JP2014206497A - 分析システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、イオンモビリティー装置において、高スループットに分析する技術を提供することにある。
【解決手段】分析システムは、質量分析結果情報とイオン移動度分離に関する分析条件とが関連付けられている第１の情報を格納する記憶部と、ある測定対象イオンの質量分析結果情報に対応する前記第１の情報の前記質量分析結果情報に関連付けられた前記分析条件を、前記測定対象イオンの第１の分析条件として決定する制御部と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、イオンを移動度分離する技術および質量分析する技術に関する。

質量分析は、真空中で分子イオンの質量電荷比（ｍ／ｚ）により分離する方法であり、イオンを高感度かつ高精度に分離検出できる方法である。この質量分析の技術が、液体クロマトグラフ（liquid chromatograph、以下「ＬＣ」）やガスクロマトグラフ（gas chromatograph、以下「ＧＣ」）の検出器として一般的に用いられ、液体クロマトグラフィー質量分析（liquid chromatography/mass spectrometry、以下「ＬＣ／ＭＳ」）やガスクロマトグラフィー質量分析（gas chromatography/mass spectrometry、以下「ＧＣ／ＭＳ」）と呼ばれる分析手法がよく用いられている。近年では、測定対象のイオンを分解し、分解されたイオンを計測するタンデム質量分析法と、飛行時間型質量分析計やフーリエ変換型質量分析計などの高分解能質量分析計の開発が進展し、バイオや医用分野を中心に広く普及が進みつつある。

一方で、イオンモビリティー(ion mobility spectrometry、以下「ＩＭＳ」）は、大気圧下の気相中においてイオンを分離する方法である。イオンモビリティーは、イオン毎にイオンの構造が異なるために気相中でのイオンの移動速度が異なることを利用してイオンを分離している。そのため、イオンモビリティーでは、ｍ／ｚが同じ異種のイオンであっても原理的に分離が可能となる。このようにイオンモビリティーは、質量分析と異なる分離方法であることから、質量分析とイオンモビリティーを組み合わせた計測方法も報告されてきている。イオンモビリティーの１つの方法として、非対称電界印加型イオン移動度分離装置（field asymmetric waveform ion mobility spectrometry、以下「ＦＡＩＭＳ」）がある。

特開２００５−５１３４１４号公報

イオン移動度によりイオンを分離検出するイオン移動度分離装置において、イオン源で発生したイオンを高スループットに検出する技術は重要である。特許文献１には、非対称電界印加型イオン移動度分離装置（ＦＡＩＭＳ）において、２つ以上の異なる電界状態における検出結果から、イオン種を同定する方法が記載されている。

特許文献１の手法では、１種類の測定対象イオンに対して、例えば分離電圧と補償電圧の２つのパラメータを複数点に設定して測定する。そのため、１種類のイオンに対して複数条件で測定するため多くの測定時間を要する。結果として、ＬＣ／ＭＳ分析のように、測定対象イオンが次々とＦＡＩＭＳに移動してくる場合には、ある１つのイオン種に時間を取られている間は、別のイオン種の測定ができなくなり、測定のスループットが低下する。この手法では、細かい電圧ピッチで細かく測定するまたは広範囲の電圧を幅広く測定する（すなわち、広範囲の分析条件で測定を行う）ことで、より精密な測定が可能となるが、さらに多くの測定時間が必要となる問題がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、イオンモビリティー装置において分析処理をより効率的に行うための分析条件の決定技術を提供する。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、質量分析結果情報とイオン移動度分離に関する分析条件とが関連付けられている第１の情報を格納する記憶部と、ある測定対象イオンの質量分析結果情報に対応する前記第１の情報の前記質量分析結果情報に関連付けられた前記分析条件を、前記測定対象イオンの第１の分析条件として決定する制御部と、を備える分析システムが提供される。

本発明によれば、イオンモビリティー装置において、測定対象イオンに適した分析条件を短い時間で決定でき、分析処理をより効率的に行うことができる。

本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

ＦＡＩＭＳの一般的な構成を示す図である。 ＦＡＩＭＳにおける分離電圧の波形を示す図である。 質量分析システムの構成を説明する図である。 ＬＣ／ＭＳ分析で得られる質量分析データを示す図である。 第１実施例における質量分析システムの測定フローの一例である。 図４のステップ４０２〜４０６を説明する図である。 質量スペクトルの同位体を説明する図である。 第１実施例における質量分析システムの測定フローの別の例である。 図７のステップ７０３〜７０６を説明する図である。 ｍ／ｚの補正方法を説明する図である。 ＬＣの保持時間の補正方法を説明する図である。 送液溶媒の混合比率とクロマトグラムとの関係を説明する図である。 第１実施例における質量分析システムの測定フローの別の例である。 図１２におけるステップ１２０８の終了条件を説明する図である。 第１実施例における質量分析システムの測定フローの別の例である。 第２実施例における１回目の分析でのクロマトグラムを説明する図である。 第２実施例における２回目以降の分析でのクロマトグラムを説明する図である。 １回目のＬＣ／ＭＳ分析におけるＦＡＩＭＳの分析条件を作成するためのフローである。 ２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析のフローである。 図１６Ａのステップ１６０６における分離電圧の決定方法を説明する図である。 図１６Ａのステップ１６０７における補償電圧の決定方法を説明する図である。 第２実施例におけるクロマトグラムを説明する図である。 第３実施例におけるクロマトグラムを説明する図である。 第２実施例における２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析のフローの別の例である。 第３実施例における質量分析システムの測定フローの一例である。 分離電圧の決定方法の別の例を説明する図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。

図１Ａに、ＦＡＩＭＳの一般的な構成を示す。ＦＡＩＭＳは、金属からなる２枚の平板電極である第１の電極１及び第２の電極２を備える。また、ＦＡＩＭＳは、交流電圧電源３と、直流電圧電源４とを備える。

ＦＡＩＭＳでは、交流電圧電源３を用いて高周波電圧を重ね合わせた分離電圧（または分散電圧、またはseparation voltage：ＳＶ）を第１の電極１に印加することにより、第１の電極１と第２の電極２との間に高周波電場が印加される。図１Ｂに示すように、分離電圧（ＳＶ）は、高電圧（プラス電圧）と低電圧（マイナス電圧）を一定期間ずつ繰り返し印加し、時間平均すれば０になるように、印加される。また、直流電圧電源４により生成される定電圧である補償電圧（または補正電圧、またはcompensation voltage：ＣＶ）を第２の電極２に印加することで、イオン５のイオン軌道６が軌道修正されて、特定のイオンのみを透過させることが可能となる。

［第１実施例］
第１実施例について説明する。本実施例では、データベースを用いて非対称電界印加型イオン移動度分離装置（以下、ＦＡＩＭＳ）の分離分析条件を決定する方法と、その条件下での分析方法について開示する。

図２は、ＦＡＩＭＳと質量分析計を用いた質量分析システムの構成を説明する図である。
質量分析システム１０は、前処理部１１と、イオン化部１２と、イオンモビリティー分離部（ＦＡＩＭＳ）１３と、質量分析部１４と、イオン検出部１５と、データ処理部１６と、表示部１７と、制御部１８と、データベース１９と、入力部２０とを備える。なお、イオンモビリティー分離部１３は、非対称電界印加型イオン移動度分離装置（ＦＡＩＭＳ）の例で説明するが、その他のイオンモビリティーであってもよい。

分析の流れを説明すると、まず分析対象の試料２１は、前処理部１１において前処理される。ここで、前処理とは、例えば、除タンパク処理、脱塩、遠心分離、酵素消化処理、固相抽出処理、ＬＣを用いた液体分離デバイス（以下ＬＣ）、及びＧＣによる気体分離デバイスなどの組み合わせからなる処理のことである。

前処理された試料２１は、イオン化部１２においてイオン化される。その後、試料イオンは、イオンモビリティー分離部（本実施例ではＦＡＩＭＳ）１３において分離されて通過する。その後、試料イオンは、質量分析部１４においてイオンの質量電荷比（ｍ／ｚ）に応じて質量分離される。ここで、ｍはイオンの質量、ｚはイオンの電荷量または帯電価数である。

質量分離されたイオンは、イオン検出部１５で検出され、データ処理部１６でデータ処理される。データ処理部１６での処理結果である質量分析スペクトルなどの質量分析データが、表示部１７に表示される。また、入力部２０を用いて、様々なパラメータ、例えば前処理部１１、イオンモビリティー分離部１３、及び質量分析部１４での分析条件（電圧、ガス流量、時間など）の入力が可能である。

