JP4497455B2 - Mass spectrometer - Google Patents
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Description
本発明は、質量分析計および質量分析方法に関するものである。 The present invention relates to a mass spectrometer and a mass spectrometry method.
既知の質量分析計は、試料中の分析物イオンの質量／電荷数の値を測定及び記録するものである。測定された質量／電荷数は、（測定時の分子の荷電状態および極性に依存して）１以上の電子の静止質量を足すか、または差し引いた、分析物分子中に存在する個々の原子の質量の合計を表すものと考えられる。質量／電荷数の単位は、最も豊富な炭素同位体（12Ｃ）の質量の１／１２である質量単位、および、１電子の電荷に等しい電荷単位に基づいている。 Known mass spectrometers measure and record the mass / charge number values of analyte ions in a sample. The measured mass / charge number is the number of individual atoms present in the analyte molecule, depending on the charged mass and polarity of the molecule at the time of measurement, plus or minus the rest mass of one or more electrons. It is thought to represent the total mass. The unit of mass / charge number is based on a mass unit that is 1/12 of the mass of the most abundant carbon isotope ( 12 C) and a charge unit equal to the charge of one electron.
従来の質量分析計は、質量分析データを処理し、検出されたイオンの質量／電荷数を算出する。しかしながら、質量／電荷数の測定精度は、使用する質量分析種の種類、分析物試料の量、および、特定の試料が質量分析される際の条件に依存する。 A conventional mass spectrometer processes the mass spectrometry data and calculates the mass / charge number of the detected ions. However, the accuracy of mass / charge number measurement depends on the type of mass analyte used, the amount of analyte sample, and the conditions under which the particular sample is mass analyzed.
幾つかの従来の質量分析計は、イオンの質量／電荷数を、比較的高い精度および正確性で測定することが可能であるが、従来の質量分析計は、未知試料に関する個々の質量／電荷数測定の精度を決定することができない。 While some conventional mass spectrometers can measure the mass / charge number of ions with relatively high accuracy and accuracy, conventional mass spectrometers provide individual mass / charges for unknown samples. The accuracy of the number measurement cannot be determined.
しかしながら、質量／電荷数測定の精度の評価なしには、例えば、原子のデータベースおよびその同位体を使用して、分析物イオンと実質的に同一の質量／電荷数を有する適当な元素組成を決定する際に、どの範囲の質量／電荷数を考慮すべきかが不明確である。同様に、既知分子のデータベースを検索して、分析物イオンに適合するものを見つける際に、どの範囲の質量／電荷数を考慮すべきかが分からない。これは、比較的広い質量／電荷数窓を考慮する必要があり、適当な候補イオンの数が劇的に増加する場合に認められる。 However, without an assessment of the accuracy of the mass / charge number measurement, an appropriate elemental composition having substantially the same mass / charge number as the analyte ion can be determined using, for example, an atomic database and its isotopes. It is unclear which range of mass / charge numbers should be considered in doing so. Similarly, it is not known what range of mass / charge numbers should be considered when searching a database of known molecules to find one that matches the analyte ion. This is observed when a relatively wide mass / charge number window needs to be considered and the number of suitable candidate ions increases dramatically.
そのため、改良質量分析方法および改良質量分析計を提供することが望まれている。 Therefore, it is desired to provide an improved mass spectrometry method and an improved mass spectrometer.
本発明の一側面によれば、質量分析装置および処理システムを含み、
前記処理システムが、質量スペクトルデータを得て、前記質量スペクトルデータにおいて認められたｎ種のイオンの質量／電荷数を測定し、測定された前記ｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出するように構成されており、
イオン種の真正の、正確な、実際の、または許容できる質量／電荷数が、算出された個々のエラーバーの範囲内となる確率または信頼性が、ｘ％に等しいか、またはそれよりも大きい質量分析計が提供される。
According to one aspect of the present invention, including a mass spectrometer and a processing system,
The processing system obtains mass spectral data, measures the mass / charge number of n ions recognized in the mass spectral data, and for each measured mass / charge number of the n ions, It is configured to calculate individual error bars,
The probability or reliability that the true / accurate / actual / acceptable mass / charge number of the ionic species is within the calculated individual error bars is equal to or greater than x%. A mass spectrometer is provided.
本発明の種々の実施形態によれば、ｎは、１、２〜５、５〜１０、１０〜１５、１５〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜３５、３５〜４０、４０〜４５、４５〜５０、≧５０、≧６０、≧７０、≧８０、≧９０または≧１００であり得る。 According to various embodiments of the present invention, n is 1, 2-5, 5-10, 10-15, 15-20, 20-25, 25-30, 30-35, 35-40, 40-. 45, 45-50, ≧ 50, ≧ 60, ≧ 70, ≧ 80, ≧ 90 or ≧ 100.
さほど重要でない好ましい実施形態によれば、ｘは、＜１、１〜５、５〜１０、１０〜１５、１５〜２０、２０〜２５、２５〜３０、３０〜３５、３５〜４０、４０〜４５または４５〜５０であり得る。より好ましい実施形態によれば、ｘは、５０〜５５、５５〜６０、６０〜６５、６５〜７０、７０〜７５、７５〜８０、８０〜８５または８５〜９０であり得る。特に好ましい実施形態によれば、ｘは、９０〜９１、９１〜９２、９２〜９３、９３〜９４、９４〜９５、９５〜９６、９６〜９７、９７〜９８、９８〜９９、９９〜９９．５、９９．５〜９９．９５、９９．９５〜９９．９９または９９．９９〜１００であり得る。 According to a less important preferred embodiment, x is <1, 1-5, 5-10, 10-15, 15-20, 20-25, 25-30, 30-35, 35-40, 40-. 45 or 45-50. According to more preferred embodiments, x can be 50-55, 55-60, 60-65, 65-70, 70-75, 75-80, 80-85 or 85-90. According to a particularly preferred embodiment, x is 90-91, 91-92, 92-93, 93-94, 94-95, 95-96, 96-97, 97-98, 98-99, 99-99. .5, 99.5-99.95, 99.95-99.99 or 99.99-100.
前記質量分析計は、更に、前記ｎ種のイオンの少なくとも一部の質量／電荷数を、各質量／電荷数について算出された個々のエラーバーとともに、記録する手段を含んでいてもよい。 The mass spectrometer may further include means for recording the mass / charge number of at least a portion of the n types of ions together with individual error bars calculated for each mass / charge number.
前記質量スペクトルデータは、異なるイオン種を検出する時間に関するデータを含むことが好ましい。異なるイオン種を検出する時間に関するデータは、イオンの質量／電荷数に関するデータに変換されることが好ましい。異なるイオン種を検出する時間に関するデータは、校正関数を用いることによって、イオンの質量／電荷数に関するデータに変換されることが好ましい。 The mass spectral data preferably includes data relating to the time for detecting different ion species. Data relating to the time to detect different ionic species is preferably converted into data relating to the mass / charge number of the ions. The data relating to the time for detecting different ion species is preferably converted into data relating to the mass / charge number of the ions by using a calibration function.
測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムは、使用時に、イオンの質量／電荷数の決定における系統誤差を推定してもよい。 As part of the process of calculating the individual error bars for each measured mass / charge number of n ions, the processing system estimates, in use, the systematic error in determining the mass / charge number of the ions. May be.
処理システムは、使用時に、質量校正において用いられる数学モデルの正確度を推定することが好ましい。一実施形態によれば、質量校正による誤差が推定されてもよい。 In use, the processing system preferably estimates the accuracy of the mathematical model used in the mass calibration. According to one embodiment, an error due to mass calibration may be estimated.
１以上の内部基準または検量体の使用による誤差が推定されてもよい。好ましくは、測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムは、１以上の内部基準または検量体の検出時間における変化を監視する。 Errors due to the use of one or more internal standards or calibrators may be estimated. Preferably, as part of calculating individual error bars for each mass / charge number of each of the measured n ions, the processing system may account for changes in the detection time of one or more internal standards or calibrators. Monitor.
一実施形態によれば、質量校正後の質量分析計の安定性または不安定性が推定されてもよい。好ましくは、測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムは、使用時に、質量校正後の質量分析計のドリフトによる誤差を推定する。質量校正後の質量分析計の運転条件における変化の影響が推定されてもよい。 According to one embodiment, the stability or instability of the mass spectrometer after mass calibration may be estimated. Preferably, as part of the process of calculating individual error bars for each mass / charge number of each of the n ions measured, the processing system, in use, will introduce errors due to mass spectrometer drift after mass calibration. Is estimated. The influence of changes in the operating conditions of the mass spectrometer after mass calibration may be estimated.
別の実施形態によれば、質量校正後の使用者の介入の影響が推定される。質量校正後に質量分析計に及ぼされる外部影響が推定されてもよい。更なる実施形態によれば、質量校正後の質量分析計の電源供給の安定性または不安定性の影響が推定される。好ましくは、測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムは、使用時に、質量校正後の質量分析計における温度変化の影響を推定する。 According to another embodiment, the impact of user intervention after mass calibration is estimated. External effects on the mass spectrometer after mass calibration may be estimated. According to a further embodiment, the influence of the stability or instability of the power supply of the mass spectrometer after mass calibration is estimated. Preferably, as part of the process of calculating individual error bars for each mass / charge number of each of the n ions measured, the processing system, in use, can account for temperature changes in the mass spectrometer after mass calibration. Estimate the impact.
質量校正後の干渉変化の影響が推定されてもよい。干渉は、１以上の分析物イオンと干渉した、１以上の内部基準または検量体イオンによるものであり得る。干渉は、１以上の内部基準または検量体イオンと干渉した、１以上の分析物イオンによるものであり得る。干渉は、１以上の内部基準または検量体イオンと干渉した、１以上のバックグラウンドノイズまたは化学的ノイズイオンによるものであり得る。代わりに／加えて、干渉は、１以上の分析物イオンと干渉した、１以上のバックグラウンドノイズまたは化学的ノイズイオンによるものであり得る。 The influence of interference change after mass calibration may be estimated. The interference may be due to one or more internal reference or calibrator ions that have interfered with one or more analyte ions. The interference may be due to one or more analyte ions that have interfered with one or more internal reference or calibrator ions. The interference may be due to one or more background noise or chemical noise ions that have interfered with one or more internal reference or calibrator ions. Alternatively / in addition, the interference may be due to one or more background noise or chemical noise ions that have interfered with one or more analyte ions.
