JP4300154B2 - イオントラップ／飛行時間質量分析計およびイオンの精密質量測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、イオントラップ質量分析計と飛行時間型質量分析計を組み合わせたイオントラップ／飛行時間質量分析計に関する。

精密質量測定は、質量分析計によりイオンの質量を１／１０⁶の精度、即ちppmレベルの精度で測定し、この精密質量を基にイオンの元素組成を求める手法である。求められたイオンの元素組成から試料分子の構造解析が進められる。また、未知の成分においては、分子式が直接求められることから、正確な同定や分子構造の解析への大きな力となる。精密質量測定を行うことの出来る質量分析計は、二重収束扇形磁場型質量分析計（double-
focusing magnetic sector mass spectrometer）や飛行時間型質量分析計（Time-of-
flight Mass Spectrometer, 所謂ＴＯＦ）等がある。

特に、ＴＯＦは、イオン源とＴＯＦの間に、２つの四重極ＭＳ（Quadrupole Mass
Spectrometer, ＱＭＳ）を配置したＱ−ＴＯＦや、リング電極と一対のエンドキャップ電極から構成されるイオントラップとＴＯＦが結合したイオントラップ−ＴＯＦなどが開発されており、通常のマススペクトル測定において精密質量測定が行えるようになっている。

Ｑ−ＴＯＦの例としては、特開平１１−１５４４８６号公報（特許文献１）があり、イオントラップ−ＴＯＦの例としては、特開２００３−１２３６８５号公報（特許文献２）がある。

ＴＯＦにおける精密質量測定においては、精度の向上のために、装置で得られる測定値を校正（質量キャリブレーション）する作業が必要となる。

今、質量Ｍの一価のイオンを加速電圧Ｕにより加速するとイオンは速度ｖで真空中を飛行する。速度ｖは次式のように求められる。

ｖ＝１.３９＊１０⁴√（Ｕ／Ｍ） …（１）
今、長さＬ（メートル）のＴＯＦの飛行空間をイオンが飛行するに要する時間をｔ(秒)とすると、ｔは（２）式のように求められる。

ｔ＝Ｌ／ｖ＝Ｌ／（１.３９＊１０⁴√(Ｕ／Ｍ)）＝ｋ√(Ｍ) …（２）
ここで、ｋは装置固有の定数である。即ち、イオンの飛行時間ｔは質量の平方根に比例する。実際のＴＯＦ装置では、イオンの飛行時間即ちイオンの検出時間ｔとＭとの関係は次式のように近似される。

Ｍ＝ａｔ²＋ｂｔ＋ｃ …（３）
ａ，ｂ，ｃは定数である。即ち、イオンの質量Ｍと検出時間ｔとの間には２次の関係式が成立する。この関係式（３）を求める過程が質量キャリブレーションである。

質量キャリブレーションでは、複数の質量既知のイオンを与える標準物質をＴＯＦに導入して質量スペクトルを測定する。出現したイオンの検出時間ｔと既知の質量値Ｍを用いることにより、（３）式の定数ａ，ｂ，ｃを求めることができる。そのため、標準物質は質量既知のイオンを広範な質量領域に与えるものが用いられる。

質量キャリブレーションが完了した後、実際の試料を測定し、（３）式によりイオンの検出時間ｔ０から試料イオンの質量Ｍ０を求めることができる。この標準物質による質量キャリブレーションと実試料の測定が独立に、時間経過後に行われる方式が外部標準法である。外部標準法の例としては、例えば特開２００１−７４６９７号公報（特許文献３）に開示されている。

しかし一般に、この外部標準法によって求まる質量測定の精度は、高々１００〜３０
ppm（ppm＝１０^-6）程度に過ぎない。この精度の悪さは装置周辺の温度変化等に起因するＴＯＦ飛行空間Ｌの伸び縮みや加速電圧Ｕや静電レンズ電圧などのドリフトなどに起因する。この程度の精度では、求められた精密質量Ｍから元素組成を一義的に求めることは出来ない。

