(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程：
ａ．イオンを生成するための少なくとも１つのイオン源を提供する工程；
ｂ．コリジョンセルが第１の動作モードにして、前記イオンが断片化されないかまたは部分的に断片化される工程；
ｃ．前記第１の動作モードで生成されたイオンのマススペクトルを第１の断片化スペクトルとして記録する工程；
ｄ．前記イオンから、複数の不連続な質量電荷比チャネルに分布している２つ以上のイオンを選択する工程；
ｅ．前記コリジョンセルが第２の動作モードにして、前記選択された２つ以上が少なくとも部分的に断片化される工程；
ｆ．前記第２の動作モードで生成されたイオンのマススペクトルを第２の断片化スペクトルとして記録する工程；および
ｇ．前記工程ｂ〜ｆを数回繰り返し実行し、前記工程ｄを繰り返し実行するときに、前の工程ｄで選択された、前記不連続な質量電荷比チャネルに分布しているイオンを、前記選択されたイオンのイオン強度が設定された閾値を下回るまで常に選択する工程
を含む、質量分析データ取得方法。
【請求項２】
クロマトグラフィ−質量分析システムのデータ取得に適用される、請求項１に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項３】
前記第１の断片化スペクトルに存在するイオンと前記第２の断片化スペクトルに存在するイオンとが、クロマトグラフのピークの溶出時間に従って互いに関連付けられる、請求項２に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項４】
前記第１の断片化スペクトルに存在するイオンと前記第２の断片化スペクトルに存在するイオンとが、クロマトグラフのピークの形状に従って互いに関連付けられる、請求項２に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項５】
前記第１の断片化スペクトルに存在するイオンと前記第２の断片化スペクトルに存在するイオンとが、クロマトグラフのピークの溶出時間および形状の両方に従って互いに関連付けられる、請求項２に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項６】
前記選択されたイオンに対する前記質量電荷比チャネルの数が設定された数値以下である、請求項１に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項７】
前記設定された数値が、分析される試料の複雑さに応じてリアルタイムで変更される、請求項６に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項８】
前記選択されたイオンの前記質量電荷比チャネルの数がそれ以上増加しないかまたは設定された数値に達したとき、前記工程ｂ〜ｆが予め設定された回数だけさらに実行された後に前記選択が終了し、次に新たな選択が行われて、前記工程ｂ〜ｆがさらに実行される、請求項６に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項９】
前記工程ｂ〜ｆの１回の繰り返し実行中に、前記工程ｄが、複数のバッチによって前記イオンから２つ以上のイオンを選択する工程をさらに含み；前記工程ｆが、各バッチ中の断片化に由来するイオンのマススペクトルをその第２の断片化スペクトルとしてそれぞれ記録する工程をさらに含む、請求項１に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項１０】
複数のバッチによる前記選択において、それぞれのバッチで選択された前記イオンに対する前記質量電荷比チャネルが異なる、請求項９に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項１１】
あるバッチでの選択中に、前記選択されたイオンに対する前記質量電荷比チャネルの数がそれ以上増加しないかまたは設定された数値に達したとき、前記工程ｂ〜ｆを予め設定された回数さらに実行した後にこのバッチにおける選択が終了する、請求項９に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項１２】
前記生成されたイオンの前記質量電荷比チャネルが、異なるバッチでの選択において均一に分布する、請求項９に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項１３】
前記質量電荷比チャネルが、１ａｍｕより大きい質量電荷比幅を有する、請求項１に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項１４】
前記選択されたイオンが、同時に前記コリジョンセルに入るか、または異なる質量電荷比チャネルに応じて連続的に前記コリジョンセルに入る、請求項１に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項１５】
以下の工程：
ａ．イオンを生成するための少なくとも１つのイオン源を提供する工程；
ｂ．前記イオンから、複数の不連続な質量電荷比チャネルに分布している２つ以上のイオンを選択する工程；
ｃ．前記選択されたイオンを、コリジョンセルを通過させて少なくとも部分的に断片化させる工程；
ｄ．前記工程ｃで生成されたイオンのマススペクトルを記録する工程；および
ｅ．前記工程ｂ〜ｄを予め設定された回数、繰り返し実行し、前記工程ｂを実行するたびに、前の工程ｂで選択された、前記不連続な質量電荷比チャネルに分布しているイオンを常に選択する工程
を含む、質量分析データ取得方法。
【請求項１６】
前記工程ｂ〜ｄを前記予め設定された回数だけ繰り返し実行した後に、この選択が終了し、次に新たな選択が行われて、前記工程ｂ〜ｄが繰り返し実行される、請求項１５に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項１７】
前記工程ｂ〜ｄの１回の繰り返し実行中に、前記工程ｂが、複数のバッチによって前記イオンから２つ以上のイオンを選択する工程をさらに含み；前記工程ｄが、各バッチ中の断片化に由来するイオンのマススペクトルをそれぞれ記録する工程をさらに含む、請求項１５に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項１８】
複数のバッチでの前記選択において、それぞれのバッチで選択された前記イオンに対する前記質量電荷比チャネルが異なる、請求項１７に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項１９】
複数のバッチにおける選択のうちで、あるバッチでの選択が予め設定された回数だけ繰り返し実行された後に、このバッチでの選択が終了する、請求項１７に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項２０】
複数のバッチでの前記選択において、前記選択されたイオンの前記質量電荷比チャネルがデータベースに従って事前に決定される、請求項１７に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項２１】
複数のバッチでの前記選択において、各バッチの繰り返し回数および開始／終了時間がデータベースに従って事前に決定される、請求項１７に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項２２】
