JPH10274640A

JPH10274640A - 質量分析方法及び装置

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Publication number: JPH10274640A
Application number: JP9080207A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kato; 義昭加藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: US6008490A; JP3504819B2

Abstract

(57)【要約】【課題】迅速に、かつ過ちの入り込む事を防ぎ、擬分子
イオン、ひいては試料の分子量を高精度に推定すること
ができる質量分析方法及び装置を実現する。【解決手段】解析部６２はマススペクトル上のスレショ
ルドレベルを越えたピークを探索し、テーブル６３に記
憶された付加イオンの表の質量差に質量を加算し、疑似
マススペクトルを作成する。解析部６２は作成した疑似
マススペクトルと取得したスペクトルの質量とを比較
し、両者の質量が一致すれば指標Ｓに１を加えて最終的
な指標Ｓを算出する。次にスレショルドレベルを越える
他のマスピークを探索し同様な処理を実行する。得られ
た指標Ｓの値を比較し、ｍ／ｚと付加イオンとの可能性
を表示部６４に表示する。次に、検出したイオン種毎に
出現する頻度数をカウントし記憶手段等に記憶し測定が
所定回数行われていれば頻度数の高いイオン種の順に重
み付けしテーブル６３の付加イオンテーブルを更新す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、質量分析計で得ら
れた質量スペクトルの分析方法に係わり、特に大気圧イ
オン化で得られた質量スペクトルから、分子イオン、ひ
いては分子量を求めるに最適な質量スペクトル分析方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】質量分析法は、極めて高感度な測定法で
あるばかりでなく、試料の分子量や構造情報を与えてく
れる優れた分析法である。更に、最近は質量分析装置の
前段にガスクロマトグラフや液体クロマトグラフなどの
分離手段を設け、混合物を直接分離分析する装置が開発
され、広く使用されるようになった。

【０００３】一般に、質量分析計に導入された試料分子
は、先ずイオン源でイオン化され、質量分析部にて質量
分散され、検出器で検出されて質量スペクトルを得るこ
とができる。

【０００４】この場合、得られる質量スペクトルは、図
３に示すような棒グラフとして表される。この図３は、
横軸（Ｘ軸）はイオンの質量対電荷比（ｍ／ｚ）を示
し、縦軸（Ｙ軸）は最強ピークを１００％としてノーマ
ライズされた各イオンの相対強度を示している。

【０００５】質量スペクトルは、分子そのものがイオン
化された分子イオン（図３の例の場合、ｍ／ｚ２００）
や分子イオンが壊れたフラグメント（断片）イオン（図
３の例の場合、ｍ／ｚ２００以下の複数のイオン）や付
加イオン（ｍ／ｚ２００より大きいイオン）等で構成さ
れる。

【０００６】また、最近は、図９に示すように、分離手
段として液体クロマトグラフ（ＬＣ）１が質量分析計４
に結合し、イオン化が大気圧下で行われる形式の液体ク
ロマトグラフ直結質量分析計システム（ＬＣ／ＭＳ）が
普及しはじめた。この場合の大気圧イオン化として最も
普及しているものは、エレクトロスプレイ法（Electro-
Spray，ＥＳＩ）と大気圧化学イオン化法（Atmospheric
Pressure Ionization，ＡＰＣＩ）とである。

【０００７】ＥＳＩの場合、ＬＣ１からの溶出液を高電
圧が印加されたノズル（ＥＳＩプローブ）２に導き、導
かれた溶出液を、このノズル２から高電界中に噴霧する
ことにより、電荷を帯びた液滴を生成する。この液滴を
大気分子等と衝突させ、霧の微細化と乾燥を行い、イオ
ン３を生成する。

【０００８】一方、大気圧化学イオン化法（ＡＰＣＩ）
は、イオン分子反応により試料分子のイオン化を行う。
噴霧された液滴の下流に高電圧が印加された針を配置す
る。この針より発生したコロナ放電により、大量に存在
する溶媒分子が先ずイオン化される。溶媒イオンは更に
周囲の分子と衝突し、最終的に試料分子をイオン化す
る。イオンは質量分析計４により質量分散、検出され、
データ処理装置５により質量スペクトルが得られる。

【０００９】これら両イオン化とも、ソフトな（イオン
化の際のエネルギが小さい）イオン化であるため、フラ
グメントイオンが出来にくい反面、分子にプロトンやア
ルカリ金属イオン（Ｎａ⁺イオンなど）が付加した擬分
子イオンが強度高く生成される。そのため、不安定な化
合物なども安定にイオン化出来る。

【００１０】大気圧イオン化は、大気圧下のイオン化の
ため、生成したイオンが、イオン化の後も大気圧下で存
在する。そのため、周囲の中性分子（多くの場合、溶媒
の分子）と衝突を繰り返す。また、大気圧下で生成した
イオンは真空の部屋に導入され質量分析される。この真
空室への導入の際、急激な膨張（断熱膨張）により、イ
オンは急速に冷却される。

