Development of a new direct mass analysis technique for trace liquid organic matter by combining aeromicelle and water matrix assisted laser desorption and ionization mass spectrometry

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05552
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Furutani Hiroshi 大阪大学, 科学機器リノベーション・工作支援センター, 准教授 (40536512)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 豊田 岐聡 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (80283828) ; 間 久直 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70437375)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: エアロミセル / 微粒子 / 単一微粒子質量分析 / ソフトイオン化 / マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析 / 水マトリックス

Outline of Final Research Achievements

When an aqueous solution sample containing a surfactant is sprayed, droplet particles whose surfaces are coated with surfactant molecules are generated and aeromicelles are formed. The surface coating greatly suppresses the volatilization of the solution components contained within, and the droplet particles are maintained in a droplet state even in a vacuum. Using the remained water in the aeromicelle as an assisting matrix for soft laser desorption and ionization, a novel direct liquid organic analysis technique (water matrix-assisted mid-infrared laser desorption/ionization mass spectrometry) has been developed based on a single particle mass spectrometer (ATOFMS).

Free Research Field

地球環境化学・質量分析・分析化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

エアロミセルは表面が界面活性分子によって被覆された液滴（エアロゾル）であるが、その表面被覆のために、真空中においても内包する液体成分の揮発が抑制され液滴状態が保持される。このエアロミセル化技術を活用することで、水溶液試料を液体状態のまま直接に質量分析計に導入でき、また直接に高感度の質量分析ができると期待される。また、本研究ではエアロミセル中の水をレーザー脱離・イオン化の支援マトリックスとして活用することによって、水溶液中の微量有機物質を壊すことなく高感度に直接質量分析できるようにもなり、“水”が関係する物質に関する質量分析の新しい分析法の1つとして活用できると期待される。