Post Source Decay: PSDとは?
ポストソース分解(Post Source Decay; PSD)は、MALDI-TOF-MS
で、レーザー照射後に生成したイオンが、イオン源の加速電場を
出た後のDrift Space(無電場領域)で、イオン自身の過剰な内部
エネルギーまたは残留ガスとの衝突によって励起分解する現象
である。
イオン源
+
+
+
+
+
+
Drift Space
+
+
PSDイオン
+
PSDでは、リフレクターモードで測定する理由
PSDが起きたとして・・・
+
+ + +
+
+ +
+
+
+
+
+
Drift Space
飛んでいる間に分解していくので、各イオンの運動エネルギーはバラバラ。
(イオン化したときに、全てのイオンが同じ場所で、同じ速度で飛んでいる訳ではな
い。)
このまま、例えば、リニアモードで測定すると、同じ質量のイオン
でも、バラバラに検出器に到達するので、分解能が悪くなる。
分解能を上げるため、イオンの運動エネルギーのバラツキの補正をする必要がある。
たくさんの電極を並べて、電場勾配をつくるイオン反射器を使うと、
イオンの運動エネルギーのバラツキを打ち消すことができる。
+
+
高圧電源
運動エネルギーが大きいイオンは速いので、反射器に先に到着して、反
射電場に逆らって奥まで入り込み、遠回りしてはね返る。運動エネルギー
が小さいイオンは遅く到着するが、奥まで入れず近道をしてはね返る。
はね返ってきたイオンを検出することで、運動エネルギーの
バラツキを揃える事ができるので、同じ質量電荷比を持つイ
オンを揃えて検出でき、分解能が上がる。
よって、PSDでは、イオン反射器を備えたリフレクターモードで解析を行う。
De novo sequencingとは?
De novo sequencingとは、ペプチドのMS/MSスペクトルから、数学
的演算によりアミノ酸配列を算出する技術のことをいう。De novo
はラテン語で、「初めから、新たに」を意味する。各アミノ酸のペプ
チド結合部分で順次切断された(y or b イオン)一連のプロダクト
イオンピークが検出されたスペクトルが得られれば、ピーク間の
質量差がアミノ酸残基質量に相当するので、演算により推定アミ
ノ酸配列を決定できる可能性が高くなる。
例えば、右のような
ペプチドを考えてみる
・・Q N A G F
イオン化した
・・ Q N A G F
y5 y4 y3 y2 y1
このように表されるはず
y2
y1
F
G
y4
A y3 N
Q
y5
・・
m/z
よって、ピーク間の質量差より
元のアミノ酸配列を決定できる。
(De
novo sequencing)
De novo sequencingの注意点
解析する際、1残基アミノ酸、測定時に生じるその誘導体、2残基ア
ミノ酸などのモノアイソトピック質量 で、質量が非常に近接したもの
を考慮する必要がある。例えば、ピーク間の質量差が147.0だった
場合、この質量差に相当するアミノ酸残基はF(Phenylalanine)であ
るという予想がされがちであるが、実際は、147.068であればFであ
るが、147.035であればMet-O(Methionineの酸化物)となる。これを
識別するためには、小数点以下の桁数をより多く読み取れる高質
量精度(Q-TOF型の質量分析装置による)のスペクトルを得ること
が必要となる。
モノアイソトピック質量
1残基アミノ酸同士
Lys(K)=128.0949
Gln(Q)=128.0585
⊿=0.0364
1残基アミノ酸と2残基アミノ酸
Trp(W)=186.0793
AD(GE)=186.0640
⊿=0.0153
etc・・・・
PSD(MS/MS解析)でDe novo sequencing
リフレク
ター
イオン化
検出器
特定イオンの選択
+
+ +
+
+
+
+
+
+ +
+
+
イオン化していない分解産物は反射しな
い
励起分
解
m1 m2 m3
m/z
m1
PSDイオン
m/z
m1
PSDイオンの中からy or bイオンを探し、y1、y2、y3、・・・・・と各々のピーク
の差から順々に並べると、元のm1のアミノ酸配列を決定することができる。
ただし、一般にPSDスペクトルには、通常の生成イオンの他に脱アンモニア
や、脱H2Oなどの分解物のピークも観測され、分解が進みすぎて解析が困
難になることも多いと言われている。
m/z
ダウンロード

PSD+de novo sequence