【００１１】冷却されたイオンと同様に冷却された溶媒
分子がイオンと衝突すると、溶媒分子がイオンから離れ
られなくなり、多くの極性分子（溶媒分子）が付加した
付加イオンが作られる。この付加イオンは、本来、一本
のマスピーク（分子イオン）となるべきイオンが複数の
付加イオンに分散するため、分子イオンの強度を下げる
ことになる。

【００１２】その結果、分子イオンのＳＮ比ひいては
装置の検出感度を見掛け上、著しく下げてしまう。ま
た、マススペクトルが複雑になるため、この付加イオン
の出現は分析の妨げとなる。そのため、市販のＬＣ／Ｍ
Ｓ装置は、付加イオンを解離させる手段（加熱やイオン
の衝突活性化解離など）を有している。その結果、一般
に市販のＬＣ／ＭＳ装置によって得られる質量スペクト
ルにおいては、付加イオンの強度は極めて小さくなって
いる。

【００１３】しかし、詳細に質量スペクトルを見れば、
これら付加イオンは多くの場合、観察出来る場合が多
い。

【００１４】極性分子がイオンに付加する際の付加エネ
ルギーは、一般に１ｅＶ以下で、イオンを構成する化学
結合（Ｃ−Ｃ、Ｃ−Ｈ結合等）の結合エネルギーに比べ
非常に小さい。

【００１５】したがって、分子イオンに過剰のエネルギ
ー（熱やイオンの加速、衝突など）が加わり、フラグメ
ントイオンが生じるとき、先ず付加分子が解離する。共
有結合が切れてフラグメントイオンが生成するのはその
後となる。そのため、フラグメントイオンに極性分子が
付加した付加イオンは普通存在しない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】大気圧イオン化は、ソ
フトなイオン化のため、フラグメントイオンは少なく、
図１０に示すように、擬分子イオン（プロトン付加イオ
ン）が強調された単純な質量スペクトルを与える。しか
し、この単純さが逆に分子量決定の決め手を欠くことに
なる。

【００１７】フラグメントイオンが数多く出現する電子
イオン化法（Electron Ionization，EI）の場合、分子
イオンと推定されるイオンと複数のフラグメントイオン
との間の質量差を求め、フラグメントの生成過程（これ
をフラグメンテーショント呼ぶ）とを対照させて分子イ
オンを矛盾の無い推定をする。多くのフラグメントイオ
ンを矛盾無く説明できれば、推論がより正しいことにな
る。

【００１８】しかし、一般にＬＣ／ＭＳの質量スペクト
ルは、図１０に示したように、極めて単純になることが
多い。この場合、出現しているイオンが擬分子イオン
か、それとも、それが壊れたフラグメントイオンである
か、または溶媒分子が付加したイオンであるかを即座に
判断出来ないからである。そのため、擬分子イオンを推
定するためには、以下の複雑な試行錯誤の過程を経て分
子量の推定を行わなければならない。

【００１９】つまり、質量スペクトル中の取得した質量
スペクトル中の高質量領域において最強ピークを先ず擬
分子イオンと仮定する。次に、このマスピークとこのマ
スピーク周辺のイオンとの質量差を求める。そして、こ
れらの質量差が溶媒分子やアンモニュウムイオンの分子
量と一致するか否かを一つ一つ調べる。一致すれば、一
応、付加イオンの可能性がありと判断する。

【００２０】次に、別の質量のマスピークを擬分子イオ
ンと仮定し、同様のプロセスを経て擬分子イオンの推定
を行う。これら試行錯誤のくり返しの中で最も矛盾の少
ないものを、擬分子イオンと推定する。

【００２１】しかし、上述した推定解析は、解析者等の
人間により行われており、この推定解析の過程は、単に
試行錯誤を繰り返しているに過ぎない。そのため、推
定、仮定に予断が入り込みやすく、当然、見落としや思
い違いが発生しやすい。結局、過ちや見過ごしの可能性
が非常に高くなる。また、時間と労力を大量に消費する
結果となる。

【００２２】付加イオン等の出現の可能性は、化合物の
物理化学的性質、ＬＣ分析条件（溶離液の種類、ＰＨ、
流速、温度など）やＬＣ／ＭＳ装置の測定条件（ＥＳＩ
かＡＰＣＩかインターフェイスの電圧、温度、圧力等）
等に大きく影響される。解析は、これらの前提条件を加
味して行う必要がある。

【００２３】そのため、未知成分の質量スペクトルの解
析には、高度の知識と長い経験が要求される。一般に、
測定者と解析者とは異なる事が多いため、全ての分析条
件を測定者から解析者に伝えられず、解析に誤りが入り
込む事になる。

【００２４】さらに、複数の成分がオーバラップしてＬ
Ｃから溶出したような場合、または測定試料が混合物の
場合、質量スペクトルが混合物のスペクトルとなる。そ
して、この場合、マススペクトルは複雑となり、この質
量スペクトルの解析は経験者でも困難となる。

