JP2000074870A - Ｂｏｄバイオセンサ測定装置 - Google Patents
Ｂｏｄバイオセンサ測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】微生物センサを用いたＢＯＤバイオセンサ測定
装置では、微生物を固定した膜を新しいものに交換する
際に、冷蔵保存した微生物膜を装着して直ちに運転を開
始すると、初期のセンサ出力が徐々に増加し安定になる
までに数時間から数日を必要とするという問題があり、
解決が望まれていた。 【解決手段】冷蔵保存した微生物膜を微生物センサに装
着する前に、１５℃以上から装置の運転温度以下の温度
範囲で２４時間放置すること、および緩衝用の溶液中に
微生物の増殖を抑制する阻害剤としてアジ化ナトリウム
を添加することによって、センサ出力を１２時間以内の
早期に安定化することがでた。
装置では、微生物を固定した膜を新しいものに交換する
際に、冷蔵保存した微生物膜を装着して直ちに運転を開
始すると、初期のセンサ出力が徐々に増加し安定になる
までに数時間から数日を必要とするという問題があり、
解決が望まれていた。 【解決手段】冷蔵保存した微生物膜を微生物センサに装
着する前に、１５℃以上から装置の運転温度以下の温度
範囲で２４時間放置すること、および緩衝用の溶液中に
微生物の増殖を抑制する阻害剤としてアジ化ナトリウム
を添加することによって、センサ出力を１２時間以内の
早期に安定化することがでた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理場、工
場、事業所などからの排水、および河川、湖沼などの環
境水域における検水について、検水中の有機物汚染の尺
度である生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）をバイオセン
サにより測定する装置において、冷蔵保存した微生物膜
をセンサに取付ける前の操作方法、および緩衝溶液中に
添加する物質に関する。
場、事業所などからの排水、および河川、湖沼などの環
境水域における検水について、検水中の有機物汚染の尺
度である生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）をバイオセン
サにより測定する装置において、冷蔵保存した微生物膜
をセンサに取付ける前の操作方法、および緩衝溶液中に
添加する物質に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＢＯＤは、好気性微生物によって検水中
の有機物が資化される際に、２０℃、５日間という条件
で消費される水中溶存酸素量を、ｍｇ／Ｌの単位で表し
たものであり、最も代表的な水質汚濁指標の一つであ
る。ＢＯＤは通常、日本工業規格（ＪＩＳＫ０１０２）
や、日本下水道協会の下水試験方法（１９８４年）によ
り、公定法として、手分析によって測定されている。
の有機物が資化される際に、２０℃、５日間という条件
で消費される水中溶存酸素量を、ｍｇ／Ｌの単位で表し
たものであり、最も代表的な水質汚濁指標の一つであ
る。ＢＯＤは通常、日本工業規格（ＪＩＳＫ０１０２）
や、日本下水道協会の下水試験方法（１９８４年）によ
り、公定法として、手分析によって測定されている。
【０００３】また、これら手分析によるＢＯＤ測定法と
は別に、簡便性、迅速性を特徴とするバイオセンサを用
いたＢＯＤの測定法があり、その測定方法は例えば特公
昭６１−７２５８号公報などに記載されている。センサ
に微生物を用いたこのＢＯＤバイオセンサ測定装置は、
検水中のＢＯＤを約２０〜４０分程度で測定することが
できる非常に有効なＢＯＤ測定方法であり、平成２年
（１９９０年）には日本工業規格「ＪＩＳＫ３６０２：
微生物電極による生物化学的酸素要求量（ＢＯＤＳ）計
測器」に採用され、既に製品化、実用化されている。
は別に、簡便性、迅速性を特徴とするバイオセンサを用
いたＢＯＤの測定法があり、その測定方法は例えば特公
昭６１−７２５８号公報などに記載されている。センサ
に微生物を用いたこのＢＯＤバイオセンサ測定装置は、
検水中のＢＯＤを約２０〜４０分程度で測定することが
できる非常に有効なＢＯＤ測定方法であり、平成２年
（１９９０年）には日本工業規格「ＪＩＳＫ３６０２：
微生物電極による生物化学的酸素要求量（ＢＯＤＳ）計
測器」に採用され、既に製品化、実用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
微生物センサを用いたＢＯＤバイオセンサ測定装置は、
微生物膜を新しいものに交換して運転を開始すると、初
期のセンサ出力が徐々に増加し、安定化するまでに数時
