JP5201220B2 - Ｍｓ／ｍｓ型質量分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、特定の質量電荷比（m/z）を有するイオンを衝突誘起解離（ＣＩＤ＝Collision-Induced Dissociation）により開裂させ、これにより生成されるプロダクトイオン（フラグメントイオン）の質量分析を行うＭＳ／ＭＳ型質量分析装置に関する。

分子量が大きな物質の同定やその構造の解析を行うために、質量分析の１つの手法として、ＭＳ／ＭＳ分析（タンデム分析とも呼ばれる）という手法が知られている。典型的なＭＳ／ＭＳ型質量分析装置として三連四重極（ＴＱ）型質量分析装置がある。図６は特許文献１、２などに開示されている、一般的な三連四重極型質量分析装置の概略構成図である。

この質量分析装置は、図示しない真空ポンプにより真空排気される分析室１１の内部に、分析対象である試料をイオン化するイオン源１２と、それぞれ四本のロッド電極から成る三段の四重極１３、１５、１７と、イオンを検出してイオン量に応じた検出信号を出力する検出器１８と、をほぼ一直線上に備える。第１段四重極（Ｑ１）１３には、直流電圧と高周波電圧とを合成した電圧が印加され、これにより発生する四重極電場の作用により、イオン源１２で生成された各種イオンの中で特定の質量電荷比を有する目的イオンのみがプリカーサイオンとして選別される。第１段四重極１３に印加する直流電圧及び高周波電圧を所定の関係を保ちつつ適宜変化させることで、第１段四重極１３を通過するイオンの質量電荷比を走査することができる。

第２段四重極（Ｑ２）１５は高い密閉性を有するコリジョンセル１４の内部に収納されている。コリジョンセル１４内にはアルゴン（Ａｒ）ガスなどのＣＩＤガスが導入される。第１段四重極１３から第２段四重極１５に送られたプリカーサイオンは、コリジョンセル１４内でＣＩＤガスと衝突し、衝突誘起解離による開裂を生じてプロダクトイオンが生成される。この開裂の態様は様々であり、通常、一種類のプリカーサイオンから質量電荷比の異なる複数種類のプロダクトイオンが生成される。これら各種のプロダクトイオンがコリジョンセル１４を出て第３段四重極（Ｑ３）１７に導入される。通常、第２段四重極１５には、高周波電圧のみが印加されるか又は高周波電圧に直流バイアス電圧を加算した電圧が印加され、イオンを収束させつつ後段に輸送するイオンガイドとして機能する。

第３段四重極１７には第１段四重極１３と同様に、直流電圧と高周波電圧とを合成した電圧が印加される。これにより発生する四重極電場の作用により、第３段四重極１７では特定の質量電荷比を有するプロダクトイオンのみが選別されて検出器１８に到達する。第３段四重極１７に印加する直流電圧及び高周波電圧を所定の関係を保ちつつ適宜変化させることで、第３段四重極１７を通過するイオンの質量電荷比を走査することができる。このときに検出器１８で得られる検出信号に基づいて、図示しないデータ処理部は、目的イオンの開裂により生じたプロダクトイオンのマススペクトルを作成する。

特許文献２に記載のように上記質量分析装置では、ニュートラルロススキャン測定、プリカーサイオンスキャン測定などのＭＳ／ＭＳ分析が可能である。図７はそれら測定時における第１段四重極１３と第３段四重極１７の質量電荷比の変化を示す模式図である。図７（ａ）に示すように、ニュートラルロススキャン測定では、第１段四重極１３を通過するイオンの質量電荷比と第３段四重極１７を通過するイオンの質量電荷比との質量差（ニュートラルロス）ΔＭを一定に保った状態で質量走査が行われる。一方、図７（ｂ）に示すように、プリカーサイオンスキャン測定では、第３段四重極１７を通過するイオンの質量電荷比を或る値に固定し、第１段四重極１３を通過するイオンの質量電荷比が走査される。

また、ＭＳ／ＭＳ型質量分析装置では、予め設定された条件に適合したプリカーサイオンを自動的に見つけてＭＳ／ＭＳ分析を実行する、いわゆるオートＭＳ／ＭＳ分析と呼ばれる測定法も用いられている。即ち、コリジョンセル１４内での開裂操作や第３段四重極１７での質量分離を伴わない通常の質量分析を実行してマススペクトルを取得した後に直ぐに、そのマススペクトル中に現れているピークに対し所定条件に適合したピークを自動的に見つけるデータ処理を実行し、選別されたピークの質量電荷比をプリカーサイオンに設定してＭＳ／ＭＳ分析を実行してプロダクトイオンのマススペクトルを作成するものである。

