JP5892258B2 - タンデム四重極型質量分析装置 - 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）等により解離させ、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）の質量分析を行うタンデム四重極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。構造が比較的簡単で廉価であるタンデム四重極型質量分析装置（三連四重極型質量分析装置とも呼ばれる）は、幅広く利用されているＭＳ／ＭＳ分析が可能な質量分析装置の１つである。

特許文献１に開示されているように、タンデム四重極型質量分析装置は一般に、イオンを解離させるコリジョンセルを挟んでその前後に四重極マスフィルタをそれぞれ備え、前段四重極マスフィルタにおいて目的化合物由来の各種イオンの中からプリカーサイオンを選択し、後段四重極マスフィルタにおいてプロダクトイオンを質量電荷比に応じて分離する。コリジョンセルは比較的密閉性の高い箱状構造体であり、その内部にはアルゴンや窒素などのＣＩＤガスが導入される。前段四重極マスフィルタにより選択されたプリカーサイオンは、適宜のコリジョンエネルギを有してコリジョンセル内に導入され、コリジョンセル内でＣＩＤガスと衝突し、衝突誘起解離を生じてプロダクトイオンが生成される。

コリジョンセル内でのイオンの解離効率は、イオンが持つコリジョンエネルギの大きさやコリジョンセル内のＣＩＤガス圧などに依存する。そのため、後段四重極マスフィルタを通過したプロダクトイオンの検出感度もコリジョンエネルギの大きさやＣＩＤガス圧に依存する。

タンデム四重極型質量分析装置は、既知化合物の定量を高い精度で行うために、前段及び後段四重極マスフィルタの両方においてそれぞれ通過するイオンの質量電荷比が固定される多重反応モニタリング（ＭＲＭ＝Multiple Reaction Monitoring）モードの測定が実施されることが多い。そのため、従来のタンデム四重極型質量分析装置において、コリジョンセル内のＣＩＤガス圧は、ＭＲＭ測定モードでできるだけ高い検出感度が得られるように予め製造メーカ側で調整された値（通常数mTorr程度）に設定されるようになっている。

一般に、コリジョンセル内のＣＩＤガス圧が高いほうが、イオンがＣＩＤガスに接触する機会が増えるのでイオンの解離効率は高くなるものの、該ガスとの衝突によってイオン（プリカーサイオン、プロダクトイオンともに）の運動エネルギが減衰し、イオンの飛行速度は全体的に低下するとともにその速度の幅が拡大する。ＭＲＭ測定モードの場合には、或る程度の時間に亘って、同一質量電荷比を持つイオンの解離、並びに同一質量電荷比を持つプロダクトイオンの選択及び検出が実行されるため、上記のようなコリジョンセルにおけるイオンの飛行速度低下や速度幅拡大の影響は比較的小さい。

ところが、前段四重極マスフィルタにおいて所定質量電荷比範囲に亘る走査を行うプリカーサイオンスキャン測定モードやニュートラルロススキャン測定モードなどを行う際には、コリジョンセル内でのイオン飛行速度低下及び速度幅拡大が問題となることがある。即ち、前段四重極マスフィルタにおいて質量走査を高速で行うと、或る質量電荷比Ｍを持つプリカーサイオンから生成されたプロダクトイオンが検出器に到達する前に、そのプロダクトイオンに、質量電荷比がＭ＋ΔＭであるプリカーサイオンから生成されたプロダクトイオンが追いついてしまうという現象が起こり易くなる。これは、マススペクトル（ＭＳ／ＭＳスペクトル）上で或るイオンピークとそれに近接する他のイオンピークとの分離が悪くなることを意味する。また、プロダクトイオンの飛行速度の幅が拡大することで、ピークトップの強度低下も顕著になる。

