JP7435905B2 - 質量分析装置及び質量分析方法 - Google Patents
質量分析装置及び質量分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7435905B2 JP7435905B2 JP2023510262A JP2023510262A JP7435905B2 JP 7435905 B2 JP7435905 B2 JP 7435905B2 JP 2023510262 A JP2023510262 A JP 2023510262A JP 2023510262 A JP2023510262 A JP 2023510262A JP 7435905 B2 JP7435905 B2 JP 7435905B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- mass
- radical
- ions
- precursor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 title claims description 14
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 422
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 148
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims description 105
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 86
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 61
- -1 oxygen radical Chemical class 0.000 claims description 47
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 37
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 claims description 33
- 238000004885 tandem mass spectrometry Methods 0.000 claims description 28
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N Protium Chemical compound [1H] YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N 0.000 claims description 3
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WCYWZMWISLQXQU-UHFFFAOYSA-N methyl Chemical compound [CH3] WCYWZMWISLQXQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen(.) Chemical compound [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 33
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 20
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 17
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 15
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 15
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 15
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 14
- 238000001360 collision-induced dissociation Methods 0.000 description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000132 electrospray ionisation Methods 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005040 ion trap Methods 0.000 description 3
- 150000002831 nitrogen free-radicals Chemical class 0.000 description 3
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 2
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- WTJKGGKOPKCXLL-RRHRGVEJSA-N phosphatidylcholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCCCCCCC=CCCCCCCCC WTJKGGKOPKCXLL-RRHRGVEJSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
Description
本発明は、質量分析装置及び質量分析方法に関する。
試料中の高分子化合物成分を同定したりその構造を解析したりするために、試料成分由来のイオンから特定の質量電荷比を有するイオンをプリカーサイオンとして選別し、そのプリカーサイオンを解離させて生成した種々のフラグメントイオンを質量電荷比に応じて分離し検出する質量分析法が広く利用されている。
高分子化合物の多くは炭化水素鎖を主たる骨格とする有機物である。高分子化合物の特性を知るには、炭素原子の不飽和結合の有無、特徴的な官能基の有無などの情報を得ることが有効である。そこで、最近では、試料成分由来のプリカーサイオンにラジカルを付着させることにより炭素原子の不飽和結合や特定の官能基の位置でプリカーサイオンを解離させる、ラジカル付着解離法が提案されている。例えば、特許文献１及び２には、プリカーサイオンに水素ラジカル等を付着させることによりペプチド結合の位置で選択的にプリカーサイオンを解離させることが記載されている。また、特許文献３及び４には、プリカーサイオンに酸素ラジカル等を付着させることにより炭化水素鎖に含まれる不飽和結合の位置で選択的にプリカーサイオンを解離させることが記載されている。
ラジカル付着解離法を用いて試料に含まれる未知の成分を分析する際には、例えば前段マスフィルタ、コリジョンセル、及び後段マスフィルタを備えた質量分析装置を用いたデータディペンデント分析（ＤＤＡ）が行われる。ＤＤＡでは、例えば液体クロマトグラフに液体試料を導入し、そのカラムで試料に含まれる成分を分離して質量分析装置に導入する。そして、各成分が質量分析装置に導入されている間にＭＳ分析とＭＳ／ＭＳ分析を連続して行う。ＭＳ分析では、試料成分から生成したイオンを前段マスフィルタ又は後段マスフィルタで質量電荷比に応じて分離し、それらを検出してマススペクトル（ＭＳスペクトル）のデータを取得する。そして、マススペクトルに含まれるマスピークのうち、所定の基準を満たすもの（典型的には最も強度が大きいマスピーク）を特定し、そのマスピークに対応するイオンをプリカーサイオンとして決定する。ＭＳ／ＭＳ分析では、試料成分から生成したイオンの中から前段マスフィルタによってプリカーサイオンを選別し、コリジョンセルでプリカーサイオンを解離させてフラグメントイオンを生成し、後段マスフィルタでそれらを質量電荷比に応じて分離して検出し、プロダクトイオンスペクトル（ＭＳ／ＭＳスペクトル）のデータを取得する。
ＭＳ分析及びＭＳ／ＭＳ分析の終了後、ＭＳスペクトル又はＭＳ／ＭＳスペクトルにおけるプリカーサイオンのマスピークのピークトップを特定してプリカーサイオンの質量電荷比を例えば小数点以下3桁の精密な値まで算出し、その精密質量電荷比に基づいて化合物の組成式を推定する。また、ＭＳ／ＭＳスペクトルにおけるフラグメントイオンについても、マスピークの精密な質量電荷比に基づいて組成式を推定し、推定した組成式の化合物から生成されるイオンの部分分子構造を推定する。そして、複数のフラグメントイオンのマスピークから推定された部分分子構造を組み合わせて化合物全体の分子構造を推定し、当該化合物を同定する。
