(57)【要約】【課題】質量校正を短時間、高効率かつ高精度で行うことが可能な質量分析制御装置、質量分析装置、質量分析制御方法および質量分析方法を提供する。【解決手段】分析試料および質量校正試料を分析試料イオンおよび質量校正試料イオンとしてイオン化させるようにイオン化制御部１によりイオン化部２１が制御される。分析試料イオンおよび質量校正試料イオンを捕捉させ、分析試料イオンをプリカーサイオンとして選択せずに質量校正試料イオンを選択的に複数の校正用フラグメントイオンに解離させるようにイオントラップ２３がイオン解離制御部２により制御される。分析試料イオンおよび複数の校正用フラグメントイオンの質量分析が行われるように質量分析器２４が分析制御部３により制御される。質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比に基づいて分析試料イオンの質量電荷比が校正部４により校正される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量校正試料が添加された分析試料の質量分析を行う質量分析部を制御する質量分析制御装置であって、
前記分析試料および前記質量校正試料をそれぞれ分析試料イオンおよび質量校正試料イオンとしてイオン化させるように前記質量分析部を制御するイオン化制御部と、
前記分析試料イオンおよび前記質量校正試料イオンを捕捉させ、前記分析試料イオンをプリカーサイオンとして選択せずに前記質量校正試料イオンを選択的に複数の校正用フラグメントイオンに解離させるように前記質量分析部を制御するイオン解離制御部と、
前記分析試料イオンおよび前記複数の校正用フラグメントイオンの質量分析が行われるように前記質量分析部を制御する分析制御部と、
前記質量分析部の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて前記複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比に基づいて前記質量分析部により得られた前記分析試料イオンの質量電荷比を校正する校正部とを備える、質量分析制御装置。
【請求項２】
前記イオン解離制御部は、前記質量校正試料イオンの一部を前記複数の校正用フラグメントイオンに解離させ、前記質量校正試料イオンの他の一部を残存させるように前記質量分析部を制御し、
前記校正部は、前記質量分析部の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて前記複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比および前記質量校正試料イオンの質量電荷比に基づいて前記質量分析部により得られた前記分析試料イオンの質量電荷比を校正する、請求項１記載の質量分析制御装置。
【請求項３】
前記質量校正試料イオンは、第１および第２の質量校正試料イオンを含み、
前記第１の質量校正試料イオンの理論質量電荷比は、前記第２の質量校正試料イオンの理論質量電荷比よりも大きく、
前記イオン解離制御部は、前記第１の質量校正試料イオンを前記複数の校正用フラグメントイオンに解離させるように前記質量分析部を制御し、
前記校正部は、前記質量分析部の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて前記複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比および前記第２の質量校正試料イオンの質量電荷比に基づいて前記質量分析部により得られた前記分析試料イオンの質量電荷比を校正する、請求項１または２記載の質量分析制御装置。
【請求項４】
質量校正試料が添加された分析試料の質量分析を行う質量分析部と、
請求項１〜３のいずれかに記載の質量分析制御装置とを備える、質量分析装置。
【請求項５】
質量校正試料が添加された分析試料の質量分析を行う質量分析部を制御する質量分析制御方法であって、
前記分析試料および前記質量校正試料をそれぞれ分析試料イオンおよび質量校正試料イオンとしてイオン化させるように前記質量分析部を制御するステップと、
前記分析試料イオンおよび前記質量校正試料イオンを捕捉させ、前記分析試料イオンをプリカーサイオンとして選択せずに前記質量校正試料イオンを選択的に複数の校正用フラグメントイオンに解離させるように前記質量分析部を制御するステップと、
前記分析試料イオンおよび前記複数の校正用フラグメントイオンの質量分析が行われるように前記質量分析部を制御するステップと、
前記質量分析部の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて前記複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比に基づいて前記質量分析部により得られた前記分析試料イオンの質量電荷比を校正するステップとを含む、質量分析制御方法。
【請求項６】
質量校正試料が添加された分析試料の質量分析を行う質量分析方法であって、
前記分析試料および前記質量校正試料をそれぞれ分析試料イオンおよび質量校正試料イオンとしてイオン化させるステップと、
前記分析試料イオンおよび前記質量校正試料イオンを捕捉し、前記分析試料イオンをプリカーサイオンとして選択せずに前記質量校正試料イオンを選択的に複数の校正用フラグメントイオンに解離させるステップと、
前記分析試料イオンおよび前記複数の校正用フラグメントイオンの質量分析を行うステップと、
