(57)【要約】      （修正有）【課題】粒子状物質の酸化能を迅速に推測可能な測定装置および測定方法を提供する。【解決手段】本開示では、大気中に存在する粒子状物質の酸化能を測定する装置１０であって、粒子状物質を捕集する捕集手段１１と、捕集した粒子状物質を抽出した抽出液を保持する反応室１３と、反応室内の粒子状物質を抽出した抽出液の吸光度を測定する吸光度測定手段１５と、反応室内の抽出液に添加された所定モル量の被酸化物質が粒子状物質によって酸化反応が生じ、被酸化物質の濃度または酸化反応によって生成された物質の濃度に対応する特定の波長の吸光度を吸光度測定手段により所定時間毎に測定し、その変化量に応じて酸化反応の終了点を判定する判定手段１８と、終了点における吸光度に基づいて粒子状物質の酸化能を推測する推測手段１９と、を備える【選択図】図１
2020027046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気中に存在する粒子状物質の酸化能を測定する装置であって、
前記粒子状物質を捕集する捕集手段と、
前記捕集した粒子状物質を抽出した抽出液を保持する反応室と、
前記反応室内の前記粒子状物質を抽出した抽出液の吸光度を測定する吸光度測定手段と、
前記反応室内の前記抽出液に添加された所定モル量の被酸化物質が前記粒子状物質によって酸化反応が生じ、該被酸化物質の濃度または該酸化反応によって生成された物質の濃度に対応する特定の波長の吸光度を前記吸光度測定手段により所定時間毎に測定し、その変化量に応じて該酸化反応の終了点を判定する判定手段と、
前記終了点における吸光度に基づいて前記粒子状物質の酸化能を推測する推測手段と、を備え、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の変化量と閾値との大小関係により前記酸化反応の終了点を判定する、前記装置。
【請求項２】
前記推測手段は、予め取得した前記粒子状物質の酸化能と前記吸光度との関係に基づいて前記粒子状物質の酸化能を推測する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記被酸化物質が還元体ジチオトレイトール（ＤＴＴred）であり、前記粒子状物質による該ＤＴＴredの酸化反応により酸化体ジチオトレイトール（ＤＴＴox）が生成され、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記ＤＴＴoxの吸光度の増分が第１の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とする、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記被酸化物質が還元体ジチオトレイトール（ＤＴＴred）であり、前記粒子状物質による該ＤＴＴredの酸化反応により酸化体ジチオトレイトール（ＤＴＴox）が生成され、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記ＤＴＴoxの吸光度の複数回の測定における各増分が連続して第１の閾値よりも小さい場合、該複数回の測定の最後の時点を前記酸化反応の終了点とする、請求項１または２記載の装置。
【請求項５】
前記判定手段は、ＤＴＴredを添加した後の前記所定時間毎の測定の最初に測定した酸化体ジチオトレイトール（ＤＴＴox）の濃度に対応する特定の波長の吸光度が第１の初期閾値よりも大きい場合は、前記所定時間毎の測定の前記ＤＴＴoxの吸光度の増分が第１の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とし、該吸光度が該第１の初期閾値以下の場合は、前記所定時間毎の測定の前記ＤＴＴoxの吸光度の増分が第２の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とする、請求項３または４記載の装置。
【請求項６】
前記酸化反応の終了点の判定の後に、前記添加されたＤＴＴredの所定モル量よりも多いモル量の５，５´−Ｄｉｔｈｉｏｂｉｓ（２−ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ）（ＤＴＮＢ）を前記反応室内の抽出液に添加して、残存する前記ＤＴＴredから生成された２−ｎｉｔｒｏ−５−ｔｈｉｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ（ＴＮＢ）の濃度を前記吸光度測定手段によりある特定波長の吸光度を測定することによって得て、前記粒子状物質によって消費された前記ＤＴＴred量を算出して前記粒子状物質の酸化能を取得する計測手段をさらに備える、請求項３〜５のうちいずれか一項記載の装置。
【請求項７】
前記推測手段によって推測した前記粒子状物質の酸化能と、前記計測手段によって取得した前記粒子状物質の酸化能を比較して、該比較の結果に応じて前記計測手段を用いるかどうかを判定する第２の判定手段をさらに備える、請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記判定手段は、ＤＴＴredを添加した後の前記所定時間毎の測定の最初に測定した酸化体ジチオトレイトール（ＤＴＴox）の濃度に対応する特定の波長の吸光度が第１の初期閾値よりも大きい場合は、前記推測手段により推測した前記粒子状物質の酸化能を前記粒子状物質の酸化能とし、
前記吸光度が前記第１の初期閾値以下の場合は、前記計測手段により取得した前記粒子状物質の酸化能を前記粒子状物質の酸化能とする、請求項６記載の装置。
【請求項９】
大気中に存在する粒子状物質の酸化能を測定する装置であって、
前記粒子状物質を捕集する捕集手段と、
前記捕集した粒子状物質を抽出した抽出液を保持する反応室と、
前記反応室内の前記粒子状物質を抽出した抽出液の吸光度を測定する吸光度測定手段と、
前記反応室の前記抽出液に添加された所定モル量の被酸化物質が前記粒子状物質によって酸化反応が生じ、該被酸化物質の濃度に対応する特定の波長の吸光度を前記吸光度測定手段により所定時間毎に測定し、その変化量に応じて該酸化反応の終了点を判定する判定手段と、
前記終了点における吸光度に基づいて、前記粒子状物質によって消費された前記被酸化物質量を算出して前記粒子状物質の酸化能を取得する計測手段と、
を備え、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の変化量と閾値との大小関係により前記酸化反応の終了点を判定する、前記装置。
【請求項１０】
前記被酸化物質がアスコルビン酸であり、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の減分が第３の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とする、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記被酸化物質がアスコルビン酸であり、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の複数回の測定における各減分が連続して第３の閾値よりも小さい場合、該複数回の測定の最後の時点を前記酸化反応の終了点とする、請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記判定手段は、アスコルビン酸を添加した後の前記所定時間毎の測定の最初に測定したアスコルビン酸の濃度に対応する特定の波長の吸光度が第２の初期閾値よりも小さい場合は、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の減分が第３の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とし、該吸光度が該第２の初期閾値以上の場合は、所定時間毎の測定の前記吸光度の減分が第４の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とする、請求項１０または１１記載の装置。
