JP2009156722A - Mass spectrometric spectral analysis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、質量分析データ解析方法および質量分析システムに関するものである。 The present invention relates to a mass spectrometry data analysis method and a mass spectrometry system.
質量分析法には、成分をイオン化してそのまま分析する方法(MS分析法)と、特定成分のイオン(プリカーサーイオン)を質量選択し、それを解離させて生成した解離イオンを質量分析するタンデム質量分析法がある。タンデム質量分析法には、解離イオンの中から、特定の質量対電荷比を持つイオン(プリカーサーイオン)を選択し、更に、そのプリカーサーイオンを解離し、その際生成した解離イオンの質量分析を行うといったように、解離・質量分析を多段に行う機能(n段目の計測:以降MSn)がある。尚、プリカーサーイオンは親イオンとも称される。MSnを実施することにより、プリカーサーイオンの断片情報から成分の構造が解析でき、断片情報を用いたタンパク質データベース検索や断片間の質量から構造を解読するde novo sequencing法などから、成分が何であるかを特定できる。 In mass spectrometry, components are ionized and analyzed as they are (MS analysis method), and ions of a specific component (precursor ions) are selected by mass, and dissociated ions are generated and mass analysis is performed for dissociated ions. There is an analysis method. In tandem mass spectrometry, an ion having a specific mass-to-charge ratio (precursor ion) is selected from the dissociated ions, the precursor ion is further dissociated, and mass analysis of the generated dissociated ions is performed. As described above, there is a function of performing dissociation / mass spectrometry in multiple stages (n-th stage measurement: hereinafter MS n ). The precursor ion is also called a parent ion. By performing MSn, the structure of the component can be analyzed from the fragment information of the precursor ion, and what is the component from the protein database search using the fragment information or the de novo sequencing method that decodes the structure from the mass between the fragments Can be identified.
複数の成分が多数混在しているような試料の測定には、クロマトグラフィーと質量分析計とを組み合わせたシステムが用いられる。このシステムでは、測定する物質は、クロマトグラフィーによって物質のカラムへの吸着度の違い等から時間で分離され、質量分析計によって質量で分離される。糖鎖の異性体や1つのアミノ酸と同質量を持つ2つのアミノ酸の組み合わせなどを持つ化合物の場合、質量的に分離することは困難であるが、それらの物質は物質の化学的性質,物理的性質によりクロマトグラフィーによってほとんどが時間的に分離される。クロマトグラフィーを用いた場合では、同じ試料を同じ分析条件下で測定しても、数分のイオンの検出時間誤差が現われるのが通常である。また、生体試料のように、非常に多くの成分が混在したクルードな試料においては、検出時間の一様なずれだけではなく、同一質量の成分間の検出順番の入れ替わりが発生することがある。 A system combining a chromatography and a mass spectrometer is used to measure a sample in which many components are mixed. In this system, the substance to be measured is separated by time from the difference in the degree of adsorption of the substance on the column by chromatography, and separated by mass by a mass spectrometer. In the case of a compound having a sugar chain isomer or a combination of two amino acids having the same mass as one amino acid, it is difficult to separate them by mass. Due to the nature, most are separated in time by chromatography. In the case of using chromatography, even if the same sample is measured under the same analytical conditions, an ion detection time error of several minutes usually appears. In addition, in a crude sample in which a large number of components are mixed like a biological sample, not only a uniform shift in detection time but also a change in the detection order between components of the same mass may occur.
測定した質量分析データは分析終了後、データ解析が実施される。複数の質量分析データからの同一成分抽出には様々な方法が用いられている。 The measured mass spectrometry data is analyzed after the analysis is completed. Various methods are used to extract the same component from a plurality of mass spectrometry data.
