(57)【要約】【課題】質量分析装置における測定状態を判別し、次の測定回の測定方法を自動的に決定できるようにする。【解決手段】質量分析装置に、質量スペクトルのトータルイオン量を計算する第１の計算部と、質量スペクトルに出現するピークの中から選択した代表ピークの半値幅を計算する第２の計算部と、トータルイオン量と代表ピークの半値幅に基づいて次の測定回で使用する測定方法を決定する制御部を設ける。【選択図】図２４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分析部から出力される質量スペクトルのトータルイオン量を計算する第１の計算部と、
前記質量スペクトルのピークから選択した代表ピークの半値幅を計算する第２の計算部と、
前記トータルイオン量と代表ピークの前記半値幅に基づいて、次の測定回で使用する測定方法を決定する制御部と
を有する質量分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の質量分析装置において、
前記第２の計算部は、代表ピークの頂点より低質量側と高質量側のそれぞれについて半値半幅を計算し、それらのうち小さい方の値を２倍した値を前記半値幅とする
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項３】
請求項２に記載の質量分析装置において、
前記第２の計算部は、低質量側の半値半幅及び高質量側の半値半幅のいずれかが計算できなかった場合、計算できた方の値を２倍した値を前記半値幅とし、低質量側及び高質量側のいずれについても半値半幅を計算できない場合、前記半値幅に無効な値を設定する
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項４】
請求項３に記載の質量分析装置において、
前記第２の計算部は、質量スペクトルに現われる複数のピークのうち最も強度が大きいピークを前記代表ピークに定めて半値幅を計算し、計算後の前記半値幅が無効な値の場合、前記複数のピークのうちで次に強度が大きいピークを代表ピークに定めて半値幅を計算する
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項５】
請求項１に記載の質量分析装置において、
前記第１の計算部は、前記トータルイオン量を前記質量スペクトルの強度値の総和として計算する
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項６】
請求項１に記載の質量分析装置において、
前記制御部は、前記質量スペクトルについて測定されたトータルイオン量と１つ又は複数の第１のしきい値との比較結果と、前記質量スペクトルについて測定された代表ピークの半値幅と１つ又は複数の第２のしきい値との比較結果との組み合わせに基づいて、現測定回の状態を判定する
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項７】
請求項６に記載の質量分析装置において、
前記制御部は、現測定回の状態に基づいて、次の測定回で使用する測定方法を決定する
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項８】
請求項１に記載の質量分析装置において、
前記制御部は、特定の測定パラメータで動作する前記質量分析部から出力される複数のトータルイオン量の統計量と第３のしきい値との比較結果に基づいて、前記質量分析部を構成するイオン源の安定性を判定する
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項９】
請求項８に記載の質量分析装置において、
前記制御部は、前記複数のトータルイオン量の最大値が0の場合、前記統計量を0に設定し、前記複数のトータルイオン量の最大値が0でない場合、前記複数のトータルイオン量の最小値を前記最大値で除算して得られる値を前記統計量に設定する
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の質量分析装置において、
前記制御部は、
前記イオン源の動作が不安定であると判定した場合、イオン源を安定化させる制御動作を実行し、
前記イオン源の動作が安定であると判定した場合、前記質量スペクトルについて測定されたトータルイオン量と１つ又は複数の第１のしきい値との比較結果と前記質量スペクトルについて測定された代表ピークの半値幅と１つ又は複数の第２のしきい値との比較結果の組み合わせに基づいて、現測定回の状態を判定する
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の質量分析装置において、
前記質量スペクトルに基づいて所定の判定処理を実行する第３の計算部は、イオン源の動作が不安定であると判定された場合、前記判定処理を実行しない又は前記判定処理の結果を出力しない
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の質量分析装置において、
前記制御部は、前記質量スペクトルの最大強度と前記質量分析部を構成する検出器の検出可能な上限値との比較結果に基づいて、前記質量分析部を構成するイオントラップ内のイオン量の適否を判定する
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の質量分析装置において、
前記制御部は、
前記最大強度が前記上限値と一致する場合、次の測定回で使用する測定方法としてイオントラップ内のイオン量を低減させる処理を実行する
ことを特徴とする質量分析装置。
【請求項１４】
質量分析部と、
前期質量分析部から出力される質量スペクトルのトータルイオン量を計算する第１の計算部と、
前記質量スペクトルのピークから選択した代表ピークの半値幅を計算する第２の計算部と、
前記トータルイオン量と代表ピークの前記半値幅に基づいて、次の測定回で使用する測定方法を決定し、前記質量分析部に指示する制御部と、
ユーザとのインターフェース部と
を有する質量分析装置。
【請求項１５】
第１の計算部が、質量分析部から出力される質量スペクトルのトータルイオン量を計算する処理と、
第２の計算部が、前記質量スペクトルに出現するピークの中から選択した代表ピークの半値幅を計算する処理と、
制御部が、前記トータルイオン量と代表ピークの前記半値幅に基づいて、次の測定回で使用する測定方法を決定する処理と
を有する質量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は質量分析装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
質量分析計による試料の分析には、基本的に、イオン化した試料の導入が必要である。このため、質量分析計の前段にはイオン源が配置される。イオン源は、そのイオン化方法の違いにより様々な種類に分類される。例えばEI法,CI法,ESI法,ACPI法に分類される。いずれのイオン源を用いる場合でも、イオンの生成や質量分析計の測定状態が不安定になる場合がある。そのような場合、イオン源や質量分析計の調整が必要である。
【０００３】
以下、四重極イオントラップ質量分析計を例に、イオンの生成や質量分析計の測定状態が不安定になる場合を説明する。この質量分析計では、イオン源からイオントラップに導入されたイオンをRf電界により一定時間だけトラップし、濃縮されたイオンをその質量電荷比（m/z）に応じてイオントラップから順次排出し、その強度値の変化を検出器で検出することにより、試料の質量を分析する。
【０００４】
ただし、イオントラップ内に閉じ込め可能なイオン量には限界があることが知られている。トラップ可能な限界量に到達するまでの過渡的な状況でも、イオン量があるレベル以上になると、空間電荷効果と呼ばれる現象（見かけの質量がずれる現象）が起こることが分かっている。この現象は、イオンがもつ電荷によりイオンの擬ポテンシャルがずれ、結果的にイオントラップの質量分析原理に影響を与えることで生じる。
【０００５】
