JP6318992B2 - Mass spectrometer - Google Patents

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Description

本発明は質量分析装置に関し、さらに詳しくは、質量分析により得られたデータに基づいて被検試料中のタンパク質やペプチドなどを同定するための質量分析装置に関する。   The present invention relates to a mass spectrometer, and more particularly to a mass spectrometer for identifying proteins, peptides, and the like in a test sample based on data obtained by mass spectrometry.

質量分析におけるイオン化法の一つであるマトリクス支援レーザ脱離イオン化(MALDI)法では、サンプルプレート上に用意されている試料(分析対象である化合物とイオン化補助のためのマトリクスとの混合物)に対してパルス的にレーザ光を照射することで、試料に含まれる化合物由来のイオンを発生させる。こうしたMALDI法と飛行時間型質量分析装置(TOFMS)とを組み合わせたMALDI−TOFMSや、MALDIイオン源から生成されたイオンをイオントラップに一旦保持して衝突誘起解離(CID)等によりイオンを解離させたあとにTOFMSで分析するMALDI−IT−TOFMSは、タンパク質やペプチド、糖鎖、脂質などの生体由来の試料を分析するために、現在広く使用されている。   In the matrix-assisted laser desorption / ionization (MALDI) method, which is one of the ionization methods in mass spectrometry, a sample (a mixture of a compound to be analyzed and a matrix for ionization assistance) prepared on a sample plate is used. By irradiating the laser beam in a pulsed manner, ions derived from the compound contained in the sample are generated. Ions generated by MALDI-TOFMS, which combines such a MALDI method and time-of-flight mass spectrometer (TOFMS), or ions generated from a MALDI ion source are temporarily held in an ion trap, and ions are dissociated by collision-induced dissociation (CID). MALDI-IT-TOFMS, which is later analyzed by TOFMS, is currently widely used for analyzing biological samples such as proteins, peptides, sugar chains, and lipids.

MALDI法において、1回のレーザ光の照射によって試料から生成されるイオンの量は必ずしも多くなく、またレーザ光照射毎に生成されるイオン量のばらつきも比較的大きい。そのため、上述したようなMALDIイオン源を用いた質量分析装置では、通常、レーザ光照射によって生成されたイオンに対する質量分析を複数回繰り返し、その質量分析毎に得られた所定の飛行時間範囲(つまりは質量電荷比範囲)に亘るプロファイルデータを積算して、その積算したデータから目的試料に対するマススペクトルを求めるようにしている(特許文献1など参照)。そのため、試料に対する測定に先立って、データの積算回数を分析条件の一つとして分析者が入力設定しておく必要がある。   In the MALDI method, the amount of ions generated from a sample by one irradiation of laser light is not necessarily large, and the variation in the amount of ions generated every time laser light irradiation is relatively large. Therefore, in the mass spectrometer using the MALDI ion source as described above, the mass analysis for the ions generated by the laser light irradiation is usually repeated a plurality of times, and a predetermined time-of-flight range obtained for each mass analysis (that is, Is integrated with the profile data over the mass-to-charge ratio range), and a mass spectrum for the target sample is obtained from the integrated data (see, for example, Patent Document 1). Therefore, prior to measurement on the sample, the analyst needs to input and set the data integration count as one of the analysis conditions.

一般に、データの積算回数が少なすぎるとマススペクトルのSN比が不足し、例えばマススペクトルに基づいて試料中のペプチドを同定しようとしても同定の精度が低くなるおそれがある。特に試料中の目的とするペプチドの濃度が低い場合には、データ積算回数を多くしないと、ペプチドの同定が困難である。また、同じ濃度であっても、ペプチドのアミノ酸配列によってはデータ積算回数をより多くしないと同定が難しい場合もある。一方、データの積算回数を多くすればマススペクトルのSN比等の品質は向上するものの、一つの試料に対する測定時間が長くなる。試料が生体組織切片などの生体由来のものである場合、測定時間が長くなると、測定中に試料が劣化したり変性したりすることがあり、そのために正確な結果を得られなくなるおそれがある。   In general, if the number of data integrations is too small, the SN ratio of the mass spectrum is insufficient, and for example, even if an attempt is made to identify a peptide in a sample based on the mass spectrum, the identification accuracy may be lowered. In particular, when the concentration of the target peptide in the sample is low, it is difficult to identify the peptide unless the number of data integration is increased. Even at the same concentration, depending on the amino acid sequence of the peptide, identification may be difficult unless the number of data integration is increased. On the other hand, increasing the number of data integrations improves the quality of the mass spectrum, such as the SN ratio, but increases the measurement time for one sample. When the sample is derived from a living body such as a biological tissue section, if the measurement time is long, the sample may be deteriorated or denatured during the measurement, which may result in an inaccurate result.

こうしたことから、必要以上にデータの積算回数を多くすることなく、目的とするペプチドの種類や濃度に応じて適当なデータ積算回数で以て測定を実行できることが望ましい。しかしながら、通常、目的のペプチドの種類(アミノ酸配列)や濃度は未知であるから、測定に先立って、測定しようとしている試料に対する最適なデータ積算回数を決定することはできず、過去の経験などに基づいて適宜のデータ積算回数を設定せざるを得なかった。   For this reason, it is desirable that the measurement can be performed with an appropriate number of data integrations according to the type and concentration of the target peptide without increasing the number of data integrations more than necessary. However, since the type (amino acid sequence) and concentration of the target peptide are usually unknown, it is not possible to determine the optimal number of data integrations for the sample to be measured prior to measurement. Based on this, an appropriate number of data integrations had to be set.

特開2010−205460号公報JP 2010-205460 A 米国特許第7230235号明細書US Pat. No. 7,230,235

「MASCOT MS/MS Ions Search」、マトリクス・サイエンス(MATRIX SCIENCE)、[平成26年8月25日検索]、インターネット<URL: http://www.matrixscience.com/cgi/search_form.pl?FORMVER=2&SEARCH=MIS>“MASCOT MS / MS Ions Search”, MATRIX SCIENCE, [August 25, 2014 search], Internet <URL: http://www.matrixscience.com/cgi/search_form.pl?FORMVER= 2 & SEARCH = MIS> ロバートソン・クレイグ(Robertson Craig)、ほか1名、「タンデム:マッチング・プロテインズ・ウィズ・タンデム・マス・スペクトラ(TANDEM: matching proteins with tandem mass spectra)」、バイオインフォマティクス(Bioinformatics)、Vol.20、No.9、2004年、pp.1466-1467Robertson Craig and 1 other, "Tandem: matching proteins with tandem mass spectra (TANDEM), Bioinformatics, Vol.20, No.9, 2004, pp.1466-1467 「ソフトウエア:クァルスコア(Software:QualScore)」、シアトル・プロテオーム・センター(Seattle Proteome Center)、[平成26年8月25日検索]、インターネット<URL: http://tools.proteomecenter.org/wiki/index.php?title=Software:QualScore>“Software: QualScore”, Seattle Proteome Center, [Search August 25, 2014], Internet <URL: http://tools.proteomecenter.org/wiki/ index.php? title = Software: QualScore> フア・シュ(Hua Xu)、ほか1名、「ア・ダイナミック・ノイズ・レベル・アルゴリズム・フォー・スペクトラル・スクリーニング・オブ・ペプタイド・エムエス/エムエス・スペクトラ(A Dynamic Noise Level Algorithm for Spectral Screening of Peptide MS/MS Spectra)」、BMCバイオインフォマティクス(Bioinformatics)、11:436、2010年Hua Xu, and one other, “A Dynamic Noise Level Algorithm for Spectral Screening of Peptide MS (A Dynamic Noise Level Algorithm for Spectral Screening of Peptide MS) / MS Spectra) ”, BMC Bioinformatics, 11: 436, 2010 マ(Ma ZQ)、ほか9名、「スキャンランカー:クォリティ・アセスメント・オブ・タンデム・マス・スペクトラ・ヴィア・シーケンス・タギング・(ScanRanker: Quality assessment of tandem mass spectra via sequence tagging)」、ジャーナル・オブ・プロテオーム・リサーチ(J Proteome Res)、Vol.10、No.7、2011年、pp.2896-904Ma ZQ and 9 others, "ScanRanker: Quality assessment of tandem mass spectra via sequence tagging", Journal of・ Proteome Research, Vol.10, No.7, 2011, pp.2896-904 マーシャル・バーン(Marshall Bern)、ほか3名、「オートマティック・クォリティ・アセスメント・オブ・ペプタイド・タンデム・マス・スペクトラ(Automatic Quality Assessment of Peptide Tandem Mass Spectra)」、バイオインフォマティクス(Bioinformatics)、Vol.20(suppl 1)、2004年、pp.49-54Marshall Bern and three others, "Automatic Quality Assessment of Peptide Tandem Mass Spectra", Bioinformatics, Vol.20 ( suppl 1), 2004, pp. 49-54

