「マイクロ流体システムを応用したダイオキシン類の高速測定技術の研究開発」（事後評価）分科会

周辺動向調査資料6
資料6「マイクロ流体システムを応用したダイオキシン類の高速測定技術の研究開発」㈱日鉄技術情報センター

目次
1. ダイオキシン類の高速濃度測定の政策的・社会的・経済的背景

3. ダイオキシン類採取・前処理の簡易法・迅速法の動向（GC‑GC‑MSによる定量分析を前提とする）
MSによる定量分析を前提とする）

1‑1 ダイオキシンとその有害性
1‑2 ダイオキシンの排出量

3‑1 環境省のダイオキシン類大気環境調査マニュアル

1‑3 ごみ焼却炉とダイオキシン（１）今後に採用される方法に対する指針

既設焼却炉の排出量低減

3‑2 排ガスの高速採取試験例

1‑4 ごみ焼却炉とダイオキシン（２）3‑3 排ガスの簡易採取方法

ダイオキシン類対策特別措置法の基準値

3‑4 高速抽出法

1‑5 ダイオキシ濃度の測定報告と公開
4. GC‑
GC‑MS以外の分析法と簡易･高速前処理
MS以外の分析法と簡易･高速前処理
2. 公定法に基づくダイオキシンサンプル採取と前処理

4‑1 排気ガスの採取・クリーンアップの簡素化適応例

2‑1 現状プロセスと問題点

4‑2クロロフェノールを用いたダイオキシン類の連続測定

2‑2 排ガス中のダイオキシン捕集例
ダイオキシン類の抽出（ガスサンプルに特定）

5. ダイオキシン類の新しい分析法

2‑3 抽出液のクリーンアップ（GC‑MSでの分離定量分析を前提）
5‑1 バイオアッセイなどの適用

2‑4 GC‑MSによる分析

5‑2 超音速分子ジェット分光分析

1

1.
. ダイオキシン類の高速測定に関連する政策的、社会的、経済的背景
1‑1 ダイオキシン類とその有害性
PRTR法
法特定第一種指定化学物質として、事業所に排出移動量の届出義務がある
異性体によって毒性が大きく異なるため、異性体を分離した濃度測定が必要（等価毒性・TEQにて表示）
にて表示）
異性体によって毒性が大きく異なるため、異性体を分離した濃度測定が必要（等価毒性・他の有害性化合物に比較して極微量測定が必要
ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン
異性体数 75

ポリ塩化ジベンゾフラン
異性体数 135

コプラナ･ポリ塩化ビフェニル
異性体数 2092,3,7,8‑TeCDD

2,3,4,7,8‑PeCDF

3,3’,4,4’,5‑PeCB

ダイオキシンの有害性・PRTR・MSDSハザードデータ(他の有害性化合物と比較）
有害性の項目
発がん性（２段階）

2,3,7,8TeCDD

ベンゼン

ジクロロメタン

六価クロム

11211111233

0.00000003（EPA）

0.005（EPA）≦ 0.02（WHO）≦0.05（日本）

変異原性（１段階）
経口慢性毒性（３段階）
水質基準(設定機関)mg/l

ヒトの耐用摂取量（H11.6.25閣僚会議、H11.7.16ダイオキシン類対策特別措置法第6条）
ダイオキシン（含むコプラナーPCB）の耐用1日摂取量（TDI）を1日体重1kg当り4pgとする。
わが国の平均的暴露量（H9年度厚生省、環境庁調査結果）
約2.6pg（うち食品経由が2.41pg）

2

1‑2 ダイオキシン類の排出量
ダイオキシン類の約90％
ダイオキシン類の約 ％は廃棄物焼却施設から排出される
平成14年月1日以降の新基準へ適合するため、施設の休・廃止、新設、操業改善が行われている
日以降の新基準へ適合するため、施設の休・廃止、新設、操業改善が行われている
平成 年12月
ダイオキシン類の排出量の推計値（環境省：H13.12.18）

