(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液を測定対象の気体中に曝す第１ステップと、
第１ステップの後、前記検知溶液の吸光度を求める第２ステップと、
求めた吸光度のスペクトルの状態により前記気体中に含まれる、プロピオンアルデヒド，ｎ−ノニルアルデヒド，ベンズアルデヒド，スチレン，α−ピネン，リモネン，および，２−メチル−３−ブテン−２−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第３ステップと
を備えることを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の揮発性有機物質の測定方法において、
前記第１ステップでは、ガラスからなる透明な多孔体の孔内に前記検知溶液を配置した検知素子を前記気体中に曝し、
前記第２ステップでは、前記検知素子の光透過率を測定することで前記吸光度を求める
ことを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の揮発性有機物質の測定方法において、
前記第３ステップでは、既知の揮発性有機物質に対して得られた既知スペクトルと前記スペクトルとを比較することで定性を行う
ことを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
【請求項４】
シッフ試薬と硫酸とが溶解した水溶液からなる第１検知溶液、およびシッフ試薬とリン酸とが溶解した水溶液からなる第２検知溶液を測定対象の気体中に曝す第１ステップと、
前記第１検知溶液の呈色変化および前記第２検知溶液の呈色変化を目視により観測する第２ステップと、
前記第１検知溶液の呈色変化および前記第２検知溶液の呈色変化により、前記気体中に含まれる、ホルムアルデヒド，ベンズアルデヒド，スチレン，α−ピネン，リモネン，および，２−メチル−３−ブテン−２−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第３ステップと
を少なくとも備えることを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
【請求項５】
請求項４記載の揮発性有機物質の測定方法において、
前記第１ステップでは、ガラスからなる透明な多孔体の孔内に前記第１検知溶液および前記第２検知溶液を配置した第１検知素子および第２検知素子を前記気体中に曝し、
前記第２ステップでは、前記第１検知素子および第２検知素子の呈色変化を目視により観測することで、前記第１検知溶液の呈色変化および前記第２検知溶液の呈色変化とする
ことを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
【請求項６】
シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された検知素子を測定対象の気体中に曝す第１ステップと、
第１ステップの後、前記検知素子をカラー撮像装置で撮像することにより得られた前記検知素子のカラー画像データよりこのカラー画像データを構成するＲＧＢの各色の濃度値よりなるＲＧＢ解析結果を得る第２ステップと、
得られたＲＧＢ解析結果により前記気体中に含まれる、ホルムアルデヒド，プロピオンアルデヒド，ｎ−ノニルアルデヒド，ベンズアルデヒド，スチレン，α−ピネン，リモネン，および，２−メチル−３−ブテン−２−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第３ステップと
を備えることを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
【請求項７】
請求項６記載の揮発性有機物質の測定方法において、
前記第１ステップでは、シッフ試薬と硫酸とが溶解した水溶液からなる第１検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された第１検知素子と、シッフ試薬とリン酸とが溶解した水溶液からなる第２検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された第２検知素子を測定対象の気体中に曝し、
前記第２ステップでは、前記第１検知素子より第１ＲＧＢ解析結果を取得し、前記第２検知素子より第２ＲＧＢ解析結果を取得し、
前記第３ステップでは、前記第１ＲＧＢ解析結果と前記第２ＲＧＢ解析結果とを比較することで、前記気体中に含まれる揮発性物質の定性を行う
ことを特徴とする揮発性有機物質の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機物質の測定を行うための揮発性有機物質の測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
