JP6107594B2 - Mass spectrometry method and mass spectrometer - Google Patents

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Description

本発明は、マトリクス支援レーザ脱離イオン化(MALDI)イオン源及びイオントラップを具備する質量分析装置を用いた質量分析方法及び該方法に用いられる質量分析装置に関する。   The present invention relates to a mass spectrometry method using a mass spectrometer including a matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) ion source and an ion trap, and a mass spectrometer used in the method.

近年、タンパク質やペプチド、糖鎖、核酸などの生体由来の高分子化合物の同定や構造解析に、イオンに対する解離操作を伴う質量分析の手法が盛んに利用されている。イオンを解離させる手法としては、イオントラップやコリジョンセルを用いた衝突誘起解離(CID=Collision Induced Dissociation)がよく用いられているが、イオン源の種類によっては、インソース分解(ISD=In-Source Decay)と呼ばれる手法が用いられることがある。インソース分解はイオン化と同時に又はイオン化の直後にイオン化室内等で生じる開裂のことであり、よく知られているのは、電子イオン化法(EI)によるイオン化の際の分子イオンの開裂である。   In recent years, mass spectrometric techniques involving ion dissociation operations have been actively used for identification and structural analysis of macromolecular compounds derived from living bodies such as proteins, peptides, sugar chains, and nucleic acids. As a technique for dissociating ions, collision-induced dissociation (CID = Collision Induced Dissociation) using an ion trap or a collision cell is often used. However, depending on the type of ion source, in-source decomposition (ISD = In-Source Decay) may be used. In-source decomposition is cleavage occurring in the ionization chamber or the like simultaneously with ionization or immediately after ionization, and well-known is the cleavage of molecular ions during ionization by electron ionization (EI).

MALDI法によるイオン化は一般にソフトなイオン化であると言われ、もともとイオン化に際して開裂を起こしにくいが、例えば試料に照射するレーザ光の強度を高める等、イオン化の際のエネルギを高めることで、生成されたイオンの開裂が促進されることが知られている。特にタンパク質やペプチドを対象とした、MALDIイオン源におけるインソース分解では、レーザ光の照射によってマトリクスから発生した水素ラジカルによりペプチド主鎖のN-Cα結合の開裂が誘起され、主としてc系列イオン及びこれと対になるz系列イオンが生成することが知られている(非特許文献1参照)。こうした現象を利用して、MALDI飛行時間型質量分析装置においてインソース分解で得られたマススペクトルを解析することにより、ペプチドのアミノ酸配列を推定するといった解析が行われている。
なお、以下の説明では、MALDIイオン源におけるインソース分解を利用した質量分析方法を「MALDI−ISD分析」と称す。
Ionization by the MALDI method is generally said to be soft ionization, and originally it is difficult to cause cleavage at the time of ionization. However, it was generated by increasing the energy at the time of ionization, for example, by increasing the intensity of laser light applied to the sample. It is known that ion cleavage is promoted. In the in-source decomposition of a MALDI ion source particularly for proteins and peptides, the cleavage of N-Cα bond of the peptide main chain is induced by hydrogen radicals generated from the matrix by laser light irradiation, mainly c-series ions and this. It is known that z-series ions that are paired with each other are generated (see Non-Patent Document 1). Using such a phenomenon, an analysis of estimating an amino acid sequence of a peptide by analyzing a mass spectrum obtained by in-source decomposition in a MALDI time-of-flight mass spectrometer has been performed.
In the following description, a mass spectrometry method using in-source decomposition in a MALDI ion source is referred to as “MALDI-ISD analysis”.

ところで、MALDIイオントラップ型質量分析装置やMALDIイオントラップ-飛行時間型質量分析装置などのイオントラップ型質量分析装置では、分析感度及び質量分解能を向上させるために、イオントラップに捕捉されているイオンに対するクーリングがしばしば行われる(特許文献1、非特許文献2など参照)。クーリングを行う際には、不活性ガスであるHeやArなどの希ガスやN2ガス(クーリングガス)などをイオントラップ内に導入し、電場の作用によってイオントラップ内に捕捉されているイオンをこれらのガスと衝突させる。この衝突によってイオンが持つ運動エネルギは失われるため、イオンの自由運動範囲は狭くなり、イオンはイオントラップ内の捕捉空間の中心近傍に集まる。その結果、例えばイオントラップからイオンを射出する際のイオンの初期位置のばらつきが小さくなり、またイオンが持つ初期エネルギのばらつきも小さくなる。これによって、分析感度及び質量分解能が向上する。 By the way, in an ion trap mass spectrometer such as a MALDI ion trap mass spectrometer or a MALDI ion trap-time-of-flight mass spectrometer, in order to improve the analysis sensitivity and mass resolution, the ion trapping mass spectrometer can be used. Cooling is often performed (see Patent Document 1, Non-Patent Document 2, etc.). When performing cooling, an inert gas such as He or Ar or a rare gas such as He or Ar or N 2 gas (cooling gas) is introduced into the ion trap, and ions trapped in the ion trap by the action of an electric field are introduced. Collide with these gases. Since the kinetic energy possessed by the ions is lost by this collision, the free motion range of the ions is narrowed, and the ions gather near the center of the trapping space in the ion trap. As a result, for example, variations in initial positions of ions when ions are ejected from an ion trap are reduced, and variations in initial energy of ions are also reduced. This improves analytical sensitivity and mass resolution.

しかしながら、上述したクーリング操作においては、イオンとクーリングガスとが衝突するため、意図せぬイオンの開裂(フラグメンテーション)が生じる場合がある。イオントラップ型質量分析装置においてMALDI−ISD分析を実施する場合、試料中の目的化合物由来の分子イオンのほかに、目的化合物由来であってインソース分解により生成されたフラグメントイオンがイオントラップに導入され、イオントラップ内に一時的に捕捉される。このときにクーリングを行うと、目的化合物由来の分子イオンなどがクーリングガスと衝突して開裂する可能性がある。その結果、インソース分解により生成されたフラグメントイオンとクーリングガスとの衝突に起因する意図しないフラグメントイオンとがイオントラップ内で混在し、分析のターゲットであるインソース分解により生成されたフラグメントイオンのイオン系列への帰属が困難になるという問題があった。   However, in the cooling operation described above, ions and cooling gas collide with each other, so that unintentional ion fragmentation (fragmentation) may occur. When performing MALDI-ISD analysis in an ion trap mass spectrometer, fragment ions derived from the target compound and generated by in-source decomposition are introduced into the ion trap in addition to the molecular ion derived from the target compound in the sample. , Temporarily trapped in the ion trap. If cooling is performed at this time, molecular ions derived from the target compound may collide with the cooling gas and be cleaved. As a result, fragment ions generated by in-source decomposition and unintentional fragment ions resulting from collisions with the cooling gas are mixed in the ion trap, and the ions of fragment ions generated by in-source decomposition that are the targets of analysis There was a problem that it became difficult to belong to a series.

