CN107923872A - 串联型质谱分析装置 - Google Patents

Abstract

对由四极杆滤质器(2)选择出的前体离子施加规定的碰撞能量(CE)来使该前体离子断裂，仅将所生成的产物离子中的规定的m/z范围的离子累积到离子阱(4)，之后利用TOF(5)分离并检测该规定的m/z范围的离子。针对源自目标化合物的一个前体离子，按所设定的多个CE值与细致划分出的m/z范围的每个组合进行质谱分析来获取谱数据，谱数据累计部(81)对通过不同的(CE值，m/z范围)的组合下的质谱分析得到的谱数据进行累计。质谱制作部(82)基于累计得到的谱数据来制作与目标化合物对应的一个产物离子谱。在该谱中，能够以高灵敏度观测到在多个CE值下得到的大的质荷比范围的产物离子。

Description

串联型质谱分析装置

技术领域

本发明涉及一种通过碰撞诱导裂解(CID＝Collision-Induced Dissociation)等使具有特定的质荷比m/z的离子断裂、并对由此生成的产物离子(碎片离子)进行质谱分析的串联型质谱分析装置。

背景技术

作为质谱分析的方法之一的MS/MS分析(串联分析)是有用于对分子量大的化合物进行鉴定或对其化学结构进行分析的方法，近年来在各种领域中被广泛利用。在利用MS/MS分析对目标化合物的结构进行分析时，一般来说，从自试样生成的各种离子中选择源自目标化合物的具有特定质荷比的离子作为前体离子，通过使该前体离子与CID气体接触等方法来使该前体离子断裂，根据质荷比将由此生成的产物离子进行分离并进行检测。然后，基于其检测信号来获取表示产物离子的质荷比与强度之间的关系的质谱(产物离子谱)。利用在该质谱中观测出的产物离子的峰值图案，并且根据情况不同还利用基于两个峰值的质荷比差而求出的中性丢失，来估计目标化合物的化学结构。

作为进行MS/MS分析的质谱分析装置而被熟知的是将进行CID的碰撞室夹在中间且在其前后配置四极杆滤质器的三重四极杆质谱分析装置。另外，与三重四极杆质谱分析装置相比，将三重四极杆质谱分析装置中的后级的四极杆滤质器更换为飞行时间质谱分析器而成的所谓的Q-TOF型质谱分析装置虽然结构复杂且价格高昂，但是能够获取精度更高的质谱。在本说明书中，将碰撞室夹在中间且在其前后分别具备质谱分析器的质谱分析装置被称为串联型质谱分析装置。

众所周知，化合物中的各种结合部位的结合能量不同，因此该结合部位的切断难易度也不同。因此，已知的是，在串联型质谱分析装置中，当例如改变由施加于前级的四极杆滤质器的直流偏置电压与施加于配设在碰撞室内的离子导向器的直流偏置电压之间的电压差等决定的碰撞能量时，即使是源自相同的化合物的前体离子，断裂的方式也不同。一般来说，对于分析复杂的化合物的化学结构而言，知道源自该化合物的各种碎片(产物离子和中性丢失)的质量会更为便利。因此，以往已知如下一种方法：针对同一化合物，将碰撞能量改变为多个等级并且重复进行产物离子的质谱分析，对这样得到的多个质谱进行累计或平均化，由此制作出能够观测到更多种类的产物离子的质谱，进行使用该质谱的定性或结构分析。

另外，作为用于以少的分析次数来获取能够观测到通过在不同的碰撞能量下的断裂而生成的各种种类的产物离子的质谱的装置，已知专利文献1所记载的质谱分析装置。在该质谱分析装置中，在碰撞室与后级的质谱分离部(飞行时间质谱分析器)之间设置暂时捕获离子的离子阱，将在不同的时间点在不同的碰撞能量下通过断裂而生成的产物离子暂时累积到离子阱，之后使所累积的该离子从离子阱一齐排出并利用飞行时间质谱分析器对该离子进行质谱分析，由此获取质谱。由此，能够通过飞行时间质谱分析器中的一次质谱分析动作，来得到能够观测到在不同的碰撞能量下断裂得到的、也就是说通过不同的断裂方式得到的各种产物离子的质谱。

专利文献1：日本特开2014-165053号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，根据专利文献1所记载的质谱分析装置，具有以下优点：通过飞行时间质谱分析器中的一次质谱分析动作，能够获取能够观测到多种类的产物离子的质谱。

另一方面，在这种质谱分析装置中，为了提高质谱中的离子的检测灵敏度，需要将尽可能多的量的离子累积到离子阱以供质谱分析。在将离子捕获到被彼此平行地配置的多根(通常为4根)杆状电极围起来的在长轴方向上长的空间中的线性离子阱中，累积离子的空间大，因此能够累积的离子的量比较多。与此相对，在由圆环状的环形电极以及将其夹在中间地配置的一对端盖电极构成的三维四极型离子阱中，累积离子的空间小，能够累积的用于空间电荷效应的离子的量相当有限。在使用三维四极型离子阱的情况下，如果产物离子的种类比较少，则每一个产物离子的信号强度足够高，但是一般来说，化合物的化学结构越复杂，产物离子的种类越多，因此每一个产物离子的信号强度相对变低，不利于定性和结构分析。