【００２５】また、ＬＣ／ＭＳの測定では、一日に１０
００マススペクトル以上取得することが、通常行われ
る。そのため、大量に取得した質量スペクトルの解析は
多くの時間と労力を必要とし、測定以上に解析に時間を
割かねばならなくなる。そのため、当然、解析の誤りが
発生しやすなる。これがＬＣ／ＭＳ定性分析の効率向上
の大きな妨げとなってきた。

【００２６】本発明の目的は、迅速に、かつ過ちの入り
込む事を防ぎ、擬分子イオン、ひいては試料の分子量を
高精度に推定することができる質量分析方法及び装置を
実現することである

【００２７】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するため、本発明は次のように構
成される。すなわち、大気圧又はその近傍の圧力下でイ
オンを生成し、生成したイオンを導入して質量分析して
得られる質量スペクトルを解析処理する質量分析方法に
おいて、上記得られた質量スペクトル中のうちの選択さ
れた質量と他の質量との間の質量差が、予め付加イオン
記憶手段に記憶された擬分子イオンと複数の付加イオン
種との間の複数の質量差にどれだけ一致するかを指標と
して求め、この求めた指標に基づいて、上記質量差が一
致する数が最も大となるイオンを擬分子イオンと推定す
るように構成される。

【００２８】自動的に分子イオンを推定することが可能
に構成されているので、迅速に、かつ過ちの入り込む事
を防ぎ、擬分子イオン、ひいては試料の分子量を高精度
に推定することができる質量分析方法を実現することが
できる。

【００２９】（２）好ましくは、上記（１）において、
推定された擬分子イオンの付加イオンを、一回の質量分
析毎に記憶し、所定の回数の質量分析における記憶され
た付加イオンの出現頻度数を求め、この求めた出現頻度
数に応じて、上記複数の付加イオン種に対して重み付け
を行い、この重み付けを上記付加イオン記憶手段に記憶
させ、この記憶された重み付けが、上記指標に加算さ
れ、擬分子イオンを推定する。

【００３０】出現頻度が高いイオン種については、重み
付けをして、付加イオン記憶手段に記憶させるするよう
に構成しているので、個々の質量分析装置により、数多
く分析される分析対象物の質量分析精度を向上すること
ができる。

【００３１】（３）また、好ましくは、上記（１）にお
いて、上記得られた質量スペクトルは、分析すべき成分
が出現していない部分の質量スペクトルであるバックグ
ラウンドスペクトルが、質量分析した質量スペクトルか
ら差し引かれた質量スペクトルである。

【００３２】（４）また、好ましくは、上記（１）、
（２）又は（３）において、上記付加イオン記憶手段に
は、質量分析に使用される溶媒の種類、イオン化の種
類、スペクトルの極性毎に分割された複数の記憶テーブ
ルに、擬分子イオンと複数の付加イオン種との間の複数
の質量差が記憶され、質量分析の分析条件により、適切
な記憶テーブルが選択される。

【００３３】質量分析の分析条件により、適切な記憶テ
ーブルが選択されるので、分析条件に応じた最適な、擬
分子の推定が可能となる。

【００３４】（５）また、好ましくは、上記（１）、
（２）、（３）又は（４）において、上記得られた質量
スペクトルは、質量分析した質量スペクトルに¹³Ｃの補
正を行った質量スペクトルである。

【００３５】（６）また、好ましくは、上記（１）、
（２）、（３）、（４）又は（５）において、上記質量
スペクトルは、棒グラフで表示され、擬分子イオンとこ
れの付加イオンとして推定された質量ピークを示す棒グ
ラフのバーは、その太さ又は色表示が、推定されていな
い他の質量ピークを示す棒グラフのバーの太さ又は色表
示と識別されて表示される。

【００３６】擬分子イオンと推定された質量ピークを示
す棒グラフのバーが、他のマスピークより太いバーで示
されるので、擬分子イオンを明確に示すことが出来る。

【００３７】（７）また、大気圧又はその近傍の圧力下
でイオンを生成する手段と、生成したイオンを導入して
質量分析する質量分析計と、この質量分析計から出力さ
れた質量スペクトルを解析処理するデータ処理手段とを
有する質量分析装置において、上記データ処理手段は、
擬分子イオンと複数の付加イオン種との間の複数の質量
差を記憶する付加イオン記憶手段と、上記得られた質量
スペクトル中のうちの選択された質量と他の質量との間
の質量差が、上記付加イオン記憶手段に記憶された複数
の質量差にどれだけ一致するかを指標として求め、この
求めた指標に基づいて、上記質量差が一致する数が最も
大となるイオンを擬分子イオンと推定する解析部と、を
備える。

【００３８】自動的に分子イオンを推定することが可能
に構成されているので、迅速に、かつ過ちの入り込む事
を防ぎ、擬分子イオン、ひいては試料の分子量を高精度
に推定することができる質量分析装置を実現することが
できる。

【００３９】（８）好ましくは、上記（７）において、
上記解析部は、推定した擬分子イオンの付加イオンを、
一回の質量分析毎に記憶し、所定の回数の質量分析にお
ける記憶した付加イオンの出現頻度数を求め、この求め
た出現頻度数に応じて、上記複数の付加イオン種に対し
て重み付けを行い、この重み付けを上記付加イオン記憶
手段に記憶させ、この記憶された重み付けを、上記指標
に加算し、擬分子イオンを推定する。