特開2005-78810号公報JP 2005-78810 A

高山光男、「各種質量分析分解法におけるインソース分解の特徴−Hydrogen-Attachment Dissociation(HAD)」、日本質量分析学会誌、第50巻、第6号、2002年、pp.337-349Mitsuo Takayama, “Characteristics of In-Source Decomposition in Various Mass Spectrometry Decomposition Methods—Hydrogen-Attachment Dissociation (HAD)”, Journal of the Japan Society for Mass Spectrometry, Vol. 50, No. 6, 2002, pp.337-349 田中耕一、ほか1名、「MALDI-QIT-TOF MSnを用いたトップダウンプロテオミクス解析法の試行」、島津評論、2004年10月30日発行、61巻、第1・2号、p.3-10Koichi Tanaka and one other, "Trial of top-down proteomics analysis method using MALDI-QIT-TOF MSn", Shimadzu review, published on October 30, 2004, 61, No. 1, No. 2, p.3- Ten

一般に、MALDI−ISD分析で得られたマススペクトル(以下「ISDマススペクトル」と称す)やCIDを用いたMSnスペクトルには、目的化合物に由来する様々なイオンピークが現れるが、その中で一部のフラグメントイオンだけでもそのイオンの系列が決定されれば、つまりフラグメントイオンが帰属されれば、データベース検索などの解析手法を利用したペプチド配列決定や構造解析の精度が向上する。換言すれば、上述したようにISDマススペクトルで観測されるフラグメントイオンの帰属が困難になると、ペプチドやタンパク質の同定や構造解析も困難になり、その精度や信頼性が低下することになる。 In general, various ion peaks derived from the target compound appear in the mass spectrum obtained by MALDI-ISD analysis (hereinafter referred to as “ISD mass spectrum”) and MS n spectrum using CID. If the sequence of ions is determined even with only a part of fragment ions, that is, if fragment ions are assigned, the accuracy of peptide sequence determination and structural analysis using an analysis technique such as database search is improved. In other words, if the assignment of fragment ions observed in the ISD mass spectrum becomes difficult as described above, the identification and structural analysis of peptides and proteins become difficult, and the accuracy and reliability thereof are lowered.

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ペプチドやタンパク質などの化合物に対するMALDI−ISD分析で得られたマススペクトル上で観測される様々なイオンピークの中から、インソース分解によるフラグメントイオンを容易に識別することができ、その結果を用いてペプチドのアミノ酸配列推定やタンパク質同定の精度を向上させることができる質量分析方法及び質量分析装置を提供することである。   The present invention has been made in view of these problems, and the object of the present invention is from among various ion peaks observed on a mass spectrum obtained by MALDI-ISD analysis for compounds such as peptides and proteins. It is to provide a mass spectrometric method and a mass spectroscope capable of easily identifying fragment ions by in-source decomposition and improving the accuracy of peptide amino acid sequence estimation and protein identification using the results. .

イオントラップ内におけるイオンとクーリングガスとの衝突によるイオンの開裂で生じるフラグメントイオンの量は、イオンの内部エネルギが高いほど多くなる。これは、イオンの内部エネルギが高いほど、クーリングガスとの衝突エネルギが大きくなるためである。MALDIイオン源においてイオンの内部エネルギを高める最も容易な方法は、イオン化のために試料に照射されるレーザ光エネルギを高くすることである。また、クーリングガスとの衝突によるイオンの開裂は、一般的に、イオントラップを用いたMS/MS分析で利用される低エネルギ衝突誘起解離と類似しており、ペプチドの低エネルギ衝突誘起解離と同様に、b系列及びy系列イオンが主に生成し、上述したようにMALDI−ISD分析で主に生成するc系列及びz系列イオンは殆ど生成しないことが経験的に分かっている。   The amount of fragment ions generated by ion cleavage due to collision between ions and a cooling gas in the ion trap increases as the internal energy of the ions increases. This is because the higher the internal energy of ions, the greater the collision energy with the cooling gas. The easiest way to increase the internal energy of ions in the MALDI ion source is to increase the energy of the laser beam irradiated to the sample for ionization. In addition, ion cleavage by collision with a cooling gas is generally similar to low-energy collision-induced dissociation used in MS / MS analysis using an ion trap, and is similar to low-energy collision-induced dissociation of peptides. In addition, it has been empirically found that b-series and y-series ions are mainly generated, and as described above, c-series and z-series ions mainly generated by MALDI-ISD analysis are hardly generated.

こうしたことを踏まえて本願発明者は、MALDI−ISD分析に関する実験を繰り返した。その結果、MALDIイオン源においてレーザ光エネルギを高くすると、インソース分解、イオントラップ内でのクーリングによるイオンの開裂、がいずれも促進されるものの、インソース分解に起因するフラグメントイオン(主としてc系列、z系列イオン)の生成量の増加度合いと、イオントラップ内でのクーリングガスとの衝突に由来するフラグメントイオン(主としてb系列、y系列イオン)の生成量の増加度合いとが有意に異なることを見出した。本願発明者はこのような実験的な知見に基づき本発明をするに至った。   Based on these facts, the inventor of the present application repeated experiments on MALDI-ISD analysis. As a result, when the laser light energy is increased in the MALDI ion source, both in-source decomposition and ion cleavage due to cooling in the ion trap are promoted, but fragment ions resulting from in-source decomposition (mainly c series, It has been found that the degree of increase in the amount of (z-series ions) produced is significantly different from the degree of increase in the amount of fragment ions (mainly b-series and y-series ions) derived from collision with the cooling gas in the ion trap. It was. The inventor of the present application has reached the present invention based on such experimental findings.

即ち、上記課題を解決するために成された本発明に係る質量分析方法は、マトリクス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)イオン源と、イオンを一時的に保持するイオントラップとを具備し、前記MALDIイオン源で生成され前記イオントラップの内部に高周波電場の作用で捕捉されているイオンを所定のクーリングガスと衝突させてクーリングしたあと、前記イオントラップにより又は該イオントラップとは別に具備された質量分離部により、イオンを質量電荷比に応じて分離して検出する質量分析装置を用いた質量分析方法であって、
a)同一の試料に対し、MALDIイオン源において試料に照射するレーザ光のパワーを複数段階に変化させつつインソース分解を利用した質量分析を行い、それぞれマススペクトルを取得するマススペクトル取得ステップと、
b)前記複数のマススペクトルで観測される任意のピークの信号強度を基準として、その各マススペクトルにおいて他のピークの相対強度を求め、複数のマススペクトルの間で同一の質量電荷比を持つピークの相対強度を比較することにより、該ピークに対応するフラグメントイオンのイオン系列を識別するフラグメントイオン識別ステップと、
を実行することを特徴としている。
That is, a mass spectrometry method according to the present invention for solving the above-mentioned problems includes a matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) ion source and an ion trap that temporarily holds ions, and the MALDI Mass separation provided by the ion trap or separately from the ion trap after cooling the ion trap generated by an ion source and trapped by the action of a high-frequency electric field with a predetermined cooling gas. A mass spectrometry method using a mass spectrometer that separates and detects ions according to a mass-to-charge ratio,
a) Mass spectrum acquisition step for performing mass analysis on the same sample using in-source decomposition while changing the power of laser light irradiated to the sample in a MALDI ion source in a plurality of stages, and acquiring a mass spectrum respectively;
b) Using the signal intensity of any peak observed in the plurality of mass spectra as a reference, obtain the relative intensity of other peaks in each mass spectrum, and peaks having the same mass-to-charge ratio among the plurality of mass spectra A fragment ion identification step that identifies the ion series of fragment ions corresponding to the peak by comparing the relative intensities of
It is characterized by performing.

