(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のイオンが分析される状態またはモードで質量分析計を動作させる工程と、
第２のイオンが分析されるように、前記質量分析計の状態またはモードを切り替える工程であって、前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、前記質量分析計の動作パラメータを切り替える、または変更することを含む工程と、
一連の質量スペクトルデータを取得する工程であって、前記質量スペクトルデータの取得を、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期にする、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しないようにする工程と、
前記一連の質量スペクトルデータを後処理して、(i)前記第１のイオンに関連する質量スペクトルデータ、および／または(ii)前記第２のイオンに関連する質量スペクトルデータを作成する工程とを含む試料の分析方法。
【請求項２】
前記質量分析計を異なる状態またはモードに繰り返し切り替える工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、前記質量分析計の状態またはモードを実質的に瞬時に、および／または、用いられた場合には前記質量分析計を平衡状態にすることができる遅延期間のために中断することなく、前記質量分析計の状態またはモードを切り替えることを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、イオン集団の組成、および／または強度を変化させる、切り替える、変更する、または異ならせることを含む、請求項１、２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、イオン源の極性を切り替えることを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、親イオンを断片化または反応させて、フラグメントイオンまたはプロダクトイオンを生成することを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、質量フィルタもしくはセパレータ、質量電荷比フィルタもしくはセパレータ、イオン移動度フィルタもしくはセパレータまたは微分イオン移動度フィルタもしくはセパレータの移送特性を切り替えることを含む、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、親イオンまたは前駆イオンの異なる種を選択することを含む、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、衝突誘起解離の異なる衝突エネルギーを選択することを含む、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、異なるイオンが断片化されるか、もしくは反応する、および／またはイオンが異なる程度に断片化されるか、もしくは反応するように、前記質量分析計の異なるフラグメンテーション状態または反応状態を選択することを含む、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
取得された前記一連の質量スペクトルデータは、実質的に連続している、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
一連の質量スペクトルデータを取得する前記工程は、一連の質量スペクトルデータを連続して取得することを含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
一連の質量スペクトルデータを取得する前記工程は、質量スペクトルデータ取得期間を、平衡化遅延期間（equilibration delay time period）で互いに隔てられている複数の質量スペクトルデータ取得ウィンドウに分割することなく、実質的に連続して質量スペクトルデータを取得することを含み、前記平衡化遅延期間の間は、(i)質量スペクトルデータは取得されない、および／または(ii)前記質量分析計を平衡状態することができる、および／または(iii)前記質量分析計の状態またはモードが切り替えられる、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
一連の質量スペクトルデータを取得する前記工程は、前記質量分析計の状態またはモードの切り替え直前、および／または切り替え中、および／または切り替え直後に、前記質量スペクトルデータの取得を中断することなく、実質的に連続して質量スペクトルデータを取得することを含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記質量分析計を第１の状態またはモードと第２の状態またはモードとの間で繰り返し切り替える工程をさらに含み、
前記質量分析計は、時間Ｔ１の間は前記第１の状態またはモードであり、時間Ｔ２の間は前記第２の状態またはモードであり、
前記一連の質量スペクトルデータは、Ｔ１よりも長く、かつ、Ｔ２よりも長い期間に亘って連続して取得される、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
第１の期間ｔ１〜ｔ２の間に、前記第１のイオンが分析される第１の状態またはモードで前記質量分析計を動作させる工程と、
前記質量分析計の前記状態またはモードを、前記第１の期間のすぐ後に続く第２の期間ｔ２〜ｔ３の間に、前記第２のイオンが分析される第２の状態またはモードに切り替える工程と、
前記第２の期間のすぐ後に続く第３の期間ｔ３〜ｔ４の間に、前記第２の状態またはモードで前記質量分析計を動作させる工程と、
前記第１、第２および第３の期間ｔ１〜ｔ４の間に、質量スペクトルデータを連続して取得する工程とをさらに含む、請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のイオン、および／または前記第２のイオンの質量分析を行う工程をさらに含む、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
直交加速式飛行時間質量分析器、四重極質量分析器、またはフーリエ変換質量分析器を用いて、前記第１のイオン、および／または前記第２のイオンの質量分析を行う工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
１回の質量スペクトルデータ取得期間の間に、前記質量分析計の状態またはモードが複数回切り替えられる、請求項１〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記質量分析計の状態またはモードが周波数ｆ１で繰り返し切り替えられ、質量スペクトルデータが取得期間中に周波数ｆ２で取得されるとき、ｆ２＜ｆ１が成り立つ、請求項１〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記一連の質量スペクトルデータは、前記質量分析計の状態またはモードのいかなる切り替えとも実質的に無関係に取得される、請求項１〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記一連の質量スペクトルデータは、質量スペクトルデータ取得期間中に取得され、