揮発性有機物質（ＶＯＣ：volatile organic compounds）は塗料，芳香剤，防腐剤，防かび剤，香料，顔料などに含まれ、腐敗を防止し、また臭いによる人間の不快感を和らげるなど効用を人間にもたらし、また産業分野など多くの場面で用いられている。
【０００３】
一方で、近年、揮発性有機物質は、過剰な長時間の曝露について疫学的に問題になり、規制が設けられている物質もある。また、室内での高濃度の揮発性有機物質の発生は、化学物質過敏症の人にとってはシックハウス症候群を引き起こす原因のひとつと考えられている。また、地下水へのとけ込みや土壌への蓄積により地下水汚染や土壌汚染の原因となっている。
【０００４】
このため、環境測定のために、簡単に揮発性有機物質の濃度を検出する様々なセンサや検知管が提案されている。例えば、半導体を用いて揮発性有機物質を測定する小型のガスセンサが販売されている（非特許文献１参照）。このガスセンサによれば、揮発性有機物質を簡単に測定できる。しかしながら、このセンサでは、揮発性有機物質の特定（定性）を行うことはできない。
【０００５】
また、揮発性有機物質のなかのアルデヒド類を、シッフ試薬を用いて検出する技術がある（特許文献１，２参照）。特許文献１には、塩基性フクシン、亜硫酸水素ナトリウム、リン酸を用い、ホルムアルデヒドまたはマロンジアルデヒドが検出可能なことが記載されている。また、特許文献２には、シッフ試薬とリン酸または濃硫酸を用いてホルムアルデヒドの検出が可能なことが記載されている。しかしながら、これらの測定技術においても、物質の定性を行うことができない。
【０００６】
以上の技術に対し、物質の定性が行える測定として、検知管を用いる方法が知られている。しかしながら、検知管を用いる定性では、対象とする物質に対応する検知管を用いることになり、定性対象とする物質の数に対応して検知管の数を用意する必要があり、迅速な測定が容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００４／１１１６３５号公報
【特許文献２】特開２００８−２２４５９０号公報
【特許文献３】特許第３６３９１２３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】http://www.figaro.co.jp/make_html/item_2_sen_112227.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上に説明したように、関連する技術では、例えば、環境に存在する複数の揮発性有機物質の定性ができず、また、定性ができる検知管方式においても、測定を迅速に行うことができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、複数の揮発性有機物質の定性をより迅速に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る揮発性有機物質の測定方法は、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液を測定対象の気体中に曝す第１ステップと、第１ステップの後、検知溶液の吸光度を求める第２ステップと、求めた吸光度のスペクトルの状態により気体中に含まれる、プロピオンアルデヒド，ｎ−ノニルアルデヒド，ベンズアルデヒド，スチレン，α−ピネン，リモネン，および，２−メチル−３−ブテン−２−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第３ステップとを備える。
【００１２】
上記揮発性有機物質の測定方法において、第１ステップでは、ガラスからなる透明な多孔体の孔内に検知溶液を配置した検知素子を気体中に曝し、第２ステップでは、検知素子の光透過率を測定することで吸光度を求めるようにしてもよい。
【００１３】
上記揮発性有機物質の測定方法において、第３ステップでは、既知の揮発性有機物質に対して得られた既知スペクトルとスペクトルとを比較することで定性を行うようにすればよい。
【００１４】
また、本発明に係る揮発性有機物質の測定方法は、シッフ試薬と硫酸とが溶解した水溶液からなる第１検知溶液、およびシッフ試薬とリン酸とが溶解した水溶液からなる第２検知溶液を測定対象の気体中に曝す第１ステップと、第１検知溶液の呈色変化および第２検知溶液の呈色変化を目視により観測する第２ステップと、第１検知溶液の呈色変化および第２検知溶液の呈色変化により、気体中に含まれる、ホルムアルデヒド，ベンズアルデヒド，スチレン，α−ピネン，リモネン，および，２−メチル−３−ブテン−２−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第３ステップとを少なくとも備える。
