JPS5933218B2 - 溶液中の物質を分析測定するための装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は試薬管内の試料溶液と比較液の色補償により、
溶液中の物質を半定量分析するための装。

置およびその方法に関する。光学比色法による半定量的
分析測定法は、ある試薬を加えることにより溶液中に形
成される色を肉眼測定するものである。

呈色反応や測定範囲によつて、それら溶液は極めて様々
な色の濃さをとり得る。通常は標準溶液の色と比較して
測定する。色の薄い溶液を肉眼的光学比色法で測定する
場合は、一般に標準シリンダーを用いる。このような色
の薄い溶液は化学分析における種々の分野、例えば水の
分析においてみられる。比色法に用いられる最も簡単な
標準シリンダーはネスラー管であり、比較しようとする
両液を、上方から観察し、両液が同じ色あいまたは色の
強さになるまで注ぎ出して準位を変化させるヘーナー管
の場合は、シリンダーの下端に溶液を流し出すための小
さなコックがあり、上記操作をより簡単に、かつより正
確に行うことができる。色の薄い溶液の光学測定におけ
る標準シリンダーの原理は非常に簡単で鋭敏な分析法で
あるが、今日ではその操作の煩雑さのため実際上は次第
に用いられなくなつてきた。

これは次の理由によるものである。１）標準シリンダー
の準位を調整するのに時間がかゝり、熟練を要する。

２）よくあることだが、例えば対照分析の場合のように
、測定しようとする試料がただ一例である場合でも、比
色のための標準液を毎出 またはたびたび調製しなくて
はならない。

３）種々の分析分野で見られる試料溶液の固有の色や濁
りは、その程度が変化するのが普通であるので、補正す
ることができない。

４）標準シリンダーは転倒しやすく、水平な静置表面が
必要であるが、この様な使用場所はみつけにくい。

色の濃い溶液を光学比色法で測定する場合、標準シリン
ダーにおける低い液柱の色の明るさは、強い影のために
十分ではない。

従つて、従来から色の濃い溶液の場合は、着色溶液を色
の標準としての着色した合成樹脂やガラスと比較する透
光度コンパレーターが好んで用いられてきた。この透光
度コンパレーターで測定する場合、できる限り中立（ニ
ユートラル）な白色の適当な背景が得られない場合、白
いカードを背景として用いてもよい。このようなコンパ
レーターは製造費がかさみ、最高の性能が求められる試
薬装置セツトとしては費用の面で高価すぎる。本発明は
上記の欠点を克服する装置と方法に関するものである。

従つて、本発明の主題は試薬管内の試料と比較溶液の色
補償により、溶液中の物質を分析測定する装置であり、
この装置は次の様な特徴を有する。すなわち台盤１には
並行に配置された、少くとも２個のシリンダー状開口部
３が該台盤を貫通して設けられ、こ＼に試薬管２を挿入
する。また、その台盤には、移動可能な色テーブル等５
を、前記試薬管２の下に導くための案内部例えばみぞ４
が設けられている。本発明のもう一つの主題は試薬管下
に色テーブルを置くことにより、試料溶液と比較溶液管
の色補償を行うことを特徴とする、試薬管内の両液の色
補償により溶液中の物質を分析測定する方法である。本
発明書において、［色補償」の用語は着色試験溶液と未
処理試料溶液とをそれぞれ含有する試薬管の底の下で、
色テーブルまたは色デイスクを、それらの管の液体の色
あいが上方から見て完全にあるいは実質的に同一になる
位置が得られるまで動かすことによる色相の同定法を意
味する。

本装置の好ましい実施型式を図１および図２に示す。図
において１は台盤を、２は試薬管を、３はシリンダー状
開口部を、４はみぞを、５は色テーブルを６は色テーブ
ルを案内するための側片を示す。台盤１の延長部には試
薬びん７を受けるための凹所が設けられる。８は計量用
スプーンであり、試薬びん７から必要な量の試薬を採取
する。

台盤１は、収納箱９の土に置かれる。この収納箱はまた
水平表面としても役立つている。台盤１は固い材料で、
好ましくは硬質発泡材料（例えばポリスチレン）の如き
ものからなり、またその材料は暗色であるのが好ましい
。

台盤１には少くとも２個の平行にならんだ垂直のシリン
ダー状開口部が該台盤を貫通して設けられ、ここに２本
の試薬管２を挿入することができる。試薬管としては、
安価な、直径約２ｃｍの平底または丸底で、かつ栓また
はねじ栓付の試験管がよい。このガラス管は台盤にしつ
かりと設置されることが望ましいが、ガラス管上の力入
シリンダー状開口部内のリブまたはシリンダー状開口部
の底端部の支持手段で支えてもよい。ガラス管のすべり
落ちはまた、外部突起を有する栓やねじ栓によつても防
止できる。台盤１の一部またはこの系に属する別の台盤
には凹部を設けることができその中に、例えば必要な試
薬を容れたびんが適所に備えられる。