三連四重極型質量分析装置では、上述したような開裂操作を伴った様々なＭＳ／ＭＳ分析が可能であるが、イオンが真空雰囲気中を飛行する途中でコリジョンセル１４内で開裂を生じさせるため、次のような問題がある。

即ち、コリジョンセル１４内にはほぼ連続的にＣＩＤガスが供給されるため、コリジョンセル１４内のガス圧は数百[mPa]程度と、分析室１１内であってコリジョンセル１４の外側のガス圧と比較して高い状態にある。このように比較的高いガス圧雰囲気である高周波電場中をイオンが進行する場合、ガスとの衝突によりイオンの運動エネルギーが減衰しその飛行速度は低下する。そのため、コリジョンセル１４をイオンが通過する際の時間遅延が大きい。

ニュートラルロススキャン測定では第１段四重極１３と第３段四重極１７とを連動させて質量走査するが、その両者の間にあるコリジョンセル１４においてイオンの時間遅延が大きいと、第３段四重極１７で実際に分析されるイオンの質量電荷比と質量分析したい所望の質量電荷比との間にずれが生じる。そのため、ニュートラルロスの質量電荷比がユーザの意図した値からずれてしまい、分析感度が低下することがある。オートＭＳ／ＭＳ分析を行う場合にも、一回目の質量分析により選別したプリカーサイオンの質量電荷比がずれるために、上記と同様に感度低下が生じるおそれがある。

また、いずれの測定においても、コリジョンセル１４内でのイオンの時間遅延がマススペクトルには反映されないため、マススペクトルの質量軸のずれが大きくなり、これに基づいた定量や定性に支障をきたすおそれがある。

コリジョンセル１４内でのイオンの時間遅延の影響を軽減するには、質量走査を行う際の走査速度を落とす必要があるが、そうすると繰り返し測定の時間間隔が拡がってＬＣ／ＭＳやＧＣ／ＭＳでは成分の見逃しの可能性が高くなる。最近では、ＬＩＮＡＣ（商標）やＴ−Ｗａｖｅ（商標）と名付けられた高速のコリジョンセルの開発により、イオンの遅延は従来よりも短縮されつつある（非特許文献１、２参照）。しかしながら、そうしたコリジョンセルを使用した場合でも、イオンがコリジョンセルを通過するのに数msecの時間が掛かるため、１０００[u/sec]程度の質量走査速度としたときの感度低下や質量ずれは避けられない。

特開平７−２０１３０４号公報 特許第３４０４８４９号公報 「ＡＰＩ４０００TM ＬＣ／ＭＳ／ＭＳシステム」、[online]、アプライドバイオシステムズジャパン株式会社、[平成２１年２月２日検索]、インターネット＜URL : http://www.appliedbiosystems.co.jp/website/jp/product/modelpage.jsp?MODELCD=253&MODELPGCD=22242＞ 「タンデム四重極型UPLC/MS検出器ＡＣＱＵＩＴＹTM ＴＱＤ」、[online]、日本ウォーターズ株式会社 、[平成２１年２月２日検索]、インターネット＜URL : http://www.waters.co.jp/company/information/＞

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、ニュートラルロススキャンやプリカーサイオンスキャン、或いは、オートＭＳ／ＭＳなどにおいて、質量ずれや感度低下を防止することができるＭＳ／ＭＳ型質量分析装置を提供することにある。

上記課題を解決するために成された第１発明は、各種イオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンをプリカーサイオンとして選別する第１質量分離部と、前記プリカーサイオンを衝突誘起解離ガスと衝突させて開裂させるコリジョンセルと、その開裂により生成した各種プロダクトイオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンを選別する第２質量分離部と、を具備するＭＳ／ＭＳ型質量分析装置において、
a)前記コリジョンセル内に衝突誘起解離ガスを導入し、且つ前記第２質量分離部で実質的な質量分離を行わない状態の下で、前記第１質量分離部で質量走査を行って質量電荷比が既知である試料を分析することにより質量分析データを収集する較正用分析実行手段と、
b)前記較正用分析実行手段により収集された質量分析データに基づいて、前記コリジョンセル内でのイオンの時間遅延が反映された前記第１質量分離部の質量較正情報を作成して記憶しておく較正情報記憶手段と、
c)少なくともニュートラルロススキャン又はプリカーサイオンスキャンを行う際に、前記較正情報記憶手段に記憶されている質量較正情報を用いて前記第１質量分離部の質量走査を制御して目的試料に対する質量分析データを収集する実分析実行手段と、
を備えることを特徴としている。