前記取得期間は、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期である、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しない、請求項１〜２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記取得期間の開始時間、および／または終了時間は、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期である、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しない、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記一連の質量スペクトルデータは、質量スペクトルデータ取得期間中に取得され、
前記取得期間は、複数の採取期間（sample periods）を含み、
前記複数の採取期間は、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期である、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しない、請求項１〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
前記複数の採取期間の開始時間、および／または終了時間は、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期である、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しない、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記質量分析計の状態またはモードが周波数ｆ１で繰り返し切り替えられ、前記複数の採取期間の周波数がｆ３であるとき、ｆ３＞ｆ１が成り立つ、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記一連の質量スペクトルデータを後処理する前記工程は、前記一連の質量スペクトルデータにおける複数のイオンピークを検出し、前記一連の質量スペクトルデータと関連付けられる複数のイオンピーク時間および複数のイオンピーク強度を決定することを含む、請求項１〜２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
前記一連の質量スペクトルデータを後処理する前記工程は、前記一連の質量スペクトルデータのどの部分または採取期間が前記第１のイオンまたは前記第２のイオンと関連があるかを決定することを含む、請求項１〜２７のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記一連の質量スペクトルデータを後処理する前記工程は、前記一連の質量スペクトルデータのどの部分または採取期間が前記第１のイオンおよび前記第２のイオンの両方と関連があるのかを決定し、前記部分または前記採取期間を除外することを含む、請求項１〜２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
前記一連の質量スペクトルデータを後処理する前記工程は、前記一連の質量スペクトルデータのうち、前記第１のイオンと関連があるとされた部分または採取期間を組み合わせることにより、および／または前記一連の質量スペクトルデータのうち、前記第２のイオンと関連があるとされた部分または採取期間を組み合わせることにより、(i)前記第１のイオン、および／または(ii)前記第２のイオンの質量スペクトルを生成することを含む、請求項１〜２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記一連の質量スペクトルデータを後処理する前記工程は、前記一連の質量スペクトルデータに現れる複数のイオンピークの再構成質量クロマトグラムを生成することを含む、請求項１〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
前記質量クロマトグラムのそれぞれをデコンボリューションし、前記質量クロマトグラムのそれぞれと関連付けられる、デコンボリューションされたクロマトグラムの１つ以上のピークを決定する工程をさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記質量クロマトグラムのそれぞれをデコンボリューションする前記工程は、前記質量クロマトグラムにおける、クロマトグラムのピークの点広がり関数特性を決定する、または近似することを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記デコンボリューションされたクロマトグラムのピークのうちのどれが前記第１のイオンと関連があるかを決定する工程、および／または前記デコンボリューションされたクロマトグラムのピークのうちのどれが前記第２のイオンと関連があるかを決定する工程をさらに含む、請求項３２または３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記デコンボリューションされたクロマトグラムのピークのうち、前記第１のイオンと関連があるとされたピークを組み合わせることにより、および／または前記デコンボリューションされたクロマトグラムのピークのうち、前記第２のイオンと関連があるとされたピークを組み合わせることにより、(i)前記第１のイオン、および／または(ii)前記第２のイオンの、質量スペクトルを生成することをさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
質量分析計であって、
(i)第１のイオンが分析される状態またはモードで質量分析計を動作させる、
(ii)第２のイオンが分析されるように、前記質量分析計の動作パラメータを切り替える、または変更することにより、前記質量分析計の状態またはモードを切り替える、
(iii)一連の質量スペクトルデータを取得し、前記質量スペクトルデータの取得を、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期にする、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しないようにする、および、
(iv)前記一連の質量スペクトルデータを後処理して、（ａ）前記第１のイオンに関連する質量スペクトルデータ、および／または（ｂ）前記第２のイオンに関連する質量スペクトルデータを作成する、ように構成および適合された制御システムを備える質量分析計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願のクロスリファレンス
本願は、２０１１年４月２５日に出願された米国仮特許出願第６１／４７８７１８号および２０１１年４月２０日に出願された英国特許出願第１１０６６８９．１号の優先権および利益を主張する。上記出願の全ての内容は、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、データ取得および質量スペクトルデータ処理の方法ならびに質量分析計に関する。
【背景技術】
【０００３】
既存の質量分析計の技術水準においては、スペクトル取得期間の合間に、データの取得または記憶が行われない、付加的な短い時間間隔が割り当てられる。この時間間隔の間に、システムの状態またはモードが変更されることがあり、システムを平衡状態にすることができる。この平衡化には、電力供給量を整定する、質量分析計の内部のイオン集団を出射させる等が含まれる。
【０００４】
動作モードの変更は、一般にインタスキャン期間（inter scan period）または時間間隔の開始と同期する。この手法は、第１の動作モードと関連のあるイオンを、第２の動作モードと関連のある質量スペクトルに出現させないようにするものである。このようなイオン集団の混合は、クロストークと呼ばれることが多い。しかし、同期化には複雑な機器の制御が必要であり、２つの動作モードの間にクロストークが発生しないようにするために、インタスキャン期間または時間間隔は、単にシステムのパラメータを１つのモードから別のモードに変更するのにかかる時間よりも長くなる場合がある。その結果、データの取得のためのデューティサイクルが低下する。
