(57)【要約】【課題】測定時間の増大、試料の浪費、検出感度の低下などの問題を引き起こすことなく、イオントラップ内の空間電荷の影響を低減して高い質量精度や質量分解能を確保する。【解決手段】全m/z範囲又は所定のm/z範囲のデータを取得したあと（S5）、それまでに取得したデータに積算したマススペクトルを求め（S6）、該スペクトル上で検出されたピーク毎にSN比を計算する（S7-S8）。そして、各ピークのSN比を閾値と比較し（S9-S10）、閾値以上のSN比を示すピークに対応したm/z範囲を測定対象のm/z範囲から除外するように測定条件を変更する（S11）。こうして測定条件を変更しながら測定を繰り返すと、SN比が低い微弱イオンピークを含むm/z範囲の測定が最後まで実行されるので、無駄な測定を減らしつつ空間電荷の影響を低減した高精度、高分解能、高感度の測定が行える。【選択図】図３
2015185307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料からパケット状にイオンを生成するイオン源と、複数の電極から成り、それら電極で囲まれる空間にイオンを捕捉するイオントラップと、を具備し、該イオントラップに捕捉した測定対象のイオンを該イオントラップ自体で質量電荷比毎に分離して検出する、又は測定対象のイオンを該イオントラップから吐き出して該イオントラップの外側に設けた質量分析器により質量電荷比毎に分離して検出するイオントラップ質量分析装置において、
a)目的試料に対し、当該装置により連続した又は非連続である所定の質量電荷比範囲に亘る質量分析を実施した結果に基づき、イオントラップ内の空間電荷に対する影響が相対的に大きいイオンピークを特定するピーク特定部と、
b)目的試料由来のイオンをイオントラップに捕捉したあとに、前記ピーク特定部により特定されたピークに対応する質量電荷比範囲のイオンを該イオントラップから排除する操作を行い、該イオントラップ内に残ったイオンに対する質量分析を実施するように、前記イオントラップを構成する複数の電極にそれぞれ印加する電圧を制御する制御部と、
c)前記ピーク特定部による結果を利用した前記制御部による制御の下で実施された、目的試料に対する複数の質量分析により得られた結果を用いて、最終的な質量分析結果を作成する処理部と、
を備えることを特徴とするイオントラップ質量分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載のイオントラップ質量分析装置であって、
前記ピーク特定部は、質量分析により収集されたデータを積算して得られたスペクトルに現れるイオンピークのＳＮ比を計算し、そのＳＮ比に基づいて、イオントラップ内の空間電荷に対する影響が相対的に大きいイオンピークを特定することを特徴とするイオントラップ質量分析装置。
【請求項３】
試料からパケット状にイオンを生成するイオン源と、複数の電極から成り、それら電極で囲まれる空間にイオンを捕捉するイオントラップと、を具備し、該イオントラップに捕捉した測定対象のイオンを該イオントラップ自体で質量電荷比毎に分離して検出する、又は測定対象のイオンを該イオントラップから吐き出して該イオントラップの外側に設けた質量分析器により質量電荷比毎に分離して検出するイオントラップ質量分析装置を用いた質量分析方法であって、
目的試料に対し、当該装置により連続した又は非連続である所定の質量電荷比範囲に亘る質量分析を実施した結果に基づき、イオントラップ内の空間電荷に対する影響が相対的に大きいイオンピークを特定するピーク特定ステップと、
目的試料由来のイオンをイオントラップに捕捉したあとに、前記ピーク特定ステップにおいて特定されたピークに対応する質量電荷比範囲のイオンを該イオントラップから排除する操作を行い、該イオントラップ内に残ったイオンに対する質量分析を実施する質量分析ステップと、を有し、