また、本発明に係る質量分析装置は、上記本発明に係る質量分析方法を実施するための装置であって、マトリクス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)イオン源と、該イオン源で生成されたイオンを一時的に保持するイオントラップとを、具備し、前記MALDIイオン源で生成され前記イオントラップの内部に高周波電場の作用で捕捉されているイオンを所定のクーリングガスと衝突させてクーリングしたあと、前記イオントラップにより又は該イオントラップとは別に具備された質量分離部により、イオンを質量電荷比に応じて分離して検出する質量分析装置において、
a)同一の試料に対し、MALDIイオン源において試料に照射するレーザ光のパワーを複数段階に変化させつつインソース分解を利用した質量分析を行い、それぞれマススペクトルを取得するべく各部を制御する測定実行制御部と、
b)前記測定実行制御部の制御の下で得られた複数のマススペクトルで観測される任意のピークの信号強度を基準として、その各マススペクトルにおいて他のピークの相対強度を求め、複数のマススペクトルの間で同一の質量電荷比を持つピークの相対強度を比較することにより、該ピークに対応するフラグメントイオンのイオン系列を識別するデータ処理部と、
を備えることを特徴としている。
A mass spectrometer according to the present invention is an apparatus for carrying out the mass spectrometry method according to the present invention, and is a matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) ion source and ions generated by the ion source. An ion trap that temporarily holds the ion trap, and after the ion generated by the MALDI ion source and trapped in the ion trap by the action of a high-frequency electric field collides with a predetermined cooling gas, In a mass spectrometer that separates and detects ions according to a mass to charge ratio by the ion trap or by a mass separator provided separately from the ion trap,
a) For the same sample, perform mass analysis using in-source decomposition while changing the power of the laser beam irradiated to the sample in multiple steps in the MALDI ion source, and control each part to acquire each mass spectrum An execution control unit;
b) Using the signal intensity of an arbitrary peak observed in a plurality of mass spectra obtained under the control of the measurement execution control unit as a reference, the relative intensity of other peaks in each mass spectrum is obtained, and a plurality of masses are obtained. A data processing unit for identifying the ion series of fragment ions corresponding to the peaks by comparing the relative intensities of the peaks having the same mass-to-charge ratio between the spectra;
It is characterized by having.

なお、本発明に係る質量分析装置は、イオントラップ自体でイオンを質量電荷比に応じて分離しつつ該イオントラップから排出し、外部のイオン検出器によりイオンを検出する質量分析装置と、イオントラップからイオンを射出して飛行時間型質量分離器や四重極マスフィルタなどによりイオンを質量電荷比に応じて分離して検出する質量分析装置と、の両方を含む。
また、イオントラップは一般的には3次元四重極型イオントラップであるが、リニアイオントラップでもよい。
The mass spectrometer according to the present invention includes a mass spectrometer that discharges ions from the ion trap itself according to the mass-to-charge ratio and detects ions by an external ion detector, and an ion trap. And a mass spectrometer that detects ions by separating them according to the mass-to-charge ratio using a time-of-flight mass separator or a quadrupole mass filter.
The ion trap is generally a three-dimensional quadrupole ion trap, but may be a linear ion trap.

MALDIイオン源において試料に照射するレーザ光のパワーを上げると、主としてインソース分解に起因するc系列やz系列のフラグメントイオンの信号強度が増加する。また同時に、主としてイオントラップ内でのクーリングに由来するb系列やy系列のフラグメントイオンの信号強度も増加する。ただし、上述したように、それらのフラグメントイオンの信号強度の増加度合いは異なる。そこで、本発明に係る質量分析方法において、フラグメントイオン識別ステップでは、レーザ光パワーを変えることで得られた複数のマススペクトルにおいて共通に観測される適宜のイオンの信号強度を基準とし、各マススペクトルにおいてその基準以外の他のピークの相対強度を求める。これにより、複数のマススペクトル間の信号強度の比較が可能となるから、その複数のマススペクトルの間で同一の質量電荷比を持つピークの相対強度を比較する。そして、その結果により、インソース分解に由来するフラグメントイオン、つまりc系列イオン及びz系列イオンを識別する。   Increasing the power of laser light applied to the sample in the MALDI ion source increases the signal intensity of c-series and z-series fragment ions mainly resulting from in-source decomposition. At the same time, the signal intensity of b-series and y-series fragment ions mainly derived from cooling in the ion trap also increases. However, as described above, the degree of increase in the signal intensity of these fragment ions is different. Therefore, in the mass spectrometry method according to the present invention, in the fragment ion identification step, each mass spectrum is based on the signal intensity of appropriate ions commonly observed in a plurality of mass spectra obtained by changing the laser beam power. The relative intensities of other peaks other than the standard are obtained. This makes it possible to compare the signal intensities between a plurality of mass spectra, and thus compares the relative intensities of peaks having the same mass-to-charge ratio among the plurality of mass spectra. Based on the result, fragment ions derived from in-source decomposition, that is, c-series ions and z-series ions are identified.

本願発明者の検討によれば、主としてインソース分解に由来するc系列及びz系列のフラグメントイオンの信号強度は、b系列やy系列のフラグメントイオンに比べて、低いレーザ光パワー(ただし、インソース分解が起こるような、通常の分析時よりは高いレーザ光パワー)の下で相対的に高くなる。そこで、本発明に係る質量分析方法において、好ましくは、上記フラグメントイオン識別ステップでは、相対的に高いレーザ光パワーの下で得られたマススペクトル上のピークの相対強度に比べて、相対的に低いレーザ光パワーの下で得られたマススペクトル上のピークの相対強度比が高くなるイオンを探索し、該イオンをインソース分解に由来するフラグメントイオンであると判断するとよい。   According to the inventor's investigation, the signal intensity of the c-series and z-series fragment ions mainly derived from in-source decomposition is lower than that of the b-series and y-series fragment ions (however, in-source It is relatively high under a laser power that is higher than during normal analysis, where decomposition occurs. Therefore, in the mass spectrometry method according to the present invention, preferably, in the fragment ion identification step, the relative intensity of the peak on the mass spectrum obtained under a relatively high laser beam power is relatively low. It is preferable to search for ions having a high relative intensity ratio of peaks on the mass spectrum obtained under the laser light power, and to determine that the ions are fragment ions derived from in-source decomposition.

