JPS589040A - 気体及び液体中における個別の痕跡量成分の選択的分析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 新規な無機及び有機物質の合成において、それらの反応
生成物や分解生成物の問題及びこれら物質の合成及び／
を九は反応及び／ｌたは分解の過程における痕跡量程度
の不純物生成の可能性に関する問題は、検出分析に対し
て常に新しく且つ益々厳しい要求を課することになる。

このことは特に製薬、グ２ント保護及び染料分野の生成
物について当てはまる。同時にこれら検出技法を簡易化
しまた自動化する要求も起る。このことは特に臨床医学
領域１医療品を及び殺虫剤を除草剤及び殺菌剤中におけ
る有害物質ならびに排出流及び廃ガス中における環境汚
染物質の分析に対しても当てはまる。ままた広範囲の他
成分中に種々の濃度で存在する痕践量の物質であって、
それら検出さるべき物質ま九は関連物質の群の本質それ
自体は知られている物質を、定性的及び定量的に検出す
ることを助けることのできる方法にも関心がも九れてい
る。この種の問題は屡々起シ１例えば臨床診断において
または化学大工場の主実験室において起る。

この目的のため、技術水準の高い分離技法及び検定技法
が開発されてきている。これについては特に高圧液相ク
ロマトグラフィー（ＨＰＬＯ）及び薄層クロマトグラフ
ィー（テＬＯ）％及び一般にかかる分離方法とオフライ
ン式に組合わされた質量分析針が挙げられる。これらの
場合分離した分子は１磁界説着、レーザー励起イオン脱
着、カリフォルニウム技法を化学的イオン化及びイオン
活性化（二次イオン質量分析）によってイオン化される
。３Ｊ今技術の概観は例えば１９８１年のピッツバーグ
会議で提示されている。

更にｔ公知のペーノ臂−・クロマトグラフィー法は既に
質量分析針と組合わされている。混合物質・の予備分離
は？−ＯベーΔ−片中で起る０次いでペーパー片は質量
分光分析針中に導入され、そして個々の物質と納会した
断片ｄａ１ＭｇＫよって分析される（Ｒ，Ｊ、Ｄ＆７　
　ｇ　　ムｎａｘ、ｏｈ＠ｍ。

５２、　Ｍｌ　４　　（１９８０）、５５７１〜５７２
＆頁参照）、これらの方法の欠点の一つは、予備分離段
階がクロマトグラフィーによって行なわれ従って長い分
析時間を要するという事実に基づく。多くの場合〜予備
分離段階は困難であシ時に個々の成分が移動速度を互い
″に僅か異にするだけの場合には不可能でありさえする
。すべてのクロマトグラフィー分離技法に共通する特質
の一つは、それらが容量効果に基づいていることである
；換言すれば１分離効果は孔買担体層中における数千の
分子の層厚での移動現象に基づくととであるうその上、
基体の内部表面積が大きいので比較的大量の物質を用い
なければならない。

質量分析検出法と組合わせた孔質焼結要素による予備分
離が英ＩｉＩ％許第２．００へ４５４号に記述されてい
る。しかしこの方法は焼結要素から質量分光針中へ蒸発
しうる物質のみに限定される。その理由は、焼結要素中
に富化された物質が加熱によって気相に転換され二次い
で例えば電子衝撃ま九は電磁界イオン化によってイオン
化される゛ためである。固体上で直接イオン化すること
は不可能である。予備分離はクロマドグ２フイ一的分離
効果に基づくか或いは焼結要素内における分溜形態に帰
せられる。この方法の主な欠点は１熱的に不安定な物質
が焼結要素から熱的に駆出される過程で完全Ｋｔたは部
分的に分解しその結果欠陥のあるｔ九は評価不純の質量
スペクトルしか撃得られな−という事実に存する。この
ことは特に高分子量有機化合物の場合に適合する。

従って本発明の目的は１クーマトグツフイによ・る予備
分離と質量分光分析検出との組合わせによゐ公知方法に
くらべて１次０要求を満たすところの質量分光分析を用
いる分析方法を提供することであるｔ ａ）少なｉ物質消費、 ｂ）高感度１ ａ）高い分析速度、 と）検定すべき成分（以下＠標的成分１と呼ボ）の質量
分析検出過程で富化される層における実質的に完全な位
置選定、 ・）分析されるべき成分に関する多様性、ｆ）装置の合
理的な経費。

本発明によれば上記の目的は１実質的に平らな固体の非
孔質表面を気体または液体と接触せしめ、気相または液
相から標的成分を直接または誘導体として固体の表面上
に単一層の範囲内好ましくは第−次単一層として析出せ
しめるととＫよって達成される。＠第−次単一層１とは
元の固体表面（基体）と直接振触している分子層を意味
する。

