エレクトロスプレー質量分析計とは？

質量分析計（MS）は、化学構造を識別するために使用される電子機器です。 ほとんどの質量分析手順では、分子は電気的に衝撃を受け、断片化を伴うイオン化を引き起こします。 その後、フラグメントは磁気的に検出および記録デバイスに向かって加速され、研究者が特定の「分子フィンガープリント」として研究できる特定のピークと強度をもたらします。 エレクトロスプレー質量分析計（EMS）の機能は異なりますが、フラグメンテーションは発生しません。 これは、大きな種、または高分子の研究において非常に貴重です。

単純な化学結合のみを決定する必要がある場合、エレクトロスプレー質量分析計の使用はおそらく必要ありません。 しかし、ペプチドなどのより大きな分子の場合、分子の形状と分子の折り畳み-周囲の分子との分子相互作用でさえ-すべてが重要です。 そのような場合、分子が断片化されていないことが重要です。 必要な繊細さにより、エレクトロスプレー質量分析計の使用が義務付けられています。エレクトロスプレー質量分析計は、高温または真空の使用を必要としません。

エレクトロスプレー質量分析計を使用する場合、純粋な高分子試料を最初に溶媒系に溶解し、次に細いボアニードルを介して高電圧電界に注入します。 溶質ではなく溶媒が、衝撃の矢面を受けます。 液体が臨界レベルの電荷に達すると、溶液は激しく分解されてエアロゾルサイズの液滴になり、その電荷により個々に反発します。 すぐに液滴が蒸発し、まだ無傷の分子に複数の電荷を蓄積し、分子間反発により伸びます。 この状態では、複雑さのレベルが高い場合でも、それらの構造を研究して決定できます。

最初の成功した無傷のタンパク質スペクトルは、1989年にコネチカット州のエール大学の研究者によって作成されました。 EMS技術の進歩は急速で、1996年に化学者のキャロルロビンソンは、単一の構造だけでなく、タンパク質と補酵素の複合体に関連するスペクトルピークを検出しました。 それ以降の主要な改善点の1つは、エレクトロスプレー質量分析計と飛行時間（TOF）分析の結合です。 衝突冷却は、熱によって生成される巨大な構造の断片化を低減することにより、その改善をさらに一歩進めます。

エレクトロスプレー質量分析計の測定で経験する困難の1つは、元素同位体によってもたらされる問題です。 これは、ピークが質量電荷比に依存しているためです。 フラグメントまたは分子の質量を、それが運ぶ個別の電荷の数で割ることにより、位置が決まります。 異なる元素同位体は異なる質量に寄与し、おそらく最も重要な変動は炭素12と炭素13の間の変動です。 このため、可能であれば、複雑な分子のサンプルはモノアイソトピックでなければなりません。