Hidenori Takahashi, Yuji Shimabukuro, Daiki Asakawa, Akihito Korenaga, Masaki Yamada, Shinichi Iwamoto, Motoi Wada, Koichi Tanaka, "Identifying Double Bond Positions in Phospholipids Using Liquid Chromatography-Triple Quadrupole Tandem Mass Spectrometry Based on Oxygen Attachment Dissociation", Mass Spedctrometry, Volume 8, Issue 2, Pages S0080, 2020
特許文献１～４に記載のラジカル付着解離法で生成されるフラグメントイオンの量はプリカーサイオンの数％程度と少ない。そのため、これらのフラグメントトイオンを十分な強度で測定するには検出器のゲインを大きく設定する必要がある。しかし、そのようにゲインを大きくするとプリカーサイオンの測定強度が飽和してしまう。すると、プリカーサイオンのマスピークが変形してピークトップの位置を正確に特定することができなくなり、プリカーサイオンの精密質量電荷比の誤差が大きくなってしまう。上記のＤＤＡでは、プリカーサイオンの精密質量電荷比に基づいて化合物の組成式を推定するため、プリカーサイオンの精密質量電荷比の誤差が大きくなると化合物の組成式を正しく推定することができず、化合物を同定することが難しくなるという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、プリカーサイオンを解離させて生成したフラグメントイオンを質量分析する際に、フラグメントイオンを十分な強度で測定しつつ、プリカーサイオンの質量電荷比を正しく決定することができる技術を提供することである。
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、
プリカーサイオンを既知の種類のラジカルと反応させて、フラグメントイオンとアダクトイオンを生じさせるステップと、
検出器のゲインを、前記フラグメントイオン及び前記アダクトイオンがハレーションしないが、前記プリカーサイオンはハレーションするゲインに設定するステップと、
前記検出器によって、前記プリカーサイオン、前記フラグメントイオン、及び前記アダクトイオンを含むイオン群を測定してマススペクトルを得るステップと、
前記マススペクトルから、前記プリカーサイオンに対応するピークを特定するステップと、
前記特定されたプリカーサイオンに対応するピークから求められる質量に前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の質量を加算した質量値を中心とする所定の質量範囲内をサーチすることにより、前記アダクトイオンのピークを特定するステップと、
前記特定されたアダクトイオンのピークから求められる精密質量から、前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、前記プリカーサイオンの精密質量を推定するステップと、
前記マススペクトルにおける前記特定されたプリカーサイオン及び前記特定されたアダクトイオンのピーク以外のピークを、前記フラグメントイオンのピーク候補として特定するステップと
を備える。
プリカーサイオンを既知の種類のラジカルと反応させて、フラグメントイオンとアダクトイオンを生じさせるステップと、
検出器のゲインを、前記フラグメントイオン及び前記アダクトイオンがハレーションしないが、前記プリカーサイオンはハレーションするゲインに設定するステップと、
前記検出器によって、前記プリカーサイオン、前記フラグメントイオン、及び前記アダクトイオンを含むイオン群を測定してマススペクトルを得るステップと、
前記マススペクトルから、前記プリカーサイオンに対応するピークを特定するステップと、
前記特定されたプリカーサイオンに対応するピークから求められる質量に前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の質量を加算した質量値を中心とする所定の質量範囲内をサーチすることにより、前記アダクトイオンのピークを特定するステップと、
前記特定されたアダクトイオンのピークから求められる精密質量から、前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、前記プリカーサイオンの精密質量を推定するステップと、
前記マススペクトルにおける前記特定されたプリカーサイオン及び前記特定されたアダクトイオンのピーク以外のピークを、前記フラグメントイオンのピーク候補として特定するステップと
を備える。
また、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装置は、
プリカーサイオンが導入される反応室と、
既知の種類のラジカルを生成するラジカル生成部と、
プリカーサイオンが導入された前記反応室に前記ラジカル生成部で生成されたラジカルを供給して、フラグメントイオンとアダクトイオンを生じさせるラジカル供給部と、
前記プリカーサイオン、前記フラグメントイオン、及び前記アダクトイオンを含むイオン群を測定してマススペクトルを得る測定制御部と、
前記マススペクトルにおいて、前記プリカーサイオンに対応するピークを特定し、該プリカーサイオンに対応するピークから求められる質量に前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の質量を加算した質量値を中心とする所定の質量範囲内をサーチすることにより前記アダクトイオンのピークを特定し、該アダクトイオンのピークから求められる精密質量から、前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、前記プリカーサイオンの精密質量を推定する精密質量推定部と
を備える。
プリカーサイオンが導入される反応室と、
既知の種類のラジカルを生成するラジカル生成部と、
プリカーサイオンが導入された前記反応室に前記ラジカル生成部で生成されたラジカルを供給して、フラグメントイオンとアダクトイオンを生じさせるラジカル供給部と、
前記プリカーサイオン、前記フラグメントイオン、及び前記アダクトイオンを含むイオン群を測定してマススペクトルを得る測定制御部と、
前記マススペクトルにおいて、前記プリカーサイオンに対応するピークを特定し、該プリカーサイオンに対応するピークから求められる質量に前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の質量を加算した質量値を中心とする所定の質量範囲内をサーチすることにより前記アダクトイオンのピークを特定し、該アダクトイオンのピークから求められる精密質量から、前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、前記プリカーサイオンの精密質量を推定する精密質量推定部と
を備える。
ラジカル付着解離法では、プリカーサイオンの数％のみが反応してアダクトイオンやフラグメントイオンが生成されるため、フラグメントイオンを十分な強度で測定するために検出器のゲインを大きくするとプリカーサイオンのマスピークの強度が飽和してしまう。一方、プリカーサイオンにラジカルが付着して生成されるアダクトイオンの量は、プリカーサイオンが解離して生成されるフラグメントイオンの量と同程度である。本発明に係る質量分析方法及び質量分析装置では、フラグメントイオンを十分な強度で測定するように検出器のゲインを設定することによって、アダクトイオンも同様に十分な強度で測定することができ、かつ、その精密質量を正しく決定することができる。そして、アダクトイオンのピークから求められる精密質量から該アダクトイオンに付着していると想定されるラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、プリカーサイオンの質量電荷比を正しく決定することができる。
本発明に係る質量分析装置及び質量分析方法の実施例について、以下、図面を参照して説明する。
図１は、本実施例の質量分析装置１を液体クロマトグラフ２と組み合わせた液体クロマトグラフ質量分析装置１００の要部構成図である。
液体クロマトグラフ２は、移動相が収容された移動相容器２０、移動相を送液する送液ポンプ２１、インジェクタ２２、及びカラム２３を備えている。また、インジェクタ２２には複数の液体試料を所定の順番でインジェクタに導入するオートサンプラ２４が接続されている。
