第五章 応用検討②（平均分子量の違いの評価）
5.4 補足
PEG600およびPEG2000のTOF-SIMSデータにG-SIMSおよびg-ogramを適用し，分子量 によるフラグメント化特性の違いをもとに，両者の成分を区別できるか調べた。解析には 量範囲m/z 100～1800におけるPEG600 およびPEG2000のリファレンス試料のTOF-SIMS データを用いた。
5.4.1 実験方法
5.4.1.1 TOF-SIMS測定条件
装置はTRIFT V nanoTOF（Ulvac-Phi, Inc., Chigasaki, Japan）を用いた。測定順序は，G-SIMS開 発元のNational Physical Laboratory（Middlesex, UK）の推奨に従ってBi+（0.9 nA），Bi3
+（0.2 nA）と し，500 m×500 mの同一の測定領域からPEG600，PEG2000の各スペクトルデータを取得した。
各測定時のイオンドース量は1.0×1011 ions/cm2とし，いずれの測定時にも中和電子銃は使用しな かった。各試料で，3箇所以上の異なる領域からそれぞれ2種類のスペクトルデータを取得した。
5.4.1.2 G-SIMS，g-ogram解析条件
g-ogram解析用のピークリストは，PEG600とPEG2000のピークリストを統合して作成した。g-ogram 解析用のプログラムは，National Physical LaboratoryにてMatlab（The MathWorks, Inc., Natick, MA）のフォーマットで作成されたものを用いた。
5.4.2 結果と考察
PEG600およびPEG2000のG-SIMS結果をTables 5.1，5.2に示す。なお，g-ogramにおい て，分子イオンまたはより本来の分子構造を保った二次イオンであることを示すgmax の値
（gmaxは各質量でピーク強度が最大になるときのg値）は PEG600で 3.1，PEG2000 で5.0 以上であった。
G-SIMSでは，PEG600とPEG2000とでフラグメント化特性が異なることを示唆する結果
が得られた。PEG600のG-SIMS 結果には主にエチレングリコール骨格からC，H，Oなど の骨格の一部が付加した二次イオンが示されたのに対し，PEG2000 の G-SIMS 結果には主 にエチレングリコール骨格からH（＝1～5）が外れた二次イオンが示された。CやOは，
エチレングリコールの主要骨格である。よって，この結果から，PEG2000 は PEG600 より も分子内結合が強いことが示唆された。
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Table 5.1: Secondary ions consisting of the ethylene glycol backbone (C2H4O)n (n=10-20) with high gmax values and G-SIMS intensities obtained from G-SIMS result for PEG600 [66]. The peaks with the gmax values more than 3.1 were selected according to the g-ogram map.
m/z 438 459 498 504 571 591 592 635 636 658 659 673 674 679 680 703 723 724 746 747 805 811 834 849 877
g
max3.1 3.3 3.2 3.9 3.1 3.6 4.7 3.7 3.5 3.4 4.3 3.4 3.5 3.5 4.1 3.4 3.1 3.8 3.2 3.3 3.9 4.0 3.1 3.7 3.5
G-SIMS 4.6 x 10
-181.5 x 10
-172.1 x 10
-182.6 x 10
-165.2 x 10
-182.4 x 10
-162.4 x 10
-133.7 x 10
-162.1 x 10
-178.3 x 10
-172.5 x 10
-145.5 x 10
-172.4 x 10
-176.0 x 10
-172.4 x 10
-152.4 x 10
-175.4 x 10
-181.6 x 10
-162.4 x 10
-171.2 x 10
-177.7 x 10
-165.7 x 10
-165.3 x 10
-188.7 x 10
-171.0 x 10
-16Identity
(C
2H
4O)
10- 2H
(C
2H
4O)
10+ O + 3H
(C
2H
4O)
11+ C + 2H
(C
2H
4O)
11+ O + 4H
(C
2H
4O)
13- H
(C
2H
4O)
13+ O + 3H
(C
2H
4O)
13+ O + 4H
(C
2H
4O)
14+ O + 3H
(C
2H
4O)
14+ O + 4H
(C
2H
4O)
15- 2H
(C
2H
4O)
15- H
(C
2H
4O)
15+ C + H
(C
2H
4O)
15+ C + 2H
(C
2H
4O)
15+ O + 3H
(C
2H
4O)
15+ O + 4H
(C
2H
4O)
16- H
(C
2H
4O)
16+ O + 3H
(C
2H
4O)
16+ O + 4H
(C
2H
4O)
17- 2H
(C
2H
4O)
17- H
(C
2H
4O)
17+ C + H
(C
2H
4O)
18+ O + 3H
(C
2H
4O)
19- 2H
(C
2H
4O)
19+ C + H
(C
2H
4O)
20- 3H
69
Table 5.2: Secondary ions consisting of the ethylene glycol backbone (C2H4O)n (n=10-20) with high gmax values and G-SIMS intensities obtained from G-SIMS result for PEG2000 [66]. The peaks with the gmax values more than 5.0 were selected according to the g-ogram map.
参考のため， MCRで分離された成分2の主要ピーク（C5H9O2，C6H9O2，C6H11O2）にお けるG-SIMS結果をTable 5.3に示す。PEG600とPEG2000の結果を比較したところ，PEG2000 では，C5H9O2，C6H9O2，C6H11O2といった二次イオンが特徴的な二次イオンとして強調され た。ただし，PEG600では，TOF-SIMSスペクトルでも高強度に検出されたPEG600の分子 イオンピークがG-SIMSでも優先的に強調されたため，C5H9O2，C6H9O2，C6H11O2といった 他のPEG 由来の二次イオンは，PEG600 に特有の二次イオンとして分類されなかったと考 えられる。また，PCAおよびMCRの解析に用いたスペクトルは，低フラグメント化条件下
（Bi3+）で得られたスペクトルであるのに対し，G-SIMS は極低フラグメント化条件で得ら れたスペクトルであるため，MCRで分離されたスペクトルとG-SIMSスペクトルとを直接 関連付けることはできないが，G-SIMSにより，MCRで分離された成分2がPEG由来であ ることがより明らかとなった。
m/z 437 481 482 525 569 613 657 699 701 745 789 831 859 903
g
max8.7 9.3 5.9 8.2 9.0 10.6 12.2 5.4 13.1 9.2 8.9 13.2 6.2 7.0
G-SIMS 7.9 x 10
-051.4 x 10
-041.1 x 10
-065.3 x 10
-051.1 x 10
-043.8 x 10
-041.1 x 10
-031.8 x 10
-061.9 x 10
-039.7 x 10
-057.1 x 10
-051.8 x 10
-033.9 x 10
-068.3 x 10
-06Identity
(C
2H
4O)
10- 3H
(C
2H
4O)
11- 3H
(C
2H
4O)
11- 2H
(C
2H
4O)
12- 3H
(C
2H
4O)
13- 3H
(C
2H
4O)
14- 3H
(C
2H
4O)
15- 3H
(C
2H
4O)
16- 5H
(C
2H
4O)
16- 3H
(C
2H
4O)
17- 3H
(C
2H
4O)
18- 3H
(C
2H
4O)
19- 5H
(C
2H
4O)
19+ O + 7H
(C
2H
4O)
20+ O + 7H
70
Table 5.3: The G-SIMS result for PEG2000 regarding the major peaks of component 2 in MCR (Fig.
5.18 (b)).