JP4644560B2 - Mass spectrometry system - Google Patents

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Description

本発明は多種類の成分を含むサンプルの分離分析システムに関し、特にタンパク質やペプチド、糖鎖、代謝産物などの生体関連物質解析に使用する液体クロマトグラフ/質量分析システム、分析方法、装置に関する。   The present invention relates to a separation / analysis system for a sample containing various kinds of components, and more particularly to a liquid chromatograph / mass spectrometry system, analysis method, and apparatus used for analysis of biological substances such as proteins, peptides, sugar chains, and metabolites.

近年、バイオ・創薬・診断・食品分野を中心に、生体組織や体液などに含まれるタンパク質やペプチド、糖鎖、代謝産物などの生体関連物質を網羅的に解析するプロテオーム解析やペプチドーム解析、グライコーム解析、メタボローム解析が重要視されている。これらの解析では、サンプルに含まれる多数の成分を、精度よく同定したり、定量したりすることが求められている。   In recent years, mainly in the fields of biotechnology, drug discovery, diagnosis, and food, proteome analysis, peptideome analysis, and glycome that comprehensively analyze biological substances such as proteins, peptides, sugar chains, and metabolites contained in biological tissues and body fluids Analysis and metabolomic analysis are regarded as important. In these analyses, it is required to accurately identify or quantify a large number of components contained in a sample.

上記解析では、高感度分析が可能な液体クロマトグラフ/タンデム質量分析装置(LC/MSn)が用いられることが多い。液体クロマトグラフ(LC)では液体サンプルの分離を行い、分離物質はインターフェース部で気体状イオンに変換され、タンデム質量分析装置(MSn)に導入され、質量分析スペクトルあるいはタンデム質量分析スペクトルを取得することにより、イオン質量や解離イオン質量、及び、それらのイオン強度が決定される。   In the above analysis, a liquid chromatograph / tandem mass spectrometer (LC / MSn) capable of high sensitivity analysis is often used. Liquid chromatograph (LC) separates a liquid sample, and the separated substance is converted into gaseous ions at the interface and introduced into a tandem mass spectrometer (MSn) to obtain a mass spectrum or tandem mass spectrum. Determines the ion mass, the dissociated ion mass, and their ionic strength.

一般に用いられているデータ依存解析では、強度の高い順に、指定された数のイオンをプレカーサーとして選定している。また、イオン質量やイオン電荷数、LC保持時間などについての所定物質の情報を内部データベースに格納し、タンデム質量分析等の要否判断に用いる技術が、[特許文献1]や[特許文献2]に記載されている。この内部データベースを用いると、所定物質について内部データベースを分析の実時間で検索し、タンデム質量分析における前駆イオンの選択肢から除外することにより、その他の成分をタンデム質量分析することなどが可能となる。そのため、内部データベースを用いたタンデム質量分析技術は、特に微量成分の分析に有効である。   In a data dependency analysis that is generally used, a specified number of ions are selected as a precursor in descending order of intensity. In addition, a technique for storing information on a predetermined substance, such as ion mass, ion charge number, LC retention time, etc. in an internal database and using it for determining necessity of tandem mass spectrometry or the like [Patent Document 1] and [Patent Document 2]. It is described in. When this internal database is used, the internal database is searched for a predetermined substance in real time and excluded from the precursor ion options in tandem mass spectrometry, so that other components can be subjected to tandem mass spectrometry. Therefore, tandem mass spectrometry technology using an internal database is particularly effective for analyzing trace components.

四重極質量分析計(フィルター)-飛行時間型質量分析計(Q-TOF)では、四重極フィルターで選択された前駆イオンを四重極フィルターとTOFの中間に設置された衝突セルに導入し、衝突誘起解離(CID)させ、解離イオンをTOFで質量分析することができる。このQ-TOFにおいて、特定の質量範囲に含まれるイオン全てを前駆イオンとし、タンデム質量分析する技術の記載が[特許文献3]に見られる。四重極フィルターで特定の質量範囲のイオンを全て透過させる機能を利用した技術であり、複数の前駆イオンをタンデム質量分析することが可能である。また、イオントラップ質量分析計においてタンデム質量分析不要イオンを選択的に排出する技術の記載が[特許文献4]にある。また、四重極フィルターとフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計を結合した装置に関する記述が[非特許文献3]にある。質量分析スペクトルに検出されるイオンに対し、イオンサイクロトロン共鳴質量分析計でアイソレーション、及び、赤外線を用いた赤外多光子解離(IRMPD)または高周波電界(Rf)加熱を用いた解離により生成された解離イオンを分析する。以上のような手法を用いると、同時に複数の前駆イオンのタンデム質量分析スペクトルを得ることが可能である。   Quadrupole mass spectrometer (filter)-Time-of-flight mass spectrometer (Q-TOF) introduces precursor ions selected by the quadrupole filter into a collision cell placed between the quadrupole filter and TOF Then, collision-induced dissociation (CID) is performed, and the dissociated ions can be mass analyzed with TOF. In this Q-TOF, [Patent Document 3] describes a technique for performing tandem mass spectrometry using all ions included in a specific mass range as precursor ions. This is a technique that utilizes a function of transmitting all ions in a specific mass range with a quadrupole filter, and enables tandem mass spectrometry of a plurality of precursor ions. [Patent Document 4] describes a technique for selectively discharging tandem mass spectrometry unnecessary ions in an ion trap mass spectrometer. [Non-Patent Document 3] describes a device that combines a quadrupole filter and a Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer. For ions detected in the mass spectrometry spectrum, they were generated by isolation using an ion cyclotron resonance mass spectrometer and dissociation using infrared multiphoton dissociation (IRMPD) using infrared rays or radio frequency (Rf) heating. Analyze dissociated ions. By using the method as described above, it is possible to obtain tandem mass spectrometry spectra of a plurality of precursor ions at the same time.

LCによる分離成分の定量解析においては、ダイナミックレンジの広いイオン検出が可能な質量分析計(MS)を用い、得られる質量分析スペクトルやタンデム質量分析スペクトルにおけるイオン強度の経時的変化を解析する手法(絶対定量)がしばしば用いられる。しかし、同時に他成分が検出される場合には、イオン化効率が変化するために、精度の高い定量解析は困難である。そこで、同位体標識法の導入により、標準サンプルとのイオン強度の相対的な比較を解析する手法(例えば[非特許文献1]、[非特許文献2])がしばしば用いられている。即ち、標準サンプルと比較対照サンプルをそれぞれ別の安定同位体で標識し、これらの混合サンプルを分析すると、LC分離成分として、異なる同位体で標識された同一の分離成分が質量のみ数Da異なるペアとなって検出される。このペアのイオン強度比を決定することにより、相対的定量解析が可能である。定量分析においては、同定精度や定量方法により、質量分析スペクトルにおけるイオン強度を解析する場合と、タンデム質量分析スペクトルを解析する場合と使い分けられている。   In quantitative analysis of separated components by LC, a mass spectrometer (MS) capable of detecting ions with a wide dynamic range is used to analyze changes in ion intensity over time in the obtained mass spectrometry spectrum and tandem mass spectrometry spectrum ( Absolute quantification) is often used. However, when other components are detected at the same time, the ionization efficiency changes, so that accurate quantitative analysis is difficult. In view of this, a technique (for example, [Non-Patent Document 1] and [Non-Patent Document 2]) of analyzing a relative comparison of ionic strength with a standard sample is often used by introducing an isotope labeling method. That is, when the standard sample and the comparative sample are labeled with different stable isotopes, and these mixed samples are analyzed, the same separated components labeled with different isotopes are separated by mass by a number Da by the LC separation components. Is detected. By determining the ionic strength ratio of this pair, a relative quantitative analysis is possible. In the quantitative analysis, depending on the identification accuracy and the quantitative method, the case where the ion intensity in the mass spectrometry spectrum is analyzed and the case where the tandem mass spectrometry spectrum is analyzed are properly used.

特開2004-071420.JP2004-071420.

特開2005-091344.JP2005-091344. 特開11-154486.JP11-154486. 特開2005-108578.JP2005-108578. Nature Biotechnology 23 (2005) 617-621.Nature Biotechnology 23 (2005) 617-621. Nature Biotechnology 17 (1999) 994-999.Nature Biotechnology 17 (1999) 994-999. Analytical Chemistry 73 (2001) 3312-3322.Analytical Chemistry 73 (2001) 3312-3322.

液体クロマトグラフ/タンデム質量分析装置(LC/MSn)では、LCで分離される分離物質の質量分析計(MS)で検出される時間は有限で、典型的には数十秒程度である。一方、タンデム質量分析スペクトル(MS/MSスペクトル)あるいは通常の質量分析スペクトルを取得するには、データ取得に0.1から数秒程度必要とされる。そのため、多数の夾雑成分が混在するサンプルを分析する場合には、検出される全ての分離成分に対してタンデム質量分析を実施することは困難な場合がある。   In a liquid chromatograph / tandem mass spectrometer (LC / MSn), the time required for detection of separated substances separated by LC with a mass spectrometer (MS) is finite, typically about several tens of seconds. On the other hand, in order to acquire a tandem mass spectrometry spectrum (MS / MS spectrum) or a normal mass analysis spectrum, it takes about 0.1 to several seconds for data acquisition. Therefore, when analyzing a sample in which a large number of contaminant components are mixed, it may be difficult to perform tandem mass spectrometry on all detected separated components.

一方、精度の高い定量解析を行なうためには、分離成分のイオン強度に対する時間変化を得る必要がある。そのため、一種類の分離成分に対して3点から10点程度のデータ(質量分析スペクトルまたはタンデム質量分析スペクトル)を取得する必要がある。そのためには、特に夾雑成分が非常に多いサンプルを分析する場合、分離成分を一種類づつタンデム質量分析することが非常に困難である。また、同時に複数の前駆イオンのタンデム質量分析スペクトルを得る際には、得られたタンデム質量分析スペクトルに基づき、元の前駆イオンの同定や強度情報を解析する必要が生じる。   On the other hand, in order to perform highly accurate quantitative analysis, it is necessary to obtain a time change with respect to the ionic strength of the separation component. Therefore, it is necessary to acquire about 3 to 10 points of data (mass analysis spectrum or tandem mass analysis spectrum) for one kind of separation component. For this purpose, it is very difficult to perform tandem mass spectrometry for each separated component, particularly when analyzing a sample having a large amount of contaminating components. In addition, when obtaining tandem mass spectrometry spectra of a plurality of precursor ions at the same time, it is necessary to analyze the identification and intensity information of the original precursor ions based on the obtained tandem mass spectrometry spectra.

近年、高スループット解析技術を用いた多成分の定量解析が、バイオマーカー探索分野を中心に試みられている。そこでは、解析結果の統計的な評価を行うため、多数のサンプルの分析を行なう必要があり、前処理の精製や分離を充分に行なうことが困難な場合がある。その結果、解析に用いられるサンプルの分析における特徴は、1)得られた質量分析スペクトルにおいて非常に多くの成分を含む、2)質量分析スペクトルにおいてブロードなバックグラウンドを形成する極めて微量多種類のイオン(化学ノイズと呼ばれ、電気的ノイズと区別される)を含む、ことが多い点である。このようなサンプルを分析する場合、[特許文献1]、[特許文献2]に記載の内部データベースを用いても、検出成分全てのタンデム質量分析スペクトルを効率よく得ることは困難である。   In recent years, quantitative analysis of multi-components using high-throughput analysis technology has been attempted mainly in the biomarker search field. In this case, in order to statistically evaluate the analysis results, it is necessary to analyze a large number of samples, and it may be difficult to sufficiently purify and separate the pretreatment. As a result, the characteristics of the analysis of the sample used for analysis are as follows: 1) a very large number of components in the obtained mass spectrometry spectrum, and 2) a very small amount of many kinds of ions that form a broad background in the mass spectrometry spectrum. (Referred to as chemical noise, distinguished from electrical noise). When analyzing such a sample, it is difficult to efficiently obtain a tandem mass spectrometry spectrum of all the detected components even if the internal databases described in [Patent Document 1] and [Patent Document 2] are used.

また、質量分析スペクトルで検出されたイオンに対し、[特許文献3]に記載のように、特定の質量範囲に属する全てのイオンをタンデム質量分析する場合には、得られるタンデム質量分析スペクトルは非常に複雑で解析が困難なものとなる。特に、異なる前駆イオン由来の解離イオン(フラグメントイオン)で質量分析計により充分に分離されないものが含まれる場合、解析が極めて困難となる。化学ノイズが前駆イオンに含まれることも、タンデム質量分析スペクトルの解析を困難にする原因となる。[特許文献4]に記載のように、複数種類の前駆イオンをタンデム質量分析する場合も同様の状態が想定される。即ち、例えば、同時に100種類程度の分離成分が検出された場合において、それらの成分を同時にタンデム質量分析するときには、得られるタンデム質量分析スペクトルは複雑になり、元の前駆イオンの解析が困難になる可能性がある。さらに、未知物質由来の解離イオンがタンデム質量分析スペクトルに含まれている場合、その未知物質単独のタンデム質量分析スペクトルを取得し、内容確認を速やかに行なうことが困難である。実際には、そのデータ取得に一回分析を実施する必要が生じ、分析スループットを低下させる原因となる。   Further, as described in [Patent Document 3], when tandem mass spectrometry is performed on all ions belonging to a specific mass range as described in [Patent Document 3], the obtained tandem mass spectrometry spectrum is extremely Complicated and difficult to analyze. In particular, when dissociated ions (fragment ions) derived from different precursor ions that are not sufficiently separated by a mass spectrometer are included, analysis becomes extremely difficult. The inclusion of chemical noise in the precursor ions also makes it difficult to analyze the tandem mass spectrometry spectrum. As described in [Patent Document 4], a similar state is assumed when a plurality of types of precursor ions are subjected to tandem mass spectrometry. That is, for example, when about 100 kinds of separated components are detected at the same time, when these components are simultaneously analyzed by tandem mass spectrometry, the resulting tandem mass spectrometry spectrum becomes complicated, making it difficult to analyze the original precursor ions. there is a possibility. Furthermore, when dissociated ions derived from an unknown substance are included in the tandem mass spectrometry spectrum, it is difficult to obtain a tandem mass spectrometry spectrum of the unknown substance alone and quickly confirm the contents. Actually, it is necessary to perform an analysis once for the data acquisition, which causes a decrease in analysis throughput.