【０００５】
特許文献１は、質量電荷比の値が異なる前駆イオンを導入する合間に、衝突ガスセルのイオンを排出させるのに要する休止時間（pause time）を低減する方法を開示している。同期された休止時間により、クロストークは、確実に最小限に抑えられる。
【０００６】
１回の取得中に質量分析計のモードまたは状態が変更される取得例として、ＭＳ−ＭＳ実験中における異なる前駆イオンの切り替え、異なるＣＩＤ衝突エネルギーの切り替え、正イオン動作から負イオン動作への切り替え等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６１１１２５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
改良されたデータ取得の方法、改良された質量分析の方法および改良された質量分析計を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によると、
第１のイオンが分析される状態またはモードで質量分析計を動作させる工程と、
第２のイオンが分析されるように、前記質量分析計の状態またはモードを切り替える工程と、
一連の質量スペクトルデータを取得する工程であって、前記質量スペクトルデータの取得を、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期にする、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しないようにする工程と、
前記一連の質量スペクトルデータを後処理して、（i）前記第１のイオンに関連する質
量スペクトルデータ、および／または（ii）前記第２のイオンに関連する質量スペクトル
データを、作成する工程とを含む試料の分析方法が提供される。
【００１０】
前記方法は、前記質量分析計を異なる状態またはモードに繰り返し切り替える工程をさらに含むことが好ましい。
【００１１】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、前記質量分析計の状態またはモードを実質的に瞬時に、および／または、用いられた場合には前記質量分析計を平衡状態にすることができる遅延期間のために中断することなく、前記質量分析計の状態またはモードを切り替えることを含んでもよい。
【００１２】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、イオン集団の組成、および／または強度を変化させる、切り替える、変更する、または異ならせることを含んでもよい。
【００１３】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、イオン源の極性を切り替えることを含んでもよい。
【００１４】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、親イオンを断片化または反応させて、フラグメントイオンまたはプロダクトイオンを生成することを含んでもよい。
【００１５】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、質量フィルタもしくはセパレータ、質量電荷比フィルタもしくはセパレータ、イオン移動度フィルタもしくはセパレータまたは微分イオン移動度フィルタもしくはセパレータの移送特性を切り替えることを含んでもよい。
【００１６】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、親イオンまたは前駆イオンの異なる種を選択することを含んでもよい。
【００１７】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、衝突誘起解離の異なる衝突エネルギーを選択することを含んでもよい。
【００１８】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、異なるイオンが断片化されるか、もしくは反応する、および／またはイオンが異なる程度に断片化されるか、もしくは反応するように、前記質量分析計の異なるフラグメンテーション状態または反応状態を選択することを含んでもよい。
【００１９】
前記質量分析計の状態またはモードを切り替える前記工程は、前記質量分析計の動作パラメータを切り替える、または変更することを含んでもよい。
【００２０】
取得された前記一連の質量スペクトルデータは、実質的に連続している。
【００２１】
一連の質量スペクトルデータを取得する前記工程は、一連の質量スペクトルデータを連続して取得することが好ましい。
【００２２】
一連の質量スペクトルデータを取得する前記工程は、質量スペクトルデータ取得期間を、平衡化遅延期間（equilibration delay time period）で互いに隔てられている複数の質量スペクトルデータ取得ウィンドウに分割することなく、実質的に連続して質量スペクトルデータを取得することを含み、前記平衡化遅延期間の間は、(i)質量スペクトルデータは取得されない、および／または(ii)前記質量分析計を平衡状態にすることができる、および／または(iii)前記質量分析計の状態またはモードが切り替えられる、ことが好ましい。
【００２３】
一連の質量スペクトルデータを取得する前記工程は、前記質量分析計の状態またはモードの切り替え直前、および／または切り替え中、および／または切り替え直後に、前記質量スペクトルデータの取得を中断することなく、実質的に連続して質量スペクトルデータを取得することを含むことが好ましい。
【００２４】
一実施形態によると、前記方法は、
前記質量分析計を第１の状態またはモードと第２の状態またはモードとの間で繰り返し切り替える工程をさらに含み、
前記質量分析計は、時間Ｔ１の間は前記第１の状態またはモードであり、時間Ｔ２の間は前記第２の状態またはモードであり、
前記一連の質量スペクトルデータは、Ｔ１よりも長く、かつ、Ｔ２よりも長い期間に亘って連続して取得される。
【００２５】
一実施形態によると、前記方法は、
第１の期間ｔ１〜ｔ２の間に、前記第１のイオンが分析される第１の状態またはモードで前記質量分析計を動作させる工程と、
前記質量分析計の前記状態またはモードを、前記第１の期間のすぐ後に続く第２の期間ｔ２〜ｔ３の間に、前記第２のイオンが分析される第２の状態またはモードに切り替える工程と、
前記第２の期間のすぐ後に続く第３の期間ｔ３〜ｔ４の間に、前記第２の状態またはモードで前記質量分析計を動作させる工程と、
前記第１、第２および第３の期間ｔ１〜ｔ４の間に、質量スペクトルデータを連続して取得する工程とをさらに含む。
【００２６】
一実施形態によると、前記方法は、前記第１のイオン、および／または前記第２のイオンの質量分析を行う工程をさらに含む。
【００２７】
前記方法は、直交加速式飛行時間質量分析器、四重極質量分析器、またはフーリエ変換質量分析器を用いて、前記第１のイオン、および／または前記第２のイオンの質量分析を行う工程をさらに含むことが好ましい。
【００２８】
一実施形態によると、１回の質量スペクトルデータ取得期間の間に、前記質量分析計の状態またはモードが複数回切り替えられる。
【００２９】
前記質量分析計の状態またはモードが周波数ｆ１で繰り返し切り替えられ、取得期間中に質量スペクトルデータが周波数ｆ２で取得されるとき、ｆ２＜ｆ１が成り立つことが好ましい。
【００３０】
前記一連の質量スペクトルデータは、前記質量分析計の状態またはモードのいかなる切り替えとも実質的に無関係に取得されることが好ましい。
【００３１】
一実施形態によると、
前記一連の質量スペクトルデータは、質量スペクトルデータ取得期間中に取得され、