可能性をできるだけ絞り込んで元素組成を求めるためには、５ppm以下の測定精度が要求される。このレベルの精度を確保するためには、試料イオンと共に標準物質のイオンをＴＯＦに送り込み同時に測定することが必要である。標準物質によって得られるイオンは質量既知であり、このイオンをロック質量(Lock Mass) イオンと呼ぶ。一般にこの手法は内部標準法と呼ばれている。この内部標準法は、温度ドリフト等を相殺することができ、常に高精度の測定を可能にする。また、試料と共にＴＯＦのイオン源に導入する内部標準物質は、広範な質量領域にイオンを与える必要がないため、標準物質の選択が容易になる。内部標準法の例としては、例えば特開２００１−２８２５２号公報（特許文献４）に開示されている。

このように内部標準法は、測定精度の向上に不可欠な手法である。しかし、ＴＯＦの前段に四重極質量分析計（ＱＭＳ）を配置したＱ−ＴＯＦのように、ＭＳ／ＭＳ測定を行う機能があるＴＯＦでは、ＭＳ／ＭＳ測定によって得られた生成物イオンの精密質量に、内部標準法による質量キャリブレーションは適用できない。これは第１のＱＭＳで前駆イオンを単離する際に、試料と共に導入した標準試料のロック質量イオンが第１のＱＭＳにより排除され、生成物イオンと同時にＴＯＦに導入されないためである。生成物イオンの質量スペクトル中にロック質量イオンが欠如しているため、内部標準法による精密測定は不可能になる。

この問題に対して、Journal of American Society for Mass Spectrometry，１０
（１９９９），１３０５−１３１４（非特許文献１）には、ＭＳ／ＭＳの際の前駆イオンに着目することで対応しようとした例が開示されている。具体的には、以下の手順で行う。

あらかじめ未知試料の精密質量測定を通常の方法（ＭＳ／ＭＳ測定を行わない測定）で行い、前駆イオンとして選ばれるべきイオンの精密質量を求めておく。その後、選択した前駆イオンに対してＭＳ／ＭＳ測定を行い(イオンの単離，ＣＩＤ，生成物イオンの測定)、生成物イオンの質量スペクトル上にわずかに残存した前駆イオンをロック質量イオンとして、生成物イオンの質量キャリブレーションを行う。

特開平１１−１５４４８６号公報 特開２００３−１２３６８５号公報 特開２００１−７４６９７号公報 特開２００１−２８２５２号公報 Journal of American Society for Mass Spectrometry，１０ （１９９９），１３０５−１３１４

しかし、上記非特許文献１の手法では、まず通常のＭＳモードによって未知試料の精密質量測定を行わなければならない。その後に、Ｑ−ＴＯＦの諸パラメータを変更し、ＭＳ／ＭＳモードに切り替えた後、ＭＳ／ＭＳ測定に移る。即ち、通常の精密質量測定とＭＳ／ＭＳ測定とを時間を置いて２度行う必要がある。これは一種の外部標準法であるため、誤差が重複して高い精度の測定は困難である。また、ＬＣ／ＭＳ分析など、短時間の間に複数の未知成分が次々に質量分析計に送り込まれるような場合には、この非特許文献１の方法を適用することは困難である。

Ｑ−ＴＯＦではＭＳ／ＭＳ測定が可能であるが、ＭＳ／ＭＳ測定における生成物イオンの精密測定は非特許文献１の方式以外は報告されていない。また、Ｑ−ＴＯＦではＭＳ／ＭＳが可能であるが、更に高次の構造情報が得られるＭＳⁿは不可能である。当然ＭＳⁿ による精密質量の測定は不可能である。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その主たる目的は、ＭＳ／ＭＳさらにＭＳⁿ における生成物イオンの精密質量測定とその精度向上が可能なイオントラップ／飛行時間質量分析計を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明では、試料をイオン化するイオン源と、イオンを一時的にトラップ可能なイオントラップと、飛行時間型質量分析計を備えたイオントラップ／飛行時間型質量分析計を用い、前記イオン源で測定対象試料と質量数既知の標準試料のイオンを生成し、前記測定対象試料のイオンの中から前駆イオンを選択し、前記イオントラップ内で前記前駆イオンを励起，開裂させて生成物イオンを生成させた後に、前記イオントラップに、前記標準試料のイオンを導入しトラップし、トラップされた前記生成物イオンと標準試料のイオンとをイオントラップから排出し、前記飛行時間質量分析計に導き、質量スペクトルを得る。これにより、生成物イオンと標準試料のイオンを同時に検出する。更に測定された標準試料のイオンを基に生成物イオンの精密質量の補正を行う。