また、上記の多成分を含む等のようなサンプルを分析する場合には、イオントラップにおいてスペースチャージ効果を無視することができない。即ち、多量のイオンがイオントラップに導入される場合、イオンの捕捉効率が低減し、定量解析に悪影響を与える可能性がある。スペースチャージ効果を防止するために、イオントラップに取り込まれるイオン数を制限することも可能だが、定量の厳密性が損なわれる等、高感度分析に不利な場合が発生する。   In addition, when analyzing a sample containing the above-mentioned multiple components, the space charge effect cannot be ignored in the ion trap. That is, when a large amount of ions are introduced into the ion trap, the ion trapping efficiency is reduced, which may adversely affect the quantitative analysis. In order to prevent the space charge effect, it is possible to limit the number of ions taken into the ion trap, but there are cases where it is disadvantageous for high-sensitivity analysis, for example, the precision of quantification is impaired.

上記課題は、以下の構成により解決される。
(1)分析対象とするイオンの質量情報(質量m、電荷数z)、LC保持時間、及び、タンデム質量分析スペクトル情報(解離イオンのm/zや強度など)を登録することができる内部データベースを有し、質量分析スペクトルが取得されると、内部データベース検索を実施し、タンデム質量分析における前駆イオン候補数に応じるなどして、前駆イオン群をイオン強度やタンデム質量分析スペクトル情報に基づいて幾つかのグループに分類し、グループ毎に纏めてタンデム質量分析を実施する分析シーケンスを実時間で決定し、実施することができる高スループット質量分析システム。
(2)得られたタンデム質量分析スペクトルに対し、内部データベースを用いて実時間でデータ解析を実施することにより、未知物質由来の解離イオンがタンデム質量分析スペクトルに含まれているか否かを判別し、未知物質由来の解離イオンがタンデム質量分析スペクトルに含まれている場合には、そのイオンを推定し、そのイオンのみを前駆イオンとするタンデム質量分析スペクトルを取得することができる高スループット質量分析システム。
(3)さらに、(1)と(2)を組み合わせた構成としても勿論よい。
(4)また、タンデム質量分析スペクトルを取得する必要のない場合には、分析対象とするイオンの質量情報(質量m、電荷数z)やLC保持時間を登録することができる内部データベースを有し、質量分析スペクトルが取得されると、内部データベース検索を実施し、分析イオン候補数に応じるなどして、前駆イオン群を幾つかのグループに分類し、グループ毎に纏めて高周波電界(Rf)を用いたアイソレーションを実施することによりスペースチャージ効果を低減させ、定量解析のための質量スペクトルを取得する。
The above problem is solved by the following configuration.
(1) Internal database that can register mass information (mass m, number of charges z), LC retention time, and tandem mass spectrometry spectrum information (m / z and intensity of dissociated ions) of the ions to be analyzed When a mass spectrometry spectrum is acquired, an internal database search is performed, and the number of precursor ion groups is determined based on ion intensity and tandem mass spectrometry spectrum information, such as according to the number of candidate precursor ions in tandem mass spectrometry. A high-throughput mass spectrometry system that can classify and perform tandem mass spectrometry for each group in real time and determine the analysis sequence in real time.
(2) The obtained tandem mass spectrometry spectrum is analyzed in real time using an internal database to determine whether dissociated ions derived from unknown substances are included in the tandem mass spectrometry spectrum. When a dissociated ion derived from an unknown substance is contained in a tandem mass spectrometry spectrum, the ion is estimated and a high-throughput mass spectrometry system that can acquire a tandem mass spectrometry spectrum using only that ion as a precursor ion .
(3) Furthermore, it is of course possible to adopt a configuration in which (1) and (2) are combined.
(4) In addition, when there is no need to acquire a tandem mass spectrometry spectrum, it has an internal database that can register mass information (mass m, number of charges z) and LC retention time of ions to be analyzed Once the mass spectrometry spectrum is acquired, the internal database is searched and the precursor ion group is classified into several groups according to the number of analysis ion candidates, and the high-frequency electric field (Rf) is grouped for each group. By performing the isolation used, the space charge effect is reduced and a mass spectrum for quantitative analysis is acquired.

質量分析システムの例としては、複数の物質の情報を格納する少なくとも1つのデータベースと、イオントラップ部を具備してかつ試料をイオン化するイオン源と、前記イオン源でイオン化されたイオンについての質量分析を行う質量分析部と、複数のイオンからなるイオン群毎にダンデム質量分析を行うための条件設定をするための入力部と、前記入力部からの入力に基づいて前記イオントラップ部への印加電圧が制御される電源部と、前記質量分析部の分析結果を検出する検出部とを有することを特徴とする。   Examples of the mass spectrometry system include at least one database for storing information on a plurality of substances, an ion source that includes an ion trap unit and ionizes a sample, and mass analysis for ions ionized by the ion source. An input unit for setting conditions for performing dandem mass analysis for each ion group composed of a plurality of ions, and an applied voltage to the ion trap unit based on an input from the input unit And a detection unit that detects an analysis result of the mass analysis unit.

また、コンピューターに読込まれることによって、質量分析システムの制御のためのコンピューターの実行に係るプログラムの例としては、複数のイオンからなるイオン群毎にダンデム質量分析を行うための条件を入力部を介して設定する第1の工程と、データベース検索手段を介してデータベースを検索して、ダンデム質量分析対象のイオンについての情報を得る第2の工程と、質量分析部を介して取得する1次質量分析結果情報と前記情報とに基づき、前記イオン群を決定する第3の工程と、前記第3の工程で決定された結果に基づき、電源制御手段を介してイオントラップ部へダンデム質量分析のための電圧印加を指令する第4の工程とをコンピューターに実行させることを特徴とする。   In addition, as an example of a program related to the execution of a computer for controlling a mass spectrometry system by being read by a computer, a condition for performing dandem mass spectrometry for each ion group composed of a plurality of ions is set as an input unit. A first step that is set via the first step, a second step that obtains information about ions of the dandem mass analysis target by searching the database via the database search means, and a primary mass obtained via the mass analyzer. Based on the analysis result information and the information, a third step of determining the ion group, and on the basis of the result determined in the third step, to the ion trap unit via the power supply control means for dandem mass analysis And causing the computer to execute a fourth step of instructing voltage application.

本発明によれば、非常に多種類の物質が混合したサンプルを分析する場合、従来比で一桁以上の数の物質に対して高スループット定量分析することが可能となる。また、未知物質の検出も効率的に行なうことができる。さらに、内部データベースの利用により、タンデム質量分析スペクトルで検出されるフラグメントイオンと前駆イオンとの対応を明確にすることができる。   According to the present invention, when analyzing a sample in which a very large variety of substances are mixed, it is possible to perform high-throughput quantitative analysis with respect to a substance with an order of magnitude or more compared to the conventional one. Also, unknown substances can be detected efficiently. Furthermore, the correspondence between the fragment ions detected in the tandem mass spectrometry spectrum and the precursor ions can be clarified by using the internal database.

図1に、質量分析システムの一実施例におけるシステム構成図を示す。この装置は、液体クロマトグラフとイオントラップ-飛行時間型質量分析装置を結合させた装置である。サンプル液は液体クロマトグラフ用ポンプシステムに導入され、管1を通って、分離用のカラムに導入される。そこで、サンプルに含まれる多種類の物質は分離され、カラム末端部から分離物質が順次エレクトロスプレーイオン化法などの噴霧イオン化法により気体状イオンに変換される。生成されたイオンは、質量分析装置の第一細孔2から真空部に導入され、一定の高周波電界を発生させるイオン輸送部3を通って、イオントラップ4に導入される。第1高周波電源で制御されるイオントラップ4では、10ミリ秒程度の一定時間だけ、導入されるイオンの取り込みが行われる。そして、取り込まれたイオンは、第2高周波電源で制御される多重極ポールからなる衝突減衰器5で細いビーム状に整形され、高真空状態にある飛行時間型質量分析計6に導入される。そして、イオン加速部7でパルス的に加速されたイオンは、リフレクター8でエネルギー収束を受けた後、検出器9で検出される。検出器9にイオンが到達するまでの飛行時間を正確に測定することにより、イオンの質量mを電荷数zで割ったm/zを高精度で決定することができる。非常に多種類の物質が混合したサンプルを分析する場合、液体クロマトグラフの分離カラムでは完全に各成分を分離することができず、検出器9には複数種のイオンが検出されることが多い。情報処理部に入力された検出イオン情報は、ディスプレーなどの表示部で質量スペクトル(MSスペクトル)として表示される。   FIG. 1 shows a system configuration diagram in one embodiment of a mass spectrometry system. This apparatus combines a liquid chromatograph and an ion trap-time-of-flight mass spectrometer. The sample liquid is introduced into a liquid chromatograph pump system, and is introduced into a separation column through a pipe 1. Therefore, many kinds of substances contained in the sample are separated, and the separated substances are sequentially converted into gaseous ions from the column end by a spray ionization method such as an electrospray ionization method. The generated ions are introduced into the vacuum part from the first pore 2 of the mass spectrometer, and are introduced into the ion trap 4 through the ion transport part 3 that generates a constant high-frequency electric field. In the ion trap 4 controlled by the first high-frequency power source, the introduced ions are taken in for a fixed time of about 10 milliseconds. The captured ions are shaped into a thin beam by a collision attenuator 5 composed of a multipole pole controlled by a second high-frequency power source, and introduced into a time-of-flight mass spectrometer 6 in a high vacuum state. The ions accelerated in a pulse manner by the ion accelerating unit 7 are detected by the detector 9 after being subjected to energy convergence by the reflector 8. By accurately measuring the time of flight until ions reach the detector 9, m / z obtained by dividing the mass m of ions by the number of charges z can be determined with high accuracy. When analyzing a sample in which a large variety of substances are mixed, the liquid chromatograph separation column cannot completely separate the components, and the detector 9 often detects a plurality of types of ions. . The detected ion information input to the information processing unit is displayed as a mass spectrum (MS spectrum) on a display unit such as a display.

典型的な内部データベース登録情報を、図17に示す。データベースの名称や作成時期、更新時期の情報が含まれることが望ましい。分析された前駆イオン(一種類)のモノアイソトピックイオン質量mや電荷z、mの誤差δm、液体クロマトグラフの保持時間(RT)やRTの誤差δRT、のみならず、MS/MSスペクトルで検出されたフラグメントイオンのモノアイソトピックイオン質量mや電荷z、イオン強度情報(相対強度など)が内部データベースに登録される。なお、質量精度が低い質量分析計を使用する場合などには、mはモノアイソトピックイオン質量ではなく、平均質量としても構わない。保持時間は液体クロマトグラフのグラジエント条件等に依存するため、内部データベースには、液体クロマトグラフの分析条件が含まれることが便利である。また、タンデム質量分析におけるイオン解離方法(CIDやECD、IRMPDなど)の情報も重要である。   Typical internal database registration information is shown in FIG. It is desirable to include information on the name, creation time, and update time of the database. Detected precursor ion (one type) of monoisotopic ion mass m, charge z, m error δm, liquid chromatograph retention time (RT) and RT error δRT, as well as MS / MS spectra The monoisotopic ion mass m, charge z, and ion intensity information (such as relative intensity) of the fragment ion thus registered are registered in the internal database. In addition, when using a mass spectrometer with low mass accuracy, m may not be a monoisotopic ion mass but an average mass. Since the retention time depends on the gradient conditions and the like of the liquid chromatograph, it is convenient that the internal database includes the analysis conditions of the liquid chromatograph. Information on ion dissociation methods (CID, ECD, IRMPD, etc.) in tandem mass spectrometry is also important.

データベースの作成には、予め関連するサンプルを分析し、イオン情報をデータベースに格納しておく必要がある。分析に用いられるシステムにおける制御部(コンピューター)とその周辺のハードウェアとの構成のブロック図を図18に、データベース作成におけるフローを図19に示す。図19に示すように、MS(1次質量分析)の結果について、イオンピークなどに基づいて制御部のデータベース検索手段によりデータベースへ検索指令を送り、該当イオンの検索を行い、その結果、データベースに登録されていないイオンが検出されていた場合、そのイオンを前駆イオンに優先的に選択し、通常のデータ依存解析(タンデム質量分析)を実施する。そして、分析されたイオン情報を逐次データベースに登録する。これにより、より多くのイオン情報をデータベースに格納することができる。さらに、同一のサンプルを繰り返し分析することにより、多量のイオン情報をデータベースに登録することができる。以上を踏まえ、内部データベースを利用したタンデム質量分析が可能となる。   To create a database, it is necessary to analyze related samples in advance and store ion information in the database. FIG. 18 shows a block diagram of the configuration of the control unit (computer) and its peripheral hardware in the system used for analysis, and FIG. 19 shows the flow of database creation. As shown in FIG. 19, about the result of MS (primary mass spectrometry), based on the ion peak, a search command is sent to the database by the database search means of the control unit, and the corresponding ions are searched. When an unregistered ion is detected, the ion is preferentially selected as a precursor ion, and a normal data-dependent analysis (tandem mass spectrometry) is performed. Then, the analyzed ion information is sequentially registered in the database. Thereby, more ion information can be stored in the database. Furthermore, a large amount of ion information can be registered in the database by repeatedly analyzing the same sample. Based on the above, tandem mass spectrometry using an internal database becomes possible.