単一層の範囲１とはｔ数個の単一層をも包含するが但し
元の基体表面になお吸着剤の吸収特性が検定される層の
厚さまでのものと定義される。この定義はこの技術分野
における文献に従うものである（例えばＶ、Ｐｏｎ＠ｏ
　　ら、ムａｓｏｒｐｔｔｏｎｏｎ　　８ｏ１１ｄａ　
　Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ　　Ｏｏ、Ｌｔａ。

ＬＯｎ（ｔｏｎ参照）。

用いられる固体表面は所定の固／液相または固／気相の
界面に対する要求を満たさなければならない、これは１
例えば金Ｘｔたは樹脂薄片の場合の如く、中断されない
連続的表面が存在する場合にのみ可能である。これに反
し孔質材料によっては上記要求は満たされないであろう
、なぜならその場合気体ま九は液体は材料の全容積を通
じて拡散しうるからである。この場合は、二次イオン質
量分析法Ｏ如＊蒙面感性方法を用いるとき１質量分光法
によって検出されるの紘−香上の分子層だけである。従
って孔質材料を予備分離のえめに使用する場合、検出さ
れるべき物質の大部分は比較的下方にあるポケット及び
溝の中に麿込まれ質量分光針によって摘出することがで
きなｉ、しかし本発明方法におｉては１予備分離は常に
自由露出し九液／ｆｉｌｉｌ相ま九は気／ＩＩ相の界面
において起動そして標的成分の析出は単一層の範囲内で
のみ起る。かかる理由によシこの予備分離方法を以下簡
単に１平面分離”と呼ぶ。

効果的予備分離を得るためＯ２Ｎ２な段階は標的成分を
直接的Ｋｔたは二次的生成−導体として選択的に結合す
る試剤で固体表面をａｍすることである。

別のヤシ方は１最初に標的成分を他の成分と共に固体表
面に析出させ１次いで骸他の成分を溶剤で抽出する仁と
である。それ故予備分離の過程で固体表面は％標的成分
または標的成分の高密度特性誘導体成分を固体表面上に
析出させるために系統的な予備処理に付せられる。質量
分光分析の観点からして更に、析出した成分またはその
誘導体は特徴的ピークまたはペアレントをあられすとい
う要求があり％これは常に満たされなければならない。

同体表面を横方向に種々の試剤で調製されたいくつかの
帯域に再区分することによって１種々の成分を同じ固体
表面Ｋｆｅｔｌｎ並行して富化させることが可能である
。固体基質を機械的に移動させることによシ、いくつか
の表面がそれに従い個別に質量分光針中で分析される。

富化された成分を固定す、るには質量分光分析技法を使
用するのが有利であシ、これは単一層領域のみをカバー
する、即ち表面特定基盤上に作用す・る。かかる理由に
よシ、ここに関連する問題を目的とする駆動において、
二次イオン質量分光分析法（８ｘＭａ）が特に有望であ
る１本発明方法によればａ１ＭｌｉＯ代〕にフライトビ
タイ五分光器と組合わせ九し−ザー活性化建クロ質量分
析法（ＬＡＭＭム）を用いて実施することもできる。

この変瀝法は厳密には表面感性分析法とは言えない、し
かしフライト・タイム分光器の高いイオン伝送は機械に
非常に高い感度を与え従って固体表面上（この場合最も
適当には樹脂薄片の表面）Ｋ単一層の範囲で富化された
標的成分の高度に有効な検出を可能ならしめる。

本発明方法は医学診断の分野で４１に有望であろう、そ
の目的のためＫけ１公知の身体中の流体を検査するテス
ト・ストリップ法を変重しテスト・ストリップの代シに
既述の固体を用−ヒれを質量分光分析法によって評価す
ればよい。

テスト・ストリップ技法はテスト・ストリップに施され
た化合物による色調変化を伴なう調整された化学反応に
よって個々の物質を選択的に光学的釦検出する方法であ
る。この種のテスト・ストリップは例えば人間の尿中に
おける糖を検出するのに用いられる。例えば血液または
尿中におけるいくつかの成分を同時に光学的に分析する
ための相応するテスト・ストリップ及び光学的検出器は
市場で入手することができる。

この公知のテスト・ストリップ技法を変型し、個々の物
質を予め定められ喪物質の混金物から吸収または化学反
応（例えば化学物質の場合錯化反応または生化学的物質
の場合酵素反応または生物学的物質の場合抗体／抗原結
合）によって選択的に引き出す特定化合物を質量分光針
の被検−担体の表面上にしつかシ固定するようにするこ
とができる０個々の物質は質量分光分析法によシ検出さ
・れ、光学的手法によるものでは表いから色調の変化に
よる光学的検出の必要はない、検出のための選択性ある
化学的または生化学的試剤の可能性は非常に広範囲に及
ぶ、かくして〜一般に色調変化を伴なうことなしに起る
調整された酵素反応または調整された抗体／坑源反応祉
共に広い範囲で用いることができる。