質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて前記複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比に基づいて前記質量分析部により得られた前記分析試料イオンの質量電荷比を校正するステップとを含む、質量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の質量分析を行う質量分析制御装置、質量分析装置、質量分析制御方法および質量分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
質量分析装置においては、試料の質量分析を高精度に行うために検量線法による質量校正が行われる。検量線法における複数の方式が非特許文献１に紹介されている。これらの方式のうち外部標準法または内部標準法が主として用いられる。
【０００３】
外部標準法においては、質量校正試料が分析試料とは別個に準備される。質量校正試料の分析が行われた後、分析試料の分析が行われる。質量校正試料の分析の結果に基づいて、分析試料の質量校正が行われる。この方式においては、質量校正試料の分析と分析試料の分析とが別個に行われるので、試料調製のばらつきまたは質量分析装置の分析条件の変動等の多様な要因がこれらの分析に異なる影響を及ぼす。そのため、質量校正の精度が低下する。
【０００４】
内部標準法においては、質量校正試料が分析試料に添加された状態で、分析試料の分析が行われる。分析試料中の質量校正試料の分析の結果に基づいて、分析試料の質量校正が行われる。この方式においては、質量校正試料の分析と分析試料の分析とが同時に行われるので、試料調製のばらつきまたは質量分析装置の分析条件の変動等は、これらの分析に同程度の影響を及ぼす。そのため、内部標準法においては、外部標準法よりも質量校正の精度が高い。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“２−６−１  質量分析全般技術／定量分析／検量線法”、特許庁  標準技術集  質量分析技術（マススペクトロメトリー）、p.183-186
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内部標準法においては、分析試料に質量校正試料が添加されることにより、分析試料のイオン化効率が低下し（イオン化抑制効果）、マススペクトルを効率よく取得することが困難になることがある。これを防止するために、分析試料に添加する質量校正試料の種類を、可能な限り少なくすることが好ましい。
【０００７】
一方で、質量校正試料の種類が多いほど、質量校正に用いられる成分の数が多くなり、各質量校正試料の分析の誤差の影響を抑制することができる。これにより、質量校正の精度を向上させることができるとともに、校正が可能な質量の範囲を拡張することが容易になる。このように、質量校正の効率の向上と質量校正の精度の向上とは相反し、これらを両立させることは容易ではない。
【０００８】
本発明の目的は、質量校正を短時間、高効率かつ高精度で行うことが可能な質量分析制御装置、質量分析装置、質量分析制御方法および質量分析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）第１の発明に係る質量分析制御装置は、質量校正試料が添加された分析試料の質量分析を行う質量分析部を制御する質量分析制御装置であって、分析試料および質量校正試料をそれぞれ分析試料イオンおよび質量校正試料イオンとしてイオン化させるように質量分析部を制御するイオン化制御部と、分析試料イオンおよび質量校正試料イオンを捕捉させ、分析試料イオンをプリカーサイオンとして選択せずに質量校正試料イオンを選択的に複数の校正用フラグメントイオンに解離させるように質量分析部を制御するイオン解離制御部と、分析試料イオンおよび複数の校正用フラグメントイオンの質量分析が行われるように質量分析部を制御する分析制御部と、質量分析部の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比に基づいて質量分析部により得られた分析試料イオンの質量電荷比を校正する校正部とを備える。
【００１０】
この質量分析制御装置においては、分析試料および質量校正試料をそれぞれ分析試料イオンおよび質量校正試料イオンとしてイオン化させるように質量分析部が制御される。次に、分析試料イオンおよび質量校正試料イオンを捕捉させ、分析試料イオンをプリカーサイオンとして選択せずに質量校正試料イオンを選択的に複数の校正用フラグメントイオンに解離させるように質量分析部が制御される。続いて、分析試料イオンおよび複数の校正用フラグメントイオンの質量分析が行われるように質量分析部が制御される。その後、質量分析部の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比に基づいて質量分析部により得られた分析試料イオンの質量電荷比が校正される。
【００１１】
この構成によれば、分析試料に多種類の質量校正試料を添加させる必要がない。この場合、分析試料のイオン化効率はほとんど低下しない。したがって、質量分析スペクトルを高効率で得ることができる。また、１回の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて分析試料イオンおよび複数の校正用フラグメントイオンのピークが同時に現れる。そのため、質量分析に要する全体の時間を短縮することができる。
【００１２】
さらに、複数の校正用フラグメントイオンにそれぞれ対応する複数の質量電荷比が分析試料イオンの質量電荷比の校正に用いられるので、各校正用フラグメントイオンの質量分析の誤差の影響が抑制される。これにより、分析試料イオンの質量電荷比の校正の精度を向上させることができる。また、複数の質量電荷比を用いることにより、校正が可能な質量電荷比の範囲を拡張することができる。これらの結果、質量校正を短時間、高効率かつ高精度で行うことができる。
【００１３】