制御部１８は、質量分析システム１０の各構成要素を制御するものであり、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置によって構成されている。制御部１８は、中央演算処理装置と、補助記憶装置と、主記憶装置と、上述した表示部１７及び入力部２０とを備えている。例えば、中央演算処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ（又は演算部ともいう）で構成されている。例えば、補助記憶装置はハードディスクであり、主記憶装置はメモリである。表示部１７は、ディスプレイなどであり、入力部２０は、キーボード、ポインティングデバイス（マウスなど）などである。

データベース１９は、上述した記憶装置に格納されている。データベース１９は、質量分析結果情報とイオン移動度分離に関する分析条件とが関連付けられたテーブル（第１の情報）を格納している。以下の例において、データベース１９における質量分析結果情報は、質量電荷比（ｍ／ｚ）及びイオンの電荷量（ｚ）である。また、イオン移動度分離に関する分析条件は、分離電圧（ＳＶ）及び補償電圧（ＣＶ）である。なお、これらの情報は、以下では、データベースのテーブル構造として表現されているが、必ずしもテーブルによるデータ構造で表現されていなくても良い。例えば、リスト、キュー等のデータ構造やそれ以外で表現されていても良い。そのため、データ構造に依存しないことを示すために「テーブル」、「リスト」、「キュー」等について単に「情報」と呼ぶことがある。

ある時間における質量分析測定では、横軸がｍ／ｚであり、縦軸が信号強度からなる質量スペクトルが得られる。ＬＣ／ＭＳ分析の場合では、さらにＬＣの保持時間の軸がプラスされて、図３のように、各ＬＣの保持時間毎に質量スペクトルが得られる。

図３では、イオンクロマトグラム（ＬＣの保持時間とイオンの信号強度の平面）上にピークがある所にのみ、質量スペクトル（横軸がｍ／ｚ、縦軸が信号強度）を記載しているが、常に質量スペクトルは取得されており、ピークが無いところでも質量スペクトルのデータは取得されている。図３は１回のＬＣ／ＭＳ分析であり、１回試料２１が注入されて、ＬＣの送液ポンプによる試料送液が開始するタイミングがｓｔａｒｔ（開始）であり、ＬＣの送液ポンプによる試料送液が終了するタイミングがｅｎｄ（終了）である。

前処理部１１にあるＬＣでは、試料２１が吸着可能なカラム内を通過することで、試料（分子種）を時間分離することが可能となる。試料２１は化学的性質の違いにより、ＬＣに用いられるカラムに対する保持力が異なるため、時間分離が可能となる。例えば、２種類の分子種であるが、たまたま同じｍ／ｚのイオンが存在した場合に、その２つの分子種はまとめて一緒に質量分析される。したがって、ＬＣを用いなければ、それぞれの分子種を分離して計測することはできず、よって、分子種のそれぞれを定量することは困難である。

しかしながら、ＬＣを用いることにより、ｍ／ｚが同じ２つの分子種のイオンであっても、化学的性質が異なることで保持時間が異なるため、時間分離され別々に測定できる。「ＬＣの保持時間」とは、ＬＣのカラムから試料が溶出される時間のことであり、すなわちＬＣのカラムを通過して試料が質量分析される時間のことである（図３参照）。図３における、ＬＣ保持時間とイオン信号強度の２軸からなる平面のクロマトグラムには、全イオンの信号強度がプロットされている。先述のように試料２１の化学的性質によって保持時間は異なるため、保持時間が異なれば分子種は異なる。このためクロマトグラム上には、複数のピークが存在するが、ピーク毎に別のイオン種である。

図４は、第１実施例における質量分析システムの測定フローの一例である。図４の測定フローは、主にイオンモビリティー分離部１３と質量分析部１４とイオン検出部１５の部分におけるフローである。また、図５は、図４のフローを説明する図である。以下、図４及び図５を用いて本実施例の分析のフローを説明する。なお、以下の処理の主体は、制御部１８である。制御部１８は、イオンモビリティー分離部１３と質量分析部１４とイオン検出部１５を制御しながら、以下の処理を実行する。

先述のように、フローチャートのｓｔａｒｔ（開始）は、試料がインジェクションされて、ＬＣの送液ポンプによる試料送液が開始されるタイミングであり、ｅｎｄ（終了）はＬＣの送液ポンプによる試料送液が終了するタイミングである（図３参照）。

ステップ４０１において、イオンモビリティー分離部１３であるＦＡＩＭＳの分析条件として、分離電圧と補償電圧を０Ｖにセットする。これにより、様々な質量電荷比（ｍ／ｚ）のイオンがＦＡＩＭＳを通過することが可能になる。そのため、後段の質量分析部１４において広範囲のｍ／ｚの質量スペクトルを取得することが可能となる。

次に、ステップ４０２において、本測定を行う測定対象イオンを探索するため、広範囲のｍ／ｚの質量スペクトルを取得する。この質量スペクトルは先述のように、ＬＣの保持時間毎に得られ、１回のＬＣ／ＭＳ分析では、図３に示すように、多くの質量スペクトルを得る。図５（Ａ）は、ステップ４０２において質量スペクトルを取得した例である。

次に、ステップ４０３において、ステップ４０２で取得した質量スペクトルデータのピークを判定し、ピークリスト一覧を作成する。分析中にごく短時間（１００ｍｓ以内）にリアルタイムに観測されたピークの抽出を行い、ピークリストを作成することで、リアルタイムに分析を進めることができる。本例では、図５（Ｂ）のように、質量スペクトルからピーク抽出し、質量電荷比（ｍ／ｚ）、電荷量（ｚ）、イオンの信号強度（Ｉ）からなるピークリストを作成する。

ピーク抽出の条件として、イオンの信号強度があらかじめ決められた閾値以上である場合にピークとして抽出してもよい。また、入力部２０を介してユーザによって設定された閾値以上の信号強度のみをピークとして抽出してもよい。これにより、ノイズピークなど小さい信号強度のピークを排除することが可能である。または別の方法としては、イオンの信号強度とノイズの比（信号対雑音比：Ｓ／Ｎ）がある閾値以上の場合にピークとして抽出することも可能である。さらに、ピークの抽出方法は、その他の既知の方法でもかまわない。

次に、ステップ４０４において、作成したピークリストから、測定対象イオンを決定する。決定方法の１つの例は、イオンの信号強度（Ｉ）が最大のイオンを選ぶ方法である。すなわち、ピークリストにおけるイオンの信号強度（Ｉ）の欄の中で、最大値であるイオンが測定対象イオンとして決定される。図５（Ｂ）の例では、信号強度Ｌが最大値であったため、ピークリストの中で（Ｊ，Ｋ，Ｌ）の情報を持つイオンが測定対象イオンとなる。なお、測定対象イオンを決定した後は、イオンの信号強度の情報（Ｌ）は必要ないために、この時点で測定対象イオンの情報から削除することが可能である。すなわち測定対象イオンの情報は、（Ｊ，Ｋ，Ｌ）→（Ｊ，Ｋ）となる。

次に、ステップ４０５において、ステップ４０４で決定された１つの測定対象イオン（Ｊ，Ｋ）が、データベース１９に登録されているかを照合及び判定する。すなわち、測定対象イオン（Ｊ，Ｋ）が、データベース１９の格納値と一致しているかを確認する。データベース１９には、質量電荷比（ｍ／ｚ）、電荷量（ｚ）、ＦＡＩＭＳの分離電圧（ＳＶ）、補償電圧（ＣＶ）のセットが格納されている。この４つのパラメータのうち、（ｍ／ｚ，ｚ）のセットの列の中に、決定された測定対象イオンの情報である（Ｊ，Ｋ）というセットが格納されているかを判定する。

図５Ｃの例では、データベース１９の格納情報の中に（Ｊ，Ｋ）という一致する情報があるため、ステップ４０５からステップ４０６へ進む（ステップ４０５のＹｅｓ）。なお、この測定対象イオン（Ｊ，Ｋ）と、データベース１９の格納値との差は、あらかじめ決められた許容範囲内であれば一致とする判定してもよい。一方、一致する情報がデータベース１９に無かった場合は、ステップ４０２に戻り（ステップ４０５のＮｏ）、再度、ステップ４０３、４０４、４０５を実施する。

