JPS6318251A - 光学的アンモニア検出素子 - Google Patents
光学的アンモニア検出素子Info
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- JPS6318251A JPS6318251A JP61162025A JP16202586A JPS6318251A JP S6318251 A JPS6318251 A JP S6318251A JP 61162025 A JP61162025 A JP 61162025A JP 16202586 A JP16202586 A JP 16202586A JP S6318251 A JPS6318251 A JP S6318251A
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
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- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N2021/7769—Measurement method of reaction-produced change in sensor
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-
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は水の汚染等の環境計渭１・管理バイオリアクタ
ーの管理、生化学試料のアンモニアの連続測定、水耕栽
培管理等の際に問題となる気中あるいは液体中のアンモ
ニアを連続定量するために用いられる光学的アンモニア
検出素子に関するものである。
ーの管理、生化学試料のアンモニアの連続測定、水耕栽
培管理等の際に問題となる気中あるいは液体中のアンモ
ニアを連続定量するために用いられる光学的アンモニア
検出素子に関するものである。
気中あるいは液体中のアンモニアを連続定量する方法と
して、現在は電位測定の原理によるアンモニア電極法が
一番多く用いられている。
して、現在は電位測定の原理によるアンモニア電極法が
一番多く用いられている。
ところが、従来の電気化学式アンモニアセンサは、下記
のような幾つかの実用上の欠点を有してている。
のような幾つかの実用上の欠点を有してている。
ａ）小型化ができない。
ｂ）熱には弱いので殺菌が困難か、又は全くできない。
Ｃ）電極の特性が電極の表面電位の影響を受けて指示電
位がずれる。
位がずれる。
即ち、誤差が生じ易い。
ｄ）他の電位測定と同様に液絡部で比較又は参照電極と
指示電極とを接続する必要があるが、この液絡部は電極
構造の中で最もデリケートで、誤差の原因となり易い部
分である。
指示電極とを接続する必要があるが、この液絡部は電極
構造の中で最もデリケートで、誤差の原因となり易い部
分である。
このような電気化学式アンモニアセンナの実用上の欠点
を除くために考えられたものとして、ポリビニルピロリ
ドンに溶かしたニンヒドリン溶液で送光用及び受光用光
フアイバ端部を被覆した検出来上（プローブ）を用いる
方法が提案されている。
を除くために考えられたものとして、ポリビニルピロリ
ドンに溶かしたニンヒドリン溶液で送光用及び受光用光
フアイバ端部を被覆した検出来上（プローブ）を用いる
方法が提案されている。
しかし、この方法は、変色度を利用するもので、可逆的
でないため再利用できないという欠点と、被覆材料が水
溶性のため、気体中でしか使えないという欠点がある。
でないため再利用できないという欠点と、被覆材料が水
溶性のため、気体中でしか使えないという欠点がある。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
気中ば勿論のこと液中でも使用することのできる耐薬品
性、耐熱性に富み、小型で安価に製作し得るものを提供
しようとするものである。
気中ば勿論のこと液中でも使用することのできる耐薬品
性、耐熱性に富み、小型で安価に製作し得るものを提供
しようとするものである。
即ち、本発明は励起光の照射によって生じる螢光の強度
がアンモニアガス又はアンモニウムイオンのｐＨ値に応
して変化する特性をもつ螢光物質の液滴を分散配合した
シリコンゴム等の半透過性物質に、送光用の光ファイバ
と受光用の光ファイバの端部を突入又は対向して設けた
光学的アンモニア検出素子である。
がアンモニアガス又はアンモニウムイオンのｐＨ値に応
して変化する特性をもつ螢光物質の液滴を分散配合した
シリコンゴム等の半透過性物質に、送光用の光ファイバ