本発明によれば、内部標準法によってＭＳⁿ 生成物イオンの精密質量測定が可能となるのと同時に、ＬＣ／ＭＳ分析など短時間の間に複数の未知成分が次々に質量分析計に送り込まれるような場合においても、内部標準法によってＭＳⁿ 生成物イオンの精密質量測定が可能となる。

（実施例１）
本実施例の装置構成を図１に示す。

液体クロマトグラフ（ＬＣ）１において、インジェクター５８から注入された試料は、送液ポンプ５９によって送液される溶離液と共にカラム２に送られ、成分毎に分離される。分離された試料成分はＵＶ検出器５７に導かれ、試料成分毎に起こるＵＶ吸収を検出することによってＵＶクロマトグラムを得る。ＵＶ検出器５７を通過した試料は、大気圧イオン化室５に導入される（ここでは試料をイオン化するイオン源をＥＳＩ(Electro sprayionization) イオン源の例で説明する）。ＥＳＩイオン源３においては、試料成分をイオン化し、生成された試料イオンは、第１細孔電極６，中間圧力部７，第２細孔電極８を通り、イオン加速電極１０にて加速される。加速された試料イオンは、多重極イオンガイド４９，イオンゲート電極１３，イオントラップ４７のエンドキャップ電極３６の細孔５３を通り、イオントラップ４７内の空間にトラップされる。試料イオンは、イオントラップ４７でトラップされた後、イオントラップ４７に直流の高電圧を印加することによって、一気に試料イオンをＴＯＦ（Time of flight - Mass Spectrometer）２４に向けて排出する。イオントラップ４７より排出された試料イオンは、イオンストップ電極１５，多重極イオンガイド５０を通り、イオンフォーカス電極１７でフォーカスされ、細孔１８を通ってＴＯＦ２４に導入される。ＴＯＦ２４に導入された試料イオンは、イオン押し出し電極１９とイオン引き出し電極２１によって試料イオン導入方向に対して直角方向に引き出され、イオン加速電極２２によって加速される。加速された試料イオンはイオンリフレクタ２３に向かって飛行し、イオンリフレクタ２３においては、イオンの飛行方向は反転させると共に、検出器２５に向って飛行させ、検出器２５にて試料イオンを検出しマススペクトルを得る。

本発明の特徴の一つは、内部標準試料を導入するための内部標準試料導入ポンプ５６が装着されていることである。内部標準試料導入ポンプ５６は、ＵＶ検出器５７とＥＳＩイオン源３を接続する流路間に三方ジョイント４８を設け、内部標準となる試料を導入し
ＥＳＩイオン源３にてイオン化を行う。

内部標準試料導入ポンプ５６は、連続して内部標準試料をＥＳＩイオン源３に導入する必要はなく、ＵＶ検出器５７で試料成分が検出され、その後ＥＳＩイオン源３にその試料成分が導入される時に、内部標準試料を導入するか、或いはその直前、直後に数秒〜数分間、導入する。また、ＭＳ／ＭＳモードで精密質量測定を行う目的試料成分がＵＶ検出器５７で検出される時に、内部標準試料の導入を行うことが望ましい。これは内部標準試料として、測定する試料成分と比較し、濃度が数百ppb〜数ppm程度の濃い内部標準試料を用いることから、連続してＥＳＩイオン源３に導入することはＥＳＩイオン源３を汚染する原因となり、ＥＳＩイオン源３のイオン化効率の低下、所謂、感度低下を招くこととなり、得策ではないからである。