【００１５】
上記揮発性有機物質の測定方法において、第１ステップでは、ガラスからなる透明な多孔体の孔内に第１検知溶液および第２検知溶液を配置した第１検知素子および第２検知素子を気体中に曝し、第２ステップでは、第１検知素子および第２検知素子の呈色変化を目視により観測することで、第１検知溶液の呈色変化および第２検知溶液の呈色変化としてもよい。
【００１６】
また、本発明に係る揮発性有機物質の測定方法は、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された検知素子を測定対象の気体中に曝す第１ステップと、第１ステップの後、検知素子をカラー撮像装置で撮像することにより得られた検知素子のカラー画像データよりこのカラー画像データを構成するＲＧＢの各色の濃度値よりなるＲＧＢ解析結果を得る第２ステップと、得られたＲＧＢ解析結果により気体中に含まれる、ホルムアルデヒド，プロピオンアルデヒド，ｎ−ノニルアルデヒド，ベンズアルデヒド，スチレン，α−ピネン，リモネン，および，２−メチル−３−ブテン−２−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行う第３ステップとを備える。
【００１７】
上記揮発性有機物質の測定方法において、第１ステップでは、シッフ試薬と硫酸とが溶解した水溶液からなる第１検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された第１検知素子と、シッフ試薬とリン酸硫酸とが溶解した水溶液からなる第２検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された第２検知素子を測定対象の気体中に曝し、第２ステップでは、第１検知素子より第１ＲＧＢ解析結果を取得し、第２検知素子より第２ＲＧＢ解析結果を取得し、第３ステップでは、第１ＲＧＢ解析結果と第２ＲＧＢ解析結果とを比較することで、気体中に含まれる揮発性物質の定性を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液の吸光度スペクトルなどの呈色変化の状態により、揮発性有機物質の定性を行うようにしたので、複数の揮発性有機物質の定性がより迅速に行えるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態１における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態１における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施の形態２における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施の形態２における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の実施の形態２における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の実施の形態２における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、本発明の実施の形態２における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。
【図３】図３は、実施の形態２における吸光度の測定（吸光光度分析）結果を示す特性図である。
【図４】図４は、実施の形態２における吸光度の測定（吸光光度分析）結果を示す特性図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態４における揮発性有機物質の測定方法を説明するための工程図である。
【図６】図６は、実施の形態４における第１検知素子をカラー撮像装置で撮像して得られたカラー画像データのＲＧＢ解析結果を示す特性図である。
【図７】図７は、実施の形態４における第２検知素子をカラー撮像装置で撮像して得られたカラー画像データのＲＧＢ解析結果を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１について説明する。まず、図１Ａに示すように、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液１０１を用意する。例えば、塩基性フクシンより作製されたシッフ試薬５．０ミリリットルと、リン酸１ミリリットルとを水に溶解して全量を１１ミリリットルとすることで、検知溶液１０１が作製できる。これは、上述した酸が、リン酸の場合である。
【００２１】