【００４０】出現頻度が高いイオン種については、重み
付けをして、付加イオン記憶手段に記憶させるするよう
に構成しているので、個々の質量分析装置により、数多
く分析される分析対象物の質量分析精度を向上すること
ができる。

【００４１】（９）また、好ましくは、上記（７）にお
いて、上記データ処理手段は、上記質量分析計から出力
された質量スペクトルから、分析すべき成分が出現して
いない部分の質量スペクトルであるバックグラウンドス
ペクトルを差し引き、この差し引かれた質量スペクトル
について、上記解析部が擬分子イオンを推定する。

【００４２】（１０）また、好ましくは、上記（７）、
（８）又は（９）において、上記付加イオン記憶手段に
は、質量分析に使用される溶媒の種類、イオン化の種
類、スペクトルの極性毎に分割された複数の記憶テーブ
ルに、擬分子イオンと複数の付加イオン種との間の複数
の質量差が記憶され、上記解析部は、質量分析の分析条
件により、適切な記憶テーブルを選択する。

【００４３】質量分析の分析条件により、適切な記憶テ
ーブルが選択されるので、分析条件に応じた最適な、擬
分子の推定が可能となる。

【００４４】（１１）また、好ましくは、上記（７）、
（８）、（９）又は（１０）において、上記データ処理
手段は、上記質量分析計から出力された質量スペクトル
に¹³Ｃの補正を行い、この補正を行った質量スペクトル
について、上記解析部が擬分子イオンを推定する。

【００４５】（１２）また、好ましくは、上記（７）、
（８）、（９）、（１０）又は（１１）記載の質量分析
装置において、上記データ処理手段は、データ表示部
を、さらに備え、上記データ表示部は、上記質量スペク
トルを、棒グラフで表示し、擬分子イオンとこれの付加
イオンとして推定された質量ピークを示す棒グラフのバ
ーを、その太さ又は色表示が、推定されていない他の質
量ピークを示す棒グラフのバーの太さ又は色表示と識別
して表示する。

【００４６】擬分子イオンと推定された質量ピークを示
す棒グラフのバーが、他のマスピークより太いバーで示
されるので、擬分子イオンを明確に示すことが出来る。

【００４７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
である質量分析方法を実現する質量分析装置の概略構成
図であり、液体クロマトグラフ（ＬＣ）に適用した場合
の例であり、図９に示した例と同等な部分には、同一の
符号が付されている。

【００４８】図１において、質量分析計４により分析さ
れた質量のマススペクトルは、データ処理装置６のマス
スペクトル記憶部６１に入力され、記憶される。そし
て、マススペクトル記憶部６１に記憶されたマススペク
トルは、解析部６２が、テーブル６３に格納された後述
する付加イオンテーブル（付加イオン記憶手段）を、参
照して、擬分子イオンを推定する。推定部６２によって
解析された結果は、表示部６４で棒グラフ等により表示
される。

【００４９】表１に示す付加イオンテーブルは、大気圧
化学イオン化の場合の良く出現する付加イオンを示すも
のである。なお、この付加イオンテーブル及び後述する
他の付加イオンテーブルは、本願の発明者らによる実験
により得られたものである。また、以下の付加イオンの
表の中で、プロトン化イオンから水分子が脱離した脱水
ピークも擬分子イオンの推定の決め手となるため表に加
えてある。

【００５０】

【表１】

【００５１】この表１の中で、アンモニアイオン付加イ
オン（Ｍ＋ＮＨ₄）⁺は、プロトン付加イオン（Ｍ＋Ｈ）
⁺と同様に、擬分子イオンの一つといえる。他のイオン
はこれら擬分子イオンに更に中性の溶媒分子等が付加し
たものである。ＡＰＣＩはＥＳＩと異なり、アルカリ金
属イオン（ＮａやＫイオン）が付加したイオンは一般に
出現しない。

【００５２】表２に示す付加イオンテーブルは、ＥＳＩ
スペクトル中に出現する擬分子イオンや付加イオンを示
すものである。

【００５３】

【表２】

【００５４】表２において、プロトン化イオンの他、ア
ルカリ金属イオンが付加した（Ｍ＋Ｎａ）⁺、（Ｍ＋
Ｋ）⁺イオン等は良く観察される。大気圧化学イオン化
（ＡＰＣＩ）と同様に、これらイオンに溶媒分子が付加
したイオンも良く出現する。

【００５５】上述した付加イオンテーブルは、外部入力
手段により、テーブル６３に入力可能となっている。

【００５６】図２は、データ処理装置６によるマススペ
クトルの解析の全体動作を示すフローチャートである。
図２のステップ１００において、解析部６２は、マスス
ペクトル記憶部６１からマススペクトルを読み出す。