間から数日を要するという問題点がある。このセンサ出
力の変動は、次のような２つの原因によるものと考えら
れる。即ち、微生物膜を冷蔵保存状態からセンサに装着
した直後は、微生物膜内に固定化した休眠中の微生物
が、温度の上昇により活性化を開始し、微生物の内生呼
吸量の変化により、センサ出力の基準となるベースライ
ン出力が徐々に増加するという現象が起こる。さらに、
保存性の向上を目的として、基質を含まない緩衝溶液中
に微生物膜を湿式保存しているために、校正および検水
測定のたびに、校正用標準液および検水中に含まれる有
機物を餌として微生物の増殖が起こるので、センサ出力
の大きさが増加する傾向がある。したがって、ベースラ
イン出力およびセンサ出力が安定化するまでは検水の測
定精度に問題があり、この装置では、冷蔵保存した微生
物膜を装着した直後には、検水の測定は行わない方が良
いことになる。
微生物センサを用いたＢＯＤバイオセンサ測定装置は、
微生物膜を新しいものに交換して運転を開始すると、初
期のセンサ出力が徐々に増加し、安定化するまでに数時
間から数日を要するという問題点がある。このセンサ出
力の変動は、次のような２つの原因によるものと考えら
れる。即ち、微生物膜を冷蔵保存状態からセンサに装着
した直後は、微生物膜内に固定化した休眠中の微生物
が、温度の上昇により活性化を開始し、微生物の内生呼
吸量の変化により、センサ出力の基準となるベースライ
ン出力が徐々に増加するという現象が起こる。さらに、
保存性の向上を目的として、基質を含まない緩衝溶液中
に微生物膜を湿式保存しているために、校正および検水
測定のたびに、校正用標準液および検水中に含まれる有
機物を餌として微生物の増殖が起こるので、センサ出力
の大きさが増加する傾向がある。したがって、ベースラ
イン出力およびセンサ出力が安定化するまでは検水の測
定精度に問題があり、この装置では、冷蔵保存した微生
物膜を装着した直後には、検水の測定は行わない方が良
いことになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】湿式冷蔵保存した微生物
膜を装着した直後はセンサ出力が増加するという上記の
問題を解決するために、本発明では、基質成分を含まな
いリン酸緩衝溶液で湿式冷蔵保存した微生物膜を、セン
サに装着する前に予め１５℃以上から装置の運転温度以
下の温度範囲で２４時間以上放置することと、リン酸緩
衝溶液に微生物の増殖の阻害剤であるアジ化ナトリウム
を添加することとする。
膜を装着した直後はセンサ出力が増加するという上記の
問題を解決するために、本発明では、基質成分を含まな
いリン酸緩衝溶液で湿式冷蔵保存した微生物膜を、セン
サに装着する前に予め１５℃以上から装置の運転温度以
下の温度範囲で２４時間以上放置することと、リン酸緩
衝溶液に微生物の増殖の阻害剤であるアジ化ナトリウム
を添加することとする。
【０００６】これは、微生物膜をセンサに装着する前
に、上記の温度範囲で２４時間以上放置することによっ
て微生物が活性化し、また、アジ化ナトリウムの添加に
よって微生物膜内に固定化した微生物の増殖を抑制する
ことができるからである。この結果、センサに装着した
直後の微生物の内生呼吸量の変化によるベースライン出
力の増加や、微生物膜内に固定化した微生物の増殖によ
るセンサ出力の増加が抑制され、安定化するまでの時間
短縮が可能となり、微生物膜交換直後から精度良くＢＯ
Ｄ測定が可能となる。
に、上記の温度範囲で２４時間以上放置することによっ
て微生物が活性化し、また、アジ化ナトリウムの添加に
よって微生物膜内に固定化した微生物の増殖を抑制する
ことができるからである。この結果、センサに装着した
直後の微生物の内生呼吸量の変化によるベースライン出
力の増加や、微生物膜内に固定化した微生物の増殖によ
るセンサ出力の増加が抑制され、安定化するまでの時間
短縮が可能となり、微生物膜交換直後から精度良くＢＯ
Ｄ測定が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明をＢＯＤバイオセン
サ測定装置を用いた実施例に基づいて説明する。図１は
ＢＯＤバイオセンサ測定装置の要部構成の一例を示す模
式図である。この測定装置は、（１）校正用、洗浄用、
測定用、緩衝用の溶液とこれらの溶液を貯蔵する容器、
および電磁弁、送液ポンプ、エアポンプなどで構成され
る試料溶液混合系と、（２）２枚の多孔質膜の間に微生
物を固定化した微生物膜、溶存酸素電極、フローセルか
ら成る微生物センサ、および熱交換器、恒温槽より成る
測定系と、（３）制御部、表示部、記録計で成る制御出
力系とで、構成されている。
サ測定装置を用いた実施例に基づいて説明する。図１は
