Orbitrap

Orbitrap（オービトラップ）について

Orbitrapは、質量分析に用いられる特定の形式のイオントラップで、その革新的な設計により、質量分離の効率が高まります。この技術は、2005年に開発され、電場型のイオントラップの一つとして位置付けられています。

構造と動作原理

Orbitrap型イオントラップは、独自の紡錘形電極を持ち、中心軸に沿って配置されています。捕らえられた荷電粒子は、この中心の電極の周りで回転しながら移動します。その際、荷電粒子の運動は高速フーリエ変換を利用して解析され、質量スペクトルが生成されます。このプロセスにより、非常に精度の高い質量分析が可能となります。

イオン源の多様性

Orbitrapに供給されるイオン源は多岐にわたります。代表的なものには、大気圧化学イオン化（APCI）、エレクトロスプレーイオン化（ESI）、大気圧光イオン化（APPI）、ナノスプレー、さらに、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法（MALDI）などがあります。これらのイオン源を通じて生成された荷電粒子は、イオンガイドを経由し、コリジョンガスを用いて運動エネルギーを均一化されます。こうすることで、Orbitrapへ入射する荷電粒子の運動が安定化され、より正確な測定が実現します。

主な用途

Orbitrapは多くの科学的用途に利用されています。主な用途としては、以下のようなものがあります：

• - 代謝物の構造解析: 生物学的サンプル中の代謝物の正確な特定と解析が可能です。
• - 不純物解析: 様々な化合物に含まれる不純物を特定し、品質管理に役立ちます。
• - 低分子化合物の構造決定: 低分子の化合物の詳細な構造を決定するために用いられます。
• - 微量成分の同定: 繊細な分析を必要とする場合でも、微量成分の同定を行うことができます。

特徴と利点

Orbitrap型イオントラップの大きな特徴は、同等の性能を持つ磁場型フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計と比較して、超電導磁石が不要な点です。これにより、機器の小型化が図られており、さらにメンテナンスも容易となります。ただし、最高分解能は磁場型のものに比べて劣るとされていますが、さまざまな実験や研究においては、その性能が安定して活用されています。

Orbitrap技術は、質量分析の分野において、その独自の設計と操作性によって、多くの研究者から注目を集めており、科学的発見のための重要なツールとなっています。

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