ここで、内部データベースとして様々な種類のデータベースを備えることができる。ここでは、タンデム質量分析の対象から排除する前駆イオンの情報からなる排除データベース(イクスクルージョンデータベース)と、優先的に対象とする前駆イオンの情報からなる優先データベース(インクルージョンデータベース)を備え、各々に分けてイオン情報を登録することができる。例えば、血液分析を対象とするデータベースを作成、登録する際には、血液をサンプルとして得られたイオン情報をインクルージョンデータベースに格納し、また表皮をサンプルとして得られたイオン情報をイクスクルージョンデータベースに格納する。これにより、表皮由来のタンパク質等の混入物を含む血液サンプルの質量分析を行う際、両データベースを用いて質量分析のフロー制御を行い、血液由来の前駆イオンを優先的にダンデム質量分析し、かつ表皮由来の前駆イオンをタンデム質量分析から排除して、血液成分の分析実行の確実化を図ることができる。   Here, various types of databases can be provided as the internal database. Here, we have an exclusion database (exclusion database) consisting of information on precursor ions excluded from the target of tandem mass spectrometry, and a priority database (inclusion database) consisting of information on precursor ions targeted preferentially. Ion information can be registered separately. For example, when creating and registering a database for blood analysis, ion information obtained using blood as a sample is stored in the inclusion database, and ion information obtained using the epidermis as a sample is stored in the exclusion database. Store. Thereby, when performing mass analysis of blood samples containing contaminants such as proteins derived from the epidermis, flow control of mass spectrometry is performed using both databases, preferentially dandem mass spectrometry of precursor ions derived from blood, and Precursor ions derived from the epidermis can be excluded from tandem mass spectrometry to ensure the execution of blood component analysis.

さらに、イクスクルージョンデータベース、インクルージョンデータベースは、各々、複数のデータベースを備えることができる。例えば、分析条件ごと、サンプル(血液、尿等)ごと、生物種ごと(ヒト、マウス、酵母等)の各々について、イクスクルージョンデータベースとインクルージョンデータベースとを作成し、質量分析の目的に応じてデータベースを選択し、目的に最適な分析実行の確実化を図ることができる。   Further, each of the exclusion database and the inclusion database can include a plurality of databases. For example, an exclusion database and an inclusion database are created for each analysis condition, sample (blood, urine, etc.) and species (human, mouse, yeast, etc.), and the database is used according to the purpose of mass spectrometry. Can be selected to ensure the optimal analysis execution for the purpose.

分析開始前の設定について、図19に示す。また、図20に設定のフローを表示する。図21に、分析開始前の表示部(入力部)における表示例を示す。図示する表示部の分析条件設定部において、分析データのデータファイル名を適宜入力し、さらに予め作製された液体クロマトグラフの条件設定(LCメソッド)や質量分析の条件設定(MSメソッド)の選択、及び、インクルージョンデータベースとイクスクルージョンデータベースの選択を、各々、LCメソッド選択部、MSメソッド選択部、インクルージョンデータベース選択部、イクスクルージョンデータベース選択部の各々で行う。ここで、インクルージョンデータベースは、ダンデム質量分析の優先対象とする前駆イオンのデータベースとなる。そこで、MSメソッド選択部には、「マルチ前駆イオン選択」(図示の通り)、「シングル前駆イオン選択」などの選択肢が含まれており、ユーザーが質量分析目的に応じて選択肢を選択する。   The settings before the start of analysis are shown in FIG. Also, a setting flow is displayed in FIG. FIG. 21 shows a display example on the display unit (input unit) before the start of analysis. In the analysis condition setting part of the display section shown in the figure, input the data file name of the analysis data as appropriate, and select the liquid chromatograph condition setting (LC method) and mass spectrometry condition setting (MS method) prepared in advance, The inclusion database and the exclusion database are selected by the LC method selection unit, the MS method selection unit, the inclusion database selection unit, and the exclusion database selection unit, respectively. Here, the inclusion database is a database of precursor ions to be prioritized for dandem mass spectrometry. Therefore, the MS method selection unit includes options such as “multi-precursor ion selection” (as shown) and “single precursor ion selection”, and the user selects an option according to the purpose of mass spectrometry.

上記設定が完了すると、図22に示すような画面が表示部で表示される。ここでは、表示部の分析条件確認部において最終的な分析条件の確認を行う。MSメソッド選択部で「マルチ前駆イオン選択」を選択した場合には、表示部において、複数の前駆イオンをタンデム質量分析する条件設定であるとして「マルチ前駆イオン選択モード(図中の「Multi-Precursor Ion Selection Mode」)」が表示される。このとき、タンデム質量分析される前駆イオンの数(特に最大数)も表示される。この最大数は、マルチ先駆イオン選択モードにおける処理部の計算処理能力に応じた数字等とされる。条件確認後、分析開始をクリックすることにより、分析が開始される。なお、表示部での入力により、分析条件情報が情報処理部に入力され、制御部ではこの入力に基づいて、データベースへの検索指令等や高周波電源への制御等を行う。 内部データベースを利用したダンデム質量分析では、サンプルの分析中に、MSスペクトルで検出されたイオンに対して、実時間で内部データベース検索が行なわれ、情報処理部において前駆イオンの選択やMS/MSスペクトルの予測が行われる。図17に示すように、内部データベースには、イオン情報として前駆イオンの情報(モノアイソトピックピークの質量m、電荷数z、液体クロマトグラフ保持時間RT)のみならず、解離イオンの情報(モノアイソトピックピークの質量m、電荷数z、相対強度、解離方法)が登録されている。そのため、選択された前駆イオンとその強度が与えられれば、解離イオンのm/zと相対的イオン強度を計算することにより、MS/MSスペクトルを予測することができる。さらに、MS/MSスペクトルが取得されると、予測されたMS/MSスペクトルとの比較が情報処理部において行なわれ、解離イオンのm/zが異なるなどの不一致が見出される場合には、制御部において次のMS/MSスペクトルの取得に関する指示を高周波電源に発信することが可能となる。この予測スペクトルと検出スペクトルとの照合を情報処理部で実施し、その結果を表示部で表示することも可能である。この場合には、後述するように、未知イオンの検出などを行うことができる。 図23に、内部データベースを利用したダンデム質量分析に係るフローを示す。検出器9で検出されたイオンの情報は、表示部で質量スペクトルとして表示されるとともに、制御部のデータベース検索手段でデータベース検索が実施される。そして、データベースでヒットしたイオンの中からタンデム質量分析の前駆イオンが決定され、一度にタンデム分析が実施されるグループに前駆イオンが分類される。ここで、データベース登録情報を利用することにより、同一グループに分類された前駆イオンをタンデム質量分析した場合に得られるタンデム質量スペクトルを予測することができる。   When the above setting is completed, a screen as shown in FIG. 22 is displayed on the display unit. Here, the final analysis condition is confirmed in the analysis condition confirmation unit of the display unit. When “Multi-precursor ion selection” is selected in the MS method selection section, the multi-precursor selection mode (“Multi-Precursor” in the figure) is displayed on the display section as a condition setting for tandem mass analysis of multiple precursor ions. Ion Selection Mode ")" is displayed. At this time, the number (particularly the maximum number) of precursor ions subjected to tandem mass spectrometry is also displayed. This maximum number is a number according to the calculation processing capability of the processing unit in the multi-precursor ion selection mode. After confirming the conditions, click on Start Analysis to start the analysis. The analysis condition information is input to the information processing unit by input on the display unit, and based on this input, the control unit performs a search command to the database, control to the high frequency power source, and the like. In tandem mass spectrometry using an internal database, the internal database is searched in real time for ions detected in the MS spectrum during sample analysis, and precursor information and MS / MS spectra are selected in the information processing unit. Predictions are made. As shown in FIG. 17, the internal database includes not only information on precursor ions (mass m of monoisotopic peak, number of charges z, liquid chromatograph retention time RT) but also information on dissociated ions (monoisotopic) as ion information. Topic peak mass m, charge number z, relative intensity, dissociation method) are registered. Therefore, given the selected precursor ion and its intensity, the MS / MS spectrum can be predicted by calculating the m / z and relative ion intensity of the dissociated ions. Further, when the MS / MS spectrum is acquired, a comparison with the predicted MS / MS spectrum is performed in the information processing unit, and when a mismatch such as a difference in m / z of dissociated ions is found, the control unit It is possible to send an instruction regarding acquisition of the next MS / MS spectrum to the high frequency power source. It is also possible to collate the predicted spectrum with the detected spectrum in the information processing unit and display the result on the display unit. In this case, as will be described later, unknown ions can be detected. FIG. 23 shows a flow relating to dandem mass spectrometry using an internal database. Information on ions detected by the detector 9 is displayed as a mass spectrum on the display unit, and a database search is performed by the database search means of the control unit. Then, precursor ions for tandem mass spectrometry are determined from the ions hit in the database, and the precursor ions are classified into groups in which tandem analysis is performed at once. Here, by using the database registration information, it is possible to predict a tandem mass spectrum obtained when tandem mass spectrometry of precursor ions classified into the same group is performed.

図24にMS結果の検出から前駆イオンの選択によるグループ区別のフローを示す。検出部9で検出されたイオンの情報は、制御部のデータベース検索手段でデータベース検索が実施される。ここで、前駆イオンの選択に関するフローにおいては、基本的にインクルージョンデータベースでの検索が行われる。そして、インクルージョンデータベースでヒットしたイオンを情報処理部がダンデムMSの前駆イオン候補として決定し、データベース検索手段でデータベースでの前駆イオン情報、特に前駆イオンのダンデムMSスペクトルの情報の検索が実行される。これに引き続き、情報処理部では、検索でヒットしたタンデムMSスペクトルの重合スペクトルを算出し、複数の前駆イオン由来の解離イオンにおけるm/z(質量/電荷)の重複の有無を判断する。重複すると予測される場合には、前駆イオンのグループ化を修正する。例えば、重複する前駆イオンの一方を、他のグループへ移す。このようにして、グループ化された前駆イオンの選択が内部データベースを利用して実行される。この結果、高周波電源へグループ毎に対応する電圧が印加され、グループ毎のダンデム質量分析が実行される。   FIG. 24 shows a flow of group discrimination from detection of MS results to selection of precursor ions. The information on the ions detected by the detection unit 9 is subjected to a database search by the database search unit of the control unit. Here, in the flow relating to selection of precursor ions, a search in an inclusion database is basically performed. Then, the information processing unit determines an ion hit in the inclusion database as a precursor ion candidate for the dandem MS, and the database search unit searches for the precursor ion information, particularly information on the dandem MS spectrum of the precursor ion. Subsequently, the information processing unit calculates a polymerization spectrum of the tandem MS spectrum hit in the search, and determines whether or not m / z (mass / charge) overlaps among dissociated ions derived from a plurality of precursor ions. If it is expected to overlap, correct the precursor ion grouping. For example, one of the overlapping precursor ions is transferred to the other group. In this way, the selection of grouped precursor ions is performed using the internal database. As a result, a voltage corresponding to each group is applied to the high-frequency power source, and dandem mass spectrometry for each group is executed.

以上をふまえた図23のフローへ戻り、以下、説明する。特定の前駆イオンのみがイオントラップ4に取り込まれるように、制御部の電源制御手段は第1高周波電源を制御する。そして、イオントラップ4で最終的に取り込まれた前駆イオンは、高周波電界の印加による加熱か、衝突減衰器5へのイオン輸送で過熱するかなどの手段により、残留ガスとの衝突誘起解離(CID)を受け、複数種類の解離イオン(フラグメントイオン)に変換される。イオンの解離においては、図15に示すように、イオントラップ4と衝突減衰器5との間に設置される衝突セル16で行なっても構わない。これらのイオンは、飛行時間型質量分析計6において質量分離され、検出器9で検出される。検出器9の出力信号は情報処理部に伝えられ、情報処理部に入力された検出イオン情報は、表示部でタンデム質量スペクトル(MS/MSスペクトル)として表示される。   Returning to the flow of FIG. 23 based on the above, the following description will be given. The power supply control means of the control unit controls the first high-frequency power supply so that only specific precursor ions are taken into the ion trap 4. Then, the precursor ions finally captured by the ion trap 4 are subjected to collision-induced dissociation (CID) with the residual gas by means such as heating by application of a high-frequency electric field or overheating by ion transport to the collision attenuator 5. ) And converted into a plurality of types of dissociated ions (fragment ions). The ion dissociation may be performed in a collision cell 16 installed between the ion trap 4 and the collision attenuator 5 as shown in FIG. These ions are mass-separated by the time-of-flight mass spectrometer 6 and detected by the detector 9. The output signal of the detector 9 is transmitted to the information processing unit, and the detected ion information input to the information processing unit is displayed as a tandem mass spectrum (MS / MS spectrum) on the display unit.

