質量分析

質量分析の機能

質量分析には、イオン化、分離（フィルタリング）、検出、分析という 4 つの基本的な機能があります。これらの機能は、イオン源、質量分析部、検出器、ソフトウェアというコンポーネントと連携します。液体またはガスクロマトグラフィーといったクロマトグラフィーと組み合わせることで、MS による対象検体の同定と定量の可能性は飛躍的に高まります。

原子と分子は、まずイオン化しないと、質量分析計で加速して検出できません。なぜならば、質量分析計は、それぞれ異なる質量電荷比（m/z）を計算することで、粒子を分離するからです。イオン化手法には、大気圧化学イオン化（APCI）、電子イオン化（EI）、エレクトロスプレーイオン化（ESI）、化学イオン化（CI）誘導結合プラズマ（ICP）イオン化、マトリクス支援レーザー脱離／イオン化（MALDI）などがあります。

分析部は、極性に基づいて荷電イオンを分離・トラップします。質量分析部には、四重極、トリプル四重極、イオントラップ、Orbitrap、フーリエ変換、磁場セクター、飛行時間型（TOF）装置などがあります。分析部はタイプごとに効果が異なります。たとえば、四重極は主に定量研究に使用されますが、イオントラップは定性・構造解析に使用されます。異なる分析部を組み合わせたハイブリッドおよびトライブリッド質量分析計も利用されています。

荷電イオンは、電子倍増管、シンチレーター、ファラデーカップで検出されます。いずれの場合も、検出器はダイオードや光電子増倍管を使って入射イオンが生成する信号を増幅します。

質量分析計は、分析部単体で実行できる分析手法ですが、異なる質量分析部を組み合わせた分析を行うこともできます（ハイブリッドまたはトライブリッド質量分析計）。複数の MS を同時に行う手法は、タンデム質量分析（MS/MS または MS²）と呼ばれます。選択したイオンに対して 2 つ以上の反応ステップを実施するプロセスです。質量分析の最初のステップでは、イオン源で生成されたプリカーサーイオンを選択した後に、フラグメンテーションを誘起します。2 つ目のステップでは、フラグメントイオンを検出・分析します。どのプリカーサーイオンとフラグメントイオンを選択するのか、また各ステップで選択するイオン数は、分析の目的により異なります。

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