JP2013228211A - Mass spectroscope and mass spectroscopic method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a throughput while increasing precision of structural analysis by automatically selecting a suitable precursor ion featuring the structure of a target compound.SOLUTION: The supply amount of a cleaning gas to an ion trap, i.e. a gas pressure condition is changed and mass spectrometric analysis of the same sample is executed to obtain mass spectra, respectively. Although a modification body such as a phosphate group is hardly desorbed because of a lower energy of ions in the presence of a high gas, energy of ions is still high in the presence of a low gas and the modification body is easily desorbed. Consequently, when a difference in mass between a peak at which a signal intensity increases among a plurality of mass spectra when gas pressure is varied and a peak at which the signal intensity decreases reaches the known mass of the modification body or its multiple, it can be estimated that those peaks have the same basic structure and differ in only the number of modification bodies. Here, those peaks are selected for precursor ions and MSis performed to take structure analysis.

Description

本発明は、分析対象であるイオンをイオントラップ内に一時的に保持し、該イオントラップ内でイオンの選択及び選択されたイオンに対する解離操作を行った後に、その解離により生成されたプロダクトイオンを質量分析する質量分析装置及び質量分析方法に関する。   The present invention temporarily holds ions to be analyzed in an ion trap, selects ions in the ion trap and performs a dissociation operation on the selected ions, and then generates product ions generated by the dissociation. The present invention relates to a mass spectrometer for mass spectrometry and a mass spectrometry method.

糖鎖やペプチドなどの高分子化合物の同定や構造解析においては、MALDI(マトリクス支援レーザ脱離イオン化)イオン源と3次元四重極型イオントラップとを搭載したイオントラップ質量分析装置が広く用いられている。イオントラップに一時的に保持した各種イオンを質量分析する手法としては、イオントラップ自体の質量分離機能を利用する場合と、イオントラップから一斉にイオンを吐き出しイオントラップ外部に設けた飛行時間型質量分析器によりイオンの質量分離を行って検出する場合とがあるが、ここではそれらを包含してイオントラップ質量分析装置ということとする。   An ion trap mass spectrometer equipped with a MALDI (matrix-assisted laser desorption / ionization) ion source and a three-dimensional quadrupole ion trap is widely used in the identification and structural analysis of polymer compounds such as sugar chains and peptides. ing. Mass spectrometry of various ions temporarily held in the ion trap includes the use of the mass separation function of the ion trap itself, and time-of-flight mass spectrometry that discharges ions from the ion trap all at once and is provided outside the ion trap. In some cases, mass separation of ions is performed by a detector and detection is performed, but here, these are included and referred to as an ion trap mass spectrometer.

イオントラップ質量分析装置を用いた高分子化合物の一般的な分析手法は次の通りである。
分析対象である目的化合物をMALDI法によりイオン化してイオントラップ内に捕捉したあと、その目的化合物由来の特定の質量電荷比m/zを有するイオンをプリカーサイオンとして選択的にイオントラップ内に残し、他の不要なイオンをイオントラップ外部に排出するイオン選択操作を行う。その後、イオントラップ内に衝突誘起解離(Collision-Induced Dissosiation:CID)ガスを導入し、高周波電場の作用によりプリカーサイオンを励振させてCIDガスに衝突させることで該プリカーサイオンの解離を促進させる。場合によっては、1回のCID操作では目的とする構造体が十分に解離しないため、プリカーサイオンの選択とCID操作とを複数回繰り返すこともある。そうして目的化合物由来のイオンに対し1回以上のCID操作を行うことで細かく断片化させたプロダクトイオンについて、質量走査を伴うイオンの検出を実行してMSnスペクトルを取得し、このMSnスペクトルを例えばデータベース検索などに供することで化合物を同定したりその構造を推定したりする。
A general analysis method for polymer compounds using an ion trap mass spectrometer is as follows.
After the target compound to be analyzed is ionized by the MALDI method and captured in the ion trap, ions having a specific mass-to-charge ratio m / z derived from the target compound are selectively left in the ion trap as precursor ions, An ion selection operation for discharging other unnecessary ions to the outside of the ion trap is performed. Thereafter, a collision-induced dissociation (CID) gas is introduced into the ion trap, and the precursor ions are excited by the action of a high-frequency electric field to collide with the CID gas, thereby promoting the dissociation of the precursor ions. In some cases, since the target structure is not sufficiently dissociated in one CID operation, the selection of the precursor ion and the CID operation may be repeated a plurality of times. For the product ions finely fragmented by performing one or more CID operations on the ions derived from the target compound, detection of ions with mass scanning is performed to obtain an MS n spectrum, and this MS n By using the spectrum for database search, for example, the compound is identified and its structure is estimated.

上述したような化合物の同定や構造解析においてその精度を上げるため、或いは測定や解析に要する時間を短縮してスループットを向上させるためには、CID操作の対象となるプリカーサイオンとして適切な質量電荷比のイオンを選択することが重要である。従来の一般的なプリカーサイオンの選択方法としては、CID操作を行わない通常の質量分析を行うことで取得したマススペクトル(MS1スペクトル)に現れるピークを検出し、例えば信号強度が閾値以上である等、所定の基準を満たすピークを全て抽出して該ピークに対応するイオンをプリカーサイオンとして選択するという手法が採られている。通常、所定の基準を満たすようなピークはマススペクトル上に多数存在するため、それら全てについてMS2分析を実行するとなると測定だけでも膨大な時間が掛かる。また、測定の回数が増えると、それだけ試料の消費量も多くなるため、大量の試料を用意しなければならない。 In order to improve the accuracy in the identification and structural analysis of the compounds as described above, or to improve the throughput by reducing the time required for the measurement and analysis, an appropriate mass-to-charge ratio as a precursor ion to be subjected to CID operation It is important to select the ions. As a conventional method for selecting a general precursor ion, a peak appearing in a mass spectrum (MS 1 spectrum) obtained by performing a normal mass analysis without performing a CID operation is detected. For example, the signal intensity is greater than or equal to a threshold value. For example, a technique is adopted in which all peaks satisfying a predetermined criterion are extracted and ions corresponding to the peaks are selected as precursor ions. Usually, there are a large number of peaks on the mass spectrum that satisfy a predetermined standard. Therefore, when MS 2 analysis is performed on all of them, it takes a lot of time for measurement alone. In addition, as the number of times of measurement increases, the amount of sample consumption increases accordingly, so a large number of samples must be prepared.

上記のような問題を回避するためには、マススペクトル上で所定の基準を満たすピークを全て抽出するのではなく、例えば強度順に優先順位を付けて所定数のピークのみを抽出する、といった制約を課す方法が考えられる。しかしながら、信号強度が相対的に高いピークが目的化合物の構造を特徴付けるイオンピークであるとは限らないため、強度順等に従って機械的にピークを抽出しただけでは、同定や構造解析に有効なプリカーサイオンを選択できないおそれもある。   In order to avoid the above problems, it is not necessary to extract all the peaks that satisfy a predetermined standard on the mass spectrum, but to restrict only the predetermined number of peaks by prioritizing in order of intensity, for example. The method of imposing can be considered. However, since the peak with relatively high signal intensity is not necessarily the ion peak that characterizes the structure of the target compound, precursor ions that are effective for identification and structural analysis can be obtained simply by mechanically extracting the peaks according to the order of intensity. May not be available.

