MS利用案内

北海道大学農学部 GC-MS & NMR 室は農学部の共同利用施設で、北大全学からの分析依頼を受け付けています。先代から伝承されている自作エミッターによるFD-MSを得意としています。

測定法(イオン化法)の選択


分子量情報を得るイオン化法では、無極性からクロロホルム:メタノール可溶の配糖体程度の極性の化合物にはFD/FIが、それより極性が高く酸素や窒素原子をおおむね3個以上含みメタノール可溶な化合物にはESIが適しています。その境界は厳密ではなく、いずれの要件も満たしていればどのイオン化法でもよくイオン化します。その場合のイオン化のソフト・ハードについては、ソフトなほうから順に
ESI>FD>FAB>APCI>EI
となります。

化合物の性質に合わないイオン化法で測定すると、強度が低下したり、フラグメントイオンが強くなって分子量情報が得られなくなったりします。

フラグメントイオンから構造情報を推定するために測定するEI-MSは、FD-MSで測定できる範囲で、かつ分子量が千程度までの化合物で測定できます。EI-MSで分子イオンピークが得られるかどうかは、分子構造に依ります。

分子量や極性がEI、FDの範疇を超える場合には、北海道大学グローバルファシリティセンター機器分析受託部門のESIにお申込みいただくか、北海道大学オープンファシリティのMALDI-TOFMSをご利用ください。農学部のVoyagerも登録されています。

EI-MSのライブラリ・サーチ

EI-MSは分子イオンおよびフラグメントイオンピーから構造が推定できます。フラグメントイオンの生成は一定の規則に従って起こり、たとえば、水酸基を持つ物では脱水ピーク(分子量-18)、TBDMSなどの保護基を持つ物では脱メチル、脱tBuなどが起きやすく、構造によって分子イオンピークは出ない場合もあります。スペクトルのパターンの再現性が良く、データベースから測定データと類似するデータを検索したりできます。

HR-MS(精密質量測定)で分子式を求める

スペクトルで得られた特定のイオンについて、質量校正物質との同時測定を行うなどして0.1mDaの位まで精密に測定します。この結果と、同位体の正確な質量を使って計算した質量と近い値を持つ組成式をコンピューターで選び出します。この計算に際して含有元素や不飽和度にある範囲を持たせる必要があります。

EI-MSで分子イオンピークが出ない場合でも、妥当なフラグメントイオン(脱tBuなど)があればこのイオンのHR-MSを測定できます。

試料の準備

MSの試料は試料は不純物と溶媒を取り除き、0.1〜1mg程度を、胴径8 x 長さ50mm程度の大きさの小型の試料管に入れて、アルミ箔やパラフィルムではなくキャップをして下さい。試料管には、内線番号とお名前(姓)と試料名を書いたラベルを貼り付けてください。GC-MSは、これに先立ちGLCを測定し、同じ濃度の溶液にしておきます。

  • 測定室に常備してあるカラム以外での測定は、キャピラリーカラムをお持ちいただければ測定可能です。

    よく使われるサンプルチューブ・ダーラム管の例

    実際の測定

    capillary for sample inlet of EI-MSprobe

    EI-MSの直接導入では、試料を「キャピラリ(上左図)」をつけた「プローブ(上右図)」使って、質量分析装置のイオン化室の中へ入れます。キャピラリを装置の中に入れ、イオン化室と同じ減圧状態にするあいだに、溶媒は揮発してしまいます。揮発性の高いサンプルでは、このときに一緒に気化してしまって測定できなくなりますので、直接導入法ではなく、GCからサンプルを導入します。イオン化室で気化したサンプルが、電子流の中を通過するときにイオン化されます。


    emitter for FD/FI-MS emitter for FD/FI-MS

    FD-MSでは、細いワイヤー上にカーボンの結晶を成長させたエミッターの上にサンプルを載せ、これをプローブを使ってを使ってイオン化室の中へ入れます。プローブをイオン化室と同じ減圧状態にするあいだに、溶媒は揮発してしまいます。揮発性の高いサンプルでは、このときに一緒に気化してしまって測定できなくなりますので、GCから気化したサンプルを導入する、FI-MSとします。

    いずれも、直接導入ができるかGCからの導入になるかの境目は沸点600K付近です。お申し込みのときにFDとFIの区別はしなくて結構ですが、文献値やChemDrawの機能で計算された沸点があれば参考にしますので、申込用紙に記入してください。

    申込用紙のダウンロードと記入

    申込書(2014.07.01版) PDFChemDrawExcel

    申込用紙はダウンロードして印刷・ご記入のうえ講座責任者の捺印をお願いします。

    ChemDrawはスタイルシート(cds)、Excelは97-2003テンプレート(xlt)形式です。Excelはそれ以降のバージョンでも開けます。いずれも雛形のファイルで、同名のデータ形式ファイルcdxやxls (xlsx)として開かれ、保存のデフォルトとなります。どの版でもA4用紙いっぱいに印刷してください。ChemDrawとExcelでは余白10mmに設定しています。PDFでは「縮小なし」に設定して印刷してください。フォント、書式はなるべく変えないでください。

