CN108474762B - 离子阱质谱分析装置及使用该装置的质谱分析方法 - Google Patents

Abstract

将源自试样的各种离子捕捉到离子阱内，然后将除具有特定m/z的目标离子之外的不需要的离子从离子阱排出(S1、S2)。然后，通过氢自由基附着解离(HAD)使被捕捉到离子阱内的目标离子发生解离，将由此生成的产物离子从低m/z侧起依次共振激发排出直至即将达到目标离子的m/z为止，将这样的操作重复多次(S3～S7)。用检测器检测被共振激发排出的离子，来取得MS/MS谱数据，将通过多次的共振激发排出所得到的数据进行积分，从而制作最终的MS/MS谱(S5、S8)。HAD的前体离子的解离效率低，但通过针对通过1次的电离生成的目标离子重复多次进行基于HAD的解离操作和共振激发排出操作，能够增大产物离子的量，得到高SN比、且高灵敏度的MS/MS谱。

Description

离子阱质谱分析装置及使用该装置的质谱分析方法

技术领域

本发明涉及具备能利用高频电场的作用来捕捉离子的离子阱的离子阱质谱分析装置、及使用该装置的质谱分析方法。

背景技术

作为质谱分析装置的一个种类，已知使用了能利用高频电场的作用来捕捉离子的离子阱的离子阱质谱分析装置。代表性的离子阱是由一对端盖电极隔着圆环状的环形电极地相对配置而成的三维四极型的离子阱，但还已知在彼此平行地配置的4条杆电极的两端部的外侧分别配置端盖电极而成的直线型的离子阱。以下，在没有特别说明的情况下，列举使用了三维四极型的离子阱的离子阱质谱分析装置作为例子来进行说明。

离子阱质谱分析装置中，通常使一对端盖电极的电位为0V，对环形电极施加高频电压，从而在离子阱内的空间形成四极高频电场，利用该电场的作用来捕捉离子。周知被捕捉到离子阱内空间中的该离子的行为用马修(Mathieu)方程式来表示。在离子阱内空间中捕捉了离子的状态下使对环形电极施加的高频电压的振幅值逐渐缓慢上升时，离子按质荷比从小到大的顺序轨道变得不稳定，穿过钻设于端盖电极的开口而被排出到外部。利用该原理，能够将离子根据质荷比进行分离、或选择性地将具有特定质荷比的离子残留于离子阱内空间(参照非专利文献1等)。

以往的许多离子阱质谱分析装置中，对环形电极施加的高频电压为正弦波状电压，但还已知如非专利文献2等中公开的那样对环形电极施加矩形波状的高频电压的离子阱质谱分析装置。这种离子阱习惯上被称为数字离子阱。使用了数字离子阱的质谱分析装置中，在保持对环形电极施加的矩形波电压的电压值(波高值)恒定的同时控制该矩形波电压的频率，从而能够将离子根据质荷比进行分离、或选择性地将具有特定质荷比的离子残留于离子阱内空间。

上述那样的离子阱质谱分析装置中，将源自试样的各种离子暂时捕捉到离子阱中，然后选择性地仅将具有特定质荷比的目标离子残留于离子阱内空间，将该离子作为前体离子使其在离子阱内空间解离，对由此生成的产物离子进行质量分离并检测，从而能够进行MS/MS分析或MSⁿ分析。作为使离子解离的方法，最常规的是使离子与气体(通常为非活性气体)碰撞来促进解离的碰撞诱导解离(Collision Induced Dissociation＝CID)，但除此之外，还有对离子照射属于不带电粒子的氢自由基来促进解离的氢自由基附着解离(Hydrogen radical Attachment Dissociation＝HAD)、对离子供给电子来促进解离的电子转移解离(Electron Transfer Dissociation＝ETD)或电子捕获解离(ElectronCapture Dissociation＝ECD)、对离子照射红外激光来促进解离(InfraRed Multi-PhotonDissociation＝IRMPD)等(参照非专利文献3、专利文献1等)。

