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ラジアル電気浸透ポンプを利用したマイクロガス分析システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 11640611
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 分離・精製・検出法
研究機関熊本大学

研究代表者

戸田 敬  熊本大学, 理学部, 助教授 (90264275)

研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2001年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2000年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1999年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード電気浸透ポンプ / ガス分析 / 液滴マイクロリング電極 / 硫化水素 / 二酸化硫黄 / 電気浸透流 / μTAS / 亜硫酸ガス
研究概要

本研究では,フィールドで使用可能な簡易な送液方法を開発し,それを応用した大気中の汚染物質のモニタリングを行うシステムの研究を行ってきた。当初,ラジアル電気浸透ポンプという新しい送液の概念を考案し,検討を行った。これはわずか数Vの低い電圧で電気浸透流を起こしてガスの吸収液を流すものであった。当初うまくいっているように見えたが,実際は気泡の発生で溶液が移動していただけであった。そこで10cm程度のマイクロチャネルやガス透過膜であるシリコーンメンブランチューブに数十Vの電圧を印加してガス吸収液が流れることを確認した。次に吸収液ボトルを一定高さにした重力を利用する手法や,小型のコンプレッサで吸収液ボトルの圧力を制御して一定流量の溶液を制御したりする手法を検討し,これらは非常にうまく動作することができた。そこでこういった送液を利用して種々のガス分析の手法を開発した。ひとつはマイクロキャピラリの先端にマイクロリング電極を作成し,そこに形成される液滴にガスを吸収して計測を行うもので,従来の定電位電解法に比べると極めて速い応答を得ることができた。また,コンプレッサ方式では,チューブ状のガス拡散スクラバーと固体半導体素子の組み合わせによる蛍光検出器によりバックグランドレベルまで測定が可能な非常に高感度なH_2S測定器を開発した。高感度でありながらリアルタイムに計測が可能なのも,脈流のない安定な流速が得られたからである。このシステムはバッテリーで駆動することができ,電源のない屋外で昼夜にわたりフィールド試験を行うことができた。その測定結果は,併設したリボン紙式の測定器とよい相関を示した。しかも時間分解能は本装置の方がはるかに高く,風などで急変する硫化水素濃度をリボン紙式では検出できなかったが,本装置ではすばやくキャッチすることができた。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] 戸田 敬: "亜硫酸ガスの高感度マイクロ検出器"硫酸と工業. 52. 1-6 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Toda: "A wall-jet ring disk electrode fabricated within a thin-layered micromachined cell"Journal of Electroanalytical Chemistry. 479. 57-63 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 戸田 敬: "液的マイクロリング電極による電気化学的ガス計測方法の検討"分析化学. 49. 989-995 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Toda: "Fluorometric field instrument for continuous measurement of atmospheric hydrogen sulfide"Analytical Chemistry. 73. 5716-5724 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Toda: "Measurement of atmospheric hydrogen sulfide by continuous flow fluorometry"Analytical Sciences. 18(in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Toda, H. Inoue, S. Ohira and I. Sanemasa: "High sensitive micro detector for measurement of sulfur dicxide"Ryusan to Kogyo. 52. 1-6 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Toda, S. Oguni, Y. Takamatsu and I. Sanemasa: "A wall-jet ring disk electrode fabricated within a thin-layered micromachined cell"Journal of Electroanalytical Chemistry. 479. 57-63 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Toda, M. Kitazaki and I. Sanemasa: "Amperometric gas detection using a micro-ring electrode coupled with a gas-absorbing droplet"Bunseki Kagaku. 49. 989-995 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Toda, P.K. Dasgupta, J. Li, G.A. Tarver and G.M. Zarus: "Fluorometric field instrument for continuous measurement of atmospheric hydrogen sulfide"Analytical Chemistry. 73. 5716-5724 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Toda, P.K. Dasgupta, J. Li, G.A. Taver, G.M. Zarus, S. Ohira and E.L. Loree: "Measurement of atmospheric hydrogen aulfide hy continuous flow Fluorometry"Analytical Sciences. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Toda: "Fluorometric field instrument for continuous measurement of atmospheric hydrogen sulfide"Analytical Chemistry. 73. 5716-5724 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Toda: "Measurement of atmospheric hydrogen sulfide by continuous flow fluorometry"Analytical Sciences. 18(in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 戸田敬: "液滴マイクロリング電極による電気化学的ガス計測方法の検討"分析化学. 49(12). 989-995 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 戸田敬、井上博史、大平慎一、實政勲: "亜硫酸ガスの高感度マイクロ検出器"硫酸と工業. 52(16). 1-6 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Toda,S.Oguni,Y.Takamatsu,I.Sanemasa: "A wall-jet ring disk electrode fabricated within a thin-layered micromachined cell"J.Electroanal.Chem.. 479(1). 57-63 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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