WO2018109895A1 - 質量分析装置 - Google Patents

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WO2018109895A1
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mass
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ion
mrm
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山本　英樹
佳克 梅村
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株式会社島津製作所
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    • H01J49/4205—Device types
    • H01J49/421—Mass filters, i.e. deviating unwanted ions without trapping
    • H01J49/4215—Quadrupole mass filters

Definitions

  • the present invention relates to a mass spectrometer, and more specifically, a triple quadrupole mass spectrometer, a quadrupole-time-of-flight mass spectrometer (hereinafter referred to as a Q-TOF mass spectrometer according to common usage), and the like.
  • the present invention relates to a mass spectrometer that dissociates ions selected by a mass separator using a collision cell and separates and detects product ions generated thereby according to a mass-to-charge ratio using a mass separator at a subsequent stage.
  • MS / MS analysis which is one method of mass spectrometry, is widely used to identify a substance in a sample, analyze its structure, or perform quantification.
  • mass spectrometers for performing MS / MS analysis, but the structure is relatively simple and easy to operate and handle, but the quadrupole mass is placed before and after the collision cell. It is a triple quadrupole mass spectrometer equipped with a filter.
  • MRM multiple reaction ion monitoring
  • product ion scan measurement product ion scan measurement
  • precursor ion scan measurement neutral loss scan measurement
  • MS / MS measurement modes MS / MS measurement modes.
  • the MRM measurement mode the mass-to-charge ratio of ions that can pass through the front quadrupole mass filter and the rear quadrupole mass filter is fixed, and the intensity of a specific product ion with respect to a specific precursor ion is measured.
  • ions and neutral particles derived from non-measurement target compounds and contaminant components can be removed by a two-stage mass filter, so that an ion intensity signal having a high S / N ratio can be obtained. Therefore, MRM measurement is particularly effective for quantifying trace components.
  • triple quadrupole mass spectrometer as described above may be used alone, it is often used in combination with a liquid chromatograph (LC) or a gas chromatograph (GC).
  • LC liquid chromatograph
  • GC gas chromatograph
  • An apparatus using a triple quadrupole mass spectrometer as a GC or LC detector (hereinafter, sometimes referred to as GC-MS / MS, LC-MS / MS, etc. according to common usage) contains a large number of compounds. It is often used for quantitative analysis of compounds in samples and samples containing impurities.
  • the mass-to-charge ratio of the target precursor ion is correlated with the retention time of the compound (component) to be measured. And the product ion mass-to-charge ratio, that is, the MRM transition must be set as one of the measurement conditions.
  • the signal intensity of ions derived from the target compound can be obtained with high accuracy and sensitivity. It can be performed with high sensitivity.
  • product ions are generated when ions derived from one compound are dissociated. For this reason, there are a plurality of combinations of precursor ions and product ions capable of MRM measurement for one compound, and among them, for example, the one that obtains the maximum signal intensity is selected as an MRM transition. It is preferable. Therefore, conventionally, first, product ion scan measurement is performed on a sample containing the target compound, and MRM measurement conditions including MRM transitions are determined based on the measurement result. Then, MRM measurement is performed on a sample containing the target compound according to the determined MRM measurement conditions, and the target compound is quantified based on the result.
  • the MRM transition is optimal for quantifying the target compound. It is not necessarily an MRM transition. This is because when preparing a calibration curve for quantification, the result of MRM measurement of a sample containing the target compound with different concentrations in multiple stages is used, but under the MRM transition determined as described above, The error of the calibration curve created on the basis of the result of the MRM measurement carried out in step 1 is not necessarily smaller than the error of the calibration curve created on the basis of the result of the MRM measurement carried out under other MRM transitions. Because.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its main purpose is to acquire information corresponding to the MRM measurement result without executing the MRM measurement after the product ion scan measurement.
  • An object of the present invention is to provide a mass spectrometer capable of Another object of the present invention is to provide a mass spectrometer that can acquire information corresponding to the MRM measurement result with good quantitativeness based on the result of the product ion scan measurement without executing the MRM measurement. It is to be.
  • the present invention provides a mass spectrometer having a mass separator before and after a collision cell for dissociating ions.
  • a product ion scan measurement execution control unit for controlling each unit to perform a product ion scan measurement using a known ion derived from a target compound in a sample as a precursor ion to obtain a profile spectrum in a predetermined mass-to-charge ratio range;
  • a peak detector for detecting a peak according to a predetermined standard with respect to the profile spectrum or a centroid spectrum obtained from the profile spectrum;
  • a product ion mass-to-charge ratio value determining unit that determines a mass-to-charge ratio value of product ions that can be handled as an MRM transition by combining with the mass-to-charge
  • the mass separator upstream of the collision cell is typically a quadrupole mass filter.
  • the mass separator at the subsequent stage of the collision cell is usually a quadrupole mass filter or a time-of-flight mass separator. That is, a typical mass spectrometer according to the present invention is a triple quadrupole mass spectrometer or a Q-TOF mass spectrometer. Further, the mass spectrometer according to the present invention may be configured to be used in combination with GC or LC, that is, as a detector for GC or LC, but is not limited thereto.
  • the present invention can also be used when the sample is introduced into the mass spectrometer by a flow injection method.
  • the latter mass separator is a time-of-flight mass separator, it is common to detect ions over a predetermined mass-to-charge ratio range, so normal measurement is substantially equivalent to scan measurement.
  • the mass spectrum obtained by ordinary measurement corresponds to the profile spectrum.
  • the product ion scan measurement execution control unit performs the ion source, mass separator, detection By controlling each part such as a vessel, a product ion scan measurement of a predetermined mass-to-charge ratio range for a specified precursor ion is executed. Thereby, a profile spectrum showing the intensity change of product ions over a predetermined mass-to-charge ratio range is obtained.
  • the peak detection unit detects a peak derived from the product ion of the target compound according to a predetermined standard with respect to the profile spectrum or the centroid spectrum obtained from the profile spectrum.
  • the product ion mass-to-charge ratio value determining unit obtains the mass-to-charge ratio value of product ions based on the detected peak.
  • the peak When utilizing a peak detected from a profile spectrum, the peak has a certain width, and therefore, a mass-to-charge ratio value corresponding to a specific position of the peak, typically the peak top position, is calculated.
  • a mass-to-charge ratio value may be used.
  • the mass-to-charge ratio value may be calculated using all or a part of the data points, and the mass-to-charge ratio value of the product ion may be used. Further, when using a peak detected from a centroid spectrum, the peak is a line peak.
  • a mass-to-charge ratio corresponding to one centroid peak is set as a mass-to-charge ratio value of product ions, or plural What is necessary is just to obtain
  • the pseudo MRM measurement result extraction unit combines the mass-to-charge ratio value of the precursor ion at the time of measurement with the mass-to-charge ratio value of the product ion based on the peak detected from the profile spectrum or the centroid spectrum.
  • An intensity value corresponding to the MRM transition is obtained.
  • the intensity (maximum intensity) at the peak top of the detected peak is set as the above intensity value, or a plurality of data points constituting one peak as described above.
  • the intensity value may be calculated based on the intensity.
  • the peak intensity of one centroid peak may be set as the intensity value, or the intensity value may be calculated based on the peak intensity of a plurality of centroid peaks.
  • a pseudo MRM measurement result of the mass-to-charge ratio value of the precursor ion, the mass-to-charge ratio value of the product ion, and the intensity value can be extracted from the product ion scan measurement result for the sample containing the target compound.
  • the intensity value can be obtained for each of the different MRM transitions.
  • the precursor ion mass-to-charge ratio and the product ion mass-to-charge ratio obtained for the same target compound having different concentrations in a plurality of stages are the same.
  • a calibration curve creating unit that creates a calibration curve indicating the relationship between the concentration and the intensity value based on the MRM measurement result may be further provided.
  • a calibration curve for quantifying the target compound can be obtained based on the results of product ion scan measurement for a plurality of samples containing the target compound at different concentrations.
  • the calibration curve creation unit is a pseudo MRM measurement result in which a precursor ion mass-to-charge ratio and / or a product ion mass-to-charge ratio are different for the same target compound. It is preferable to create a plurality of calibration curves based on the above and select a calibration curve that is estimated to have the highest reliability from the plurality of calibration curves. Furthermore, it is good also as a structure further equipped with the MRM transition extraction part which extracts the precursor ion and the product ion which give the selected calibration curve as MRM transition.
  • the “calibration curve estimated to have the highest reliability” is, for example, when a linear calibration curve is drawn based on a plurality of data points indicating the relationship between the concentration and the intensity value. It is sufficient that the error or variance of the data points with respect to is minimized. According to the above configuration, when a plurality of MRM transitions are extracted based on the product ion scan measurement result, an MRM transition having a good quantitative property and a calibration curve in the MRM transition can be obtained.