具体例を挙げて詳しく説明する。イオントラップ質量分析装置でしばしば分析対象とされるペプチド等の生体高分子化合物には、脱離し易い修飾物や官能基などが含まれている場合がよくある。代表的な修飾物としては、シアル酸、硫酸基、リン酸基などがよく知られている。例えば酸性糖の一種であるシアル酸が結合している糖鎖やシアル酸結合糖鎖が付加した糖ペプチドでは、低エネルギCIDによりシアル酸が優先的に脱離することが知られているが、こうしたシアル酸の脱離はCIDの過程のみならず、インソース分解やイオントラップ内でのクーリングガスとの衝突によっても容易に生じる(例えば特許文献1、2参照)。そのため、上記のような脱離容易な修飾物が複数結合している化合物が試料に含まれている場合、CIDを実行せずに得られたマススペクトル上には、修飾物が基本構造体から全く脱離していないイオン由来のピーク、複数の修飾物のうちの一部が基本構造体から脱離したイオン由来のピーク、全ての修飾物が基本構造体から脱離したイオン由来のピーク、が混在して現れる。このため、マススペクトルはかなり複雑になる。また、基本構造体を含むイオンの強度が複数のピークに分散するために、各ピークの強度が相対的に低くなってしまうことがある。このような場合、上述したように強度順に従って決まった個数のピークを抽出する手法では、化合物の特徴をよく表す基本構造体を含むイオンがプリカーサイオンとして選択されなくなるおそれがある。   A detailed example will be described. In many cases, biopolymer compounds such as peptides, which are often analyzed by ion trap mass spectrometers, contain modified products or functional groups that are easily detached. As typical modified products, sialic acid, sulfate group, phosphate group and the like are well known. For example, it is known that sialic acid is preferentially released by low energy CID in a sugar chain to which sialic acid, which is a kind of acidic sugar, is bonded or a glycopeptide to which a sialic acid-binding sugar chain is added. Such desorption of sialic acid is easily caused not only by the CID process but also by in-source decomposition and collision with a cooling gas in the ion trap (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Therefore, when the sample includes a compound in which a plurality of modified products that are easily detached as described above are bound, the modified product is not removed from the basic structure on the mass spectrum obtained without performing CID. A peak derived from an ion that is not desorbed at all, a peak derived from an ion in which some of a plurality of modified products are desorbed from the basic structure, and a peak derived from an ion in which all the modified products are desorbed from the basic structure Appears mixed. This makes the mass spectrum quite complex. In addition, since the intensity of ions including the basic structure is dispersed in a plurality of peaks, the intensity of each peak may be relatively low. In such a case, as described above, in the method of extracting a predetermined number of peaks according to the order of intensity, there is a possibility that ions including a basic structure well representing the characteristics of the compound may not be selected as the precursor ions.

特開2010−256101号公報JP 2010-256101 A 特開2011−145089号公報JP 2011-145089 A

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、脱離し易い修飾物や官能基などが存在する高分子化合物の同定や構造解析を行うに際し、マススペクトルに現れるピークの中で目的化合物を特徴付ける適切なイオンピークを抽出してプリカーサイオンとして選択しMS2分析を行うことができる質量分析装置及び質量分析方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to appear in a mass spectrum when performing identification and structural analysis of a polymer compound having a modified compound or functional group that is easily detached. An object of the present invention is to provide a mass spectrometer and a mass spectrometry method capable of extracting an appropriate ion peak that characterizes a target compound from peaks and selecting it as a precursor ion to perform MS 2 analysis.

上記課題を解決するために成された第1発明は、分析対象である目的化合物由来のイオンを一時的に捕捉するとともにその捕捉したイオンの解離を促進させるイオントラップを具備する質量分析装置であって、
a)前記イオントラップの内部空間に捕捉したイオンをクーリングするためのクーリングガスを該イオントラップ内に導入するガス供給手段と、
b)前記ガス供給手段により前記イオントラップ内に供給されるガスによる該イオントラップ内のガス圧条件が異なる複数回の質量分析を同一試料に対し実行し、それぞれマススペクトルを取得する分析実行手段と、
c)前記異なるガス圧条件の下でそれぞれ取得された複数のマススペクトルについて同一質量電荷比であるピークの信号強度を比較することにより、同一の基幹構造体を有し、該基幹構造体に結合している修飾物の数が相違する複数のイオンを識別し、それらイオンの少なくとも1つをプリカーサイオンとして選定するプリカーサイオン選定手段と、
を備えることを特徴としている。
The first invention made to solve the above problems is a mass spectrometer equipped with an ion trap that temporarily captures ions derived from a target compound to be analyzed and promotes dissociation of the captured ions. And
a) gas supply means for introducing a cooling gas for cooling the ions trapped in the internal space of the ion trap into the ion trap;
b) analysis execution means for executing a plurality of mass analyzes with different gas pressure conditions in the ion trap by the gas supplied into the ion trap by the gas supply means on the same sample, and acquiring a mass spectrum respectively; ,
c) By comparing the signal strengths of the peaks having the same mass-to-charge ratio for a plurality of mass spectra respectively acquired under the different gas pressure conditions, the same backbone structure is obtained and coupled to the backbone structure. A precursor ion selecting means for identifying a plurality of ions having different numbers of modified products and selecting at least one of the ions as a precursor ion;
It is characterized by having.

また上記課題を解決するために成された第2発明は、分析対象である目的化合物由来のイオンを一時的に捕捉するとともにその捕捉したイオンの解離を促進させるイオントラップを具備する質量分析装置を用いた質量分析方法であって、
a)前記イオントラップの内部空間に捕捉したイオンをクーリングするために該イオントラップ内に供給されるクーリングガスによる該イオントラップ内のガス圧条件が異なる複数回の質量分析を同一試料に対し実行し、それぞれマススペクトルを取得する分析実行ステップと、
b)前記異なるガス圧条件の下でそれぞれ取得された複数のマススペクトルについて同一質量電荷比であるピークの信号強度を比較することにより、同一の基幹構造体を有し、該基幹構造体に結合している修飾物の数が相違する複数のイオンを識別し、それらイオンの少なくとも1つをプリカーサイオンとして選定するプリカーサイオン選定ステップと、
を有することを特徴としている。
In addition, a second invention made to solve the above problems is a mass spectrometer having an ion trap that temporarily captures ions derived from a target compound to be analyzed and promotes dissociation of the captured ions. A mass spectrometry method used,
a) To cool the ions trapped in the internal space of the ion trap, multiple times of mass spectrometry with different gas pressure conditions in the ion trap are performed on the same sample by the cooling gas supplied into the ion trap. An analysis execution step for acquiring a mass spectrum,
b) By comparing the signal strengths of the peaks having the same mass-to-charge ratio for a plurality of mass spectra respectively acquired under the different gas pressure conditions, the same backbone structure is obtained and coupled to the backbone structure A precursor ion selection step of identifying a plurality of ions having different numbers of modifications, and selecting at least one of the ions as a precursor ion;
It is characterized by having.

