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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19047/
• 关键词: 波長可変赤外レーザー; 微量ガス分析; シクロヘキサン; アセトアルデヒド; 新規ガス検出システム; 超微差圧検出; 生体ガス; 赤外吸収法

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。

This study は red outside レ ー ザ ー light を サ ン プ ル ガ ス を し sealed た セ ル に irradiation す る こ と で molecular が suction 収 し た light エ ネ ル ギ ー を measuring physical quantities - change is の と し て と ら え, そ の variations change を directly measuring technique を establish す る こ と に あ る. <s:1> で, measure the する physical quantity サ サ <s:1> プ セ セ セ <s:1> <s:1> pressure である. This year, I have conducted a を trial production of the 々 々 measuring device を and った. Sealed サ ン プ ル を し た ガ ス セ ル に レ ー ザ ー を sunlight し pressure variations change の output signal を AD - changer を tong し て measuring し た. Early め に, red outside areas で light の 収 absorption of probabilistic が high い と exam え ら れ る シ ク ロ ヘ キ サ ン を サ ン プ ル と し て use し た. サ ン プ ル concentration 50 PPM (Ar ガ ス で bush 釈) の sample 気 body (1 気 圧) を サ ン プ ル セ ル に し sealed た の ち レ ー ザ ー を sunlight し た. そ の results, を sunlight し た occasions, is の pressure rise を す in output signal を primacy に measuring で き た. The <s:1> <s:1> transformation <s:1> irradiates <s:1> たレ ザ ザ <s:1> the wavelength of the <s:1> light <s:1> is に strongly く dependent on する とが とが とが った った. With others in の を, ア セ ト ア ル デ ヒ ド levels (100 PPM) の サ ン プ ル で measuring し た と こ ろ inherent の wavelength, output signal は molecular で variations change が 観 measuring さ れ た. Usually の red outside suck 収 ス ペ ク ト ル の results と し た と こ ろ, determination of the open 発 device は sensitivity お よ び measuring point can decompose の で optimal れ て い る こ と が points か っ た. こ れ ら の こ と か ら, try し た measuring machine は trace ガ ス sample の quantitative analysis device と し て have sharper に using で き る こ と が shown さ れ た. Measurement device の sensitivity を calculate す る た め に output signal と irradiation レ ー ザ ー light intensity の masato is め を o た と こ proportion は ろ, struck by masato is に あ る こ と が points か っ た. こ れ は irradiation レ ー ザ ー light intensity を raised large す れ ば 検 out sensitivity を upward で き る こ と を shown す も の で あ る. Released in the future, the raw body が す る shout 気 ガ ス に in containing ま れ る trace ガ ス を like と seaborne し, shout 気 に containing ま れ る several kinds の ガ ス try を determination し, a device に よ り そ を の concentration measuring す を る research into め る. Tread to ら れ た results を ま え, shout 気 ガ ス に in containing ま れ る at molecular levels と pathological の masato is を adjustable べ new rules medical diagnostic machine へ の 応 with を beg す 検 る.

项目成果

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

• 发表时间: 2023
• 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

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

• 发表时间: 2022
• 作者: 村野 佑馬;蔡 徳七;大山 浩;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: Quantum Science
• 作者: Kasai Toshio;Lin King-Chuen;Tsai Po-Yu;Nakamura Masaaki;Che Dock-Chil;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 O₂ 和 CO 反应引起血红蛋白表面性质的变化

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac77cc
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Maehira Ai;Che Dock-Chil;Matsumoto Takuya
• 通讯作者: Matsumoto Takuya

Conformer Selection by Electrostatic Hexapoles: A Theoretical Study on 1-Chloroethanol and 2-Chloroethanol

静电六极子构象选择：1-氯乙醇和2-氯乙醇的理论研究

• DOI: 10.3390/sym14020317
• 发表时间: 2022
• 期刊: Symmetry
• 作者: Caglioti Concetta;Nakamura Masaaki;Che Dock-Chil;Tsai Po-Yu;Palazzetti Federico
• 通讯作者: Palazzetti Federico