次に、ステップ４０６において、データベース１９からＦＡＩＭＳの分析条件を読み出す。図５Ｃの例では、（Ｊ，Ｋ）に関連付けられている分離電圧（ＳＶ）と補償電圧（ＣＶ）のセットである（Ｘ，Ｙ）が読み出される。そして、ＦＡＩＭＳの第１の電極１及び第２の電極２に分離電圧（Ｘ）と補償電圧（Ｙ）を印加する。分離電圧と補償電圧を同じ電極に印加することも可能である。また、第１の電極１に補償電圧、第２の電極２に分離電圧を印加することも可能である。補償電圧の正負は逆転する場合もあるが、同様のイオン透過が実現可能である。

次に、ステップ４０７において、本測定を行う。ＦＡＩＭＳの第１の電極１及び第２の電極２に電圧が印加された状態、つまりＦＡＩＭＳでは測定対象イオンは透過するが、その他の移動度をもつイオンは透過しない条件に設定した状態で、測定対象イオンの質量分析測定を行う。

本測定における質量分析測定は、以下のような既知の分析／測定方法が用いられる。ｍ／ｚをスキャン（走査）することにより質量スペクトルを取得する質量分析、測定対象イオンのみをモニターするシングルイオンモニタリング（single ion monitoring：ＳＩＭ）、測定対象イオンを分解（解離）してフラグメントイオンの質量スペクトルを取得するというタンデム質量分析（ＭＳ／ＭＳ）、測定対象イオンを分解（解離）してある特定のフラグメントイオンのみをモニターするマルチリアクションモニタリング（multi reaction monitoring：ＭＲＭ）、などさまざまな質量分析が可能である。本測定は、測定対象イオン１つに対して、あらかじめユーザが指定した時間（数ミリ秒〜数１０秒）の間実施される。ステップ４０７が終了した後はステップ４０８へ進む。

ステップ４０８では、フロー終了を判定する。保持時間（測定時間）が、あらかじめ決められた設定値に達した場合、分析フローは終了となる。一方、保持時間が設定値に達していなければ、再度ステップ４０１へ戻り、分析フローが繰り返し実行される。本例では、設定値とは、ＬＣでの試料分離が終了して試料の測定が終了する時間である。

図６は、イオン検出後に表示される質量分析データである質量スペクトルと、ある１つのイオン種のピークの拡大図を示す。拡大図に示すように、ピークＰは、等間隔に並んだ複数本のピーク（Ｑ，Ｒ，Ｓ）からなることがある。これらは同位体ピークと呼ばれる。^２Ｈ（Ｄ）や^１３Ｃなどの同位体が含まれているイオンは、図６のようにｍ／ｚで大きい側に同位体ピークとして現れる。ステップ４０３のピークリスト作成時には、これら３つのピークは１つのイオン種として扱うことが望ましい。つまり、リストには、これら３つのイオンが１行で表示されることになる。ｍ／ｚは、一番左のピークＱまたは最大信号強度となるピークの値を用いる。また、イオンの信号強度は、一番左のピークＱまたは最大強度となるピークのみの信号強度を用いるか、または３つの信号強度の和を用いるか、どちらかを信号強度として用いる。

続いて、質量スペクトルのピークから、イオンの電荷量（価数）を判定する方法を説明する。この価数判定には同位体ピークを用いる。すなわち、隣り合うピークのピーク間隔（Ｕ,Ｖ）から数式１を用いて算出される。ピーク間隔が１であれば、１価であり、０．５であれば、２価となる。

なお、イオン化部１２において実施されるイオン化方法は、例えばエレクトロスプレーイオン化（electrospray ionization: ESI）、大気圧化学イオン化（atmospheric pressure chemical ionization: APCI）、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(matrix-assisted laser desorption ionization: MALDI)、脱離エレクトロスプレー（desorption electrospray ionization: DESI）、大気圧光イオン化（atmospheric pressure photoionization: APPI）など質量分析計で通常用いられるイオン化法である。

また、本実施例では、イオンモビリティー分離部１３と質量分析部１４とを組み合わせた構成が用いられる。イオンモビリティー分離部１３は、ＦＡＩＭＳ、またはＦＡＩＭＳと同様な分離が可能な既知のイオンモビリティー分離部であればよい。また、このイオンモビリティーは大気圧下または真空中の場合もある。

一方、質量分析部１４は、質量分析計で構成され、通常は真空中で検出が行われる。質量分析計は、以下のような公知の分析計であればよく、例えば、３次元イオントラップやリニアイオントラップなどのイオントラップ質量分析計(ion trap mass spectrometer)、四重極フィルター質量分析計(quadrupole mass spectrometer：Ｑ ｆｉｌｔｅｒ）、３連四重極質量分析計(triple quarupole mass spectrometer)、飛行時間型質量分析計（time of flight mass spectrometer：ＴＯＦ／ＭＳ）、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計（fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer：ＦＴＩＣＲ）、オービトラップ質量分析計（orbitrap mass spectrometer）、磁場型質量分析計(magnetic sector mass spectrometer)などである。また、上記に示した質量分析計以外の既知の質量分析計でもかまわない。

ステップ４０７の本測定の詳細について説明する。上述した質量分析計を用いて、測定対象イオンをモニターする。質量分析では、ＦＡＩＭＳで透過させるイオンのｍ／ｚを固定し、質量分析計で透過させるイオンのｍ／ｚを走査（スキャン）することで、質量スペクトルを取得することができる。特に上述した全ての質量分析計では、ｍ／ｚを走査などすることにより、質量スペクトルを取得することが可能である。あるいは、ＦＡＩＭＳで透過させるイオンのｍ／ｚを固定し、さらに質量分析計でも透過させるｍ／ｚを固定することで、ある特定のイオンのみを計測することが可能である。この結果としてＳ／Ｎの良い測定が可能となる。例えば、四重極フィルターや三連四重極質量分析計を用いたシングルイオンモニタリング（single ion monitoring：ＳＩＭ）分析などがその例である。

一方、測定対象イオンを分解して、フラグメントイオンをモニターするタンデム質量分析（ＭＳ／ＭＳ）の場合には、イオン解離を行うためのデバイスが必要となる。タンデム質量分析をするメリットは、たまたまイオンのｍ／ｚが同じであったとしても、イオンの構造の違いからイオン種の見分けがつくということである。すなわち、元のイオンを分解、断片化すれば、そのパターンは分子イオンの構造により異なるため、元のイオンが区別できる。このタンデム質量分析により、似たようなｍ／ｚのイオンを分離でき、またＳ／Ｎの向上も可能となる。イオントラップであれば、イオントラップ内で解離、分析が可能となる。つまり、イオンをトラップした後に、解離及び質量スペクトル取得を実施することが可能である。

また、三連四重極質量分析計であれば、ＦＡＩＭＳとＱ ｆｉｌｔｅｒ（Ｑ１）によって、あるｍ／ｚのイオンを透過させ、その後、コリジョンセル（Ｑ２）でイオン解離し、Ｑｆｉｌｔｅｒ（Ｑ３）で透過ｍ／ｚを固定して透過させる、あるいは、ｍ／ｚをスキャンする。これにより、マルチリアクションモニタリングまたはプロダクトスキャンが可能となる。また別の解離方法として、ＦＡＩＭＳと質量分析計の間に配置した差動排気部でイオン解離することも可能である。数１０Ｖ程度のエネルギーをイオンに与えて、イオンを差動排気部に突入させることにより、イオン解離が可能となる。

イオン解離方法は、衝突誘起解離（collision induced dissociation：ＣＩＤ）、衝突活性化解離（collision activated dissociation：ＣＡＤ）、赤外多光子解離（infrared multiphoton dissociation：ＩＲＭＰＤ）、電子捕獲解離（electron capture dissociation：ECD）、電子移動解離（electron transfer dissociation：ＥＴＤ）など既知のイオン解離方法で実施可能である。

ステップ４０４では、次に述べる方法で測定対象イオンを決定することも可能である。上述した例では、１つのピークを選ぶ方法であったが、信号強度順に並べて、上位何個かのイオンを複数個選択する方法もある。この方法により、ステップ４０２の質量スペクトル取得の頻度を減らし、本測定（ステップ４０７）の時間を長く確保することができる。また、すでに所定の秒数以上測定したイオンに関しては、測定対象イオンの候補から除外する方法も有効である。この方法により、同じイオンを重複して測定することを防ぎ、別のイオンの測定を行うことで、効率の良い測定が可能となる。

