JP2007033388A - Method and apparatus for acquiring information - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique excellent in both sensitivity and reproducibility in an information acquisition method for acquiring the mass numbers of molecules contained in a sample solution. <P>SOLUTION: The information acquisition method for acquiring information on the mass numbers of molecules present in a liquid includes: a first process for discharging the liquid as droplets; a second process for acquiring ions of molecules present in the liquid by receiving the discharged droplets at a liquid pool part, making them flow through an inlet channel, electrostatically spraying them from a sharp-pointed part to form electrically charged finer liquid particulates and by the transpiration of the liquid from liquid particulates; and a third process for acquiring information on the mass numbers of the ions by mass spectrometry. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶液中に存在する分子の質量数及び複数の種類の溶液を混合した際の反応に関する情報を取得するための情報取得方法及び情報取得装置に関する。   The present invention relates to an information acquisition method and an information acquisition apparatus for acquiring information about a reaction when a mass number of molecules present in a solution and a plurality of types of solutions are mixed.

エレクトロスプレーイオン化の原理は、まず試料溶液を高電位が印加されたキャピラリーの先端から静電噴霧させることにより電荷を持った液滴を作り、ついでこの荷電液滴を熱や不活性ガスを用いて脱溶媒することにより試料分子に荷電を移行させてイオン化するというものである。   The principle of electrospray ionization is to first form a charged droplet by electrostatically spraying the sample solution from the tip of a capillary to which a high potential is applied, and then using this heat and inert gas to produce the charged droplet. By removing the solvent, the charge is transferred to the sample molecules and ionized.

このようにしてイオン化した分子は、質量分析装置へと導かれて質量分析に供される。   The molecules ionized in this way are guided to a mass spectrometer and are subjected to mass spectrometry.

エレクトロスプレーイオン化は、低分子化合物から生体高分子までのイオン化法として広く用いられている。   Electrospray ionization is widely used as an ionization method from low molecular weight compounds to biopolymers.

特に、このイオン化法は高い熱をかけたり、高エネルギー粒子を衝突させたりしないため、温和な条件で物質をイオン化できる特徴を持つことから、ペプチド、たんぱく質、核酸などの生体高分子を破壊することなく多価イオンを生成させることができる、などの特徴をもつ。   In particular, this ionization method does not apply high heat and does not collide high-energy particles, so it has the characteristic of ionizing substances under mild conditions, so it destroys biopolymers such as peptides, proteins, and nucleic acids. The feature is that multivalent ions can be generated without any problems.

溶液試料が対象であるので、シリンジポンプを用いて試料溶液を直接導入する際のイオン化法や、液体クロマトグラフィーと組合せたLC/MSやキャピラリー電気泳動と組合せたCE/MSのイオン化法として利用されている。   Since the solution sample is the target, it is used as an ionization method when a sample solution is directly introduced using a syringe pump, or as an ionization method of LC / MS combined with liquid chromatography or CE / MS combined with capillary electrophoresis. ing.

一般的なエレクトロスプレーイオン化には、内径100〜120μm程度の金属製細管又は内径20〜100μmのシリカ製細管が用いられる。   For general electrospray ionization, a metal capillary having an inner diameter of about 100 to 120 μm or a silica capillary having an inner diameter of 20 to 100 μm is used.

試料溶液の流量は内径により異なるが、実用的には100〜10000nl/min.である。   Although the flow rate of the sample solution varies depending on the inner diameter, it is practically 100 to 10,000 nl / min. It is.

1990年代には溶液試料を30〜500nl/min.の極微流量でイオン化できるようにした、ナノ・エレクトロスプレーイオン化用細管(ナノ・エレクトロスプレーイオン化法)が登場した(特許文献1)。   In the 1990s, 30 to 500 nl / min. Nano-electrospray ionization capillaries (nano-electrospray ionization method) that can be ionized at extremely low flow rates have appeared (Patent Document 1).

これは、金属薄膜あるいは導電性高分子薄膜を被覆した内径5〜50μmのガラス製あるいはフューズドシリカ製で、流量30〜3000nl/min.でイオン化することが可能であり、溶液試料量を低減できる長所を有していた。   This is made of glass or fused silica having an inner diameter of 5 to 50 μm coated with a metal thin film or a conductive polymer thin film, and has a flow rate of 30 to 3000 nl / min. It was possible to ionize the solution sample, and the solution sample amount could be reduced.