前記取得期間は、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期である、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しない。
【００３２】
前記取得期間の開始時間、および／または終了時間は、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期である、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しないことが好ましい。
【００３３】
前記一連の質量スペクトルデータは、好ましくは質量スペクトルデータ取得期間中に取得され、
前記取得期間は、好ましくは複数の採取期間（sample periods）を含み、
前記複数の採取期間は、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期である、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しない。
【００３４】
前記複数の採取期間の開始時間、および／または終了時間は、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期である、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しないことが好ましい。
【００３５】
前記質量分析計の状態またはモードが周波数ｆ１で繰り返し切り替えられ、前記複数の採取期間の周波数がｆ３であるとき、ｆ３＞ｆ１が成り立つことが好ましい。
【００３６】
前記一連の質量スペクトルデータを後処理する前記工程は、前記一連の質量スペクトルデータにおける複数のイオンピークを検出し、前記一連の質量スペクトルデータと関連付けられる複数のイオンピーク時間および複数のイオンピーク強度を決定することを含むことが好ましい。
【００３７】
前記一連の質量スペクトルデータを後処理する前記工程は、前記一連の質量スペクトルデータのどの部分または採取期間が前記第１のイオンまたは前記第２のイオンと関連があるかを決定することを含むことが好ましい。
【００３８】
前記一連の質量スペクトルデータを後処理する前記工程は、前記一連の質量スペクトルデータのどの部分または採取期間が前記第１のイオンおよび前記第２のイオンの両方と関連があるのかを決定し、前記部分または前記採取期間を除外することを含むことが好ましい。
【００３９】
前記一連の質量スペクトルデータを後処理する前記工程は、前記一連の質量スペクトルデータのうち、前記第１のイオンと関連があるとされた部分または採取期間を組み合わせることにより、および／または前記一連の質量スペクトルデータのうち、前記第２のイオンと関連があるとされた部分または採取期間を組み合わせることにより、(i)前記第１のイオン、および／または(ii)前記第２のイオンの、質量スペクトルを生成することを含むことが好ましい。
【００４０】
前記一連の質量スペクトルデータを後処理する前記工程は、前記一連の質量スペクトルデータに現れる複数のイオンピークの再構成質量クロマトグラムを生成することを含むことが好ましい。
【００４１】
一実施形態によると、前記方法は、前記質量クロマトグラムのそれぞれをデコンボリューションし、前記質量クロマトグラムのそれぞれと関連付けられる、デコンボリューションされたクロマトグラムの１つ以上のピークを決定する工程をさらに含む。
【００４２】
前記質量クロマトグラムのそれぞれをデコンボリューションする前記工程は、前記質量クロマトグラムにおける、クロマトグラムのピークの点広がり関数特性を決定する、または近似することを含むことが好ましい。
【００４３】
前記方法は、前記デコンボリューションされたクロマトグラムのピークのうちのどれが前記第１のイオンと関連があるかを決定する工程、および／または前記デコンボリューションされたクロマトグラムのピークのうちのどれが前記第２のイオンと関連があるかを決定する工程をさらに含むことが好ましい。
【００４４】
一実施形態によると、前記方法は、前記デコンボリューションされたクロマトグラムのピークのうち、前記第１のイオンと関連があるとされたピークを組み合わせることにより、および／または前記デコンボリューションされたクロマトグラムのピークのうち、前記第２のイオンと関連があるとされたピークを組み合わせることにより、(i)前記第１のイオン、および／または(ii)前記第２のイオンの、質量スペクトルを生成することをさらに含むことが好ましい。
【００４５】
本発明の一態様によると、質量分析計であって、
(i)第１のイオンが分析される状態またはモードで質量分析計を動作させる、
(ii)第２のイオンが分析されるように、前記質量分析計の状態またはモードを切り替える、
(iii)一連の質量スペクトルデータを取得し、前記質量スペクトルデータの取得を、前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと実質的に非同期にする、および／または前記質量分析計の状態またはモードの切り替えと同期しないようにする、および
(iv)前記一連の質量スペクトルデータを後処理して、（ａ）前記第１のイオンに関連する質量スペクトルデータ、および／または（ｂ）前記第２のイオンに関連する質量スペクトルデータを、作成するように構成および適合された制御システムを備える質量分析計が提供される。
【００４６】
好ましい実施形態は、分析中に質量分析計の動作状態または動作モードが切り替えられる実験のために、データ収集のデューティサイクルを向上させることに関する。この向上は、スペクトル取得の時間間隔とは非同期に機器の状態またはモードを切り替えることだけでなく、取得されたデータの定性的かつ定量的な側面、および／または切り替えが起きて各モードからデータが分離した時間の情報を用いることによっても影響を受ける。
【００４７】
好ましい実施形態によれば、質量分析計の動作モードを、より頻繁に、またはより高速に切り替えることができるため、デューティサイクルの向上につながる。
【００４８】
好ましい方法は、同期を伴わないので、複雑な機器の制御は必要ない。さらに、従来の質量分析計よりも、速いスキャン速度におけるデューティサイクルの向上が可能である。
【００４９】
好ましい実施形態によれば、データ取得のデューティサイクルが（比較的）低いという、従来の質量分析計に固有の問題が解決される。比較的低いデューティサイクルは、質量分析計の動作モードまたは状態を切り替える合間の、データが何も記録されない休止時間またはインタスキャン期間に起因する。この休止時間またはインタスキャン期間は、イオンの混合またはクロストークによって、質量分析計の２つ以上の状態に関連するイオンを含むスペクトルの生成を防止するために導入される。
【００５０】
好ましい実施形態によると、上記インタスキャン期間は、除外されることが好ましく、不要であることが好ましい。これにより、質量分析計の制御・タイミング電子機器を著しく簡素化することができ、切り替え実験のデューティサイクルも向上することになる。
【００５１】
類似の技術は、クロマトグラフカラムから溶出する別々の化学種からのイオンを識別するのに用いられる。この場合、イオン化の前に、クロマトグラフィーによって種を分離し、各イオンに特有の強度溶出分布（intensity elution profile）を用いて、互いに異なる化学種から生じたイオンのデコンボリューションを行う。しかし、この場合、質量分析計の状態がいつ変更されたかを判断するためにデータを用いようとする試みはなされていない。代わりに、質量分析計の異なる状態を用いて取得したデータを区別または分類するのに、通常は休止時間またはインタスキャン期間が用いられる。
【００５２】