WO05/050188(特許文献1)には、質量分析の同一成分の抽出方法として、タンデム質量分析データを解析した結果であるMSnスペクトルを利用し同一成分を抽出する方法が開示されている。複数の試料に対して、それぞれタンデム質量分析を実施する。それぞれの測定で得られたタンデム質量分析データに対して、データベース検索を実施する。データベース検索の結果、得られた成分に対して、各試料間で同一なものを抽出する。本方法では、データベース検索の結果から同一成分を抜き出しているため、一致判定の精度は高い。しかし、タンデム質量分析を実施した成分に対してのみを、抽出の対象としているため、タンデム質量分析されていない成分については、一致判定が出来ない。生体試料などの成分が数万〜数十万含まれるクルードな試料に対しては、現状の質量分析装置の性能では、1度の測定で検出される全ての成分に対してタンデム質量分析を行うことは困難である。更に、各測定間で、成分の強度や保持時間がばらつくため、ある測定ではタンデム質量分析されていた成分が、次の測定では、タンデム質量分析されていないといったことが起こりうる。このような場合、一方にしか構造情報が無いため、対応付けの精度は大きく低下する。また、成分が微量にしか含まれない場合には、タンデム質量分析を行っても構造を特定できない、または誤った特定をする場合があり、このような場合にも、正しい一致判定が出来ない。 WO05 / 050188 (Patent Document 1) discloses a method for extracting the same component using an MSn spectrum as a result of analyzing tandem mass spectrometry data as a method for extracting the same component in mass spectrometry. Tandem mass spectrometry is performed on each of a plurality of samples. A database search is performed on the tandem mass spectrometry data obtained by each measurement. As a result of the database search, the same components are extracted for each sample. In this method, since the same component is extracted from the result of the database search, the accuracy of matching determination is high. However, since only the components that have been subjected to tandem mass spectrometry are targeted for extraction, it is not possible to determine whether or not the components have not been subjected to tandem mass spectrometry. For crude samples containing tens of thousands to hundreds of thousands of components such as biological samples, tandem mass spectrometry is performed on all components detected in one measurement according to the performance of the current mass spectrometer. It is difficult. Furthermore, since the intensity and retention time of the components vary between measurements, it may happen that a component that was tandem mass analyzed in one measurement is not tandem mass analyzed in the next measurement. In such a case, since there is structural information on only one side, the accuracy of association is greatly reduced. In addition, when the component is contained only in a trace amount, the structure may not be specified even if tandem mass spectrometry is performed, or incorrect identification may be performed. In such a case, correct matching cannot be determined.
また、同一成分の抽出は、通常、各成分の定量分析を目的として行われ、成分の定量にはMSスペクトルの強度が用いられる。このため、定量精度を上げるには、各成分に対してより多くのMSスペクトルを取得する必要がある。一方、タンデム質量分析を行うことでMSスペクトルの取得数が減少するので、結果的に定量精度は低下する。 Further, extraction of the same component is usually performed for the purpose of quantitative analysis of each component, and the intensity of the MS spectrum is used for quantification of the component. For this reason, in order to improve quantitative accuracy, it is necessary to acquire more MS spectra for each component. On the other hand, the number of MS spectra acquired by performing tandem mass spectrometry decreases, resulting in a decrease in quantitative accuracy.
このため、タンデム質量分析を行わず、MSスペクトルのみから同一成分を抽出する方法も検討されている。 For this reason, a method of extracting the same component from only the MS spectrum without performing tandem mass spectrometry has been studied.
生体試料のクロマトグラフィー質量分析では、同一装置、同一のクロマトグラフィー分離条件で、の条件下で測定を行ったとしても、多成分の混合による分離の不足や測定間での強度およびクロマトグラフィーでの保持時間のばらつき、または前処理等で生じる試料自体のばらつきなどにより、各成分の対応付けが困難となる。 In chromatographic mass spectrometry of biological samples, even if the measurement is performed under the same equipment and the same chromatographic separation conditions, the separation due to mixing of multiple components and the intensity and chromatographic It is difficult to associate the components due to variations in retention time or variations in the sample itself that occur during pre-processing.
本発明は、類似の条件下で、複数の試料に対して測定した複数の質量分析データに対して、同一成分を高精度に抽出可能な質量分析データ解析方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a mass spectrometry data analysis method capable of extracting the same component with high accuracy from a plurality of mass spectrometry data measured on a plurality of samples under similar conditions.
本発明の一つの特徴は、質量分析データ解析方法において、複数の成分の混合物からなる複数の試料に対して測定して得られた複数のクロマトグラフィー質量分析データの質量分析データ解析方法において、
特定のある成分の情報と、該特定のある成分とある一定範囲内の質量であって、かつ、ある一定範囲内の時間帯に同様の条件下で検出された他の成分の情報とを用いて、異なるクロマトグラフィー質量分析データ間の対応関係を求め、その一致の割合又は状況から、複数のクロマトグラフィー質量分析データ間の同一成分を求めることである。
One feature of the present invention is a mass spectrometry data analysis method for analyzing a plurality of chromatographic mass spectrometry data obtained by measuring a plurality of samples made of a mixture of a plurality of components in a mass spectrometry data analysis method.
Using information on a specific component, and information on another component that has a mass within a certain range with the specific component and is detected under similar conditions in a certain time range Thus, a correspondence relationship between different chromatographic mass spectrometry data is obtained, and the same component among a plurality of chromatographic mass spectrometry data is obtained from the proportion or situation of the coincidence.
本発明では、複数の試料に対して測定した複数の質量分析データに対して、同一成分を高精度に抽出可能な質量分析データ解析方法を提供することができる。 In the present invention, it is possible to provide a mass spectrometry data analysis method capable of extracting the same component with high accuracy from a plurality of mass spectrometry data measured on a plurality of samples.
本発明は、例えば生体試料など、試料中に多くの成分が混在する場合において、液体またはガスクロマトグラフィーなどによって分離した質量分析データに対して、複数の測定データ間の成分の対応付けを行う方法に関するものである。以下に本発明の実施例を示す。 The present invention relates to a method for associating components between a plurality of measurement data with respect to mass spectrometry data separated by liquid or gas chromatography in the case where many components such as a biological sample are mixed. It is about. Examples of the present invention are shown below.