（２）イオン解離制御部は、質量校正試料イオンの一部を複数の校正用フラグメントイオンに解離させ、質量校正試料イオンの他の一部を残存させるように質量分析部を制御し、校正部は、質量分析部の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比および質量校正試料イオンの質量電荷比に基づいて質量分析部により得られた分析試料イオンの質量電荷比を校正してもよい。
【００１４】
この場合、質量校正試料イオンの質量電荷比が分析試料イオンの質量電荷比の校正にさらに用いられる。これにより、分析試料のイオン化効率を低下させることなく、分析試料イオンの質量電荷比の校正の精度をより向上させることができる。また、校正が可能な質量電荷比の範囲をより拡張することができる。
【００１５】
（３）質量校正試料イオンは、第１および第２の質量校正試料イオンを含み、第１の質量校正試料イオンの理論質量電荷比は、第２の質量校正試料イオンの理論質量電荷比よりも大きく、イオン解離制御部は、第１の質量校正試料イオンを複数の校正用フラグメントイオンに解離させるように質量分析部を制御し、校正部は、質量分析部の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比および第２の質量校正試料イオンの質量電荷比に基づいて質量分析部により得られた分析試料イオンの質量電荷比を校正してもよい。
【００１６】
この場合、第２の質量校正試料イオンの質量電荷比が分析試料イオンの質量電荷比の校正にさらに用いられる。これにより、分析試料のイオン化効率をほとんど低下させることなく、分析試料イオンの質量電荷比の校正の精度をより向上させることができる。また、校正が可能な質量電荷比の範囲をより拡張することができる。
【００１７】
（４）第２の発明に係る質量分析装置は、質量校正試料が添加された分析試料の質量分析を行う質量分析部と、第１の発明に係る質量分析制御装置とを備える。
【００１８】
この質量分析装置においては、分析試料および質量校正試料がそれぞれ分析試料イオンおよび質量校正試料イオンとしてイオン化される。次に、分析試料イオンおよび質量校正試料イオンが捕捉され、分析試料イオンがプリカーサイオンとして選択されずに質量校正試料イオンが選択的に複数の校正用フラグメントイオンに解離される。続いて、分析試料イオンおよび複数の校正用フラグメントイオンの質量分析が行われる。その後、質量分析部の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比に基づいて得られた分析試料イオンの質量電荷比が校正される。
【００１９】
この構成によれば、分析試料のイオン化効率はほとんど低下しないので、質量分析スペクトルを高効率で得ることができる。また、１回の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて分析試料イオンおよび複数の校正用フラグメントイオンのピークが同時に現れるので、質量分析に要する全体の時間が短縮される。さらに、複数の校正用フラグメントイオンの複数の質量電荷比が分析試料イオンの質量電荷比の校正に用いられるので、分析試料イオンの質量電荷比の校正の精度が向上するとともに、校正が可能な質量電荷比の範囲が拡張される。これにより、質量校正を短時間、高効率かつ高精度で行うことができる。
【００２０】
（５）第３の発明に係る質量分析制御方法は、質量校正試料が添加された分析試料の質量分析を行う質量分析部を制御する質量分析制御方法であって、分析試料および質量校正試料をそれぞれ分析試料イオンおよび質量校正試料イオンとしてイオン化させるように質量分析部を制御するステップと、分析試料イオンおよび質量校正試料イオンを捕捉させ、分析試料イオンをプリカーサイオンとして選択せずに質量校正試料イオンを選択的に複数の校正用フラグメントイオンに解離させるように質量分析部を制御するステップと、分析試料イオンおよび複数の校正用フラグメントイオンの質量分析が行われるように質量分析部を制御するステップと、質量分析部の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比に基づいて質量分析部により得られた分析試料イオンの質量電荷比を校正するステップとを含む。
【００２１】
この質量分析制御方法によれば、分析試料のイオン化効率はほとんど低下しないので、質量分析スペクトルを高効率で得ることができる。また、１回の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて分析試料イオンおよび複数の校正用フラグメントイオンのピークが同時に現れるので、質量分析に要する全体の時間が短縮される。さらに、複数の校正用フラグメントイオンの複数の質量電荷比が分析試料イオンの質量電荷比の校正に用いられるので、分析試料イオンの質量電荷比の校正の精度が向上するとともに、校正が可能な質量電荷比の範囲が拡張される。これにより、質量校正を短時間、高効率かつ高精度で行うことができる。
【００２２】
（６）第４の発明に係る質量分析方法は、質量校正試料が添加された分析試料の質量分析を行う質量分析方法であって、分析試料および質量校正試料をそれぞれ分析試料イオンおよび質量校正試料イオンとしてイオン化させるステップと、分析試料イオンおよび質量校正試料イオンを捕捉し、分析試料イオンをプリカーサイオンとして選択せずに質量校正試料イオンを選択的に複数の校正用フラグメントイオンに解離させるステップと、分析試料イオンおよび複数の校正用フラグメントイオンの質量分析を行うステップと、質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて複数の校正用フラグメントイオンの質量電荷比に基づいて質量分析部により得られた分析試料イオンの質量電荷比を校正するステップとを含む。
【００２３】