国際公開第２００９／０９５９５８号パンフレット

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、前段四重極マスフィルタにおいて特に高速の質量走査を行う場合であっても、得られるマススペクトル上で目的とするイオンピークの形状の崩れを防止し、高い分離能及び高い感度で測定を行うことができるタンデム四重極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本発明は、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択する前段四重極マスフィルタと、前記プリカーサイオンを所定ガスと衝突させることにより該イオンを解離させるコリジョンセルと、該解離により生じ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択する後段四重極マスフィルタと、その選択されたプロダクトイオンを検出する検出部と、を具備するタンデム四重極型質量分析装置において、
a)前記コリジョンセル内に前記所定ガスを供給するガス供給部と、
b)前記前段四重極マスフィルタで質量走査を行う測定モードにおける質量走査の走査速度に対応して、コリジョンセル内の所定ガスのガス圧の情報又は該所定ガスを供給するための制御情報を記憶しておくための設定情報記憶部と、
c)少なくとも前記前段四重極マスフィルタで質量走査を行う測定モードの実行時に、前記設定情報記憶部に記憶されている情報に基づいて、コリジョンセル内の所定ガスのガス圧が実行する質量走査の走査速度に応じた状態となるように前記ガス供給部を制御する分析制御部と、
を備えることを特徴としている。

ここで、前段四重極マスフィルタで質量走査を行う測定モードとは、プリカーサイオンスキャン測定モード、ニュートラルロススキャン測定モード、及び、後段四重極マスフィルタにおいて質量電荷比に応じたイオン選択を実施することなく前段四重極マスフィルタのみで質量走査を行う、通常のスキャン測定モードと同等の測定モード、である。

本発明に係るタンデム四重極型質量分析装置では例えば、装置製造メーカが、前段四重極マスフィルタにおける質量走査の複数段階（最小２段階）の走査速度毎に、マススペクトル上でピークが十分に分離され且つ検出感度が最大になるようなガス圧を実験的に調べておき、これに基づき走査速度に対応した情報を作成して設定情報記憶部に格納しておく。当該装置を購入したユーザが、前段四重極マスフィルタで質量走査を行う測定モードの実行を指示すると、分析制御部は、そのときの分析条件の１つである走査速度に対応付けられている情報を設定情報記憶部から読み出し、該情報に基づいてガス供給部による所定ガスの供給流量や供給圧を制御する。それにより、コリジョンセル内の所定ガスのガス圧は、実行される質量走査の走査速度に対応して十分に高いピーク分離特性及び検出感度が達成されるように設定される。

なお、「前段四重極マスフィルタで質量走査を行う測定モード」とは異なる測定モード、つまり、プロダクトイオンスキャン測定モード、ＭＲＭ測定モード、及び、前段四重極マスフィルタにおいて質量電荷比に応じたイオン選択を実施することなく後段四重極マスフィルタのみで質量走査を行う、通常のスキャン測定モードと同等の測定モード、では、前段四重極マスフィルタにおいて最も低速の質量走査が行われるとみなすことができるから、設定情報記憶部に記憶されている情報の中で、最低の走査速度に対応した情報を用いた制御を行えばよい。

上述したように設定情報記憶部に記憶される情報は装置製造メーカで予め決めておくようにすることもできるが、好ましくは、ユーザ側において例えば自動装置調整の一環として、標準試料に対する実測結果に基づいて走査速度毎に最適な値が設定されるようにするとよい。

そのために本発明に係るタンデム四重極型質量分析装置は、
前記前段四重極マスフィルタで質量走査を行う測定モードにおいて、該質量走査の走査速度を複数段階に変化させた各段階においてコリジョンセル内における所定ガスのガス圧が複数段階に変化するように前記ガス供給部を制御しつつ所定試料に対する測定を繰り返し実行し、それら測定により得られるマススペクトル上で目的とするピークの形状及びそのピーク強度に基づいて質量走査の走査速度毎に適切なガス圧を求め、該ガス圧の情報又は所定ガスを供給するための制御情報を前記設定情報記憶部に格納する設定情報自動作成部、をさらに備える構成とするとよい。

この構成において、設定情報自動作成部は、マススペクトル上で所定試料に含まれる既知化合物由来のピークの形状とそのピーク強度とを判定して最適なガス圧を決めればよい。このうち、ピーク形状は目的ピークと近接するピークとの分離が十分に行えるようなピーク形状であればよい。