已知以下情况：即使是相同的前体离子，若离子的解离方法不同，则生成的产物离子也不同，其结果，所得到的离子的结构信息不同。例如，根据非专利文献4，在肽上键合有糖链的糖肽的情况下，使用CID时得到糖链结构信息，使用ETD时得到肽结构信息及糖链结合位点信息。因此，通过将利用了CID的MSⁿ分析结果和利用了ETD的MSⁿ分析结果组合使用，能够一并得到糖链结构信息、肽结构信息、及糖链结合位点信息，能够进行糖肽的详细结构分析。不仅是CID与ETD如此，对于CID与ECD、CID与HAD等也是同样的。

然而，上述那样的MSⁿ分析存在如下的问题。

根据上述那样的方法，能使离子解离，但其解离效率根据方法而不同，例如，在CID的情况下，能够通过变更激发离子时的电压或反应时间来使作为解离对象的前体离子大致完全解离，此外，在IRMPD的情况下，能够通过变更激光功率或激光照射时间来使作为解离对象的前体离子大致完全解离。也就是说，前体离子的解离效率大致为100％。与此相对，与CID等相比，HAD、ECD、ETD的前体离子的解离效率低。例如非专利文献5中报道了，ECD时的前体离子的解离效率对于肽而言为15％左右，对于蛋白质而言为30％左右。

在利用了这种前体离子的解离效率低的解离方法的情况下，产物离子的生成量相应地变少，因此源自产物离子的信号的SN比和检测灵敏度变低。因此，存在例如与生成量原本就少的产物离子相对应的峰变得无法在MS/MS谱上观测到的担心。

图7为示出在使用CID及HAD作为离子解离方法时的MS/MS谱的比较的图。如图7的(a)所示那样使用了CID的情况下，前体离子的信号强度变得非常低，产物离子的信号强度整体变高。与此相对，如图7的(b)所示那样使用了HAD的情况下，较多量的前体离子未被解离而残留，因此该前体离子的信号强度高，反之，产物离子的信号强度整体变低。

为了提高信号的SN比和检测灵敏度，需要重复多次进行对于相同试样的MSⁿ分析，将通过各MSⁿ分析得到的信号强度进行积分。然而，这样一来，试样的消耗量变多，存在试样枯竭的担心。另外，无法准备充足量的试样时，无法得到品质高的MS/MS谱，存在对目标成分的结构分析等造成妨碍的担心。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开2015/133259号

专利文献2：日本特开2012-49056号公报

非专利文献

非专利文献1：Raymond(Raymond E.M.)、《四极离子阱质谱简介(An Introductionto Quadrupole Ion Trap Mass Spectrometry)》、质谱分析杂志(Journal of MassSpectrometry)、Vol.32、1997年、pp.351-369

非专利文献2：Ding(Ding L.)及其他4人、《联用大气压离子源的数字离子阱质谱仪(A digital ion trap mass spectrometer coupled with atmospheric pressure ionsources)》、质谱分析杂志(Journal of Mass Spectrometry)、Vol.39、2004年、pp.471-484

非专利文献3：Lekha(Lekha S.)及其他1人、《串联质谱法的离子活化方法(Ionactivation methods for tandem mass spectrometry)》、质谱分析杂志(Journal ofMass Spectrometry)、Vol.39、2004年、pp.1091-1112

非专利文献4：Reiko Kiyonami及其他8人、《在靶向蛋白质组学中提高选择性、分析精度和吞吐量(Increased Selectivity,Analytical Precision,and Throughput inTargeted Proteomics)》、分子和细胞蛋白质组学(Molecular&cellular proteomics)、10.2、2011年

非专利文献5：McFarland(McFarland M.A.)及其他4人、《傅里叶变换离子回旋共振质谱中的电子捕获解离效率的评估与优化(Evaluation and Optimization ofElectron Capture Dissociation Efficiency in Fourier Transform Ion CyclotronResonance Mass Spectrometry)》、美国质谱学会杂志(Journal of the AmericanSociety for Mass Spectrometry)、Vol.16、2005年、pp.1060-1066