インクルージョンデータベースとイクスクルージョンデータベースとは、片方のみ利用することも双方使用することも可能である。図25に、インクルージョンデータベースのみを用いる場合のフローチャートを示す。このときは、タンデム質量分析の優先対象とする前駆イオンの情報からなるデータベースを用いていることから、当該データベースにヒットしないイオンはMS/MS(タンデムMS)の対象とならない。よって、予めタンデム質量分析の優先対象と規定されているイオンについて確実に分析することが可能となる。図26に、インクルージョンデータベースとイクスクルージョンデータベースとを用いる場合のフローチャートを示す。このときは、タンテム質量分析の対象から排除する前駆イオンの情報からなるイクスクルージョンデータベースを用いて、対象排除イオンを前駆イオン候補から除外した上で、タンデム質量分析の優先対象とする前駆イオンの情報からなるインクルージョンデータベースを用いていることから、タンデム質量分析の優先対象と規定されているイオンについての分析の確実性を向上させるとともに、インクルージョンデータベースを用いて処理の効率を高めることが出来る。
図2に、前駆イオンが一種類のタンデム質量分析を行なう場合の、アイソレーション過程を示す。図2の上図に、典型的な質量スペクトルを示す。何種類かのイオンが検出される他、多量の化学ノイズによるベースラインの盛り上がりも観測される。このようなベースラインの盛り上がりは、生体抽出サンプルにおいて、しばしば見られる。一種類の前駆イオンが決定されると、イオントラップのイオン取り込み過程において、大雑把に他のイオンが取り込まれないように、イオントラップのQ値を変更するなど高周波電源を制御することができる。その結果、イオントラップに取り込まれるイオンは中央図に示すように、前駆イオン、及び、近接するイオンや化学ノイズとなる。さらに、イオン取り込み終了後に、前駆イオン以外のイオンを正確に排出するように、高周波電界を高周波電源からイオントラップに印加することにより、前駆イオンのみをアイソレーションすることが可能となる。ここでは、フィルタード・ノイズ・フィールド(FNF)(例えば米国特許第5206507号)を用いることが可能である。そして、アイソレーションされた前駆イオンを解離させることにより、前駆イオンのMS/MSスペクトルを得ることができる。イオン取り込み過程では他のイオンが取り込まれても、その後に、前駆イオン以外のイオンを排出するように高周波電源からイオントラップに高周波電界を印加することにより、前駆イオンのみをアイソレーションすることも可能である。ただ、取り込み過程で多量のイオンがイオントラップに取り込まれた場合、空間電荷効果により正確に前駆イオンのみをアイソレーションすることが困難となることがある。
イオントラップでは、以下の過程により、同時に複数の前駆イオンをアイソレーションすることができる。即ち、図3に示すように、最初に得られる質量スペクトルで検出されるイオンの中から、グループ毎に前駆イオンが選択される。前駆イオンの選択においては、データベース検索でヒットするイオンの中から、イオン強度や解離イオンの重複防止などを考慮して、グループ化が実施される。一つのグループに選択された前駆イオンを、白丸で示す。これらの複数の前駆イオンに対し、イオントラップのイオン取り込み過程において、大雑把に他のイオンが取り込まれないように高周波電源を制御することができる。その結果、イオントラップに取り込まれるイオンは中央図に示すように、前駆イオン、及び、近接するイオンや化学ノイズとなる。さらに、イオン取り込み終了後に、前駆イオン以外のイオンを排出するように高周波電源からイオントラップに高周波電界を印加することにより、前駆イオンのみをアイソレーションすることが可能となる。そして、アイソレーションされた前駆イオンを同時に解離させることにより、複数の前駆イオンに対するMS/MSスペクトルを得ることができる。イオン取り込み過程では他のイオンが取り込まれても、その後に、前駆イオン以外のイオンを排出するように高周波電源からイオントラップに高周波電界を印加することにより、前駆イオンのみをアイソレーションすることも可能である。ただ、取り込み過程で多量のイオンがイオントラップに取り込まれた場合、空間電荷効果により正確に前駆イオンのみをアイソレーションすることが困難となることがある。ここで、分析に先立ち、図21に示す画面でタンデム質量に関する設定を表示部(入力部)で入力を行なうことにより、前駆イオン数の上限を設定し、空間電荷効果によるアイソレーションの困難性を排除し、かつ制御部の情報処理能力に適した条件を設定することができる。特にタンデム質量のイベント設定では、取得するMS/MSスペクトルについて、通常のMS/MSスペクトル(一種類の前駆イオンに対するフラグメントイオンの質量スペクトルを得るモード、シングル前駆イオン選択モード)と、複数の前駆イオンに対するMS/MSスペクトル(マルチ前駆イオン選択モード)とが区別されて設定可能である点が特徴的である。また、利用可能な内部データベースが複数存在する場合には、表示部での図22に示すような表示内容を確認しながら、入力部で選択などを行なう必要がある。
質量分析システムの一実施例における取得データ例を、図4に示す。非常に多種類のイオンが検出される他、多量の化学ノイズによるベースラインの盛り上がりも観測される。このようなベースラインの盛り上がりは、生体抽出サンプルにおいて、しばしば見られる。以下では、MSスペクトル1枚取得後、3枚のMS/MSスペクトルを取得する設定の場合について述べる。得られたMSスペクトルでは、非常に多数のイオンが検出されており、これら全てのイオンは内部データベースでヒットし、前駆イオンとして選択されるべきものである。ところが、上記設定ではこれらの検出イオン全てを個別に前駆イオンに選択することはできない。そこで、イオン強度に応じて、3つのグループに分類し、それぞれのグループに属するイオンはCIDの前駆イオンとして同時にタンデム質量分析される。先ず、第一のグループに分類された比較的強度の高いイオン(図中、白丸で表示)のみに対してアイソレーションを実施し、他のイオンや化学ノイズ成分を除去する。(図4で、アイソレーションされた質量スペクトルは仮想的なもので、実際には表示部で実時間に表示されなくてもよい。)このアイソレーションにおいては、イオン取り込み時や取り込み後にイオントラップ4に様々な周波数や強度の高周波電界を高周波電源より印加される。この高周波電源の制御には、多数のパラメータが使用されるが、それらは情報処理部において計算されるか、予め様々なケースに対応する最適値(計算結果)を保存し、それに基づいて情報処理部でアイソレーション条件に応じた計算を施すことにより、決定することができる。アイソレーションされた前駆イオンは同時にCIDなどの解離過程を受け、MS/MSスペクトルが取得される。前駆イオン強度が充分に高い場合には、一回の分析で充分なS/NのMS/MSスペクトルが取得可能である。しかし、そうでない場合には、何回かの分析を繰り返し、分析結果を積算したMS/MSスペクトルを取得する必要がある。この積算回数やイオントラップにおけるイオン取り込み時間を、グループ毎に最適化することが、分析全体におけるスループット向上に重要である。イオントラップにおけるイオン取り込み時間は、取り込めるイオン量に制限があると考えられるため、ある程度以上に長く設定することは困難である。そのため、積算回数を変化させれば、より確実に分析対象イオンを取り込むことができる。定量解析を行なうため、得られるMS/MSスペクトルには、イオン取り込み時間や積算回数などの分析条件が表示されても構わないが、イオン強度を一定の条件に規格化された値で表示されても構わない。次に、第二のグループに分類された比較的中間的な強度のイオン(図中、黒丸で表示)のみに対してアイソレーションを実施し、纏めて解離させることにより、MS/MSスペクトルを取得する。さらに、第三のグループに分類された比較的強度の低いイオン(図中、三角で表示)のみに対してアイソレーションを実施し、纏めて解離させることにより、MS/MSスペクトルを取得する。このように、前駆イオン候補が多い場合においても、分析スループットの低下を抑制し、MS/MS分析を実施することが可能である。
データ取得における積算回数は、第三のグループが最も多く、第一のグループは最も少ない設定である。得られるMS/MSスペクトルは、一種類の前駆イオンに対して得られた単独のMS/MSスペクトルよりも複雑だが、内部データベースに登録された単独のMS/MSスペクトル情報を組み合わせることにより、解析が可能である。即ち、データベースに登録されたイオン情報に従って、解離イオン情報が得られる。そして、解離イオン情報(MS/MSスペクトルパターン)の重ねあわせにより実際に得られるMS/MSスペクトルを予測することができる。そのため、未知物質が含まれる場合には、予測されるMS/MSスペクトルにはない解離イオンの存在が確認できるので、そのことを速やかに検知することができる。また、内部データベース検索による前駆イオン選択においても、未知物質を検知することができ、その場合には、未知物質のみの単独のMS/MSスペクトルを取得することができる(図5,6の説明を参照)。なお、表示部では、MSスペクトル、あるいは/及び、MS/MSスペクトルが表示される。
以上により質量分析システムで取得したMS/MSスペクトルでは、複数の前駆イオンに対するMS/MSスペクトル取得が可能である。そのため、MS/MSスペクトルデータには関連する複数種類の前駆イオン情報(質量など)が含まれる点が特徴的である。また、質量範囲で前駆イオン選択が行なわれている訳ではなく、複数の前駆イオンの選択においては、前駆イオン強度や内部データベース情報が利用される。
The inclusion database and the exclusion database can be used either alone or both. FIG. 25 shows a flowchart when only the inclusion database is used. At this time, since a database including information on precursor ions to be prioritized for tandem mass spectrometry is used, ions that do not hit the database are not subject to MS / MS (tandem MS). Therefore, it is possible to reliably analyze ions that are preliminarily defined as priority targets for tandem mass spectrometry. FIG. 26 shows a flowchart in the case of using an inclusion database and an exclusion database. At this time, using the exclusion database consisting of information on the precursor ions to be excluded from the target of tandem mass spectrometry, excluding the target excluded ions from the precursor ion candidates, Since the inclusion database consisting of information is used, it is possible to improve the certainty of analysis of ions that are defined as priority targets for tandem mass spectrometry and to increase the efficiency of processing using the inclusion database.
FIG. 2 shows an isolation process when the precursor ion performs one kind of tandem mass spectrometry. The upper diagram of FIG. 2 shows a typical mass spectrum. In addition to the detection of several types of ions, the rise of the baseline due to a large amount of chemical noise is also observed. Such baseline excitement is often seen in biologically extracted samples. When one type of precursor ion is determined, the high-frequency power source can be controlled by changing the Q value of the ion trap so that other ions are not taken in roughly during the ion trapping process of the ion trap. As a result, ions taken into the ion trap become precursor ions, adjacent ions, and chemical noise, as shown in the center diagram. Furthermore, it is possible to isolate only the precursor ions by applying a high-frequency electric field from a high-frequency power source to the ion trap so that ions other than the precursor ions are accurately discharged after the ion uptake is completed. Here, a filtered noise field (FNF) (for example, US Pat. No. 5,206,507) can be used. Then, an MS / MS spectrum of the precursor ion can be obtained by dissociating the isolated precursor ion. Even if other ions are taken in during the ion uptake process, it is possible to isolate only the precursor ions by applying a high-frequency electric field to the ion trap from a high-frequency power source so that ions other than the precursor ions are discharged. It is. However, when a large amount of ions are taken into the ion trap during the uptake process, it may be difficult to accurately isolate only the precursor ions due to the space charge effect.
In the ion trap, a plurality of precursor ions can be isolated simultaneously by the following process. That is, as shown in FIG. 3, precursor ions are selected for each group from the ions detected in the mass spectrum obtained first. In selecting precursor ions, grouping is performed in consideration of ionic strength, prevention of duplication of dissociated ions, and the like from ions hit in the database search. Precursor ions selected for one group are indicated by white circles. The high frequency power supply can be controlled so that other ions are not taken in roughly in the ion trapping process of the plurality of precursor ions. As a result, ions taken into the ion trap become precursor ions, adjacent ions, and chemical noise, as shown in the center diagram. Furthermore, it is possible to isolate only the precursor ions by applying a high-frequency electric field from the high-frequency power source to the ion trap so that ions other than the precursor ions are discharged after the ion uptake is completed. An MS / MS spectrum for a plurality of precursor ions can be obtained by simultaneously dissociating the isolated precursor ions. Even if other ions are taken in during the ion uptake process, it is possible to isolate only the precursor ions by applying a high-frequency electric field to the ion trap from a high-frequency power source so that ions other than the precursor ions are discharged. It is. However, when a large amount of ions are taken into the ion trap during the uptake process, it may be difficult to accurately isolate only the precursor ions due to the space charge effect. Here, prior to analysis, by setting the tandem mass on the display shown in FIG. 21 on the display unit (input unit), the upper limit of the number of precursor ions is set, and the difficulty of isolation due to the space charge effect is reduced. A condition suitable for the information processing capability of the control unit can be set. Especially in the event setting of tandem mass, for the acquired MS / MS spectrum, normal MS / MS spectrum (mode to obtain fragment ion mass spectrum for one kind of precursor ion, single precursor ion selection mode) and multiple precursor ions It is characteristic that it can be set separately from the MS / MS spectrum (multi-precursor ion selection mode). Further, when there are a plurality of internal databases that can be used, it is necessary to make a selection or the like on the input unit while confirming the display contents as shown in FIG. 22 on the display unit.
An example of acquired data in one embodiment of the mass spectrometry system is shown in FIG. In addition to the detection of a very large number of ions, the rise of the baseline due to a large amount of chemical noise is also observed. Such baseline excitement is often seen in biologically extracted samples. In the following, the case of setting to acquire three MS / MS spectra after acquiring one MS spectrum will be described. In the resulting MS spectrum, a very large number of ions are detected and all these ions hit the internal database and should be selected as precursor ions. However, in the above setting, all of these detection ions cannot be individually selected as precursor ions. Therefore, the ions are classified into three groups according to the ion intensity, and ions belonging to the respective groups are simultaneously subjected to tandem mass spectrometry as precursor ions of CID. First, isolation is performed only on relatively strong ions classified in the first group (indicated by white circles in the figure), and other ions and chemical noise components are removed. (In FIG. 4, the isolated mass spectrum is virtual and may not actually be displayed in real time on the display unit.) In this isolation, the ion trap 4 can be used during or after ion capture. A high-frequency electric field having various frequencies and strengths is applied from a high-frequency power source. A number of parameters are used to control this high-frequency power supply. These parameters are calculated by the information processing unit, or optimal values (calculation results) corresponding to various cases are stored in advance, and information processing is performed based on them. This can be determined by performing calculation according to the isolation condition in the section. The isolated precursor ions are simultaneously subjected to a dissociation process such as CID, and an MS / MS spectrum is acquired. When the precursor ion intensity is sufficiently high, a sufficient S / N MS / MS spectrum can be obtained by a single analysis. However, if this is not the case, it is necessary to repeat the analysis several times and obtain an MS / MS spectrum obtained by integrating the analysis results. Optimizing the number of times of integration and the ion uptake time in the ion trap for each group is important for improving the throughput of the entire analysis. Since the ion trapping time in the ion trap is considered to be limited in the amount of ions that can be captured, it is difficult to set the ion trapping time longer than a certain level. Therefore, if the number of integrations is changed, the analysis target ions can be taken in more reliably. In order to perform quantitative analysis, the obtained MS / MS spectrum may display analysis conditions such as ion uptake time and number of integrations, but the ion intensity is displayed as a value normalized to a certain condition. It doesn't matter. Next, MS / MS spectra are obtained by isolating and dissociating only ions with relatively intermediate intensities classified in the second group (indicated by black circles in the figure). To do. Furthermore, isolation is performed only on ions of relatively low intensity classified in the third group (indicated by triangles in the figure), and MS / MS spectra are acquired by dissociating them together. As described above, even when there are many precursor ion candidates, it is possible to suppress a decrease in analysis throughput and perform MS / MS analysis.
The number of integrations in data acquisition is the highest in the third group and the lowest in the first group. The resulting MS / MS spectrum is more complex than the single MS / MS spectrum obtained for a single precursor ion, but it can be analyzed by combining single MS / MS spectral information registered in an internal database. Is possible. That is, dissociated ion information is obtained according to the ion information registered in the database. And the MS / MS spectrum actually obtained by superimposing dissociated ion information (MS / MS spectrum pattern) can be predicted. Therefore, when an unknown substance is included, the presence of dissociated ions that are not in the predicted MS / MS spectrum can be confirmed, and this can be detected quickly. In addition, in the precursor ion selection by internal database search, an unknown substance can be detected, and in that case, a single MS / MS spectrum of only the unknown substance can be acquired (see the description of FIGS. 5 and 6). reference). The display unit displays the MS spectrum and / or the MS / MS spectrum.
With the MS / MS spectrum acquired by the mass spectrometry system as described above, it is possible to acquire MS / MS spectra for a plurality of precursor ions. Therefore, the MS / MS spectrum data is characterized in that it includes a plurality of types of related precursor ion information (mass, etc.). In addition, precursor ion selection is not performed in the mass range, and precursor ion intensity and internal database information are used in selecting a plurality of precursor ions.