一般にＭＳ／ＭＳ型質量分析装置で質量較正情報を取得する場合、コリジョンセルに衝突誘起解離ガスを導入しない状態で質量電荷比が既知である標準試料を質量分析する。これに対し、第１発明に係るＭＳ／ＭＳ型質量分析装置では、通常のＭＳ／ＭＳ分析時と同様にコリジョンセルに衝突誘起解離ガスを導入してイオンを開裂させる状態で標準試料を質量分析する。このとき、第１質量分離部で選別された特定の質量電荷比を有するイオンはコリジョンセルで開裂されるが、それにより生成されたプロダクトイオンは質量分離されずに、つまりパケット状のまま検出器に到達する。

イオンが第１質量分離部や第２質量分離部を通過するのに要する時間は、衝突誘起解離ガスの導入によりガス圧が高いコリジョンセル内を通過するのに要する時間に比べれば十分に小さい。したがって、上記較正用分析実行手段により収集された質量分析データには、コリジョンセル内に導入された衝突誘起解離ガスに起因する時間遅延が反映されているとみることができる。そこで較正情報記憶手段は、上記質量分析データにより、コリジョンセル内でのイオンの時間遅延が反映された質量較正情報を作成して記憶しておく。

実分析実行手段は例えばニュートラルロススキャンやプリカーサイオンスキャンなど第１質量分離部での質量走査とコリジョンセルでの開裂操作とを伴う測定を実行する際に、較正情報記憶手段に記憶されている質量較正情報を用いて、第１質量分離部の質量走査を制御する。これにより、コリジョンセルでのイオンの時間遅延に起因する質量ずれの影響が第１質量分離部の質量走査の際に補正されるため、例えばニュートラルロススキャン測定の際にニュートラルロスの質量電荷比がユーザの意図する通りとなり、目的とするイオンを高い感度で検出することができる。また、マススペクトルの質量軸のずれも解消される。

なお、コリジョンセル内を通過する際のイオンの時間遅延は、コリジョンセル内の衝突誘起解離ガス圧、コリジョンエネルギー、第１質量分離部における質量走査の走査速度、などに依存する。そこで、より好ましくは、本発明に係るＭＳ／ＭＳ型質量分析装置において、前記較正用分析実行手段は、コリジョンセル内の衝突誘起解離ガス圧、コリジョンエネルギー、又は、第１質量分離部における質量走査の走査速度、の少なくともいずれか１つの条件を複数に変化させつつ、それぞれの条件の下での質量分析データを収集し、前記較正情報記憶手段は、異なる条件に対する質量較正情報をそれぞれ作成・記憶する構成とするとよい。

また上記課題を解決するために成された第２発明は、各種イオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンをプリカーサイオンとして選別する第１質量分離部と、前記プリカーサイオンを衝突誘起解離ガスと衝突させて開裂させるコリジョンセルと、その開裂により生成した各種プロダクトイオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンを選別する第２質量分離部と、を具備するＭＳ／ＭＳ型質量分析装置において、
a)ニュートラルロススキャン測定における第１質量分離部と第２質量分離部との質量電荷比差又はこれを特定可能な情報をユーザが入力するための入力手段と、
b)前記入力手段により入力された質量電荷比差又は前記情報に基づいて算出される質量電荷比差に対し、予め決められた値を加算して質量電荷比差を修正する修正手段と、
c)修正された質量電荷比差に基づいてニュートラルロススキャン測定を行うように第１質量分離部と第２質量分離部とで質量走査を行うべく制御する測定実行手段と、
を備えることを特徴としている。

ニュートラルロススキャン測定において、上述したようにコリジョンセルでのイオンの時間遅延が大きいと、目的とするプリカーサイオン由来のプロダクトイオンは意図したよりも遅れて第２質量分離部に到達する。そのため、第１質量分離部の質量電荷比と第２段質量分離部の質量電荷比との差は実質的に小さくなる。そこで、第２発明に係るＭＳ／ＭＳ型質量分析装置において、修正手段は、ユーザにより指定されたニュートラルロスの質量電荷比を、コリジョンセルでのイオンの時間遅延に相当する分だけ大きな質量電荷比に修正する。この質量電荷比の上乗せ分の値は、例えば予め装置の製造メーカが実験的に求めた値に基づいて決めておくことができる。もちろん、ユーザ側において標準試料などを測定して上記質量電荷比の上乗せ分の値を取得する機能を付加してもよい。

