电化学分析方法、电化学分析装置以及试剂组

摘要

提供一种能够高敏感度且高精度地检测、定量来源于生物的样品中含有的镉的电化学分析方法、装置以及试剂组。一种电化学分析方法，是使用对电极（3）以及作用电极（5）以电化学方式分析来源于生物的样品中含有的镉的方法，具备提取工序，对来源于生物的样品添加具有氧化性，不与镉形成络合物的酸，从上述来源于生物的样品中提取镉。

说明书

技术领域

本发明涉及以电化学方式检测来源于生物的样品中含有的镉的方法、装 置以及试剂组。

背景技术

已知镉对人体有毒害，若镉在体内积蓄，则肾脏功能等会受到损伤。因 此，针对包括大米在内的食品中含有的镉的量设定了标准，在食品卫生法上， 糙米中规定为1ppm以下，含有标准值以上的镉时不能贩卖，全部被焚烧处 理。另外，根据粮食厅的通知，在糙米中检测出0.4ppm以上的镉的大米被全 部用作工业用途。

以往，作为分析镉的方法，已知有作为政府规定的分析法的原子吸光分 析法、ICP发光分析法、ICP质量分析法等。但是，进行这些分析的装置庞大 昂贵，且其操作也复杂。

另一方面，虽然也在进行以电化学方式分析镉的尝试（专利文献1），但 是当要分析食品中含有的镉时，在该食品中含有的有机物作为干扰因素阻碍 了高精度的分析的实现。

专利文献1：日本特开2005-49275号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够高敏感度且高精度地检测和定量 来源于生物的样品中含有的镉的电化学分析方法、装置以及试剂组。

即，本发明的电化学分析方法，是使用对电极以及作用电极以电化学方 式分析来源于生物的样品中含有的镉的方法，具备提取工序，其对来源于生 物的样品添加具有氧化性且不与镉形成络合物的酸，从上述来源于生物的样 品中提取镉。

通过使用像这样的具有氧化性且不与镉形成络合物的酸，从来源于生物 的样品提取镉，从而能够良好地分解包含于来源于生物的样品的有机物，并 且由于该酸与镉不形成络合物，因此能够高精度地进行镉的检测、其浓度的 测定。

作为上述具有氧化性且不与镉形成络合物的酸，优选使用高氯酸。在此， 在ICP发光分析法、ICP质量分析法中，虽然盐酸被用于来源于生物的样品 的预处理，但是若使用盐酸进行镉的提取，则镉从作用电极溶出时的电流峰 值变小，难以进行高精度的分析。这是因为盐酸、硫酸与镉形成络合物。

优选的是，将得到的提取液的pH值调整为3～7。更优选的是pH值为3～6 。若pH值未达到3，则镉从作用电极溶出时的电流峰值变小，难以进行高精 度的分析。另一方面，若pH值超过7，则镉发生沉淀。

优选的是，将上述提取液的pH值调整为3～7时，使用由有机酸和/或其盐 构成的缓冲剂。有机酸的羧基具有螯合效应，该羧基包裹分析镉时成为干扰 因素的铅、硒、铬、硼等金属，从而推测为防止了对镉的干扰。作为上述有 机酸，优选的是羧基在一个分子中具备1或2个，例如，可举出邻苯二甲酸、 乙酸等。另外，使用邻苯二甲酸的情况下，优选地将pH值调整为4左右，使 用乙酸的情况下，优选地将pH值调整为5左右。

在来源于生物的样品的提取液中，通常形成镉与铜的复合体，该情况下 ，在电化学分析中，检测到来源于镉和铜的复合体的电流峰值。因此，为了 使测定结果不受来源于生物的样品中的铜的含有量的影响，可以预先在来源 于生物的样品中添加铜。作为此时的铜的添加量，例如，可以添加未达到预 定基准值（例如，作为目标的来源于生物的样品中所预期铜的最大含有量） 的分量的铜，也可以以镉的测定浓度范围的3～10倍左右的浓度（大大过剩） 来添加铜。添加铜时，可以使用铜的电解质等的铜化合物。

本发明的电化学分析方法，优选的是，具备电极清洗工序，在上述作用 电极与溶液（该溶液的酸以及缓冲剂的组成以及pH值与pH值调整后的上述提 取液相同）接触的状态下，在上述作用电极施加正的电压。通过进行该电极 清洗工序，能够预先去除粘附于作用电极的有机物、重金属，因此能够进行 高精度的分析。

