(57)【要約】【課題】プリカーサイオンの正確なm/z値を構造解析等のためのＤＢ検索に供することで、構造解析の信頼性を向上させる。【解決手段】データ格納部３１にはＭＳ2スペクトルに付随して該ＭＳ2分析の際のプリカーサ分離の選択窓の中心m/z値がプリカーサイオン情報として保存される。構造解析に際しプリカーサイオンm/z修正処理部３３は、ＭＳ1スペクトル上で、プリカーサイオン情報として示されるm/z値に値が最も近いピークを探索する。そのピークがプリカーサイオンピークである可能性が高いので、該ピークのm/z値を求め、このm/z値に修正したプリカーサイオン情報を化合物構造解析部３２に送る。これにより、選択窓の中心m/z値をプリカーサイオンm/z値として使用する場合に比べて、化合物構造解析部３２でのＤＢ検索の精度が向上する。【選択図】図１
2016033458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の質量電荷比幅の選択窓に含まれるイオンを分離してその分離したイオンに対する解離操作を行うことが可能である質量分析装置により得られたＭＳnスペクトル（ただし、ｎは２以上の整数）と、そのＭＳn分析の際の選択窓の中心質量電荷比値又は該選択窓内の適宜の質量電荷比値であるプリカーサイオン質量電荷比と、を含む質量分析データを処理することにより、試料中の化合物の同定や構造解析を行う質量分析データ処理方法であって、
a)前記ＭＳnスペクトルを得た際のＭＳn-1スペクトルに現れるピークの中で、該ＭＳnスペクトルに付加されているプリカーサイオン質量電荷比に値が最も近いピークを検出する特定ピーク検出ステップと、
b)前記ＭＳnスペクトルに付加されている前記プリカーサイオン質量電荷比の値を、前記特定ピーク検出ステップにおいて検出されたピークの質量電荷比値に置き換える質量電荷比値修正ステップと、
を有し、前記質量電荷比値修正ステップにおいて修正されたあとの質量電荷比値を、前記ＭＳnスペクトルに基づく同定処理又は構造解析処理の際のプリカーサイオン質量電荷比として提供することを特徴とする質量分析データ処理方法。
【請求項２】
所定の質量電荷比幅の選択窓に含まれるイオンを分離してその分離したイオンに対する解離操作を行うことが可能である質量分析装置により得られたＭＳnスペクトル（ただし、ｎは２以上の整数）と、そのＭＳn分析の際の選択窓の中心質量電荷比値又は該選択窓内の適宜の質量電荷比値であるプリカーサイオン質量電荷比と、を含む質量分析データを処理することにより、試料中の化合物の同定や構造解析を行う質量分析データ処理方法であって、
a)前記ＭＳnスペクトルに現れるピークの中で、該ＭＳnスペクトルに付加されているプリカーサイオン質量電荷比値から既知のニュートラルロスに相当する質量電荷比値を差し引いた質量電荷比に値が最も近いピークを検出する特定ピーク検出ステップと、
b)前記ＭＳnスペクトルに付加されている前記プリカーサイオン質量電荷比値を、前記特定ピーク検出ステップにおいて検出されたピークの質量電荷比値に前記既知のニュートラルロスに相当する質量電荷比値を加算した質量電荷比値に置き換える質量電荷比値修正ステップと、
を有し、前記質量電荷比値修正ステップにおいて修正されたあとの質量電荷比値を、前記ＭＳnスペクトルに基づく同定処理又は構造解析処理の際のプリカーサイオン質量電荷比として提供することを特徴とする質量分析データ処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の質量分析データ処理方法であって、
前記既知のニュートラルロスは、水、アミド基、又はリン酸基の全て又は一部であることを特徴とする質量分析データ処理方法。
【請求項４】
所定の質量電荷比幅の選択窓に含まれるイオンを分離してその分離したイオンに対する解離操作を行うことが可能である質量分析装置により得られたＭＳnスペクトル（ただし、ｎは２以上の整数）と、そのＭＳn分析の際の選択窓の中心質量電荷比値又は該選択窓内の適宜の質量電荷比値であるプリカーサイオン質量電荷比と、を含む質量分析データを処理することにより、試料中の化合物の同定や構造解析を行う質量分析データ処理装置であって、
a)前記ＭＳnスペクトルを得た際のＭＳn-1スペクトルに現れるピークの中で、該ＭＳnスペクトルに付加されているプリカーサイオン質量電荷比に値が最も近いピークを検出する特定ピーク検出部と、
b)前記ＭＳnスペクトルに付加されている前記プリカーサイオン質量電荷比の値を、前記特定ピーク検出部により検出されたピークの質量電荷比値に置き換える質量電荷比値修正部と、
を備え、前記質量電荷比値修正部により修正されたあとの質量電荷比値を、前記ＭＳnスペクトルに基づく同定処理又は構造解析処理の際のプリカーサイオン質量電荷比として提供することを特徴とする質量分析データ処理装置。
【請求項５】