目的試料に対し、前記ピーク特定ステップによる結果を利用した前記質量分析ステップによる質量分析を複数回実行して得られた結果を用いて、最終的な質量分析結果を作成することを特徴とする質量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオントラップ質量分析装置及び該装置を用いた質量分析方法に関し、さらに詳しくは、マトリクス支援レーザ脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）法によるイオン源など、パルス的にイオンを生成するイオン源により生成されたイオンをイオントラップに捕捉し、そのあとに質量分析を行うイオントラップ質量分析装置及び該装置を用いた質量分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料成分由来のイオンを捕捉することが可能なイオントラップを搭載した質量分析装置では、特定質量電荷比を有するイオンの選択操作や特定質量電荷比を有するイオンに対する解離操作をイオントラップにおいて行うことで、ＭＳn分析を行うことができる。この種の質量分析装置としては、イオントラップ自体の質量分離機能を利用し該イオントラップから順に吐き出したイオンを外部に配置した検出器で検出する構成と、イオントラップから一斉に吐き出したイオンを外部に配置した質量分析器（典型的には飛行時間型質量分析器）に導入してイオンを質量電荷比毎に分離し、その分離されたイオンを検出器で検出する構成と、が知られている。本明細書では、これらを含めてイオントラップ質量分析装置ということとする。
【０００３】
上記イオントラップ質量分析装置の性能は、イオントラップ内に捕捉されたイオンの密度、つまり空間電荷密度、に大きく影響される。即ち、イオントラップ内でイオンの密度が増大して空間電荷密度が或る閾値を超えると、質量分解能や質量精度が低下する。これは、イオントラップに捕捉されたイオンによる空間電荷密度が、イオントラップ内でのイオンの空間分布やイオンがイオントラップから外部へ引き出される際の軌道に影響を与えるためである。そのため、イオントラップ質量分析装置の質量分解能や質量精度を向上させるには、イオントラップ内に捕捉されるイオンの量が過剰にならないように適当な量に抑えることが好ましい。
【０００４】
イオン源として、エレクトロスプレーイオン（ＥＳＩ）源など、連続的にイオンが生成されるイオン源を用いたイオントラップ質量分析装置では、イオントラップの上流側のイオン経路に配置されたゲート電極などにおいてイオンの通過時間幅を調整することで、イオントラップに導入されるイオンの量を調整するような構成が採られる。
これに対し、ＭＡＬＤＩイオン源など、パケット状にイオンが生成されるイオン源を用いたイオントラップ質量分析装置では、イオン源で一度に生成される１パケットのイオン量以下にはイオントラップへのイオンの導入量を調節することができない。
【０００５】
特許文献１には、こうしたイオントラップ質量分析装置において、イオントラップ内の空間電荷が質量分析に与える悪影響を低減するための手法が開示されている。即ち、該文献に開示された方法では、測定対象の質量電荷比範囲を複数に分割し、その分割された相対的に狭い質量電荷比範囲（以下、この質量電荷比範囲を分割質量電荷比範囲という）毎に同一試料に対する質量分析を実行する。
【０００６】
具体的には、試料から生成された全てのイオンを一旦イオントラップに捕捉したあと、イオントラップに所定のＦＮＦ（Filtered Noise Field）信号を印加することで、目的とする１つの分割質量電荷比範囲以外のイオンを共鳴励起させ、イオントラップから排出する。そうしてイオントラップ内に１つの分割質量電荷比範囲に含まれるイオンのみを残したあとに、該イオンに対する質量分析を行う。複数の分割質量電荷比範囲のそれぞれについて同様の測定を行い、各分割質量電荷比範囲に対するマススペクトルを取得し、最終的にその複数のマススペクトルを繋ぎ合わせることで、広い質量電荷比範囲に亘るマススペクトルを作成する。また、これに加えて、分割質量電荷比範囲の区切りを決める際に、高い信号強度のイオンピークが含まれる質量電荷比範囲と信号強度が微弱であるイオンピークが含まれる質量電荷比範囲とが異なる分割質量電荷比範囲に入るようにすることで、信号強度が微弱であるイオンピークの測定に与える空間電荷の影響を低減できることも、特許文献１には示されている。
【０００７】
図６（ａ）は、ペプチド混合物である試料に対して通常の測定方法で、つまりはイオントラップ内でのイオンの排除を行わずに、実測したマススペクトルである。一方、図６（ｂ）は、イオントラップに所定のＦＮＦ信号を印加することで単一ペプチドイオン（ACTH7-38）以外のイオン（実際には図中に点線で示した質量電荷比範囲以外のイオン）をイオントラップから排除して実測したマススペクトルである。
【０００８】