図1を参照して本発明の質量分析データ解析方法を説明する。本発明では、複数のクロマトグラフィー質量分析データの解析を目的とする。想定する解析対象の質量分析データとしては、例えば、バイオマーカー探索の際の、基準となる試料群と比較したい試料群のように複数の質量分析データが考えられる。基準となる試料群と、比較したい試料群間の各成分の対応付けを精度高く行うことが出来れば、その後の定量分析で各成分の量比を求め、量比に変動があるものをバイオマーカー候補として抽出できる。 The mass spectrometry data analysis method of the present invention will be described with reference to FIG. An object of the present invention is to analyze a plurality of chromatographic mass spectrometry data. As the assumed mass analysis data to be analyzed, for example, a plurality of mass analysis data are conceivable as a sample group to be compared with a reference sample group at the time of biomarker search. If each component between the reference sample group and the sample group to be compared can be associated with high accuracy, the quantitative ratio of each component is obtained in the subsequent quantitative analysis, and the biomarker with a variation in the quantitative ratio is obtained. Can be extracted as a candidate.
本発明では、少なくとも2つ以上の質量分析データ(A,B,C・・・)を読み込み、それぞれに対して、MSスペクトル処理,マスクロマトグラム処理,不純物・ノイズ除去を実施した後、同一成分の判定を実施する。MSスペクトル処理としては、一定の強度閾値によるノイズの除去,ピーク判定,同位体ピーク判定,モノアイソトピックピークの抽出が含まれる。次に、マスクロマトグラム処理を行い、各質量ピーク強度の時間軸変化を評価する。 In the present invention, at least two or more mass analysis data (A, B, C...) Are read, and after performing MS spectrum processing, mass chromatogram processing, and impurity / noise removal for each, the same component Perform the determination. MS spectrum processing includes noise removal by a certain intensity threshold, peak determination, isotope peak determination, and monoisotopic peak extraction. Next, mass chromatogram processing is performed to evaluate the time axis change of each mass peak intensity.
ここでは、各成分のマスクロマトグラム面積を評価する。次に、マスクロマトグラムの形状から、ノイズおよび不純物のデータを除去する。例えば、1MSスペクトルのみ瞬間的に検出される成分や、測定の開始から終了まで長時間にわたって検出され続けるような成分はノイズ,不純物として除去される。次に、各測定データから得られた成分リストを元に、同一成分の判定を実施する。 Here, the mass chromatogram area of each component is evaluated. Next, noise and impurity data are removed from the shape of the mass chromatogram. For example, components that are instantaneously detected only in the 1MS spectrum and components that are detected for a long time from the start to the end of measurement are removed as noise and impurities. Next, the same component is determined based on the component list obtained from each measurement data.
同一成分の判定に関して、図2を用いて説明する。図1(2〜5)で導出された各成分情報を元に、時間軸で各測定データの成分をn分割する。ここでの分割数は、ユーザが自由に設定可能である。例えば、60分の測定データを10分割するとすれば、分析開始である0分〜6分,6分〜12分,・・・と6分毎に、各測定で各時間に検出された成分を分類していく。次に、同一の可能性がある成分を抽出する。n番目の領域内で、質量対電荷比(m/z)および保持時間(RT)が一定の裕度内で一致する成分を抽出する。ここでの裕度は、ユーザが分析の条件に応じて、設定可能である。ここでは、m/z裕度:1.0Da,RT裕度:2.0分とした。ここで抽出された成分は、同一成分である可能性があるが、生体試料などのクルードな試料では、誤った一致判定をしている可能性がある。
そこで、抽出した成分の周囲(図3に示すm/zとRTの2次元マップにおいて)の成分情報を比較する。図3において、各点は、それぞれの時間に特定の質量で検出された成分をプロットしている。ここでは、試料Aの成分αの判定を行うものとする。成分αに関しては、試料Bでは、同じような時間帯に、同じ質量のβとγが検出されていたとする。この場合、試料Bのβおよびγどちらが一致する成分かを判定するのは困難である。そこで、α,β,γの周辺の成分情報を利用して、一致成分の判定を行う。図3では、αのある一定の範囲(m/zおよびRTの)に4種類の成分が確認できる。この4種類の成分は、試料Bにも検出されているため、この4種類の成分を元に判定を行う。試料Aでは、成分1,3がαよりも早い時間(RT)に検出され、成分2,4が遅い時間(RT)に検出されている。一方、試料Bのβでは、成分1,3がβよりも早い時間に検出され、成分2,4が遅い時間に検出されているのに対し、γでは、成分1〜4全てがγよりも早い時間に検出される。このためβの方が一致率が高くなり、同一成分として抽出される。また、一致数が同じ成分がある場合には、周囲の一致成分の同位体ピーク分布の一致率を判定する。検出される成分は同位体ピーク分布を持つため、この情報を利用する。但し、ここでは、同位体ピーク分布を判定する成分は、一定の強度閾値以上の強度を持つ成分のみとする。これは、図4に示すように、強度の大きさによって分布のパターンが変化するためである。強度の高いピークの場合は、ほぼ同じ同位体分布パターンが得られるが、強度が低くなった場合には、質量分析計の検出誤差が大きくなり、同位体分布パターンが測定ごとにばらつくことが知られている。このため、一定以上の強度を持つ成分に対してのみ、同位体ピーク分布の判定を実施する。
The determination of the same component will be described with reference to FIG. Based on each component information derived in FIG. 1 (2 to 5), each measurement data component is divided into n on the time axis. The number of divisions here can be freely set by the user. For example, if the 60-minute measurement data is divided into 10 parts, the components detected at each time in each measurement are measured every 6 minutes such as 0 to 6 minutes, 6 to 12 minutes,. Classify. Next, components having the same possibility are extracted. Within the n-th region, components whose mass-to-charge ratio (m / z) and retention time (RT) match within a certain tolerance are extracted. The margin here can be set by the user according to the analysis conditions. Here, m / z tolerance: 1.0 Da, RT tolerance: 2.0 minutes. The components extracted here may be the same component, but in the case of a crude sample such as a biological sample, there is a possibility that an erroneous coincidence determination is made.