内径50〜100μmのカラムを用いた流速100〜300nl/min.のナノLCとこのナノ・エレクトロスプレーイオン化法を組合せることにより、極低流量のナノLC/MSを行うことができる。   A flow rate of 100 to 300 nl / min. Using a column with an inner diameter of 50 to 100 μm. By combining this nano-LC with this nano-electrospray ionization method, ultra-low flow nano-LC / MS can be performed.

ナノLCによる試料の分離と濃縮効果により、試料量の低減、高感度化が図られることから、ナノLC/MSは生体内の極微量蛋白質を解析するプロテオミクスなどのバイオテクノロジー分野で広く活躍している(非特許文献1)。   Nano LC / MS is widely used in the biotechnology field such as proteomics for analyzing extremely small amount of protein in the living body, because the sample separation and concentration effect by nano LC can reduce the sample amount and increase the sensitivity. (Non-Patent Document 1).

併せて、流量を低減することにより質量分析装置へのイオンの取り込み効率も改善させることができる。   In addition, by reducing the flow rate, the efficiency of ion incorporation into the mass spectrometer can be improved.

一般にエレクトロスプレーイオン化により生成したイオンの取り込み効率は10−6〜10−10と極めて低いが、試料溶液の流量を低減させることで約10−2に向上させることができる(非特許文献2)。 In general, the uptake efficiency of ions generated by electrospray ionization is extremely low, 10 −6 to 10 −10 , but can be improved to about 10 −2 by reducing the flow rate of the sample solution (Non-patent Document 2).

また、試料の導入方法としては、測定したい試料ごとに容器に入れ、オートサンプラーなどを用いて導入する。   As a sample introduction method, each sample to be measured is placed in a container and introduced using an autosampler or the like.

例えば、複数の試料が混合した際にどのような反応を起こすかを調査するためには、事前に試料を反応させたものを容器に準備し、それの試料導入を行うことで測定を行う。
米国特許第5,788,166号明細書 山田尚之;J. Mass. Spectrom. Soc. Jpn., 2000, 48(3), 187−192 M. Wilm et al.; Anal. Chem. 1996, 68, 1−8
For example, in order to investigate what kind of reaction occurs when a plurality of samples are mixed, a sample obtained by reacting the sample in advance is prepared in a container, and measurement is performed by introducing the sample.
US Pat. No. 5,788,166 Naoyuki Yamada; Mass. Spectrom. Soc. Jpn. , 2000, 48 (3), 187-192 M.M. Wilm et al. Anal. Chem. 1996, 68, 1-8

このようにナノLCによる濃縮効果やイオン取り込み効率の向上によって感度の向上及び必要となる試料量の低減が図られてきたが、従来のキャピラリーポンプを用いた試料導入では再現性が良好とは言えず、極微量の試料を多数分析するには多くの手間と時間を要する。   In this way, the concentration effect by nano LC and the improvement of ion uptake efficiency have improved the sensitivity and the required amount of sample, but it can be said that the reproducibility is good with the sample introduction using the conventional capillary pump. First, it takes a lot of labor and time to analyze a large number of extremely small samples.

また、感度面でも数十nl/min以下の領域で安定した流量を得ることは困難であり、イオンの取り込み効率向上にも限界があった。   Also, in terms of sensitivity, it is difficult to obtain a stable flow rate in the region of several tens of nl / min or less, and there is a limit to the improvement of ion uptake efficiency.

さらに、試料導入においては測定したい試料ごとにあらかじめ容器に入れておく必要があり、複数の種類の試料が混合した際にどのような反応を起こすかを調査するためには、事前に試料を反応させたものを容器に準備する必要があった。   Furthermore, when introducing a sample, it is necessary to put it in a container in advance for each sample to be measured. In order to investigate what kind of reaction occurs when multiple types of samples are mixed, the sample must be reacted in advance. It was necessary to prepare the container in a container.

また、試料量が極微量であるため、試料の汚染や試料調製時の計量誤差の影響も大きいという課題があった。   Further, since the amount of the sample is extremely small, there is a problem that the influence of the measurement error at the time of sample contamination and sample preparation is large.