第２発明に係るＭＳ／ＭＳ型質量分析装置においてより高い精度で質量ずれを補正するために、好ましくは、コリジョンセル内の衝突誘起解離ガス圧、コリジョンエネルギー、又は、前記第１質量分離部における質量走査速度の少なくともいずれか１つを複数に変化させたときの前記質量電荷比差の修正の加算情報をそれぞれ保持する記憶手段をさらに備え、前記修正手段は、前記記憶手段に記憶されている加算情報を用いて質量電荷比差を修正する構成とするとよい。

上記第２発明では、コリジョンセル内でのイオンの時間遅延に相当する質量電荷比の分だけニュートラルロスの質量電荷比を上乗せしていたが、その時間遅延に相当する時間だけ第２質量分離部での質量走査の開始時点を遅らせても作用・効果は第２発明とほぼ同じである。

即ち、上記課題を解決するために成された第３発明は、各種イオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンをプリカーサイオンとして選別する第１質量分離部と、前記プリカーサイオンを衝突誘起解離ガスと衝突させて開裂させるコリジョンセルと、その開裂により生成した各種プロダクトイオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンを選別する第２質量分離部と、を具備するＭＳ／ＭＳ型質量分析装置において、
a)ニュートラルロススキャン測定における第１質量分離部と第２質量分離部との質量電荷比差又はこれを特定可能な情報をユーザが入力するための入力手段と、
b)前記入力手段により入力された質量電荷比差又は前記情報に基づいて算出される質量電荷比差に基づいてニュートラルロススキャン測定を行うように前記第１質量分離部と前記第２質量分離部とで質量走査を行う際に、第１質量分離部の質量走査の開始時点から予め決められた時間だけ遅延させて第２質量分離部の質量走査を開始させる測定実行手段と、
を備えることを特徴としている。

もちろん、この第３発明に係るＭＳ／ＭＳ型質量分析装置においても、より高い精度で質量ずれを補正するために、好ましくは、コリジョンセル内の衝突誘起解離ガス圧、コリジョンエネルギー、又は、前記第１質量分離部における質量走査速度の少なくともいずれか１つを複数に変化させたときの、第２質量分離部の質量走査開始時点を遅延させる時間情報をそれぞれ保持する記憶手段をさらに備え、前記測定実行手段は、前記記憶手段に記憶されている時間情報を用いて前記第１質量分離部の質量走査の開始時点から予め決められた時間だけ遅延させて前記第２質量分離部の質量走査を開始させる構成とするとよい。

第１乃至第３発明に係るＭＳ／ＭＳ型質量分析装置によれば、ニュートラルロススキャン測定やプリカーサイオンスキャン測定において、コリジョンセル内をイオンが通過する際に生じた時間遅延の影響を軽減し、質量走査範囲全体に亘り、プロダクトイオンの検出感度を向上させることができるとともに、その際に作成されるマススペクトルの質量軸の精度を向上させることができる。また、オートＭＳ／ＭＳ分析の際にも、目的イオン由来のプロダクトイオンの検出感度を向上させることができるとともに、その際に作成されるマススペクトルの質量軸の精度を向上させることができる。

本発明の一実施例（第１実施例）による三連四重極型質量分析装置の概略構成図。 第１実施例の三連四重極型質量分析装置における特徴的な動作を説明するための模式図。 本発明の別の実施例（第２実施例）による三連四重極型質量分析装置の概略構成図。 第２実施例の三連四重極型質量分析装置における特徴的な動作を説明するための模式図。 本発明のさらに別の実施例（第３実施例）による三連四重極型質量分析装置おける特徴的な動作を説明するための模式図。 従来一般的な三連四重極型質量分析装置の概略構成図。 ニュートラルロススキャン測定及びプリカーサイオンスキャン測定の第１段四重極と第３段四重極の質量電荷比の変化を示す模式図。

符号の説明

１０…試料導入部
１１…分析室
１２…イオン源
１３…第１段四重極（Ｑ１）
１４…コリジョンセル
１５…第２段四重極（Ｑ２）
１６…ガスバルブ
１７…第３段四重極（Ｑ３）
１８…検出器
２１…Ｑ１電源部
２２…Ｑ２電源部
２３…Ｑ３電源部
２４…制御部
２５…データ処理部
２６…較正データ記憶部
２７…入力部
２８…質量走査補正データ記憶部

［第１実施例］
以下、本発明の一実施例（第１実施例）である三連四重極型質量分析装置について、添付図面を参照して説明する。図１は第１実施例の三連四重極型質量分析装置の概略構成図、図２は本実施例の三連四重極型質量分析装置における特徴的な動作を説明するための模式図である。

