專利名稱：鉛濃度測(cè)定用試劑以及鉛濃度測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用水溶性卟啉的鉛濃度測(cè)定用試劑以及使用該試劑的鉛濃度測(cè)定
方法。
背景技術(shù)：
鉛除了具有傳導(dǎo)性等在電化學(xué)上有用的性質(zhì)以外，由于容易進(jìn)行加工，在焊料、電 池、玻璃材料等各種各樣的工業(yè)制品中被使用。這些物品作為城市垃圾和工業(yè)廢棄物被廢 棄，用焚燒設(shè)備進(jìn)行焚燒時(shí)，有時(shí)從焚燒灰或飛灰中檢出高濃度的鉛。將這些灰進(jìn)行填埋處 理，周邊區(qū)域由于雨水等產(chǎn)生鉛的溶出等問(wèn)題。已知即使是微量的鉛對(duì)人體也有很強(qiáng)的毒 性，表現(xiàn)出神經(jīng)系統(tǒng)的障礙，或者貧血、頭痛、食欲不振、鉛絞痛等中毒癥狀。因此，設(shè)立填埋 標(biāo)準(zhǔn)等，開(kāi)發(fā)了防止鉛溶出的處理劑和處理方法、以及溶出液中的鉛濃度的測(cè)定方法。另 外，由于鉛對(duì)其它多數(shù)生物也顯示毒性，因此除了設(shè)定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)以及排水標(biāo)準(zhǔn)等外，希望能 有適用于大范圍的環(huán)境分析的簡(jiǎn)易測(cè)定方法。 作為鉛的測(cè)定方法，一般有使用原子吸光光度計(jì)和ICP發(fā)光分光光度計(jì)的方法， 但是除了需要供給乙炔氣體和氬氣、設(shè)置排氣管道之外，還要求復(fù)雜的操作，因此不適用于 現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境分析和焚燒現(xiàn)場(chǎng)的日常分析。 另一方面，根據(jù)比色試劑的顯色估算濃度的吸光光度法由于能夠利用小型且廉價(jià) 的裝置和簡(jiǎn)單的操作進(jìn)行測(cè)定，適用于簡(jiǎn)單測(cè)定。而且，鉛的測(cè)定所使用的比色試劑中，已 知有水溶性卟啉和導(dǎo)入卟啉核的聚合物等的卟啉衍生物，能夠測(cè)定水溶液中微量的鉛濃度。 但是，在作為環(huán)境分析對(duì)象的試樣溶液中，一般除了鉛之外還含有各種夾雜物，這 些物質(zhì)成為高敏感度并且正確地測(cè)定鉛時(shí)的干擾物質(zhì)。例如，在海水、河水、自來(lái)水、工廠排 水、灰溶出液等環(huán)境中普遍發(fā)現(xiàn)的鈣，在水溶液中主要以和鉛相同的2價(jià)離子共存，因此在 基于比色試劑的化學(xué)反應(yīng)的吸光光度法中，成為鉛測(cè)定的干擾物質(zhì)。尤其是在灰溶出液中 含有數(shù)十至數(shù)百毫摩爾濃度的高濃度的鈣，因此，在比色試劑使用水溶性卟啉的吸光光度 法中，難以對(duì)灰溶出液中的鉛濃度進(jìn)行測(cè)定。這樣含有鈣的試樣溶液中的鉛濃度通過(guò)吸光 光度法進(jìn)行測(cè)定時(shí)，作為其前處理，必須將鈣和鉛分離，或者將鈣掩蔽。 作為將鈣和鉛分離的方法，有使用以亞氨二乙酸等為主要成分的螯合樹(shù)脂的方 法。是如下的方法因?yàn)閬啺倍宜崤c以鉛為首的重金屬的親和性強(qiáng)，向由螯合樹(shù)脂形成的 柱子或者過(guò)濾器中通入試料溶液，僅捕捉鉛之后，通入酸性洗脫液再將鉛洗脫出來(lái)，測(cè)定該 溶液中的鉛濃度。該方法需要使用泵或者注射器等進(jìn)行多次正確容量的通液，因此操作變 得復(fù)雜，不足以稱之為簡(jiǎn)單的測(cè)定。 作為鈣的掩蔽劑，已知有乙二胺四乙酸(EDTA)以及乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四 乙酸(EGTA)。但是，這些物質(zhì)也同時(shí)和鉛進(jìn)行結(jié)合。為了將高濃度的鈣掩蔽需要添加高濃 度的掩蔽劑，此時(shí)，比鈣還微量的鉛全部被掩蔽。因此，使用水溶性卟啉的吸光光度法中的 鉛測(cè)定中，不能使用EDTA和EGTA作為鈣的掩蔽劑。
作為試樣溶液中含有干擾成分的鈣時(shí)的吸光光度法的鉛測(cè)定方法，除此之外，還
報(bào)告了使用預(yù)先添加了鈣的導(dǎo)入卟啉核的聚合物的鉛濃度測(cè)定方法(專利文獻(xiàn)1)。該方法