本発明は前記の課題を解決するもので、極微量の試料を短時間で再現性良く測定でき、また流量を従来の数十分の1である1nl/min.以下とすることで更なる感度向上を実現する手法を提供する。   The present invention solves the above-mentioned problems, and can measure a very small amount of sample in a short time with good reproducibility, and the flow rate is 1 nl / min. A method for further improving sensitivity is provided by the following.

また、複数の試料を汚染や計量誤差の影響が少ない状態で混合し、さらに混合による反応を容易に調査できる手法を提供する。   In addition, a method is provided in which a plurality of samples are mixed with little influence of contamination and measurement error, and the reaction due to the mixing can be easily investigated.

上記の課題を解決するために、本発明は、液体中に存在する分子の質量数に関する情報を得るための情報取得方法であって、前記液体を液滴として吐出させる第一の工程と、当該吐出された液滴を液溜め部に受領し、導入通路を通じて流し、先鋭部から静電噴霧を行うことで、電荷を帯びたさらに微細な液粒とし、前記液粒からの液体の蒸散によって前記液体中に存在した分子のイオンを得る第二の工程と、前記イオンの質量数に関する情報を質量分析法により得る第三の工程と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides an information acquisition method for obtaining information on the mass number of molecules present in a liquid, the first step of discharging the liquid as droplets, The discharged liquid droplets are received by the liquid reservoir, and flowed through the introduction passage, and electrostatic spraying is performed from the sharpened portion to form a finer liquid particle having a charge. A second step of obtaining ions of molecules existing in the liquid; and a third step of obtaining information on the mass number of the ions by mass spectrometry.

また、本発明は、情報取得装置であって、試料溶液を供給するインクジェットノズルと、当該インクジェットノズルから吐出された液滴を受領する液滴溜め部と、当該液滴溜め部の液滴を電圧の印加される部位に導く導入通路と、当該導入通路より電圧の印加される部位に導かれた液滴をさらに微小な液粒にして静電噴霧する先鋭部と、当該液粒に熱を加えるヒーターと、当該液体中に含まれていた分子のイオンを取り込むイオン取り込み口と、当該取り込まれたイオンを質量に基づいて分離する質量分析装置と、を具備することを特徴とする。   The present invention also relates to an information acquisition apparatus, an inkjet nozzle that supplies a sample solution, a droplet reservoir that receives droplets ejected from the inkjet nozzle, and a voltage applied to the droplets in the droplet reservoir. An introduction passage that leads to a portion to which a voltage is applied, a sharp point that electrostatically sprays a droplet guided to a portion to which a voltage is applied from the introduction passage, into a finer liquid droplet, and heat is applied to the liquid droplet It comprises a heater, an ion intake port for taking in ions of molecules contained in the liquid, and a mass spectrometer for separating the taken-in ions based on mass.

このように、イオン源への溶液の供給をインクジェット法のような試料調製時の汚染の影響を受けにくく、かつ定容性に優れた極微量液滴で行い、イオン源においては毛管現象及び静電噴霧により安定した流量でエレクトロスプレーを行うことにより、極微量の試料を短時間で再現性良く測定でき、また流量を従来の数十分の1である1nl/min.以下とできる。   In this way, the supply of the solution to the ion source is performed with a very small amount of droplets that are not easily affected by contamination during sample preparation, such as the ink jet method, and has excellent volumetric capacity. By performing electrospraying at a stable flow rate by electrospraying, a very small amount of sample can be measured in a short time with good reproducibility, and the flow rate is 1 nl / min. The following can be done.

これにより更なる感度向上を実現することができる。   Thereby, further sensitivity improvement can be realized.

また、インクジェット法は高い着弾精度を持つことから、複数の種類の試料液滴を制御することで試料を混合することができ、これにより混合した際に生じる反応を容易に調査できる。   In addition, since the inkjet method has high landing accuracy, the sample can be mixed by controlling a plurality of types of sample droplets, and the reaction that occurs when mixing can be easily investigated.

また、イオン源において溶液輸送の通路に液体クロマトグラフィーとして用いることのできる保持材を設置することで、液体中の成分を分離して測定することができる。   In addition, by installing a holding material that can be used as liquid chromatography in the solution transport passage in the ion source, components in the liquid can be separated and measured.