Therefore, component information around the extracted components (in the two-dimensional map of m / z and RT shown in FIG. 3) is compared. In FIG. 3, each point plots a component detected at a particular mass at each time. Here, it is assumed that the component α of the sample A is determined. Regarding the component α, it is assumed that in the sample B, β and γ having the same mass are detected in the same time zone. In this case, it is difficult to determine which of β and γ of sample B is the same component. Therefore, the matching component is determined using the component information around α, β, and γ. In FIG. 3, four types of components can be confirmed within a certain range of α (m / z and RT). Since these four types of components are also detected in the sample B, the determination is made based on these four types of components. In the sample A, the
次に、図2において、抽出成分の周囲の成分情報を比較し、一致する成分がある場合には、基準とする測定データを決定する。ここでは、Aの成分が強度最大であったとすると、Aの補正データを基準として、BおよびCの測定データを補正する。次に、nの補正の結果を元に、1〜n−1の領域に対して補正を行う。ここでは、全成分を一様にnの補正結果と同様に補正する。例えば、領域nで最大の強度を持つ成分αがあり、測定データAの成分αの保持時間を基準として、測定データBの成分αは+0.5分、Cの成分αは−0.2分のずれがあったとする。この場合、Bの成分αは、Aの成分αにあわせるため、保持時間を0.5分マイナス側にシフトし、Cの成分αは、保持時間を0.2分プラス側にシフトする。同様に、ここでは、1〜n−1の領域の全成分に対して、Bでは保持時間を−0.5分補正し、Cでは+0.2分補正する。
Next, in FIG. 2, component information around the extracted components is compared, and if there is a matching component, measurement data to be used as a reference is determined. Here, assuming that the component A has the maximum intensity, the measurement data B and C are corrected with the correction data A as a reference. Next, based on the correction result of n, correction is performed on the 1 to n-1 regions. Here, all components are uniformly corrected in the same manner as the correction result of n. For example, there is a component α having the maximum intensity in the region n, the component α of the measurement data B is +0.5 minutes, and the component α of the C is −0.2 minutes based on the retention time of the component α of the measurement data A. Suppose that there was a shift. In this case, the component α of B shifts the holding time to the minus side by 0.5 minutes in order to match the component α of A, and the component α of C shifts the holding time to the plus side by 0.2 minutes. Similarly, for all components in the
この処理を全ての領域に対して、一方向(開始〜終了あるいは、終了〜開始)に実施する。ここで、一致判定は、分析終了時間から開始時間の方向で補正していくことが望ましい。図5に測定時間と保持時間のずれの関係を示す。図5から、分析の後半になるほど保持時間のずれは小さくなることがわかる。これは、分析開始時には、試料のカラムへの吸着状況や不純物の流出など測定毎のばらつきが大きく現われるのに対し、分析終了時には溶媒濃度が常に同じ条件になるよう設定されているためである。 This process is performed in one direction (start to end or end to start) for all regions. Here, the coincidence determination is desirably corrected in the direction from the analysis end time to the start time. FIG. 5 shows the relationship between the measurement time and the hold time. From FIG. 5, it can be seen that the shift in the retention time becomes smaller in the latter half of the analysis. This is because, at the start of the analysis, variations in each measurement such as the state of adsorption of the sample to the column and the outflow of impurities appear, whereas the solvent concentration is always set to the same condition at the end of the analysis.
