静電噴霧イオン化
静電スプレーイオン化（ESTASI）は、平面または多孔質表面上、あるいはマイクロチャネル内にあるサンプルの質量分析（MS）のための周囲イオン化法である。2011年にスイスのローザンヌ連邦工科大学（EPFL）のHubert H. Girault教授のグループによって開発された。[ 1 ]一般的なESTASIプロセスでは、分析対象物を含むプロトン性溶媒の液滴が、絶縁基板上にマウントされたサンプル領域に堆積される。この基板の下、液滴の真下に電極を配置し、パルス高電圧（HV）に接続して、パルス中に液滴を静電的に帯電させる。静電圧が表面張力よりも大きい場合、液滴とイオンがスプレーされる。ESTASIは容量結合に基づく非接触プロセスである。 ESTASIの利点の1つは、電極とサンプル液滴が非接触で動作するため、標準的なエレクトロスプレーイオン化（ESI）でよく起こる電極表面でのサンプル化合物の酸化や還元が回避されることです。[ 2 ] ESTASIは強力な新しい周囲イオン化技術であり、分子量が最大70 kDaの有機分子、ペプチド、タンパク質など、さまざまな分析対象の検出にすでに多くの用途が見つかりました。[ 1 ]さらに、キャピラリー電気泳動やゲル等電点電気泳動などのさまざまな分離技術とMSを組み合わせるために使用され、[ 1 ] [ 3 ]わずか数ステップの準備で大気圧下でサンプルを直接分析することに成功しました。 [ 4 ]
動作原理
ESTASIは、誘電体バリアESI [ 5 ]や誘導ESI [ 3 ]と同様に、 非接触型エレクトロスプレーイオン化（ESI）法です。ESTASIでは、試料の近くに電極を配置し、絶縁層のみで分離します。試料は溶液の液滴（ナノリットルからマイクロリットル）で覆われ、電極と質量分析計の入口キャピラリーの間に矩形波HVが印加されます。試料のイオン化が起こり、イオンが質量分析のために収集されます。矩形波HVは、ファンクションジェネレータの矩形波電圧を増幅することによって生成できます。あるいは、1つの直流HV電源と、電極をHV電源またはグランドに接続する2つのスイッチで構成される電気回路によって生成することもできます。
質量分析計に対して電極に正の高圧を印加すると、電極と質量分析計の間に強い電界が生じ、試料を含む液滴から陽イオンのスプレーが発生します。余剰の陰イオンは基板上の液滴内に留まり、電極を接地する際にスプレーされます。このようにして、陽イオンと陰イオンの両方を1回の実験で質量分析によって測定することができます。
アプリケーション
ESTASI法は、キャピラリー、使い捨てピペットチップ、ポリマーマイクロチャネル、ポリマーまたは多孔質プレート上のマイクロリットルまたはナノリットル単位の液滴など、幅広い形状のサンプルに適用できます。後者の形状では、標的分子を溶解できる緩衝液の液滴を添加するだけで、表面上の分子を直接イオン化し、質量分析（MS）検出することができます。現在開発されているESTASIの用途には、主に以下のものがあります。
キャピラリー電気泳動（CE）とMS分析のインターフェース
キャピラリー電気泳動で得られたタンパク質またはペプチドの分画は、絶縁性プラスチックスライド上に集められました。溶媒をすべて蒸発させることで乾燥サンプルスポットを形成し、ESTASI MSで分析しました。この際、酸性溶液（1%酢酸水溶液）の液滴を乾燥サンプルスポット上に滴下することで、サンプルから分析対象物質を溶解しました。[ 1 ]これは、プレート表面上でサンプルを直接分析した最初の応用例です。
ゲル電気泳動と質量分析のインターフェース
多孔質マトリックス内のサンプルもESTASI MSで分析できます。ゲル電気泳動中に、ペプチドまたはタンパク質はゲル内で異なるバンドに分画されます。その後、ゲルは絶縁性プラスチックプレート上に配置され、ESTASI MS分析が行われます。ESTASI MS分析のためのゲルからのタンパク質/ペプチドの抽出は、高酸性溶液の液滴をゲルに滴下し、高圧をかけることで実現されます。プロトンはゲル内に移動し、ゲルバンド内のペプチド/タンパク質をプロトン化します。その後、高圧によって陽イオンが酸性液滴に抽出され、ESTASI MS分析が行われます。[ 4 ]
最小限の準備でサンプルを直接分析できるアンビエントイオン化質量分析
様々な種類のサンプルのESTASIは、特別な前処理を必要とせずに実施できます。一例として、香水の高速分析が挙げられます。香水を嗅ぎ紙に直接噴霧し、マイクロリットルからナノリットル単位の液滴を形成し、そこからESTASIを生成します。[ 6 ]
参考文献
- ^ a b c d Qiao、L.、Sartor、R.、Gasilova、N.、Lu、Y.、Tobolkina、E.、Liu、BH、Girault、HH、Anal。化学。 2012、84、7422-7430。
- ^ M. Abonnenc、L. Qiao、B. Liu、HH Girault、「Annual Review of Analytical Chemistry 2010」、3、231-254。
- ^ a b Huang G., Li G., Cooks, RG, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 9907–9910.
- ^ a b Qiao、L.、Tobolkina、E.、Liu、BH、Girault、HH、Anal。化学。 2013、85、4745-4752。
- ^ Stark AK、Meyer C.、Kraehling T.、Jestel G.、Marggraf U.、Schilling M.、Janasek D.、Franzke J.、Anal.バイオアナル。化学。 2011、561–569。
- ^ E. Tobolkina、L. Qiao、G. Xu、HH Girault.、Rapid Commun。質量スペクトル。 2013、27、2310–2316。
外部リンク
- WO 2013102670 A1 - 特許「静電噴霧イオン化法」
- 偽香水の見分け方- 2013年9月25日 Nik Papageorgiou、phys.org