本発明に係るタンデム四重極型質量分析装置の具体的な一実施態様として、前記設定情報自動作成部は、目的とするピークの半値幅が０．７u以下であってピーク強度が最大となるガス圧が適切なガス圧であると判定する構成とすることができる。

また、所定試料に含まれる既知の化合物に、安定同位体元素のみからなる化合物と安定同位体以外の同位体元素を含む化合物とが存在する場合には、マススペクトル上で、安定同位体元素のみからなる化合物由来のピークに近接して、例えば略１uだけ離れた位置に安定同位体以外の同位体元素を含む化合物由来のピークが現れる。そこで、本発明に係るタンデム四重極型質量分析装置の別の実施態様として、前記設定情報自動作成部は、目的とする化合物由来のピークのうち安定同位体元素のみからなる化合物ピークと安定同位体でない元素を含む化合物ピークとが分離され且つピーク強度が最大となるガス圧が適切なガス圧であると判定する構成としてもよい。

本発明に係るタンデム四重極型質量分析装置によれば、前段四重極マスフィルタにおいて高速の質量走査を行う場合であっても、マススペクトル上でのピーク波形形状の崩れを軽減し、近接するピークと分離性を確保して高い質量分解能を実現することができる。それとともに、観測したいイオンピークの強度低下を軽減し、高い感度で目的イオンを検出することができる。

本発明の第１実施例によるタンデム四重極型質量分析装置の要部の概略構成図。 本発明の第２実施例によるタンデム四重極型質量分析装置の要部の概略構成図。 高走査速度（２５００u/s）のプリカーサイオンスキャン測定モードにおけるマススペクトルの実測例を示す図。 高走査速度（２５００u/s）のプリカーサイオンスキャン測定モードにおけるＣＩＤガス供給圧とイオン強度との関係の実測例を示す図。 低走査速度（１００u/s）のプリカーサイオンスキャン測定モードにおけるマススペクトルの実測例を示す図。 低走査速度（１００u/s）のプリカーサイオンスキャン測定モードにおけるＣＩＤガス供給圧とイオン強度との関係の実測例を示す図。

以下、本発明に係るタンデム四重極型質量分析装置の一実施例について、添付図面を参照して説明する。
図１は第１実施例のタンデム四重極型質量分析装置の要部の概略構成図である。

本実施例のタンデム四重極型質量分析装置は、図示しない真空ポンプにより真空排気されるチャンバ１の内部に、試料中の化合物をイオン化するイオン源２と、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択的に通過させる前段四重極マスフィルタ（慣用的にＱ１と記される）３と、その内部でプリカーサイオンを解離させて各種プロダクトイオンを生成するコリジョンセル４と、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択的に通過させる後段四重極マスフィルタ（慣用的にＱ３と記される）６と、後段四重極マスフィルタ６を通過したイオンを検出する検出器７と、が配置されている。コリジョンセル４の内部には、イオンを収束させつつ輸送するイオンガイド（慣用的にｑ２と記される）５が配置されている。また、コリジョンセル４の内部には、例えばガスボンベ、調圧器又は流量調整器などを含むＣＩＤガス供給部８から連続的に又は間欠的にアルゴンなどのＣＩＤガスが供給され、それによって、コリジョンセル４内のガス圧はチャンバ１内で且つコリジョンセル４の外部である領域のガス圧よりも十分に高いガス圧に維持される。

前段四重極マスフィルタ３にはＱ１電源部１１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。イオンガイド５にはｑ２電源部１２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。後段四重極マスフィルタ６にはＱ３電源部１３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。これら電源部１１、１２、１３は、制御部３０の制御の下に動作する。

検出器７は入射したイオンの量に応じた検出信号を出力し、その検出信号はアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）９でデジタルデータに変換されてデータ処理部２０に入力される。データ処理部２０は収集されたデータに基づいて、例えばマススペクトル、トータルイオンクロマトグラム、マスクロマトグラムなどを作成する。電源部１１、１２、１３やＣＩＤガス供給部８などを制御する制御部３０は、測定条件記憶部３１を内蔵している。また、制御部３０には、ユーザが測定条件等を入力するための入力部４０、及び、ユーザが測定条件や測定結果等を確認するための表示部４１がユーザインターフェイスとして接続されている。