前記データベースがシミュレーションソフトウェアによって作成される、請求項２０〜２１のいずれか一項に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項２３】
前記データベースが、事前に実施されたクロマトグラフィ−質量分析を用いた解析によって作成される、請求項２０〜２１のいずれか一項に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項２４】
前記質量電荷比チャネルが１ａｍｕよりも大きい質量電荷比幅を有する、請求項１５に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項２５】
前記選択されたイオンが、同時に前記コリジョンセルに入るか、または異なる質量電荷比チャネルに応じて連続的に前記コリジョンセルに入る、請求項１５に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項２６】
前記マススペクトルが得られた後、既知の物質の予め保存されたマススペクトルを含むデータベースを検索して、前記取得されたマススペクトルが１つまたは複数の既知の物質に対応するかどうかを判断する工程をさらに含む、請求項１５に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項２７】
前記検索のプロセスが、以下の工程：
ａ）前記データベースから、前記既知の物質のマススペクトルを得る工程；
ｂ）前記既知の物質のマススペクトル中に存在するプロダクトイオンから時変イオン電流クロマトグラムを作成する工程；および
ｃ）得られた前記イオン電流クロマトグラムおよび前記既知の物質のマススペクトルに従って、前記既知の物質が検出されたか否かを判断するためのスコアを算出する工程
を含む、請求項２６に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項２８】
前記イオン電流クロマトグラムに従って、前記既知の物質の定量的数値を算出する、請求項２７に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項２９】
以下の工程：
ａ．イオンを生成するための少なくとも１つのイオン源を提供する工程；
ｂ．前記イオンを、断片化されないかまたは部分的に断片化されるようにコリジョンセルを迂回させる工程；
ｃ．前記イオンのマススペクトルを第１の断片化スペクトルとして記録する工程；
ｄ．前記イオンから、複数の不連続な質量電荷比チャネルに分布している２つ以上のイオンを選択する工程；
ｅ．前記選択されたイオンを、前記コリジョンセルを通過させて少なくとも部分的に断片化させる工程；
ｆ．前記工程ｅで生成されたイオンのマススペクトルを第２の断片化スペクトルとして記録する工程；および
ｇ．前記工程ｂ〜ｆを数回繰り返し実行し、工程ｄを繰り返し実行するときに、前の工程ｄで選択された、前記不連続な質量電荷比チャネルに分布している前記イオンを、前記選択されたイオンのイオン強度が設定された閾値を下回るまで常に選択する工程
を含む、質量分析データ取得方法。
【請求項３０】
前記工程ｂ〜ｆの１回の繰り返し実行中に、前記工程ｄが、複数のバッチにおいて前記イオンから２つ以上のイオンを選択する工程をさらに含み；前記工程ｆが、各バッチ中の断片化に由来するイオンのマススペクトルをその第２の断片化スペクトルとしてそれぞれ記録する工程をさらに含む、請求項２９に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項３１】
複数のバッチでの前記選択において、それぞれのバッチで選択された前記イオンに対する前記質量電荷比チャネルが異なる、請求項３０に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項３２】
あるバッチでの選択中に、前記選択されたイオンに対する前記質量電荷比チャネルの数がそれ以上増加しないかまたは設定された数値に達したとき、前記工程ｂ〜ｆを予め設定された回数だけさらに繰り返し実行した後にこのバッチにおける選択が終了する、請求項３０に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項３３】
前記イオンが、異なるバッチでの前記選択において均一に分布する、請求項３０に記載の質量分析データ取得方法。
【請求項３４】
選択されたイオンが、同時に前記コリジョンセルに入るか、または異なる質量電荷比チャネルに応じて連続的に前記コリジョンセルに入る、請求項２９に記載の質量分析データ取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量分析データ取得の分野、特に、高いイオンデューティサイクルを有し、プロダクトイオンのイオン電流クロマトグラムを使用することによって定量的解析を実施し得る質量分析データ取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高感度および優れた選択性という特徴のために、質量分析装置は複雑な試料の分析に広く適用されてきた。特に、エレクトロスプレーイオン化に代表されるソフトイオン化技術が発明されて以来、質量分析装置は有機化合物の分析においてより広く適用されている。
【０００３】
質量分析装置によって定性的および定量的に分析することができる一般的な有機化合物には、タンパク質、ポリペプチド、代謝産物、医薬品、麻薬、農薬などが含まれる。複雑な試料には膨大な数の物質が含まれているため、高分解能質量分析装置とタンデム質量分析装置は、それらの高い解析能力のためにますます使用されている。
【０００４】
高分解能質量分析とタンデム質量分析の両方の利点を活かして、高分解能タンデム質量分析技術はすべての質量分析装置の中で最も高い解析能力を備える。一例として、ＬＣ−ＭＳ分析中、プロダクトイオンのイオン電流クロマトグラムは、より高いシグナル／ノイズ比およびより良好な耐不純物干渉性を有し、一方、プロダクトイオンのスペクトルは、被分析物の構造解析のための有効な参考情報を提供し得る。現在、一般的な高分解能タンデム質量分析には、タンデム四重極飛行時間型（ＱＴＯＦ）質量分析、タンデムイオントラップ飛行時間型（ＩＴ−ＴＯＦ）質量分析、タンデム四重極オービトラップ質量分析、タンデムイオントラップオービトラップ質量分析などが含まれる。
【０００５】
オミックス研究は、生物の動作原理の理解を大いに高め、したがって新たな医療スキームおよび新しい薬剤の開発を促進し得る。現在、オミックス解析は主にゲノム解析、プロテオーム解析およびメタボローム解析を含み、ゲノム解析は主に遺伝子配列決定法に依存し、プロテオーム解析およびメタボローム解析は共に、解析能力の高い質量分析法に依存する。
【０００６】
