大気圧イオン化高分解能飛行時間質量分析計　AccuTOFT LC-Express

Scientific / Metrology Instruments 大気圧イオン化高分解能飛行時間質量分析計 JMS-T100LP AccuTOFTM LC-Express A robust and easy-to-maintain, high-throughput mass spectrometer aiming for high productivity with multiple ionization methods including DART™ and ColdSpray.

「ミリマス」情報を「迅速」に AccuTOF™ LC-Express 大気圧イオン化飛行時間質量分析計 AccuTOF™ LC シリーズは、マルチイオン化・堅牢性・容易なメン テナンスを特長とした高い生産性を目指したハイスループット質量分析計です。 JMS-T100LP はダイナミックレンジを大幅に向上し、AccuTOF™ LC-Express へと進化しました。 JEOL 独自のイオン化技術である DART™ (Direct Analysis in Real Time) によって精密質量情報が迅 速に得られ、またエレクトロスプレーイオン源 (ESI) を備える LC-MS システムや ColdSprayイオン源 (CSI) へ容易に変更できるため、有機化学や材料科学といった幅広い研究ニーズにお応えします。 DART™ 様々な形態・状態の試料を、前処理無しで、DART™ イオン源にかざすだけで、精密質量マススペクトルを リアルタイムで得ることができます。通常の分析機器 では扱うことのできない、不定形の試料や「汚い」試 料もそのまま分析できます。 LC-MS ColdSpray 標準構成のエレクトロスプレーイオン源 (ESI) により、 ColdSpray イオン源（オプション）を装着することにより、 LC-MS システムとしても運用可能です。また、大気圧化 自己組織化超分子、ある種の有機金属錯体、短鎖の二重鎖 DNA 学イオン源 (APCI、オプション) を構成することで、より など、極めて熱分解し易い試料を分析することができます。 幅広い LC-MS アプリケーションに対応します。 ColdSpray イオン源は徳島文理大学香川薬学部 山口健太郎教授らにより開発された手法であり 科学技術振興事業団（JST）のプロジェクトの成果のひとつです。 Cold-Spray ionization mass spectrometry: principle and applications K. Yamaguchi, J. Mass Spectrom, 38, 473-490（2003） 1 AccuTOF™ LC-Express

JMS-T100LC AccuTOF™　　　　 　 ・質量分解能 6,000　 2001 ・質量精度 5 ppm ・スペクトル記録速度 10 Hz ・マスレンジ m/z 10,000 JMS-T100CS AccuTOF™ CS 2003 JMS-T100LP AccuTOF™ LC-plus　 ・ColdSpray イオン源発売 ・アイソレーションバルブ搭載 DART™ 2005 ・DART™ イオン源発売 ・DART™ イオン源搭載 TLC-MS JMS-T100TD AccuTOF™ TLC 発売 2008 DART™-SVP　 ・第二世代 DART™ イオン源 "SVP" 発売 JMS-T100LP AccuTOF™ LC-plus 4G ・分解能向上 (6,000 → 10,000) 2015 ・質量精度向上 (5 ppm → 3 ppm) ・スペクトル記録速度向上 (10 Hz → 50 Hz) ・データサンプリング速度向上 (2 GHz → 4 GHz) 日本電子では、磁場セクター質量分析計に次ぐ第 2 の高分解能質量分析計として直交加速飛行時間質量分析計を開発し、2001 年 に大気圧イオン化飛行時間質量分析計 JMS-T100LC AccuTOF™ を上市しました。AccuTOF™ は 2002 年 3 月に開催された Pittsburg Conference において世界市場へ導入され、当時市販されていた LC-TOFMS の最大の問題点であったダイナミックレン ジの狭さを克服し、実用性の高い LC-MS となったことが評価され、Pittcon Editors’ Bronze Award を受賞しました。 2003 年には、科学技術振興事業団（JST）のプロジェクトの中で徳島文理大学香川薬学部 山口健太郎教授らにより開発された ColdSpray イオン化法を製品化しました。 さらに 2005 年には、日本電子の米国法人 JEOL USA. Inc. の質量分析応用研究室にて DART™ イオン源が開発され、2005 年 2 月に開催されたピッツバーグコンファレンスで発表し、Pittcon Editors’ Gold Award を受賞しました。同年 9 月には R&D 100 Award も受賞しました。 AccuTOF™ シリーズの進化は JMS-T100LP AccuTOF™ LC-Express へ脈々と受け継がれています。 AccuTOF™ LC-Express 2

