(57)【要約】  異なる複数のイオン種のm/zがごく近いために分離してプリカーサイオンとして設定できない場合でも、そのイオン種毎のＭＳ2スペクトルを得ることを目的とする。ターゲットとするm/zの近傍で、所定m/z範囲（２×ΔＭ）のプリカーサイオン選択用ウインドウを所定ステップ幅（Δｍ）ずつずらした複数のウインドウをプリカーサイオン選択条件として定める。同一試料について各ウインドウに対するＭＳ2分析を実行すると、ウインドウの中心m/zの変化に応じてＭＳ2スペクトルに現れるプロダクトイオンピークの強度が変化する。この強度変化からプロダクトイオンがプリカーサイオンとして選択された複数のイオン種のいずれに由来するのかを判定し、その判定結果に基づいてプロダクトイオンを振り分けて各イオン種に対応するＭＳ2スペクトルを再構成する。
2015107642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料由来のイオンの中で所定の質量電荷比幅を持つウインドウを用いてイオンを選択し、その選択されたイオンをプリカーサイオンとして解離させ、その解離により生成されたプロダクトイオンを質量分析することによりＭＳn分析（ここでｎは２以上の任意の整数）を行う質量分析装置において、
a)前記ウインドウの中心質量電荷比を変化させながら、その変化毎にそれぞれ同一試料に対するＭＳn分析を実行する測定実行部と、
b)前記測定実行部により得られた、中心質量電荷比が相違するウインドウにそれぞれ対応する複数のＭＳnスペクトル上で、同一質量電荷比に現れるプロダクトイオンピークの信号強度の相違を比較し、その比較結果に基づいて、プロダクトイオンが前記ウインドウの質量電荷比幅内に存在し得る複数のイオン種のいずれに由来するのかの帰属を決定するプロダクトイオン帰属決定処理部と、
c)前記プロダクトイオン帰属決定処理部によるプロダクトイオンの帰属結果に基づいて、一つのイオン種に対するＭＳnスペクトルを再構成するスペクトル再構成部と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
試料由来のイオンの中で所定の質量電荷比幅に含まれるイオンを選択し、その選択されたイオンをプリカーサイオンとして解離させ、その解離により生成されたプロダクトイオンを質量分析することによりＭＳn分析（ここでｎは２以上の任意の整数）を行う質量分析装置であって、解離対象であるイオンをイオントラップに一旦捕捉し、その捕捉されているイオンを高周波電場の作用により共鳴励振させてガスに衝突させることにより、該イオンを解離させる質量分析装置において、
a)前記共鳴励振のためにイオントラップに印加する高周波電圧の中心周波数を変化させながら、その変化毎にそれぞれ同一試料に対するＭＳn分析を実行する測定実行部と、
b)前記測定実行部により得られた、相違する中心周波数にそれぞれ対応する複数のＭＳnスペクトル上で、同一質量電荷比に現れるプロダクトイオンピークの信号強度の相違を比較し、その比較結果に基づいて、プロダクトイオンが所定の質量電荷比幅内に存在し得る複数のイオン種のいずれに由来するのかの帰属を決定するプロダクトイオン帰属決定処理部と、
c)前記プロダクトイオン帰属決定処理部によるプロダクトイオンの帰属結果に基づいて、一つのイオン種に対するＭＳnスペクトルを再構成するスペクトル再構成部と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は質量分析装置に関し、さらに詳しくは、イオンを開裂させそれにより生成されたイオンを質量分析することが可能であるＭＳn型又はタンデム型の質量分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
質量分析の一手法として、タンデム分析或いはＭＳn分析と呼ばれる手法が知られている。タンデム分析は、試料中の化合物から生成された各種イオンの中でターゲットとなる特定の質量電荷比を持つイオンをまず選択し、該イオン（通常、プリカーサイオンと呼ばれる）を衝突誘起解離（ＣＩＤ＝Collision-Induced Dissociation）などの解離操作により開裂させ、それにより生成されたイオン（通常、プロダクトイオンと呼ばれる）を質量分析する分析手法であり、主として分子量が大きな物質の同定やその構造の解析を行うために、近年、広く利用されている。また、化合物によっては、１回の解離操作では十分に小さな断片にまで開裂しないため、プリカーサイオンの選択とそのプリカーサイオンに対する解離操作とが複数回繰り返される場合もある。【０００３】
タンデム分析を行うための質量分析装置としては例えば、コリジョンセルを挟んでその前後に四重極マスフィルタを配置した三連四重極型質量分析装置（タンデム四重極型質量分析装置などとも呼ばれる）や、三連四重極型質量分析装置において後段の四重極マスフィルタに代えて飛行時間型質量分析計を用いたＱ−ＴＯＦ型質量分析装置などが知られている。これら質量分析装置では、プリカーサイオン選択と解離操作とが１回しか行えないので、ＭＳ2（＝ＭＳ／ＭＳ）分析までのタンデム分析しか行えない。一方、イオンの選択と解離操作とを複数回繰り返し実行可能であるイオントラップを用いたイオントラップ型質量分析装置や、イオントラップと飛行時間型質量分析装置とを組み合わせたイオントラップ飛行時間型質量分析装置では、原理的には、ｎの値の制限のないＭＳn分析が可能である。【０００４】