イオントラップ質量分析装置では一般に、検出感度や質量分解能の向上を目的として、イオントラップ内に捕捉しているイオンをその捕捉空間中心付近に集めるためにクーリング操作が行われる。クーリングとは、不活性ガスであるHe等のクーリングガスをイオントラップ内に導入し、捕捉しているイオンをこれらガスと接触させることによりイオンの運動エネルギを減衰させる操作である。運動エネルギの小さなイオンは捕捉電場の影響を受け易いため、捕捉空間内でのイオンの空間的拡がりが抑えられ、捕捉空間中心付近にイオンが集まり易くなる。一般的に上述したような質量分析のための一連の行程の中では、外部からイオントラップ内にイオンが導入された後やCIDによりプリカーサイオンが解離され生成されたプロダクトイオンが捕捉された後にクーリングが実行される。   In an ion trap mass spectrometer, a cooling operation is generally performed to collect ions trapped in the ion trap near the center of the trapping space for the purpose of improving detection sensitivity and mass resolution. Cooling is an operation that attenuates the kinetic energy of ions by introducing a cooling gas such as He, which is an inert gas, into the ion trap and bringing the trapped ions into contact with these gases. Since ions having a small kinetic energy are easily affected by the trapping electric field, the spatial expansion of ions in the trapping space is suppressed, and the ions are likely to gather near the center of the trapping space. Generally, in a series of processes for mass spectrometry as described above, cooling is performed after ions are introduced into the ion trap from the outside or after precursor ions are dissociated by CID and the generated product ions are captured. Is executed.

第1発明及び第2発明における分析対象の化合物は、典型的には、イオン化の過程や外部に設けられたイオン源からイオントラップまでイオンが輸送される過程、或いはイオントラップ内におけるクーリングの過程などの際に、容易に脱離する修飾物や官能基が基幹構造物に対し1乃至複数結合している化合物である。具体的には、こうした修飾物・官能基としてシアル酸、硫酸基、リン酸基などを挙げることができる。   The compound to be analyzed in the first and second inventions typically includes an ionization process, a process in which ions are transported from an ion source provided outside to an ion trap, or a cooling process in the ion trap. In this case, one or a plurality of modified or functional groups that are easily eliminated are bonded to the backbone structure. Specifically, examples of such a modified product / functional group include sialic acid, sulfuric acid group, and phosphoric acid group.

脱離容易な修飾物や官能基が基幹構造物に対し1乃至複数結合している化合物が目的試料に含まれている場合、イオントラップ内のガス圧が低い(真空度が高い)とクーリング作用が弱く、捕捉されているイオンが持つ運動エネルギは相対的に大きい。このエネルギのために、基幹構造物に結合している修飾物や官能基は容易に脱離する。逆にイオントラップ内のガス圧が高い(真空度が低い)とクーリング作用が強く、イオンが持つ運動エネルギは相対的に低い。このため、基幹構造物に結合している修飾物や官能基の脱離は生じにくい。そのため、同一試料に対して異なるガス圧の下で取得された複数のマススペクトル間では、同一基幹構造体に修飾物が1個以上付加されているイオンのピークや修飾物が全て脱離したイオンのピークの強度に差が生じる。例えば、同じ質量電荷比であってガス圧が高い状態から低い状態に変化したときに信号強度が高くなるピークは、修飾物が脱離したイオンに対応したピークであると推定できる。   When the target sample contains a modified product that easily desorbs or a compound in which one or more functional groups are bonded to the backbone structure, the cooling action will occur if the gas pressure in the ion trap is low (the degree of vacuum is high). However, the kinetic energy of the trapped ions is relatively large. Due to this energy, the modified products and functional groups bonded to the backbone structure are easily detached. Conversely, if the gas pressure in the ion trap is high (the degree of vacuum is low), the cooling action is strong and the kinetic energy of the ions is relatively low. For this reason, elimination of the modified product or functional group bonded to the backbone structure is unlikely to occur. For this reason, between a plurality of mass spectra acquired for the same sample under different gas pressures, ions from which one or more modified products are added to the same basic structure or ions from which all modified products are desorbed A difference occurs in the intensity of the peak. For example, the peak at which the signal intensity increases when the gas pressure is changed from a high state to a low state with the same mass-to-charge ratio can be estimated to be a peak corresponding to the ion from which the modification product is desorbed.

そこで、第1発明に係る質量分析装置においてプリカーサイオン選定手段は、例えばガス圧条件の異なる2つのマススペクトルについて質量電荷比毎にピークの強度差を計算し、強度差が正値を示すピークと強度差が負値を示すピークの組で、それらピークの質量電荷比差が既知の修飾物や官能基の質量又はその整数倍に一致するようなピークの組を探索する。こうした探索により得られたピークの組は、同じ基幹構造体を有し修飾物や官能基の数のみが相違するイオンであると考えられるから、例えば得られたピークの組の中の1つをプリカーサイオンとして選定する。こうして選定されたプリカーサイオンは目的化合物の構造の特徴をよく表したものである筈である。したがって、該プリカーサイオンをCID等により解離させることで得られたMS2スペクトルを目的化合物の同定や構造解析に用いることで、同定や構造解析の精度を向上させることができる。 Therefore, in the mass spectrometer according to the first aspect of the invention, the precursor ion selection means calculates, for example, a peak intensity difference for each mass-to-charge ratio for two mass spectra having different gas pressure conditions, and the intensity difference has a positive value. A set of peaks having a negative intensity difference is searched for such that the mass-to-charge ratio difference of the peaks matches the mass of a known modification or functional group or an integral multiple thereof. Since the peak set obtained by such a search is considered to be an ion having the same basic structure and different only in the number of modified products and functional groups, for example, one of the obtained peak sets Select as a precursor ion. The precursor ion thus selected should be a good representation of the structural characteristics of the target compound. Therefore, the accuracy of identification and structural analysis can be improved by using the MS 2 spectrum obtained by dissociating the precursor ion by CID or the like for identification of the target compound and structural analysis.

第1発明に係る質量分析装置及び第2発明に係る質量分析方法によれば、翻訳後修飾を受けたペプチドなど、脱離し易い修飾物や官能基が基幹構造物に対し1乃至複数結合している化合物の同定や構造解析を行う際に、その構造の特徴をよく表すプリカーサイオンを的確に選定することができる。これにより、高分子化合物の同定や構造解析の精度が向上する。また、同定や構造解析に有益でない不適切なプリカーサイオンに対するMS2分析の実行を回避できるので、MS2分析回数を減らして測定時間を短縮するのに有効である。 According to the mass spectrometer according to the first invention and the mass spectrometry method according to the second invention, one or more modified or functional groups that are easily detached, such as a peptide subjected to post-translational modification, are bonded to the backbone structure. When performing identification or structural analysis of a compound, a precursor ion that well represents the characteristics of the structure can be selected accurately. Thereby, the accuracy of identification and structural analysis of the polymer compound is improved. Further, since execution of MS 2 analysis for inappropriate precursor ions that are not useful for identification and structural analysis can be avoided, it is effective in reducing the number of times of MS 2 analysis and shortening the measurement time.

本発明の一実施例であるMALDI−IT−TOFMSの要部の構成図。The block diagram of the principal part of MALDI-IT-TOFMS which is one Example of this invention. 本実施例のMALDI−IT−TOFMSにおけるプリカーサイオン選定の概略説明図。The schematic explanatory drawing of precursor ion selection in MALDI-IT-TOFMS of a present Example. 異なるガス圧条件の下で得られた実測マススペクトルの比較を示す図。The figure which shows the comparison of the measurement mass spectrum obtained under different gas pressure conditions. 異なるガス圧条件の下で得られた実測マススペクトルに基づく差分スペクトルを示す図。The figure which shows the difference spectrum based on the measured mass spectrum obtained under different gas pressure conditions.