AccuTOF™ LC-Express の基本性能 信頼性・堅牢性・メンテナンス性を追求したハードウェア 3 AccuTOF™ LC-Express

信頼性の高い「ミリマス」測定 High-frequency, high-voltage RF ion guide 独自の高周波数 (3 MHz) と高電圧 RF (0～2,500 V p-p) イオンガイド により、極めて低い質量のイオンまで観測することができます。水の R=12,715 プロトン付加二量体 [(H2O) [M+H]+ 2 + H]+ (m/z 37)、酸素負イオン O - 2 (m/z 32) などをモニターすることで、DART™ イオン源の動作状況を容易 Sample : reserpine に掌握することができます。 High response detector 応答性を高めたハイスピードかつ高感度なデュアル MCP 検出器 ユニット。2 m の飛行長で質量分離されたイオンを高効率で検出 し、分解能 10,000 以上 (半値幅；FWHM 、レセルピン (m/z 609; [M+H]+))を保証します。 High speed, wide dynamic range digitizer 4 gigasamples/s の 14 bit デジタイザー (ADC) と高性能データ R=14,375 取得システムにより広いダイナミックレンジと高速データ記録 [M+5H]5+ （最大 50 スペクトル／秒）を実現。 Sample : insulin (bovine) 堅牢・容易なメンテナンス Useful isolation valve 分析部の高真空を維持したままで、イオン導入部を大気圧にし、 洗浄などのメンテナンスが可能です。メンテナンスに必要なダウ ンタイムを最小限に抑えます。 3D-structure of insulin (bovine)* Simple and robust ion sources シンプルな構造でメンテナンスも容易です。 汚れに対する耐性が高く、あらゆる分析に対応できます。 簡単な作業で DART™ を含む他のイオン源と交換できます。 Nitrogen gas tank 停電など突発的なアクシデントで装置が停止した場合に、分析部内を 自動で窒素パージします。 イオン導入部 分析部 検出器の劣化を防止し、装置再立上げの時間を短縮します。 直交型イオン源 アイソレーションバルブ TMP2 Robust, high-capacity vacuum pumping system 堅牢で高容量の真空排気システムにより、DART™ のイオン化に使用する ヘリウムガスも問題無く排気することができます。 RP1 緊急時に供給 TMP1 Drain PR2 乾燥窒素貯蔵タンク * 3D-structure of RCSB PDB (www.rcsb.org) ID 4IHN (Pechkova, et al., A Review Of The Strategies For Obtaining High Quality Crystals Utilizing Nanotechnologies And Space) created with Protein Workshop (Moreland, et al. (2005) BMC Bioinformatics 6:21). イオン導入部 分析部 AccuTOF™ LC-Express 4 アイソレーションバルブ 直交型イオン源 緊急時に供給 乾燥窒素貯蔵タンク

DART™ (Direct Analysis in Real Time) 前処理不要の直接分析 様々な形態・状態の試料を、前処理無しで、DART™ イオン源にかざすだけで、高分解能マススペクトルをリアルタイムで 得ることができます。 通常の分析機器では扱うことのできない、不定形の試料や「汚い」試料もそのまま分析できます。 ■ ステロイド薬錠剤　固体をピンセットにはさんで分析 Prednisolone [M+H]+ 361.19 301.17 343.18 331.18 362.19 302.18 250　　　　　　　　　　　300　　　　　　　　　　　350　　　　　　　　　　　400　　　　　　　　　　　450 m/z ■ 危険ドラッグ成分（合成カンナビノイド） ■ タマネギの催涙成分 5 AccuTOF™ LC-Express

