WO2015132901A1 - 質量分析方法及び質量分析装置 - Google Patents

Abstract

　分析対象化合物から生成されるイオンのうちの１乃至複数個のイオンを基準イオンとし、該基準イオンについて得たマスクロマトグラムを用いて試料中に含まれる前記分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う質量分析方法において、前記１乃至複数個の基準イオンのそれぞれについて、１乃至複数個の基準イオン候補を設定し、前記設定された基準イオン候補のそれぞれについて前記試料のマスクロマトグラムを取得し、前記マスクロマトグラム上の所定位置に現れるピークと、予め設定されたモデルピークとの形状類似度を求め、前記形状類似度が所定値以上であるピークに対応する基準イオン候補を前記基準イオンとして決定する。

Description

質量分析方法及び質量分析装置

　本発明は、分析対象化合物から生成されるイオンのうち１乃至複数個のイオンを、定量イオンや確認イオンなどの基準イオンとし、該基準イオンについて取得したマスクロマトグラムを用いて試料に含まれる前記分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う質量分析方法及び装置に関する。

　試料に含まれる成分の定性分析や定量分析を行うために、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）や液体クロマトグラフ（ＬＣ）等のクロマトグラフと、四重極型質量分析計等の質量分析装置とを組み合わせたクロマトグラフ質量分析装置が広く用いられている。
　クロマトグラフ質量分析装置では、クロマトグラフによって時間的に分離された、試料中の複数の成分を順に質量分析装置に導入し、それらの定性分析や定量分析を行う。

　クロマトグラフ質量分析装置を用いて試料の定性分析や定量分析を行う際には、予め分析対象化合物を特徴づけるイオンを、定量イオン及び確認イオンとして設定する。種々の化合物にそれぞれ対応する定量イオンと確認イオンは、該化合物の標品を質量分析した結果に基づいて１乃至複数組設定され、データベースに保存されている。そこで、分析者は該データベースを参照して定量イオン及び確認イオンを設定する。そして、試料をクロマトグラフ質量分析して得られる定量イオンのマスクロマトグラムのピークと確認イオンのマスクロマトグラムのピークの強度比（あるいは面積比）を用いて化合物を同定（定性）し、定量イオンのマスクロマトグラムのピークの強度（面積）から化合物を定量する（例えば特許文献１、２）。

特開2011-242255号公報 特開2012-132799号公報 特開2013-15485号公報 特開2012-104389号公報

　データベースに保存されている、種々の化合物に対応する定量イオンと確認イオンは、該化合物以外の成分を含まない標品の質量分析の結果に基づいて決められている。しかし、実際の試料には複数の成分が含まれており、夾雑成分が分析対象化合物とほぼ同じ保持時間で溶出し、そのイオンが分析対象化合物とほぼ同じ質量電荷比を有する場合がある。この場合には、マスクロマトグラム上で、夾雑成分由来のイオンのピークが分析対象化合物由来のイオンのピークと重なってしまい、夾雑成分の含有量を含む、誤った値を分析対象化合物の定量値としてしまうことになる。

　そのため、分析者は、試料の定量イオンや確認イオンについて得たマスクロマトグラムに、夾雑成分から生成したイオンのピークが重なっていないかをピーク形状等から確認し、重なっている場合には別のイオンを定量イオンや確認イオンとして設定し直す、という作業を行っている。しかし、こうした作業には時間がかかり、また、分析者への負荷も大きい、という問題があった。
　こうした問題は、上記以外に、ＭＳ／ＭＳ装置を用いた多重反応モニタリング（ＭＲＭ：Multiple Reaction Monitoring）分析において、上記定量イオンに対応するプリカーサイオンとプロダクトイオンの組である定量ＭＲＭトランジションや、上記確認イオンに対応する確認ＭＲＭトランジションを設定する場合にも生じる。
　なお、以降の説明において、定量イオン、確認イオン、定量ＭＲＭトランジション、及び確認ＭＲＭトランジションを適宜、「基準イオン」と呼ぶ。

　本発明が解決しようとする課題は、試料中に含まれる分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う際に、夾雑成分の影響を受けない基準イオンを容易に決定することができるクロマトグラフ質量分析方法及び装置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は、分析対象化合物から生成されるイオンのうちの１乃至複数個のイオンを基準イオンとし、該基準イオンについて得たマスクロマトグラムを用いて試料中に含まれる前記分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う質量分析方法であって、
　a) 前記１乃至複数個の基準イオンのそれぞれについて、１乃至複数個の基準イオン候補を設定し、
　b) 前記設定された基準イオン候補のそれぞれについて前記試料のマスクロマトグラムを取得し、
　c) 前記マスクロマトグラム上の所定位置に現れるピークと、予め設定されたモデルピークとの形状類似度を求め、
　d) 前記形状類似度が所定値以上であるピークに対応する基準イオン候補を前記基準イオンとして決定する
　ことを特徴とする。

　基準イオンとしては、例えば、上述した定量イオンや確認イオンのほか、プリカーサイオンとプロダクトイオンの組である定量ＭＲＭトランジションや、確認ＭＲＭトランジションを挙げることができる。また、上記マスクロマトグラム上の所定位置とは、分析対象化合物の保持時間に対応する位置をいう。

　本発明に係る質量分析方法では、マスクロマトグラム上の所定位置に現れるピークと、予め設定されたモデルピークとの形状類似度を求め、その値が所定値以上であるピークに対応するイオンを基準イオンとして決定する。マスクロマトグラム上に存在するピークが、単一のイオンのみによるピークである場合、その形状は例えばガウス関数で表されるモデルピークの形状に近くなる。一方、夾雑成分由来のイオンのピークが重なっている場合には、ピーク形状が崩れ、モデルピークとの形状類似度が低くなる。そのため、形状類似度が所定値以上であるピークが得られるイオンを基準イオンとすることにより、夾雑成分の影響を受けない基準イオンを決定することができる。本発明に係るクロマトグラフ質量分析方法を用いると、分析者は、マスクロマトグラムのピークの形状を自ら確認することなく、夾雑成分の影響を受けない基準イオンを容易に決定することができる。