以下、本発明の一実施例であるマトリクス支援レーザ脱離イオン化イオントラップ飛行時間型質量分析装置(MALDI−IT−TOFMS)と該装置により実施される特徴的な質量分析方法について、添付図面を参照して説明する。   Hereinafter, a matrix-assisted laser desorption ionization ion trap time-of-flight mass spectrometer (MALDI-IT-TOFMS) and a characteristic mass spectrometry method implemented by the apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. To explain.

図1は本実施例のMALDI−IT−TOFMSの要部の構成図である。このMALDI−IT−TOFMSは、図示しない真空チャンバ内に、目的試料をイオン化するイオン源1と、イオンを保持するとともにその内部でイオンを解離させる3次元四重極型のイオントラップ2と、イオンを質量電荷比に応じて分離して検出する飛行時間型質量分析部3と、を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of the MALDI-IT-TOFMS of this embodiment. This MALDI-IT-TOFMS includes an ion source 1 that ionizes a target sample, a three-dimensional quadrupole ion trap 2 that retains ions and dissociates ions therein, and an ion in a vacuum chamber (not shown). And a time-of-flight mass analyzer 3 that detects and separates according to the mass-to-charge ratio.

イオン源1はMALDIイオン源であり、パルス状のレーザ光を出射するレーザ照射部11、目的化合物を含むサンプルSが付着されたサンプルプレート12、及び、レーザ光の照射によってサンプルSから放出されたイオンを引き出すとともに引き出されたイオンを案内するイオン光学系13、などを含む。   The ion source 1 is a MALDI ion source, a laser irradiation unit 11 that emits a pulsed laser beam, a sample plate 12 to which a sample S containing a target compound is attached, and the sample S that has been emitted from the sample S by laser beam irradiation. It includes an ion optical system 13 that draws out ions and guides the extracted ions.

イオントラップ2は、円環状の1個のリング電極21と、これを挟むように対向して配置された、入口側エンドキャップ電極22及び出口側エンドキャップ電極24と、からなり、これら3個の電極21、22、24で囲まれた空間が捕捉領域となる。入口側エンドキャップ電極22の略中央にはイオン入射口23が穿設され、上記イオン源1から出射したイオンはイオン入射口23を経てイオントラップ2内に導入される。一方、出口側エンドキャップ電極24の略中央にはイオン出射口25が穿設され、このイオン出射口25を経てイオントラップ2内からイオンが飛行時間型質量分析部3へと放出される。また、イオントラップ2内には、ガス供給源28からガス導入管26を通してクーリングガスやCIDガスが供給され、そのガス量はパルスバルブ27の開放時間により制御される。   The ion trap 2 includes a ring-shaped ring electrode 21 and an inlet end cap electrode 22 and an outlet end cap electrode 24 which are arranged to face each other so as to sandwich the ring electrode 21. A space surrounded by the electrodes 21, 22, and 24 becomes a capturing region. An ion incident port 23 is bored substantially at the center of the inlet end cap electrode 22, and ions emitted from the ion source 1 are introduced into the ion trap 2 through the ion incident port 23. On the other hand, an ion emission port 25 is formed substantially at the center of the exit-side end cap electrode 24, and ions are emitted from the ion trap 2 to the time-of-flight mass analysis unit 3 through the ion emission port 25. In the ion trap 2, cooling gas or CID gas is supplied from the gas supply source 28 through the gas introduction pipe 26, and the gas amount is controlled by the opening time of the pulse valve 27.

飛行時間型質量分析部3は、リフレクトロン32によりイオンが折返し飛行する飛行空間31と、この飛行空間31を飛行してきたイオンを検出するイオン検出器4とを含む。イオントラップ2の内部からイオン出射口25を通して一斉に放出されたイオンは飛行空間31を飛行するが、各イオンは質量電荷比に応じた飛行速度を持つため、飛行する間に質量電荷比に応じて時間差を生じてイオン検出器4に到達する。イオン検出器4は入射したイオンの量に応じた検出信号を生成し、該信号をデータ処理部5へと送る。   The time-of-flight mass spectrometer 3 includes a flight space 31 in which ions are turned back by the reflectron 32 and an ion detector 4 that detects ions flying in the flight space 31. Ions released simultaneously from the inside of the ion trap 2 through the ion emission port 25 fly in the flight space 31, but each ion has a flight speed corresponding to the mass-to-charge ratio. As a result, a time difference is generated and the ion detector 4 is reached. The ion detector 4 generates a detection signal corresponding to the amount of incident ions and sends the signal to the data processing unit 5.

データ処理部5は、上述のように入力された信号をデジタル値に変換し、そのデータに基づいてマススペクトル(MSnスペクトル)を作成したり、該マススペクトルを利用した定性(同定)、定量、或いは構造解析などを実行する。特に本発明に特徴的なデータ処理を実行するために、データ処理部5は、データ収集部51、データ記憶部52、スペクトル比較部53、プリカーサイオン判定部54、同定・構造解析処理部55などの機能ブロックを含む。 The data processing unit 5 converts the input signal as described above into a digital value and creates a mass spectrum (MS n spectrum) based on the data, or qualitative (identification) and quantification using the mass spectrum. Or, structural analysis or the like is executed. In particular, in order to execute data processing characteristic of the present invention, the data processing unit 5 includes a data collection unit 51, a data storage unit 52, a spectrum comparison unit 53, a precursor ion determination unit 54, an identification / structure analysis processing unit 55, and the like. Includes functional blocks.

分析制御部6は、上述した、イオン源1、イオントラップ2、飛行時間型質量分析部3、データ処理部5などの各部を制御する機能を有する。また、入出力制御や分析制御部6よりもさらに上位の統括的な制御を行う中央制御部7には、入力部8と表示部9とが接続されている。なお、データ処理部5、分析制御部6、及び中央制御部7は、パーソナルコンピュータをハードウエア資源とし、該パーソナルコンピュータに予めインストールされた専用の処理・制御ソフトウエアをコンピュータ上で実行することにより具現化されるものとすることができる。   The analysis control unit 6 has a function of controlling the above-described units such as the ion source 1, the ion trap 2, the time-of-flight mass analysis unit 3, and the data processing unit 5. Further, an input unit 8 and a display unit 9 are connected to a central control unit 7 that performs overall control higher than the input / output control and the analysis control unit 6. The data processing unit 5, the analysis control unit 6 and the central control unit 7 use a personal computer as a hardware resource and execute dedicated processing / control software installed in the personal computer in advance on the computer. It can be embodied.

次に、本実施例のMALDI−IT−TOFMSに特徴的な化合物の構造解析のための処理及び制御動作について図2を参照して説明する。ここで構造解析の対象となる化合物は、脱離容易な修飾物や官能基を含む高分子化合物であり、代表的な修飾物や官能基としては、シアル酸、硫酸基、リン酸基などがある。また、分析対象である化合物としては、シアル酸結合糖鎖、シアル酸結合糖鎖が付加した糖ペプチド、硫酸化糖鎖、硫酸化ペプチド、リン酸化糖鎖、リン酸化ペプチドなどが代表的なものである。こうした化合物が所定のマトリクスと混合されてサンプルSとして用意される。   Next, processing and control operations for structural analysis of a compound characteristic of MALDI-IT-TOFMS of this example will be described with reference to FIG. Here, the compounds subject to structural analysis are high-molecular compounds containing modified products and functional groups that can be easily detached, and typical modified products and functional groups include sialic acid, sulfate groups, and phosphate groups. is there. Typical compounds to be analyzed include sialic acid-bonded sugar chains, glycopeptides to which sialic acid-bonded sugar chains are added, sulfated sugar chains, sulfated peptides, phosphorylated sugar chains, phosphorylated peptides, etc. It is. Such a compound is mixed with a predetermined matrix to prepare a sample S.