Pittcon Editors’ R&D Gold Award 100 Award アンビエント質量分析のパイオニア DART™ DART™ は 2003 年に日本電子の米国法人 JEOL USA. Inc. の質量分析応用研究室で産声を上げました。 のちにアンビエントイオン化法と呼ばれる一連の新しいイオン化法の中で、最初に発明・商品化 (2005年) しました。 2005 年 2 月に開催されたピッツバーグコンファレンスで発表し、Pittcon Editors’Gold Award を受賞しました。同年 9 月には R&D 100 Award も受賞しました。 ■ 抗血栓薬　液体をガラス棒に付けて分析 155.04 330.15 Sarpogrelate [M+H]+ 169.06 101.00 133.03 187.07 331.16 430.16 100　　　　　　　200　　　　　　　300　m　/　z　　　　400　　　　　　　500 ■ キイロショウジョウバエのフェロモン 試料ご提供： Dr. Joanne Yew (University of Hawai'i at Manoa - previously Harvard Medical School) ■ ビタミン C 顆粒　粉末をセラミックシートに包んで分析 127.04 Glucose [M-OH]+ L-ascorbic acid [M+H]+ 97.03 177.04 145.05 85.03 111.05 163.06 128.04 60　　　　80　　　　100　　　　120　　　　140　　　　160　　　　180　　　　200　　　　220　　　　240 m/z AccuTOF™ LC-Express 6

DART™ (Direct Analysis in Real Time) AccuTOF™ LC-Express + DART™ 最高のコンビネーション DART™ イオン源は、AccuTOF™ LC-Express に装着することで最高のパフォーマンスを発揮します。堅牢で高容量な真空排気シ ステムにより、排気を補助する特別なインターフェイス（Vapur、オプション）を必要としない唯一の質量分析計です。Vapur 装着時 にみられる低極性化合物の消失やキャリーオーバーはなく、低極性から高極性まで幅広い試料を分析することが可能な最高のコンビ ネーションです。 ■ 低極性化合物：有機エレクトロルミネッセンス材料 ■ 高極性化合物：イオン液体 TLC プレートの直接分析 市販総合感冒薬の測定結果と検出されたスポット スポット A（m/z 152） A、B、C のマススペクトルと精密質量測定結果 組成式 理論値 (m/z) 実測値 (m/z) 誤差 (mDa) C₈ H₁₀ NO₂ 152.07115 152.07111 -0.04 152.07 サンプル調製： クロロホルムにて抽出 → Acetaminophen 展開溶媒 ：クロロホルム / メタノール＝ 9/1 73.06 91.07 108.10 主要 3 成分の各スポットのマススペクトルが迅 100　　　　　　　　200　　　　　　　　300　　　　　　　　400　　　　　　　　500　　　　　　　　600 速に検出されました。 また、取得されるデータは常に高分解能データで スポット B（m/z 195） 組成式 理論値 (m/z) 実測値 (m/z) 誤差 (mDa) すので、各スポット成分の組成推定が可能です。 195.08 C₈ H₁₁ N₄ O₂ 195.08820 195.08840 0.20 → Anhydrous Caffeine 展開後の TLC プレート 74.06 196.09 100　　　　　　　　200　　　　　　　　300　　　　　　　　400　　　　　　　　500　　　　　　　　600 ← スポット C スポット C（m/z 231） ← スポット B 30 mm 組成式 理論値 (m/z) 実測値 (m/z) 誤差 (mDa) ← スポット A 231.15 C₁₄ H₁₉ N₂ O 231.14974 231.15022 0.48 461.28 → Isopropylantipyrine 232.15 462.29 100 100　　　　　　　　200　　　　　　　　300　　　　　　　　400　　　　　　　　500　　　　　　　　600 7 AccuTOF™ LC-Express