【００５７】次に、ステップ１０１において、解析部６
２は、バックグラウンド処理及びノーマライズを行う。
普通、取得した質量スペクトルに溶媒イオンや不純物の
イオンが混入する。特に、質量分析計に導入される試料
の量が少ない場合、バックグラウンドは顕著になる。こ
のバックグラウンドは後の解析に誤りを起こさせる可
能性があるため、成分が出現していない部分の質量スペ
クトルをバックグラウンドスペクトルとして成分に相当
する質量スペクトルから差し引きを行う。

【００５８】そして、ノーマライズ処理においては、最
強度のイオンを１００として他のマスピークの相対強度
を求める。これにより、質量分析計に導入される試料の
量に依存せずに他のマススペクトルと比較が出来るよう
になる。

【００５９】また、実際の質量スペクトルは、ベースラ
イン近傍に、ノイズによるピークが存在する。これらは
以後の比較において妨害となるため、取り除く必要があ
る。このため、スレショルドレベルを設け、これを越え
たピークのみを比較の対象とし、ノイズの影響を排除す
る。

【００６０】次に、ステップ１０２において、同位体ピ
ークの除去を行う。自然の炭素中には約１％の¹³Ｃが含
まれる。この炭素の同位体に由来するマスピークを質量
スペクトルから取り除くことで、後の処理が正確さ増す
事が出来る。もし、イオンを構成する炭素の数がわかれ
ば、イオン強度に炭素数を乗じ、更にそれの１／１００
を求めれば、同位体の強度が概略求められる。しかし、
一般に、イオンを構成する炭素原子の数は、予め求める
ことはできない。

【００６１】そこで、ステップ１０２における以下の近
似により、おおよその炭素原子を推定することとする。
これにより、以下の擬分子イオン推定の処理は進められ
る。

【００６２】イオン強度Ｉｍの質量ｍのイオンから由来
する天然¹³Ｃ同位体の寄与は¹³Ｃ／¹²Ｃの比が１％であ
ることから、同位体の寄与分は、質量ｍ＋１のイオンに
対して、次式（１）で近似出来る。Ｉｍ×（ｍ／１４）×０．０１ −−−（１）そのため、同位体の寄与分を除去した質量ｍ＋１のイオ
ンのイオン強度Ｉm+1′は、次式（２）で求められる。Ｉm+1′＝Ｉm+1−Ｉm×（ｍ／１４）×０．０１ −−−（２）ここで、もしＩm+1′＜０なら、Ｉm+1′＝０とする。

【００６３】今、質量２００のイオンの強度を１００、
質量２０１のイオンの強度を２０とした場合、質量２０
０のイオンの質量２０１への同位体の寄与分は、次式
（３）で求めることができる。１００×（２００／１４）×０．０１＝１４．２ −−−（３）質量２０１のマスピーク強度２０の内、約１４が質量２
００のイオンの同位体ピークと見なされる。その結果、
２０−１４＝６、即ち、強度６が質量２０１の本来のイ
オン強度と見なされる。この処理により、図３に示した
質量スペクトルは、図４に示すように単純化される。

【００６４】そして、ステップ１０４において、ステッ
プ１０３にて推定された分子イオン等が、ＣＲＴやプリ
ンタ等の表示部６４に供給され、表示出力される。

【００６５】次に、上述したステップ１０３における擬
分子イオンの探索の詳細な処理を、図５のフローチャー
トに従って説明する。図５のステップ２００において、
解析部６２は、マススペクトル上に上記スレショルドレ
ベルを越えたピークを探索する。そして、そのピークを
探索すると、ステップ２０１に進む。

【００６６】ステップ２０１において、解析部６２は、
テーブル６３に記憶された付加イオンの表（上述した表
１、表２等）の質量差に質量ｍ／ｚを加算し、疑似マス
スペクトルを作成する。そして、ステップ２０２におい
て、解析部６２は、作成した疑似マススペクトル（イオ
ン強度は無いが）と取得したスペクトルの質量とを比較
し、両者の質量が一致すれば、指標Ｓに１を加えてい
き、最終的な指標Ｓを算出する。

【００６７】次に、ステップ２０３において、スレショ
ルドレベルを越える他のマスピークを探索する。そし
て、ステップ２０４において、比較すべきマスピークが
あれば、ステップ２０１に進み、上述したステップ２０
１〜２０３を実行する。ステップ２０４において、比較
すべきマスピークが他に存在しなければ、ステップ２０
５に進む。

【００６８】ステップ２０５においては、得られた指標
Ｓの値を比較して、最大から並び替え、ｍ／ｚと付加イ
オンとの可能性をＣＲＴやプリンタ等の表示部６４に表
示する。

【００６９】次に、ステップ２０６において、上述した
処理において、検出されたイオン種毎に、出現する頻度
数をカウントして、解析部６２内の記憶手段等に記憶す
る。そして、ステップ２０７において、測定が所定回数
だけ実行されていれば、ステップ２０６にて、カウント
された頻度数の高いイオン種の順に重み付けを行い、テ
ーブル６３に記憶された付加イオンテーブルを書き換え
る。そして、処理は終了となる。