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、試料に含まれる分析対象であるペプチドなどの化合物の種類や濃度などに応じて、該化合物を同定するのに適切なデータ積算回数をその試料の測定前に又は測定中に決定することにより、過不足の少ないデータ積算回数の設定が可能である質量分析装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to identify the compound according to the type and concentration of a compound such as a peptide to be analyzed contained in a sample. An object of the present invention is to provide a mass spectrometer capable of setting the number of data integrations with little excess or deficiency by determining an appropriate number of data integrations before or during measurement of the sample.

上記課題を解決するために成された本発明は、被検試料に含まれる化合物由来のイオンに対する質量分析を複数回実施し、その1回毎の質量分析により得られたデータを積算することで得られたデータに基づいて前記化合物を同定する質量分析装置において、
a)被検試料中の、種類及び濃度が既知である標準化合物に対する質量分析を所定回数実施し、得られたデータを積算して評価用積算データを求めるように当該装置の各部を制御する標準化合物測定制御部と、
b)前記標準化合物測定制御部による制御の下で得られた前記評価用積算データに基づくデータベース検索を実行することにより、前記標準化合物を推定するとともに、その推定の確度を示す指標値を算出する標準化合物推定部と、
c)前記標準化合物推定部による化合物推定の成否及び前記指標値に基づいて、適切なデータの積算回数を決定する積算回数決定部と、
を備えることを特徴としている。
The present invention, which has been made to solve the above problems, performs mass analysis on ions derived from a compound contained in a test sample a plurality of times, and integrates data obtained by each mass analysis. In a mass spectrometer for identifying the compound based on the obtained data,
a) Standard for controlling each part of the apparatus so that the standard compound of known type and concentration in the test sample is subjected to mass analysis a predetermined number of times, and the obtained data is integrated to obtain integrated data for evaluation. A compound measurement control unit;
b) By performing a database search based on the evaluation integrated data obtained under the control of the standard compound measurement control unit, the standard compound is estimated and an index value indicating the accuracy of the estimation is calculated. A standard compound estimator;
c) Based on the success or failure of the compound estimation by the standard compound estimation unit and the index value, an integration number determination unit for determining the appropriate number of data integrations;
It is characterized by having.

本発明に係る質量分析装置におけるイオン化法やイオンを質量電荷比に応じて分離する質量分離手法は特に限定されないが、例えばイオン化法としては、上述したMALDI法のほか、マトリクスを用いないレーザ脱離イオン化法(LDI)、表面支援レーザ脱離イオン化法(SALDI)、二次イオン質量分析法(SIMS)、脱離エレクトロスプレイイオン化法(DESI)、エレクトロスプレイ支援/レーザ脱離イオン化法(ELDI)などを用いればよい。また、質量分離手法は上述した飛行時間型質量分析計のほかに、四重極型質量分析計などでもよい。   The ionization method and the mass separation method for separating ions according to the mass-to-charge ratio in the mass spectrometer according to the present invention are not particularly limited. For example, as the ionization method, laser desorption without using a matrix in addition to the MALDI method described above. Ionization method (LDI), surface-assisted laser desorption ionization method (SALDI), secondary ion mass spectrometry (SIMS), desorption electrospray ionization method (DESI), electrospray support / laser desorption ionization method (ELDI), etc. May be used. The mass separation method may be a quadrupole mass spectrometer in addition to the time-of-flight mass spectrometer described above.

また本発明に係る質量分析装置は、例えばイオントラップ飛行時間型質量分析装置やタンデム四重極型質量分析装置のように、イオンを1又は複数段階解離させ、それによって生成されたプロダクトイオンを質量分析するものでもよい。その場合、質量分析により得られたデータはMS/MSスペクトルデータ又はMSnスペクトルデータ(nは2以上の整数))である。 In addition, the mass spectrometer according to the present invention dissociates ions in one or more stages, such as an ion trap time-of-flight mass spectrometer or a tandem quadrupole mass spectrometer, and masses product ions generated thereby. You may analyze it. In that case, the data obtained by mass spectrometry is MS / MS spectral data or MS n spectral data (n is an integer of 2 or more)).

本発明に係る質量分析装置を用いた分析では、例えば同定したい目的化合物を含む被検試料に濃度と種類が既知である標準化合物を内部標準物質として加える。標準化合物の濃度は目的化合物の濃度と同程度であることが好ましいから、分析者が目的化合物の濃度を予測可能であるときには、その予測した濃度の標準化合物を用いるとよい。そして、目的化合物に対する測定を実行する前に、標準化合物測定制御部による制御の下で標準化合物に対する質量分析を所定回数実施し、各質量分析により得られたデータを積算する。ここでいうデータは、所定質量電荷比範囲に亘る生の信号強度を示すプロファイルデータ又は該プロファイルデータを波形処理することにより得られたマススペクトル(上述したMS/MSスペクトルやMSnスペクトルを含む)データである。 In the analysis using the mass spectrometer according to the present invention, for example, a standard compound whose concentration and type are known is added as an internal standard substance to a test sample containing a target compound to be identified. Since the concentration of the standard compound is preferably approximately the same as the concentration of the target compound, when the analyst can predict the concentration of the target compound, the standard compound having the predicted concentration may be used. Then, before executing the measurement for the target compound, the mass analysis for the standard compound is performed a predetermined number of times under the control of the standard compound measurement control unit, and the data obtained by each mass analysis is integrated. The data here is profile data indicating raw signal intensity over a predetermined mass-to-charge ratio range or mass spectrum obtained by waveform processing of the profile data (including the above-mentioned MS / MS spectrum and MS n spectrum). It is data.

標準化合物推定部は評価用積算データが得られると、該データに基づくデータベース検索を実行することにより標準化合物を推定する。目的化合物や標準化合物がタンパク質又はペプチドである場合、データベースは多数のタンパク質やペプチドのアミノ酸配列を収録したデータベースである。また、データベース検索には、MSnスペクトルから求まるプロダクトイオンの質量電荷比を利用してペプチドのアミノ酸配列を推定する一つの方法である、MS/MSイオンサーチを用いることができる。この手法を利用するソフトウエアとしては、英国マトリクスサイエンス社が提供しているマスコット(MASCOT)やX! TANDEMがよく知られている(非特許文献1、2参照)。 When the integrated data for evaluation is obtained, the standard compound estimation unit estimates a standard compound by executing a database search based on the data. When the target compound or standard compound is a protein or peptide, the database is a database in which amino acid sequences of many proteins and peptides are recorded. For database search, MS / MS ion search, which is one method for estimating the amino acid sequence of a peptide using the mass-to-charge ratio of a product ion obtained from an MS n spectrum, can be used. As software that uses this method, mascot (MASCOT) and X! TANDEM provided by UK Matrix Science are well known (see Non-Patent Documents 1 and 2).