通常の測定方法では、イオントラップに捕捉された全イオンがマススペクトルに反映されるため、図６（ａ）に示したマススペクトルには、強弱様々な信号強度を示すイオンピークが現れている。これに対し、図６（ｂ）に示したマススペクトルでは、排除されたイオンに対応するピークは現れず、その代わりに、上記単一ペプチドイオンのピークの強度は通常の測定方法におけるピーク強度に比べて約４倍増加している。即ち、質量分析に先立って、目的イオン以外の不要なイオンをイオントラップ内から排除することにより、目的イオンの検出感度が向上することが確認できる。これは、通常の測定方法では、イオントラップ内の空間電荷の影響でイオンの軌道が広がってしまい、イオンをイオントラップから引き出す際にイオン導出口の周りに一部のイオンが衝突してイオン量が減ってしまうのに対し、不要イオンを排除すると、空間電荷の影響が減じてイオンを引き出す際のイオン量の減少が少なくて済むためであると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５４７９０１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の測定方法では、同一試料に対し分割質量電荷比範囲についての測定を少なくともそれぞれ１回ずつ実施する必要がある。そのため、通常の測定方法に比べると測定実行回数が増え、測定時間が格段に長くなる。また、ＭＡＬＤＩイオン源を用いたイオントラップ質量分析装置では、イオン源においてレーザ光を照射する毎に試料が削られていくため、測定実行回数が増えると試料の浪費に繋がるのみならず、全ての測定が終了しないうちに試料が枯渇するおそれもある。
【００１１】
また、空間電荷の影響を軽減する別の方法として、ＭＡＬＤＩイオン源において試料に照射するレーザ光の強度を低下させることにより、発生するイオン量自体を減らすことが考えられる。これにより、イオントラップ内の空間電荷密度は下がり、イオンピークの分解能などの特性は改善される。しかしながら、この場合、イオントラップ内に捕捉されるイオンの量が全体的に減るため、イオンを引き出す際のイオンの損失が少なかったとしても、測定対象であるイオンの検出感度は下がるおそれがある。また、一般に、照射されるレーザ光の強度とイオン発生量との関係にはばらつきが大きいため、レーザ光強度を調整したとしてもイオンの発生量を的確に調整することは困難である。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、測定時間の増大、試料の浪費、検出感度の低下などの問題を引き起こすことなく、イオントラップ内の空間電荷の影響を低減して高い質量精度や質量分解能を確保することができるイオントラップ質量分析装置、及び該装置を用いた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】
【００１３】
上記課題を解決するために成された本発明に係るイオントラップ質量分析装置は、試料からパケット状にイオンを生成するイオン源と、複数の電極から成り、それら電極で囲まれる空間にイオンを捕捉するイオントラップと、を具備し、該イオントラップに捕捉した測定対象のイオンを該イオントラップ自体で質量電荷比毎に分離して検出する、又は測定対象のイオンを該イオントラップから吐き出して該イオントラップの外側に設けた質量分析器により質量電荷比毎に分離して検出するイオントラップ質量分析装置において、
a)目的試料に対し、当該装置により連続した又は非連続である所定の質量電荷比範囲に亘る質量分析を実施した結果に基づき、イオントラップ内の空間電荷に対する影響が相対的に大きいイオンピークを特定するピーク特定部と、
b)目的試料由来のイオンをイオントラップに捕捉したあとに、前記ピーク特定部により特定されたピークに対応する質量電荷比範囲のイオンを該イオントラップから排除する操作を行い、該イオントラップ内に残ったイオンに対する質量分析を実施するように、前記イオントラップを構成する複数の電極にそれぞれ印加する電圧を制御する制御部と、
c)前記ピーク特定部による結果を利用した前記制御部による制御の下で実施された、目的試料に対する複数の質量分析により得られた結果を用いて、最終的な質量分析結果を作成する処理部と、
を備えることを特徴としている。
【００１４】