本发明是为了解决这种问题而完成的，其目的在于提供如下一种串联型质谱分析装置：能够获取能够以高灵敏度观测到源自一个化合物的多种类的产物离子的质谱，由此能够提高化合物的鉴定和结构分析的精度。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题而完成的本发明的第一方式的串联型质谱分析装置具备：离子源，其使试样中的化合物离子化；第一质谱分离部，其从所生成的各种离子中筛选具有特定质荷比的离子来作为前体离子；离子断裂部，其通过碰撞诱导裂解使该前体离子断裂；以及第二质谱分离部及检测器，其对通过该断裂而生成的各种产物离子进行质谱分析，其中，能够通过使所述第一质谱分离部、所述离子断裂部以及所述第二质谱分离部中的任一个作为离子累积部进行动作来暂时累积离子，或者，能够通过设置于所述第一质谱分离部与所述离子断裂部之间或设置于所述离子断裂部与所述第二质谱分离部之间的离子累积部来暂时累积离子，该串联型质谱分析装置的特征在于，具备：

a)碰撞能量设定部，其将在所述离子断裂部中的碰撞诱导裂解时赋予前体离子的碰撞能量变更为m个等级，其中，m为2以上的整数；

b)质荷比范围设定部，其将所述离子累积部中累积的离子的质荷比范围变更为在质荷比方向上错开的n个等级，其中，n为2以上的整数；

c)分析控制部，其对各部的动作进行控制，使得通过所述碰撞能量设定部来设定m个等级的碰撞能量中的一个，并且通过所述质荷比范围设定部来设定n个等级的质荷比范围中的一个，在该碰撞能量与质荷比范围相组合而成的条件下针对规定的前体离子实施产物离子的质谱分析，该分析控制部对各部的动作进行控制，使得对碰撞能量与质荷比范围的组合不同的m×n个全部组合分别各实施至少一次的产物离子的质谱分析；以及

d)数据处理部，其对通过在所述分析控制部的控制下实施了至少m×n次的产物离子的质谱分析所得到的谱数据进行累计，由此制作一个遍及规定质荷比范围的质谱。

另外，为了解决上述问题而完成的本发明的第二方式的串联型质谱分析装置具备：离子源，其使试样中的化合物离子化；第一质谱分离部，其从所生成的各种离子中筛选具有特定质荷比的离子来作为前体离子；离子断裂部，其通过碰撞诱导裂解使该前体离子断裂；以及第二质谱分离部及检测器，其对通过该断裂而生成的各种产物离子进行质谱分析，其中，能够通过使所述第一质谱分离部、所述离子断裂部以及所述第二质谱分离部中的任一个作为离子累积部进行动作来暂时累积离子，或者，能够通过设置于所述第一质谱分离部与所述离子断裂部之间或设置于所述离子断裂部与所述第二质谱分离部之间的离子累积部来暂时累积离子，该串联型质谱分析装置的特征在于，具备：

a)碰撞能量设定部，其将在所述离子断裂部中的碰撞诱导裂解时赋予前体离子的碰撞能量变更为m个等级，其中，m为2以上的整数；

b)质荷比范围设定部，其将所述离子累积部中累积的离子的质荷比范围变更为在质荷比方向上错开的n个等级，其中，n为2以上的整数；

c)分析控制部，其对各部的动作进行控制，使得通过所述碰撞能量设定部来设定m个等级的碰撞能量中的一个，并且通过所述质荷比范围设定部来设定n个等级的质荷比范围中的一个，在该碰撞能量与质荷比范围相组合而成的条件下针对规定的前体离子实施产物离子的质谱分析，该分析控制部对各部的动作进行控制，使得以至少n个等级的质荷比范围被选择至少一次的方式针对m个等级的碰撞能量中的各个等级的碰撞能量分别组合n个等级的质荷比范围中的小于n的任意整数个等级的质荷比范围，对该m和n中的较大一方的值以上的个数的全部组合分别各实施至少一次的产物离子的质谱分析；以及

d)数据处理部，其对通过在所述分析控制部的控制下实施了m和n中的较大的一方的值以上的次数的产物离子的质谱分析所得到的谱数据进行累计，由此制作一个遍及规定质荷比范围的质谱。

在本发明所涉及的串联型质谱分析装置中，第一质谱分离部和第二质谱分离部中的质谱分离方法没有特别限定，典型地说，作为第一质谱分离部，可以使用四极杆滤质器，作为第二质谱分离部，可以使用飞行时间质谱分离器。