作为上述作用电极没有特别的限定，优选使用碳电极，其中，更优选使 用导电性金刚石电极。作为该导电性金刚石电极，例如可举出掺杂有硼、氮 、磷等的电极等，其中优选的是高浓度掺硼的掺硼金刚石电极。掺硼金刚石 电极具有电位窗口大（氧化电位和还原电位范围广），比其他的电极材料背景 电流低，对氧化还原剂的灵敏度高，与金、铂等比较，由于在电极表面难以 生成物理的吸附，因此具有难以出现氧、氢产生以外的峰值的优良的性质。 另外，掺硼金刚石电极具有优良的化学耐用性、机械耐用性、导电性、耐腐 蚀性等。更进一步，掺硼金刚石电极由于其硬度，还具有易于进行化学、物 理的清洗，易于将电极表面维持在干净的状态的优点。

另外，对于上述对电极，能够使用例如由铂、碳、不锈钢、金、金刚石、 ＳｎＯ₂等构成的电极，更进一步，使用参照电极的情况下，能够适当地使用 已知的电极，能够使用例如银氯化银电极，甘汞电极，标准氢电极，钯氢电 极等。

在本发明中，在使用的作用电极为导电性金刚石电极的情况下，在上述 电极清洗工序之后，更进一步，优选的是进行在上述导电性金刚石电极施加 负电压，使电极表面氢封端化的氢封端化工序。通过如此对导电性金刚石电 极的表面进行氢封端化处理，从而使得电极表面的灵敏度提高，能够进行高 精度的分析。

本发明的电化学分析方法，能够根据例如具有如以下结构的分析装置而 实施。即，用于以电化学方式分析来源于生物的样品中含有的镉的装置，具 备：提取装置，其对来源于生物的样品添加具有氧化性且不与镉形成络合物 的酸，从上述来源于生物的样品中提取镉；pH值调整装置，其将得到的提取 液的pH值调整为3～7；用于内置对电极和作用电极，容纳上述提取液的单元 ；施加装置，其在上述作用电极和上述对电极之间施加使镉或者其复合体电 沉积于上述作用电极的电压，然后，施加使电沉积于上述作用电极的镉或者 其复合体溶出的电压；检测装置，其检测产生于上述作用电极和上述对电极 之间的电流。如此的电化学的分析装置也是本发明的一方面。

另外，实施本发明的电化学分析方法时，为了从该来源于生物的样品中 提取镉，并且调整得到的提取液以供测定，可以使用包含具有氧化性且不与 镉形成络合物的酸、由有机酸和/或其盐构成的缓冲剂、和铜化合物的试剂组。 如此的试剂组也是本发明的一方面。

在本发明的试剂组中，具有氧化性且不与镉形成络合物的酸（A成分）、 由有机酸和/或其盐构成的缓冲剂（B成分）、和铜化合物（C成分）可以分别 作为单独的试剂制备，也可以使A成分和C成分包含于一种试剂或使B成分 和C成分包含于一种试剂。另外，作为在该试剂组含有的试剂的剂型，没有 特别的限定，可以是固态（粉末状、片剂），也可以是液态。

根据如此构成的本发明，能够良好地分解来源于生物的样品中所含有的 有机物，并且不形成与镉的络合物，因此能够高精度地进行镉的检测、其浓 度的测定。

附图说明

图1是表示本实施方式的电化学测定装置的构成的示意图。

图2是示意地表示同一实施方式的重金属离子测定装置的立体图。

图3是示意地表示同一实施方式的测定单元的结构的截面图。

图4是同一实施方式的搅拌子的立体图。

图5是同一实施方式的搅拌子的俯视图。

图6是同一实施方式的搅拌子的正视图。

图7是同一实施方式的搅拌子的右视图。

图8是示意地表示同一实施方式的搅拌子的制造方法的图。

图9是表示同一实施方式的测定单元内部的具体结构的第1示意图。

图10是表示同一实施方式的测定单元内部的具体结构的第2示意图。

图11是使用高氯酸从大米中提取镉时的伏安特性曲线。

图12是使用盐酸从大米中提取镉时的伏安特性曲线。

图13是表示保持面的变形例的示意图。

图14是表示保持面的变形例的示意图。

符号说明：

100 电化学测定装置

2 测定单元

2P 接触面

2Q 保持面

2X 内侧周面

3 对电极

4 参照电极

5 作用电极

91 搅拌子

911a 对置面

91b 外侧周面

91H 插入用通孔

911 本体部

912 叶片部

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的电化学测定装置。

本实施方式的电化学测定装置100为使用对电极、参照电极以及作用电 极的三电极方式的溶出伏安法分析例如大米等的来源于生物的样品中含有的 镉。

（装置结构）

具体地，电化学测定装置100如图1所示，具备容纳液体样品的测定单 元2，与液体样品接触设置的对电极3、参照电极4、以及作用电极5，使作 用电极5的电位改变的电位改变部6，将容纳于测定单元2的液体样品的至 少一部分与作为测定用溶液的酸性缓冲液置换的液置换机构11，检测作用电 极5以及对电极3之间的电流的电流检测部7，根据由电流检测部7检测出 的电流值计算重金属离子浓度的浓度计算部8。