分析者による入力部8からの指示により分析が開始されると、分析制御部6の制御の下に、まず、イオントラップ2内へのクーリングガスの導入時間をT1に設定した条件の下で目的化合物を含むサンプルSに対する質量分析が実行され、その分析によって得られるデータに基づいてマススペクトルが作成される。   When the analysis is started by an instruction from the input unit 8 by the analyst, first, under the condition that the cooling gas introduction time into the ion trap 2 is set to T1 under the control of the analysis control unit 6. Mass analysis is performed on the sample S containing the compound, and a mass spectrum is created based on data obtained by the analysis.

より詳しく説明すると、分析制御部6の制御の下にレーザ照射部11は短時間レーザ光を出射する。このレーザ光はサンプルSに照射され、サンプルS中のマトリクスは急速に加熱されて目的化合物を伴い気化する。この際に目的化合物がイオン化される。これとほぼ同時に又は先行して、パルスバルブ27が所定時間T1(後述する時間T2よりも十分に長い)だけ開放され、ガス導入管26を通してイオントラップ2内にクーリングガスが供給される。レーザ照射により発生したイオンはイオン光学系13により形成される静電場によって収束され、イオン入射口23を経てイオントラップ2内に導入される。導入されたイオンは、リング電極21に印加されている高周波電圧により形成される電場によりイオントラップ2の内部空間に捕捉される。   More specifically, the laser irradiation unit 11 emits laser light for a short time under the control of the analysis control unit 6. The laser light is irradiated to the sample S, and the matrix in the sample S is rapidly heated to vaporize with the target compound. At this time, the target compound is ionized. At substantially the same time or in advance, the pulse valve 27 is opened for a predetermined time T1 (which is sufficiently longer than a time T2 described later), and the cooling gas is supplied into the ion trap 2 through the gas introduction pipe 26. Ions generated by the laser irradiation are converged by an electrostatic field formed by the ion optical system 13 and introduced into the ion trap 2 through the ion incident port 23. The introduced ions are trapped in the internal space of the ion trap 2 by an electric field formed by a high frequency voltage applied to the ring electrode 21.

イオントラップ2への導入に際しイオンは比較的大きな運動エネルギを有しているが、イオントラップ2内にはクーリングガスが充満しているため、捕捉されたイオンはクーリングガスに接触して運動エネルギを失う。ガス導入管26を通して供給されるガスの単位時間当たりの流量は一定であるから、パルスバルブ27の開放時間が長いほどクーリングガスの総量は多く、イオントラップ2内のクーリングガスの密度は高くなる。図2(a-1)に示すように、イオントラップ2内のガス密度が高い場合にはイオンがガスに接触する確率が高くなり、そのためにイオンが持つ運動エネルギは低くなる。脱離容易な修飾物が結合している化合物イオンは、その内部エネルギが大きいほど修飾物の自発的な脱離が生じ易い。したがって、イオントラップ2内のガス密度が高くイオンのエネルギが低い場合には、修飾物の脱離はあまり促進されない。その結果、図2(a-2)に示すように、イオンの基幹構造体100に修飾物101が結合した状態が維持され易い。   Although ions have a relatively large kinetic energy when introduced into the ion trap 2, the trapped ions come into contact with the cooling gas and give kinetic energy because the ion trap 2 is filled with a cooling gas. lose. Since the flow rate per unit time of the gas supplied through the gas introduction pipe 26 is constant, the longer the opening time of the pulse valve 27, the larger the total amount of the cooling gas, and the higher the density of the cooling gas in the ion trap 2. As shown in FIG. 2 (a-1), when the gas density in the ion trap 2 is high, the probability that the ions come into contact with the gas increases, and the kinetic energy of the ions decreases accordingly. A compound ion to which a modified product that is easily desorbed is bonded is more likely to spontaneously desorb the modified product as its internal energy increases. Therefore, when the gas density in the ion trap 2 is high and the energy of ions is low, the desorption of the modification product is not promoted so much. As a result, as shown in FIG. 2A-2, the state in which the modified product 101 is bonded to the ionic backbone structure 100 is easily maintained.

イオントラップ2では導入されたイオンに対するクーリングが所定時間実行された後に、エンドキャップ電極22、24に所定の直流電圧が印加されることで、捕捉されていたイオンがイオントラップ2内から一斉に放出され、飛行時間型質量分析部3に導入される。そして、飛行空間31を飛行する間に各種イオンは質量電荷比に応じて分離され、イオン検出器4に到達して検出される。データ収集部51はイオン検出器4から信号を受け取り、飛行時間に対するイオン強度を示す飛行時間スペクトルを作成した後に飛行時間を質量電荷比に換算してマススペクトルを作成する。上述したように、このときには修飾物は比較的脱離しにくいので、図2(a-3)に示すように、マススペクトル上には、基幹構造体100に修飾物101が結合した状態であるイオンに対応したピークが大きな信号強度を以て観測される。一方、基幹構造体100から修飾物101が脱離したイオンに対応したピークの信号強度は小さい。こうして得られたマススペクトルデータはデータ記憶部52に格納される。   In the ion trap 2, after cooling is performed for the introduced ions for a predetermined time, a predetermined DC voltage is applied to the end cap electrodes 22 and 24, so that the trapped ions are released all at once from the ion trap 2. And introduced into the time-of-flight mass spectrometer 3. Various ions are separated according to the mass-to-charge ratio while flying in the flight space 31 and reach the ion detector 4 to be detected. The data collection unit 51 receives a signal from the ion detector 4, creates a time-of-flight spectrum indicating ion intensity with respect to the time of flight, and then creates a mass spectrum by converting the time of flight to a mass-to-charge ratio. As described above, since the modified product is relatively difficult to desorb at this time, as shown in FIG. 2 (a-3), on the mass spectrum, an ion in a state where the modified product 101 is bonded to the backbone structure 100. A peak corresponding to is observed with a large signal intensity. On the other hand, the signal intensity of the peak corresponding to the ion from which the modified product 101 is detached from the backbone structure 100 is small. The mass spectrum data thus obtained is stored in the data storage unit 52.

