2013 Fiscal Year Annual Research Report
オンサイト気化-質量分析によって水圏／気圏間の物質移動をはかる
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25288068
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
戸田 敬 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (90264275)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大平 慎一 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (60547826)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 気圏水圏 / フラックス / ジメチルスルフィド / 質量分析 |
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| Research Abstract |
海洋など水圏由来の揮発性化学物質の，気圏／水圏界面における物質移動の推移を把握できるシステムや手法を確立し，物質移動の挙動の解明につなげることを目的としている。そのためには，水相と気相の双方における物質濃度を同時に測定する必要があり，同時分析を達成するため，溶存物質の気化－導入インターフェースの検討，ソフトイオン化質量分析の導入をすすめた。
○ 溶存物質の気化－導入インターフェースの検討： microchannel vapor extractor (MVE)を開発し，溶存物質を連続的に気相へ導入する評価試験を行った。MVEはハニカム型のマイクロチャネルをガス透過膜で覆ったもので，大きな比揮発面積を持つ。ここにDMSなど揮発性有機化学物質を含む試料水を導入すると，膜を介した気相部に効率的・定量的に取り出すことができた。
○ ソフトイオン化質量分析計の導入： 当初，プロトン移動反応に基づくイオン化によって質量分離測定を行うPTR-MSを計画していたが，より広範囲の成分に対応できるよう水銀，キセノンなどによりイオン化を行うソフトイオン化質量分析計（SI-MS）を導入した。HCHO, DMS, H2S, NH3などを対象としてSI-MSの特性を測定し，ppbvレベルの気体分析が可能なことを確認した。本装置と先のMVEを組み合すことにより，微量の水中溶存物質をリアルタイムに測定することができるようになった。また，気相を直接SI-MSへ導入することにより気相中の化学物質濃度をモニタリングできるので，気相，水相双方の濃度を同時定量することが可能になった。この濃度バランスから物質移動すなわちフラックス量を求めることができる。
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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
当初予定していたマイクロチャネル気化器の試作・評価とソフトイオン化質量分析計の導入は予定通り進められた。また，さらに気相・液相同時分析システムの開発についてもプロトタイプを試作し，模擬水槽で評価実験を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度は，気液同時分析のマニホールドとSI-MSはそれぞれ別々に個々の評価を行っただけなので，26年度は，これらを組み合わせた連続同時分析システムを確立する。また実験室内の模擬チャンバーにて，評価実験をすすめていくが，手始めにジメチルスルフィド（DMS）をターゲットに評価を行う。さらに生物由来でありDMSの前駆物質となるジメチルスルフォニオプロピオン酸（DMSP）によるDMSの生成や液／気界面におけるDMSのフラックスを求める模擬実験を行う。次にプランクトンを培養し，プランクトンの活性や環境変化によるフラックスの変動などを解析していく。また，模擬チャンバーではなく，実際の海面などの開放系でのモデル化を含めて自然環境でのフラックスの換算法について検討していく。
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[Journal Article] In situ oxygenous functionalization of graphite electrode for enhanced affinity towards charged species and reduced graphene oxide mediator2014
Author(s)
Mohammad Razaul Karim, Yukino Ikeda, Takato Ide, Shotaro Sugimoto, Kei Toda, Yusuke Kitamura, Toshihiro Ihara, Takeshi Matsui, Takaaki Taniguchi, Michio Koinuma, Yasumichi Matsumoto, and Shinya Hayami
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Journal Title
New Journal of Chemistry
Volume: 38
Pages: 2120-2127
DOI
Peer Reviewed
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