さらに、あらかじめユーザが入力部２０より指定したｍ／ｚまたは電荷量（ｚ）をデータベース１９に登録しておき、その指定したイオンを優先的に測定対象イオンとして選択するという方法もある。測定対象イオンのｍ／ｚがあらかじめ分かっている場合には、それをターゲットとして測定すればよいため、有効な方法である。

また、あらかじめ指定されたｍ／ｚまたは電荷量（ｚ）のイオンを測定対象イオンから除外する方法もある。この方法により、常に質量スペクトル上に出続けているノイズピークがあった場合にそのノイズを排除することが可能となる。これらの方法により、より効率よく、すなわち単位時間当たりに多くのイオンの測定が可能となり、高スループットの分析を実現する。

なお、本実施例では、質量電荷比（ｍ／ｚ）と電荷量（ｚ）を用いているが、ｍ／ｚとｚから質量ｍを算出することができるため、質量ｍと電荷量ｚとの組み合わせを用いる方法でも構わない。

以上、本実施例によれば、制御部１８の記憶装置には、質量分析結果情報（ｍ／ｚ，ｚ）とイオン移動度分離に関する分析条件（分離電圧及び補償電圧）とが関連付けられているテーブルが格納されており、測定対象イオンの質量分析結果情報（ｍ／ｚ，ｚ）に対応する分析条件をテーブルから読み出し、測定対象イオンの分析条件として決定する。この構成によれば、測定対象イオンに適した分析条件を短い時間で決定でき、分析処理をより効率的に行うことができる。また、データベース１９には、測定対象イオンに対して適した分析条件があらかじめ格納されているため、その分析条件によって高精度の分析が可能である。

特に、本実施例では、測定対象イオンの質量分析結果情報から対応する分析条件を決定できるため、従来のように細かい電圧ピッチで細かく測定する、または広範囲の電圧を幅広く測定する必要がなく、より短い測定時間で測定対象イオンの分析を行うことが可能となる。したがって、高スループットの分析処理を実現できる。

次に、第１実施例の第２の例について説明する。図５の例では、質量電荷比（ｍ／ｚ）と電荷量（ｚ）の２つを用いて、データベース１９を探索する方法であった。本実施例では、さらにＬＣの保持時間（溶出時間）をデータベース１９との照合に利用する方法を説明する。

ｍ／ｚが同じ２種類の異なる分子種のイオンがあった場合に、分子の構造が違うためにイオン移動度も異なり、したがって、ＦＡＩＭＳの分析条件が異なることが十分にあり得る。上述の例では、その２種類のイオンが同じ分析条件で測定されることになる。一方、本実施例では、ｍ／ｚが同じ２種類の分子種をＬＣの保持時間を用いて分離する。これは、化学的性質が異なることで、ＬＣの保持時間が異なることを利用する。そのため、ＦＡＩＭＳの分析条件を探索する条件としてＬＣの保持時間を追加することにより、ｍ／ｚが同じイオンであっても、それぞれのイオンにとって最適なＦＡＩＭＳの分析条件で動作可能となる。

図７が、本実施例の第２の例における分析のフローを示す図である。分析の流れは、図４のフローと同様である。また、図８は、図７のフローを説明する図である。以下、図７及び図８を用いて例の分析のフローを説明し、特に、図４と異なる部分について説明する。

本例の特徴として、ステップ７０３では、質量スペクトル上のイオンのピークを判定してピークリスト作成する際に、ＬＣ保持時間（Ｔ）の情報が加わる。図８Ａに示すように、ＬＣの保持時間、ｍ／ｚ、及びｚの３つの情報からなるピークリストを作成する。なお、ＬＣの保持時間毎に質量スペクトルは取得されるため、ピークリストはＬＣの保持時間毎に作成される。

ステップ７０４では、上述のように、１つの例としては、信号強度の最も強いものを、測定対象イオンとして選択する。測定対象イオンの情報としてＬＣ保持時間が加わるので、測定対象イオンの情報は、ＬＣ保持時間、ｍ／ｚ、ｚ、及び信号強度であり、すわなち（Ｔ，Ｊ，Ｋ，Ｌ）となる。以後、イオンの信号強度の情報（Ｌ）は以後必要ないのでこの時点で削除して、測定対象イオンの情報は、（ＬＣ保持時間，ｍ／ｚ，ｚ）すなわち（Ｔ，Ｊ，Ｋ）となる。

ステップ７０５では、質量スペクトルから得た測定対象イオンの値（Ｔ，Ｊ，Ｋ）がデータベース１９に登録されているかを照合及び判定する。なお、測定対象イオン（Ｔ，Ｊ，Ｋ）と、データベース１９の格納値との差は、あらかじめ決められた許容範囲内であれば一致と判定する。ＬＣの保持時間の許容値は、数ｍｓｅｃから数秒程度、ｍ／ｚの許容値は０．００１Ｄａ〜１Ｄａ程度であればよく、各質量分析装置の各分析方法に適した許容値とすることが望ましい。

本例によれば、制御部１８の記憶装置には、質量分析結果情報（ＬＣの保持時間，ｍ／ｚ，ｚ）とイオン移動度分離に関する分析条件（分離電圧及び補償電圧）とが関連付けられているテーブルが格納されており、測定対象イオンの質量分析結果情報（ＬＣの保持時間，ｍ／ｚ，ｚ）に対応する分析条件をテーブルから読み出し、測定対象イオンの分析条件として決定する。この構成によれば、ＬＣの保持時間を追加することにより、ｍ／ｚが同じイオンであっても、それぞれのイオンにとって最適なＦＡＩＭＳの分析条件を決定すすることが可能となる。

次に、第１実施例の第３の例について説明する。長い日数にわたり、質量スペクトルデータを取得していると、温度などの環境の変化により若干ではあるが、質量スペクトルの質量軸（ｍ／ｚ）が変化して（ずれて）しまうことがある。その結果、同じ分子種でも異なるｍ／ｚの分子としてデータが取得されてしまう場合がある。この場合、データベース１９にその分子種の分析条件が格納されていたとしても、格納されていないと誤判定されてしまう可能性がある。このようなケースでは、分析で得られた実測のｍ／ｚの値を補正する必要がある。本例では、ｍ／ｚを補正する方法について説明する。なお、以下の補正処理の主体は、制御部１８である。

質量軸（ｍ／ｚ）の補正の方法は、例えば以下のような方法で補正可能である。すなわち、分析試料またはＬＣの送液溶媒にｍ／ｚがわかっている既知の補正用試料をあらかじめ混ぜておき、その補正用試料のピークのｍ／ｚを用いて質量軸を補正する方法である。補正用試料は１種類でもよいが、２種類以上入れておくことで、より正確に質量補正が可能となる。例えば、小さいｍ／ｚと大きなｍ／ｚの補正用試料を入れておけば、広いｍ／ｚの範囲の質量軸が正確に補正することが可能となる。

図９は、ｍ／ｚを補正する方法を説明する図である。図９（Ａ）は、混ぜた２種類の補正用試料の理論値を質量スペクトル上に描いたものである。実際には、図９（Ｂ）のような、補正用試料のピークを含む、様々な試料のピークが現れる。この中で補正用試料のピークを見つけ、そのピーク（ａ，ｂ）の実測値を理論値のｍ／ｚに補正する。本例の補正方法では、補正用試料の実測のｍ／ｚに対する理論値のｍ／ｚの関数（直線、曲線など）を求め、その関数に従って、試料由来のピークを全て補正する。図９（Ｃ）は、求めた関数に従って、（Ｂ）で示されたピークの実測値を補正した図を示す。上記の他に、既知の知られている補正方法であってもよい。

本例の補正処理によれば、温度などの環境の変化により質量スペクトルの質量軸（ｍ／ｚ）が変化した場合でも、同一のデータベース１９を用いて分析条件の決定が可能となる。

次に、第１実施例の第４の例について説明する。ＬＣの保持時間についてもｍ／ｚと同様に、経時的に変化することや、環境によって変化する可能性がある。そのため、測定で得られたＬＣの保持時間を補正する必要がある。本例では、ＬＣの保持時間を補正する方法について説明する。なお、以下の補正処理の主体は、制御部１８である。