質量分析装置１は、略大気圧であるイオン化室１０と真空チャンバで構成される本体と制御・処理部６を備えている。真空チャンバの内部には、イオン化室１０の側から順に、第１中間真空室１１、第２中間真空室１２、第３中間真空室１３、及び分析室１４を備えており、この順に真空度が高くなる多段差動排気系の構成を有している。
イオン化室１０には、液体試料に電荷を付与して噴霧するエレクトロスプレイイオン化プローブ（ESIプローブ）１０１が設置されている。ESIプローブ１０１には、液体クロマトグラフ２のカラム２３で分離された試料成分が順次、導入される。
イオン化室１０と第１中間真空室１１は細径の加熱キャピラリ１０２を通して連通している。第１中間真空室１１には径が異なる複数のリング状の電極で構成され、イオンの飛行経路の中心軸であるイオン光軸Ｃの近傍にイオンを集束させるイオンレンズ１１１が配置されている。
第１中間真空室１１と第２中間真空室１２は頂部に小孔を有するスキマー１１２で隔てられている。第２中間真空室１２には、イオン光軸Ｃを取り囲むように配置された複数のロッド電極で構成され、該イオン光軸Ｃの近傍にイオンを集束させるイオンガイド１２１が配置されている。
第３中間真空室１３には、イオンを質量電荷比に応じて分離する四重極マスフィルタ１３１、多重極イオンガイド１３３を内部に備えたコリジョンセル１３２、及びコリジョンセル１３２から放出されたイオンを輸送するためのイオンガイド１３４が配置されている。イオンガイド１３４は同一径の複数のリング状の電極で構成されている。
コリジョンセル１３２には衝突ガス供給部４が接続されている。衝突ガス供給部４は、衝突ガス源４１、該衝突ガス源４１からコリジョンセル１３２にガスを導入するガス導入流路４２、及び該ガス導入流路４２を開閉するバルブ４３を有している。衝突ガスには、例えば窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガスが用いられる。
また、コリジョンセル１３２には、ラジカル供給部５も接続されている。ラジカル供給部５は、特許文献５や非特許文献１に記載のものと同様の構成を有している。図１及び２に示すように、ラジカル供給部５は、内部にラジカル生成室５１が形成されたラジカル源５４と、ラジカル生成室５１を排気する真空ポンプ（図示略）と、ラジカルの原料となるガス（原料ガス）を供給する原料ガス供給源５２と、高周波電力供給部５３とを備えている。原料ガス供給源５２からラジカル生成室５１に至る流路には、原料ガスの流量を調整するためのバルブ５６が設けられている。
図２ではラジカル源５４を断面図で示している。ラジカル源５４は、アルミナ等の誘電体（例えば酸化アルミニウム、石英、窒化アルミニウム）からなる管状体５４１を有しており、その内部空間がラジカル生成室５１となる。管状体５４１は、中空筒状の磁石５４４の内部に挿入された状態でプランジャー５４５により固定される。管状体５４１のうち、磁石５４４の内側に位置する部分の外周にはスパイラルアンテナ５４２（図２の破線）が巻回されている。
また、ラジカル源５４には、高周波電力投入部５４６が設けられている。高周波電力投入部５４６には高周波電力供給部５３から高周波電力が供給される。さらに、ラジカル源５４は、該ラジカル源５４の先端部分を固定するためのフランジ５４７を備えている。フランジ５４７の内部には、磁石５４４と対を成す、該磁石５４４と同径の中空筒状の磁石５４８が収容されている。磁石５４４、５４８により管状体５４１の内部（ラジカル生成室５１）に磁場が発生し、その作用によりプラズマの発生及び維持が容易になる。
ラジカル源５４の出口端にはバルブ５８２を介して、ラジカル生成室５１内で生成されたラジカルをコリジョンセル１３２に輸送するための輸送管５８が接続されている。輸送管５８は絶縁管であり、例えば石英ガラス管やホウケイ酸ガラス管を用いることができる。
図３に示すように、輸送管５８のうち、コリジョンセル１３２の壁面に沿って配設された部分には、複数のヘッド部５８１が設けられている。各ヘッド部５８１には傾斜したコーン状の導入口が設けられており、イオンの飛行方向の中心軸（イオン光軸Ｃ）と交差する方向にラジカルが導入される。これにより、コリジョンセル１３２の内部にまんべんなくラジカルを供給することができる。
分析室１４には、第３中間真空室１３から入射したイオンを輸送するためのイオン輸送電極１４１、イオンの入射光軸（直交加速領域）を挟んで対向配置された１組の押し出し電極１４２１と引き込み電極１４２２からなる直交加速電極１４２、該直交加速電極１４２により飛行空間に送出されるイオンを加速する加速電極１４３、飛行空間においてイオンの折り返し軌道を形成するリフレクトロン電極１４４、イオン検出器１４５、及び飛行空間の外縁を規定するフライトチューブ１４６を備えている。イオン検出器１４５は、例えば電子増倍管やマイクロチャンネルプレートである。
制御・処理部６は、各部の動作を制御するとともに、イオン検出器１４５で得られたデータを保存及び解析する機能を有する。制御・処理部６は、記憶部６１を備えている。記憶部６１には化合物データベース６１１とラジカル情報データベース６１２が収録されている。また、記憶部６１には後述する測定を実行する際の測定条件を記載したメソッドファイルや、イオンの飛行時間をイオンの質量電荷比に変換するための情報も保存されている。制御・処理部６は、さらに、機能ブロックとして、測定条件設定部６２、測定制御部６３、精密質量推定部６４、及び化合物同定部６５を備えている。制御・処理部６の実体は、入力部７及び表示部８が接続された一般的なパーソナルコンピュータであり、予めインストールされた質量分析プログラムをプロセッサで実行することにより上記の機能ブロックが具現化される。
次に、本発明に係る質量分析方法の一例として、本実施例の液体クロマトグラフ質量分析装置１００を用いた分析の手順を説明する。この例では、液体試料に含まれる未知の成分を同定するためにデータディペンデント分析（ＤＤＡ）を行う。この例では未知成分の保持時間は既知であるものとする。未知成分の保持時間が不明である場合には液体クロマトグラフィを実行する時間全体にわたってＤＤＡを行えばよい。ＤＤＡでは、各試料成分が質量分析装置１に導入されている間に、まずＭＳスキャン測定を行ってプリカーサイオンを決定し、続いてＭＳ／ＭＳスキャン測定を行って当該プリカーサイオンを解離させてプロダクトイオンスペクトルを取得する。また、以下の測定を行う前に、イオン検出器１４５のゲインは、フラグメントイオンを十分な強度で測定可能な値に設定される。イオン検出器１４５のゲインは、同種の試料を複数のゲイン設定で測定し、その結果に基づいて設定することができる。あるいは、予備的な測定を行わなくても、理論値で決めたり、分析者の経験に基づいて設定したりしてもよい。さらには、後記する測定例のように、フラグメントイオン及びアダクトイオンの強度が低いと見込まれるときは、検出器のゲインを最大に設定してもよい。本実施例では、ＭＳ／ＭＳスキャン測定の際に、プリカーサイオンを酸素ラジカルと反応させる。
使用者が所定の入力操作により分析開始を指示すると、測定条件設定部６２は、ＤＤＡにおける質量走査範囲、プリカーサイオンの選定条件、ラジカル種、衝突誘起解離（ＣＩＤ: Collision-Induced Dissociation）の情報を含む測定条件を入力する画面を表示部８に表示する。質量走査条件の情報としては、例えばＭＳスキャン測定及びＭＳ／ＭＳスキャン測定における質量走査範囲やスキャン速度を入力する。プリカーサイオンの選定条件の情報としては、例えばＭＳスキャン測定データにおいて最も測定強度が大きいイオンであることを入力する。ラジカル種の情報としては、例えばプリカーサイオンと反応させるラジカルの種類、あるいはラジカルの生成に使用する原料ガスの種類の情報を入力する。ＣＩＤについては、ＭＳ／ＭＳ測定におけるコリジョンガスの導入の有無、コリジョンガスの種類、及び衝突エネルギーの大きさを選択する。使用者がこれらを含む所要の測定条件を設定すると、測定条件設定部６２はそれらを記載したバッチファイルを作成する。このバッチファイルを実行すると、測定制御部６３により、以下のようにして未知成分の保持時間に合わせてＭＳスキャン測定とＭＳ／ＭＳスキャン測定が連続して行われる。
バッチファイルが作成された後、使用者が所定の入力操作により測定開始を指示すると、まず、真空ポンプによってラジカル生成室５１の内部が所定の真空度に排気され、原料ガス供給源５２から原料ガス（本実施例では酸素ガス）がラジカル生成室５１に導入される。続いて、高周波電力供給部５３からスパイラルアンテナ５４２に高周波電圧が供給され、ラジカル生成室５１にプラズマが発生する。これによって、ラジカル生成室５１に供給された酸素ガスから酸素ラジカルが生成される。ただし、この時点ではバルブ５８２を閉じておきコリジョンセル１３２に酸素ラジカルを導入しない。