なお、第1のグループと第二のグループと第三のグループとのグループ分けの基準は、イオン強度や、解離イオンのm/zに一定値以上(例えば、5ダルトン以上)差があること、及び、グループ化された前駆イオンの数(例えば、20以下)である。また、各グループに未知イオンを一種類のみ含めることも有効である。他に未知イオンが含まれていなければ、未知イオンを高効率に解析することができるからである。
本発明に基づく質量分析システムで取得したMS/MSスペクトルの前駆イオンは、基本的に内部データベースに登録されているため、分析終了後のデータ解析も内部データベース情報を利用することが可能である。
質量分析システムの一実施例における取得データ例を、図5に示す。ここで、黒塗りの逆三角形は、前駆イオン選択において候補から排除すべきイオンを示し、これらのイオン情報も予め内部データベース(イクスクルージョン データベース)に登録されている。MSスペクトルでは、図4の例と同様に、多数のイオンや化学ノイズが検出されており、プレカーサー選択において強度の高いグループに分類されたイオンは白丸で表示されている。これらのグループ化されたイオンを前駆イオンとし、MS/MSスペクトルを取得し、内部データベースに登録されたMS/MSスペクトル情報と照合する。図における上から四番目のスペクトルにおいて、分析結果に対して照合・検証できたイオンは破線で示す。幾つかの実線で示すイオンは、内部データベースに登録されたMS/MSスペクトル情報と不整合のあったものである。このことから、グループ化された前駆イオンの中には、内部データベースに登録されていない未知物質が含まれたことが分かる。さらに、そのフラグメントイオン情報(m、z、イオン強度)から、元の親イオンを推定することが可能である。その推定を確認するために、本実施例では、推定される前駆イオンのみに対し、単独のMS/MSスペクトルを取得している。その結果が、先の実線で示すフラグメントイオン情報と整合が見られると、その情報を新規に内部データベースに登録することができる。図23に示すように、上記各プロセスにおいて、情報処理部で計算が実施されるが、計算時間は分析スループットに影響を与えない短時間である必要があり、典型的には数ミリ秒である。
The criteria for grouping the first group, the second group, and the third group are that the ion intensity and the m / z of dissociated ions have a difference of a certain value or more (for example, 5 daltons or more), And the number of grouped precursor ions (for example, 20 or less). It is also effective to include only one type of unknown ion in each group. This is because unknown ions can be analyzed with high efficiency unless other unknown ions are included.
Since the precursor ions of the MS / MS spectrum acquired by the mass spectrometry system based on the present invention are basically registered in the internal database, the internal database information can also be used for data analysis after the end of the analysis.
FIG. 5 shows an example of acquired data in one embodiment of the mass spectrometry system. Here, the black inverted triangles indicate ions to be excluded from candidates in the precursor ion selection, and these pieces of ion information are also registered in the internal database (exclusion database) in advance. In the MS spectrum, as in the example of FIG. 4, a large number of ions and chemical noise are detected, and ions classified into a group having high intensity in the precursor selection are displayed as white circles. Using these grouped ions as precursor ions, an MS / MS spectrum is acquired and collated with MS / MS spectrum information registered in an internal database. In the fourth spectrum from the top in the figure, ions that can be collated and verified with respect to the analysis results are indicated by broken lines. Some ions shown by solid lines are inconsistent with MS / MS spectral information registered in the internal database. From this, it can be seen that the grouped precursor ions contained unknown substances not registered in the internal database. Furthermore, the original parent ion can be estimated from the fragment ion information (m, z, ion intensity). In order to confirm the estimation, in this embodiment, a single MS / MS spectrum is acquired only for the estimated precursor ion. If the result is consistent with the fragment ion information indicated by the previous solid line, the information can be newly registered in the internal database. As shown in FIG. 23, in each of the above processes, calculation is performed by the information processing unit, but the calculation time needs to be a short time that does not affect the analysis throughput, and is typically several milliseconds. .

前駆イオン選択では、内部データベース検索を実施するため、先述のように、得られるMS/MSスペクトルで検出されるフラグメントイオンのm/zを予測することができる。そして、別の親イオン由来の解離イオン同士がMS/MSスペクトルで重なることが予測される場合には、どちらかの前駆イオンを次のグループに分類し直し、例えば一方の前駆イオンを積算回数の高いグループに移動させることが有効である。このようにして、得られるMS/MSスペクトルでデータベース情報を高い精度で確認することができる。また、実際に得られたMS/MSスペクトルに対して、内部データベースに登録されたMS/MSスペクトル情報を用いて情報処理部で検証を行なうが、グループ化された前駆イオン(親イオン)の数が多すぎると、上記検証が困難となり、精度が低下する。そのため、前駆イオンのグループ化においては、選択されるイオンの種類に上限を設け、それを超過する場合には、グループ内のイオンの種類を低減させるべく、一部の前駆イオン候補をより強度の低いグループなどに分類し直すことが有効である。例えば、前駆イオン候補数の上限を20に設定した場合には、従来の一つの前駆イオンをタンデム質量する場合に比較して、分析される物質の数が一桁以上(最大20倍)増加することが期待される。また、同一物質の二価イオン、三価イオン、四価イオンなどの多価イオンが同時に検出される場合には、それらのイオンを同一のグループに含めることも有用である。同一の解離イオンが生成されることがあり、高感度分析に有利である。   In precursor ion selection, an internal database search is performed, and as described above, m / z of fragment ions detected in the obtained MS / MS spectrum can be predicted. If it is predicted that dissociated ions derived from different parent ions will overlap in the MS / MS spectrum, reclassify one of the precursor ions into the next group, for example, one precursor ion It is effective to move to a higher group. In this way, database information can be confirmed with high accuracy by the obtained MS / MS spectrum. The actual MS / MS spectrum is verified by the information processing unit using the MS / MS spectrum information registered in the internal database. The number of grouped precursor ions (parent ions) If there is too much, the said verification will become difficult and accuracy will fall. Therefore, in the grouping of precursor ions, an upper limit is set for the types of ions selected, and if this is exceeded, some precursor ion candidates are made stronger in order to reduce the types of ions in the group. It is effective to reclassify to a low group. For example, when the upper limit of the number of candidate precursor ions is set to 20, the number of substances to be analyzed is increased by one digit or more (up to 20 times) as compared with the case where one conventional precursor ion is tandem massed. It is expected. In addition, when multivalent ions such as divalent ions, trivalent ions, and tetravalent ions of the same substance are detected at the same time, it is also useful to include those ions in the same group. The same dissociated ions may be generated, which is advantageous for sensitive analysis.