本実施例では、内部標準試料としてポリエチレングリコール(以下、ＰＥＧと略称する)を用いる。ＰＥＧはＥＳＩイオン源３で測定した場合、イオンピークがｍ／ｚ４４毎に出現し、しかもこれらイオンピークの精密質量数は既知であることから、精密質量測定の内部標準試料とするのに都合が良い。但し、精密質量を測定しようとする試料のイオンピークが出現する領域（質量数）によってＰＥＧ６００，ＰＥＧ８００，ＰＥＧ１０００を使い分ける必要がある。例えばＰＥＧ６００のイオンピークはｍ／ｚ３００〜ｍ／ｚ７００、ＰＥＧ８００はｍ／ｚ５００〜１０００、ＰＥＧ１０００はｍ／ｚ７００〜ｍ／ｚ1200の領域にそれぞれ出現する。したがって精密質量を測定しようとする試料のイオンピークがｍ／ｚ１１００に出現するのであればＰＥＧ１０００を内部標準試料とする。

次に図１の構成において、ＭＳⁿ モードの精密質量測定を行う場合の装置の動作について説明をする。

図２に、ＥＳＩイオン源３の動作，ＵＶ検出器５７の検出信号，内部標準試料導入ポンプ５６の動作のタイミングチャート、図３に、イオントラップ４７の各部とＴＯＦ２４のタイミングチャートをそれぞれ示す。

図２において試料注入ｔ１から測定終了ｔ５までの時間は、通常３０分〜９０分程度である。

インジェクター５８より注入された試料は、カラム２で分離され、ＵＶ検出器５７において検出される。これがＵＶクロマトグラムである。ＵＶクロマトグラムは横軸に時間、縦軸には分離された試料成分の濃度がピークの高さとしてそれぞれ表示される。図２の
ＵＶ検出器５７の検出信号がこれに相当する。ＵＶ検出器５７を通った後、試料成分は
ＥＳＩイオン源３に導入されイオン化される。図２のｔ１〜ｔ５の期間が相当する。

内部標準試料導入ポンプ５６は、本実施例においては分離された試料成分がＵＶ検出器５７にて検出された時のみ作動し、内部標準試料を導入するものとする。内部標準試料導入ポンプ５６を動作させる方法は、ＵＶクロマトグラムのピークの高さが設定レベルを超えた時点で内部標準試料導入ポンプ５６をＯＮさせる信号をＵＶ検出器５７より自動的に送り、試料成分と共に内部標準試料をＥＳＩイオン源３に導入する。設定レベルより低くなった時点で内部標準試料導入ポンプ５６をＯＦＦとする。この様に内部標準試料導入ポンプ５６はＵＶ検出器５７より送られる信号により自動的にＯＮ／ＯＦＦが行われる。これにより内部標準試料は、測定を目的とする試料成分と共にＥＳＩイオン源３に導入される。