また、シッフ試薬５．０ミリリットルと、濃硫酸１ミリリットルとを水に溶解して全量を１１ミリリットルとした検知溶液を用いるようにしてもよい。これは、前述した酸が、硫酸の場合である。
【００２２】
ここで、シッフ試薬について説明する。まず、塩基性フクシン０．２ｇを１２０ミリリットルの熱水（熱湯）に溶解させ、これらを冷却した後、無水亜硫酸ナトリウム２．０ｇおよび濃塩酸（例えば１２Ｎ）２ミリリットルを加えて水で２００ミリリットルに希釈して上記シッフ試薬とすればよい。
【００２３】
次に、用意した検知溶液１０１を、これと反応しない材料から構成された容器１０２の中に収容し、測定対象の揮発性有機物質のガスが存在する空気（期待）に、検知溶液１０１が曝された状態とする（第１ステップ）。
【００２４】
例えば、図１Ａに示すように、測定対象の空気をエアポンプ１０３により輸送管１０４を介して検知溶液１０１の中に輸送し、輸送した空気を液中に放出して多数の気泡を形成させる。なお、エアポンプ１０３は、例えば、シリコーン性のチューブを用いたチューブポンプである。このように、測定対象の空気が輸送される経路が、測定対象の不飽和炭化水素ガスが吸着しない材料から構成されているエアポンプが好適である。
【００２５】
以上のようにして、測定対象の空気に検知溶液１０１を曝した後、図１Ｂに示すように、容器１０２に収容された検知溶液１０１の吸光度を測定する（第２ステップ）。吸光度の測定では、例えば、図１Ｂに示すように、容器１０２の横方向より光強度Ｉ0の入射光を透過させた透過光の強度Ｉを測定し、これらより吸光度（＝ｌｏｇ10（Ｉ0／Ｉ））を求める。これは、検知溶液１０１の呈色変化を、吸光光度法により観測していることになる。
【００２６】
このようにして吸光度を求めたら、求められた吸光度のスペクトルにより空気中に含まれる揮発性有機物質（ガス）の定性を行う（第３ステップ）。吸光度のスペクトルは、揮発性有機物に固有の特徴を備えているため、揮発性有機物の定性ができる。例えば、検知溶液１０１を既知の揮発性有機物質に曝した結果得られた既知スペクトルと、上述しようにすることで得られたスペクトルとを比較すればよい。既知スペクトルに一致するスペクトルが得られた場合、測定対象の空気に、既知スペクトルに対応する揮発性有機物が含まれていることが同定できる。また、本実施の形態では、１種類の検知溶液により揮発性有機物質に対応して異なるスペクトルが得られるので、複数の揮発性有機物質の定性が１種類の検知溶液で行え、より迅速な測定（分析）が可能である。
【００２７】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について説明する。以下では、本実施の形態２における検知素子の作製とともに、揮発性有機物質の測定方法について説明する。
【００２８】
まず、検知素子の作製について説明すると、図２Ａに示すように、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液２０１を、容器２０２の中に作製する。例えば、塩基性フクシンより作製されたシッフ試薬５．０ミリリットルとリン酸１ミリリットルとを水に溶解して全量を１１ミリリットルとすることで、検知溶液２０１が作製できる。これは、上述した酸が、リン酸の場合である。また、シッフ試薬５．０ミリリットルと濃硫酸１ミリリットルとを水に溶解して全量を１１ミリリットルとした検知溶液を用いるようにしてもよい。これは、上述した酸が、硫酸の場合である。
【００２９】
次に、図１Ｂに示すように、検知溶液２０１に、平均孔径４ｎｍの多孔質ガラスである多孔体２０３を浸漬する。多孔体２０３は、例えば、コーニング社製のバイコール＃３９７０である。バイコール＃３９７０は平均孔径４ｎｍの複数の細孔を有する多孔体である。また、多孔体２０３は、例えば、８（ｍｍ）×８（ｍｍ）で厚さ１（ｍｍ）のチップサイズである。なお、多孔体２０３は、平均孔径が２０ｎｍ以下であるとよい。また、ここでは検知素子２０３を板状としたが、これに限るものではなく、ファイバ状に形成しても良い。
【００３０】
多孔体２０３をガラス（硼珪酸ガラス）から構成した場合、この平均孔径を２０ｎｍ以下とすることで、可視ＵＶ波長領域（波長２００〜２０００ｎｍ）での透過スペクトルの測定において、可視光領域（３５０〜８００ｎｍ）では光が透過する。しかし、平均孔径が２０ｎｍを越えて大きくなると、可視領域で急激な透過率の減少が観測されることが判明している（特許文献３参照）。このことにより、多孔体は、平均孔径が２０ｎｍ以下とした方がよい。一方、ガスの検出を可能とするためには、平均孔径が、検知剤及び測定対象のガスの分子より大きくなければならない。従って、平均孔径の下限は、検知剤や測定対象ガスの分子が浸入可能な最小値の２ｎｍである。なお、本実施の形態における多孔体２０３の比表面積は１ｇ当たり１００ｍ2以上である。
