CN106910667B - 三重四级杆质谱仪 - Google Patents

Abstract

本发明的三重四级杆质谱仪求出前体离子的质荷比或者产物离子的质荷比等参数与在MRM测定中赋予最大信号强度的最佳碰撞气体压力的关系而导出近似计算公式，并将该计算公式的信息存储在最佳碰撞气体压力计算信息存储部(52)中。测定时，分析人员输入目标化合物的前体离子或产物离子的质荷比。所述最佳碰撞气体压力计算部(51)根据从所述存储部(52)中读出的近似计算公式求出与所指定的前体离子或产物离子相对应的最佳碰撞气体压力，将其设定为装置的测定条件。由此，分析人员无须进行预测定即可设定针对目标化合物的最佳碰撞气体压力，所以测定的吞吐量提高。

Description

三重四级杆质谱仪

本申请是基于以下中国专利申请的分案申请：

原案申请日：2013年8月8日

原案申请号：201380078720.3

原案申请名称：三重四级杆质谱仪

技术领域

本发明涉及一种三重四级杆质谱仪，其对因通过碰撞诱导解离(CID＝Collision-Induced Dissociation)对具有特定质荷比m/z的离子进行解离而生成的产物离子(碎片离子)进行质谱分析。

背景技术

作为质谱分析的一种方法的MS/MS分析(也称为串联分析)近年来主要广泛用于进行分子量较大的物质的鉴定或者其结构的解析。三重四级杆质谱仪(也称为串联四极杆质谱仪等)为可进行MS/MS分析的质谱仪之一，结构相对简单且价格便宜，从而被广泛使用。

三重四级杆质谱仪通常隔着用于通过碰撞诱导解离而使离子解离的碰撞池，在其前后分别具备四极滤质器。继而，在前级四极滤质器中，从来源于目标化合物的各种离子中选择具有特定质荷比的前体离子，在后级四极滤质器中，根据质荷比来分离生成自前体离子的各种产物离子。碰撞池为密闭性相对较高的箱状结构体，氩气或氮气等为惰性气体的碰撞气体被导入至其内部。经前级四极滤质器选择出来的前体离子具有适当的碰撞能量并被导入至碰撞池内，在碰撞池内与碰撞气体碰撞而产生碰撞诱导解离，生成产物离子。

碰撞池内的离子的解离效率取决于被导入至碰撞池内的离子所具有的碰撞能量的大小或者碰撞池内的碰撞气体压力(以下，在简称为“碰撞气体压力”的情况下，意指“碰撞池内的碰撞气体压力”)等。因此，通过了后级四极滤质器的产物离子的检测灵敏度也取决于碰撞能量的大小或者碰撞气体压力。

三重四级杆质谱仪为了以高精度及灵敏度进行已知化合物的定量，大多实施在前级及后级四极滤质器两方分别通过的离子的质荷比固定的多反应监测(MRM＝MultipleReaction Monitoring)模式的测定。因此，在三重四级杆质谱仪中，碰撞气体压力通常被设定为预先经制造商侧调整好的值(通常为数mTorr左右)，从而在MRM测定模式下获得尽可能高的检测灵敏度。然而，由于获得高检测灵敏度的碰撞气体压力因化合物的种类的不同而不同，所以在像上述那样将碰撞气体压力调整为固定的条件下，存在对某一化合物获得高检测灵敏度，但对其他一部分化合物而言检测灵敏度较低的问题。

因此，在一部分三重四级杆质谱仪中，分析人员(用户)可自由调整碰撞气体压力(参考专利文献1)。在这种装置中，为了针对特定化合物实现高检测灵敏度，首先分析人员自己必须调查针对该化合物的最佳碰撞气体压力。在以往的三重四级杆质谱仪中，用于确定最佳碰撞气体压力的通常的程序如下。

即，分析人员首先制作碰撞气体压力不同的多个方法文件(规定了包含碰撞气体压力、对各部的外加电压等参数的分析条件的程序文件)。继而，对包含目标化合物的试样反复执行分别使用多个方法文件的预测定，获取对于来源于目标化合物的离子的信号强度数据，即示出相对于碰撞气体压力的变化的信号强度的变化的数据。分析人员根据该测定结果找出赋予最大信号强度的碰撞气体压力，判断该气体压力为针对该化合物的最佳碰撞气体压力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010/089798号

发明内容

发明要解决的问题

通过遵循如上程序，能可靠地求出针对目标化合物的最佳碰撞气体压力。然而，由于必须反复多次针对包含相同化合物的试样进行预测定，因此对于分析人员来说相当费事，且分析的吞吐量降低。此外，在试样的量受到限制的情况下，必须减少预测定的反复次数，如此一来，无法找出赋予最大检测灵敏度的碰撞气体压力的可能性会变高。此外，在像高浓度试样或者来源于生物体的试样等这样有污染装置(例如离子源等)之虞的试样的情况下，若反复几次预测定，则也会有导致装置的污染的担忧。

