こんにちは！ 質量分析屋の高橋です。前回、高分解能質量分析計で得られたマススペクトルにおいては、イオンのm/z値を小数点以下3桁ないし4桁のレベルで測定することができ、イオン種が分かれば元の分子の精密質量が得られるので、分子の元素組成を推測することができることを説明しました。
一般的に高分解能と呼べるのは、20,000 (FWHM) 以上であり、現在市販されている、LC-MSでは、幾つかのメーカーから販売されているQ-TOFと電場型および磁場型のFT-MSが該当します。そのような高分解能質量分析計を使えば、誰でもどんな状況でも、高い質量確度で精密質量測定ができるかというと、そんなことはありません。装置のことを良く知らない営業マンの方は、“この装置を使えば誰でも簡単に精密質量測定→組成推定ができますよ”と言ったりしますが、実際にはそんなに単純ではありません。幾つか注意点を紹介します。
1. 外部および内部の質量校正
質量校正の重要性については、最初の回で解説しました。この時は、外部質量校正を想定した解説でした。外部質量校正とは、システムが一つの条件に対して一つだけ（例えば正イオン検出モードと負イオン検出モードで各１つ）保有している質量校正情報（電圧や飛行時間 vs m/z値）を基に、測定されたマススペクトルの質量（m/z値）校正を行うものです。
一方、内部質量校正とは、目的の試料とできるだけ近い時間に測定された質量校正試料の m/z値情報を、測定データあるいは複数の測定データを取得するためのバッチファイルなどが保有し、それを基に分析種イオンのm/z値を正確に質量校正するものです。
①分析種イオンと質量校正試料イオンを同一のマススペクトル上におく方法、
②試料測定中に常に質量校正試料の測定を同時に行う方法、
③試料の測定-測定間に質量校正試料の測定を行う方法、など様々です。
②や③の方法は、“ロックマス”と呼ばれることもあります。フタル酸エステル由来のイオンなど、バックグランドイオンをロックマスに使ったり、ロックマス用の標準試薬を連続あるいは不連続に導入して測定したり、色々な方法があります。 ロックマスなどの内部質量校正機能を用いれば、外部質量校正のみの場合と比較して、（内部質量校正の機能が正しく働いていれば）高い質量確度での精密質量測定が可能になります。
しかし、何らかの理由でロックマスが機能しなかった場合、外部質量校正が用いられるような仕様のソフトがあるので、その場合に備えて、例え内部質量校正を使う場合であっても外部質量校正もしっかりと行っておくことが重要です。 ロックマスの必要性やその効果は機種によって大きく異なります。機種の仕様を正しく理解し、精密質量測定にロックマスが必須な装置では、ロックマスを正しく機能させることが重要です。
2. 高分解能であっても夾雑イオンが重なる場合
前述したように、一般には質量分解能20,000 (FWHM) 以上を高分解能と呼びます。最近の飛行時間質量分析計は、殆どの機種で20,000以上の質量分解能が得られます。フーリエ変換を利用する装置では、数十万～百万の質量分解能が得られるものもあります。質量分解能の高い装置で得られたマススペクトルほどピークはシャープになり、その位置を正確に決めることができるので、高い質量確度で精密質量測定ができることは間違いありませんが、質量分解能が高いメリットは、ピークがシャープになることにより分析種イオンと夾雑イオンの分離が容易になることの方が大きいと言えます。
例えば、質量分解能20,000の装置で測定した場合には分析種イオンと夾雑イオンか重なってしまっても、質量分解能100,000の装置で測定すれば両イオンは分離できるという場合があります。そのような場合、質量分解能20,000の装置では、分析種イオンの位置を正しく検出できないため、高い質量確度の精密質量測定は困難になります。
3. 装置の設置環境
日本国内では、装置を設置する環境についてはメーカー側が装置設置前にしっかり確認するので、設置環境が悪くて性能が十分に発揮されないということは先ず有り得ないのですが．．．
飛行時間質量分析計は、設置場所の温度変化によって飛行管の長さが微妙に変わり、飛行管の長さが変われば当然イオンの飛行時間も変わってしまうので、質量精度を高く保つのが困難になります。温度変化の少ない環境に設置する必要があります。 高分解能質量分析計による精密質量測定は、定性分析においては非常に重要ですから、装置の性能や機能を正しく理解して、信頼性の高いデータを得られるように心がけましょう。