上記の処理を全領域にわたって実施することにより、同一成分判定を終了し、図1−図7において、結果を出力する。出力する結果を図6に示す。出力結果には、同一と判定された成分の番号,RT(基準としたデータの保持時間),m/z,各測定データの成分のマスクロマトグラム面積、および一致判定の成分数が含まれる。また、これらのリストは、生データとリンクしており、成分番号をクリックすることで生データのピーク情報を表示することが可能である。これにより、本発明で求めたリストから定量解析を行い、バイオマーカー候補が抽出された後に、一致成分数および生データから、成分対応付けの信頼性を評価することが可能である。 By carrying out the above processing over the entire area, the same component determination is completed, and the results are output in FIGS. The output result is shown in FIG. The output result includes the number of components determined to be the same, RT (reference data retention time), m / z, the mass chromatogram area of each measurement data component, and the number of coincidence determination components. These lists are linked to the raw data, and the peak information of the raw data can be displayed by clicking the component number. Thereby, it is possible to perform the quantitative analysis from the list obtained in the present invention, and after extracting the biomarker candidates, it is possible to evaluate the reliability of the component association from the number of matching components and the raw data.
次に本発明の第2の実施例を示す。本実施例の質量分析システムを図7に示す。同定したタンパク質由来のペプチドに関するデータを格納する内部データベース27,試料であるペプチドを分離する前処理系19,ペプチドをイオン化するイオン化部20,イオンを質量対電荷比m/zに応じて分離する質量分析部21,分離されたイオンを検出しマススペクトルを生成するイオン検出部22,マススペクトル等のデータを整理及び処理するデータ処理部23,分析結果である質量分析データを表示する表示部24,これらの構成部の処理を制御する制御部25、及び、ユーザがデータ及び命令を入力するための入力部26を有する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. A mass spectrometry system of this example is shown in FIG.
前処理系19は、液体クロマトグラフィー(LC)を有し、試料を時間的に分離する。
ここでは、液体クロマトグラフ(LC)の代わりにガスクロマトグラフが用いられてもよい。
The
Here, a gas chromatograph may be used instead of the liquid chromatograph (LC).
MS1質量分析では、ペプチドはイオン化部20によってイオン化され、質量分析部21に送られる。イオンは質量分析部21によって、質量対電荷比m/zに応じて分離される。ここで、mはイオン質量、zはイオンの帯電価数である。イオン検出部22によって、MS1マススペクトルが生成される。
In MS 1 mass spectrometry, the peptide is ionized by the
MS2質量分析では、MS1マススペクトルから選択されたプリカーサーイオンを解離する。本例では、プリカーサーイオンの解離方法として、プリカーサーイオンをヘリウムなどのバッファーガスに衝突させて解離させる衝突解離(Collision Induced Dissociation)法を用いる。本例では、内部に中性ガスを充填したコリジョンセル21A(collision cell)が設けられている。
In MS 2 mass spectrometry, precursor ions selected from the MS 1 mass spectrum are dissociated. In this example, as a precursor ion dissociation method, a collision induced dissociation method is used in which the precursor ions collide with a buffer gas such as helium to dissociate. In this example, a
質量分析部21は、特定の質量対電荷比(m/z)又は特定の質量対電荷比(m/z)の領域のプリカーサーイオンを捕獲し、それをまとめてコリジョンセル21Aに投入する。特定のプリカーサーイオンを捕獲するには、例えば、排除すべきイオンが共鳴状態となるように、所定の周波数の共鳴電圧をトラップ電圧に重畳印加させる。
The
プリカーサーイオンは、コリジョンセル21Aに内の中性ガスと衝突し、解離する。プリカーサーイオンを中性ガスと衝突させるには、プリカーサーイオンに共鳴する周波数の電圧を印加する。尚、質量分析部21に中性ガスを充満させて、質量分析部内でプリカーサーイオンを中性ガスに衝突させ、解離させてもよい。その場合、コリジョンセル21Aは不要になる。
The precursor ions collide with the neutral gas in the
プリカーサーイオンの解離方法として、プリカーサーイオンに低エネルギーの電子を照射し、多量の低エネルギー電子を捕獲させることにより解離させる電子捕獲解離(Electron Capture Dissociation)法,プリカーサーイオンに陰イオンビームを照射し、電子を移動させることにより解離させる電子移動解離(Electron Transfer Dissociation)法等を用いてもよい。 As a precursor ion dissociation method, the precursor ion is irradiated with low-energy electrons and a large amount of low-energy electrons are captured to dissociate, and the precursor ion is irradiated with an anion beam. You may use the electron transfer dissociation method etc. which dissociate by moving an electron.