另外，上述各构成要素如图2所示，容纳于罩C内，在该罩C的前面下 部设置了容纳上述酸性缓冲液的缓冲液罐T1以及容纳液体样品、使用后的缓 冲液等的废液的废液罐T2。另外，在罩C的前面上部，设置电源ON/OFF按 钮、测定开始按钮、校正按钮、清洗按钮等的操作用按钮群B以及显示测定 结果（浓度等）的显示部801。更进一步，在罩C的上部，设置了用于将液 体样品注入到上述测定单元2的样品导入部21。

首先，说明电位改变部6、电流检测部7、液置换机构11以及浓度计算 部8。

电位改变部6以及电流检测部7由恒电位仪PS构成。该恒电位仪PS在 使作用电极5的电位对于参照电极4为固定的状态下，检测作用电极5与对 电极3之间产生的电流，将该检测信号输出到具有后述的浓度计算部的功能 的计算控制装置8。

该恒电位仪PS就关于电位改变部6的功能而言，使作用电极5的电位 在重金属电沉积于作用电极5的电位，以及溶出电沉积于作用电极5的重金 属的电位之间改变。具体地，恒电位仪PS以作用电极5接触液体样品的状态， 使作用电极5的电位向负电位方向改变，供给使测定目标的重金属电沉积于 作用电极5的表面的电位，然后，以上述重金属电沉积于表面的作用电极5 与作为酸性缓冲液的邻苯二甲酸缓冲液接触的状态，将作用电极5的电位扫 描至正电位方向，供给使电沉积于作用电极5的重金属溶出的电位。

另外，恒电位仪PS就关于电流检测功能而言，检测通过上述电位改变 功能而将作用电极5的电位扫描至正电位方向时，作用电极5与对电极3之 间产生的电流。

另外，恒电位仪PS，除保持固定电位的功能之外，还具有以固定速度扫 描电位，按照固定的时间间隔以指定了的电位进行阶跃等功能。这些功能不 是必须搭载于同一台装置，例如，也可以将电位保持功能和电位扫描功能设 置于其他装置。

液置换机构11，如图1所示，具有用于将测定单元2内的液体排出到废 液罐T2的排出管路12，和从缓冲液罐T1将邻苯二甲酸缓冲液供给到测定单 元2的供给管路13。

排出管路12具有与测定单元2连接的排出管121，以及设置于该排出管 121用于将容纳于测定单元2的液体排除到外部的排出泵122。排出管121设 置为以在作用电极5表面附近开口的方式将测定单元2的底壁部2c贯通（未 图示）。另外，排出管121的下游侧与废液罐T2连接。另外，排出泵122通 过后述的计算控制装置8对其工作时间等进行控制。

供给管路13具有连接于测定单元2的供给管131、以及设置于该供给管 131用于将容纳于缓冲液罐T1的邻苯二甲酸缓冲液供给到测定单元2的供给 泵132。供给管131与对电极3以及参照电极4同样地，在测定单元2的侧 壁部2b以朝向作用电极5的方式倾斜插入固定（未图示）。另外，供给管131 的上游侧与缓冲液罐T1连接。另外，供给泵132通过后述的计算控制装置8 对其工作时间等进行控制。

该液置换机构11通过计算控制装置8被控制，以将容纳于测定单元2的 液体样品在至少保持对电极3以及作用电极5与液体样品接触的液量的状态 下，进行液体置换。具体地，液置换机构11的排出泵122以及供给泵132通 过计算控制装置8被控制，以将容纳于测定单元2的液体样品分成多次与作 为测定用溶液的邻苯二甲酸缓冲液进行置换。例如，液置换机构11将液体样 品例如每次一半一半地与邻苯二甲酸缓冲液分多次（例如4次左右）进行置 换。作为置换方法，将容纳于测定单元2的液体样品通过排出管路12排出一 半之后，通过供给管路13供给与排出量相当量的邻苯二甲酸缓冲液。如此例 如反复数次。另外，也可以同时进行液体样品的排出以及邻苯二甲酸缓冲液 的供给。

