日本ゼオライト学会 刊行物 Publication of Japan Zeolite Association

ISSN: 0918–7774
一般社団法人日本ゼオライト学会 Japan Zeolite Association
〒162-0801 東京都新宿区山吹町358-5 アカデミーセンター Japan Zeolite Association Academy Center, 358-5 Yamabuki-cho, Shinju-ku, Tokyo 162-0801, Japan
Zeolite 39(1): 10-20 (2022)
doi:10.20731/zeoraito.39.1.10

解説解説

レーザー脱離イオン化質量分析法へのゼオライトの利用Application of Zeolite to Laser Desorption Ionization Mass Spectrometry

1東洋大学大学院理工学研究科応用化学専攻Department of Applied Chemistry, Graduate School of Science and Engineering, Toyo University ◇ 〒350–8585 埼玉県川越市鯨井2100

2東洋大学バイオナノエレクトロニクス研究センターBio-Nano Electronics Research Centre, Toyo University ◇ 〒350–8585 埼玉県川越市鯨井2100

3警視庁科学捜査研究所Criminal Investigation Laboratory, Metropolitan Police Department ◇ 〒100–8929 東京都千代田区霞が関2丁目1番1号

4放送大学教養学部Materials, Energy and Environmental Sciences, The Open University of Japan ◇ 〒261–8586 千葉県美浜区若葉2–11

受理日:2021年10月20日Accepted: October 20, 2021
発行日:2022年1月31日Published: January 31, 2022
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質量分析における分子イオン化法の一つとしてマトリクス支援レーザー脱離イオン化法がある。マトリクスと呼ばれる弱有機酸分子や金属・半導体粒子と試料分子との混合結晶を作成し,主に紫外レーザーを照射することで試料分子を壊すことなくソフトにイオン化する手法である。飛行時間型質量分析装置と組み合わせることで分子量による分析が可能になる。この手法は生体高分子など難揮発性分子をイオン化させ気相中に脱離できる優れた能力を持つが,得られるイオンの強度,再現性,低分子量試料への応用などいくつかの課題があった。この解説ではゼオライトをレーザー脱離イオン化法に利用することで上記の問題点が解決できることを示した。光励起の条件やイオン化機構を明らかにし,開発した手法を利用して尿中に含まれる薬物と代謝物の定量分析を行った。さらに指紋中に含まれる薬物と代謝物の測定にも応用した。ゼオライトがレーザー脱離イオン化法に非常に有効に作用することを示した。

Matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry (MALDI MS) is a soft ionization method used to determine the molecular weight of an analyte. MALDI MS enables us to detect nonvolatile compounds, such biopolymer as proteins and peptides, which are difficult to detect by other ionization methods. Some organic acids such as α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA), sinapinic acid (SA), 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHBA), and 2,4,6-trihydroxyacetophenone (THAP) are often used as the matrix. However, these organic matrices dissociate during the desorption/ionization process, thereby limiting the application of MALDI MS to low molecular weight compounds. In addition, the peak intensity of a protonated analyte is sometimes suppressed by an alkali metal ion adducted species. In order to overcome those drawbacks, we have proposed various techniques so far. Especially, we found that zeolites work very effectively on the above problems. In this commentary, we explained how zeolite is effective for laser desorption/ionization mass spectrometry; they enhanced the peak intensity of protonated analyte and suppressed alkaline cation addition peaks. It was also found that analyte can be ionized by adducting alkali metal cations existing on the zeolite surface. Quantitative analysis of drugs and metabolites contained in urine and detecting drugs contained in fingerprints were also presented.

キーワード:ゼオライト;マトリクス支援レーザー脱離イオン化法;質量分析法;薬物;定量分析

Key words: zeolite; matrix-assisted laser desorption/ionization; mass spectrometry; drugs; quantitative analysis

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