ＢＯＤバイオセンサ測定装置の要部構成の一例を示す模
式図である。この測定装置は、（１）校正用、洗浄用、
測定用、緩衝用の溶液とこれらの溶液を貯蔵する容器、
および電磁弁、送液ポンプ、エアポンプなどで構成され
る試料溶液混合系と、（２）２枚の多孔質膜の間に微生
物を固定化した微生物膜、溶存酸素電極、フローセルか
ら成る微生物センサ、および熱交換器、恒温槽より成る
測定系と、（３）制御部、表示部、記録計で成る制御出
力系とで、構成されている。
【０００８】図１において、校正に使用される標準液
１、洗浄液２、測定対象である検水３、緩衝溶液４は、
それぞれの容器に満たされている。測定では、制御部１
４のプログラムに従って、まず標準液１、洗浄液２、検
水３のそれぞれの溶液の流路に設けた電磁弁５Ａ〜５Ｃ
を切り替えて選択された一種類の溶液は、緩衝溶液４と
送液ポンプ６Ａおよび６Ｂを用いて混合され、その後に
エアポンプ７からのエアによりこの混合溶液中に酸素が
注入される。次に、この溶存酸素が飽和状態の混合溶液
は、測定系に送られる。
１、洗浄液２、測定対象である検水３、緩衝溶液４は、
それぞれの容器に満たされている。測定では、制御部１
４のプログラムに従って、まず標準液１、洗浄液２、検
水３のそれぞれの溶液の流路に設けた電磁弁５Ａ〜５Ｃ
を切り替えて選択された一種類の溶液は、緩衝溶液４と
送液ポンプ６Ａおよび６Ｂを用いて混合され、その後に
エアポンプ７からのエアによりこの混合溶液中に酸素が
注入される。次に、この溶存酸素が飽和状態の混合溶液
は、測定系に送られる。
【０００９】この過程で使用する標準液１は、手分析法
であるＪＩＳ Ｋ０１０２の工業排水試験法および日本
下水道協会による下水試験方法で定められたＢＯＤ標準
溶液で、グルコースとグルタミン酸の等量混合液であ
る。この標準液１は微生物センサ１０の検量線の作成に
用いられる。また、洗浄液２は、配管系に残った標準液
１や検水３の洗浄と、微生物センサ１０の出力を内生呼
吸（餌の無いときの呼吸）状態に戻すために用い、他の
溶液を送液して測定が終了するたびに、洗浄液２を送液
して流路を洗浄する。
であるＪＩＳ Ｋ０１０２の工業排水試験法および日本
下水道協会による下水試験方法で定められたＢＯＤ標準
溶液で、グルコースとグルタミン酸の等量混合液であ
る。この標準液１は微生物センサ１０の検量線の作成に
用いられる。また、洗浄液２は、配管系に残った標準液
１や検水３の洗浄と、微生物センサ１０の出力を内生呼
吸（餌の無いときの呼吸）状態に戻すために用い、他の
溶液を送液して測定が終了するたびに、洗浄液２を送液
して流路を洗浄する。
【００１０】微生物センサ１０は、微生物（酵母菌であ
るトリコスポロン・クタネウム）を２枚の多孔質膜の間
に固定化した微生物膜１２と、溶存酸素電極１１と、フ
ローセル１３とから成り、測定時の各混合溶液の温度を
一定にする熱交換器９と共に、設定温度に温度制御され
た恒温槽８内に設置されている。溶存酸素が飽和状態の
上記の混合溶液は、まず恒温槽８内の熱交換器９を通過
し、設定温度に保たれた後、微生物センサ１０へ送られ
る。
るトリコスポロン・クタネウム）を２枚の多孔質膜の間
に固定化した微生物膜１２と、溶存酸素電極１１と、フ
ローセル１３とから成り、測定時の各混合溶液の温度を
一定にする熱交換器９と共に、設定温度に温度制御され
た恒温槽８内に設置されている。溶存酸素が飽和状態の
上記の混合溶液は、まず恒温槽８内の熱交換器９を通過
し、設定温度に保たれた後、微生物センサ１０へ送られ
る。
【００１１】ここで、微生物膜１２の中の微生物と溶存
酸素電極１１とによって、送液された溶液中の有機物を
微生物が資化する（取り込む）際に消費される溶存酸素
量（呼吸量）に応じた微生物センサ１０の電気信号（電
圧または電流）が出力される。この時消費される溶存酸
素量は、測定溶液中の有機物量と比例関係にあるので、
あらかじめ既知のＢＯＤ濃度の標準液１による測定から
検量線を作成して置き、これに対して検水３を測定した
時の電気信号出力を、制御部１４により比較、演算して
検水３中のＢＯＤ濃度を算出し、一連のデータを表示部
１５に表示し、また、記録計１６に印字出力する。
酸素電極１１とによって、送液された溶液中の有機物を
微生物が資化する（取り込む）際に消費される溶存酸素
量（呼吸量）に応じた微生物センサ１０の電気信号（電
圧または電流）が出力される。この時消費される溶存酸
素量は、測定溶液中の有機物量と比例関係にあるので、
あらかじめ既知のＢＯＤ濃度の標準液１による測定から
検量線を作成して置き、これに対して検水３を測定した
時の電気信号出力を、制御部１４により比較、演算して
検水３中のＢＯＤ濃度を算出し、一連のデータを表示部