本発明方法め更に他の変型及び展開は特許請求の範囲中
に記載される。

本発明は次の利点を提供する： ａ）物質の消費量が非常に少ない（１０〜１０””’　
ｆ１度）、なぜなら質量分光針の被検−担体として１内
部面積または孔容積の大きいシリカグルー石英またはセ
ルロース（紙）の動き孔質の材料ではなく、例えば金属
製ストリップま九はぼりマーのフィルムの如き非孔質担
体を用いるからである１ ｂ）検出すべき物質がその質量スペクトルによって非常
に高感度で且つ明確に固定される；検出限界は８ＩＭ８
の場合はぼ１０　　１％ＬＡＭＭムの場合１０−　乃至
１０　　　ｆである；これは物質の所要量を着しく低減
し従ってまた表面調製のために必要な試剤及び浴剤の量
を着しく低減することを可能ならしめる； Ｏ）質量分析を液またはペーパークｐマトダ２フィーと
組合せ友方法における比較的長い分析所要時間にくらべ
て高い分析速度が得られる；ａ）質量分光針とクロマト
グラフとの組合せにくらべて実験設備の経費が低減され
る寡・）平面分離をＬＡＭＭムと組合せると個々の分析
の高度のスｆット解析が得られ横方向の解析能力はほぼ
１−である；　この高度の局所的解析を有するスポット
分析は数多くの応用に対し着しい利益をもたらす； ｆ）今まで質量分析法では検出できなかった有機化合物
の分析ができる。

従来公知の方法において、りｐマドグラ７法による分離
効果は拡散及び移動工程に基づくものでありｔそのため
長い測定時間を要したがｔ本発明方法においては固体上
で起る予備分離または富化は固体表面への標的成分の固
定に相応する吸収工程の動力学によってのみ定まる、仁
の工程はり四マトダ２７法分離に要する時間よ如も桁ち
がいに短か９時間で起る。基本的には本発明方法は浴液
を九は混合物（気体状または液体状）、特に従来は液体
クロ！トダＨ）７によ〕分析されていた不揮発性有機物
質の溶液をも含めてｔそれらの中における１ｔたはそれ
以上のそれ自体公知の成分を検出する問題を鱗決するの
に常に成功的に用ｉられる。

固体表面Ｋｍ−ける単一層状の富化け１元素の検出に適
しまた成る程度化合物の検出にも適するすべての表面分
析技法の適用を提供する。８１ＭＢ及びＬＡＭＭムに加
えて迅速な中性粒子の衝撃法（迅速な原子衝撃法１ムＢ
として知られる）もまた用いることができる。

本発明を以下に実施例及び添付図面を参照しつつ詳細に
説明する。

本法の第一段階を即ち固体表面上における標的成分の選
択的富化は標的物質の固体表面上への析出に基づく、ガ
ス成分は固体表面と破壊しない結合を形成しつつガスか
ら析出される。液体の場合は液状成分または溶解した成
分が析出され固体表面に固定される。今や習得された液
体の分析的検定の重要性に鑑みｔ以下に溶液に関連する
実施態様を論述する。

浴液中の成る物質を検出または定量的に検定するために
一醪液を固体表面と接触せしめる。固体゛表面はその化
学的組成によシ検出されるべき成分と反応してｔ固体表
面が被検出物質に特定の化学的変型を受ける、最も単純
な場合その変型は問題の物質の固体表面への直接的固定
である。しかし固体表面と物質との間の反応の二次的生
成物もまた表面上に残る場合がある。物質に４１有の表
面反応生成物の検出は好ましくはａｘＭａまたはＬＡＭ
Ｍムによって行表われるう この組合せ方法に対し層物質または検出反応に適合する
テスト表面の調製は重要である。それは各種の化学的及
び物理的調製技法及びそれらの組合せによって行なうこ
とができる。

ム、化学的調製技法： 例えば、分析されるべき物質と破壊しない結合を形成す
る試剤化合物を少くとも単一層の形で施す。

１、物理的調製技法は１例えば： −菰　嵩・ −噴　射、 −０ＶＤ（化学的蒸着） −植付け、 ０、上記ム及びＢ技法の組合せ。

一つの単純な例は溶液中の伍の検出である。

この場合清浄なムｇ薄片を反応表面として使用すれば足
りるつ凪含有溶液中で不溶のムｇｏｄが形成されるがこ
れは８１Ｍ８によりＣ１−またはムｇｏ１．−として検
定される◎ 他の成分例えば身体の液の中の有機物分子の検定は％表
面の化学組成中に物質に特有の変化をもたらしそして８
工Ｍ８またはＬＡＭＭムによって検定されうる如くそれ
相応ＫＩＩ４製された表面を必要とする。