　上記モデルピークとしては、例えば、ガウス関数等の関数で表されるピークや、測定対象化合物の標品を実際に分析して得たピークを用いることができる。また、形状類似度は、例えばピアソン相関法により求めることができる。

　本発明の第２の態様は、分析対象化合物から生成されるイオンのうちの１乃至複数個のイオンを基準イオンとし、該基準イオンについて得たマスクロマトグラムを用いて試料中に含まれる前記分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う質量分析装置であって、
　a) モデルピークのピーク形状に関するモデルピーク情報が保存された記憶部と、
　b) 使用者の入力指示に従って、前記１乃至複数個の基準イオンのそれぞれについて、１乃至複数個の基準イオン候補を設定する基準イオン候補設定部と、
　c) 前記設定された基準イオン候補のそれぞれについて前記試料のマスクロマトグラムを取得するマスクロマトグラム取得部と、
　d) 前記モデルピーク情報に基づき、前記マスクロマトグラム上の所定位置に現れるピークと前記モデルピークの形状類似度を求める形状類似度算出部と、
　e) 前記形状類似度が所定値以上であるピークに対応する基準イオン候補を前記基準イオンとして決定する基準イオン決定部と、
　を備えることを特徴とする。

　上記課題を解決するために成された本発明の第３の態様は、分析対象化合物から生成されるイオンのうちの２種類のイオンを定量イオン及び確認イオンとし、それらのイオンについて得たマスクロマトグラムを用いて試料中に含まれる前記分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う質量分析方法であって、
　a) 定量イオン候補と確認イオン候補の組を１乃至複数組設定し、
　b) 前記設定された定量イオン候補と確認イオン候補の組のそれぞれについて前記試料のマスクロマトグラムを取得し、
　c) 前記定量イオン候補のマスクロマトグラム、及び前記確認イオン候補のマスクロマトグラム上の所定位置に現れるピークの面積比又は強度比の値を求め、
　d) 前記面積比又は強度比の値が予め設定された範囲内の値である場合に、対応する定量イオン候補及び確認イオン候補の組を定量イオン及び確認イオンの組として決定する
　ことを特徴とする。

　上述したように、種々の化合物に対応する定量イオンと確認イオンは、該化合物の標品を質量分析した結果に基づいて１乃至複数組設定され、それらについて得たマスクロマトグラムのピークの面積比及び／又は強度比の値と共にデータベース化されている。従って、上記範囲は、該データベースの情報を参照して予め設定しておくことができる。
　上記定量イオン及び確認イオンには、定量ＭＲＭトランジション及び確認ＭＲＭトランジションも含まれる。

　上記第３の態様では、ピークの形状ではなく、２種類のイオンのマスクロマトグラムのピーク面積比又は強度比に基づいて定量イオン及び確認イオンを決定する。定量イオンや確認イオンのマスクロマトグラムのピークに夾雑成分由来のイオンのピークが重なると、そのピークの面積や強度に夾雑成分由来のイオンのピークの面積や強度が加算され、定量イオンと確認イオンのピークの面積比や強度比の値がデータベースに保存された値の範囲から外れる。従って、マスクロマトグラムのピークの面積比又は強度比の値がデータベースを参照して決められた所定の範囲内であるイオンの組を用いることで、夾雑成分の影響を受けない定量イオン及び確認イオンを決定することができる。

　上記課題を解決するために成された本発明の第４の態様は、分析対象化合物から生成されるイオンのうちの２種類のイオンを定量イオン及び確認イオンとし、それらイオンについて得たマスクロマトグラムを用いて試料中に含まれる前記分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う質量分析装置であって、
　a) 前記分析対象化合物に対応する、定量イオン候補と確認イオン候補の１乃至複数の組のそれぞれについてマスクロマトグラムのピークの面積比及び／又は強度比に関するイオン組情報が保存された記憶部と、
　b) 使用者の入力指示に従って、定量イオン候補と確認イオン候補の組を１乃至複数組設定するイオン候補組設定部と、
　c) 前記設定された定量イオン候補と確認イオン候補の組について前記試料のマスクロマトグラムを取得するマスクロマトグラム取得部と、
　d) 前記定量イオン候補のマスクロマトグラム、及び前記確認イオン候補のマスクロマトグラム上の所定位置にそれぞれ現れるピークの面積比又は強度比の値を求めるピーク比算出部と、
　e) 前記イオン組情報に基づき、定量イオン候補及び確認イオン候補の組の中から定量イオンと確認イオンの組を決定するイオン組決定部と、
　を備えることを特徴とする。

　本発明に係る質量分析方法及び装置を用いることにより、質量分析によって試料中に含まれる分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う際に、夾雑成分の影響を受けない基準イオンを容易に決定することができる。

実施例１の質量分析装置の要部構成図。 実施例１において用いられる化合物情報の例。 実施例１の質量分析方法におけるフローチャート。 実施例１におけるピーク形状とピーク強度を説明する図。 実施例２の質量分析装置のデータ処理部の構成を説明する図。 実施例２において用いられる化合物情報の例。 実施例２の質量分析方法におけるフローチャート。 実施例３の質量分析装置のデータ処理部の構成を説明する図。 実施例３において用いられる化合物情報の例。 実施例３の質量分析方法におけるフローチャート。 プロダクトイオンスキャン測定により取得したマスクロマトグラムの例。 従来の方法により決定したＭＲＭトランジションについて取得したマスクロマトグラムにおけるピーク形状の例。 ＣＥ値に対するプロダクトイオン強度の変化を説明するグラフ。 実施例４の質量分析装置のデータ処理部の構成を説明する図。 実施例４の質量分析方法におけるフローチャート。 実施例４においてプロダクトイオン強度グラフの形状類似度が高い範囲の例を説明する図。