【００３１】
上述した多孔体２０３を検知溶液２０１に２４時間浸漬し、多孔体２０３の孔内に検知溶液を含浸させた後、検知溶液が含浸した多孔体２０３を風乾し、図２Ｃに示すように、窒素ガス気流中に２４時間放置して乾燥し、検知素子２０３ａを作製する。
【００３２】
従って、検知素子２０３ａには、上述した検知溶液を構成する各成分からなる検知剤が導入され、検知素子２０３ａの多孔質の細孔内に検知剤が担持されているものとなる。よく知られているように、多孔体２０３は、複数の細孔を備える。これら細孔は、多孔体２０３の表面の開口部から内部にまで連結した貫通細孔である。また、検知剤は、検知素子２０３ａが配置される雰囲気（大気）の湿度の存在により細孔内に吸着する水分を含み、細孔の内壁に薄い水（検知溶液）の膜を形成しているものとも考えられる。
【００３３】
なお、担持とは、検知溶液を構成する各物質が、化学的，物理的，または電気的に担体（基材）と結合している状態を示し、例えば、多孔体の孔内に検知溶液（検知剤）が滲入し、孔内の壁面が検知剤で被覆され、および／または、孔内の側壁に検知剤が被着したような状態を示す。
【００３４】
このように構成された検知素子２０３ａによれば、孔内にガス状の揮発性有機物が浸入することで、後述するように光吸収の状態が変化する。孔内に揮発性有機物（ガス）が浸入すると、孔内に配置された検知剤（検知溶液）が、浸入した揮発性有機物と反応する。この反応の結果、検知素子２０３ａの光学特性が変化する。
【００３５】
次に、検知素子２０３ａを用いた揮発性有機物質の測定方法について説明する。
【００３６】
まず、図２Ｄに示すように、例えば、揮発性有機物のガスが存在する測定対象の空気２０４中に、検知素子２０３ａを例えば１時間曝露する（第１ステップ）。この曝露は、室温（約２０℃）の状態で行う。この後、測定後の検知素子２０３ａを測定対象の空気２０４中より取り出し、図２Ｅに示すように、測定後の検知素子２０３ａの厚さ方向の吸光度を測定して吸光度を求める（第２ステップ）。例えば、光強度Ｉ0の入射光を透過させた透過光の強度Ｉを測定し、これらより吸光度（＝ｌｏｇ10（Ｉ0／Ｉ））を求める。このように、検知素子２０３ａの光透過率を測定することで吸光度を求めることができる。
【００３７】
このようにして吸光度を求めたら、求められた吸光度のスペクトルにより空気中に含まれる揮発性有機物質の定性を行う（第３ステップ）。吸光度のスペクトルは、揮発性有機物に固有の特徴を備えているため、揮発性有機物の定性ができる。
【００３８】
上述した吸光度の測定（吸光光度分析）結果を図３，４に示す。なお透過光測定波長３５０ｎｍ以下の吸収は、検知素子を構成する多孔質ガラス（バイコール＃３９７０）自体の吸収である。図３は、酸としてリン酸を用いた検知溶液による検知素子の結果を示し、図４は、酸として硫酸を用いた検知溶液による検知素子の結果を示している。また、ｎ−ノニルアルデヒドのスペクトルは細い実線で示し、プロピオンアルデヒドのスペクトルは、細い点線で示し、スチレンのスペクトルは、細い一点鎖線で示し、リモネンのスペクトルは細い２点鎖線で示している。また、α−ピネンのスペクトルは、太い実線で示し、２−メチル−３−ブテン−２−オールのスペクトルは、太い点線で示し、ベンズアルデヒドは、太い一点鎖線で示している。
【００３９】
図３，４に示すように、いずれの検知溶液を用いた場合においても、揮発性有機物毎に固有のスペクトルを有しており、これらの違いにより、各揮発性有機物の定性を行うことが可能となる。また、本実施の形態によれば、１種類の検知溶液により揮発性有機物質に対応して異なるスペクトルが得られるので、複数の揮発性有機物質の定性が１種類の検知溶液で行え、より迅速な測定（分析）が可能である。なお、検知素子２０３ａの光透過率を測定において、対象として多孔体２０３を用いることで、多孔質ガラス自体の吸収を除いた検知溶液（検知剤）のスペクトルを得ることができる。
【００４０】
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
【００４１】
本実施の形態では、第１ステップでシッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液を測定対象の気体中に所定時間曝し、この後の第２ステップで、検知溶液の呈色変化を求め、第３ステップで、求められた呈色変化の状態により気体中に含まれる揮発性有機物質の定性を行う中で、まず、第１ステップでは、シッフ試薬と硫酸とが溶解した水溶液からなる第１検知溶液、およびシッフ試薬とリン酸とが溶解した水溶液からなる第２検知溶液を測定対象の気体中に、設定されている時間曝す。
【００４２】