  • the mass spectrometer of the present invention after performing the product ion scan measurement on the sample containing the target compound, the MRM measurement is performed without performing the MRM measurement under the MRM transition obtained from the measurement result. A quantitative result corresponding to the obtained result can be obtained. Therefore, the complicated work of executing the MRM measurement after determining the MRM measurement conditions such as the MRM transition by the product ion scan measurement becomes unnecessary, and the quantitative analysis of various compounds can be efficiently advanced. Further, even in a Q-TOF type mass spectrometer in which MRM measurement targeting a specific MRM transition is not generally performed, a quantitative result corresponding to the result obtained by MRM measurement can be obtained.
  • the quantitative property is good among them.
  • a certain MRM transition and a calibration curve in the MRM transition can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mass spectrometer according to a first embodiment of the present invention.
  • the processing flowchart at the time of pseudo-MRM measurement data acquisition in the mass spectrometer of the first embodiment. Explanatory drawing of pseudo MRM measurement data acquisition in the mass spectrometer of 1st Example.
  • the process flowchart at the time of pseudo-MRM measurement data acquisition in the mass spectrometer of 2nd Example.
  • Explanatory drawing of pseudo-MRM measurement data acquisition in the mass spectrometer of 2nd Example The functional block block diagram of the data processing part in the mass spectrometer of 3rd Example.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the mass spectrometer of the first embodiment.
  • the mass spectrometer of the first embodiment (and second to fifth embodiments described later) is a triple quadrupole mass spectrometer.
  • the measuring unit 1 includes an ion source 11, an ion lens 12, a front quadrupole mass filter by an electron ionization (EI) method or the like in a vacuum chamber 10 that is evacuated by a vacuum pump (not shown). 13.
  • a collision cell 14 in which a multipole ion guide 15 is housed, a rear quadrupole mass filter 16, and an ion detector 17.
  • collision-induced dissociation (CID) gas is supplied into the collision cell 14.
  • CID collision-induced dissociation
  • the sample gas containing the compound to be measured is introduced into the ion source 11
  • the compound molecules in the sample gas are ionized, converged by the ion lens 12, and sent to the preceding quadrupole mass filter 13.
  • a predetermined voltage is applied to each of the four rod electrodes constituting the front quadrupole mass filter 13, and among the various ions generated by the ion source 11, ions having a specific mass-to-charge ratio corresponding to the voltage Only passes through the front quadrupole mass filter 13 and is introduced into the collision cell 14. Ions derived from the compounds are dissociated in contact with the CID gas in the collision cell 14 to generate various product ions.
  • a predetermined voltage is applied to each of the four rod electrodes constituting the latter-stage quadrupole mass filter 16, and only product ions having a specific mass-to-charge ratio according to the voltage pass through the latter-stage quadrupole mass filter 16.
  • the ion detector 17 is reached.
  • the ion detector 17 for example, a combination of a conversion dynode and an electron multiplier is used.
  • the ion detector 17 outputs a detection signal (ion intensity signal) corresponding to the amount of ions that have reached, and this detection signal is converted into digital data by an A / D converter (not shown) and input to the data processing unit 2A.
  • the data processing unit 2A includes, as functional blocks, a measurement data storage unit 20, a profile spectrum creation unit 21, a peak detection unit 22, a product ion m / z value acquisition unit 23, a pseudo MRM measurement data extraction unit 24, and a pseudo MRM measurement data storage unit. 25, etc.
  • Each part of the measurement unit 1 is controlled by the analysis control unit 3.
  • Operations of the analysis control unit 3 and the data processing unit 2A are comprehensively controlled by the central control unit 4.
  • An input unit 5 and a display unit 6 are connected to the central control unit 4 as a user interface.
  • control unit 4 has a personal computer (or a more advanced workstation) as a hardware resource and are installed in advance on the computer.
  • the control / processing software can be realized by being executed by the computer.
  • FIG. 2 is a process flowchart at the time of obtaining pseudo MRM measurement data in the mass spectrometer of the present embodiment
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a profile spectrum for explaining the process.
  • the target compound in the sample to be measured is determined, and the m / z value of the precursor ion of the target compound is known.
  • the m / z value of the precursor ion of the target compound is unknown, the m / z value of the ion suitable for the precursor ion is examined by performing a normal scan measurement that does not dissociate the ions in the collision cell 14. Just keep it.
  • the target compound is not determined in advance and you want to quantify an unknown compound contained in the sample to be measured, the m / z value of the ion derived from the unknown compound can be determined by performing a normal scan measurement. The compound is identified as necessary (however, identification is not essential for quantification).
  • the measurement conditions include CID conditions such as CID gas pressure and collision energy in addition to the m / z range of product ion scan measurement. However, some or all of these measurement conditions may be default values.
  • Product ion scan measurement is executed (step S1).
  • profile spectrum data indicating a change in the signal intensity of product ions over a predetermined m / z range is input to the data processing unit 2A, and the data is temporarily stored in the measurement data storage unit 20 (step S2).
  • the profile spectrum creation unit 21 creates a profile spectrum based on the data stored in the measurement data storage unit 20.
  • a plurality of types of product ions having different m / z values are generated from one type of precursor ion depending on the CID, so that a plurality of peaks corresponding to different product ions appear in the profile spectrum as shown in FIG. .
  • the peak detector 22 detects a peak appearing in the profile spectrum according to a predetermined algorithm, and obtains the signal intensity (maximum intensity) of the peak top of each peak (step S3).
  • three peaks P1, P2, and P3 are detected, and the signal intensities are obtained as I1, I2, and I3, respectively.
  • the product ion m / z value acquisition unit 23 acquires the m / z value from which the maximum intensity of each detected peak is obtained as the m / z value of each product ion (step S4).
  • M1, M2, and M3 are obtained as m / z values of product ions for the peaks P1, P2, and P3, respectively.
  • the pseudo-MRM measurement data extraction unit 24 extracts, as pseudo-MRM measurement data, the MRM transition including the m / z value of the precursor ion and the m / z value of the product ion, and the signal intensity of the product ion corresponding to the MRM transition ( Step S5).
  • MRM transitions are obtained by the number of peaks detected from the profile spectrum.
  • three MRM transitions Ma> M1, Ma> M2, and Ma> M3 are obtained corresponding to each peak, and the signal intensity of each MRM transition is I1. , I2, I3.
  • These signal intensity values correspond to the results of executing the MRM measurement in the three MRM transitions Ma> M1, Ma> M2, and Ma> M3 for the target compound.
  • the pseudo MRM measurement data extracted in this way is used. The data is stored in the pseudo MRM measurement data storage unit 25, and a series of measurements is completed.
  • the pseudo MRM measurement result for the compound can be acquired based on the result of the product ion scan measurement for the measurement target compound.
  • the m / z range for performing product ion scan measurement is a range lower than the m / z value of the precursor ion, but the product ion scan measurement is performed to a range higher than the m / z value of the precursor ion.
  • the signal strength value in the MRM transition can be acquired.
  • FIG. 4 is a functional block configuration diagram of the data processing unit 2B of the mass spectrometer of the second embodiment
  • FIG. 5 is a process flowchart for obtaining pseudo MRM measurement data in the mass spectrometer of the second embodiment
  • FIG. It is a figure which shows an example of the profile spectrum for. Note that the basic configuration of the measurement unit 1 is the same as that of the mass spectrometer of the first embodiment, so that the description thereof is omitted.
  • the pseudo MRM measurement data extraction unit 24 includes a product ion intensity value calculation unit 241.
  • the target compound in the sample to be measured is determined, and the m / z value of the precursor ion of the target compound is known.
  • the processing in steps S11 to S14 in FIG. 4 is the same as steps S1 to S4 in FIG.
  • the product ion intensity value calculation unit 241 extracts all data points whose signal intensity values are within an intensity range of a predetermined ratio with respect to the maximum intensity for each peak. There may be one or more data points. The predetermined ratio may be determined in advance, but may be freely set by an operator (user).
  • the product ion intensity value calculation unit 241 adds the signal intensity values at the extracted data points for each peak, and adopts the added value instead of the maximum intensity value of the peak (step S15).
  • the pseudo MRM measurement data extraction unit 24 uses the MRM transition as a set of the m / z value of the precursor ion and the m / z value of the product ion, and the added value as the signal intensity of the product ion with respect to the MRM transition. And stored in the pseudo MRM measurement data storage unit 25 (step S16).
  • the processing by the product ion intensity value calculation unit 241 will be specifically described with an example shown in FIG. In FIG. 6, actual data points are indicated by ⁇ .
  • the data point D3 indicates the maximum intensity of the peak, and the intensity range U at a predetermined ratio to the maximum intensity is determined as shown in FIG.