発生源
一般廃棄物焼却施設
産業廃棄物焼却施設
小型廃棄物焼却炉

全国（g‑TEQ）

構成比
(%)

1019

45.90%

555

25.00%

353‑370

16.70%

製鋼用電気炉

131

5.90%

鉄鋼業

70

3.10%

亜鉛回収施設271.20%アルミ合金製造施設

170.75%

その他

311.45%2198‑2218

100.00%燒結工程合 計

排出量の構成全国年間排出量2220g‑TEQ
一般廃棄物焼却施設

16.7%

45.9%

産業廃棄物焼却施設
小型廃棄物焼却炉
製鋼用電気炉鉄鋼業 燒結工程
亜鉛回収施設25.0%

アルミ合金製造施設
その他

一般廃棄物焼却施設の休･廃止・新規稼動状況焼却炉の数
H11.12.2～H12.11.30
H11.12.1現在
稼動中
新規稼動
廃止
休止
2,902615087

H12.12.1現在
稼動中
2,826

3

1‑3 ごみ焼却炉とダイオキシン（１）
既設焼却炉の排出量低減
ダイオキシン類の排出量を低減するには
1.燃焼ガス温度を1.燃焼ガス温度を800
燃焼ガス温度を800℃以上とする
800℃以上とする

ダイオキシン類濃度測定の需要大

2.集塵機流入温度をおおむね
2.集塵機流入温度をおおむね200
集塵機流入温度をおおむね200℃以下に冷却する
200℃以下に冷却する

燃焼室出口温度とダイオキシン類濃度の関係

集じん機入口温度とダイオキシン類濃度の関係

4

1‑4 ごみ焼却炉とダイオキシン（２）ダイオキシン類対策特別措置法の基準値

本年12
本年12月
12月1日から新基準値が適用されるダイオキシン類対策特別措置法による規制（ごみ焼却炉関係分）

ごみ焼却炉のH14.12.1基準への適合状況

出典：「廃棄物に係わるダイオキシン類等分析に関する研究」セミナー、H14.1.18
環境省

安井宏之技術専門官講演資料

51‑5 ダイオキシン濃度の測定報告と公開（例：東京都の報告を抜粋）
ダイオキシン類対策特別措置法に基づく自主測定結果の公表（毎月更新）
ダイオキシン類対策特別措置法に基づく自主測定結果の公表（毎月更新
ダイオキシン類対策特別措置法第２８条４項の規定に基づき、廃棄物焼却炉などの設置者から提出のあった排出ガス、排出水およびばいじん等に含まれるダイオキシン類濃度の測定報告がまとまりましたので、お知らせします。
なお、ダイオキシン類対策特別措置法は、廃棄物焼却炉などの設置者に対し、年１回以上、排出ガス等に含まれるダイオキシン類対策特別措置法は、廃棄物焼却炉などの設置者に対し、年１回以上、排出ガス等に含まれるダイオキシン類を測定し、都道府県知事に結果を報告することを義務付けています。
平成13平成13年度ダイオキシン類の排出量及び工場・事業場への指導（平成13年度ダイオキシン類の排出量及び工場・事業場への指導（平成14年度ダイオキシン類の排出量及び工場・事業場への指導（平成14年14年8月8日）
概要 1. ダイオキシン類の排出量 総量16.89g‑TEQ、対12年度４割減、内訳は一般廃棄物焼却施設５３％、産業廃棄物焼却施設１３％、小型廃棄物施設１３％
2. 工場への指導（1）施設の届出状況 法対象事業所７８８施設、対１２年度２９施設減（2）自主測定報告 ①自主測定報告の義務のある５８２施設のうち３７９施設（65.1①自主測定報告の義務のある５８２施設のうち３７９施設（65.1％）について報告があった。
65.1％）について報告があった。
②すべて現行の大気排出基準に適合していたが、４３施設がH14.12基準値を上回っていた
各事業所の測定結果一覧（世田谷区と豊島区の清掃工場を抜粋）濃度の単位
濃度の単位 排ガス：
排ガス：ngng‑
各事業所の測定結果一覧
ng‑TEQ/Nm3,
TEQ/Nm3,煤塵：/Nm3,煤塵：ng
煤塵：ng‑
ng‑TEQ/
TEQ/g‑dry.
dry.
排出ガス
整理番号

