JP2003315313A - 質量分析法および質量分析装置 - Google Patents
質量分析法および質量分析装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 異性体の識別を実現可能とする新たな質量分
析法およびそれに用いる質量分析装置を提供する。 【解決手段】 イオン源２１で被測定物をイオン化して
ｎ価（ｎは２以上の整数）の正イオンを含む複数の正イ
オンを生成する工程と、上記複数の正イオンから上記ｎ
価の正イオンを分離してターゲットチャンバ２５内のタ
ーゲットに衝突させ、（ｎ−１）価以下の正イオンであ
るフラグメントイオンを生成する工程と、電場２６およ
びイオン検出器２７で上記フラグメントイオンの質量分
析を行う工程とを含む。
析法およびそれに用いる質量分析装置を提供する。 【解決手段】 イオン源２１で被測定物をイオン化して
ｎ価（ｎは２以上の整数）の正イオンを含む複数の正イ
オンを生成する工程と、上記複数の正イオンから上記ｎ
価の正イオンを分離してターゲットチャンバ２５内のタ
ーゲットに衝突させ、（ｎ−１）価以下の正イオンであ
るフラグメントイオンを生成する工程と、電場２６およ
びイオン検出器２７で上記フラグメントイオンの質量分
析を行う工程とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、質量分析法および
質量分析装置に関する。
質量分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】質量分析法は、多くの分析法の中で、物
質を構成する分子の質量を決定できると同時にその物質
の微量分析が可能であるという特徴を有する。質量分析
法では、被測定物を様々なイオン化法を用いてイオン化
し、質量／電荷比（ｍ／ｚ）に基づくスペクトルを測定
することによって、被測定物の分子量や構造を決定す
る。
質を構成する分子の質量を決定できると同時にその物質
の微量分析が可能であるという特徴を有する。質量分析
法では、被測定物を様々なイオン化法を用いてイオン化
し、質量／電荷比（ｍ／ｚ）に基づくスペクトルを測定
することによって、被測定物の分子量や構造を決定す
る。
【０００３】また、質量数が同じ分子でもその組成が異
なる場合には、電子イオン化法（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉ
ｏｎｉｚａｔｉｏｎ）や高速原子衝撃イオン化法(Ｆａ
ｓｔＡｔｏｍ Ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ)などを用い
て、試料分子から解離したフラグメントイオンを測定す
ることによって、その識別が可能である場合が多い。
なる場合には、電子イオン化法（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉ
ｏｎｉｚａｔｉｏｎ）や高速原子衝撃イオン化法(Ｆａ
ｓｔＡｔｏｍ Ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ)などを用い
て、試料分子から解離したフラグメントイオンを測定す
ることによって、その識別が可能である場合が多い。
【０００４】しかしながら、通常用いられているイオン
化法では、組成が同じで構造が異なる異性体の識別およ
び構造決定は困難である場合が多い。一方、化学物質で
は、異性体によって特性が大きく異なるため、異性体の
識別は重要な問題である。たとえばダイオキシンでは、
塩素原子の置換位置によって毒性が大きく異なる。その
ため、質量分析法においても異性体の識別をすることが
望まれるが、異性体の識別および構造決定には、試料分
子を解離させて得られるフラグメントイオンを測定する
ことが必要である。
化法では、組成が同じで構造が異なる異性体の識別およ
び構造決定は困難である場合が多い。一方、化学物質で
は、異性体によって特性が大きく異なるため、異性体の
識別は重要な問題である。たとえばダイオキシンでは、
塩素原子の置換位置によって毒性が大きく異なる。その
ため、質量分析法においても異性体の識別をすることが
望まれるが、異性体の識別および構造決定には、試料分
子を解離させて得られるフラグメントイオンを測定する
ことが必要である。
【０００５】異性体の識別が可能な方法としては、衝突
活性化解離(Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｌｌｙ Ａｃｔｉｖ
ａｔｅｄ Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ:ＣＡＤ)法や、表
面誘起解離(Ｓｕｒｆａｃｅ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｉｓ
ｓｏｃｉａｔｉｏｎ:ＳＩＤ)法を用いる質量分析法が挙
げられる。ＣＡＤ法では、生成したイオンを希ガス等の
ターゲットと衝突させて励起解離させ、解離生成したイ
オンの質量スペクトルを測定することによって、一部の
分子についてはその異性体の識別が可能である。また、
ＳＩＤ法では、生成したイオンを固体表面と衝突させて
励起解離させ、解離生成したイオンの質量スペクトルを
測定している。これらの衝突解離方法では、いずれも、
元のイオンよりもエネルギーの高い状態に励起すること
によって試料分子を解離させている。
活性化解離(Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｌｌｙ Ａｃｔｉｖ
