質量分析屋の髙橋です。今回は、MS/MS（タンデム質量分析）の動作や用語その3、プリカーサーイオンスキャンについてです。プリカーサーイオンスキャンは、特定のプロダクトイオンを生成するプリカーサーイオンを検出するMS/MSの測定法です。
タンデム質量分析には、空間的タンデム質量分析と時間的タンデム質量分析があります。それぞれの方法に対応する装置として、前者はQqQ, QTOF, Q-Orbitrap、4セクターなど、後者はQITやFTICRなどがあります。今回のテーマであるプリカーサーイオンスキャンは、空間的タンデム質量分析で且つ、MS1, MS2共に電圧走査型の装置でのみ実施可能です。先に挙げた中では、QqQと4セクターが相当します。QqQを例に動作を説明します。
MS2は特定のm/zのイオンのみが通過できるように電圧を固定します。つまり、SIMの状態に設定します。そして、MS1はスキャンモードで動作させます。MS1は、設定したm/z範囲のイオンが小さい方から順番に全て通過し、qでCIDによって開裂してプロダクトイオンが生成します。その中にMS2を通過するイオンがあった場合、その時のMS1の電圧から通過していたプリカーサーイオンのm/z値が分かります。
Q-TOFやQ-Orbitrapでは何故プリカーサーイオンスキャンができないか？
MS2が電圧走査（スキャン）型の質量分離部ではないからと言ってしまえばそれまでですが、MS/MSの動作を考えれば容易に理解できます。TOFとOrbitrapの共通点は、質量分離部に対して、イオンをパルスで打ち込む事です。Q-TOFやQ-OrbitrapのMS/MSで、プリカーサーイオンスキャンの動作が可能かどうか、ここで考えてみましょう。先ずQをスキャンしてイオンをm/zの小さい順に通過させ、q（コリジョンセル）でCIDによって開裂させます。そのプロダクトイオンを、一定時間毎に、Q-TOFの場合は直交加速によってTOFに、Q-Orbitrapの場合はCトラップからOrbitrapに、パルス状に打ち込みます。この「一定時間イオンを貯める」動作によって、プリカーサーイオンとプロダクトイオンの関係性が失われてしまう事が、これらの装置でプリカーサーイオンスキャンが出来ない理由です。プロダクトイオンスキャンの応用例として、陰イオン界面活性剤である直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム（LAS）のデータを図2に示します1)。LASの負イオンESIにより得られた[M-H]-をプリカーサーイオンとしたプロダクトイオンスペクトルにおいては、直鎖の炭素数に依らずm/z 183イオンが生成します1)。このm/z 183イオンを設定したプリカーサーイオンスキャン測定のデータが図2です。
引用文献
1) 渡辺淳、TMS研究会要旨、Microsoft Word - 島津ー渡邉ー要旨_20120128.doc (tms-soc.jp)、2021年4月12日現在。