　以下、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、図面を参照して説明する。

　図１に、実施例１の液体クロマトグラフ質量分析装置の要部構成図を示す。
　本実施例の液体クロマトグラフ質量分析装置において、液体クロマトグラフ部１は、移動相が貯留された移動相容器１１０と、移動相を吸引して一定流量で送給するポンプ１１１と、移動相中に予め用意された所定量の試料を注入するインジェクタ１１２と、試料に含まれる各種化合物を時間方向に分離するカラム１１３と、を備えている。ポンプ１１１は移動相容器１１０から移動相を吸引して一定流量でカラム１１３に送給する。インジェクタ１１２から一定量の試料液が移動相中に導入されると、移動相の流れに乗って試料はカラム１１３に導入され、カラム１１３を通過する間に試料中の各種化合物が時間方向に分離されてカラム１１３出口から溶出し、質量分析装置２に導入される。

　質量分析装置２は、略大気圧であるイオン化室２０と、真空ポンプ（図示なし）により真空排気される高真空の分析室２３との間に、段階的に真空度が高められた第１、第２中間真空室２１、２２を備えた多段差動排気系の構成を有している。イオン化室２０には、試料溶液に電荷を付与しながら噴霧するエレクトロスプレイイオン化用（ＥＳＩ）プローブ２０１が設置され、イオン化室２０と次段の第１中間真空室２１との間は細径の加熱キャピラリ２０２を通して連通している。第１中間真空室２１と第２中間真空室２２の間は頂部に小孔を有するスキマー２１２で隔てられ、第１中間真空室２１と第２中間真空室２２にはそれぞれ、イオンを収束させつつ後段へ輸送するためのイオンガイド２１１、２２１が設置されている。分析室２３には、多重極イオンガイド２３３が内部に設置されたコリジョンセル２３２を挟んで、イオンを質量電荷比に応じて分離可能な前段四重極マスフィルタ（Ｑ１）２３１と、同じくイオンを質量電荷比に応じて分離可能な後段四重極マスフィルタ（Ｑ３）２３４が配置され、さらに、後段四重極マスフィルタ２３４に続いてイオン検出器２３５が設置されている。ＥＳＩプローブ２０１、イオンガイド２１１、２２１、２３３、四重極マスフィルタ２３１、２３４などには、それぞれ電源部３から所定の電圧が印加される。なお、四重極マスフィルタ２３１、２３４はそれぞれ、メインロッド電極の前段に、入口端での電場の乱れを補正するためのプリロッド電極を有しており、プリロッド電極にはメインロッド電極とは異なる電圧が印加できるようになっている。

　質量分析装置２は、ＭＳ／ＭＳ分析を実行可能な構成を有しているが、実施例１ではＭＳ分析を行うため、前段四重極マスフィルタ２３１のみを質量分離部として使用し、コリジョンセル２３２内にはＣＩＤガスを供給せず、また、多重極イオンガイド２３３や後段四重極マスフィルタ２３４には、前段四重極マスフィルタ２３１において質量分離されたイオンがそのまま通過するような電圧が印加される。本実施例のＬＣ／ＭＳ／ＭＳ装置の代わりに、ＭＳ分析に特化した構成の質量分析装置を組み合わせたＬＣ／ＭＳ装置を用いてもよい。

　質量分析装置２において、カラム１１３からの溶出液がエレクトロスプレイイオン化用プローブ２０１に到達すると、該プローブ２０１先端において電荷が付与されながら溶出液が噴霧される。噴霧により形成された帯電液滴は付与された電荷による静電気力の作用によって分裂しながら微細化され、その過程で溶媒は気化し化合物由来のイオンが飛び出す。こうして生成されたイオンは加熱キャピラリ２０２を通して第１中間真空室２１に送られ、イオンガイド２１１で収束されてスキマー２１２頂部の小孔を経て第２中間真空室２２に送られる。そして、化合物由来のイオンはイオンガイド２２１で収束されて分析室２３に送られ、前段四重極マスフィルタ２３１の長軸方向の空間に導入される。なお、イオン化法としてはエレクトロスプレイイオン化法に限らず、大気圧化学イオン化法や大気圧光イオン化法などを用いてもよい。

　ＭＳ分析を行う前段四重極マスフィルタ２３１の各ロッド電極には、電源部３から所定の電圧（高周波電圧と直流電圧とが重畳された電圧）が印加される。前段四重極マスフィルタ２３１に送り込まれた各種イオンの中で、前段四重極マスフィルタ２３１の各ロッド電極に印加されている電圧に応じた特定の質量電荷比を有するイオンのみが該フィルタ２３１を通過する。そして、コリジョンセル２３２及び後段四重極マスフィルタ２３４を通過してイオン検出器２３５で検出される。イオン検出器２３５は例えばパルスカウント型検出器であり、入射したイオンの数に応じた個数のパルス信号を検出信号としてデータ処理部４へと出力する。

　データ処理部４は、記憶部４１を有するとともに、機能ブロックとして、基準イオン候補設定部４２、マスクロマトグラム取得部４３、形状類似度算出部４４、及び基準イオン決定部４５を備えている。記憶部４１には、ガウス関数、EMG関数、Bigaussian関数、Skew Normal関数等のモデルピーク関数情報と、分析対象化合物に関する保持時間（又は保持指標）、基準イオン候補の質量電荷比とピーク強度に関する化合物情報が保存されている。図２に、記憶部４１に保存される化合物Ａの化合物情報の一例を示す。化合物情報は、該化合物の標品を質量分析した結果に基づいて予め作成されたものである。