ａｔｅｄ Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ:ＣＡＤ)法や、表
面誘起解離(Ｓｕｒｆａｃｅ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｉｓ
ｓｏｃｉａｔｉｏｎ:ＳＩＤ)法を用いる質量分析法が挙
げられる。ＣＡＤ法では、生成したイオンを希ガス等の
ターゲットと衝突させて励起解離させ、解離生成したイ
オンの質量スペクトルを測定することによって、一部の
分子についてはその異性体の識別が可能である。また、
ＳＩＤ法では、生成したイオンを固体表面と衝突させて
励起解離させ、解離生成したイオンの質量スペクトルを
測定している。これらの衝突解離方法では、いずれも、
元のイオンよりもエネルギーの高い状態に励起すること
によって試料分子を解離させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の励起方法では、励起状態における内部エネルギー分
布が広いために、さまざまな解離機構で解離が生じるこ
とになる。その結果、質量分析において、さまざまな解
離機構で解離したフラグメントイオンを測定することに
なるため、それらのスペクトルが重なって異性体の識別
が困難になる。
来の励起方法では、励起状態における内部エネルギー分
布が広いために、さまざまな解離機構で解離が生じるこ
とになる。その結果、質量分析において、さまざまな解
離機構で解離したフラグメントイオンを測定することに
なるため、それらのスペクトルが重なって異性体の識別
が困難になる。
【０００７】このような状況に鑑み、本発明は、異性体
の識別および分析を実現可能とする新たな質量分析法、
およびそれに用いる質量分析装置を提供することを目的
とする。
の識別および分析を実現可能とする新たな質量分析法、
およびそれに用いる質量分析装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の質量分析法は、（ｉ）被測定物をイオン化
してｎ価（ｎは２以上の整数）の正イオンを含む複数の
正イオンを生成する工程と、（ii）前記複数の正イオン
から前記ｎ価の正イオンを分離してターゲットに衝突さ
せ、（ｎ−１）価以下の正イオンであるフラグメントイ
オンを生成する工程と、（iii）前記フラグメントイオ
ンの質量分析を行う工程とを含むことを特徴とする。こ
の質量分析法によれば、内部エネルギーが狭い特定の励
起状態から解離したフラグメントイオンを生成できるた
め、被測定物の構造に敏感な質量分析が可能になる。ま
た、この方法ではイオンの分析を行うため、微量試料の
分析と定量が可能であるという質量分析の利点を維持し
ている。
め、本発明の質量分析法は、（ｉ）被測定物をイオン化
してｎ価（ｎは２以上の整数）の正イオンを含む複数の
正イオンを生成する工程と、（ii）前記複数の正イオン
から前記ｎ価の正イオンを分離してターゲットに衝突さ
せ、（ｎ−１）価以下の正イオンであるフラグメントイ
オンを生成する工程と、（iii）前記フラグメントイオ
ンの質量分析を行う工程とを含むことを特徴とする。こ
の質量分析法によれば、内部エネルギーが狭い特定の励
起状態から解離したフラグメントイオンを生成できるた
め、被測定物の構造に敏感な質量分析が可能になる。ま
た、この方法ではイオンの分析を行うため、微量試料の
分析と定量が可能であるという質量分析の利点を維持し
ている。
【０００９】上記質量分析法では、前記ｎが３以上の整
数であり、前記（ii）の工程は、（ii−１）前記複数の
正イオンから前記ｎ価の正イオンを分離してターゲット
に衝突させ、（ｎ−１）価以下の正イオンを生成する工
程と、（ii−２）前記（ｎ−１）価以下の正イオンをタ
ーゲットに衝突させて（ｎ−２）価以下の正イオンであ
るフラグメントイオンを生成する工程とを含んでもよ
い。この構成によれば、ＭＳ／ＭＳ／ＭＳ法による質量
分析を行うことができる。
数であり、前記（ii）の工程は、（ii−１）前記複数の
正イオンから前記ｎ価の正イオンを分離してターゲット
に衝突させ、（ｎ−１）価以下の正イオンを生成する工
程と、（ii−２）前記（ｎ−１）価以下の正イオンをタ
ーゲットに衝突させて（ｎ−２）価以下の正イオンであ
るフラグメントイオンを生成する工程とを含んでもよ
い。この構成によれば、ＭＳ／ＭＳ／ＭＳ法による質量
分析を行うことができる。
【００１０】上記質量分析法では、前記ターゲットが、
アルカリ金属の蒸気であることが好ましい。
アルカリ金属の蒸気であることが好ましい。
【００１１】また、本発明の質量分析装置は、被測定物
をイオン化してｎ価（ｎは２以上の整数）の正イオンを
含む複数の正イオンを生成するためのイオン化手段と、
前記複数の正イオンから前記ｎ価の正イオンを質量分離
するための分離手段と、質量分離された前記ｎ価の正イ
オンを衝突させることによって、（ｎ−１）価以下の正
イオンであるフラグメントイオンを生成するための電子
移動反応発生手段と、前記フラグメントイオンの質量分
析を行うための分析手段とを備えることを特徴とする。
この質量分析装置によれば、本発明の質量分析法を容易
に実施できる。
をイオン化してｎ価（ｎは２以上の整数）の正イオンを
含む複数の正イオンを生成するためのイオン化手段と、
前記複数の正イオンから前記ｎ価の正イオンを質量分離
するための分離手段と、質量分離された前記ｎ価の正イ
オンを衝突させることによって、（ｎ−１）価以下の正
イオンであるフラグメントイオンを生成するための電子