    上方の領域の記入例

    申込用紙上
    • 受付番号は、サンプル提出時にシールを貼ってください。
    • お名前にはふりがな、またはアルファベットを振ってください。
    • FD/FIはソフトなイオン化で、分子量情報が得られやすいです。フラグメントイオンから構造の情報を得たいときは、<知りたい情報>らんにその旨記入し、イオン化法を・その他(EI-MS)としてください。推定している構造かどうか知りたいときなどで、イオン化法の選択に迷う場合は<イオン化法>を・おまかせとしていただき、<知りたい情報>、推定構造の欄にたとえば「この保護基が入ったか?」などと具体的に記入してください。
    • 構造既知でスペクトル測定と精密質量測定の両方を同時に申し込まれる場合は、精密質量の「要」に○をつけてください。すでにスペクトルを測定したサンプルで精密質量測定をお申し込みになる場合には、精密質量測定「要」に○をつけてスペクトルを添付してください。お借りしたスペクトルは、精密質量測定結果と一緒にお渡しします。スペクトルの添付がなく精密質量測定だけに○がついている場合、スペクトル測定に引き続き精密質量測定の両方を行います。
    • スペクトル測定のピークテーブル標準で添付します。
    • 精密質量測定のお申し込みで、開裂しやすい部分構造を持っていてM+やMH+が出ない場合に、フラグメントイオンで測定しても良いかどうか、いずれかに○をつけてください。どちらにも○がついていない場合、TBDMS基からの脱tBuなど単純なフラグメンテーションで生じたイオンがあればそれで精密質量測定を行います。
    • FD-MSかFI-MSかは化合物の揮発性によります。お申し込みのときにFDとFIの区別はしなくて結構ですが、文献値やChemDrawの機能で計算された沸点があれば参考にしますので、申込用紙に記入してください。
    • ライブラリ・サーチをご希望の方は、<知りたい情報>らんに記入してください。EIのスペクトル測定と同時に申し込むか、スペクトル・ピークテーブルを提出してください。お借りしたスペクトルとピークテーブルは、ライブラリ・サーチの結果と一緒にお渡しします。

    なかほど

    申込用紙なかほど
    • 試料名は、英数字で10文字以内の略称を与えてください。20110411などの日付はほかの人のサンプルと同じになる可能性が高いので避けてください。
    • 構造式を描く際には保護基などの略号は使わず構造で描いてください。そして、原子と不足水素指標を数えて、分子式と矛盾がないか確認してください。
    • 分子量らんは平均分子量ではなく単同位体質量もしくはその整数値でお願いします。ChemDrawで計算させる場合、Mol.WtでなくExactの値です。
    • 沸点の情報は、サンプルを装置に導入する方法の選択に使っています。文献値やChemDrawでの計算値があれば記入してください。
    • 分子式、分子量、沸点をChemDrawで描いて、Analysysツールで貼り付けていただく場合、見本のように多少はみ出しても結構です。推定構造の真下ではなく、所定の欄に書いてください。
    • 測定希望範囲については、実際に測定する質量範囲は装置の区切りに従っていますが、二量体のできている可能性があるなど上限を大きく測定する必要がある場合には、ご記入ください。また、スペクトル書き出し範囲に希望がありましたらお書きください。装置の測定質量の区切りは、FD-MSでは35〜800, 35〜1600, 35〜3200,35〜6400、EI-MSはこの範囲、もしくは35〜800、35〜1000、35〜1500 です。
    • 結果を紙ではなく、PDFファイルへ出力してメールでの受け取りを希望する場合、要望欄にお書きになり(測定室にゴム印も用意しています)、受け取るアドレスから測定室の福士・高田宛にメールを送ってください。無関係の人にデータが渡ることを防ぐため、書面で提出されたアドレスへはお送りできません。

    下方の伝票部分

    申込用紙下
    • 下の伝票部分もご記入と捺印をお願いします。
    • 受付番号は、サンプル提出時にシールを貼ってください。
    • Excel版では、最初にゼロが表示されている部分に、上方に記入した内容が引き継がれますので、支払い責任者のお名前と捺印をお願いします。

    受付IDの取得と試料・申込用紙の提出から結果の受け取り


    お願い

    農学部GC-MS・NMR測定室(GC-MS & NMR Laboratory, Faculty of Agriculture)で測定したデータを印刷公表される場合は、さしつかえない限り当測定室で測定した旨を付記し、その別刷りを一部測定室に御寄贈くださるようお願いします。