次に、予め使用者がオートサンプラ２４にセットした液体試料がインジェクタ２２に導入される。液体試料は移動相容器２０から送液ポンプ２１によって送液される移動相の流れに乗ってカラム２３に導入される。液体試料に含まれる各成分はカラム２３で時間的に分離されたあと、順次、エレクトロスプレイイオン化プローブ１０１に導入されてイオン化される。
試料から生成されたイオンはイオン化室１０と第１中間真空室１１の圧力差により、加熱キャピラリ１０２を通って第１中間真空室１１に引き込まれる。第１中間真空室１１ではイオンレンズ１１１によってイオンがイオン光軸Ｃの近傍に集束される。
第１中間真空室１１で集束されたイオンは続いて第２中間真空室１２に進入し、再びイオンガイド１２１によってイオン光軸Ｃの近傍に集束されたあと、第３中間真空室１３に進入する。
測定開始後、未知成分がカラム２３から流出する時間（保持時間）に達すると、ＭＳスキャン測定が行われる。ＭＳスキャン測定では、第３中間真空室１３において四重極マスフィルタ１３１及びコリジョンセル１３２を動作させずに全てのイオンをそのまま通過させる。コリジョンセル１３２を通過したイオンはイオンガイド１３４によってイオン光軸Ｃの近傍に集束された後、分析室１４に進入する。
分析室１４に進入したイオンはイオン輸送電極１４１によって直交加速電極１４２に輸送される。直交加速電極１４２には所定の周期で電圧が印加され、イオンの飛行方向がそれまでと略直交する方向に偏向される。飛行方向が偏向されたイオンは、加速電極１４３によって加速されて飛行空間に送出される。飛行空間に送出されたイオンは、リフレクトロン電極１４４とフライトチューブ１４６で規定された所定の飛行経路を、各イオンの質量電荷比に応じた時間で飛行し、イオン検出器１４５に入射する。イオン検出器１４５はイオンが入射する毎にイオンの入射量に応じた大きさの信号を出力する。イオン検出器１４５からの出力信号は順次、記憶部６１に保存される。記憶部６１には、イオンの飛行時間とイオンの検出強度を軸とする測定データが保存される。
ＭＳスキャン測定が完了すると、測定制御部６３は記憶部６１に保存された測定データと、イオンの飛行時間をイオンの質量電荷比に変換する情報を読み出し、イオンの質量電荷比とイオンの検出強度を軸とするマススペクトルデータに変換する。
測定制御部６３は、続いて、マススペクトルデータにおいて最も強度が大きいピークを特定し、その質量電荷比を取得する。本実施例で使用したエレクトロスプレイイオン化プローブ１０１では、通常、試料分子にプロトンが付加したプロトン付加イオンが最も多く生成される。従って、本実施例では最も強度が大きいピークに対応するプリカーサイオンとしてプロトン付加イオンが特定される。そして、プリカーサイオンの質量電荷比を概算値（例えば小数点以下1桁又は2桁の精度の値）で決定する。なお、数値として小数点以下3桁以上を求めること自体は可能であるが、測定強度が飽和しているため精密質量電荷比を求めたとしても、通常、その値には誤差が含まれる。
プリカーサイオンの質量電荷比を決定した後、測定制御部６３は続いてＭＳ／ＭＳスキャン測定を行う。まず、バルブ５８２を開放し、酸素ラジカルをコリジョンセル１３２に導入する。
ＭＳ／ＭＳスキャン測定においても、試料から生成されたイオンは、ＭＳスキャン測定時と同様に、第１中間真空室１１、第２中間真空室１２を通る間にイオン光軸Ｃの近傍に集束されて第３中間真空室１３に進入する。
第３中間真空室１３では、四重極マスフィルタ１３１によって、上記のＭＳスキャン測定結果に基づいて決定された質量電荷比を有するイオンがプリカーサイオンとして選別され、コリジョンセル１３２に導入される。上記の通りコリジョンセル１３２には酸素ラジカルが導入されており、酸素ラジカルがプリカーサイオンに付着し、それによりプリカーサイオンが解離してなるフラグメントイオンと、解離せず酸素ラジカルが付着したままのアダクトイオンが生成される。コリジョンセル１３２で生成されたフラグメントイオン及びアダクトイオン（以下、これらをまとめて「プロダクトイオン」とも呼ぶ。）は、イオンガイド１３４によってイオン光軸Ｃの近傍に集束された後、分析室１４に進入する。
分析室１４では、ＭＳスキャン測定時と同様にプロダクトイオンが、リフレクトロン電極１４４とフライトチューブ１４６で規定された所定の飛行経路を、各イオンの質量電荷比に応じた時間で飛行し、イオン検出器１４５に入射する。イオン検出器１４５はイオンが入射する毎にイオンの入射量に応じた大きさの信号を出力する。イオン検出器１４５からの出力信号は順次、記憶部６１に保存される。記憶部６１には、イオンの飛行時間とイオンの検出強度を軸とする測定データとして保存される。
測定が完了すると、測定制御部６３は、記憶部６１に保存された測定データと、イオンの飛行時間をイオンの質量電荷比に変換する情報を読み出し、イオンの質量電荷比とイオンの検出強度を軸とするマススペクトル（プロダクトイオンスペクトル）のデータに変換する。
次に、精密質量推定部６４は、プロダクトイオンスペクトルにおける、プリカーサイオンに酸素原子が付着したアダクトイオンのマスピークを特定する。本分析例のようなラジカル付着解離法では、プリカーサイオンの数％のみが反応してプロダクトイオンが生成される。従って、プロダクトイオンスペクトルにおいて最も強度が大きいマスピークがプリカーサイオンのマスピークとなる。そして、それよりも酸素原子の概算質量に相当する16Daだけ大きい質量を中心とする所定の質量範囲内にあるピークを探索してアダクトイオンのピークとして特定する。この所定質量範囲は、プリカーサイオンに対応するピークの飽和の程度に応じて適宜に決めればよい。プリカーサイオンの検出強度が飽和している質量範囲が広いほどプリカーサイオンの質量電荷比の概算値の誤差が大きい可能性があることを考慮して上記所定の質量範囲を広くすればよく、具体的な数値としては、例えば±1Daや±0.5Daとすることができる。
精密質量推定部６４は、続いて、アダクトイオンのマスピークの精密質量（質量電荷比）を小数点以下4桁の精度で求め、そこから酸素原子の精密質量（15.9949Da）を減じた値を算出する。これがプリカーサイオンの精密質量電荷比となる。通常は1つのアダクトピークを特定すれば十分であるが、ここで複数のアダクトピークを特定してもよい。例えば、上記実施例のように酸素ラジカルを用いた場合、酸素の同位体（15.9949Da, 16.9991Da, 17.9991Da）の存在比に応じた強度で複数のアダクトピークが現れる。従って、これら複数のアダクトピーク群を特定してもよい。
プリカーサイオンの精密質量電荷比が算出されると、化合物同定部６５は、その精密質量電荷比に基づいて未知成分の組成式を推定する。また、プロダクトイオンスペクトルから、プリカーサイオンのマスピークとアダクトイオンのマスピークを除いたマスピークを、フラグメントイオンのマスピーク候補として特定する。そして、フラグメントイオンのマスピーク候補の精密質量電荷比からも未知成分の組成式を求め、それに基づいて未知成分の部分分子構造を推定する。複数のフラグメントイオンから推定した部分分子構造を組み合わせて、化合物データベース６１１に収録されている既知の化合物の分子構造と照合し、未知成分を同定する。フラグメントイオンから部分分子構造を推定して化合物を同定する処理は、特許文献１～４に記載されているような方法を用いて従来と同様に行えばよいため、ここでは説明を省略する。
本実施例の質量分析方法及び液体クロマトグラフ質量分析装置１００では、上記のとおり、試料成分由来のプリカーサイオンを酸素ラジカルと反応させ、酸素原子が付着したアダクトイオンを含むプロダクトイオンを生成する。
ラジカル付着解離法では、プリカーサイオンの数％のみが反応してフラグメントイオンが生成される。フラグメントイオンを十分な強度で測定するためにイオン検出器１４５のゲインを大きくするとプリカーサイオンのマスピークの強度が飽和してしまう。一方、プリカーサイオンにラジカルが付着して生成されるアダクトイオンの量は、プリカーサイオンが解離して生成されるフラグメントイオンの量と同程度である。そのため、フラグメントイオンを十分な強度で測定するようにイオン検出器１４５のゲインを設定することによって、アダクトイオンも同様に十分な強度で測定することができ、かつ、その質量電荷比を正しく決定することができる。従って、アダクトイオンの質量電荷比と、当該アダクトイオンに付着している原子や分子の質量に基づいて、プリカーサイオンの質量電荷比を正しく決定することができる。特に、質量分析装置のイオン検出器として広く用いられている電子増倍管やマイクロチャンネルプレートでは検出器のゲインのダイナミックレンジが狭い範囲に限られており、測定強度が飽和しやすいため、上記実施例の質量分析方法及び質量分析装置１を好適に用いることができる。