ＬＣの保持時間の補正方法もｍ／ｚの補正と同様に、ＬＣの保持時間が既知の補正用試料をあらかじめ試料に混ぜておき、その補正用試料のピークの保持時間を用いて質量軸（ｍ／ｚ）を補正する方法である。すなわち、分析試料またはＬＣの送液溶媒に保持時間が既知の補正用試料をあらかじめ混ぜておき、その補正用試料のピークの保持時間を用いて質量軸を補正する方法である。補正用試料は１種類でもよいが、２種類以上入れておくことでより正確に補正が可能となる。例えば小さい保持時間と大きな保持時間の補正用試料を入れておけば、広い範囲の保持時間が正確に補正することが可能となる。

図１０は、ＬＣの保持時間の補正方法を説明する図である。図１０（Ａ）は、混ぜた２種類の補正用試料の理論値をクロマトグラム上に描いたものである。実際には、図１０（Ｂ）のような、補正用試料のピークを含む、様々な試料のピークが現れた全イオンのクロマトグラムが描かれる。この中で補正用試料のピークを見つけ、そのピーク（ｃ，ｄ）の実測値を理論値の保持時間に補正する。本実施例の補正方法では、補正用試料の実測の保持時間に対する理論値の保持時間の関数（直線、曲線など）を求め、その関数に従って、試料由来のピークを全て補正する。図１０（Ｃ）は、求めた関数に従って、（Ｂ）で示されたピークの実測値を補正した図を示す。上記の他に、既知の知られている補正方法であってもよい。

上記の温度などの環境の変化によるずれとは別に、ＬＣに用いるカラム（分子試料を吸着あるいはトラップするカラム）の種類が変わることにより、同じ分子種でもＬＣの保持時間が変わる。このように、カラムの種類毎にＬＣ保持時間が変わるため、データベース１９に格納されている情報と一致しなくなる可能性がある。しかし、カラムの長さが変わった場合であれば、ＬＣの保持時間が、単純にカラムの長さに比例する、あるいはカラムの長さの関数で描けるのであれば、同じＦＡＩＭＳの分析条件のデータベース１９を用いることが可能である。例えば、ＬＣの保持時間をカラムの長さの関数に従って補正することができる。

本例の構成によれば、カラムの種類が変わった場合でも、データベース１９を共通化することができ、カラム毎に複数のデータベースを持つ必要が無く、制御部１８でのリソースの使用を減らすことができる。

また、ＬＣを用いた液体分離において、２種類の送液溶媒の比率を時間変化させながらＬＣ／ＭＳ分析を行うことがある。溶媒の組成を変えることで、試料がカラムに保持される保持力が変化し、試料が溶出されるためである。溶出されれば、試料はイオン化され、質量分析される。

図１１（Ａ）は、時間に対するＬＣで用いる送液溶媒の混合比率の変化を示す。時間０では、水（＋緩衝剤）を主とするＡ液が８０％、メタノールやアセトニトリルを主とするＢ液が２０％である。時間毎に徐々にＢ液の比率を上げていき、直線aでは時間ｔで、直線ｂでは時間2ｔでＢ液比率が１００％になり、分析が終了する。ここで、時間ｔは、図４や図７のフローにおけるステップ４０８、７０８の設定値である。

図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）は、それぞれ、図１１（Ａ）内の溶媒（Ｂ液）の混合比率の変化ａ，ｂに対応して得られるクロマトグラムを示す。直線ａのように時間ｔだけかけて溶媒の混合比率を変化させれば、クロマトグラムａのように試料が検出される（図１１（Ｂ））。

一方、直線ｂのように時間２ｔだけかけて溶媒の混合比率を変化させれば、クロマトグラムｂのように２倍の時間をかけてピークが検出される。この時、図１１（Ｂ）の「ｃ１」のピークと図１１（Ｃ）の「ｃ２」のピークは、同じ分子種である。このように溶媒の混合比率を変えることで、ＬＣ保持時間は異なる。このため、ＬＣの保持時間がデータベース１９に含まれている場合は、混合比率が変われば、異なるデータベースを使用する必要がある。以下では、混合比率を変えた場合でも同じデータベースを利用可能な方法について説明する。

本例では、図１１（Ａ）のように、時間に対する溶媒の混合比率が直線で示され、かつそれらの傾きが異なる場合に、ＬＣの保持時間を補正する方法を説明する。データベース１９には、ａの直線で取得した時のＬＣの保持時間が登録されているとする。この場合に、今回新たに直線ｂでデータ取得したクロマトグラムｂのＬＣの保持時間を補正する。図１１（Ａ）の例の場合、直線ａと直線ｂの傾きを算出する。直線ａは傾き２Ｎであり、直線ｂは傾きＮである。このため、クロマトグラムｂのデータのＬＣ保持時間は、傾きの比率分すなわち１／２倍だけ補正される。この補正処理は、混合比率ラインが同じタイプの関数であれば補正可能であり、例えば上述の直線（一次関数）以外にも、２次関数などの多項式関数、指数関数、対数関数などでも同様に補正が可能である。

本例の構成によれば、２種類の送液溶媒の比率を時間変化させながらＬＣ／ＭＳ分析を行う場合でも、ＬＣの保持時間を補正することにより、データベース１９を共通化することができる。複数のデータベースを持つ必要が無く、制御部１８でのリソースの使用を減らすことができる。

次に、第１実施例の第５の例について説明する。図４の例において、ステップ４０７での本測定の質量分析時間は、あらかじめ決められた時間である。以下の例では、本測定の質量分析時間を、取得した質量スペクトルデータに基づいてリアルタイムに決定する方法を説明する。

図１２は、第１実施例の第５の例における分析のフローを示す図である。分析の流れは、図４のフローと同様である。図１２のステップ１２０１〜１２０７、１２０９は、図４のステップ４０１〜４０８と同じ処理であるため、説明を省略する。図４との違いは、ステップ１２０８が追加されていることである。ステップ１２０８では、測定対象イオンの信号強度がある規定値以下かどうかを判定する。

イオンの信号強度がある規定値以下になった場合に、ステップ１２０９へ進み（ステップ１２０９のＹｅｓ）、その測定対象イオンの測定を終了する。一方、測定対象イオンの信号強度が規定値以上の場合、つまり測定対象イオンが検出され続けている場合には、ステップ１２０７へ戻り（ステップ１２０８のＮｏ）、本測定を継続する。

図１３は、ステップ１２０８での判定を説明する図である。例えば、図１３に示すように、測定対象イオンの信号強度と分析時間のデータとして、ピークの信号強度がＯとなるようなマスクロマトグラムが測定に得られたとする。この場合に、信号強度が規定値（Ｐ）のライン以下になったら、本測定を終了する。規定値Ｐは、あらかじめ設定された値、またはユーザが入力部２０から指定した値である。規定値Ｐは、典型的には、ピークの信号強度Ｏの１％から８０％の範囲内の値（Ｐ／Ｏ＝０．０１〜０．８）であればよい。

この構成によれば、本測定の質量分析時間を、取得した質量スペクトルデータに基づいてリアルタイムに決定することができる。このように質量分析時間をリアルタイムに決定することにより、ある測定対象イオンの分析が終わった後、すぐに次の測定対象イオンに分析を移行できる。例えば、実際の分析においては測定対象イオン同士が重なる場合などがあるが、このような場合でも、次の測定対象イオンの分析時間が短くなることを防ぎ、複数の測定対象イオンの分析を効率良く行うことができる。

次に、第１実施例の第６の例について説明する。上述した例では、質量スペクトルから測定対象イオンを１つ選ぶ方法であったが、２つ以上の複数個（Ｎ個）の測定対象イオンを選択及び決定する方法もある。

図１４は、本実施例における分析のフローを示す図である。分析の流れは、図４のフローと同様である。図１４のステップ１４０１〜１４０３、１４０６〜１４０８、１４１０は、図４のステップ４０１〜４０３、４０５〜４０８と同じ処理であるため、説明を省略する。以下では、特に、図４と異なる部分（ステップ１４０４、１４０５、１４０９）について説明する。

ステップ１４０４において、一度にＮ個の測定対象イオンを決定する（以下の例では、選択数Ｎ＝３とする）。３つの測定対象イオンを選択する例で説明するが、選択するイオン数は２以上であれば同様の測定方法が可能である。選択したイオン数（選択数Ｎ）はあらかじめ設定された値、またはユーザが入力部２０から指定した値である。

