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IONIZATION METHOD DUE TO COLLISION INDUCTION AND IONIZATION DEVICE

Patent code P06P004810
File No. P05-013
Posted date Dec 13, 2006
Application number P2005-151172
Publication number P2006-329710A
Patent number P4734628
Date of filing May 24, 2005
Date of publication of application Dec 7, 2006
Date of registration May 13, 2011
Inventor
  • (In Japanese)平岡 賢三
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山梨大学
Title IONIZATION METHOD DUE TO COLLISION INDUCTION AND IONIZATION DEVICE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ionization method for ionizing physiological molecules, such as protein molecules, without damaging the same, and to provide an ionization device.
SOLUTION: In a charged liquid droplet forming chamber 31, water/methanol mixed giant cluster (acetic acid or ammonia is added) ions or the like of micron or sub-micron order (immediately before boiling point on or in the vicinity of the dry ice/acetone temperature) of a micron or submicron order mixed with a sample are formed through electrospray 32 (includes nanoelectrospray) and are accelerated in a vacuum acceleration chamber 41 by a high-voltage electric field of about 10 kV, to be made to collide with a target (substrate) 43 and a biopolymer is ionized.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


質量分析のためには,質量分析装置に気体状のイオン化された試料分子イオンを供給しなければならない。イオン化された分子または原子はきわめて短時間のうちに反対極性のイオンまたは電子と再結合するから,これを抑制することも必要である。



マトリクスに混ぜた生体試料を質量分析のためにイオン化する方法の一つにイオン衝撃法がある。一次イオンとして,Ar+やXe+を使用する二次イオン質量分析法(FABまたはSIMS)では,マトリクス分子が激しく損傷を受けるので,生体高分子の分析には適せず,またケミカルノイズが現われ,S/N比が悪い。



この欠点を取り除く新しいイオン化方法として,マッシブクラスタ衝撃法(Massive Cluster Impact法)(以下,MCI法という)が開発された。
【非特許文献1】
J.F.Mahoney, D.S.Cornett and T.D.Lee“Formation of Multiply Charged Ions from Large Molecules Using Massive-cluster Impact”RAPID COMMUNICATIONS IN MASS SPECTROMETRY, VOL.8, 403-406(1994)。



この方法は,グリセリンの静電場噴霧を利用するものであり,+100 価から+1000価に帯電した106から107uの質量をもつイオンクラスタにより基板に塗布した試料を衝撃するものである。この方法によると,生体高分子が分解されることなく,しかもケミカルノイズの少ないマススペクトルが得られる。



しかしながら,上記の方法は,グリセリンを静電場噴霧して帯電液滴を形成するので,イオン源がグリセリンで汚染されて帯電し,イオンクラスタビーム強度が不安定になるという問題があり,実用化に到らなかった。



他方,生体試料を液体に混合しておき,この液体を真空中でエレクトロスプレーして生成された帯電液滴をターゲット(基板)に衝突させる方法がある。
【非特許文献2】
Sergei A.Aksyonov and Peter Williams“Impact desolvation of electrosprayed microdroplets - a new ionization method for mass spectrometry of large biomolecules”Rapid Commun.Mass Spectrom. 2001;15:2001-2006



しかしながらこの方法(IDEM法)は,真空下でのエレクトロスプレーであるから,実用上はさまざまな問題点を含んでいる。すなわち,真空中では液体が急速気化し,凝結するので,キャピラリーがすぐ詰まる,また不揮発性化合物の析出によりキャピラリー先端がすぐ詰まる,スプレーが安定しない,などの本質的欠陥がある。

Field of industrial application (In Japanese)


この発明は,衝突誘起によるイオン化方法および装置に関し,特にタンパク質分子やDNA分子などの生体高分子の質量分析のために好適なイオン化方法および装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
質量分析装置のイオン導入口の外側に設けられ,上記イオン導入口を通して質量分析装置の内部と連通し,内部に加速電極とターゲットが配置された真空加速室を有する加速装置,および
上記真空加速室の液滴導入口を通して上記真空加速室と連通する帯電液滴生成室を備え,この帯電液滴生成室内において,試料が混合された揮発性の液体の帯電液滴を,エレクトロスプレーにより大気中で生成する帯電液滴生成装置を備え,
上記帯電液滴生成装置によって生成された試料が混合された帯電液滴が上記帯電液滴生成室から上記液滴導入口を通して上記真空加速室に導かれ,高電圧が印加された上記加速電極によって加速されて上記ターゲットに衝突し,これによって脱離,イオン化された試料のイオンが上記イオン導入口を通して質量分析装置に導入されるようになされている,
衝突誘起によるイオン化装置。

【請求項2】
 
上記帯電液滴生成装置は,試料が混合された帯電液滴を,その気化を促進または抑制するように加熱または冷却した状態で生成するものである,請求項1に記載のイオン化装置。

【請求項3】
 
上記帯電液滴生成装置は,試料が混合された帯電液滴をアシストガスにより噴霧するものである,請求項1または2に記載のイオン化装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2005151172thum.jpg
State of application right Registered
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