より具体的には、例えば、異なるレーザ光パワーの下での複数のマススペクトルにおける同一質量電荷比のピークの相対強度の差を求め、この差が所定の閾値以上であるピークに対応するイオンをインソース分解に由来するフラグメントイオンであると判断することできる。   More specifically, for example, a difference in relative intensity of peaks having the same mass-to-charge ratio in a plurality of mass spectra under different laser beam powers is obtained, and ions corresponding to peaks whose difference is equal to or greater than a predetermined threshold are obtained. It can be determined that it is a fragment ion derived from in-source decomposition.

本発明に係る質量分析方法及び質量分析装置によれば、例えばペプチドやタンパク質に対するMALDI−ISD分析で得られたマススペクトルから、インソース分解により生成したフラグメントイオンを容易に識別することができる。これにより、ISDマススペクトル中の一部のイオンピークの帰属を定めた上で、ピーク情報をタンパク質同定やペプチドのアミノ酸配列決定のための解析処理に供することができるので、そうした同定や配列決定の精度を一層向上させることができる。   According to the mass spectrometry method and the mass spectrometer of the present invention, for example, fragment ions generated by in-source decomposition can be easily identified from mass spectra obtained by MALDI-ISD analysis for peptides and proteins. As a result, the assignment of some ion peaks in the ISD mass spectrum and the peak information can be used for analysis for protein identification or peptide amino acid sequencing. The accuracy can be further improved.

本発明に係る質量分析方法を実施するためのMALDI−IT−TOFMSシステムの一実施例の概略構成図。The schematic block diagram of one Example of the MALDI-IT-TOFMS system for enforcing the mass spectrometry method which concerns on this invention. 本実施例のMALDI−IT−TOFMSシステムにおける特徴的な分析動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the characteristic analysis operation | movement in the MALDI-IT-TOFMS system of a present Example. レーザ光パワーを変化させたときのAng2のISDマススペクトルの一例を示す図。The figure which shows an example of the ISD mass spectrum of Ang2 when changing laser beam power. レーザ光パワーを変化させたときのReninのISDマススペクトルの一例を示す図。The figure which shows an example of the ISD mass spectrum of Renin when changing a laser beam power. レーザ光パワーを変化させたときのACTH18-39のISDマススペクトル(低質量電荷比範囲)の一例を示す図。The figure which shows an example of the ISD mass spectrum (low mass to charge ratio range) of ACTH18-39 when changing laser beam power. レーザ光パワーを変化させたときのACTH18-39のISDマススペクトル(高質量電荷比範囲)の一例を示す図。The figure which shows an example of the ISD mass spectrum (high mass charge ratio range) of ACTH18-39 when changing laser beam power. 図3に示したAng2由来フラグメントイオンの相対強度の比較結果を示す図。The figure which shows the comparison result of the relative intensity | strength of the fragment ion derived from Ang2 shown in FIG. 図4に示したRenin由来フラグメントイオンの相対強度の比較結果を示す図。The figure which shows the comparison result of the relative intensity of the Renin origin fragment ion shown in FIG. 図5に示したACTH18-39由来フラグメントイオンの相対強度の比較結果を示す図。The figure which shows the comparison result of the relative intensity | strength of the fragment ion derived from ACTH18-39 shown in FIG. 図6に示したACTH18-39由来フラグメントイオンの相対強度の比較結果を示す図。The figure which shows the comparison result of the relative intensity | strength of the fragment ion derived from ACTH18-39 shown in FIG.

以下、本発明に係る質量分析方法及び該方法を実施するMALDI−IT−TOFMSシステムの一実施例について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1は本実施例によるMALDI−IT−TOFMSシステムの概略構成図である。まず、このシステムの構成と基本的な分析動作について説明する。
Hereinafter, an embodiment of a mass spectrometry method according to the present invention and a MALDI-IT-TOFMS system for carrying out the method will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a MALDI-IT-TOFMS system according to this embodiment. First, the configuration of this system and the basic analysis operation will be described.

図1において、MALDIイオン源1は、サンプルプレート10が載置される試料ステージ11と、引出電極13と、イオン収束電極14と、レーザ照射部15と、反射鏡16と、を含む。   In FIG. 1, the MALDI ion source 1 includes a sample stage 11 on which a sample plate 10 is placed, an extraction electrode 13, an ion focusing electrode 14, a laser irradiation unit 15, and a reflecting mirror 16.

サンプルプレート10上には、目的化合物を含み、所定のマトリクスを用いて調製されたサンプル12が形成されている。レーザ照射部15からパルス状に出射されたレーザ光は、反射鏡16を経てサンプル12上の微小領域に集光される。このレーザ光のエネルギによりサンプル12からマトリクスとともに目的化合物が気化し、その際に目的化合物はイオン化される。MALDI−ISD分析を行う場合には、通常の分析(つまりはインソース分解を行わない分析)時よりもレーザ光の強度を高め、目的化合物がイオン化されると同時に又はその直後にイオンの開裂を促進させる。サンプルプレート10の近傍で生成された各種イオンは引出電極13とサンプルプレート10との間に形成されている電場の作用により引き出され、イオン収束電極14により加速されつつ収束されて白抜き矢印の方向に進む。   On the sample plate 10, a sample 12 containing a target compound and prepared using a predetermined matrix is formed. The laser beam emitted from the laser irradiation unit 15 in a pulse shape is focused on a minute region on the sample 12 through the reflecting mirror 16. The target compound is vaporized together with the matrix from the sample 12 by the energy of the laser beam, and the target compound is ionized at that time. When performing a MALDI-ISD analysis, the intensity of the laser beam is increased compared to a normal analysis (that is, an analysis without in-source decomposition), and ion cleavage is performed simultaneously with or immediately after the target compound is ionized. Promote. Various ions generated in the vicinity of the sample plate 10 are extracted by the action of an electric field formed between the extraction electrode 13 and the sample plate 10, are accelerated and converged by the ion focusing electrode 14, and are in the direction of the white arrow. Proceed to

イオントラップ2は、環状のリング電極20と、該リング電極20を挟んで配置された一対のエンドキャップ電極21、22とから成る、3次元四重極型の構成である。上記のようにMALDIイオン源1から送られてきた各種イオンはイオントラップ2の内部に形成される四重極高周波電場の作用によって一旦捕捉され、ガス供給部4から供給されるクーリングガスとの衝突によるクーリング作用を利用したエネルギの収束が行われる。その後、所定のタイミングでエンドキャップ電極21、22間に印加される直流電圧により、各イオンに所定の初期エネルギが付与され、それらイオンはイオントラップ2から一斉に吐き出されて質量分析部3へと送られる。なお、ガス供給部4からイオントラップ2内にCIDガスを供給し、一時的に捕捉したイオンを共鳴励振させてCIDガスに接触させることでCIDによるイオンの開裂操作を行うことも可能である。ただし、ここではCIDによる意図的な開裂は実施しない。   The ion trap 2 has a three-dimensional quadrupole configuration including an annular ring electrode 20 and a pair of end cap electrodes 21 and 22 disposed with the ring electrode 20 interposed therebetween. Various ions sent from the MALDI ion source 1 as described above are once captured by the action of the quadrupole high-frequency electric field formed inside the ion trap 2 and collide with the cooling gas supplied from the gas supply unit 4. The energy is converged by utilizing the cooling action by. Thereafter, a predetermined initial energy is applied to each ion by a DC voltage applied between the end cap electrodes 21 and 22 at a predetermined timing, and these ions are discharged from the ion trap 2 all at once to the mass analysis unit 3. Sent. In addition, it is also possible to perform the ion cleavage operation by CID by supplying CID gas from the gas supply unit 4 into the ion trap 2, causing the trapped ions to be resonantly excited and brought into contact with the CID gas. However, intentional cleavage by CID is not performed here.

