質量分析

大学技術職員さん向けの研修会で質量分析の講義をした時のアンケート結果を見て

8月の末に、全国の大学の技術職員さん達の研修会が長岡で行われ、その前日に質量分析の講義を行い、その時のことを以前ブログに書きました

技術職員研修会チラシ

 

最近になって、その時の参加者に対して行ったアンケート結果が、主催者から送られてきました。概ね好評だったので、先ずは一安心しました。

 

プラス意見の1つに、“MSメーカーの人ではなかったこと”が挙げられていました。この種の講義には、メーカーのアプリケーション担当者が呼ばれることが多いのですが、その場合どうしても自社装置の宣伝的な内容が入ってしまいます。話す本人はそのように意識して居なくても、聴講者からはそのような印象を持たれてしまいます。まぁ、仕方ないことではありますが。その点では、私はMSメーカーではなく、かといってユーザーという訳でもなく、大学でたまに講義なんかやったりして、でも企業の人間で、自分で質量分析も行っていて、面白い立場ですよね。それが良かったのかも知れません。

 

マイナス意見の1つには、“LC/MSの話しが中心だったのが残念”というのがありました。その方は普段、直接試料導入でのFABEIの測定をすることが多いのだと思います。私自身、日本電子に勤めていた時は、直接試料導入のEIFABGC/MSLC/MSMALDI/MS、ありとあらゆるタイプの質量分析を経験し、今では殆どがLC/MSですが、やはり難しいのはLC/MSに関連することだと思い、今回はある程度LC/MSにフォーカスした内容にしました。参加者は30名程居ましたから、その人達全てが満足する話を1時間程度で出来る訳はなく、多少マイナスな意見があるのは仕方ないかなぁと思います。

 

今回は初めての場で、手探りで講義内容を考えたので、次回もし呼ばれれば、少し違う視点から話を組み立てても良いかなぁと思いました。

 

この種の講義には、交通費(必要であれば宿泊費)だけ出して頂ければ無報酬で講師依頼を受けています。お気軽にご相談下さい。

 

 

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住所:〒187-0035 東京都小平市小川西町2-18-13
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第38回日本電子株式会社MSユーザーズミーティングに参加して

私の前職である日本電子株式会社のMSユーザーズミーティングに、協力企業として参加してきました。12/1に東京大学、12/8には大阪の千里ライフサイエンスセンターで開催。カタログ展示とショートプレゼンをさせて頂きました。

 

日本電子を辞めて7年半、今年から販売しているLC/MS用オンライン脱塩システム“ソルナック”の開発段階から、実験のためにLC-TOFMSJMS-100LP AccuTOF“を貸して頂いており、またソルナック自体にも興味をもって頂き、今回カタログ展示に声をかけて頂きました。有難い限りです。

 

ユーザーズミーティングと言うイベント、各MSメーカーで行っており(メーカーに依ってユーザーフォーラムと言ったりする)、自社の装置を使っているエンドユーザーに対して、新製品や製品を使ったアプリケーション例などを紹介する場です。日本電子のMSのラインナップは、GC-(Q, TOF)MS, LC-(TOF)MS, MALDI-(TOF)MSですが、アプリケーションに依っては前処理などの周辺付属装置やデータ解析用の専用ソフトなどが必要であり、そのような製品を扱っている企業との協力が必要になります。全部で10社程の企業が展示していました。

 

私は、日本電子に勤めていた頃、特に入社してからの10年一寸の期間はLC/MSのアプリケーション開発を担当していたので、ユーザーズミーティングでは毎年のように発表していました。今回は3分間という短いショートプレゼンでしたが、日本電子のユーザーズミーティングの演台に立ち、とても懐かしかったです。

 

上で列記した様々な装置の市場規模は、金額ベースではLC-MS > GC-MS > MALDI-MSであり、主なMSメーカー各社も、概ねこの順番で新製品開発やアプリケーション開発を行っています。一方日本電子は、私が辞める少し前から、LC-MSには余り力を入れなくなってしまい、替わりに、それまでもやっていたGC-MSや新たにMALDI-TOFMSの開発に力を入れるようになっていました。どんな製品開発に力を入れるかは、限られたリソースの中で取捨選択してトップが決めることなので、私のような下っ端がとやかく言えたことではありませんでしたが(実際にはとやかく言いましたが。。。)、そんなことが辞める理由の一つだったかも知れませんね。

 

それはそれとして、日本電子でもLC-MS事業を全く止めてしまった訳ではなく、AccuTOFのリモデル(質量分解能向上と制御ソフトの一新)は行っていました。しかし、昨今のLC-MS業界はLC-MS/MS全盛期、主なMSメーカーは殆どLC-MS/MSを開発しているし、ユーザーの仕事もLC-MS/MSを必要とするものが増えているという現状があります。

