JP2022048477A - Ion analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料成分由来のイオンを解離させ、プロダクトイオンを生成して分析するイオン分析装置に関する。 The present invention relates to an ion analyzer that dissociates ions derived from sample components to generate and analyze product ions.
高分子化合物であるタンパク質やペプチドの構造解析を行う際には、タンパク質やペプチドを特定の部位で解離させ、その解離によって生成されたイオンからタンパク質やペプチドの部分構造を推定することが有効である。 When analyzing the structure of a protein or peptide that is a polymer compound, it is effective to dissociate the protein or peptide at a specific site and estimate the partial structure of the protein or peptide from the ions generated by the dissociation. ..
特許文献1及び2には、タンパク質やペプチドである試料成分由来のプリカーサイオンにラジカルを照射することによりプロダクトイオンを生成して分析するイオン分析装置が記載されている。このイオン分析装置では、真空排気されたラジカル生成室に原料ガスを導入し、高周波放電により該原料ガスからラジカルを生成する。そして、試料成分由来のプリカーサイオンを捕捉したイオントラップ内に該ラジカルを供給し、該ラジカルを付着させることによってプリカーサイオンを解離させてプロダクトイオンを生成する。特許文献1には、ペプチド由来のプリカーサイオンに対する水素ラジカルの照射により該プリカーサイオンがアミノ酸の結合位置に選択的に付着し、アミノ酸を還元してc系列のプロダクトイオンが生成されることが記載されている。特許文献2には、ペプチド由来のプリカーサイオンに対する酸素ラジカルの照射により該プリカーサイオンがアミノ酸の結合位置に選択的に付着し、アミノ酸を酸化してa系列やy系列のプロダクトイオンが生成されることが記載されている。
特許文献1及び2のイオン分析装置においてラジカルを生成するには、例えば50Wという高出力の高周波電力を供給する必要がある。質量分析装置は、イオンガイドや質量分離部を構成する電極に高周波電力を供給するための高周波電源を備えているが、これらに供給される高周波電力の出力は数W程度である。そのため、特許文献1及び2に記載のイオン分析装置ではラジカルを生成するために高出力の高周波電源を追加で備えなければならない。数十Wあるいはそれ以上の高出力の高周波電源は高価であり、こうした高周波電源を備えるとイオン分析装置が高価になる。
In order to generate radicals in the ion analyzers of
本発明が解決しようとする課題は、従来よりも低コストで試料成分由来のプリカーサイオンを解離させることができるイオン分析技術を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide an ion analysis technique capable of dissociating precursor ions derived from a sample component at a lower cost than before.
上記課題を解決するために成された本発明に係るイオン分析方法は、
所定の温度以上で還元能を有するガス、又は所定の温度以上で酸化能を有するガスである反応ガスをそれら所定の温度以上に加熱し、
試料成分由来のプリカーサイオンを前記所定の温度以上に加熱された反応ガスと反応させることによりプロダクトイオンを生成し、
前記プロダクトイオンを予め決められた物理量に応じて分離し検出する
ものである。
The ion analysis method according to the present invention, which was made to solve the above problems, is
The reaction gas, which is a gas having a reducing ability at a predetermined temperature or higher or a gas having an oxidizing ability at a predetermined temperature or higher, is heated to a predetermined temperature or higher.
Product ions are generated by reacting the precursor ions derived from the sample components with the reaction gas heated to the predetermined temperature or higher.
The product ion is separated and detected according to a predetermined physical quantity.
また、上記課題を解決するために成された本発明の別の態様は、試料成分由来のプリカーサイオンから生成されるプロダクトイオンを分析するイオン分析装置であって、
前記プリカーサイオンが導入される反応室と、
所定の温度以上で還元能を有するガス、又は所定の温度以上で酸化能を有するガスである反応ガスを前記反応室に供給する反応ガス供給部と、
前記反応ガスを加熱する加熱部と、
前記反応室において生成されたプロダクトイオンを予め決められた物理量に応じて分離して検出する分離検出部と
を備える。
Another aspect of the present invention made to solve the above problems is an ion analyzer that analyzes product ions generated from precursor ions derived from sample components.
The reaction chamber into which the precursor ion is introduced and
A reaction gas supply unit that supplies a reaction gas, which is a gas having a reducing ability above a predetermined temperature or a gas having an oxidizing ability above a predetermined temperature, to the reaction chamber.
A heating unit that heats the reaction gas,
It is provided with a separation detection unit that separates and detects product ions generated in the reaction chamber according to a predetermined physical quantity.