図３において、イオンゲート電極１３がＯＮのときはゲートが閉じてイオントラップ
４７内へのイオン導入を遮断し、イオンゲート電極１３がＯＦＦのときはゲートが開いてイオントラップ４７内へイオンが導入される。図３のイオン導入ｔ１０からイオン検出
ｔ１６までの時間は、約１００ｍsec〜１０００ｍsecである。図３の動作は、主として、図２におけるＵＶ検出器５７の検出信号が検出される時間に行われる。以下、図３の動作について説明する。
１）ＥＳＩイオン源３でイオン化された試料成分イオンと内部標準試料イオンは、第１細孔電極６より導入され、エンドキャップ電極細孔５３を経由してイオントラップ４７の３次元空間に蓄積(トラップ) される(ｔ１１−ｔ１２)。通常このトラップ時間は数十ｍsec〜数百ｍsecで行われる。
２）この後、イオントラップ４７ではエンドキャップ電極３６，３７に対し、周波数帯域の一部にノッチを設けた補助交流電圧を印加することで、試料成分イオンである(M＋H)⁺イオンのみを前駆イオンとしてイオントラップ４７内に残し、それ以外のイオンは共鳴出射によって全て排除する（ｔ１２−ｔ１３）。これよりイオントラップ４７内には前駆イオンのみが存在することになる。
３）続いて、エンドキャップ電極３６，３７に前駆イオンのみが共鳴する補助交流電圧を印加し、前駆イオンを共振させ、イオントラップ４７内のＨｅガスとの衝突により前駆イオンにエネルギーを加え、前駆イオンの解離(Collision-induced Dissociation ;ＣＩＤ)を起こさせる（ｔ１３−ｔ１４）。これによって試料成分イオンのＭＳ² 生成物イオンをイオントラップ４７内に生成する。
４）次に、イオンゲート電極１３をＯＦＦし、イオントラップ４７内にＥＳＩイオン源３からのイオンの導入を数ｍsec〜数百ｍsec行う(ｔ１４−ｔ１５)。図３のｔ１２〜ｔ１４間は数十ｍsec 程度であるため、図２のＵＶ検出器５７の検出信号で示された一つの成分がイオン化されている間に、再びトラップすることが可能である。この再イオン導入によって、イオントラップ４７内にＣＩＤによって生成されたＭＳⁿ 生成物イオンと、イオン源からの試料成分イオン及び内部標準試料イオンが閉じ込められることになる。
５）この後、イオントラップ４７の各電極に印加する高周波電圧を遮断すると同時に、直流高電圧を印加し、エンドキャップ電極３６，リング電極３５，エンドキャップ電極３７の各電極間の電位差により、ＭＳⁿ 生成物イオンと内部標準試料イオンを一気に加速・排出し、ＴＯＦ２４に導入する(ｔ１５)。ＴＯＦ２４に導入された試料成分イオンのＭＳⁿ 生成物イオンと内部標準試料イオンは、イオン押し出し電極１９，イオン引き出し電極
２１，イオン加速電極２２によってＴＯＦイオン飛行領域に向かって加速され、イオンリフレクタ２３到達する。イオンリフレクタ２３到達した試料成分イオンのＭＳⁿ 生成物イオンと内部標準試料イオンは、検出器２５に向かって再加速し、質量の軽いイオンから次々とμsec のオーダで検出器にて検出される（ｔ１５−ｔ１６）。

本実施例では、試料成分イオン(Ｍ＋Ｈ)⁺ をＭＳ² 生成物イオンとした後、再度イオントラップ４７内にＥＳＩイオン源３からイオンを導入することから、試料成分イオンも内部標準イオンと共に閉じ込められることになるが、これはＴＯＦ２４で検出される試料成分イオンピークの強度が高くなるだけであって何ら問題とはならない。むしろ測定者にとってはＭＳ／ＭＳモードにおいて試料成分イオンのピーク強度が高くなることは、試料成分イオンのピークが明確となり都合が良い。

本実施例の特徴は、図３のｔ１４〜ｔ１５においてイオントラップ４７にイオンの再導入を行うことである。この操作を行うことによってイオントラップ４７にはＭＳⁿ 生成物イオンと内部標準試料イオンを同時に蓄積することが可能となり、イオントラップ４７よりＴＯＦ２４に対し、ＭＳⁿ 生成物イオンと内部標準試料イオンの同時排出と加速が可能となる。

図３のｔ１１〜ｔ１２においてイオントラップ４７に試料を導入し、ｔ１５においてイオントラップ４７からイオンの排出とＴＯＦ２４への導入までのトータル時間は１秒以下(通常は数百ｍsec) である。一方、図２のカラム２より試料が成分毎に溶出する時間は、１成分当たり約１０〜２０秒であり、したがって１成分に対し少なくとも１０〜２０回のＭＳⁿ 生成物イオンの精密質量測定が可能となる。即ち、本実施例を用いることにより、オンラインでＭＳⁿ 生成物イオンの精密質量測定が可能となる。

次に、上記図３の動作によって、データが得られた後の処理について説明する。

カラム２より試料成分が溶出している時点において、ＴＯＦ２４で検出されるイオンは、試料成分のＭＳⁿ 成物イオン，内部標準試料イオン，試料成分イオンがそれぞれ同時に検出される。検出されたイオンは検出器２５において電気信号に変換され、データ処理装置２８に取り込まれる。データ処理装置２８はディスプレイなどの表示部に、これらの電気信号をマススペクトルとして表示する。マススペクトルは、横軸に質量（正確にはｍ／ｚ値：質量と電荷の比）、縦軸にはイオンの強度をそれぞれ表す。