コリジョンセルによって解離されたプリカーサーイオンは質量分析部によって、質量対電荷比m/zに応じて分離される。分離されたイオンは、イオン検出部によって検出され、MS2マススペクトルが生成される。MS2マススペクトルは、データ処理部23によって処理され、その分析結果である質量分析データは表示部24にて表示される。データ処理部による処理は後処理と称される。
Precursor ions dissociated by the collision cell are separated by the mass analyzer according to the mass-to-charge ratio m / z. The separated ions are detected by an ion detector, and an MS 2 mass spectrum is generated. The MS 2 mass spectrum is processed by the
この一連の質量分析過程、即ち、試料のイオン化,イオン化した試料の質量分析部21への輸送及び入射,プリカーサーイオンの解離及び分離,プリカーサーイオン検出,データ処理等の処理は、制御部25が制御する。
The
図8を参照して、本発明による質量分析システムにおける分析処理を説明する。ステップS29にて、測定を開始する。ステップS30にて、MS1質量分析を行う。ステップS31からステップ42まで、MS1質量分析により得られたMS1(n≧1)質量スペクトルに対して、リアルタイムデータ解析を実施する。ステップS32にて、ピーク判定を行う。即ち、MS1(n≧1)質量スペクトルのピークを検出する。ステップS33にて、同位体・価数判定を行う。即ち、MS1(n≧1)質量スペクトルのピークから、同位体のピークを除去する。こうして得られた同位体を含まないピーク(モノアイソトピックピーク)の数をNpiとする。ステップS34にて、Npi本のピークから、順に1つのピークを選択し、その強度を閾値と比較する。このピークの強度が閾値以上の場合にはステップS35に進み、このピークの強度が閾値未満の場合にはステップS41に進み、次のピークに対して同様の判定を行う。ステップS35にて、このピークのイオンに関して、液体クロマトグラフの保持時間(RT),質量対電荷比(m/z),価数(z)及び同位体パターンを内部データベースに格納された情報と照合する。 With reference to FIG. 8, the analysis process in the mass spectrometry system by this invention is demonstrated. In step S29, measurement is started. In step S30, MS 1 mass spectrometry is performed. From step S31 to step 42, real-time data analysis is performed on the MS 1 (n ≧ 1) mass spectrum obtained by MS 1 mass spectrometry. In step S32, peak determination is performed. That is, the peak of the MS 1 (n ≧ 1) mass spectrum is detected. In step S33, isotope / valence determination is performed. That is, the isotope peak is removed from the peak of the MS 1 (n ≧ 1) mass spectrum. Let Npi be the number of peaks (monoisotopic peaks) thus obtained that do not contain isotopes. In step S34, one peak is sequentially selected from the Npi peaks, and the intensity thereof is compared with a threshold value. If the intensity of this peak is greater than or equal to the threshold, the process proceeds to step S35. If the intensity of this peak is less than the threshold, the process proceeds to step S41, and the same determination is performed for the next peak. In step S35, the retention time (RT), mass-to-charge ratio (m / z), valence (z), and isotope pattern of the liquid chromatograph are collated with the information stored in the internal database for this peak ion. To do.
ステップS36にて、このピークのイオンの情報と内部データベースの情報が一致するか否かを判定する。一致する場合は、ステップS38に進み、一致しない場合は、ステップS37に進む。ステップS38では、一致したイオンは一致リストとしてメモリー上に格納する。次に、ステップS39にて一致リストのイオンの現在の保持時間から内部データベースの保持時間情報を補正する。ここで、補正を行うには、少なくとも3個以上のイオン情報があることが望ましい。1つ或いは2つの場合には、ノイズや不純物などに対して、誤った判定をすることがあり、できるだけ多くの情報を照合して補正を行うことが望ましい。ここでの補正に用いる最低一致イオン数はユーザが指定可能である。ここで内部データベースに格納されているデータを図9に示す。ここでは、補正後の保持時間が格納されており、これ以降の保持時間で検出されるイオンに対しては、補正値を用いて照合を実施する。また、分析の各時間帯において検出される一致イオンによってその時間以降の内部データベースの保持時間は随時書き換えられていく。一方、内部データベースと一致しないイオンについては、ステップS37にて、MS2質量分析のプリカーサーイオンの候補リストに加える。 In step S36, it is determined whether or not the peak ion information matches the internal database information. If they match, the process proceeds to step S38, and if they do not match, the process proceeds to step S37. In step S38, the matched ions are stored in the memory as a match list. Next, in step S39, the retention time information in the internal database is corrected from the current retention time of ions in the match list. Here, in order to perform correction, it is desirable that there is at least three pieces of ion information. In one or two cases, an erroneous determination may be made with respect to noise, impurities, etc., and it is desirable to perform correction by collating as much information as possible. The minimum number of coincident ions used for correction here can be specified by the user. FIG. 9 shows data stored in the internal database. Here, the corrected retention time is stored, and for the ions detected in the subsequent retention time, matching is performed using the correction value. Further, the holding time of the internal database after that time is rewritten as needed by the coincidence ions detected in each time zone of analysis. On the other hand, ions that do not match the internal database are added to the precursor ion candidate list for MS 2 mass spectrometry in step S37.