【００７０】上述したステップ２０６及び２０７におけ
る重み付けは、ステップ２０２において、一致したイオ
ン種の重み付けされた値が指標Ｓに加算される。この加
算される値は、例えば、通常のイオン種を１とすれば、
出現頻度が高いイオン種の場合は、１．５等となる。

【００７１】このように、出現頻度が高いイオン種につ
いては、自動的に重み付けをして、付加イオンテーブル
を更新するように構成しているので、個々の質量分析装
置により、数多く分析される分析対象物の質量分析精度
を向上することができる。

【００７２】以上のように、本発明の第１の実施形態で
ある質量分析方法及び装置によれば、データ処理装置に
より、自動的に分子イオンを推定するように構成されて
いるので、迅速に、かつ過ちの入り込む事を防ぎ、擬分
子イオン、ひいては試料の分子量を高精度に推定するこ
とができる質量分析方法及び装置を実現することができ
る。

【００７３】さらに、本発明の第１の実施形態によれ
ば、出現頻度が高いイオン種については、自動的に重み
付けをして、付加イオンテーブルを自動的手に更新する
ように構成しているので、個々の質量分析装置により、
数多く分析される分析対象物の質量分析精度を向上する
ことができる。

【００７４】図６は、本発明の第２の実施形態である質
量分析方法の動作フローチャートである。この第２の実
施形態の質量分析方法を実現する質量分析装置の構成に
ついては、上述した第１の実施形態における構成と同様
となるので、図示及びその説明は省略する。また、この
第２の実施形態は、上述した第１の実施形態と異なり、
質量差から指標を求める方法である。

【００７５】図６のステップ３００において、解析部６
２は、記憶部６１からマススペクトルを読み出す。ここ
で、バックグラウンドの減算を経て得られたマススペク
トルを図３に示すものとする。

【００７６】そして、この図３のマススペクトルに、同
位体の処理を施し、図４に示すマススペクトルが得られ
る。次に、ステップ３０１において、読みだしたマスス
ペクトルから所定のスレスシュルドレベルを越えたピー
クを探索する。図４の例では、質量２００、２１７、２
３２、２４９とする。

【００７７】次に、ステップ３０２において、選び出さ
れたピークのうち、一番質量が小さいピークを選び出
す。この場合、質量２００である。そして、ステップ３
０３において、選ばれた質量２００のピークと、他の選
ばれたピークの質量（２１７、２３２、２４９）との質
量差を算出する。この場合、１７、３２、４９が算出さ
れる。

【００７８】続いて、ステップ３０４において、算出し
た質量差とテーブル６３に記憶された付加イオンテーブ
ルとを比較し、一致すれば、カウントアップする。つま
り、イオン化がＡＰＣＩで正イオンの場合、付加イオン
テーブルは、上記表１を利用する。

【００７９】そして、上記３つの質量差が、表１に存在
するか否かを調べ、質量差が表中に存在すれば指標Ｓに
１を加える。この場合、質量差３つが合致するので、指
標は３となる。

【００８０】そして、ステップ３０５において、スコ
ア、つまり、得られた指標Ｓを記憶し、次のマスピーク
を選びだす。この場合においては、質量２１７が選ばれ
る。次に、ステップ３０６において、比較するピークが
あるか否かを判定する。

【００８１】この場合、質量２１７に比較するピーク
は、２００、２３２と２４９とが存在するため、ステッ
プ３０３に戻る。ステップ３０３では、質量２１７と他
のイオンの質量差を求める。この場合、−１７、１５、
３２が得られる。

【００８２】続いて、上述したステップ３０４と同様
に、これらの質量差と表１とを比較する。この場合、合
致するものは一つしか無いため、指標Ｓは１となる。以
降、同様に、ステップ３０５、３０６を実行し、次々に
擬分子イオンを仮定して質量差を求め、指標Ｓを算出し
て行く。その結果を以下に示す。

【００８３】

【表３】

【００８４】上記結果から、擬分子イオンとして、指標
Ｓが３である２００が最も可能性が高い。

【００８５】次に、ステップ３０７において、スコア
（指標Ｓ）を並び替えて、最高スコアから順番に、表示
部６４により、出力する。次のステップ３０８及び３０
９は、図５に示したステップ２０６及び２０７と同様で
あるので、説明は省略する。

【００８６】上述した例は、図４に示したマススペクト
ルから分子イオンを推定する経過であるが、次に、図７
に示したマススペクトルから分子イオンを推定する経過
を説明する。

【００８７】この図７に示す質量スペクトルは、混合物
の質量スペクトルである。そのため、多数のイオンが一
つのマススペクトル上に出現している。そして、この場
合、選択されるマスピークは、１８２、２００、２１
２、２１７、２３０、２３２、２４７、２６２となる。
これら選択されたピークにちて、上述と同様の過程にし
たがって指標Ｓを求めていく。その結果を以下に示す。

【００８８】

【表４】

【００８９】上記結果から、仮定のＮｏ．２とＮｏ．５
とが同じ指標値３を示している。この場合、擬分子イオ
ン２００と２３０との２つの成分が混合していると推定
できる。