また上記課題を解決するために成された本発明に係る質量分析方法は、試料からパケット状にイオンを生成するイオン源と、複数の電極から成り、それら電極で囲まれる空間にイオンを捕捉するイオントラップと、を具備し、該イオントラップに捕捉した測定対象のイオンを該イオントラップ自体で質量電荷比毎に分離して検出する、又は測定対象のイオンを該イオントラップから吐き出して該イオントラップの外側に設けた質量分析器により質量電荷比毎に分離して検出するイオントラップ質量分析装置を用いた質量分析方法であって、
目的試料に対し、当該装置により連続した又は非連続である所定の質量電荷比範囲に亘る質量分析を実施した結果に基づき、イオントラップ内の空間電荷に対する影響が相対的に大きいイオンピークを特定するピーク特定ステップと、
目的試料由来のイオンをイオントラップに捕捉したあとに、前記ピーク特定ステップにおいて特定されたピークに対応する質量電荷比範囲のイオンを該イオントラップから排除する操作を行い、該イオントラップ内に残ったイオンに対する質量分析を実施する質量分析ステップと、を有し、
目的試料に対し、前記ピーク特定ステップによる結果を利用した前記質量分析ステップによる質量分析を複数回実行して得られた結果を用いて、最終的な質量分析結果を作成することを特徴としている。
【００１５】
本発明において、イオントラップは３次元四重極型イオントラップ、リニア型イオントラップのいずれでもよい。ただし、一般に、リニア型イオントラップは３次元四重極型イオントラップに比べて捕捉可能なイオン量が多いため、空間電荷は問題となりにくい。したがって、本発明は特に３次元四重極型イオントラップを用いたイオントラップ質量分析装置に有効である。
【００１６】
また本発明において、イオン源はＭＡＬＤＩイオン源のほか、マトリクスを用いないレーザ脱離イオン化法（ＬＤＩ）、表面支援レーザ脱離イオン化法（ＳＡＬＤＩ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、脱離エレクトロスプレイイオン化法（ＤＥＳＩ）、エレクトロスプレイ支援／レーザ脱離イオン化法（ＥＬＤＩ）などである。
【００１７】
本発明に係るイオントラップ質量分析装置では、目的試料に対して連続した又は非連続である所定の質量電荷比範囲に亘る質量分析を実施した結果が得られると、ピーク特定部が、その結果に基づき、イオントラップ内の空間電荷に対する影響が相対的に大きいイオンピークを特定する。ここで、非連続である所定の質量電荷比範囲とは、或る連続した質量電荷比範囲中の一部の質量電荷比範囲がすでに除去されているものをいう。即ち、上記制御部の制御の下で、ピーク特定部により特定された１乃至複数のピークに対応する質量電荷比範囲のイオンを該イオントラップから排除する操作が実施されると、所定の質量電荷比範囲が非連続である状態となり得る。
【００１８】
具体的に、上記ピーク特定部は例えば、質量分析により収集されたデータを積算して得られたスペクトルに現れるイオンピークのＳＮ比を計算し、そのＳＮ比に基づいて、イオントラップ内の空間電荷に対する影響が相対的に大きいイオンピークを特定する構成とすることができる。このＳＮ比が大きければそのイオンピークの信号強度は大きいと推定される。こうしたイオンはイオンの量自体が相対的に多く、イオントラップ内における空間電荷の原因となる。一方、こうしたイオン由来のピークはデータ積算の回数が少なくても、十分に検出が可能である。そこで、上記ピーク特定部は、上記ＳＮ比を所定の閾値と比較し、該閾値を上回る場合にそのイオンピークを特定すればよい。
【００１９】
上記ピーク特定部によって或るピークが特定されている場合、制御部は、目的試料由来のイオンをイオントラップに捕捉したあとに、その特定されているピークに対応する質量電荷比範囲のイオンを該イオントラップから共鳴励起などにより排除する操作を行い、該イオントラップ内に残ったイオンに対する質量分析を実施するように、イオントラップを構成する複数の電極にそれぞれ電圧を印加する。これにより、質量分析に先立って、イオン量が相対的に多いイオンがイオントラップ内から排除されるので、質量分析を実行しようとする際には空間電荷の影響が低下し、イオンが排除されない場合に比べて質量分解能や質量精度が向上する。
【００２０】