本发明是为了解决因用于找出最佳碰撞气体压力的预测定而产生的上述问题而作出的，其目的在于提供一种无须进行预测定即可求出针对各化合物的最佳碰撞气体压力的三重四级杆质谱仪。

解决问题的技术手段

本申请发明者着眼于作为测定对象的前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和(相加值)以及碰撞能量各自与赋予最大信号强度的最佳碰撞气体压力的关系，通过实验对这些关系进行了严谨详尽的调查。结果发现，这些关系均能以直线或者相对简单的曲线等加以近似。本发明为基于这种见解而成，在不进行以往为了确定最佳碰撞气体压力而几乎必需的预测定的情况下，通过基于已知信息的运算处理来求出目标化合物的最佳碰撞气体压力。

即，为了解决上述问题而成的第1发明为一种三重四级杆质谱仪，其包括：前级四极滤质器，其在各种离子中选择具有特定质荷比的离子作为前体离子；碰撞池，其通过使该前体离子与指定的碰撞气体碰撞而使该离子解离；后级四极滤质器，其在因该解离而产生的各种产物离子中选择具有特定质荷比的离子；以及检测部，其对所选择的产物离子进行检测，所述三重四级杆质谱仪的特征在于，包括：

a)事前信息存储部，其预先存储有表示以下各项中的至少一种参数与赋予最大或者接近最大的检测灵敏度的最佳碰撞气体压力的关系的信息：前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和、以及碰撞能量；以及

b)最佳气体压力计算部，其在来源于作为测定对象的化合物的前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、以及测定时的碰撞能量中的至少任一项被设定为测定条件时，根据所述事前信息存储部中所存储的信息，算出对应于所述测定条件的最佳碰撞气体压力。

此处，事前信息存储部中所存储的表示前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和以及碰撞能量中的至少一种参数与赋予最大或者接近最大的检测灵敏度的最佳碰撞气体压力的关系的信息例如为，近似计算公式或者表示代表点的对应关系的表格。在后者的情况下，邻接的代表点之间可通过适当的内插或外插来求出。

根据本发明者的研究，前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和以及碰撞能量各自与最佳碰撞气体压力的关系如下。

(1)随着前体离子的质荷比增大，最佳碰撞气体压力增大。

(2)随着产物离子的质荷比增大，最佳碰撞气体压力增大。

(3)随着前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和增大，最佳碰撞气体压力增大。

(4)随着碰撞能量增大，最佳碰撞气体压力增大。

当增大碰撞气体压力时，每单位体积的碰撞气体分子会增多，通常而言，前体离子与碰撞气体分子的碰撞机会将增加。此外，当增加碰撞能量时，前体离子与碰撞气体分子碰撞时所接受到的能量会增大。这些均为促进离子解离的因素，但通常而言，越是分子量大的化合物，分子内的原子间键就越多，因此能量会分散至各原子间键。因此，为了产生碰撞诱导解离，就需要更大的能量，可推测，结果将会产生如上述(1)～(4)的现象。

由于上述关系(1)～(4)可分别利用近似计算公式或者表示代表点的对应关系的表格来表现，因此，例如本装置的制造商通过实验求出这种近似计算公式等，并将该信息预先存储在事前信息存储部中。分析人员在使用本装置而实际地执行分析时，例如从输入部设定来源于作为测定对象的化合物的前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、以及测定时的碰撞能量等作为测定条件。再者，也可设为如下构成：仅通过由分析人员指定测定对象的化合物，来自动设定预先与该化合物关联好的质荷比或碰撞能量等。

当前体离子的质荷比或者产物离子的质荷比等测定条件设定好之后，最佳气体压力计算部根据事前信息存储部中所存储的近似计算公式等信息算出与所设定的测定条件相对应的最佳碰撞气体压力，并且，例如自动地将其作为执行测定时的条件而设定在方法文件中，或者显示在显示部的画面上以告知分析人员。如此一来，利用本发明的三重四级杆质谱仪，分析人员自己无须进行预实验等即可求出适于以高灵敏度检测目标化合物的碰撞气体压力。

如上所述，前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和以及碰撞能量与最佳碰撞气体压力分别显示出具有特征性倾向的关系，但它们只是通过实验而得到的，也要考虑近似误差较大的情况。因此，为了减小近似误差，较理想为组合多种参数与最佳碰撞气体压力的关系而非一种参数与最佳碰撞气体压力的关系来求出最佳碰撞气体压力。

即，本发明的三重四级杆质谱仪优选为宜设为如下构成：

在所述事前信息存储部中预先存储分别表示以下各项中的两种以上的参数与最佳碰撞气体压力的关系的信息：前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和、以及碰撞能量，

所述最佳气体压力计算部在与作为测定对象的化合物相对应的前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、以及碰撞能量中的至少两项被设定为测定条件时，组合所述事前信息存储部中所存储的二种以上的信息来算出对应于该测定条件的最佳碰撞气体压力。