この質量分析方法によれば、分析試料のイオン化効率はほとんど低下しないので、質量分析スペクトルを高効率で得ることができる。また、１回の質量分析により得られる質量分析スペクトルにおいて分析試料イオンおよび複数の校正用フラグメントイオンのピークが同時に現れるので、質量分析に要する全体の時間が短縮される。さらに、複数の校正用フラグメントイオンの複数の質量電荷比が分析試料イオンの質量電荷比の校正に用いられるので、分析試料イオンの質量電荷比の校正の精度が向上するとともに、校正が可能な質量電荷比の範囲が拡張される。これにより、質量校正を短時間、高効率かつ高精度で行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、質量校正を短時間、高効率かつ高精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る質量分析装置の構成を示す図である。
【図２】図１の質量分析装置の詳細な構成を示す図である。
【図３】図１および図２の質量分析装置においてＣＩＤが行われずに生成されたマススペクトルデータに基づくマススペクトルの例を示す図である。
【図４】図１および図２の質量分析装置において本実施の形態に係る質量分析制御方法により生成されたマススペクトルデータに基づくマススペクトルを示す図である。
【図５】質量分析制御プログラムにより行われる質量分析制御処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図６】第１および第２の質量校正試料イオンの理論質量電荷比の例を示す図である。
【図７】第１の質量校正試料イオンの解離により生成される複数の校正用フラグメントイオンの理論質量電荷比の例を示す図である。
【図８】分析試料イオンの理論質量電荷比の例を示す図である。
【図９】質量分析により得られたマススペクトルデータに基づくマススペクトルを示す図である。
【図１０】実施例および比較例における分析試料イオンの校正後の質量電荷比と理論質量電荷比との質量誤差を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に係る質量分析制御装置、それを備えた質量分析装置、質量分析制御方法、およびそれを含む質量分析方法について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
（１）質量分析装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る質量分析装置の構成を示す図である。図１に示すように、質量分析装置１００は、質量分析制御装置１０および質量分析部２０を含む。図１においては、主として質量分析装置１００のハードウエアの構成が示される。
【００２８】
質量分析制御装置１０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１３、記憶装置１４、操作部１５、表示部１６および入出力Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１７により構成される。ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、記憶装置１４、操作部１５、表示部１６および入出力Ｉ／Ｆ１７はバス１８に接続される。
【００２９】
ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１３にはシステムプログラムが記憶される。記憶装置１４は、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記憶媒体を含み、質量分析制御プログラムを記憶する。ＣＰＵ１１が記憶装置１４に記憶された質量分析制御プログラムをＲＡＭ１２上で実行することにより、後述する質量分析制御処理が行われる。
【００３０】
操作部１５は、キーボード、マウスまたはタッチパネル等の入力デバイスである。表示部１６は、液晶表示装置等の表示デバイスである。使用者は、操作部１５を用いて質量分析制御装置１０に各種指示を行うことができる。表示部１６は、質量校正の結果等を表示可能である。入出力Ｉ／Ｆ１７は、質量分析部２０に接続される。
【００３１】
（２）質量分析装置の動作
図２は、図１の質量分析装置１００の詳細な構成を示す図である。図２の質量分析装置１００は、マトリックス支援レーザ脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）法によるイオン源を用いたイオントラップ質量分析装置であり、質量分析制御装置１０および質量分析部２０を含む。質量分析部２０は、イオン化部２１、イオン輸送系２２、イオントラップ２３、質量分析器２４、イオン検出器２５および電源部２６を含む。
【００３２】
分析対象となる試料（以下、分析試料と呼ぶ。）には、少数種類の質量校正試料およびマトリックスが混合される。以下、分析試料、質量校正試料およびマトリックスの混合物を混合試料と呼ぶ。使用者は、混合試料を保持するサンプルプレートをイオン化部２１にセットする。本実施の形態においては、混合試料は２種類の質量校正試料を含む。２種類の質量校正試料をそれぞれ第１および第２の質量校正試料と呼ぶ。第１の質量校正試料は、例えばＡＣＴＨ１８−３９（Adrenocorticoid thyroid hormone peptide 18-39：アミノ酸配列；RPVKVYPNGAEDESAEAFPLEF）である。第２の質量校正試料は、例えばアンジオテンシンII（Angiotensin II：アミノ酸配列；DRVYIHPF）である。
【００３３】
また、分析試料から生成されるイオンを分析試料イオンと呼び、第１および第２の質量校正試料から生成されるイオンをそれぞれ第１および第２の質量校正試料イオンと呼ぶ。分析試料イオン、第１の質量校正試料イオンおよび第２の質量校正試料イオンの全てを指す場合には単にイオンと略記する。