図４に、試料成分として生薬の１つであるレセルピンを用いて測定した例を示す。内部標準試料にはＰＥＧ６００を用いている。ｍ／ｚ６０９は試料成分イオンピーク（分子量は６０８であるが、(Ｍ＋Ｈ)⁺ イオンとして検出されることから、ｍ／ｚ６０９にイオンピークが検出される）であり、ｍ／ｚ４４８とｍ／ｚ３９７はｍ／ｚ６０９のＭＳ² の生成イオンピークである。このように、本実施例によって得られるマススペクトルでは、試料成分のＭＳⁿ 生成物のイオンピーク，内部標準試料イオンのイオンピーク，試料成分イオンのピークが同時に表示される。

測定者はこのマススペクトルを表示した後、精密質量測定を行うイオンピークを指定する。

ここでは測定者がｍ／ｚ３９７のイオンピークを指定するものとする。ピークの指定は、データ処理装置２８に備えられたマウスなどのポインティングデバイスを用いて、画面上に指定したカーソルにより指定する方法や、別途、文字入力用のウインドウを表示させ、指定するｍ／ｚの数値を入力することにより指定しても良い。

精密質量測定を行うイオンピークが指定されることにより、図５が表示される。ｍ／ｚ３７１.２２７８３，ｍ／ｚ４１５.２５４０８のイオンピークは、ｍ／ｚ３９７を指定することで自動的に検索された内部標準試料であるＰＥＧ６００のイオンピークであり、これらは質量数既知であるため、データ処理装置２８に予め登録されている（データ処理装置２８には、測定で使用される可能性のある複数の内部標準試料の精密質量を予め登録させておく）。精密質量測定を行うイオンピークが指定されることにより、その近傍（片側または両側）に内部標準試料の既知イオンピークが存在する場合に、自動的にその精密質量値が表示される。これらの既知イオンピークは、ｍ／ｚ３９７の精密質量数を計算するために用いられる。

精密質量数の計算に用いる既知イオンピークの指定は、上記のように指定したイオンピークの近傍のものを自動検索するだけでなく、測定を行うイオンピークの両側に検出される内部標準試料であるＰＥＧのイオンピークを測定者自身が指定し、データ処理装置２８によって自動的にその指定ピークの精密質量が表示されるようにしても良い。

また、図５のように、精密質量測定を行うイオンピークと既知イオンピークを表示する場合、試料イオンピーク，ＭＳⁿ生成物イオンピーク，内部標準試料イオンピークは、それぞれ測定者にとって分りやすくするために異なった色を用いて表示することが望ましい。

精密質量が既知のイオンピークが定義されることにより、精密測定を目的とするイオンピークの精密質量値が計算される。図５においては、この２つの既知イオンピークの値を基に指定したｍ／ｚ３９７の精密質量数が計算され、画面上に表示される。ｍ／ｚ
３９７.２１３７がその計算結果であり、上記の内部標準試料のイオンピークの精密質量値を基に計算されたＭＳ²生成物イオンピーク結果である。

更にその計算結果より求められたイオンピークの分子式が表示される。本測定結果では、測定者が想定した分子式が得られ、その分子式の理論的な質量（３９７.２１２０amu）と測定による精密質量値との差は、僅かに０.００１７amu（１.７ミリamu）である。このように計算された精密質量値はイオンピークの左右、或いは上部などに表示される。

本実施例では、上記のように、測定者が指定したイオンピークについて、同じマススペクトル上に存在する質量数既知のイオンピークを用いて、容易に精密質量測定を行うことが可能となる。
（実施例２）
図６に第２の実施例の装置構成を示す。

本実施例の装置構成の特徴は、実施例１のイオントラップ４７がリニアイオントラップ６１に、主高周波電源４１がリニアイオントラップ電源６０に変更されていることである。その他の構成は、実施例１と同じである。リニアイオントラップ６１は、４本の柱状
（ポール状）の電極から成る。