  • the signal strengths of the four data points D1, D2, D4, and D5 other than the data point D3 fall within the strength range U. Therefore, these data points D1, D2, D3, D4, and D5 are extracted and their signal intensity values are added together, and this added value is used instead of the peak maximum intensity value. For example, if there is no data point that falls within the intensity range U other than the data point D3, the signal intensity at the data point D3 is used as it is.
  • the mass spectrometer of the second embodiment is generally low in sensitivity because the compound concentration is relatively low or the compound is not easily ionized, that is, the peak height in the profile spectrum is generally low. Is particularly useful.
  • the m / z value of the product ion is not an m / z value that gives the maximum intensity of each peak. For example, data points at both ends of a plurality of data points that fall within the intensity range U (D1, An average value or an intermediate value of the m / z values of D5) may be used.
  • FIG. 7 is a functional block configuration diagram of the data processing unit 2C of the mass spectrometer of the third embodiment
  • FIG. 8 is a process flowchart at the time of obtaining pseudo MRM measurement data in the mass spectrometer of the third embodiment
  • FIG. It is a figure which shows an example of the profile spectrum for. Note that the basic configuration of the measurement unit 1 is the same as that of the mass spectrometer of the first embodiment, so that the description thereof is omitted.
  • the data processing unit 2 ⁇ / b> C in the mass spectrometer of the third embodiment includes a centroid spectrum creating unit 26.
  • step S24 The centroid spectrum creation unit 26 performs centroid processing on the profile spectrum data, and creates a centroid spectrum in which a centroid peak having a vertical bar shape is observed (step S24). Obviously, the process of step S24 may be performed before step S22 or S23. Thereafter, the product ion m / z value acquisition unit 23 acquires the m / z value of the product ion in the same manner as in step S4 or S14 (step S25).
  • the product ion intensity value calculation unit 241 extracts all centroid peaks whose signal intensity values are within an intensity range of a predetermined ratio with respect to the maximum intensity for each peak detected in step S23. There may be only one centroid peak or a plurality of centroid peaks. The predetermined ratio may be determined in advance, but may be freely set by an operator (user). The product ion intensity value calculation unit 241 adds the signal intensity values of the extracted centroid peaks for each peak, and adopts the added value instead of the maximum intensity value of the peak (step S26).
  • a centroid peak having a signal intensity value equal to or greater than a predetermined threshold may be extracted.
  • the predetermined threshold value may be determined in advance, or may be set freely by an operator (user).
  • the m / z value of the product ion is not the m / z value that gives the maximum intensity of each peak, but if there is only one centroid peak, the m / z value of that centroid peak, multiple centroid peaks If there is, an average value or an intermediate value of m / z values of the plurality of centroid peaks may be used.
  • FIG. 10 is a functional block configuration diagram of the data processing unit 2D of the mass spectrometer of the fourth embodiment
  • FIG. 11 is a process flowchart for obtaining pseudo MRM measurement data in the mass spectrometer of the fourth embodiment
  • FIG. It is a figure which shows an example of the profile spectrum for. Note that the basic configuration of the measurement unit 1 is the same as that of the mass spectrometer of the first embodiment, so that the description thereof is omitted. As shown in FIG.
  • the data processing unit 2D in the mass spectrometer of the fourth embodiment includes an MS / MS spectrum library 27 in which MS / MS spectra (product ion spectra) for various compounds are stored.
  • This MS / MS spectrum is a centroid spectrum.
  • the processing in steps S31 to S35 in FIG. 11 is the same as that in steps S21 to S25 in FIG.
  • the product ion intensity value calculation unit 241 obtains a centroid peak corresponding to the peak detected in step S33, and calculates the m / z value of the centroid peak in the MS / MS spectrum library 27. Attempts to identify centroid peaks by matching with MS spectra. Then, an accurate m / z value corresponding to the identified centroid peak is obtained from the MS / MS spectrum library 27, a predetermined allowable m / z value width centered on the m / z value is obtained, and a centroid is obtained. A centroid peak that falls within the allowable m / z value width in the spectrum is extracted.
  • the product ion intensity value calculation unit 241 adds the signal intensity values of the extracted centroid peaks for each peak, and adopts the added value instead of the maximum intensity value of the peak (step S36).
  • Isotope peaks derived from the same compound (peaks having the same elemental composition but different mass-to-charge ratios) appear close to each other (for example, at an interval of 1 Da) on the profile spectrum as shown in FIG. Therefore, by setting the allowable m / z value width so that isotope peaks derived from the same compound are included, the signal intensity values of multiple centroid peaks corresponding to the isotope peaks are added, and the added value is quantified. It can be used as information.
  • FIG. 13 is a functional block configuration diagram of the data processing unit 2E of the mass spectrometer of the fifth embodiment
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of a calibration curve selection process in the mass spectrometer of the fourth embodiment.
  • the basic configuration of the measurement unit 1 is the same as that of the mass spectrometer of the first embodiment, so that the description thereof is omitted.
  • the data processing unit 2E in the mass spectrometer of the fifth embodiment includes a calibration curve creating unit for each product ion. 28.
  • a calibration curve evaluation / selection unit 29 is provided.
  • pseudo MRM measurement data is obtained by measuring the sample gas containing the measurement target compound and performing data processing.
  • the signal intensity value in one MRM transition obtained at that time reflects the concentration information of the compound to be measured in the sample gas. Therefore, by repeating the measurement and data processing for the sample gas containing the measurement target compound having different concentrations in a plurality of steps (at least three or more steps), pseudo MRM measurement data for the target compound having different concentrations can be obtained.
  • the pseudo MRM measurement data is stored in the pseudo MRM measurement data storage unit 25 and then the following characteristic processing is performed.
  • the calibration curve creation unit 28 for each product ion creates a linear calibration curve indicating the relationship between the concentration and the intensity value based on the signal intensity values for a plurality of different concentrations in the same MRM transition. As described above, a plurality of MRM transitions are usually obtained for one target compound.
  • the product ion-specific calibration curve creation unit 28 creates a calibration curve for each different MRM transition.
  • FIG. 14 shows calibration curves A, B, and C created for three different MRM transitions. Each of these calibration curves is a calibration curve that can be used when quantifying the same target compound, and the calibration curve evaluation / selection unit 29 selects a calibration curve that can expect the most accurate calibration.
  • the error (for example, the least square error) between the data points (points indicated by ⁇ , ⁇ , and ⁇ in FIG. 14) used in creating each calibration curve and the calibration curve is calculated, and the minimum The calibration curve that gives the error is estimated to be the best and is selected.
  • the selection result that is, the MRM transition and calibration curve used for quantification are presented to the operator from the display unit 6 and stored as calibration curve information.
  • the stored calibration curve may be referred to using the signal intensity value in this MRM transition.
  • the pseudo MRM measurement data used for creating the calibration curve may be obtained by the mass spectrometers of the second to fourth embodiments, not the mass spectrometer of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the mass spectrometer of the sixth embodiment.
  • the first to fifth embodiments are triple quadrupole mass spectrometers.
  • the sixth embodiment is a Q-TOF mass spectrometer.
  • the vacuum chamber 110, ion source 111, ion lens 112, front quadrupole mass filter 113, collision cell 114, and multipole ion guide 115 included in the measurement unit 100 are the same as those shown in FIG.
  • This is basically the same as the vacuum chamber 10, ion source 11, ion lens 12, front-stage quadrupole mass filter 13, collision cell 14, and multipole ion guide 15 in the mass spectrometer of one embodiment.
  • the ions discharged from the collision cell 114 (for example, product ions generated by dissociation in the collision cell 114) are introduced into the orthogonal acceleration unit 117 through the ion guide 116.
  • the orthogonal acceleration unit 117 includes an acceleration electrode and accelerates the introduced ions in a direction substantially orthogonal to the introduction direction.
  • the accelerated ions are introduced into the flight space 118 including the ion reflector 119, and while flying back in the flight space 118 while being folded by the ion reflector 119, the ions are spatially separated according to the mass-to-charge ratio and detected.
  • Reaching vessel 120 The ion detector 120 outputs a detection signal corresponding to the amount of ions that sequentially reach with the passage of time, and digital data obtained by A / D converting the detection signal is input to the data processing unit 200.
  • Each functional block in the data processing unit 200 that is, a measurement data storage unit 210, a profile spectrum creation unit 211, a peak detection unit 212, a product ion m / z value acquisition unit 213, a pseudo MRM measurement data extraction unit 214, and a pseudo MRM measurement
  • the basic operation of the data storage unit 215 is to obtain a measurement data storage unit 20, a profile spectrum creation unit 21, a peak detection unit 22, and product ion m / z value acquisition in the mass spectrometer of the first embodiment shown in FIG.
  • the operations are the same as those in the unit 23, the pseudo MRM measurement data extraction unit 24, and the pseudo MRM measurement data storage unit 25.
  • ions having a specific mass-to-charge ratio are selected by the front-stage quadrupole mass filter 113, and the precursor ions are dissociated by CID in the collision cell 114.