豊富な試料導入オプション ■ TLC サンプラー ■ シートホルダー 短冊状に切断したガラス製 TLC プレートの他、溶液試料を付着させた 専用のセラミックシートに包んだ粉末試料をイオン ガラス棒、ガラス製サンプルプレートの導入にも使えます。 源にスライドするだけで、簡単に分析を行えます。 DART™ の動作原理 ニードル電極 グリッド電極 イオン導入口 （オリフィス 1） ガス（He） 接地電極 ガスヒーター DART™ のイオン化は、励起状態の原子・分子が大気ガスおよび試料と相互作用することに基づきます。 DART™ に導入されたヘリウムガスは、ニードル電極の放電によりプラズマを発生します。プラズマにはイオン、電子、 励起状態（準安定）の原子および分子が含まれますが、プラズマ中の荷電粒子の大部分は接地電極により除去され、励起状 態の中性気体分子のみが大気中へ放出されます。 必要に応じて、ヒーターによりガスを加熱することで、試料の気化および物質表面からの熱脱着を促進します。 ■ 正イオン ■ 負イオン 励起状態のヘリウム原子が、大気中の水と反応して、 励起状態のヘリウム原子は、出口グリッド電極、大気中 プロトン化水クラスターを生成します。これが分析対 の中性種 (N) と相互作用して、ペニングイオン化により 象物質 (M) と反応してプロトン化分子を生成します。 電子を生成します。この電子は、大気中のガス (G) と衝 突して速やかに減速され、更に大気中の酸素と反応して He(23S) + H2O → H2O+・ + He(11S) + e- 酸素負イオンを生成します。 H2O+・ + H2O → H3O+ + OH・ H3O+ + nH2O → [(H2O)n+1 + H]+ He(23S) + N → N+. + He(11S) + e-* [(H2O)n+1 + H]+ + M → [M + H]+ + (n+1)H2O e-* + G → G* + e- e- + O2 → O - 2 各イオン化法の適用範囲（概略図） MALDI これらの酸素負イオンは更に試料分子 (M) と反応して、 100000 ESI 分析対象物の負イオンを生成します。 10000 O -・ + M → [M - H]- 2 + OOH・ FD/FI FAB O -・ 2 + M → M-・ + O2 APCI O -・ 2 + M → [M + O2]-・ 1000 DART EI or CI 低 極性 高 AccuTOF™ LC-Express 8 分子量

広がるアプリケーション LC-MS エレクトロスプレーイオン源 (ESI) や大気圧化学イオン源 (APCI、オプション ) を装着することで、LC-MS システムとしてもお使いい ただけます。 オートサンプラ― ( オプション ) とオートインジェクションバルブ ( オプション ) を組み合わせることで、精密質量測定が自動化され、 生産性が向上します。 9 AccuTOF™ LC-Express