此外，进行某一化合物的MRM测定的情况下的最佳碰撞能量通常须通过由分析人员进行预实验来预先求出，其费事程度与求最佳碰撞气体压力接近。

因此，作为本发明的三重四级杆质谱仪的优选形态，宜设为如下构成：

在所述事前信息存储部中预先存储分别表示以下各项中的至少一种参数与最佳碰撞气体压力的关系的第1信息、以及表示碰撞能量与最佳碰撞气体压力的关系的第2信息：前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和，

所述最佳气体压力计算部在作为测定对象的前体离子的质荷比以及/或者产物离子的质荷比被设定为测定条件时，根据所述事前信息存储部中所存储的第1信息算出对应于该测定条件的最佳碰撞气体压力，进而根据所述事前信息存储部中所存储的第2信息算出与所算出的所述最佳碰撞气体压力相对应的碰撞能量。

根据该构成，分析人员无须进行用于求出可获得最大或者接近最大的检测灵敏度这样的最佳碰撞能量的预实验，即可同时求出最佳碰撞气体压力和最佳碰撞能量。

另外，作为化合物的定性因素，已知有以LogP、LogS为首的各种因素，但测定这种因素的方法通常较为繁杂。此处，LogP为水与1-辛醇之间的分配系数，为用于评价化合物的脂溶性的因素，LogP的值越大，表示脂溶性越高。目前，LogP被采用作化学物质的法律规定时的评价项目等，是一种广泛使用的标准性指标。此外，LogP也是表示对生物膜的透过容易性的指标之一，是生理学或药物开发领域中非常重要的值。此外，LogS是对在100g水中的溶解量的对数进行计算而得，与LogP一样，是表示化合物的性质的值。

作为测定某一化合物的LogP的通常的方法，首先，将作为测定对象的化合物与等量的水及1-辛醇充分摇匀混合直至达到平衡为止，测量化合物在两者中的溶解度。继而，当求出在水中的溶解度Cw以及在辛醇中的溶解度Co之后，通过计算Log[Co/Cw]来求出测定对象化合物的溶解度。然而，在这种测定方法中，必须准备专用的实验器具和1-辛醇。此外，测定较为耗时，且作业也较为繁杂。另一方面，要测定某一化合物的LogS，必须求出该化合物在100g水中的溶解量。因此，在需要的试样的量较多却无法确保充分量的试样的情况下，测定会较为困难。

本申请发明者在通过实验调查三重四级杆质谱仪中的碰撞气体压力与信号强度的关系的过程中发现，表示碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线的形状不太取决于碰撞池本身或者内装于碰撞池中的离子导向器的形状等硬件性因素，而是主要取决于化合物的性质。即，可以说，LogP、LogS或者其他表示化合物的化学性质的指标是决定表示碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线的形状的重要因素。本申请发明者基于这种见解，为了解决上述问题而完成了第2发明。

即，用于解决上述问题的第2发明的三重四级杆质谱仪包括：前级四极滤质器，其在各种离子中选择具有特定质荷比的离子作为前体离子；碰撞池，其通过使该前体离子与指定的碰撞气体碰撞来使该离子解离；后级四极滤质器，其在因该解离而产生的各种产物离子中选择具有特定质荷比的离子；以及检测部，其对所选择的产物离子进行检测，所述三重四级杆质谱仪的特征在于，包括：

a)分析控制部，其对各部进行控制，从而一边连续或不连续地改变碰撞池内的碰撞气体压力，一边进行针对目标化合物的多反应监测测定；

b)数据处理部，其根据在所述分析控制部的控制下得到的检测信号，获取碰撞气体压力的变化与信号强度的变化的关系；以及

c)化合物信息推断部，其根据表示碰撞气体压力的变化与信号强度的变化的关系的曲线的形状，求出表示目标化合物的物理或化学性状的参数。

此处，上述化合物信息推断部可作为用于求出目标化合物的LogP、LogS、LogS-LogP、极化率或折射率的部分。

此外，由于表示碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线的形状反映出了如上所述的化合物的物理或化学性状，因此也可根据该曲线的形状来判别化合物。即，第3发明的三重四级杆质谱仪包括：前级四极滤质器，其在各种离子中选择具有特定质荷比的离子作为前体离子；碰撞池，其通过使该前体离子与指定的碰撞气体碰撞而使该离子解离；后级四极滤质器，其在因该解离而产生的各种产物离子中选择具有特定质荷比的离子；以及检测部，其对所选择的产物离子进行检测，所述三重四级杆质谱仪的特征在于，包括：

a)分析控制部，其对各部进行控制，从而一边连续或不连续地改变碰撞池内的碰撞气体压力，一边进行针对目标化合物的多反应监测测定；

b)数据处理部，其根据在所述分析控制部的控制下得到的检测信号，获取碰撞气体压力的变化与信号强度的变化的关系；

c)定性信息存储部，其预先将表示碰撞气体压力的变化与信号强度的变化的关系的曲线的形状与化合物关联起来并加以存储；以及

d)化合物判别部，其将由所述数据处理部得到的曲线的形状与所述定性信息存储部中所存储的信息进行对照，由此来判别目标化合物。

发明的效果

根据第1发明的三重四级杆质谱仪，无须实际进行针对包含目标化合物的试样的预测定等，即可通过计算来求出来源于该目标化合物的产物离子的检测灵敏度成为最大或者接近最大的状态的最佳碰撞气体压力。因而，无须制作一点点改变碰撞气体压力的多个方法文件来进行预测定，因此可节约时间，从而可提高分析效率。此外，即便在试样的量较少而难以进行多次预测定以找出最佳碰撞气体压力的情况下，也能可靠地求出最佳碰撞气体压力。此外，由于无须对像浓度较高的试样或者来源于生物体的试样这样有可能污染装置的试样进行多次预测定，因此也可减少受到污染的装置的分解清扫等工夫或成本。