測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムは、使用時に、質量分析計が最後に校正されてからの経過時間を推定してもよい。また、処理システムは、使用時に、質量校正後における質量分析計の１以上の部品の熱膨張の影響を推定してもよい。 As part of the process of calculating the individual error bars for each measured mass / charge number of the n ions, the processing system, in use, calculates the elapsed time since the mass spectrometer was last calibrated. It may be estimated. The processing system may also estimate the effects of thermal expansion of one or more parts of the mass spectrometer after mass calibration during use.
別の実施形態によれば、処理システムが、使用時に、質量分析計内の空間電荷反発作用による誤差を推定してもよい。空間電荷反発作用による誤差は、少なくとも部分的に、１以上のイオン種の実測強さを考慮することによって決定することができる。 According to another embodiment, the processing system may estimate errors due to space charge repulsion in the mass spectrometer when in use. The error due to space charge repulsion can be determined, at least in part, by considering the measured strength of one or more ion species.
測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムは、使用時に、質量校正の間に記録される誤差を推定してもよい。 As part of the process of calculating individual error bars for each measured mass / charge number of n ions, the processing system may estimate errors recorded during mass calibration during use. Good.
特に好ましい実施形態によれば、処理システムは、使用時に、イオンの質量／電荷数の決定における統計誤差または偶然誤差を推定してもよい。特に、処理システムは、使用時に、１以上のイオン種の検出時間の不確定性または標準偏差を推定してもよい。さほど重要でない好ましい実施形態によれば、特に、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析装置を用いて、処理システムが、１以上のイオン種の検出頻度の不確定性または標準偏差を推定してもよい。 According to a particularly preferred embodiment, the processing system may estimate statistical errors or accidental errors in ion mass / charge number determination in use. In particular, the processing system may estimate the detection time uncertainty or standard deviation of one or more ionic species in use. According to a less important preferred embodiment, in particular, using a Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer, the processing system may estimate the uncertainty or standard deviation of the detection frequency of one or more ion species.
好ましくは、測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムは、使用時に、イオン検出統計による誤差を推定する。処理システムは、使用時に、不十分なサンプリングによる誤差を推定してもよい。 Preferably, as part of calculating an individual error bar for each measured mass / charge number of the n ions, the processing system estimates errors due to ion detection statistics in use. In use, the processing system may estimate errors due to insufficient sampling.
別の実施形態によれば、測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムが、使用時に、計算誤差による誤差を推定する。好ましくは、測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムが、使用時に、丸め誤差による誤差を推定する。 According to another embodiment, as part of the process of calculating individual error bars for each measured mass / charge number of n ions, the processing system estimates errors due to calculation errors during use. To do. Preferably, as part of calculating an individual error bar for each measured mass / charge number of n ions, the processing system estimates the error due to rounding error in use.
処理システムは、使用時に、質量スペクトルデータ内の１以上のイオン種が、前記イオンの算出された個々のエラーバーが記録されないという障害を被るか、または十分に改悪されるという記録除外状況における誤差を推定してもよい。 The processing system, in use, has an error in a record-excluded situation where one or more ion species in the mass spectral data suffer from the failure of the individual error bars of the ions being recorded or are sufficiently corrupted. May be estimated.
測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムが、使用時に、分析物イオンと実質的に同一の質量／電荷数を有するバックグラウンドイオンまたは干渉イオンが、前記バックグラウンドイオンまたは干渉イオンから分析物イオンを分解する能力に影響を及ぼす、質量干渉による誤差を推定してもよい。質量干渉による誤差は、理論上の質量ピークの形状と、前記質量スペクトルデータから実測された質量ピークの形状とを比較することによって、推定することができる。質量干渉による誤差は、例えば、実測された質量ピークの形状の偏差を、ガウス分布、コサイン二乗分布、その他の数学的関数、または、１以上の内部基準または検量体イオンの１以上の質量ピークの形状から導き出されたプロファイルのいずれかと比較することによって推定することができる。 As part of the process of calculating individual error bars for each measured mass / charge number of the n ions, the processing system, in use, has a mass / charge number that is substantially the same as the analyte ion. An error due to mass interference that affects the ability of background ions or interfering ions to degrade analyte ions from the background or interfering ions may be estimated. The error due to mass interference can be estimated by comparing the shape of the theoretical mass peak with the shape of the mass peak actually measured from the mass spectrum data. The error due to mass interference is, for example, the deviation of the shape of the measured mass peak, the Gaussian distribution, the cosine square distribution, other mathematical functions, or one or more mass peaks of one or more internal reference or calibrator ions. It can be estimated by comparing with any of the profiles derived from the shape.
別の実施形態によれば、測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムは、使用時に、検出器の飽和による誤差を推定する。別の実施形態によれば、処理システムは、使用時に、信号増幅飽和による誤差を推定してもよい。別の実施形態によれば、処理システムは、使用時に、イオン計数検出器のデッドタイムの影響またはミスカウントによる誤差を推定してもよい。 According to another embodiment, as part of calculating an individual error bar for each measured mass / charge number of the n ions, the processing system, in use, may introduce errors due to detector saturation. Is estimated. According to another embodiment, the processing system may estimate the error due to signal amplification saturation when in use. According to another embodiment, the processing system may estimate the error due to the dead time effect or miscount of the ion counting detector when in use.
測定されたｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程の一部として、処理システムは、使用時に、イオン検出器の応答による誤差を推定することができる。 As part of the process of calculating individual error bars for each measured mass / charge number of n ions, the processing system can estimate the error due to the response of the ion detector in use.
別の実施形態によれば、処理システムは、使用時に、電子または光子増倍管の応答による誤差を推定してもよい。 According to another embodiment, the processing system may estimate the error due to the response of the electron or photon multiplier when in use.
処理システムは、異なる誤差の複数の推定値を併合することが好ましい。異なる誤差の複数の推定値は、求積において前記推定値を加えることによって併合されることが好ましい。 The processing system preferably merges multiple estimates of different errors. Preferably, multiple estimates of different errors are merged by adding the estimate in quadrature.
好ましい実施形態によれば、質量分析計は、更に、使用時に、測定された１以上のイオン種の質量／電荷数と、測定された質量／電荷数について算出された個々のエラーバーとに関連する範囲内に、質量／電荷数を有することが知られている１以上のイオン種を探すために、データベースを検索するように構成された手段を含む。データベースは、バイオポリマー、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオシド、アミノ酸、炭水化物、糖、脂質、脂肪酸、ビタミン、ホルモン、ＤＮＡの部分またはフラグメント、ｃＤＮＡの部分またはフラグメント、ＲＮＡの部分またはフラグメント、ｍＲＮＡの部分またはフラグメント、ｔＲＮＡの部分またはフラグメント、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、リボ核酸、酵素、メタボライト、多糖類、加リン酸分解ペプチド、加リン酸分解タンパク質、糖ペプチド、糖タンパク質またはステロイドの詳細を含み得る。代わりに／加えて、データベースは、化合物の電子衝撃質量スペクトルの詳細を含んでいてもよい。例えば、ワイリー（Wiley）ライブラリおよび／またはＮＢＳライブラリが検索され得る。 According to a preferred embodiment, the mass spectrometer further relates, in use, the mass / charge number of one or more ionic species measured and the individual error bars calculated for the measured mass / charge number. Means configured to search the database to find one or more ionic species known to have a mass / charge number within Databases include biopolymers, proteins, peptides, polypeptides, oligonucleotides, oligonucleosides, amino acids, carbohydrates, sugars, lipids, fatty acids, vitamins, hormones, DNA parts or fragments, cDNA parts or fragments, RNA parts or fragments , MRNA portion or fragment, tRNA portion or fragment, polyclonal antibody, monoclonal antibody, ribonucleic acid, enzyme, metabolite, polysaccharide, phospholytic peptide, phospholytic protein, glycopeptide, glycoprotein or steroid Details may be included. Alternatively / in addition, the database may include details of the electron impact mass spectrum of the compound. For example, a Wiley library and / or an NBS library can be searched.
一実施形態によれば、質量分析計は、更に、測定された１以上のイオン種の質量／電荷数の算出されたエラーバーの範囲内に質量／電荷数を有する元素組成を算出する手段を含む。元素組成は、原子若しくは原子群および／またはそれらの同位体の既知の質量または質量／電荷数を用いて算出されることが好ましい。 According to one embodiment, the mass spectrometer further comprises means for calculating an elemental composition having a mass / charge number within a calculated error bar range of the measured mass / charge number of one or more ionic species. Including. The elemental composition is preferably calculated using the known mass or mass / charge number of atoms or groups of atoms and / or their isotopes.
一実施形態によれば、処理システムが、使用時に、１種以上の関心対象の化合物を限定し、前記１種以上の関心対象の化合物が、異種のイオンの少なくとも一部のエラーバーの範囲内に入るか否かを知るために、質量スペクトルデータにおいて認められた前記異種のイオンの少なくとも一部の測定された質量／電荷数および算出された個々のエラーバーの少なくとも一部を調べるように構成されている。 According to one embodiment, the processing system limits, in use, one or more compounds of interest, wherein the one or more compounds of interest are within the error bars of at least some of the foreign ions. Configured to examine at least a portion of the measured mass / charge number of at least a portion of the heterogeneous ion found in the mass spectral data and at least a portion of the calculated individual error bar to determine whether to enter Has been.
一実施形態によれば、処理システムが、使用時に、１以上の関心対象の質量／電荷数を限定し、前記１以上の関心対象の質量／電荷数が、異種のイオンの少なくとも一部のエラーバーの範囲内に入るか否かを知るために、前記質量スペクトルデータにおいて認められた前記異種のイオンの少なくとも一部の測定された質量／電荷数および算出された個々のエラーバーの少なくとも一部を調べるように構成されている。 According to one embodiment, the processing system limits, in use, one or more mass / charge numbers of interest, wherein the one or more mass / charge numbers of interest is an error of at least some of the heterogeneous ions. In order to know whether it falls within the range of the bar, the measured mass / charge number of at least a portion of the heterogeneous ions found in the mass spectral data and at least a portion of the calculated individual error bars Configured to look up.