と受光用の光ファイバの端部を突入又は対向して設けた
光学的アンモニア検出素子である。
本発明の大きな特徴は、感応体として励起光の照射によ
って生じる螢光の強度がアンモニアガス又はアンモニウ
ム１′オンＣｐＨ値に応じて変化する特性をもつ螢光物
質の液滴を分散配合した半透過性物質を使用した点であ
る。
って生じる螢光の強度がアンモニアガス又はアンモニウ
ム１′オンＣｐＨ値に応じて変化する特性をもつ螢光物
質の液滴を分散配合した半透過性物質を使用した点であ
る。
本発明に使用できる螢光物質（ｐＨ感応′４′！Ａ質）
としては次のものがある。
としては次のものがある。
” １−ハイドロオキシバイレン−３・６・８・−３ス
ルホン酸塩 ここで言う半透過性物質とは、液体は透過しないがアン
モニアガス又はアンモニウムイオンを透過させる物質を
指称し、例えば本発明に使用する半透過性物質としては
シリコンゴムが好適である。
ルホン酸塩 ここで言う半透過性物質とは、液体は透過しないがアン
モニアガス又はアンモニウムイオンを透過させる物質を
指称し、例えば本発明に使用する半透過性物質としては
シリコンゴムが好適である。
半透過性物質に螢光物質の液滴を分散配合させた感応体
の製造法は次の通りである。
の製造法は次の通りである。
先ず（１）の螢光物質を使う時は０．０１Ｍ塩化アンモ
ニウムに７容解した１ｍＭのアクリジンオレンジ塩酸１
を用意する。
ニウムに７容解した１ｍＭのアクリジンオレンジ塩酸１
を用意する。
（２）の螢光物質を使う時はＨＰＴＳの０．１％又は１
％水ン容ン疲で０．０１ＮのＮ ａ ＯＨでｐＨを７．
１ に８周整したものを用意する。
％水ン容ン疲で０．０１ＮのＮ ａ ＯＨでｐＨを７．
１ に８周整したものを用意する。
（３）の螢光物質を使う時はＨＰＴＳの０．１％水溶液
でｐＨを０．Ｉ ＮのＮａＯＨを用いて８．２〜８．４
に調節した水溶、夜を用意する。
でｐＨを０．Ｉ ＮのＮａＯＨを用いて８．２〜８．４
に調節した水溶、夜を用意する。
このように調整した水溶液を次にシリコンポリマーと助
剤の混合物に混合して乳化機により乳化させ、この乳化
させた白色の乳濁液に重合開始剤の役をする水素供与性
のジメチルシロキサン重合体を添加混合し、熱重合反応
させて感応体を作る。
剤の混合物に混合して乳化機により乳化させ、この乳化
させた白色の乳濁液に重合開始剤の役をする水素供与性
のジメチルシロキサン重合体を添加混合し、熱重合反応
させて感応体を作る。
出来上った感応体は前記螢光物質の液滴がシリコンゴム
中に分散配合された状態のもので、アンモニアガス又は
アンモニウムイオンはシリコンゴム（半透過性物質）に
浸透し、螢光′！！ＩＪ質にアンモニアガス又はアンモ
ニウムイオンのｐｏに応した変化を与え、変化した螢光
物質は励起光を受けた時、その変化に応じた螢光を発す
る。
中に分散配合された状態のもので、アンモニアガス又は
アンモニウムイオンはシリコンゴム（半透過性物質）に
浸透し、螢光′！！ＩＪ質にアンモニアガス又はアンモ
ニウムイオンのｐｏに応した変化を与え、変化した螢光
物質は励起光を受けた時、その変化に応じた螢光を発す
る。
本発明にかかるアンモニア検出素子はｐＨ感応吻買が半
透過性物質で被覆されているので、気中ば勿論のこと液
中でも使用できる。
透過性物質で被覆されているので、気中ば勿論のこと液
中でも使用できる。
第１図は本発明にかかるアンモニア検出素子を使用した
アンモニア検出装置の一例の概略構成を示すもので、■
は２５０Ｗのキセノンランプ２、レンズ３，５及びモノ
クロメータ（又は干渉フィルタ）４から成る光源部、６
は本発明にかかるアンモニア検出素子、７はミラー８、
レンズ９．１０゜１１、フォトダ・イオード１２及び、
比較用フォトディテクタ１３から成る検出部である。
アンモニア検出装置の一例の概略構成を示すもので、■
は２５０Ｗのキセノンランプ２、レンズ３，５及びモノ
クロメータ（又は干渉フィルタ）４から成る光源部、６
は本発明にかかるアンモニア検出素子、７はミラー８、
レンズ９．１０゜１１、フォトダ・イオード１２及び、
比較用フォトディテクタ１３から成る検出部である。
アンモニア検出素子６は第２図に示す構成のもので、ｐ
ｌｉ応物質６１としてアクリジンオレンジを、また半透
過性Ｔｈ質としてシリコンゴ４−を用い、送光及び受光
用光ファイバ６３．６４は夫々７０本の光ファイバを束
ね、その端部の外径を６璽鳳とし、長さ１．５ｍのもの
である。
ｌｉ応物質６１としてアクリジンオレンジを、また半透
過性Ｔｈ質としてシリコンゴ４−を用い、送光及び受光
用光ファイバ６３．６４は夫々７０本の光ファイバを束
ね、その端部の外径を６璽鳳とし、長さ１．５ｍのもの
である。