【００３４】
第１の質量校正試料イオンおよび第２の質量校正試料イオンの質量電荷比は既知であり、第１の質量校正試料イオンの質量電荷比は第２の質量校正試料イオンの質量電荷比よりも大きい。分析試料イオンの質量電荷比が予想可能な場合には、第１の質量校正試料イオンの質量電荷比が分析試料イオンの予想される質量電荷比よりも大きいことが好ましく、第２の質量校正試料イオンの質量電荷比が分析試料イオンの予想される質量電荷比よりも小さいことが好ましい。
【００３５】
イオン化部２１は、例えばマトリックス支援レーザ脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）法によるイオン源を含み、サンプルプレート上の混合試料に紫外領域のパルス状の光を照射する。これにより、混合試料に含まれる各種成分がイオン化される。
【００３６】
図２においては、分析試料から生成されたイオンが白丸で図示され、第１および第２の質量校正試料から生成されたイオンが黒丸で図示される。イオン輸送系２２は、例えばイオンガイドである。イオン化部２１により生成されたイオンは、イオン輸送系２２により収束されてイオントラップ２３に導入される。
【００３７】
イオントラップ２３は、例えば３次元四重極型のイオントラップであり、２つのエンドキャップ電極２３ａ，２３ｂおよびリング電極２３ｃを含む。イオントラップ２３には、ガス供給管２３ｄを通してヘリウムガスまたはアルゴンガス等のＣＩＤ（衝突誘起解離）ガスが導入される。イオントラップ２３は、導入された複数種類のイオンを捕捉した後、指定されたイオンのみを残し、他のイオンを外部に排出するイオン選択操作を行うことができる。
【００３８】
本実施の形態においては、質量分析器２４は飛行時間型の質量分析器である。質量分析器２４に導入されたイオンは、質量電荷比（ｍ／ｚ）に応じた飛行速度で質量分析器２４内の飛行空間を飛行し、質量電荷比が小さいイオンから順にイオン検出器２５に到達する。イオン検出器２５は、例えば二次電子増倍管である。イオン検出器２５は、質量分析器２４の飛行空間を飛行したイオンを検出し、検出量に対応する信号（以下、検出信号と呼ぶ。）を生成する。電源部２６は、後述する質量分析を実行するためにイオン化部２１、イオン輸送系２２およびイオントラップ２３に所定の電圧を印加する。
【００３９】
質量分析制御装置１０は、イオン化制御部１、イオン解離制御部２、分析制御部３、校正部４および分析データ処理部５を含む。図１のＣＰＵ１１が記憶装置１４に記憶された質量分析制御プログラムを実行することにより、質量分析制御装置１０の構成要素（１〜５）の機能が実現される。質量分析制御装置１０の構成要素（１〜５）の一部または全てが電子回路等のハードウエアにより実現されてもよい。
【００４０】
使用者は、操作部１５を操作することにより、第１および第２の質量校正試料の種類ならびにＣＩＤ条件等の分析条件を分析制御部３に入力することができる。また、使用者は、分析制御部３への分析条件の入力後、操作部１５を操作することにより質量分析の開始を指示することができる。分析制御部３は、操作部１５の操作に基づいて、イオン化制御部１、イオン解離制御部２、校正部４および分析データ処理部５に指示を与えるとともに質量分析部２０の各部を制御する。
【００４１】
イオン化制御部１は、分析制御部３の指示に基づいて混合試料にレーザ光を照射するようにイオン化部２１を制御するとともに電源部２６を制御する。これにより、混合試料中の分析試料、第１の質量校正試料および第２の質量校正試料の各成分がイオン化される。上記のように、生成された分析試料イオン、第１の質量校正試料イオンおよび第２の質量校正試料イオンはイオン輸送系２２によりイオントラップ２３に導入される。イオントラップ２３は、分析試料イオン、第１の質量校正試料イオンおよび第２の質量校正試料イオンを捕捉する。
【００４２】
本実施の形態では、イオン解離制御部２は、プリカーサイオンの選択操作を行わないようにイオントラップ２３および電源部２６を制御する。この場合、イオントラップ２３からプリカーサイオン以外のイオンを排出する操作は行われない。それにより、イオントラップ２３には、分析試料イオン、第１の質量校正試料イオンおよび第２の質量校正試料イオンが存在する。
【００４３】
イオン解離制御部２は、イオントラップ２３に捕捉されたイオンのうち第１の質量校正試料イオンのみを解離させるようにイオントラップ２３および電源部２６を制御する。具体的には、ガス供給管２３ｄを通してイオントラップ２３内にＣＩＤガスが導入されるとともに、第１の質量校正試料イオンのみが選択的に励振（共鳴振動）するようにイオントラップ２３の形成される交流電場の周波数が設定される。その結果、第１の質量校正試料イオンの解離によりプロダクトイオンとして複数のフラグメントイオンが生成される。以下、複数のフラグメントイオンを複数の校正用フラグメントイオンと呼ぶ。第１の質量校正試料イオンのみを選択的に解離させるための交流電場の周波数は、第１の質量校正試料の種類（質量電荷比）に基づいて決定される。
【００４４】
本実施の形態においては、第１の質量校正試料イオンの一部のみが複数の校正用フラグメントイオンに解離され、第１の質量校正試料イオンの他の一部は残存する。第１の質量校正試料イオンの解離の程度は、励振エネルギーの制御またはＣＩＤガスの圧力の制御等により調整可能である。励振エネルギーは、例えば、イオントラップ２３のエンドキャップ電極２３ａ，２３ｂまたはリング電極２３ｃに印加される交流電場の振幅の制御等により調整可能である。
【００４５】