色テーブル５を導入するために設けられたみぞ４は、台
盤１の下側に於て平行に並んだ２つの側片部の間の中空
空間であることが望ましい。

色の薄い溶液の測定にとつて都合のよい平底の試薬管２
は、その平底がみぞ４の直上に、即ち台盤１の下側の平
面にくるように、台盤に挿入する。一方色の濃い溶液の
場合に都合のよい丸底の試薬管２は、みぞ４の上方、試
薬管２を満たした時凸レンズとして作用するガラス管の
底部焦点距離を可能な限り超えない距離のところに設置
する。みぞ４の構造に基づいて、非常に多様な幾何構造
の色テーブルまたは色デイスク５をガラス管の底の下や
そばに挿入することができる。

これらの位置で、色デイスク５は容易に移動し、回転し
、挿入しそしてとり出すことができる。この光沢を通さ
ない不透明な色デイスク５はもつぱら光を反射する。色
テーブル５に種々の色を配列し、分別することにより、
比較溶液の入つたガラス管の底部の下またはそばの色を
逐次的にまたは連続的に変えることができる。

それに対し、色テーブル５の試料溶液の入つたガラス管
の下の色は変化しないようにしてある。色テーブルや色
デイスクの場合、側片部６により区画されたみぞ４の幅
を有する長方形の帯状の厚紙を用いるのが望ましい。色
テーブルの長さは臨界的ではないが、台盤１の長さの約
２〜５倍である。色テーブル上には漸次濃さの増加する
着色された円形点およびより淡白な、好ましくは白色の
点、または連続した色の帯が印刷されている。着色され
た点の直径または連続色帯の幅は約０．５〜５ＣＴ１Ｌ
であり、好ましくは約２ｃ７ｎである。色テーブルは個
々の測定のために検量してあるとともに目盛がうつてあ
り、シリンダー状開口部３の反対側の台盤１側で直接分
析値を読みとることができる。ガラス管２にあらかじめ
印をつけた所まで液を入れ、液柱を通して色デイスク５
をみると、色デイスクの色は特に明るくみえる。

明るさの程度は頭上の光、液柱の高さおよび色デイスク
とガラス管底部との距離に依存する。色の薄い溶液では
視覚的に最適な大きさの色飽和は、色デイスク５とガラ
ス管底部を直接接触させることにより得られる。色の濃
い溶液の場合は、ガラス管の底部を均一に色デイスク５
から離しておくことが望ましい。この様にすれば、光線
が横から入射した場合の影がなくなるため、液柱を通し
てみると色デイスク５はより薄くみえる。ガラス管２の
内壁の内部反射のため、明るさは実質的には側方光の影
響を受けない。

最適の明るさを得るためには、ガラス管２内の液位は台
盤１の直接包囲している部分の表面と同じかそれ以上高
くなければいけない。液の高さは台盤１の表面より約１
ｍｍ出ているのが好ましい。分析を実施するためには、
装置内の両試薬管２は、台盤の表面より少なくとも１ｍ
ｍは高い位置にあるのが好ましく、この両ガラス管２に
付した同じ高さの目印まで水または試料液を入れる。

このガラス管２の一方に試薬を加えるとそのガラス管２
内で一定時間後に発色する。その色あいや濃さが測定し
ようとするユニツトの濃度の尺度となる。水や試料溶液
に固有の色や濁りがある場合は、一般的にはこれに生じ
た発色が付加的に重なる。次に、ガラス管底部の下また
はそばへ色デイスク５を以下の要領で挿入する。即ち、
着色溶液のガラス管２の下又はそばにより淡い、好まし
くはより白い色デイスク部分が現われるようにする。未
処理の水や試料溶液の入つたガラス管の底の下またはそ
ばには、移動させることによつて極めて様ηな色あいの
遂次的なあるいは連続的な色スベクトルを経過できる色
デイスク部分がくる。色デイスク５を移動させることに
より、両液柱を上方から観察した場合、その色あいが完
全にあるいは実質的に同じになる位置または向きを求め
ることができる。この位置または向きにより色デイスク
５上で、測定すべきユニツトの濃度測定値を直接読みと
ることができる。中立（ニユートラル）白色板を後部に
設置した透光度コンパレーターの効果を安価に製造でき
る本発明装置によつて得ることができる。