質量分析システムの一実施例における取得データ例を、図6に示す。分析では、一枚のMSスペクトルに対し、三枚のMS/MSスペクトルを取得する分析ルーチンの設定とする。MSスペクトルに対して、内部データベース検索を実施した結果、ヒットしたイオンは三種類の前駆イオングループのいづれかにイオン強度などに応じて分類される他、未知物質の検出が検知されている。本実施例では、先ず、未知物質のみのMS/MSスペクトルを取得し、内部データベースにイオン情報を登録する。次に、白丸で示されたグループの前駆イオンを纏めて解離させ、MS/MSスペクトルを取得する。分析ルーチンを変更させない場合には、黒丸と三角で示される2つのグループに属するイオンを全て前駆イオンとし、MS/MSスペクトルを取得する。
定量解析においては、これまで述べたイオン強度を測定する方法では、イオン化過程において競合する物質が存在するとイオン化効率が低下することも想定される。より高精度な定量方法としては、安定同位体標識試薬や、培養細胞でアミノ酸(リジン、アルギニン、他)を同位体標識する相対定量法を用いることができる。この場合、分析対象サンプルと比較対象のサンプルとを個別に標識し、混合したサンプルを調整し、分析を実施する。図7(一番上の図)に、典型的なMSスペクトルを示す。一定の質量数が異なるイオンのペアが何組か検出されている。これらのペアは、化学的性質は殆ど同一の物質だが、標識する同位体のみが異なる。そのため、液体クロマトグラフの保持時間もほぼ同時に検出される。相対定量解析においては、それぞれイオン強度を時間軸に沿って積算し、面積を求める。そして、面積の比率を決定することにより、相対的な存在比を決定する。分析においては、前駆イオンの決定を内部データベース検索により実施するが、内部データベースにはイオンのペアについての情報(図17に示すデータベース情報では、前駆イオン番号で数字は共通化し末尾にLとHなどの同位体標識であることを示す記号が付加されるなど)が登録されている。そして、前駆イオンの決定に際しては、内部データベースに登録されているイオンのペアで一方のみのイオンにヒットした場合でも前駆イオンとして選択する。このことにより、イオンペアの強度比が著しく異なる場合でも、高精度で定量解析が可能となる。インクルージョンデータベース及びイクスクルージョンデータベースを用いる場合のフローチャートを図27に、インクルージョンデータベースのみを用いる場合のフローチャートを図28に各々示す。
図7の例では、MSスペクトルで検出されたイオンに対し、内部データベース検索を実施する。そして、前駆イオン候補から排除するイオン(逆三角形で表示)と、ペアを形成している前駆イオン候補(白丸で表示)を区別し、前駆イオン候補を纏めてタンデム質量分析している。そして、得られるMS/MSスペクトルに対して、内部データベース検索を実施し、整合性を確認している。このような分析における内部データベースの作成では、比較対象サンプルを調製したものを用いて、予め分析を実施し、解析イオン情報を登録する。次に、同位体標識した場合に変化するイオン質量を考慮し、予測されるイオンペアの情報を内部データベースに登録する。このことにより、イオンペアの一方のみが検出された場合でも、タンデム質量分析の前駆イオンに選定することができる。
質量分析システムの一実施例における取得データ例を、図8に示す。MSスペクトルで検出されたイオンに対し、内部データベース検索を実施した結果、前駆イオン候補から排除するイオン(逆三角形で表示)が一種類検出されている。その他のイオンは、全て同位体標識されたペアで検出されているが、矢印で示すイオンのペアは内部データベースに登録されていない未知物質であり、質量差から同位体標識ペアのイオンであると推測される。そこで、先ず、未知物質のイオンペアを前駆イオンとするタンデム質量分析を実施し、得られるMS/MSスペクトルの情報を内部データベースに登録する。次に、イオン強度で二つのグループに前駆候補イオンを分類し、(ペアを形成するイオンのうち、イオン強度の低い方のイオンにおいて、)強度の比較的高いグループ[1](白丸で表示)の前駆イオンを纏めてタンデム質量分析を行なう。そして、得られたMS/MSスペクトルを取得し、内部データベースに登録されたMS/MSスペクトル情報と照合し確認する。最後に、強度の比較的低いグループ[2](黒丸で表示)の前駆イオンを纏めてタンデム質量分析を行なう。そして、得られたMS/MSスペクトルを取得し、内部データベースに登録されたMS/MSスペクトル情報と照合し確認する。内部データベース情報を用いたMS/MSスペクトルの確認作業においては、異なるフラグメントイオンのm/zが数Da以下になるとイオンピーク(同位体ピークの一部)が重なり合うため、解析精度が低くなる場合が発生する。このような状況を避けるように前駆イオンのグループ化を行うと、上記のような状況を回避することができる。そのため、本実施例では、グループ[2]に分類された前駆イオンの中に、グループ[1]に分類された前駆イオンと比較して強度が同等のものが幾つか含まれている。
また、MS/MSスペクトルを取得せず、MSスペクトルで検出されるイオンの強度のみで定量分析を実施することも可能である。この場合、図16に示すように、内部データベースに登録されたイオンに対して、アイソレーションを実施することが、空間電荷効果を受ける可能性のあるイオントラップや化学ノイズが無視できないサンプルを分析する場合に重要である。モノアイソトピックイオン質量/電荷(m/z)が例えば5Da程度と非常に近接した場合、アイソレーションにおいてイオンのロスが発生することがある。そのため、アイソレーション対象のイオンの選択においては、イオンのm/zにある程度差を持たせるようにグループ化することが重要である。得られるMSスペクトルは、アイソレーションを実施せずに取得したMSスペクトルと比較して、空間電荷効果が低減するため、イオン強度が高くなることがある点が特徴的である。
質量分析システムの一実施例における取得データ例を、図9に示す。MSスペクトルで検出されたイオンに対し、内部データベース検索を実施した結果、図6のような場合と異なり、全てのイオンが内部データベース検索でヒットしている。そこで、前駆イオンはイオン強度に応じて三つのグループに分類され、それぞれに対して纏めてタンデム質量分析が実施される。
An example of acquired data in an embodiment of the mass spectrometry system is shown in FIG. In the analysis, an analysis routine is set to acquire three MS / MS spectra for one MS spectrum. As a result of performing an internal database search on the MS spectrum, hit ions are classified into one of three types of precursor ion groups according to the ion intensity, etc., and detection of unknown substances is detected. In this embodiment, first, an MS / MS spectrum of only an unknown substance is acquired, and ion information is registered in an internal database. Next, the precursor ions of the group indicated by white circles are collectively dissociated to obtain an MS / MS spectrum. When the analysis routine is not changed, the ions belonging to the two groups indicated by black circles and triangles are all used as precursor ions, and an MS / MS spectrum is acquired.
In the quantitative analysis, in the method of measuring ionic strength described so far, it is assumed that the ionization efficiency is lowered when a competing substance is present in the ionization process. As a more accurate quantification method, a stable isotope labeling reagent or a relative quantification method of isotopically labeling amino acids (lysine, arginine, etc.) in cultured cells can be used. In this case, the sample to be analyzed and the sample to be compared are individually labeled, the mixed sample is prepared, and the analysis is performed. FIG. 7 (top diagram) shows a typical MS spectrum. Several pairs of ions with different constant mass numbers have been detected. These pairs have almost the same chemical properties but differ only in the isotopes to be labeled. Therefore, the retention time of the liquid chromatograph is detected almost simultaneously. In the relative quantitative analysis, the ion intensity is integrated along the time axis, and the area is obtained. Then, the relative abundance ratio is determined by determining the area ratio. In the analysis, the precursor ions are determined by searching the internal database. In the internal database, information on ion pairs (in the database information shown in FIG. For example, a symbol indicating that the isotope label is added). In determining the precursor ions, even when only one ion is hit in the ion pair registered in the internal database, it is selected as the precursor ion. As a result, even when the intensity ratios of ion pairs are significantly different, quantitative analysis can be performed with high accuracy. FIG. 27 shows a flowchart when the inclusion database and the exclusion database are used, and FIG. 28 shows a flowchart when only the inclusion database is used.
In the example of FIG. 7, an internal database search is performed for ions detected in the MS spectrum. Then, ions excluded from the precursor ion candidates (indicated by inverted triangles) and precursor ion candidates forming a pair (indicated by white circles) are distinguished, and the precursor ion candidates are collectively subjected to tandem mass analysis. An internal database search is performed on the obtained MS / MS spectrum to confirm consistency. In creating an internal database in such an analysis, an analysis is performed in advance using a sample prepared for comparison, and analysis ion information is registered. Next, in consideration of the ion mass that changes when isotope labeling is performed, information on the predicted ion pair is registered in the internal database. Thus, even when only one of the ion pairs is detected, it can be selected as a precursor ion for tandem mass spectrometry.
An example of acquired data in an embodiment of the mass spectrometry system is shown in FIG. As a result of an internal database search for ions detected in the MS spectrum, one type of ion (indicated by an inverted triangle) that is excluded from the precursor ion candidates is detected. All other ions are detected as isotope-labeled pairs, but the ion pairs indicated by arrows are unknown substances that are not registered in the internal database. Guessed. Therefore, first, tandem mass spectrometry using an ion pair of an unknown substance as a precursor ion is performed, and the obtained MS / MS spectrum information is registered in an internal database. Next, the precursor candidate ions are classified into two groups according to ionic strength, and the group [1] (indicated by a white circle) having a relatively high strength (in the ion with the lower ionic strength among the ions forming a pair) Tandem mass spectrometry is performed on all precursor ions. Then, the obtained MS / MS spectrum is acquired and checked against MS / MS spectrum information registered in the internal database. Finally, tandem mass spectrometry is performed on the precursor ions of group [2] (represented by black circles) with relatively low intensity. Then, the obtained MS / MS spectrum is acquired and checked against MS / MS spectrum information registered in the internal database. When confirming MS / MS spectra using internal database information, if m / z of different fragment ions is several Da or less, ion peaks (part of isotope peaks) overlap, which may reduce the analysis accuracy. appear. When the precursor ions are grouped so as to avoid such a situation, the above situation can be avoided. For this reason, in the present embodiment, some precursor ions classified into the group [2] have some intensities that are equivalent to those of the precursor ions classified into the group [1].
It is also possible to carry out quantitative analysis using only the intensity of ions detected in the MS spectrum without acquiring an MS / MS spectrum. In this case, as shown in FIG. 16, performing ion isolation on the ions registered in the internal database analyzes an ion trap that may be subjected to the space charge effect and a sample in which chemical noise cannot be ignored. Is important in case. If the monoisotopic ion mass / charge (m / z) is very close to, for example, about 5 Da, ion loss may occur in isolation. Therefore, in selecting ions to be isolated, it is important to group the ions so that there is some difference in m / z of ions. The obtained MS spectrum is characterized in that the ion intensity may be increased because the space charge effect is reduced as compared with the MS spectrum obtained without performing isolation.
FIG. 9 shows an example of acquired data in one embodiment of the mass spectrometry system. As a result of performing an internal database search for ions detected in the MS spectrum, unlike the case shown in FIG. 6, all the ions are hit by the internal database search. Therefore, the precursor ions are classified into three groups according to the ionic strength, and tandem mass spectrometry is performed on each group.

図10に、質量分析システムの別の一実施例におけるシステム構成図を示す。この装置は、液体クロマトグラフとイオントラップ-飛行時間型質量分析装置を結合させた装置であり、タンデム質量分析においてはCIDのみならず電子捕獲解離(ECD)を用いることができる。サンプル液は液体クロマトグラフ用ポンプシステムに導入され、管1を通って、分離用のカラムに導入される。そこで、サンプルに含まれる多種類の物質は分離され、カラム末端部から分離物質が順次エレクトロスプレーイオン化法などの噴霧イオン化法により気体状イオンに変換される。生成されたイオンは、質量分析装置の第一細孔2から真空部に導入され、一定の高周波電界を発生させるイオン輸送部3を通って、イオントラップ4に導入される。第1高周波電源で制御されるイオントラップ4では、10ミリ秒程度の一定時間だけ、導入されるイオンを取り込みが行われる。そして、取り込まれたイオンは、第2高周波電源で制御される多重極ポールからなる衝突減衰器5で細いビーム状に整形され、高真空状態にある飛行時間型質量分析計6に導入される。そして、イオン加速部7でパルス的に加速されたイオンは、リフレクター8でエネルギー収束を受けた後、検出器9で検出される。検出器9にイオンが到達するまでの飛行時間を正確に測定することにより、イオンの質量mを電荷数zで割ったm/zを高精度で決定することができる。非常に多種類の物質が混合したサンプルを分析する場合、液体クロマトグラフの分離カラムでは完全に各成分を分離することができず、検出器9には複数種のイオンが検出されることが多い。情報処理部に入力された検出イオン情報は、ディスプレーなどの表示部で質量スペクトル(MSスペクトル)として表示される。
さて、検出器9で検出されたイオンの情報は、制御部のデータベース検索手段でデータベース検索が実施され、データベースでヒットしたイオン情報に基づき、タンデム質量分析の前駆イオンが決定される。そして、特定の前駆イオンがイオントラップ4に取り込まれるように、制御部の電源制御手段は第1高周波電源を制御する。そして、イオントラップ4で最終的にアイソレーションされた前駆イオンは、高周波電界の印加による過熱か、衝突減衰器5へのイオン輸送で過熱するかなどの手段により、残留ガスとの衝突誘起解離(CID)を受け、複数種類の解離イオン(フラグメントイオン)に変換される。前駆イオンが多価イオンの場合には、イオントラップ4で最終的にアイソレーションされた前駆イオンは、Qデフレクター10によりECD反応部11に導入される。ECD反応部11では、導入された多価の前駆イオンに対し、低エネルギー電子を照射し、再結合に伴う解離が実現し、多数のフラグメントイオンが生成される。ペプチドやタンパク質の多価イオンにECDを施すと、主鎖が優先的に解離する点が特徴的である。これらのイオンは、Qデフレクター10よりイオン加速部7に導入される。そして、飛行時間型質量分析計6において質量分離され、検出器9で検出される。検出器9の出力信号は情報処理部に伝えられ、情報処理部に入力された検出イオン情報は、表示部でタンデム質量スペクトル(MS/MSスペクトル)として表示される。複数種類のMS/MSスペクトルを取得する場合には、分析開始前に入力部において設定することができる。また、使用可能なデータベースが複数ある場合には、分析開始前に入力部で選択することができる。最終的な分析設定条件は分析開始前に表示部で確認でき、分析の開始を入力部で入力することができる。
In FIG. 10, the system block diagram in another one Example of a mass spectrometry system is shown. This device is a device in which a liquid chromatograph and an ion trap-time-of-flight mass spectrometer are combined. In tandem mass spectrometry, not only CID but also electron capture dissociation (ECD) can be used. The sample liquid is introduced into a liquid chromatograph pump system, and is introduced into a separation column through a pipe 1. Therefore, many kinds of substances contained in the sample are separated, and the separated substances are sequentially converted into gaseous ions from the column end by a spray ionization method such as an electrospray ionization method. The generated ions are introduced into the vacuum part from the first pore 2 of the mass spectrometer, and are introduced into the ion trap 4 through the ion transport part 3 that generates a constant high-frequency electric field. In the ion trap 4 controlled by the first high-frequency power source, the introduced ions are taken in for a fixed time of about 10 milliseconds. The captured ions are shaped into a thin beam by a collision attenuator 5 composed of a multipole pole controlled by a second high-frequency power source, and introduced into a time-of-flight mass spectrometer 6 in a high vacuum state. The ions accelerated in a pulse manner by the ion accelerating unit 7 are detected by the detector 9 after being subjected to energy convergence by the reflector 8. By accurately measuring the time of flight until ions reach the detector 9, m / z obtained by dividing the mass m of ions by the number of charges z can be determined with high accuracy. When analyzing a sample in which a large variety of substances are mixed, the liquid chromatograph separation column cannot completely separate the components, and the detector 9 often detects a plurality of types of ions. . The detected ion information input to the information processing unit is displayed as a mass spectrum (MS spectrum) on a display unit such as a display.
Now, the information of the ions detected by the detector 9 is subjected to database search by the database search means of the control unit, and the precursor ions for tandem mass spectrometry are determined based on the ion information hit in the database. And the power supply control means of a control part controls a 1st high frequency power supply so that a specific precursor ion is taken in into the ion trap 4. FIG. The precursor ions finally isolated in the ion trap 4 are subjected to collision-induced dissociation with the residual gas by means such as whether the precursor ions are overheated by applying a high-frequency electric field or heated by ion transport to the collision attenuator 5. CID) and converted into multiple types of dissociated ions (fragment ions). When the precursor ion is a multivalent ion, the precursor ion finally isolated by the ion trap 4 is introduced into the ECD reaction unit 11 by the Q deflector 10. In the ECD reaction unit 11, the introduced multivalent precursor ions are irradiated with low energy electrons, dissociation associated with recombination is realized, and a large number of fragment ions are generated. It is characteristic that when ECD is applied to multivalent ions of peptides and proteins, the main chain is preferentially dissociated. These ions are introduced into the ion acceleration unit 7 from the Q deflector 10. Then, the mass is separated by the time-of-flight mass spectrometer 6 and detected by the detector 9. The output signal of the detector 9 is transmitted to the information processing unit, and the detected ion information input to the information processing unit is displayed as a tandem mass spectrum (MS / MS spectrum) on the display unit. When acquiring a plurality of types of MS / MS spectra, they can be set in the input unit before the analysis is started. Further, when there are a plurality of usable databases, they can be selected by the input unit before the analysis is started. The final analysis setting conditions can be confirmed on the display unit before starting the analysis, and the start of the analysis can be input on the input unit.

