媒体に溶解した後、さらに、前記錯体における前記キレート剤を分解する工程を含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の回収方法。
【請求項13】
キレート剤を含むことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の回収方法に使用する金属回収用試薬。
【請求項14】
キレート剤およびpH調節試薬を含むことを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の回収方法に使用する金属回収用キット。
【請求項15】
pHを調節するpH調節手段、
キレート剤と検体とを混合する混合手段、
前記キレート剤と検体とを含む混合液から、前記キレート剤と前記検体中の金属との錯体を回収する錯体回収手段、
回収した前記錯体に水性媒体を添加する添加手段、
前記錯体における金属を回収する金属回収手段、および、
前記回収した金属を分析する分析手段を備え、
金属の分析方法に使用することを特徴とする、分析装置。

【公開番号】特開2013−79932(P2013−79932A)
【公開日】平成25年5月2日(2013.5.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−60101(P2012−60101)
【出願日】平成24年3月16日(2012.3.16)
【出願人】(000141897)アークレイ株式会社 (288)
【Fターム(参考)】