ステップS40にて、全ピークに対して内部データベースとの照合が終了したか否かを判定する。終了した場合はステップS42に進み、終了していない場合は、ステップS41に進む。ステップS41にて、次のピークに進む。ステップS42にて、MS2質量分析のためのプリカーサーイオンを決定する。こうして決定したプリカーサーイオンに対して順にMS2質量分析を実行する(ステップS43)。 In step S40, it is determined whether or not collation with the internal database has been completed for all peaks. If completed, the process proceeds to step S42, and if not completed, the process proceeds to step S41. In step S41, the process proceeds to the next peak. In step S42, a precursor ion for MS 2 mass spectrometry is determined. MS 2 mass spectrometry is sequentially performed on the precursor ions thus determined (step S43).
ステップS44にて、分析が終了か否かを判定する。終了でない場合は、ステップS30に戻る。終了である場合は、ステップS45にて、測定を終了する。ステップS42からステップS42までのリアルタイムデータ解析を実現するには、ステップS32からステップS42までの処理を、10ミリ秒以内で、好ましくは、1ミリ秒以内で実行する必要がある。 In step S44, it is determined whether or not the analysis is completed. If not, the process returns to step S30. If the measurement is finished, the measurement is finished in step S45. In order to realize real-time data analysis from step S42 to step S42, it is necessary to execute the processing from step S32 to step S42 within 10 milliseconds, preferably within 1 millisecond.
以上のように本発明では、対応付けを行う成分だけでなく、類似の時間帯に検出された成分情報もあわせて判定に利用することで、対応付けの精度向上が図れる。また、本発明では、MSスペクトルやトータルイオンクロマトグラムなど複数の成分情報が含まれるデータを基に保持時間補正を行わず、各成分ごとに対応付けを実施するため、同じ時間帯に検出される強度の高い成分に影響されがちな微量成分の対応付けも可能である。また、本発明では、MSスペクトルを判定に用いるため、定量分析精度を損なうことなく、MS/MS分析が行われていない全ての成分に対して対応付けが可能である。 As described above, according to the present invention, not only the component to be associated, but also component information detected in a similar time zone is used for the determination, so that the accuracy of association can be improved. Further, in the present invention, since the holding time is not corrected based on data including a plurality of component information such as MS spectrum and total ion chromatogram, the correspondence is performed for each component, and therefore, detection is performed in the same time zone. It is also possible to associate trace components that tend to be affected by components with high strength. Further, in the present invention, since the MS spectrum is used for the determination, it is possible to associate all the components that have not been subjected to the MS / MS analysis without impairing the quantitative analysis accuracy.
以上、本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者により容易に理解されよう。 Although the examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described examples, and it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims. Easy to understand.
1 データ解析の開始
2 データの読込
3 MSスペクトル処理
4 マスクロマトグラム処理
5 不純物、ノイズ除去
6 同一成分判定
7 結果の出力
8 データ解析の終了
9 同一成分判定の開始
10 成分情報読込
11 保持時間で各成分情報をn分割
12 n番目の領域内で(m/z,RT)が裕度内の同一の可能性がある成分を抽出
13 抽出成分の周囲の成分情報比較
14 強度最大の成分を基準とした保持時間補正
15 n=1〜n−1の領域のRT補正
16 n=1の判定
17 n=n−1
18 同一成分判定の終了
19 前処理系
20 イオン化部
21 質量分析部
22 イオン検出部
23 データ処理部
24 表示部
25 制御部
26 ユーザ入力部
27 内部データベース
28 質量分析システム
29 測定の開始
30 MS1分析
31 リアルタイムデータ解析
32 ピーク判定
33 同位体・価数判定
34 プリカーサーイオンの強度判定
35 内部DB照合
36 一致判定
37 候補イオンに追加
38 一致リストに格納
39 一致リストから内部DBの保持時間情報補正
40 照合終了判定
41 次のピークへ
42 MS2プリカーサーイオンの決定
43 MS2分析
44 分析終了判定
45 測定の終了
1 Start of
18 End of
Claims (9)
前記第一の質量分析データのうち前記所望の成分のデータと、前記所望の成分の質量と所定の範囲内の質量を有しかつ前記所望の成分のクロマトグラフィーの保持時間と所定の範囲内の保持時間を有する比較成分のデータとを特定し、
前記第二の質量分析データのうち前記比較成分のデータを特定し、前記第二の質量分析データの前記比較成分のデータより前記第二の質量分析データの前記所望の成分のデータを特定することを特徴とする質量分析データの解析方法。 Mass spectrometry data of a first sample containing a desired component from mass spectrometry data measured by a mass spectrometer that separates a sample composed of a mixture of a plurality of components by chromatography and performs mass analysis of the separated mixture And mass spectrometry data analysis method for observing the desired component using the mass spectrometry data of the second sample containing the desired component,
Among the first mass spectrometry data, the data of the desired component, the mass of the desired component and the mass within a predetermined range, and the retention time of chromatography of the desired component within the predetermined range Identify the data of the comparison component with retention time,
Identifying the data of the comparative component in the second mass spectrometry data, and identifying the data of the desired component of the second mass spectrometry data from the data of the comparative component of the second mass spectrometry data A method for analyzing mass spectrometry data characterized by
前記比較成分は複数の成分であり、前記第二の質量分析データの各比較成分が所定の裕度内で一致した割合または状況に基づき、第二の質量分析データの所望の成分のデータを特定することを特徴とする質量分析データの解析方法。 The method for analyzing mass spectrometry data according to claim 1,
The comparison component is a plurality of components, and the data of the desired component of the second mass spectrometry data is specified based on the ratio or situation in which each comparison component of the second mass spectrometry data is matched within a predetermined tolerance. A method of analyzing mass spectrometry data, characterized by:
前記第二の質量分析データの比較成分のデータは、前記第一の質量分析データの比較成分の質量,価数,ピーク強度,同位体ピークの検出分布、又は、クロマトグラフィーの保持時間の少なくともいずれかを用いて特定されることを特徴とする質量分析データの解析方法。 A method for analyzing mass spectrometry data according to claim 1 or 2,
The comparison component data of the second mass spectrometry data is at least one of the mass, valence, peak intensity, isotope peak detection distribution, and chromatography retention time of the comparison component of the first mass spectrometry data. A method for analyzing mass spectrometry data, characterized by using
前記所定の範囲の質量及び所定の範囲の保持時間は、各質量分析データの解析ごとに指定することを特徴とする質量分析データの解析方法。 A method for analyzing mass spectrometry data according to any one of claims 1 to 3,
The mass analysis data analysis method, wherein the predetermined range of mass and the predetermined range of retention time are designated for each analysis of mass analysis data.