　また、データ処理部４は、液体クロマトグラフ部１のポンプ１１１やインジェクタ１１２、質量分析装置２の電源部３やＣＩＤガス供給部（図示せず）などの各部の動作をそれぞれ制御する制御部５との間で適宜に信号を送受信するように構成されている。データ処理部４の実体はパーソナルコンピュータであり、該コンピュータに予めインストールされたデータ処理用ソフトウェアを実行することにより、データ処理部４としての機能を発揮させるようにすることができる。また、データ処理部４には、入力部６、表示部７が接続されている。

　以下、実施例１の質量分析方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。
　分析者が、記憶部４１に保存されている化合物Ａの化合物情報を参照して、化合物Ａに対する基準イオン候補を複数入力すると、基準イオン候補設定部４２はそれらを基準イオン候補として設定する（ステップＳ１）。あるいは、基準イオン候補設定部４２が記憶部４１から化合物情報を読み出し、該情報に基づいて自動的に基準イオン候補を設定するようにしてもよい。

　続いて、マスクロマトグラム取得部４３は、制御部５に対して所定の信号を出力し、液体クロマトグラフ部１及び質量分析装置２を動作させて、複数の基準イオン候補のそれぞれについてマスクロマトグラムを取得する（ステップＳ２）。具体的には、分析対象化合物である化合物Ａを含む試料を液体クロマトグラフ部のインジェクタ１１２から注入して所定の移動相の流れに乗せ、カラム１１３を通過させて質量分析装置２に導入する。質量分析装置２では、電源部３から所定の電圧が印加された四重極マスフィルタ２３１において基準イオン候補に設定されたイオンが選別され、イオン検出器２３５で検出される。マスクロマトグラム取得部４３は、イオン検出器２３５からの検出信号に基づいて基準イオン候補のマスクロマトグラムを作成し、記憶部４１に保存するとともに表示部７の画面上に表示する。

　全ての基準イオン候補についてマスクロマトグラムを取得すると、形状類似度算出部４４は、各マスクロマトグラムにおいて化合物Ａの保持時間taに対応する位置のピークを抽出し、モデルピークとの形状類似度を算出する（ステップＳ３）。本実施例のように複数のモデルピーク関数が存在する場合には、分析者に使用する関数を指定させ、その関数を用いて形状類似度を計算する。形状類似度は、ピアソン相関係数や、コサイン類似度、スピアマンの順位相関係数、ケンドールの順位相関係数、Jaccard係数、Dice係数、Simpson係数を用いる方法等、種々の方法により算出することができる。あるいは、ベクトル同士の距離（ユークリッド距離、マンハッタン距離、チェビシェフ距離、ミンコフスキー距離等）を用いてモデルピークとの相違度を求めることにより類似度を算出してもよい。

　図４(a)～(d)に、それぞれ基準イオン候補a～dについて取得したマスクロマトグラムのピークと、形状類似度、及び強度値を示す。基準イオン決定部４５は、まず、ピークの計所類似度が所定値（本実施例では80）以上である基準イオン候補a, c, dを選出する。そして、これらの基準イオン候補の中から強度値が大きい順に基準イオン候補a, cを選出して、これらを定量イオン、確認イオンに決定する（ステップＳ４）。なお、基準イオンとして定量イオンのみを決定する場合には、強度値が最も大きい基準イオン候補aのみを選出し、定量イオンとして決定する。

　図４(b)に示すように、基準イオン候補bのピークには、ピークの裾に別のピークが現れており、目的化合物のピークに夾雑成分のピークが重なっている。こうしたピークの場合、モデルピークとの形状類似度が低く算出される。従って、形状類似度が所定値以上である基準イオン候補のみを選出することにより、夾雑成分の影響を受けない基準イオンを決定することができる。

　次に、実施例２のクロマトグラフ質量分析装置及び方法について説明する。本実施例のクロマトグラフ質量分析装置は、データ処理部１４を除いて実施例１のクロマトグラフ質量分析装置と同様の構成を有しているため、データ処理部１４の構成のみを図５に示す。

　データ処理部１４は、記憶部１４１を有するとともに、機能ブロックとして、イオン候補組設定部１４２、マスクロマトグラム取得部１４３、ピーク比算出部１４４、及びイオン組決定部１４５を備えている。記憶部１４１には、各種の化合物に関する保持時間（又は保持指標）、定量イオン候補と確認イオン候補それぞれの質量電荷比と、両イオン候補のピーク強度比（又は面積比）に関する化合物情報が保存されている（図６参照）。

　以下、本実施例の液体クロマトグラフ質量分析装置の動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。
　まず、基準イオン候補設定部４２は、分析者の入力に基づいて、あるいは記憶部１４１に保存されている化合物情報に基づいて自動的に、定量イオン候補と確認イオン候補の組を設定する（ステップＳ１１）。

　続いて、マスクロマトグラム取得部１４３は、制御部５に対して所定の信号を出力し、液体クロマトグラフ部１及び質量分析装置２を動作させ、全ての定量イオン候補及び確認イオン候補についてマスクロマトグラムを取得し（ステップＳ１２）、記憶部１４１に保存するとともに表示部７の画面上に表示する。

　全てのイオン候補についてマスクロマトグラムを取得すると、ピーク比算出部１４４は、各イオン候補組について、それぞれピーク強度比（あるいは面積比）を算出する（ステップＳ１３）。そして、イオン組決定部１４５は、全イオン候補組の中から、算出されたピーク強度比が、記憶部１４１に保存されている化合物情報の強度比に対して所定の範囲内（例えば±20%の範囲内）に収まっているイオン候補組を選出する。選出したイオン候補組の中から、ピーク強度の合計値が最も大きいものをさらに選出して、該イオン候補組を定量イオンと確認イオンの組として決定する（ステップＳ１４）。