移動反応発生手段と、前記フラグメントイオンの質量分
析を行うための分析手段とを備えることを特徴とする。
この質量分析装置によれば、本発明の質量分析法を容易
に実施できる。
【００１２】上記質量分析装置では、前記電子移動反応
発生手段がアルカリ金属の蒸気であることが好ましい。
発生手段がアルカリ金属の蒸気であることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１４】（実施形態１）実施形態１では、本発明の
質量分析法について説明する。実施形態１の質量分析法
では、まず、被測定物をイオン化してｎ価（ｎは２以上
の整数）の正イオンを含む複数の正イオンを生成する
（工程（ｉ））。すなわち、被測定物のイオン化は、２
価以上の多価イオンが含まれるように行う。生成する多
価イオンの価数に特に限定はないが、たとえば２価、３
価、４価といった価数の正イオンを生成する。被測定物
を正イオンにする方法としては、多価イオンを生成する
ために質量分析法で一般的に用いられているイオン化法
を用いることができる。具体的には、たとえば、電子イ
オン化法（ＥＩ）、化学イオン化法（ＣＩ）、高速原子
衝撃法（ＦＡＢ）、大気圧化学イオン化法（ＡＰＣ
Ｉ）、マトリックス支援レーザーイオン化法（ＭＡＬＤ
Ｉ）や、エレクトロスプレーイオン化法（ＥＳＩ）など
を用いることができる。
質量分析法について説明する。実施形態１の質量分析法
では、まず、被測定物をイオン化してｎ価（ｎは２以上
の整数）の正イオンを含む複数の正イオンを生成する
（工程（ｉ））。すなわち、被測定物のイオン化は、２
価以上の多価イオンが含まれるように行う。生成する多
価イオンの価数に特に限定はないが、たとえば２価、３
価、４価といった価数の正イオンを生成する。被測定物
を正イオンにする方法としては、多価イオンを生成する
ために質量分析法で一般的に用いられているイオン化法
を用いることができる。具体的には、たとえば、電子イ
オン化法（ＥＩ）、化学イオン化法（ＣＩ）、高速原子
衝撃法（ＦＡＢ）、大気圧化学イオン化法（ＡＰＣ
Ｉ）、マトリックス支援レーザーイオン化法（ＭＡＬＤ
Ｉ）や、エレクトロスプレーイオン化法（ＥＳＩ）など
を用いることができる。
【００１５】次に、得られた複数の正イオンからｎ価
（ｎは２以上の整数）の正イオンを分離してターゲット
に衝突させ、（ｎ−１）価以下の正イオンであるフラグ
メントイオンを生成する（工程（ii））。工程（ii）で
は、生成された複数の正イオンから１つのイオン（親イ
オン）を質量分離し、これをターゲットに衝突させる。
なお、質量分離するイオンは、任意に選択することが可
能であり、測定する親イオンを変えることによって、被
測定物に関するより多くの知見が得られる。
（ｎは２以上の整数）の正イオンを分離してターゲット
に衝突させ、（ｎ−１）価以下の正イオンであるフラグ
メントイオンを生成する（工程（ii））。工程（ii）で
は、生成された複数の正イオンから１つのイオン（親イ
オン）を質量分離し、これをターゲットに衝突させる。
なお、質量分離するイオンは、任意に選択することが可
能であり、測定する親イオンを変えることによって、被
測定物に関するより多くの知見が得られる。
【００１６】工程（ii）で行われる質量分離は、質量分
析法において一般的に使用されている分離装置を用いて
行うことができ、たとえば、磁場型（Ｓｅｃｔｏｒ Ｔ
ｙｐｅ）の分離装置、四重極型（Ｑｕａｄｒｕｐｏｌ
ｅ）の分離装置、イオントラップ型（Ｉｏｎ Ｔｒａ
ｐ）の分離装置、飛行時間型（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉ
ｇｈｔ）の分離装置、フーリエ変換イオンサイクロトロ
ン型（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｉｏｎ
Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）の分離装置
を用いて行うことができる。
析法において一般的に使用されている分離装置を用いて
行うことができ、たとえば、磁場型（Ｓｅｃｔｏｒ Ｔ
ｙｐｅ）の分離装置、四重極型（Ｑｕａｄｒｕｐｏｌ
ｅ）の分離装置、イオントラップ型（Ｉｏｎ Ｔｒａ
ｐ）の分離装置、飛行時間型（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉ
ｇｈｔ）の分離装置、フーリエ変換イオンサイクロトロ
ン型（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｉｏｎ
Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）の分離装置
を用いて行うことができる。
【００１７】工程（ii）で用いられるターゲットには、
衝突した多価イオンと電子移動反応を起こしてより価数
が低い正イオンを生成させるターゲットを用いる。たと
えば、イオン化エネルギーが低く且つ電子雲の広がりが
大きいアルカリ金属（たとえば、Ｆｒ、Ｃｓ、Ｒｂ、
Ｋ、Ｎａ、Ｌｉなど）の蒸気は、近共鳴電子移動が効率
よく起こりやすいため、ターゲットとして好ましい。な
お、多価イオンのイオン化エネルギーは通常かなり高い
ため、アルカリ金属の蒸気以外のターゲットも可能であ
ると考えられる。
衝突した多価イオンと電子移動反応を起こしてより価数
が低い正イオンを生成させるターゲットを用いる。たと
えば、イオン化エネルギーが低く且つ電子雲の広がりが
