JP2020094892A - Mass spectrum analyzer and method for analyzing mass spectrum - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マススペクトル解析装置及び方法に関し、特に、ピーク解析技術に関する。 The present invention relates to a mass spectrum analysis device and method, and more particularly to a peak analysis technique.
質量分析システムは、例えば、質量分析装置とマススペクトル解析装置により構成される。質量分析装置は、一般に、イオン源、質量分析部、イオン検出部、等を備える。イオン検出の結果に基づいてマススペクトルが作成される。マススペクトル解析装置は、マススペクトルを解析する装置である。 The mass spectrometric system includes, for example, a mass spectroscope and a mass spectrum analyzer. A mass spectrometer generally includes an ion source, a mass spectrometer, an ion detector, and the like. A mass spectrum is created based on the result of ion detection. The mass spectrum analysis device is a device that analyzes a mass spectrum.
マススペクトル解析に際しては、組成推定法を含む様々なピーク解析法が利用される。組成推定法は、注目するピークの質量電荷比（ｍ／ｚ）から求まる精密質量に基づいて、１又は複数の組成、つまり１又は複数のイオン、を推定するものである。なお、推定される組成は、イオンを構成する単位に着目するならば原子組成であり、一方、イオンの構成全体に着目するならばイオン組成である。 In mass spectrum analysis, various peak analysis methods including the composition estimation method are used. The composition estimation method estimates one or a plurality of compositions, that is, one or a plurality of ions, based on the accurate mass obtained from the mass-to-charge ratio (m/z) of the peak of interest. The estimated composition is an atomic composition if attention is paid to a unit that constitutes an ion, while it is an ionic composition if attention is paid to the entire composition of an ion.
推定された複数のイオン候補の中から真のイオンである可能性の高い有力イオン候補を絞り込むために、同位体分布を利用した方法が利用される。この方法は、個々のイオン候補ごとに、その同位体分布を生成し、複数のイオン候補に対応する複数の同位体分布の中で、実際のピーク群（実際の質量分布）に近いものを特定することにより、有力イオン候補を絞り込むものである。同位体比から生成される同位体分布は理論的な同位体分布又は同位体パターンとも称される。 A method using an isotope distribution is used to narrow down possible ion candidates that are highly likely to be true ions from the estimated plurality of ion candidates. This method generates the isotope distribution of each individual ion candidate and identifies the one that is close to the actual peak group (actual mass distribution) among the multiple isotope distributions corresponding to multiple ion candidates. By doing so, the possible ion candidates are narrowed down. The isotope distribution generated from the isotope ratio is also called a theoretical isotope distribution or isotope pattern.
マススペクトル中に互いに重なり合った複数の同位体分布が含まれる場合、従来における同位体分布を利用した方法では、イオン候補の絞り込みを的確に行えない。例えば、電子イオン化法（ＥＩ法）によりイオンを生成する場合、分析対象である分子Ｍから生じたイオンＭ＋の他に、分子Ｍから水素Ｈから外れつつ生じたイオン[Ｍ−Ｈ]＋が観測され易くなる。その場合、マススペクトル上において、イオンＭ＋についての同位体分布と、イオン[Ｍ−Ｈ]＋についての同位体分布とが重なり合う。そのような状況下で、組成推定を実行すると、例えば、低質量を有するイオン[Ｍ−Ｈ]＋の組成しか推定できず、イオンＭ＋の組成を推定することができない。それ以前に、重なり合った同位体分布に対して、単一の理論的な同位体分布をフィッティングさせても、良好な類似度を得ることはできないので、イオン候補の絞り込みそれ自体が困難である。 When the mass spectrum includes a plurality of isotope distributions that overlap each other, the conventional method using the isotope distribution cannot accurately narrow down the ion candidates. For example, in the case of generating ions by the electron ionization method (EI method), in addition to the ions M + generated from the molecule M to be analyzed, ions [M−H] + generated while deviating from the hydrogen H from the molecule M are generated. It becomes easier to be observed. In that case, the isotope distribution for the ion M + and the isotope distribution for the ion [M−H] + overlap on the mass spectrum. When the composition estimation is performed in such a situation, for example, only the composition of the ion [MH] + having a low mass can be estimated, and the composition of the ion M + cannot be estimated. Prior to that, even if a single theoretical isotope distribution is fitted to the overlapping isotope distributions, a good degree of similarity cannot be obtained, so that it is difficult to narrow down the ion candidates themselves.
例えば、電界脱離イオン化法（ＦＤ法）及び電界イオン化法（ＦＩ法）では、イオンＭ＋とイオン[Ｍ＋Ｈ]＋とが観測され、それらの同位体分布がマススペクトル上で重なり合う。その場合にも上記同様の問題が生じる。 For example, in the field desorption ionization method (FD method) and the field ionization method (FI method), the ion M + and the ion [M+H] + are observed, and their isotope distributions overlap on the mass spectrum. In that case, the same problem as described above occurs.
なお、特許文献１、２には、混合マススペクトルの解析方法が開示されている。それらの解析方法は、複数の既知成分を解析する方法であり、複数の未知成分を解析することはできないものである。特許文献３には、マススペクトル中のピークから組成を推定することが記載されているが、そこには、同位体分布の利用については記載されていない。 Note that Patent Documents 1 and 2 disclose methods for analyzing a mixed mass spectrum. These analysis methods are methods for analyzing a plurality of known components, and cannot analyze a plurality of unknown components. Patent Document 3 describes estimating the composition from a peak in a mass spectrum, but does not describe the use of isotope distribution.
本発明の目的は、重なり合った複数の同位体分布を含むマススペクトルに対してピーク解析を適正に行えるようにすることにある。 An object of the present invention is to properly perform peak analysis on a mass spectrum including a plurality of overlapping isotope distributions.
実施形態に係るマススペクトル解析装置は、マススペクトルに含まれる注目ピーク群の中から選択された注目ピークごとにイオン候補リストを生成し、これにより前記注目ピーク群の中の複数の注目ピークに対応する複数のイオン候補リストを生成するリスト生成手段と、前記各イオン候補リスト中のイオン候補ごとに同位体分布を生成する分布生成手段と、前記分布生成手段によって生成された複数の同位体分布に基づいて、前記複数のイオン候補リストによって定義される複数のイオン候補組合せに対応する複数の同位体分布組合せを生成する組合せ生成手段と、前記複数のイオン候補組合せの中から有力イオン候補組合せを絞り込むために前記複数の同位体分布組合せを評価する評価手段と、を含むことを特徴とする。 The mass spectrum analysis apparatus according to the embodiment generates an ion candidate list for each target peak selected from the target peak group included in the mass spectrum, thereby corresponding to a plurality of target peaks in the target peak group. List generating means for generating a plurality of ion candidate lists, distribution generating means for generating an isotope distribution for each ion candidate in each of the ion candidate lists, and a plurality of isotope distributions generated by the distribution generating means. Based on the combination, a combination generating unit that generates a plurality of isotope distribution combinations corresponding to a plurality of ion candidate combinations defined by the plurality of ion candidate lists, and a possible ion candidate combination is narrowed down from the plurality of ion candidate combinations. In order to do so, an evaluation means for evaluating the plurality of isotope distribution combinations is included.
上記構成によれば、複数の注目ピークから複数のイオン候補リストが順次又は同時に生成される。それらによって複数のイオン候補組合せが定義される。複数のイオン候補組合せの中から、１又は複数の有力イオン候補組合せを選出するために、複数のイオン候補組合せに対応する複数の同位体分布組合せが生成され、それらが評価される。このように、上記構成は、実際の重なり合いと同様の複数の理論的な重なり合いを生成し、それらを評価対象とするものである。評価結果を伴う複数のイオン候補組合せがリスト又はテーブルとして表示されてもよい。すなわち、最終的な有力イオン候補の絞り込みがユーザーによって行われてもよい。 According to the above configuration, a plurality of ion candidate lists are sequentially or simultaneously generated from a plurality of target peaks. They define multiple ion candidate combinations. In order to select one or a plurality of potential ion candidate combinations from the plurality of ion candidate combinations, a plurality of isotope distribution combinations corresponding to the plurality of ion candidate combinations are generated and evaluated. As described above, the above-described configuration is intended to generate a plurality of theoretical overlaps similar to the actual overlaps and to evaluate them. A plurality of ion candidate combinations with evaluation results may be displayed as a list or a table. That is, the final narrowing down of the likely ion candidates may be performed by the user.
実施形態において、前記各同位体分布組合せは、前記複数の注目ピークに基づいてスケーリングされた複数の同位体分布を合成することにより構成される。この構成によれば、注目ピーク群と各同位体分布組合せとを適正に比較することが可能となる。スケーリングの方法として幾つかの方法があげられる。重なり合いが生じていない注目ピークを選択し又はそれを算出し、選択された又は算出された注目ピークをスケーリングの基準としてもよい。複数の同位体分布の合成の概念には、複数の同位体分布の単純な加算、重み付け加算等が含まれる。加算に際して、ｍ／ｚ軸方向の誤差に対処するための補正が適用されてもよい。 In the embodiment, each isotope distribution combination is configured by synthesizing a plurality of isotope distributions scaled based on the plurality of peaks of interest. According to this configuration, it becomes possible to properly compare the target peak group and each isotope distribution combination. There are several methods for scaling. It is also possible to select or calculate a target peak in which no overlap has occurred, and use the selected or calculated target peak as a scaling reference. The concept of synthesis of a plurality of isotope distributions includes simple addition, weighted addition, etc. of a plurality of isotope distributions. At the time of addition, a correction for dealing with an error in the m/z axis direction may be applied.
実施形態において、前記注目ピーク群は、前記複数の注目ピークとしての第１注目ピーク及び第２注目ピークを含み、前記各同位体分布組合せは、前記第１注目ピークから生成された第１同位体分布と、前記第２注目ピークから生成された第２同位体分布と、を含み、前記第１同位体分布は、前記第１同位体分布に含まれる基準ピークが前記第１注目ピークに適合するようにスケーリングされた同位体分布であり、前記注目ピーク群から前記第１同位体分布を減算することにより残余の注目ピーク群が定義され、前記残余の注目ピーク群には前記第２注目ピークから生じた残余の第２注目ピークが含まれ、前記第２同位体分布は、前記第２同位体分布に含まれる基準ピークが前記残余の第２注目ピークに適合するようにスケーリングされた同位体分布である。スケーリングは強度倍率の調整であり、それは規格化とも言い得る。 In the embodiment, the peak of interest group includes a first peak of interest and a second peak of interest as the plurality of peaks of interest, and each isotope distribution combination is a first isotope generated from the first peak of interest. A distribution and a second isotope distribution generated from the second peak of interest, wherein the first isotope distribution has a reference peak included in the first isotope distribution that matches the first peak of interest. Is a scaled isotope distribution as described above, and the residual peak group of interest is defined by subtracting the first isotope distribution from the peak peak of interest, and the peak peak group of interest is defined as the peak peak of interest from the second peak of interest. The resulting residual second peak of interest is included, and the second isotope distribution is scaled so that the reference peak included in the second isotope distribution matches the residual second peak of interest. Is. Scaling is the adjustment of the intensity magnification, which can also be called normalization.