本発明によれば、試料溶液中に含まれる分子の質量数を得る情報取得方法において、感度に優れ、再現性の良い手法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the information acquisition method which acquires the mass number of the molecule | numerator contained in a sample solution, it is excellent in a sensitivity and the method of good reproducibility is provided.

また、複数の種類の使用溶液の反応を容易に調査できる手法が提供される。   In addition, a method is provided that can easily investigate the reactions of a plurality of types of use solutions.

以下に、本発明をより詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

図3は、本発明の情報取得装置の実施形態を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing an embodiment of the information acquisition apparatus of the present invention.

図3において、10は試料溶液を供給するインクジェットノズル、20は静電噴霧により試料溶液をミスト化して噴出させるエレクトロスプレー、25は質量分析装置のイオン取り込み口、40は質量分析装置本体である。   In FIG. 3, 10 is an inkjet nozzle that supplies a sample solution, 20 is an electrospray that mists the sample solution by electrostatic spraying, 25 is an ion intake port of the mass spectrometer, and 40 is a mass spectrometer body.

インクジェットノズル10から定量の液滴として吐出した試料溶液は、エレクトロスプレー20の上部の液溜め部21に着弾する。   The sample solution discharged from the inkjet nozzle 10 as a fixed amount of droplets lands on the liquid reservoir 21 at the top of the electrospray 20.

着弾した試料溶液は、毛管22によって先端の先鋭部23に送られ、先鋭部23で帯電されてさらに微小な液滴(ミスト)として空中に噴霧される。   The landed sample solution is sent to the sharpened tip 23 by the capillary tube 22, charged by the sharpened portion 23, and sprayed into the air as further fine droplets (mist).

ミストは、空中を浮遊する間に液体が蒸発し、ミスト中に含まれていた分子が帯電した状態となってイオン取り込み口25に入る。   As the mist floats in the air, the liquid evaporates, and the molecules contained in the mist are charged and enter the ion intake port 25.

取り込まれたイオンは、質量分析器40によって分離され検出される。   The captured ions are separated and detected by the mass analyzer 40.

以下、工程別に詳しく説明する。   Hereinafter, it explains in detail according to a process.

はじめに、液体を液滴として吐出させる第一の工程について説明する。   First, the first step of discharging the liquid as droplets will be described.

エレクトロスプレーから、定常的に安定なミストが噴出されるためには、毛管22中を一定の時間、一定の流速で試料溶液を流す必要がある。そのために液溜め部21に一定量の試料溶液を供給する。これは試料溶液の体積が制御された状態で液滴とすることができ、また試料溶液に対してダメージを与えないインクジェット法が最適である。   In order to stably eject a stable mist from the electrospray, it is necessary to flow the sample solution through the capillary 22 at a constant flow rate for a fixed time. For this purpose, a certain amount of sample solution is supplied to the liquid reservoir 21. The ink jet method is optimal because it can be formed into droplets while the volume of the sample solution is controlled and does not damage the sample solution.

インクジェットノズルへの試料溶液供給については、溶液が大量にある場合は溶液供給タンクから行うことができる。   The sample solution supply to the ink jet nozzle can be performed from the solution supply tank when there is a large amount of solution.

溶液が極微量である場合には、毛管現象などにより溶液を採取し、この毛管を溶液供給タンクとして用いることも可能である。   When the amount of the solution is extremely small, it is possible to collect the solution by capillary action or the like and use the capillary as a solution supply tank.

さらに、吐出前に時間を置くことで溶媒の気液界面から溶媒が蒸発し、これにより試料の濃縮効果を得ることもできる。   Furthermore, by allowing time before ejection, the solvent evaporates from the gas-liquid interface of the solvent, thereby obtaining a sample concentration effect.

また、インクジェット法は高い着弾精度を持つことから、複数の種類の試料液滴を制御することで試料を混合することができる。   In addition, since the ink jet method has high landing accuracy, the sample can be mixed by controlling a plurality of types of sample droplets.

これにより混合した際に生じる反応物を容易に調製することができる。   Thereby, the reaction product generated upon mixing can be easily prepared.