本発明では、所定の温度以上で還元能を有するガス、又は所定の温度以上で酸化能を有するガスである反応ガスを使用し、それらを所定の温度以上に加熱することにより試料成分由来のプリカーサイオンを還元又は酸化して解離させる。本発明ではラジカルを生成する必要がないため、高出力の高周波電源を備える従来のイオン分析装置よりも低コストで試料成分由来のプリカーサイオンを解離させることができる。 In the present invention, a reaction gas which is a gas having a reducing ability at a predetermined temperature or higher or a gas having an oxidizing ability at a predetermined temperature or higher is used, and by heating them to a predetermined temperature or higher, a precursor derived from a sample component is used. The ions are reduced or oxidized to dissociate. Since it is not necessary to generate radicals in the present invention, precursor ions derived from sample components can be dissociated at a lower cost than a conventional ion analyzer equipped with a high-power high-frequency power source.
本発明に係るイオン分析方法及びイオン分析装置の一実施例について、以下、図面を参照して説明する。本実施例のイオン分析装置は、試料成分由来のプリカーサイオンを解離させて生成したプロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離し検出する質量分析装置1である。
An embodiment of the ion analysis method and the ion analyzer according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The ion analyzer of this embodiment is a
図1は本実施例の質量分析装置1の概略構成図である。この質量分析装置1は、大別して質量分析装置本体2と制御・処理部5から構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the
質量分析装置本体2は、いわゆる三連四重極型の質量分析装置である。この質量分析装置本体2は、略大気圧であるイオン化室10と真空ポンプ(図示なし)により真空排気された高真空の分析室13との間に、段階的に真空度が高められた第1中間真空室11及び第2中間真空室12を備えた多段差動排気系の構成を有している。イオン化室10と第1中間真空室11は脱溶媒管102を介して連通している。また、第1中間真空室11と第2中間真空室12は、スキマー112の頂部に形成された小孔を介して連通している。
The mass spectrometer
イオン化室10にはESIプローブ101が設置されている。イオンを収束させつつ後段へ輸送するために、第1中間真空室11にはイオンレンズ111が配置されており、また第2中間真空室12にはイオンガイド121が配置されている。
An
分析室13には、上流側(イオン化室10の側)から順に、前段四重極マスフィルタ131、コリジョンセル132、後段四重極マスフィルタ135、及びイオン検出器136が設置されている。コリジョンセル132の内部には四重極イオンガイド133が配置されている。また、コリジョンセル132の内部にはヒータ134が配設されている。ヒータ134には直流電源20が接続されており、該直流電源20からヒータ134に通電することによりコリジョンセル132の内部空間を加熱することができる。
In the
なお、図1には1本のヒータ134のみを図示しているが、複数本のヒータ134を周方向に等間隔に配置することが好ましい。複数本のヒータ134を等間隔に配置することにより、コリジョンセル132の内部を均一に加熱することができる。また、図1に示すように、ヒータ134はイオンの飛行経路の中心軸(イオン光軸C)から離れた位置(例えば四重極イオンガイド133の内部空間よりも外側の位置)に配置することが好ましい。これにより、ヒータ134への衝突によりイオンが消失するのを防止することができる。
Although only one
前段四重極マスフィルタ131と後段四重極マスフィルタ135は、それぞれ、図示しない電源から適宜の直流電圧及び/又は高周波電圧を印加することによりイオンを質量分離するメインロッドに加えて、該メインロッドの前段側及び後段側の電場を調整するためのプリロッド及びポストロッドを有している。
The front
コリジョンセル132にはガス供給部4が接続されている。ガス供給部4は、還元ガスボンベ41、酸化ガスボンベ42、及び不活性ガスボンベ43を有している。また、ガス供給部4は流路切替部44を備えており、該流路切替部44を操作することによっていずれかのボンベからガス導入流路45を介してコリジョンセル132へと択一的にガスを供給することができる。また、ガス導入流路45にはコリジョンセル132に供給するガスの流量を調整するバルブ46が設けられている。本実施例では、還元ガス、酸化ガス、及び不活性ガスを択一的にコリジョンセル132に供給可能な構成としたが、これは本発明に必須ではなく、還元ガスのみ、あるいは酸化ガスのみを供給可能な構成としてもよい。また、還元ガスと不活性ガス、あるいは酸化ガスと不活性ガスを供給可能な構成としてもよい。
A
還元ガスは、500℃以下で還元能を有するものであることが好ましい。酸化ガスについても同様に、500℃以下で酸化能を有するものであることが好ましい。コリジョンセル132の内部に配置される四重極イオンガイド133は多くの場合、ステンレス製であり、コリジョンセル132の内部が500℃を超える温度に加熱されると、四重極イオンガイド133が膨張するなどして変形する場合があり、それによって、コリジョンセル132の内部に所望の電場が形成されなくなる可能性があるためである。
The reducing gas preferably has a reducing ability at 500 ° C. or lower. Similarly, it is preferable that the oxidizing gas has an oxidizing ability at 500 ° C. or lower. The