図11に、質量分析システムのさらに別の一実施例におけるシステム構成図を示す。この装置は、液体クロマトグラフとリニア型イオントラップ質量分析装置を結合させた装置である。リニア型イオントラップ質量分析装置の代わりに、図12に示すような三次元イオントラップ質量分析装置を用いても、同様の効果を得ることができる。
サンプル液は液体クロマトグラフに導入される。そこで、サンプルに含まれる多種類の物質は分離され、カラム末端部から分離物質が順次イオン源に導入され、エレクトロスプレーイオン化法などの噴霧イオン化法により、気体状イオンに変換される。生成されたイオンは、質量分析装置の第一細孔2から真空部に導入され、一定の高周波電界を発生させるイオン輸送部3を通って、イオントラップ4に導入される。第2高周波電源で制御されるイオントラップ4では、10ミリ秒程度の一定時間だけ、導入されるイオンを取り込みが行われる。そして、取り込まれたイオンは、第2高周波電源からイオントラップ4に印加される高周波電界に従って、イオンのm/zに対応するタイミングで、検出器9で検出される。非常に多種類の物質が混合したサンプルを分析する場合、液体クロマトグラフの分離カラムでは完全に各成分を分離することができず、検出器9には複数種のイオンが検出されることが多い。情報処理部に入力された検出イオン情報は、ディスプレーなどの表示部で質量スペクトル(MSスペクトル)として表示される。
さて、検出器9で検出されたイオンの情報は、制御部のデータベース検索手段でデータベース検索が実施され、データベースでヒットしたイオン情報に基づき、タンデム質量分析の前駆イオンが決定される。そして、特定の前駆イオンがイオントラップ4に取り込まれるように、制御部の電源制御手段は第2高周波電源を制御する。そして、イオントラップ4で最終的にアイソレーションされた前駆イオンは、高周波電界のイオン過熱による残留ガスとの衝突誘起解離(CID)や、炭酸ガスレーザー等を用いた赤外多光子解離(IRMPD:図示せず)や紫外線レーザー等の手段により、複数種類の解離イオン(フラグメントイオン)に変換される。検出器9の出力信号は情報処理部に伝えられ、情報処理部に入力された検出イオン情報は、表示部でタンデム質量スペクトル(MS/MSスペクトル)として表示される。複数種類のMS/MSスペクトルを取得する場合には、分析開始前に入力部において設定することができる。また、使用可能なデータベースが複数ある場合には、分析開始前に入力部で選択することができる。最終的な分析設定条件は分析開始前に表示部で確認でき、分析の開始を入力部で入力することができる。
In FIG. 11, the system block diagram in another one Example of a mass spectrometry system is shown. This apparatus is an apparatus in which a liquid chromatograph and a linear ion trap mass spectrometer are combined. Similar effects can be obtained by using a three-dimensional ion trap mass spectrometer as shown in FIG. 12 instead of the linear ion trap mass spectrometer.
The sample liquid is introduced into the liquid chromatograph. Therefore, many kinds of substances contained in the sample are separated, and separated substances are sequentially introduced into the ion source from the column end, and converted into gaseous ions by a spray ionization method such as an electrospray ionization method. The generated ions are introduced into the vacuum part from the first pore 2 of the mass spectrometer, and are introduced into the ion trap 4 through the ion transport part 3 that generates a constant high-frequency electric field. In the ion trap 4 controlled by the second high-frequency power source, the introduced ions are taken in for a fixed time of about 10 milliseconds. The taken-in ions are detected by the detector 9 at a timing corresponding to the ion m / z according to the high-frequency electric field applied to the ion trap 4 from the second high-frequency power source. When analyzing a sample in which a large variety of substances are mixed, the liquid chromatograph separation column cannot completely separate the components, and the detector 9 often detects a plurality of types of ions. . The detected ion information input to the information processing unit is displayed as a mass spectrum (MS spectrum) on a display unit such as a display.
Now, the information of the ions detected by the detector 9 is subjected to database search by the database search means of the control unit, and the precursor ions for tandem mass spectrometry are determined based on the ion information hit in the database. Then, the power source control means of the control unit controls the second high frequency power source so that specific precursor ions are taken into the ion trap 4. The precursor ions finally isolated in the ion trap 4 are collided by induced dissociation (CID) with residual gas due to ion overheating of a high-frequency electric field, or infrared multiphoton dissociation (IRMPD) using a carbon dioxide laser or the like. It is converted into a plurality of types of dissociated ions (fragment ions) by means such as an ultraviolet laser (not shown). The output signal of the detector 9 is transmitted to the information processing unit, and the detected ion information input to the information processing unit is displayed as a tandem mass spectrum (MS / MS spectrum) on the display unit. When acquiring a plurality of types of MS / MS spectra, they can be set in the input unit before the analysis is started. Further, when there are a plurality of usable databases, they can be selected by the input unit before the analysis is started. The final analysis setting conditions can be confirmed on the display unit before starting the analysis, and the start of the analysis can be input on the input unit.

図13に、質量分析システムのさらに別の一実施例におけるシステム構成図を示す。この装置は、液体クロマトグラフとリニア型イオントラップ-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結合させた装置である。この例では、図10に示す飛行時間型質量分析装置の代わりに、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析装置が用いられている。そのため、イオンの質量分析において、高い分解能と質量精度を容易に得ることができる。
サンプル液は液体クロマトグラフに導入される。そこで、サンプルに含まれる多種類の物質は分離され、カラム末端部から分離物質が順次イオン源に導入され、エレクトロスプレーイオン化法などの噴霧イオン化法により、気体状イオンに変換される。生成されたイオンは、質量分析装置の第一細孔2から真空部に導入され、一定の高周波電界を発生させるイオン輸送部3を通って、イオントラップ4に導入される。第2高周波電源で制御されるイオントラップ4では、10ミリ秒程度の一定時間だけ、導入されるイオンを取り込みが行われる。そして、取り込まれたイオンは、第2高周波電源からイオントラップ4に印加される高周波電界や静電界により、高真空状態にあるフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計12に導入される。そして、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計12には磁石13による磁界が印加され、イオンはそのm/zに従った周期運動を行なう。イオンの周期運動は電界の変化として検知され、運動周期よりイオンのm/zを正確に決定することができる。なお、磁界を用いるフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計12の代わりに、磁界を用いないフーリエ変換質量分析計(オービトラップ)を用いても構わない。非常に多種類の物質が混合したサンプルを分析する場合、液体クロマトグラフの分離カラムでは完全に各成分を分離することができず、検出器9には複数種のイオンが検出されることが多い。情報処理部に入力された検出イオン情報は、ディスプレーなどの表示部で質量スペクトル(MSスペクトル)として表示される。
さて、検出器9で検出されたイオンの情報は、制御部のデータベース検索手段でデータベース検索が実施され、データベースでヒットしたイオン情報に基づき、タンデム質量分析の前駆イオンが決定される。そして、特定の前駆イオンがイオントラップ4に取り込まれるように、制御部の電源制御手段は第2高周波電源を制御する。そして、イオントラップ4で最終的にアイソレーションされた前駆イオンは、高周波電界のイオン過熱による残留ガスとの衝突誘起解離(CID)や、炭酸ガスレーザーを用いた赤外多光子解離(IRMPD:図示せず)等の手段により、複数種類の解離イオン(フラグメントイオン)に変換される。検出器9の出力信号は情報処理部に伝えられ、情報処理部に入力された検出イオン情報は、表示部でタンデム質量スペクトル(MS/MSスペクトル)として表示される。複数種類のMS/MSスペクトルを取得する場合には、分析開始前に入力部において設定することができる。また、使用可能なデータベースが複数ある場合には、分析開始前に入力部で選択することができる。最終的な分析設定条件は分析開始前に表示部で確認でき、分析の開始を入力部で入力することができる。
FIG. 13 shows a system configuration diagram in still another embodiment of the mass spectrometry system. This apparatus combines a liquid chromatograph and a linear ion trap-Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer. In this example, a Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer is used instead of the time-of-flight mass spectrometer shown in FIG. Therefore, high resolution and mass accuracy can be easily obtained in ion mass spectrometry.
The sample liquid is introduced into the liquid chromatograph. Therefore, many kinds of substances contained in the sample are separated, and separated substances are sequentially introduced into the ion source from the column end, and converted into gaseous ions by a spray ionization method such as an electrospray ionization method. The generated ions are introduced into the vacuum part from the first pore 2 of the mass spectrometer, and are introduced into the ion trap 4 through the ion transport part 3 that generates a constant high-frequency electric field. In the ion trap 4 controlled by the second high-frequency power source, the introduced ions are taken in for a fixed time of about 10 milliseconds. The taken ions are introduced into the Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer 12 in a high vacuum state by a high frequency electric field or an electrostatic field applied to the ion trap 4 from the second high frequency power supply. A magnetic field generated by the magnet 13 is applied to the Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer 12, and the ions perform periodic motion according to the m / z. The periodic motion of ions is detected as a change in electric field, and the m / z of ions can be accurately determined from the motion cycle. Instead of the Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer 12 that uses a magnetic field, a Fourier transform mass spectrometer (orbitrap) that does not use a magnetic field may be used. When analyzing a sample in which a large variety of substances are mixed, the liquid chromatograph separation column cannot completely separate the components, and the detector 9 often detects a plurality of types of ions. . The detected ion information input to the information processing unit is displayed as a mass spectrum (MS spectrum) on a display unit such as a display.
Now, the information of the ions detected by the detector 9 is subjected to database search by the database search means of the control unit, and the precursor ions for tandem mass spectrometry are determined based on the ion information hit in the database. Then, the power source control means of the control unit controls the second high frequency power source so that specific precursor ions are taken into the ion trap 4. The precursor ions finally isolated by the ion trap 4 are collided by induced dissociation (CID) with residual gas due to ion overheating of a high-frequency electric field, or infrared multiphoton dissociation (IRMPD: diagram) using a carbon dioxide laser. It is converted into a plurality of types of dissociated ions (fragment ions) by means such as (not shown). The output signal of the detector 9 is transmitted to the information processing unit, and the detected ion information input to the information processing unit is displayed as a tandem mass spectrum (MS / MS spectrum) on the display unit. When acquiring a plurality of types of MS / MS spectra, they can be set in the input unit before the analysis is started. Further, when there are a plurality of usable databases, they can be selected by the input unit before the analysis is started. The final analysis setting conditions can be confirmed on the display unit before starting the analysis, and the start of the analysis can be input on the input unit.