次に、第２ステップは、第１検知溶液の呈色変化および第２検知溶液の呈色変化を目視により観測する。この後、第３ステップは、第１検知溶液の呈色変化および第２検知溶液の呈色変化により、気体中に含まれる、ホルムアルデヒド，プロピオンアルデヒド，ｎ−ノニルアルデヒド，ベンズアルデヒド，スチレン，イソプレン，α−ピネン，リモネン，および，２−メチル−３−ブテン−２−オールの中より選択された揮発性有機物質の定性を行うようにした。
【００４３】
以下、本実施の形態における揮発性有機物質の測定方法について、ガラスからなる透明な多孔体の孔内に各々の検知溶液を配置（含浸）した２つの検知素子を用いた場合について、各検知素子の作製とともに説明する。
【００４４】
はじめに、第１検知溶液による検知素子Ａの作製について説明する。まず、塩基性フクシン０．２ｇを１２０ミリリットルの熱水（熱湯）に溶解させ、これらを冷却した後、無水亜硫酸ナトリウム２．０ｇおよび濃塩酸（例えば１２Ｎ）２ミリリットルを加えて水で２００ミリリットルに希釈したシッフ試薬を作製する。次に、作製したシッフ試薬５．０ミリリットルと濃硫酸１ミリリットルとを水に溶解して全量を１１ミリリットルとした第１検知溶液を作製する。次に、作製した第１検知溶液に多孔質ガラスからなる多孔体を浸漬し、これを風乾することで、検知素子Ａとする。これらの検知素子の作製は、前述した実施の形態２と同様である。
【００４５】
次に、第２検知溶液による検知素子Ｂの作製について説明する。上述したようにして作製したシッフ試薬５．０ミリリットルとリン酸１ミリリットルとを水に溶解して全量を１１ミリリットルとした第２検知溶液を作製する。次に、作製した第２検知溶液に多孔質ガラスからなる多孔体を浸漬し、これを風乾することで、検知素子Ｂとする。これらの検知素子の作製も、前述した実施の形態２と同様である。
【００４６】
次に、作製した検知素子Ａおよび検知素子Ｂを、２０００ｐｐｍの揮発性有機物（ガス）を含む雰囲気（空気）に８時間曝露する。揮発性有機物は、ベンゼン，トルエン，キシレン，メタノール，２−ブタノン，酢酸，酢酸エチル，ホルムアルデヒド，プロピオンアルデヒド，ｎ−ノニルアルデヒド，ベンズアルデヒド，スチレン，イソプレン，α−ピネン，リモネン，および２−メチル−３−ブテン−２−オールである。
【００４７】
ここで、以下の表１に、各揮発性有機物に対する検知素子Ａ，検知素子Ｂの初期の色と、揮発性有機物に曝した後の色と、初期と曝した後の色の変化の有無について示す。なお、色は、目視による観察の結果である。
【００４８】
【表１】
0005432014.tif 000002
【００４９】
表１から明らかなように、ベンゼン、トルエン、キシレン、メタノール、２−ブタノン、酢酸、酢酸エチル、イソプレンは、いずれも色の変化が起きていない。このため、これらは、上述した検知素子を用いた目視の判断では測定ができない揮発性有機物である。
【００５０】
一方、ホルムアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ｎ−ノニルアルデヒド、ベンズアルデヒド、スチレン、α−ピネン、リモネン、２−メチル−３−ブテン−２−オールにおいては、色の変化が目視により観察される。この中で、まず、ベンズアルデヒドおよび２−メチル−３−ブテン−２−オールは、検知素子Ａおよび検知素子Ｂにおいて、同じ色変化（色呈）をしている。ベンズアルデヒドは、両検知素子とも茶色に変化し、２−メチル−３−ブテン−２−オールは、両検知素子で、緑色に変化している。
【００５１】
次に、プロピオンアルデヒドおよびｎ−ノニルアルデヒドは、検知素子Ａと検知素子Ｂとで異なる色変化をしている。ただし、両者とも、検知素子Ａでは青紫色に変化し、検知素子Ｂでは青色に変化している。
【００５２】
次に、ホルムアルデヒドは、検知素子Ａでは、紫色に変化し、検知素子Ｂでは、青紫色に変化している。
【００５３】
次に、スチレンは、検知素子Ａでは、青色に変化し、検知素子Ｂでは、緑色に変化している。
【００５４】
次に、イソプレンは、検知素子Ａでは、褐色に変化し、検知素子Ｂでは、黄色に変化している。
【００５５】
次に、α−ピネンは、検知素子Ａでは、黒茶色に変化し、検知素子Ｂでは、黄色に変化している。
【００５６】
次に、リモネンは、検知素子Ａでは、群青色に変化し、検知素子Ｂでは、茶色に変化している。
【００５７】
以上のことから明らかなように、ホルムアルデヒド，プロピオンアルデヒド，ｎ−ノニルアルデヒド，ベンズアルデヒド，スチレン，イソプレン，α−ピネン，リモネン，および，２−メチル−３−ブテン−２−オールについては、検知素子Ａと検知素子Ｂとで各々色変化が異なるので、これらの物質は区別することが可能であり、定性が可能である。ただし、プロピオンアルデヒドおよびｎ−ノニルアルデヒドは、目視の判断では区別がつかないため、これらが共存している場合は定性ができない。
