誘導結合プラズマ-飛行時間型質量分析計(ICP-TOF-MS)を用いた微粒子の高速化学分析

堀越 洸*; 沼 倫加*; 田籠 久也*; 伊藤 聡美; 高橋 宏明*; 平田 岳史*

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2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震に起因する津波により、福島第一原子力発電所(FDNPP)は損傷を受け、放出された放射性セシウムの一部は難溶性のセシウム含有粒子(CsMP)として降着した。数m程度のCsMPはその高い比放射能から分布・動態解析が進んでいる。一方、放出された放射性物質を含む微粒子の中には1mよりも小さな微粒子(超微粒子)が含まれている可能性がある。このような超粒子の環境中における分布や生体内動態を明らかにするには、ナノ粒子の化学組成を統計的に分析可能とする高感度かつ高速な分析手法の開発が不可欠である。そこで本研究では大気圧高温プラズマ(ICP)を用いた質量分析法(ICP-MS法)により、1mよりも小さな超微粒子の高感度かつ高速分析を試みた。ICP-MS法ではナノ粒子は1ms以下の過渡的信号として観測される。この1ms以下という信号時間の長さは四重極質量分析計の質量走査速度に比べて短く、単一ナノ粒子から複数の元素情報を引き出すことは困難である。これに対して飛行時間型質量分析計(TOF)では、質量分析計に取り込んだ元素イオンを網羅的に積算するため、過渡的信号からも多元素同時分析が可能である。本研究では、TOFを組み込んだICP-MS法(ICP-TOF-MS法)のナノ粒子に対する元素分析能の評価を目標とした。対象試料としてFDNPPからおよそ1km圏内に生育するスギとサクラ樹皮から微粒子を回収し、その元素組成分析から起源推定解析を行った。