「ミリマス」測定の自動化 精密質量測定を行う際には内部標準物質を使用して、質量校正を 行う必要があります。測定の度にマニュアルで内部標準物質を導 入することは手間が掛かり、特に多検体の精密質量測定を行う際 には非常に面倒です。 オートインジェクションバルブ（オプション）を用いれば、自動 的に内部標準物質を導入（導入時間はソフトウェアで設定）し、 簡単に精密質量測定が行えます。さらに、オートサンプラー（オ プション）と組み合わせることで自動化された精密質量測定が可 オートインジェクションバルブ LC オートサンプラー 能になります。 ■ ペプチド混合物分析例 オートインジェクションバルブにより、自動的に内部標準物質を導入し、各成分の精密質量測定を行った際の結果です。 ペプチド混合物の TIC 精密質量測定結果 理論値 実測値 誤差 (mDa) Angiotensin I (Human) 1296.68531 1296.68544 0.13 Substance P 1347.73597 1347.73752 1.55 Leu-Enkephalin 556.27712 556.27731 0.19 直交型 ESI イオン源の概略図 堅牢なハードウェア LC Eluent Nebulizing Gas 直交型エレクトロスプレーイオン源・off-axis な２つのオリフィス・ 屈曲したイオンガイドにより、分析部内部への汚染を防ぎます。 Desolvating Chamber 日常的なメンテナンスはオリフィス 1 の表面をクリーニングする のみです。 Ring Lens Desolvating Gas Ion Guide to MS Orifice 2 Orifice 1 RP TMP マルチイオン化をサポートする容易なイオン源交換 ESI から DART™ への切り替えも、DART™ イオン源のための追加インターフェイスが不要な AccuTOF™ LC-Express なら簡単です。 1 2 3 4 AccuTOF™ LC-Express 10

多彩なマルチイオン化の世界 超分子・錯体 ～ ColdSpray 従来の ESI 法では検出が困難であった不安定化合物も、コールドスプレーイオン化法により検出することが可能となりました。 金属錯体の他、生体分子、反応中間体、ホスト－ゲスト化合物、溶液中の各種会合体など、コールドスプレーイオン化法の応 用分野はさらに大きな広がりを見せています。 コールドスプレーイオン源の概略図 Temp.Controller Sample N2 in -20 Heater Sensor Ring Lens Heater Sensor Ion Guide to MS Orifice 2 Orifice 1 Retractable Flow Redirector Liq. N2 Tank Waste RP TMP 本イオン源は徳島文理大学香川薬学部 山口健太郎教授らにより開発された手法であり 科学技術振興事業団（JST）のプロジェクトの成果のひとつです。 Cold-Spray ionization mass spectrometry: principle and applications K. Yamaguchi, J. Mass Spectrom, 38, 473-490（2003） 六核銅錯体のアセトニトリル溶液中 -30 ℃における ColdSpray マススペクトル [Cu2+ 6(L3)3(PhOPO 2- 3 )4](CIO - 4 ) 錯体 [Cu2+ 6(L3)3(PhOPO 2- 3 3 )4] の ORTEP 図 L3= （データご提供：同志社大学理工学部・小寺政人教授） 11 AccuTOF™ LC-Express

タンパク質複合体 ～ イオン導入部圧力の調整 オリフィス 1 とオリフィス 2 の間の圧力（真空度）を調整するオプションを装着することにより、 通常の条件では解離してしまうタンパク質複合体の会合状態を分析することができます。 アルコールデヒドロゲナーゼ（イースト）複合体の ESI マススペクトル 四量体 単量体 3D-structure of alcohol dehydrogenase tetramer (yeast)* * 3D-structure of RCSB PDB (www.rcsb.org) ID 4W6Z (Raj, et al. (2014) Biochemistry 53: 5791-5803) created with Protein Workshop (Moreland, et al. (2005) BMC Bioinformatics 6:21). 低極性化合物（フラーレン誘導体）の分析 ～ 大気圧化学イオン化 (APCI) APCI イオン源（オプション）を用いて、低極性かつ高分子量 (MW > 3,000) のシャトルコック形フラーレンを分析することができました。 直交型 APCI イオン源の概略図 LC Eluent Nebulizi[nMg G+aDs MAP+Na]+ 強度（1071） [M+ NDaes]o+lvating Chamber Desolvating Ring Lens Gas Ion Guide [M+2Na]2 + to MS Corona Orifice 2 Discharge Orifice 1 Needle Orifice 1 質量電荷比（m/z） RP TMP [M+DMAP+Na]+ 強度（928） [M+Na]+ [M+2Na]2+ 質量電荷比（m/z） （試料ご提供： 東京大学大学院理学系研究科 中村栄一特任教授） AccuTOF™ LC-Express 12

