2010 Fiscal Year Annual Research Report
液体電極プラズマの素過程の解明と高機能統合分析デバイスへの応用
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20310071
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
高村 禅 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 准教授 (20290877)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本水 昌二 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (50032826)
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / マイクロプラズマ / 環境分析 / 分析化学 / 液体電極プラズマ / 元素分析 / 発光分析 / μTAS |
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| Research Abstract |
閉じ込め式液体電極プラズマによる発光分析について工学的・学術的見地に立ったシステマティックな研究を行い、プラズマの素過程を明らかにするとともに、高感度化、高精度化、サンプルの微量化を促進する。本年度に得られた主な結果を列挙する。
1.プラズマの解明と、その最適化による高感度、高精度化:本年度は、プラズマの発生初期での、発光と電流変化についてより詳細に解析した。また流路の長さや、幅の影響を、周囲温度の影響を調べた。周囲温度の変化は、電流値の変化をもたらし、発光に影響することが分かった。内部パラメータとしてプラズマの励起温度の測定は、電圧、酸濃度、流路形状を変化させて計測し、論文発表した。本年度は、新しい試みとして、様々なサイズのナノ粒子を導入し、発光量を計測した。その結果、元素によっては、良く光り、ナノ粒子も原子化し発光させる強度があることが分かった。また、流路の材質と形状が、発光に及ぼす効果も精査され、論文発表を行った。これらの知見により、検出限界、及び精度は向上し、例えばCdにて0.5ppb程度の検出限界が得られた。
2.本法に最適な前処理法・サンプル調整法の研究:イオン会合体を用いた前処理法は、昨年に引き続き詳細にデータをとって、論文として投稿した。また、メッキ液用の前処理法を検討し、CV数%で測定できる目途が立った。前処理と発光部を直接接続し自動化する際には、発光部への導入形状が重要であることが分かった。
3.前処理を一体化した統合化チップの開発
マイクロTAS技術と融合させ、固相抽出による濃縮を一つのチップに一体化した統合化チップの開発を行った。鉛の測定を例に、濃縮、抽出、検出の動作を確認した。
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[Remarks] 中部地方発明表彰事業特別賞文部科学大臣発明奨励賞受賞『液体電極プラズマ発光元素分析法の原理』社団法人発明協会、中部経済産業局地域経済部産業技術課特許室、文部科学省、特許庁、中小企業庁、富山県、日本弁理士会2010.10.7
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[Remarks] 21th CHEMINAS奨励賞受賞、第21回化学とマイクロナノシステム研究会,2010年6月、東京
