JP4456382B2 - Mass spectrometry reagent for measuring heavy metal ions, mass spectrometry method for heavy metal ions and mass spectrometry system for heavy metal ions analysis using the same - Google Patents
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Description
本発明は、Pb2+, Cd2+, Hg2+, Zn2+, Ni2+, Cu2+及びCo2+等の2価の重金属イオンを質量分析により測定するために用いられる、2価の重金属イオン測定用質量分析試薬に関する。
The present invention, Pb 2+, Cd 2+, Hg 2+,
重金属による土壌・地下水汚染の原因には、対象物質を含む原材料、薬品等の保管・製造過程における漏出、ばい煙の降下、不適正な排水の地下浸透または廃棄物の埋立処分などがある。土壌中における重金属等の挙動は、その物理化学的な性状および媒体となる土壌の性質により異なるが、一般に、重金属は水に溶けにくく、かつ土壌に吸着されやすいため、地下に浸透した重金属は、地表近くの土壌中に存在し、深部にまでは拡散していないことが多くある。しかしながら、土壌の吸着能力を超える負荷が生じた場合または六価クロムのように水に対する溶解度が高く、移動性の高い物質の場合、雨水などの地下浸透とともに地下深部にまで拡散することがある。 Causes of soil and groundwater contamination by heavy metals include leakage of raw materials including target substances and chemicals, leakage during storage and manufacturing processes, smoke drop, inadequate drainage of underground water or landfill disposal of waste. The behavior of heavy metals, etc. in the soil varies depending on their physicochemical properties and the nature of the soil that is the medium, but in general, heavy metals are difficult to dissolve in water and are easily adsorbed by the soil, It exists in the soil near the surface of the earth and often does not diffuse deep. However, when a load exceeding the adsorption capacity of the soil occurs or a substance having high water solubility and high mobility such as hexavalent chromium, it may diffuse to the deep underground with underground penetration such as rainwater.
そのような背景で、現在重金属の汚染状況を簡便かつ正確に把握する分析手法が求められている。従来の方法は、高感度測定法としてICP、原子吸光法が挙げられるが、フレームを用いるため危険で現場で好まれず、また、操作の煩雑さ、ランニングコストが高いといった問題点が指摘されている。また簡易分析法として比色分析法が挙げられるが、感度が低いといった問題点が指摘されている。 Against this background, there is a need for an analysis method that can easily and accurately grasp the state of heavy metal contamination. Conventional methods include ICP and atomic absorption methods as high-sensitivity measurement methods, but they are dangerous and unfavorable at the site because of the use of frames, and problems such as complicated operation and high running costs have been pointed out. Yes. A colorimetric analysis method can be cited as a simple analysis method, but the problem of low sensitivity has been pointed out.
一方、クラウンエーテル骨格(ヘテロ原子としてイオウ、窒素又は酸素原子を含む)の、重金属イオンとの錯形成能をエレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI-MS)で測定することが報告されている(非特許文献1)。しかしながら、この方法では、1:1錯体ピークは検出できず、対イオンも付加して検出され、感度が悪いという問題がある。 On the other hand, it has been reported that the complex formation ability of crown ether skeletons (including sulfur, nitrogen or oxygen atoms as heteroatoms) with heavy metal ions is measured by electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) (non-patented) Reference 1). However, this method has a problem that the 1: 1 complex peak cannot be detected, the counter ion is added and detected, and the sensitivity is poor.
本発明の目的は、フレームを用いることなく、簡便かつ高感度に2価の重金属イオンを測定する手段を提供することである。 An object of the present invention is to provide a means for measuring divalent heavy metal ions easily and with high sensitivity without using a frame.
本願発明者らは、鋭意研究の結果、被検試料中の測定対象である2価の重金属イオンと錯体を形成する構造と、溶液中で陰イオンになるイオン性官能基とを1分子中に含む化合物を、質量分析用のプローブとして用いることにより、2価の重金属イオンを簡便かつ高感度に測定することができることを見出し本発明を完成した。 As a result of earnest research, the inventors of the present application have a structure that forms a complex with a divalent heavy metal ion to be measured in a test sample and an ionic functional group that becomes an anion in a solution in one molecule. The present invention was completed by finding that divalent heavy metal ions can be measured easily and with high sensitivity by using a compound containing the compound as a probe for mass spectrometry.
すなわち、本発明は、下記一般式[I]
R1−A−R2 [I]
(式中、R1は被検試料中の測定対象である2価の重金属イオンと錯体を形成する構造、R2は溶液中で一価の負イオンとなるイオン性官能基、Aは任意のスペーサー部分を表す)
で表される構造を有する2価の重金属イオン測定用質量分析試薬を提供する。また、本発明は、上記本発明の試薬と、被検試料中の2価の重金属イオンとを反応させ、生成物を質量分析することを含む、2価の重金属イオンの質量分析方法を提供する。さらに、本発明は、上記本発明の試薬を収容する試薬容器と、被検試料を収容する試料容器と、前記試薬容器に収容された試薬及び前記試料容器に収容された被検試料を吸引するための吸引手段と、該吸引手段に接続され、その先端部を介して前記試薬容器に収容された試薬及び前記試料容器に収容された被検試料を吸引する吸引管と、該吸引管の途中に設けられた第1のバルブと、該第1のバルブに液押出用管を介して接続された送液ポンプと、前記第1のバルブに送液管を介して接続された液混合手段と、該液混合手段の下流に接続された質量分析装置とを具備する、2価の重金属イオン分析用質量分析システムを提供する。
That is, the present invention provides the following general formula [I]
R 1 −A−R 2 [I]
(In the formula, R 1 is a structure that forms a complex with a divalent heavy metal ion to be measured in a test sample , R 2 is an ionic functional group that becomes a monovalent negative ion in solution, and A is any (Represents the spacer part)
Providing divalent heavy metal ions for measurement mass analysis reagent having a structure represented by the. Moreover, this invention provides the mass spectrometry method of a bivalent heavy metal ion including reacting the reagent of the said invention and the bivalent heavy metal ion in a test sample, and mass-analyzing a product. . Furthermore, the present invention aspirates the reagent container for storing the reagent of the present invention, the sample container for storing the test sample, the reagent stored in the reagent container and the test sample stored in the sample container. A suction means for suctioning the reagent housed in the reagent container and the test sample housed in the sample container via the tip of the suction means, and the middle of the suction pipe A first valve provided on the first valve, a liquid feed pump connected to the first valve via a liquid extrusion pipe, and a liquid mixing means connected to the first valve via a liquid feed pipe And a mass spectrometry system for analyzing divalent heavy metal ions, comprising a mass spectrometer connected downstream of the liquid mixing means.