第１図は溶液中の一物質を、ＢＸＭＢにより検定される
表面反応（付加反応）を通じて検定する１例を線図的に
示す。溶液中の三種の成分ム、Ｂ及び０のうち例えば成
分０のみが表面試剤ＲＫ対し非可逆的に固定されること
ができる。従って０はＲに加えて次いでＢＸＭＢ分析に
よυ検出される。

単純な１付加反応”の他に別の表面反応の結果を介して
一成分を検出することも可能である、例えば成分ムが鼻
面試剤Ｒと反応して生成物成分Ｐを形成すると仮定する
と・次の三段階の区別がなされなければならない： １、　ムの固定； ２　試剤只の消失； 五　表面薬剤Ｒと浴液成分ムとの反応による新しい生成
物成分Ｐの生成 Ｒ＋ム→Ｐ また表面はもちろん複雑な試剤（例えば混合物）で被う
こともでき、それによって溶液の各種成分に対する物質
特有の反応をそれぞれ同じ表面上で起ヒさせそして次い
でその表面の共通ＢＩＭ８分析によって検出を行なうよ
うにすることができる。

更に種々の試剤を同じ試験表面上に互いに区画を分けて
施すととも可能である。この場合ｔそれらの表面領域を
１所Ｉ！に応じ試料を機械的に移動させ％種々の処理の
もとに各個別々にＢＸＭＢ分析によ抄分析しうる。この
方法は［２図に線図的に示されている。

成分に特有の表面反応を開始させまたは強めるため、ま
たは一般的には調整するために、一定のマえは変動する
電場を使用することができ、これは４１Ｋｌ！解してい
る物質がイオンとして存在しまたは双極子モーメントを
有する場合そのようにする。これら電場の効果は表面の
ｉクロ的粗面化によって増大される。

同様の効果は溶液へ固体表面と相互作用する前に適歯な
添加試剤を加えることによっても得られ・る。

更に１検出反応によってもたらされる表面における変化
をＢＸＭＢによシ検出する感度の増大または検出の簡単
化は適轟な化学的または物理的の後処理調製によって得
ることができる。

８１ＭｔＪと同様にレーザー脱着（単一層方法として操
作され−るＬＡＭＭム）もまた物質特有の表面変化を検
出するのに用φられる。

単一層方法は、化合物をそのｉま検出し一非常に感度が
高く、そして最亀上の単一層に亘るだけであるから、殊
に好都合である。ＢＸＭＢ及びＬＡＭＭムの他に原理的
には他の質量分析的検出技法、例えばカリホルニウム２
５２技法及び中性原子の衝撃によ、るイオン化を使用す
ることも可能である。これらの方法は標的成分またはそ
の反応生成物をそのｔｔで検出するものが好まし一〇平
面分離技法を実施する種々の可能性につき第５図を参照
しつつ以下に要約する１分析されるべき液体（Ｉｌｌ定
液）ｔたは分析されるべきガス（測定ガス）は成分ムト
・・ム０を含んでいる。標的成分はム１である。最初の
段階は標的成分用の固体表面への固定である。最終目的
は固体表面上に富化され九成分ム１の定量的へ質量分光
分析的検出である。実際的には一最初の段階は固体の試
験表面を分析されるべき液の中に浸漬するかまたは固体
の試験表面を分析されるべきガス雰囲気Ｋａｌすことに
よって行なわれる。この曝震期間中に標的成分ム１は〜
場合によシ他のいくつかの成分用・・・幻、或−は他の
全部ムト・・ムｎと共に、固体表面上に沈殿する。さて
固体表面への比較的大きい富化を達成するためには基本
的に茨の二つのヤシ方がある： ｔ　固体表面を最初から〜沈殿されるのは標的成分用だ
けで他の成分は吸収されないようにｔ調製する。従って
極端な場合目標成分ム１の選択的吸収によって富化が達
成される。富化された成分ム１を有する固体は次いで質
量分析検出ヘターグツトとして導入され一ム１が固定さ
れる。この方法は第５図中Ｉで示されている。

２　他の極端な場合には一存在する全部の成分ム、・・
・ムｎが随意に調製された表面上に析出されら標的成分
用の比較的太き一富化は次の段階で標的成分ム１以外の
すべての成分を溶剤ま九は濯ぎ剤を用いる固体の処理に
よって再び除去する。以後この操作を抽出と呼ぶ。その
後固体表面に残留する成分ム１の質量分光法による検出
を上記１中に記載の如く行なう。

従ってこの方法（第３図中璽で示す）は１存在するすべ
ての成分を全体的に固体表ｗに沈殿させ、次−で固体表
面に固定されえ他の成分を！郷する溶剤を用−１所要に
応じ予備処理され九＊爾を処理する（抽出）ことによシ
樟的成分ム１を分離させることに基づくものである。