【００９０】このように、上述した手法を使えば、例
え、試料が混合物の場合でも擬分子イオンを正確に推定
できる。

【００９１】以上に示した付加イオンの表に加えて、次
に示すＡＰＣＩ、ＥＳＩ負イオン負かイオンの表もテー
ブル６３にに記憶されている。

【００９２】

【表５】

【００９３】上述した付加イオンの表は、イオン化モー
ド（ＥＳＩかＡＰＣＩか）、正イオンか負イオンかによ
り切り替えて使用する。これは、質量分析計に直結した
データ処理装置なら、取得したデータがどのような分析
モードで取得したかが理解できるため、自動的に表の選
択は出来る。もちろんキーボード等の外部入力手段によ
り、テーブル６３に記憶された表の選択を行ってもよ
い。

【００９４】また、質量分析に使用される溶媒の種類、
イオン化の種類、スペクトルの極性毎に分割された複数
の記憶テーブルに、擬分子イオンと複数の付加イオン種
との間の複数の質量差を記憶しておき、質量分析の分析
条件により、適切な記憶テーブルを解析部６２により選
択するように構成することもできる。

【００９５】以上、説明した本発明の第２の実施形態に
おいても、第１の実施形態と同様な効果を得ることがで
きる。

【００９６】なお、化合物や分析条件により、付加イオ
ンの様子も変わる場合がある。この場合は、取得したデ
ータを研究者が解析し擬分子イオンを特定出来れば、こ
れをデータ処理装置のメモリに転送し、研究者特有の付
加テーブルを作ることが出来る。

【００９７】また、上述した類似度の指標の計算法につ
いては、イオンの強度をまったく加味せず、単にスレシ
ョルドレベルを越えたピークについてカウントしたが、
イオン強度をこのカウントの重みとして利用する事も出
来る。

【００９８】また、付加イオンの表もイオン強度を無視
した場合について説明したが、多くのスペクトルが既に
取得されていることから、これを積算し平均パターンを
求めこれを表として記憶させることもできる。この場
合、比較する２つのスペクトル（表と取得されたスペク
トル）イオンのイオン強度の平均値を重みとすれば良
い。

【００９９】以上の分子イオン推定の後、この結果をＣ
ＲＴ等の表示部６４に表として、棒グラフ（バーグラ
フ）と併せて表示すれば良い。また、図８に示すよう
に、バーグラフに擬分子イオン、付加イオンの関連がわ
かるように、擬分子イオンと付加イオンとを他のマスピ
ークより太いバーで示すことで擬分子イオンを明確に示
すことが出来る。

【０１００】また、擬分子イオンとその付加イオンの組
合わせを同じ色の棒で示し、他の擬分子イオンのグルー
プを別の色で示しても良い。要は、擬分子イオンが明瞭
にバーグラフ上に示されればよい。これにより、混合物
の場合には、より直感的に状況を把握出来る様になる。

【０１０１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、次のような効果がある。データ処理装置に
より、自動的に分子イオンを推定するように構成されて
いるので、迅速に、かつ過ちの入り込む事を防ぎ、擬分
子イオン、ひいては試料の分子量を高精度に推定するこ
とができる質量分析方法及び装置を実現することができ
る。

【０１０２】さらに、出現頻度が高いイオン種について
は、自動的に重み付けをして、付加イオンテーブルを自
動的手に更新するように構成しているので、個々の質量
分析装置により、数多く分析される分析対象物の質量分
析精度を向上することができる。

【０１０３】また、擬分子イオンの推定、ひいては分子
量の推定が解析者の経験の有無を問わず出来る。また。
混合物の場合も複数の化合物の組合わせを推定出来るた
め、解析誤りや時間の浪費を防ぐ事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である質量分析方法を
実現する質量分析装置の概略構成図である。