本発明の試薬を用いると、イオン性官能基に起因する負電荷により、2価の重金属イオンの電荷が1つ減じられ、また、錯形成により生成される錯体がほぼ単一のピークとして観察されることから、フレームを用いない簡便な質量分析により、高感度に2価の重金属イオンを測定することができる。また、本発明により、上記本発明の試薬を用いる、高感度な2価の重金属イオンの質量分析方法及び質量分析システムが提供された。 When the reagent of the present invention is used, the charge of the divalent heavy metal ion is reduced by one due to the negative charge caused by the ionic functional group, and the complex formed by the complex formation is observed as an almost single peak. Therefore, divalent heavy metal ions can be measured with high sensitivity by simple mass spectrometry without using a frame. Further, the present invention, a reagent of the present invention, high-sensitivity divalent mass spectrometry and mass spectrometry system heavy metal ions is provided.
上記のように、本発明の2価の重金属イオン測定用質量分析試薬は、前記一般式[I]で表される構造を有するものである。 As described above, the divalent heavy metal ion measurement mass spectrometry reagent of the present invention has a structure represented by the general formula [I].
上記一般式[I]中において、R1は、被検試料中の測定対象である2価の重金属イオンと錯形成する構造を示している。このような構造の好ましい例として、下記式1〜5で表される構造を挙げることができる。
In the general formula [I], R 1 represents a structure that forms a complex with a divalent heavy metal ion to be measured in the test sample . Preferred examples of such a structure include structures represented by the following
(一般式1ないし5中、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13及びR14は、互いに独立に、水素原子、炭素数1から10(好ましくは炭素数1〜4)の直鎖型若しくは分枝型のアルキル基、アミノ基、ニトロ基又はハロゲンを示し、k,l,m及びnは、互いに独立に1ないし4の整数を示す。)
なお、一般式2中、スペーサー部分と結合するのは窒素原子である。
(In the
In
一般式1〜5で示される構造のうち、式3で示されるものが特に好ましく、特に式3中のR7、R8、R9、R10、R11、R12、R13及びR14が水素原子であるものが好ましい。
Of the structures represented by the
前記一般式[I]中、R2は溶液中、好ましくは水溶液中で陰イオン、好ましくは1価の陰イオンになるイオン性官能基であり、好ましい例として、カルボキシル基若しくはその塩、スルホン基若しくはその塩、又は水酸基若しくはその塩を挙げることができる。これらの中でも、特にカルボキシル基若しくはその塩が好ましい。これらの好ましいイオン性官能基、とりわけ、カルボキシル基若しくはその塩は、その陰イオンの電荷によって2価の重金属イオンの電荷を1価減少させるのみならず、2価の重金属イオンとの安定で選択的な錯形成にも寄与し、ひいては2価の重金属イオンの高感度測定に寄与する。 In the general formula [I], R 2 is an ionic functional group that becomes an anion, preferably a monovalent anion, in a solution, preferably an aqueous solution. Preferred examples include a carboxyl group or a salt thereof, a sulfone group. Alternatively, a salt thereof, a hydroxyl group or a salt thereof can be given. Among these, a carboxyl group or a salt thereof is particularly preferable. These preferred ionic functional groups, in particular carboxyl groups or salts thereof, not only reduce the charge of the divalent heavy metal ion monovalently by the charge of the anion, but are also stable and selective with the divalent heavy metal ion. This contributes to complex formation, and in turn contributes to highly sensitive measurement of divalent heavy metal ions.
一般式[I]中、Aは任意のスペーサー部である。本発明の試薬は、R1により被検試料中の測定対象である2価の重金属イオンと錯形成し、R2によって錯体の電荷を2価から1価にするものであるから、R1とR2の間に位置するAは、任意の構造をとり得るものである。Aの好ましい例として、炭素数1ないし10(さらに好ましくは炭素数1〜4)の直鎖型若しくは分枝型アルキレン基、該アルキレン基の一部をアミノ基、ハロゲン、エーテル及び/若しくはカルボニル基に置換した置換アルキレン基、フェニレン基、又はフェニレン基の一部をアミノ基、ハロゲン及び/若しくはニトロ基に置換した置換フェニレン基を挙げることができる。なお、エーテルに置換したアルキレン基とは、アルキレン鎖中の炭素原子が-O-に置き換わったものを意味する。同様に、カルボニル基に置換したアルキレン基とは、アルキレン鎖中の炭素原子が-CO-に置き換わったものを意味する。また、上記置換アルキレン基又は置換フェニレン基中の置換基の数は、1個でも複数でもよい。これらの置換基のうち、炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基が好ましい。 In the general formula [I], A is an optional spacer portion. Reagents of the invention, form a divalent heavy ions and complexing by R 1 to be measured in a test sample, since it is intended to monovalent from divalent to charge of the complex by R 2, and R 1 A located between R 2 can take any structure. Preferred examples of A include a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms (more preferably 1 to 4 carbon atoms), and a part of the alkylene group is an amino group, a halogen, an ether and / or a carbonyl group. And a substituted phenylene group in which a part of the phenylene group is substituted with an amino group, a halogen and / or a nitro group. The alkylene group substituted with ether means one in which a carbon atom in the alkylene chain is replaced with —O—. Similarly, an alkylene group substituted with a carbonyl group means one in which a carbon atom in the alkylene chain is replaced with —CO—. The number of substituents in the substituted alkylene group or substituted phenylene group may be one or more. Among these substituents, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms is preferable.
本発明の試薬により測定可能な2価の重金属イオンとしては、R1と錯形成が可能な2価の重金属イオンであれば特に限定されないが、2価の陽イオンが好ましい。近年、質量分析装置の検出器として飛行時間型質量分析計が汎用されている。飛行時間型質量分析計は2価の重金属イオンのような多価イオンよりも1価のイオンを感度良く検出することが出来る。2価の陽イオンが、好ましいR2である1価の陰イオン性官能基を有する本発明の試薬と錯結合すると、2価の重金属イオンの電荷が1価だけ減少し、生成する錯体の合計の電荷は1価となり、飛行時間型質量分析計により高感度に測定することができる。本発明の試薬を用いて測定される好ましい2価の重金属イオンの例として、Pb2+, Cd2+, Hg2+, Zn2+, Ni2+, Cu2+及びCo2+から選ばれる少なくとも1種を例示することができる。下記実施例に具体的に記載するように、本発明の試薬を用いれば、複数の2価の重金属イオンの混合物を分別測定することができる。なお、本明細書において、「測定」には検出(定性分析)と定量分析の両者が含まれる。
The divalent heavy metal ion that can be measured by the reagent of the present invention is not particularly limited as long as it is a divalent heavy metal ion capable of complexing with R 1 , but a divalent cation is preferred. In recent years, time-of-flight mass spectrometers have been widely used as detectors for mass spectrometers. A time-of-flight mass spectrometer can detect monovalent ions more sensitively than multivalent ions such as divalent heavy metal ions. When a divalent cation is complex-bonded with the reagent of the present invention having a monovalent anionic functional group which is a preferable R 2 , the charge of the divalent heavy metal ion is reduced by one valence, and the total number of complexes formed The charge is monovalent and can be measured with high sensitivity by a time-of-flight mass spectrometer. Preferred examples of the divalent heavy metal ions reagent is measured using the present invention, Pb 2+, Cd 2+, Hg 2+,
本発明の試薬は、R1、A及びR2の構造がそれぞれ公知であり、それらを結合することにより得ることができるので、有機合成の分野における常法に基づいて合成することができ、好ましい具体例が下記実施例に詳述されている。 The reagent of the present invention has a known structure of R 1 , A and R 2 , and can be obtained by combining them. Therefore, it can be synthesized based on a conventional method in the field of organic synthesis, and is preferable. Specific examples are detailed in the examples below.
本発明の試薬を用いて2価の重金属イオンを測定する際には、先ず、2価の重金属イオンを含む試料と混合して2価の重金属イオンと試薬との錯体を生成させ、次に生成した錯体を質量分析にかける。本発明の試薬と2価の重金属イオンとの反応は、1:1の化学量論量でよく進行するので、用いる試薬のモル濃度は、特に限定されないが、予想される2価の重金属イオンのモル濃度と同程度でよい。従って、予想される2価の重金属イオンのモル濃度の範囲の上限又はそれよりも少し高いモル濃度の試薬を用いればよい。あるいは、2価の重金属イオン濃度が許容基準値以下であるか否かを調べる場合には、その基準値のモル濃度と同じか又はそれよりも少し高いモル濃度の試薬を用いることもできる。試薬と2価の重金属の錯形成反応の温度は、特に限定されないが、室温でよく反応するので、室温で行なうことが簡便で好ましい。また、反応は速やかに起きるので、反応時間は、特に限定されず、通常、1秒〜30秒程度でよく、多くの場合、2秒〜3秒程度でよい。反応溶媒は、水又はメタノールやエタノールのような、水と任意の割合で混じり合う有機溶媒が好ましく、メタノールが最も好ましい。混合は、撹拌下に行なうことが好ましい。 When measuring a divalent heavy metal ion using the reagent of the present invention, first, a sample containing a divalent heavy metal ion is mixed to form a complex of the divalent heavy metal ion and the reagent, and then generated. The complex is subjected to mass spectrometry. Reaction of the reagent with a divalent heavy metal ions of the present invention, 1: Since proceeds well at 1 stoichiometric amount, the molar concentration of the reagent used is not particularly limited, the expected divalent heavy metal ions It may be about the same as the molar concentration. Therefore, an upper limit of the expected range of the molar concentration of divalent heavy metal ions or a reagent having a molar concentration slightly higher than that may be used. Alternatively, when investigating whether or not the divalent heavy metal ion concentration is below the allowable reference value, a reagent having a molar concentration that is the same as or slightly higher than the molar concentration of the reference value can be used. The temperature of the complex-forming reaction between the reagent and the divalent heavy metal is not particularly limited, but it reacts well at room temperature. In addition, since the reaction takes place quickly, the reaction time is not particularly limited, and is usually about 1 to 30 seconds, and in many cases about 2 to 3 seconds. The reaction solvent is preferably water or an organic solvent mixed with water at an arbitrary ratio, such as methanol or ethanol, and most preferably methanol. The mixing is preferably performed with stirring.
錯形成反応後の試料は、そのまま質量分析にかけることができる。質量分析自体は、市販の質量分析器を用いた常法により行うことができる。質量分析法としては、公知の方法のいずれでもよいが、ESI-MSが好ましく、また、検出器は、飛行時間型質量分析計が好ましい。 The sample after the complex formation reaction can be directly subjected to mass spectrometry. Mass spectrometry itself can be performed by a conventional method using a commercially available mass analyzer. As the mass spectrometry, any known method may be used, but ESI-MS is preferable, and the detector is preferably a time-of-flight mass spectrometer.
用いる試薬の分子量は既知であり、2価の重金属イオンの原子量も既知であるから、質量分析により錯体のm/zを測定することによって、その2価の重金属イオンを同定し、測定することができる。また、下記実施例において具体的に示されるとおり、試料中に複数種類の2価の重金属イオンが含まれる場合であっても、各2価の重金属イオンの原子量が異なるから、異なる位置に複数観察されるm/zのピークから、各2価の重金属イオンを分別的に測定することができる。 Since the molecular weight of the reagent used is known and the atomic weight of the divalent heavy metal ion is also known, the divalent heavy metal ion can be identified and measured by measuring the m / z of the complex by mass spectrometry. it can. In addition, as specifically shown in the following examples, even when a plurality of types of divalent heavy metal ions are included in the sample, since the atomic weight of each divalent heavy metal ion is different, a plurality of observations are made at different positions. Each divalent heavy metal ion can be separately measured from the m / z peak.
本発明の試薬を用いると、陰イオン性官能基R2によって2価の重金属イオンの電荷を相殺し、錯体の電荷を1価にすることができるので、飛行時間型質量分析計を用いて高感度に質量分析を行うことができる。また、陰イオン性官能基R2として、上記した好ましい官能基を用いる場合には、陰イオン性官能基が、錯体形成にも寄与し、安定で選択的な(すなわち、1種類の2価の重金属イオンについて1種類の錯体しか形成されない)錯体形成が達成される。このため、試料中の2価の重金属イオンを正確に測定でき、また、1つの試料中に複数種類の2価の重金属イオンが含まれる場合であっても、各2価の重金属イオンを分別的に正確に測定することができる。 Using the reagent of the present invention, the anionic functional group R 2 to cancel the charge of divalent heavy metal ions, since the charge of the complex can be monovalent, high using a time-of-flight mass spectrometer Mass spectrometry can be performed with sensitivity. Further, as the anionic functional group R 2, when using the preferred functional group described above, anionic functional groups, also contributes to the complex formation, a stable selective (i.e., one of the divalent Complex formation is achieved (only one type of complex is formed for heavy metal ions). For this reason, it is possible to accurately measure divalent heavy metal ions in a sample, and even when a plurality of types of divalent heavy metal ions are contained in one sample, each divalent heavy metal ion is fractionated. Can be measured accurately.
本発明はまた、上記本発明の試薬と、被検試料中の2価の重金属イオンとを反応させ、生成物を質量分析することを含む、2価の重金属イオンの質量分析方法を提供するものであり、これは上記の通りに実施することができる。 The present invention also provides a method for mass spectrometry of divalent heavy metal ions, which comprises reacting the reagent of the present invention with a divalent heavy metal ion in a test sample and mass analyzing the product. This can be done as described above.
本発明の質量分析方法は、上記本発明の試薬を用いて、汎用の質量分析装置を用いて手動で行なうことができるが、本発明はまた、上記本発明の試薬を用いた、自動化に適した2価の重金属イオン分析用質量分析システムをも提供する。
The mass spectrometry method of the present invention can be performed manually using a general-purpose mass spectrometer using the reagent of the present invention, but the present invention is also suitable for automation using the reagent of the present invention. A mass spectrometry system for analyzing divalent heavy metal ions is also provided.
この質量分析用システムを、図21及び図22を参照して説明する。質量分析用システムは、試薬を収容する試薬容器10と、被検試料を収容する試料容器12、12’を含む。被検試料を収容する試料容器は、1個でも複数でもよく、複数ならば複数の被検試料を分析することができる。質量分析システムは、前記試薬容器に収容された試薬及び前記試料容器に収容された被検試料を吸引するための吸引手段14を具備する。吸引手段14は、例えばシリンジである。該吸引手段14には、吸引管16が接続され、吸引管16は、その先端部を介して前記試薬容器に収容された試薬及び前記試料容器に収容された被検試料を吸引する。吸引管16の先端部には、ニードルが取り付けられていてもよく、その場合には、容器の頂部をフィルムで被覆した試料容器や試薬容器のフィルムをニードルで突き刺して内部の液体を吸引することができる。吸引管16の途中には第1のバルブ18が設けられている。該第1のバルブ18には、液押出用管20を介して送液ポンプ22が接続されている。第1のバルブ18には、送液管24を介して液混合手段26が接続されている。液混合手段26は、試料液と試薬液とを混合することができる手段であれば何ら限定されるものではなく、例えば、簡便で好ましい例としてミキシングカラムを挙げることができる。ミキシングカラムは、カラムの内部にガラスビーズを充填したものであり、2液がこの中を通る間に2液の混合が起きる。液混合手段26の下流には、質量分析計が接続され、これは汎用のものであってよい。さらに、図21及び図22に示す好ましい具体例では、液押出用管20の途中であって、前記送液ポンプ22と前記第1のバルブ18の間に第2のバルブ28が設けられ、一方、前記吸入管16の途中であって、前記吸入手段14と前記第1のバルブ18の間に第3のバルブ30が設けられ、これらの間が第2の液押出用管32で接続されている。
This mass spectrometry system will be described with reference to FIGS. The system for mass spectrometry includes a
操作にあたっては、先ず、吸引手段14を作動させて試薬容器10から本発明の試薬液を吸引する。この時、第1のバルブ18及び第3のバルブ30は、吸引手段14によって液が吸引される側に設定されている。送液ポンプ22は停止している。次に、この状態で、吸引管16の先端部(ニードルが取り付けられている場合にはニードル)を移動させ、試料容器12又は12’から被検試料液を吸引する。吸引時の流体の流れが黒塗りの三角形で図21に示されている。
In operation, first, the aspirating means 14 is operated to aspirate the reagent solution of the present invention from the
吸引した試薬液及び被検試料液を質量分析計に押出す際には、吸引手段14を停止すると共に送液ポンプ22を作動させ、溶媒を送り出す。溶媒としては、反応溶媒と同様、水又はメタノールやエタノールのような、水と任意の割合で混じり合う有機溶媒が好ましく、メタノールが最も好ましい。また、第1、第2及び第3のバルブを、図22に黒三角で示す向きに流体が移動するよう切り替える。そうすると、吸引管16の途中にあった試薬液及び被検試料液は、図22の黒三角で示すように、液混合手段を介して質量分析計に送られる。上記の通り、液混合手段を通過する際に試薬液と被検試料液が混合される。試薬液と被検試料液が混合されると、上記した結合反応が起き、結合生成物が上記の通り、質量分析に付される。
When extruding the aspirated reagent liquid and test sample liquid into the mass spectrometer, the aspirating means 14 is stopped and the
実施例
以下、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
各例の説明に先立ち、各例において採用した、試薬、分離生成方法及び化合物同定方法について説明する。 Prior to the description of each example, the reagent, separation generation method, and compound identification method employed in each example will be described.
1.試薬
使用した試薬、溶媒は東京化成、関東化学、Wako、Aldrich、Fulka及びMerck社製の市販品特級のものを使用した。また乾燥塩化メチレンは工業用を蒸留し乾燥モレキュラーシーブを加えて水分を除去したものである。
1. Reagents The reagents and solvents used were special grades of commercial products manufactured by Tokyo Kasei, Kanto Chemical, Wako, Aldrich, Fulka and Merck. Dry methylene chloride is obtained by distilling industrial grade water and adding dry molecular sieves to remove moisture.
2 分離精製
2.1 カラムクロマトグラフィー
固定相には、Merck社製Aluminiumoxide 60 aktiv neutralを用いた。移動相には一級相当のn-ヘキサン、酢酸エチル及びクロロホルムを用いた。
2 Separation and purification
2.1 Column
2.2 分取用薄層クロマトグラフィー (preparative TLC)
固定相にはMerck社製TLC plates Aluminium oxide 60 F254, Merck社製TLC plates silica gel 60 F245 with concentrating zoneを用いた。移動相には一級相当のn-ヘキサン及び酢酸エチルを用いた。
2.2 Preparative TLC
Merck TLC
2.3 薄層クロマトグラフィー(TLC)
固定相にはMerck社製TLC plates Aluminium oxide 60 F254, Merck社製 TLC plates silica gel 60 F245を用いた。移動相には一級相当のn-ヘキサン、酢酸エチル及びクロロホルムを用いた。化合物はヨウ素及びUV吸収(254nm)を用いて検出を行なった。
2.3 Thin layer chromatography (TLC)
Merck TLC
3 化合物同定
3.1 核磁気共鳴分光器(NMR)
NMR装置は日本電子社製LNM-LA300FT-NMR、JNM-GSX270FT-NMRを使用した。重溶媒にはMerck社製chloroform-d, acetone-d6を用い、内部標準としてテトラメチルシラン(TMS)を用いた。なおシグナルの略称は次のようになっている。
s : singlet、 d : doublet、 t : triplet、 q : quartet、 m : multiplet
3 Compound identification
3.1 Nuclear magnetic resonance spectrometer (NMR)
As the NMR apparatus, LNM-LA300FT-NMR and JNM-GSX270FT-NMR manufactured by JEOL Ltd. were used. As a heavy solvent, chloroform-d and acetone-d6 manufactured by Merck were used, and tetramethylsilane (TMS) was used as an internal standard. Signal abbreviations are as follows.
s: singlet, d: doublet, t: triplet, q: quartet, m: multiplet
3.2 質量分析計
質量分析計のイオン化法はESI法、質量分析部はTOFMSである。Applied Biosystems社のMariner Biospectrometry Workstationを用いた。TOFはリフレクター型である。
3.2 Mass spectrometer The ionization method of the mass spectrometer is the ESI method, and the mass spectrometer is TOFMS. A Mariner Biospectrometry Workstation from Applied Biosystems was used. TOF is a reflector type.
KHM-1の合成
下記のスキームに従い、下記式で表される構造を有する、本発明の試薬であるKHM-1を合成した。
Synthesis of KHM-1 KHM-1 which is a reagent of the present invention having a structure represented by the following formula was synthesized according to the following scheme.
合成スキーム Synthesis scheme
(1) 3-(ビス-ピリジン-2-イルメチル-アミノ)-プロピオン酸メチルエステルの合成 (1) Synthesis of 3- (bis-pyridin-2-ylmethyl-amino) -propionic acid methyl ester
Ar置換した300 ml三口ナスフラスコに、3-ブロモ-プロピオン酸メチルエステル(2.0 ml, 12.0 mmol, 1 eq.) を入れ、アセトニトリル (100 ml) を加えた。2,2'-ジピコリルアミン (1 ; 7.20 ml, 35.9 mmol, 3 eq.) 、炭酸カリウム (3.32 g, 24.0 mmol, 2 eq.) を加えて19時間還流した。H2Oを加えて反応を停止させた後、溶媒を減圧留去した。得られた個体をethyl acetateに溶解し、H2Oで洗浄した後、有機層を芒硝乾燥した。溶媒を減圧留去し、カラムクロマトグラフィー (Al2O3, n-ヘキサン:酢酸エチル= 1:1 v/v) によって精製を行い、茶色オイル状化合物 ( 2 ; 2.83 g, 82.9 %) を得た。 3-Bromo-propionic acid methyl ester (2.0 ml, 12.0 mmol, 1 eq.) Was placed in an Ar-substituted 300 ml three-necked eggplant flask, and acetonitrile (100 ml) was added. 2,2′-Dipicolylamine (1; 7.20 ml, 35.9 mmol, 3 eq.) And potassium carbonate (3.32 g, 24.0 mmol, 2 eq.) Were added and refluxed for 19 hours. After the reaction was stopped by adding H 2 O, the solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained solid was dissolved in ethyl acetate, washed with H 2 O, and the organic layer was dried with sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by column chromatography (Al 2 O 3 , n-hexane: ethyl acetate = 1: 1 v / v) to obtain a brown oily compound (2; 2.83 g, 82.9%) It was.
TLC (Al2O3); Rf = 0.8 (n-ヘキサン:酢酸エチル= 1:1 v/v)
1H-NMR (300 MHz, CD3OD, TMS, r. t., δ/ppm) 2.57 (t, J = 7.2 Hz, 2H, -CH2-), 2.94 (t, J = 7.2 Hz, 2H, -CH2-), 3.64 (s, 3H, -CH3), 3.83 (s, 4H, -CH2-), 7.20 (t, J = 6.3 Hz, 2H, ArH), 7.49 (d, J = 4.1 Hz, 2H, ArH), 7.66 (d, J = 5.5 Hz, 2H, ArH), 8.52 (d, J = 4.9 Hz, 2H, ArH)
TLC (Al 2 O 3 ); R f = 0.8 (n-hexane: ethyl acetate = 1: 1 v / v)
1 H-NMR (300 MHz, CD 3 OD, TMS, rt, δ / ppm) 2.57 (t, J = 7.2 Hz, 2H, -CH 2- ), 2.94 (t, J = 7.2 Hz, 2H, -CH 2- ), 3.64 (s, 3H, -CH 3 ), 3.83 (s, 4H, -CH 2- ), 7.20 (t, J = 6.3 Hz, 2H, ArH), 7.49 (d, J = 4.1 Hz, 2H, ArH), 7.66 (d, J = 5.5 Hz, 2H, ArH), 8.52 (d, J = 4.9 Hz, 2H, ArH)
(2) 3-(ビス-ピリジン-2-イルメチル-アミノ)-プロピオン酸の合成 (2) Synthesis of 3- (bis-pyridin-2-ylmethyl-amino) -propionic acid
50 ml二口ナスフラスコに、3-(ビス-ピリジン-2-イルメチル-アミノ)-プロピオン酸メチルエステル ( 2 ; 2.00 ml, 7.01 mmol) を入れ、メタノール (50 ml) 、10w% aq. NaOH (3 ml) を加えて24時間還流した。H2Oを加えて反応を停止させた後、大部分の溶媒を減圧留去した。1M aq. HCl (15 ml) を加えてpHを5に調整した後、溶媒を減圧留去した。エタノールを加えて、析出した沈殿を濾別した後、濾液を減圧濃縮し、白色結晶状化合物( 3 ; 1.82 g, 95.9 %) を得た。 In a 50 ml two-necked eggplant flask, put 3- (bis-pyridin-2-ylmethyl-amino) -propionic acid methyl ester (2; 2.00 ml, 7.01 mmol), methanol (50 ml), 10w% aq. NaOH ( 3 ml) was added and refluxed for 24 hours. After the reaction was stopped by adding H 2 O, most of the solvent was distilled off under reduced pressure. 1M aq. HCl (15 ml) was added to adjust the pH to 5, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. Ethanol was added and the deposited precipitate was filtered off, and the filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain a white crystalline compound (3; 1.82 g, 95.9%).
TLC (Al2O3); Rf = 0.0 (n-ヘキサン:酢酸エチル= 1:1 v/v)
ESI-TOFMS(+)
[M + H]+ = 272.2
1H-NMR (300 MHz, CD3OD, TMS, r. t., δ / ppm) 2.71 (t, J = 6.3 Hz, 2H, -CH2-), 3.12 (t, J = 6.2 Hz, 2H, -CH2-), 4.05 (s, 4H, -CH2-), 7.26 (t, J = 6.2 Hz, 2H, ArH), 7.44 (d, J = 7.8 Hz, 2H, ArH), 7.71 (t, J = 6.0 Hz, 2H, ArH), 8.58 (d, J = 4.1 Hz, 2H, ArH)
TLC (Al 2 O 3 ); R f = 0.0 (n-hexane: ethyl acetate = 1: 1 v / v)
ESI-TOFMS (+)
[M + H] + = 272.2
1 H-NMR (300 MHz, CD 3 OD, TMS, rt, δ / ppm) 2.71 (t, J = 6.3 Hz, 2H, -CH 2- ), 3.12 (t, J = 6.2 Hz, 2H, -CH 2- ), 4.05 (s, 4H, -CH 2- ), 7.26 (t, J = 6.2 Hz, 2H, ArH), 7.44 (d, J = 7.8 Hz, 2H, ArH), 7.71 (t, J = 6.0 Hz, 2H, ArH), 8.58 (d, J = 4.1 Hz, 2H, ArH)
比較例1
下記の合成スキームに従い、比較化合物を合成した。なお、比較化合物は、実施例1で合成したKHM-1からカルボキシル基を除いた構造を有するものである。
Comparative Example 1
Comparative compounds were synthesized according to the following synthesis scheme. The comparative compound has a structure obtained by removing the carboxyl group from KHM-1 synthesized in Example 1.
Ar置換した100 mlニ口ナスフラスコに、1-ブロモ-プロパン (1.0 ml, 8.13 mmol, 1 eq.) を入れ、アセトニトリル (50 ml)を加えた。2,2'-ジピコリルアミン (4 ; 4.90 ml, 24.4 mmol, 3 eq.) 、炭酸カリウム (2.26 g, 1.63 mmol, 2 eq.) を加え、24時間還流した。吸引濾過した後、溶媒を減圧留去した。カラムクロマトグラフィー(Al2O3, n-ヘキサン:酢酸エチル= 1:1 v/v) によって精製を行い、赤茶色結晶状化合物 (5 ;1.67 g, 85.2 %) を得た。 1-Bromo-propane (1.0 ml, 8.13 mmol, 1 eq.) Was placed in an Ar-substituted 100 ml neck flask, and acetonitrile (50 ml) was added. 2,2′-Dipicolylamine (4; 4.90 ml, 24.4 mmol, 3 eq.) And potassium carbonate (2.26 g, 1.63 mmol, 2 eq.) Were added, and the mixture was refluxed for 24 hours. After suction filtration, the solvent was distilled off under reduced pressure. Purification was performed by column chromatography (Al 2 O 3 , n-hexane: ethyl acetate = 1: 1 v / v) to obtain a reddish brown crystalline compound (5; 1.67 g, 85.2%).
TLC (Al2O3); Rf = 0.8 (n-ヘキサン:酢酸エチル= 1:1 v/v)
ESI-TOFMS(+)
[M + H]+ = 242.3
1H-NMR (300 MHz, CD3OD, TMS, r. t., δ / ppm) 0.87 (t, J = 7.4 Hz, 3H, -CH3), 1.55 (m, 2H, -CH2-), 2.51 (t, J = 7.4 Hz, 2H, -CH2-), 3.81 (s, 4H, -CH2-), 7.14 (t, J = 6.7 Hz, 2H, ArH), 7.56 (d, J = 7.8 Hz, 2H, ArH), 7.66 (t, J = 7.6 Hz, 2H, ArH), 8.52 (d, J = 5.6 Hz, 2H, ArH)
TLC (Al 2 O 3 ); R f = 0.8 (n-hexane: ethyl acetate = 1: 1 v / v)
ESI-TOFMS (+)
[M + H] + = 242.3
1 H-NMR (300 MHz,
実施例1で合成したKHM-1を用いて以下の通りCu2+イオンを質量分析した。 Using KHM-1 synthesized in Example 1, Cu 2+ ions were subjected to mass spectrometry as follows.
(1) 質量分析装置の測定条件
装置の構成を図1に示す。シリンジポンプを用いて、10.0μL/分の流速で、常時移動溶媒(MeOH)を流す。試料溶液は、マイクロシリンジを用いて、インジェクターから20μL導入する。試料溶液は移動溶媒の流れに沿って、質量分析計に向かう。質量分析計の設定条件は、以下の通りである。
機種:Applied Biosystems社製Mariner
イオン化法:エレクトロスプレーイオン化法
検出法:飛行時間型検出法
移動溶媒:メタノール
スプレー先端電位(Spray tip potential):3500 V
ノズル電位(Nozzle potential):90 V
検出器電圧:2280 V
Quad RF電圧:700 V
気化ガス流速(Flow rate of Nebulizer gas) (N2):0.25 L/分
補助ガス流速(Flow rate of Auxiliary gas) (N2):1.0 L/分
対向流温度(Temperature of the counter stream):160℃
(1) Measurement conditions of mass spectrometer Fig. 1 shows the configuration of the apparatus. Using a syringe pump, the mobile solvent (MeOH) is constantly flowed at a flow rate of 10.0 μL / min. 20 μL of the sample solution is introduced from the injector using a microsyringe. The sample solution is directed to the mass spectrometer along the flow of the mobile solvent. The setting conditions of the mass spectrometer are as follows.
Model: Mariner manufactured by Applied Biosystems
Ionization method: Electrospray ionization detection method: Time-of-flight detection method Mobile solvent: Methanol spray tip potential: 3500 V
Nozzle potential: 90 V
Detector voltage: 2280 V
Quad RF voltage: 700 V
Flow rate of Nebulizer gas (N 2 ): 0.25 L / min Flow rate of Auxiliary gas (N 2 ): 1.0 L / min Temperature of the counter stream: 160 ℃
(2) 操作方法
スクリュー管に、6.0 × 10-10MのCuCl2・2H2O及び6.0 × 10-10MのKHM-1を加え(溶媒はメタノール)、室温で10秒間撹拌した後、質量分析装置で上記の測定条件で測定を行った。
(2) Operation method Add 6.0 × 10 -10 M CuCl 2 · 2H 2 O and 6.0 × 10 -10 M KHM-1 to the screw tube (solvent is methanol), and stir at room temperature for 10 seconds. Measurement was performed with the analyzer under the above measurement conditions.
(3) 結果
結果を図2に示す。図2は、横軸にm/z、縦軸に相対強度(%)をプロットしたものである。なお、図2中、Mは試薬を意味する(図3以降も同様)。図2に示されるように、本発明の試薬であるKHM-1を用いて2価の重金属イオンであるCu2+を1価の金属錯体ピークとして高感度に検出することができた。
(3) Results The results are shown in FIG. FIG. 2 is a plot of m / z on the horizontal axis and relative intensity (%) on the vertical axis. In FIG. 2, M means a reagent (the same applies to FIG. 3 and subsequent figures). As shown in FIG. 2, Cu2 + , which is a divalent heavy metal ion, was detected with high sensitivity as a monovalent metal complex peak using KHM-1 which is the reagent of the present invention.
比較例2
試薬として比較例1で合成した比較化合物を用いることを除き実施例2と同じ操作を行なった。結果を図3に示す。図3に示されるように、Cuイオンを含む化学種が3種類も生じてしまい、Cu錯体を1価の金属錯体として高感度に検出することはできなかった。
Comparative Example 2
The same operation as in Example 2 was performed except that the comparative compound synthesized in Comparative Example 1 was used as a reagent. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 3, three types of chemical species containing Cu ions were generated, and the Cu complex could not be detected with high sensitivity as a monovalent metal complex.
塩化第二銅二水塩に代えて、ZnCl2を用いたことを除き、実施例2と同じ操作を行い、Zn2+イオンを質量分析した。結果を図4に示す。図4に示すように、2価の重金属イオンであるZn2+を1価の金属錯体ピークとして高感度に検出することができた。 The same operation as in Example 2 was performed except that ZnCl 2 was used instead of cupric chloride dihydrate, and Zn 2+ ions were subjected to mass spectrometry. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 4, Zn 2+ , which is a divalent heavy metal ion, could be detected with high sensitivity as a monovalent metal complex peak.
比較例3
試薬として比較例1で合成した比較化合物を用いることを除き実施例3と同じ操作を行なった。結果を図5に示す。図5に示されるように、Znイオンとの錯形成が実施例3よりも少なく、また、Znイオンを含む化学種が複数生じてしまい、Zn錯体を1価の金属錯体として高感度に検出することはできなかった。
Comparative Example 3
The same operation as in Example 3 was performed except that the comparative compound synthesized in Comparative Example 1 was used as a reagent. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 5, complex formation with Zn ions is less than in Example 3, and a plurality of chemical species containing Zn ions are generated, and the Zn complex is detected as a monovalent metal complex with high sensitivity. I couldn't.
塩化第二銅二水塩に代えて、Ni(NO3)2・6H2Oを用いたことを除き、実施例2と同じ操作を行い、Ni2+イオンを質量分析した。結果を図6に示す。図6に示すように、2価の重金属イオンであるNi2+を1価の金属錯体ピークとして高感度に検出することができた。 The same operation as in Example 2 was performed except that Ni (NO 3 ) 2 .6H 2 O was used in place of cupric chloride dihydrate, and Ni 2+ ions were subjected to mass spectrometry. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 6, Ni 2+ , which is a divalent heavy metal ion, could be detected with high sensitivity as a monovalent metal complex peak.