另外，在与第一质谱分离部等分开地设置离子累积部的情况下，该离子累积部是三维四极型离子阱或线性型离子阱，在想要使第一质谱分离部和离子断裂部等作为离子累积部而发挥功能的情况下，只要例如通过对构成四极或四极以上的多极的杆电极(或杆电极的一部分)施加规定的电压来使其具有实质上与线性型离子阱同等的功能即可。

此外，无论是三维四极型的离子阱还是线性型的离子阱，都能够通过对为了形成用于捕获离子的高频电场而施加于构成离子阱的电极的高频电压的频率、振幅等进行变更，来改变能够稳定地捕获离子的质荷比范围。

在本发明所涉及的串联型质谱分析装置中，在第一质谱分离部是四极杆滤质器、离子断裂部是碰撞室的情况下，碰撞能量设定部能够通过对分别施加于构成四极杆滤质器的杆状电极和构成配置于碰撞室内的离子导向器的杆状电极的直流偏置电压的电压差进行变更，来变更碰撞能量。另外，在离子累积部是三维四极型离子阱或线性型离子阱的情况下，质荷比范围设定部能够通过如上所述那样对施加于构成离子阱的电极的高频电压的频率、振幅等进行变更，来变更所累积的离子的质荷比范围。碰撞能量和质荷比范围的变更均能够通过电压的变更来进行，因此能够以极高的速度来进行该变更。

在本发明的第一方式的串联型质谱分析装置中，分析控制部对各部进行控制，使得针对m个等级的碰撞能量与m个等级的质荷比范围的全部组合来对规定的前体离子实施产物离子的质谱分析。在实施针对某一个碰撞能量与某一个质荷比范围的组合的质谱分析时，将由碰撞能量设定部设定的碰撞能量和由质荷比范围设定部设定的质荷比范围分别固定，使第一质谱分离部进行动作从而选择源自目标化合物的具有特定质荷比的离子来作为前体离子。

由第一质谱分离部选择出的前体离子被赋予规定的碰撞能量而到达离子断裂部，通过碰撞诱导裂解而产生断裂，从而生成各种产物离子。产物离子进入例如配置于离子断裂部与第二质谱分离部之间的离子累积部。离子累积部在规定的时宽的期间内将入射而来的产物离子累积到其内部。在该离子累积期间中，碰撞能量和质荷比范围被固定，因此只有已定的种类的产物离子中的处于规定质荷比范围的离子被累积到离子累积部。然后，在对离子进行了规定的时宽的累积之后，从该离子累积部喷出离子并导入到第二质谱分离部，将产物离子按质荷比进行分离并进行检测。因而，通过这一次质谱分析，能够得到表示源自一个前体离子的、通过特定的碰撞能量下的碰撞诱导裂解而生成的、仅规定质荷比范围的产物离子谱的数据。虽然能够累积到离子累积部的离子的量有限，但是由于限定了质荷比范围，因此所累积的产物离子的种类没有那么多，能够充分确保每一种产物离子的离子数，能够以足够的强度检测离子。

由于针对碰撞能量与质荷比范围的全部组合实施同样的质谱分析，因此每次质谱分析得到的谱数据的离子强度足够高。数据处理部对这种谱数据进行累计，来制作遍及大的质荷比范围的产物离子谱。即使前体离子相同，当碰撞能量不同时生成的产物离子的种类、其生成比例也会大幅变化。在该第一方式的串联型质谱分析装置中，能够遍及大的质荷比范围地全面检测在不同的碰撞能量下生成的产物离子。因而，在由数据处理部制作的产物离子谱中，源自一个目标化合物的各种产物离子均能够以足够的灵敏度观测出来。

此外，当然，如果测定时间允许，则也可以对碰撞能量与质荷比范围的一个组合执行多次质谱分析。即，例如只要如下即可：将碰撞能量与质荷比范围的组合不同的m×n个全部组合执行L次(其中L为2以上的整数)，对通过实施了m×n×L次的该质谱分析得到的谱数据进行累计，由此得到产物离子谱。

另一方面，在本发明的第二方式的串联型质谱分析装置中，与上述第一方式不同，省略对碰撞能量与质荷比范围的m×n个全部组合中的至少一个组合进行的产物离子的质谱分析。这是由于，在存在推测为能够观测的产物离子的数量少或几乎没有的碰撞能量与质荷比范围的组合的情况下，执行这种条件下的质谱分析是浪费时间的。因而，只要如下即可：基于预先实施的预备性测定或基于从文献等收集到的先验信息来掌握这种实质上无法得到有用的结果的碰撞能量与质荷比范围的组合，分析控制部对各部进行控制，使得不对这种组合实施产物离子的质谱分析。

具体地说，例如，在某种化合物中，如果碰撞能量越大，越容易断裂至质荷比小的产物离子，则在提供小的碰撞能量时难以观测到质荷比小的产物离子。因此，在知道这种现象或能够得出这种估计的情况下，只要省略对小的碰撞能量值与低的质荷比范围的组合进行的产物离子的质谱分析即可。