１５に表示し、また、記録計１６に印字出力する。
【００１２】制御部１４のプログラムは次の通りであ
る。はじめに微生物センサ１０の出力を内生呼吸状態
（以下、ブランク状態と記載する）にするために、洗浄
液２を送液するように電磁弁５Ｂを開く。ブランク状態
になった時や、既にブランク状態になっている時には、
電磁弁５Ａ、５Ｂがこの順で開いてＢＯＤ濃度既知の標
準液１や洗浄液２を送液し、校正のための測定と洗浄を
行う。その後、ブランク状態のセンサ出力値である原点
とこの標準液１での校正値とを用いて、検量線を作成す
ると共に、データを表示部１５に表示し、また記録計１
６に印字出力する。
る。はじめに微生物センサ１０の出力を内生呼吸状態
（以下、ブランク状態と記載する）にするために、洗浄
液２を送液するように電磁弁５Ｂを開く。ブランク状態
になった時や、既にブランク状態になっている時には、
電磁弁５Ａ、５Ｂがこの順で開いてＢＯＤ濃度既知の標
準液１や洗浄液２を送液し、校正のための測定と洗浄を
行う。その後、ブランク状態のセンサ出力値である原点
とこの標準液１での校正値とを用いて、検量線を作成す
ると共に、データを表示部１５に表示し、また記録計１
６に印字出力する。
【００１３】次に検水３を電磁弁５Ｃを開いて送液し、
濃度未知の検水３のＢＯＤ濃度を検量線から演算して、
データ表示部１５に表示し、また記録部１６に印字出力
する。設定した回数の検水測定が終わり、センサ出力が
標準状態になった時点、または検水を１回測定するごと
に再び校正を開始する。これらのそれぞれの測定の間に
は、必ず洗浄液２を送液して、微生物センサ１０の出力
を内生呼吸状態に戻す。各バルブの開閉時間、および検
水の測定回数などの条件設定は、プログラムへ入力する
パラメーターの値により容易に変更する事ができる。
濃度未知の検水３のＢＯＤ濃度を検量線から演算して、
データ表示部１５に表示し、また記録部１６に印字出力
する。設定した回数の検水測定が終わり、センサ出力が
標準状態になった時点、または検水を１回測定するごと
に再び校正を開始する。これらのそれぞれの測定の間に
は、必ず洗浄液２を送液して、微生物センサ１０の出力
を内生呼吸状態に戻す。各バルブの開閉時間、および検
水の測定回数などの条件設定は、プログラムへ入力する
パラメーターの値により容易に変更する事ができる。
【００１４】以上の構成のＢＯＤバイオセンサ測定装置
において行った２つの実施例を以下に説明する。 〔実施例１〕まず、微生物膜をセンサへ装着する場合、
装着前の温度と時間の条件差によるセンサ出力変動の測
定例を示す。
において行った２つの実施例を以下に説明する。 〔実施例１〕まず、微生物膜をセンサへ装着する場合、
装着前の温度と時間の条件差によるセンサ出力変動の測
定例を示す。
【００１５】冷蔵保存した微生物膜を恒温槽８の中で３
０℃で一日放置した後に微生物センサ１０に装着した場
合と、取り出して直ぐに微生物センサ１０に装着した場
合とについて、標準液１に対する微生物センサ１０のセ
ンサ出力値の測定例を、図２および表１に示す。
０℃で一日放置した後に微生物センサ１０に装着した場
合と、取り出して直ぐに微生物センサ１０に装着した場
合とについて、標準液１に対する微生物センサ１０のセ
ンサ出力値の測定例を、図２および表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】また、この測定では、緩衝溶液は濃度１ｍ
Ｍのアジ化ナトリウムを添加した本発明の緩衝溶液４
を、標準液１はＢＯＤ５０ｍｇ／Ｌグルコース・グルタ
ミン酸混合溶液を用いており、測定ごとに校正をするプ
ログラムで運転している。図２において、プロットの黒
丸（●）の点は、微生物センサ１０に装着する前にＢＯ
Ｄ測定装置の恒温槽の温度で一日保った場合の標準液１
に対するセンサ出力を、また白三角（△）の点は、冷蔵
保存された微生物膜を取り出して直ぐにセンサに装着し
た場合の検水に対するセンサ出力を示している。この図
から、冷蔵保存された微生物膜を取り出して直ぐにセン
サに装着した場合は、測定回数が増える毎にセンサ出力
は増加傾向にあることがわかる。。
Ｍのアジ化ナトリウムを添加した本発明の緩衝溶液４
を、標準液１はＢＯＤ５０ｍｇ／Ｌグルコース・グルタ
ミン酸混合溶液を用いており、測定ごとに校正をするプ
ログラムで運転している。図２において、プロットの黒
丸（●）の点は、微生物センサ１０に装着する前にＢＯ
Ｄ測定装置の恒温槽の温度で一日保った場合の標準液１
に対するセンサ出力を、また白三角（△）の点は、冷蔵
保存された微生物膜を取り出して直ぐにセンサに装着し
た場合の検水に対するセンサ出力を示している。この図
から、冷蔵保存された微生物膜を取り出して直ぐにセン