なお、データ処理部２０や制御部３０の少なくとも一部は、パーソナルコンピュータをハードウエア資源とし、該コンピュータに予めインストールされた専用の制御・処理ソフトウエアを実行することによりその機能を実現するようにすることができる。

本実施例のタンデム四重極型質量分析装置において、測定条件記憶部３１には測定を実行する上で必要な様々な測定条件パラメータが予め格納される。この記憶部３１は、ユーザにより書き換えが可能である暫定記憶領域と、ユーザによる書き換えはできず製造メーカ（又は装置の修理などを請け負うサービス担当業者など）による書き込み若しくは書き換えのみが可能な既定記憶領域と、を仮想的に含む。一般に質量分析装置には、オートチューニングなどと呼ばれる測定条件の自動最適化機能が備えられており、ユーザ側においてそうした機能を利用して得られたパラメータ又はオペレータが手動で設定した若しくは変更したパラメータは暫定記憶領域に格納される。一方、装置メーカ自身が実測等により求めたパラメータは既定記憶領域に格納される。

例えば、図１では記載を省略しているが、電子増倍管などを含む検出器７にはゲインを設定するための電圧が印加されるが、そうした電圧のデフォルト値は既定記憶領域に格納されており、測定条件の自動最適化調整が行われない状態ではこのデフォルト値が測定に用いられる。測定条件の自動最適化調整が行われると、そのときの装置状態においてイオン強度が最適になるような検出器ゲインを与える電圧値が算出され、これが暫定記憶領域に格納される。そして、以降の測定では、デフォルト値に代えて暫定記憶領域に格納される電圧値パラメータが用いられることになる。

本実施例のタンデム四重極型質量分析装置では、測定条件記憶部３１の既定記憶領域に、前段四重極マスフィルタ３における質量走査の走査速度とＣＩＤガス供給圧との関係を示すＣＩＤガス条件テーブル３１ａが格納されている。図１に示した例では、走査速度はＨ、Ｌの２段階に区分され、各区分に対してそれぞれＣＩＤガス供給圧Ｐ１、Ｐ２を設定することが可能となっている。

前段四重極マスフィルタ３における質量走査の走査速度とＣＩＤガス供給圧との関係について図３〜図６の実測例を参照して説明する。図３は高走査速度（２５００u/s）のプリカーサイオンスキャン測定モードにおけるマススペクトルの実測例を示す図、図４は同じく高走査速度のプリカーサイオンスキャン測定モードにおけるＣＩＤガス供給圧とイオン強度との関係の実測例を示す図、図５は低走査速度（１００u/s）のプリカーサイオンスキャン測定モードにおけるマススペクトルの実測例を示す図、図６は同じく低走査速度のプリカーサイオンスキャン測定モードにおけるＣＩＤガス供給圧とイオン強度との関係の実測例を示す図である。これらは既知化合物を含む標準試料に対する測定結果である。

プリカーサイオンスキャン測定モードで２５００u/sという高速の質量走査を行う場合、図３に示すように、ＣＩＤガス供給圧を高くするに伴い目的化合物由来のピークの形状が崩れてゆき、２９０[kPa]以上では、主ピーク（安定同位体元素のみからなる化合物由来のピーク）とそれよりも質量電荷比が大きい同位体ピーク（安定同位体以外の元素を含む化合物由来のピーク）との識別が困難である。２３０[kPa]以下であれば、主ピークと同位体ピークとは識別可能であり、このときの分解能（半値全幅 ：ＦＷＨＭ＝Full Width at Half Maximum） は０．７u程度である。
また、図４に示すように、目的化合物由来のピークの強度は、ＣＩＤガス供給圧を大きくしたときの低下が著しいが、ＣＩＤガス供給圧が１９０[kPa]など低すぎても強度が下がる。これは、ＣＩＤガスとプリカーサイオンとの衝突の機会が減ることによるＣＩＤ効率の低下が原因であると考えられる。この例では、ピーク強度が最大となるのはＣＩＤガス供給圧が２３０[kPa]のときである。