通过像这样不对实质上无法得到有用的谱数据的碰撞能量与质荷比范围的组合执行质谱分析，能够缩短得到同等品质的产物离子谱所需的测定时间，另外，如果是相同的测定时间则能够得到更高灵敏度的产物离子谱。

在质谱分析装置的前级连接气相色谱仪(GC)、液相色谱仪(LC)并利用质谱分析装置来对利用这些色谱仪的柱在时间方向上分离出的化合物进行分析的情况下，即在GC-MS、LC-MS中，一个化合物被导入到质谱分析装置的时宽有限。另外，在不进行利用柱的成分分离的情况下，在流动注射分析(FIA)中也同样地，一个化合物被导入到质谱分析装置的时宽有限。在这种情况下，可以说，能够缩短得到针对目标化合物的灵敏度高且质荷比范围大的产物离子谱的测定时间是特别大的优点。

此外，在本发明的第二方式的串联型质谱分析装置中，也可以使针对碰撞能量与质荷比范围的全部组合执行相同次数的质谱分析所得到的结果反映在一个质谱中，但是也可以使质谱分析的执行次数按组合而不同。即，可以是，使推测为能够得到对于化合物的结构分析而言重要度高的产物离子的碰撞能量与质荷比范围的组合相比于其它组合增加质谱分析的执行次数，由此能够以高灵敏度来观测重要度高的产物离子。

发明的效果

根据本发明的第一方式及第二方式的串联型质谱分析装置，能够高效地获取能够以高灵敏度观测到源自一个化合物的大质荷比范围的产物离子的质谱。由此，能够得到与化合物有关的大量的碎片信息、即产物离子和中性丢失的质量信息，因此能够提高该化合物的定性和结构分析的精度。

另外，特别是根据本发明的第二方式的串联型质谱分析装置，能够缩短为了获取如上所述的质谱而进行的测定所需的时间，因此即使例如在如GC-MS、LC-MS那样用于源自一个化合物的离子的测定的时间短的情况下，也能够得到足以进行化合物的定性和结构分析的品质的质谱。因而，也适合于使用GC-MS、LC-MS的多组分同时分析。

附图说明

图1是作为本发明的一个实施例的串联型质谱分析装置的主要部分的结构图。

图2是本实施例的串联型质谱分析装置中的MS/MS分析模式的一例的说明图。

图3是本实施例的串联型质谱分析装置中的MS/MS分析模式的另一例的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明作为本发明的一个实施例的串联型质谱分析装置。图1是本实施例的串联型质谱分析装置的主要部分的结构图。在图1中虽未记载，但是设在该质谱分析装置的前级连接有液相色谱仪(LC)，含有利用LC的柱进行了成分分离的试样的洗脱液被导入到离子源1。

本实施例的串联型质谱分析装置在未图示的真空室的内部具备离子源1、四极杆滤质器2、在其内部配设有例如八极型的离子导向器31的碰撞室3、离子阱4、正交加速式反射型的飞行时间质谱分析器5以及离子检测器55。四极杆滤质器2相当于第一质谱分离部，碰撞室3相当于离子断裂部，离子阱4相当于离子累积部，飞行时间质谱分析器5相当于第二质谱分离部。此外，在离子源1与四极杆滤质器2之间或在除此以外的适当的位置，设置有用于高效地将离子输送到后级的离子导向器、离子透镜等离子光学元件，但是在图1中省略了这些元件的记载。

在此，试样是液体试样，因此离子源1是通过电喷雾电离(ESI)法、大气压化学电离(APCI)法等大气压电离法得到的离子源。在试样是气体试样的情况下，只要使用通过电子电离(EI)法、化学电离(CI)法等得到的离子源作为离子源1即可。

离子阱4是将环形电极41夹在中间地配置一对端盖电极42、43的三维四极型的结构。但是，离子阱4只要能够在其内部累积离子即可，也可以是线性型离子阱。

飞行时间质谱分析器5为以下结构：作为正交型离子加速部而具有挤出电极51和栅格电极52，在飞行空间53配置有由大量的反射电极构成的反射器54。但是，也可以不是正交加速式，另外也可以不是反射型而是线性型、盘旋型。

从Q1驱动部61向构成四极杆滤质器2的各杆电极分别施加规定电压。从CC驱动部62向构成离子导向器31的各杆电极分别施加规定电压。从IT驱动部63向构成离子阱4的环形电极41、端盖电极42、43分别施加规定电压。另外，从TOF驱动部64向飞行时间质谱分析器5所包括的挤出电极51、栅格电极52、反射器54等分别施加规定电压。这些各驱动部61～64被控制部7所控制。另外，通过未图示的A/D变换器来以规定时间间隔对由离子检测器55得到的检测信号进行采样并变换为数字数据，输入到数据处理部8。