サに装着した場合は、測定回数が増える毎にセンサ出力
は増加傾向にあることがわかる。。
【００１８】ここで、増加傾向を定量的に表すために、
１０回測定におけるセンサ出力の増加率αを次式（１）
のように表わすことにする。
１０回測定におけるセンサ出力の増加率αを次式（１）
のように表わすことにする。
【００１９】
【数１】 ここで、α：センサ出力の増加率、Ｖa ：センサ出力測
定１０回の平均値、Ｖma x ：センサ出力測定１０回の最
大値、Ｖ min：センサ出力測定１０回の最小値である。
定１０回の平均値、Ｖma x ：センサ出力測定１０回の最
大値、Ｖ min：センサ出力測定１０回の最小値である。
【００２０】実験での測定例では、微生物膜を取り出し
て直ぐにセンサに装着した場合、標準液１を１０回測定
した場合のセンサ出力の増加率αi は１８. ７％であっ
た。一方、微生物膜をセンサに装着する前にＢＯＤ測定
装置の恒温槽の温度である３０℃で２４時間放置した場
合のセンサ出力の増加率α0 は５. ９％となり、αiに
比べて３分の１以下になった。さらに、両者の１０回測
定におけるＣ. Ｖ値（＝（測定値の標準偏差／平均値）
×１００）の比較でも、取り出し直後センサ装着膜の
Ｃ. Ｖ値ＣViが５. ８％に対して、１日恒温槽放置膜の
Ｃ. Ｖ値ＣV0は１. ６％と低くなり、測定回数が１回目
からセンサ出力が安定している。
て直ぐにセンサに装着した場合、標準液１を１０回測定
した場合のセンサ出力の増加率αi は１８. ７％であっ
た。一方、微生物膜をセンサに装着する前にＢＯＤ測定
装置の恒温槽の温度である３０℃で２４時間放置した場
合のセンサ出力の増加率α0 は５. ９％となり、αiに
比べて３分の１以下になった。さらに、両者の１０回測
定におけるＣ. Ｖ値（＝（測定値の標準偏差／平均値）
×１００）の比較でも、取り出し直後センサ装着膜の
Ｃ. Ｖ値ＣViが５. ８％に対して、１日恒温槽放置膜の
Ｃ. Ｖ値ＣV0は１. ６％と低くなり、測定回数が１回目
からセンサ出力が安定している。
【００２１】これは冷蔵保存された微生物膜をセンサに
装着後、温度上昇と共に膜内に固定化した微生物の活性
が高まってくるためにセンサ出力も増加するが、ＢＯＤ
測定装置の恒温槽の温度で２４時間放置することによ
り、膜内に固定化した微生物の活性が安定な状態になっ
てからセンサに装着することになり、測定回数が１回目
から安定したセンサ出力を得るのに効果があるものと考
えられる。
装着後、温度上昇と共に膜内に固定化した微生物の活性
が高まってくるためにセンサ出力も増加するが、ＢＯＤ
測定装置の恒温槽の温度で２４時間放置することによ
り、膜内に固定化した微生物の活性が安定な状態になっ
てからセンサに装着することになり、測定回数が１回目
から安定したセンサ出力を得るのに効果があるものと考
えられる。
【００２２】なお、微生物の培養実験によって、１５℃
以下では、微生物が増殖しないことがわかっているの
で、この温度以下では効果が期待できない。 〔実施例２〕次に、微生物増殖の阻害剤を添加した場合
の影響についての測定例を示す。緩衝溶液４として従来
の組成の０．１Ｍリン酸緩衝溶液を用い、校正用の標準
液１および検水３として、ＢＯＤ５０ｍｇ／Ｌグルコー
ス・グルタミン酸混合溶液を用い、新しい微生物膜を装
着して測定ごとに校正をするプログラムで運転した結果
を図３および表２に示す。
以下では、微生物が増殖しないことがわかっているの
で、この温度以下では効果が期待できない。 〔実施例２〕次に、微生物増殖の阻害剤を添加した場合
の影響についての測定例を示す。緩衝溶液４として従来
の組成の０．１Ｍリン酸緩衝溶液を用い、校正用の標準
液１および検水３として、ＢＯＤ５０ｍｇ／Ｌグルコー
ス・グルタミン酸混合溶液を用い、新しい微生物膜を装
着して測定ごとに校正をするプログラムで運転した結果
を図３および表２に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】図３の縦軸は校正および検水測定直前のベ
ースライン出力で、プロットの黒丸（●）の点は標準液
１（ＳＴＤ ＢＡＳＥ）、白三角（△）の点は検水３
（ＳＰＬ ＢＡＳＥ）についての値を表している。横軸
は微生物膜をセンサに取付けてからの測定回数を示して
いる。図３の標準液１および検水３のセンサ出力の増加
率αはそれぞれ７２. １％、７１. ４％となる。
ースライン出力で、プロットの黒丸（●）の点は標準液
１（ＳＴＤ ＢＡＳＥ）、白三角（△）の点は検水３
（ＳＰＬ ＢＡＳＥ）についての値を表している。横軸
は微生物膜をセンサに取付けてからの測定回数を示して
いる。図３の標準液１および検水３のセンサ出力の増加