イオンをトラップするための動作は、実施例１のイオントラップ４７とほぼ同様で、イオントラップ４７のリング電極３５に印加する主高周波電圧（メインＲＦ電圧）はリニアイオントラップ６１の４本の電極に印加し、エンドキャップ電極３６，３７に印加する補助交流電圧は主高周波電圧に重畳し、リニアイオントラップ６１の４本の電極に主高周波電圧と共に印加される。主高周波電圧，主高周波電圧に重畳される補助交流電圧の目的は、イオントラップ４７に用いられる目的と同一であり、したがってリニアイオントラップ電源６０は、これらの仕様を満足する電源となる。

次に、図７を用いてリニアイオントラップ６１へのイオン導入からＴＯＦ２４でのイオン検出まで（ｔ１０〜ｔ１６）の動作について説明する。尚、ｔ１６以降は、ｔ１０〜
ｔ１６の動作と同様の処理が繰返される。
１）イオンゲート電極１３は、イオン導入時はイオントラップ４７の場合と同様に電圧を制御しリニアイオントラップ６１へのイオン導入を行う（ｔ１１〜ｔ１２）。
２）イオンをトラップするために、リニアイオントラップ６１へ主高周波電圧とそれに重畳した補助交流電圧の印加を行う（ｔ１１〜ｔ１２）。補助交流電圧を印加するのは、ある一定の質量範囲内のイオンをトラップし、それ以外を共鳴によって排出するためである。
３）次に、ＭＳ／ＭＳを行うために、先ず特定イオンのアイソレーション（前駆イオンの単離）を行う（ｔ１２〜ｔ１３）。これは、特定イオンのみが非共鳴となる周波数成分を持った補助交流電圧を数十ｍsec 間印加し、特定イオン以外のイオンをリニアイオントッラップ６１より排出することで行われる。これによって前駆イオンの単離が確立される。
４）次に特定イオンを解離させる（ｔ１３〜ｔ１４）。この場合は、特定イオンのみが共鳴する周波数の補助交流電圧を数十ｍsec間印加し、特定イオンの振幅を増幅させ、Ｈｅガスとの衝突によって特定イオンを解離（ＣＩＤ）させる。
５）この後、イオンゲート電極１３の印加電圧を制御し、精密質量が既知の内部標準試料イオンをリニアイオントラップ６１に導入する（ｔ１４〜ｔ１５）。
６）最後に、トラップされている解離した特定イオンと内部標準試料イオンを同時にリニアイオントラップ６１より一気に排出し、ＴＯＦ２４に導入させる（ｔ１５）。イオンを排出させるための押し出し電圧は、イオンゲート電極１３に印加される。この時、主高周波電圧と補助交流電圧は、イオンをトラップしている時と同様の電圧が維持される。押し出された特定イオンと内部標準試料イオンは、ＴＯＦ２４内のイオン押し出し電極１９により押し出され、検出器２５によってイオン検知される。

この後のＭＳ／ＭＳを行った後の特定イオンに対する精密質量数の計算は実施例１と同様に行う。

これにより、リニアイオントラップを用いた装置においても、ＭＳ／ＭＳを行った後の特定イオンと内部標準試料イオンをＴＯＦにおいて同時に検出することが出来るため、容易に精密質量測定を行うことが出来る。

実施例１の概略構成図である。 実施例１の試料注入と内部標準試料導入のタイミングチャートである。 実施例１のイオントラップのイオン導入からＴＯＦでのイオン検出までのタイミングチャートである。 実施例１によって得られるマススペクトルである。 実施例１のＭＳⁿ イオンピークの精密質量測定結果である。 実施例２の概略構成図である。 実施例２のイオントラップのイオン導入からＴＯＦでのイオン検出までのタイミングチャートである。