控制部7包括分析条件决定部71和分析控制部72作为功能块。另外，数据处理部8包括谱数据累计部81和质谱制作部82。在控制部7上连接有输入部91和显示部92作为用户接口。此外，一般来说，能够设为以下结构：通过在该计算机上执行安装于个人计算机(或工作站)的专用的软件，来实现控制部7和数据处理部8所包含的功能的全部或一部分。

接着，概要性地说明在本实施例的串联型质谱分析装置中实施的MS/MS分析动作的一例。

来自LC的柱的洗脱液被导入到离子源1，离子源1使所导入的洗脱液中含有的化合物离子化。在离子源1生成的源自化合物的离子经过未图示的离子光学元件等被导入到四极杆滤质器2。在控制部7的控制下，Q1驱动部61例如向四极杆滤质器2施加仅使预先指定的具有特定质荷比的离子通过的电压。由此，在源自试样的各种离子中，只有具有特定质荷比的离子作为前体离子选择性地穿过四极杆滤质器2。

前体离子例如被赋予由四极杆滤质器2与离子导向器31(或碰撞室3的离子入射开口部)之间的电位差等决定的碰撞能量而入射到碰撞室3。向碰撞室3的内部导入了He、Ar等CID气体，当前体离子与CID气体接触时产生断裂，生成产物离子。该断裂的方式取决于碰撞能量的大小、CID气体压力等CID条件。因此，例如即使前体离子相同，当改变碰撞能量的大小时，通过断裂而生成的产物离子的种类、各自的生成量也会发生变化。

由于利用从CC驱动部62施加于离子导向器31的电压而形成的高频电场的作用，产物离子一边被聚束一边行进，到达离子阱4。产物离子通过贯穿设置于端盖电极42的入射孔后被导入到离子阱4的内部空间，由于利用从IT驱动部63施加于环形电极41的电压而形成的四极电场的作用，被捕获到该内部空间。不断入射而来的离子被累积到离子阱4的内部。在离子阱4的内部空间对离子进行了规定时间的累积之后，从IT驱动部63向端盖电极42、43施加规定的直流电压。由此，所累积的离子从离子阱4大致一齐被射出，被送入到飞行时间质谱分析器5的离子加速部。

TOF驱动部64在包状的离子到达离子加速部的定时向挤出电极51和栅格电极52施加规定电压，分别向各离子提供初始能量来向与其行进方向大致正交的方向加速。被加速的离子通过栅格电极52后被导入到飞行空间53，在由反射器54形成的反射电场的作用下折返并飞行，最终到达离子检测器55。离子飞行开始时间点大致相同的各离子在飞行中与质荷比相应地被分离，从质荷比小的离子起依次到达离子检测器55。因而，从离子检测器55向数据处理部8输入使离子加速部中的离子加速时间点(也就是说离子飞行开始时间点)为飞行时间零点时的表示飞行时间与信号强度之间的关系的飞行时间谱数据。质荷比与飞行时间之间的关系能够预先求出来，因此通过基于该关系将飞行时间换算为质荷比，能够基于飞行时间谱求出质谱。

这样得到的质谱是表示特定的前体离子断裂而生成的各种产物离子的质荷比与强度之间的关系的产物离子谱。如上所述，当改变碰撞能量等CID条件时，所得到的产物离子的种类、各自的强度发生变化。特别是在对化合物的结构进行分析时，能够得到源自该化合物的各种种类的产物离子的质量信息是很方便的。因此，在本实施例的串联型质谱分析装置中，使得能够设定多个用于生成能够反映在一个产物离子谱中的产物离子的碰撞能量。也就是说，通过多个不同的碰撞能量下的断裂而生成的、具有不同的局部结构的产物离子被反映在一个质谱中。

另一方面，离子阱4虽然能够在某个时宽的期间内累积入射而来的离子并将该离子在时间上压缩后射出，但是能够累积的用于空间电荷效应的离子的量有极限。另外，一般来说在离子阱中，能够捕获的质荷比范围存在原理上的制约，因此难以全面地累积大的质荷比范围的离子。因此，在本实施例的串联型质谱分析装置中，使累积到离子阱4的离子的质荷比的范围小(具体地说为100左右)，按限制于该范围的不同的(在质荷比轴方向上错开的)质荷比范围来实施离子向离子阱4的累积以及对所累积的离子的质谱分析。在该情况下，通过一次质谱分析(从离子阱4的一次离子射出和对所射出的该离子的质谱分析)得到的质谱数据的质荷比范围被限定，但是能够通过累计针对不同的多个质荷比范围的质谱数据，来得到针对大的质荷比范围的质谱数据。

在本实施例的串联型质谱分析装置中，实施如以下那样的特征性MS/MS分析模式下的分析，以使上述的通过不同的碰撞能量下的断裂而生成的产物离子反映在一个质谱中并得到针对大的质荷比范围的质谱。图2是该MS/MS分析模式的说明图。