本実施例の三連四重極型質量分析装置では、従来と同様に、第１段四重極（本発明における第１質量分離部に相当）１３と第３段四重極（本発明における第２質量分離部に相当）１７との間に、プリカーサイオンを開裂させて各種プロダクトイオンを生成するためのコリジョンセル１４が配置されている。

第１段四重極１３にはＱ１電源部２１から、直流電圧Ｕ１と高周波電圧Ｖ１・cosωｔとを合成した電圧±（Ｕ１＋Ｖ１・cosωｔ）、或いはこれにさらに所定の直流バイアス電圧Ｖbias1を加算した電圧±（Ｕ１＋Ｖ１・cosωｔ）＋Ｖbias1が印加される。第２段四重極１５にはＱ２電源部２２から、高周波電圧±Ｖ２・cosωｔのみ、或いはこれに所定の直流バイアス電圧Ｖbias2を加算した電圧±Ｖ２・cosωｔ＋Ｖbias2が印加される。第３段四重極１７にはＱ３電源部２３から、直流電圧Ｕ３と高周波電圧Ｖ３・cosωｔとを合成した電圧±（Ｕ３＋Ｖ３・cosωｔ）、或いはこれにさらに所定の直流バイアス電圧Ｖbias3を加算した電圧±（Ｕ３＋Ｖ３・cosωｔ）＋Ｖbias3が印加される。これらＱ１電源部２１〜Ｑ３電源部２３は、制御部２４の制御の下に動作する。

検出器１８により得られる検出データはデータ処理部２５に入力され、データ処理部２５はマススペクトルを作成し、マススペクトルに基づいて定量分析や定性分析を実行する。データ処理部２５には較正データ記憶部２６が接続されており、後述するような測定及びデータ処理により算出された質量較正データが較正データ記憶部２６に格納され、制御部２４はこの較正データ記憶部２６に格納されている質量較正データを利用して測定のための制御を実行する。

本実施例の三連四重極型質量分析装置における特徴的な動作を図２により説明する。この質量分析装置では、目的試料を分析するに先立ち、質量較正データを取得して較正データ記憶部２６に保存しておく必要がある。そのために、制御部２４は次のようにして質量較正用測定を実行する。

即ち、制御部２４は質量較正用測定の開始の指示を受けると、質量電荷比が既知である標準試料を選択的にイオン源１２に導入するように試料導入部１０を制御し、コリジョンセル１４内のＣＩＤガス圧が所定圧になるようにガスバルブ１６を開放してコリジョンセル１４内に所定流量でもってＣＩＤガスを導入する。また、第３段四重極１７においては実質的な質量分離が実行されずイオンの収束のみが行われるようにするべく、高周波電圧のみが第３段四重極１７に印加されるようにＱ３電源部２３を制御する。但し、コリジョンセル１４内で開裂により生じたプロダクトイオンが質量分離されない程度に低い質量分解能となるように、直流電圧Ｕ３と高周波電圧振幅Ｖ３とを適宜に設定した合成電圧を第３段四重極１７に印加するようにしてもよい。

一般に三連四重極型質量分析装置では、コリジョンセルにＣＩＤガスを導入しない状態で、第１段四重極１３への印加電圧と得られる質量電荷比との対応関係を示す質量較正データを求める。これに対し、本実施例の三連四重極型質量分析装置では、通常のニュートラルロススキャン測定等のＭＳ／ＭＳ分析時と同様に、質量較正用測定の際にもコリジョンセル１４にＣＩＤガスを導入しコリジョンセル１４内でイオンを開裂させる。

但し、開裂により生成された各種の質量電荷比を有するプロダクトイオンは第３段四重極１７では質量分離されないため、同一のプリカーサイオンに由来する各種プロダクトイオンが殆どばらけることなく検出器１８に到達する。コリジョンセル１４内のガス圧はその周囲よりも高く、ＣＩＤガスとの衝突によりイオンの速度は落ちる。したがって、質量較正用測定時のイオン通過経路の状態は図２（ａ）に示すように、第１段四重極１３と検出器１８との間にコリジョンセル１４による時間遅延要素Ｄがあるものとモデル化することができる。コリジョンセル１４以外の空間では真空度が高く、そこでのイオンの時間遅延はコリジョンセル１４内でのイオンの時間遅延に比べて十分に小さい。このため、コリジョンセル１４にＣＩＤガスを導入しない（コリジョンセル１４内のガス圧がその周囲の分析室１１内のガス圧とほぼ同じ）状態では、図２（ａ）中に符号１８’で示すように検出器は第１段四重極１３の出口直後にあるものとみなすことができる。