質量分析装置の分解能およびタンデム質量分析において急速な進歩が達成されてきたが、質量分析装置は、オミックス解析において膨大な数の物質に直面したとき、依然としてすべての困難を克服することはできない。複雑な試料では、質量分析装置のデータ取得戦略を改善することが非常に重要である。プロテオーム解析におけるポリペプチドの適用範囲を増加させるために、Ｄｕｃｒｅｔらは１９９８年にデータ依存型取得スキームを提案した（非特許文献１）。このスキームは以下の工程を含む：１）コリジョンセルを低衝突エネルギーモードで動作させて、タンデム四重極飛行時間型質量分析装置の前段質量分析器では質量選択を行わず、飛行時間型質量分析器では目的質量範囲内でプリカーサイオンをスキャンする；２）プリカーサイオンスキャン工程で測定されたプリカーサイオン情報に従って、最も高い存在率を有するいくつかのプリカーサイオンの質量電荷比チャネルが、候補イオン質量電荷比チャネルとされる；１つの質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンがコリジョンセルの前段にある四重極質量分析器によって毎回選択され、コリジョンセルに送り込まれる；コリジョンセルを高断片化エネルギーモードで動作させて、プリカーサイオンは断片化され、生成されたプロダクトイオンのマススペクトルが飛行時間型質量分析器によって記録される；複数の候補イオン質量電荷比チャネルを完全にモニタリングするためには何回もの断片化およびプロダクトイオンスキャンが必要である；（３）１つのプリカーサイオンスキャンイベントと数個のプロダクトイオンスキャンイベントが１サイクルを形成し、１サイクル終了後に次のサイクルが実行される。
【０００７】
このデータ依存型取得方法は、タンデム質量分析を用いた解析の被分析物の適用範囲が低いという問題をある程度解決する。しかしながら、１回のプロダクトイオンスキャンによって１つのプリカーサイオン質量電荷比チャネルのプロダクトイオン情報しかモニターすることができないため、タンデム質量分析を用いた解析についてのデューティサイクルおよびスループットは低い。多数の被分析物がクロマトグラフィカラムから溶出する場合、量が少ない方の多くのプリカーサイオンはまだモニターされていない。また、各サイクルにおけるプロダクトイオンスキャンイベントに対応するプリカーサイオンの質量電荷比チャネルが絶えず変化するため、クロマトグラフィ溶出時間内に被分析物のプロダクトイオンが複数回均等に検出されることが保証されず、プロダクトイオンのイオン電流クロマトグラムではなく被分析物のプリカーサイオンのイオン電流クロマトグラムを使用することによってしか定量的解析を行うことができず、そのためオミックス研究における定量的解析の選択性および精度が低下する。
【０００８】
データ依存型取得方法の改良として、多重プリカーサイオン反応モニタリング（ＰＲＭ）が提案されており、ここでは複数の質量電荷比チャネルのプリカーサイオンが断片化のために連続的にコリジョンセルに送り込まれ、複数の質量電荷比チャネルのプリカーサイオンのプロダクトイオンがコリジョンセル内で混合され、その後、次段の高分解能質量分析器によって質量電荷比で分析される（非特許文献２）。得られたプロダクトイオンのマススペクトルは、複数の質量電荷比チャネルに対応するプリカーサイオンの混合スペクトルであるため、単一ペプチドのプロダクトイオンのマススペクトルを復元するためには、ペプチドの２つの相補的プロダクトイオンの質量と、このペプチドのプリカーサイオンの質量との関係を用いてデコンボリューションを行う必要がある。使用されるデコンボリューション工程に制約されるため、この方法はメタボロミクス研究よりもむしろプロテオミクス研究に適する。さらに、各スキャンサイクルにおけるプロダクトイオンスキャンイベントに対応するプリカーサイオンの選択はデータ依存型取得法のものと同様であり、そのためＰＲＭは、プロダクトイオンのイオン電流クロマトグラムを使用することによる定量的解析には適さない。
【０００９】
Ｗｉｌｓｏｎらによって提案されたデータ非依存型取得戦略（非特許文献３）は、プロダクトイオンのイオン電流クロマトグラムを定量的解析に使用することができないという困難をうまく解決する。データ非依存型取得方法は、初期のうちはイオントラップで実行されているが、この方法は、後にはタンデム四重極飛行時間型質量分析装置によるオミックス解析において主に使用されている（非特許文献４、特許文献１）。データ非依存型取得戦略では、プリカーサイオンの全質量電荷比範囲を、それぞれ１０〜３０ａｍｕの幅を有する多数の質量電荷比ウィンドウに均等に分け、各質量電荷比ウィンドウについてプリカーサイオンの断片化とプロダクトイオンスキャンを実施する。従来のデータ依存型取得方法と比較して、この方法では、被分析物のクロマトグラフィ溶出時間中にプリカーサイオンのプロダクトイオンを複数回均一に取得することができ、そのためプロダクトイオンのイオン電流クロマトグラムを定量的解析に使用し得る。しかしながら、この方法では、プロダクトイオンスキャンは、プリカーサイオンを含まない質量電荷比ウィンドウを含むすべての質量電荷比ウィンドウに対して無差別に実施される。そのため、質量分析装置のスキャン能力が十分に利用されず、デューティサイクルにはまださらに改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第８８０９７７２号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｓｃｉ．１９９８，７（３），７０６−７１９
【非特許文献２】Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ２０１１，８３（２０），７６５１−７６５６
【非特許文献３】Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ２００４，７６（２４），７３４６−７３５３
【非特許文献４】Ｎａｔ  Ｍｅｔｈ  ２０１５，（１２），１１０５−１１０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
先行技術の欠点を踏まえた本発明の目的は、先行技術の問題を解決するための新規な質量分析データ取得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】
この目的および他の関連する目的を達成するために、本発明は、主に以下の工程を含む、質量分析装置のためのデータ取得方法を提供する：ａ．イオンを生成するための少なくとも１つのイオン源を提供する工程；ｂ．コリジョンセルが第１の動作モードにして、イオンを断片化しないかまたはあまり断片化しない工程；ｃ．第１の動作モードで生成されたイオンのマススペクトルを第１の断片化スペクトルとして記録する工程；ｄ．イオンから、複数の不連続な質量電荷比チャネルに分布している２つ以上のイオンを選択する工程；ｅ．コリジョンセルが第２の動作モードにして、不連続な質量電荷比チャネルに分布している選択されたイオンの少なくとも一部を断片化する工程；ｆ．第２の動作モードで生成されたイオンのマススペクトルを第２の断片化スペクトルとして記録する工程；およびｇ．工程ｂ〜ｆを数回繰り返し実行し、前の工程ｄで選択されたイオンに対応する質量電荷比チャネルを、イオン源によって生成されたイオンのイオン強度が設定された閾値を下回るまで、その後の繰り返し実行において常に選択する工程。
【００１４】
一つの好ましい解決策として、このデータ取得方法はクロマトグラフィ−質量分析システムのデータ取得に適用される。さらに、第１の断片化スペクトルに存在するイオンと第２の断片化スペクトルに存在するイオンとは、生じるクロマトグラフのピークの溶出時間に従って互いに関連付けられる；または、第１の断片化スペクトルに存在するイオンと第２の断片化スペクトルに存在するイオンとは、クロマトグラフのピークの形状に従って互いに関連付けられてもよい；または、第１の断片化スペクトルに存在するイオンと第２の断片化スペクトルに存在するイオンとは、クロマトグラフのピークの溶出時間および形状の両方に従って互いに関連付けられてもよい。
【００１５】