首先，在执行分析之前，分析者从输入部91设定多个碰撞能量值(CE值)来作为分析条件之一。在此作为一例，设作为CE值而设定CE1：-10V、CE2：-20V、CE3：-30V这三个。当然，也可以无论分析者的设定如何，都将它们决定为默认值。另外，测定对象的全部质荷比范围也由分析者从输入部91设定。在此作为一例，设将全部质荷比范围设定为m/z 10-2000。可以也将它决定为默认值。

分析条件决定部71按照预先决定的质荷比幅度，将如上所述那样设定的全质荷比范围划分为多个质荷比范围(m/z范围)。在此，设质荷比幅度为100，将m/z范围划分为10-100、100-200、200-300、…、1800-1900、1900-2000共21个。接着，分析条件决定部71求出所设定的全部CE值与全部m/z范围的组合。当将CE值与m/z范围的组合设为(CE值，m/z范围)时，如图2的(a)所示，能够得到(-10，m/z 10-100)、(-20，m/z 10-100)、(-30，m/z 10-100)、(-10，m/z 100-200)、(-20，m/z 100-200)、…、(-10，m/z 1900-2000)、(-20，m/z1900-2000)、(-30，m/z 1900-2000)这样的3×21＝63个独立的、也就是说CE值与m/z范围不同的组合。

并且，分析条件决定部71以如下方式制作测定方法：以将上述的63个(CE值，m/z范围)的组合下的质谱分析(MS/MS分析)各执行一次的期间为一个周期，针对一个化合物将其实施N个周期。为了得到灵敏度高的质谱，期望周期数多，但是周期数越多则测定时间越长。因此，既可以使分析者能够设定周期的重复次数N，也可以是，在例如针对一个化合物预先决定了容许的测定时间的情况下，根据该测定时间和用于一次质谱分析的时间来自动计算能够实施的周期数。特别是，在对利用LC、GC的柱进行了成分分离后的试样中的化合物进行分析的情况下，根据该LC、GC中的分离条件，一个化合物被导入到离子源1的时宽不同。因此，需要考虑作为目标的化合物被导入到离子源1的时宽来适当地设定周期数。

此外，也可以使一次质谱分析所需的时间与m/z范围无关而固定，但是实际上，离子的质荷比越小，则飞行时间越短，因此m/z范围越靠低质荷比侧则能够使分配给一次质谱分析的时间越短。因此，也能够通过根据m/z范围改变分配给一次质谱分析的时间，来将针对一个化合物的测定时间保持相同地增加周期数N。

在目标化合物已知的情况下，能够事先设定目标化合物被导入到离子源1的时间(也就是说保持时间)和由四极杆滤质器2选择的前体离子的质荷比来作为分析条件之一。在该情况下，只要事先以如下方式决定测定方法即可：在从开始分析起经过规定的时间后的时间点，实施规定的时间范围的、针对规定的前体离子的分析。另一方面，在想要鉴定试样中包含的未知的化合物或想要得到与其结构有关的信息的情况下，只要以如下方式决定测定方法即可：由于化合物的保持时间是未知的，因此以规定时间间隔重复进行不伴有前体离子的选择和断裂操作的通常的质谱分析，如果在实时地得到的质谱中检测出非偶然的峰值，则以该峰值为目标来继续实施MS/MS分析。这种功能例如作为自动MSⁿ等而被熟知。

当开始分析时，分析控制部72按照由分析条件决定部71决定的测定方法来完成分析。例如在目标化合物已知的情况下，在该目标化合得物被导入到离子源1的期间，利用四极杆滤质器2来选择源自该目标化合物的具有特定质荷比的离子作为前体离子，该离子在碰撞室3中在规定的碰撞能量(例如CE1＝-10V)下被断裂。由此生成的各种产物离子被累积到离子阱4。此时，在离子阱4中仅累积了规定的质荷比范围(例如m/z范围＝m/z 10-100)的离子，除此以外的离子被排除。这样累积的作为小质荷比范围的特定质荷比范围的产物离子在飞行时间质谱分析器5中按质荷比被分离后，被离子检测器55检测出来。

针对一次质谱分析而输入到数据处理部8的飞行时间谱数据仅基于与一个碰撞能量值和一个质荷比范围对应的产物离子。因而，如果基于该飞行时间谱数据来制作质谱，则如图2的(b)所示那样为小质荷比范围下的质谱。当针对一个目标化合物对如上所述那样63个(CE值，m/z范围)的组合分别执行质谱分析时，会得到观测到的峰值不同的63个质谱(但是，这些质谱并非实际制作出的，只不过是如果制作质谱则会成为这种谱波形的例子)。

