2002 年度実績報告書

都市環境大気モニタリングに適する多機能化学集積チップの創製

研究課題

研究課題/領域番号	14040217
研究機関	東京都立大学
研究代表者	伊永隆史東京都立大学, 理学研究科, 教授 (30124788)
キーワード	人間生活環境 / マイクロ・ナノデバイス / 大気モニタリング / 有害化学物質 / ポリマー素材 / 大気測定チップ
研究概要	本研究ではLob-on-a-Chip技術を用いた大気中有害物質のモニタリング装置の開発を目的とする。本年度は、NO_2測定チップの反応系の確立とこれまでに開発した石英製NO_2測定チップのポリマー素材化を行った。反応系についてはpH調節機能を新たに集積し、亜硝酸イオン(NO_2)濃度のチップ上高感度測定を実現した。これを環境水中のNO_2測定に応用したところ、ザルツマン法を用いた公定法と同程度の測定値を得た。ポリマー素材を用いたマイクロチップは、使用できる有機溶媒が制限されるという欠点はあるものの、Si/SiO_2材料に較べて安価に大量生産を行うことができ必要に応じたディスポーザブルな使用を可能とする。また作製には射出成形を行うことで、再現性よくチップを作製でき、したがって測定値の再現性へとつながることになる。チップ本体にPMMA(polymethylmethacrylale)を用いた。PMMAは92〜93%と高い光線透過率をもち、また優れた形成性を有するため、チップ上光検出および高い加工精度が期待できる。ガス捕集に際し捕集溶液と大気との接触が行われるガス捕集分離膜にはPTFE(p)olyterafluoroethylene)製メンブレンフィルター(厚み0.07mm,孔サイズ0.1μm)を用いた。このガス捕集チップを用い大気中NO_2のモニタリング実験を行った。市販の測定器と同時に測定を行ったところ、NO_2測定値に同様の経時変化が得られた。このことから今回作製したポリマーチップで良好にガス捕集が行われたことが示された。また効率のよいガス捕集を達成するために、ガス捕集チップにおいてガス捕集が行われる捕集口の形状について、テーパー形成や捕集口の深さの比較といった検討を行った。捕集口にテーパーを施すことで、ガス捕集分離膜上での拡散を促進させ、捕集量の増加がみられた。また捕集口深さについては1mmから2mmにするとガス捕集分離膜上での拡散が阻害されて捕集量が減少することかわかった。これらの検討からポリマー製NO_2測定チッブについて、最適なガス捕集部の設計を行い、さらに、反応・検出まで含めたチップ全体としての設計を行った。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] Y.Ono: "Development and Evaluation of a Gas Absorption Microchip using porous gloss plate"Micro Total Analysis Systems 2002. Vol.1. 530-532 (2002)
[文献書誌] Y.Takabayashi: "Development and Optimization of Air-Pollutant Monitoring Device Incorporating with Microchip"Micro Total Analysis Systems 2002. Vol.1. 533-535 (2002)
[文献書誌] H.Masaki: "Development of Micro Detector for Benzo [a] pyrene Monitoring"Micro Total Analysis Systems 2002. Vol.1. 527-529 (2002)
[文献書誌] Yi, Yang: "Distribution of Polynuclear Aromatic Hydrocarbons (PAHs) In the Soil of Tokushima, Japan"Water, Air and Soil Pollution. 138. 51-60 (2002)
[文献書誌] Murad, I.H.Helaleh: "Development of Passive Sampler Technique for Ozone Monitoring. Estimation of Indoor and Outdoor Ozone Concentration"Talanta. 58. 649-659 (2002)
[文献書誌] Y.Takabayashi: "Development and Optimization of a Lob-on-a-Chip Device for Measurement of trace Nitrogen Dioxide Gas in the Atmosphere"Anal. Chem. (掲載予定). (2003)
[文献書誌] 高林義昌: "エコテクノロジー研究(環境負荷低減を目指したマイクロチップ分析装置)"(株)金沢印刷. 2 (2002)

2002 年度 実績報告書

都市環境大気モニタリングに適する多機能化学集積チップの創製

研究代表者

伊永 隆史 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (30124788)

研究成果

[文献書誌] Y.Ono: "Development and Evaluation of a Gas Absorption Microchip using porous gloss plate"Micro Total Analysis Systems 2002. Vol.1. 530-532 (2002)

[文献書誌] Y.Takabayashi: "Development and Optimization of Air-Pollutant Monitoring Device Incorporating with Microchip"Micro Total Analysis Systems 2002. Vol.1. 533-535 (2002)

[文献書誌] H.Masaki: "Development of Micro Detector for Benzo [a] pyrene Monitoring"Micro Total Analysis Systems 2002. Vol.1. 527-529 (2002)

[文献書誌] Yi, Yang: "Distribution of Polynuclear Aromatic Hydrocarbons (PAHs) In the Soil of Tokushima, Japan"Water, Air and Soil Pollution. 138. 51-60 (2002)

[文献書誌] Murad, I.H.Helaleh: "Development of Passive Sampler Technique for Ozone Monitoring. Estimation of Indoor and Outdoor Ozone Concentration"Talanta. 58. 649-659 (2002)

[文献書誌] Y.Takabayashi: "Development and Optimization of a Lob-on-a-Chip Device for Measurement of trace Nitrogen Dioxide Gas in the Atmosphere"Anal. Chem. (掲載予定). (2003)

[文献書誌] 高林 義昌: "エコテクノロジー研究(環境負荷低減を目指したマイクロチップ分析装置)"(株)金沢印刷. 2 (2002)

2002 年度実績報告書

伊永隆史東京都立大学, 理学研究科, 教授 (30124788)

[文献書誌] 高林義昌: "エコテクノロジー研究(環境負荷低減を目指したマイクロチップ分析装置)"(株)金沢印刷. 2 (2002)