粒子散乱蛍光装置による燃焼排出粒子中の多環芳香族炭化水素の定量分析手法の開発

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液滴の溶液濃度と粒径及び蛍光信号強度の関係から定量関係を導くことを目的として、前年度に購入した375 nm紫外光レーザーによる蛍光強度測定を行った。測定対象としては紫外吸収により可視蛍光を発するクマリンをエタノール/DOP (フタル酸ジオクチル) に溶解した溶液からネブライザーによって発生させた液滴を使用した。その結果、蛍光強度および蛍光強度/散乱光強度比の溶液濃度依存性が確認されたが、一方で液滴発生手法に依存した発生液滴の粒径分布の非再現性により正確な定量関係を導くことは困難であった。また揮発性の有機溶媒を用いた場合、液滴が揮発することによる液滴中の溶液濃度の変化や微小粒径の固体粒子が生成することでの粒子が球形ではなく不規則な形状となる効果もあり、定量性の検証に不確実性を与えることとなった。そこで、改めて紫外光吸収により可視蛍光を発する蛍光性PSL (ポリスチレンラテックス) 粒子を用いて蛍光強度測定を行った。単分散で球形の粒径0.5、1.1、2.1 μmの粒子に対して375 nmレーザーを照射して1粒子からの蛍光強度および散乱光強度を同時に測定したところ、蛍光強度/散乱光強度比が粒径ごとに一定値となることが示唆された。シミュレーションにより各粒径の粒子の波長375 nmに対する散乱光強度を計算し、測定された蛍光強度/散乱光強度比とかけ合わせることで蛍光強度を求めたところ、蛍光強度は粒径の2乗つまり表面積に比例することが実験的に確かめられた。これは粒子の蛍光強度が粒子表面の物質量に依存することを示していると考えられる。