次に、該液滴に高電圧を印加して静電噴霧を行うことでさらに微細な液滴とし、前記液滴中に存在する分子のイオンを得る第二の工程について説明する。   Next, a second step of applying a high voltage to the droplet to perform electrostatic spraying to form a finer droplet and obtaining molecular ions present in the droplet will be described.

静電噴霧とは、液滴を帯電させることでクーロン力により10nm程度の非常に微細な液滴へと分散する現象である。   Electrostatic spraying is a phenomenon in which droplets are dispersed into very fine droplets of about 10 nm by Coulomb force.

本発明においては、インクジェットなどにより吐出された液滴に対してこの現象を起こすための構成として、以下のように工夫した。   In the present invention, the following device has been devised as a configuration for causing this phenomenon to occur in droplets ejected by inkjet or the like.

すなわち、吐出された液滴を受領できる液滴溜め部21、及びこの液滴溜め部21に一時的に保持された液体を毛管現象により高電圧の印加される先端の尖鋭部23に順次輸送する導入通路22を持つ構成である。   That is, the droplet reservoir 21 that can receive the ejected droplets, and the liquid temporarily held in the droplet reservoir 21 are sequentially transported to the tip sharpened portion 23 to which a high voltage is applied by capillary action. The configuration has an introduction passage 22.

導入通路22は、液溜め部21の微量の液滴が一定時間一定の流量で流れるように、液滴の体積に応じて管径を細くする。   The introduction passage 22 has a thin tube diameter corresponding to the volume of the droplet so that a small amount of the droplet in the liquid reservoir 21 flows at a constant flow rate for a certain period of time.

本実施形態においては、直径2μm、長さ100μmの毛管とした。   In the present embodiment, the capillary has a diameter of 2 μm and a length of 100 μm.

このとき、毛管の体積は0.4pl程度なので、液滴溜め部21の試料溶液が10pl程度あれば、試料溶液を安定した流量で順次毛管内に導入することができ、一定時間、定常的な毛管流を作ることができる。   At this time, since the volume of the capillary is about 0.4 pl, if the sample solution in the droplet reservoir 21 is about 10 pl, the sample solution can be sequentially introduced into the capillary at a stable flow rate, and is constant for a certain time. Capillary flow can be made.

尖鋭部23の先端では印加された高電圧により静電噴霧現象が起こり、これにより試料溶液は電荷を帯びた微細な液滴となる。   At the tip of the sharpened portion 23, an electrostatic spray phenomenon occurs due to the applied high voltage, whereby the sample solution becomes a charged fine droplet.

さらに、噴霧された液滴中に存在する分子のイオンを得るために熱を加えて余分な溶媒を脱離する熱源を構成要素として持つことで最終的に溶液中のイオンを得ることができる。   Furthermore, in order to obtain molecular ions present in the sprayed droplets, a heat source that desorbs excess solvent by applying heat is provided as a constituent element, whereby ions in the solution can be finally obtained.

また、溶液輸送の通路に液体クロマトグラフィーとして用いることのできる保持材を設置することで、液体中の成分を分離して測定することができる。   Moreover, the component in a liquid can be isolate | separated and measured by installing the holding material which can be used as a liquid chromatography in the channel | path of solution transportation.

例えば、オクタデシルシリル基を直径2μm程度の通路の内壁に化学修飾することで成分の分離効果を得ることができる。   For example, a component separation effect can be obtained by chemically modifying an octadecylsilyl group on the inner wall of a passage having a diameter of about 2 μm.

特に、これは試料の脱塩に対して有効である。   In particular, this is effective for sample desalting.

エレクトロスプレーイオン化は試料溶液中に塩が存在すると、そのイオン化効率が大きく低下するため、脱塩効果を持つこの構成は有効である。   In electrospray ionization, if a salt is present in a sample solution, its ionization efficiency is greatly reduced, so this configuration having a desalting effect is effective.

次に、該イオンの質量数に関する情報を質量分析法により得る第三の工程について説明する。   Next, the third step for obtaining information on the mass number of the ions by mass spectrometry will be described.

上記第二の工程によって得られたイオンは大気圧下に存在する。   The ions obtained by the second step exist under atmospheric pressure.

一般に質量分析法は高真空下でイオンの電磁場における挙動を調べることで行われる。   In general, mass spectrometry is performed by examining the behavior of ions in an electromagnetic field under high vacuum.