　ここで、具体的な例として、定量イオン候補及び／又は確認イオン候補として設定されたイオンa～dについて、図４(a)～(d)に示すピークが得られた場合について説明する。

　図６に示すように、化合物情報では、化合物Ａに対するイオン候補組が６組設定されているため、これら全てに対応するピーク強度比を算出する。上述したように、イオン候補bについて取得したマスクロマトグラムでは、化合物Ａのピークに夾雑成分のピークが重なっているため、化合物Ａのピーク強度に夾雑成分のピーク強度が加算される。その結果、イオン候補bを含むイオン候補組のピーク強度比は、化合物情報に含まれるピーク強度比の値からずれた値になる。従って、イオン候補組のそれぞれについて、マスクロマトグラムのピーク強度比の値が、化合物情報に含まれるピーク強度比に対して所定の範囲内に含まれるイオン候補組を選出することによって、夾雑成分の影響を受けないイオンの組を定量イオンと確認イオンとして決定することができる。
　ここでは、ピーク強度の合計値が最も大きいイオンを選出して定量イオンと確認イオンを決定したが、算出されたピーク強度比が化合物情報のピーク強度比に最も近いものを定量イオンと確認イオンの組として選ぶようにしても良い。

　続いて、実施例３の質量分析装置及び方法について説明する。
　実施例１では、ＭＳ分析により定量イオン及び確認イオンを決定したのに対し、実施例３では、ＭＳ／ＭＳ分析により定量ＭＲＭトランジション及び確認ＭＲＭトランジションを決定する。実施例３の液体クロマトグラフ質量分析装置の各部の構成はデータ処理部２４を除いて実施例１と同様であるため、データ処理部２４の構成のみを図８に示す。

　データ処理部２４は、記憶部２４１を有するとともに、機能ブロックとして、イオン候補組設定部２４２、マスクロマトグラム取得部２４３、形状類似度算出部２４４、ＭＳ／ＭＳ分析条件変更部２４５、及びイオン組決定部２４６を備えている。記憶部２４１には、実施例１において説明したモデルピーク関数情報と、分析対象化合物に関する保持時間（又は保持指標）、基準ＭＲＭトランジション候補（プリカーサイオンとプロダクトイオンの組）の質量電荷比、該基準ＭＲＭトランジション候補に対応する衝突エネルギー（ＣＥ）の値、及びピーク強度に関する化合物情報が保存されている。図９に、記憶部２４１に保存される化合物情報の一例を示す。化合物情報は、標品を質量分析した結果に基づいて予め作成される。

　実施例３の質量分析方法について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
　まず、基準イオン候補設定部４２は、化合物情報において、最上位に位置する基準ＭＲＭトランジション候補（本実施例ではトランジションa）を読み出して、基準ＭＲＭトランジション候補に設定する（ステップＳ２１）。

　続いて、マスクロマトグラム取得部２４３は、制御部５に対して所定の信号を出力し、液体クロマトグラフ部１及び質量分析装置２を動作させて基準ＭＲＭトランジション候補のマスクロマトグラムを取得する（ステップＳ２２）。このときの各部の動作は以下の通りである。

　液体クロマトグラフ部１では、分析対象化合物である化合物Ａを含む試料をインジェクタ１１２から注入し、所定の移動相の流れに乗せてカラム１１３を通過させて質量分析装置２に導入する。

　質量分析装置２では、前段四重極マスフィルタ２３１に送り込まれた各種イオンの中で、基準ＭＲＭトランジション候補として設定されたプリカーサイオンが前段四重極マスフィルタ２３１を通過するように、前段四重極マスフィルタ２３１の各ロッド電極に所定の電圧（高周波電圧と直流電圧とが重畳された電圧）を印加する。また、コリジョンセル２３２にはＣＩＤガスを供給するとともに、化合物情報のＣＥ値に基づく電圧を印加する。さらに、後段四重極マスフィルタ２３４には、コリジョンセル２３２で開裂したプリカーサイオンから生成した種々のプロダクトイオンのうち、基準ＭＲＭトランジション候補に設定されたプロダクトイオンのみを選別するように所定の電圧（高周波電圧と直流電圧とが重畳された電圧）を印加する。イオン検出器２３５は、後段四重極マスフィルタ２３４を通過したイオンを検出し、その数に応じた個数のパルス信号を検出信号としてデータ処理部４へと出力する。前段四重極マスフィルタ（Ｑ１）２３１及び後段四重極マスフィルタ（Ｑ３）の質量分解能等のＭＳ／ＭＳ分析条件のパラメータは標準的な値（例えば初期値）に設定する。

　マスクロマトグラム取得部２４３は、イオン検出器２３５からの検出信号に基づいて基準ＭＲＭトランジション候補のマスクロマトグラムを作成し、記憶部４１に保存するとともに表示部７の画面上に表示する。

　次に、形状類似度算出部２４４は、マスクロマトグラムにおいて化合物Ｂの保持時間tbに対応する位置のピークを抽出し、モデルピーク形状との形状類似度を算出する（ステップＳ２３）。形状類似度の算出方法は上述したとおりである。

　イオン組決定部２４６は、算出された形状類似度が所定値以上である場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）に、この基準ＭＲＭトランジション候補をＭＲＭトランジションに決定し（ステップＳ２９）、マスクトマトグラムを取得した時のＭＳ／ＭＳ分析条件（標準的な四重極マスフィルタの分解能の設定等）を含めてＭＲＭメソッドを作成する（ステップ３０）。

