Development of compact, simple, and highly sensitive environmental analytical instruments using information technology devices

利用信息技术设备开发紧凑、简单、高灵敏度的环境分析仪器

基本信息

批准号：
21K12279
负责人：
鈴木保任
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kanazawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、環境分析や化学教育の現場などで利用できる、簡易な分析法及び分析装置の開発を目的としている。小型で現場に持ち込んで使用できる分析装置があれば、その場で化学分析の結果を得られるので、多少性能が劣るとしても、研究室で精密な分析が必要かどうかの判定に利用できる。さらに、非常に安価な装置であれば、学校の教育現場での活用も期待できる。このような目的のため、原理が簡単な物質の色を測定する色彩計測法や特定の波長の色の濃さから分析する比色分析法と、高性能化と低価格化の著しいタブレット、スマートフォン端末を組み合わせて、環境試料などの現場での分析に足る実用的な装置の開発を進めている。また、様々な物質をより低い濃度まで測定するための簡便な前処理法として、発色させた目的物質をフィルターでろ過して捕集する方法を検討している。このフィルターの着色をそのまま測定できれば、迅速に高感度定量を行うことができる今年度は、実際分析に応用可能な比色計の高性能、高機能化を図った。本研究の対象物質としてヒ素を挙げており、フィルター濃縮法の活用を検討している。ヒ素の定量においては共存するリンが妨害となるため、分離する必要がある。分離のための条件を検討するために、この比色計を流れ分析法の吸光度検出器として用い、ヒ素の3価と5価の酸化・還元の条件検討を行った。また、環境あるいは化学教育の教材としての活用を目的とし、非常に簡易な色彩計測装置を試作した。光源には白色LEDを用い、検出器には小型で安価な半導体色センサーを用いた。色センサーは赤、緑、青の3原色の強度を数値化できるもので、これを活用することでわずかな部品数で実用的な性能を有する装置を開発できた。

本研究的目的是开发一种简单的分析方法和分析仪，可用于环境分析和化学教育场所。如果有一种小型的分析装置，可以带到现场使用，当场就可以得到化学分析结果，所以即使性能稍差，也可以用来判断分析是否精确。实验室需要。此外，如果该设备极其便宜，则有望用于学校的教育环境。为此，我们使用原理简单的测量物质颜色的比色法和分析特定波长的颜色强度的比色法，以及具有显着更高性能和更低价格的平板电脑和智能手机。结合终端，我们正在开发一种实用的装置，可以用于环境样品的现场分析。另外，作为将各种物质降低至较低浓度进行测定的简单的前处理方法，我们正在考虑使用过滤器过滤并收集有色目标物质的方法。如果能够直接测量该滤光片的显色，就可以快速进行高灵敏度定量。今年，我们致力于提高可应用于实际分析的色度计的性能和功能。本研究将砷列为目标物质，并正在考虑使用过滤浓缩方法。定量砷时，共存的磷会产生干扰，因此必须将其分离。为了研究分离条件，将该比色计用作流动分析法中的吸光度检测器，研究了三价砷和五价砷的氧化和还原条件。我们还制作了一个非常简单的颜色测量装置原型，用作环境或化学教育的教材。使用白色 LED 作为光源，使用小型且廉价的半导体颜色传感器作为检测器。颜色传感器能够量化红、绿、蓝三基色的强度，利用这一点，我们能够仅使用少量零件开发出具有实用性能的设备。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Development of a Simple Analog-to-digital Converter Using Free-software

使用免费软件开发简单的模数转换器

DOI：
10.2116/bunsekikagaku.70.737
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0.2
作者：
SUZUKI Yasutada;OSHIMA Syunichi;SAKAMOTO Muneaki;FUJINAGA Kaoru;MOTOMIZU Shoji
通讯作者：
MOTOMIZU Shoji

マイクロリングポンプとLEDを光源とする吸光度検出器を用いるランタンアリザリンコンプレキソン発色法によるフッ化物イオンの定量

使用茜素镧络合物比色法定量氟离子，使用微环泵和带 LED 光源的吸光度检测器