ム１のみを選択的に吸収させる方法及びムト・・ムｎの
全体を吸収させ次いでム１を選択的に分離させる方法の
他に１目標成分ム１を含めて存在する成分の一部分だけ
を固体表面に吸収させること屯可能である。線図的に示
すと、この方法は！及び璽の両極端の中間に位し１第３
図中に■であられされているラム１の質量分析検出は直
接に或いはム１以外のすべての成分を前述のようにして
抽出する中間段階を、挿入した後に行なわれる。方法■
に関連して前述した如く％溶剤が他の望ましくない成分
を部分的に洗滌除去するだけで標的成分ム１をその他の
成る成分と共に表面上に残すこともありうる。このよう
な場合〜鋏他の成分は次−で行なわれるム１の質量分析
検出を妨げない本のであることを確かめるのが重要であ
る。

ＢＸＭｔｌ　　に関する＠シ、固体表面におけるイオン
化の確率は或種の物質例えにアルカリ化合物でドープす
ることによ如増大しうろことが知られている。かくして
活性化され九成分紘増大した感度で検出されうる。質量
分析検出の直前に導入される仁の段階は第５図中にゝ活
性化１として示されている。

第３図に示す方法による平面分離の有効性は、後に質量
分析計に導入される固体表面の圧機な調製によって臨界
的に左右される。かくして、富化Ｏために頁の方法が用
いられる場合は表面試剤が、標的成分ム１を実質上定量
的に析出させ他の成分を溶液中に残すものであることが
重要である。これに反、し１富化が方法１によって行な
われる場合の予備処理の決定的問題は適癲な溶剤を用い
て望ましくない成分を抽出することである。この問題な
屏決する九め、りＥ１！トダラフイーで適用される溶出
方法を、場合によシ変型した形でｔ用いることが可能で
ある。固体表面への成分の固定は次のようＫして行なわ
れる： ｔ　物理的吸着（ファンデルワールスーカまたはイオン
固定の場合静電力）％ ２　化学吸着、例えば表面試剤との錯体形成、４　生化
学的物質の場合酵素結合１ 亀　生物学的物質の場合抗体／抗原結合。

上記１以外の固定法においては１沈殿した成分は表面試
剤と反応して特徴的な誘導体を形成し、次−で直接的に
或いは更に変！ｌ！（抽出及び／ｌたは活性化を意図す
る場合）シ友後質量分析法によって固定される。表面試
剤及び吸収成分は１物環的吸着の場合を除き−いずれの
場合も構造的変飄を受ける。

本発明方法を実施するための二種装置を以下に述べる。

第４図に線図的に示す二次イオン質量分゛析計は１−次
イオン源２％イオンレンＪｅＡ、及び検出器Ｓのつい九
四極子マスフィルター４を有する質量分析針量１から実
質的に成っている。イオン源２はアルゴンの円筒容器６
に連結される。ターグット７として用いられる富化成分
がその上に位置している固体表面はｒ−）系８を通じて
質量分析計重１中に導入される。質量分析耐用の真空供
給系はチタニウム昇華ボンｆ９、クライオポン７”１０
、ターボモレキュ′ｙ−４ン７’１１及びｐ−クリ４ン
グ１２よシ成る。真空はイオン化マノメータ１３によっ
て監視される。イオン源２は数’＊＠ｖｙ））ｘ、ネｋ
ｑ−及Ｕ　１０−’　〜１０　　ｆ／ａｌ。

電流密度を有する一次イオン（アルプンイオン）の発生
用に供される。測定は１Ｏ−５）−ルの高真空中で行な
われる。

平面分離技法と組合せて使用され九第二の装置はレーザ
ー活性化０１質量分析針（ＬＡＭＭム）である、これに
関してはｔ更に装置の進歩発展が行なわれ、全く新規な
利用可能性が開かれた。第５図に線図的に示されるＬＡ
ＭＭム装置拡検出器１ｓ及び試料１７を蒸発させイオン
化するためのノダルス高エネルギーレーザー１６を備え
たフライト・タイム質量分析計１４から実質的に成って
いる。レーザービームはレンズ１８によって試料１７上
へ焦点が合わされる。レーザービームに対する試料の質
量分析計室中の位置は眼でチェックすることができそし
て所要に応じ鏡１９及び績振レンズ２０で再調整される
。

レーザー１６ａ非？ｉｔＫ短かい光パルス（レーデ−フ
ラッシュ）を発生しこれは適ｆｉ−＆試料ホルダー上に
配置された試料を瞬間的に蒸発させ多量にイオン化する
。生成されたイオンはフライト・タイム質量分析計１４
により拾い上げられトランシフト時間測定の原理で分離
される。イオンは倍率器１５へ到達し電気信号を発生し
これは増幅（２１）Ｄ後トランゾエントレコー〆−２２
へ送られ次いでし；−ダー２ｓ及びオシログラフ２４上
に表示される。トランＶエントレコー〆−２２はレーザ
ーで誘動される。必要な真空を生じさせるため７ツイト
・タイム質量分析計１４は適轟な真空ポンプに４１！続
される。