別の好ましい解決策として、選択されたイオンに対応する質量電荷比チャネルの数は設定された数値以下である。さらに、設定される数値は、分析対象試料の複雑さに応じてリアルタイムで変更される。さらに、選択されたイオンの質量電荷比チャネル数がそれ以上増加しないかまたは設定数値に達したとき、工程ｂ〜ｆをさらに予め設定された回数繰り返し実行した後にその選択を終了し、次に新たな選択が行われて、工程ｂ〜ｆがさらに実行される。
【００１６】
別の好ましい解決策として、工程ｂ〜ｆの１回の繰り返し実行中に：工程ｄは、複数のバッチで生成されたイオンから２つ以上のイオンを選択する工程をさらに含み；工程ｆは、各バッチ中の断片化に由来するイオンのマススペクトルをその第２の断片化スペクトルとしてそれぞれ記録する工程をさらに含む。さらに、複数のバッチでの選択において、それぞれのバッチで選択されたイオンの質量電荷比チャネルは異なる。さらに、あるバッチの選択中に、選択されたイオンの質量電荷比チャネルの数がそれ以上増加しないかまたは設定された数値に達したとき、工程ｂ〜ｆをさらに予め設定された回数繰り返し実行した後にこのバッチにおける選択を終了してもよい。さらに、生成されたイオンの質量電荷比チャネルは、異なるバッチの選択において均一に分布していてもよい。
【００１７】
別の好ましい解決策として、質量電荷比チャネルは１ａｍｕより大きい質量電荷比幅を有する。
【００１８】
別の好ましい解決策として、選択されたイオンは、同時にコリジョンセルに入るか、または異なる質量電荷比チャネルに応じて連続的にコリジョンセルに入る。
【００１９】
この目的および他の関連する目的を達成するために、本発明はさらに、主に以下の工程を含む、質量分析装置のための第２のデータ取得方法を提供する：ａ．イオンを生成するための少なくとも１つのイオン源を提供する工程；ｂ．イオンから、複数の不連続な質量電荷比チャネルに分布している２つ以上のイオンを選択する工程；ｃ．選択されたイオンを、コリジョンセルを通過させて少なくとも部分的に断片化させる工程；ｄ．工程ｃで生成されたイオンのマススペクトルを記録する工程；およびｅ．工程ｂ〜ｄを予め設定された回数、繰り返し実行し、工程ｂを実行するたびに、前の工程ｂで選択された、不連続な質量電荷比チャネルに分布しているイオンを常に選択する工程。
【００２０】
第２のデータ取得方法の一つの好ましい解決策として、工程ｂ〜ｄを予め設定された回数繰り返し実行した後に選択が終了し、次に新たな選択が行われて、工程ｂ〜ｄが繰り返し実行される。
【００２１】
第２のデータ取得方法の一つの好ましい解決策として、工程ｂ〜ｄの１回の繰り返し実行中に、工程ｂは、複数のバッチで生成されたイオンから２つ以上のイオンを選択する工程をさらに含み；工程ｄは、各バッチ中の断片化に由来するイオンのマススペクトルをそれぞれ記録する工程をさらに含む。さらに、複数のバッチでの選択において、それぞれのバッチで選択されたイオンの質量電荷比チャネルは異なる。さらに、複数のバッチでの選択のうち、あるバッチでの選択が予め設定された回数だけ繰り返し実行された後に、このバッチにおける選択を終了してもよい。さらに、複数のバッチでの選択において、選択されたイオンの質量電荷比チャネルは、データベースに従って事前に決定しておいてもよい。また、複数のバッチでの選択において、各バッチの繰り返し回数および開始／終了時間は、データベースに従って事前に決定しておいてもよい。また、データベースは、シミュレーションソフトウェアによって作成されるか、または事前に実施されたクロマトグラフィ−質量分析を用いた解析によって作成されてもよい。
【００２２】
第２のデータ取得方法の一つの好ましい解決策として、質量電荷比チャネルは１ａｍｕより大きい質量電荷比幅を有する。
【００２３】
第２のデータ取得方法の一つの好ましい解決策として、選択されたイオンは、同時にコリジョンセルに入るか、または異なる質量電荷比チャネルに応じて連続的にコリジョンセルに入る。
【００２４】
第２のデータ取得方法の一つの好ましい解決策として、マススペクトルが得られた後、既知の物質の予め保存されたマススペクトルを含むデータベースを検索して、取得されたマススペクトルが１つまたは複数の既知の物質に対応するかどうかを判断する。さらに、検索のプロセスは以下の工程を含む：ａ）データベースから、既知の物質のマススペクトルを得る工程；ｂ）既知の物質のマススペクトル中に存在するプロダクトイオンから時変イオン電流クロマトグラムを作成する工程；およびｃ）得られたイオン電流クロマトグラムと既知の物質のマススペクトルに従って、既知の物質が検出されたか否かを判断するためのスコアを算出する工程。さらに、イオン電流クロマトグラムに従って既知の物質の定量的数値を算出する。
【００２５】
この目的および他の関連する目的を達成するために、本発明はさらに、主に以下の工程を含む、質量分析装置のための第３のデータ取得方法を提供する：ａ．イオンを生成するための少なくとも１つのイオン源を提供する工程；ｂ．イオンを、断片化されないかまたは部分的に断片化されるようにコリジョンセルを迂回させる工程；ｃ．イオンのマススペクトルを第１の断片化スペクトルとして記録する工程；ｄ．イオンから、複数の不連続な質量電荷比チャネルに分布している２つ以上のイオンを選択する工程；ｅ．選択されたイオンを、コリジョンセルを通過させて少なくとも部分的に断片化させる工程；ｆ．工程ｅで生成されたイオンのマススペクトルを第２の断片化スペクトルとして記録する工程；およびｇ．工程ｂ〜ｆを数回繰り返し実行し、工程ｄを繰り返し実行するときに、前の工程ｄで選択された、不連続な質量電荷比チャネルに分布しているイオンを、選択されたイオンのイオン強度が設定された閾値を下回るまで常に選択する工程。
【００２６】
第３のデータ取得方法の一つの好ましい解決策として、工程ｂ〜ｆの１回の繰り返し実行中に、工程ｄは、複数のバッチで生成されたイオンから２つ以上のイオンを選択する工程をさらに含み；工程ｆは、各バッチ中の断片化に由来するイオンのマススペクトルをその第２の断片化スペクトルとしてそれぞれ記録する工程をさらに含む。さらに、複数のバッチでの選択において、それぞれのバッチで選択されたイオンの質量電荷比チャネルは異なる。さらに、あるバッチの選択中に、選択されたイオンの質量電荷比チャネルの数がそれ以上増加しないかまたは設定された数値に達したとき、工程ｂ〜ｆをさらに予め設定された回数繰り返し実行した後にこのバッチにおける選択を終了してもよい。さらに、イオンの質量電荷比チャネルは、異なるバッチでの選択において均一に分布していてもよい。
【００２７】
第３のデータ取得方法の一つの好ましい解決策として、選択されたイオンは、同時にコリジョンセルに入るか、または異なる質量電荷比チャネルに応じて連続的にコリジョンセルに入る。
【発明の効果】
【００２８】
上述したように、本発明の質量分析データ取得方法は次のような有益な効果をもたらす；タンデム質量分析においてより高いイオンデューティサイクルが実現される；さらに、質量分析データ取得方法では、イオン電流クロマトグラムを使用することによって定量的解析を行うことができ、従来のデータ依存型取得方法よりも高い定量精度を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明による質量分析データ取得方法を実施することができる一つの好ましい質量分析装置の構造図を示す。
【図２】図２は、本発明による一つの好ましい質量分析データ取得方法の模式図を示す。
【図３】図３は、図２の質量分析データ取得方法に対応する作業フローチャートを示す。
