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ヘリウムラジオ波プラズマを利用した環境汚染物質測定用小型発光検出デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17510014
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 環境動態解析
研究機関首都大学東京

研究代表者

中釜 達朗  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 助教 (50244421)

研究分担者 内山 一美  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 教授 (40151899)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,860千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 360千円)
2007年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2006年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード原子発光検出 / 環境汚染物質 / ガスクロマトグラフィー / 有機硫黄化合物 / 有機リン化合物 / 有機塩素化合物 / 有機フッ素化合物
研究概要

本研究では、ラジオ波(200-300kHz)の印加で小型かつ安定なヘリウムプラズマを容易に生成できることに着目し、環境汚染物質を高感度・高選択的に検出できる小型原子発光検出(AED)デバイスを開発することを目的とした。
まず、有機硫黄化合物に高感度なAEDデバイスを開発した。測光系にアバランシェフォトダイオードモジュール(APD)を用い、干渉フィルターにより硫黄元素由来の原子発光(921-923nm)を選択的にAPDに導いた。電極内径および高圧側電極管の内径、電極間距離、印加電力および周波数、プラズマガス流量などをガスクロマトグラフ(GC)の検出器として最適化した結果、pg/secオーダーの検出感度を達成した。
次に、新たに同軸二重管型マイクロプラズマトーチを内蔵した小型・省電力型AEDデバイスを開発した。このデバイスは1W以下でプラズマの点灯が可能であり,かつ数mL/minのプラズマガスで測定が可能であった.GCに開発した検出デバイスを搭載し,測光系にCCD分光器を用いて印加電力および周波数、プラズマガス流量などを最適化した結果、有機リンおよび硫黄化合物の高感度検出に成功した。
さらに、対向同軸型マイクロプラズマトーチを内蔵した小型AEDデバイスを開発した。GCに搭載して測光系にCCD分光器を用いて印加電力および周波数、プラズマガス流量などを最適化した結果、硫黄については元素量として8pg/sec、リンについては12pg/secとさらなる高感度化に成功した。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Development of an Ultra-micro Sample Injector for Gas Chromatography Using an Ink-jet Microchip2007

    • 著者名/発表者名
      T.NISUIYAMA, T.NAKAGAMA, K.UCHIYAMA, et. al.
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 23

      ページ: 389-393

    • NAID

      10018914114

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 同軸型マイクロトーチを備えたガスクロマトグラフィー用原子発光検出器の開発と含硫黄および含リン有機化合物の検出2007

    • 著者名/発表者名
      斎藤、中釜、内山, ら
    • 雑誌名

      分析化学 56

      ページ: 729-735

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an Ultra-micro Sample Injector for Gas Chromatography Using an Ink-jet Microchip2007

    • 著者名/発表者名
      T. Nishiyama, et. al.
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 23

      ページ: 389-393

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Atomic Emission Detector for Gas Chromatography Equipped with Coaxial Micro Plasma Torch and Detection of Sulfur and Phosphorus Organic Compounds2007

    • 著者名/発表者名
      N. Saito, et. al.
    • 雑誌名

      Bunseki Kagaku 56

      ページ: 729-735

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of an Ultra-micro Sample Injector for Gas Chromatography Using an Ink-jet Microchip2007

    • 著者名/発表者名
      K. UCHIYAMA, et. al.
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 23

      ページ: 389-393

    • NAID

      10018914114

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 同軸型マイクロトーチを備えたガスクロマトグラフィー用原子発光検出器の開発と含硫黄および含リン有機化合物の検出2007

    • 著者名/発表者名
      斎藤 望, ら
    • 雑誌名

      分析化学 56

      ページ: 729-735

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ink-jet Microchip Interface between Liquid Flow and Flame-ionization Detector2006

    • 著者名/発表者名
      T.NISHIYAMA, T.NAKAGAMA, K.UCHIYAMA, et. al.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 35

      ページ: 272-273

    • NAID

      10017273215

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ink-jet Microchip Interface between Liquid Flow and Flame-ionization Detector2006

    • 著者名/発表者名
      T. Nishiyama, et. al.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 35

      ページ: 272-273

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ink-jet Microchip Interface between Liquid Flow and Flame-ionization Detector2006

    • 著者名/発表者名
      T.Nishiyama, T.Nakagama, K.Uchiyama et al.
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 35

      ページ: 272-273

    • NAID

      10017273215

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] インクジェットマイクロチップを用いるガスクロマトグラフィーのための超微量インジェクターの開発2005