MS/MSイオンサーチでは、タンパク質データベースに登録されている全てのタンパク質を実測の際の前処理で用いられた酵素(実際には、検索条件の一つとして設定された酵素)で消化して得られるペプチドのアミノ酸配列を計算したあとに、そのアミノ酸配列から得られる理論上のプロダクトイオンの質量電荷比を計算し、それと実測により得られたMSnスペクトル上のプロダクトイオンの質量電荷比との一致度を調べる。MASCOTではこの一致度がスコアであり、X! TANDEMにおいては、この一致度はハイパースコアと呼ばれる値である。さらにまた、X! TANDEMでは、一致度の信頼性を統計的に示す指標値として、ハイパースコアの分布に基づいて期待値(e-value)が算出され、この期待値を用いてペプチドが同定されたか否かを判断することができる。したがって、これらスコア、ハイパースコア、期待値などを、化合物推定の確度を示す指標値として用いることができる。 In MS / MS ion search, all the proteins registered in the protein database are digested with the enzyme used in the pretreatment for actual measurement (actually, one of the search conditions). After calculating the amino acid sequence of the obtained peptide, calculate the mass-to-charge ratio of the theoretical product ion obtained from the amino acid sequence, and agree with the mass-to-charge ratio of the product ion on the MS n spectrum obtained by actual measurement. Check the degree. In MASCOT, this degree of coincidence is a score, and in X! TANDEM, this degree of coincidence is a value called a hyper score. Furthermore, in X! TANDEM, an expected value (e-value) is calculated based on the hyperscore distribution as an index value that statistically indicates the reliability of the degree of coincidence, and the peptide is identified using this expected value. It can be determined whether or not. Therefore, these scores, hyperscores, expected values, and the like can be used as index values indicating the accuracy of compound estimation.

標準化合物は既知であるから、標準化合物推定部により推定された化合物が確かに標準化合物であればデータベース検索による化合物推定は成功、そうでなければ失敗である。この結果とともに化合物推定に伴って得られる指標値も利用して、積算回数決定部は、適切なデータの積算回数を決定する。例えば、化合物推定が成功であって指標値が所定の閾値以上であれば、そのときのデータ積算回数は適切であると判断し、目的化合物の測定の際のデータ積算回数を定める。一方、化合物推定が失敗であった場合や成功であっても指標値が所定の閾値未満である場合には、マススペクトルデータのSN比が不足しているものと判断し、データ積算回数を所定数だけ増加させる。   Since the standard compound is known, if the compound estimated by the standard compound estimation unit is surely a standard compound, the compound estimation by the database search is successful, otherwise it is a failure. Using the result and the index value obtained with the compound estimation, the integration number determination unit determines the appropriate number of data integrations. For example, if the compound estimation is successful and the index value is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the number of data integrations at that time is appropriate, and the number of data integrations during measurement of the target compound is determined. On the other hand, if the compound estimation is unsuccessful or is successful, but the index value is less than a predetermined threshold, it is determined that the SN ratio of the mass spectrum data is insufficient, and the number of data integrations is predetermined. Increase by number.

なお、このようにデータ積算回数を所定数だけ増加させたとしても、その状態でマススペクトルデータのSN比が化合物推定に十分なものとなっているとは限らない。
そこで、本発明に係る質量分析装置の好ましい一実施態様として、
前記積算回数決定部が、前記標準化合物推定部による化合物推定の成否及び前記指標値に基づいてそのときのデータ積算回数が不足していると判断しデータ積算回数を増加させた場合に、前記標準化合物測定制御部、前記標準化合物推定部、及び前記積算回数決定部により、増加されたデータ積算回数における質量分析の結果であるデータに基づく化合物の推定を再度実行し、その結果を用いて、増加されたデータ積算回数の適宜を判断する構成とするとよい。
Even if the number of data integrations is increased by a predetermined number in this way, the SN ratio of the mass spectrum data is not always sufficient for compound estimation in that state.
Therefore, as a preferred embodiment of the mass spectrometer according to the present invention,
When the number of times of data integration is determined based on the success or failure of compound estimation by the standard compound estimation unit and the index value, the number of times of data integration is determined to be insufficient. The compound measurement control unit, the standard compound estimation unit, and the integration number determination unit re-execute the estimation of the compound based on the data that is the result of mass spectrometry at the increased data integration number, and use the result to increase It may be configured to determine the appropriate number of data integrations.

この構成では、データ積算回数が多すぎることを避けるために、標準化合物を最初に測定する際のデータ積算回数、つまりデータ積算回数の初期値は小さめにしておき、データ積算回数が不足していると判断されたならば、徐々にデータ積算回数を増やしていくようにするとよい。これにより、データ積算回数が必要以上に多くなりすぎることを抑えることができる。   In this configuration, in order to avoid too many data integration times, the data integration number when the standard compound is first measured, that is, the initial value of the data integration number is kept small, and the data integration number is insufficient. If it is determined, it is preferable to gradually increase the number of data integration. Thereby, it can suppress that the frequency | count of data integration becomes too many more than necessary.

また、本発明に係る質量分析装置においては、
d)前記積算回数決定部によりデータ積算回数が決定されたあとに、前記被検試料中の目的化合物に対する測定をそのデータ積算回数だけ実施し、得られたデータを積算するように当該装置の各部を制御する目的化合物測定制御部と、
e)前記目的化合物測定制御部による制御の下で得られた積算データに基づくデータベース検索を実行することにより前記目的化合物を推定する目的化合物推定部と、
をさらに備える構成とするとよい。
目的化合物推定部は上記標準化合物推定部と同様の手法で、目的化合物を推定すればよい。
In the mass spectrometer according to the present invention,
d) After the data integration number is determined by the integration number determination unit, the measurement of the target compound in the test sample is performed for the data integration number, and each unit of the apparatus is integrated so that the obtained data is integrated. A target compound measurement control unit for controlling
e) a target compound estimation unit that estimates the target compound by performing a database search based on integrated data obtained under the control of the target compound measurement control unit;
It is good to set it as the structure further provided.
The target compound estimation unit may estimate the target compound in the same manner as the standard compound estimation unit.

この構成によれば、標準化合物を用いたデータ積算回数の条件決めに引き続いて、同じ被検試料に含まれる目的化合物の測定を実施することができる。それによって、データ積算回数以外の、例えば周囲環境や装置状態、試料調製状態などについて標準化合物の測定時とほぼ同じ条件の下で、目的化合物に対する測定を行うことができる。   According to this configuration, measurement of the target compound contained in the same test sample can be carried out following the determination of the condition for the number of data integration using the standard compound. As a result, the target compound can be measured under almost the same conditions as in the measurement of the standard compound, for example, the ambient environment, the apparatus state, the sample preparation state, etc., other than the data integration count.

ただし、仮に標準化合物と目的化合物の濃度が同じであったとしても、化合物の種類の相違(ペプチドではアミノ酸配列の相違)によってイオン化効率が異なる場合には、最適なデータ積算回数が必ずしも同じにはならない。   However, even if the concentrations of the standard compound and the target compound are the same, the optimal number of data integrations is not necessarily the same if the ionization efficiency differs due to the difference in the type of compound (difference in amino acid sequence in the peptide). Don't be.