【請求項１３】
大気中に存在する粒子状物質の酸化能を測定する方法であって、
前記粒子状物質を捕集する捕集ステップと、
前記捕集した粒子状物質を抽出して該粒子状物質の抽出液を得るステップと、
前記粒子状物質の抽出液に所定モル量の被酸化物質を添加するステップと、
前記被酸化物質が前記抽出液に含まれる前記粒子状物質によって酸化反応が生じ、該被酸化物質の濃度または該酸化反応によって生成された物質の濃度に対応する特定の波長の吸光度を所定時間毎に測定するステップと、
前記所定時間毎に測定した吸光度の変化量に応じて該酸化反応の終了点を判定するステップと、
前記終了点における吸光度に基づいて前記粒子状物質の酸化能を推測するステップと、を備え、
前記判定のステップは、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の変化量と閾値との大小関係により前記酸化反応の終了点を判定する、前記方法。
【請求項１４】
前記被酸化物質が還元体ジチオトレイトール（ＤＴＴred）であり、
前記酸化反応の終了点の判定のステップの後に、前記所定モル量よりも多いモル量の５，５´−Ｄｉｔｈｉｏｂｉｓ（２−ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ）（ＤＴＮＢ）を前記水溶液に添加して、残存する前記ＤＴＴredから生成された２−ｎｉｔｒｏ−５−ｔｈｉｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ（ＴＮＢ）の濃度をある特定波長の吸光度を測定することによって得て、前記粒子状物質によって消費された前記ＤＴＴred量を算出して前記粒子状物質の酸化能を取得するステップをさらに含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記被酸化物質がアスコルビン酸であり、
前記粒子状物質の酸化能を推測するステップの代わりに、前記終了点における吸光度に基づいて前記粒子状物質によって消費された前記被酸化物質量を算出して前記粒子状物質の酸化能を取得するステップを含む、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中に存在する粒子状物質の酸化能の測定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気中に浮遊する粒子状物質について、ＰＭ１０（おおよそ粒径１０μｍ以下の粒子）やＰＭ２．５（おおよそ粒径２．５μｍ以下の粒子）の環境基準がＷＨＯや環境省から発表されている。環境省では、ＰＭ２．５は「１年平均値が１５μｇ／ｍ3以下であり、かつ、１日平均値が３５μｇ／ｍ3以下であること」としている。この環境基準は重量濃度で規定されている。
【０００３】
一方、粒子状物質の吸入の健康被害として、粒子状物質が生成した活性酸素種が喘息、肺疾患、肺癌等を引き起こすことが報告されており、粒子状物質の酸化能が注目されている。特に、ディーゼルエンジンのトラックの通行量の多い都市部でサンプリングされたエアロゾルが高い酸化能を示し、エアロゾルに含まれる遷移金属である銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）およびマンガン（Ｍｎ）が酸化能に大きく影響していることが報告されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
本願発明者等は、ＰＭ２．５の健康影響のリアルタイム予測システムの立ち上げを目指し、ＰＭ２．５の酸化能を連続的に取得するために、ジチオトレイトール（ＤＴＴ）アッセイを自動化したＰＭ２．５の酸化能の連続観測装置の開発を行っている（非特許文献２参照。）。ＤＴＴアッセイは、ＰＭ２．５の酸化能の指標として、ＰＭ２．５による還元体ジチオトレイトール（ＤＴＴred）の消費量を使用している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Y.Fujitani et al,“Comparison of Oxidative Abilities of PM2.5 Collected at Traffic and Residential Sites in Japan.Contribution of Transition Metals and Primary and Secondary Aerosols”,“Aerosol and Air Quality Research”,2017,17:pp574-587
【非特許文献２】C.Cheong et al.,“Development of Automated Flow System for Measuring Oxidative Potential of PM2.5”,“21st International Conference on Flow Injection Analysis and Related Techniques” St.Petersburg Russia,2017,Sep7,poster session
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来行われているバッチ式のＤＴＴアッセイによるＤＴＴredの消費量の測定では、捕集したＰＭ２．５の抽出液にＤＴＴredを添加し、３７℃１５分間の反応後のＤＴＴredの消費量を酸化能としている。
【０００７】
しかしながら、ＰＭ２．５に含まれる粒子状物質の種類や濃度によってＤＴＴredとの反応速度が様々であることが推察され、１５分間の反応時間で十分に反応が終了していないおそれもある。
【０００８】
そこで、本発明の一つの目的は、粒子状物質の酸化能を迅速に推測可能な測定装置および測定方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、粒子状物質の酸化能の定量性および精確性を向上した測定装置および測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、大気中に存在する粒子状物質の酸化能を測定する装置であって、上記粒子状物質を捕集する捕集手段と、上記捕集した粒子状物質を抽出した抽出液を保持する反応室と、上記反応室内の上記粒子状物質を抽出した抽出液の吸光度を測定する吸光度測定手段と、上記反応室内の上記抽出液に添加された所定モル量の被酸化物質が上記粒子状物質によって酸化反応が生じ、その被酸化物質の濃度またはその酸化反応によって生成された物質の濃度に対応する特定の波長の吸光度を上記吸光度測定手段により所定時間毎に測定し、その変化量に応じてその酸化反応の終了点を判定する判定手段と、上記終了点における吸光度に基づいて上記粒子状物質の酸化能を推測する推測手段と、を備え、上記判定手段は、上記所定時間毎の測定の上記吸光度の変化量と閾値との大小関係により上記酸化反応の終了点を判定する、上記装置が提供される。
【００１０】