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于，提供在利用前体离子的解离效率低的解离方法进行离子解离时能够抑制试样的使用量并且提高信号强度的SN比和检测灵敏度的离子阱质谱分析装置及使用了该装置的质谱分析方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题而做出的本发明的质谱分析方法使用了离子阱质谱分析装置，所述离子阱质谱分析装置将源自试样的离子捕捉到由多个电极形成的离子阱的内部空间中，通过规定的离子解离方法使该离子解离，将由此得到的产物离子从所述离子阱排出并进行检测，所述质谱分析方法的特征在于，具有如下的步骤：

a)离子筛选步骤，将被捕捉到所述离子阱中的离子之中除具有特定质荷比的目标离子之外的离子从该离子阱排出；

b)离子解离/排出步骤，重复多次进行如下的离子解离操作和离子排出操作：通过规定的解离方法使通过所述离子筛选步骤而残留于所述离子阱中的所述目标离子解离的离子解离操作、和在该解离操作后将被捕捉到所述离子阱中的离子之中质荷比小于所述目标离子的质荷比的离子边从低质荷比侧起沿质荷比变高的方向或其反方向进行质量扫描边排出的离子排出操作；

c)质谱制作步骤，根据对在所述离子解离/排出步骤中进行多次离子排出操作时从所述离子阱排出的离子进行检测所得到的结果，制作质谱。

另外，为了解决上述问题而做出的本发明的离子阱质谱分析装置为用于实施上述本发明的质谱分析方法的装置，将源自试样的离子捕捉到由多个电极形成的离子阱的内部空间中，通过规定的离子解离方法使该离子解离，将由此得到的产物离子从所述离子阱排出并进行检测，所述离子阱质谱分析装置的特征在于，具备：

a)离子筛选执行部，其以形成将被捕捉到所述离子阱中的离子之中除了具有特定质荷比的目标离子之外的离子从该离子阱排出的电场的方式，对构成该离子阱的至少一个电极施加规定的电压；

b)离子解离/排出执行部，其重复多次进行如下的离子解离操作和离子排出操作：通过规定的解离方法使通过基于所述离子筛选执行部的离子筛选操作而残留于所述离子阱中的所述目标离子解离的离子解离操作、和在该解离操作后以将被捕捉到所述离子阱中的离子之中质荷比小于所述目标离子的质荷比的离子边从低质荷比侧起沿质荷比变高的方向或其反方向进行质量扫描边排出的方式对构成所述离子阱的至少一个电极施加规定的电压的离子排出操作；以及

c)质谱制作部，其根据对在由所述离子解离/排出执行部进行多次离子排出操作时从所述离子阱排出的离子进行检测所得到的结果，制作质谱。

此处，离子阱为三维四极型离子阱、直线型离子阱等。另外，规定的离子解离方法没有特别限定，代表性地为前体离子的解离效率低的HAD、ETD、ECD等。另外，也可以组合使用不同种类的解离方法。

本发明的质谱分析方法中，例如在离子源中由试样生成的各种离子被导入到离子阱，被在该离子阱的内部空间形成的高频电场所捕捉。离子筛选步骤中，通过控制对构成离子阱的多个电极中的至少一个电极施加的电压，将被捕捉到离子阱中的离子之中除具有特定质荷比的目标离子之外的离子从该离子阱中排出并去除。其结果，在离子阱的内部空间中仅捕捉目标离子。

接着，离子解离/排出步骤中，首先，实施利用规定的解离方法使被捕捉到离子阱的内部空间的目标离子解离的离子解离操作。当然，该离子解离操作的具体内容根据解离方法而不同。例如若为HAD，则对被捕捉到离子阱内的目标离子照射规定流量的氢自由基。由此，目标离子发生解离，各种产物离子生成并被捕捉到离子阱内空间。在使用HAD、ETD等解离效率低的解离方法的情况下，或者在即使是CID等解离方法反应时间也短等解离条件不适合的情况下，在离子解离操作的结束时间点，目标离子即前体离子也残留。