【図４】図４は、本発明による別の好ましい質量分析データ取得方法の模式図を示す。
【図５】図５は、図４の質量分析データ取得方法に対応する作業フローチャートを示す。
【図６】図６は、図２および図３の質量分析データ取得方法に対応する、プロダクトイオンスキャンイベントにプリカーサイオンを割り当てるための一つの好ましいスキームの模式図を示す。
【図７】図７は、先行技術におけるデータ依存型取得方法の模式図を示す。
【図８】図８は、先行技術におけるプリカーサイオンスキャンを含むデータ非依存型取得方法の模式図を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、図２および図３の質量分析データ取得方法に対応するデータインスタンスの解析チャートを示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図２および図３の質量分析データ取得方法に対応するデータインスタンスの解析チャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施は、特定の実施形態によって以下に説明され、本発明の他の利点および効果は、本明細書に開示される内容から当業者によって容易に理解され得る。本発明はまた、追加の異なる特定の実施形態によって実施または適用され得る。本明細書における詳細は、異なる観点および用途に基づいてもよく、本発明の精神から逸脱することなく、細部に対して様々な修正または変更を加え得る。以下の実施形態および実施形態における特徴は、矛盾しない場合は組み合わせてもよいことに留意されたい。
【００３１】
なお、以下の実施形態における図面は、単に本発明の基本概念を例示的に説明するためのものであることに留意されたい。したがって、本発明に関連する構成要素のみが図面に示されており、それらは実際の実施における構成要素の数、形状およびサイズに従って描かれていない。一方、構成要素の形状、数および規模は、実際の実施において任意に変更されてもよく、構成要素のレイアウト形態はより複雑になり得る。
【００３２】
本発明の目的は、タンデム質量分析を用いた解析の際のイオン利用効率および定量能力を有意に改善するための新規なマススペクトルデータ収集方法を提供することである。本発明を、図１〜図９Ｂを参照して以下で詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明による質量分析データ取得方法を実施することができる一つの好ましい質量分析装置１００を示す。質量分析装置１００は、イオン源１１０、イオン集束装置１２０、イオン輸送装置１３０、第１段階質量分析器１４０、コリジョンセル１５０、直交加速反射型飛行時間型質量分析器１６０および検出器１７０を含む。
【００３４】
一つの好ましい実施形態では、質量分析装置１００はクロマトグラフと共に使用され、ここでクロマトグラフは、液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、キャピラリー電気泳動装置などであり得る。本発明の質量分析データ取得方法を、ＬＣ−ＭＳを例にとって以下で詳細に説明する。
【００３５】
液体クロマトグラフからの溶離液は、イオン化のためにイオン源１１０に供給される。一つの好ましい解決策として、イオン源１１０はエレクトロスプレーイオン源である。被分析物はイオン化され、次いでイオン集束装置１２０によって集束され、イオン輸送装置１３０に供給される。イオンは、その後、第１段階質量分析器１４０に供給される。
【００３６】
一つの好ましい解決策として、第１段階質量分析器１４０は四重極場に基づく質量分析器であり、一組の四重極ロッド、三次元イオントラップ、線形イオントラップなどであり得る。第１段階質量分析器１４０は、ＴＴＩ（全透過イオン）モードで動作し得る。すなわち、全質量電荷比範囲内のイオンは無差別にコリジョンセル１５０に供給され、次いで生成されたイオンは次段の質量分析器１６０に輸送される。第１段階質量分析器１４０はまた、イオン選択モードでも動作し得る。すなわち、イオンはコリジョンセル１５０を介して次段の質量分析器１６０に識別的に輸送される。
【００３７】
被分析物が主に低質量イオンである分析タスク、例えばメタボノミクス分析の場合、全質量電荷比の範囲は一般に、ｍ／ｚ  １００〜ｍ／ｚ  ８００の質量電荷比に対応する。被分析物が主にポリペプチドである分析タスク、例えばプロテオミクス分析の場合、全質量電荷比選択は一般に、ｍ／ｚ  ４００〜ｍ／ｚ  １４００の質量電荷比に対応する。
【００３８】
第１段階質量分析器１４０を出た後、イオンはコリジョンセル１５０に入る。コリジョンセル１５０は、低断片化モード（第１の動作モード）または高断片化モード（第２の動作モード）で動作し得る。コリジョンセル１５０が低断片化モードで動作するとき、コリジョンセル１５０に入るイオンは、断片化されていないかまたはあまり断片化されていない。コリジョンセル１５０が高断片化モードで動作するとき、より多くのイオンが断片化される。コリジョンセル１５０を出た後、イオンは直交イオン加速領域に入る。加速されたイオンは、飛行時間型質量分析器１６０内の質量電荷比に従って分離され、次いで連続的に検出器１７０に到達する。検出器１７０はイオンのマススペクトルを記録し得る。このとき、低断片化モードで記録されたイオンのマススペクトルが低断片化スペクトル（第１の断片化スペクトル）として、および高断片化モードで記録されたイオンのマススペクトルが高断片化スペクトル（第２の断片化スペクトル）として使用される。
【００３９】
本発明の質量分析データ取得方法を実施することができる一つの好ましい質量分析装置として、イオン切換装置がコリジョンセルの前面にさらに設けられてもよく、イオンが平行なイオンチャネルによって断片化されにくいように、コリジョンセルと平行なイオンチャネルが追加的に設けられる。イオン切換装置は、第１段階質量分析器を出るプリカーサイオンをコリジョンセルまたはコリジョンセルと平行なイオンチャネルに誘導し得る。低断片化スペクトルが記録されるべきである場合、プリカーサイオンはコリジョンセルと平行なイオンチャネルに誘導される；しかしながら、高断片化スペクトルが記録されるべき場合は、プリカーサイオンはコリジョンセルに誘導される。このとき、コリジョンセルは常に高断片化モードで動作するため、より多くのプリカーサイオンが断片化される。本発明における質量分析データ取得方法は、上述した２種類の質量分析装置で実施され得る。
【００４０】
図２は、すべてのプリカーサイオンを網羅するようにタンデム質量分析のために複数のプリカーサイオンを同時に複数回選択する、多重データ依存型取得と呼ばれる一つの好ましい質量分析データ取得方法を示しており、複数の選択されたプリカーサイオンは複数の不連続な質量電荷比チャネルに分布し、選択されたプリカーサイオンの質量電荷比チャネルの数は予め設定された数値を超えない。予め設定された数値は、分析される試料の複雑さに応じてリアルタイムで変化する。具体的な説明は以下の通りである。図２の横軸は、スキャン回数２８０を表す。スキャン回数２８０は、ＬＣ−ＭＳ分析における溶出時間に対応する。１回のスキャンは１つのスキャンイベントに対応し、分析時間が増えるとスキャン回数も増加する。一般に、１回のスキャンにかかる時間は０．０２秒から１秒であり、ＱＴＯＦ（四重極飛行時間型）質量分析装置の被分析物の濃度によって異なる。一つの好ましい解決策として、１回のスキャンのスキャン時間を０．０５秒に設定し得る。図２の縦軸は質量電荷比２１０を表し、縦軸の全範囲は全質量電荷比範囲に対応する。図２において、縦軸と同じ高さの二重矢印を有する線分は、全質量電荷比範囲内のスキャンプリカーサイオンに対する１つのスキャンイベント２３０を表す；二重矢印を有する線分の右側の全質量電荷比範囲内にランダムに分布する円の組み合わせは、複数の質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンに対応する１つのプロダクトイオンスキャン２４０を表し、質量電荷比チャネルの幅は１〜３ａｍｕである；また、円の組み合わせの右側にある三角形の組み合わせおよび星印の組み合わせは、プロダクトイオンスキャン２４０と同様であり、異なる質量電荷比チャネルの組み合わせに対応する２つのプロダクトイオンスキャン２５０および２６０を別々に表す。一例として、１つのサイクル２７０は１つのプリカーサイオンスキャンイベントと３つのプロダクトイオンスキャンイベントのみを含むと仮定する。１つのサイクルが終了すると、次のサイクルに進む。一つの好ましい解決策として、各サイクルに含まれるスキャンイベントの数は一定である。
