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JP2002148157A - 表面分析方法 - Google Patents

表面分析方法

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Publication number
JP2002148157A
JP2002148157A JP2000338491A JP2000338491A JP2002148157A JP 2002148157 A JP2002148157 A JP 2002148157A JP 2000338491 A JP2000338491 A JP 2000338491A JP 2000338491 A JP2000338491 A JP 2000338491A JP 2002148157 A JP2002148157 A JP 2002148157A
Authority
JP
Japan
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sample
matrix
laser
analysis method
ionization
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000338491A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Takeguchi
寛 竹口
Takao Usami
隆生 宇佐美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
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  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】試料の前処理工程が簡略化され、しかも、各種
の表面に付着したブリード物質や汚染物質の分子量およ
び化学構造情報を正確に得ることが出来る、マトリック
ス支援レーザー脱離イオン化−飛行時間質量分析計(M
ALDI−TOF−MS)による表面分析方法を提供す
る。 【解決手段】マトリックス支援レーザー脱離イオン化−
飛行時間質量分析計による表面分析方法において、試料
の表面にマトリックスを真空蒸着した後に紫外線レーザ
ーを照射してイオン化を行って試料表面の化学物質に関
連するマススペクトルを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面分析方法に関
し、詳しくは、マトリックス支援レーザー脱離イオン化
−飛行時間質量分析計(MALDI−TOF−MS)に
よる表面分析方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】飛行時間質量分析計(TOF−MS)
は、イオンを真空の管中で飛行させ、検出器まで到達す
る時間の違いによってイオンをm/z値に応じて分離す
る方式の質量分析計であり、マトリックス支援レーザー
脱離イオン化(MALDI)は、分析物質が直接にイオ
ン化されて分解する等の問題を回避するため、分析物質
に添加した有機マトリックスをイオン化し、それによっ
て分析物質をイオン化する手法である。斯かるMALD
I−TOF−MSによる分析方法は、生体高分子、オリ
ゴマー、ファインケミカルズ等の分野において、有機化
合物に関する分子量および化学構造情報を得るための手
段として利用されている。
【0003】ところで、従来より、上記のMALDI−
TOF−MSの特性を活かした表面の微量成分の分析
は、次の様な試料の前処理工程を経て行われている。す
なわち、先ず、適当な溶剤により試料からブリード物質
や汚染物質を洗い出すか又は抽出した後、回収した洗液
または抽出液を濃縮する方法、ブリード物質や汚染物質
を石英ウール等で拭き取るか又はカッター等で掻き取っ
た後、適当な溶媒に溶解する方法などで試料を準備す
る。次いで、適当量採取した試料にマトリックス溶液を
添加混合した後にレーザー照射用ターゲット(ステンレ
ス)に塗布するか、または、ターゲット表面上で夫々を
混合する。そして、溶剤蒸発後にイオン化室に挿入し、
マトリックス塗布面にN2レーザー337nmを照射し
てMALDI−TOF−MS分析を行う。
【0004】しかしながら、上記の前処理工程において
は、煩雑な操作が必要であり、しかも、基材の高分子材
料の溶出や表面にブリードしていない配合成分の溶出、
使用する溶媒、器具、拭き取り材料などからの汚染など
が起こり、分析すべき表面のブリード物質や汚染物質の
定性や定量が正確に行われないという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、試料の前処理工
程が簡略化され、しかも、各種の表面に付着したブリー
ド物質や汚染物質の分子量および化学構造情報を正確に
得ることが出来る、マトリックス支援レーザー脱離イオ
ン化−飛行時間質量分析計(MALDI−TOF−M
S)による表面分析方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化−飛行時間
質量分析計による表面分析方法において、試料の表面に
マトリックスを真空蒸着した後に紫外線レーザーを照射
してイオン化を行って試料表面の化学物質に関連するマ
ススペクトルを得ることを特徴とする上記の表面分析方
法に存する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の表面分析方法それ自体は、基本的には、従来の
マトリックス支援レーザー脱離イオン化−飛行時間質量
分析計(MALDI−TOF−MS)による表面分析方
法と同じである。
【0008】本発明の特徴は、試料の前処理工程にあ
る。すなわち、本発明においては、試料の表面にマトリ
ックスを真空蒸着する。好ましい態様においては、例え
ば両面テープ等を使用してレーザー照射用ターゲット表
面に試料を貼り付け、当該試料の表面にマトリックスを
真空蒸着する。
【0009】上記のマトリックスとしては、紫外線領域
に吸収を有する有機物質が好適である。斯かるマトリッ
クスの具体例としては、例えば、1,4−ビス(5−フ