したがって、この実測例によれば、走査速度が２５００u/sであるプリカーサイオンスキャン測定モードにおいて、ピーク形状が良好であって且つピーク強度が最大となるＣＩＤガス供給圧として２３０[kPa]を選定することができる。このとき、ピーク形状が良好であるとの判断の基準は、例えばピークのＦＷＨＭが０．７u以下、又は主ピークとこれに最も近い同位体ピークとの分離が可能（換言すれば識別が可能）などとすればよい。

一方、プリカーサイオンスキャン測定モードで１００u/sという低速の質量走査を行う場合、図５に示すように、ＣＩＤガス供給圧を高くしても目的化合物由来のピークの形状の顕著な崩れは起こらず、設定したＣＩＤガス供給圧範囲ではいずれも、主ピークと同位体ピークとが分離されている。また、図６に示すように、ＣＩＤガス供給圧を下げたときに、目的化合物由来のピークの強度低下が著しく、ピーク強度が最大となるのはＣＩＤガス供給圧が２９０[kPa]のときである。
したがって、この実測例によれば、走査速度が１００u/sであるプリカーサイオンスキャン測定モードでは、ＣＩＤガス供給圧がピーク形状に与える影響は実質的に殆どなく、ピーク強度のみに着目して、最大のピーク強度を与えるＣＩＤガス供給圧２９０[kPa]を選定すればよい。

上記実測例はプリカーサイオンスキャン測定モードにおける結果であるが、ＣＩＤガス供給圧の相違による結果は後段四重極マスフィルタ６の駆動状態の影響を受けないので、プリカーサイオンスキャン測定モード以外に、ニュートラルロススキャン測定モードや後段四重極マスフィルタ６でイオンの選択を行わない（つまりは実質的に後段四重極マスフィルタ６を素通りする）測定モードでも結果は同様である。

上記実測例の結果を図１に示した本実施例のタンデム四重極型質量分析装置に適用した場合には、ＣＩＤガス条件テーブル３１ａに、走査速度Ｈ：２５００u/sに対応してＣＩＤガス供給圧Ｐ１：２３０[kPa]、走査速度Ｌ：１００u/sに対応してＣＩＤガス供給圧Ｐ２：２９０[kPa]、がＣＩＤガス供給圧を制御する情報として格納されることになる。もちろん、この数値は一例にすぎない。

上述したようにＣＩＤガス条件テーブル３１ａに情報が格納されている本実施例のタンデム四重極型質量分析装置により、任意の試料に対する測定を実行する際の動作について説明する。
オペレータは測定に先立って入力部４０から、実行したい測定モードや該測定モードを実行するのに必要な測定条件を入力する。いま、ここではオペレータがプリカーサイオンスキャン測定モードを指定し、１つの測定条件として走査速度を１０００u/sと設定したものとする。なお、走査速度はその値が直接設定される以外に、例えば所定時間（例えば１秒間）中に実行する質量走査の回数、或る質量走査の終了から次の質量走査の開始までのインターバル、質量電荷比範囲などの他の測定条件に基づいて、計算により算出される場合もある。

プリカーサイオンスキャン測定モードなど、前段四重極マスフィルタ３で質量走査が行われる測定モードが指定されると、制御部３０は測定条件記憶部３１に格納されているＣＩＤガス条件テーブル３１ａ上の情報を読み出し、その時点で設定されている走査速度に対応した適切なＣＩＤガス供給圧を算出する。具体的には、例えば上述した２段階の走査速度Ｈ、Ｌに対応したＣＩＤガス供給圧Ｐ１、Ｐ２を読み出し、それら２点を直線補間することにより走査速度とＣＩＤガス供給圧との関係式を求める。そして、この関係式に基づいて設定された走査速度：１０００u/sに対応するＣＩＤガス供給圧を算出する。上記数値例では、走査速度Ｈ：２５００u/sに対応してＣＩＤガス供給圧Ｐ１：２３０[kPa]、走査速度Ｌ：１００u/sに対応してＣＩＤガス供給圧Ｐ２：２９０[kPa]であるから、走査速度：１０００u/sに対応するＣＩＤガス供給圧は約２６７[kPa]と求まる。