一実施形態によれば、処理システムが、使用時に、１種以上の関心対象の化合物を限定し、前記１種以上の関心対象の化合物が、複数の質量スペクトルから認められた異種のイオンの少なくとも一部のエラーバーの範囲内に入るか否かを知るために、期間中に得られた前記複数の質量スペクトルから認められた前記異種のイオンの測定された質量／電荷数および算出された個々のエラーバーを調べるように構成されている。 According to one embodiment, the processing system defines, in use, one or more compounds of interest, wherein the one or more compounds of interest are at least of dissimilar ions found from a plurality of mass spectra. In order to know whether it falls within the range of some error bars, the measured mass / charge number and calculated individual of the dissimilar ions found from the plurality of mass spectra obtained during the period It is configured to look up error bars.
一実施形態によれば、処理システムが、使用時に、１以上の関心対象の質量／電荷数を限定し、前記１以上の関心対象の質量／電荷数が、前記複数の質量スペクトルから認められた前記異種のイオンの少なくとも一部のエラーバーの範囲内に入るか否かを知るために、期間中に得られた前記複数の質量スペクトルから認められた前記異種のイオンの測定された質量／電荷数および算出された個々のエラーバーを調べるように構成されている。 According to one embodiment, the processing system, in use, limits one or more mass / charge numbers of interest, wherein the one or more mass / charge numbers of interest are recognized from the plurality of mass spectra. Measured mass / charge of the heterogeneous ion observed from the plurality of mass spectra obtained during the period to know if it falls within the error bar of at least some of the heterogeneous ions It is configured to look at the number and calculated individual error bars.
質量分析計は、更に、エレクトロスプレー（「ＥＳＩ」）イオンソース、常圧化学電離（「ＡＰＣＩ」）イオンソース、常圧光電離（「ＡＰＰＩ」）イオンソース、レーザ脱着電離（「ＬＤＩ」）イオンソース、誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオンソース、電子衝撃（「ＥＩ」）イオンソース、化学電離（「ＣＩ」）イオンソース、電界電離（「ＦＩ」）イオンソース、（ix）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオンソース、液体二次イオン質量分析法（「ＬＳＩＭＳ」）イオンソース、常圧電離（「ＡＰＩ」）イオンソース、電界脱着（「ＦＤ」）イオンソース、マトリックスアシスト（Matrix Assisted）レーザ脱着電離（「ＭＡＬＤＩ」）イオンソース、または、シリコン上脱着／電離（Desorption/Ionisation on Silicon）（「ＤＩＯＳ」）イオンソースを含むことが好ましい。イオンソースは、連続イオンソースまたはパルスイオンソースであり得る。 The mass spectrometer further includes electrospray (“ESI”) ion source, atmospheric pressure chemical ionization (“APCI”) ion source, atmospheric pressure photoionization (“APPI”) ion source, laser desorption ionization (“LDI”) ion. Source, inductively coupled plasma (“ICP”) ion source, electron impact (“EI”) ion source, chemical ionization (“CI”) ion source, field ionization (“FI”) ion source, (ix) fast atom bombardment ( "FAB") ion source, liquid secondary ion mass spectrometry ("LSIMS") ion source, ordinary piezoelectric ionization ("API") ion source, field desorption ("FD") ion source, Matrix Assisted laser Desorption ionization (“MALDI”) ion source, or Desorption / Ionisation on Silicon (“DIOS”) ion saw on silicon It is preferable to include The ion source can be a continuous ion source or a pulsed ion source.
質量分析計は、フライト時間（Time of Flight）質量分析装置、四重極質量分析装置、ペニング若しくはフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析装置、二次元若しくは線形四重極イオントラップ、または、ポール若しくは三次元四重極イオントラップを含むことが好ましい。 A mass spectrometer can be a Time of Flight mass spectrometer, a quadrupole mass spectrometer, a Penning or Fourier transform ion cyclotron resonance (“FTICR”) mass spectrometer, a two-dimensional or linear quadrupole ion trap, or A pole or a three-dimensional quadrupole ion trap.
本発明の別の側面によれば、質量分析計を用いて質量スペクトルデータを得る工程と、
前記質量スペクトルデータにおいて認められるｎ種のイオンの質量／電荷数を測定する工程と、測定された前記ｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程とを含み、
イオン種の真正の、正確な、実際の、または許容できる質量／電荷数が、算出された個々のエラーバーの範囲内となる確率または信頼性が、ｘ％に等しいか、またはそれよりも大きい質量分析方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, obtaining mass spectral data using a mass spectrometer;
Measuring the mass / charge number of n types of ions found in the mass spectral data, and calculating individual error bars for the measured mass / charge number of each of the n types of ions. ,
The probability or reliability that the true / accurate / actual / acceptable mass / charge number of the ionic species is within the calculated individual error bars is equal to or greater than x%. A mass spectrometry method is provided.
好ましい実施形態は、質量帰属が、例えば、イオンの元素組成に関する情報を推察するのに用いられる場合、質量／電荷数測定における誤差の理解、および、イオンの質量／電荷数帰属における総合的な信頼性が特に有用であるという点で、特に有利である。 Preferred embodiments provide an understanding of errors in mass / charge number measurements and overall confidence in the mass / charge number assignment of ions when mass assignments are used, for example, to infer information about the elemental composition of ions. This is particularly advantageous in that sex is particularly useful.
好ましい実施形態は、予測または推定された個々の質量／電荷数測定時の正確性の自動的な推定および随意的な記録に関する。これは、従来の質量分析計がなし得ないことである。 Preferred embodiments relate to automatic estimation and optional recording of accuracy during individual mass / charge number measurements that are predicted or estimated. This is not possible with conventional mass spectrometers.
好ましい実施形態は、未知試料の個々の質量／電荷数測定値の予測される正確性の推定を、自動的に提供する。これは、例えば、候補の元素組成が分析物イオンのデータベースにあり得る、質量／電荷数の正確な限界値を提供する。質量／電荷数の、観測された分析物イオンへの帰属の正確性推定は、このような塩素組成帰属における信頼性の測定を提供する。これは、考慮する必要のある、可能性のある元素組成の範囲を限定する手段、および、限定に対するガードと、これによる、元素組成の誤った帰属の可能性の低減を提供する。好ましい実施形態は、既知の質量／電荷数を有する既知イオンのライブラリにおいて質量／電荷数を検索する際に、特に有利である。 Preferred embodiments automatically provide an estimate of the predicted accuracy of individual mass / charge number measurements of an unknown sample. This provides, for example, accurate mass / charge number limits where the candidate elemental composition can be in the analyte ion database. Accurate estimation of mass / charge number assignments to observed analyte ions provides a measure of reliability in such chlorine composition assignments. This provides a means to limit the range of possible elemental compositions that need to be considered, and a guard against the limitation, thereby reducing the possibility of incorrect assignment of elemental compositions. The preferred embodiment is particularly advantageous when searching for mass / charge numbers in a library of known ions with known mass / charge numbers.
質量／電荷数測定の精度は、測定値の数および測定値の拡散に依存する。測定値の標準分布に対しては、精度は、測定値の数ｎと、平均値に関する測定値の標準偏差σから推定することができる。特定の質量／電荷数の測定値の正確性は、質量／電荷数測定値の平均と、分析物イオンの真正の、正確な、実際の、または許容できる質量／電荷数との差である。一般に、質量／電荷数測定値が正確なほど、不確実性の範囲は小さく、よって、この不確実性の範囲内に入る質量／電荷数を有する可能性のある元素組成の範囲がより限定される。 The accuracy of the mass / charge number measurement depends on the number of measurements and the diffusion of the measurements. For a standard distribution of measured values, the accuracy can be estimated from the number n of measured values and the standard deviation σ of the measured values with respect to the average value. The accuracy of a particular mass / charge number measurement is the difference between the average of the mass / charge number measurements and the true, accurate, actual or acceptable mass / charge number of the analyte ion. In general, the more accurate the mass / charge number measurement, the smaller the range of uncertainty, and thus the more limited the range of elemental compositions that may have a mass / charge number falling within this uncertainty range. The
従来の質量分析計、特に、フーリエ変換イオンサイクトロン共鳴質量分析計、二重集束磁気セクタ質量分析計、直交および軸フライト時間（Time of Flight）質量分析計、および、ＲＦ四重極マスフィルタ質量分析計は、真正の質量／電荷数の数百万分率（ｐｐｍ）の範囲で、イオンの質量／電荷数を測定することができる。このような質量分析計は、高い精度および正確性で質量／電荷数を測定することができるが、個々の質量／電荷数測定値の正確性を推定することはできない。 Conventional mass spectrometers, in particular, Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometers, double focusing magnetic sector mass spectrometers, orthogonal and time of flight mass spectrometers, and RF quadrupole mass filter masses The analyzer can measure the mass / charge number of ions in the range of several million parts per million (ppm) of the true mass / charge number. Such mass spectrometers can measure mass / charge numbers with high accuracy and accuracy, but cannot estimate the accuracy of individual mass / charge number measurements.
質量／電荷数測定値の正確性の推定なしでは、この質量／電荷数測定値の価値または真価は分からない。質量／電荷数測定値において生じ得る誤差の理解と、個々のイオンに対する質量／電荷数帰属における信頼性またはその反対の推定は、質量／電荷数帰属がイオンの元素組成に関する情報の推測に用いられる場合、特に有益である。 Without an estimate of the accuracy of the mass / charge number measurement, the value or true value of this mass / charge number measurement is not known. Understanding the possible errors in mass / charge number measurements and estimating the reliability of mass / charge number assignments for individual ions, or vice versa, is used to infer information about the elemental composition of ions. It is especially beneficial if
好ましい実施形態は、提案される元素組成の算出に使用される質量／電荷数ウィンドウを、自動的に限定することができる。 Preferred embodiments can automatically limit the mass / charge number window used to calculate the proposed elemental composition.