ピーク特定部による、質量分析結果に基づくピークの特定と、その結果を反映させた制御部の制御の下での質量分析とを複数回繰り返すと、試料から生成される各種イオンの中でイオン量が相対的に多いイオンから順に、質量分析の対象の質量電荷比範囲から除かれていく。換言すれば、生成されるイオン量が少なく信号強度が微弱であるイオンピークほど積算回数が多くなり、量が多いイオンによる空間電荷の影響が低下した状態で得られたデータが最終結果に反映されることになる。一方、生成される量が多く信号強度が大きいイオンのピークは積算回数が少ないので、実質的に不要であるデータ積算は行われにくくなる。それ故に、不必要に測定時間が長くなることがなく、空間電荷の影響を低減して微量な成分についても十分に検出することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るイオントラップ質量分析装置及び質量分析方法によれば、イオントラップ内における空間電荷の原因となり得る相対的に量の多いイオンについては、実質的に必要最小限の回数の質量分析しか行われず、逆に、量の少ないイオンについては空間電荷の影響が少ない条件の下で実施された質量分析の結果が最終結果に反映される。それにより、不要な測定時間の長大を招くことなく、量が多い成分、量が少ない成分のいずれに対しても高い質量分解能、質量精度を実現できる。また、微量成分を高い感度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例によるイオントラップ飛行時間型質量分析装置の要部の構成図。
【図２】本実施例のイオントラップ飛行時間型質量分析装置における特徴的な測定動作の説明図。
【図３】本実施例のイオントラップ飛行時間型質量分析装置における特徴的な測定を行う際の制御及び処理のフローチャート。
【図４】本発明による測定方法と従来方法とのピーク強度の比較の一例を示す図。
【図５】本発明による測定方法のピーク強度改善効果を示す図。
【図６】従来の測定方法による実測のマススペクトル（ａ）及び所定イオン以外のイオンをイオントラップから排除する操作を行って実測したマススペクトル（ｂ）。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施例であるイオントラップ飛行時間型質量分析装置について、添付図面を参照しつつ詳述する。
図示しない真空チャンバの内部には、イオン化部１、イオントラップ２、飛行時間型質量分析器３、及びイオン検出器４が配設されており、イオン検出器４による検出信号はデータ処理部５に入力される。
ここでは、イオン化部１はＭＡＬＤＩイオン源であり、レーザ駆動部６により駆動されるレーザ照射部１３、その上面に試料１２が形成されたサンプルプレート１１、サンプルプレート１１との間にイオン引き出し用電場を形成する引出し電極１４と、を含む。
【００２４】
イオントラップ２は、１個の円環状のリング電極２１と、それを挟むように対向して設けられた一対のエンドキャップ電極２２、２４とから成る３次元四重極型のイオントラップである。入口側エンドキャップ電極２２の略中央にはイオン入射口２３が穿設され、出口側エンドキャップ電極２４の略中央にはイオン入射口２３とほぼ一直線上にイオン射出口２５が穿設されている。リング電極２１、エンドキャップ電極２２、２４にはそれぞれ、イオントラップ電源部７から、高周波電圧、直流電圧、又はその両方が適宜のタイミングで印加される。
【００２５】
データ処理部５は、本実施例の装置に特徴的な測定を実施するために、スペクトルデータ収集部５１、スペクトルデータ積算部５２、ピークＳＮ比計算部５３、ピークＳＮ比判定部５４などの機能ブロックを含む。また、制御部８は測定条件設定部８１を含み、所定のシーケンスに従って、レーザ駆動部６、イオントラップ電源部７、データ処理部５などの動作を制御する。また、制御部８には、ユーザが操作する操作部９、及び分析結果などが出力される表示部１０が接続されている。
【００２６】
本実施例のイオントラップ飛行時間型質量分析装置における基本的な質量分析動作は次の通りである。
制御部８からの指示によりレーザ駆動部６はレーザ照射部１３を駆動し、パルス状のレーザ光を試料１２に照射する。これにより、試料１２に含まれる各種成分はイオン化され、生成されたイオンはサンプルプレート１１と引出し電極１４との間に形成される電場によって引き出され、イオントラップ２に向けて送り出される。このパケット状のイオンはイオン入射口２３を経てイオントラップ２内に導入する。導入されたイオンは、イオントラップ電源部７からリング電極２１に印加される高周波高電圧によりイオントラップ２内に形成される高周波電場によって捕捉される。