事業所名89東京都23区
清掃一部
事務組合
世田谷清掃工場113

東京都23区
清掃一部事務組合
豊島清掃工場

所在地
省略

施設

焼却能力kg/h

火床面積112,500

39.7

212,500

39.7

312,500

39.7

18,333‑28,333

‑

採取日

測定結果

H13.6.5

6.8

H13.12.13

0.2

H13.6.6

11H13.12.14

0.18

H13.9.14

0.00019

H14.1.21

0.000029

H13.9.13

0.000017

H16.1.22

0.00002

排出水
基準値
既 新80

180

180

180

1省略

焼却灰、ばいじん採取日

H13.6.5

1

備考

ばいじん0.24

休止中
流動床1回目

H13.9.13
80

焼却
灰0.22

流動床2回目
流動床1回目
流動床2回目6

2. 公定法に基づくダイオキシンサンプル採取と前処理
2‑1 現状プロセスと問題点

１．サンプリング
目的の明確化,計画の立案

一検体の測定に2一検体の測定に2〜4週間の時間がかかり、30週間の時間がかかり、30〜30〜70万円の費用が必要といわれる。
70万円の費用が必要といわれる。
迅速化とコスト低減が喫緊の課題になっている。
(1) 排気ガスのサンプリングの簡素化
公定法では、ろ紙フィルターと5本の捕集瓶及び吸着樹脂での捕集を指定。
通常、採取に4時間程度かかる。
それ以外に、機材の輸送、設置、運転に費やす労力が大きい。

ｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞｽﾊﾟｲｽの添加
試料採取
ダイオキシン類用試料保存・運搬
２．前処理
ｸﾘｰﾝｱｯﾌﾟｽﾊﾟｲｽの添加
試料からの抽出クリーンアップ
３．GC-MS分析(2) 抽出法の簡素化
公定法では、ソクスレー抽出を指定。ソクスレー抽出は16時間程度かかる。
抽出の迅速化が必要である。

ｼﾘﾝｼﾞｽﾊﾟｲｽの添加
GC‑MSによる標準液の分析
GC‑MSによる実試料の測定
４．結果の報告(3) クリーンアップの簡素化
妨害元素の除去のためクリーンアップが必要である。公定法では、・硫酸処理・シリカゲルカラムクロマトグラフ
・アルミナカラムクロマトグラフの2種類クリーンアップが指定されている。迅速化が必要である。

報告書の作成出典：ﾀﾞｲｵｷｼﾝ類の分析方法/ﾀｸﾏ技報 Vol9,No2,2001(4) 安価で高能率な分析装置の採用
公定法では、分解能10,000以上の高分解能質量分析計（HRMS）とキャピラリーカラムを使用する高分解能ガスクロマトグラフ（HRGS）による測定を規定。
装置が約8000万円と高価であり、コストアップの要因となっている。また、公定法で指定されるキャピラリーカラムの操作は必ずしも効率的ではない。

72‑2 排ガス中のダイオキシン類捕集と抽出

高温、高水蒸気濃度の排気ガスを狭い空間で冷却、捕集（1）捕集装置操作例（ごみ焼却炉煙道から捕集）
加熱, 110℃（結露防止）
Vo 150ml, 300ml

Ex.煙道
200℃, H2O 20%

冷却（2）抽出―脱水―濃縮
ソックスレー抽出 トルエン
フィルター捕集部

塩酸処理
液ー液抽出

ジクロロメタン

吸着捕集部

ソックスレー抽出 トルエン

液体捕集部

液ー液抽出

ジクロロメタン

各部の洗浄液液ー液抽出

ジクロロメタン8

2‑3 抽出液のクリーンアップ
シリカゲルクロマトグラフ操作により抽出液から妨害物質を除去し、液を二分してPCDDs/PCDFs用とコプラナPCBs用とし、アルミナカラムクロマトグラ
フ操作でPCDDs/PCDFsとコプラナPCBsとに分画する。