ェニルオキサゾル−2イル)ベンゼン(分子量36
4)、1,8,9−トリヒドロキシアントラセン(22
6)、2,4,6−トリヒドロキシアセトフェノン(1
68)、2,5−ジヒドロキシ安息香酸(154)、2
−(4−ヒドロキシフェニルアゾ)安息香酸(24
2)、2−アミノ安息香酸(137)、3−アミノピラ
ジン−2−カルボン酸(123)、3−ヒドロキシピコ
リン酸(139)、4−ヒドロキシ−3−メトキシケイ
皮酸(194)、トランス−インドールアクリル酸(1
87)、2,6−ジヒドロキシアセトフェノン(15
2)、5−メトキシサリチル酸(168)、5−クロロ
サリチル酸(172.6)、9−アントラセンカルボン
酸(222)、インドール酢酸(175)、トランス−
3−ジメトキシ−ヒドロキシケイ皮酸(224)、α−
シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸(189)、1,4−
ジフェニルブタジエン(206)、3,4−ジヒドロキ
シケイ皮酸(180)等が挙げられる。
【0010】真空蒸着は薄膜形成法の一つとして周知で
あり、本発明においては、従来公知の真空蒸着装置を採
用することが出来る。上記マトリックス(蒸発物質)の
加熱手段としては、抵抗加熱、誘導加熱などの公知の手
段を任意に採用することが出来る。真空度は、通常5×
10-6〜5×10-3mmHgの範囲から適宜選択され
る。膜厚は、通常1〜500nm、好ましくは10〜1
00nmとされる。膜厚の測定方法としては、触針法、
多重反射干渉法などの従来公知の任意の方法を採用し得
るが、リアルタイムで測定し得る点で水晶振動子法を利
用するのが好ましい。具体的には、蒸着部に基板(試
料)と同角度で配置された水晶振動子の共振周波数を監
視することにより膜厚(堆積量)を測定する。
【0011】次いで、本発明においては、マトリックス
蒸着面に紫外線レーザーを照射してイオン化を行って試
料表面の化学物質に関連するマススペクトルを得る。本
発明においては、マトリックスとして紫外線領域に吸収
を有する有機物質を使用した場合、レーザー源として
は、N2レーザー337nmが好適に使用される。
【0012】本発明の表面分析は、各種物質の表面に存
在する化学物質の分析に広く使用することが出来るが、
特に、合成樹脂または合成樹脂製品の表面のブリード物
質または汚染物質に関する分子量および化学構造の情報
を得るための手段として有用である。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。以下、諸例において
は、MALDI−TOF−MS計としてN2レーザー3
37nm装着「Finnigan Mat Visio
n 2000」(サーモクエスト社製)を使用した。
【0014】実施例1 試料として、リン系添加剤「Irgafos168」と
光安定剤「Chimassorb944LD」が配合さ
れた厚さ20μmのL−LDPE(直鎖低密度ポリエチ
レン)フィルムを使用した。
【0015】先ず、0.10mmの厚さ表面研磨したレー
ザー照射用ターゲットの表面に両面テープを貼り、その
上に上記の試料フィルムを貼り付け、水晶子膜厚計装着
の真空蒸着装置により、当該フィルムの表面にマトリッ
クスのトリヒドロキシアセトフェノン(THAP)を膜
厚50nmとなる様に蒸着した。次いで、イオン化室に
挿入し、MALDI−TOF−MSスペクトルを測定し
た。その結果、リン系添加剤「Irgafos168」
は殆ど検出されず、「944LD」の構成モノマー(5
99)が検出された。
【0016】実施例2 実施例1において、THAPマトリックスの厚さを50
0nmに変更した以外は、実施例1と同様にしてMAL
DI−TOF−MSスペクトルを測定した。実施例1に
比較し、リン系添加剤「Irgafos168」の分子
量関連イオンが少し検出され、「944LD」の低分子
量の構成モノマーが実施例1と同様に検出された。
【0017】実施例3 実施例1において、THAPマトリックスの厚さを70
0nmに変更した以外は、実施例1と同様にしてMAL
DI−TOF−MSスペクトルを測定した。実施例1及
び2に比較し、リン系添加剤「Irgafos168」
の分子量関連イオンが顕著に検出され、「944LD」
の構成モノマーの検出量が減少した。
【0018】実施例1〜3の表面分析の結果は、試料フ
ィルムの深さ方向の化学物質の存在量の変化を示してい
る。
【0019】
【発明の効果】本発明の表面分析法によれば、簡便な操
作により、有機化合物の構造解析に必要な分子量および
化学構造に関する情報が得られる。特に、高分子材料製
品などでその表面が機能発現または機能低下に関係する
様な場合にその因子を解析する上で有益な情報が得られ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリックス支援レーザー脱離イオン化
    −飛行時間質量分析計による表面分析方法において、試
    料の表面にマトリックスを真空蒸着した後に紫外線レー
    ザーを照射してイオン化を行って試料表面の化学物質に
    関連するマススペクトルを得ることを特徴とする上記の
    表面分析方法。
  2. 【請求項2】 レーザー照射用ターゲット表面に試料を
    貼り付け、当該試料の表面にマトリックスを1〜500
    nmの膜厚で蒸着した後、マトリックス表面に紫外線レ
    ーザーを照射する請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 マトリックスが紫外線領域に吸収を有す
    る有機物質であり、レーザー源がN2レーザー337n
    mである請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 試料表面の化学物質が合成樹脂または合
    成樹脂製品の表面のブリード物質または汚染物質である
    請求項1〜3の何れかに記載の方法。
JP2000338491A 2000-11-07 2000-11-07 表面分析方法 Withdrawn JP2002148157A (ja)

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