分析物イオンの測定された質量／電荷数また質量を、既知の質量／電荷数または質量を有するイオンまたは分子のライブラリに含まれるイオンまたは分子の詳細とつき合わせようとする際に、検索ウィンドウを適当に設定するために、質量／電荷数の正確性の好ましい推定を使用することも可能である。 When trying to match the measured mass / charge number or mass of an analyte ion with the details of an ion or molecule contained in a library of ions or molecules with a known mass / charge number or mass, the search window It is also possible to use a favorable estimate of mass / charge number accuracy to set appropriately.
添付の図面を参照しながら、本発明の様々な実施形態について、単なる例示によって、記述する。図面は、次のものを含む：
図１は、理論上の質量スペクトルピークを示す；
図２は、質量／電荷数軸が不連続なサンプルに分割された、理論上の質量スペクトルピークを示す；
図３は、参照化合物ＰＦＴＢＡの校正されていない質量スペクトルを示す；
図４は、質量スペクトルを比較的少量のデータを用いて校正した場合に、質量校正後の残余誤差がどれほど高くなるかを示す；
図５は、質量スペクトルを比較的大量のデータを用いて校正した場合に、質量校正後の残余誤差が小さくはなるが、些細なものではないことを示す；
図６は、１０，０００の分解能が２種の異なるイオンを分離するのに十分である質量スペクトルの一部を示す；
図７は、２種の異なるイオンを分離できない質量スペクトルの一部を示す；
図８は、好ましい実施形態に係る校正後の残余誤差および算出された９５％の信頼区間を示す；
図９は、個々のイオンの質量／電荷数を、イオンの質量／電荷数の測定における個々の誤差とともに記録された、好ましい実施形態に係る質量スペクトルを示す。
Various embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings. The drawings include the following:
FIG. 1 shows the theoretical mass spectral peaks;
FIG. 2 shows the theoretical mass spectral peak divided into samples with a discontinuous mass / charge number axis;
FIG. 3 shows an uncalibrated mass spectrum of the reference compound PFTBA;
FIG. 4 shows how high the residual error after mass calibration is when the mass spectrum is calibrated with a relatively small amount of data;
FIG. 5 shows that when the mass spectrum is calibrated using a relatively large amount of data, the residual error after mass calibration is small but not trivial;
FIG. 6 shows a portion of a mass spectrum where a resolution of 10,000 is sufficient to separate two different ions;
FIG. 7 shows part of a mass spectrum in which two different ions cannot be separated;
FIG. 8 shows the residual error after calibration and the calculated 95% confidence interval according to a preferred embodiment;
FIG. 9 shows a mass spectrum according to a preferred embodiment in which the mass / charge number of individual ions is recorded along with the individual errors in the measurement of ion mass / charge number.
本発明の好ましい実施形態について述べる。好ましい実施形態は、個々の質量／電荷数測定の精度および正確性の代表値に到達することを含む。これを達成するために、複数の誤差原因が推定されることが好ましく、これらの誤差の少なくとも一部がその後に併合された、個々の各質量／電荷数測定値とともに報告される。 A preferred embodiment of the present invention will be described. Preferred embodiments include reaching a typical value for the accuracy and accuracy of individual mass / charge number measurements. To accomplish this, multiple error sources are preferably estimated, and at least some of these errors are reported with each individual mass / charge number measurement that is subsequently merged.
好適に推定される個々の質量／電荷数測定値に含まれる誤差原因の一部は、イオン検出統計計算による誤差、不十分なサンプリング頻度による誤差、計算上の誤差（例えば、丸め誤差）および質量校正中に記録される誤差などの、統計誤差または偶然誤差を含む。 Some of the sources of error included in well-estimated individual mass / charge number measurements are errors due to ion detection statistical calculations, errors due to insufficient sampling frequency, computational errors (eg rounding errors) and mass calibration. Includes statistical or accidental errors, such as errors recorded in.
データが十分に改悪され、質量測系統誤差の推定が、全く確かに計算または記録され得ないという場合がある。この状況は、校正後または校正と校正との間の質量分析計の不安定性またはドリフトによる誤差、質量干渉、検出飽和の影響を含んでいる。 In some cases, the data is sufficiently corrupted and no mass systematic error estimate can be calculated or recorded at all. This situation includes the effects of mass spectrometer instability or drift, mass interference, detection saturation after or between calibrations.
イオンの質量／電荷数の決定における偶然誤差は、しばしば、イオン統計計算に左右される。質量スペクトルにおける質量スペクトルピークは、イオンソースから発生するイオンの数を検出した結果である。理論上の質量ピークの一例を図１に示す。図１は、３００の質量／電荷数を有するイオンについて観測され得る、理論上の質量ピークを示す。検出されたイオンは、すべて同じイオン種であり、質量／電荷数の分布は平均値付近に集中しており、限定された質量包絡線（envelope）内に入る。質量またはピーク包絡線が狭いほど、質量分析計は、質量／電荷数の非常に小さい差を有するイオン間の識別をより可能なものとなる。質量分解能Ｒは、次式で定義することができる。 The random error in determining the ion mass / charge number often depends on ion statistical calculations. The mass spectrum peak in the mass spectrum is a result of detecting the number of ions generated from the ion source. An example of a theoretical mass peak is shown in FIG. FIG. 1 shows the theoretical mass peak that can be observed for an ion with a mass / charge number of 300. The detected ions are all the same ion species, and the mass / charge number distribution is concentrated around the mean value and falls within a limited mass envelope. The narrower the mass or peak envelope, the more mass spectrometers will be able to discriminate between ions with very small mass / charge number differences. The mass resolution R can be defined by the following equation.
ここで、Ｍは、質量またはピーク包絡線の平均の質量／電荷数であり、δＭは、特定の方法で限定された質量単位、例えば全幅半値（ＦＷＨＭ）における質量またはピーク包絡線の幅である。この分布の平均は、観測された質量ピークに対する質量／電荷数の推定である。 Where M is the average mass / charge number of the mass or peak envelope, and δM is the mass or peak envelope width in full width half maximum (FWHM) defined in a particular method. . The average of this distribution is an estimate of the mass / charge number for the observed mass peak.
検出および増幅システムの感度特性が既知であれば、質量スペクトルの面積は、質量またはピーク包絡線内のイオンの絶対数に換算して表現できる。 If the sensitivity characteristics of the detection and amplification system are known, the area of the mass spectrum can be expressed in terms of mass or the absolute number of ions in the peak envelope.
図２において、質量／電荷数スケールは、複数の不連続なサンプルに分割されている。各サンプルは、指数ｉで記述され、各指数ｉは、質量／電荷数の値Ｍiに関連している。簡単のため、ｙ軸が、各特定の値の質量／電荷数Ｍiにおいて測定されたイオンの絶対数Ｉiを表すものと仮定する。検出された各イオンは、同一振幅の信号の増加を与えるものと仮定する。この分布の平均Ｍmeanは、次式で与えられる。 In FIG. 2, the mass / charge number scale is divided into a plurality of discrete samples. Each sample is described by index i, each index i is related to the mass / charge ratio of the value M i. For simplicity, assume that the y-axis represents the absolute number of ions I i measured at each specific value of mass / charge number M i . Assume that each detected ion gives an increase in signal of the same amplitude. The mean M mean of this distribution is given by
図２に示される質量スペクトルピークは、下記式から推定できるイオン到着（ion arrivals）の母集団分散Ｖを有する確率分布として考えることができ、 The mass spectral peak shown in FIG. 2 can be considered as a probability distribution having a population variance V of ion arrivals that can be estimated from the following equation:
仮定上の統計計算から、質量／電荷数値が、この分布に属する記録された単一イオンに基づいて測定され、このイオンについて記録された値Ｍiが、分布の平均の最も可能性のある推定となる。この単一の測定値における推定された不確実性は、σMによって与えられる。 From hypothetical statistical calculations, mass / charge numbers are measured based on recorded single ions belonging to this distribution, and the recorded value M i for this ion is the most likely estimate of the average of the distribution. It becomes. The estimated uncertainty in this single measurement is given by σ M.
測定が、Ｎ個の単一イオンに対して繰り返されると、平均値を生成することができる。この平均値は、不確実性または下記標準偏差σCを有する。 If the measurement is repeated for N single ions, an average value can be generated. This average has uncertainty or below a standard deviation sigma C.
ここで、σCは、Ｎ個のイオンを含む、母集団標準偏差σMの質量スペクトルピークの中心の測定値における標準偏差を表す。 Here, σ C represents the standard deviation in the measured value at the center of the mass spectrum peak of the population standard deviation σ M including N ions.
上記式は、ピーク形状に関するものである。しかしながら、典型的な質量スペクトルピークの形状は、ガウス分布によって近似することができる。ガウス分布を仮定し、全幅半値（ＦＷＨＭ）で限定されるδＭとすると、下記式となる。 The above formula relates to the peak shape. However, the shape of a typical mass spectral peak can be approximated by a Gaussian distribution. Assuming a Gaussian distribution and δM limited by the full width at half maximum (FWHM), the following equation is obtained.
これは、δＭおよび記録されたイオン数Ｎに換算して表されるピーク重心決定の不確実性を許容する。下記式は、質量単位の測定値における不確実性を生じる。 This allows for uncertainty in determining the peak centroid expressed in terms of δM and the recorded number of ions N. The following formula creates an uncertainty in the measured value in mass units.
ガウス確率分布関数の積分から、任意のδＭおよびＮについての測定値の約９５％が、＋／−２σCに入る。この広がりを、９５％信頼限界とする。 From the integration of the Gaussian probability distribution function, approximately 95% of the measurements for any δM and N fall into +/− 2σ C. This spread is the 95% confidence limit.
上記導出された式は、検出された全てのイオンが同一の応答を示す状況における、ピーク重心決定の統計学上の限界を表すものである。 The derived equation represents the statistical limit of peak centroid determination in the situation where all detected ions show the same response.