抽出液の一部分取内部標準物質
硫酸処理シリカゲルカラムクロマトグラ
フ 又は多層シリカゲルカラムクロマト
アルミナカラムクロマト

アルミナカラムクロマ

必要に応じて高速液体クロマト

必要に応じて高速液体クロマト

内部標準物質
測定用試料

測定用試料

92‑4 GC‑MSによる分析
ダイオキシン類の同定と定義はキャピナリーカラムによるガスクロマトグラフ（GC
ダイオキシン類の同定と定義はキャピナリーカラムによるガスクロマトグラフ（GC）
GC）と二重収束形質量分析計（MSと二重収束形質量分析計（MS）MS）から構成されるガスクロマトグラフ質量分析法によって行う。公定法では、分解能10,000行う。公定法では、分解能10,000以上の高分解能10,000以上の高分解能GC以上の高分解能GC‑
GC‑MSの使用が定められている。
MSの使用が定められている。

キャピタリーカラム（GC）
異性体の分離はキャピラリーカラムによる。キャピラリーカラムは内径0.3mm程度、長さ30〜60ｍの中空溶融シリカ管で、内部に分離剤がコーティングされたものである。
測定対象により、多くの種類が存在する。
二重収束形質量分析計（MS）
ガスクロマトグラフにインジェクションされたサンプルは、各異性体に分離されて質量分析計のイオン源に入る。イオン源で陽イオン化した分子は、電場へと飛出し、電場、磁場で曲げられた後、検出器に達する。
分解能10,000とは分子量の10,000分の１（ﾀﾞｲｵｷｼﾝ類の分子量で0.03）まで定量できる性能を意味する。

高分解能GC‑MS

ダイオキシン類の分析に必要なガスクロマトグラフィー

出典：ﾀﾞｲｵｷｼﾝの測定技術と測定値の評価（日本パルプ研究所）/紙パ技協誌 Vol.55,No.10

四塩素化ダイオキシンのマススペクトル10

3. ダイオキシン類採取・前処理の簡易法・迅速法の動向
3‑1 ダイオキシン類大気環境調査マニュアル（今後採用される方法への要求項目）(1)試料採取(1)試料採取(2)前処理（抽出）(2)前処理（抽出）(3)前処理（クリーンアップ）(3)前処理（クリーンアップ）a)代表サンプルの安定採取a)良好な抽出効率と方法の安定性a)試薬･器具のブランク値の確認

b)低沸点成分のロスなしb)13C、37Clラベル化内部標準物質の十分な回収、測定対象成分の十分な抽出効率b)各クリーンアップの溶出条件の確認

c)採取容器類からの十分な試料回収c)確実で効果的なクリーンアップd)機器類及び現場の大気、ダスト等からの汚染がないこと

d)妨害成分の影響の分離・除去

出典：環境省環境管理局「ダイオキシン類に係わる大気環境調査マニュアル」 H13.8

11

3‑2 排気ガスの高速採取試験例
方法
捕集部
等速吸引速度：通常の約２倍（35リットル／分）
ダストチューブ径を30φから60φ
ろ紙＋吸収液部分
DEGビンを２個追加
XAD樹脂部
漏れ確認のため出口の酸素濃度を確認
出典：「廃棄物に係わるダイオキシン類等分析に関するセミナー」（財）廃棄物研究財団