  • the process of step S1 shown in FIG. 2 that is, a measurement corresponding to a product ion scan measurement for a specific precursor ion is performed. It is possible to obtain a profile spectrum for the product ions.
  • the processing after the profile spectrum is obtained in this way is exactly the same as that of the mass spectrometer of the first embodiment.
  • each data processing described in the mass spectrometers of the second to fourth embodiments can be similarly applied.
  • a pseudo MRM measurement result for the target compound can be obtained.
  • the mass spectrometers of the first to sixth embodiments are mass spectrometers that can be combined with a gas chromatograph, but can be combined with a liquid chromatograph, and can be combined with a liquid chromatograph. It is clear that it may be a device.

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Abstract

目的化合物を含む試料に対し、該化合物由来の既知イオンのm/z値をプリカーサイオンとするプロダクトイオンスキャン測定を測定部（１）で実行し、プロファイルスペクトルデータを取得する。データ処理部（２Ａ）においてピーク検出部（２２）はプロファイルスペクトル上でピークを検出し、プロダクトイオンm/z値取得部（２３）は検出されたピーク毎に、最大強度に対応するm/z値をプロダクトイオンのm/z値として取得する。擬似MRM測定データ抽出部（２４）は、プリカーサイオンのm/z値、プロダクトイオンのm/z値をMRMトランジションとすると共に、プロダクトイオン由来のピークの最大強度をMRMトランジションにおける信号強度値として抽出し、これを擬似MRM測定データとして記憶部（２５）に保存する。これにより、MRM測定を実行することなくプロダクトイオンスキャン測定のみによって、目的化合物の濃度を反映した定量情報を得ることができる。

Description

質量分析装置
　本発明は質量分析装置に関し、さらに詳しくは、トリプル四重極型質量分析装置、四重極－飛行時間型質量分析装置（以下、慣用に従いＱ－ＴＯＦ型質量分析装置と称す）など、前段の質量分離器で選択されたイオンをコリジョンセルで解離させ、それにより生成されたプロダクトイオンを後段の質量分離器で質量電荷比に応じて分離して検出する質量分析装置に関する。
　試料中の物質の同定やその構造解析、或いは定量などを行うために、質量分析の一つの手法であるＭＳ／ＭＳ分析が広く用いられている。ＭＳ／ＭＳ分析を行うための質量分析装置としては種々の構成のものがあるが、構造が比較的簡単で操作や扱いも容易であるのが、コリジョンセルを挟んでその前後に四重極マスフィルタを備えたトリプル四重極型質量分析装置である。
　トリプル四重極型質量分析装置では、ＭＳ／ＭＳ測定のモードとして、多重反応イオンモニタリング（ＭＲＭ）測定、プロダクトイオンスキャン測定、プリカーサイオンスキャン測定、ニュートラルロススキャン測定などが知られている。このうち、ＭＲＭ測定モードでは、前段四重極マスフィルタと後段四重極マスフィルタとを通過し得るイオンの質量電荷比をそれぞれ固定し、特定のプリカーサイオンに対する特定のプロダクトイオンの強度を測定する。ＭＲＭ測定では、２段階のマスフィルタによって非測定対象の化合物や夾雑成分由来のイオンや中性粒子を除去することができるため、高いＳＮ比のイオン強度信号を得ることができる。そのため、ＭＲＭ測定は特に微量成分の定量などに威力を発揮する。
　上記のようなトリプル四重極型質量分析装置は単独で使用される場合もあるが、しばしば液体クロマトグラフ（ＬＣ）やガスクロマトグラフ（ＧＣ）と組み合わせて使用される。ＧＣやＬＣの検出器としてトリプル四重極型質量分析装置を用いた装置（以下、慣用に従って、ＧＣ－ＭＳ／ＭＳやＬＣ－ＭＳ／ＭＳ等と称すことがある）は、多数の化合物を含む試料や夾雑物を含む試料中の化合物の定量分析などによく用いられる。
　ＧＣ－ＭＳ／ＭＳ又はＬＣ－ＭＳ／ＭＳにおいてＭＲＭ測定を行う場合、目的試料の測定に先立って、測定対象の化合物（成分）の保持時間と対応付けて、ターゲットとするプリカーサイオンの質量電荷比とプロダクトイオンの質量電荷比との組合せ、即ち、ＭＲＭトランジションを測定条件の一つとして設定しておく必要がある。このとき、目的化合物それぞれに対して最適なＭＲＭトランジションを設定しておくことにより、目的化合物由来のイオンの信号強度を高い精度及び感度で以て得ることができ、該化合物の定量を高精度且つ高感度で行うことができる。
　一般に、一つの化合物由来のイオンを解離すると複数種のプロダクトイオンが生成される。そのため、一つの化合物についてのＭＲＭ測定が可能であるプリカーサイオンとプロダクトイオンとの組合せは複数存在するが、その中で例えば最大の信号強度が得られるもの等、適切な組合せをＭＲＭトランジションとして選択することが好ましい。そこで、従来は、まず、目的化合物を含む試料に対するプロダクトイオンスキャン測定を実施し、その測定結果に基づいてＭＲＭトランジション等を含むＭＲＭ測定条件を決定する。そして、決定されたＭＲＭ測定条件に従って目的化合物を含む試料に対するＭＲＭ測定を実施し、その結果に基づいて目的化合物の定量が行われている。
　例えば特許文献１に記載の装置では、プロダクトイオンスキャン測定における測定条件（例えばプロダクトイオンの質量走査範囲など）の設定を簡略化するために、表示画面上に表示される化合物情報テーブルで操作者が目的化合物をクリック操作等により指定すると、指定された化合物についてのプロダクトイオンスキャン測定条件が自動的に作成されるようになっている。このように操作者による作業の簡略化は図られているものの、試料中の目的化合物の含有量に応じた定量情報を取得するためには、一つの試料に対しプロダクトイオンスキャン測定とＭＲＭ測定という２回の測定を実施する必要がある。そのため、作業が煩雑であり、分析の効率を高めることも難しい。
　また、試料に含まれる化合物が未知である場合には、上記化合物情報テーブルから目的化合物を指定することはできず、まず試料に含まれる化合物を調べるために、通常の（つまりはイオンを解離させない）スキャン測定を実行してマススペクトルを取得する必要がある。そのため、一つの試料に対し、通常のスキャン測定、プロダクトイオンスキャン測定、ＭＲＭ測定という３回の測定を実施する必要があり、作業はさらに一層煩雑である。
　また、上述したように、目的化合物に対するプロダクトイオンスキャン測定の結果から例えば最大の信号強度が得られるプロダクトイオンをＭＲＭトランジションとして選択したとしても、そのＭＲＭトランジションがその目的化合物を定量するために最適なＭＲＭトランジションであるとは限らない。何故なら、定量のための検量線を作成する際には、複数段階に濃度が相違する目的化合物を含む試料をＭＲＭ測定した結果が利用されるが、上記のように決められたＭＲＭトランジションの下で実施されるＭＲＭ測定の結果に基づいて作成される検量線の誤差が他のＭＲＭトランジションの下で実施されるＭＲＭ測定の結果に基づいて作成される検量線の誤差よりも小さいとは限らないからである。
特開２０１３－２２４８５８号公報
　本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その主な目的は、プロダクトイオンスキャン測定を実行したあと、引き続きＭＲＭ測定を実行することなくＭＲＭ測定結果に相当する情報を取得することができる質量分析装置を提供することである。また、本発明の別の目的は、ＭＲＭ測定を実行することなくプロダクトイオンスキャン測定の結果に基づいて、定量性の良好なＭＲＭ測定結果に相当する情報を取得することができる質量分析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、イオンを解離させるコリジョンセルを挟んで前後に質量分離器を有する質量分析装置において、
　a)試料中の目的化合物由来の既知のイオンをプリカーサイオンとしたプロダクトイオンスキャン測定を実行して所定質量電荷比範囲のプロファイルスペクトルを取得するように各部を制御するプロダクトイオンスキャン測定実行制御部と、