一般的な質量分析計は、検出を確実にするため、個々のイオンからの信号を増幅する増倍管を使用している。これらの増倍管は、様々な形態の電子増倍管、光子増倍管およびマイクロチャネルプレートを含み、しばしば、電子増幅装置と結合されて使用される。これらのデバイスの一部の統計学的特性のため、同一の質量／電荷数を有するイオンが、別個の確率分布関数によって決定される応答を示す。アナログ式信号記録システム（例えば、アナログ・デジタル記録装置ＡＤＣ）を使用した場合、この分布は、質量スペクトルピークの中心決定における不確実性の増大を招く。イオン応答の分布の特性が十分に明らかにされている場合、この増大を算出することができ、誤差の推定に組み入れることができる。イオン計数システム（例えば、時間・デジタル記録装置ＴＤＣ）を使用した場合、この影響は考慮する必要がない。 A typical mass spectrometer uses a multiplier that amplifies the signal from individual ions to ensure detection. These multipliers include various forms of electron multipliers, photon multipliers and microchannel plates and are often used in conjunction with an electron amplifier. Due to some statistical properties of these devices, ions with the same mass / charge number will exhibit a response determined by separate probability distribution functions. When using an analog signal recording system (eg, an analog to digital recorder ADC), this distribution leads to increased uncertainty in determining the center of the mass spectral peak. If the distribution of ion responses is well characterized, this increase can be calculated and incorporated into the error estimate. This effect does not need to be considered when using an ion counting system (eg, a time and digital recorder TDC).
質量スペクトルピークにおけるサンプルが、その中心を正確に決定するには不十分な場合がある。この誤差は、理想的には最小とすべきである。しかしながら、それが重大である場合が、好ましくは、総合誤差の最終的な定量化に組み入れられる。 The sample at the mass spectral peak may be insufficient to accurately determine its center. This error should ideally be minimal. However, if it is critical, it is preferably incorporated into the final quantification of the overall error.
１／１０００未満の質量単位（通常、ミリダルトン（ｍＤａ）として表される。）質量を測定する際、不必要な丸め誤差を回避するため、計算は、十進法の適当な桁数で実施し、表すことが重要である。例えば、５０の質量／電荷数を有するイオンが質量測定され、その結果を、十進法の四桁までの概数に丸めると、この丸めによって生じ得る誤差は、５０．００００±０．００００５となる。百万分率（ｐｐｍ）で表すと、これは５０±１ｐｐｍである。 Mass units less than 1/1000 (usually expressed as millidaltons (mDa)). To avoid unnecessary rounding errors when measuring mass, calculations are performed with the appropriate number of decimal digits This is very important. For example, if an ion having a mass / charge number of 50 is mass measured and the result is rounded to an approximate decimal number of up to four digits, the error that can be caused by this rounding is 50.000 ± 0.00005. Expressed in parts per million (ppm), this is 50 ± 1 ppm.
校正は、元素組成が正確に知られており、そのため、質量／電荷数が正確に知られている、質量スペクトルピークの上昇を与える参照化合物または参照化合物の混合物を導入することを含む。各校正ピークについて実験的に測定された質量／電荷数値を、既知の参照質量／電荷数値と比較し、適当な一つの校正関数または複数の校正関数を、後続の実験データに適用することができる。校正関数は、未知試料が可能な限り正確に校正されることを確実にするものである。この校正関数の目的は、参照イオンの測定された質量／電荷数値を、参照化合物の理論上の質量に可能な限り近づくように調整することである。 Calibration involves introducing a reference compound or mixture of reference compounds that gives rise in mass spectral peaks whose elemental composition is known exactly and therefore whose mass / charge number is known accurately. The experimentally measured mass / charge value for each calibration peak can be compared to a known reference mass / charge value and an appropriate calibration function or calibration functions can be applied to subsequent experimental data. . The calibration function ensures that the unknown sample is calibrated as accurately as possible. The purpose of this calibration function is to adjust the measured mass / charge value of the reference ion as close as possible to the theoretical mass of the reference compound.
統計誤差が低いかぎり、この操作は、存在するあらゆる系統誤差に対する補正となる。質量測定における系統誤差は、測定が何度も繰り返されたとしても同じである、測定値における偏りである。校正後に残る残余誤差は、偶然誤差として取り扱うことができる。 As long as the statistical error is low, this operation is a correction for any systematic error present. A systematic error in mass measurement is a bias in the measured value that is the same no matter how many times the measurement is repeated. Residual errors remaining after calibration can be treated as accidental errors.
理想的には、校正の間、不十分なイオン数に起因する統計誤差が無視されるように、十分な信号が取得されるべきである。しかしながら、これは常に可能というわけではない。 Ideally, sufficient signals should be acquired during calibration so that statistical errors due to insufficient ion numbers are ignored. However, this is not always possible.
上記展開された統計式から、校正において各ピークの重心標準偏差の値を決めることが可能となる。これは、一つ校正関数または複数の校正関数を校正データに適合させる際に、各質量／電荷数比に対して適当な加重値を適用するために使用される。この情報は、初期の校正における統計学的な誤差が、どの程度、最終的な分析物の質量測定における不確実性に影響を及ぼすかを予測するのに用いることができる。このことを、図３〜５を参照しながら更に説明する。 From the developed statistical formula, it becomes possible to determine the value of the centroid standard deviation of each peak in the calibration. This is used to apply an appropriate weight value for each mass / charge number ratio when fitting one or more calibration functions to the calibration data. This information can be used to predict how much statistical error in the initial calibration will affect the uncertainty in the final analyte mass measurement. This will be further described with reference to FIGS.
図３は、陽イオンモードで動作させた電子衝撃（「ＥＩ」）イオンソースを用いて、参照化合物ペルフルオロトリブチルアミン（ＰＦＴＢＡ）から得られた、質量／電荷数範囲３００〜６２０における、校正されていないフラグメントイオン質量スペクトルを示す。イオンは、直交加速フライト時間質量分析装置を用いて分析される。ＰＦＴＢＡは、電子衝撃質量スペクトロメトリー研究において一般的な参照物質である。分子の電離工程の結果として、６７１の基準質量／電荷数を有するイオンが、異なる質量／電荷数を有する幾つかのフラグメントイオンに分割される。故に、分子イオンは、図３に示す部分の細分割質量スペクトルの結果において、観測されない。 FIG. 3 is calibrated in the mass / charge number range 300-620 obtained from the reference compound perfluorotributylamine (PFTBA) using an electron impact (“EI”) ion source operated in positive ion mode. No fragment ion mass spectrum. The ions are analyzed using an orthogonal acceleration flight time mass spectrometer. PFTBA is a common reference material in electron impact mass spectrometry studies. As a result of the ionization step of the molecule, an ion with a reference mass / charge number of 671 is split into several fragment ions with different mass / charge numbers. Therefore, molecular ions are not observed in the result of the subdivision mass spectrum of the portion shown in FIG.
直交加速フライト時間質量分析装置では、質量／電荷数値は、質量分析装置のドリフトまたはフライト領域におけるイオンのフライト時間の二乗に比例する。参照イオンのフライト時間の平方根を、参照イオンの既知の質量／電荷数と比較することによって、フライト時間と質量／電荷数との関係を推定することができる。この関係は、加重最小二乗法を用いた三次方程式に基づく校正式を生成するのに用いることができる。 In an orthogonal acceleration flight time mass spectrometer, the mass / charge value is proportional to the square of the mass analyzer drift or the flight time of ions in the flight region. By comparing the square root of the flight time of the reference ion with the known mass / charge number of the reference ion, the relationship between the flight time and the mass / charge number can be estimated. This relationship can be used to generate a calibration equation based on a cubic equation using a weighted least squares method.
図４は、比較的少量のデータに基づくこのような校正式を生成した後の残余誤差を示す。図４において、ｘ軸は、ＰＦＴＢＡに由来する異なるフラグメントイオンの、その既知の実験式に基づいた、算出された質量／電荷数を示す。ｙ軸は、校正を適用した後の、フラグメントイオンの校正された質量／電荷数と、既知の参照質量／電荷数値との差を示す。軸は、百万分率（ｐｐｍ）で表示されている。垂直線は、＋／−２σCを表し、σCは、ｐｐｍで表したピーク中心決定における統計的不確実性である。これらのエラーバーは、９５％の信頼限界の範囲内で、各校正点で反復された測定値からの、記録された質量／電荷数値から除外できるような、算出された分散を示す。エラーバーは、強さの平方根に反比例する。 FIG. 4 shows the residual error after generating such a calibration equation based on a relatively small amount of data. In FIG. 4, the x-axis shows the calculated mass / charge number of different fragment ions derived from PFTBA, based on their known empirical equations. The y-axis shows the difference between the calibrated mass / charge number of the fragment ion and the known reference mass / charge value after applying the calibration. The axis is expressed in parts per million (ppm). The vertical line represents +/− 2σ C , where σ C is the statistical uncertainty in peak center determination in ppm. These error bars represent calculated variances that can be excluded from the recorded mass / charge values from measurements repeated at each calibration point within a 95% confidence limit. Error bars are inversely proportional to the square root of strength.
図５は、より大きなのデータセットを用いたこと以外は同様のプロットを示す。エラーバーは、非常に小さいが、それにもかかわらず依然存在しており、合計誤算は、範囲全体に渡り＋／−１ｐｐｍ未満である。計算結果から校正された結果の偏差は、系統誤差の残りの要素を反映している。この誤差は、高次方程式または代用の曲線フィッティング法を利用することによって、更に減少させることができる。 FIG. 5 shows a similar plot except that a larger data set was used. Error bars are very small but nevertheless still present and the total miscalculation is less than +/- 1 ppm over the entire range. The deviation of the calibration result from the calculation result reflects the remaining elements of the systematic error. This error can be further reduced by utilizing higher order equations or alternative curve fitting methods.