検出量
（pg）

総検出量に対する割合（%）

毒性等量（pg-TEQ）

総毒性等量に対する割合
（%）

28000

56.5

740

74.5

21000

42.4

25025.2

ｼﾞｴﾁﾚﾝｸﾞﾘｺｰﾙ1

700.10.0060

0

ｼﾞｴﾁﾚﾝｸﾞﾘｺｰﾙ2

800.20.0072

049530100992.8

100

ｼﾞｴﾁﾚﾝｸﾞﾘｺｰﾙ3
総検出量

ﾀﾞｽﾄﾁｭｰﾌﾞ

ろ紙
ポンプ1X
A
D
水
1

水
2

ポンプ2
DEG
1DEG
2

DEG
3Co, O2
測定

ろ紙＋水→分析ＸＡＤ樹脂→分析
DEG1：通常の１倍量→分析
DEG2：通常の１倍量→分析
DEG3：通常の１.５倍量→分析12

3‑3 排気ガスの簡易採取方法
サンプリングはほとんどの場合が現場での作業である。
準備、採取作業での「操作性の良さ」と二次汚染に対する「安全性」が要求される。
・フィルター/コンデンサー方式
・アルミナ・フィルター方式
・冷却プルーブ/吸着方式などが提案され、現場適用検証されつつある。

アルミナ・フィルター方式（三浦工業＆大阪ガス）

フィルター/フィルター/コンデンサー方式（横浜国立大学）

出典：廃棄物処理に関わるﾀﾞｲｵｷｼﾝ類簡易測定法の検討（菱日ｴﾝｼﾞﾆｱﾘﾝｸﾞ）/廃棄物処理に関わるﾀﾞｲｵｷｼﾝ類等分析に関する研究セミナー資料
平成14年1月18日 廃棄物財団

冷却プルーブ/冷却プルーブ/吸着方式（廃棄物研究財団）
13

3‑4 高速抽出法（１）
高速溶媒抽出（ASE)法
米国ではEPA Method 3545 として採用されており、日本でもソクスレー抽出に変わる最も有効な抽出法として注目されている。ASE法は高温・高圧の溶媒で抽出する方法であり、抽出時間も15〜40分と非常に短く、使用溶媒量もソクスレー抽出法の約10分の１以下である。抽出効率についてもソクスレー抽出法と同等以上の結果が得られたと報告されている。

高速溶媒抽出の構成
出典：ダイオネクストASEレポート AS003MI-0051

14

3‑4 高速抽出法（２）
その他の方法(1) 超臨界抽出（SFE）法
超臨界流体とした炭酸ガスで試料から抽出する方法で、ASE法同様に大幅な時間短縮が可能である。また、SFEは移動相の抽出条件をコントロールすることで多環芳香族や農薬などさまざまな物質の抽出に利用できる。ただし、高炭素含有飛灰などの抽出の場合、試料マトリックスからの抽出率は試料含有成分によって大きく左右されるので注意が必要である。
(2) マイクロウェーブソクスレー抽出法
通常のソクスレー抽出法において、抽出部（円筒ろ紙部）をマイクロ波で加熱することで抽出効率を上げる方法である。ソクスレー抽出法で48時間要する高炭素含有飛灰に対しても、30〜75分で同等以上の抽出率を得ることができる。
(3) 超音波抽出法
超音波照射により抽出する方法である。高価な装置を必要とせず、操作も比較的簡単で抽出時間の短縮も図れる。

15

4. GC‑MS以外の分析法と簡易･高速前処理
4‑1 排気ガスの採取・クリーンアップの簡素化適応例(1) 適応比較的高濃度の試料が多い小型燃焼施設に迅速化測定法を適用
2〜4日で分析結果が得られる迅速化簡易測定法を確立した。
(2) 迅速化・簡素化のポイント●サンプリング法の簡素化
円筒ろ紙、捕集瓶2本、XAD‑2樹脂の構成とした。
樹脂吸着（XAD‑2）を使用しない簡易サンプリングも提案されている。
●フィルターの乾燥時間の短縮
公定測定法では風乾（約一昼夜）。水洗後、極性溶媒で脱水することで乾燥時間を短縮。
●抽出法として超音波抽出法を採用
30min×3回、抽出効率は90%以上●コプラナーPCBの分析は対象外
コプラナーPCBの寄与率は低く、5%以下と推定されている。
●2,3,7,8‑置換PCDD/DFの17異性体に限定して分析
GCキャピラリーカラム1種類で分析可能
出典：バブ日立工業/資源環境対策Vol.37,No.9(2001)
迅速法と公定法の相関16