しかし、MS/MS機能の無いLC-TOFMSでも適するアプリケーションは確実にあり、それに対して、エムエス・ソリューションズで開発したソルナックという技術を組み合わせることで、AccuTOFの競争力が少しでも上がるなら、我々としても非常に嬉しいことです。

 

現在、ソルナックは製薬企業様を中心にご購入頂いていますが、その全てが今のところは日本電子以外のLC-MSを使っているお客様です。ソルナックは、どんなLC-MSにも配管接続だけで使える物なので、現場のユーザーがMSメーカーとは関係なく独自に購入して使って頂いています。ソルナックに関してMSメーカーとタッグを組むのであれば、当然日本電子最優先ですね。

 

さて、今回は日本電子MS販促の山本さんに声をかけて頂いて実現したソルナックのカタロ展示ですが、東京と大阪の両方で実施した感想は、“新しい技術は大阪の方が受けが良い”です。まだまだ知名度が低く、初めて知ったという方が圧倒的でしたが、大阪の参加者からは、“おもろいなぁ”とか“よう考えたなぁ”などという意見が沢山聞かれました。人間性の違いなのでしょうか、以前から大阪の人は新しい物好きという印象をもっていましたが、今回もそれが垣間見えました。実際、9月から発売を始めたばかりのソルナックチューブ、毎月リピートオーダー頂いているのは大阪のお客様です。

 

また、営業を担当してくれている総代理店のアルテア技研さんからも上がってきていて、今回のユーザーズミーティングでもいくつか聞かれた意見は、“多検体の連続分析への対応”でした。ソルナックチューブは基本的には1分析に1本使います。12本まで自動切換ができる連続分析用のバルブシステムはありますが、やはり中途半端と言わざるを得ません。

 

100検体位は連続分析可能なシステムを開発したいし、具体的なアイデアもあるのですが、問題は開発費が無いことです。これは、二人でやっている超零細企業の弱いところですね。いまやっているドラマ“陸王”にでてくる“こはぜや”の状況が我が事のように理解できます。

 

連続分析用のソルナックシステムの開発、まぁ何とか工夫してやるしかないですね!

 

 

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解離抑制を志向したLC溶離液条件はLC/MSには適さない

逆相分配クロマトグラフィーでイオン性化合物(酸性 or 塩基性)を分析する場合、カラムに保持させるための方法は大きく分けて以下の2つです。

 

  1. 解離抑制による方法
  2. イオン対試薬を用いる方法

 

通常のHPLCで用いられるイオン対試薬は不揮発性のものが多く、LC/MSには適しません。そのため、LC/MSに用いられる揮発性のイオン対試薬が市販されています。

 

解離抑制による方法についても、LC/MSには適しません。今回は、安息香酸の分析を例にとって説明します。安息香酸のpKa4.2です。図に示すように、溶離液のpH4.2の時に解離状態と非解離状態が1:1pH2.2以下ではほぼ100%が非解離、pH6.2以上でほぼ100%が解離状態となります。解離状態と非解離状態では、解離状態の方が高極性になるので、逆相分配クロマトグラフィーでは保持が弱くなります。つまり、保持を強くするためには、pH2.2以下にして非解離状態にすれば良い訳です。このような溶離液条件は、UV検出器などを用いる通常のHPLCでは問題なく使えます。

安息香酸

 

LC/MSでは、安息香酸は弱酸性でプロトンの授受に関与する官能基はカルボキシ基なので、負イオン検出で測定するのが一般的です。安息香酸を負イオンで検出する時に、強酸性の溶離液を使用してしまうと、溶離液の添加剤の方がイオン化され易くなり、安息香酸のイオン化を抑制してしまうという問題が起こります。

 

このように、一般的なHPLCでは普通に用いられる解離抑制による溶離液条件は、LC/MSには適さないということになります。不揮発性塩を含む緩衝液と同様、通常のHPLCで使える移動相条件がLC/MSで使えないというのは、分析条件を検討する上ではストレスになります。

 

今回、この問題に対してソルナックチューブを適応させてみました。ソルナックチューブは、元々はリン酸ナトリウムやリン酸カリウムを除去するために開発したものです。そのため、ソルナックチューブには、陽イオンと陰イオンの両方を吸着させる機能があります。そのため、分析種もソルナックチューブに吸着してしまう可能性があります。一方、解離抑制を志向した溶離液条件に用いる場合、例えば今回の安息香酸の例では、溶離液の添加剤としてTFAを用いるとすると、安息香酸とTFAではTFAの方がpKaが小さいために、TFAのみが吸着して安息香酸は吸着しないようにイオン交換樹脂を細工すれば、TFAのみを選択的に除去することができます。

 