　一方、算出された形状類似度が所定値未満である場合（ステップＳ２４でＮＯ）には、ＭＳ／ＭＳ分析条件変更部２４５にＭＳ／ＭＳ分析条件を変更させる。本実施例では、前段四重極マスフィルタ（Ｑ１）２３１及び後段四重極マスフィルタ（Ｑ３）の質量分解能をそれぞれ１段階ずつ高くしてＭＳ／ＭＳ分析条件を再設定する。ここでは、Ｑ１とＱ３の両方の分解能を高くしたが、これらの片方についてのみ分解能を高くしてもよい。

　ＭＳ／ＭＳ分析条件が再設定されると、その条件下で、再び基準ＭＲＭトランジション候補のマスクロマトグラムを取得し（ステップＳ２６）、マスクロマトグラム上のピークとモデルピークの形状類似度を算出する（ステップＳ２７）。

　イオン組決定部２４６は、ＭＳ／ＭＳ分析条件の変更後に算出した形状類似度が所定値以上である場合（ステップＳ２８でＹＥＳ）に、この基準ＭＲＭトランジション候補をＭＲＭトランジションに決定し（ステップＳ２９）、変更後のＭＳ／ＭＳ分析条件（四重極マスフィルタの分解能を高くした設定等）を含めてＭＲＭメソッドを作成する（ステップ３０）。

　一方、算出された形状類似度が所定値未満である場合（ステップＳ２８でＮＯ）には、イオン候補組設定部２４２に、別の基準ＭＲＭトランジション候補を設定させてステップＳ２２以降の処理を行って、基準ＭＲＭトランジションを決定し（ステップＳ２９）、ＭＲＭメソッドを作成する（ステップＳ３０）。

　実施例３では、化合物情報が事前に作成されていることを前提として説明したが、目的化合物の種類によっては、化合物情報が存在しない場合がある。
　実施例４の質量分析方法及び装置は、こうした場合に、ＭＲＭトランジション候補と、該トランジション候補に対応する衝突エネルギー（ＣＥ）の値を決定する場合に用いられる。

　実施例４の特徴を明確にするため、従来用いられていた方法を先に説明する。
　分析者は、目的化合物から生成されるイオンの１つをプリカーサイオンとして設定し、衝突エネルギーの大きさが異なる複数の条件下でプロダクトイオンスキャン測定を行ってプロダクトイオンスペクトルを取得する。一例として、図１１に、ＣＥを５Ｖ、１５Ｖ、３０Ｖとする３つの条件下で取得したプロダクトイオンスペクトルを示す。プリカーサイオンとしては、目的化合物を質量分析して取得したマススペクトルにおいて強度が大きいピークに対応するイオンや、目的化合物にプロトンが付加したイオンなどが設定される。そして、プロダクトイオンスペクトルの中から強度が大きいプロダクトイオンのピークを選出し、該ピークに対応するプロダクトイオンと衝突エネルギーの値を決定する（特許文献３、４参照）。図１１に示す例では、プロダクトイオンの質量電荷比m/z=204、ＣＥ：５Ｖとなる。

　しかし、この方法には２つの問題点が存在する。
　１つ目の問題点は、決定したＭＲＭトランジションでＭＲＭ測定を行ってマスクロマトグラムを取得した場合に、夾雑成分のピークが重なって現れる可能性があることである。例えば、液体クロマトグラフにおいて使用する移動相由来のイオンなどが夾雑成分として現れると、クロマトグラムのピークが図１２に示すような形状になる。実試料の測定時にこうしたＭＲＭトランジションを用いると、夾雑成分の溶出量を含んで目的化合物を定量してしまったり、目的化合物が含まれていないにもかかわらず、含まれていると誤判定してしまうことになる。

　２つ目の問題点は、ＭＲＭ測定時のＣＥ値が決定したＣＥ値からずれたときに、プロダクトイオンの生成効率が大きく低下する可能性があることである。図１１から分かるように、ＣＥ値が異なると、生成されるプロダクトイオンの種類や量が異なる。そして、プロダクトイオンの種類によっては、図１３に示すように、わずかなＣＥ値の違いで大きく生成効率（即ちＭＲＭ測定時のマスクロマトグラムのピーク強度）が変化してしまう場合がある。こうしたプロダクトイオン含むＭＲＭトランジションを用いると、実試料のＭＲＭ測定時に十分なピーク強度が得られず、実際には目的化合物が含まれているにもかかわらず、含まれていないと誤判定してしまう可能性がある。

　実施例４の質量分析方法及び質量分析装置では、このような問題点を解消してＭＲＭトランジション候補と該候補に対応するＣＥ値を決定する。実施例４の質量分析装置の各部の構成はデータ処理部３４を除いて実施例１と同様であるため、データ処理部３４の構成のみを図１４に示す。

　データ処理部３４は、記憶部３４１を有するとともに、機能ブロックとして、プロダクトイオンスキャン実行部３４２、イオン候補組設定部３４３、マスクロマトグラム取得部３４４、プロダクトイオン強度解析部３４５、形状類似度算出部３４６、及びイオン組決定部３４７を備えている。記憶部３４１には、実施例１において説明したモデルピーク関数情報と分析対象化合物に関する保持時間（又は保持指標）に加えて、モデルピーク関数とは別のモデル関数に関する情報が保存されている。

　実施例４の質量分析方法について、図１５のフローチャートを参照して説明する。
　分析者が目的化合物のプリカーサイオンを設定すると（ステップＳ３１）、プロダクトイオンスキャン実行部３４２は、該プリカーサイオンについてプロダクトイオンスキャン測定を行い、マススペクトルを取得する（ステップＳ３２）。このとき、ＣＥの値は標準値（例えば装置の初期値）に設定される。分析者がプリカーサイオンを複数設定した場合には、それぞれのプリカーサイオンについてプロダクトイオンスキャンを行ってマススペクトルを取得する。