なお、走査速度に対応するＣＩＤガス供給圧は上記のような直線補間などにより求まる関係式に依らず、例えば単に走査速度に所定の閾値を定め、走査速度がその閾値より大きい場合と閾値以下である場合とでＣＩＤガス供給圧を切り替えるようにしてもよい。即ち、走査速度を互いに異なる複数の範囲に区分し、その区分毎に適切なＣＩＤガス供給圧を定めておくようにしてもよい。ここで重要なことは、あくまでも前段四重極マスフィルタ３の質量走査の走査速度に応じてＣＩＤガス供給圧を複数段階に切り替え可能となっていることである。

前述のように、そのときの走査速度に応じた適切なＣＩＤガス供給圧が求まると、制御部３０はその供給圧になるようにＣＩＤガス供給部８を制御するとともに、前段四重極マスフィルタ３、イオンガイド５、後段四重極マスフィルタ６にそれぞれ所定電圧が印加されるように各電源部１１、１２、１３を制御する。これにより、試料に対するプリカーサイオンスキャン測定が実行される。即ち、イオン源２においては試料中の化合物がイオン化され、生成された各種イオンが前段四重極マスフィルタ３に導入される。Ｑ１電源部１１から前段四重極マスフィルタ３に印加される電圧が走査されることで、前段四重極マスフィルタ３では所定の質量電荷比範囲の質量走査が繰り返され、質量電荷比が走査されたプリカーサイオンがコリジョンセル４に導入される。

コリジョンセル４では、プリカーサイオンがＣＩＤガスと衝突することで解離され、それによって生成されたプロダクトイオンは後段四重極マスフィルタ６に導入される。Ｑ３電源部１３から後段四重極マスフィルタ６に印加される電圧は所定値に固定されており、プリカーサイオンの質量電荷比に拘わらず一定の質量電荷比を有するプロダクトイオンが後段四重極マスフィルタ６で選択されて検出器７に到達する。データ処理部２０はＡＤＣ９を経て得られたデータに基づいて、プリカーサイオンの質量走査に対応したマススペクトル（ＭＳ／ＭＳスペクトル）を作成する。上記プリカーサイオンスキャン測定の際にコリジョンセル４内のＣＩＤガスのガス圧は走査速度に応じたほぼ適切な値に設定されているため、前段四重極マスフィルタ３の質量走査の走査速度に拘わらず、データ処理部２０では、ピーク波形形状が良好であってその強度も十分に高いマススペクトルを作成することができる。

プリカーサイオンスキャン測定モード以外の、ニュートラルロススキャン測定モードや、前段四重極マスフィルタ３において質量走査を行い、コリジョンセル４内でＣＩＤにより生成した各種プロダクトイオンを後段四重極マスフィルタ６において選択せずに検出する測定モードが指定された場合も同様に、制御部３０はＣＩＤガス条件テーブル３１ａに格納されている情報に基づき、走査速度に応じたＣＩＤガス供給圧を定めればよい。これにより、これら測定モードでも走査速度に拘わらず、ピーク波形形状が良好であってその強度も十分に高いマススペクトルを作成することができる。

一方、前段四重極マスフィルタ３において質量走査を行わない測定モード、例えば、プロダクトイオンスキャン測定モード、ＭＲＭ測定モードなどが指定された場合には、前段四重極マスフィルタ３において質量走査の走査速度が極端に遅いものとみなすことができるから、制御部３０においては例えばＣＩＤガス条件テーブル３１ａに格納されている情報の中で最低の走査速度に対応付けられているＣＩＤガス供給圧を選択し、ＣＩＤガス供給部８を制御すればよい。これにより、プロダクトイオンスキャン測定モード、ＭＲＭ測定モードなどにおいても、ピーク波形形状が良好であってその強度も十分に高いマススペクトルを作成することができる。