　b)前記プロファイルスペクトル又は該プロファイルスペクトルから求まるセントロイドスペクトルに対し所定の基準に従ってピークを検出するピーク検出部と、
　c)前記プロファイルスペクトルから検出されたピークが存在する質量電荷比範囲内の一若しくは複数の質量電荷比値に基づいて、又は、前記セントロイドスペクトルから検出されたピークに対応する一若しくは複数の質量電荷比値に基づいて、前記プリカーサイオンの質量電荷比値と組み合わせることでＭＲＭトランジションとして扱えるプロダクトイオンの質量電荷比値を求めるプロダクトイオン質量電荷比値決定部と、
　d)前記プリカーサイオンの質量電荷比値、前記プロダクトイオン質量電荷比値決定部で決定されたプロダクトイオンの質量電荷比値、及び、前記プロファイルスペクトル又は前記セントロイドスペクトルから検出されたピークから求まる強度値を、擬似的なＭＲＭ測定結果として抽出する擬似ＭＲＭ測定結果抽出部と、
　を備えることを特徴としている。
　ここで、コリジョンセルの前段の質量分離器は典型的には四重極マスフィルタである。また、コリジョンセルの後段の質量分離器は、通常、四重極マスフィルタ又は飛行時間型質量分離器である。つまり、本発明に係る典型的な質量分析装置は、トリプル四重極型質量分析装置又はＱ－ＴＯＦ型質量分析装置である。また、本発明に係る質量分析装置はＧＣやＬＣと組み合わせて、即ちＧＣやＬＣの検出器として用いる構成とすることもできるが、それに限定されるものではない。例えば液体試料中の化合物を質量分析することが可能な質量分析装置において、フローインジェクション法により試料を質量分析装置に導入するような場合にも、本発明を利用することができる。
　なお、後段の質量分離器が飛行時間型質量分離器である場合、所定の質量電荷比範囲に亘るイオンを検出するのが一般的であるから、通常の測定が実質的にスキャン測定に相当し、通常の測定によって得られるマススペクトルがプロファイルスペクトルに相当する。
　例えば操作者が試料に含まれる目的化合物由来の既知のイオンの質量電荷比値をプリカーサイオンとして設定して測定実行を指示すると、プロダクトイオンスキャン測定実行制御部は、イオン源、質量分離器、検出器等の各部を制御することにより、指定されたプリカーサイオンに対する所定質量電荷比範囲のプロダクトイオンスキャン測定を実行する。それにより、所定質量電荷比範囲に亘るプロダクトイオンの強度変化を示すプロファイルスペクトルが得られる。
　ピーク検出部は、プロファイルスペクトル或いは該プロファイルスペクトルから求まるセントロイドスペクトルに対し所定の基準に従って、目的化合物のプロダクトイオンに由来するピークを検出する。
　プロダクトイオン質量電荷比値決定部は、検出されたピークに基づいてプロダクトイオンの質量電荷比値を求める。プロファイルスペクトルから検出されたピークを利用する場合、該ピークは或る程度の幅を有するから、該ピークの特定の位置、典型的にはピークトップの位置に対応する質量電荷比値をプロダクトイオンの質量電荷比値とすればよい。また、通常、一つのピークは複数のデータ点を含むから、そのデータ点の全て又は一部を利用して質量電荷比値を算出し、それをプロダクトイオンの質量電荷比値としてもよい。また、セントロイドスペクトルから検出されたピークを利用する場合、該ピークは線ピークであるから、一つのセントロイドピークに対応する質量電荷比をプロダクトイオンの質量電荷比値とするか、或いは、複数のセントロイドピークに対応する質量電荷比からプロダクトイオンの質量電荷比値を求めればよい。
　そして、擬似ＭＲＭ測定結果抽出部は、プロファイルスペクトル又はセントロイドスペクトルから検出されたピークに基づいて、測定時のプリカーサイオンの質量電荷比値と上述したようにプロダクトイオンの質量電荷比値との組であるＭＲＭトランジションに対応する強度値を求める。プロファイルスペクトルから検出されたピークを利用する場合、検出されたピークのピークトップにおける強度（最大強度）を上記強度値とするか、或いは、上述したように一つのピークを構成する複数のデータ点の強度に基づいて上記強度値を算出するとよい。また、セントロイドピークを利用する場合も、一つのセントロイドピークのピーク強度を上記強度値とするか、或いは、複数のセントロイドピークのピーク強度に基づいて上記強度値を算出するとよい。
　このようにして、目的化合物を含む試料に対するプロダクトイオンスキャン測定結果から、プリカーサイオンの質量電荷比値、プロダクトイオンの質量電荷比値、及び強度値という擬似的なＭＲＭ測定結果を抽出することができる。なお、プロダクトイオン質量電荷比値決定部により複数の異なるプロダクトイオンの質量電荷比値が決定された場合には、異なるＭＲＭトランジションに対応してそれぞれ強度値を求めることができる。その結果、一つのプロダクトイオンスキャン測定結果から複数の擬似的なＭＲＭ測定結果が得られることになる。
　また本発明に係る質量分析装置において、好ましくは、濃度が複数段階に相違する同一の目的化合物に対してそれぞれ取得される、プリカーサイオン質量電荷比及びプロダクトイオン質量電荷比が同一である擬似的なＭＲＭ測定結果に基づいて、濃度と強度値との関係を示す検量線を作成する検量線作成部、をさらに備える構成とするとよい。
　この構成によれば、目的化合物を異なる濃度で含む複数の試料に対するプロダクトイオンスキャン測定の結果に基づいて、該目的化合物を定量するための検量線を求めることができる。
　また本発明に係る質量分析装置において、さらに好ましくは、前記検量線作成部は、同一の目的化合物に対し、プリカーサイオン質量電荷比及び／又はプロダクトイオン質量電荷比が相違する擬似的なＭＲＭ測定結果に基づく複数の検量線を作成して、該複数の検量線の中から信頼性が最も高いと推測される検量線を選定する構成とするとよい。
　さらにまた、その選定された検量線を与えるプリカーサイオンとプロダクトイオンとをＭＲＭトランジションとして抽出するＭＲＭトランジション抽出部をさらに備える構成としてもよい。
　ここで「信頼性が最も高いと推測される検量線」としては、例えば、濃度と強度値との関係を示す複数のデータ点に基づいて直線状の検量線を描いたときに、その検量線に対するデータ点の誤差や分散が最小になるものとすればよい。
　上記構成によれば、プロダクトイオンスキャン測定結果に基づいて複数のＭＲＭトランジションが抽出される場合に、その中で、定量性が良好であるＭＲＭトランジションとそのＭＲＭトランジションにおける検量線を求めることができる。
　本発明に係る質量分析装置によれば、目的化合物を含む試料に対するプロダクトイオンスキャン測定を実施したあと、その測定結果から求まるＭＲＭトランジションの下でのＭＲＭ測定を実行することなく、そのＭＲＭ測定により得られる結果に相当する定量結果を得ることができる。したがって、プロダクトイオンスキャン測定によってＭＲＭトランジション等のＭＲＭ測定条件を決めたあとにＭＲＭ測定を実行するという煩雑な作業が不要になり、種々の化合物の定量解析を効率良く進めることができる。また、一般的に特定のＭＲＭトランジションをターゲットとするＭＲＭ測定が実施されないＱ－ＴＯＦ型質量分析装置においても、ＭＲＭ測定により得られる結果に相当する定量結果を得ることができる。
　また本発明に係る質量分析装置の好ましい構成によれば、プロダクトイオンスキャン測定の結果、目的化合物に対して複数のＭＲＭトランジションが存在することが判明した場合に、その中で、定量性が良好であるＭＲＭトランジションとそのＭＲＭトランジションにおける検量線を求めることができる。
本発明に係る第１実施例の質量分析装置の概略構成図。 第１実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得時の処理フローチャート。 第１実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得の説明図。 第２実施例の質量分析装置におけるデータ処理部の機能ブロック構成図。 第２実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得時の処理フローチャート。 第２実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得の説明図。 第３実施例の質量分析装置におけるデータ処理部の機能ブロック構成図。 第３実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得時の処理フローチャート。 第３実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得の説明図。 第４実施例の質量分析装置におけるデータ処理部の機能ブロック構成図。 第４実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得時の処理フローチャート。 第４実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得の説明図。 第５実施例の質量分析装置におけるデータ処理部の機能ブロック構成図。 第５実施例の質量分析装置における検量線選択処理の説明図。 本発明に係る第６実施例の質量分析装置の概略構成図。