実施形態において、前記リスト生成手段は、前記注目ピーク群において低質量側から高質量側へ並ぶ複数のピークを注目ピークとして順次選択し、前記第１注目ピークは前記注目ピーク群の中で最も低質量側にあるピークであり、前記第２注目ピークは前記第１注目ピークの高質量側に隣接したピークである。 In the embodiment, the list generation means sequentially selects a plurality of peaks arranged from the low mass side to the high mass side in the target peak group as a target peak, and the first target peak is the lowest peak in the target peak group. It is a peak on the mass side, and the second peak of interest is a peak adjacent to the high mass side of the first peak of interest.
上記構成は、注目ピーク群における最も低質量側にある第１注目ピークがモノアイソトピックイオンのピークであり、そこにおいては重なり合いが生じていないことを前提とするものである。注目ピーク群からスケーリング後の第１同位体分布を減算すると、重なり合い成分を含まない残余の第２注目ピークを生じさせることが可能となる。その残余の第２注目ピークはモノアイソトピックイオンのピークに相当するものであり、それに基づいて、スケーリングされた第２同位体分布を生成することが可能となる。必要に応じて、そのような処理が繰り返される。 The above configuration is based on the premise that the first peak of interest on the lowest mass side in the peak of interest group is the peak of the monoisotopic ion, and no overlap occurs at that peak. By subtracting the scaled first isotope distribution from the target peak group, it is possible to generate the residual second target peak that does not include the overlapping component. The remaining second peak of interest corresponds to the peak of the monoisotopic ion, and it is possible to generate the scaled second isotope distribution based on it. Such processing is repeated as necessary.
実施形態において、前記評価手段は、前記注目ピーク群と前記各同位体分布組合せとを比較し、その比較結果に基づいて前記有力イオン候補組合せを絞り込む。実施形態において、前記評価手段は、更に、前記各イオン候補組合せを構成する複数のイオン候補の組成に基づいて化学的関係の当否を判断し、その判断結果に基づいて前記有力イオン候補組合せを絞り込む。化学的関係として、包含関係、電子数関係（不飽和度関係）等があげられる。すなわち、化学的に見て、あり得ない組合せを除外することにより、有力な組合せを絞り込むものである。 In the embodiment, the evaluation unit compares the focused peak group with each of the isotope distribution combinations, and narrows down the likely ion candidate combinations based on the comparison result. In the embodiment, the evaluation means further determines whether or not a chemical relationship is correct based on the composition of a plurality of ion candidates forming each of the ion candidate combinations, and narrows down the possible ion candidate combinations based on the result of the determination. .. The chemical relationship includes an inclusion relationship, an electron number relationship (unsaturation degree relationship), and the like. In other words, it is possible to narrow down possible combinations by excluding combinations that are chemically impossible.
実施形態に係るマススペクトル解析方法は、マススペクトルに含まれる注目ピーク群の中から複数の注目ピークを順次選択する工程と、前記複数の注目ピークに基づいて複数のイオン候補リストを順次生成する工程と、前記各イオン候補リストを構成するイオン候補ごとに同位体分布を生成する工程と、前記複数のイオン候補リストによって定義される複数のイオン候補組合せに対応する複数の同位体分布組合せを生成する工程と、前記複数のイオン候補組合せの中から有力イオン候補組合せを絞り込むために前記複数の同位体分布組合せを評価する工程と、を含むことを特徴とする。 The mass spectrum analysis method according to the embodiment includes a step of sequentially selecting a plurality of target peaks from a target peak group included in a mass spectrum, and a step of sequentially generating a plurality of ion candidate lists based on the plurality of target peaks. And a step of generating an isotope distribution for each ion candidate forming each of the ion candidate lists, and a plurality of isotope distribution combinations corresponding to the plurality of ion candidate combinations defined by the plurality of ion candidate lists. And a step of evaluating the plurality of isotope distribution combinations in order to narrow down the probable ion candidate combinations from the plurality of ion candidate combinations.
上記方法は、ハードウエアの機能により、又は、ソフトウエアの機能により実現され得る。後者の場合、上記方法を実行するためのプログラムが、可搬型記憶媒体又はネットワークを介して、情報処理装置にインストールされ得る。情報処理装置の概念には、質量分析システム、マススペクトル解析装置、パーソナルコンピュータ等が含まれる。 The above method can be realized by a hardware function or a software function. In the latter case, the program for executing the above method may be installed in the information processing device via a portable storage medium or a network. The concept of the information processing device includes a mass analysis system, a mass spectrum analysis device, a personal computer, and the like.
実施形態においては、初期解析過程が実行された後、所定の終了条件が満たされるまで、解析過程が循環的に実行され、前記初期解析過程は、前記注目ピーク群の中から最初の注目ピークを選択する工程と、前記最初の注目ピークに基づいて最初のイオン候補リストを生成する工程と、前記最初のイオン候補リストを構成するイオン候補ごとに同位体分布を生成する工程と、前記イオン候補ごとの同位体分布を評価する工程と、前記イオン候補ごとの同位体分布の評価の結果に基づいて前記解析過程を実行するか否かを判断する工程と、を含み、前記解析過程は、前記注目ピーク群の中から次の注目ピークを選択する工程と、前記次の注目ピークに基づいてイオン候補リストを生成する工程と、前記イオン候補リストを構成するイオン候補ごとに同位体分布を生成する工程と、前記複数の同位体分布組合せを生成する工程と、前記複数の同位体分布組合せを評価する工程と、前記複数の同位体分布組合せの評価の結果に基づいて前記解析過程を更に実行するか否かを判断する工程と、を含む。複数の同位体分布組合せを評価する条件がイオン化方法によって切り換えられてもよい。 In the embodiment, after the initial analysis process is executed, the analysis process is cyclically executed until a predetermined end condition is satisfied, and the initial analysis process selects the first peak of interest from the peak group of interest. A step of selecting, a step of generating a first ion candidate list based on the first peak of interest, a step of generating an isotope distribution for each ion candidate forming the first ion candidate list, and a step of generating each ion candidate Of the isotope distribution, and a step of determining whether or not to perform the analysis process based on the result of the isotope distribution evaluation for each of the ion candidates. A step of selecting the next peak of interest from the peak group; a step of generating an ion candidate list based on the next peak of interest; and a step of generating an isotope distribution for each ion candidate forming the ion candidate list. A step of generating the plurality of isotope distribution combinations, a step of evaluating the plurality of isotope distribution combinations, and a step of further performing the analysis process based on a result of the evaluation of the plurality of isotope distribution combinations. And a step of determining whether or not. Conditions for evaluating a plurality of isotope distribution combinations may be switched depending on the ionization method.
本発明によれば、重なり合った複数の同位体分布を含むマススペクトルに対してピーク解析を適正に行える。 According to the present invention, peak analysis can be appropriately performed on a mass spectrum including a plurality of overlapping isotope distributions.
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
図１には、実施形態に係る質量分析システムが示されている。図示された質量分析システムは、質量分析装置１０及びマススペクトル解析装置１２によって構成される。質量分析装置１０の前段にガスクロマトグラフ装置等が設けられてもよい。 FIG. 1 shows a mass spectrometry system according to the embodiment. The illustrated mass spectrometric system includes a mass spectroscope 10 and a mass spectrum analyzer 12. A gas chromatograph or the like may be provided in front of the mass spectrometer 10.
質量分析装置１０は、例えば、イオン源、質量分析部、イオン検出部を含む。イオン源は、質量分析対象となる試料（化合物）を構成する分子をイオン化し、イオンを生成するものである。イオン化に際して、化合物を構成する分子から特定の原子又は分子が離脱することもあり、逆に、化合物を構成する分子に対して特定の原子又は分子が結合することもある。そのような変化は、使用するイオン化法（つまりイオン源の種類）に依存する。イオン化法として、電子イオン化法（ＥＩ法）、電界脱離イオン化法（ＦＤ法）、電界イオン化法（ＦＩ法）、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ法）、化学イオン化法（ＣＩ法）等が知られている。後述する第１実施例では、ＥＩ法が用いられる。後述する第２実施例では、ＦＩ法が用いられる。 The mass spectrometer 10 includes, for example, an ion source, a mass spectrometer, and an ion detector. The ion source is for ionizing molecules constituting a sample (compound) to be subjected to mass spectrometry to generate ions. Upon ionization, a specific atom or molecule may be released from the molecule constituting the compound, and conversely, a specific atom or molecule may be bonded to the molecule constituting the compound. Such changes depend on the ionization method used (ie the type of ion source). As the ionization method, electron ionization method (EI method), field desorption ionization method (FD method), field ionization method (FI method), matrix-assisted laser desorption ionization method (MALDI method), chemical ionization method (CI method), etc. It has been known. The EI method is used in the first embodiment described later. In the second embodiment described later, the FI method is used.
質量分析部は、質量電荷比（ｍ／ｚ）に応じてイオンを選択又は分離するものである。質量分析部として、例えば、飛行時間型質量分析部、四重極型質量分析部、磁場型質量分析部等を用いることが可能である。イオン検出部は、質量分析部を通過してきたイオンを検出するものである。イオン検出部は、例えば電子増倍管等を備える。質量分析装置１０からの出力信号（イオン検出信号）が、図示されていない信号処理回路を介して、マススペクトル解析装置１２へ入力されている。 The mass spectrometric section selects or separates ions according to the mass-to-charge ratio (m/z). As the mass spectrometric section, for example, a time-of-flight mass spectrometric section, a quadrupole mass spectrometric section, a magnetic field type mass spectrometric section, or the like can be used. The ion detection unit detects the ions that have passed through the mass analysis unit. The ion detector includes, for example, an electron multiplier. The output signal (ion detection signal) from the mass spectrometer 10 is input to the mass spectrum analyzer 12 via a signal processing circuit (not shown).
マススペクトル解析装置１２は、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置によって構成される。マススペクトル解析装置１２が質量分析装置１０の中に組み込まれてもよいし、それがネットワーク上に設けられてもよい。マススペクトル解析装置１２によって質量分析システムが制御されてもよい。 The mass spectrum analysis device 12 is composed of, for example, an information processing device such as a personal computer. The mass spectrum analyzer 12 may be incorporated in the mass spectrometer 10, or it may be provided on the network. The mass spectrometry system may be controlled by the mass spectrum analyzer 12.
図示されたマススペクトル解析装置１２は、演算部１４、記憶部１６、入力器１８及び表示器２０を有する。演算部１４は、ＣＰＵ及びプログラムにより構成される。演算部１４が複数のプロセッサにより構成されてもよい。演算部１４が他のデバイスによって構成されてもよい。演算部１４は、図示の構成例において、マススペクトル作成部２２及びマススペクトル解析部２４として機能する。 The illustrated mass spectrum analysis device 12 includes a calculation unit 14, a storage unit 16, an input device 18, and a display device 20. The arithmetic unit 14 is composed of a CPU and a program. The calculation unit 14 may be composed of a plurality of processors. The calculation unit 14 may be configured by another device. The calculation unit 14 functions as the mass spectrum creation unit 22 and the mass spectrum analysis unit 24 in the illustrated configuration example.
記憶部１６は、半導体メモリ、ハードディスク等によって構成される。記憶部１６は、組成（イオン）データベース（組成ＤＢ）２６及び同位体比データベース（同位体比ＤＢ）２８として機能する。組成ＤＢ２６は、精密質量からイオン組成を推定する際に参照されるデータベースである。同位体比ＢＤ２８は、各元素についての同位体比が登録されたデータベースである。それらのデータベースがネットワーク上に設けられもよい。 The storage unit 16 is composed of a semiconductor memory, a hard disk, and the like. The storage unit 16 functions as a composition (ion) database (composition DB) 26 and an isotope ratio database (isotope ratio DB) 28. The composition DB 26 is a database referred to when estimating the ionic composition from the accurate mass. The isotope ratio BD28 is a database in which isotope ratios of respective elements are registered. Those databases may be provided on the network.