率αはそれぞれ７２. １％、７１. ４％となる。
【００２５】一方、緩衝溶液４として本発明の組成の濃
度１ｍＭのアジ化ナトリウムを添加した０．１Ｍリン酸
緩衝溶液を用い、校正用の標準液１および検水３とし
て、ＢＯＤ５０ｍｇ／Ｌグルコース・グルタミン酸混合
溶液を用い、新しい微生物膜を装着し、上と同様に１０
回測定を行なった結果を図４および表３に示す。
度１ｍＭのアジ化ナトリウムを添加した０．１Ｍリン酸
緩衝溶液を用い、校正用の標準液１および検水３とし
て、ＢＯＤ５０ｍｇ／Ｌグルコース・グルタミン酸混合
溶液を用い、新しい微生物膜を装着し、上と同様に１０
回測定を行なった結果を図４および表３に示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】図４の縦軸、横軸、プロットの種類は、図
３と同様に黒丸（●）の点は標準液１、白三角（△）の
点は検水３についての値を表している。この場合も、微
生物膜をセンサに取付けてからの測定回数が増えるごと
に、ベースライン出力が増加する傾向にあるが、標準液
１、検水３のセンサ出力の増加率αはそれぞれ２９.９
％、２６. ８％と、従来の緩衝溶液を用いた場合に比べ
２分の１以下になっている。また、測定回数が６回目以
降の標準液１、検水３のセンサ出力の増加率αは、それ
ぞれ３. ４％、３. ２％に減少し、この時点で既にセン
サ出力は安定したと考えられる。
３と同様に黒丸（●）の点は標準液１、白三角（△）の
点は検水３についての値を表している。この場合も、微
生物膜をセンサに取付けてからの測定回数が増えるごと
に、ベースライン出力が増加する傾向にあるが、標準液
１、検水３のセンサ出力の増加率αはそれぞれ２９.９
％、２６. ８％と、従来の緩衝溶液を用いた場合に比べ
２分の１以下になっている。また、測定回数が６回目以
降の標準液１、検水３のセンサ出力の増加率αは、それ
ぞれ３. ４％、３. ２％に減少し、この時点で既にセン
サ出力は安定したと考えられる。
【００２８】上記の実験結果から、新しく交換した微生
物膜は微生物の活性が高いので、センサに装着した直後
は内生呼吸量の変化に基づいてベースラインの増加が起
こるが、緩衝溶液中に添加したアジ化ナトリウムによる
抑制効果のために内生呼吸量の変化が少なくなり、セン
サ出力の早期安定化に効果があると考えられる。表４に
は本発明の効果によるセンサ出力安定化時間と従来法に
よるセンサ出力安定化時間の比較を示した。
物膜は微生物の活性が高いので、センサに装着した直後
は内生呼吸量の変化に基づいてベースラインの増加が起
こるが、緩衝溶液中に添加したアジ化ナトリウムによる
抑制効果のために内生呼吸量の変化が少なくなり、セン
サ出力の早期安定化に効果があると考えられる。表４に
は本発明の効果によるセンサ出力安定化時間と従来法に
よるセンサ出力安定化時間の比較を示した。
【００２９】
【表４】
【００３０】このように、微生物膜をセンサに装着する
前に１５℃以上からＢＯＤ測定装置の恒温槽の温度以下
で一日保つこと、および緩衝溶液中にアジ化ナトリウム
を添加することによって、従来５日間必要としていたセ
ンサ出力安定化時間を１２時間以内へ早期化することが
可能である。
前に１５℃以上からＢＯＤ測定装置の恒温槽の温度以下
で一日保つこと、および緩衝溶液中にアジ化ナトリウム
を添加することによって、従来５日間必要としていたセ
ンサ出力安定化時間を１２時間以内へ早期化することが
可能である。
【００３１】
【発明の効果】微生物センサを用いたＢＯＤバイオセン
サ測定装置では、冷蔵保存した微生物膜を装着して直ち
に運転を開始すると、初期のセンサ出力が徐々に増加し
安定になるまでに数時間〜数日を必要とする。この問題
に対して、本発明では、冷蔵保存した微生物膜をセンサ
に取付ける前に１５℃以上からＢＯＤ測定装置の恒温槽
の温度で２４時間保つこと、および微生物の増殖を抑制
する阻害剤としてアジ化ナトリウムを添加した緩衝溶液
を使用することによって、センサ出力を１２時間以内の
早期に安定化することができ、実用性の向上ができた。
サ測定装置では、冷蔵保存した微生物膜を装着して直ち
に運転を開始すると、初期のセンサ出力が徐々に増加し
安定になるまでに数時間〜数日を必要とする。この問題
に対して、本発明では、冷蔵保存した微生物膜をセンサ
に取付ける前に１５℃以上からＢＯＤ測定装置の恒温槽
の温度で２４時間保つこと、および微生物の増殖を抑制
する阻害剤としてアジ化ナトリウムを添加した緩衝溶液
を使用することによって、センサ出力を１２時間以内の
早期に安定化することができ、実用性の向上ができた。
【図１】本発明の緩衝溶液が適用されるＢＯＤバイオセ
ンサ測定装置の要部構成例を示す模式図