上記態様によれば、判定手段により被酸化物質の酸化反応の終了点の判定を行っているので、粒子状物質の酸化能の定量性および精確性を向上するとともに、迅速に推測することが可能となる。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、大気中に存在する粒子状物質の酸化能を測定する装置であって、上記粒子状物質を捕集する捕集手段と、上記捕集した粒子状物質を抽出した抽出液を保持する反応室と、上記反応室内の上記粒子状物質を抽出した抽出液の吸光度を測定する吸光度測定手段と、上記反応室の上記抽出液に添加された所定モル量の被酸化物質が上記粒子状物質によって酸化反応が生じ、その被酸化物質の濃度に対応する特定の波長の吸光度を上記吸光度測定手段により所定時間毎に測定し、その変化量に応じてその酸化反応の終了点を判定する判定手段と、上記終了点における吸光度に基づいて、上記粒子状物質によって消費された上記被酸化物質量を算出して上記粒子状物質の酸化能を取得する計測手段と、を備え、上記判定手段は、上記所定時間毎の測定の上記吸光度の変化量と閾値との大小関係により上記酸化反応の終了点を判定する、上記装置が提供される。
【００１２】
上記態様によれば、判定手段により被酸化物質の酸化反応の終了点の判定を行うとともに、計測手段により酸化反応の終了点における被酸化物質の残存量を測定して被酸化物質の酸化反応による消費量を求めているので、粒子状物質の酸化能の測定の定量性および精確性を向上することが可能となる。
【００１３】
本発明のその他の態様によれば、大気中に存在する粒子状物質の酸化能を測定する方法であって、上記粒子状物質を捕集する捕集ステップと、上記捕集した粒子状物質を抽出してその粒子状物質の抽出液を得るステップと、上記粒子状物質の抽出液に所定モル量の被酸化物質を添加するステップと、上記被酸化物質が上記抽出液に含まれる上記粒子状物質によって酸化反応が生じ、その被酸化物質の濃度またはその酸化反応によって生成された物質の濃度に対応する特定の波長の吸光度を所定時間毎に測定するステップと、上記所定時間毎に測定した吸光度の変化量に応じてその酸化反応の終了点を判定するステップと、上記終了点における吸光度に基づいて上記粒子状物質の酸化能を推測するステップと、を備え、上記判定のステップは、上記所定時間毎の測定の上記吸光度の変化量と閾値との大小関係により上記酸化反応の終了点を判定する、上記方法が提供される。
【００１４】
上記態様によれば、判定するステップにおいて、被酸化物質の酸化反応の終了点の判定を行っているので、定量性および精確性を向上するとともに、迅速に粒子状物質の酸化能を推測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る粒子状物質の酸化能測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る粒子状物質の酸化能の測定方法を示すフローチャートである。
【図３】粒子状物質を抽出した抽出液としてＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液で希釈した銅標準液を用いた場合のＤＴＴoxの吸光度の時間変化を示す図である。
【図４】銅の濃度が０ｐｐｂの場合の所定時間毎に測定したＤＴＴoxの吸収波長の吸光度の変化量の時間経過を示す図である。
【図５】銅の濃度が１０ｐｐｂの場合の所定時間毎に測定したＤＴＴoxの吸収波長の吸光度の変化量の時間経過を示す図である。
【図６】銅の濃度が１００ｐｐｂの場合の所定時間毎に測定したＤＴＴoxの吸収波長の吸光度の変化量の時間経過を示す図である。
【図７】銅の濃度が５００ｐｐｂの場合の所定時間毎に測定したＤＴＴoxの吸収波長の吸光度の変化量の時間経過を示す図である。
【図８】被酸化物質の酸化反応の終了点の判定手法の変形例を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態の粒子状物質の酸化能を求める変形例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態の変形例に係る粒子状物質の酸化能の測定方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態の変形例の被酸化物質の酸化反応の終了点の判定手法の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。なお、図面間において共通する要素については同じ符号を付し、その要素の詳細な説明の繰り返しを省略する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る粒子状物質の酸化能測定装置の概略構成を示す図である。図１を参照するに、本実施形態に係る酸化能測定装置１０は、大気中に存在する粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集器１１と、捕集した粒子状物質を抽出液により抽出する抽出器１２と、抽出液を保持する反応室１３と、反応室１３内の抽出液の吸光度を測定するための光源１４および吸光度測定器１５と、制御部１６と、温度制御器２１を有する。制御部１６は、機能構成として、反応室１３において抽出液中の粒子状物質によって添加された被酸化物質の酸化反応が生じその酸化反応の終了点を吸光度測定器１５からの吸光度データにより判定する判定手段１８、酸化反応の終了点における吸光度から粒子状物質の酸化能を推測する推測手段１９と、酸化反応の終了点における抽出液に含まれる被酸化物質の残量を測定する計測手段２０と、を含む。本実施形態に係る酸化能測定装置１０は、一例としてＤＤＴ（ジチオトレイトール）アッセイを用いる場合について説明する。
【００１８】
粒子状物質捕集器１１は、大気に露出する管路と、フィルタと、ポンプと、β線検出器等から構成され、大気に浮遊する粒子状物質を空気とともに管路を介して吸引してフィルタ上に捕集する。空気の吸引量は例えば毎分１６．７Ｌ（毎時１ｍ3）に設定される。フィルタは、特に限定されないが、耐薬品性および耐熱性が良好な点でポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製のフィルタであることが好ましい。フィルタは、ＰＭ２．５やＰＭ１０を捕集可能なポアサイズのフィルタを用いることができる。また、粒子状物質捕集器１１は、粒子状物質を分級するための分級器を有してもよい。
【００１９】
抽出器１２は、フィルタを覆う容器と、その容器に抽出液を供給する供給路と、その容器を減圧にするためのポンプ等から構成され、フィルタ上の粒子状物質を抽出液に取り出す。抽出液は、適宜選択できるが、緩衝液、例えば、Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（ｔｒｉｓ（ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ａｍｉｎｏｍｅｔｈａｎｅ）−塩酸（ｈｙｄｒｏｃｌｏｒｉｃ  ａｃｉｄ）緩衝液）を用いることができる。
【００２０】
反応室１３は、例えば、石英ガラスの容器からなり、粒子状物質を含む抽出液を保持し、制御部１６によって供給量が設定可能に試薬等が供給されるように構成されている。反応室１３は、撹拌器や洗浄機能を有してもよい。反応室１３は、粒子状物質により酸化される被酸化物質を添加するように構成される。被酸化物質は、還元体ジチオトレイトール（ＤＴＴred）、アスコルビン酸等を用いることができる。ＤＴＴredは粒子状物質による酸化反応により消費され、酸化体ジチオトレイトール（ＤＴＴox）が生成される。ＤＴＴoxは、吸収波長２８０ｎｍの吸光度により濃度を測定することができる。アスコルビン酸は、抽出液（緩衝液）のｐＨに応じて吸収波長が２４４〜２６５ｎｍの範囲に存在する。その吸光度を測定することで、アスコルビン酸の濃度を測定することができる。
