質量分析法の原理
質量分析法（MS）は、サンプル中の化合物の分子量と構造を正確に決定することができる広く使用されている分析技術です。化学、生物学、製薬、法医学、環境科学などの分野での応用があり、研究者や業界の専門家にとって欠かせないツールとなっています。質量分析法の背後にある原理、主要な構成要素、および最も一般的な応用について概説します。
質量分析法の中核には、分子をイオン化して、その質量対電荷比（m/z）に従って分離するという原理があります。このプロセスは通常、以下の4つの主要なステップを含みます：
イオン化：サンプル中の分子は、電子またはプロトンを取り除くか追加することによってイオン化されます。このステップにより、電気的および磁気的な場によって操作できる荷電粒子（イオン）が生成されます。
分離：イオンは、質量対電荷比に基づいて磁場および/または電場を使用して分離されます。この目的のためには、四重極、イオントラップ、飛行時間（TOF）分析器など、さまざまなタイプの質量分析器が使用されます。
検出：分離されたイオンは、通常、イオンが検出器に衝突したときに生成される電流を測定することによって検出されます。信号の強度は、特定の質量対電荷比を持つイオンの数に比例します。
データ分析：結果として得られるデータは、通常、質量スペクトルとして表され、サンプル中の化合物の分子量と、場合によっては構造を決定するために分析されます。
質量分析計の主要な構成要素
質量分析計は、通常、以下の3つの主要な構成要素で構成されています：
イオン源：イオン源は、サンプルをイオン化する責任があります。イオン源には、電子イオン化（EI）、マトリックス支援レーザー脱離/イオン化（MALDI）、電気噴霧イオン化（ESI）、大気圧化学イオン化（APCI）など、さまざまなタイプがあります。
質量分析器：質量分析器は、質量対電荷比に基づいてイオンを分離します。一般的な質量分析器には、四重極質量フィルター、イオントラップ、飛行時間（TOF）分析器、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（FT-ICR）装置があります。
検出器：検出器は、イオンがその表面に衝突する際のイオンの強度を記録します。最も一般的なタイプの検出器は、電子倍増器およびファラデーカップです。
質量分析法の応用
質量分析法は、さまざまな分野で幅広い応用があります。これには以下が含まれます：
プロテオミクス：MSは、複雑な生物学的サンプル中のタンパク質を同定および定量するために使用され、タンパク質の発現、相互作用、および修飾に関する貴重な情報を提供します。
薬物発見および開発：MSは、新しい薬物候補の化学組成および特性を分析し、その代謝および体内分布を監視するために使用されます。
環境分析：MSは、環境サンプル中の農薬や重金属などの微量汚染物質を検出および定量化し、環境汚染の評価および規制遵守に役立ちます。
法医学分析：MSは、薬物、爆発物、有毒化学物質など、法医学サンプル中の物質を同定および定量化し、犯罪捜査および法的手続きにおいて貴重な証拠を提供します。
食品の安全性および品質管理：MSは、食品製品中の汚染物質、アレルゲン、およびその他の化合物を検出および定量化し、安全性の確保および規制基準への遵守を保証します。
質量分析法は、多くの科学分野を変革する多用途で強力な分析技術です。複雑なサンプル中の化合物の分子量と構造を正確に決定する能力は、研究、産業、および規制の設定で不可欠なツールとなっています。