根据第2发明的三重四级杆质谱仪，无须进行繁杂的测定或作业即可简便地得到目标化合物的LogP或LogS等定性因素。此外，根据第3发明的三重四级杆质谱仪，可简便地进行化合物的判别。

附图说明

图1为使用本发明的三重四级杆质谱仪的LC/MS/MS的第1实施例的要部的概略构成图。

图2为表示针对不同的3种化合物的MRM测定中的碰撞气体压力与信号强度的关系的实际测量结果的图。

图3为表示针对大量化合物调查前体离子的质荷比与最佳碰撞气体压力的关系的结果的图。

图4为表示针对大量化合物调查产物离子的质荷比与最佳碰撞气体压力的关系的结果的图。

图5为表示针对大量化合物调查前体离子的质荷比与产物离子的质荷比和与最佳碰撞气体压力的关系的结果的图。

图6为表示针对大量化合物调查碰撞能量与最佳碰撞气体压力的关系的结果的图。

图7为使用本发明的三重四级杆质谱仪的LC/MS/MS的第2实施例的要部的概略构成图。

图8为表示不同装置间的碰撞气体压力与标准化信号强度的关系的图。

图9为表示调查针对图8的(c)中的θ的tanθ与LogP的关系的结果的图。

图10为表示调查针对图8的(c)中的θ的tanθ与LogS的关系的结果的图。

图11为表示调查针对图8的(c)中的θ的tanθ与LogS-LogP的关系的结果的图。

图12为表示调查针对图8的(c)中的θ的tanθ与极化率的关系的结果的图。

图13为表示调查针对图8的(c)中的θ的tanθ与折射率的关系的结果的图。

图14为使用本发明的三重四级杆质谱仪的LC/MS/MS的第3实施例的要部的概略构成图。

具体实施方式

[第1实施例]

下面，参考附图，对使用本发明的三重四级杆质谱仪的液相色谱三重四级杆质谱仪(以下称为“LC/MS/MS”)的第1实施例进行说明。

图1为第1实施例的LC/MS/MS的要部的概略构成图。

在第1实施例的LC/MS/MS中，液相色谱部1包括：流动相容器11，其储留有流动相；送液泵12，其吸取并以一定流量馈送流动相；注入器13，其将预先准备好的指定量的试样注入至流动相中；以及色谱柱14，其沿时间方向分离试样中所含的各种化合物。送液泵12从流动相容器11中吸取流动相并以一定流量馈送至色谱柱14。当一定量的试样液从注入器13中导入至流动相中时，试样随着流动相的流动而导入至色谱柱14，在通过色谱柱14的期间，试样中的各种化合物沿时间方向分离并从色谱柱14出口洗脱，导入至质谱仪2。

质谱仪2为如下多级差动排气系统的构成：在为大致大气压环境的电离室21与利用未图示的高性能真空泵来抽真空的高真空分析室24之间，具备真空度阶段性地提高的第1、第2中间真空室22、23。在电离室21中设置有一边对试样溶液赋予电荷一边进行喷雾的电喷雾电离(ESI)用探针25。电离室21与下级的第1中间真空室22之间通过细径的加热毛细管26连通。第1中间真空室22与第2中间真空室23之间由顶部具有小孔的锥孔体28隔开，在第1中间真空室22和第2中间真空室23内分别设置有用于将离子一边收束一边朝后级输送的离子导向器27、29。

在分析室24内，隔着内部设置有多极离子导向器32的碰撞池31而配置有根据质荷比来分离离子的前级四极滤质器30和后级四极滤质器33，进而在后级四极滤质器33的后级设置有离子检测器34。气体供给部35对碰撞池31的内部供给氩气、氮气等碰撞气体。此外，电源部36对ESI用探针25、离子导向器27、29、32、四极滤质器30、33等分别施加指定电压。

在质谱仪2中，当来自色谱柱14出口的洗脱液到达至ESI用探针25的顶端部时，其一边被赋予电荷一边被喷雾至电离室21内。通过喷雾而形成的带电液滴碰撞至周围的大气而分裂，且也因库伦斥力而分裂，得以微细化。在该过程中，液滴中的溶剂气化，来源于液滴中的化合物的离子飞出。如此生成的离子通过加热毛细管26而被送至第1中间真空室22，经离子导向器27收束并经过锥孔体28顶部的小孔而送至第2中间真空室23。继而，来源于化合物的离子经离子导向器29收束并送至分析室24，从而被导入至前级四极滤质器30的长轴方向的空间内。再者，电离法并不限于ESI，当然也可使用大气压化学电离法(APCI)或大气压光电离法(APPI)等其他大气压电离法。

