• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実施状況報告書

分配型捕集デバイスを用いる半揮発性有機化合物の精密定量分析

研究課題

研究課題/領域番号 15K17875
研究機関山梨大学

研究代表者

植田 郁生  山梨大学, 総合研究部, 助教 (50598688)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード試料前処理 / 試料濃縮 / 多環芳香族炭化水素 / ガスクロマトグラフィー / セスキテルペン
研究実績の概要

初年度である平成27年度は分配型捕集デバイスに充填する捕集材の開発および評価を重点的に実施した。まずは当初の計画通り、捕集材の担体に非多孔質シリカ粒子を用いることを検討した。比表面積が約2 m2/gでメソ孔およびミクロ孔がほとんど存在しない、マクロ孔シリカ(MPSi)粒子を担体として検討した。そして、このMPSiの表面にオクタデシル基(C18)を化学修飾させたMPSi-C18粒子を開発した。MPSi-C18粒子をガラスカートリッジに充填し、新規捕集デバイスを試作し、半揮発性有機化合物(SVOCs)の抽出効率および脱着効率等について定量的にて検討した。SVOCs試料として、セスキテルペン類および多環芳香族炭化水素(PAHs)を検討した。
MPSi-C18充填デバイスは、非常に優れた脱着性能を示し、5 mL程度の非常に少量のアセトンを通液するだけで、捕集したSVOCsを完全に脱着させることが可能であった。多孔質シリカを担体に用いると、この様な優れた脱着性能は見られなかった。したがって、MPSiの有するマクロ孔構造が、SVOCsの高い脱着効率に寄与していることを見出した。MPSi-C18の抽出力は、捕集温度(外気温度)に大きく依存することが分かった。これは、分配作用によってSVOCsをC18に捕集しているためであると考えられる。捕集温度35度においては、空気捕集量3 L程度で一部SVOCの破過が見られた。開発したMPSi-C18デバイスを用いて、杉の葉から放出されるセスキテルペン類およびタバコ副流煙中のPAHsの定量分析に成功した。
また、MPSi表面にポリジメチルシロキサン(PDMS)を被覆させた分配型捕集材の開発も進めており、MPSi-C18を上回る抽出力と優れた脱着性能が得られてきている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初開発予定であった、マクロ孔シリカ(MPSi)表面にオクタデシル基(C18)を化学修飾させた粒子の開発に成功し、その抽出力や脱着性能について定量的に評価すると共に、実試料への応用にも成功した。
さらに、MPSi表面にポリジメチルシロキサン(PDMS)を被覆させたMPSi-PDMSの開発を進めており、MPSi-C18を超える優れた捕集力と脱着性能が確認されてきている。そして、これら分配型デバイスを用いて空気環境中のSVOCsを捕集する際の、温度、湿度による影響や捕集後の保存性能、分析の再現性等についても定量的に評価してきているため、当初計画以上に研究が進捗していると考えている。

今後の研究の推進方策

まずはマクロ孔シリカ(MPSi)表面にポリジメチルシロキサン(PDMS)を被覆させた粒子の評価を引き続き実施する。被覆させるPDMSについても、分子量の違いにより種類が存在するため、PDMSの種類の違いによるSVOCsの捕集および脱着性能の違いや、被覆させるPDMSの量と捕集力および脱着性能との関係等について検討する。
さらに、MPSi-PDMSよりも捕集力を向上させた抽出媒体粒子についても検討する。少量の有機溶媒で迅速かつ完全に捕集したSVOCsを脱着せることが可能で、かつ、大気中の微量SVOCsを分析するために必要な高い抽出力を併せ持つ抽出媒体粒子の探索および開発を実施する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Determination of Airborne Semi-Volatile Polycyclic Aromatic Hydrocarbons by Partitioning-Type Extraction Device Packed with Octadecyl-Derivatized Macroporous Silica2016

    • 著者名/発表者名
      I. Ueta, M. Onikata, K. Fujimura, T. Sasaki, T. Yoshimura, S. Mochizuki, T. Maeda
    • 雑誌名

      Chromatography

      巻: 37 ページ: 9-13

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2015.038

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Determination of Very Volatile Organic Compounds in Water Samples by Purge and Trap Analysis with a Needle-Type Extraction Device2015

    • 著者名/発表者名
      I. Ueta, T. Mitsumori, Y. Suzuki, S. Kawakubo, Y. Saito
    • 雑誌名

      Journal of Chromatography A

      巻: 1397 ページ: 27-31

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2015.04.016

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Partitioning Sample Collection/Solvent Extraction Cartridge Packed with Octadecyl-Derivatized Macroporous Silica Particles for the Analysis of Sesquiterpenes in Air Samples2015

    • 著者名/発表者名
      l. Ueta, M. Onikata, S. Mochizuki, K. Fuiimura, T. Sasaki, J. Aoki, T. Maeda
    • 雑誌名

      Journal of Separation Science

      巻: 38 ページ: 3891-3896

    • DOI

      10.1002/jssc.201500629

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Purge-and-Trap Analysis of Flavor Compounds in Aqueous Samples by a Needle-Type Extraction Device2015

    • 著者名/発表者名
      I. Ueta, T. Mitsumori, Y. Suzuki, S. Kawakubo, Y. Saito
    • 雑誌名

      Chromatography

      巻: 36 ページ: 99-104

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2015.031

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 小型濃縮デバイスを用いたVOCの分析2016

    • 著者名/発表者名
      植田 郁生
    • 学会等名
      平成27年度標準ガスクラブ講演会
    • 発表場所
      TKP東京駅前会議室 (東京都・中央区)
    • 年月日
      2016-02-05 – 2016-02-05
    • 招待講演
  • [学会発表] 分配型捕集デバイスを用いた大気中の半揮発性有機化合物の分析2015

    • 著者名/発表者名
      植田 郁生, 鬼形 萌, 藤村 耕治, 佐々木 智啓, 芳村 智孝, 望月 賢, 前田 恒昭
    • 学会等名
      第26回クロマトグラフィー科学会議
    • 発表場所
      九州大学 (福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 針型濃縮デバイスを用いる揮発性有機化合物の分析2015

    • 著者名/発表者名
      植田 郁生
    • 学会等名
      日本分析化学会第64年会
    • 発表場所
      九州大学 (福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
    • 招待講演
  • [学会発表] 揮発性有機化合物捕集用新規分配型デバイスの開発2015

    • 著者名/発表者名
      鬼形 萌, 植田 郁生, 望月 賢, 藤村 耕治, 佐々木 智啓, 青木 潤次, 前田 恒昭
    • 学会等名
      第22回クロマトグラフィーシンポジウム
    • 発表場所
      近畿大学 (大阪府・東大阪市)
    • 年月日
      2015-05-28 – 2015-05-30
  • [学会発表] オクタデシル基修飾シリカ粒子を用い空気中半揮発性有機化合物の分配捕集2015

    • 著者名/発表者名
      鬼形 萌, 植田 郁生, 望月 賢, 藤村 耕治, 佐々木 智啓, 青木 潤次, 前田 恒昭
    • 学会等名
      第75回分析化学討論会
    • 発表場所
      山梨大学 (山梨県・甲府市)
    • 年月日
      2015-05-23 – 2015-05-24
  • [備考] 研究室webページ

    • URL

      http://www.ccn.yamanashi.ac.jp/~iueta/Index.html

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi