JP4527603B2 - Method for detecting volatile organic compounds - Google Patents

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Description

本発明は、基材表面に存在する揮発性有機化合物の検出方法に関する。   The present invention relates to a method for detecting a volatile organic compound present on the surface of a substrate.

飛行時間型二次イオン質量分析計(TOF-SIMS)は、元素や無機物だけでなく有機化合物も検出できるため、現在幅広い応用展開を計っている表面分析装置である。TOF-SIMSによれば表面に存在する有機化合物の高感度検出が可能であるが、目的の物質自身のイオン化効率が低い場合、又は周りのバックグラウンドの物質の状態等によって、検出が低感度となる場合がある。さらにTOF-SIMSは高真空下で測定を行なう方法であり、沸点の低い有機化合物は測定の途中で徐々に揮発してしまうため、検出が困難となる。従って、TOF-SIMSの更なる有効活用のためにはこれらの問題を解決し、その利用範囲を広げる手法が必要となる。   The Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometer (TOF-SIMS) is a surface analyzer that is currently developing a wide range of applications because it can detect not only elements and inorganic substances but also organic compounds. TOF-SIMS enables high-sensitivity detection of organic compounds present on the surface, but detection is low-sensitivity when the ionization efficiency of the target substance itself is low or depending on the state of the surrounding background substance. There is a case. Furthermore, TOF-SIMS is a method for measuring under high vacuum, and organic compounds with a low boiling point gradually evaporate during the measurement, making detection difficult. Therefore, in order to make effective use of TOF-SIMS, it is necessary to solve these problems and expand the range of use.

現在までに知られているTOF-SIMSの感度上昇方法としては、例えば、有機マトリックスを添加する方法(非特許文献1)、Au等の金属を表面へ蒸着させる方法(非特許文献2)、ESCA等で用いられているハロゲンを持つ化合物を化学修飾する方法(非特許文献3、特許文献1)等が挙げられる。しかしながら、これらの方法は主に高分子化合物の検出を高感度化するものであり、沸点の低い低分子化合物の揮発性有機化合物を高精度に検出する手法については知られていない。
K.J. Wu and R. W. Odom, Anal. Chem., 68, 5, 873-882 (1996) A. Delcorte, N. Medard and P. Bertrand, Anal. Chem.,74, 19, 4955-4968 (2002) N. Man, A. Karen, K. Takahashi, Y. Nakayama and A. Ishitani, SIMS XI, 517-520 (1998) 特開平10-132802号公報
Known methods for increasing the sensitivity of TOF-SIMS to date include, for example, a method of adding an organic matrix (Non-Patent Document 1), a method of depositing a metal such as Au (Non-Patent Document 2), ESCA, and the like. And the like (non-patent document 3, patent document 1) and the like. However, these methods mainly increase the sensitivity of detection of high molecular compounds, and a method for detecting a volatile organic compound of a low molecular compound having a low boiling point with high accuracy is not known.
KJ Wu and RW Odom, Anal. Chem., 68, 5, 873-882 (1996) A. Delcorte, N. Medard and P. Bertrand, Anal. Chem., 74, 19, 4955-4968 (2002) N. Man, A. Karen, K. Takahashi, Y. Nakayama and A. Ishitani, SIMS XI, 517-520 (1998) Japanese Patent Laid-Open No. 10-132802

本発明は、基材表面に存在する揮発性有機化合物のTOF-SIMSによる高精度な検出方法を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a highly accurate detection method using TOF-SIMS of a volatile organic compound present on the surface of a substrate.

本発明の要旨は、
基材表面に存在する揮発性有機化合物の検出方法であって、
(1)該化合物と揮発性の修飾試薬とを反応させ、該化合物を不揮発化する工程、及び
(2)飛行時間型二次イオン質量分析計(TOF-SIMS)により基材表面を測定し、該化合物を検出する工程、
を有する、検出方法、
に関する。
The gist of the present invention is as follows.
A method for detecting a volatile organic compound present on the surface of a substrate,
(1) reacting the compound with a volatile modifying reagent to make the compound non-volatile, and (2) measuring the surface of the substrate with a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS), Detecting the compound;
Having a detection method,
About.

本発明によれば、従来その検出が困難であった、基材表面に存在する揮発性有機化合物を当初の存在状態を反映させて高精度に検出することができる。   According to the present invention, it is possible to detect a volatile organic compound present on the substrate surface, which has been difficult to detect in the past, with high accuracy by reflecting the initial existence state.

本発明の検出方法は、TOF-SIMSによる基材表面の測定前に、基材表面に存在する揮発性有機化合物を揮発性の修飾試薬で修飾し、該化合物を不揮発化する点に1つの大きな特徴を有する。従って、従来、TOF-SIMSによる測定では検出が困難であった揮発性有機化合物を高精度に検出することができる。有機化合物の不揮発化は、有機化合物と修飾試薬とが結合し、その結果、有機化合物が高分子量化することによると推定される。   The detection method of the present invention is one major point in that the volatile organic compound present on the substrate surface is modified with a volatile modifying reagent before the measurement of the substrate surface by TOF-SIMS, and the compound is made non-volatile. Has characteristics. Therefore, it is possible to detect volatile organic compounds that have been difficult to detect by TOF-SIMS measurement with high accuracy. The non-volatility of the organic compound is presumed to be due to the combination of the organic compound and the modifying reagent, resulting in a high molecular weight of the organic compound.

基材としては、TOF-SIMSによる測定に供し得る固体材料からなるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、PP(ポリプロピレン)板等のポリマープレート、繊維、紙、洗剤粒子、トナー粒子、金属板、半導体等が挙げられ、その他、植物の根、皮膚、歯、毛髪、爪等であってもよい。   The substrate is not particularly limited as long as it is made of a solid material that can be subjected to measurement by TOF-SIMS. Examples thereof include polymer plates such as PP (polypropylene) plates, fibers, paper, detergent particles, toner particles, metal plates, semiconductors, and the like, and may be plant roots, skin, teeth, hair, nails and the like. .

検出対象である揮発性有機化合物とはTOF-SIMSの測定条件である真空中で揮発性を有する有機化合物であり、常温(20±15℃)・常圧(101.3kPa)では必ずしも揮発性である必要はない。かかる有機化合物は基材表面に存在するものであるが、基材表面に存在するとは、その存在様式、例えば、基材表面への付着等の物理的結合、基材表面との共有結合等の化学的結合、基材表面への埋め込み等とは無関係に、基材表面においてその一部又は全部が露出した状態にあることを言う。   The volatile organic compound to be detected is an organic compound that is volatile in the vacuum, which is the measurement condition of TOF-SIMS, and is not necessarily volatile at room temperature (20 ± 15 ° C) and normal pressure (101.3 kPa). There is no need. Such an organic compound is present on the surface of the substrate. However, the presence of the organic compound on the surface of the substrate means, for example, physical bonding such as adhesion to the substrate surface, covalent bonding with the substrate surface, and the like. Regardless of chemical bonding, embedding in the substrate surface, etc., it means that a part or all of the surface is exposed on the substrate surface.

なお、検出対象である有機化合物の揮発性とは、具体的には、高真空(1.33×10−6〜1.33×10−7Pa)下で気化し得る性質を言う。例えば、ステアリルアルコールは常温・常圧では1.12×10−3Pa程度の蒸気圧しか有していないが、本発明においては揮発性有機化合物と言え、検出対象となり得る。 Note that the volatility of the organic compound to be detected specifically refers to a property that can be vaporized under high vacuum (1.33 × 10 −6 to 1.33 × 10 −7 Pa). For example, stearyl alcohol has only a vapor pressure of about 1.12 × 10 −3 Pa at normal temperature and normal pressure, but in the present invention, it can be said to be a volatile organic compound and be a detection target.

揮発性有機化合物は、通常、概ね数十〜400までの分子量を有するものであり、特に限定されるものではないが、修飾試薬との反応性に富み、より高精度な検出が可能であることから、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エーテル、エステル、アミド、ハロゲン(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、ニトロ基、シアノ基、アルキン(アルキニル基)、アルケン(アルケニル基)、リン酸基、カルボニル基、チオール基及びジスルフィドからなる群より選ばれる少なくとも一種の官能基又は構造体 を有する化合物であるのが好ましい。そのような有機化合物としては、例えば、ステアリルアルコール、ラウ厘酸、オレイン酸、ベンジルオキシエタノール等の脂肪族水酸基を有する化合物、ノニルフェノール、p−オキシ安息香酸エステル等の芳香族、フェノール系水酸基を有する化合物等が挙げられる。これらの化合物は、一般に界面活性剤、香料、生体機能物質として機能するものや、アミノ酸、糖、核酸等である。よって、本発明の検出方法は、基材表面におけるそれらの界面活性剤等の検出に非常に有用である。   Volatile organic compounds usually have a molecular weight of approximately several tens to 400, and are not particularly limited. However, the volatile organic compounds are highly reactive with the modifying reagent and can be detected with higher accuracy. To hydroxyl group, carboxyl group, amino group, ether, ester, amide, halogen (fluorine, chlorine, bromine, iodine), nitro group, cyano group, alkyne (alkynyl group), alkene (alkenyl group), phosphate group, carbonyl It is preferably a compound having at least one functional group or structure selected from the group consisting of a group, a thiol group and a disulfide. Examples of such organic compounds include compounds having aliphatic hydroxyl groups such as stearyl alcohol, lauric acid, oleic acid, and benzyloxyethanol, aromatics such as nonylphenol and p-oxybenzoic acid ester, and phenolic hydroxyl groups. Compounds and the like. These compounds are generally those that function as surfactants, fragrances, biofunctional substances, amino acids, sugars, nucleic acids, and the like. Therefore, the detection method of the present invention is very useful for detecting those surfactants and the like on the substrate surface.

修飾試薬は、検出対象である有機化合物との反応を行なう条件下に気化する程度の揮発性を有するものであって、基材表面上に存在する有機化合物と共有結合的に結合し得、有機化合物を不揮発化し得るものが、通常、特に限定なく用いられる。修飾試薬としては、通常、概ね数十〜300までの分子量を有するものが好適に用いられる。TOF-SIMSでより高感度な検出を可能にする観点から、修飾試薬としては、好ましくは高極性な官能基を有する化合物、より好ましくはTOF-SIMSでの測定の際にアニオン化する官能基(例えばカルボキシル基)を有する化合物、さらに好ましくはカチオン化する官能基(例えばアミノ基、イミノ基、ピリジル基、ピロリル基)を有する化合物である。それらの化合物はプロトンの脱着を伴ってイオン化しやすく質量分析装置で高感度な検出が可能であることが知られている。従って、前記した検出対象として好ましい有機化合物の官能基との高い反応性をも考慮すると、修飾試薬としては、イソシアネート基、シアニド基、酸アジド基、エチレンオキシド、水酸基、メトキシ基、アミノ基、チオール基、アルケン(アルケニル基)、ハロゲン系官能基、トリメチルシリル基、ジアゾ基、カルボキシル基、スルホニルクロライド基、イソチオシアネート基、N-ヒドロキシスクシンイミド、カルボニル基、トシル基、メシル基、マレイミド、ジスルフィド、ヒドラジン、ヒドラジド、アジリジンからなる群より選ばれる少なくとも一種の基または構造体 を有する化合物が好ましい。ここでのハロゲン系官能基とは、揮発性有機化合物と反応する際に修飾試薬から脱離する部位にハロゲンが含まれているものと定義する。例えばフルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基、カルボニルクロライド基、ブロモアセチル基、ヨードアセトアミド基等である。またカルボキシル基には無水カルボン酸類を、カルボニル基にはアルデヒドやグリオキサール類を含むものとする。   The modifying reagent is volatile enough to evaporate under the conditions for reaction with the organic compound to be detected, and can be covalently bonded to the organic compound present on the substrate surface. Those capable of making the compound non-volatile are usually used without particular limitation. As the modifying reagent, generally, one having a molecular weight of approximately several tens to 300 is preferably used. From the viewpoint of enabling detection with higher sensitivity with TOF-SIMS, the modifying reagent is preferably a compound having a highly polar functional group, more preferably a functional group that becomes anion upon measurement with TOF-SIMS ( For example, a compound having a carboxyl group), more preferably a compound having a functional group that can be cationized (for example, an amino group, an imino group, a pyridyl group, or a pyrrolyl group). It is known that these compounds are easily ionized with proton desorption and can be detected with high sensitivity by a mass spectrometer. Therefore, considering the high reactivity with the functional group of the organic compound that is preferable as the detection target, the modifying reagent includes isocyanate group, cyanide group, acid azide group, ethylene oxide, hydroxyl group, methoxy group, amino group, and thiol group. Alkene (alkenyl group), halogen functional group, trimethylsilyl group, diazo group, carboxyl group, sulfonyl chloride group, isothiocyanate group, N-hydroxysuccinimide, carbonyl group, tosyl group, mesyl group, maleimide, disulfide, hydrazine, hydrazide And a compound having at least one group or structure selected from the group consisting of aziridine. Here, the halogen-based functional group is defined as one in which halogen is contained in a site that is eliminated from the modifying reagent when reacting with a volatile organic compound. Examples thereof include a fluoro group, a chloro group, a bromo group, an iodo group, a carbonyl chloride group, a bromoacetyl group, and an iodoacetamide group. The carboxyl group contains carboxylic anhydrides, and the carbonyl group contains aldehydes and glyoxals.

有機化合物が水酸基を有するものである場合、修飾試薬としては4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネート、2−ジメチルアミノエチルイソシアネート、また有機化合物がカルボキシル基を有するものである場合、修飾試薬としては4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネート、1−(2−ブロモエチル)ピロールが好適に用いられる。   When the organic compound has a hydroxyl group, 4- (dimethylamino) -phenylisocyanate and 2-dimethylaminoethylisocyanate are used as the modifying reagents, and when the organic compound has a carboxyl group, the modifying reagent is 4 -(Dimethylamino) -phenyl isocyanate and 1- (2-bromoethyl) pyrrole are preferably used.

工程(1)においては、有機化合物と修飾試薬とを反応させ、該化合物を不揮発化する。   In step (1), an organic compound and a modifying reagent are reacted to make the compound non-volatile.

有機化合物と修飾試薬との反応は気相で行なう。例えば、密閉容器内に、基材と、それとは非接触状態で修飾試薬とを置き、一定時間静置して両者を反応させる。反応温度としては修飾試薬が揮発する温度以上であればよいが、好ましくは10〜60℃、さらに基材への影響を考えると常温に近い20〜40℃とするのがより好ましい。反応時間には特に限定はなく、有機化合物と修飾試薬との反応性等に依存するが、通常、1〜30時間程度である。また、有機化合物と修飾試薬との量比も特に限定はなく、有機化合物に存在する官能基の量や修飾試薬との反応性等に依存するが、通常、有機化合物1モルに対し修飾試薬を1モル以上用いれば良い。なお、基材が水分を含む場合は、基材を修飾試薬との反応に供する前に当該水分を十分に除去しておくのが好ましい。   The reaction between the organic compound and the modifying reagent is performed in the gas phase. For example, a base material and a modifying reagent are placed in a non-contact state in a sealed container, and left to stand for a certain time to react with each other. The reaction temperature may be equal to or higher than the temperature at which the modifying reagent volatilizes, but is preferably 10 to 60 ° C, and more preferably 20 to 40 ° C, which is close to normal temperature in consideration of the influence on the substrate. The reaction time is not particularly limited, and is usually about 1 to 30 hours although it depends on the reactivity of the organic compound and the modifying reagent. The amount ratio between the organic compound and the modifying reagent is not particularly limited, and depends on the amount of functional groups present in the organic compound and the reactivity with the modifying reagent. One mole or more may be used. In addition, when a base material contains a water | moisture content, it is preferable to fully remove the said water | moisture content before using a base material for reaction with a modification reagent.

有機化合物と修飾試薬との反応を基材表面における有機化合物の存在状態に影響を与えることがない穏やかな条件で行ない、かつ該反応を促進する観点から、該反応は触媒の存在下に行なうのが好ましい。触媒は、修飾試薬と検出対象である有機化合物との反応を行なう条件下に気化する程度の揮発性を有するものが、通常、特に限定なく用いられる。触媒は、検出対象の有機化合物の官能基と使用する修飾試薬との組み合わせに応じて適宜公知のものから選択すればよい。例えば有機化合物が水酸基を有するものであり、修飾試薬として4−(ジメチルアミノ)―フェニルイソシアネートもしくは2−ジメチルアミノエチルイソシアネートを用いる場合、触媒としては、塩基度が高く、かつアミノ基の電子対に対する立体反発性が低いアミノ化合物が好ましく用いられる。例えば好ましくはピリジン、メチル−1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(Me−Dabco)、トリエチレンジアミン(TEDA)または1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク−7−エン(DBU)が、より好ましくはTEDA又はDBUが、さらに好ましくはDBUが用いられる。また有機化合物がカルボキシル基を有するものであり、修飾試薬として4−(ジメチルアミノ)―フェニルイソシアネートを用いる場合、触媒としては4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、修飾試薬として1−(2−ブロモエチル)ピロールを用いる場合、触媒としてはDBUが用いられる。有機化合物と修飾試薬との反応の際、触媒は、それらと非接触で密閉容器内に静置しておけばよい。触媒の使用量は触媒の種類や形態にもよるが、概ね修飾試薬3モルに対し、0.25〜数十モル程度、好ましくは1〜数十モル程度で良い。例えば、TEDA、Me−DacoまたはDBUの場合には、修飾試薬3モルに対し0.75〜3.5モル程度、好ましくは1〜3.5モル程度であり、ピリジン等の場合には4〜40モル程度、DMAPの場合には0.5〜1.0モル程度である。   The reaction between the organic compound and the modifying reagent is performed under mild conditions that do not affect the presence of the organic compound on the substrate surface, and the reaction is performed in the presence of a catalyst from the viewpoint of promoting the reaction. Is preferred. As the catalyst, those having volatility to such an extent that they can be vaporized under the conditions for carrying out the reaction between the modifying reagent and the organic compound to be detected are usually used without particular limitation. What is necessary is just to select a catalyst from a well-known thing suitably according to the combination of the functional group of the organic compound of detection object, and the modification reagent to be used. For example, when the organic compound has a hydroxyl group and 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate or 2-dimethylaminoethyl isocyanate is used as the modifying reagent, the catalyst has a high basicity and is suitable for an electron pair of amino group. An amino compound having low steric repulsion is preferably used. For example, preferably pyridine, methyl-1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (Me-Dabco), triethylenediamine (TEDA) or 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU). However, TEDA or DBU is more preferable, and DBU is more preferably used. When the organic compound has a carboxyl group and 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate is used as the modifying reagent, 4-dimethylaminopyridine (DMAP) is used as the catalyst, and 1- (2-bromoethyl) is used as the modifying reagent. When pyrrole is used, DBU is used as the catalyst. In the reaction between the organic compound and the modifying reagent, the catalyst may be left in a closed container in a non-contact manner with them. The amount of the catalyst used depends on the type and form of the catalyst, but is generally about 0.25 to several tens of moles, preferably about 1 to several tens of moles with respect to 3 moles of the modifying reagent. For example, in the case of TEDA, Me-Daco or DBU, it is about 0.75 to 3.5 moles, preferably about 1 to 3.5 moles with respect to 3 moles of the modifying reagent. About 40 mol, and in the case of DMAP, it is about 0.5 to 1.0 mol.

なお、反応条件の設定においては、例えば、K. L. Agarwal and H. G. Khorana, JACS, 17, 3578 (1972)、Anne C. Schuemacher, R.W. Hoffmann, Synthesis, 2, 243-246 (2001)、C. Gundu Rao, Organic Preparations and Procedures Int., 12(3-4), 225-228 (1980)等を参照しても良い。   In setting reaction conditions, for example, KL Agarwal and HG Khorana, JACS, 17, 3578 (1972), Anne C. Schuemacher, RW Hoffmann, Synthesis, 2, 243-246 (2001), C. Gundu Rao, Reference may also be made to Organic Preparations and Procedures Int., 12 (3-4), 225-228 (1980).

以上の反応の結果、有機化合物と修飾試薬とが結合し、該化合物は不揮発化する、すなわち、有機化合物が揮発性を失うか、又は揮発性が低減する。厳密な分析を行なう場合には、検出しようとする全ての有機化合物が不揮発化されているべきであるが、基材表面における有機化合物の存在やその大まかな分布を調べようとする場合には必ずしも全ての有機化合物が不揮発化されている必要はない。有機化合物が不揮発化されたかどうかは種々の方法により確認可能である。例えば、有機化合物と修飾試薬との反応前後でTOF-SIMSによる基材表面の測定を行ない、反応前のマススペクトルにない反応後のマススペクトルで新たに検出されるピークに相当する分子量と、有機化合物と修飾試薬との結合物の予想分子量とを対比し、それらが実質的に同一性を有することを確認することで容易に行うことができる。また、基材を修飾試薬との反応に供した場合と供しない場合とでその表面を観察し、反応に供しなかった基材表面の有機化合物が消失した時点で、反応に供した基材表面に未だ有機化合物が存在することを該表面を光学顕微鏡等により観察し確認することで容易に行うことができる。   As a result of the above reaction, the organic compound and the modifying reagent are combined to make the compound non-volatile, that is, the organic compound loses volatility or decreases in volatility. When conducting a rigorous analysis, all organic compounds to be detected should be non-volatile, but not necessarily when examining the presence or rough distribution of organic compounds on the substrate surface. It is not necessary for all organic compounds to be nonvolatile. Whether or not the organic compound is nonvolatile can be confirmed by various methods. For example, the substrate surface is measured by TOF-SIMS before and after the reaction between the organic compound and the modifying reagent, and the molecular weight corresponding to the newly detected peak in the mass spectrum after the reaction that is not in the mass spectrum before the reaction, This can be easily done by comparing the expected molecular weight of the conjugate of the compound and the modifying reagent and confirming that they are substantially identical. Also, the surface of the base material subjected to the reaction was observed when the organic compound on the surface of the base material not subjected to the reaction disappeared by observing the surface when the base material was subjected to the reaction with the modifying reagent and when not subjected to the reaction. It can be easily performed by observing the surface with an optical microscope or the like to confirm that the organic compound is still present.

工程(2)では、工程(1)により不揮発化された有機化合物が存在する基材表面をTOF-SIMSにより測定し、該化合物を検出する。   In step (2), the surface of the substrate on which the organic compound that has been made non-volatile in step (1) is present is measured by TOF-SIMS, and the compound is detected.

TOF-SIMSによる測定は、市販の装置を用い、公知の方法に従って行なえばよい。本発明によれば、基材表面に存在する揮発性有機化合物の検出を行えるだけでなく、その基材表面における分布を高精度に検出することができる。なお、本発明の検出方法は、有機化合物の存在が予想される基材に対しても用いられることは言うまでもない。   The measurement by TOF-SIMS may be performed according to a known method using a commercially available apparatus. According to the present invention, not only can the volatile organic compound present on the substrate surface be detected, but also the distribution on the substrate surface can be detected with high accuracy. In addition, it cannot be overemphasized that the detection method of this invention is used also with respect to the base material with which presence of an organic compound is anticipated.

本発明の検出方法によれば、従来、検出が困難であった基材表面の揮発性有機化合物を検出可能であることから、例えば、PP板中に練り込んだ帯電防止剤の表面染み出し状態の分析、植物の根部に付着した植物活力剤の検出、インクジェットインクに含まれるアルコール成分や揮発性の高い香料の検出等を行うことができる。   According to the detection method of the present invention, since it is possible to detect volatile organic compounds on the surface of a substrate that has been difficult to detect in the past, for example, the surface exuded state of an antistatic agent kneaded in a PP plate Analysis, detection of a plant vital agent adhering to the root of the plant, detection of an alcohol component or a highly volatile perfume contained in the inkjet ink, and the like.

以下の実施例においては、TOF-SIMSとして以下の装置を以下の条件の下で使用し、有機化合物の検出を行なった。   In the following Examples, organic compounds were detected using the following apparatus as TOF-SIMS under the following conditions.

(1)装置: ION-TOF社製 「TOF−SIMS IV」
(2)測定条件:
i)高質量分解能モード
一次イオン 197Au1 + :25kV (Pulsed current: 1.5pA)、Cycle Time 100μs
検出: Positive、Negative
測定範囲: 300×300μm2、128×128 pixel、 50s積算
(1) Equipment: “TOF-SIMS IV” manufactured by ION-TOF
(2) Measurement conditions:
i) High mass resolution mode
Primary ion 197 Au 1 + : 25kV (Pulsed current: 1.5pA), Cycle Time 100μs
Detection: Positive, Negative
Measurement range: 300 × 300μm 2 , 128 × 128 pixel, 50s integration

ii)高空間分解能モード
一次イオン 197Au1 + :25kV (Pulsed current: 0.5pA)、Cycle Time 100μs
検出: Positive、Negative
測定範囲: 100×100μm2、256×256 pixel、 100回スキャン(655s積算に相当)
ii) High spatial resolution mode Primary ion 197 Au 1 + : 25kV (Pulsed current: 0.5pA), Cycle Time 100μs
Detection: Positive, Negative
Measurement range: 100 × 100μm 2 , 256 × 256 pixel, 100 scans (equivalent to 655s integration)

なお、絶縁体の試料測定時には、Flood gunを用いたチャージ補正を行った。   In addition, charge correction using a Flood gun was performed at the time of measuring the insulator sample.

以下、蒸気圧という場合、常温・常圧での値を示す。   Hereinafter, when it is referred to as vapor pressure, it indicates a value at normal temperature and normal pressure.

実施例1
水酸基を持つ揮発性有機化合物としてステアリルアルコールを用いた。ステアリルアルコールの3(w/v)%クロロホルム溶液を、銅板上に20μlキャストしてスピンコートし、乾燥させた(ステアリルアルコール 3.33μmol)。かかる銅板と、修飾試薬4−(ジメチルアミノ)―フェニルイソシアネート(蒸気圧2.57×10Pa)36mg(0.222mmol)とピリジン(蒸気圧3.04×10Pa)720μl(9.11mmol)とを、密閉容器内で静置して、50℃で4時間、気相反応を行なった。反応終了後、TOF-SIMS(高質量分解能モード)により銅板表面の測定を行なった。
Example 1
Stearyl alcohol was used as a volatile organic compound having a hydroxyl group. Stearyl alcohol in 3 (w / v)% chloroform was cast on a copper plate, spin-coated, and dried (stearyl alcohol 3.33 μmol). This copper plate, modifier reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate (vapor pressure 2.57 × 10 0 Pa) 36 mg (0.222 mmol) and pyridine (vapor pressure 3.04 × 10 3 Pa) 720 μl (9.11 mmol) ) Was allowed to stand in a sealed container, and a gas phase reaction was carried out at 50 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the copper plate surface was measured by TOF-SIMS (high mass resolution mode).

ステアリルアルコールの修飾反応物の構造は以下のようなものとなる。   The structure of the stearyl alcohol modification reaction product is as follows.

ステアリルアルコールと修飾試薬との反応前後のTOF−SIMS測定結果を図1に示す。ステアリルアルコールの修飾反応物の分子量に相当するマススペクトルのマスナンバー432付近のピークに注目したところ、433にピークが確認された。これは反応前の銅板では確認されないピークであるので、修飾試薬との反応によって新たに発生した修飾反応物の分子イオンピーク([M+H]の構造)であると考えられた。従って、以上の操作により、従来、TOF-SIMSでは測定困難であった揮発性のステアリルアルコールを検出可能であることが分かる。 FIG. 1 shows TOF-SIMS measurement results before and after the reaction between stearyl alcohol and the modifying reagent. When a peak near the mass number 432 of the mass spectrum corresponding to the molecular weight of the modification product of stearyl alcohol was noted, a peak was confirmed at 433. Since this is a peak that is not confirmed in the copper plate before the reaction, it was considered to be a molecular ion peak ([M + H] + structure) of the modification reaction product newly generated by the reaction with the modification reagent. Therefore, it can be seen that volatile stearyl alcohol, which has been conventionally difficult to measure with TOF-SIMS, can be detected by the above operation.

実施例2
実施例1と同様にしてステアリルアルコールを銅板上に塗布した。かかる銅板と、修飾試薬4−(ジメチルアミノ)―フェニルイソシアネート 72mg(0.444mmol)と、TEDA(蒸気圧1.64×10Pa)75mg(0.658mmol)とを、密閉容器内で静置して、25℃で一晩、気相反応を行なった。反応終了後、TOF-SIMS(高質量分解能モード)により銅板表面の測定を行なった。
Example 2
In the same manner as in Example 1, stearyl alcohol was applied on a copper plate. The copper plate, 72 mg (0.444 mmol) of the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate, and 75 mg (0.658 mmol) of TEDA (vapor pressure 1.64 × 10 2 Pa) were allowed to stand in a sealed container. Then, a gas phase reaction was performed at 25 ° C. overnight. After completion of the reaction, the copper plate surface was measured by TOF-SIMS (high mass resolution mode).

ステアリルアルコールと修飾試薬との反応後のTOF-SIMS測定結果を図2に示す。実施例1と同様に433にピークが確認された。従って、触媒としてTEDAを使用した場合には室温(25℃)で修飾試薬との反応を行なうことができ、しかも充分にステアリルアルコールを検出可能であることが分かる。修飾試薬との反応が室温で行なわれるため銅板表面のステアリルアルコールの存在状態に対する影響が実質的にないと考えられ、ピリジンを使用した場合と比べてより高精度なステアリルアルコールの検出ができるものと考えられる。   FIG. 2 shows the TOF-SIMS measurement results after the reaction between stearyl alcohol and the modifying reagent. A peak was confirmed at 433 as in Example 1. Therefore, it can be seen that when TEDA is used as the catalyst, the reaction with the modifying reagent can be carried out at room temperature (25 ° C.), and stearyl alcohol can be sufficiently detected. Since the reaction with the modifying reagent is performed at room temperature, it is considered that there is substantially no influence on the presence of stearyl alcohol on the copper plate surface, and stearyl alcohol can be detected with higher accuracy than when pyridine is used. Conceivable.

なお、本実施例においては、ステアリルアルコールと修飾試薬との反応を行なわなかった場合と行なった場合とで、銅板表面におけるステアリルアルコールの存在状態を経時的にTOF-SIMS付属のCCDカメラにより25℃で、別途、観察した。その画像を図3に示す。修飾試薬との反応を行なわなかった場合には45分間程度で揮発してステアリルアルコールは銅板上から消失してしまっているが、これに対し、反応を行なった場合には、1時間後にもはっきりと存在している様子が捉えられた。よって、この結果からも、ステアリルアルコールと修飾試薬との反応により、ステアリルアルコールが不揮発化されていることが分かる。   In this example, the presence of stearyl alcohol on the surface of the copper plate was measured at 25 ° C. with a CCD camera attached to TOF-SIMS over time depending on whether or not the reaction between stearyl alcohol and the modifying reagent was performed. Then, it was observed separately. The image is shown in FIG. In the case where the reaction with the modifying reagent was not carried out, it volatilized in about 45 minutes and the stearyl alcohol disappeared from the copper plate. On the other hand, in the case where the reaction was carried out, it was clearly observed even after 1 hour. It was captured that it existed. Therefore, it can be seen from this result that stearyl alcohol is non-volatile by the reaction between stearyl alcohol and the modifying reagent.

実施例3
TOF-SIMSによる測定対象としてポリプロピレン(PP)板を用いた。PP板中には帯電防止剤としてN,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)オクダデシルアミン(DEA)と、DEAのブリードアウトを促進するためのステアリルアルコールが練り込まれている。これまでDEAの分布はTOF-SIMSの直接測定で確認することができていたが、ステアリルアルコールは検出できていない。
Example 3
A polypropylene (PP) plate was used as a measurement object by TOF-SIMS. In the PP plate, N, N-bis (2-hydroxyethyl) octadecylamine (DEA) as an antistatic agent and stearyl alcohol for accelerating the bleed out of DEA are kneaded. Until now, DEA distribution could be confirmed by direct measurement of TOF-SIMS, but stearyl alcohol was not detected.

実施例2において銅板をPP板に替え、同様にして修飾試薬との反応に供し、反応終了後、TOF-SIMS(高空間分解能モード)によりPP板表面の測定を行なった。
修飾試薬との反応後のTOF-SIMS測定結果を図4に示す。実施例1と同様に433にピークが確認された。従って、以上の操作により、従来、TOF-SIMSでは測定できなかったPP板表面のステアリルアルコールを検出可能であることが分かる。このことより、PP板中の帯電防止剤の表面染み出し状態が分かる。
In Example 2, the copper plate was replaced with a PP plate, and similarly subjected to a reaction with a modifying reagent. After the reaction was completed, the surface of the PP plate was measured by TOF-SIMS (high spatial resolution mode).
FIG. 4 shows the TOF-SIMS measurement results after the reaction with the modifying reagent. A peak was confirmed at 433 as in Example 1. Therefore, it turns out that the stearyl alcohol of the PP board surface which was not able to measure conventionally by TOF-SIMS is detectable by the above operation. From this, the surface bleeding state of the antistatic agent in the PP plate can be understood.

実施例4
実施例3において触媒をTEDAからDBU(蒸気圧7.14×10−1Pa)に替え、同様にして修飾試薬との反応に供し、反応終了後、TOF-SIMS(高空間分解能モード)によりPP板表面の測定を行なった。
Example 4
In Example 3, the catalyst was changed from TEDA to DBU (vapor pressure 7.14 × 10 −1 Pa), and similarly subjected to the reaction with the modifying reagent. After completion of the reaction, PP was obtained by TOF-SIMS (high spatial resolution mode). The surface of the plate was measured.

修飾試薬との反応後のTOF-SIMS測定結果を図5に示す。実施例1と同様に433にピークが確認された。また、かかるピーク強度はTEDAを用いた場合と比べて15倍以上強いものであった。従って、触媒としてDBUを使用することによりTEDAを使用した場合と比べて、より高精度かつ高感度にステアリルアルコールを検出可能であることが分かる。   FIG. 5 shows the TOF-SIMS measurement results after the reaction with the modifying reagent. A peak was confirmed at 433 as in Example 1. Further, the peak intensity was 15 times or more stronger than when TEDA was used. Therefore, it can be seen that stearyl alcohol can be detected with higher accuracy and higher sensitivity than when TEDA is used by using DBU as a catalyst.

また、TOF-SIMSによりイメージ測定を行なったところ、PP板表面において、従来のTOF-SIMS測定では検出できなかったステアリルアルコールの分布状態を検出することができた。その結果を図5に併せて示す。   Moreover, when image measurement was performed by TOF-SIMS, the distribution state of stearyl alcohol that could not be detected by the conventional TOF-SIMS measurement could be detected on the PP plate surface. The results are also shown in FIG.

実施例5
TOF-SIMSによる測定対象として植物の根部を用い、根部表面に付着していると思われた植物活力剤(ステアリルアルコール)の検出を行なった。
実施例2において銅板を植物の根部に替え、同様に修飾試薬との反応に供し、反応終了後、TOF-SIMS(高空間分解能モード)により根部表面の測定を行なった。なお、反応温度は23℃、反応時間は1日間とした。
Example 5
The plant vital agent (stearyl alcohol) that appeared to be attached to the root surface was detected using the root of the plant as the measurement target by TOF-SIMS.
In Example 2, the copper plate was replaced with the root of the plant and similarly subjected to the reaction with the modifying reagent. After the reaction was completed, the surface of the root was measured by TOF-SIMS (high spatial resolution mode). The reaction temperature was 23 ° C. and the reaction time was 1 day.

修飾試薬との反応後のTOF-SIMS測定結果を図6に示す。実施例1と同様に433にピークが確認された。また、TOF-SIMSによるイメージ測定の結果を併せて図6に示す。植物の根部表面においてステアリルアルコールの分布状態を検出することができた。従って、以上の操作により、従来、TOF-SIMSでは測定できなかった植物の根部表面のステアリルアルコール及びその分布状態を充分に検出可能であることが分かる。   FIG. 6 shows the results of TOF-SIMS measurement after reaction with the modifying reagent. A peak was confirmed at 433 as in Example 1. Moreover, the result of the image measurement by TOF-SIMS is shown together in FIG. The distribution of stearyl alcohol could be detected on the root surface of the plant. Therefore, it can be seen that by the above operation, stearyl alcohol and its distribution state on the root surface of a plant, which could not be conventionally measured by TOF-SIMS, can be sufficiently detected.

実施例6
水酸基を持つ揮発性有機化合物の修飾反応前、反応後におけるTOF-SIMS測定感度を比較するため、PP板中にステアリルアルコールを0.25(w/w)%練り込んだモデル試料をTOF-SIMSによる測定対象とした。
Example 6
To compare the sensitivity of TOF-SIMS measurement before and after the modification reaction of a volatile organic compound having a hydroxyl group, a model sample in which 0.25 (w / w)% of stearyl alcohol was kneaded into a PP plate was TOF-SIMS. It was measured by.

実施例4と同様にして修飾試薬との反応に供し、反応終了後、TOF-SIMS(高空間分解能モード)によりPP板表面の測定を行なった。   It used for reaction with a modification reagent like Example 4, and measured the PP board surface by TOF-SIMS (high spatial resolution mode) after completion | finish of reaction.

PP板中のステアリルアルコールと修飾試薬との反応後のTOF-SIMS測定結果を図7に示す。ステアリルアルコールの修飾反応物の分子量に相当するマススペクトルのマスナンバー433にピークが確認された。ステアリルアルコール混練PP板中のステアリルアルコールおよびステアリルアルコールと修飾試薬との反応後のピーク強度比較結果を図8に示す。反応前のステアリルアルコール(マスナンバー269、[M−H]の構造)のピークの強度と比較すると三桁以上強度が上昇することが確認された。 FIG. 7 shows the TOF-SIMS measurement results after the reaction between stearyl alcohol and the modifying reagent in the PP plate. A peak was confirmed at mass number 433 in the mass spectrum corresponding to the molecular weight of the modification product of stearyl alcohol. FIG. 8 shows the peak intensity comparison results after the reaction of stearyl alcohol and stearyl alcohol in the stearyl alcohol kneaded PP plate with the modifying reagent. Compared with the intensity of the peak of stearyl alcohol (mass number 269, [M−H] structure) before the reaction, it was confirmed that the intensity increased by 3 digits or more.

実施例7
カルボキシル基を持つ揮発性有機化合物としてステアリン酸を用いた。ステアリン酸(蒸気圧1.14×10−3Pa)の3(w/v)%クロロホルム溶液を、銅板上に20μlキャストしてスピンコートし乾燥させた。この銅板と修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネート(蒸気圧2.57×10Pa)30mg(0.185mmol)と4−ジメチルアミノピリジン(蒸気圧5.74×10Pa)5mg(0.041mmol)、密閉容器中で静置して、37℃で24時間、気相反応させた。反応後、TOF-SIMS(高質量分解能モード)により銅板表面の測定を行なった。
Example 7
Stearic acid was used as a volatile organic compound having a carboxyl group. 20 μl of a 3 (w / v)% chloroform solution of stearic acid (vapor pressure 1.14 × 10 −3 Pa) was cast on a copper plate, spin-coated and dried. This copper plate and modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenylisocyanate (vapor pressure 2.57 × 10 0 Pa) 30 mg (0.185 mmol) and 4-dimethylaminopyridine (vapor pressure 5.74 × 10 1 Pa) 5 mg ( 0.041 mmol), left in a closed container, and allowed to undergo a gas phase reaction at 37 ° C. for 24 hours. After the reaction, the copper plate surface was measured by TOF-SIMS (high mass resolution mode).

ステアリン酸の修飾反応物の構造は以下のようなものとなる。   The structure of the modification product of stearic acid is as follows.

ステアリン酸と修飾試薬との反応後のTOF-SIMS測定結果を図9に示す。ステアリン酸の修飾反応物の分子量に相当するマススペクトルのマスナンバー402付近のピークに注目したところ、403にピークが確認された。これは反応前の銅板では確認されないピークであるので、修飾試薬との反応によって新たに発生した修飾反応物の分子イオンピーク([M+H]の構造)であると考えられた。従って、以上の操作により、従来、TOF-SIMSでは測定困難であった揮発性のステアリン酸を検出可能であることが分かる。 FIG. 9 shows the TOF-SIMS measurement results after the reaction between stearic acid and the modifying reagent. When a peak near the mass number 402 in the mass spectrum corresponding to the molecular weight of the modification product of stearic acid was noted, a peak was confirmed at 403. Since this is a peak that is not confirmed in the copper plate before the reaction, it was considered to be a molecular ion peak ([M + H] + structure) of the modification reaction product newly generated by the reaction with the modification reagent. Therefore, it can be seen that volatile stearic acid, which has been difficult to measure with TOF-SIMS, can be detected by the above operation.

実施例8
カルボキシル基を持つ揮発性有機化合物の修飾反応前、反応後におけるTOF-SIMS測定感度を比較するため、PP板中にラウリン酸(蒸気圧8.81×10−2Pa)を0.25(w/w)%練り込んだモデル試料をTOF-SIMSによる測定対象とした。
実施例7において銅板をPP板に替え、同様にして修飾試薬との反応に供し、反応終了後、TOF-SIMS(高空間分解能モード)によりPP板表面の測定を行なった。
ラウリン酸の修飾反応物の構造は以下のようなものとなる。
Example 8
In order to compare the sensitivity of TOF-SIMS measurement before and after the modification reaction of a volatile organic compound having a carboxyl group, lauric acid (vapor pressure 8.81 × 10 −2 Pa) is added to the PP plate at 0.25 (w / w) The model sample kneaded in% was used as the measurement target by TOF-SIMS.
In Example 7, the copper plate was replaced with a PP plate and subjected to a reaction with a modifying reagent in the same manner. After the reaction was completed, the surface of the PP plate was measured by TOF-SIMS (high spatial resolution mode).
The structure of the modification product of lauric acid is as follows.

ラウリン酸混練PP板中のラウリン酸およびラウリン酸と修飾試薬との反応後のTOF-SIMS測定結果を図10に示す。ラウリン酸の修飾反応物の分子量に相当するマススペクトルのマスナンバー319([M+H]の構造)にピークが確認された。ラウリン酸混練PP板中のラウリン酸およびラウリン酸と修飾試薬との反応後のピーク強度比較結果を図11に示す。反応前のラウリン酸(マスナンバー199、[M−H]の構造)のピークの強度と比較すると二桁以上強度が上昇することが確認された。 FIG. 10 shows the TOF-SIMS measurement results after the reaction of lauric acid and lauric acid in the lauric acid kneaded PP plate with the modifying reagent. A peak was confirmed at mass number 319 ([M + H] + structure) in the mass spectrum corresponding to the molecular weight of the modification reaction product of lauric acid. FIG. 11 shows a comparison result of peak intensity after reaction between lauric acid and lauric acid in the lauric acid kneaded PP plate and the modifying reagent. It was confirmed that the intensity increased by two orders of magnitude or more as compared with the intensity of the peak of lauric acid (mass number 199, structure of [M−H] ) before the reaction.

実施例9
カルボキシル基を対象とした修飾反応の温度変化を観察するため、PP板中にラウリン酸もしくはオレイン酸(蒸気圧4.93×10−4Pa)を0.25(w/w)%練り込んだモデル試料をTOF-SIMSによる測定対象として用いた。実施例7において銅板をPP板に替え、同様にして修飾試薬との反応に供し、反応終了後、TOF-SIMS(高空間分解能モード)によりPP板表面の測定を行なった。
オレイン酸の修飾反応物の構造は以下のようなものとなる。
Example 9
In order to observe the temperature change of the modification reaction for the carboxyl group, 0.25 (w / w)% of lauric acid or oleic acid (vapor pressure 4.93 × 10 −4 Pa) was kneaded into the PP plate. The model sample was used as a measurement object by TOF-SIMS. In Example 7, the copper plate was replaced with a PP plate and subjected to a reaction with a modifying reagent in the same manner. After the reaction was completed, the surface of the PP plate was measured by TOF-SIMS (high spatial resolution mode).
The structure of the modification product of oleic acid is as follows.

ラウリン酸は実施例8と同様に319にピークが、またオレイン酸も修飾反応物の分子量に相当するマススペクトルのマスナンバー401([M+H]の構造)にピークが確認された(図12) 。温度変化とTOF-SIMS測定結果との関係のグラフを図13に示す。オレイン酸は35℃、ラウリン酸は23℃で反応ピークが最大であり、常温に近い20〜40度の範囲内で最も良い反応収率が得られると確認された。 As in Example 8, lauric acid had a peak at 319, and oleic acid also had a peak at mass number 401 ([M + H] + structure) corresponding to the molecular weight of the modification reaction (FIG. 12). . FIG. 13 shows a graph of the relationship between the temperature change and the TOF-SIMS measurement result. It was confirmed that oleic acid had a maximum reaction peak at 35 ° C. and lauric acid at 23 ° C., and that the best reaction yield was obtained within a range of 20 to 40 degrees close to room temperature.