离子解离操作结束后，实施如下的离子排出操作：通过控制对构成离子阱的多个电极中的至少一个电极施加的电压，边从低质荷比侧起沿质荷比变高的方向依次进行质量扫描直至即将达到目标离子的质荷比为止边将离子排出，或者边沿其反方向质量扫描边将离子排出。由于质量扫描仅对于比目标离子的质荷比低的质荷比范围进行，因此仅排出目标离子解离而生成的产物离子，目标离子保持原样不变地残留于离子阱内空间。上述离子排出操作时，从离子阱中以质荷比从小到大的顺序或反之以质荷比从大到小的顺序排出离子，因此通过用检测部依次检测该被排出的离子，能够得到与质荷比相对应的离子强度信号。

即使如上所述那样进行离子排出操作，未通过其紧前的离子解离操作而解离的目标离子也不会被排出，而残留于离子阱内空间。于是，离子解离/排出步骤中，对于该残留的目标离子再次进行离子解离操作，并实施将由此生成的产物离子排出的离子排出操作。该离子排出操作时，也能够通过用检测部检测被排出的离子而得到与质荷比相对应的离子强度信号。每当重复进行离子解离操作时，被捕捉到离子阱内空间的目标离子就会减少，因此例如重复进行离子解离操作和离子排出操作，直到规定的次数、或者所得到的离子强度信号达到规定阈值以下为止。然后，质谱制作步骤中，对多次离子排出操作时从离子阱中排出的离子进行检测所得到的结果、即表示质荷比与离子强度信号的关系的质谱信息进行积分，从而制作最终的质谱。

此外，若多次离子解离操作时使用相同的解离方法、例如HAD，则能够得到能以高灵敏度观测与该解离方法相对应的结构信息的质谱，若多次离子解离操作时使用两种以上的不同的解离方法、例如HAD和CID，则能够得到能观测无法以一种分析方法得到的多样化结构信息的质谱。另外，多次离子解离操作时使用两种以上的不同的解离方法时，也可以不将针对不同的解离方法得到的数据进行积分，而是对每个该解离方法制作单独的质谱。由此，能够对于一个试样得到能观测不同种类的结构信息的多个质谱。

发明的效果

根据本发明的质谱分析方法及离子阱质谱分析装置，不会白白废弃被捕捉到离子阱中的目标离子，而能够使该目标离子进行多次解离，对由各解离操作生成的产物离子进行质谱分析，取得反映了其结果的质谱。由此，即使在使用HAD、ETD、ECD那样离子解离效率低的解离方法的情况下，也能够抑制试样的使用量，并且得到产物离子的信号强度的SN比和检测灵敏度高的质谱。

附图说明

图1为本发明的一实施例的离子阱质谱分析装置的整体构成图。

图2为本实施例的离子阱质谱分析装置的特征性的MS/MS分析动作的流程图。

图3为示出用于说明本实施例的离子阱质谱分析装置的MS/MS分析动作的质谱(积分谱)的图。

图4为示出本实施例的离子阱质谱分析装置的P物质的质谱的实测例的图。

图5为示出本实施例的离子阱质谱分析装置中重复3次HAD时的P物质的质谱的实测例的图。

图6为示出取得图4所示的数据时的前体离子量的变化的图。

图7为示出使用CID及HAD作为离子解离方法时的质谱的比较的图。

具体实施方式

关于本发明的质谱分析方法及离子阱质谱分析装置的一实施例，参照附图进行说明。

图1为本实施例的离子阱质谱分析装置的整体构成图。

本实施例的离子阱质谱分析装置具备：离子源1，其在维持真空环境的未图示的真空腔室的内部将目标试样中的成分电离；离子阱2，其通过高频电场的作用捕捉由离子源1生成的离子；检测器3，其对从离子阱2排出的离子进行检测；模拟数字转换部(ADC)4，其将由检测器3得到的检测信号数字化；数据处理部5，其对所得到的数据进行处理；氢自由基照射部6，其用于为了利用HAD使被捕捉到离子阱2内的离子解离而向该离子阱2内导入氢自由基；气体导入部7，其用于向离子阱2内导入冷却气体等规定的气体；阱电压产生部8，对构成离子阱2的电极施加电压；以及控制部9，其控制各部的操作。