前記所望の成分のデータについて、第一及び第二の質量分析データの質量,価数,強度,保持時間,同位体の分布を比較したリストを出力することを特徴とする質量分析データの解析方法。 A method for analyzing mass spectrometry data according to any one of claims 1 to 4,
A method of analyzing mass spectrometry data, comprising outputting a list comparing the mass, valence, intensity, retention time, and isotopic distribution of the first and second mass spectrometry data for the desired component data .
前記第一の試料の質量分析データの比較成分と、前記第二の試料の質量分析データの比較成分とを比較し、比較成分のピーク強度の強い一方の質量分析データの比較成分の保持時間を基準とし、他方の質量分析データの比較成分の保持時間を補正することを特徴とする質量分析データの解析方法。 A method for analyzing mass spectrometry data according to any one of claims 1 to 5,
The comparison component of the mass spectrometry data of the first sample and the comparison component of the mass analysis data of the second sample are compared, and the retention time of the comparison component of one mass analysis data having a strong peak intensity of the comparison component is determined. A method of analyzing mass spectrometry data, wherein the retention time of the comparison component of the other mass spectrometry data is corrected as a reference.
前記比較成分の保持時間の補正に基づき前記他方の質量分析データに検出された全成分の保持時間を補正することを特徴とする質量分析データの解析方法。 A method for analyzing mass spectrometry data according to claim 6,
A method of analyzing mass spectrometry data, wherein the retention time of all components detected in the other mass spectrometry data is corrected based on the correction of the retention time of the comparison component.
前記解析装置は、前記第一の質量分析データのうち前記所望の成分のデータと、前記所望の成分の質量と所定の範囲内の質量を有しかつ前記所望の成分のクロマトグラフィーの保持時間と所定の範囲内の保持時間を有する比較成分のデータとを特定し、前記第二の質量分析データのうち前記比較成分のデータを特定し、前記第二の質量分析データの前記比較成分のデータより前記第二の質量分析データの前記所望の成分のデータを特定することを特徴とする質量分析システム。 A sample composed of a mixture of a plurality of components is separated by chromatography, and a mass spectrometer that performs mass analysis of the separated mixture, and a mass analysis data measured by the mass spectrometer, the first containing a desired component A mass spectrometric system having a mass spectrometric data analyzer for observing the desired component using the mass spectrometric data of the sample and the mass spectrometric data of the second sample containing the desired component,
The analysis device includes the data of the desired component of the first mass spectrometry data, the mass of the desired component, and the retention time of the chromatography of the desired component having a mass within a predetermined range. The comparison component data having a retention time within a predetermined range, the comparison component data of the second mass analysis data is identified, and the comparison component data of the second mass analysis data A mass spectrometric system that identifies data of the desired component of the second mass spectrometric data.
過去に分析した試料のイオン情報を格納する内部データベースを有し、前記内部データベースは、最新の分析された試料のイオン情報により更新されることを特徴とする質量分析システム。 A first ionization step for dissociating a sample composed of a plurality of components and an ion species having a specific mass-to-charge ratio (m / Z) among the samples ionized by the first ionization step are selected and separated. A first separation step, a second ionization step for further dissociating the ion species separated by the first separation step, and a specific mass-to-charge ratio among the samples ionized by the second ionization step. A tandem mass spectrometric system for analyzing a sample by repeatedly performing the same selection, separation and dissociation in multiple stages,
A mass spectrometry system comprising an internal database for storing ion information of a sample analyzed in the past, wherein the internal database is updated with ion information of the latest analyzed sample.
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