　続いて、イオン候補組設定部３４３は、マススペクトル上に存在する、所定値以上の強度を有するピークに対応する複数のイオンをプロダクトイオン候補とし、使用者により設定されたプリカーサイオンとともにＭＲＭトランジション候補に設定する（ステップＳ３３）。

　ＭＲＭトランジション候補が設定されると、マスクロマトグラム取得部３４４は、ＣＥ値が異なる複数の条件下で、設定されたＭＲＭトランジションのマスクロマトグラムを取得する（ステップＳ３４）。プロダクトイオン強度解析部３４５は、マスクロマトグラム上のピーク強度（あるいは面積）を求め、ＣＥ値との相関をプロットしたプロダクトイオン強度グラフを作成する（ステップＳ３５）。プロダクトイオン強度解析部３４５により作成されたプロダクトイオン強度グラフの例を図１６に示す。

　形状類似度算出部３４６は、プロダクトイオン強度グラフとモデル関数の形状類似度を求め、ＣＥ値の変化に対して強度の変化が小さいプロダクトイオンを選出する（ステップＳ３６）。本実施例では、形状類似度算出部２３６は、ＣＥ値の変化に対して強度が変化しない関数（即ち、y=k(kは定数)）をモデル関数とし、プロダクトイオン強度グラフとの形状類似度を求め、その値が大きい範囲を特定し、その範囲に対応するＭＲＭトランジションと電圧値を決定する。本実施例では、上述した関数を用いているため、図１２に示すように、(ii)プロダクトイオンの質量電荷比m/z=B、ＣＥ値：２０～２８Ｖの範囲（ＣＥ値の変化に対してプロダクトイオン強度の変化が小さい範囲）で形状類似度が高くなる。

　形状類似度算出部３４６は、ＭＲＭトランジションと電圧値の組を決定すると、その組について取得したマスクロマトグラム上のピークとモデルピーク関数との形状類似度を算出し（ステップＳ３７）、その値が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３８）。マスクロマトグラム上のピークの形状類似度の算出方法については実施例１で説明したとおりである。

　イオン組決定部３４７は、形状類似度算出部３４６が算出した、マスクロマトグラム上のピークとモデルピーク関数との形状類似度が所定値以上であるＭＲＭトランジション候補と、該候補に対応するＣＥ値を決定し（ステップＳ３９）、それらを含むＭＲＭメソッドを作成する（ステップＳ４０）。こうして、目的化合物の化合物情報が作成され、記憶部３４１に保存される。

　ここでは、プロダクトイオン強度グラフの形状類似度を判定した後、マスクロマトグラム上のピークの形状類似度を判定する順に説明したが、これらを逆の順で行うこともできる。また、標品を用いてＭＲＭメソッドを作成する場合には、成分を分離する必要がないため、カラム１１３を使用せず、フローインジェクション分析等を行ってもよい。

　上記の各実施例では、液体クロマトグラフ質量分析装置を例に挙げたが、ガスクロマトグラフ質量分析装置であってもよい。また、分析対象化合物が化合物ＡあるいはＢのみである場合を一例として説明したが、分析対象化合物が複数ある場合には、それら複数の分析対象化合物について上述した各ステップを実行すればよい。
　上記実施例では、モデルピークを所定の関数で表されるピークとしたが、その他、標品を実際に測定した際に得られたピークを用いてもよい。
　上記実施例１の構成において、優先順位が最も高い基準イオン候補からマスクロマトグラムのピーク形状類似度を判定するように構成したり、実施例３の構成において、全ての基準ＭＲＭトランジション候補についてマスクロマトグラムを取得し、ピークの形状類似度と強度とを考慮して基準ＭＲＭトランジションを決定するように構成してもよい。
　実施例２では、マスクロマトグラムのピーク強度値から定量イオンと確認イオンの組を決定する例を説明したが、同様に、ＭＲＭ測定により取得したマスクロマトグラムのピーク強度値から定量ＭＲＭトランジションと確認ＭＲＭトランジションの組を決定するように構成することもできる。

　また、上記の各実施例では、データ処理部が主体的に基準イオンを決定する例を説明したが、分析者が自ら基準イオンを決定するように構成し、データ処理部が、分析者により設定された基準イオンの形状類似度（あるいはピーク強度比）が所定値以下である場合にのみ、その旨を知らせる警告を表示部の画面に表示して分析者に基準イオンの再選出を促すようにしてもよい。

１…液体クロマトグラフ部
　１０…移動相容器
　１１…ポンプ
　　１１０…移動相容器
　　１１１…ポンプ
　　１１２…インジェクタ
　　１１３…カラム
２…質量分析装置
　２０…イオン化室
　　２０１…エレクトロスプレイイオン化用（ＥＳＩ）プローブ
　　２０２…加熱キャピラリ
　２１…第１中間真空室
　　２１１…イオンガイド
　　２１２…スキマー
　２２…第２中間真空室
　　２２１…イオンガイド
　２３…分析室
　　２３１…前段四重極マスフィルタ
　　２３２…コリジョンセル
　　２３３…多重極イオンガイド
　　２３４…後段四重極マスフィルタ
　　２３５…イオン検出器
３…電源部
４、１４、２４、３４…データ処理部
　４１、１４１、２４１、３４１…記憶部
　４２…基準イオン候補設定部
　４３、１４３、２４３、３４４…マスクロマトグラム取得部
　４４、２４４、３４６…形状類似度算出部
　４５…基準イオン決定部
　１４２、２４２、３４３…イオン候補組設定部
　１４３…マスクロマトグラム取得部
　１４４…ピーク比算出部
　１４５、２４６、３４７…イオン組決定部
　２４５…ＭＳ／ＭＳ分析条件変更部
　３４２…プロダクトイオンスキャン実行部
　３４５…プロダクトイオン強度解析部
５…制御部
６…入力部
７…表示部

