フローインジェクション分析
機器化学分析

フローインジェクション分析（FIA）は化学分析手法の一つです。サンプルを充填したプラグを流れるキャリアガス流に注入することで分析を行います。[1] [2] [3]原理はセグメントフロー分析（SFA）と似ていますが、サンプルガス流や試薬ガス流に空気は注入されません。

概要

FIAは、試料を流動するキャリア溶液に注入し、検出器に到達する前に試薬と混合する自動化された化学分析法です。過去30年間で、FIA技術は分光光度計、蛍光分光法、原子吸光分光法、質量分析法、その他の機器分析法を用いた検出など、幅広い用途に発展しました。

自動化されたサンプル処理、高い再現性、マイクロサイズ化への適応性、化学物質の封じ込め、廃棄物の削減、そしてマイクロリットルレベルで動作するシステムにおける試薬の経済性は、いずれもフローインジェクションを実際のアッセイに適用する上で貴重な資産です。フローインジェクションの主な利点は、分析対象物質を試薬流に注入した際に形成される明確な濃度勾配（これにより、再現性の高い分析対象物質／試薬比を無限に提供可能）と、流体操作の正確なタイミング（反応条件を精緻に制御可能）です。[4]

コンピュータ制御に基づくFIAは、フロープログラミングに基づく新しい技術であるシーケンシャルインジェクションとビーズインジェクションへと進化しました。FIAに関する文献は、22,000件を超える科学論文と22のモノグラフで構成されています。[5]

歴史

フローインジェクション分析（FIA）は、1974年にデンマークのルジカとハンセン、1979年にアメリカのスチュワートとその同僚によって初めて説明されました。FIAは、現代の分析化学において確固たる地位を築いた、人気があり、シンプルで迅速かつ多用途な技術であり、定量化学分析に広く応用されています。[6]

動作原理

フローインジェクション分析の基本を示す図

サンプル（分析対象物）は、蠕動ポンプによって押し出される流動キャリア溶液流に注入されます。サンプルの注入は、既知の体積で制御された分散状態で行われます。キャリア溶液とサンプルは、試薬を含む混合点で合流し、反応します。反応時間はポンプと反応コイルによって制御されます。反応生成物は検出器を通過します。反応では通常、有色の生成物が生成されるため、検出器には分光光度計が使用されることが多いです。分光光度計によって得られる吸収スペクトルに比例する未知の物質の量を測定できます。検出器を通過したサンプルは、廃液に排出されます。

サンプル分散の詳細

サンプルがキャリアストリームに注入されると、サンプルは矩形の流れを形成します。サンプルが混合・反応ゾーンを通過すると、サンプルがキャリアストリームに分散するにつれて、フロープロファイルの幅が広がります。分散は、キャリアストリームの流れによる対流と、サンプルとキャリアストリーム間の濃度勾配による拡散という2つのプロセスによって生じます。サンプルの対流は層流によって発生し、チューブ壁面におけるサンプルの線速度はゼロですが、チューブ中央のサンプルはキャリアストリームの線速度の2倍の線速度で移動します。その結果、サンプルが検出器を通過して廃棄物容器に排出される前に、放物線状のフロープロファイルが形成されます。[7]

検出器

フロースルー検出器はサンプルインジェクターの下流に設置され、化学的・物理的パラメータを記録します。以下のような多くの種類の検出器が使用できます。[7]

海洋用途

フローインジェクション技術は、海洋動物サンプル/魚介類の有機および無機分析対象物質の分析において海洋科学において非常に有用であることが証明されています。フローインジェクション法は、アミノ酸（ヒスチジン、L-リジン、チロシン）、DNA/RNA、ホルムアルデヒド、ヒスタミン、ヒポキサンチン、多環芳香族炭化水素、下痢性貝中毒、麻痺性貝中毒、コハク酸塩/グルタミン酸塩、トリメチルアミン/総揮発性塩基性窒素、総脂質ヒドロペルオキシド、総揮発性酸、尿酸、ビタミンB12、銀、アルミニウム、ヒ素、ホウ素、カルシウム、カドミウム、コバルト、クロム、銅、鉄、ガリウム、水銀、インジウム、リチウム、マンガン、モリブデン、ニッケル、鉛、アンチモン、セレン、スズ、ストロンチウム、タリウム、バナジウム、亜鉛、硝酸塩/亜硝酸塩、リン/リン酸塩、ケイ酸塩の測定に適用されます。[6]

参照

参考文献

  1. ^ Xu, Weihong; Sandford, Richard; Worsfold, Paul; Carlton, Alexandra; Hanrahan, Grady (2005). 「水生環境分析におけるフローインジェクション技術：最近の応用と技術進歩」. Critical Reviews in Analytical Chemistry . 35 (3): 237. doi :10.1080/10408340500323362. S2CID  95298288.
  2. ^ Tyson, Julian F. (1985). 「原子吸光分光法におけるフローインジェクション分析技術．レビュー」. The Analyst . 110 (5): 419– 569. Bibcode :1985Ana...110..419T. doi :10.1039/an9851000419. PMID  4025835.
  3. ^ Anastos, N.; Barnett, NW; Hindson, BJ; Lenehan, CE; Lewis, SW (2004). 「ビタミンC錠剤中のアスコルビン酸の定量における、フローインジェクション法とシーケンシャルインジェクション法を用いた可溶性マンガン(IV)と酸性過マンガン酸カリウム化学発光検出法の比較」Talanta . 64 (1): 130–4 . doi :10.1016/j.talanta.2004.01.021. PMID  18969577.
  4. ^ Ruzicka, Jaromir; Hansen, Elo Harald (2000年3月). 「査読済み：フローインジェクション分析：ビーカーからマイクロフルイディクスへ」.分析化学. 72 (5): 212 A–217 A. doi : 10.1021/ac002756m . ISSN  0003-2700. PMID  10739186.
  5. ^ Ruscika, Jarda. 「フローインジェクションチュートリアル」www.flowinjectiontutorial.com . 2016年3月28日閲覧。
  6. ^ ab C., Yebra-Biurrun, M. (2009).海洋サンプルのフローインジェクション分析. ニューヨーク: Nova Science Publishers. ISBN 9781608765669. OCLC  593305526。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  7. ^ ab Trojanowicz, M. (2000).フローインジェクション分析：機器と応用. World Scientific.
  • Trojanowicz, Marek (2000).フローインジェクション分析：機器と応用. シンガポール: World Scientific. ISBN 978-981-02-2710-4。
  • ハンセン、エロ・ハラルド。ルジチカ、ヤロミール (1988)。フローインジェクション解析。ニューヨーク: ワイリー。ISBN 978-0-471-81355-2。
  • マルティネス・カラタユド、ホセ（1996）『医薬品のフローインジェクション分析：実験室における自動化』ワシントンD.C.：テイラー＆フランシス社、ISBN 978-0-7484-0445-2。
  • Pacey, Gil E.; Karlberg, Bo (1989).フローインジェクション分析：実用ガイド. アムステルダム: Elsevier. ISBN 978-0-444-88014-7。
  • セルダ、ヴィクトル。フェラー、ローラ。アビヴァー、ジェシカ。アマリア、セルダ（2014）。フロー分析：実践ガイドアムステルダム：エルゼビア。ISBN 978-0-444-62606-6。
  • セルダ、アマリア;ヴィクトル・チェルダ（2009）。フロー解析入門. マヨルカ島: Sciware。
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