質量分析部3は、イオンが飛行する飛行空間30と、イオンを反射させる電場を形成する反射器31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32と、を含む。上記のようにイオントラップ2から吐き出されて質量分析部3へと送り込まれた各種イオンは、飛行空間30中を自由飛行し、反射器31により形成される反射電場の作用で折り返されて再び飛行空間30を経て検出器32に到達する。質量分析部3へ導入される時点で各イオンはその質量電荷比に応じた飛行速度を有しており、質量電荷比が小さなイオンほど、早く検出器32に到達する。   The mass analyzer 3 includes a flight space 30 in which ions fly, a reflector 31 that forms an electric field that reflects the ions, and a detector 32 that detects the ions and outputs a detection signal corresponding to the amount of ions. . Various ions discharged from the ion trap 2 and sent to the mass analyzer 3 as described above fly freely in the flight space 30, are turned back by the action of the reflected electric field formed by the reflector 31, and fly again. It reaches the detector 32 via the space 30. At the time of introduction into the mass analyzer 3, each ion has a flight speed corresponding to its mass-to-charge ratio, and ions having a smaller mass-to-charge ratio reach the detector 32 earlier.

検出器32から出力された信号はデータ処理部6に入力される。データ処理部6は、スペクトルデータ格納部61、フラグメントイオン帰属処理部62、タンパク質/ペプチド同定処理部63などの機能ブロックを含むが、これについては後述する。制御部5はサンプル12に対する質量分析を実行するために各部を制御する機能と、付設された入力部及び表示部を通したユーザインターフェイスの機能とを有する。なお、この制御部5及びデータ処理部6の機能の少なくとも一部は、コンピュータをハードウエア資源とし、該コンピュータにインストールされた専用のソフトウエアを実行することにより実現する構成とすることができる。
The signal output from the detector 32 is input to the data processing unit 6. The data processing unit 6 includes functional blocks such as a spectrum data storage unit 61, a fragment ion attribution processing unit 62, and a protein / peptide identification processing unit 63, which will be described later. The control unit 5 has a function of controlling each unit in order to execute mass spectrometry on the sample 12 and a function of a user interface through the input unit 7 and the display unit 8 attached thereto. Note that at least some of the functions of the control unit 5 and the data processing unit 6 can be realized by using a computer as hardware resources and executing dedicated software installed in the computer.

本実施例のMALDI−IT−TOFMSシステムでは、ペプチド又はタンパク質を目的化合物とし、MALDIイオン源1においてインソース分解を促進させ、それによって生成されるフラグメントイオン由来のピークが観測されるISDマススペクトル(擬似的なMS2スペクトル)を解析することで、ペプチドのアミノ酸配列の推定又はタンパク質の同定を行う。その際に、特徴的な測定動作及び該測定によって得られたデータ処理を行うことで、インソース分解により生成されたフラグメントイオンの帰属を行う。 In the MALDI-IT-TOFMS system of this example, an ISD mass spectrum in which a peptide or protein is a target compound and in-source decomposition is promoted in the MALDI ion source 1 and peaks derived from fragment ions generated thereby are observed ( By analyzing the pseudo MS 2 spectrum), the amino acid sequence of the peptide is estimated or the protein is identified. At that time, the fragment ions generated by the in-source decomposition are assigned by performing characteristic measurement operations and data processing obtained by the measurement.

ここで、本実施例のMALDI−IT−TOFMSシステムにおけるフラグメントイオン帰属処理の原理について、実測結果を用いつつ説明する。   Here, the principle of fragment ion attribution processing in the MALDI-IT-TOFMS system of the present embodiment will be described using actual measurement results.

実測条件は以下のとおりである。
(1)試料(目的化合物)
(A)Angiotensin II, human[アミノ酸配列:DRVYIHPF](以下「Ang2」と称す)
(B)N-Acetyl-Renin Substrate Tetradecapeptide, porcine[アミノ酸配列:Ac-DRVYIHPFHLLVYS](以下「Renin」と称す)
(C)Adrenocorticotropic hormone fragment 18-39, human[アミノ酸配列:RPVKVYPNGAEDESAEAFPLEF](以下「ACTH18-39」と称す)
(2)マトリクス: 2,5-ジヒドロキシ安息香酸(2,5-dihydroxybenzoic acid)
(3)質量分析装置:MALDI四重極イオントラップ飛行時間型質量分析計(島津製作所製 AXIMA-Resonance)
(4)サンプルプレート: ステンレス製2mm厚プレート
The actual measurement conditions are as follows.
(1) Sample (target compound)
(A) Angiotensin II, human [amino acid sequence: DRVYIHPF] (hereinafter referred to as “Ang2”)
(B) N-Acetyl-Renin Substrate Tetradecapeptide, porcine [amino acid sequence: Ac-DRVYIHPFHLLVYS] (hereinafter referred to as “Renin”)
(C) Adrenocorticotropic hormone fragment 18-39, human [amino acid sequence: RPVKVYPNGAEDESAEAFPLEF] (hereinafter referred to as “ACTH18-39”)
(2) Matrix: 2,5-dihydroxybenzoic acid
(3) Mass spectrometer: MALDI quadrupole ion trap time-of-flight mass spectrometer (AXIMA-Resonance, manufactured by Shimadzu Corporation)
(4) Sample plate: 2mm stainless steel plate

レーザー光パワーを3段階に変化させて取得した、Ang2のISDマススペクトルの一例を図3に、ReninのISDマススペクトルの一例を図4に、ACTH18-39のISDマススペクトルの一例を図5及び図6に示す。図5と図6とは質量電荷比範囲が相違するだけである。レーザ光パワーは任意単位つまり相対値で、「70」、「80」、及び「90」の3段階である。インソース分解を行わない通常の分析の際のレーザ光パワーは該任意単位で「60」以下であり、ここで用いたレーザ光パワーはいずれもインソース分解が起こり易い条件である。なお、図3〜図6中には、ピークに対応するフラグメントイオンの系列とフラグメント番号とを記載してあるが、測定対象である化合物が未知である場合には、当然、これらは不明である。   FIG. 3 shows an example of Ang2 ISD mass spectrum obtained by changing the laser light power in three stages, FIG. 4 shows an example of ISD mass spectrum of Renin, and FIG. 5 shows an example of ISD mass spectrum of ACTH18-39. As shown in FIG. FIG. 5 and FIG. 6 differ only in the mass-to-charge ratio range. The laser light power is an arbitrary unit, that is, a relative value, and has three stages of “70”, “80”, and “90”. The laser light power during normal analysis without in-source decomposition is “60” or less in arbitrary units, and the laser light power used here is a condition where in-source decomposition easily occurs. 3 to 6, the fragment ion series and fragment number corresponding to the peak are described. However, if the compound to be measured is unknown, these are naturally unknown. .

