[SHIMADZU] 技術ブランド - SCD Technology | 研究開発

SCDとは

SCD（Sulfur Chemiluminescence Detector）では、GCのカラムから溶出したサンプル（硫黄化合物）をバーナー（レドックスセル）に導入し、酸化反応と還元反応をさせます。サンプル（SOラジカル）をリアクションチャンバに運び、オゾンと衝突させる時に発する光をホトマルで検出します。このような測定原理によって、SCDは硫黄化合物のみに対して感度を持ち、複雑なサンプルマトリックス中の極微量な硫黄化合物を選択的に検出できます。

参考文献：Robert L. Grob PhD , Eugene F. Barry PhD （2004）Modern practice of gas chromatography, 4th edition. Wiley-Interscience

島津独自技術を使用したSCD

SCD-2030は、島津独自の方式を採用した化学発光硫黄検出器（SCD）です。飛躍的に高まった感度と安定性、優れたメンテナンス性と業界初の自動化機能が、ラボの生産性を向上させます。

特徴(1)：業界初！横置き方式のバーナー

バーナーはGCのカラムと接続する必要があるため、GC本体の上に縦置きすることがこれまでの常識でした。しかし、島津製作所の開発チームは、縦置きではバーナーとリアクションチャンバをつなぐパスが長くなってしまい、これが検出感度を低下させることを見出しました。

そこで、SCD-2030では、バーナーを横向きに配置する方式を採っています（特許出願中）。このブレイクスルーにより、バーナーとリアクションチャンバをつなぐパスは従来品に比べ格段に短くなっています。これがウルトラショートフローパスです。

SCD-2030特有の横置きバーナーを保護すべく、世界各国で意匠権を保有しています。（保有意匠権：日本国意匠登録番号：第01633437号　、中国意匠登録番号CN 201930053585.7 、欧州意匠登録番号006260642、韓国意匠登録番号30－1036711号、米国意匠登録番号D895462号）

特許出願中 PCT/JP2019/002999、PCT/JP2019/035192

さらに、バーナーを横向きに配置したことで、GCの左右どちらにでもSCDを配置することができます。

特徴(2)：全く新しいバーナーのかたち三重管構造

●インダクションチューブ: 従来のインナーパイロチューブ・アウターパイロチューブに、新たにインダクションチューブを加えてバーナーを三重管構造としています（特許出願中）。この構造にすることで、反応領域に導入する前の酸素を予熱することができ、酸素中の不純物を除去し酸化能力の向上に成功しました。

●アウターパイロチューブ&インナーパイロチューブ: 従来より長いアウターパイロチューブとインナーパイロチューブの組み合わせによって、反応領域である酸化部・還元部を広く確保でき、サンプルの充分な酸化還元反応が可能となります。これは特徴1の横置き方式を採用したために実現できた構造です。炭化水素マトリックスサンプルの分析や高いカラム流量を採用する分析メソッドにおいて、高い安定性の分析結果に寄与します。
PCT/JP2018/047046

●インレットチューブ: バーナーの中にカラムの出口端の部分を高温から守る「不活性雰囲気部」を搭載しました。カラムを挿入する場所としてインレットチューブを設け、チューブの中に不活性ガスを導入することで実現しています（特許出願中）。高温環境で酸素とカラムが接触することにより引き起こされる、カラムブリード（カラムの固定相の一部が分解され、その分解生成物が溶出して検出結果に悪影響を与える現象）を防ぎます。

さらに、バーナーは高温に温調されており、酸化還元の反応が起こる部分では反応熱によって1800℃程度まで温度が上昇します。特にアウターパイロチューブは、この温度上昇の影響を受けて熱膨張をするため一定の状態に保持することが困難でした。
SCD-2030では、1点のOリングのみでアウターパイロチューブを保持しています。これによって、熱膨張の影響を吸収して安定してアウターパイロチューブを保持することに成功しています。これは、インダクションチューブを有するSCD-2030ならではの技術です。

特徴(3)：リアクションチャンバの設計

SCDでは、バーナーで反応させたサンプルをリアクションチャンバに運び、オゾンと衝突させます。その時に発する光をホトマルで検出することで、サンプル中の硫黄の量がわかります。
従来は、リアクションチャンバでSOとオゾンを反応させるのみですが、SCD-2030では反応後の励起状態のSO₂がリアクションチャンバ内に長時間留まるように形状を工夫しています。これによって、ホトマルで発光を検出する時間を稼げるため高感度に検出ができます。

SCD（従来品）

SCD-2030（島津製品）

特徴(4)：業界初！自動化機能

分析可能な状態に準備するまでの複雑な作業を、業界で初めて自動化しました（特許出願中）。SCDでは、バーナーとリアクションチャンバを分析可能な状態にするためのスタートアップ作業が存在し、その作業の順番やタイミングを誤ると、正確な測定ができない、装置の一部が損傷するなどの恐れがあります。
熟練者でなくても分析ができる装置を提供したいという、技術者の思いが詰まった機能です。