入力器１８は入力デバイスであり、それにはキーボード、ポインティングデバイス等が含まれる。表示器２０は、表示デバイスであり、そこにはマススペクトルやスペクトル解析結果等が表示される。スペクトル解析結果には、絞り込み後の１又は複数のイオン候補組み合わせが含まれる。なお、図１においては、演算部１４がマススペクトル作成部２２として機能しているが、マススペクトル作成部２２が質量分析装置１０又は他の情報処理装置に設けられてもよい。 The input device 18 is an input device, which includes a keyboard, a pointing device, and the like. The display device 20 is a display device on which a mass spectrum, a spectrum analysis result, and the like are displayed. The spectrum analysis result includes one or a plurality of ion candidate combinations after being narrowed down. Note that, in FIG. 1, the calculation unit 14 functions as the mass spectrum generation unit 22, but the mass spectrum generation unit 22 may be provided in the mass spectrometer 10 or another information processing device.
実施形態に係るマススペクトル解析方法には、後に詳述するように「初期解析過程」と、所定の終了条件が満たされるまで繰り返し実行される「解析過程」と、が含まれる。初期解析過程では、最初の注目ピークに基づくピーク解析が実行される。その実行結果から解析過程の実行の要否が判断される。解析過程では、次の注目ピーク（未だ選択されていない注目ピーク）に基づくピーク解析が実行される。その実行結果から更なる解析過程の実行の要否が判断される。それらの過程の実行により求められた複数のイオン候補組合せの中から１又は複数の有力イオン候補組合せが選出される。 The mass spectrum analysis method according to the embodiment includes an “initial analysis process” and an “analysis process” that is repeatedly executed until a predetermined termination condition is satisfied, as described later in detail. In the initial analysis process, peak analysis based on the first peak of interest is executed. Whether the analysis process is necessary or not is judged from the execution result. In the analysis process, peak analysis based on the next target peak (target peak not yet selected) is executed. From the execution result, it is determined whether or not a further analysis process is necessary. One or a plurality of potential ion candidate combinations are selected from the plurality of ion candidate combinations obtained by executing these processes.
図２には、図１に示したマススペクトル解析部の構成例が示されている。マススペクトル解析部２４は、複数の機能を有し、それらが図２において複数のブロックによって表現されている。以下、まず各機能について概説し、後に各機能について詳述する。 FIG. 2 shows a configuration example of the mass spectrum analysis unit shown in FIG. The mass spectrum analysis unit 24 has a plurality of functions, which are represented by a plurality of blocks in FIG. Hereinafter, each function will be outlined first, and each function will be described in detail later.
注目ピーク群特定部３０は、初期解析過程の実行に先立って、マススペクトル３２の自動的な解析により、又は、マススペクトル３２上におけるユーザー指定３４に基づいて、マススペクトル３２に含まれる注目ピーク群を特定するモジュールである。実施形態において、注目ピーク群は、複数の同位体分布の重合体に相当する。なお、注目ピーク群の特定に先立って、必要に応じて、マススペクトルに対して前処理が施される。 The peak group of interest specifying unit 30 includes a peak group of interest included in the mass spectrum 32 by automatic analysis of the mass spectrum 32 or based on a user designation 34 on the mass spectrum 32 prior to execution of the initial analysis process. Is a module for specifying. In embodiments, the peaks of interest correspond to polymers with multiple isotope distributions. It should be noted that the mass spectrum is subjected to preprocessing, if necessary, prior to the specification of the focused peak group.
注目ピーク選択部３６は、初期解析過程及び解析過程で機能し、各過程において、注目ピーク群の中から注目ピークを選択するモジュールである。注目ピーク群は、低質量側から高質量側へ並ぶ複数の注目ピークにより構成される。実施形態においては、所定の終了条件が満たされるまで、最も低質量側にある注目ピークから高質量側へ注目ピークが順次選択される。なお、ユーザー指定３７に基づいて注目ピークが選択されてもよい。また、ユーザー指定３７に基づいて選択対象とならないピークが特定されてもよい。 The peak-of-interest selection unit 36 is a module that functions in the initial analysis process and the analysis process, and selects a target peak from the target peak group in each process. The target peak group is composed of a plurality of target peaks arranged from the low mass side to the high mass side. In the embodiment, the peaks of interest on the lowest mass side are sequentially selected from the peak of interest on the lowest mass side until a predetermined termination condition is satisfied. The peak of interest may be selected based on the user designation 37. Further, peaks that are not selected may be specified based on the user designation 37.
組成推定部３８は、初期解析過程及び解析過程で機能し、各過程において、注目ピークのｍ／ｚから求まる精密質量に基づいて、イオンの組成を推定するモジュールである。その際には、符号４０で示されるように、組成ＤＢが参照される。組成ＤＢは、精密質量ごとに1又は複数の組成を対応付けたものである。組成ＤＢに対して特定の精密質量を与えると、通常、複数の組成がヒットする。それらは組成候補リストつまりイオン候補リストを構成する。その観点から見て、組成推定部３８はリスト生成手段である。なお、組成推定のために、事前に、ｍ／ｚ軸方向の誤差範囲、原子ごとの推定範囲、等の組成推定条件が定められる。 The composition estimation unit 38 is a module that functions in the initial analysis process and the analysis process, and in each process, estimates the ion composition based on the accurate mass obtained from the m/z of the peak of interest. At that time, the composition DB is referred to as indicated by reference numeral 40. The composition DB is one in which one or more compositions are associated with each accurate mass. Given a specific exact mass for the composition DB, multiple compositions are typically hit. They constitute the composition candidate list, that is, the ion candidate list. From that point of view, the composition estimation unit 38 is a list generation unit. For composition estimation, composition estimation conditions such as an error range in the m/z axis direction, an estimation range for each atom, and the like are set in advance.
分布生成部４２は、初期解析過程及び解析過程で機能し、各過程において、推定された個々の組成ごとに、それを構成する複数の原子に基づいて、同位体分布（同位体パターン）を生成するモジュールである。その際には、符号４４で示されるように、同位体ＤＢが参照される。同位体ＤＢにおいては、個々の元素ごとに１又は複数の同位体の存在比が管理されている。分布生成部４２は、同位体分布を生成するに際し、スケーリングを実行する。すなわち、分布生成部４２はスケーリング部としても機能する。同位体分布の生成については後に詳述する。 The distribution generation unit 42 functions in the initial analysis process and the analysis process, and in each process, generates an isotope distribution (isotope pattern) for each estimated individual composition based on a plurality of atoms constituting the composition. It is a module to do. At that time, as shown by the reference numeral 44, the isotope DB is referred to. In the isotope DB, the abundance ratio of one or a plurality of isotopes is managed for each individual element. The distribution generation unit 42 executes scaling when generating the isotope distribution. That is, the distribution generation unit 42 also functions as a scaling unit. The generation of the isotope distribution will be described in detail later.
合成部４８は、解析過程で機能するものである。複数のイオン候補リストが求められた場合、それらに基づいて複数のイオン候補組合せが定義される。合成部４８は、複数のイオン候補リストから生成される複数の同位体分布列に基づいて、複数のイオン候補組合せに対応する複数の同位体分布組合せを生成するものである。すなわち、合成部４８は組合せ生成手段である。 The combining unit 48 functions in the analysis process. When a plurality of ion candidate lists are obtained, a plurality of ion candidate combinations are defined based on them. The synthesizer 48 generates a plurality of isotope distribution combinations corresponding to a plurality of ion candidate combinations, based on a plurality of isotope distribution sequences generated from a plurality of ion candidate lists. That is, the combining unit 48 is a combination generating unit.
評価部４６は、初期解析過程及び解析過程で機能する。初期解析過程において、評価部４６は、分布生成部４２により生成された1又は複数の同位体分布を個別的に評価する。解析過程において、評価部４６は、合成部４８により生成された複数の同位体分布組合せを個別的に評価する。評価部４６は評価手段である。加えて、評価部４６は、所定の終了条件が満たされた時点で、それまでに演算された複数の同位体分布組合せの評価の結果に基づいて、１又は複数の有力イオン候補組合せを選出する。つまり、評価部４６は選出手段又は絞り込み手段としても機能する。 The evaluation unit 46 functions in the initial analysis process and the analysis process. In the initial analysis process, the evaluation unit 46 individually evaluates the one or more isotope distributions generated by the distribution generation unit 42. In the analysis process, the evaluation unit 46 individually evaluates the plurality of isotope distribution combinations generated by the synthesis unit 48. The evaluation unit 46 is an evaluation means. In addition, when a predetermined termination condition is satisfied, the evaluation unit 46 selects one or more potential ion candidate combinations based on the evaluation results of the plurality of isotope distribution combinations calculated up to that point. .. That is, the evaluation unit 46 also functions as a selection unit or a narrowing unit.
制御部５１は、評価部４６による評価の結果に基づいて終了条件が満たされたか否かを判断し、終了条件が満たされていない場合に、更なる解析過程の実行を判断するモジュールである。すなわち、制御部５１は判断部又は判断手段として機能する。評価条件、終了条件等がユーザーにより又は自動的に選択されてもよい（符号５２を参照）。 The control unit 51 is a module that determines whether or not the end condition is satisfied based on the result of the evaluation by the evaluation unit 46, and determines whether to execute a further analysis process when the end condition is not satisfied. That is, the control unit 51 functions as a determination unit or a determination unit. Evaluation conditions, end conditions, etc. may be selected by the user or automatically (see reference numeral 52).
減算部５０は、解析過程の実行開始時に、注目ピーク群から、スケーリングされた複数の同位体分布を並列的に減算し、これにより複数の残余の注目ピーク群を生成するモジュールである。複数の残余の注目ピーク群がそれぞれ解析対象となる。減算部５０は減算手段である。 The subtraction unit 50 is a module that subtracts a plurality of scaled isotope distributions in parallel from the target peak group in parallel at the start of execution of the analysis process, thereby generating a plurality of residual target peak groups. A plurality of residual peak groups of interest are each analyzed. The subtraction unit 50 is a subtraction unit.
以上の一連の処理を経て、所定の終了条件が満たされると、１又は複数の有力イオン候補組合せを示す情報がユーザーに提供される。例えば、有力イオン候補組合せリストが表示器に表示される。そのリスト中には評価結果も含まれる。なお、注目スペクトル群が１つの同位体分布に相当する場合、評価部４６において、１又は複数のイオン候補が選出される。 When a predetermined termination condition is satisfied through the series of processes described above, the user is provided with information indicating one or a plurality of potential ion candidate combinations. For example, the potential ion candidate combination list is displayed on the display. Evaluation results are also included in the list. When the spectrum group of interest corresponds to one isotope distribution, the evaluation unit 46 selects one or a plurality of ion candidates.