好ましい実施形態は、予め設定された休止時間またはインタスキャン期間を不要にすることにより、上記公知の技術を改良するものである。その結果、取得の開始および終了とシステムの動作パラメータが変更された時間とを同期させるように、複雑な機器の制御をする必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる、最初の四重極飛行時間質量分析計を示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかる、２番目の四重極飛行時間質量分析計を示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態にかかる、３番目の四重極飛行時間質量分析計を示す。
【図４】図４は、３つの異なる前駆イオンについて、好ましい実施形態により得られたデータを示す図である。
【図５】図５は、取得中に四重極ロッドの設定質量を変更するのに用いられた基準信号のオシロスコープのトレースを示す。
【図６】図６は、図５に示された信号の部分拡大図であり、２つの設定質量の間の遷移を示す。
【図７】図７は、全イオン電流クロマトグラムを示す。
【図８】図８Ａは、ｍ／ｚ２２１におけるロイシンエンケファリンの主なフラグメントの再構成質量クロマトグラムを示す。図８Ｂは、ｍ／ｚ１９５におけるレセルピンの主なフラグメントの再構成質量クロマトグラムを示す。
【図９】図９Ａは、図８Ａに示された領域１からの複数のスペクトルを組み合わせて得られた質量スペクトルを示す。図９Ｂは、図８Ｂに示された領域２からの複数のスペクトルを組み合わせて得られた質量スペクトルを示す。
【図１０】図１０は、図８Ａ〜図８Ｂに示されたデータの一部分であり、２つの再構成クロマトグラムを重ね合わせた状態を示す。
【図１１】図１１Ａは、図９Ａに示されたスペクトルの、ｍ／ｚが３９７付近の領域を示す。図１１Ｂは、図９Ｂに示されたスペクトルの、ｍ／ｚが３９７付近の領域を示す。
【図１２】図１２Ａは、図１１Ａに示されたイオンのピーク検出後を示す。図１２Ｂは、図１１Ｂに示されたイオンのピーク検出後を示す。
【図１３】図１３Ａは、図１２Ａに示されたイオンの再構成精密質量クロマトグラムを示す。図１３Ｂは、図１２Ｂに示されたイオンの再構成精密質量クロマトグラムを示す。
【図１４】図１４Ａ〜図１４Ｂは、５つの異なる質量電荷比を有するイオンのスキャン番号および強度の詳細を示す表である。
【図１５】図１５Ａ〜図１５Ｂは、２つの異なる前駆イオンに由来するプロダクトイオンを表す理論上の中心質量スペクトル（centroid mass spectra）を示す。
【図１６】図１６Ａ〜図１６Ｃは、それぞれｍ／ｚ＝５０、ｍ／ｚ＝２００およびｍ／ｚ＝１００におけるプロダクトイオンのピークの理論上の再構成質量クロマトグラムを示す。
【図１７】図１７は、図１６Ｂの１で示されている、時間５５で取得された質量スペクトルを示す。
【図１８】図１８は、従来技術によって測定された、図１５Ａ〜図１５Ｂの２つのプロダクトイオンのスペクトルにおける、それぞれのプロダクトイオンのピークの合計強度を示す。
【図１９】図１９は、点広がり関数を示す。
【図２０】図２０Ａは、図１６Ａに示されたｍ／ｚ＝５０におけるプロダクトイオンのピークの再構成質量クロマトグラムに適用された非負最小二乗デコンボリューションの出力を示す。図２０Ｂは、図１６Ｂに示されたｍ／ｚ＝２００におけるプロダクトイオンのピークの再構成質量クロマトグラムに適用された非負最小二乗デコンボリューションの出力を示す。図２０Ｃは、図１６Ｃに示されたｍ／ｚ＝１００におけるプロダクトイオンのピークの再構成質量クロマトグラムに適用された非負最小二乗デコンボリューションの出力を示す。
【図２１】図２１は、本発明の好ましい実施形態によって測定された、図１５Ａ〜図１５Ｂの２つのプロダクトイオンのスペクトルにおける、それぞれのプロダクトイオンのピークの合計強度を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下に、添付の図面を参照しながら、あくまでも例示として、本発明の種々の実施形態を説明する。
【００５５】
本発明の好ましい実施形態を説明する。本発明の一実施形態において、その方法は、前駆イオンの高速切り替えに適用することができる。次に、当該イオンは、質量分析計の衝突セルにおいて断片化されて、一連のプロダクトイオンスペクトルを生成する。この動作モードは、好ましくは直交加速式飛行時間質量分析計を用いて実施されるが、好ましい実施形態の一例としてさらに詳細に述べる。
【００５６】
好ましい実施形態は、質量分析計の動作モードが切り替えられることにより、異なるイオン集団の分析が行われるような、別の用途にも用いられると理解されるべきである。
【００５７】
図１は、四重極飛行時間質量分析計の概略図を示す。イオンは、イオン源１において生成され、分析用四重極２に移送される。四重極質量フィルタ２は、ＲＦ周波数およびＲＦ振幅を選択し、補助分解ＤＣ電圧（auxiliary resolving DC voltages）、および／または補助ＡＣ励起電圧（auxiliary AC excitation voltages）を印加することにより、質量電荷比の値の範囲が狭いイオンを移送するように設定されてもよい。第１の質量電荷比範囲または設定質量（set mass）Ｍ１を有するイオンは、四重極質量フィルタ２を通過して、例えば、ガスが充填された衝突セル３の衝突誘起解離によって断片化される。衝突セル３は、１０-3〜１０-2ｍｂａｒの圧力で維持されてもよい。次に、プロダクトイオンおよび残りの前駆イオンは、飛行時間質量分析器４に移送されて、質量分析される。質量分析計を通過するイオンの進行は、斜線で示されている。
【００５８】
飛行時間質量分析器４によって検出された信号は、データ記録装置５に伝送される。これは、例えば、時間・ディジタル変換器（「ＴＤＣ」）またはアナログ・ディジタル変換器（「ＡＤＣ」）を含んでもよい。多重飛行時間分離（multiple time of flight separations）によって得られたデータは、規定の期間に亘って合計して質量スペクトルを求めることが好ましい。この質量スペクトルは、ＴＤＣ電子機器またはＡＤＣ電子機器の内部に局所的に設けられた高速メモリに記憶されてもよい。質量スペクトルが完成すると、その質量スペクトルは、次の後処理のために、別のコンピュータ６に送られて、例えば、ハードディスクに記憶されてもよい。
【００５９】
好ましい実施形態によると、複数の質量スペクトルの取得速度、または各質量スペクトルが取得される時間間隔は、イオンビームの組成が変化する速度と同程度か、またはそれよりも速いことが望ましい。速い取得速度を実現するために、取得アーキテクチャを構築することにより、１つ以上の質量スペクトルからのデータは、それに続く１つ以上の質量スペクトルが取得されて、ＴＤＣ電子機器またはＡＤＣ電子機器の内部の局所高速メモリに記憶されると同時に、ＴＤＣまたはＡＤＣ５からコンピュータ６に伝送されるようにしてもよい。このようにして、好ましくは、高い繰返し率で、スペクトル間のデータ損失がほとんど無い連続的かつ継続的な一連の質量スペクトルを生成できる。
【００６０】
上記一連の質量スペクトルが生成されているとき、四重極質量フィルタ２によって移送されるように設定された質量範囲は、設定質量Ｍ１から第２の設定質量Ｍ２に速やかに切り替えられることが好ましい。
【００６１】
このとき、質量範囲Ｍ１のイオンは、依然として、四重極２の下流に位置する質量分析計の領域内に存在する。
【００６２】
図２は、図１と同じ概略図であるが、四重極の設定質量が速やかに切り替えられた直後を示す。設定質量Ｍ１からのイオンは、斜線で示されている。設定質量Ｍ２からのイオンは、点線で示されている。
【００６３】