こうしたタンデム分析を利用して試料中の化合物を同定する際には、一般に、その化合物由来の特定の質量電荷比を有するイオンを開裂させ、それにより生成されたプロダクトイオンを質量分析することでＭＳ2スペクトルを取得する。そして、その実測のＭＳ2スペクトルのピークパターンを化合物データベースに格納されている既知化合物のＭＳ2スペクトルと照合してパターンの類似度を計算し、その類似度を参照して化合物を特定する。正確な化合物同定を行うには、マススペクトルで観測されるピーク情報（主として質量電荷比値）の精度が高いことが重要である。近年の質量分析装置の性能の向上は顕著であり、従来装置ではマススペクトル上で１本のピークとしてしか観測できなかったものが、高質量分解能の装置では、複数本のピークとして分離されて観測できることもよくある。このような質量分解能、質量精度の改善に伴い、上記のようなデータベース検索による化合物の同定の信頼度も大幅に向上している。【０００５】
上述したように装置の質量分解能は向上しているものの、プリカーサイオンを選択する際の質量電荷比幅を極端に狭くすることは難しい。これは、特定の質量電荷比を持つイオンを抜き出すための質量電荷比ウインドウの端部の特性は比較的なだらかであるため、選択質量電荷比幅を狭くすると解離操作の対象となるプリカーサイオンの量が少なくなってしまい、十分に高い感度でプロダクトイオンを検出することが難しくなるからである（例えば特許文献１等参照）。こうしたことから、一般的な質量分析装置におけるプリカーサイオンの選択質量電荷比幅は０．５〜２Da程度に定められている。そのため、質量電荷比差が小さい（例えば０．５Da以下）複数種類のイオンが存在すると、得られるＭＳ2スペクトルには、複数の異なるイオン種が解離して生成されたプロダクトイオンのピークが混在して現れることになる。こうしたＭＳ2スペクトルから求まるピーク情報を単純にデータベース検索に供しても、十分に高い精度で以て化合物を同定することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１２２８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように従来は、マススペクトル（ＭＳ1スペクトル）上で狭い質量電荷比範囲内に複数のイオン種由来のピークが存在していることが判明している場合であっても、多くの場合、それら複数のイオンピーク全体に対して解離操作を行わざるを得ず、その結果、異なる複数のイオン種から生成されたプロダクトイオンのピークが混在したＭＳ2スペクトルしか得られなかった。こうしたＭＳ2スペクトルにおいて異なるイオン種由来のプロダクトイオンピークを識別することは困難であるため、データベース検索による化合物の同定精度を高めることが困難であった。
なお、こうした問題は、典型的にはＭＳ2スペクトルにおいて起こるものであるが、ｎが３以上であるＭＳnスペクトルにおいても事情は同じである。【０００８】
本発明はこうした課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、複数の異なるイオン種を解離して得られたプロダクトイオンのピークが混在しているｎが２以上であるＭＳnスペクトルに対し、プリカーサイオンが相違するプロダクトイオンを識別し、ターゲットとする化合物を同定するのにより適切なＭＳnスペクトルを求めることができる質量分析装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明に係る質量分析装置の第１の態様は、試料由来のイオンの中で所定の質量電荷比幅を持つウインドウを用いてイオンを選択し、その選択されたイオンをプリカーサイオンとして解離させ、その解離により生成されたプロダクトイオンを質量分析することによりＭＳn分析（ここでｎは２以上の任意の整数）を行う質量分析装置において、
a)前記ウインドウの中心質量電荷比を変化させながら、その変化毎にそれぞれ同一試料に対するＭＳn分析を実行する測定実行部と、
b)前記測定実行部により得られた、中心質量電荷比が相違するウインドウにそれぞれ対応する複数のＭＳnスペクトル上で、同一質量電荷比に現れるプロダクトイオンピークの信号強度の相違を比較し、その比較結果に基づいて、プロダクトイオンが前記ウインドウの質量電荷比幅内に存在し得る複数のイオン種のいずれに由来するのかの帰属を決定するプロダクトイオン帰属決定処理部と、
c)前記プロダクトイオン帰属決定処理部によるプロダクトイオンの帰属結果に基づいて、一つのイオン種に対するＭＳnスペクトルを再構成するスペクトル再構成部と、
を備えることを特徴としている。【００１０】
また上記課題を解決するためになされた本発明に係る質量分析装置の第２の態様は、試料由来のイオンの中で所定の質量電荷比幅に含まれるイオンを選択し、その選択されたイオンをプリカーサイオンとして解離させ、その解離により生成されたプロダクトイオンを質量分析することによりＭＳn分析（ここでｎは２以上の任意の整数）を行う質量分析装置であって、解離対象であるイオンをイオントラップに一旦捕捉し、その捕捉されているイオンを高周波電場の作用により共鳴励振させてガスに衝突させることにより、該イオンを解離させる質量分析装置において、