図３には、実施形態に係るマススペクトル解析方法がフローチャートとして示されている。Ｓ１が初期解析過程を示しており、Ｓ２〜Ｓｎがそれぞれ解析過程を示している。解析過程は再帰的又は循環的に実行され得るものである。ここで、図３においては、説明の便宜上、最後の解析過程Ｓｎが示されている。但し、初期解析過程Ｓ１及び１回目の解析過程Ｓ２のみが実行されることもある。あるいは、例外的に初期解析過程Ｓ１のみが実行されることもある。 FIG. 3 shows a mass spectrum analysis method according to the embodiment as a flowchart. S1 indicates the initial analysis process, and S2 to Sn indicate the analysis process, respectively. The parsing process can be performed recursively or cyclically. Here, in FIG. 3, the final analysis process Sn is shown for convenience of description. However, only the initial analysis process S1 and the first analysis process S2 may be executed. Alternatively, only the initial analysis process S1 may be executed exceptionally.
以下、図４乃至図７を参照しながら、図３に基づいて第１実施例について説明する。第１実施例では、イオン化法としてＥＩ＋イオン化法が利用されている。そのイオン化法を利用した場合、イオン化に際して、分析対象である分子Ｍから生じたイオンＭ＋の他に、分子Ｍから水素Ｈから外れつつ生じたフラグメントイオン[Ｍ−Ｈ]＋が観測され易くなる。これにより、マススペクトル上において、イオンＭ＋についての同位体分布と、イオン[Ｍ−Ｈ]＋についての同位体分布とが重なり合う。 Hereinafter, the first embodiment will be described based on FIG. 3 with reference to FIGS. 4 to 7. In the first embodiment, the EI+ ionization method is used as the ionization method. When the ionization method is used, during ionization, in addition to the ions M + generated from the molecule M to be analyzed, fragment ions [MH] + generated while deviating from the hydrogen H from the molecule M are easily observed. .. As a result, on the mass spectrum, the isotope distribution for the ion M + and the isotope distribution for the ion [MH] + overlap.
図４には、第１実施例において解析対象となるマススペクトルが示されている。このマススペクトルは、2,6-Xylidine ((CH3)2C6H3NH2)の質量分析により生成されたマススペクトルである。もっとも、実際のマススペクトル解析において、質量分析対象となる化合物は、通常、未知であり、あるいは、個々のピークに対応する組成は未知である。 FIG. 4 shows a mass spectrum to be analyzed in the first embodiment. This mass spectrum is a mass spectrum generated by mass spectrometry of 2,6-Xylidine ((CH 3 ) 2C 6 H 3 NH 2 ). However, in actual mass spectrum analysis, the compound to be mass analyzed is usually unknown, or the composition corresponding to each peak is unknown.
図３に示すＳ１０では、必要に応じて、マススペクトルに対して前処理が実施される。例えば、図４に示すマススペクトルには、比較的に小さな多数のピーク（バックグラウンドノイズ）が含まれる（例えば符号５６を参照）。そのようなマススペクトルに対して、前処理として、例えば閾値以下のピークを除去する閾値処理が適用される。以下に説明するように、注目ピーク群をユーザーが指定する場合、前処理を行わなくてもよい。 In S10 shown in FIG. 3, preprocessing is performed on the mass spectrum as necessary. For example, the mass spectrum shown in FIG. 4 includes many relatively small peaks (background noise) (see, for example, reference numeral 56). As such preprocessing, threshold processing for removing peaks equal to or less than the threshold is applied to such a mass spectrum. As described below, when the user specifies the focused peak group, pre-processing may not be performed.
図３に示すＳ１２では、マススペクトルの中から、解析対象となる注目ピーク群が特定される。例えば、図４において、注目ピーク群ＰＧを囲み、且つ、それ以外を除外する範囲５３がユーザー指定される。範囲５３は、ｍ／ｚ軸上において幅Ｄを有する。幅Ｄはユーザーにより指定され得る。マススペクトルの自動的な解析により、範囲５３が自動的に指定されてもよい。その解析方法として、デアイソトープ法があげられる。 In S12 shown in FIG. 3, a target peak group to be analyzed is specified from the mass spectrum. For example, in FIG. 4, the range 53 that encloses the focused peak group PG and excludes the rest is designated by the user. The range 53 has a width D on the m/z axis. The width D can be specified by the user. The range 53 may be automatically designated by the automatic analysis of the mass spectrum. The deisotope method is an example of the analysis method.
図４に示したマススペクトルにおいて、ｍ／ｚ軸上に存在する細かい多数のノイズを無視した場合、注目ピーク群ＰＧは、分子イオンピークを含みつつ最も高質量側に存在するピーク集団と言い得る。図示の例では、注目ピーク群ＰＧは、低質量側から高質量側へ並ぶ３つの注目ピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３を含んでいる。それらの注目ピークのｍ／ｚは[120.0749, 121.0854, 122.0951]である。それらの注目ピークは、上記のように、イオンＭ＋の同位体分布と、フラグメントイオン[Ｍ−Ｈ]＋の同位体分布と、が重なって生じたものである。なお、ｍ／ｚ＝121.0854のところにある注目ピークＰ２が分子イオンのピークである。もっとも、実際のスペクトル解析において、どのピークが分子イオンのピークであるのかは通常、不明である。 In the mass spectrum shown in FIG. 4, when a large number of small noises existing on the m/z axis are ignored, the peak group of interest PG can be said to be a peak group including the molecular ion peak and existing on the highest mass side. .. In the illustrated example, the target peak group PG includes three target peaks P1, P2, P3 arranged from the low mass side to the high mass side. The m/z of those peaks of interest are [120.0749, 121.0854, 122.0951]. As described above, these peaks of interest are generated by overlapping the isotope distribution of the ion M + and the isotope distribution of the fragment ion [M−H] + . The peak P2 of interest at m/z=121.0854 is the molecular ion peak. However, in actual spectrum analysis, it is usually unknown which peak is the peak of the molecular ion.
有機化合物を構成する原子（Ｈ、Ｃ，Ｎ，Ｏ等）の同位体においては、一般に、その内で、最も小さな質量を有する原子が、存在割合の最も多い主同位体である。これを前提とした場合、注目ピーク群ＰＧにおいては、一般に、３つの注目ピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３の内で、最も低質量側にある注目ピークＰ１がモノアイソトピックイオンのピーク（主同位体のみに対応するピーク）であるとみなせる。なお、注目ピーク群ＰＧよりも低質量側には多数のフラグメントイオンピークが生じている（符号５４を参照）。 Among the isotopes of the atoms (H, C, N, O, etc.) constituting the organic compound, generally, the atom having the smallest mass is the main isotope having the highest abundance. On the assumption that this is the case, in the target peak group PG, in general, of the three target peaks P1, P2, P3, the target peak P1 on the lowest mass side is the peak of the monoisotopic ion (only the main isotope). Corresponding to the peak). It should be noted that a large number of fragment ion peaks occur on the lower mass side than the target peak group PG (see reference numeral 54).
図３に示すＳ１４では、注目ピーク群の中から、最も低質量側にある注目ピークが第１注目ピークとして選択される。ユーザーにより、それが選択されてもよいし、自動的にそれが選択されてもよい。図４に示したマススペクトルにおいては、Ｓ１４において、注目ピークＰ１が選択される。 In S14 shown in FIG. 3, the target peak on the lowest mass side is selected as the first target peak from the target peak group. It may be selected by the user, or it may be automatically selected. In the mass spectrum shown in FIG. 4, the target peak P1 is selected in S14.
図３に示すＳ１６では、組成推定によりイオン候補リストが作成される。具体的には、Ｓ１４において選択された注目ピークのｍ／ｚから求まる精密質量に基づいて、１又は複数の組成候補、つまり１又は複数のイオン候補、が推定される。それらはイオン候補リストを構成する。例えば、図４に示した注目ピークＰ１のｍ／ｚは120.0749あり、それに基づいて組成推定を実行すると、３つのイオン候補C8H10N+, C3H10O2N3 +, C5H12O3 +が推定される。それらのイオン候補によりイオン候補リストが構成される。 In S16 shown in FIG. 3, an ion candidate list is created by composition estimation. Specifically, one or a plurality of composition candidates, that is, one or a plurality of ion candidates are estimated based on the accurate mass obtained from the m/z of the peak of interest selected in S14. They make up the ion candidate list. For example, m/z of the peak P1 of interest shown in FIG. 4 is 120.0749, and if composition estimation is performed based on that, three ion candidates C 8 H 10 N + , C 3 H 10 O 2 N 3 + , C 5 H 12 O 3 + is estimated. The ion candidate list is composed of these ion candidates.
図３に示すＳ１８では、イオン候補リストを構成する個々のイオン候補について、スケーリングされた同位体分布が生成される。その際には同位体比ＤＢが参照される。同位体分布のスケーリングに際しては、第１注目ピークの強度が基準となる。これについては後に詳述する。例えば、イオン候補リストが３つのイオン候補で構成されている場合、スケーリング後の３つの同位体分布が生成される。なお、同位体分布は、例えば、イオン候補を構成する個々の原子ごとに、その個数を乗数としながら同位体分布を個別的に生成した上で、複数の原子に対応する複数の個別的な同位体分布を加算することによって構成され得る。同位体分布それ自体が登録されたデータベースが利用されてもよい。 In S18 shown in FIG. 3, a scaled isotope distribution is generated for each individual ion candidate forming the ion candidate list. In that case, the isotope ratio DB is referred to. When the isotope distribution is scaled, the intensity of the first peak of interest serves as a reference. This will be described in detail later. For example, when the ion candidate list is composed of three ion candidates, three scaled isotope distributions are generated. Note that the isotope distribution is, for example, for each individual atom that constitutes an ion candidate, the isotope distribution is individually generated with the number of each atom as a multiplier, and then a plurality of individual isotopes corresponding to a plurality of atoms are generated. It can be constructed by adding the body distributions. A database in which the isotope distribution itself is registered may be used.
図５には、スケーリング後の３つの同位体分布が例示されている。各横軸はｍ／ｚ及び質量ｍを示しており、各縦軸は強度を示している。注目ピーク群ＰＧは、図示の例において、３つの注目ピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３により構成される。ここで、ａ１は、イオン候補C8H10N+の同位体分布であり、ここでは簡略的に当該同位体分布が２つのピークａ１１，ａ１２で表現されている。注目ピークＰ１の強度とピークａ１１の強度とが一致するように、同位体分布ａ１が生成される。すなわち、スケーリングに際しては、選択された注目ピークの強度に対して同位体分布中の基準ピークの強度が一致するように、同位体分布の倍率が調整される。 FIG. 5 illustrates three isotope distributions after scaling. Each horizontal axis represents m/z and mass m, and each vertical axis represents strength. The target peak group PG is composed of three target peaks P1, P2, and P3 in the illustrated example. Here, a1 is an isotope distribution of the ion candidate C 8 H 10 N + , and here, the isotope distribution is simply expressed by two peaks a11 and a12. The isotope distribution a1 is generated so that the intensity of the peak P1 of interest and the intensity of the peak a11 match. That is, at the time of scaling, the scale factor of the isotope distribution is adjusted so that the intensity of the reference peak in the isotope distribution matches the intensity of the selected peak of interest.
