JP2569570B2 - 固体クロマトグラフィ質量分析方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、薄層クロマトグラフィ、ゲルろ過、ペーパ
クロマトグラフィ等によって成分分離された固体試料を
イオン化して質量分析を行う固体クロマトグラフィ質量
分析方法に関する。

（ロ）従来技術とその問題点 一般に、固体クロマトグラフィ、特に、薄層クロマト
グラフィ（TLC）は、ガスクロマトグラフィ（GC）や液
体クロマトグラフィ（LC）に比較して操作が簡単であ
り、しかも、その分離能力が高く、さらに短時間の内に
多くの試料を処理できる等の利点がある。しかし、一方
において、薄層クロマトグラフィの成分分離状況は、染
色法や蛍光発光などによる確認に頼るのみで、分離され
た成分の化学的な構造情報までは十分に把握することが
できない。

このため、薄層クロマトグラフィ（TLC）と二次イオ
ン質量分析（SIMS）とを結び付けた分析手法が試みられ
ている（たとえば、医用マス研究会講演集、第11巻85ペ
ージ、1986年10月参照）。この方法は、TLCで作成した
試料にイオンビームを照射し、これによりイオン化され
た試料に対して質量分析を行うもので、難揮発性でかつ
熱的に不安定な高分子有機化合物を含む試料の分離分析
と構造解析が可能となる等の成果が得られている。

しかしながら、この方法を実施するには、イオン化効
率を高める必要上、グリセリン、トリエタノールアミン
（TEA）、溶媒等からなるいわゆる液体マトリックスを
試料表面に塗布せねばならない。このような液体マトリ
ックスを試料表面に塗布した場合には、せっかく分離さ
れた成分試料が再び混合されてしまい、分離能力を損な
うことがある。また、液体マトリックスに溶けない試料
では、イオン化効率が悪くなって十分な測定結果が得ら
れない等の不都合がある。さらに、励起源として使用さ
れる一次イオンビームは、静電レンズ等である程度絞る
ことができるものの、薄層クロマトグラフィの分析を行
う上で必要とされる照射面積までは十分に絞ることがで
きない場合があり、分離能力に限界がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、固体クロマトグラフィの分離能力を損なうことな
く、成分分離された試料を効率良くイオン化し、固体ク
ロマトグラフィの解析を容易に行えるようにすることを
目的とする。

（ハ）問題点を解決するための手段 本発明は、上記の目的を達成するために、次の手法を
採る。すなわち、本発明の固体クロマトグラフィ質量分
析方法では、薄層クロマトグラフィやペーパクロマトグ
ラフィ等によって成分分離された固体試料と、光吸収率
の高い金属超微粒粉を溶媒に混合してなる固体マトリッ
クスとをそれぞれ準備し、前記固体マトリックスを噴霧
用ノズルに装填した後、前記固体試料と噴霧用ノズルと
の間に高電圧を印加して前記固体マトリックスを固体試
料に均一に噴霧し、次に、この固体マトリックスを被覆
した固体試料に対してパルスレーザ光を照射して固体試
料をイオン化し、このイオンについて質量分析を行うよ
うにしている。

（ニ）作用 上記の方法によれば、固体マトリックスを成分分離さ
れた試料に噴霧した場合、固体マトリックスに含まれる
溶媒は噴霧中あるいは試料に到達後に直ちに気化するの
で、マトリックス中に試料が溶け出して試料の位置が変
化して混ざるといったことがない。しかも、イオン化の
ための励起源としてパルスレーザ光を用いるので、照射
面積を数μｍまで絞ることができる。したがって、固体
クロマトグラフィの分離能力を損なうことなく分析を行
える。また、固体マトリックスには、光吸収性の金属超
微粒粉が含まれているので、この金属超微粒粉によって
イオン化効率が高められて難揮発性でかつ熱的に不安定
な高分子有機化合物を含む試料の分析も可能となる。

（ホ）実施例 この実施例では、薄層クロマトグラフィで成分分離さ
れた試料をイオン化して分析する場合について説明す
る。

薄層クロマトグラフィでは、薄層プレート上で混合物
が成分分離される。そして、この成分分離された固体試
料をもつ薄層プレートを一時保存する一方、光吸収性の
金属超微粒粉を溶媒に混合してなる固体マトリックスを
準備する。固体マトリックスを構成する金属超微粉とし
ては、平均粒径が数十〜数千オングストローム程度のも
ので、かつ、光吸収率の高いものが好ましく、たとえ
ば、銅、鉄、コバルト、ニッケル、インジュウム等の超
微粒粉を挙げることができるが、これ以外の金属超微粒
粉を用いても良い。また、溶媒としては、アセトンやエ
タノール等の有機溶剤を使用することができる。