そのため、高真空である質量分析装置の中に、例えば、差動排気によって取り込みを行う。   For this reason, the high-vacuum mass spectrometer is loaded by, for example, differential evacuation.

この際に、イオンの取り込み効率を上げるために引き出し電極によりイオンの誘導を行うことが望ましい。   At this time, it is desirable to induce ions by the extraction electrode in order to increase the ion uptake efficiency.

また、一般にイオン化する試料溶液流量が多い場合には分析装置内を汚染しないようスプレーの広がる方向とイオンの取り込み方向を1軸に置かないように設定するが、本発明のイオン源は試料溶液流量が極めて微量であるため、イオンの取り込み効率向上に有効であるようにスプレーの広がる方向とイオンの取り込み方向を1軸に置くことも容易である。   In general, when the flow rate of the sample solution to be ionized is large, the spray spread direction and the ion take-in direction are set so as not to be uniaxial so as not to contaminate the inside of the analyzer. Therefore, it is easy to place the spray spreading direction and the ion uptake direction on one axis so as to be effective for improving the uptake efficiency of ions.

さらに、これに対して四重極レンズなどでイオンを収束させることで、イオン取り込み効率をより向上させることも可能である。   Furthermore, it is possible to further improve the ion uptake efficiency by converging the ions with a quadrupole lens or the like.

このようにして取り込んだイオンは飛行時間型質量分析法、二重収束型質量分析法、四重極型質量分析法、フーリエ変換イオンサイクロトロン型質量分析法などの手法でその質量を計測することができる。   The ions taken in this way can be measured for mass by techniques such as time-of-flight mass spectrometry, double-focusing mass spectrometry, quadrupole mass spectrometry, and Fourier transform ion cyclotron mass spectrometry. it can.

以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

以下に示す具体例は、本発明にかかる最良の実施形態の一例ではあるが、本発明はかかる具体的形態に限定されるものではない。   The specific example shown below is an example of the best embodiment according to the present invention, but the present invention is not limited to such specific form.

(1) インクジェットによる試料供給装置の作製
インクジェットヘッド10、10’(液滴容量:30pl)を用意し、試料液滴を供給できるシステムを作製する。このシステムでは2種類の溶液を同じ位置に一度に吐出することができる(図1)。
(2) インクジェット液滴用エレクトロスプレーイオン源20の作製
厚さ250μmのSi基板を異方性エッチングすることにより四角錐状のくぼみ(底面のサイズ:200μm×200μm、深さ140μm)を掘り込む。反対面には四角錐状の突起(底面のサイズ:200μm×200μm、高さ140μm)を異方性エッチングにより形成する。
(1) Production of Sample Supply Device by Inkjet Inkjet heads 10, 10 ′ (droplet capacity: 30 pl) are prepared, and a system capable of supplying sample droplets is produced. In this system, two types of solutions can be discharged to the same position at once (FIG. 1).
(2) Production of Electrospray Ion Source 20 for Inkjet Droplets An anisotropic etching is performed on a 250 μm thick Si substrate to dig a quadrangular pyramid depression (bottom size: 200 μm × 200 μm, depth 140 μm). On the opposite surface, a quadrangular pyramidal projection (bottom size: 200 μm × 200 μm, height 140 μm) is formed by anisotropic etching.

このくぼみと突起の頂点を結ぶように径2μmの通路を形成する。   A passage having a diameter of 2 μm is formed so as to connect the depression and the apex of the protrusion.

