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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

研究課題

研究課題/領域番号 16H04165
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 分析化学
研究機関大阪大学

研究代表者

豊田 岐聡  大阪大学, 理学研究科, 教授 (80283828)

研究分担者 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)
研究協力者 石原 盛男  
青木 順  
河居 伸哉  
松岡 久典  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード可搬型超高分解能質量分析計 / プロトン移動反応イオン化 / 揮発性有機化合物 / VOCs / 網羅分析 / 環境計測 / マルチターン飛行時間型質量分析計 / 揮発性有機物質 / 揮発性有機物質計測
研究成果の概要

揮発性有機化合物(VOCs)を,直接かつ網羅的に測定するため,VOCs分子を壊すことなくソフトイオン化できるプロトン移動反応(PTR)イオン化法と,唯一の小型超高分解能質量分析計であるマルチターン飛行時間型質量分析計(MULTUM)とを組み合わせた新しい質量分析計(PTR-MULTUM)を開発した.まず従来サイズの差動排気システムを用いた実験室設置型を開発し,イオン輸送・蓄積技術などを用いることで検出感度32 ppbv(キシレン,1000回/20秒積算)と24200の高い質量分解能を達成した.続いて更に小型化したPTR-MULTUMの開発を進め,質量分析を行う前段階まで開発を完了させた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

揮発性有機化合物(VOCs)は,地球的な環境問題となっているPM2.5やオキシダントの原因物質であるが,ごくわずかしか同定されていない.本研究で開発したPTR-MULTUMは,従来の分析法では測定できていない未同定VOCsなども含めて,VOCsを一括して直接測定するために必要な,高い質量分解能を持っていることが示されており,更なる小型化や高感度を進めることで,VOCsの一括直接網羅分析が可能となると期待され,PM2.5・オキダントといった環境問題解決の重要なVOCs分析ツールとなると期待される.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] 清華大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Instrumentation and Method Development for On-Site Analysis of Helium Isotopes2017

    • 著者名/発表者名
      Jensen Kirk R.、Hondo Toshinobu、Sumino Hirochika、Toyoda Michisato
    • 雑誌名

      Anal. Chem.

      巻: 89 号: 14 ページ: 7535-7540

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.7b01299

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 揮発性有機化合物の一括直接測定のためのプロトン付加反応イオン源を用いたマルチターン飛行時間型質量分析の開発2018

    • 著者名/発表者名
      河居伸哉,長尾博文,古谷浩志,豊田岐聡
    • 学会等名
      Mass Spectrometry and Proteomics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 質量分析の最前線2018

    • 著者名/発表者名
      豊田岐聡
    • 学会等名
      ミューオンによる非破壊分析の可能性
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大阪大学での中国大気汚染分析に対する取り組み2018

    • 著者名/発表者名
      古谷浩志
    • 学会等名
      第3回中国大気汚染分析に関する日中合同研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ジオミクス:先端質量分析技術で切り拓く生態圏惑星科学2017

    • 著者名/発表者名
      豊田岐聡
    • 学会等名
      第十一回国際セミナー「現代中国と東アジアの新環境:史料・認識・対話」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一微粒子質量分析計で探る中国PM2.5大気汚染2017

    • 著者名/発表者名
      古谷浩志,紀本岳史,豊田岐聡
    • 学会等名
      第十一回国際セミナー「現代中国と東アジアの新環境:史料・認識・対話」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチターン飛行時間型質量分析計で切り拓くオンサイトマススペクトロメトリー2016

    • 著者名/発表者名
      豊田岐聡
    • 学会等名
      第76回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Using Simultaneous Waveform Averaging and Ion Counting Techniques to Expand the Quantitative Measurement Range in a Time-of-Flight Mass Spectrometer2016

    • 著者名/発表者名
      Toshinobu Hondo, Yuki Miyada, Yosuke Kawai, Kentaro Terada, Michisato Toyoda
    • 学会等名
      The 64th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 北京市のPM2.5の連続分析2016

    • 著者名/発表者名
      豊田岐聡
    • 学会等名
      第十回国際セミナー(現代中国と東アジアの新展開)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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