能夠消除鈣的影響，但是在試劑的制造中包括聚合過(guò)程，因此調(diào)制試劑時(shí)需要時(shí)間和成本。
另外，導(dǎo)入聚合物內(nèi)的卟啉，其吸收峰寬度寬，使敏感度降低，因此在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和排水標(biāo)準(zhǔn)
水平的更微量的鉛分析中，期望能夠進(jìn)一步提高敏感度。 專利文獻(xiàn)1 :國(guó)際公開(kāi)第2006/011549號(hào)小冊(cè)子

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠正確、高敏感度并且簡(jiǎn)易地測(cè)定共存有鈣
離子的試樣溶液中的鉛離子濃度(也簡(jiǎn)稱為鉛濃度)的鉛濃度測(cè)定用試劑以及使用該試劑 的鉛濃度測(cè)定方法。 本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)這些現(xiàn)狀進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果意外地發(fā)現(xiàn)，使用水溶性卟
啉的吸光光度法的鉛濃度測(cè)定中，在使用鈣供給化合物、以及聚丙烯酰胺、聚乙烯醇或聚乙 二醇的高分子時(shí)，能夠良好地排除初始鈣離子的干擾，能夠正確、高敏感度并且簡(jiǎn)易地測(cè)定 共存有鈣離子的試樣溶液中的鉛離子濃度，從而完成本發(fā)明。 SP，本發(fā)明提供一種鉛濃度測(cè)定用試劑，含有(A)水溶性卟啉衍生物或其鹽、(B) 選自聚丙烯酰胺(以下，簡(jiǎn)稱為PAAm)、聚乙烯醇(以下，簡(jiǎn)稱為PVA)和聚乙二醇(以下，簡(jiǎn) 稱為PEG)中的至少一種以及(C)鈣離子供給化合物。 另外，本發(fā)明還提供一種鉛濃度測(cè)定方法，其特征在于混合上述鉛濃度測(cè)定用試 劑和試樣溶液，測(cè)定混合液的吸光度。
發(fā)明的效果 本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑不受試樣溶液中存在的鈣離子的影響，能夠正確且簡(jiǎn) 易地測(cè)定鉛濃度，作為排水、廢液、灰溶出液(ashleachate)等的鉛濃度測(cè)定用試劑有用。


圖1是使試樣溶液(鉛和0 50mM鈣混合液)和TPPS反應(yīng)后的吸收光譜的圖。
圖2是分別使試樣溶液(鉛和0 150mM鈣混合液)和TPPS (non)，上述試樣溶液 和TPPS以及PAAm(PAAm)，上述試樣溶液和TPPS以及f丐供給化合物(Ca)，上述試樣溶液和 TPPS、PAAm以及f丐供給化合物(PAAm+Ca)反應(yīng)后的吸收光譜的圖。 圖3是分別使試樣溶液(鉛和0 150mM鈣混合液)和TPPS、 PVA以及鈣供給化 合物(PVA+Ca)、上述試樣溶液和TPPS、PEG以及f丐供給化合物(PEG+Ca)反應(yīng)后的吸收光譜 的圖。 圖4 (a)是使試樣溶液(鉛和0 50mM鈣混合液)和TPPS、EDTA以及鈣供給化合 物反應(yīng)后的吸收光譜的圖。 圖4 (b)是使試樣溶液(鉛和0 50mM鈣混合液)和TPPS、EGTA以及鈣供給化合 物反應(yīng)后的吸收光譜的圖。 圖5是分別使試樣溶液(鉛和0 150mM鈣混合液)和TMPyP (non)，上述試樣溶 液和TMPyP以及PAAm(PAAm)，上述試樣溶液和TMPyP以及f丐供給化合物(Ca)，上述試樣溶 液和TMPyP、PAAm以及f丐供給化合物(PAAm+Ca)反應(yīng)后的吸收光譜的圖。
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圖6是在簡(jiǎn)易型鉛測(cè)定裝置中，使試樣溶液(鉛和0 150mM鈣混合液)和(a) 本發(fā)明鉛濃度測(cè)定用試劑(TPPS+PAAm+Ca) 、 (b)參考鉛濃度測(cè)定用試劑(卟啉聚合物)反 應(yīng)后的吸收光譜的圖。 圖7是在簡(jiǎn)易型鉛測(cè)定裝置中，使試樣溶液(0 0. lmg/L鉛水溶液)和(a)本發(fā) 明鉛濃度測(cè)定用試劑(TPPS+PAAm+Ca) 、 (b)參考鉛濃度測(cè)定用試劑(卟啉聚合物)反應(yīng)時(shí) 的校準(zhǔn)線。
具體實(shí)施例方式
作為本發(fā)明中使用的(A)水溶性卟啉衍生物或其鹽，可以列舉含有卟啉骨架、與 鉛離子反應(yīng)、使特定波長(zhǎng)的吸光度發(fā)生變化的物質(zhì)。 作為具體的嚇啉衍生物，可以列舉下式(1)所示的水溶性嚇啉。