レーザ光パワーが相違するISDマススペクトルに現れる同一質量電荷比のピークの強度を比較するために、強度値を相対化(又は規格化)する。図7は、図3に示した各ISDマススペクトルにおいて、適宜に設定した一つの基準イオンに対して他のフラグメントイオンのピーク強度を規格化して求めた相対強度のグラフである。同じく、図8は図4に示した各ISDマススペクトルにおいて、図9は図5に示した各ISDマススペクトルにおいて、図10は図6に示した各ISDマススペクトルにおいて、それぞれ適宜に設定した一つの基準イオンに対して他のフラグメントイオンのピーク強度を規格化して求めた相対強度のグラフである。基準イオンは共通に観測されるイオンの中で適当に定めることができるが、図3及び図7の例ではy7イオン、図4及び図8の例ではy13イオン、図5、図6、図9及び図10の例ではb13イオンを基準イオンとしている。   In order to compare the intensities of peaks of the same mass-to-charge ratio appearing in ISD mass spectra having different laser light powers, the intensity values are made relative (or normalized). FIG. 7 is a graph of relative intensities obtained by standardizing the peak intensities of other fragment ions with respect to one appropriately set reference ion in each ISD mass spectrum shown in FIG. Similarly, FIG. 8 shows each ISD mass spectrum shown in FIG. 4, FIG. 9 shows each ISD mass spectrum shown in FIG. 5, and FIG. 10 shows each ISD mass spectrum shown in FIG. It is a graph of the relative intensity | strength calculated | required by normalizing the peak intensity of another fragment ion with respect to one reference | standard ion. The reference ions can be appropriately determined among the commonly observed ions. In the examples of FIGS. 3 and 7, y7 ions, in the examples of FIGS. 4 and 8, y13 ions, FIGS. 5, 6, and 9 are used. In the example of FIG. 10, b13 ions are used as reference ions.

図7〜図10において、各レーザ光パワーに対応した折線は基準イオンの強度に対する相対強度であるから、異なるレーザ光パワーの下での同一イオンに対する相対強度を比較することで、各イオン強度のレーザ光パワー依存性が明らかになる。即ち、図7〜図10に示すグラフを見ると、いずれの(3種類の)化合物でも、各フラグメントイオンにおいて、高いレーザ光パワーの下で得られたフラグメントイオン強度よりも、低いレーザ光パワーの下で得られたフラグメントイオン強度のほうが相対的に顕著に高くなるイオンが存在することが分かる。そして、こうしたイオンの大多数はc系列イオン、つまりはクーリングの過程では発生しにくく、主としてインソース分解により発生するフラグメントイオンであることが分かる。グラフ上ではこうしたイオンを下向き太線矢印で示している。   7 to 10, the broken line corresponding to each laser beam power is the relative intensity with respect to the intensity of the reference ion. Therefore, by comparing the relative intensity with respect to the same ion under different laser beam powers, The laser light power dependency becomes clear. That is, in the graphs shown in FIGS. 7 to 10, any (three kinds) of compounds has a lower laser beam power than the fragment ion intensity obtained under a higher laser beam power in each fragment ion. It can be seen that there are ions in which the fragment ion intensity obtained below is relatively significantly higher. It can be seen that the majority of these ions are c-series ions, that is, fragment ions that are hardly generated in the course of cooling and are mainly generated by in-source decomposition. On the graph, these ions are indicated by a downward bold line arrow.

以上のことから、インソース分解が促進されるレーザ光パワーの範囲でレーザ光パワーを段階的に変化させてそれぞれISDマススペクトルを取得し、取得した複数のISDマススペクトル中の同一フラグメントイオンの強度を比較することによって、検出された多数のフラグメントイオンの中からISD由来であると推定できるフラグメントイオン(ここではc系列イオン)を識別できると結論付けることができる。本実施例のMALDI−IT−TOFMSでは上記原理を利用してインソース分解によるフラグメントイオンを帰属する。そのための具体的な分析動作について、図2のフローチャートに沿って説明する。   From the above, the ISD mass spectrum is obtained by changing the laser light power stepwise within the range of the laser light power that promotes in-source decomposition, and the intensities of the same fragment ions in the obtained plurality of ISD mass spectra. It can be concluded that fragment ions (here, c-series ions) that can be estimated to be derived from ISD can be distinguished from among a large number of detected fragment ions. In the MALDI-IT-TOFMS of this example, fragment ions by in-source decomposition are assigned using the above principle. A specific analysis operation for this will be described with reference to the flowchart of FIG.

分析が開始されると、制御部5はレーザ照射部15を含むMALDIイオン源1、イオントラップ2、ガス供給部4、質量分析部3をそれぞれ制御し、サンプルプレート10上に用意された同一のサンプル12に対して、イオン化のためのレーザ光パワーを複数段階に切り替えたMALDI−ISD分析をそれぞれ実行する(ステップS1)。データ処理部6においては、検出信号を順次デジタルデータに変換して得られる飛行時間スペクトルデータの飛行時間を質量電荷比に換算することでISDマススペクトルデータを取得し、これをデータ格納部61に格納する。例えば、上記実測例で示したレーザ光パワー「70」と「90」の2段階にレーザ光パワーを切り替えるようにすればよいが、より多段階にレーザ光パワーを切り替えるようにしてもよい。   When the analysis is started, the control unit 5 controls the MALDI ion source 1 including the laser irradiation unit 15, the ion trap 2, the gas supply unit 4, and the mass analysis unit 3, and the same prepared on the sample plate 10. A MALDI-ISD analysis in which the laser beam power for ionization is switched to a plurality of stages is performed on the sample 12 (step S1). In the data processing unit 6, ISD mass spectrum data is obtained by converting the flight time of the flight time spectrum data obtained by sequentially converting the detection signals into digital data into the mass-to-charge ratio, and this is stored in the data storage unit 61. Store. For example, the laser light power may be switched in two stages of the laser light powers “70” and “90” shown in the actual measurement example, but the laser light power may be switched in more stages.

複数段階のレーザ光パワーの下でのISDマススペクトルデータが得られたならば、フラグメントイオン帰属処理部62は、スペクトルデータ格納部61からISDマススペクトルデータを読み出し、異なるレーザ光パワーに対するISDマススペクトルを作成する(ステップS2)。次に、フラグメントイオン帰属処理部62は、各ISDマススペクトルについてピーク検出を行い、検出された各ピークの質量電荷比及び信号強度をピーク情報として収集する(ステップS3)。   If the ISD mass spectrum data under a plurality of stages of laser beam power is obtained, the fragment ion attribution processing unit 62 reads the ISD mass spectrum data from the spectrum data storage unit 61, and the ISD mass spectrum for different laser beam powers. Is created (step S2). Next, the fragment ion attribution processing unit 62 performs peak detection for each ISD mass spectrum and collects the mass-to-charge ratio and signal intensity of each detected peak as peak information (step S3).