计算控制装置8是取得由恒电位仪PS检测的检测信号，进行重金属离 子的检测以及浓度测定的装置。具体地，计算控制装置8是具备CPU、存储 器、输入输出通道、显示器等输出装置801、A/D变换器、D/A变换器等的通 用以及专用的装置，上述CPU以及其周边机器通过在上述存储器的预定区域 存储的测定用程序协作工作，从而执行后述的测定程序。另外，计算控制装 置8，结构上不必为一体，也可以通过有线或者无线分割为多个机器。

接着，说明测定单元2、设置于该测定单元2的电极群3～5以及设置于 该测定单元2的搅拌机构9。

测定单元2，如图3所示，为在内部形成液体样品的容纳空间2S的装置， 在其上壁部2a形成用于导入液体样品的样品导入部21。

另外，在测定单元2的侧壁部2b，对电极3以及参照电极4以朝向下侧 （底壁部2c侧）的方式倾斜插入固定。更进一步，在测定单元2的底壁部2c 作用电极5以在容纳空间2S露出的方式被固定。

这里，就有关本实施方式的电极群3～5而言，对电极3为例如铂电极， 参照电极4为例如银-氯化银电极，作用电极5为高浓度掺硼的掺硼金刚石（导 电性金刚石）电极。

对电极3以及参照电极4，如前所述，在测定单元2的侧壁部2b以朝向 设置于测定单元2的底壁部2c的作用电极5的方式倾斜插入固定。如此，对 电极3以及参照电极4在测定单元2的侧壁部2b以朝向作用电极5的方式倾 斜插入固定，因此这些电极3、4能够被配置为不干扰周围结构。另外，对电 极3以及参照电极4被插入后述的搅拌子91的插入用通孔91H内，这些电 极3、4的前端部靠近作用电极5的电极表面5a。

另外，作用电极5是在测定单元2的底壁部2c以使电极表面5a在容纳 空间2S露出的方式设置的平板状电极。该作用电极5被设置为堵塞在底壁部 2c形成的开口部，据此，形成电极表面5a在容纳空间2S露出的结构。另外， 在底壁部2c和作用电极5或者保持该作用电极5的保持部件（未图示）之间， 设置例如O型环等的密封部件，用于使容纳于测定单元2的液体样品不从缝 隙漏出到外部。

设置于上述测定单元2的搅拌机构9，如图1所示，具有容纳于测定单 元2的容纳空间2S内的搅拌子91、用于使该搅拌子91通过磁力而旋转的磁 力操动机构92。另外，磁力操动机构92被设置在测定单元2的底壁部2c的 下侧，具体地，被设置在作用电极5的下侧。

搅拌子91，如图4～图7所示，为例如PTFE等的氟系树脂制成，具有呈 圆筒状的本体部911和在该本体部911的轴方向的一方的开口端部911p连续 形成，沿着轴方向延伸的多个叶片部912。另外，由于搅拌子91为氟系树脂 制成，因此为耐污染的结构。另外，虽然未图示，在搅拌子91中，本体部 911的另一方的开口端部911q的径向外侧的角部以及叶片部912的前端部的 角部等，被实施了倒角加工（R倒角加工）成为带圆角的形状。据此，搅拌 子91成为易于旋转的结构。

本体部911的轴方向的另一方的开口端部911q具有在被容纳于测定单元 2的状态下，与作用电极5的电极表面5a对置的对置面911a。该对置面911a 是由本体部911的另一方的开口端部911q的开口端面形成的呈圆环状的面。

如此，由于本体部911呈圆筒状，在搅拌子91的旋转中心部，形成用于 插入对电极3以及参照电极4的插入用通孔91H（参照图5）。该插入用通孔 91H是截面呈圆形的孔。如此，由于是截面呈圆形的孔，在搅拌子91为旋转 状态下，能够使插入对电极3以及参照电极4的插入空间尽可能地大。

多个叶片部912在本体部911的一方的开口端部911p的圆周方向等间隔 地形成。本实施方式中，形成2个叶片部912，其被设置为在本体部911的 一方的开口端部911p的径向对置。另外，多个叶片部912是相互为同一形状 的部件。各叶片部912的朝向圆周方向的端面912x作为搅拌容纳于容纳空间 2S的液体样品的搅拌面发挥功能（参照图4以及图5）。更进一步，叶片部 912的外侧面912m是与上述本体部911的外侧周面911m连续的同一面。

