日本产综研采用Ge纳米点开发出新一代质量分析法

日本产业技术综合研究所开发出了通过在试料底板中采用Ge纳米点（nanodot），不使用辅助剂即可将高分子量化合物转化成离子，进行质量分析的技术“纳米点离子化法”，在2006年2月21日～23日在东京BigSight国际会展中心举办的国际纳米科技综合展“nanotech2006”上进行了发表。有望快速而简便地分析出蛋白质等生物物质以及限制使用的溴类有害物。

在蛋白质和糖链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获得诺贝尔化学奖的“基质辅助激光解吸离子化质谱法（MALDI-MS）”。过去的测定法由于要把激光直接照射到试料上发生离子化，因此试料分解后很难进行准确分析。而MALDI-MS可利用辅助剂避免试料分解，因而能够进行准确的分析。但辅助剂的调整花费时间，而且在分子量低于1000时会出现由辅助剂造成的干扰峰（interferencepeak），因此很难对1000以下的分子量进行分析。产综研此次开发的“纳米点离子化法”不需辅助剂，而且能在试料不分解的情况下进行离子化。

Ge纳米点是利用分子束外延法（epitaxymethod）在单晶硅底板上制作的。由于硅结晶与Ge结晶的晶格常数不一样，因此会生长出数十nm的拱状Ge结晶（图1、2）。可利用Ge的蒸镀量和底板温度，控制点的结构和分布。据称尤其是点的间隔属于至关重要的数据，因此不能公开。将试料底板放到Ge纳米点底板上（图3），涂上试料后进行测定。

在“表面等离子效应”的作用下发生离子化？

不用辅助剂为何能够离子化，原因尚不清楚。据产综研分析，可能是在Ge点表面发现的“表面等离子效应”促进了离子化。所谓表面等离子效应就是指与光相互作用的振动方式，由于Ge点达到了微细化程度，因此表面积增大了，效应可能得到了增强。产综研今后准备对其作用机理进行研究。

产综研在展示现场公布了在牛血清蛋白的酶解物中应用此方法得到了质谱数据。过去的MALDI-MS法在分子量低于1000时经常出现由辅助剂造成的干扰峰，而基于“纳米离子化法”得到的质谱则显示出在分子量低于1000时检测出了由大量肽片段组成的干扰峰。据悉，由此将能够更准确地鉴定蛋白质。

产综研认为需求较高的是RoHS法令限制使用的溴类阻燃剂的鉴定。溴类阻燃剂有10个溴原子的，也有8个溴原子的。根据RoHS法令规定，由于没有替代材料，溴原子数为10个的阻燃剂不在限制之列。但溴原子数为10个的阻燃剂中有可能会混入溴原子数为8个的杂质，因此必须测定杂质的含量有多少。但MALDI-MS法由于没有能够对溴类阻燃剂进行离子化的合理辅助剂，因此无法进行分析。因而只能在利用气相色谱仪进行分离后，再利用质谱仪进行测定的方法进行分析，需要一个多星期才能得出结果。对溴类阻燃剂应用了此次开发的“纳米点离子化法”，结果不仅能够进行离子化，而且还在质谱中得到了溴化物的干扰峰图案。况且只需10分钟不到就能完成测定工作，因而该公司认为这将是一种有效的测定手段。（记者：藤堂安人）