ａ２は、イオン候補C3H10O2N3 +の同位体分布であり、ここでは簡略的に当該同位体分布が２つのピークａ２１，ａ２２で表現されている。注目ピークＰ１の強度とピークａ２１の強度とが一致するように、同位体分布ａ２が生成されている。ａ３は、イオン候補C5H12O3 +の同位体分布であり、ここでは簡略的に当該同位体分布が２つのピークａ３１，ａ３２で表現されている。注目ピークＰ１の強度とピークａ３１の強度とが一致するように、同位体分布ａ３が生成されている。 a2 is an isotope distribution of the ion candidate C 3 H 10 O 2 N 3 + , and here, the isotope distribution is simply expressed by two peaks a21 and a22. The isotope distribution a2 is generated so that the intensity of the peak P1 of interest and the intensity of the peak a21 match. a3 is an isotope distribution of the ion candidate C 5 H 12 O 3 + , and here, the isotope distribution is simply expressed by two peaks a31 and a32. The isotope distribution a3 is generated so that the intensity of the peak P1 of interest and the intensity of the peak a31 match.
図３に示すＳ２０では、生成された複数の同位体分布が個別的に評価される。例えば、注目ピーク群と各同位体分布との間で類似度（例えばコサイン類似度）が演算される。第１実施例では、イオン候補C8H10N+の同位体分布についてのコサイン類似度は0.6529となる。他のイオン候補について演算される類似度も低くなる。これは注目ピーク群が複数の同位体分布の重なり合いとして構成されているためである。仮に、初期解析過程だけしか実行しないならば、分子イオンすら特定できないことになる。 In S20 shown in FIG. 3, the generated plurality of isotope distributions are individually evaluated. For example, the similarity (for example, cosine similarity) is calculated between the target peak group and each isotope distribution. In the first example, the cosine similarity for the isotope distribution of the ion candidate C 8 H 10 N + is 0.6529. The similarity calculated for other ion candidates is also low. This is because the peaks of interest are configured as overlapping isotope distributions. If only the initial analysis process is performed, even molecular ions cannot be specified.
図３に示すＳ２２では、初期解析過程Ｓ１に続いて解析過程Ｓ２を実行するか否かが判断される。図４及び図５に示した例では、３つのイオン候補について演算された３つの類似度は低く、いずれのイオン候補も有力イオン候補とは判断されず、解析過程Ｓ２の実行が判断される。なお、Ｓ２２での判断はイオン候補ごとになされる。もっとも、評価結果次第では、評価対象となったイオン候補の全部又は一部について解析過程Ｓ２の適用が除外されることもある。 In S22 shown in FIG. 3, it is determined whether or not to execute the analysis step S2 after the initial analysis step S1. In the examples shown in FIGS. 4 and 5, the three similarities calculated for the three ion candidates are low, and none of the ion candidates is determined to be a potential ion candidate, and the execution of the analysis process S2 is determined. The determination in S22 is made for each ion candidate. However, depending on the evaluation result, the application of the analysis process S2 may be excluded for all or some of the ion candidates that have been evaluated.
解析過程Ｓ２においては、まず、図３に示すＳ２３において、注目ピーク群（実分布）から、初期解析過程Ｓ１で生成されたスケーリング後の複数の同位体分布が並列的に減算される。これにより、複数の残余の注目ピーク群が生じる。この減算により、個々の残余の注目ピーク群において、第１注目ピークが消失し、通常、第２注目ピークの強度が下がる。場合によっては、第３注目ピーク及びそれ以降の注目ピークの強度も下がる。残余の第２注目ピークにおいては、初期解析過程で生成された各同位体分布の寄与分が除外されており、それは重なり合い成分を有しないモノアイソトピックピークであるとみなせる。このように同位体分布の減算によって、次に解析対象とする注目ピーク及びその強度を特定することが可能となる。 In the analysis step S2, first, in S23 shown in FIG. 3, the plurality of scaled isotope distributions generated in the initial analysis step S1 are subtracted in parallel from the target peak group (actual distribution). This results in a plurality of residual peaks of interest. By this subtraction, the first peak of interest disappears in each of the remaining peak groups of interest, and the intensity of the second peak of interest generally decreases. In some cases, the intensity of the third peak of interest and the peaks of interest thereafter are also reduced. In the remaining second peak of interest, the contribution of each isotope distribution generated in the initial analysis process is excluded, and it can be regarded as a monoisotopic peak having no overlapping component. In this way, by subtracting the isotope distribution, it becomes possible to specify the peak of interest to be analyzed next and its intensity.
図３に示すＳ２４では、上記の第２注目ピーク（残余の第２注目ピーク）が選択され、図３に示すＳ２６では、上記Ｓ１６と同様に、第２注目ピークのｍ／ｚから求まる精密質量に基づいて組成推定が実行される。これによりイオン候補リストが作成される。例えば、第１実施例では、減算の結果、第１注目ピークの強度は０となり、残余の注目ピークの内で、最も低質量側にある注目ピークは第２ピークとなる。そのｍ／ｚは121.0854であり、それに基づいて、組成推定を行うと、３つのイオン候補C8H11N+, C3H11O2N3 +, C5H13O3 +が推定される。 In S24 shown in FIG. 3, the above-mentioned second attention peak (residual second attention peak) is selected, and in S26 shown in FIG. 3, the precise mass obtained from m/z of the second attention peak is similar to S16 above. The composition estimation is executed based on Thereby, the ion candidate list is created. For example, in the first embodiment, as a result of the subtraction, the intensity of the first target peak becomes 0, and the target peak on the lowest mass side among the remaining target peaks becomes the second peak. Its m/z is 121.0854, and based on it, three ion candidates C 8 H 11 N + , C 3 H 11 O 2 N 3 + , and C 5 H 13 O 3 + are estimated. It
図３に示すＳ２８では、上記Ｓ１８と同様に、生成された複数のイオン候補に基づいて、スケーリングされた複数の同位体分布が生成される。例えば、第１実施例では、図６に示すように、３つのイオン候補C8H11N+, C3H11O2N3 +, C5H13O3 +から、スケーリングされた３つの同位体分布ｂ１，ｂ２，ｂ３が生成される。スケーリングは、イオン候補組合せごとに実施され、第１実施例では、１つの同位体分布から、３つのスケーリング後の同位体分布が生成される。 In S28 shown in FIG. 3, similar to S18, a plurality of scaled isotope distributions are generated based on the plurality of generated ion candidates. For example, in the first embodiment, as shown in FIG. 6, three scaled ions from three ion candidates C 8 H 11 N + , C 3 H 11 O 2 N 3 + , and C 5 H 13 O 3 + are used. Isotope distributions b1, b2, b3 are generated. Scaling is performed for each ion candidate combination, and in the first example, three isotope distributions after scaling are generated from one isotope distribution.
具体的には、ｂ１は、イオン候補C8H11N+の同位体分布であり、ここでは簡略的に当該同位体分布が２つのピーク、つまり低質量側のピークｂ１１−１，ｂ１１−２，ｂ１１−３及び高質量側のピークｂ１２−１，ｂ１２−２，ｂ１２−３で表現されている。注目ピークＰ２の残余部分の強度と低質量側のピークｂ１１−１，ｂ１１−２，ｂ１１−３の強度とが一致するようにスケーリングが実行され、スケーリング後の３つの同位体分布ｂ１が生成される。 Specifically, b1 is the isotope distribution of the ion candidate C 8 H 11 N + , and here, the isotope distribution is simply two peaks, that is, peaks b11-1 and b11-2 on the low mass side. , B11-3 and high-mass peaks b12-1, b12-2, and b12-3. Scaling is performed so that the intensity of the remaining portion of the peak P2 of interest and the intensities of the low-mass peaks b11-1, b11-2, b11-3 match, and three isotope distributions b1 after scaling are generated. It
ｂ２は、イオン候補C3H11O2N3 +の同位体分布であり、ここでは簡略的に当該同位体分布が２つのピーク、つまり低質量側のピークｂ２１−１，ｂ２１−２，ｂ２１−３及び高質量側のピークｂ２２−１，ｂ２２−２，ｂ２２−３で表現されている。注目ピークＰ２の残余部分（つまり残余の注目ピーク）の強度と低質量側のピークｂ２１−１，ｂ２１−２，ｂ２１−３の強度とが一致するようにスケーリングが実行され、スケーリング後の３つの同位体分布ｂ２が生成される。ｂ３は、イオン候補C5H13O3 +の同位体分布であり、ここでは簡略的に当該同位体分布が２つのピーク、つまり低質量側のピークｂ３１−１，ｂ３１−２，ｂ３１−３及び高質量側のピークｂ３２−１，ｂ３２−２，ｂ３２−３で表現されている。注目ピークＰ３の残余部分（つまり残余の注目ピーク）の強度と低質量側のピークｂ３１−１，ｂ３１−２，ｂ３１−３の強度とが一致するようにスケーリングが実行され、スケーリング後の３つの同位体分布ｂ３が生成される。 b2 is an isotope distribution of the ion candidate C 3 H 11 O 2 N 3 + , and here, the isotope distribution is simply two peaks, that is, peaks b21-1, b21-2, b21 on the low mass side. -3 and peaks b22-1, b22-2, b22-3 on the high mass side. Scaling is performed so that the intensity of the residual part of the peak of interest P2 (that is, the residual peak of interest) and the intensities of the low-mass peaks b21-1, b21-2, and b21-3 are the same, and the three after scaling are performed. The isotope distribution b2 is generated. b3 is an isotope distribution of the ion candidate C 5 H 13 O 3 + , and here, the isotope distribution is simply two peaks, that is, peaks b31-1, b31-2, b31-3 on the low mass side. And peaks b32-1, b32-2, b32-3 on the high mass side. Scaling is performed so that the intensity of the remaining portion of the peak of interest P3 (that is, the residual peak of interest) and the intensities of the low-mass peaks b31-1, b31-2, and b31-3 match, and the three after scaling are performed. The isotope distribution b3 is generated.
図３に示すＳ３０では、複数のイオン候補組合せに対応する複数の同位体分布組合せが生成され、個々の同位体分布組合せが評価される。ここで、１つの同位体分布組合せは、スケーリングされた２つの同位体分布の合成により構成される。個々の同位体分布組合せごとに、それをオリジナルの注目ピーク群と比較することにより、個々の同位体分布組合せの良否が評価される。それは個々のイオン候補組合せの良否の評価を意味する。第１実施例においては、図６に示すように、９つの同位体分布組合せがそれぞれ注目ピーク群ＰＧと比較されてそれらが評価される。 In S30 shown in FIG. 3, a plurality of isotope distribution combinations corresponding to a plurality of ion candidate combinations are generated, and each isotope distribution combination is evaluated. Here, one isotope distribution combination is configured by combining two scaled isotope distributions. For each individual isotope distribution combination, the quality of the individual isotope distribution combination is evaluated by comparing it with the original peak group of interest. It means the evaluation of the quality of individual ion candidate combinations. In the first embodiment, as shown in FIG. 6, each of the nine isotope distribution combinations is compared with the target peak group PG and evaluated.
図７には、第１実施例についての評価結果が示されている。符号１００は初期解析過程で選択された第１注目ピークのｍ／ｚを示しており、符号１０２は第１注目ピークに基づいて推定された３つのイオン候補を示している。一方、符号１０４は初期解析過程後の１回目の解析過程で選択された第２注目ピークのｍ／ｚを示しており、符号１０６は第２注目ピークに基づいて推定された３つのイオン候補を示している。 FIG. 7 shows the evaluation result of the first embodiment. Reference numeral 100 represents m/z of the first peak of interest selected in the initial analysis process, and reference numeral 102 represents three ion candidates estimated based on the first peak of interest. On the other hand, reference numeral 104 represents m/z of the second peak of interest selected in the first analysis process after the initial analysis process, and reference numeral 106 represents three ion candidates estimated based on the second peak of interest. Shows.
