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三重四重極質量分析の秘密兵器：CID が分子検出の感度を向上できる理由
質量分析の分野では、衝突誘起解離（CID）技術がますます注目を集めており、分子検出の感度を向上させる重要なツールとなっています。 CID は衝突活性化解離とも呼ばれ、衝突によって気相中の選択イオンを断片化することができます。このプロセスにより、検出の精度が向上するだけでなく、科学者は分子の構造をより効果的に分析できるようになります。
CID の基本原則
CID 技術は主に電界を利用してイオンを加速し、その運動エネルギーを増加させ、中性ガス分子 (ヘリウム、窒素、アルゴンなど) と衝突させます。この衝突では、運動エネルギーの一部が内部エネルギーに変換され、化学結合が切断され、最終的に小さなフラグメントイオンが形成されます。これらの断片は質量分析によって分析され、構造情報や識別情報が得られます。
固有のフラグメントイオンを検出することで、研究者は同じ質量電荷比を持つ他のイオンの存在下で前駆体イオンの存在を確認でき、バックグラウンドノイズが大幅に減少し、検出限界が向上します。
低エネルギー CID と高エネルギー CID
CID は、低エネルギー CID と高エネルギー CID に分けられます。低エネルギーCIDは通常、1キロ電子ボルト（keV）未満の運動エネルギーで実行されます。この方法は、選択された前駆イオンを解離するのに非常に効果的ですが、生成されるフラグメントの種類は運動エネルギーに大きく影響されます。エネルギーCIDは、より高いエネルギー範囲で動作します。低エネルギー CID では発生しない特定のフラグメントイオンを生成することができます。
トリプル四重極質量分析計の構造
三重四重極質量分析計は、3つの四重極要素で構成されています。最初の四重極（Q1）は質量フィルターとして機能し、予測されたイオンをガス圧が高い2番目の四重極（Q2）に選択的に送ります。高い衝突を促進します。そして断片化。次に、フラグメントはスキャンのために第 3 四重極 (Q3) に加速され、結果として得られる質量スペクトルを分析して構造情報を取得したり、識別したりすることができます。
フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴
低圧環境の ICR セルは、パルス電界を印加することでイオンを励起し、その運動エネルギーを増加させることができます。この技術により、捕捉されたフラグメントイオンをさらに再励起して、多段質量分析計 (MSn) を形成できます。これらの励起イオンの衝突中に生成されるフラグメントを決定することで、分子の構造と特性に関する洞察が得られます。
持続的オフ共鳴励起衝突誘起解離 (SORI-CID) 技術により、低い衝突エネルギーで複数の衝突が可能になり、質量分析データをさらに精緻化できます。
高エネルギー衝突解離技術
高エネルギー衝突解離 (HCD) は、オービトラップ質量分析計専用に設計されています。このプロセスは追加の多重極衝突セルで実行され、生成されたフラグメントは質量分析のために C トラップに戻されます。 HCD という名前は高エネルギーを意味しますが、実際の衝突エネルギーは比較的低く、通常は 100 電子ボルト未満であるため、定量分析のためにラベル付けを導入する際の柔軟性が高まります。
断片化メカニズムの解析
CID では、ホモリティック切断とヘテロリティック切断を含むさまざまな断片化メカニズムがあります。これらの解離プロセスは、効果的な構造情報を提供することで、科学者が複雑な分子の挙動を理解するのに役立ちます。たとえば、隣接していない電荷の開裂により、研究者はさまざまな環境で分子がどのように反応するかを調査することができ、メカニズム科学や材料科学への洞察が得られます。
情報主導の時代において、CID テクノロジーは分子の世界を探索するための新たな窓を開きます。
CID 技術を適切に使用すると、分子検出の感度が向上するだけでなく、科学者が複雑な化学反応における重要な情報を取得するのにも役立ちます。質量分析技術が急速に発展する中、今後 CID をさらに活用して、より感度が高く、より特異的な検出方法を開発するにはどうすればよいでしょうか。
