超短パルスレーザー/多光子イオン化法による多塩素化ダイオキシンの高感度分析

• Project/Area Number: 16750062
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 内村 智博 九州大学, 大学院工学研究院, 助手 (40346820)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2005: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2004: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: フェムト秒レーザー / 多光子イオン化法 / 飛行時間型質量分析法 / ダイオキシン / 多光子イオン化質量分析法

Research Abstract

本研究では、フェムト秒レーザーを光源として用いる多光子イオン化質量分析法により、多塩素化ダイオキシン類のイオン化・検出を実現することを目的としている。平成17年度は、本研究の主要な研究課題である多塩素化ダイオキシン類の検出について、マイルストーンとなる以下に示す実験結果を得た。
1.ダイオキシン類の高感度化を目的として、飛行時間型質量分析装置の分解能の改善を試みた。レーザーエネルギー等の最適化を行った結果、分子量112のピークにおいて分解能1500を達成し、平成16年度と比較して約3倍向上した。
2.フェムト秒レーザー及びナノ秒レーザーを用いて、1塩素化から5塩素化までのジベンゾフランのマスクロマトグラムの測定を行った。その結果、ナノ秒レーザーでイオン化した場合と比較して、フェムト秒レーザーを用いた場合、多塩素化ジベンゾフランの感度が1桁程度向上し、フェムト秒レーザーの有用性が確認された。
3.多光子イオン化質量分析法を用いたダイオキシン類の測定において、1塩素化から5塩素化までのジベンゾフラン類の質量スペクトル中のフラグメントパターンに、各同族体共通の特徴があることが確認された。
4.紫外フェムト秒レーザーを用いて5塩素化ジベンゾフラン異性体の混合物のマスクロマトグラムを測定し、そのピークの強度比を測定した。また、感度の向上を目的として装置の最適化を行い、最終的に平成16年度と比較して、検出限界が2桁以上向上した。

Research Products

• [Journal Article] Development of a Narrow-Band Tunable Picosecond Dye Laser and Its Application to Excited-State Lifetime Measurement of a Chlorinated Aromatic Hydrocarbon (2005)
  • Author(s): T.Uchimura et al.
  • Journal Title: Analytical Sciences 21/6 Pages: 693-695
  • NAID: 10016141975
• [Journal Article] An Investigation of the 266-nm Fragmentation of Polychlorinated Dibenzofurans by Resonance-Enhanced Multiphoton Ionization/Mass Spectrometry (2005)
  • Author(s): T.Uchimura et al.
  • Journal Title: Organohalogen Compounds 67 Pages: 318-320
• [Journal Article] Sensitive and Selective Analyses of Polychlorinated Dibenzo-p-dioxin/Dibenzofurans and Their Precursors by Supersonic Jet/Resonance-Enhanced Multiphoton Ionization/Time-of-Flight Mass Spectrometry (2005)
  • Author(s): T.Uchimura
  • Journal Title: Analytical Sciences 21/12 Pages: 1395-1400
• [Journal Article] A Two-Color Three-Photon Ionization Scheme for the Efficient and Selective Ionization of a Chlorinated Aromatic Hydrocarbon (2004)
  • Author(s): T.Uchimura et al.
  • Journal Title: Analytical Chemistry 76/8 Pages: 2419-2422
• [Journal Article] Measurement of Mass and Multiphoton Ionization Spectra Using Small Quantities of Dioxins and Their Surrogates (2004)
  • Author(s): T.Uchimura et al.
  • Journal Title: Organohalogen Compounds 66 Pages: 790-794
• [Journal Article] Selective Multiphoton Ionization of Coplanar Polychlorobiphenyls Using 266-nm Laser Emission by Gas Chromatography/Mass Spectrometry (2004)
  • Author(s): T.Uchimura et al.
  • Journal Title: Analytical Chemistry 76/18 Pages: 5534-5538
• [Journal Article] Generation of an ultrashort optical pulse by four-wave Raman mixing in deuterium cooled at 77 K (2004)
  • Author(s): H.Otsuka et al.
  • Journal Title: Applied Physics B 78/6 Pages: 745-751