X1(式中，X1 X4中的至少1個(gè)表示
或 其余表示氫原子，其中，R1表示烷基、磺烷基、羧烷基、羥烷基或氫原子，R2和R3表 示羥基、羧基、氨基、磺酸殘基、磷酸殘基或三烷基銨基。) 上述式(1)中，作為W所示的烷基，可以列舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、 正戊基、正己基等碳原子數(shù)為1 6的烷基，特別優(yōu)選甲基。另外，作為磺烷基，可以列舉磺 甲基、磺乙基、磺丙基、磺丁基、磺戊基、磺己基等的磺基C卜6烷基。作為羧烷基，可以列舉羧 甲基、羧乙基、羧丙基、羧丁基、羧戊基、羧己基等羧基C卜6烷基。作為羥烷基，可以列舉羥甲 基、羥乙基、羥丙基、羥丁基、羥戊基、羥己基等羥基(V6烷基。 作為R2和R3的具體例子，可以列舉羥基、羧基、氨基、磺酸殘基(_S03H)、磷酸殘基 或三甲基銨基，特別優(yōu)選磺酸殘基(_S03H)、三甲基銨基。 作為f f的優(yōu)選例子，可以列舉磺苯基、磺基噻吩基、三甲基銨苯基、羥基苯基、 羧基苯基、氨基苯基、磷?；交㈠ゆj基、甲基妣啶鎗基、磺乙基妣啶鎗基、羧甲基妣啶 鎗基、羥乙基吡啶鎗基等。進(jìn)一步優(yōu)選4-磺苯基、4_磺基噻吩-2-基、4_三甲基銨苯基、 4-羥基苯基、4-羧基苯基、4-氨基苯基、4-磷?；交?、N-甲基妣啶鎗-4-基、N-甲基妣 啶鎗-3-基、N-磺乙基妣啶鎗-4-基等。更優(yōu)選4-磺苯基、4-三甲基銨苯基J-甲基妣啶鎗_4-基、N-甲基妣啶鎗-3-基等。 作為特別優(yōu)選的式(1)的化合物，可以列舉5，10，15，20-四(4_磺苯基)卟啉(以下，簡(jiǎn)稱為TPPS)、5，10，15，20-四(N-甲基吡啶鎗-4-基)卟啉(以下，簡(jiǎn)稱為TMPyP) 、5，10，15，20-四(4-三甲基銨苯基)嚇啉等，其中，從測(cè)定敏感度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選TPPS或TMPyP。 本發(fā)明的式(1)所示的水溶性卟啉衍生物，根據(jù)取代基X1 X4的種類，也可以是鹽的形態(tài)。具體而言，可以列舉鹽酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、對(duì)甲苯磺酸鹽等酸加成鹽等。
本發(fā)明中使用的式(1)所示的水溶性卟啉，是作為微量金屬的比色試劑所公知的化合物。該卟啉衍生物例如可以通過(guò)使四苯基卟啉的苯基在濃硫酸中磺化而制造，該四苯基卟啉通過(guò)吡咯與苯甲醛的脫水縮合、和利用對(duì)氯醌進(jìn)行的氧化而得到(J. S. Lindsey，I. C. Schreiman， H. C. Hsu， P. C. Kearney, and A. M. Marguerettaz ， "RothemundandAdler—Longo Reactions Revisited :Synthesis of TetraphenylporphyrinsunderEquilibrium Conditions", J. Org. Chem. ，1987,52,827)。另外，也可以作為市售品得到。
從試樣溶液中微量含有的鉛濃度測(cè)定的精度的觀點(diǎn)出發(fā)，鉛濃度測(cè)定用試劑中的式(1)所示的水溶性卟啉的濃度，作為使用時(shí)的濃度，優(yōu)選為0.01 1000iimol/L，更優(yōu)選為0. 1 500 ii mol/L，特別優(yōu)選為1 100 ii mol/L。 作為本發(fā)明中使用的(B)成分，為聚丙烯酰胺(PAAm)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇
(PEG)，其中，從測(cè)定敏感度以及穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選聚丙烯酰胺。它們都是水溶性的高
分子，是分別在各種各樣用途中被使用的公知的化合物，能夠作為市售品得到。 本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑中的PAAm濃度，作為使用時(shí)的濃度，優(yōu)選為1 40質(zhì)
量％，特別優(yōu)選為10 25質(zhì)量％。另外，PAAm的平均分子量?jī)?yōu)選為1000 100000，特別