なお、ＤＤＡではＭＳスキャン測定時とＭＳ／ＭＳスキャン測定時のイオン検出器１４５のゲインは同じであるため、ＭＳスキャン測定により得られるマススペクトルにおいてもプリカーサイオンの測定強度が飽和しているが、ＭＳ／ＭＳスキャン測定においてプリカーサイオンを選別するために必要とされる質量電荷比の精度は小数点1桁～2桁であるため、マススペクトルにおいてプリカーサイオンのマスピークの測定強度が飽和していても特段の問題は生じない。
次に、図４及び図５を参照して実際の測定例を説明する。図５は、ホスファチジルコリン(PC18:2/18:0)を酸素ラジカルと反応させて測定したプロダクトイオンスペクトルである。この測定ではイオン検出器としてマイクロチャンネルプレート（MCP）を用いた。本発明者が従来、リン脂質を各種のラジカルと反応させる測定を行った経験から、リン脂質を酸素ラジカルと反応させた場合に生成されるフラグメントイオン及びアダクトイオンの強度が低いことが分かっていたため、この測定では印加電圧を上限値である2.5kVに設定（即ち検出器のゲインを最大に設定）した。
図４は、図５のプロダクトイオンスペクトルのうち、プロトン付加イオン（プリカーサイオン。[M+H]+: 精密質量電荷比786.600731）の近傍の範囲を示したものである。プロダクトイオンスペクトルでは、プロトン付加イオン（水素原子が全て1Hである、モノアイソトピックイオン）のマスピークの測定強度が飽和しており、図４に示すようにマスピークの形状が崩れていることが分かる。また、このマスピークのピークトップの質量電荷比は786.6364となった。この値は真値(786.600731Da)から大幅にずれており、質量精度は約50ppmとなっている。なお、この測定に使用した質量分析装置の本来の質量精度は3ppmである。
ＭＳ／ＭＳスキャン測定を行って分子構造を推定する際は、プリカーサイオンの精密質量から組成式を推定する。また、プロダクトイオンスペクトルから、プリカーサイオンのマスピークとアダクトイオンのマスピークを除いたマスピークを、フラグメントイオンのマスピーク候補として特定する。そして、推定した組成式と、特定したフラグメントイオンのマスピーク候補の質量電荷比に基づいて各フラグメントイオンのマスピーク候補を帰属させる。そのため、図５に示す例のように測定強度が飽和してプリカーサイオンの質量電荷比の誤差が大きくなると正しく構造解析を行うことができない。一般的に、プリカーサイオンの質量電荷比から正しく組成式を推定するためには10ppm以上の質量精度が求められる。
図５に示すとおり、検出器の印加電圧を高く設定したため微弱なフラグメントイオンが観測されている。上記のようにプリカーサイオンのマスピークの測定強度は飽和している一方、酸素ラジカルが付着しているアダクトイオンは信号強度が低いため、そのマスピークは飽和しておらず、その質量電荷比の値として802.6026が得られている。酸素ラジカルの精密質量は15.9949Daであるため、プリカーサイオン[M+H]+の質量値として802.6026-15.9949=786.6077が得られる。この値は、真値(786.600731Da)と10ppm以上の精度で一致している。
上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。上記実施例は液体クロマトグラフ質量分析装置としたが、ガスクロマトグラフ質量分析装置を用いてもよく、あるいはクロマトグラフを用いることなく質量分析装置のみを使用してもよい。上記実施例では後段マスフィルタとして直交加速飛行時間型のものを用いたが、多重周回型、磁場セクター型などのマスフィルタを用いることもできる。
また、精密質量は、その精密質量電荷比に基づいてプリカーサイオンから未知試料である化合物の組成式が推定できる程度の精度を有する質量であればよい。上記実施例では精密質量を小数点以下4桁の精度で算出しているが、必要な精度は測定する化合物の特性（類似の構造を有する化合物の数など）によって異なり、上記実施例に記載した精度に限られるものではない。
上記実施例では正イオンであるプロトン付加イオンをプリカーサイオンとし、それを酸素ラジカルと反応させたが、プリカーサイオンの極性及びラジカルの種類の組み合わせは適宜に変更することができる。負のプリカーサイオンを使用する場合には、例えばナトリウム付加体、アンモニア付加体、カリウム付加体、塩素付加体をプリカーサイオンとすることができる。
プリカーサイオンと反応させるラジカルとしては、酸素ラジカルのほか、例えば、水素ラジカル、ヒドロキシラジカル、窒素ラジカル、メチルラジカル、塩素ラジカル、フッ素ラジカル、リン酸ラジカル、ケイ素ラジカルなどが考えられる。また、そのようなラジカルを生成可能な原料ガスとして、例えば水素ラジカルを生成可能な水素ガス、酸素ラジカルを生成可能な酸素ガスやオゾンガス、水素ラジカル、酸素ラジカル、及びヒドロキシラジカルを生成可能な水蒸気、窒素ラジカルを生成可能な窒素ガス、メチルラジカルを生成可能なメチルガス、塩素ラジカルを生成可能な塩素ガス、フッ素ラジカルを生成可能なフッ素ガス、リン酸ラジカルを生成可能なリン酸の蒸気、あるいはケイ素ラジカルを生成可能なシランガスを用いることができる。図６に、各種のラジカル(X)を用いた場合に得られるアダクトイオン（通常のアダクトイオン[M+H(+X)]+（中央欄）、水素原子が脱離したアダクトイオン[M+H(+X-H)]+（左欄）、及び水素原子が付着したアダクトイオン[M+H(+X+H)]+）の精密質量電荷比とプリカーサイオンの精密質量電荷比の差を示す。
上記実施例ではコリジョンセル１３２を通過するプリカーサイオンをラジカルと反応させたが、コリジョンセル１３２に代えてイオントラップを用い、イオントラップにプリカーサイオンを捕捉してラジカルと反応させることもできる。
試料成分によってはラジカル誘起解離中にバックグランドガスとの衝突によりH2O、CO2、極性基などが脱離（ニュートラルロス）し、その結果、プリカーサイオンそのものは検出されない場合がある。その場合は、そのニュートラルロスピークへのラジカル付着イオンの質量値からプリカーサイオンの精密質量を算出すればよい。
上記実施例ではＣＩＤを行わない場合の測定例を説明したが、ラジカルの供給と同時に衝突ガスをコリジョンセル１３２に導入し、ＣＩＤによってフラグメントイオンを生成するようにしてもよい。ＣＩＤを併用することにより、より多くの種類のフラグメントイオンを生成して解析に供することができる。ただし、ＣＩＤを行うことによって、プリカーサイオンが全て開裂してしまうと上記測定例の方法でプリカーサイオンの精密質量電荷比を求めることができない。そうした場合には、測定制御部６３が、ＭＳスキャン測定の後に、ラジカルと反応させるＭＳ／ＭＳスキャン測定と、ＣＩＤを行うＭＳ／ＭＳスキャン測定とを順番に（個別に）行うように構成すればよい（測定条件設定部６２がこの順に測定を行うバッチファイルを作成すればよい）。
さらに、上記実施例ではＭＳスキャン測定とＭＳ／ＭＳスキャン測定を行う場合を説明したが、プリカーサイオンをイオントラップに捕捉して複数回解離させることによりフラグメントイオンを生成する、ＭＳｎスキャン測定においても本発明を適用することができる。
［態様］
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
（第１項）
一態様に係る質量分析方法は、
プリカーサイオンを既知の種類のラジカルと反応させて、フラグメントイオンとアダクトイオンを生じさせるステップと、
検出器のゲインを、前記フラグメントイオン及び前記アダクトイオンがハレーションしないが、前記プリカーサイオンはハレーションするゲインに設定するステップと、
当該検出器によって、前記プリカーサイオン、前記フラグメントイオン、及び前記アダクトイオンを含むイオン群を測定してマススペクトルを得るステップと、
前記マススペクトルから、前記プリカーサイオンに対応するピークを特定するステップと、
前記特定されたプリカーサイオンに対応するピークから求められる質量に前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の質量を加算した質量値を中心とする所定の質量範囲内をサーチすることにより、前記アダクトイオンのピークを特定するステップと、
前記特定されたアダクトイオンのピークから求められる精密質量から、前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、前記プリカーサイオンの精密質量を推定するステップと、
前記マススペクトルにおける前記特定されたプリカーサイオン及び前記特定されたアダクトイオンのピーク以外のピークを、前記フラグメントイオンのピーク候補として特定するステップと
