色変化を利用した匂い判別方法の構築と光ファイバセンサシステムの開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20550080
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 井上 高教 大分大学, 工学部, 准教授 (40243969)
• Keywords: 匂い / 色変化 / センサ / 光ファイバ / 色素分子 / pH指示薬

Research Abstract

色素分子の溶媒極性による色変化を利用し、匂い成分のセンサの開発を行った。色素含有の濾紙を用いたRGB変化による判別を行い有効な色素を探索し、次にその色素を光ファイバに塗布し光強度の変化による簡易な装置の開発を行った。また同時に感度の向上のため実験装置の改良等を行った。
応答実験:作成したファイバ膜と二股型ファイバを接続し、10分間空気に曝した後、5分間におい成分に曝し、再び10分間空気に戻した。このとき各時間での光強度を測定した。BTBでは酢酸ガスで一番応答量が大きくなった。これはBTBがpH指示薬として使われている色素であるため、酸性である酢酸に対して大きな色変化を示したと考えられる。またR-dyeでは各匂い成分で応答の形が異なっていた。これはR-dyeが溶媒によって色が変わる色素であることが要因と考えられる。この2種類の色素と3種類の匂い成分による主成分分析により匂い成分の分布が確認された。
混合ガスでの応答実験を行い,その応答パターン(主成分分析のマッピング)は,それぞれの単独ガスの応答の加成性が成り立つ事を見出だし,複雑な匂いの分析への応用の糸口を見出す事が出来た.
次に,ファイバの細い径を用い,光源との接続を工夫し,操作性の向上を図った.色素膜を塗布した場所を固定するのではなく,サンプルの場所にファイバを近づけるだけで応答を確認し,再現性の確認を行った.これにより,実際の現場でも容易に使う事ができる仕様であると考えられる.