また、還元ガスは、300℃以下で還元能を有するものであることがより好ましい。酸化ガスについても同様に、300℃以下で酸化能を有するものであることがより好ましい。コリジョンセル132の内部にはプラスチック製の絶縁物が用いられることがあり、コリジョンセル132の内部の加熱温度を300℃以下とすることによりこうした絶縁物の損傷を回避することができる。
Further, it is more preferable that the reducing gas has a reducing ability at 300 ° C. or lower. Similarly, it is more preferable that the oxidizing gas has an oxidizing ability at 300 ° C. or lower. A plastic insulator may be used inside the
制御・処理部5は、質量分析装置本体2の動作を制御するとともに、質量分析装置本体2のイオン検出器136で得られたデータを保存及び解析する機能を有する。制御・処理部5の実体は一般的なパーソナルコンピュータである。記憶部51には、分析条件を記載したメソッドファイルや化合物データベースなどが保存されている。記憶部51には、また、還元ガスボンベ41から供給される還元ガスの種類及び加熱温度、酸化ガスボンベ42から供給される酸化ガスの種類及び加熱温度に関する情報も保存されている。
The control /
還元ガスの加熱温度は、対象のガスが還元能を有する温度である。また、酸化ガスの加熱温度は、対象のガスが酸化能を有する温度である。この温度はガスの種類毎に少なくとも1つ設定されている。例えばギ酸の場合、40℃以上に加熱すると一部の化合物に対して還元能を有するとされている。また、100℃以上に加熱するとより多くの化合物に対して還元能を有するとされている。さらに、160℃以上に加熱すると、さらに多くの化合物に対して還元能を有するとされている(例えば非特許文献1の表4)。還元ガスや酸化ガスの加熱温度は、こうした情報を参照し、試料分子の特性に応じて予め保存しておけばよい。 The heating temperature of the reducing gas is a temperature at which the target gas has a reducing ability. The heating temperature of the oxidizing gas is a temperature at which the target gas has an oxidizing ability. This temperature is set to at least one for each type of gas. For example, formic acid is said to have a reducing ability for some compounds when heated to 40 ° C or higher. In addition, it is said that when heated to 100 ° C. or higher, it has a reducing ability for more compounds. Further, it is said that when heated to 160 ° C. or higher, it has a reducing ability for more compounds (for example, Table 4 of Non-Patent Document 1). The heating temperature of the reducing gas or the oxidizing gas may be stored in advance according to the characteristics of the sample molecule with reference to such information.
制御・処理部5は、また、機能ブロックとして分析条件設定部52、分析制御部53、及び解析処理部54を備えている。これらの機能ブロックは、予めパーソナルコンピュータにインストールされた所定のプログラムを実行することにより具現化される。さらに、制御・処理部5には入力部55と表示部56が接続されている。
The control /
次に、本実施例の質量分析装置1の動作を説明する。試料を分析する際には分析制御部53により各部の動作が制御され、以下の測定動作が行われる。分析制御部53による各部の動作の制御は、記憶部51に保存されているメソッドファイルに記載された分析条件に従って行われる。
Next, the operation of the
試料の分析に先立ち、使用者が分析条件の設定を指示する所定の入力操作を行うと、分析条件設定部52は記憶部51に保存されたメソッドファイルの一覧を表示部56の画面に表示する。予め保存されているメソッドファイルに記載の分析条件をそのまま使用する場合、使用者が選択したメソッドファイルに記載の分析条件がそのまま設定される。また、予め保存されているメソッドファイルに記載の分析条件を一部変更して設定したり、新規に分析条件を設定して新たなメソッドファイルを作成及び保存したりすることもできる。
Prior to the analysis of the sample, when the user performs a predetermined input operation for instructing the setting of the analysis conditions, the analysis
分析条件には、試料由来のプリカーサイオンの解離方法の選択が含まれる。具体的には、還元反応による解離、酸化反応による解離、及び不活性ガスとの衝突による衝突誘起解離のいずれかを選択する。その他の分析条件については従来同様であるため詳細な説明を省略する。以下では、還元ガスボンベ41にギ酸が収容されており、加熱温度として40℃が設定されており、ギ酸ガスを用いた還元反応によってプリカーサイオンを解離させる場合を例に説明する。