4‑2 クロロフェノールを用いたダイオキシン類の連続測定(1)ダイオキシン類の発生を把握(1)ダイオキシン類の発生を把握
連続測定、リアルタイムモニタリングが重要(2)代替指標として(2)代替指標として［CO濃度］
・燃焼炉の燃焼状態をよく示すけれど、低濃度領域でのダイオキシン濃度との相関がよくない。
［クロロフェノール濃度］
・クロロフェノールはダイオキシンの前駆体物質→相関が高い

図1 装置の構成

・排ガス中にはダイオキシン類の約1,000倍の比率で存在
測定が容易(3)焼却施設への適用(3)焼却施設への適用
・ 150t/day級のストーカ炉の電気集じん器出口でサンプリング
1ヶ月以上の連続測定を実施
・イオン化後4重極質量分析計を用いて測定
0.5μg/m3Nの微量測定が可能
1分以内での測定を実現
・較正用標準資料として13C置換同位体を使用してクロロフェノール（T3CP)の濃度をリアルタイムに補正

出典：日立製作所/資源環境対策 Vol.37 No.9(2001)

17

5. ダイオキシン類の新しい分析法
5‑1 バイオアッセイなどの適用

その１

(1)概要
バイオアッセイ法は生体反応を利用した分析法で、公定法を補完する環境分野における簡易法である。
サンプル採取、前処理などは従来法とほぼ同じであるが、分析が簡単に実施できるという利点がある。
●イムノアッセイ吸光光度法（酵素免疫判定法）
イムノアッセイ吸光光度法（酵素免疫判定法）●P450HRGSP450HRGS法（P450HRGS法（Ah法（Ahレポータージーンアッセイ）
Ahレポータージーンアッセイ）などいくつかの方法が提案され、公定法との比較の上で、精度検証が行われている。
イムノアッセイ法等の比較

出典：イムノアッセイ等の適用に関する検討（㈱クボタ）/「廃棄物に関わるダイオキシン類等分析に関する研究」セミナー

平成14年1月18日（廃棄物研究財団）

185‑1 バイオアッセイなどの適用

その２(2) イムノアッセイ吸光光度法（酵素免疫判定法）
ダイオキシンの2,3,7,8
ダイオキシンの2,3,7,8‑2,3,7,8‑TCDDに特異的に結合する抗体に酵素を標識したTCDDに特異的に結合する抗体に酵素を標識した吸光光度法である。
煩雑な前処理を必要とせず、分析時間も数時間と短く、コスト面でも高額な分析装置を必要としない。安価で迅速に測定できるという点では優れた測定法であるが、類似化合物の結合や対象化合物の結合を妨げる干渉についての課題は残されている。
①対象化学物質と特異的に結合する抗体でコーティングされた試験管に分析試料を入れて、一定時間、熟成

酵素免疫判定法の原理②しばらくした後、中身を洗い流す③酵素の基質を加えると青色に発色④酵素反応停止液を入れて、黄色に発色させ、450mm
450mmの波長で吸光度を測定
mmの波長で吸光度を測定

出典：最新の環境分析/出光技報Vol45,No１（2002）

19

5‑1 バイオアッセイなどの適用

その３(3) P450HRGS法（P450HRGS法（Ah法（Ahレポータージーンアッセイ）
Ahレポータージーンアッセイ）
Ahレセプターは、多環式芳香族炭化水素化合物を動物に投与したとき、薬物の分解・解毒に関係する酸化酵素（CYP1A1,1A2）が誘導される現象にかかわる物質で、1992年にAhレセプター遺伝子が解明され、機能解明研究が進んだ。
Ahレポータージーンアッセイ法は
Ahレポータージーンアッセイ法はAhレポータージーンアッセイ法はAhレセプターとダイオキシンとの結合反応を利用した測定方法である。
Ahレセプターとダイオキシンとの結合反応を利用した測定方法である。
ダイオキシン類が細胞内に入り、細胞質でAhダイオキシン類が細胞内に入り、細胞質でAhレセプターに結合すると、レセプターは核内へと移行して、遺伝子上のダイオAhレセプターに結合すると、レセプターは核内へと移行して、遺伝子上のダイオキシン応答配列((DRE)と呼ばれる特定の部位に結合し、その下流のルシフェラーゼ遺伝子の転写が活性化される。
キシン応答配列DRE)と呼ばれる特定の部位に結合し、その下流のルシフェラーゼ遺伝子の転写が活性化される。
ルシュフェラーゼの触媒反応によって生ずる発光を測定することで、ダイオキシン類の測定が可能になる。
機器分析で求めたTEQ
機器分析で求めたTEQと比較的良好な相関を示すといわれているが、妨害物質の除去に関する検討が必要がある。
TEQと比較的良好な相関を示すといわれているが、妨害物質の除去に関する検討が必要がある。