常用のＬムＭＭム装置においてｔ試料１７は薄い４リマ
一担体フィルム上に配列されそして質量分析針の高真空
中に置かれる。レーデ−ビームは、質量分析計１４上に
配置され質量分析針（高真空）をレーデ−（大気）から
密閉しているガラスプレートを通じて試料上へ焦点を合
わされる。今や、この薄いポリマー担体フィルム（概略
α１＃３１１厚）は光学的顕微鏡室（空気）と質量分析
針（高真空）との間を隔てるフィルムとして直接役立つ
こと゛、そして仁の担体フィルムはレーデ−ビームの繰
返し透過によっても破壊されず１質量分析針の操作に要
する真空もまたそのようないくつかの貫通孔（経約２μ
ｍ）Ｋよってさえ影響を受けないことが見出された。こ
の事実は担体フィルムを試料と共に質量分析針の外側で
大気圧下または不活性ガス雰囲気下に配置する仁とを可
能ならしめる。こうしてレーザー７２ツシエはフィルム
上に位置する試料を一同時にフィルム中に形成される孔
を通じ質量分析計室中へ蒸発させることを確実ならしめ
る。このように変瀝された試料ホルダーを第６及び第７
図に示す。

質量分析計１４の外壁２８における開口部２７を被う密
閉リング２６によって中心的に配置された試料ホルダー
２５の上に試料１７が置かれる。

試料ホルダー２ｓとしては例えば電子顕微鏡にお□ いて用いられる種類の膜を使用されることができる。こ
の膜は例えば白金１銀、鋼その他の囲体金属薄片であシ
ーそれは厚さ約１−であシ、経１゜〜１００４の孔２９
を−またはそれ以上有する。

またメッシユ幅２０〜１００μｍの金網で被われた比較
的大きい中心孔を一つ有する金属薄片もある。

薄い４リマーフイルムはこれら金属膜を横切って伸張さ
れ、真空シールとして役立つと共に検定されるべき物質
の非孔質担体として役立つ。標的成分の富化を達成する
ためｔこれらフィルムは既述した方法によシ化学的また
は生化学的に選択的な試剤で被覆される。これら試剤は
フィルムそれ自体の中に含まれていることもできる。

担体フィルムの構成材料線例えば工）ｏセルロースラッ
カーｔセル四イドラッカーまたはホルムパール（νｏｒ
ｍｖａｒ）その他類似物であることができる。これらＯ
材料は電子顕微鏡０担体フィルムとしても使用されてい
る。担体フィルム紘次のようにして試料ホルダー２５に
施される、即ちニトロセルロースラッカー−セルロイド
ラッカーまたはホルムパールその他を水面上に拡げるこ
とによシ作られた非常に薄いフィルムを例えば分離漏斗
中で下げていくか或いは２ツカ−を平滑な支持体例えば
ガラスグレート上に拡がることにょシ担体フィルムを作
シ１このフィルムを例えば徐々に水に浸漬して引離しｔ
そして担体フィルムを試料ホルダー２５へ移行させる。

レーザービームの繰返し透過による買通の後でも担体フ
ィルムが驚くべき高真空気密性を保つことの証明は電子
顕微鏡で撮影した写真によって与えられた。これらの写
真はレーザービームが１１μ厚Ｏ担体フィルム中に経１
〜２−の実質的に円形の焼は孔をあける仁とを示してい
る。一連の測定を行なうことによシ％ＬムＭＭムの操作
性能はレーザーフラッシュを繰返した後でも影響されな
いことを確めることかで會た。レーザーフラッシュの結
果生ずる漏れは非常に小さく装置中の真空は害されない
ように見えた。もしそうでない場合には、レーザービー
ムの透過によシ担体フィルム中に形成された孔はラッカ
ー（例えばニトロセルロースラッカー）でスーツトする
ことによって直ちに再び閉じることももちろん可能であ
る。

試剤物質ならびに検出されるべき物質を担体フィルムの
予め定められた小さ、一区域、例えば経１０〜５０μの
円形区域の上へ析出させることはいずれも困難を伴なう
、しかしながらこの問題は、基本的に疎水性９担体フィ
ルムを、適当な大きさの円形開口部を有する適当なマス
クを間に置き、埠当に集中したエレクトロンビームに曝
すかまたはａ、ｃ、−もしくはｄ、０．−ガ不放電で処
理しエレクトロン照射することによシ、局所的ＫＩ！水
性にすることＫよって解決することができる。

この親本性化処理の効果は１試剤を溶液オ九は懸濁液、
から施すとき、ならびに検出すべき物質を溶ε 液または懸濁液から析出させるとき、いずれもそれらは
親水性ｆヒによシ調製された小さい予め定められた区域
にのみ沈殿されるというととである。