設定質量Ｍ１からのイオン集団は、質量分析計を通って完全に移動するのに時間がかかる。特に、ガスが充填された衝突セル領域３を通過するのにかかる時間は、この領域におけるガスとの衝突によってイオンの移動時間が著しく遅くなるため、約数十ｍｓになることがある。静電ＤＣポテンシャルもしくは過渡ＤＣポテンシャルまたはＲＦ擬ポテンシャルを用いて、この領域のイオンを進ませることにより、移動時間を１０ｍｓ未満に短縮することができる。
【００６４】
図２に示された時間において、設定質量Ｍ１からのイオンは、引き続き質量分析され、記録されている。
【００６５】
設定質量Ｍ１のイオンに加えて、設定質量Ｍ２のイオンも、同時に質量分析計を通って移動している。また、Ｍ１およびＭ２で設定された以外の質量のイオンも存在することがある。これらのイオンは、四重極２のＲＦ電圧およびＤＣ電圧がＭ１の移送からＭ２の移送に変わる間に、四重極２を通過してしまっている。
【００６６】
四重極質量フィルタの技術水準においては、四重極の設定質量は、毎秒約１００００〜２００００ＡＭＵの速度で切り替えられる。
【００６７】
図３は、図２と同じ概略図であるが、図２よりも少し後の状態を示す。設定質量Ｍ１のイオンおよび設定質量Ｍ２のイオンは、衝突セル領域３を通って移動している。これらのイオンが衝突セル３を通過するときに、衝突セル３の内部で拡散するため、２つの集団は混合するか、または重複する。
【００６８】
従来の質量分析計において、このような混合または重複は、最終データのクロストークの主な原因とされており、この種の実験に、休止時間またはインタスキャン遅延期間が決まって用いられる主な理由でもある。イオンは、通常、この領域を通過するのに比較的多くの時間を要するが、それは、バックグラウンドガス分子との衝突によってイオンの運動エネルギーが低下するからである。一方、イオンは、比較的短時間で、衝突ガスセル３の下流に位置する、一般に圧力がより低い領域を通過する。これらの下流領域を通過する飛行時間は、衝突セル３を出射するイオン種の質量電荷比によって決まるので、衝突ガスセル３の下流で重複または混合が発生する可能性がある。
【００６９】
四重極質量フィルタ２を、移送されるいくつかの異なる前駆イオンの間で立て続けに切り替えると、それぞれの前駆イオンからのプロダクトイオンは、質量分析器４に向かって移動するのと同時に、衝突ガスセル３の内部に存在することがある。
【００７０】
図４は、四重極質量フィルタ２を質量電荷比の値が互いに異なる３つの前駆イオンの間で切り替えた場合の、好ましい方法によって作成されたデータを示す図である。好ましい実施形態によると、各前駆イオンのＭＳ−ＭＳスペクトルは、四重極質量フィルタ２がいつ切り替えられたかについての正確な事前知識を必要とすることなく、後処理によって導き出すことができる。
【００７１】
Ｐ１と表示された線は、四重極質量フィルタ２によって選択された第１の前駆イオンＭ１から生じた、質量電荷比の値がＰ１である特定のプロダクトイオンを分離する狭い質量電荷比領域の再構成質量クロマトグラムを示している。この例において、プロダクトイオンＰ１は、第１の前駆イオンＭ１のプロダクトイオンスペクトルに特有のものである。Ｐ２およびＰ３と表示された線は、それぞれＭ１とは異なる質量電荷比の値を有する前駆イオンＭ２および前駆イオンＭ３から生じたプロダクトイオンの再構成質量クロマトグラムを示している。
【００７２】
図４において、各データの×印が付けられた点は、全飛行時間質量スペクトルを示している。時間Ｔ１において、四重極２の設定質量は、Ｍ１の移送からＭ２の移送に切り替えられる。切替時間Ｔ１と、個々のスペクトルの取得の開始時間および終了時間とは非同期である。データ記録装置５に記録される、前駆イオンＭ１から生じたプロダクトイオンＰ１の強度の減少は、イオンが衝突ガスセル３を通って質量分析器４に移動し続けるため、しばらくしてから起こる。前駆イオンＭ２から生じたプロダクトイオンＰ２の強度の増加も、四重極２の切り替え後しばらくしてから始まる。Ｔ３で記録された質量スペクトルは、前駆イオンＭ１および前駆イオンＭ２から生じたプロダクトイオンを含んでおり、Ｍ１およびＭ２の最終プロダクトイオンスペクトルから除外することができる。
【００７３】
一例として、Ｍ１＝２００およびＭ２＝３００とし、Ｐ１＝１００およびＰ２＝１５０とし、スペクトル取得時間を２ｍｓ（５００スペクトル／秒）とし、各前駆イオンの質量電荷比の値における四重極設定質量ドウェル時間（quadrupole set mass dwell time）を５０ｍｓとした場合を検討する。時間Ｔ３において、１つの２ｍｓスペクトルは、Ｍ１およびＭ２のどちらにも由来するプロダクトイオンを含むと考えられる。この遷移点を突き止めるのに±１スペクトルの不確定性が与えられたとすると、１秒あたり５０の前駆イオンが分析されるとともに、各遷移点におけるクロストークにより、４ｍｓ領域分のデータが除外される。
【００７４】
好ましい方法の有用性は、まず、切替速度に比べて十分な取得速度に依拠し、次に、各イオン集団に属する信号を識別するのに用いられる後処理方法の有効性に依拠する。
【００７５】
最適な後処理方法は、質量分析計の特徴およびデータの特徴に依拠する。飛行時間質量分析計を用いた例において、統計的またはベイズの手法によって、個々の質量クロマトグラムと、同様の時間強度分布を有するイオン群とを互いに関連させてもよい。例えば、精密質量測定能力の知識、質量分解能、および同位体比の情報すらも後処理方法の一部として用いることができる。また、多くのピーク検出、および／またはデコンボリューションアルゴリズムも、このデータの後処理に適用できることが知られている。
【００７６】
加えて、質量分析計の状態が変更された時間、その変更と検出器における信号応答との間の遅延、質量分析計が各状態に留まる継続時間、ならびに切り替え前、および／または切り替え中の信号の強度分布に関する事前知識もある。高速電子機器を用いることにより、個々のスペクトル内に、変更が生じたことを示すフラグまたはマーカーを付加することができる。さらに、他の事前知識とともに、このマーカーを用いれば、データの検出またはデコンボリューションの精度を向上させることができる。
【００７７】
種々のさらなる実施形態が検討される。スペクトル取得時間（採取期間（sample periods））は、同じ長さでなくてもよい。例えば、それぞれの切り替えが起こる時間がほとんど分かっているならば、イオンの混合が発生しないと想定される期間に亘って、より低いスペクトル率（spectral rate）でデータを取得する方が効率的な場合もある。速い取得速度は、混合またはクロストークが発生する可能性がある期間を検出またはデコンボリューションできるようにするためだけに必要とされる。
【００７８】
上記好ましい方法は、動作パラメータの速い切り替えが行われる別の用途に用いることもできる。完全な質量スペクトル情報の取得を伴う分析は、質量スペクトル内の特有の情報が遷移領域を突き止めるのに役立つため、特に好適である。
【００７９】
好ましい実施形態の態様を説明するために、ロイシンエンケファリン［Ｍ＋Ｍ］+＝５５６．３およびレセルピン［Ｍ＋Ｈ］+＝６０９．３の混合物を、エレクトロスプレー正イオン化モードで、ＩＭＳ対応四重極直交加速式飛行時間質量分析計に注入した。
【００８０】
ロイシンエンケファリンの分子イオンの移送とレセルピンの分子イオンの移送との間に、３Ｄａ前駆分離ウィンドウ（3 Da precursor isolation window）を用いる分解モードにおいて、四重極ロッド質量分析器の設定質量を変更するのに信号発生器が用いられた。前駆イオンまたは親イオンは、四重極質量分析器から出射すると、衝突誘起解離（ＣＩＤ）イオンガイドにおいて、固定衝突エネルギー２３ｅＶで断片化された。進行ＤＣ電圧または過渡ＤＣ電圧が上記イオンガイドの電極に印加されたことにより、イオンは、ＣＩＤイオンガイドおよびＩＭＳイオンガイドの緩衝ガスが充填された領域を絶えず通過した。質量スペクトルデータは、毎秒１０００スペクトル（１スペクトルあたり１ｍｓ）で、個々のスペクトルの間に認められるほどの遅延もなく、連続的かつ四重極の切り替えとは非同期に取得された。