【００５８】
［実施の形態４］
次に、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態では、前述した実施の形態２における検知素子を用いて揮発性有機物質の測定を行う。
【００５９】
まず、前述した実施の形態２と同様にすることで、シッフ試薬と酸とが溶解した水溶液からなる検知溶液がガラスからなる透明な多孔体の孔内に配置された検知素子を用意する。
【００６０】
次に、図２Ｄに示すように、例えば、揮発性有機物のガスが存在する測定対象の空気２０４中に、検知素子２０３ａを例えば１時間曝露する（第１ステップ）。この曝露は、例えば、室温（約２０℃）の状態で行う。この後、測定後の検知素子２０３ａを測定対象の空気２０４中より取り出し、図５に示すように、測定後の検知素子２０３ａをカラー撮像装置５０１で撮像する。カラー撮像装置５０１は、例えば、いわゆるカラーフィルタと、このカラーフィルタを透過した光を電気信号に変換する固体撮像素子とを有する画素を備え、このような複数の画素が２次元的に配列されて構成されているものである。
【００６１】
上述したカラー撮像装置５０１の撮像により得られた検知素子２０３ａのカラー画像データ（例えば、ＲＧＢビットマップ画像）よりこのカラー画像データを構成するＲＧＢの各色の濃度値（信号強度）よりなるＲＧＢ解析結果を得る（第２ステップ）。このようにして得られたＲＧＢ解析結果により気体中に含まれる揮発性有機物質の定性を行う（第３ステップ）。ＲＧＢ解析結果は、吸光度のスペクトルと同様に、揮発性有機物に固有の特徴を備えているため、揮発性有機物の定性ができる。
【００６２】
以下、より詳細に説明する。まず、検知素子について説明する。例えば、塩基性フクシン０．２ｇを１２０ｍｌの熱湯に溶解し、冷却した後、無水亜硫酸ナトリウム２ｇと濃塩酸２ｍｌを加えて溶解させ無色のシッフ試薬を作製する。このシッフ試薬５ｍｌと濃硫酸１ｍｌに水を加え１１ｍｌとし、第１検知溶液を作製する。この第１検知溶液に孔径４ｎｍの多孔質ガラス（コーニングバイコール多孔質ガラス＃３９７０）を含浸させ（２４時間）、乾燥窒素中で２４時間乾燥させることで、第１検知素子を得る。
【００６３】
また、塩基性フクシン０．２ｇを１２０ｍｌの熱湯に溶解し、冷却した後、無水亜硫酸ナトリウム２ｇと濃塩酸２ｍｌを加えて溶解させ無色のシッフ試薬を作製する。このシッフ試薬５ｍｌとリン酸１ｍｌに水を加え１１ｍｌとし、第２検知溶液を作製する。この第２検知溶液に孔径４ｎｍの多孔質ガラス（コーニングバイコール多孔質ガラス＃３９７０）を含浸させ（２４時間）、乾燥窒素中で２４時間乾燥させることで、第２検知素子を得る。
【００６４】
次に、上述した第１検知素子および第２検知素子を、揮発性有機物のガスが存在する測定対象の空気中に８時間曝露する。揮発性有機物は、ベンゼン、トルエン、キシレン、メタノール、２−ブタノン、酢酸、酢酸エチル、ホルムアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ｎ−ノニルアルデヒド、ベンズアルデヒド、スチレン、イソプレン、α-ピネン、リモネン、２−メチル−３−ブテン−２−オールである。
【００６５】
次に、上述した測定の結果について説明する。はじめに、各検知素子の呈色変化を目視により観測した結果について説明する。まず、ベンゼン，トルエン，キシレン，メタノール，２−ブタノン，酢酸，酢酸エチル，およびイソプレンは、目視では色の変化が観察されない。これらに対し、ホルムアルデヒド，プロピオンアルデヒド，ｎ−ノニルアルデヒド，ベンズアルデヒド，スチレン，α-ピネン，リモネン，および２−メチル−３−ブテン−２−オールは、目視により色の変化が観察される。
【００６６】
また、プロピオンアルデヒドおよびｎ−ノニルアルデヒドは、第１検知素子と第２検知素子とで同じ色変化が観察されるが、ホルムアルデヒドとは異なる色変化が観察され、区別（定性）が可能である。また、ベンズアルデヒドは、ホルムアルデヒド，プロピオンアルデヒド，ｎ−ノニルアルデヒドとは色変化が異なり、区別（定性）することができる。
【００６７】
また、第２検知素子では、スチレンが青色を示し、リモネンが群青色を示すため、色の判別が容易ではない。これに対し、第１検知素子では、スチレンは緑色を示し、リモネンは茶色を示すため、色の判別が可能である。従って、スチレンおよびリモネンは、２つの検知素子を組み合わせることで、明確に区別（定性）することが可能である。
【００６８】
ところで、上述した目視観察による分析では、観測者の主観が入る。この主観による個人差を除くため、各検知素子を測定対象の空気に暴露した後、カラー撮像装置で撮像してカラー画像データを収得し、取得したカラー画像データにおけるＲＧＢ解析を行う。図６は、第１検知素子をカラー撮像装置で撮像して得られたカラー画像データのＲＧＢ解析結果を示す特性図である。また、図７は、第２検知素子をカラー撮像装置で撮像して得られたカラー画像データのＲＧＢ解析結果を示す特性図である。いずれも、Ｂ値を１として規格化している。