図14に、質量分析システムのさらに別の一実施例におけるシステム構成図を示す。この装置は、液体クロマトグラフとタンデム型イオントラップ質量分析装置を結合させた装置である。
サンプル液は液体クロマトグラフに導入される。そこで、サンプルに含まれる多種類の物質は分離され、カラム末端部から分離物質が順次イオン源に導入され、エレクトロスプレーイオン化法などの噴霧イオン化法により、気体状イオンに変換される。生成されたイオンは、質量分析装置の第一細孔2から真空部に導入され、一定の高周波電界を発生させるイオン輸送部3を通って、イオントラップ4に導入される。第1高周波電源で制御されるイオントラップ4では、10ミリ秒程度の一定時間だけ、導入されるイオンを取り込みが行われる。そして、取り込まれたイオンは、第2高周波電源で制御される多重極ポールからなる衝突セル14を通過し、別のイオントラップ15に導入される。そして、イオントラップ15に取り込まれたイオンは、第2高周波電源からイオントラップ15に印加される高周波電界に従って、イオンのm/zに対応するタイミングで、検出器9で検出される。非常に多種類の物質が混合したサンプルを分析する場合、液体クロマトグラフの分離カラムでは完全に各成分を分離することができず、検出器9には複数種のイオンが検出されることが多い。情報処理部に入力された検出イオン情報は、ディスプレーなどの表示部で質量スペクトル(MSスペクトル)として表示される。非常に多種類の物質が混合したサンプルを分析する場合、液体クロマトグラフの分離カラムでは完全に各成分を分離することができず、検出器9には複数種のイオンが検出されることが多い。情報処理部に入力された検出イオン情報は、ディスプレーなどの表示部で質量スペクトル(MSスペクトル)として表示される。
さて、検出器9で検出されたイオンの情報は、制御部のデータベース検索手段でデータベース検索が実施され、データベースでヒットしたイオン情報に基づき、タンデム質量分析の前駆イオンが決定される。そして、特定の前駆イオンがイオントラップ4に取り込まれるように、制御部の電源制御手段は第2高周波電源を制御される。そして、イオントラップ4で最終的にアイソレーションされた前駆イオンは、ヘリウムなどの不活性ガスが充填された衝突セル14に加速されて導入される。そして、衝突セル14における不活性ガスとの多重衝突により前駆イオンは解離し、解離イオンは別のイオントラップ15に導入される。高周波電源からイオントラップ15に印加される高周波電界に従って、イオンのm/zに対応するタイミングで、検出器9で検出される。検出器9の出力信号は情報処理部に伝えられ、情報処理部に入力された検出イオン情報は、表示部でタンデム質量スペクトル(MS/MSスペクトル)として表示される。複数種類のMS/MSスペクトルを取得する場合には、分析開始前に入力部において設定することができる。また、使用可能なデータベースが複数ある場合には、分析開始前に入力部で選択することができる。最終的な分析設定条件は分析開始前に表示部で確認でき、分析の開始を入力部で入力することができる。
In FIG. 14, the system block diagram in another one Example of a mass spectrometry system is shown. This apparatus combines a liquid chromatograph and a tandem ion trap mass spectrometer.
The sample liquid is introduced into the liquid chromatograph. Therefore, many kinds of substances contained in the sample are separated, and separated substances are sequentially introduced into the ion source from the column end, and converted into gaseous ions by a spray ionization method such as an electrospray ionization method. The generated ions are introduced into the vacuum part from the first pore 2 of the mass spectrometer, and are introduced into the ion trap 4 through the ion transport part 3 that generates a constant high-frequency electric field. In the ion trap 4 controlled by the first high-frequency power source, the introduced ions are taken in for a fixed time of about 10 milliseconds. The taken-in ions pass through the collision cell 14 formed of a multipole pole controlled by the second high-frequency power source, and are introduced into another ion trap 15. The ions taken into the ion trap 15 are detected by the detector 9 at a timing corresponding to the ion m / z according to the high-frequency electric field applied to the ion trap 15 from the second high-frequency power source. When analyzing a sample in which a large variety of substances are mixed, the liquid chromatograph separation column cannot completely separate the components, and the detector 9 often detects a plurality of types of ions. . The detected ion information input to the information processing unit is displayed as a mass spectrum (MS spectrum) on a display unit such as a display. When analyzing a sample in which a large variety of substances are mixed, the liquid chromatograph separation column cannot completely separate the components, and the detector 9 often detects a plurality of types of ions. . The detected ion information input to the information processing unit is displayed as a mass spectrum (MS spectrum) on a display unit such as a display.
Now, the information of the ions detected by the detector 9 is subjected to database search by the database search means of the control unit, and the precursor ions for tandem mass spectrometry are determined based on the ion information hit in the database. Then, the power source control means of the control unit is controlled by the second high frequency power source so that the specific precursor ions are taken into the ion trap 4. The precursor ions finally isolated by the ion trap 4 are accelerated and introduced into the collision cell 14 filled with an inert gas such as helium. Then, the precursor ions are dissociated by multiple collisions with the inert gas in the collision cell 14, and the dissociated ions are introduced into another ion trap 15. In accordance with a high-frequency electric field applied to the ion trap 15 from a high-frequency power source, the detector 9 detects at a timing corresponding to the ion m / z. The output signal of the detector 9 is transmitted to the information processing unit, and the detected ion information input to the information processing unit is displayed as a tandem mass spectrum (MS / MS spectrum) on the display unit. When acquiring a plurality of types of MS / MS spectra, they can be set in the input unit before the analysis is started. Further, when there are a plurality of usable databases, they can be selected by the input unit before the analysis is started. The final analysis setting conditions can be confirmed on the display unit before starting the analysis, and the start of the analysis can be input on the input unit.

なお、これまではオンラインLC/MSn装置について重点的に述べたが、オフライン装置においても同様の機能を保有することは有効である。その場合には、イオン化法として、噴霧イオン化法ではなく、パルスレーザー光を用いたMALDI(マトリックス支援レーザー脱離イオン化法)などを用いることができる。即ち、液体クロマトグラフ(LC)の分離成分を順次MALDIプレートに塗布し、質量分析することができる。このようなオフライン分析を実施する場合は、オンラインLC/MSn装置における時間的な制約が緩和されるため、前駆イオンのグループ化において、選択される前駆イオンの数の上限を比較的低く設定することができる。そして、得られるタンデム質量スペクトルの解析を簡単化させることができる。ただ、この上限の数を低くし過ぎると、分析スループットが極度に低くなる。そのため、前駆イオンの数の上限は、分析スループットとのバランスで決定すべきである。   Up to now, the online LC / MSn device has been described with emphasis. However, it is effective to have the same function in the offline device. In that case, MALDI (matrix-assisted laser desorption ionization method) using pulsed laser light or the like can be used as the ionization method instead of the spray ionization method. That is, the separated components of the liquid chromatograph (LC) can be sequentially applied to the MALDI plate and subjected to mass spectrometry. When performing such offline analysis, the time limit in the online LC / MSn system is relaxed, so the upper limit on the number of selected precursor ions should be set relatively low in the precursor ion grouping. Can do. And the analysis of the obtained tandem mass spectrum can be simplified. However, if this upper limit is made too low, the analytical throughput will be extremely low. Therefore, the upper limit of the number of precursor ions should be determined in balance with analysis throughput.

米国特許第5206507号US Pat. No. 5,206,507

本発明は多種類の成分を含むサンプルの分離分析システムに関し、特にタンパク質やペプチド、糖鎖、代謝産物などの生体関連物質の分析に使用する液体クロマトグラフ/質量分析システム、分析方法、装置に関する。   The present invention relates to a separation / analysis system for a sample containing various types of components, and more particularly to a liquid chromatograph / mass spectrometry system, analysis method, and apparatus used for analysis of biologically relevant substances such as proteins, peptides, sugar chains, and metabolites.

質量分析システムの一実施例におけるシステム構成図。The system block diagram in one Example of a mass spectrometry system. タンデム質量分析を行なう場合の、アイソレーション過程。Isolation process when performing tandem mass spectrometry. 複数の前駆イオンに対するアイソレーション過程。Isolation process for multiple precursor ions. 質量分析システムの一実施例における取得データ例。The acquisition data example in one Example of a mass spectrometry system. 質量分析システムの一実施例における取得データ例。The acquisition data example in one Example of a mass spectrometry system. 質量分析システムの一実施例における取得データ例。The acquisition data example in one Example of a mass spectrometry system. 質量分析システムを用いた同位体標識サンプルの典型的な取得データ例。An example of typical acquired data of an isotope labeled sample using a mass spectrometry system. 質量分析システムの一実施例における取得データ例。The acquisition data example in one Example of a mass spectrometry system. 質量分析システムの一実施例における取得データ例Example of acquired data in one embodiment of mass spectrometry system 質量分析システムの別の一実施例におけるシステム構成図。The system block diagram in another one Example of a mass spectrometry system. 質量分析システムのさらに別の一実施例におけるシステム構成図。The system block diagram in another one Example of a mass spectrometry system. 質量分析システムのさらに別の一実施例におけるシステム構成図。The system block diagram in another one Example of a mass spectrometry system. 質量分析システムのさらに別の一実施例におけるシステム構成図。The system block diagram in another one Example of a mass spectrometry system. 質量分析システムのさらに別の一実施例におけるシステム構成図。The system block diagram in another one Example of a mass spectrometry system. 質量分析システムの一実施例におけるシステム構成図。The system block diagram in one Example of a mass spectrometry system. 質量分析システムを用いた同位体標識サンプルの取得データ例。The acquisition data example of the isotope labeled sample using a mass spectrometry system. 内部データベース登録情報の例。Example of internal database registration information. システムにおける制御部とその周辺のハードウェアとの構成のブロック図。The block diagram of a structure with the control part and its peripheral hardware in a system. 質量分析システムにおけるフローの図。The figure of the flow in a mass spectrometry system. 質量分析システムにおけるフローの図。The figure of the flow in a mass spectrometry system. 質量分析システムにおける表示部の表示例。The example of a display of the display part in a mass spectrometry system. 質量分析システムにおける表示部の表示例。The example of a display of the display part in a mass spectrometry system. 質量分析システムにおけるフローの図。The figure of the flow in a mass spectrometry system. 質量分析システムにおけるフローの図。The figure of the flow in a mass spectrometry system. 質量分析システムにおけるシステム制御のフローチャート。The flowchart of the system control in a mass spectrometry system. 質量分析システムにおけるシステム制御のフローチャート。The flowchart of the system control in a mass spectrometry system. 質量分析システムにおけるシステム制御のフローチャート。The flowchart of the system control in a mass spectrometry system. 質量分析システムにおけるシステム制御のフローチャート。The flowchart of the system control in a mass spectrometry system.

符号の説明Explanation of symbols

1:管1、2:第一細孔、3:イオン輸送部、4:イオントラップ、5:衝突減衰器、6:飛行時間型質量分析計、7:イオン加速部、8:リフレクター、9:検出器、10:Qデフレクタ、11:ECD反応部、12:フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計、13:磁石、14:衝突セル、15:別のイオントラップ。
1: Tube 1, 2: First pore, 3: Ion transport part, 4: Ion trap, 5: Collision attenuator, 6: Time-of-flight mass spectrometer, 7: Ion accelerator, 8: Reflector, 9: Detector: 10: Q deflector, 11: ECD reaction unit, 12: Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer, 13: magnet, 14: collision cell, 15: another ion trap.

Claims (9)

複数の物質の情報を格納する少なくとも1つのデータベースと、
料をイオン化するイオン源と、
前記イオン源でイオン化されたイオンの質量分離を行うイオントラップ部を有する質量分析部と、
複数のイオンからなるイオン群毎にンデム質量分析を行うための条件設定をするための入力部と、
前記入力部からの入力に基づいて前記イオントラップ部への印加電圧が制御される電源部と、
前記質量分析部で質量分離されたイオンを検出する検出部とを有し、
前記検出部で検出されたイオンと前記データベースの情報によりタンデム質量分析を同時に実施する前記イオン群が選定され、選定された前記イオン群の前記検出部の出力により前記入力部の情報が決定されることを特徴とする質量分析システム。
At least one database storing information of a plurality of substances;
An ion source for ionizing a specimen,
A mass spectrometer having an ion trap that performs mass separation of ions ionized by the ion source;
An input for a condition setting for performing data tandem mass spectrometry for each group of ions consisting of a plurality of ions,
A power supply unit in which a voltage applied to the ion trap unit is controlled based on an input from the input unit;
Have a detection unit for detecting the mass separated ions in the mass analyzer,
The ion group that simultaneously performs tandem mass spectrometry is selected based on the ions detected by the detection unit and the information in the database, and the information of the input unit is determined by the output of the detection unit of the selected ion group. A mass spectrometry system characterized by that.
前記データベースは、ンデム質量分析優先対象イオンの情報を格納する第1データベースを含むことを特徴とする請求項1に記載の質量分析システム。 The database, the mass spectrometry system according to claim 1, characterized in that it comprises a first database for storing information data tandem mass spectrometry priority target ion. 前記少なくとも1つのデータベースは、ンデム質量分析優先対象イオンの情報を格納する少なくとも1つの第1データベースと、ンデム質量分析対象外イオンの情報を格納する少なくとも1つの第2データベースであることを特徴とする請求項1に記載の質量分析システム。 Characterized in that said at least one database, at least one second database storing at least one first database that stores information of data tandem mass spectrometry priority target ions, the information of the data tandem mass spectrometry covered ions The mass spectrometry system according to claim 1. データベース検索手段と情報処理部とをさらに有し、前記情報処理部は、前記データベース検索手段により前記データベースから検索される前記複数の物質の情報に基づき、ンデム質量分析の予測スペクトルを算出することを特徴とする請求項1に記載の質量分析システム。 Further comprising a database search unit and the information processing unit, the information processing unit, based on the plurality of information of the substance to be retrieved from the database by the database search unit, to calculate a predicted spectrum of the data tandem mass spectrometry The mass spectrometry system according to claim 1. 前記情報処理部は、前記予測スペクトルに基づき、前記イオン群を決定することを特徴とする請求項4に記載の質量分析システム。   The mass spectrometry system according to claim 4, wherein the information processing unit determines the ion group based on the predicted spectrum. 前記情報処理部は、前記検出部で検出される1次質量分析結果のイオン強度とm/z情報に基づき、前記イオン群を決定することを特徴とする請求項4に記載の質量分析システム。 The mass spectrometry system according to claim 4, wherein the information processing unit determines the ion group based on ion intensity and m / z information of a primary mass analysis result detected by the detection unit. 前記データベースは複数有り、前記入力部は、前記データベースを選択するためのデータベース選択部と、質量分析の条件を選択するための質量分析条件選択部とを有することを特徴とする請求項1に記載の質量分析システム。 2. The database according to claim 1, wherein there are a plurality of the databases, and the input unit includes a database selection unit for selecting the database and a mass analysis condition selection unit for selecting a condition for mass analysis. Mass spectrometry system. 前記入力部からの入力の結果を表示する表示部をさらに有し、前記表示部は、前記イオン群をンデム質量分析する質量分析条件の選択の有無を表示することを特徴とする請求項1に記載の質量分析システム。 Further comprising a display unit for displaying the results of input from the input unit, the display unit, according to claim 1, wherein the displaying the presence or absence of selection of mass spectrometry conditions data tandem mass spectrometry the ions of The mass spectrometric system described in 1. 前記複数の物質の情報は、前記物質のイオン質量、電荷、及びンデム質量分析スペクトルを含むことを特徴とする請求項1に記載の質量分析システム。 The information of a plurality of materials, mass spectrometry system according to claim 1, characterized in that it comprises ion mass of the material, charge, and the data tandem mass spectrometry.
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