そこで、本発明に係る質量分析装置において、好ましくは、
f)標準化合物に対して得られたマススペクトルに基づいてスペクトル品質評価値を算出するスペクトル品質評価部と、
g)目的化合物に対して得られたマススペクトルに基づいて算出されるスペクトル品質評価値が前記スペクトル品質評価部で算出された値に達するまで、前記積算回数決定部により決定されたデータ積算回数よりもさらに回数を増加させる積算回数調整部と、
をさらに備え、前記目的化合物推定部は、前記積算回数調整部により調整されたあとのデータ積算回数の下で得られた積算データに基づくデータベース検索を実行することにより前記目的化合物を推定する構成とするとよい。
Therefore, in the mass spectrometer according to the present invention, preferably,
f) a spectral quality evaluation unit for calculating a spectral quality evaluation value based on the mass spectrum obtained for the standard compound;
g) Until the spectrum quality evaluation value calculated based on the mass spectrum obtained for the target compound reaches the value calculated by the spectrum quality evaluation unit, from the data integration number determined by the integration number determination unit And the number of times adjustment unit that further increases the number of times,
And the target compound estimation unit estimates the target compound by performing a database search based on integration data obtained under the data integration count after being adjusted by the integration count adjustment unit, and Good.

上述したMASCOTなどの一般的なデータベース検索ソフトウエアにおいては、ペプチドのアミノ酸配列から予測されるb系列/y系列などのプロダクトイオンがマススペクトルに出現しているか否かを評価することで、上述したような同定結果の信頼性等を示す値、スコアや期待値などを求めている。即ち、この評価値は或るペプチドのアミノ酸配列に対して計算される値であって、マススペクトルの品質を評価しているわけではない。これに対し、プロテオミクスの分野では、マススペクトルの品質そのものを評価する手法も知られている。   In general database search software such as MASCOT described above, it is described above by evaluating whether product ions such as b series / y series predicted from the amino acid sequence of peptides appear in the mass spectrum. A value indicating the reliability of the identification result, a score, an expected value, and the like are obtained. That is, this evaluation value is a value calculated for the amino acid sequence of a certain peptide, and does not evaluate the quality of the mass spectrum. On the other hand, in the field of proteomics, a method for evaluating the quality of mass spectrum itself is also known.

例えば特許文献2、非特許文献6には、マススペクトル上のプロダクトイオンの信号強度とその順位との関係を利用してスペクトルの品質を評価する方法が記載されている。これら文献には、このスペクトル品質評価方法を測定後のマススペクトルをフィルタリングするのに用いることで、不正解のタンパク質が同定されることを防止するのに有効であることが記載されている。また、非特許文献3〜5にも、同様にスペクトルの品質を評価する別の手法が記載されている。スペクトル品質を評価するために、非特許文献3ではMS/MSスペクトルの特徴量が、非特許文献4では適切なSN比を動的に計算するアルゴリズムが、非特許文献5ではスペクトルに現れるピークの信号強度順位の分布が、それぞれ利用されている。
上記構成において、スペクトル品質評価部及び積算回数調整部は、例えばこれら手法のいずれかを用いて、標準化合物のマススペクトルについてのスペクト品質評価値を求めるようにすることができる。
For example, Patent Document 2 and Non-Patent Document 6 describe a method for evaluating the quality of a spectrum using the relationship between the signal intensity of product ions on the mass spectrum and their rank. These documents describe that this spectral quality evaluation method is effective for preventing the identification of incorrect proteins by using the mass spectrum after measurement for filtering. Non-patent documents 3 to 5 also describe other methods for similarly evaluating the quality of the spectrum. In order to evaluate the spectrum quality, non-patent document 3 uses an MS / MS spectrum feature amount, non-patent document 4 uses an algorithm that dynamically calculates an appropriate SN ratio, Each distribution of signal strength is used.
In the above structure, spectral quality evaluation unit and accumulated number adjustment unit, for example, using any of these techniques, it is possible to determine a spectral quality evaluation value for the mass spectrum of the standard compound.

例えば、目的化合物の濃度が標準化合物の濃度に比べて低い場合や、目的化合物が標準化合物に比べてイオン化されにくい場合には、目的化合物に対して得られたマススペクトルに基づいて算出されるスペクトル品質評価値がスペクトル品質評価部で算出された値よりも低くなる。その場合、その時点における目的化合物に対するマススペクトルを用いても、目的化合物が正しく同定される可能性は低い。そこで積算回数調整部は、積算回数決定部により決定されたデータ積算回数よりもさらに回数を増加させることにより、マススペクトルの品質を高める。それによって、目的化合物の種類や濃度に応じた最小限のデータ積算回数で該目的化合物を同定できる可能性が高くなる。その結果、上述したように目的化合物の濃度が標準化合物の濃度に比べて低い場合や目的化合物が標準化合物に比べてイオン化されにくい場合であっても、目的化合物を同定できないような事態に陥ることを回避することができる。   For example, when the concentration of the target compound is lower than the concentration of the standard compound, or when the target compound is difficult to ionize compared to the standard compound, the spectrum calculated based on the mass spectrum obtained for the target compound The quality evaluation value is lower than the value calculated by the spectrum quality evaluation unit. In that case, even if the mass spectrum for the target compound at that time is used, the possibility that the target compound is correctly identified is low. Therefore, the integration number adjusting unit increases the quality of the mass spectrum by increasing the number of times further than the number of data integrations determined by the integration number determination unit. This increases the possibility that the target compound can be identified with the minimum number of data integrations according to the type and concentration of the target compound. As a result, as described above, even when the concentration of the target compound is lower than the concentration of the standard compound or when the target compound is less ionized than the standard compound, the target compound cannot be identified. Can be avoided.

本発明に係る質量分析装置によれば、データ積算回数の不足による化合物の同定失敗を減らすことができる。また、必要以上にデータ積算を行うことも減らせるので、測定時間を短縮することができるとともに、時間が掛かることによる試料の劣化や変性の軽減に有効である。さらにまた、分析者自身が過去の経験等に基づきデータ積算回数を設定する必要がなくなるので、分析者の負担が軽減される。   The mass spectrometer according to the present invention can reduce compound identification failures due to insufficient number of data integration. In addition, since data integration can be reduced more than necessary, the measurement time can be shortened, and it is effective in reducing the deterioration and denaturation of the sample due to the time required. Furthermore, since it is not necessary for the analyst himself to set the number of data integrations based on past experience or the like, the burden on the analyst is reduced.

本発明の第1実施例である質量分析装置の要部の構成図。The block diagram of the principal part of the mass spectrometer which is 1st Example of this invention. 第1実施例の質量分析装置において実施される特徴的な質量分析動作の一例のフローチャート。The flowchart of an example of the characteristic mass spectrometry operation implemented in the mass spectrometer of 1st Example. 本発明の第2実施例である質量分析装置の要部の構成図。The block diagram of the principal part of the mass spectrometer which is 2nd Example of this invention. 第2実施例の質量分析装置において実施される特徴的な質量分析動作の一例のフローチャート。The flowchart of an example of the characteristic mass spectrometry operation implemented in the mass spectrometer of 2nd Example.

まず、本発明の第1実施例である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実施例の質量分析装置の要部の構成図である。   First, a mass spectrometer that is a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of the mass spectrometer of the first embodiment.