質量分析計は、通常、温度や湿度などの環境条件が一定に保たれる実験室内で使用される。その理由は、環境条件が変化すると、制御回路の動作に変動が生じたり、装置の物理的な長さが変化する等して、測定精度に影響が現れる可能性があるためである。このため、一般には、測定精度の維持を目的に、測定前にキャリブレーションを行ったり、感度を確認するなどの作業が行われている。また、必要に応じ、調整、洗浄、装置パラメータの変更等も行われている。さらに、測定対象とする試料の濃度の計測や予備測定、すなわち試料の前処理、濃度調整、測定条件の最適化等も行われている。これらの準備作業は、通常、化学実験や質量分析の知識を有する者又はそのような者の監督下において行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０２７０５６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
昨今、実験室以外の場所にも携帯することが可能な質量分析計の実用化が検討されている。例えば薬物、危険物、排出ガス、環境物質、食品等の分析に使用する質量分析計の実用化が検討されている。この種の質量分析計は、測定対象とする試料を採取又は吸引する調査現場で使用され、試料を構成する物質を即座に同定することが要求される。
【０００８】
しかし、質量分析計を調査現場で使用する場合、実験室では保たれていた環境条件を実現できない又は環境条件が変動する可能性がある。さらに、調査現場には、一般に実験設備が存在しない。このため、測定対象とする試料の濃度調整や測定条件の最適化を事前に行えない可能性がある。それだけでなく、質量分析計の使用者が、化学実験や質量分析の知識を有していない可能性もある。
【０００９】
このため、携帯可能な質量分析計の場合には特に、環境条件の変動や当該変動から生じる副作用を自動的に判定し、対応できる機能の搭載が求められる。なお、実験室等で使用される質量分析装置の場合でも、同等機能の搭載は、測定精度の向上や使用者の負担軽減のために有用であると考えられる。
【００１０】
因みに、特許文献１には、ファイリングされた実測データに基づいて、作業者が、測定パラメータの最適化又は測定パラメータの選択を行う方法が開示されている。しかし、特許文献１には、測定時に装置自身が同等の処理を実行する方法や環境条件の不安定性を自動的に解消する方法については開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本明細書には、上記課題を解決する手段が複数含まれているが、その一例を挙げるとすると、質量スペクトルのトータルイオン量を計算する第１の計算部と、質量スペクトルに出現するピークの中から選択した代表ピークの半値幅を計算する第２の計算部と、トータルイオン量と代表ピークの半値幅に基づいて次の測定回で使用する測定方法を決定する制御部とを有する質量分析装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、次の測定回で使用する測定方法を自動的に決定できる質量分析装置が実現される。この結果、環境条件や試料濃度などの測定条件が変わるような環境下でも、安定的に質量分析を実行することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る質量分析装置の構成を示す図。
【図２】測定安定性判別部の内部構成を示す図。
【図３】ベースライン除去前後のスペクトル例を示す図。
【図４】スムージング前のスペクトル例を示す図。
【図５】スムージング後のスペクトル例を示す図。
【図６】測定安定性指標計算部で実行される処理手順の概要を示す図。
【図７】半値幅の定義を説明する図。
【図８】TIC計算処理を説明する図。
【図９】半値幅計算処理を説明する図。
【図１０】ピークが近接しているために半値幅が計算できない例を示す図。
【図１１】ピークが近接していても半値幅を計算できる例を示す図。
【図１２】あるピークの半値幅計算処理を説明する図。
【図１３】左側（低質量側）半値半幅の計算処理を説明する図。
【図１４】右側（高質量側）半値半幅の計算処理を説明する図。
【図１５】左側の計算結果と右側の計算結果に基づく半値幅の計算処理を説明する図。
【図１６】従来技術におけるTICと質量ずれ量の関係を説明する図。
【図１７】TICの増加と質量ずれとの関係を説明する図。
【図１８】TICの値が低いにも関わらず、空間電荷効果による質量ずれが発生した例を示す図。
【図１９】半値幅と質量ずれの関係を説明する図。
【図２０】TICと半値幅の関係を説明する図。
【図２１】空間電荷効果の影響がない状態におけるTICと半値幅の関係を説明する図。
【図２２】空間電荷効果がある状態と無い状態におけるTICと半値幅の関係を統合的に示す図。
【図２３】測定状態の安定性を判別する際に使用する判別条件の例を示す図。
【図２４】測定状態の安定性を判別する際に使用する処理手順を示す図。
【図２５】測定状態の安定性を判別する際に使用する他の判別条件の例を示す図。
【図２６】あるm/zのイオン量が検出器の上限値に達した例を示す図。
【図２７】イオン源の状態の安定化が必要な例を示す図。
【図２８】イオン源の安定性指標の計算処理を説明する図。
【図２９】イオン源の安定性指標を用いた測定状態の安定性判別処理手順を示す図。
【図３０】実施例２に係る質量分析装置の構成を示す図。
【図３１】測定結果の計算に利用するデータの扱い例を説明する図。
【図３２】測定安定性判別パラメータの入力受付処理を説明する図。
【図３３】測定安定性判別パラメータの設定方法選択画面を説明する図。
【図３４】測定安定性判別パラメータの手動設定画面を説明する図。
【図３５】測定安定性判別パラメータの自動設定画面を説明する図。
【図３６】測定安定性判別パラメータの自動設定実行後の手動設定画面を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の実施の態様は、後述する実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。
【００１５】
[実施例１]
（装置の全体構成及び処理動作の概要）
図１に、トータルイオン量と質量スペクトルの代表ピークの半値幅に基づいて測定状態の安定性を判別し、その判別結果に基づいて次の測定回で使用する測定方法を自動的に決定する機能を搭載した質量分析装置の構成例を示す。
【００１６】
質量分析装置１は、質量分析部２と、データ取得部３と、データ処理部４と、制御部８と、パラメータ設定保存部９と、インターフェース部１０を有している。質量分析部２は、イオン源と、イオントラップを有する分析部と、検出器を有している。なお、本発明は、イオン源やイオントラップの形式によらず適用できる。データ処理部４は、データ保存部５と、測定安定性判別部６と、制御指示計算部７を有している。インターフェース部１０は、操作部１１と表示部１２を有している。
【００１７】
質量分析装置１の使用者は、インターフェース部１０の操作部１１を操作し、測定パラメータを入力する。測定パラメータには、例えば測定対象とする試料の種類や試料の測定条件が含まれる。測定パラメータの入力は、選択形式でも良いし、直接入力方式でも良い。入力されたパラメータは、パラメータ設定保存部９に保存される。
【００１８】
質量分析装置１は、事前に設定された測定開始条件が満たされることを条件に、試料の測定を開始する。測定開始条件は、例えば質量分析部２への試料のセットでも良いし、試料のセット後にユーザが測定開始を指示入力したことでも良い。なお、試料のセットを必要としない質量分析装置、すなわち周辺環境から雰囲気を吸引して測定を行う質量分析装置の場合には、インターフェース部１０から測定開始が入力されることを測定開始条件としても良い。また、パラメータの入力時点から予め指定された時間が経過することを測定開始条件としても良い。
【００１９】
測定シーケンスの開始後、質量分析部２は、測定対象とする試料の成分を測定し、その測定データ（質量スペクトルのデータ）をデータ取得部３に出力する。データ取得部３は、質量分析部２から取得した測定データをデータ処理部４に出力する。データ処理部４は、測定データを時刻情報と共にデータ保存部５に保存する。測定データと時刻情報は、データ保存部５から読み出され、測定安定性判別部６に与えられる。
【００２０】
図２に、測定安定性判別部６の内部構成を示す。測定安定性判別部６は、スペクトル前処理部１３と、測定安定性指標計算部１４と、測定安定性状態判別部１５を有する。測定安定性判別部６に入力された測定データは、スペクトル前処理部１３、測定安定性指標計算部１４、測定安定性状態判別部１５の順に処理される。
【００２１】
