粒子散乱蛍光装置による燃焼排出粒子中の多環芳香族炭化水素の定量分析手法の開発
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21K05152
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
三澤 健太郎 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (10431991)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 粒子分析 / 多環芳香族炭化水素 / 燃焼排出粒子 / 蛍光検出 |
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| Outline of Research at the Start |
大気中に放出される燃焼排出粒子には多環芳香族炭化水素 (PAHs) が含まれており健康影響や大気環境への影響が示唆されている。本研究では、複数のレーザーを用いてPAHsをリアルタイムで定量測定可能な粒子散乱蛍光検出手法の開発を行う。蛍光検出による粒子中のPAHsの定量分析手法を確立し、散乱検出による粒径測定を組み合わせた装置を開発する。これを用いて実大気における燃焼排出粒子中のPAHsの分析を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
紫外光吸収により可視蛍光を発する蛍光性PSL (ポリスチレンラテックス) 粒子を光信号検出チャンバーに導入し、375 nmレーザーを照射して蛍光および散乱光強度測定を行った。単分散で球形の粒径0.5、1.1、2.1 μmの粒子からの蛍光強度および散乱光強度を同時に測定したところ、蛍光強度/散乱光強度比が粒径ごとに一定値となることが示唆された。シミュレーションにより各粒径の粒子の波長375 nmに対する散乱光強度を計算し、測定された蛍光強度/散乱光強度比とかけ合わせることで蛍光強度を求めた。この蛍光強度は粒径に依存して大きくなっており実験当初は粒子の表面積に依存していると考えていたが、一方で誤差も大きく、粒子の体積に依存しているとも考えられる。この結果については投稿論文にて報告した。
蛍光分子であるNADH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)を水に溶解させネブライザーを用いて固体粒子を気中に生成した。分級装置を用いて粒径を一定にそろえた粒子粒子に375 nmレーザーを照射して蛍光および散乱光の強度測定を行った。粒径を変化させて各粒径での信号強度を測定したところ、粒径の増加ととともに各信号強度が増加した。この結果については理論的な考察と合わせて2024年度に学会発表を行う予定である。
数種類の多環芳香族炭化水素についてエタノールに溶解させネブライザーを用いて固体粒子を気中に生成した。生成した粒子に375 nm レーザーを照射して蛍光および散乱光の強度測定を行った。アントラセン、フルオランテン、ペリレン、コロネンで生成した粒子において蛍光が観測された。今後、多環芳香族炭化水素の蛍光強度の粒径依存性や蛍光波長の詳細な解析を行うことで、大気エアロゾル粒子中の多環芳香族炭化水素の定量分析への適用が期待できる。
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
