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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12279/
• 关键词: 簡易分析; 環境分析; 比色分析法; 流れ分析法; 簡易分析装置; 高感度分析; スマートフォン; スクリーニング; 固相抽出

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。

The purpose of this study is to develop environmental analysis and chemical education in the field, simple analytical methods and analytical devices. The analytical equipment used in the small field can be used to determine the results of chemical analysis, the performance of the analytical equipment, and the accuracy of the analytical equipment. In addition, special safety equipment, school education site and the use of expectations Development of practical equipment for color measurement of simple substances, color concentration analysis of specific wavelengths, colorimetric analysis, high performance and low quality analysis. A simple pretreatment method for the determination of low concentration substances and a method for the detection of low concentration substances are discussed. The high performance and high functionality of liposomes can be used in this year's analysis. In this study, the application of the method of concentration of the target substance and the pigment was discussed. The quantitative analysis shows that there is a need for separation. The conditions for separation and acidification of these liposomes were discussed. A very simple color measuring device was tried out for the purpose of teaching chemistry in the environment. The light source is white LED, the detector is compact semiconductor color detector. The intensity of the three primary colors of red, green and blue is digitized and used. The number of components is used. The performance of the device is developed.

项目成果

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: BUNSEKI KAGAKU
• 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

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木保任;本水昌二;長森有紀;柳内風香;小玉拓美;中神尚也;大嶋俊一;坂本宗明;藤永薫
• 通讯作者: 藤永薫

マイクロコントローラーを利用した簡易分析装置の開発と開発言語ProcessingによるPC用アプリケーションの作成

使用微控制器开发简单的分析设备并使用开发语言Processing创建PC应用​​程序

• 发表时间: 2021
• 作者: 鈴木保任;本水昌二;大嶋俊一;坂本宗明;藤永薫
• 通讯作者: 藤永薫

発光ダイオードを光源に用いる簡易な分析装置

使用发光二极管作为光源的简单分析装置

• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Society of Inroganic Matrials, Japan
• 作者: Munetoshi MIYATAKE;Jun HIROSE;Koichiro SHIOMORI;Haruhiko YOKOI;大倉 颯太，塩盛 弘一郎，宮武 宗利;鈴木保任
• 通讯作者: 鈴木保任

LEDを光源とする吸光度検出器とマイクロリングポンプを用いるクロムアズロール SによるアルミニウムのFIA定量法の開発

使用配备 LED 光源和微环泵的吸光度检测器，使用 Chrome Azuror S 开发铝的 FIA 定量方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木保任;本谷友人;奥山恭光;鈴木康晃;吉村遥人;大嶋俊一;坂本宗明;藤永薫 ;飯山真充
• 通讯作者: 飯山真充