【００２１】
反応室１３は、被酸化物質としてＤＴＴredを用いた場合、粒子状物質によって消費された量を測定するため、５，５´−Ｄｉｔｈｉｏｂｉｓ（２−ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃａｃｉｄ）（ＤＴＮＢ）を添加するように構成してもよい。ＤＴＮＢによって残存するＤＴＴredから生成された２−ｎｉｔｒｏ−５−ｔｈｉｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ（ＴＮＢ）の量をＴＮＢの吸収波長４１０ｎｍの吸光度を測定して、酸化反応の終了点において残存していたＤＴＴred量を求め、それによって、粒子状物質によって消費されたＤＴＴred量を算出する。
【００２２】
光源１４および吸光度測定器１５は、反応室１３内の抽出液の吸光度を測定するためのものである。光源１４は、紫外光から赤外光の波長、例えば、２４４〜２６５ｎｍの範囲、２８０ｎｍ、４１０ｎｍを含む光を発光可能である。吸光度測定器１５は、分光光度計であり、光源１４から発し反応室１３内の抽出液を透過した光の波長に対する強度から吸光度を測定できるものであれば特に限定されず、単色光の測定あるいは波長を走査可能に測定できるものであってもよい。
【００２３】
制御部１６は、ＣＰＵ、半導体メモリ、ハードディスクドライブ、ユーザインターフェス等を有する例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）であり、機能構成として、判定手段１８、推測手段１９および計測手段２０を有し、これらの機能構成は、制御部１６のハードウェアと半導体メモリやハードディスクドライブに記憶されたプログラムとが協働することでその機能が実現される。
【００２４】
判定手段１８は、反応室１３内の抽出液に添加された所定モル量の被酸化物質が粒子状物質によって酸化反応が生じ、被酸化物質の濃度または酸化反応によって生成された物質の濃度に対応する特定の波長の吸光度を吸光度測定器１５により所定時間毎に測定し、所定時間毎の吸光度の変化量に応じて酸化反応の終了点を判定するように構成される。判定手段１８は、具体的には、被酸化物質がＤＴＴredの場合は、所定時間毎に測定したＤＴＴoxの吸光度の変化量つまり増分が所定の閾値よりも小さくなった時点を被酸化物質の酸化反応の終了点と判定する。一例として、被酸化物質であるＤＴＴredの添加直後を経過時間＝０として、所定時間毎、例えば２分毎に測定する。経過時間ｔの吸光度の変化量は、経過時間ｔ（分）で測定した吸光度と、その前の測定、つまりｔ−２（分）において測定した吸光度との差で表される。つまり、吸光度の変化量（ｔ）＝吸光度（ｔ）−吸光度（ｔ−２）である（但し、カッコ内は単位が分である）。ＤＴＴoxの濃度は時間に対して増加するが、その変化量つまり増分は次第に小さくなる。その増分が所定の閾値よりも小さくなった時点を被酸化物質の酸化反応の終了点と判定する。所定の閾値は第１の閾値を用いることができる。第１の閾値は、０（零）または０よりも大きい値とすることが好ましい。また、判定手段１８は、被酸化物質の酸化反応の終了点の判定の他の例として、所定時間毎のＤＴＴoxの複数回の測定における各変化量（各増分）が連続して第１の閾値よりも小さくなった場合、最後の測定の時点を酸化反応の終了点と判定し、その吸光度を酸化反応終了時の吸光度とすることができる。さらに、判定手段１８は、後の図８に示すフローによって酸化反応の終了点を判定してもよい。
【００２５】
なお、吸光度の変化量を差分で定義したが、吸光度の変化量（ｔ）＝吸光度（ｔ）／吸光度（ｔ−２）というように比率で定義してもよい。
【００２６】
推測手段１９は、判定された酸化反応の終了点における酸化反応の生成物であるＤＴＴoxの吸光度に基づいて粒子状物質の酸化能を推測する。具体的には、被酸化物質がＤＴＴredの場合は、ＤＴＴoxの吸光度からＤＴＴoxの濃度を求め、そのＤＴＴoxの濃度からＤＴＴredの消費量を求める。このＤＴＴredの消費量と粒子状物質捕集器１１のβ線検出器で計測した粒子状物質の重量とから、粒子状物質の重量当たりの酸化能が推測できる。また、粒子状物質捕集器１１において粒子状物質を捕集した際に捕集に要した空気量と、ＤＴＴredの消費量とから、測定大気の単位体積（ｍ3）当たりの粒子状物質の酸化能も推測できる。
【００２７】
計測手段２０は、必要に応じて、酸化反応の終了点における被酸化物質の消費量を算出し、粒子状物質の酸化能を取得する。具体的には、被酸化物質がＤＴＴredの場合は、計測手段２０は以下の動作を制御する。反応室１３内の抽出液に添加されたＤＴＴredの所定モル量よりも多いモル量のＤＴＮＢを添加して、残存するＤＴＴredからＴＮＢを生成させる。ＴＮＢの吸収波長４１０ｎｍの吸光度を吸光度測定器１５により測定して、この結果から酸化反応の終了点において残存していたＤＴＴred量を求め、それによって、粒子状物質によって消費されたＤＴＴred量を算出する。これによって、粒子状物質捕集器１１のβ線検出器で計測した粒子状物質の重量とから、粒子状物質の重量当たりの酸化能を取得する。また、粒子状物質捕集器１１において粒子状物質を捕集した際に捕集に要した空気量から測定大気の単位体積（ｍ3）当たりの粒子状物質の酸化能を取得することもできる。
【００２８】
温度制御器２１は、ヒータ、温度センサ等から構成され、反応室１３内の抽出液を所定温度、例えば３７℃に制御するために用いられる。温度制御器２１は、予め温度センサの指示する温度と反応室１３内の抽出液の温度との関係を取得して、その差異を補正するようにして温度を制御してもよい。
【００２９】
以上により、本実施形態では、判定手段１８により被酸化物質の酸化反応の終了点の判定を行っているので、粒子状物質の酸化能の定量性および精確性を向上するとともに、迅速に推測できる。また、計測手段２０により、酸化反応の終了点における被酸化物質の残存量を測定して被酸化物質の酸化反応による消費量を求めているので、粒子状物質の酸化能の測定の定量性および精確性を向上することができる。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態に係る粒子状物質の酸化能の測定方法を示すフローチャートである。以下、図２および先の図１を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る粒子状物質の酸化能の測定方法を説明する。
【００３１】
最初に、粒子状物質捕集器１１を用いて所定の時間あるいは所定の重量の粒子状物質が捕集できるまで動作させ、大気から空気を引き込みフィルタを通過させてフィルタ上に粒子状物質を捕集する（Ｓ１００）。捕集した粒子状物質の重量は、例えばβ線検出器により測定する。また、空気を所定の流量で引き込んで粒子状物質の捕集に要した時間を計測・記録することで、粒子状物質の捕集に要した大気の体積を測定してもよい。
【００３２】