离子源1为使用例如MALDI法等适宜的电离法的离子源。离子阱2为包括圆环状的环形电极21以及隔着该环形电极21相对配置的一对端盖电极22、24的三维四极型的离子阱。根据由控制部9进行的指示，阱电压产生部8对上述电极21、22、24分别在规定的时机施加高频电压和直流电压中的任一者或将它们合成而成的电压。氢自由基照射部6包括：氢自由基供给源61，其储存有氢自由基或生成氢自由基；阀62，其能调整流量；以及喷嘴63，其为加热了的钨毛细管，其将氢自由基以细径的喷出流的形态喷出。气体导入部7包括气体供给源71以及能调整流量的阀72。另外，数据处理部5包含质谱积分部51作为功能块。此外，可以采用如下的结构：数据处理部5、控制部9的功能的一部分通过将预先安装在通用的个人计算机中的专用的处理/控制用软件在该计算机上执行而实现。

概要性地说明本实施例的离子阱质谱分析装置的通常的MS/MS分析动作。

在离子源1中由目标试样生成的各种离子呈包状地从离子源1射出，经过在入口侧端盖电极22上形成的离子导入孔23而被导入至离子阱2的内部。导入到离子阱2内的源自试样的离子被利用自阱电压产生部8对环形电极21施加的高频电压在离子阱2内形成的高频电场所捕捉。然后，自阱电压产生部8对环形电极21等施加规定的电压，由此使除具有特定质荷比的目标离子之外的质荷比范围中包含的离子被激发，从离子阱2中排除。由此，在离子阱2内选择性地捕捉具有特定质荷比的目标离子、即前体离子。

接着，在气体导入部7打开阀72，在离子阱2内导入氦气等非活性气体作为冷却气体，从而进行前体离子的冷却。由此，前体离子收敛在离子阱2的中心附近。在该状态下，打开氢自由基照射部6的阀62，氢自由基(氢原子)成为细径的束状并从喷嘴63喷出，穿过钻设于环形电极21的自由基粒子导入口26。该氢自由基被导入到离子阱2内，照射于被捕捉到离子阱2内的前体离子。此时，预先调整阀62的打开程度，使得照射于离子的氢自由基的流量成为规定流量以上。另外，也预先适宜地设定氢自由基的照射时间。由此，前体离子发生未成对电子感应型的解离。如专利文献1中公开的那样，试样为肽的情况下，主要生成源自肽的c/z系列的产物离子。

生成的各种产物离子被捕捉到离子阱2内。然后，通过控制部9的控制，阱电压产生部8对端盖电极22、24等施加规定的高频电压，由此被捕捉到离子阱2中的离子按质荷比的升序或降序被激发，穿过离子射出孔25被排出。从离子阱2排出的离子用检测器3检测，其检测信号用ADC 4数字化，输入至数据处理部5。数据处理部5基于输入的数据制作横轴为质荷比、纵轴为离子强度的MS/MS谱。

通过如上所述的步骤能够制作针对目标离子的MS/MS谱(产物离子谱)，但是如上所述那样HAD的离子的解离效率较低，因此不一定能够得到信号的SN比和检测灵敏度高的质谱。于是，本实施例的离子阱质谱分析装置通过进行以下所述的特征性的MS/MS分析，能够得到信号的SN比和检测灵敏度高的质谱。

图2为该MS/MS分析动作的流程图，图3为示出用于说明该MS/MS分析动作的质谱(积分谱)的图。此外，图3不是实测结果，是被推测为在以P物质(Substance P)为试样时会得到的积分谱的概念图。

首先，将在离子源1中由目标试样生成的各种离子导入到离子阱2内空间，用高频电场捕捉(步骤S1)。接着，对端盖电极22、24施加具备在目标离子(前体离子)的振动频率具有陷波的宽带的频谱的信号，从而将目标离子以外的各种不需要的离子从离子阱2中排除。作为这种宽带信号，常常使用FNF(＝Filtered Noise Field；滤波噪声场)信号，此外还已知SWIFT(＝Stored Wave Inverse Fourier Transform；存储波逆傅立叶变换)信号等。至此为止的动作与通常的MS/MS动作相同。

