センサーガスクロによる硫黄化合物の高感度分析

2016/3/4
日本写真印刷株式会社
FIS株式会社

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Nissha Confidential Proprietary内容 センサーガスクロ（SGC）の概要（構造、検出器、周辺機器）
 歯科医用口臭測定器の概要（呼気中硫黄化合物分析器）
 微量H₂Sの検出（水素中の硫黄化合物分析--検討中）

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Nissha Confidential ProprietarySGCの特徴（基本コンセプト）
微少試料で高感度に計測
・試料 1～5cc・ppbオーダーから計測可能

検知対象ガスを特定（用途限定）
・特定ガス成分を分析

簡単操作・短時間計測
・測定時間 ４分または８分
・試料注入で自動測定
・自動解析

キャリアガス用高圧ボンベ不要
・大気を浄化して使用
・小型 軽量 ポータブル

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Nissha Confidential Proprietary

センサーガスクロマトグラフ（SGC ）の基本構成■構成

大気使用試料

排気半導体ガスセンサー

エアーﾎﾟﾝﾌﾟ

ﾌｨﾙﾀｰ

流量制御

小型パックドカラムＰＣ■ガスセンサー素子構造

0.5mmφの芯4Nissha Confidential Proprietary高機能化オプション
マニュアルガス注入

フィルタ

流量計

空気吸引

排気カラム
ポンプ１

流量制御

【 ポンプ仕様 マニュアル測定SGC 】【自動 ガス注入装置】
サンプルガス吸引

検量管
切換え電磁弁検量管式
微量成分
自動注入装置

排気ニードル弁 ポンプ２

【 自動測定機構部 】

自然大気

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酸化触媒
350℃

Nissha Confidential Proprietary

触媒式
キャリアガス
浄化装置

市販SGC7機種
仕様
商品名
型式

Ｓｅｎｓｏｒ Ｇａｓ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ
ODSA-P2-A

ODNA-P2-A

ODNA-P2-B

SGHA-P2-A

測定方式

ガスクロマトグラフィー

検出器

金属酸化物半導体ガスセンサー
硫化水素：2～1000 ppb

ｱﾝﾓﾆｱ：10～10000 ppb

ﾒﾁﾙﾒﾙｶﾌﾟﾀﾝ：5～1000 ppb

測定対象ガス
測定濃度域

SGHA-P2-B

SGEA-P2-A

SGVA-P2-A

ﾄﾘﾒﾁﾙｱﾐﾝ：10～10000ppb

水素：10～10000 ppb

水素：1000～100000 ppb

ｱｾﾄｱﾙﾃﾞﾋﾄﾞ：5～10000 ppb

ﾄﾙｴﾝ：5～1000 ppb

ｱﾝﾓﾆｱ：100～10000ppb

CO：10～10000 ppb

CO：1000～100000 ppb

ｴﾀﾉｰﾙ：100～100000 ppb

ｴﾁﾙﾍﾞﾝｾﾞﾝ：5～1000 ppb

ｱｾﾄﾝ：20～50000 ppb

ｍ-ｷｼﾚﾝ

ｲｿﾌﾟﾚﾝ：10～10000 ppb

ｐ－ｷｼﾚﾝ：5～1000 ppb

硫化ｼﾞﾒﾁﾙ：5～1000 ppb

O-ｷｼﾚﾝ：5～1000 ppb
ｽﾁﾚﾝ：5～1000 ppb

分析用途例

環境悪臭、呼気、付臭剤、ペット臭、腐敗臭、脱臭効果 等

環境悪臭、魚臭、呼気、工場内環境、トイレ臭、ペット臭、脱臭効果 等

キャリアガス

呼気、高純度ガス中の不純物、大気、金属中水素、細胞中水素 等

浄化大気オプション設定①（空気浄化装置）

○

標準装備

○

最小表示分解能0.1 ppb

試料ガス導入方式

シリンジによる手動注入

試料ガス注入量

4分

8分

×4分

2 cc

8分
1 cc

初期安定化時間

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高純度ボンベエアー

オプション設定②（自動ｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞ装置）

測定時間

呼気、室内・工場内環境、各種部材,の品質管理 等

5 cc

5～60 分

外形寸法(突起部含まず)

W260 × H135 × D340 mm

重量（本体のみ）

5.5 kgNissha Confidential Proprietary

W260×H135×D435 mm
6.5 kg

6.0 kgODSAの検知可能な硫化物一覧
機種
ODSA

検知対象ガス

検出可能ガス7

ガス名

検知下限濃度

条件変更

硫化水素

2 ppb

不要

メチルメルカプタン（メタンチオール）

5 ppb

不要

硫化ジメチル（DMS)

5 ppb

不要

イソプレン

1 ppb

不要

エタンチオール（エチルメルカプタン）

5 ppb

不要

tert-ブチルメルカプタン（TBM)

