(57)【要約】【課題】マススペクトルに出現する付加イオンピークの同定作業を省力化する。【解決手段】分析担当者らは、質量分析のイオン化の際に測定対象成分に付加される可能性のある各種成分を予め想定しておき、その各種成分が付加された付加イオンに対するピークの質量数と基本となるピークの質量数との差を、その付加成分を識別可能な情報に関連付けて同定参照情報として解析用ＤＢ４５に保存しておく。分析実行時にデータ処理部４２はマススペクトルに出現した複数のピーク間の質量数差の組み合わせを求め、上記同定参照情報との合致を判定することによって各ピークの付加イオンを同定する。その同定結果はマススペクトルの各ピーク近傍に表示する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分析により取得されたマススペクトルに出現するピークに基づいた解析処理を実行する質量分析装置用データ処理装置において、
ａ）質量分析のイオン化の際に測定対象成分に付加される可能性のある各種成分を予め想定し、その各種成分が付加された付加イオンに対するピークと基本となるイオンに対するピークとの質量数差と、その付加成分を識別可能な情報とを関連付け、同定参照情報として保存しておくための記憶手段と、
ｂ）取得されたマススペクトルに出現する複数のピークについて、前記記憶手段に保存してある同定参照情報を用いて、前記ピークに対応する付加イオンをそれぞれ同定する同定処理手段と、
を備えることを特徴とする質量分析装置用データ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は質量分析装置に用いられるデータ処理装置に関し、更に詳しくは、イオン化の際に試料分子に各種の物質が付加された付加イオンを多く発生する質量分析装置に好適なデータ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
質量分析装置では、試料分子や原子をイオン化し、そのイオンを質量数（質量／電荷）毎に分離してそれぞれのイオン数に応じた強度信号を測定する。この測定結果として、横軸に質量数、縦軸に信号強度をとったものがマススペクトルである。近年、質量分析装置は、液体クロマトグラフやガスクロマトグラフと組み合わせて広く利用されるようになってきている。
【０００３】
こうした質量分析装置では、試料分子をイオン化する際のイオン化方法によって、元の試料分子に１個の電子が付加したり逆にプロトンが付加したりした分子イオン以外に、その試料分子に由来する様々な態様のイオンが発生する。
【０００４】
例えば、液体クロマトグラフと質量分析装置とを組み合わせた液体クロマトグラフ質量分析装置（以下ＬＣ／ＭＳと略す）では、ＬＣのカラムから溶出する試料液中の試料成分をイオン化するために、大気圧化学イオン化法（ＡＰＣＩ）やエレクトロスプレイイオン化法（ＥＳＩ）などが広く用いられているが、こうしたイオン化法では、溶媒（ＬＣの移動相）に由来する物質が試料分子に付加された態様の付加イオンが発生し易い。また、ＬＣの配管などに使用されている金属中のナトリウム、カリウムなどが付加した付加イオンも比較的発生し易い。
【０００５】
そのため、ＬＣ／ＭＳで得られるマススペクトルでは、分子イオンのピーク以外に、上記のような各種の付加イオンのピークが出現することが多い。こうしたマススペクトルに出現するピークの質量数に基づいて元の試料の定性分析を行うには、同一試料成分に由来するピークの数が多いほうが分析の正確性が上がる。そのため、場合によっては意図的にＬＣの移動相に添加物を加えて特定の物質が付加された付加イオンを生成させるような方法がとられることもある（例えば特許文献１など参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２５８３９４号公報（段落０００３〜０００４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような場合、マススペクトルには分子イオンによるピークのほかに幾つかの付加イオンによるピークが出現する。従来、こうした各ピークに対するイオンの同定を行う際に、分析担当者がそれぞれのピークに対応する質量数に対して付加する可能性のある物質の質量数の加減算を行って、各ピークの帰属を判断していた。そのため、出現する付加イオンのピークの数が多いほど分析担当者の作業量は厖大になり、また分析担当者にはこうした作業に関しての或る程度の経験や知識が必要であった。
【０００８】