次に、分析制御部6の制御の下に、イオントラップ2内へのクーリングガスの導入時間をT1よりも十分に短いT2に設定した条件の下で目的化合物を含むサンプルSに対する質量分析が実行され、その分析によって得られるデータに基づいてマススペクトルが作成される。このときにはパルスバルブ27の開放時間が短いので、図2(b-1)に示すように、イオントラップ2内のクーリングガスの密度は低い。そのため、イオンがガスに接触する確率は低く、そのためにイオンが持つ運動エネルギはあまり減衰されずに高い状態に維持される。その結果、イオンの基幹構造体100からの修飾物101の自発的な脱離が進み、図2(b-2)に示すように、イオンの基幹構造体100から全ての修飾物101が脱離したイオンや一部の修飾物101のみが結合した状態であるイオンが多くなる。   Next, under the control of the analysis controller 6, mass analysis is performed on the sample S containing the target compound under the condition that the introduction time of the cooling gas into the ion trap 2 is set to T2 which is sufficiently shorter than T1. Then, a mass spectrum is created based on the data obtained by the analysis. At this time, since the opening time of the pulse valve 27 is short, the density of the cooling gas in the ion trap 2 is low as shown in FIG. Therefore, the probability that the ions come into contact with the gas is low, so that the kinetic energy of the ions is not attenuated so much and is maintained in a high state. As a result, spontaneous desorption of the modified product 101 from the ionic backbone structure 100 proceeds, and as shown in FIG. 2 (b-2), all the modified products 101 are detached from the ionic backbone structure 100. The number of ions that are in a state in which only the selected ions and some of the modified products 101 are bonded increases.

したがって、このときにデータ収集部51で作成されるマススペクトル上では、図2(b-3)に示すように、修飾物101が全く脱離していないイオンのピークは殆ど観測されず、その代わりに、全ての修飾物101が脱離したイオンに対応したピークや一部の修飾物101が脱離したイオンに対応したピークが大きな信号強度を以て出現する。図2に示すように、或る基幹構造体100に同じ修飾物101が2個結合した状態のイオンの質量電荷比がM3であるとき、1個の修飾物101が脱離したイオンはその修飾物101の質量電荷比Δに相当する分だけ小さな質量電荷比M2を有する。また、全ての、つまり2個の修飾物101が脱離したイオンはその修飾物101の質量電荷比Δに相当する分だけさらに小さな質量電荷比M1を有する。   Therefore, on the mass spectrum generated by the data collection unit 51 at this time, as shown in FIG. 2 (b-3), almost no ion peak from which the modified product 101 is not desorbed is observed, and instead, In addition, peaks corresponding to ions from which all the modified products 101 have been released and peaks corresponding to ions from which some of the modified products 101 have been released appear with a large signal intensity. As shown in FIG. 2, when the mass-to-charge ratio of an ion in which two same modification products 101 are bonded to a certain basic structure 100 is M 3, the ion from which one modification product 101 is desorbed is its modification. The mass-to-charge ratio M2 is small by an amount corresponding to the mass-to-charge ratio Δ of the object 101. Further, all, that is, ions from which two modified products 101 have been desorbed have a smaller mass-to-charge ratio M1 corresponding to the mass-to-charge ratio Δ of the modified product 101.

上記のようにイオントラップ2内のガス圧が異なる状況の下でそれぞれマススペクトルが得られたならば、スペクトル比較部53はその2つのマススペクトルを比較する。具体的には、例えば質量電荷比毎に一方のマススペクトル上のピークの信号強度から他方のマススペクトル上のピークの信号強度を差し引いた差分マススペクトルを求める。図2(c)は図2(a-3)のマススペクトルから図2(b-3)のマススペクトルを差し引いた差分マススペクトルである。   As described above, if mass spectra are obtained under different gas pressures in the ion trap 2, the spectrum comparison unit 53 compares the two mass spectra. Specifically, for example, a differential mass spectrum obtained by subtracting the peak signal intensity on one mass spectrum from the peak signal intensity on the other mass spectrum for each mass-to-charge ratio. FIG. 2 (c) is a differential mass spectrum obtained by subtracting the mass spectrum of FIG. 2 (b-3) from the mass spectrum of FIG. 2 (a-3).

次いで、プリカーサイオン判定部54は差分マススペクトルを解析することにより、MS2分析に適したプリカーサイオンを選択する。例えば、図2(c)に示した差分マススペクトルにおいては、質量電荷比がM3である正値のピークは、高ガス圧→低ガス圧の条件変更によって信号強度が大きく減じたピークであり、質量電荷比がM1である負値のピークは、逆に、高ガス圧→低ガス圧の条件変更によって信号強度が大きく増加したピークである。この2本のピークの組の質量電荷比の差は既知である修飾物101の質量の2倍に一致することから、これらは同じ基本構造体を有するイオン由来のピークであると推定できる。また、質量電荷比がM1であるピークよりも下に修飾物101の質量に相当するだけ離れたピークは存在しないから、質量電荷比がM1であるピークは修飾物101が全て脱離したイオンであると推定できる。そこで、これら2本のピークのいずれかをプリカーサイオンとして選定する。いずれのピークを選定するのは、MS2分析時のクーリングにパルスバルブ27の開放時間をT1、T2のいずれにするのかに応じて決めればよい。何故なら、MS2分析時のプリカーサイオンの強度はできるだけ高い、つまりはイオン量が多いほうが好ましいからである。 Next, the precursor ion determination unit 54 selects a precursor ion suitable for MS 2 analysis by analyzing the differential mass spectrum. For example, in the differential mass spectrum shown in FIG. 2 (c), a positive peak having a mass-to-charge ratio of M3 is a peak whose signal intensity is greatly reduced by changing the condition from high gas pressure to low gas pressure. On the contrary, the negative peak having a mass-to-charge ratio M1 is a peak in which the signal intensity is greatly increased by changing the condition from high gas pressure to low gas pressure. Since the difference between the mass-to-charge ratios of the two peak sets coincides with twice the mass of the known modification 101, it can be estimated that these are peaks derived from ions having the same basic structure. Moreover, since there is no peak separated by a mass corresponding to the mass of the modified product 101 below the peak having a mass to charge ratio of M1, the peak having a mass to charge ratio of M1 is an ion from which all of the modified product 101 has been desorbed. It can be estimated that there is. Therefore, one of these two peaks is selected as the precursor ion. Which peak is selected may be determined depending on whether the opening time of the pulse valve 27 is set to T1 or T2 for cooling during MS 2 analysis. This is because the strength of the precursor ion at the time of MS 2 analysis is as high as possible, that is, it is preferable that the amount of ions is large.

プリカーサイオン判定部54により選定されたプリカーサイオンの質量電荷比は分析制御部6に伝えられる。引き続き、分析制御部6は、選定されたプリカーサイオンの質量電荷比を設定したMS2分析を同じサンプルSに対して実行するように各部を制御する。これにより、サンプルS中の目的化合物由来のイオンがイオントラップ2内に一旦捕捉された後、上記選定されたプリカーサイオンのみがイオントラップ2内に残り他のイオンが排出又は除去されるように各電極21、22、24へ電圧が印加される。その後、イオントラップ2内にCIDガスが供給されて、イオンが共鳴励振されることで、該イオンの解離が促進され、生成されたプロダクトイオンがイオントラップ2内に捕捉される。そして、プロダクトイオンがイオントラップ2から放出されて飛行時間型質量分析部3により質量分析されることで、データ収集部51ではMS2スペクトルが作成される。同定・構造解析処理部55はMS2スペクトル上で観測される各ピークの質量電荷比及びその強度を利用して、例えばデータベース検索を実行することにより目的化合物の構造を推定する。 The mass-to-charge ratio of the precursor ions selected by the precursor ion determination unit 54 is transmitted to the analysis control unit 6. Subsequently, the analysis control unit 6 controls each unit so that the MS 2 analysis in which the mass-to-charge ratio of the selected precursor ions is set is performed on the same sample S. Thus, after ions of the target compound in the sample S are once trapped in the ion trap 2, only the selected precursor ions remain in the ion trap 2 and other ions are discharged or removed. A voltage is applied to the electrodes 21, 22 and 24. Thereafter, CID gas is supplied into the ion trap 2 and the ions are resonantly excited, whereby dissociation of the ions is promoted and the generated product ions are trapped in the ion trap 2. Then, product ions are released from the ion trap 2 and subjected to mass analysis by the time-of-flight mass analysis unit 3, so that the data collection unit 51 creates an MS 2 spectrum. The identification / structure analysis processing unit 55 uses the mass-to-charge ratio and the intensity of each peak observed on the MS 2 spectrum to estimate the structure of the target compound by performing a database search, for example.