进行仅使目标离子残留在离子阱2内空间的操作后，将该目标离子冷却，自氢自由基照射部6以规定流量且规定时间对离子阱2内的目标离子照射氢自由基，从而促使该离子的解离。由此，目标离子发生解离而生成各种产物离子，该产物离子与未解离的目标离子一起被捕捉到离子阱2内空间(步骤S3)。

接着，在控制部9的控制下，阱电压产生部8在规定范围内扫描对端盖电极22、24施加的电压，从而将被捕捉到离子阱2中的离子按质荷比从小到大的顺序从离子阱2中被共振激发排出。此时，如果在以往，则以进行针对包含目标离子的质荷比的宽的质荷比范围的质量扫描的方式控制施加电压，但此处，开始从最低的质荷比起排出的离子的质量扫描，以即将达到目标离子的质荷比、具体而言使比目标离子的质荷比M低规定的质荷比差ΔM的质荷比M-ΔM为终点的方式，进行用于离子排出的质量扫描(步骤S4)。此外，该质荷比差ΔM可以基于在为了排出某个质荷比的离子而对端盖电极22、24施加规定的电压时实际被排出的离子的质荷比宽度等而预先决定。另外，如上所述，代替沿质荷比变大的方向进行共振激发排出的质量扫描，也可以自质荷比M-ΔM起沿质荷比变小的方向进行共振激发排出的质量扫描。前者相当于专利文献2等中记载的正向扫描，后者相当于反向扫描。

如上所述那样对共振激发排出的离子的质荷比进行扫描时，检测器3检测从离子阱2中排出的离子。将检测信号数字化而成的数据被输入到数据处理部5，该数据暂时存储在内置于质谱积分部51的存储器中。该数据是示出表示比目标离子低的质荷比范围中存在的产物离子的质荷比与离子强度的关系的MS/MS谱的数据(步骤S5)。

图3是假定基于HAD的前体离子的解离效率为20％、C4系列离子的生成量为前体离子量的25％时的例子，前体离子峰及产物离子c4峰的上部的数值表示任意单位的离子量。如图3的(a)所示，1次HAD中，被捕捉的目标离子之中仅20％发生解离而生成产物离子，因此谱上的各产物离子的峰强度低。

若实施上述共振激发排出的操作，则比目标离子低的质荷比范围的产物离子从离子阱2内被除去，但未通过之前的HAD发生解离的目标离子不会被除去，而大体原样残留于离子阱2内。于是，控制部9判定是否将步骤S4、S4的操作重复了例如预先设定的规定的重复次数(步骤S6)，若未达到规定的重复次数，则推进至步骤S7。即，与步骤S3同样地，自氢自由基照射部6以规定流量且规定时间对离子阱2内的目标离子照射氢自由基，从而促使该离子解离。由此，残留的目标离子中的至少一部分发生解离而生成各种产物离子，该产物离子与未解离的目标离子一起被捕捉到离子阱2内空间。

执行了步骤S7的离子解离操作后，返回到步骤S4，再次执行共振激发排出的操作和从离子阱2排出的离子的检测。因此，此时也得到示出表示比目标离子低的质荷比范围中存在的产物离子的质荷比与离子强度的关系的MS/MS谱的数据。质谱积分部51按每个质荷比将之前存储在存储器中的谱数据和新取得的谱数据进行积分，将存储器的内容更新为积分结果的数据。

重复步骤S4～S7的操作及处理，直至步骤S6中判断为达到规定的重复次数为止。因此，例如规定的重复次数为5时，实施5次离子解离操作，在谱积分部51中得到将通过各个离子解离操作生成的产物离子的离子强度全部相加所得到的MS/MS谱数据。即，如图3的(b)～(e)所示，每进行一次HAD，MS/MS谱(积分谱)上的产物离子的峰强度都增大。

然后，步骤S6中判断为达到规定的重复次数时，结束针对离子的操作，将在该时刻基于谱积分部51中得到的已积分的MS/MS谱数据的MS/MS谱显示在例如显示部(未图示)等(步骤S8)。关于显示的MS/MS谱源自试样的目标离子大多或基本上发生了解离，其结果反映了所生成的产物离子，因此即使使用像HAD那样离子解离效率低的离子解离方法，也能够得到信号的SN比高、且检测灵敏度也高的MS/MS谱。