続いて、複数のISDマススペクトルに共通に存在するピーク(質量電荷比が同じ、厳密には所定の許容質量誤差範囲内に入るピーク)の中から予め定めた基準に則って一つのピークを選択し、該ピークに対応するイオンを基準イオンとする。そして、各ISDマススペクトル毎に、その基準イオン以外のピークの強度を基準イオンの強度に対して規格化して相対強度を求める(ステップS4)。これは、例えば図3に示したISDマススペクトルから図7に示したグラフを求める作業に相当する。ただし、当然のことながら、このときには各フラグメントイオンの系列やフラグメント番号は不明であり、単に各ISDマススペクトルにおいて或る質量電荷比におけるピークの相対強度が判明しているだけである。   Subsequently, one peak is selected according to a predetermined criterion from among peaks commonly present in a plurality of ISD mass spectra (peaks having the same mass-to-charge ratio, strictly speaking, falling within a predetermined allowable mass error range). Then, an ion corresponding to the peak is set as a reference ion. Then, for each ISD mass spectrum, the intensity of the peak other than the reference ion is normalized with respect to the intensity of the reference ion to obtain the relative intensity (step S4). This corresponds to an operation for obtaining the graph shown in FIG. 7 from the ISD mass spectrum shown in FIG. 3, for example. However, as a matter of course, the sequence and fragment number of each fragment ion are unknown at this time, and the relative intensity of the peak at a certain mass-to-charge ratio is simply known in each ISD mass spectrum.

フラグメントイオン帰属処理部62は、異なるレーザ光パワーの下で得られたISDマススペクトルに対する相対強度のグラフに基づき、質量電荷比が同じ、厳密には所定の許容質量誤差範囲内に入るピークの相対強度を順次比較する(ステップS5)。上述したように、c系列イオンではレーザ光パワーが低い条件で得られた相対強度がレーザ光パワーが高い条件で得られた相対強度よりも大きくなる傾向にある。そこで、例えば同じ質量電荷比であるイオンの相対強度の差が所定閾値以上であるか否かを判定し、所定閾以上であるイオンがc系列イオンであると判断する。ただし、実測例の結果からも明らかなように、全く誤りなくc系列イオンを識別できるわけではないから、自動的にc系列イオンを抽出する処理を行う場合であっても、その処理過程や処理結果を例えば表示部8に表示し、分析者がそれを確認して適宜修正を加えることができるようにしてもよい。   The fragment ion assignment processing unit 62 is based on a graph of relative intensity with respect to the ISD mass spectrum obtained under different laser light powers, and the relative ratio of peaks having the same mass-to-charge ratio, strictly speaking, within a predetermined allowable mass error range. The intensities are sequentially compared (step S5). As described above, in the c-series ions, the relative intensity obtained under the condition where the laser light power is low tends to be larger than the relative intensity obtained under the condition where the laser light power is high. Therefore, for example, it is determined whether or not the difference in relative intensity of ions having the same mass-to-charge ratio is greater than or equal to a predetermined threshold, and it is determined that ions that are greater than or equal to the predetermined threshold are c-series ions. However, as is apparent from the results of the actual measurement example, the c-sequence ions cannot be identified without any error. Therefore, even when the c-sequence ions are automatically extracted, the process and processing For example, the result may be displayed on the display unit 8 so that the analyst can check the result and make corrections as appropriate.

いずれにしても、高い確率でc系列のフラグメントイオンを識別することができることから、識別されたフラグメントイオンをインソース分解により生成されたc系列イオンとして帰属する(ステップS6)。また、それ以外のフラグメントイオンは少なくともc系列ではない系列のイオンとして帰属する。こうして、ISDマススペクトルから得られたピーク情報の中で、一部のピークの帰属が決定されることになる。   In any case, since c-series fragment ions can be identified with a high probability, the identified fragment ions are assigned as c-series ions generated by in-source decomposition (step S6). In addition, other fragment ions belong to ions of a series that is not at least the c series. Thus, the assignment of some peaks in the peak information obtained from the ISD mass spectrum is determined.

そうした帰属の情報を含めたピーク情報がタンパク質/ペプチド同定処理部63に送られる。タンパク質/ペプチド同定処理部63はそうしたピーク情報に基づいて例えばデータベース検索或いはデノボシーケンスサーチを行うことにより、例えばペプチドのアミノ酸配列を推定したりタンパク質を同定したりする(ステップS7)。タンパク質/ペプチド同定処理部63において使用されるアルゴリズムが何であるのかに拘わらず、多数のピークがどのような種類のイオン由来のものであるのかが全く不明であるとアミノ酸配列推定やタンパク質同定の精度が低くなる。それに対し、本実施例のシステムでは、少なくともc系列イオンに関する帰属情報がタンパク質/ペプチド同定処理部63に供されるので、これを一つの手掛かりとしてアミノ酸配列の推定やタンパク質同定を行うことができ、それ故にアミノ酸配列推定やタンパク質同定の精度を高めることができる。   Peak information including such attribution information is sent to the protein / peptide identification processing unit 63. The protein / peptide identification processing unit 63 performs, for example, a database search or a de novo sequence search based on such peak information, thereby estimating, for example, the amino acid sequence of the peptide or identifying the protein (step S7). Regardless of what algorithm is used in the protein / peptide identification processing unit 63, if it is completely unknown what kind of ions are derived from many peaks, the accuracy of amino acid sequence estimation and protein identification Becomes lower. On the other hand, in the system of the present embodiment, since at least the attribution information on the c-series ions is provided to the protein / peptide identification processing unit 63, it is possible to estimate the amino acid sequence and perform protein identification using this as one clue, Therefore, the accuracy of amino acid sequence estimation and protein identification can be improved.

上記実施例による質量分析装置はイオントラップのほかに飛行時間型質量分離器を備えていたが、イオントラップ自体でイオンを質量電荷比に応じて分離しつつ該トラップから順次排出し、その排出されたイオンを該トラップの外部に配置したイオン検出器で検出する構成としてもよい。即ち、本発明に係る質量分析装置において、MALDIイオン源、イオントラップ以外の構成は適宜に変更することができる。また、イオントラップは3次元四重極型イオントラップではなく、リニアイオントラップでもよい。   The mass spectrometer according to the above embodiment was provided with a time-of-flight mass separator in addition to the ion trap, but the ion trap itself was sequentially discharged from the trap while being separated according to the mass-to-charge ratio. The ion may be detected by an ion detector disposed outside the trap. That is, in the mass spectrometer according to the present invention, the configuration other than the MALDI ion source and the ion trap can be changed as appropriate. The ion trap may be a linear ion trap instead of a three-dimensional quadrupole ion trap.