Analytical conditions include selection of methods for dissociation of sample-derived precursor ions. Specifically, one of dissociation due to a reduction reaction, dissociation due to an oxidation reaction, and collision-induced dissociation due to collision with an inert gas is selected. Since other analysis conditions are the same as in the past, detailed description thereof will be omitted. In the following, a case where formic acid is contained in a reducing
分析条件の設定後、使用者が分析開始ボタンを押す等の所定の入力操作を行うと、設定された分析条件に従って分析制御部53が各部の動作を制御し試料の分析を開始する。はじめに、質量分析装置本体2の第1中間真空室11、第2中間真空室12、及び分析室13の内部をそれぞれ真空ポンプにより所定の真空度まで排気する。続いて、直流電源20からヒータ134に直流電流を供給し、コリジョンセル132の内部を上記加熱温度(40℃)まで加熱する。コリジョンセル132の内部の温度は図示しないセンサにより計測される。
After setting the analysis conditions, when the user performs a predetermined input operation such as pressing the analysis start button, the
次に、流路切替部44によって還元ガスボンベ41からコリジョンセル132への流路が接続され、バルブ46が開放される。これにより、還元ガスボンベ41からギ酸がコリジョンセル132に供給され、該コリジョンセル132の内部でギ酸が40℃以上に加熱される。
Next, the flow path from the reducing
コリジョンセル132へのギ酸の供給を開始した後、ESIプローブ101に試料を導入してイオンを生成する。これは、試料を直接ESIプローブ101に注入することにより行ってもよく、あるいは試料に含まれる複数種類の成分を液体クロマトグラフ等に注入し、液体クロマトグラフのカラム等で成分分離された後の溶出液をESIプローブ101に送出することにより行ってもよい。
After starting the supply of formic acid to the
イオン化室10で試料成分から生成されたイオンは、イオン化室10と第1中間真空室11の圧力差により該第1中間真空室11に引き込まれ、イオンレンズ111によりイオン光軸C上に収束される。イオン光軸C上に収束されたイオンは、続いて第1中間真空室11と第2中間真空室12の圧力差により該第2中間真空室12に引き込まれ、イオンガイド121によってさらに収束される。その後、分析室13において前段四重極マスフィルタ131により所定の質量電荷比を有するイオンがプリカーサイオンとして選別され、コリジョンセル132に進入する。
The ions generated from the sample components in the
コリジョンセル132に進入した試料成分由来のプリカーサイオンは40℃以上に加熱されたギ酸との反応により還元されて解離し、プロダクトイオンが生成される。プリカーサイオンの解離によって生成されたプロダクトイオンはコリジョンセル132から出射し、後段四重極マスフィルタ135により質量分離されたあとイオン検出器136に入射し検出される。イオン検出器136からの検出信号は、順次、制御・処理部5に送信され、記憶部51に保存される。
The precursor ions derived from the sample components that have entered the
解析処理部54は、この検出信号に基づいてプロダクトイオンスペクトルを作成し、表示部56に表示する。解析処理部54は、このプロダクトイオンスペクトルから得られる情報(質量情報及び強度)に基づく所定の解析処理(記憶部51に保存された化合物データベースに収録されているマススペクトルデータとの照合等)を行うことで、試料成分の構造を推定する。
The
上記は、還元ガスであるギ酸との反応により試料成分由来のプリカーサイオンを解離する場合の一例であるが、酸化ガスとの反応により試料成分由来のプリカーサイオンを解離する場合や、不活性ガスとの衝突により試料成分由来のプリカーサイオンを解離する場合も上記同様の手順で行うことができる。但し、不活性ガスとの衝突により試料成分由来のプリカーサイオンを解離する場合には加熱温度を設定せず、その代わりに衝突エネルギー(コリジョンセル132にプリカーサイオンを進入させる際に該プリカーサイオンを加速するエネルギー)の大きさ等のパラメータを分析条件として設定する。 The above is an example of the case where the precursor ion derived from the sample component is dissociated by the reaction with the reducing gas formic acid, but the case where the precursor ion derived from the sample component is dissociated by the reaction with the oxidizing gas or with the inert gas. When the precursor ion derived from the sample component is dissociated by the collision of the sample components, the same procedure as described above can be performed. However, when the precursor ion derived from the sample component is dissociated by collision with the inert gas, the heating temperature is not set, and instead, the collision energy (accelerates the precursor ion when it enters the collision cell 132). Parameters such as the magnitude of the energy to be used are set as the analysis conditions.