Claims (11)

1. 　分析対象化合物から生成されるイオンのうちの１乃至複数個のイオンを基準イオンとし、該基準イオンについて得たマスクロマトグラムを用いて試料中に含まれる前記分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う質量分析方法であって、
   　a) 前記１乃至複数個の基準イオンのそれぞれについて、１乃至複数個の基準イオン候補を設定し、
   　b) 前記設定された基準イオン候補のそれぞれについて前記試料のマスクロマトグラムを取得し、
   　c) 前記マスクロマトグラム上の所定位置に現れるピークと、予め設定されたモデルピークとの形状類似度を求め、
   　d) 前記形状類似度が所定値以上であるピークに対応する基準イオン候補を前記基準イオンとして決定する、
   　ことを特徴とする質量分析方法。
2. 　前記基準イオンが定量イオン及び／又は確認イオンであることを特徴とする請求項１に記載の質量分析方法。
3. 　前記基準イオンがプリカーサイオンとプロダクトイオンの組であることを特徴とする請求項１に記載の質量分析方法。
4. 　前記マスクロマトグラム上のピークの強度又は面積値が所定値以上である基準イオン候補を前記基準イオンとして決定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の質量分析方法。
5. 　前記基準イオン候補の優先順位が高い順にマスクロマトグラムを取得して形状類似度を求め、形状類似度が所定値以下である場合に、次に優先順位が高い基準イオン候補について同様の処理を繰り返すことを特徴とする請求項１から４に記載の質量分析方法。
6. 　前記形状類似度が所定値以下である場合に、分析条件を変更してマスクロマトグラムを取得し、そのマスクロマトグラムについて形状類似度を求めることを特徴とする請求項１から５に記載の質量分析方法。
7. 　前記変更する分析条件が、質量分離部の分解能に関するものであることを特徴とする請求項６に記載の質量分析方法。
8. 　e) コリジョンセルにおいて前記プリカーサイオンを開裂させて生成したプロダクトイオンの量と前記コリジョンセルに印加する電圧の大きさとの相関を示すグラフを作成し、
   　f) 前記グラフと予め設定されたモデル関数とを照合し、その形状類似度が所定値以上となる基準イオン候補及び電圧値を決定することを特徴とする請求項３に記載の質量分析方法。
9. 　分析対象化合物から生成されるイオンのうちの１乃至複数個のイオンを基準イオンとし、該基準イオンについて得たマスクロマトグラムを用いて試料中に含まれる前記分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う質量分析装置であって、
   　a) モデルピークのピーク形状に関するモデルピーク情報が保存された記憶部と、
   　b) 使用者の入力指示に従って、前記１乃至複数個の基準イオンのそれぞれについて、１乃至複数個の基準イオン候補を設定する基準イオン候補設定部と、
   　c) 前記設定された基準イオン候補のそれぞれについて前記試料のマスクロマトグラムを取得するマスクロマトグラム取得部と、
   　d) 前記モデルピーク情報に基づき、前記マスクロマトグラム上の所定位置に現れるピークと前記モデルピークの形状類似度を求める形状類似度算出部と、
   　e) 前記形状類似度が所定値以上であるピークに対応する基準イオン候補を前記基準イオンとして決定する基準イオン決定部と、
   　を備えることを特徴とする質量分析装置。
10. 　分析対象化合物から生成されるイオンのうちの２種類のイオンを定量イオン及び確認イオンとし、それらのイオンについて得たマスクロマトグラムを用いて試料中に含まれる前記分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う質量分析方法であって、
    　a) 定量イオン候補と確認イオン候補の組を１乃至複数組設定し、
    　b) 前記設定された定量イオン候補と確認イオン候補の組のそれぞれについて前記試料のマスクロマトグラムを取得し、
    　c) 前記定量イオン候補のマスクロマトグラム、及び前記確認イオン候補のマスクロマトグラム上の所定位置に現れるピークの面積比又は強度比の値を求め、
    　d) 前記面積比又は強度比の値が予め設定された範囲内の値である場合に、対応する定量イオン候補及び確認イオン候補の組を定量イオン及び確認イオンの組として決定する
    　ことを特徴とする質量分析方法。
11. 　分析対象化合物から生成されるイオンのうちの２種類のイオンを定量イオン及び確認イオンとし、それらイオンについて得たマスクロマトグラムを用いて試料中に含まれる前記分析対象化合物の定性及び／又は定量を行う質量分析装置であって、
    　a) 前記分析対象化合物に対応する、定量イオン候補と確認イオン候補の１乃至複数の組のそれぞれについてマスクロマトグラムのピークの面積比及び／又は強度比に関するイオン組情報が保存された記憶部と、
    　b) 使用者の入力指示に従って、定量イオン候補と確認イオン候補の組を１乃至複数組設定するイオン候補組設定部と、
    　c) 前記設定された定量イオン候補と確認イオン候補の組について前記試料のマスクロマトグラムを取得するマスクロマトグラム取得部と、
    　d) 前記定量イオン候補のマスクロマトグラム、及び前記確認イオン候補のマスクロマトグラム上の所定位置にそれぞれ現れるピークの面積比又は強度比の値を求めるピーク比算出部と、
    　e) 前記イオン組情報に基づき、定量イオン候補及び確認イオン候補の組の中から定量イオンと確認イオンの組を決定するイオン組決定部と、
    　を備えることを特徴とする質量分析装置。
    　
    　

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