図４および５に示す結果は、同一の実験運転から得られたものである。ＰＦＴＢＡは、イオンソースに連続的に注入され、質量スペクトルは、１秒ごとに１質量スペクトルの割合で得られた。複数の質量スペクトルからのデータは、校正に先立って、平均値を求めた。図４は、２０秒のデータ収集の平均値に対する誤差である一方、図５は、３０分のデータ収集の平均値に対する誤差である。このように、図５に示す結果は、図４で用いたデータセットの約９０倍のデータセットを示す。イオン統計学のみに基づくエラーバーは、図５において、図４よりも約９．５（９０の平方根）倍小さい。 The results shown in FIGS. 4 and 5 were obtained from the same experimental run. PFTBA was continuously injected into the ion source and mass spectra were obtained at a rate of 1 mass spectrum every second. Data from a plurality of mass spectra was averaged prior to calibration. FIG. 4 is the error relative to the average value of 20 seconds of data collection, while FIG. 5 is the error relative to the average value of 30 minutes of data collection. Thus, the results shown in FIG. 5 show a data set that is approximately 90 times the data set used in FIG. The error bars based solely on ion statistics are about 9.5 (90 square roots) times smaller in FIG. 5 than in FIG.
信号強度の変動のため、校正における統計上の誤差は、異なる質量領域に対しては変化することが、図４から分かる。この場合の誤差は、各データポイントにおける、算出された統計誤差によって左右される。 It can be seen from FIG. 4 that the statistical error in calibration changes for different mass regions due to variations in signal strength. The error in this case depends on the calculated statistical error at each data point.
校正の特定の例においては、フライト時間質量分析計係数が、次の三次方程式で計算される。 In a specific example of calibration, the time-of-flight mass spectrometer coefficients are calculated with the following cubic equation:
ここで、Ｍref(i)は、既知の実験式に基づく参照ピークｉの算出された質量／電荷数値であり、Ｍest(i) は、校正前に記録された参照ピークｉの質量／電荷数値である。 Here, M ref (i) is the calculated mass / charge value of the reference peak i based on a known empirical formula, and M est (i) is the mass / charge of the reference peak i recorded before calibration. It is a numerical value.
方法は、推定された各測定値の算出された統計上の変動σc(i) 2によって加重された、推定された質量／電荷数値Ｍest(i)と、参照物質の算出された質量／電荷数値Ｍref(i)との間の自乗差の和を最小化することを含む。ここで、ｉは、校正における個々の点を示す指標であり、Ｎは、校正における点の総数である。この和は、記号χ2で表される。 The method consists of an estimated mass / charge number M est (i) weighted by a calculated statistical variation σ c (i) 2 of each estimated measurement and a calculated mass / Including minimizing the sum of squared differences with the charge number M ref (i) . Here, i is an index indicating individual points in calibration, and N is the total number of points in calibration. This sum is represented by the symbol χ 2 .
ここで、 here,
多項式関数の係数は、最低値のχ2を与えるように調整される。χ2値は、校正式の適合度の総合的な推定を与え、与えられた校正に対して、未完成の許容または排除判定基準を提供するために使用することができる。 The coefficients of the polynomial function are adjusted to give the lowest value χ 2 . The χ 2 value gives a comprehensive estimate of the goodness of fit of the calibration formula and can be used to provide incomplete acceptance or exclusion criteria for a given calibration.
その他の適合度試験を、校正点の数および校正のアプローチで決定される、この種のデータにおいて実施することができる。原則的に、他の方法は、校正の排除または許容に対して使用することができる。 Other goodness-of-fit tests can be performed on this type of data as determined by the number of calibration points and the calibration approach. In principle, other methods can be used for the elimination or acceptance of calibration.
上記の最小二乗適合法を用いた場合、算出された多項式の係数の分散を、共変とともに算出することができる。この情報は、分散、およびこの校正の質量／電荷数範囲内の質量／電荷数の測定値の標準偏差を算出するのに使用することができる。この標準偏差は、後続の測定における推定された総合誤差を得るために、他の統計学的情報と組み合わされることができる。 When the least square fitting method is used, the variance of the calculated coefficient of the polynomial can be calculated together with the covariance. This information can be used to calculate the standard deviation of the variance and mass / charge number measurements within the mass / charge number range of this calibration. This standard deviation can be combined with other statistical information to obtain an estimated overall error in subsequent measurements.
前述の校正方法は、少なくとも二乗のｎ次方程式を用いるが、その他の校正スキームは、例えば、非線形および線形回帰およびスプライン（splines）などを用いることができる。これらは、特定の種類のデータまたは質量分析装置により好適であり得る。それぞれの場合において、個々の検量体ピークの統計に基づいて、特定の質量／電荷数値において、予測された誤差に関する情報を抽出することが可能である。 The calibration method described above uses at least a square n-order equation, but other calibration schemes can use, for example, non-linear and linear regression and splines. These may be more suitable for certain types of data or mass spectrometers. In each case, it is possible to extract information about the predicted error at a particular mass / charge value based on individual calibrator peak statistics.
質量測定に内包される系統誤差の原因となり得るものが多く存在する。しかしながら、これらの偏りの多くは、実験の間において一定であり、系の綿密な特性把握によって、最終的な結果から除去することができる。この特性把握または校正は、後続の測定を可能な限り正確にすることを保証するための必須要素である。系統誤差が定量できないということが確認されれば、精度推定の正確性を実現することはできない。 There are many things that can cause systematic errors involved in mass measurement. However, many of these biases are constant during the experiment and can be removed from the final results by careful characterization of the system. This characterization or calibration is an essential element to ensure that subsequent measurements are as accurate as possible. If it is confirmed that the systematic error cannot be quantified, the accuracy of accuracy estimation cannot be realized.
系統誤差の原因の幾つかは、測定過程中において一定ではない、または、校正の間のいて正確に予測および修正されない場合がある。その一例は、未解決質量干渉である。 Some causes of systematic errors may not be constant during the measurement process, or may not be accurately predicted and corrected during calibration. One example is unresolved mass interference.
図６は、統計誤差が無視し得るものであると仮定した、質量スペクトルを示す。２つの質量ピークは、２つの異なるイオン種に対応するものとして示されている。２つの質量ピークは、ガウス分布を有すると仮定される。第１の質量ピークＰ１は、Ｍ１という平均質量／電荷数値を有する。第２の質量ピークＰ２は、Ｍ２という平均質量／電荷数値を有する。第２のピークＰ２の強さは、第１のピークＰ１の半分に設定される。両質量ピークＰ１、Ｐ２は、０．０５質量単位の半値幅を有する。故に、質量分解能は、１０，０００である（ＦＷＨＭ限定）。図６に示す特定の例においては、Ｍ１は５００．００００、Ｍ２は５００．１５００であり、すなわち、Ｍ１とＭ２との間の間隔は、０．１５質量単位である。１０，０００の分解能が、２つの異なるピークＰ１、Ｐ２を分け、ピークの平均値Ｍ１、Ｍ２の正確な決定を可能にするのに十分なものよりも良好であることは明らかである。 FIG. 6 shows the mass spectrum assuming that the statistical error is negligible. Two mass peaks are shown as corresponding to two different ionic species. The two mass peaks are assumed to have a Gaussian distribution. The first mass peak P1 has an average mass / charge value of M1. The second mass peak P2 has an average mass / charge value of M2. The intensity of the second peak P2 is set to half that of the first peak P1. Both mass peaks P1, P2 have a half width of 0.05 mass units. Therefore, the mass resolution is 10,000 (limited to FWHM). In the specific example shown in FIG. 6, M1 is 500.0000 and M2 is 500.1500, ie the spacing between M1 and M2 is 0.15 mass units. It is clear that a resolution of 10,000 is better than sufficient to separate two different peaks P1, P2 and to allow an accurate determination of the average values M1, M2 of the peaks.
図７は、２つの異なる質量ピークＰ１、Ｐ２の間の間隔が、０．１５質量単位から、僅か０．０５質量単位まで減少する、例えば、Ｍ１は５００．００００であるが、Ｍ２が５００．０５００であるようなシナリオを示す。２つの質量ピークＰ１，Ｐ２は、互いに分解できないことは明らかである。太字で示される結果物である単一の非対称質量ピークは、５００．０１６７という平均質量／電荷数値Ｍrである。第１の質量ピークＰ１は、測定されることを意図した分析物イオンであり得、一方、第２の質量ピークＰ２は、予期しなかった干渉イオンの分解されないバックグラウンドであり得る。よって、第１（分析物）の質量ピークＰ１の質量／電荷数の測定は、誤差ＥM1を有する。ここで、
Ｅ＝Ｍr−Ｍ１
である。
FIG. 7 shows that the spacing between two different mass peaks P1, P2 decreases from 0.15 mass units to only 0.05 mass units, eg, M1 is 500.0000, but M2 is 500.000. A scenario such as 0500 is shown. Obviously, the two mass peaks P1, P2 cannot be resolved from each other. Single asymmetric mass peak is the result thereof represented in bold is the average mass / charge numeric M r of 500.0167. The first mass peak P1 may be an analyte ion intended to be measured, while the second mass peak P2 may be an unresolved background of unexpected interference ions. Thus, the measurement of the mass / charge number of the first (analyte) mass peak P1 has an error E M1 . here,
E = M r −M1
It is.
図７に関連して示し、記述される特定の例において、誤差Ｅは０．０１６７ｄａ（３３．４ｐｐｍ）である。 In the particular example shown and described in connection with FIG. 7, the error E is 0.0167 da (33.4 ppm).
系統誤差を引き起こす質量干渉作用は、特定の質量／電荷数値において、質量スペクトルピーク形状を、予期されたピーク形状の理想モデルと比較する試験によって、認識、場合によっては概ね定量することが可能である。この理想的なピーク形状は、質量測定に先立って、標準参照ピークの形状から特性把握することができる。ガウスピーク形状を仮定することができる場合がある。ピーク形状または幅が、事前設定された基準を逸脱している場合は、この質量／電荷数値の質量測定値は正確性に乏しい。この作用が正確に定量され得る限界は、使用したピーク検出アルゴリズムの洗練に依存する。 Mass interference effects that cause systematic errors can be recognized, and possibly quantified in some cases, by testing the mass spectral peak shape against an ideal model of the expected peak shape at a specific mass / charge number. . This ideal peak shape can be characterized from the shape of the standard reference peak prior to mass measurement. It may be possible to assume a Gaussian peak shape. If the peak shape or width deviates from the preset criteria, this mass / charge value mass measurement is not accurate. The limit at which this effect can be accurately quantified depends on the sophistication of the peak detection algorithm used.