実施例で用いた物質は後掲のｉ！Ｋまとめられている。

第３図に示す選択的析出法のうち１溶液中に存在するす
べての成分の析出で初まる方法（方法箇）を用いた： 適当な平らなターゲットをそれぞれの溶液中に浸漬する
ことにより溶解物質の全部（ム、・・・ムｎ）を表面に
析出させた。続く蒸留水中における濯ぎ操作の過＠（選
択的抽出）で、（ム１）以外の全部の使用化合物を表面
から除く。この抽出１＋は濯ぎ段階の後１混合物（ム、
・・・ムｎ）から表面上に残゛つた唯一の成分（ムυを
特徴的な二次イオン（Ｍｉ＋Ａｇ）”ｔたは（Ｍｌ　＋
＋　Ｂ　）−を介して検出する。

ｔ　試料組成 平面分離技法を二種の有機化合物のＩＩ、Ｏ溶液に関連
して以下に説明する： 試料ム：　二成分１１１液 出発溶液は次の各成分をＨ，Ｏ中にそれぞれｔ５ｘ１ｏ
　　モｂ／ｌ含有ｆＺｓ：メフォパルビクール及びスル
７アニルアギド。

試料Ｂ：　四成分溶液 出発溶液は次の各成分をＨ２Ｏ中にそれぞれα７５Ｘ１
Ｇ　　　モル／を含有する＝７ラニン１フェニルア２二
ンへアデニ７ｔスル７アニルアンド。

２　分離及び検出表［（ターゲット） 分離及び検出表面として厚さα１■、１ｏ×２０露の銀
箔を用いる０分析すべき溶液中に浸漬する前に、銀箔を
３分間１１１０．（２０％）中に浸し次ｉで超音波浴中
で３回、蒸留水で濯いで清浄化及び粗面化をする。

五　試料中の溶解成分ム、・・・＾ｎの適用試料中に溶
解している全成分ム、・・・ムｎの適用は予備処理した
銀箔を溶液中に約２〜Ｓ分間浸漬することＫよって行な
った、液を１６表面に対し絶えず動かす状態に保った６
次いでターゲットを溶液から取抄出し、過剰の溶剤を振
って表面から除去し次ｉでターゲットを空気中で乾燥し
た。所謂１曝らし但し溜がなｉ”ターゲットをその状態
でＢＸＭＢ分析に付した。

屯　選択的抽出 全実施例におｉて選択的抽出は１ｆＩＩ剤として水を用
いて行なった。この０酷のため、溶液中の成分で負荷さ
れたターｒツ゛トを続けてＳ回約１分間超音波浴中の蒸
留水に浸漬した１次いで一−ｒツ゛トを空気中で乾燥し
、その形態で＠曝らし次いで濯いだ”状態の試料とした
。

翫　ｓｘｗａ　　分析 使用した各化合物のａｘｗａスペクトルはそれぞれの予
備試験から知られて−る。特定表面上に存在する化合物
を検出するのにペアレントイオン（Ｍｌ◆ムｇ）＋また
は（Ｍｔ　−ＩＩ　）−を用いた（ｌ！ｌ！参照）。

乾燥ターゲットを約１分間に亘り高速ｒ−ト系を通じ導
入した後５ＷＪＫ示すスペクトルのｗｏｅ図が測定時間
約２分で得られえ、このためには、ターゲットをエネル
イ−３に＠Ｖ、電流書度！×１ｏ−１０ム／（Ｌｌ−の
に１イオンで衝撃した。陽及び陰の二次イオンの質量分
析線四極子質量分析計を用−次いで個々のイオンを検出
するヒとＫより行なった。イ、オン衝撃によるメメーｙ
に対する知られた合計作眉断面積はとの一連ｅ＊＊例に
お−１４ けるすべての化金物に対しほぼ１０　−であった、それ
故概略１ａ！ｌｌｕ／ｍの走査速度に対して、分析され
る化合物の表面濃度における面倒な変化は分析期間中に
起らないことが確かであり九、レコーダーの時間定数は
１／４ａであった。

直結果 ６−１　　二成分試料（第８図） この試料の場合１表面に存在する原溶液からの有機化合
物は二次イオン（ＭＬ　−Ｈ）−を介に次陰イオンスペ
クトルとして検出された。曝らし但し濯いでない試料の
スペクトルは二次イオン（Ｍｌ　−Ｈ）″によってスル
７アエルアンド及びメフオパルビタールを示している。

とれもの化合物の溶液中における元の濃度が同じである
Ｋも拘〆らずａＸＭａスペクトルに観察される二次イオ
ンの強度の相違は１本質的にこれら二つの化合物のイオ
ン生成量が異なることに帰せられる。その他ス゛ベクト
ルは溶剤の不純物と＃！表面とＯＳ互反応によ）形成さ
れ九二次イオンを示している。しかしながらそれらは真
の試料物質の分析には何ら障害とならない。