第１段四重極１３を通過するイオンの質量電荷比が所定の質量範囲で変化するように質量走査を行いつつ検出器１８で得られる信号の時間的な変化をモニタすると、図２（ｂ）に示すように、質量走査期間中の或る時点付近で標準試料に由来するプロダクトイオン群によるピークが生じる。時間遅延要素Ｄがない場合には時刻ｔ１にピークが生じるのに対し、時間遅延要素Ｄがあるとその分プロダクトイオン群は遅れて検出器１８に達するため、時刻ｔ１よりも時間差Δｔだけ遅れた時刻ｔ２にピークが生じる。この時間差Δｔの期間中にも、第１段四重極１３を通過するイオンの質量電荷比は変化しているから、図２（ｃ）において電圧差Ｖ２−Ｖ１に相当する質量電荷比の差だけ、時間遅延要素Ｄで質量ずれが生じることになる。

標準試料の既知の質量電荷比がＭｒであるとき、コリジョンセル１４内でのイオンの時間遅延を考えなければ、印加電圧Ｖ１が質量電荷比Ｍｒに対応することになるが、コリジョンセル１４内でのイオンの時間遅延を考えると、印加電圧Ｖ２が質量電荷比Ｍｒに対応することになる。そこで、データ処理部２５は質量較正用測定時に得られた検出データに基づいて、ピークが検出されたときの質量走査の電圧とその標準試料中の成分の質量電荷比との関係に基づいて質量較正データを作成する。一般に、標準試料には質量電荷比の相違する複数の標準物質が含まれており、その標準物質毎にピークの生じた印加電圧と理論上の質量電荷比との関係を調べることにより、時間遅延要素Ｄが織り込まれた、正確な質量較正データを作成することができる。この質量較正データは例えば計算式の形式、テーブル形式、などその形式を問わない。

時間遅延要素Ｄによるイオンの遅延時間は、コリジョンセル１４内のＣＩＤガス圧や、コリジョンセル１４内に導入される際にイオンが有する運動エネルギー（コリジョンエネルギー）などに依存する。前者はコリジョンセル１４に導入されるＣＩＤガスの流量と言い換えることができる。また後者は、コリジョンセル１４に印加される直流バイアス電圧とその前段の第１段四重極１３に印加される直流バイアス電圧との電位差と言い換えることができる。ＣＩＤガス圧やコリジョンエネルギーは開裂効率などを左右する開裂条件であって、これらはユーザにより手動で又は自動チューニングにより適宜に変更される。そのため、そうした異なる開裂条件毎にそれぞれ最適な質量較正データを求めておくことが好ましい。

そこで本実施例の三連四重極型質量分析装置では、制御部２４は、ガスバルブ１６の開度を調整することによりＣＩＤガス圧を複数段階に変化させつつ、また、直流バイアス電圧を変化させることでコリジョンエネルギーを複数段階に変化させつつ、標準試料に対する質量較正用測定を実行し、データ処理部２５は異なる条件の下での質量較正データをそれぞれ取得する。そして、ＣＩＤガス圧やコリジョンエネルギーなどをパラメータとして、第１段四重極１３への印加電圧と測定される質量電荷比との関係を示す質量較正データを較正データ記憶部２６に記憶させておく。

目的試料に対するニュートラルロススキャン測定又はプリカーサイオンスキャン測定などの、第１段四重極１３での質量走査、及びコリジョンセル１４での開裂操作を伴う測定が入力部２７により指示された場合、制御部２４は較正データ記憶部２６からそのときのＣＩＤガス圧やコリジョンエネルギーに対応した質量較正データを読み出す。そして、制御部２４は第１段四重極１３への印加電圧が走査されるようにＱ１電源部２１を制御するためにこの質量較正データを利用する。それにより、コリジョンセル１４を通過する際のイオンの時間遅延の影響が軽減され、例えばニュートラルロススキャン測定においては、指定されたニュートラルロスが脱離したプロダクトイオンを高い感度で検出することができる。また、データ処理部２５において正確な質量軸を持つマススペクトルを作成することができる。

［第２実施例］
次に本発明の別の実施例（第２実施例）である三連四重極型質量分析装置について、図３及び図４により説明する。図３は第２実施例の三連四重極型質量分析装置の概略構成図、図４は第２実施例の三連四重極型質量分析装置における特徴的な動作を説明するための模式図である。図３では、既に説明した第１実施例の三連四重極型質量分析装置と同一の構成要素に同一符号を付している。この第２実施例の三連四重極型質量分析装置では、予め所定の補正データが格納された質量走査補正データ記憶部２８が制御部２４に接続されている。