本実施例の質量分析装置1では、上記のように、所定の温度以上で還元能を有するガス(還元ガス)、又は所定の温度以上で酸化能を有するガス(酸化ガス)を使用し、それらを所定の温度以上に加熱することにより試料成分由来のプリカーサイオンを還元又は酸化して解離させる。この質量分析装置ではラジカルを生成する必要がないため、高出力の高周波電源を備える従来のイオン分析装置よりも低コストで試料成分由来のプリカーサイオンを解離させることができる。コリジョンセル132等の反応室を有する従来の質量分析装置の多くは通常、プリカーサイオンを衝突誘起解離させたりプリカーサイオンを冷却したりするための不活性ガス(アルゴン、ヘリウム等)を収容した不活性ガスボンベ43及びガス導入流路45を備え、該不活性ガスをコリジョンセル132等に導入する構成を備えている。本実施例の質量分析装置1は、そうした従来の質量分析装置における不活性ガスのガス導入流路を分岐させて還元ガスや酸化ガスを導入する流路を追加し、還元ガスや酸化ガスを加熱する機構を追加するという、多少の変更を加えるのみで上記実施例の機能を追加することができる。
In the
また、ラジカルを用いて試料成分由来のプリカーサイオンを解離させる質量分析装置では、ラジカル生成室で生成されたラジカル(例えば水素ラジカル)をコリジョンセル132に輸送する配管の壁面やコリジョンセル132の壁面にラジカルが接触すると、ラジカル温度が室温程度にまで低下して該壁面に付着する。そして、壁面に付着したラジカルは、別のラジカルと結合して非ラジカル(例えば水素分子)になり反応性が失われる。これに対し、本実施例の質量分析装置1では、コリジョンセル132の内部で還元ガスや酸化ガスを加熱するため、それらの反応性が失われにくい。また、仮にコリジョンセル132の壁面に接触したり中性ガスと衝突したりしてギ酸分子が冷却された場合でも、ヒータ134に接触することで再加熱され反応性が回復する。そのため、水素ラジカルを用いる場合と異なり、還元反応が起こるまで何度も反応性が取り戻され、プリカーサイオンとの反応効率の向上や反応時間の短縮が期待できる。
Further, in a mass spectrometer that dissociates precursor ions derived from sample components using radicals, radicals generated in a radical generation chamber (for example, hydrogen radicals) are transported to the
上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。上記実施例では、1種類の反応ガス(ギ酸)について1つの加熱温度(40℃)のみが設定される場合を説明したが、反応ガスの種類によっては温度によって還元能や酸化能の大きさが変化する場合がある。例えば、非特許文献1によれば、試料成分の種類によっては、ギ酸の温度に応じて反応の形態が変化するものがあり、異なる複数の温度に加熱したギ酸を用いてプリカーサイオンを解離させることにより、異なる種類のプロダクトイオンを生成し、それらを比較することで、より効率よく構造解析を行うことができる。
The above embodiment is an example and can be appropriately modified according to the gist of the present invention. In the above embodiment, the case where only one heating temperature (40 ° C.) is set for one type of reaction gas (formic acid) has been described, but the magnitude of the reducing ability and the oxidizing ability varies depending on the type of reaction gas. May change. For example, according to
また、上記実施例では、コリジョンセル132の内部に配設したヒータ134への通電によりコリジョンセル132の内部を加熱し、それによって還元ガスや酸化ガスを加熱する構成としたが、反応ガスを加熱するための構成は適宜に変更することができる。例えば、図2に示すように、還元ガスボンベ41(又は酸化ガスボンベ42)からコリジョンセル132に至るガス導入流路45の外周にヒータ47を巻回し、該ガス導入流路45を通過する間に還元ガスや酸化ガスを加熱してコリジョンセル132に導入してもよい。あるいは、図3に示すように、ガス導入流路45に加熱室48を設け、該加熱室48において還元ガスや酸化ガスを加熱するようにしても良い。
Further, in the above embodiment, the inside of the
上記実施例は反応室としてコリジョンセル132を備えた三連四重極型の質量分析装置としたが、反応室としてイオントラップを有する質量分析装置においても上記同様の構成を採ることができる。イオントラップを用いる場合には、例えば、イオントラップにプリカーサイオンを捕捉し、まず、不活性ガスを導入してプリカーサイオンを冷却した後に、所定の温度以上に加熱した還元ガス又は酸化ガスと反応させることができる。
In the above embodiment, a triple quadrupole mass spectrometer equipped with a
上記実施例では液体試料をイオン化するESIプローブ101をイオン化源として用いたが、試料の形態や特性に応じたイオン化源を用いればよい。例えば気体試料を分析する場合には電子イオン化源等のイオン化源を用いることができる。また、生体試料等の固体試料を分析する場合にはマトリックス支援レーザ脱離イオン化源(MALDI源)等のイオン化源を用いることができる。
In the above embodiment, the
さらに、上記実施例はいずれもイオンを質量電荷比に応じて分離し測定する質量分析装置であるが、イオン移動度分析装置にも本発明を適用することができる。イオン移動度分析装置では、例えばイオンを移動度に応じて分離するドリフトチューブを上記反応室として使用し、反応室で生成されたプロダクトイオンを該ドリフトチューブの後段に配置したイオン分離部で分離し検出する。 Further, although all of the above examples are mass spectrometers that separate and measure ions according to the mass-to-charge ratio, the present invention can also be applied to an ion mobility analyzer. In the ion mobility analyzer, for example, a drift tube that separates ions according to the mobility is used as the reaction chamber, and product ions generated in the reaction chamber are separated by an ion separation unit arranged in the subsequent stage of the drift tube. To detect.