　　［第１実施例］
　以下、本発明に係る質量分析装置の第１実施例である質量分析装置について、図１～図３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概略構成図である。第１実施例（及び後述の第２乃至第５実施例）の質量分析装置はトリプル四重極型質量分析装置である。
　図１に示すように、測定部１は、図示しない真空ポンプにより真空排気される真空チャンバ１０の内部に、電子イオン化（ＥＩ）法などによるイオン源１１、イオンレンズ１２、前段四重極マスフィルタ１３、多重極型イオンガイド１５が内装されたコリジョンセル１４、後段四重極マスフィルタ１６、及びイオン検出器１７を備える。
　ＭＳ／ＭＳ分析を行う際には、コリジョンセル１４内に衝突誘起解離（ＣＩＤ）ガスが供給される。測定対象である化合物を含む試料ガスがイオン源１１に導入されると、その試料ガス中の化合物分子はイオン化され、イオンレンズ１２で収束されて前段四重極マスフィルタ１３に送られる。前段四重極マスフィルタ１３を構成する４本のロッド電極にはそれぞれ所定の電圧が印加され、イオン源１１で生成された各種イオンのうち、上記電圧に応じた特定の質量電荷比を有するイオンのみが前段四重極マスフィルタ１３を通り抜けてコリジョンセル１４内に導入される。化合物由来のイオンはコリジョンセル１４内でＣＩＤガスに接触して解離され、各種のプロダクトイオンが生成される。後段四重極マスフィルタ１６を構成する４本のロッド電極にはそれぞれ所定の電圧が印加され、その電圧に応じた特定の質量電荷比を有するプロダクトイオンのみが後段四重極マスフィルタ１６を通り抜け、イオン検出器１７に到達する。イオン検出器１７としては、例えばコンバージョンダイノードと電子増倍管との組合せが利用される。
　イオン検出器１７は到達したイオンの量に応じた検出信号（イオン強度信号）を出力し、この検出信号は図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタルデータに変換されてデータ処理部２Ａに入力される。
　データ処理部２Ａは機能ブロックとして、測定データ格納部２０、プロファイルスペクトル作成部２１、ピーク検出部２２、プロダクトイオンm/z値取得部２３、擬似ＭＲＭ測定データ抽出部２４、擬似ＭＲＭ測定データ記憶部２５、などを備える。測定部１の各部は分析制御部３により制御される。この分析制御部３やデータ処理部２Ａの動作は中央制御部４により統括的に制御される。中央制御部４には、ユーザインターフェイスとして入力部５や表示部６が接続されている。
　なお、データ処理部２Ａ、分析制御部３、及び中央制御部４の全て又は一部の機能は、パーソナルコンピュータ（又はより高度なワークステーション）をハードウェア資源とし、そのコンピュータに予めインストールされた専用の制御・処理ソフトウェアを該コンピュータで実行することにより実現される構成とすることができる。
　次に、本実施例の質量分析装置における特徴的な測定動作及びデータ処理動作について、図２及び図３を参照して説明する。図２は本実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得時の処理フローチャート、図３はその処理の説明のためのプロファイルスペクトルの一例を示す図である。
　ここでは、測定対象試料中の目的化合物が決まっており、その目的化合物のプリカーサイオンのm/z値が既知であるものとする。目的化合物のプリカーサイオンのm/z値が不明である場合には、コリジョンセル１４内でイオンを解離させない通常のスキャン測定を実行することによって、プリカーサイオンに適したイオンのm/z値を調べておけばよい。また、目的化合物が予め決まっておらず、測定対象試料に含まれる未知の化合物を定量したい場合にも同様に、通常のスキャン測定を実行することによって未知化合物由来のイオンのm/z値を把握し、必要に応じて該化合物を同定しておく（但し、定量するために同定は必須ではない）。
　操作者は、目的化合物のプリカーサイオンのm/z値（この例ではm/z＝Ｍaとする）及びプロダクトイオンスキャン測定の測定条件を入力部５より入力する。この測定条件には、プロダクトイオンスキャン測定のm/z範囲のほか、ＣＩＤガス圧やコリジョンエネルギなどのＣＩＤ条件を含む。但し、こうした測定条件の一部又は全てはデフォルト値であってもよい。
　操作者が測定実行開始を指示すると、中央制御部４からの指示を受けた分析制御部３は設定された測定条件に従って各部を制御することにより、指定されたm/z＝Ｍaのプリカーサイオンに対するプロダクトイオンスキャン測定を実行する（ステップＳ１）。これにより、所定のm/z範囲に亘るプロダクトイオンの信号強度の変化を示すプロファイルスペクトルデータがデータ処理部２Ａに入力され、該データが測定データ格納部２０に一旦保存される（ステップＳ２）。
　データの取得後、プロファイルスペクトル作成部２１は測定データ格納部２０に保存されたデータに基づいてプロファイルスペクトルを作成する。多くの場合、ＣＩＤによって一種類のプリカーサイオンからm/z値が異なる複数種のプロダクトイオンが生成されるため、プロファイルスペクトルには図３に示すように異なるプロダクトイオンに対応する複数のピークが現れる。ピーク検出部２２は所定のアルゴリズムに従ってプロファイルスペクトルに現れているピークを検出し、各ピークのピークトップの信号強度（最大強度）を求める（ステップＳ３）。図３の例では、三つのピークＰ1、Ｐ2、Ｐ3が検出され、それぞれ信号強度がＩ1、Ｉ2、Ｉ3と求まる。
　次にプロダクトイオンm/z値取得部２３は、検出された各ピークの最大強度が得られるm/z値をそれぞれのプロダクトイオンのm/z値として取得する（ステップＳ４）。図３の例では、ピークＰ1、Ｐ2、Ｐ3に対しそれぞれＭ1、Ｍ2、Ｍ3がプロダクトイオンのm/z値として得られる。擬似ＭＲＭ測定データ抽出部２４は、プリカーサイオンのm/z値及びプロダクトイオンのm/z値を組とするＭＲＭトランジションと、そのＭＲＭトランジションに対するプロダクトイオンの信号強度を擬似ＭＲＭ測定データとして抽出する（ステップＳ５）。
　ＭＲＭトランジションはプロファイルスペクトルから検出されたピークの数だけ得られる。図３の例では三つのピークが検出されるから、その各ピークに対応して、Ｍa＞Ｍ1、Ｍa＞Ｍ2、Ｍa＞Ｍ3、という三つのＭＲＭトランジションが求まり、各ＭＲＭトランジションの信号強度がＩ1、Ｉ2、Ｉ3となる。これら信号強度値は、目的化合物に対する三つのＭＲＭトランジションＭa＞Ｍ1、Ｍa＞Ｍ2、Ｍa＞Ｍ3におけるＭＲＭ測定を実行した結果に相当するものであり、ここでは、こうして抽出された擬似ＭＲＭ測定データが擬似ＭＲＭ測定データ記憶部２５に保存され、一連の測定が終了する。
　以上のようにして第１実施例の質量分析装置では、測定対象化合物に対するプロダクトイオンスキャン測定の結果に基づいて、該化合物に対する擬似的なＭＲＭ測定結果を取得することができる。一般的に、プロダクトイオンスキャン測定を実施するm/z範囲はプリカーサイオンのm/z値よりも低い範囲とされるが、プリカーサイオンのm/z値よりも高い範囲にまでプロダクトイオンスキャン測定を実施するm/z範囲を広げることによって、ＣＩＤによりイオン価数が減少することでプロダクトイオンのm/z値がプリカーサイオンのm/z値を超えたような場合であってもＭＲＭトランジションを見つけ、そのＭＲＭトランジションにおける信号強度値を取得することができる。
　　［第２実施例］
　本発明の第２実施例である質量分析装置について、図４～図６を参照して説明する。
　図４は第２実施例の質量分析装置のデータ処理部２Ｂの機能ブロック構成図、図５は第２実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得時の処理フローチャート、図６はその説明のためのプロファイルスペクトルの一例を示す図である。なお、測定部１の基本的な構成は第１実施例の質量分析装置と同じであるので説明を省略する。
　図４に示すように、この第２実施例の質量分析装置におけるデータ処理部２Ｂにおいて、擬似ＭＲＭ測定データ抽出部２４はプロダクトイオン強度値算出部２４１を備える。
　ここでも、測定対象試料中の目的化合物が決まっており、その目的化合物のプリカーサイオンのm/z値が既知であるものとする。図４中のステップＳ１１～Ｓ１４の処理はすでに説明した図２中のステップＳ１～Ｓ４と同じであるので説明を省略する。ステップＳ１４の処理終了後、プロダクトイオン強度値算出部２４１は、ピーク毎に、最大強度に対して所定の比率の強度範囲に信号強度値が収まっているデータ点を全て抽出する。このデータ点は一つのみである場合もあれば複数である場合もある。また、所定の比率は予め決めておいてもよいが、操作者（ユーザ）が自由に設定できるようにしてもよい。プロダクトイオン強度値算出部２４１は、ピーク毎に、抽出したデータ点における信号強度値を加算し、その加算値をそのピークの最大強度値の代わりに採用する（ステップＳ１５）。