ンサ測定装置の要部構成例を示す模式図
【図２】本発明の緩衝溶液を適用したＢＯＤバイオセン
サで微生物膜装着後のセンサ出力変動測定結果を示す図
サで微生物膜装着後のセンサ出力変動測定結果を示す図
【図３】従来の緩衝溶液を適用したＢＯＤバイオセンサ
で微生物膜装着直後のベースライン出力変動測定結果を
示す図
で微生物膜装着直後のベースライン出力変動測定結果を
示す図
【図４】本発明の緩衝溶液を適用したＢＯＤバイオセン
サで微生物膜装着直後のベースライン出力変動測定結果
を示す図
サで微生物膜装着直後のベースライン出力変動測定結果
を示す図
１ ： 標準液 ２ ： 洗浄液 ３ ： 検水 ４ ： 緩衝溶液 ５Ａ〜Ｃ： 電磁弁 ６Ａ、Ｂ： 送液ポンプ ７ ： エアポンプ ８ ： 恒温槽 ９ ： 熱交換器 １０ ： 微生物センサ １１ ： 溶存酸素電極 １２ ： 微生物膜（酵母菌トリコスポロン・ク
タネウム） １３ ： フローセル １４ ： 制御部 １５ ： 表示部 １６ ： 記録計 １７ ： 排水
タネウム） １３ ： フローセル １４ ： 制御部 １５ ： 表示部 １６ ： 記録計 １７ ： 排水
フロントページの続き (72)発明者 田中 良春 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 外山 文生 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 梅沢 彰 東京都新宿区東五軒町４番15号 エイブル 株式会社内 (72)発明者 金子 光範 東京都新宿区東五軒町４番15号 エイブル 株式会社内 (72)発明者 林 隆造 兵庫県尼崎市常光寺４─３─１ 王子計測 機器株式会社内 (72)発明者 橋爪 義雄 兵庫県尼崎市常光寺４─３─１ 王子計測 機器株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】校正用、洗浄用、測定用、緩衝用の溶液と
これらの溶液を貯蔵する容器、および電磁弁、送液ポン
プ、エアポンプなどで構成される試料溶液混合系と、２
枚の多孔質膜の間に微生物を固定化した微生物膜、溶存
酸素電極、フローセルから成る微生物センサ、および熱
交換器、恒温槽より成る測定系と、制御部、表示部、記
録計で成る制御出力系とで構成され、水中のＢＯＤを測
定するＢＯＤバイオセンサ測定装置において、冷蔵保存
した微生物膜を微生物センサに装着する前に、予め１５
℃以上から装置の運転温度以下の温度範囲で２４時間以
上放置すること、および、緩衝用の溶液中に微生物の増
殖を抑制する阻害剤を添加すること、により、ＢＯＤバ
イオセンサ出力を早期安定化したことを特徴とするＢＯ
Ｄバイオセンサ測定装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の装置において、微生物膜
が基質を含まない緩衝溶液で湿式冷蔵保存したことを特
徴とするＢＯＤバイオセンサ測定装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の装置において、阻害剤が
アジ化ナトリウムであることを特徴とするＢＯＤバイオ
センサ測定装置。
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|---|---|---|---|
| JP24405898A JP3664888B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Ｂｏｄバイオセンサ測定装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24405898A JP3664888B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Ｂｏｄバイオセンサ測定装置 |
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|---|---|
| JP2000074870A true JP2000074870A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3664888B2 JP3664888B2 (ja) | 2005-06-29 |
Family
ID=17113110
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24405898A Expired - Fee Related JP3664888B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Ｂｏｄバイオセンサ測定装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004037273A (ja) * | 2002-07-03 | 2004-02-05 | Oji Paper Co Ltd | 水分析方法及び装置 |
| JP2008032691A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-02-14 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 水質監視システムおよび水質監視方法 |
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| JP2010160169A (ja) * | 2010-04-21 | 2010-07-22 | Toshiba Corp | 異常水質検出装置及び異常水質検出方法 |
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| JP2013536441A (ja) * | 2010-08-23 | 2013-09-19 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | 化学的検出システムの温度制御法 |
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| KR101478222B1 (ko) * | 2012-07-31 | 2014-12-31 | 주식회사 코비 | 1종 이상의 시료를 분석하기 위한 다채널 밸브를 구비한 생물학적 산소요구량 측정 장치 및 측정 방법 |
| CN110823976A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-21 | 河南省计量科学研究院 | 微生物膜电极法bod分析仪校准方法 |
| JP2023018633A (ja) * | 2021-07-27 | 2023-02-08 | 中国科学院重慶緑色智能技術研究院 | Ｂｏｄ測定用のスマートセンサー |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102385401B (zh) * | 2006-10-18 | 2013-07-31 | 北京华夏科创仪器技术有限公司 | 微生物电极法bod速测仪用温控装置 |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP24405898A patent/JP3664888B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2013536441A (ja) * | 2010-08-23 | 2013-09-19 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | 化学的検出システムの温度制御法 |
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| US10578578B2 (en) | 2010-08-23 | 2020-03-03 | Life Technologies Corporation | Temperature control of chemical detection system |
| CN102288653A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-12-21 | 湖北博凡生物科技有限公司 | 生化需氧量bod在线测定仪及用其检测的方法 |
| KR101478222B1 (ko) * | 2012-07-31 | 2014-12-31 | 주식회사 코비 | 1종 이상의 시료를 분석하기 위한 다채널 밸브를 구비한 생물학적 산소요구량 측정 장치 및 측정 방법 |
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| CN110823976A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-21 | 河南省计量科学研究院 | 微生物膜电极法bod分析仪校准方法 |
| JP2023018633A (ja) * | 2021-07-27 | 2023-02-08 | 中国科学院重慶緑色智能技術研究院 | Ｂｏｄ測定用のスマートセンサー |
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