另外，在搅拌子91的本体部911，多个磁铁913被内置于内部。考虑到 搅拌子91整体的重量平衡，多个磁铁913被轴对称地设置于本体部911的圆 周方向上未形成叶片部912的部分（参照图5）。具体地，在本体部911的对 置壁911s、911t分别地设置多根呈棒状的磁铁913（图5中，在各对置壁911s、 911t各设置3根）。内置于各对置壁911s、911t的棒状磁铁913沿着本体部 911的轴方向被设置（参照图6及图7）。设置于一方的对置壁911s的多根棒 状磁铁913构成为轴方向一方侧（叶片部912侧）为N极，轴方向的另一端 侧（对置面911a侧）为S极。另外，设置于另一方的对置壁911t的多根棒状 磁铁913构成为轴方向一方侧（叶片部912侧）为S极，轴方向的另一端侧 （对置面911a侧）为N极。

对于如此构成的搅拌子91，在磁力操动机构92的旋转体中，在与上述 一方的对置壁911s对应的部分设置搅拌子91侧为N极的磁铁，在与上述另 一方的对置壁911t对应的部分设置搅拌子91侧为S极的磁铁。根据如此构 成的磁力操动机构92，在旋转搅拌子91时，以搅拌子91的磁铁913被吸引 到旋转体的磁铁的状态（即，搅拌子91的对置面911a被压到后述的接触面 2P的状态）旋转。如此，搅拌子91被吸引至旋转体，对置面911a以在接触 面2P滑动的方式旋转，因此能够使搅拌子91的旋转稳定。

另外，搅拌子91的对置面911a，即，在本体部911的轴方向的另一方 的开口端部911q，形成了用于向上部放出气泡的1个或者多个凹部914。该 凹部914是在本体部911的另一方的开口端部911q的内侧周面以及外侧周面 开口的部分。本实施方式中，在本体部911的另一方的开口端部911q的圆周 方向等间隔地形成，考虑到搅拌子91的重量平衡，形成于叶片部912的下方 （参照图6）。

简单说明该搅拌子91的制造方法。如图8所示，将呈圆筒状的加工前部 件900的轴方向一端侧的相互对置的侧壁部901、902分别以从与轴方向垂直 的方向观察时轴对称地大致呈L字状地切除的方式切削。据此，形成本体部 911以及叶片部912。另外，通过在上述加工前部件900的轴方向的另一端侧 的开口端部形成凹部，从而形成释放气泡用凹部914。更进一步，通过端铣 刀等切削用于将磁铁913埋设于本体部911的埋设孔。将磁铁913嵌入到该 埋设孔。实施了如此加工之后，通过在加工后部件实施前述的R倒角加工形 成搅拌子91。另外，也可以在埋入磁铁913之前实施R倒角加工。

如图9以及图10所示，本实施方式的测定单元2具备搅拌子接触面2P （以下称作接触面2P）和保持面2Q。接触面2P与对置于电极表面5a的搅 拌子91的对置面911a接触，使该对置面911a从电极表面5a分离。保持面 2Q是在与该接触面2P的不同位置形成，是搅拌子91中的与对置面911a不 同的面沿着其旋转的面，用于保持搅拌子91的旋转姿势。

接触面2P是为了使搅拌子91的对置面911a不与电极表面5a接触而支 持的面。该接触面2P是从作用电极5的电极表面5a朝电极表面5a所面向的 方向（上方向）分离形成的呈圆环状的平面，载置搅拌子91。具体地，接触 面2P在作用电极5的电极表面5a的上部，形成在从测定单元2的内侧周面 2x向径向内侧突出而形成的呈圆环状的突出部22。具体地，由突出部22的 与作用电极5相反侧的平面（上表面）形成。

如上所述，在这样的接触面2P中，搅拌子91被吸引于磁力操动机构92， 搅拌子91的对置面911a以被压到接触面2P的状态旋转。据此，对置面911a 以在接触面2P滑动的方式旋转，因此能够使搅拌子91的旋转稳定，能够使 根据搅拌子91在电极表面5a产生的液体样品的对流固定。

保持面2Q是将搅拌子91的旋转轴对于电极表面5a大致固定，保持搅拌 子91的旋转姿势的面。该保持面2Q是在测定单元2内部的接触面2P（突出 部22）的上侧形成的呈圆筒状的面。该保持面2Q的中心轴与搅拌子的旋转 中心轴大致一致。具体地，保持面2Q由测定单元2的呈圆筒状的内侧周面 2x形成。该保持面2Q与搅拌子91的本体部911的外侧周面911m的大致整 体间隔若干间隙对置形成。另外，本体部911的外侧周面911m与保持面2Q 之间的间隙，优选为在能够确保搅拌子91的旋转的程度而尽可能小，例如 0.5mm左右。根据该保持面2Q，能够防止搅拌子91在旋转开始时或者旋转 途中上下反转，抑制搅拌子91的旋转轴的振动，或者使旋转轴的振动的振幅 减小，能够大致固定地保持搅拌子91的旋转姿势。因此，能够使搅拌子91 的旋转稳定，能够使根据搅拌子91在电极表面5a产生的液体样品的对流大 致固定。