大きいアルカリ金属（たとえば、Ｆｒ、Ｃｓ、Ｒｂ、
Ｋ、Ｎａ、Ｌｉなど）の蒸気は、近共鳴電子移動が効率
よく起こりやすいため、ターゲットとして好ましい。な
お、多価イオンのイオン化エネルギーは通常かなり高い
ため、アルカリ金属の蒸気以外のターゲットも可能であ
ると考えられる。
【００１８】次に、工程（ii）で生成されたフラグメン
トイオンの質量分析を行う（工程（iii））。フラグメ
ントイオンの質量分析は、従来の質量分析法で用いられ
ている方法を適用できる。具体的には、質量分離装置と
イオン検出器とを備える質量分析装置で質量分析を行う
ことができる。以上の方法では、ＭＳ／ＭＳ法に相当す
る質量分析を行うことができる。このとき、親イオンと
フラグメントイオンの電荷が異なっている。質量分離
は、質量／電荷比（ｍ／ｚ）の値に基づいて行われるた
め、この点を考慮して分析結果を解析する必要がある。
トイオンの質量分析を行う（工程（iii））。フラグメ
ントイオンの質量分析は、従来の質量分析法で用いられ
ている方法を適用できる。具体的には、質量分離装置と
イオン検出器とを備える質量分析装置で質量分析を行う
ことができる。以上の方法では、ＭＳ／ＭＳ法に相当す
る質量分析を行うことができる。このとき、親イオンと
フラグメントイオンの電荷が異なっている。質量分離
は、質量／電荷比（ｍ／ｚ）の値に基づいて行われるた
め、この点を考慮して分析結果を解析する必要がある。
【００１９】なお、多価イオンの価数ｎが３以上である
場合には、ターゲットへの衝突を複数回行ってもよい。
すなわち、工程（ii）として、工程（ｉ）で生成された
複数の正イオンからｎ価（ｎは２以上の整数）の正イオ
ンを分離してターゲットに衝突させ、（ｎ−１）価以下
の正イオンを生成する工程（工程（ii−１））と、生成
された（ｎ−１）価以下の正イオンをターゲットに衝突
させて（ｎ−２）価以下の正イオンであるフラグメント
イオンを生成する工程（工程（ii−２））とを行っても
よい。この場合には、ＭＳ／ＭＳ／ＭＳ法に相当する質
量分析を行うことができる。なお、ターゲットへの衝突
とフラグメントイオンの分離とは３回以上繰り返しても
よい。このように、本発明によればＭＳn法に相当する
質量分析を行うことができる。
場合には、ターゲットへの衝突を複数回行ってもよい。
すなわち、工程（ii）として、工程（ｉ）で生成された
複数の正イオンからｎ価（ｎは２以上の整数）の正イオ
ンを分離してターゲットに衝突させ、（ｎ−１）価以下
の正イオンを生成する工程（工程（ii−１））と、生成
された（ｎ−１）価以下の正イオンをターゲットに衝突
させて（ｎ−２）価以下の正イオンであるフラグメント
イオンを生成する工程（工程（ii−２））とを行っても
よい。この場合には、ＭＳ／ＭＳ／ＭＳ法に相当する質
量分析を行うことができる。なお、ターゲットへの衝突
とフラグメントイオンの分離とは３回以上繰り返しても
よい。このように、本発明によればＭＳn法に相当する
質量分析を行うことができる。
【００２０】以下、本発明の質量分析法の原理について
説明する。多価イオンは、価数の低いイオンよりもイオ
ン化エネルギー分だけエネルギーが高い。本発明では、
ｎ価の多価イオン（親イオン）をターゲットに衝突さ
せ、電子移動反応などによって脱励起し、価数の低い正
イオンを生成させる。このとき生成された価数の低い正
イオンは、元の多価イオンよりもエネルギー状態が低く
なるが、生成した価数のイオンとしては励起状態となる
ことが多い。このため、生成された価数の低いイオンは
解離してフラグメントイオンが生成される。
説明する。多価イオンは、価数の低いイオンよりもイオ
ン化エネルギー分だけエネルギーが高い。本発明では、
ｎ価の多価イオン（親イオン）をターゲットに衝突さ
せ、電子移動反応などによって脱励起し、価数の低い正
イオンを生成させる。このとき生成された価数の低い正
イオンは、元の多価イオンよりもエネルギー状態が低く
なるが、生成した価数のイオンとしては励起状態となる
ことが多い。このため、生成された価数の低いイオンは
解離してフラグメントイオンが生成される。
【００２１】本発明における分子の解離機構と、従来の
質量分析法における分子の解離機構とを図１に模式的に
示す。なお、図１は模式図であり、実際の分析における
分子の解離とは異なる場合がある。図１においてＡおよ
びＢは、それぞれ原子団を意味し、ＡＢは、ＡおよびＢ
が結合して形成された分子を意味する。従来のＳＩＤ法
やＣＡＤ法などでは、ＡＢ+イオンをそれぞれ経路１２
や経路１５で励起することによって試料分子の解離が行
われていた。しかしながら、この場合には、励起状態に
おける内部エネルギー分布１４または１６（図１のハッ
チングで示す部分）が広いため、さまざまな解離機構で
解離が生じることになる。一方、本発明の方法では、Ａ
Ｂ2+イオンなどの多価イオンをより価数の低い正イオン
に移行させることによって解離を生じさせている。この
場合、価数の低い正イオンの励起状態は、エネルギー分
布１３（図１のハッチングで示す部分）のように狭いこ
とが多く、特定の解離を生じさせることが可能となる。
その結果、本発明の方法では、異性体の識別能を高くす
ることが可能となる。
質量分析法における分子の解離機構とを図１に模式的に
示す。なお、図１は模式図であり、実際の分析における
分子の解離とは異なる場合がある。図１においてＡおよ
びＢは、それぞれ原子団を意味し、ＡＢは、ＡおよびＢ
が結合して形成された分子を意味する。従来のＳＩＤ法
やＣＡＤ法などでは、ＡＢ+イオンをそれぞれ経路１２
