2017 Fiscal Year Annual Research Report
揮発性有機物質その場一斉分析のための超高分解能質量分析システムの開発
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16H04165
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
豊田 岐聡 大阪大学, 理学研究科, 教授 (80283828)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古谷 浩志 大阪大学, 科学機器リノベーション・工作支援センター, 准教授 (40536512)
本堂 敏信 大阪大学, 理学研究科, 招へい研究員 (90723924)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 環境計測 / マルチターン飛行時間型質量分析計 / プロトン移動反応イオン化 / 揮発性有機物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は前年度に引き続き，以下の2項目を実施した．
[1] PTRイオン源をMULTUMに取り付けるためのイオン光学系設計・製作と装置の最適化
[2] VOCsのテスト測定とPTR-MULTUMの改良
以下，詳細について述べる．
マルチターン飛行時間型質量分析計「MULTUM-S II」に，PTR（プロトン移動反応）イオン源のような大気圧に近い真空度から，差動排気系を介して高い透過率でイオンを輸送しMULTUMに導入する部分の設計・製作を行い，評価を行った．完成した差動排気・加速部をMULTUMに取り付け，本プロジェクトで試作したPTRイオン源を取り付けて評価を行ったところ，多重周回後にもイオンを検出することが可能であった．本装置では，直交加速型（OA）のイオン源を採用しつつ，MULTUM部にできる限り効率よくイオンを入射するために，直交加速部の直前にイオンを蓄積してから排出する機構を設けた．これにより感度は2桁程度向上した．
テスト実験として，まずVOCsの標準試料の測定から行った．まずはアルコールや芳香族類を導入し，MULTUM部での周回により質量分解能が向上するかを確認した．多重周回により，質量分解能1万以上を容易に達成できることを示した．つづいて，ベンゼン，トルエン，キシレンの混合標準ガスの測定を行い．測定が可能であることを確認した．さらに，拡散チューブ法などで既知濃度の標準VOCsを発生させることで感度評価を行い，1ppmvからさらに低濃度の標準ガスの測定を行い，検出限界の評価をしているところである．数百ppbの検出は可能であり，さらに高感度化するための改良を，小型化と合わせて進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
PTRイオン源をとりつけたMULTUMの開発は順調に進んでおり，性能も予定通りに出ている．ガソリン排ガスなどの実際の大気VOCsの測定には至っていないが，標準ガスの測定で十分に測定できると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後さらに小型化を進めた場合に感度不足になる可能性があるが，差動排気系の真空ポンプ系についてはポンプメーカーと打ち合わせも進めており，解決ができると考えている．
今後，大気の測定などを計画通り進めていく予定である．
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