【００６９】
用いるカラー撮像装置は、コニカミノルタ製「ＤｉｍａｇｅＸｇ」である。また、光源として「ｋｉｎｇデジタルコピースタンドＬＶ−５」（株式会社浅沼商会）の照明の下で各検知素子の撮像を行う。また、ＲＧＢ解析は、撮像により得られたカラー画像データにおける各検知素子の中心部の５×５（ｍｍ）の領域で行う。
【００７０】
測定の対象とする空気に含まれている揮発性有機物は、ホルムアルデヒド，プロピオンアルデヒド，ｎ−ノニルアルデヒド，ベンズアルデヒド，スチレン，α-ピネン，リモネン，および２−メチル−３−ブテン−２−オールである。なお、図６，図７において、「曝露前」は、測定対象の空気に晒す前のカラー撮像装置で撮像して得られたカラー画像データのＲＧＢ解析結果である。
【００７１】
ここで、図６に示すように、第１検知素子を用いた測定におけるＲＧＢ解析結果では、プロピオンアルデヒドおよびｎ−ノニルアルデヒドが、類似のパターンを示す。また、第１検知素子の場合、ベンズアルデヒド，α-ピネン，およびリモネンが、類似のパターンを示す。また、第１検知素子の場合、スチレンおよび２−メチル−３−ブテン−２−オールが、類似のパターンを示す。これらに対し、ホルムアルデヒドは、特有のパターンを示す。従って、第１検知素子を用いた測定におけるＲＧＢ解析では、ホルムアルデヒドの定性が行えることを示している。
【００７２】
一方、第２検知素子を用いた測定におけるＲＧＢ解析結果では、いずれも特有のパターンを示しており、測定の対象とした各揮発性有機物の定性が行えることを示している。このように、検知素子のカラー画像を収得してＲＧＢ解析処理を行うことで、より客観的に精度良く検知物質を同定（定性）できることが明らかである。
【００７３】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではない。本発明は、発明者らが、シッフ試薬と酸を組み合わせた検知溶液が、揮発性有機物質（ガス）により呈色状態が異なることを見いだし、また、シッフ試薬と酸を組み合わせた検知溶液が、組み合わせる酸の違いにより、同じ揮発性有機物質（ガス）に曝しても（反応させても）、呈色状態が異なることを見いだした結果なされたものである。従って、上述した本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形が実施可能であることは明白である。
【００７４】
例えば、シッフ試薬に加える酸として、硫酸およびリン酸を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、ギ酸，シュウ酸，塩酸やなどの他の酸を用いることも可能である。なお、塩酸は、蒸気圧が高いために揮発しやすく、長期の保存に向かない。
【００７５】
また、上述では、シッフ試薬と硫酸を組み合わせた検知溶液とシッフ試薬とリン酸を組み合わせた検知溶液の、２種類の検知溶液を用いる場合について説明したが、これに限るものではない。シッフ試薬と異なる酸とを組み合わせた３種類以上の検知溶液を用い、得られる３種類以上の検知溶液の呈色変化により揮発性有機物質の定性を行うようにしてもよい。例えば、シッフ試薬と硫酸を組み合わせた検知溶液およびシッフ試薬とリン酸を組み合わせた検知溶液以外の第３の検知溶液において、プロピオンアルデヒドおよびｎ−ノニルアルデヒドとの反応による呈色が目視により識別できれば、これらの定性（同定）も可能となる。
【００７６】
また、上述では、濃塩酸を用いてシッフ試薬を作製したが、これに限るものではなく、シッフ試薬は、よく知られている方法により、フクシンより作製されていればよい。例えば、塩基性フクシン（フクシン塩素塩）が溶解している水溶液に亜硫酸を加え、これに二酸化硫黄が飽和している水溶液を加えることで脱色して作製してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０１…検知溶液、１０２…容器、１０３…エアポンプ、１０４…輸送管。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
0005432014.tif 000006
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
0005432014.tif 000009
【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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