　擬似ＭＲＭ測定データ抽出部２４は、プリカーサイオンのm/z値及びプロダクトイオンのm/z値を組とするＭＲＭトランジションと、そのＭＲＭトランジションに対するプロダクトイオンの信号強度として上記加算値を擬似ＭＲＭ測定データとして抽出し、擬似ＭＲＭ測定データ記憶部２５に保存する（ステップＳ１６）。
　図６に示す例でプロダクトイオン強度値算出部２４１による処理を具体的に説明する。図６では、実際のデータ点を●で示している。いま、データ点Ｄ3がピークの最大強度を示し、その最大強度に対する所定の比率の強度範囲Ｕが図６中に記したように定まるものとする。この場合、データ点Ｄ3以外に、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ4、Ｄ5の四つのデータ点の信号強度が強度範囲Ｕに収まる。そこで、これらデータ点Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5を抽出してそれらの信号強度値を全て加算し、この加算値をピークの最大強度値に代えて用いる。例えば、データ点Ｄ3以外に強度範囲Ｕに収まるデータ点が存在しなければ、データ点Ｄ3の信号強度をそのまま用いることになる。
　この第２実施例の質量分析装置は、化合物の濃度が比較的低い又は化合物がイオンされにくい等の理由で全般的に感度が低い、つまりプロファイルスペクトルでのピークの高さが全般に低いといった場合に特に有用である。
　なお、プロダクトイオンのm/z値は各ピークの最大強度を与えるm/z値ではなく、例えば、強度範囲Ｕに収まる複数のデータ点のうちの両端のデータ点（図６の例ではＤ1、Ｄ5）のm/z値の平均値やその中間値などを用いてもよい。
　　［第３実施例］
　本発明の第３実施例である質量分析装置について、図７～図９を参照して説明する。
　図７は第３実施例の質量分析装置のデータ処理部２Ｃの機能ブロック構成図、図８は第３実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得時の処理フローチャート、図９はその説明のためのプロファイルスペクトルの一例を示す図である。なお、測定部１の基本的な構成は第１実施例の質量分析装置と同じであるので説明を省略する。
　図７に示すように、この第３実施例の質量分析装置におけるデータ処理部２Ｃはセントロイドスペクトル作成部２６を備える。
　図８中のステップＳ２１～Ｓ２３の処理はすでに説明した図２中のステップＳ１～Ｓ３と同じであるので説明を省略する。セントロイドスペクトル作成部２６はプロファイルスペクトルデータに対してセントロイド処理を実行し、縦棒状であるセントロイドピークが観測されるセントロイドスペクトルを作成する（ステップＳ２４）。なお、このステップＳ２４の処理はステップＳ２２又はＳ２３の前に行ってもよいことは明らかである。そのあとプロダクトイオンm/z値取得部２３は、ステップＳ４又はＳ１４と同様に、プロダクトイオンのm/z値を取得する（ステップＳ２５）。
　次に、プロダクトイオン強度値算出部２４１は、ステップＳ２３で検出されたピーク毎に、最大強度に対して所定の比率の強度範囲に信号強度値が収まっているセントロイドピークを全て抽出する。このセントロイドピークは一本のみである場合もあれば複数本である場合もある。また、所定の比率は予め決めておいてもよいが、操作者（ユーザ）が自由に設定できるようにしてもよい。プロダクトイオン強度値算出部２４１は、ピーク毎に、抽出したセントロイドピークの信号強度値を加算し、その加算値をそのピークの最大強度値の代わりに採用する（ステップＳ２６）。なお、最大強度に対して所定の比率の強度範囲に信号強度値が収まっているセントロイドピークを抽出する代わりに、信号強度値が所定の閾値以上であるセントロイドピークを抽出してもよい。この場合にも、所定の閾値は予め決めておいてもよいし、操作者（ユーザ）が自由に設定できるようにしてもよい。
　図９に示すように、複数のピークのかなりの部分が重なっている場合、プロファイルスペクトルに基づくピーク検出では一つのピークとして検出される一方、セントロイドピークは重なっているピーク毎に観測されることがある。こうした場合、最大強度に対して所定の比率の強度範囲Ｕに信号強度値が収まっているセントロイドピークは複数存在するから、その複数のセントロイドピークの信号強度値を加算すればよい。
　なお、プロダクトイオンのm/z値は各ピークの最大強度を与えるm/z値ではなく、セントロイドピークが一本であればそのセントロイドピークのm/z値、セントロイドピークが複数本であればその複数のセントロイドピークのm/z値の平均値やその中間値などを用いてもよい。
　　［第４実施例］
　本発明の第４実施例である質量分析装置について、図１０～図１２を参照して説明する。
　図１０は第４実施例の質量分析装置のデータ処理部２Ｄの機能ブロック構成図、図１１は第４実施例の質量分析装置における擬似ＭＲＭ測定データ取得時の処理フローチャート、図１２はその説明のためのプロファイルスペクトルの一例を示す図である。なお、測定部１の基本的な構成は第１実施例の質量分析装置と同じであるので説明を省略する。
　図１０に示すように、この第４実施例の質量分析装置におけるデータ処理部２Ｄは、様々な化合物についてのＭＳ／ＭＳスペクトル（プロダクトイオンスペクトル）が格納されたＭＳ／ＭＳスペクトルライブラリ２７を備える。このＭＳ／ＭＳスペクトルはセントロイドスペクトルである。
　図１１中のステップＳ３１～Ｓ３５の処理は既に説明した図８中のステップＳ２１～Ｓ２５と同じであるので説明を省略する。
　プロダクトイオン強度値算出部２４１は、ステップＳ３３で検出されたピーク毎に、該ピークに対応するセントロイドピークを求め、そのセントロイドピークのm/z値をＭＳ／ＭＳスペクトルライブラリ２７中のＭＳ／ＭＳスペクトルと照合することで、セントロイドピークの同定を試みる。そして、同定されたセントロイドピークに対応する正確なm/z値をＭＳ／ＭＳスペクトルライブラリ２７から取得し、そのm/z値を中心とする所定の許容m/z値幅を求めて、セントロイドスペクトル中でその許容m/z値幅に収まるセントロイドピークを抽出する。このセントロイドピークは一本のみである場合もあれば複数本である場合もある。また、所定の許容m/z値幅のm/z値幅は予め決めておいてもよいが、操作者（ユーザ）が自由に設定できるようにしてもよい。プロダクトイオン強度値算出部２４１は、ピーク毎に、抽出したセントロイドピークの信号強度値を加算し、その加算値をそのピークの最大強度値の代わりに採用する（ステップＳ３６）。
　同じ化合物由来の同位体ピーク（元素組成が同じであって質量電荷比が異なるピーク）はプロファイルスペクトル上で図１２に示すように近接して（例えば１Da間隔）現れる。そこで、同一化合物由来の同位体ピークが含まれるように許容m/z値幅を定めておくことで、同位体ピークに対応する複数のセントロイドピークの信号強度値を加算し、その加算値を定量情報として利用することができる。
　　［第５実施例］
　本発明の第５実施例である質量分析装置について、図１３及び図１４を参照して説明する。
　図１３は第５実施例の質量分析装置のデータ処理部２Ｅの機能ブロック構成図、図１４は第４実施例の質量分析装置における検量線選択処理の説明図である。なお、測定部１の基本的な構成は第１実施例の質量分析装置と同じであるので説明を省略する。
　図１３に示すように、この第５実施例の質量分析装置におけるデータ処理部２Ｅは、第１実施例の質量分析装置におけるデータ処理部２Ａの構成要素に加えて、プロダクトイオン別検量線作成部２８、検量線評価・選択部２９を備える。
　上述したように第１乃至第４実施例の質量分析装置では、測定対象化合物を含む試料ガスを測定しデータ処理を行うことで擬似ＭＲＭ測定データが得られる。そのときに得られる一つＭＲＭトランジションにおける信号強度値は試料ガス中の測定対象化合物の濃度情報を反映している。そこで、複数段階（少なくとも３以上の段階）で濃度が相違する測定対象化合物を含む試料ガスに対する測定及びデータ処理を繰り返すことで、異なる濃度の目的化合物に対する擬似ＭＲＭ測定データを得ることができる。この第５実施例の質量分析装置では、そうした擬似ＭＲＭ測定データを擬似ＭＲＭ測定データ記憶部２５に保存したあと、次のような特徴的な処理を実施する。
　プロダクトイオン別検量線作成部２８は、同一のＭＲＭトランジションにおける異なる複数の濃度に対する信号強度値に基づいて、濃度と強度値との関係を示す直線状の検量線を作成する。上述したように、通常、一つの目的化合物に対し複数のＭＲＭトランジションが求まる。プロダクトイオン別検量線作成部２８は、この互いに異なるＭＲＭトランジション毎に検量線を作成する。図１４は異なる三つのＭＲＭトランジションに対して作成された検量線Ａ、Ｂ、Ｃを示している。これら検量線はいずれも同じ目的化合物を定量する際に利用可能な検量線であるが、検量線評価・選択部２９はその中で最も精度の高い検量が期待できる検量線を選択する。
　具体的には、それぞれの検量線を作成する際に用いたデータ点（図１４中に●、▲、■で示した点）と検量線との誤差（例えば最小二乗誤差）を計算し、最小の誤差を与える検量線が最良であると推定し、これを選択する。そして、その選択結果、つまりは定量に用いるＭＲＭトランジションと検量線とを表示部６から操作者に提示するとともに検量線情報として記憶する。これにより、同じ目的化合物を定量する際には、このＭＲＭトランジションにおける信号強度値を用い、記憶された上記検量線を参照すればよい。