在质谱仪2中进行MS/MS分析时，从电源部36对前级四极滤质器30及后级四极滤质器33的各杆电极分别施加指定电压(高频电压与直流电压重叠而成的电压)，并从气体供给部35对碰撞池31内连续或间歇性地供给碰撞气体。被送入至前级四极滤质器30的各种离子中，仅具有与施加至前级四极滤质器30的各杆电极的电压相应的特定质荷比m/z的离子通过该过滤器30，作为前体离子被导入至碰撞池31。

前体离子在碰撞池31内碰撞至碰撞气体而解离，生成各种产物离子。当所生成的各种产物离子被导入至后级四极滤质器33时，仅具有与施加至后级四极滤质器33的各杆电极的电压相应的特定质荷比的产物离子通过该过滤器33并到达至离子检测器34而得以检测。离子检测器34将与入射的离子的数量相应的检测信号输出至数据处理部4。

数据处理部4具有如下功能：根据将从质谱仪2送来的信号数字化而得的数据制作色谱或质谱，或者执行基于色谱或质谱的定性处理或定量处理。此外，附设有输入部6、显示部7的控制部5按照预先设定的分析条件，对液相色谱部1的送液泵12或注入器13、质谱仪2的电源部36或气体供给部35等各部的动作分别进行控制。此外，控制部5包括分析条件设定部50作为用于在执行分析之前确定分析条件的功能块，分析条件设定部50包括最佳碰撞气体压力计算部51和最佳碰撞气体压力计算信息存储部52。

再者，控制部5及数据处理部4的功能中的至少一部分可通过以个人电脑为硬件资源，在电脑上执行预先安装在该电脑中的专用的控制-处理软件来实现。

在第1实施例的LC/MS/MS中，对最佳碰撞气体压力计算信息存储部52中所预先存储的信息进行说明。

图2的(a)～(c)为表示针对不同的3种化合物A、B、C而一边多阶段地改变碰撞气体压力一边进行MRM测定而得到的信号强度(也就是说来源于各化合物的产物离子的信号强度)的曲线图。再者，横轴、纵轴均为经标准化的值。

根据图2可知，赋予最大信号强度的碰撞气体压力、也就是说最佳碰撞气体压力因化合物的种类的不同而不同，化合物A下为0.47，化合物B下为0.56，化合物C下为0.73。这是一部分化合物的结果，图3～图5是对更多化合物实施同样的测定，并分别调查前体离子的质荷比与最佳碰撞气体压力的关系、产物离子的质荷比与最佳碰撞气体压力的关系、以及前体离子的质荷比和产物离子的质荷比的和与最佳碰撞气体压力的关系的结果。此外，图6为调查碰撞能量而非化合物的种类与最佳碰撞气体压力的关系的结果。再者，碰撞能量主要取决于施加至碰撞池31前级的前级四极滤质器30的直流偏压与施加至碰撞池31的直流偏压的电压差。

根据图3可知，该图展示了前体离子的质荷比越大，最佳碰撞气体压力就越高的关系。此处，前体离子的质荷比与最佳碰撞气体压力的关系大致能以直线加以近似。

此外，根据图4可知，该图展示了产物离子的质荷比越大，最佳碰撞气体压力就越高的关系。此处，产物离子的质荷比与最佳碰撞气体压力的关系大致能以对数函数加以近似。

此外，根据图5可知，该图展示了前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和越大，最佳碰撞气体压力就越高的关系。此处，前体离子的质荷比和产物离子的质荷比的和与最佳碰撞气体压力的关系大致能以直线加以近似。

此外，根据图6可知，该图展示了碰撞能量越大，最佳碰撞气体压力就越高的关系。此处，碰撞能量与最佳碰撞气体压力的关系大致能以直线加以近似。

能以如下方式推测成为如上关系的理由。即，通常而言，当提高碰撞气体压力时，来源于化合物的离子(前体离子)与碰撞气体的碰撞概率会上升，相应地，因碰撞而接收到的能量会增加，因此容易产生解离。此外，越增大赋予前体离子的碰撞能量，与碰撞气体碰撞时就越容易产生解离。然而，通常而言，前体离子的分子量越大，分子内的原子间键就越多，因此，即便因碰撞而接收到相同大小的能量，分配至各原子间键的能量也会变小。可推测，结果为了促进解离，也就是说为了切断分子内的原子间键，越是分子量大的化合物，越须提高碰撞气体压力或者提高碰撞能量。

根据以上内容可理解，前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和以及碰撞能量与最佳碰撞气体压力分别具有指定的关系，通过预先求出该关系，在给出前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和、或者碰撞能量时，仅通过使用了上述关系的运算处理，就能近似地导出最佳碰撞气体压力。

具体而言，如图3、图5及图6所示，由于前体离子的质荷比、前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和以及碰撞能量与最佳碰撞气体压力的关系能分别以直线加以近似，因此将近似计算公式设为线性表达式即可。即，求最佳碰撞气体压力P的近似计算公式均可设为如下形式：