図4を参照して、イオン移動度分析装置に本発明を適用した変形例を説明する。変形例のイオン移動度分析装置200は、分析部202と制御・処理部5を備える。制御・処理部5等、上記実施例と共通する構成要素については図1と同じ符号を付して、適宜説明を省略する。
A modification in which the present invention is applied to the ion mobility analyzer will be described with reference to FIG. The modified example
分析部202は、イオン移動度分析室210と質量分析室250に分かれている。イオン移動度分析室210には、ESIプローブ201、イオン輸送部211、シャッターゲート212、及びドリフトチューブ213が配置されている。ドリフトチューブ213の内部には、上記実施例と同様に直流電源20に接続されたヒータ234が配置されている。また、ドリフトチューブ213にはガス供給部4が接続されている。ガス供給部4の構成は上記実施例と同様である。
The
質量分析室250には、直交加速型の飛行時間型質量分析部(TOF-MS部)が配置されている。TOF-MS部は、イオン光軸Cを挟んで対向配置された1対の電極からなる直交加速部251、該直交加速部251から出射するイオンを飛行空間に向かって加速する第2加速部252、飛行空間においてイオンの折り返し軌道を形成するリフレクトロン253、及び折り返し起動を飛行したイオンを検出する検出器254を備えている。
A orthogonal acceleration type time-of-flight mass spectrometric unit (TOF-MS unit) is arranged in the mass
変形例のイオン移動度分析装置200を、本来の用途であるイオン移動度分析のために使用する際には、ガス供給部4の不活性ガスボンベ43から窒素ガス等の不活性ガス(ドリフトガス)を供給し、ドリフトチューブ213内でイオンを加速する所定の電圧を印加する。この測定モードでは、ESIプローブ201で生成されイオン輸送部211により輸送されたイオンが、シャッターゲート212の開放と同時にドリフトチューブ213内に導入される。これらのイオンはドリフトチューブ213内で移動度に応じて分離され、質量分析室250で質量電荷比に応じて分離されて検出される。
When the modified example
変形例のイオン移動度分析装置200は、上記実施例と同様に、試料成分由来のプリカーサイオンからプロダクトイオンを生成して分析するイオン分析装置として用いることもできる。その場合には、ドリフトチューブ213を上記実施例のコリジョンセル132と同様に機能させる。つまり、ガス供給部4から還元ガス(例えばギ酸)ドリフトチューブ213内に供給し、直流電源20からヒータ234に電力を供給して予め決められた温度(例えば40℃)以上に加熱する。これにより、ESIプローブ201で生成されイオン輸送部211により輸送されたイオン(プリカーサイオン)を還元して解離させてプロダクトイオンを生成し、質量分析室250内で質量電荷比に応じて分離し検出することができる。また、ガス供給部4から酸化ガスを供給して予め決められた温度以上に加熱することにより、試料成分由来のプリカーサイオンを酸化して解離させてプロダクトイオンを生成し、質量電荷比に応じて分離し検出することもできる。なお、変形例のイオン移動度分析装置200では質量分離部をTOF-MSとしたが、四重極マスフィルタやイオントラップ等、他の構成のものを用いてもよい。
The
[態様]
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Aspect]
It will be understood by those skilled in the art that the plurality of exemplary embodiments described above are specific examples of the following embodiments.
(第1項)
一態様に係るイオン分析装置は、試料成分由来のプリカーサイオンから生成されるプロダクトイオンを分析するイオン分析装置であって、
前記プリカーサイオンが導入される反応室と、
所定の温度以上で還元能を有するガス、又は所定の温度以上で酸化能を有するガスである反応ガスを前記反応室に供給する反応ガス供給部と、
前記反応ガスを加熱する加熱部と、
前記反応室において生成されたプロダクトイオンを予め決められた物理量に応じて分離して検出する分離検出部と
を備える。
(Section 1)
The ion analyzer according to one embodiment is an ion analyzer that analyzes product ions generated from precursor ions derived from a sample component.