【００２７】
そのあと、イオントラップ２では、該イオントラップ２内に導入したクーリングガスにイオンを接触させることで該イオンが持つ運動エネルギを減衰させるクーリング操作が行われる。クーリング操作後の所定のタイミングで、イオントラップ電源部７はエンドキャップ電極２２、２４に所定の直流電圧を印加し、捕捉されていたイオンに運動エネルギを与える。これにより、イオンは一斉に加速され、イオン射出口２５を通してイオントラップ２から吐き出され、飛行時間型質量分析器３の飛行空間に導入される。各イオンは質量電荷比に応じた飛行速度を有しているため、飛行空間を飛行する間に時間差が生じ、質量電荷比が小さいイオンから順にイオン検出器４に到達する。イオン検出器４による検出信号を受けたデータ処理部５は、イオントラップ２からのイオンの射出時点を起点とした各イオンの飛行時間とイオン強度との関係を示す飛行時間スペクトルを作成し、予め求めたおいた質量校正情報を用いて飛行時間を質量電荷比に換算することでマススペクトルを作成する。
【００２８】
次に、本実施例のイオントラップ飛行時間型質量分析装置において、イオントラップ２内の空間電荷の影響を軽減した特徴的な測定を行う際の動作を説明する。図３はこの測定の際の制御及び処理のフローチャート、図２はこの測定動作の説明図である。
【００２９】
測定前にまずユーザ（分析者）は、操作部９により、総積算回数ＰとＳＮ比閾値Ｑを設定したうえで測定開始を指示する（ステップＳ１）。ＳＮ比閾値Ｑは、ピーク検出に最低限必要であると考えられるＳＮ比を設定すればよい。測定開始の指示を受けて制御部８は、処理上の変数である積算カウント値Ｎを１にセットする（ステップＳ２）。そして、予め決められた測定対象である全質量電荷比範囲ＭL〜ＭH（図２（ａ）参照）を測定条件に設定して測定を開始する（ステップＳ３）。
【００３０】
即ち、制御部８はレーザ駆動部６を介してレーザ照射部１３を駆動し、試料１２にパルス状のレーザ光を照射し、それにより試料１２から生成されたイオンをイオントラップ２に捕捉する。１回目の測定では、測定条件として全質量電荷比範囲が設定されているので、後述するイオン排除操作を実施することなく、捕捉していたイオンをイオントラップ２から射出させて飛行時間型質量分析器３により質量分析する（ステップＳ４）。そしてデータ処理部５においてスペクトルデータ収集部５１はイオン検出器４による検出信号に基づくマススペクトルデータを収集する（ステップＳ５）。スペクトルデータ積算部５２は収集されたマススペクトルデータを質量電荷比毎に積算する（ステップＳ６）。もちろん、１回目の測定の際にはすでに得られているデータはないため、１回目の測定で得られたデータがそのまま積算データとなる。
【００３１】
続いてピークＳＮ比計算部５３は、例えば図２（ｂ）に示したようなデータ積算後のマススペクトルに対してピーク検出を行ってピークを抽出する（ステップＳ７）。ピーク検出の手法は特に限定されず、従来から知られている各種手法を用いることができる。そして、ピークＳＮ比計算部５３は、抽出されたピーク毎にそれぞれＳＮ比を計算する（ステップＳ８）。ピークのＳＮ比は例えば、ピークトップの信号強度とマススペクトル上でピークが存在しないことが保証されている質量電荷比領域における信号強度とから求めることができる。
【００３２】
一般に、信号強度がＩsであるピークが含まれるマススペクトルをｋ回積算した場合、ノイズ成分が白色ノイズであるとすると、最終的なピークのＳＮ比は次の(1)式で計算される。即ち、ピークのＳＮ比は積算回数ｋの平方根に比例して増加する。
ＳＮ比＝｛√(ｋ)／σn｝Ｉs      …(1)
ここで、σnはノイズの標準偏差である。(1)式から、イオントラップ２での空間電荷の原因となる信号強度Ｉsが大きなイオンピークは積算回数ｋが少なくても十分に高いＳＮ比が得られ検出が可能であるのに対し、信号強度Ｉsが小さいイオンピークほど、積算回数ｋを十分に多くしないと検出に必要なＳＮ比を確保することが難しいことが分かる。
【００３３】
即ち、ステップＳ８で算出された或るピークのＳＮ比が大きい場合には、そのピークに対応するイオンの量は相対的に多い筈である。そこで、ピークＳＮ比判定部５４はステップＳ８で算出された各ピークのＳＮ比をＳＮ比閾値Ｑと比較し（ステップＳ９）、ＳＮ比閾値Ｑ以上であるＳＮ比を示すピークがある場合には（ステップＳ１０でＹｅｓ）、そのピークの質量電荷比などの情報を測定条件設定部８１に通知する。この通知を受けて測定条件設定部８１は、その１又は複数のピークに対応した質量電荷比範囲をその時点で設定されている測定対象の質量電荷比範囲から除外するように測定条件を変更する（ステップＳ１１）。