レポータージーン（ルシフェラーゼ）アッセイのメカニズム
出典：ダイオキシン類の簡易測定技術とその開発状況/資源環境対策Vol.37 No.9 (2001)20

5‑2 超音速分子ジェット分光分析

その１(1)従来法の問題を解決する新しい分析法(1)従来法の問題を解決する新しい分析法
ダイオキシン類測定の最後の切り札として注目される分析法
高能率、リアルタイム測定⇔従来法（GC/MS）で10件／日程度
低コスト⇔GC/MSは、5,000〜6,000万円／装置
超音速分子ジェット

(2)原理
(2)原理
●ノズルから試料を真空中に噴出させて極低温分子をつくる
ノズルから試料を真空中に噴出させて極低温分子をつくる
音速の数十倍の hydrodynamic flow をつくる
気体状態で絶対零度付近にまで冷却する。
●エネルギー準位と遷移エネルギー準位と遷移紫外線やレーザ光を照射し、分子を基底状態が励起状態に遷移分子を絶対零度付近に冷却すると、真の基底状態からの遷移が起こり、固有の分子振動に基づく鋭いスペクトルが観測される。
●レーザ光を照射し分子をイオン化
レーザ光を照射し分子をイオン化
分子をイオン化し、飛行時間型質量分析計で質量スペクトルを測定することが可能。極めて選択性の高い分析が行える。
出典：超音速分子ジェット/レーザ多光子イオン化質量分析法によるプラスティック
熱分解生成物及びダイオキシン化合物の分析/J.Vac.Soc.JPN Vo.44,No1,(2001)

エネルギー準位と遷移

21

5‑2 超音速分子ジェット分光分析

その２(３)分析化学への応用
超音速分子ジェット分光法の分析化学への応用は1970年代より始まる。
・芳香族化学物・・・ベンゼン、ナフタレン、アントラセン等誘導体の分析
・生化学・・・アミノ酸、ポリペプチド、核酸塩基の分析
・プラスチック熱分解生成物・・・ポリ塩化ビニルの熱分解生成物の分析
ポリ塩化ビニルに塩素をさらに付加した塩素化ポリ塩化ビニルを熱分解すると、ダイオキシンの前駆体であるクロロベンゼンが出現(４)ダイオキシン類の測定
ドイツのDLRグループが超音速分子ジェット分光法を焼却炉廃ガスの分析に適用
クロロベンゼンの測定は可能になったものの、ダイオキシン類を直接連続モニタリングするには至っていない。計測装置の感度の飛躍的な向上が必要である。
［超高感度測定のための開発］
・短パルスレーザイオン化（短パルスによりイオン化効率を向上）

塩素化ポリ塩化ビニルの熱分解生成物の光イオン化質量スペクトル・二色レーザイオン化（イオン化効率の向上）
・近接イオン化（膨張の直後でイオン化）
・デジタルイオン化
・分光分析用前処理と濃縮ポリ塩化ビニル（PVC）と塩素化ポリ塩化ビニル（CPVC）の多光子イオン化スペクトル
CB；クロロベンゼン

塩素化ポリ塩化ビニルを熱分解して生成する
ジクロロベンゼンの分析結果
DCB；ジクロロベンゼン、CPVC；塩素化ポリ塩化ビニル

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