優(yōu)選為5000 20000。 本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑中的PVA濃度，作為使用時(shí)的濃度，優(yōu)選為0. 1 20質(zhì)量％，特別優(yōu)選為1 10質(zhì)量％。另外，PVA的聚合度優(yōu)選為100 10000，特別優(yōu)選為200 2000。 本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑中的PEG濃度，作為使用時(shí)的濃度，優(yōu)選為0. 1 20質(zhì)量％，特別優(yōu)選為1 10質(zhì)量％。另外，PEG的分子量?jī)?yōu)選為100 50000，特別優(yōu)選為10000 40000。 —般而言，PAAm除了作為紙力增強(qiáng)劑、粘合劑、凝集劑使用以外，也作為有助于化妝品的適度粘性和穩(wěn)定性的基劑使用，另外，凝膠化后的PAAm可以在電泳中使用。PVA被用于粘合劑、表面活性劑、薄膜材料等中，PEG作為藥劑等的穩(wěn)定劑或基劑被利用。但是，沒(méi)有將PAAm、 PVA、 PEG作為鈣離子的掩蔽劑使用，或者作為有助于水溶性卟啉和鉛離子的穩(wěn)定反應(yīng)的添加劑使用的例子。 本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑所使用的(C)成分的產(chǎn)生鈣離子的鈣離子供給化合物，在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，只要是游離鈣離子的化合物就沒(méi)有特別限制。例如可以列舉氯化鈣、硫酸鈣、硝酸鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣、磷酸氫鈣、磷酸鈣等的無(wú)機(jī)鈣鹽；乙酸鈣、甲酸鈣、乳酸鈣、葡糖酸鈣、安息香酸鈣、異丁酸鈣、丙酸鈣、水楊酸鈣等有機(jī)鈣鹽。作為鈣離子供給化合物，優(yōu)選無(wú)機(jī)鈣鹽，例如氯化鈣、硫酸鈣以及硝酸鈣，特別優(yōu)選氯化鈣。
本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑中的鈣離子供給化合物，優(yōu)選在使用時(shí)能夠供給
60. 1 100mmol/L、特別為5 50,1/L的量。 本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑中，除了上述成分和水以外，在不損害本發(fā)明的效果
的范圍內(nèi)，可以添加通常溶液中的重金屬離子測(cè)定中使用的任意成分。作為這樣的任意成
分，可以列舉pH調(diào)整齊U、表面活性齊U、抗氧化齊IJ、防腐齊IJ、對(duì)其它金屬的掩蔽劑等。 作為pH調(diào)整劑，可以列舉選自N-環(huán)己基-3-氨基丙磺酸(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為
CAPS) 、N_環(huán)己基-2-氨基乙磺酸、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉等中的至少一種。優(yōu)選用于
將鉛濃度測(cè)定用試劑和試樣溶液的混合液的pH調(diào)整至8 13、進(jìn)一步優(yōu)選為9 11 (25°C )
的pH調(diào)整劑。 作為表面活性劑，可以列舉陽(yáng)離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑等。 作為對(duì)其它金屬的掩蔽劑，可以列舉乙二胺-N，N' -二丙酸、乙二胺-N，N' -二乙酸和1，6-二氨基己烷-N， N，N，，N，-四乙酸等。 本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑可以是原液、濃縮液、粉體、糊狀等任意形態(tài)。另外，可
以將鉛濃度測(cè)定用試劑的各成分適當(dāng)?shù)匾苑謩e或者混合的狀態(tài)進(jìn)行保存。 本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定方法通過(guò)混合上述鉛濃度測(cè)定用試劑和試樣溶液，測(cè)定混合