另外，在本实施方式中，本体部911的外侧周面911m和叶片部912的 外侧面912m为同一面，保持面2Q构成为对置于叶片部912的外侧面912m （参照图10）。据此，搅拌子91旋转时，由于叶片部912的外侧面912m也 沿着保持面2Q（测定单元2的内侧周面2x）旋转，因此能够大致固定地保 持搅拌子91的旋转姿势。

（镉的分析方法）

接着，说明使用电化学分析装置100通过溶出法分析镉的方法。

1.提取液调制工序

以下，举例说明以大米作为来源于生物的样品的情况。首先，将大米粉 碎得到米粉。接着，将得到的米粉溶解于高氯酸，一边分解有机物一边提取 镉。通过对得到的提取液实施吸引过滤从而去除残渣。更进一步，在吸引过 滤后的提取液添加邻苯二甲酸氢钾和氢氧化钠，将pH值调整为4.0左右作为 供镉测定用的提取液。

需要说明的是，在大米的提取液中，镉通常形成与铜的复合体。在镉形 成和铜的复合体的情况下，溶出工序时有时会观测到由镉和铜的复合体造成 的电流峰值，以及由镉单体造成的电流峰值，为了便于分析，优选为仅检测 一种由镉造成的电流峰值。另外，对于镉单体与镉和铜的复合体，电化学分 析的检测灵敏度不同。因此，为了使检测灵敏度一致，便于分析结果的讨论， 对于将镉作为与铜的复合体检测，在大米的提取液中的铜浓度达不到基准浓 度（例如，为预想最高浓度4ppm）的情况下，可以在提取液添加不足分量的 铜来补充铜，另外，也可以以预想的镉浓度的3～10倍左右的浓度来添加大大 过剩的铜（例如，针对镉浓度为50ppb的情况，以使浓度成为200～400ppb的 方式添加铜），将镉作为与铜的复合体检测出来。在此，在上述提取液添加铜 时，能够使用CuCl₂等的铜化合物。该铜化合物，可以单独地添加到提取液， 也可以与高氯酸一起添加，或者与邻苯二甲酸氢钾一起添加。

2.电极处理工序

通过用户操作电源ON/OFF按钮，计算控制装置8使电化学分析装置100 的主电源成为ON。其后，通过用户按下电极处理按钮，计算控制装置8进行 测定装置内，具体地，进行测定单元2的电极处理控制。该电极处理工序为， 首先，使用液置换机构11的供给管路13，将提取镉时所用的液体，例如高 氯酸、邻苯二甲酸氢钾、以及氢氧化钠的浓度以及pH值与提取液相同的邻 苯二甲酸缓冲液供给到测定单元2内，并且一边通过磁搅拌机构9搅拌供给 的邻苯二甲酸缓冲液，一边在导电性金刚石电极5按预定时间施加正电压（例 如，施加60秒钟+3.5V的电压），进行去除在导电性金刚石电极5粘附的有 机物和重金属的电极清洗处理。接着，在导电性金刚石电极5按预定的时间 施加负电压（例如，施加5秒钟的-3.5V电压），进行导电性金刚石电极5的 表面的氢封端化处理。接着，从液置换机构11的排出管路12排出该邻苯二 甲酸缓冲液，从而完成电极处理工序。

3.提取液注入工序

上述电极处理工序完成后，用户使设置于罩C上部的样品导入部21的 开闭盖移动至开放位置，从样品导入部21注入提取液。然后，用户按下测定 开始按钮，计算控制装置8接收测定开始信号开始镉的测定。需要说明的是， 这时，通过检测对电极3、导电性金刚石电极5以及参照电极4是否与提取 液接触的液体传感器（未图示）取得检测信号，计算控制装置8判断电极群 3～5是否与提取液接触。若判断为接触，则进入到以下的测定工作，若未接 触，则进行错误显示等的报告。

4.电沉积工序

计算控制装置8向恒电位仪PS输出电沉积开始信号。据此，恒电位仪 PS使导电性金刚石电极5的电位变动至负电位的方向，使该导电性金刚石电 极5的电位成为比镉的还原电位还要低的电位（例如，-1.0V），使镉电沉积 于导电性金刚石电极5的表面5a。在此，在镉与铜形成复合体的情况下，可 以使镉和铜的复合体电沉积于导电性金刚石电极5的表面5a。该情况下，可 以使电沉积电位为-0.8V左右。将导电性金刚石电极5的电位比上述还原电位 低的状态保持预定时间（例如，10分钟）之后完成该电沉积工序。