次いで、抽出器１２を用いてフィルタ上に捕集した粒子状物質に抽出液を滴下し、フィルタを介して吸引して、フィルタを通過した粒子状物質を含む抽出液を反応室１３に送液する（Ｓ１１０）。抽出液には、緩衝液、例えば、２５０ｍｍｏｌ・Ｌ-1のトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンの濃度のＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ８．９）を用いることができ、その液量は適宜選択できるが、例えば５ｍＬ用いる。
【００３３】
反応室１３の粒子状物質を含む抽出液に被酸化物質を添加する（Ｓ１２０）。被酸化物質は、本実施形態では一例として、還元体ジチオトレイトール（ＤＴＴred）を用いる。ＤＴＴredは、粒子状物質と酸化反応を起こし、酸化体ジチオトレイトール（ＤＴＴox）を生成する。ＤＴＴredは、その濃度は適宜選択できるが、例えば８ｍｍｏｌ・Ｌ-1であり、添加量は適宜選択できるが、Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ８．９）５ｍＬに対して例えば５０μＬである。反応室１３の抽出液は、温度制御器２１を用いて所定の温度、例えば３７℃に維持されてもよい。
【００３４】
次いで、反応室１３の抽出液に光源１４により光を照射し、吸光度測定器１５によって吸光度を所定時間毎に測定して粒子状物質によるＤＴＴredの酸化反応によって生成されたＤＴＴoxの特定の波長の吸光度を得る（Ｓ１３０）。具体的には、ＤＴＴoxは波長２８０ｎｍに吸収があり、その波長の吸光度とＤＴＴoxの濃度との間に相関関係があるので、吸光度からＤＴＴoxの濃度を求めることができる。この吸光度の測定は、制御部１６によって制御され、所定時間毎、例えば１分毎または２分毎に吸光度を測定する。吸光度は、Ａ＝−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ0）で表される。ここで、Ｉ0は、参照試料（例えば、超純水）を透過した光束の強さであり、Ｉは反応室１３の抽出液を透過した光束の強さである。
【００３５】
次いで、制御部１６の判定手段１８を用いて測定した所定時間毎のＤＴＴoxの吸光度の変化量が所定の閾値よりも小さくなったかにより被酸化物質の酸化反応の終了点を判定する（Ｓ１４０）。具体的には、ＤＴＴredの添加直後を経過時間＝０として、所定時間毎、例えば２分毎に測定して、経過時間ｔの吸光度の変化量は、経過時間ｔ（分）で測定した吸光度と、その前の測定、つまりｔ−２（分）において測定した吸光度との差で表される。つまり、吸光度の変化量（ｔ）＝吸光度（ｔ）−吸光度（ｔ−２）である（但し、カッコ内は単位が分である）。ＤＴＴoxの濃度は時間に対して増加するが、その変化量つまり増分は次第に小さくなる。その増分が所定の閾値よりも小さくなった時点を被酸化物質の酸化反応の終了点と判定する。
【００３６】
次いで、制御部１６の推測手段１９を用いて判定された酸化反応の終了点における酸化反応の生成物であるＤＴＴoxの吸光度に基づいて粒子状物質の酸化能を推測する（Ｓ１５０）。具体的には、ＤＴＴoxの吸光度からＤＴＴoxの濃度を求め、そのＤＴＴoxの濃度からＤＴＴredの消費量を求める。これと、捕集するステップ（Ｓ１００）で計測した粒子状物質の重量または空気量とから、粒子状物質の重量当たりまたは大気の単位体積当たりの酸化能が推測できる。
【００３７】
さらに必要に応じて、制御部１６の計測手段２０を用いて酸化反応の終了点における被酸化物質の消費量を算出し、粒子状物質の酸化能を取得する（Ｓ１６０）。具体的には、制御部１６の計測手段２０によって、以下の動作が制御される。反応室１３内の抽出液にＳ１２０で添加されたＤＴＴredの所定モル量よりも多いモル量の５，５´−Ｄｉｔｈｉｏｂｉｓ（２−ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ）（ＤＴＮＢ）を添加して、残存するＤＴＴredから生成された２−ｎｉｔｒｏ−５−ｔｈｉｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ（ＴＮＢ）の量を吸光度測定器１５によりＴＮＢが吸収を有する波長４１０ｎｍの吸光度を測定して、酸化反応の終了点において残存していたＤＴＴred量を求め、それによって、粒子状物質によって消費されたＤＴＴred量を算出する。これによって、捕集するステップ（Ｓ１００）で計測した粒子状物質の重量または空気量とから、粒子状物質の重量当たりまたは大気の単位体積当たりの酸化能を取得する。
【００３８】
以上により、本実施形態では、Ｓ１４０において、被酸化物質の酸化反応の終了点の判定を行っているので、定量性および精確性を向上するとともに、迅速に粒子状物質の酸化能を推測できる。また、Ｓ１６０において、酸化反応の終了点における被酸化物質の残存量を測定することで被酸化物質の酸化反応による消費量を求めているので、粒子状物質の酸化能の測定の定量性および精確性を向上することができる。
【００３９】
以下、粒子状物質による被酸化物質の酸化反応の終了点の判定（図２のＳ１４０）を、測定例を示してより具体的に説明する。
【００４０】
被酸化物質の酸化反応の終了点の判定の一つの例として、ＤＴＴoxの波長２８０ｎｍの吸光度の変化量（増分）が第１の閾値よりも小さくなった時点を酸化反応の終了点と判定し、その吸光度を酸化反応終了時の吸光度とする。第１の閾値は、０（零）または０よりも大きい値とすることが好ましい。第１の閾値が０よりも大きい値とすることが好ましいのは、ＤＴＴredの酸化反応が粒子状物質によるものの他、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタンによってもＤＴＴredの酸化反応が生じていると推察しているからである。粒子状物質の酸化能に寄与する粒子状物質の成分の濃度が低い場合にＤＴＴredの酸化反応が比較的ゆっくりと進んでいるようである。測定例を示しながら以下に説明する。
【００４１】
図３は、粒子状物質を抽出した抽出液としてＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液で希釈した銅標準液を用いた場合のＤＴＴoxの吸光度の時間変化を示す図である。Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液に対する銅の重量濃度を０ｐｐｂ（「○」で示す。）、１０ｐｐｂ（「△」で示す。）、１００ｐｐｂ（「□」で示す。）および５００ｐｐｂ（「黒塗りの○」で示す。）の場合について測定を行った。横軸はＤＴＴred添加直後の最初の測定時を０とした経過時間であり、縦軸は吸光度である。測定間隔は２分である。銅標準液は、１０００ｐｐｍＣｕ標準液（硝酸酸性）（富士フィルム和光純薬社製）を用いて、銅の濃度はＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液により調整した。Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液は、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン（メルク社製）を超純水に溶解し、超純水で希釈した塩酸（富士フィルム和光純薬社製、試薬特級）によりｐＨが８．９になるように調製したものである。Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液のトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンの濃度は、２５０ｍｍｏｌ・Ｌ-1であり、ＤＴＴredの添加時の濃度は、８ｍｍｏｌ・Ｌ-1である。吸光度の測定は、紫外可視近赤外分光光度計Ｖ−６５０（日本分光社製）を用いて、参照セルには超純水を充填して行った。
