＜トピックス＞ コンピュータ制御による大気中ガス成分の On-site 無人測定 徳 島大学 大学 院ヘル スバ イオサ イエ ンス研 究部 2007 年の本誌 Vol. 24, No. 1, p. 3 においても指摘さ れているように，コンピュータ制御は，近年の FIA に必要不可欠なアイテムである．特に，研究室から 離れた場所で On-site 分析を行う場合は，装置の小 型・省力化だけでなく，いかに自動化されているか が重要となってくる．環境汚染物質の連続モニタリ ングを行う場合，最低 1 週 間はメ ンテ ナンス フリ ー で観測 を続 けたい もの である ． 2008 年春 に， On-site 無人測定が可能なアルデヒ ド(HCHO)ガス自動分析装置が報告された 1)．図 1 に ， 装置の概略図を示す．検量線作成時に必要なゼ ロ ガス ，ノー トパソ コン (図 1 に は示 されて いな い )お よ び 拡 散 ス ク ラ バ ー (DS)を 除 い た シ ス テ ム全体は，ミニタワー型のパソコンケースに収 納 されて いる (寸 法 : 48 cm X 18 cm X 41 cm; 重 さ : 23 kg; 所 要 電力 : 105-125 VAC, 60 Hz, 150 W)． また ，シリ ンジ ポンプ (SP)， ガス 流量 調 節 器 (MFC)， ソ レ ノ イ ド バ ル ブ (SV)な ど の 動 作 からデ ータ の取得 およ び HCHO 濃 度の算 出ま で を 1 台のノ ートパ ソコ ンで制 御し ている ．フ ロ ーシス テム 自体は ，2007 年 の本誌 Vol. 24, No. 2, p. 125 で紹介されているアンモニアガス測定用ハイ ブリットフロー分析器, HFA (FIA の長所: 高感度，ハ イスループットと SIA の長所: 省試薬消費量，長期間 メンテナンスフリーの両方を合わせもつフロー分析 器)2)と同じであるが，今回報告された HCHO ガス自 動分析装置には，さらに注目すべき点が 2 つある． 1 つ目は，検量線の自動作成機能が装備されている 点である(図 1 の左上部)．60°C に保たれたチャンバ ー(CC)内の HCHO パーミエーションチューブ(PT)か ら発生した HCHO ガスを，流量が予めプログラムさ れたゼロガスで希釈することにより，検量線の作成 に必要な HCHO ガスを On-site で得ることができる． On-site 分析で最も面倒な作業の 1 つである検量線の 作成が自動化されているのである．また，本 システ ムは，六方インジェクションバルブを装備して い るので ，HCHO 溶液を 用いて 検量 線の作 成お よびシステムの性能を確認することも可能であ る ． 2 つ目は ，シス テム が短時 間の 電力障 害(停 電 )に 対応して いる点 であ る．停電時 間が短 い場 合 (ノ ー ト パ ソ コ ン の バ ッ テ リ ー が 残 っ て い る 限 り )， 停 電 終 了 と 同 時 に シ ス テ ム が 再 起 動 し ， サ ンプリ ング を自動 再開 できる ．図 2 に ，停電 時 と停電 後の HCHO シグ ナルを 示す．瞬間的な 停 電から約 20 分間 の停電 まで，いず れの電 力障 害においても，電力の回復後にシステムは自動 で 再起動 し， 2 または 3 サ ンプリン グサイ クル 目からは信頼性のあるデータが得られている． 一方，現在使用されている多くの分析システム は，停電後に電力が回復しても，分析を自力で 竹内 政 樹 再 開する こと はない ． 本稿で紹介したようなコンピュータ制御によ る検量線の自動作成機能と停電後の自動分析再 開 機能を 装備 した自動分析装置は， On-site 分 析 で その威 力を 大いに 発揮 するで あろ う． 図 1 HCHO ガ ス 自 動 測 定 装 置 の 概 略 図 (HCHO ガスおよび溶液の流れ図) MFC1&2, ガ ス 流 量 調 節 器 1&2; CR, ガ ス /溶 液 流 量 制 限 キ ャ ピ ラ リ ー ; CC, 検 量 線 作 成 用 HCHO ガ ス 発 生 部 ; PT, HCHO パ ー ミ エ ー シ ョ ン チ ュ ー ブ ; SV1&2, ソ レ ノ イ ド バ ル ブ 1&2; MT1, ガ ス 混 合 T; DS, 拡 散 ス ク ラ バ ー ; AS, HCHO ガ ス 吸 収 液 (10 mM H 2 SO 4 ); WT, 水 分 ト ラ ッ プ ; AP, エ ア ポ ン プ ; HC, 保 持 コ イ ル ; IV, イ ン ジ ェ ク シ ョ ン バ ル ブ ; SP1&2, 6-way バ ル ブ 付 き シ リ ン ジ ポ ン プ 1&2; SC, キ ャ リ ヤ ー 溶 液 (10 mM H 2 SO 4 ); MT2, 溶 液 混 合 T; DC, 反 応 遅 延 部 ; MC, 反 応 液 混 合 コ イ ル ; AA, 反 応 液 (酢 酸 ア ン モ ニ ウ ム ); PD, 反 応 液 (ペ ン タ ン ジ オ ン ); HR, 加 熱 反 応 器 ; DP, 気 泡 抜 き 部 ; FD, 蛍 光 検 出 器 図 2 停 電 時 と 停 電 後 の HCHO シ グ ナ ル ~20 ppbv HCHO．停 電 期 間 は 蛍 光 検 出 器 (図 1 の FD)に 内 蔵 さ れ て い る LED の 発 光 強 度 を モ ニ タ リ ン グ (低 下 )す る こ と に よ っ て 確 認 1) N. Amornthammarong, J. Jakmunee, J. Li. P. K. Dasgupta, Anal. Chem., 78, 1890-1896 (2006). 2) I.-Y. Eom, Q. Li, J. Li, P. K. Dasgupta, Environ. Sci. Technol., 42, 1221-1226 (2008). – 85 –
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