個々のセルには評価結果が示されている。各セルの１段目（符号１０８を参照）には類似度（コサイン類似度）が示されている。各セルの２段目（符号１１０を参照）には注目ピーク群から個々の同位体分布組合せを減算した場合に生じる残余強度を示している。それは参考値である。各セルの３段目（符号１１２を参照）には２つのモノアイソトピックイオン間での強度比が示されている。それも参考値である。各セルの４段目つまり最終段目（符号１１４を参照）には、包含関係の成否が示されている。軽いイオン候補の組成が重いイオン候補の組成の一部に相当する場合、つまり部分集合である場合、包含関係の成立が判断され（セル中の○を参照）、そうでない場合には包含関係の不成立が判断される（セル中の×を参照）。ちなみに、図３に示したＳ３０で類似度のみを演算し、後に説明するＳ４４の絞り込み工程において包含関係の成否等を演算してもよい。図７に示されている内容については、Ｓ４４についての説明の中で、再び説明する。 The evaluation result is shown in each cell. The similarity (cosine similarity) is shown in the first stage (see reference numeral 108) of each cell. The second level (see reference numeral 110) of each cell shows the residual intensity that occurs when the individual isotope distribution combinations are subtracted from the peak group of interest. It is a reference value. The third row (see reference numeral 112) of each cell shows the intensity ratio between the two monoisotopic ions. That is also a reference value. The success or failure of the inclusion relation is shown in the fourth stage of each cell, that is, the final stage (see reference numeral 114). When the composition of the light ion candidate corresponds to a part of the composition of the heavy ion candidate, that is, when it is a subset, it is judged that the inclusion relation is established (see the circle in the cell). The failure is judged (see x in the cell). Incidentally, only the similarity may be calculated in S30 shown in FIG. 3, and the success or failure of the inclusion relation may be calculated in the narrowing down step of S44 described later. The contents shown in FIG. 7 will be described again in the description of S44.
図３に示すＳ３２では、個々のイオン候補組合せごとに更に解析工程を実行するか否かが判断される。実施形態では、個々のイオン候補組合せごとに、類似度が所定値以上であるか否かが判断され、類似度が所定値以上であれば、当該イオン候補組合せについては解析終了が判断される。一方、類似度が所定値未満であるイオン候補組合せについては、更なる解析工程の実行が判断される。 In S32 shown in FIG. 3, it is determined whether or not the analysis step is further executed for each individual ion candidate combination. In the embodiment, it is determined for each individual ion candidate combination whether or not the degree of similarity is equal to or higher than a predetermined value, and if the degree of similarity is equal to or higher than the predetermined value, it is determined that the analysis is completed for the ion candidate combination. On the other hand, with respect to the ion candidate combinations whose similarity is less than the predetermined value, execution of a further analysis step is determined.
図３においては、上記のように、説明の便宜上、最終の解析工程がＳｎで示されている。Ｓ３３では、残余の注目イオン群から前回の解析工程で生成された複数の同位体分布が並列的に減算される。Ｓ３４では第ｎ注目ピークが選択され、Ｓ３６では第ｎ注目ピークに基づいてイオン候補リストが作成される。Ｓ３８では、Ｓ３６で生成されたイオン候補リストを構成する複数のイオン候補から複数の同位体分布が生成される。Ｓ４０では、複数のイオン候補組合せに対応する複数の同位体分布組合せが生成され、それらが評価される。例えば、解析工程が所定回数繰り返された場合、強制的に解析終了が判断されてもよい。また、ユーザーの指示に基づいて解析終了が判断されてもよい。解析の目的等に応じて様々な解析終了条件を定めることが可能である。 In FIG. 3, as described above, the final analysis step is represented by Sn for convenience of explanation. In S33, the plurality of isotope distributions generated in the previous analysis step are subtracted in parallel from the remaining focused ion group. In S34, the nth peak of interest is selected, and in S36, an ion candidate list is created based on the nth peak of interest. In S38, a plurality of isotope distributions are generated from the plurality of ion candidates forming the ion candidate list generated in S36. At S40, multiple isotope distribution combinations corresponding to multiple ion candidate combinations are generated and evaluated. For example, when the analysis process is repeated a predetermined number of times, the end of analysis may be forcibly determined. Further, the end of analysis may be determined based on a user's instruction. Various analysis end conditions can be set according to the purpose of analysis.
図３に示すＳ４４では、それまでに特定された複数のイオン候補組合せ（イオン候補が含まれてもよい）の中から、１又は複数の有力イオン候補組合せ（有力イオン候補が含まれてもよい）が選出される。その選出は、複数の同位体分布組合せについての評価の結果に基づいて行われる。 In S44 shown in FIG. 3, one or a plurality of influential ion candidate combinations (may include influential ion candidates) from among the plurality of ion candidate combinations (which may include ion candidates) identified up to that point. ) Is elected. The selection is performed based on the result of evaluation of a plurality of isotope distribution combinations.
第１実施例では、上記のように、図７に示した解析結果及び評価結果が得られる。９つのイオン候補組合せはそれぞれ高い類似度を有している。９つのイオン候補組合せの内で、包含関係が成立しているイオン候補組合せは、（C8H10N+，C8H11N+）、（C3H10O2N3 +，C3H11O2N3 +），（C5H12O3 +，C5H13O3 +）の３つである（３つの○を参照）。それら３つのイオン候補組合せの中で、最も高い類似度を有するイオン候補組合せは（C8H10N+，C8H11N+）である（グレー表現を参照）。そこで、当該イオン候補組合せが有力イオン候補組合せであると判断される。もちろん、他の観点から、絞り込みが行われてもよい。 In the first embodiment, the analysis result and the evaluation result shown in FIG. 7 are obtained as described above. Each of the nine ion candidate combinations has a high degree of similarity. Among the nine ion candidate combinations, the ion candidate combinations having the inclusion relation are (C 8 H 10 N + , C 8 H 11 N + ), (C 3 H 10 O 2 N 3 + , C 3 H 11 O 2 N 3 + ) and (C 5 H 12 O 3 + , C 5 H 13 O 3 + ) (see three circles). Among the three ion candidate combinations, the ion candidate combination having the highest similarity is (C 8 H 10 N + , C 8 H 11 N + ) (see gray representation). Therefore, it is determined that the ion candidate combination is a strong ion candidate combination. Of course, narrowing down may be performed from another viewpoint.
図３に示すＳ４６では、絞り込み後の有力イオン候補組合せに関する情報が表示器に表示される。図７に示した表がそのまま表示器に表示されてもよい。ユーザーによって評価結果に基づいて１又は複数の有力イオン候補組合せが絞り込まれてもよい。 In S46 shown in FIG. 3, information on the potential ion candidate combinations after narrowing down is displayed on the display. The table shown in FIG. 7 may be displayed on the display as it is. A user may narrow down one or a plurality of potential ion candidate combinations based on the evaluation result.
第１実施例では、個々のイオン候補組合せが２つのイオン候補によって構成されていたが、いずれかのイオン候補組合せが３つ以上のイオン候補によって構成されることもある。その場合でも図３に示したマススペクトル解析方法をそのまま適用し得る。 In the first embodiment, each ion candidate combination is composed of two ion candidates, but any ion candidate combination may be composed of three or more ion candidates. Even in that case, the mass spectrum analysis method shown in FIG. 3 can be applied as it is.
なお、図２に示した注目ピーク群特定部３０は、図３に示したＳ１２に対応する。図２に示した注目ピーク選択部３６は、図３に示したＳ１４，Ｓ２４，Ｓ３４に対応する。図２に示した組成推定部３８は、図３に示したＳ１６，Ｓ２６，Ｓ３６に対応する。図２に示した分布生成部４２は、図３に示したＳ１８，Ｓ２８，Ｓ３８に対応する。図２に示した合成部４８は、図３に示したＳ３０，Ｓ４０に対応する。図２に示した評価部４６は図３に示したＳ２０，Ｓ３０，Ｓ４０，Ｓ４４に対応する。図２に示した減算部５０は図３に示したＳ２３，Ｓ３３に対応する。図２に示した制御部５１は図３に示したＳ２２，Ｓ３２に対応する。 The focused peak group specifying unit 30 shown in FIG. 2 corresponds to S12 shown in FIG. The target peak selection unit 36 shown in FIG. 2 corresponds to S14, S24, and S34 shown in FIG. The composition estimation unit 38 illustrated in FIG. 2 corresponds to S16, S26, and S36 illustrated in FIG. The distribution generation unit 42 illustrated in FIG. 2 corresponds to S18, S28, and S38 illustrated in FIG. The combining unit 48 illustrated in FIG. 2 corresponds to S30 and S40 illustrated in FIG. The evaluation unit 46 shown in FIG. 2 corresponds to S20, S30, S40 and S44 shown in FIG. The subtraction unit 50 shown in FIG. 2 corresponds to S23 and S33 shown in FIG. The control unit 51 shown in FIG. 2 corresponds to S22 and S32 shown in FIG.
次に第２実施例について説明する。第２実施例でも、図１及び図２に示した構成により、図３に示したマススペクトル解析方法が実行される。第２実施例において解析対象となるマススペクトルは、2-ethylhexoic acid (C4H9CH(C2H5)COOH) の質量分析により得られたものである。第２実施例ではＦＩ＋イオン化法が採用されている。そのイオン化法を用いる場合、分子イオンＭ+に加えて、イオン[Ｍ＋Ｈ]+やイオン[Ｍ−Ｈ２Ｏ]+が同時に観測されることもある。例えば、イオンＭ+とイオン[Ｍ＋Ｈ]+とが同時に観測されると、マススペクトルにおいて２つの同位体分布が重なる。注目ピーク群を構成する３つの注目ピークのｍ／ｚは[144.111, 145.120, 146.123]である。 Next, a second embodiment will be described. Also in the second embodiment, the mass spectrum analysis method shown in FIG. 3 is executed by the configuration shown in FIGS. 1 and 2. The mass spectrum to be analyzed in the second example was obtained by mass spectrometry of 2-ethylhexoic acid (C 4 H 9 CH(C 2 H 5 )COOH). In the second embodiment, the FI+ ionization method is adopted. When the ionization method is used, the ion [M+H] + or the ion [M−H 2 O] + may be simultaneously observed in addition to the molecular ion M + . For example, when the ion M + and the ion [M+H] + are simultaneously observed, the two isotope distributions overlap in the mass spectrum. The m/z of the three peaks of interest constituting the group of peaks of interest are [144.111, 145.120, 146.123].
図３に示した初期解析過程Ｓ１により、第１注目ピークが特定される。そのｍ／ｚは144.111である。そのｍ／ｚに基づいて４つのイオン候補が推定される。具体的には、C8H16O2 +，C6H14N3O+，C7H14NO2 +，C4H12N6 +が推定され、それらに対応する４つの同位体分布が生成される。続く解析過程Ｓ２では、第２注目ピークが特定される。そのｍ／ｚは145.120である。そのｍ／ｚに基づいて２つのイオン候補が推定される。具体的には、C8H17O2 +，C6H15N3O+が推定される。 The first peak of interest is identified by the initial analysis process S1 shown in FIG. Its m/z is 144.111. Four ion candidates are estimated based on the m/z. Specifically, C 8 H 16 O 2 + , C 6 H 14 N 3 O + , C 7 H 14 NO 2 + , and C 4 H 12 N 6 + were estimated, and the corresponding four isotope distributions were estimated. Is generated. In the subsequent analysis step S2, the second peak of interest is identified. Its m/z is 145.120. Two ion candidates are estimated based on the m/z. Specifically, C 8 H 17 O 2 + and C 6 H 15 N 3 O + are estimated.