5.液置换工序

上述电沉积工序后，恒电位仪PS将导电性金刚石电极5的电位以比上 述还原电位低的状态保持固定。该状态下计算控制装置8通过控制液置换机 构11将测定单元2内的提取液与邻苯二甲酸缓冲液分为多次置换。本实施方 式中，容纳于测定单元2的提取液通过排出管路12排出一半之后，通过供给 管路13供给与排出量相当的量的邻苯二甲酸缓冲液。通过多次进行该工作 （例如4次左右）将提取液置换为邻苯二甲酸缓冲液。如此，液置换工序中 通过将导电性金刚石电极5的电位以比上述还原电位低的状态保持固定，能 够防止电沉积于电极5的镉在液置换工序中溶出。在此，提取液的排出量以 及邻苯二甲酸缓冲液的供给量可以分别基于排出时间以及供给时间进行规 定。

6.溶出工序（电流检测工序）

通过上述液置换工序将测定单元2内置换为邻苯二甲酸缓冲液之后，计 算控制装置8，向恒电位仪PS输出溶出开始信号。据此，恒电位仪PS将导 电性金刚石电极5的电位扫描至正电位方向，具体地，扫描至比镉的还原电 位高的电位（例如，+1.0V），将镉和铜的复合体溶出至邻苯二甲酸缓冲液。

一旦镉和铜的复合体溶出，与此伴随的，在导电性金刚石电极5与对电 极3之间产生电流。由镉和铜的复合体造成的电流，在本反应系统中在+0.35V 附近产生，该电流（电信号）被传送到恒电位仪PS，进行各电极的信号的控 制、检测。这里，由恒电位仪PS检测的信号被发送到计算控制装置8。从液 置换机构11的排出管路12排出邻苯二甲酸缓冲液，从而完成溶出工序。

图11表示由该溶出工序得到的伏安特性曲线的一例。图11所示的伏安 特性曲线中，在-0.35v附近观察到的电流峰值来源于镉和铜的复合体，在 0.25V附近观察到的电流峰值来源于铜单体。另外，在图11所示的伏安特性 曲线中可知随着镉的浓度变高，电流的峰值也变高。

另一方面，图12表示在调制提取液时使用的酸为盐酸的情况下得到的伏 安特性曲线的一例。在调制提取液时使用盐酸的情况下，未被分解的残留有 机物成为干扰因素，另外，由于镉与盐酸形成络合物，如图12所示，来源于 镉的电流峰值（-0.6V附近）不明显，从而不能被高灵敏度的检测。

7.关系线制作工序

本实施方式中，为使用标准添加法分析镉浓度，使用在提供到上述的电 沉积工序～溶出工序的提取液中进一步添加浓度已知的镉标准样品而成为预 定浓度（例如50ppb）的样品，进行与上述同样的电沉积工序～溶出工序，制 作镉浓度与电流值或者电荷量的关系线。

8.镉浓度计算工序

计算控制装置8将得到的电流值或者电荷量与制作的镉浓度与电流值或 者电荷量的关系线对比，计算提取液的镉浓度。这时，根据从作为实测值的 电流值或者电荷量减去预先仅用邻苯二甲酸缓冲液测定了的基础电流值或者 基础电荷量而得的差分电流值或者差分电荷量计算镉浓度，从而能够较高精 度地计算镉浓度。如此计算的镉浓度被显示于设置在罩C的前表面的显示部 801。

9.后电解工序

电位的扫面结束后的一段时间，通过将导电性金刚石电极5的电位保持 在+1.0V，从而使电沉积了的镉、铜全部溶出，能够使导电性金刚石电极5再 生恢复到测定前的状态。通过如此再生导电性金刚石电极5，能够重复使用 同一电极。在此，导电性金刚石电极5的再生，并不只是通过固定电位的保 持，也可以通过进行宽域电位重复扫描来实现。

10.废液工序

上述后电解工序之后，计算控制装置8通过控制液置换机构11的排出管 路12的排出泵122，将测定单元2内的测定后溶液排出到废液罐T2。该废液 工序结束后，进行测定单元的清洗，将电源设为OFF。

（本实施方式的效果）

根据如此构成的本实施方式的电化学测定装置100，具有接触面2P，该 接触面2P使作用电极5的电极表面5a与搅拌子91的对置面911a分离，因 此能够构成为搅拌子91不与作用电极5接触，作用电极5不会由搅拌子91 而造成损伤，形成于作用电极5的电极表面5a的双电层也不会被扰乱。据此， 能够提高电化学测定的稳定性。