本実施例の質量分析装置において、試料に対して測定を実施してデータを収集する質量分析部1は、MALDIイオン源11、イオントラップ12、及び飛行時間型質量分析計(TOFMS)13から成る。
MALDIイオン源11では、サンプルプレート上に用意された試料に対してパルス的にレーザ光を照射し、それによって該試料に含まれる化合物をイオン化する。
イオントラップ12は例えば3次元四重極型のイオントラップであり、電場の作用によってイオンを一旦保持したあとに特定の質量電荷比を有するイオンを選別し、さらにその選別されたイオンを衝突誘起解離によって開裂させてプロダクトイオンを生成する。
TOFMS13は、イオントラップ12から所定のタイミングで略一斉に射出されたイオンを質量電荷比に応じて分離して検出する。このようにして、質量分析部1では、試料中の特定の化合物に由来するイオンを開裂させることで生成したプロダクトイオンに対するマススペクトル(MSnスペクトル)、つまりはプロダクトイオンスペクトルの元となるプロファイルデータを得ることができる。
In the mass spectrometer of the present embodiment, the mass analyzer 1 that performs measurement on a sample and collects data includes a MALDI ion source 11, an ion trap 12, and a time-of-flight mass spectrometer (TOFMS) 13. .
The MALDI ion source 11 irradiates a sample prepared on the sample plate with a laser beam in a pulsed manner, thereby ionizing a compound contained in the sample.
The ion trap 12 is, for example, a three-dimensional quadrupole type ion trap. After temporarily holding the ions by the action of an electric field, the ions having a specific mass-to-charge ratio are selected, and the selected ions are further subjected to collision-induced dissociation. To produce product ions.
The TOFMS 13 separates and detects ions ejected from the ion trap 12 substantially simultaneously at a predetermined timing according to the mass-to-charge ratio. In this way, in the mass spectrometer 1, the mass spectrum (MS n spectrum) for the product ion generated by cleaving ions derived from a specific compound in the sample, that is, profile data that is the source of the product ion spectrum Can be obtained.

制御・処理部2は、上記質量分析部1の動作を制御するとともに、質量分析部1で得られるデータを処理するものであり、データ積算処理部21、マススペクトル作成部22、データベース(DB)検索部23、タンパク質配列データベース(DB)24、同定結果評価部25、積算回数調整部26、分析制御部27、を含む。また、制御・処理部2には、分析者が操作する入力部3と、分析結果等を表示する表示部4が接続されている。   The control / processing unit 2 controls the operation of the mass analysis unit 1 and processes data obtained by the mass analysis unit 1. The data integration processing unit 21, mass spectrum creation unit 22, database (DB) A search unit 23, a protein sequence database (DB) 24, an identification result evaluation unit 25, an integration number adjustment unit 26, and an analysis control unit 27 are included. The control / processing unit 2 is connected to an input unit 3 operated by an analyst and a display unit 4 for displaying analysis results and the like.

ここで、データベース検索部23は例えば、上述したMASCOTやX! TANDEMなどのデータベース検索ソフトウエアを用いたものとすることができる。タンパク質配列データベース24は例えば、UniProt(Swiss-Prot)などの一般に公開されているデータベースを用いることができる。
なお、制御・処理部2の少なくとも一部の機能は、パーソナルコンピュータにインストールされた専用の制御・処理ソフトウエアがそのコンピュータ上で動作することにより具現化されるものとすることができる。
Here, the database search unit 23 can use, for example, database search software such as MASCOT or X! TANDEM described above. As the protein sequence database 24, a publicly available database such as UniProt (Swiss-Prot) can be used.
It should be noted that at least some of the functions of the control / processing unit 2 can be realized by operating dedicated control / processing software installed in a personal computer on the computer.

図2は、第1実施例の質量分析装置において実施される特徴的な質量分析動作の一例のフローチャートである。
分析者は、同定したい目的ペプチドの濃度(含有量)を推定し、その推定濃度の既知の標準ペプチドを目的ペプチドに加えてMALDI用の被検試料を調製する。したがって、サンプルプレート上に形成される被検試料には目的ペプチドと標準ペプチドとが含まれる。ここでは、この標準ペプチドを内部標準物質として用いる。
FIG. 2 is a flowchart of an example of a characteristic mass analysis operation performed in the mass spectrometer of the first embodiment.
The analyst estimates the concentration (content) of the target peptide to be identified, and adds a known standard peptide of the estimated concentration to the target peptide to prepare a test sample for MALDI. Therefore, the test sample formed on the sample plate contains the target peptide and the standard peptide. Here, this standard peptide is used as an internal standard substance.

測定実行前に、データ積算回数、レーザ光パワーを含む測定パラメータが初期設定される(ステップS1)。これら測定パラメータは分析者自身が入力部3から設定するようにしてもよいし、そうした入力がない場合には予め定められたデフォルト値が自動的に設定されるようにしておくとよい。   Before the measurement is executed, measurement parameters including the number of data integrations and the laser beam power are initialized (step S1). These measurement parameters may be set by the analyst himself / herself from the input unit 3, or in the case where there is no such input, a predetermined default value may be automatically set.

測定が開始されると、まず、分析制御部27は、被検試料中の標準ペプチドに対するMS/MS分析を実行するように質量分析部1の各部を制御する。具体的には、MALDIイオン源11において被検試料にレーザ光を照射することでイオンを生成させ、そのイオンをイオントラップ12に一旦保持する。標準ペプチドの質量は既知であるから、該標準ペプチド由来の分子イオンを選択的に残すようにプリカーサイオン選択を行い、該イオンをCIDにより解離させて各種プロダクトイオンを生成する。そして、そのプロダクトイオンをイオントラップ12から射出させてTOFMS13に導入し、質量電荷比に依存する飛行時間毎に分離して検出する。質量分析部1では、こうした測定をデータ積算回数の初期値の回数だけ繰り返す。例えば、データ積算回数の初期値が「5」である場合には、質量分析部1において標準ペプチドに対するMS/MS分析が5回繰り返される。   When measurement is started, first, the analysis control unit 27 controls each unit of the mass analysis unit 1 so as to perform MS / MS analysis on a standard peptide in a test sample. Specifically, the MALDI ion source 11 generates ions by irradiating a test sample with laser light, and the ions are temporarily held in the ion trap 12. Since the mass of the standard peptide is known, a precursor ion is selected so that molecular ions derived from the standard peptide are selectively left, and the product ions are generated by dissociating the ions with CID. Then, the product ions are ejected from the ion trap 12 and introduced into the TOFMS 13, and separated and detected for each flight time depending on the mass-to-charge ratio. In the mass spectrometer 1, such measurement is repeated as many times as the initial value of the number of data integration. For example, when the initial value of the number of data integration is “5”, the MS / MS analysis for the standard peptide is repeated five times in the mass analyzer 1.

データ積算処理部21は上述したようにデータ積算回数の初期値の数だけ得られたプロファイルデータ(波形処理前の生データ)を全て加算することにより、積算プロファイルデータを求める。マススペクトル作成部22は積算プロファイルに対し例えばノイズ除去、スムージング、セントロイド処理などを実行することにより、標準ペプチドに対するマススペクトル(MS/MSスペクトル)を作成する(ステップS2)。   The data integration processing unit 21 obtains integration profile data by adding all the profile data (raw data before waveform processing) obtained by the initial number of data integration times as described above. The mass spectrum creation unit 22 creates a mass spectrum (MS / MS spectrum) for the standard peptide by performing, for example, noise removal, smoothing, centroid processing, etc. on the integrated profile (step S2).

データベース検索部23は作成されたマススペクトルに対してピーク検出を行ってピークリストを作成し、このピークリストに基づくタンパク質配列データベース24を参照したデータベース検索を行うことによりペプチドの同定処理を実行する。データベース検索を行うことでペプチドのアミノ酸配列が推定されるとともに、その信頼度を示すスコアや期待値が計算される(ステップS3)。   The database search unit 23 performs peak detection on the created mass spectrum to create a peak list, and performs a database search with reference to the protein sequence database 24 based on the peak list to execute peptide identification processing. By performing a database search, the amino acid sequence of the peptide is estimated, and a score and an expected value indicating its reliability are calculated (step S3).