この目的のために、試薬管２は反射表面の上方、一定の
距離のところに置く。試薬管の底部と反射表面との距離
は、試薬管の上方から試薬管２を通して観察する色が試
薬管２や装置の影で影響されないように設定する。着色
した溶液の入つた試薬管２の下には白色のまたは薄く着
色した反射表面があり、一方、比較溶液の入つた試薬管
２の下には種々の色あいを有する色テーブル５がある。
これらの色あいは、上方から観察したときに両試薬管２
が同じ色あいに見えるように変化させることができる。
種々の色段階のまたは連続色帯は厚紙で作られた色スケ
ール上に複写することができ、これは透光度コンパレー
ターの比較的高価な透明な色デイスクとはまつたく対照
的に簡単な印刷工程で生産することができる。試薬管の
底部と色テーブル５とのあいだに距離があるため、また
、通常試薬管２の上方から観察するため、直径約０．５
〜５ＣＴ！Ｌ１好ましくは２ＣＴＩＬの点である表面が
小さくみえる。

これは比較的大きな色スケール５を必要としかねない。
しかし、平底の代りに丸底の試薬管２を用いれば、この
色スケール５の大きさはあきらかに小さくすることがで
きる。この場合、充填されたガラス管２の底部は拡大凸
レンズとして働くのである。ガラス管の底部までの距離
がこの凸レンズの焦点距離内にあるとき、上方から観察
すると、色スケール５は拡大されてみえる。したがつて
、限られた長さの色スケールに、より多くの色の点をつ
けることが可能となる。本発明装置を用いれば、減色法
により測定することも可能であり、これによれば灰色ま
たは混合色の色あいが生れる。

また、比濁原理に基づいて測定することも可能である。
この場合は試薬管２の下またはそばに一定した黒または
暗色の背景を置く。懸濁液または濁つた液を通してみる
とより明るく見える。この時の明るさが試薬を加えるこ
とによつて生成した濁度のめやすとなる。比較液の下ま
たはそばには灰色のまたは着色したテーブルまたはデイ
スクを両方のキユベツトの肉眼視できる色のつり合いが
とれるように置く。本発明の装置は軽く、携帯可能であ
る。

従つて任意の希望する場所での半定量分析に適している
。また色系が明るいため、光量の少ない場所でも使用可
能である。更に具体化するため、本発明の実施態様を以
下に列挙する。

１）試薬管２を受けるための並行に並置された少なくと
も２個の貫通シリンダ状開口部３と、試薬管２の下方に
移動可能な色テーブル等５を導入するための全長にわた
るみぞ４とをそなえた台盤１からなることを特徴とする
、試薬管内の試料および比較液の色補償により溶液中の
物質を分析測定するための装置。

２）該全長にわたるみぞが台盤１の下側の２個の平行に
走る側片部６間の空隙として形成されることを特徴とす
る第１項記載の装置。

３）試薬管２の平底が、みぞ４の直上に位置しているこ
とを特徴とする第１項ないし第２項のいづれかに記載の
装置。

４）凸レンズとしての機能を有する試薬管２の丸底を、
色テーブル等５の上方、凸レンズの焦点距離を超えない
距離のところに位置せしめることを特徴とする第１項な
いし第２項のいづれかに記載の装置。

５）試薬管２を直接包囲している台盤１の表面部分が試
薬管２内の液位とおなじ高さか、あるいは低いことを特
徴とする第１〜第４項のいづれかに記載の装置。

６）試薬管の下に色テーブル等を置くことにより、両溶
液間の色補償を行なうことを特徴とする、試薬管内の試
料と比較液の色補償により溶液中の物質を分析測定する
方法。

【図面の簡単な説明】 図１および図２はともに色補償により溶液中の物質を分
析測定するための装置を示す。 １・・・・・・台盤、２・・・・・・試薬管、３・・・
・・・シリンダー状開口部、４・・・・・・みぞ、５・
・・・・・色テーブル、６・・・・・・側片部、７・・
・・・・試楽びん、８・・・・・・測量用スプーン、９
・・・・・・収納箱。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 台盤１に、試薬管２を受けるための少なくとも２個
   のシリンダー状開口部３を並置穿設するとともに、移動
   自在な色テーブル等５を試薬管２の下方に導入するため
   の案内部４を設けたことを特徴とする、試薬管内の試料
   液および比較液の色補償により溶液中の物質を分析測定
   するための装置。 ２ 試薬管内の試料液と比較液の間の色補償を該試薬管
   の下に色テーブル等を置くことにより行うことを特徴と
   する、前記両液の色補償により溶液中の物質を分析測定
   する方法。