所定の質量電荷比幅の選択窓に含まれるイオンを分離してその分離したイオンに対する解離操作を行うことが可能である質量分析装置により得られたＭＳnスペクトル（ただし、ｎは２以上の整数）と、そのＭＳn分析の際の選択窓の中心質量電荷比値又は該選択窓内の適宜の質量電荷比値であるプリカーサイオン質量電荷比と、を含む質量分析データを処理することにより、試料中の化合物の同定や構造解析を行う質量分析データ処理装置であって、
a)前記ＭＳnスペクトルに現れるピークの中で、該ＭＳnスペクトルに付加されているプリカーサイオン質量電荷比値から既知のニュートラルロスに相当する質量電荷比値を差し引いた質量電荷比に値が最も近いピークを検出する特定ピーク検出部と、
b)前記ＭＳnスペクトルに付加されている前記プリカーサイオン質量電荷比値を、前記特定ピーク検出部により検出されたピークの質量電荷比値に前記既知のニュートラルロスに相当する質量電荷比値を加算した質量電荷比値に置き換える質量電荷比値修正部と、
を備え、前記質量電荷比値修正部により修正されたあとの質量電荷比値を、前記ＭＳnスペクトルに基づく同定処理又は構造解析処理の際のプリカーサイオン質量電荷比として提供することを特徴とする質量分析データ処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の質量分析データ処理装置であって、
前記既知のニュートラルロスは、水、アミド基、又はリン酸基の全て又は一部であることを特徴とする質量分析データ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量分析により得られた質量分析データの処理方法及び装置に関し、さらに詳しくは、ＭＳn分析（ｎは２以上の整数）が可能である質量分析装置を利用して試料中の特定の化合物の同定や構造解析を行うのに好適な質量分析データ処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、試料に含まれる特定の化合物を同定したりその構造を解析したりする際に、液体クロマトグラフ（ＬＣ）やガスクロマトグラフ（ＧＣ）、或いはキャピラリ電気泳動（ＣＥ）などのクロマトグラフと、ＭＳn分析が可能である質量分析装置と、を組み合わせた装置による分析手法が広く用いられている。この種の質量分析装置としては、四重極イオンガイドを備えたコリジョンセルを挟んで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、四重極マスフィルタと飛行時間型質量分析器とを組み合わせたｑ−ＴＯＦ型質量分析装置、イオンを保持可能であるイオントラップと飛行時間型質量分析器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などがある。なお、以下の説明では、ＭＳn分析が可能である質量分析装置をタンデム型質量分析装置と総称する。
【０００３】
タンデム型質量分析装置を用いて、試料に含まれる特定の化合物、例えばタンパク質、ペプチド、核酸、糖鎖、脂質といった化合物の構造を解析する際の、一般的な手順は以下のとおりである。
［ステップＡ１］必要に応じて、分析対象である試料を液体クロマトグラフなどによって分離し、その溶出液を分取・分画することで多数のサンプルを調製する（以下、分画された各サンプルを「分画試料」という）。
［ステップＡ２］元の試料又は各分画試料に対して、イオン解離操作を伴わない通常の質量分析（ＭＳ1分析）をそれぞれ行い、所定の質量電荷比m/z範囲に亘るイオン強度を示すＭＳ1スペクトルを取得する。
［ステップＡ３］ステップＡ２で得られたＭＳ1スペクトルにおいて、解析対象である化合物に由来すると推測されるピーク（通常は分子イオンピーク）を見つけ、これをＭＳ2分析のプリカーサイオンに設定する。
［ステップＡ４］上記ステップＡ３において設定されたプリカーサイオンを対象とするＭＳ2分析を実行し、ＭＳ2スペクトルを取得する。
［ステップＡ５］１回のイオン解離操作によって解析対象である化合物が十分に小さな断片にまで解離しない場合には、必要に応じて、ＭＳnスペクトルからＭＳn+1分析のためのプリカーサイオンを抽出し、該プリカーサイオンを対象とするＭＳn+1分析を実行し、ＭＳn+1スペクトルを取得する。
［ステップＡ６］ステップＡ４、Ａ５におけるＭＳ2分析、ＭＳ3分析、ＭＳ4分析、…により得られたＭＳnスペクトルから収集したピーク情報、及びプリカーサイオンの質量電荷比値などの情報を、データベース検索やデノボ（de novo）シーケンシングサーチなどに供し、元の試料や各分画試料に含まれる化合物を同定したりその構造に関する情報を取得したりする。対象化合物がタンパク質やペプチドである場合、データベース検索には、マトリクス・サイエンス（Matrix Science）社が提供しているデータベース検索エンジンであるマスコット（Mascot）に含まれるMS/MSイオンサーチや、ＧＰＭ（The Global Proteome Machine Organization）が提供しているX! Tandemなどが広く利用されている。
【０００４】