液的吸光度而進(jìn)行。 在測(cè)定中，優(yōu)選將鉛濃度測(cè)定用試劑和試樣溶液的混合液的pH調(diào)整為8 13，進(jìn)一步優(yōu)選為9 11 (25°C )。另外，該混合液的pH在該范圍以外時(shí)，優(yōu)選預(yù)先使用pH調(diào)整劑將鉛濃度測(cè)定用試劑的PH調(diào)整到該范圍內(nèi)。 在進(jìn)行吸光度測(cè)定之前，優(yōu)選對(duì)鉛濃度測(cè)定用試劑和試樣溶液的混合液進(jìn)行加熱等，使反應(yīng)充分進(jìn)行。加熱溫度優(yōu)選為30 9(TC，加熱時(shí)間優(yōu)選為1 60分鐘。其中，從精度和敏感度以及生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)，特別優(yōu)選加熱時(shí)間為60 8(TC，加熱時(shí)間為3 15分鐘。 使用本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑測(cè)定試樣溶液中含有的鉛濃度的方法，例如可以通過(guò)吸光度法，采用利用標(biāo)準(zhǔn)試樣的校準(zhǔn)線進(jìn)行。 利用吸光度計(jì)測(cè)定的吸光波長(zhǎng)優(yōu)選為350 700nm、進(jìn)一步優(yōu)選為400 500nm、特別優(yōu)選為460 490nm。 本發(fā)明中對(duì)鉛濃度進(jìn)行測(cè)定的試樣沒(méi)有特別限定，可以列舉海水、河水、自來(lái)水、工廠排水、焚燒灰和飛灰等灰溶出液等的環(huán)境試樣；食品、飲料、農(nóng)林水產(chǎn)品、植物、藥劑、人或動(dòng)物的血液、唾液、精液等體液、腎臟、心臟、腦等臟器、肌肉、皮膚、神經(jīng)組織、頭發(fā)、糞便等生物體試樣等。 使用本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑的鉛濃度測(cè)定方法中，試樣溶液除了這些試樣的原液以外，也包括為了測(cè)定將試樣以公知的方法適當(dāng)提取、濃縮、稀釋等得到的提取液、濃縮液、稀釋液等。該試樣溶液中的鈣離子濃度沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選為150mM以下，特別優(yōu)選為50mM以下。
實(shí)施例 以下，列舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。但是，本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限定。 參考例1僅含TPPS的鉛濃度測(cè)定用試劑A
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鉛濃度測(cè)定用試劑的調(diào)制調(diào)制成含有作為水溶性卟啉的TPPS50 M、作為pH調(diào)整劑的CAPS 180mM的水溶液(pH 10)，作為鉛濃度測(cè)定用試劑A。 試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)試樣的調(diào)制作為試樣溶液，準(zhǔn)備含有0. 15mg/L的鉛和0. 5、5、15、50以及150mM的氯化鈣，且pH調(diào)整為9 12. 5的鉛-鈣混合水溶液。另外，為了制作校準(zhǔn)線，作為標(biāo)準(zhǔn)試樣，準(zhǔn)備含有0以及0. 15mg/L的鉛的標(biāo)準(zhǔn)溶液。 鉛濃度的測(cè)定混合250 ii L鉛濃度測(cè)定用試劑A和250 y L試樣溶液，在75。C加熱5分鐘之后，使用分光光度計(jì)測(cè)定吸收光譜。 將得到的吸收光譜標(biāo)準(zhǔn)化，除去基線的變動(dòng)。同樣地，使用標(biāo)準(zhǔn)試樣代替試樣溶液，測(cè)定吸收光譜。 從與標(biāo)準(zhǔn)試樣的混合得到的吸收光譜，在470nm附近選擇與鉛的反應(yīng)由來(lái)的吸光度變化大的波長(zhǎng)，制作校準(zhǔn)線。使用該校準(zhǔn)線，由與試樣溶液的混合得到的吸光度，估算試樣溶液中的鉛濃度。 圖1表示使用只含TPPS的鉛濃度測(cè)定用試劑A時(shí)的吸收光譜。在466nm附近可以觀察到鉛由來(lái)的峰。但是，即使鉛濃度相同，共存的鈣濃度增加時(shí)，峰高也減少，最終峰消失。將通過(guò)圖l所算出的鉛濃度、相對(duì)共存的鈣濃度繪制曲線而得到的曲線圖表示于圖2(non:參照)中。即使僅有少量的鈣共存也會(huì)導(dǎo)致求出的值比本來(lái)的鉛濃度(0. 15mg/L)低，無(wú)法進(jìn)行正確的測(cè)定。 試驗(yàn)例1含有(A)成分TPPS、 (B)成分PAAm和/或(C)成分氯化鈣的添加劑的鉛濃度測(cè)定用試劑Bl 3 鉛濃度測(cè)定用試劑的調(diào)制調(diào)制成含有作為添加劑的聚丙烯酰胺(平均分子量