スペクトル前処理部１３では、個々のスペクトルについて前処理が行われる。本実施例の場合、前処理としてベースライン除去処理やピーク検出処理等が実行される。測定安定性指標計算部１４では、安定性指標を計算する処理が行われる。本実施例の場合、安定性指標として、質量スペクトルのトータルイオン量と質量スペクトルを代表するピークの半値幅が計算される。測定安定性判別部１５では、計算された安定性指標に基づいて安定性が判別される。判別結果は、制御指示計算部７に出力される。
【００２２】
制御指示計算部７は、入力された判別結果に基づいて、次の測定回で使用する測定方法を計算し、制御部８に指示する。
【００２３】
（スペクトル前処理の詳細内容）
ここでは、測定安定性判別部６のスペクトル前処理部１３において実行されるスペクトル前処理の詳細内容を説明する。スペクトル前処理では、ベースライン除去処理及びピーク検出処理が実行される。
【００２４】
図３（ａ）に、ベースライン除去処理を行う前のスペクトルの例を示す。図３（ａ）に示す例の場合、ピークが存在しない部分のスペクトル値はほぼ一定である。このことから、同部分に現われる波形は、検出器において生成される一定レベルの電気ノイズを表していると考えられる。すなわち、同部分のスペクトル値は、測定とは無関係に定まる一定値と考えることができる。この一定値をベースラインという。従って、ベースライン除去処理では、このベースラインを各測定スペクトルから除去する処理が実行される。
【００２５】
ベースラインは、例えばイオンを全く導入しない状態で測定した複数の質量スペクトルの各最大値の平均値として計算することができる。ただし、ベースラインを引き去った後の値が負になる場合には、ベースラインを与える定数として0を使用する。ところで、ピークが存在しない部分のスペクトルが一定のトレンドを示さない場合もある。もっとも、このような場合におけるベースラインの求め方は、既に様々な方法が考案されているので、それらを用いれば良い。
【００２６】
ベースライン除去処理の後、スペクトル前処理部１３は、ベースライン除去後の質量スペクトルに対し、移動平均法、ガウス関数によるコンボリューション、Savizky-Golay法などの多項式による平滑化処理を行う。図４に平滑化前の質量スペクトルの例を、図５にSavizky-Golay法により平滑化した後の質量スペクトル例を示す。
【００２７】
平滑化処理の後、スペクトル前処理部１３は、平滑化後の質量スペクトルデータについて差分系列を計算し、差分値が正から負に変化する点を質量スペクトルのピークとして選出する。なお、ピークの検出処理に際しては、デジタルフィルター等を使用してノイズを予め除去しても良い。また、全く別の公知のピーク検出方法を適用して、質量スペクトルのピークを検出しても良い。
【００２８】
スペクトル前処理の実行後、データ保存部５には、(1) ベースライン除去後の質量スペクトル、(2) ベースライン除去後に平滑化された質量スペクトル、(3) 検出されたピークのリストが保存される。スペクトルの前処理が終わると、測定安定性判別部６は、測定安定性指標計算部１４により測定安定性指標を計算する。
【００２９】
（安定性指標計算処理の詳細内容）
ここでは、測定安定性判別部６の測定安定性指標計算部１４が実行する測定安定性指標の計算処理の詳細を説明する。図６に、当該処理動作の概要を示す。測定安定性指標の計算処理は、質量スペクトルのトータルイオン量計算処理（ステップ６０１）、質量スペクトルの半値幅計算処理（ステップ６０２）、計算されたトータルイオン量と半値幅の登録処理（ステップ６０３）で構成される。ここで、トータルイオン量と半値幅は、データ保存部５に登録される。
【００３０】
一般に、トータルイオン量を表すTICは、「Total Ion Chromatogram」又は「Total Ion Current」の略号として用いられる。本明細書では、着目するある質量スペクトルについて観測されるイオンの総量として定義する。また、半値幅は、あるピーク波形の強度値（最大値）の半値を与える同ピーク波形の左右のm/zの値の差分値として定義する（図７）。図７は、強度値をFM、その半値をHM、半値を採る左側（低い方）のm/z値をmL、半値を採る右側（高い方）のm/z値をmHで表している。この場合、半値幅は、mH−mLで与えられる。
【００３１】
ところで、この半値幅は、質量分析における装置の分解能を表す指標と関係がある。ここで、あるピークの分解能をR、同ピークに対応するm/z値をm、半値幅をWとすると、分解能Rは、式１により定義される。
【００３２】
R ＝ m/W    （at m）          （式１）
【００３３】
すなわち、性能指標として分解能Rが期待される装置の場合、期待される半値幅Wは式１により計算することができる。もっとも、厳密な意味での分解能Rは、ある質量数で定義される。そのため、測定範囲の質量数において分解能Rが一定の場合もあれば、質量数によって分解能Rが変化する場合もある。分解能Rが変化する場合には、質量数に応じた分解能Rを使う必要がある。
【００３４】
図８に、TIC計算処理（ステップ６０１）で実行される処理動作の概要を示す。TIC計算処理とは、簡単に言うと、ベースライン除去後の質量スペクトルの全域について積分値を求める処理である。従って、測定安定性指標計算部１４は、データ保存部５からベースライン除去済み質量スペクトルの全データSb(i)とデータ数Nを取得し（ステップ８０１）、ステップ８０２からステップ８０５の処理を実行する。ここで、ステップ８０２は初期化処理である。また、ステップ８０３は、ｉ−１番目のデータまでの積分値であるTICにｉ番目のデータSb(i)を加算する処理である。
【００３５】
ところで、TICは、あくまでも検出器において質量スペクトルとして観測されたイオンの総量を与える値であり、イオントラップ内に存在するイオンの総量を与える値ではない。すなわち、イオントラップにトラップされたイオンのm/zの範囲と、検出器で観測されたイオンのm/zの範囲が一致しない限り、TICがイオントラップにトラップされたイオンの総量を表すことはない。
【００３６】
しかし、イオントラップにトラップされたイオンのm/zの範囲と、検出器で観測されたイオンのm/zの範囲が一致しているかは一般には分からない。従って、TICの情報だけによっては、イオントラップに存在するイオンの総量に起因する現象を評価することはできない。イオントラップに存在するイオンの総量に起因する現象には、例えば空間電荷効果がある。空間電荷効果は、イオントラップにトラップされた全イオンの総量に応じ、試料の質量スペクトルが、本来の位置に対してシフトして出現する現象をいう。質量分析計の測定精度を評価するには、この空間電荷効果の影響量を知る必要がある。しかし、前述したように、TICの情報だけでは、空間電荷効果の影響を正確に知ることはできない。
【００３７】
そこで、本実施例に係る質量分析計では、測定安定性指標の一つとして、代表ピークの半値幅も使用する。図９に、半値幅計算処理（ステップ６０２）で実行される処理動作の詳細を示す。
【００３８】
測定安定性指標計算部１４は、まず、スペクトル前処理部１３で計算されたピークリストP()とピーク数Nをデータ保存部５から取得する（ステップ９０１）。次に、測定安定性指標計算部１４は、ピークリストP()のピークを、ピーク強度の大きい順番に並べ替えたリストPs()を作成する（ステップ９０２）。次に、半値幅Wの初期値を設定する（ステップ９０３）。本実施例の場合、半値幅Wの初期値として、無効な値「-1」を設定する。また、ピーク強度の順番を与えるパラメータｉを初期値「0」に設定する（ステップ９０４）。
【００３９】
この後、測定安定性指標計算部１４は、リストPs()の先頭から順番にピークの半値幅Wを計算する（ステップ９０６）。半値幅Wを計算できた場合（ステップ９０７で肯定結果）、計算された値を半値幅Wに代入し、その時点で処理を終了する（ステップ９０９）。もし、全てのピークについて半値幅Wを計算できなかった場合（ステップ９０５で否定結果）、測定安定性指標計算部１４は、代表ピークの半値幅Wとして「-1」を出力する。
【００４０】