The reaction chamber into which the precursor ion is introduced and
A reaction gas supply unit that supplies a reaction gas, which is a gas having a reducing ability above a predetermined temperature or a gas having an oxidizing ability above a predetermined temperature, to the reaction chamber.
A heating unit that heats the reaction gas,
It is provided with a separation detection unit that separates and detects product ions generated in the reaction chamber according to a predetermined physical quantity.
(第7項)
一態様に係るイオン分析方法は、所定の温度以上で還元能を有するガス、又は所定の温度以上で酸化能を有するガスである反応ガスをそれら所定の温度以上に加熱し、
試料成分由来のプリカーサイオンを前記所定の温度以上に加熱された反応ガスと反応させることによりプロダクトイオンを生成し、
前記プロダクトイオンを予め決められた物理量に応じて分離し検出するものである。
(Section 7)
In the ion analysis method according to one embodiment, a reaction gas, which is a gas having a reducing ability at a predetermined temperature or higher or a gas having an oxidizing ability at a predetermined temperature or higher, is heated to a predetermined temperature or higher.
Product ions are generated by reacting the precursor ions derived from the sample components with the reaction gas heated to the predetermined temperature or higher.
The product ion is separated and detected according to a predetermined physical quantity.
第1項に記載のイオン分析装置及び第7項に記載のイオン分析方法では、所定の温度以上で還元能を有するガス、又は所定の温度以上で酸化能を有するガスである反応ガスを使用し、それらを所定の温度以上に加熱することにより試料成分由来のプリカーサイオンを還元又は酸化して解離させる。本発明ではラジカルを生成する必要がないため、高出力の高周波電源を備える従来のイオン分析装置よりも低コストで試料成分由来のプリカーサイオンを解離させることができる。 In the ion analyzer according to the first item and the ion analysis method according to the seventh item, a reaction gas which is a gas having a reducing ability at a predetermined temperature or higher or a gas having an oxidizing ability at a predetermined temperature or higher is used. By heating them to a predetermined temperature or higher, the precursor ions derived from the sample components are reduced or oxidized and dissociated. Since it is not necessary to generate radicals in the present invention, precursor ions derived from sample components can be dissociated at a lower cost than a conventional ion analyzer equipped with a high-power high-frequency power source.
(第2項)
第1項に記載のイオン分析装置において、
前記反応室がコリジョンセルである。
(Section 2)
In the ion analyzer according to
The reaction chamber is a collision cell.
第2項に記載のイオン分析装置では、コリジョンセルに反応ガスを供給して該コリジョンガスを通過するプリカーサイオンを解離させてプロダクトイオンを生成することができる。 In the ion analyzer according to the second item, a reaction gas can be supplied to the collision cell to dissociate the precursor ions passing through the collision gas to generate product ions.
(第3項)
第1項又は第2項に記載のイオン分析装置において、
前記反応室がイオン移動度分析用のドリフトチューブである。
(Section 3)
In the ion analyzer according to
The reaction chamber is a drift tube for ion mobility analysis.
第3項に記載のイオン分析装置では、イオン移動度分析用のドリフトチューブを反応室として用いる。即ち、イオン移動度分析装置を、試料成分由来のプリカーサイオンからプロダクトイオンを生成して分析する装置として動作させることができる。 In the ion analyzer according to the third item, a drift tube for ion mobility analysis is used as a reaction chamber. That is, the ion mobility analyzer can be operated as a device for generating and analyzing product ions from precursor ions derived from sample components.
(第4項)
第1項から第3項に記載のイオン分析装置において、
前記反応ガスがギ酸である。
(Section 4)
In the ion analyzer according to the first to third paragraphs,
The reaction gas is formic acid.
第4項に記載のイオン分析装置では、反応ガスとして還元性を有するギ酸を用い、40℃程度の比較的低温でプリカーサイオンを解離させることができる。 In the ion analyzer according to the fourth item, formic acid having a reducing property is used as a reaction gas, and precursor ions can be dissociated at a relatively low temperature of about 40 ° C.
(第5項)
第1項から第4項に記載のイオン分析装置において、
さらに、
前記反応室に不活性ガスを導入する不活性ガス供給部と、
前記反応ガスと前記不活性ガスを択一的に前記反応室に供給するように、前記反応ガス供給部及び前記不活性ガス供給部を制御する制御部と
を備える。
(Section 5)
In the ion analyzer according to the first to fourth paragraphs,
Moreover,
An inert gas supply unit that introduces the inert gas into the reaction chamber,
The reaction gas supply unit and the control unit that controls the inert gas supply unit are provided so that the reaction gas and the inert gas are selectively supplied to the reaction chamber.