比較例4
試薬として比較例1で合成した比較化合物を用いることを除き実施例4と同じ操作を行なった。結果を図7に示す。図7に示されるように、Niイオンを含む化学種が複数生じてしまい、Ni錯体を1価の金属錯体として高感度に検出することはできなかった。
Comparative Example 4
The same operation as in Example 4 was performed except that the comparative compound synthesized in Comparative Example 1 was used as a reagent. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 7, a plurality of chemical species containing Ni ions were generated, and the Ni complex could not be detected with high sensitivity as a monovalent metal complex.
塩化第二銅二水塩に代えて、CoCl2・6H2Oを用いたことを除き、実施例2と同じ操作を行い、Co2+イオンを質量分析した。結果を図8に示す。図8に示すように、2価の重金属イオンであるCo2+を1価の金属錯体ピークとして高感度に検出することができた。 The same operation as in Example 2 was performed except that CoCl 2 .6H 2 O was used instead of cupric chloride dihydrate, and Co 2+ ions were subjected to mass spectrometry. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 8, Co 2+ , which is a divalent heavy metal ion, could be detected with high sensitivity as a monovalent metal complex peak.
比較例5
試薬として比較例1で合成した比較化合物を用いることを除き実施例5と同じ操作を行なった。結果を図9に示す。図9に示されるように、Coイオンを含む化学種が複数生じてしまい、Co錯体を1価の金属錯体として高感度に検出することはできなかった。
Comparative Example 5
The same operation as in Example 5 was performed except that the comparative compound synthesized in Comparative Example 1 was used as a reagent. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 9, a plurality of chemical species containing Co ions were generated, and the Co complex could not be detected with high sensitivity as a monovalent metal complex.
塩化第二銅二水塩に代えて、(CH3COO)2Pb・3H2Oを用いたことを除き、実施例2と同じ操作を行い、Pb2+イオンを質量分析した。結果を図10に示す。図10に示すように、2価の重金属イオンであるPb2+を1価の金属錯体ピークとして高感度に検出することができた。 A Pb 2+ ion was subjected to mass spectrometry analysis in the same manner as in Example 2 except that (CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O was used instead of cupric chloride dihydrate. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 10, Pb 2+ , which is a divalent heavy metal ion, could be detected with high sensitivity as a monovalent metal complex peak.
塩化第二銅二水塩に代えて、CdCl2を用いたことを除き、実施例2と同じ操作を行い、Cd2+イオンを質量分析した。結果を図11に示す。図11に示すように、2価の重金属イオンであるCd2+を1価の金属錯体ピークとして高感度に検出することができた。 The same operation as in Example 2 was performed except that CdCl 2 was used in place of cupric chloride dihydrate, and Cd 2+ ions were subjected to mass spectrometry. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 11, Cd 2+ , which is a divalent heavy metal ion, could be detected with high sensitivity as a monovalent metal complex peak.
塩化第二銅二水塩に代えて、(CH3COO)2Hgを用いたことを除き、実施例2と同じ操作を行い、Hg2+イオンを質量分析した。結果を図12に示す。図12に示すように、2価の重金属イオンであるHg2+を1価の金属錯体ピークとして高感度に検出することができた。 The same operation as in Example 2 was performed except that (CH 3 COO) 2 Hg was used in place of cupric chloride dihydrate, and Hg 2+ ions were subjected to mass spectrometry. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 12, Hg 2+ , which is a divalent heavy metal ion, could be detected with high sensitivity as a monovalent metal complex peak.
スクリュー管に、4.0 × 10-11M〜1.6 × 10-9MのCdCl2及び8.0 × 10-10MのKHM-1を加え(溶媒はメタノール)、室温で10秒間撹拌した後、質量分析装置で上記の測定条件で測定を行った。内部標準としては1-メチル-ピリジニウムを1.1 x 10-9Mの濃度で用いた。検量線を作成するにあたり、マススペクトル中の錯体のピーク強度は、内部標準物質のピーク強度に対する相対比で算出した(相対強度=錯体のピーク強度÷内部標準物質のピーク強度)。 After adding 4.0 × 10 −11 M to 1.6 × 10 −9 M CdCl 2 and 8.0 × 10 −10 M KHM-1 to the screw tube (solvent is methanol), stirring at room temperature for 10 seconds, mass spectrometer The measurement was carried out under the above measurement conditions. As an internal standard, 1-methyl-pyridinium was used at a concentration of 1.1 × 10 −9 M. In preparing the calibration curve, the peak intensity of the complex in the mass spectrum was calculated as a relative ratio to the peak intensity of the internal standard substance (relative intensity = peak intensity of the complex ÷ peak intensity of the internal standard substance).
結果を図13に示す。図13に示されるように、1.6x 10-10Mから8.0 x 10-10Mの範囲で、Cd2+イオン濃度に依存して相対強度が増大しており、少なくともこの範囲でCd2+を定量できることが確認された。この濃度範囲は、環境基準値上限よりも小さく、この方法により、Cd2+濃度が環境基準の範囲内にあるか否かを調べることが可能である。なお、本実施例では、KHM-1の濃度を8.0 × 10-10Mにしたため、重金属イオン濃度がこれを超えても相対強度は増大しないが、より高濃度のKHM-1を用いれば、さらに高濃度の重金属イオンも定量可能である(以下の実施例でも同様)。 The results are shown in FIG. As shown in FIG. 13, the relative intensity increases depending on the Cd 2+ ion concentration in the range of 1.6 × 10 −10 M to 8.0 × 10 −10 M, and at least Cd 2+ is increased in this range. It was confirmed that quantification was possible. This concentration range is smaller than the upper limit of the environmental standard value, and it is possible to check whether the Cd 2+ concentration is within the environmental standard range by this method. In this example, since the concentration of KHM-1 was 8.0 × 10 −10 M, the relative strength did not increase even if the heavy metal ion concentration exceeded this, but if a higher concentration of KHM-1 was used, High concentrations of heavy metal ions can also be quantified (same in the following examples).
1.6 x 10-11〜1.6 x 10-9Mの (CH3COO)2Pb・3H2Oを用いたことを除き、実施例9と同じ操作を行った。結果を図14に示す。図14に示されるように、8.0x 10-10Mから1.6 x 10-9Mの範囲で、Pb2+イオン濃度に依存して相対強度が増大しており、少なくともこの範囲でPb2+を定量できることが確認された。この濃度範囲は、環境基準値上限よりも小さく、この方法により、Pb2+濃度が環境基準の範囲内にあるか否かを調べることが可能である。 The same operation as in Example 9 was performed, except that 1.6 × 10 −11 to 1.6 × 10 −9 M (CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O was used. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 14, the relative intensity increases depending on the Pb 2+ ion concentration in the range of 8.0 × 10 −10 M to 1.6 × 10 −9 M, and at least Pb 2+ is increased in this range. It was confirmed that quantification was possible. This concentration range is smaller than the upper limit of the environmental standard value, and it is possible to check whether or not the Pb 2+ concentration is within the environmental standard range by this method.