【００８１】
図５は、データ取得中に四重極ロッドの設定質量を変更するのに用いられた基準信号のオシロスコープのトレースを示す。四重極は、５０％のデューティサイクルで、設定質量ごとのドウェル時間（dwell time）を２０ｍｓとして、２つの前駆イオンの間で切り替えられた。
【００８２】
図６は、図５に示された信号の部分拡大図であり、２つの設定質量の間の遷移を示す。基準信号は、２つの値の間を約２０ｎｓで移行した。
【００８３】
図７は、得られた全イオン電流（ＴＩＣ）クロマトグラムを示す。各スキャンは、１ｍｓのデータ取得からのデータを含む。
【００８４】
図８Ａは、質量電荷比が２２１であるロイシンエンケファリンの主なフラグメントの再構成質量クロマトグラムを示す。図８Ｂは、質量電荷比が１９５であるレセルピンの主なフラグメントの再構成質量クロマトグラムを示す。
【００８５】
遷移ごとのクロマトグラムの立ち上がり区間は、約１ｍｓである。このことは、遷移間の四重極の設定質量の整定が非常に迅速であることを示している。図示されたトレースの間には、残留クロストークがほとんど見られない。各イオンは、四重極の設定質量のドウェル時間である２０ｍｓしか存在しない。
【００８６】
図９Ａ〜図９Ｂは、それぞれ図８Ａの領域１および図８Ｂの領域２からの複数のスペクトルを手動で組み合わせて得られた質量スペクトルを示す。この衝突エネルギーでは、質量電荷比が５５６であるロイシンエンケファリンの分子イオンは、完全に断片化されているため、図９Ａに示された質量スペクトルには存在しない。
【００８７】
図１０は、図８に示されたデータの一部分であり、２つの再構成クロマトグラムを重ね合わせた状態を示す。領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、およびｆは、データのうち、２つの前駆イオンから生じたプロダクトイオンが混合し得る部分を示している。このような場合のほとんどは、単一の１ｍｓスペクトルしか２つの前駆イオンの混合データを含んでいない。場合によっては、混合イオンを含むスペクトルが得られないこともある。これは、イオンガイドまたは質量分析計の他の領域において、２つのイオン集団の混合が実際にはほとんど発生しておらず、しかもイオンの集団が１ｍｓ以内に変わっていることを示唆している。
【００８８】
この例では、２つの前駆イオンのみ、それらの間で四重極質量分析器を繰り返し切り替えることによってモニターされている。一般的な分析方法の場合、この条件下では、毎秒５０までの特有の前駆イオンをモニターすることができる。好ましい実施形態によれば、四重極の切り替えがデータの取得と同期しないため、データを後処理することにより、それぞれの前駆イオンに対応するデータを含む領域を識別し、前駆イオンまたは親イオンごとに、実質的に混合またはクロストークがないプロダクトイオンの質量スペクトルを生成することが好ましい。四重極の設定質量が切り替えられる順序が分かっていれば、プロダクトイオンの質量スペクトルと関連のある前駆イオンまたは親イオンとを、より簡単に対応させることが可能になる。
【００８９】
どのプロダクトイオンがどの前駆イオンに対応するのかを判断するために、データを問い合わせるのに用いられるいくつかの方法がある。
【００９０】
例えば、ピーク検出アルゴリズムを用いて上記例に示されたデータを処理し、精密質量測定およびスキャン時間のリストを作成してもよい。少なくとも２つの異なる前駆イオンから生じたプロダクトイオンを含むことが分かっているデータの部分を組み合わせて、１つの質量スペクトルを形成してもよい。上記例では、４０ｍｓウィンドウ（すなわち、四重極のドウェル時間の２倍）を合計することができる。この部分は、少なくとも２つの異なる前駆イオンに由来するプロダクトイオンを含むことになる。
【００９１】
次に、組み合わせスペクトルにおけるプロダクトイオンのそれぞれについて、好ましくは所定の強度閾値を超えるイオンについて、再構成質量クロマトグラムが構築されてもよい。上記クロマトグラムの生成に用いられる質量電荷比ウィンドウは、好ましくは期待される測定精度を反映するように設定される。この結果、精密質量クロマトグラムが作成され、高い特異性が得られる。
【００９２】
図１１Ａ〜図１１Ｂは、それぞれ図９Ａ〜図９Ｂに示されたスペクトルの、質量電荷比の値が３９７付近の領域を示す。ロイシンエンケファリン（図１１Ａ）およびレセルピン（図１１Ｂ）は、どちらも整数質量（nominal mass）が３９７のフラグメントイオンを含む。しかし、これらの２つのイオンには２５．３ｍｄａの質量差があり、元素組成が異なることを示している。
【００９３】
図１２Ａ〜図１２Ｂは、それぞれ図１１Ａ〜図１１Ｂに示されたものと同じ２つのイオンのピーク検出後を示す。
【００９４】
図１３Ａ〜図１３Ｂは、それぞれ図１２Ａ〜図１２Ｂに示された２つのイオンについて、２５ｍｄａウィンドウを用いて生成された再構成精密質量クロマトグラムを示す。
【００９５】
上記クロマトグラム、および組み合わせスペクトル内のその他のプロダクトイオンごとの同様のクロマトグラムから、クロマトグラムのそれぞれについて、検出されたピークを含むスキャン（スペクトル）のリストを作成してもよい。固定または可変の強度閾値を用いて、ノイズまたはスプリアスイオン（spurious ion）事象を取り除くことができる。
【００９６】
ピーク強度、質量電荷比の値およびスキャン番号（スペクトル番号）を含むことがあるこれらのリストを照合して、同じスペクトルまたは隣接するスペクトル群に現れるそれらのピークを分類するようにしてもよい。照合されると、ピークが組み合わされて、スペクトル群ごとに１つの質量スペクトルを生成することができる。
【００９７】
このプロセスは、データの次の（例えば４０ｍｓ）部分についても繰り返され、それに続く質量電荷比の値およびスキャン番号のリストが同じ方法で照合されてもよい。
【００９８】
図１４Ａ〜図１４Ｂは、上記方法を示す。表は、２つの前駆イオンに由来するデータを含む、スキャン番号３５１５〜３５５４の組み合わせスペクトルからの、５つの質量電荷比の値についてのスキャン番号および強度のリストを示している。スキャン３５１８〜３５３６を調べることにより、質量電荷比が３９７．１７および２２１．１４のピークは、同じ前駆イオンから立ち上がることが明らかである。なぜなら、これらのスペクトルは、どちらのイオンについても、強度が１００よりも大きいピークを含んでいるからである。
【００９９】
同様に、スキャン３５３８〜３５５４を調べることにより、質量電荷比の値が３９７．１９、１９５．１３および１７４．１６のピークは、いずれも第２の前駆イオンから立ち上がることが明らかである。
【０１００】
スキャン３５１７および３５３７は、曖昧さのレベルを示しており、イオンの混合がある可能性を示唆している。この曖昧さに対処する１つの方法としては、単に最終データからこれらのスキャン／スペクトルを除外することが挙げられる。
【０１０１】
本例では、各前駆イオンに特有のフラグメントイオンは、２０ｍｓスペクトル群のそれぞれにおいて、どのスペクトルにも存在していることが明らかである。しかし、低強度のフラグメントイオンは、２０ｍｓの各期間に亘って強度が変わるか、または統計的変動によって消失することすらあり得る。この変動に対処する１つの方法としては、フラグメントイオンの最も強いピークを用いて対象となる領域を決定し、次に、これらの領域を用いて強度に関わらず全ての他のピークを照合することが挙げられる。
【０１０２】
別の実施形態によると、適切なクラスター化アルゴリズム（例えば、Ｋ平均法または柔軟なＫ平均法（soft K-means））を生成されたクロマトグラムに適用することにより、前駆イオン群に、組み合わせスペクトルにおいて検出されたフラグメントイオンのピークが割り当てられてもよい。