谱数据累计部81对如上所述那样针对一个目标化合物依次输入的飞行时间谱数据进行累计。由此，能够得到遍及与m/z 10-2000的大质荷比范围对应的大飞行时间范围的飞行时间谱数据，而且该谱数据包含通过-10V、-20V、-30V这三个不同的CE值下的断裂而生成的产物离子的信息。如果对通过N个周期的质谱分析得到的飞行时间谱数据进行累计，则质谱制作部82基于累计得到的飞行时间谱数据来制作一个质谱(参照图2的(c))，例如显示在显示部92的画面上。在该质谱中能够观测到遍及m/z 10-2000的大质荷比范围的产物离子，而且该产物离子是在三个不同的CE值下生成的。

能够从该质谱得到一个目标化合物的各种碎片的质量信息，因此例如能够根据这些碎片的质量信息来求出局部结构，由此估计目标化合物的结构。通过全面地得到针对各种碎片的质量信息，结构估计变得容易，其精度也提高。

在上述实施例的MS/MS分析模式中，在针对所设定的CE值和m/z范围进行循环而得到的(CE值，m/z范围)的组合下进行MS/MS分析。因此，能够全面地、也就是说不错失地检测出在多个碰撞能量下得到的遍及大质荷比范围的产物离子，在这一点上优异。另一方面，当在某个m/z范围下观测不到产物离子时，可以说该测定是浪费时间。

例如，在至少特定种类的化合物中，碰撞能量越大，则越容易发生断裂，越容易生成质荷比小的产物离子，如果这样，则可以设想到几乎不存在在大的CE值与高的m/z范围的组合下得到的产物离子。因此，也可以不是针对(CE值，m/z范围)的全部组合执行MS/MS分析，而是省略针对已知观测不到非偶然的产物离子、或能够这样估计的(CE值，m/z范围)的组合的MS/MS分析。

图3是这种MS/MS分析模式的说明图。

在此，CE值和m/z范围本身与图2所示的MS/MS分析模式的例子相同，但是CE值与m/z范围的组合的数量缩减很多。即，在至少某种化合物中，能够估计为：CE值越大则越容易被破坏从而越容易产生质荷比小的产物离子。因此，对于碰撞能量最大的CE值＝-30V，将质荷比范围限定为m/z 10-600，对于碰撞能量第二大的CE值＝-20V，将质荷比范围限定为m/z600-1300，对于碰撞能量最小的CE值＝-10V，将质荷比范围限定为m/z 1300-2000，来决定(CE值，m/z范围)的组合。由此，组合的总数为21，为图2所示的MS/MS分析模式中的组合总数的1/3。因而，在该情况下，如果使周期数N与图2所示的MS/MS分析模式相同，则测定时间缩短为约1/3。另外，如果使测定时间相同，则能够使周期数为约3倍，相同的产物离子的强度相应地增加，因此灵敏度变高。

在图3所示的MS/MS分析模式中，对一个m/z范围仅组合一个碰撞能量，但是当然也可以对一部分m/z范围设定多个碰撞能量的组合。例如，也可以是，对于碰撞能量最大的CE值＝-30V，将质荷比范围限定为m/z 10-1000，对于碰撞能量第二大的CE值＝-20V，将质荷比范围限定为m/z 600-1500，对于碰撞能量最小的CE值＝-10V，将质荷比范围限定为m/z1000-2000，来决定(CE值，m/z范围)的组合。在该情况下，根据(CE值，m/z范围)的组合，对一个化合物进行的质谱分析的执行次数不同，但是在制作针对该化合物的质谱上没有任何问题。

另外，在进行化合物的鉴定和结构分析时，有时已知重要的是是否检测出具有特定质荷比的产物离子。例如如下的情况：对于分子量大致相同的两个不同的化合物A、B，若能够检测出各自具有特定质荷比的产物离子a、b，则确定为是化合物A。在这种情况下，为了使这种特定的一个至多个产物离子的检测灵敏度变高，可以使组合了包含这些产物离子的m/z范围(CE值，m/z范围)的条件下的质谱分析的执行次数比其它组合下的质谱分析的执行次数多。

例如，在已知对确定化合物而言重要的产物离子的质荷比是231、562的情况下，只要如下即可：将(-10，m/z 200-300)、(-20，m/z 200-300)、(-30，m/z 200-300)、(-10，m/z500-600)、(-20，m/z 500-600)、(-30，m/z 500-600)6个(CE值，m/z范围)的组合的条件下的质谱分析分别进行5次，将除此以外的(CE值，m/z范围)的组合的条件下的质谱分析分别进行2次。通过像这样调整反映到一个质谱中的质谱分析的执行次数，能够避免错失重要的产物离子，并将除此以外的产物离子的质量信息也可靠地获得。

此外，上述实施例的串联型质谱分析装置是对所谓的Q-TOF型质谱分析装置组合了三维四极型离子阱的结构，但是本发明也能够应用于对三重四极杆质谱分析装置组合了离子阱的结构。另外，也可以不设置离子阱以累积离子，而是取而代之地例如使配置于碰撞室3内的离子导向器31具有累积离子的功能、或使飞行时间质谱分析器5的正交型离子加速部具有累积离子的功能，利用其离子累积功能来执行如上所述的特征性分析。