イオントラップ２３において生成された分析試料イオン、複数の校正用フラグメントイオン、第１の質量校正試料イオンおよび第２の質量校正試料イオンは、質量分析器２４を通過してイオン検出器２５により検出される。それにより、分析試料イオン、第１の質量校正試料イオン、複数の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンの質量分析が同時に行われる。
【００４６】
分析データ処理部５は、イオン検出器２５により生成された検出信号に基づいてマススペクトル（質量分析スペクトル）を示すマススペクトルデータを生成する。マススペクトルにおいては、分析試料イオン、第１の質量校正試料イオン、複数の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンの質量電荷比でピークが現れる。以下の説明では、第１の質量校正試料イオン、複数の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンを質量校正イオンと総称する。マススペクトルデータにおいて、分析試料イオンおよび複数の質量校正イオンのピークの質量電荷比が実測値（以下、実測質量電荷比と呼ぶ。）として特定される。
【００４７】
記憶装置１４に記憶される質量電荷比理論値リストは、複数の質量校正イオンの質量電荷比の理論値（以下、理論質量電荷比）を含む。校正部４は、分析データ処理部５により特定された分析試料イオンおよび複数の質量校正イオンのピークの実測質量電荷比を取得し、記憶装置１４から複数の質量校正イオンのピークの理論質量電荷比を取得し、複数の質量校正イオンのピークの実測質量電荷比と理論質量電荷比とから校正線を作成する。校正線は、最小二乗法を用いた直線回帰により得られる直線、スプライン補間またはラグランジェ補間により得られる多次曲線等により作成することができる。
【００４８】
校正部４は、校正線を用いてマススペクトルデータにおける分析試料イオンおよび複数の質量校正イオンのピークの質量電荷比を校正し、校正後のマススペクトルデータに基づいてマススペクトルを表示部１６に表示させるとともに、校正後のマススペクトルデータを記憶装置１４に記憶させる。
【００４９】
（３）質量校正例
図３は、図１および図２の質量分析装置１００においてＣＩＤが行われずに生成されたマススペクトルデータに基づくマススペクトルの例を示す図である。図３の横軸は質量電荷比を示し、縦軸は検出信号の強度を示す。後述する図４においても同様である。図３の例では、分析試料イオンに対応する６個のピークＡ１〜Ａ６、第１の質量校正試料イオンに対応する１個のピークＢ１、および第２の質量校正試料イオンに対応する１個のピークＣ１がマススペクトルに現れる。
【００５０】
図４は、図１および図２の質量分析装置１００において本実施の形態に係る質量分析制御方法により生成されたマススペクトルデータに基づくマススペクトルを示す図である。図４に示すように、分析試料イオンに対応する６個のピークＡ１〜Ａ６、第１の質量校正試料イオンに対応するピークＢ１、複数の校正用フラグメントイオンに対応するピークＢ２〜Ｂ５、第２の質量校正試料イオンに対応するピークＣ１がマススペクトルに現れる。この場合、６個の質量校正イオンに対応するピークＢ１〜Ｂ５，Ｃ１を用いて分析試料イオンに対応するピークＡ１〜Ａ６の質量電荷比を校正することができる。
【００５１】
質量校正に用いる質量電荷比を質量校正点と呼ぶ。図３の例では、質量校正点が少数（本例では２つ）であるため、分析試料の質量校正の精度を十分に向上させることができない。図４の例においては、質量校正点が多数（本例では６つ）であるため、分析試料の質量校正の精度を向上させることができる。一方で、混合試料に混合される質量校正試料の種類は少数（本例では２種類）であり、質量校正試料の量は少量であるため、分析試料のイオン化効率はそれほど低下しない。これにより、分析試料の質量校正の効率を向上させることができる。
【００５２】
また、図４の例においては、第１の質量校正試料イオンの質量電荷比は分析試料イオンの質量電荷比よりも大きく、第２の質量校正試料イオンの質量電荷比は分析試料イオンの質量電荷比よりも小さい。そのため、分析試料イオンに対応するピークＡ１〜Ａ６は、第２の質量校正試料イオンに対応するピークＣ１と第１の質量校正試料イオンに対応するピークＢ１との間の質量電荷比の範囲に現れる。この場合、広い質量電荷比の範囲において、分析試料の質量校正をより高い精度で行うことができる。
【００５３】
（４）質量分析制御処理
図５は、質量分析制御プログラムにより行われる質量分析制御処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。まず、分析制御部３は、分析条件が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。使用者は、操作部１５を操作することにより、分析制御部３に分析条件を入力することができる。分析条件が入力されていない場合、分析制御部３は分析条件が入力されるまで待機する。分析条件が入力された場合、分析制御部３は、分析条件に基づいて、イオン化制御部１、イオン解離制御部２、校正部４および分析データ処理部５に指示を与えるとともに質量分析部２０の各部を制御する（ステップＳ２）。
【００５４】
イオン化制御部１は、ステップＳ２の分析制御部３の指示に基づいて混合試料にレーザ光を照射するようにイオン化部２１を制御するとともに電源部２６を制御する（ステップＳ３）。これにより、混合試料から分析試料イオン、第１の質量校正試料イオンおよび第２の質量校正試料イオンが生成される。
【００５５】
イオン解離制御部２は、ステップＳ２の分析制御部３の指示に基づいて、生成された分析試料イオン、第１の質量校正試料イオンおよび第２の質量校正試料イオンを捕捉するようにイオントラップ２３および電源部２６を制御する（ステップＳ４）。この場合、イオントラップ２３においてプリカーサイオンの選択操作は行われない。