P＝a·X+b

此处，X为前体离子的质荷比Mc、前体离子的质荷比Mc与产物离子的质荷比Md的和Mc+Md、或者碰撞能量CE，a、b为常数。另一方面，如图4所示，由于产物离子的质荷比与最佳碰撞气体压力的关系能以对数函数加以近似，因此将近似计算公式设为对数函数即可。即，求最佳碰撞气体压力P的近似计算公式可设为如下形式：

P＝c·ln(Md)+d

此处，Md为产物离子的质荷比，c、d为常数。

作为一例，根据图3～图6所示的关系分别求近似计算公式如下。

前体离子的质荷比Mc与最佳碰撞气体压力P1的关系为如下式(1)。

P1＝0.0002108×Mc+0.5611…(1)

产物离子的质荷比Md与最佳碰撞气体压力P2的关系为如下式(2)。

P2＝0.1116×Ln(Md)+0.09296…(2)

前体离子的质荷比Mc与产物离子的质荷比Md的和Mc+Md与最佳碰撞气体压力P3的关系为如下式(3)。

P3＝0.0001184×(Mc+Md)+0.5750…(3)

碰撞能量CE与最佳碰撞气体压力P4的关系为如下式(4)。

P4＝0.3311×CE+0.5560…(4)

关于上述式(1)～(4)所表现的关系，通常为只要装置的基本构成或结构相同就是能忽略装置个体差异的程度。因此，在本实施例的LC/MS/MS中，例如装置的制造商根据针对大量化合物执行MRM测定的结果，求出如上述式(1)～(4)所示的与最佳碰撞气体压力相关联的近似计算公式，并将表现该近似计算公式的信息预先存储在例如为非易失性ROM的最佳碰撞气体压力计算信息存储部52中。

在使用本实施例的LC/MS/MS来进行试样中所含的已知目标化合物的定量的情况下，分析人员从输入部6输入执行MRM测定模式所需的各种参数(例如作为MRM测定的目标的前体离子的质荷比以及产物离子的质荷比等)作为测定条件之一。分析条件设定部50根据所输入的信息来制作用于执行测定的方法文件，此时，最佳碰撞气体压力计算部51根据最佳碰撞气体压力计算信息存储部52中所存储的如上所述的信息，算出与所指定的前体离子的质荷比或者产物离子的质荷比等相对应的最佳碰撞气体压力。

具体而言，最佳碰撞气体压力计算部51根据从最佳碰撞气体压力计算信息存储部52中读出的信息，求出相当于式(1)～(3)的近似计算公式，并利用该近似计算公式算出与所指定的前体离子的质荷比、产物离子的质荷比、前体离子的质荷比与产物离子的质荷比的和各自相对应的最佳碰撞气体压力的值。继而，计算这三个最佳碰撞气体压力值的平均，将其作为最佳碰撞气体压力值。在也设定了碰撞能量作为测定条件的情况下，宜也使用相当于式(4)的近似计算公式来计算与所设定的碰撞能量相对应的最佳碰撞气体压力值，将其也加入至计算平均的原始数据中。

另一方面，在未设定碰撞能量作为测定条件的情况下，最佳碰撞气体压力计算部51在像上述那样利用相当于式(1)～(3)的近似计算公式求出最佳碰撞气体压力后，将该最佳碰撞气体压力的值代入至相当于式(4)的近似计算公式中来反过来算碰撞能量。由此，可求出对应于最佳碰撞气体压力的最佳碰撞能量。

当通过以上方式算出与所指定的来源于化合物的前体离子及产物离子相对应的最佳碰撞气体压力值、或者最佳碰撞气体压力值及碰撞能量值之后，分析条件设定部50将这些值作为针对目标化合物进行MRM测定时的碰撞气体压力及碰撞能量而记录在方法文件中。

现在，作为一例，在最佳碰撞气体压力的近似计算公式为式(1)～(4)的情况下，求图2的(c)所示的针对化合物C的最佳碰撞气体压力。

此处，化合物C的前体离子的质荷比m/z为787.00，产物离子的质荷比m/z为333.20，碰撞能量为0.36。将这些值代入至式(1)～(4)中来求出最佳碰撞气体压力P1、P2、P3、P4，则P1＝0.727，P2＝0.741，P3＝0.708，P4＝0.675。计算这些值的平均值，Pav＝0.713。观察图2的(c)可知，该平均值Pav成为赋予大致最大信号强度的碰撞气体压力，也就是说，实际上为最佳碰撞气体压力。

此外，可以说，利用式(1)～(4)的近似计算公式而分别求出的P1、P2、P3、P4也是充分接近图2的(c)中的最佳碰撞气体压力的值。因而，也可不使用平均值Pav而将各气体压力值P1、P2、P3、P4中的一项直接当作最佳碰撞气体压力。此外，即便将气体压力值P1、P2、P3、P4中的两项以上的值的平均值、或者单纯的中间值等而非平均值作为最佳碰撞气体压力，在实用上也无任何问题。