突起側の面には金を蒸着する。また、くぼみはSi基板の酸化によりSiO層を形成し、シランカップリング処理によりODS(オクタデシルシリル)基を形成させる(図2)。
(3) インクジェットによる試料供給装置及びインクジェット液滴用エレクトロスプレーイオン源を備えた質量分析装置の作製
飛行時間型質量分析装置(Waters社製 Q−Tof Ultima API)40に上記(1),(2)に記載のインクジェットによる試料供給装置10,10‘及びインクジェット液滴用エレクトロスプレー20、及びセラミックヒーター30を設置する(図3)。
(4) インクジェットによる試料供給装置及びインクジェット液滴用エレクトロスプレーイオン源を備えた質量分析装置を用いたDNAのハイブリダイゼーションの分析
上記(3)に記載の装置を用いて溶液1(500μM合成オリゴDNA溶液(フナコシ株式会社)12mer : AGC TAG CTA GCT 溶媒:Express Hybハイブリダイゼーション溶液(日本ベクトン・ディッキンソン株式会社))及び溶液2(500μM合成オリゴDNA(フナコシ株式会社)12mer:TCG ATC GAT CGA 溶媒:Express Hybハイブリダイゼーション溶液(日本ベクトン・ディッキンソン株式会社))をそれぞれインクジェットヘッド10、10’に設置し、同時に吐出させる。
Gold is vapor-deposited on the surface on the protrusion side. In addition, the depression forms an SiO 2 layer by oxidation of the Si substrate and forms ODS (octadecylsilyl) groups by silane coupling treatment (FIG. 2).
(3) Manufacture of mass spectrometer equipped with sample supply device by inkjet and electrospray ion source for inkjet droplets Time-of-flight mass spectrometer (Q-Tof Ultimate API manufactured by Waters) 40 is the above (1), (2 The sample supply devices 10 and 10 'by inkjet and the electrospray 20 for inkjet droplets and the ceramic heater 30 are installed (FIG. 3).
(4) Analysis of DNA hybridization using a mass spectrometer equipped with an inkjet sample supply device and an electrospray ion source for inkjet droplets Solution 1 (500 μM synthetic oligo DNA) using the device described in (3) above Solution (Funakoshi Co., Ltd.) 12mer: AGC TAG CTA GCT Solvent: Express Hyb hybridization solution (Nippon Becton Dickinson Co., Ltd.) and Solution 2 (500 μM synthetic oligo DNA (Funakoshi Co., Ltd.) 12mer: TCG ATC GAT CGA Solvent: Express Hyb hybridization solution (Nippon Becton Dickinson Co., Ltd.) is installed on each of the inkjet heads 10 and 10 'and discharged simultaneously.

その結果、DNAがハイブリしたことを示す質量数のピークを得ることができる。   As a result, a mass number peak indicating that the DNA has hybridized can be obtained.

本発明は、複数の種類の試料中に含まれる分子の質量数に関する情報を得るに際して有効に利用できる。   The present invention can be effectively used for obtaining information on the mass number of molecules contained in a plurality of types of samples.

インクジェットを用いた試料溶液の供給システムを示す図である。It is a figure which shows the supply system of the sample solution using an inkjet. インクジェット液滴に対応したエレクトロスプレーイオン源を示す図である。It is a figure which shows the electrospray ion source corresponding to an inkjet droplet. インクジェットによる試料供給及びインクジェット液滴用エレクトロスプレーイオン源を備えた質量分析装置を示す図である。It is a figure which shows the mass spectrometer provided with the sample supply by inkjet and the electrospray ion source for inkjet droplets.

符号の説明Explanation of symbols

10、10’ インクジェットヘッド
20 エレクトロスプレー
21 液溜め部
22 毛管
23 先鋭部
25 イオン取り込み口
30 セラミックヒーター
40 質量分析装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10 'Inkjet head 20 Electrospray 21 Liquid reservoir part 22 Capillary 23 Sharp part 25 Ion intake port 30 Ceramic heater 40 Mass spectrometer

Claims (9)