10000) 20質(zhì)量％和/或氯化|丐10慮、作為水溶性嚇啉的TPPS 50iiM、作為pH調(diào)整劑的CAPS
180mM的水溶液(pH 10)，作為鉛測(cè)定用試劑Bl 3。作為添加劑，試劑Bl僅含有聚丙烯酰
胺，試劑B2僅含有氯化鈣，試劑B3并用聚丙烯酰胺和氯化鈣。 試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)試樣的調(diào)制使用與參考例1相同的物質(zhì)。 鉛濃度測(cè)定使用試劑Bl 3代替鉛濃度測(cè)定試劑A，與參考例1同樣進(jìn)行。 圖2表示使用鉛濃度測(cè)定試劑Bl 3時(shí)的鉛濃度測(cè)定結(jié)果。使用僅添加聚丙烯酰
胺的試劑B1時(shí)，高濃度的鈣共存引起的影響多少被改善了，但低濃度(約15mM以下)的鈣
共存時(shí)有鉛濃度測(cè)定結(jié)果偏低的傾向。使用僅添加鈣的試劑B2時(shí)，與不含添加劑時(shí)相同，
顯示對(duì)應(yīng)共存鈣濃度、測(cè)定值單調(diào)降低的傾向。另一方面，使用共同添加聚丙烯酰胺和氯化
鈣的試劑B3時(shí)，從低濃度到高濃度共存鈣時(shí)，都能算出接近本來(lái)的鉛濃度的值。
試驗(yàn)例2含有(A)成分TPPS、 (B) :PVA和(C)成分氯化鈣的添加劑的鉛濃度測(cè)
定用試劑C，以及含有(A)成分TPPS、 (B)成分PEG和(C)成分氯化鈣的添加劑的鉛濃度
測(cè)定用試劑D 濃度測(cè)定用試劑的調(diào)制調(diào)制成含有作為添加劑的PVA(聚合度500)2. 5質(zhì)量％和氯化f丐10mM、作為水溶性嚇啉的TPPS 50 y M、作為pH調(diào)整劑的CAPS 180mM的水溶液(pH10)，作為鉛濃度測(cè)定用試劑C。 另外，調(diào)制成含有作為添加劑的PEG(平均分子量20000)5質(zhì)量％和氯化|丐10mM、作為水溶性卟啉的TPPS 50iiM、作為pH調(diào)整劑的CAPS 180mM的水溶液(pH IO)，作為鉛濃度測(cè)定用試劑D。
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除了使用試劑C或試劑D代替上述鉛濃度測(cè)定用試劑B3以外，與上述試驗(yàn)例1相同地進(jìn)行。 圖3表示使用PVA和氯化鈣并用添加劑的鉛濃度測(cè)定用試劑C、PEG和氯化鈣并用添加劑的鉛濃度測(cè)定用試劑D時(shí)的結(jié)果。使用鉛濃度測(cè)定用試劑C和D的任一個(gè)時(shí)，即使共存的鈣增加，測(cè)定值也不降低，能夠算出接近本來(lái)的鉛濃度的值。 參考例2含有成分(A) :TPPS、掩蔽劑EDTA或EGTA的鉛濃度測(cè)定用試劑E和F
調(diào)制含有作為水溶性卟啉的TPPS 50iiM、作為pH調(diào)整劑的CAPS180mM、 EDTA或EGTA 50mM的水溶液(pHIO)，作為鉛濃度測(cè)定用試劑E和F。 EDTA或EGTA—般作為f丐螯合劑(掩蔽劑)而已知，EDTA和EGTA的濃度為50mM，即使為數(shù)十毫摩爾以上的鈣也能夠掩蔽。 除了使用試劑E或F代替參考例1的試劑A以外，與參考例1相同地進(jìn)行。
圖4(a) 、 (b)表示使用鉛濃度測(cè)定用試劑E和試劑F時(shí)的結(jié)果的吸收光譜。使用EDTA或EGTA的任一個(gè)時(shí)，不管f丐濃度是多少，都不能觀察到鉛由來(lái)的峰。這是由于EDTA和EGTA不僅對(duì)f丐離子，也對(duì)鉛離子具有親和性，并且，由于與鉛濃度相比、遠(yuǎn)遠(yuǎn)過(guò)剩地(摩爾比略小于7萬(wàn)倍)含有，所以幾乎所有的鉛離子與EDTA或EGTA結(jié)合，不能與卟啉形成配位化合物。因此，通過(guò)使用水溶性卟啉的吸光光度法，測(cè)定含有高濃度鈣的試樣溶液中的鉛濃度時(shí)，不能使用EDTA和EGTA作為鈣的掩蔽劑。 