如上所述，在第1实施例的LC/MS/MS中，无须在用户侧执行预测定即可设定恰当的碰撞气体压力以进行针对目标化合物的MRM测定。

以上述方式制作的方法文件存储在控制部5中所含的未图示的存储部中，当指示开始执行测定时，控制部5一边按照所存储的方法文件中的参数等对电源部36或气体供给部35进行控制，一边执行针对试样的分析。因而，在实施目标化合物的MRM测定时，碰撞池31内的碰撞气体压力被自动调整为离子的检测灵敏度最大或者接近最大的状态，由此，能以高灵敏度检测来源于目标化合物的产物离子。

[第2实施例]

参考附图，对使用了本发明的三重四级杆质谱仪的LC/MS/MS的第2实施例进行说明。

图7为作为第2实施例的LC/MS/MS的要部的概略构成图。液相色谱部1和质谱仪2的构成因与第1实施例完全相同，因此省略说明。该第2实施例的LC/MS/MS与第1实施例的不同点在于，数据处理部4包括化合物性状指标值计算部41及化合物性状指标值计算信息存储部42作为功能块，且控制部5包括化合物性状指标值计算时控制部53作为功能块。

如上所述，若在对一种化合物实施MRM测定时改变碰撞气体压力，则信号强度也会发生变化。观察图2所示的表示碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线可知，不仅是最佳碰撞气体压力因化合物而偏移，该曲线的形状本身也因化合物而不同。

将表示如下时候的信号强度的曲线图示于图8：使用碰撞池31内所配置的电极的结构或者去往碰撞池31的离子导入孔的直径等不同的两种装置a、b，针对不同的3种化合物D、E、F，一边多阶段地改变碰撞气体压力，一边执行MRM测定。根据该图8可知，即便装置不一样，针对同一化合物的表示碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线的形状也大致相同。由此可知，可认为表示碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线的形状对碰撞池31内的电极的结构等硬件的依存性较低，主要取决于作为测定对象的化合物的性质。

因此，此处使用相对于碰撞气体压力的增加程度的信号强度的增加程度作为对表示信号强度与碰撞气体压力的关系的曲线的形状进行评价的指标。现在，例如在图8的(c)的例子中，在将标准化碰撞气体压力从0.24提升至0.70时，标准化信号强度值从0.24上升至1.00。因此，使用如下式(5)作为评价指标值。

tanθ＝[标准化信号强度值的增加量β]/[标准化碰撞气体压力的增加量α]…(5)

在图8的(c)的例子中，tanθ＝1.65。

针对各种化合物而利用表示碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线计算tanθ，tanθ与各化合物的LogP、LogS、LogS-LogP、极化率(Polarizability)以及折射率(Refractivity)的关系被示出于图9～图13。根据这些图可知，tanθ与LogP、LogS、LogS-LogP、极化率以及折射率的关系能分别以直线加以近似，因此能以线性表达式加以近似。即，求LogP、LogS、LogS-LogP、极化率及折射率的近似计算公式可为如下形式：

Z＝e·tanθ+f

此处，Z为LogP、LogS、LogS-LogP、极化率或折射率，e、f为常数。

如上所述，上述关系可认为仅取决于化合物。因此，在该第2实施例的LC/MS/MS中，例如装置的制造商根据针对大量化合物执行MRM测定的结果，求出利用tanθ分别算出LogP、LogS、LogS-LogP、极化率及折射率的近似计算公式，并将表现该近似计算公式的信息预先存储在例如为非易失性ROM的化合物性状指标值计算信息存储部42中。

在欲使用本实施例的LC/MS/MS来获取试样中所含的已知目标化合物的LogP或LogS时，分析人员从输入部6指定要获取的指标值(例如LogP)之后，指示开始测定。于是，化合物性状指标值计算时控制部53接收该指示，对气体供给部35或电源部36进行控制，从而一边依序改变碰撞气体压力一边反复执行MRM测定。再者，此时，通过上述的流动注射或注入而非液相色谱部1将包含目标化合物的液体试样导入至质谱仪2即可。

在化合物性状指标值计算时控制部53的控制下，每当碰撞气体压力发生变化时，数据处理部4就读入由离子检测器34得到的检测信号，由此来收集表示碰撞气体压力与信号强度的关系的数据。化合物性状指标值计算部41根据该数据求出表示碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线，并利用该曲线算出tanθ。进而，从化合物性状指标值计算信息存储部42中读出计算所指定的指标值例如LogP的近似计算公式，根据该近似计算公式，利用所求出的tanθ算出LogP等的值。继而，将其结果通过控制部5显示在显示部7的画面上。LogP以外的值也能以相同方式算出。

此外，也可通过以往一直进行的对在100g水中的溶解量进行实际测量来算出目标化合物的LogS，且通过使用了本实施例的LC/MS/MS的上述方法来求出目标化合物的LogS-LogP的值，从而求出利用了LogS-LogP的值和通过以往方法求出的LogS的值的LogP。此外，同样也可利用通过以往方法求出的LogP的值来求LogS的值。