【００５６】
また、イオン解離制御部２は、ステップＳ２の分析制御部３の指示に基づいて、第１の質量校正試料イオンを選択的に解離させるようにイオントラップ２３および電源部２６を制御する（ステップＳ５）。この場合、イオントラップ２３にガス供給管２３ｄを通してＣＩＤガスが導入されるとともに、電源部２６により第１の質量校正試料イオンの共鳴周波数に一致するようにイオントラップ２３の交流電場の周波数が調整される。それにより、第１の質量校正試料イオンの解離により複数の校正用フラグメントイオンが生成される。
【００５７】
生成された分析試料イオン、第１の質量校正試料イオン、複数の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンは、イオントラップ２３から質量分析器２４に導入される。分析制御部３は、分析試料イオン、第１の質量校正試料イオン、複数の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンの質量分析を行うように質量分析器２４を制御する（ステップＳ６）。
【００５８】
分析データ処理部５は、イオン検出器２５から出力される検出信号に基づいてマススペクトルデータを生成する（ステップＳ７）。また、分析データ処理部５は、ステップＳ７で生成されたマススペクトルデータから分析試料イオン、第１の質量校正試料イオン、複数の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンの質量電荷比を実測質量電荷比として取得する（ステップＳ８）。
【００５９】
校正部４は、記憶装置１４に記憶された質量電荷比理論値リストから第１の質量校正試料イオン、複数の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンの理論質量電荷比を取得する（ステップＳ９）。また、ステップＳ８で取得されたイオンの実測質量電荷比およびステップＳ９で取得されたイオンの理論質量電荷比に基づいて校正線を算出する（ステップＳ１０）。さらに、校正部４は、ステップＳ１０で算出された校正線に基づいてマススペクトルデータの実測質量電荷比を校正する（ステップＳ１１）。
【００６０】
その後、校正部４は、ステップＳ１１で校正されたマススペクトルデータを記憶装置１４に記憶させる（ステップＳ１２）。また、校正部４は、ステップＳ１１で校正されたマススペクトルデータに基づくマススペクトルを表示部１６に表示させ（ステップＳ１３）、質量分析制御処理を終了する。
【００６１】
（５）効果
本実施の形態に係る質量分析装置１００においては、分析試料に多種類の質量校正試料を添加させる必要がない。この場合、分析試料のイオン化効率はほとんど低下しない。したがって、マススペクトルを高効率で得ることができる。また、１回の質量分析により得られるマススペクトルにおいて分析試料イオン、第１の質量校正試料イオン、複数の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンのピークが同時に現れる。そのため、質量分析に要する全体の時間を短縮することができる。
【００６２】
さらに、第１の質量校正試料イオン、複数の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンにそれぞれ対応する複数の質量電荷比が分析試料イオンの質量電荷比の校正に用いられるので、各質量校正点の質量分析の誤差の影響が抑制される。これにより、分析試料イオンの質量電荷比の校正の精度を向上させることができる。また、複数の質量電荷比を用いることにより、校正が可能な質量電荷比の範囲を拡張することができる。これらの結果、質量校正を短時間、高効率かつ高精度で行うことができる。
【００６３】
（６）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態において、質量分析装置１００はイオントラップ２３を含むイオントラップ質量分析装置であるが、本発明はこれに限定されない。質量分析装置１００は、例えばＦＴ−ＩＣＲ（フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴）質量分析装置であってもよい。この場合、質量分析装置１００は、イオントラップ２３を用いることなく、一様磁場により分析試料イオンおよび質量校正試料イオンを捕捉することができる。あるいは、質量分析装置１００は、分析試料イオンおよび質量校正試料イオンを捕捉可能な他の種類の質量分析装置であってもよい。
【００６４】
（ｂ）上記実施の形態において、第１の質量校正試料イオンの一部のみが複数の校正用フラグメントイオンに解離され、第１の質量校正試料イオンの他の一部は残存するが、本発明はこれに限定されない。第１の質量校正試料イオンの全部が複数の校正用フラグメントイオンに解離され、第１の質量校正試料イオンが残存しなくてもよい。
【００６５】
（ｃ）上記実施の形態において、分析試料に第２の質量校正試料が混合されるが、本発明はこれに限定されない。分析試料に第２の質量校正試料が混合されず、第１の質量校正試料のみが混合されてもよい。
【００６６】
（７）実施例
以下の実施例においては、分析試料、第１の質量校正試料、第２の質量校正試料およびマトリックスを含む混合試料が調製された。具体的には、まず、濃度０．１％のトリフルオロ酢酸水溶液に溶解された分析試料がサンプルプレートのウェルに滴下された。分析試料は、ＢＳＡ（Bovine Serum Albumin；ウシ血清アルブミン）のトリプシン消化ペプチド混合物である。
【００６７】