初期解析過程Ｓ１で推定された４つのイオン候補と、解析過程Ｓ２で推定された２つのイオン候補とから、８個のイオン候補組合せが定義され、すなわち、８個の同位体分布組合せが生じる。図８には、８個の同位体分布組合せの評価の結果（第２実施例についての評価結果）が示されている。 Eight ion candidate combinations are defined from the four ion candidates estimated in the initial analysis step S1 and the two ion candidates estimated in the analysis step S2, that is, eight isotope distribution combinations occur. FIG. 8 shows the evaluation results of the eight isotope distribution combinations (evaluation results for the second embodiment).
図８において、符号１２０は初期解析過程で選択された第１注目ピークのｍ／ｚを示しており、符号１２４は第１注目ピークに基づいて推定された４つのイオン候補を示している。一方、符号１２２は１回目の解析過程で選択された第２注目ピークのｍ／ｚを示しており、符号１２６は第２ピークに基づいて推定された２つのイオン候補を示している。符号１２８は、イオン候補ごとの電子数の偶奇を示している。分子イオンについては電子数が偶数になり、そこからＨが外れたイオンについては電子数が奇数となる。よって、電子数から化学的関係の当否を判断することが可能である。 In FIG. 8, reference numeral 120 represents m/z of the first peak of interest selected in the initial analysis process, and reference numeral 124 represents four ion candidates estimated based on the first peak of interest. On the other hand, reference numeral 122 indicates m/z of the second peak of interest selected in the first analysis process, and reference numeral 126 indicates two ion candidates estimated based on the second peak. Reference numeral 128 indicates the even or odd number of electrons for each ion candidate. The number of electrons is even for molecular ions, and the number of electrons is odd for ions out of H. Therefore, it is possible to judge the validity of the chemical relationship from the number of electrons.
個々のセルには評価結果が示されている。各セルの１段目（符号１３２を参照）には類似度が示されている。各セルの２段目（符号１３４を参照）には包含関係の成否が示されている。上記のように、軽いイオン候補の組成が重いイオン候補の組成の一部に相当する場合、包含関係の成立が判断され（セル中の○を参照）、そうでない場合には包含関係の不成立が判断される（セル中の×を参照）。符号１３６には、電子数関係の当否が示されている。 The evaluation result is shown in each cell. The degree of similarity is shown in the first row (see reference numeral 132) of each cell. The success or failure of the inclusion relation is shown in the second row (see reference numeral 134) of each cell. As described above, when the composition of the light ion candidate corresponds to a part of the composition of the heavy ion candidate, the inclusion relation is determined (see the circle in the cell), and otherwise the inclusion relation is not established. Judged (see x in cell). Reference numeral 136 indicates whether or not the number of electrons is relevant.
例えば、一定以上の良好な類似度を有し且つ包含関係が成立する複数のイオン候補組合せの中から、適正な電子数関係を有するイオン候補組合せが絞り込まれる。具体的には、第２実施例においては、類似度及び包含関係に従って、２つのイオン候補組合せ（C8H16O2 +，C8H17O2 +），（C6H14N3O+，C6H15N3O+）が選出され、その中から、電子数の観点から１つのイオン候補組合せ（C8H16O2 +，C8H17O2 +）が選出される（グレー表現を参照）。電子数に代えてＤＢＥ（Double bond equivalence：不飽和度）を利用してもよい。その場合には、イオン候補ごとにＤＢＥが整数か半整数かが識別される。ちなみに、ＤＢＥが整数の場合には電子数が偶数となり、ＤＢＥが半整数の場合には電子数が奇数となる。上記各実施例のように、類似度の他、包含関係や電子数関係等の化学的関係を考慮することにより、有力なイオン候補組合せを適切に絞り込むことが可能である。 For example, ion candidate combinations having an appropriate electron number relationship are narrowed down from a plurality of ion candidate combinations having a good degree of similarity equal to or higher than a certain level and having an inclusion relationship. Specifically, in the second embodiment, according to the similarity and inclusion relation, two ion candidate combination (C 8 H 16 O 2 + , C 8 H 17 O 2 +), (C 6 H 14 N 3 O + , C 6 H 15 N 3 O + ) is selected, and from this, one ion candidate combination (C 8 H 16 O 2 + , C 8 H 17 O 2 + ) is selected from the viewpoint of the number of electrons. (See gray representation). DBE (Double bond equivalence) may be used instead of the number of electrons. In that case, whether the DBE is an integer or a half integer is identified for each ion candidate. Incidentally, when DBE is an integer, the number of electrons is even, and when DBE is a half integer, the number of electrons is odd. As in each of the above-described embodiments, by considering the chemical relationships such as the inclusion relationship and the electron number relationship in addition to the similarity, it is possible to appropriately narrow down the possible ion candidate combinations.
上記実施形態によれば、複数のイオンの同位体分布が重なっていても、それらのイオンを正確に特定することが可能となる。また、上記実施例によれば、複数のイオンの強度比又は割合を求めることが可能である。上記実施形態は、注目ピーク群における最も低質量側にある注目ピークを出発点として高質量側へ段階的に注目ピークが参照されており、重なり合いを段階的に消失させながら、組成推定を行うものである。組成推定を行える限りにおいて、他の順番で複数の注目ピークを順次参照してもよい。組成推定においては存在比の小さい同位体も含めてすべての同位体を考慮するのが望ましいが、一定値以上の存在比を有する同位体だけ考慮するようにしてもよい。上記実施形態では、ある解析過程後に次の解析過程を実施するか否かに際しては類似度が演算されていたが、他の評価値が演算されてもよい。 According to the above embodiment, even if the isotope distributions of a plurality of ions overlap, it is possible to accurately specify those ions. Further, according to the above-mentioned embodiment, it is possible to obtain the intensity ratio or ratio of a plurality of ions. In the above embodiment, the peak of interest is referenced stepwise from the peak of interest on the lowest mass side in the peak of interest to the high mass side, and composition estimation is performed while gradually eliminating the overlap. Is. As long as the composition can be estimated, a plurality of peaks of interest may be sequentially referred to in another order. In composition estimation, it is desirable to consider all isotopes, including isotopes with small abundance ratios, but only isotopes with abundance ratios above a certain value may be considered. In the above-described embodiment, the similarity is calculated when performing the next analysis process after a certain analysis process, but other evaluation values may be calculated.
注目ピーク群と同位体分布組合せとを比較する際、又は、注目ピーク群から同位体分布を減算する際に、ｍ／ｚ軸方向のずれを考慮してもよい。これについて以下に説明する。以下において、個々のピークを（ｍ／ｚ，強度）で表現する。 The deviation in the m/z axis direction may be taken into consideration when comparing the target peak group and the isotope distribution combination, or when subtracting the isotope distribution from the target peak group. This will be described below. In the following, individual peaks are expressed by (m/z, intensity).
セントロイドスペクトルを求めるためのスペクトル（ピーク）加算処理では、ｍ／ｚ軸上において、互いにずれている複数のピークに対して、加重平均処理が適用される。具体的には、ピーク（Ｍａ，Ｉａ）とピーク（Ｍｂ，Ｉｂ）に基づいて、加算されたピーク（Ｍｃ， Ｉｃ）は、以下のように表現される。
Ｍｃ＝（Ｍａ＊Ｉａ＋Ｍｂ＊Ｉｂ）／（Ｉａ＋Ｉｂ）
Ｉｃ＝Ｉａ＋Ｉｂ
In the spectrum (peak) addition process for obtaining the centroid spectrum, the weighted average process is applied to a plurality of peaks that are offset from each other on the m/z axis. Specifically, the added peak (Mc, Ic) is expressed as follows based on the peak (Ma, Ia) and the peak (Mb, Ib).
Mc=(Ma*Ia+Mb*Ib)/(Ia+Ib)
Ic=Ia+Ib
以上を踏まえ、実測されたマススペクトルから、算出された同位体分布を減算する場合、上記とは逆の計算式を導ける。実測のピーク（Ｍｃ，Ｉｃ）から、理論ピーク（Ｍｂ，Ｉｂ）を減算する場合、残ったピーク（Ｍａ，Ｉａ）は以下のように表現される。
Ｍａ＝（Ｍｃ（Ｉａ＋Ｉｂ）−Ｍｂ＊Ｉｂ）／Ｉａ
Ｉａ＝Ｉｃ−Ｉｂ
Based on the above, when subtracting the calculated isotope distribution from the actually measured mass spectrum, the calculation formula opposite to the above can be derived. When the theoretical peak (Mb, Ib) is subtracted from the actually measured peak (Mc, Ic), the remaining peak (Ma, Ia) is expressed as follows.
Ma=(Mc(Ia+Ib)-Mb*Ib)/Ia
Ia=Ic-Ib
マススペクトルから同位体分布を減算する場合、上記の（Ｍａ,Ｉａ）を利用すれば、その減算の結果をより適正なものにすることが可能である。上記説明した補正方法は一例であり、ｍ／ｚ軸上でのピークずれに対処するための他の補正方法を利用してもよい。 When the isotope distribution is subtracted from the mass spectrum, the above (Ma, Ia) can be used to make the result of the subtraction more appropriate. The correction method described above is an example, and another correction method for coping with the peak shift on the m/z axis may be used.
実施形態に係るマススペクトル解析方法の実行に際しては、イオン化方法によって、評価条件を異ならせるのが望ましい。選択されたイオン化方法によって評価条件が自動的に選択されてもよいし、選択されたイオン化方法に応じて評価条件がユーザー指定されてもよい。 When executing the mass spectrum analysis method according to the embodiment, it is desirable to make the evaluation conditions different depending on the ionization method. The evaluation conditions may be automatically selected according to the selected ionization method, or the evaluation conditions may be designated by the user according to the selected ionization method.
１０ 質量分析装置、１２ マススペクトル解析装置、１４ 演算部、２４ マススペクトル解析部、３０ 注目ピーク群特定部、３６ 注目ピーク選択部、３８ 組成推定部、４２ 分布生成部、４６ 評価部、４８ 合成部、５０ 減算部、５１ 制御部。
10 mass spectrometer, 12 mass spectrum analyzer, 14 arithmetic unit, 24 mass spectrum analyzer, 30 target peak group specifying unit, 36 target peak selecting unit, 38 composition estimating unit, 42 distribution generating unit, 46 evaluating unit, 48 synthesis Section, 50 subtraction section, 51 control section.