本実施例において、ピーク強度の強い順番に半値幅を計算する理由は、例えばピークが込み合っている場合、必ずしも最大ピークの半値幅Wを計算できるとは限らないためである。例えば図１０の場合、３つのピークのうち真ん中に位置するピーク１００２の強度が一番大きいが、ピーク１００２にはピーク１００１とピーク１００３が重なっているため、ピーク１００２の半値幅Wを計算することができない。このように、複数のピークの波形が互いに重なっている場合、ピーク強度値FMの半値HMを与える左右のm/z値を特定できないため、半値幅Wを計算することができない。なお、図１０の場合、１番目と３番目のピーク１００１とピーク１００３についても、半値幅Wを計算することができない。同じ理由による。
【００４１】
そこで、本実施例では、半値幅Wをより多くのピークについて計算可能とするための計算方法を提案する。具体的には、半値半幅を利用した半値幅の計算方法を提案する。ここでは、その計算方法を、図１１を用いて説明する。図１１に示す質量スペクトルは、２つのピークの波形が重なった例である。この例の場合も、従来の計算方法では、半値幅を計算することはできない。しかし、半値半幅を利用する計算方法によれば、ピーク１１０１とピーク１１０２の両方について半値幅を計算することができる。因みに、ピーク１１０１については、その左側の半値半幅の２倍値をピーク１１０１の半値幅Wと定義する。また、ピーク１１０２については、その右側の半値半幅の２倍値をピーク１１０２の半値幅Wと定義する。
【００４２】
図１２に、半値半幅を利用する半値幅Wの計算処理の内容を示す。本実施例の場合、図１２に示す処理が、ステップ９０６の処理として実行される。
【００４３】
まず、測定安定性指標計算部１４は、着目するピークの情報（ピークのm/z値mpとピーク強度Sを取得する（ステップ１２０１）。次に、測定安定性指標計算部１４は、着目するピークの左側（すなわち、低質量側）の半値半幅を計算する（ステップ１２０２）。ここで、左側半値半幅は、ピーク強度Sの半値を採る左側のm/z値mLとピークのm/z値mpとの差分mp−mLで与えられる。また、測定安定性指標計算部１４は、着目するピークの右側（すなわち、高質量側）の半値半幅を計算する（ステップ１２０３）。ここで、右側半値半幅は、ピーク強度Sの半値を採る右側のm/z値mHとピークのm/z値mpとの差分mH−mpで与えられる。ここで、ステップ１２０２とステップ１２０３のいずれを先に処理しても構わない。
【００４４】
この後、測定安定性指標計算部１４は、左側半値半幅又は右側半値半幅に基づいて着目ピークの半値幅を計算する（ステップ１２０４）。具体的には、計算できた半値半幅のうち小さい方の２倍値を着目ピークの半値幅Wとする。因みに、図１２に示す計算処理を図１０に示す質量スペクトルに適用すると、ピーク１００１のように低質量側についてしか半値半幅を計算できない場合やピーク１００３のように高質量側についてしか半値半幅を計算できない場合にも、各ピークの半値幅Wを計算することができる。
【００４５】
図１３に、ステップ１２０２で実行される計算処理（すなわち、低質量側の半値半幅の計算処理）の詳細を示す。まず、測定安定性指標計算部１４は、m/z全体のリストm()、ピーク強度全体のリストs()、着目ピークのm/z値mp、着目ピークのm()とS()に対応するインデックスImpを取得する（ステップ１３０１）。ここで、リストm()は、強度値の測定対象であるm/z値の集合である。リストs()は、測定された強度値の集合である。インデックスImpは、着目ピークの最大強度を与えるm/z値のリストm()上における位置を与える値である。
【００４６】
次に、測定安定性指標計算部１４は、ILBを0に設定する（ステップ１３０２）。ここで、インデックスILBは、着目ピークについて左側半値半幅の判定範囲の下限を与えるm/z値のリストm()上における位置である。この後、測定安定性指標計算部１４は、着目ピークより低質量側に別のピークがあるか否かを判定する（ステップ１３０３）。肯定結果が得られた場合、測定安定性指標計算部１４はステップ１３０４に進み、否定結果が得られた場合、測定安定性指標計算部１４はステップ１３０５に進む。
【００４７】
ステップ１３０４（着目ピークの低質量側に別のピークがある場合）において、測定安定性指標計算部１４は、インデックスILBの値として、着目ピークの低質量側に位置する別のピークのインデックスを設定する。この別のピークのインデックスは、判定範囲の下限を与える。
【００４８】
ステップ１３０５において、測定安定性指標計算部１４は、左側半値半幅WLを-1に設定する。当該ステップは、着目ピークについて左側半値幅WLを計算できない場合に、後続するステップでその旨を判別できるようにするためである。このため、半値幅Wとして採り得ない無効な値を設定する。
【００４９】
次に、測定安定性指標計算部１４は、リストm()の読み出し位置を与えるインデックスiを、着目ピークに対応するインデックスImpよりも１小さい値「Imp−１」に設定する。この後、測定安定性指標計算部１４は、インデックスｉが判定範囲の下限値以上か否かを判定する。このステップ１３０７で否定結果が得られた場合（インデックスｉが判定範囲を超えた場合）、その時点で、左側半値半幅の計算処理（ステップ１２０２）を終了する。
【００５０】
これに対し、ステップ１３０７で肯定結果が得られた場合、測定安定性指標計算部１４は、インデックスｉに対応する強度s(i)が着目ピークの強度の半値s/2以下か否かを判定する（ステップ１３０８）。強度s(i)が半値s/2より大きい場合、測定安定性指標計算部１４は否定結果を得てステップ１３０９に進む。ステップ１３０９において、測定安定性指標計算部１４は、インデックスｉを更に１小さい値に変更する。インデックスｉの更新後、測定安定性指標計算部１４はステップ１３０７に戻り、前述した判定処理を繰り返す。なお、インデックスｉが判定範囲の下限に達する前に、その強度s(i)が注目ピークの強度の半値s/2に達した場合、測定安定性指標計算部１４は、ステップ１３０８で肯定結果を得てステップ１３１０に進む。
【００５１】
ステップ１３１０において、測定安定性指標計算部１４は、注目ピークの左側半値半幅WLを、注目ピークのm/z値であるmpとインデックスｉに対応するm/z値であるm(i)の差分として計算する。
【００５２】
図１４に、ステップ１２０３で実行される計算処理（すなわち、高質量側の半値半幅の計算処理）の詳細を示す。基本的な処理内容は、ステップ１２０２と同じである。まず、測定安定性指標計算部１４は、m/z全体のリストm()、ピーク強度全体のリストs()、着目ピークのm/z値mp、着目ピークのm()とS()に対応するインデックスImpを取得する（ステップ１４０１）。
【００５３】
次に、測定安定性指標計算部１４は、IUBをN-1に設定する（ステップ１４０２）。ここで、インデックスIUBは、着目ピークについて右側半値半幅の判定範囲の上限を与えるm/z値のリストm()上における位置である。この後、測定安定性指標計算部１４は、着目ピークより高質量側に別のピークがあるか否かを判定する（ステップ１４０３）。肯定結果が得られた場合、測定安定性指標計算部１４はステップ１４０４に進み、否定結果が得られた場合、測定安定性指標計算部１４はステップ１４０５に進む。
【００５４】
ステップ１４０４（着目ピークの高質量側に別のピークがある場合）において、測定安定性指標計算部１４は、インデックスIUBの値として、着目ピークの高質量側に位置する別のピークのインデックスを設定する。この別のピークのインデックスは、判定範囲の上限を与える。
【００５５】
ステップ１４０５において、測定安定性指標計算部１４は、右側半値半幅WRを-1に設定する。当該ステップは、着目ピークについて右側半値幅WRを計算できない場合に、後続するステップでその旨を判別できるようにするためである。このため、半値幅として採り得ない無効な値を設定する。
【００５６】
次に、測定安定性指標計算部１４は、リストm()の読み出し位置を与えるインデックスiを、着目ピークに対応するインデックスImpよりも１大きい値「Imp＋１」に設定する。この後、測定安定性指標計算部１４は、インデックスｉが判定範囲の上限を与えるインデックスIUB以下か否かを判定する（ステップ１４０７）。ここでの否定結果は、インデックスｉが判定範囲を超えたことを意味する。従って、ステップ１４０７で否定結果が得られると、その時点で、右側半値半幅の計算処理（ステップ１２０３）を終了する。
【００５７】