ステップ１４０４では、イオンの信号強度が強いものから３つ測定対象イオンを選ぶ方法を用いて説明する（Ｎ＝３）。その他にも、Ｓ／Ｎ（シグナルノイズ比）の高い３つのピークを選択する方法もある。また、測定対処イオンを選ぶ際の制約条件として、ある電荷量ｚのイオンのみ、またはあるｍ／ｚの範囲のイオンのみを測定対象とする方法もある。さらに、ターゲットイオンのｍ／ｚが分かっている場合には、ターゲットイオンのｍ／ｚの周辺のみに制約することで、効率よくターゲットイオンの測定が可能となる。さらに、すでに測定済みのイオンは測定対象から排除する方法も用いることができる。これにより、重複して同じイオンの測定をしてしまうことを回避することが可能となる。上述の４０４や７０４と、イオンの選択数は異なるが、決定方法は同様で構わない。

ステップ１４０５では、まずはじめに３つの測定対象イオンのうちの１つ目の測定対象イオンが設定される。すなわちｎ＝１として次のステップへ進む。その後、ステップ１４０６において、１つ目の測定対象イオンの情報が、データベース１９の格納値と一致しているか確認する。データベース１９の格納値と一致しない場合、すなわち、データベース１９に分析条件の情報が存在しない場合には、本測定を行わず、ステップ１４０９へ進む。

一方、ステップ１４０６において、１つ目の測定対象イオンの情報が、データベース１９と一致していれば、すなわち、データベース１９に分析条件の情報が存在する場合には、ステップ１４０７、１４０８へ進み、本測定が行われる。本測定の後、ステップ１４０９へ進む。

ステップ１４０９では、ステップ１４０６〜１４０８を繰り返すか、または終了するかの判定を行う。本例では、Ｎ＝３すなわち３つの測定対象イオンの測定が終了した時点で（ステップ１４０９のＹｅｓ）、ステップ１４１０へ進む。一方、１つ目のイオン（ｎ＝１）、２つめのイオン（ｎ＝２）の測定が終了した段階であれば（ステップ１４０９のＮｏ）、ステップ１４０６へ戻る。すなわち、ｎが３になり、選択された３つのイオンの測定が終了するまで、フローが繰り返される。

本例の構成によれば、ステップ１４０２において質量分析データ取得の頻度が減るため、本測定を行う時間が増加することで分析のスループットが向上し、効率の良い分析が可能となる。

［第２実施例］
第２実施例について説明する。本実施例では、測定対象イオンの情報がデータベース１９に格納されて無かった場合に、すなわち、ＦＡＩＭＳの分析条件がデータベース１９に無い場合に、そのイオンのＦＡＩＭＳの分析条件を作成する方法について説明する。

本実施例では、１回目のＬＣ／ＭＳ分析で分析条件の条件作成とデータベース１９への格納を行い、２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析で本測定を行う方法を開示する。図１５Ａは、１回目のＬＣ／ＭＳ分析における、ある測定対象のイオンｉのクロマトグラムを示す。１回目のＬＣ／ＭＳ分析では図１５Ａのようにイオンｉが検出されている間にＦＡＩＭＳの分析条件の作成のみを行う。

図１５Ｂは、２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析における、ある測定対象のイオンｉのクロマトグラムを示す。２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析では、全ての分析時間を本測定に使用することができる。２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析では、このように、イオンｉのほぼ全イオン量を本測定で計測することができる。したがって、本実施例は、イオン量を正確に測定可能なため、定量分析に適している。

図１６Ａは、１回目のＬＣ／ＭＳ分析におけるＦＡＩＭＳの分析条件を作成するためのフローである。なお、以下の処理の主体は、制御部１８である。制御部１８は、イオンモビリティー分離部１３と質量分析部１４とイオン検出部１５を制御しながら、以下の処理を実行する。ステップ１６０１〜１６０４は、図４の４０１〜４０４と同様であるため説明を省略する。

ステップ１６０５では、測定対象イオンが、データベース１９に登録されているかを照合及び判定する。ここで、測定対象イオンが、データベース１９の格納値と一致した場合、すなわちデータベース１９にすでにＦＡＩＭＳ分析条件が登録されている場合は、Ｙｅｓとなり、ステップ１６０２へ戻る。そして、再び質量分析スペクトルを取得して、そこから別の測定対象イオンを探索する。

ステップ１６０５において、測定対象イオンが、データベース１９の格納値と一致しない場合、すなわちデータベース１９にＦＡＩＭＳ分析条件が登録されていない場合はＮｏとなり、ステップ１６０６へ進む。以下のステップ１６０６〜１６０８において、ＦＡＩＭＳの分析条件の探索及び決定と、データベース１９への格納を行う。

ステップ１６０６では、測定対象イオンの情報（ｍ／ｚ，ｚ）からＦＡＩＭＳの分離電圧（ＳＶ）を決定する。高周波電圧である分離電圧は、イオンの重さやイオンのｍ／ｚに依存する。一般に、一定の強度の電界強度の中をイオンが通過する場合、電界によってイオンにかかる加速度ａは、質量ｍと電荷量ｚを用いて以下の関係式のように表わされる。

このように、加速度ａは質量ｍに反比例するため、一定の電界下では、質量が大きいイオンは電界により受ける加速度は小さく、質量が小さいイオンでは加速度は大きくなる。例えば、小さい質量のイオンは、電界の影響を受けて電極に衝突してしまい、質量分析が困難となる場合がある。このためＦＡＩＭＳにおいてもイオンの質量毎に、つまりはｍ／ｚ毎に電界すなわち分離電圧を変えて最適化する必要がある。分離電圧の決定方法は、あらかじめデータベース１９に格納されているｍ／ｚと分離電圧の関係が記載された分離電圧テーブル（第２の情報）を用いる。

図１７Ａは、分離電圧テーブルの内容を説明する図である。分離電圧テーブルには、質量電荷比（ｍ／ｚ）と分離電圧とが関連付けられた情報が格納されている。先述のように、電界強度、つまり分離電圧がｍ／ｚに応じて電圧を印加することが望ましい。例えば、数式２の加速度を一定にする場合には、ｍ／ｚと電界（分離電圧）を線形にする必要がある。すなわち、図１７Ａのように、ｍ／ｚと分離電圧との関係（分離電圧テーブル）は、一次関数で描かれる。この分離電圧テーブルは、ｍ／ｚと分離電圧との関係があらかじめ記載されており、測定対象イオンのｍ／ｚから、最適な分離電圧を一意的に決定する。図１７Ａの例では、測定対象イオンの分離電圧は、ｍ／ｚ_１に関連付けられた分離電圧ＳＶ_１に決定される。

本例では、分離電圧テーブルは直線で示されているが、ｍ／ｚと分離電圧との関係が、ｍ／ｚの範囲毎に異なる２本の傾きをもつ直線から構成される場合もある。また、ｍ／ｚと分離電圧との関係が、曲線、多次関数、指数関数などの関数である場合もある。

なお、分離電圧テーブルは、イオンの電荷量（ｚ）に依存するため、電荷量毎に別のテーブルが存在する場合もありうる。これは数式２で示されるように、イオンが受ける加速度ａは、質量ｍに反比例し、電荷ｚに比例するためである。

また分離電圧テーブルを作成することも可能である。分離電圧テーブルの作成方法は、分離電圧を数点設定して、それぞれの分離電圧毎に補償電圧を走査して信号強度のデータを取得する。補償電圧は、信号強度が最大となるところを使用する。このように、分離電圧毎に、イオンの信号強度を取得して、信号強度とＦＡＩＭＳの分離能（＝補償電圧値／半値幅）の２つから、最適な分離電圧を決定することも可能である。信号強度が高く、また分離能が高い方が分離電圧として最適である。さらに、イオンモビリティー分離部１３の温度に応じて分離電圧テーブルを変えることが望ましい。これは、ＦＡＩＭＳの温度により、イオン軌道上のガスの温度も変わり、イオン移動度が変化するためである。例えば、１００℃、２００℃、３００℃で、異なる分離電圧テーブルを用いる。温度以外にも、圧力、ＦＡＩＭＳを流れるガス流速などの環境により、分離電圧テーブルを変えることも可能である。

ステップ１６０７では、ステップ１６０６で決められた分離電圧の条件下で、補償電圧（ＣＶ）を決定する。具体的には、制御部１８は、ステップ１６０６で決められた分離電圧を印加しながら、測定対象イオンに対する複数の補償電圧を走査し、それら複数の補償電圧におけるイオンの信号強度に基づいて補償電圧を決定する。