次に、同定結果評価部25は、ステップS3において推定されたペプチドが既知の標準ペプチドであるか否かを判定することで、同定が成功したか否かを判定する。さらに、同定が成功したと判定された場合には、そのペプチドに対して算出されたスコア及び期待値がそれぞれ所定の閾値以上であるか否かを判定する(ステップS4)。標準ペプチドが正しく同定されていなければ同定失敗であり、同定失敗の場合には、ステップS4からS5へと進む。また、同定に成功した場合でも、スコア及び期待値のいずれかが所定の閾値に達していない場合には、データベース検索に用いたマススペクトルの品質、具体的にはSN比が低すぎる可能性がある。そこで、その場合にもステップS4からS5へと進む。すると、積算回数調整部26は、データ積算回数をその時点での値から所定数、例えば「1」だけ増加させ(ステップS5)、ステップS2へと戻る。この所定数は「1」以外の適宜の値であってもよい。   Next, the identification result evaluation unit 25 determines whether or not the identification is successful by determining whether or not the peptide estimated in step S3 is a known standard peptide. Furthermore, when it is determined that the identification is successful, it is determined whether or not the score and the expected value calculated for the peptide are each equal to or greater than a predetermined threshold (step S4). If the standard peptide has not been correctly identified, the identification has failed. If the identification has failed, the process proceeds from step S4 to S5. Even if the identification is successful, if either the score or the expected value does not reach the predetermined threshold, the quality of the mass spectrum used for the database search, specifically, the SN ratio may be too low. is there. Therefore, also in this case, the process proceeds from step S4 to S5. Then, the integration number adjustment unit 26 increases the data integration number from the value at that time by a predetermined number, for example, “1” (step S5), and returns to step S2. This predetermined number may be an appropriate value other than “1”.

ステップS5からS2へ戻ると、積算回数調整部26からデータ積算回数が所定数だけ増加されたことの通知を受けた分析制御部27は、その増加した回数だけ、被検試料中の標準ペプチドに対するMS/MS分析を追加で実行するように質量分析部1を制御する。そして、データ積算処理部21は先の積算プロファイルデータに、新たに取得された所定数のプロファイルデータを加算することで、増加されたデータ積算回数に対応する積算プロファイルデータを取得する。そして、この積算プロファイルデータを波形処理することで新たなマススペクトルを得る。このときには、データ積算回数が増加しているので、得られるマススペクトルのSN比は改善されている筈である。それによって、引き続きステップS3の処理が実行されたときに、ペプチドの同定精度は高まり、スコアや期待値の値も改善される。その結果、ステップS4の判定処理でYesと判定される確率が高くなる。   When returning from step S5 to S2, the analysis control unit 27 that has received notification from the integration number adjusting unit 26 that the number of data integrations has been increased by a predetermined number applies to the standard peptide in the test sample by the increased number of times. The mass spectrometer 1 is controlled to additionally perform MS / MS analysis. Then, the data integration processing unit 21 adds the predetermined number of newly acquired profile data to the previous integration profile data, thereby acquiring integration profile data corresponding to the increased number of data integrations. Then, a new mass spectrum is obtained by performing waveform processing on the integrated profile data. At this time, since the number of data integration increases, the SN ratio of the obtained mass spectrum should be improved. Thereby, when the process of step S3 is continued, the peptide identification accuracy is increased, and the score and the expected value are also improved. As a result, the probability of being determined as Yes in the determination process in step S4 increases.

ステップS4において、同定成功で且つスコア、期待値がいずれも所定閾値以上であると判定されると、積算回数調整部26はその時点で設定されているデータ積算回数を目的ペプチドに対する測定時の測定パラメータとして定め、分析制御部27はその測定ペラメータに従って被検試料中の目的化合物に対するMS/MS分析を実行するように質量分析部1を制御する。したがって、例えばデータ積算回数が「10」であるときにステップS4でYesと判定されたならば、被検試料中の目的化合物に対するMS/MS分析が10回繰り返され、データ積算処理部21ではその10回のMS/MS分析でそれぞれ得られたプロファイルデータが積算される。そして、マススペクトル作成部22ではその積算プロファイルデータに対する波形処理が行われて、目的ペプチドに対するマススペクトルが得られる(ステップS6)。   In step S4, when it is determined that the identification is successful and the score and the expected value are both greater than or equal to a predetermined threshold value, the integration number adjusting unit 26 measures the data integration number set at that time when measuring the target peptide. The parameter is determined as a parameter, and the analysis control unit 27 controls the mass analysis unit 1 so as to execute MS / MS analysis on the target compound in the test sample according to the measurement parameter. Therefore, for example, when the number of data integration is “10”, if it is determined as Yes in step S4, the MS / MS analysis for the target compound in the test sample is repeated 10 times. The profile data obtained in each of the 10 MS / MS analyzes is integrated. Then, the mass spectrum creation unit 22 performs waveform processing on the integrated profile data to obtain a mass spectrum for the target peptide (step S6).

データベース検索部23は、作成された目的ペプチドのマススペクトルに対してピーク検出を行ってピークリストを作成し、このピークリストに基づくタンパク質配列データベース24を参照したデータベース検索を行う。これによって、目的ペプチドに対するアミノ酸配列が推定され、候補ペプチドが同定結果として出力される(ステップS7)。   The database search unit 23 performs peak detection on the created mass spectrum of the target peptide to create a peak list, and performs a database search with reference to the protein sequence database 24 based on the peak list. Thereby, the amino acid sequence for the target peptide is estimated, and the candidate peptide is output as the identification result (step S7).

以上のようにして、第1実施例の質量分析装置では、目的ペプチドの濃度が標準ペプチドの濃度と同程度であってイオン化効率も標準ペプチドと同程度であれば、目的ペプチドを同定するためにほぼ過不足ないデータ積算回数を自動的に決めることができる。それによって、目的ペプチドが同定失敗になることを回避しつつ、測定回数が必要以上に多くなることも避けることができる。   As described above, in the mass spectrometer of the first embodiment, if the concentration of the target peptide is about the same as that of the standard peptide and the ionization efficiency is also about the same as that of the standard peptide, the target peptide is identified. It is possible to automatically determine the number of data integrations that are almost not excessive or insufficient. As a result, it is possible to avoid an unnecessarily large number of measurements while avoiding the target peptide from failing in identification.

次に、本発明の第2実施例である質量分析装置について、添付図面を参照して説明する。図3は第2実施例の質量分析装置の要部の構成図、図4は第2実施例の質量分析装置において実施される特徴的な質量分析動作の一例のフローチャートである。   Next, a mass spectrometer that is a second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a configuration diagram of a main part of the mass spectrometer of the second embodiment, and FIG. 4 is a flowchart of an example of a characteristic mass analysis operation performed in the mass spectrometer of the second embodiment.

図3において、図1に示した第1実施例の構成と同じ構成要素には同じ符号を付している。この第2実施例の質量分析装置では、第1実施例の質量分析装置に対し、マススペクトル作成部22で作成されたマススペクトルの品質を評価するスペクトル品質評価部28が追加されており、スペクトル品質評価部28による評価結果は積算回数調整部26に入力されている。
図4により、第2実施例の質量分析装置において実施される特徴的な質量分析動作を説明する。図4に示したフローチャートにおけるステップS11〜S15は図2に示したフローチャートにおけるステップS1〜S5と全く同じ処理であるので説明を略す。即ち、ステップS11〜S15の処理により、被検試料に含まれる標準ペプチドを測定した結果を利用した同定処理に基づいてデータ積算回数が決定される。第1実施例では、この決定されたデータ積算回数を測定パラメータとして目的ペプチドに対するMS/MS分析が行われるが、この第2実施例では、さらにデータ積算回数を調整する。
In FIG. 3, the same components as those of the first embodiment shown in FIG. In the mass spectrometer of the second embodiment, a spectrum quality evaluation unit 28 for evaluating the quality of the mass spectrum created by the mass spectrum creation unit 22 is added to the mass spectrometer of the first embodiment. The evaluation result by the quality evaluation unit 28 is input to the integration number adjusting unit 26.
With reference to FIG. 4, the characteristic mass analysis operation performed in the mass spectrometer of the second embodiment will be described. Steps S11 to S15 in the flowchart shown in FIG. 4 are exactly the same as steps S1 to S5 in the flowchart shown in FIG. That is, the number of times of data integration is determined based on the identification process using the result of measuring the standard peptide contained in the test sample by the processes of steps S11 to S15. In the first embodiment, MS / MS analysis is performed on the target peptide using the determined data integration count as a measurement parameter. In the second embodiment, the data integration count is further adjusted.