を備える。
一態様に係る質量分析方法は、
プリカーサイオンを既知の種類のラジカルと反応させて、フラグメントイオンとアダクトイオンを生じさせるステップと、
検出器のゲインを、前記フラグメントイオン及び前記アダクトイオンがハレーションしないが、前記プリカーサイオンはハレーションするゲインに設定するステップと、
当該検出器によって、前記プリカーサイオン、前記フラグメントイオン、及び前記アダクトイオンを含むイオン群を測定してマススペクトルを得るステップと、
前記マススペクトルから、前記プリカーサイオンに対応するピークを特定するステップと、
前記特定されたプリカーサイオンに対応するピークから求められる質量に前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の質量を加算した質量値を中心とする所定の質量範囲内をサーチすることにより、前記アダクトイオンのピークを特定するステップと、
前記特定されたアダクトイオンのピークから求められる精密質量から、前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、前記プリカーサイオンの精密質量を推定するステップと、
前記マススペクトルにおける前記特定されたプリカーサイオン及び前記特定されたアダクトイオンのピーク以外のピークを、前記フラグメントイオンのピーク候補として特定するステップと
を備える。
（第２項）
一態様に係る質量分析装置は、
プリカーサイオンが導入される反応室と、
既知の種類のラジカルを生成するラジカル生成部と、
プリカーサイオンが導入された前記反応室に前記ラジカル生成部で生成されたラジカルを供給して、フラグメントイオンとアダクトイオンを生じさせるラジカル供給部と、
前記プリカーサイオン、前記フラグメントイオン、及び前記アダクトイオンを含むイオン群を測定してマススペクトルを得る測定制御部と、
前記マススペクトルにおいて、前記プリカーサイオンに対応するピークを特定し、該プリカーサイオンに対応するピークから求められる質量に前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の質量を加算した質量値を中心とする所定の質量範囲内をサーチすることにより前記アダクトイオンのピークを特定し、該アダクトイオンのピークから求められる精密質量から、前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、前記プリカーサイオンの精密質量を推定する精密質量推定部と
を備える。
一態様に係る質量分析装置は、
プリカーサイオンが導入される反応室と、
既知の種類のラジカルを生成するラジカル生成部と、
プリカーサイオンが導入された前記反応室に前記ラジカル生成部で生成されたラジカルを供給して、フラグメントイオンとアダクトイオンを生じさせるラジカル供給部と、
前記プリカーサイオン、前記フラグメントイオン、及び前記アダクトイオンを含むイオン群を測定してマススペクトルを得る測定制御部と、
前記マススペクトルにおいて、前記プリカーサイオンに対応するピークを特定し、該プリカーサイオンに対応するピークから求められる質量に前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の質量を加算した質量値を中心とする所定の質量範囲内をサーチすることにより前記アダクトイオンのピークを特定し、該アダクトイオンのピークから求められる精密質量から、前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、前記プリカーサイオンの精密質量を推定する精密質量推定部と
を備える。
第１項の質量分析方法及び第２項の質量分析装置では、試料成分由来のプリカーサイオンを既知の種類のラジカルと反応させて、当該ラジカルの種類に応じた原子又は分子がプリカーサイオンに付着したアダクトイオン、及びプリカーサイオンが開裂したフラグメントイオンを生成する。そして、プリカーサイオン、フラグメントイオン、及びアダクトイオンを含むイオン群を測定してマススペクトルを得る。このとき、検出器のゲインを、フラグメントイオン及びアダクトイオンがハレーションしないが、プリカーサイオンはハレーションするゲインに設定しておく。そのような検出器のゲインは、同種の試料を複数のゲイン設定で測定し、その結果に基づいて設定することができる。あるいは、予備的な測定を行わなくても、理論値で決めたり、分析者の経験に基づいて設定したりしてもよい。さらには、フラグメントイオン及びアダクトイオンの強度が低いと見込まれるときは、検出器のゲインを最大に設定してもよい。いずれにしても、測定した結果として、フラグメントイオン及びアダクトイオンを十分な強度かつ飽和しないで測定できるゲインに設定されていればよい。
続いて、マススペクトルから、プリカーサイオンに対応するピークをそれぞれ特定する。一般的に、上記マススペクトルにおいて高さや面積が最大であるピークがプリカーサイオンに対応するピークである。従って、マススペクトルにおける最大のピークを、プリカーサイオンに対応するピークとして特定すればよい。そして、このピークからプリカーサイオンの質量を求める。上記のとおり、検出器のゲインはプリカーサイオンがハレーションするように設定されていることから、プリカーサイオンのピークは飽和しており、飽和したピークから求められる質量は誤差を含んでいるが、この時点で求める質量は整数レベルの概算値で正しければよく、例えば小数点以下の数値には多少の誤差があってもよい。続いて、この概算値に、アダクトイオンに付着していると想定されるラジカル由来の原子又は分子の質量を加算した質量値を中心とする所定の質量範囲内をサーチすることにより、アダクトイオンのピークを特定する。この所定質量範囲は、プリカーサイオンに対応するピークの飽和の程度に応じて適宜に決めればよく、例えば±1Daや±0.5Daとすることができる。その後、特定されたアダクトイオンのピークから求められる精密質量から、アダクトイオンに付着していると想定されるラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることによりプリカーサイオンの精密質量を推定する。最後に、マススペクトルにおけるプリカーサイオン及びアダクトイオンのピーク以外のピークをフラグメントイオンのピーク候補として特定する。
ラジカル付着解離法では、プリカーサイオンの数％のみが反応してアダクトイオンやフラグメントイオンが生成されるため、フラグメントイオンを十分な強度で測定するために検出器のゲインを大きくするとプリカーサイオンのマスピークの強度が飽和してしまう。一方、プリカーサイオンにラジカルが付着して生成されるアダクトイオンの量は、プリカーサイオンが解離して生成されるフラグメントイオンの量と同程度である。そのため、フラグメントイオンを十分な強度で測定するように検出器のゲインを設定することによって、アダクトイオンも同様に十分な強度で測定することができ、かつ、その質量電荷比を正しく決定することができる。そして、アダクトイオンのピークから求められる精密質量から該アダクトイオンに付着していると想定されるラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、プリカーサイオンの質量電荷比を正しく決定することができる。
（第３項）
第２項に記載の質量分析装置において、
前記ラジカルが、水素ラジカル、酸素ラジカル、ヒドロキシラジカル、窒素ラジカル、メチルラジカル、塩素ラジカル、フッ素ラジカル、リン酸ラジカル、及びケイ素ラジカルのいずれかである。
第２項に記載の質量分析装置において、
前記ラジカルが、水素ラジカル、酸素ラジカル、ヒドロキシラジカル、窒素ラジカル、メチルラジカル、塩素ラジカル、フッ素ラジカル、リン酸ラジカル、及びケイ素ラジカルのいずれかである。
第３項に記載の質量分析装置のように、第２項に記載の質量分析装置においてプリカーサイオンと反応させるラジカルとして、水素ラジカル、酸素ラジカル、ヒドロキシラジカル、窒素ラジカル、メチルラジカル、塩素ラジカル、フッ素ラジカル、リン酸ラジカル、及びケイ素ラジカルのいずれかとすることができる。これらのラジカルはいずれも生成容易であり、またプリカーサイオンに付着する原子又は分子を予測可能であることから、簡便な測定でプリカーサイオンの精密質量電荷比を取得することができる。
（第４項）
第２項又は第３項に記載の質量分析装置において、
前記イオン群を検出するイオン検出器として電子増倍管又はマイクロチャンネルプレートを備える。
第２項又は第３項に記載の質量分析装置において、
前記イオン群を検出するイオン検出器として電子増倍管又はマイクロチャンネルプレートを備える。
