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イオン移動度質量分析の素晴らしい世界：複雑なサンプルの分析にどのような革命をもたらすのか？
イオン移動度質量分析法 (IMS-MS) は、衝突ガスとの相互作用と質量に基づいて気相イオンを分離する高度な分析化学技術です。複雑なサンプルを扱う際のこの技術の有効性により、プロテオミクスやメタボロミクスなどの分野で高く評価されています。技術の継続的な進歩により、IMS-MS の開発は 1960 年代にまで遡ることができます。一連の革新と改良により、この技術は現在、極めて高い感度と精度を実現しています。
IMS-MS は、その性能により、特に生物医学分野における複雑なサンプルの分析に広く使用され、科学研究をサポートする重要なデータを提供します。
歴史
イオン移動度質量分析の先駆者の一人である Earl W. McDaniel は、1960 年代初頭に低電界イオン移動度ドリフト セルと質量分析計を組み合わせて、この分野を切り開きました。これは、この種のものとしては初めてのことでした。その後、コーエンとそのチームを含む一連の研究者が、1963 年にベル研究所で飛行時間型質量分析法とイオン移動度質量分析法の組み合わせを導入しました。それ以来数十年にわたり、これらの技術はさまざまなサンプルを分析するニーズを満たすために進化し続けてきました。
IMS-MS 技術の発展により、質量分析の応用範囲がさらに拡大し、特にサンプルの多様性が高い場合に比類のない利点が発揮されます。
楽器とテクニック
IMS-MS 装置のコアコンポーネントは、イオン移動度分光計と質量分析計です。サンプルの導入とイオン化プロセスは、機器操作の最初のステップです。さまざまな物質の物理的状態に応じて、さまざまなイオン化技術が使用されます。たとえば、気相サンプルは放射イオン化や光イオン化によく使用され、液相サンプルはエレクトロスプレーイオン化などの技術で処理されます。
イオン移動度分離
イオン移動度分離は IMS-MS の重要な技術であり、このプロセスは流体中の分子の動きに似ています。最も一般的なタイプの 1 つは、ドリフト チューブ イオン移動度分光法 (DTIMS) です。これは、チューブ内のドリフト時間に基づいてイオンを分離します。これらの機器の分離能力により構造分析の精度が向上し、飛行時間型質量分析計 (TOF) と組み合わせて使用されることがよくあります。
イオン移動度質量分析法は、化合物の膜力学を分析できるだけでなく、既知のサンプルの衝突断面積 (CCS) を比較することで分子間の重要な構造情報を取得することもできます。
質量分離
従来の IMS-MS 機器では、通常、質量分離に飛行時間型質量分析計が使用され、これはデータ取得が高速で感度が優れているため広く使用されています。装置のさらなる開発に伴い、より高度な分析ニーズを満たすために、他のタイプの質量分析計（四重極質量分析計やイオントラップ質量分析計など）も IMS と統合されるようになりました。
応用分野
IMS-MS の応用シナリオは、多数の科学研究分野をカバーしています。特に複雑な混合物の分析では、IMS-MS のピーク容量が優れた性能を発揮します。バイオメディカルや化学安全の分野では、IMS-MS 技術は化学兵器、爆発物、その他の危険物質を効果的に検出することができ、タンパク質や薬物の分析に欠かせないツールとなっています。
IMS-MS の技術的進歩により、特に粒子とサイズ異性体の検出と定量分析において新たな研究の展望が開かれ、従来の質量分析技術に比べて比類のない利点が示されました。
ますます複雑化する科学的問題に直面する中、IMS-MS の継続的な革新と応用拡大は、研究室に革命をもたらしただけでなく、世界中の複数の科学研究分野にも影響を与えています。急速に変化する世界において、IMS-MS は分析技術の将来の標準となるのでしょうか?
