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低エネルギーおよび高エネルギー CID の謎を探る: これら 2 つの技術は質量分析結果にどのように影響しますか?
質量分析の分野では、衝突誘起解離 (CID) 技術が分子構造解析においてかけがえのないものであることが証明されています。 CID テクノロジーは、選択されたイオンと気相内の中性ガス分子との衝突に依存しており、これによりエネルギー駆動によりこれらの分子がフラグメンテーションされ、さまざまなサイズのフラグメント イオンが生成され、その後さらに分析することができます。
低エネルギー CID と高エネルギー CID の選択は、分析結果の精度と感度に直接影響します。
低エネルギー CID と高エネルギー CID
低エネルギー CID は通常、約 1 キロ電子ボルト (1 keV) 未満のエネルギー範囲で動作します。この技術は、選択した前駆体イオンを断片化する際に非常に効率的ですが、観察される断片化の種類はイオンの運動エネルギーに大きく依存します。エネルギーが増加すると、イオンの内部エネルギーが増加し、直接結合が切れる確率も増加し、異なる構造のフラグメントが生成されます。
比較的言えば、高エネルギー CID (HECID) は通常、より高いエネルギー範囲 (通常は 1 keV ～ 20 keV) で動作します。このエネルギー設定では、炭化水素側鎖を持つ分子で観察される電荷遠距離フラグメンテーションなど、低エネルギー CID では形成できない特定の特殊なフラグメントが生成される可能性があります。
高エネルギー CID は、分子の複雑さを明らかにするだけでなく、前例のない構造解明能力も提供します。
トリプル四重極質量分析計
トリプル四重極質量分析計は、3 つの四重極を含む一般的な質量分析機器です。 「Q1」と呼ばれる最初の四重極は質量フィルターのように機能し、特定のイオンを選択的に輸送し、2 番目の四重極「Q2」に向かって加速します。 Q2 のガス圧力は高く、選択されたイオンが中性ガスと衝突し、CID テクノロジーによって解離します。結果として生じるフラグメント イオンは、3 番目の四重極 Q3 に加速され、そこで質量範囲スキャンが実行されて結果が分析されます。
トリプル四重極で CID を使用する多くの実験では、生成されたフラグメントだけでなく、特定のフラグメントの起源をさらに特定できます。
フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析
フーリエ変換イオン サイクロトロン共鳴質量分析では、パルス電場によってイオンを励起することができます。励起エネルギーが異なると、イオンの運動エネルギーも変化します。ただし、低圧では励起イオンが中性分子と衝突するまでに長時間を要するため、衝突ガスを短時間導入するためにパルスバルブが使用されることが多い。このプロセスでは、持続非共鳴放射衝突誘起解離技術 (SORI-CID) などの特定の実験技術を利用して、質量分析によりより精密なデータを取得することもできます。
高エネルギー衝突解離
高エネルギー衝突解離 (HCD) は、オービトラップ質量分析計でのみ使用される CID 技術であり、キャビティの外側で断片化が発生します。 HCD は実行およびデータ分析において効率的であり、共鳴励起の低質量カットオフの影響を受けないため、レポーター イオンに依存する定量分析に適しています。
HCD テクノロジーは高エネルギー衝撃と呼ばれていますが、実際の衝突エネルギーは通常 100 電子ボルト未満です。
断片化のメカニズム
CID プロセス中には、ホモリティックとヘテロジニアスの 2 つの主な切断メカニズムが存在します。ホモリシスでは各フラグメントが元の結合電子の 1 つを保持しますが、ヘテロリシスでは結合電子が 1 つの生成物のみに残ります。さらに、電荷遠距離フラグメンテーションは、切断された結合が荷電部位の近くにない、より特殊なフラグメンテーション形式であり、質量分析分析においてさらなる重要性を与えます。
これらのユニークな断片化メカニズムを通じて、科学者はより深い分子分析を容易にする豊富な構造情報を得ることができます。
現在、低エネルギーおよび高エネルギー CID テクノロジーの助けを借りて、質量分析法が科学研究に新たな章を開きつつあります。将来的には、これらの技術を通じて、他にどのような未解明の分子構造や化学反応が発見され、理解されるのでしょうか?
