| Project/Area Number |
21K05138
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Nakamura Takemichi 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 特別嘱託研究員 (10360611)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | tandem mass spectrometry / fragmentation pathway / isomerization / ion structure / ion mobility / collisional excitation / energetics / macrocyclic peptides / energy-resolved IM/MS/MS / model chemistry / CID |
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| Outline of Research at the Start |
タンデム質量分析は有機化合物の定性・定量に広く用いられるが，元の構造からは解釈困難なフラグメントイオンが観測されることが少なからずあり，未知物質の構造解析における有用性は限られている．測定原理の考察から，衝突活性化の際に骨格転位を含む異性化が広く起こりうる，という仮説が導出された．エネルギー分解質量分析，イオン移動度分析，計算化学手法を統合した異性化フラグメンテーション経路解析により仮説を検証し，既存手法の限界を明らかにする．
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| Outline of Final Research Achievements |
Fragmentation in collision-induced dissociation (CID) tandem mass spectrometry is widely used for structural characterization beyond the molecular formula assignment of soft-ionized analytes including isomeric small molecules. However, it turned out the spectral information may be degraded due to isomerization prior to the fragmentation. Collision-induced isomerization (CII), the isomerization process associated with CID was studied by using energy-resolved tandem mass spectrometry (ER-MS/MS), ion mobility spectrometry-tandem mass spectrometry (IMS/MS/MS), and computational chemistry. CII does occur in an energy dependent manner as ER-IMS/MS/MS experiments showed that relative abundance of the isomeric ion structures depends on the degree of collisional excitation prior to the mobility separation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で得られた知見である，微量有機分子のタンデム質量分析において汎用される CID の条件下で前駆イオンの骨格転位を伴う異性化が起こりうる，という事実は，マススペクトルデータを用いて構造解析を試みようとする有機化学者にとって「不都合な真実」である．しかし，衝突エネルギー依存的な骨格転位の頻度や前駆イオン構造要素との関係性が解明されていくことにより既存手法の限界が明確化する同時に，構造解析や異性体識別の可否などを適切に評価することが可能となり，分析の信頼性向上と新たな解析法開発の指針へと繋がっていくことが期待される．
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