Claims (10)
前記各イオン候補リスト中のイオン候補ごとに同位体分布を生成する分布生成手段と、
前記分布生成手段によって生成された複数の同位体分布に基づいて、前記複数のイオン候補リストによって定義される複数のイオン候補組合せに対応する複数の同位体分布組合せを生成する組合せ生成手段と、
前記複数のイオン候補組合せの中から有力イオン候補組合せを絞り込むために前記複数の同位体分布組合せを評価する評価手段と、
を含むことを特徴とするマススペクトル解析装置。 A list for generating an ion candidate list for each target peak selected from the target peak group included in the mass spectrum, thereby generating a plurality of ion candidate lists corresponding to the plurality of target peaks in the target peak group. Generating means,
Distribution generating means for generating an isotope distribution for each ion candidate in each of the ion candidate lists,
Combination generating means for generating a plurality of isotope distribution combinations corresponding to a plurality of ion candidate combinations defined by the plurality of ion candidate lists, based on the plurality of isotope distributions generated by the distribution generating means,
Evaluation means for evaluating the plurality of isotope distribution combinations for narrowing down possible ion candidate combinations from the plurality of ion candidate combinations,
A mass spectrum analysis device comprising:
前記各同位体分布組合せは、前記複数の注目ピークに基づいてスケーリングされた複数の同位体分布を合成することにより構成される、
ことを特徴とするマススペクトル解析装置。 The mass spectrum analyzer according to claim 1,
Each of the isotope distribution combinations is configured by synthesizing a plurality of isotope distributions scaled based on the plurality of peaks of interest,
A mass spectrum analyzer characterized by the above.
前記注目ピーク群は、前記複数の注目ピークとしての第１注目ピーク及び第２注目ピークを含み、
前記各同位体分布組合せは、前記第１注目ピークから生成された第１同位体分布と、前記第２注目ピークから生成された第２同位体分布と、を含み、
前記第１同位体分布は、前記第１同位体分布に含まれる基準ピークが前記第１注目ピークに適合するようにスケーリングされた同位体分布であり、
前記注目ピーク群から前記第１同位体分布を減算することにより残余の注目ピーク群が定義され、前記残余の注目ピーク群には前記第２注目ピークから生じた残余の第２注目ピークが含まれ、
前記第２同位体分布は、前記第２同位体分布に含まれる基準ピークが前記残余の第２注目ピークに適合するようにスケーリングされた同位体分布である、
ことを特徴とするマススペクトル解析装置。 The mass spectrum analyzer according to claim 2,
The target peak group includes a first target peak and a second target peak as the plurality of target peaks,
Each of the isotope distribution combinations includes a first isotope distribution generated from the first peak of interest and a second isotope distribution generated from the second peak of interest,
The first isotope distribution is an isotope distribution scaled so that a reference peak included in the first isotope distribution matches the first peak of interest,
A residual peak group of interest is defined by subtracting the first isotope distribution from the peak peak of interest, and the residual peak peak group of interest includes a residual second peak peak of the second peak of interest. ,
The second isotope distribution is an isotope distribution that is scaled such that a reference peak included in the second isotope distribution matches the residual second peak of interest.
A mass spectrum analyzer characterized by the above.
前記リスト生成手段は、前記注目ピーク群において低質量側から高質量側へ並ぶ複数のピークを注目ピークとして順次選択し、
前記第１注目ピークは前記注目ピーク群の中で最も低質量側にあるピークであり、
前記第２注目ピークは前記第１注目ピークの高質量側に隣接したピークである、
ことを特徴とするマススペクトル解析装置。 The mass spectrum analyzer according to claim 3,
The list generating means sequentially selects a plurality of peaks aligned from the low mass side to the high mass side in the target peak group as the target peak,
The first target peak is the peak on the lowest mass side of the target peak group,
The second peak of interest is a peak adjacent to the high mass side of the first peak of interest,
A mass spectrum analyzer characterized by the above.
前記評価手段は、前記注目ピーク群と前記各同位体分布組合せとを比較し、その比較結果に基づいて前記有力イオン候補組合せを絞り込む、
ことを特徴とするマススペクトル解析装置。 The mass spectrum analyzer according to claim 1,
The evaluation means compares the focused peak group with each of the isotope distribution combinations, and narrows down the possible ion candidate combinations based on the comparison result.
A mass spectrum analyzer characterized by the above.
前記評価手段は、更に、前記各イオン候補組合せを構成する複数のイオン候補の組成に基づいて化学的関係の当否を判断し、その判断結果に基づいて前記有力イオン候補組合せを絞り込む、
ことを特徴とするマススペクトル解析装置。 The mass spectrum analyzer according to claim 5,
The evaluation means further determines whether the chemical relationship is appropriate based on the composition of a plurality of ion candidates that form each of the ion candidate combinations, and narrows down the possible ion candidate combinations based on the result of the determination.
A mass spectrum analyzer characterized by the above.
前記複数の注目ピークに基づいて複数のイオン候補リストを順次生成する工程と、
前記各イオン候補リストを構成するイオン候補ごとに同位体分布を生成する工程と、
前記複数のイオン候補リストによって定義される複数のイオン候補組合せに対応する複数の同位体分布組合せを生成する工程と、
前記複数のイオン候補組合せの中から有力イオン候補組合せを絞り込むために前記複数の同位体分布組合せを評価する工程と、
を含むことを特徴とするマススペクトル解析方法。 A step of sequentially selecting a plurality of target peaks from a target peak group included in the mass spectrum,
Sequentially generating a plurality of ion candidate lists based on the plurality of peaks of interest,
A step of generating an isotope distribution for each ion candidate that constitutes each of the ion candidate lists,
Generating a plurality of isotope distribution combinations corresponding to a plurality of ion candidate combinations defined by the plurality of ion candidate lists,
Evaluating the plurality of isotope distribution combinations for narrowing down possible ion candidate combinations from the plurality of ion candidate combinations;
A method for analyzing a mass spectrum, which comprises:
初期解析過程が実行された後、所定の終了条件が満たされるまで、解析過程が循環的に実行され、
前記初期解析過程は、
前記注目ピーク群の中から最初の注目ピークを選択する工程と、
前記最初の注目ピークに基づいて最初のイオン候補リストを生成する工程と、
前記最初のイオン候補リストを構成するイオン候補ごとに同位体分布を生成する工程と、
前記イオン候補ごとの同位体分布を評価する工程と、
前記イオン候補ごとの同位体分布の評価の結果に基づいて前記解析過程を実行するか否かを判断する工程と、
を含み、
前記解析過程は、
前記注目ピーク群の中から次の注目ピークを選択する工程と、
前記次の注目ピークに基づいてイオン候補リストを生成する工程と、
前記イオン候補リストを構成するイオン候補ごとに同位体分布を生成する工程と、
前記複数の同位体分布組合せを生成する工程と、
前記複数の同位体分布組合せを評価する工程と、
前記複数の同位体分布組合せの評価の結果に基づいて前記解析過程を更に実行するか否かを判断する工程と、
を含むことを特徴とするマススペクトル解析方法。 The spectral analysis method according to claim 7,
After the initial analysis process is executed, the analysis process is cyclically executed until a predetermined end condition is satisfied,
The initial analysis process is
Selecting a first peak of interest from the group of peaks of interest;
Generating a first ion candidate list based on the first peak of interest;
Generating an isotope distribution for each ion candidate constituting the first ion candidate list,
Evaluating the isotope distribution for each of the ion candidates,
Determining whether or not to perform the analysis process based on the result of the isotope distribution evaluation for each ion candidate;
Including,
The analysis process is
Selecting the next target peak from the target peak group,
Generating an ion candidate list based on the next peak of interest;
Generating an isotope distribution for each ion candidate constituting the ion candidate list,
Generating the plurality of isotope distribution combinations,
Evaluating the plurality of isotope distribution combinations,
Determining whether to further execute the analysis step based on the results of the evaluation of the plurality of isotope distribution combinations,
A method for analyzing a mass spectrum, which comprises:
前記複数の同位体分布組合せを評価する条件がイオン化方法によって切り換えられる、
ことを特徴とするマススペクトル解析方法。 The spectral analysis method according to claim 7,
Conditions for evaluating the plurality of isotope distribution combinations are switched by an ionization method,
A mass spectrum analysis method characterized by the above.
マススペクトルに含まれる注目ピーク群の中から複数の注目ピークを順次選択する機能と、
前記複数の注目ピークに基づいて複数のイオン候補リストを順次生成する機能と、
前記各イオン候補リストを構成するイオン候補ごとに同位体分布を生成する機能と、
前記複数のイオン候補リストによって定義される複数のイオン候補組合せに対応する複数の同位体分布組合せを生成する機能と、
前記複数のイオン候補組合せの中から有力イオン候補組合せを絞り込むために前記複数の同位体分布組合せを評価する機能と、
を含むことを特徴とするプログラム。
A program for executing a mass spectrum analysis method in an information processing device,
A function to sequentially select a plurality of target peaks from the target peak group included in the mass spectrum,
A function of sequentially generating a plurality of ion candidate lists based on the plurality of peaks of interest,
A function of generating an isotope distribution for each ion candidate that constitutes each of the ion candidate lists,
A function of generating a plurality of isotope distribution combinations corresponding to a plurality of ion candidate combinations defined by the plurality of ion candidate lists,
A function of evaluating the plurality of isotope distribution combinations in order to narrow down possible ion combination candidates from the plurality of ion candidate combinations,
A program characterized by including.
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|---|---|---|---|---|
| JP2022177442A (en) * | 2021-05-18 | 2022-12-01 | 日本電子株式会社 | Mass analysis method and information processing device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001311720A (en) * | 2000-02-25 | 2001-11-09 | Hitachi Ltd | Mass spectrometry and mass spectrometer |
| JP2002005890A (en) * | 2000-06-16 | 2002-01-09 | Horiba Ltd | Method for analyzing multicomponent mixed spectrum |
| JP2005091344A (en) * | 2003-08-13 | 2005-04-07 | Hitachi Ltd | Mass spectrometry system |
| JP2013231715A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Shimadzu Corp | Mass spectrometric data processing method and mass spectrometric data processing apparatus |
| JP2017129534A (en) * | 2016-01-22 | 2017-07-27 | 日本電子株式会社 | Mass spectrum analysis device, mass spectrum analysis method, mass analysis device, and program |
| JP2018040802A (en) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | サーモ フィッシャー サイエンティフィック （ブレーメン） ゲーエムベーハー | Method for identification of monoisotopic mass of molecular species |
-
2018
- 2018-12-12 JP JP2018232480A patent/JP7144302B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001311720A (en) * | 2000-02-25 | 2001-11-09 | Hitachi Ltd | Mass spectrometry and mass spectrometer |
| JP2002005890A (en) * | 2000-06-16 | 2002-01-09 | Horiba Ltd | Method for analyzing multicomponent mixed spectrum |
| JP2005091344A (en) * | 2003-08-13 | 2005-04-07 | Hitachi Ltd | Mass spectrometry system |
| JP2013231715A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Shimadzu Corp | Mass spectrometric data processing method and mass spectrometric data processing apparatus |
| JP2017129534A (en) * | 2016-01-22 | 2017-07-27 | 日本電子株式会社 | Mass spectrum analysis device, mass spectrum analysis method, mass analysis device, and program |
| JP2018040802A (en) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | サーモ フィッシャー サイエンティフィック （ブレーメン） ゲーエムベーハー | Method for identification of monoisotopic mass of molecular species |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022177442A (en) * | 2021-05-18 | 2022-12-01 | 日本電子株式会社 | Mass analysis method and information processing device |
| EP4092716A3 (en) * | 2021-05-18 | 2023-03-15 | Jeol Ltd. | Mass spectrometry method and information processing device |
| JP7369736B2 (en) | 2021-05-18 | 2023-10-26 | 日本電子株式会社 | Mass spectrometry method and information processing device |
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