Development of new gas analyzer using differential pressure measurement system and its application to biogas analysis

新型差压测量系统气体分析仪的研制及其在沼气分析中的应用

基本信息

批准号：
22K19047
负责人：
蔡徳七
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は赤外レーザー光をサンプルガスを封入したセルに照射することで分子が吸収した光エネルギーを計測系の物理量変化としてとらえ、その変化を直接計測手法を確立することにある。ここで、計測する物理量はサンプルセルの圧力である。今年度、我々は計測装置の試作を行った。サンプルを封入したガスセルにレーザー光を照射し圧力変化の出力信号をAD変換器を通して計測した。初めに、赤外領域で光の吸収確率が高いと考えられるシクロヘキサンをサンプルとして使用した。サンプル濃度50ppm（Arガスで希釈）の試料気体（１気圧）をサンプルセルに封入したのちレーザー光を照射した。その結果、光を照射した場合、系内の圧力上昇を示す出力信号を優位に計測できた。この変化は照射したレーザー光の波長に強く依存することが分かった。同様の測定を、アセトアルデヒド（濃度100ppm）のサンプルで計測したところ、出力信号は分子固有の波長で変化が観測された。通常の赤外吸収スペクトルの結果と比較したところ、本開発装置は測定感度および計測分解能の点で優れていることが分かった。これらのことから、試作した計測機器は微量ガス試料の定量分析装置として有効に利用できることが示された。測定装置の感度を算出するために出力信号と照射レーザー光強度の関係を求めたところ、両者は比例関係にあることが分かった。これは照射レーザー光強度を増大すれば検出感度を向上できることを示すものである。今後、生体が放出する呼気ガス中に含まれる微量ガスを対象とし、呼気中に含まれる数種類のガス試料を測定し、試作装置によりその濃度を計測する研究を進める。得られた結果を踏まえ、呼気ガス中に含まれる分子種濃度と病態の関係を調べ新規医療診断機器への応用を検討する。

本研究的目的是用红外激光照射充满样品气体的池，捕获分子吸收的光能作为测量系统物理量的变化，并建立直接测量这种变化的方法。这里，待测量的物理量是样品池的压力。今年，我们制作了测量设备原型。用激光照射装有样品的气室，通过AD转换器测量压力变化的输出信号。首先，使用被认为在红外区域吸收光的可能性高的环己烷作为样品。将样品浓度为50ppm(用Ar气体稀释)的样品气体(1atm)密封在样品池中，然后照射激光。结果，当用光照射系统时，可以有利地测量指示系统内压力增加的输出信号。发现这种变化强烈依赖于照射的激光的波长。当对乙醛样品（浓度 100 ppm）进行类似测量时，在该分子特定的波长处观察到输出信号的变化。与传统红外吸收光谱的结果相比，发现所开发的装置在测量灵敏度和测量分辨率方面具有优越性。这些结果表明原型测量装置可以有效地用作痕量气体样品的定量分析装置。为了计算测量装置的灵敏度，我们确定了输出信号与照射激光强度之间的关系，发现两者呈比例关系。这表明可以通过增加照射的激光束的强度来提高检测灵敏度。未来，我们将对生物体呼出气体中所含的微量气体进行研究，测量呼出气体中所含的几种气体样本，并使用原型装置测量其浓度。根据获得的结果，我们将研究呼出气体中分子种类的浓度与病理状况之间的关系，并考虑应用于新的医疗诊断设备。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Langmuir-Brodgett法による導電性高分子薄膜の形成

Langmuir-Brodgett法形成导电聚合物薄膜

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
村野佑馬;蔡　徳七;松本卓也
通讯作者：
松本卓也

サブフェーズにおけるイオン結合を用いた水溶性高分子 LB膜の形成

利用亚相离子键合形成水溶性聚合物LB膜

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
村野佑馬; 蔡徳七; 永野修作; 松本卓也
通讯作者：
松本卓也

Chemical Reaction Kinetics and Dynamics Re-Considered: Exploring Quantum Stereodynamics?From Line to Plane Reaction Pathways and Concerted Interactions

化学反应动力学和动力学的重新思考：探索量子立体动力学？从线到面的反应路径和协同相互作用

DOI：
10.1007/978-981-19-4421-5_3
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kasai Toshio;Lin King;Tsai Po;Nakamura Masaaki;Che Dock;Palazzetti Federico;Muthiah Balaganesh
通讯作者：
Muthiah Balaganesh

Change in surface properties of hemoglobin induced by heme reaction with O2 and CO

血红素与 O<sub>2</sub> 和 CO 反应引起血红蛋白表面性质的变化