イージーメンテナンス 容易なクリーニング DART™、 ESI で使用している場合、日常のメンテナンスはオリフィス1 の拭き取りだけで十分です。 コールドスプレー法で自己組織化超分子を分析する場合は、超分子の形成を促進するために試料濃度を極めて高くしなければならない ことがあります。そのような分析を行った後はオリフィス１の内部までもクリーニングする必要があります。 アイソレーションバルブを標準装備した AccuTOF™ LC-Express なら、オリフィス 2 を越え、イオンガイドの拭き取り洗浄まで行っ てもダウンタイムは僅かに 1 時間以内です。 1 2 3 通常のクリーニングはオリフィス 1 の 内部までクリーニングする場合は オリフィス１の裏側、リングレンズ、 拭き取りだけで十分 オリフィス 1 を取り外し オリフィス 2 の表側をクリーニング 4 5 6 オリフィス 2 を取り外し オリフィス 2 の裏側と イオンガイドをクリーニング ダウンタイムの低減　-アイソレーションバルブ- 分析部の高真空を維持したままで、イオン導入部を大気圧にし、洗浄などのメンテナンスが可能です。メンテナンスに必要なダウンタ イムを最小限に抑えます。 イオン導入部 分析部 アイソレーションバルブ 直交型イオン源 アイソレーションバルブ TMP2 RP1 緊急時に供給 TMP1 Drain PR2 乾燥窒素貯蔵タンク イオン導入部 分析部 13 AccuTOF™ LC-Express アイソレーションバルブ 直交型イオン源 緊急時に供給 乾燥窒素貯蔵タンク

主要オプション 設置条件 DART™ イオン源 電源 TLC サンプラー SVP 本体 単相 200V ± 10%、20A APCI イオン源 液体クロマトグラフ 単相 100V ± 10%、20A コールドスプレーイオン源 DART™イオン源 単相 100V ± 10%、2.3 A* オートインジェクションバルブ データシステム 単相 100V ± 10%、15A オートサンプラ―（ 液体クロマトグラフ用） 接地端子 D 種接地 シリンジポンプセット ガス 窒素ガス 本体 700 kPa（10L/min）、純度97% 以上 DART™ イオン源 550 kPa（10L/min）、純度97% 以上 ヘリウムガス DART™ イオン源 550 kPa（10 L/min）、純度99%以上 設置室 変動磁場 1 × 10－6 T 以下 固定磁場 5 × 10－4 T 以下 床振動 振幅（p-p）25µm 以下 かつ加速度0.1m / sec2 以下 室温 20 ～ 27℃ 温度変化 ±3 ℃ /h 以下 湿度 30～70%以下（ただし､ 結露しないこと） 最大発熱量 28,800 kJ/h（液体クロマトグラフを含む） 排気設備 イオン源（溶媒）およびロータリーポンプの 排気設備が必要です * 単相 100 V 15 A 電源 1 系統で、データシステムと DART™ の設置が可能です。 標準設置例（液体クロマトグラフを含む） C 排気ダクト ユニット名 幅 奥行 高さ 質量 J (ｍｍ) (ｍｍ) (ｍｍ) (kg) 接続口 A 質量分析計本体 690 905 1,156 305 B 液体クロマトグラフ 645 440 825 46.4 B A E D C Ｎ２タンク 250 660 170 15 F D ＰＣ本体 173 420 373 11 G ＰＣモニター 539 182 497 3 I 窒素ガス Ｅ カラープリンター - - - - 供給口 H Ｆ ワークテーブル - - - - Ｇ ２段ワークテーブル - - - - Ｈ 配電盤 - - - - Ｉ 窒素ガス供給口 - - - - 入口 Ｊ ロータリーポンプ 160 430 230 22 900 2,700 単位 : mm AccuTOF™ LC-Express 14 2,100 200

* 外観・仕様は改良のため、予告なく変更することがあります。 No.2102C583C(Bn)