4.0 x 10-12〜1.6 x 10-9MのCuCl2・2H2Oを用いたことを除き、実施例9と同じ操作を行った。結果を図15に示す。図15に示されるように、1.6x 10-11Mから8.0 x 10-10Mの範囲で、Cu2+イオン濃度に依存して相対強度が増大しており、少なくともこの範囲でCu2+を定量できることが確認された。この濃度範囲は、環境基準値上限よりも小さく、この方法により、Cu2+濃度が環境基準の範囲内にあるか否かを調べることが可能である。 The same operation as in Example 9 was performed except that 4.0 × 10 −12 to 1.6 × 10 −9 M CuCl 2 .2H 2 O was used. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 15, the relative intensity increases depending on the Cu 2+ ion concentration in the range of 1.6 × 10 −11 M to 8.0 × 10 −10 M, and at least Cu 2+ is absorbed in this range. It was confirmed that quantification was possible. This concentration range is smaller than the upper limit of the environmental standard value, and it is possible to check whether or not the Cu 2+ concentration is within the environmental standard range by this method.
4.0 x 10-13〜1.6 x 10-9MのZnCl2を用いたことを除き、実施例9と同じ操作を行った。結果を図16に示す。図16に示されるように、1.6x 10-10Mから8.0 x 10-10Mの範囲で、Zn2+イオン濃度に依存して相対強度が増大しており、少なくともこの範囲でZn2+を定量できることが確認された。 The same operation as in Example 9 was performed, except that 4.0 × 10 −13 to 1.6 × 10 −9 M ZnCl 2 was used. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 16, the relative intensity increases depending on the Zn 2+ ion concentration in the range of 1.6 × 10 −10 M to 8.0 × 10 −10 M, and at least Zn 2+ is within this range. It was confirmed that quantification was possible.
4.0 x 10-13〜1.6 x 10-9MのNi(NO3)2・6H2Oを用いたことを除き、実施例9と同じ操作を行った。結果を図17に示す。図17に示されるように、1.6x 10-11Mから8.0 x 10-10Mの範囲で、Ni2+イオン濃度に依存して相対強度が増大しており、少なくともこの範囲でNi2+を定量できることが確認された。 The same operation as in Example 9 was performed, except that 4.0 × 10 −13 to 1.6 × 10 −9 M Ni (NO 3 ) 2 .6H 2 O was used. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 17, in the range of 8.0 x 10 -10 M from 1.6x 10 -11 M, and the relative intensity increases depending on the Ni 2+ ion concentration, the Ni 2+ least in this range It was confirmed that quantification was possible.
1.6 x 10-12〜1.6 x 10-9MのCoCl2・6H2Oを用いたことを除き、実施例9と同じ操作を行った。結果を図18に示す。図18に示されるように、1.6x 10-11Mから8.0 x 10-10Mの範囲で、Co2+イオン濃度に依存して相対強度が増大しており、少なくともこの範囲でCo2+を定量できることが確認された。 The same operation as in Example 9 was performed except that 1.6 × 10 −12 to 1.6 × 10 −9 M CoCl 2 .6H 2 O was used. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 18, in the range of 8.0 x 10 -10 M from 1.6x 10 -11 M, and the relative intensity increases depending on the Co 2+ ion concentration, the Co 2+ least in this range It was confirmed that quantification was possible.
1.6 x 10-10〜1.6 x 10-9Mの(CH3COO)2Hgを用い、内部標準物質の濃度を2.2 x 10-9Mとしたことを除き、実施例9と同じ操作を行った。結果を図19に示す。図19に示されるように、4.0 x 10-10Mから1.6 x 10-9Mの範囲で、Hg2+イオン濃度に依存して相対強度が増大しており、少なくともこの範囲でHg2+を定量できることが確認された。なお、この濃度範囲は環境基準値の上限よりも大きいが、試料を濃縮して分析すれば環境基準値の上限以下の濃度のHg2+でも測定可能である。 With 1.6 x 10 -10 ~1.6 x 10 -9 M of (CH 3 COO) 2 Hg, except that the concentration of internal standard and 2.2 x 10 -9 M, The same procedure was followed as in Example 9 . The results are shown in FIG. As shown in FIG. 19, the relative intensity increases depending on the Hg 2+ ion concentration in the range of 4.0 × 10 −10 M to 1.6 × 10 −9 M, and at least in this range, Hg 2+ is increased. It was confirmed that quantification was possible. This concentration range is larger than the upper limit of the environmental standard value. However, if the sample is concentrated and analyzed, Hg 2+ having a concentration below the upper limit of the environmental standard value can be measured.
2.0 x 10-9M のKHM-1を用い、イオン濃度が4.0 x 10-10Mの各種イオン(用いた化合物は、Cu2+、Cd2+, Ni2+, Co2+, Ni2+, Pb2+が実施例2ないし8と同じ、内部標準物質が2.0 x 10-9M)の混合物を用いて、実施例2と同様にして質量分析を行なった。結果を図20に示す。図20に示すように、各重金属イオンが1価の金属錯体のピークとして観察され、各重金属イオンを分別測定することが可能であった。実施例9ないし14の定量分析の結果に基づいて算出した、本実施例で観察された各ピークの誤差を下記表1に示す。表1に示されるように、重金属イオンの混合物を同時測定した場合でも、約3%の誤差範囲で測定することができた。 Various ions with an ion concentration of 4.0 x 10 -10 M using 2.0 x 10 -9 M KHM-1 (compounds used are Cu 2+ , Cd 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Pb 2+ was the same as in Examples 2 to 8 and the internal standard was 2.0 × 10 −9 M), and mass spectrometry was performed in the same manner as in Example 2. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 20, each heavy metal ion was observed as a peak of a monovalent metal complex, and it was possible to measure each heavy metal ion separately. Table 1 below shows the error of each peak observed in this example, calculated based on the results of quantitative analysis in Examples 9 to 14. As shown in Table 1, even when a mixture of heavy metal ions was measured simultaneously, it could be measured with an error range of about 3%.
本発明の試薬を用いることにより、各種重金属イオンを簡便に高感度で測定することができる。従って、本発明の試薬は、各種重金属イオンを質量分析により測定するための試薬として有用である。 By using the reagent of the present invention, various heavy metal ions can be easily measured with high sensitivity. Therefore, the reagent of the present invention is useful as a reagent for measuring various heavy metal ions by mass spectrometry.
10 試薬容器
12 試料容器
12’ 試料容器
14 吸引手段
16 吸引管
18 第1のバルブ
20 液押出用管
22 送液ポンプ
24 送液管
26 液混合手段
28 第2のバルブ
30 第3のバルブ
32 第2の液押出用管
DESCRIPTION OF
Claims (15)
R1AR2 [I]
(式中、R1は被検試料中の測定対象である2価の重金属イオンと錯体を形成する構造、R2は溶液中で一価の負イオンとなるイオン性官能基、Aは任意のスペーサー部分を表す)
で表される構造を有する2価の重金属イオン測定用質量分析試薬。 The following general formula [I]
R 1 AR 2 [I]
(In the formula, R 1 is a structure that forms a complex with a divalent heavy metal ion to be measured in a test sample , R 2 is an ionic functional group that becomes a monovalent negative ion in solution, and A is any (Represents the spacer part)
A mass spectrometric reagent for measuring divalent heavy metal ions having a structure represented by:
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