即ち、ステップS14でYesと判定されると、スペクトル品質評価部28はその時点で得られている標準ペプチドに対するMS/MSスペクトルからスペクトル品質評価値を基準値として算出する(ステップS16)。スペクトル品質評価値の算出方法はマススペクトルのSN比などを反映できる方法であれば特に問わないが、上述した、特許文献2、非特許文献3〜6などに記載の方法のいずれかを用いるとよい。いずれにしても、これら手法はマススペクトル自体の品質を評価するものであるから、データベース検索の際に算出されるスコアや期待値とは直接関連はなく、スコアや期待値が高くてもスペクトル品質評価値が低いということはあり得る。
こうして算出されたスペクトル品質評価値は、所定濃度の標準ペプチドが正確に同定され、しかもその際のスコアや期待値が所定閾値以上であるときのスペクトル品質評価値である。
That is, when it is determined Yes in step S14, the spectrum quality evaluation unit 28 calculates the spectrum quality evaluation value as a reference value from the MS / MS spectrum for the standard peptide obtained at that time (step S16). The method for calculating the spectrum quality evaluation value is not particularly limited as long as it can reflect the S / N ratio of the mass spectrum, but if any of the methods described in Patent Document 2, Non-Patent Documents 3 to 6, etc. is used. Good. In any case, since these methods evaluate the quality of the mass spectrum itself, it is not directly related to the score or expected value calculated during database search, and even if the score or expected value is high, the spectral quality It is possible that the evaluation value is low.
The spectral quality evaluation value calculated in this way is a spectral quality evaluation value when a standard peptide at a predetermined concentration is accurately identified and the score and expected value at that time are equal to or higher than a predetermined threshold.

スペクトル品質評価値の算出後、図2におけるステップS6と同様のステップS17において、被検試料中の目的化合物に対するMS/MS分析が、ステップS15で最終的に決められたデータ積算回数だけ繰り返される。そして、データ積算処理部21では積算プロファイルデータが算出され、マススペクトル作成部22ではその積算プロファイルデータから目的ペプチドに対するMS/MSスペクトルが得られる。   After calculation of the spectral quality evaluation value, in step S17 similar to step S6 in FIG. 2, the MS / MS analysis for the target compound in the test sample is repeated for the number of data integration finally determined in step S15. The data integration processing unit 21 calculates integration profile data, and the mass spectrum creation unit 22 obtains an MS / MS spectrum for the target peptide from the integration profile data.

次いで、スペクトル品質評価部28は、ステップS16と同じ手法により、その目的ペプチドに対するMS/MSスペクトルからスペクトル品質評価値を計算する(ステップS18)。そして、算出された目的ペプチドに対するスペクトル品質評価値を、標準ペプチドに対するスペクトル品質評価値、つまり基準値と比較し、基準値に達しているか否かを判定する(ステップS19)。もし、目的ペプチドに対するスペクトル品質評価値が基準値に達していれば、そのときのデータ積算回数で十分であると判断し、ステップS21へと進む。ステップS21は図2におけるステップS7と同じ処理であり、データベース検索部23は、目的ペプチドのMS/MSスペクトルに対してピーク検出を行ってピークリストを作成し、このピークリストに基づくタンパク質配列データベース24を参照したデータベース検索を行う。これによって、目的ペプチドに対するアミノ酸配列が推定され、候補ペプチドが同定結果として出力される。   Next, the spectrum quality evaluation unit 28 calculates a spectrum quality evaluation value from the MS / MS spectrum for the target peptide by the same method as in step S16 (step S18). Then, the calculated spectral quality evaluation value for the target peptide is compared with the spectral quality evaluation value for the standard peptide, that is, the reference value, and it is determined whether or not the reference value has been reached (step S19). If the spectral quality evaluation value for the target peptide has reached the reference value, it is determined that the data integration count at that time is sufficient, and the process proceeds to step S21. Step S21 is the same processing as step S7 in FIG. 2, and the database search unit 23 performs peak detection on the MS / MS spectrum of the target peptide to create a peak list, and a protein sequence database 24 based on this peak list. Perform database search referring to. Thereby, the amino acid sequence for the target peptide is estimated, and the candidate peptide is output as the identification result.

ステップS19において目的ペプチドに対するスペクトル品質評価値が基準値に達していないと判定された場合には、そのときのMS/MSスペクトルを用いたデータベース検索を実行しても、目的ペプチドが正しく同定されない可能性が高い。そこで、ステップS19からS20へと進み、積算回数調整部26は、データ積算回数をその時点での値から所定数、例えば「1」だけ増加させ、ステップS17へと戻る。つまり、標準ペプチドの測定結果に基づいて一旦定められたデータ積算回数よりもさらにその回数を増やし、目的ペプチドに対するMS/MS分析を追加的に実施する。こうして、追加的に実施されたMS/MS分析により得られたプロファイルデータは、積算プロファイルデータにさらに加算される。したがって、ステップS20からS17に戻ったあとに、ステップS18において算出されるスペクトル品質評価値は、その前の時点のスペクトル品質評価値よりも高くなる筈である。   If it is determined in step S19 that the spectral quality evaluation value for the target peptide has not reached the reference value, the target peptide may not be correctly identified even if a database search using the MS / MS spectrum at that time is performed. High nature. Therefore, the process proceeds from step S19 to S20, and the integration number adjusting unit 26 increases the data integration number by a predetermined number, for example, “1” from the value at that time, and returns to step S17. That is, the number of data integration is once more increased than the number of times of data integration once determined based on the measurement result of the standard peptide, and the MS / MS analysis for the target peptide is additionally performed. Thus, the profile data obtained by the additionally performed MS / MS analysis is further added to the integrated profile data. Therefore, after returning from step S20 to S17, the spectrum quality evaluation value calculated in step S18 should be higher than the spectrum quality evaluation value at the previous time point.

そうして、ステップS17〜S20の繰り返しによって、目的ペプチドに対するMS/MSスペクトルのスペクトル品質評価値が基準値に達するまでデータ積算回数が増加され、目的ペプチドに対するMS/MSスペクトルのスペクトル品質評価値が基準値に達したならば、その時点でのMS/MSスペクトルを用いたペプチド同定が試みられる。
被検試料中の目的ペプチドの濃度が標準ペプチドの濃度よりも低い場合や、或いは濃度が同程度であっても目的ペプチドがイオン化されにくい(イオン化効率が低い)場合には、標準ペプチドに基づいて定められたデータ積算回数ではMS/MSスペクトルのSN比等の品質が十分でないことがある。その場合であっても、この第2実施例の構成によれば、データ積算回数をさらに増やし、目的ペプチドに対するMS/MSスペクトルの品質が十分に高い状態でデータベース検索によるペプチド同定を実施することができる。それによって、目的ペプチドの濃度や種類(アミノ酸配列)に応じた適切なデータ積算回数を設定することができ、データ積算回数の過不足が一層軽減される。
Then, by repeating steps S17 to S20, the number of data integration is increased until the spectral quality evaluation value of the MS / MS spectrum for the target peptide reaches the reference value, and the spectral quality evaluation value of the MS / MS spectrum for the target peptide is increased. When the reference value is reached, peptide identification using the MS / MS spectrum at that time is attempted.
If the concentration of the target peptide in the test sample is lower than the concentration of the standard peptide, or if the target peptide is difficult to ionize (low ionization efficiency) even if the concentration is the same, it is based on the standard peptide. In some cases, the quality of the MS / MS spectrum, such as the signal-to-noise ratio, is not sufficient with the determined number of data integrations. Even in that case, according to the configuration of the second embodiment, the number of data integration can be further increased, and peptide identification by database search can be performed in a state where the quality of the MS / MS spectrum for the target peptide is sufficiently high. it can. As a result, an appropriate number of data integrations can be set according to the concentration and type (amino acid sequence) of the target peptide, and the excess or deficiency of the number of data integrations can be further reduced.