液体中に存在する分子の質量数に関する情報を得るための情報取得方法であって、
前記液体を液滴として吐出させる第一の工程と、
当該吐出された液滴を液溜め部に受領し、導入通路を通じて流し、先鋭部から静電噴霧を行うことで、電荷を帯びたさらに微細な液粒とし、前記液粒から、液体の蒸散によって前記液体中に存在した分子のイオンを得る第二の工程と、
前記イオンの質量数に関する情報を質量分析法により得る第三の工程と、
を含むことを特徴とする情報取得方法。
An information acquisition method for obtaining information on the mass number of molecules present in a liquid,
A first step of discharging the liquid as droplets;
The discharged liquid droplets are received by the liquid reservoir, flowed through the introduction passage, and electrostatic spraying is performed from the sharpened point to form a finer liquid particle having a charge. From the liquid particle, the liquid is evaporated. A second step of obtaining ions of molecules present in the liquid;
A third step of obtaining information on the mass number of the ions by mass spectrometry;
An information acquisition method comprising:
前記第一の工程が、インクジェットノズルから液滴を吐出させる工程であることを特徴とする請求項1記載の情報取得方法。 The information acquisition method according to claim 1, wherein the first step is a step of discharging droplets from an inkjet nozzle. 前記第二の工程が、前記液粒を加熱する工程を含むことを特徴とする請求項1記載の情報取得方法。 The information acquisition method according to claim 1, wherein the second step includes a step of heating the liquid droplet. 前記第一の工程が、複数のインクジェットノズルから複数の種類の液滴を順次吐出する工程であって、前記第三の工程が、前記各々の液滴に含まれる分子の質量数に関する情報を順次取得する工程であることを特徴とする請求項2記載の情報取得方法。 The first step is a step of sequentially discharging a plurality of types of droplets from a plurality of inkjet nozzles, and the third step is sequentially information on the mass number of molecules contained in each of the droplets. The information acquisition method according to claim 2, wherein the information acquisition method is an acquisition step. 前記第一の工程が複数のインクジェットノズルから任意の複数の種類の液滴を吐出する工程であって、前記第二の工程が前記複数の液滴を混合し反応させる工程を含み、前記第三の工程が前記反応の生成物の質量数に関する情報を取得する工程であることを特徴とする請求項2記載の情報取得方法。 The first step is a step of discharging a plurality of types of droplets from a plurality of inkjet nozzles, and the second step includes a step of mixing and reacting the plurality of droplets, 3. The information acquisition method according to claim 2, wherein the step is a step of acquiring information on the mass number of the product of the reaction. 前記複数の種類の液滴が、DNAを溶解した溶液と、特定の塩基配列を質量情報においてラベル化できる溶液との組合せであり、当該各溶液の反応により生成する分子の質量分析により、前記特定の塩基配列の存在に関する情報を得ることを特徴とする請求項5記載の情報取得方法。 The plurality of types of droplets are a combination of a solution in which DNA is dissolved and a solution capable of labeling a specific base sequence in mass information, and the identification is performed by mass analysis of molecules generated by the reaction of each solution. The information acquisition method according to claim 5, wherein information on the presence of the base sequence is obtained. 前記複数の種類の液滴が、蛋白質の溶解した溶液と、ある特定の蛋白質を質量情報においてラベル化できる溶液との組合せであり、当該各溶液の反応により生成する分子の質量分析により、前記特定の蛋白質の存在に関する情報を得ることを特徴とする請求項5記載の情報取得方法。 The plurality of types of droplets is a combination of a solution in which a protein is dissolved and a solution capable of labeling a specific protein in mass information, and the specific analysis is performed by mass analysis of molecules generated by the reaction of each solution. The information acquisition method according to claim 5, wherein information on the presence of the protein is obtained. 試料溶液を供給するインクジェットノズルと、
当該インクジェットノズルから吐出された液滴を受領する液滴溜め部と、
当該液滴溜め部に受領された液滴を電圧が印加される部位に導く導入通路と、
当該導入通路より電圧の印加される部位に導かれた液滴をさらに微小な液粒にして静電噴霧する先鋭部と、
当該液粒に熱を加えるヒーターと、
当該液体中に含まれていた分子のイオンを取り込むイオン取り込み口と、
当該取り込まれたイオンを質量に基づいて分離する質量分析装置と、
を具備することを特徴とする情報取得装置。
An inkjet nozzle for supplying a sample solution;
A droplet reservoir for receiving droplets ejected from the inkjet nozzle;
An introduction passage for guiding the droplet received in the droplet reservoir to a site to which a voltage is applied;
A sharpened portion for electrostatically spraying the droplet introduced into the site to which the voltage is applied from the introduction passage into a finer liquid particle;
A heater for applying heat to the liquid particles;
An ion intake port for taking in ions of molecules contained in the liquid;
A mass spectrometer for separating the incorporated ions based on mass;
An information acquisition apparatus comprising:
前記導入通路が、液体クロマトグラフィーにより液体中の成分を分離する通路であることを特徴とする請求項8記載の情報取得装置。 9. The information acquisition apparatus according to claim 8, wherein the introduction passage is a passage that separates components in the liquid by liquid chromatography.
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