次に、濃度０．１％のトリフルオロ酢酸水溶液に溶解された第１および第２の質量校正試料が分析試料に添加された。第１の質量校正試料は、ＡＣＴＨ１８−３９である。第２の質量校正試料は、アンジオテンシンIIである。また、濃度５０％のアセトニトリルおよび濃度０．１％のトリフルオロ酢酸水溶液に溶解されたマトリックスが分析試料に添加された。マトリックスは、ＣＨＣＡ（α-cyano hydroxyl cinnamic acid；α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸）である。これらの混合物が室温で乾燥されることにより、サンプルプレートのウェル内に混合試料が調製された。
【００６８】
混合試料を保持するサンプルプレートが質量分析装置１００にセットされた。質量分析装置１００は、株式会社島津製作所製のＭＡＬＤＩデジタルイオントラップ飛行時間型質量分析装置（MALDI Digital Ion Trap-TOF MS）である。質量分析装置１００において、プリカーサイオンの選択操作が行われることなく第１の質量校正イオンのみが選択的に解離されることにより複数の校正用フラグメントイオンが生成された状態で、マススペクトルデータが生成された。また、以下の方法で質量校正イオンの質量電荷比に基づいて算出された校正線を用いて分析試料イオンの質量電荷比が校正された。
【００６９】
図６は、第１および第２の質量校正試料イオンの理論質量電荷比の例を示す図である。図７は、第１の質量校正試料イオンの解離により生成される複数の校正用フラグメントイオンの理論質量電荷比の例を示す図である。図８は、分析試料イオンの理論質量電荷比の例を示す図である。図６および図７の理論質量電荷比は記憶装置１４に記憶される質量電荷比理論値リストに含まれる。
【００７０】
図９は、質量分析により得られたマススペクトルデータに基づくマススペクトルを示す図である。図９に示すように、マススペクトルには、複数（本例では１１個）の分析試料イオン、第１の質量校正試料イオン、複数（本例では７個）の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンにそれぞれ対応する複数のピークが現れている。
【００７１】
図９においては、複数の分析試料イオンにそれぞれ対応する複数のピークに白丸が付され、複数の校正用フラグメントイオンにそれぞれ対応する複数のピークに黒丸が付されている。また、図９においては、分析試料イオン、第１の質量校正試料イオン、複数の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンにそれぞれ対応する複数のピークの実測質量電荷比が示される。
【００７２】
実施例においては、第１の質量校正試料イオン、７個の校正用フラグメントイオンおよび第２の質量校正試料イオンにそれぞれ対応する９個の質量校正点を用いて１１個の分析試料イオンの実測質量電荷比が校正された。具体的には、図６の第１および第２の質量校正試料イオンならびに図７の校正用フラグメントイオンの理論質量電荷比と図９の第１および第２の質量校正試料イオンならびに校正用フラグメントイオンの実測質量電荷比とに基づいて校正線が算出された。次いで、算出された校正線を用いて図９の分析試料イオンの実測質量電荷比が校正された。
【００７３】
比較例においては、第１の質量校正試料イオンおよび第２の質量校正試料イオンにそれぞれ対応する２個の質量校正点を用いて１１個の分析試料イオンの質量電荷比が校正された。具体的には、図６の第１および第２の質量校正試料イオンの理論質量電荷比と図９の第１および第２の質量校正試料イオンの実測質量電荷比とに基づいて校正線が算出された。次いで、算出された校正線を用いて図９の分析試料イオンの実測質量電荷比が校正された。
【００７４】
実施例および比較例の各々について、上記と同様の質量校正が３回繰り返し行われ、分析試料イオンの校正後の質量電荷比の平均値が算出された。また、実施例および比較例において校正後の分析試料イオンの質量電荷比の平均値と図８の理論質量電荷比との差が質量誤差として算出された。
【００７５】
図１０は、実施例および比較例における分析試料イオンの校正後の質量電荷比と理論質量電荷比との質量誤差を示す図である。図１０の横軸は質量電荷比を示し、縦軸は質量誤差を示す。また、図１０においては、実施例における分析試料イオンの質量誤差が黒丸で示され、これらの複数の質量誤差にフィッティングされた近似直線が点線で示される。また、比較例における分析試料イオンの質量誤差が白丸で示され、これらの複数の質量誤差にフィッティングされた近似直線が一点鎖線で示される。
【００７６】
実施例および比較例における分析試料イオンの平均質量誤差を表１に示す。表１に示すように、実施例における平均質量誤差は、０．００３９２４±０．００２９４Ｄａ（ダルトン）となった。一方、比較例における平均質量誤差は、０．００６６５４±０．００３７０Ｄａとなった。実施例および比較例の結果から、校正用フラグメントイオンを含む多数の質量校正点を用いることにより、分析試料イオンの質量校正をより高い精度で行うことができることが確認できた。
【００７７】
【表１】
2019086467.tif 000003
【符号の説明】
【００７８】
１…イオン化制御部，２…イオン解離制御部，３…分析制御部，４…校正部，５…分析データ処理部，１０…質量分析制御装置，１１…ＣＰＵ，１２…ＲＡＭ，１３…ＲＯＭ，１４…記憶装置，１５…操作部，１６…表示部，１７…入出力Ｉ／Ｆ，１８…バス，２０…質量分析部，２１…イオン化部，２２…イオン輸送系，２３…イオントラップ，２３ａ，２３ｂ…エンドキャップ電極，２３ｃ…リング電極，２３ｄ…ガス供給管，２４…質量分析器，２５…イオン検出器，２６…電源部，１００…質量分析装置
【図１】
2019086467.tif 000004
【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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