系統誤差の別の原因は、記録される信号の強さが、信号増幅および／または検出装置の動作可能な範囲を超えている場合に生じ得る。特定の質量分析装置においては、質量測定の精度は、質量分析装置自体の内での空間電荷反発にも影響され得る。これらの影響は、強さが増すほど、例えば、質量スペクトルピーク形状の歪みに起因した、記録された質量／電荷数のシフトを招き得る。利用された特定の質量分析装置および検出エレクトロニクスの特性は、理想的には、測定前に特性把握されるべきであり、質量精度の適当な測定が記録され得る範囲の上限が見出される。 Another source of systematic error can occur when the strength of the recorded signal exceeds the operable range of the signal amplification and / or detection device. In certain mass spectrometers, the accuracy of mass measurement can also be affected by space charge repulsion within the mass spectrometer itself. These effects can lead to a recorded mass / charge number shift due to increased intensity, for example, due to distortion of the mass spectral peak shape. The characteristics of the particular mass spectrometer and detection electronics utilized should ideally be characterized prior to measurement, and the upper limit of the range within which an appropriate measurement of mass accuracy can be recorded is found.
更なる系統誤差の原因は、系が校正されたときに現われる条件と相関関係のある、質量分析計が動作するときの条件における電荷から生じ得るものである。システム因子が変化すると、結果として校正が妥当でなくなり、最終的な質量測定値が誤りとなる。この状況は、例えば、使用者介入、電源供給の障害、外部の電磁放射源からの干渉、または、周囲温度の変化によって生じる質量ドリフトによって、生じ得る。適当な参照化合物を用いて実施またはチェックされた校正と、記録された質量測定との間に経過した時間が、監視されることが好ましい。この時間が長いほど、好ましいは最終的な測定に割り当てられる精度が低下する。最終的な測定における誤差は、容易に定量されるものではない場合があるが、この状況を認識し、実施される測定に、精度における一般的な不確実性を反映するための努力がなされることが重要である。 Additional sources of systematic errors can arise from charge at conditions when the mass spectrometer is operating, which correlates with conditions that appear when the system is calibrated. As system factors change, the result is that calibration is not valid and the final mass measurement is incorrect. This situation can arise, for example, from user intervention, power supply failure, interference from external electromagnetic radiation sources, or mass drift caused by changes in ambient temperature. The time elapsed between the calibration carried out or checked with a suitable reference compound and the recorded mass measurement is preferably monitored. The longer this time, the lower the accuracy, preferably assigned to the final measurement. Errors in the final measurement may not be easily quantified, but efforts are made to recognize this situation and reflect the general uncertainty in accuracy in the measurement being performed. This is very important.
個々の測定に対する精度の総合的な数値を決定するため、質量測定プロセスの各工程において生じる（前述の）可能性のある誤差が校正されることが好ましい。 In order to determine an overall numerical value of accuracy for the individual measurements, it is preferable to calibrate for possible errors (described above) that occur at each step of the mass measurement process.
測定器校正操作において記録される誤差については前述した。校正は、一般に、分析物の質量測定の前に時々実施される。温度ドリフト、および、質量分析装置の構成に使用された部品および物質の熱膨張に対する電源供給の感受性のため、この時間中のドリフトに対して認識および訂正する必要がある。 The errors recorded in the instrument calibration operation have been described above. Calibration is generally performed from time to time prior to analyte mass measurement. Due to the temperature drift and the sensitivity of the power supply to the thermal expansion of the parts and materials used in the configuration of the mass spectrometer, it is necessary to recognize and correct for this time drift.
質量測定がなされる時に、測定器における重大でないドリフトを理解することを保証するため、内部参照化合物を、質量測定がなされるのと同時、または質量測定前または後の短期間内に導入してもよい。これは、校正式を小さな変化に適合させるだけでなく、系の安定性の内部チェックをも提供する。例えば、フライト時間質量分析計において、単点固定（single point lock）質量補正を行うことができる。参照物質が導入され、実験中、この参照物質からの単一の質量スペクトルピークの測定された質量／電荷数が監視されることが好ましい。実験式と、ここから算出された内部検量体に対する質量／電荷数は、既知である。校正式の全体的なゲインにおける変化が、質量スペクトル規定に対して、質量スペクトルに生じ得る。１以上の内部参照ピークが存在する場合、オフセットドリフトに対する校正を含むように、全体的な校正式に対して、より複雑な変化が組み入れられ得る。 In order to ensure that non-critical drift in the instrument is understood when a mass measurement is made, an internal reference compound is introduced at the same time as the mass measurement is made or within a short period before or after the mass measurement. Also good. This not only adapts the calibration formula to small changes, but also provides an internal check of the stability of the system. For example, in a flight time mass spectrometer, a single point lock mass correction can be performed. A reference material is introduced and the measured mass / charge number of a single mass spectral peak from this reference material is preferably monitored during the experiment. The empirical formula and the mass / charge number for the internal calibrator calculated from this are known. Changes in the overall gain of the calibration equation can occur in the mass spectrum relative to the mass spectrum definition. More complex changes can be incorporated into the overall calibration formula to include calibration for offset drift when more than one internal reference peak is present.
内部参照の質量/電荷数値の決定における誤差は、結果として、分析物の質量測定における誤差を生じる。好ましくは、内部参照質量／電荷数の測定について、前述したような全ての誤差原因を推定するべきである。 Errors in the determination of the mass / charge value of the internal reference result in errors in the analyte mass measurement. Preferably, all sources of error as described above should be estimated for the internal reference mass / number of charges measurement.
分析物化合物と同時に、第２の参照物質を導入する手法においては、バックグラウンドピークまたは分析物ピークからの質量干渉が生じ得る。クロマトグラフ手法において、分析物化合物の強さは、クロマトグラフピークが溶出する時間とともに変化する。しかしながら、内部参照化合物は、実質的に一定の強度のままである。内部参照ピークの強度および分離度に基づいて、これに対する測定された質量／電荷数値の予測された短期散乱を算出することができる。内部参照ピークの質量／電荷数値が、算出された短期統計的散乱よりも相当大きく変化する場合は、内部参照ピークにおいて質量干渉が生じている可能性が考えられる。これは、分析物化合物の溶出、または、分析物とは無関係の混入化合物の溶出による質量干渉からのものであり得る。また、代わりに、シフトは、計器のパラメーター変動、電源供給の障害、または外部の電磁放射源からの干渉によるものであり得る。このシフトが、内部参照測定の統計的散乱よりも大きい場合、結果として生じる、分析物ピークの精度における誤差を推定し、示すことができる。内部参照によって校正された長期ドリフトと、系統的な測定誤差を生じる短期の不安定性とを区別するための努力がなされなければならない。この質量シフトは、クロマトグラフピーク溶出幅と同様のタイムスケールにおいて特徴的に生じ得る。 In approaches where a second reference material is introduced simultaneously with the analyte compound, mass interference from background or analyte peaks can occur. In chromatographic techniques, the strength of the analyte compound varies with the time at which the chromatographic peak elutes. However, the internal reference compound remains substantially constant in strength. Based on the intensity and resolution of the internal reference peak, a predicted short-term scatter of the measured mass / charge value for this can be calculated. If the mass / charge value of the internal reference peak changes significantly greater than the calculated short-term statistical scattering, it is possible that mass interference has occurred at the internal reference peak. This can be from mass interference due to elution of analyte compounds or elution of contaminant compounds independent of the analyte. Alternatively, the shift may be due to instrument parameter variations, power supply failures, or interference from external electromagnetic radiation sources. If this shift is greater than the statistical scatter of the internal reference measurement, the resulting error in the accuracy of the analyte peak can be estimated and indicated. Efforts must be made to distinguish between long-term drift calibrated by internal references and short-term instabilities that result in systematic measurement errors. This mass shift can occur characteristically on a time scale similar to the chromatographic peak elution width.
好ましくは、前述したような全ての統計上の誤差および生じ得る系統誤差の原因は、分析物ピーク測定について推定されるべきである。 Preferably, all statistical errors as described above and possible sources of systematic errors should be estimated for the analyte peak measurement.
更に、クロマトグラフ分離法を用いて、クロマトグラフ溶出タイムスケールの間に、分析物のそれぞれの質量測定を行うことが好ましい。これは、後に平均が求められ、最終的に記録される質量／電荷数として示される。クロマトグラフピークにわたる個々の測定が、それらの各々の強さに基づく系統的な変動を有することが予測される。溶出化合物からのピークからの質量測定セットが、予測されたものと比較して、値（σ）の非常に大きな広がりを有する場合、共溶出または部分的に共溶出した化合部Ｔからの干渉の存在が示され得る。このような状況においては、信頼できる精度の推定は記録できない。 Furthermore, it is preferable to perform a mass measurement of each analyte during the chromatographic elution time scale using a chromatographic separation method. This is expressed as the mass / charge number that is subsequently averaged and finally recorded. Individual measurements across chromatographic peaks are expected to have systematic variation based on their respective strengths. If the mass measurement set from the peak from the eluting compound has a very large spread of values (σ) compared to that expected, the interference from the co-eluting or partially co-eluting compound T The presence can be shown. In such situations, reliable accuracy estimates cannot be recorded.
前述の算出された誤差の全てが、一般的な単位、例えば、質量／電荷数の百万分率（ｐｐｍ）または質量単位で決定された場合、個々の誤差は、単一の質量測定に関連した誤差の総合的な推定値を得るために、求積に加えることができる。 If all of the above calculated errors are determined in common units, for example, mass / charge parts-per-million (ppm) or mass units, each individual error is related to a single mass measurement. Can be added to the quadrature to obtain a comprehensive estimate of the error made.
ここで、σ1からσnは、統計誤差への各々の寄与度について算出された標準偏差を示し、σTは、分析物イオンの質量／電荷数値測定における合計の算出された標準偏差である。 Here, σ 1 to σ n indicate the standard deviation calculated for each contribution to the statistical error, and σ T is the calculated standard deviation of the sum in the mass / charge numerical measurement of the analyte ion. .