や経路１５で励起することによって試料分子の解離が行
われていた。しかしながら、この場合には、励起状態に
おける内部エネルギー分布１４または１６（図１のハッ
チングで示す部分）が広いため、さまざまな解離機構で
解離が生じることになる。一方、本発明の方法では、Ａ
Ｂ2+イオンなどの多価イオンをより価数の低い正イオン
に移行させることによって解離を生じさせている。この
場合、価数の低い正イオンの励起状態は、エネルギー分
布１３（図１のハッチングで示す部分）のように狭いこ
とが多く、特定の解離を生じさせることが可能となる。
その結果、本発明の方法では、異性体の識別能を高くす
ることが可能となる。
【００２２】以上説明したように、本発明の質量分析法
によれば、従来の質量分析法に比べて、被測定物の構造
に敏感な質量分析を行うことが可能になる。
によれば、従来の質量分析法に比べて、被測定物の構造
に敏感な質量分析を行うことが可能になる。
【００２３】（実施形態２）実施形態２では、本発明の
質量分析装置について説明する。
質量分析装置について説明する。
【００２４】実施形態２の質量分析装置は、被測定物を
イオン化してｎ価（ｎは２以上の整数）の正イオンを含
む複数の正イオンを生成するためのイオン化手段と、イ
オン化手段で生成された複数の正イオンからｎ価の正イ
オンを質量分離するための分離手段と、質量分離された
ｎ価の正イオンを衝突させることによって、（ｎ−１）
価以下の正イオンであるフラグメントイオンを生成する
ための電子移動反応発生手段と、生成されたフラグメン
トイオンの質量分析を行うための分析手段とを備える。
イオン化してｎ価（ｎは２以上の整数）の正イオンを含
む複数の正イオンを生成するためのイオン化手段と、イ
オン化手段で生成された複数の正イオンからｎ価の正イ
オンを質量分離するための分離手段と、質量分離された
ｎ価の正イオンを衝突させることによって、（ｎ−１）
価以下の正イオンであるフラグメントイオンを生成する
ための電子移動反応発生手段と、生成されたフラグメン
トイオンの質量分析を行うための分析手段とを備える。
【００２５】イオン化手段は、多価イオンを生成可能な
イオン化手段であればよく、実施形態１で説明したよう
な従来から用いられているイオン化手段を用いることが
できる。同様に、分離手段および分析手段には、質量分
析法において一般的なものを用いることができる。具体
的には、分離手段として、磁場型（Ｓｅｃｔｏｒ Ｔｙ
ｐｅ）の分離手段、四重極型（Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ）
の分離手段、イオントラップ型（Ｉｏｎ Ｔｒａｐ）の
分離手段、飛行時間型（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈ
ｔ）の分離手段、フーリエ変換イオンサイクロトロン型
（ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ Ｉｏｎ Ｃｙｃ
ｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）の分離手段などを
用いることができる。また、分析手段には、分離手段と
イオン検出手段とを組み合わせた一般的な分析手段を用
いることができる。電子移動反応発生手段には、実施形
態１で説明したターゲットを用いることができ、具体的
にはアルカリ金属の蒸気を用いることができる。
イオン化手段であればよく、実施形態１で説明したよう
な従来から用いられているイオン化手段を用いることが
できる。同様に、分離手段および分析手段には、質量分
析法において一般的なものを用いることができる。具体
的には、分離手段として、磁場型（Ｓｅｃｔｏｒ Ｔｙ
ｐｅ）の分離手段、四重極型（Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ）
の分離手段、イオントラップ型（Ｉｏｎ Ｔｒａｐ）の
分離手段、飛行時間型（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈ
ｔ）の分離手段、フーリエ変換イオンサイクロトロン型
（ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ Ｉｏｎ Ｃｙｃ
ｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）の分離手段などを
用いることができる。また、分析手段には、分離手段と
イオン検出手段とを組み合わせた一般的な分析手段を用
いることができる。電子移動反応発生手段には、実施形
態１で説明したターゲットを用いることができ、具体的
にはアルカリ金属の蒸気を用いることができる。
【００２６】以下、本発明の質量分析装置の一例を説明
する。本発明の質量分析装置２０の構成を図２に模式的
に示す。
する。本発明の質量分析装置２０の構成を図２に模式的
に示す。
【００２７】質量分析装置２０は、イオン源２１と、ス
リット２２ａ〜２２ｄと、静電場２３と、磁場２４と、
ターゲットチャンバ２５と、電場２６と、イオン検出器
２７とを備える。静電場２３および磁場２４は、分離手
段として機能する。また、電場２６およびイオン検出器
２７は、分析手段として機能する。
リット２２ａ〜２２ｄと、静電場２３と、磁場２４と、
ターゲットチャンバ２５と、電場２６と、イオン検出器
２７とを備える。静電場２３および磁場２４は、分離手
段として機能する。また、電場２６およびイオン検出器
２７は、分析手段として機能する。
【００２８】イオン源２１は、被測定物（試料分子）を
多価イオンにイオン化するためのイオン化手段であり、
具体的には電子イオン化法（ＥＩ）、化学イオン化法
（ＣＩ）、高速原子衝撃法（ＦＡＢ）、大気圧化学イオ
ン化法（ＡＰＣＩ）、マトリックス支援レーザーイオン
化法（ＭＡＬＤＩ）や、エレクトロスプレーイオン化法
（ＥＳＩ）で用いられるイオン化手段を適用できる。イ
オン源で生成された多価イオンは、イオン加速電圧で加
速されてスリット２２ａを通過し、静電場２３に導入さ
れる。静電場２３に導入された多価イオンは、静電場２
３と磁場２４とによって高い精度で質量分離され、分離
されたｎ価（ｎは２以上の整数）のイオン（親イオン）
がターゲットチャンバ２５に導入される。ターゲットチ
ャンバ２５にはＣｓやＫといったアルカリ金属の蒸気が
配置されており、ターゲットチャンバ２５に導入された
親イオンは、アルカリ金属の蒸気と衝突する。衝突した
親イオンとアルカリ金属ターゲットとは、電子移動反応
を起こし、親イオンを（ｎ−１）価の正イオンにする。
生成された（ｎ−１）価の正イオンは、解離して、親イ
オンの構造に関する情報を与えるフラグメントイオンを
生成する。このフラグメントイオンを電場２６およびイ
オン検出器２７で分析することによって、フラグメント
イオンの分析および定量を行う。
多価イオンにイオン化するためのイオン化手段であり、
具体的には電子イオン化法（ＥＩ）、化学イオン化法
（ＣＩ）、高速原子衝撃法（ＦＡＢ）、大気圧化学イオ
ン化法（ＡＰＣＩ）、マトリックス支援レーザーイオン
化法（ＭＡＬＤＩ）や、エレクトロスプレーイオン化法
（ＥＳＩ）で用いられるイオン化手段を適用できる。イ
オン源で生成された多価イオンは、イオン加速電圧で加
速されてスリット２２ａを通過し、静電場２３に導入さ
れる。静電場２３に導入された多価イオンは、静電場２
３と磁場２４とによって高い精度で質量分離され、分離
されたｎ価（ｎは２以上の整数）のイオン（親イオン）
がターゲットチャンバ２５に導入される。ターゲットチ
ャンバ２５にはＣｓやＫといったアルカリ金属の蒸気が
配置されており、ターゲットチャンバ２５に導入された
親イオンは、アルカリ金属の蒸気と衝突する。衝突した
親イオンとアルカリ金属ターゲットとは、電子移動反応
を起こし、親イオンを（ｎ−１）価の正イオンにする。
生成された（ｎ−１）価の正イオンは、解離して、親イ
オンの構造に関する情報を与えるフラグメントイオンを
生成する。このフラグメントイオンを電場２６およびイ
オン検出器２７で分析することによって、フラグメント
イオンの分析および定量を行う。
【００２９】このようにして、本発明の質量分析装置に
よれば、本発明の質量分析法を容易に実施できる。な
お、図２に示した装置の構成は一例であり、本発明の質
量分析装置は図２の構成に限定されない。たとえば、図
２ではターゲットが１つである場合を示しているが、電
場２６とイオン検出器２７との間にさらにターゲットお
よび分離器を配置し、ＭＳ／ＭＳ／ＭＳ型の質量分析装
置としてもよい。さらに、同様に、ターゲットおよび分
離器を複数配置して、ＭＳn型の質量分析装置としても
よい。また、本発明はイオントラップ型の装置にも適用
でき、この場合には、イオントラップが、親イオンを分
離するための分離手段と、フラグメントイオンを分離す
るための分離手段（分析手段の一部）として機能する。
そして、フラグメントイオンの生成は、イオントラップ
内にアルカリ金属の蒸気などを導入することによって行
われる。
よれば、本発明の質量分析法を容易に実施できる。な
お、図２に示した装置の構成は一例であり、本発明の質
量分析装置は図２の構成に限定されない。たとえば、図
２ではターゲットが１つである場合を示しているが、電
場２６とイオン検出器２７との間にさらにターゲットお
よび分離器を配置し、ＭＳ／ＭＳ／ＭＳ型の質量分析装
置としてもよい。さらに、同様に、ターゲットおよび分
離器を複数配置して、ＭＳn型の質量分析装置としても
よい。また、本発明はイオントラップ型の装置にも適用
でき、この場合には、イオントラップが、親イオンを分
離するための分離手段と、フラグメントイオンを分離す
るための分離手段（分析手段の一部）として機能する。
そして、フラグメントイオンの生成は、イオントラップ
内にアルカリ金属の蒸気などを導入することによって行
われる。
【００３０】以上、本発明の実施の形態について例を挙
げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定され
ず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用する
ことができる。
げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定され
ず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用する
ことができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明の質量分析法によれ
ば、試料分子の構造に敏感な質量分析を行うことがで
き、従来の質量分析法では困難であった異性体の識別を
可能とできる。また、本発明の質量分析装置によれば、
本発明の質量分析法を容易に実施できる。
ば、試料分子の構造に敏感な質量分析を行うことがで
き、従来の質量分析法では困難であった異性体の識別を
可能とできる。また、本発明の質量分析装置によれば、
本発明の質量分析法を容易に実施できる。
【図１】 本発明の質量分析法の概念を模式的に示す図
である。
である。
【図２】 本発明の質量分析装置について一例の構成を
模式的に示す図である。
模式的に示す図である。
２０ 質量分析装置
２１ イオン源
２２ａ〜２２ｄ スリット
２３ 静電場
２４ 磁場
２６ 電場
２５ ターゲットチャンバ
２７ イオン検出器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｎ 27/64 Ｇ０１Ｎ 27/64 Ｃ
Ｈ０１Ｊ 49/26 Ｈ０１Ｊ 49/26
Claims (5)
- 【請求項１】 （ｉ）被測定物をイオン化してｎ価（ｎ
は２以上の整数）の正イオンを含む複数の正イオンを生
成する工程と、 （ii）前記複数の正イオンから前記ｎ価の正イオンを分
離してターゲットに衝突させ、（ｎ−１）価以下の正イ
オンであるフラグメントイオンを生成する工程と、 （iii）前記フラグメントイオンの質量分析を行う工程
とを含むことを特徴とする質量分析法。 - 【請求項２】 前記ｎが３以上の整数であり、 前記（ii）の工程は、 （ii−１）前記複数の正イオンから前記ｎ価の正イオン
を分離してターゲットに衝突させ、（ｎ−１）価以下の
正イオンを生成する工程と、 （ii−２）前記（ｎ−１）価以下の正イオンをターゲッ
トに衝突させて（ｎ−２）価以下の正イオンであるフラ
グメントイオンを生成する工程とを含む請求項１に記載
の質量分析法。 - 【請求項３】 前記ターゲットが、アルカリ金属の蒸気
である請求項１または２に記載の質量分析法。 - 【請求項４】 被測定物をイオン化してｎ価（ｎは２以
上の整数）の正イオンを含む複数の正イオンを生成する
ためのイオン化手段と、 前記複数の正イオンから前記ｎ価の正イオンを質量分離
するための分離手段と、 質量分離された前記ｎ価の正イオンを衝突させることに
よって、（ｎ−１）価以下の正イオンであるフラグメン
トイオンを生成するための電子移動反応発生手段と、 前記フラグメントイオンの質量分析を行うための分析手
段とを備えることを特徴とする質量分析装置。 - 【請求項５】 前記電子移動反応発生手段がアルカリ金
属の蒸気である請求項４に記載の質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122359A JP4161125B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 質量分析法および質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122359A JP4161125B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 質量分析法および質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003315313A true JP2003315313A (ja) | 2003-11-06 |
| JP4161125B2 JP4161125B2 (ja) | 2008-10-08 |
Family
ID=29537992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002122359A Expired - Fee Related JP4161125B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 質量分析法および質量分析装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4161125B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009516842A (ja) * | 2005-11-23 | 2009-04-23 | マイクロマス ユーケー リミテッド | 質量分析計 |
| JP2009516843A (ja) * | 2005-11-23 | 2009-04-23 | マイクロマス ユーケー リミテッド | 質量分析計 |
| GB2470133A (en) * | 2008-06-05 | 2010-11-10 | Micromass Ltd | Charge reduction of electron transfer dissociation product ions |
| WO2011102188A1 (ja) * | 2010-02-22 | 2011-08-25 | 国立大学法人大阪大学 | アルカリ金属導入装置、及びアルカリ金属導入方法 |
| JP2012529058A (ja) * | 2009-06-03 | 2012-11-15 | ウエイン・ステート・ユニバーシテイ | レーザースプレーイオン化を用いる質量分析 |
| US8624179B2 (en) | 2008-06-05 | 2014-01-07 | Micromass Uk Limited | Method of charge reduction of electron transfer dissociation product ions |
| US8704164B2 (en) | 2002-07-24 | 2014-04-22 | Micromass Uk Limited | Mass analysis using alternating fragmentation modes |
| US8909481B2 (en) | 2000-12-26 | 2014-12-09 | The Institute Of Systems Biology | Method of mass spectrometry for identifying polypeptides |
| CN106404882A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-15 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种基于柱形电场分析器的磁偏转质谱计 |
| CN112611798A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-04-06 | 中国计量科学研究院 | 一种同分异构体的在线质谱探测方法 |
-
2002
- 2002-04-24 JP JP2002122359A patent/JP4161125B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US9384951B2 (en) | 2002-07-24 | 2016-07-05 | Micromass Uk Limited | Mass analysis using alternating fragmentation modes |
| US9196466B2 (en) | 2002-07-24 | 2015-11-24 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer with bypass of a fragmentation device |
| US10083825B2 (en) | 2002-07-24 | 2018-09-25 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer with bypass of a fragmentation device |
| US9697995B2 (en) | 2002-07-24 | 2017-07-04 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer with bypass of a fragmentation device |
| US8809768B2 (en) | 2002-07-24 | 2014-08-19 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer with bypass of a fragmentation device |
| US8704164B2 (en) | 2002-07-24 | 2014-04-22 | Micromass Uk Limited | Mass analysis using alternating fragmentation modes |
| JP2009516842A (ja) * | 2005-11-23 | 2009-04-23 | マイクロマス ユーケー リミテッド | 質量分析計 |
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| US9761425B2 (en) | 2008-06-05 | 2017-09-12 | Micromass Uk Limited | Method of charge reduction of electron transfer dissociation product ions |
| US9070539B2 (en) | 2008-06-05 | 2015-06-30 | Micromass Uk Limited | Method of charge reduction of electron transfer dissociation product ions |
| US10490394B2 (en) | 2008-06-05 | 2019-11-26 | Micromass Uk Limited | Method of charge reduction of electron transfer dissociation product ions |
| GB2470133B (en) * | 2008-06-05 | 2012-12-26 | Micromass Ltd | Method of charge reduction of electron transfer dissociation product ions |
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| US9117643B2 (en) | 2010-02-22 | 2015-08-25 | Osaka University | Alkali metal introduction apparatus and alkali metal introduction method |
| JP2011171212A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Osaka Univ | アルカリ金属導入装置、及びアルカリ金属導入方法 |
| WO2011102188A1 (ja) * | 2010-02-22 | 2011-08-25 | 国立大学法人大阪大学 | アルカリ金属導入装置、及びアルカリ金属導入方法 |
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