上記手順の中でステップＡ４及びＡ５においては、一般に、設定されたプリカーサイオンの質量電荷比を中心とする所定の質量電荷比幅の選択窓に含まれるイオンのみを分離したあとに、その分離されたイオンに対し衝突誘起解離（ＣＩＤ）などのイオン解離操作を実施してプロダクトイオンを生成させる（特許文献１など参照）。プリカーサイオン分離のための選択窓を狭くするほどイオン選択性は向上するが、選択窓を狭くしすぎると、分離されるプリカーサイオンの量が少なくなってしまいプロダクトイオンの感度が低くなる。そのため、一般に、選択窓の質量電荷比幅は所定幅以上となるように適切に定められる。このときの選択窓の中心の質量電荷比の値がプリカーサイオンの質量電荷比値として、ＭＳ2（又はＭＳn+1）スペクトル情報とともに記録され、データベース検索などの解析に供されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
上述したMS/MSイオンサーチなどによるデータベース検索では、プリカーサイオンの質量電荷比値はピーク探索などを行うための重要な手掛かりの一つである。そのため、化合物の同定や構造解析の精度を高めるには、できるだけ正確なプリカーサイオン質量電荷比値を検索のための情報として与える必要がある。しかしながら、次のような理由により、ＭＳnスペクトル情報に付随して記録されているプリカーサイオン質量電荷比値は必ずしも正確な値であるとは限らない。
【０００７】
（１）上記特許文献１にも記載されているように、質量電荷比軸上で目的とする化合物由来のイオンピークの近傍に夾雑物由来のイオンピークが存在する場合、その夾雑物由来のイオンピークがプリカーサイオンとして選択されることを回避するために、プリカーサイオン分離のための選択窓の中心質量電荷比を分析者が意図的にずらし、夾雑物由来のイオンピークが選択窓から外れるようにすることがしばしばある。この場合、選択窓の中心質量電荷比値は目的化合物由来のプリカーサイオンの質量電荷比値からずれてしまうため、上述したようにＭＳnスペクトル情報に付随して記録されているプリカーサイオン質量電荷比値は正確な値ではない。
【０００８】
（２）ペプチド等の化合物由来のイオンには質量の異なる安定同位体元素を含む同位体イオンが含まれており、質量電荷比軸上ではこうした同位体イオンによるピークは例えば１Da間隔で複数現れる。このような同位体ピーク群がＭＳ2スペクトル上に現れる化合物を解析するためには、各元素の主同位体のみからなるモノアイソトピックイオンをプリカーサイオンに設定し、該プリカーサイオンの質量電荷比値をデータベース検索に供することが望ましい。しかしながら、目的とする化合物の分子量が或る程度以上大きくなると、質量分析装置の質量分解能の制約から、モノアイソトピックイオンピークと他の同位体イオンピークとを十分には分離できなくなってしまい、そのためにモノアイソトピックイオンピークの質量電荷比値を正確に算出することができなくなる。その結果、選択窓の中心の質量電荷比値もプリカーサイオンの正確な質量電荷比値ではなくなってしまう。
【０００９】
以上のような理由によって、データベース検索等の解析に供されるプリカーサイオン質量電荷比値が正確でなくなると、その解析の精度自体が低下することになり、誤った結果を導出したり、本来は構造が求まる筈であるのに構造が求まらなかったりするおそれがある。
【００１０】
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、ＭＳnスペクトル情報等に基づいて化合物の同定や構造解析を行うような場合に、精度の高いプリカーサイオン質量電荷比値をパラメータの一つとして解析処理に供することで、化合物の同定や構造解析の精度を向上させることができる質量分析データ処理方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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データ処理方法の第１の態様は、所定の質量電荷比幅の選択窓に含まれるイオンを分離してその分離したイオンに対する解離操作を行うことが可能である質量分析装置により得られたＭＳnスペクトル（ただし、ｎは２以上の整数）と、そのＭＳn分析の際の選択窓の中心質量電荷比値又は該選択窓内の適宜の質量電荷比値であるプリカーサイオン質量電荷比と、を含む質量分析データを処理することにより、試料中の化合物の同定や構造解析を行う質量分析データ処理方法であって、
a)前記ＭＳnスペクトルを得た際のＭＳn-1スペクトルに現れるピークの中で、該ＭＳnスペクトルに付加されているプリカーサイオン質量電荷比に値が最も近いピークを検出する特定ピーク検出ステップと、
b)前記ＭＳnスペクトルに付加されている前記プリカーサイオン質量電荷比の値を、前記特定ピーク検出ステップにおいて検出されたピークの質量電荷比値に置き換える質量電荷比値修正ステップと、
を有し、前記質量電荷比値修正ステップにおいて修正されたあとの質量電荷比値を、前記ＭＳnスペクトルに基づく同定処理又は構造解析処理の際のプリカーサイオン質量電荷比として提供することを特徴としている。
【００１２】
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データ処理方法の第２の態様は、所定の質量電荷比幅の選択窓に含まれるイオンを分離してその分離したイオンに対する解離操作を行うことが可能である質量分析装置により得られたＭＳnスペクトル（ただし、ｎは２以上の整数）と、そのＭＳn分析の際の選択窓の中心質量電荷比値又は該選択窓内の適宜の質量電荷比値であるプリカーサイオン質量電荷比と、を含む質量分析データを処理することにより、試料中の化合物の同定や構造解析を行う質量分析データ処理方法であって、
a)前記ＭＳnスペクトルに現れるピークの中で、該ＭＳnスペクトルに付加されているプリカーサイオン質量電荷比値から既知のニュートラルロスに相当する質量電荷比値を差し引いた質量電荷比に値が最も近いピークを検出する特定ピーク検出ステップと、
b)前記ＭＳnスペクトルに付加されている前記プリカーサイオン質量電荷比値を、前記特定ピーク検出ステップにおいて検出されたピークの質量電荷比値に前記既知のニュートラルロスに相当する質量電荷比値を加算した質量電荷比値に置き換える質量電荷比値修正ステップと、
を有し、前記質量電荷比値修正ステップにおいて修正されたあとの質量電荷比値を、前記ＭＳnスペクトルに基づく同定処理又は構造解析処理の際のプリカーサイオン質量電荷比として提供することを特徴としている。
【００１３】
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データ処理装置の第１の態様は、上記本発明に係る質量分析データ処理方法の第１の態様を具現化する装置であり、所定の質量電荷比幅の選択窓に含まれるイオンを分離してその分離したイオンに対する解離操作を行うことが可能である質量分析装置により得られたＭＳnスペクトル（ただし、ｎは２以上の整数）と、そのＭＳn分析の際の選択窓の中心質量電荷比値又は該選択窓内の適宜の質量電荷比値であるプリカーサイオン質量電荷比と、を含む質量分析データを処理することにより、試料中の化合物の同定や構造解析を行う質量分析データ処理装置であって、
a)前記ＭＳnスペクトルを得た際のＭＳn-1スペクトルに現れるピークの中で、該ＭＳnスペクトルに付加されているプリカーサイオン質量電荷比に値が最も近いピークを検出する特定ピーク検出部と、
b)前記ＭＳnスペクトルに付加されている前記プリカーサイオン質量電荷比の値を、前記特定ピーク検出部により検出されたピークの質量電荷比値に置き換える質量電荷比値修正部と、
を備え、前記質量電荷比値修正部により修正されたあとの質量電荷比値を、前記ＭＳnスペクトルに基づく同定処理又は構造解析処理の際のプリカーサイオン質量電荷比として提供す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データ処理装置の第２の態様は、上記本発明に係る質量分析データ処理方法の第２の態様を具現化する装置であり、所定の質量電荷比幅の選択窓に含まれるイオンを分離してその分離したイオンに対する解離操作を行うことが可能である質量分析装置により得られたＭＳnスペクトル（ただし、ｎは２以上の整数）と、そのＭＳn分析の際の選択窓の中心質量電荷比値又は該選択窓内の適宜の質量電荷比値であるプリカーサイオン質量電荷比と、を含む質量分析データを処理することにより、試料中の化合物の同定や構造解析を行う質量分析データ処理装置であって、
a)前記ＭＳnスペクトルに現れるピークの中で、該ＭＳnスペクトルに付加されているプリカーサイオン質量電荷比値から既知のニュートラルロスに相当する質量電荷比値を差し引いた質量電荷比に値が最も近いピークを検出する特定ピーク検出部と、
b)前記ＭＳnスペクトルに付加されている前記プリカーサイオン質量電荷比値を、前記特定ピーク検出部により検出されたピークの質量電荷比値に前記既知のニュートラルロスに相当する質量電荷比値を加算した質量電荷比値に置き換える質量電荷比値修正部と、
を備え、前記質量電荷比値修正部により修正されたあとの質量電荷比値を、前記ＭＳnスペクトルに基づく同定処理又は構造解析処理の際のプリカーサイオン質量電荷比として提供することを特徴としている。
【００１５】
本発明に係る質量分析データ処理方法及び装置の第１、第２の態様のいずれにおいても、ｎの値は２以上の整数であれば任意であるが、よく知られているように、電場の作用によりイオンを捕捉しつつイオンの分離と解離操作とを行うことが可能なイオントラップを用いた場合でも、その段階を経る毎にイオン量は減少するため、実用的にはｎの最大値は５又は６程度である。
【００１６】
いま一例としてｎが２であるとすると、本発明に係る質量分析データ処理装置の第１の態様において、特定ピーク検出部は、処理対象であるＭＳ2スペクトルを得た際のＭＳ1スペクトルに現れるピークの中で、そのＭＳ2スペクトルに付加されている名目上のプリカーサイオン質量電荷比値に値が最も近いピークを検出する。ただし、値が最も近いピークが名目上のプリカーサイオン質量電荷比値から大きく離れている場合には信頼性がないため、予め定められた所定の許容値内で値が最も近いピークを探索するとよい。特定ピーク検出部によりピークが検出された場合には、そのピークがプリカーサイオンのピークである可能性が高い。そこで、質量電荷比値修正部は、この特定ピーク検出部により検出されたピークの質量電荷比値がプリカーサイオン質量電荷比としてより正確であると推定し、上記名目上のプリカーサイオン質量電荷比値をこれに置き換える。
【００１７】
一方、ｎが２である場合、本発明に係る質量分析データ処理装置の第２の態様では、特定ピーク検出部は、ＭＳ2スペクトルに現れるピークの中で、名目上のプリカーサイオン質量電荷比値から既知のニュートラルロスに相当する質量電荷比値を差し引いた質量電荷比に値が最も近いピークを検出する。この既知のニュートラルロスは、解析対象である化合物の種類（範疇）に応じて異なるが、解析対象の化合物がペプチドである場合には、水、アミド基、又はリン酸基の全て又は一部を既知のニュートラルロスとすればよい。もちろん、この第２の態様においても第１の態様と同様に、予め定められた所定の許容値内で値が最も近いピークを探索するとよい。
【００１８】
特定ピーク検出部によりピークが検出された場合には、そのピークがプリカーサイオンからニュートラルロスに対応する付加物が脱離したイオンピークである可能性が高い。そこで、質量電荷比値修正部は、この特定ピーク検出部により検出されたピークの質量電荷比値に上述した既知のニュートラルロスに相当する質量電荷比値を加算したものがプリカーサイオンのより正確な質量電荷比であると推定し、名目上のプリカーサイオン質量電荷比値をこれに置き換える。
【００１９】
そして、第１、第２の態様のいずれにおいても、上述したように修正されたプリカーサイオン質量電荷比値がＭＳnスペクトルとともに、データベース検索を用いた構造解析処理などに供される。これにより、データベース検索等において参照されるプリカーサイオン質量電荷比値が従来よりも正確なものとなるので、データベース検索の精度が向上し、それによって得られる結果（例えば目的化合物に対する構造の候補やその信頼度を示すスコア）の正確性が向上する。
【００２０】
本発明に係る質量分析データ処理方法と装置とのいずれにおいても、上記第１の態様における処理と第２の態様における処理とは組み合わせることができる。即ち、例えば、本発明に係る質量分析データ処理装置の第１の態様において、特定ピーク検出部がＭＳ1スペクトル上で適切なピークを検出できない（つまりは、名目上のプリカーサイオン質量電荷比値に対する所定の許容値内に有意なピークが存在しない）場合に、該特定ピーク検出部は、本発明に係る質量分析データ処理装置の第２の態様における特定ピーク検出部と同様のピーク検出処理を実施し、それによって適切なピークが見いだされたならば、その第２の態様における質量電荷比値修正部による処理を実施すればよい。
【００２１】
また、これとは逆に、本発明に係る質量分析データ処理装置の第２の態様において、特定ピーク検出部はＭＳ2スペクトル上でのピーク検出をまず試み、適切なピークを検出することができない場合に、該特定ピーク検出部は、本発明に係る質量分析データ処理装置の第１の態様における特定ピーク検出部と同様のピーク検出処理を実施し、それによって適切なピークが見いだされたならば、その第１の態様における質量電荷比値修正部による処理を実施するようにしてもよい。
【００２２】
こうした組み合わせの構成によれば、本発明に係る質量分析データ処理装置の第１の態様における処理と本発明に係る質量分析データ処理装置の第２の態様における処理とのいずれかで名目上のプリカーサイオン質量電荷比値に近い適切なピークを見つけることができさえすれば、少なくともその名目上のプリカーサイオン質量電荷比値をそのまま構造解析等に利用する場合に比べて正確な構造解析が可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る質量分析データ処理方法及び装置によれば、ＭＳnスペクトルに付加されている名目上のプリカーサイオン質量電荷比値が実際のプリカーサイオン質量電荷比値からずれている場合であっても、自動的にこのずれを修正した精度の高い質量電荷比値をデータベース検索処理やデノボシーケンシング処理に提供することができる。それによって、ＭＳnスペクトルを利用したデータベース検索処理やデノボシーケンシング処理などによる物質同定や物質の構造解析などの精度が向上し、例えば同定漏れや誤同定などの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る質量分析データ処理装置を用いた質量分析システムの一実施例の概略構成図。
【図２】本実施例の質量分析システムにおけるプリカーサイオン質量電荷比値修正処理の説明図。
【図３】試料中のペプチド断片に対するＭＳ1スペクトル及びＭＳ2スペクトルの一実測例を示す図。
【図４】図３（ａ）に示したＭＳ1スペクトルのm/z=2303付近の拡大図。
【図５】試料中のペプチド断片に対するＭＳ1スペクトル及びＭＳ2スペクトルの他の実測例を示す図。
【図６】図５（ａ）に示したＭＳ1スペクトルのm/z=3371付近の拡大図（ａ）、及び、図５（ｂ）に示したＭＳ2スペクトルのm/z=3353付近の拡大図（ｂ）。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る質量分析データ処理方法を具現化する質量分析データ処理装置を用いた質量分析システムの一実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は本実施例の質量分析システムの概略構成図である。この質量分析システムは、生体試料中のペプチドの構造解析を行うものである。
図１において、質量分析装置本体１は例えばイオントラップ飛行時間型質量分析装置であり、制御部２の制御の下に、イオン解離を伴わない通常の質量分析、つまりＭＳ1分析だけでなく、イオントラップにおいてプリカーサイオンの分離と衝突誘起解離（ＣＩＤ）操作とを１乃至複数回繰り返した後に飛行時間型質量分析計で質量分析を行うことで、ｎが２以上であるＭＳn分析を行うことができる。
【００２７】
制御部２に含まれるプリカーサイオン設定部２１は、例えば入力部４を通した分析者による指示に基づいて、ＭＳn分析を行う際のプリカーサイオンの質量電荷比範囲を設定する。具体的には、プリカーサイオン設定部２１は、プリカーサイオン分離を行う選択窓の中心質量電荷比と質量電荷比幅の指示を受けて選択窓を設定する。もちろん、選択窓の中心質量電荷比と質量電荷比幅とを指示する以外に、選択窓の下端の質量電荷比と上端の質量電荷比とが指示されるようにしてもよい。また、選択窓の幅を規定する質量電荷比幅は分析者の指示に依らずにデフォルトで定まっていてもよい。いずれにしても、プリカーサイオン設定部２１は、幅広い質量電荷比を有するイオンの中からプリカーサイオンを選択するための選択窓を設定し、質量分析装置本体１では設定された選択窓に含まれる質量電荷比を有するイオンのみをイオントラップ内に残すようなプリカーサイオン分離を行って、その分離されたイオンに対する解離操作を実施する。
【００２８】
なお、質量分析装置本体１がイオントラップ飛行時間型質量分析装置である場合には、原理的にｎの値に制約はなく、ＭＳ2分析、ＭＳ3分析、ＭＳ4分析、…と多段の解離操作を行うことができる。一方、ＭＳ1分析及びＭＳ2分析のみを実行すればよい場合（つまりｎが３以上であるＭＳn分析が不要である場合）には、イオントラップ飛行時間型質量分析装置に代えて、三連四重極型質量分析装置やｑ−ＴＯＦ型質量分析装置などを質量分析装置本体１として利用することができる。
【００２９】
質量分析装置本体１により得られたデータ（ＭＳnスペクトルデータ）はデータ処理部３に入力され、データ格納部３１に保存される。また、それぞれのＭＳnスペクトルデータにはそのデータを取得するためのＭＳn分析におけるプリカーサイオンの質量電荷比を示すプリカーサイオン情報が付加されており、このプリカーサイオン情報もＭＳnスペクトルデータとともにデータ格納部３１に保存される。このプリカーサイオン情報で示されるプリカーサイオンの質量電荷比は、典型的にはＭＳn分析において用いられた選択窓の中心質量電荷比値である。
【００３０】
データ処理部３は、データ格納部３１のほか、化合物構造解析部３２、プリカーサイオンm/z修正処理部３３、を機能ブロックとして含む。また、データ処理部３には、分析結果等を表示するための表示部５のほか、分析者が適宜の設定や指示を行うための入力部４が接続されている。
【００３１】
なお、通常、データ処理部３や制御部２は、パーソナルコンピュータをハードウエア資源とし、該パーソナルコンピュータにインストールされた専用の制御・処理ソフトウエアを実行することにより、上記のような各機能ブロックが具現化される構成とすることができる。
【００３２】
図示しないが、本例では、化合物構造解析部３２は、タンパク質やペプチドのデータベースと、該データベースを用いたデータベース検索を実行するデータベース検索部と、を含む。このデータベース検索部は、例えば上述したMS/MSイオンサーチなどの既存の検索エンジンを用いたものとすることができる。例えばＭＳ2スペクトルデータに基づくデータベース検索によって未知のペプチドの構造解析、つまりアミノ酸配列を推定する場合、従来のシステムでは、データ格納部３１に保存されているＭＳ2スペクトルデータとそのＭＳ2分析のプリカーサイオン情報とがデータベース検索部に引き渡され、このプリカーサイオン情報で示されるプリカーサイオン質量電荷比値がパラメータの一つとして検索に利用される。
【００３３】
これに対し、本実施例の質量分析システムでは、データ格納部３１に保存されているプリカーサイオン情報がそのまま化合物構造解析部３２に送られるのではなく、プリカーサイオンm/z修正処理部３３において修正された質量電荷比値が、プリカーサイオン質量電荷比として化合物構造解析部３２に送られる。これは、後述するように、選択窓の中心質量電荷比値などから導出される質量電荷比値はプリカーサイオンの正確な質量電荷比値を示していないおそれがあり、これを修正して、より精度の高い質量電荷比値をデータベース検索のためのパラメータとして提供するためである。