濯いだ後ては、スル７ア工ルアセＰｏ１１号は殉ど完全
に消失している（＃１８図す図中の矢印参照）けれども
ｔメフオパル虻タールの二次イオン強度は一定に僚友れ
ている。このことはｔスル７アエルアンドが銀と形成し
た表面結合は選択的抽出工程、で破壊されるが、メ７オ
パルビタールの銀表面に対する結合は水によっては破壊
され表いことを意味する。

６−２．四成分試料（第９図） この試料の場合、溶液から表面へ析出され良化合物は紹
−カチオン化分子イオン（Ｍ１＋Ａｇ）”を介し二次陽
イオンスペクトルとして検出された。

曝らし但し濯がない試料の場合、四つの化合物全部（ア
ラニン−アデニン、フェニルアラニン及びスル７アニル
アンド）は直接検出される。この場合も゛ま要具なる強
度は相当する表面錯体の異なるイオン化能要因に帰せら
れる。この試料ａを蒸留水中で濯いだ後には、初めに析
出し九四りの化合物のうち一つだけ即ちアブ二ノだけが
検出されうる。アラニン、７エエルアラニン及びスル７
アエルアンドが銀表面と形成した結合はちＯ中で濯ぐ間
に破壊され、そして相応する物質が表面から除かれる。

濯ぎ工程の過程で少量の塩素が蒸留水から銀の上に析出
する（ムｇｏｄ◆）。

【図面の簡単な説明】

第１図、は数種成分を含有する溶液から成分Ｏが調製さ
れた固体素面上へ選択的に析出する状況を説明する縮図
である。 第２図は溶液から各種成分ム、Ｂ、０がそれぞれ異なっ
て調製された帯域に区分された固体表面上へ選択的に析
出する状況を示す線！である。 第５図は平置分離技法に基づく工程段階を示す線図であ
る。 第４図は本発明方法を実施するための二次イオン質量分
光針（８１Ｍ８）の基本的構造を示す。 第５図は本発明方法を実施するためのレーザー活性化々
クロ質量分析針（ＬＡＭＭム）の基本的構造を示す。 第６図は第５図に示すＬムＭＭム装置の試料ホルダーを
示す側面図である。 第７図は同じ試料ホルダーの平面図である。 第８〜！図は分析実施例で得られ九マススペクトルを示
す。 特許出願人　バイエル・アクチェンｆ４ｔルシャ７トｃ
ｐｓ ａｍｕ　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ａｍｕ察７図 ａｍｕ　　　　、　　、　　　　　ａｍｕ′＄９図 第１頁の続き ０発　明　者　ライマー・ホルム ドイツ連邦共和国デー５０６０ベル ギツシユグラートバツハ２アム カッターバッハ３２ −２９１＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　気体または液体中に存在する成分特に有機化合物成
   分を分析的に検定しｔその際諌標的とする成分を予備分
   離によって富化し次いで質量分析法によって固定する方
   法におい、てへ実質的に平ら表非孔質の固体表面を誼気
   体または液体と接触せしめ、そして該標的成分を気相ま
   たは液相から固体表面上へ直接的にまたは第二次生成物
   の形で単一層の範囲内で好ましくは第−次単一層として
   析出せしめることを特徴とする方法。 ２　固体表面は標的成分を直接的Ｋまたは第二次生成物
   の形で選択的に固定する試剤で調製されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ＆　固体表面社横力・向に各種成分を固定するための各
   種試剤で調製された複数個の帯域に区分されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   方法。 ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 五　富化された成分を固定するため二次イオン質量分析
   針を使用することをｌ￥１１１ｋとする、特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ＆　富化された成分を固定する丸め、７′ｙイト・タイ
   ム分光針を合体させたレーデ−活性化建クロ質量分析器
   を使用することを特徴とする特許請求の範囲第１〜６項
   のいずれかに記載の方法。 ｌ　固体として有機質の担体フィルムを使用することｔ
   及び試剤物質及び／または検出すべき物質を溶液または
   懸濁液から区画された局所に析出させるために骸有機質
   の担体フィルムを篭手ビームまたはガス放電によってレ
   ーザービームと同じ程度の大きさの領域に亘シ局所的Ｋ
   ｌｌ水性ならしめることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項または第６項記載の方法。 ａ　担体フィルムを質量分析針の外側に大気圧下★たは
   不活性ガス雰囲気中に配置すること、及びフィルム上に
   析出した成分をレーザーの７ラツシユによって質量分析
   針中へ１同時にフィルム中に形成された孔を通じて蒸発
   させることを特徴とする特許請求の範囲第６項または第
   ７項記載の方法。 ！　身体中の液を試験するためテスト・ストリップを固
   体として使用することを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜８項のいずれかに記載の方法。・