これに対し、ステップ１４０７で肯定結果が得られた場合、測定安定性指標計算部１４は、インデックスｉについての強度s(i)が着目ピークの強度の半値s/2以下か否かを判定する（ステップ１４０８）。強度s(i)が半値s/2より大きい場合、測定安定性指標計算部１４は否定結果を得てステップ１４０９に進む。ステップ１４０９において、測定安定性指標計算部１４は、インデックスｉを更に１大きい値に変更する（ステップ１４０９）。インデックスｉの更新後、測定安定性指標計算部１４はステップ１４０７に戻り、前述した判定処理を繰り返す。なお、インデックスｉが判定範囲の上限に達する前に、その強度s(i)が注目ピークの強度の半値s/2に達した場合、測定安定性指標計算部１４は、ステップ１４０８で肯定結果を得てステップ１４１０に進む。
【００５８】
ステップ１４１０において、測定安定性指標計算部１４は、注目ピークの右側半値半幅WＲを、注目ピークのm/z値であるmpとインデックスｉに対応するm/z値であるm(i)の差分として計算する。
【００５９】
図１５に、ステップ１２０４で実行される計算処理（すなわち、半値幅の計算処理）の詳細を示す。まず、測定安定性指標計算部１４は、左側の半値半幅WLと右側の半値半幅WRの両方を計算できたか否か判定する（ステップ１５０１）。ここで、肯定結果が得られた場合、測定安定性指標計算部１４は、いずれか小さい方の半値半幅の値をWHに設定する（ステップ１５０２）。
【００６０】
これに対し、ステップ１５０１で否定結果が得られた場合、測定安定性指標計算部１４は、左側の半値半幅WLと右側の半値半幅WRのうちいずれか一方が計算できたか否か判定する（ステップ１５０３）。ここで、肯定結果が得られた場合、測定安定性指標計算部１４は、計算できた方の半値半幅の値をWHに設定する（ステップ１５０４）。
【００６１】
ステップ１５０２又はステップ１５０４の後、測定安定性指標計算部１４は、半値幅Wを半値半幅WHの２倍値として計算する（ステップ１５０５）。なお、ステップ１５０３でも否定結果が得られた場合、測定安定性指標計算部１４は、半値幅Wに「-1」を設定する（ステップ１５０６）。なお、半値幅が「-1」である場合、注目ピークについて半値幅が計算できないことを意味する。この場合、図９のステップ９０８に示すように、強度が次に高いピークについて、半値幅Wの計算処理が続行される。
【００６２】
以上説明した半値幅の計算方法を用いれば、注目ピークの両側でピーク強度の半値を与えるm/z値を検出できない場合でも、半値幅を計算することができる。また、注目ピークの形状が左右非対称である場合でも、前述した計算方法を用いれば、計算できた半値半幅又はいずれか小さい方の半値半幅を用いて半値幅Wを計算することができる。
【００６３】
ところで、半値幅の計算方法には、図１３及び図１４に示す以外の方法も考えられる。例えば最小二乗法等によるフィティングにより、ピーク形状に近似する正規分布を推定し、その正規分布の標準偏差σを使用して半値幅を計算しても良い。式２に、標準偏差σを使用した半値幅の計算方法を示す。
【００６４】
半値幅＝２×σ×√（２log２）          （式２）
【００６５】
なお、この正規分布を使用する計算方法は、図１２の場合と同様に、ピークの低質量側と高質量側のそれぞれについて実行しても良い。測定安定性指標計算部１４は、以上の方法等を用い、測定安定性に関係する指標として、トータルイオン量TICと半値幅Wを計算する。
【００６６】
（半値幅を測定安定性指標として用いる理由）
前述したように、TICは、観測されたイオン量を表している。従って、イオントラップにトラップされたイオンと観測されたイオンがほぼ一致する場合、TICは、イオントラップ内部の状況を表すものと考えられる。この場合、TICの増加に伴って空間電荷効果が発生すると、質量スペクトルのずれ量も増加する。従来技術は、この特性に着目する。すなわち、図１６に示すように、TICが閾値以下の範囲では質量ずれの発生がないが、TICが閾値を超えるとTICの増加に比例して質量ずれ量も増加すると仮定する。
【００６７】
図１７に、間欠導入型大気圧バリア放電イオン源において、試料導入時間を変更して、Methamphetamine（CAS No.537-46-2, m/z 150.2）を測定した実験データ例を示す。図中左上のグラフは試料導入時間が3msの場合、図中左下のグラフは試料導入時間が4msの場合、図中右上のグラフは試料導入時間が5msの場合である。図中右下のグラフからも分かるように、試料導入時間の増加に伴うTICの増加と共に、質量ずれ量も増加している。
【００６８】
ただし、発明者らが確認したところ、質量ずれが本来起きないTIC範囲でも、質量ずれが起きる場合があることが分かった。図１８に、その一例を示す。図１８は、試料として、尿にMethamphetamineを添加して測定したものである。図１８で測定されたTICは1,436,918であり、図１７の左上のグラフよりも小さい。従って、本来であれば、質量ずれ量は0のはずである。しかし、図１８のグラフでは、0.2の質量ずれ量が認められており、このずれ量は、TICが1,700,000程度である場合に相当する。
【００６９】
このように、例外が生じた原因の一つは、測定範囲外のm/z値を有するイオンがイオントラップ内に存在し、空間電荷効果を引き起こしているためと考えられる。このことは、測定範囲内のイオンの状況を表すTICだけによっては、空間電荷効果の影響を正確に計算できないことを意味する。ただし、別の情報により空間電荷効果を評価できたとしても、測定に悪影響を与える状況の判断にはTICが必要である。
【００７０】
図１９は、図１７における質量ずれと、それぞれのピークの半値幅Wの関係を示すグラフである。このグラフから分かるように、半値幅Wが分かれば、対応する質量ずれ量の推定が可能である。すなわち、質量ずれ量と半値幅Wの関係を事前に把握しておけば、注目ピークの半値幅の値から質量ずれ量を推定することができる。
【００７１】
図２０は、図１７に示す半値幅と質量ずれ量の関係を示すグラフにおいて、質量ずれ量をTICに置き換えたグラフである。このように事前に半値幅WとTICの関係を把握しておけば、通常状態における半値幅WとTICの関係も分かる。図２０には、近似直線も表している。近似直線からは、TICに応じて半値幅が単調に増加する関係にあることが分かる。
【００７２】
図２１は、サリチル酸メチル（CAS No. 119-36-8、m/z 153.2）を、空間電荷効果による質量ずれが無い状態で測定した結果について、TICと半値幅の関係をグラフにして表したものである。図２０のグラフと図２１のグラフを統合したグラフを図２２に示す。図２２を参照すれば、測定に使用した質量分析計においては、半値幅が0.4以下であり、かつ、TICが1,400,000〜1,500,000以下であれば、TICの増加によって半値幅Wが増加することもなく、測定状態に問題ないことが分かる。
【００７３】
これらの閾値は、イオントラップ内の物理現象に由来し、接続するイオン源の種類には関係しない。従って、質量分析装置にイオントラップが取り付けられれば、事前の実験により閾値を求めて設定することができる。
【００７４】
なお、図２２に示すグラフを用いれば、空間電荷効果が起きないTICの上限値を、以下の手順により自動的に計算することもできる。まず、データ処理部４は、第１のステップとして、図２０に対応する部分（空間電荷効果の影響がある部分）について近似直線を求めると共に、図２１に対応する部分（空間電荷効果の影響が無い部分）について半値幅Wの上限値を求める。次に、データ処理部４は、第２のステップとして、近似直線と上限値との交差点のTICを空間電荷効果が起きないTICの上限値に設定する。この例の場合、半値幅のしきい値は0.4、TICのしきい値は約1,500,000であることを読み取ることができる。なお、同様の手順により、各しきい値をユーザが設定しても良い。
【００７５】
また、質量既知の物質を用いれば、以下の手順により、空間電荷効果が無い状態の半値幅とTICの上限値を自動的に設定することができる。まず、データ処理部４は、空間電荷効果が「無い状態」と「ある状態」の質量スペクトルデータを自動的に取得し、各質量スペクトルの半値幅とTICを計算する。次に、データ処理部４は、空間電荷効果が「無い状態」の半値幅WとTICの上限値を自動的に設定する。この自動測定動作を、実際の測定前に実行すれば、質量分析装置の経時変化によるイオントラップの状態変化に起因するしきい値のずれを補正することができる。勿論、ユーザが同様の手順により、各しきい値を設定しても良い。