    • 著者名/発表者名
      西山、中釜、内山, ら
    • 雑誌名

      分析化学 54

      ページ: 533-539

    • NAID

      110002910096

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ピコ液滴試料導入用インクジェットマイクロチップとフィンガーサイズ原子発光検出器を備えた小型元素分析システム2005

    • 著者名/発表者名
      江口、中釜、内山, ら
    • 雑誌名

      分析化学 54

      ページ: 869-875

    • NAID

      10018126680

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an Ultra-Micro Sample Injector for Gas Chromatography Using Ink-Jet Microchip2005

    • 著者名/発表者名
      T. Nishiyama, et. al.
    • 雑誌名

      Bunseki Kagaku 54

      ページ: 533-539

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Compact Elemental Analysis System Equipped with an Inkjet Microchip for Pico-Liter Droplet Injection and a Finger-Sized Atomic Emission Detector2005

    • 著者名/発表者名
      H. Eguchi, et. al.
    • 雑誌名

      Bunseki Kagaku 54

      ページ: 869-875

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] インクジェットマイクロチップを用いるガスクロマトグラフィーのための超微量インジェクターの開発2005

    • 著者名/発表者名
      西山, 中釜, 内山ら
    • 雑誌名

      分析化学 54巻6号

      ページ: 533-539

    • NAID

      110002910096

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] インクジェットマイクロチップを用いるガスクロマトグラフィーのための超微量インジェクターの開発2005

    • 著者名/発表者名
      江口, 中釜, 内山ら
    • 雑誌名

      分析化学 54巻9号

      ページ: 869-875

    • NAID

      110002910096

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Miniaturized Atomic Emission Detector Using Radio-frequency Hehum Plasma Equipped with Coaxial Micro Plasma Torch for Portable Gas Chromatography2008

    • 著者名/発表者名
      T.NAKAGAMA, K.UCHIYAMA, et. al.
    • 学会等名
      59th Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy
    • 発表場所
      New Orleans(USA)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Miniaturized Atomic Emission Detector Using Radio-frequency Helium Plasma Equipped with Coaxial Micro Plasma Torch for Portable Gas Chromatography2008

    • 著者名/発表者名
      T. Nakagama, et. al.
    • 学会等名
      59th Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy
    • 発表場所
      New Orleans(USA)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of inkjet injection and atomic emission detection devices for muuaturized gas chromatography2007

    • 著者名/発表者名
      T.NAKAGAMA, K.UCHIYAMA, et. al.
    • 学会等名
      58th Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy
    • 発表場所
      Chicago(USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] マイクロプラズマトーチを有するGC用原子発光検出デバイスの試作と検出特性(3)有機リン化合物2007

    • 著者名/発表者名
      斎藤、中釜、内山, ら
    • 学会等名
      第68回分析化学討論会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 対向同軸型プラズマトーチを備えたGC用原子発光検出デバイスの開発2007

    • 著者名/発表者名
      角川、中釜、内山, ら
    • 学会等名
      日本分析化学会第56年会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 同軸型プラズマトーチを備えた高汎用型原子発光検出デバイスの開発とGCにおける検出特性2007

    • 著者名/発表者名
      内山、中釜、内山, ら
    • 学会等名
      Separation Sciences 2007
    • 発表場所
      千葉大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Determination of chlorobenzenes using deuteriumlabeled internal standards with radiofrequency helium plasma atomic emission detector on GC2007

    • 著者名/発表者名
      T.NAKAGAMA, K.UCHIYAMA, et. al.
    • 学会等名
      9th Asian Conference on Analytical Sciences
    • 発表場所
      Jeju(Korea)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of inkjet injection and atomic emission detection devices for miniaturized gas chromatography2007

    • 著者名/発表者名
      T. Nakagama, et. al.
    • 学会等名
      58th Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy
    • 発表場所
      Chicago(USA)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Determination of chlorobenzenes using deuterium-labeled internal standards with radio-frequency helium plasma atomic emission detector on GC2007

    • 著者名/発表者名
      T. Nakagama, et. al.
    • 学会等名
      9th Asian Conference on Analytical Sciences
    • 発表場所
      Jeju(Korea)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] マイクロプラズマトーチを有するGC用原子発光検出デバイスの試作と検出特性 (3)有機リン化合物2007

    • 著者名/発表者名
      斎藤 望、ら
    • 学会等名
      第68回分析化学討論会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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