金蒸着光ファイバー屈折率センサーシステムによるアルコールの定量分析  [in Japanese] Analyses of alcohols using a gold-deposited optical-fiber refractive index sensor system  [in Japanese]

Search this Article

Author(s)

    • 満塩 勝 MITSUSHIO Masaru
    • 鹿児島大学工学部応用化学工学科 Department of Applied Chemistry and Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Kagoshima University
    • 肥後 盛秀 HIGO Morihide
    • 鹿児島大学工学部応用化学工学科 Department of Applied Chemistry and Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Kagoshima University

Abstract

露出させた光ファイバーのコア上に金を45 nm蒸着し,表面プラズモン共鳴現象(SPR)を利用するセンサーを用いて,角度変化や波長掃引の必要がない屈折率測定装置を構築した.そして,様々なアルコールの定量分析により装置の性能評価を行った.フェネチルアルコールを用いて応答時間と検出限界に関する検討を行ったところ,0.4分以内に0.5体積% 以下,屈折率0.0012の変化を検出できた.濃度と透過光強度の関係から,0~5% の濃度範囲において傾きが負で相関係数0.998の検量線が得られた.60% のエタノール水溶液を5回測定した際の相対標準偏差は2% であった.12種類のアルコールの濃度に対する透過光強度の関係は,各々のアルコールで異なった曲線となったが,屈折率に対する透過光強度の関係は,すべてのアルコールに対して屈折率約1.37に最小値を持つ曲線になった.この最小値を示す屈折率は,金薄膜の膜厚に依存し,目的とする試料の屈折率に応じてその膜厚を変えることにより,最適な応答特性を持つセンサーを作製できることが分かった.<br>

A gold-deposited optical-fiber sensor system using surface plasmon resonance (SPR) without a rotation stage or spectrometer was constructed, and the system was tested for the quantitative analyses of various alcohols. The sensor was fabricated by depositing a thin (45 nm) gold film around the unclad core of an optical fiber. When a sample solution was introduced into the sensor cell, the intensity of the transmitted light through the sensor decreased and became constant within 0.4 min. The detection limit was less than 0.5%, v/v and a change of 0.0012 refractive index (RI) units in the refractivity of a methanol solution of phenethyl alcohol could be measured. A calibration curve with a correlation coefficient of 0.998 was obtained in the concentration range of 0 to 5%, v/v. The relative standard deviation was 2% in 5 repeated measurements of a 60%, v/v aqueous ethanol solution. Though the curves of the transmitted light intensities <i>vs.</i> the concentrations of 12 alcohols differed from each other, the curve of the transmitted light intensity <i>vs.</i> RIs of the alcohols had the minimum at about 1.37 RI units and the minimum shifted with increasing the thickness of the gold film. Thus, the properties of the sensor can be controlled by the thickness of the gold film.<br>

Journal

  • BUNSEKI KAGAKU

    BUNSEKI KAGAKU 52(6), 433-438, 2003-06-05

    The Japan Society for Analytical Chemistry

References:  17

Cited by:  5

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    110002905238
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN00222633
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    Journal Article
  • ISSN
    05251931
  • NDL Article ID
    6616796
  • NDL Source Classification
    ZP4(科学技術--化学・化学工業--分析化学)
  • NDL Call No.
    Z17-9
  • Data Source
    CJP  CJPref  NDL  NII-ELS  J-STAGE  NDL-Digital 
Page Top