なお、上記第1、第2実施例では、標準ペプチドを被検試料に加えて内部標準としたが、目的ペプチドを含む被検試料とは別に、つまりはサンプルプレート上の異なる位置に標準ペプチドを含む標準試料を調製し、該標準試料を測定したあとに被検試料を測定するようにしてもよい。   In the first and second embodiments, the standard peptide is added to the test sample to be used as the internal standard. However, the standard peptide is placed at a different position on the sample plate separately from the test sample containing the target peptide. A test sample may be measured after preparing a standard sample containing the sample and measuring the standard sample.

また、上記実施例では、化合物がペプチドである場合について説明したが、対象とする化合物はペプチドに限らず、糖や脂質などの他の生体由来化合物や、それ以外の化合物であっても、データベース検索によって同定が可能である化合物であればよい。   In the above-described examples, the case where the compound is a peptide has been described. However, the target compound is not limited to a peptide, and other biologically derived compounds such as sugars and lipids and other compounds may be used as a database. Any compound that can be identified by searching may be used.

また、本発明は、イオン源がMALDIイオン源に限るものでなく、質量分離部がTOFMSに限るものでもない。
さらにまた、上記実施例は本発明の一例であり、上記の各種変形のみならず、本発明の趣旨の範囲でさらに適宜に変更、修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。
In the present invention, the ion source is not limited to the MALDI ion source, and the mass separation unit is not limited to the TOFMS.
Furthermore, the above-described embodiment is an example of the present invention, and not only the above-described various modifications, but also modifications, corrections, and additions as appropriate within the scope of the present invention are included in the scope of the claims of the present application. It is natural.

1…質量分析部
11…MALDIイオン源
12…イオントラップ
13…飛行時間型質量分析計(TOFMS)
2…制御・処理部
21…データ積算処理部
22…マススペクトル作成部
23…データベース(DB)検索部
24…タンパク質配列データベース(DB)
25…同定結果評価部
26…積算回数調整部
27…分析制御部
28…スペクトル品質評価部
3…入力部
4…表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mass spectrometer 11 ... MALDI ion source 12 ... Ion trap 13 ... Time-of-flight mass spectrometer (TOFMS)
2 ... Control / Processing Unit 21 ... Data Integration Processing Unit 22 ... Mass Spectrum Creation Unit 23 ... Database (DB) Search Unit 24 ... Protein Sequence Database (DB)
25 ... Identification result evaluation unit 26 ... Integration number adjustment unit 27 ... Analysis control unit 28 ... Spectral quality evaluation unit 3 ... Input unit 4 ... Display unit

Claims (4)

被検試料に含まれる化合物由来のイオンに対する質量分析を複数回実施し、その1回毎の質量分析により得られたデータを積算することで得られたデータに基づいて前記化合物を同定する質量分析装置において、
a)被検試料中の、種類及び濃度が既知である標準化合物に対する質量分析を所定回数実施し、得られたデータを積算して評価用積算データを求めるように当該装置の各部を制御する標準化合物測定制御部と、
b)前記標準化合物測定制御部による制御の下で得られた前記評価用積算データに基づくデータベース検索を実行することにより、前記標準化合物を推定するとともに、その推定の確度を示す指標値を算出する標準化合物推定部と、
c)前記標準化合物推定部による化合物推定の成否及び前記指標値に基づいて、適切なデータの積算回数を決定する積算回数決定部と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。
Mass spectrometry that identifies a compound based on data obtained by performing mass spectrometry on ions derived from a compound contained in a test sample a plurality of times and integrating the data obtained by each mass analysis. In the device
a) Standard for controlling each part of the apparatus so that the standard compound of known type and concentration in the test sample is subjected to mass analysis a predetermined number of times, and the obtained data is integrated to obtain integrated data for evaluation. A compound measurement control unit;
b) By performing a database search based on the evaluation integrated data obtained under the control of the standard compound measurement control unit, the standard compound is estimated and an index value indicating the accuracy of the estimation is calculated. A standard compound estimator;
c) Based on the success or failure of the compound estimation by the standard compound estimation unit and the index value, an integration number determination unit for determining the appropriate number of data integrations;
A mass spectrometer comprising:
請求項1に記載の質量分析装置であって、
前記積算回数決定部が、前記標準化合物推定部による化合物推定の成否及び前記指標値に基づいてそのときのデータ積算回数が不足していると判断しデータ積算回数を増加させた場合に、前記標準化合物測定制御部、前記標準化合物推定部、及び前記積算回数決定部により、増加されたデータ積算回数における質量分析の結果であるデータに基づく化合物の推定を再度実行し、その結果を用いて、増加されたデータ積算回数の適宜を判断することを特徴とする質量分析装置。
The mass spectrometer according to claim 1,
When the number of times of data integration is determined based on the success or failure of compound estimation by the standard compound estimation unit and the index value, the number of times of data integration is determined to be insufficient. The compound measurement control unit, the standard compound estimation unit, and the integration number determination unit re-execute the estimation of the compound based on the data that is the result of mass spectrometry at the increased data integration number, and use the result to increase And determining the appropriate number of times of data integration.
請求項2に記載の質量分析装置であって、
d)前記積算回数決定部によりデータ積算回数が決定されたあとに、前記被検試料中の目的化合物に対する測定をそのデータ積算回数だけ実施し、得られたデータを積算するように当該装置の各部を制御する目的化合物測定制御部と、
e)前記目的化合物測定制御部による制御の下で得られた積算データに基づくデータベース検索を実行することにより前記目的化合物を推定する目的化合物推定部と、
をさらに備えることを特徴とする質量分析装置。
The mass spectrometer according to claim 2,
d) After the data integration number is determined by the integration number determination unit, the measurement of the target compound in the test sample is performed for the data integration number, and each unit of the apparatus is integrated so that the obtained data is integrated. A target compound measurement control unit for controlling
e) a target compound estimation unit that estimates the target compound by performing a database search based on integrated data obtained under the control of the target compound measurement control unit;
A mass spectrometer further comprising:
請求項3に記載の質量分析装置であって、
f)標準化合物に対して得られたマススペクトルに基づいてスペクトル品質評価値を算出するスペクトル品質評価部と、
g)目的化合物に対して得られたマススペクトルに基づいて算出されるスペクトル品質評価値が前記スペクトル品質評価部で算出された値に達するまで、前記積算回数決定部により決定されたデータ積算回数よりもさらに回数を増加させる積算回数調整部と、
をさらに備え、前記目的化合物推定部は、前記積算回数調整部により調整されたあとのデータ積算回数の下で得られた積算データに基づくデータベース検索を実行することにより前記目的化合物を推定することを特徴とする質量分析装置。
The mass spectrometer according to claim 3 ,
f) a spectral quality evaluation unit for calculating a spectral quality evaluation value based on the mass spectrum obtained for the standard compound;
g) Until the spectrum quality evaluation value calculated based on the mass spectrum obtained for the target compound reaches the value calculated by the spectrum quality evaluation unit, from the data integration number determined by the integration number determination unit And the number of times adjustment unit that further increases the number of times,
The target compound estimation unit estimates the target compound by performing a database search based on the integration data obtained under the data integration count after being adjusted by the integration count adjustment unit. Characteristic mass spectrometer.
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