a)前記共鳴励振のためにイオントラップに印加する高周波電圧の中心周波数を変化させながら、その変化毎にそれぞれ同一試料に対するＭＳn分析を実行する測定実行部と、
b)前記測定実行部により得られた、相違する中心周波数にそれぞれ対応する複数のＭＳnスペクトル上で、同一質量電荷比に現れるプロダクトイオンピークの信号強度の相違を比較し、その比較結果に基づいて、プロダクトイオンが所定の質量電荷比幅内に存在し得る複数のイオン種のいずれに由来するのかの帰属を決定するプロダクトイオン帰属決定処理部と、
c)前記プロダクトイオン帰属決定処理部によるプロダクトイオンの帰属結果に基づいて、一つのイオン種に対するＭＳnスペクトルを再構成するスペクトル再構成部と、
を備えることを特徴としている。【００１１】
本発明の第１の態様による質量分析装置はＭＳn分析が可能である装置であればよく、例えば、上述した、三連四重極型質量分析装置、Ｑ−ＴＯＦ型質量分析装置、イオントラップ型質量分析装置（ＩＴ−ＭＳ）、イオントラップ飛行時間型質量分析装置（ＩＴ−ＴＯＦＭＳ）のほか、ＴＯＦ−ＴＯＦ装置やフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析装置（ＦＴ−ＩＣＲＭＳ）などでもよい。一方、本発明の第２の態様による質量分析装置は、特定の質量電荷比範囲に含まれるイオンのみを選択的に共鳴励振させて解離するイオン解離部を備える質量分析装置であり、実質的なイオントラップを具備するＩＴ−ＭＳ、ＩＴ−ＴＯＦＭＳなどである。【００１２】
本発明の第１の態様による質量分析装置において、測定実行部は、解離対象であるイオンを選択するためのウインドウの中心質量電荷比を所定のステップ幅ずつ変化させながら、その変化毎にそれぞれ同一試料に対するＭＳn分析、例えばＭＳ2分析を実行する。中心質量電荷比をずらすステップ幅はデフォルト値として固定されていてもよいし、ユーザが適宜設定できるようにしておいてもよい。また、ウインドウの中心質量電荷比を変化させ得る範囲（質量電荷比範囲）も、ターゲットである質量電荷比やＭＳn-1スペクトル（典型的にはＭＳ1スペクトル）においてターゲットである質量電荷比の近傍に存在するピークの分布などに応じて自動的に設定されるようにしてもよいし、ユーザが適宜設定できるようにしておいてもよい。【００１３】
例えば試料中に質量電荷比が近い（例えば０．５Da以下）、互いに異なる二種類の化合物由来のイオンが存在していたとすると、ウインドウの中心質量電荷比をずらしながら複数回のＭＳn分析を実施すると、中心質量電荷比の変化に伴い、プリカーサイオンとして選択されるイオンの中で、二種類の化合物由来のイオンの量の割合が変化する。例えばプリカーサイオンとして選択されるイオンの中で、第１の化合物由来のイオンの量が相対的に多ければ、ＭＳnスペクトルには、その第１の化合物由来のイオンが解離して生成されたプロダクトイオンのピークの信号強度が高くなり、第２の化合物由来のイオンが解離して生成されたプロダクトイオンのピークの信号強度は低くなる。逆に、プリカーサイオンとして選択されるイオンの中で、第２の化合物由来のイオンの量が相対的に多ければ、ＭＳnスペクトルには、その第２の化合物由来のイオンが解離して生成されたプロダクトイオンのピークの信号強度が高くなり、第１の化合物由来のイオンが解離して生成されたプロダクトイオンのピークの信号強度は低くなる。【００１４】
そこで、プロダクトイオン帰属決定処理部は、中心質量電荷比が相違するウインドウにそれぞれ対応する複数のＭＳnスペクトル上での同一質量電荷比に現れるプロダクトイオンピークの信号強度の比較結果から、各プロダクトイオンがウインドウの質量電荷比幅内に存在し得る複数のイオン種のいずれに由来するのかを判断し、その帰属を決定する。プロダクトイオンの帰属が決まったならば、スペクトル再構成部は、同一のイオン種に帰属されたプロダクトイオンピークの情報を集めることでＭＳnスペクトルを再構成する。これにより、複数のイオン種由来のプロダクトイオンピークが混在したＭＳnスペクトルから、各イオン種由来のプロダクトイオンピークのみが現れる複数のＭＳnスペクトルを得ることができる。もちろん、同定したい化合物が一つのみである場合には、その化合物のイオン種に対応するＭＳnスペクトルのみを再構成すればよい。【００１５】
一方、本発明の第２の態様による質量分析装置では、解離対象であるプリカーサイオンを選択する段階ではなく、選択されたイオン種を解離させる段階で、その解離させるイオン種の質量電荷比範囲を変化させる。イオントラップに一旦イオンを保持したあとに衝突誘起解離によりイオンを解離させる場合には、そのイオントラップに印加する共鳴励振のための高周波電圧の周波数によって解離するイオン種の質量電荷比範囲が決まる。そこで、測定実行部は、この共鳴励振のための高周波電圧の中心周波数を変化させながら、その変化毎にそれぞれ同一試料に対するＭＳn分析を実行する。これにより、第１の態様と同様の複数のＭＳnスペクトルが得られるから、その複数のＭＳnスペクトルについて第１の態様と同様のデータ処理を実施することで、ＭＳnスペクトルに現れる各プロダクトイオンの帰属を決めることができる。【００１６】
なお、高い質量分解能の下で得られるＭＳn-1スペクトル上で、ターゲットとする質量電荷比又は同定したい化合物由来のイオン種の近傍に別のイオン種のピークが存在しない場合、つまりは孤立ピークである場合には、ＭＳnスペクトルにおいて複数のイオン種由来のプロダクトイオンピークが混在するおそれはない。したがって、当然のことであるが、第１、第２の態様のいずれの質量分析装置においても、高い質量分解能の下で得られるＭＳn-1スペクトル上で、ターゲットとする質量電荷比又は同定したい化合物由来のイオン種の近傍に別のイオン種のピークが存在する場合にのみ、上述した特徴的な測定動作及びそれによって得られるデータに対するデータ処理を実行すればよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る質量分析装置によれば、複数の異なるイオン種の質量電荷比がごく近く、それらを分離して解離させることが困難である場合であっても、それら複数のイオン種由来のプロダクトイオンのピークが混在しているＭＳnスペクトル上で各プロダクトイオンの複数のイオン種への帰属を決めることができる。それによって、ターゲットとする化合物を同定するのにより適切なＭＳnスペクトル、即ち、他のイオン種由来のプロダクトイオンが存在しない純度の高いＭＳnスペクトルを得ることができ、例えばデータベース検索等による化合物同定の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例であるＩＴ−ＴＯＦＭＳの要部の構成図。
【図２】第１実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳにおける特徴的な測定動作及びデータ処理動作を示すフローチャート。
【図３】第１実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳにおける特徴的な測定動作の説明図。
【図４】第１実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳにおける特徴的なデータ処理動作の説明図。
【図５】本発明の第２実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳにおける特徴的な測定動作及びデータ処理動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施例］
本発明に係る質量分析装置の第１実施例であるＩＴ−ＴＯＦＭＳについて、添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は第１実施例によるＩＴ−ＴＯＦＭＳの要部の構成図である。図１により、本実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳの構成と動作の概略を説明する。
本実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳは、イオン源２、イオンガイド等のイオン輸送光学系３、イオントラップ４、飛行時間型質量分析器５、イオン検出器６、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、ＣＩＤガス供給部８、及び、ＩＴ電源部９を含む質量分析部１と、操作部１１及び表示部１２が接続された制御部１０と、データ処理部２０と、を備える。
【００２１】
分析対象である試料が気体試料である場合には、イオン源２は例えば電子イオン化（ＥＩ）法、化学イオン化（ＣＩ）法などによるイオン源である。分析対象である試料が液体試料である場合には、イオン源２は例えばエレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ）法、大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）法などによるイオン源である。また、試料によっては、マトリクス支援レーザ脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）法などの広義のレーザ脱離イオン化法やリアルタイム直接イオン化（ＤＡＲＴ）法など、他のイオン化法によるイオン源を用いてもよい。
【００２２】
イオントラップ４は、環状のリング電極４１と、該リング電極４１を挟んで配置される一対のエンドキャップ電極４２、４３と、を含む三次元四重極型イオントラップであるが、これはリニアイオントラップでもよい。また、飛行時間型質量分析器５はリニア型であるが、リフレクトロン型やマルチターン型などでもよい。
ＩＴ電源部９は高周波電源と直流電源とを含み、制御部１０の制御の下に、イオントラップ４を構成する電極４１、４２、４３にそれぞれ所定の電圧を印加する。なお、ここでは、高周波電圧として矩形波電圧を用いる。ＣＩＤガス供給部８は、イオントラップ４においてイオンを解離させる際に、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスであるＣＩＤガスを連続的又は間欠的にイオントランプ４内に供給する。
【００２３】
本実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳにおける通常のＭＳ2分析の動作を概略的に説明する。
イオン源２では試料中の各種化合物がイオン化され、生成された各種イオンはイオン輸送光学系３を通してイオントラップ４に導入される。イオントラップ４に導入されたイオンは、ＩＴ電源部１０からリング電極４１に印加される高周波高電圧によってイオントラップ４の内部空間に形成される高周波電場の作用により捕捉される。そのあと、ＩＴ電源部１０からリング電極４１に印加する矩形波電圧のデューティ比を変化させたりその周波数を変化させたりすることにより、捕捉されているイオンの一部をイオントラップ４から排出する。これにより、解離対象であるイオン、つまり分析したいプリカーサイオンのみをイオントラップ４内に残し、それ以外の不要なイオンを除去する（プリカーサイオン選択行程）。
【００２４】
続いて、ＣＩＤガスをイオントラップ４内に供給した状態で、ＩＴ電源部１０からエンドキャップ電極４２、４３に小振幅の高周波電圧を印加することで、捕捉されているイオンを共鳴励振させる。これにより、運動エネルギーを持ったイオンがＣＩＤガスに衝突し、該イオンは解離してプロダクトイオンを生成する（イオン解離行程）。こうして生成された各種プロダクトイオンをイオントラップ４内に一旦捕捉したあとに、ＩＴ電源部１０からエンドキャップ電極４２、４３に所定の直流電圧を印加する。それにより、プロダクトイオンは一定の加速エネルギーを付与され、イオントラップ４から吐き出されて飛行時間型質量分析器５に送り込まれる（イオン射出行程）。
【００２５】
イオンが飛行時間型質量分析器５の飛行空間中を飛行する速度はイオンの質量電荷比に依存するから、イオントラップ４から一斉に吐き出されたイオンはその質量電荷比に応じた飛行時間を以てイオン検出器６に到達する。イオン検出器６は入射したイオンの数に応じた検出信号を出力し、アナログデジタル変換器７はこの検出信号を所定のサンプリング時間間隔でデジタルデータに変換する。
【００２６】
データ処理部２０は、イオン検出器６から順次出力される検出信号に対応したデータを収集して記憶するデータ格納部２１と、データ格納部２１に格納されたデータに基づいてマススペクトル（ＭＳnスペクトルも含む）を作成するスペクトル作成部２２と、マススペクトルに現れるプロダクトイオンがいずれのイオン種に由来するものであるかを識別するプロダクトイオン識別部２３と、プロダクトイオンの識別結果に基づいて再度マススペクトルを作成するスペクトル再構成部２４と、を機能ブロックとして含む。通常、上記のようなＭＳ2分析の実行の際に、プロダクトイオンに対する強度信号が得られると、スペクトル作成部２２では、飛行時間と信号強度との関係を示す飛行時間スペクトルが作成され、予め求められた質量校正情報に基づいて、飛行時間が質量電荷比に換算され、質量電荷比と信号強度との関係を示すマススペクトルが作成される。
【００２７】
なお、本実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳにおいて、制御部１０やデータ処理部２０は、パーソナルコンピュータをハードウエア資源とし、そのパーソナルコンピュータに予めインストールされた専用の制御・処理ソフトウエアを該コンピュータで実行することによりそれぞれの機能が実現されるようにすることができる。
【００２８】
図２は、本実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳにおける特徴的なプロダクトイオン自動分離測定での測定動作及びデータ処理動作を示すフローチャートである。また図３はこのプロダクトイオン自動分離測定における測定動作の説明図である。
いま、目的試料に対し、イオントラップ４においてイオンに対する解離操作を実施しない通常の質量分析（ＭＳ1分析）を実行した結果、図３に示すように、m/z 385付近に２本のピークが観測されているマススペクトルが得られたものとする。これらピークに対応する化合物を同定したい場合に、ユーザ（分析者）は、操作部１１からそれらピーク（又はピークに対応する質量電荷比、つまりm/z 385.1、m/z 385.2）を指定するとともに、プロダクトイオン自動分離測定の実行を指示する。
【００２９】
この指示を受け、制御部１０において測定条件設定部１０１は、まず、指定された複数のピークの質量電荷比に基づき、その質量電荷比の下方側及上方側にそれぞれ所定のマージンを確保した測定質量電荷比範囲を設定する。例えば、複数のピークのうちの質量電荷比が最小のピークの質量電荷比Ｍ1（図３の例ではm/z 385.1）から所定のマージンｍ1を差し引いた値Ｍ1−ｍ1を測定質量電荷比範囲Ｐの下限とし、複数のピークのうちの質量電荷比が最大のピークの質量電荷比Ｍ2（図３の例ではm/z 385.2）に所定のマージンｍ1を加えた値Ｍ2＋ｍ1を測定質量電荷比範囲Ｐの上限とし、その下限Ｍ1−ｍ1から上限Ｍ2＋ｍ1までの範囲を測定質量電荷比範囲Ｐと定めるようにすることができる。そして、所定の質量電荷比幅を持つプリカーサイオン選択用のウインドウ（以下、単にウインドウという）が、上記測定質量電荷比範囲Ｐの下限から上限まで所定ステップ幅Δｍずつずれた状態となるように、複数のウインドウを設定する（ステップＳ１）。