另外，上述实施例、变形例均是本发明的一个例子，因此即使是上述记载以外，在本发明的宗旨的范围内适当地进行变形、追加、修正也包含于本申请权利要求书，这是显而易见的。

附图标记说明

1：离子源；2：四极杆滤质器；3：碰撞室；31：离子导向器；4：离子阱；41：环形电极；42、43：端盖电极；5：飞行时间质谱分离器；51：挤出电极；52：栅格电极；53：飞行空间；54：反射器；55：离子检测器；61：Q1驱动部；62：CC驱动部；63：IT驱动部；64：TOF驱动部；7：控制部；71：分析条件决定部；72：分析控制部；8：数据处理部；81：谱数据累计部；82：质谱制作部；91：输入部；92：显示部。

Claims (3)

1.一种串联型质谱分析装置，具备：离子源，其使试样中的化合物离子化；第一质谱分离部，其从所生成的各种离子中筛选具有特定质荷比的离子来作为前体离子；离子断裂部，其通过碰撞诱导裂解使该前体离子断裂；以及第二质谱分离部及检测器，其对通过该断裂而生成的各种产物离子进行质谱分析，其中，能够通过使所述第一质谱分离部、所述离子断裂部以及所述第二质谱分离部中的任一个作为离子累积部进行动作来暂时累积离子，或者，能够通过设置于所述第一质谱分离部与所述离子断裂部之间或设置于所述离子断裂部与所述第二质谱分离部之间的离子累积部来暂时累积离子，该串联型质谱分析装置的特征在于，具备：

a)碰撞能量设定部，其将在所述离子断裂部中的碰撞诱导裂解时赋予前体离子的碰撞能量变更为m个等级，其中，m为2以上的整数；

b)质荷比范围设定部，其将所述离子累积部中累积的离子的质荷比范围变更为在质荷比方向上错开的n个等级，其中，n为2以上的整数；

c)分析控制部，其对各部的动作进行控制，使得通过所述碰撞能量设定部来设定m个等级的碰撞能量中的一个，并且通过所述质荷比范围设定部来设定n个等级的质荷比范围中的一个，在该碰撞能量与质荷比范围相组合而成的条件下针对规定的前体离子实施产物离子的质谱分析，该分析控制部对各部的动作进行控制，使得对碰撞能量与质荷比范围的组合不同的m×n个全部组合分别各实施至少一次的产物离子的质谱分析；以及

d)数据处理部，其对通过在所述分析控制部的控制下实施了至少m×n次的产物离子的质谱分析所得到的谱数据进行累计，由此制作一个遍及规定质荷比范围的质谱。

2.一种串联型质谱分析装置，具备：离子源，其使试样中的化合物离子化；第一质谱分离部，其从所生成的各种离子中筛选具有特定质荷比的离子来作为前体离子；离子断裂部，其通过碰撞诱导裂解使该前体离子断裂；以及第二质谱分离部及检测器，其对通过该断裂而生成的各种产物离子进行质谱分析，其中，能够通过使所述第一质谱分离部、所述离子断裂部以及所述第二质谱分离部中的任一个作为离子累积部进行动作来暂时累积离子，或者，能够通过设置于所述第一质谱分离部与所述离子断裂部之间或设置于所述离子断裂部与所述第二质谱分离部之间的离子累积部来暂时累积离子，该串联型质谱分析装置的特征在于，具备：

a)碰撞能量设定部，其将在所述离子断裂部中的碰撞诱导裂解时赋予前体离子的碰撞能量变更为m个等级，其中，m为2以上的整数；

b)质荷比范围设定部，其将所述离子累积部中累积的离子的质荷比范围变更为在质荷比方向上错开的n个等级，其中，n为2以上的整数；

c)分析控制部，其对各部的动作进行控制，使得通过所述碰撞能量设定部来设定m个等级的碰撞能量中的一个，并且通过所述质荷比范围设定部来设定n个等级的质荷比范围中的一个，在该碰撞能量与质荷比范围相组合而成的条件下针对规定的前体离子实施产物离子的质谱分析，该分析控制部对各部的动作进行控制，使得以至少n个等级的质荷比范围被选择至少一次的方式针对m个等级的碰撞能量中的各个等级的碰撞能量分别组合n个等级的质荷比范围中的小于n的任意整数个等级的质荷比范围，对该m和n中的较大一方的值以上的个数的全部组合分别各实施至少一次的产物离子的质谱分析；以及

d)数据处理部，其对通过在所述分析控制部的控制下实施了m和n中的较大的一方的值以上的次数的产物离子的质谱分析所得到的谱数据进行累计，由此制作一个遍及规定质荷比范围的质谱。

3.根据权利要求1或2所述的串联型质谱分析装置，其特征在于，

所述第二质谱分离部是飞行时间质谱分析器。