【００３４】
次に、ＭＳ2スペクトルデータに基づく構造解析を行う場合の、プリカーサイオンm/z修正処理部３３における処理動作を、図２を参照しつつ説明する。
プリカーサイオンm/z修正処理部３３は、特定ピーク検出部３３１、質量電荷比値修正部３３２、及びニュートラルロス情報記憶部３３３、を機能ブロックとして含む。
収集したデータに基づくペプチドの構造解析処理を実施する旨の指示が出されると、特定ピーク検出部３３１は、データ格納部３１から、目的ペプチドについて得られたＭＳ1スペクトルデータ、ＭＳ2スペクトルデータ、及びプリカーサイオン情報を読み込む。以下、ここで読み込まれたプリカーサイオン情報で示されるプリカーサイオン質量電荷比値を修正前m/z値という。
【００３５】
特定ピーク検出部３３１は、ＭＳ1スペクトルデータに基づいて作成されるＭＳ1スペクトル上で観測される多数のピークの中で、修正前m/z値にm/z値が最も近いピークを探索する。このとき、修正前m/z値に対して所定の許容幅を設定し、その中に収まるピークの中でm/z値が最も近い一つのピークを抽出するとよい。何故なら、修正前m/z値から或る程度m/z値が離れたピークは、プリカーサイオンではあり得ないからである。そこで、所定の許容幅内に一つもピークが存在しない場合には、ＭＳ1スペクトルを利用したm/z値の修正は実施しない。
【００３６】
特定ピーク検出部３３１においてＭＳ1スペクトル上で修正前m/z値に対応するピークが検出された場合、その検出されたピークがプリカーサイオンピークである可能性が高い。そこで、質量電荷比値修正部３３２は、ＭＳ1スペクトル上でこのピークのm/z値を取得し、修正前m/z値をこの新たなm/z値（修正後m/z値）に置き換える。図２（ａ）、（ｂ）は、ＭＳ1スペクトルを利用したm/z値の修正の様子を示したものであり、この場合には、ＭＳ1スペクトル上のピークＰ1が修正前m/z値（＝Ｍ1）にm/z値が最も近いピークであり、プリカーサイオンm/z値はこのピークのm/z値（＝Ｍ2）に変更される。
【００３７】
ＭＳ1スペクトル上で修正前m/z値にm/z値が近い適当なピークが見つからなかった場合や、多数の同位体ピークが重なっているために、そのうちのどれがプリカーサイオンm/z値であるか特定できないような場合に、プリカーサイオンm/z修正処理部３３は他の処理方法を試みる。
【００３８】
即ち、特定ピーク検出部３３１は、ニュートラルロス情報記憶部３３３から既知のニュートラルロスのm/z値情報を取得する。既知のニュートラルロスは解析対象である化合物の種類に応じて予め決めておくことができ、例えば解析対象化合物がペプチドである場合には、ＣＩＤによって水の脱離が起こり易いため、ニュートラルロスとして水を想定すればよい。特定ピーク検出部３３１は、修正前m/z値からその想定したニュートラルロスに対応するm/zを差し引いた仮の脱離イオンピークを算出する。そして、ＭＳ2スペクトルデータに基づいて作成されるＭＳ2スペクトル上で観測される多数のピークの中で、仮の脱離イオンピークm/z値にm/z値が最も近いピークを探索する。このときにも、仮の脱離イオンピークm/z値に対して所定の許容幅を設定し、その中に収まるピークの中でm/z値が最も近い一つのピークを抽出するとよい。
【００３９】
このときに見いだされたピークは真の脱離イオンピーク、つまりは真のプリカーサイオンから水が脱離したイオンピーク、であると推測し得る。そこで、質量電荷比値修正部３３２はＭＳ2スペクトル上で検出されたピークのm/z値に上記ニュートラルロスに対応するm/zを加算した修正後m/z値を求め、修正前m/z値をこの新たなm/z値に置き換える。図２（ｃ）は、ＭＳ2スペクトルを利用したm/z値の修正の様子を示したものであり、この場合には、ＭＳ2スペクトル上のピークＰ2が修正前m/z値（＝Ｍ1）からニュートラルロスのm/z（＝Δ）を差し引いたm/z値にm/z値が最も近いピークであり、プリカーサイオンm/z値はこのピークのm/z値（＝Ｍ3）にニュートラルロスのm/z（＝Δ）を加算した修正後m/z値（＝Ｍ4）に変更される。
【００４０】
こうして、ＭＳ2スペクトルデータとともにデータ格納部３１に保存されたプリカーサイオンm/z値は、プリカーサイオン分離のための選択幅の中心m/z値から、実測のＭＳ1スペクトル又はＭＳ2スペクトルに基づく、より正確なm/z値に修正される。この修正されたm/z値がＭＳ2スペクトルデータとともに化合物構造解析部３４に送られ、化合物構造解析部３４はこれに基づくデータベース検索によって化合物の構造情報を取得する。プリカーサイオンm/z値の精度が高いことによってデータベース検索の正確性も向上し、誤った構造情報（アミノ酸配列）がヒットしたり、逆に正解である構造情報がヒットせずに見逃されたりすることを防止することができる。
【００４１】
次に、本実施例の質量分析システムにおけるプリカーサイオンm/z値修正処理の適用例を説明する。
［実測例１］
図３（ａ）は試料中の或るペプチド断片に対するＭＳ1スペクトルの実測例であり、図３（ｂ）はプリカーサイオン分離のための選択窓の中心m/z値をm/z=2303として、選択窓の外側のイオンを除外したうえでＣＩＤを実施して得られたＭＳ2スペクトルの実測例である。このＭＳ2スペクトルから得られたピーク情報（ピークの質量電荷比と強度）とプリカーサイオンm/z値=2303という情報とを利用したデータベース検索（上述したMascotのMS/MSイオンサーチ）を実施したが、高い信頼度で以てヒットしたペプチドはなかった。
【００４２】
図４は図３（ａ）に示したＭＳ1スペクトルのm/z=2303付近の拡大図である。上述したプリカーサイオン質量電荷比値修正処理を適用し、ＭＳ1スペクトル上で、名目上のプリカーサイオンm/z値（=2303）に最もm/z値が近いピークを探索すると、m/z=2303.3であるピークが検出された。検出されたこのピークが真のプリカーサイオンであると仮定して、プリカーサイオンm/z値をm/z=2303（修正前m/z値）からm/z=2303.3（修正後m/z値）に置き換えた。そして、ＭＳ2スペクトルと修正されたプリカーサイオン質量電荷比値（m/z=2303.3）とを用いたデータベース検索を実施した。その結果、アミノ酸配列が「ＬＥＡＩＰＭＳＩＰＰＥＶＫＦＮＫＰＦＶＦ」であるペプチドが高い信頼度で以てヒットした。
【００４３】
［実測例２］
図５（ａ）は試料中のペプチド断片に対するＭＳ1スペクトルの実測例であり、図５（ｂ）はプリカーサイオン分離のための選択窓の中心m/z値をm/z=3373として、該選択窓の外側のイオンを除外したうえでＣＩＤを実施して得られたＭＳ2スペクトルの実測例である。図６（ａ）は図５（ａ）に示したＭＳ1スペクトルのm/z=3371付近の拡大図であり、図６（ｂ）は図５（ｂ）に示したＭＳ2スペクトルのm/z=3353付近の拡大図である。このＭＳ2スペクトルから得られたピーク情報とプリカーサイオンm/z値=3373という情報とを利用したデータベース検索（上述したMascotのMS/MSイオンサーチ）を実施したが、高い信頼度で以てヒットしたペプチドはなかった。
また、図６（ａ）から、m/z=3373付近では、モノアイソトピックイオンピークが十分に分離できていないことも分かる。このため、実測例１のように、ＭＳ1スペクトル上のピークのm/z値を利用してプリカーサイオンm/z値を修正することも難しい。
【００４４】
そこで、ここでは水の脱離によるニュートラルロス（Δ=18Da）を仮定した。即ち、ＭＳ2スペクトルにおいて、m/z＝3373−Δ＝3355[Da]に最も近いモノアイソトピックイオンピークを探索する。この例では、m/z=3353.7にモノアイソトピックイオンピークが検出されるので、このピークのm/z値（=3353.7）に水のニュートラルロスを加えたm/z=3371.7をm/z=3373に代わるプリカーサイオンm/z値として採用した。そして、ＭＳ2スペクトルと修正されたプリカーサイオンm/z値（=3371.7）とを利用したデータベース検索を実施した。その結果、アミノ酸配列が「ＶＡＷＫＡＤＳＳＰＶＫＡＧＶＥＴＴＴＰＳＫＱＳＮＮＫＹＡＡＳＳＹ」であるペプチドが高い信頼度で以てヒットした。
【００４５】
こうした結果から、本実施例の質量分析システムに用いた質量分析データ処理装置を使用することで、これまではアミノ酸配列推定ができなかったペプチドの構造解析が可能となることが確認できた。
【００４６】
なお、上記実施例及び実測例では、ニュートラルロスとして水を想定したが、解析対象化合物がペプチドである場合、水以外に、アミド基、リン酸基などのニュートラルロスを想定することもできる。また、アミド基やリン酸基そのままでなく、その一部がペプチドから脱離することを想定することもできる。また、解析対象化合物が別の種類のものである場合に、ＣＩＤによってその化合物から脱離し易い物質（断片）をニュートラルロスとすればよい。
【００４７】
また上記実施例ではｎ＝２の場合について説明したが、ｎは２以上の任意の値とすることができる。
【００４８】
また、上記実施例は本発明の一実施例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、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当然である。
【符号の説明】
【００４９】
１…質量分析装置本体
２…制御部
２１…プリカーサイオン設定部
３…データ処理部
３１…データ格納部
３２…化合物構造解析部
３３…プリカーサイオンm/z修正処理部
３３１…特定ピーク検出部
３３２…質量電荷比値修正部
３３３…ニュートラルロス情報記憶部
３４…化合物構造解析部
４…入力部
５…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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