第5項に記載のイオン分析装置では、試料成分の特性等に応じて、反応ガスを用いたプリカーサイオンの還元又は酸化による解離と、不活性ガスとの衝突による解離を選択又は併用することができる。 In the ion analyzer according to the fifth item, dissociation by reduction or oxidation of precursor ions using a reaction gas and dissociation by collision with an inert gas can be selected or used in combination depending on the characteristics of the sample components and the like. can.
(第6項)
第1項から第5項に記載のイオン分析装置において、
前記所定の温度が500℃以下である。
(Section 6)
In the ion analyzer according to the first to fifth paragraphs,
The predetermined temperature is 500 ° C. or lower.
第6項に記載のイオン分析装置では、反応室内に配置される電極が膨張するなどして変形し、反応室内の内部に所望の電場が形成されなくなる可能性を低減することができる。 In the ion analyzer according to item 6, it is possible to reduce the possibility that the electrode arranged in the reaction chamber is deformed due to expansion or the like and a desired electric field is not formed inside the reaction chamber.
1…質量分析装置
10…イオン化室
101…ESIプローブ
11…第1中間真空室
12…第2中間真空室
121…イオンガイド
13…分析室
131…前段四重極マスフィルタ
132…コリジョンセル
133…四重極イオンガイド
134…ヒータ
135…後段四重極マスフィルタ
136…イオン検出器
2…質量分析装置本体
20…直流電源
4…ガス供給部
41…還元ガスボンベ
42…酸化ガスボンベ
43…不活性ガスボンベ
44…流路切替部
45…ガス導入流路
46…バルブ
47…ヒータ
48…加熱室
5…制御・処理部
51…記憶部
52…分析条件設定部
53…分析制御部
54…解析処理部
55…入力部
56…表示部
200…イオン移動度分析装置
210…イオン移動度分析室
201…ESIプローブ
211…イオン輸送部
212…シャッターゲート
213…ドリフトチューブ
234…ヒータ
250…質量分析室
251…直交加速部
252…第2加速部
253…リフレクトロン
254…検出器
C…イオン光軸
1 ...
Claims (7)
前記プリカーサイオンが導入される反応室と、
所定の温度以上で還元能を有するガス、又は所定の温度以上で酸化能を有するガスである反応ガスを前記反応室に供給する反応ガス供給部と、
前記反応ガスを加熱する加熱部と、
前記反応室において生成されたプロダクトイオンを予め決められた物理量に応じて分離して検出する分離検出部と
を備える、イオン分析装置。 An ion analyzer that analyzes product ions generated from precursor ions derived from sample components.
The reaction chamber into which the precursor ion is introduced and
A reaction gas supply unit that supplies a reaction gas, which is a gas having a reducing ability above a predetermined temperature or a gas having an oxidizing ability above a predetermined temperature, to the reaction chamber.
A heating unit that heats the reaction gas,
An ion analyzer comprising a separation detection unit for separating and detecting product ions generated in the reaction chamber according to a predetermined physical quantity.
前記反応室に不活性ガスを導入する不活性ガス供給部と、
前記反応ガスと前記不活性ガスを択一的に前記反応室に供給するように、前記反応ガス供給部及び前記不活性ガス供給部を制御する制御部と
を備える、請求項1から4のいずれかに記載のイオン分析装置。 Moreover,
An inert gas supply unit that introduces the inert gas into the reaction chamber,
Any of claims 1 to 4, further comprising a reaction gas supply unit and a control unit that controls the inert gas supply unit so that the reaction gas and the inert gas are selectively supplied to the reaction chamber. The ion analyzer described in the gas.
試料成分由来のプリカーサイオンを前記所定の温度以上に加熱された反応ガスと反応させることによりプロダクトイオンを生成し、
前記プロダクトイオンを予め決められた物理量に応じて分離し検出する、イオン分析方法。 The reaction gas, which is a gas having a reducing ability at a predetermined temperature or higher or a gas having an oxidizing ability at a predetermined temperature or higher, is heated to a predetermined temperature or higher.
Product ions are generated by reacting the precursor ions derived from the sample components with the reaction gas heated to the predetermined temperature or higher.
An ion analysis method for separating and detecting product ions according to a predetermined physical quantity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020154311A JP2022048477A (en) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | Ion analyzer |
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2020
- 2020-09-15 JP JP2020154311A patent/JP2022048477A/en active Pending
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