【００４２】
図３を参照するに、１００ｐｐｂおよび５００ｐｐｂのサンプルでは、ＤＴＴredの添加直後から吸光度は増加し、最大値を示した後に減少後ほぼ一定になっている。これに対して、０ｐｐｂおよび１０ｐｐｂのサンプルでは、ＤＴＴredの添加直後から吸光度がなだらかに増加しており、１０ｐｐｂのサンプルでは最大値を示すのは５０分以上経過後であり、０ｐｐｂのサンプルでは８８分経過後でも増加している。この長時間経過後の変化は、粒子状物質によるものではなく、抽出液のＴｒｉｓによるものと考えられる。
【００４３】
図４〜図７は所定時間毎（２分毎）に測定した吸光度の変化量の時間経過を示す図であり、図４は銅の濃度が０ｐｐｂ、図５が１０ｐｐｂ、図６が１００ｐｐｂ、図７が５００ｐｐｂの場合を示している。吸光度の変化量（ｔ）は、経過時間ｔにおける吸光度（ｔ）から２分前に測定した吸光度（ｔ−２）との差である。
【００４４】
図４〜図７を参照するに、第１の閾値を０．００５とすると、実線の矢印で示すように、銅の濃度が、０ｐｐｂ場合は４４分後、１０ｐｐｂ場合は４２分後、１００ｐｐｂ場合は４０分後、５００ｐｐｂ場合は２８分後に第１の閾値よりも小さくなっている。このように、所定時間毎のＤＴＴoxの吸光度の増分が第１の閾値よりも小さくなった時点を酸化反応の終了点と判定し、その吸光度を酸化反応の終了点の吸光度とする。これにより、Ｔｒｉｓによる酸化反応の生成物の影響を低減でき、粒子状物質による酸化反応の終了点をより精確に判定できる。
【００４５】
また、被酸化物質の酸化反応の終了点の判定の他の例として、所定時間毎のＤＴＴoxの複数回の測定における各変化量（各増分）が連続して第１の閾値よりも小さくなった場合、最後の測定の時点を酸化反応の終了点と判定し、その吸光度を酸化反応終了時の吸光度とすることができる。この判定を、例えば、３回の測定の各増分が第１の閾値、例えば０．００５よりも小さいとした場合に、図４〜図７を用いて終了点を判定すると、３回の測定を破線で囲んで破線の矢印で酸化反応の終了点を示すように、銅の濃度が、０ｐｐｂ場合は５４分後、１０ｐｐｂ場合は４６分後、１００ｐｐｂ場合は４４分後、５００ｐｐｂ場合は３２分後になっていることが分かる。これにより、吸光度の測定ノイズの酸化反応の終了点への影響を低減することができ、より精確に酸化反応の終了点を判定することができる。
【００４６】
さらに、被酸化物質の酸化反応の終了点の判定として、その他の例を以下に示す。
【００４７】
図８は、被酸化物質の酸化反応の終了点の判定手法の変形例を示すフローチャートである。図８を参照するに、先に示した図２のＳ１３０においてＤＴＴredを添加直後の最初の測定で得た吸光度（以下、「初期の吸光度」とも称する。）が第１の初期閾値よりも大きい場合（Ｓ１４１０の「Ｙｅｓ」の場合）は、上述したように、被酸化物質の酸化反応の終了点の判定として、ＤＴＴoxの波長２８０ｎｍの吸光度の変化量が第１の閾値よりも小さくなった時点とし、その吸光度を酸化反応終了時の吸光度とする（Ｓ１４２０）。一方、その最初の測定で得られた吸光度が第１の初期閾値以下の場合（Ｓ１４１０の「Ｎｏ」の場合）は、被酸化物質の酸化反応の終了点の判定として、ＤＴＴoxの波長２８０ｎｍの吸光度の変化量が第２の閾値よりも小さくなった時点とし、その吸光度を酸化反応終了時の吸光度とする（Ｓ１４３０）。ここで、吸光度の変化量に対する、第１の閾値は、上述したように、０（零）または０よりも大きい値とすることが好ましく、第２の閾値は、第１の閾値よりも大きいことが好ましい。初期の吸光度に対する第１の初期閾値は、０（零）よりも大きい値から適宜選択されるが、例えば実際に大気から捕集した粒子状物質を使用して予め測定した吸光度の経時変化から決定してもよい。第１の初期閾値は、例えば、第１の初期閾値を０．０２とすると、図３において経過時間が０（零）分に示す初期の吸光度が０．０２よりも大きいサンプルは、濃度が１００ｐｐｂおよび５００ｐｐｂであり、初期の吸光度が０．０２以下のサンプルは濃度が０ｐｐｂおよび１０ｐｐｂのサンプルである。初期の吸光度が０．０２よりも大きいサンプルは、上記図６および図７を用いて説明したようにして第１の閾値よりも小さくなった時点で被酸化物質の酸化反応の終了点と判定する。初期の吸光度が０．０２以下のサンプルである濃度が０ｐｐｂおよび１０ｐｐｂのサンプルは、第２の閾値よりも小さくなった時点で被酸化物質の酸化反応の終了点と判定する。第２の閾値を第１の閾値よりも大きい、例えば０．００７とすると、図４および図５に一点鎖線の矢印で示すように、銅の濃度が、０ｐｐｂ場合は３６分後（図４に示す。）、１０ｐｐｂ場合は３２分後（図５に示す。）に第２の閾値よりも小さくなっていることが分かる。このように、初期の吸光度が高いサンプルと低いサンプルとで被酸化物質の酸化反応の終了点を判定する閾値を異ならせることで、振る舞いの異なる酸化反応の終了点をより精確に判定できる。なお、次以降のステップ（Ｓ１５０およびＳ１６０）は、図２を用いて説明したのと同様であるので説明を省略する。
【００４８】
図９は、本実施形態の粒子状物質の酸化能を求める変形例を示すフローチャートである。図９を参照するに、先に示した図２のＳ１３０においてＤＴＴredを添加して最初の測定で得た吸光度（初期の吸光度）が第１の初期閾値との大小関係に応じて、先の図８と同様に酸化反応の終了点を判定する（Ｓ１４１０、Ｓ１４２０およびＳ１４３０）。初期の吸光度が第１の初期閾値よりも大きい場合（Ｓ１４１０の「Ｙｅｓ」の場合）はＳ１４２０に進み、Ｓ１４２０において第１の閾値よりも小さくなった時点で被酸化物質の酸化反応の終了点の判定として、ＤＴＴoxの波長２８０ｎｍの吸光度の変化量が第１の閾値よりも小さくなった時点とし、その吸光度を酸化反応終了時の吸光度とする（Ｓ１４２０の「Ｙｅｓ」）。次いで、図２のＳ１５０と同様に、制御部１６の推測手段１９を用いて判定された酸化反応の終了点における酸化反応の生成物であるＤＴＴoxの吸光度に基づいて粒子状物質の酸化能を推測する。一方、初期の吸光度が第１の初期閾値以下の場合（Ｓ１４１０の「Ｎｏ」の場合）はＳ１４３０に進み、Ｓ１４３０において第２の閾値よりも小さくなった時点で被酸化物質の酸化反応の終了点の判定として、ＤＴＴoxの波長２８０ｎｍの吸光度の変化量が第２の閾値よりも小さくなった時点とする（Ｓ１４３０の「Ｙｅｓ」）。次いで、図２のＳ１６０と同様に、制御部１６の計測手段２０を用いてＤＴＮＢを添加してＴＮＢの量を測定して、酸化反応の終了点におけるＤＴＴredの消費量を算出し、粒子状物質の酸化能を取得する（Ｓ１６０）。この変形例によれば、初期の吸光度が第１の初期閾値よりも大きい場合には、酸化反応の終了点における被酸化物質を酸化反応の生成物から推測し迅速に粒子状物質の酸化能を取得でき、初期の吸光度が第１の初期閾値以下の場合には、酸化反応の終了点における被酸化物質の消費量を算出して粒子状物質の酸化能を取得することで、精確に粒子状物質の酸化能を取得できる。
【００４９】
次に、本発明の一実施形態の変形例の粒子状物質の酸化能の測定装置および測定方法を説明する。先の実施形態と同様の構成の要素については、同じ符号を付し、その要素の詳細な説明の繰り返しを省略する。
【００５０】
変形例の測定装置の構成は、図１に示した測定装置１０の制御部１６における推測手段１９を必須としない点を除き同様であり、図示および説明を省略する。
【００５１】