また、上記実施例は本発明の一例にすぎないから、上記記載以外の点において本発明の趣旨の範囲で適宜に修正、変更、追加など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。   Moreover, since the said Example is only an example of this invention, even if it corrects, changes, an addition etc. suitably in the range of the meaning of this invention in points other than the above-mentioned description, it is included in the claim of this application. Is clear.

1…MALDIイオン源
10…サンプルプレート
11…試料ステージ
12…サンプル
13…引出電極
14…加速電極
15…レーザ照射部
16…反射鏡
2…イオントラップ
20…リング電極
21、22…エンドキャップ電極
3…質量分析部
30…飛行空間
31…反射器
32…検出器
4…ガス供給部
5…制御部
6…データ処理部
61…スペクトルデータ格納部
62…フラグメントイオン帰属処理部
63…タンパク質/ペプチド同定処理部
7…入力部
8…表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... MALDI ion source 10 ... Sample plate 11 ... Sample stage 12 ... Sample 13 ... Extraction electrode 14 ... Acceleration electrode 15 ... Laser irradiation part 16 ... Reflector 2 ... Ion trap 20 ... Ring electrode 21, 22 ... End cap electrode 3 ... Mass analysis section 30 ... Flight space 31 ... Reflector 32 ... Detector 4 ... Gas supply section 5 ... Control section 6 ... Data processing section 61 ... Spectral data storage section 62 ... Fragment ion attribution processing section 63 ... Protein / peptide identification processing section 7 ... Input unit 8 ... Display unit

Claims (4)

マトリクス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)イオン源と、イオンを一時的に保持するイオントラップとを具備し、前記MALDIイオン源で生成され前記イオントラップの内部に高周波電場の作用で捕捉されているイオンを所定のクーリングガスと衝突させてクーリングしたあと、前記イオントラップにより又は該イオントラップとは別に具備された質量分離部により、イオンを質量電荷比に応じて分離して検出する質量分析装置を用いた質量分析方法であって、
a)同一の試料に対し、MALDIイオン源において試料に照射するレーザ光のパワーを複数段階に変化させつつインソース分解を利用した質量分析を行い、それぞれマススペクトルを取得するマススペクトル取得ステップと、
b)前記複数のマススペクトルで観測される任意のピークの信号強度を基準として、その各マススペクトルにおいて他のピークの相対強度を求め、複数のマススペクトルの間で同一の質量電荷比を持つピークの相対強度を比較することにより、該ピークに対応するフラグメントイオンのイオン系列を識別するフラグメントイオン識別ステップと、
を実行することを特徴とする質量分析方法。
Ions having a matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) ion source and an ion trap that temporarily holds ions, and are generated by the MALDI ion source and trapped by the action of a high-frequency electric field inside the ion trap A mass spectrometer that separates and detects ions according to the mass-to-charge ratio by the ion trap or by a mass separator provided separately from the ion trap after cooling with a predetermined cooling gas . A mass spectrometry method,
a) Mass spectrum acquisition step for performing mass analysis on the same sample using in-source decomposition while changing the power of laser light irradiated to the sample in a MALDI ion source in a plurality of stages, and acquiring a mass spectrum respectively;
b) Using the signal intensity of any peak observed in the plurality of mass spectra as a reference, obtain the relative intensity of other peaks in each mass spectrum, and peaks having the same mass-to-charge ratio among the plurality of mass spectra A fragment ion identification step that identifies the ion series of fragment ions corresponding to the peak by comparing the relative intensities of
The mass spectrometry method characterized by performing.
請求項1に記載の質量分析方法であって、
前記フラグメントイオン識別ステップでは、相対的に高いレーザ光パワーの下で得られたマススペクトル上のピークの相対強度に比べて、相対的に低いレーザ光パワーの下で得られたマススペクトル上のピークの相対強度比が高くなるイオンを探索し、該イオンをインソース分解に由来するフラグメントイオンであると判断することを特徴とする質量分析方法。
The mass spectrometric method according to claim 1,
In the fragment ion identification step, the peak on the mass spectrum obtained under a relatively low laser light power compared to the relative intensity of the peak on the mass spectrum obtained under a relatively high laser light power. A mass spectrometric method characterized by searching for an ion having a higher relative intensity ratio and determining that the ion is a fragment ion derived from in-source decomposition.
マトリクス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)イオン源と、該イオン源で生成されたイオンを一時的に保持するイオントラップとを、具備し、前記MALDIイオン源で生成され前記イオントラップの内部に高周波電場の作用で捕捉されているイオンを所定のクーリングガスと衝突させてクーリングしたあと、前記イオントラップにより又は該イオントラップとは別に具備された質量分離部により、イオンを質量電荷比に応じて分離して検出する質量分析装置において、
a)同一の試料に対し、MALDIイオン源において試料に照射するレーザ光のパワーを複数段階に変化させつつインソース分解を利用した質量分析を行い、それぞれマススペクトルを取得するべく各部を制御する測定実行制御部と、
b)前記測定実行制御部の制御の下で得られた複数のマススペクトルで観測される任意のピークの信号強度を基準として、その各マススペクトルにおいて他のピークの相対強度を求め、複数のマススペクトルの間で同一の質量電荷比を持つピークの相対強度を比較することにより、該ピークに対応するフラグメントイオンのイオン系列を識別するデータ処理部と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。
A matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) ion source and an ion trap that temporarily holds ions generated by the ion source, and a high-frequency electric field generated by the MALDI ion source inside the ion trap. After the ions trapped by the action of the above are collided with a predetermined cooling gas and cooled , the ions are separated according to the mass-to-charge ratio by the ion trap or by the mass separation unit provided separately from the ion trap. In the mass spectrometer to detect
a) For the same sample, perform mass analysis using in-source decomposition while changing the power of the laser beam irradiated to the sample in multiple steps in the MALDI ion source, and control each part to acquire each mass spectrum An execution control unit;
b) Using the signal intensity of an arbitrary peak observed in a plurality of mass spectra obtained under the control of the measurement execution control unit as a reference, the relative intensity of other peaks in each mass spectrum is obtained, and a plurality of masses are obtained. A data processing unit for identifying the ion series of fragment ions corresponding to the peaks by comparing the relative intensities of the peaks having the same mass-to-charge ratio between the spectra;
A mass spectrometer comprising:
請求項3に記載の質量分析装置であって、
前記データ処理部は、相対的に高いレーザ光パワーの下で得られたマススペクトル上のピークの相対強度に比べて、相対的に低いレーザ光パワーの下で得られたマススペクトル上のピークの相対強度比が高くなるイオンを探索し、該イオンをインソース分解に由来するフラグメントイオンであると判断することを特徴とする質量分析装置。
The mass spectrometer according to claim 3,
The data processing unit is configured to detect a peak on a mass spectrum obtained under a relatively low laser light power as compared to a relative intensity of the peak on a mass spectrum obtained under a relatively high laser light power. A mass spectrometer characterized by searching for an ion having a high relative intensity ratio and determining that the ion is a fragment ion derived from in-source decomposition.
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