次に、本発明の第２実施例によるタンデム四重極型質量分析装置について図２を参照して説明する。図２は第２実施例のタンデム四重極型質量分析装置の要部の概略構成図であり、図１に示した第１実施例の装置と同じ構成要素には同一符号を付してある。
第１実施例のタンデム四重極型質量分析装置ではＣＩＤガス条件テーブル３１ａ中に走査速度とＣＩＤガス供給圧との関係を示す情報が予め書き込まれており、これを利用してコリジョンセル４に供給されるＣＩＤガスの供給圧が制御されるようになっていた。これに対し、この第２実施例のタンデム四重極型質量分析装置は、ユーザ側において走査速度とＣＩＤガス供給圧との関係を自動的に算出するための制御及びデータ処理を担うＣＩＤガス条件自動調整部３２、並びに、目的試料に替えて調整用の標準試料をイオン源２に導入するための流路切替バルブ１４及び調整用試料供給部１５、を備える。通常、調整用の標準試料は質量電荷比が既知である所定の化合物を高純度で含むものである。

即ち、オペレータが入力部４０において自動パラメータ調整実行の指示を行うと、ＣＩＤガス条件自動調整部３２は流路切替バルブ１４を調整用試料供給部１５側へ切り替え、調整用の標準試料をイオン源２へ導入する。また、ＣＩＤガス条件自動調整部３２は、ＣＩＤガス供給圧を予め決められた複数の値に順次切り替えるようにＣＩＤガス供給部８を制御し、そしてその異なるＣＩＤガス供給圧毎に、標準試料に含まれる化合物由来のイオンの質量電荷比付近の所定質量電荷比に対するプリカーサイオンスキャン測定を異なる走査速度で少なくとも１回ずつ実行するように各電源部１１、１２、１３を制御する。ＣＩＤガス供給圧は例えば、図４、図６に示したように１９０、２１０、２３０、２６０、２９０、３５０[kPa]の６段階に切り替えればよい。また、走査速度は例えば１００u/sと２５００u/sの２段階に切り替えればよい。もちろん、時間が許せばさらに細かく条件を切り替えてもよい。

上記のような標準試料に対する測定が実施されると、データ処理部２０では、複数段階のＣＩＤガス供給圧毎に、図３、図５に示すような、所定の化合物由来のイオンピークが観測されるマススペクトルが作成される。ＣＩＤガス条件自動調整部３２は、こうしたマススペクトル上に現れているピークを検出し、そのピークの波形形状及びピーク強度に基づいて、走査速度毎に最適なＣＩＤガス供給圧を決定する。この際の判断基準としては、上述したように、ピークのＦＷＨＭが０．７u以下、又は主ピークとこれに最も近い同位体ピークとの分離が可能であるようなピーク形状であって、最大のピーク強度を与えるＣＩＤガス供給圧を選択すればよい。こうして走査速度毎に最適なＣＩＤガス供給圧を決定したならば、ＣＩＤガス条件自動調整部３２はその情報をＣＩＤガス条件テーブル３１ａに書き込む。
上述のようにＣＩＤガス条件テーブル３１ａが作成されたあとの、試料測定時におけるＣＩＤガス供給圧の制御は第１実施例と同様である。

なお、上述したＣＩＤガス条件テーブル３１ａの作成に関する分析やデータ処理は、例えば各部へ印加される電圧パラメータなどの最適値を決定するオートチューニングと共に行うようにすることができる。
第２実施例のタンデム四重極型質量分析装置において作成されるＣＩＤガス条件テーブル３１ａは、直近の装置の使用環境や状態などを反映している。したがって、この第２実施例の装置は第１実施例の装置に比べて、より良好な測定を実行できる、つまりはマススペクトル上のピーク形状がより良好でピーク強度も高い状態を実現できるような測定を実行できる可能性が高いといえる。