上述したように、イオンの開裂を行うためにコリジョンセル１４内にＣＩＤガスを導入する場合、ここを通過する際のイオンの時間遅延が大きい。そこで、この実施例の質量分析装置では、ニュートラルロススキャン測定を行う際に、第１段四重極１３と第３段四重極１７とを単に質量電荷比の差が一定になるようにそれぞれ質量走査するのではなく、コリジョンセル１４内でのイオンの時間遅延に相当する分だけ、第３段四重極１７の質量走査の開始時点を第１段四重極１３の質量走査の開始時点よりも遅らせる。これを示したのが図４であり、時間ｔが第３段四重極１７の質量走査の開始時点の時間遅延である。上述したように、コリジョンセル１４内でのイオンの時間遅延はＣＩＤガス圧やコリジョンエネルギーなどの開裂条件に依存するから、時間ｔもこれら開裂条件に応じて変更することが好ましい。

適切なニュートラルロススキャン測定を行うために適合する時間ｔの値は、この装置の製造メーカの側で予め実験的に測定しておくことができる。そこで、製造メーカにおいて様々な開裂条件の下での適切な時間ｔを求めてこれを補正データとして質量走査補正データ記憶部２８に格納しておく。そして、ユーザ側においてニュートラルロススキャン測定を行う際に、制御部２４は入力部２７から指示されたニュートラルロスの質量電荷比に応じて質量電荷比差ΔＭを決めるとともに、質量走査補正データ記憶部２８からそのときの開裂条件に応じた時間ｔを取得する。そして、図４に示したような第１段四重極１３と第３段四重極１７との質量走査のパターンを決定し、それに従ってＱ１電源部２１及びＱ３電源部２３を制御する。それにより、ニュートラルロススキャン測定において、指定されたニュートラルロスが脱離したプロダクトイオンを高い感度で検出することができる。また、データ処理部２５において正確な質量軸を持つマススペクトルを作成することができる。

［第３実施例］
次に本発明のさらに別の実施例（第３実施例）である三連四重極型質量分析装置について、図５により説明する。図５は第３実施例の三連四重極型質量分析装置における特徴的な動作を説明するための模式図である。この三連四重極型質量分析装置の基本的な構成は第２実施例と同じであるので説明を略す。

第２実施例の三連四重極型質量分析装置では、様々な開裂条件の下における第３段四重極１７の質量走査開始時点の遅延時間ｔを補正データとして質量走査補正データ記憶部２８に格納していたが、この第３実施例の三連四重極型質量分析装置では、質量走査の質量電荷比差を補正するデータを質量走査補正データ記憶部２８に格納しておくようにする。即ち、コリジョンセル１４内でイオンの時間遅延がある場合、第１段四重極１３を通過した所定質量電荷比を持つイオンは意図した時点よりも遅れて第３段四重極１７に導入されるため、第１段四重極１３と第３段四重極１７を通過するイオンの質量電荷比の差は実際には縮小する。そこで、時間遅延によって縮小した分だけ質量電荷比の差ΔＭを広げるようにｍだけ加算して、質量電荷比の差がΔＭ＋ｍとなるようにすればよい。

例えば、装置の製造メーカでは、様々な開裂条件の下での適切な加算値ｍを求めてこれを補正データとして質量走査補正データ記憶部２８に格納しておく。そして、ユーザ側においてニュートラルロススキャン測定を行う際に、制御部２４は入力部２７から指示されたニュートラルロスの質量電荷比に応じて質量電荷比差ΔＭを決めるとともに、質量走査補正データ記憶部２８からそのときの開裂条件に応じた加算値ｍを取得する。そして、図５に示したような第１段四重極１３と第３段四重極１７との質量走査のパターンを決定し、それに従ってＱ１電源部２１及びＱ３電源部２３を制御する。それにより、ニュートラルロススキャン測定において、指定されたニュートラルロスが脱離したプロダクトイオンを高い感度で検出することができる。また、データ処理部２５において正確な質量軸を持つマススペクトルを作成することができる。

なお、上記各実施例はいずれも本発明の一例であるから、本発明の趣旨の範囲で適宜に変形、追加、修正を行っても本願請求の範囲に包含されることは明らかである。

Claims (6)