第４項に記載の質量分析装置において用いる電子増倍管やマイクロチャンネルプレートは、イオン検出器として広く用いられているが、検出器のゲインのダイナミックレンジが狭い範囲に限られるため、第２項又は第３項に記載の質量分析装置を特に好適に用いることができる。
（第５項）
第２項から第４項のいずれかに記載の質量分析装置において、さらに、
前記測定制御部が、試料から生成されたイオンを質量分離して測定するＭＳスキャン測定を行ってマススペクトルデータを取得し、該マススペクトルデータに含まれるマスピークに基づいて予め決められた条件でプリカーサイオンを決定し、その後、当該プリカーサイオンを前記ラジカルと反応させるＭＳ／ＭＳスキャン測定を実行する。
第２項から第４項のいずれかに記載の質量分析装置において、さらに、
前記測定制御部が、試料から生成されたイオンを質量分離して測定するＭＳスキャン測定を行ってマススペクトルデータを取得し、該マススペクトルデータに含まれるマスピークに基づいて予め決められた条件でプリカーサイオンを決定し、その後、当該プリカーサイオンを前記ラジカルと反応させるＭＳ／ＭＳスキャン測定を実行する。
第５項の質量分析装置を用いることにより、未知の試料成分についてデータディペンデント分析（ＤＤＡ）を行うことができる。
（第６項）
第５項に記載の質量分析装置において、さらに、
前記反応室に衝突ガスを供給する衝突ガス供給部
を備え、
前記測定制御部が、前記プリカーサイオンを前記ラジカルと反応させるＭＳ／ＭＳスキャン測定と、前記衝突ガスを前記反応室に供給するＭＳ／ＭＳスキャン測定とを実行する。
第５項に記載の質量分析装置において、さらに、
前記反応室に衝突ガスを供給する衝突ガス供給部
を備え、
前記測定制御部が、前記プリカーサイオンを前記ラジカルと反応させるＭＳ／ＭＳスキャン測定と、前記衝突ガスを前記反応室に供給するＭＳ／ＭＳスキャン測定とを実行する。
第６項に記載の質量分析を用いることにより、ラジカル付着解離法で生成されるフラグメントイオンとＣＩＤ法で生成されるフラグメントイオンの両方を用いて試料成分を分析することができる。なお、ラジカル付着解離法を用いるＭＳ／ＭＳスキャン測定とＣＩＤ法を用いるＭＳ／ＭＳスキャン測定は同時に行ってもよく、個別に行ってもよい。ただし、ＣＩＤ法によってプリカーサイオンの多くが開裂する場合には、両者を順番に（個別に）行うことが好ましい。
１００…液体クロマトグラフ質量分析装置
１…質量分析装置
１０…イオン化室
１０１…エレクトロスプレイイオン化（ESI）プローブ
１１…第１中間真空室
１２…第２中間真空室
１３…第３中間真空室
１３１…四重極マスフィルタ
１３２…コリジョンセル
１３３…多重極イオンガイド
１４…分析室
１４２…直交加速電極
１４４…リフレクトロン電極
１４５…イオン検出器
１４６…フライトチューブ
２…液体クロマトグラフ
２０…移動相容器
２１…送液ポンプ
２２…インジェクタ
２３…カラム
２４…オートサンプラ
４…衝突ガス供給部
４１…衝突ガス源
４２…ガス導入流路
５…ラジカル供給部
５１…ラジカル生成室
５２…原料ガス供給源
５３…高周波電力供給部
５４…ラジカル源
５４１…管状体
５４２…スパイラルアンテナ
５４４、５４８…磁石
５４６…高周波電力投入部
５８…輸送管
６…制御・処理部
６１…記憶部
６１１…化合物データベース
６１２…ラジカル情報データベース
６２…測定条件設定部
６３…測定制御部
６４…精密質量推定部
６５…化合物同定部
７…入力部
８…表示部
Ｃ…イオン光軸
１…質量分析装置
１０…イオン化室
１０１…エレクトロスプレイイオン化（ESI）プローブ
１１…第１中間真空室
１２…第２中間真空室
１３…第３中間真空室
１３１…四重極マスフィルタ
１３２…コリジョンセル
１３３…多重極イオンガイド
１４…分析室
１４２…直交加速電極
１４４…リフレクトロン電極
１４５…イオン検出器
１４６…フライトチューブ
２…液体クロマトグラフ
２０…移動相容器
２１…送液ポンプ
２２…インジェクタ
２３…カラム
２４…オートサンプラ
４…衝突ガス供給部
４１…衝突ガス源
４２…ガス導入流路
５…ラジカル供給部
５１…ラジカル生成室
５２…原料ガス供給源
５３…高周波電力供給部
５４…ラジカル源
５４１…管状体
５４２…スパイラルアンテナ
５４４、５４８…磁石
５４６…高周波電力投入部
５８…輸送管
６…制御・処理部
６１…記憶部
６１１…化合物データベース
６１２…ラジカル情報データベース
６２…測定条件設定部
６３…測定制御部
６４…精密質量推定部
６５…化合物同定部
７…入力部
８…表示部
Ｃ…イオン光軸
Claims (6)
- プリカーサイオンを既知の種類のラジカルと反応させて、フラグメントイオンとアダクトイオンを生じさせるステップと、
検出器のゲインを、前記フラグメントイオン及び前記アダクトイオンがハレーションしないが、前記プリカーサイオンはハレーションするゲインに設定するステップと、
当該検出器によって、前記プリカーサイオン、前記フラグメントイオン、及び前記アダクトイオンを含むイオン群を測定してマススペクトルを得るステップと、
前記マススペクトルから、前記プリカーサイオンに対応するピークを特定するステップと、
前記特定されたプリカーサイオンに対応するピークから求められる質量に前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の質量を加算した質量値を中心とする所定の質量範囲内をサーチすることにより、前記アダクトイオンのピークを特定するステップと、
前記特定されたアダクトイオンのピークから求められる精密質量から、前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、前記プリカーサイオンの精密質量を推定するステップと、
前記マススペクトルにおける前記特定されたプリカーサイオン及び前記特定されたアダクトイオンのピーク以外のピークを、前記フラグメントイオンのピーク候補として特定するステップと
を備える質量分析方法。 - プリカーサイオンが導入される反応室と、
既知の種類のラジカルを生成するラジカル生成部と、
プリカーサイオンが導入された前記反応室に前記ラジカル生成部で生成されたラジカルを供給して、フラグメントイオンとアダクトイオンを生じさせるラジカル供給部と、
前記プリカーサイオン、前記フラグメントイオン、及び前記アダクトイオンを含むイオン群を測定してマススペクトルを得る測定制御部と、
前記マススペクトルにおいて、前記プリカーサイオンに対応するピークを特定し、該プリカーサイオンに対応するピークから求められる質量に前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の質量を加算した質量値を中心とする所定の質量範囲内をサーチすることにより前記アダクトイオンのピークを特定し、該アダクトイオンのピークから求められる精密質量から、前記アダクトイオンに付着していると想定される前記ラジカル由来の原子又は分子の精密質量を減じることにより、前記プリカーサイオンの精密質量を推定する精密質量推定部と
を備える質量分析装置。 - 前記ラジカルが、水素ラジカル、酸素ラジカル、ヒドロキシラジカル、窒素ラジカル、メチルラジカル、塩素ラジカル、フッ素ラジカル、リン酸ラジカル、及びケイ素ラジカルのいずれかである、請求項２に記載の質量分析装置。
- 前記イオン群を検出するイオン検出器として電子増倍管又はマイクロチャンネルプレートを備える、請求項２に記載の質量分析装置。
- さらに、
前記測定制御部が、試料から生成されたイオンを質量分離して測定するＭＳスキャン測定を行ってマススペクトルデータを取得し、該マススペクトルデータに含まれるマスピークに基づいて予め決められた条件でプリカーサイオンを決定し、その後、当該プリカーサイオンを前記ラジカルと反応させるＭＳ／ＭＳスキャン測定を実行する
ものである、請求項２に記載の質量分析装置 - さらに、
前記反応室に衝突ガスを供給する衝突ガス供給部
を備え、
前記測定制御部が、前記プリカーサイオンを前記ラジカルと反応させるＭＳ／ＭＳスキャン測定と、前記衝突ガスを前記反応室に供給するＭＳ／ＭＳスキャン測定とを実行する、請求項５に記載の質量分析装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021055009 | 2021-03-29 | ||
| JP2021055009 | 2021-03-29 | ||
| PCT/JP2021/047978 WO2022209076A1 (ja) | 2021-03-29 | 2021-12-23 | 質量分析装置及び質量分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2022209076A1 JPWO2022209076A1 (ja) | 2022-10-06 |