【００４１】
図３は、図２のデータ取得方法の詳細なフローチャートを示しており、ＬＣ−ＭＳを使用することによる多重データ依存型取得の全プロセスを示す。第１の工程はプリカーサイオンスキャン３２０である。タンデム質量分析装置における第１段階または第２段階質量分析器は、全質量電荷比範囲内のプリカーサイオンの質量を測定し、得られたプリカーサイオンのマススペクトルを記録するために使用され得る。一つの好ましい解決策として、第２段階質量分析器は高分解能質量分析器、例えば飛行時間型質量分析器である。プリカーサイオンスキャン３２０の工程で得られたスペクトルに従って、検出されたプリカーサイオンから、タンデム質量分析装置のコリジョンセルの前段にある質量分析器を使用することによって、２つ以上の質量電荷比チャネルに対応するプリカーサイオンが選択される。選択されたプリカーサイオンは、同時にコリジョンセルに入るか、または異なる質量電荷比チャネルに応じて連続的にコリジョンセルに入る。プリカーサイオンはコリジョンセル内で断片化され（３３０）、複数の質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンに由来するプロダクトイオンがコリジョンセル内で混合される。生成されたプロダクトイオンは、質量分析のために第２段階質量分析器に供給され、得られたプロダクトイオンのマススペクトルが記録される。これがプロダクトイオンスキャン工程３４０である。１つのプリカーサイオンスキャン−プロダクトイオンスキャンサイクル３５０を完了するために、プリカーサイオンスキャンイベントに続いて、プリカーサイオンスキャンイベント３２０で検出された特定の存在率を有するプリカーサイオンの質量電荷比チャネルに対応するすべてのプロダクトイオンがカバーされるまで、２つ以上のプリカーサイオン断片化‐プロダクトイオンスキャンイベントが連続的に実施される。１サイクルの終わりに、プロダクトイオンスキャンの時系列順に従ってこのサイクルのプロダクトイオンスキャンイベントに番号が付けられる。液体クロマトグラフィ分離プロセス全体において被分析物を記録するためには、プリカーサイオンスキャン−プロダクトイオンスキャンサイクル３６０を繰り返し実施することが必要である。被分析物の定量的分析を実現するために、クロマトグラフのピーク全体の範囲内で同じ被分析物に対応するプリカーサイオンに対してプロダクトイオンスキャンが複数回実施される。
【００４２】
スキャンサイクル３６０の繰り返し中に、特定の質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンがそのサイクルに入ると、プリカーサイオンは常に、後続のサイクルで同じシリアル番号を有するプロダクトイオンスキャンイベントに割り当てられる。特定のスキャンイベントの対応する被分析物がクロマトグラフィカラムから完全に溶出すると（例えばプリカーサイオンのイオン強度が設定された閾値を下回ると）、このスキャンイベントは終了し、次のサイクルで、このスキャンイベントは新しく検出されたプリカーサイオンの質量電荷比チャネルに付与される。１回の試料注入についてのクロマトグラフィ分離が終了するまで、プリカーサイオンスキャン−プロダクトイオンスキャンサイクル３７０が繰り返される。
【００４３】
図４は、別の好ましい質量分析データ取得方法を示しており、図２の方法とはわずかに異なる別のデータ取得方法４００を表示し、ここでは、複数の質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンは、異なる質量電荷比チャネルにおいて検出されたすべてのプリカーサイオンを網羅するためにタンデム質量分析によって同時に複数回選択される。具体的な説明は以下の通りである。
【００４４】
図４の横軸はスキャン回数４６０を表す。スキャン回数４６０は、ＬＣ−ＭＳ分析における溶出時間に対応する。１回のスキャンは１つのスキャンイベントに対応し、スキャン回数は溶出時間と共に増加する。一般に、タンデム四重極飛行時間型質量分析装置が使用される。１回のスキャンの時間は０．０２秒から１秒であり、被分析物の濃度によって異なる。一つの好ましい解決策として、１回のスキャン（すなわち１つのスキャンイベント）のスキャン時間を０．０５秒に設定し得る。図４の縦軸は質量電荷比４１０を表す。縦軸４１０の右側の全質量電荷比範囲内の円の組み合わせは、それぞれ幅が１〜３ａｍｕの複数の質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンに対応する１つのプロダクトイオンスキャン４２０を表す；ならびに、円の組み合わせの右側にある三角形の組み合わせおよび星印の組み合わせは、プロダクトイオンスキャン４２０と同様であり、プリカーサイオンの異なる質量電荷比チャネルの組み合わせに対応する２つのプロダクトイオンスキャン４３０および４４０を別々に表す。一例として、１つのサイクル４５０は１つのプリカーサイオンスキャンイベントと３つのプロダクトイオンスキャンイベントのみを含むと仮定する。１つのサイクルが終了すると、次のサイクルに進む。一つの好ましい解決策として、各サイクルに含まれるスキャンイベントの数は一定であり、各スキャンイベントに対応するプリカーサイオンの質量電荷比チャネルの数は一定である。図２の方法とは異なり、この方法におけるスキャンサイクルは、プリカーサイオンスキャンイベント２３０を含まない。
【００４５】