1. 各種イオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンをプリカーサイオンとして選別する第１質量分離部と、前記プリカーサイオンを衝突誘起解離ガスと衝突させて開裂させるコリジョンセルと、その開裂により生成した各種プロダクトイオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンを選別する第２質量分離部と、を具備するＭＳ／ＭＳ型質量分析装置において、
   a)前記コリジョンセル内に衝突誘起解離ガスを導入し、且つ前記第２質量分離部で実質的な質量分離を行わない状態の下で、前記第１質量分離部で質量走査を行って質量電荷比が既知である試料を分析することにより質量分析データを収集する較正用分析実行手段と、
   b)前記較正用分析実行手段により収集された質量分析データに基づいて、前記コリジョンセル内でのイオンの時間遅延が反映された前記第１質量分離部の質量較正情報を作成して記憶しておく較正情報記憶手段と、
   c)少なくともニュートラルロススキャン又はプリカーサイオンスキャンを行う際に、前記較正情報記憶手段に記憶されている質量較正情報を用いて前記第１質量分離部の質量走査を制御して目的試料に対する質量分析データを収集する実分析実行手段と、
   を備えることを特徴とするＭＳ／ＭＳ型質量分析装置。
2. 請求項１に記載のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置であって、
   前記較正用分析実行手段は、コリジョンセル内の衝突誘起解離ガス圧、コリジョンエネルギー、又は、前記第１質量分離部における質量走査の走査速度の少なくともいずれか１つを複数の条件に変化させつつ、それぞれの条件の下での質量分析データを収集し、
   前記較正情報記憶手段は、異なる前記条件に対する質量較正情報をそれぞれ作成・記憶することを特徴とするＭＳ／ＭＳ型質量分析装置。
3. 各種イオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンをプリカーサイオンとして選別する第１質量分離部と、前記プリカーサイオンを衝突誘起解離ガスと衝突させて開裂させるコリジョンセルと、その開裂により生成した各種プロダクトイオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンを選別する第２質量分離部と、を具備するＭＳ／ＭＳ型質量分析装置において、
   a)ニュートラルロススキャン測定における第１質量分離部と第２質量分離部との質量電荷比差又はこれを特定可能な情報をユーザが入力するための入力手段と、
   b)前記入力手段により入力された質量電荷比差又は前記情報に基づいて算出される質量電荷比差に対し、予め決められた値を加算して質量電荷比差を修正する修正手段と、
   c)修正された質量電荷比差に基づいてニュートラルロススキャン測定を行うように第１質量分離部と第２質量分離部とで質量走査を行うべく制御する測定実行手段と、
   を備えることを特徴とするＭＳ／ＭＳ型質量分析装置。
4. 請求項３に記載のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置であって、
   コリジョンセル内の衝突誘起解離ガス圧、コリジョンエネルギー、又は、前記第１質量分離部における質量走査速度の少なくともいずれか１つを複数に変化させたときの前記質量電荷比差の修正の加算情報をそれぞれ保持する記憶手段をさらに備え、前記修正手段は、前記記憶手段に記憶されている加算情報を用いて質量電荷比差を修正することを特徴とするＭＳ／ＭＳ型質量分析装置。
5. 各種イオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンをプリカーサイオンとして選別する第１質量分離部と、前記プリカーサイオンを衝突誘起解離ガスと衝突させて開裂させるコリジョンセルと、その開裂により生成した各種プロダクトイオンの中で特定の質量電荷比を有するイオンを選別する第２質量分離部と、を具備するＭＳ／ＭＳ型質量分析装置において、
   a)ニュートラルロススキャン測定における第１質量分離部と第２質量分離部との質量電荷比差又はこれを特定可能な情報をユーザが入力するための入力手段と、
   b)前記入力手段により入力された質量電荷比差又は前記情報に基づいて算出される質量電荷比差に基づいてニュートラルロススキャン測定を行うように前記第１質量分離部と前記第２質量分離部とで質量走査を行う際に、第１質量分離部の質量走査の開始時点から予め決められた時間だけ遅延させて第２質量分離部の質量走査を開始させる測定実行手段と、
   を備えることを特徴とするＭＳ／ＭＳ型質量分析装置。
6. 請求項５に記載のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置であって、
   コリジョンセル内の衝突誘起解離ガス圧、コリジョンエネルギー、又は、前記第１質量分離部における質量走査速度の少なくともいずれか１つを複数に変化させたときの、第２質量分離部の質量走査開始時点を遅延させる時間情報をそれぞれ保持する記憶手段をさらに備え、前記測定実行手段は、前記記憶手段に記憶されている時間情報を用いて前記第１質量分離部の質量走査の開始時点から予め決められた時間だけ遅延させて前記第２質量分離部の質量走査を開始させることを特徴とするＭＳ／ＭＳ型質量分析装置。

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