衝突誘起解離

衝突誘起解離（CID ）は衝突活性化解離（CAD ）とも呼ばれ、気相中の選択されたイオンのフラグメンテーションを誘発する質量分析技術です。 ^{[1] [2]} 選択されたイオン（通常は分子イオンまたはプロトン化分子）は通常、 電位を印加してイオンの運動エネルギーを増加させることで加速され、その後中性分子（多くの場合ヘリウム、窒素、またはアルゴン）と衝突します。衝突では、運動エネルギーの一部が内部エネルギーに変換され、その結果、結合が切断され、分子イオンがより小さなフラグメントにフラグメンテーションされます。これらのフラグメントイオンは、タンデム質量分析によって分析できます。

CID と CID によって生成されるフラグメントイオンは、いくつかの目的で使用されます。部分的または完全な構造決定が可能です。場合によっては、構造を決定せずに、以前の知識に基づいて同一性を確立できます。もう 1 つの用途は、より高感度で特異的な検出を実現することです。固有のフラグメントイオンを検出することにより、同じ m/z 値 (質量電荷比) の他のイオンが存在する場合でも前駆体イオンを検出できるため、バックグラウンドが低減し、検出限界が上がります。

低エネルギー CID は通常、約 1 キロ電子ボルト (1 keV) 未満のイオン運動エネルギーで実行されます。低エネルギー CID は、選択されたプリカーサーイオンを非常に効率的に断片化しますが、低エネルギー CID で観察されるフラグメントイオンの種類は、イオンの運動エネルギーに大きく依存します。衝突エネルギーが非常に低いとイオン構造の再配置が促進され、イオンの運動エネルギーが増加すると直接結合切断の可能性が高まり、イオンの内部エネルギーが高くなります。高エネルギー CID (HECID) は、磁場型質量分析計またはタンデム磁場型質量分析計、およびタンデム飛行時間型質量分析計 (TOF/TOF) で実行されます。高エネルギー CID では、キロボルト範囲 (通常 1 keV ～ 20 keV) のイオン運動エネルギーが関与します。高エネルギー CID は、炭化水素サブ構造を持つ分子の電荷遠隔フラグメンテーションやペプチドの側鎖フラグメンテーションなど、低エネルギー CID では形成されないいくつかのタイプのフラグメントイオンを生成することができます。

三連四重極質量分析計には、3 つの四重極があります。最初の四重極は「Q1」と呼ばれ、質量フィルターとして機能し、選択されたイオンを透過して、衝突セルと呼ばれる「Q2」に向かって加速します。Q2 の圧力は高く、イオンは衝突セル内の中性ガスと衝突し、CID によって断片化されます。その後、断片は衝突セルから加速されて Q3 に入り、質量範囲をスキャンして、結果として生じた断片 (検出器に当たったとき) を分析します。これにより、 CID 断片の質量スペクトルが生成され、そこから構造情報や ID を取得できます。三連四重極で CID を使用する他の多くの実験が存在します。たとえば、特定の分子によってどの断片が生成されたかではなく、特定の断片がどこから来たのかを判断する前駆イオン スキャンなどです。

ICRセルに捕捉されたイオンは、共鳴周波数でパルス電場を印加することにより励起され、運動エネルギーを増加させることができる。^{[3] [4]}パルスの持続時間と振幅がイオンの運動エネルギーを決定する。低圧の衝突ガスでは励起イオンが中性分子と衝突するのに長い時間を要するため、パルスバルブを使用して衝突ガスの短時間のバーストを導入することができる。捕捉されたフラグメントイオンまたはそのイオン分子反応生成物は、多段質量分析（MS ⁿ）のために再励起することができる。^[5]励起が共鳴周波数ではなく、わずかに共鳴周波数から外れた周波数で印加されると、イオンは交互に励起および脱励起され、低い衝突エネルギーで複数の衝突が可能になる。持続的オフ共鳴照射衝突誘起解離（SORI-CID）^[6]は、衝突ガスの存在下でイオンをサイクロトロン運動（イオントラップ内の円内）で加速するフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴 質量分析法で使用されるCID技術である。^[7]

高エネルギー衝突解離（HCD ）は、トラップ外でフラグメンテーションが行われるオービトラップ質量分析計に特有のCID技術です。 ^[8] HCDは以前は高エネルギーCトラップ解離と呼ばれていました。HCDでは、イオンはCトラップを通過してHCDセル（追加された多極衝突セル）に入り、そこで解離が行われます。その後、イオンはCトラップに戻され、質量分析のためにオービトラップに注入されます。HCDは共鳴励起（CID）の低質量カットオフの影響を受けないため、レポーターイオンを観察できるため、アイソバリックタグベースの定量化に役立ちます。名前にもかかわらず、HCDの衝突エネルギーは通常、低エネルギー衝突誘起解離（100 eV未満）の領域にあります。^{[8] [9]}

ホモリティックフラグメンテーションは、それぞれのフラグメントが元々結合していた電子の1つを保持する結合解離である。^[10]

ヘテロリティックフラグメンテーションは、結合電子がフラグメント種の1つだけに残る結合切断である。^[11]

CIDにおける電荷遠隔フラグメンテーションは、開裂した結合が電荷の位置に隣接していない気相イオンで発生する共有結合切断の一種である。 ^{[12] [13]このフラグメンテーションは}タンデム質量分析法を使用して観察することができる。^[14]

• 電子捕獲解離（ECD）
• 電子移動解離（ETD）
• 赤外線多光子解離（IRMPD）