流通式化学計測法用超高感度検出器の開発

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流通式化学計測法はフローインジェクション分析(FIA)や高速液体クロマトグラフィー(HPLC)などを指称し、細管内流れにおける流動・拡散挙動や送液ポンプ・フロー検出器等に関する装置工学的研究に開発研究に重点が置かれる分野である。本研究では、理論と実験の両面から基礎研究を推進した結果、FIAやHPLCでは細く、短い反応管流路と、極低流速の送液と、微小なフローセルを用いることにより、従来にない多くの利点をもつ高感度な流通式化学計測法を構築できることを示した。さらに、このことを理論的数値解析及び実験的検討により立証した。この結果はFIA研究の第一人者であるRuzickaが既に提案しているミクロFIA装置とは極低流速の流れを用いる点で根本的に異なる。次に、細管内流れの数値解析結果に基づき、半導体レーザーや光ファイバーなどのオプトエレクトロニクス技術を駆使し、汎用の超高感度検出器の試作を行った。その結果、長光路フローセルとの組み合せにより、流通式化学計測法に最適な超高感度検出器の開発が可能なことを明らかにした。この検出器をハイテク産業で多用されている純水中のシリカ定量に応用し好結果を得た。また、従来のフローセルに比べ構造的に格段に進歩したガラスキャピラリーフローセルを新たに考案した。このフローセルを用いれば、従来品に比べ約200倍の高感度検出が達成可能で、超微量成分の検出に多大の威力を発揮することが期待できる。FIA独特の迅速な応答特性を生かせば、流通式の化学センサーとしてのセンシング機能の発現も望めるので、製造プロセスや排水処理等においてインライン検出の可能な化学計測システムを新しく構築できる可能性を認めたので、今後の発展性が期待される。