另外，具有用于保持搅拌子91的旋转姿势的保持面2Q，因此不用担心 搅拌子91在旋转过程中改变姿势，产生与作用电极5接触或者不能旋转等的 旋转故障，能够使搅拌子91的旋转速度、旋转位置稳定，能够使搅拌子91 的旋转稳定。据此使搅拌子91的旋转稳定，从而能够使在作用电极5的电极 表面5a的液体样品的对流大致固定，能够提高电化学测定的稳定性。

不仅如此，根据本实施方式的镉分析方法，使用高氯酸从大米等来源于 生物的样品提取镉，从而能够不形成镉的络合物而分解包含于来源于生物的 样品的有机物，能够高精度地进行镉的检测和/或其浓度的测定。

另外，本实施方式中，使用邻苯二甲酸氢钾作为缓冲剂，从而在测定镉 时，作为干扰因素的铅、硒、铬、硼等的金属被羧基包裹，其结果，推测为 防止了对镉的干扰。

更进一步，在本实施方式中，通过进行包括电极清洗处理和氢封端化处 理的电极处理工序，从而预先去除了粘附于作用电极的有机物、重金属，修 整导电性金刚石电极的表面，从而能够进一步提高分析精度。特别地，认为 在本实施方式中，在邻苯二甲酸缓冲液中进行电极清洗处理从而由柯尔贝反 应生成CO自由基，这能有效的进行有机物的分解、去除。

另外，本发明不限于上述实施方式。

例如，也可以在搅拌子的呈圆筒状的本体部内，形成叶片部。该情况下， 存在插入用通孔91H的开口尺寸变小的隐患，但是能够使搅拌子91的轴方 向尺寸变小。

另外，上述实施方式的保持面2Q由测定单元2的内侧周面2x形成，如 图13所示，也可以设置在测定单元2的内侧周面2x以及搅拌子91的外侧周 面911m之间设置的、其内侧周面10x为保持面2Q的间隔部件10。该间隔 部件10为呈与轴方向垂直的截面具有相等截面形状的圆筒状的部件。在此， 也可以通过形成从该间隔部件10的内侧周面10x向径向内侧突出的环状突出 部，从而成为具有接触面2P的装置。

更进一步，在上述实施方式中，搅拌子91是具有插入用通孔91H的装 置，但也可以是不具有插入用通孔91H的装置。该情况下，不能将对电极3 以及参照电极4从搅拌子91的上部向作用电极5侧插入，但是也可以是例如， 使接触面2P（突出部22）和作用电极5的距离比上述实施方式大，将对电极 3以及参照电极4从突出部22和作用电极5之间的侧壁插入到容纳空间2S 内，构成为使对电极3以及参照电极4位于作用电极5的电极表面5a的附近。

而且，上述实施方式的保持面2Q是以包围搅拌子91的旋转中心轴的方 式形成的呈圆筒状的面，如图14所示，也可以是构成为以对置于上述接触面 2P的方式形成，与上述接触面2P可旋转地夹持搅拌子91。作为该保持面2Q， 也可以考虑为例如与搅拌子91的上表面接触的呈圆环状的平面。该保持面 2Q与上述接触面2P同样地，由从测定单元2的内侧周面2x向径向内侧突出 的环状突出部23的下表面形成。在此，图14表示了使用棒状的搅拌子91的 情况，也可以如上述实施方式那样，为具有插入用通孔91H的搅拌子。

而且，在上述实施方式中，是具备作用电极5、对电极3以及参照电极4 的由三电极法进行测定的装置，但也可以是仅具备作用电极5以及对电极3 的由二电极法进行测定的装置。虽然三电极法能够控制施加于作用电极5和 对电极3之间的电压的绝对值，因此能够进行精度以及灵敏度高的测定，但 是根据二电极法，使用的电极仅为作用电极5以及对电极3的二电极，因此 能够使测定单元2的构造简单化、小型化。

在上述实施方式的镉分析方法中，作为用于镉浓度计算的关系线的制作 方法，不限于标准添加法，在提取液中的铜浓度低的情况下，也可以使用检 量线法预先制作镉浓度和电流值或者电荷量的关系线。

更进一步，上述实施方式的电化学测定装置也可以应用于测定在液体样 品中含有的Cu、As、Cd、Zn等的重金属离子中的任一种或者多种的成分。

在上述实施例的镉分析方法中，虽然通过进行液置换工序从而能够得到 噪声小的信号，但是也可以不进行液置换工序来测定镉等的重金属离子。

另外，本发明不限于上述的实施方式，只要不脱离本发明的精神的范围， 就可以进行各种各样的变更。