今、アンモニア検出素子６の端部をアンモニアガス雰囲
気中又はアンモニア含有溶液中に置き、光源１を点灯す
ると、励起光Ａは送光用光ファイバ６３を介してｐＨ感
応物質６１に照射され、ｐ ｏ 、９応物質６１はアン
モニアガス又はアンモニウムイオンのｐＨに応じた螢光
Ｂを発する。
気中又はアンモニア含有溶液中に置き、光源１を点灯す
ると、励起光Ａは送光用光ファイバ６３を介してｐＨ感
応物質６１に照射され、ｐ ｏ 、９応物質６１はアン
モニアガス又はアンモニウムイオンのｐＨに応じた螢光
Ｂを発する。
アンモニア濃度に対する螢光強度は第３図に示すように
変化し、検出部７でアンモニア濃度が計測される。
変化し、検出部７でアンモニア濃度が計測される。
応答性は種々のパラメータの影響を受ける。その第１は
ｐＨ感応物質６１の水滴の大きさである。
ｐＨ感応物質６１の水滴の大きさである。
水滴が大きくなるにつれ応答がおそくなる。典型的応答
性は２〜５分である。
性は２〜５分である。
応答時間に影響を与える第２の因子はｐＨ感応物質６１
を包覆する半透過性物質６２の厚さである。
を包覆する半透過性物質６２の厚さである。
被覆膜厚が１００μｍの場合の応答時間は５０μｍの場
合の約３倍である。またｐＨ感応物質６１の濃度を高く
すると応答時間が短くなってくる。
合の約３倍である。またｐＨ感応物質６１の濃度を高く
すると応答時間が短くなってくる。
応答性の回復は水洗だけでもよいが、０．０ＩＮのＨＣ
Ａにさらした後水洗することにより回復は著しく速めら
れる。この実施例で単繊維光ファイバを束ねた送光及び
受光用光ファイバを使用したが、ｐＨ惑応物質によって
は液のｐ）ｌ値によって可逆性がない場合があるので、
実用上は単繊維の光ファイバを使い小型化すると共に使
い捨て弐とした方が実用的である。
Ａにさらした後水洗することにより回復は著しく速めら
れる。この実施例で単繊維光ファイバを束ねた送光及び
受光用光ファイバを使用したが、ｐＨ惑応物質によって
は液のｐ）ｌ値によって可逆性がない場合があるので、
実用上は単繊維の光ファイバを使い小型化すると共に使
い捨て弐とした方が実用的である。
本発明によれば次のような効果が得られる。
（１）気中及び液中で使用できる光学的アンモニア検出
素子が得られる。
素子が得られる。
（２）反覆使用できる。
（３）安価に提供できる。
（４）安価に提供できるので、使い捨て式の光学的アン
モニア検出素子を提供できる。（実用上は使い捨て式の
方が便利である） （５）半透過性物質としてシリコンゴムを使用した場合
、耐薬品性、耐熱性に冨むものを提供できる。
モニア検出素子を提供できる。（実用上は使い捨て式の
方が便利である） （５）半透過性物質としてシリコンゴムを使用した場合
、耐薬品性、耐熱性に冨むものを提供できる。
（６）従来の電気化学センサに比し、温度の影響を殆ん
ど受けないものを提供できる。
ど受けないものを提供できる。
（７） 小型化できる。
（８）電気化学式アンモニアセンサのように参照電極に
相当するものがないので安定した特性が得られる。
相当するものがないので安定した特性が得られる。
第１図は本発明の実施例の概略構成を示す図、第２図は
検出部の拡大断面図、第３図はアンモニア濃度対螢光強
度特性図である。 １・・・光源部 ２・・・キセノンランプ ３．５・・・レンズ ４・・・モノクロメータ ６・・・アンモニア検出素子 ７・・・検出部 ８・・・ミラー ９．１０．１１・・・レンズ １２・・・フォトダイオード １３・・・比較用フォトディテクタ ６１・・・ｐ）Ｉ感応′Ｉｌ！７１質 ６２・・・半透過性物質 ６３・・・送光用光ファイバ ６４・・・受光用光ファイバ 特許出願人 株式会社モリテックス ぐ聡。 同 代理人 服 部 修 具”°゛：′“パｊ響
Ｉ 第 １７！ 第２図 １・・・光源部 ２・・・キセノンラップ ３．５・・・レンズ ４・・モノクロメータ ６・・・７７壬ニア検出素子 ７・・・検出部 ８・・・ミラー ９．１０．１１・・・レンズ ■２・・フォトグ・イオード Ｉ３・・比較用フォトディチクク ロ１・・ｐＨ惑応物質 ６２・・半透過性物質 ６３・・・送光用光ファイバ ６イ ・受光用光ファイハ
検出部の拡大断面図、第３図はアンモニア濃度対螢光強
度特性図である。 １・・・光源部 ２・・・キセノンランプ ３．５・・・レンズ ４・・・モノクロメータ ６・・・アンモニア検出素子 ７・・・検出部 ８・・・ミラー ９．１０．１１・・・レンズ １２・・・フォトダイオード １３・・・比較用フォトディテクタ ６１・・・ｐ）Ｉ感応′Ｉｌ！７１質 ６２・・・半透過性物質 ６３・・・送光用光ファイバ ６４・・・受光用光ファイバ 特許出願人 株式会社モリテックス ぐ聡。 同 代理人 服 部 修 具”°゛：′“パｊ響