添付URLのアプリケーションデータでは、試料にトリプトファンを用いています。トリプトファンは、芳香環の影響によって解離抑制の条件を用いなくても逆相カラムに保持しますが、今回はTFAよりも負イオン([M-H])になり難い(TFAによりイオン化抑制を受け易い)例として用いました。

 

塩基性化合物のLC/MSについても、逆の性質のソルナックチューブを用いることで、解離抑制による溶離液条件を用いることが可能になります。

 

 

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LC-MSに限らず、製品のスペック(仕様)と価格の関係を考えない人って結構いると思う

製品のスペックと価格は密接に関係しています。趣味に関する物、例えば骨とう品や服、美術品などは求めるスペックが人それぞれ違うので、一概には言えません。しかし実用品に関しては、性能が高いものは価格も高いし、性能が低いものは価格も安いと言えると思います。あるいは、全体的な性能はショボくても、何か一つ特化して高い性能の物なども価格が高くなることはあります。

また、直接価格に関係しなくても、製品にはその開発のコンセプトがあり、コンセプトに基づいてスペックが決められています。○○用と謳った製品のように、用途を限定してスペックが決められた製品のことです。例えば車であれば、ファミリー向けとかスポーツカーとかトラックとかと言うカテゴリー(用途としてのスペック)があり、用途をある程度限定しています。そのカテゴリーの中で、性能の高いものは比較的価格が高く、性能の低いものは比較的価格も安いということになります。

 

製品を売る側は、用途としてのスペックとそのための性能、それに基づいて決められた価格を買う側に説明し、買う側はそれが自分の求めているもの(予算や使用目的など)と合致すれば購入する訳です。

 

私が仕事をしている質量分析の業界でも、上記の事は概ね一般的に当てはまります。色々なことが出来るかあるいは特化した高い性能のものは価格が高く、単機能で性能も大したことないものは価格が安い、総じてそのように言うことができます。安い装置は、出来ることも得られるデータも大したことないということです。その分安いのです。

時として、売る側が無知で(あるいは嘘をついて)、製品のスペックを買う側に正しく説明せず、買う側が購入した後に製品スペック以上のことが出来ることを期待してしまいます。そうなると最悪で、販売した企業の評判が悪くなるだけなら良いのですが、下手をすると、質量分析自体が使えない機器分析法であるかのように誤解されてしまう場合も有り得ます。しかし、実際そういうケースは結構あり、実に嘆かわしいです。

 

最近、エムエス・ソリューションズで開発・製品化した“ソルナックシリーズ”は、かなりスペックを限定した製品です。例えば“ソルナックチューブ”、HPLC溶離液に添加したリン酸塩を、カラムの後段で除去するデバイスですが、リン酸塩を連続できる時間は、10 mM濃度を0.3 mL/minで流した時に大凡10分間。基本的には1分析毎に交換する使い捨てです。価格は、10本パックで1本あたり3,000円。10分間の1分析で3,000円という額が高いか安いかは議論が分かれるところです。

 

私達が掲げているソルナックチューブのコンセプトは明確です。

 

リン酸塩を含む溶離液はLC/MSには使えないので、例えばリン酸塩を含む溶離液でHPLC条件が決まっている試料があるとして、それをLC/MS分析に供するには揮発性の酢酸アンモニウムなどに変更する必要があります。それが1日かかるとして、月収30万円の人がその作業をすると、人件費だけで3万円程かかる計算になります。そんなことをするよりは、先ず13,000円のソルナックチューブを試してみた方が無駄な時間もかからないしトータルコストは安くすみますよ。取り合えずファーストチョイスで使ってみて下さい!

ということです。

 

それに対して、“1分析しかできないものは使えない”、“1分析3,000円は高い”、などと言ってくる人が結構います。

 

連続分析に対応するためにe-SALNACというバルブシステムがありますが、それでもソルナックチューブ交換なしでの連続分析は12回しかできませんので、それ以上の連続分析への要求は、現在新しいシステムを検討中です。

 

私達は、ソルナックチューブの出来ることと出来ないことを明確に説明しています。それでも“これはうちの仕事に使える”と思ってくれたお客様が買ってくれれば良い訳です。

 

繰り返になりますが、売る側は製品のスペックを正確に伝える必要があるし、買う側はそのスペックが、自分がやりたいことに合っているかを見極めてから購入する必要があります。

 

 

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第9回LC/MSワークショップ開催報告

10/26-27、浜名湖ロイヤルホテルで第9回LC/MSワークショップが開催され、今回も世話人として参加してきました。この会は、主に製薬企業のLC/MS現場で問題になっている現象に対して、様々な視点から議論することで相互理解を深めたり問題解決の糸口を見つけたりすることを狙い、2009年に立ち上がったディスカッショングループです。今回の開催趣意書はこちら。日本ウォーターズ株式会社が事務局のサポートをしてくれていますが、参加者がウォーターズユーザーに限定されるようなことはありません。

参加者は主に製薬企業でLC/MSを使って研究している中堅研究者と、LC/MS関連のアカデミア、その他でトータル36名でした。私は、横浜市立大学に非常勤の籍があるので、一応アカデミア側の参加者という位置づけ。

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ディスカッションの様子。コの字に机を配置して、全員参加型でディスカッションします。

 

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初日夕方の休憩時間に、浜名湖が見える場所までランニング!