符号の説明

１…ＬＣ、２…カラム、３…ＥＳＩイオン源、５…大気圧イオン化室、６…第１細孔電極、７…中間圧力部、８…第２細孔電極、９…スクロールポンプ、１０…イオン加速電極、１１…ＱＭＳ部、１３…イオンゲート電極、１５…イオンストップ電極、１７…イオンフォーカス電極、１８…細孔、１９…イオン押し出し電極、２０…イオン出射部、２１…イオン引き出し電極、２２…イオン加速電極、２３…イオンリフレクタ、２４…ＴＯＦ、２５…検出器、２７…ターボ分子ポンプ、２８…データ処理装置、３５…リング電極、
３６，３７…エンドキャップ電極、４１…主高周波電源、４３…補助交流電源、４７…イオントラップ、４８…三方ジョイント、４９，５０…多重極イオンガイド、５１，５２…多重極イオンガイド電源、５３，５４…エンドキャップ電極細孔、５５…制御信号、５６…内部標準試料導入ポンプ、５７…ＵＶ検出器、５８…インジェクター、５９…送液ポンプ。

Claims (7)

1. 試料分離するカラムを備えた液体クロマトグラフと、当該液体クロマトグラフから溶出した試料をイオン化するイオン源と、イオンを一時的にトラップ可能なイオントラップと、飛行時間型質量分析計と、当該飛行時間質量分析計の検出結果を収集するデータ処理部を備えたイオントラップ／飛行時間型質量分析計において、
   前記液体クロマトグラフからの試料の溶出に合わせて、前記イオン源に質量数既知の標準試料を導入する手段を備え、
   前記データ処理部は、
   前記イオントラップにおいて、測定対象試料のイオンの中から前駆イオンを選択的に残し、当該前駆イオンを励起，開裂させて生成物イオンを生成した後に、前記標準試料のイオンを当該イオントラップ内に導入し、前記イオントラップ内にトラップされた生成物イオンと標準試料のイオンとをイオントラップから排出することで、前記飛行時間質量分析計において得られる検出データを収集し、測定された標準試料のイオンを基に前記生成物イオンの精密質量の補正を行うことを特徴とするイオントラップ／飛行時間型質量分析計。
2. 請求項１において、
   前記イオントラップは、リング電極と、一対のエンドキャップ電極から成ることを特徴とするイオントラップ／飛行時間型質量分析計。
3. 請求項１において、
   前記イオントラップは、４本の柱状電極から成ることを特徴とするイオントラップ／飛行時間型質量分析計。
4. 請求項１において、
   前記データ処理部は、表示部を備え、当該表示部に前記測定によって得られた生成物イオンと標準試料のイオンを含むマススペクトルを表示することを特徴とするイオントラップ／飛行時間型質量分析計。
5. 請求項４において、
   前記データ処理部は、予め複数の標準試料の精密質量数が記憶され、前記表示された生成物イオンの内、測定者によって指定されたイオンの質量の近傍の標準試料を検索し、表示することを特徴とするイオントラップ／飛行時間型質量分析計。
6. 請求項４において、
   生成物イオンと標準試料のイオンのピークをそれぞれ異なった色で表示することを特徴とするイオントラップ／飛行時間型質量分析計。
7. 試料をイオン化するイオン源と、イオンを一時的にトラップ可能なイオントラップと、飛行時間型質量分析計を備えたイオントラップ／飛行時間型質量分析計によるイオンの精密質量測定方法であって、
   前記イオン源で測定対象試料と質量数既知の標準試料のイオンを生成するステップと、
   前記測定対象試料を前記イオントラップ内に導きトラップするステップと、
   前記測定対象試料のイオンの中から前駆イオンを選択し、前記イオントラップ内に前記前駆イオンを残し、他のイオンを排除するステップと、
   前記前駆イオンを励起，開裂させて生成物イオンを生成するステップと、
   前記イオントラップに、前記標準試料のイオンを導入しトラップするステップと、
   前記イオントラップ内にトラップされた前記生成物イオンと標準試料のイオンとをイオントラップから排出し、前記飛行時間質量分析計に導くステップと、
   前記飛行時間質量分析計において質量スペクトルを得るステップとを有し、
   測定された標準試料のイオンを基に生成物イオンの精密質量の補正を行うことを特徴とするイオントラップ／飛行時間型質量分析計によるイオンの精密質量測定方法。

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