補償電圧は、広い範囲で走査して、最適値として決定する。補償電圧の走査範囲は、例えば、−１０Ｖ〜１０Ｖ、−５０Ｖ〜５０Ｖ、または−１００Ｖ〜１００Ｖである。電圧の走査（スキャン）ピッチは、例えば、０．０１Ｖ、０．０５Ｖ、０．１Ｖ、０．２Ｖ、０．３Ｖ、０．５Ｖのいずれか、あるいは、他のピッチでもよい。補償電圧の最適値を決める１つの方法は、測定対象イオンの信号強度が最大になる補償電圧に決定することである。

図１７Ｂは、補償電圧の決定を説明するための図である。図１７Ｂに示すように、所定の補償電圧の走査範囲において、あるピッチで測定対象イオンの信号強度を測定する。図１７Ｂの例では、測定対象イオンの信号強度が最大になる補償電圧ＣＶ_１に決定される。

また別の方法は、得られた補償電圧に対する信号強度の曲線を、例えばガウス関数またはポアソン分布またはその他の関数に近似して、その関数の最大値となる補償電圧を決定し、最適値とする方法も用いることができる。

次に、ステップ１６０８において、分離電圧ＳＶ_１と補償電圧ＣＶ_１の情報をデータベース１９に格納する。例えば、（ｍ／ｚ，ｚ，ＳＶ_１，ＣＶ_１）の情報のセットが、データベース１９に格納される。ＬＣの保持時間を含めることも可能である。この格納されたデータは、２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析の本測定に使用する。

次に、２回目以降のＬＣ分析について説明する。図１６Ｂは、２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析のフローである。２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析では、１回目で作成したデータベース１９における１つあるいは複数のイオンについて本測定を行う。

ステップ１６１１において、ある測定対象イオンに関してデータベース１９からＦＡＩＭＳの分析条件を読み出す。そして、データベース１９から取得した分析条件下で、ＦＡＩＭＳの第１の電極１及び第２の電極２に電圧を印加して、本測定を行う。例えば、１回目のＬＣ／ＭＳ分析において測定対象イオンのＬＣの保持時間の情報を記録しておき、その測定対象イオンのＬＣの保持時間が来たら、そのイオンの本測定を繰り返し行う。そのある規定値以下の信号強度になるか、あるいは、別の測定対象イオンのＬＣの保持時間が来るまで、繰り返しそのイオンの本測定を行う。

そして、ステップ１６１２において、分析フローの終了を判定する。保持時間（測定時間）が、あらかじめ決められた設定値に達した場合、分析フローは終了となる。

本実施例によれば、測定対象イオンの質量分析結果情報（ｍ／ｚ，ｚ）が、データベース１９の質量分析結果情報（ｍ／ｚ，ｚ）と一致しない場合、すなわち、データベース１９に測定対象イオンの分析条件（分離電圧及び補償電圧）が格納されていない場合に、その測定対象イオンの分析条件を決定し、データベース１９に格納することができる。特に、１回目のＬＣ／ＭＳ分析でデータベース１９に分析条件を格納し、２回目以降のＬＣ／ＭＣ分析で本測定を行うため、２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析では、測定対象イオンのほぼ全イオン量を計測することができる。

また、質量電荷比（ｍ／ｚ）と分離電圧とが関連付けられた分離電圧テーブルを用いることにより、測定対象イオンに対して最適な分離電圧を一意的に決定することができる。また、その分離電圧を印加した状態で補償電圧を広範囲に走査するため、測定対象イオンに対して最適な補償電圧を決定することができる。

図１９は、２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析の別のフローである。この例では、質量スペクトルのデータを取得し、測定対象イオンが検出されたら、本測定を行う。図１９のステップ１９０１〜１９０３、１９０５〜１９０８は、図４の４０１〜４０３、４０５〜４０８とそれぞれ同様であるため、説明を省略する。

ステップ１９０４では、ステップ１９０２、１９０３で取得した質量スペクトルのデータを用いて測定対象イオンが検出されたかを判定する。ステップ１９０５では、その測定対象イオンの分析条件がデータベースに存在すれば、そのイオンの本測定を行うため、ステップ１９０５に進む（１９０５のＹｅｓ）。一方、存在しなければ、再び１９０１からフローが行われる。この例では、イオンの検出を確認した後に、本測定を行うので、ある測定対象イオンが検出されなかった場合に、別の測定対象イオンの測定に移行できる。したがって、効率良く多くのイオンの分析を行うことができる。

［第３実施例］
次に、第３実施例について説明する。本実施例では、ＦＡＩＭＳの分析条件の作成とその分析条件による本測定を、１回のＬＣ／ＭＳ分析内で同時に実施する方法について説明する。

第１及び第２実施例の２回目以降のＬＣ／ＭＳ分析では、図１８Ａに示すように、ある測定対象のイオンｉのクロマトグラムを全て本測定に使用していた。本実施例では、図１８Ｂに示すように、イオンｉが検出されている間に、分析条件の作成と本測定の両方を行う方法について説明する。

本方法では、分析条件の作成とデータベース１９への登録と本測定が、１回のＬＣ／ＭＳ分析で行うことができるため、時間の制約で１回のＬＣ／ＭＳ分析しか行えない場合、または試料の量が少なく１回のＬＣ／ＭＳ分析しか行えない場合などに適している。また、未知の試料の分子イオン種の探索といった定性分析に向いている。

図２０は、本実施例の分析のフローを示す図である。ステップ２００１〜２００４は、図４のステップ４０１〜４０４と内容は同じであるため、説明を省略する。本実施例の特徴は、ステップ２００５の後に経路１と経路２に分かれる点である。

ステップ２００５において、測定対象イオンの情報が、データベース１９の格納値と一致した場合、ステップ２００６（経路１）に進む。ステップ２００６〜ステップ２００８は、データベース１９からＦＡＩＭＳの分析条件の情報を読み出し、その分析条件を設定し、本測定を行うフローである。ステップ２００６〜ステップ２００８は、図４のステップ４０６〜４０８と内容は同じであるため、詳細説明を省略する。

ステップ２００５において、測定対象イオンの情報が、データベース１９におけるＦＡＩＭＳの分析条件の情報と一致しない場合、ステップ２００９（経路２）に進む。ステップ２００９〜２０１１は、ＦＡＩＭＳの分析条件を新たに作成し、データベース１９に格納するフローである。ステップ２００９〜２０１１は、図１６Ａのステップ１６０６〜１６０８と内容が同じであるため、詳細説明を省略する。経路２で作成したＦＡＩＭＳの分析条件である分離電圧と補償電圧は、ステップ２０１１でデータベース１９に格納される。分析条件をデータベース１９に格納することにより、次に同じ測定対象イオンの本測定を行う時に、直ちに分析条件をデータベース１９から読み出して、本測定を行うことができる。

本実施例の構成では、データベース１９に格納されるイオンの情報（分析条件）が増えるほど、経路１のフローを通過する頻度が増え、経路２のフローを通過する頻度が減る。経路２の方では、ステップ２００９〜２０１１は１秒程度の時間がかかり、一方、経路１は直ちにステップ２００６へ進むので、すぐに本測定に入れる。したがって、データベース１９の情報が増えれば増えるほど、分析時間の短縮につながり、多くの質量スペクトルを取得可能になり、高スループット分析が可能になる。

本実施例における分析の流れを、図１８Ａ及び図１８Ｂのクロマトグラムを用いて説明する。ある１種類のイオンｉからなるクロマトグラムの例である。経路１では、図１８Ａに示すように、直ちに本測定を開始するため、イオンが検出されるほとんどすべての時間を本測定に用いることができる。一方、経路２では、図１８Ｂに示すように、最初の数１００マイクロ秒から数秒は、ＦＡＩＭＳの分析条件の探索、作成に用いられ、その後、本測定が行われる。本測定は、図のようにイオンｉが検出されなくなるまで行う。または先述のように、ある信号強度以下になるまで、本測定を行う方法を用いる。
先の実施例のように、ｍ／ｚと電荷量ｚ以外にＬＣの保持時間の情報を、データベース１９の情報として用いることも可能である。詳細は、第１実施例で説明した方法と同様である。

本例では、図２０のクロマトグラムのように、分析条件の作成と本分析が行われるため、分析条件の作成の時間が長くなれば、本測定の時間が短くなってしまう。そのため、分析条件の作成の時間をできるだけ短くすることで、本測定の時間が長くなり、より高精度なデータが取得可能になる。第２実施例に書かれているＦＡＩＭＳの分析条件の作成方法は、この分析条件作成の時間の短縮化を狙うものである。これにより、本測定に時間を充てることができるために、より高精度な測定が可能となる。