推定された質量／電荷数測定の精度は、好ましくは記録され、任意で、質量スペクトルに表示または一覧記入された各質量／電荷数測定値とともに示される。記録された図は、散乱を、平均値に関する±σTの倍数で示すことが好ましい。測定の信頼性は、ガウス分布に基づいて、±σTの異なる倍数に対して表すことができる。下記表は、ガウス分布から導き出された、幾つかの一般的な信頼限界を与えるものである。 The estimated mass / charge number measurement accuracy is preferably recorded and optionally shown with each mass / charge number measurement displayed or listed in the mass spectrum. The recorded figure preferably shows the scattering as a multiple of ± σ T with respect to the mean value. The reliability of the measurement can be expressed for different multiples of ± σ T based on a Gaussian distribution. The table below gives some general confidence limits derived from the Gaussian distribution.
例えば、９８．７６％の信頼水準を示す±２．５σTの図が示され得る。この図は、質量スペクトルまたは質量スペクトルリストにおいて附註として現わすことができ、且つ／または、元素組成算出結果の出力に組み入れることができる。 For example, a ± 2.5σ T diagram showing a 98.76% confidence level may be shown. This figure can appear as an adjunct in the mass spectrum or mass spectrum list and / or can be incorporated into the output of the elemental composition calculation results.
測定の精度は、算出された信頼限界を反映するように示された質量／電荷数の附註に対し、十進数の位を自動的に設定することによっても示すことができる。 The accuracy of the measurement can also be shown by automatically setting the decimal place for the mass / charge number attachment shown to reflect the calculated confidence limit.
特に、提案される候補元素組成の算出に使用される最小ｐｐｍウィンドウを限定する場合、精度水準が高すぎて示し得ないということは重要である。質量測定における総合誤差の意味のある推定値を算出するために不十分なデータしか得られない状況は、限定されるべきである。好ましい実施形態においては、算出された誤差の推定値は、測定中に内部参照化合物が存在するか、または、校正が許容できるタイムフレーム内でなされる場合のみ、表示されることが好ましい。 In particular, when limiting the minimum ppm window used to calculate the proposed candidate element composition, it is important that the accuracy level is too high to indicate. The situation where only insufficient data is available to calculate a meaningful estimate of the total error in mass measurement should be limited. In a preferred embodiment, the calculated error estimate is preferably displayed only if an internal reference compound is present during the measurement or if calibration is done within an acceptable time frame.
測定の間に用いられた質量校正は、妥当であるべきである。校正の妥当性を限定する基準は、個々の質量分析計について決定されるべきである。この基準は、校正に影響し得る臨界計器パラメーターへの変化、または、校正が実施されてから許容できないほどの時間が経過したか否かを含む。 The mass calibration used during the measurement should be reasonable. Criteria that limit the validity of the calibration should be determined for each individual mass spectrometer. This criterion includes changes to critical instrument parameters that can affect the calibration, or whether an unacceptable amount of time has passed since the calibration was performed.
図８および９は、エレクトロスプレー（Electospray）電離（ＥＳＩ）を用いてイオン化したポリエチレングリコールの混合物の厳密質量測定に適用された、好ましい方法を示す。生じたイオンを、直交加速フライト時間質量分析計を用いて分析した。図８は、校正後の残余誤差を示す。ｘ軸は、既知の実験式の基づいた検量体ピークの算出された質量／電荷数値を示す。ｙ軸は、校正が適用された後の、校正された質量/電荷数値と、既知の参照質量/電荷数値との間の差を示す。ｙ軸は、誤差の百万分率（ｐｐｍ）単位を示す。縦線は、＋／−２σCを示し、σCは、ピーク中心決定における統計的な不確実性をｐｐｍで表したものである。エラーバーは、９５％信頼限界内における、各校正点の繰り返された測定値からの記録された質量／電荷数から予測し得る、算出された散乱を示す。点線は、校正の質量／電荷数範囲内における後続の測定に対する、予測された９５％信頼境界を示す。この境界は、三次加重最小二乗線形回帰を用いて算出された分散および共分散に基づいて算出した。 FIGS. 8 and 9 show a preferred method applied to exact mass measurement of a mixture of polyethylene glycol ionized using electrospray ionization (ESI). The resulting ions were analyzed using an orthogonal acceleration flight time mass spectrometer. FIG. 8 shows the residual error after calibration. The x-axis shows the calculated mass / charge value of the calibrator peak based on a known empirical formula. The y-axis shows the difference between the calibrated mass / charge value and the known reference mass / charge value after the calibration is applied. The y-axis indicates parts per million (ppm) of error. The vertical line indicates +/− 2σ C , where σ C is the statistical uncertainty in determining the peak center in ppm. Error bars indicate calculated scatter that can be predicted from the recorded mass / charge number from repeated measurements at each calibration point within 95% confidence limits. The dotted line shows the predicted 95% confidence bound for subsequent measurements within the calibration mass / charge number range. This boundary was calculated based on the variance and covariance calculated using cubic weighted least squares linear regression.
図９は、図８に示した校正から導き出された式を用いた校正後の、混合物の好ましい実施形態に係る質量スペクトルを示す。７４５．４１９７７の質量／電荷数を有するイオンを、単点内部二次参照校正として用い、この特定のイオンに対してエラーバーは示されていない。 FIG. 9 shows the mass spectrum according to a preferred embodiment of the mixture after calibration using the formula derived from the calibration shown in FIG. An ion with a mass / charge number of 745.41977 is used as a single point internal secondary reference calibration and no error bars are shown for this particular ion.
各質量／電荷数測定値について予測された誤差を結合させて、各測定値について総合的な９５％信頼範囲を得た。図９に示された質量スペクトルに表示された質量／電荷数値は、予測された９５％信頼範囲が附註されており、小数点以下第３位までに切り捨てて、測定値の予測された正確度を得ている。 The predicted error for each mass / charge number measurement was combined to give an overall 95% confidence range for each measurement. The mass / charge numbers displayed in the mass spectrum shown in FIG. 9 are attached with the predicted 95% confidence range, rounded down to the third decimal place, and the predicted accuracy of the measured values is shown. It has gained.
好ましい実施形態を参照して本発明を説明したが、添付のクレームに示される発明の範囲から逸脱することなく、形態および詳細において様々な変更がなし得ることが、当業者に理解されるであろう。 Although the invention has been described with reference to preferred embodiments, workers skilled in the art will recognize that various changes can be made in form and detail without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims. Let's go.
Claims (32)
前記質量スペクトルデータにおいて認められるｎ種のイオンの質量／電荷数を測定する工程と、
測定された前記ｎ種のイオンの各々の質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出する工程とを含み、
イオン種の真正の、正確な、実際の、または許容できる質量／電荷数が、算出された個々のエラーバーの範囲内となる確率または信頼性が、ｘ％に等しいか、またはそれよりも大きく、ｘ≧５０であり、
個々のエラーバーを算出する工程が、前記イオンの質量／電荷数の測定における系統誤差および／または統計誤差を推定することを含む
質量分析方法。 Obtaining mass spectral data using a mass spectrometer;
Measuring the mass / charge number of the n ions found in the mass spectral data;
Calculating individual error bars for the measured mass / charge number of each of the n types of ions,
Probability or reliability that the true / accurate / actual / acceptable mass / charge number of the ionic species is within the calculated individual error bars is equal to or greater than x% X ≧ 50 ,
The method of mass spectrometry , wherein the step of calculating individual error bars comprises estimating systematic and / or statistical errors in the measurement of the mass / charge number of the ions .
前記１以上の関心対象の質量／電荷数が、前記異種のイオンの少なくとも一部のエラーバーの範囲内に入るか否かを知るために、前記質量スペクトルデータにおいて認められた前記異種のイオンの少なくとも一部の測定された質量／電荷数および算出された個々のエラーバーの少なくとも一部を調べる工程とを含む請求項１〜２９のいずれかに記載の方法。 Further, the step of limiting the mass / charge number of the one or more objects of interest and whether the mass / charge number of the one or more objects of interest falls within the error bars of at least some of the different ions. Examining at least a portion of the measured mass / charge number and at least a portion of the calculated individual error bar of at least a portion of the heterogeneous ions found in the mass spectral data to know . 30. The method according to any of 29 .
前記１以上の関心対象の質量／電荷数が、前記複数の質量スペクトルから認められた前記異種のイオンの少なくとも一部のエラーバーの範囲内に入るか否かを知るために、期間中に得られた前記複数の質量スペクトルから認められた前記異種のイオンの測定された質量／電荷数および算出された個々のエラーバーを調べる工程とを含む請求項１〜３０のいずれかに記載の方法。 Further, limiting the mass / charge number of the one or more objects of interest;
In order to know whether the one or more mass / charge numbers of interest falls within the error bars of at least some of the heterogeneous ions found from the plurality of mass spectra. 31. Examining the measured mass / charge number and calculated individual error bars of the heterogeneous ions found from the plurality of mass spectra obtained. 31. A method according to any preceding claim .
前記処理システムが、質量スペクトルデータを得て、前記質量スペクトルデータにおいて認められたｎ種のイオンの質量／電荷数を測定し、測定された前記ｎ種のイオンのそれぞれの質量／電荷数について、個々のエラーバーを算出するように構成されており、
イオン種の真正の、正確な、実際の、または許容できる質量／電荷数が、算出された個々のエラーバーの範囲内となる確率または信頼性が、ｘ％に等しいか、またはそれよりも大きく、ｘ≧５０であり、
個々のエラーバーを算出する工程が、前記イオンの質量／電荷数の測定における系統誤差および／または統計誤差を推定することを含む質量分析計。
Including a mass spectrometer and a processing system,
The processing system obtains mass spectral data, measures the mass / charge number of the n ions recognized in the mass spectral data, and for each mass / charge number of the measured n ions, It is configured to calculate individual error bars,
Probability or reliability that the true / accurate / actual / acceptable mass / charge number of the ionic species is within the calculated individual error bars is equal to or greater than x% X ≧ 50 ,
A mass spectrometer wherein the step of calculating individual error bars includes estimating systematic and / or statistical errors in the measurement of the mass / charge number of the ions .
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