【００７６】
ここで、例外的な測定例が得られた図１８について考える。図１８の場合、測定安定性判別部６によって計算される質量スペクトルの半値幅は0.52である。0.52は半値幅のしきい値0.4よりも大きい。この事実から、質量ずれの発生が推定される。また、図２０に示す半値幅とTICの関係から、計算されたTICの値「1,436,918」は半値幅に対応するTICの値から大きく逸脱していることが分かる。このように、半値幅WとTICの測定値の２つの値を用いれば、測定範囲外のイオンがイオントラップ内に存在し、空間電荷効果を起こしていることを制御指示計算部７が自動的に判定することができる。
【００７７】
なお、イオントラップでは、不要なイオンをイオントラップ内から排除するアイソレーションという処理を行うことができる。このため、図１８のような状況が発生した場合、測定範囲外を対象としてアイソレーション操作を行えば、イオントラップ内の状態を通常状態に近づけて測定することができる。なお、低質量側のイオンは、イオントラップのカットオフ限界により自然に排除される場合が多いため、特に高質量側についてアイソレーション操作を行うことにより、測定に悪影響を与える不要なイオンを削減することができる。ただし、トラップ範囲よりもイオンのスキャン範囲が狭い場合など、低質量側にも測定範囲外のイオンがイオントラップ内に存在すると考えられる場合には、低質量側についてもアイソレーション操作を行っても構わない。
【００７８】
（TICと半値幅を用いた測定方法の決定）
図２３に、測定状態の安定性判別条件を示す。図２３の横軸はTICであり、縦軸は半値幅である。図２３に示す半値幅しきい値１とTICしきい値１は、いずれも、図２２を用いて設定した空間電荷効果による質量ずれが起こらないTICの上限値と半値幅の上限値である。図２３の例の場合、TICしきい値１は1,500,000であり、半値幅しきい値１は0.4である。
【００７９】
この２つのしきい値により、TICと半値幅の関係を与える空間は４つの領域に区分される。
【００８０】
領域（Ａ）は、TICと半値幅の両方が適正範囲となる空間である。測定結果がこの領域に属する場合、制御指示計算部７は、測定環境の変更を行わない。
【００８１】
領域（Ｂ）は、半値幅は半値幅しきい値１以下であるものの、TICはTICしきい値１を超える場合である。測定結果がこの領域に属する場合において、より安定性を重視する場合、制御指示計算部７は、領域（Ａ）に近づくようにイオントラップ内のイオンの量が削減されるように次回の測定方法を制御する。なお、測定結果がこの領域に属する場合において、感度をより重視する場合、制御指示計算部７は、質量ずれなどの悪影響は無いと判断し、TICも半値幅も適正範囲とみなす制御を行う。何れの制御を行うかは、事前の設定やユーザの選択による。
【００８２】
領域（Ｃ）は、TICはTICしきい値１以下であるものの、半値幅は半値幅しきい値１を超える場合である。測定結果がこの領域に属する場合、制御指示計算部７は、例えば観測外のイオンがイオントラップ内に存在すると考え、観測外のイオンを選択的に排除する制御を行っても良い。また、測定結果がこの領域に属する場合、制御指示計算部７は、例えばイオントラップ内のイオンを一律に削減する制御を選択し、観測外のイオンの悪影響を低減しても良い。
【００８３】
領域（Ｄ）は、TICも半値幅も対応するしきい値を超える場合である。例えば測定の継続を重視する場合、制御指示計算部７は、イオン量が過剰であると判断し、イオントラップ内のイオンの量を削減する制御を行うことができる。これに対し、装置の健全性を重視する場合、制御指示計算部７は、装置汚染の影響を考慮して測定動作を停止しても良い。
【００８４】
以上のように、本実施例に係る測定安定性判別部１５は、TICと半値幅と図２３に示す判別基準に基づいて、各測定回の測定状態の安定性を判別する。また、制御指示計算部７は、判別結果に応じ、イオンの導入又は排除又は装置の動作状態を制御する。これにより、本実施例に係る質量分析装置１では、過剰なイオンを削減したり、悪影響を与えるイオンを排除したり、装置の健全性を自動的に確保することができる。
【００８５】
図２４に、測定安定性判別部１５及び制御指示計算部７により実行される処理動作の詳細を示す。ただし、図２４は、領域（Ｂ）と領域（Ｄ）の処理として、イオン量削減処理を選択する場合について表している。
【００８６】
まず、測定安定性判別部１５は、設定パラメータから半値幅しきい値１とTICしきい値１を取得する（ステップ２４０１）。次に、測定データに基づいて、測定安定性判別部１５がTICの計算処理（ステップ２４０２）と半値幅の計算処理（ステップ２４０３）を実行する。各値が計算されると、測定安定性判別部１５は、測定データから計算された半値幅が半値幅しきい値１より小さいか否か判定する（ステップ２４０４）。否定結果が得られた場合、測定安定性判別部１５は、ステップ２４０５に進む。一方、肯定結果が得られた場合、測定安定性判別部１５は、ステップ２４０８に進む。
【００８７】
ステップ２４０５の場合もステップ２４０８の場合も、測定安定性判別部１５は、計算されたTICがTICしきい値１より小さいか否か判定する。ステップ２４０５で肯定結果が得られた場合（領域（Ｃ）の場合）、制御指示計算部７は、観測外イオンの除去を指示する（ステップ２４０６）。一方、ステップ２４０５で否定結果が得られた場合（領域（Ｄ）の場合）、制御指示計算部７は、イオン量の削減を指示する（ステップ２４０７）。また、ステップ２４０８で肯定結果が得られた場合（領域（Ａ）の場合）、制御指示計算部７は、何らの変更制御を行わない（ステップ２４０９）。一方、ステップ２４０８で否定結果が得られた場合（領域（Ｂ）の場合）、制御指示計算部７は、イオン量の削減を指示する（ステップ２４１０）。
【００８８】
（まとめ）
以上のように、本実施例に係る質量分析装置１を用いれば、イオン源やイオントラップの形式によらず、測定状態の安定性を自動的かつ正確に判別し、次の測定回で使用する測定方法を自動的に決定することができる。しかも、本実施例の判定手法では、イオントラップを用いた質量分析装置の測定の安定性を系統的に取り扱うことができる。例えばイオン化が安定しているかどうか、イオンが多すぎるかどうか、測定範囲外のイオンによる測定の阻害があるかどうか、空間電荷効果が起こっているかどうか、空間電荷効果が補正可能かどうか等を判別することができる。また、本実施例の判定手法では、各状況を判別できるため、各状況に応じた制御を実行して質量分析装置の測定を安定化させることができる。
【００８９】
なお、本実施例に係る質量分析装置１の適用は、必ずしも実験室以外の場所に携帯可能な質量分析装置に限るものではなく、実験装置内で使用する装置に搭載することによっても精度の向上及びユーザの負担軽減に効果的である。もっとも、実験室環境外で使用される質量分析装置１に適用すれば、環境条件や試料濃度などの測定条件が変わるような調査現場環境においても、安定して質量分析を実施することができる。
【００９０】
[実施例２]
実施例１の場合には、空間電荷効果による質量ずれが生じない半値幅とTICの上限値をしきい値に用い、次の測定方法を制御する場合について説明した。しかし、質量ずれをある程度許容しても、感度を優先させたい場合もある。
【００９１】
そこで、本実施例では、ある程度の質量ずれは許容できる場合における測定方法の決定方法を説明する。
【００９２】
図２５に、本実施例で使用する測定状態の安定性判別条件を示す。本実施例では、質量精度を犠牲にしても感度を高めた測定を行うために、質量数に許容される誤差が0.3、すなわち図１９から半値幅しきい値で0.6であるものとする。図２２の場合、半値幅しきい値２とTICしきい値２は、それぞれ0.6と1,700,000となる。なお、半値幅しきい値１とTICしきい値１は実施例１と同様である。すなわち、半値幅しきい値１は0.4、TICしきい値１は1,500,000である。
【００９３】
図２５では、これら４つのしきい値により、TICと半値幅の関係を与える空間を９つの領域に区分している。
【００９４】
本実施例の場合、領域（Ａ）は、TICの測定値がTICしきい値１未満、かつ、半値幅の測定値が半値幅しきい値１未満の場合である。測定結果がこの領域に属する場合、制御指示計算部７は、測定環境の変更を行わない。制御内容は実施例１と同じである。