図５は、図４のデータ取得方法の詳細なフローチャートを示しており、ＬＣ−ＭＳを使用することによる別の好ましい多重データ依存型取得の全プロセス５００を示す。第１の工程では、被分析物データベース５２０が、シミュレーションソフトウェアまたは他の方法によって確立される。被分析物データベースは、データ依存型取得（ＤＤＡ）による１回のクロマトグラフィ−質量分析を用いた解析を実施して、複数の物質のプリカーサイオン質量電荷比、プロダクトイオン質量電荷比および保持時間を取得し、次いで得られた情報を分類することによって形成され得る；または、被分析物データベースは、理論計算によって複数の潜在的被分析物のプリカーサイオン質量電荷比、保持時間およびプロダクトイオン質量電荷比を予測し、次いで得られた情報を分類することによって形成され得る；または、被分析物データベースは、フルプリカーサイオンスキャンによる１回のクロマトグラフィ−質量分析を用いた解析を実施して、プリカーサイオンの質量電荷比および保持時間情報を取得し、次いで得られた情報を分類することによって形成され得る。データベース内の被分析物のプリカーサイオン質量電荷比および保持時間情報に従って、被分析物の溶出時間内に、タンデム質量分析装置のコリジョンセルの前段にある質量分析器を使用することによって異なる質量電荷比チャネル内の複数のプリカーサイオンが選択され、その結果、プリカーサイオンは同時にコリジョンセルに入るか、または異なる質量電荷比に従って連続的にコリジョンセルに入る。プリカーサイオンはコリジョンセル内で断片化され（５３０）、複数の質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンからのプロダクトイオンがコリジョンセル内で混合される。生成されたプロダクトイオンは、質量分析のために第２段階質量分析器に供給され、得られたプロダクトイオンのマススペクトルが記録される。これがプロダクトイオンスキャン工程５４０である。１つのサイクル５５０は、１つまたは複数のプリカーサイオン断片化‐プロダクトイオンスキャンイベントを含む。対応する保持時間内に溶出した被分析物のプリカーサイオンは異なるスキャンイベントに均一に割り当てられ、プロダクトイオンスキャンイベントはプロダクトイオンスキャンの時系列順に従って番号付けされる。液体クロマトグラフィ分離プロセス全体において被分析物を記録するために、プリカーサイオン断片化‐プロダクトイオンスキャンサイクル５０６を繰り返し実施することが必要である。被分析物の定量的分析を実現するために、クロマトグラフのピーク全体の範囲内で同じ被分析物に対応するプリカーサイオンに対してプロダクトイオンスキャンが複数回実施される。次のサイクルにおいても、同じシリアル番号を有するスキャンイベントに対応するプリカーサイオンの質量電荷比チャネルは不変のままである。一方、スキャンサイクルの進行と共にスキャンイベントが一定回数繰り返された後、このスキャンイベントは終了し、このシリアル番号は他のプリカーサイオンの質量電荷比チャネルに付与される。特定のクロマトグラフィ溶出時間内のプリカーサイオンチャネルの配分は、データベース内のプリカーサイオンのクロマトグラフィ保持時間に依存する。１回の試料注入のクロマトグラフィ分離が終了するまで、プリカーサイオン断片化‐プロダクトイオンスキャンサイクル５７０が繰り返される。
【００４６】
図２および図３のデータ取得方法が質量分析装置によって実施される場合、異なる質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンをリアルタイムでプロダクトイオンスキャンイベントに動的に割り当てることが必要とされる。より有効な配分を実現し、一方で複数の質量電荷比チャネルにおけるプリカーサイオンのプロダクトイオンの相互干渉を最小限に抑えるために、図６は、別の好ましい解決策としてプリカーサイオンをプロダクトイオンスキャンイベントに割り当てるためのスキーム６００を示す。
【００４７】
説明の便宜上、１サイクル中のプリカーサイオン断片化‐プロダクトイオンスキャンイベントの数は３と設定し、各プロダクトイオンスキャンイベントに対応するプリカーサイオン質量電荷比チャネルの数は最大で３である。図６中の単一矢印を有する直線は、液体クロマトグラフの溶出時間６１０を表し、ここで、溶出時間は左から右へ徐々に増加する。各中空円は、１つの質量電荷比チャネルにおけるプロダクトイオン分析を待っているプリカーサイオン６２０を表す。図６の各例示的マススペクトル６３０は、１つのプロダクトイオンスキャンイベントの出力に対応する。図６の中実三角形は、１つのプリカーサイオンスキャンイベント６４０を示す。配分スキーム６００から、１つのサイクルが１つのプリカーサイオンスキャンイベントおよび３つのプロダクトイオンスキャンイベントを含み、１つのプリカーサイオンマススペクトル（図示していない）および３つのプロダクトイオンマススペクトル６３０が対応して出力されることが分かる。
【００４８】
第１サイクルのプリカーサイオンスキャンイベント６５０中に３つの質量電荷比チャネル内の異なるプリカーサイオン６２０が検出されると仮定した場合、これらのプリカーサイオンの３つの質量電荷比チャネルは３つのプロダクトイオンスキャンイベントに割り当てられ、それらは、図中の３つのプロダクトイオンマススペクトル６３０にそれぞれ対応して、この図では上から下へプロダクトイオンスキャンイベント１、２、および３としてそれぞれ番号付けされる。後続のサイクル６６０ではこの番号付け規則に従う。次に、第１サイクルに続いて、第２サイクルのプリカーサイオンスキャンイベント６６０の間に２つの新しい質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンが検出される。前のサイクルで既に検出されたプリカーサイオンの質量電荷比チャネルの配分順序は不変のままであり、新しく検出されたプリカーサイオンの２つの質量電荷比チャネルは、それぞれ１と２の番号が付されたプロダクトイオンスキャンイベントに割り当てられる。３つの新しい質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンは、第３の円６７０のプリカーサイオンスキャンイベント中に検出される。最初の５つのプリカーサイオン質量電荷比チャネルについての配分ルールは変更されないままであり、３つの新しく検出されたプリカーサイオン質量電荷比チャネルは、それぞれ３、１および２と番号付けされた３つのプロダクトイオンスキャンイベントにそれぞれ割り当てられる。任意のシリアル番号のプロダクトイオンスキャンイベントによって受け入れられたイオン質量電荷比チャネルの数が上限（３）に達した後、このスキャンイベントは新しい質量電荷比チャネルのプリカーサイオンをそれ以上受け入れない。このイベントは、サイクルの進行と共に１つのクロマトグラフのピーク幅時間（通常３０秒）継続して実行された後に終了し、次のサイクルでこのシリアル番号を有するイベントは、新しく検出されたプリカーサイオン質量電荷比チャネルを受け入れるのに使用される。分析される試料中に物質がほとんど存在せず、プロダクトイオンスキャンイベントの全部または一部に割り当てられるプリカーサイオン質量電荷比チャネルの数が上限（３）に達しないと仮定した場合、プロダクトイオンスキャンイベントに含まれるプリカーサイオン質量電荷比チャネルの数がそれ以上増加することはなく、このイベントは、サイクルの進行と共に１回のクロマトグラフのピーク幅時間（通常３０秒）継続して実行された後に終了し、次のサイクルでこのシリアル番号を有するイベントは、新しいプリカーサイオン質量電荷比チャネルを受け入れるのに使用される。
【００４９】
上記の配分スキーム６００では、同時に存在する異なる質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンは、異なるプロダクトイオンスキャンイベントに最大限に割り当てられ、その結果、異なる被分析物間の相互干渉が減少し、その後のデータ分析がより有効になる。
【００５０】
図４および図５のデータ取得方法が質量分析装置によって実施される場合、プリカーサイオン質量電荷比チャネルは確立されたデータベースから導かれ、各プリカーサイオン質量電荷比チャネルの出現順序は既知であるので、配分はより単純になる。一つの好ましい実施形態として、配分の基本原理は図６の方法と同じである。すなわち、プロダクトイオンスキャンイベントを最大限に活用し、異なる質量電荷比チャネル内の同時に存在するプリカーサイオン間の相互干渉を低減するために、プリカーサイオン質量電荷比チャネルは異なるプロダクトイオンスキャンイベントに均一に割り当てられる。