【００３０】
具体的には、図３に示す例では、ウインドウは中心質量電荷比（図３中の▼で示す位置）の上下にそれぞれΔＭの質量電荷比幅を持っている。そこで、この質量電荷比幅の下端が測定質量電荷比範囲Ｐの下限に一致するように、質量電荷比が最も小さなウインドウの中心質量電荷比を定める。図３ではこれがウインドウｗ1である。そして、そのウインドウを質量電荷比が大きくなる方向に所定のステップ幅Δｍずつずらしてゆき、ウインドウの質量電荷比幅の上端が測定質量電荷比範囲Ｐの上限に一致する又はその質量電荷比幅内に測定質量電荷比範囲Ｐの上限が入ったならば、そのときのウインドウを質量電荷比が最も大きなウインドウとする。図３ではこれがウインドウｗnである。こうして、測定質量電荷比範囲Ｐをカバーするように、ウインドウｗ1からウインドウｗnまでのｎ個のウインドウを設定することができる。
【００３１】
なお、測定質量電荷比範囲Ｐを決めるためのマージンｍ1、ウインドウの質量電荷比幅ΔＭ、ウインドウをずらすステップ幅Δｍなどのパラメータは、予めデフォルト値として定められていてもよいし、分析者が適宜入力したり変更したりできるようにしてもよい。また、上述した測定質量電荷比範囲Ｐやウインドウの定め方は一例であり、適宜に定めることができる。
【００３２】
以上のようにして、測定条件設定部１０１により複数のウインドウが定められたならば、測定実行制御部１０２は各ウインドウをプリカーサイオン選択の条件とするＭＳ2分析を順次実行するように、ＩＴ電源部９を始めとする質量分析部１の各部の動作を制御する。つまりは、プリカーサイオン選択の質量電荷比幅の中心質量電荷比を少しずつずらしながら、同じ目的試料に対するＭＳ2分析を繰り返し行う（ステップＳ２）。
【００３３】
例えば図３に示したウインドウｗ1がプリカーサイオン選択の条件であるＭＳ2分析では、イオン源２で生成された目的試料由来の各種イオンがイオントラップ４内に捕捉されたあと、ＩＴ電源部１０は、ウインドウｗ1の質量電荷比範囲に対応する高周波矩形波電圧をリング電極４１に印加することにより、そのウインドウｗ1の質量電荷比範囲に入るイオンのみをプリカーサイオンとしてイオントラップ４内に残す。そして、そのあと、既に説明したように、イオントラップ４内にＣＩＤガスを導入し、捕捉したイオンを共鳴励振させることでイオンの解離を促進させ、それによって生成されたプロダクトイオンを飛行時間型質量分析器５により質量分離してイオン検出器６により検出する。こうしたＭＳ2分析を質量電荷比範囲が相違するウインドウ毎に実施し、それぞれＭＳ2スペクトルデータを収集する。
【００３４】
そうした測定によって、データ処理部２のデータ格納部２１にはそれぞれウインドウが異なるＭＳ2スペクトルデータが格納される。測定が終了すると、スペクトル作成部２２はデータ格納部２１からＭＳ2スペクトルデータを読み出してＭＳ2スペクトルを作成し、ＭＳ2スペクトル毎に、そのスペクトルで観測される有意な（例えば信号強度が所定閾値以上である）ピークを抽出して、そのピークの質量電荷比と信号強度とをピーク情報として収集する（ステップＳ３）。
【００３５】
図３の例では、マススペクトル上で近接して（０．１Daの質量電荷比差で）、互いに異なるイオン種によるピークであると推定される２本のピークが存在する。ピークの信号強度はイオン検出器６に到達したイオン種の数（量）を反映しているから、図３から、ウインドウの中心質量電荷比がずれると、ウインドウに入る、つまりプリカーサイオンとして選択される各イオン種の数が変化することが分かる。プリカーサイオンとして選択される２つのイオン種の数の割合が変化すると、当然、各イオン種由来のプロダクトイオンの信号強度は変化する。例えば、m/z 385.1であるイオン種が多く、m/z 385.2であるイオン種が少なければ、ＭＳ2スペクトル上では、m/z 385.1であるイオン種由来のプロダクトイオンの信号強度が相対的に大きくなる。そして、質量電荷比が大きくなる方向にウインドウをずらしてゆくと、m/z 385.2であるイオン種がプリカーサイオンとして増加するから、ＭＳ2スペクトル上では、m/z 385.1であるイオン種由来のプロダクトイオンの信号強度は減少し、m/z 385.2であるイオン種由来のプロダクトイオンの信号強度は増加する。
【００３６】
そこで、プロダクトイオン識別部２３は、収集したピーク情報に基づいて、ウインドウの中心質量電荷比の変化と同じ質量電荷比を有するプロダクトイオンの信号強度の変化との関係から、各プロダクトイオンがプリカーサイオンとして選択された複数のイオン種のうちのいずれに由来するものであるのかを判定し、そのプロダクトイオンの帰属を決定する（ステップＳ４）。
なお、ウインドウの中心質量電荷比を変化させても信号強度が殆ど変化しないピークが存在するとすれば、それは複数のイオン種のいずれにも帰属しないノイズピークであるとみなすことができる。
【００３７】
