【医療・バイオ】見えない分子を逃さない！島津製作所の「高感度・質量分析」技術

【課題】分析器の「入り口」で分子が散らばってしまう

質量分析装置では、まず液体サンプルをスプレーのように噴霧して、調べたい分子を「イオン化」します。その後、そのイオンを「真空状態」の分析器の内部へ、細い管の小さな穴を通して吸い込みます。

しかし、ノズルから勢いよく飛び出したイオンは四方八方へ広がってしまいます。特に、質量の大きい（重い）タンパク質などの分子は、ガスの流れに逆らって細管の小さな穴に入り込むのが難しく、大半が穴の周りの壁にぶつかって失われて（ロスして）しまい、測定の感度が上がらないという大きな課題がありました。

【解決策】イオンに「絶妙なカーブ」を描かせる非対称電場

島津製作所は、ノズルから飛び出したイオンをまっすぐ吸い込むのではなく、「反射電極」と「集束電極」と呼ばれる2つの電極を使って、イオンの軌道を空中で曲げながら穴へ誘導する画期的な構造を発明しました。

「非対称」な配置がミソ

最大のポイントは、ノズルの真下から「わざと位置をずらして」反射電極と集束電極を非対称に配置した点です。

この電極に電圧をかけると、空間に目に見えない「電気の坂道（電場）」ができます。ノズルから勢いよく飛び出したイオンは、反射電極から反発力を受け、まるでスキージャンプのコースを滑り降りるようにカーブを描きながら、集束電極の開口部（細管の入り口）に向かってピンポイントで集められていきます。

【効果】信号強度が最大で6倍に！創薬を加速する

この新しい電極構造を採用した結果、イオンをロスなく取り込めるようになり、検出される信号強度が従来と比べて2倍から最大で6倍以上にも跳ね上がりました。

感度が飛躍的に上がるということは、「ごく初期のガン細胞が発する微量なタンパク質」や「食品に混ざった極微量の不純物」を確実に見つけ出せるようになるということです。

医療の早期診断や、新薬の開発スピードを裏側から強力に支える、日本が世界に誇る分析機器メーカーの凄みを感じる発明です。

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