【００９５】
領域（Ｂ）は、TICの測定値がTICしきい値２以上であるが、半値幅の測定値が半値幅しきい値１未満の場合である。測定結果がこの領域に属する場合において、より安定性を重視する場合、制御指示計算部７は、領域（Ａ）に近づくようにイオントラップ内のイオンの量が削減されるように次回の測定方法を決定する。なお、測定結果がこの領域に属する場合において、感度をより重視する場合、制御指示計算部７は、TICも半値幅も適正範囲とみなす制御を行う。
【００９６】
領域（Ｃ）は、TICの測定値がTICしきい値１未満であるが、半値幅の測定値が半値幅しきい値２以上の場合である。測定結果がこの領域に属する場合、制御指示計算部７は、観測外のイオンを選択的に排除する制御を行う、又は、イオントラップ内のイオンを一律に削減する制御を選択する。
【００９７】
領域（Ｄ）は、TICの測定値がTICしきい値２以上、かつ、半値幅の測定値が半値幅しきい値２以上の場合である。測定結果がこの領域に属する場合で、測定の継続を重視する場合、制御指示計算部７は、イオントラップ内のイオンの量を削減する制御を実行する。これに対し、測定結果がこの領域に属する場合で、装置の健全性を重視する場合、制御指示計算部７は、装置汚染の影響を考慮して測定動作の停止を命じる。
【００９８】
領域（Ｅ）は、TICの測定値がTICしきい値１以上TICしきい値２未満、かつ、半値幅の測定値が半値幅しきい値１未満の場合である。領域（Ｆ）は、TICの測定値がTICしきい値１未満、かつ、半値幅の測定値が半値幅しきい値１以上半値幅しきい値２未満の場合である。領域（Ｇ）は、TICの測定値がTICしきい値１以上TICしきい値２未満、かつ、半値幅の測定値が半値幅しきい値１以上半値幅しきい値２未満の場合である。測定結果がこれらの領域に属する場合、制御指示計算部７は、領域（Ａ）と同じ制御を実行する。
【００９９】
領域（Ｈ）は、TICの測定値がTICしきい値２以上であるが、半値幅の測定値が半値幅しきい値１以上半値幅しきい値２未満の場合である。測定結果がこれらの領域に属する場合、制御指示計算部７は、領域（Ｂ）と同じ制御を実行する。また、何らかの質量数補正処理が可能な場合、それを実行しても良い。
【０１００】
領域（Ｉ）は、TICの測定値がTICしきい値１以上TICしきい値２未満、かつ、半値幅の測定値が半値幅しきい値２以上の場合である。測定結果がこれらの領域に属する場合、制御指示計算部７は、領域（Ｃ）と同じ制御を実行する。
【０１０１】
以上の制御内容を各領域に割り当てることにより、質量数許容誤差0.3という条件下で、測定データを有効に活用することができる。
【０１０２】
[実施例３]
本実施例では、実施例２の変形例を説明する。本実施例の場合、図２５において、領域（Ｅ）に対し、領域（Ｂ）の制御内容を割り当てる。また、領域（Ｆ）に対し、領域（Ｃ）と同じ制御内容と、出力スペクトルに質量ずれ警告及び情報を出力する制御内容とを割り当てる。また、領域（Ｇ）に対し、領域（Ｄ）と同じ制御内容と、出力スペクトルに質量ずれ警告及び情報を出力する制御内容とを割り当てる。また、領域（Ｈ）と領域（Ｉ）に対して領域（Ｄ）の制御内容を割り当てる。また、警告情報を出力する代わりに何らかの質量数補正処理が可能な場合、それを実行しても良いし、警告情報を出力すると同時に質量数補正処理を実行しても良い。
【０１０３】
以上の制御内容を各領域に割り当てることにより、質量数許容誤差0.3という条件下で、測定データを有効活用しつつ、より測定精度を向上させる方向で測定方法を決定することができる。
【０１０４】
[実施例４]
本実施例では、前述した各実施例に係る質量分析装置に付加して好適な処理機能について説明する。図２６は、あるm/z値を有するイオンの強度が検出器の限界に達した例を示している。すなわち、図２６は、あるイオンの検出数が検出器でカウント可能なイオン数の上限に達したために、ピークの波形上部が頭打ちになり、平らになった例を表している。
【０１０５】
このような事象が現われると、正常な測定を行うことができない。正常な測定のためには、イオントラップ内のイオン量を減らす必要がある。
【０１０６】
そこで、本実施例に係る質量分析装置には、あるピークの頂点が装置設計時に既知となっている検出器のカウント数の限界に到達した場合、イオン量を減らす制御を図２４に示した判断処理に優先する機能を搭載する。このような制御方式の採用により、より安定した測定が可能な質量分析装置を実現することができる。
【０１０７】
[実施例５]
ここでは、前述した各実施例に係る質量分析装置に付加して好適な、イオン源の状態安定化機能について説明する。その必要性を図２７を用いて説明する。図２７は、間欠導入型のバリア放電イオン源において、一連の測定期間中に、イオンの導入時間を変更した時に測定された複数のTICを時間軸に沿ってマッピングしたグラフである。各ドットが各測定回で計算されたTICを表している。なお、（１）〜（４）の符号を付して示す各区間では、それぞれ同一の測定パラメータにより試料の測定を行っている。
【０１０８】
図２７に示されるグラフの変化から分かるように、区間が異なると、イオン源の状態も異なっている。例えば区間（１）の時間帯では、イオン量が少ない状態が続いている。このため、この時間帯では、イオン量を増加させるための測定パラメータの変更が必要である。区間（２）の時間帯では、十分な量のイオンが観測されている。ただし、区間（１）の場合と同様に、イオン量の増加が必要な状態が不規則に現れており、イオン源の安定化が必要な状況である。区間（３）の時間帯は、イオン源が安定しているがイオン量が少なく、イオン量を増加するための測定パラメータの変更が必要な状況である。区間（４）の時間帯は、十分なイオン量が観測されており、かつ、イオン源が安定している。
【０１０９】
図２８に、イオン源の安定性を判定するための指標計算処理手順を示す。本実施例の場合、当該機能は、測定安定性判別部１５が実行する。測定安定性判別部１５は、予め設定したTIC監視時点幅を取得する（ステップ２８０１）。TIC監視時点幅は、固定の時点数としても良いし、固定の実時間幅としても良いし、測定パラメータが同一の区間としても良い。
【０１１０】
次に、測定安定性判別部１５は、取得したTIC監視時点幅の範囲内でTICの最大値と最小値を取得する（ステップ２８０２）。この時点で、測定安定性判別部１５は、TICの最大値が0より大きいか否か判定する（ステップ２８０３）。TICの最大値が0より大きい場合、測定安定性判別部１５は、最小値を最大値で除した値をイオン源安定性指標とする（ステップ２８０４）。ただし、最大値が0の場合、測定安定性判別部１５は、イオン源安定性指標を0とする（ステップ２８０５）。
【０１１１】
イオン源安定性指標は0〜1の値を採る。イオン源安定性指標は、１に近いほど安定していると考えられ、0に近いほど不安定であると考えられる。この指標は、ある測定区間の相対的な状況を表しており、装置のコンディションやダイナミックレンジに関係なく適用できる。
【０１１２】
測定パラメータが同一である区間をTIC監視時点幅としてこの指標を計算すると、図２７の場合、区間（１）のイオン源安定性指標は0.25、区間（２）のイオン源安定性指標は0.01、区間（３）のイオン源安定性指標は0.46、区間（４）のイオン源安定性指標は0.72となる。これらの数値は、目視による安定性の判断と一致する。
【０１１３】
図２９に、前述したイオン源の状態安定化機能を実施例１の処理機能（図２４）に組み合わせた場合の処理機能を説明する。なお、図２９に示す処理動作は、測定安定性判別部１５及び制御指示計算部７において実行される。
【０１１４】
まず、測定安定性判別部１５は、設定パラメータから半値幅しきい値１とTICしきい値１を取得する（ステップ２９０１）。次に、測定データに基づいて、測定安定性判別部１５がTICの計算処理（ステップ２９０２）を実行する。続いて、測定安定性判別部１５は、設定パラメータからイオン源安定性指標しきい値を取得する（ステップ２９０３）。
【０１１５】
この後、測定安定性判別部１５は、前述した図２８に示す処理動作を実行し、イオン源安定性指標を計算する（ステップ２９０４）。この段階で、測定安定性判別部１５は、計算されたイオン源安定性指標が、イオン源判定性指標しきい値より小さいか否か判定する（ステップ２９０５）。
【０１１６】