こうして、ピーク情報として収集された全てのプロダクトイオンについて、ノイズピークを除き、帰属が決定したならば、スペクトル再構成部２４が、その帰属結果に従ってプロダクトイオンピークを振り分けることにより、異なるイオン種毎にＭＳ2スペクトルを再構成する。具体的には、図４（ａ）に示すように、元のＭＳ2スペクトルにおいて、m/z 385.1であるイオン種に帰属するプロダクトイオン（図４（ａ）中に○印で示す）とm/z 385.2であるイオン種に帰属するプロダクトイオン（図４中に□印で示す）とが識別された場合（ただし、図４中で無印はいずれにも帰属されないイオンピーク）、図４（ｂ）に示すように、m/z 385.1であるイオン種をプリカーサイオンとしたＭＳ2スペクトルとm/z 385.2であるイオン種をプリカーサイオンとしたＭＳ2スペクトルとを再構成により作成する。そして、こうして再構成により求めたＭＳ2スペクトルを表示部１２の画面上に表示する（ステップＳ５）。
【００３８】
もちろん、データベース検索やデノボシーケンシングなどにより化合物同定を行う場合には、ステップＳ５の再構成処理により得られたＭＳ2スペクトルに基づくピーク情報を同定処理に供すればよい。また、マススペクトルにおいて近接する複数のピークのうちの一方のピークに対応するＭＳ2スペクトルのみが必要である場合には、該スペクトルのみを再構成によって求めればよい。
【００３９】
なお、上記実施例ではプリカーサイオン選択とイオンの解離操作とをイオントラップにおいて実施していたが、例えばプリカーサイオン選択を四重極マスフィルタで行い、イオンの解離操作をコリジョンセルで行う三連四重極型質量分析装置などの他の構成のタンデム型又はＭＳn型の質量分析装置でもよいことは明らかである。
【００４０】
［第２実施例］
次に、本発明に係る質量分析装置の第２実施例であるＩＴ−ＴＯＦＭＳについて、添付図面を参照して説明する。この第２実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳの実質的な構成は上記第１実施例と同じであるので、以下の説明では構成図として図１を用いる。第１実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳと相違する点は、第１実施例では、プリカーサイオン選択用のウインドウをずらすことでプリカーサイオンとして解離されるイオン種の質量電荷比範囲を変更するようにしていたが、この第２実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳでは、或る程度広い質量電荷比範囲のイオン種をイオントラップ内に残したあと、ＣＩＤを起こすためにイオンを共鳴励振させる高周波電圧の周波数範囲（励振高周波信号周波数範囲）をずらすことで、実質的に解離されるイオン種の質量電荷比範囲を変更している。
【００４１】
図５は第２実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳにおける特徴的なプロダクトイオン自動分離測定での測定動作及びデータ処理動作を示すフローチャートである。
分析者が、操作部１１から複数のピーク又はピークに対応する質量電荷比を指定するとともにプロダクトイオン自動分離測定の実行を指示すると、制御部１０において測定条件設定部１０１は、第１実施例におけるウインドウの設定と同様の方法により、中心周波数が相違する複数の励振高周波信号周波数範囲を定める（ステップＳ１１）。
【００４２】
次いで、測定実行制御部１０２は各励振高周波信号周波数範囲を解離操作の条件とするＭＳ2分析を順次実行するように、ＩＴ電源部９を始めとする質量分析部１の各部の動作を制御する。つまりは、イオントラップ４に捕捉された各種イオンのうち解離させるために共鳴励振を起こす励振高周波信号周波数範囲の中心周波数を少しずつずらしながら、同じ目的試料に対するＭＳ2分析を繰り返し行う（ステップＳ１２）。
【００４３】
この場合、プリカーサイオン選択によってイオントラップ４内に残されたイオンが全て解離するのではなく、エンドキャップ電極４２、４３に印加された高周波電圧の周波数範囲に対応した質量電荷比範囲の質量電荷比を持つイオンのみが共鳴励振され、所定のエネルギーを持ってＣＩＤガスに接触して解離する。イオントラップ４に捕捉されているそれ以外の質量電荷比を持つイオンは、共鳴励振されないので解離せず、そのまま残る。つまり、前者のイオンは解離してプロダクトイオンが生成されるのに対し、後者のイオンはプロダクトが生成されない。その結果、第１実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳで得られるのと類似した（ただし、高質量電荷比範囲にはプリカーサイオンとして選択されたものの解離されないイオンピークが残った）ＭＳ2スペクトルデータが得られ、データ処理部２のデータ格納部２１にはそれぞれ励振高周波信号周波数範囲が異なるＭＳ2スペクトルデータが格納される。
【００４４】
測定が終了すると、スペクトル作成部２２はデータ格納部２１からＭＳ2スペクトルデータを読み出してＭＳ2スペクトルを作成し、ＭＳ2スペクトル毎に、そのスペクトルで観測される有意なピークを抽出して、そのピークの質量電荷比と信号強度とをピーク情報として収集する（ステップＳ１３）。ただし、このときに得られるＭＳ2スペクトルには、プリカーサイオン選択によってイオントラップ４内に残ったものの解離されなかったイオンのピークが現れる可能性がある。こうしたピークはマススペクトルにも現れている筈であるから、マススペクトルで観測された質量電荷比を持つピークはＭＳ2スペクトルのピーク情報としないようにすることで、プロダクトイオンではないピークを除去することができる。
【００４５】
上記第１実施例において質量電荷比が大きくなる方向にウインドウをずらしていったときと同様に、質量電荷比が大きくなる方向に共鳴励振させる質量電荷比範囲をずらしてゆくと、複数の異なるイオン種由来のプロダクトイオンの信号強度は変化する。そこで、プロダクトイオン識別部２３は、収集したピーク情報に基づいて、励振高周波信号周波数範囲の中心周波数の変化と同じ質量電荷比を有するプロダクトイオンの信号強度の変化との関係から、各プロダクトイオンがプリカーサイオンとして選択された複数のイオン種のうちのいずれに由来するものであるのかを判定し、そのプロダクトイオンの帰属を決定する（ステップＳ１４）。
【００４６】
そして、ピーク情報として収集された全てのプロダクトイオンについて帰属が決定したならば、スペクトル再構成部２４が、上記ステップＳ５と同じ処理により、異なるイオン種毎にＭＳ2スペクトルを再構成し、これを表示部１２の画面上に表示する（ステップＳ１５）。
以上のようにして、この第２実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳでも第１実施例のＩＴ−ＴＯＦＭＳと同様に、マススペクトル上で近接する複数のイオン種由来のプロダクトイオンを分離し、各イオン種に対応したＭＳ2スペクトルを得ることができる。
【００４７】
なお、第１実施例はコリジョンセルにおいてイオンを解離させる質量分析装置であってもよいが、この第２実施例はそうした質量分析装置には適用できない。何故なら、そうした質量分析装置では、プリカーサイオン選択された全てのイオンが解離されてしまい、プリカーサイオン選択される質量電荷比とは別に、解離されるイオンの質量電荷比範囲を任意に設定することができないからである。したがって、この第２実施例は、三次元四重極型又はリニア型のイオントラップなどのイオン保持部を有しており、プリカーサイオン選択される質量電荷比とは別に、解離されるイオンの質量電荷比範囲を任意に設定することが可能な質量分析装置に限られる。
【００４８】
なお、上記実施例はいずれも本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。例えば、上記実施例では、ＭＳ2スペクトルを得る際にプロダクトイオン自動分離測定を実施したが、ｎが３以上であるＭＳnスペクトルを得るために同様のプロダクトイオン自動分離測定を実施してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…質量分析部
２…イオン源
３…イオン輸送光学系
４…イオントラップ
４１…リング電極
４２、４３…エンドキャップ電極
５…飛行時間型質量分析器
６…イオン検出器
７…アナログデジタル変換器
８…ＣＩＤガス供給部
９…ＩＴ電源部
１０…制御部
１０１…測定条件設定部
１０２…測定実行制御部
１１…操作部
１２…表示部
２０…データ処理部
２１…データ格納部
２２…スペクトル作成部
２３…プロダクトイオン識別部
２４…スペクトル再構成部
【図１】
2015107642.tif 000003
【図２】
2015107642.tif 000004
【図３】
2015107642.tif 000005
【図４】
2015107642.tif 000006
【図５】
2015107642.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月15日(2016.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
この指示を受け、制御部１０において測定条件設定部１０１は、まず、指定された複数のピークの質量電荷比に基づき、その質量電荷比の下方側及上方側にそれぞれ所定のマージンを確保した測定質量電荷比範囲を設定する。例えば、複数のピークのうちの質量電荷比が最小のピークの質量電荷比Ｍ1（図３の例ではm/z 385.1）から所定のマージンｍ1を差し引いた値Ｍ1−ｍ1を測定質量電荷比範囲Ｐの下限とし、複数のピークのうちの質量電荷比が最大のピークの質量電荷比Ｍ2（図３の例ではm/z 385.2）に所定のマージンｍ1を加えた値Ｍ2＋ｍ1を測定質量電荷比範囲Ｐの上限とし、その下限Ｍ1−ｍ1から上限Ｍ2＋ｍ1までの範囲を測定質量電荷比範囲Ｐと定めるようにすることができる。そして、所定の質量電荷比幅を持つプリカーサイオン選択用のウインドウ（以下、単にウインドウという）が、上記測定質量電荷比範囲Ｐの下限から上限まで所定ステップ幅Δｍずつずれた状態となるように、複数のウインドウを設定する（ステップＳ１）。
【国際調査報告】
2015107642.tif 000008
2015107642.tif 000009
2015107642.tif 000010
2015107642.tif 000011