此外，上述说明中，步骤S6中判定了是否将步骤S4、S4的操作重复了规定的重复次数，但也可以通过除此之外的方法来判断是否结束重复。例如可以算出被检测的全部产物离子的信号强度的相加值，该相加值达到规定的阈值以下时结束重复。优选在任何情况下，如果被捕捉到离子阱2中的目标离子的量充分减少，达到即使再继续重复离子解离操作及离子排出操作也不那么能期待信号强度增加那样的状态，则结束重复。或者，测定时间有限的情况下，也可以在测定时间超过规定的限制时间的时刻强行中止。

接着，对于由上述特征性的MS/MS分析得到的实测结果进行说明。该实测中使用的试样为物质P(分子量：1347.6)，MALDI用样品制备中利用的基质为α-氰基-4-羟基肉桂酸(α-Cyano-4-hydroxycinnamic acid；CHCA)。另外，测定中使用的离子阱质谱分析装置为与图1中示出的结构同样的具备氢自由基粒子照射机构的数字离子阱质谱分析装置。

图4为由使用了HAD的通常的MS/MS分析(即仅1次HAD)得到的P物质的MS/MS谱的实测例。图4中，观测到连续的c系列的产物离子，但前体离子也以高强度被观测到。即，这表示被捕捉到离子阱内的前体离子仅一部分通过HAD而解离。

图5为按照上述特征性的MS/MS分析的步骤重复了3次HAD时各次的P物质的MS/MS谱及积分得到的MS/MS谱的实测例。另外，将前体离子选择时的前体离子及实施了3次HAD时残留的前体离子的实测的质谱示于图6。此外，第1次和第2次HAD仅将产物离子从离子阱中排出并检测，因此无法观测图6所示那样的前体离子的峰。

根据图5中示出的实测结果可知，前体离子的解离效率及被检测的产物离子量在每次HAD中存在偏差，但通过将在对由1次电离得到的前体离子重复进行了3次HAD时分别得到的质谱进行积分，从而得到了高SN比的质谱。现有的MS/MS分析的方法中，为了得到与其同样的积分得到的质谱，必须将离子源中的电离重复进行3次，另一方面，本实施例中的特征性的MS/MS分析方法中仅进行1次电离就能够得到同等的质谱。这意味着为了得到同等的SN比的质谱所需的试样的使用量为1/3就足够了，本实施例的方法在试样的量为微量或试样昂贵(或珍贵)那样的情况下可以说特别有用。

上述实施例中，对于使用HAD使被捕捉到离子阱2中的目标离子解离的例子进行说明，但很显然，在使用与HAD同样前体离子的解离效率低的ETD、ECD来进行解离时，也能通过与上述完全相同的方法提高MS/MS谱的品质。另外，CID、IRMPD虽然前体离子的解离效率高，但根据解离条件而有时存在无法充分提高解离效率的情况。例如是进行IRMPD且在装置的限制上无法增大激光功率那样的情况。这种情况也显然能通过上述方法来提高MS/MS谱的品质。

另外，对于由1次电离生成的前体离子，也可以依次执行不同的多个种类的解离操作，而不是重复进行HAD那样的一种解离操作。如上所述，即使前体离子相同，若解离方法不同，则存在前体离子中的不同的键被切断而生成不同种类的产物离子的情况。因此，通过将所得到的产物离子不同的离子解离方法适当地组合，能够增加所得到的离子的结构信息，其结果，能够提高离子的结构分析的精度。

例如，糖肽离子的结构分析中，使用了CID或IRMPD的MS/MS分析中，主要得到肽序列信息及糖链结构信息。另一方面，使用了HAD、ECD、ETD的MS/MS分析中，得到肽序列信息及糖链结合位点信息。因此，通过对于糖肽离子在最初的1次或多次的离子解离操作中进行HAD，然后对于残留在离子阱内的前体离子进行CID，从而由通过一次试样电离而生成的前体离子得到HAD与CID两者的产物离子，糖肽的结构分析的精度提高。此时，积分谱可以将基于HAD的MS/MS谱和基于CID的MS/MS谱这两者进行积分，为了降低数据分析的复杂度，也可以分别取得基于HAD的MS/MS谱和基于CID的MS/MS谱。

