日本開發(fā)出新一代質(zhì)量分析法

日經(jīng)BP社2006年2月24日報道 日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所開發(fā)出了通過在試料底板中采用Ge納米點(diǎn)（nano dot），不使用輔助劑即可將高分子量化合物轉(zhuǎn)化成離子，進(jìn)行質(zhì)量分析的技術(shù)“納米點(diǎn)離子化法”，在2006年2月21日～23日在東京BigSight國際會展中心舉辦的國際納米科技綜合展“nano tech 2006”上進(jìn)行了發(fā)表。有望快速而簡便地分析出蛋白質(zhì)等生物物質(zhì)以及限制使用的溴類有害物。

    在蛋白質(zhì)和糖鏈等生物分析和高分子材料分析中，目前普遍采用田中耕一等人獲得諾貝爾化學(xué)獎的“基質(zhì)輔助激光解吸離子化質(zhì)譜法（MALDI-MS）”。過去的測定法由于要把激光直接照射到試料上發(fā)生離子化，因此試料分解后很難進(jìn)行準(zhǔn)確分析。而MALDI-MS可利用輔助劑避免試料分解，因而能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。但輔助劑的調(diào)整花費(fèi)時間，而且在分子量低于1000時會出現(xiàn)由輔助劑造成的干擾峰（interference peak），因此很難對1000以下的分子量進(jìn)行分析。產(chǎn)綜研此次開發(fā)的“納米點(diǎn)離子化法”不需輔助劑，而且能在試料不分解的情況下進(jìn)行離子化。

    Ge納米點(diǎn)是利用分子束外延法（epitaxy method）在單晶硅底板上制作的。由于硅結(jié)晶與Ge結(jié)晶的晶格常數(shù)不一樣，因此會生長出數(shù)十nm的拱狀Ge結(jié)晶。可利用Ge的蒸鍍量和底板溫度，控制點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和分布。據(jù)稱尤其是點(diǎn)的間隔屬于至關(guān)重要的數(shù)據(jù)，因此不能公開。將試料底板放到Ge納米點(diǎn)底板上，涂上試料后進(jìn)行測定。



    在“表面等離子效應(yīng)”的作用下發(fā)生離子化？

    不用輔助劑為何能夠離子化，原因尚不清楚。據(jù)產(chǎn)綜研分析，可能是在Ge點(diǎn)表面發(fā)現(xiàn)的“表面等離子效應(yīng)”促進(jìn)了離子化。所謂表面等離子效應(yīng)就是指與光相互作用的振動方式，由于Ge點(diǎn)達(dá)到了微細(xì)化程度，因此表面積增大了，效應(yīng)可能得到了增強(qiáng)。產(chǎn)綜研今后準(zhǔn)備對其作用機(jī)理進(jìn)行研究。

    產(chǎn)綜研在展示現(xiàn)場公布了在牛血清蛋白的酶解物中應(yīng)用此方法得到了質(zhì)譜數(shù)據(jù)。過去的MALDI-MS法在分子量低于1000時經(jīng)常出現(xiàn)由輔助劑造成的干擾峰，而基于“納米離子化法”得到的質(zhì)譜則顯示出在分子量低于1000時檢測出了由大量肽片段組成的干擾峰。據(jù)悉，由此將能夠更準(zhǔn)確地鑒定蛋白質(zhì)。

    產(chǎn)綜研認(rèn)為需求較高的是RoHS法令限制使用的溴類阻燃劑的鑒定。溴類阻燃劑有10個溴原子的，也有8個溴原子的。根據(jù)RoHS法令規(guī)定，由于沒有替代材料，溴原子數(shù)為10個的阻燃劑不在限制之列。但溴原子數(shù)為10個的阻燃劑中有可能會混入溴原子數(shù)為8個的雜質(zhì)，因此必須測定雜質(zhì)的含量有多少。但MALDI-MS法由于沒有能夠?qū)︿孱愖枞紕┻M(jìn)行離子化的合理輔助劑，因此無法進(jìn)行分析。因而只能在利用氣相色譜儀進(jìn)行分離后，再利用質(zhì)譜儀進(jìn)行測定的方法進(jìn)行分析，需要一個多星期才能得出結(jié)果。對溴類阻燃劑應(yīng)用了此次開發(fā)的“納米點(diǎn)離子化法”，結(jié)果不僅能夠進(jìn)行離子化，而且還在質(zhì)譜中得到了溴化物的干擾峰圖案。況且只需10分鐘不到就能完成測定工作，因而該公司認(rèn)為這將是一種有效的測定手段。