【図２】図１のデータ処理装置によるマススペクトルの
解析の全体動作を示すフローチャートである。

【図３】大気圧イオン化で得られる質量スペクトルを示
すグラフである。

【図４】スレショルド処理及び同位体処理が行われた質
量スペクトルを示すグラフである。

【図５】擬分子イオンの探索の詳細な処理を示すフロー
チャートである。

【図６】本発明の第２の実施形態である質量分析方法の
動作フローチャートである。

【図７】混合物の質量スペクトルを示すグラフである。

【図８】擬分子イオンと付加イオンとを他のマスピーク
より太いバーグラフで示したグラフである。

【図９】従来における液体クロマト直結質量分析計の概
略構成図である。

【図１０】大気圧イオン化により得られる質量スペクト
ルの一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１液体クロマトグラフ（ＬＣ）２ＥＳＩプローブ３イオン４質量分析計６データ処理装置６１記憶部６２解析部６３テーブル６４表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大気圧又はその近傍の圧力下でイオンを生
成し、生成したイオンを導入して質量分析して得られる
質量スペクトルを解析処理する質量分析方法において、上記得られた質量スペクトル中のうちの選択された質量
と他の質量との間の質量差が、予め付加イオン記憶手段
に記憶された擬分子イオンと複数の付加イオン種との間
の複数の質量差にどれだけ一致するかを指標として求
め、この求めた指標に基づいて、上記質量差が一致する
数が最も大となるイオンを擬分子イオンと推定すること
を特徴とする質量分析方法。
【請求項２】請求項１記載の質量分析方法において、推
定された擬分子イオンの付加イオンを、一回の質量分析
毎に記憶し、所定の回数の質量分析における記憶された
付加イオンの出現頻度数を求め、この求めた出現頻度数
に応じて、上記複数の付加イオン種に対して重み付けを
行い、この重み付けを上記付加イオン記憶手段に記憶さ
せ、この記憶された重み付けが、上記指標に加算され、
擬分子イオンを推定することを特徴とする質量分析方
法。
【請求項３】請求項１記載の質量分析方法において、上
記得られた質量スペクトルは、分析すべき成分が出現し
ていない部分の質量スペクトルであるバックグラウンド
スペクトルを、質量分析した質量スペクトルから差し引
いた質量スペクトルであることを特徴とする質量分析方
法。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の質量分析方法に
おいて、上記付加イオン記憶手段には、質量分析に使用
される溶媒の種類、イオン化の種類、スペクトルの極性
毎に分割された複数の記憶テーブルに、擬分子イオンと
複数の付加イオン種との間の複数の質量差が記憶され、
質量分析の分析条件により、適切な記憶テーブルが選択
されることを特徴とする質量分析方法。
【請求項５】請求項１、２、３又は４記載の質量分析方
法において、上記得られた質量スペクトルは、質量分析
した質量スペクトルに¹³Ｃの補正を行った質量スペクト
ルであることを特徴とする質量分析方法。
【請求項６】請求項１、２、３、４又は５記載の質量分
析方法において、上記質量スペクトルは、棒グラフで表
示され、擬分子イオンとこれの付加イオンとして推定さ
れた質量ピークを示す棒グラフのバーは、その太さ又は
色表示が、推定されていない他の質量ピークを示す棒グ
ラフのバーの太さ又は色表示と識別されて表示されるこ
とを特徴とする質量分析方法。
【請求項７】大気圧又はその近傍の圧力下でイオンを生
成する手段と、生成したイオンを導入して質量分析する
質量分析計と、この質量分析計から出力された質量スペ
クトルを解析処理するデータ処理手段とを有する質量分
析装置において、上記データ処理手段は、擬分子イオンと複数の付加イオン種との間の複数の質量
差を記憶する付加イオン記憶手段と、上記得られた質量スペクトル中のうちの選択された質量
と他の質量との間の質量差が、上記付加イオン記憶手段
に記憶された複数の質量差にどれだけ一致するかを指標
として求め、この求めた指標に基づいて、上記質量差が
一致する数が最も大となるイオンを擬分子イオンと推定
する解析部と、を備えることを特徴とする質量分析装
置。
【請求項８】請求項７記載の質量分析装置において、上
記解析部は、推定した擬分子イオンの付加イオンを、一
回の質量分析毎に記憶し、所定の回数の質量分析におけ
る記憶した付加イオンの出現頻度数を求め、この求めた
出現頻度数に応じて、上記複数の付加イオン種に対して
重み付けを行い、この重み付けを上記付加イオン記憶手
段に記憶させ、この記憶された重み付けを、上記指標に
加算し、擬分子イオンを推定することを特徴とする質量
分析装置。
【請求項９】請求項７記載の質量分析装置において、上
記データ処理手段は、上記質量分析計から出力された質
量スペクトルから、分析すべき成分が出現していない部
分の質量スペクトルであるバックグラウンドスペクトル
を差し引き、この差し引かれた質量スペクトルについ
て、上記解析部が擬分子イオンを推定することを特徴と
する質量分析装置。
【請求項１０】請求項７、８又は９記載の質量分析装置
において、上記付加イオン記憶手段には、質量分析に使
用される溶媒の種類、イオン化の種類、スペクトルの極
性毎に分割された複数の記憶テーブルに、擬分子イオン
と複数の付加イオン種との間の複数の質量差が記憶さ
れ、上記解析部は、質量分析の分析条件により、適切な
記憶テーブルを選択することを特徴とする質量分析装
置。
【請求項１１】請求項７、８、９又は１０記載の質量分
析装置において、上記データ処理手段は、上記質量分析
計から出力された質量スペクトルに¹³Ｃの補正を行い、
この補正を行った質量スペクトルについて、上記解析部
が擬分子イオンを推定することを特徴とする質量分析装
置。
【請求項１２】請求項７、８、９、１０又は１１記載の
質量分析装置において、上記データ処理手段は、データ
表示部を、さらに備え、上記データ表示部は、上記質量
スペクトルを、棒グラフで表示し、擬分子イオンとこれ
の付加イオンとして推定された質量ピークを示す棒グラ
フのバーを、その太さ又は色表示が、推定されていない
他の質量ピークを示す棒グラフのバーの太さ又は色表示
と識別して表示することを特徴とする質量分析装置。