上記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特許請求の範囲に包含されることは明らかである。
例えば上記実施例では、ＣＩＤガス条件テーブル３１ａに走査速度とＣＩＤガス供給圧との関係を格納していたが、走査速度とコリジョンセル４内のＣＩＤガス圧に関連する他の情報、例えばＣＩＤガス供給流量、ＣＩＤガス圧自体などとの関係を格納するようにしてもよい。また、当然のことながら、走査速度とＣＩＤガス供給圧などとの関係はテーブル形式でなく計算式など、他の形式で以て記憶されていても構わない。

１…チャンバ
２…イオン源
３…前段四重極マスフィルタ
４…コリジョンセル
５…イオンガイド
６…後段四重極マスフィルタ
７…検出器
８…ＣＩＤガス供給部
１１…Ｑ１電源部
１２…ｑ２電源部
１３…Ｑ３電源部
１４…流路切替バルブ
１５…調整用試料供給部
２０…データ処理部
３０…制御部
３１…測定条件記憶部
３１ａ…ＣＩＤガス条件テーブル
３２…ＣＩＤガス条件自動調整部
４０…入力部
４１…表示部

Claims (5)

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択する前段四重極マスフィルタと、前記プリカーサイオンを所定ガスと衝突させることにより該イオンを解離させるコリジョンセルと、該解離により生じ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択する後段四重極マスフィルタと、その選択されたプロダクトイオンを検出する検出部と、を具備するタンデム四重極型質量分析装置において、
   a)前記コリジョンセル内に前記所定ガスを供給するガス供給部と、
   b)前記前段四重極マスフィルタで質量走査を行う測定モードにおける質量走査の走査速度に対応して、コリジョンセル内の所定ガスのガス圧の情報又は該所定ガスを供給するための制御情報を記憶しておくための設定情報記憶部と、
   c)少なくとも前記前段四重極マスフィルタで質量走査を行う測定モードの実行時に、前記設定情報記憶部に記憶されている情報に基づいて、コリジョンセル内の所定ガスのガス圧が実行する質量走査の走査速度に応じた状態となるように前記ガス供給部を制御する分析制御部と、
   を備えることを特徴とするタンデム四重極型質量分析装置。
2. 請求項１に記載のタンデム四重極型質量分析装置であって、
   前記前段四重極マスフィルタで質量走査を行う測定モードとは、プリカーサイオンスキャン測定モード、ニュートラルロススキャン測定モード、及び、後段四重極マスフィルタにおいて質量電荷比に応じたイオン選択を実施することなく前段四重極マスフィルタのみで質量走査を行う、通常のスキャン測定モードと同等の測定モード、であることを特徴とするタンデム四重極型質量分析装置。
3. 請求項１又は２に記載のタンデム四重極型質量分析装置であって、
   前記前段四重極マスフィルタで質量走査を行う測定モードにおいて、該質量走査の走査速度を複数段階に変化させた各段階においてコリジョンセル内における所定ガスのガス圧が複数段階に変化するように前記ガス供給部を制御しつつ所定試料に対する測定を繰り返し実行し、それら測定により得られるマススペクトル上で目的とするピークの形状及びそのピーク強度に基づいて質量走査の走査速度毎に適切なガス圧を求め、該ガス圧の情報又は所定ガスを供給するための制御情報を前記設定情報記憶部に格納する設定情報自動作成部、をさらに備えることを特徴とするタンデム四重極型質量分析装置。
4. 請求項３に記載のタンデム四重極型質量分析装置であって、
   前記設定情報自動作成部は、目的とするピークの半値幅が０．７u以下であってピーク強度が最大となるガス圧が適切なガス圧であると判定することを特徴とするタンデム四重極型質量分析装置。
   
5. 請求項３に記載のタンデム四重極型質量分析装置であって、
   前記設定情報自動作成部は、目的とする化合物由来のピークのうち安定同位体である元素のみからなるピークと安定同位体でない元素を含むピークとが分離され且つピーク強度が最大となるガス圧が適切なガス圧であると判定することを特徴とするタンデム四重極型質量分析装置。

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