次に、第１図に示すように、いわゆるエレクトロスプ
レー法を適用して固体マトリックスを噴霧する。すなわ
ち、上記のようにして調製した固体マトリックス１を噴
霧用ノズル２に装填する。そして、固体試料を含む薄層
プレート３と噴霧用ノズル２との間に高電圧HVを印加す
る。印加電圧HVがある値を越えると定常的な噴霧状態が
得られるので、この固体マトリックス１を薄層プレート
３上に存在する固体試料に対して均一に噴霧する。全面
均一に噴霧するには、薄層プレート３と噴霧用ノズル１
のいずれか一方を水平移動することにより行われる。固
体マトリックス１を試料に噴霧した場合、固体マトリッ
クス１に含まれる溶媒は噴霧中あるいは試料に付着後直
ちに気化するので、固体マトリックス中に成分分離した
試料が溶け出すことがない。

次に、第２図に示すように、固体マトリックスを塗布
した薄層プレート３を、本例では飛行時間型質量分析計
にセットする。そして、薄層プレート３と引き出し電極
４との間に所定の引き出し電圧Ｖを印加する。この状態
で、パルスレーザ光６を照射して固体試料をイオン化す
る。パルスレーザ光６を用いた場合には、レンズ７によ
り照射面積を数μｍまで絞ることができ、固体クロマト
グラフィの分離能力を損なうことなく分析を行える。パ
ルスレーザ光の照射位置は、薄層プレート３を水平移動
するか、あるいは、レーザ光を走査することにより行な
われる。レーザ光と同一の光軸上に顕微鏡等の観測手段
を付加すれば、イオン化を行っているTCLプレートをリ
アルタイムで目視することができる。また、固体マトリ
ックス１には、光吸収率の高い金属超微粒粉を含まれて
いるので、この金属超微粒粉によってイオン化効率が高
められ、難揮発性でかつ熱的に不安定な高分子有機化合
物を含む試料でも分析が可能となる。すなわち、試料成
分に高分子有機化合物を含むものでは、レーザ光６をパ
ルス状に照射すると、分解するよりも気化が促進されて
擬分子イオン（Ｍ＋Ｃ、Ｍは親分子、Ｃはカチオンある
いはアニオン）が多量に発生する。こうして発生された
イオンは、引き出し電圧Ｖにより引き出されて自由空間
を飛行し、図外の検出器で質量数に応じたイオン強度が
検出される。しかも、本発明では、従来の液体マトリッ
クスを使用しないので、測定されるスペクトルには液体
マトリックスの成分であるグリセリンのピークは現れず
スペクトルが単純になり、同定が行い易くなる。

なお、この実施例では、薄層クロマトグラフィを例に
とって説明したが、これに限定されるものではなく、そ
の他、ペーパクロマトグラフィやゲルろ過等の固体クロ
マトグラフィに本発明を適用することができる。また、
質量分析計としては、本例の飛行時間型の他、四重極型
や磁場型のものを使用することができる。

（ヘ）効果 以上のように本発明によれば、固体クロマトグラフィ
の分離能力を損なうことなく、成分分離された試料を効
率良くイオン化し、固体クロマトグラフィの解析を容易
に行えるようになる等の優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は固体クロマトグ
ラフィで成分分離された試料に対して固体マトリックス
を照射する方法の説明図、第２図は固体マトリックスを
被覆した試料をパルスレーザ光でイオン化して質量分析
を行う場合の説明図である。 １……固体マトリックス、２……噴霧用ノズル、３……
薄層プレート、６……パルスレーザ光。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薄層クロマトグラフィやペーパクロマトグ
   ラフィ等によって成分分離された固体試料と、光吸収率
   の高い金属超微粒粉を溶媒に混合してなる固体マトリッ
   クスとをそれぞれ準備し、前記固体マトリックスを噴霧
   用ノズルに装填した後、前記固体試料と噴霧用ノズルと
   の間に高電圧を印加して前記固体マトリックスを固体試
   料に均一に噴霧し、次に、この固体マトリックスを被覆
   した固体試料に対してパルスレーザ光を照射して固体試
   料をイオン化し、このイオンについて質量分析を行うこ
   とを特徴とする固体クロマトグラフィ質量分析方法。