図１０は、本発明の一実施形態の変形例に係る粒子状物質の酸化能の測定方法を示すフローチャートである。以下、図１０、先の図１および図２を参照しつつ、変形例の粒子状物質の酸化能の測定方法を説明する。本変形例は、被酸化物質がその濃度を吸光度測定によって取得できる物質を用いた場合の例である。
【００５２】
本測定方法では、Ｓ１００〜Ｓ１２０までは図２とその説明と同様にして行う。但し、Ｓ１２０において、被酸化物質はアスコルビン酸を用いて、反応室１３の抽出液に所定モル量のアスコルビン酸を添加する。粒子状物質によってアスコルビン酸の酸化反応が生じてアスコルビン酸の濃度が減少する。
【００５３】
次いで、反応室１３の抽出液に光源１４により特定の波長の光を照射し、吸光度測定器１５によって吸光度を所定時間毎に測定して粒子状物質によるアスコルビン酸の酸化反応によって減少するアスコルビン酸の特定の波長の吸光度を得る（Ｓ２３０）。具体的には、アスコルビン酸は、２４４〜２６５ｎｍの範囲で抽出液のｐＨに応じて吸収を示し、その波長の吸光度とアスコルビン酸の濃度との間に相関関係があるので、吸光度からアスコルビン酸の濃度を求めることができる。この吸光度の測定は、制御部１６によって制御され、所定時間毎、例えば１分毎または２分毎に吸光度を測定する。吸光度は、Ａ＝−ｌｏｇ10（Ｉ／Ｉ0）で表される。ここで、Ｉ0は、参照試料を透過した光束の強さであり、Ｉは反応室１３の抽出液を透過した光束の強さである。
【００５４】
次いで、制御部１６の判定手段１８を用いて測定した所定時間毎のアスコルビン酸の吸光度の変化量が所定の閾値よりも小さくなったかによりアスコルビン酸の酸化反応の終了点を判定する（Ｓ２４０）。アスコルビン酸の酸化反応の終了点は上記のＳ１４０と同様にして判定する。ただし、Ｓ１４０では酸化反応の終了点の判定の際、測定した所定時間毎のＤＴＴoxの吸光度の変化量が増分であったが、アスコルビン酸の吸光度の変化量は減分である点だけが異なる。
【００５５】
次いで、制御部１６の計測手段２０を用いて酸化反応の終了点におけるアスコルビン酸の消費量を算出し、粒子状物質の酸化能を取得する（Ｓ２６０）。具体的には、制御部１６の計測手段２０によって、以下の動作が制御される。反応室１３内の抽出液にＳ１２０で添加されたアスコルビン酸の所定モル量と、酸化反応の終了点において残存していたアスコルビン酸量を求め、それによって、粒子状物質によって消費されたアスコルビン酸量を算出する。これによって、Ｓ１００で計測した粒子状物質の重量または捕集に要した空気量とから、粒子状物質の重量当たりまたは大気の単位体積当たりの酸化能を取得する。
【００５６】
以上により、本変形例では、Ｓ２４０において被酸化物質の酸化反応の終了点の判定を行っているので、定量性および精確性を向上するとともに、迅速に粒子状物質の酸化能を計測できる。また、Ｓ２６０において酸化反応の終了点における被酸化物質の消費量を算出しているので、粒子状物質の酸化能の測定の定量性および精確性を向上することができる。
【００５７】
図１１は、本発明の一実施形態の変形例の被酸化物質の酸化反応の終了点の判定手法の変形例を示すフローチャートである。図１１を参照するに、先に示した図１０のＳ２３０においてアスコルビン酸を添加直後の最初の測定で得た吸光度（以下、「初期の吸光度」とも称する。）が第２の初期閾値よりも小さい場合（Ｓ２４１０の「Ｙｅｓ」の場合）は、上述したように、被酸化物質の酸化反応の終了点の判定として、アスコルビン酸の２４４〜２６５ｎｍの範囲の吸収の吸光度の変化量が第３の閾値よりも小さくなった時点とし、その吸光度を酸化反応終了時の吸光度とする（Ｓ２４２０）。一方、その最初の測定で得られた吸光度が第２の初期閾値以上の場合（Ｓ２４１０の「Ｎｏ」の場合）は、被酸化物質の酸化反応の終了点の判定として、アスコルビン酸の２４４〜２６５ｎｍの範囲の吸収の吸光度の変化量が第４の閾値よりも小さくなった時点とし、その吸光度を酸化反応終了時の吸光度とする（Ｓ２４３０）。ここで、吸光度の変化量に対する、第３の閾値は、０（零）または０よりも大きい値とすることが好ましく、第４の閾値は、第３の閾値よりも大きいことが好ましい。初期の吸光度に対する第２の初期閾値は、０（零）よりも大きい値から適宜選択されるが、例えば予め測定した吸光度の経時変化から決定してもよい。
【００５８】
このように、初期の吸光度が低いサンプルと高いサンプルとで被酸化物質の酸化反応の終了点を判定する閾値を異ならせることで、振る舞いの異なる酸化反応の終了点をより精確に判定できる。なお、次のステップ（Ｓ２６０）は、図１０を用いて説明したのと同様であるので説明を省略する。
【００５９】
以上により、本変形例では、被酸化物質がその濃度を吸光度測定によって取得できる物質を用いた場合の例であるが、図１０のＳ２４０において、被酸化物質の酸化反応の終了点の判定を行っているので、定量性および精確性を向上するとともに、迅速に粒子状物質の酸化能を推測できる。また、Ｓ２６０において、酸化反応の終了点における被酸化物質の残存量から被酸化物質の酸化反応による消費量を求めているので、粒子状物質の酸化能の測定の定量性および精確性を向上することができる。
【００６０】
以上、実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。上述した測定方法は、上述した測定装置により行うことができることは言うまでも無い。
【００６１】
なお、以上の説明に関してさらに実施形態として以下の付記を開示する。
（付記１）  大気中に存在する粒子状物質の酸化能を測定する装置であって、
前記粒子状物質を捕集する捕集手段と、
前記捕集した粒子状物質を抽出した抽出液を保持する反応室と、
前記反応室内の前記粒子状物質を抽出した抽出液の吸光度を測定する吸光度測定手段と、
前記反応室内の前記抽出液に添加された所定モル量の被酸化物質が前記粒子状物質によって酸化反応が生じ、該被酸化物質の濃度または該酸化反応によって生成された物質の濃度に対応する特定の波長の吸光度を前記吸光度測定手段により所定時間毎に測定し、その変化量に応じて該酸化反応の終了点を判定する判定手段と、
前記終了点における吸光度に基づいて前記粒子状物質の酸化能を推測する推測手段と、を備え、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の変化量と閾値との大小関係により前記酸化反応の終了点を判定する、前記装置。
（付記２）  前記推測手段は、予め取得した前記粒子状物質の酸化能と前記吸光度との関係に基づいて前記粒子状物質の酸化能を推測する、付記１記載の装置。
（付記３）  前記被酸化物質が還元体ジチオトレイトール（ＤＴＴred）であり、前記粒子状物質による該ＤＴＴredの酸化反応により酸化体ジチオトレイトール（ＤＴＴox）が生成され、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記ＤＴＴoxの吸光度の増分が第１の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とする、付記１または２記載の装置。
（付記４）  前記被酸化物質が還元体ジチオトレイトール（ＤＴＴred）であり、前記粒子状物質による該ＤＴＴredの酸化反応により酸化体ジチオトレイトール（ＤＴＴox）が生成され、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記ＤＴＴoxの吸光度の複数回の測定における各増分が連続して第１の閾値よりも小さい場合、該複数回の測定の最後の時点を前記酸化反応の終了点とする、付記１または２記載の装置。