 

 

ここ数年は、ESIにおけるマトリックス効果、フラグメンテーション、タンパク質の定量分析、の3本が主テーマですが、今回もこの3本柱で数人の演者に話題提供をしてもらい、それに対して突っ込んだディスカッションをしてきました。昨年の様子はこちら。

 

 

マトリックス効果に関しては初回からずっと議論していて、原因と分析現場での対処法については概ね議論が出尽くした感があります。原因については以前のブログでも紹介していますが、マトリックス成分の物性(プロトン親和力、界面活性、疎水性)、初期の帯電液滴サイズと電荷密度、から概ね説明できます。対処法についても、試料の希釈、試料前処理、カラム分離、分離モードの変更、イオン化モードの変更、ESIであればダウンサイジングなど、現場ではそれぞれの方法で解決策を模索しており、概ね落ち着いてきた印象です。

 

しかし、汎用的に使われているコンベンショナルESIでマトリックス効果が起こるという現象自体は何も変わっておらず、これをこのまま諦め対処法を駆使して使い続けるのか、コンベンショナルESIの汎用性を保ちつつマトリックス効果を低減させる新たなイオン化法を開発するのか、弊社で開発中の新規LC-MSイオン源も実はマトリックス効果低減を期待しているのですが、今のところ別の効果(ESIだけではイオン化し難い化合物を+αのエネルギーでイオン化できる)で使えそうな感じです。

 

フラグメンテーションのセッションでは、今回理研の津川氏に“フラグメンテーション解析支援ツール”の開発の話しをして頂きました。MS-FINDERというツール、私も使っていますが、なかなか良いです。本当は、MS/MSにより得られたマススペクトルから化合物の構造を組み立てられると良いのですが、それは現状不可能です。その障害になっているのは、主には転位反応だと思います。LC-MS/MSでは殆どの場合低エネルギーCIDによる開裂が用いられますが、この開裂方法では転位反応を伴う開裂がしばしば起こります。マススペクトルから、“このイオンは転位反応によって生成したイオンか単純開裂によって生成したイオンか”を見分けることは出来ません(以前ブログに書いたMIKESを使えば可能ですた)。また、高分解能MS/MSによってイオンの元素組成は分かるとしても、その構造まで一義的に決められるのは、かなり小さなm/z値のイオンに限定されます。現時点では、MS-FINDERのように、化合物データベースに登録されている化合物の構造から生成され得るフラグメントイオンを予測し、それを実測のスペクトルと比較して構造を推定するという方法が最も現実的な方法でしょう。

 

今回は、実際の仕事でフラグメンテーションの解析を行っている人が少なかったのか、余り突っ込んだ議論にはなりませんでした。

 

毎回限られた人数で深いディスカッションができる良い会ですが、今回は初参加の方も積極的にディスカッションに参加してくれて、全体的にとても盛り上がったと思います。このワークショップ、参加者を広く募集することはしておらず、専ら世話人からの声かけによって参加者を募っています。次回は10回記念大会です。

 

 

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LC/MS用オンライン脱塩システム“ソルナック”、初のリピートオーダー入りました!

今年の3月から発売を開始したソルナック(カートリッジ&チューブ)、複数の製薬企業様を中心にお使い頂いていますが、9月にチューブをご購入頂いたお客様より、リピートオーダーを頂きました。

 

リピートが来たという事は、前にご購入頂いたカートリッジがお役に立ったという証拠ですので、非常に嬉しいです。

 

LC/MSで不揮発性塩を含む緩衝液や不揮発性のイオン対試薬を使用できるソルナック、勿論万能ではなく様々な制限がある技術ではありますが、LCMSの間にソルナックカートリッジあるいはソルナックチューブを接続するだけという非常に簡便な操作で、従来不可能だった不揮発性緩衝液を用いたLC/MSが可能です。

 

例えば、不揮発性緩衝液の移動相条件を、LC/MS用に揮発性緩衝液へ条件変更をするのに一日要するとして、数十万円の人件費が必要になります。それより、13,000円のソルナックチューブをファーストチョイスとして試した方が、費用対効果の面で断然経済的です。

 

是非一度お試しください。

 

 

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質量分析屋のブログでは小平市を拠点とする日々の活動やお役立ち情報をご紹介しております

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