【００３４】
そして、スペクトル表示処理部５５は、その時点でスペクトルデータ積算部５２で積算されているデータに基づくマススペクトルを、制御部８を通して表示部１０の画面上に表示する（ステップＳ１２）。
【００３５】
一方、ステップＳ１０においてＳＮ比閾値Ｑ以上のＳＮ比を示すピークが存在しないと判定された場合には、上述したステップＳ１１の処理を行うことなくステップＳ１２へと進み、その時点で得られているマススペクトルを表示部１０の画面上に表示する。
【００３６】
そのあと、制御部８は積算カウント値Ｎが総積算回数Ｐに一致しているか否かを判定し（ステップＳ１３）、一致していなければ積算カウント値Ｎをインクリメントして（ステップＳ１４）ステップＳ４へと戻る。ステップＳ１０においてＳＮ比閾値Ｑ以上のＳＮ比を示すピークが少なくとも１つあると判定され、ステップＳ１１においてそのピークに対応する質量電荷比範囲が除外されるように測定条件の変更がなされた直後にステップＳ１４からＳ４へと戻った場合には、例えば図２（ｃ）に示すように、測定対象である全質量電荷比範囲（ＭL〜ＭH）のうちの一部の質量電荷比範囲が除外された、不連続の質量電荷比範囲を測定条件とした質量分析が実行される。
【００３７】
こうした不連続の質量電荷比範囲が測定条件として設定されている場合、レーザ光照射によって試料１２から生成された各種イオンは一旦イオントラップ２内に捕捉されるが、それに引き続き、制御部８はイオントラップ電源部７により測定条件に応じた所定のＦＮＦ信号をエンドキャップ電極２２、２４に印加する。このＦＮＦ信号は、除外すべきでない（つまりはイオントラップ２に残したい）質量電荷比範囲に対応した周波数にノッチを有する広帯域信号である。これにより、除外対象である質量電荷比範囲に含まれるイオンは共鳴励起されてイオントラップ２から排除される。なお、このような特定の質量電荷比範囲のイオンをイオントラップから除去する手法はＦＮＦ信号を用いるものに限らない。例えば、ＦＮＦ信号の代わりに、ＳＷＩＦＴ（Stored Wave Inverse Fourier Transform）信号を用いてもよい。
【００３８】
いずれにしても、こうしてイオントラップ２から特定の質量電荷比範囲に含まれるイオンを排除する操作を行ったあとに、イオントラップ２内に残っているイオンに対するクーリングを行う。そして、クーリングによって十分に収束されたイオンをイオントラップ２から射出し、飛行時間型質量分析器３に導入して質量分析する。こうして得られたマススペクトルデータをそれ以前に得られていたマススペクトルデータに積算すると、図２（ｄ）に示すように、測定対象から除外されていたイオンピークの強度は増加せず、それ以外のイオンピークの強度のみが増加する。
【００３９】
上記のようにイオントラップ２から捕捉されているイオンのうちの一部を排除する操作を行うと、イオントラップ２内に捕捉されているイオンの量は減少する。そのため、イオントラップ２内の空間電荷密度が下がり、捕捉されているイオンの空間分布や軌道に対する空間電荷の影響は小さくなる。その結果、イオントラップ２内の空間電荷密度が高い場合に比べて、質量精度や質量分解能が向上する。また、イオンがイオントラップ２から射出されるときのイオンの損失が少なくなるので、質量分析に供されるイオンの量が増加し、検出感度の向上に繋がる。
【００４０】
上記ステップＳ４〜Ｓ１４の処理は、積算カウント値Ｎが総積算回数Ｐに一致するまで繰り返される。その過程で、相対的に信号強度が高いイオンピークに対応する質量電荷比範囲は測定対象である質量電荷比範囲から除外されていく。そして、必然的にＳＮ比が低い、信号強度が微弱であるイオンピークが存在する質量電荷比範囲は、最後まで測定対象となる。これにより、試料の浪費や測定時間の増加を招くことなく、信号強度が微弱であるイオンピークに対して十分な積算回数を確保することができる。
【００４１】