【００５１】
従来のデータ依存型取得方法と比較して、本発明の多重データ依存型取得方法は、より高いイオン利用効率およびより良好な定量能力を有する。具体的な説明は以下の通りである。図７は、縦軸が質量電荷比７１０を表し、横軸がスキャン回数７７０を表す、従来のデータ依存型取得方法の模式図を示す。質量分析装置がデータ依存型取得を実施する場合、１回のプリカーサイオンスキャン７２０が最初に実施される；次いで、測定されたプリカーサイオンの質量電荷比およびイオン強度情報に従って、いくつかの質量電荷比チャネルにおいてより高い強度を有するプリカーサイオン７３０、７４０および７５０が、連続断片化およびプロダクトイオンスキャンのために選択され、ここで、１つの質量分析データ取得サイクル７６０は、一般に、１つのプリカーサイオンスキャンイベントおよび複数のプロダクトイオンスキャンイベントを含む。測定されたプリカーサイオンの存在率は各プリカーサイオンスキャンの間一貫しないので、各サイクルにおけるプロダクトイオンスキャンイベントに対応するプリカーサイオン質量電荷比チャネルは異なる。そのため、被分析物のプロダクトイオンのマススペクトルがクロマトグラフィ溶出時間内に複数回均一に取得されることは保証されない。したがって、この方法では、プロダクトイオンのイオン電流クロマトグラムではなく、被分析物のプリカーサイオンのイオン電流クロマトグラムを用いることによってのみ定量的分析が行われる。
【００５２】
しかしながら、本発明の質量分析データ取得方法によれば、複数の質量電荷比チャネルにおけるプリカーサイオンのプロダクトイオン応答が各プロダクトイオンスキャン中に同時にモニターされるので、データ依存型取得方法と比較してイオンデューティサイクルが有意に改善される。一方、被分析物のプロダクトイオンはクロマトグラフィ溶出時間内に複数回均一に取得され、プロダクトイオンのイオン電流クロマトグラムを用いて定量的分析を実施し得る。したがって、より優れた耐干渉性能およびより高いシグナル／ノイズ比が実現される。
【００５３】
さらに、既存のデータ非依存型取得方法と比較して、本発明の質量分析データ取得方法はより高いイオン利用効率を有する。具体的な説明は以下の通りである。図８は、既存のデータ非依存型取得方法の模式図を示しており、縦軸は質量電荷比８１０を表し、横軸はスキャン回数８５０を表す。質量分析装置は、最初に全質量電荷比範囲内で１回のプリカーサイオンスキャン８２０を実施し、次いで全質量電荷比選択を、それぞれ一般に１０−３０ａｍｕの幅を有するいくつかの質量電荷比ウィンドウ８３０に均一に分け、各ウィンドウ内のすべてのプリカーサイオンに対してプリカーサイオンの断片化およびプロダクトイオンスキャンを連続的に実施する。１回のプリカーサイオンスキャンおよび数回のプロダクトイオンスキャンが１回のスキャンサイクル８４０を形成する。従来のデータ依存型取得方法と比較して、この方法では、被分析物のクロマトグラフィ溶出時間中にプリカーサイオンのプロダクトイオンを複数回均一に取得することができ、プロダクトイオンのイオン電流クロマトグラムを定量的分析に使用し得る。しかしながら、この方法では、プリカーサイオンを含まない質量電荷比ウィンドウを含むすべての質量電荷比ウィンドウ内のプロダクトイオンが各スキャンサイクルにおいて無差別に１回スキャンされるので、質量分析装置のスキャン能力が十分に利用されず、デューティサイクルは減少する。
【００５４】
本発明の質量分析データ取得方法によって、プリカーサイオンスキャン中に検出されたイオンに従ってプリカーサイオン質量電荷比チャネルをリアルタイムで選択することができ、プリカーサイオンのデューティサイクルは大幅に改善される。
【００５５】
図９Ａ〜９Ｂは、図２および図３のデータ取得方法に適用される一つの好ましいデータ処理インスタンスの三次元グラフである。図９Ａは、１０１サイクル目から１１４サイクル目までの例示的なプリカーサイオンスペクトルを示し、図９Ｂは、１０１サイクル目から１１４サイクル目までのプロダクトイオンスペクトルを示し、ここで、三次元グラフのｘ軸はスキャンの繰り返し回数９２０および９７０、すなわちサイクル数を表す；ｙ軸９３０および９８０はイオンの質量電荷比を表す；ｚ軸９１０および９６０は、質量分析装置の検出器上のイオンの応答を表す。
【００５６】
図９Ａにおいて、水平軸上の点と交差し、ｘｚ平面に平行な部分に存在するバーは、イオン電流サイクルにおけるプリカーサイオンのマススペクトルを表す。一例として、陰影９４０で示されている部分内のバーは、１０４サイクル目のプリカーサイオンスキャンによって得られたマススペクトルを表す。同様に、図９Ｂにおいて、水平軸上の点と交差し、ｘｚ平面に平行な部分に存在するバーは、イオン電流サイクルにおける１つのプロダクトイオンスキャンイベントによって得られたプロダクトイオンのマススペクトルを表す。一例として、陰影９９０で示されている部分内のバーは、１０２番目のサイクルにおいて１として番号付けされたプロダクトイオンスキャンイベントによって得られたマススペクトルを表す。
【００５７】
本発明の質量分析データ取得方法によって得られるプロダクトイオンのマススペクトルは、一般に、複数の質量電荷比チャネル内のプリカーサイオンの混合マススペクトルである。その後の定性的および定量的分析を実施するために、一つの好ましい解決策として、保持時間およびクロマトグラフのピークの形状がデコンボリューションの基準として使用される。単一の物質に対応するプロダクトイオンのマススペクトルは、デコンボリューションによって復元され得る。図９Ｂから、ｍ／ｚ  ２１０、ｍ／ｚ  ３１１およびｍ／ｚ  ４０８の質量電荷比を有するプロダクトイオンは、１０５サイクル目から１１２サイクル目までの間にかなりのイオン強度変化則９５１を示す、すなわち同じクロマトグラフのピークおよび溶出時間を有することがわかる。したがって、３つのプロダクトイオンは同じ物質に由来すると判断することができる。一方、図９Ａに示すように、ｍ／ｚ  ７２１の質量電荷比を有するプリカーサイオンは、１０５サイクル目から１１２サイクル目までの間に３つのプロダクトイオンと同じイオン強度変化則９５０を示す。したがって、ｍ／ｚ  ２１０、ｍ／ｚ  ３１１およびｍ／ｚ  ４０８の質量電荷比を有する３つのプロダクトイオンは、ｍ／ｚ  ７２１の質量電荷比を有するプリカーサイオンと関連付けられ、それによって単一物質に対応するプロダクトイオンの新しい純粋なマススペクトルが再構築された。また、クロマトグラフのピーク１０５０および１１００の強度またはそれらのピーク面積は、質量電荷比ｍ／ｚ  ７２１のプリカーサイオンを有する物質の定量的分析に使用し得る。
【００５８】
結論として、本発明の質量分析データ取得方法は、先行技術における様々な不利点を有効に克服し、高い工業的利用価値を有する。
【００５９】
実施形態は、単に本発明の原理と効果を説明するためのものであり、本発明を限定することを意図しない。当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、実施形態に修正または変更を加え得る。したがって、本発明の精神および技術的思想から逸脱することなく当業者によって行われるすべての等価の修正または変更は、本発明の特許請求の範囲によって組み込まれるものとする。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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