【０１０３】
別の実施形態によると、強度データは、例えば可動平均化フィルタ（moving average filter）を用いて平準化される。しかし、これは、混合またはクロストークが発生し得るより大きなデータ領域をもたらし、ゆえに実験の最終的なデューティサイクルを低下させる可能性がある。
【０１０４】
別の実施形態によると、デコンボリューション技術をデータに適用してもよい。本実施形態によれば、生成される再構成イオンクロマトグラムの予想形状に対して、点広がり関数が近似される。その後、各質量クロマトグラムがデコンボリューションされることにより、時間測定のリストが作成される。デコンボリューションには、最大エントロピー法、最尤法および完全な確率的（またはベイズの）方法等の適切な技術を用いることができる。次に、得られた時間測定は、前駆イオン群に分類またはクラスター化されてもよい。
【０１０５】
別の実施形態によると、図１２Ａ〜図１２Ｂにおけるような、問い合わせ前にデータを質量−強度対（mass intensity pairs）に減らすのではなく、２次元ピーク検出アルゴリズムを用いて元の連続データが処理される。強度は、質量電荷比およびスキャン番号の２次元格子を用いて測定される。予想される時間（スキャン番号）および質量電荷比の分布に適合する好適なフィルタを用いることにより、それぞれのデータブロック（スペクトル群）の位置を見つけ出すことができる。次に、同じ時間位置のフラグメントイオンのピークをまとめて、最終的なＭＳ−ＭＳスペクトルを生成する。
【０１０６】
同様に、２次元データは、２次元点広がり関数（好ましくは質量電荷比および時間の関数）を用いて完全デコンボリューションされてもよい。この場合も、多種多様なデコンボリューション方法を利用できる。
【０１０７】
他のデータ後処理方法も検討される。
【０１０８】
好ましい方法をさらに説明するために、以下に簡単なモデルシステムについて述べる。
【０１０９】
図１５Ａ〜図１５Ｂは、２つの異なる前駆イオンに由来するプロダクトイオンを表す理論上の中心質量スペクトル（centroid mass spectra）を示す。どちらのスペクトルも、ｍ／ｚ＝２００において共通のプロダクトイオンのピークを有するが、図１５Ｂのピーク強度は、図１５Ａのピーク強度の２倍であることが分かる。上記例に記載された実験、すなわち、データ取得またはスペクトルの時間間隔とは非同期に、２つの前駆イオンの間で四重極の設定質量が繰り返し切り替えられることにより、図１５Ａ〜図１５Ｂに示されているプロダクトイオンのスペクトルを生成することができる。
【０１１０】
図１６Ａ〜図１６Ｃは、ｍ／ｚ＝５０（図１６Ａ）、ｍ／ｚ＝２００（図１６Ｂ）およびｍ／ｚ＝１００（図１６Ｃ）におけるプロダクトイオンのピークの理論上の再構成質量クロマトグラムを示す。イオンの統計的な強度変動をエミュレートするために、ポアソンノイズが信号に付加されている。
【０１１１】
ｍ／ｚ＝５０およびｍ／ｚ＝１００におけるプロダクトイオンのピークの再構成質量クロマトグラムは、それぞれ異なる時間に中心が置かれたクロマトグラフの単一のピークとなることから、図１５Ａおよび図１５Ｂのプロダクトイオンのスペクトルを生成した前駆イオンに属することが明確に、はっきりと判断できる。
【０１１２】
しかし、ｍ／ｚ＝２００におけるプロダクトイオンのピークのクロマトグラムは、図１５Ａ〜図１５Ｂのプロダクトイオンのスペクトルを生成した両方の前駆イオンに対応する時間に、クロマトグラフの２つのピークを示している。
【０１１３】
図１７は、図１６Ｂの１で示されている、時間５５で取得された質量スペクトルを示す。この時間において、両方の前駆イオンから生じたプロダクトイオンを含む混合スペクトルが取得される。
【０１１４】
上記のように、従来技術によると、２つのプロダクトイオンのスペクトルのあらゆる混合を確実に回避するために、休止時間またはインタスキャン遅延時間が用いられていた。本例では、時間５３〜６１（図１６Ｂの２で示されている）のスペクトルに対応する期間が一般に用いられる。当該期間の間に、データは取得されず、検出器に到達するプロダクトイオン（ｍ／ｚ＝５０、ｍ／ｚ＝１００またはｍ／ｚ＝２００におけるピークのいずれかに対応する）は失われる。
【０１１５】
図１８は、従来技術によって測定された２つのプロダクトイオンのスペクトル（図１５Ａ〜図１５Ｂのスペクトルに対応する）における、それぞれのプロダクトイオンのピークの合計強度を示す。図１６Ｂの２で示されている期間の間に到達するイオンは、２つのプロダクトイオンのスペクトルにクロストークを発生させないようにするために、強度から除外されている。各プロダクトイオンのピークからの信号の約３０％が失われる。この数値は、本例で用いられた設定質量の前後に、四重極の設定質量の遷移がさらに行われた場合、６０％に近づくだろう。なぜなら、図１６Ａ〜図１６Ｃに示された各クロマトグラムの立ち上がり区間および立ち下がり区間の両方に対応するインタスキャン期間は、クロストークを制限するために用いる必要があるからである。
【０１１６】
これに対して、本発明の好ましい実施形態によると、インタスキャン期間は用いられず（四重極の切り替えは、データの取得と同期しない）、得られたデータは後処理される。一実施形態によれば、データは、デコンボリューションを用いて後処理される。この実施形態をさらに説明するために、図１９に示された形式の点広がり関数を用いる非負最小二乗法（Lawson, C. L. & Hanson, B. J. (1974), Solving Least Squares Problems, Prentice-Hall）を用いて、上記例において用いられたデータをデコンボリューションした。
【０１１７】
図２０Ａは、図１６Ａに示されたｍ／ｚ＝５０におけるプロダクトイオンのピークの再構成質量クロマトグラムに適用された非負最小二乗デコンボリューションの出力を示す。図２０Ｂは、図１６Ｂに示されたｍ／ｚ＝２００におけるプロダクトイオンのピークの再構成質量クロマトグラムに適用された非負最小二乗デコンボリューションの出力を示す。図２０Ｃは、図１６Ｃに示されたｍ／ｚ＝１００におけるプロダクトイオンのピークの再構成質量クロマトグラムに適用された非負最小二乗デコンボリューションの出力を示す。
【０１１８】
図２０Ａ〜図２０Ｃにおける各クロマトグラフのピークの幅は、ポアソンノイズの導入による、その時間位置の不確定性を表している。
【０１１９】
図２０Ｂに示されたデコンボリューション後のクロマトグラムは、ｍ／ｚ＝２００におけるピークについて、各前駆イオンに対応する信号を分離するデコンボリューション法の能力を示している。
【０１２０】
各プロダクトイオンのピークと関連のある強度、および各プロダクトイオンがどの前駆イオンと関係があるのかについての情報は、単一ピーク検出アルゴリズムを用いること、および規定された時間ウィンドウ内のクロマトグラフのピークの強度を合計することにより、決定することができる。
【０１２１】
図２１に、好ましい方法およびデコンボリューション手順の例を用いて得られたプロダクトイオンのそれぞれのピークの強度を示す。ピーク強度は、約１％以内で正確に示されている。この小さな差異は、主として理論モデルに付加されたポアソン統計によるものである。
【０１２２】
好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明したが、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく形態および内容ともに種々の変更を加え得ることが当業者には理解されよう。
【図１】
0005978290.tif 000002
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１】
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