　なお、検量線作成に利用される擬似ＭＲＭ測定データは、第１実施例の質量分析装置ではなく、第２乃至第４実施例の質量分析装置により取得されたものでよいことは当然である。
　　［第６実施例］
　本発明の第６実施例である質量分析装置について、図１５を参照して説明する。図５は第６実施例の質量分析装置の概略構成図である。上記第１乃至第５実施例はトリプル四重極型質量分析装置であるが、この第６実施例はＱ－ＴＯＦ型質量分析装置である。
　図１５において、測定部１００に含まれる、真空チャンバ１１０、イオン源１１１、イオンレンズ１１２、前段四重極マスフィルタ１１３、コリジョンセル１１４、及び多重極型イオンガイド１１５は、図１に示した第１実施例の質量分析装置における、真空チャンバ１０、イオン源１１、イオンレンズ１２、前段四重極マスフィルタ１３、コリジョンセル１４、及び多重極型イオンガイド１５と基本的に同じである。
　コリジョンセル１１４から吐き出されたイオン（例えばコリジョンセル１１４内で解離により生成されたプロダクトイオン）はイオンガイド１１６を通して直交加速部１１７に導入される。直交加速部１１７は加速電極を含み、導入されたイオンをその導入方向と略直交する方向に加速する。加速されたイオンはイオン反射器１１９を含む飛行空間１１８に導入され、イオン反射器１１９で折り返されつつ飛行空間１１８中を飛行する間に、質量電荷比に応じて空間的に分離されてイオン検出器１２０に到達する。イオン検出器１２０は時間経過に伴って順次到達するイオンの量に応じた検出信号を出力し、この検出信号をＡ／Ｄ変換したデジタルデータがデータ処理部２００に入力される。
　データ処理部２００における各機能ブロック、即ち、測定データ格納部２１０、プロファイルスペクトル作成部２１１、ピーク検出部２１２、プロダクトイオンm/z値取得部２１３、擬似ＭＲＭ測定データ抽出部２１４、及び擬似ＭＲＭ測定データ記憶部２１５の基本的な動作は、図１に示した第１実施例の質量分析装置における、測定データ格納部２０、プロファイルスペクトル作成部２１、ピーク検出部２２、プロダクトイオンm/z値取得部２３、擬似ＭＲＭ測定データ抽出部２４、及び擬似ＭＲＭ測定データ記憶部２５における動作と同じである。また、一部の制御対象が四重極マスフィルタから飛行時間型質量分離器に代わるために一部の制御動作が変更になる以外は、分析制御部３００、中央制御部４００等の動作も、図１に示した第１実施例の質量分析装置における分析制御部３及び中央制御部４と同じである。
　直交加速部１１７、飛行空間１１８等を含む飛行時間型質量分離器及びイオン検出器１２０では、通常の測定を実行することで、質量電荷比が所定の質量電荷比範囲に含まれるイオンの信号強度と飛行時間との関係を表す飛行時間スペクトルが得られる。飛行時間スペクトルにおける各飛行時間を質量電荷比に換算することでマススペクトルが得られるから、このマススペクトルが第１実施例におけるプロファイルスペクトルに相当することは明らかである。
　即ち、この第６実施例の質量分析装置では、前段四重極マスフィルタ１１３で特定の質量電荷比のイオン（プリカーサイオン）を選択し、コリジョンセル１１４においてプリカーサイオンをＣＩＤにより解離させ、後段の飛行時間型質量分離器で所定の質量電荷比範囲についての通常の測定を実施することによって、図２に示したステップＳ１の処理、即ち、特定のプリカーサイオンに対するプロダクトイオンスキャン測定に相当する測定を実施し、プロダクトイオンについてのプロファイルスペクトルを取得することができる。こうしてプロファイルスペクトルが得られた以降の処理は、第１実施例の質量分析装置と全く同じである。また、第２乃至第４実施例の質量分析装置で説明した各データ処理についても同様に適用可能であることは明らかである。
　このようにして第６実施例の質量分析装置においても、目的化合物に対する擬似的なＭＲＭ測定結果を得ることができる。
　なお、上記実施例はいずれも本発明の一例であるから、本発明の趣旨の範囲で適宜に変形、追加、修正を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。
　例えば上記第１乃至第６実施例の質量分析装置はガスクロマトグラフとの組合せが可能である質量分析装置であるが、液体クロマトグラフとの組合せが可能である、大気圧イオン源を備えた質量分析装置であってもよいことは明らかである。
１、１００…測定部
１０、１１０…真空チャンバ
１１、１１１…イオン源
１２、１１２…イオンレンズ
１３、１１３…前段四重極マスフィルタ
１４、１１４…コリジョンセル
１５、１１５…多重極型イオンガイド
１６…後段四重極マスフィルタ
１７、１２０…イオン検出器
１１６…イオンガイド
１１７…直交加速部
１１８…飛行空間
１１９…イオン反射器
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２００…データ処理部
２０、２１０…測定データ格納部
２１、２１１…プロファイルスペクトル作成部
２２、２１２…ピーク検出部
２３、２１３…プロダクトイオンm/z値取得部
２４、２１４…擬似ＭＲＭ測定データ抽出部
２４１…プロダクトイオン強度値算出部
２５、２１５…擬似ＭＲＭ測定データ記憶部
２６…セントロイドスペクトル作成部
２７…ＭＳ／ＭＳスペクトルライブラリ
２８…プロダクトイオン別検量線作成部
２９…検量線評価・選択部
３、３００…分析制御部
４、４００…中央制御部
５…入力部
６…表示部

Claims (7)

  1. 　イオンを解離させるコリジョンセルを挟んで前後に質量分離器を有する質量分析装置において、
    　a)試料中の目的化合物由来の既知のイオンをプリカーサイオンとしたプロダクトイオンスキャン測定を実行して所定質量電荷比範囲のプロファイルスペクトルを取得するように各部を制御するプロダクトイオンスキャン測定実行制御部と、
    　b)前記プロファイルスペクトル又は該プロファイルスペクトルから求まるセントロイドスペクトルに対し所定の基準に従ってピークを検出するピーク検出部と、
    　c)前記プロファイルスペクトルから検出されたピークが存在する質量電荷比範囲内の一若しくは複数の質量電荷比値に基づいて、又は、前記セントロイドスペクトルから検出されたピークに対応する一若しくは複数の質量電荷比値に基づいて、前記プリカーサイオンの質量電荷比値と組み合わせることでＭＲＭトランジションとして扱えるプロダクトイオンの質量電荷比値を求めるプロダクトイオン質量電荷比値決定部と、
    　d)前記プリカーサイオンの質量電荷比値、前記プロダクトイオン質量電荷比値決定部で決定されたプロダクトイオンの質量電荷比値、及び、前記プロファイルスペクトル又は前記セントロイドスペクトルから検出されたピークから求まる強度値を、擬似的なＭＲＭ測定結果として抽出する擬似ＭＲＭ測定結果抽出部と、
    　を備えることを特徴とする質量分析装置。
  2. 　請求項１に記載の質量分析装置であって、
    　前記プロダクトイオン質量電荷比値決定部は、前記プロファイルスペクトルから検出されたピークの最大強度値を与える質量電荷比値を前記プロダクトイオンの質量電荷比値として求めることを特徴とする質量分析装置。
  3. 　請求項１に記載の質量分析装置であって、
    　前記擬似ＭＲＭ測定結果抽出部は、前記プロファイルスペクトルから検出されたピークの最大強度値を、前記擬似的なＭＲＭ測定結果における強度値とすることを特徴とする質量分析装置。
  4. 　請求項１に記載の質量分析装置であって、
    　前記擬似ＭＲＭ測定結果抽出部は、前記プロファイルスペクトルから検出された一つのピークに対応付けられる、前記セントロイドスペクトルから検出された一又は複数のピークの強度値に基づいて、前記擬似的なＭＲＭ測定結果における強度値を求めることを特徴とする質量分析装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の質量分析装置であって、
    　濃度が複数段階に相違する同一の目的化合物に対してそれぞれ取得される、プリカーサイオン質量電荷比及びプロダクトイオン質量電荷比が同一である擬似的なＭＲＭ測定結果に基づいて、濃度と強度値との関係を示す検量線を作成する検量線作成部、をさらに備えることを特徴とする質量分析装置。
  6. 　請求項５に記載の質量分析装置であって、
    　前記検量線作成部は、同一の目的化合物に対し、プリカーサイオン質量電荷比及び／又はプロダクトイオン質量電荷比が相違する擬似的なＭＲＭ測定結果に基づく複数の検量線を作成して、該複数の検量線の中から信頼性が最も高いと推測される検量線を選定することを特徴とする質量分析装置。
  7. 　請求項６に記載の質量分析装置であって、
    　前記選定された検量線を与えるプリカーサイオンとプロダクトイオンとをＭＲＭトランジションとして抽出するＭＲＭトランジション抽出部をさらに備えることを特徴とする質量分析装置。
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