本実施例のMALDI−IT−TOFMSでは、プリカーサイオンを選定する際に目的化合物の構造の特徴をよく表すイオンをプリカーサイオンとして選定することができる。それにより、多くの有用な情報をデータベース検索に供することができるので、検索の精度が向上し、構造推定をより正確に行うことができる。また、単に修飾物の付加個数が相違するだけの複数のイオンをプリカーサイオンとして選定してしまうことを避けることができるので、無駄なMS2分析を実行することがなくなり、分析時間を短縮するのに有効である。 In the MALDI-IT-TOFMS of this example, when a precursor ion is selected, an ion that well represents the characteristics of the structure of the target compound can be selected as the precursor ion. Thereby, since a lot of useful information can be used for the database search, the accuracy of the search is improved, and the structure estimation can be performed more accurately. In addition, since it is possible to avoid selecting a plurality of ions having different numbers of additions of modified products as precursor ions, unnecessary MS 2 analysis is not performed and analysis time is shortened. It is effective for.

なお、上記実施例では、イオントラップ2内にクーリングガスを供給するパルスバルブ27の開放時間を2段階に変えて2つのマススペクトルを取得したが、より多数の異なるガス圧条件の下でそれぞれ同じサンプルSに対するマススペクトルを取得し、それら多数のマススペクトルの中の2つのマススペクトル間の差分マススペクトルを複数求め、この複数の差分マススペクトルに基づいてプリカーサイオンを選定するようにしてもよい。   In the above embodiment, two mass spectra were acquired by changing the opening time of the pulse valve 27 for supplying the cooling gas into the ion trap 2 in two stages, but the same was obtained under a larger number of different gas pressure conditions. It is also possible to acquire a mass spectrum for the sample S, obtain a plurality of difference mass spectra between two mass spectra among the many mass spectra, and select a precursor ion based on the plurality of difference mass spectra.

また、上記実施例では、クーリングガスをイオントラップ2に供給するパルスバルブ27の開放時間を変更することでイオントラップ2内のガス圧、つまりはガス密度を変えるようにしていたが、ガス流量を変えることが可能なバルブを用いた場合にはガス流量を変えればよい。   In the above embodiment, the gas pressure in the ion trap 2, that is, the gas density is changed by changing the opening time of the pulse valve 27 for supplying the cooling gas to the ion trap 2. If a valve that can be changed is used, the gas flow rate may be changed.

[実測例]
上記実施例による処理を適用した実測例を説明する。使用した装置は、Shimadzu/KratosのAXIMA-QITであり、試料は0.5[μL]のカゼイン消化物(Caseine digests)1pmol、マトリクスは 0.5μL of DHBA 12.5mg/mL solution in 50/50 0.1% TFA/MeCN solventである。また、クーリングガス導入時のパルスバルブの開放時間は、0[μsec]、25[μsec]、50[μsec]、75[μsec]、95[μsec]の5種類である。なお、ここで用いた質量分析装置における通常のパルスバルブ開放時間は95[μsec]である。
[Measurement example]
An actual measurement example to which the processing according to the above embodiment is applied will be described. The equipment used was Shimadzu / Kratos AXIMA-QIT, the sample was 0.5 [μL] Casein digests 1 pmol, the matrix 0.5 μL of DHBA 12.5 mg / mL solution in 50/50 0.1% TFA / MeCN solvent. Further, there are five types of opening time of the pulse valve when introducing the cooling gas: 0 [μsec], 25 [μsec], 50 [μsec], 75 [μsec], and 95 [μsec]. The normal pulse valve opening time in the mass spectrometer used here is 95 [μsec].

図3は、パルスバルブの開放時間を0[μsec]、50[μsec]、95[μsec]としたときの実測マススペクトルである。開放時間95[μsec]ではガス圧が高く修飾物の脱離が起こりにくいために、m/z3122.29のピークの信号強度が大きく、該ピークから98Da×4だけ下方向に離れた位置にはピークが観測されない。これに対し、開放時間0[μsec]ではガス圧が低く修飾物の脱離が起こり易いために、m/z3122.29のピークから98Da×4だけ下方向に離れた位置に信号強度が大きなピークが現れ、逆に、m/z3122.29のピークの信号強度はきわめて低い。この2本のピークの質量電荷比差は既知のリン酸基の質量の4倍に一致し、さらに上記2本のピークの間で98Daだけ離れた位置には離散的なピークが観測されることから、m/z3122.29のピークはリン酸化ペプチドであり、98Da×4だけ下方向に離れた位置のピークはリン酸基が全て脱離したペプチドであると推定することができる。   FIG. 3 shows measured mass spectra when the opening time of the pulse valve is 0 [μsec], 50 [μsec], and 95 [μsec]. At the opening time of 95 [μsec], the gas pressure is high and the desorption of the modified product does not easily occur. Therefore, the peak signal intensity of m / z 3122.29 is large, and at a position away from the peak by 98 Da × 4 No peak is observed. On the other hand, since the gas pressure is low at the opening time of 0 [μsec] and the modification product is easily detached, the peak of the signal intensity is high at a position 98 Da × 4 away from the peak at m / z 3122.29. On the contrary, the signal strength of the peak at m / z 3122.29 is very low. The difference in mass-to-charge ratio of these two peaks is equal to four times the mass of the known phosphate group, and a discrete peak is observed at a position 98 Da apart between the two peaks. From the above, it can be estimated that the peak at m / z 3122.29 is a phosphorylated peptide, and the peak at a position separated downward by 98 Da × 4 is a peptide from which all phosphate groups are eliminated.

さらなる確認のために、ガス圧条件の異なるマススペクトルを次のような手順で比較した。
(1)パルスバルブの開放時間を95[μs]に設定して取得したマススペクトルにおいて、ピーク強度(%Area)が0.2%以上のピークを抽出する。このピークをUとする。
(2)パルスバルブの開放時間を0[μsec]、25[μsec]、50[μsec]、75[μsec]に変更して取得したマススペクトルそれぞれにおいて、(1)で抽出されたピークと質量電荷比が一致するピークの強度を抽出する。このときのピークをNとする。
(3)各ピークについて、次の(1)式により強度比Pを計算する。
P={%Total of (N)−%Total of (U)}/{%Total of (U)} …(1)
For further confirmation, mass spectra with different gas pressure conditions were compared by the following procedure.
(1) In the mass spectrum acquired by setting the pulse valve opening time to 95 [μs], a peak having a peak intensity (% Area) of 0.2% or more is extracted. This peak is U.
(2) The peak and mass charge extracted in (1) in each of the mass spectra obtained by changing the pulse valve opening time to 0 [μsec], 25 [μsec], 50 [μsec], and 75 [μsec]. Extract the intensity of the peaks with the matching ratio. The peak at this time is N.
(3) For each peak, the intensity ratio P is calculated by the following equation (1).
P = {% Total of (N) −% Total of (U)} / {% Total of (U)} (1)

