| 研究課題/領域番号 |
24K03095
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分63040:環境影響評価関連
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| 研究機関 | 独立行政法人労働者健康安全機構労働安全衛生総合研究所 |
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研究代表者 |
高谷 一成 独立行政法人労働者健康安全機構労働安全衛生総合研究所, 環境計測研究グループ, 主任研究員 (20804298)
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| 研究分担者 |
的場 史朗 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 専門技師 (80535782)
酒井 康弘 東邦大学, 理学部, 教授 (90235127)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2026年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2025年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2024年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
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| キーワード | イオン移動度分析 / イオン付着法 / リアルタイム分析 / RFカーペット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，イオン移動度分析技術にイオン付着法技術とイオン集束技術を組み合わせることでリアルタイムかつ網羅的に環境中の多成分化学物質を分析することができる全く新しい可搬型の分析技術の開発を行う．我々はこれまでの研究において，一般的には困難とされてきたイオン移動度分析技術による高濃度化学物質をリアルタイムに定量化する手法の開発に成功してきた．この技術をイオン集束技術と大気圧下イオン付着法を組み合わせてさらに発展させることにより，新しいコンセプトの作業環境中の化学物質をリアルタイムで定性・定量可能な分析技術を開発する．
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| 研究実績の概要 |
我々は、イオン付着法(Ion Attachment method : IA)技術 にイオン移動度分析(Ion Mobility Spectrometry : IMS)技術とイオン集束技術を組み合わせることで、リアルタイムかつ網羅的に空気中の多成分化学物質を分析する可搬型の装置開発を目指して研究を行った。現在主流の分析技術では瞬間的な濃度を測定することは難しいため、リアルタイム測定可能な新しい分析技術の開発が必要である。
IMS装置は質量分析計と異なり，真空装置を必要としないため大気圧下での測定を行うことができる。つまり装置は、真空ポンプという重たく大きな装置を必要とせず、装置の小型化、可搬型につながり、作業現場での測定を可能にする。しかし現在広く利用されているIMS装置は、イオン化法の影響により環境条件（温度や湿度など）に大きく依存する。そこで本研究では、イオン化方法として、リチウムイオンを用いたイオン付着法を導入した。イオン付着法はフラグメントフリーオン化法なので、従来の可搬型IMS装置が単一既知物質の定性・定量のみが可能であるのに対して、多成分混合気体の分析も短時間で容易に行うことが可能になる。
本研究では今年度、イオン付着型イオン移動度分析装置の開発に向けた基礎研究として，温湿度の違いが化学物質濃度の測定にどの程度影響されるのかを探ることを目的とした。リチウムイオン源を用いたイオン付着法とコロナ放電を用いた大気圧イオン化法の2種類を用いて、温湿度が異なる条件下でさまざまな化学物質濃度ごとのドリフト時間スペクトルを測定した。その結果の比較から，イオン付着法の方が大気圧イオン化法よりも温度や湿度による影響が小さいことがわかり、イオン付着法の優位性のひとつを示すことができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画していた，IAイオン源の開発および性能評価，IMS装置のイオン株の改良，IA-IMS装置の動作確認についてすべて予定通り達成することができた．
イオンカーペット開発についても順調に進んでおり，計画通り，令和7年度に導入できる見込みである．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り，試薬を使用して装置の定性性，定量性の評価，混合ガスを使用して共存物質による影響評価，校正ガスを使用して検量線のデータベース作成について進めていく．
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