試驗(yàn)例3含有(A)成分TMPyP、 (B)成分PAAm以及(C)成分氯化鈣的添加劑的鉛濃度測(cè)定用試劑Gl 4 鉛濃度測(cè)定用試劑的調(diào)制調(diào)制含有作為水溶性卟啉的TMPyP50 y M、作為添加劑的聚丙烯酰胺(平均分子量10000)20質(zhì)量％和/或氯化鈣30mM、作為pH調(diào)整劑的CAPS180mM的水溶液(pH 10)，作為鉛測(cè)定用試劑Gl 4。作為添加劑，試劑Gl不添加聚丙烯酰胺和氯化鈣，試劑G2僅含有聚丙烯酰胺，試劑G3僅含有氯化鈣，試劑G4并用聚丙烯酰胺和氯化鈣。 試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)試樣的調(diào)制使用與參考例1相同的物質(zhì)。 鉛濃度測(cè)定除了使用Gl 4代替鉛濃度測(cè)定試劑A以外，與參考例1相同地進(jìn)行。 另外，從與標(biāo)準(zhǔn)試樣的混合得到的吸收光譜，在480nm附近選擇與鉛的反應(yīng)由來(lái)的吸光度變化大的波長(zhǎng)。 圖5表示測(cè)定結(jié)果。使用不含添加劑的試劑Gl時(shí)，由于試樣溶液中共存鈣，測(cè)定值伴有正誤差。使用僅添加氯化鈣的試劑G3的情況也相同。如果添加僅含聚丙烯酰胺的試劑G2，由于試樣溶液中共存低濃度的鈣，測(cè)定值產(chǎn)生正誤差，但是試樣中的共存鈣濃度在大致15mM以上時(shí)，顯示一定值。另一方面，使用添加聚丙烯酰胺和鈣兩者的試劑G4時(shí)，試樣中從低濃度到高濃度共存鈣時(shí)，都能測(cè)得接近本來(lái)的鉛濃度的值。
試驗(yàn)例4與導(dǎo)入卟啉核的聚合物的比較 作為測(cè)定含有高濃度的鈣的試樣溶液中的鉛濃度的方法，報(bào)告了使用將導(dǎo)入卟啉核的聚合物作為比色試劑的含卟啉聚合物的鉛濃度測(cè)定用試劑進(jìn)行測(cè)定的方法(W02006/011549)。使用簡(jiǎn)易型鉛測(cè)定裝置進(jìn)行的鉛濃度測(cè)定中，對(duì)作為比色試劑使用含卟啉聚合物的鉛濃度測(cè)定用試劑的情況和使用本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑的情況進(jìn)行比較。
簡(jiǎn)易型鉛測(cè)定裝置由本體和個(gè)人電腦構(gòu)成，基于吸光光度法測(cè)定鉛濃度，其中，本體內(nèi)置有小型分光光度計(jì)和對(duì)單元(Cell)進(jìn)行加熱的加熱器。將添加了鉛濃度測(cè)定用試
劑和試樣溶液的混合液的比色杯放置于測(cè)定器中開(kāi)始測(cè)定，得到此時(shí)的吸收光譜，在75t:
加熱5分鐘后，再次得到吸收光譜。將兩個(gè)光譜標(biāo)準(zhǔn)后差分得到的差光譜的466nm的峰高依存于鉛濃度，因此，將此作為信號(hào)(signal)，應(yīng)用預(yù)先利用鉛濃度已知的標(biāo)準(zhǔn)試樣做出的校準(zhǔn)線，算出鉛濃度、進(jìn)行表示。 作為本發(fā)明鉛濃度測(cè)定用試劑，準(zhǔn)備上述鉛濃度測(cè)定用試劑B3。
作為比較對(duì)照，也準(zhǔn)備了含有卟啉聚合物的鉛濃度測(cè)定用試劑。導(dǎo)入卟啉核的聚合物的合成方法和試劑調(diào)制方法參照W02006/011549，試劑中的氯化鈣濃度為14mM、聚合物濃度調(diào)制成2倍稀釋時(shí)的466nm的吸光度為0. 6 0. 7。 試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)試樣的調(diào)制使用與參考例1相同的物質(zhì)。另外，為了做出校準(zhǔn)線以及算出檢測(cè)下限值，使用0 0. lmg/L的鉛水溶液。 將本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑或含卟啉聚合物的鉛濃度測(cè)定用試劑500 L和試樣溶液500 L混合，使用簡(jiǎn)易型鉛測(cè)定裝置測(cè)定鉛濃度。 圖6表示測(cè)定結(jié)果。即使高濃度的鈣共存，鉛濃度的測(cè)定值都不發(fā)生極端的變動(dòng)，能夠算出接近本來(lái)的鉛濃度的值。 圖7表示改變鉛濃度進(jìn)行測(cè)定時(shí)，鉛濃度和信號(hào)的關(guān)系(校準(zhǔn)線)。