[第3实施例]

此外，如图8所示，由于认为表示碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线的形状主要取决于化合物的种类，因此，通过预先将化合物的种类与表示示出碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线的形状的信息关联起来并加以数据库化，可利用该数据库来判别化合物。

第3实施例的LC/MS/MS具有这种功能。图14为作为该第3实施例的LC/MS/MS的要部的概略构成图。液相色谱部1和质谱仪2的构成因与第1及第2实施例完全相同，因此省略说明。在该第3实施例的LC/MS/MS中，数据处理部4包括化合物判定部43及化合物判定信息存储部44作为功能块，控制部5包括化合物判定控制部54作为功能块。化合物判定信息存储部44为上述的、将化合物的种类与表示示出碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线的形状的信息关联起来的数据库。

化合物判定控制部54与第2实施例的LC/MS/MS中的化合物性状指标值计算时控制部53一样，对气体供给部35或电源部36进行控制，从而一边依序改变碰撞气体压力一边反复执行MRM测定。在化合物判定控制部54的控制下，每当碰撞气体压力发生变化时，数据处理部4就读入由离子检测器34得到的检测信号，由此来收集表示碰撞气体压力与信号强度的关系的数据。化合物判定部43根据该数据求出表示碰撞气体压力与信号强度的关系的曲线，并将该曲线的形状与化合物判定信息存储部44中所存储的信息进行对照，由此选取出相符或者类似度最高的化合物。继而，将其结果通过控制部5而显示在显示部7的画面上。再者，在没有相符的化合物或者不存在类似度在指定阈值以上的化合物的情况下，作出不可判定的结论即可。

再者，上述实施例均为本发明的一例，因此明确的是，即便在本发明的宗旨的范围内酌情进行变形、追加、修正，也包含在本申请的申请专利范围内。

符号说明

1 液相色谱部

11 流动相容器

12 送液泵

13 注入器

14 色谱柱

2 质谱仪

21 电离室

22、23 中间真空室

24 分析室

25 ESI用探针

26 加热毛细管

27、29 离子导向器

28 锥孔体

30 前级四极滤质器

31 碰撞池

32 多极离子导向器

33 后级四极滤质器

34 离子检测器

35 气体供给部

36 电源部

4 数据处理部

41 化合物性状指标值计算部

42 化合物性状指标值计算信息存储部

43 化合物判定部

44 化合物判定信息存储部

5 控制部

50 分析条件设定部

51 最佳碰撞气体压力计算部

52 最佳碰撞气体压力计算信息存储部

53 化合物性状指标值计算时控制部

54 化合物判定控制部

6 输入部

7 显示部。

Claims (3)

1.一种三重四级杆质谱仪，其包括：前级四极滤质器，其在各种离子中选择具有特定质荷比的离子作为前体离子；碰撞池，其通过使该前体离子与指定的碰撞气体碰撞而使该离子解离；后级四极滤质器，其在因该解离而产生的各种产物离子中选择具有特定质荷比的离子；以及检测部，其对所选择的产物离子进行检测，所述三重四级杆质谱仪的特征在于，包括：

a)分析控制部，其对各部进行控制，从而一边连续或不连续地改变碰撞池内的碰撞气体压力，一边进行针对目标化合物的多反应监测测定；

b)数据处理部，其根据在所述分析控制部的控制下得到的检测信号，获取碰撞气体压力的变化与信号强度的变化的关系；以及

c)化合物信息推断部，其根据表示碰撞气体压力的变化与信号强度的变化的关系的曲线的形状来求出表示目标化合物的物理或化学性状的参数。

2.根据权利要求1所述的三重四级杆质谱仪，其特征在于，

所述化合物信息推断部求取目标化合物的LogP、LogS、LogS-LogP、极化率或折射率，

所述LogP为所述目标化合物在水与1-辛醇之间的分配系数，

所述LogS是对所述目标化合物在100g水中的溶解量的对数进行计算而得。

3.一种三重四级杆质谱仪，其包括：前级四极滤质器，其在各种离子中选择具有特定质荷比的离子作为前体离子；碰撞池，其通过使该前体离子与指定的碰撞气体碰撞而使该离子解离；后级四极滤质器，其在因该解离而产生的各种产物离子中选择具有特定质荷比的离子；以及检测部，其对所选择的产物离子进行检测，所述三重四级杆质谱仪的特征在于，包括：

a)分析控制部，其对各部进行控制，从而一边连续或不连续地改变碰撞池内的碰撞气体压力，一边进行针对目标化合物的多反应监测测定；

b)数据处理部，其根据在所述分析控制部的控制下得到的检测信号，获取碰撞气体压力的变化与信号强度的变化的关系；

c)定性信息存储部，其预先将表示碰撞气体压力的变化与信号强度的变化的关系的曲线的形状与化合物关联起来并加以存储；以及

d)化合物判别部，其将由所述数据处理部得到的表示碰撞气体压力的变化与信号强度的变化的关系的曲线的形状与所述定性信息存储部中所存储的信息进行对照，由此来判别目标化合物。