－分析技術－ - 東亞合成株式会社

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1、－分析技術－●液体クロマトグラフ-質量分析装置によるアクリルオリゴマーの分析名古屋研究機構分析研究室　高田じゆん1　緒　　言　液体クロマトグラフィー（LC）やガスクロマトグラフィー（GC）に代表されるクロマトグラフィーは複数成分からなる試料の分離分析に大きな威力を発揮する。一方、質量分析（MS）は高い検出感度と分子構造情報を得る能力を兼ね備えているという他の分析法にはない特長がある。このような利点を持つ2つの分析装置を結びつける、すなわちクロマトグラフの検出器として質量分析装置を用いることで「混合物中の微量成分の分離・同定・定量」が可能に3　イオン化法

2、の原理なる。このような分析装置として分析研究室ではGC-MSを所有しており、揮発性有機化合物や高分子材料からの発生ガス分析な　LC-MSで用いられる主なイオン化法にはESI法とAPCI法の2つ3）どに活用してきた。しかしGC-MSでは難揮発性化合物や高極性がある。化合物の分析は困難であり、測定できる分子量範囲も数百までに　ESI法（electrosprayionization）の原理を図2に示した。ESI法制限されるという欠点がある。これに対して液体クロマトグラフィーでは試料溶液を供給するキャピラリーの先端に数kVの電圧を印の検出器を質量分析装置とした

3、液体クロマトグラフ-質量分析装置加した状態で試料溶液を噴霧する。キャピラリー先端では印加さ（LC-MS）は比較的高極性の化合物の分析を得意としており、且れた電圧により表面が帯電した液滴が形成されるが測定分子はまつ分子量は数万まで測定可能である。このようにLC-MSは広い適だイオン化していない。この液滴は加熱されて溶媒が蒸発していき、用範囲を持っているため分子量数百程度の医薬品からペプチド・それに従って液滴は小さくなる。液滴が小さくなると表面電荷によ1）2）タンパク質にいたるまで様々な化合物の分析に活用されている。る反発力は強くなっていき、溶媒の表面張力

4、より反発力の方が大　分析研究室では2005年にLC-MS装置を導入し、種々の試料へきくなると液滴は一気に微細化されて測定分子がイオン化される。の応用を試みてきた。本稿ではLC-MS装置の原理と特徴、実際ESI法は比較的高極性・高分子化合物に適したソフトなイオン化法の測定例を紹介する。である。また、1つの測定分子に2つ以上の電荷が付加した多価イオンが生成しやすいという特徴がある。2　LC-MSの装置構成　LC-MSの装置構成を図1に示す。液体クロマトグラフにより分離された試料の各成分は溶離液と共にイオン化部に導入される。イオン化部では導入された各成分がイ

5、オン化されて質量分析部へと導かれる。用いられるイオン化法にはESI法とAPCI法の2種類があり、それぞれ得意とする化合物が異なるので測定化合物の性質によって使い分けることが必要である。質量分析部ではイオンがその質量電荷比（m/z）によって分離され、各成分の質量情報を与える。また、質量分析部は2台の質量分析装置が組み込まれたタンデム型と呼ばれる形式であり、プロダクトイオンスキャンやSRMなどのいくつかの測定モードが使用できる。これらについては後述する。　APCI法の原理を図3に示した。分離カラムから出てきた試料溶液はキャピラリーから噴霧されると同時に加熱

6、されて溶媒が除去されるが、この時点ではまだ測定分子はイオン化されていない。キャピラリーの近くには数kVの電圧を印加した針電極がありコロナ放電を起こす。この放電によって針電極のまわりの窒素ガスや水分子、東亞合成グループ研究年報38TREND2006第9号溶媒分子がイオン化される。これらのイオン種と測定分子が反応して測定分子がイオン化される。このイオン化法は大気圧（atomosphericpressure）下で化学イオン化（chemicalionization）を行っているためAPCI法と呼ばれている。APCI法は比較的低極性・低分子化合物に適したイオン化

7、法である。5　LCシステムの特長　分離カラムの充填剤はその粒径が小さいほど分離能は向上する。これは次の2つの理由による。　①体積に対する比表面積が大きくなり、分離に使える充填剤表面のリガンド量が増加する。　②充填率が高くなり、デッドボリュームとなる充填剤間の隙間が少なくなる。　ただし、充填率が上がるためにカラムを使用する時の圧力も高く4　タンデム型質量分析装置での測定法なってしまい、充填剤やLC装置に充分な耐圧性を持たせないと使用することができなくなる。このような制約からカラム充填剤の粒2で述べたように今回導入したLC-MSの質量分析部には2台の径は通

8、常3μmと5μmのものが使用されている。ところが最近四重極型質量分析装置が搭載されている。この