計算結果をマススペクトルの態様で示したのが図4である。図中に▲印で示したリン酸基が脱離したペプチドイオンの信号強度はパルスバルブの開放時間を短くすると(ガス圧を低くすると)増加している。一方、●印で示したリン酸化ペプチドイオンの信号強度はパルスバルブの開放時間を短くすると(ガス圧を低くすると)減少している。●印で示したピーク以外にも通常のペプチドで信号強度が減少しているものもある。しかしながら、そうしたピークには、質量電荷比が98Daに一致するような組となるピークは存在しないことが分かる。したがって、パルスバルブの開放時間を短くしたときに、信号強度が増加するピークと減少するピークとで質量電荷比差が98Daに一致するピークの組が見つかれば、信号強度が減少しているピークはリン酸化ペプチド由来のピークであると推測できる。このように、信号強度が増加しているピークと信号強度が減少しているピークとを組として探索することで、既知の修飾物や官能基などが結合している又は脱離したピークを精度よく抽出することができ、同定や構造解析に有益なプリカーサイオンを選定することが可能となる。   FIG. 4 shows the calculation result in the form of a mass spectrum. In the figure, the signal intensity of the peptide ion from which the phosphate group has been removed indicated by ▲ increases as the pulse valve opening time is shortened (when the gas pressure is lowered). On the other hand, the signal intensity of the phosphorylated peptide ion indicated by the mark ● decreases as the pulse valve opening time is shortened (when the gas pressure is lowered). In addition to the peaks marked with ●, there are some peptides with reduced signal intensity. However, it can be seen that such a peak does not have a peak in which the mass-to-charge ratio matches 98 Da. Therefore, when the pulse valve opening time is shortened, if a pair of peaks having a mass-to-charge ratio difference of 98 Da is found between the peak in which the signal intensity increases and the peak in which the signal intensity decreases, the peak in which the signal intensity decreases It can be estimated that the peak is derived from a phosphorylated peptide. In this way, by searching for a pair of peaks where the signal intensity is increasing and peaks where the signal intensity is decreasing as a pair, it is possible to accurately detect peaks where a known modification or functional group is bound or eliminated. Precursor ions that can be extracted well and are useful for identification and structural analysis can be selected.

なお、上記実施例は本発明の一例にすぎないから、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、修正、追加等を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。   It should be noted that the above embodiment is merely an example of the present invention, and it is natural that any modification, correction, addition, or the like as appropriate within the scope of the present invention is included in the scope of the claims of the present application.

1…イオン源
11…レーザ照射部
12…サンプルプレート
13…イオン光学系
2…イオントラップ
21…リング電極
22…入口側エンドキャップ電極
23…イオン入射口
24…出口側エンドキャップ電極
25…イオン出射口
26…ガス導入管
27…パルスバルブ
28…ガス供給源
3…飛行時間型質量分析部
31…飛行空間
32…リフレクトロン
4…イオン検出器
5…データ処理部
51…データ収集部
52…データ記憶部
53…スペクトル比較部
54…プリカーサイオン判定部
55…同定・構造解析処理部
6…分析制御部
7…中央制御部
8…入力部
9…表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion source 11 ... Laser irradiation part 12 ... Sample plate 13 ... Ion optical system 2 ... Ion trap 21 ... Ring electrode 22 ... Inlet end cap electrode 23 ... Ion entrance port 24 ... Outlet end cap electrode 25 ... Ion exit port 26 ... Gas introduction pipe 27 ... Pulse valve 28 ... Gas supply source 3 ... Time-of-flight mass analysis unit 31 ... Flight space 32 ... Reflectron 4 ... Ion detector 5 ... Data processing unit 51 ... Data collection unit 52 ... Data storage unit 53 ... Spectrum comparison unit 54 ... Precursor ion determination unit 55 ... Identification / structure analysis processing unit 6 ... Analysis control unit 7 ... Central control unit 8 ... Input unit 9 ... Display unit

Claims (2)

分析対象である目的化合物由来のイオンを一時的に捕捉するとともにその捕捉したイオンの解離を促進させるイオントラップを具備する質量分析装置であって、
a)前記イオントラップの内部空間に捕捉したイオンをクーリングするためのクーリングガスを該イオントラップ内に導入するガス供給手段と、
b)前記ガス供給手段により前記イオントラップ内に供給されるガスによる該イオントラップ内のガス圧条件が異なる複数回の質量分析を同一試料に対し実行し、それぞれマススペクトルを取得する分析実行手段と、
c)前記異なるガス圧条件の下でそれぞれ取得された複数のマススペクトルについて同一質量電荷比であるピークの信号強度を比較することにより、同一の基幹構造体を有し、該基幹構造体に結合している修飾物の数が相違する複数のイオンを識別し、それらイオンの少なくとも1つをプリカーサイオンとして選定するプリカーサイオン選定手段と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。
A mass spectrometer having an ion trap that temporarily captures ions derived from a target compound to be analyzed and promotes dissociation of the captured ions,
a) gas supply means for introducing a cooling gas for cooling the ions trapped in the internal space of the ion trap into the ion trap;
b) analysis execution means for executing a plurality of mass analyzes with different gas pressure conditions in the ion trap by the gas supplied into the ion trap by the gas supply means on the same sample, and acquiring a mass spectrum respectively; ,
c) By comparing the signal strengths of the peaks having the same mass-to-charge ratio for a plurality of mass spectra respectively acquired under the different gas pressure conditions, the same backbone structure is obtained and coupled to the backbone structure. A precursor ion selecting means for identifying a plurality of ions having different numbers of modified products and selecting at least one of the ions as a precursor ion;
A mass spectrometer comprising:
分析対象である目的化合物由来のイオンを一時的に捕捉するとともにその捕捉したイオンの解離を促進させるイオントラップを具備する質量分析装置を用いた質量分析方法であって、
a)前記イオントラップの内部空間に捕捉したイオンをクーリングするために該イオントラップ内に供給されるクーリングガスによる該イオントラップ内のガス圧条件が異なる複数回の質量分析を同一試料に対し実行し、それぞれマススペクトルを取得する分析実行ステップと、
b)前記異なるガス圧条件の下でそれぞれ取得された複数のマススペクトルについて同一質量電荷比であるピークの信号強度を比較することにより、同一の基幹構造体を有し、該基幹構造体に結合している修飾物の数が相違する複数のイオンを識別し、それらイオンの少なくとも1つをプリカーサイオンとして選定するプリカーサイオン選定ステップと、
を備えることを特徴とする質量分析装置。
A mass spectrometry method using a mass spectrometer equipped with an ion trap that temporarily captures ions derived from a target compound to be analyzed and promotes dissociation of the captured ions,
a) To cool the ions trapped in the internal space of the ion trap, multiple times of mass spectrometry with different gas pressure conditions in the ion trap are performed on the same sample by the cooling gas supplied into the ion trap. An analysis execution step for acquiring a mass spectrum,
b) By comparing the signal strengths of the peaks having the same mass-to-charge ratio for a plurality of mass spectra respectively acquired under the different gas pressure conditions, the same backbone structure is obtained and coupled to the backbone structure A precursor ion selection step of identifying a plurality of ions having different numbers of modifications, and selecting at least one of the ions as a precursor ion;
A mass spectrometer comprising:
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