5 ppb

不要

アリルメルカプタン

10 ppb要

アリルメチルスルフィド

10 ppb要

テトラヒドロチオフェン（THT）

50 ppb要

二硫化ジメチル（DMDS)

50 ppb要

二酸化イオウ

100 ppb不要

二硫化炭素--

硫化カルボニル--

Nissha Confidential Proprietary1.呼気中硫黄化合物分析器オーラルクロマ（歯科用）

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Nissha Confidential Proprietary測定手順（サンプリング）
３０秒～１分間、口腔ガスを溜める(鼻呼吸)

前歯でシリンジを固定

口唇をしっかり閉じる(空気を吸い込まないよう注意）

OralChromaに注入後、自動測定開始 (4分間)

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先端を拭きとり、1mlに調整

Nissha Confidential Proprietary

プランジャーをゆっくり一度引いて、再度押し戻し、もう一度引いてから、口から離す

測定画面

硫化水素
ﾒﾁﾙﾒﾙｶﾌﾟﾀﾝ

ｼﾞﾒﾁﾙｻﾙﾌｧｲﾄﾞ

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Nissha Confidential Proprietary

判定画面

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Nissha Confidential Proprietary三成分ガスを分離できることの有意性
歯周ポケット４ミリ（中等度以上の疾患を示す指標）点を境界としたガス濃度との関連

ＶＳＣ ng／10ml

Air＜４ｍｍ≧４ｍｍRatio of
CH3SH/H2S

Probing
Probing

50540430320210100H2S

CH3SH

Total Sulfur

CH3SH/H2S＜メチルメルカプタン（ＣＨ３ＳＨ）が歯周病特有の濃度分布（比）を示す文献より抜粋引用＞※歯周ポケット４ミリ以上の患者は、それ未満の患者よりも特にメチルメルカプタン濃度が高い。（44ng対2.6ng）※メチルメルカプタン/硫化水素比も、同様の結果である。（4.64:0.58)

12Nissha Confidential Proprietary患者様の履歴

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Nissha Confidential Proprietary

呼気中硫黄化合物分析器の特性まとめ• 簡単な操作で呼気中硫化物の濃度が成分ごとに測定できる• 硫化物濃度より口臭の有無を表示できる• 歯周病等の疾病の程度が分かる• 治療効果を示すことができる

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Nissha Confidential Proprietary2.H₂ガス中の硫化水素の微量分析

15Nissha Confidential Proprietaryガス調整

ジーエルサイエンス製スマートバッグ
100cc

所定量混合
H₂ボンベ

100ppm H₂Sボンベ

素早く混合、すぐ使用

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Nissha Confidential Proprietary

パーミエーター1ppm H₂S

H₂、H₂Sの濃度特性（大気中）
0.25

1ppm

0.2

1000ppm

H₂S

500ppb

0.15

H₂0.1

Output(V)

100ppb

0.05

10ppb

50ppb

10ppm

5ppb

00200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Time(sec)
-0.05

SGC概要

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パックドカラム：内径5ｍｍ、30cm
カラム温度：35℃
流量：38ml/min.
センサー: S系高感度センサー 290℃
サンプルガス ：1cc
Nissha Confidential Proprietary2000

大気流路切り替え方式SGC装置

ガス注入孔

エアーﾎﾟﾝﾌﾟ

カラム30cm

ﾌｨﾙﾀｰ 流量制御

パックドカラム：内径5ｍｍ、30cm
カラム温度：35℃
流量：38ml/min.
センサー:S系高感度センサー 290℃
流路切り替え :ガス注入後８秒目から12秒間
サンプルガス ：1cc
18流路切り替え電磁弁 ガスセンサー

H₂排気

Nissha Confidential Proprietary流路切り替え方式によるH2S濃度特性
H2S 50 ppb / H2 100%

80806060Output Voltage / mV

Output Voltage / mV

H2S 100 ppb / H2 100%

40200-20200-20050100150200050150

Retention Time / S

H2S 10 ppb / H2 100%

H2S 5 ppb / H2 100%

8080606040200-2020040200-20050100

1502000Retention Time / S

19100

Retention Time / S

Output Voltage / mV

Output Voltage / mV

4050100150Retention Time / S

Nissha Confidential Proprietary200

流路切り替え方式H₂S測定結果
H₂S濃度（ppb)

センサ出力（mV)
451231000

265230256240

2205001301161201451351003130222833501517192014103442452ー12ー1000

センサ出力（mV)
100101110100
12023451000

H₂S濃度（ppb）

Nissha Confidential ProprietaryH₂中硫黄化合物分析器の特性まとめ• 流路切り替え方式のSGC装置はH₂中微量H₂Sの分析に使用できる• センサー種、動作条件、カラム条件等の検討で精度、感度改善が期待できる• H₂中CO,NH₃等の微量成分分析の可能性がある

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Nissha Confidential Proprietary