更にまた、移動相（溶媒）に由来する付加イオンなどは推定が比較的容易であるため、ピークの帰属を容易に判断することができるが、前回の測定時に使用された溶媒の残滓などの夾雑物に由来する付加イオンについては、分析担当者が意図しないものであるため推定がかなり困難であり、ピーク帰属判定における作業量を一層増加させる要因となる。
【０００９】
本発明はかかる課題を解決するために成されたものであり、その主たる目的とするところは、特に付加イオンが多く発生するようなイオン化法を用いた質量分析装置にあって、マススペクトルに出現するピークの帰属、つまり各付加イオンの同定を効率的に行なうことができる質量分析装置用データ処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明は、質量分析により取得されたマススペクトルに出現するピークに基づいた解析処理を実行する質量分析装置用データ処理装置において、
ａ）質量分析のイオン化の際に測定対象成分に付加される可能性のある各種成分を予め想定し、その各種成分が付加された付加イオンに対するピークと基本となるイオンに対するピークとの質量数差と、その付加成分を識別可能な情報とを関連付け、同定参照情報として保存しておくための記憶手段と、
ｂ）取得されたマススペクトルに出現する複数のピークについて、前記記憶手段に保存してある同定参照情報を用いて、前記ピークに対応する付加イオンをそれぞれ同定する同定処理手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態、及び効果】
分析担当者や装置の管理担当者は、質量分析のイオン化の際に測定対象成分に付加される可能性のある各種成分を予め想定しておき、その各種成分が付加された付加イオンに対するピークの質量数と基本となるピーク（通常は分子イオンピーク）の質量数との差を、その付加成分を識別可能な情報に関連付けて同定参照情報として記憶手段に保存しておく。即ち、この記憶手段に保存される同定参照情報が付加イオンを同定する際の一種のデータベースである。本発明の質量分析装置が液体クロマトグラフの検出器として使用される場合には、上記測定対象成分に付加される可能性のある各種成分とは、代表的には液体クロマトグラフの移動相に含まれる成分である。また、その成分に同位体が存在する場合には同位体についても考慮し、測定対象成分についても必要に応じて多量体や価数も考慮することが望ましい。
【００１２】
実際に質量分析が実行されてマススペクトルが得られると、上記同定処理手段は、そのマススペクトルに現われているピークを検出して各ピークの質量数を取得する。次いで、例えば或る１つのピークを基準として他のピークとの質量数の差を計算し、その質量数差の組み合わせについて上記記憶手段に保存されている同定参照情報を参照して、合致する又は完全に合致しないまでも合致確率の高い組み合わせを見つける。そして、その結果から各ピークがどのような付加イオンに対するものであるのかという帰属を判定する。但し、通常、マススペクトルには測定対象成分に由来しない不所望の成分のピークが現れることが多いから、こうしたノイズ成分を排除するために、分析担当者が手動で同定対象のピークを選択したり、ピーク高さが小さなものを自動的に排除したりする等の作業を行うことが好ましい。従って、必ずしもマススペクトルに出現している全てのピークを同定するとは限らない。
【００１３】
なお、上記のような同定結果は、例えば表示画面上でマススペクトルに重ねて、各ピークの近傍に例えばＭ＋ＮＨ４、Ｍ＋Ｎａというように視認できる状態で表示するとよい。また、本発明の質量分析装置を液体クロマトグラフやガスクロマトグラフと組み合わせる構成では、クロマトグラフで成分分離された試料毎のマススペクトルを取得することが可能である。従って、分析担当者は、測定対象成分の分子量を推定してこれを一情報として本データ処理装置に与えることができる。この情報を利用すれば、上記同定処理手段による同定は一層容易になる。
【００１４】
この発明に係るデータ処理装置によれば、マススペクトルに現れるピークが付加イオンである場合に、如何なる物質の付加イオンであるかが自動的に判別される。従って、従来のように分析担当者自らが質量数差から付加イオンの同定を行う作業が不要になり、解析作業の効率が大幅に向上する。また、例えばＬＣ／ＭＳにおいてＬＣの移動相に由来する付加イオンでなく、分析担当者が意図しないような付加イオンが発生した場合でも、それが記憶手段に同定参照情報として保存されているものでありさえすれば、確実にその付加イオンを同定することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明に係る質量分析装置用データ処理装置の一実施例を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本実施例によるデータ処理装置を備えたＬＣ／ＭＳの全体構成図である。ＬＣ部１０では、移動相容器１１に貯留された移動相が送液ポンプ１２により一定流量でカラム１４へと送られ、所定のタイミングでインジェクタ１３からその移動相中へと試料液が注入される。試料液中の各成分はカラム１４を通過する間に時間的に分離してカラム１４出口から溶出し、順次、大気圧イオン化インタフェイス部２０に導入される。大気圧イオン化インタフェイス部２０では、上記溶出液はノズル２１から霧化室２２内に噴霧され、それによって溶出液中の試料分子はイオン化され、発生したイオンはその前方に位置している開口を通ってＭＳ部３０へと送り込まれる。
【００１７】
イオンは、段階的に真空度が高くなるように設定された第１、第２中間室３１、３２を通過し、分析室３３において四重極質量フィルタ３４の長軸方向の空間に導入される。図示しない電圧発生回路により四重極質量フィルタ３４には高周波電圧と直流電圧とを重畳した電圧が印加されており、その電圧に応じた特定の質量数を有する目的イオンのみが四重極質量フィルタ３４を通過して検出器３５に到達する。検出器３５は到達したイオン数に応じた電気信号を生成し、この検出信号はＡ／Ｄ変換器４１によりデジタル信号に変換されてデータ処理部４２へと入力される。データ処理部４２の実体は所定の処理プログラムに従って動作するパーソナルコンピュータであって、キーボードやマウスなどの操作部４３、ＬＣＤディスプレイなどの表示部４４、及び後述する解析用データベース（ＤＢ）４５が接続されている。
【００１８】
上記構成のＬＣ／ＭＳでは、図示しない制御部の制御の下に、ＬＣ部１０のカラム１４で時間的に分離された各種成分を含む試料液が順次、大気圧イオン化インタフェイス部２０に導入され、そこで発生したイオンに関し、ＭＳ部３０では所定の質量数範囲に亘る質量走査が実行される。それによりデータ処理部４２では、質量数と信号強度との関係を表す図２に示すようなマススペクトルが、時間経過に伴って繰り返し作成される。
【００１９】
上記構成において大気圧イオン化インタフェイス部２０は、液体試料を加熱、高速気流、高電界等によって霧化させることで気体イオンを生成するものであって、大気圧化学イオン化法（ＡＰＣＩ）やエレクトロスプレイイオン化法（ＥＳＩ）が最も広く使用されている。いずれのイオン化方法も比較的ソフトなイオン化方法であって、目的とする試料成分に移動相中の物質が付加された付加イオンや他の金属が付加された付加イオンが比較的多く発生する。そのため、上記のようなマススペクトルには、測定対象成分に由来する各種の付加イオンのピークが出現する。
【００２０】
分析担当者は、こうしたイオン化に際して付加が想定される物質を予めリストアップしておき、その物質と、その物質が付加された付加イオンと分子イオンとの質量数差とを関連付けて、解析用データベース４５に同定参照情報として保存しておく。具体的には、ＬＣ部１０の移動相に利用される物質やナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属が付加し易い。従って、使用する可能性のある移動相の種類、混入する可能性のある夾雑物の種類などに応じて、ＮＨ４、ＭｅＯＨ、ＭｅＣＮ、Ｃｌ、Ｎａ、Ｋなどの各物質が付加した付加イオンと分子イオン（Ｍ±Ｈ）との質量数差を求め、これとその物質とを対応付けたテーブルを作成しておけばよい。
【００２１】
図３は正イオン化モード、負イオン化モードのそれぞれの場合に想定される付加イオンと質量数差との関係を模式的に示す図である。負イオン化モードではＣｌが付加する場合があるが、Ｃｌは同位体比を利用することができる。即ち、通常のＣｌが付加された付加イオンＭ＋ＣｌはＭ＋Ｈに対し質量数差が３６であるが、Ｃｌの同位体が付加した場合には質量数差は３８となる。同位体が存在する場合にはこの同位体比の特異性を利用すれば、容易にその付加イオンを同定することができる。また、図３には記載していないが、価数の相違するイオンも、質量数差、或いはピークの半値幅を利用すれば容易に同定が可能である。具体的に言うと、２価のイオンであれば、同位体は１ｍａｓｓ毎ではなく０．５ｍａｓｓ毎にピークが現れる。更にまた、元の試料分子が１個のもののみならず、複数の分子が結合した多量体（ｎＭ：ｎは自然数）の付加イオンもリストアップしておくとよい。
【００２２】
上記のような解析用データベース４５が既に作成されている場合における、データ処理部４２での解析処理の手順を説明する。
分析が実行されると、データ処理部４２では、質量数走査によって得られた検出信号を取り込んで、図２に示すようなマススペクトルを作成する。図２は目的とする試料成分がアセフェートであるときのマススペクトルの例である。但し、実際には図２に示した以外に、より信号強度の低い多数のピークが出現しているがここでは省略している。
【００２３】
分析担当者は、こうしたマススペクトルを表示部４４の画面上で確認し、操作部４３の操作によりマススペクトルに出現しているピークの中で付加イオン同定に使用する複数のピークを選択指示する。或いは、信号強度に予め閾値を設定することによって、ノイズ成分であると推測できる程度の信号強度の低いピークを排除して残りのピークを全て付加イオン同定に使用するようにしてもよい。ここでは、図２において、ピークに対して質量数が表示されている６個のピークを選択したものとする。
【００２４】
データ処理部４２では、例えば選択されたピークの中で信号強度が最大であるピークを抽出し、そのピークを基準として他のピークとの質量数差をそれぞれ計算する。従って、上記例の場合、質量数が３８９であるピークを基準として、他の５本のピークの質量数との差を求める。その結果、５個の質量数差が求まる。次に、解析用データベース４５に保存されている正イオン化モードの同定参照情報を読み出し、或る１つのピークを基準としたときの他のピークとの質量数差の組み合わせを順次計算し、上記実測の質量数差の組み合わせに合致するか否かを判定する。但し、選択されたピークが必ずしも同定参照情報に含まれる物質のものであるとは限らないから、全ての質量数差が合致する組み合わせが存在するとは限らない。従って、最も合致確率の高いものを選定する。このようにして、選択された各ピークの帰属、つまりどのような付加イオンであるかを同定することができる。
【００２５】
上記同定処理が終了したならば、図４に示すように、同定した付加イオンの種類をマススペクトルの各ピークに対応付けて表示する。質量数２２２及び２９５の２本のピークは同定参照情報に存在しないものであるため同定ができず、図４中では付加イオン名が記載されていない。上記のような同定処理は全て自動で行われるので、分析担当者自らが質量数差などを計算する必要はなく、図４に示すマススペクトル上で各ピークの付加イオンを確認すればよいだけである。
【００２６】
さらに上記実施例のようなＬＣ／ＭＳでは、各試料成分は所定の保持時間が経過した時点でＭＳ部３０に導入されるから、マススペクトルを解析処理する際にその試料成分についての成分名や分子量などの情報を操作部４３から与えることができる場合がある。そうした場合、データ処理部４２では、与えられた分子量から分子イオンピークの質量数を推定し、マススペクトル中の分子イオンピークを確定してそれを基準として他のピークとの質量数差を計算することができる。これにより、質量数差の組み合わせの合致判定処理をより簡便に行うことができ、付加イオン同定の正確性も向上する。
【００２７】
なお、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜修正や変更を行なえることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるデータ処理装置を備えたＬＣ／ＭＳの全体構成図。
【図２】図１のＬＣ／ＭＳで取得されるマススペクトルの一例を示す図。
【図３】正イオン化モード、負イオン化モードのそれぞれの場合に想定される付加イオンと質量数差との関係を模式的に示す図。
【図４】図２のマススペクトルに対し付加イオン同定処理を実行した後のマススペクトルの表示の一例を示す図。
【符号の説明】
１０…ＬＣ部
１１…移動相容器
１２…送液ポンプ
１３…インジェクタ
１４…カラム
２０…大気圧イオン化インタフェイス部
２１…ノズル
２２…霧化室
３０…ＭＳ部
３１、３２…中間室
３３…分析室
３４…四重極質量フィルタ
３５…検出器
４１…Ａ／Ｄ変換器
４２…データ処理部
４３…操作部
４４…表示部
４５…解析用データベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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