このように、分析条件の作成している時間は本測定を行うことができないため、すべてのイオン量を測定することができないという課題がある。つまり、図１８Ｂのように、クロマトグラムの後半のみ本測定が行われており、前半はデータが取得されていない。このため、前半部分である分析条件作成の時間のクロマトグラムを、後半部分の本測定のデータから予測して、補完する方法を用いることも可能である。

イオンのクロマトグラムの形状は、ある関数で近似することが可能である。例えば、ガウス関数や、指数関数、べき乗関数、多項式およびこれらの組み合わせからなる。この関数により、図１８Ｂの本測定の結果から、分析条件の作成時間のイオン量も予想して、データとする。これにより、イオンのクロマトグラムを完全に描くことができ、全イオン量を見積もることができるため、イオン量を正確に計測可能となり、定量精度が向上することが期待される。

次に、第２及び第３実施例における別の例について説明する。第２及び第３実施例では、分離電圧テーブルを用いて分離電圧を一義的に決定した。本例では、一義的に決定せずに、ある分離電圧を含む所定の範囲から最適な分離電圧を決定する方法を提示する。これにより、高感度、高Ｓ／Ｎでデータ取得が可能となる。

図２１は、分離電圧テーブルの別の例を説明する図である。図１６のステップ１６０６あるいは図２０のステップ２００９において、測定対象イオンの（ｍ／ｚ、ｚ）から、分離電圧テーブルを用いて分離電圧を決めるときに、分離電圧テーブルから得られた分離電圧の他に、あらかじめ決められた±ΔＳＶだけずれた分離電圧でも測定する。すなわち、図１６のステップ１６０６あるいは図２０のステップ２００９において、分離電圧は、ＳＶ_１、ＳＶ_１＋ΔＳＶ、ＳＶ_１−ΔＳＶの３点を決定する。

図１６のステップ１６０７あるいは図２０のステップ２０１０では、３つの分離電圧それぞれについて補償電圧を走査して、補償電圧とイオン信号強度の関係をプロットする。この処理によって、図１７Ｂのようなデータが３つ作成される。この３つのデータそれぞれについて、信号強度が最大となるときの信号強度を抽出し、その３点の信号強度のうちの最大となる時の条件を測定対象の分析条件として決定する。すなわち、分離電圧テーブルから所定の範囲の分離電圧をまず決定し、その所定の範囲における補償電圧を走査することによって、最終的に最適な分離電圧及び補償電圧を決定する。決定した分離電圧と補償電圧は、データベース１９に格納される。この方法により、分離電圧の最適化がより精度良く可能となる。また、図１７Ｂのような補償電圧依存性の３つのデータの信号強度だけでなく、先述のように分離能を考慮して最適条件を決める方法もある。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることがあり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、測定対象イオンに適した分析条件を短い時間で決定できるという点においては、例えば、分析システムは、質量分析結果情報とイオン移動度分離に関する分析条件とが関連付けられているデータベース１９を格納する記憶部と、ある測定対象イオンの質量分析結果情報に対応するデータベース１９の質量分析結果情報に関連付けられた分析条件を、測定対象イオンの分析条件として決定する制御部と、を少なくとも備えればよい。

また、図面における制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。

１ ：第１の電極
２ ：第２の電極
３ ：交流電圧電源
４ ：直流電圧電源
５ ：イオン
６ ：イオン軌道
１０ ：質量分析システム
１１ ：前処理部
１２ ：イオン化部
１３ ：イオンモビリティー分離部
１４ ：質量分析部
１５ ：イオン検出部
１６ ：データ処理部
１７ ：表示部
１８ ：制御部
１９ ：データベース
２０ ：入力部
２１ ：試料

Claims (15)

1. 質量分析結果情報とイオン移動度分離に関する分析条件とが関連付けられている第１の情報を格納する記憶部と、
   ある測定対象イオンの質量分析結果情報に対応する前記第１の情報の前記質量分析結果情報に関連付けられた前記分析条件を、前記測定対象イオンの第１の分析条件として決定する制御部と、
   を備えることを特徴とする分析システム。
2. 請求項１に記載の分析システムにおいて、
   前記測定対象イオンの質量分析結果情報は、質量電荷比と電荷とを含み、
   前記記憶部は、質量電荷比と分離電圧とが関連付けられている第２の情報を格納しており、
   前記制御部は、前記測定対象イオンの質量電荷比に対応する前記第２の情報の前記質量電荷比に関連付けられた第１の分離電圧を、前記第１の分析条件として決定することを特徴とする分析システム。
3. 請求項２に記載の分析システムにおいて、
   前記制御部は、前記測定対象イオンの前記質量分析結果情報に対応する前記第１の情報の前記質量分析結果情報が無い場合、前記第２の情報における前記第１の分離電圧を、前記第１の分析条件として決定し、
   前記制御部は、前記第１の分析条件を前記第１の情報として前記記憶部に格納することを特徴とする分析システム。
4. 請求項２に記載の分析システムにおいて、
   前記制御部は、前記第１の分離電圧を印加しながら前記測定対象イオンに対する複数の補償電圧を走査し、前記複数の補償電圧におけるイオンの信号強度に基づいて第１の補償電圧を決定し、前記第１の補償電圧を前記第１の分析条件として決定することを特徴とする分析システム。
5. 請求項２に記載の分析システムにおいて、
   前記制御部は、前記第１の分離電圧を含む所定の分離電圧範囲を印加しながら前記測定対象イオンに対する複数の補償電圧を走査し、前記複数の補償電圧における前記測定対象イオンの信号強度に基づいて第１の補償電圧を決定し、前記第１の補償電圧を前記第１の分析条件として決定することを特徴とする分析システム。
6. 請求項１に記載の分析システムにおいて、
   前記第１の情報の前記質量分析結果情報及び前記測定対象イオンの前記質量分析結果情報は、質量電荷比及び電荷量の情報、あるいは、質量電荷比、電荷量、及び、液体クロマトグラフのカラムから試料が溶出される時間（ＬＣの保持時間）の情報を含むことを特徴とする分析システム。
7. 請求項６に記載の分析システムにおいて、
   前記制御部は、前記質量電荷比、あるいは、前記ＬＣの保持時間を補正することを特徴とする分析システム。
8. 請求項７に記載の分析システムにおいて、
   前記制御部は、質量スペクトルにおける少なくとも１つの補正試料のピークを用いて、質量電荷比あるいは前記ＬＣの保持時間を補正することを特徴とする分析システム。
9. 請求項７に記載の分析システムにおいて、
   前記制御部は、前記ＬＣの保持時間と溶媒の混合比率との関係を用いて、前記ＬＣの保持時間を補正することを特徴とする分析システム。
10. 請求項１に記載の分析システムにおいて、
    前記制御部は、質量スペクトルにおけるイオンの信号強度あるいは信号対雑音比を用いて、複数のイオンから少なくとも１つの測定対象イオンを決定することを特徴とする分析システム。
11. 請求項１に記載の分析システムにおいて、
    イオンをイオン移動度分離するイオン移動度分離部と、
    前記イオン移動度分離されたイオンを質量分離する質量分析部と、
    前記質量分離されたイオンを検出するイオン検出部と、
    をさらに備え、
    前記制御部が、前記第１の分析条件によって前記測定対象イオンに対する分析処理を実行することを特徴とする分析システム。
12. 請求項１１に記載の分析システムにおいて、
    前記制御部は、予め定められた終了条件を満たした場合に、前記測定対象イオンに対する分析処理を終了することを特徴とする分析システム。
13. 請求項１２に記載の分析システムにおいて、
    前記予め定められた終了条件は、前記測定対象イオンの質量スペクトルにおける信号強度に関する条件であることを特徴とする分析システム。
14. 請求項１１に記載の分析システムにおいて、
    前記制御部は、１回目の液体クロマトグラフ測定（ＬＣ測定）において前記第１の分析条件を決定し、２回目以降のＬＣ測定において前記測定対象イオンに対する分析処理を実行することを特徴とする分析システム。
15. 請求項１１に記載の分析システムにおいて、
    前記制御部は、１回目の液体クロマトグラフ測定（ＬＣ測定）の間に、前記第１の分析条件を決定し、かつ、前記測定対象イオンに対する分析処理を実行することを特徴とする分析システム。

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