另外，上述实施例及其它各种变形例均只不过是本发明的一例，因此对于除上述记载之外的方面，在本发明的主旨的范围内适宜进行变形、追加、修改也当然包括在本申请权利要求书的范围内。

附图标记说明

1…离子源

2…离子阱

21…环形电极

22、24…端盖电极

23…离子导入孔

25…离子射出孔

26…自由基粒子导入口

3…检测器

4…模拟数字转换部

5…数据处理部

51…质谱积分部

6…氢自由基照射部

61…氢自由基供给源

62…阀

63…喷嘴

7…气体导入部

71…气体供给源

72…阀

8…阱电压产生部

9…控制部

Claims (6)

1.一种质谱分析方法，使用了离子阱质谱分析装置，所述离子阱质谱分析装置将源自试样的离子捕捉到由多个电极形成的离子阱的内部空间中，通过规定的离子解离方法使该离子解离，将由此得到的产物离子从所述离子阱排出并进行检测，

所述质谱分析方法的特征在于，具有如下的步骤：

a)离子筛选步骤，将被捕捉到所述离子阱中的离子之中除具有特定质荷比的目标离子之外的离子从该离子阱排出；

b)离子解离/排出步骤，重复多次进行如下的离子解离操作和离子排出操作：通过规定的解离方法使通过所述离子筛选步骤而残留于所述离子阱中的所述目标离子解离的离子解离操作、和在该解离操作后，在将被捕捉到所述离子阱中的离子之中质荷比小于所述目标离子的质荷比的离子沿质荷比变高的方向从低质荷比侧起或沿其反方向进行质量扫描的同时将所述离子排出的离子排出操作；以及，

c)质谱制作步骤，根据对在所述离子解离/排出步骤中进行多次离子排出操作时从所述离子阱排出的离子进行检测所得到的结果，制作质谱。

2.根据权利要求1所述的质谱分析方法，其特征在于，

所述离子解离/排出步骤中，进行如下的离子排出操作：在将被捕捉到所述离子阱中的离子从低质荷比侧起沿质荷比变高的方向依次进行质量扫描直至即将达到所述目标离子的质荷比为止的同时将所述离子排出的离子排出操作。

3.根据权利要求1或2所述的质谱分析方法，其特征在于，

所述离子解离方法包括氢自由基附着解离、电子转移解离以及电子捕获解离中的一者。

4.根据权利要求3所述的质谱分析方法，其特征在于，

在所述离子解离/排出步骤中重复进行的多次离子解离操作中，使用同一离子解离方法。

5.根据权利要求3所述的质谱分析方法，其特征在于，

在所述离子解离/排出步骤中重复进行的多次离子解离操作中，使用彼此不同的二个以上的离子解离方法。

6.一种离子阱质谱分析装置，其将源自试样的离子捕捉到由多个电极形成的离子阱的内部空间中，通过规定的离子解离方法使该离子解离，将由此得到的产物离子从所述离子阱排出并进行检测，

所述离子阱质谱分析装置的特征在于，具备：

a)离子筛选执行部，其以形成将被捕捉到所述离子阱中的离子之中除了具有特定质荷比的目标离子之外的离子从该离子阱排出的电场的方式，对构成该离子阱的至少一个电极施加规定的电压；

b)离子解离/排出执行部，其重复多次进行如下的离子解离操作和离子排出操作：通过规定的解离方法使通过基于所述离子筛选执行部的离子筛选操作而残留于所述离子阱中的所述目标离子解离的离子解离操作、和在该解离操作后，在将被捕捉到所述离子阱中的离子之中质荷比小于所述目标离子的质荷比的离子沿质荷比变高的方向从低质荷比侧起或沿其反方向进行质量扫描的同时将所述离子排出的方式对构成所述离子阱的至少一个电极施加规定的电压的离子排出操作；以及，

c)质谱制作部，其根据对在由所述离子解离/排出执行部进行多次离子排出操作时从所述离子阱排出的离子进行检测所得到的结果，制作质谱。

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