ここで、イオン源判定性指標がイオン源判定性指標しきい値より小さいことは、イオン源が不安定であることを表している。従って、ステップ２９０５で肯定結果が得られた場合、制御指示計算部７は、イオン源の安定化制御を指示する（ステップ２９０６）。この状態は、例えば図２３の領域（Ａ）又は（Ｃ）においてTICが0に近い状態が時々現れる状態である。このような場合、制御指示計算部７は、図２４のステップ２４０３以降の制御指示を実行することなく、イオン源の安定化を優先する制御指示を実行する。
【０１１７】
これに対し、ステップ２９０５で否定結果が得られた場合（イオン源が安定である場合）、測定安定性判別部１５は、図２４のステップ２４０３以降の処理を引き続き実行する（ステップ２９０７）。
【０１１８】
本実施例に係る質量分析装置を用いれば、イオン源を安定化させた状態で、かつ測定安定性を高めた状態で測定を実行することができる。
【０１１９】
[実施例６]
図３０に、本実施例に係る質量分析装置２１の装置構成例を示す。図３０には、図１との対応部分に同一符号を付して示している。図３０と図１の違いは、データ処理部４に測定結果計算部２２を追加する点である。測定結果計算部２２は、質量分析装置の測定結果に応じ、質量分析装置の応用目的に応じた判定計算を実行する処理部である。例えば質量分析装置を違法薬物検知装置に応用する場合、測定結果計算部２２は、測定データ（質量スペクトル）に基づいて、試料に違法薬物が含まれるか否かを判定する。
【０１２０】
ところで、質量分析装置の測定が不安定であると、判定計算が影響を受ける可能性がある。例えば測定データに質量ずれが含まれていたり、イオン源が不安定であるために測定間の連続性が崩れる場合、判定計算の結果の信頼性が影響を受ける可能性がある。
【０１２１】
そこで、本実施例に係る質量分析装置には、測定が不安定であると判定された場合、測定データを測定結果計算部２２に渡さずに、測定データを欠番とする機能を搭載する又は判定計算の結果を出力しない機能を搭載する。
【０１２２】
例えば測定が不安定な状態であると判定された場合、本実施例に係る質量分析装置は、測定データを判定計算に使用せず、TIC監視時間幅まで遡って判定計算を無効化する。一方、測定が安定状態であると判定された場合、本実施例に係る質量分析装置は、測定された全てのデータを使用する。この機能の搭載により、判定結果の精度を上げることができる。
【０１２３】
図３１に、本実施例における測定データの使用規則を示す。本実施例の場合、測定が安定であり、かつ、イオン源が安定の場合に限り、測定データを用いた判定計算を行う。一方、測定が安定していても、イオン源が不安定である場合には、判定計算を行わず、TIC範囲に遡って判定計算を無効化する。なお、測定が不安定の場合には、イオン源の状態によらず、判定計算を行わない。なお、図３１に示す規則は、判定計算の内容毎に設定しても良い。判定計算も質量分析装置における測定機能の一部分と考えると、本実施例のように、測定データを判定計算に利用するか否かを判定することにより、測定の安定性を向上させることができる。
【０１２４】
[実施例７]
本実施例では、測定安定性指標に関する各種パラメータ（以下「測定安定性判別パラメータ」という）の入力受付に使用して好適な画面例や処理手順等を説明する。
【０１２５】
図３２に、測定安定性判別パラメータを各実施例に係る質量分析装置に設定する際に使用される入力受付処理手順の一例を示す。
【０１２６】
測定安定性判別パラメータの設定時、質量分析装置は、設定方法の選択画面３３０１（図３３）を画面上に表示する（ステップ３２０１）。選択画面３３０１には、測定安定性判別パラメータの設定方法を選択するためのボタン３３０２、選択を確定するOKボタン３３０３、選択を無効化するキャンセルボタン３３０４が表示される。
【０１２７】
質量分析装置は、ユーザによる選択入力を選択画面３３０１を通じて入力する（ステップ３２０２）。図３３は、測定安定性判別パラメータの自動設定が、ユーザにより選択された状態を表している。
【０１２８】
次に、質量分析装置は、ユーザによる選択が「手動設定」であるか否か判定する（ステップ３２０３）。ユーザの選択が「手動設定」であった場合、質量分析装置は、例えば図３４に示す手動入力用の画面３４０１を表示する（ステップ３２０４）。画面３４０１には、TICしきい値数の入力欄３４０２、半値幅しきい値数の入力欄３４０３、入力されたしきい値数に対応するTICしきい値の入力欄３４０４、半値幅しきい値の入力欄３４０５が表示される。ユーザは、マウスやキーボード等を使用して、各入力欄に自由に数値を入力することができる。図３４には、前述の実施例と同じ数値を入力した例を示している。
【０１２９】
なお、画面３４０１には、入力を確定するOKボタン３４０６と、入力を無効化するキャンセルボタン３４０７も用意されている。OKボタン３４０６が操作されると、質量分析装置は、この測定安定性判別パラメータの設定処理を終了する（ステップ３２０５）。
【０１３０】
一方、選択画面３３０１におけるユーザの選択が「自動設定」であった場合、質量分析装置は、自動設定用の画面３５０１（図３５）を画面上に表示する（ステップ３２０６）。画面３５０１は、自動設定に使用する既知物質のm/z値の入力欄３５０２、イオン量の変更に使用するパラメータを選択するための入力欄３５０３である。これらの入力欄は、測定条件の入力に使用される（ステップ３２０７）。なお、入力欄３５０２及び３５０３に対する入力の取り消しには、キャンセルボタン３５０５が使用される。
【０１３１】
測定開始ボタン３５０４の操作が検出されると、質量分析装置は、TICしきい値及び半値幅しきい値を自動設定するための測定を開始する（ステップ３２０８）。ここで、質量分析装置は、図２２で示したようなTICと半値幅の関係を示す測定データを自動的に取得し、図２３で示したしきい値を自動的に計算する。自動的に設定された測定安定性判別パラメータは、図３６に示す手動設定用の画面３６０１に引き継がれる。図３６は、質量ずれを許容しない場合の例である。このため、TICしきい値数の表示欄３６０２と半値幅しきい値数の表示欄３６０３には1が表示されている。また、TICしきい値の表示欄３６０４には1,400,000が表示され、半値幅しきい値の表示欄３６０５には0.4が初期値として表示される。
【０１３２】
なお、画面３６０１は、手動設定用の画面であるため、ユーザは、表示された数値を手動で調整することができる。
【０１３３】
[他の実施例]
本発明は上述した実施例に限定されるものでなく、様々な変形例が含まれる。例えば上述した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成を追加、削除又は置換することも可能である。
【０１３４】
また、上述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路その他のハードウェアとして実現しても良い。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することにより実現しても良い。すなわち、ソフトウェアとして実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記憶装置、ICカード、SDカード、DVD等の記憶媒体に格納することができる。
【０１３５】
また、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示すものであり、製品上必要な全ての制御線や情報線を表すものでない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。
【符号の説明】
【０１３６】
１    質量分析装置
２    質量分析部
３    データ取得部
４    データ処理部
５    データ保存部
６    測定安定性判別部
７    制御指示計算部
８    制御部
９    パラメータ設定保存部
１０    インターフェース部
１１    操作部
１２    表示部
１３    スペクトル前処理部
１４    測定安定性指標計算部
１５    測定安定性状態判別部
２１    質量分析装置
２２    測定結果計算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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