図1は、実施例1における、銅板表面のステアリルアルコールと修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応前後におけるTOF-SIMS測定結果である。上段が反応前の結果、下段が反応後の結果である。FIG. 1 shows TOF-SIMS measurement results before and after the reaction between stearyl alcohol on the copper plate surface and the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate in Example 1. The upper row shows the results before the reaction, and the lower row shows the results after the reaction. 図2は、実施例2において、銅板表面のステアリルアルコールと修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応後におけるTOF-SIMS測定結果である。FIG. 2 shows TOF-SIMS measurement results after reacting stearyl alcohol on the copper plate surface with the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate in Example 2. 図3は、実施例2において、銅板表面のステアリルアルコールと修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応を行なわなかった場合と行なった場合におけるステアリルアルコールの揮発性の変化の様子を説明する図である。FIG. 3 illustrates the change in the volatility of stearyl alcohol in Example 2 when the reaction between stearyl alcohol on the copper plate surface and the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenylisocyanate was not performed. It is a figure to do. 図4は、実施例3における、PP板表面のステアリルアルコールと修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応後におけるTOF-SIMS測定結果である。FIG. 4 shows TOF-SIMS measurement results after reaction of stearyl alcohol on the PP plate surface with the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate in Example 3. 図5は、実施例4における、PP板表面のステアリルアルコールと修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応後におけるTOF-SIMS測定結果(左図)、並びにTOF-SIMSによるイメージ測定の結果(右図)である。FIG. 5 shows the results of TOF-SIMS measurement (left figure) after the reaction between stearyl alcohol on the PP plate surface and the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate in Example 4 and image measurement by TOF-SIMS. It is a result (right figure). 図6は、実施例5における、植物の根部表面のステアリルアルコールと修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応後におけるTOF-SIMS測定結果(右図)、並びにTOF-SIMSによるイメージ測定の結果(左図)である。左図中、「Total」とはTOF-SIMSで測定された全イオンを合わせた分布画像であることを、「433/Total」とは以下の「433」の分布画像を「Total」の分布画像で割り算した画像であることを、「433」とはステアリルアルコールの修飾反応物の分布画像であることを、それぞれ示す。FIG. 6 shows TOF-SIMS measurement results (right figure) after reaction of stearyl alcohol on the plant root surface with the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenylisocyanate in Example 5 and image measurement by TOF-SIMS. This is the result (left figure). In the figure on the left, “Total” is a distribution image combining all ions measured by TOF-SIMS. “433 / Total” is the distribution image of “433” below and the distribution image of “Total” "433" indicates that the image is a distribution image of a stearyl alcohol modification reaction product. 図7は、実施例6における、PP板表面のステアリルアルコールと修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応前後におけるTOF-SIMS測定結果(右図)、並びにTOF-SIMSによるイメージ測定の結果(左図)である。また右図の上段が反応前の結果、下段が反応後の結果である。左図中「269」および「433」とは、ステアリルアルコールの分布画像およびステアリルアルコール修飾反応物の分布画像であることを示す。FIG. 7 shows the results of TOF-SIMS measurement before and after the reaction between stearyl alcohol on the PP plate surface and the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate in Example 6 (right figure), and image measurement by TOF-SIMS. It is a result (left figure). The upper part of the right figure shows the result before the reaction, and the lower part shows the result after the reaction. In the left figure, “269” and “433” indicate a stearyl alcohol distribution image and a stearyl alcohol modification reaction product distribution image. 図8は、図7における、PP板表面のステアリルアルコールと修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応前後のTOF-SIMSピーク強度を比較した結果である。FIG. 8 is a result of comparing the TOF-SIMS peak intensities before and after the reaction between stearyl alcohol on the PP plate surface and the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate in FIG. 図9は、実施例7における、銅板表面のステアリン酸と修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応前後におけるTOF-SIMS測定結果である。上段が反応前の結果、下段が反応後の結果である。FIG. 9 shows TOF-SIMS measurement results before and after the reaction between stearic acid on the copper plate surface and the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate in Example 7. The upper row shows the results before the reaction, and the lower row shows the results after the reaction. 図10は、実施例8における、PP板表面のラウリン酸と修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応前後におけるTOF-SIMS測定結果(右図)、並びにTOF-SIMSによるイメージ測定の結果(左図)である。また上段が反応前の結果、下段が反応後の結果である。左図中「199」および「319」とは、ラウリン酸の分布画像およびラウリン酸修飾反応物の分布画像であることを示す。FIG. 10 shows the results of TOF-SIMS measurement before and after the reaction of lauric acid on the PP plate surface with the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenylisocyanate in Example 8 (right figure), and image measurement by TOF-SIMS. It is a result (left figure). The upper row shows the results before the reaction, and the lower row shows the results after the reaction. In the left figure, “199” and “319” indicate a distribution image of lauric acid and a distribution image of a lauric acid modification reaction product. 図11は、図10における、PP板表面のラウリン酸と修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応前後のTOF-SIMSピーク強度を比較した結果である。FIG. 11 shows the results of comparing the TOF-SIMS peak intensities before and after the reaction between lauric acid on the PP plate surface and the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate in FIG. 図12は、実施例9における、PP板表面のオレイン酸と修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応後におけるTOF-SIMS測定結果(右図)、並びにTOF-SIMSによるイメージ測定の結果(左図)である。左図中「401」とは、ラウリン酸修飾反応物の分布画像であることを示す。FIG. 12 shows the results of TOF-SIMS measurement after the reaction of oleic acid on the PP plate surface with the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate in Example 9 (right figure) and image measurement by TOF-SIMS. It is a result (left figure). In the left figure, “401” indicates a distribution image of the lauric acid modification reaction product. 図13は、実施例9における、PP板表面のラウリン酸もしくはオレイン酸と修飾試薬4−(ジメチルアミノ)−フェニルイソシアネートとの反応の温度とピーク強度の関係をグラフ化したものである。上段がラウリン酸の結果、下段がオレイン酸の結果である。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the temperature and peak intensity of the reaction between lauric acid or oleic acid on the PP plate surface and the modifying reagent 4- (dimethylamino) -phenyl isocyanate in Example 9. The upper row is the result of lauric acid, and the lower row is the result of oleic acid.

Claims (6)

基材表面に存在する揮発性有機化合物の検出方法であって、
(1)該化合物と揮発性の修飾試薬とを、これらの反応を行う条件下では気化する揮発性を有する触媒の存在下に反応させ、該化合物を不揮発化する工程、及び
(2)飛行時間型二次イオン質量分析計(TOF-SIMS)により基材表面を測定し、該化合物を検出する工程、
を有する、検出方法。
A method for detecting a volatile organic compound present on the surface of a substrate,
(1) reacting the compound with a volatile modifying reagent in the presence of a volatile catalyst that vaporizes under the conditions under which these reactions are carried out , and making the compound non-volatile; and (2) flight time A step of measuring the surface of the substrate with a type secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS) and detecting the compound,
A detection method.
有機化合物が、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エーテル、エステル、アミド基、ハロゲン、ニトロ基、シアノ基、アルキン、アルケン、リン酸基、カルボニル基、チオール基及びジスルフィドからなる群より選ばれる少なくとも一種の官能基又は構造体を有するものである、請求項1記載の検出方法。   The organic compound is at least one selected from the group consisting of hydroxyl group, carboxyl group, amino group, ether, ester, amide group, halogen, nitro group, cyano group, alkyne, alkene, phosphate group, carbonyl group, thiol group, and disulfide. The detection method according to claim 1, which has a functional group or structure. 修飾試薬が、イソシアネート基、シアニド基、酸アジド基、エチレンオキシド、水酸基、メトキシ基、アミノ基、イミノ基、ピリジル基、ピロリル基 、チオール基、アルケン、ハロゲン系官能基、トリメチルシリル基、ジアゾ基、カルボキシル基、スルホニルクロライド基、イソチオシアネート基、N-ヒドロキシスクシンイミド、カルボニル基、トシル基、メシル基、マレイミド、ジスルフィド、ヒドラジン、ヒドラジド及びアジリジンからなる群より選ばれる少なくとも一種の基又は構造体 を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を持つ請求項1又は2記載の検出方法。   The modifying reagent is isocyanate group, cyanide group, acid azide group, ethylene oxide, hydroxyl group, methoxy group, amino group, imino group, pyridyl group, pyrrolyl group, thiol group, alkene, halogen functional group, trimethylsilyl group, diazo group, carboxyl A compound having at least one group or structure selected from the group consisting of a group, a sulfonyl chloride group, an isothiocyanate group, an N-hydroxysuccinimide, a carbonyl group, a tosyl group, a mesyl group, maleimide, disulfide, hydrazine, hydrazide, and aziridine The detection method according to claim 1 or 2, comprising at least one selected from the group consisting of: 修飾試薬が、アミノ基、イミノ基、ピリジル基及びピロリル基より選ばれる少なくとも一種を持つ請求項3記載の検出方法。   The detection method according to claim 3, wherein the modifying reagent has at least one selected from an amino group, an imino group, a pyridyl group, and a pyrrolyl group. 触媒がピリジン、トリエチレンジアミン(TEDA)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク−7−エン(DBU)、2−メチル−1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(Me−Dabco)又は4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)である請求項1〜4いずれか記載の検出方法。 The catalyst is pyridine, triethylenediamine (TEDA), 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU), 2-methyl-1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (Me -dabco) or 4-detection method according to any one of claims 1 to 4 dimethyl amino pyridine (DMAP). 有機化合物を基材表面におけるその分布として検出する請求項1〜いずれか記載の検出方法。 Claim 1-5 detection method according to any one of detecting organic compound as its distribution in the substrate surface.
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