Ｉ 第 １７！ 第２図 １・・・光源部 ２・・・キセノンラップ ３．５・・・レンズ ４・・モノクロメータ ６・・・７７壬ニア検出素子 ７・・・検出部 ８・・・ミラー ９．１０．１１・・・レンズ ■２・・フォトグ・イオード Ｉ３・・比較用フォトディチクク ロ１・・ｐＨ惑応物質 ６２・・半透過性物質 ６３・・・送光用光ファイバ ６イ ・受光用光ファイハ
Claims (1)
- 励起光の照射によって生じる螢光の強度がアンモニアガ
ス又はアンモニウムイオンのｐＨ値に応じて変化する特
性をもつ螢光物質の液滴を分散配合したシリコンゴム等
の半透過性物質に、送光用の光ファイバと受光用の光フ
ァイバの端部を突入又は対向して設けたことを特徴とす
る光学的アンモニア検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162025A JPS6318251A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光学的アンモニア検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162025A JPS6318251A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光学的アンモニア検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318251A true JPS6318251A (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0449906B2 JPH0449906B2 (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=15746639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61162025A Granted JPS6318251A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 光学的アンモニア検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6318251A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012043411A1 (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-05 | 三菱重工業株式会社 | ガス分析装置、水銀除去システム、ガス分析方法及び排ガス中の水銀除去方法 |
| CN110455767A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-11-15 | 四川轻化工大学 | 便携可视化血氨快速荧光检测装置及其制备和使用方法 |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP61162025A patent/JPS6318251A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012043411A1 (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-05 | 三菱重工業株式会社 | ガス分析装置、水銀除去システム、ガス分析方法及び排ガス中の水銀除去方法 |
| US8568673B2 (en) | 2010-09-28 | 2013-10-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas analysis device, mercury removal system, gas analysis method, and removal method for mercury in flue gas |
| CN110455767A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-11-15 | 四川轻化工大学 | 便携可视化血氨快速荧光检测装置及其制备和使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0449906B2 (ja) | 1992-08-12 |
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