本發(fā)明的試劑中，得到相關(guān)系數(shù)為R = 1. 00的優(yōu)異結(jié)果，并且，校準(zhǔn)線的傾斜大，因此可知鉛檢測(cè)的敏感度良好。如果以賦予鉛濃度為O時(shí)的變動(dòng)(標(biāo)準(zhǔn)偏差)3倍的信號(hào)的鉛濃度為檢測(cè)下限，本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑的檢測(cè)下限為0. 006mg/L，含卟啉聚合物的鉛濃度測(cè)定用試劑的檢測(cè)下限為0.05mg/L。涉及鉛的填埋標(biāo)準(zhǔn)(作為溶出液中的濃度)、排水標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值分別規(guī)定為O. 3、0. 1、0. 01mg/L。本發(fā)明的鉛濃度測(cè)定用試劑不僅能夠在填埋標(biāo)準(zhǔn)以及排水標(biāo)準(zhǔn)的判定中利用，也能夠在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的判定中利用。
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權(quán)利要求
一種鉛濃度測(cè)定用試劑，其特征在于含有(A)水溶性卟啉衍生物或其鹽、(B)選自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一種以及(C)鈣離子供給化合物。
2. 如權(quán)利要求1所述的鉛濃度測(cè)定用試劑，其特征在于(A)水溶性卟啉衍生物為下式(1)所示的水溶性卟啉衍生物，<formula>formula see original document page 2</formula>其余表示氫原子，其中，R1表示烷基、磺烷基、羧烷基、羥烷基或氫原子，R2和R3表示羥 基、羧基、氨基、磺酸殘基、磷酸殘基或三烷基銨基。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的鉛濃度測(cè)定用試劑，其特征在于(B)成分含有選自1 40質(zhì)量％的聚丙烯酰胺、0. 1 20質(zhì)量％的聚乙烯醇和0. l 20質(zhì)量％的聚乙二醇中的至少一種。
4. 如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的鉛濃度測(cè)定用試劑，其特征在于(B)成分是聚丙 烯酰胺。
5. 如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的鉛濃度測(cè)定用試劑，其特征在于(C)成分是供給 0. 1 100mmol/L的f丐離子的成分。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的鉛濃度測(cè)定用試劑，其特征在于(C)成分是氯化鈣。
7. 如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的鉛濃度測(cè)定用試劑，其特征在于還含有用于將 pH調(diào)整至8 13的pH調(diào)整劑。
8. —種鉛濃度測(cè)定方法，其特征在于混合權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的鉛濃度測(cè)定用試劑和試樣溶液，測(cè)定混合液的吸 光度。
9. 如權(quán)利要求8所述的鉛濃度測(cè)定方法，其特征在于 鉛濃度測(cè)定用試劑和試樣溶液的混合液的pH為8 13。式中，f f中的至少l個(gè)表示
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠正確、高敏感度并且簡(jiǎn)易地測(cè)定共存有鈣離子的試樣溶液中的鉛離子濃度(也簡(jiǎn)稱為鉛濃度)的鉛濃度測(cè)定用試劑以及使用該試劑的鉛濃度測(cè)定方法。鉛濃度測(cè)定用試劑含有(A)水溶性卟啉衍生物或其鹽、(B)選自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一種以及(C)鈣離子供給化合物。
文檔編號(hào)G01N21/78GK101755205SQ200880025219
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者淺野貴春 申請(qǐng)人:興和株式會(huì)社