（付記５）  前記第１の閾値は０（零）または０よりも大きい値である、付記３または４記載の装置。
（付記６）  前記判定手段は、ＤＴＴredを添加した後の前記所定時間毎の測定の最初に測定した酸化体ジチオトレイトール（ＤＴＴox）の濃度に対応する特定の波長の吸光度が第１の初期閾値よりも大きい場合は、前記所定時間毎の測定の前記ＤＴＴoxの吸光度の増分が第１の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とし、該吸光度が該第１の初期閾値以下の場合は、前記所定時間毎の測定の前記ＤＴＴoxの吸光度の増分が第２の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とする、付記３〜５のうちいずれか一項記載の装置。
（付記７）  前記第２の閾値は前記第１の閾値よりも大きい、付記６記載の装置。
（付記８）  前記酸化反応の終了点の判定の後に、前記添加されたＤＴＴredの所定モル量よりも多いモル量の５，５´−Ｄｉｔｈｉｏｂｉｓ（２−ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ）（ＤＴＮＢ）を前記反応室内の抽出液に添加して、残存する前記ＤＴＴredから生成された２−ｎｉｔｒｏ−５−ｔｈｉｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ（ＴＮＢ）の濃度を前記吸光度測定手段によりある特定波長の吸光度を測定することによって得て、前記粒子状物質によって消費された前記ＤＴＴred量を算出して前記粒子状物質の酸化能を取得する計測手段をさらに備える、付記３〜７のうちいずれか一項記載の装置。
（付記９）  前記推測手段によって推測した前記粒子状物質の酸化能と、前記計測手段によって取得した前記粒子状物質の酸化能を比較して、該比較の結果に応じて前記計測手段を用いるかどうかを判定する第２の判定手段をさらに備える、付記８記載の装置。
（付記１０）  前記判定手段は、ＤＴＴredを添加した後の前記所定時間毎の測定の最初に測定した酸化体ジチオトレイトール（ＤＴＴox）の濃度に対応する特定の波長の吸光度が第１の初期閾値よりも大きい場合は、前記推測手段により推測した前記粒子状物質の酸化能を前記粒子状物質の酸化能とし、
前記吸光度が前記第１の初期閾値以下の場合は、前記計測手段により取得した前記粒子状物質の酸化能を前記粒子状物質の酸化能とする、付記８記載の装置。
（付記１１）  大気中に存在する粒子状物質の酸化能を求める装置であって、
前記粒子状物質を捕集する捕集手段と、
前記捕集した粒子状物質を抽出した抽出液を保持する反応室と、
前記反応室内の前記粒子状物質を抽出した抽出液の吸光度を測定する吸光度測定手段と、
前記反応室の前記抽出液に添加された所定モル量の被酸化物質が前記粒子状物質によって酸化反応が生じ、該被酸化物質の濃度に対応する特定の波長の吸光度を前記吸光度測定手段により所定時間毎に測定し、その変化量に応じて該酸化反応の終了点を判定する判定手段と、
前記終了点における吸光度に基づいて、前記粒子状物質によって消費された前記被酸化物質量を算出して前記粒子状物質の酸化能を取得する計測手段と、
を備え、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の変化量と閾値との大小関係により前記酸化反応の終了点を判定する、前記装置。
（付記１２）  前記被酸化物質がアスコルビン酸であり、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の減分が第３の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とする、付記１１記載の装置。
（付記１３）  前記被酸化物質がアスコルビン酸であり、
前記判定手段は、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の複数回の測定における各減分が連続して第３の閾値よりも小さい場合、該複数回の測定の最後の時点を前記酸化反応の終了点とする、付記１１記載の装置。
（付記１４）  前記第３の閾値は０（零）または０よりも大きい値である、付記１２または１３記載の装置。
（付記１５）  前記判定手段は、アスコルビン酸を添加した後の前記所定時間毎の測定の最初に測定したアスコルビン酸の濃度に対応する特定の波長の吸光度が第２の初期閾値よりも小さい場合は、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の減分が第３の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とし、該吸光度が該第２の初期閾値以上の場合は、所定時間毎の測定の前記吸光度の減分が第４の閾値よりも小さくなった時点を前記酸化反応の終了点とする、付記１２〜１４のうちいずれか一項記載の装置。
（付記１６）  大気中に存在する粒子状物質の酸化能を測定する方法であって、
前記粒子状物質を捕集する捕集ステップと、
前記捕集した粒子状物質を抽出して該粒子状物質の抽出液を得るステップと、
前記粒子状物質の抽出液に所定モル量の被酸化物質を添加するステップと、
前記被酸化物質が前記抽出液に含まれる前記粒子状物質によって酸化反応が生じ、該被酸化物質の濃度または該酸化反応によって生成された物質の濃度に対応する特定の波長の吸光度を所定時間毎に測定するステップと、
前記所定時間毎に測定した吸光度の変化量に応じて該酸化反応の終了点を判定するステップと、
前記終了点における吸光度に基づいて前記粒子状物質の酸化能を推測するステップと、を備え、
前記判定のステップは、前記所定時間毎の測定の前記吸光度の変化量と閾値との大小関係により前記酸化反応の終了点を判定する、前記方法。
（付記１７）  前記被酸化物質が還元体ジチオトレイトール（ＤＴＴred）であり、
前記酸化反応の終了点の判定のステップの後に、前記所定モル量よりも多いモル量の５，５´−Ｄｉｔｈｉｏｂｉｓ（２−ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ）（ＤＴＮＢ）を前記水溶液に添加して、残存する前記ＤＴＴredから生成された２−ｎｉｔｒｏ−５−ｔｈｉｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ（ＴＮＢ）の濃度をある特定波長の吸光度を測定することによって得て、前記粒子状物質によって消費された前記ＤＴＴred量を算出して前記粒子状物質の酸化能を取得するステップをさらに含む、付記１６記載の方法。
（付記１８）  前記被酸化物質がアスコルビン酸であり、
前記粒子状物質の酸化能を推測するステップの代わりに、前記終了点における吸光度に基づいて前記粒子状物質によって消費された前記被酸化物質量を算出して前記粒子状物質の酸化能を取得するステップを含む、付記１６記載の方法。
【符号の説明】
【００６２】
１０      酸化能測定装置
１１      粒子状物質捕集器
１２      抽出器
１３      反応室
１４      光源
１５      吸光度測定器
１６      制御部
１８      判定手段
１９      推測手段
２０      計測手段
２１      温度制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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