| JP7435905B2 true JP7435905B2 (ja) | 2024-02-21 |
Family
ID=83455729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023510262A Active JP7435905B2 (ja) | 2021-03-29 | 2021-12-23 | 質量分析装置及び質量分析方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4317961A1 (ja) |
| JP (1) | JP7435905B2 (ja) |
| CN (1) | CN116981940A (ja) |
| WO (1) | WO2022209076A1 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070102634A1 (en) | 2005-11-10 | 2007-05-10 | Frey Brian L | Electrospray ionization ion source with tunable charge reduction |
| WO2015133259A1 (ja) | 2014-03-04 | 2015-09-11 | 株式会社島津製作所 | イオン分析装置 |
| WO2020012163A1 (en) | 2018-07-11 | 2020-01-16 | Micromass Uk Limited | Impact ionisation ion source |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018186286A1 (ja) | 2017-04-04 | 2018-10-11 | 株式会社島津製作所 | イオン分析装置 |
| JP6809397B2 (ja) * | 2017-06-28 | 2021-01-06 | 株式会社島津製作所 | 質量分析を用いた脂質解析方法及び質量分析装置 |
| US11804369B2 (en) | 2018-02-06 | 2023-10-31 | Shimadzu Corporation | Mass spectrometry method and mass spectrometer |
| JP7109026B2 (ja) | 2019-04-17 | 2022-07-29 | 株式会社島津製作所 | イオン分析装置 |
| JP7136346B2 (ja) | 2019-05-31 | 2022-09-13 | 株式会社島津製作所 | 質量分析方法及び質量分析装置 |
-
2021
- 2021-12-23 JP JP2023510262A patent/JP7435905B2/ja active Active
- 2021-12-23 CN CN202180095423.4A patent/CN116981940A/zh active Pending
- 2021-12-23 EP EP21935223.4A patent/EP4317961A1/en active Pending
- 2021-12-23 WO PCT/JP2021/047978 patent/WO2022209076A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070102634A1 (en) | 2005-11-10 | 2007-05-10 | Frey Brian L | Electrospray ionization ion source with tunable charge reduction |
| WO2015133259A1 (ja) | 2014-03-04 | 2015-09-11 | 株式会社島津製作所 | イオン分析装置 |
| WO2020012163A1 (en) | 2018-07-11 | 2020-01-16 | Micromass Uk Limited | Impact ionisation ion source |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2022209076A1 (ja) | 2022-10-06 |
| EP4317961A1 (en) | 2024-02-07 |
| CN116981940A (zh) | 2023-10-31 |
| WO2022209076A1 (ja) | 2022-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11133162B2 (en) | IRMS sample introduction system and method | |
| Eiden et al. | Beneficial ion/molecule reactions in elemental mass spectrometry | |
| EP1476893B1 (en) | Internal introduction of lock masses in mass spectrometer systems | |
| US9048074B2 (en) | Multinotch isolation for MS3 mass analysis | |
| JP4300154B2 (ja) | イオントラップ／飛行時間質量分析計およびイオンの精密質量測定方法 | |
| US9076638B2 (en) | Mass spectrometer method and mass spectrometer | |
| EP3361246A1 (en) | Tandem mass spectrometer | |
| US10056241B2 (en) | Addition of reactive species to ICP source in a mass spectrometer | |
| JP6202103B2 (ja) | 質量分析装置及び質量分析方法 | |
| US20180240657A1 (en) | Collision cell having an axial field | |
| JP4848657B2 (ja) | Ｍｓ／ｍｓ型質量分析装置 | |
| JP7435905B2 (ja) | 質量分析装置及び質量分析方法 | |
| US20240038515A1 (en) | Mass Spectrometer and Mass Spectrometry Method | |
| US11908671B2 (en) | Ion analyzer | |
| JP7259985B2 (ja) | 質量分析方法及び質量分析装置 | |
| WO2022201705A1 (ja) | 質量分析装置及び質量分析方法 | |
| Murray et al. | IUPAC standard definitions of terms relating to mass spectrometry | |
| JP2020071235A (ja) | 質量補正を有する誘導結合プラズマ質量分析装置 | |
| WO2024004335A1 (ja) | 質量分析方法及び質量分析装置 | |
| JP7435812B2 (ja) | 質量分析方法及び質量分析装置 | |
| JP7142867B2 (ja) | イオン分析装置 | |
| US20230230822A1 (en) | Collision cell having an axial field | |
| Le Vot et al. | Implementation of a Penning ionization source on a FTICR instrument with ion funnel optics | |
| JP2023175129A (ja) | 飛行時間型質量分析装置、及びその調整方法 | |
| JP2023175194A (ja) | 飛行時間型質量分析装置、及びその調整方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230322 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240109 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240122 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7435905 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |