【タンデム型質量分析装置の概略】
Collisional Reactions of Biomolecules with Electrospray Ionization
我々は、孤立状態にある蛋白質などの生体分子集合体の立体構造と反応過程について研究することを目的として、エレクトロスプレーイオン化法(ESI)法を用いた二重質量分析・衝突反応装置を手作りで製作した。実験装置の概略を下図に示す。この装置はESIイオン源、四重極質量分析計室、衝突反応セル室、飛行時間型質量分析計室から構成され、それぞれ独立に差動排気されている。
In order to investigate structures and reactions of biomolecular ions in the gas phase, we build up a tandem mass spectrometer with electrospray ionization. A figure shows a schematic diagram of the apparatus consisting of an electrospray ionization (ESI) source and a tandem mass spectrometer. Biomolecular ions produced by ESI are admitted into the vacuum chamber through stainless capillary. The mass-selected ions emerging from a quadrupole mass spectrometer are admitted into a collision cell with ion trap. The parent and product ions are mass-analyzed by a time-of-flight mass spectrometer equipped with reflectron.
タンデム型質量分析装置の写真
1. ESI法による生体分子イオンの生成
ヘム蛋白質等の生体分子を試料として含む溶液を、4-10kVの高電圧をかけたキャピラリーから噴霧させ、荷電粒子を含んだ液滴を生成させる。乾燥窒素ガスをフローさせて、荷電液滴から溶媒を蒸発させ、大気中で孤立分子イオンを生成させ、真空中へ導入する。
2.生体分子イオンの衝突反応の観測
四重極質量分析計で特定の電荷数の生体分子イオンを質量選別する。特に、ESI法を用いて蛋白質や質量1000amu以上のペプチドをイオン化した場合に、ひとつの分子に複数個のH+が付着した多電荷イオンが生成する。これらの場合には四重極質量分析計を用いて特定の電荷数のイオンを選別する。このようにして特定の電荷数の選別された生体分子イオンを、イオントラップを用いた衝突反応セルに導く。これを気体分子と衝突させる。反応によって生成したイオン種をリフレクトロンを用いた飛行時間型質量分析計で質量分析し、検出する。
以上のような実験的研究によって、生体分子イオンの衝突反応の過程を検討する。現在のところ、真空装置内部にあるイオン電極類はほぼ完成し、ESIイオン源によって生成した生体分子イオンを四重極質量分析計および飛行時間型質量分析計によって質量分析し、検出することができるようになった。
謝辞
今回新たに上記の実験装置を製作するにあたって、
物心の両面から下記の諸先生方に多大な御支援を賜りました。
この場をお借りしまして、深く感謝を申し上げます。
豊田工業大学
近藤保 教授
寺嵜亨 助教授
市橋正彦 博士
安松久登 博士
河野淳也 博士
神戸大学
富宅喜代一 教授
横浜市立大学
尾崎正孝 教授
三枝洋之 教授
慶應義塾大学
中嶋敦 教授
首都大学東京
阿知波洋次 教授
鈴木信三 博士 （現 京都産業大学 助教授）