図４は本実施例のイオントラップ飛行時間型質量分析装置を用いた実測結果である。実測した試料は装置の検出限界に近い５０[amol]のペプチド[Glu1]-Fibrinopeptide B（Glu-Fib）であり、この試料に対して同じ測定を１０回行った。図４の横軸はその１０回の試行回数であり、縦軸は検出されたGlu-Fibピークの強度値である。図中、▲で示すプロット点が上述した本実施例の特徴的な測定方法による結果であり、●で示すプロット点は同じ装置で行った通常の測定方法による結果である。また、それぞれ１０回の測定による結果の平均値も示している。
【００４２】
図５は図４に示した実測で得られた平均マススペクトルである。１０００[Da]以下の質量電荷比領域に検出されているのがマトリクス由来のイオンであり、図中に下向き矢印で示したピークがGlu-Fibの分子イオンピークである。なお、通常の測定方法と本発明による測定方法とでの測定時間の条件を同一にするために、両測定方法ともデータの積算回数は６４０回（つまりレーザ光の照射も６４０回）とした。
【００４３】
本発明による測定方法では、６４０回の繰り返し測定の中でその前半には通常の測定と同様にイオントラップ２からイオンを排除することなく全質量電荷比範囲に亘るデータ積算が実行され、後半になるとイオン強度が相対的に強いマトリクス由来のイオンをイオントラップから排除した測定が実行されるようになった。図４に示したピーク強度の平均値で比較すると、本発明による測定方法は通常の測定方法に対して約１．８倍ＳＮ比が向上していることが確認できる。このように、上述した本実施例のイオントラップ飛行時間型質量分析装置により実施される本発明に特徴的な測定方法によれば、従来と同じ測定時間で高い検出感度を実現することができる。
【００４４】
なお、上記実施例において最終的に表示されるマススペクトルにおいては、各ピークの信号強度が実質的に異なる積算回数に対するものとなる可能性があるし、或るピークに対する積算回数が何回になるのかは実際に測定を実施してみないと分からない。そこで、同一マススペクトル上の異なるピークの信号強度を相対的に比較したり異なるマススペクトル上の同一質量電荷比におけるピークの信号強度を相対的に比較したりしたい場合には、例えば、質量電荷比方向に連続的なマススペクトル（ピークプロファイル）に対しピークピッキング処理やセントロイド処理を行って質量電荷比が離散的であるピークリストを求め、該リストに含まれるピーク毎に積算回数に応じて信号強度を補正する補正処理を実行するとよい。これにより、積算回数の相違の影響を受けることなく、ピーク強度の相対的な比較が可能となる。
【００４５】
上記実施例は本発明を３次元四重極型イオントラップに適用したものであるが、リニア型イオントラップでも同様の手法を用いることができる。ただし、一般に、リニア型イオントラップは３次元四重極型イオントラップに比べて多くの量のイオンを捕捉可能であるため、空間電荷の影響は問題となりにくい。そうした点で、本発明は３次元四重極型イオントラップを用いたイオントラップ質量分析装置に特に有用である。
【００４６】
また、上記実施例はイオントラップ２から吐き出したイオンを該イオントラップ２の外部に設けた飛行時間型質量分析器３で質量分離してイオン検出器４により検出する構成であるが、イオントラップ２自体の質量分離機能を利用し、質量電荷比の順にイオントラップ２からイオンを吐き出して外部のイオン検出器で検出する構成であってもよい。
【００４７】
さらにまた、上記実施例は本発明の一実施例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜に修正、変更、追加などを行っても本願特許請求の範囲に包含されることも明らかである。
【符号の説明】
【００４８】
１…イオン化部
１１…サンプルプレート
１２…試料
１３…レーザ照射部
１４…引出し電極
２…イオントラップ
２１…リング電極
２２…入口側エンドキャップ電極
２３…イオン入射口
２４…出口側エンドキャップ電極
２５…イオン射出口
３…飛行時間型質量分析器
４…イオン検出器
５…データ処理部
５１…スペクトルデータ収集部
５２…スペクトルデータ積算部
５３…ピークＳＮ比計算部
５４…ピークＳＮ比判定部
５５…スペクトル表示処理部
６…レーザ駆動部
７…イオントラップ電源部
８…制御部
８１…測定条件設定部
９…操作部
１０…表示部
【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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